(57)【要約】【課題】環境温度の影響を低減して、精度良く角速度信号を算出することが可能な技術を提供する。【解決手段】角速度演算装置は、角速度センサの出力信号を入力する入力手段と、当該出力信号に基づいて角速度を算出する算出手段とを備える。算出手段は、角速度検出開始時点での出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して、角速度の算出を開始する。例えば、角速度検出開始時刻Ｔ０における出力信号Ｌ１の信号レベルＶａ１を基準レベルに設定して、角速度の算出を開始する。【選択図】図９
2007322349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度演算装置であって、
角速度センサの出力信号を入力する入力手段と、
前記出力信号に基づいて角速度を算出する算出手段と、
を備え、
前記算出手段は、角速度検出開始時点での前記出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して、角速度の算出を開始することを特徴とする角速度演算装置。
【請求項２】
請求項１に記載の角速度演算装置において、
前記入力手段は、前記角速度センサの出力信号に対してＡ／Ｄ変換を施してデジタル信号の時系列の入力値を得る変換手段を有し、
前記算出手段は、
前回の入力値を記憶する第１の記憶手段と、
今回の入力値と前記第１の記憶手段に記憶された前記前回の入力値との差分値を算出する差分算出手段と、
前記差分値を積算した積算値を算出し、当該積算値を前記現時点の角速度として出力する積算手段と、
を有し、
前記第１の記憶手段は、前記前回の入力値の初期値として、前記角速度検出開始時点での入力値を設定することを特徴とする角速度演算装置。
【請求項３】
請求項２に記載の角速度演算装置において、
前記積算手段は、
前記差分値を積算して算出された積算値を記憶する第２の記憶手段と、
前記第２の記憶手段に記憶された前回までの積算値に、１以下の係数を乗じた値を、前記差分算出手段によって算出された今回の差分値に加算する加算手段と、
を有し、
前記係数は、前記角速度検出開始時点から所定の時点までの期間において第１の値から第２の値へと増加するように設定されることを特徴とする角速度演算装置。
【請求項４】
撮像装置であって、
角速度センサと、
前記角速度センサの出力信号に基づいて角速度を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された角速度に基づいて、前記撮像装置に関するブレを補正する補正手段と、
を備え、
前記算出手段は、角速度検出開始時点での前記出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して、角速度の算出を開始することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
角速度演算方法であって、
ａ）角速度センサの出力信号を入力するステップと、
ｂ）前記出力信号に基づいて角速度を算出するステップと、
を備え、
前記ステップｂ）においては、角速度検出開始時点での前記出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して、角速度の算出が開始されることを特徴とする角速度演算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度センサの出力に基づいて角速度を算出する角速度演算技術、および当該角速度を用いてブレ補正を伴う撮像技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置においては、撮影の際の手ブレを補正する技術が存在する。具体的には、撮像装置に角速度センサ（ジャイロセンサ等）を設け、当該角速度センサ出力信号に基づいて角速度等を算出し、算出された当該角速度等に基づいて、手ブレによる被写体像の位置ずれ等をキャンセルするようにレンズ光学系あるいは撮像素子（ＣＣＤ等）を駆動する技術が存在する。
【０００３】
なお、このような手ぶれ補正技術に用いられる角速度演算技術としては、例えば、特許文献１に記載のものが存在する。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８９４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、角速度センサの出力信号は、環境温度の影響を受けるため、その調整を行うことが求められる。
【０００６】
そのため、上記の特許文献１に記載の技術では、角速度センサからの信号をマイクロコンピュータに入力する際に、ハードウエア（抵抗器、コンデンサ）で構成されたハイパスフィルタ（ハードウエアハイパスフィルタとも称する）を用いて基準電圧を調整し、温度特性に起因するジャイロセンサの出力値のばらつきを補償している。
【０００７】
一方、部品点数減少等の観点からは、このようなハードウエアで構成されたハイパスフィルタ（以下、ハードウエアハイパスフィルタとも称する）を用いないことが好ましい。
【０００８】
しかしながら、ハードウエアハイパスフィルタを用いない場合には、角速度センサ出力の静止時の信号レベルが不明になり、上述したように角速度センサ出力が環境温度の影響を受けてしまう。そのため、例えば、環境温度が基準温度から大きくずれている場合には、実際には静止しているにもかかわらず大きく動いているものと誤認してしまうことがある。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、ハードウエアハイパスフィルタを用いた基準電圧の調整を行うことなく、環境温度の影響を低減して、精度良く角速度信号を算出することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その第１の側面は、角速度演算装置であって、角速度センサの出力信号を入力する入力手段と、前記出力信号に基づいて角速度を算出する算出手段とを備え、前記算出手段は、角速度検出開始時点での前記出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して、角速度の算出を開始することを特徴とする角速度演算装置である。
【００１１】
また、本発明の第２の側面は、撮像装置であって、角速度センサと、前記角速度センサの出力信号に基づいて角速度を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された角速度に基づいて、前記撮像装置に関するブレを補正する補正手段とを備え、前記算出手段は、角速度検出開始時点での前記出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して、角速度の算出を開始することを特徴とする撮像装置である。
【００１２】
また、本発明の第３の側面は、角速度演算方法であって、ａ）角速度センサの出力信号を入力するステップと、ｂ）前記出力信号に基づいて角速度を算出するステップとを備え、前記ステップｂ）においては、角速度検出開始時点での前記出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して、角速度の算出が開始されることを特徴とする角速度演算方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、角速度検出開始時点での出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して角速度の算出が開始されるので、ハードウエアハイパスフィルタを用いなくても、環境温度の影響を低減して精度良く角速度信号を算出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
＜１．装置概要＞
＜１−１．基本構成＞
図１および図２は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す図である。ここで、図１は、撮像装置１の正面外観図であり、図２は、撮像装置１の背面外観図である。この撮像装置１は、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。
【００１６】
図１に示すように、撮像装置１は、カメラ本体部（カメラボディ）２を備えている。このカメラ本体部２に対して、交換式の撮影レンズユニット（交換レンズ）３が着脱可能である。
【００１７】
撮影レンズユニット３は、主として、鏡胴３６、ならびに、鏡胴３６の内部に設けられるレンズ群３７（図３参照）及び絞り等によって構成される。レンズ群３７には、光軸方向に移動することによって焦点位置を変更するフォーカスレンズ等が含まれている。
【００１８】
カメラ本体部２は、撮影レンズユニット３が装着される円環状のマウント部Ｍｔを正面略中央に備え、撮影レンズユニット３を着脱するための着脱ボタン８９を円環状のマウント部Ｍｔ付近に備えている。
【００１９】
また、カメラ本体部２は、その正面左上部にモード設定ダイアル８２を備え、その正面右上部に制御値設定ダイアル８６を備えている。モード設定ダイアル８２を操作することによって、カメラの各種モード（各種撮影モード（人物撮影モード、風景撮影モード、およびフルオート撮影モード等）、撮影した画像を再生する再生モード、および外部機器との間でデータ交信を行う通信モード等を含む）の設定動作（切替動作）を行うことが可能である。また、制御値設定ダイアル８６を操作することによれば、各種撮影モードにおける制御値を設定することが可能である。
【００２０】
また、カメラ本体部２は、正面左端部に撮影者が把持するためのグリップ部１４を備えている。グリップ部１４の上面には露光開始を指示するためのレリーズボタン１１が設けられている。グリップ部１４の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として、例えば４本の単３形乾電池が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード９０（図３参照）が着脱可能に収納されるようになっている。
【００２１】
レリーズボタン１１は、半押し状態（Ｓ１状態）と全押し状態（Ｓ２状態）の２つの状態を検出可能な２段階検出ボタンである。レリーズボタン１１が半押しされＳ１状態になると、被写体に関する記録用静止画像（本撮影画像）を取得するための準備動作（例えば、ＡＦ制御動作およびＡＥ制御動作等）が行われる。また、レリーズボタン１１がさらに押し込まれてＳ２状態になると、当該本撮影画像の撮影動作（撮像素子５（後述）を用いて被写体像に関する露光動作を行い、その露光動作によって得られた画像信号に所定の画像処理を施す一連の動作）が行われる。
【００２２】
図２において、カメラ本体部２の背面略中央上部には、ファインダ１０が設けられている。ファインダ１０には、撮影レンズユニット３からの被写体像が導かれる。撮影者は、ファインダ１０を覗くことによって、被写体を視認することができる。より具体的には、撮影レンズユニット３を通過してきた被写体像を、ミラー機構６(図３参照)で上方に反射させ、ペンタプリズムを通した像を接眼レンズを介して見ることで、被写体像を視認することができる。このように、ファインダ１０を用いて構図決めを行うことが可能である。なお、本撮影画像の撮影時においては、ミラー機構６は被写体像の光路から待避し、撮影レンズユニット３からの光がシャッタ４（図３参照）の開放タイミングに合わせて撮像素子５に到達し、被写体に係る撮影画像（撮影画像データ）が得られる。
【００２３】
カメラ本体部２の背面の略中央には、背面モニタ１２が設けられている。背面モニタ１２は、例えばカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として構成される。背面モニタ１２は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカード９０に記録された撮影画像を再生表示したりすることができる。
【００２４】
背面モニタ１２の左上部にはメインスイッチ８１が設けられている。メインスイッチ８１は２点スライドスイッチからなり、接点を左方の「ＯＦＦ」位置に設定すると、電源がオフになり、接点の右方の「ＯＮ」位置に設定すると、電源がオンになる。
【００２５】
背面モニタ１２の右側には方向選択キー８４が設けられている。この方向選択キー８４は円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の４方向の押圧操作と、右上、左上、右下及び左下の４方向の押圧操作とが、それぞれ検出されるようになっている。なお、方向選択キー８４は、上記８方向の押圧操作とは別に、中央部のプッシュボタンの押圧操作も検出されるようになっている。
【００２６】
背面モニタ１２の左側には、メニュー画面の設定、画像の削除などを行うための複数のボタンからなる設定ボタン群８３が設けられている。
【００２７】
つぎに、図３を参照しながら、撮像装置１の機能の概要について説明する。図３は、撮像装置１の機能構成を示すブロック図である。
【００２８】
図３に示すように、撮像装置１は、操作部８０、全体制御部１０１、フォーカス制御部１２１、ミラー制御部１２２、シャッタ制御部１２３、タイミング制御回路１２４、デジタル信号処理回路５０、およびブレ補正制御部２０１等を備える。
【００２９】
操作部８０は、レリーズボタン１１（図１参照）を含む各種ボタンおよびスイッチ等を備えて構成される。操作部８０に対するユーザーの入力操作に応答して、全体制御部１０１が各種動作を実現する。
【００３０】
全体制御部１０１は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ、メモリ、及びＲＯＭ等を備える。全体制御部１０１は、ＲＯＭ内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能を実現する。例えば、全体制御部１０１は、ＡＦモジュール２０およびフォーカス制御部１２１等と協動して、フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御動作を行う。全体制御部１０１は、ＡＦモジュール２０によって検出される被写体の合焦状態に応じて、フォーカス制御部１２１を用いてＡＦ動作を実現する。なお、ＡＦモジュール２０は、ミラー機構６を介して進入してきた光を用いて、位相差方式等の合焦状態検出手法により被写体の合焦状態を検出することが可能である。
【００３１】
フォーカス制御部１２１は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ１を駆動することによって、撮影レンズユニット３のレンズ群３７に含まれるフォーカスレンズを移動する。また、フォーカスレンズの位置は、撮影レンズユニット３のレンズ位置検出部３９によって検出され、フォーカスレンズの位置を示すデータが全体制御部１０１に送られる。このように、フォーカス制御部１２１および全体制御部１０１等は、フォーカスレンズの光軸方向の動きを制御する。
【００３２】
ミラー制御部１２２は、ミラー機構６が光路から退避した状態（ミラーアップ状態）とミラー機構６が光路を遮断した状態（ミラーダウン状態）との状態切替を制御する。ミラー制御部１２２は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ２を駆動することによって、ミラーアップ状態とミラーダウン状態とを切り替える。
【００３３】
シャッタ制御部１２３は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ３を駆動することによって、シャッタ４の開閉を制御する。
【００３４】
タイミング制御回路１２４は、撮像素子５等に対するタイミング制御を行う。
【００３５】
撮像素子（ここではＣＣＤセンサ（単にＣＣＤとも称する））５は、光電変換作用により被写体の光像を電気的信号に変換して、撮像画像に係る画像信号を生成する。撮像素子５は、タイミング制御回路１２４から入力される駆動制御信号（蓄積開始信号および蓄積終了信号）に応答して、受光面に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。また、撮像素子５は、タイミング制御回路１２４から入力される読出制御信号に応答して、当該画像信号を信号処理部５１へ出力する。また、タイミング制御回路１２４からのタイミング信号（同期信号）は、信号処理部５１及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路５２にも入力される。
【００３６】
撮像素子５で取得された画像信号は、信号処理部５１において所定のアナログ信号処理が施され、当該アナログ信号処理後の画像信号はＡ／Ｄ変換回路５２によってデジタル画像データ（画像データ）に変換される。この画像データは、デジタル信号処理回路５０に入力される。
【００３７】
デジタル信号処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換回路５２から入力される画像データに対してデジタル信号処理を行い、撮像画像に係る画像データを生成する。デジタル信号処理回路５０は、黒レベル補正回路５３、ホワイトバランス（ＷＢ）回路５４、γ補正回路５５及び画像メモリ５６を備える。
【００３８】
黒レベル補正回路５３は、Ａ／Ｄ変換回路５２が出力した画像データを構成する各画素データの黒レベルを基準の黒レベルに補正する。ＷＢ回路５４は、画像のホワイトバランス調整を行う。γ補正回路５５は、撮像画像の階調変換を行う。画像メモリ５６は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能な画像メモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有する。
【００３９】
本撮影時には、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１０１において適宜画像処理が施され、カードＩ／Ｆ１３２を介してメモリカード９０に記憶される。
【００４０】
また、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１０１によって適宜ＶＲＡＭ１３１に転送され、背面モニタ１２に画像データに基づく画像が表示される。これによって、撮影画像を確認するための確認表示（アフタービュー）、および撮影済みの画像を再生する再生表示等が実現される。
【００４１】
さらに、撮像装置１は、通信用Ｉ／Ｆ１３３を有しており、当該インターフェイス１３３の接続先の機器（例えば、パーソナルコンピュータ等）とデータ通信をすることが可能である。
【００４２】
また、撮像装置１は、フラッシュ４１、フラッシュ制御回路４２、およびＡＦ補助光発光部４３を備えている。フラッシュ４１は、被写体の輝度不足時等に利用される光源である。フラッシュの点灯の有無および点灯時間等は、フラッシュ制御回路４２および全体制御部１０１等によって制御される。ＡＦ補助光発光部４３は、ＡＦ用の補助光源である。ＡＦ補助光発光部４３の点灯の有無および点灯時間等は、全体制御部１０１等によって制御される。
【００４３】
ブレ補正制御部２０１は、全体制御部１０１と同様に、マイクロコンピュータとして構成される。ブレ補正制御部２０１は、その内部に格納されたソフトウエアを実行することによってブレ補正制御機能等を実現する。具体的には、ブレ補正制御部２０１は、ブレ検出用のジャイロセンサ（角速度センサ）６１の出力信号（検出信号）に基づき、駆動機構５ａを用いて撮像素子５を駆動して、手ブレ等に起因する撮像装置１のブレを補正する機能を有している。なお、このブレ補正制御部２０１は、ブレ量を制御するブレ補正制御装置として機能するとともに、角速度の演算を行う角速度演算装置、およびブレ量の演算を行うブレ演算装置としても機能する。
【００４４】
ブレ補正制御部２０１は、所定のデータ通信線ＣＬを通じて全体制御部１０１と通信し、情報を送受信する。具体的には、ブレ補正制御部２０１は、全体制御部１０１からのブレ補正制御に関するコマンドを受信し、当該コマンドに基づいてブレ補正制御を行う。また、ブレ補正制御部２０１は、本撮影画像取得時のブレ補正に関連するデータを本撮影画像の撮影の際に全体制御部１０１に送信する。
【００４５】
また、全体制御部１０１とブレ補正制御部２０１との間には、データ通信線ＣＬのほかに、信号線ＥＸＰが接続されている。この信号線ＥＸＰは、本撮影画像の露光中であるか否かを示す信号線であり、当該信号線ＥＸＰの信号レベルは、例えば、露光中には「Ｈ」レベルになり、非露光中には「Ｌ」レベルになる。
【００４６】
＜１−２．ブレ補正機構＞
撮像素子５は、駆動機構５ａによって駆動され、被写体からの光の光軸に垂直な平面（ＸＹ平面）内において移動することによって、手ブレ等に起因して撮像装置１に生じるブレを抑制することが可能である。具体的には、ブレ補正制御部２０１は、ジャイロセンサ６１によって検出された撮像装置１のブレを打ち消すように、撮像素子５を駆動する。これによって、撮像装置１のブレを光学的に補正するブレ補正制御が実現される。
【００４７】
図４および図５は、駆動機構５ａの構成を示す概略図である。図４は、駆動機構５ａを背面側（−Ｚ側）から見た図であり、図５は、図４のII−II断面における断面図である。
【００４８】
図４および図５に示すように、駆動機構５ａは、ベース板１５０、第１移動部１５１、第２移動部１５２およびアクチュエータ６８Ｘ，６８Ｙ等を備えている。ベース板１５０、第１移動部１５１および第２移動部１５２は、それぞれ、略矩形状の略板状部材であり、ベース板１５０および第１移動部１５１は、その略中央部に中空部を有している。
【００４９】
ベース板１５０はカメラ本体部２に固定されている。また、ベース板１５０と第１移動部１５１とはアクチュエータ６８Ｘを介して連結されており、第１移動部１５１と第２移動部１５２とはアクチュエータ６８Ｙを介して連結されている。また、第２移動部１５２の表側（＋Ｚ側）には撮像素子５が固定されている。アクチュエータ６８Ｘの駆動によって、第１移動部１５１はベース板１５０に対してＸ軸方向に移動することが可能であり、アクチュエータ６８Ｙの駆動によって、第２移動部１５２は第１移動部１５１に対してＹ軸方向に移動することが可能である。この結果、撮像素子５は、ベース板１５０（ひいてはカメラ本体部２）に対してＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ移動可能である。なお、第１移動部１５１のＸ軸方向の移動および第２移動部１５２のＹ軸方向の移動は、それぞれ、不図示のレール部材によってガイドされている。
【００５０】
詳細には、ベース板１５０の背面側（−Ｚ側）の上部中央位置には、アクチュエータ６８Ｘが取り付けられている。また、第１移動部１５１は、その上縁部に突出部１５３を有しており、当該突出部１５３にはスライダ１５４が一体的に形成されている。アクチュエータ６８Ｘの駆動軸１５５は、このスライダ１５４の中空部を貫通しており、このスライダ１５４とアクチュエータ６８Ｘの駆動軸１５５とは摩擦結合されている。換言すれば、ベース板１５０と第１移動部１５１とは、Ｘ軸方向に相対移動可能となるように、アクチュエータ６８Ｘを介して連結されている。このような構成において、アクチュエータ６８Ｘに所定の駆動パルスを連続して印加することによって、第１移動部１５１は、ベース板１５０に対してＸ軸方向に移動することが可能である。
【００５１】
また、第２移動部１５２の側部中央位置には、アクチュエータ６８Ｙが取り付けられている。また、第１移動部１５１は、一側部（右側部）に一体的に形成されたスライダ１５７を有している。アクチュエータ６８Ｙの駆動軸１５８は、このスライダ１５７の中空部を貫通しており、このスライダ１５７とアクチュエータ６８Ｙの駆動軸１５８とは摩擦結合されている。換言すれば、第１移動部１５１と第２移動部１５２とは、Ｙ軸方向に相対移動可能となるように、アクチュエータ６８Ｙを介して連結されている。このような構成において、アクチュエータ６８Ｙに所定の駆動パルスを連続して印加すると、第２移動部１５２は、第１移動部１５１に対してＹ軸方向に移動することが可能である。
【００５２】
＜１−３．ブレ補正制御の概要＞
図６は、ブレ補正制御に関する機能ブロック図である。
【００５３】
撮像装置１は、互いに異なる方向に関する２系統の制御系６０Ｘ，６０Ｙを有している。制御系６０Ｘは、撮像装置１のヨー方向における角速度に基づいて撮像素子５のＸ方向におけるブレを検出し、当該Ｘ方向のブレを打ち消すように撮像素子５をＸ方向に駆動するものである。また、制御系６０Ｙは、撮像装置１のピッチ方向における角速度に基づいて撮像素子５のＹ方向におけるブレを検出し、当該Ｙ方向のブレを打ち消すように撮像素子５をＹ方向に駆動するものである。
【００５４】
以下では、一方の制御系６０Ｘについて詳細に説明し他方の制御系６０Ｙの説明を省略するが、制御系６０Ｙも制御系６０Ｘと同様の構成を備えている。ただし、制御系６０Ｙは、制御対象方向が制御系６０Ｘと異なっている。
【００５５】
制御系６０Ｘは、ジャイロセンサ（角速度センサ）６１（６１Ｘ）と増幅器６２（６２Ｘ）とＡ／Ｄ変換部６３（６３Ｘ）と蓄積部６４（６４Ｘ）とブレ演算部６５（６５Ｘ）と制御量演算部６６（６６Ｘ）とドライバ６７（６７Ｘ）とアクチュエータ６８（６８Ｘ）と位置検出器６９（６９Ｘ）とを備えている。
【００５６】
ジャイロセンサ６１Ｘは、カメラ本体部２に固定されており、カメラ本体部２の所定方向（ここではヨー方向）における角速度に応じた信号を出力する。ジャイロセンサ６１Ｘの出力信号は、増幅器６２Ｘ、Ａ／Ｄ変換部６３Ｘおよび蓄積部６４Ｘを介して、ブレ演算部６５Ｘに入力される。
【００５７】
ここにおいて、増幅器６２Ｘは、ジャイロセンサ６１Ｘの信号を所定倍（例えば５０倍）に増幅し、Ａ／Ｄ変換部６３Ｘは、増幅されたアナログ信号を所定のサンプリング周期（例えば、０．５ｍｓ（ミリ秒））でデジタル信号に変換する。また、蓄積部６４Ｘは、所定回数（例えば２０回）のサンプリングにわたる当該デジタル信号を一時的に記憶しておくバッファメモリとして機能する。なお、蓄積部６４Ｘに記憶されるデジタル信号は、読み出された後、古いものから順次に更新されていく。
【００５８】
ブレ演算部６５Ｘは、蓄積部６４Ｘに記憶されている入力信号を順次に読み出し、当該入力信号に基づいてブレに関する角速度（ブレ角速度）を算出し、さらに当該角速度を積分することによって角度（ブレ角度）を算出し、算出結果を制御量演算部６６Ｘに出力する。
【００５９】
制御量演算部６６Ｘは、ブレ演算部６５Ｘによって算出されたブレ角度と、位置検出器６９Ｘによって検出された撮像素子５のＸ方向位置とに基づいて、ブレを打ち消すためのＸ方向の駆動量を決定し、当該駆動量に応じた駆動信号をドライバ６７Ｘに出力する。すなわち、制御量演算部６６Ｘは、撮像素子５の受光面上における被写体像のブレを補正するため、ブレ補正用のブレ量に基づいて撮像素子５を駆動する駆動制御を行う。
【００６０】
具体的には、ブレ演算部６５Ｘによって算出されたブレ角度に対して、或るゲインＧを乗じることによって、Ｘ方向移動量を算出する。このＸ方向移動量は、ブレ角度を撮像素子５のＸ方向の移動量のスケールに変換した値である。
【００６１】
このゲインＧとしては、撮影レンズのレンズ群３７の焦点距離が大きくなるにつれて、より大きな値を用いることが好ましい。これによれば、焦点距離の増大に伴って増大する（光像の）ブレ量を、適切に補正することが可能になる。
【００６２】
また、このＸ方向移動量が撮像素子５のＸ方向における基準位置（例えば、Ｘ方向における駆動範囲の中央位置）からの移動量として算出されるように、ブレ補正開始時のブレ角度に基づく適切なオフセット処理が行われることが好ましい。これによれば、駆動範囲を有効に利用した手ブレ補正動作が可能になる。
【００６３】
そして、制御量演算部６６Ｘは、上記のＸ方向移動量と、位置検出器６９Ｘによって検出された撮像素子５のＸ方向位置（現在値）とに基づいて、ブレを打ち消すためのＸ方向の駆動量を決定し、当該駆動量に応じた駆動信号を生成し、当該駆動信号をドライバ６７Ｘに出力する。
【００６４】
ドライバ６７Ｘは、当該駆動信号に応じてアクチュエータ６８Ｘを駆動し、撮像素子５をＸ方向に移動する。このようなフィードバック動作によって、撮像装置１のＸ方向のブレを抑制することが可能である。
【００６５】
なお、上述のＡ／Ｄ変換部６３（６３Ｘ，６３Ｙ）と蓄積部６４（６４Ｘ，６４Ｙ）とブレ演算部６５（６５Ｘ，６５Ｙ）と制御量演算部６６（６６Ｘ，６６Ｙ）とは、マイクロコンピュータとして構成されるブレ補正制御部２０１内においてソフトウエア的に構成される機能部として構築される。
【００６６】
ブレ補正制御部２０１は、全体制御部１０１との通信によって、レリーズボタン１１の押下状態を認識し、認識結果に応じて動作内容を変更する。具体的には、全押し状態Ｓ２になると上述のようなブレ補正動作がブレ補正制御部２０１の制御下において実行される。一方、半押し状態Ｓ１のときには、Ａ／Ｄ変換部６３、蓄積部６４およびブレ演算部６５の動作が開始されブレ検出動作は開始されるが、未だ制御量演算部６６の動作は開始されずブレ補正動作は実行されない。すなわち、半押し状態Ｓ１のときには、あらかじめブレを検知しておくだけにとどまり、撮像素子５の駆動動作を伴う実際の補正動作は未だ行われない。
【００６７】
なお、ジャイロセンサ６１および増幅器６２は、撮像装置１の電源スイッチがオン状態のときには、常に通電状態であり動作している。ただし、上述したように、ブレ補正制御部２０１は、半押し状態Ｓ１又は全押し状態Ｓ２において、ブレ検出動作を開始しブレ角度を算出することが可能であり、それ以外の状態では、ブレ角度の算出を行っていない。そのため、無用な電力消費を抑制することが可能である。
【００６８】
＜２．角速度の演算処理＞
次に、角速度の演算処理について説明する。
【００６９】
図７は、増幅器６２周辺の詳細構成を示す図である。
【００７０】
図７に示すように、ジャイロセンサ６１の出力信号は、増幅器６２（詳細には非反転増幅器）の＋側入力端子に入力する。また増幅器６２の出力信号Ｖａは、ブレ補正制御部２０１の入力端子ＡＤに入力する。
【００７１】
また、ブレ補正制御部２０１の出力端子ＤＡは、増幅器６２の−側入力端子と接続されており、Ｄ／Ａ変換後の出力信号がブレ補正制御部２０１から増幅器６２の−側入力端子に入力する。
【００７２】
ここで、ブレ補正制御部２０１の出力端子ＤＡからの出力電圧は、所定の固定値に設定されている。すなわち、ブレ補正制御部２０１の動作中においては、出力端子ＤＡからは常に一定の電圧（固定値）が出力され増幅器６２に入力される。この固定値は、環境温度が基準温度（例えば摂氏２５度）であり且つ撮像装置１が静止状態であるときに、増幅器６２からの出力電圧（換言すれば、ジャイロセンサ６１の出力信号の増幅後の値）Ｖａが基準電圧Ｖｓ（例えば１．５Ｖ（ボルト））になるように調整された値である。
【００７３】
環境温度が基準温度とほぼ等しい場合には、増幅器６２の出力電圧Ｖａは基準電圧Ｖｓにほぼ等しくなる。そのため、図８に示すように、ブレが存在する場合における出力電圧（角速度に応じた電圧）Ｖａは、基準電圧Ｖｓ（例えば１．５Ｖ）を中心に上下に周期的に変化する信号として検出されることになる。なお、図８は、基準温度環境下における、ジャイロセンサ６１の出力電圧Ｖａ（経時変化）の一例を示す図である。
【００７４】
ところが、ジャイロセンサ６１の出力電圧は、環境温度の影響を受けて変化する。そのため、環境温度が基準温度から大きくずれた場合には、出力電圧Ｖａが基準電圧Ｖｓから大きくずれることになる。そして、図９に示すように、ブレが存在する場合における出力電圧Ｖａは、基準電圧Ｖｓから大きくずれた或る電圧（例えば、電圧Ｖｂ１）を中心に上下に周期的に変化する信号として検出されることになる。
【００７５】
図９は、様々な環境下における、ジャイロセンサ６１の出力電圧Ｖａ（経時変化）の例を示す図である。一点鎖線Ｌ０は、基準温度環境下における出力電圧を示しており、実線Ｌ１は、或る使用環境Ｃ１における出力電圧を示しており、破線Ｌ２は、別の使用環境Ｃ２における出力電圧を示している。
【００７６】
例えば、使用環境Ｃ１においては、出力電圧Ｖａは、基準電圧Ｖｓから大きくずれた或る電圧Ｖｂ１を中心に上下に周期的に変化する信号として検出されている。同様に、使用環境Ｃ２においては、出力電圧Ｖａは、基準電圧Ｖｓから大きくずれた或る電圧Ｖｂ２を中心に上下に周期的に変化する信号として検出されている。
【００７７】
このように、環境温度の変動に起因する静止時電圧のオフセット量（例えば（Ｖｂ１−Ｖｓ））が存在するため、出力電圧Ｖａをそのまま角速度信号として採用すると、角速度信号が非常に不正確な値になってしまう。
【００７８】
そこで、この実施形態におけるブレ補正制御部２０１は、角速度検出開始時点でのジャイロセンサ６１の出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して角速度信号の算出を開始し、各時点における角速度信号を算出する。
【００７９】
例えば、使用環境Ｃ１（出力信号Ｌ１参照）においては、角速度検出開始時点Ｔ０でのジャイロセンサ出力信号の増幅後の出力電圧Ｖａ１を基準レベルに設定して、角速度信号の算出が開始される。また、角速度信号は、基準レベルに対する相対値として算出され得る。具体的には、出力電圧Ｖａ１に対するＡ／Ｄ変換後の値Ｖｄ１を基準値に設定し、以後においては原則として、ジャイロセンサ６１の出力電圧Ｖａに対するＡ／Ｄ変換後の値Ｖｄと上記の値Ｖｄ１との差分値（Ｖｄ−Ｖｄ１）が、角速度信号を表す値として算出される。
【００８０】
また、他の使用環境Ｃ２（出力信号Ｌ２参照）においても同様である。使用環境Ｃ２においては、角速度検出開始時点Ｔ０でのジャイロセンサ出力信号の増幅後の出力電圧Ｖａ２を基準レベルに設定して、角速度信号の算出が開始される。そして、例えば、出力電圧Ｖａ２に対するＡ／Ｄ変換後の値Ｖｄ２を基準値に設定し、以後においては原則として、ジャイロセンサ６１の出力電圧Ｖａに対するＡ／Ｄ変換後の値Ｖｄと上記の値Ｖｄ２との差分値（Ｖｄ−Ｖｄ２）が、角速度信号を表す値として算出される。
【００８１】
このような角速度信号の算出によれば、ジャイロセンサ６１の信号レベルの温度特性を精度良く補償することが可能である。
【００８２】
ここで、図９に示すように、環境温度に応じた静止時電圧のオフセット量は、手ブレによる角速度信号の変動量（例えば、手ブレを正弦波振動と仮定した場合の振幅）と比較して、非常に大きい。例えば、ジャイロセンサ６１からの増幅前の出力電圧で表現すると、手ブレによる角速度信号の変動量が数十ミリボルト程度であるのに対して、環境温度に応じた静止時電圧の変動量は数百ミリボルト程度になることもある。したがって、このような大きな誤差の発生要因である温度特性変化を補償することは非常に有意義である。
【００８３】
また、特にパンニング操作が行われていない場合には、ブレに起因する角速度成分以外には角速度成分がほぼ存在しない。そのため、上記実施形態のような処理により温度特性の補償効果を得ることによって、非常に良好な角速度信号を得ることが可能である。また、パンニング操作が行われている場合であっても、加減速中ではなく角速度が一定値で安定するパンニング期間中にブレ演算処理が開始されるときには、上記実施形態のような処理により温度特性の補償効果が得られ、非常に良好な角速度信号を得ることが可能である。すなわち、パンニング操作による定速移動中の或る時点を角速度検出開始時点とし、当該角速度検出時点でのジャイロセンサ６１の出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して角速度信号の算出を開始することによって、当該一定値を中心にその角速度が周期的に変動するブレを良好に検出することが可能である。
【００８４】
また、使用環境Ｃ１に近い環境において、手ブレ等に起因する角速度信号の周期的変動が、角速度検出開始時点Ｔ０での出力電圧Ｖａ（例えばＶａ１）を中心に変動する場合には、ジャイロセンサ６１の温度特性を非常に精度良く補償することが可能である。一方、図９に示すように、手ブレ等に起因する角速度信号の周期的変動の中心が、時点Ｔ０での出力電圧Ｖａ（Ｖａ１等）からずれている場合には、補償精度は若干低下することになる。この場合においても、上述のような温度特性の補償が実現されているが、さらに、別途の手法によって、ジャイロセンサ６１の出力信号の低周波成分（特に直流成分）を除去することによれば、補償精度の改善を図ることが可能である。
【００８５】
例えば、ジャイロセンサ６１の増幅後の電圧Ｖｄの低周波成分（特に直流成分）を除去するようなハイパスフィルタを、ブレ補正制御部２０１（詳細にはブレ演算部６５）においてソフトウエア的に構成すればよい。逆に言えば、上記のように角速度検出開始時点でのジャイロセンサ６１の出力信号の信号レベルを基準レベルに設定して角速度信号の算出を開始することによれば、ハイパスフィルタのみによっては除去不可能な温度特性による変動成分を補正することが可能になる。
【００８６】
図１０は、このようなハイパスフィルタの構成例を示す図である。
【００８７】
このハイパスフィルタ７１は、差分算出部７１ａと記憶部７１ｂと加算部７１ｃと記憶部７１ｄと乗算部７１ｅとＨＰＦ係数決定部７１ｆとを備えている。
【００８８】
差分算出部７１ａは、ジャイロセンサ６１からの入力信号（詳細には、Ａ／Ｄ変換後のジャイロデータ（角速度データ））と記憶部７１ｂの出力値（１回前のジャイロデータ）との差分値を算出し、加算部７１ｃに出力する。
【００８９】
記憶部７１ｂは、各時点でのジャイロセンサ６１からの入力データ（入力値）を一時的に記憶し、当該入力データを次の入力データの入力時に差分算出部７１ａへと出力する。この記憶部７１ｂには、角速度検出開始時点において、「ゼロ」ではなく、その時点での入力データの値が初期設定される。
【００９０】
加算部７１ｃは、差分算出部７１ａの出力値（すなわち上記差分値）と、乗算部７１ｅの出力値とを加算し、加算（積算）された値を角速度データとして出力する。この値が、ＨＰＦ処理されたジャイロデータになる。
【００９１】
記憶部７１ｄは、加算部７１ｃから出力された角速度データを一時的に記憶し、当該各速度データを次データの入力タイミングで乗算部７１ｅに出力する。すなわち、この記憶部７１ｄには、或る時点までの積算値が記憶され、次回の積算値を求める際に利用される。また、記憶部７１ｄには、角速度検出開始時点において、「ゼロ」が初期設定される。
【００９２】
乗算部７１ｅは、記憶部７１ｄの出力値にＨＰＦ係数を乗じて加算部７１ｃに出力する。このＨＰＦ係数は、ＨＰＦ係数決定部７１ｆによって決定される。
【００９３】
このような構成によれば、基本的には、今回の入力データ（ジャイロデータ）と前回の入力データ（記憶部７１ｂに格納されたジャイロデータ）との差分値が前回の出力データ（記憶部７１ｄに格納された出力データ）に対して加算部７１ｃによって加算（積算）されて、今回の出力データ（角速度データ）、換言すれば現時点での角速度、として出力される。
【００９４】
また、記憶部７１ｂには、角速度検出開始時点において、「ゼロ」ではなく、その時点での入力データの値が初期設定されるため、出力データは、角速度検出開始時点を基準にして算出される。例えば、角速度検出開始時点の入力データと同じ値のジャイロデータが入力されるときには、所定値（ここでは「ゼロ」）が出力される。このように、ハイパスフィルタ７１の出力値は、角速度検出開始時点でのジャイロセンサ６１の出力信号の信号レベルを基準レベルに設定してその算出が開始された角速度信号となる。
【００９５】
また、仮にＨＰＦ係数を１に設定すると、ジャイロセンサ６１の出力の基準変換後のデータがハイパスフィルタ７１の出力データとしてそのまま出力されることになる。これに対して、ここでは、ＨＰＦ係数として１よりも小さな値（例えば、０．９９５）を用いる。これによれば、乗算部７１ｅの出力値が前回の出力データの値よりも小さな値として出力され、入力されるジャイロデータの低周波成分（特に直流成分）を除去する機能を実現することができる。
【００９６】
さらに、ここでは、ＨＰＦ係数を経時的に変化させる。具体的には、ＨＰＦ係数は、角速度検出開始時点には第１の値（「１」よりも小さな値、例えば、０．９９５０）に設定され、その後、漸増（詳細には、所定の割合で線形に増加）して、角速度検出開始時点から時間ｔ１（例えば、６００ｍｓ（ミリ秒））経過後には、第２の値（「１」よりも小さな値であり且つ第１の値よりも大きな値、例えば、０．９９９７）になる。また、時間ｔ１経過後は第２の値を維持するように設定される。したがって、角速度検出開始時点から時間ｔ１が経過するまでの期間においては、ハイパスフィルタ処理におけるカットオフ周波数が徐々に（低周波側に）下がっていくことになる。端的に言えば、角速度検出開始当初はハイパスフィルタの大きな作用を得ると共に徐々にハイパスフィルタの作用を抑えていく動作が行われることになる。
【００９７】
このようなハイパスフィルタ７１を用いることによれば、演算開始から所定時間ｔ１経過後には、直流成分の影響が大きく低減された良好な角速度データを得ることが可能である。
【００９８】
そして、ブレ演算部６５は、このハイパスフィルタ７１の出力データ（角速度データ）をさらに積分することによって、正確なブレ量を算出することが可能である。さらに、撮像装置１は、正確なブレ量に基づいて、正確なブレ補正動作を行うことが可能になる。
【００９９】
＜３．変形例＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１００】
例えば、「角速度検出開始時点」は、角速度の検出を開始する時点であればよい。最初の角速度検出動作の開始時点（例えば、半押し状態Ｓ１到達直後）に限定されるものではなく、任意時点でのリセット後に再開された角速度検出動作の開始時点などであってもよい。より詳細には、パンニングの影響を回避するための角速度検出動作の再開時点、具体的には、レリーズボタン１１が半押し状態Ｓ１にされている期間において、角速度をリセットした後に再開された角速度検出動作の開始時点（再開時点）であってもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態においては、上述のように、ハイパスフィルタ７１におけるＨＰＦ係数は経時的に変化していたが、これに限定されず、一定値であってもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態においては、撮像素子５を駆動して、撮像素子５の受光面上における被写体像のブレを補正する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、撮影光学系（詳細には、撮影レンズユニット３内の１つまたは複数のレンズ）を駆動することによって、撮像素子５の受光面上における被写体像のブレを光学的に補正するようにしてもよい。あるいは、上述のような光学補正方式のブレ補正ではなく、時系列の複数の画像等を用いた画像補正方式によるブレ補正を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】実施形態に係る撮像装置の正面外観図である。
【図２】撮像装置の背面外観図である。
【図３】撮像装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】駆動機構を背面側（−Ｚ側）から見た図である。
【図５】図４のII−II断面における断面図である。
【図６】ブレ補正制御に関する機能ブロック図である。
【図７】増幅器６２周辺の詳細構成を示す図である。
【図８】基準温度環境下における出力電圧の一例を示す図である。
【図９】様々な環境下における出力電圧の例を示す図である。
【図１０】ハイパスフィルタの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  撮像装置
５  撮像素子
１１  レリーズボタン
３７  レンズ群
６０Ｘ，６０Ｙ  制御系
６１，６１Ｘ，６１Ｙ  ジャイロセンサ
６５，６５Ｘ，６５Ｙ  ブレ演算部
７１  ハイパスフィルタ
【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】
2007322349.tif 000009
【図８】
2007322349.tif 000010
【図９】
2007322349.tif 000011
【図１０】
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