(57)【要約】      （修正有）【課題】パンニング等により大きな揺れが生じた場合でも安定した像振れ補正、および広い周波数帯域での像振れ補正装置を提供する。【解決手段】カメラ１０１のＣＰＵ１０５は角速度計１０３の出力を取得し、振れ補正部１０８により像振れ補正を行う。角度１算出部１１０は、ＨＰＦ１０９によりオフセット成分を除去した信号を積分して角度１を算出する。角速度減算量算出部１１５は、角速度計１０３の出力から第１オフセットを減算した信号と、角度２算出部１１７の出力から第２オフセットを減算した信号に基づいて角速度減算量を演算する。角度２算出部１１７は、角速度計１０３の出力から角速度減算量を減算した信号を積分して角度２を算出する。ＣＰＵ１０５はレリーズＳＷ１０４の操作前には角度１に基づく補正量を用いて像振れ補正を行い、レリーズＳＷ１０４が操作された後では角度２に基づく補正量を用いて像振れ補正を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の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する振れ検出信号を取得して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前記像振れ補正量に従って像振れを補正する振れ補正手段と、を備え、
前記演算手段は、
前記振れ検出信号から、第１オフセットを算出する第１オフセット算出手段および第２オフセットを算出する第２オフセット算出手段と、
前記振れ検出信号から前記第１オフセットを減算した信号、および前記像振れ補正量から前記第２オフセットを減算した信号を取得して減算量を算出する減算量算出手段を有しており、
前記演算手段は、前記振れ検出信号から、前記減算量算出手段が算出した減算量を減算した信号を積分することで前記像振れ補正量を算出することを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記減算量算出手段は、前記像振れ補正量から前記第２オフセット算出手段の出力を減算した信号を閾値と比較してゲイン係数を演算し、前記振れ検出信号から前記第１オフセットを減算した信号に前記ゲイン係数を乗算して前記減算量を算出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】
前記減算量算出手段は、前記像振れ補正量から前記第２オフセット算出手段の出力を減算した信号と前記閾値との差が大きいほど、前記ゲイン係数を大きく設定することを特徴とする請求項２に記載の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記第２オフセット算出手段は、前回のサンプリングにおける前記像振れ補正量を取得して前記第２オフセットを算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項５】
前記第２オフセット算出手段は装置の揺れ判定を行い、判定値に応じて前記像振れ補正量への追従性を変更して前記第２オフセットを算出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項６】
前記第２オフセット算出手段は、前記振れ検出信号を取得して装置の揺れ判定を行う判定手段と、ローパスフィルタを備え、前記判定手段による揺れ判定の判定値により前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を変更することを特徴とする請求項５に記載の像振れ補正装置。
【請求項７】
前記判定手段により装置の揺れが閾値より大きいと判定された場合、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数が低く設定され、前記判定手段により装置の揺れが閾値より小さいと判定された場合、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数が高く設定されることを特徴とする請求項６に記載の像振れ補正装置。
【請求項８】
前記第２オフセット算出手段は、前記第１オフセット算出手段の出力を取得し、時定数を乗算することで前記第２オフセットを算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項９】
前記演算手段は、
前記振れ検出信号を取得して第１の像振れ補正量を演算する第１演算部と、
前記振れ検出信号を取得して第２の像振れ補正量を演算する第２演算部と、
前記第１の像振れ補正量と第２の像振れ補正量を切り替える切り替え部を備え、
前記第１の像振れ補正量または第２の像振れ補正量に基づいて像振れ補正を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項１０】
前記第１演算部は、前記振れ検出信号からオフセットを除去した信号を積分することで前記第１の像振れ補正量を算出し、
前記第２演算部は、前記振れ検出信号から前記第１オフセット算出手段の出力を減算した信号と、前回のサンプリングで取得した前記第２の像振れ補正量から前記第２オフセット算出手段の出力を減算した信号により前記減算量を演算し、前記振れ検出信号から前記減算量を減算した信号を積分することで前記第２の像振れ補正量を算出することを特徴とする請求項９に記載の像振れ補正装置。
【請求項１１】
前記第１演算部は、ハイパスフィルタを用いて前記振れ検出信号からオフセットを除去することを特徴とする請求項１０に記載の像振れ補正装置。
【請求項１２】
前記第１演算部は、前回のサンプリングで取得した前記第２の像振れ補正量から前記第２オフセット算出手段の出力を減算して前記第１の像振れ補正量を算出し、
前記第２演算部は、前記振れ検出信号から前記第１オフセット算出手段の出力を減算した信号と、前回のサンプリングで取得した前記第２の像振れ補正量から前記第２オフセット算出手段の出力を減算した信号により前記減算量を演算し、前記振れ検出信号から前記減算量を減算した信号を積分することで前記第２の像振れ補正量を算出することを特徴とする請求項９に記載の像振れ補正装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を備えることを特徴とする光学機器。
【請求項１５】
請求項１３に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を備え、
撮像期間中には前記切り替え部が前記第２の像振れ補正量を選択し、撮像前には前記切り替え部が前記第１の像振れ補正量を選択して、前記振れ補正手段により像振れ補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
装置の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する振れ検出信号を取得して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前記像振れ補正量に従って像振れを補正する振れ補正手段と、を備える像振れ補正装置にて実行される制御方法であって、
前記演算手段により、
前記振れ検出信号から、第１オフセットおよび第２オフセットを算出するステップと、
前記振れ検出信号から前記第１オフセットを減算した信号、および前記像振れ補正量から前記第２オフセットを減算した信号を取得して減算量を算出するステップと、
前記振れ検出信号から、前記減算量を減算した信号を積分することで前記像振れ補正量を算出するステップ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、手振れ等の振れによる画像振れを補正する像振れ補正技術に関し、振れの低周波成分を円滑に補正する処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
手振れ等による像振れを防ぐ像振れ補正装置を搭載したカメラでは、シャッタレリーズ時点で手振れが起きても像振れの無い撮影が可能である。手振れ等によるカメラの角度振れが検出され、検出値に応じて像振れ補正用レンズ（以下、補正レンズという）が駆動される。その際、カメラ振動を正確に検出して振れによる光軸変化を補正することが要件となる。原理的には角速度等の検出結果を得る振動検出部と、演算処理結果に基づいて補正レンズを変位させる駆動制御部がカメラに搭載され、画像振れが抑制される。
カメラ振動を検出するセンサの出力信号には、センサの個体差による基準電圧のバラツキ等の直流成分が含まれ、温度変化によってドリフトしていく。センサ出力に低周波成分ノイズが含まれる場合、補正精度が低下する可能性がある。そこで、オフセット成分を除去するために、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）によってセンサの出力信号から低周波成分を除去し、像振れ補正用信号を得ることが一般的に行われている。
【０００３】
また、パンニングまたはチルティングのように、撮像装置を一方向に比較的長時間に亘って移動させる動作をユーザが行う場合、センサの出力信号は低周波成分を多く含むので、像振れ補正を行う際、低周波成分を減衰させる必要がある。角速度及び角速度を積分した角度のデータに基づいて、パンニングまたはチルティングの判定を行い、パンニングまたはチルティングに適した補正特性に切り替える制御が知られている。ＨＰＦや積分フィルタのカットオフ周波数を高域側に変移させることで、低域周波数に対しては像振れ補正が応答しないように制御が行われる。特許文献１には、低域周波数の応答を抑制しつつ、高域周波数の像振れ補正を行える、パンニング状態またはチルティング状態での像振れ補正制御が開示されている。特許文献２には、撮像（露光）中にＨＰＦ処理を行わず、撮像中のオフセットを固定にして防振制御を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３２３４３６号公報
【特許文献２】特開平１０−０１０５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オフセット成分を除去するためにＨＰＦを使用して、低周波成分を減衰させる従来の構成では以下のような問題がある。
角速度計の出力に基づいて像振れ補正を行う場合、角速度計の出力に低周波数のノイズ成分が含まれていると、実際の振れに対して適切でない補正が行われてしまう。また、パンニング等において、２次ＨＰＦを含んだフィルタ特性の影響を受ける可能性がある。パンニング等による揺れの発生で大きな振幅の低周波成分が減衰され、例えばパンニング終了時にパンニング方向とは逆方向の信号が生じる（いわゆる揺り戻し現象）。この信号はその後、ゆっくりとゼロに収束していくが、この信号に基づいて像振れ補正を行った場合、実際の撮像装置の振れとは異なる信号によって補正量の演算が行われてしまう。よって、補正精度が低下する可能性がある。
【０００６】
ＨＰＦを含むフィルタ構成にて、ＨＰＦのカットオフ周波数を低く設定すれば、撮影者の体の揺れ等に伴う低周波成分の像振れ補正の性能を向上させることはできる。この場合、パンニング等の大きな揺れが生じた後で、揺り戻しの信号の大きさとゼロに収束するまでの時間が大きくなるという問題がある。従って、撮像装置の揺れが大きくならないように、撮影者がしっかりとカメラを構えて撮影した状態でしか適切な像振れ補正効果が得られないという課題がある。
また、特許文献２に開示の技術では、撮像直前に角速度のオフセットを固定する場合、固定した角速度のオフセットに誤差が生じると、実際の手振れとは異なる状態で補正が行われてしまう。つまり、撮像直前の角速度にオフセット誤差が生じた場合、撮像中はオフセット誤差分の角速度を、手振れ成分の信号に加算し続けた状態で像振れ補正が実行される。このため、像振れ補正が意図しない方向で行われると、補正効果が低下する。
本発明の目的は、パンニング等により大きな揺れが生じた場合でも安定した像振れ補正、および広い周波数帯域での像振れ補正を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係る装置は、装置の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する振れ検出信号を取得して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前記像振れ補正量に従って像振れを補正する振れ補正手段と、を備える。前記演算手段は、前記振れ検出信号から、第１オフセットを算出する第１オフセット算出手段および第２オフセットを算出する第２オフセット算出手段と、前記振れ検出信号から前記第１オフセットを減算した信号、および前記像振れ補正量から前記第２オフセットを減算した信号を取得して減算量を算出する減算量算出手段を有しており、前記演算手段は、前記振れ検出信号から、前記減算量算出手段が算出した減算量を減算した信号を積分することで前記像振れ補正量を算出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、パンニング等の大きな揺れが生じた場合でも、安定した像振れ補正、および広い周波数帯域での像振れ補正を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る像振れ補正に関する振れ方向の説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の上面図と制御ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る減算量算出部の説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る振れ補正量算出処理の説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る、撮像中と撮像中以外の期間での振れ補正量算出処理の説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るフィルタのゲイン特性の説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る像振れ補正を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る撮像装置の上面図と制御ブロック図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る撮像装置の上面図と制御ブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る揺れ判定部の説明図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る振れ補正量算出処理の説明図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る角速度減算処理の説明図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る振れ補正量算出時の角速度減算処理を説明する図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る振れ補正量算出の角度算出結果を説明するための図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る撮像装置の上面図と制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の各実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本発明は、デジタル一眼レフカメラに装着される交換レンズやレンズ鏡筒のような光学機器、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ等の撮影装置、携帯電話やタブレット端末等の撮影装置を具備する電子機器に適用できる。
まず、像振れ補正装置に使用する角度算出フィルタ（後述の角度算出部に含まれる）について説明する。角速度計の出力をもとに像振れ補正を行う場合に使用する角度算出フィルタは、下式（１）の左辺に示すように積分器とＨＰＦを組み合わせたフィルタである。これは、下式（１）の右辺に示すように、時定数Ｔのローパスフィルタ（ＬＰＦ）に時定数Ｔを乗算した式と同じになる。
【数１】
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式（１）の左辺のＴはＨＰＦの時定数を表し、式（１）の右辺のＴはＬＰＦの時定数を表す。
【００１１】
角速度計の出力に低周波数のノイズ成分が含まれている場合、実際の振れとは異なる補正が行われてしまい、逆に振れを誘発してしまう可能性がある。積分演算において角度信号の演算結果の飽和を防ぐため、式（１）の右辺に示す特性のフィルタを用いる。角度算出フィルタはＨＰＦを含むので、角度算出フィルタの前段に別のＨＰＦを接続すると、角速度計の出力から角度算出までのフィルタは２次ＨＰＦで構成される。このため、手振れの低周波帯域では大きく位相が進んでしまい、補正効果が低下する可能性がある。
以下では、撮像中に広い周波数帯域で精度の高い振れ補正を行うための構成について、各実施形態に従って順次説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る像振れ補正装置を備える撮像装置を模式的に示す斜視図である。図２は撮像装置の撮像部の構成と、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０５が実行する像振れ補正処理の機能ブロックを示す。
カメラ１０１の本体部はレリーズボタンを備え、該ボタンの操作によるスイッチ（レリーズＳＷ）１０４の開閉信号がカメラ１０１のＣＰＵ１０５に送られる。撮像光学系の光軸１０２（図１のｚ軸）上には、振れ補正部１０８の補正レンズと撮像素子１０６が位置する。角速度計１０３は、矢印１０３ｐで示すピッチ方向、および矢印１０３ｙで示すヨー方向の角度振れを検出して振れ検出信号を出力する振れ検出手段である。図１のｘ軸はｚ軸に直交する第１軸（ピッチ回転軸）を示し、ｙ軸はｚ軸およびｘ軸に直交する第２軸（ヨー回転軸）を示す。
【００１３】
角速度計１０３の出力する振れ検出信号（角速度検出信号）は、ＣＰＵ１０５に入力される。ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１０９は、角速度計１０３の出力のＤＣ（直流）成分をカットすることで、検出ノイズとして付加されるオフセット成分を除去する。ＨＰＦ通過後の角速度信号は、第１の角度算出部（以下、角度１算出部という）１１０が積分して角度信号に変換する。また、ＣＰＵ１０５はパンニングやチルティング動作を、角速度の大きさによって判定する。パンニングやチルティング動作時には、ＨＰＦ１０９のカットオフ周波数が高域側にシフトし、低域周波数に対して像振れ補正が応答しないように設定している。以下では、パンニング動作を例にして像振れ補正処理を説明するが、チルティング動作についても同様の処理が行われるものとする。
本実施形態では、角度１算出部１１０を含む第１演算部による角度演算と並列に、第２の角度算出部（以下、角度２算出部という）１１７を含む第２演算部による角度演算が実行される。撮像（露光）前には角度１算出部１１０の出力に基づいて像振れが抑制され、撮像（露光）中には角度２算出部１１７の出力に基づいて像振れ補正制御が行われる。
【００１４】
角速度計１０３の出力は減算部１１６に入力され、角速度計１０３の出力から角速度減算量算出部（以下、減算量算出部という）１１５の出力値が減算される。減算部１１６の出力は角度２算出部１１７へ入力され、角度信号に変換される。減算量算出部１１５における演算の詳細については後述する。
【００１５】
角度１算出部１１０で演算された第１の角度（以下、角度１という）、および角度２算出部１１７で演算された第２の角度（以下、角度２という）は、信号切り替え部１１８に入力される。信号切り替え部１１８により、角度１に基づく第１の像振れ補正量または角度２に基づく第２の像振れ補正量が選択されて像振れ補正が行われる。信号切り替え部１１８には、レリーズＳＷ１０４の出力が入力される。レリーズＳＷ１０４の開閉信号に基づいて撮像動作が開始されたか否かが判断され、信号切り替え部１１８は、角度１を用いて像振れ補正を行うか、または角度２を用いて像振れ補正を行うかを選択する。信号切り替え部１１８が選択した角度信号は、敏感度調整部１１９に入力される。敏感度調整部１１９はズームレンズおよびフォーカスレンズの位置情報１０７、並びにそれらにより求まる焦点距離および撮影倍率に基づいて、信号切り替え部１１８の出力である角度信号を増幅し、像振れ補正の目標値を算出する。これは、フォーカスレンズやズームレンズ等に係る光学情報の変化により、振れ補正部１０８の振れ補正ストロークに対する撮像面での振れ補正敏感度が変化することを補正するためである。なお、ズームレンズおよびフォーカスレンズの位置情報１０７は、レンズ鏡筒に配置した既知の位置検出部から取得される。
【００１６】
敏感度調整部１１９が算出した像振れ補正の目標値は駆動制御部１２０に入力され、補正レンズを含む振れ補正部１０８が駆動されることで像振れ補正が行われる。振れ補正部１０８は、補正レンズを駆動するアクチュータおよび駆動機構部を備える。
図２に示す例では、算出された像振れ補正量に基づき、振れ補正手段として補正レンズを光軸に垂直な面内で移動させる、いわゆる光学防振が採用されている。これに限らず、像振れ補正方法には、撮像素子を光軸に垂直な面内で移動させる方法がある。また、撮像素子が出力する各撮影フレームの画像切り出し位置を変更することで、手振れ等の影響を軽減させる電子防振による方法がある。静止画撮影前に電子防振による振れ補正を行い、静止画撮影中に光学防振を行う等、複数の方法を組み合わせて像振れ補正を行うこともできる。
【００１７】
次に、角速度減算量の算出処理を説明する。
第１のオフセット算出部（以下、オフセット１算出部という）１１１は、角速度計１０３の出力に検出ノイズとして含まれる角速度オフセット成分を演算する。角速度オフセット成分である第１オフセットを「オフセット１」と記す。例えば、ＨＰＦ通過後の角速度の振幅が小さいときや、角速度を微分した角加速度の振幅が小さいとき等のように、撮像装置に加わる手振れ振動が非常に小さいときの角速度計１０３の出力値が取得される。その出力値を、カットオフ周波数が非常に小さく設定されたＬＰＦによって滑らかに繋げていく方法等により、ＤＣ成分であるオフセット１が算出される。
【００１８】
また、第２のオフセット算出部（以下、オフセット２算出部という）１１３は、角度２算出部１１７の出力から角度オフセット成分を演算する。角度オフセット成分である第２オフセットを「オフセット２」と記す。この場合の角度２算出部１１７の出力は、現時点より制御周期だけ過去の時点でのサンプリング値（以下、前回サンプリング値という）である。例えば、これをカットオフ周波数が非常に小さく設定されたＬＰＦに通すとともに、パンニング動作時にはＬＰＦ演算を停止させることにより、パンニング動作時のオフセット誤演算を防止してオフセット２が算出される。パンニング判定処理は角速度計１０３の出力に基づいて行われる。ＣＰＵ１０５は所定時間以上に亘って所定振幅以上の角速度が出力されていれば、パンニング動作が行われていると判定する。
上記のようにオフセット１（角速度オフセット）とオフセット２（角度オフセット）がそれぞれ算出される。角速度計１０３の出力からオフセット１を減算した信号と、減算部１１４が角度２算出部１１７で演算された角度２からオフセット２を減算した信号が減算量算出部１１５に入力される。
【００１９】
次に、減算量算出部１１５での算出処理を説明する。
図３は、手振れによる角速度が入力されたときの、図２に示す各部１１１ないし１１７における信号変化を例示する。図３（Ａ）には、角速度計１０３の角速度出力３０１と、オフセット１算出部１１１が演算した角速度のオフセット値３０２を示す。角速度出力３０１を積分して角度を算出した信号は、図３（Ｆ）に示す信号３０８である。角度のオフセット値３０７を図３（Ｆ）に併せて示す。
パンニング動作で大きな角速度が生じた場合、角度算出フィルタの出力（信号３０８）は、オフセット値３０７から大きく外れた後、時間をかけてオフセット値３０７に収束する。算出された角度がオフセット値から大きく乖離した場合、信号３０８がオフセット値３０７付近に戻るまでに長い時間を要するので、像振れ補正が不能な状態になってしまう。特に、像振れ補正制御の周波数帯域を低域側まで拡大した場合、つまり角度算出フィルタのカットオフ周波数を小さく設定するほど、像振れ補正の性能が低下する時間が長くなってしまう。よって、角速度が大きい場合、補正対象としない不要な角速度成分をできるだけカットして角度算出フィルタに入力する。角度算出フィルタの出力が角度オフセット値を中心とする、ある角度範囲内で制御できるようにした方が、パンニング直後の像振れ補正性能は向上する。
【００２０】
そこで、本実施形態では、像振れ補正目標値である角度信号（角度２の前回サンプリング値）を用いて、角速度減算量を算出し、角速度から角速度減算量を減算した後に積分する。これにより、補正部材の可動範囲を制限して像振れ補正目標値を算出できるので、パンニング動作により大きな振れが発生した場合でも、パンニング直後に像振れ補正を実行できる。
角速度減算量については、減算量算出部１１５が以下の量から算出する。
・図３（Ａ）の角速度出力３０１からオフセット値３０２を減算したオフセット除去後の角速度３０３（図３（Ｂ）参照）。
・角度２の前回サンプリング値から、オフセット値３０７を減算したオフセット除去後の角度信号３０９（図３（Ｄ）参照）。
・図３（Ｇ）および（Ｈ）に示すゲイン算出テーブル。
【００２１】
図３（Ｇ）では、横軸にオフセット除去後の角度信号３０９をとり、縦軸をゲイン係数αとする。オフセット除去後の角度信号３０９は閾値と比較され、第１閾値Ａ１以下のとき、ゲイン係数αの値は０である。オフセット除去後の角度信号３０９が第２閾値Ａ２以上のとき、ゲイン係数αの値は１である。オフセット除去後の角度信号３０９が閾値Ａ１とＡ２との間に位置するとき、ゲイン係数αは０と１との間を線形補間した値となる。
図３（Ｈ）では、横軸にオフセット除去後の角度信号３０９をとり、縦軸をゲイン係数βとする。オフセット除去後の角度信号３０９が第３閾値Ｂ１以上のとき、ゲイン係数βの値は０である。オフセット除去後の角度信号３０９が第４閾値Ｂ２以下のとき、ゲイン係数βの値は１である。オフセット除去後の角度信号３０９が閾値Ｂ１とＢ２との間に位置するとき、ゲイン係数βは０と１との間を線形補間した値となる。
【００２２】
減算量算出部１１５は、上記により求めたゲイン係数αおよびβと、オフセット除去後の角速度３０３から角速度減算量を算出する。角速度減算量は、下式（２）および（３）により算出され、オフセット減算後の角速度３０３の符号に応じてゲイン係数が異なる。つまり、オフセット減算後の角速度３０３の符号がプラスの場合、角速度にゲイン係数αが乗算される。オフセット減算後の角速度３０３の符号がマイナスの場合、角速度にゲイン係数βが乗算される。
［数２式］
角速度がプラスの場合
角速度減算量  ＝  オフセット減算後の角速度  ×  α  ・・・（２）
［数３式］
角速度がマイナスの場合
角速度減算量  ＝  オフセット減算後の角速度  ×  β  ・・・（３）
【００２３】
図３（Ｃ）には、オフセット減算後の角速度３０３から、さらに角速度減算量を減算した信号３０４を示す。図３（Ｅ）に示す信号３０５は、角速度出力３０１から、角速度減算量を減算した信号を示す。図３（Ｆ）に示す信号３０６は、信号３０５を積分して、角度を算出した信号である。このように上記制御によれば、パンニング動作にて大きな振れが発生した場合、その影響による角速度成分をカットすることができる。その結果、パンニング直後に制御が安定するまでの収束時間が短くなるので、適切な振れ補正を行える。
【００２４】
次に図４を参照して、本実施形態による制御効果を説明する。
図４（Ａ）は、撮像装置の振れ角度の波形４０１を示す。この場合、像振れ補正の目標角度は波形４０１と同様になることが好ましい。しかし、実際には像振れ補正装置の補正可能範囲に限りがあること、および振れ検出部の出力にオフセットが含まれ、そのオフセットが温度によってドリフトしてしまうという問題がある。このため、波形４０１に従って像振れ補正を実行することは難しい。
【００２５】
図４（Ｂ）は、振れ検出部（角速度計１０３）の角速度オフセットを、積分フィルタに通すことで生じる角度オフセット４０４を示す。目標となる像振れ補正角度は、角度オフセット４０４を中心として制御されることが望ましい。図２および図３を参照して説明した角速度減算処理を行わない場合、パンニング動作時に像振れ補正角度４０２が角度オフセット４０４から大きく離れて、再びオフセットまで戻るまでに長い時間を要してしまう。フィルタのカットオフ周波数が低周波側に設定される程、復帰に時間がかかる。角度オフセット４０４に戻るまでの間、像振れ補正角度４０２は、実際の振れ角度を示す波形４０１とは乖離しており、適切な補正効果が得られない。そこで、図２および図３を参照して説明した角速度減算処理を行うことで、角度４０３に示すように、角度オフセット４０４を中心として像振れ補正角を求めることができる。したがって、理想的な振れ目標値（波形４０１）に相似する制御量（補正角度）を算出できるので、適切な像振れ補正を行える。
上記制御においては、ＨＰＦ１０９を用いることなく角度を算出できる。しかし、ここで算出された角度には、角速度計１０３の出力ノイズ成分の影響によるオフセットが含まれている。そこで、以下では、オフセットを含んだ角度２算出部１１７の出力に基づいて、どのように像振れ補正の制御を行うかを説明する。
【００２６】
図５は、撮像中と撮像中以外の各期間について、像振れ補正処理をそれぞれ説明する信号波形例を示す。波形５０１は、角度２算出部１１７が算出した角度２を示す。波形５０２は、角度１算出部１１０が算出した角度１を示す。
角度２の算出にはＨＰＦ１０９を使用しないため、電源投入時点から長時間が経過すると温度ドリフトの影響が現れる。例えば期間５０４にて角速度計１０３のオフセット温度ドリフトが生じ、ゼロ中心から離れた角度２が算出されることになる。
【００２７】
図６は、角度算出フィルタに係る周波数−ゲイン特性を示す。グラフ線６０１は、純積分のフィルタ特性を示し、上式（１）の左辺の１／ｓに相当する。グラフ線６０２は、角度算出フィルタ、つまり上式（１）で示す積分およびＨＰＦのフィルタ特性を示す。グラフ線６０２は、低周波帯域で平坦な特性を示し、角度出力には角速度のオフセット分のゲイン特性が残ることになる。よって、図５の期間５０４にて、角速度計１０３の温度ドリフトの影響によって角速度オフセットが大きくなるにつれて、波形５０１に示す角度２はゼロ中心から次第に乖離していく。
【００２８】
角度１は、図２の角度１算出部１１０の出力であり、積分フィルタ（積分およびＨＰＦ）とＨＰＦ１０９を用いて算出される信号である。よって、グラフ線６０２で示す特性にＨＰＦ１０９の特性が加わった特性は、グラフ線６０３で示すように、低周波数領域でゲインが下がっている。つまり、角速度計１０３の出力に含まれるオフセット成分を除去することができ、ゼロ中心で角度が算出されることになる。但し、ＨＰＦ１０９の特性が加味されるため、揺り戻し現象により、パンニング動作等による大きな振れの直後の像振れ補正効果は弱まってしまう。
【００２９】
よって、図５の波形５０２よりも波形５０１を用いて、像振れ補正を行う方がより適切である。しかし、波形５０１の場合、図６のグラフ線６０２に示すフィルタ特性、つまり低周波数領域にてゲインが減衰せずに平坦なゲイン特性となる。角速度のオフセット成分を含みつつ角度演算が行われることになる。よって、常に波形５０１を用いて像振れ補正を行うと、角速度のオフセット成分の温度ドリフトによって、波形５０１に含まれるオフセットも大きくなってしまう。時間経過に伴い、補正部材の可動範囲が不十分となり、可動端に行きつくと制御不能に陥る。そこで、本実施形態では、撮像中か否かを判定し、撮像期間中には波形５０３に示す信号を用いる。また、撮像前の準備期間中（ＥＶＦ表示中や、ＡＦ（自動焦点調節）／ＡＥ（自動露出）動作中等）には、波形５０２に示す信号を用いる。これにより、撮像期間中は低周波数領域まで拡大したフィルタ特性により像振れ補正効果が向上する。また、撮像期間以外では、ある程度の像振れ補正効果を確保できるので、ＡＦ／ＡＥ制御の精度が向上し、撮影者によるフレーミング動作のし易さ等が向上する。
【００３０】
図５の時刻５０５は撮像開始のタイミングを示し、時刻５０６は撮像終了のタイミングを示す。時刻５０５から５０６の撮像期間中において、波形５０２に示す角度目標位置に従って制御すると、パンニング直後にて、ＨＰＦ１０９の影響により揺り戻しが発生し得る。この場合、実際の手振れとは異なる制御が行われるため、像振れ補正効果が低下してしまう。本実施形態では、時刻５０５での、波形５０１と波形５０２との差分がオフセットとして算出され、波形５０１からこのオフセットが減算される。波形５０３はオフセット減算後の信号の時間的変化を示す。撮像期間中、波形５０３に示す信号が使用される。時刻５０６で撮像が終了すると、波形５０３を一定速度で波形５０２に戻すための信号が加算され、最終的に波形５０３と５０２が一致する。
以上により、撮像期間中には、ＨＰＦ１０９を含まないフィルタ構成により演算された角度に基づいて像振れ補正が実行される。よって、パンニングやチルティングの直後の揺り戻し現象を伴わずに、フィルタ特性を低周波数領域まで拡大できるので、像振れ補正効果が高まる。
【００３１】
次に図７のフローチャートを参照して、本実施形態の像振れ補正動作について説明する。図７に示す処理はカメラの主電源のオン操作で開始し、一定のサンプリング周期ごとにＣＰＵ１０５が実行する。
まずＳ７０１でＣＰＵ１０５は、角速度計１０３の出力を取得する。次のＳ７０２でＣＰＵ１０５は、像振れ補正が可能な状態であるか否かを判定する。像振れ補正が可能な状態である場合、Ｓ７０３へ進み、振れ補正が可能な状態でない場合、Ｓ７１６へ処理を進める。Ｓ７０２の判定処理では、電源投入時点から角速度計１０３の出力が安定するまでの間、像振れ補正が可能な状態でないと判定される。角速度計１０３の出力が安定した後で、像振れ補正が可能な状態であると判定される。これにより、電源投入直後の出力値が不安定な状態で像振れ補正を行うことによる性能低下を防止できる。
【００３２】
Ｓ７０３でＨＰＦ１０９は、角速度出力からオフセット（これをＡと記す）を減算し、減算後の角速度を出力する。Ｓ７０４で角度１算出部１１０は、オフセットＡの減算後の角速度を積分し、角度１を演算する。Ｓ７０５でオフセット１算出部１１１が、角速度のオフセット（これをＢと記す）を演算し、減算部１１２は角速度からオフセットＢを減算し、減算後の角速度を出力する。Ｓ７０６で角度２算出部１１７の出力（前回サンプリング値）が取得される。Ｓ７０７では、Ｓ７０６で取得した角度２から、オフセット２算出部１１３がオフセット（これをＣと記す）を演算する。減算部１１４は角度２からオフセットＣを減算し、減算後の角度を出力する。Ｓ７０８では、Ｓ７０５で演算したオフセットＢの減算後の角速度と、Ｓ７０７で演算したオフセットＣの減算後の角度とから、減算量算出部１１５が角速度減算量を算出する。次にＳ７０９で減算部１１６は、オフセット減算前の角速度から角速度減算量を減算する。Ｓ７１０で角度２算出部１１７は、角速度から角速度減算量を減算した信号を積分することで角度２を演算する。
【００３３】
Ｓ７１１でレリーズＳＷ１０４の出力値に基づき、信号切り替え部１１８は撮像中か否かを判定する。撮像中でない場合、Ｓ７１５に移行し、目標角度に角度１が設定されて、Ｓ７１３に進む。一方、Ｓ７１１で撮像中であると判定された場合、Ｓ７１２に移行し角度２が設定され、図５を参照して説明した波形５０３に示す目標角度が設定される。次のＳ７１３で敏感度調整部１１９は、ズームレンズおよびフォーカスレンズの位置情報１０７より得られる焦点距離や撮影倍率に基づく敏感度を、目標角度に乗算することで像振れ補正目標値を演算する。次のＳ７１４で駆動制御部１２０は、像振れ補正目標値に基づいて補正レンズを駆動する。そして像振れ補正サブルーチンが終了し、次回のサンプリング時点まで待ち処理となる。
Ｓ７１６へ移行した場合、駆動制御部１２０は補正レンズの駆動を停止し、像振れ補正サブルーチンを終了し、次回のサンプリング時点まで待ち処理となる。
【００３４】
本実施形態では、角速度オフセットと角度オフセットをそれぞれ算出し、角速度計の出力から角速度オフセットを減算した信号と、角度２から角度オフセットを減算した信号を取得する。これらの信号を用いて角速度減算量が算出され、角速度計の出力から角速度減算量を減算した信号を積分することにより、目標の像振れ角度が求まる。よって、角速度計１０３の出力がオフセットを含んでいても、ＨＰＦ１０９に通すことなく角度算出フィルタを形成できる。本実施形態によれば、パンニングやチルティング動作により大きな揺れが生じた場合でも、撮像中において、制御帯域を低域側に拡大した広い周波数帯域に亘って精度の高い像振れ補正を行える。
【００３５】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態において第１実施形態の場合と同様の構成部については既に使用した符号を用いることで、それらの詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。このような説明の省略の仕方は後述の実施形態でも同様である。
図８は本実施形態に係る撮像装置の撮像部の構成と、ＣＰＵ１０５が実行する像振れ補正処理の機能ブロックを例示する。第１実施形態にて説明した図２の構成と、図８の構成との違いは以下の通りである。
・図８では、図２のＨＰＦ１０９と、角度１算出部１１０が削除されていること。
・図２では、信号切り替え部１１８に角度１算出部１１０の出力が入力されるが、図８では減算部１１４で角度２算出部１１７の出力値から角度オフセットを減算した信号が、信号切り替え部１１８に入力されること。つまり、第１演算部は、オフセット２算出部１１３および減算部１１４により構成される。
【００３６】
本実施形態では、撮影前において、減算部１１４の出力を用いて像振れ補正を行い、撮影中には角度２算出部１１７の出力を用いて像振れ補正を行う。角度２算出部１１７の出力は、角速度計１０３の出力するオフセット成分を含んだ角度として算出される。オフセット２算出部１１３は角度オフセットを算出し、減算部１１４は角速度計１０３のオフセットの影響による角度オフセットを除去する。つまり、減算部１１４の出力は、オフセット除去後の角度信号であるので、ゼロを中心とした範囲で演算されることになる。しかしながら、角速度オフセットや角度オフセットについては正確にオフセットを求めることが難しいため、多少の誤差が含まれている。またＬＰＦによりオフセットを算出する場合や、信号の平均値算出等を行う場合には、実際のオフセットに対して位相遅れ等が加わる。このオフセット算出誤差の影響を考慮し、減算部１１４の出力信号をそのまま撮像中には用いず、角度２算出部１１７の出力を用いて像振れ補正が実行される。撮影前の状態において、多少位相遅れ等の影響により制御上の揺れ残りがあったとしても支障はなく、ある程度の像振れを抑制できる。
【００３７】
第１実施形態ではＨＰＦ１０９を用いて撮像前の像振れ補正量を算出したが、本実施形態ではＨＰＦ１０９を使用しない。よってＨＰＦ１０９と積分フィルタ（角度１算出部１１０）を削減できるので、処理回路や処理プログラムの大規模化を回避しつつ、精度のよい像振れ補正を実現できる。また、パンニング等の直後の揺り戻しの影響がなくなり、性能が向上する。
【００３８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第１および第２実施形態で説明したように、ＨＰＦ１０９を含まないフィルタ構成でも、パンニング等での大きな振れが発生した場合、パンニング直後における制御安定性を確保し、適切な像振れ補正を行える。しかし、オフセット算出に大きな誤差が生じた場合、角速度の減算処理での誤演算の影響により、パンニング直後の像振れ補正が安定するまでの時間がかかってしまう可能性がある。そこで、第３実施形態ではオフセットに誤差が生じた場合でも、パンニング直後に像振れ補正が安定するまでの時間を短縮するための処理を説明する。
【００３９】
図９は、本実施形態に係わる撮像装置の撮像部の構成と、ＣＰＵ１０５が実行する像振れ補正処理の機能ブロックを例示する。
図２と図９との構成上の違いは以下の通りである。
・図９では、オフセット２算出部１１３の代わりにローパスフィルタ（ＬＰＦ）９０２を使用し、ＬＰＦ９０２が角度オフセットを算出すること。
・図９では、揺れ判定部９０１が角速度計１０３の出力に基づいて揺れ判定を行い、判定結果をＬＰＦ９０２に出力すること。
【００４０】
本実施形態では、揺れ判定部９０１およびＬＰＦ９０２により第２オフセット算出処理が行われる。
まず、揺れ判定部９０１が算出する揺れ状態判定値について、図１０を参照して説明する。揺れ判定部９０１には角速度計１０３の出力が入力される。図１０（Ａ）はオフセット除去後の角速度信号の波形を例示する。これは、角速度計１０３から出力された角速度信号に対してＨＰＦ１０９でオフセットを除去した信号、または角速度からオフセット１算出部１１１で算出したオフセットを除去した信号である。図１０（Ｂ）はオフセット除去後の角速度信号を絶対値変換した、角速度の絶対値信号を示す。図１０（Ｃ）は角速度絶対値信号を不図示のＬＰＦに通した信号であり、これを揺れレベル量とする。期間ΔＴｉｍｅ１と期間ΔＴｉｍe３では、角速度信号の振幅量が小さく、手振れの小さい状態である。これは、例えば撮影者が撮像装置の振れが起きないように意識して手持ち撮影を行う状態である。期間ΔＴｉｍｅ２の状態は、角速度信号の振幅量が大きく、手振れが非常に大きい状態である。期間ΔＴｉｍｅ４の状態は、撮影者が構図を変えるためにパンニング動作等、意図的に撮像装置を移動させた状態の一例である。
【００４１】
図１０（Ｃ）に示す揺れレベル量の信号は揺れ判定部９０１により検出され、手振れが安定しているか否かが判定される。揺れレベル量の信号が所定の閾値Ｓｈａｋｅ  Ｌｅｖｅｌより大きい場合、揺れ判定部９０１は判定値として「揺れ大」を出力する。この場合、手振れが非常に大きな撮影状態（例えば、片手だけでカメラを把持した状態等）や、パンニング動作中等が挙げられる。また、揺れレベル量信号が所定の閾値以下の場合、揺れ判定部９０１は判定値として「揺れ小」を出力する。この場合、例えば撮影者がカメラをしっかりと構えており、揺れが非常に小さい状態である。
【００４２】
上記のように揺れ判定部９０１による判定値は、ＬＰＦ９０２に出力される。ＬＰＦ９０２は、角度オフセットの算出のため設けられている。角度２算出部１１７の出力に対し、極低周波のカットオフ周波数に設定されたＬＰＦ９０２を通すことで角度オフセットが算出される。ＬＰＦ９０２は、揺れ判定部９０１の判定値に応じてカットオフ周波数が変更される。揺れ判定部９０１の判定値が「揺れ大」である場合、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数が相対的に小さな値に設定される。一方、揺れ判定部９０１の判定値が「揺れ小」である場合、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数が相対的に大きな値に設定される。ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数が小さい場合、ＬＰＦ９０２による角度オフセット出力は、角度２算出部１１７の出力に対し、追従速度が遅くなる。即ち、高周波の出力が大きくカットされるため、パンニング動作時の大きな揺れ状態において急激に角度出力が変化する場合に角度２算出部１１７の出力に素早く追従することがない。そのため、オフセット算出時の誤差が大きくなることはない。また、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数が大きい場合には、ＬＰＦ９０２による角度オフセット出力は、角度２算出部１１７の出力に対して追従速度が速くなる。即ち、高周波出力成分を残すことになるので、オフセット算出精度は低下してしまうが、一旦オフセット誤差が大きくなった場合においても実際のオフセット値近くの値まで戻る収束時間を短縮できる。
このように、本実施形態では、揺れ判定結果に応じて、角度オフセットの、目標角度への追従性が変更される。大きな揺れが生じている場合、算出されるオフセットは急激に変化せず、また、揺れが小さい場合にはオフセットが変化し易くなる。
【００４３】
次に、本実施形態による効果について、図１１乃至図１４を参照して説明する。
図１１は、角速度計１０３から出力される角速度信号の時間的変化を示す。図１２は揺れ判定部９０１の判定値を用いたＬＰＦ９０２のカットオフ周波数変更は行わず、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を固定値にした場合の角速度減算処理について説明する波形図である。図１３は揺れ判定部９０１の出力を用いたＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を変更する場合の角速度減算処理について説明する波形図である。図１４はＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を固定値にした場合と、揺れ判定部９０１の出力を用いてＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を変更する場合と対比して、目標角度の演算結果を示す。
【００４４】
図１１（Ａ）は、手持ち撮影時の手振れによる角速度１１０１を示す。期間１１０２Ａは、撮影者がパンニング動作を行っている期間であり、大きな角速度が発生する。期間１１０２Ｂは、パンニング動作が終了して撮影者がしっかりとカメラを構えている期間である。図１１（Ｂ）は、角速度計１０３の直流ノイズ成分１１０３を示し、温度変化に伴うドリフトにより時間経過につれて上昇する。図１１（Ｃ）は、角速度１１０１と直流ノイズ成分１１０３の角速度を加算した出力１１０４を示し、これは角速度計１０３から出力されるセンサ出力の角速度である。本実施形態では、図９のオフセット１算出部１１１が角速度オフセットを算出する。本来、オフセット１算出部１１１で演算される信号は、実際のセンサのオフセット（直流ノイズ成分１１０３）と一致することが望ましい。しかし、期間１１０２Ａのような、パンニング動作中や手振れが非常に大きいために角速度が大きくなってしまう状態では、角速度のオフセットを正確に算出することは難しい。その結果、オフセット１算出部１１１で演算される角速度オフセット（出力１１０５）は図１１（Ｃ）のように算出され、実際のオフセット（直流ノイズ成分１１０３）との間には、ずれが生じる。特に期間１１０２Ａではオフセットを求めることができないため、パンニング動作の時間が非常に長い場合や、揺れが大きい状態が非常に長く続く場合、揺れが小さい状態に遷移した瞬間、オフセットによるずれが発生する。
【００４５】
図１２は、揺れ判定部９０１の判定値を用いたＬＰＦ９０２のカットオフ周波数の変更を行わず、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を固定値とした場合の角速度減算処理を示す。図１２（Ｄ）は、角速度計１０３の出力１１０４から、オフセット１算出部１１１の出力１１０５を減算した信号１２０１を示す。この信号は、図９の減算部１１２の出力である。信号１２０２は、角速度計１０３の出力１１０４からオフセット１を減算し、さらに、減算量算出部１１５の出力を減算部１１６で減算した信号を示す。減算量算出部１１５の出力については、信号１２０１と１２０２の差が出力される。
【００４６】
図１２（Ｅ）は、角度２算出部１１７の出力（前回サンプリング値）から、ＬＰＦ９０２により算出した角度オフセットを減算部１１４で減算した信号１２０３を示す。第１実施形態の図３で説明した通り、信号１２０３のレベルが閾値を超えたか否かに応じて、ゲイン係数α、βの値が算出される。信号１２０３にゲイン係数を乗算することで、角速度減算量が算出される。
【００４７】
図１２（Ｆ）は、角速度計１０３の出力１１０４から、減算量算出部１１５の出力を減算部１１６が減算した信号１２０４を示す。図１２（Ｇ）は、角速度１１０１からパンニング動作による成分を除去した場合の手振れ角度の信号１２０５を示し、補正すべき理想的な信号である。目標角度の信号１２０６は角速度計１０３の出力１１０４から、オフセット１算出部１１１の出力１１０５を減算部１１２が減算した信号１２０４を用いて、角度２算出部１１７が積分して算出した角度である。信号１２０７は信号１２０６からＬＰＦ９０２にて算出された角度オフセットである。
ここで、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を固定値とするとき、パンニング動作等での大きな揺れ状態において、ＬＰＦ９０２で求める角度オフセットが角度２算出部１１７の出力に素早く追従してしまう。よってオフセット算出時の誤差を低減するために、ＬＰＦ９０２は低いカットオフ周波数に設定される。例えば、期間１１０２Ａで誤差の大きいオフセットが算出されてしまった場合、信号１２０５から離れた信号１２０７が算出されてしまう。この影響で、期間１１０２Ｂのように本来手振れ補正が安定している場合において、オフセットが大きいことによる補正への影響が問題となる。期間１１０２Ｂにて、信号１２０６は信号１２０５へとすぐに収束することが望ましい。しかし、オフセットの誤演算の影響によりプラス方向における角速度を減算するように角速度減算が行われてしまう。信号１２０６が信号１２０５に収束するまでの時間（収束時間）が長くかかると、制御が安定するまでの時間が長くなり、性能に影響を及ぼす可能性がある。
【００４８】
次に、揺れ判定値に応じて、角度オフセットの目標角度への追従性を変更することで、収束時間を短縮する処理を説明する。図１３は、揺れ判定部９０１の判定値に応じてＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を変更する場合の角速度減算処理を示す波形図である。図１３（Ｈ）は、角速度計１０３の出力１１０４からオフセット１を減算した信号１３０１を示す。これは、減算部１１６にて、減算量算出部１１５の出力を角速度出力から減算した信号である。減算量算出部１１５は、信号１２０１と１３０１との差を出力する。
【００４９】
図１３（Ｉ）は、角度２算出部１１７の出力（前回サンプリング値）から、ＬＰＦ９０２が算出した角度オフセットを減算部１１４で減算した信号１３０２を示す。ここで、揺れ判定部９０１は、図１０を用いて説明した揺れ判定を行う。期間１３０３と１３０５では、角速度出力が小さいので、揺れ判定部９０１は「揺れ小」と判定する。期間１３０４においては、角速度出力が非常に大きな値となるので揺れ判定部９０１は「揺れ大」と判定する。揺れの大きさに応じてＬＰＦ９０２のカットオフ周波数が変更される。期間１３０３と１３０５にて「揺れ小」と判定されるので、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数が高く設定される。また、期間１３０４においては、「揺れ大」と判定されるので、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数が低く設定される。
第１実施形態の図３を用いて説明したとおり、信号１２０３が閾値を超えたか否かに応じてゲイン係数α、βの値が算出される。信号１３０２に対し、算出したゲイン係数を乗算することで角速度減算量が算出される。
【００５０】
図１３（Ｊ）は、角速度計１０３の出力１１０４から減算量算出部１１５の出力を減算部１１６で減算した信号１３０６を示す。図１３（Ｋ）は、角速度計１０３の出力１１０４から、オフセット１算出部１１１の出力１１０５を減算した信号１３０６を、角度２算出部１１７が積分して算出した目標角度の信号１３０８を示す。信号１３０７は角度２からＬＰＦ９０２が算出した角度オフセットである。
期間１３０４では、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数は低く設定されているので、急激なオフセット変化が起こらない。期間１３０５では、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数が高く設定されている。例えば期間１３０４で仮にオフセット演算時の誤差が大きくなったとしても、期間１３０５への移行時点から、信号１３０７が信号１３０８に追従し易くなる。よって、信号１２０５の近傍への収束時間が短くなるので、安定制御までの時間を短縮できる。期間１３０５においては、信号１３０７と信号１３０８との差が小さくなるので、信号１３０２が大きくならず、ゲインα、βの値は大きくならない。よって、信号１３０８が信号１２０５に収束する時間を短くするように角速度減算が実行されてしまうこと（図１２参照）はない。よって、像振れ補正の性能が向上する。
【００５１】
図１４は、揺れ判定部９０１の判定値を用いた、ＬＰＦ９０２のカットオフ周波数の変更を行う場合と、変更を行わない場合を対比させて、各目標角度の算出結果を示した波形図である。
信号１２０５は、図１２（Ｇ）、図１３（Ｋ）に示した通りであり、信号１４０１は、角速度減算処理を行わずに角速度計１０３の出力１１０４（図１１（Ｃ）参照）をそのまま積分処理した場合の目標角度を示す。信号１２０６は、図１２（Ｇ）に示した通り、揺れ判定値に応じたＬＰＦ９０２のカットオフ周波数の変更を行わない場合の目標角度を示す。信号１３０８は、図１３（Ｋ）に示した通り、揺れ判定結果に応じてＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を変更した場合の目標角度を示す。
【００５２】
パンニング直後等では、本実施形態のように、揺れ判定値に応じてＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を変更する場合、信号１３０８が信号１２０５に最も速く近づくことが分かる。信号１２０６の場合、信号１４０１に比べて大幅に信号１２０５に近づくように目標角度が演算される。しかし信号１３０８に比べると、信号１２０５への収束時間が長くかかる。本実施形態によれば、揺れ判定値に応じて角度オフセット算出用のＬＰＦ９０２のカットオフ周波数を変更する制御により、安定までの時間が短くなり性能が向上する。
【００５３】
［第４実施形態］
図１５は、第４実施形態に係る撮像装置の撮像部の構成と、ＣＰＵ１０５が実行する像振れ補正処理の機能ブロックを示す。
図２と図１５に示す構成上の違いは以下の通りである。
・図１５では、図２のオフセット２算出部１１３が削除され、代わりにオフセット２算出部１５０１が設けられること。
・オフセット２算出部１５０１にはオフセット１算出部１１１の出力が入力され、オフセット２算出部１５０１の出力は減算部１１４に出力されること。
【００５４】
本実施形態において、オフセット２算出部１５０１が演算する角度オフセットは、オフセット１算出部１１１が出力する角速度オフセットから求められる。オフセット１算出部１１１による演算結果の精度が高い場合、図６のグラフ線６０２で示すフィルタ特性より、角度オフセットの算出が可能である。以下、オフセット２算出部１５０１による角度オフセット算出処理を説明する。
オフセット１算出部１１１が算出した角速度オフセットは、オフセット２算出部１５０１に入力され、下式（４）を用いて角度オフセットが演算される。
［数式４］
角度オフセット  ＝  角速度オフセット  ×  Ｔ                    ・・・（４）
式（１）にて説明したように、角度２算出部１１７は、時定数をＴに設定したＬＰＦにＴを乗算したフィルタで角度信号を演算する。角度２算出部１１７で演算される信号のオフセットは、ＬＰＦのゲイン特性が０ｄＢ（デシベル）となる低周波数での角速度オフセットに時定数Ｔを乗算すれば求められる。角度２算出部１１７の入力信号のオフセット量は、オフセット１算出部１１１ですでに算出されているので、オフセット１算出部１１１の出力に時定数Ｔを乗算すれば、角度２算出部１１７を通過した後の角度オフセットを算出できる。
【００５５】
オフセット算出後には、第１実施形態で説明した通り、オフセット１算出部１１１からの角速度オフセットは、減算部１１２で角速度計１０３の出力から減算される。またオフセット２算出部１５０１からの角度オフセットは、減算部１１４で角度２算出部１１７の出力値（前回サンプリング値）から減算される。各減算結果は減算量算出部１１５に入力され、角速度減算量が算出される。減算部１１６は、角速度計１０３の出力から角速度減算量を減算した後、角度２算出部１１７は目標角度を算出し、像振れ補正が行われる。
【００５６】
本実施形態によれば、オフセット１算出部１１１で角速度オフセットを高精度で求められる場合、角速度オフセットに時定数Ｔを乗算するだけで角度オフセットを算出できる。よって、処理回路や処理プログラムの大規模化を回避しつつ、精度のよい像振れ補正を行える。
【００５７】
［その他の実施形態］
第１乃至４実施形態では、振れ補正手段としての補正レンズを光軸に垂直な面内で移動させる、いわゆる光学防振を説明した。これに限らず、以下の構成を用いても構わない。
・撮像素子を光軸に垂直な面内で移動させることで像振れ補正を行う構成。
・撮像素子が出力する各撮影フレームの画像切り出し位置を変更することで振れの影響を軽減させる電子防振による構成。
・複数の制御を組み合わせて像振れ補正を行う構成。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  カメラ
１０３  角速度計
１０４  レリーズスイッチ
１０５  ＣＰＵ
１０８  振れ補正部
１１０  角度１算出部
１１１  オフセット１算出部
１１３  オフセット２算出部
１１５  減算量算出部
１１７  角度２算出部
【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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【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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