(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の出力に基づいて、前記振れによる画像振れを補正する像振れ補正量を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された像振れ補正量に基づいて前記画像の振れを補正する像振れ補正手段と、
前記振れ検出手段の出力に基づいて、撮像装置の揺れレベルを判定する揺れレベル判定手段と、
前記像振れ補正手段を該像振れ補正手段の可動範囲の中心へ移動させるために、前記振れ検出手段の出力から前記像振れ補正手段を該像振れ補正手段の可動範囲の中心へ移動させるためのオフセット値を減算する減算手段と、
前記像振れ補正手段の可動範囲の全域において、前記像振れ補正量と前記揺れレベルの大きさに基づいて、前記像振れ補正手段を前記可動範囲の中心へ移動させるためのオフセット値を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記揺れレベル判定手段は、前記振れ検出手段の出力値の絶対値を演算する絶対値演算手段と、該絶対値演算手段の出力値から高周波成分を除去する低域通過フィルタとを有し、前記低域通過フィルタの出力に基づいて前記揺れレベルを判定することを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
【請求項３】
前記揺れレベル判定手段は、前記振れ検出手段の出力値の絶対値が予め定められた閾値を超えている間はアップカウントし、前記振れ検出手段の出力値の絶対値が閾値以下の間はダウンカウントするカウンタを有し、該カウンタのカウント値に基づいて前記揺れレベルを判定することを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記変更手段は、前記像振れ補正量と前記揺れレベルを入力とし、前記像振れ補正手段を前記可動範囲の中心へ移動させるためのオフセット値を出力とする３次元のテーブルを用いて、当該オフセット値を変更することを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
【請求項５】
前記変更手段は、前記像振れ補正量を入力とし、前記像振れ補正手段を前記可動範囲の中心へ移動させるためのオフセット値を出力とする２次元のテーブルから得られた値に、前記揺れレベルに応じて設定されたゲインを乗算することにより、前記オフセット値を変更することを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
【請求項６】
前記変更手段は、前記像振れ補正量が所定値よりも大きい場合、前記像振れ補正量が前記所定値以下の場合に比べて前記オフセット値を大きくすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項７】
前記変更手段は、前記揺れレベルが所定値よりも大きい場合、前記揺れレベルが前記所定値以下の場合に比べて前記オフセット値を大きくすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項８】
前記振れ検出手段は、前記振れを表わす信号の低周波成分を除去する高域通過フィルタを有し、前記減算手段は、前記高域通過フィルタの出力から前記オフセット値を減算することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を備えた光学機器。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を備えた撮像装置。
【請求項１１】
振れを検出する振れ検出ステップと、
前記振れ検出ステップからの出力に基づいて、前記振れによる画像振れを補正する像振れ補正量を算出する演算ステップと、
前記演算ステップにより算出された像振れ補正量に基づいて像振れ補正部材を駆動することで前記画像の振れを補正する像振れ補正ステップと、
前記振れ検出ステップの出力に基づいて、撮像装置の揺れレベルを判定する揺れレベル判定ステップと、
前記像振れ補正部材を該像振れ補正部材の可動範囲の中心へ移動させるために、前記振れ検出ステップの出力から、前記像振れ補正部材を前記可動範囲の中心へ移動させるためのオフセット値を減算する減算ステップと、
前記像振れ補正部材の可動範囲の全域において、前記像振れ補正量と前記揺れレベルの大きさに基づいて、前記オフセット値を変更する変更ステップと、
を有することを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。
【請求項１２】
振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段から出力された速度データである出力信号を積分手段にて積分することで得られた前記振れによる画像振れを補正する位置データである像振れ補正量を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された像振れ補正量に基づいて前記画像の振れを補正する像振れ補正手段と、
前記振れ検出手段の出力に基づいて、撮像装置の揺れレベルを判定する揺れレベル判定手段と、
前記像振れ補正手段を該像振れ補正手段の可動範囲の中心へ移動させるために、前記振れ検出手段から出力された速度データである出力信号から前記像振れ補正手段を該像振れ補正手段の可動範囲の中心へ移動させるための速度データであるオフセット値を減算する減算手段と、
前記像振れ補正手段の可動範囲の全域において、前記像振れ補正量と前記揺れレベルの大きさに基づいて、前記オフセット値を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項１３】
前記変更手段は、前記像振れ補正量が所定値よりも大きい場合、前記像振れ補正量が前記所定値以下の場合に比べて前記オフセット値を大きくすることを特徴とする請求項１２に記載の像振れ補正装置。
【請求項１４】
前記変更手段は、前記揺れレベルが所定値よりも大きい場合、前記揺れレベルが前記所定値以下の場合に比べて前記オフセット値を大きくすることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の像振れ補正装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を備えた光学機器。
【請求項１６】
請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を備えた撮像装置。
【請求項１７】
振れを検出する振れ検出ステップと、
前記振れ検出ステップにて出力された速度データである出力信号を積分することで得られた前記振れによる画像振れを補正する位置データである像振れ補正量を算出する演算ステップと、
前記演算ステップにより算出された像振れ補正量に基づいて像振れ補正部材を駆動することで前記画像の振れを補正する像振れ補正ステップと、
前記振れ検出ステップの出力に基づいて、撮像装置の揺れレベルを判定する揺れレベル判定ステップと、
前記像振れ補正部材を該像振れ補正部材の可動範囲の中心へ移動させるために、前記振れ検出ステップにて出力された速度データである出力信号から前記像振れ補正部材を前記可動範囲の中心へ移動させるための速度データであるオフセット値を減算する減算ステップと、
前記像振れ補正部材の可動範囲の全域において、前記像振れ補正量と前記揺れレベルの大きさに基づいて、前記オフセット値を変更する変更ステップと、を有することを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置の動きによる撮像画像の振れを補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置の小型化、多画素化やズームレンズの高倍率化に伴い、手振れと呼ばれる露光中の撮像装置の動きが撮像画像の品質を低下させる大きな原因となっている。そのため、手振れが撮像画像に与える影響を軽減する振れ補正装置が提案されている。
【０００３】
一方、流し撮りなど、意図的に撮像装置を移動させながら撮像する撮像手法がある。このような撮影者が意図的に動作することによる撮像装置の移動と、手振れによる振動を区別せずに振れ補正を行うと、次のような問題が生ずる。例えば流し撮り撮影中では、流し撮りのため撮像装置を動かしている方向においても振れ補正を行ってしまうため、流し撮り撮影に影響を及ぼしてしまう。また、別の例では、撮影したい被写体を追っている場合や、構図を大きく変更する場合に、撮像装置を意図的に大きく移動させた直後に露光開始する場合がある。このとき、撮像装置を意図的に大きく移動させている間も振れ補正を行ってしまうと、振れ補正が可能な範囲の端まで手振れ補正機構が移動してしまい、端まで移動してしまった直後の手振れ補正は制御不可能となり撮影に失敗してしまう可能性が高くなる。そのため、撮像装置が意図的に移動させられているのか、手振れによるものなのかを判定し、判定結果に応じて、手振れ補正方法を変える手法が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、撮像装置がパンニングされている、すなわち撮像装置が意図的に移動させられていると判定された場合にはパンニングの周波数成分に対する振れ補正機能の応答性を抑制することが開示されている。例えば、高域通過フィルタ（ハイパスフィルタ：ＨＰＦ）などのカットオフ周波数を高域側にシフトすることで、パンニングによる低周波の揺れの周波数成分を除去する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３１８６２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パンニング動作の周波数帯域はＤＣ〜１Ｈｚ程度であり、手振れや身体の揺れの周波数帯域である１Ｈｚ〜１０Ｈｚと非常に近いため、特許文献１に開示された従来技術では、以下のような問題がある。
【０００７】
すなわち、パンニング状態であると判定された際に、ＨＰＦの低域カットオフ周波数などの値を制御してパンニングの周波数成分の信号の減衰量を高めると、手振れや歩行時などの体の揺れの周波数成分の信号の減衰も大きくなる。その結果、パンニング状態と判定された場合にはパンニング状態と判定されない場合よりも、振れ補正効果が低下する。
【０００８】
特に歩行時の撮影においては、体の揺れによる振動が撮像装置に伝達することによる揺れ振幅が大きくなる。すなわち、撮像装置が意図的に移動させられているパンニング状態であるのか、歩行時の体の揺れによる振動なのか、判定することが難しくなる。
【０００９】
例えば揺れ検出センサから取得した揺れ信号が、ある所定のパンニング判定閾値以上の場合にパンニング状態だと判定する制御においては、パンニング判定閾値が小さい場合は、揺れ信号の減衰が大きくなりすぎる。そのため、歩行時において振れ補正効果が低下する。また、パンニング判定閾値が大きい場合は、撮像装置が意図的に移動させられている場合のパンニング状態の判定が遅れ、パンニングに対する振れ補正機能の応答性の抑制効果が低下する。それとともに、歩行中にパンニング判定閾値以下では、振れ補正効果が非常に高いが、手振れ補正が可能な範囲の端まで手振れ補正機構が移動してしまい端付近で補正効果が低下してしまう。また、歩行中にパンニング判定閾値以上で急激に振れ補正効果が低下し、急激な補正効果の変化で撮影画像の振れ変化率が大きくなるので補正効果が低下する。
【００１０】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、歩行時撮影などの手振れ振動の振幅が大きい場合であっても、振れ補正効果の低下を抑制できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる像振れ補正装置は、振れを検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段の出力に基づいて、前記振れによる画像振れを補正する像振れ補正量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された像振れ補正量に基づいて前記画像の振れを補正する像振れ補正手段と、前記振れ検出手段の出力に基づいて、撮像装置の揺れレベルを判定する揺れレベル判定手段と、前記像振れ補正手段を該像振れ補正手段の可動範囲の中心へ移動させるために、前記振れ検出手段の出力から前記像振れ補正手段を該像振れ補正手段の可動範囲の中心へ移動させるためのオフセット値を減算する減算手段と、前記像振れ補正手段の可動範囲の全域において、前記像振れ補正量と前記揺れレベルの大きさに基づいて、前記像振れ補正手段を前記可動範囲の中心へ移動させるためのオフセット値を変更する変更手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、歩行時撮影などの手振れ振動の振幅が大きい場合であっても、振れ補正効果の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる振れ補正装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した振れ補正装置の揺れ状態判定器により演算された揺れレベル量の時系列データを示す図。
【図３】図１に示したオフセット変更回路の処理を説明するための図。
【図４】図１に示したオフセット変更回路の処理を説明するためのフローチャート。
【図５】図１に示したオフセット変更回路の処理を説明するための図。
【図６】第１の実施形態における振れ補正装置の効果を説明するための図。
【図７】第１の実施形態における振れ補正装置の効果を説明するための図。
【図８】第２の実施形態における振れ補正装置の揺れ状態判定器の処理を示すフローチャート。
【図９】図８に示した振れ補正装置の揺れ状態判定器により演算された揺れレベル量の時系列データを示す図。
【図１０】第３の実施形態に係わる振れ補正装置の構成を示すブロック図。
【図１１】図１０に示した可変ゲイン演算部の動作を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる振れ補正装置の構成を示すブロックである。以下の実施形態においてはいずれも、振れ補正装置がデジタルカメラなどの撮像装置に用いられる場合を想定している。振れ補正装置に加わる振れを検出して振れ情報を出力する振れ検出センサ１０１には、本実施形態では角速度センサを用いる。振れ検出センサ１０１は図示しない撮像装置本体に取り付けられており、撮像装置に加わる振れを検出し、振れの大きさを角速度として検出する。そして本実施形態における振れ補正部１０９は、振れ補正量に応じて、図示しない撮像装置が備える撮像光学系（レンズ群）の一部である補正光学系の補正レンズを、光軸と垂直な方向に駆動して光軸を偏芯させる。これにより、撮像画像の振れ補正を行う光学式振れ補正回路としている。また、振れ補正部１０９は、振れ補正量に応じて、撮像装置が有する撮像素子から読み出す領域を移動させることで振れ補正を行う電子式振れ補正回路であってもよい。あるいは、振れ補正部１０９は、振れ補正量に応じて撮像素子を光軸に垂直な面内で移動させるセンサシフト式振れ補正回路であってもよい。
【００１５】
振れ検出センサ１０１は、図示しない撮像装置本体に取り付けられており、撮像装置の振れを角速度として検出する。Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１０２は、角速度信号（振れ検出センサ１０１の出力値）をデジタル化して出力する。ＨＰＦ（高域通過フィルタ）１０３は、Ａ／Ｄ変換器１０２から出力されたデジタル角速度信号の周波数成分のうち、設定された低域カットオフ周波数以下の低周波成分を除去し、低域カットオフ周波数を超える高周波成分を出力する。
【００１６】
ＨＰＦ１０３から出力された角速度信号は、減算器１０４により、オフセット変更回路１１５からの出力分減算される。すなわち、揺れ状態判定器（揺れレベル判定部）１１４は、ＨＰＦ１０３から出力された角速度信号から撮像装置がどのような揺れ状態にあるかを示す量を揺れレベル量として出力する。そして、オフセット変更回路１１５は、この揺れレベル量と、目標位置演算部１０８により演算された振れ補正量（１周期前サンプリングの出力データ）に応じて振れ補正量を補正中心位置に戻すための信号を生成する。そして、減算器１０４に出力する。揺れ状態判定器１１４とオフセット変更回路１１５の動作の詳細は後述する。
【００１７】
積分器１０５は減算器１０４から出力されたオフセット量分だけ減算された角速度の高周波成分を積分して、積分結果を角度信号として出力する。目標位置演算部１０８は、図示しない撮像装置が有するズームレンズの被写体距離情報１０６と焦点距離情報１０７と積分器１０５通過後の角度量から、撮像素子の光軸の振れを補正するための振れ補正量を算出する。振れ補正部１０９は、振れ補正量に応じて撮像装置の光軸振れを補正する。この場合、目標位置演算部１０８からの振れ補正量に応じて撮像素子の光軸の振れを補正するように補正レンズ１１３を駆動させる必要がある。そのために、レンズ位置検出センサ１１２によって検出した補正レンズ１１３の位置を防振レンズ位置制御部１１０においてフィードバック制御することで、目標位置演算部１０８からの振れ補正量分補正レンズ１１３をドライブ回路部１１１により駆動する。
【００１８】
次に、本実施形態における揺れ状態判定器１１４とオフセット変更回路１１５の動作について説明する。
【００１９】
揺れ状態判定器１１４は、ＨＰＦ１０３から出力された角速度信号から撮像装置がどのような揺れ状態にあるかを示す量を揺れレベル量として出力する。そして、オフセット変更回路１１５は、この揺れレベル量と、目標位置演算部１０８により演算された振れ補正量（１周期前サンプリングの出力データ）に応じて振れ補正量を補正中心位置に戻すための信号を生成する。そして、減算器１０４に出力する。
【００２０】
ここで、揺れ状態判定器１１４の内部で行われる演算について説明する。絶対値変換器（絶対値演算部）２０２は、ＨＰＦ１０３から出力された角速度の絶対値を出力する。低域通過フィルタ（ローパスフィルタ：ＬＰＦ）２０３、は絶対値変換器２０２から出力された角速度の絶対値の信号周波数成分のうち、設定されたカットオフ周波数を超える高周波成分を除去し、カットオフ周波数以下の低周波成分を出力する。
【００２１】
揺れ状態判定器１１４により演算された揺れレベル量の時系列データを図２に示す。図２（ａ）はＨＰＦ１０３から出力された角速度信号であり、図２（ｂ）は絶対値変換器２０２から出力された角速度の絶対値、図２（ｃ）はＬＰＦ２０３から出力された揺れレベル量である。時間ΔＴｉｍｅ１の間は検出する角速度の振幅量は小さく、撮像装置を振れが起こらないように意識して手持ち撮影しているような手振れの小さい状態である。時間ΔＴｉｍｅ２の間は検出する角速度の振幅量は大きく、歩行時の撮影など手振れが非常に大きい状態である。時間ΔＴｉｍｅ３の状態は、角速度振幅がΔＴｉｍｅ１の状態とΔＴｉｍｅ２の状態との間の角速度の振幅量が中ぐらいの大きさの状態である。時間ΔＴｉｍｅ４の状態は、撮影者が撮像装置の構図を変える場合など意図的に撮像装置を移動させたときの状態である。
【００２２】
このように図１の制御ブロックから、図２（ｃ）に示すような揺れレベル量信号を検出することが可能であり、歩行時撮影など揺れが大きい撮影状態か否かも検知することが可能となる。
【００２３】
上記のように算出された揺れレベル量と、１周期前サンプリングの振れ補正量からオフセット変更回路１１５にて振れ補正量を補正中心位置に戻すための信号を生成する。本実施形態のオフセット変更回路１１５では、上記により算出した揺れレベル量と、１周期前サンプリングの振れ補正量の２つの入力から、オフセットテーブル２０１を用いて振れ補正量を補正中心位置に戻すためのオフセット信号を出力する。
【００２４】
オフセット変更回路１１５内のオフセットテーブル２０１の例を図３に示す。図３（ａ）はＸ軸に設定された振れ補正量（ＬｅｎｓＰｏｓｉｔｉｏｎ）とＹ軸に設定された揺れレベル量（ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌ）の２つの入力から、Ｚ軸に設定されたオフセット信号（ＯｆｆｓｅｔＯｕｔｐｕｔ）を出力させるオフセットテーブルの３次元グラフである。図３（ｂ）はＸ軸の振れ補正量（ＬｅｎｓＰｏｓｉｔｉｏｎ）入力とＺ軸のオフセット信号（ＯｆｆｓｅｔＯｕｔｐｕｔ）出力のオフセットテーブルを示す。図２（ｃ）に示すように揺れレベルの閾値があらかじめいくつか設定されている（ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌ１、ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌ２、ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌ３、ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌ４）。そして、図３（ｂ）のように揺れレベルにあった振れ補正量入力とオフセット信号出力のテーブルを参照し、線形補間しオフセット値を出力する。
【００２５】
オフセット変更回路１１５内のオフセットテーブル２０１の出力の演算方法を示したフローチャートを図４に、オフセットテーブルマップを図５に示す。なお、図４を参照して以下に説明する処理は、所定期間のサンプリング周期毎に繰り返し行われる。
【００２６】
まず、Ｓ１０１において、オフセット変更回路１１５は、焦点距離情報１０７から、振れ補正量（１周期前サンプリングの出力データ）に対する４つのスレッシュポイントを算出する。４つのスレッシュポイントは、ＬｅｎｓＰｏｓｉｔｉｏｎＴｈｒｅｓｈ[０]、ＬｅｎｓＰｏｓｉｔｉｏｎＴｈｒｅｓｈ[１]、ＬｅｎｓＰｏｓｉｔｉｏｎＴｈｒｅｓｈ[２]、ＬｅｎｓＰｏｓｉｔｉｏｎＴｈｒｅｓｈ[３]である。
【００２７】
Ｓ１０２において、オフセット変更回路１１５は、焦点距離情報１０７から、揺れ状態判定器１１４の出力である揺れレベル量に対する４つのスレッシュポイントを算出する。４つのスレッシュポイントは、ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＴｈｒｅｓｈ[０]、ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＴｈｒｅｓｈ[１]、ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＴｈｒｅｓｈ[２]、ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＴｈｒｅｓｈ[３]である。
【００２８】
次に、Ｓ１０３において１周期前振れ補正量（ＬｅｎｓＰｏｓｉｔｉｏｎ）と算出した４つのスレッシュポイント（ＬｅｎｓＰｏｓｉｔｏｎＴｈｒｅｓｈ）とを比較し、図５のオフセットテーブルマップで参照するための列を設定する。ここで、１周期前振れ補正量（ＬｅｎｓＰｏｓｉｔｉｏｎ）がＬｅｎｓＰｏｓｉｔｏｎＴｈｒｅｓｈ[１]とＬｅｎｓＰｏｓｉｔｏｎＴｈｒｅｓｈ[２]の間に位置していれば列は２が選択される。
【００２９】
次に、Ｓ１０４において揺れレベル量（ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌ）と算出した４つのスレッシュポイント（ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＴｈｒｅｓｈ）とを比較し、図５のオフセットテーブルマップで参照するするための行を設定する。ここで、揺れレベル量（ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌ）がＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＴｈｒｅｓｈ[３]以上の値のとき行はＤが選択される。
【００３０】
次に、Ｓ１０５においてＳ１０３とＳ１０４のステップで算出された行と列から図５のオフセットテーブルマップを参照し、オフセット値（ＯｆｆｓｅｔＯｕｔｐｕｔ）を算出する。ここで、上記例では、列が２、行はＤであるのでオフセット値（ＯｆｆｓｅｔＯｕｔｐｕｔ）はＤ２が選択され、オフセット値として出力される。
【００３１】
上記例では、オフセットテーブルマップをそのまま参照する例を示したが、オフセットテーブルで設定された値の間を補間してオフセット値を出力する方が望ましい。
【００３２】
図６、図７を用いて、本実施形態における制御の有効性について説明する。図６に揺れ状態判定を行わず、振れ補正量のみから一律同じオフセットテーブルを参照することでオフセット値を出力し、防振制御を行った場合の例を示す。
【００３３】
図６（ａ）は、振れ検出センサ１０１が検知した撮像装置の振れを理想的に振れ補正した場合の、理想の振れ補正量と、図６（ａ’）のオフセットを適用した場合の振れ補正量の時系列データを示す。範囲Ａの間は、振れ補正量理想値とオフセット適用振れ補正量との差が少なく、優れた防振効果が得られるが、範囲Ｂの間は、振れ補正の可動範囲以上に振れが生じてしまっているため、理想的に振れ補正を行うことは不可能である。また、図６（ａ’）のオフセットテーブルは振れ補正量が小さいときオフセット量が非常に小さく、振れ補正量が非常に大きくなるある範囲から急激にオフセット量を大きくするテーブルになっている。範囲Ａのような振れ補正量が小さい場合は補正効果が得られるよい条件であるが、例えば歩行時の動画撮影時の防振など振れ補正の可動範囲以上の揺れが起こりうる範囲Ｂでは、人間が感じる撮像素子の画像振れによる振れの不快感が大きくなってしまう。これは、ある振れ補正範囲までは防振効果により揺れ残りが少ないのに対して、ある振れ補正範囲を超えてしまうと急激に防振できなくなることによる。つまり、振れ補正量理想値と振れ補正量との差の微分値、つまり撮像素子の画像の動きベクトルの大きさがある範囲から急激に変化してしまう。そのため、振れ速度、あるいは振れ加速度が非常に大きくなるため人間が画像を見たときに感じる振れの不快感が大きくなってしまう。
【００３４】
図６（ｂ）は、振れ検出センサ１０１が検知した撮像装置の振れを理想的に振れ補正した場合の、理想の振れ補正量と、図６（ｂ’）のオフセットを適用した場合の振れ補正量の時系列データを示す。図６（ｂ’）のオフセットテーブルは振れ補正量が小さいときから振れ補正量が大きいときにかけてオフセット量が徐々に大きくなるテーブルになっており、振れ補正量のある範囲から急激にオフセット量が大きくなることはない。範囲Ａの間は、オフセットの影響により、オフセット適用振れ補正量が振れ補量理想値に対して小さくなり、揺れ残りが生じてしまう。範囲Ｂの間においても、振れ補正の可動範囲以上に振れが生じてしまっていることにより、オフセット適用振れ補正量と振れ補量理想値の差の揺れ残りが生じてしまう。しかし、図６（ａ）のように、ある振れ補正範囲を超えてしまうと急激に中心に戻すオフセット値が大きくなってしまうことはなく、振れ補正量理想値と振れ補正量との差は徐々に大きくなる。そのため振れ補正量理想値と振れ補正量の微分値、つまり撮像素子の画像の動きベクトルの急激な変化は起こらない。よって、範囲Ｂの間において図６（ａ）より図６（ｂ）の方が人間が画像を見たときに感じる振れの不快感は小さくなる。
【００３５】
以上より、オフセットテーブルは図６（ａ’）のようにある範囲から急激に変化するテーブルよりも、図６（ｂ’）のように、振れ補正量が小さいときから振れ補正量が大きいときにかけてオフセット量が徐々に大きくなるテーブルにすることが望ましい。
【００３６】
しかし、図６（ｂ’）のようなテーブルではオフセットテーブルの傾きを小さくし過ぎると、範囲Ｂにおける振れ補正の可動範囲を超えてしまう。また、オフセットテーブルの傾きを大きくし過ぎると、範囲Ａでの振れ残り量が大きくなり防振効果が劣化してしまう問題がある。
【００３７】
そこで、本実施形態での振れ補正装置の効果を図７を用いて説明する。図７（ａ）は、振れ検出センサ１０１が検知した撮像装置の振れを理想的に振れ補正した場合の、理想の振れ補正量と、図７（ｄ）のオフセットテーブル内のＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ１を適用した場合の振れ補正量の時系列データを示す。図７（ｄ）のオフセットテーブル内のＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ１は比較的オフセット量が大きく設定されたテーブルであり、振れ量が小さいときは、防振効果が弱く、揺れ残りが生じてしまう。しかし、手振れが振れ補正の可動範囲よりも大きいときは、振れ補正の範囲内で最適に制御される。
【００３８】
図７（ｂ）は、振れ検出センサ１０１が検知した撮像装置の振れを理想的に振れ補正した場合の、理想の振れ補正量と、図７（ｄ）のオフセットテーブル内のＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ２を適用した場合の振れ補正量の時系列データを示す。図７（ｄ）のオフセットテーブル内のＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ２は比較的オフセット量が小さく設定されたテーブルであり、振れ量が小さいときは、防振効果が良く、揺れ残りが少ない。しかし、手振れが振れ補正の可動範囲よりも大きいときは、振れ補正の可動上下限値でクランプされてしまい、防振効果が低下する。
【００３９】
図７（ｃ）は、振れ検出センサ１０１が検知した撮像装置の振れを理想的に振れ補正した場合の、理想の振れ補正量と、図７（ｄ）のオフセットテーブル内のＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ１とＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ２とを切り替える制御を適用した場合の振れ補正量の時系列データを示す。揺れ状態判定器１１４により演算された揺れレベル量の大きさに応じてＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ１とＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ２とを切り替える。これにより、振れが小さい時間帯においては、ＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ２を適用することで防振効果が良く、揺れ残りが少なくなる。また、振れが大きい時間帯においては、ＯｆｆｓｅｔＴａｂｌｅ１を適用することで振れ補正の可動範囲内で最適に制御される。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、角速度から演算された揺れレベル量の大きさに応じて、いくつかの設定されたオフセットテーブルを切り替える。これにより、歩行時などの揺れが大きい状態においても、揺れが小さい状態においてもそれぞれ振れ補正の可動範囲内での振れ補正効果を最適にすることができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態における揺れ状態判定器１１４の動作について説明する。第２の実施形態における揺れ状態判定器１１４の内部動作のフローチャートを図８に、第２の実施形態における揺れ状態判定器１１４により演算された揺れレベル量の時系列データを図９に示す。なお、図８を参照して以下に説明する処理は、所定期間のサンプリング周期毎に繰り返し行われる。
【００４２】
Ｓ２０１において、ＩｎｉｔＦｌａｇがセットされているか否かを判定する。ＩｎｉｔＦｌａｇがセットされていなければＳ２０２でＩｎｉｔＦｌａｇをセットし、Ｓ２０３で揺れ状態判定用のカウンタであるＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔが０に設定され、Ｓ２０４に進む。本処理は一度ＩｎｉｔＦｌａｇがセットされると次回周期からＳ２０１の判定による分岐動作はＳ２０４に移動することになる。なお、防振動作のＯＮで本処理はスタートし、防振動作がＯＦＦの場合は、ＩｎｉｔＦｌａｇは初期化されて、再び防振動作開始でＳ２０１の判定が行われ、Ｓ２０２によりＩｎｉｔＦｌａｇがセットされる。
【００４３】
Ｓ２０１でＩｎｉｔＦｌａｇがセットされていると判定すると、Ｓ２０４に進み、ＨＰＦ１０３から出力された角速度（Ｇｙｒｏ）の絶対値（ＧｙｒｏＡＢＳ）を算出する。Ｓ２０５でＧｙｒｏＡＢＳがある所定の閾値に設定されたＴｈｒｅｓｈ１より大きければ、Ｓ２０６に進む。Ｓ２０６でＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔが揺れ状態判定用のカウンタの上限値に設定されているＳｈａｋｅＬｉｍｉｔよりも小さい場合、Ｓ２０７に進む。Ｓ２０７でＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔに所定の値に設定されたアップカウント値ＣｎｔＡを加算して処理を終了し、次回サンプリング周期を待つ。Ｓ２０６でＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔがＳｈａｋｅＬｉｍｉｔ以上の場合、処理を終了し、次回サンプリング周期を待つ。
【００４４】
Ｓ２０５でＧｙｒｏＡＢＳがＴｈｒｅｓｈ１以下（閾値以下）であれば、Ｓ２０８でＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔが０より大きいか否か判定する。ＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔが０より大きい場合、Ｓ２０９でＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔから所定の値に設定されたダウンカウント値ＣｎｔＢを減算して処理を終了し、次回サンプリング周期を待つ。Ｓ２０８にてＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔが０以下の場合、Ｓ２１０にてＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔを０に設定して、処理を終了し、次回サンプリング周期を待つ。
【００４５】
第２の実施形態における揺れ状態判定器１１４により演算された揺れレベル量の時系列データを図９に示す。図９（ａ）はＨＰＦ１０３から出力された角速度信号である。図９（ｂ）は角速度信号を絶対値変換した角速度絶対値である。図９（ｃ）は図８を用いて説明したＳｈａｋｅＬｅｖｅｌＣｎｔの時系列データであり、第２の実施形態における揺れ状態判定器１１４から出力された揺れレベル量である。
【００４６】
時間ΔＴｉｍｅ１の間は検出する角速度の振幅量は小さく、撮像装置を振れが起こらないように手持ちして撮影している手振れの小さい状態である。時間ΔＴｉｍｅ２の間は検出する角速度の振幅量は大きく、歩行時の撮影など手振れが非常に大きい状態である。時間ΔＴｉｍｅ３の状態は、角速度振幅がΔＴｉｍｅ１の状態とΔＴｉｍｅ２の状態の間の角速度の振幅量が中ぐらいの大きさの状態である。時間ΔＴｉｍｅ４は撮影者が撮像装置の構図を変える場合など意図的に撮像装置を移動させたときの状態である。
【００４７】
このように図８の制御処理により、図９（ｃ）に示すような揺れレベル量信号を検出することが可能であり、歩行時撮影など揺れが大きい撮影状態か否かも検知することが可能となる。また、第１の実施形態の揺れ状態判定器１１４のようなフィルタ構成を持たなくても簡単な構成で、揺れレベル量信号を検出することが可能となる。
【００４８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態における揺れ状態判定器１１４とオフセット変更回路１１５の動作について説明する。図１０は、本発明の第３の実施形態に係わる振れ補正装置の構成を示すブロックである。
【００４９】
オフセット変更回路１１５は、揺れ状態判定器１１４からの揺れレベル量と目標位置演算部１０８により演算された振れ補正量に応じて振れ補正量を補正中心位置に戻すための信号を生成し、オフセット適用手段としての減算器１０４に出力する。
【００５０】
目標位置演算部１０８により演算された前周期振れ補正量はオフセットテーブル３０１に入力され、設定されたテーブルに応じたオフセット値を出力する。オフセットテーブル３０１は１入力１出力のテーブルとなっている。
【００５１】
次に、揺れ状態判定器１１４からの揺れレベル量から可変ゲイン演算部３０２でオフセットテーブル３０１のオフセット値出力に付加するゲインを演算する。例えば可変ゲインは図１１に示すように設定されており、可変ゲイン３０３でオフセット値に可変ゲインを乗算し、オフセット適用手段としての減算器１０４に出力する。
【００５２】
このように本実施形態によれば、揺れレベル量に応じたオフセット量を算出することが可能になり、歩行時などの揺れが大きい状態においても、揺れが小さい状態においてもそれぞれ振れ補正の可動範囲内での振れ補正効果を最適にすることができる。また、第１の実施形態のような３次元のオフセットテーブルを持つ必要はなく、１入力１出力の２次元オフセットテーブルと一つの可変ゲインを持つことで、ＣＰＵのＲＯＭ容量を増やすことなく、振れ補正効果を最適にすることができる。
【図１】
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【図２】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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