(57)【要約】【課題】手ブレ補正機能を備えた撮影装置において、パンニングまたはチルティングしながらの撮影により得られたパノラマ画像の不自然な見え方を解消する。【解決手段】ブレのパンニング方向成分およびチルティング方向成分を検出してパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号を出力する。パンニングおよび／またはチルティングが生じているか否かを判別する。これらの信号を直接または積分した後に二つのハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂ，１６７Ａ，１６７Ｂに入力させる。パンニングまたはチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合、動作方向でないブレ信号に対するハイパスフィルタのカットオフ周波数を、他方のハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも低く設定し、これらのハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂ，１６７Ａ，１６７Ｂを通過した信号に基づいて撮影装置１に生じたブレを補正する。【選択図】図２
2011215199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影装置に生じたブレのパンニング方向成分およびチルティング方向成分を検出してパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号を出力するブレ検出手段と、
前記パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号をそれぞれ直接または積分した後に入力させる二つのハイパスフィルタと、
前記パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に基づいて、パンニングおよび／またはチルティングが生じているか否かを判別するパンチルト判別手段と、
前記パンニングとチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合に、前記動作方向でないブレ信号を入力させる前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を、他方の前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも低くなるように設定するハイパスフィルタ設定手段と、
前記二つのハイパスフィルタを通過したパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に基づいて、前記撮影装置に生じたブレを補正するブレ補正機構とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に対してそれぞれコアリングする二つのコアリング手段と、
前記パンニングとチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合に、前記動作方向でないブレ信号に対する前記コアリング手段の閾値を、他方のコアリング手段の閾値よりも小さくなるように設定するコアリング設定手段とを備えてなる請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
撮影装置に生じたブレのパンニング方向成分およびチルティング方向成分を検出してパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号を出力し、
前記パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に基づいて、パンニングおよび／またはチルティングが生じているか否かを判別し、
前記パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号をそれぞれ直接または積分した後に二つのハイパスフィルタに入力させ、
前記パンニングとチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合に、前記動作方向でないブレ信号に対する前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を、他方の前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも低くなるように設定し、
前記ハイパスフィルタを通過したパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に基づいて、前記撮影装置に生じたブレを補正することを特徴とする手ブレ補正方法。
【請求項４】
前記パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に対してそれぞれコアリングをし、
前記パンニングとチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合に、前記動作方向でないブレ信号に対するコアリングの閾値を、他方のブレ信号に対するコアリングの閾値よりも小さくなるように設定することを特徴とする請求項３に記載の手ブレ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手ブレ補正機能を備えた撮影装置およびその手ブレ補正方法に関する。より詳しくは、パンニングまたはチルティングさせながら動画撮影を行い、動画撮影で得られた各フレーム画像を合成してパノラマ画像が作成できる撮影装置およびその手ブレ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より手ブレ補正機能を備えた撮影装置が提案されている。手ブレ補正機能は、角速度センサ等の角速度信号から撮影装置のブレ量を検出し、ハイパスフィルタ等の処理を通過した角速度信号に基づいて、補正レンズ等からなる手ブレ補正部を駆動することにより、手ブレを防止するものである。
【０００３】
ここで、撮影装置のブレには、手ブレにより生じるものと、ユーザが意図的に撮影装置をパンニングおよび／またはチルティングさせることにより生じるものが存在する。
【０００４】
特許文献１には、角速度信号から角加速度情報を取得し、この角加速度情報を利用してハイパスフィルタの時定数を切り替えることにより、パンニングまたはチルティング直後に手ブレ補正を行う技術が提案されている。
【０００５】
特許文献２には、パンニング（あるいはチルティング）と手ブレとを判別し、手ブレと判別した場合、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を低くして手ブレ補正能力を向上させ、パンニング（あるいはチルティング）と判別した場合、カットオフ周波数を高くして手ブレ補正能力を抑える技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−７５５３２
【特許文献２】特開平７−２０３２８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、撮影装置をパンニングまたはチルティングしながら動画撮影し、得られたフレーム毎の画像を合成してパノラマ画像を作成することが盛んである。
【０００８】
しかしながら、この動画撮影中の手ブレ補正能力が、ユーザがスルー画を視認しながら構図を確認する際の補正能力と同等である場合、動画撮影で得られたフレーム画像は、特にパンンングまたはチルティングの動作方向でない方向のブレが大きくなる。一方で、動画撮影中の手ブレ補正能力を不用意に向上させると、パンニングまたはチルティングしているにも関わらず、補正動作を行うため、パンニングまたはチルティング方向の動きが不自然になる。これにより、各フレーム画像の繋ぎ目における位置ずれが大きくなる可能性があり、パノラマ画像が不自然に見える虞がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記事情に鑑み、パンニングまたはチルティングしながらの動画撮影において、手ブレ補正を効果的に行い、パノラマ画像の不自然な見え方を解消できる撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の撮影装置は、撮影装置に生じたブレのパンニング方向成分およびチルティング方向成分を検出してパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号を出力するブレ検出手段と、パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号をそれぞれ直接または積分した後に入力させる二つのハイパスフィルタと、パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に基づいて、パンニングおよび／またはチルティングが生じているか否かを判別するパンチルト判別手段と、パンニングとチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合に、動作方向でないブレ信号を入力させるハイパスフィルタのカットオフ周波数を、他方のハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも低くなるように設定するハイパスフィルタ設定手段と、二つのハイパスフィルタを通過したパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に基づいて、撮影装置に生じたブレを補正するブレ補正機構とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、「ハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも低く」とは、通常時のハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも低くする意味であり、通常時とは、動画撮影時を含む、ユーザがスルー画を視認しながら構図を確認するときである。また、「低く」とは、通常時のカットオフ周波数から静止画撮影時のカットオフ周波数の程度に低くする意味である。具体的には、０．１Ｈｚ〜０．５Ｈｚ程度である動画撮影時やスルー画表示時のカットオフ周波数から０．０５Ｈｚ以下である静止画撮影時のカットオフ周波数にまで低くすることを意味する。
【００１２】
また、本発明の撮影装置は、パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に対してそれぞれコアリングする二つのコアリング手段と、パンニングとチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合に、動作方向でないブレ信号に対するコアリング手段の閾値を、他方のコアリング手段の閾値よりも小さくなるように設定するコアリング設定手段とを備えてなるものであってもよい。
【００１３】
ここで、「コアリング手段の閾値よりも小さく」とは、通常時のコアリング手段の閾値よりも小さくする意味である。また、「小さく」とは、通常時の閾値から静止画撮影時の閾値程度に小さくする意味である。具体的には、入力可能なブレ信号の範囲に対して１０パーセント程度である動画撮影時やスルー画表示時のコアリング閾値から０〜０．５パーセント程度である静止画撮影時のコアリング閾値にまで小さくすることを意味する。
【００１４】
本発明の手ブレ補正方法は、撮影装置に生じたブレのパンニング方向成分およびチルティング方向成分を検出してパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号を出力し、パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に基づいて、パンニングおよび／またはチルティングが生じているか否かを判別し、パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号をそれぞれ直接または積分した後に二つのハイパスフィルタに入力させ、パンニングとチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合に、動作方向でないブレ信号に対するハイパスフィルタのカットオフ周波数を、他方のハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも低くなるように設定し、ハイパスフィルタを通過したパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に基づいて、撮影装置に生じたブレを補正することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の手ブレ補正方法は、パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に対してそれぞれコアリングをし、パンニングとチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合に、動作方向でないブレ信号に対するコアリングの閾値を、他方のブレ信号に対するコアリングの閾値よりも小さくなるように設定してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撮影装置およびその手ブレ補正方法によれば、撮影装置に生じたブレのパンニング方向成分およびチルティング方向成分を検出してパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号を出力し、パンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号をそれぞれ直接または積分した後に二つのハイパスフィルタに入力させ、パンニングとチルティングのいずれか一方の動作のみが生じている場合に、動作方向でないブレ信号に対するハイパスフィルタのカットオフ周波数を、他方のハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも低くなるように設定し、ハイパスフィルタを通過したパンニング方向ブレ信号およびチルティング方向ブレ信号に基づいて、撮影装置に生じたブレを補正することにより、パンニングまたはチルティングの動作方向でない方向の手ブレ補正能力を動作方向の手ブレ補正能力よりも向上させることができる。これにより、パンニングまたはチルティングさせながらの動画撮影で得られたフレーム画像が、動作方向でない方向に大きく位置ずれして撮影されたり、補正能力を向上することによりパンニングまたはチルティング方向の動きが不自然になることが回避できるため、これらのフレーム画像を合成したパノラマ画像が不自然に見えることを解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態であるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図２】第１の実施形態における手ブレ補正部、ジャイロセンサおよび手ブレ補正制御部を示すブロック図
【図３】デジタルカメラに加わるパンニングおよびチルティングを示す図
【図４】第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数の変更を示す図
【図５】第１の実施形態による手ブレ補正方法のフローチャート
【図６】第２の実施形態における手ブレ補正部、ジャイロセンサおよび手ブレ補正制御部を示すブロック図
【図７】第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数の変更を示す図
【図８】第２の実施形態による手ブレ補正方法のフローチャート
【図９】第３の実施形態における手ブレ補正部、ジャイロセンサおよび手ブレ補正制御部を示すブロック図
【図１０】第３の実施形態による手ブレ補正方法のフローチャート
【図１１】第４の実施形態における手ブレ補正部、ジャイロセンサおよび手ブレ補正制御部を示すブロック図
【図１２】コアリング回路のコアリング閾値の変更を示す図
【図１３】第４の実施形態による手ブレ補正方法のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態であるデジタルカメラの内部構成を示す概略ブロック図である。図１に示すようにデジタルカメラ１は、レリーズボタンおよびモードダイヤル等を含む操作部２、被写体を撮影する撮影部１０を備える。
【００１９】
撮影部１０は、フォーカスレンズおよびズームレンズからなる撮影レンズ１２を有する。撮影レンズ１２を構成するフォーカスレンズおよびズームレンズは、レンズ駆動部１３によって光軸方向に移動可能である。
【００２０】
手ブレ補正部１４は、手ブレによる光軸のずれを補正するものであり、補正レンズおよび補正レンズを光軸に垂直なＸ方向およびＹ方向に駆動する補正機構等から構成される。ジャイロセンサ１５Ａ，１５Ｂは、デジタルカメラ１に発生するＸ方向およびＹ方向の手ブレを検出し、ブレ信号としてＸ方向およびＹ方向の角速度信号を出力する。手ブレ補正制御部１６は、ジャイロセンサ１５Ａ，１５Ｂからの信号に基づいて、手ブレ補正部１４を制御する。なお、手ブレ補正部１４、ジャイロセンサ１５Ａ，１５Ｂおよび手ブレ補正制御部１６の詳細については後述する。
【００２１】
絞り１７は絞り駆動部１８によって駆動される。絞り駆動部１８は、後述するＡＥ／ＡＷＢ処理部３１から出力される絞り値データに基づいて絞り径の調整を行う。
【００２２】
シャッタ１９はメカニカルシャッタであり、シャッタ駆動部２０によって駆動される。シャッタ駆動部２０は、不図示のレリーズボタンが押されることにより発生する信号と、後述するＡＥ／ＡＷＢ処理部３１から出力されるシャッタスピードとに応じてシャッタ１９の開閉制御を行う。
【００２３】
シャッタ１９の後方には撮像素子であるＣＣＤ２１を有している。ＣＣＤ２１は、多数の受光素子を二次元的に配列した光電面を有しており、撮影レンズ１２等を通過した被写体光がこの光電面に結像して光電変換される。光電面の前方には、各画素に光を集光するためのマイクロレンズアレイと、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のフィルタが規則的に配列されたカラーフィルタアレイとが配置されている。
【００２４】
ＣＣＤ２１は、ＣＣＤ制御部２２から供給される垂直転送クロックおよび水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルなアナログ撮影信号として出力する。各画素において電荷を蓄積する時間、すなわち露光時間は、ＣＣＤ制御部２２から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決定される。また、ＣＣＤ２１はＣＣＤ制御部２２により、予め定められた大きさのアナログ撮影信号が得られるようにゲインが調整されている。
【００２５】
ＣＣＤ２１から取り込まれたアナログ撮影信号は、アナログ信号処理部２３に入力される。アナログ信号処理部２３は、アナログ信号のノイズを除去する相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、アナログ信号のゲインを調整するオートゲインコントローラ（ＡＧＣ）と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）とからなる。なお、アナログ信号処理部２３が行う処理をアナログ信号処理とする。このデジタル信号に変換された画像データは、画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの濃度値を持つＣＣＤ−ＲＡＷデータである。
【００２６】
タイミングジェネレータ２４は、タイミング信号を発生させるものであり、このタイミング信号をシャッタ駆動部２０、ＣＣＤ制御部２２、アナログ信号処理部２３に供給することにより、レリーズボタンの操作、シャッタの開閉、ＣＣＤ２１の電荷の取り込み、およびアナログ信号処理部２３の処理の同期をとっている。
【００２７】
画像入力コントローラ２５は、アナログ信号処理部２３から入力されたＣＣＤ−ＲＡＷデータをフレームメモリ２６に書き込むものである。フレームメモリ２６は、画像データに対して後述の各種画像処理（信号処理）を行う際に使用する作業用メモリであり、たとえば、一定周期のバスクロック信号に同期してデータ転送を行うＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）が使用される。
【００２８】
表示制御部２７は、フレームメモリ２６に格納された画像データをスルー画としてモニタ２８に表示させたり、再生時に記録メディア３５に保存されている静止画や動画を表示させたりするものである。
【００２９】
ＡＦ処理部３０およびＡＥ／ＡＷＢ処理部３１は、プレ画像に基づいて撮影条件を決定するものである。ここで、プレ画像とは、不図示のレリーズボタンが半押しされることによって発生する半押し信号を検出したＣＰＵ３９がＣＣＤ２１にプレ撮影を実行させた結果、フレームメモリ２６に格納された画像データにより表される画像である。
【００３０】
ＡＦ処理部３０は、プレ画像に基づいて焦点距離を検出し、フォーカス駆動量データを出力する（ＡＦ処理）。焦点位置の検出方式としては、たとえば、所望とする被写体Ｍにピントがあった状態では画像のコントラストが高くなるという特徴を利用して合焦位置を検出するパッシブ方式が考えられる。
【００３１】
ＡＥ／ＡＷＢ処理部３１は、ブレ画像に基づいて被写体輝度を測定し、測定した被写体輝度に基づいて、撮影した画像が所望とする明るさになるように、ＩＳＯ感度、絞り値およびシャッタスピード等を決定し、ＩＳＯ感度データ、絞り値データおよびシャッタスピードデータを露出設定値として決定するとともに（ＡＥ処理）、撮影時のホワイトバランスを自動調整する（ＡＷＢ処理）。
【００３２】
画像処理部３２は、画像データに対して、階調補正、シャープネス補正、色補正等の画質補正処理、およびＣＣＤ−ＲＡＷデータを輝度信号であるＹデータと、青色色差信号であるＣｂデータおよび赤色色差信号であるＣｒデータとからなるＹＣデータに変換するＹＣ処理を行う。なお、画像処理部３２は、動画撮影により得られた動画の画像データに対しても必要な処理を行う。
【００３３】
圧縮／伸長処理部３３は、画像処理部３２によって処理が行われた本画像の画像データに対して、たとえば、ＪＰＥＧ等の圧縮形式で圧縮処理を行い、画像ファイルを作成する。この画像ファイルには、ＥＸｉｆフォーマット等に基づいて、撮影日時等の付帯情報が格納されたタグが付加される。また、動画撮影モードにおける撮影時には、圧縮／伸長処理部は、動画撮影で得られた動画の画像データをモーションＪＰＥＧ，ＭＰＥＧ１，２，４およびＨ．２６４等の圧縮方式にて圧縮し、動画の画像ファイルを作成する。
【００３４】
メディア制御部３４は、記録メディア３５にアクセスして動画の画像ファイルを含む画像ファイルの書き込みと読み込みの制御を行う。また、メディア制御部３４は、記録メディア３５の容量を取得する。
【００３５】
内部メモリ３６は、デジタルカメラ１において設定される各種定数、およびＣＰＵ３９が実行するプログラム等を記録する。
【００３６】
動画設定部３７は、デジタルカメラ１で動画撮影を行う際に、撮影部１０からの各動画の画像データに対して解像度およびフレームレート等を設定するものである。
【００３７】
デジタルカメラ１は、動画撮影により得られた動画からパノラマ画像を作成することが可能である。パノラマ合成部３８は、撮影部１０で動画撮影された動画の画像データから各フレーム画像のデータを分離し、隣接しあうフレーム画像のデータに対して、フレーム画像同士の重複部分を位置合わせすることにより、パノラマ画像を作成する画像処理を施すものである。
【００３８】
ＣＰＵ３９は各種処理部からの信号に応じてデジタルカメラ１の各部を制御するものである。また、ＣＰＵ３９は、手ブレ補正モードのＯＮ／ＯＦＦの設定等、動画撮影モードの指示、パノラマ画像作成の指示等の設定を操作部２から受け付ける。手ブレ補正部１４および手ブレ補正制御部１６は手ブレモードがＯＮで作動し、ＯＦＦで停止する。手ブレ補正モードは静止画撮影および動画撮影のいずれにおいても設定可能である。この設定結果は内部メモリ３６に記憶される。
【００３９】
データバス４０は、各種処理部、フレームメモリ２６およびＣＰＵ３９に接続されており、画像データおよび各種指示等のやり取りを行う。
【００４０】
次いで、第１の実施形態における手ブレ補正部１４、ジャイロセンサ１５Ａ，１５Ｂおよび手ブレ補正制御部１６の構成について説明する。図２は第１の実施形態における手ブレ補正部、ジャイロセンサおよび手ブレ補正制御部を示すブロック図、図３はデジタルカメラに加わるパンニングおよびチルティング示す図である。
【００４１】
手ブレ補正部１４は、図２に示す通り、補正レンズ１４１、補正レンズ１４１のＸ方向およびＹ方向の位置を検出して位置信号を出力するホールセンサ１４２Ａ，１４２Ｂおよびサーボモータ等からなるＸ方向およびＹ方向の補正機構１４３から構成される。
【００４２】
補正機構１４３が補正レンズ１４１を光軸に垂直なＸ方向およびＹ方向に駆動することにより、補正レンズ１４１が光軸に垂直なＸ方向およびＹ方向に移動する。なお、補正レンズ１４１は、手ブレが発生していないときは、その光軸が撮影レンズ１２の光軸と一致している位置にあり、この位置を基準位置として駆動される。
【００４３】
ホールセンサ１４２Ａ，１４２Ｂは、補正レンズ１４１のＸ方向およびＹ方向の位置に応じて電圧を発生する。また、ホールセンサ１４２Ａ，１４２Ｂは、補正レンズ１４１が基準位置にあるときに基準電圧を出力し、補正レンズ１４１がＸ方向およびＹ方向に移動した際に基準電圧を中心とした補正レンズ１４１の現位置信号を出力する。
【００４４】
ジャイロセンサ１５Ａ，１５Ｂは、デジタルカメラ１の内部に固設され、Ｘ方向およびＹ方向のブレによるデジタルカメラ１の方向を含む角速度を検出し、Ｘ方向およびＹ方向のアナログの角速度信号を出力する。角速度信号は、ブレが発生していないときに基準値となり、ブレが生じている場合に基準値を中心としたブレ量に応じた値となる。ここで、デジタルカメラ１に図３に示すようなパンニングが生じている場合、ジャイロセンサ１５Ａは、パンニング方向に相当する＋Ｘ方向または−Ｘ方向の角速度信号を所定時間以上出力する。同様に、デジタルカメラ１に図３に示すようなチルティングが生じている場合、ジャイロセンサ１５Ｂは、チルティング方向に相当する＋Ｙ方向または−Ｙ方向の角速度信号を所定時間以上出力する。
【００４５】
再び図１および図２に戻り説明する。手ブレ補正制御部１６は、ジャイロセンサ１５Ａ，１５ＢからのＸ方向およびＹ方向のアナログの角速度信号をそれぞれデジタルの角速度信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータ１６１Ａ，１６１Ｂを有する。
【００４６】
デジタル化された角速度信号は第１のハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂおよびパンチルト判別部１６３に入力される。第１のハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂは後述するフィルタ係数設定部１６４によりハイパスフィルタ係数が設定される。第１のハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂは、ハイパスフィルタ係数に基づくカットオフ周波数を有することにより、入力された角速度信号に対してカットオフ周波数以下の低周波成分を除去する。すなわち、デジタルカメラ１の動作が急に変化しときに発生する角速度信号のみを通過させ、動作がゆっくり変化したときに発生する角速度信号を除去する。これにより、入力された角速度信号のカットオフ周波数以下の角速度信号が補正機構１４３に伝わらなくなる。なお、フィルタ係数設定部１６４によるハイパスフィルタ係数の設定方法については後述する。
【００４７】
低周波成分が除去された角速度信号は位相補償回路１６５Ａ，１６５Ｂに入力される。位相補償回路１６５Ａ，１６５Ｂは、ブレ発生時からジャイロセンサ１５Ａ，１５Ｂの角速度信号出力時までの位相遅れに対して位相補償をするものである。
【００４８】
位相補償された角速度信号は積分回路１６６Ａ，１６６Ｂに入力される。積分回路１６６Ａ，１６６Ｂは角速度信号を積分して角度信号を出力する。
【００４９】
角度信号は第２のハイパスフィルタ１６７Ａ，１６７Ｂおよびパンチルト判別部１６３に入力される。第２のハイパスフィルタ１６７Ａ，１６７Ｂは、ハイパスフィルタ係数に基づくカットオフ周波数を有することにより、角度信号に対してカットオフ周波数以下の低周波成分を除去する。すなわち、デジタルカメラ１の姿勢が急に変化した場合の角度信号を通過させ、ゆっくり姿勢が変化した場合の角度信号を除去する。この第２のハイパスフィルタ１６７Ａ，１６７Ｂを設けることにより、角度信号が徐々にリセットされ、補正機構１４３が基準位置に戻されるともに、補正機構１４３が上記の基準位置に補正される際のセンタリング速度が制御される。
【００５０】
このように第１のハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂが、角速度信号の低周波成分をカットするため、ゆっくり変化する角速度信号が積分回路１６６Ａ，１６６Ｂに入力されず、角度信号が直接変化しないのに対し、第２のハイパスフィルタ１６７Ａ，１６７Ｂを設けることにより、角度信号が徐々にリセットされるため、補正機構１４３の後述する目標位置が直接変化することになる。たとえば、第１のハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂのカットオフ周波数を極端に高くすると、補正機構１４３が現位置に留まり続けるのに対し、第２のハイパスフィルタ１６７Ａ，１６７Ｂのカットオフ周波数を極端に高くすると、補正機構１４３は基準位置に留まり続ける。
【００５１】
低周波成分が除去された角度信号は補正感度回路１６８Ａ，１６８Ｂに入力される。補正感度回路１６８Ａ，１６８Ｂは角度信号にメカ係数を乗算することにより、補正レンズ１４１を変位させる変位信号を算出する。メカ係数は焦点距離に応じた値であり、焦点距離が大きいほどメカ係数の値は大きい。また、補正感度回路１６８Ａ，１６８Ｂは変位信号に基準電圧を加算して補正レンズ１４１の目標位置信号を出力する。また、目標位置信号はリミット回路１７４Ａ，１７４Ｂに入力され、ブレによる角度が補正可能な限界を越えている場合は越えた部分がカットされる。
【００５２】
第２のＡ／Ｄコンバータ１６９Ａ，１６９Ｂはホールセンサ１４２Ａ，１４２Ｂからの補正レンズ１４１のアナログの現位置信号をデジタルの現位置信号に変換する。
【００５３】
補正レンズ１４１の目標位置信号および現位置信号は減算回路１７０Ａ，１７０Ｂに入力される。減算回路１７０Ａ，１７０Ｂは補正レンズ１４１の目標位置信号から現位置信号を減算してフィードバック信号を出力する。
【００５４】
フィードバック信号はサーボ制御回路１７１Ａ，１７１Ｂに入力される。サーボ制御回路１７０Ａ，１７０Ｂはフィードバック信号に基づいて、補正機構１４３のサーボモータをＰＷＭ制御することにより、補正レンズ１４１を目標位置に移動させる。
【００５５】
パンチルト判別部１６３について説明する。パンチルト判別部１６３は、デジタルカメラ１に生じるブレがパンニングおよび／またはチルティングによるものか否かを判別し、判別した情報をフィルタ係数設定部１６４に供給するものである。
【００５６】
パンチルト判別部１６３には、前述の通り、角速度信号および目標位置信号が入力される。パンチルト判別部１６３は、所定の閾値を越えるＸ方向の角速度信号が一定方向で且つ所定時間以上検出された場合に、デジタルカメラ１にパンニングが生じていると判別する。また、パンチルト判別１６３は、Ｘ方向の目標位置信号が補正可能な限界値で一定方向に且つ所定時間以上検出された場合にも、デジタルカメラ１にパンニングが生じていると判断する。なお、前述の通り、Ｘ方向がパンニング方向に相当する。
【００５７】
パンチルト判別部１６３は、同様に、所定の閾値を越えるＹ方向の角速度信号が、一定方向で且つ所定時間以上検出された場合に、デジタルカメラ１にチルティングが生じていると判別する。また、手ブレ補正制御部１６は、Ｙ方向の目標位置信号が補正可能な限界値で一定方向に且つ所定時時間以上検出された場合にも、デジタルカメラ１にチルティングが生じていると判別する。なお、前述の通り、Ｙ方向がチルティング方向に相当するものとする。
【００５８】
フィルタ係数設定部１６４には、パンチルト判別部１６３からの判別情報が供給される。フィルタ係数設定部１６４は、手ブレ補正モードがＯＮになった際に、第１および第２のハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂ，１６７Ａ，１６７Ｂに通常時のハイパスフィルタ係数（以下、通常係数とする。）を設定する。ここで、通常時とは、動画撮影時を含む、ユーザがスルー画を視認しながら構図を確認するときをいう。第１および第２のハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂ，１６７Ａ，１６７Ｂは、ハイパスフィルタ係数に基づく、カットオフ周波数を有する。具体的には、通常時である動画撮影時やスルー画表示時における０．１Ｈｚ〜０．５Ｈｚ程度のカットオフ周波数となる。
【００５９】
フィルタ係数設定部１６４は、パンチルト判別部１６３からの判別情報がパンニングまたはチルティングのいずれか一方である場合に、動作方向でない方向の角速度信号を入力させるハイパスフィルタの係数を通常係数から変更して設定する。
【００６０】
この場合、フィルタ係数設定部１６４は、図４に示すように、動作方向でない角速度信号を入力させる第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数が、第１の実施形態と同様に、動作方向の角度信号を入力させる第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも低くなるようにフィルタ係数を設定する。ここで、低くとは、通常時のカットオフ周波数から静止画撮影時のカットオフ周波数の程度にまで低くすることである。具体的には、静止画撮影時における０．０５Ｈｚ以下のカットオフ周波数にまで低くする。これにより、動作方向でない方向の角速度の変化に対する補正能力が動作方向の補正能力よりも向上する。
【００６１】
デジタルカメラ１がパンニングされている場合、フィルタ係数設定部１６４は、ハイパスフィルタ１６２Ｂのカットオフ周波数をハイパスフィルタ１６２Ａよりも低くすることにより、Ｙ方向のブレに対しての補正能力を通常時よりも向上させる。フィルタ係数設定部１６４は、パンニングが終了した場合、ハイパスフィルタ１６２Ｂのハイパスフィルタ係数を通常係数に戻す。デジタルカメラ１がチルティングされている場合、フィルタ係数設定部１６４は、ハイパスフィルタ１６２Ａのカットオフ周波数をハイパスフィルタ１６２Ｂよりも低くすることにより、Ｘ方向のブレに対しての補正能力を通常時よりも向上させる。フィルタ係数設定部１６４は、チルティングが終了した場合、ハイパスフィルタ１６２Ａのハイパスフィルタ係数を通常係数に戻す。
【００６２】
次いで、第１の実施形態における手ブレ補正方法について説明する。図５は第１の実施形態による手ブレ補正方法のフローチャートである。デジタルカメラ１の手ブレ補正モードがＯＮになるまで待機する（ＳＴ１１）。第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を通常時のカットオフ周波数にする（ＳＴ１２）。
【００６３】
発生中のブレのＸ方向成分およびＹ方向成分を検出し、このブレがパンニングあるいはチルティングによるものか否かを判別する（ＳＴ１３）。発生中のブレがパンニングあるいはチルティングによるものでない場合、現在の第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を維持する。
【００６４】
発生中のパンニングあるいはチルティングがいずれか一方であるか否かを判別する（ＳＴ１４）。いずれか一方である場合、動作方向でない方向の角速度信号に対する第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数を動作方向の角速度信号に対する第１のハイパスフィルタよりも低くする（ＳＴ１５）。また、パンニングおよびチルティングの両方が発生している場合、現在の第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数を維持する。パンニングまたはチルティングが終了したか否かを判別する（ＳＴ１６）。終了した場合は、動作方向でない第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数を通常時のカットオフ周波数に戻し、終了していない場合は、現在の第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数を維持する。
【００６５】
このように、上記第１の実施形態によれば、発生中のブレがパンニングまたはチルティングによるものか否かを判別し、パンニングまたはチルティングのいずれか一方が発生している場合に、動作方向でない方向の角速度信号が入力される第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数を動作方向の角速度信号が入力される第１のハイパスフィルタよりも低くすることにより、動作方向の角速度変化に対する補正能力は通常時の補正能力としつつ、動作方向でない方向の角速度変化に対する補正能力を通常時よりも向上させることができる。これにより、パンニングまたはチルティングしているにも関わらず、補正動作を行うため、パンニングまたはチルティング方向の動きが不自然になることが回避できるとともに、動作方向でない方向に対しては通常時よりもブレを抑えることができ、パノラマ画像が不自然に見えることを解消できる。
【００６６】
次いで、第２の実施形態について説明する。図６は本発明の第２の実施形態における手ブレ補正部、ジャイロセンサおよび手ブレ補正制御部を示すブロック図である。なお、第２の実施形態によるデジタルカメラ１は、フィルタ係数設定部１６４がパンチルト判別部１６３からの判別情報に応じて第２のハイパスフィルタ１６７Ａ，１６７Ｂのハイパスフィルタ係数を設定する点において第１の実施形態と相違するため、相違点についてのみ説明し、他の説明を省略する。
【００６７】
フィルタ係数設定部１６４は、パンチルト判別部１６３からの判別情報がパンニングまたはチルティングのいずれか一方である場合に、動作方向でない角度信号を入力させる第２のハイパスフィルタ１６７Ａ，１６７Ｂの係数を通常係数から変更して設定する。
【００６８】
この場合、フィルタ係数設定部１６４は、図７に示すように、動作方向でない角度信号を入力させる第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数が、動作方向の角度信号を入力させる第２のハイパスフィルタよりも低くなるように設定する。これにより、動作方向でない方向の角度変化に対する補正能力が動作方向の補正能力よりも向上する。なお、図７は積分特性を追加して図示するものであり、カットオフ周波数の低くする程度は、第１の実施形態と同様である。
【００６９】
次いで、第２の実施形態における手ブレ補正方法について説明する。図８は第２の実施形態による手ブレ補正方法のフローチャートを示す。デジタルカメラ１の手ブレ補正モードがＯＮになるまで待機する（ＳＴ２１）。第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を通常係数にする（ＳＴ２２）。
【００７０】
発生中のブレのＸ方向成分およびＹ方向成分を検出し、このブレがパンニングあるいはチルティングによるものか否かを判別する（ＳＴ２３）。発生中のブレがパンニングあるいはチルティングによるものでない場合、現在の第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を維持する。
【００７１】
発生中のパンニングあるいはチルティングが、いずれか一方であるか否かを判別する（ＳＴ２４）。いずれか一方である場合、動作方向でない方向の角度信号に対する第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を動作方向の角度信号に対する第２のハイパスフィルタよりも低くする（ＳＴ２５）。また、パンニングおよびチルティングの両方が発生している場合、現在の第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を維持する。パンニングまたはチルティングが終了したか否かを判別する（ＳＴ２６）。終了した場合は、動作方向でない第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を通常時のカットオフ周波数に戻し、終了していない場合は、現在の第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を維持する。
【００７２】
このように、上記第２の実施形態によれば、動作方向でない方向の角度信号が入力される第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を動作方向の角度信号が入力される第２のハイパスフィルタよりも低くすることにより、動作方向の角度変化に対する補正能力は通常時の補正能力としつつ、動作方向でない方向の角度変化に対する補正能力を通常時よりも向上させることができる。これにより、パンニングまたはチルティングしているにも関わらず、補正動作を行うため、パンニングまたはチルティング方向の動きが不自然になることが回避できるとともに、動作方向でない方向に対しては通常時よりも位置ずれを抑えることができ、パノラマ画像が不自然に見えることを解消できる。
【００７３】
次いで、第３の実施形態について説明する。図９は本発明の第３の実施形態における手ブレ補正部、ジャイロセンサおよび手ブレ補正制御部を示すブロック図である。なお、第３の実施形態によるデジタルカメラ１は、フィルタ係数設定部１６４がパンチルト判別部１６３からの判別情報に応じて第１および第２のハイパスフィルタ１６２Ａ，１６２Ｂ，１６７Ａ，１６７Ｂの両方のフィルタ係数を設定する点において、第１および第２の実施形態と相違するのみであり、構成についての詳細な説明を省略する。
【００７４】
次いで、第３の実施形態における手ブレ補正方法について説明する。図１０は第３の実施形態による手ブレ補正方法のフローチャートを示す。フィルタ係数設定部１６４は、手ブレ補正モードがＯＮになるまで待機する（ＳＴ３１）。第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を通常値にする（ＳＴ３２）。
【００７５】
発生中のブレのＸ成分およびＹ成分を検出し、このブレがパンニングあるいはチルティングによるものか否かを判別する（ＳＴ３３）。発生中のブレがパンニングあるいはチルティングによるものでない場合、現在の第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を維持する。
【００７６】
発生中のパンニングあるいはチルティングが、いずれか一方であるか否かを判別する（ＳＴ３４）。いずれか一方である場合、動作方向でない方向の角速度信号および角度信号に対する第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を動作方向の角速度信号および角度信号に対する第１および２のハイパスフィルタよりも低くする（ＳＴ３５）。また、パンニングおよびチルティングの両方が発生している場合、現在の第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を維持する。パンニングまたはチルティングが終了したか否かを判別する（ＳＴ３６）。終了した場合は、動作方向でない第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を通常値に戻し、終了していない場合は、現在の第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を維持する。
【００７７】
このように、上記第３の実施形態によれば、動作方向でない方向の角速度信号および角度信号が入力される第１および第２のハイパスフィルタのカットオフ周波数を動作方向の角速度信号および角度信号が入力される第１および第２のハイパスフィルタよりも低くすることにより、動作方向の角速度変化および角度変化に対する補正能力を通常時の補正能力としつつ、動作方向でない方向の角速度変化および角度変化に対する補正能力を通常時よりも向上させることができる。
【００７８】
次いで、第４の実施形態について説明する。図１１は本発明の第４の実施形態における手ブレ補正部、ジャイロセンサおよび手ブレ補正制御部を示すブロック図である。第４の実施形態によるデジタルカメラ１は、手ブレ補正制御部１６がコアリング回路１７２Ａ，１７２Ｂおよびコアリング設定部１７３を備えている点において第１の実施形態と相違するため、相違点についてのみ説明し、他の説明を省略する。
【００７９】
第４の実施形態においては、第１のＡ／Ｄコンバータ１６１Ａ，１６１Ｂから出力された角速度信号は、コアリング回路１７２Ａ，１７２Ｂに入力される。コアリング回路１７２Ａ，１７２Ｂは、入力された角速度信号の基準値からの変化量の絶対値がコアリング閾値以下の場合に基準値を出力するものである。すなわち、コアリング閾値内の角速度信号の変化は、いわゆる不感帯内の微細なブレとして手ブレ補正を行わない。
【００８０】
コアリング設定部１７３は、手ブレ補正モードがＯＮになった際に、コアリング回路１７２Ａ，１７２Ｂの通常時のコアリング閾値（以下、通常閾値とする。）を設定する。具体的には、動画撮影時やスルー画表示時における、入力可能な角速度信号の範囲に対して１０パーセント程度のコアリング閾値が設定される。
【００８１】
コアリング設定部１７３は、パンチルト判別部１６３からの判別情報がパンニングまたはチルティングのいずれか一方である場合に、動作方向でない角速度信号を入力させるコアリング回路のコアリング閾値を通常閾値から変更して設定する。
【００８２】
この場合、コアリング設定部１７３は、図１２に示すように、動作方向でない角速度信号を入力させるコアリング回路のコアリング閾値が動作方向の角度信号を入力させるコアリング回路よりも小さくなるように設定する。ここで、小さくとは、通常時のコアリング閾値から静止画撮影時のコアリング閾値の程度にまで小さくすることである。具体的には、静止画撮影時における、入力可能な角速度信号の範囲に対して０〜０．５パーセント程度のコアリング閾値にまで小さくする。すなわち、通常時よりもいわゆる不感帯部分が小さくなることにより、より微細なブレに対しても手ブレ補正がされる。この第４の実施形態は、第２および第３の実施形態に対しても適用することが可能である。
【００８３】
次いで、第４の実施形態による手ブレ補正方法について説明する。図１３は第４の実施形態による手ブレ補正方法のフローチャートを示す。デジタルカメラ１の手ブレ補正モードがＯＮになるまで待機する（ＳＴ４１）。第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数を通常値にする（ＳＴ４２）。コアリング回路のコアリング閾値を通常閾値にする（ＳＴ４３）。
【００８４】
発生中のブレのＸ方向成分およびＹ方向成分を検出し、このブレがパンニングあるいはチルティングによるものか否かを判別する（ＳＴ４４）。発生中のブレがパンニングあるいはチルティングによるものでない場合、現在の第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数およびコアリング回路のコアリング閾値を維持する。
【００８５】
発生中のパンニングあるいはチルティングが、いずれか一方であるか否かを判別する（ＳＴ４５）。いずれか一方である場合、動作方向でない方向の角速度信号に対する第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数を動作方向の角速度信号に対する第１のハイパスフィルタよりも低くする（ＳＴ４６）。また、動作方向でない方向の角速度信号に対するコアリング回路のコアリング閾値を動作方向の角速度信号に対するコアリング回路よりも低くする（ＳＴ４７）。また、パンニングおよびチルティングの両方が発生している場合、現在の第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数、コアリング回路のコアリング閾値を維持する。パンニングまたはチルティングが終了したか否かを判別する（ＳＴ４８）。終了した場合は、動作方向でない第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数およびコアリング回路のコアリング閾値を通常係数、通常閾値に戻し、終了していない場合は、現在の第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数、コアリング回路のコアリング閾値を維持する。
【００８６】
このように、上記第４の実施形態によれば、動作方向でない方向の角度信号が入力される第１のハイパスフィルタのカットオフ周波数を動作方向の角速度信号が入力される第１のハイパスフィルタよりも低くするとともに、動作方向でない方向の角速度信号が入力されるコアリング回路のコアリング閾値を動作方向の角速度信号が入力されるコアリング回路よりも低くすることにより、動作方向の角速度変化の微細なブレに対する補正能力は通常時の補正能力としつつ、動作方向でない方向の角速度変化の微細なブレに対する補正能力を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１                  デジタルカメラ
１５Ａ，１５Ｂ      ジャイロセンサ
１６２Ａ，１６２Ｂ  第１のハイパスフィルタ
１６７Ａ，１６７Ｂ  第２のハイパスフィルタ
１６３              パンチルト判別手段
１６４              フィルタ係数設定部
１７２Ａ，１７２Ｂ  コアリング回路
１７３              コアリング設定部
【図１】
2011215199.tif 000003
【図２】
2011215199.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011215199.tif 000006
【図５】
2011215199.tif 000007
【図６】
2011215199.tif 000008
【図７】
2011215199.tif 000009
【図８】
2011215199.tif 000010
【図９】
2011215199.tif 000011
【図１０】
2011215199.tif 000012
【図１１】
2011215199.tif 000013
【図１２】
2011215199.tif 000014
【図１３】
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