(57)【要約】【課題】複数の回転中心に起因する平行振れの補正を行うことを可能とした撮像装置を提供する。【解決手段】第１の軸方向の振れの並進成分を検出する第１の振れ検出部と、第１の軸と直交する第２の軸回りの振れの回転成分を検出する第２の振れ検出部と、第１の振れ検出部の出力信号から複数の周波数帯域の信号を抽出するとともに、第２の振れ検出部の出力信号から複数の周波数帯域の信号を抽出する抽出部と、抽出部により抽出された第１の振れ検出部の出力信号と、抽出部により抽出された第２の振れ検出部の出力信号とを用いて、複数の周波数帯域のそれぞれについて振れの回転半径を算出する第１の算出部と、抽出部により抽出された第２の振れ検出部の出力信号と、第２の振れ検出部の出力信号と同じ周波数帯域について算出された振れの回転半径とを用いて、複数の周波数帯域のそれぞれについての第１の軸方向の平行振れ量を算出する第２の算出部とを備える。【選択図】  図３
2020148905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸方向の振れの並進成分を検出する第１の振れ検出手段と、
前記第１の軸と直交する第２の軸回りの振れの回転成分を検出する第２の振れ検出手段と、
前記第１の振れ検出手段の出力信号から複数の周波数帯域の信号を抽出するとともに、前記第２の振れ検出手段の出力信号から前記複数の周波数帯域の信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された前記第１の振れ検出手段の出力信号と、前記抽出手段により抽出された前記第２の振れ検出手段の出力信号とを用いて、前記複数の周波数帯域のそれぞれについて振れの回転半径を算出する第１の算出手段と、
前記抽出手段により抽出された前記第２の振れ検出手段の出力信号と、該第２の振れ検出手段の出力信号と同じ周波数帯域について算出された前記振れの回転半径とを用いて、前記複数の周波数帯域のそれぞれについての前記第１の軸方向の平行振れ量を算出する第２の算出手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の算出手段は、前記第１の振れ検出手段の出力信号を積分した信号を、前記第２の振れ検出手段の出力信号で除算することにより、前記振れの回転半径を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第２の算出手段は、前記第２の振れ検出手段により検出された前記第２の軸回りの振れの角度を、前記振れの回転半径に乗算することにより、前記複数の周波数帯域のそれぞれについての前記第１の軸方向の平行振れ量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の振れ検出手段は角速度計であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の振れ検出手段は加速度計であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
画像信号を生成する撮像手段をさらに備え、前記第１の振れ検出手段は前記画像信号から前記第１の軸方向の振れの並進成分を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記抽出手段は、複数のバンドパスフィルタを用いて前記第１の振れ検出手段の出力信号と前記第２の振れ検出手段の出力信号とから前記複数の周波数帯域の信号を抽出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記抽出手段が抽出する信号の周波数帯域を、撮影条件に応じて変更する変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
ユーザーの入力を受け付ける受け付け手段をさらに備え、前記変更手段は、前記受け付け手段により受け付けたユーザーの入力に基づいて、前記抽出手段が抽出する信号の周波数帯域を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
画像信号を生成する撮像手段をさらに備え、前記変更手段は、前記撮像手段の露光条件に応じて、前記抽出手段が抽出する信号の周波数帯域を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の算出手段により算出された前記振れの回転半径が適切な値であるか否かを判定する判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記複数の周波数帯域のそれぞれについての前記第１の軸方向の平行振れ量を加算する第３の加算手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第３の加算手段は、撮影条件に応じて、前記複数の周波数帯域のそれぞれについての前記第１の軸方向の平行振れ量を、重み付けをしてから加算することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記撮影条件は、シャッタ速度であることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記撮影条件は、夜景を撮影するモードが選択されているか否かの条件であることを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記第２の軸回りの振れの回転成分から算出される前記第１の軸方向の平行振れ量と、前記第１の軸および前記第２の軸にそれぞれ直交する第３の軸回りの振れの回転成分から算出される前記第１の軸方向の平行振れ量とを加算する第４の算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１７】
第１の軸方向の振れの並進成分を検出する第１の振れ検出工程と、
前記第１の軸と直交する第２の軸回りの振れの回転成分を検出する第２の振れ検出工程と、
前記第１の振れ検出工程の出力信号から複数の周波数帯域の信号を抽出するとともに、前記第２の振れ検出工程の出力信号から前記複数の周波数帯域の信号を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程において抽出された前記第１の振れ検出工程の出力信号と、前記抽出工程において抽出された前記第２の振れ検出工程の出力信号とを用いて、前記複数の周波数帯域のそれぞれについて振れの回転半径を算出する第１の算出工程と、
前記抽出工程において抽出された前記第２の振れ検出工程の出力信号と、該第２の振れ検出工程の出力信号と同じ周波数帯域について算出された前記振れの回転半径とを用いて、前記複数の周波数帯域のそれぞれについての前記第１の軸方向の平行振れ量を算出する第２の算出工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１９】
請求項１７に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置において、手振れ等に起因する画像ブレを補正して画像劣化を抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のカメラは、露出決定やピント合わせといった、撮影上の重要な作業が全自動化され、操作に習熟していないユーザーでも撮影に失敗する可能性は非常に少なくなっている。また、手振れ等による画像ブレを防ぐために、振れ検出部、振れ補正部等から成る像ブレ補正装置を備えたカメラでは、ユーザーの撮影ミスを誘発する要因はほとんどなくなっている。
【０００３】
ここで、像ブレ補正装置について簡単に説明する。露光中に手振れが起きても像ブレの無い撮影を可能にするには、手振れによるカメラの角度振れを検出し、検出値に応じて振れ補正用レンズを動かす必要がある。
【０００４】
また、角速度計のみでは検出できない振動、つまりカメラの光軸に直交する面内の水平方向または垂直方向に加わる、いわゆる平行振れによる画像劣化も無視できない。特許文献１には、加速度計で検出した加速度を二階積分して平行振れを求め、別に設けられた角速度計の出力と共に用いて振れ補正部を駆動する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−８８４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、人体は一つの回転中心に対して一つの回転半径を持つ運動をしていると仮定している。この仮定を利用して角速度センサの信号から撮像装置に加わる平行振れを算出している。しかし、人体は二つ以上の回転中心を持つ運動も行う場合があるため、この仮定では算出しきれない平行振れが残存するという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の回転中心に起因する平行振れの補正を行うことを可能とした撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる撮像装置は、第１の軸方向の振れの並進成分を検出する第１の振れ検出手段と、前記第１の軸と直交する第２の軸回りの振れの回転成分を検出する第２の振れ検出手段と、前記第１の振れ検出手段の出力信号から複数の周波数帯域の信号を抽出するとともに、前記第２の振れ検出手段の出力信号から前記複数の周波数帯域の信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された前記第１の振れ検出手段の出力信号と、前記抽出手段により抽出された前記第２の振れ検出手段の出力信号とを用いて、前記複数の周波数帯域のそれぞれについて振れの回転半径を算出する第１の算出手段と、前記抽出手段により抽出された前記第２の振れ検出手段の出力信号と、該第２の振れ検出手段の出力信号と同じ周波数帯域について算出された前記振れの回転半径とを用いて、前記複数の周波数帯域のそれぞれについての前記第１の軸方向の平行振れ量を算出する第２の算出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の回転中心に起因する平行振れの補正を行うことを可能とした撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の撮像装置の一実施形態であるレンズ交換式のミラーレス一眼タイプのデジタルカメラ１００の構成を示す図。
【図２】デジタルカメラ１００を各軸方向から見た図。
【図３】振れ補正量算出部の構成を示すブロック図。
【図４】ＢＰＦの特性を示す図。
【図５】デジタルカメラ１００における振れ補正処理の動作を示すフローチャート。
【図６】ＢＰＦの特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明の撮像装置の一実施形態であるレンズ交換式のミラーレス一眼タイプのデジタルカメラ１００の構成を示す図である。図１（ａ）は一実施形態におけるデジタルカメラ１００の中央断面図であり、図１（ｂ）はデジタルカメラ１００の電気的構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１（ａ）において、デジタルカメラ１００はカメラ本体１と、カメラ本体１に着脱可能に装着されるレンズ２とを備える。レンズ２は、光軸４を軸とする複数のレンズからなる撮影光学系３を備える。レンズ２は、レンズ２を透過した被写体からの光束がカメラ本体１の撮像素子６に良好に結像されるようにするために、レンズ駆動部１３を備える。レンズ駆動部１３は、レンズシステム制御部１２からの制御信号を受けて撮影光学系３を駆動する。撮影光学系３は、焦点調節部、絞り駆動部、像振れ補正レンズ９などを備えている。
【００１４】
また、カメラ本体１において、シャッタ機構１７はユーザーが設定した、あるいはカメラシステム制御部５が判断した撮影秒時で露光がなされるよう、シャッタ駆動部１８により駆動制御される。カメラシステム制御部５は、レリーズ検出部７、操作検出部８、加速度検出部１６、角速度検出部１５から出力された信号に基づいて振れの影響を低減するための振れ補正量を算出し、振れ補正量を振れ補正部１４とレンズシステム制御部１２に出力する。操作検出部８は、シャッタ速度、Ｆ値、身長の設定（撮影条件）などのユーザーの操作を検出する。
【００１５】
振れ補正部１４は、カメラシステム制御部５から受け取った振れ補正量に基づいて撮像素子６の位置を光軸４に垂直な平面内で移動させるように駆動する。カメラ本体１にはレリーズ検出部７が設けられ、レリーズ検出部７は不図示のレリーズスイッチの開閉信号を検出し、検出した開閉信号をカメラシステム制御部５に送る。レリーズ検出部７が検出する開閉信号は２種類ある。具体的には、レリーズ検出部７は、レリーズボタンを半押しすることによりＯＮするスイッチＳＷ１とレリーズボタンを全押しすることによりＯＮするスイッチＳＷ２の二段階のスイッチを検出できる。
【００１６】
図１（ａ）において、ｚ軸は光軸４と平行な軸である。ｘ軸とｙ軸はｚ軸と直交しており、軸の関係は図１（ａ）に示す通りであり、デジタルカメラ１００の左右方向がｘ軸、デジタルカメラの上下方向がｙ軸である。またｘ軸とｙ軸は互いに直交している。また、分かりやすくするために図１及び図２では原点をデジタルカメラ１００の外に記載しているが、実際は、原点は撮像素子６の中心に位置する。
【００１７】
レンズシステム制御部１２は振れ補正量に基づく指令をレンズ駆動部１３に出力する。レンズ駆動部１３は、像振れ補正レンズ９を図１（ａ）のｘ方向とｙ方向に駆動し、角度振れと平行振れの両方を加味した振れ補正を行う。振れ補正部１４は、撮像素子６を図１のｘ方向とｙ方向に駆動し、角度振れと平行振れの両方を加味した振れ補正を行う。振れ補正部１４は、撮像素子６をｚ軸回りにも回転駆動させることにより、ｚ軸回りの回転運動によって起こる角度振れと平行振れの両方を加味した振れ補正を行う。カメラシステム制御部５から受け取った振れ補正量に基づく補正方法はこの方法に限らず、他の形態でも構わない。例えば、撮像素子６が生成する各撮影フレームの切り出し位置を変更することにより振れの影響を低減させる、いわいる電子像ブレ補正を用いる方法がある。また、それらを適宜組み合わせた補正方法を用いてもよい。
【００１８】
ここで、デジタルカメラ１００を持つユーザーの手振れの特徴について図２を用いて説明する。
【００１９】
デジタルカメラ１００を構えている時には、人体は主に関節などを中心とした回転運動の組み合わせで運動をしている。デジタルカメラ１００は人が持っているため、人体の回転運動に影響を受け、人体と一緒に回転運動をしている。このときのデジタルカメラ１００の運動を考える。デジタルカメラ１００の運動を撮像素子６の中心を基準にして考えると、撮像素子６を中心とする回転運動と並進運動の組み合わせと捉えることができる。このデジタルカメラ１００の撮像素子６を中心とする回転運動と並進運動の関係性を利用してデジタルカメラ１００の平行振れの補正を行う。
【００２０】
人体の関節などを中心とした回転運動に起因するデジタルカメラ１００の平行振れについて考える。前述の通り人体の回転運動には複数の回転軸が存在しているため、平行振れを求める際には複数の回転軸を考慮する必要がある。デジタルカメラ１００を構えている時には、人体は主に関節などを回転軸とした回転運動の組み合わせで運動をしている。関節を回転軸とすることが多いが、体の外部を回転軸として回転運動をすることもある。これは、人体の各部位がパラレルリンクのように動くためである。
【００２１】
図２（ａ）は、デジタルカメラ１００をｙ＋方向から見た図であり、回転軸が二つある場合の図である。軸５１、軸５２はデジタルカメラ１００のｙ軸と平行な軸である。軸５１と軸５２は人体の回転運動の回転軸の一例である。例えば、軸５１は人体の中心であり、軸５２は人体の腕部である。前述の通り、その他の関節なども軸となりうる。例えば、人体の前方や後方などである。軸５１回りの人体の回転の運動と軸５２回りの人体の回転の運動によってデジタルカメラ１００に振れが起こる。
【００２２】
図２（ｂ）は、デジタルカメラ１００をｚ＋方向から見た図であり、回転軸が二つある場合の図である。軸５３、軸５４はデジタルカメラ１００のｚ軸と平行な軸である。軸５３と軸５４は人体の回転運動の回転軸の一例である。例えば、軸５３は人体の足部であり、軸５４は人体の腰部である。前述の通り、その他の関節なども軸となりうる。例えば軸は、人体の足部よりも下の外部であったり、人体の腕部であったりもする。軸５３回りの回転の運動と軸５４回りの回転の運動によってデジタルカメラ１００に振れが起こる。
【００２３】
図２（ｃ）は、デジタルカメラ１００をｘ＋方向から見た図であり、回転軸が二つある場合の図である。軸５５、軸５６はデジタルカメラ１００のｘ軸と平行な軸である。軸５５と軸５６は人体の回転運動の回転軸の一例である。例えば、軸５５は足部であり、軸５６は腰部である。前述の通り、その他の関節なども軸となりうる。例えば軸は、人体の足部よりも下の外部であったり、腕部であったりもする。軸５５回りの回転の運動と軸５６回りの回転の運動によってデジタルカメラ１００に振れが起こる。
【００２４】
図２（ａ）〜（ｃ）に示したような軸の回りの運動によってデジタルカメラ１００に振れが起こる。
【００２５】
デジタルカメラ１００の回転運動は、ｙ軸に平行な軸回りの回転運動、ｚ軸に平行な軸回りの回転運動、ｘ軸に平行な軸回りの回転運動をしているとみなすことができる。デジタルカメラ１００は回転軸が複数ある回転運動をしているとして振れを算出する。
【００２６】
デジタルカメラ１００の軸５１乃至５６回りの回転運動は、ｙ軸回り、ｚ軸回り、ｘ軸回りの回転運動とデジタルカメラ１００のｘ、ｙ、ｚ方向の並進運動に分解することができる。デジタルカメラ１００の軸５１、軸５２回りの回転運動は、デジタルカメラ１００のｙ軸回りの回転運動、デジタルカメラ１００のｘ軸方向の並進運動、ｚ軸方向の並進運動に分解できる。デジタルカメラ１００の軸５３、軸５４回りの回転運動は、デジタルカメラ１００のｚ軸回りの回転運動、デジタルカメラ１００のｘ軸方向の並進運動、ｙ軸方向の並進運動に分解できる。デジタルカメラ１００の軸５５、軸５６回りの回転運動は、デジタルカメラ１００のｘ軸回りの回転運動、デジタルカメラ１００のｙ軸方向の並進運動、ｚ軸方向の並進運動に分解できる。
【００２７】
軸５１と軸５２を回転軸とする回転運動に起因するデジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れは、軸５１を回転軸とする回転運動に起因するｘ軸方向の振れと軸５２を回転軸とする回転運動に起因するｘ軸方向の振れを加算したものである。軸５１と軸５２を回転軸とする回転運動に起因するデジタルカメラ１００のｚ軸方向の振れは、軸５１を回転軸とする回転運動に起因するｚ軸方向の振れと軸５２を回転軸とする回転運動に起因するｚ軸方向の振れを加算したものである。
【００２８】
軸５３と軸５４を回転軸とする回転運動に起因するデジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れは、軸５３を回転軸とする回転運動に起因するｘ軸方向の振れと軸５４を回転軸とする回転運動に起因するｘ軸方向の振れを加算したものである。軸５３と軸５４を回転軸とする回転運動に起因するデジタルカメラ１００のｙ軸方向の振れは、軸５３を回転軸とする回転運動に起因するｙ軸方向の振れと軸５４を回転軸とする回転運動に起因するｙ軸方向の振れを加算したものである。
【００２９】
軸５５と軸５６を回転軸とする回転運動に起因するデジタルカメラ１００のｚ軸方向の振れは、軸５５を回転軸とする回転運動に起因するｚ軸方向の振れと軸５６を回転軸とする回転運動に起因するｚ軸方向の振れを加算したものである。軸５５と軸５６を回転軸とする回転運動に起因するデジタルカメラ１００のｙ軸方向の振れは、軸５５を回転軸とする回転運動に起因するｙ軸方向の振れと軸５６を回転軸とする回転運動に起因するｙ軸方向の振れを加算したものである。
【００３０】
デジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れは、軸５３と軸５４を回転軸とする回転運動に起因するｘ軸方向の振れと軸５１と軸５２を回転軸とする回転運動に起因するｘ軸方向の振れを加算したものである。デジタルカメラ１００のｙ軸方向の振れは、軸５３と軸５４を回転軸とする回転運動に起因するｙ軸方向の振れと軸５５と軸５６を回転軸とする回転運動に起因するｙ軸方向の振れを加算したものである。デジタルカメラ１００のｚ軸方向の振れは、軸５５と軸５６を回転軸とする回転運動のｚ軸方向の振れと軸５１と軸５２を回転軸とする回転運動のｚ軸方向の振れを加算したものである。
【００３１】
図３は、振れ補正量を算出するカメラシステム制御部５内における振れ補正量算出部５ａの構成を示すブロック図である。図３の加速度検出部１６は、図１（ｂ）に示した加速度検出部１６であり、図１のｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向における加速度を検出する。また、図３の角速度検出部１５は、図１（ｂ）に示した角速度検出部１５であり、ｘ軸回りの角速度、ｙ軸回りの角速度、ｚ軸回りの角速度を検出する。なお、図３では、デジタルカメラ１００のｘ軸方向に生じる振れについての構成だけを示している。ｙ軸、ｚ軸方向に生じる振れについての構成は省略するが、ｘ軸方向に生じる振れについての構成と同じである。
【００３２】
図３において、角速度検出部１５ｙａはｙ軸回りの角速度を検出する。角速度ＢＰＦ部８０１乃至８０４と加速度ＢＰＦ部９０１乃至９０４はバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）であり、それぞれ特定の帯域の信号のみを抽出するフィルタである。角速度ＢＰＦ部８０１、加速度ＢＰＦ部９０１、角速度ＢＰＦ部８０３、加速度ＢＰＦ部９０３（以下、ＢＰＦグループＡと記す）は同一の帯域の信号を抽出するフィルタである。また、角速度ＢＰＦ部８０２、加速度ＢＰＦ部９０２、角速度ＢＰＦ部８０４、加速度ＢＰＦ部９０４（以下、ＢＰＦグループＢと記す）は同一の帯域の信号を抽出するフィルタである。
【００３３】
図４にＢＰＦグループＡとＢＰＦグループＢの周波数帯域の概念図を示す。ＢＰＦグループＡとＢＰＦグループＢは片側に同一のカットオフ周波数１Ｈｚをもつ。これは信号をフィルタに通すことにより発生する出力信号の位相ずれの影響を小さくするためである。ＢＰＦを通過する帯域は、およそユーザーの振れが含まれている帯域である０．０１Ｈｚ〜１０Ｈｚとする。ＢＰＦグループＡは平行振れ０．０１Ｈｚ〜１Ｈｚの信号を通過する特性とする。ＢＰＦグループＢは平行振れ１Ｈｚ〜１０Ｈｚの信号を通過する特性とする。
【００３４】
角速度検出部１５ｙａで検出された角速度信号は、角速度ＢＰＦ部８０１と角速度ＢＰＦ部８０２で複数の周波数帯域の角速度信号に分けられる。角速度ＢＰＦ部８０１と角速度ＢＰＦ部８０２の出力信号はそれぞれ積分器５０１と積分器５０２に入力される。積分器５０１と積分器５０２に入力された信号は積分され、それぞれ角度が出力される。
【００３５】
加速度検出部１６ｘはｘ軸方向の加速度を検出する。加速度検出部１６ｘで検出した加速度信号は、加速度ＢＰＦ部９０１と加速度ＢＰＦ部９０２で複数の周波数帯域の加速度信号に分けられる。加速度ＢＰＦ部９０１と加速度ＢＰＦ部９０２の出力信号はそれぞれ積分器５０３と積分器５０４に入力される。積分器５０３と積分器５０４に入力された信号は積分され、それぞれ速度が出力される。
【００３６】
第１演算部６０１には角速度ＢＰＦ部８０１の出力信号と積分器５０３の出力信号が入力され、比の値が算出される。言い換えると、積分器５０３の出力信号が角速度ＢＰＦ部８０１の出力信号により除算される。この値は、デジタルカメラ１００が回転運動をしていると仮定したときの、デジタルカメラ１００のＢＰＦに応じた特定の帯域の回転運動の回転半径に相当するものである。第１演算部６０２には、角速度ＢＰＦ部８０２の出力信号と積分器５０４の出力信号が入力され、比の値が算出される。この値は、デジタルカメラ１００が回転運動をしていると仮定したときの、デジタルカメラ１００の振れのＢＰＦに応じた特定の帯域の回転運動の回転半径に相当するものである。
【００３７】
第１演算部６０１と第１演算部６０２が算出する比の計算式は以下の通りである。
【００３８】
ｒ601＝ｖ503／ω801      …（１）
ｒ602＝ｖ504／ω802      …（２）
ここで、ｖ503、ｖ504は速度であり、それぞれ積分器５０３、積分器５０４の出力である。ω801、ω802は角速度であり、角速度ＢＰＦ部８０１、角速度ＢＰＦ部８０２の出力である。ｒ601、ｒ602は、それぞれ第１演算部６０１と第１演算部６０２で算出される比の値（回転半径の値）である。
【００３９】
第１演算部６０１の出力信号は、判定部７０１に入力され、第１演算部６０１で算出された比の値が適切な値であるか否かが判定される。判定部７０１は、第１演算部６０１の出力結果であるｒ601が２０００ｍｍを超えた場合にはゼロを出力し、２０００ｍｍ以下であった場合には、ｒ601を出力する。第１演算部６０２の出力信号も同様に判定部７０２に入力され、第１演算部６０２の出力信号が適切な値であるか否かが判定される。判定部７０１は、第１演算部６０２の出力結果であるｒ602が２０００ｍｍを超えた場合にはゼロを出力し、２０００ｍｍ以下であった場合にはｒ602を出力する。積分器５０１の出力信号と判定部７０１の出力信号は第２演算部６０５に入力され、ｙ軸回りの回転の角速度ＢＰＦ部８０１の帯域における角度変化によって発生するデジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れが算出される。言い換えると、積分器５０１の出力信号に判定部７０１の出力信号が乗算される。積分器５０２の出力信号と判定部７０２の出力信号は第２演算部６０６に入力され、ｙ軸回りの回転の角速度ＢＰＦ部８０２の帯域における角度変化によって発生するデジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れが算出される。言い換えると、積分器５０２の出力信号に判定部７０２の出力信号が乗算される。
【００４０】
第２演算部６０５と第２演算部６０６の計算式は以下の通りである。
【００４１】
ｘya605＝ｒ701・θ501      …（３）
ｘya606＝ｒ702・θ502      …（４）
ここで、ｒ701、ｒ702は比の値、つまり回転半径の値であり、判定部７０１、判定部７０２の出力である。θ5011、θ502は角度であり、それぞれ積分器５０１、積分器５０２の出力である。ｘya605、ｘya606は、帯域ごとの振れ量に相当する。それぞれ第２演算部６０５と第２演算部６０６で演算される値である。
【００４２】
第２演算部６０５の出力信号であるｘya605と第２演算部６０６の出力信号であるｘya606は、第３演算部６０９に入力される、第３演算部６０９は、入力された信号を加算する。第３演算部６０９で求められた信号は、デジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れを表す。
【００４３】
角速度検出部１５ｒｏはｚ軸回りの回転の角速度を検出する。角速度検出部１５ｒｏで検出された角速度信号は、角速度ＢＰＦ部８０３と角速度ＢＰＦ部８０４で複数の周波数帯域の信号に分けられる。角速度ＢＰＦ部８０３と角速度ＢＰＦ部８０４の出力信号は、それぞれ積分器５０５と積分器５０６に入力される。積分器５０５と積分器５０６に入力された信号は積分され、それぞれ角度が出力される。
【００４４】
加速度検出部１６ｘはｘ軸方向の加速度を検出する。加速度検出部１６ｘで検出された加速度信号は、加速度ＢＰＦ部９０３と加速度ＢＰＦ部９０４で複数の周波数帯域の信号に分けられる。加速度ＢＰＦ部９０３と加速度ＢＰＦ部９０４の出力信号はそれぞれ積分器５０７と積分器５０８に入力される。積分器５０７と積分器５０８に入力された信号は積分され、それぞれ速度が出力される。
【００４５】
第１演算部６０３には角速度ＢＰＦ部８０３の出力信号と積分器５０７の出力信号が入力され、比の値が算出される。この値は、デジタルカメラ１００が回転運動をしていると仮定したときの、デジタルカメラ１００のＢＰＦに応じた特定の帯域の回転運動の回転半径に相当するものである。第１演算部６０４には、角速度ＢＰＦ部８０４の出力信号と積分器５０８の出力信号が入力され、比の値が算出される。この値は、デジタルカメラ１００が回転運動をしていると仮定したときの、デジタルカメラ１００のＢＰＦに応じた特定の帯域の回転運動の回転半径に相当するものである。
【００４６】
第１演算部６０３と第１演算部６０４の計算式は以下の通りである。
【００４７】
ｒ603＝ｖ507／ω803      …（５）
ｒ604＝ｖ508／ω804      …（６）
ここで、ｖ507、ｖ508は速度であり、それぞれ積分器５０７、積分器５０８の出力である。ω803、ω804は角速度であり、角速度ＢＰＦ部８０３、角速度ＢＰＦ部８０４の出力である。ｒ603、ｒ604は、それぞれ第１演算部６０３と第１演算部６０４で算出される比の値（回転半径の値）である。
【００４８】
第１演算部６０３の出力信号は、判定部７０３に入力され、第１演算部６０３で演算された比が適切な値であるか否かが判定される。判定部７０３は、第１演算部６０３の出力結果であるｒ603の値が２０００ｍｍを超えた場合にはゼロを出力し、２０００ｍｍ以下であった場合には、ｒ603の値を出力する。第１演算部６０４の出力信号も同様に判定部７０４に入力され、第１演算部６０４の出力信号が適切な値であるか否かが判定される。判定部７０４は、第１演算部６０４の出力結果であるｒ604の値が２０００ｍｍを超えた場合にはゼロを出力し、２０００ｍｍ以下であった場合にはｒ604の値を出力する。
【００４９】
積分器５０５の出力信号と判定部７０３の出力信号は第２演算部６０７に入力され、ｚ軸回りの回転の角速度ＢＰＦ部８０３の帯域における角度変化によって発生するデジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れが算出される。積分器５０６の出力信号と判定部７０４の出力信号は第２演算部６０８に入力され、ｚ軸回りの回転の角速度ＢＰＦ部８０４の帯域における角度変化によって発生するデジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れを算出する。
【００５０】
第２演算部６０７と第２演算部６０８の計算式は以下の通りである。
【００５１】
ｘro607＝ｒ703・θ505      …（７）
ｘro608＝ｒ704・θ506      …（８）
ここで、ｒ703、ｒ704は比の値、つまり回転半径の値であり、判定部７０３、判定部７０４の出力である。θ505、θ506は角度であり、それぞれ積分器５０５、積分器５０６の出力である。ｘro607、ｘro608は、帯域ごとの振れ量に相当する。それぞれ第２演算部６０７と第２演算部６０８で算出される値である。
【００５２】
第２演算部６０７の出力信号であるｘro607と第２演算部６０８の出力信号であるｘro608は、第３演算部６１０に入力される、第３演算部６１０は、入力された信号を加算する。第３演算部６１０で求められた信号は、デジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れを表す。
【００５３】
第３演算部６０９で得られたｙ軸回りの回転運動によるデジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れと、第３演算部６１０で得られたｚ軸回りの回転運動によるデジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れは、第４演算部６１１に入力される。第４演算部６１１は入力された信号を加算処理することにより、デジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れを算出する。デジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れは、ｘ軸方向の補正するべき振れ量である。第４演算部の演算結果は振れ補正部１４とレンズシステム制御部１２に出力される。振れ補正部１４とレンズシステム制御部１２は、第４演算部６１１の演算結果に基づいてデジタルカメラ１００の振れ補正を行う。
【００５４】
本実施形態では、デジタルカメラ１００のｘ軸方向の振れ補正量の算出について示したが、ｙ軸方向の振れ補正量、ｚ軸方向の振れ補正量は、ともに同様の方法で算出できる。ｙ軸方向の振れ補正量についてはｚ軸回りの角速度検出部、ｘ軸回りの角速度検出部、ｙ軸方向の加速度検出部の値を用いて演算を行う。ｚ軸方向の振れ補正量については、ｘ軸回りの角速度検出部、ｙ軸回りの角速度検出部、ｚ軸方向の加速度検出部の値を用いて演算を行う。
【００５５】
図３のブロック図で説明すると、ｙ軸の振れ補正量を算出する際には、角速度検出部１５ｙａはｚ軸の角速度検出部１５ｒｏとなり、角速度検出部１５ｒｏはｘ軸回りの角速度検出部１５ｐｉとなる。加速度検出部１６ｘはｙ軸方向の加速度検出部１６ｙとなる。Ｚ軸の振れ補正についても同様に図３のブロック図を用いて説明すると、角速度検出部１５ｙａはｘ軸回りの角速度検出部１５ｐｉとなり、角速度検出部１５ｒｏはｙ軸回りの角速度検出部１５ｙａとなる。加速度検出部１６ｘはｚ軸方向の加速度検出部１６ｚとなる。
【００５６】
デジタルカメラ１００を正位置で構えている場合を想定しているが、デジタルカメラ１００を縦位置で構えている場合には、撮影者と軸の関係性が変わるため、使用する軸が入れ替わる。ｘ軸方向の振れ補正量はｚ軸回りの角速度検出部、ｙ軸周りの角速度検出部の値を用いて演算を行う。ｙ軸方向の振れ補正量はｚ軸回りの角速度検出部とｘ軸回りの角速度検出部の値を用いて演算を行う。ｚ軸方向の振れ補正量については、ｘ軸回りの角速度検出部、ｙ軸回りの角速度検出部の値を用いて演算を行う。 
また、斜めに構えている場合などにはデジタルカメラ１００の重力方向を検出して絶対座標系軸を定義し、各センサの出力値を絶対座標系軸に変換することで検出を行う。
【００５７】
また、図３では、角速度検出部として角速度計、加速度検出部として加速度計を用いる例について示したが、別の検出方法でもよい。例えば、加速度検出方法としては、デジタルカメラ１００の画像信号から得られるベクトル情報に基づいて加速度を検出する方法や、ＧＰＳによって加速度を検出する方法などがある。角速度検出方法としては、撮像装置の画像信号から角速度を検出する方法などがある。また、外部カメラでデジタルカメラ１００を撮影し、外部カメラの画像信号から得られるベクトル情報に基づいて角速度や加速度を検出する方法もある。
【００５８】
また、振れの回転成分の検出手段として角速度検出部について示したが、角速度以外の回転成分を検出する手段を用いてもよい。回転成分は、角速度はもちろん角度や角加速度として検出できる。振れの並進成分の検出手段として加速度検出部について示したが、加速度以外の並進成分を検出する手段を用いてもよい。並進成分は加速度はもちろん位置や速度として検出できる。デジタルカメラ１００の画像信号から得られるベクトル情報に基づいて位置、加速度、角度、角加速度を検出してもよい。また、外部カメラでデジタルカメラ１００を撮影し、外部カメラの画像信号から得られるベクトル情報に基づいてデジタルカメラ１００の位置、加速度、角度、角加速度を検出してもよい。
【００５９】
第２演算部６０５乃至６０８の演算では、入力される信号の次元がそろっている必要がある。すなわち、角度と位置、角加速度と加速度、角速度と速度の組み合わせになっている必要がある。そのため、加速度検出部１６ｘに加速度ではなく速度を使用する場合には、積分器５０３、積分器５０４、積分器５０７、積分器５０８は不要となる。
【００６０】
判定部７０１乃至７０４では、回転半径の判定基準を２０００ｍｍとしたが、撮影状況や身長などに合わせて変更してもよい。例えば、回転半径の判定基準を５００ｍｍとし、回転半径が５００ｍｍ以下の場合には使用しないようにすることもできる。また、抽出する振れの周波数の帯域を変更してもよい。また、特定の周波数帯域の信号を取り出すためにフィルタを使用したが、フーリエ変換などを用いて取り出してもよい。
【００６１】
図５は、デジタルカメラ１００における振れ補正処理の動作を示すフローチャートであり、フィルタの帯域決定と重みづけ係数演算を行う場合の例を示している。図５のフローチャートは、デジタルカメラ１００の電源のＯＮとともに開始される。フローの開始とともに、振れ補正部１４とレンズ駆動部１３は撮像素子６と像振れ補正レンズ９の駆動を開始する。
【００６２】
Ｓ１０１では、第１の振れ補正量演算が行われる。第１の振れ補正量演算は、図３の第４演算部６１１までのブロックで振れ補正量を算出し、得られた値を半分にする演算である。第１の振れ補正量演算で得られた値を目標移動量として、振れ補正部１４とレンズ駆動部１３に信号が送られ、撮像素子６と像振れ補正レンズ９が駆動される（露光前駆動）。振れ補正量を半分にするのは、露光時の振れ補正のストロークを確保するためである。
【００６３】
Ｓ１０２では、帯域決定のＯＮ／ＯＦＦを判定する。Ｓ１０２で帯域決定がＯＦＦの場合は、Ｓ１０３には進まずに次のステップＳ１０４へ進む。Ｓ１０２で帯域決定がＯＮの場合は、Ｓ１０３のフィルタの帯域決定の処理を行う。 
カメラシステム制御部５がＳ１０３におけるフィルタの帯域決定を行う。Ｓ１０３のフィルタの帯域決定の演算では、ＢＰＦグループＡとＢＰＦグループＢの帯域やフィルタの数を決定する。図３の角速度ＢＰＦ部８０１乃至８０４と加速度ＢＰＦ部９０１乃至９０４はそれぞれバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）を用いたが、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦ）もしくはローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）を用いてもよい。ＨＰＦ、ＬＰＦはともに特定の帯域以上または未満の信号のみを抽出するフィルタである。このとき、ＢＰＦグループＡは同一の種類のフィルタで、所定以上の帯域の信号を抽出するフィルタ（ＨＰＦ）で構成される。また、ＢＰＦグループＢは同一の種類のフィルタで構成され、所定未満の帯域の信号を抽出するフィルタ（ＬＰＦ）で構成される。ＢＰＦグループＡとＢＰＦグループＢはカットオフ周波数が同一になるようにする。これは信号をフィルタに通すことにより発生する出力信号の位相ずれの影響を小さくするためである。ＢＰＦグループＡとＢＰＦグループＢのフィルタの組み合わせにはＢＰＦとＨＰＦ、ＬＰＦとＢＰＦ、ＬＰＦとＨＰＦの組み合わせがある。順番はどちらでもよい。
【００６４】
１Ｈｚよりも遅い帯域の運動には人体の足元を回転中心とする動きが多く含まれる傾向がある。一般に、１Ｈｚよりも速い帯域の運動には人体の足元よりも上を回転中心とする動きが多く含まれる傾向にある。そのため、ＢＰＦの通過帯域は０．０１Ｈｚ〜１Ｈｚ、ＨＰＦの通過帯域は１Ｈｚよりも速い帯域、ＬＰＦの通過帯域は１Ｈｚよりも遅い帯域とする。これらのＢＰＦ、ＨＰＦ、ＬＰＦの中から２つを選んで使用する。回転半径が３つ以上の動きに対応する際には、３つ以上のフィルタを使用する。この時、各回転運動に適した帯域のフィルタを使用する。
【００６５】
図６は帯域の変更を説明した図であり、フィルタを３つ使用する場合を示す図である。図６のａ、ｂ、ｃ、ｄはカットオフ周波数である。それぞれのＢＰＦグループを、ＢＰＦグループＡ、ＢＰＦグループＢ、ＢＰＦグループＣとする。ＢＰＦグループＡとＢＰＦグループＢは片側で同一のカットオフ周波数ａを持つ。ＢＰＦグループＢとＢＰＦグループＣも片側で同一のカットオフ周波数ｂを持つ。カットオフ周波数ａ、ｂ、ｃ、ｄを変更することにより、帯域を変更する。ＢＰＦではなくＨＰＦやＬＰＦを使用する際には、ｃやｄはなくなる。
【００６６】
カメラシステム制御部５で行われるＳ１０３のフィルタの帯域決定では、シャッタ速度やユーザーの身長によってもフィルタの帯域と数を変更する。
【００６７】
まず、シャッタ速度（露光条件）によるフィルタの帯域と数の変更について説明する。フィルタの帯域と数の変更にあたっては特定のシャッタ速度の時に想定される振れの振幅を考慮する。スイッチＳＷ２のＯＮまでに取得された角速度もしくは加速度を複数の周波数帯域に分ける。複数の周波数帯域に分けた振れについて、現在設定されているシャッタ秒時（露光時間）の間に振れる振幅を求める。求められた振幅が所定の値より小さい場合にはその帯域の出力は使用しない。求められた振幅が所定の値以上の場合に、第２演算部６０５および６０８はその帯域の出力を使用する。低い帯域の振れの振幅は大きくなる傾向があり、シャッタ速度が遅い場合には低い帯域の振れの影響が大きくなる。そのため、シャッタ速度が遅い時には、低い帯域のフィルタが使われることが多くなる。シャッタ速度が速い時には低い帯域の振れの影響は少なくなり、高い帯域の振れの影響が大きくなる。そのため、シャッタ速度が速い時には、高い帯域のフィルタが使われることが多くなる。
【００６８】
続いて、ユーザーの身長に応じたフィルタの帯域と数の変更について説明する。フィルタの帯域と数は、操作検出部８でユーザーにより入力されたユーザーの身長情報に基づいて選択される。身長に応じたフィルタのテーブルをあらかじめ作成しておく。身長が高いほど、振れは遅い帯域になり、身長が低いほど振れは高い帯域になる傾向がある。そのため、身長が低い場合には高い帯域にフィルタを寄せ、身長が高い場合には低い帯域に寄せるようなテーブルを作成する。
【００６９】
ここではユーザーに入力してもらう方法を示しているが、測距計などのセンサを使用して測定する方法でもよい。また、テーブルに基づいてフィルタを選択する方法を示したが、身長の情報から周期を計算してフィルタの帯域を決定してもよい。
【００７０】
図５の説明に戻って、Ｓ１０４では、重みづけ係数演算のＯＮ／ＯＦＦが判定される。Ｓ１０４において重みづけ係数演算がＯＦＦである場合はＳ１０５へは進まず、Ｓ１０６へ進む。重みづけ係数演算がＯＮである場合にはＳ１０５へ進む。Ｓ１０５の重みづけ係数演算は、カメラシステム制御部５で行われる。カメラシステム制御部５は、第３演算部６０９及び６１０での加算演算の際の重みづけの係数を決定する。
【００７１】
この係数演算で行われる、シャッタ速度と撮影モードに応じた重みづけ係数の演算について説明する。スイッチＳＷ２がＯＮされるまでに取得された角速度もしくは加速度を複数の周波数帯域に分ける。複数の周波数帯域に分けた振れについて、現在設定されているシャッタ秒時（露光時間）の間に振れる振幅を求める。この振幅に応じて、周波数ごとの重みづけ係数を決定する。撮影秒時の間に振れる振幅が大きい周波数の振れほど重みを重くし、振幅が小さい周波数ほど重みを軽くする。例えば、シャッタ速度が速い場合には、低い帯域の周波数の影響は支配的ではないことが多い。そのため、シャッタ速度が速い場合には、周波数の低い帯域の振れの重みは軽くする。またシャッタ速度が遅い場合には、低い帯域の周波数の影響が支配的になることが多い。そのため、シャッタ速度が遅い場合には、周波数の低い帯域の振れの重みを重くする。
【００７２】
撮影モードに夜景モードが選択されている場合にも重みづけ係数を変更する。夜景モードの際にはシャッタ速度が長くなる傾向があるため、低い帯域の振れの重みづけ係数の比重を大きくする。
【００７３】
Ｓ１０６では、スイッチＳＷ２のＯＮが検出されたか否かが判定される。スイッチＳＷ２のＯＮが検出されなかった場合には、Ｓ１０１まで戻る。Ｓ１０６でスイッチＳＷ２のＯＮが検出された場合には、Ｓ１０７において第２の振れ補正量演算が行われる。スイッチＳＷ２のＯＮが検出されると同時に、撮像素子６と像振れ補正レンズ９の駆動を第２の振れ補正量演算の結果に基づいて行う、露光中駆動に切り替える。露光前駆動では算出した振れ補正量を半分にした値を使用していたが、露光中駆動では算出した振れ補正量そのものを使用する。第２の振れ補正量演算での算出結果は、図３の第４演算部６１１までのブロックで得られた振れ補正量のことである。
【００７４】
Ｓ１０８で露光終了が確認されるまでＳ１０７が繰り返される、Ｓ１０８で露光終了が確認されたらＳ１０９でスイッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦが判定される。Ｓ１０９でスイッチＳＷ１のＯＮが確認された場合、まだ撮影が行われる可能性があるため、Ｓ１０１まで戻る。Ｓ１０９でスイッチＳＷ１のＯＮが確認されなかった場合には、Ｓ１１０へ進む。
【００７５】
Ｓ１１０では、電源のＯＮ／ＯＦＦを判断し、電源のＯＮが確認された場合には、Ｓ１０１まで戻る。Ｓ１１０で電源のＯＦＦが確認された場合には、フローを終了する。
【００７６】
なお、Ｓ１０３のフィルタの帯域の決定やＳ１０５の重みづけ係数の演算は、Ｓ１０７の第２の振れ補正演算の際にリアルタイムに行ってもよい。
【００７７】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、これまで演算できていなかった複数の回転中心に起因する平行振れの補正を行うことが可能となり、高精度な振れ補正を行う撮像装置を提供することが可能となる。
【００７８】
なお、上記の説明では、デジタルカメラ１００を所謂ミラーレス一眼カメラとして説明したが、本発明は、コンパクトデジタルカメラや、デジタル一眼レフカメラ、デジタルビデオカメラ、アクションカメラ、携帯電話などの各種光学装置に適用可能である。
【００７９】
（他の実施形態）
また本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。
【００８０】
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
【符号の説明】
【００８１】
１：カメラ本体、２：レンズ、５：カメラシステム制御部、７：レリーズ検出部、８：操作検出部、９：像振れ補正レンズ、１２：レンズシステム制御部、１３：レンズ駆動部、１４：振れ補正部、１５：角速度検出部、１６：加速度検出部、１００：デジタルカメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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