(57)【要約】【課題】  振れ検出手段の検出結果に基づいて光学式の振れ補正を行うときに、簡単な演算処理で適正な補正が可能となるようにする。【解決手段】  制御時間ｔｓの間隔でジャイロセンサの出力を読み込んで時間積分を行って積分値を算出し、算出した積分値と前回の積分値の差分から積算値の変化量を求める（ステップ１００〜１０６）。この後、変化量と振れ補正モジュールによって定まる遅延時間及び制御時間に基づいて、レンズの光軸の傾きを相殺可能とするシフトレンズの移動量を得るために加算値（今回の積算値の加速値）を算出し、算出した加速値を今回の積算値に加算した後、加算後の積算値を用いてシフトレンズを移動するための制御値を演算する（ステップ１０８、１１０）。このようにして算出した制御値を用いてシフトレンズを駆動することにより、手振れによる光軸の傾きが適正に補正されて、ぶれのない撮影画像が得られる。【選択図】        図５
2006139095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズによって撮像素子に結像された被写体像に応じた画像データを出力する撮像装置において、筐体の振れによる光軸の傾きをレンズの移動によって補正する手振れ補正方法であって、
所定の制御時間間隔で前記筐体に振れが生じたときの角速度を検出し、検出した角速度の時間積分値に基づいて、前記筐体の振れによる光軸の傾きを相殺する前記レンズの移動量を設定するときに、
前回の時間積分値と今回の時間積分値の差分及び、位相遅れと前記制御時間から設定した遅延係数に基づいた加算値を、前記今回の時間積分値に加算し、加算結果から得られる制御値に基づいて前記レンズを移動することを特徴とする手振れ補正方法。
【請求項２】
レンズによって撮像素子に結像された被写体像に応じた画像データを出力する撮像装置の筐体の振れによる光軸の傾きをレンズの移動によって補正する手振れ補正装置であって、
前記筐体の振れを検出して振れに応じた信号を出力する振動検出手段と、
所定の制御時間間隔で前記振動検出手段の検出信号を読み込んで時間積分値を演算する積分処理手段と、
前記積分処理手段の時間積分値を記憶すると共に、該時間積分値と前回の時間積分値の差分及び、位相遅れと前記制御時間から設定した遅延係数に基づいて前記時間積分値に対する加算値を演算する演算手段と、
前記演算手段によって加算値が加算された前記積分値から前記レンズの移動量を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された移動量に基づいて前記レンズの光軸を移動するレンズ駆動手段と、
を含むことを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項３】
レンズによって撮像素子に結像された被写体像に応じた画像データを出力する撮像装置であって、
前記レンズ及び前記撮像素子を収容する筐体の振れを検出して振れに応じた信号を出力する振動検出手段と、
所定の制御時間間隔で前記振動検出手段の検出信号を読み込んで時間積分値を演算する積分処理手段と、
前記積分処理手段の時間積分値を記憶すると共に、該時間積分値と前回の時間積分値の差分及び、位相遅れと前記制御時間から設定した遅延係数に基づいて前記時間積分値に対する加算値を演算する演算手段と、
前記演算手段によって加算値が加算された前記積分値から前記レンズの移動量を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された移動量に基づいて前記レンズの光軸を移動するレンズ駆動手段と、
を含むことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの撮影画像に応じた画像データを得る撮像装置に係り、詳細には、光学式の手振れ補正機能を備えた撮像装置の手振れ補正方法、手振れ補正装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどは勿論、銀塩写真カメラなどにおいても、所謂手振れによる撮影画像のブレを補正する手振れ補正機能を備えたものがあり、所謂高級機では、手振れ補正機能を備えることが一般化している。
【０００３】
手振れ補正機能には、画像の相関を用いて検出した振れに応じて、ＣＣＤなどの撮像素子から又はメモリ上に展開した画像データからのデータ読出し位置を制御して、撮影画像に手振れによるぶれが生じないようにする電子式ぶれ補正に加え、装置本体の加速度、角加速度、角速度などを検出するセンサ（例えばジャイロセンサ）を用い、このセンサの出力信号に基づいて、レンズの中玉を、光軸と直交する方向に沿ってシフトし、レンズ内で入射光の傾きをかえることで光軸ズレを補正することにより、撮像素子上に現れる振れの影響を相殺する光学式ぶれ補正がある。
【０００４】
光学式の手振れ補正機構は、信号処理系と半独立して動くジャイロセンサを使用し、任意の周期でサンプリングするジャイロセンサの出力から、ぶれによる画像移動量を計算してレンズのシフト量を求めてアクチュエータを制御することにより光軸をずらすようにしている。
【０００５】
このときに、装置全体の回転により発生する振れを角度センサによって回転速度の時系列的変化として検出する。この時系列情報は、サンプリングタイムごとの回転速度となるので、累積積算することによりサンプリング周期を時間単位とする積分処理を行って補正角情報を得るようにしている。
【０００６】
ところで、光学式ぶれ補正は、装置本体の画角変化を光軸回転で相殺するものであるために、本体の振れ検出からレンズ制御までの時間遅延（タイムラグ）があると、その遅延時間分が撮像素子に結像される画像のぶれとして現れて、撮影画像の品質低下を生じさせてしまうことになる。
【０００７】
この遅延時間をなくすことは困難であることから、振れ周波数を判定し、振れ周波数ごとに設定しているパラメータを切換えることにより、振れに応じた最適なパラメータを用いて補正処理を行うことにより遅延時間の影響が実質的に現れないようにする提案がなされている（例えば、特許文献１。）。
【０００８】
また、時系列情報から振れ波形を判定し、規定時間先の振れ量を予測し、予測結果に基づいて振れ補正を行うことにより撮影画像にぶれが生じないようにする提案もなされている（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）
しかしながら、これらの方法では、振れ周波数成分を分析したり、最小自乗法などにより手振れ振動の時系列データを高次の回帰線に近似するように演算処理し、振れの主要周波数を判定する必要があり、このためには、多数のデータを用いた複雑な演算処理を行う必要があり、高い演算能力を持つシステムを用いなければならず、また、長い演算時間が必要となってしまう。
【０００９】
このために、撮像装置の大型化や高コスト化を招き、実質的なぶれの解消が困難となっている。
【特許文献１】特開平６−９８２４６号公報
【特許文献２】特開平５−２０４０１３号公報
【特許文献３】特開平５−２０４０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、簡単な演算処理によって、撮影画像にぶれが生じるのを抑える手振れ補正方法、手振れ補正装置及び撮像装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、レンズによって撮像素子に結像された被写体像に応じた画像データを出力する撮像装置において、筐体の振れによる光軸の傾きをレンズの移動によって補正する手振れ補正方法であって、所定の制御時間間隔で前記筐体に振れが生じたときの角速度を検出し、検出した角速度の時間積分値に基づいて、前記筐体の振れによる光軸の傾きを相殺する前記レンズの移動量を設定するときに、前回の時間積分値と今回の時間積分値の差分及び、位相遅れと前記制御時間から設定した遅延係数に基づいた加算値を、前記今回の時間積分値に加算し、加算結果から得られる制御値に基づいて前記レンズを移動することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、振れなどの振動による角速度を所定の制御時間間隔で読み込んで、制御時間ごとに時間積分を行うことにより算出する時間積分値を用いて、レンズを移動する時の制御値を算出する。
【００１３】
このとき、前回の時間積分値と今回の時間積分値の差分と、位相遅れ及び制御時間に基づいて、加算値を算出し、この加算値を加算した今回の時間積分値に基づいて制御値を算出する。
【００１４】
このときの加算値は、時間積分値の差分と遅延時間及び制御時間から必要な制御値が定まるので、この制御値が得られるように演算式を予め設定する。
【００１５】
これにより、複雑な演算処理を行うことなく、筐体の振動により光軸の傾きが相殺されるようにレンズを移動することができる。
【００１６】
このような本発明が適用される手振れ補正装置は、レンズによって撮像素子に結像された被写体像に応じた画像データを出力する撮像装置の筐体の振れによる光軸の傾きをレンズの移動によって補正する手振れ補正装置であって、前記筐体の振れを検出して振れに応じた信号を出力する振動検出手段と、所定の制御時間間隔で前記振動検出手段の検出信号を読み込んで時間積分値を演算する積分処理手段と、前記積分処理手段の時間積分値を記憶すると共に、該時間積分値と前回の時間積分値の差分及び、位相遅れと前記制御時間から設定した遅延係数に基づいて前記時間積分値に対する加算値を演算する演算手段と、前記演算手段によって加算値が加算された前記積分値から前記レンズの移動量を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された移動量に基づいて前記レンズの光軸を移動するレンズ駆動手段と、を含むものであれば良い。
【００１７】
また、本発明が適用される撮像装置は、レンズによって撮像素子に結像された被写体像に応じた画像データを出力する撮像装置であって、前記レンズ及び前記撮像素子を収容する筐体の振れを検出して振れに応じた信号を出力する振動検出手段と、所定の制御時間間隔で前記振動検出手段の検出信号を読み込んで時間積分値を演算する積分処理手段と、前記積分処理手段の時間積分値を記憶すると共に、該時間積分値と前回の時間積分値の差分及び、位相遅れと前記制御時間から設定した遅延係数に基づいて前記時間積分値に対する加算値を演算する演算手段と、前記演算手段によって加算値が加算された前記積分値から前記レンズの移動量を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された移動量に基づいて前記レンズの光軸を移動するレンズ駆動手段と、を含むものであればよく、これにより、手振れにより筐体が振動してしまったときにも、ぶれのない高品質の撮影画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、四則演算などの簡単な演算処理で、筐体の振れによるレンズの光軸の傾きを適正に補正することができる。これにより、低コストでぶれのない高品質の画像撮影が可能な撮像装置が得られるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１には、本実施の形態に撮像装置として適用したデジタルスチルカメラ（以下、デジタルカメラとする）１０の外観の概略構成を示している。
【００２０】
このデジタルカメラ１０には、被写体像を結像させるためのレンズ１２、撮影する被写体の構図を決定するためのファインダ１４、撮影時に押下されるレリーズボタン（所謂シャッターボタン）１６、電源スイッチ１８などを備えている。なお、デジタルカメラ１０では、レリーズボタン１６が、中間位置まで押下される半押し状態と、中間位置を越えて最終位置まで押下される全押し状態と、の２段階の押下操作が可能となっている。
【００２１】
デジタルカメラ１０の背面には、撮影によって得られたデジタル画像データに応じた被写体像や各種のメニュー画面、メッセージ等の表示に用いる液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤとする）２０と共に、撮影モード及び撮影モード時のモード（静止画モードと動画モード）に設定するときに操作される撮影スイッチ２２、撮影画像をＬＣＤ２０に表示する再生モードに設定するときに操作される再生スイッチ２４、ＬＣＤ２０にメニュー画面を表示したときに操作される十字カーソルボタン２６、撮影時に被写体像のズーミング（拡大及び縮小）を行うときに操作されるズームボタン２８などが設けられている。
【００２２】
さらに、デジタルカメラ１０の底面には、外部装置とＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）などの所定のインターフェイス規格で接続可能とするレセプタクル３０が設けられている。なお、デジタルカメラ１０としては、セルフタイマ機能を用いて画像撮影を行うときの撮影タイミングの到来を点滅間隔によって報知するセルフタイマＬＥＤ３４などが設けられていてもよく、外部から作動用の電力を供給可能とするためのＤＣ端子３６などが設けられていてもよい。
【００２３】
このデジタルカメラ１０は、静止画モード（静止画撮影モード）に設定されているときに、レリーズボタン１６を半押し状態とすることにより、ＡＥ（Automatic  Exposure、自動露出）機能が働いて、シャッタースピード、絞り状態などの露出状態が設定され、この後、ＡＦ（Auto  Focus、自動合焦）機能が働いて合焦制御される。また、デジタルカメラ１０は、レリーズボタン１６の半押し状態から、続いて全押し状態とすることにより画像露光（画像撮影）が行われる。
【００２４】
また、デジタルカメラ１０は、動画モード（動画撮影モード）が設定されているときに、レリーズボタン１６を全押し状態とすることにより動画撮影が開始され、全押し状態から半押し状態に戻した後、さらに全押し状態とすることにより動画撮影が停止される。なお、自導露出機能や合焦制御等は、従来公知の手法が適用可能であり、本実施の形態では詳細な説明を省略する。また、本発明が適用される撮像装置の動作はこれに限るものではない。
【００２５】
図２には、デジタルカメラ１０の要部の概略構成を示している。デジタルカメラ１０には、筐体３８（図１参照）内に被写体からの光を集光するレンズ１２と共に、ＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサなどを用いた撮像素子４０が設けられている。
【００２６】
レンズ１２は、例えば、固定レンズ１２Ａ、変倍を行うズームレンズ１２Ｂ及び、変倍に伴う焦点面の移動補正と共に焦点調節機能を備えたフォーカスレンズ１２Ｃなどを含んで形成されている。なお、図２では、図示しない絞りないしシャッター等の図示を省略している。
【００２７】
これにより、デジタルカメラ１０では、固定レンズ１２Ａによって集光された光によって撮像素子４０上に被写体像が結像され、撮像素子４０から、画素ごとの受光量に応じた電気信号（アナログ画像信号）が出力される。
【００２８】
また、デジタルカメラ１０には、増幅部４２が設けられている。増幅部４２は、撮像素子４０から出力されるアナログ信号を増幅する。
【００２９】
さらに、デジタルカメラ１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、データバス、システムバスなどを含むマイクロコンピュータを備えた画像処理システムＩＣなどを用いて信号処理部４４が形成されている。
【００３０】
この信号処理部４４では、増幅部４２から入力されるアナログ信号に対して、Ａ／Ｄ変換を行うことにより撮影画像（被写体像）に応じたデジタル画像データを生成する。このとき、信号処理部４４では、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の信号を例えば１２ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換する。
【００３１】
また、信号処理部４４では、Ａ／Ｄ変換されて生成された画像データに対して光源種に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行うと共に、γ処理、シャープネス処理等を行って例えば８ビットの画像データを生成する。さらに、信号処理部４４では、画像データに対してＹＣ信号処理を施して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（ＹＣ信号）を生成する。
【００３２】
このＹＣ信号は、図示しない画像バッファに格納され、ＬＣＤ２０に画像を表示するときには、このＹＣ信号を用いることができ、これにより、ＬＣＤ２０にスルー画像の表示が可能となっている。
【００３３】
ここで、静止画の撮影が設定され、レリーズレリースボタン１６が押下（全押し）されたときには、このＹＣ信号が信号処理部４４でＪＰＥＧなどの所定の圧縮形式で圧縮処理され、撮影画像の画像ファイルとして出力される。
【００３４】
信号処理部４４から出力される画像ファイルは、デジタルカメラ１０に装着されている記録メディア（例えば、スマートメディア、ＩＣカード、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなど）に記録される。また、信号処理部４４から出力される画像ファイルや、記録メディアに記録された画像ファイルは、レセプタクル３０を介して、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や、ＴＶなどへ出力可能となっている。
【００３５】
また、動画撮影が設定されているときには、レリーズボタン１６が全押しされることにより動画撮影を開始し、レリーズボタン１６が半押し状態に戻された後、全押しされるまでの期間、すなわち、動画の撮影を行っている期間において、所定の時間ごと（例えば、１／３０secごとなどの予め設定されている時間）に図示しない画像バッファに格納されているＹＣ信号が、所定形式（例えば、Motion  ＪＰＥＧ形式など）で圧縮処理され、動画像の画像ファイルとして出力される。
【００３６】
ところで、デジタルカメラ１０には、光学式で手振れ補正を行う振れ補正モジュール５０が設けられている。この振れ補正モジュール５０は、振れ検出手段として設けているジャイロセンサ５２を備えている。
【００３７】
図３に示すように、ジャイロセンサ５２は、垂直角速度センサ５２Ａ及び水平角速度センサ５２Ｂを備えており、垂直角速度センサ５２Ａ及び水平角速度センサ５２Ｂは、デジタルカメラ１０の垂直方向の角速度、水平方向の角速度を検出し、検出した角速度に応じた信号を出力する。なお、角速度センサに換えて、加速度センサや角加速度センサ等を用いてもよい。
【００３８】
また、振れ補正モジュール５０には、補正演算部５４、レンズ駆動回路５６が設けられ、レンズ１２には、レンズ駆動回路５６によってシフト光軸と直交する二方向（例えば、光軸と水平にしたときには、垂直方向と垂直方向及び光軸のそれぞれと直交する水平方向、以下では、説明を簡略化するために垂直方向及び水平方向をこの二方向とする）にシフトされるシフトレンズ５８が設けられている。
【００３９】
ジャイロセンサ５２の出力は、増幅回路６０及びＡ／Ｄ変換器６２を経て補正演算部５４に入力される。補正演算部５４は、図示しないマイクロコンピュータを備え、これにより積分演算部６４及び補正量演算部６６が形成されている。
【００４０】
レンズ駆動回路５６は、補正量演算部６６から出力されるぶれ補正量に基づいて図示しないアクチュエータを駆動することにより、シフトレンズ５８を垂直方向及び水平方向へ移動する。
【００４１】
デジタルカメラ１０のレンズ１２は、シフトレンズ５８がシフトされることにより、光軸が垂直方向及び水平方向に傾けられ、これにより、撮像素子４０に結像される被写体像の位置がずらされる。
【００４２】
振れ補正モジュール５０は、垂直角速度センサ５２Ａ及び水平角速度センサ５２Ｂの出力信号（角速度信号）を増幅した後、デジタルデータに変換して、積分演算部６４に入力する。積分演算部６４では、垂直角速度センサ５２Ａ及び水平角速度センサ５４Ｂの出力信号を時間積分することにより、所定時間あたりの垂直方向及び水平方向の角度変化の積算値である角速度を算出する。なお、振れ補正モジュール５０では、Ａ／Ｄ変換に先立って、ＨＰＦ等を用いて帯域制限を施すことにより直流成分を除去するようにしている。
【００４３】
補正量演算部６６では、積分結果（角速度の積算値）に基づいて、シフトレンズ５８を移動するための補正量である制御値を演算して出力する。
【００４４】
振れ補正モジュール５０では、この制御値に応じてシフトレンズ５８を移動し、手振れによるレンズ１２の光軸の傾きを相殺するようにしている。
【００４５】
すなわち、手振れが発生することにより、被写体に対してレンジ１２の光軸が傾く。これにより、撮像素子４０上に結像される被写体像の位置が変化する。
【００４６】
振れ補正モジュール５０では、ジャイロセンサ５２（垂直角速度センサ５２Ａ及び水平角速度センサ５４Ｂ）によって手振れによる傾きを検出し、検出した傾きに応じてシフトレンズ５８を移動することにより、被写体に対するレンズ１２の光軸の傾きが相殺されるようにして、撮像素子４０に結像される被写体像の位置に、実質的なズレが生じないようにしている。
【００４７】
一方、筐体３８に手振れによる振動が発生すると、ジャイロセンサ５２が振動方向及び振動の大きさに応じた信号を出力する。また、振れ補正モジュール５０では、ジャイロセンサ５２の出力信号に対して積分処理した後、積分結果に基づいて制御値を演算し、演算した制御値を補正量としてレンズ駆動回路５６へ出力する。レンズ駆動回路５６は、この制御値に基づいて図示しないアクチュエータを駆動することによりシフトレンズ５８を移動する。
【００４８】
このときのそれぞれの処理においては、少なからず時間が費やされ、この時間が、筐体の振れ（振動）に対する位相遅れとなってしまう。
【００４９】
すなわち、図４に実線で示すように、振れ（筐体の振動）に対して、ジャイロセンサ５２からの信号検出出力（角速度検出）までの時間（時間ｔ1）、積分演算部６４で行われる検出された角速度を用いた積分処理（時間積分）時間（時間ｔ2）、補正量演算部６６で行われる積分結果に基づいた補正量（制御値）の演算出力に要する時間（時間ｔ3）に加えて、制御値に基づいて実際にシフトレンズ５８の駆動されるまでの時間に費やされる回路遅れ（時間ｔ4）などが加算されている。このような、位相遅れ（遅延時間α）は、デジタルカメラ１０ごとに予め定まっている。
【００５０】
ここから、補正量演算部６６では、位相遅れ（遅延時間α）を考慮して、制御値を演算するようにしている。具体的には、振れ補正モジュール５０では、予め設定されている時間（制御時間ｔｓ）間隔（制御周期）で制御値を出力する。このときに、補正量演算部６６では、前回の積算値を記憶し、前回の積算値と今回の積算値の差分と制御時間から単位時間あたりの積算値の変化量を算出し、この変化量、制御時間ｔｓ及び遅延時間（位相遅れ）αを用いて、積算値に対する加算値を演算し、演算した加算値を今回の積算値に加算することにより、位相遅れ分だけ加速するようにした制御値が得られるようにしている。
【００５１】
すなわち、振れ補正モジュール５０で生じる位相遅れである振れ補正モジュール５０での遅延時間α（sec）、制御時間ｔｓ（sec）、積分演算部６４で積分した今回の積算値Ｉ(n)、前回の積算値Ｉ(n-1)としたときに、積算値の変化量Δβは、
Δβ＝Ｉ(n)−Ｉ(n-1)
となる。ここから、制御時間ｔｓあたりの位相遅れ（遅延時間α）を考慮して、実際の制御値Ｃ(n)の算出に用いる積算値Ｉｓ(n)を算出する。
【００５２】
Ｉｓ(n)＝Δβ(n)・（α−ｔｓ）／ｔｓ＋Ｉ(n)
すなわち、積算値の変化量と位相遅れを考慮して微分処理を行うことにより、積算値Ｉ(n)を加速した積算値Ｉｓ(n)を用いて、シフトレンズ５６を駆動するときの制御値Ｃ(n)を設定する。このときに、遅延時間αと制御時間ｔｓに基づいて係数（遅延係数）を設定する。
【００５３】
これにより、図４に破線で示すように、デジタルカメラ１０に設けている振れ補正モジュール５０では、少なくとも筐体振動に対して補正出力に位相遅れが生じないようにし、この補正出力（制御値Ｃ(n)）を用いることにより、位相遅れを確実に抑えることができるようにしている。
【００５４】
このように構成されているデジタルカメラ１０では、電源スイッチ１８のオン操作及び撮影スイッチ２２が操作されることにより、レンズ１２によって被写体が撮像素子４０上に結像される。
【００５５】
撮像素子４０は、結像された被写体像に応じたデータを出力する。このデータは、増幅処理された後に、Ａ／Ｄ変換されることにより、画像データとして信号処理部４４に読み込まれる。
【００５６】
信号処理部４４では、この画像データに対して所定の処理を施すことにより、ＬＣＤ２０に表示可能となる。また、レリーズボタン１６が操作されて画像撮影が行われることにより、撮影画像の画像ファイルが信号処理部４４から出力される。
【００５７】
ところで、デジタルカメラ１０には、振れ補正モジュール５０が設けられており、手振れが生じるとジャイロセンサ５２によって検出されて、この検出結果に基づいてシフトレンズ５８を移動することにより、手振れなどの振動によって撮像素子４０上に結像される被写体像の位置がずれてしまうのを防止する光学式の手振れ補正が行われるようになっている。
【００５８】
ここで、図５を参照しながら、振れ補正モジュール５０での処理の流れを説明する。このフローチャートは、例えば、電源スイッチ１８がオンされ、かつ、撮影スイッチ２２が操作されて静止画、動画などの撮影モードに設定されることにより実行され、最初のステップ１００では、角速度の時間積分を行うときの初期値をリセットするなどの初期設定が行われる。
【００５９】
なお、積算演算部６４では、図示しないメモリに、角速度の時間積分値（積算値）を格納し、次の振れ補正を行うときの制御値の算出に用いるようになっている。すなわち、以下では、前回の積算値Ｃ(n-1)と今回の積算値Ｃ(n)として説明する。また、このフローチャートは、電源スイッチ１８がオフされるか、再生スイッチ２４の操作によって再生モードに切換えられることにより終了する。
【００６０】
初期設定が終了すると、予め設定している制御時間ｔｓの間隔でステップ１０２以下が実行されて手振れなどの筐体３８の振動に基づいた振れ補正処理が実行される。
【００６１】
このステップ１０２では、ジャイロセンサ５２の出力信号を読み込む。ジャイロセンサ５２は、デジタルカメラ１０の筐体３８に振れなどの移動が生じることにより、その垂直方向及び水平方向の角速度に応じた信号を出力する。
【００６２】
次のステップ１０４では、ジャイロセンサ５２の検出信号に対して時間積分を行うことにより積分値である積算値Ｉ(n)を算出し、ステップ１０６では積算値の変化量Δβを演算する。すなわち、積算値Ｉ(n)から前回の積算値Ｉ(n-1)を差し引くことにより制御時間ｔｓの間の角速度の変化量Δβを算出する。
この変化量Δβが、微分値となる。
【００６３】
この後、ステップ１０８では、遅延時間αと制御時間ｔｓによって定まる遅延係数と、微分値（変化量Δβ）から積算値Ｃ(n)に対する加算値を算出し、算出した加算値を積算値Ｃ(n)に加算することにより、制御値Ｃ(n)を算出する（ステップ１１０）。
【００６４】
このようにして算出された制御値Ｃ(n)をレンズ駆動回路５６へ出力する（ステップ１１２）ことにより、制御値Ｃ(n)に基づいた振れ補正が実行される。なお、振れが生じていないときには、制御値Ｃ(n)がゼロとなるので、シフトレンズ５８の駆動が停止される。
【００６５】
図６では、筐体３８の振動（振れ）によるレンズ１２の光軸の角度変位の一例を実線で示している。また、位相遅れαが生じているときに、この振れに対して、ジャイロセンサ５２の出力に基づいて積算処理のみを行って制御値を算出し、算出した制御値に基づいてシフトレンズ５８をシフトしたときの光軸の角度変位を破線で示している。なお、図６では、一例として制御時間ｔｓに比べて位相遅れαが大きい（ｔｓ＜α）場合を示している。
【００６６】
角度ｒ(n)、ｒ(n-1)は、それぞれ積算値Ｉ(n)、積算値Ｉ(n-1)に基づいた制御値Ｃ(n)、Ｃ(n-1)によってシフトレンズ５８を駆動したときのレンズ１２の光軸の角度を示している。なお、実際のシフトレンズ５８の移動による光軸の角度変位は、振れによる光軸の角度変位と逆相となるが、ここでは、同相として図示している。
【００６７】
ここで、Ｖｎは、時間ｔ(n-1)から時間ｔ(n)の間（制御時間ｔs）で、ジャイロセンサ５２の検出結果に基づいた角度の変位量であり、補正微分値として演算される。また、Ｖnsは、このときの角速度が位相遅れαに応じた時間だけ継続したと仮定したときの変位量となる。このときに、ｇは、実際の振動が直線的でないために生じる誤差（誤差ｇ）となっている。
【００６８】
すなわち、時間ｔ(n)での演算上の補正値は、積算値Ｉ(n)と等しい角度ｒ(n)となるが、実際の筐体３８の変位角（角度変位）は、位相遅れαのない実線上のＲ(n)であるので、変位量Ｖnの角速度でα時間後に到達すべき角度変位Ｒ(n)を、時間ｔ(n)での制御値とすることで、時間の変位量Ｖt＝（α−ｔｓ）だけ、制御値の出力を加速させている。
【００６９】
これにより、演算上の制御値である破線曲線を起点として、制御タイミングごと（制御時間ｔｓごと）に加速ベクトルである変位量ＶNを加算して、筐体３８の実際の変位角（角度変位）である実線曲線を近似的に求める。
【００７０】
このときに、変位量Ｖnに基づいた角度の変位量を角度変位量Ａ1、変位量Ｖns（変位量ＶN）に基づいた角度の変位量を角度変位量Ａ2としたときに、時間ｔ(n)で実際の振動に応じた角度に合わせるために必要な角度の変位量である角度変位量Ａ3は、
Ａ3＝Ａ2−Ａ1
となる。
【００７１】
すなわち、角度変位量Ａ1は、積算値Ｉ(n)、Ｉ(n-1)に基づいた光軸の角度変位であり、、角度変位量Ａ2は、時間ｔ(n-1)から時間ｔ(n)の間で光軸の角度を適正にするために必要な角度変位、角度変位量Ａ3は、積算値Ｉ（ｎ）に基づいた制御値から光軸の角度を適正にするために必要な角度変位となる。
【００７２】
一方、振れ補正モジュール５０では、今回の積算値Ｃ(n)と前回の積算値Ｃ(n-1)から変化量Δβを算出し、この変化量に遅延係数となる（α／ｔｓ）を掛け合わせることにより加算値βを算出している。
【００７３】
また、時間ｔ(n-1)から時間ｔ(n)となったときに、的確な振れ補正を行うためには、シフトレンズ５８を移動することによるレンズ１２の光軸が角度Ｒ(n)となる必要がある。
【００７４】
ここから、シフトレンズ５８によって適正な光軸に戻すために必要な制御値Ｃ(n)が得られる積算値Ｉｓ(n)は、
Ｉｓ(n)＝Ｉ(n-1)＋Δβ・（α／ｔｓ）
となれば良い。すなわち、
Ｉｓ(n)＝Ｉ(n)＋β・（α−ｔｓ）／ｔｓ
となればよい。
【００７５】
また、加算値Ａとして、
Ａ＝β・（α−ｔｓ）／ｔｓ
を積算値Ｉ(n)に加算することにより、振れ補正モジュール５０の位相遅れαにかかわらず、適切な振れ補正を行うことができる。このときに、補正量演算部６６では、四則演算のみの簡単な処理が追加されるのみである。
【００７６】
したがって、デジタルカメラ１０に設けた振れ補正モジュール５０では、四則演算のみの簡単な処理で、筐体３８の振れに応じた適切な振れ補正を行うことができ、振れによって撮影画像にぶれが生じてしまうのを確実に防止することができる。
【００７７】
なお、変位量Ｖnsと、ジャイロセンサ５２の検出結果に基づいた時間ｔ(n)以降の角度変位の間に、誤差ｇが生じるが、この誤差ｇは、前記した如く、実際の角度変化が直線的でないことから生じるが、振れ補正モジュール５０では、この誤差ｇが補正結果に現れたり、累積してしまうことがない。また、この誤差ｇは、振れ信号の帯域（周波数帯域）の周期に対して制御時間ｔｓが十分に短いため、実際のシフトレンズ５８の駆動においては、平均化されてしまうために問題となることはない。
【００７８】
なお、以上説明し本実施の形態は、本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、デジタルカメラ（デジタルスチルカメラ）１０を例に説明したが、本発明は光学式の手振れ補正機能を備えたものであれば、任意の構成のデジタルスチルカメラに適用することができる。
【００７９】
また、本発明は、デジタルスチルカメラに限らず、デジタルビデオカメラなど、レンズによって集光した光を撮像素子に結像することにより、被写体像に応じた画像データを生成する任意の構成の撮像装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施の形態に適用したデジタルカメラの概略外観図である。
【図２】デジタルカメラの要部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】振れ補正モジュールの概略構成を示すブロック図である。
【図４】筐体の振動に対する角速度出力、積分値出力、補正量出力及びレンズ駆動の変化のタイミングの概略を示す線図である。
【図５】振れ補正量（制御値）の演算処理の概略を示す流れ図である。
【図６】振れによる光軸の変化と、振れ補正による光軸の変化を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０    デジタルカメラ（撮像装置）
１２    レンズ
３８    筐体
４０    撮像素子
４４    信号処理部
５０    振れ補正モジュール（補正装置）
５２    ジャイロセンサ（振動検出手段）
５４    演算処理部
５６    レンズ駆動回路
５８    シフトレンズ
６４    積分演算部
６６    補正量演算部
【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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