(57)【要約】【課題】角速度検出による防振制御機能を有する光学機器において、機器に加わる加速度外乱の推定結果を用いてタップ検出を高精度に行うこと。【解決手段】光学機器は、機器本体を軽く叩くタッピング動作に対応する機能を実行するとともに、補正部材（シフトレンズ）を光軸と直交する方向に駆動して画像ブレを補正する。角速度検出部２１８は機器に加わる振れの角速度を検出する。位置検出部１０５は補正部材の位置を検出する。外乱推定部１０６は機器への加速度外乱を推定し、タップ検出部１０７は、推定された加速度外乱が閾値以上である場合にタッピング動作が行われたと判定する。特性変更部１０８は、タップ検出部１０７がタッピング動作の検出中である場合に防振制御特性を変更し、タッピング動作が検出されたときの位置に補正部材を留めるように、デジタルフィルタ部１０１のカットオフ周波数又は目標位置算出部１０２のゲインを制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器本体を叩くタッピング動作に対応する機能を実行するとともに、補正部材を光軸と直交する方向に駆動することで画像ブレを補正する光学機器であって、
前記光学機器に加わる振れの角速度を検出する角速度検出手段と、
前記補正部材の位置を検出する位置検出手段と、
前記角速度検出手段による角速度検出信号及び前記位置検出手段による位置検出信号を用いて前記補正部材の駆動制御量を算出して該補正部材の駆動制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記位置検出信号に対し、前記光学機器に外乱が加わっていない状態における位置制御のゲイン特性に係る逆特性のデータを用いて逆特性変換を行うことにより、前記光学機器に加わった加速度外乱を推定する外乱推定手段と、
前記外乱推定手段により推定された加速度外乱の大きさが閾値以上である場合にタッピング動作が行われたと判定するタップ検出手段と、
前記タップ検出手段がタッピング動作の検出中である場合に、前記補正部材をタッピング動作が検出されたときの位置に留めておくよう防振制御特性を変更する特性変更手段を有することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記タップ検出手段は、前記加速度外乱の大きさが閾値以上であって、かつ、前記角速度検出信号の大きさが閾値以上である場合にタッピング動作が行われたと判定することを特徴とする請求項１記載の光学機器。
【請求項３】
前記外乱推定手段は、
前記逆特性変換を行う逆特性変換手段と、
前記逆特性変換手段の出力から前記補正部材の駆動制御量を減算して前記加速度外乱を算出する減算手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記制御手段は、前記角速度検出信号に対してフィルタリング処理を施すカットオフ周波数が変更可能なフィルタ手段をさらに有し、
前記特性変更手段は、前記タップ検出手段がタッピング動作の検出中である場合、前記補正部材に係る駆動制御範囲の制御端位置近傍での当該補正部材の滞留を抑止するよう前記フィルタ手段のカットオフ周波数を変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の光学機器。
【請求項５】
前記制御手段は前記角速度検出信号を減衰させる減衰処理を行い、
前記特性変更手段は、前記タップ検出手段がタッピング動作の検出中である場合、前記タップ検出手段がタッピング動作を検出していない場合よりも、前記角速度検出信号の大きさが小さくなるよう前記減衰処理を変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の光学機器。
【請求項６】
前記特性変更手段は、前記タップ検出手段がタッピング動作の検出中である場合、前記補正部材が前記駆動制御範囲の中心位置から制御端位置に近づくにつれて前記減衰処理でのゲインを小さくすることを特徴とした請求項５記載の光学機器。
【請求項７】
前記角速度検出信号に対する前記補正部材の移動量の調整が行われたか否かを前記タップ検出手段に通知する調整有無通知手段をさらに備え、
前記タップ検出手段は、前記調整有無通知手段から前記調整が行われていないことを通知された場合、前記タッピング動作の検出を行わないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の光学機器。
【請求項８】
前記光学機器の光学系の焦点距離を制御するズーム駆動制御手段をさらに備え、
前記タップ検出手段は、前記ズーム駆動制御手段から前記焦点距離を変更していることが通知された場合、前記タッピング動作の検出を行わないことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項記載の光学機器。
【請求項９】
前記位置検出手段によって検出される前記補正部材の位置が予め設定された範囲を超えているか否かを判定する位置判定手段をさらに備え、
前記タップ検出手段は、前記位置判定手段から前記補正部材の位置が予め設定された範囲を超えたことを通知された場合、前記タッピング動作の検出を行わないことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記載の光学機器。
【請求項１０】
機器本体を叩くタッピング動作に対応する機能を実行し、補正部材を光軸と直交する方向に駆動することで画像ブレを補正する光学機器で実行される制御方法であって、
前記光学機器に加わる振れの角速度及び前記補正部材の位置を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出した角速度検出信号及び位置検出信号を用いて前記補正部材の駆動制御量を算出して該補正部材の駆動制御を行う制御ステップを有し、
前記制御ステップは、
前記位置検出信号に対し、前記光学機器に外乱が加わっていない状態における位置制御のゲイン特性に係る逆特性のデータを用いて逆特性変換を行うことにより、前記光学機器に加わった加速度外乱を推定する外乱推定ステップと、
前記外乱推定ステップで推定された加速度外乱の大きさが閾値以上である場合にタッピング動作が行われたと判定するタップ検出ステップと、
前記タップ検出ステップでのタッピング動作の検出中、前記補正部材をタッピング動作が検出されたときの位置に留めておくよう防振制御特性を変更する特性変更ステップを有することを特徴とする光学機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防振制御機能を有する光学機器及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルカメラ等の光学機器には手ブレ補正機能が搭載されており、幾つかの方法が知られている。一般的なシステムでは、手ブレ検知用の角速度センサと、検出した角速度を積分する演算装置と、手ブレを補正する方向にシフトレンズまたは撮像素子を移動させる駆動手段を有する。
また、ユーザが撮像装置を操作する際には、撮像装置に設置されているボタン、スイッチ、ホイール等の入力装置を用いて行うのが一般的である。しかし、撮像装置の小型化が進むと、前記のような入力装置を設置するスペースが限られてくる。そのため通常の入力装置での操作とは別に、タッチパネルや撮像装置を軽く叩くことにより入力が与えられたことを認識する、いわゆるタッピングの検出（以下、タップ検出という）が提案されている。特許文献１に開示の装置では加速度を検知するセンサを配置し、予め定められた信号パターンが入力されたことを検出して対応する機能を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７６６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示すような装置では、タップ検出用に加速度センサを配置する必要がある。手ブレを検出するための角速度センサの出力だけでタップ検出を行う方法も考えられるが、角速度センサは撮像装置に加わるピッチ方向またはヨー方向の回転を検出するのみである。タップ検出では撮像装置に加わる回転方向のみならず、並進方向の動きも正確に検出する必要がある。またタッピング動作直後の防振性能低下を防止してタップ検出に支障を来さないための手段を講じる必要がある。
そこで本発明の目的は、角速度検出による防振制御機能を有する光学機器において、機器に加わる加速度外乱の推定結果を用いてタップ検出を高精度に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る装置は、機器本体を叩くタッピング動作に対応する機能を実行するとともに、補正部材を光軸と直交する方向に駆動することで画像ブレを補正する光学機器であって、前記光学機器に加わる振れの角速度を検出する角速度検出手段と、前記補正部材の位置を検出する位置検出手段と、前記角速度検出手段による角速度検出信号及び前記位置検出手段による位置検出信号を用いて前記補正部材の駆動制御量を算出して該補正部材の駆動制御を行う制御手段を備える。
前記制御手段は、前記位置検出信号に対し、前記光学機器に外乱が加わっていない状態における位置制御のゲイン特性に係る逆特性のデータを用いて逆特性変換を行うことにより、前記光学機器に加わった加速度外乱を推定する外乱推定手段と、前記外乱推定手段により推定された加速度外乱の大きさが閾値以上である場合にタッピング動作が行われたと判定するタップ検出手段と、前記タップ検出手段がタッピング動作の検出中である場合に、前記補正部材をタッピング動作が検出されたときの位置に留めておくよう防振制御特性を変更する特性変更手段を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、加速度センサを搭載することなく、光学機器に加わる加速度外乱の推定結果を用いてタップ検出を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学機器として撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図３乃至５と併せて本発明の第１実施形態を説明するために、手ブレ補正及びタップ検出を行うための構成例を示すブロック図である。
【図３】シフトレンズユニットの周波数特性（Ａ）と逆周波数特性（Ｂ）を例示したグラフである。
【図４】手ブレ補正及びタップ検出を説明するフローチャートである。
【図５】減衰ゲインテーブルの一例を説明するグラフである。
【図６】図７と併せて本発明の第２実施形態を説明するために、手ブレ補正及びタップ検出を行うための構成例を示すブロック図である。
【図７】手ブレ補正及びタップ検出を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の実施形態に係る光学機器として、機器本体を軽く叩いて所望の機能を実行させるタッピング機能及び手ブレ補正機能をもつ撮像装置への適用例を説明する。手ブレ補正方式には、補正部材としての補正レンズ（シフトレンズ）または撮像素子を移動させる制御が知られているが、本発明はいずれの方式にも適用できるので、以下ではシフトレンズを補正部材として説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置としてデジタルカメラの構成例を示す全体のブロック図である。
撮像光学系を構成するズームユニット２０１は変倍用のズームレンズを含む。ズーム駆動制御部２０２はズームユニット２０１の駆動を制御する。振れ補正光学系としてのシフトレンズユニット２０３は、光軸に対して略垂直な平面内で位置を変更可能なシフトレンズを含む。防振制御部２０４はシフトレンズユニット２０３の駆動を制御する。
絞り・シャッタユニット２０５は露光制御に用いられ、絞り・シャッタ駆動制御部２０６は、絞り・シャッタユニット２０５の駆動を制御する。フォーカスユニット２０７はピント調整を行う焦点調節レンズを含む。フォーカス駆動制御部２０８は、フォーカスユニット２０７の駆動を制御する。各駆動制御部は後述の制御部２１２から制御信号を受けて各ユニットの駆動制御を行う。
撮像素子を含む撮像部２０９は、各レンズ群を通ってきた光像を電気信号に変換する。撮像信号処理部２１０は、撮像部２０９が出力した電気信号を映像信号に変換する。映像信号処理部２１１は、撮像信号処理部２１０が出力した映像信号を用途に応じて加工する。
制御部２１２はシステム全体を制御し、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置）がプログラムを解釈して実行することで、各種の処理を行う。表示制御部２１３は、映像信号処理部２１１により得られた画像の表示制御を行う。表示部２１４は、表示制御部２１３から出力された映像信号に従って画像を表示する。電源部２１５はシステムの各部に対し、電源を必要に応じて供給する。操作部２１６は、撮像装置を操作するためのユーザインタフェースであり、ユーザの操作指示を制御部２１２に伝える。記憶部２１７は、映像情報や制御パラメータ等の様々なデータを記憶する。角速度検出部２１８は、手ブレ等の振れを検出する角速度センサを含み、角速度検出信号を防振制御部２０４に送る。
【００１０】
次に、上記構成を持つ撮像装置の動作について説明する。
操作部２１６はシャッタレリーズボタンを有し、その操作に応じてオン状態またはオフ状態となる２段式スイッチを含む。ユーザがシャッタレリーズボタンを約半分押し込んだときに第１スイッチＳＷ１がオン状態になる。フォーカス駆動制御部２０８はフォーカスユニット２０７を駆動してピント調整を行うとともに、絞り・シャッタ駆動制御部２０６が絞り・シャッタユニット２０５を駆動して適正な露光量に設定する。さらにユーザがシャッタレリーズボタンを最後まで押し込んだときに第２スイッチＳＷ２がオン状態になると、撮像部２０９に露光された光像から得た画像データが記憶部２１７に記憶される。このとき、操作部２１６から振れ補正機能のオン指示があれば、制御部２１２は防振制御部２０４に振れ補正動作を指示する。これを受けた防振制御部２０４は、制御部２１２から振れ補正機能のオフ指示がなされるまで振れ補正制御を行う。また操作部２１６が所定時間以上に亘って操作されなかった場合、制御部２１２は節電のために表示部２１４等への電源供給を遮断する指示を出す。
操作部２１６には図示しないモード指定手段が設けられ、ユーザは静止画撮影モードと動画撮影モードを選択可能である。各モードにおいてアクチュエータ等の動作条件が変更される。ユーザが操作部２１６を操作し、ズームユニット２０１による変倍指示があると、これを制御部２１２が受け付けてズーム駆動制御部２０２に指示を出す。ズーム駆動制御部２０２はズームユニット２０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームレンズを移動させる。それとともに、フォーカス駆動制御部２０８はフォーカスユニット２０７を駆動してピント調整を行う。その際、制御部２１２は映像信号処理部２１１で処理された画像情報に基づいて焦点状態を検出し、焦点調節用の制御信号をフォーカス駆動制御部２０８に送る。
【００１１】
［第１実施形態］
図２は本発明の第１実施形態にて手ブレ補正とともにタップ検出を行うための構成例を示すブロック図である。角速度検出部２１８は、撮像装置の縦方向（ＰＩＴＣＨ方向とも呼ばれる）の角速度を検出するセンサと撮像装置の横方向（ＹＡＷ方向とも呼ばれる）の角速度を検出するセンサを含む。検出方向の違いを除いて防振制御部の構成は同様であるので、以下では縦方向に関する防振制御部の構成だけを説明する。
防振制御部２０４は縦方向の振れ補正量から目標位置を決定し、駆動信号を不図示のアクチュエータに送ってシフトレンズユニット２０３の位置制御を行う。位置検出部１０５は、シフトレンズユニット２０３の位置を検出する。シフトレンズユニット２０３には磁石が設けられており、その磁場を位置検出部１０５が検出する。シフトレンズユニット２０３の実位置を示す信号と目標位置を用いて、後述のようにＰＩＤ制御、つまりＰ（比例）制御、Ｉ（積分）制御、及びＤ（微分）制御を選択的に組み合わせた制御が行われる。こうして、撮像装置に手ブレ等が発生してもシフトレンズユニット２０３の駆動制御により撮影時の画像ブレを防止できる。
【００１２】
次に防振制御部２０４の構成部を説明する。
ＡＤ変換部１００は、角速度検出部２１８からの角速度検出信号を受けてアナログデータからデジタルデータに変換する。変換後の信号はデジタルフィルタ部１０１に送られる。デジタルフィルタ部１０１は、カットオフ周波数を変更可能な高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦと記す）１０１ａと、低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと記す）１０１ｂを含む。ＨＰＦ１０１ａは角速度検出信号に含まれるＤＣ（直流）成分をカットし、ＬＰＦ１０１ｂは角速度検出信号を角度信号に変換する。角速度を積分して得た角度から振れが検出される。デジタルフィルタ部１０１は処理した信号を目標位置算出部１０２に出力する。
目標位置算出部１０２は、デジタルフィルタ部１０１で処理された角度データに対して、角度を距離に換算するための距離換算定数を乗算し、目標位置としての振れ補正量を算出する。また目標位置算出部１０２は、シフトレンズユニット２０３の位置に応じて目標位置を減衰させ、シフトレンズユニット２０３の位置が制御端（駆動制御範囲の限界位置）に留まらないように防ぐ。目標位置算出部１０２が出力する目標位置情報は第１減算部ＤＥＣ１に送られ、ここで目標位置と、位置検出部１０５から得た位置検出信号の示すレンズ位置との偏差が算出される。この偏差がゼロとなるように、ＰＩＤ制御部１０３はフィードバック制御量を算出する。ＰＩＤ制御部１０３は、目標位置とレンズ位置との偏差から制御量を求め、第２減算部ＤＥＣ２を介して、位置指令を駆動信号出力部１０４に出力する。これによりシフトレンズは光軸に対して直交する方向に沿って目標位置に駆動され、手ブレ補正が行われる。
第２減算部ＤＥＣ２は、ＰＩＤ制御部１０３の出力から、外乱推定部１０６の出力を減算して駆動信号出力部１０４に出力する。図２には外乱が駆動制御量に加わることを模式的に示している。外乱推定部１０６は、前記駆動制御量とシフトレンズユニット２０３の位置情報を用いて加速度外乱を推定する。外乱推定量を制御量にフィードバックすることで外乱に対する応答性が向上し、シフトレンズユニット２０３の目標位置への追従精度が高まる。
外乱推定部１０６は、シフトレンズユニット２０３の逆周波数特性をモデル化した逆特性変換部１０６ａを有し、これに位置検出部１０５からの位置検出信号が入力される。
【００１３】
図３はシフトレンズユニット２０３の周波数特性及び逆周波数特性の一例を説明するグラフであり、横軸に周波数（Ｈｚ）を示し、縦軸にゲイン（ｄＢ）を示す。
図３（Ａ）は撮像装置に外乱が加わっていない状態での周波数特性を例示する。一般的に手ブレの振動は正弦波の複合波形であるため、周波数毎の正弦波に対する応答ゲインの変化が手ブレに対するシフトレンズの周波数特性となる。本例では、低域でゲインが一定であり、周波数が高くなると一旦は第１のピークを示してから周波数が高くなるにつれてゲインが減少していく。さらに高域では第２のピークを経て周波数の増加とともにゲインが減少する。
図３（Ｂ）は逆周波数特性を例示する。本例では、低域でゲインが一定であり、周波数が高くなると一旦はボトムを示してから周波数の増加につれてゲインが上昇していく。これは図３（Ａ）の低域でのゲイン特性を打ち消す特性である。さらに高域では周波数の増加に伴ってゲインが増加する。
角速度の場合、角速度検出部２１８によって検出できるため、振れ補正を位置制御により行うことができる。これは、シフトレンズユニット２０３の周波数特性の逆変換を行うと、高周波域に比して低い周波数に対しては、角速度成分（手ブレ）のゲインが打ち消されることを意味している。一方、加速度の場合は角速度検出部２１８では検出不可能であるため、振れ補正を行うことができない。結果として周波数特性の逆変換を行っても、その加速度成分のゲインは残り、これが外乱となる。
【００１４】
逆特性変換部１０６ａで変換された信号、つまりシフトレンズユニット２０３の動特性モデルの逆モデルに通した信号は減算部ＤＥＣ３に送られる。減算部ＤＥＣ３は、逆特性変換部１０６ａの出力信号からＰＩＤ制御に係る駆動制御量の信号を減算し、両者の差である外乱推定値を求めて第２減算部ＤＥＣ２に送る。これにより、シフトレンズユニット２０３に加わる入力端外乱を抽出する、いわゆる外乱オブザーバシステムが実現される。外乱オブザーバシステムによりタッピングを検出する理由は、以下の通りである。
外乱オブザーバシステムにより推定される外乱は、シフトレンズユニット２０３に加わる加速度そのものである。外乱オブザーバシステムは、加わる方向によらずシフトレンズユニット２０３が受けた加速度を全て推定するため、撮像装置の回転方向の動きのみならず、並進方向（シフト方向）の動きも検出可能である。そのため、手ブレを検出するための角速度センサの出力のみを利用したタップ検出方法に比べ、本実施形態の場合、角速度センサでは検出不可能なシフト方向の振れも正確に検出できるので、タップ検出精度が向上する。
【００１５】
一方、外乱推定部１０６が算出した外乱推定値は、帯域通過フィルタ（以下、ＢＰＦと記す）１０９にも送られる。ＢＰＦ１０９は入力信号から特定の周波数成分のみを抽出してタップ検出部１０７に送る。タップ検出部１０７は、ＢＰＦ１０９の出力値を、予め設定された閾値と比較し、閾値以上の加速度外乱が検出された場合にタッピング動作が行われたと判定する。
タップ検出部１０７の判定結果は特性変更部１０８に送られる。特性変更部１０８は、ＡＤ変換部１００でデジタル化された信号を受けて、タップ検出結果との関係に基づいてデジタルフィルタ部１０１内のＨＰＦ１０１ａまたはＬＰＦ１０１ｂのカットオフ周波数を変更する。或いは特性変更部１０８は、目標位置算出部１０２で設定された、目標位置信号に対する減衰率を変更する。
【００１６】
次に、本実施形態における振れ補正動作について、図４に示すフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。
まず、撮像装置に電源が投入されると防振制御動作が開始する（Ｓ５０１）。防振制御動作は、一定周期（例えば１２５μsec）で発生する制御割り込み処理によって、撮像装置の縦方向と横方向に関して実行される。制御割り込みが発生すると、角速度検出部２１８によって角速度検出信号が取得される（Ｓ５０２）。角速度検出信号は、デジタルフィルタ部１０１内のＨＰＦ１０１ａによりＤＣ成分がカットされ、ＬＰＦ１０１ｂによる積分処理で角速度から角度へと変換される（Ｓ５０３）。そして目標位置算出部１０２はシフトレンズユニット２０３の位置制御に係る目標位置を算出する。
位置検出部１０５はシフトレンズユニット２０３の位置を検出し（Ｓ５０４）、第１減算部ＤＥＣ１は目標位置と現在位置との偏差を算出する（Ｓ５０５）。この偏差がゼロとなるようにＰＩＤ制御部１０３が演算を行う（Ｓ５０６）。外乱推定部１０６は、第２減算部ＤＥＣ２の出力する駆動制御量とシフトレンズユニット２０３の現在位置から外乱を推定する（Ｓ５０７）。第２減算部ＤＥＣ２は、ＰＩＤ制御部１０３の出力する制御量から外乱推定量を減算し、駆動制御量を算出する（Ｓ５０８）。図２に示す外乱は外乱推定量によって打ち消され、駆動制御量は駆動信号出力部１０４に送られ、シフトレンズユニット２０３に対する駆動信号が出力される（Ｓ５０９）。シフトレンズユニット２０３は不図示のアクチュエータにより、駆動信号に従って駆動される。これにより目標位置に追従する位置制御の精度が向上する。
【００１７】
一方、シフトレンズユニット２０３の位置制御に使用した外乱推定値は、重力の影響や、パンニング、タッピング等の外乱の大きさを表している。この外乱推定値を観測すれば、タッピングの操作検出処理に利用可能である。但し、外乱推定値はシフトレンズユニット２０３に加わる全ての外乱の推定値であるため、そのまま使用したのでは、タップ検出を正確に行うことが難しい。一般的に想定される外乱成分の性質から、重力項は撮像装置の姿勢により、一定のＤＣ成分として現れ、またパンニング動作や手ブレに関しては、一般に１０Ｈｚ以下の低周波振動で現れる。一方、タッピング動作は、パルス状に加わる比較的高い周波数の外乱となる。よって、外乱推定値からＢＰＦ１０９を用いて、比較的高い周波数成分だけを抽出することで、タッピング動作による外乱の影響のみを検出できる。ＢＰＦ１０９は外乱推定値に対してバンドパスフィルタ処理を行う（Ｓ５１０）。Ｓ５１１でタップ検出部１０７は、特定の周波数帯域のみ抽出した外乱推定値を、予め設定した閾値と比較する。外乱推定値が閾値以上であって、かつＡＤ変換部１００からの角速度検出信号のレベルが閾値以上である場合、タップ検出部１０７はタップピング動作が行われたと判定し、Ｓ５１３に進み、タップ検出フラグをＯＮにする。タップ検出フラグの値はタップピングの動作を検出中であるか否かを示す。タッピング動作が検出された場合、その検出信号が制御部２１２に通知され、該タッピング動作に対応する機能を実行する処理が行われる。
Ｓ５１１で判定条件が満たされないと（ＮＯの場合）、タップ検出部１０７はタッピング動作が行われていないと判定してＳ５１２に進み、タップ検出フラグをＯＦＦにして処理を終了する。なお、手ブレによる外乱とタッピングによる外乱は、周波数のみで判別不可能な場合もある。両者の判別に関しては、手ブレの影響による外乱推定値に比べて、タッピングの動作による外乱推定値の方が大きいため、タップ検出に用いる閾値の調整で対処可能である。また、タップ検出に外乱推定値のレベル判定のみならず、角速度検出信号のレベル判定を行う理由は以下の通りである。例えば、シフトレンズユニット２０３に加わる摩擦変化（擦れ面の引っ掛かり等）や、シフトレンズが制御端付近に来た状態で防振制御が行われている際に外乱推定値が大きくなることがある。この場合、外乱推定値のレベル判定のみでタップ検出を行ったのでは、誤検出が惹き起こされる可能性がある。そこで、角速度検出信号のレベル判定を行ってその判定結果を利用することで、誤検出を避けることができる。角速度検出信号と外乱推定値の同時観測において、シフトレンズユニット２０３の可動部のみに加わった外乱と、撮像装置全体に加わった外乱を区別して検出することができる。
【００１８】
ところで防振制御動作と並行したタップ検出にて、シフトレンズユニット２０３に加わる外乱推定値を利用する場合、タッピング動作直後の防振性能低下や外乱推定値の飽和等によってタップ検出に支障を来さないための手段を講じる必要がある。例えば、防振時のレンズ位置が制御端近くである場合にタッピング動作によりレンズ目標位置が制御端位置近傍に滞留したままの状態になり、外乱推定値が飽和したままになってしまう状態等が挙げられる。対策としては、タッピング動作の検出中、シフトレンズ位置をその駆動制御範囲の中心に極力戻す処理、またはシフトレンズ位置が制御端位置近傍に留まらないようにする処理が必要である。なお制御端位置近傍は、制御端位置から一定範囲内の位置を含み、シフトレンズが滞留する可能性がある範囲を意味する。
タッピング動作の検出中、Ｓ５１４で特性変更部１０８は防振制御特性を変更し、シフトレンズを、タッピング動作が検出されたときの位置に留めておき、制御端位置近傍での滞留を抑止する。特性変更の具体例として、以下の形態がある。
（Ａ）角速度検出信号にフィルタリング処理を施すデジタルフィルタ部１０１のカットオフ周波数を変更する制御形態。
（Ｂ）角速度検出信号に対する減衰処理の変更による制御形態。
【００１９】
制御形態（Ａ）では、タップ検出フラグの値を見て、タップ検出中であると判定された場合、Ｓ５１４にてデジタルフィルタ部１０１はＬＰＦ１０１ｂのカットオフ周波数を変更する。例えば、特性変更部１０８はタップ検出中と判定された場合、角速度検出信号を角度信号に変換するＬＰＦ１０１ｂのカットオフ周波数を高周波側へ変更し、タップ検出終了と判定された場合にカットオフ周波数を低域側へ変更する。角速度検出信号に含まれる低周波成分による影響を無視することで、レンズ目標位置が制御端位置近傍に留まらないように防止できる。ここでは、ＬＰＦ１０１ｂのカットオフ周波数を変更する例を説明したが、ＤＣ成分除去用のＨＰＦ１０１ａのカットオフ周波数を変更しても同様の効果が得られる。
前記制御形態（Ｂ）の場合、Ｓ５１４で特性変更部１０８は角速度検出信号の減衰ゲインテーブルを変更する。減衰処理とは、シフトレンズ位置が制御端位置に近いほど、信号の大きさが小さくなるように角速度検出信号に対してゲイン（減衰ゲインＫ）を掛ける処理である。振れの角速度をω、レンズ位置（角度）をθ、減衰処理前の角速度ωをω１、減衰処理後の角速度ωをω２と記すとき、両者の関係は下式の通りである。ただし、減衰ゲインＫは減衰処理前の出力の大きさ（ω１）に対する減衰処理後の出力の大きさ（ω２）の割合である。
【００２０】
【数１】
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上式中のω１，ω２，θは時間ｔの関数であり、Ｋはθの関数である。
図５は減衰ゲインテーブルの一例をグラフで示す。縦軸は減衰ゲインＫを百分率で表し、横軸はシフトレンズユニット２０３の位置を表す。「メカ中心」はシフトレンズの駆動制御範囲の中心位置を表し、「メカ制御端」は駆動制御範囲における、いずれか一方の制御端位置を表す。減衰ゲインテーブルに示す値は、シフトレンズユニット２０３の位置に応じて変化する。グラフ線５０１は通常時の減衰ゲインテーブルを表しており、レンズ駆動のメカ中心位置で減衰ゲインＫの値が１００％、つまり減衰処理前の角速度検出信号の大きさ（ω１）に対して減衰処理後の角速度検出信号の大きさ（ω２）が同じである。このとき、係数値として１倍がかかるため角速度信号は減衰しない（ω２＝ω１）。そして、レンズ位置が中心位置からある程度離れると、Ｋ値が次第に小さくなっていき、メカ制御端で０％となる。つまり、レンズ位置がメカ制御端に近づくほど、角速度ω２が小さくなり、これによりレンズ目標位置が大きくならないように抑制できる。
タップ検出時には、減衰ゲインテーブルがグラフ線５０２に示すように変更される。本例ではＫ値がメカ中心位置で１００％であり、メカ制御端に近づくにつれてＫ値が次第に小さくなり、メカ制御端にて０％となる。タップ検出の終了時には通常の減衰ゲインテーブル（グラフ線５０１参照）に戻す処理が行われる。タップ検出中、減衰ゲインＫの乗算によって角速度信号がより早く小さくなるので、シフトレンズ位置が制御端位置に留まらないように防止できる。
【００２１】
第１実施形態によれば、角速度検出による手ブレ補正機能を有する撮像装置において、加速度センサ等の特別なセンサを設ける必要がなくなり、装置に加わる加速度外乱の推定結果を得てタップ検出を行うことができる。そしてタッピング動作直後における防振性能の改善とタップ検出の精度向上とを両立させることができる。
【００２２】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。
図６は第２実施形態に係る装置の構成例を示す。撮像装置の構成は基本的に第１実施形態の場合と同様であるため、以下では相違点を説明する。本実施形態では、調整有無通知部３００、ズーム駆動制御部２０２、レンズ位置判定部３０１が追加されている。
調整有無通知部３００は、手ブレ補正機能の調整が済んでいるか否かをタップ検出部１０７に通知する。手ブレ補正機能の調整とは、角速度検出センサの検出感度や位置検出センサの検出感度のバラツキ等を調整し、角速度検出信号に対してシフトレンズ移動量の関係を正すために行われる調整である。ズーム駆動制御部２０２は、光学系の焦点距離を変更するズームユニット２０１が駆動中であるか否かをタップ検出部１０７に通知する。レンズ位置判定部３０１は、位置検出部１０５から位置情報を取得し、シフトレンズユニット２０３の位置を判定して判定結果をタップ検出部１０７に通知する。判定条件はレンズ位置が駆動制御範囲の中心から所定範囲内にあるか否かである。
【００２３】
次に本実施形態の振れ補正動作について、図７に示すフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。図４との相違点は、Ｓ５１１とＳ５１３との間にあるＳ７０１乃至７０３であり、以下、これらの処理を説明する。
Ｓ５１１にて外乱推定値が閾値以上であって、かつ角速度検出信号のレベルが閾値以上であると判定された場合（Ｓ５１１でＹＥＳ）、Ｓ７０１に進む。タップ検出部１０７は調整有無通知部３００からの通知を受けて、手ブレ補正機能の調整が済んでいるか否かを判定する。手ブレ補正機能の調整が未調整の場合、Ｓ５１２に進み、タップ検出フラグをＯＦＦにして処理を終了する（Ｓ５１５）。手ブレ補正機能の調整が正しく行われていない場合には、シフトレンズの位置が制御端近傍に留まり易くなり、また外乱推定が正しく行われない可能性がある。そこで誤検出を防止するため、タップ検出が行われないように設定される。
【００２４】
一方、Ｓ７０１で手ブレ補正機能の調整済であると判定された場合、Ｓ７０２に進む。タップ検出部１０７はズーム駆動制御部２０２からズーム駆動中かどうかの通知を受け取る。ズーム駆動中の場合、Ｓ５１２に進み、タップ検出フラグをＯＦＦにして処理を終了する（Ｓ５１５）。ズーム駆動中には、ズーム機構の機械的な振動等により、シフトレンズが外乱を受けることがあるため、誤ったタップ検出が惹き起こされる可能性がある。これを防止するため、タップ検出を行わないように設定される。
【００２５】
一方、Ｓ７０２でズーム駆動中でないと判定された場合、タップ検出部１０７は、レンズ位置判定部３０１から判定結果を受けて、シフトレンズユニット２０３の位置が駆動制御範囲の中心から所定範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ７０３）。所定範囲については実測等で予め決定されて、比較基準値が設定されている。シフトレンズユニット２０３の位置が駆動制御範囲の中心から所定範囲を超える場合、レンズ位置が制御端位置に留まり、タップ検出時に誤検出が生じるおそれがある。よって、Ｓ５１２に進み、タップ検出フラグをＯＦＦにして処理を終了する（Ｓ５１５）。また、シフトレンズユニット２０３の位置が駆動制御範囲の中心から所定範囲以内にある場合にはＳ５１３に進む。
【００２６】
第２実施形態によれば、タップ検出を行うか否かの前記判定条件を追加することで、タップ検出の精度を向上させ、誤検出を回避できる。
【００２７】
以上の実施形態では、光学機器としてデジタルカメラを例にして説明したが、デジタルカメラのみに限定されるものではない。本発明は、例えばビデオカメラの他、ビデオカメラや一眼レフカメラに用いる交換レンズのような光学機器、携帯電話のような撮像光学系を備えた電子機器等に幅広く適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０１  デジタルフィルタ部
１０２  目標位置算出部
１０５  位置検出部
１０６  外乱推定部
１０７  タップ検出部
１０８  特性変更部
２０２  ズーム駆動制御部
２１８  角速度検出部
３００  調整有無通知部
３０１  レンズ位置判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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