JP3412974B2 - Image stabilization device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、振れ検出手段に加
わる振れの状態を検出する振れ検出手段と、該振れ検出
手段の出力に応答して像振れを補正する為の像振れ補正
手段とを備えた像振れ補正装置の改良に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】従来から、カメラを初めとする光学系の
振れ補正、つまり手振れなどによる振動を抑制して像安
定を行う為の装置が提案されている。これは一般に、振
動を検知するセンサと、そのセンサからの信号に応じて
像の振れが生じないよう補正を加える補正系から構成さ
れる。 【０００３】図６は光学的に像振れ補正を行う装置の一
例を示した斜視図である。 【０００４】この像振れ補正装置は、像振れ補正用のレ
ンズを光軸に直交する平面内において矢印ｐ（ピッ
チ），ｙ（ヨー）方向に動かすことにより、像振れを補
正するものである。 【０００５】 図６において、補正レンズ９００を保持
するレンズ保持枠９０１は、すべり軸受９０２ｐを介し
てピッチスライド軸９０３ｐ上を摺動できるようになっ
ている。また、ピッチスライド軸９０３ｐは中間アーム
９０４に取付けられている。中間アーム９０４は、すべ
り軸受９０２ｙを介してヨースライド軸９０３ｙ上を摺
動する。そして、ヨースライド軸９０３ｙはヨー軸保持
台９２２に固着され、該保持台９２２は固定枠９０６に
固着される。 【０００６】以上の機構にてレンズ保持枠９０１、つま
り補正レンズ９００は中間アーム９０４に対してピッチ
方向に摺動可能となり、中間アーム９０４は固定枠９０
６に対してヨー方向に摺動可能となるので、レンズ保持
枠９０１は固定枠９０６に対してピッチ，ヨー何れの方
向に対しても移動可能となる。 【０００７】以後はｐ，ｙ方向とも同様な構成の為、ｐ
方向のみ説明し、ｙ方向についてはその説明を省略す
る。 【０００８】レンズ保持枠９０１の駆動力発生機構につ
いて説明する。 【０００９】レンズ保持枠９０１にはコイル９０５ｐが
取付けられていて、固定枠９０６にはヨーク９０７ｐと
永久磁石９０８ｐで構成される磁気回路が固定されてい
る。従って、コイル９０５ｐに通電することにより、レ
ンズ保持枠９０１はピッチ方向に駆動される。 【００１０】次に、レンズ保持枠の変位検出機構につい
て説明する。 【００１１】レンズ保持枠９０１に設けられた穴９０９
ｐにスリット９１０ｐ，集光レンズ９１１ｐ，赤外発光
ダイオード（ＩＲＥＤ）９１２ｐが設けられている。そ
して、前記ＩＲＥＤ９１２ｐと対向した固定枠９０６上
には受光器（ＰＳＤ）９１３ｐが設置されている。 【００１２】前記ＩＲＥＤ９１２ｐから投光された近赤
外光が、スリット９１０ｐを通過してＰＳＤ９１３ｐに
投射され、ＰＳＤ９１３ｐがその光の位置に応じた信号
を出力することにより、レンズ保持枠９０１の変位を検
出することができる。ここで、ＰＳＤ９１３ｐの出力を
増幅器９１４ｐで増幅し、駆動回路９１５ｐを通してコ
イル９０５ｐに入力すると、レンズ保持枠９０１が駆動
されてＰＳＤ９１３ｐの出力が変化する。これは実線で
示す閉じた系になり、ＰＳＤ９１３ｐの出力がゼロにな
る点（中立点）で安定する。この様な系に振れ量に値す
る振れセンサ９１６ｐの出力が加算されると、レンズ保
持枠９０１は振れ量を中立点として極めて精度よく追従
していき、像振れを補正するようにレンズ保持枠９０１
（補正レンズ９００）が駆動される。 【００１３】このようなシステムを用い、像振れ補正を
行うのであるが、像振れ補正を行っていない場合は、レ
ンズ保持枠９０１等の像振れ補正系を電気的あるいは機
械的に所定位置に固定（ロック）しておく必要がある。
それは、例えばカメラの持ち運びを考えると、ロックさ
れていなければ、該像振れ補正系を光軸に対して垂直な
面内での移動を抑制する力はなく、持ち運びによる振動
で不用意に揺動し、周辺の他部材との衝突による音の発
生、さらには衝撃による像振れ補正系の損傷，破壊とい
うことが起こり得るからである。 【００１４】従来、このようなロック機構は電気的また
は機械的に行う方法等が提案されている。電気的に行う
方法は、例えば一定の信号を入力して定位置になるよう
に駆動させるというものであるが、省電力の観点から、
この様な電気的な方法よりも図６に示す様に機械的にロ
ックする方法が主流となっている。つまり、図６では９
２１がロック手段に相当し、その凸部９１８を矢印方向
へ吸着することによりこれがレンズ保持枠９１０に形成
された凹部９１７に嵌合し、ロック状態となる。一方、
上記の吸着状態を解除することにより、前記凸部９１８
が前記凹部９１７より外れ、ロック解除状態（防振制御
が可能な状態）になる。 【００１５】図６では振れセンサ９１６ｐの信号処理系
を簡略化して説明したが、具体的な信号処理系の一例を
図７に示す。 【００１６】振れセンサ９１６ｐに相当する角速度セン
サ９５１からの出力は信号処理回路９５２に入力され
る。この信号処理回路９５２内においては、まずローパ
スフィルタ（低周波数帯域通過手段）ＬＰＦによりノイ
ズ除去が為され、次にハイパスフィルタ（高周波数帯域
通過手段）ＨＰＦによってＤＣカットが為され、更に増
幅，ローパスフィルタＡＭＰ＆ＬＰＦの処理が二度為さ
れる。そして、マイコン９５３内に取り込まれ、Ａ／Ｄ
変換される。 【００１７】像振れ補正動作を行わないときは、省電の
ため、前記角速度センサ９５１及び信号処理回路９５２
内の増幅器の電源は切るのであるが、その制御はスイッ
チング回路９５４をマイコン９５３の出力ポートで制御
することにより行う。 【００１８】また、ＰＳＤ９５５（図６のＰＳＤ９１３
ｐに相当）からの信号もローパスフィルタ９５６を介し
てマイコン９５３内に取り込まれ、同様にＡ／Ｄ変換さ
れる。そして、マイコン９５３内にて上記の振れ出力と
ＰＳＤ出力によるフィードバック演算が行われ、コイル
ドライバ９５７（図６の駆動回路９１５ｐに相当）にＰ
ＷＭ出力が為され、コイル９５８（図６のコイル９０５
ｐに相当）により補正レンズが駆動されて像振れ補正が
行われることになる。 【００１９】上記信号処理回路９５２内で使用している
ハイパスフィルタＨＰＦは、かなり大きい時定数にしな
ければならないが、その為には容量の大きいセラミック
コンデンサを使用しなければならない。しかし、容量の
大きいセラミックコンデンサは大きさが大きい為、なる
べく小さい像振れ補正装置を作ろうとするとスペース上
の問題点が発生する。そこで、図７に示す様にタンタル
コンデンサＣ４，Ｃ５を使用することによって上記問題
を解決している。 【００２０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、角速度
センサ９５１の出力電圧Ｖ_OUT と基準電圧Ｖ_REF との
差、つまりオフセット電圧が大きいと、該角速度センサ
９５１及び信号処理回路９５２に電源を投入した直後に
タンタルコンデンサＣ４，Ｃ５に誘電吸収という現象が
発生し、ハイパスフィルタＨＰＦの出力が大きく変動し
てしまう。 【００２１】誘電吸収について具体的に説明すると、一
般に実用化されているコンデンサは誘電吸収特性という
内部因子を持っており、図７のハイパスフィルタＨＰＦ
のコンデンサ部分は図８のような抵抗Ｒ１１とコンデン
サＣ８が並列に加わった等価回路で表される。 【００２２】そこで、電源が投入されると直ちにコンデ
ンサＣ７が充電されるのであるが、コンデンサＣ８はＣ
７より遅れて充電されるので、コンデンサＣ７から抵抗
Ｒ１１，コンデンサＣ８に電流が流れてしまう。オフセ
ット電圧が大きいとこの電流も大きくなるので、立ち上
がり時のハイパスフィルタＨＰＦの出力が図９のように
変動してしまう。 【００２３】この様な現象が発生すると、電源投入直後
は画像が変動してしまい、この際に撮影を行うと悪影響
を及ぼす。従って、上記変動が収まるまで撮影の開始タ
イミングをずらす必要があり（撮影者自身がレリーズタ
イミングを遅らせる場合や、電気的処理により行う方法
も考えられる）、速写性能に欠けるものであった。 【００２４】また、ファインダで見ていても像が動くの
で撮影者に不快感を与えるといった不都合も生じる。 【００２５】 （発明の目的） 本発明の目的は、防振
動作の立ち上がり特性を向上させることのできる像振れ
補正装置を提供することにある。 【００２６】 【００２７】 【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、本発明は、振れ検出手段に加わる振れの状態を検
出する振れ検出手段と、該振れ検出手段の出力に応答し
て像振れを補正する為の像振れ補正手段とを備えた像振
れ補正装置において、前記振れ検出手段に電源が投入さ
れた直後から所定時間経過するまでの間の出力変動を予
測するためのデータを取得し、該データに基づいて、そ
の後の出力変動を予測する出力変動予測手段と、該出力
変動予測手段からの出力変動予測値を基に前記振れ検出
手段の出力変動を低減する出力変動低減手段とを設けた
像振れ補正装置とするものである。 【００２８】 【００２９】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。 【００３０】図１は本発明の実施の第１の形態における
像振れ補正装置の回路構成を示すブロック図である。 【００３１】 振れを検出する角速度センサ１からの出
力は、ノイズ除去の為のローパスフィルタ２，ＤＣカッ
トの為のハイパスフィルタ３，増幅器４を経てマイコン
５のＡ／Ｄ変換器６に入力される。このＡ／Ｄ変換器６
によってＡ／Ｄ変換された信号は電源投入から所定時間
が経過するまでは出力変動予測手段８によって後述する
様に出力の変動が予測される。その後は前記Ａ／Ｄ変換
器６によってＡ／Ｄ変換された信号は出力変動低減手段
７に入力され、前記出力変動予測手段８による予測に基
づいて出力変動をキャンセルされ、ハイパスフィルタ
９，積分器１０を経て角変位信号となる。そして、この
様に補正レンズの位置を検知する位置センサ１４の出力
（増幅器１３及びＡ／Ｄ変換器１１を介する）が逆極性
で加算されてフィードバック演算され、その信号がマイ
コン５の出力ポートよりコイルドライバ１２へＰＷＭと
して出力され、コイルドライバ１２によって補正レンズ
が駆動され、像振れを打ち消すことになる。 【００３２】図２は、図１のマイコン５内での具体的な
処理動作を示したフローチャートである。 【００３３】像振れ補正動作は一定周期毎の割込み処理
によって行われる。割込みが発生すると、マイコン５は
図２のステップ＃１からの動作を開始する。 ［ステップ＃１］ 角速度センサ１の出力をＡ／Ｄ変換
し、その結果をＲＡＭにあらかじめ定義されたAD＿DATA
に格納する。 ［ステップ＃２］ 像振れ補正開始の指示が為されたか
否かを判別し、指示が為されていればステップ＃３へ進
み、指示が為されていなければステップ＃１８へ進む。 【００３４】ここでは像振れ補正開始の指示が為されて
おり、ステップ＃３へ進むものとする。 ［ステップ＃３］ 補正レンズのロックを解除する。こ
れは、例えば図６にて説明した様にして行う。 ［ステップ＃４］ 角速度センサ１及びアナログ信号処
理系へ給電する。 ［ステップ＃５］ 給電開始から２００ｍｓｅｃ経過し
たかどうかを判別し、経過していなければステップ＃６
へ進み、経過することによりステップ＃１３へ進む。 【００３５】ここでは電源が投入された直後であるので
ステップ＃６へ進む。 ［ステップ＃６］ Ａ／Ｄ値 (AD＿DATA )を加算〔(TOT
AL＿DATA) ＋（AD＿DATA) 〕する。 ［ステップ＃７］ 加算値(TOTAL＿DATA )からＶ₀ を算
出する。 ［ステップ＃８］ 角変位データ（BURE＿DATA) を０に
する。つまり、給電開始後２００ｍｓｅｃ間はゼロクロ
ーズとする。 ［ステップ＃９］ 補正レンズの位置を検知する位置セ
ンサ１４の出力を取り込み、Ａ／Ｄ変換する（PSD ＿DA
TA )。 ［ステップ＃１０］ フィードバック演算〔（BURE＿DA
TA) −(PSD-DATA)〕を行う。 ［ステップ＃１１］ 安定な制御系にする為に位相補償
演算を行う。 ［ステップ＃１２］ コイルドライバ１２へＰＷＭ出力
を行う。 【００３６】上記の様に給電開始から２００ｍｓｅｃ経
過するまでは、ステップ＃６及び＃７において出力変動
を予測するためのデータの取得がなされる。 【００３７】図３を用いて具体的に説明する。誘電吸収
の波形は図３の様な波形となるが、この波形は、 Ｖ_FD＝Ｖ₀ （１−ｅ^-(t/CR) ） の形で表される。Ｖ₀ の値はオフセット電圧の大きさに
比例する。つまり、オフセット電圧が大きければ大きい
ほど誘電吸収による出力の変動が大きくなる。 【００３８】ここで、Ｖ₀ を求めるために給電開始から
２００ｍｓｅｃの間の斜線で示した面積を演算し、その
値からＶ₀ を求めている。実際は、図３の波形に手振れ
の波形が加わるが、平均を取っているのでその影響は少
ない。Ｖ₀ が求まれば上記の式を演算することにより、
出力変動予測量Ｖ_FDを算出することができる。 【００３９】また、給電開始から２００ｍｓｅｃ経過ま
ではステップ＃８において角変位データ（BURE＿DATA)
に０が代入されているので、ステップ＃９〜＃１２にお
いては、補正レンズは機械的ロック手段によるロックが
解除された後も電気的に可動中心にロックする動作が行
われることになる。 【００４０】その後、給電開始から２００ｍｓｅｃ経過
すると、上記の様にステップ＃５からステップ＃１３へ
進む。 ［ステップ＃１３］ ここでは給電開始から２ｓｅｃ経
過したかどうかを判別し、経過していなければ給電開始
から２ｓｅｃまでが出力の変動が大きいので（図３参
照）、その間のみ出力変動予測演算を行う為にステップ
＃１４へ進む。 ［ステップ＃１４］ 上記ステップ＃７にて求めたＶ₀
を用いて前述した式により出力変動予測量Ｖ_FDを算出す
る（CANCEL＿DATA）。 【００４１】ステップ＃１３において給電開始から２ｓ
ｅｃ経過している場合や、上記ステップ＃１４の動作が
終了した後は、以下のステップ＃１５へ進む。 ［ステップ＃１５］ 出力変動予測量をキャンセル
〔（AD＿DATA )− (CANCEL＿DATA )〕する。 ［ステップ＃１６］ ハイパスフィルタ演算を行う。 ［ステップ＃１７］ 積分演算をし、像振れの角変位出
力を求める(BURE ＿DATA)。 【００４２】上記のステップ＃１７の動作終了後は、ス
テップ＃９へ進む。 ［ステップ＃９］ 補正レンズの位置を検知する位置セ
ンサ１４の出力を取り込み、Ａ／Ｄ変換する（PSD ＿DA
TA )。 ［ステップ＃１０］ フィードバック演算〔（BURE＿DA
TA) −(PSD-DATA)〕を行う。 ［ステップ＃１１］ 安定な制御系にする為に位相補償
演算を行う。 ［ステップ＃１２］ コイルドライバ１２へＰＷＭ出力
を行う。これにより、防振制御が為され、像振れが補正
されることになる。 【００４３】上記ステップ＃２において像振れ補正開始
の指示が為されていなければ、前述した様にステップ＃
１８へ進む。 ［ステップ＃１８］ 補正レンズのロック動作を行う。
これは、例えば図６にて説明した様にして行う。 ［ステップ＃１９］ 角速度センサ１及びアナログ信号
処理系への給電を停止する。 【００４４】以上のような処理を行えば、誘電吸収によ
る出力の変動を指数関数的（或は演算時間を短縮する為
に二次関数等の高次関数的に行っても良い）に予測する
ので、実際の変動により近い予測が行える。そして、そ
の結果をキャンセルするので出力の変動を低減すること
ができ、速写性能、立ち上がり特性が向上する。 【００４５】 （実施の第２の形態） 上記実施の第１
の形態では、オフセット電圧が小さいときでも出力変動
予測除去を行ったが、オフセット電圧が小さいときは手
振れ波形が加わったハイパスフィルタの出力波形は図４
の実線波形のようになるので、平均しても手振れの影響
が予測に出てくる可能性がある。この様なことがある
と、本来は誘電吸収の波形がの様な波形で、出力変動
が小さいのにもかかわらず、２００ｍｓｅｃ間の波形が
反対方向となり、の様に予測してしまって逆効果にな
る可能性がある。 【００４６】したがって、オフセット電圧が小さく手振
れの影響の大きそうな場合は、出力変動予測除去は行わ
ない様にした方がよい。 【００４７】また、安全のため、加算値（TOTAL ＿DAT
A) にリミッタを設けることによって予測値が大きくな
り過ぎることを防ぐ様にした方がよい。 【００４８】そのように動作する場合のフローチャート
を図５に示す。なお、回路構成は図１と同様であるの、
ここでは省略する。 【００４９】像振れ補正動作は一定周期毎の割込み処理
によって行われる。割込みが発生すると、マイコン５は
図２のステップ＃１からの動作を開始する。 ［ステップ＃２１］ 角速度センサ１の出力をＡ／Ｄ変
換し、その結果をＲＡＭにあらかじめ定義されたAD＿DA
TAに格納する。 ［ステップ＃２２］ 像振れ補正開始の指示が為された
か否かを判別し、指示が為されていればステップ＃２３
へ進み、指示が為されていなければステップ＃４２へ進
む。 【００５０】ここでは像振れ補正開始の指示が為されて
おり、ステップ＃２３へ進むものとする。 ［ステップ＃２３］ 補正レンズのロックを解除する。
これは、例えば図６にて説明した様にして行う。 ［ステップ＃２４］ 角速度センサ１及びアナログ信号
処理系へ給電する。 ［ステップ＃２５］ 給電開始から２００ｍｓｅｃ経過
したかどうかを判別し、経過していなければステップ＃
２６へ進み、経過することによりステップ＃３５へ進
む。 【００５１】ここでは電源が投入された直後であるので
ステップ＃２６へ進む。 ［ステップ＃２６］ Ａ／Ｄ値 (AD＿DATA )を加算〔(T
OTAL＿DATA) ＋（AD＿DATA) 〕する。 ［ステップ＃２７］ 加算値がリミット値より大きいか
どうかの判別を行い、小さければ図４にて説明したよう
な不都合を無くす為に直ちにステップ＃２９へ進む。一
方、加算値がリミット値より大きい場合はステップ＃２
８へ進む。 ［ステップ＃２８］ 加算値がリミット値より大きいの
で加算値をリミット値と同じにする。 ［ステップ＃２９］ 加算値(TOTAL＿DATA )からＶ₀ を
算出する。 ［ステップ＃３０］ 角変位データ（BURE＿DATA) を０
にする。つまり、給電開始後２００ｍｓｅｃ間はゼロク
ローズとする。 【００５２】以降のステップ＃３１〜＃３４は上記実施
の第１の形態と同様であるの、その説明は省略する。 【００５３】その後、給電開始から２００ｍｓｅｃ経過
すると、上記の様にステップ＃２５からステップ＃３５
へ進む。 ［ステップ＃３５］ Ｖ₀ が予測除去しなくてもよい値
の上限値Ｖ１より小さいかどうか、つまり予測除去しな
くても問題ないかどうかの判別を行う。この結果、予測
除去しなくても問題ない場合はステップ＃３６へ進む。 ［ステップ＃３６］ 予測除去しなくても問題ない量の
オフセットなので予測除去データ（CANCEL＿DATA) をク
リアし、ステップ＃３９へ進む。 【００５４】また、上記ステップ＃３５において予測除
去する必要がある場合はステップ＃３５からステップ＃
３７へ進む。 ［ステップ＃３７］ ここでは給電開始から２ｓｅｃ経
過したかどうかを判別し、経過していなければ給電開始
から２ｓｅｃまでが出力の変動が大きいので（図３参
照）、その間のみ出力変動予測演算を行う為にステップ
＃３８へ進む。 ［ステップ＃３８］ 上記ステップ＃２９にて求めたＶ
₀ を用いて出力変動予測量Ｖ_FDを算出する（CANCEL＿DA
TA）。 【００５５】 上記ステップ＃３６の動作が終了した場
合やステップ＃３７において給電開始から２ｓｅｃ経過
している場合、或は、上記ステップ＃３８の動作が終了
した後の動作は、上記実施の第１の形態時の動作と同様
であるので、省略する。 【００５６】以上のような処理を行えば、オフセット電
圧が小さく、誘電吸収による出力の変動が少ない場合で
も、手振れ信号により出力変動低減手段７が悪影響を及
ぼす可能性が少なくなる。 【００５７】以上の実施の各形態によれば、オフセット
電圧の大きい振れセンサが取り付けられ、電源投入直後
のタンタルコンデンサの誘電吸収による出力変動が発生
しても、その出力変動量を指数関数的、又は高次関数的
に予測し、その分を除去するようにしている為、出力変
動を低減することができ、速写性、つまり電源投入直後
から像振れ補正を適正に行った防振動作を行うことが可
能となる。又ファインダで見ていても像が動くことがな
いので、撮影者に不快感を与えることも無くなる。 【００５８】また、オフセット電圧が小さい時には出力
変動予測による除去を行わない様にしている為、予測に
よる悪影響を及ぼす可能性も無くなる。 【００５９】 （発明と実施の形態の対応） 上記の実
施の各形態において、角速度センサ１が本発明の振れ検
出手段に相当し、出力変動低減手段７（例えば図２で言
えば、ステップ＃１５の動作を実行する部分）が本発明
の出力変動低減手段に相当し、出力変動予測手段８（例
えば図２で言えば、ステップ＃６，＃７，＃１４の動作
を実行する部分）が本発明の出力変動予測手段に相当す
る。 【００６０】以上が実施の形態の各構成と本発明の各構
成の対応関係であるが、本発明は、これら実施の形態の
構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、
又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればど
のようなものであってもよいことは言うまでもない。 【００６１】 （変形例） 上記実施の各形態では、ハ
イパスフィルタの構成要素としてタンタルコンデンサを
用いた場合を例にしているが、これに限定されるもので
はなく、その他の種類のコンデンサであっても良い。 【００６２】本発明は、振れ検出手段として、角速度セ
ンサを用いた例を示しているが、角加速度センサ，加速
度センサ，速度センサ，角変位センサ，変位センサ等、
振れが検出できるものであればどのようなものであって
も良い。 【００６３】本発明は、振れ検出手段と像振れ補正手段
は、互いに装着可能な複数の装置、例えばカメラとそれ
に装着可能な交換レンズにそれぞれわけて設けることも
可能である。 【００６４】本発明は、クレームまたは実施の形態の各
構成または一部の構成が別個の装置に設けられていても
よい。例えば、振れ検出手段がカメラ本体に、像振れ補
正手段が前記カメラに装着されるレンズ鏡筒に、それら
を制御する制御装手段中間アダプタに設けられていても
よい。 【００６５】本発明は、像振れ補正手段として、光軸に
垂直な面内で光学部材を動かすシフト光学系や可変頂角
プリズム等の光束変更手段や、光軸に垂直な面内で撮影
面を動かすもの等、像振れが補正できるものであればど
のようなものであってもよい。 【００６６】また、本発明は、一眼レフカメラ，レンズ
シャッタカメラ，ビデオカメラ等のカメラに適用した場
合を述べているが、その他の光学機器や他の装置、更に
は構成ユニットとしても適用することができるものであ
る。 【００６７】 【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、防振動作の立ち上がり特性を向上させることができ
る像振れ補正装置を提供できるものである。 【００６８】 【００６９】 【００７０】Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shake detecting means for detecting a state of a shake applied to a shake detecting means and an image shake in response to an output of the shake detecting means. The present invention relates to an improvement in an image blur correction device including an image blur correction unit for correcting the image blur. 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an apparatus for stabilizing an image by correcting shake of an optical system such as a camera, that is, suppressing vibration due to hand shake or the like. This generally includes a sensor for detecting vibration, and a correction system for performing correction so that image shake does not occur in accordance with a signal from the sensor. FIG. 6 is a perspective view showing an example of an apparatus for optically correcting image blur. This image blur correction apparatus corrects image blur by moving an image blur correction lens in the direction of arrows p (pitch) and y (yaw) in a plane perpendicular to the optical axis. In FIG. 6, a lens holding frame 901 holding a correction lens 900 can slide on a pitch slide shaft 903p via a slide bearing 902p. Further, the pitch slide shaft 903p is attached to the intermediate arm 904. The intermediate arm 904 slides on a yaw slide shaft 903y via a slide bearing 902y. Then, the yaw slide shaft 903y is fixed to the yaw shaft holding base 922 , and the holding base 922 is fixed to the fixed frame 906. With the above-described mechanism, the lens holding frame 901, that is, the correction lens 900 can be slid in the pitch direction with respect to the intermediate arm 904, and the intermediate arm 904 is fixed to the fixed frame 90.
6 can be slid in the yaw direction, so that the lens holding frame 901 can be moved in both the pitch and yaw directions with respect to the fixed frame 906. [0007] Thereafter, since the configuration is the same in the p and y directions, p
Only the direction will be described, and the description of the y direction will be omitted. The driving force generating mechanism of the lens holding frame 901 will be described. A coil 905p is attached to the lens holding frame 901, and a magnetic circuit composed of a yoke 907p and a permanent magnet 908p is fixed to the fixed frame 906. Accordingly, by energizing the coil 905p, the lens holding frame 901 is driven in the pitch direction. Next, a mechanism for detecting the displacement of the lens holding frame will be described. A hole 909 provided in the lens holding frame 901
A slit 910p, a condenser lens 911p, and an infrared light emitting diode (IRED) 912p are provided on p. A light receiver (PSD) 913p is provided on the fixed frame 906 facing the IRED 912p. The near-infrared light projected from the IRED 912p passes through the slit 910p and is projected on the PSD 913p, and the PSD 913p outputs a signal corresponding to the position of the light, thereby reducing the displacement of the lens holding frame 901. Can be detected. Here, when the output of the PSD 913p is amplified by the amplifier 914p and input to the coil 905p through the drive circuit 915p, the lens holding frame 901 is driven and the output of the PSD 913p changes. This becomes a closed system indicated by a solid line, and is stabilized at the point where the output of PSD 913p becomes zero (neutral point). When the output of the shake sensor 916p corresponding to the shake amount is added to such a system, the lens holding frame 901 follows the movement with extremely high accuracy using the shake amount as a neutral point, and corrects the image shake.
(Correction lens 900) is driven. Image blur correction is performed using such a system. When image blur correction is not performed, the image blur correction system such as the lens holding frame 901 is fixed to a predetermined position electrically or mechanically. (Locked).
For example, considering that the camera is portable, if it is not locked, there is no force to suppress the movement of the image stabilization system in a plane perpendicular to the optical axis, and the camera shakes carelessly due to the vibration caused by carrying. This is because sound may be generated due to collision with other surrounding members, and further, damage or destruction of the image blur correction system due to impact may occur. Conventionally, a method of electrically or mechanically performing such a lock mechanism has been proposed. The method of electrically performing, for example, is to input a constant signal and drive it to a fixed position, but from the viewpoint of power saving,
A mechanical locking method as shown in FIG. 6 is more prevalent than such an electrical method. That is, in FIG.
Reference numeral 21 corresponds to a lock means, and the protrusion 918 is sucked in the direction of the arrow to fit into the recess 917 formed in the lens holding frame 910, and a locked state is established. on the other hand,
By releasing the above suction state, the convex portion 918 is released.
Is released from the concave portion 917 to be in an unlocked state (a state in which vibration control can be performed). In FIG. 6, the signal processing system of the shake sensor 916p has been described in a simplified manner. An example of a specific signal processing system is shown in FIG. An output from the angular velocity sensor 951 corresponding to the shake sensor 916p is input to a signal processing circuit 952. In the signal processing circuit 952, first, noise is removed by a low-pass filter (low-frequency band-pass means) LPF, and then DC is cut by a high-pass filter (high-frequency band-pass means) HPF. The processing of the filter AMP & LPF is performed twice. Then, it is taken into the microcomputer 953 and the A / D
Is converted. When the image blur correction operation is not performed, the angular velocity sensor 951 and the signal processing circuit 952 are used to save power.
The power supply of the amplifier inside is turned off, and the control is performed by controlling the switching circuit 954 with the output port of the microcomputer 953. A PSD 955 (PSD 913 in FIG. 6)
(corresponding to p) is also taken into the microcomputer 953 via the low-pass filter 956, and is similarly A / D converted. Then, a feedback calculation based on the shake output and the PSD output is performed in the microcomputer 953, and the coil driver 957 (corresponding to the drive circuit 915p in FIG.
WM output is performed, and the coil 958 (coil 905 in FIG. 6) is output.
(corresponding to p), the correction lens is driven to perform image blur correction. The high-pass filter HPF used in the signal processing circuit 952 must have a considerably large time constant. For this purpose, a large-capacity ceramic capacitor must be used. However, since a large-capacity ceramic capacitor is large in size, there is a problem in space when an image blur correction device as small as possible is to be manufactured. Therefore, the above problem is solved by using tantalum capacitors C4 and C5 as shown in FIG. However, if the difference between the output voltage V _OUT of the angular velocity sensor 951 and the reference voltage V _REF , that is, the offset voltage is large, the power is supplied to the angular velocity sensor 951 and the signal processing circuit 952. Immediately after being turned on, a phenomenon called dielectric absorption occurs in the tantalum capacitors C4 and C5, and the output of the high-pass filter HPF fluctuates greatly. The dielectric absorption will be described in detail. Generally used capacitors have an internal factor called dielectric absorption characteristics, and the high-pass filter HPF shown in FIG.
Is represented by an equivalent circuit in which a resistor R11 and a capacitor C8 are added in parallel as shown in FIG. Therefore, the capacitor C7 is charged as soon as the power is turned on.
7, the current flows from the capacitor C7 to the resistor R11 and the capacitor C8. If the offset voltage is large, this current also increases, so that the output of the high-pass filter HPF at the time of rising varies as shown in FIG. When such a phenomenon occurs, the image fluctuates immediately after the power is turned on, and taking a picture at this time has an adverse effect. Therefore, it is necessary to shift the photographing start timing until the above fluctuations stop (the photographer himself may delay the release timing or a method of performing the electronic processing), which lacks the quick shooting performance. In addition, there is also a disadvantage that the image moves even when viewed through the viewfinder, giving the photographer an uncomfortable feeling. (Object of the Invention) It is an object of the present invention to provide an image blur correction device capable of improving the rising characteristic of the image stabilizing operation. [0027] In order to achieve the above object , the present invention detects a state of a shake applied to a shake detecting means.
A vibration detecting means for generating the vibration and a response to the output of the vibration detecting means.
Image blur correction means for correcting image blur
In the shake correction device, power is supplied to the shake detecting means.
Output fluctuations from immediately after
Measurement data, and based on the data,
Output fluctuation prediction means for predicting output fluctuation after
The fluctuation detection based on the output fluctuation prediction value from the fluctuation prediction means;
Output fluctuation reducing means for reducing the output fluctuation of the means.
This is an image blur correction device. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of the image blur correction device according to the first embodiment of the present invention. An output from the angular velocity sensor 1 for detecting shake is input to an A / D converter 6 of a microcomputer 5 via a low-pass filter 2 for removing noise, a high-pass filter 3 for DC cut, and an amplifier 4. . This A / D converter 6
The output of the A / D-converted signal is predicted by the output fluctuation predicting means 8 until a predetermined time elapses after the power is turned on, as described later. Then the signal A / D converted by the A / D converter 6 is input to the output fluctuation reduction means 7, is canceled output fluctuation based on the prediction by the output fluctuation prediction unit 8, the high-pass filter 9, integral It becomes an angular displacement signal via the device 10. Then, the output of the position sensor 14 (via the amplifier 13 and the A / D converter 11) for detecting the position of the correction lens is added in the reverse polarity and feedback-calculated, and the signal is output from the output port of the microcomputer 5. It is output as PWM to the coil driver 12, and the correction lens is driven by the coil driver 12, so that image blur is canceled. FIG. 2 is a flowchart showing a specific processing operation in the microcomputer 5 of FIG. The image blur correction operation is performed by an interrupt process at regular intervals. When an interrupt occurs, the microcomputer 5 starts the operation from step # 1 in FIG. [Step # 1] The output of the angular velocity sensor 1 is A / D converted, and the result is stored in the RAM as AD_DATA
To be stored. [Step # 2] It is determined whether or not an instruction to start image blur correction has been issued. If the instruction has been issued, the process proceeds to step # 3, and if not, the process proceeds to step # 18. Here, an instruction to start image blur correction has been issued, and it is assumed that the process proceeds to step # 3. [Step # 3] Unlock the correction lens. This is performed, for example, as described with reference to FIG. [Step # 4] Power is supplied to the angular velocity sensor 1 and the analog signal processing system. [Step # 5] It is determined whether 200 msec has elapsed since the start of power supply, and if not, step # 6.
The process proceeds to step # 13 after a lapse. In this case, since the power has just been turned on, the process proceeds to step # 6. [Step # 6] Add A / D value (AD_DATA) [(TOT
AL_DATA) + (AD_DATA)]. Calculating a V ₀ from the step # 7] sum value (TOTAL_DATA). [Step # 8] The angular displacement data (BURE_DATA) is set to 0. That is, it is zero-closed for 200 msec after the start of power supply. [Step # 9] The output of the position sensor 14 for detecting the position of the correction lens is captured and A / D converted (PSD_DA)
TA). [Step # 10] Feedback operation [(BURE_DA
TA)-(PSD-DATA)]. [Step # 11] A phase compensation calculation is performed to make a stable control system. [Step # 12] Perform PWM output to the coil driver 12. As described above, until 200 msec elapses from the start of power supply, data for predicting output fluctuation is obtained in steps # 6 and # 7. A specific description will be given with reference to FIG. The waveform of the dielectric absorption is as shown in FIG. 3, and this waveform is expressed in the form of V _FD = V ₀ (1−e− ^{(t / CR)} ). The value of V ₀ is proportional to the magnitude of the offset voltage. That is, the larger the offset voltage is, the larger the output fluctuation due to dielectric absorption becomes. Here, in order to determine V ₀ , the area indicated by oblique lines during 200 msec from the start of power supply is calculated, and V ₀ is determined from the value. In practice, the waveform of the camera shake is added to the waveform of FIG. 3, but since the average is taken, the influence is small. Once V ₀ is determined, by calculating the above equation,
The output fluctuation prediction amount _VFD can be calculated. Until 200 msec has elapsed from the start of power supply, the angular displacement data (BURE_DATA) is stored in step # 8.
In step # 9 to # 12, the operation of electrically locking the correction lens at the movable center is performed even after the lock by the mechanical locking means is released. Thereafter, when 200 msec has elapsed from the start of power supply, the process proceeds from step # 5 to step # 13 as described above. [Step # 13] Here, it is determined whether or not 2 seconds have elapsed from the start of power supply. If not, the output fluctuation is large during 2 seconds from the start of power supply (see FIG. 3). To step # 14. [Step # 14] V ₀ obtained in step # 7 above
Expression described above with calculating an output fluctuation prediction amount V _FD using (CANCEL_DATA). In step # 13, 2 seconds from the start of power supply
If ec has elapsed, or after the operation of step # 14 is completed, the process proceeds to step # 15 below. [Step # 15] Cancel the output fluctuation prediction amount [(AD_DATA)-(CANCEL_DATA)]. [Step # 16] A high-pass filter operation is performed. [Step # 17] Perform an integral operation to obtain an angular displacement output of image blur (BURE_DATA). After the operation of step # 17 is completed, the process proceeds to step # 9. [Step # 9] The output of the position sensor 14 for detecting the position of the correction lens is captured and A / D converted (PSD_DA)
TA). [Step # 10] Feedback operation [(BURE_DA
TA)-(PSD-DATA)]. [Step # 11] A phase compensation calculation is performed to make a stable control system. [Step # 12] Perform PWM output to the coil driver 12. As a result, image stabilization control is performed, and image shake is corrected. If an instruction to start image blur correction has not been issued in step # 2, step #
Proceed to 18. [Step # 18] The correcting lens is locked.
This is performed, for example, as described with reference to FIG. [Step # 19] Power supply to the angular velocity sensor 1 and the analog signal processing system is stopped. By performing the above processing, the output fluctuation due to dielectric absorption is predicted exponentially (or may be performed in a higher-order function such as a quadratic function in order to reduce the operation time). Therefore, a prediction closer to the actual fluctuation can be performed. Since the result is canceled, the fluctuation of the output can be reduced, and the quick shooting performance and the rising characteristics are improved. (Second Embodiment) The first embodiment described above
In the embodiment, output fluctuation prediction removal is performed even when the offset voltage is small. However, when the offset voltage is small, the output waveform of the high-pass filter to which the camera shake waveform is added is shown in FIG.
Since as shown by a solid line waveform, which may be averaged effects of camera shake appear in the prediction. In such a case, the waveform of dielectric absorption is originally a waveform like the above, and although the output fluctuation is small, the waveform for 200 msec is in the opposite direction, and it is predicted as shown in FIG. Could be Therefore, when the offset voltage is small and the influence of camera shake seems to be large, it is better not to perform the output fluctuation prediction removal. For safety, the added value (TOTAL_DAT)
A) It is better to provide a limiter to prevent the predicted value from becoming too large. FIG. 5 shows a flowchart in the case of such an operation. The circuit configuration is the same as that of FIG.
Here, it is omitted. The image blur correction operation is performed by an interrupt process at regular intervals. When an interrupt occurs, the microcomputer 5 starts the operation from step # 1 in FIG. [Step # 21] The output of the angular velocity sensor 1 is A / D converted, and the result is stored in the RAM as a predetermined AD_DA
Store in TA. [Step # 22] It is determined whether or not an instruction to start image blur correction has been issued. If an instruction has been issued, step # 23 is performed.
The process proceeds to step # 42 if no instruction has been made. Here, an instruction to start image blur correction has been issued, and the process proceeds to step # 23. [Step # 23] Unlock the correction lens.
This is performed, for example, as described with reference to FIG. [Step # 24] Power is supplied to the angular velocity sensor 1 and the analog signal processing system. [Step # 25] It is determined whether 200 msec has elapsed since the start of power supply, and if not, step #
Then, the process proceeds to step # 35. Here, since the power has just been turned on, the process proceeds to step # 26. [Step # 26] Add A / D value (AD_DATA) [(T
OTAL_DATA) + (AD_DATA)]. [Step # 27] It is determined whether or not the added value is larger than the limit value. If the added value is smaller, the process immediately proceeds to step # 29 to eliminate the inconvenience described with reference to FIG. On the other hand, if the added value is larger than the limit value, step # 2
Proceed to 8. [Step # 28] Since the added value is larger than the limit value, the added value is made equal to the limit value. Calculating a V ₀ from the step # 29] additional value (TOTAL_DATA). [Step # 30] Set the angular displacement data (BURE_DATA) to 0
To That is, it is zero-closed for 200 msec after the start of power supply. The subsequent steps # 31 to # 34 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Thereafter, when 200 msec elapses from the start of the power supply, the steps # 25 to # 35 are performed as described above.
Proceed to. [Step # 35] It is determined whether or not V ₀ is smaller than an upper limit value V1 of a value that does not need to be predicted and removed, that is, whether or not there is no problem even if the prediction is not removed. As a result, if there is no problem even if the prediction is not removed, the process proceeds to step # 36. [Step # 36] Since the offset is an amount that does not cause any problem even if the prediction is not removed, the prediction removal data (CANCEL_DATA) is cleared, and the process proceeds to step # 39. If it is necessary to remove the prediction in step # 35, the process proceeds from step # 35 to step # 35.
Proceed to 37. [Step # 37] Here, it is determined whether or not 2 seconds have elapsed from the start of power supply. If not, the output fluctuates greatly during 2 seconds from the start of power supply (see FIG. 3). To step # 38. [Step # 38] V obtained in step # 29 above
Calculating an output fluctuation prediction amount V _FD with ₀ (CANCEL_DA
TA). [0055] If the operation in step # 36 is 2sec elapsed since the start of power supply in and step # 37 if completed, or, operation after the operation is completed in step # 38, the first of the above-described Since the operation is the same as that of the embodiment, the description is omitted. By performing the above-described processing, even when the offset voltage is small and the output fluctuation due to dielectric absorption is small, the possibility that the output fluctuation reducing means 7 has a bad influence by the camera shake signal is reduced. According to each of the above-described embodiments, even if the fluctuation sensor having a large offset voltage is attached and the output fluctuation due to the dielectric absorption of the tantalum capacitor occurs immediately after the power is turned on, the amount of the output fluctuation is exponentially measured. Alternatively, since the prediction is performed in a higher-order function and the amount is removed, the output fluctuation can be reduced, and the quick shooting performance, that is, the image stabilization operation in which the image blur correction is appropriately performed immediately after the power is turned on is performed. It becomes possible. In addition, since the image does not move even when viewed through the viewfinder, the photographer does not feel uncomfortable. Further, when the offset voltage is small, the removal by the output fluctuation prediction is not performed. (Correspondence between the Invention and the Embodiment) In each of the above embodiments, the angular velocity sensor 1 corresponds to the shake detecting means of the present invention, and the output fluctuation reducing means 7 ( for example, in FIG. 2, step # 15 Of the present invention corresponds to the output fluctuation reducing means of the present invention, and the output fluctuation predicting means 8 ( example)
For example, in FIG. 2, the part that executes the operations of steps # 6, # 7 , and # 14 ) corresponds to the output fluctuation prediction means of the present invention. The correspondence between the components of the embodiment and the components of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the configuration of the embodiment, and the functions described in the claims,
Needless to say, any configuration may be used as long as the functions of the embodiment can be achieved. [0061] (Modification) Each embodiment described above, although an example case of using the tantalum capacitor as a component of the high-pass filter, rather than being limited thereto, there in other types of capacitors May be. In the present invention, an example in which an angular velocity sensor is used as the shake detecting means has been described, but an angular acceleration sensor, an acceleration sensor, a speed sensor, an angular displacement sensor, a displacement sensor, etc.
Any type can be used as long as the shake can be detected. In the present invention, the shake detecting means and the image shake correcting means can be provided separately for a plurality of devices that can be mounted on each other, for example, a camera and an interchangeable lens that can be mounted on the devices. In the present invention, each configuration or a part of the configuration of the claims or the embodiments may be provided in a separate device. For example, the shake detecting means may be provided on the camera body, the image blur correcting means may be provided on the lens barrel mounted on the camera, or on the control device intermediate adapter for controlling them. According to the present invention, as an image blur correcting means, a light flux changing means such as a shift optical system or a variable apex prism for moving an optical member in a plane perpendicular to the optical axis, and a photographing surface in a plane perpendicular to the optical axis. Any device that can correct image blur, such as a device that moves the image, may be used. Although the present invention has been described as applied to a camera such as a single-lens reflex camera, a lens shutter camera, and a video camera, the present invention can be applied to other optical devices and other devices, and further to a constituent unit. Can be done. As described above, according to the present invention, it is possible to improve the start-up characteristics of the anti-shake operation.
It is possible to provide an image blur correction device. [0069]

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の第１の形態における像振れ補正
装置の回路構成を示すブロック図である。 【図２】図１の装置の動作を示すフローチャートであ
る。 【図３】図１の出力変動予測手段にて行われる出力変動
の予測についての説明を助ける為の図である。 【図４】本発明の実施の第２の形態における像振れ補正
装置の特徴部分について説明する為の図である。 【図５】本発明の実施の第１の形態における像振れ補正
装置の動作を示すフローチャートである。 【図６】従来の像振れ補正装置の構成を示す斜視図であ
る。 【図７】図６の装置の信号処理系の具体的な構成例を示
す回路図である。 【図８】図７のハイパスフィルタの構成例を示す回路図
である。 【図９】図８のハイパスフィルタの立ち上がり特性を示
す図である。 【符号の説明】 １ 角速度センサ ５ マイコン ７ 出力変動低減手段 ８ 出力変動予測手段 １２ コイルドライバBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an image blur correction device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the apparatus of FIG. FIG. 3 is a diagram to help explain output fluctuation prediction performed by the output fluctuation predicting unit of FIG. 1; FIG. 4 is a diagram for explaining a characteristic portion of an image blur correction device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of the image blur correction device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a conventional image blur correction device. FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a signal processing system of the device of FIG. 6; FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a high-pass filter of FIG. 7; FIG. 9 is a diagram illustrating rising characteristics of the high-pass filter of FIG. 8; [Description of Signs] 1 Angular velocity sensor 5 Microcomputer 7 Output fluctuation reduction means 8 Output fluctuation prediction means 12 Coil driver

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 振れ検出手段に加わる振れの状態を検出
する振れ検出手段と、該振れ検出手段の出力に応答して
像振れを補正する為の像振れ補正手段とを備えた像振れ
補正装置において、前記振れ検出手段に電源が投入され
た直後から所定時間経過するまでの間の出力変動を予測
するためのデータを取得し、該データに基づいて、その
後の出力変動を予測する出力変動予測手段と、該出力変
動予測手段からの出力変動予測値を基に前記振れ検出手
段の出力変動を低減する出力変動低減手段とを設けたこ
とを特徴とする像振れ補正装置。(57) [Claims] [Claim 1] A state of a shake applied to a shake detecting means is detected.
Detecting means for detecting the vibration and responding to the output of the detecting means.
Image blur having image blur correction means for correcting image blur
In the correction device, power is supplied to the shake detecting means.
Predicts output fluctuations from immediately after
To obtain data, and based on the data,
Output fluctuation prediction means for predicting a subsequent output fluctuation;
The shake detection means based on the output fluctuation prediction value from the motion prediction means.
Output fluctuation reducing means for reducing the output fluctuation of the stage.
An image blur correction device characterized by the following .