(57)【要約】【課題】好適なブレの補正が可能なブレ補正装置を提供する。【解決手段】装置の加速度を検出する加速度検出部と、前記装置の角速度を検出する角速度検出部と、前記角速度検出部の出力から所定の低周波成分を除去する第１フィルタ部と、前記加速度検出部の出力と前記第１フィルタ部の出力とを用いて、前記加速度検出部の出力に含まれる重力加速度成分を演算する重力加速度演算部と、前記加速度検出部の出力から前記重力加速度演算部により演算された前記重力加速度成分を除去する重力加速度除去部と、前記重力加速度除去部により前記重力加速度成分が除去された前記加速度検出部の出力から、前記カメラの並進ブレ量を演算する並進ブレ演算部と、前記角速度検出部の出力から所定の低周波成分を除去する第２フィルタ部と、前記第２フィルタ部の出力から、前記装置の角度ブレ量を演算する角度ブレ演算部と、を備えるブレ補正装置。【選択図】図１
2013238647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の加速度を検出する加速度検出部と、
前記装置の角速度を検出する角速度検出部と、
前記角速度検出部の出力から所定の低周波成分を除去する第１フィルタ部と、
前記加速度検出部の出力と前記第１フィルタ部の出力とを用いて、前記加速度検出部の出力に含まれる重力加速度成分を演算する重力加速度演算部と、
前記加速度検出部の出力から前記重力加速度演算部により演算された前記重力加速度成分を除去する重力加速度除去部と、
前記重力加速度除去部により前記重力加速度成分が除去された前記加速度検出部の出力から、前記カメラの並進ブレ量を演算する並進ブレ演算部と、
前記角速度検出部の出力から所定の低周波成分を除去する第２フィルタ部と、
前記第２フィルタ部の出力から、前記装置の角度ブレ量を演算する角度ブレ演算部と、
を備えることを特徴とするブレ補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブレ補正装置において、
前記第１フィルタ部の信号の通過帯域と前記第２フィルタ部の信号の通過帯域とはそれぞれ異なることを特徴とするブレ補正装置。
【請求項３】
請求項２に記載のブレ補正装置において、
前記第２フィルタ部の信号の通過帯域は、前記第１フィルタ部の信号の通過帯域よりも広いことを特徴とするブレ補正装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のブレ補正装置において、
像ブレを補正するための光学部材と、
前記並進ブレ演算部および前記角度ブレ演算部の出力信号に応じて前記光学部材の駆動を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするブレ補正装置。
【請求項５】
請求項４に記載のブレ補正装置において、
前記光学部材は、像ブレを補正するために駆動されるブレ補正光学系、または、像ブレを補正するために駆動される撮像素子であることを特徴とするブレ補正装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のブレ補正装置を備えることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレ補正装置および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影時に発生する像ブレを補正する装置が知られている。例えば特許文献１には、加速度センサの出力に含まれる重力加速度成分を除去することにより、重力加速度成分の影響を受けずに像ブレの補正を行う像ブレ補正カメラが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２５４０５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に記載の像ブレ補正カメラにおいて、演算精度を高めるためには、時定数の高いフィルタにより角速度信号から低周波域の情報を除去することが望ましいが、このようなフィルタは収束が遅いため、並進ブレ演算の結果も収束が遅くなってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１に記載の発明は、装置の加速度を検出する加速度検出部（３５ｘ、３５ｙ）と、装置の角速度を検出する角速度検出部（３６ｐ、３６ｙ）と、前記角速度検出部（３６ｐ、３６ｒ、３６ｙ）の出力から所定の低周波成分を除去する第１フィルタ部（４２ｐ、４２ｒ、４２ｙ）と、前記加速度検出部（３５ｘ、３５ｙ、３５ｚ）の出力と前記第１フィルタ部（４２ｐ、４２ｒ、４２ｙ）の出力とを用いて、前記加速度検出部（３５ｘ、３５ｙ）の出力に含まれる重力加速度成分を演算する重力加速度演算部（３７、３８）と、前記加速度検出部（３５ｘ、３５ｙ）の出力から前記重力加速度演算部（３７、３８）により演算された前記重力加速度成分を除去する重力加速度除去部（４１ｘ、４１ｙ）と、前記重力加速度除去部（４１ｘ、４１ｙ）により前記重力加速度成分が除去された前記加速度検出部（３５ｘ、３５ｙ）の出力から、前記カメラの並進ブレ量を演算する並進ブレ演算部（３３）と、前記角速度検出部（３６ｐ、３６ｙ）の出力から所定の低周波成分を除去する第２フィルタ部（４７ｐ、４７ｙ）と、前記第２フィルタ部（４７ｐ、４７ｙ）の出力から、前記装置の角度ブレ量を演算する角度ブレ演算部（４８ｐ、４８ｙ）と、を備えることを特徴とするブレ補正装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、好適なブレの補正が可能なブレ補正装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。
【図２】ブレ検出装置１２の構成を示すブロック図である。
【図３】加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚによる加速度の検出方向、および、角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙによる角速度の検出方向の一例を示す図である。
【図４】慣性座標系とカメラ座標系を示す図である。
【図５】角速度センサ３６ｐの後段に設けられたハイパスフィルタ４２ｐを示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係るブレ検出装置１２の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明のブレ補正装置を適用したカメラシステムについて説明する。
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。カメラ１は、カメラボディ１００と、カメラボディ１００に着脱可能な交換レンズ２００から成る、いわゆる一眼レフレックス方式のデジタルカメラである。
【００１０】
交換レンズ２００は、ズームレンズ４、フォーカスレンズ５、およびブレ補正レンズ６等の複数のレンズにより構成される撮影光学系を有する。なお、図１ではズームレンズ４、フォーカスレンズ５、およびブレ補正レンズ６をそれぞれ１つのレンズにより構成されるかのように図示しているが、実際には各々を複数のレンズにより構成してもよい。
【００１１】
フォーカスレンズ５とブレ補正レンズ６の間には開口部を有する絞り１０が設けられている。被写体からの光束は、ズームレンズ４、フォーカスレンズ５、絞り１０の開口部、およびブレ補正レンズ６を順に通過して、カメラボディ１００内の撮像素子３に向かう。なお、図１では絞り１０がフォーカスレンズ５とブレ補正レンズ６の間に設けられているが、周知のように、絞り２０５は撮影光学系の前方や後方にあってもよいし、フォーカスレンズ５とブレ補正レンズ６以外のレンズの間にあってもよい。
【００１２】
フォーカスレンズ５は、撮影光学系のピント位置を調節するためのレンズであり、交換レンズ２００内のフォーカスレンズ駆動装置８により駆動される。また、ズームレンズ４は撮影光学系の焦点距離を調節するためのレンズであり、交換レンズ２００内のズームレンズ駆動装置７により駆動される。ブレ補正レンズ６は撮影光学系の光軸に垂直な方向に駆動可能なレンズであり、交換レンズ２００内のブレ補正レンズ駆動装置９により駆動され、被写体像の像ブレを補正する。交換レンズ２００内には更に、絞り１０を駆動し開口部の口径を可変する絞り駆動装置１１が設けられている。
【００１３】
ズームレンズ駆動装置７、フォーカスレンズ駆動装置８、ブレ補正レンズ駆動装置９、および絞り駆動装置１１は、それぞれ不図示のアクチュエータ（例えばステッピングモータやボイスコイルモータ、超音波モータ等）を備えており、そのアクチュエータによる駆動力が、ギアやカム等の不図示の駆動機構を介して駆動対象の部材（ズームレンズ４、フォーカスレンズ５、ブレ補正レンズ６、絞り１０）に伝達されるように構成されている。
【００１４】
交換レンズ２００内には、以上に述べた各部材に加えて、ブレ検出装置１２が設けられている。ブレ検出装置１２は、カメラ１に生じるブレ量を検出してカメラボディ１００に出力する。ブレ検出装置１２の詳細については後述する。
【００１５】
カメラボディ１００は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子３を有している。撮像素子３は、撮像面が撮影光学系の予定焦点面と一致するように配置されている。カメラボディ１００内の、撮影光学系と撮像素子１０２の撮像面との間には、クイックリターンミラー１９が設置されている。
【００１６】
非撮影時、クイックリターンミラー１９は撮影光学系の光路上に存在し、被写体光をカメラボディ１００の上方に反射させる。このとき、カメラボディ１００に入射した被写体光は、不図示のフォーカシングスクリーンやペンタプリズム（ペンタゴナルダハプリズム）を透過した後に、不図示のファインダーに向かう。撮影者はこのファインダーを介して、クイックリターンミラー１９により反射された被写体光から成る被写体像を視認することができる。
【００１７】
クイックリターンミラー１９の裏面には、不図示のサブミラーが設置されている。クイックリターンミラー１９の表面（反射面）は、一部がハーフミラー加工されており、そこに入射した被写体光はクイックリターンミラー１９を透過してサブミラーに入射する。サブミラーはこの光束をカメラボディ１００の下方に反射させる。カメラボディ１００の下方には、いわゆる瞳分割位相差検出方式の焦点検出を行う焦点検出装置１６が設けられている。焦点検出装置１６は、サブミラー１８からの反射光を用いて周知の方法により焦点検出を行い、デフォーカス量を検出する。
【００１８】
カメラボディ１００は更に、マイクロプロセッサやその周辺回路から成るＣＰＵ２を備える。ＣＰＵ２は、不揮発性の記憶媒体であるＥＥＰＲＯＭ１４に予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、カメラ１の各部を制御する。
【００１９】
撮影者がカメラボディ１００に設けられたレリーズスイッチ１７を半押しすると、ＣＰＵ２は焦点検出装置１６に焦点検出を行わせると共に、検出されたデフォーカス量に応じた駆動量だけフォーカスレンズ５が駆動されるようフォーカスレンズ駆動装置８を制御することにより、焦点調節を行う。撮影者がレリーズスイッチ１７を全押しすると、ＣＰＵ２はクイックリターンミラー１９を光路上から退避させ、撮像素子３の前面に設けられたシャッター２０を駆動させることにより、撮像素子３に被写体像を撮像させる。撮像素子３からの撮像信号は信号処理回路１５に入力され、信号処理回路１５はこの信号に周知のノイズ処理やＡ／Ｄ変換等を行い、画像信号をＣＰＵ２へ出力する。ＣＰＵ２はこの画像信号から被写体像の画像データを作成し、メモリカード等の記録媒体１３に記録する。
【００２０】
カメラボディ１００の背面には、液晶を用いた表示装置である背面液晶１８が設けられている。ＣＰＵ２は撮影した画像データや撮影パラメータ（例えばシャッタースピード、絞り値等）の設定画面等を背面液晶１８に表示する。
【００２１】
（ブレ検出装置１２の説明）
図２は、ブレ検出装置１２の構成を示すブロック図である。ブレ検出装置１２は、加速度センサ処理部３１、角速度センサ処理部３２、並進ブレ演算部３３、および角度ブレ演算部３４を備える。加速度センサ処理部３１は、それぞれ三軸方向の加速度を検出する加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚを備える。角速度センサ処理部３２は、それぞれ三軸回りの角速度を検出する角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙを備える。
【００２２】
図３は、加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚによる加速度の検出方向、および、角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙによる角速度の検出方向の一例を示す図である。本実施形態では、撮像素子３の撮像面と交換レンズ２００の光軸Ｌとの交点を直交座標の原点とし、交換レンズ２００の光軸ＬをＺ軸、撮像素子３の撮像面をＸＹ平面として表している。加速度センサ３５ｘはＸ軸の加速度を、加速度センサ３５ｙはＹ軸の加速度を、加速度センサ３５ｚはＺ軸の角速度をそれぞれ検出するように構成されている。また、角速度センサ３６ｒはＺ軸を中心とする回転（ロール）の角速度を、角速度センサ３６ｐはＸ軸を中心とする回転（ピッチ）の角速度を、角速度センサ３６ｙはＹ軸を中心とする回転（ヨー）の角速度をそれぞれ検出する。
【００２３】
カメラ１において発生する像ブレは、並進ブレと角度ブレに分類することができる。並進ブレは、撮像面の並進運動により発生する像ブレであり、加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚの出力値から並進ブレ量を特定することができる。また、角度ブレは、撮像面の回転運動により発生する像ブレであり、角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙの出力値から回転ブレ量を特定することができる。
【００２４】
ただし、加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚの出力値には、並進運動で発生する加速度と重力加速度とが含まれている。また、カメラの回転運動によってカメラの姿勢が変化すると、カメラ座標系に固定された加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚの検出軸方向と重力加速度方向との成す角が変化する。このため、カメラの姿勢変化に応じて、加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５の出力値に含まれる重力加速度の大きさが変化する。従って、並進ブレ量を特定するためには、加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚの出力値から重力加速度成分を除去し、並進運動で発生する加速度成分のみを用いて変位を算出する必要がある。この重力加速度成分を演算するために、ブレ検出装置１２は、姿勢演算部３７と、重力加速度成分演算部３８とを備える。
【００２５】
図４は、慣性座標系とカメラ座標系を示す図である。姿勢演算部３７は、静止座標系である慣性座標系３９から運動座標系であるカメラ座標系４０へ変換するための座標変換マトリックスＴを演算する。この座標変換マトリックスＴは、カメラ１の初期姿勢と、角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙの出力である三軸回りの角速度とを用いて算出される。この演算方法は、ストラップダウン方式の慣性航法装置等に用いられている方法であり、その詳細は、例えば特開平２−３０９７０２号公報に開示されている。
【００２６】
姿勢演算部３７はまず、カメラの初期姿勢を、加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚの出力から求められる重力加速度方向を利用して求める。ここで、カメラ１には回転振動および並進振動が存在するので、姿勢演算部３７は重力加速度方向を適宜の時間の間測定し続け、その測定結果の平均を算出することで平均的な重力加速度方向を求める。姿勢演算部３７はこのようにして、カメラ座標系４０における重力加速度方向により、慣性座標系３９に対するカメラの平均的な姿勢を求め、これをカメラ１の初期姿勢に設定する。
【００２７】
次式（１）、（２）は、座標変換マトリックスＴを算出するための微分方程式である。姿勢演算部３７は、次式（２）に角速度センサ３６ｐ、３６ｙ、３６ｒの出力であるＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの角速度ωX ，ωY，ωZ を代入してΩC を求め、カメラ１の初期姿勢を初期条件として次式（１）の微分方程式を解くことにより、座標変換マトリックスＴを演算する。
【００２８】
【数１】
2013238647.tif 000003
【００２９】
重力加速度成分演算部３８は、慣性座標系３９における重力加速度成分に、姿勢演算部３７により演算された座標変換マトリックスＴを乗じて、カメラ座標４０における重力加速度成分を求める。加速度センサ処理部３１は、加速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力値であるＸ軸、Ｙ軸方向の加速度からこの重力加速度成分を除去する加算器４１ｘ、４１ｙを備えている。加算器４１ｘ、４１ｙから並進ブレ演算部３３には、並進運動で発生するＸ軸、Ｙ軸の加速度が出力される。
【００３０】
角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙの出力値は、それぞれハイパスフィルタ４２ｒ、４２ｐ、４２ｙを介して姿勢演算部３７に入力される。これらのハイパスフィルタ４２ｒ、４２ｐ、４２ｙは、角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙの出力値の直流成分を除去するために必要な所定の特性を備えており、例えば０．１Ｈｚ程度のカットオフ周波数が設定されている。
【００３１】
一方、加速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力値は、それぞれハイパスフィルタ４３ｘ、４３ｙを介して加算器４１ｘ、４１ｙに入力される。これらのハイパスフィルタ４３ｘ、４３ｙの周波数特性は、加速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙの後段にそれぞれ設けられたハイパスフィルタ４２ｒ、４２ｐ、４２ｙと同等である。すなわち、加速度センサ処理部３１の周波数帯域（信号の通過帯域）は、角速度センサ処理部３２の周波数帯域（信号の通過帯域）と同等である。
【００３２】
並進ブレ演算部３３は、加速度センサ処理部３１から出力されたＸ軸方向の加速度およびＹ軸方向の加速度をそれぞれ二階積分することにより、Ｘ軸方向の並進ブレ量およびＹ軸方向の並進ブレ量を演算してＣＰＵ２に出力する。加算器４１ｘ、４１ｙから出力されたＸ軸方向、Ｙ軸方向の加速度は、それぞれハイパスフィルタ４３ｘ、４３ｙを介して積分器４４ｘ、４４ｙに入力され、その後さらにハイパスフィルタ４５ｘ、４５ｙを介して積分器４６ｘ、４６ｙに入力される。そして、積分器４６ｘ、４６ｙの出力がＣＰＵ２へ入力される。これらのハイパスフィルタ４３ｘ、４３ｙ、４５ｘ、４５ｙは、加速度センサ３５ｘ、３５ｙのゆらぎ誤差等を除去するために設けられている。
【００３３】
角度ブレ演算部３４は、角速度センサ処理部３２から出力されたピッチ、ヨーの角速度をそれぞれ積分することにより、ピッチ、ヨーの角度ブレ量を演算してＣＰＵ２に出力する。角速度センサ３６ｐ、３６ｙから出力されたピッチ、ヨーの角速度は、それぞれハイパスフィルタ４７ｐ、４７ｙを介して積分器４８ｐ、４８ｙに入力される。そして、積分器４８ｐ、４８ｙの出力がＣＰＵ２へ入力される。これらのハイパスフィルタ４７ｐ、４７ｙは、ハイパスフィルタ４２ｐ、４２ｙと同様に、角速度センサ３６ｐ、３６ｙの出力から直流成分を除去するために設けられており、そのカットオフ周波数は、並進ブレ演算部３３のハイパスフィルタ４３ｘ、４３ｙ、４５ｘ、４５ｙに比べて低く設定されている。換言すれば、並進ブレ演算部３３の周波数帯域（信号の通過帯域）は、角度ブレ演算部３４の周波数帯域（信号の通過帯域）よりも狭い。
【００３４】
以上のような過程により、ブレ検出装置１２からＣＰＵ２に対し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の並進ブレ量と、ピッチ、ヨーの角度ブレ量とが出力される。ＣＰＵ２は、これらの各ブレ量により表される像ブレを補正するためのブレ補正レンズ６の駆動量（駆動目標位置）を演算する。具体的には、まず上述のように演算されたＸ軸、Ｙ軸方向の並進運動の変位と、Ｘ軸、Ｙ軸回りの回転角度とにより、像ブレに影響を与えるカメラ１の運動を求める。さらに、被写体までの距離（フォーカスレンズ５の位置から算出される）と撮影倍率（ズームレンズ４の位置から算出される）とにより、撮像面上の二次元の像ブレ量を求める。次に、これらの信号を用いて、像ブレを打ち消すようにブレ補正レンズ６を駆動するための信号を演算する。ＣＰＵ２は、この信号に従い、ブレ補正レンズ駆動装置９にブレ補正レンズ６を駆動させる。
【００３５】
上述した第１の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）ブレ検出装置１２は、加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚの出力と角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙの出力とを用いて、重力加速度成分を演算する姿勢演算部３７および重力加速度成分演算部３８と、加速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力から所定の低周波成分を除去するハイパスフィルタ４３ｘ、４３ｙと、ハイパスフィルタ４３ｘ、４３ｙにより低周波成分が除去された加速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力から重力加速度成分を除去する加算器４１ｘ、４１ｙとを備える。このようにしたので、像ブレ量を精度よく検出することができ、好適なブレの補正が可能なブレ補正装置を提供することができる。
【００３６】
（２）加算器４１ｘ、４１ｙに入力される加速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力の周波数帯域（信号の通過帯域）と、姿勢演算部３７に入力される角速度センサ３６ｐ、３６ｙの出力の周波数帯域（信号の通過帯域）とは、ハイパスフィルタ４３ｘ、４３ｙおよびハイパスフィルタ４２ｐ、４２ｙの働きにより略同一となる。このようにしたので、重力加速度成分に含まれる誤差が略ゼロとなり、並進ブレの検出精度を高めることができる。
【００３７】
（３）ブレ検出装置１２は、加算器４１ｘ、４１ｙにより重力加速度成分が除去された角速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力からカメラ１の並進ブレ量を演算する並進ブレ演算部３３と、角速度センサ３６ｐ、３６ｙの出力からカメラ１の角度ブレ量を演算する角度ブレ演算部３４とを備える。ここで、並進ブレ演算部３３の周波数帯域（信号の通過帯域）は、角度ブレ演算部３４の周波数帯域（信号の通過帯域）よりも狭く設定されている。このようにしたので、加速度センサ３５ｘ、３５ｙの揺らぎ誤差等に伴う演算誤差を低下させることができる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るカメラは、図１に示した第１の実施の形態と同様の構成を有する。ただし、ブレ検出装置１２の構成についてのみ、第１の実施の形態とは異なる点が存在する。以下、本実施形態に係るブレ検出装置１２について詳細に説明する。なお、以下の説明において第１の実施の形態と同一の箇所については、第１の実施の形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３９】
図５は、ブレ検出装置１２が有するハイパスフィルタのうち、代表として角速度センサ３６ｐの後段に設けられたハイパスフィルタ４２ｐを示す図である。図５（ａ）に示すように、このハイパスフィルタ４２ｐには、角速度センサ３６ｐから出力されるピッチ方向の角速度信号ω５が入力され、このハイパスフィルタ４２ｐからは、予め設定されたカットオフ周波数ｆｃ（例えば０．１Ｈｚ）未満の周波数帯域が除去された角速度信号ωが出力される。
【００４０】
本実施形態では、このハイパスフィルタ４２ｐを、図５（ｂ）に示すように、ローパスフィルタ５１ｐと加算器５２ｐにより構成する。つまり、原信号ω５から、ローパスフィルタ５１ｐによりカットオフ周波数ｆｃ以下の周波数帯域を取り出し（以下、この信号を原信号ω５の基準値信号ω０と称する）、この信号を加算器５２ｐにより原信号ω５から取り除く。その結果、加算器５２ｐから出力される信号ωは、ハイパスフィルタ４２ｐから出力される信号と略同一になる。本実施形態では、この他のハイパスフィルタについても、図５に代表して示したハイパスフィルタ４２ｐと同様に、ローパスフィルタと加算器により構成する。
【００４１】
図６は、第２の実施の形態に係るブレ検出装置１２の構成を示すブロック図である。ブレ検出装置１２は、第１の実施の形態と同様に、加速度センサ処理部３１、角速度センサ処理部３２、並進ブレ演算部３３、および角度ブレ演算部３４を備えているが、第１の実施の形態（図２）においてハイパスフィルタが設けられていた箇所に、代わりにローパスフィルタおよび加算器が設けられている点で第１の実施の形態とは異なる。
【００４２】
次に、並進ブレ演算部３３および角度ブレ演算部３４の周波数特性について詳細に検討する。前述の通り、並進ブレ量は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の加速度をそれぞれ二階積分することにより演算されるが、二階積分には、元の加速度に含まれている僅かな誤差も累積してしまうという問題がある。このため、並進ブレ量を正確に演算するためには、加速度センサ処理部３１において、重力加速度成分が正確に除去されなければならない。重力加速成分演算部３８による重力加速度成分の演算には、ハイパスフィルタ４２ｒ、４２ｐ、４２ｙを介した角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙの出力を用いているため、これらのハイパスフィルタ４２ｒ、４２ｐ、４２ｙによる処理を適切に行うことが重要である。
【００４３】
しかしながら、これらのハイパスフィルタ４２ｒ、４２ｐ、４２ｙには、通常、０．１Ｈｚ程度のカットオフ周波数が設定された、時定数の大きなフィルタを用いるため、演算開始直後や構図変更等によるカメラ１の姿勢変化直後において出力の収束が遅くなってしまう。カットオフ周波数を上げることにより収束を速めることができるが、その場合、角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙの出力から、直流成分のみならず、ブレ成分まで除去してしまうことになり、ブレの検出精度が悪化してしまう。
【００４４】
そこで本実施形態では、角度ブレ演算部３４には収束性のよいフィルタを設け、角速度センサ処理部３２には基準値ω０の演算の誤差が極力少ないフィルタを設けることとした。具体的には、角速度センサ処理部３２に設けられた３つのローパスフィルタ５３ｒ、５３ｐ、５３ｙのカットオフ周波数を０．１Ｈｚとし、角度ブレ演算部３４に設けられた２つのローパスフィルタ５４ｐ、５４ｙのカットオフ周波数をそれより低い０．０５Ｈｚとした。換言すれば、角度ブレ演算部３４における信号処理帯域が角速度センサ処理部３２における信号処理帯域よりも広い帯域となるように、各部のフィルタ特性を設定した。
【００４５】
上述した第２の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）ハイパスフィルタ４２ｐ、４２ｙは、角速度センサ３６ｐ、３６ｙの出力から所定の低周波成分を除去する。姿勢演算部３７および重力加速度成分演算部３８は、加速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力とハイパスフィルタ４２ｐ、４２ｙの出力とを用いて、加速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力に含まれる重力加速度成分を演算する。加算器４１ｘ、４１ｙは、加速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力から重力加速度成分演算部３８により演算された重力加速度成分を除去する。並進ブレ演算部３３は、加算器４１ｘ、４１ｙにより重力加速度成分が除去された加速度センサ３５ｘ、３５ｙの出力から、カメラ１の並進ブレ量を演算する。ハイパスフィルタ４７ｐ、４７ｙは、角速度センサ３６ｐ、３６ｙの出力から所定の低周波成分を除去する。角度ブレ演算部３４は、ハイパスフィルタ４７ｐ、４７ｙの出力から、カメラ１の角度ブレ量を演算する。このようにしたので、並進ブレ演算の結果の収束を、演算精度を落とすことなく速めることができる。
【００４６】
（２）ハイパスフィルタ４２ｐ、４２ｙの信号処理帯域（信号の通過帯域）と、ハイパスフィルタ４７ｐ、４７ｙの信号処理帯域（信号の通過帯域）とは、それぞれ異なる。より具体的には、ハイパスフィルタ４２ｐ、４２ｙの信号処理帯域（信号の通過帯域）は、ハイパスフィルタ４７ｐ、４７ｙの信号処理帯域（信号の通過帯域）よりも広い。このようにしたので、角度ブレ演算の精度が高く、且つ並進ブレ演算の収束が速いブレ検出装置１２を実現することができる。
【００４７】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００４８】
（変形例１）
加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚおよび角速度センサ３６ｒ、３６ｐ、３６ｙは、交換レンズ２００ではなくカメラボディ１００に設けてもよい。また、各軸の加速度を検出する３つの加速度センサ３５ｘ、３５ｙ、３５ｚの代わりに、１つの三次元加速度センサを設けてもよい。
【００４９】
（変形例２）
上述した各実施形態では、ブレ補正レンズ６を駆動することにより像ブレを補正したが、例えば撮像素子３を駆動させて像ブレを補正することも可能である。
【００５０】
（変形例３）
姿勢演算部３７によるカメラ１の初期姿勢の演算方法は、上述した方法に限定されない。例えば、カメラ１をある姿勢（水平、垂直等）に置き、この時点の姿勢をボタンを押す等の方法によりカメラ１に認識させ、それをカメラ１の初期姿勢としてもよい。
【００５１】
（変形例４）
加速度センサ３５ｚの出力を用いて、三次元の像ブレ量を求めて補正を行うようにしてもよい。すなわち、加速度センサ３５ｘや加速度センサ３５ｙと同様に、加速度センサ３５ｚの出力からＺ軸方向のブレ量が演算されてＣＰＵ２に出力されるようにしてもよい。角速度センサ３６ｒについても同様である。
【００５２】
このときに、Ｚ軸方向の並進運動の変位によるピントずれを補正する方法としては、例えばフォーカスレンズ５をＺ軸方向に駆動する方法がある。また、Ｚ軸回りの回転運動による像ブレを補正する方法としては、例えば撮像素子３の撮像面を回転させる方法や、イメージローテータを用いる方法がある。
【００５３】
（変形例５）
上述した各実施形態では、本発明のブレ補正装置をいわゆる一眼レフレックス方式のカメラシステムに適用した例について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されない。例えばクイックリターンミラーを持たないレンズ交換式のカメラシステムや、レンズ一体型のカメラ等の光学機器に対して本発明を適用することも可能である。すなわち、光学機器以外の種々の装置のブレを補正するブレ補正装置であれば、本発明を適用することができる。
【００５４】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１…カメラ、１２…ブレ検出装置、３１…加速度センサ処理部、３２…角速度センサ処理部、３３…並進ブレ演算部、３４…角度ブレ演算部、１００…カメラボディ、２００…交換レンズ
【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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