JP4051738B2

JP4051738B2 - Blur detection device and blur correction camera

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Publication number: JP4051738B2
Application number: JP31691897A
Authority: JP
Inventors: 博之富田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JPH11148860A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影装置など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及びブレ補正カメラ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、カメラに生ずる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、カメラが撮影時に振動することにより生ずるブレを、ブレ補正レンズが補正している。
【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するカメラは、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７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７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現在の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て、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、ブレ補正制御の基準値（オメガゼロ値）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。例えば、特開平４−２１１２３０号公報の第１７図及び第１８図は、この基準値の演算方法を開示している。
【０００６】
特開平４−２１１２３０号公報が開示す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移動平均法により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】
角速度センサの出力信号は、ドリフト成分検出部に１０ｍｓ毎に入力し、０．５秒（１０ｍｓ×５０）毎に５０個分の出力信号が入力する。そして、ドリフト成分検出部のメモリは、算出された５０個分の平均値（以下、平均１とする）を格納し、１０秒（０．５秒×２０）経過後には、さらに２０個分の平均１が入力する。その結果、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】
前述した従来のブレ補正装置は、一般に、カメラが静止した状態の角速度センサ１０の出力信号（以下、オメガゼロという）を、この出力信号を積分するときの積分定数として用いている。
しかし、カメラなどの撮影装置を手持ちで撮影するときには、カメラは、撮影者の手ブレにより通常振動している。このような状況下では、角速度センサの静止時の出力を直接測ることができないために、手ブレによる振動がのった角速度センサの出力信号から、オメガゼロを演算により求める必要がある。
従来のブレ検出装置は、例えば、特開平４−２１１２３０号公報の第１８図に示すように、オメガゼロの演算に移動平均法などの平均演算を用いていた。
しかし、従来のブレ検出装置による移動平均法には、以下のような問題点があった。
【０００９】
従来のブレ検出装置は、圧電振動式の角速度センサを使用しており、この角速度センサは、電源を投入してから出力が安定するまでに、ある程度の時間を必要としていた。
【００１０】
図８は、角速度センサが静止した状態で電源を投入したときの出力変動及び角速度センサの出力信号の一例を示す図である。図８（Ａ）は、時間＝０のときに、角速度センサに電源を投入（通電を開始）したときの出力変動を示し、図８（Ｂ）は、手ブレ波形にドリフトがのったときの角速度センサの出力信号を示す図である。
図８（Ａ）では、静止した状態で角速度センサが出力する出力値（オメガゼロ）をゼロとしている。また、図８（Ｂ）では、説明を簡単なものとするために、手ブレ波形は、正弦波としている。
図８（Ａ）に示すように、電源投入後しばらくの間は、角速度センサが静止しているにもかかわらず、出力値が変動しており、角速度センサの電源投入直後に発生する出力変動は、起動時ドリフトと呼ばれている。図８（Ａ）では、起動時ドリフトの収まる時間は、時刻ｍ_dである。
図８（Ａ）では、角速度センサは、静止状態にあるものと仮定しているが、実際には、図８（Ｂ）に示すように、角速度センサをカメラなどに搭載したときには、撮影者の手ブレによる振動の出力値が起動時ドリフトに加算する。
【００１１】
図９は、従来のブレ検出装置における移動平均法による演算結果及び演算誤差を示す図である。図９（Ａ）は、角速度センサの出力信号及び移動平均法による演算結果を示し、図９（Ｂ）は、移動平均法による演算誤差と真のオメガゼロ値との演算誤差を示す図である。
図９（Ａ）では、図８（Ａ）と同様に、角速度センサの起動時ドリフトがなくなってからの出力値（オメガゼロ）をゼロとしている。
図９（Ｂ）に示すように、従来の移動平均法は、角速度センサの起動時ドリフトも平均化演算に使用するために、起動時ドリフトが収まった以降も、なお演算誤差が大きくなったままになっている。その結果、演算誤差が許容値内になかなか収まっていない。このために、角速度センサの起動時ドリフトの影響が、オメガゼロの演算にかなり悪い影響を与えている。
【００１２】
このように、起動時ドリフトがのったままの角速度センサの出力信号をオメガゼロの演算に使用すると、オメガゼロの演算結果に誤差を生じ、ブレ補正の効果が低下したり、ブレが悪化してしまうという問題があった。
また、ブレ補正の精度を上げるために、演算誤差が許容値内に入るのを待っていると、シャッタチャンスを逃してしまうという問題があった。
【００１３】
本発明の課題は、演算誤差が少なく、正確にブレを補正することができるブレ検出装置及びブレ補正カメラを提供することである。
【００１４】
【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、これに限定するものではない。すなわち、請求項１の発明は、ブレを検出し、ブレ検出信号（ω（ｔ））を出力（Ｓ４００）するブレ検出部（１０）と、前記ブレ検出信号に含まれるドリフト成分（ω_ｄ（ｔ））を演算（Ｓ６０３０，Ｓ６０８０）し、前記ドリフト成分を前記ブレ検出信号の第１の基準値（ω_ｄ（ｔ））として出力する第１の基準値演算部（３３０）と、前記ブレ検出信号と前記ドリフト成分との差分を演算することにより、前記ブレ検出信号の第２の基準値（ω_０（ｔ））を演算（Ｓ６１２０）して出力する第２の基準値演算部（３５０）と、前記ブレ検出部がブレ検出信号の出力を開始（Ｓ４００）してからの経過時間（ｍ）を計測する経過時間計測部（９０）と、前記経過時間が所定時間に満たないときには、前記第１の基準値を選択し、前記経過時間が所定時間以上であるときには、前記第２の基準値を選択する基準値選択部と、を含むことを特徴とするブレ検出装置である。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のブレ検出装置において、前記第１の基準値演算部は、前記ブレ検出信号に基づいて移動平均を演算（Ｓ６０８０）し、前記第２の基準値演算部は、前記差分及び前記ブレ検出信号とに基づいて、移動平均を演算（Ｓ６１２０）することを特徴とするブレ検出装置である
【００１９】
請求項３の発明は、請求項２に記載のブレ検出装置において、前記第１の基準値演算部が移動平均を演算する際に必要とするデータ数をＭとし、前記第２の基準値演算部が移動平均を演算する際に必要とするデータ数をＮとしたときに、Ｍ＜Ｎであることを特徴とするブレ検出装置である。
【００２２】
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項に記載のブレ検出装置において、前記ブレ検出部は、電源が供給されているときに、ブレを検出可能であることを特徴とするブレ検出装置である。
【００２５】
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項に記載のブレ検出装置において、前記所定時間は、前記ドリフト成分が継続して出力する時間（ｍ_ｄ）以上であることを特徴とするブレ検出装置である。
【００２６】
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項に記載のブレ検出装置において、前記ブレ検出部は、角速度を検出する角速度検出器若しくは角加速度を検出する角加速度検出器又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検出装置である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のブレ検出装置において、前記ブレ検出信号から前記基準値選択部で選択された第１の基準値または第２の基準値を減算した値より、ブレ補正光学系を駆動するための駆動信号を演算する駆動信号円残部を備えたことを特徴とするブレ検出装置である。
【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示すブロック図である。
【００３０】
角速度センサ１０は、カメラに印加する振動を検出し、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では、１軸分の角速度センサについて図示することを省略している。角速度センサ１０は、半押しタイマ９０がＯＮ動作を維持し、電源供給部１３０が電源を供給している間は、角速度の検出が可能である。
【００３１】
角速度センサ１０の出力信号が一定間隔でサンプリングされると、不連続な時系列データω（ｔ₁），ω（ｔ₂），ω（ｔ₃），・・・，ω（ｔ_N），・・・が計測される。
ここで、ω（ｔ）は、角速度センサ１０がある時刻で検出した角速度データである。また、ｔのサフィックス１，２，３，・・・，ｍ，・・・は、時間が進むごとにインクリメントされるカウント値であり、ある時刻ｔ_Nとカウント値ｍとは単位は違うが、これらは等価なものとして考えることができる。
【００３２】
増幅部２０は、角速度センサ１０の出力信号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、増幅した出力信号を、オメガゼロ演算部３０と、駆動信号演算部４５とに出力する。
【００３３】
オメガゼロ値演算部３０は、増幅部２０が増幅したブレ検出信号に基づいて、角速度センサ１０の出力値であるブレ補正制御の基準値（オメガゼロ値）を演算するものである。オメガゼロ値演算部３０は、半押しタイマ９０が出力するカウンタ値に応じて、演算手法を切り替えるとともに、演算した２種類のオメガゼロ値のいずれか一方を選択する。オメガゼロ値演算部３０は、選択したオメガゼロ値を駆動信号演算部４５に出力する。オメガゼロ値演算部３０は、角速度センサ１０が角速度の検出が可能なときに、演算を実行する。
【００３４】
図２は、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置におけるオメガゼロ値演算部を示すブロック図である。
オメガゼロ値演算部３０は、時間判定部３１０と、演算切替部３２０と、ドリフト成分演算部３３０と、差分演算部３４０と、平均演算部３５０と、出力切替部３６０とからなる。
【００３５】
時間判定部３１０は、半押しタイマ９０が出力するカウント値（時間情報）に基づいて、オメガゼロ値の演算手法を選択したり、演算したオメガゼロ値を選択したりするための判定信号を出力するものである。時間判定部３１０は、演算切替部３２０及び出力切替部３６０に、この判定信号を出力する。
【００３６】
演算切替部３２０は、時間判定部３１０が出力する判定信号に基づいて、ドリフト成分演算部３３０及び平均演算部３５０に、オメガゼロ値の演算手法の切り替えを指示するものである。演算切替部３２０には、時間判定部３１０が出力する判定信号と、増幅部２０が出力するブレ検出信号とが入力する。演算切替部３２０には、ドリフト成分演算部３３０と、平均演算部３５０とが接続されている。演算切替部３２０は、時間判定部３１０が出力する判定信号に基づいて、ドリフト成分演算部３３０及び平均演算部３５０の双方又は一方に、ブレ検出信号を出力する。
【００３７】
ドリフト成分演算部３３０は、電源供給部１３０が角速度センサ１０に電源を供給したときに生ずるドリフト成分（起動時ドリフト）を演算するものである。ドリフト成分演算部３３０は、演算したドリフト成分を差分演算部３４０及び出力切替部３６０に出力する。
【００３８】
差分演算部３４０は、ドリフト成分演算部３３０が演算したドリフト成分とブレ検出信号との差分を演算するものである。差分演算部３４０は、演算した差分を平均演算部３５０に出力する。
【００３９】
平均演算部３５０は、差分演算部３４０が出力する差分の平均値、演算切替部３２０が出力するブレ検出信号の平均値、又は、この差分とブレ検出信号の平均値を演算するものである。平均演算部３５０は、演算した平均値を出力切替部３６０に出力する。
【００４０】
出力切替部３６０は、時間判定部３１０が出力する判定信号に基づいて、ドリフト成分演算部３３０が演算したドリフト成分又は平均演算部が演算した平均値に切り替えて出力するものである。出力切替部３６０は、選択したドリフト成分又は平均値をオメガゼロ値として、駆動信号演算部４５に出力する。
【００４１】
図１に示す駆動信号演算部４５は、増幅部２０が増幅したブレ検出信号から、出力切替部３６０が出力するオメガゼロ値を減算し、積分演算するものである。駆動信号演算部４５は、積分演算により、角速度信号を角変位信号に変換し、さらに、この角変位信号に応じた信号に変換する。駆動信号演算部４５は、この信号を駆動部５０に出力する。
【００４２】
駆動部５０は、駆動信号演算部４５からの出力信号に基づいて、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。
【００４３】
ブレ補正レンズ６０は、撮影光路を変更してブレを補正するレンズである。ブレ補正レンズ６０は、例えば、光軸Ｉ方向に対して略直交する方向（図中矢印方向）に駆動するレンズである。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。
【００４４】
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。
【００４５】
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ものである。電源供給部１３０は、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。
【００４６】
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。半押しタイマ９０は、半押しスイッチＳＷ１及び角速度センサ１０がＯＮ動作してからの経過時間を計測し、その経過時間に応じて増加するカウント値を、オメガゼロ値演算部３０の時間判定部３１０に出力する。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
つぎに、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３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。
【００５０】
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。
【００５１】
Ｓ２００において、半押しタイマ９０がタイマリセットする。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。Ｓ２００に進む時点において、半押しタイマ９０が既に計測を開始しているときには、Ｓ２００を飛ばしＳ３００に進む。
【００５２】
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。Ｓ３００に進む時点において、半押しタイマ９０が既にＯＮ動作しているときには、半押しタイマ９０は、ＯＮ動作を維持する。
【００５３】
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が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に生ずる振動を検出し、ブレ検出信号を出力する。Ｓ４００に進む時点において、角速度センサ１０が既にＯＮ動作しているときには、角速度センサ１０は、ＯＮ動作を維持する。
【００５４】
Ｓ５００において、半押しタイマ９０がカウントを開始する。半押しタイマ９０は、半押しスイッチＳＷ１のＯＮ動作と同時に、カウントを開始する。Ｓ５００に進む時点において、半押しタイマ９０が既にカウントを開始しているときには、半押しタイマ９０は、カウントを継続する。
【００５５】
Ｓ６００において、オメガゼロ値演算部３０は、オメガゼロ値（ドリフト成分又は平均値）の演算を開始する。オメガゼロ値演算部３０は、半押しタイマ９０のカウント値に応じて、増幅部２０が増幅したブレ検出信号に基づいて、オメガゼロ値の演算を開始する。Ｓ６００に進む時点において、オメガゼロ値演算部３０がオメガゼロ値の演算を既に開始しているときには、オメガゼロ値演算部３０は、オメガゼロ値の演算を継続する。
【００５６】
Ｓ７００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、駆動信号演算部４５が出力した駆動信号に基づいて、ブレ補正レンズ６０を駆動制御する。Ｓ７００に進む時点において、ブレ補正レンズ６０が既に駆動しているときには、駆動部５０は、ブレ補正レンズ６０の駆動を継続する。
【００５７】
Ｓ８００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、Ｓ９００に進み、半押しタイマ９０がＯＮ動作していないときには、Ｓ１１００に進む。
【００５８】
Ｓ９００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、Ｓ１０００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に戻り、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。
【００５９】
Ｓ１０００において、撮影動作が行われる。図示しない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。
【００６０】
Ｓ１１００において、オメガゼロ値演算部３０がオメガゼロ値（ドリフト成分又は平均値）の演算を停止する。Ｓ１１００に進む時点において、オメガゼロ値演算部３０がオメガゼロ値を演算しているときには、オメガゼロ値演算部３０は、オメガゼロ値の演算を全て停止する。
【００６１】
Ｓ１２００において、角速度センサ１０がＯＦＦ動作する。Ｓ１１００に進む時点において、電源供給部１３０が角速度センサ１０に電源を供給しているときには、電源供給部１３０は、電源の供給を停止して、角速度センサ１０がＯＦＦ動作する。
【００６２】
Ｓ１３００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。
【００６３】
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オメガゼロ値演算部の動作を説明する。
図４は、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置におけるオメガゼロ値演算部の動作を説明するフローチャートである。
なお、以下の説明において、図３に示したフローチャートにおけるステップと同一のステップは、同一の番号を付して説明し、特に必要のないかぎり説明を省略する。
【００６４】
Ｓ２００において、半押しタイマ９０がカウントリセット（ｍ＝１）する。半押しタイマ９０は、カウント値をｍ＝１にリセットする。ここで、ｍは、半押しタイマ９０がＯＮ動作してからの経過時間に応じて、その値が増加するカウンタ値（整数）である。
【００６５】
Ｓ６０１０において、カウントフラグがｆｌａｇ＝０になる。半押しタイマ９０のカウント値の大きさを判定するカウントフラグが、ｆｌａｇ＝０になる。
【００６６】
Ｓ６０２０において、時間判定部３１０は、カウント値ｍが判定レベルｍ_Nd以下であるか否かを判断する。カウント値ｍが判定レベルｍ_Nd以下であるときには、Ｓ６０３０に進み、カウント値ｍが判定レベルｍ_Ndよりも大きいときには、Ｓ６０６０に進む。
【００６７】
Ｓ６０３０において、ドリフト成分演算部３３０が数１の演算を開始する。時間判定部３１０は、カウント値ｍが判定レベルｍ_Nd以下であると判定したときには、演算切替部３２０及び出力切替部３６０に判定信号を出力する。演算切替部３２０は、この判定信号に基づいて、ドリフト成分演算部３３０及び平均演算部３５０にブレ検出信号を出力する。ドリフト成分演算部３３０は、以下に示す数１によって、ドリフト値ω_d（ｔ_m）を演算する。
【００６８】
【数１】

【００６９】
ここで、ω_d（ｔ_m）は、演算により求めた角速度センサ１０のドリフト値である。数１は、角速度センサ１０の検出開始後（半押しタイマ９０のカウント開始後）、カウント値ｍが判定レベルｍ_Nd以下であるときには、角速度センサ１０がカウント値ｍまでに検出した角速度データの全平均を演算する意味である。
なお、Ｓ６０３０に進む時点において、ドリフト成分演算部３３０がドリフト値の演算を既に開始しているときには、ドリフト成分演算部３３０は、ドリフト値の演算を継続する。
【００７０】
Ｓ６０４０において、差分演算部３４０が数２の演算を開始する。差分演算部３４０は、以下に示す数２によって、ブレ検出信号（角速度信号）とドリフト成分との差分ω’（ｔ_m）を演算する。
【００７１】
【数２】

【００７２】
数２は、増幅部２０が出力する角速度データω（ｔ_m）から、ドリフト成分演算部３３０が演算したドリフト値ω_d（ｔ_m）を減算する意味である。その結果、角速度センサ１０の出力信号に含まれるドリフト成分が、この出力信号から除去される。このために、カウント値がさらに進んだときに、オメガゼロ値の演算誤差を小さくすることができる。
なお、Ｓ６０４０に進む時点において、差分演算部３４０が差分の演算を既に開始しているときには、差分演算部３４０は、差分の演算を継続する。
【００７３】
Ｓ６０５０において、平均演算部３５０が数３の演算を開始する。平均演算部３５０は、以下に示す数３によって、オメガゼロ値ω₀（ｔ_m）を演算する。
【００７４】
【数３】

【００７５】
数３は、カウント値ｍが判定レベルｍ_Nd以下であるときには、差分演算部３４０がカウント値ｍまでに演算した差分ω’（ｔ）の全データの平均値を演算する意味である。
なお、Ｓ６０５０に進む時点において、平均演算部３５０がオメガゼロ値の演算を既に開始しているときには、平均演算部３５０は、オメガゼロ値の演算を継続する。
【００７６】
Ｓ６０６０において、時間判定部３１０は、カウント値ｍが判定レベルｍ_d以下であるか否かを判断する。カウント値ｍが判定レベルｍ_d以下（ｍ_Nd＜ｍ≦ｍ_d）であるときには、Ｓ６０７０に進み、カウント値ｍが判定レベルｍ_dよりも大きい（ｍ＞ｍ_d）ときには、Ｓ６０９０に進む。
ここで、角速度センサ１のドリフトが収まっているのに、数２に示す演算を実行して、オメガゼロの演算誤差が大きくなるのを防止するために、判定レベルｍ_dは、角速度センサ１０のＯＮ動作直後に発生する起動時ドリフトが継続する時間と略同等又はそれ以上とすることが好ましい。このために、差分演算部３４０は、角速度センサ１０の起動時ドリフトが収まらない間は、数２に示す演算を継続する。判定レベルｍ_dの値は、例えば、角速度センサ１０の起動時ドリフトが継続する時間を実測し、このデータに基づいて決定する。
【００７７】
Ｓ６０７０において、ドリフト成分演算部３３０が数１の演算を停止する。時間判定部３１０は、カウント値ｍが判定レベルｍ_Ndよりも大きく判定レベルｍ_d以下であると判定したときには、演算切替部３２０及び出力切替部３６０に判定信号を出力する。演算切替部３２０は、この判定信号に基づいて、ドリフト成分演算部３３０に演算手法の切り替えを指示し、ドリフト成分演算部３３０は、数１の演算を停止する。Ｓ６０７０に進む時点において、ドリフト成分演算部３３０が数１の演算を既に停止しているときには、Ｓ６０７０を飛ばしてＳ６０８０に進む。
【００７８】
Ｓ６０８０において、ドリフト成分演算部３３０が数４の演算を開始する。ドリフト成分演算部３３０は、演算手法を切り替えて、以下に示す数４によって、ドリフト成分ω_d（ｔ_m）を演算する。
【００７９】
【数４】

【００８０】
数４は、カウント値ｍが判定レベルｍ_Ndよりも大きく、判定レベルｍ_dよりも小さいとき（ｍ_Nd＜ｍ＜ｍ_d）には、演算区間長をｍ_Ndとする移動平均を演算する意味である。
ここで、角速度センサ１０の起動時ドリフトは、約１秒程度継続することが知られている。また、人間の手ブレによる周波数は、個人差はあるものの、約４Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度であることが知られている。本発明の実施形態では、演算区間長は、ドリフト成分の継続時間よりも短く、人間の手ブレ信号の１周期分（手ブレの典型的な周波数を５Ｈｚとしたときには、２００ｍｓｅｃ）よりも長い時間になるように設定することが好ましい。その結果、ドリフト成分演算部３３０は、数４に示す演算式によって、角速度センサ１０の出力信号からドリフト成分を効率的に抽出することができる。
なお、Ｓ６０８０に進む時点において、ドリフト成分演算部３３０がドリフト成分の演算を既に開始しているときには、ドリフト成分演算部３３０は、ドリフト成分の演算を継続する。
【００８１】
Ｓ６０９０において、カウントフラグがｆｌａｇ＝１になる。
【００８２】
Ｓ６１００において、時間判定部３１０は、カウント値ｍが判定レベル２ｍ_d以下であるか否かが判断される。カウント値ｍが判定レベル２ｍ_d以下（ｍ_d＜ｍ≦２ｍ_d）であるときには、Ｓ６１１０に進み、カウント値ｍが判定レベル２ｍ_dよりも大きい（ｍ＞２ｍ_d）ときには、Ｓ６１３０に進む。
【００８３】
Ｓ６１１０において、差分演算部３４０が数２の演算を停止し、平均演算部３５０が数３の演算を停止し、ドリフト成分演算部３３０が数４の演算を停止する。時間判定部３１０は、カウント値ｍが判定レベルｍ_dよりも大きく判定レベル２ｍ_d以下であると判定したときには、演算切替部３２０及び出力切替部３６０に判定信号を出力する。演算切替部３２０は、この判定信号に基づいて、ドリフト成分演算部３３０へのブレ検出信号の出力を停止する。
Ｓ６１１０に進む時点において、カウント値ｍは、角速度センサ１の起動時ドリフトの継続時間に相当するカウント値ｍ_dよりも大きく（ｍ＞ｍ_d）なっており、角速度センサ１の起動時ドリフトは、既に収まっている。このために、ドリフト成分演算部３３０は、角速度センサ１０の出力信号からドリフト成分を抽出する演算を継続する必要がなく、差分演算部３４０、平均演算部３５０及びドリフト成分演算部３３０は、それぞれ数２、数３及び数４の演算を停止する。
【００８４】
Ｓ６１２０において、平均演算部３５０が数５の演算を開始する。演算切替部３２０は、時間判定部３１０が出力する判定信号に基づいて、平均演算部３５０にブレ検出信号を出力する。平均演算部３５０は、以下に示す数５によって、オメガゼロ値ω₀（ｔ_m）を演算する。
【００８５】
【数５】

【００８６】
数５は、演算区間長ｍ_d内の角速度データについて平均を演算する意味である。数５によって移動平均を演算する際に必要とするデータ数ｍ_dは、数４によって移動平均を演算する際に必要とするデータ数ｍ_Ndに比べて、多くなっている。数５は、従来の移動平均法とは異なり、カウント値ｍ_d以前に検出した角速度データについては、ドリフト成分を除去した角速度データω’（ｔ）を使用し、カウント値ｍ_d以降に検出した角速度データについては、角速度センサ１０の出力信号ω（ｔ）そのものを使用している。
【００８７】
従来の移動平均法は、角速度センサの起動時ドリフトがのった信号を、オメガゼロの演算に使用していた。このために、角速度センサのドリフトが収まっても、オメガゼロの演算誤差が大きくなっており、この演算誤差が許容値内になかなか収まらないという問題があった。
しかし、本発明の実施形態は、数５に示すように、角速度センサ１０の起動時ドリフトが収まっていない間のデータについては、ドリフト成分を予め数１又は数４により演算し、このドリフト成分をブレ検出信号から数２により減算したデータを使用している。その結果、従来の移動平均法に比べて、オメガゼロの演算精度を格段に上げることができる。
なお、Ｓ６１２０に進む時点において、平均演算部３５０がオメガゼロ値の演算を既に開始しているときには、平均演算部３５０は、オメガゼロ値の演算を継続する。
【００８８】
Ｓ６１３０において、平均演算部３５０が数５の演算を停止する。時間判定部３１０は、カウント値ｍが判定レベル２ｍ_dよりも大きいと判定したときには、演算切替部３２０及び出力切替部３６０に判定信号を出力する。演算切替部３２０は、平均演算部３５０に演算手法の切り替えを指示し、平均演算部３５０は、数５の演算を停止する。
【００８９】
Ｓ６１４０において、平均演算部３５０が数６の演算を開始する。平均演算部３５０は、演算手法を切り替えて、以下に示す数６によって、オメガゼロ値ω₀（ｔ_m）を演算する。
【００９０】
【数６】

【００９１】
数６は、カウント値ｍが判定レベル２ｍ_dよりも大きい（ｍ＞２ｍ_d）ときには、角速度センサ１０が出力するブレ検出信号ω（ｔ）について、演算区間長ｍ_dの移動平均を演算する意味である。数６によって移動平均を演算する際に必要とするデータ数ｍ_dは、数４によって移動平均を演算する際に必要とするデータ数ｍ_Ndに比べて、多くなっている。カウント値ｍが判定レベル２ｍ_dよりも大きいときには、演算区間長ｍ_d内の角速度データは、全て角速度センサ１０の起動時ドリフトが収まってからのデータである。このために、平均演算部３５０が平均を演算する前に、差分演算部３４０は、数２に示すような角速度データの加工をする必要がない。
【００９２】
数６に示す移動平均において、演算区間長ｍ_dと角速度センサ１のドリフトの継続時間とを同一にしているのは、移動平均の演算を容易にするためである。
また、角速度センサ１０のドリフトの継続時間は、人間の手ブレ波形の１周期分の時間に比べて長いために、オメガゼロの演算精度を上げることができるためである。
なお、Ｓ６１４０に進む時点において、平均演算部３５０がオメガゼロ値の演算を既に開始しているときには、平均演算部３５０は、オメガゼロ値の演算を継続する。
【００９３】
Ｓ６１５０において、カウントフラグがｆｌａｇ＝１であるか否かが判断される。カウントフラグがｆｌａｇ＝１であるときには、Ｓ６１６０に進み、カウントフラグがｆｌａｇ＝１ではないときには、Ｓ６１７０に進む。
【００９４】
Ｓ６１６０において、出力切替部３６０がオメガゼロ値ω₀（ｔ_m）を出力する。Ｓ６１６０に進むときには、カウントフラグは、ｆｌａｇ＝１であり、カウント値ｍは、判定レベルｍ_dよりも大きい（ｍ＞ｍ_d）。このために、角速度センサ１０の起動時ドリフトは、収まっている。出力切替部３６０は、時間判定部３１０が出力する判定信号に基づいて、平均演算部３５０が数５又は数６により演算した平均値ω₀（ｔ_m）を演算結果として出力する。
【００９５】
Ｓ６１７０において、出力切替部３６０がドリフト値ω_d（ｔ_m）を出力する。Ｓ６１７０に進むときには、カウントフラグは、ｆｌａｇ＝０であり、カウント値ｍは、判定レベルｍ_d以下（ｍ≦ｍ_d）である。このために、角速度センサ１０の起動時ドリフトが収まっていない。出力切替部３６０は、時間判定部３１０が出力する判定信号に基づいて、ドリフト成分演算部３３０が数１又は数４により演算したドリフト値ω_d（ｔ_m）を演算結果として出力する。
【００９６】
Ｓ６１８０において、カウンタ値ｍが１つ進められる。
【００９７】
Ｓ６１９０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、Ｓ４００に戻り、半押しタイマ９０がＯＮ動作していないときには、演算を停止して本フローチャートを終了する。
【００９８】
図５は、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置における角速度センサの出力信号及びドリフト成分を減算した後の角速度センサの出力信号を示す図である。図５（Ａ）は、数１又は数４により演算したドリフトω_d（ｔ）及びドリフトω_d（ｔ）がのっている手ブレ波形ω（ｔ）を示す図である。図５（Ｂ）は、手ブレ波形ω（ｔ）からドリフトω_d（ｔ）を差し引いた波形ω’（ｔ）を示す図である。
ここで、手ブレ波形は、図８（Ｂ）及び図９（Ａ）と同様に、正弦波としている。
【００９９】
図５（Ｂ）に示すように、角速度センサ１０の出力信号ω（ｔ）からドリフトω_d（ｔ）を差し引いた後の出力信号ω’（ｔ）には、若干のうねりが残っているが、差分演算部３４０がドリフト成分を効率的に除去している。
【０１００】
図６は、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置におけるオメガゼロ値の演算結果を示す図である。図６（Ａ）は、角速度センサの出力信号ω（ｔ）及び演算結果ω_d（ｔ），ω₀（ｔ）を示す図である。図６（Ｂ）は、演算結果ω_d（ｔ），ω₀（ｔ）とオメガゼロ真値との間の誤差を示す図である。
図６（Ａ）に示すように、起動時ドリフトが収まる時刻ｔ_mに、時間ｔが満たないときには、出力切替部３６０は、ドリフト成分演算部３３０が数１又は数４により演算したドリフト値ω_d（ｔ）をオメガゼロ値として出力する。一方、時間ｔが、起動時ドリフトが収まる時刻ｔ_m以降であるときには、出力切替部３６０は、平均演算部３５０が数５又は数６により演算した平均値をオメガゼロ値ω₀（ｔ）として出力する。
【０１０１】
図６（Ｂ）に示すように、本発明の実施形態では、演算したオメガゼロ値は、図９（Ｂ）に示す従来の移動平均法により演算したオメガゼロ値に比べて、誤差が非常に小さくなっている。
また、従来の移動平均法よりも早い時間に、演算誤差が許容値内に収まっている。
【０１０２】
従来の移動平均法は、角速度センサの起動時ドリフトを平均化演算に使用していた。このために、図９（Ｂ）に示すように、起動時ドリフトの影響がオメガゼロの演算結果にしばらく残っており、起動時ドリフトが収まっても、オメガゼロ値の演算誤差が大きいままになってしまうという問題があった。その結果、ブレ補正の効果が低下したり、ブレ補正が悪化してしまうという問題があった。
また、ブレ補正の効果を上げようとするときには、角速度センサに電源を投入してから演算誤差が許容値内に入るまでしばらく待つ必要があり、シャッタチャンスを逃してしまうという問題があった。
【０１０３】
本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置は、電源投入直後からカウント値ｍが判定レベルｍ_d以下である間（ｍ≦ｍ_d）は、数１及び数４に示すように、ドリフト成分演算部３３０が演算区間を短くしてドリフト値ω_d（ｔ_m）を演算している。このために、ブレ検出信号ω（ｔ）が含むドリフト成分に近い信号を得ることができる。
【０１０４】
本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置は、角速度センサ１０に起動時ドリフトが生じている間（ｍ≦ｍ_d）は、そのドリフト値ω_d（ｔ_m）を演算している。差分演算部３４０は、角速度センサ１０の出力信号ω（ｔ）からドリフト成分ω_d（ｔ）を取り除き、平均演算部３５０は、減算後の信号ω’（ｔ）に基づいて、起動時ドリフトが収まった後（ｍ＞ｍ_d）のオメガゼロ値を演算している。このために、ドリフトの影響の少ない減算後の信号ω’（ｔ_m）に基づいて、オメガゼロ値を高精度に演算することができる。
その結果、角速度センサ１０の起動時ドリフトの影響によって、オメガゼロの演算誤差が増大するのを防止することができる。このために、このブレ検出装置をブレ補正カメラに搭載したときには、ブレを正確に補正することができる。
また、角速度センサ１０に電源を投入した後の早い時間内に、オメガゼロの演算誤差が小さくなるために、シャッタチャンスを逃してしまうことがない。
【０１０５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るブレ検出装置は、第１実施形態の数１及び数３〜数６までに示す演算式に代えて、これらをそれぞれ以下の数７〜数１１に示す漸化式に変形して、ドリフト値ω_d（ｔ_m）及びオメガゼロ値ω₀（ｔ_m）を演算する。
【０１０６】
【数７】

【０１０７】
【数８】

【０１０８】
【数９】

【０１０９】
【数１０】

【０１１０】
【数１１】

【０１１１】
本発明の第２実施形態に係るブレ検出装置は、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載する効果を有する。
平均演算部３５０は、電源投入直後からカウント値ｍが判定レベルｍ_d以下である間（ｍ≦ｍ_d）は、ドリフト成分演算部３３０及び差分演算部３４０の演算動作と平行して（略同時に）、オメガゼロ値ω₀（ｔ_m）を数８によって演算している。平均演算部３５０は、カウント値ｍが判定レベルｍ_dよりも大きくなり判定レベル２ｍ_d以下となったとき（ｍ_d＜ｍ≦ｍ_d）に、数８による演算結果を利用して、数１０によってオメガゼロ値ω₀（ｔ_m）を演算することができる。その結果、過去の演算結果を利用して、演算速度を上げることができる。
【０１１２】
（他の実施形態）
本発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、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。
（１）オメガゼロ値演算部３０及び駆動信号演算部４５は、図１に示すように、別個の演算部としてもよいが、例えば、ワンチップマイコンなどにこれらの演算部を全て組み込んで一体化してもよい。
また、オメガゼロ値演算部３０を構成する時間判定部３１０、演算切替部３２０及びドリフト成分演算部３３０などの各演算部などは、ワンチップマイコンなどの中に全て組み込んでもよいし、それぞれ別々にしてもよい。
【０１１３】
（２）平均演算部３５０は、数１及び数４によって、ドリフト値ω_d（ｔ_m）を演算しているが、演算手法はこれに限定するものではない。例えば、移動平均や積算平均などの平均演算の他に、マイコンにより演算するディジタルフィルタや最小自乗法などの演算手法であってもよい。
【０１１４】
（３）平均演算部３５０は、数３、数５及び数６によって、オメガゼロ値ω₀（ｔ_m）を演算しているが、積算平均や移動平均に限らず、他の演算手法であってもよい。
【０１１５】
（４）平均演算部３５０は、数１及び数４〜数６に示す演算式によって、ドリフト値ω_d（ｔ_m）及びオメガゼロ値ω₀（ｔ_m）を演算するときには、図４に示すＳ６０５０の数３による演算を省略してもよい。
【０１１６】
（５）本発明の実施形態は、角速度センサ１０などの角速度検出器に限らず、角加速度センサ若しくは加速度センサ又はその他のセンサについても本発明を適用することができる。特に、加速度センサは、角速度の生じない縦ブレ及び横ブレなどの平行ブレを検出する際に利用できる。
【０１１７】
（６）本発明の実施形態は、一眼レフ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、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。
また、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などにも本発明を適用することができる。
【０１１８】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、ブレ検出信号の基準値を複数演算して、いずれか一方の基準値を選択するので、状況に適した基準値を複数演算して、演算誤差の少ないほうの基準値を選択することができる。
また、選択した基準値に誤差が少ないために、この基準値に基づいてブレを正確に補正することができる。
【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示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置におけるオメガゼロ値演算部を示すブロック図である。
【図３】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４】本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置におけるオメガゼロ値演算部の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置における角速度センサの出力信号及びドリフト成分を減算した後の角速度センサの出力信号を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置におけるオメガゼロ値の演算結果を示す図である。
【図７】従来のブレ補正装置のブロック線図である。
【図８】角速度センサが静止した状態で電源を投入したときの出力変動及び角速度センサの出力信号の一例を示す図である。
【図９】従来のブレ検出装置における移動平均法による演算結果及び演算誤差を示す図である。
【符号の説明】
１０角速度センサ
２０増幅部
３０オメガゼロ値演算部
４５駆動信号演算部
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
３１０時間判定部
３２０演算切替部
３３０ドリフト成分演算部
３４０差分演算部
３５０平均演算部
３６０出力切替部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shake detection device and a shake correction camera that detect vibration caused by camera shake or the like in a photographing apparatus or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an example of using this type of blur detection device, an example in which it is incorporated in an imaging device such as a still camera or an optical device such as binoculars has been proposed. In such a photographing device, a shake detection device detects a shake generated in the camera, and a part of the photographing lens (hereinafter referred to as a shake correction lens) is set in a direction orthogonal to the optical axis based on the detection signal. Has moved. The blur correction lens corrects the blur caused by the camera vibrating during shooting.
[0003]
The structure of an optical system for performing conventional blur correction is disclosed in FIG. 3 of Japanese Patent Laid-Open No. 4-76525. A camera having an anti-vibration means disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-76525 includes a shake correction lens that can be translated in a plane perpendicular to the optical axis, a frame member that holds the shake correction lens, and a frame member that holds the frame member. A plate member, four wires attached to the plate member, a main body that supports the wire, a winding coil, a yoke, and a permanent magnet, and an actuator that drives the shake correction lens vertically and horizontally A position detection device that includes a light emitting element and a light receiving element and detects the position of the shake correction lens is provided.
[0004]
Hereinafter, the operation of the conventional shake correction apparatus will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a block diagram of a conventional blur correction apparatus.
The angular velocity sensor 10 is, for example, a piezoelectric vibration type angular velocity sensor for detecting Coriolis force, and a sensor for monitoring camera vibration. The output signal of the angular velocity sensor 10 is input to the integration unit 40, and the integration unit 40 integrates the output signal with time. The integration unit 40 converts the output signal of the angular velocity sensor 10 into the camera shake angle, and then converts it into target drive position information of the shake correction lens and outputs it. The servo circuit 100 calculates the difference between the target drive position information and the current position information of the shake correction lens in order to drive the shake correction lens according to the target drive position information, and outputs a signal to the actuator 110. The actuator 110 drives the blur correction lens based on this signal in a plane orthogonal to the optical axis. The position detection device 120 monitors the movement of the blur correction lens and feeds it back to the servo circuit 100.
[0005]
In the conventional blur correction apparatus, the output signal of the angular velocity sensor 10 is integrated once by the integrating unit 40 and converted into angular displacement information, and then processed. Therefore, it is necessary to determine an integration constant (hereinafter referred to as a reference value) that becomes a reference value (omega zero value) for shake correction control when the integration unit time-integrates the output signal of the angular velocity sensor 10. For example, FIGS. 17 and 18 of JP-A-4-211230 disclose a method for calculating the reference value.
[0006]
A shake sensor of a camera shake correction apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-21230 includes an angular velocity sensor that detects a Coriolis force, a central processing unit (CPU), and a memory. Sampling is performed before a predetermined time from the present time. A drift component detector that calculates the average value of the output signal of the angular velocity sensor by a moving average method, and a subtractor that removes the drift component by subtracting the average value from the output signal of the angular velocity sensor and outputs the subtraction value It has.
[0007]
The output signal of the angular velocity sensor is input to the drift component detection unit every 10 ms, and 50 output signals are input every 0.5 seconds (10 ms × 50). Then, the memory of the drift component detection unit stores the calculated average value for 50 (hereinafter referred to as average 1), and after 10 seconds (0.5 seconds × 20) has passed, the memory for 20 more. An average of 1 is entered. As a result, after 10 seconds from the start, the average value of the output signals of 1000 (50 × 20) angular velocity sensors can be calculated.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional shake correction apparatus generally uses an output signal (hereinafter referred to as omega zero) of the angular velocity sensor 10 in a state where the camera is stationary as an integration constant when integrating the output signal.
However, when taking a picture of a photographing device such as a camera by hand, the camera normally vibrates due to camera shake of the photographer. Under such circumstances, since the output of the angular velocity sensor at rest cannot be directly measured, it is necessary to calculate omega zero from the output signal of the angular velocity sensor on which vibration due to camera shake has occurred.
For example, as shown in FIG. 18 of JP-A-4-211230, a conventional blur detection device uses an average calculation such as a moving average method for calculating omega zero.
However, the moving average method using the conventional blur detection device has the following problems.
[0009]
A conventional blur detection device uses a piezoelectric vibration type angular velocity sensor, and this angular velocity sensor requires a certain amount of time from when the power is turned on until the output is stabilized.
[0010]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of output fluctuation and an output signal of the angular velocity sensor when the power is turned on while the angular velocity sensor is stationary. FIG. 8A shows the output fluctuation when the angular velocity sensor is turned on (starts energization) when time = 0, and FIG. 8B shows when the camera shake waveform drifts. It is a figure which shows the output signal of this angular velocity sensor.
In FIG. 8A, the output value (omega zero) output from the angular velocity sensor in a stationary state is zero. Further, in FIG. 8B, in order to simplify the description, the camera shake waveform is a sine wave.
As shown in FIG. 8A, the output value fluctuates for a while after the power is turned on, even though the angular velocity sensor is stationary. , Called start-up drift. In FIG. 8A, the time during which the start-up drift is settled is the time m. _d It is.
In FIG. 8A, it is assumed that the angular velocity sensor is in a stationary state, but actually, as shown in FIG. 8B, when the angular velocity sensor is mounted on a camera or the like, the photographer's The output value of vibration due to camera shake is added to the start-up drift.
[0011]
FIG. 9 is a diagram illustrating calculation results and calculation errors according to the moving average method in a conventional shake detection apparatus. 9A shows the output signal of the angular velocity sensor and the calculation result by the moving average method, and FIG. 9B shows the calculation error between the calculation error by the moving average method and the true omega zero value.
In FIG. 9A, as in FIG. 8A, the output value (omega zero) after the start-up drift of the angular velocity sensor disappears is set to zero.
As shown in FIG. 9 (B), since the conventional moving average method uses the drift at the start of the angular velocity sensor in the averaging calculation, the calculation error remains large even after the start-up drift has subsided. It has become. As a result, the calculation error is not easily within the allowable value. For this reason, the influence of drift at the start of the angular velocity sensor has a considerably bad influence on the calculation of omega zero.
[0012]
As described above, if the output signal of the angular velocity sensor with drift at startup is used for the calculation of omega zero, an error is generated in the calculation result of omega zero, and the effect of the blur correction is reduced or the blur is deteriorated. There was a problem.
In addition, there is a problem that a photo opportunity is missed if waiting for the calculation error to fall within the allowable value in order to increase the accuracy of blur correction.
[0013]
An object of the present invention is to provide a shake detection device and a shake correction camera that can correct a shake accurately with little calculation error.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this. That is, the invention of claim 1 detects a shake and outputs (S400) a shake detection signal (ω (t)), and a drift component (ω) included in the shake detection signal. _d (T)) is calculated (S6030, S6080), The drift component A first reference value (ω for the blur detection signal) _d (T)) As A first reference value calculation unit (330) to output; By calculating the difference between the blur detection signal and the drift component , A second reference value (ω ₀ (T)) is calculated (S6120) and output, and a second reference value calculation unit (350) and an elapsed time (m) after the blur detection unit starts outputting the blur detection signal (S400). The elapsed time measuring unit (90) to be measured and the elapsed time Is less than the predetermined time, the first reference value is selected, and when the elapsed time is equal to or longer than the predetermined time, And a reference value selection unit that selects the second reference value.
[0018]
Claim 2 The invention of claim 1 In the shake detection device according to claim 1, the first reference value calculation unit calculates a moving average based on the shake detection signal (S6080), Said The second reference value calculation unit calculates a moving average (S6120) based on the difference and the shake detection signal.
[0019]

Claim

3 The invention of claim 2 In the shake detection apparatus according to the above, the number of data required when the first reference value calculation unit calculates the moving average is M, and the second reference value calculation unit is required when the moving average is calculated. The blur detection device is characterized in that M <N, where N is the number of data.
[0022]
Claim 4 The invention of claim 1 to claim 1 3 The shake detection device according to any one of the preceding claims, wherein the shake detection unit is capable of detecting a shake when power is supplied.
[0025]
Claim 5 The invention of claim Any one of claims 1 to 4 In the shake detection device according to claim 1, the predetermined time is a time (m _d This is the blur detection device characterized by the above.
[0026]
Claim 6 The invention of claim 1 to claim 1 5 The blur detection device according to any one of the preceding claims, wherein the blur detection unit is an angular velocity detector that detects angular velocity, an angular acceleration detector that detects angular acceleration, or an acceleration detector that detects acceleration. It is a blur detection device.
Claim 7 The invention of claim 1 to claim 1 6 The blur detection device according to any one of the preceding claims, wherein a blur correction optical system is calculated based on a value obtained by subtracting a first reference value or a second reference value selected by the reference value selection unit from the blur detection signal. A blur detection device comprising a drive signal circle remainder for calculating a drive signal for driving.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
First, a single-lens reflex camera in which the blur detection apparatus according to the first embodiment of the present invention is used will be described, and an outline of the blur detection apparatus will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a single-lens reflex camera equipped with a shake detection device according to a first embodiment of the present invention.
[0030]
The angular velocity sensor 10 is a sensor that detects vibration applied to the camera and outputs a voltage value proportional to the Coriolis force acting on the camera. The angular velocity sensor 10 normally includes two sensors, a pitch angular velocity sensor that detects an angular velocity around the X axis and a yaw angular velocity sensor that detects an angular velocity around the Y axis, in order to detect the angular velocity in the biaxial direction. ing. In FIG. 1, illustration of the angular velocity sensor for one axis is omitted. The angular velocity sensor 10 can detect the angular velocity while the half-press timer 90 maintains the ON operation and the power supply unit 130 supplies power.
[0031]
When the output signal of the angular velocity sensor 10 is sampled at regular intervals, discontinuous time series data ω (t ₁ ), Ω (t ₂ ), Ω (t _Three ), ..., ω (t _N ), ... are measured.
Here, ω (t) is angular velocity data detected at a certain time. The

suffixes

1, 2, 3,..., M,. _N Although the unit is different from the count value m, they can be considered as equivalent.
[0032]
The amplifying unit 20 amplifies the output signal of the angular velocity sensor 10. The amplification unit 20 amplifies the output voltage from the angular velocity sensor 10 and outputs the amplified output signal to the omega zero calculation unit 30 and the drive signal calculation unit 45.
[0033]
The omega zero value calculation unit 30 calculates a reference value (omega zero value) for shake correction control, which is an output value of the angular velocity sensor 10, based on the shake detection signal amplified by the amplification unit 20. The omega zero value calculation unit 30 switches the calculation method according to the counter value output by the half-press timer 90 and selects one of the two types of calculated omega zero values. The omega zero value calculation unit 30 outputs the selected omega zero value to the drive signal calculation unit 45. The omega zero value calculation unit 30 performs calculation when the angular velocity sensor 10 can detect the angular velocity.
[0034]
FIG. 2 is a block diagram showing an omega zero value calculation unit in the shake detection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The omega zero value calculation unit 30 includes a time determination unit 310, a calculation switching unit 320, a drift component calculation unit 330, a difference calculation unit 340, an average calculation unit 350, and an output switching unit 360.
[0035]
The time determination unit 310 outputs a determination signal for selecting an omega zero value calculation method or selecting a calculated omega zero value based on the count value (time information) output by the half-press timer 90. It is. The time determination unit 310 outputs this determination signal to the calculation switching unit 320 and the output switching unit 360.
[0036]
The calculation switching unit 320 instructs the drift component calculation unit 330 and the average calculation unit 350 to switch the calculation method of the omega zero value based on the determination signal output from the time determination unit 310. The calculation switching unit 320 receives the determination signal output from the time determination unit 310 and the shake detection signal output from the amplification unit 20. A drift component calculation unit 330 and an average calculation unit 350 are connected to the calculation switching unit 320. The calculation switching unit 320 outputs a shake detection signal to both or one of the drift component calculation unit 330 and the average calculation unit 350 based on the determination signal output from the time determination unit 310.
[0037]
The drift component calculation unit 330 calculates a drift component (drift at start-up) that occurs when the power supply unit 130 supplies power to the angular velocity sensor 10. The drift component calculation unit 330 outputs the calculated drift component to the difference calculation unit 340 and the output switching unit 360.
[0038]
The difference calculator 340 calculates the difference between the drift component calculated by the drift component calculator 330 and the shake detection signal. The difference calculation unit 340 outputs the calculated difference to the average calculation unit 350.
[0039]
The average calculation unit 350 calculates the average value of the difference output from the difference calculation unit 340, the average value of the shake detection signal output from the calculation switching unit 320, or the average value of the difference and the shake detection signal. The average calculation unit 350 outputs the calculated average value to the output switching unit 360.
[0040]
Based on the determination signal output by the time determination unit 310, the output switching unit 360 switches to the drift component calculated by the drift component calculation unit 330 or the average value calculated by the average calculation unit and outputs the result. The output switching unit 360 outputs the selected drift component or average value to the drive signal calculation unit 45 as an omega zero value.
[0041]
The drive signal calculation unit 45 shown in FIG. 1 subtracts the omega zero value output from the output switching unit 360 from the shake detection signal amplified by the amplification unit 20 and performs an integral calculation. The drive signal calculation unit 45 converts the angular velocity signal into an angular displacement signal by integration calculation, and further converts it into a signal corresponding to the angular displacement signal. The drive signal calculation unit 45 outputs this signal to the drive unit 50.
[0042]
The drive unit 50 outputs a drive signal for driving the shake correction lens 60 based on the output signal from the drive signal calculation unit 45, and drives and controls the shake correction lens 60 based on the drive signal. . The drive unit 50 includes a control servo circuit, an actuator that drives the shake correction lens 60, a position detection device that detects the drive position of the shake correction lens 60, and the like.
[0043]
The blur correction lens 60 is a lens that corrects blur by changing the photographing optical path. The blur correction lens 60 is, for example, a lens that is driven in a direction substantially perpendicular to the direction of the optical axis I (the arrow direction in the figure). The blur correction lens 60 is built in the imaging optical system of the photographing apparatus. The blur correction lens 60 is driven in a direction crossing the optical axis I based on a drive signal from the drive unit 50, and corrects blur by decentering the optical axis of the imaging optical system of the photographing apparatus.
[0044]
The lens barrel 80 houses a photographic optical system including the blur correction lens 60. The lens barrel 80 is detachably attached to the camera body 70 and can be exchanged.
[0045]
The power supply unit 130 is for supplying power to the angular velocity sensor 10. The power supply unit 130 supplies power to the angular velocity sensor 10 simultaneously with the ON operation of the half-push switch SW1. The power supply unit 130 continues to supply power to the angular velocity sensor 10 while the half-press timer 90 is in the ON state, and stops supplying power to the angular velocity sensor 10 by the OFF operation of the half-press timer 90.
[0046]
The half-press timer 90 is a timer that is turned ON simultaneously with the ON operation of the half-press switch SW1. The half-press timer 90 maintains the ON state while the half-press switch SW1 is pressed, and maintains the ON state for a certain period of time after the half-press switch SW1 is turned off. The half-press timer 90 measures the elapsed time after the half-push switch SW1 and the angular velocity sensor 10 are turned on, and outputs a count value that increases according to the elapsed time to the time determination unit 310 of the omega zero value calculation unit 30. Output.
[0047]
The half-press switch SW1 is a switch for starting a series of shooting preparation operations. The half-press switch SW1 is turned on in conjunction with a half-press operation of a release button (not shown).
[0048]
The full push switch SW2 is a switch for starting a photographing operation such as an exposure operation of the camera. The full push switch SW2 is turned on in conjunction with the full push operation of the release button.
[0049]
Next, the operation of the blur detection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the single-lens reflex camera in which the blur detection apparatus according to the first embodiment of the present invention is used.
This flow starts when a power switch of a camera body (not shown) is turned on.
[0050]
In step (hereinafter referred to as S) 100, it is determined whether or not the half-push switch SW1 is ON. When the half-press switch SW1 is ON, the process proceeds to S200. When the half-press switch SW1 is not ON, the determination is repeated until the half-press switch SW1 is ON.
[0051]
In S200, the half-press timer 90 resets the timer. Simultaneously with the ON operation of the half-press switch SW1, the half-press timer 90 resets the timer time t to zero. If the half-press timer 90 has already started measurement at the time of proceeding to S200, S200 is skipped and the process proceeds to S300.
[0052]
In S300, the half-press timer 90 is turned on. At the same time that the half-press switch SW1 is turned on and the half-press timer 90 is reset, the half-press timer 90 is turned on. If the half-press timer 90 has already been turned on at the time of proceeding to S300, the half-press timer 90 maintains the ON operation.
[0053]
In S400, the angular velocity sensor 10 is turned on. The power supply unit 130 supplies power to the angular velocity sensor 10 in synchronization with the ON operation of the half-press timer 90, and the angular velocity sensor 10 is turned ON. The angular velocity sensor 10 detects vibration generated in the camera body 70 and the lens barrel 80, and outputs a shake detection signal. When the angular velocity sensor 10 has already been turned on at the time of proceeding to S400, the angular velocity sensor 10 maintains the ON operation.
[0054]
In S500, the half-press timer 90 starts counting. The half-press timer 90 starts counting simultaneously with the ON operation of the half-press switch SW1. If the half-press timer 90 has already started counting at the time of proceeding to S500, the half-press timer 90 continues counting.
[0055]
In S600, the omega zero value calculation unit 30 starts calculating an omega zero value (drift component or average value). The omega zero value calculation unit 30 starts calculating the omega zero value based on the shake detection signal amplified by the amplification unit 20 according to the count value of the half-press timer 90. When the process proceeds to S600, when the omega zero value calculation unit 30 has already started the calculation of the omega zero value, the omega zero value calculation unit 30 continues the calculation of the omega zero value.
[0056]
In S700, the blur correction lens 60 starts to be driven. The drive unit 50 drives and controls the blur correction lens 60 based on the drive signal output from the drive signal calculation unit 45. If the blur correction lens 60 is already driven at the time of proceeding to S700, the drive unit 50 continues to drive the blur correction lens 60.
[0057]
In S800, it is determined whether or not the half-press timer 90 is operating. When the half-press timer 90 is ON, the process proceeds to S900. When the half-press timer 90 is not ON, the process proceeds to S1100.
[0058]
In S900, it is determined whether or not the full push switch SW2 is ON. When the full press switch SW2 is ON, the process proceeds to S1000. When the full press switch SW2 is not ON, the process returns to S100, and it is determined whether or not the half press switch SW1 is ON.
[0059]
In S1000, a photographing operation is performed. A series of photographing operations such as opening and closing of a shutter and film winding by a film winding mechanism are performed by a shutter mechanism (not shown), and the series of operations is completed.
[0060]
In S1100, the omega zero value calculation unit 30 stops the calculation of the omega zero value (drift component or average value). When the process proceeds to S1100, when the omega zero value calculation unit 30 is calculating the omega zero value, the omega zero value calculation unit 30 stops all the calculations of the omega zero value.
[0061]
In S1200, the angular velocity sensor 10 is turned off. When the power supply unit 130 is supplying power to the angular velocity sensor 10 at the time of proceeding to S1100, the power supply unit 130 stops supplying power and the angular velocity sensor 10 is turned off.
[0062]
In S1300, the half-press timer 90 stops timing. The half-press timer 90 stops timing simultaneously with the OFF operation of the half-press switch SW1, and ends a series of operations.
[0063]
Next, the operation of the omega zero value calculation unit in the shake detection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the omega zero value calculation unit in the shake detection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In the following description, the same steps as those in the flowchart shown in FIG. 3 are described with the same numbers, and the description is omitted unless particularly required.
[0064]
In S200, the half-press timer 90 resets the count (m = 1). The half-press timer 90 resets the count value to m = 1. Here, m is a counter value (integer) whose value increases in accordance with the elapsed time after the half-press timer 90 is turned on.
[0065]
In S6010, the count flag becomes flag = 0. A count flag for determining the magnitude of the count value of the half-press timer 90 becomes flag = 0.
[0066]
In step S6020, the time determination unit 310 determines that the count value m is the determination level m. _Nd It is determined whether or not: Count value m is judgment level m _Nd When it is equal to or smaller than the above, the process proceeds to S6030, where the count value m is the determination level m. _Nd If greater than, the process proceeds to S6060.
[0067]
In S6030, the drift component calculation unit 330 starts the calculation of Equation 1. The time determination unit 310 determines that the count value m is the determination level m. _Nd When it is determined that it is below, a determination signal is output to the calculation switching unit 320 and the output switching unit 360. The calculation switching unit 320 outputs a shake detection signal to the drift component calculation unit 330 and the average calculation unit 350 based on the determination signal. The drift component calculation unit 330 calculates the drift value ω according to Equation 1 shown below. _d (T _m ) Is calculated.
[0068]
[Expression 1]

[0069]
Where ω _d (T _m ) Is a drift value of the angular velocity sensor 10 obtained by calculation. Equation 1 indicates that the count value m is equal to the determination level m after the detection of the angular velocity sensor 10 (after the half-press timer 90 starts counting). _Nd When it is below, it means to calculate the total average of the angular velocity data detected by the angular velocity sensor 10 up to the count value m.
When the drift component calculation unit 330 has already started the calculation of the drift value at the time of proceeding to S6030, the drift component calculation unit 330 continues the calculation of the drift value.
[0070]
In S6040, the difference calculation unit 340 starts the calculation of Formula 2. The difference calculation unit 340 calculates the difference ω ′ (t between the shake detection signal (angular velocity signal) and the drift component by the following equation (2). _m ) Is calculated.
[0071]
[Expression 2]

[0072]
Equation 2 represents the angular velocity data ω (t output from the amplifying unit 20. _m ), The drift value ω calculated by the drift component calculation unit 330 _d (T _m ) Is subtracted. As a result, the drift component included in the output signal of the angular velocity sensor 10 is removed from this output signal. For this reason, when the count value further advances, the calculation error of the omega zero value can be reduced.
When the difference calculation unit 340 has already started the difference calculation at the time of proceeding to S6040, the difference calculation unit 340 continues the difference calculation.
[0073]
In S6050, the average calculation unit 350 starts the calculation of Equation 3. The average calculation unit 350 calculates the omega zero value ω by the following equation (3). ₀ (T _m ) Is calculated.
[0074]
[Equation 3]

[0075]
In Equation 3, the count value m is the determination level m. _Nd When it is below, it means that the difference calculation unit 340 calculates the average value of all data of the difference ω ′ (t) calculated up to the count value m.
When the average calculation unit 350 has already started the calculation of the omega zero value at the time of proceeding to S6050, the average calculation unit 350 continues the calculation of the omega zero value.
[0076]
In S6060, the time determination unit 310 determines that the count value m is the determination level m. _d It is determined whether or not: Count value m is judgment level m _d Below (m _Nd <M ≦ m _d ), The process proceeds to S6070, where the count value m is the determination level m. _d Greater than (m> m _d ) If so, the process proceeds to S6090.
Here, in order to prevent the calculation error of omega zero from becoming large by executing the calculation shown in Equation 2 even when the drift of the angular velocity sensor 1 has subsided, the determination level m _d Is preferably substantially equal to or longer than the time during which the start-up drift that occurs immediately after the ON operation of the angular velocity sensor 10 continues. For this reason, the difference calculation unit 340 continues the calculation shown in Formula 2 while the drift at the start of the angular velocity sensor 10 is not settled. Judgment level m _d The value of is determined, for example, by actually measuring the time during which the drift at the start of the angular velocity sensor 10 is continued, and based on this data.
[0077]
In S6070, the drift component calculation unit 330 stops the calculation of Equation 1. The time determination unit 310 determines that the count value m is the determination level m. _Nd Greater than judgment level m _d When it is determined that it is below, a determination signal is output to the calculation switching unit 320 and the output switching unit 360. The calculation switching unit 320 instructs the drift component calculation unit 330 to switch the calculation method based on the determination signal, and the drift component calculation unit 330 stops the calculation of Equation 1. If the drift component calculation unit 330 has already stopped the calculation of Formula 1 at the time of proceeding to S6070, the process skips S6070 and proceeds to S6080.
[0078]
In S6080, the drift component calculation unit 330 starts the calculation of Equation 4. The drift component calculation unit 330 switches the calculation method, and the drift component ω _d (T _m ) Is calculated.
[0079]
[Expression 4]

[0080]
In Equation 4, the count value m is the determination level m. _Nd Is greater than the judgment level m _d Less than (m _Nd <M <m _d ) Is the computation interval length m _Nd Is the meaning of calculating the moving average.
Here, it is known that the starting drift of the angular velocity sensor 10 continues for about 1 second. Further, it is known that the frequency due to human hand shake is about 4 Hz to 10 Hz although there are individual differences. In the embodiment of the present invention, the calculation interval length is shorter than the duration of the drift component, and is longer than one cycle of a human hand shake signal (200 msec when a typical hand shake frequency is 5 Hz). It is preferable to set so that. As a result, the drift component calculation unit 330 can efficiently extract the drift component from the output signal of the angular velocity sensor 10 by the calculation formula shown in Equation 4.
If the drift component calculation unit 330 has already started the calculation of the drift component at the time of proceeding to S6080, the drift component calculation unit 330 continues the calculation of the drift component.
[0081]
In S6090, the count flag becomes flag = 1.
[0082]
In S6100, the time determination unit 310 determines that the count value m is the determination level 2m. _d It is determined whether or not: Count value m is judgment level 2m _d Below (m _d <M ≦ 2m _d ), The process proceeds to S6110, where the count value m is the determination level 2m. _d Larger than (m> 2m _d ) The process proceeds to S6130.
[0083]
In S6110, the difference calculation unit 340 stops the calculation of Formula 2, the average calculation unit 350 stops the calculation of Formula 3, and the drift component calculation unit 330 stops the calculation of Formula 4. The time determination unit 310 determines that the count value m is the determination level m. _d Greater than judgment level 2m _d When it is determined that it is below, a determination signal is output to the calculation switching unit 320 and the output switching unit 360. The calculation switching unit 320 stops outputting the shake detection signal to the drift component calculation unit 330 based on the determination signal.
At the time of proceeding to S6110, the count value m is a count value m corresponding to the duration of the drift at the start of the angular velocity sensor 1. _d Larger than (m> m _d ) And the drift at the start of the angular velocity sensor 1 is already settled. For this reason, the drift component calculation unit 330 does not need to continue the calculation of extracting the drift component from the output signal of the angular velocity sensor 10, and the difference calculation unit 340, the average calculation unit 350, and the drift component calculation unit 330 are each a number. The calculations of 2, 3 and 4 are stopped.
[0084]
In S6120, the average calculation unit 350 starts the calculation of Formula 5. The calculation switching unit 320 outputs a shake detection signal to the average calculation unit 350 based on the determination signal output from the time determination unit 310. The average calculation unit 350 calculates the omega zero value ω according to the following equation (5). ₀ (T _m ) Is calculated.
[0085]
[Equation 5]

[0086]
Equation 5 is the computation interval length m _d It is the meaning which calculates an average about the angular velocity data in the inside. Number of data m required when calculating moving average by Equation 5 _d Is the number of data m required when calculating the moving average according to Equation 4. _Nd Compared to Equation 5 is different from the conventional moving average method in that the count value m _d For the angular velocity data detected before, the angular velocity data ω ′ (t) from which the drift component has been removed is used, and the count value m _d For the angular velocity data detected thereafter, the output signal ω (t) itself of the angular velocity sensor 10 is used.
[0087]
In the conventional moving average method, a signal with drift at the time of starting of the angular velocity sensor is used for calculation of omega zero. For this reason, even if the drift of the angular velocity sensor is reduced, the calculation error of omega zero is large, and there is a problem that this calculation error does not easily fall within the allowable value.
However, in the embodiment of the present invention, as shown in Equation 5, the drift component is calculated in advance by Equation 1 or Equation 4 for the data during which the drift at the start of the angular velocity sensor 10 is not settled. Data obtained by subtracting the shake detection signal from Equation 2 is used. As a result, compared with the conventional moving average method, the calculation accuracy of omega zero can be significantly improved.
When the average calculation unit 350 has already started the calculation of the omega zero value at the time of proceeding to S6120, the average calculation unit 350 continues the calculation of the omega zero value.
[0088]
In S6130, the average calculation unit 350 stops the calculation of Equation 5. The time determination unit 310 determines that the count value m is the determination level 2m. _d When it is determined that the value is greater than the threshold value, a determination signal is output to the calculation switching unit 320 and the output switching unit 360. The calculation switching unit 320 instructs the average calculation unit 350 to switch the calculation method, and the average calculation unit 350 stops the calculation of Equation 5.
[0089]
In S6140, the average calculation unit 350 starts the calculation of Equation 6. The average calculation unit 350 switches the calculation method, and the omega zero value ω ₀ (T _m ) Is calculated.
[0090]
[Formula 6]

[0091]
In Equation 6, the count value m is a determination level of 2 m. _d Larger than (m> 2m _d ) When the shake detection signal ω (t) output from the angular velocity sensor 10 is calculated, the calculation section length m _d It is the meaning which calculates the moving average of. Number of data m required when calculating moving average according to Equation 6 _d Is the number of data m required when calculating the moving average according to Equation 4. _Nd Compared to Count value m is judgment level 2m _d When it is larger than, the calculation interval length m _d The angular velocity data in the table are all data after the drift at the start of the angular velocity sensor 10 is settled. For this reason, before the average calculator 350 calculates the average, the difference calculator 340 does not need to process the angular velocity data as shown in Equation 2.
[0092]
In the moving average shown in Equation 6, the computation interval length m _d The reason why the drift duration of the angular velocity sensor 1 is the same is to facilitate the calculation of the moving average.
In addition, the drift duration of the angular velocity sensor 10 is longer than the time for one cycle of a human hand shake waveform, so that the calculation accuracy of omega zero can be increased.
When the average calculation unit 350 has already started the calculation of the omega zero value at the time of proceeding to S6140, the average calculation unit 350 continues the calculation of the omega zero value.
[0093]
In S6150, it is determined whether the count flag is flag = 1. When the count flag is flag = 1, the process proceeds to S6160. When the count flag is not flag = 1, the process proceeds to S6170.
[0094]
In S6160, the output switching unit 360 determines that the omega zero value ω ₀ (T _m ) Is output. When the process proceeds to S6160, the count flag is flag = 1, and the count value m is equal to the determination level m. _d Greater than (m> m _d ). For this reason, the startup drift of the angular velocity sensor 10 is reduced. Based on the determination signal output from the time determination unit 310, the output switching unit 360 calculates the average value ω calculated by the average calculation unit 350 using Equation 5 or Equation 6. ₀ (T _m ) Is output as the operation result.
[0095]
In S6170, the output switching unit 360 sets the drift value ω _d (T _m ) Is output. When the process proceeds to S6170, the count flag is flag = 0, and the count value m is equal to the determination level m. _d Below (m ≦ m _d ). For this reason, the drift at the time of starting of the angular velocity sensor 10 is not settled. The output switching unit 360 is based on the determination signal output from the time determination unit 310, and the drift value ω calculated by the drift component calculation unit 330 using Equation 1 or Equation 4. _d (T _m ) Is output as the operation result.
[0096]
In S6180, the counter value m is incremented by one.
[0097]
In S6190, it is determined whether or not the half-press timer 90 is operating. When the half-press timer 90 is ON, the process returns to S400, and when the half-press timer 90 is not ON, the calculation is stopped and this flowchart is ended.
[0098]
FIG. 5 is a diagram illustrating the output signal of the angular velocity sensor after subtracting the output signal and the drift component of the angular velocity sensor in the shake detection device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5A shows the drift ω calculated by Equation 1 or Equation 4. _d (T) and drift ω _d It is a figure which shows camera shake waveform (omega) (t) in which (t) is carried. FIG. 5B shows the drift ω from the camera shake waveform ω (t). _d It is a figure which shows waveform (omega) '(t) which subtracted (t).
Here, the camera shake waveform is a sine wave as in FIGS. 8B and 9A.
[0099]
As shown in FIG. 5B, the drift ω is derived from the output signal ω (t) of the angular velocity sensor 10. _d Although a slight undulation remains in the output signal ω ′ (t) after subtracting (t), the difference calculation unit 340 efficiently removes the drift component.
[0100]
FIG. 6 is a diagram illustrating a calculation result of the omega zero value in the shake detection device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6A shows the output signal ω (t) of the angular velocity sensor and the calculation result ω. _d (T), ω ₀ It is a figure which shows (t). FIG. 6B shows the calculation result ω _d (T), ω ₀ It is a figure which shows the difference | error between (t) and an omega zero true value.
As shown in FIG. 6A, the time t at which the start-up drift is settled. _m When the time t is not satisfied, the output switching unit 360 causes the drift component calculation unit 330 to calculate the drift value ω calculated by Equation 1 or Equation 4. _d (T) is output as an omega zero value. On the other hand, the time t is the time t when the start-up drift is settled. _m When it is thereafter, the output switching unit 360 uses the average value calculated by the average calculation unit 350 according to Equation 5 or Equation 6 as the omega zero value ω. ₀ Output as (t).
[0101]
As shown in FIG. 6 (B), in the embodiment of the present invention, the calculated omega zero value has a much smaller error than the omega zero value calculated by the conventional moving average method shown in FIG. 9 (B). ing.
Further, the calculation error is within the allowable value at a time earlier than the conventional moving average method.
[0102]
The conventional moving average method uses the starting drift of the angular velocity sensor for the averaging calculation. For this reason, as shown in FIG. 9B, the influence of the drift at the time of starting remains in the calculation result of omega zero for a while, and the calculation error of the omega zero value remains large even if the drift at the time of starting falls. There was a problem. As a result, there has been a problem that the effect of blur correction is reduced or the blur correction is deteriorated.
Further, when trying to improve the effect of blur correction, it is necessary to wait for a while until the calculation error falls within the allowable value after the angular velocity sensor is turned on, and there is a problem that a photo opportunity is missed.
[0103]
In the shake detection apparatus according to the first embodiment of the present invention, the count value m is determined from the determination level m immediately after the power is turned on. _d While (m ≦ m _d ), As shown in Equation 1 and Equation 4, the drift component computation unit 330 shortens the computation interval and the drift value ω _d (T _m ) Is calculated. For this reason, a signal close to the drift component included in the shake detection signal ω (t) can be obtained.
[0104]
The shake detecting apparatus according to the first embodiment of the present invention is in a state in which a drift at the time of startup occurs in the angular velocity sensor 10 (m ≦ m _d ) Is its drift value ω _d (T _m ) Is calculated. The difference calculation unit 340 calculates the drift component ω from the output signal ω (t) of the angular velocity sensor 10. _d (T) is removed, and the average calculation unit 350 determines that the start-up drift has subsided based on the subtracted signal ω ′ (t) (m> m _d ) Omega zero value is calculated. For this reason, the subtracted signal ω ′ (t _m ), The omega zero value can be calculated with high accuracy.
As a result, it is possible to prevent an increase in the calculation error of omega zero due to the influence of the drift at the start of the angular velocity sensor 10. For this reason, when this shake detection apparatus is mounted on a shake correction camera, shake can be corrected accurately.
Also, since the calculation error of omega zero is reduced within an early time after the power is supplied to the angular velocity sensor 10, a photo opportunity is not missed.
[0105]
(Second Embodiment)
The blur detection device according to the second embodiment of the present invention is a recurrence shown in the following equations 7 to 11 instead of the arithmetic expressions shown in the

equations

1 and 3 to 6 in the first embodiment. The drift value ω _d (T _m ) And omega zero value ω ₀ (T _m ) Is calculated.
[0106]
[Expression 7]

[0107]
[Equation 8]

[0108]
[Equation 9]

[0109]
[Expression 10]

[0110]
[Expression 11]

[0111]
The shake detection apparatus according to the second embodiment of the present invention has the effects described below in addition to the effects of the first embodiment.
The average calculation unit 350 determines that the count value m is the determination level m immediately after the power is turned on. _d While (m ≦ m _d ) Is in parallel with the operation of the drift component calculation unit 330 and the difference calculation unit 340 (substantially simultaneously), the omega zero value ω ₀ (T _m ) Is calculated by equation (8). The average calculation unit 350 determines that the count value m is the determination level m. _d It becomes larger than the judgment level 2m _d When (m _d <M ≦ m _d ), Using the calculation result of Equation 8, and using Equation 10, the omega zero value ω ₀ (T _m ) Can be calculated. As a result, the calculation speed can be increased by using the past calculation results.
[0112]
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the equivalent scope of the present invention.
(1) As shown in FIG. 1, the omega zero value calculation unit 30 and the drive signal calculation unit 45 may be separate calculation units. For example, all these calculation units are integrated in a one-chip microcomputer or the like. Also good.
In addition, each of the calculation units such as the time determination unit 310, the calculation switching unit 320, and the drift component calculation unit 330 constituting the omega zero value calculation unit 30 may be incorporated in a one-chip microcomputer or the like, or separately. Also good.
[0113]
(2) The average calculation unit 350 calculates the drift value ω according to Equations 1 and 4. _d (T _m ) Is calculated, but the calculation method is not limited to this. For example, in addition to an average calculation such as a moving average or a cumulative average, a calculation method such as a digital filter calculated by a microcomputer or a least square method may be used.
[0114]
(3) The average calculation unit 350 calculates the omega zero value ω according to Equation 3, Equation 5, and Equation 6. ₀ (T _m However, the calculation is not limited to the integrated average or the moving average, and other calculation methods may be used.
[0115]
(4) The average calculation unit 350 calculates the drift value ω according to the calculation formulas shown in Formula 1 and Formula 4 to Formula 6. _d (T _m ) And omega zero value ω ₀ (T _m ) May be omitted according to the equation 3 in S6050 shown in FIG.
[0116]
(5) The embodiment of the present invention is not limited to an angular velocity detector such as the angular velocity sensor 10, but can be applied to an angular acceleration sensor, an acceleration sensor, or other sensors. In particular, the acceleration sensor can be used when detecting parallel blurs such as vertical blurs and horizontal blurs in which no angular velocity occurs.
[0117]
(6) Although the embodiment of the present invention has been described with reference to an example in which a blur detection device is mounted on a single-lens reflex still camera, the present invention can also be applied to a compact camera in which a lens barrel cannot be replaced. .
The present invention can also be applied to photographing apparatuses such as digital still cameras and video cameras, and optical apparatuses such as binoculars and telescopes.
[0118]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a plurality of reference values of the shake detection signal are calculated and any one of the reference values is selected. The reference value with the smaller value can be selected.
In addition, since there is little error in the selected reference value, it is possible to correct the blur accurately based on this reference value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a single-lens reflex camera equipped with a shake detection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an omega zero value calculation unit in the shake detection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the single-lens reflex camera in which the blur detection apparatus according to the first embodiment of the present invention is used.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of an omega zero value calculation unit in the shake detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an output signal of the angular velocity sensor after subtracting an output signal and a drift component of the angular velocity sensor in the shake detecting device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a calculation result of an omega zero value in the shake detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of a conventional shake correction apparatus.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of output fluctuation and an output signal of the angular velocity sensor when the power is turned on while the angular velocity sensor is stationary.
FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation result and a calculation error by a moving average method in a conventional shake detection apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Angular velocity sensor
20 Amplifier
30 Omega zero value calculator
45 Drive signal calculator
50 Drive unit
60 Vibration reduction lens
70 camera body
80 lens barrel
90 half-press timer
130 Power supply unit
310 Time determination unit
320 Calculation switching unit
330 Drift component calculator
340 Difference calculation unit
350 Average calculator
360 Output switching part

Claims

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含まれるドリフト成分を演算し、前記ドリフト成分を前記ブレ検出信号の第１の基準値として出力する第１の基準値演算部と、
前記ブレ検出信号と前記ドリフト成分との差分を演算することにより、前記ブレ検出信号の第２の基準値を演算して出力する第２の基準値演算部と、
前記ブレ検出部がブレ検出信号の出力を開始してからの経過時間を計測する経過時間計測部と、
前記経過時間が所定時間に満たないときには、前記第１の基準値を選択し、前記経過時間が所定時間以上であるときには、前記第２の基進値を選択する基準値選択部と、
を含むことを特徴とするブレ検出装置。A shake detection unit that detects a shake and outputs a shake detection signal;
It is calculating a drift component contained in the blur detection signal, a first reference value calculating unit which outputs the drift component as the first reference value of the shake detection signal,
A second reference value calculation unit that calculates and outputs a second reference value of the shake detection signal by calculating a difference between the shake detection signal and the drift component ;
An elapsed time measurement unit that measures an elapsed time since the start of the output of the blur detection signal by the blur detection unit;
When the elapsed time is less than the predetermined time, the first reference value is selected, and when the elapsed time is equal to or longer than the predetermined time, a reference value selection unit that selects the second base value;
A blur detection device comprising:

請求項１に記載のブレ補正装置において、
前記第１の基準値演算部は、前記ブレ検出信号に基づいて移動平均を演算し、
前記第２の基準値演算部は、前記差分と前記ブレ検出信号とに基づいて、移動平均を演算すること、
を特徴とするブレ検出装置。The blur correction device according to claim 1 ,
The first reference value calculation unit calculates a moving average based on the shake detection signal,
The second reference value calculating section, the based on the shake detection signal and the difference, computing the moving average,
A blur detection device characterized by the above.

請求項２に記載のブレ検出装置において、
前記第１の基準値演算部が移動平均を演算する際に必要とするデータ数をＭとし、前記第２の基準値演算部が移動平均を演算する際に必要とするデータ数をＮとしたときに、Ｍ＜Ｎであること、
を特徴とするブレ検出装置。The blur detection device according to claim 2 ,
The number of data required when the first reference value calculation unit calculates the moving average is M, and the number of data required when the second reference value calculation unit calculates the moving average is N. Sometimes M <N,
A blur detection device characterized by the above.

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のブレ検出装置において、
前記ブレ検出部は、電源が供給されているときに、ブレを検出可能であること、
を特徴とするブレ検出装置。In the blur detection device according to any one of claims 1 to 3 ,
The blur detection unit is capable of detecting blur when power is supplied;
A blur detection device characterized by the above.

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のブレ検出装置において、
前記所定時間は、前記ドリフト成分が継続して出力する時間以上であること、
を特徴とするブレ検出装置。In the blur detection device according to any one of claims 1 to 4 ,
The predetermined time is equal to or longer than a time during which the drift component is continuously output;
A blur detection device characterized by the above.

請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のブレ検出装置において、
前記ブレ検出部は、角速度を検出する角速度検出器若しくは角加速度を検出する角加速度検出器又は加速度を検出する加速度検出器であること、
を特徴とするブレ検出装置。In the blur detection device according to any one of claims 1 to 5 ,
The blur detection unit is an angular velocity detector that detects angular velocity, an angular acceleration detector that detects angular acceleration, or an acceleration detector that detects acceleration;
A blur detection device characterized by the above.

請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のブレ検出装置において、
前記ブレ検出信号から前記基準値選択部で選択された第１の基準値または第２の基準値を減算した値より、ブレ補正光学系を駆動するための駆動信号を演算する駆動信号演算部を備えたこと、
を特徴とするブレ検出装置。In the blur detection device according to any one of claims 1 to 6 ,
A drive signal calculation unit that calculates a drive signal for driving the shake correction optical system from a value obtained by subtracting the first reference value or the second reference value selected by the reference value selection unit from the shake detection signal; Prepared,
A blur detection device characterized by the above.