(57)【要約】【課題】  パンニング判定の精度を向上し、パンニング中及びパンニング終了後において、不自然な動きが生じることを低減した撮像装置を提供する。【解決手段】  角速度センサ１０１からの角速度信号に含まれる直流（ＤＣ）成分を、ＤＣカットフィルタ１０２によって遮断した出力を加工した信号、及び、動きベクトル検出回路１２０によって検出した動きベクトル出力を、動きベクトル積分器１２３によって積分した信号を用いて、パンニング状態もしくはチルティング状態であるか否かの判定を行う。【選択図】  図３
2010147857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像画像のブレを補正するために用いる撮像装置であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出手段と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力を積分する第１の積分手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出手段と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正手段と、
前記撮像装置の画角変更動作を検出する画角変更判定手段とを備え、
前記画角変更判定手段、前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きい、又は、前記第１の積分手段の出力が所定の値より大きいとき、画角変更動作の開始判定を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画角変更判定手段は、前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値より小さく、かつ、前記第１の積分手段の出力が所定の値より小さいとき、画角変更動作の終了判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
撮像画像のブレを補正するために用いる撮像装置であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出手段と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力を積分する第１の積分手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出手段と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正手段と、
前記撮像装置の画角変更動作を検出する画角変更判定手段とを備え、
前記画角変更判定手段は、前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きいとき、画角変更動作の開始判定を行い、前記第１の積分手段の出力が所定の値より小さいとき、画角変更動作の終了判定を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記第１の積分手段は、低域通過フィルタを構成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の積分手段は、前記ベクトル検出手段の出力を所定時間ごとに加算することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の算出手段は高域通過フィルタを含み、前記画角変更判定手段は、前記画角変更判定手段によって画角変更動作の開始判定が行われているときには、前記高域通過フィルタの遮断周波数を高域側に変移させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の算出手段は第２の積分手段を含み、前記画角変更判定手段は、前記画角変更判定手段によって画角変更動作の開始判定が行われているときには、前記第２の積分手段の時定数を小さくすることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画角変更判定手段は、画角変更動作の開始判定が行われているときには、前記第２のブレ補正量に基づく画像のブレの補正を制限することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
撮像画像のブレを補正するために用いる撮像装置であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出手段と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、
高域通過フィルタを有する、前記ブレ検出手段の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出手段と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、又は、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、前記高域通過フィルタの遮断周波数を現在の遮断周波数よりも高域側に変移させる制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったとき、かつ、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったとき、前記高域通過フィルタの遮断周波数を現在の遮断周波数よりも低域側に変移させることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮像画像のブレを補正するために用いる撮像装置であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出手段と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、
積分手段を有する、前記ブレ検出手段の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出手段と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて画像のブレを光学的に補正するブレ補正手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値よりを越えたとき、又は、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、前記積分手段の時定数を現在の時定数よりも小さくする制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったとき、かつ、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったとき、前記積分手段の時定数を現在の時定数よりも大きくすることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
撮像画像のブレを補正するために用いる撮像装置であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出手段と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出手段と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて画像のブレを光学的に補正するブレ補正手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、又は、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、前記第２のブレ補正量に基づく画像のブレの補正を制限する制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったとき、かつ、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったとき、前記第２のブレ補正量に基づく画像のブレの補正の制限を解除することを特徴とす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】
撮像画像のブレを補正するために用いる撮像装置であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出手段と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、
高域通過フィルタを有する、前記ブレ検出手段の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出手段と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きいときは、前記高域通過フィルタの遮断周波数を現在の遮断周波数よりも高域側に変移させ、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったときは、前記高域通過フィルタの遮断周波数を現在の遮断周波数よりも低域側に変移させる制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
撮像画像のブレを補正するために用いる撮像装置であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出手段と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、
積分手段を有する、前記ブレ検出手段の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出手段と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正手段とを備え、
前記ブレ補正手段は、前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きいときは、前記積分手段の時定数を現在の時定数よりも小さくし、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったときは、前記積分手段の時定数を現在の時定数よりも大きくする制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
撮像画像のブレを補正するために用いる撮像装置であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出手段と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出手段と、
前記ベクトル検出手段の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出手段と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きいときは、前記第２のブレ補正量に基づく画像のブレの補正を制限し、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったときは、前記第２のブレ補正量に基づく画像のブレの補正の制限を解除する制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
撮像画像のブレを補正するために用いるブレ補正手段を有する撮像装置の撮像方法であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出工程と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力を積分する第１の積分工程と、
前記ブレ検出工程の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出工程と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正工程と、
前記撮像装置の画角変更動作を検出する画角変更判定工程とを備え、
前記画角変更判定工程、前記ブレ検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きい、又は、前記第１の積分工程の出力が所定の値より大きいとき、画角変更動作の開始判定を行うことを特徴とする撮像方法。
【請求項１９】
撮像画像のブレを補正するために用いるブレ補正手段を有する撮像装置の撮像方法であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出工程と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力を積分する第１の積分工程と、
前記ブレ検出工程の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出工程と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正工程と、
前記撮像装置の画角変更動作を検出する画角変更判定工程とを備え、
前記画角変更判定工程は、前記ブレ検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きいとき、画角変更動作の開始判定を行い、前記第１の積分工程の出力が所定の値より小さいとき、画角変更動作の終了判定を行うことを特徴とする撮像方法。
【請求項２０】
撮像画像のブレを補正するために用いるブレ補正手段を有する撮像装置の撮像方法であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出工程と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出工程と、
高域通過フィルタを有する、前記ブレ検出工程の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出工程と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正工程と、
前記ブレ検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、又は、前記ベクトル検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、前記高域通過フィルタの遮断周波数を現在の遮断周波数よりも高域側に変移させる制御工程を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項２１】
撮像画像のブレを補正するために用いるブレ補正手段を有する撮像装置の撮像方法であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出工程と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出工程と、
積分工程を有する、前記ブレ検出工程の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出工程と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて画像のブレを光学的に補正するブレ補正工程と、
前記ブレ検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値よりを越えたとき、又は、前記ベクトル検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、前記積分工程の時定数を現在の時定数よりも小さくする制御工程を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項２２】
撮像画像のブレを補正するために用いるブレ補正手段を有する撮像装置の撮像方法であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出工程と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出工程と、
前記ブレ検出工程の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出工程と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて画像のブレを光学的に補正するブレ補正工程と、
前記ブレ検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、又は、前記ベクトル検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値を越えたとき、前記第２のブレ補正量に基づく画像のブレの補正を制限する制御工程を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項２３】
撮像画像のブレを補正するために用いるブレ補正手段を有する撮像装置の撮像方法であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出工程と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出工程と、
高域通過フィルタを有する、前記ブレ検出工程の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出工程と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正工程と、
前記ブレ検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きいときは、前記高域通過フィルタの遮断周波数を現在の遮断周波数よりも高域側に変移させ、前記ベクトル検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったときは、前記高域通過フィルタの遮断周波数を現在の遮断周波数よりも低域側に変移させる制御工程を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項２４】
撮像画像のブレを補正するために用いるブレ補正手段を有する撮像装置の撮像方法であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出工程と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出工程と、
積分工程を有する、前記ブレ検出工程の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出工程と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正工程とを備え、
前記ブレ補正工程は、前記ブレ検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きいときは、前記積分工程の時定数を現在の時定数よりも小さくし、前記ベクトル検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったときは、前記積分工程の時定数を現在の時定数よりも大きくする制御工程を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項２５】
撮像画像のブレを補正するために用いるブレ補正手段を有する撮像装置の撮像方法であって、
前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出工程と、
撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出工程と、
前記ブレ検出工程の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出工程と、
前記ベクトル検出工程の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出工程と、
前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正工程と、
前記ブレ検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きいときは、前記第２のブレ補正量に基づく画像のブレの補正を制限し、前記ベクトル検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値を下回ったときは、前記第２のブレ補正量に基づく画像のブレの補正の制限を解除する制御工程を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項２６】
請求項１８乃至２５の何れか１項に記載の撮像方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項２７】
請求項２６に記載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、例えば、手ブレ等による撮像画像のブレを光学的に補正する機能を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ビデオカメラ等の撮像装置では、オートエクスホージャ（ＡＥ）やオートフォーカス（ＡＦ）等、あらゆる点で自動化及び多機能化が図られ、良好な撮影が容易に行えるようになっている。また、近年では、撮像装置の小型化や光学系の高倍率化に伴い、撮像装置のブレ等が撮影画像の品位を低下させる大きな原因となっていることに着目し、このような装置のブレ（手ブレ）等により生じた撮像画像のブレを補正するブレ補正機能が種々提案されている。そして、このようなブレ補正機能を撮像装置に搭載することで、さらに良好な撮影が容易に行えるようになっている。
【０００３】
そこで、例えば、ブレ補正機能を備えた撮像装置として、図６に示すような構成のものがある。
【０００４】
このブレ補正機能を備えた撮像装置２００において、まず、角速度センサ２０１は、撮像装置本体に取り付けられており、装置のブレを角速度として検出する。ＤＣカットフィルタ２０２は、角速度センサ２０１から出力される角速度信号の直流（ＤＣ）成分を遮断して、交流成分、すなわち振動成分のみを通過させる。アンプ（増幅器）２０３は、ＤＣカットフィルタ２０２を通過して出力された角速度信号を適当な感度に増幅して出力する。Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器２０４は、アンプ２０３から出力された角速度信号をディジタル化して出力する。
【０００５】
ＨＰＦ２０５、積分器２０６、パン・チルト判定回路２０７、制御フィルタ２０８、パルス幅変調回路２０９、動きベクトル検出回路２２０、及び動きベクトル処理回路２２１は、例えば、マイクロコンピュータ（マイコン）ｕＣＯＭ２２３によって構成される。なお、ＨＰＦはハイパスフィルタのことである。
【０００６】
ＨＰＦ２０５は、任意の周波数帯域でその特性を可変し得る機能を有しており、Ａ／Ｄ変換器２０４から出力されたディジタルの角速度信号（角速度データ）に含まれる低周波成分を遮断して出力する。積分器２０６は、任意の周波数帯域でその特性を可変し得る機能を有しており、ＨＰＦ２０５から出力された角速度データを積分して、その積分結果を角変位データとして出力する。焦点距離補正回路２０７は、ズーミング及びフォーカシング動作を行う撮像光学系２１３の、ズーム位置を検出するズームエンコーダ２１７から、現在のズーム位置情報を取得し、その情報から焦点距離を算出する。そして、この焦点距離情報と、上述した角変移データから、補正光学系２１２の駆動量（ジャイロ系補正データ）を算出する。
【０００７】
振動ジャイロ等を用いた角速度センサ２０１では、１Ｈｚ以下の低域周波数において、角速度の検出特性が劣化する。したがって、この低周波数帯域では、補正誤差の影響が顕著となり、低域周波数のブレ残りが生じ、画質の劣化につながる。そこで、角速度検出の他に、撮像画像のブレ残りを検出する回路、すなわち動きベクトル検出回路２２０を更に備え、低周波数帯域のブレ残り量を検出し、これを補正することで、以下に示すような補正性能を向上させる処理を行う。
【０００８】
動きベクトル検出回路２２０は、撮像装置の撮像素子２１８により得られた撮像画像情報から、信号処理回路２１９で生成された映像信号に含まれる輝度信号に基づいて画像の動きベクトルを検出する。信号処理回路２１９は、例えばＮＴＳＣフォーマットに準拠したビデオ信号（映像信号）を生成する。動きベクトル処理回路２２１は、動きベクトル検出回路２２０で検出された動きベクトルを補正光学系２１２の駆動量（ベクトル系補正データ）に変換する。
【０００９】
上記ベクトル系補正データは、低周波数帯域のブレ残りを補正するための信号である。このベクトル系補正データと、上述したジャイロ系補正データを加算したデータが、低周波数帯域から高周波数帯域まで、全周波数帯域のブレ補正を行う、最終的な補正光学系２１２の駆動量（最終補正データ）となる。
【００１０】
制御フィルタ２０８には、上記最終補正データと、補正光学系２１２の位置を検出する位置検出センサ２１４の出力を、Ａ／Ｄ変換器２１６によってディジタル化した値（位置検出データ）との差分が入力される。パルス幅変調回路２０９は、制御フィルタ２０８の出力をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号に変換し出力する。モータ駆動回路２１５は、パルス幅変調回路２０９からのＰＷＭ出力に基づいて、補正光学系２１２を動かすためのモータ２１１を駆動し、撮像面への入射光の光軸を変えることで、撮像画像に生じるブレを光学的に補正する。
【００１１】
パン・チルト判定回路２０７は、Ａ／Ｄ変換器２０４から出力された角速度データ及び積分器２０６から出力された角変位データに基づいて、パンニング・チルティングの判定を行って、パンニング制御を行う。すなわち、角速度データが所定の閾値以上、或いは、角速度データが所定の閾値に満たなくとも角変位データ（積分結果）が所定の閾値以上であるならば、パンニング状態或いはチルティング状態であると判定し、パンニング制御を行う。
【００１２】
このパンニング制御では、まず、ＨＰＦ２０５の低域カットオフ周波数を高域側に変移させる。これにより、低域の周波数に対しては、ブレ補正が応答しないようになる。また、積分器２０６での積分演算に用いる時定数の値を短くなる方向に変移させる。これにより、ブレ補正位置が徐々に移動範囲中心へとセンタリングし、積分器２０６から出力される角変位データの値が基準値（ブレがない状態においてとりうる値）に徐々に近づいていく。更に、動きベクトル処理回路２２１において、動きベクトル検出からベクトル系補正データを算出する際のゲインを小さくなる方向に変移させる。
【００１３】
一方、そうでない場合には、パンニング状態或いはチルティング状態でないと判定し、ＨＰＦ２０５の低域カットオフ周波数を低域側に変移させ、また、積分器２０６での積分演算に用いる時定数の値も長くなる方向に変移させる。更に、動きベクトル処理回路２２１の動きベクトル検出からベクトル系補正データを算出する際のゲインを大きくなる方向に変移させる。これにより、ＨＰＦ２０５の低域カットオフ周波数、及び積分器２０６での積分演算に用いる時定数の値、動きベクトル処理回路２２１のベクトル系補正データ算出ゲインが各々元の状態に戻され、パンニング制御を解除することになる。
【００１４】
上述した、パン・チルト判定回路２０７の制御は、例えば特許文献１等に開示されており、低域の周波数のブレ補正を抑制しつつ、高域の周波数のブレ補正を行うことができ、パンニング状態或いはチルティング状態のブレ補正制御として有効である。
【特許文献１】特開平１１−１８７３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、撮像装置２００に示すような従来のブレ補正機能においても、次のような問題があった。
【００１６】
図７（ａ）は、パンニング動作（画角変更動作）の開始から終了までの角速度センサ２０１の出力の変化を示したグラフである。図７（ａ）は、時間Ｔ１からＴ２まで徐々に加速し、時間Ｔ２からＴ４まで一定速度でパンニング動作を行い、時間Ｔ４からＴ５まで徐々に減速し、パンニング動作を終了したときのグラフとなっている。
【００１７】
図７（ｂ）は、上述したパンニング動作を行ったときの、Ａ／Ｄ変換器２０４の出力（角速度データ）の変化を示したグラフである。また、図７（ｃ）は、上述したパンニング動作を行ったときの、積分器２０６の出力（角変位データ）の変化を示したグラフである。
【００１８】
図７（ｂ）は、角速度センサ２０１の出力を、ＤＣカットフィルタ２０２を通した後の信号の変化を示したグラフであるため、時間Ｔ２からＴ４にかけてＤＣ成分が減衰されたグラフとなっている。そのため、角速度データに対するパンニング制御に移行する閾値をＰａｎ＿ｔｈ１とし、図７（ｂ）のグラフに示すように設定すると、時間Ｔ２からＴ３にかけて角速度データがＰａｎ＿ｔｈ１を超えたときに、パンニング制御に移行する。しかし、ＤＣ成分が減衰される影響で、時間Ｔ３からＴ４にかけては、パンニング動作中であっても、パンニング動作中であるという判定が行われない。なお、Ｔ３とＴ３´はＴ２とＴ４の間の任意の時間であり、パンニングの速度や時間によって変化する。
【００１９】
また、角変位データに対するパンニング制御に移行する閾値をＰａｎ＿ｔｈ２とし、図７（ｃ）のグラフに示すように設定する。このとき、時間Ｔ２からＴ３にかけては、角変位データがＰａｎ＿ｔｈ２を超えるためパンニング動作（画角変更動作）の開始判定がなされ、パンニング制御に移行する。パンニング制御に移行すると、上述したようにＨＰＦ２０５の低域遮断周波数（低域カットオフ周波数）を高域側に変移させ、積分器２０６での積分演算に用いる時定数の値を短くなる方向に変移させる。そのため、図７（ｂ）の時間Ｔ２からＴ３のように、角速度データがプラス側に大きくシフトしたとしても、角変位データの増加は抑制され、基準値（ブレがない状態においてとりうる値）に徐々に近づいていく。
【００２０】
その結果、時間Ｔ３からＴ３´にかけては、角変位データは基準値に徐々に近づいていく。そして、Ｐａｎ＿ｔｈ２を下回ると、パンニング動作（画角判定動作）の終了判定がなされ、パンニング制御を解除してしまう。パンニング制御を解除すると、上述したようにＨＰＦ２０５の低域カットオフ周波数を低域側に変移させ、また、積分器２０６での積分演算に用いる時定数の値も長くなる方向に変移させる。そのため、図７（ｂ）のように、角変位データがプラス側にシフトしていると、角変位データが増加し、再びＰａｎ＿ｔｈ２を上回り、パンニング制御に移行する。このように、時間Ｔ３からＴ３´にかけては、パンニング制御への移行とパンニング制御の解除を繰り返し、撮像画像が不自然な動きとなってしまう。
【００２１】
時間Ｔ３´からＴ４にかけては、図７（ｂ）のように、角速度データのＤＣ成分がゼロに収束しているため、角変位データの大きな変動は生じず、パンニング動作中であるという判定が行われない。
【００２２】
時間Ｔ４からＴ５にかけては、パンニング動作の減速時の角速度センサ出力によって、角速度データがマイナス方向に変動する。時間Ｔ４のときは、上述したようにパンニング動作中であるという判定が行われておらず、ＨＰＦ２０５の低域カットオフ周波数が低域側に、また積分器２０６での積分演算に用いる時定数の値も長くなる方向に設定されている。そのため、角速度データがマイナス方向に変動したときの信号成分は減衰されず、角変位データはマイナス方向に大きく変動してしまう。この結果、パンニング動作の終了後にユーザーが撮像装置を動かしていないにも関わらず、撮像画像が動いてしまうことになる。
【００２３】
以上のように、従来のブレ補正機能においては、ＤＣカットフィルタ２０２によって、パンニング動作時の低域の周波数成分が減衰されることによって、パンニング動作中であっても、パンニング制御が解除されてしまう。それ故に、撮像画像が不自然な画になってしまうという問題点があった。
【００２４】
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもので、パンニング判定の精度を向上し、パンニング制御中及びパンニング制御の終了後においても、不自然な動きが生じることを低減した撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、撮像画像のブレを補正するために用いる撮像装置であって、前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出手段と、撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、前記ベクトル検出手段の出力を積分する第１の積分手段と、前記ブレ検出手段の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出手段と、前記ベクトル検出手段の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出手段と、前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正手段と、前記撮像装置の画角変更動作を検出する画角変更判定手段とを備え、前記画角変更判定手段、前記ブレ検出手段の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きい、又は、前記第１の積分手段の出力が所定の値より大きいとき、画角変更動作の開始判定を行うことを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明の別の実施形態に係わる撮像装置の撮像方法は、撮像画像のブレを補正するために用いるブレ補正手段を有する撮像装置の撮像方法であって、前記撮像装置に加わるブレを検出するブレ検出工程と、撮像面上での動きベクトルを検出するベクトル検出工程と、前記ベクトル検出工程の出力を積分する第１の積分工程と、前記ブレ検出工程の出力に基づいて第１のブレ補正量を算出する第１の算出工程と、前記ベクトル検出工程の出力に基づいて第２のブレ補正量を算出する第２の算出工程と、前記第１及び第２のブレ補正量に基づいて、画像のブレを光学的に補正するブレ補正工程と、前記撮像装置の画角変更動作を検出する画角変更判定工程とを備え、前記画角変更判定工程、前記ブレ検出工程の出力に基づいて得られた信号が所定の値より大きい、又は、前記第１の積分工程の出力が所定の値より大きいとき、画角変更動作の開始判定を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、パンニング判定の精度を向上し、パンニング制御中及びパンニング制御の終了後において、不自然な動きが生じることを低減した撮像装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための好適な一実施形態について図面を用いて説明する。
【００２９】
図１は、例えば本発明の一実施形態に係る撮像装置としてのビデオカメラの構成を示すブロック図である。図１の撮像装置１００において、従来と異なるのは、上記図１に示すように、動きベクトル積分器１２３を設け、動きベクトル積分器１２３の出力を用いて、パン・チルト判定回路１２２において、パンニング若しくはチルティングの判定を行うようにしたことにある。
【００３０】
図１の撮像装置１００の各構成部とその一例の動作について具体的に説明する。
【００３１】
角速度センサ１０１は撮像装置１００に加わるブレ検出を行う。例えば、振動ジャイロの角速度センサを含み、手ブレ等による装置自体のブレを角速度信号として検出し、その角速度信号をＤＣカットフィルタ１０２に供給する。ＤＣカットフィルタ１０２は、角速度センサ１０１からの角速度信号に含まれる直流（ＤＣ）成分を遮断して、該角速度信号の交流成分、すなわち振動成分のみをアンプ１０３に供給する。尚、ＤＣカットフィルタ１０２として、所定の周波数帯域で入力信号を遮断するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いてもよい。アンプ１０３は、ＤＣカットフィルタ１０２からの角速度信号（振動成分）を、最適な感度に増幅して、Ａ／Ｄ変換器１０４に供給する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、アンプ１０３からの角速度信号をディジタル化して、角速度データとしてｕＣＯＭ１２５内部のハイパスフィルタ（高域通過フィルタ）であるＨＰＦ１０５に供給する。
【００３２】
ｕＣＯＭ１２５内部には、Ａ／Ｄ変換器１０４の出力が供給されるＨＰＦ１０５と、ＨＰＦ１０５の出力が供給される積分器１０６が備えられている。また、動きベクトル検出回路１２０の出力が供給される動きベクトル処理回路１２１及び動きベクトル積分器１２３が備えられている。更に、Ａ／Ｄ変換器１０４、積分器１０６、及び動きベクトル積分器１２３の出力が供給されるパン・チルト判定回路１２２が備えられている。そして、パン・チルト判定回路１２２の判定結果に応じて、ＨＰＦ１０５、積分器１０６、及び動きベクトル処理回路１２１の演算が変更される。
【００３３】
ＨＰＦ１０５は、任意の周波数帯域でその特性を可変し得る機能を有しており、Ａ／Ｄ変換器１０４からの角速度データに含まれる低周波成分を遮断して高周波数帯域の信号を出力する。積分器１０６は、任意の周波数帯域でその特性を可変し得る機能を有しており、ＨＰＦ１０５から出力された角速度データを積分し、その積分結果を角変位データとして出力する。
【００３４】
撮像光学系１１３は、ズーミング、フォーカシング等の動作を行い、被写体像を撮像素子１１８に結像する。ズームエンコーダ１１７は、撮像光学系１１３のズーム位置を検出し、ｕＣＯＭ１２５内部の焦点距離補正回路１０７に出力する。焦点距離補正回路１０７では、ズームエンコーダ１１７の出力より、撮像光学系１１３の焦点距離を算出し、該焦点距離と積分器１０６の出力とから、補正光学系１１２の駆動量（第１のブレ補正量であるジャイロ系補正データ）を算出する。撮像素子１１８は、撮像光学系１１３によって結像された被写体像を電気信号に変換し、信号処理回路１１９に供給する。信号処理回路１１９は、撮像素子１１８により得られた信号から、例えばＮＴＳＣフォーマットに準拠したビデオ信号（映像信号）を生成して動きベクトル検出回路１２０に供給する。
【００３５】
動きベクトル検出回路１２０は、信号処理回路１１９からの映像信号に含まれる輝度信号を基に、動きベクトルを検出する。具体的には、まず、動きベクトル検出法としては、相関法やブロックマッチング法等がある。ここでは、その一例として、ブロックマッチング法を動きベクトル検出回路１２０に採用するものとする。このブロックマッチング法とは、まず入力画像信号を複数の適当な大きさのブロック（例えば、８×８画素）に分割し、ブロック単位に前のフィールド又はフレームの一定範囲の画素との差を計算する。そして、この差の絶対値の和が最小となる前のフィールド又はフレームのブロックを検索し、当該ブロックの相対的なずれをそのブロックの動きベクトルとして検出する方法である。尚、ブロックマッチング法でのマッチング演算については、尾上守男氏等による”情報処理Ｖｏ  １．１７  Ｎｏ．７  ｐ６３４  〜６４０  Ｊｕｌｙ  １９７６  ”等で詳しく論じられているため、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
動きベクトル検出回路１２０の構成例を図２に示す。フィルタ３０１は、画像信号の高空間周波数成分等を除去する目的を有するものであり、信号処理回路１１９から供給された映像信号から、動きベクトル検出に有用な空間周波数成分を抽出して出力する。２値化回路３０２は、フィルタ３０１から出力された画像信号を所定のレベルを境に２値化して相関演算回路３０３及び記憶回路３０６に各々供給する。記憶回路３０６は２値化回路３０２の前回のサンプルデータを記憶し、２値化回路３０２からの画像信号を、１フィールド期間遅延して相関演算回路３０３に供給する。相関演算回路３０３は２値化回路３０２及び記憶回路３０６の各出力の相関演算を行う。即ち、相関演算回路３０３には、２値化回路３０２からの画像信号（現フィールドの画像信号）と、記憶回路３０６からの画像信号（前フィールドの画像信号）とが供給されることになる。そして相関演算回路３０３は、上述したブロックマッチング法に従って、ブロック単位に現フィールドと前フィールドの相関演算を行い、その演算結果である相関値を動きベクトル検出回路３０４に供給する。動きベクトル検出回路３０４は相関演算回路３０３からの相関値からブロック単位の動きベクトルを検出する。すなわち、相関値が最小となる前フィールドのブロックを探索し、その相対的なずれを動きベクトルとして検出する。動きベクトル決定回路３０５は動きベクトル検出回路３０４からのブロック単位の動きベクトルから全体の動きベクトルを決定する。例えば、ブロック単位の動きベクトルの中央値又は平均値を全体の動きベクトルとして決定する。そして、動きベクトル決定回路３０５の出力が、ｕＣＯＭ１２５内部の動きベクトル処理回路１２１及び動きベクトル積分器１２３に供給されるようになされている。
【００３７】
上述のような構成により、動きベクトル検出回路１２０では、画素単位での垂直方向及び水平方向各々の移動量（即ち動きベクトル）が求められる。この動きベクトルは、連続した撮像画像の単位時間当たりの移動量、すなわち撮像画像のブレ残りを示すものである。換言すれば、角速度センサ１０１側の補正量であるジャイロ系補正データの誤差がない場合は、撮像画像上の動きベクトルは検出されないことになる。
【００３８】
図１に再び戻り、動きベクトル処理回路１２１は、動きベクトル検出回路１２０から出力された動きベクトルのデータをローパスフィルタ（低域通過フィルタ，ＬＰＦ）を用いて積分し、その積分結果を動きベクトルの変位データとして算出する。その結果が補正光学系１１２の駆動量なる。この結果が第２のブレ補正量としてのベクトル系補正データである。動きベクトル積分器１２３は、動きベクトル検出回路１２０から出力された動きベクトルのデータを積分し、そのベクトル積分データをパン・チルト判定回路１２２に出力する。上記積分の方法としては、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いる方法、単位時間毎に動きベクトル検出回路１２０の出力を加算していく方法等種々の方法があるが、いずれの方法を採用してもよい。
【００３９】
パン・チルト判定回路１２２は、ユーザが例えば撮像装置に対してパンニング動作若しくはチルティング動作をしたときに、その撮像装置がパンニングされている状態若しくはチルティングされている状態であるか否かの判定を行う。Ａ／Ｄ変換器１０４から出力された角速度データ、積分器１０６から出力された角変位データ、及び動きベクトル積分器１２３から出力されたベクトル積分データに基づいて、撮像装置がパンニング状態若しくはチルティング状態であるか否かの判定を行う。そして、パン・チルト判定回路１２２によって撮像装置がパンニング状態もしくはチルティング状態であると判断されるとパンニング制御を行う。このベクトル積分データに基づいてパンニング状態若しくはチルティング状態であるか否かの判定を行う点が、本装置において最も特徴とする構成要件である。詳細な説明は後述する。
【００４０】
加減算器１１０はまず、焦点距離補正回路１０７から出力された角速度センサ１０１側の補正量であるジャイロ系補正データと、動きベクトル処理回路１２１から出力された動きベクトル検出回路１２０側の補正量とを加算して、最終補正データとする。そして最終補正データを、補正光学系１１２の駆動量として算出する。また、加減算器１１０は、補正光学系１１２の位置を検出する位置検出センサ１１４の出力をＡ／Ｄ変換器１１６にてＡ／Ｄ変換し、ディジタル化したデータを上記最終補正データから減算し、その結果である偏差データを制御フィルタ１０８に供給する。制御フィルタ１０８は、入力データを所定のゲインで増幅する増幅器、及び位相補償フィルタで構成されている。
【００４１】
加減算器１１０から供給された偏差データは、制御フィルタ１０８に供給され、上記増幅器及び位相補償フィルタによる信号処理が行われた後、パルス幅変調回路１０９に出力される。パルス幅変調回路１０９は、制御フィルタ１０８を通過して供給されたデータを、パルス波のデューティー比を変化させる波形（即ちＰＷＭ波形）に変調して、モータ駆動回路１１５に供給する。モータ１１１は、補正光学系１１２の駆動用のボイス・コイル型モータであり、モータ駆動回路１１５から駆動されることにより、補正光学系１１２が光軸と垂直な方向に移動される。位置検出センサ１１４は、磁石とそれに対抗する位置に備えられたホール・センサとからなり、補正光学系１１２の光軸と垂直な方向への移動量を検出し、その検出結果をＡ／Ｄ変換器１１６を介して、上述した加減算器１１０に供給する。これによって、上述した最終補正データに対して、補正光学系１１２の光軸と垂直な方向への移動量を追従させる、フィードバック制御系を構成している。
【００４２】
補正光学系１１２は、例えばシフトレンズであり、光軸と垂直な方向に移動されることにより光軸の向きを偏向する、光学的にブレ補正可能な補正系である。その結果、装置のブレ等により生じる撮像面上の被写体の移動が補正された像が、撮像光学系１１３を介して撮像素子１１８に結像される。撮像素子１１８の出力は、信号処理回路１１９で所定の信号処理が行われ、ビデオ出力端子１２４を介して、記録装置や表示装置に供給されると共に、動きベクトル検出回路１２０に供給されることになる。
【００４３】
（実施例１）
本実施例の一例であるの図１の撮像装置１００におけるパン・チルト判定回路１２２が実行する処理の第一の方法について、以下に図面を用いて詳細な説明を行う。
【００４４】
図３は、パン・チルト判定回路１２２の処理の流れを示したフローチャートである。ステップＳ１１においては、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力された角速度データが所定の閾値以上であるか否かの判定を行う。角速度データが所定の閾値以上でなかった場合は、ステップＳ１２の処理に進む。ステップＳ１２においては、積分器１０６から出力された角変位データが所定の閾値以上であるか否かの判定を行う。角変位データが所定の閾値以上でなかった場合は、ステップＳ１３の処理に進む。ステップＳ１３においては、動きベクトル積分器１２３から出力されたベクトル積分データが所定の閾値以上であるか否かの判定を行う。ベクトル積分データが所定の閾値以上でなかった場合は、ステップＳ１４の処理に進む。なお、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３のいずれか１ステップにおいて所定の閾値以上と判断されたときは、本実施例における撮像装置がパンニング状態もしくはチルティング状態にあると判断される。また、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の全てのステップにおいて閾値以下と判断されたときは、本実施例における撮像装置がパンニング状態もしくはチルティング状態に無いと判断される。ステップＳ１４においては、本実施例における撮像装置がパンニング状態或いはチルティング状態であると判定された後に、パンニング状態或いはチルティング状態で無いと判定されてから所定時間以内であるかどうかの判定を行う。所定時間とは、例えば図４（ｄ）のＴ＿ｓｔａｂｌｅのようにパンニング状態或いはチルティング状態で無いと判定されてからの時間である。ステップＳ１４において、所定時間以内でないと判定された場合は、ステップＳ１５の処理に進む。
【００４５】
また、ステップＳ１１において角速度データが所定の閾値以上である場合、ステップＳ１２において角変位データが所定の閾値以上である場合、ステップＳ１３においてベクトル積分データが所定の閾値以上である場合はステップＳ１６の処理に進む。或いはステップＳ１１からステップＳ１３において、各々のデータが所定の閾値を下回っている場合でも、ステップＳ１４においてパンニング状態或いはチルティング状態でないと判定されてから所定時間以内である場合にはステップＳ１６の処理に進む。
【００４６】
ステップＳ１６の処理はパンニング制御中の処理である。ステップＳ１６ではパン・チルト判定回路１２２は、ＨＰＦ１０５での演算に用いるカットオフ周波数の値をパンニング制御前のカットオフ周波数の値より高く（高域側に）設定し、低周波信号の減衰率をパンニング制御前の減衰率より大きくする。また、積分器１０６での演算に用いる時定数の値をパンニング制御前の時定数の値より短くし、角変位データが基準値に近づくようにする。更に、動きベクトル処理回路１２１へ供給される動きベクトル検出回路１２０からの信号をゼロに置換え、ベクトル系補正データによるブレ補正を停止する。若しくは、動きベクトル処理回路１２１の入力をゼロにする処理を、動きベクトル処理回路のゲインを小さくして制限する等の方法を用いても良い。これによって、パンニング動作の主成分である低周波数帯域の角速度データ及びベクトルデータを、補正対象から除外することができ、ユーザーのパンニング動作をブレとして補正してしまうことを防止することができる。そして、ステップＳ１６の後、本処理終了となる。
【００４７】
一方ステップＳ１５の処理は、ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３の各判定の結果、角速度データ、角変位データ、ベクトル積分データの全ての値が閾値を下回ってから所定時間以上経過したときに行う処理である。即ち、パンニング状態若しくはチルティング状態でないと判定されてから所定時間以上経過したときに行う処理である。ステップＳ１５では、パン・チルト判定回路１２２は、ＨＰＦ１０５での演算に用いるカットオフ周波数の値を低い値（低域側）に設定し、低周波信号の減衰率を小さい状態とする。また、積分器１０６での演算に用いる時定数の値を長く設定し、積分効果を上げる。更に、動きベクトル検出回路１２０から動きベクトル処理回路１２１への、信号の入力を許可し、ベクトル系補正データによるブレ補正を行う。これによってパンニング制御を終了する。ステップＳ１５の処理によって、パンニング状態若しくはチルティング状態でないと判定されてから所定時間経過後は、低周波数帯域までブレ補正を行うように設定され、全周波数帯域において良好なブレ補正性能を発揮することができる。そして、ステップＳ１５の後、本処理終了となる。
【００４８】
尚、上記図３に示したステップＳ１１からの処理は、例えば１フィールドごと（ＮＴＳＣ方式では６０Ｈｚ）といった所定のタイミングで繰り返し行われる。
【００４９】
次に図４を用いて、動きベクトル積分器１２３の出力であるベクトル積分データを用いて、本実施例における撮像装置がパンニング若しくはチルティング状態であるか否かの判定を行うことの有効性について説明を行う。
【００５０】
図４は、本実施例における撮像装置にて図７と同様のパンニング動作を行ったとき、図３のフローチャートに示した処理を行った場合の図である。図４（ａ）は、パンニング動作の開始から終了までの角速度センサ１０１の出力の変化を示したグラフである。図４（ａ）は、時間Ｔ１からＴ２まで徐々に加速し、時間Ｔ２からＴ４まで一定速度でパンニング動作を行い、時間Ｔ４からＴ５まで徐々に減速し、パンニング動作を終了したときの角速度センサ出力の時間による変化を示したグラフとなっている。図４（ｂ）は、上述したパンニング動作を行ったときの、Ａ／Ｄ変換器１０４の出力である角速度データの時間による変化を示したグラフである。図４（ｃ）は、上述したパンニング動作を行ったときの、積分器１０６の出力である角変位データの時間による変化を示したグラフである。図４（ｄ）は、上述したパンニング動作を行ったときの、動きベクトル積分器１２３の出力であるベクトル積分データの時間による変化を示したグラフである。
【００５１】
図４（ｂ）のＡ／Ｄ変換器１０４の出力である角速度データの変化は、角速度センサ１０１の出力をＤＣカットフィルタ１０２を通した後の信号の変化を示したグラフであるため、時間Ｔ２からＴ４にかけてＤＣ成分が減衰されたグラフとなっている。よって図３のステップＳ１１における角速度データに対するパンニング制御に移行する閾値をＰａｎ＿ｔｈ１とし、図４（ｂ）のグラフに示すように設定すると、時間Ｔ２からＴ３にかけて角速度データがＰａｎ＿ｔｈ１を超えたとき、パンニング制御に移行する。しかしＤＣカットフィルタ１０２を通すためにＤＣ成分が減衰され、その影響で時間Ｔ３からＴ４にかけてはパンニング動作中であってもパンニング状態若しくはチルティング状態であるという判定が行われない。
【００５２】
また、図３のステップＳ１２における、角変位データに対するパンニング制御に移行する閾値をＰａｎ＿ｔｈ２とし、図７（ｃ）のグラフに示すように設定する。このとき、時間Ｔ２からＴ３にかけては、角変位データがＰａｎ＿ｔｈ２を超えるためパンニング動作（画角変更動作）の開始判定がなされ、パンニング制御に移行する。パンニング制御に移行すると、上述したようにＨＰＦ１０５の低域遮断周波数（低域カットオフ周波数）を高域側に変移させ、積分器１０６での積分演算に用いる時定数の値を短くなる方向に変移させる。そのため、図４（ｂ）の時間Ｔ２からＴ３のように、角速度データがプラス側に大きくシフトしたとしても、角変位データの増加は抑制され、基準値に徐々に近づいていく。なお、本実施例において基準値とはブレがない状態において角変位データがとりうる値である。その結果、時間Ｔ３からＴ３´にかけては、角変位データは基準値に徐々に近づいていく。そして、Ｐａｎ＿ｔｈ２を下回り、パンニング動作（画角判定動作）の終了判定がされる。そのため、パンニング動作中であっても、パンニング状態状態もしくはチルティング状態であるという判定が行われない。
【００５３】
そこで本発明の実施例における撮像装置においては、更にパンニング状態もしくはチルティング状態であるという判定にベクトル積分データを用いる。上述したように、図４（ｄ）はパンニング動作中のベクトル積分データの変化を示したグラフであり、時間Ｔ２からＴ３にかけて角速度データがＰａｎ＿ｔｈ１を超え、また角変位データがＰａｎ＿ｔｈ２を超えることにより、パンニング制御に移行する。このとき、上述したようにＨＰＦ１０５の低域カットオフ周波数を高域側に変移させ、積分器１０６での積分演算に用いる時定数の値を短くなる方向に変移させるため、低周波信号の減衰率が大きくなり、角変位データは基準値に近づく。その結果、低周波数帯域のブレ残りが大きくなり、動きベクトル検出回路１２０及び動きベクトル積分器１２３の出力であるベクトル積分データも大きくなる。
【００５４】
そこで本発明の実施例における撮像装置においては、図３のステップＳ１３における、ベクトル積分データに対するパンニング制御に移行する閾値をＰａｎ＿ｔｈ３とし、図４（ｄ）のグラフに示すように設定する。すると、時間Ｔ２からＴ３の間に、ベクトル積分データの出力はＰａｎ＿ｔｈ３を超え、以降、時間Ｔ４からＴ５にかけてパンニング動作を終了するまでの期間は、撮像素子１１８に結像された画像が動きつづける。そのため、ベクトル積分データはＰａｎ＿ｔｈ３を常に上回り、パンニング状態若しくはチルティング状態であるという判定が行われる。これにより、時間Ｔ３からＴ３´にかけても常にパンニング制御を保つことができ、図４（ｃ）に示すように、角変位データは基準値に近づいていく。
【００５５】
時間Ｔ４からＴ５にかけては、パンニング動作の減速時の角速度センサ出力によって、角速度データがマイナス方向に変動する。そこで、図３のステップＳ１４の所定時間をＴ＿ｓｔａｂｌｅとし、図４（ｄ）に示すように、図４（ｂ）の角速度データがマイナス方向に変動している期間をカバーするように設定し、この期間はパンニング制御が解除されないようにしておく。そうすれば、角速度データがマイナス方向に変動したときの低周波信号成分を減衰することができ、図４（ｃ）に示すように、角変位データの変動が生じることを抑制することができる。これによって、時間Ｔ４からＴ５にかけて、パンニング動作を終了するまでの期間にパンニング動作中であるという判定が行われ、パンニング動作の終了を正しく判定することができる。またパンニング動作終了時の、時間Ｔ４からＴ６にかけて生じる、角速度データの変動に伴う角変位データの変動を抑制することができる。
（実施例２）
本実施例の一例であるの図１の撮像装置１００におけるパン・チルト判定回路１２２が実行する処理の第二の方法について、以下に図面を用いて詳細な説明を行う。
【００５６】
図５は、パン・チルト判定回路１２２の処理の流れを示したフローチャートである。ステップＳ２１においては、本実施例における撮像装置が、現在パンニング制御中かどうかの判定を行う。
【００５７】
ステップＳ２１において、現在パンニング制御中でないという判定が行われた場合は、ステップＳ２２の処理に進む。ステップＳ２２においては、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力された角速度データが所定の閾値以上であるか否かの判定を行う。角速度データが所定の閾値以上でなかった場合は、ステップＳ２３の処理に進む。ステップＳ２３においては、積分器１０６から出力された角変位データが所定の閾値以上であるか否かの判定を行う。角変位データが所定の閾値以上でなかった場合は、ステップＳ２６の処理に進む。また、ステップＳ２２において角速度データが所定の閾値以上である場合、ステップＳ２３において角変位データが所定の閾値以上である場合は、ステップＳ２７の処理に進む。
【００５８】
ステップＳ２１において、現在パンニング制御中であると判定が行われた場合は、ステップＳ２４の処理に進む。ステップＳ２４においては、動きベクトル積分器１２３から出力されたベクトル積分データが所定の閾値以上であるか否かの判定を行う。ベクトル積分データが所定の閾値以上でなかった場合は、ステップＳ２５の処理に進む。ステップＳ２５においては、ステップＳ２４の処理において、ベクトル積分データが所定の閾値以上でない時間、即ちパンニング状態もしくはチルティング状態でないと判定されてから所定時間以内であるかどうかの判定を行う。ステップＳ２５において、所定時間以内でないと判定された場合は、ステップＳ２６の処理に進む。所定時間とは、例えば図４（ｄ）のＴ＿ｓｔａｂｌｅのようにパンニング状態或いはチルティング状態で無いと判定されてからの時間である。
【００５９】
また、ステップＳ２４においてベクトル積分データが所定の閾値以上である場合、ステップＳ２５においてベクトル積分データが所定の閾値以上でない時間が所定時間以内であると判定された場合は、パンニング制御中であると判断し、ステップＳ２７の処理に進む。
【００６０】
ステップＳ２７の処理で、パン・チルト判定回路１２２は、ＨＰＦ１０５での演算に用いるカットオフ周波数の値をパンニング制御前の値より所定の値だけ高くし、低周波信号の減衰率をパンニング制御前の減衰率より大きくする。また、積分器１０６での演算に用いる時定数の値をパンニング制御前の値より所定の値だけ短くし、角変位データが基準値に近づくようにする。更に、動きベクトル処理回路１２１へ供給される、動きベクトル検出回路１２０からの信号をゼロに置換え、ベクトル系補正データによるブレ補正を停止する。若しくは、動きベクトル処理回路１２１の入力をゼロにする処理を、動きベクトル処理回路のゲインを小さくして制限する等の方法を用いても良い。そして、ステップＳ２７の後、本処理終了となる。
【００６１】
ステップＳ２７の処理によって、パンニング制御中は、ジャイロ系補正データの低周波数信号の減衰率を大きくし、低周波数帯域のブレ残りを補正する役割を担っているベクトル系補正データによるブレ補正を停止する。これによって、パンニング動作の主成分である低周波数帯域の角速度データ及びベクトルデータを、補正対象から除外することができる。
【００６２】
一方ステップＳ２６の処理は、ステップＳ２４及びステップＳ２５の各判定の結果、ベクトル積分データの値が閾値を下回り、パンニング状態若しくはチルティング状態でないと判定されてから、所定時間以上経過したときに行う処理である。ステップＳ２６では、パン・チルト判定回路１２２は、ＨＰＦ１０５での演算に用いるカットオフ周波数の値を低い値に設定し、低周波信号の減衰率を小さい状態とする。また、積分器１０６での演算に用いる時定数の値を長く設定し、積分効果を上げる。更に、動きベクトル検出回路１２０から動きベクトル処理回路１２１への信号の入力を許可し、ベクトル系補正データによるブレ補正を行う。これによってパンニング制御は終了となる。ステップＳ２６の処理によって、パンニング制御中にパンニング状態若しくはチルティング状態でないと判定されてから所定時間経過後、低周波数帯域までブレ補正を行うように設定され、全周波数帯域において良好なブレ補正性能を発揮することができる。そして、ステップＳ２６の後、本処理終了となる。
【００６３】
尚、上記図５に示したステップＳ２１からの処理は、例えば１フィールドごと（ＮＴＳＣ方式では６０Ｈｚ）といった所定のタイミングで繰り返し行われる。
【００６４】
図３と図５のパンニング状態もしくはチルティング状態であるか否かを判定する方法の違いを述べる。図３の処理においては、角速度データ、角変位データ、及びベクトル積分データの全ての値を用いて、パンニング状態もしくはチルティング状態への移行と終了の判定を行っている。それに対して、図５の処理においては、角速度データ及び角変位データを用いてパンニング状態若しくはチルティング状態への移行の判定を行い、ベクトル積分データを用いてパンニング状態もしくはチルティング状態の終了の判定を行っている点で異なる。そして、図５のフローチャートによるパンニング状態もしくはチルティング状態であるか否かの判定方法を用いても、パンニング動作時の角速度データ、角変位データ、及びベクトル積分データの時間による変化は、図４（ｂ）〜（ｄ）と同様の波形となる。よって、図３のフローチャートによるパンニング状態もしくはチルティング状態である否かの判定方法と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
以上説明してきたように、ブレ補正制御において行われるパンニング状態もしくはチルティング状態であるか否かの判定において、角速度センサ１０１の出力を加工したデータと併用して、ベクトル検出回路１２０の出力を加工したデータを用いた。これによって、パンニング状態若しくはチルティング状態の開始から終了までをより正確に判定することが可能となる。
【００６６】
なお、ステップＳ１６及びステップＳ２７のパンニング制御中の動作については、一例でありこれに限定されるものではない。例えば、ＨＰＦ１０５での演算に用いるカットオフ周波数の値を高くする処理、積分器１０６での演算に用いる時定数の値を短くする処理を単独で行う等の方法を用いても良い。また、動きベクトル処理回路の入力をゼロにする処理を、動きベクトル処理回路のゲインを小さくする等の方法を用いても良い。
【００６７】
また、ブレ補正を行う手段として、補正光学系１１２（例えばシフトレンズ）を例にとって説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、可変頂角プリズム（ＶＡＰ）や、撮像素子を光軸に垂直な方向に駆動する方法等を用いてもよい。
（その他の実施例）
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成される。即ち、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００６８】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００６９】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００７０】
更に、前述した実施の形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。
【００７１】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００７２】
（本発明と実施例の対応）
角速度センサ１０１が本発明のブレ検出手段に、動きベクトル検出回路１２０が本発明のベクトル検出手段に相当する。また、動きベクトル積分器１２３が第１の積分手段に、ＤＣカットフィルタ１０２、アンプ１０３、Ａ／Ｄ変換器１０４、ＨＰＦ１０５、積分器１０６、焦点距離補正回路１０７が第１の算出手段に、動きベクトル処理回路１２１が第２の算出手段に相当する。また、積分器１０６が第２の積分手段に、補正光学系１１２がブレ補正手段に相当する。また、パン・チルト判定回路１２２が画角変更判定手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に適用可能な撮像装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る動きベクトル検出回路１２０の一例の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るパン・チルト判定回路１２２の処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】（ａ）はパンニング動作の開始から終了までの角速度センサ１０１の出力の変化を示したグラフである。（ｂ）はパンニング動作を行ったときの、Ａ／Ｄ変換器１０４の出力である角速度データの時間による変化を示したグラフである。（ｃ）はパンニング動作を行ったときの、積分器１０６の出力である角変位データの時間による変化を示したグラフである。（ｄ）はパンニング動作を行ったときの、動きベクトル積分器１２３の出力であるベクトル積分データの時間による変化を示したグラフである。
【図５】本発明の第２の実施例に係るパン・チルト判定回路１２２の処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】従来のブレ補正機能を備えた撮像装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図７】（ａ）はパンニングの開始から終了までの角速度センサ２０１の出力の変化を示したグラフである。（ｂ）はパンニング動作を行ったときの、Ａ／Ｄ変換器２０４の出力（角速度データ）の変化を示したグラフである。（ｃ）は角速度センサ２０１の出力を、ＤＣカットフィルタ２０２を通した後の信号の変化を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１００  撮像装置
１１０  加減算器
１１２  補正光学系
１１３  撮像光学系
１２４  ビデオ出力端子
２００  撮像装置
【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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【図７】
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