(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレを検出し、ブレ検出信号を出力するブレ検出部と、
前記ブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の分散値を演算する分散値演算部と、
前記分散値に基づいて、前記ブレ検出部が手振れを検出しているか否かを判定する移動状態判定部と、
前記移動状態判定部による前記手振れを検出しているか否かの前記判定に応じて異なるブレ補正制御を行う制御手段とを含むこと
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、
前記移動状態判定部は、前記分散値に基づいて、前記ブレ検出部が手振れを検出しているか、画角変更を検出しているかを判定すること、
を特徴するブレ補正装置。
【請求項３】
請求項２に記載のブレ補正装置において、
前記移動状態判定部は、前記分散値が所定値を越えるときには、前記ブレ検出部が画角変更を検出していると判定すること、
を特徴とするブレ補正装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記制御手段は、ブレ補正制御に必要な時間積分の定数である基準値を演算する演算部を含み、
前記演算部は、前記移動状態判定部が前記手振れが生じていると判定したとき、前記手振れが生じていないと判定したときとは異なる前記基準値を演算すること、
を特徴とするブレ補正装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記分散値演算部は、前記ブレ検出部が所定時間内に出力した出力値の平均値に基づいて、前記分散値を演算すること、
を特徴するブレ補正装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記ブレ検出部は、光学装置に搭載されていること、
を特徴とするブレ補正装置。
【請求項７】
請求項６に記載のブレ補正装置において、
前記光学装置は、撮影装置であること、
を特徴とするブレ補正装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記ブレ検出部は、加速度を検出する加速度検出器であること、
を特徴とするブレ補正装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記ブレ検出部は、速度を検出する速度検出器であること、
を特徴とするブレ補正装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記ブレ検出信号を増幅する増幅部を備え、
前記分散値演算部は、前記増幅部により増幅されたブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の分散値を演算すること、
を特徴とするブレ補正装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記ブレ検出信号を増幅する増幅部を備え、
前記制御手段は、前記増幅部により増幅されたブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の基準値を演算すること、
を特徴とするブレ補正装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載されたブレ補正装置において、光学系の光軸を偏心させてブレを補正すること
を特徴とするブレ補正装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載されたブレ補正装置を用いたこと
を特徴とする光学装置。
【請求項１４】
検出したブレに対応するブレ検出信号を出力し、
前記ブレ検出信号に基づいて、前記ブレ検出信号の分散値を演算し、
前記分散値に基づいて、手振れが生じているか否かを判定し、
前記手振れが生じているか否かの前記判定に応じて異なるブレ補正制御をする、こと
を特徴とするブレ補正方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のブレ補正方法において、
前記分散値に基づいて、前記手振れが生じているか、画角変更が行われているかを判定すること、
を特徴するブレ補正方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のブレ補正方法において、
前記分散値が所定値を越えるときには、画角変更が行われていると判定すること、
を特徴とするブレ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラなどの撮影装置における手ブレなどによる振動を検出するブレ検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のブレ検出装置の利用例として、スチルカメラなどの撮影装置や双眼鏡などの光学装置にブレ検出装置を内蔵する例が提案されている。このような撮影装置などは、カメラのブレをブレ検出装置が検出し、撮影レンズの一部のレンズ（以下、ブレ補正レンズという）を光軸と直交又は略直交する方向に、その検出信号に基づいて移動している。そして、撮影時にカメラが振動することにより生ずるブレが補正される。
【０００３】
従来のブレ補正を行う光学系の構造については、特開平４−７６５２５号公報の第３図に開示されている。特開平４−７６５２５号公報の防振手段を有したカメラは、光軸と直角方向の平面内で平行移動可能なブレ補正レンズと、このブレ補正レンズを保持する枠部材と、この枠部材を保持する板部材と、この板部材に取り付けられた４本のワイヤと、このワイヤを支持する本体と、巻線コイル，ヨーク及び永久磁石からなり、ブレ補正レンズを上下及び左右方向に駆動するアクチュエータと、発光素子と受光素子からなり、ブレ補正レンズの位置を検出する位置検出装置などを備えている。
【０００４】
以下に、図８を参照して、従来のブレ補正装置の動作について説明する。
図８は、従来のブレ補正装置のブロック線図である。
角速度センサ１０は、例えば、コリオリ力を検出するための圧電振動式角速度センサであり、カメラの振動をモニタするためのセンサである。角速度センサ１０の出力信号は、積分部４０に入力し、積分部４０は、この出力信号を時間積分する。積分部４０は、角速度センサ１０の出力信号をカメラのブレ角度に変換した後に、ブレ補正レンズの目標駆動位置情報に変換し出力する。サーボ回路１００は、この目標駆動位置情報に応じてブレ補正レンズを駆動するために、目標駆動位置情報とブレ補正レンズの位置情報との差を演算し、アクチュエータ１１０に信号を出力する。アクチュエータ１１０は、光軸と直交又は略直交する面内において、この信号に基づいてブレ補正レンズを駆動する。位置検出装置１２０は、ブレ補正レンズの動きをモニタしサーボ回路１００にフィードバックする。
【０００５】
従来のブレ補正装置では、角速度センサ１０の出力信号を積分部４０が一度積分し、角変位情報に変換してから処理している。このために、角速度センサ１０の出力信号を積分部が時間積分するときに、制御の基準値となる積分定数（以下、基準値という）を決定する必要がある。この基準値は、カメラが静止した状態での角速度センサの出力信号（以下、オメガゼロという）を用いるのが一般的である。この基準値の演算方法に関しては、例えば、特開平４−２１１２３０号公報の第１７図及び第１８図に開示されている。
【０００６】
特開平４−２１１２３０号公報に開示されている手振れ補正装置のブレセンサは、コリオリ力を検出する角速度センサと、中央演算処理装置（ＣＰＵ）とメモリとからなり、現時点から所定の時間前までの間にサンプリングした角速度センサの出力信号の平均値を算出するドリフト成分検出部と、角速度センサの出力信号から平均値を減算することによりドリフト成分を除去し、その減算値を出力する減算器とを備えている。
【０００７】
ドリフト成分検出部には、角速度センサの出力信号が１０ｍｓ毎に入力され、０．５秒（１０ｍｓ×５０）毎に５０個分の出力信号が入力される。そして、ドリフト成分検出部のメモリには、算出された５０個分の平均値（以下、平均１とする）が格納され、１０秒（０．５秒×２０）経過後には、さらに２０個分の平均１が入力される。したがって、スタートから１０秒経過後には、１０００個分（５０×２０）の角速度センサの出力信号の平均値を算出することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のブレ補正装置では、ブレ補正レンズは、ブレ検出装置により検出された検出信号をもとに駆動されていたが、ブレ補正レンズには、その駆動範囲に限界（以下、駆動限界とする）があった。このために、構図の変更、流し撮り又はアトランダムに動く動体を追う撮影など（以下、画角変更という）により、撮影装置や光学装置に大きな動きが生じたときには、以下のような問題があった。なお、以下では、ブレ検出装置がカメラに搭載されていることを前提として、説明する。
【０００９】
図９は、構図変更時における角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量の一例を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
図９（Ａ）において、角速度０（ｄｅｇ／ｓ）の状態では、カメラは完全に静止している。図９（Ａ）において、出力信号が鋭く立っているところは、構図変更があったところである。また、構図変更以外のところでは、カメラはほぼ静止状態であるが、撮影者の手ブレがのっているため、若干振動している。なお、図９（Ａ）では、撮影者の手ブレは、簡略化のために正弦波として描いてある。
【００１０】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す角速度センサの出力信号を基準値＝０として積分し、ブレ補正レンズの駆動量に変換したものである。図９（Ａ）に示す出力信号のように、ブレ補正レンズが忠実に動くと仮定すると、ブレ補正レンズは、図９（Ｂ）のように駆動する。しかし、図９（Ｂ）において破線で示すように、ブレ補正レンズには、実際には駆動限界がある。このために、構図変更などの大きな動きがカメラに生じたときには、ブレ補正レンズが可動限界に達し、それ以上駆動できなくなる。その結果、ブレ補正レンズにより、ブレを補正することができなくなる。
【００１１】
また、構図変更の初期の段階である図９（Ｂ）に示す時間ｔ１からｔ２までの間では、ブレ補正レンズは駆動限界内の領域にあるために、この段階では、ブレ補正レンズによりブレを補正することができる。しかし、撮影者が画角変更しようとしているものまで補正してしまうと、撮影者が画角変更しようとカメラを動かしたときに、ファインダ内の像が動かず非常に不自然な動きとなり、撮影者に不快感を与えてしまう。このために、高精度にブレを補正し、かつ、画角変更による動作を自然に行うためには、画角変更による大きな動きを検出することが必要となる。例えば、特開平５−１４２６１４号公報、特開平７−２６１２３４号公報などには、画角変更による大きな動きを検出する方法が記載されている。
【００１２】
図１０は、流し撮り時における角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量の一例を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
特開平５−１４２６１４号公報、特開平７−２６１２３４号公報などに記載された検出方法では、検出器からの出力が一定方向から所定の時間あったときには、画角変更があったと判定している。このために、この検出方法によれば、例えば、図１０（Ａ）に示すように、カメラが一方向に動く流し撮りがあったときには、画角変更があったことを判定することができる。
【００１３】
図１１は、動体追従時における角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量の一例を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
図１１（Ａ）は、例えば、サッカーの選手などのように、アトランダムに動く動体を追っているときの角速度センサの出力信号を示したものである。図１１（Ａ）に示す動体追従中には、角速度センサの出力信号は、図１０（Ａ）に示したように、一方向のみに出力することはなく、両方向に大きな出力信号が発生している。このために、特開平５−１４２６１４号公報などに記載された検出方法では、画角変更があったことを判定することができなかった。
【００１４】
このように、従来のブレ補正装置では、カメラの動きを判定する手段がなかったために、画角変更によりカメラが大きく動いたときには、ブレを補正することができないという問題があった。また、従来のブレ補正装置では、ファインダから眺める像が不自然になってしまうという問題があった。さらに、特開平５−１４２６１４号公報などに記載されたように、出力信号が一定方向から所定時間あった場合に、カメラに大きな動きが発生したと判定する手法では、ランダムに動く物体を追うときには、対処できないという問題があった。
【００１５】
本発明の課題は、ブレ検出部を搭載した光学機器の移動状態を判定することによって、画角変更により大きく動いたときであっても、ブレ補正を高精度に行うことができるブレ検出装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
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、本発明の実施形態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。すなわち、請求項１の発明は、ブレを検出し、ブレ検出信号を出力（Ｓ４００）するブレ検出部（１０）と、前記ブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の分散値（Ｖ（ｙ）N  ，Ｖ’（ｙ）N  ）を演算（Ｓ７１０〜Ｓ７５０）する分散値演算部（３０）と、前記分散値に基づいて、前記ブレ検出部（１０）が手振れを検出しているか否かを判定（Ｓ７６０）する移動状態判定部（３０）と、前記移動状態判定部による前記手振れを検出しているか否かの前記判定に応じて異なるブレ補正制御を行う制御手段（３５）と、を含むことを特徴とするブレ補正装置である。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のブレ補正装置において、移動状態判定部（３０）は、分散値に基づいて、ブレ検出部（１０）が手振れを検出しているか、画角変更を検出しているかを判定すること、を特徴するブレ補正装置である。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項２に記載のブレ補正装置において、移動状態判定部（３０）は、分散値が所定値（Ｖｔ  ）を越えるとき（Ｓ７６０）には、ブレ検出部（１０）が画角変更を検出していると判定（Ｓ７７０）すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、前記制御手段は、ブレ補正制御に必要な時間積分の定数である基準値を演算（Ｓ８００，Ｓ９００）する演算部（３５）を含み、前記演算部（３５）は、前記移動状態判定部（３０）が前記手振れが生じていると判定したとき、前記手振れが生じていないと判定したときとは異なる前記基準値を演算すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、分散値演算部（３０）は、ブレ検出部（１０）が所定時間内（ｔ）に出力した出力値の平均値（Ｅ（ｙ）N  ，Ｅ’（ｙ）N  ）に基づいて、分散値を演算すること、を特徴するブレ補正装置である。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、ブレ検出部（１０）は、光学装置に搭載されていること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項６に記載のブレ補正装置において、光学装置は、撮影装置であること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、ブレ検出部（１０）は、加速度を検出する加速度検出器であること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２４】
請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、ブレ検出部（１０）は、速度を検出する速度検出器であること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、ブレ検出信号を増幅する増幅部（２０）を備え、分散値演算部（３０）は、前記増幅部（２０）により増幅されたブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の分散値を演算すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２６】
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、ブレ検出信号を増幅する増幅部（２０）を備え、前記制御手段は、前記増幅部（２０）により増幅されたブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の基準値を演算すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２７】
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載されたブレ補正装置を用いたことを特徴とするブレ補正装置である。
【００２８】
請求項１３の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載されたブレ補正装置を用いたことを特徴とする光学装置である。請求項１４の発明は、検出したブレに対応するブレ検出信号を出力（Ｓ４００）し、前記ブレ検出信号に基づいて、前記ブレ検出信号の分散値（Ｖ（ｙ）N  ，Ｖ’（ｙ）N  ）を演算（Ｓ７１０〜Ｓ７５０）し、前記分散値に基づいて、手振れが生じているか否かを判定（Ｓ７６０）し、前記手振れが生じているか否かの前記判定に応じて異なるブレ補正制御をする、ことを特徴とするブレ補正方法である。請求項１５の発明は、請求項１４に記載のブレ補正方法において、前記分散値に基づいて、前記手振れが生じているか、画角変更が行われているかを判定すること、を特徴するブレ補正方法である。請求項１６の発明は、請求項１５に記載のブレ補正方法において、前記分散値が所定値（Ｖｔ  ）を越えるとき（Ｓ７６０）には、画角変更が行われていると判定（Ｓ７７０）すること、を特徴とするブレ補正方法である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について、さらに詳しく説明する。
まず、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置が使用される一眼レフカメラについて説明し、このブレ検出装置の概要を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置が搭載された一眼レフカメラを概略的に示す断面図である。
【００３０】
角速度センサ１０は、カメラの振動を検出し、このカメラに作用するコリオリ力に比例する電圧値を出力するセンサである。角速度センサ１０は、２軸方向の角速度を検出するために、Ｘ軸まわりの角速度を検出するピッチ角速度センサと、Ｙ軸まわりの角速度を検出するヨー角速度センサとからなる２つのセンサを通常搭載している。図１において、１軸分の角速度センサについては図示することを省略している。角速度センサ１０は、後述する半押しタイマ９０がＯＮ動作を維持している間は、角速度の検出が可能であり、検出したブレ検出信号は、後述する増幅部２０に入力する。
【００３１】
増幅部２０は、角速度センサ１０の出力値を増幅するものである。増幅部２０は、角速度センサ１０からの出力電圧を増幅し、増幅した出力信号は、後述する判定部３０と、基準値演算部３５、積分部４０とに入力する。
【００３２】
判定部３０は、増幅部２０により増幅したブレ検出信号の分散値を演算し、角速度センサ１０を搭載したカメラに画角変更による移動があったか否かを判定するものである。判定部３０は、画角変更による移動があったか否かに関する判定信号を後述する基準値演算部３５に出力する。
【００３３】
基準値演算部３５は、角速度センサ１０が静止しているときの出力値であるブレ補正制御の基準値（オメガゼロ値）を、増幅部２０により増幅したブレ検出信号から演算するものである。また、基準値演算部３５は、判定部３０から出力された判定信号に基づいて、この基準値の演算形式を変え、基準値を可変する。基準値演算部３５は、後述する積分部４０に演算した基準値を出力する。
【００３４】
積分部４０は、増幅部２０により増幅したブレ検出信号から基準値演算部３５により演算された基準値を減算し、積分演算するのである。積分部４０は、積分演算により、角速度信号を角変位信号に変換する。
【００３５】
駆動部５０は、積分部４０からの角変位信号に基づいて、後述するブレ補正レンズ６０を駆動するための駆動信号を出力し、この駆動信号に基づいてブレ補正レンズ６０を駆動制御するものである。駆動部５０は、制御用のサーボ回路と、ブレ補正レンズ６０を駆動するアクチュエータと、ブレ補正レンズ６０の駆動位置を検出するための位置検出装置などを備えている
【００３６】
ブレ補正レンズ６０は、光軸Ｉ方向に対して直交又は略直交する方向（図中矢印方向）に駆動し、ブレを補正するレンズである。ブレ補正レンズ６０は、撮影装置の結像光学系に内蔵されている。ブレ補正レンズ６０は、駆動部５０からの駆動信号に基づいて、光軸Ｉと交差する方向に駆動し、撮影装置の結像光学系の光軸を偏心してブレを補正する。
【００３７】
レンズ鏡筒８０は、ブレ補正レンズ６０を含む撮影光学系を収納する。レンズ鏡筒８０は、カメラボディ７０に着脱自在に取り付けられており、交換可能である。
【００３８】
電源供給部１３０は、角速度センサ１０に電源を供給するための供給部である。電源供給部１３０は、後述する半押しスイッチＳＷ１のＯＮ動作と同時に角速度センサ１０に電源を供給する。電源供給部１３０は、半押しタイマ９０がＯＮ状態にある間は、角速度センサ１０に電源を供給し続け、半押しタイマ９０のＯＦＦ動作により、角速度センサ１０への電源の供給を停止する。
【００３９】
半押しタイマ９０は、半押しスイッチＳＷ１のＯＮ動作と同時にＯＮ動作するタイマである。半押しタイマ９０は、半押しスイッチＳＷ１が押されている間はＯＮ状態を維持し、半押しスイッチＳＷ１がＯＦＦ動作となってからも一定時間はＯＮ状態を維持する。
【００４０】
半押しスイッチＳＷ１は、一連の撮影準備動作を開始するためのスイッチである。半押しスイッチＳＷ１は、図示しないレリーズボタンの半押し動作に連動してＯＮ動作する。
【００４１】
全押しスイッチＳＷ２は、カメラの露光動作などの撮影動作を開始させるためのスイッチである。全押しスイッチＳＷ２は、レリーズボタンの全押し動作に連動してＯＮ動作する。
【００４２】
つぎに、判定部の動作を中心にして、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置の動作を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置が使用される一眼レフカメラの動作を説明するフローチャートである。
図示しないカメラボディの電源スイッチがＯＮ動作されることにより、本フローがスタートする。なお、以下の説明において、特に断りのある場合を除き、各ステップは、判定部３０にて行われる。
【００４３】
ステップ（以下、Ｓとする）１００において、半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作しているか否かが判断される。半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作しているときには、Ｓ２００に進み、半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作していないときには、半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作されるまで繰り返し判断が続けられる。
【００４４】
Ｓ２００において、半押しタイマ９０がタイマリセット（ｔ＝０）する。半押しスイッチＳＷ１のＯＮ動作と同時に、半押しタイマ９０は、タイマの時間ｔをゼロにリセットする。
【００４５】
Ｓ３００において、半押しタイマ９０がＯＮ動作する。半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作し、半押しタイマ９０がタイマリセットするのと同時に、半押しタイマ９０がＯＮ動作する。
【００４６】
Ｓ４００において、角速度センサ１０がＯＮ動作する。電源供給部１３０は、半押しタイマ９０のＯＮ動作に同期して、角速度センサ１０に電源を供給し、角速度センサ１０は、ＯＮ動作する。角速度センサ１０は、カメラボディ７０及びレンズ鏡筒８０に生じる振動を検出し、ブレ検出信号を出力する。
【００４７】
Ｓ５００において、半押しタイマ９０が計時をスタートする。半押しタイマ９０は、半押しスイッチＳＷ１のＯＮ動作と同時に、計時を開始する。
【００４８】
Ｓ６００において、ブレ補正レンズ６０が駆動を開始する。駆動部５０は、駆動信号を出力し、ブレ補正レンズ６０は、この駆動信号に基づいて駆動する。
【００４９】
Ｓ７００において、判定部３０は、画角変更中であるか否かを判定する。判定部３０は、カメラがほぼ静止した状態（以下、静止安定時という）であるか、画角変更によりカメラが大きな動きをしている最中（以下、画角変更時という）であるかを判定する。カメラが静止安定状態であるときには、Ｓ９００に進み、画角変更時であるときには、Ｓ８００に進む。なお、静止安定時とは、カメラが完全に静止した状態ではなく、撮影者がカメラを完全に静止させようとしているにもかかわらず、撮影者が意図しない手ブレによりカメラが振動している状態をいう。
【００５０】
Ｓ８００において、基準値演算部３５が画角変更時の基準値を演算する。基準値演算部３５は、静止安定時における基準値の演算形式に変えて、画角変更時におけるブレ補正制御の基準値を、ブレ検出信号に基づいて演算する。積分部４０は、増幅部２０の出力値から基準値演算部３５の出力値を減算し、角速度信号を角変位信号に積分演算し変換する。駆動部５０は、積分部４０からの角変位信号に基づいて駆動信号を出力し、ブレ補正レンズ６０は、この駆動信号に基づいて、撮影装置の結像光学系の光軸を偏心させてブレを補正する。
【００５１】
Ｓ９００において、基準値演算部３５が静止安定時の基準値を演算する。基準値演算部３５は、静止安定時におけるブレ補正制御の基準値をブレ検出信号に基づいて演算する。積分部４０は、この基準値に基づいて、角速度信号を角変位信号に変換し、駆動部５０は、この角変位信号に基づいてブレ補正レンズ６０を駆動する。
【００５２】
Ｓ１０００において、半押しタイマ９０がＯＮ動作しているか否かが判断される。半押しタイマ９０がＯＮ動作しているときには、Ｓ１１００に進み、半押しタイマ９０がＯＮ動作していないときには、Ｓ１３００に進む。
【００５３】
Ｓ１１００において、全押しスイッチＳＷ２がＯＮ動作しているか否かが判断される。全押しスイッチＳＷ２がＯＮ動作しているときには、Ｓ１２００に進み、全押しスイッチＳＷ２がＯＮ動作していないときには、Ｓ１００に進み、半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作しているか否かが判断される。
【００５４】
Ｓ１２００において、撮影動作が行われる。シャッタ機構によりシャッタの開閉、フィルム巻き上げ機構によるフィルムの巻き上げなどの一連の撮影動作が行われ、一連の動作が終了される。
【００５５】
Ｓ１３００において、判定部３０は、分散値の演算を停止し、基準値演算部３５は、基準値の演算を停止する。
【００５６】
Ｓ１４００において、Ｓ１０００において、角速度センサ１０がＯＦＦ動作する。Ｓ１０００において、半押しタイマ９０がＯＮ動作していないと判断されたときには、電源供給部１３０は、半押しタイマ９０のＯＦＦ動作に同期して、角速度センサ１０への電源の供給を停止する。
【００５７】
Ｓ１５００において、半押しタイマ９０が計時をストップする。半押しタイマ９０は、半押しスイッチＳＷ１のＯＦＦ動作と同時に計時を停止し、一連の動作を終了する。
【００５８】
つぎに、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置における判定部の演算の流れを説明する。
図３は、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置における判定部の演算の流れを説明するフローチャートである。
図３は、図２におけるＳ７００を詳細に説明したものであり、判定部３０は、以下の手順により演算を行う。
【００５９】
Ｓ７１０において、計時時刻ｔが判定レベル（判定値）ｔ1 よりも小さいか否かが判定される。半押しタイマ９０の計時スタートからの経過時間ｔが、時間の判定レベルｔ1 以下であるときには、Ｓ７２０に進み、経過時間ｔが、時間の判定レベルｔ1 を越えるときには、Ｓ７４０に進む。なお、以下のＳ７２０からＳ７３０までのフローでは、判定部３０は、ある時刻ｔまでに得られた角速度センサ１０からの出力データを使用して演算を行う。
【００６０】
Ｓ７２０において、判定部３０は、経過時間ｔにおける角速度センサ１０の出力値ｙの平均値Ｅ（ｙ）N を演算する。判定部３０は、角速度センサ１０によるブレ検出信号の検出開始（ｔ＝０）から時刻ｔまでの全てのブレ検出信号に基づいて、平均値Ｅ（ｙ）N を以下の数１により求め、Ｓ７３０に進む。
【００６１】
【数１】
0003800709.tif 000002
【００６２】
ここで、Ｎは、サンプル数であり、ｔは、Ｎ回のサンプリングが行われたときの時刻（Ｎ＝ｔ（ｓｅｃ）／サンプリング時間（ｓｅｃ））である。
【００６３】
Ｓ７３０において、判定部３０は、経過時間ｔの分散値Ｖ（ｙ）N を演算する。判定部３０は、角速度センサ１０によるブレ検出信号の検出開始（ｔ＝０）から時刻ｔまでの全てのブレ検出信号に基づいて、角速度値の分散値Ｖ（ｙ）N を以下の数２により求めＳ７６０に進む。
【００６４】
【数２】
0003800709.tif 000003
【００６５】
Ｓ７４０において、判定部３０は、演算区間長における角速度センサ１０の出力値ｙの平均値Ｅ’（ｙ）N を演算する。判定部３０は、ある演算区間長ＫＯの範囲における角速度センサ１０のデータのみの移動平均を以下の数３により演算し、Ｓ７５０に進む。
【００６６】
【数３】
0003800709.tif 000004
【００６７】
ここで、Ｋ０は、ある演算区間長におけるデータの数（Ｋ０＝演算区間長（ｓ）／サンプリングタイム（ｓ））である。
【００６８】
Ｓ７５０において、判定部３０は、演算区間長における経過時間ｔの分散値Ｖ’（ｙ）N を演算する。判定部３０は、ある演算区間長ＫＯの範囲における角速度センサ１０のデータのみで分散値Ｖ’（ｙ）N を以下の数４により求め、Ｓ７６０に進む。
【００６９】
【数４】
0003800709.tif 000005
【００７０】
Ｓ７６０において、判定部３０は、演算した分散値Ｖ（ｙ）N 又は分散値Ｖ’（ｙ）N が判定レベルＶt よりも大きいか否かを判定する。演算した分散値Ｖ（ｙ）N が判定レベルＶt よりも大きいときには、Ｓ７７０に進み、演算した分散値Ｖ（ｙ）N が判定レベルＶt よりも小さいときには、Ｓ７８０に進む。
【００７１】
Ｓ７７０において、判定部３０は、画角変更ありと判定する。判定部３０は、構図変更、流し撮り、ランダムに動く動体を追従するなどの画角変更により、カメラが大きな動きをしている最中であると判定し、Ｓ８００に進む。
【００７２】
Ｓ７８０において、判定部３０は、画角変更なしと判定する。判定部３０は、画角変更によりカメラが大きな動きをしておらず、静止安定状態にあると判定し、Ｓ９００に進む。
【００７３】
つぎに、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置における判定部の判定結果について説明する。
図４は、画角変更があったときの角速度センサの出力信号及びその分散値を示す図であり、図４（Ａ）は、構図変更があったときの角速度センサの出力信号及びその分散値を示す図であり、図４（Ｂ）は、流し撮りがあったときの角速度センサの出力信号及びその分散値を示す図であり、図４（Ｃ）は、動体を追従しているときの角速度センサの出力信号及びその分散値を示す図である。
【００７４】
図４において、破線は、手ブレによる角速度センサ１０の出力信号（角速度値）を示し、実線は、出力信号（角速度値）の分散値である。本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置では、判定値Ｖt は、任意の値に定めることができる。図４に示すように、静止安定時における分散値Ｖ（ｙ）N は、実験データによればＶt0＝１．５よりも小さな値を示している。判定値Ｖt をできるだけ小さな値に設定し、画角変更があったことを素早く検出することが好ましいが、あまりに小さな値に設定すると、静止安定時においても画角変更があったと判定してしまう可能性がある。一方、判定値Ｖt をあまりに大きな値に設定すると、画角変更の開始の判定が遅れてしまう。本発明の第１実施形態では、判定値Ｖt は、静止安定時における分散値Ｖ（ｙ）N （Ｖt0）＝１．５よりも僅かに大きい２．０に設定した。図４に示すように、構図変更時、流し撮り時、動体を追従時には、分散値Ｖ（ｙ）N は、１．５よりも大きな値を示している。このために、判定部３０により分散値Ｖ（ｙ）N を演算することによって、カメラに大きな動きがあったか否かを確実に判定することができる。特に、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置では、図４（Ｃ）に示すように、ランダムに動く動体を追っているときにも分散値Ｖ（ｙ）N が大きくなっている。その結果、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、角速度センサ１０の出力信号が一方向ではなくても、画角変更によるカメラの移動状態を確実に検出することができる。
【００７５】
図５は、画角変更があったときの角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号及び基準値演算部により演算した制御の基準値を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。図６は、流し撮りがあったときの角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号及び基準値演算部により演算した制御の基準値を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。図７は、動体を追従しているときの角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号及び基準値演算部により演算した制御の基準値を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
【００７６】
図５（Ａ）、図６（Ａ）及び図７（Ａ）において、破線は、手ブレによる角速度センサ１０の出力信号（角速度値）を示し、実線は、基準値演算部により演算した基準値である。また、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）は、基準値に基づいて、角速度信号を積分し、ブレ補正レンズ１０の駆動量に変換したものを示している。本発明の第１実施形態では、基準値演算部３５は、判定部３０の判定結果に基づいて、制御の基準値を可変する。このために、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示すように、ブレ補正レンズ６０は、駆動限界を越えることなく、ブレを補正することができる。
【００７７】
本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置では、カメラの静止安定時と画角変更時とを判定部３０により判定することができる。このために、画角変更によりカメラを移動したときに、ブレ補正レンズが駆動し、ファインダ内の像が動かないという不快感を減少することができる。また、画角変更による大きな動きがカメラに作用した場合に、ブレを補正することができる。さらに、ランダムに動く動体を追っている場合であって、上下左右あらゆる方向にカメラが振られるときにも、ブレを補正することができる。
【００７８】
本発明の第１実施形態では、判定部３０は、時間の判定レベルｔ1 を経過した後は、Ｓ７４０からＳ７５０までのフローに従って演算をする。このＳ７４０からＳ７５０までのフローは、Ｓ７２０からＳ７３０までと同様の統計量を演算しているが、Ｓ７２０からＳ７３０までが全データの情報を用いて演算するのに対し、Ｓ７４０からＳ７５０までは、有限区間長（Ｋ０）の情報のみを用いている。このために、Ｓ７４０からＳ７５０までの演算式は、Ｓ７４０からＳ７５０までの演算式とは異なる。本発明の第１実施形態では、例えば、角速度センサ１０がＯＮ動作してからその出力信号が比較的安定するまでの時間を時間の判定レベルｔ1 とし、ｔ1 を経過した後の有限区間長の情報のみを用いて正確に判定することができる。
【００７９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態では、図３に示すフローチャートにおける判定部３０の演算式が本発明の第１実施形態とは異なる。
【００８０】
Ｓ７２０において、判定部３０は、経過時間ｔにおける角速度センサ１０の出力値ｙの平均値Ｅ（ｙ）N を以下の数５により求める。
【００８１】
【数５】
0003800709.tif 000006
【００８２】
Ｓ７３０において、判定部３０は、経過時間ｔの分散値Ｖ（ｙ）N を以下の数６により求める。
【００８３】
【数６】
0003800709.tif 000007
【００８４】
Ｓ７４０において、判定部３０は、演算区間長における経過時間ｔにおける角速度センサ１０の出力値ｙの平均値Ｅ’（ｙ）N を以下の数７により求める。
【００８５】
【数７】
0003800709.tif 000008
【００８６】
Ｓ７５０において、判定部３０は、演算区間長における経過時間ｔの分散値Ｖ’（ｙ）N を以下の数８に従って求める。
【００８７】
【数８】
0003800709.tif 000009
【００８８】
本発明の第２実施形態では、分散値を算出する際に、前回のサンプリング時に演算した統計量を用いる形式となっている。例えば、角速度センサＯＮ時（ｔ＝０ｓ）からｔ＝１ｓまでの角速度平均値Ｅ（ｙ）N が算出されているとする。ここで、Ｅ（ｙ）N は、ｔ＝０からｔ＝１ｓまでの角速度平均値である。このとき、次のサンプリング時ｔ＝１．００１ｓにおける平均値Ｅ（ｙ）N+1 は、Ｅ（ｙ）N から、Ｅ（ｙ）N の演算に用いたデータのうち最も古いデータ（この例では、ｔ＝０における角速度値）を引き、それに、ｔ＝１．００１ｓでのデータを加えるという形で算出している。したがって、演算区間内の全データにて演算する形式の本発明の第１実施形態と比較すると、本発明の第２実施形態のほうが、演算量を極端に少なくすることができ、演算速度の高速化が実現できる。また、演算のために保持しておくデータの数も少なくすることができるため、演算部のメモリが少なくて良いという利点もある。
【００８９】
（他の実施形態）
以上説明した実施形態に限定されることはなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、本発明の実施形態に係るブレ検出装置では、基準値演算部３５は、例えば、静止安定時には以下の数９により、画角変更時には以下の数１０により、それぞれ制御の基準値を演算することができる。なお、Ｋ０’＜Ｋ０である。
【００９０】
【数９】
0003800709.tif 000010
【００９１】
【数１０】
0003800709.tif 000011
【００９２】
上記数９及び数１０は、移動平均であるが、静止安定時と画角変更時とで演算区間長を変えたものである。
【００９３】
本発明の実施形態に係るブレ検出装置では、ブレ検出部は、角速度センサ１０に限らず、加速度センサやその他のセンサであっても本発明を適用することができる。また、判定部３０は、基準値演算部３５に内蔵してもよく、分散値を演算する分散値演算部と判定部とは、別であってもよい。さらに、積分部４０は、演算部３０に内蔵してもよい。本発明の実施形態では、一眼レフのスチルカメラにブレ検出装置を搭載した例を挙げて説明したが、これに限らず、ディジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの撮影装置や、双眼鏡、望遠鏡などの光学装置に対しても本発明を適用することができる。また、レンズ鏡筒の交換が不可能なコンパクトカメラについても本発明を適用することができる。さらに、画角変更時、静止安定時における基準値の演算方法は、本発明の実施形態における方法に限らず、静止安定時の演算方式と画角変更時における演算方式とが変わっていればよく、これに類似する方式であってもよい。
【００９４】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、請求項１記載の発明によれば、分散値演算部は、ブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の分散値を演算し、移動状態判定部は、この分散値に基づいて、ブレ検出部の移動状態を判定する。また、請求項１２記載の発明によれば、分散値演算部は、増幅部により増幅されたブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の分散値を演算する。したがって、構図変更、流し撮り又はランダムに動く動体を追従することによって、ブレ検出部に生ずる大きな動きを確実に判定することができる。
【００９５】
請求項２記載の発明によれば、分散値演算部は、ブレ検出部が所定時間内に出力した出力値の平均値に基づいて分散値を演算するので、分散値を精度よく演算することができる。
【００９６】
請求項３記載の発明によれば、分散値演算部は、ブレ検出部が所定時間内に出力した出力値の少なくとも一部と所定時間経過後に出力された出力値とに基づいて、分散値を演算するので、リアルタイムに検出した検出信号に基づいて、分散値を正確に得ることができるとともに、演算量の軽減と演算時間の短縮化を図ることができる。
【００９７】
請求項４記載の発明によれば、ブレ検出部は、光学装置に搭載されているので、スチルカメラやビデオカメラなどに生じた大きな動きを確実に判定することができる。
【００９８】
請求項５記載の発明によれば、光学装置は、撮影装置であるので、双眼鏡や望遠鏡などに生じた大きな動きを確実に判定することができる。
【００９９】
請求項６記載の発明によれば、ブレ検出部は、加速度を検出する加速度検出器であるので、加速度検出器の出力信号に基づいて、分散値を演算することができる。
【０１００】
請求項７記載の発明によれば、ブレ検出部は、速度を検出する速度検出器であるので、速度検出器の出力信号に基づいて、分散値を演算することができる。
【０１０１】
請求項８記載の発明によれば、移動状態判定部は、分散値が所定値を越えるときには、ブレ検出部が移動状態であると判定し、請求項９記載の発明によれば、移動状態判定部は、分散値が所定値を越えるときには、光学機器が画角変更による移動状態であると判定するので、ブレ検出部を搭載した光学機器に生ずる大きな動きをこの所定値を基準として判定することができる。
【０１０２】
請求項１０記載の発明によれば、基準値演算部は、ブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の基準値を演算するので、ブレ検出信号を高精度に演算し、基準値を正確に得ることができる。
【０１０３】
請求項１１記載の発明によれば、基準値演算部は、分散値に基づいて、ブレ検出信号の基準値を可変するので、構図変更時、流し撮り時又はランダムに動く動体の追従時であっても、精度よくブレを補正することができる。
【０１０４】
請求項１３記載の発明によれば、基準値演算部は、増幅部により増幅されたブレ検出信号に基づいて、このブレ検出信号の基準値を演算するので、ブレ補正制御の基準値を精度よく演算することができる。
【０１０５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置が搭載された一眼レフカメラを概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置が使用される一眼レフカメラの動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置における判定部の演算の流れを説明するフローチャートである。
【図４】画角変更があったときの角速度センサの出力信号及びその分散値を示す図であり、（Ａ）は、構図変更があったときの角速度センサの出力信号及びその分散値を示す図であり、（Ｂ）は、流し撮りがあったときの角速度センサの出力信号及びその分散値を示す図であり、（Ｃ）は、動体を追従しているときの角速度センサの出力信号及びその分散値を示す図である。
【図５】画角変更があったときの角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号及び基準値演算部により演算した制御の基準値を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
【図６】流し撮りがあったときの角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号及び基準値演算部により演算した制御の基準値を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
【図７】動体を追従しているときの角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号及び基準値演算部により演算した制御の基準値を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
【図８】従来のブレ補正装置のブロック線図である。
【図９】構図変更時における角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量の一例を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
【図１０】流し撮り時における角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量の一例を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
【図１１】動体追従時における角速度センサの出力信号及びブレ補正レンズの駆動量の一例を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサの出力信号を示す図であり、（Ｂ）は、ブレ補正レンズの駆動量を示す図である。
【符号の説明】
１０  角速度センサ
２０  増幅部
３０  判定部
３５  基準値演算部
４０  積分部
５０  駆動部
６０  ブレ補正レンズ
７０  カメラボディ
８０  レンズ鏡筒
９０  半押しタイマ
１３０  電源供給部
ＳＷ１  半押しスイッチ
ＳＷ２  全押しスイッチ
Ｉ  光軸
【図１】
0003800709.tif 000012
【図２】
0003800709.tif 000013
【図３】
0003800709.tif 000014
【図４】
0003800709.tif 000015
【図５】
0003800709.tif 000016
【図６】
0003800709.tif 000017
【図７】
0003800709.tif 000018
【図８】
0003800709.tif 000019
【図９】
0003800709.tif 000020
【図１０】
0003800709.tif 000021
【図１１】
0003800709.tif 000022