(57)【要約】【課題】  パン又はチルト操作等による大きな揺れが生じても良好な像振れ補正を実現する。【解決手段】  撮像装置は、加えられた振れに応じて振れ補正レンズの目標位置を決定し、振れ補正レンズの位置がその目標位置に収束するようにフィードバック制御を行う。分割手段は、振れ信号を低周波成分と高周波成分とに分割する。第１ローパスフィルタは、高周波成分を積分処理し、第２ローパスフィルタは低周波成分を積分処理する。合成手段は、第１ローパスフィルタの出力信号と第２ローパスフィルタの出力信号とを合成し目標位置として出力する。撮像装置がパン又はチルト中であると判定された場合、第２ローパスフィルタのカットオフ周波数が、パン又はチルト中ではない場合のカットオフ周波数よりも高い値に設定される。【選択図】  図４
2015049401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置であって、
振れ補正レンズと、
前記撮像装置の振れを検出し前記振れに応じた振れ信号を出力する検出手段と、
前記出力された振れ信号に応じて前記振れ補正レンズの目標位置を決定する決定手段と、
前記振れ補正レンズの位置が前記決定された目標位置に収束するようにフィードバック制御を行う位置制御手段と、
を有し、
前記決定手段は、
前記振れ信号を低周波成分と高周波成分とに分割する分割手段と、
前記高周波成分を積分処理する第１ローパスフィルタと、
前記低周波成分を積分処理するカットオフ周波数可変の第２ローパスフィルタと、
前記第１ローパスフィルタの出力信号と前記第２ローパスフィルタの出力信号とを合成し前記目標位置として出力する合成手段と、
前記撮像装置のパン又はチルト動作を判定する判定手段と、
前記判定手段によりパン又はチルト中であると判定された場合、前記第２ローパスフィルタのカットオフ周波数を、パン又はチルト中ではない場合のカットオフ周波数より高い値に設定する設定手段と、
を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記分割手段は、
前記低周波成分を抽出する第３ローパスフィルタと、
前記振れ信号から前記第３ローパスフィルタにより抽出された前記低周波成分を減算することで前記高周波成分を取得する減算器と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像装置が露光中である場合は、前記第３ローパスフィルタの出力が更新されないように前記第３ローパスフィルタの演算を停止することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像装置が露光中である場合は、前記合成手段は、前記第１ローパスフィルタの出力信号をそのまま前記目標位置として出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮像装置であって、
振れ補正レンズと、
前記撮像装置の振れを検出し前記振れに応じた振れ信号を出力する検出手段と、
前記出力された振れ信号に応じて前記振れ補正レンズの目標位置及び目標速度を決定する決定手段と、
前記振れ補正レンズの位置が前記決定された目標位置に収束するようにフィードバック制御を行う位置制御手段と、
前記振れ補正レンズの速度が前記決定された目標速度に収束するようにフィードバック制御を行う速度制御手段と、
を有し、
前記決定手段は、
前記振れ信号を低周波成分と高周波成分とに分割し、前記高周波成分を前記目標速度として前記速度制御手段に出力する分割手段と、
前記低周波成分を積分処理して前記目標位置として前記位置制御手段に出力する、カットオフ周波数可変の第２ローパスフィルタと、
前記撮像装置のパン又はチルト動作を判定する判定手段と、
前記判定手段によりパン又はチルト中であると判定された場合、前記第２ローパスフィルタのカットオフ周波数を、パン又はチルト中ではない場合のカットオフ周波数より高い値に設定する設定手段と、
を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記分割手段は、
前記低周波成分を抽出する第３ローパスフィルタと、
前記振れ信号から前記第３ローパスフィルタにより抽出された前記低周波成分を減算することで前記高周波成分を取得する減算器と、
を含むことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像装置が露光中である場合は、前記第３ローパスフィルタの出力が更新されないように前記第３ローパスフィルタの演算を停止することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
振れ補正レンズを備える撮像装置の制御方法であって、
検出手段が、前記撮像装置のブレを検出し前記振れに応じた振れ信号を出力する検出ステップと、
決定手段が、前記出力された振れ信号に応じて前記振れ補正レンズの目標位置を決定する決定ステップと、
位置制御手段が、前記振れ補正レンズの位置が前記決定された目標位置に収束するようにフィードバック制御を行う位置制御ステップと、
を有し、
前記決定ステップは、
分割手段が、前記振れ信号を低周波成分と高周波数成分とに分割するステップと、
第１ローパスフィルタが、前記高周波成分を積分処理するステップと、
カットオフ周波数可変の第２ローパスフィルタが、前記低周波成分を積分処理するステップと、
合成手段が、前記第１ローパスフィルタの出力信号と前記第２ローパスフィルタの出力信号とを合成し前記目標位置として出力するステップと、
判定手段が、前記撮像装置のパン又はチルト動作を判定する判定ステップと、
前記判定ステップで前記撮像装置がパン又はチルト中であると判定された場合、前記第２ローパスフィルタのカットオフ周波数を、パン又はチルト中ではない場合のカットオフ周波数より高い値に設定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
振れ補正レンズを備える撮像装置の制御方法であって、
検出手段が、前記撮像装置の振れを検出し前記振れに応じた振れ信号を出力するステップと、
決定手段が、前記出力された振れ信号に応じて前記防振レンズの目標位置及び目標速度を決定するステップと、
位置制御手段が、前記振れ補正レンズの位置が前記決定された目標位置に収束するようにフィードバック制御を行うステップと、
速度制御手段が、前記振れ補正レンズの速度が前記決定された目標速度に収束するようにフィードバック制御を行うステップと、
を有し、
前記決定ステップは、
分割手段が、前記振れ信号を低周波成分と高周波成分とに分割し、前記高周波成分を前記目標速度として前記速度制御手段に出力するステップと、
カットオフ周波数可変の第２ローパスフィルタが、前記低周波成分を積分処理して前記目標位置として前記位置制御手段に出力するステップと、
判定手段が、前記撮像装置のパン又はチルト動作を判定する判定ステップと、
設定手段が、前記判定ステップで前記撮像装置がパン又はチルト中であると判定された場合、前記第２ローパスフィルタのカットオフ周波数を、パン又はチルト中ではない場合のカットオフ周波数より高い値に設定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムを格納したコンピュータ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、撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置で撮像された画像は、例えば撮像時にカメラ本体を保持するユーザの手が揺れることにより被写体像に振れ、いわゆる手振れが生じる場合がある。このため、デジタルカメラにはカメラ本体に加えられた振動によって撮像画面に現れる被写体像の振れを補正する機能が組み込まれてたものが多い。
【０００３】
従来、像振れ補正処理としては、光学式像振れ補正処理や、電子式像振れ補正処理が知られている。光学式像振れ補正処理では、角速度センサ等でカメラ本体の振動を検出し撮像光学系内の防振レンズを移動させ撮像光学系の光軸方向を変化させる。これにより撮像素子の受光面に結像される像を移動して像振れを補正する。また、電子式像振れ補正処理では、撮像画像に画像処理を施して擬似的に像振れを補正する。
【０００４】
ところで、角速度センサから出力される振れ信号には、手振れのような補正すべき振動に起因する信号の他に、パンニング操作のような撮影者の意図的なカメラ操作に起因する信号等も含まれる。したがって、単に振れ信号に基づいて防振レンズを駆動すると、パン又はチルトのような大きな振れに対しても像振れ補正が行われる。しかし、パン又はチルト操作時に像振れ補正処理が行われると、防振レンズが駆動できる範囲を超えてしまったり、パン又はチルト後に画像揺れ（揺れ戻し）が生じ、カメラ操作や映像に違和感が生じるため好ましくない。
【０００５】
これに対して、角速度センサから出力された振れ信号がパン又はチルト操作によるものであると判断された場合には画像振れ補正を停止し、防振レンズを可動範囲の中心（変位量０とする基準位置）に戻して停止させておく揺れ戻し補正が知られている。
【０００６】
ところで、パン又はチルト操作の終了時には、カメラの角速度の急激な変化による検出信号処理系でハイパスフィルタ（ＨＰＦ）や積分器の残留信号等により振れ信号が厳密には０にならず、漸進的に０値に近づく。このため、像振れ補正を再開する際に防振レンズがこの振れ信号により大きく動き、画像の揺れ戻しが発生する。
【０００７】
このような揺れ戻しを防ぐための技術として、特許文献１は、角速度の信号処理系フィルタのカットオフ周波数をパンニング操作終了時に段階的に変化させる像振れ補正を開示する。また、特許文献２は、揺れ戻しの原因となっている角速度の信号処理系フィルタに極低域のカットオフ周波数を持つＨＰＦやＬＰＦ（積分器）を使用せずに、防振レンズの駆動を角速度に応じた速度制御を行う方法を開示する。また、特許文献３は、角速度センサで検出した振れ信号に基づき振れ補正レンズにより振れを補正し、低周波成分の像振れ信号に基づき電子防振により振れを補正する技術を開示する。これにより、パン又はチルト操作等の大きな振れがあっても防振レンズの駆動域を十分に確保するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１１３２６４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１８０７３号公報
【特許文献３】特開２０１０−００４３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された方法では、パン又はチルト操作直後の防振が弱くなってしまうという課題がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載された方法では、露光時以外では防振レンズを位置制御によりセンタリングする動作になるため、体揺れ等の揺れ信号の低域成分に対する防振性能が弱くなる。また、ＨＰＦを持たないため角速度センサのオフセットや温度変動が大きい場合には防振レンズが中央からすぐに離れてしまうという課題もある。そのため、オフセットや温度変動の少ない水晶ジャイロ等の高コストのセンサが必要になる。
【００１１】
また、特許文献３に記載された方法では、電子防振を行うことができない露光時の低周波数の振れ補正性能が低下するという課題がある。
【００１２】
本発明は、このような課題の少なくとも一つを解決するものであり、パン又はチルト操作等による大きな揺れが生じても良好な像振れ補正を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面によれば、撮像装置であって、振れ補正レンズと、前記撮像装置の振れを検出し前記振れに応じた振れ信号を出力する検出手段と、前記出力された振れ信号に応じて前記振れ補正レンズの目標位置を決定する決定手段と、前記振れ補正レンズの位置が前記決定された目標位置に収束するようにフィードバック制御を行う位置制御手段とを有し、前記決定手段は、前記振れ信号を低周波成分と高周波成分とに分割する分割手段と、前記高周波成分を積分処理する第１ローパスフィルタと、前記低周波成分を積分処理するカットオフ周波数可変の第２ローパスフィルタと、前記第１ローパスフィルタの出力信号と前記第２ローパスフィルタの出力信号とを合成し前記目標位置として出力する合成手段と、前記撮像装置のパン又はチルト動作を判定する判定手段と、前記判定手段によりパン又はチルト中であると判定された場合、前記第２ローパスフィルタのカットオフ周波数を、パン又はチルト中ではない場合のカットオフ周波数より高い値に設定する設定手段とを含むことを特徴とする撮像装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、パン又はチルト操作等による大きな揺れが生じても良好な像振れ補正が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る撮像装置の機能構成例を示すブロック図。
【図２】実施形態における防振レンズ駆動部の構成例を示すブロック図。
【図３】実施形態１に係る振れ補正機構の構成例を示す分解斜視図。
【図４】実施形態１に係る防振制御部及びレンズ制御部の内部構成を示すブロック図。
【図５】実施形態２に係る防振制御部及びレンズ制御部の内部構成を示すブロック図
【図６】実施形態１に係る防振制御部の処理を示すフローチャート。
【図７】実施形態２に係る防振制御部の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態において撮像装置はデジタルスチルカメラであるが、動画撮影機能を有していてもよい。
【００１８】
ズームユニット１０１は、結像光学系を構成する、倍率が可変な撮影レンズの一部であり、撮影レンズの倍率を変更するズームレンズを含んでいる。ズーム駆動部１０２は、制御部１１９の制御に従ってズームユニット１０１の駆動を制御する。振れ補正レンズとしての防振レンズ１０３は、撮影レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能に構成されている。防振レンズ駆動部１０４は、制御部１１９の制御に従って防振レンズ１０３を駆動する。
【００１９】
絞り・シャッタユニット１０５は、絞り機能を有するメカニカルシャッタである。絞り・シャッタ駆動部１０６は、制御部１１９の制御に従って絞り・シャッタユニット１０５を駆動する。フォーカスレンズ１０７は撮影レンズの一部であり、撮影レンズの光軸に沿って位置を変更可能に構成される。フォーカス駆動部１０８は、制御部１１９の制御に従ってフォーカスレンズ１０７を駆動する。
【００２０】
撮像部１０９は、撮影レンズによる光学像を、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を用いて画素単位の電気信号に変換する。撮像信号処理部１１０は、撮像部１０９から出力された電気信号に対して、Ａ／Ｄ変換、相関二重サンプリング、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、色補間処理等を行い、映像信号に変換する。映像信号処理部１１１は、撮像信号処理部１１０から出力された映像信号を、用途に応じて加工する。具体的には、映像信号処理部１１１は、表示用の映像を生成したり、記録用に符号化処理やデータファイル化を行ったりする。
【００２１】
表示部１１２は、映像信号処理部１１１が出力する表示用の映像信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。電源部１１５は、撮像装置全体に、用途に応じて電源を供給する。外部入出力端子部１１６は、外部装置との間で通信信号及び映像信号を入出力する。操作部１１７は撮像装置にユーザが指示を与えるためのボタンやスイッチなどを有する。記憶部１１８は、映像情報など様々なデータを記憶する。制御部１１９は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵで実行することによって撮像装置の各部を制御し、以下に説明する様々な動作を含む撮像装置の動作を実現する。
【００２２】
操作部１１７には、押し込み量に応じて第１スイッチ（ＳＷ１）及び第２スイッチ（ＳＷ２）が順にオンするように構成されたレリーズボタンが含まれる。レリーズボタンが約半分押し込まれたときにレリーズスイッチＳＷ１がオンし、レリーズボタンが最後まで押し込まれたときにレリーズスイッチＳＷ２がオンする。レリーズスイッチＳＷ１がオンすると、制御部１１９が例えば映像信号処理部１１１が表示部１１２に出力する表示用の映像信号に基づくＡＦ評価値に基づいてフォーカス駆動部１０８を制御することにより自動焦点検出を行う。また、制御部１１９は映像信号の輝度情報と例えば予め定められたプログラム線図に基づいて適切な露光量を得るための絞り値及びシャッタスピードを決定するＡＥ処理を行う。レリーズスイッチＳＷ２がオンされると、制御部１１９は決定した絞り及びシャッタ速度で撮影を行い、撮像部１０９で得られた画像データを記憶部１１８に記憶するように各部を制御する。
【００２３】
操作部１１７には、振れ補正（防振）モードを選択可能にする防振スイッチが含まれる。防振スイッチにより振れ補正モードが選択されると、制御部１１９が防振レンズ駆動部１０４に防振動作を指示し、これを受けた防振レンズ駆動部１０４が防振オフの指示がなされるまで防振動作を行う。また、操作部１１７には、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を選択可能な撮時モード選択スイッチが含まれており、それぞれの撮影モードにおいて防振レンズ駆動部１０４の動作条件を変更することができる。また、操作部１１７には再生モードを選択するための再生モード選択スイッチも含まれており、再生モード時には防振動作を停止する。また、操作部１１７には、またズーム倍率変更の指示を行う倍率変更スイッチが含まれる。倍率変更スイッチによりズーム倍率変更の指示があると、制御部１１９を介して指示を受けたズーム駆動部１０２がズームユニット１０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームユニット１０１を移動させる。
【００２４】
（防振レンズ駆動部１０４の構成）
図２は、防振レンズ駆動部１０４の機能構成例を示すブロック図である。第１振動センサ２０１は、例えば角速度センサであり、通常姿勢（画像の長さ方向が水平方向とほぼ一致する姿勢）における、撮像装置の垂直方向（ピッチ方向）の振動を検出する。第２振動センサ２０２は、例えば角速度センサであり、通常姿勢における撮像装置の水平方向（ヨー方向）の振動を検出する。第１及び第２防振制御部２０３，２０４はそれぞれ、ピッチ方向、ヨー方向における防振レンズの目標位置を決定し、目標位置に関する補正位置制御信号を出力し、防振レンズの駆動を制御する。
【００２５】
第１レンズ制御部２０５は、フィードバック制御によって例えばアクチュエータである第１ドライブ部２０７を駆動する。このフィードバック制御は、第１防振制御部２０３からのピッチ方向における補正位置制御信号と、第１ホール素子２０９からの防振レンズのピッチ方向における位置情報とに基づいて実行される。同様に、第２レンズ制御部２０６は、フィードバック制御によって例えばアクチュエータである第２ドライブ部２０８を駆動する。このフィードバック制御は、第２防振制御部２０４からのヨー方向における補正位置制御信号と、第２ホール素子２１０からの防振レンズのヨー方向における位置情報とに基づいて実行される。
【００２６】
（防振レンズ駆動部１０４の動作）
次に、図２に示す防振レンズ駆動部１０４による防振レンズ１０３の駆動制御動作について説明する。第１及び第２防振制御部２０３，２０４にはそれぞれ、第１及び第２振動センサ２０１，２０２から、撮像装置のピッチ方向、ヨー方向の振れを表す振れ信号（角速度信号）が供給される。第１及び第２防振制御部２０３，２０４はそれぞれ、供給された振れ信号に基づいて、ピッチ方向及びヨー方向に防振レンズ１０３を駆動する補正位置制御信号を生成し、第１及び第２レンズ制御部２０５，２０６に出力する。
【００２７】
第１及び第２ホール素子２０９，２１０はそれぞれ、防振レンズ１０３に設けられた磁石による磁場の強さに応じた電圧を有する信号を、防振レンズ１０３のピッチ方向及びヨー方向における位置情報として出力する。位置情報は第１及び第２レンズ制御部２０５，２０６に供給される。第１及び第２レンズ制御部２０５，２０６はそれぞれ、第１及び第２ホール素子２０９，２１０からの信号値（防振レンズの位置を表す。）が、第１及び第２防振制御部２０３，２０４からの補正位置制御信号値（防振レンズの目標位置を表す。）に収束するよう、第１及び第２ドライブ部２０７，２０８を駆動しながらフィードバック制御する。
【００２８】
なお、第１及び第２ホール素子２０９，２１０から出力される位置信号値にはばらつきがある。そのため、所定の補正位置制御信号に対して防振レンズ１０３が所定の位置に移動するように、第１及び第２ホール素子２０９，２１０の出力調整を行う。
【００２９】
第１及び第２防振制御部２０３，２０４は、第１及び第２振動センサ２０１，２０２からの振れ情報に基づき、画像振れを打ち消すように防振レンズ１０３の位置を移動させる補正位置制御信号をそれぞれ出力する。例えば、第１及び第２防振制御部２０３，２０４は、振れ情報（角速度信号）あるいは、振れ情報にフィルタ処理等を行うことにより補正速度あるいは補正位置制御信号を生成することができる。
【００３０】
以上の動作により、撮影時に手ぶれ等の振動が撮像装置に存在しても、ある程度の振動までは画像振れを防止できる。また、第１及び第２防振制御部２０３，２０４は、第１及び第２振動センサ２０１，２０２からの振れ情報と、第１及び第２ホール素子２０９，２１０の出力に基づいて、撮像装置のパンニング状態を検出し、パンニング制御を行う。
【００３１】
（振れ補正機構）
図３は、防振レンズ１０３、防振レンズ駆動部１０４、絞り・シャッタユニット１０５、絞り・シャッタ駆動部１０６に相当する振れ補正機構の具体的構成例を示す分解斜視図である。
【００３２】
ベース３０１は振れ補正機構の基台であり、絞り・シャッタユニット１０５及びＮＤフィルタ機構もベース３０１に固定される。ベース３０１には一体的に図示の２つのフォロワピン３０２及び不図示の可動フォロワピンが設けられ、ベース３０１の径方向外側にある不図示のカム筒の３本のカム溝にこれら３つのフォロワピンが嵌合し、カム溝に沿って光軸方向に進退するように構成される。
【００３３】
防振レンズ１０３はホルダ３１６に不図示のカシメ爪によって保持されている。レンズカバー３０３は防振レンズ１０３を通過する光束を制限する開口部を備え、側面に伸びた３カ所の腕部３０４それぞれに開口３０５が設けられており、ホルダ３１６の側面３カ所に設けられた突起３１５と嵌合することによりホルダに一体的に保持される。ホルダには前述した磁石３１２，３１３が一体的に保持されている。
【００３４】
ホルダ３１６は３つのボール３０７を介してベース３０１に圧接されており、ボール３０７が転がることにより光軸に垂直な面内の任意方向に移動可能である。ボール３０７でホルダ３１６を保持する構成は、ガイドバーでホルダをガイドする構成より微小な振幅で、かつ高周期の振動を実現できるため、高画素数の撮像素子を有する撮像装置においても良好な補正を行うことが可能になる。
【００３５】
スラストスプリング３１４は一端がホルダ３１６の突起３１５に係合し、他端がベース３０１の不図示の突起に係合して伸ばされた状態で保持され、ホルダ３１６をベース３０１に向かって付勢している。ラジアルスプリング３１７，３１８はホルダ３１６の回転を防ぐ。
【００３６】
樹脂製のボビン３１０，３１１の先端には金属製のピンが一体的に構成されており、コイル３０８，３０９の端部が絡げられている。フレキシブル基板（ＦＰＣ）３２４は、そのランド３２５がボビン３１０，３１１のピンと半田付けなどにより電気的に接続され、コイル３０８，３０９に電力を供給する回路を形成している。
【００３７】
また第１及び第２ホール素子２０９，２１０は磁石３１２，３１３の近傍に配置され、磁石３１２，３１３による磁界を検出する。第１及び第２ホール素子２０９，２１０はＦＰＣ３２４に実装され、ＦＰＣ３２４を通じて電力が供給されている。
【００３８】
ＦＰＣ３２７は絞り・シャッタユニット１０５及びＮＤフィルタ駆動部に電力を供給する回路を形成する。ＦＰＣ３２４，３２７は、突起３２１によってホルダ３２０に固定される。
【００３９】
（防振制御部及びレンズ制御部の構成）
図４は、第１防振制御部２０３及び第１レンズ制御部２０５の内部構成を示すブロック図である。なお、第２防振制御部２０４及び第２レンズ制御部２０６も２０３、２０５と同一の内部構成を有しているため第２防振制御部２０４、第２レンズ制御部２０６の説明は省略する。
【００４０】
図４において、検出手段としての第１振動センサ２０１は、撮像装置に加わる振れを検出し振れに応じた振れ信号（角速度信号）を出力する。ＬＰＦ４０２は、振動センサ２０１から出力された振れ信号から、低周波成分を抽出する。そして、減算器４１０で、振動センサ２０１から出力された振れ信号からＬＰＦ４０２で抽出された低周波成分を減算することで、振れ信号の高周波成分を取得することができる。すなわち本実施形態では、ＬＰＦ４０２と減算器４１０とにより、振れ信号を低周波成分と高周波成分とに分割する分割手段が構成される。ＬＰＦ４０１（第１ローパスフィルタ）は、上記取得された振れ信号の高周波成分を積分処理する。このＬＰＦ４０１が振れ信号の高周波成分を積分することで、角速度情報から角度情報に変換し、高周波成分のみ抽出された振れ角度信号が生成される。一方、ＬＰＦ４０２により抽出された振れ信号の低周波成分は、カットオフ周波数可変のＬＰＦ４０３（第２ローパスフィルタ）により、同様に積分処理され、低周波成分のみ抽出された振れ角度信号が生成される。パン判定部４０４は、次のような場合に、パン又はチルト中と判定する。
（１）撮像装置がパン、チルト動作や大きく振られた際にＬＰＦ４０２（第３ローパスフィルタ）で抽出された低周波成分が所定値より大きくなったとき。
（２）防振レンズ位置がレンズ中心位置から大きく離れたとき。
このときＬＰＦ４０３は、パン判定部４０４の判定結果を受けて、ＬＰＦ４０３のカットオフ周波数を高い値に設定する。本処理により大きな振れが撮像装置に加わった場合に、防振レンズが可動範囲以上に駆動してしまうことを防止し、またパン動作直後の揺れ戻しにより撮影画像が不安定になることを防止する。
【００４１】
以上のように生成された振れ信号の低周波及び高周波な振れ角度信号が合成されて防振レンズ目標位置としてレンズ位置制御部４０７へ入力される。レンズ位置制御部４０７では、防振レンズ目標位置に対する、ホール素子２０９で検出された位置情報のフィードバック制御による防振動作が実行される。レンズ位置制御部４０７の構成はどのような制御演算器を使用してもよいが、例えばＰＩＤ制御を使用する。
【００４２】
スイッチ４０５は、ＬＰＦ４０３の出力を振動センサ２０１の出力から減算しＬＰＦ４０１へ入力する際に、ＬＰＦ４０２の出力値を更新し続けるか、一定値を出力するかを切り替える。また、スイッチ４０６は、ＬＰＦ４０３で演算された低周波のみ抽出された手振れ角度信号を防振レンズ目標位置として第１レンズ制御部２０５へ入力するか否かを切り替える。
【００４３】
以上のように構成された撮像装置において行われる防振レンズ制御方法について図６を参照して説明する。図６は撮像装置において行われる防振処理を示すフローチャートである。
【００４４】
防振制御演算は、一定周期間隔で実行される。まず第１振動センサ２０１から振れ信号を取得し（Ｓ１０２）、露光中であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。露光中でない場合は、振れ信号の周波数帯域を分割するためのＬＰＦ４０２の演算を行い（Ｓ１０４）、その演算結果を、振れ信号の低域成分としてバッファに保存する（Ｓ１０６）。次に、振れ信号から、ＬＰＦ４０２で演算された手振れの低周波成分を減算し、高周波数成分を抽出する（Ｓ１０７）。このようにして、振れ信号は、ＬＰＦ４０２で、設定したカットオフ周波数にて低周波成分と高周波成分に分割される。Ｓ１０７にて抽出した手振れの高周波成分は、ＬＰＦ４０１にて積分されることで角速度信号から角度信号に変換される（Ｓ１０８）。得られた角度信号はバッファに保存される（Ｓ１０９）。
【００４５】
次に、パン判定部４０４にて、撮像装置がパン動作中であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。パンニング中であると判定された場合には、ＬＰＦ４０３のカットオフ周波数を、撮像装置が静止状態の場合と比べて高周波側へ変更する（Ｓ１１２）。一方、パンニング中ではないと判定された場合には、あらかじめ決められた静止状態でのカットオフ周波数に設定する。
【００４６】
次に、Ｓ１０６でバッファに保存された手振れの低周波成分を読み出す（Ｓ１１１）。読み出した信号は、Ｓ１１３にて、ＬＰＦ４０３により積分処理されて、角速度情報から角度情報へ変換され、バッファに保存される（Ｓ１１４）。次に、露光中であるか否かを判定する（Ｓ１１５）。露光中ではない場合は、Ｓ１０９、Ｓ１１４でそれぞれバッファに保存された手振れの角度情報の低周波成分と高周波成分とを加算する（Ｓ１１８）。そして、この加算結果が、防振レンズの目標位置として出力される（Ｓ１１９）。露光中である場合は、Ｓ１０９で保存された手振れの角度情報の低周波成分（ＬＰＦ４０１の出力値）が、そのまま防振レンズの目標位置として出力される（Ｓ１１６）。こうして出力された防振レンズの目標位置は第１レンズ制御部２０５へと入力される（Ｓ１２０）。
【００４７】
このように演算されたレンズ目標位置に防振レンズ位置が追従するようにフィードバック制御されることで、撮像装置に加わる手振れの影響が除去される。ここで、振れ信号を周波数で分割するＬＰＦ４０２のカットオフ周波数は、手振れの影響が大きい周波数帯が高周波帯の信号に含まれるように決定される。例えば、振れ信号が主に３Ｈｚ〜５Ｈｚ程度の周波数に多く含まれる場合には、カットオフ周波数は少なくとも３Ｈｚ以下に設定される。
【００４８】
本実施形態では、振れ信号を低周波、高周波に分割してそれぞれに対して別々に信号処理を行った後、それぞれの信号を合算して、これを防振レンズ目標位置とする。そして、パンニング等の防振したくない周波数成分を含む低周波側の振れ信号にのみ、積分ＬＰＦのカットオフ周波数変更等の、振れ信号を減衰させる処理を行う。これが本実施形態の特徴的な処理の一つである。従来のように、振れ信号を周波数ごとに分割せずに、パンニング等の手振れ以外の不必要な信号に防振レンズが追従しないように信号を減衰させる処理を適用した場合、本来必要な手振れの影響が大きい周波数に対する防振性能も低下させてしまう。本実施形態では、パンニングに対する処理を行わない高周波側の信号に手振れを多く含む周波数帯を含ませ、それ以外の低周波の信号を減衰させる。これにより、パンニング中、パンニング直後も手振れに対する補正は劣化させず、パンニングによる撮影画像の揺れ戻しの影響を除去することができる。
【００４９】
一方、Ｓ１０３で露光中と判定された場合には、ＬＰＦ４０２の演算を停止してＬＰＦ４０２の出力を更新しないようにする。これにより、Ｓ１０６でＬＰＦ４０２出力値を保存する際には、ＬＰＦ４０２の演算を停止する露光直前の値が更新されずそのまま保持されることになる。そしてＳ１０７では、振れ信号から露光直前のＬＰＦ４０２の出力信号を減算することで、振れ信号の周波数を分割するのではなく、信号センサの持つＤＣオフセット成分のみを除去することになる。そして、Ｓ１１５で露光中と判定された場合には、Ｓ１１６にてＬＰＦ４０１の出力値のみを防振レンズターゲットとする。これにより、露光期間中は、低周波成分の除去を行わず、ＤＣ成分のみ取り除いた振れ信号により防振制御を行うことができる。このように、露光中に処理を変更することで長秒撮影時等に体ブレなど比較的低い周波数にブレ信号が発生した場合でも、低域周波数まで防振することができ、長秒撮影時等の手振れに不利な条件下でもブレ補正の効果を高くすることができる。
【００５０】
＜実施形態２＞
図５は、実施形態２に係る第１防振制御部２０３及び第１レンズ制御部２０５の内部構成を示すブロック図である。また、図７は、実施形態２に係る撮像装置において行われる防振処理を示すフローチャートである。以下では、実施形態１と異なる部分のみ説明する。
【００５１】
図５の構成には、防振制御部２０３にＬＰＦ４０１及びスイッチ４０６が存在しない。また、図５の構成、防振レンズ位置を検出する第１ホール素子２０９を微分してレンズの速度を算出するための微分器５０２が付加されている。更に、図５の構成には、レンズ速度制御器５０１が付加されている。レンズ速度制御器５０１は、振動センサ２０１で検出した振れ信号から微分器５０２で算出されたレンズの速度を減算することで抽出した高周波成分の信号（角速度）に追従させる。また、第１ドライブ部２０７に入力される制御量にレンズ位置制御器５０４で演算した制御量を付加するかを選択するスイッチ５０３が付加されている。
【００５２】
図７において、振れ信号からＬＰＦ４０２で演算された低周波成分を減算することで（Ｓ１０７）、振れ信号の高周波成分を抽出する。そして、その演算結果を、実施形態１のＳ１０８のように積分することなく、バッファに保存する（Ｓ２０１）。また、振れ信号の低周波成分はＳ１１３で積分された後にＳ１１４でバッファに保存される。低周波、高周波に分割して演算された防振ターゲットは、高周波成分は速度制御器５０１のレンズ目標速度として制御され（Ｓ２０２）、低周波成分は位置制御器５０４のレンズ目標位置として制御される（Ｓ２０３）。
【００５３】
また、露光中は、実施形態１と同様に振れ信号から低周波を抽出するためのＬＰＦ４０３の演算を停止することで、振れ信号からＤＣオフセット成分のみを除去した信号が速度制御器に入力される。また、露光中にスイッチ５０３をオフすることで、レンズ位置のフィードバックは行わずに目標速度にのみ追従することになる。
【００５４】
本実施形態による利点は、振れ信号から抽出する高周波パス側に積分のためのＬＰＦを使用する必要がない点にある。このように積分ＬＰＦを使用しないことで、ＬＰＦの演算による演算誤差による影響と、ＬＰＦのカットオフ周波数の影響による揺り戻しの影響を、より有効に低減することができる。
【００５５】
（他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して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）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明を構成することになる。
【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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