(57)【要約】【課題】動きベクトルが得られない撮像中において振れセンサを用いつつ良好な防振制御を行う。【解決手段】防振制御装置３０は、振れ検出信号と動きベクトル検出信号とを用いて防振制御を行う。該装置は、振れ検出信号のうち所定周波数より高い周波数成分である第１の振れ信号を抽出する振れ抽出手段６６と、動きベクトル検出信号を用いて、振れの予測値を示す予測振れ信号を生成する予測手段６８と、第１の振れ信号と予測振れ信号とを合成して第２の振れ信号を生成する合成手段６９と、第２の振れ信号を用いて防振制御を行う制御手段７１とを有する。第２の振れ信号を用いた防振制御を静止画の撮像において行い、特定動きベクトル信号を用いて予測振れ信号を生成する。【選択図】図１
2016206656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学機器の振れの検出により得られる振れ検出信号と前記光学機器を用いた撮像により生成された映像信号において検出された動きベクトルを示す動きベクトル検出信号とを用いて、前記光学機器の振れによる像振れを低減するための防振制御を行う防振制御装置であって、
前記振れ検出信号のうち所定周波数より高い周波数成分である第１の振れ信号を抽出する振れ抽出手段と、
前記動きベクトル検出信号を用いて、前記振れの予測値を示す予測振れ信号を生成する予測手段と、
前記第１の振れ信号と前記予測振れ信号とを合成して第２の振れ信号を生成する合成手段と、
前記第２の振れ信号を用いて前記防振制御を行う制御手段と、
前記動きベクトル検出信号のうち前記所定周波数よりも低い周波数成分である特定動きベクトル信号を抽出する動きベクトル抽出手段とを有し、
前記制御手段は、前記第２の振れ信号を用いた前記防振制御を静止画の撮像において行い、
前記予測手段は、前記特定動きベクトル信号を用いて前記予測振れ信号を生成することを特徴とする防振制御装置。
【請求項２】
光学機器の振れの検出により得られる振れ検出信号と前記光学機器および撮像素子を用いた撮像により生成された映像信号において検出された動きベクトルを示す動きベクトル検出信号とを用いて、前記光学機器の振れによる像振れを低減するための防振制御を行う防振制御装置であって、
前記振れ検出信号のうち所定周波数より高い周波数成分である第１の振れ信号を抽出する振れ抽出手段と、
前記動きベクトル検出信号を用いて、前記振れの予測値を示す予測振れ信号を生成する予測手段と、
前記第１の振れ信号と前記予測振れ信号とを合成して第２の振れ信号を生成する合成手段と、
前記第２の振れ信号を用いて前記防振制御を行う制御手段とを有し、
前記撮像における前記撮像素子の露光時間の経過に応じてまたは前記露光時間の長さに応じて、前記所定周波数を変更する周波数変更手段とを有することを特徴とする防振制御装置。
【請求項３】
前記予測手段は、
予測フィルタを用いて前記予測振れ信号を生成し、
前記予測振れ信号を生成する前に、前記動きベクトル検出信号を用いて前記予測フィルタを更新する適応処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の防振制御装置。
【請求項４】
前記所定周波数は、前記撮像に用いられる撮像素子に対するサンプリング周波数の１／２以下に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の防振制御装置。
【請求項５】
前記振れ検出信号と前記動きベクトル検出信号との差から前記振れ検出信号に含まれる誤差成分を抽出する誤差抽出手段と、
前記誤差成分の周波数を解析する解析手段と、
該周波数の解析結果に応じて前記所定周波数を変更する周波数変更手段とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の防振制御装置。
【請求項６】
所定サンプリング周波数で生成された前記特定動きベクトル信号をダウンサンプリングし、ダウンサンプリングされた前記特定動きベクトル信号を用いて生成される前記予測振れ信号を前記所定サンプリング周波数でアップサンプリングするサンプリング手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の防振制御装置。
【請求項７】
前記制御手段が前記第２の振れ信号に代えて前記動きベクトル検出信号を用いて前記防振制御を行う際に、
前記予測手段は、該防振制御における制御量と前記動きベクトル検出信号とを加算して得られた信号を用いて前記予測振れ信号を生成することを特徴とする請求項１から６のいいずれか一項に記載の防振制御装置。
【請求項８】
前記制御手段が、前記第２の振れ信号に代えて前記振れ検出信号を用いて前記防振制御を行う際に、
前記予測手段は、前記振れ検出信号と前記動きベクトル検出信号との差分を用いて前記予測振れ信号を生成することを特徴とする請求項１から６のいいずれか一項に記載の防振制御装置。
【請求項９】
前記光学機器の撮影状態より前記撮像素子上に結像する像倍率を検出する像倍率検出手段と、
検出された前記像倍率が像倍率閾値より大きい場合に前記所定周波数を高くする周波数変更手段とを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の防振制御装置。
【請求項１０】
前記第１の振れ信号が所定値より大きい前記振れを示す場合は、
前記予測手段は、前記適応処理を一時的に停止し、
前記適応処理が停止中の前記予測フィルタを用いて生成した前記予測振れ信号を前記動きベクトル検出信号として用いることを特徴とする請求項３に記載の防振制御装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の防振制御装置と、
前記防振制御装置により駆動される光学防振素子とを有することを特徴とする光学機器。
【請求項１２】
コンピュータに、光学機器の振れの検出により得られる振れ検出信号と前記光学機器を用いた撮像により生成された映像信号において検出された動きベクトルを示す動きベクトル検出信号とを用いて、前記光学機器の振れによる像振れを低減するための防振制御を行わせるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記振れ検出信号のうち所定周波数より高い周波数成分である第１の振れ信号を抽出させ、
前記動きベクトル検出信号を用いて、前記振れの予測値を示す予測振れ信号を生成させ、
前記第１の振れ信号と前記予測振れ信号とを合成して第２の振れ信号を生成させ、
前記第２の振れ信号を用いて前記防振制御を行わせ、
前記動きベクトル検出信号のうち前記所定周波数よりも低い周波数成分である特定動きベクトル信号を抽出させ、
さらに、
前記第２の振れ信号を用いた前記防振制御を静止画の撮像において行わせ、
前記特定動きベクトル信号を用いて前記予測振れ信号を生成させることを特徴とする防振制御プログラム。
【請求項１３】
コンピュータに、光学機器の振れの検出により得られる振れ検出信号と前記光学機器および撮像素子を用いた撮像により生成された映像信号において検出された動きベクトルを示す動きベクトル検出信号とを用いて、前記光学機器の振れによる像振れを低減するための防振制御を行わせるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記振れ検出信号のうち所定周波数より高い周波数成分である第１の振れ信号を抽出させ、
前記動きベクトル検出信号を用いて、前記振れの予測値を示す予測振れ信号を生成させ、
前記第１の振れ信号と前記予測振れ信号とを合成して第２の振れ信号を生成させ、
前記第２の振れ信号を用いて前記防振制御を行わせ、
前記撮像における前記撮像素子の露光時間の経過に応じてまたは前記露光時間の長さに応じて、前記所定周波数を変更させることを特徴とする防振制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラや交換レンズ等の光学機器において像振れを低減する防振制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラにより静止画撮像を行う際にユーザの手振れ等によるカメラ振れに起因する像振れを補正（低減）する防振技術として、レンズや撮像素子（ＣＭＯＳセンサ等）を撮影光軸に対してシフトさせる光学防振がある。また、カメラ振れは、角速度センサ（ジャイロ）等の振れセンサを用いたり、特許文献１にて開示されているように撮像している動画を構成するフレーム画像間で動きベクトルを算出したりすることで検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−１２２５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、振れセンサを用いる場合には、本来のカメラ振れに応じたセンサ出力にドリフトと呼ばれる低周波ノイズ（誤差成分）が重畳することでカメラ振れの検出精度が低下し、この結果、良好な防振制御を行えなくなるおそれがある。一方、動きベクトルを検出する場合には、カメラ振れを高精度に検出することはできるが、静止画撮像のための撮像素子の露光時間中には動きベクトルを検出することができないため、動きベクトルを用いた防振制御を行うことができない。
【０００５】
本発明は、特に動きベクトルが得られない静止画撮像中において振れセンサを用いつつ良好な防振制御を行えるようにした防振制御装置およびこれを備えた光学機器等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての防振制御装置は、光学機器の振れの検出により得られる振れ検出信号と光学機器を用いた撮像により生成された映像信号において検出された動きベクトルを示す動きベクトル検出信号とを用いて、光学機器の振れによる像振れを低減するための防振制御を行う。該防振制御装置は、振れ検出信号のうち所定周波数より高い周波数成分である第１の振れ信号を抽出する振れ抽出手段と、動きベクトル検出信号を用いて、振れの予測値を示す予測振れ信号を生成する予測手段と、第１の振れ信号と予測振れ信号とを合成して第２の振れ信号を生成する合成手段と、第２の振れ信号を用いて防振制御を行う制御手段とを有する。さらに、制御手段は、第２の振れ信号を用いた防振制御を静止画の撮像において行い、予測手段は、特定動きベクトル信号を用いて予測振れ信号を生成することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の他の一側面としての防振制御装置は、光学機器の振れの検出により得られる振れ検出信号と光学機器および撮像素子を用いた撮像により生成された映像信号において検出された動きベクトルを示す動きベクトル検出信号とを用いて、光学機器の振れによる像振れを低減するための防振制御を行う。該防振制御装置は、振れ検出信号のうち所定周波数より高い周波数成分である第１の振れ信号を抽出する振れ抽出手段と、動きベクトル検出信号を用いて、振れの予測値を示す予測振れ信号を生成する予測手段と、第１の振れ信号と予測振れ信号とを合成して第２の振れ信号を生成する合成手段と、第２の振れ信号を用いて前記防振制御を行う制御手段とを有する。そして、撮像における撮像素子の露光時間の経過に応じてまたは露光時間の長さに応じて、所定周波数を変更する周波数変更手段を有することを特徴とする。
【０００８】
なお、上記防振制御装置を有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【０００９】
また、コンピュータを上記防振制御装置として動作させるコンピュータプログラムとしての防振制御プログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、誤差成分が含まれる低周波成分を含まない第１の振れ信号と動きベクトル検出信号を用いて予測した予測振れ信号とを合成して得られた第２の振れ信号を用いて、動きベクトルが得られない静止画撮像中でも良好な防振制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１である防振制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１の防振制御装置を搭載した撮像装置の構成を示すブロック図。
【図３】実施例１における振れ信号を示す図。
【図４】実施例１におけるフィルタのカットオフ値を示す周波数特性図。
【図５】実施例１における振れ予測部の構成を示すブロック図。
【図６】実施例１における適応アルゴリズムを用いた振れ予測部での予測処理を示すブロック図。
【図７】実施例１の変形例を示す図。
【図８】本発明の実施例２である防振制御装置の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の実施例３である防振制御装置の構成を示すブロック図。
【図１０】実施例１の処理を実行するための防振制御処理を示すフローチャート。
【図１１】実施例1における別の防振制御処理を示すフローチャート。
【図１２】実施例1におけるさらに別の防振制御処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図２には、本発明の実施例１である防振制御装置を備えた撮像装置（光学機器）としてのデジタルカメラ１の構成を示している。カメラ１は、撮影レンズ２と、撮影レンズ２内の撮影光学系２０により形成された光学像を光電変換（撮像）する撮像素子１１と、撮像素子１１から出力された撮像信号を用いて映像信号や静止画信号を生成する画像処理部１２とを有する。また、カメラ１は、後述するメモリ部１３と、映像信号から動きベクトルを検出する動きベクトル検出部（動きベクトル検出手段）１４と、ユーザ（撮影者）の操作を認識する操作部１５と、画像信号を表示する画像表示部１６とを有する。さらに、カメラ１は、撮影レンズ２を含むカメラ１全体の制御を司るカメラ制御部１０を有する。
【００１４】
動きベクトル検出部１４は、映像信号を構成する連続した２つのフレーム画像間において、対応点間の距離(変位)と方向を示す動きベクトルを検出し、その検出結果を示す動きベクトル検出信号を出力する。
【００１５】
撮影レンズ２内の撮影光学系２０は、変倍レンズその他のレンズにより構成されるレンズ群２１と、焦点調節を行うフォーカスレンズ２２と、光量を調節する虹彩絞り２３とを含む。また、撮影光学系２０は、該撮影光学系２０の光軸に対して、これに直交する方向に移動（シフト）することで後述するカメラ振れに起因する像振れを補正（低減）する光学防振素子としてのシフトレンズ２４を含む。なお、図に示すシフトレンズ２４には、シフトレンズと、これを光軸に直交する方向に駆動するシフトアクチュエータと、該シフトアクチュエータを駆動するドライバ回路が含まれる。
【００１６】
さらに、撮影レンズ２は、手振れ等に起因するカメラ１の振れであるカメラ振れを検出する振れセンサ（振れ検出手段）としてのジャイロ２６と、フォーカスレンズ２２、虹彩絞り２３およびシフトレンズ２４の動作を制御するレンズ制御部２５とを有する。ジャイロ２６は、カメラ振れの角速度を示す信号である角速度検出信号を出力する。
【００１７】
レンズ制御部２５は、カメラ制御部１０との通信を行いながら、フォーカスレンズ２２および虹彩絞り２３の動作（ＡＦおよびＡＥ）を制御する。さらに、レンズ制御部２５は、動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号およびジャイロ２６からの角速度検出信号を用いてシフトレンズ２４のシフト駆動の制御、つまりはシフトアクチュエータの駆動の制御である防振制御を行う防振制御部を有する。この防振制御部が、防振制御装置に相当する。
【００１８】
撮影光学系２０により形成された光学像を光電変換した撮像素子１１からの撮像信号（アナログ信号）は、画像処理部１２内の不図示のＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。画像処理部１２は、カメラ制御部１０の命令に応じて、このデジタル撮像信号に対してホワイトバランス処理、ガンマ補正処理、画素補間処理等の各種画像処理を行い、画像信号（映像信号および静止画信号）を生成する。画像処理部１２で生成された画像信号は、メモリ部１３にて不図示の半導体メモリ等の記録媒体に記録される。
【００１９】
カメラ制御部１０は、ＣＰＵや内部メモリ等を含むコンピュータとして構成されている。カメラ制御部１０は、撮像に際してタイミング信号や命令をカメラ１内の各部や撮影レンズ２内のレンズ制御部２５に出力する。また、カメラ制御部１０は、操作部１５に含まれるレリーズスイッチがユーザにより半押し操作されることで生成される撮像準備指示としての第１レリーズ信号ＳＷ１に応じて撮像準備動作（ＡＦおよびＡＥ等）の制御を行う。さらに、レリーズスイッチが全押し操作されることで生成される静止画撮像指示としての第２レリーズ信号ＳＷ２に応じて静止画の撮像動作（静止画の生成／記録）の制御を行う。
【００２０】
次に、図３を用いて、静止画撮像時における防振制御の概要について説明する。図３の上部に示すグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はカメラ振れ量を示す。太実線３１は、動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号を示し、撮影光学系２０の焦点距離（撮像素子１１上での被写体像の大きさ）等によらず実際のカメラ振れ量に対応する信号値を有するように補正された信号として示している。細実線３２は、ジャイロ２６からの角速度信号が積分されることで生成される振れ検出信号（以下、ジャイロ振れ検出信号という）であり、動きベクトル検出信号が示すカメラ振れ量と同じカメラ振れ量に対して生成される信号として示している。
【００２１】
一点鎖線３３は、ジャイロ２６において発生するドリフト（ノイズ）に相当する誤差成分（以下、ドリフト成分ともいう）を示しており、ジャイロ振れ検出信号３２に含まれている。つまり、ジャイロ振れ検出信号３２は、本来のカメラ振れ量に対応する振れ検出信号にドリフト成分が重畳された信号である。また、破線３４により示される信号は、動きベクトル検出信号３１から後述する予測処理により算出された予測振れ信号（動きベクトルの予測値）である。この予測振れ信号３４は、静止画撮像のための撮像素子１１の露光（以下、静止画露光という）中における防振制御においてジャイロ振れ検出信号とともに用いられる。
【００２２】
また、図３の下部に示すタイミングチャート３５は、静止画撮像における撮像素子１１の露光タイミングを示しており、Ｈが撮像素子１１の静止画露光中、Ｌが撮像素子１１の非露光中をそれぞれ示している。期間Ｔ１は、静止画露光前の撮像準備期間であり、この期間では前述したフレーム画像を生成するための短時間の露光が一定周期で複数回繰り返される。これらフレーム画像のうち時間的に隣接する２つのフレーム画像間で動きベクトル検出部１４により動きベクトルが順次検出され、その検出結果に基づいて、予測振れ信号３４の生成に用いられる予測フィルタが順次生成（更新）される。この予測フィルタについては後述する。
【００２３】
なお、期間Ｔ１における短時間の露光の周期は、１２０ＦＰＳや２４０ＦＰＳ等に設定される。また、期間Ｔ１において、ユーザが操作部１５のレリーズスイッチを操作することで生成される第１レリーズ信号ＳＷ１に対応して撮像準備動作が行われる。
【００２４】
ユーザが操作部１５を通じて第２レリーズ信号ＳＷ２を発生させることに応じてタイミング３６から開始される期間Ｔ２では、撮像素子１１の静止画露光が行われる。期間Ｔ２においては、１回の露光が継続して行われるために動きベクトルを取得することはできない。
【００２５】
期間Ｔ３は、静止画露光が終了した後の期間であり、期間Ｔ１と同様に短時間の周期的な撮像素子１１の露光が行われる。
【００２６】
図３において、動きベクトル検出信号３１は、撮像により生成された映像信号から動きベクトルを算出するため、その動きベクトルの大きさは実際のカメラ振れ量とほぼ一致する。一方、前述したようにジャイロ振れ検出信号３２にはドリフト成分３３が含まれているため、動きベクトル検出信号３１とは乖離が生じている。
【００２７】
そこで、本実施例では、レンズ制御部２５の防振制御部は、期間Ｔ１における動きベクトル検出信号のうち低周波成分（後述する特定動きベクトル信号）を用いて、その後の動きベクトルを予測するための予測フィルタを生成（更新）する。上述したように動きベクトルの大きさは実際のカメラ振れ量とほぼ一致するため、動きベクトルの予測値はカメラ振れの予測値とみなすことができる。このため、本実施例でも、動きベクトルの予測値を示す信号を予測振れ信号と称する。
【００２８】
そして、タイミング３６で第２レリーズ信号ＳＷ２が生成されると、防振制御部は、予測フィルタを用いて、静止画露光が行われる期間Ｔ２における予測振れ信号３４を演算する予測処理を行う。
【００２９】
その後、期間Ｔ２において、防振制御部は、予測振れ信号（低周波成分）とジャイロ振れ検出信号のうち高周波成分（第１の振れ信号）とを合成する、具体的には加算することで防振制御に用いる振れ信号（第２の振れ信号：以下、合成振れ信号という）を生成する。こうして合成振れ信号を得た防振制御部は、該合成振れ信号を用いた防振制御を行う。
このように、静止画露光中においては、ジャイロ２６で発生したドリフト成分を含む低周波成分を取り除いた合成振れ信号を用いて防振制御を行うことで、ドリフト成分の影響を受けることなく良好（高精度）な防振制御を行うことができる。
【００３０】
次に、図１を用いて、レンズ制御部２５内に設けられた前述した防振制御部３０の構成および動作について説明する。図１において、図２に示した構成要素は図２中と同じ符号を付している。
【００３１】
防振制御部３０内において、６１はアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器であり、ジャイロ２６からのアナログ角速度信号を量子化する。Ａ／Ｄ変換器６１のサンプリング周波数は、動きベクトル検出部１４で用いられる映像信号のフレームレート（つまりは撮像素子１１に対するサンプリング周波数）と同じ値に設定されている。６２は積分器であり、Ａ／Ｄ変換器６１からのデジタル角速度信号を積分して角変位信号であるジャイロ振れ検出信号を生成する。
【００３２】
６３ａ，６３ｂはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）であり、それぞれ積分器６２からのジャイロ振れ検出信号および動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号のうち所定の周波数帯域の信号を抽出する。６４はゲイン比較部であり、ＢＰＦ６３ａを通過したジャイロ振れ検出信号とＢＰＦ６３ｂを通過した動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号のゲイン（大きさ）を比較する。６５はゲイン補正部であり、ゲイン比較部６４でのゲインの比較結果に応じて積分器６２からのジャイロ振れ検出信号のゲインを補正する。
【００３３】
ジャイロ振れ検出信号は角変位を示す信号であるのに対して、動きベクトル検出信号は撮像素子１１上での被写体像の変位を示す信号である。このため、カメラ１の振れ方が同じであっても、撮影光学系２０の焦点距離や被写体距離によってジャイロ振れ検出信号と動きベクトル検出信号が示すカメラ振れ量が異なる。そこで、ゲイン比較部６４は、それぞれＢＰＦ６３ａ，６３ｂによって手振れにはあまり含まれない高周波の振れ成分やドリフト成分が多く含まれる極低周波の信号成分がカットされたジャイロ振れ検出信号と動きベクトル検出信号を比較する。そして、ゲイン補正部６５は、ゲインの比較結果に応じてジャイロ振れ検出信号のゲインを動きベクトル検出信号のゲインと同レベルとなるように補正する。
【００３４】
６６は振れ抽出手段としてのハイパスフィルタ（ＨＦＰ）である。ＨＦＰ６６は、ゲイン補正部６５でゲインが補正されたジャイロ振れ検出信号のうち所定周波数としてのカットオフ周波数より高い周波数成分（第１の振れ信号：以下、高周波ジャイロ振れ信号という）を通過させることで、これを抽出する。６７は動きベクトル抽出手段としてのローパスフィルタ（ＬＰＦ）である。ＬＰＦ６７は、動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号のうち上記カットオフ周波数より低い周波数成分である特定動きベクトル信号（以下、低周波動きベクトル信号という）を通過させることで、これを抽出する。
【００３５】
６８は振れ予測部（予測手段）である。振れ予測部６８は、静止画露光前にＬＰＦ６７を通過した低周波動きベクトル信号を用いて予測処理に用いる予測フィルタを生成（更新）する。具体的には、予測フィルタのフィルタ係数を順次更新する適応処理（適応動作）を行う。そして、静止画露光中は、予測フィルタを用いて予測振れ信号を演算する予測処理を行う。
【００３６】
６９は加算器（合成手段）であり、ＨＦＰ６６を通過した高周波ジャイロ振れ信号と振れ予測部６８からの予測振れ信号（低周波成分）とを加算して合成振れ信号を生成する。７０は出力切替えスイッチであり、静止画露光前はオフになり、静止画露光中はオンになって加算器６９からの合成振れ信号をシフト制御部７１に送る。振れ予測部６８での予測振れ信号の予測処理の実行／不実行および出力切替えスイッチ７０のオン／オフの切り替えは、図２に示したカメラ制御部１０からの命令に応じて行われる。
【００３７】
シフト制御部（制御手段）７１は、出力切替えスイッチ７０を介して入力された合成振れ信号に応じた目標シフト位置に（目標シフト駆動量だけ）シフトレンズ２４をシフト駆動する。シフトレンズ２４のシフト位置は、位置検出部２７によって検出される。位置検出部２７によるシフト位置の検出結果（以下、検出シフト位置という）はシフト制御部７１にフィードバックされ、シフト制御部７１は検出シフト位置が目標シフト位置に一致するようにシフト駆動のフィードバック制御を行う。
【００３８】
本実施例では、ＨＰＦ６６とＬＰＦ６７のカットオフ周波数を互いに同じ周波数に設定している。図４には、ＨＰＦ６６およびＬＰＦ６７のカットオフ周波数とそれらの周波数特性を示している。また、図４には、ジャイロ振れ検出信号に含まれるドリフト成分の周波数も示している。図４において、横軸は周波数を、縦軸は各周波数成分のゲインを示す。
【００３９】
太い実線８０はＨＰＦ６６の周波数特性であり、破線８１はＬＰＦ６７の周波数特性である。周波数８２はＨＰＦ６６およびＬＰＦ６７のカットオフ周波数ｆｃである。斜線で示された範囲８３はドリフト成分の周波数範囲を示す。ジャイロ振れ検出信号には、周波数範囲８３においてドリフト成分が含まれるが、周波数範囲８３の上限周波数よりも高いカットオフ周波数８２が設定されたＨＰＦ６６によってドリフト成分の多くが遮断される。つまり、ＨＰＦ６６を通過した高周波ジャイロ振れ信号には、ドリフト成分がほとんど含まれていない。
【００４０】
一方、動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号を用いて生成された予測振れ信号のうちＬＰＦ６７のカットオフ周波数８２より高い周波数成分は、このＬＰＦ６７によって遮断される。
【００４１】
こうしてＨＰＦ６６およびＬＰＦ６７をそれぞれ通過した高周波ジャイロ振れ信号と低周波成分である予測振れ信号とを加算して得られる合成振れ信号は、ドリフト成分が除去され、かつ周波数に対してフラットなゲイン特性を有する。このような合成振れ信号を用いることで、ドリフト成分の影響を受けるとことなく、かつ制御性が良好な防振制御を行うことができる。
【００４２】
次に、図５を用いて、振れ予測部６８の構成および動作について説明する。図５において、５１は予測フィルタとしての線形予測部である。５２は適応部であり、５３は減算器である。４２は２つの単位遅延器であり、４３ａは予測入力切替えスイッチであり、４３ｂ，４３ｃは予測入力切替えスイッチ４３ａの接点である。４５は適応処理スイッチであり、４６ａは出力切替えスイッチであり、４６ｂ，４６ｃは出力切替えスイッチ４６ａの接点である。予測入力切替えスイッチ４３ａ、出力切替えスイッチ４６ａおよび適応処理スイッチ４５の切り替えは、カメラ制御部１０からの命令に応じて行われる。
【００４３】
４１は振れ予測部６８に図１に示した動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号が入力される入力端子であり、４８は振れ予測部６８から予測振れ信号を出力する出力端子を示している。
【００４４】
ｕ（ｎ）は動きベクトル検出部１４から入力端子４１に入力される動きベクトル検出信号（以下、観測値ともいう）を示し、ｙ（ｎ）は線形予測部５１からの予測振れ信号（以下、予測値ともいう）を示す。ｅ（ｎ）は線形予測部５１での線形予測処理において生じる誤差を示す。この誤差ｅ（ｎ）は、ジャイロ２６にて発生するドリフト成分のような誤差とは異なる線形予測処理自体の誤差であり、観測値ｕ（ｎ）と予測値ｙ（ｎ）との差分値である。以下の説明では、この誤差ｅ（ｎ）を予測処理誤差という。括弧内のｎは、ｎ番目のサンリング値であることを示す。
【００４５】
まず、静止画露光前における振れ予測部６８の動作について説明する。静止画露光前においては、予測入力切替えスイッチ４３ａは接点４３ｂ側に設定され、適応処理スイッチ４５はオンに設定され、出力切替えスイッチ４６ａは接点４６ｃ側に設定される。
【００４６】
このとき、入力切替えスイッチ４３ａの出力は入力端子４１からの観測値ｕ（ｎ）を一方の単位遅延器４２により単位遅延させたｕ（ｎ−１）になり、このｕ（ｎ−１）が線形予測部５１に入力される。線形予測部５１は、入力されたｕ（ｎ−１）に応じて予測値ｙ（ｎ）を出力する。すなわち、線形予測部５１は、ｎ番目（現在）より１単位前のサンプリング時における観測値ｕ（ｎ−１）に基づいて現在の予測値ｙ（ｎ）を生成する。本実施例において、１単位以上前のサンプリング時の観測値から現在の予測値を得る処理を予測処理という。線形予測部５１の動作の詳細については後述する。
【００４７】
減算器５３は、現在の観測値ｕ（ｎ）と予測値ｙ（ｎ）との差である予測処理誤差ｅ（ｎ）＝ｕ（ｎ）−ｙ（ｎ）を計算する。適応部５２は、この予測処理誤差ｅ（ｎ）を用いて、適切な適応アルゴリズムによって線形予測部５１（予測フィルタ）のフィルタ係数を更新する。本実施例では、適応部５２によって行われる線形予測部５１の適切な更新のための動作を適応処理という。適応部５２の動作の詳細については後述する。出力切替えスイッチ４６ａを介して出力端子４８には、観測値ｕ（ｎ）が出力される。
【００４８】
このように、静止画露光前であって動きベクトル検出部１４から動きベクトル検出信号が得られる状態では、振れ予測部６８は入力端子４１に入力された動きベクトル検出信号をそのまま出力端子４８に出力する。その一方で、適応部５２に線形予測部５１に対する適応処理を行わせる。
【００４９】
これに対して、静止画露光中であって動きベクトル検出信号が得られない、つまり観測値ｕ（ｎ）が得られない状態での振れ予測部６８の動作について説明する。静止画露光中においては、予測部入力切替えスイッチ４３ａは接点４３ｃ側に設定され、適応処理スイッチ４５はオフに設定され、出力切替えスイッチ４６ａは接点４６ｂ側に設定される。
【００５０】
このとき、予測部入力切替えスイッチ４３ａからの出力は、もう１つの単位遅延器４２からの１つ前の予測値ｙ（ｎ−１）になり、このｙ（ｎ−１）が線形予測部５１に入力される。線形予測部５１は、入力された前の予測値ｙ（ｎ−１）に応じて現在の予測値ｙ（ｎ）を出力する。適応処理スイッチ４５はオフであるので、適応部５２および減算器５３は動作を停止している。出力切替えスイッチ４６ａを介して出力端子４８には、予測値ｙ（ｎ）が出力される。
【００５１】
このように、静止画露光中においては、振れ予測部６８は、線形予測部５１が生成する予測値ｙ（ｎ）を出力端子４８に出力するとともに、適応部５２の動作を停止させる。
本実施例では、静止画露光中か否かをレンズ制御部２５が予め知る必要がある。このため、カメラ制御部１０は、操作部１５から第２レリーズ信号ＳＷ２が入力されることに応じて、静止画露光中であることを示す信号（通知）をレンズ制御部２５に送信する。
【００５２】
次に、図６を用いて、線形予測部５１および適応部５２の詳細な構成と動作について説明する。図６（ａ）は静止画露光前のこれらの動作を、図６（ｂ）は静止画露光中のこれらの動作を示している。図６（ａ），（ｂ）には、線形予測部５１およびその周辺の動作に限って図示しており、図５に示したスイッチ４３ａ，４６ａ等、ここでの説明に関係のないものの図示は省略している。これらの図において、図５に示した構成要素には図５と同符号を付している。４４はフィルタ係数であり、４７は加算器である。
【００５３】
図６（ａ）に示すように、線形予測部５１は、いわゆるトランスバーサルフィルタにより構成されている。ただし、線形予測部５１として、適当な適応アルゴリズムを用いることが可能な他のフィルタ（例えば、ラティスフィルタ）を用いてもよい。
まず、適応処理について説明する。図６（ａ）に示すような適応処理を行う場合には、図からも明らかなように、以下に示す式（１）を用いて現在の予測値ｙ（ｎ）を得る。
【００５４】
【数１】
2016206656.tif 000003
【００５５】
ただし、Ｍはフィルタの次数であり、予測処理や適応処理を行う対象となる信号のサンプリング周波数や予測処理を行う時間等に応じて適宜設定する。
【００５６】
適応処理のためのアルゴリズムである適応アルゴリズムとしては様々なものが提案されているが、ここでは、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムについて説明する。このＬＭＳアルゴリズムは、勾配法から導出されており、以下に示す式（２）によってフィルタ係数ｈｎを更新する。ただしｈの右下の添え字ｎはｎサンプル目のフィルタ係数であることを示している。
【００５７】
【数２】
2016206656.tif 000004
【００５８】
μはステップサイズパラメータと呼ばれる正の係数である。
【００５９】
ＬＭＳアルゴリズムは、最急降下法を利用するアルゴリズムであり、これによればフィルタ係数ｈｎは初期値から誤差最小の値に近づいていく。予測処理誤差ｅ（ｎ）が十分小さくなれば、すなわち予測値ｙ（ｎ）が観測値ｕ（ｎ）に近い近似値になっていれば、適応処理による更新量は小さくなる。
【００６０】
次に、予測処理について説明する。図６（ｂ）に示すような予測処理を行う場合には、観測値ｕ（ｎ）の代わりに予測値ｙ（ｎ）を用いる。図６（ｂ）の例では、ｕ（ｎ−１）の代わりにｙ（ｎ−１）を用いる。一方、それ以前の予測での入力値としては観測値を用いているので、図６（ｂ）は１回の予測での入力値としての観測値が適当に得られない場合を示している。
【００６１】
前述した適応処理によって予測処理誤差ｅ（ｎ）が十分小さくなっていれば、ｕ（ｎ−１）≒ｙ（ｎ−１）となるので、１回の予測での入力値を観測値から予測値ｙ（ｎ−１）で置き換えて再度求めた予測値ｙ（ｎ）も良い近似値であることが期待される。次の予測では、入力値としてｕ（ｎ）の代わりにｙ（ｎ）を用いる。これを順次繰り返すことで、１回だけでなく複数回の予測を行うことも可能である。
【００６２】
前述したように、本実施例では、ジャイロ２６からの角速度信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器６１のサンプリング周波数を撮像素子１１のサンプリング周波数と同じに設定しているが、他の周波数に設定していてもよい。
【００６３】
一般に、撮像素子のサンプリング周波数はジャイロ等のセンサに比べて低い。例えば、撮像素子のサンプリング周波数が３０〜２４０Ｈｚに対して、ジャイロ等のセンサは１〜５０ｋＨｚのサンプリング周波数を設定可能である。そこで、本実施例では、Ａ／Ｄ変換器６１のサンプリング周波数を撮像素子１１のサンプリング周波数に合わせている。しかし、加算器６９における加算時にサンプリングレートが一致していれば、Ａ／Ｄ変換器６１のサンプリング周波数をより高い周波数に設定してもよい。
【００６４】
例えば、Ａ／Ｄ変換器６１と積分器６２の間にサンプリング周波数を低く変換するダウンサンプリング器を挿入する。これにより、高いサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換器６１にてサンプリングされた角速度信号を、撮像素子１１のサンプリング周波数でサンプリングすることでダウンサンプリングを行う。そして、加算器６９の後段にサンプリング周波数を高く変換するアップサンプリング器を挿入し、加算器６９からの合成振れ信号を元のＡ／Ｄ変換器６１のサンプリング周波数でサンプリングすることによりアップサンプリングを行う。
【００６５】
ただし、Ａ／Ｄ変換器６１のサンプリング周波数にかかわらず、ＨＰＦ６６およびＬＰＦ６７のカットオフ周波数は、撮像素子１１に対するサンプリング周波数（フレームレート）の半分であるナイキスト周波数以下（フレームレート１／２以下）に設定される。
【００６６】
また、振れ予測部６８の前段において、動きベクトル検出信号のサンプリング周波数を撮像素子１１に対するサンプリング周波数（所定サンプリング周波数）より下げるダウンサンプリングを行ってもよい。振れ予測部６８の予測フィルタはＦＩＲフィルタにより構成されており、動きベクトルの低周波成分を予測するにはある程度のフィルタのタップ数が必要になる。例えば、周波数Ｆ１［Ｈｚ］の信号を予測するには、式（３）に示すようにフィルタのタップ数Ｎとサンプリング周波数ｆｓの逆数との積が、周波数Ｆ１の１周期を含むように設定されていることが望ましい。
【００６７】
【数３】
2016206656.tif 000005
【００６８】
つまり、低周波成分を予測するには高周波成分を予測するよりもフィルタのタップ数が必要であり、この結果、演算回路の規模が増大する。そこで、サンプリング周波数を下げることにより、タップ数の増加を抑えつつ低周波成分の予測を可能にすることができる。通常は、ダウンサンプリングにより信号のサンプリング周波数を下げると、該信号に含まれる高周波成分を失うが、本実施例では低周波成分のみを予測処理により生成するので、精度を低下させることなく演算回路の規模を縮小することができる。
【００６９】
そして、振れ予測部６８の後段に、予測振れ信号のサンプリング周波数を上げるアップサンプリング器を挿入することで、予測振れ信号のサンプリング周波数を撮像素子１１に対するサンプリング周波数（所定サンプリング周波数）に合わせるようにすればよい。
【００７０】
また、撮像素子１１に対するサンプリング周波数（フレームレート）をもともと下げておき、振れ予測部６８の後段にのみアップサンプリング器を挿入してもよい。そして、このアップサンプリング器によって、予測振れ信号のサンプリング周波数をジャイロ２６側のＡ／Ｄ変換部６１のサンプリング周波数と合わせるようにしてもよい。
【００７１】
また、ＨＰＦ６６およびＬＰＦ６７のカットオフ周波数を、撮像装置の状態や撮影条件に応じて変更してもよい。例えば、防振制御部３０内に、ＨＰＦ６６およびＬＰＦ６７のカットオフ周波数を変更するカットオフ周波数変更部（周波数変更手段）を設ける。そして、カメラ制御部１０から、撮像装置の状態や撮影条件に応じたカットオフ周波数に変更する指示をカットオフ周波数変更部に与える。撮像装置の状態としては、ジャイロ２６の状態、つまりはジャイロ２６でのドリフトの発生状態（どの周波数のドリフト成分が発生しているか）がある。また、撮影条件としては、静止画露光の露光時間がある。
【００７２】
まず、カットオフ周波数をドリフト成分の周波数に応じて変更する場合について説明する。静止画露光前においては、ジャイロ振れ検出信号と動きベクトル検出信号はともに全周波数帯域において取得することが可能である。ジャイロ振れ検出信号にジャイロ２６のドリフト成分が含まれなければ、これらジャイロ振れ検出信号と動きベクトル検出信号がそれぞれ示すカメラ振れ量は互いにほぼ一致する。つまり、これら２つの検出信号の差分値を求めれば、ジャイロ２６のドリフト成分を抽出することができる。ドリフト成分として発生する周波数成分には、静止画露光前のフレーミング中から静止画露光の終了までの短い時間程度では大きな変化はない。
【００７３】
そこで、図７（ａ）に示すように、図１に示した構成に差分器（誤差抽出手段）７２と、周波数解析部（解析手段）７３と、カットオフ周波数変更部７４とを追加する。差分器７２は、静止画露光前において、ゲイン補正部６５からのジャイロ振れ検出信号と動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号との差分を算出することでドリフト成分（誤差成分）を抽出する。
【００７４】
周波数解析部７３は、差分器７２により抽出されたドリフト成分に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等の周波数解析を行い、その解析結果であるドリフト成分の周波数を算出する。カットオフ周波数変更部７４は、ＨＰＦ６６およびＬＰＦ６７のカットオフ周波数を、周波数解析部７３が算出した周波数のドリフト成分の除去に適した（ドリフト成分の周波数よりも高い）周波数に変更する。カットオフ周波数は、ドリフト成分が除去できればより低い周波数であることが好ましいので、算出したドリフト成分の周波数に合わせてカットオフ周波数を変更することは良好な防振制御に有効である。
【００７５】
次に、カットオフ周波数を露光時間に応じて変更する場合について説明する。例えば、本実施例では、静止画露光中に高周波ジャイロ振れ信号と予測振れ信号（低周波成分）とを単純に加算しているが、静止画露光の開始からの経過時間（の長さ）に応じてカットオフ周波数を変更してもよい。
【００７６】
例えば、露光時間が長くなると予測振れ信号の予測精度が低下していくため、図７（ａ）に示したカットオフ周波数変更部７４が静止画露光の開始から時間が経過するにつれてカットオフ周波数を徐々に下げていく。例えば、静止画露光の開始から所定時間としての１／４［ｓｅｃ］まではカットオフ周波数を初期設定値のままとし、１／４［ｓｅｃ］を超えるとカットオフ周波数を徐々に下げていく。そして、最終的にカットカットオフ周波数が所定の下限周波数に達すると、実質的に高周波ジャイロ振れ信号のみが防振制御に用いられることとなる。つまり、露光時間のうち所定時間までは予測振れ信号を利用して生成した合成振れ信号を用いて防振制御を行う。
【００７７】
しかし、所定時間を超えると、予測振れ信号の利用率を減少させるとともに高周波ジャイロ振れ信号の利用率を増加させる。つまりは、両信号の合成に際しての重み付けを変化させる。このようにカットオフ周波数を制御することで、長秒露光時においても精度の良い防振制御を行うことができる。
【００７８】
また、静止画露光前に不図示の露光量検出部により検出した露光量に応じて適正な静止画露光の露光時間を算出（設定）し、その設定された露光時間の長さに応じてカットオフ周波数を変更してもよい。上述したように露光時間が長い場合は予測振れ信号の予測精度が低下していくので、決定された露光時間が長い場合はジャイロ振れ検出信号の利用率が高くなるように静止画露光前にカットオフ周波数を初期設定値から下げておいてもよい。
【００７９】
なお、動きベクトル検出部１４は、撮像素子１１上での被写体像の変位を検出するので、カメラ１の撮像素子１１の撮像面に平行な振れであるシフト振れも検出することができる。シフト振れは、被写体距離が短くて像倍率が大きい撮影に影響しやすい。一方、ジャイロ２６は角速度センサであるので、シフト振れを検出することはできない。つまり、静止画露光中はジャイロ２６によって角度振れしか検出することはできないが、低周波成分である予測振れ信号を用いた防振制御が行われることで、シフト振れも低減される。このように、本実施例は、像倍率が大きく、低周波帯域でのシフト振れの影響が大きい撮影に対して有効である。
【００８０】
また、本実施例では、撮影レンズ２と撮像素子１１とを備えたレンズ一体型カメラ１について説明したが、撮像素子を有するカメラと、該カメラに対して取り外し可能に装着される交換レンズ（光学機器）とを用いる場合にも適用することができる。この場合に、カメラに設けられるカメラ制御部１０と交換レンズに設けられるレンズ制御部２５のいずれが防振制御部３０を有していてもよい。レンズ制御部２５内に防振制御部３０が設けられる場合は、カメラから動きベクトル検出信号と静止画露光の開始を示す情報を通信によって得られればよい。一方、カメラ制御部１０内に防振制御部３０が設けられる場合は、ジャイロ振れ検出信号を交換レンズ側から受信し、防振制御部３０で生成した合成振れ信号をレンズ制御部２５に送信すればよい。また、ジャイロ２６はカメラに設けられていてもよい。
【００８１】
また、本実施例では、光学防振素子としてのシフトレンズ２４を撮影光軸に直交する方向にシフトさせる場合について説明したが、撮像素子１１を撮影光軸に直交する方向にシフトさせたり、撮影レンズ２の全体（つまりは撮影光軸）を傾けたりしてもよい。この場合、撮像素子１１や撮影レンズ２の全体も光学防振素子に相当する。
【００８２】
さらに、本実施例では、動きベクトル予測処理において適応アルゴリズムを利用する予測フィルタを用いる場合について説明したが、他の予測処理を用いてもよい。例えば、露光秒時が１／３０［ｓｅｃ］程度であれば、０．１〜１［Ｈｚ］程度の低周波成分は１／４周期以下であるので、より簡単に静止画露光前の動きベクトルの変化の傾きを用いた１次の線形予測を用いる場合でも、ある程度の予測精度を得ることができる。
【００８３】
図７（ｂ）を用いて、動きベクトルの１次の線形予測について説明する。図３は全周波数帯域の動きベクトルを示したのに対して、図７（ｂ）はその低周波成分のみを示している。太実線９１は動きベクトル検出部１４で検出されてＬＰＦ６７を通過した後の低周波動きベクトル信号である。細実線９２は、静止画露光中の低周波動きベクトル信号であり、破線９３は静止画露光中の予測振れ信号である。予測振れ信号９３は、静止画露光の開始直前の期間９４の傾きをそのまま延長した１次の線形予測で求められている。図７（ｂ）の細実線９２により示すように、露光時間が短ければ低周波成分は１次の線形予測でもある程度の精度で予測可能であり、良好な防振制御が可能となる。
【００８４】
また、本実施例では、動きベクトル検出信号に対してＬＰＦ６７を用いてその低周波成分を抽出する場合について説明したが、撮像素子１１のサンプリング周波数を、抽出する低周波成分に対応するカットオフ周波数の１／２と一致させてもよい。このようにサンプリング周波数を設定すると、サンプリング定理よりＬＰＦ６７がなくても所望の動きベクトル検出信号の低周波成分を抽出することができ、回路を簡易化することができる。
【００８５】
本実施例において説明した処理を、コンピュータにより構成された防振制御部３０がコンピュータプログラムとしての防振制御プログラムに従って実行してもよい。図１０には、コンピュータである防振制御部３０が防振制御プログラムに従って実行する処理の流れを示している。
【００８６】
ステップＳ１０１では、防振制御部３０は、カメラ制御部１０から第２レリーズ信号ＳＷ２が入力したことが通知されたか否かを判定する。第２レリーズ信号ＳＷ２の入力が通知されていない場合はステップＳ１０２に進み、通知された（静止画露光中である）場合はステップＳ１０４に進む。
【００８７】
ステップＳ１０２では、防振制御部３０は、動きベクトル検出部１４から動きベクトル検出信号を取得するとともに、この動きベクトル検出信号をＬＰＦを通過させることにより、動きベクトル検出信号の低周波成分を取得する。
【００８８】
そして、ステップＳ１０３では、防振制御部３０は、動きベクトル検出信号の低周波成分を用いて前述した予測フィルタの適応処理を行う。
【００８９】
この後、防振制御部３０はステップＳ１０１に戻り、再び第２レリーズ信号ＳＷ２が入力したことが通知されたか否かを判定する。通知されていない場合はステップＳ１０２およびステップＳ１０３の処理を繰り返す。
【００９０】
一方、ステップＳ１０４では、防振制御部３０は、ジャイロ２６からの角速度信号をＡ／Ｄ変換および積分してジャイロ振れ検出信号を生成する。
【００９１】
続いて、ステップＳ１０５では、防振制御部３０は、ジャイロ振れ検出信号をＨＰＦを通過させることによりジャイロ振れ検出信号の高周波成分を取得する。
【００９２】
そして、ステップＳ１０６では、防振制御部３０は、予測振れ信号を演算する予測処理を行い、さらにステップＳ１０７では、ジャイロ振れ検出信号の高周波成分と予測振れ信号とを加算（合成）して合成振れ信号を生成する。
【００９３】
次に、ステップＳ１０８では、防振制御部３０は、合成振れ信号を用いてシフトレンズ２４のシフト駆動（防振制御）を行う。
【００９４】
最後に、ステップＳ１０９では、防振制御部３０は、静止画露光中か否かを判定し、静止画露光中であればステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８までの処理を繰り返す。一方、静止画露光が終了した場合はステップＳ１０１に戻る。
【００９５】
本実施例の防振制御は、像倍率が大きく低周波帯域でのシフト振れの影響が大きい撮影に対しても有効であると述べたが、像倍率に応じてカットオフ周波数を初期設定値から上げてもよい。図１１を用いて説明する。図１１（ａ），（ｂ）は、像倍率に合わせてカットオフ周波数を初期設定値からより高い周波数に上げる制御を行う場合に防振制御部３０により実行される処理を示すフローチャートである。
【００９６】
ステップＳ２０１では、防振制御部３０は、カメラ制御部１０から第２レリーズ信号ＳＷ２が入力したことが通知されたか否かを判定する。第２レリーズ信号ＳＷ２の入力が通知されていない場合はステップＳ２０２に進み、通知された場合はステップＳ２０５に進む。
【００９７】
ステップＳ２０２では、防振制御部３０は、図１１（ｂ）のフローチャートに示すサブルーチン処理としてのカットオフ周波数変更処理を行う。
【００９８】
カットオフ周波数変更処理において、ステップＳ３０１では、防振制御部３０は、レンズ制御部２５を通じてフォーカスレンズ２２の位置および焦点距離を含む撮影レンズ２のレンズ状態を検出する。ステップ３０２では、像倍率検出手段としての防振制御部３０は、検出されたレンズ状態に基づいて被写体の像倍率を算出する。
【００９９】
ステップＳ３０３では、防振制御部３０は、算出された像倍率が予め設定された像倍率閾値より大きいか否かを判定する。像倍率が予め設定された像倍率閾値より大きい場合は、防振制御部３０は、シフト振れの影響が大きいとしてステップＳ３０４に進み、そうでなければ本処理を終了して図１１（ａ）のフローチャートに戻り、ステップＳ２０３に進む。
【０１００】
ステップＳ３０４では、周波数変更手段としての防振制御部３０は、カットオフ周波数をより高い周波数に設定する。そして、防振制御部３０は、本処理を終了して図１１（ａ）のステップＳ２０３に進む。
【０１０１】
ステップＳ２０３からＳ２１０の処理は図１０のステップＳ１０２からＳ１０９の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１０２】
このようにして、像倍率が閾値よりも大きい場合はカットオフ周波数を変更するように制御することで、従来のカットオフ周波数では遮断されていたシフト振れの周波数帯域よりも高周波側の周波数帯域でも予測処理により防振制御を行うことが可能となる。
【０１０３】
なお、カットオフ周波数の値は、動きベクトル検出部１４の信号を用いた振れ予測部６８の予測精度と、ジャイロ２６で検出されないシフト振れの想定量とを加味して決めることが望ましい。
【０１０４】
このように像倍率が大きい（シフト振れの影響が大きい）撮像に際しては、高くしたカットオフ周波数より低い周波数帯域の角度振れについては予測信号を用いるため、ジャイロ振れ検出信号を用いた精度の良い防振制御に対して精度が低下するおそれがある。しかし、従来は補正対象外だったシフト振れの周波数帯域を予測により補正することができるので、結果として従来の防振制御を行う場合に対して像振れが低減した静止画を得ることができる。
【０１０５】
また、振れ予測部６８の動作をジャイロ２６から出力される角速度信号を用いて、以下のように制御してもよい。
【０１０６】
本実施例の振れ予測部６８は、適応処理により予測フィルタを更新しているが、突発的な外乱を受けた際などはフィルタ係数の更新がうまくいかず、予測フィルタが再び安定化するまでに時間を必要とする。例えばユーザがカメラ１を構えてレリーズスイッチ(SW1)を押し下げた状態で大きなパンニングを行った場合、動きベクトル検出部１４によりユーザの手振れとは異なる大きな振れが検出される。そして、そのときに得られた動きベクトル検出信号を用いて振れ予測部６８が予測フィルタを更新すると、フィルタ係数が大きく変化し、予測フィルタが再び安定化するまで時間を要する。
【０１０７】
一方で、振れ予測部６８にて用いる動きベクトル検出信号は、連続的に露光された２つの画像の比較により検出するので、フレームレートにもよるが、ジャイロ２６による振れ検出に対して若干の遅延が生じる。例えば、フレームレートが６０ｆｐｓであれば、動きベクトル検出部１４は６０Ｈｚのサンプリングレートになるのに対し、ジャイロ２６のサンプリングレートは５００Ｈｚから数ｋＨｚである。しかし、動きベクトル検出信号は低周波帯域の信号であるため、そのまま防振制御正に用いても遅延の影響による補正誤差は少ない。
【０１０８】
そこで、以下のように、ジャイロ２６によりパンニングのような大きな動きを検出した場合は、適応処理によるフィルタ係数の更新を一旦停止してもよい。
【０１０９】
図１２のフローチャートは上述した制御を行う場合の処理を示している。ステップＳ４０１では、防振制御部３０は、カメラ制御部１０から第２レリーズ信号ＳＷ２が入力したことが通知されたか否かを判定する。第２レリーズ信号ＳＷ２の入力が通知されていない場合はステップＳ４０２に進み、通知された場合はステップＳ４０５に進む。
【０１１０】
ステップＳ４０２では、防振制御部３０は、動きベクトル検出部１４から動きベクトル検出信号を取得するとともに、この動きベクトル検出信号からＬＰＦを通過した低周波成分を取得する。そして、ステップＳ４０３では、防振制御部３０は、動きベクトル検出信号の低周波成分を用いて前述した予測フィルタの適応処理を開始する。
【０１１１】
ステップＳ４０４では、防振制御部３０は、図１２（ｂ）のフローチャートに示すサブルーチン処理としてのパンニング検出処理を行う。図１２（ｂ）のステップＳ５０１では、ジャイロ２６からのジャイロ振れ検出信号により示されるカメラ振れ量（以下、振れ検出値という）が所定値以上かを判断する。ジャイロ２６により所定値以上の振れ検出値が検出された場合は、防振制御部３０は、ステップＳ５０２に進み、所定値未満の振れ検出値が検出された場合は本処理を終了する。
【０１１２】
図１２（ｂ）のステップＳ５０１では、防振制御部３０は、ジャイロ２６による振れ検出値が所定値以上か否かを判定する。ジャイロ２６により所定値以上のカメラ振れが検出された場合はステップＳ５０２に進み、カメラ振れが所定値未満である場合は本処理を終了する。
【０１１３】
ステップＳ５０２では、防振制御部３０は、ステップＳ５０２でカメラ振れ検出値が所定値以上であったことからユーザがパンニング等の手振れとは異なる大きく動かしたと判断して、適応処理によるフィルタ係数の更新を一時的に停止する。
【０１１４】
そして、ステップＳ５０３では、防振制御部３０は、フィルタ係数の更新を停止してから所定時間の間、処理を待機する。所定時間は、例えばパンニングの時間を想定して、０．２〜０．５ｓｅｃ程度に設定されるが、これは動きベクトル検出部１４のサンプリングレートである６０Ｈｚで更新されるフィルタ係数の更新の間隔に比べると十分長い。適応処理によるフィルタ係数の更新を停止している間は、静止画露光中の動作と同様に予測処理を行うことで、予測振れ信号を動きベクトル検出信号として用いればよい。
【０１１５】
ステップＳ５０４では、防振制御部３０は、ジャイロ２６からの振れ検出値が所定値未満に下がっているか否かを判定する。所定値未満であればステップＳ５０５に進み、所定値以上であればステップＳ５０３に戻って、再び所定時間の間、処理を待機する。
【０１１６】
ステップＳ５０５では、防振制御部３０は、適応処理によるフィルタ係数の更新を再開し、本処理を終了する。本処理の終了後は、防振制御部３０は、図１２（ａ）に示すステップＳ４０１に戻る。この後のステップＳ４０５〜Ｓ４１０の処理は、図１０のステップＳ１０４〜Ｓ１０９および図１１（ａ）のステップＳ２０５〜Ｓ２１０の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１１７】
以上説明したように、パンニング等のユーザの手振れとは異なる大きな動きが発生した場合は、その動きが収まるまで一時的にフィルタ係数の更新（適応処理）を停止し、その大きな動きが収まると適応処理を再開する。このように制御することで、パンニング等による手振れとは異なる大きな動きによって予測フィルタのフィルタ係数が乱れることを防ぐことができ、その結果、予測フィルタの安定化までにかかる時間を短くすることができる。
【実施例２】
【０１１８】
次に、図８を用いて、本発明の実施例２である防振制御装置（防振制御部３０′）を備えたデジタルカメラについて説明する。実施例１では静止画露光を指示する第２レリーズ信号ＳＷ２に応じて防振制御を開始する場合について説明したが、本実施例では、静止画露光前においても画像表示部１６に像振れが少ないライブビュー画像を表示できるように防振制御を行う。具体的には、防振制御部３０′は、操作部１５から撮像準備動作を指示する第１レリーズ信号ＳＷ１が出力されることに応じて防振制御を開始する。この際、操作部１５から第２レリーズ信号ＳＷ２が出力されるまでは、実施例１で説明した合成振れ信号に代えて、動きベクトル検出信号を用いた防振制御を行う。その後、操作部１５から第２レリーズ信号ＳＷ２が出力されると、実施例１と同様に、合成振れ信号を用いた防振制御を行う。
【０１１９】
なお、本実施例におけるカメラの構成は実施例１で図２に示したデジタルカメラ１と同様であるため、説明を省略する。また、図８において、実施例１で図１を用いて説明した防振制御部３０の構成要素と共通する構成要素には実施例１と同符号を付して説明に代える。
【０１２０】
図８において、７５は加算器であり、動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号とシフト制御部７１からシフトレンズ２４に与えられるシフト駆動量（制御量）を示す信号とを加算した信号をＢＰＦ６３ｂとＬＰＦ６７に出力する。７０′は出力切替えスイッチであり、シフト制御部７１に接続された端子７０ａを動きベクトル検出信号が供給される端子７０ｂに接続する状態と、加算器６９からの合成振れ信号が供給される端子７０ｃに接続される状態とに切り替え可能である。出力切替えスイッチ７０′の切り替えは、図２に示したカメラ制御部１０からの命令に応じて行われる。
【０１２１】
第１レリーズ信号ＳＷ１が出力される前においては出力切替えスイッチ７０′の端子７０ａが端子７０ｂ，７０ｃのいずれにも接続されないオフ状態である。この状態では、シフトレンズ２４のシフト駆動、つまりは防振制御は行われない。
【０１２２】
第１レリーズ信号ＳＷ１が出力されると（撮像準備期間となると）、出力切替えスイッチ７０′の端子７０ａが端子７０ｂに接続される。これにより、動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号がシフト制御部７１に入力され、該動きベクトル検出信号を用いた防振制御が行われる。
【０１２３】
この際、防振制御の開始後の動きベクトル検出信号は、シフトレンズ２４のシフト駆動では除去しきれなかった撮像素子１１上での像振れ（以下、残像振れという）に対応するものとなる。つまり、シフトレンズ２４のシフト駆動量と残像振れに対応する動きベクトルとを加算したものが実際のカメラ振れ量に対応する動きベクトルとなる。このため、本実施例では、実際のカメラ振れ量に対応する動きベクトルを示す信号（以下、加算動きベクトル検出信号という）の低周波成分を抽出し、その抽出された加算動きベクトル検出信号（低周波成分）を用いて振れ予測部６８にて予測フィルタを更新する。
【０１２４】
具体的には、シフト制御部７１がシフトレンズ２４のシフト駆動量を示す信号（動きベクトルへの換算値を示す信号）を加算器７５に出力し、加算器７５はこの信号と動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号とを加算する。そして、ＬＰＦ６７が、この加算により生成された加算動きベクトル検出信号の低周波成分を抽出する。振れ予測部６８は、ＬＰＦ６７からの加算動きベクトル検出信号の低周波成分を用いて予測フィルタの適応処理を行う。
【０１２５】
第２レリーズ信号ＳＷ２が出力されると（静止画露光中になると）、出力切替えスイッチ７０′の端子７０ａが端子７０ｃに接続される。振れ予測部６８はそれまで適応処理を受けた予測フィルタにより算出された低周波帯域の予測振れ信号を加算器６９に出力する。また、加算器７５からの加算動きベクトル検出信号はＢＰＦ６３ｂを通してゲイン比較部６４に入力される。ゲイン補正部６５は、ゲイン比較部６４でのジャイロ振れ検出信号と加算動きベクトル検出信号とのゲインの比較結果に応じてジャイロ振れ検出信号のゲインを補正する。そして、ＨＰＦ６６は、ゲインが補正されたジャイロ振れ検出信号の高周波成分を抽出して加算器６９に出力する。加算器６９は、ジャイロ振れ検出信号（高周波成分）と予測振れ信号（低周波成分）とを加算して合成振れ信号を生成し、これを出力切替えスイッチ７０′を介してシフト制御部７１に入力する。こうして合成振れ信号を用いた防振制御が行われる。
【０１２６】
静止画露光が終了すると、振れ予測部６８の処理や出力切替えスイッチ７０′が第１レリーズ信号ＳＷ１が出力される前の状態に戻される。
【０１２７】
本実施例によれば、静止画露光前の撮像準備期間から動きベクトル検出信号を用いた防振制御を行うので、ユーザは像振れが良好に補正されたライブビュー画像を見ながらフレーミングを行うことができる。そして、静止画露光中は、実施例１と同様に、ジャイロ２６で発生したドリフト成分を含む低周波成分を取り除いた合成振れ信号を用いて防振制御を行うことで、ドリフト成分の影響を受けるとことなく良好な防振制御を行うことができる。
【実施例３】
【０１２８】
次に、図９を用いて、本発明の実施例３である防振制御装置（防振制御部３０″）を備えたデジタルカメラについて説明する。本実施例では、実施例２と同様に撮像準備期間でも防振制御を行うが、動きベクトル検出信号ではなく、ジャイロ振れ検出信号を用いて防振制御を行う点で実施例２と異なる。なお、本実施例におけるカメラの構成は実施例１で図２に示したデジタルカメラ１と同様であるため、説明を省略する。また、図９において、実施例１で図１を用いて説明した防振制御部３０および実施例２で図８を用いて説明した防振制御部３０′の構成要素と共通する構成要素にはこれらと同符号を付して説明に代える。
【０１２９】
図９において、７６は差分器であり、ゲイン補正部６５からのゲイン補正後のジャイロ振れ検出信号と動きベクトル検出部１４からの動きベクトル検出信号との差分をＬＰＦ６７に出力する。７０″は出力切替えスイッチであり、シフト制御部７１に接続された端子７０ａをゲイン補正部６５からジャイロ振れ検出信号が供給される端子７０ｂに接続する状態と、加算器６９から合成振れ信号が供給される端子７０ｃに接続される状態とに切り替え可能である。出力切替えスイッチ７０″の切り替えは、図２に示したカメラ制御部１０からの命令に応じて行われる。
【０１３０】
第１レリーズ信号ＳＷ１が出力される前においては出力切替えスイッチ７０″の端子７０ａが端子７０ｂ，７０ｃのいずれにも接続されないオフ状態である。この状態では、シフトレンズ２４のシフト駆動、つまりは防振制御は行われない。
【０１３１】
第１レリーズ信号ＳＷ１が出力されると（撮像準備期間となると）、出力切替えスイッチ７０″の端子７０ａが端子７０ｂに接続される。これにより、ゲイン補正部６５からのゲイン補正後のジャイロ振れ検出信号がシフト制御部７１に入力され、合成振れ信号に代えて、ジャイロ振れ検出信号を用いた防振制御が行われる。
【０１３２】
このとき、動きベクトル検出部１４から得られる動きベクトル検出信号は、ジャイロ２６のドリフト成分に相当する信号になる。そこで、差分器７６は、ゲイン補正部６５からのジャイロ振れ検出信号からドリフト成分に相当する動きベクトル検出信号を差し引いてドリフト成分が除去されたジャイロ振れ検出信号（以下、ドリフト除去ジャイロ振れ信号という）を生成する。そして、ＬＰＦ６７は、この差分器７６からのドリフト除去ジャイロ振れ信号の低周波成分を抽出し、振れ予測部６８はこのドリフト除去ジャイロ振れ信号の低周波成分を用いて予測フィルタの適応処理を行う。
【０１３３】
第２レリーズ信号ＳＷ２が出力されると（静止画露光中になると）、出力切替えスイッチ７０″の端子７０ａが端子７０ｃに接続される。振れ予測部６８はそれまで適応処理を受けた予測フィルタにより算出された低周波帯域の予測振れ信号を加算器６９に出力する。本実施例では、実施例１，２のように動きベクトルの予測値としての予測振れ信号ではなく、ドリフト除去ジャイロ振れ信号の予測値としての予測振れ信号が演算される。ただし、上述したように予測フィルタの適応処理において動きベクトル検出信号が用いられている点では実施例１，２と同様である。
【０１３４】
また、加算器７５からの加算動きベクトル検出信号は、ＢＰＦ６３ｂを通してゲイン比較部６４に入力される。
【０１３５】
ゲイン補正部６５は、ゲイン比較部６４でのジャイロ振れ検出信号と加算動きベクトル検出信号とのゲインの比較結果に応じてジャイロ振れ検出信号のゲインを補正する。そして、ＨＰＦ６６は、ゲインが補正されたジャイロ振れ検出信号の高周波成分を抽出して加算器６９に出力する。加算器６９は、ジャイロ振れ検出信号（高周波成分）と予測振れ信号（低周波成分）とを加算して合成振れ信号を生成し、これを出力切替えスイッチ７０″を介してシフト制御部７１に入力する。こうして合成振れ信号を用いた防振制御が行われる。
【０１３６】
静止画露光が終了すると、振れ予測部６８の処理や出力切替えスイッチ７０″が第１レリーズ信号ＳＷ１が出力される前の状態に戻される。
【０１３７】
本実施例によれば、静止画露光前の撮像準備期間からドリフト成分が除去されたジャイロ振れ検出信号を用いた防振制御を行うので、ユーザは像振れが良好に補正されたライブビュー画像を見ながらフレーミングを行うことができる。そして、静止画露光中は、実施例１と同様に、ジャイロ２６で発生したドリフト成分を含む低周波成分を取り除いた合成振れ信号を用いて防振制御を行うことで、ドリフト成分の影響を受けるとことなく良好な防振制御を行うことができる。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１  カメラ
２  撮影レンズ
１１  撮像素子
１４  動きベクトル検出部
２４  シフトレンズ
２５  レンズ制御部
２６  ジャイロ
３０，３０′，３０″  防振制御部
６８  振れ予測部
７１  シフト制御部
【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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