(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置の動きに応じた動き信号を出力する信号出力手段と、
前記信号出力手段からの動き信号を瀘波する信号瀘波手段と、
前記信号瀘波手段の出力に基づいて、前記動き信号の基準となる基準信号を生成するものであって、前記信号瀘波手段の出力のうち、少なくとも２時点の出力から対応する時点の前記基準信号を生成する基準信号生成手段と、
を有し、
前記動き信号および前記基準信号に基づいて、撮像装置の動きを検出することを特徴とする動き検出装置。
【請求項２】
撮像装置の動きに応じた動き信号を出力する信号出力手段と、
前記信号出力手段からの動き信号を瀘波する信号瀘波手段と、
前記信号瀘波手段の出力に基づいて、前記動き信号の基準となる基準信号を生成するものであって、前記信号瀘波手段の出力のうち、連続する２時点の出力から対応する時点の前記基準信号を生成する基準信号生成手段と、
を有し、
前記動き信号および前記基準信号に基づいて、撮像装置の動きを検出することを特徴とする動き検出装置。
【請求項３】
撮像装置の動きに応じた動き信号を出力する信号出力手段と、
前記信号出力手段からの動き信号を瀘波する信号瀘波手段と、
前記信号瀘波手段の出力に基づいて、前記動き信号の基準となる基準信号を生成するものであって、前記信号瀘波手段の出力から低域通過フィルタにより低周波成分を抽出して基準信号を生成する基準信号生成手段と、
を有し、
前記動き信号および前記基準信号に基づいて、撮像装置の動きを検出することを特徴とする動き検出装置。
【請求項４】
撮像装置の動きに応じた動き信号を出力する信号出力手段と、
前記信号出力手段からの動き信号を瀘波する信号瀘波手段と、
前記信号瀘波手段の出力に基づいて、前記動き信号の基準となる基準信号を生成するものであって、前記信号瀘波手段の出力が変化した場合には、一定時間の後に、変化後の信号瀘波手段の出力を基準信号とするとともに、前記一定時間内の基準信号を生成し、前記信号瀘波手段の出力が変化しない場合には、信号瀘波手段の出力を基準信号とする基準信号生成手段と、
を有し、
前記動き信号および前記基準信号に基づいて、撮像装置の動きを検出することを特徴とする動き検出装置。
【請求項５】
前記信号出力手段は、撮像装置自体の動きの角速度を検出する角速度センサである請求項１ないし４のいずれかに記載の動き検出装置。
【請求項６】
前記信号出力手段は、撮像装置自体の動きの加速度を検出する加速度センサである請求項１ないし４のいずれかに記載の動き検出装置。
【請求項７】
前記信号瀘波手段は、信号出力手段の動き信号のうち低周波成分のみを瀘波する低域通過フィルタである請求項１ないし６のいずれかに記載の動き検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の動き検出装置と、
撮像装置内に設けられ、複数のレンズから構成され、被写体を撮像面に結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系より撮像面に結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像装置の動きに起因して発生する被写体像の動きを補正する動き補正手段と、
前記動き検出装置の出力に基づいて前記動き補正手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像動き補正装置。
【請求項９】
前記動き補正手段は、撮像光学系の光軸に対し直交する方向に個々に駆動されることで撮像光学系の光軸を偏心させる１枚以上のレンズからなる請求項８記載の画像動き補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラなどの撮像装置の手振れ等の動きを検出する動き検出装置およびそれを用いて画像の動きを補正する画像動き補正装置に関し、特にはその性能改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、民生用ビデオカメラ（以下、ビデオム−ビ−と称す）の小型化、軽量化、光学ズ−ムの高倍率化が進み、その使い勝手が格段に向上した結果、一般消費者にとってビデオム−ビ−はごく普通の家電製品の一つとなっている。しかしその反面、小型化、軽量化、光学ズ−ムの高倍率化、及び撮影に習熟していない消費者へのビデオム−ビ−の普及は、撮影時の手振れによる画面の不安定化という問題も発生させた。よって、この問題を解決するため、画像動き補正装置を搭載するビデオム−ビ−が今や多く開発、商品化されている。
【０００３】
撮像装置の画像動き補正装置としては、例えば、ジンバル機構により撮像光学系及び固体撮像素子を備えた撮像ユニットを支持し、これを角速度センサーから得られる撮像装置自体の動き情報に基づき駆動制御することで画像の動きを補正する方式（例えば”ビデオカメラの画振れ防止技術の開発”テレビジョン学会技術報告Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．２８，ｐｐ１９〜２４（１９８７））がある。
【０００４】
上記方式は、撮像装置の撮像ユニットをジンバル機構によりその重心点において回動自在に支持し、角速度センサから得られる撮像装置のピッチング、ヨ−イング２方向の動き情報に基づき、コイルとマグネットにより構成されたアクチエ−タによりこの撮像ユニットの姿勢制御を行うことで、撮影画像を安定化させるものである。
【０００５】
また、別の例としては、撮像光学系の前部に可変頂角プリズムを備え、これを同じく角速度センサからの情報により駆動制御することで画像の動きを補正する方式（”光学式手振れ補正システム”テレビジョン学会技術報告Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．５，ｐｐ１５〜２０（１９９３））がある。
【０００６】
上記方式は、２枚のガラス板を特殊なフィルムで作られた蛇腹のようなもので接続し、中を高屈折率の液体で満たした可変頂角プリズムを固体撮像素子の前段に設け、角速度センサから得られるピッチング、ヨ−イング２方向の撮像装置の動きの情報に基づき、この可変頂角プリズムの２枚のガラス板を水平・垂直方向に各々傾けることにより、入射光の光軸を曲げ、撮影画像の動きを安定化させるものである。
【０００７】
また別の例としては、例えば、特開平５−６６４５０号公報に変倍光学群又は焦点調節群を有する結像光学系と、この結像光学系の光軸を偏心又は傾動させる補正光学機構とを有する像ブレ補正装置に関する提案がなされている。
【０００８】
この公報においては、図１２に示すような４つのレンズ群からなる結像光学系においてその一部のレンズである補正レンズ１３０３を例えば図１３に示すようなスライド軸１３０１，１３０２を介してピッチ方向１３０４およびヨー方向１３０５に移動可能な機構に組み込み、コイル１３０６，１３０７とマグネット１３０８，１３０９による電磁アクチエータによりこれを移動させることで、結像光学系の光軸を偏心又は傾動させる構成が開示されている。本構成では、撮影時の手振れに応じて電磁アクチエータでスライド軸１３０１，１３０２によりスライド可能な部分を移動させることにより撮像装置の手振れによる画像の乱れを補正することができる。
【０００９】
また、別の例として、特開平４−３６１４８４号公報には画像の動きに応じて撮像素子上の画像に対し、その一部分のみを出力画像として読み出すように信号読み出しアドレスの制御を行ない、画像の動きを補正する方式が開示されており、また特開昭６１−１９８８８４号公報には、撮影画像を一旦、画像メモリに記憶させた後に、画像の動きに応じてこの画像メモリからの信号読み出し制御を行うことで画像の動きを補正する方式が開示されている。
【００１０】
また、撮像装置もしくは画像の動きの検出には、撮像装置の角速度を検出する機械式センサである角速度センサを用いる方式と、連続する撮影画像からパターンマッチングにより画像の動きベクトルを検出する方式が主に用いられている。
【００１１】
このうち、角速度センサを使用する方式では、撮像装置が静止している場合の角速度センサ出力（ＤＣ成分）を中心に、動きの角速度に応じた信号が角速度センサから出力されるため、このＤＣ成分、即ち角速度センサの基準出力を角速度センサ出力から除去し、基準位置に対し上下左右の角速度を示す信号（角速度センサ出力のＡＣ成分）を得る。そしてこれを時間積分することにより基準位置に対する撮像装置の動きの角度が求められ、この角度に応じて上記に例示したような動きを補正する手段を駆動もしくは制御し、撮影画像の動きを安定化させる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように画像動き補正装置に関してはさまざま方式の提案及び実用化が図られていることは周知の通りであるが、撮像装置の動きを検出する際に、角速度センサ等の機械式センサを使用する場合には、センサ自身の個体バラツキや温度特性により、そのセンサ出力の基準出力（基準電圧）は個々のセンサ毎に異なった値を持つ。
【００１３】
そのため、例えば特開昭６３−８６２７号公報においては角速度センサの基準出力検出のために移動平均器を設け、角速度センサ出力の基準出力（ＤＣ成分）を抽出する構成が開示されている。このような移動平均器もしくは同様の効果を有する低域通過フィルタにより角速度センサの基準出力を抽出する場合の、角速度センサ出力と移動平均器出力（基準出力）の例を示すと図１４のようになり、移動平均器により角速度センサ出力の基準出力が安定して検出可能であることが分かる。
【００１４】
しかし、仮に撮像装置が衝突や落下等の外乱による衝撃が加わった場合や、外界からのノイズの影響を受けた場合には、移動平均器だけでは角速度センサ出力の基準出力を安定して検出することはできない。例えば図１５に示すように加速度センサ出力に衝撃もしくはノイズによるインパルス状の信号が重畳された場合、移動平均器の出力に急速な変化が生じ、その部分で検出される基準出力が不連続となることが分かる。
【００１５】
このように検出される基準出力に不連続が生じると、当然のことながらこの基準出力を基に求められる動きの角度に誤差や不連続が生じて精度良く動きを検出することができず、このため、精度良い画像の動き補正が困難であったり、動き補正後の画像に違和感が生じたりする。
【００１６】
以上より、本発明はこのような外乱が生じた場合でも、安定したセンサの基準出力を得られる動き検出装置を提供し、さらには、この動き検出装置を用いて精度良く且つ違和感の無い画像の動き補正を実現することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の課題を解決するために、次のように構成している。
【００１８】
すなわち、本発明は、撮像装置の動きに応じた動き信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段からの動き信号を瀘波する信号瀘波手段と、前記信号瀘波手段の出力に基づいて、前記動き信号の基準となる基準信号を生成するものであって、前記信号瀘波手段の出力のうち、少なくとも２時点の出力から対応する時点の前記基準信号を生成する基準信号生成手段とを有し、前記動き信号および前記基準信号に基づいて、撮像装置の動きを検出するものである。
【００１９】
本発明によれば、衝突や落下等の外乱による衝撃が加わったり、外界からのノイズの影響を受けたりすることで、角速度センサなどの信号出力手段からの動き信号の基準信号（基準出力）を安定して検出することができない場合でも、信号瀘波手段の出力に基づいて安定した基準信号を生成できることになり、精度の高い動きの検出が可能となる。
【００２０】
さらに、この動き検出装置を用いることで、精度良く且つ違和感の無い画像の動き補正を実現することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の動き検出装置は、撮像装置の動きに応じた動き信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段からの動き信号を瀘波する信号瀘波手段と、前記信号瀘波手段の出力に基づいて、前記動き信号の基準となる基準信号を生成するものであって、前記信号瀘波手段の出力のうち、少なくとも２時点の出力から対応する時点の前記基準信号を生成する基準信号生成手段とを有し、前記動き信号および前記基準信号に基づいて、撮像装置の動きを検出するものであり、この請求項１記載の発明によれば、信号瀘波手段の出力のうち、少なくとも２時点の出力から対応する時点の基準信号を生成するので、衝突や落下等の外乱などにより角速度センサなどの信号出力手段からの動き信号が急激に変化した場合でも、安定した基準信号を生成できることになり、精度の高い動き検出が可能となる。
【００２２】
請求項２記載の本発明は、撮像装置の動きに応じた動き信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段からの動き信号を瀘波する信号瀘波手段と、前記信号瀘波手段の出力に基づいて、前記動き信号の基準となる基準信号を生成するものであって、前記信号瀘波手段の出力のうち、連続する２時点の出力から対応する時点の前記基準信号を生成する基準信号生成手段とを有し、前記動き信号および前記基準信号に基づいて、撮像装置の動きを検出するものであり、この請求項２記載の発明によれば、信号瀘波手段の出力のうち、連続する２時点の出力を、例えば加算平均して基準信号を生成することにより、衝突や落下等の外乱などにより角速度センサなどの信号出力手段からの動き信号が急激に変化した場合でも、安定した基準信号を得ることができ、精度の高い動き検出が可能となる。
【００２３】
請求項３記載の本発明は、撮像装置の動きに応じた動き信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段からの動き信号を瀘波する信号瀘波手段と、前記信号瀘波手段の出力に基づいて、前記動き信号の基準となる基準信号を生成するものであって、前記信号瀘波手段の出力から低域通過フィルタにより低周波成分を抽出して基準信号を生成する基準信号生成手段とを有し、前記動き信号および前記基準信号に基づいて、撮像装置の動きを検出するものであり、この請求項３記載の発明によれば、信号瀘波手段の出力から低域通過フィルタにより低周波成分を抽出して基準信号を生成するので、衝突や落下等の外乱などにより角速度センサなどの信号出力手段からの動き信号が急激に変化した場合でも、安定した基準信号を得ることができ、精度の高い動き検出が可能となる。
【００２４】
請求項４記載の本発明は、撮像装置の動きに応じた動き信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段からの動き信号を瀘波する信号瀘波手段と、前記信号瀘波手段の出力に基づいて、前記動き信号の基準となる基準信号を生成するものであって、前記信号瀘波手段の出力が変化した場合には、一定時間の後に、変化後の信号瀘波手段の出力を基準信号とするとともに、前記一定時間内の基準信号を生成し、前記信号瀘波手段の出力が変化しない場合には、信号瀘波手段の出力を基準信号とする基準信号生成手段とを有し、前記動き信号および前記基準信号に基づいて、撮像装置の動きを検出するものであり、この請求項４記載の発明によれば、衝突や落下等の外乱などによって信号瀘波手段の出力が急激に変化したような場合には、基準信号生成手段は、一定時間の後に、変化後の信号瀘波手段の出力を基準信号とするとともに、一定時間内の基準信号を生成するので、外乱などにより角速度センサなどの信号出力手段からの動き信号が急激に変化した場合でも、安定した基準信号を得ることができ、精度の高い動き検出が可能となる。
【００２５】
請求項５記載の本発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、前記信号出力手段は、撮像装置自体の動きの角速度を検出する角速度センサであり、この請求項５記載の発明によれば、衝突や落下等の外乱などにより角速度センサからの動き信号である角速度信号が急激に変化した場合でも、安定した基準信号を生成できることになり、精度の高い動き検出が可能となる。
【００２６】
請求項６記載の本発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、前記信号出力手段は、撮像装置自体の動きの加速度を検出する加速度センサであり、この請求項６記載の発明によれば、衝突や落下等の外乱などにより加速度センサからの動き信号である加速度信号が急激に変化した場合でも、安定した基準信号を生成できることになり、精度の高い動き検出が可能となる。
【００２７】
請求項７記載の本発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の発明において、前記信号瀘波手段は、信号出力手段の動き信号のうち低周波成分のみを瀘波する低域通過フィルタであり、この請求項７記載の発明によれば、低域通過フィルタの出力に基づいて基準信号を生成するので、衝突や落下等の外乱などにより角速度センサなどの信号出力手段からの動き信号が急激に変化した場合でも、安定した基準信号を生成できることになり、精度の高い動き検出が可能となる。
【００２８】
本発明の請求項８記載の画像動き補正装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の動き検出装置と、撮像装置内に設けられ、複数のレンズから構成され、被写体を撮像面に結像する撮像光学系と、前記撮像光学系より撮像面に結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像装置の動きに起因して発生する被写体像の動きを補正する動き補正手段と、前記動き検出装置の出力に基づいて前記動き補正手段を制御する制御手段とを備えており、この請求項８記載の発明によれば、精度良く且つ違和感の無い画像の動き補正が可能となる。
【００２９】
請求項９記載の本発明は、請求項８記載の発明において、前記動き補正手段は、撮像光学系の光軸に対し直交する方向に個々に駆動されることで撮像光学系の光軸を偏心させる１枚以上のレンズからなるものであり、この請求項９記載の発明によれば、撮像光学系の光軸を偏心させて精度良く且つ違和感の無い画像の動き補正が可能となる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における動き検出装置を備えた画像動き補正装置のブロック図を示すものである。同図において、撮像光学系１は、４つのレンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４からなる撮像レンズを備えており、レンズ群Ｌ２が光軸方向に移動することでズーミングを行い、レンズ群Ｌ４が光軸方向に移動することで合焦を行う。またレンズ群Ｌ３はレンズ群Ｌ２よりも撮像面側に配置されたＬ３１、Ｌ３２の２つのレンズ群からなり、レンズ群Ｌ３の一部であるレンズ群Ｌ３２が光軸に直交する方向に移動することで、光軸を偏心して画像の動きを補正する。
【００３２】
Ｌ３２レンズ群駆動制御手段２は振れ補正用レンズであるレンズ群Ｌ３２を駆動及び制御するための手段であり、撮像光学系１の光軸に直交する平面内でレンズ群Ｌ３２を上下左右に移動せしめる。移動量検出手段３はレンズ群Ｌ３２の実際の移動量を検出し出力する手段で、  Ｌ３２レンズ群駆動制御手段２と共にレンズ群Ｌ３２を駆動制御するための帰還制御ル−プを形成する。
【００３３】
撮像光学系駆動制御手段４は、撮像光学系１中のレンズ群Ｌ２、Ｌ４を駆動制御し、ズーミング及び合焦動作を行い、且つ撮像光学系１の焦点距離情報を出力する手段である。Ａ／Ｄ変換手段５は撮像光学系駆動制御手段４から出力される撮像光学系１の焦点距離情報をデジタル信号に変換するための手段である。
【００３４】
固体撮像素子６は撮像光学系１を介して入射する映像を電気信号に変換する撮像素子、アナログ信号処理手段７は固体撮像素子６により得られた画像信号に対しガンマ処理等のアナログ信号処理を施すための手段、Ａ／Ｄ変換手段８はアナログ信号をデジタル信号に変換するための手段である。Ａ／Ｄ変換手段８によりデジタル信号に変換された画像信号は、ノイズ除去、輪郭強調等のデジタル信号処理をデジタル信号処理手段９により施される。
【００３５】
１０は撮像装置自体の動きを検出して動き信号である角速度信号を出力する信号出力手段としての角速度センサであり、本来ならばヨ−イング、ピッチング２方向の動きを検出するため２個必要となるが、図１には代表的に１方向分のみ図示する。ＬＰＦ１１は角速度センサ１０の出力に含まれる不要帯域成分中の例えばセンサの共振周波数成分やノイズ成分を除去するための低域通過フィルタ、アンプ１２は、角速度センサ１０の出力の信号レベルの調整を行うアンプ回路であり、Ａ／Ｄ変換手段１３はアンプ１２の出力を一定のサンプリング周波数でサンプリングし、デジタル信号に変換するための手段である。
【００３６】
基準信号検出手段１４は、Ａ／Ｄ変換手段１３を経て得た角速度センサ１０の出力からその基準出力（基準信号）を検出し、後段の制御手段１５に送る。
【００３７】
制御手段１５はＡ／Ｄ変換手段１３を介して得た角速度センサ１０の出力から、基準信号検出手段１４により得た角速度センサ１０の基準出力を減算することで角速度センサ１０の出力のＡＣ成分を抽出する。そしてこのＡＣ成分を時間積分することで動きの角度を求め、すなわち、動きを検出し、この検出した角度から、動き補正に必要なレンズ群Ｌ３２の駆動制御量（以下、これを制御信号と称す）を計算し、これをＤ／Ａ変換手段１６を介してＬ３２レンズ群駆動制御手段２に送る。  Ｄ／Ａ変換手段１６は制御手段１５から信号を受け取ると略同時にこれをアナログ信号に変換しＬ３２レンズ群駆動制御手段２に送る。
【００３８】
Ｌ３２レンズ群駆動制御手段２は制御信号に基づきレンズ群Ｌ３２を駆動することで画像の動きを補正する。最後に、固体撮像素子駆動制御手段１７は固体撮像素子６を駆動及び制御するための手段である。
【００３９】
図２は、レンズ群Ｌ３２を撮像光学系１内で光軸に直交する方向に駆動制御するための振れ補正光学機構の一例を示したものである。図２において、２００１は、振れ補正用レンズであるレンズ群Ｌ３２であり、２００２、２００３は可動部分をピッチ方向、ヨー方向に移動させるための主軸（スライド軸）であり、可動部全体が、固定位置の主軸２００３に沿ってヨー方向に移動し、振れ補正用レンズ２００１を保持した可動枠が、主軸２００２および回り止め２００４に沿ってピッチ方向に移動する。２００５、２００６はマグネット、２００７、２００８はヨーク、２００９、２０１０はコイルであり、マグネット２００５とヨーク２００７とコイル２００９によりピッチ方向に可動部を駆動する電磁アクチエータを構成する。同様に２００６、２００８、２０１０によりヨー方向の電磁アクチエータが構成される。２０１１、２０１２は固定位置に配置された半導体位置検出素子（ＰＳＤ）、２０１３、２０１４は赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、２０１１と２０１３によりピッチ方向の可動部の位置検出の役割を果たし、これが図１に示した移動量検出手段３に相当する。同様に２０１２と２０１４によりヨー方向の移動量検出手段３を構成する。
【００４０】
図３は、基準信号検出手段１４の構成例を示すブロック図である。基準出力検出ＬＰＦ１４１は、Ａ／Ｄ変換手段１３を介して得た角速度センサ１０の出力を瀘波し低域成分を抽出するための信号瀘波手段としての低域通過フィルタである。基準出力値算出手段１４２は、基準出力検出ＬＰＦ１４１による瀘波結果を基に、角速度センサ１０の基準出力（基準信号）を算出生成する基準信号生成手段としての機能を有する。
【００４１】
図４は、基準出力値算出手段１４２の構成例を示すブロック図である。メモリ１４２１は基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力値を記憶し、Ａ／Ｄ変換手段１３の１サンプリング周期分だけ遅延して出力する手段であり、１４２２は基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力とメモリ１４２１の出力を加算する加算器、アンプ１４２３は加算器１４２２の出力にある定数を乗算する手段である。なお、アンプ１４２３において乗算するある定数を本実施の形態においては１／２とする。
【００４２】
以上のように構成された本実施の形態１の画像動き補正装置に関し、以下その動作を説明する。なお、角速度センサによる角速度検出、レンズ群Ｌ３２の駆動制御等の一連の動作は、水平、垂直両方向に対してなされるが、水平、垂直両方向ともその内容は略同一であるため、水平、垂直方向を区別せずに一方向分の処理について説明する。
【００４３】
図５は撮影時に衝突等により角速度センサ１０の出力にインパルス状の振動が重畳された場合の基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力の様子を説明するための模式図である。図５においてｔ１〜ｔ８はＡ／Ｄ変換手段１３により角速度センサ１０の出力がサンプリングされるタイミングであり、Ｔはそのサンプリング周期、Ａ、Ｂは基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力値である。
【００４４】
ここで例えば上記のようなインパルス状の角速度センサ出力の変化が生じたとし、これが原因で基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力が例えば図５に示すように時刻ｔ４でＡからＢへ急激に変化したとする。
【００４５】
この時、基準出力値算出手段１４２においては、サンプリング周期毎に得られる基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力をうち、連続する２つの基準出力を加算し１／２倍する、つまり加算平均がなされて対応する時点の基準出力とされる。
【００４６】
すなわち、基準出力値算出手段１４２による基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力の加算平均処理によってその処理に対応した時点における基準出力が得られることなる。
【００４７】
この場合の基準出力値算出手段１４２の出力は、図６の黒丸で示すような値になる。図６に示すように、基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力は基準出力値算出手段１４２により加算平均されることにより、時刻ｔ４での加速度センサ１０の基準出力は、ＡとＢの加算平均値となり、時刻ｔ４を境に発生する角速度センサ１０の基準出力の急激な変化が緩和されることになる。
【００４８】
以上のように、本発明の実施の形態１においては、基準出力算出手段１４２により、基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力を加算平均し、これを角速度センサ１０の基準出力とすることで、外乱により角速度センサ１０の出力が急激に変化した場合でも、安定した基準出力の検出が可能である。
【００４９】
なお、本発明の実施の形態１においては連続する２時点で、基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力を加算平均する例を示したがこれに限るものではなく、例えば連続する２時点の基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力に対し、例えば０．７：０．３等に適当な重み付けをして加算する方法も考えられる。
【００５０】
また、連続しない２時点の基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力を用いてもよいし、２時点に限らず、３時点以上の基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力を用いてもよい。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における動き検出装置は、本発明の実施の形態１に対し、基準信号生成手段としての基準出力値算出手段１４２のみが異なるため、以下その動作を中心に説明する。なお、本発明の実施の形態１と同様の部分に関しては図１、図２、図３と同一の符号を付して説明は省略する。
【００５２】
図７は、基準出力値算出手段１４２の構成例を示すブロック図である。１４２４は基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力とメモリ１４２６の出力を加算する加算器、アンプ１４２５は加算器１４２４の出力にある定数を乗算する手段、メモリ１４２６はアンプ１４２５の出力値を記憶し、Ａ／Ｄ変換手段１３の１サンプリング周期分だけ遅延して出力する手段である。これは巡回型の低域通過フィルタであり、アンプ１４２５において乗算するある定数を本実施の形態においては１／２とする。
【００５３】
以上のように構成された本実施の形態２の画像動き補正装置に関し、以下その動作を説明する。なお、角速度センサによる角速度検出、レンズ群Ｌ３２の駆動制御等の一連の動作は、水平、垂直両方向に対してなされるが、水平、垂直両方向ともその内容は略同一であるため、水平、垂直方向を区別せずに一方向分の処理について説明する。
【００５４】
本実施の形態１と同様に、図５に示すように基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力が変化した場合、本実施の形態２においては基準出力値算出手段１４２が図７に示すような巡回型の低域通過フィルタになっているため、図８の黒丸で示すように、基準出力値算出手段１４２の出力はある時定数をもってＡからＢへと漸近する。このように、基準出力値算出手段１４２の構成を図７に示す巡回型低域通過フィルタ構成とすることで、時刻ｔ４を境に発生する角速度センサ１０の基準出力の急激な変化が緩和できる。
【００５５】
以上のように、本発明の実施形態２においては、基準出力算出手段１４２を巡回型低域通過フィルタ構成とすることで、外乱により角速度センサ１０の出力が急激に変化した場合でも、安定した基準出力の検出が可能である。
【００５６】
なお、本実施の形態２においては基準出力値算出手段１４２の構成例として図７のような巡回型低域通過フィルタ構成を示したがこれに限るものではなく、これ以外の巡回型フィルタ構成でも本実施例と同様の効果を実現可能なことは言うまでもない。更に、低域通過フィルタの構成としては巡回型に限るものでも無く、一例として図９に示すような非巡回型フィルタ構成でも本実施例と同様の効果を実現可能なことは言うまでもなく、且つ非巡回型フィルタの構成は図９に示した構成に限るものでもない。
【００５７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における動き検出装置は、本発明の実施の形態１に対し、基準信号生成手段としのて基準出力値算出手段１４２のみが異なるため、以下その動作を中心に説明する。なお、本発明の実施の形態１と同様の部分に関しては図１、図２、図３と同一の符号を付して説明は省略する。
【００５８】
図１０は、基準出力値算出手段１４２で実施される処理内容を説明するためのフローチャートである。本実施の形態３においては基準出力値算出手段１４２は、プログラム可能な例えばマイクロコンピュータにより構成されているものと考え、その処理内容を図１０に示したフローチャートにより詳説する。なお、図１０には記載しないが、基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力の取り込み（ステップ１０２）から始まる一連の処理ループはＡ／Ｄ変換手段１３のＡ／Ｄ変換タイミングに同期して割り込みがかけられ、その割り込み毎にループ処理が実行されるものとする。
【００５９】
図１０において、まず手振れ補正が動作状態に入ると、ステップ１０１において後述する設定値（制御手段１５に送られる角速度センサ１０の基準出力：ＣＥＮＴ、ステップ１０６で除算に用いられる定数：ＩＮＴ、基準出力の目標値：ＣＥＮＴ＿ｔａｒ、基準値変化量：Ｄｉｆｆ）を初期値に設定する。なお、ＣＥＮＴ、ＩＮＴ、ＣＥＮＴ＿ｔａｒ、Ｄｉｆｆの初期値をそれぞれＡ、５、Ｂ、０とする。
【００６０】
次に、Ａ／Ｄ変換手段１３のＡ／Ｄ変換タイミングに同期して割り込みがかけられると、まずステップ１０２により基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力が取り込まれる。この基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力をＬＰＦ＿ｏｕｔとする。
【００６１】
ステップ１０３は基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力であるＬＰＦ＿ｏｕｔとＣＥＮＴ＿ｔａｒを比較するステップであり、ＬＰＦ＿ｏｕｔとＣＥＮＴ＿ｔａｒが等しい場合はステップ１０４が実行される。逆にＬＰＦ＿ｏｕｔとＣＥＮＴ＿ｔａｒが異なる場合は、ステップ１０５、１０６が実行される。
【００６２】
このＣＥＮＴ＿ｔａｒは角速度センサ１０の基準出力の目標値である。本実施の形態３においては、最終的には基準出力値算出手段１４２が制御手段１５に送る角速度センサ１０の基準出力をこのＣＥＮＴ＿ｔａｒの値とするように処理が実行される。
【００６３】
ステップ１０５では、ＣＥＮＴ＿ｔａｒにＬＰＦ＿ｏｕｔが代入され、これにより基準出力の目標値が基準出力検出ＬＰＦ１４１から出力された最新値に更新される。
【００６４】
ステップ１０６では、基準出力の目標値ＣＥＮＴ＿ｔａｒと現時点での基準出力ＣＥＮＴとの差をＩＮＴで除算した結果をＤｉｆｆに代入する。
【００６５】
ステップ１０４では、現時点での基準出力ＣＥＮＴにＤｉｆｆを加算し、これを新たにＣＥＮＴとする。
【００６６】
ステップ１０７以降のステップは基準出力ＣＥＮＴが目標値ＣＥＮＴ＿ｔａｒを超えることが無いように制限するためのステップであり、ステップ１０７においてＤｉｆｆの符号により処理を分岐し、Ｄｉｆｆが正の値の場合、ステップ１０８においてＣＥＮＴとＣＥＮＴ＿ｔａｒを比較し、ＣＥＮＴがＣＥＮＴ＿ｔａｒ以上の場合は、ステップ１０９においてＣＥＮＴにＣＥＮＴ＿ｔａｒを代入する。逆にステップ１０７において、Ｄｉｆｆが０以下の負の値の場合、ステップ１１０においてＣＥＮＴとＣＥＮＴ＿ｔａｒを比較し、ＣＥＮＴがＣＥＮＴ＿ｔａｒ以下の場合は、ステップ１１１においてＣＥＮＴにＣＥＮＴ＿ｔａｒを代入する。
【００６７】
以上のように構成された本実施の形態３の画像動き補正装置に関し、以下その動作を図５、図１０及び図１１を用いて説明する。なお、角速度センサによる角速度検出、レンズ群Ｌ３２の駆動制御等の一連の動作は、水平、垂直両方向に対してなされるが、水平、垂直両方向ともその内容は略同一であるため、水平、垂直方向を区別せずに一方向分の処理について説明する。
【００６８】
仮に手振れ補正の動作状態が開始後、基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力（＝ＬＰＦ＿ｏｕｔ）がＡ値で安定していたとする。そしてこの場合、図１０のフローチャートに示したＣＥＮＴ、ＣＥＮＴ＿ｔａｒ、Ｄｉｆｆ、ＩＮＴがそれぞれ、ＣＥＮＴ＝Ａ、ＣＥＮＴ＿ｔａｒ＝Ａ、Ｄｉｆｆ＝０、ＩＮＴ＝５となっていたとする。
【００６９】
ここで図５に示すように基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力（＝ＬＰＦ＿ｏｕｔ）が時刻ｔ４においてＢ値に変化し、その後、時刻ｔ８までＢ値であったとする。
【００７０】
この場合、図１０のステップ１０３においてＣＥＮＴ＿ｔａｒとＬＰＦ＿ｏｕｔが異なる値となるため、ステップ１０５においてＣＥＮＴ＿ｔａｒにＢが代入される。次にステップ１０６においてＤｉｆｆにはＣＥＮＴ＿ｔａｒとＣＥＮＴの差をＩＮＴで除算された結果、即ち（Ｂ−Ａ）／５が代入される。
【００７１】
ステップ１０４においてはＣＥＮＴの値は、元のＣＥＮＴにステップ１０６で求められたＤｉｆｆ値を加算したものとなるため、ＣＥＮＴの値は（Ｂ−Ａ）／５だけ増加した値となる。この値が図１１において時刻ｔ４の黒丸で示した値であり、これが角速度センサ１０の基準出力として制御手段１５に送られる。
【００７２】
以後、図１０に示したフローチャートに従って順次ＣＥＮＴが決められ、これは図１１の黒丸で示すようにＡからリニアに変化し、最終的にはＢ値、つまりＣＥＮＴ＿ｔａｒの値となる。このように、図１０に示したような方法で基準出力値算出手段１４２の出力が一定時間後に基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力となるようにすることで、制御手段１５に送られる角速度センサ１０の基準出力は図１１の黒丸で示したように変化し、時刻ｔ４を境に発生する角速度センサ１０の基準出力の急激な変化が緩和できる。
【００７３】
以上のように、本発明の実施形態３においては、基準出力値算出手段１４２の出力が一定時間後に基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力となるようにすることで、外乱により角速度センサ１０の出力が急激に変化した場合でも、安定した基準出力の検出が可能である。
【００７４】
なお、基準出力値算出手段１４２の出力が基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力となるまでの時間はＩＮＴの値によって変更可能である。本実施の形態においては一例としてＩＮＴ＝５として説明したが、これを例えばＩＮＴ＝１０とすれば、上記の例に比べて２倍の時間で基準出力値算出手段１４２の出力が基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力となる。
【００７５】
なお、本実施の形態３においては、基準出力値算出手段１４２はマイクロコンピュータによるプログラム処理による例を示したがこれに限るものではなく、マイクロコンピュータによるプログラム処理を電子回路等のハードウエアにより実現することが可能であることは言うまでもない。
【００７６】
また、上記全ての実施の形態において、振れ補正手段として、撮像光学系１中の一部のレンズを光軸に対して垂直方向に移動させることで光軸を偏心させる構成を例に説明を行なったがこれに限るものではなく、例えば可変頂角プリズムを用いた光学系においても本願発明が有効であることは言うまでもない。
【００７７】
また、上記全ての実施の形態において、振れ補正手段として、撮像光学系１及び固体撮像素子６等を備えた撮像ユニットを撮像装置の筺体に対し回動自在に支持及び駆動することで動きを補正する構成も考えられる。
【００７８】
また、上記全ての実施の形態において、振れ補正手段として光学的に振れを補正する構成を例に説明したがこれに限るものではなく、例えば固体撮像素子の駆動制御や、画像メモリの駆動制御により動きを補正する方式でも、上記全ての実施の形態により示した効果が実現できる。
【００７９】
また、上記全ての実施の形態において、撮像装置の動きを検出する手段は角速度センサを例に説明したがこれに限るものではなく、例えば撮像装置の動きの加速度を検出する加速度センサを用いる構成も考えられ、このような構成においても本願発明が有効であることは言うまでもない。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、衝突や落下等の外乱による衝撃が加わったり、外界からのノイズの影響を受けたりすることで、角速度センサなどの信号出力手段からの動き信号の基準信号を安定して検出することができない場合であっても、信号瀘波手段の出力に基づいて安定した基準信号を生成できることになり、動き検出の精度を高めることができる。
【００８１】
さらに、この動き検出装置を用いて精度良く且つ違和感の無い画像の動き補正を実現できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による動き検出装置を備える画像動き補正装置を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における振れ補正光学機構の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における基準信号検出手段１４の構成例を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１における基準出力値算出手段１４２の構成例を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１の基準出力検出ＬＰＦ１４１の出力例を示す説明図
【図６】本発明の実施の形態１の効果を示す説明図
【図７】本発明の実施の形態２における基準出力値算出手段１４２の構成例を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態２の効果を示す説明図
【図９】本発明の実施の形態２における基準出力値算出手段１４２の別の構成例を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態３における基準出力値算出手段１４２による処理内容を説明するためのフローチャート
【図１１】本発明の実施の形態３の効果を示す説明図
【図１２】従来例における撮像光学系のレンズ構成図
【図１３】従来例における振れ補正光学機構の斜視図
【図１４】従来例における移動平均器もしくは低域通過フィルタの効果を示す説明図
【図１５】従来例の課題を示す説明図
【符号の説明】
１・・・撮像光学系
２・・・Ｌ３２群レンズ駆動制御手段
３・・・移動量検出手段
４・・・撮像光学系駆動制御手段
５・・・Ａ／Ｄ変換手段
６・・・固体撮像素子
７・・・アナログ信号処理手段
８・・・Ａ／Ｄ変換手段
９・・・デジタル信号処理手段
１０・・・角速度センサ（信号出力手段）
１１・・・ＬＰＦ
１２・・・アンプ
１３・・・Ａ／Ｄ変換手段
１４・・・基準信号検出手段
１５・・・制御手段
１６・・・Ｄ／Ａ変換手段
１７・・・固体撮像素子駆動制御手段
１４１・・・基準出力検出ＬＰＦ（信号瀘波手段）
１４２・・・基準出力値算出手段（基準信号生成手段）
【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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【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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