(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像振れを補正する像振れ補正手段と、
振れの角速度を検出する第１振れ検出手段と、
前記角速度に基づいて角度振れ補正量を演算する第１の演算手段と、
前記第１振れ検出手段とは異なる方式で振れを検出する第２振れ検出手段と、
前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力から補正値を演算し、当該補正値と前記第１振れ検出手段の出力とに基づいて平行振れ補正量を演算する第２の演算手段と、
前記補正値の上限値を決定する決定手段と、
前記角度振れ量および前記平行振れ量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段とを有し、
前記決定手段は、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力の少なくともいずれか一方から求めた振れの大きさに基づいて、該振れの大きさが大きいほど前記補正値の上限値を大きくすることを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
画像振れを補正する像振れ補正手段と、
振れの角速度を検出する第１振れ検出手段と、
前記角速度に基づいて角度振れ補正量を演算する第１の演算手段と、
前記第１振れ検出手段とは異なる方式で振れを検出する第２振れ検出手段と、
前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力から補正値を演算し、当該補正値と前記第１振れ検出手段の出力とに基づいて平行振れ補正量を演算する第２の演算手段と、
前記補正値の上限値を決定する決定手段と、
前記角度振れ量および前記平行振れ量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段とを有し、
前記決定手段は、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力の少なくともいずれか一方から求めた振れの大きさが第１の振れの大きさであるときの前記上限値よりも、前記第１の振れの大きさよりも大きい第２の振れの大きさである時の上限値の方を大きくすることを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項３】
前記第２の演算手段は、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力に対して複数の所定周波数帯域信号を処理することで、それぞれの周波数帯域における補正値を演算し、前記複数の補正値のいずれかを選択することを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記第２の演算手段は、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力に対して複数の所定周波数帯域信号を処理することで、それぞれの周波数帯域における補正値を演算し、前記複数の補正値を所定の比率で合成して前記補正値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正装置。
【請求項５】
ズーム及びフォーカスが可変である撮像光学系を有する光学機器もしくは撮像装置に搭載され、
前記決定手段は、前記撮像光学系のズーム及びフォーカス情報から撮影倍率を求め、該求めた撮影倍率が予め決められた撮影倍率よりも高い場合に、前記補正値の上限値を高くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項６】
ズーム及びフォーカスが可変である撮像光学系を有する光学機器もしくは撮像装置に搭載され、
前記決定手段は、前記撮像光学系のズーム及びフォーカス情報から焦点距離を求め、該求めた焦点距離が予め決められた焦点距離よりも長い場合に、前記補正値の上限値を低くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項７】
前記決定手段は、パンニングまたはチルティング中である場合に、パンニングまたはチルティング中でない場合よりも前記補正値の上限値を低くすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項８】
前記第２の演算手段は、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力から第１演算用補正量を演算し、該第１演算用補正量から前記補正値の上限値を上限とする第２演算用補正値を演算し、該第２演算用補正値を整流した第３演算用補正値を前記補正値とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項９】
前記第２振れ検出手段は、加速度計であることを特徴とする請求項１乃至８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２振れ検出手段は、撮像素子から出力される画像から動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項１１】
撮影準備動作および撮影動作の指示を行うレリーズスイッチを有する撮像装置に搭載される像振れ補正装置であって、
画像振れを補正する像振れ補正手段と、
振れの角速度を検出する第１振れ検出手段と、
前記角速度に基づいて角度振れ補正量を演算する第１の演算手段と、
前記第１振れ検出手段とは異なる方式で振れを検出する第２振れ検出手段と、
前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力から第１および第２の補正値を演算し、前記撮影準備動作が指示されている場合は前記第１の補正値を、前記撮影動作が指示されている場合は前記第２の補正値を選択し、前記第１または第２の補正値と前記第１振れ検出手段の出力に基づいて平行振れ補正量を演算する第２の演算手段と、
前記第１および第２の補正値の上限値を、前記第１の補正値の上限値よりも前記第２の補正値の上限値が大きくなるように決定する決定手段と、
前記角度振れ量および前記平行振れ量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段とを有し、
前記決定手段は、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力の少なくともいずれか一方から求めた振れの大きさに基づいて、該振れの大きさが大きいほど前記第１および第２の補正値の上限値を大きくすることを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項１２】
撮影準備動作および撮影動作の指示を行うレリーズスイッチを有する撮像装置に搭載される像振れ補正装置であって、
画像振れを補正する像振れ補正手段と、
振れの角速度を検出する第１振れ検出手段と、
前記角速度に基づいて角度振れ補正量を演算する第１の演算手段と、
前記第１振れ検出手段とは異なる方式で振れを検出する第２振れ検出手段と、
前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力から第１および第２の補正値を演算し、前記撮影準備動作が指示されている場合は前記第１の補正値を、前記撮影動作が指示されている場合は前記第２の補正値を選択し、前記第１または第２の補正値と前記第１振れ検出手段の出力に基づいて平行振れ補正量を演算する第２の演算手段と、
前記第１および第２の補正値の上限値を、前記第１の補正値の上限値よりも前記第２の補正値の上限値が大きくなるように決定する決定手段と、
前記角度振れ量および前記平行振れ量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段とを有し、
前記決定手段は、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力の少なくともいずれか一方から求めた振れの大きさが第１の振れの大きさであるときの前記第１および第２の補正値の上限値よりも、前記第１の振れの大きさよりも大きい第２の振れの大きさである時の前記第１および第２の補正値の上限値の方を大きくすることを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項１３】
ズーム及びフォーカスが可変である撮像光学系を有する光学機器もしくは撮像装置に搭載され、
前記決定手段は、前記撮像装置から得られるズーム及びフォーカス情報から撮影倍率を求め、該求めた撮影倍率が予め決められた撮影倍率よりも高い場合に、前記第１および第２の補正値の上限値を高くすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の像振れ補正装置。
【請求項１４】
ズーム及びフォーカスが可変である撮像光学系を有する光学機器もしくは撮像装置に搭載され、
前記決定手段は、前記撮像装置から得られるズーム及びフォーカス情報から焦点距離を求め、該求めた焦点距離が予め決められた焦点距離よりも長い場合に、前記第１および第２の補正値の上限値を低くすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の像振れ補正装置。
【請求項１５】
前記決定手段は、パンニングまたはチルティング中である場合に、パンニングまたはチルティング中でない場合よりもより前記第１および第２の補正値の上限値を低くすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の像振れ補正装置。
【請求項１６】
前記第２の演算手段は、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力から第１演算用補正量を演算し、該第１演算用補正量から前記補正値の上限値を上限とする第２演算用補正値を演算し、該第２演算用補正値を整流した第３演算用補正値を前記補正値とすることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を具備することを特徴とする光学機器。
【請求項１９】
画像振れを補正する像振れ補正手段を備えた像振れ補正装置の制御方法であって、
振れの角速度を検出する第１振れ検出ステップと、
前記角速度に基づいて角度振れ補正量を演算する第１の演算ステップと、
前記第１振れ検出ステップとは異なる方式で振れを検出する第２振れ検出ステップと、
前記第１振れ検出ステップと前記第２振れ検出ステップとの出力から補正値を演算し、当該補正値と前記第１振れ検出ステップの出力とに基づいて平行振れ補正量を演算する第２の演算ステップと、
前記補正値の上限値を決定する決定ステップと、
前記角度振れ量および前記平行振れ量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動ステップとを有し、
前記決定ステップは、前記第１振れ検出ステップと前記第２振れ検出ステップからの出力の少なくともいずれか一方から求めた振れの大きさに基づいて、該振れの大きさが大きいほど前記補正値の上限値を大きくすることを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。
【請求項２０】
画像振れを補正する像振れ補正手段を備えた像振れ補正装置の制御方法であって、
振れの角速度を検出する第１振れ検出ステップと、
前記角速度に基づいて角度振れ補正量を演算する第１の演算ステップと、
前記第１振れ検出ステップとは異なる方式で振れを検出する第２振れ検出ステップと、
前記第１振れ検出ステップと前記第２振れ検出ステップとの出力から補正値を演算し、当該補正値と前記第１振れ検出ステップの出力とに基づいて平行振れ補正量を演算する第２の演算ステップと、
前記補正値の上限値を決定する決定ステップと、
前記角度振れ量および前記平行振れ量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動ステップとを有し、
前記決定ステップは、前記第１振れ検出ステップと前記第２振れ検出ステップからの出力の少なくともいずれか一方から求めた振れの大きさが第１の振れの大きさであるときの前記上限値よりも、前記第１の振れの大きさよりも大きい第２の振れの大きさである時の上限値の方を大きくすることを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。
【請求項２１】
撮影準備動作および撮影動作の指示を行うレリーズスイッチを有する撮像装置に搭載される、画像振れを補正する像振れ補正手段を有する像振れ補正装置の制御方法であって、
振れの角速度を検出する第１振れ検出ステップと、
前記角速度に基づいて角度振れ補正量を演算する第１の演算ステップと、
前記第１振れ検出ステップとは異なる方式で振れを検出する第２振れ検出ステップと、
前記第１振れ検出ステップと前記第２振れ検出ステップとの出力から第１および第２の補正値を演算し、前記撮影準備動作が指示されている場合は前記第１の補正値を、前記撮影動作が指示されている場合は前記第２の補正値を選択し、前記第１または第２の補正値と前記第１振れ検出ステップの出力に基づいて平行振れ補正量を演算する第２演算ステップと、
前記第１および第２の補正値の上限値を、前記第１の補正値の上限値よりも前記第２の補正値の上限値が大きくなるように決定する決定ステップと、
前記角度振れ量および前記平行振れ量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動ステップとを有し、
前記決定ステップは、前記第１振れ検出ステップと前記第２振れ検出ステップとの出力の少なくともいずれか一方から求めた振れの大きさに基づいて、該振れの大きさが大きいほど前記補正値の上限値を大きくすることを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。
【請求項２２】
撮影準備動作および撮影動作の指示を行うレリーズスイッチを有する撮像装置に搭載される、画像振れを補正する像振れ補正手段を有する像振れ補正装置の制御方法であって、
振れの角速度を検出する第１振れ検出ステップと、
前記角速度に基づいて角度振れ補正量を演算する第１の演算ステップと、
前記第１振れ検出ステップとは異なる方式で振れを検出する第２振れ検出ステップと、
前記第１振れ検出ステップと前記第２振れ検出ステップとの出力から第１および第２の補正値を演算し、前記撮影準備動作が指示されている場合は前記第１の補正値を、前記撮影動作が指示されていた場合は前記第２の補正値を選択し、前記第１または第２の補正値と前記第１振れ検出ステップの出力に基づいて平行振れ補正量を演算する第２の演算ステップと、
前記第１および第２の補正値の上限値を、前記第１の補正値の上限値よりも前記第２の補正値の上限値が大きくなるように決定する決定ステップと、
前記角度振れ量および前記平行振れ量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動ステップとを有し、
前記決定ステップは、前記第１振れ検出ステップと前記第２振れ検出ステップからの出力の少なくともいずれか一方から求めた振れの大きさが第１の振れの大きさであるときの前記第１および第２の上限値よりも、前記第１の振れの大きさよりも大きい第２の振れの大きさである時の前記第１および第２の補正値の上限値の方を大きく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（画像の劣化）を補正する防振制御装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、手振れ等による画像振れを防ぐ、例えば、振れ補正部、駆動部及び振動検出部等から成る防振制御装置を備えたカメラが製品化されており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因が減ってきている。
【０００３】
現在、角速度計を用いて角度振れを検知し、レンズの一部や撮像素子を動かすことによって撮像素子面上の像振れを低減させる防振制御装置が、有効な像振れ補正機能として様々な光学機器に搭載されている。
【０００４】
しかし、至近距離での撮影や、高い撮影倍率での撮影では、角速度計のみでは検出できない、カメラの光軸に対して平行あるいは垂直な方向に加わる、いわゆる平行振れによる像劣化も無視できない。例えば、マクロ撮影のように被写体に２０ｃｍ程度まで接近して撮影する場合や、被写体がカメラから１ｍ程度離れていても、撮影光学系の焦点距離が非常に長い（例えば４００ｍｍ）場合などには、積極的に平行振れを検出して補正を行う必要がある。
【０００５】
特許文献１では、加速度を検出する加速度計を設け、加速度計により得られる加速度の２階積分から平行振れを求め、別に設けた角速度計の出力と共に振れ補正部を駆動する技術が開示されている。
【０００６】
しかながら、平行振れの検出に用いる加速度計の出力は外乱ノイズや温度変化などの環境の変化の影響を受けやすく、２階積分することでそれらの不安定要因はさらに拡大するため、平行振れの高精度な補正が難しいという問題がある。
【０００７】
特許文献２は、平行振れをカメラから離れた場所に回転中心がある時の角度振れとみなして求める開示がある。この方法では、角速度計と加速度計とを設け、それらの出力から角度振れの回転半径を用いた補正値と角度を求めて振れ補正を行うことで、外乱の影響を受けにくい周波数帯域に限定して回転中心を求める。このようにすることで、上記のような加速度計の不安定要因を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２２５４０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
角度振れの回転半径を用いて平行振れ補正を行う方法においては、回転半径を正確に求める必要があり、加速度計と角速度計を用いて回転半径を算出する場合、各種センサの検出精度が重要となる。しかしながら、センサノイズの影響が大きい場合、回転半径が正確に求められず、適切な平行振れ補正効果が得られない。特に加速度計の出力に対するセンサノイズの割合が大きい場合、回転半径を誤推定し、平行振れ補正量が大きくなり、過補正により防振性能が悪化してしまう懸念がある。
【００１０】
一般的にセンサノイズの量は加速度の大きさによらず一定であるので、平行振れが大きい場合、即ち加速度計の出力値が大きい場合は、センサノイズが回転半径の推定に与える影響は少なく、平行振れ補正量を正確に求めることができる。一方、平行振れが非常に小さい場合、即ち加速度計の出力値が小さい場合は、センサノイズが回転半径の推定に与える影響は大きく、平行振れ補正量を正確に求めることは難しい。つまり、撮影体勢などによる手振れ量の違いで平行振れの検出精度に差が生じる、即ち防振効果に差が生じることになる。
【００１１】
また、撮影者が撮りたい被写体を追ってフレーミングしながら撮影動作を行ったり、手振れにより生じる画角ずれを撮影者が調整しながら撮影動作を行ったりすることがある。そういった場合などでは、撮影者が意図しない手振れによる平行振れに加えて、撮影者が意図的にカメラを動かすことによる平行振れも大きくなる。この時、角度振れの回転半径を用いた平行振れ補正を行うと、パンニングやチルティング動作中の回転半径は非常に大きな値となり、パンニングやチルティング動作直後の撮影における回転半径を誤推定してしまう可能性がある。具体的には、パンニングやチルティング動作直後の撮影中の平行振れ補正量が過大となり、振れ補正の防振効果に悪影響を及ぼすことがあった。
【００１２】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、小型で機動性が高い防振制御装置を用いて、平行振れの高精度な画像振れ補正を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の像振れ補正装置は、画像振れを補正する像振れ補正手段と、振れの角速度を検出する第１振れ検出手段と、前記角速度に基づいて角度振れ補正量を演算する第１の演算手段と、前記第１振れ検出手段とは異なる方式で振れを検出する第２振れ検出手段と、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力から補正値を演算し、当該補正値と前記第１振れ検出手段の出力とに基づいて平行振れ補正量を演算する第２の演算手段と、前記補正値の上限値を決定する決定手段と、前記角度振れ量および前記平行振れ量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段とを有し、前記決定手段は、前記第１振れ検出手段と前記第２振れ検出手段との出力の少なくともいずれか一方から求めた振れの大きさに基づいて、該振れの大きさが大きいほど前記補正値の上限値を大きくする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小型で機動性が高い防振制御装置を用いて、平行振れの高精度な画像振れ補正を行えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態における防振制御装置を具備したカメラを上面から見た場合の機能構成を示す概略図。
【図２】実施の形態における防振制御装置を具備したカメラを側面から見た場合の機能構成を示す概略図。
【図３】第１の実施形態に係る防振制御装置のブロック図。
【図４】第１の実施形態における振れの回転中心の説明図。
【図５】図３に示す比較部と補正上限値算出部の詳細な構成を示すブロック図。
【図６】図５に示す揺れ状態判定部の詳細な構成を示すブロック図。
【図７】（ａ）はアンプ６０１及び加速度計ＢＰＦ部３０７の出力の一例を示す図、（ｂ）は加算器６０２及び絶対値処理部６０３の出力の一例を示す図、（ｃ）はＬＰＦ６０４の出力の一例を示す図。
【図８】第１の実施形態にかかる揺れの状態と回転半径の上限値との関係を示す図。
【図９】図５に示す信号整流部の詳細な構成を示すブロック図。
【図１０】変形例に係る防振制御装置のブロック図。
【図１１】第２の実施形態に係る比較部と補正上限値算出部の詳細な構成を示すブロック図。
【図１２】第２の実施形態に係る揺れの状態と回転半径の上限値との関係を示す図。。
【図１３】第３の実施形態に係る比較部と補正上限値算出部の詳細な構成を示すブロック図。
【図１４】第５の実施形態に係る比較部と補正上限値算出部の詳細な構成を示すブロック図。
【図１５】第６の実施形態に係る防振制御装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１及び図２はそれぞれ、本発明の第１の実施形態に係る防振制御装置を具備したカメラ１０１を上面及び側面から見た場合の機能構成を示す概略図である。このカメラ１０１に搭載される防振システムは、光軸１０２に対して矢印１０３ｐ、１０３ｙで示す振れ（以下、角度振れ）、及び矢印１０４ｐ、１０４ｙで示す振れ（以下、平行振れ）に対して振れ補正を行う。
【００１８】
カメラ１０１において、１０５はレリーズスイッチ、１０６はカメラＣＰＵである。１０７は撮像素子、１０８ｐ、１０８ｙは各々矢印１０８ｐａ、１０８ｙａで示す角度振れを検出する角速度計（第１振れ検出手段）である。また、１０９ｐ、１０９ｙは、角速度計１０８ｐ、１０８ｙと異なる方式で各々矢印１０９ｐａ、１０９ｙａで示す平行振れを検出する加速度計（第２振れ検出手段）である。１１０は振れ補正部であり、振れ補正レンズ１１１を矢印１１０ｐ、１１０ｙの方向に自在に駆動して、角度振れ、平行振れの両方に対する振れ補正を行う。なお、角速度計１０８ｐ、１０８ｙ、及び加速度計１０９ｐ、１０９ｙの出力は、カメラＣＰＵ１０６に入力される。そして、これらの出力に基づいて、駆動部１１２により振れ補正を行う。
【００１９】
なお、本第１の実施形態では、振れ補正手段として、算出された補正量に基づいて振れ補正レンズ１１１を光軸に垂直な面内で移動させる、いわゆる光学防振を用いている。しかしながら、振れ補正の方法は光学防振に限るものではなく、撮像素子を光軸に垂直な面内で移動させることで防振を行う方法や、撮像素子が出力する各フレームの画像の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を用いる方法でもよい。また、これらの方法を組み合わせることも可能である。即ち、算出された補正量に基づいて、撮影された画像の振れを軽減または無くすことができるのであれば、本発明に適用することができる。
【００２０】
図３は、本第１の実施形態における防振制御装置を示すブロック図である。図３では、カメラの鉛直方向（ピッチ方向、図２の矢印１０３ｐ、１０４ｐ方向）に生じる振れの構成のみを示している。しかし、同様な構成はカメラの水平方向（ヨー方向：図１の矢印１０３ｙ、１０４ｙ方向）に生じる振れにも設けられている。これらは基本的には同じ構成になっているので、以下、ピッチ方向の構成のみを図示し、その説明を行う。
【００２１】
まず、図３を用いて、角度振れ量を求める手順について説明する。角速度計１０８ｐからの角速度信号（第１信号）はＣＰＵ１０６に入力される。そして、角速度信号はＨＰＦ積分フィルタ３０１に入力され、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）でＤＣ成分がカットされた後、積分されて角度信号に変換される。ここで、手振れの周波数帯域は一般に１Ｈｚ〜１０Ｈｚの間であるため、ＨＰＦとしては、例えば手振れの周波数帯域から十分離れた、例えば０．１Ｈｚ以下の周波数成分をカットする１次のＨＰＦ特性になっている。
【００２２】
ＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力は敏感度調整部３０３に入力される。敏感度調整部３０３は、ズーム、フォーカス情報３０２に基づいて求まる撮影倍率と焦点距離とに基づいてＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力を増幅し、角度振れ補正目標値（角度振れ量）にする。これはレンズのフォーカスやズームなどの光学情報が変化することで補正レンズ１１１の移動量に対するカメラ像面上での揺れ量の比である振れ補正敏感度に変化が生じるため敏感度調整部３０３が設けられている。なお、ＨＰＦ積分フィルタ３０１と敏感度調整部３０３とにより、角度振れ量演算手段が構成される。
【００２３】
次に、平行振れ量を求める手順について説明する。角速度計１０８ｐからの角速度信号は、上述したようにＨＰＦ積分フィルタ３０１に入力されると共に、ＨＰＦ積分フィルタ３１０にも入力され、ＨＰＦでＤＣ成分がカットされた後、積分されて角度信号に変換される。ＨＰＦ積分フィルタ３１０の出力は利得調整部（利得調整フィルタ）３１１に入力される。この利得調整部３１１とＨＰＦ積分フィルタ３１０とにより、平行振れ補正を行うべき周波数帯域におけるゲイン及び位相特性を調整している。利得調整部３１１の出力は出力補正部３１２に出力される。
【００２４】
また、上記処理と同時に、角速度計１０８ｐからの角速度信号はＨＰＦ位相調整部（ＨＰＦ位相調整フィルタ）３０４に入力され、角速度計１０８ｐの出力に重畳するＤＣ成分がカットされると共にその信号の位相調整が行われる。ここでのカットオフ周波数は後述するＨＰＦ積分フィルタ３０５のＨＰＦのカットオフ周波数と合わせており、周波数特性が一致するように調整してある。ＨＰＦ位相調整部３０４の出力は角速度計バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）部３０６で所定帯域の周波数成分のみ抽出される。
【００２５】
一方、加速度計１０９ｐの出力（第２信号）はＣＰＵ１０６のＨＰＦ積分フィルタ３０５に入力され、ＨＰＦでＤＣ成分をカットされた後、積分されて速度信号に変換される。この時のＨＰＦのカットオフ周波数は上述したように、ＨＰＦ位相調整部３０４のＨＰＦの周波数特性に合わせて設定してある。ＨＰＦ積分フィルタ３０５の出力は加速度計バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）部３０７で所定帯域の周波数成分のみ抽出される。
【００２６】
角速度計ＢＰＦ部３０６及び加速度計ＢＰＦ部３０７の出力に基づいて、補正上限値算出部３０９にて補正上限値が算出される。算出された補正上限値は、角速度計ＢＰＦ部３０６及び加速度計ＢＰＦ部３０７の出力とともに、比較部３０８（補正値演算手段）に入力され、利得調整部３１１の出力を補正する補正値が算出され、出力補正部３１２に出力される。補正上限値算出部３０９における補正上限値の算出方法と、比較部３０８における補正量の算出方法については後述する。
【００２７】
出力補正部３１２にはズーム、フォーカス情報３０２も入力されており、ズーム、フォーカス情報３０２より撮影倍率を演算する。そして、求められた撮影倍率及び比較部３０８からの補正量に基づいて利得調整部３１１の出力を補正して、平行振れ補正目標値（平行振れ量）にする。
【００２８】
上述したようにして求められた角度振れ補正目標値と平行振れ補正目標値は加算器３１３で加算され、その加算値が駆動部１１２に出力される。この加算値に基づいて、振れ補正部１１０が駆動部１１２により駆動され、角度振れと平行振れの両者の画像振れが補正されることになる。
【００２９】
次に、比較部３０８から出力される補正値について説明する。図４はカメラ１０１に加わる角度振れ１０３ｐと平行振れ１０４ｐを示した図である。ここで、カメラ１０１の撮影レンズ内の撮像光学系の主点位置における平行振れ１０４ｐの振れ量をＹとし、角度振れ１０３ｐの振れ角度をθとする。そして、回転中心Ｏを定め、回転中心Ｏから加速度計１０９ｐまでの距離である回転半径をＬすると、振れ量Ｙ、振れ角度θ、回転半径Ｌの関係は以下の式（１）により表すことができる。
Ｙ＝Ｌθ      …（１）
【００３０】
なお、式（１）において、加速度計１０９ｐの出力を２階積分することで振れ量Ｙを求めることができ、角速度計１０８ｐの出力を１階積分することで振れ角度θを求めることができる。また、加速度計１０９ｐの出力を１階積分して求めた速度Ｖと、角速度計１０８ｐの出力から得られる角速度ωとを用いて、回転半径Ｌとの関係を以下の式（２）により表すことができる。
Ｖ＝Ｌω      …（２）
更に、加速度計１０９ｐの出力から得られる加速度Ａと、角速度計１０８ｐの出力を１階微分することで求めた角加速度ωａとを用いて、回転半径Ｌとの関係を以下の式（３）により表すことができる。
Ａ＝Ｌωａ    …（３）
【００３１】
上述した式（１）〜（３）のいずれからでも、回転半径Ｌを求めることができる。
【００３２】
一方、撮像光学系の主点位置における平行振れの振れ量Ｙと撮像光学系の振れ角度θ及び撮像光学系の焦点距離ｆと撮影倍率βとから、撮像面に生ずる振れδは、以下の式（４）で表すことができる。ここで、
δ＝（１＋β）ｆθ＋βＹ      …（４）
【００３３】
ここで、右辺第１項の焦点距離ｆは、撮影光学系のズーム、フォーカス情報３０２より求まる。また、撮影倍率βは、実際の被写体の大きさに対する、撮像素子１０７上に結像された被写体の像の大きさの倍率を表すものであり、これも撮影光学系のズーム、フォーカス情報より求まる。更に、振れ角度θは角速度計１０８ｐの積分結果より求めることができる。よってこれらの情報から、図３を用いて説明したように角度振れ補正目標値を求めることができる。
また、右辺第２項に関しては、加速度計１０９ｐの２階積分値である平行振れの振れ量Ｙと撮影倍率βにより求まるので、これらの情報から図３を用いて説明したように平行振れ補正目標値を求めることができる。
【００３４】
しかし、本第１の実施形態においては、式（１）と式（４）とから、次式（５）により表される振れδに対して画像振れ補正を行う。
δ＝（１＋β）ｆθ＋βＬθ      …（５）
【００３５】
即ち、平行振れに関して、加速度計１０９ｐより直接求まる振れ量Ｙを用いない。一旦式（１）或いは式（２）或いは式（３）で求まる回転半径Ｌを求め、この回転半径Ｌと角速度計１０８ｐの出力の積分結果である振れ角度θとズーム、フォーカス情報３０２とから得られる撮影倍率βにより補正する。ここで、振れ角度θと回転半径Ｌを用いて平行振れの振れ量Ｙの補正を行う方法においては、上述したように、回転半径Ｌを正確に求める必要がある。
補正上限値算出部３０９における補正上限値と、比較部３０８における補正量の算出方法について以下に説明する。
【００３６】
図５は図３の補正上限値算出部３０９と比較部３０８の構成を表したブロック図である。比較部３０８において、まず、角速度計ＢＰＦ部３０６及び加速度計ＢＰＦ部３０７の出力に基づいて、式（２）をＬについて解いた式（６）により回転半径算出部５０１にて回転半径Ｌ（第１演算用補正量）を算出する。
Ｌ＝Ｖ／ω      …（６）
【００３７】
回転半径Ｌは、（例えば、角速度計ＢＰＦ部３０６及び加速度計ＢＰＦ部３０７のカットオフ周波数が５Ｈｚの場合、２００ｍｓ程度に設定された）所定時間内の速度Ｖと角速度ωそれぞれの最大振幅のピーク値の比より算出してもよい。更に回転半径Ｌの更新は速度Ｖと角速度ωがそれぞれ算出された瞬間毎に行っても良い。このとき、速度Ｖと角速度ωをそれぞれ時系列的に平均化したり、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）で高周波成分をカットすることで、回転半径を算出する際の高周波ノイズ成分を除去した回転半径が算出できる。
また、上記処理と同時に、角速度計ＢＰＦ部３０６及び加速度計ＢＰＦ部３０７の出力は、補正上限値算出部３０９内の揺れ状態判定部５０２に入力され、リミット処理制御部５０３で回転半径の上限値を決定するための揺れ状態信号を生成する。揺れ状態判定部５０２における揺れ状態信号算出方法とリミット処理制御部５０３（補正上限値算出手段）における回転半径上限値算出方法について図６のブロック図を用いて説明する。
【００３８】
角速度計ＢＰＦ部３０６の出力はアンプ６０１に入力し、設定された係数が乗算される。アンプ６０１の係数は、角速度計ＢＰＦ部３０６及び加速度計ＢＰＦ部３０７の出力のレベルを同等にするため、ここでは回転半径Ｌの値を１００ｍｍ付近などの実際の手振れ回転半径に近い数値に設定し、Ｖ＝ｋＬωとなるようなアンプ６０１の係数ｋを求める。
【００３９】
また、角速度計と加速度計のどちらのセンサノイズの影響が大きいかにより係数を設定する方法がある。ここで加速度計の手振れ振動による加速度に対するノイズ出力の影響が大きい場合には、角速度計の出力に対して重みが大きくなるように係数が設定される。このようにすることでセンサノイズの影響をできるだけ除去した揺れ判定を行うことができる。
【００４０】
また、第１の実施形態では角速度計ＢＰＦ部３０６の出力に係数を乗算しているが、加速度計ＢＰＦ部３０７の出力に係数を乗算してもよい。また、角速度計ＢＰＦ部３０６の出力、加速度計ＢＰＦ部３０７の出力に各々係数を乗算してもよい。
【００４１】
ここで、角速度計ＢＰＦ部３０６の出力に係数を乗算したアンプ６０１の出力の一例を図７（ａ）の７０１、加速度計ＢＰＦ部３０７の出力の一例を図７（ａ）の７０２に示す。
【００４２】
次に、角速度計ＢＰＦ部３０６の出力に係数を乗算したアンプ６０１の出力と加速度計ＢＰＦ部３０７の出力を加算器６０２にて加算する。加算器６０２の出力の一例は図７（ｂ）の７０３に示す。加算器６０２の出力７０３は絶対値処理部６０３にて絶対値に変換されて、図７（ｂ）の信号７０４になる。絶対値処理部６０３からの信号７０４はＬＰＦ処理部６０４にて、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）により高周波成分がカットされて出力される。ここでのＬＰＦカットオフ周波数は、例えば、０．５Ｈｚ以下の低いカットオフ周波数に設定されており、図７（ｂ）の信号７０４は、ＬＰＦ処理後、図７（ｃ）の信号７０５のようになる。
【００４３】
ここで、ＬＰＦ処理部６０４は、ある所定期間の移動平均を演算する手段などの方法をとってもよい。また、角速度計ＢＰＦ部３０６の出力と加速度計ＢＰＦ部３０７の出力の何れかを用いて揺れ判定を行ってもよい。この場合、角速度計ＢＰＦ部３０６の出力と加速度計ＢＰＦ部３０７の出力の何れかが、絶対値処理部６０３に入力され、後は上記方法と同様にしてＬＰＦ処理した信号を得ることができる。
【００４４】
図７（ｃ）の期間（Ｂ）のように手振れが非常に大きな期間はＬＰＦ処理部６０４の出力値は大きくなり、（Ｄ）のように手振れが非常に小さな期間はＬＰＦ処理部６０４の出力値は小さくなる。
【００４５】
次にＬＰＦ処理部６０４の出力、即ち揺れ状態判定部５０２の出力は、リミット処理制御部５０３に入力され、回転半径の上限値を設定する信号が算出される。リミット処理制御部５０３は、図８に示すようなテーブルを用いて回転半径の上限値を算出する。ＬＰＦ処理部６０４の出力値に対する揺れ状態判定のため、図７（ｃ）のＴｈ３、Ｔｈ２、Ｔｈ１のように閾値が予め設定されており、ＬＰＦ処理部６０４の出力値がどの範囲内あるかにより、図８に示すようなテーブルによって回転半径の上限値が設定される。例えばＬＰＦ処理部６０４の出力値がＴｈ１の場合は、リミット処理制御部５０３の出力である回転半径の上限値はＬｉ１に設定される。ＬＰＦ処理部６０４の出力値がＴｈ３とＴｈ２の間である場合等は、Ｌｉ３とＬｉ２の間を線形補間した計算結果が回転半径の上限値として設定される。
【００４６】
次にリミット処理制御部５０３の出力値と回転半径算出部５０１の出力値がリミット処理部５０４に入力される。そして、回転半径算出部５０１の出力値がリミット処理制御部５０３により出力された回転半径の上限値以上であれば、この上限値に固定される。また、回転半径算出部５０１の出力値が回転半径の上限値よりも小さければ、回転半径算出部５０１の出力値がそのまま出力される。これにより、第２演算用補正値が求められる。
【００４７】
リミット処理制御部５０３の出力値は補正信号整流部５０５にて、補正信号にステップ的な急激な変化が起こらないように整流され（第３演算用補正値）、出力補正部３１２へと入力される。
【００４８】
ここで、整流の１つ目の方法は、ＬＰＦで高周波成分をカットする方法で、ここでのＬＰＦカットオフ周波数は、例えば、０．５Ｈｚ以下の低いカットオフ周波数に設定しておく。または、ある所定期間の移動平均を演算する手段などの方法をとってもよい。
【００４９】
２つ目の方法は、図９に示すブロック図を参照しながら説明する。リミット処理部５０４の出力値は減算器９０１に入力され、補正信号整流部５０５の出力値の１周期前のサンプリングのデータで減算される。減算器９０１の出力をｄｉｆｆとする。ｄｉｆｆは条件比較器９０３に入力され、予め設定されている所定値より小さいか否かを判定する。ｄｉｆｆが所定値よりも小さい場合、リミット処理部５０４の出力値であるＸ１が選択されて、補正信号整流部５０５の出力値として出力される。
【００５０】
ｄｉｆｆが所定値以上である場合、Ｘ２が選択され、補正信号整流部５０５の出力値として出力される。Ｘ２の計算方法を以下に示す。ｄｉｆｆは乗算器９０４にて予め設定されている所定値であるゲインＫｄにより乗算される。そして、乗算器９０４の出力と、１周期前の補正信号整流部５０５の出力値とを加算器９０５で加算し、Ｘ２を算出する。ここでゲインＫｄは１よりも小さい値に設定されており、ｄｉｆｆが所定値以上の場合に、急激に回転半径の変化が起こらないように設定されている。
【００５１】
また、この処理によりｄｉｆｆが負の値であれば常にＸ１が選択されることになる。よって、補正信号整流部５０５の出力値は値が小さくなる方向へは遅れなく遷移していくが、ｄｉｆｆが正の値かつ、変化量が大きい場合は急激な変化を抑制するようになる。
【００５２】
上記方法によれば、回転半径が大きくなる方向においては急進な回転半径の変化を抑制し、回転半径が小さくなる方向においては、回転半径の変化を抑制することはしない。これにより、回転半径の誤推定により過補正による防振制御性能の悪化を防げると共に、振れが大きい状態から急に振れが小さくなる場合などの平行振れの振動状態の変化にも対応できる。
【００５３】
また、上記例ではゲインＫｄを固定値としたが、例えば揺れ状態判定部５０２を用いてＫｄを可変させる方法もある。例えば、ゲインＫｄに対して図８のようなテーブルを用い、揺れ状態、即ちセンサの検出精度や回転半径の推定精度によってＫｄを可変させることで、外乱影響による回転半径の誤推定を更に防止することができる。
【００５４】
上記の通り第１の実施形態によれば、角速度計の出力と加速度計の出力とから揺れ状態を判定し、揺れ状態に応じて推定する回転半径Ｌの上限値を設定し、上限値にクランプ処理した後、回転半径Ｌに整流処理を行う。これにより、センサノイズの影響を受けにくくなり、回転半径の誤検出による制御性悪化を防止できる。また、揺れが大きいとき、小さいときそれぞれに応じて適切な平行振れ補正量を求めることができるので、防振制御効果が向上する。
【００５５】
＜変形例＞
第１の実施形態において上述した方法では、角速度計ＢＰＦ部３０６に設定された１つの周波数帯域における回転半径を算出する方法を説明した。しかしながら、複数の周波数帯域毎に回転半径Ｌの変化を検出し、選択する方法でも本願発明を実現することができる。複数の周波数毎の回転半径Ｌの変化を検出し、選択する方法を図１０のブロック図に示す。角速度計ＢＰＦ１部１００１と加速度計ＢＰＦ１部１００２、角速度計ＢＰＦ２部１００３と加速度計ＢＰＦ２部１００４、角速度計ＢＰＦ３部１００５と加速度計ＢＰＦ３部１００６をそれぞれ所定のカットオフ周波数に設定する。例えば、２Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚに設定し、それぞれ上記説明した方法で、補正上限値算出部１０１０、１０１１、１０１２で補正上限値を算出し、比較部１００７、１００８、１００９で整流した回転半径をそれぞれ求める。そして、回転半径選択部１０１３にて回転半径を選択し、第１の実施形態で説明した方法と同じようにして防振制御を行う。
【００５６】
回転半径選択部１０１３では、比較部１００７、１００８、１００９の各回転半径から平均値を計算し、回転半径としても良い。あるいは、各周波数の揺れ状態に応じてもっとも揺れ影響の大きい周波数における回転半径を選択し、回転半径としても良いし、各周波数の回転半径に重み付け係数を乗算したものを合成して回転半径としても良い。
【００５７】
各周波数の揺れ状態に応じてもっとも揺れ影響の大きい周波数における回転半径を選択する場合、図５の揺れ状態判定部５０２の出力を、各周波数における揺れ量とする。その各周波数での揺れ量の内、最も揺れ量の値が大きい周波数の回転半径を選択することで、最も平行振れ影響の大きい周波数帯域の平行振れを抽出できる。
【００５８】
また、各周波数の回転半径に重み付け係数を乗算したものを合成して回転半径とする場合、図５の揺れ状態判定部５０２の出力を、各周波数における揺れ量とし、揺れ量の大きさに応じた重み付けゲインをそれぞれ算出する。（各周波数の重み付けゲインの和が１となるようにゲイン設定）
【００５９】
比較部１００７、比較部１００８、比較部１００９からの各回転半径に対する重み付けゲイン計算方法を以下に示す。
重み付けゲイン１  ＝  揺れ量１（１０１０内）÷（  揺れ量１（１０１０内）＋  揺れ量２（１０１１内）＋  揺れ量３（１０１２内））
重み付けゲイン２  ＝  揺れ量２（１０１１内）÷（  揺れ量１（１０１０内）＋  揺れ量２（１０１１内）＋  揺れ量３（１０１２内））
重み付けゲイン３  ＝  揺れ量３（１０１２内）÷（  揺れ量１（１０１０内）＋  揺れ量２（１０１１内）＋  揺れ量３（１０１２内））
【００６０】
各周波数での重み付けゲインと各周波数での回転半径をそれぞれ乗算した後に、加算した値を回転半径として算出する。これにより、振れ状態に応じたより適切な平行振れを抽出できる。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本第２の実施形態は、図３に示す比較部３０８及び補正上限値算出部３０９の構成が第１の実施形態において図５、図６、図９を参照して説明したものと異なる。以下、図１１を参照して、本第２の実施形態における比較部３０８及び補正上限値算出部３０９について説明する。
【００６２】
本第２の実施形態では、回転判定の上限値として、角速度計の出力と加速度計の出力により判定された揺れ状態を示す揺れ状態信号によって、第１補正上限値と第２補正上限値の２パターンを演算する。そのため、図５と比較して、補正上限値算出部３０９は、第１リミット処理制御部１１０１（第１補正上限値算出手段）と第２リミット処理制御部１１０４（第２補正上限値算出手段）を有する。また、比較部３０８は、第１リミット処理部１１０２と第２リミット処理部１１０５、及び、第１補正信号整流部１１０３と第２補正信号整流部１１０６とを有する（第１補正値演算手段、第２補正値演算手段）。更に、比較部３０８は、レリーズスイッチ１０５の状態に応じて、第１補正信号整流部１１０３と第２補正信号整流部１１０６のいずれかの出力を選択するための補正信号選択部１１０７を備える。
【００６３】
ここで、第１リミット処理部１１０２と第２リミット処理部１１０５の動作と、第１補正信号整流部１１０と第２補正信号整流部１１０６の動作は、図５で説明したリミット処理部５０４と補正信号整流部５０５の動作と同様である。一方、第１リミット処理制御部１１０１と第２リミット処理制御部１１０４における処理は、図５で説明したリミット処理制御部５０３における処理と異なる。
【００６４】
第１リミット処理制御部１１０１は、図１２の１２０２のテーブルを参照し、第２リミット処理制御部１１０４は１２０１のテーブルを参照して、補正上限値をそれぞれ算出する。なお、これらのテーブル１２０１、１２０２を用いた回転半径の上限値を決定する方法は、第１の実施形態で図８を用いて説明した方法と同様である。
【００６５】
このように、第２リミット処理制御部１１０４から出力される回転半径の上限値の方が、第１リミット処理制御部１１０１から出力される回転半径の上限値よりも大きくなる。従って、第２補正信号整流部１１０６の出力は、第１補正信号整流部１１０３の出力以上の値となる。第１補正信号整流部１１０３の出力と第２補正信号整流部１１０６の出力は補正信号選択部１１０７に入力され、同時に入力されたレリーズスイッチ１０５の状態の応じて、いずれの出力を出力補正部３１２へ入力するかを選択する。
【００６６】
レリーズスイッチ１０５がＳＷ２ＯＮの場合（撮影動作の指示）、第２補正信号整流部１１０６の出力を選択する。また、ＳＷ２ＯＮ以外、すなわちＳＷ１ＯＮの状態（撮影準備動作の指示）かレリーズスイッチ１０５が押されていない状態では、第１補正信号整流部１１０３の出力を選択する。式（５）で説明したように、平行振れの振れ量Ｙ＝回転半径Ｌ×振れ角度θにより求めるため、ＳＷ２ＯＮ以外の状態での制御は、平行振れ制御量を弱めた防振制御になる。しかしながら、ＳＷ２ＯＮ状態における防振制御装置の駆動部１１２の駆動範囲と同様の駆動範囲を確保することができる。
【００６７】
また、レリーズスイッチ１０５がＳＷ２の場合、第２補正信号整流部１１０６の出力を選択し、レリーズスイッチ１０５がＳＷ１の場合、第１補正信号整流部１１０３の出力を選択するようにする。さらに、レリーズスイッチ１０５が押されていない場合、補正信号選択部１１０７の出力を０にして平行振れ制御を行わないようにしてもよい。
【００６８】
上記のように第２の実施形態によれば、レリーズスイッチ１０５の状態に応じて補正上限値、補正値（回転半径）を選択し、平行振れの防振量を切り替える。これにより、ＳＷ１ＯＮ時の撮影準備中は平行振れ制御量を弱めて防振制御することで、撮影準備中における回転半径の誤検知による防振制御悪化に伴う画像のみだれを防止できる。また、ＳＷ１ＯＮ時の撮影準備中は平行振れ制御量を弱めているので、ＳＷ２ＯＮ時の撮影動作中の駆動範囲を確保することができ、撮影中の防振性能が向上する。
【００６９】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本第３の実施形態は、図３に示す補正上限値算出部３０９の構成が第１及び第２の実施形態において説明したものと異なる。以下、図１３を参照して、本第３の実施形態における補正上限値算出部３０９について説明する。
【００７０】
本第３の実施形態においては、回転判定の上限値を、角速度計の出力と加速度計の出力により揺れ状態を判定した揺れ状態信号とズーム、フォーカス情報３０２とによって設定する。そのため、図５と比較して、リミット処理制御部１３０１には、揺れ状態判定部５０２からの出力と、ズーム、フォーカス情報３０２が入力される。そして、ズーム、フォーカス情報３０２に基づいて求められた撮影倍率βをリミット処理制御部１３０１で用いる。
【００７１】
例えば、マクロ撮影のように撮影倍率βが予め決められた撮影倍率βｔｈより大きい、即ち平行振れ量が大きくなる場合、リミット処理制御部１３０１は図１２の１２０１のテーブルを参照する。また、撮影倍率βが撮影倍率βｔｈ以下の場合、リミット処理制御部１３０１は１２０２のテーブルを参照する。なお、これらのテーブル１２０１、１２０２を用いた回転半径の上限値を決定する方法は、第１の実施形態で図８を用いて説明した方法と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７２】
上述した式（４）、式（５）の右辺第２項から分かるように、撮影倍率βが大きくなると平行振れ量は大きくなり、撮影倍率βが小さくなると平行振れ量は小さくなる。よって、撮影倍率βが大きいときには積極的に平行振れ補正を行わなければ、画像振れが顕著に現れてしまうが、撮影倍率βが小さいときには積極的に平行振れ補正を行わなくても平行振れの影響による画像振れは無視できるほど小さい。
【００７３】
そこで、撮影倍率βが大きいときには回転半径の上限値を大きく設定し、撮影倍率βが小さいときには回転半径の上限値を小さく設定することで、回転半径の誤検出による平行振れの過補正を防止することができる。
【００７４】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本第４の実施形態における比較部３０８及び補正上限値算出部３０９は、第３の実施形態で図１３を参照して説明したものと同様の構成を有するが、回転半径の上限値の決め方が異なる。
【００７５】
焦点距離ｆが非常に大きい場合、画角が狭くなることにより、撮影者が撮りたい被写体を追ってフレーミングしながらタイミングに応じて撮影動作を行ったり、手振れによる画角ずれを撮影者が調整しながら撮影動作を行ったりすることが多くなる。即ち、撮影者が意図しない手振れに関する平行振れもあれば、撮影者が意図してカメラを振らすことによる平行振れも大きくなる。よって、上述した平行振れ補正方法における回転半径Ｌの算出にも影響を及ぼす。
【００７６】
そこで、ズーム、フォーカス情報３０２に基づいて焦点距離ｆを求める。そして、求めた焦点距離ｆが予め決められた焦点距離ｆｔｈより長く、撮影者がフレーミングによってカメラを意図的に振らす可能性が大きい場合は、焦点距離ｆが焦点距離ｆｔｈ以下の場合の上限値よりも回転半径Ｌの上限値を小さくする。これにより、手振れによる平行振れ影響の回転半径誤検出による防振性能悪化を防ぐことができる。
【００７７】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本第５の実施形態は、図３に示す補正上限値算出部３０９の構成が第１〜第４の実施形態において説明したものと異なる。以下、図１４を参照して、本第５の実施形態における補正上限値算出部３０９について説明する。
【００７８】
本第５の実施形態においては、回転半径の上限値を、角速度計出力と加速度計出力により揺れ状態を判定した揺れ状態信号とパンニング・チルティング判定情報よって設定する。そのため、図５と比較して、リミット処理制御部１３０１には、揺れ状態判定部５０２からの出力と、パンニング・チルティング判定情報１４０１が入力される。
【００７９】
パンニング・チルティング判定情報１４０１からパンニング・チルティング中でないと判定されると図８のテーブルを参照し、第１の実施形態で上述したように制御を行う。パンニング・チルティング判定情報１４０１でパンニング・チルティング中と判定されると、図８のテーブルは参照せずに回転半径の上限値を０に固定して出力する。
【００８０】
なお、回転半径の上限値をパンニング・チルティング中と判定される１サンプリング前の上限値に固定してもよい。
【００８１】
パンニング・チルティング判定によって、回転半径の上限値を変化させる理由を以下に示す。
【００８２】
パンニング・チルティング中は回転半径は大きく算出される。但し、パンニング・チルティング中撮影する場合は、流し撮りなど撮影者が意図して画像が流れるような撮影を行いたい場合で、意図して動かしているパン方向、もしくはチルト方向においては手振れ防振制御を行いたくない。すなわち動かしているパン方向、もしくはチルト方向における手振れ防振制御を無効にするような制御を行うため、回転半径を推定し、平行振れ制御を行う必要もない。
【００８３】
また、パンニング・チルティング直後に撮影する場合における回転半径の誤推定の問題がある。回転半径の推定演算においては、急激な回転半径の推定値の変動を防止するためや、回転半径の誤推定を防止するため、時系列的に平均化された値や第１の実施形態の図９に示すような整流器を設けて回転半径を推定している。
【００８４】
ここで、パンニング・チルティング中の推定した回転半径が５００ｍｍであって、パン・チルト直後撮影する状態での回転半径が１００ｍｍとする。この場合、推定する回転半径が５００ｍｍから１００ｍｍに収束するまで時間がかかり、収束している間に撮影動作させると１００ｍｍよりも大きな推定回転半径の大きさになってしまい、過補正となり防振性能が悪化してしまうことがある。
【００８５】
このように、パンニング・チルティング中は回転半径の上限値を小さくしておくことが望ましい。そのため、パンニング・チルティング中の上限値を０に設定することで、パン・チルト直後の撮影において回転半径の誤推定による平行振れ補正量過大により防振制御性能が悪化することを防ぐことができる。
【００８６】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本第６の実施形態では、加速度計１０９ｐの代わりに、撮像素子１０７から得られる、異なるタイミングで得られた複数の画像を用いて、平行振れ量を検出する場合について説明する。図１５は、本第６の実施形態における防振制御装置を示すブロック図である。
【００８７】
図１５に示す構成は、図３に示す構成と比較して、遅延調整部１５０１が追加され、また、ＨＰＦ積分フィルタ３０５及び加速度計ＢＰＦ部３０７の代わりに動きベクトル抽出部１５０５及び動きベクトルＢＰＦ部１５０７が用いられるところが異なる。
【００８８】
撮像素子１０７が所定の時間間隔で出力する各画像間の比較を行うことで、手振れや構図のズレを検出する方法は広く知られており、電子防振あるいは画像合成技術として活用されている。本第６の実施形態では、撮像素子１０７から出力される画像から動きベクトル抽出部１５０５により動きベクトルを抽出し、角速度計１０８ｐが角速度信号を出力するタイミングにおける単位時間当たりの動きベクトルを求める。そして、単位時間当たりの動きベクトルをピッチ方向の平行振れ成分と、ヨー方向の平行振れ成分に分離する。ここでは、ピッチ方向の動きベクトルを動きベクトルＢＰＦ部１５０７に出力し、所定帯域の周波数成分のみを抽出する。以下、比較部３０８及び補正上限値算出部３０９における処理は、第１〜第５の実施形態のいずれかで説明した処理であるため、ここでは説明を省略する。
【００８９】
なお、振れ補正部を駆動して角度振れ補正を行った状態において、撮像素子１０７の動きベクトルを求めた場合には、撮像素子の出力する各画像間の動きベクトルが平行振れ成分による画像のずれとなる。この場合、敏感度調整部やズーム、フォーカス情報を用いて角度振れ補正目標値を求め、それに平行振れ補正目標値を加えて撮影時に振れ補正を行えばよい。
【００９０】
なお、撮像素子１０７から出力される画像を比較することで平行振れを検出する場合、画像処理に時間がかかる分、角速度計１０８ｐから得られる角速度信号が得られるタイミングよりも遅くなる。その遅れを調整するために、遅延調整部１５０１を設け、同じ時間の角度振れが検出できるようにする。
【００９１】
なお、本発明は、デジタル一眼レフやデジタルコンパクトカメラの防振制御装置に限らずデジタルビデオカメラの撮影や、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、携帯電話などの撮影装置にも搭載することができる。
【００９２】
また、上述した第１〜第６の実施形態は、適宜組み合わせることが可能である。
【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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【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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