JP6711099B2

JP6711099B2 - 撮像装置

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Publication number: JP6711099B2
Application number: JP2016082084A
Authority: JP
Inventors: 村松　功一; 功一村松; 晶中野
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2036-04-15
Also published as: JP2017191284A

Description

本発明は、手振れなどに起因する像ブレを抑える像ブレ補正装置を備えた撮像装置に関し、特に、手振れによって検出される像ブレ量の演算処理に関する。

デジタルカメラなどでは、手振れによる画質低下を防ぐため、光学レンズ、あるいはＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を光軸直交平面に沿って移動させる手振れ／像ブレ補正装置が設けられている。そこでは、カメラ本体の軸回転に伴う角度振れとともに、カメラの平行移動による並進振れ（平行ぶれ、シフトぶれともいう）から手振れ量を演算し、像ブレ補正処理が実行される。

具体的には、ジャイロセンサなどの角度振れを検出する角速度センサとともに、加速度センサを設置し、加速度センサの出力信号を２回積分することによって平行振れに対する像ブレ補正量を算出する。このとき、加速度センサからの出力値には重力加速度成分が含まれているため、加速度センサからの出力値をそのまま平行振れ成分とすることができない。そこで、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いて、直流（ＤＣ）成分である重力加速度成分を取り除いてから並進ぶれを検出する。

しかしながら、ＨＰＦはおよそ１〜１０Ｈｚの範囲の手振れ成分も検出しなければならないため、カットオフ周波数を比較的低く設定する必要がある。そのため、カメラ本体の姿勢が変化して重力加速度成分が変化すると、その過度応答によって出力誤差が発生する。すなわち、その変化分が除去されて収束するまでに時間を要し、出力変化の除去が完了しない状態で積分演算処理を行うことになってしまう。

これに対処するため、角度ぶれに応じて、平行ぶれ成分検出手段のＨＰＦのフィルタ特性を変更する方法が知られている。具体的には、角度ぶれが所定値以上になった場合、ＨＰＦのカットオフ周波数を高くして重力加速度変化分を除去する（特許文献１参照）。

特開２００６−２０８６９１号公報

カメラの姿勢変化は、必ずしもユーザによる手振れだけとは限らず、例えばカメラを並進移動させて構図（フレーミング）を変更することもある。このような場合、重力加速度成分は変化してもカメラ姿勢はほとんど変化しないため、角度ぶれが検出されない。その結果、加速度成分の顕著な変化に対処できず、誤検出してしまう。

したがって、フレーミング変更など様々なカメラの姿勢変化や動きに対しても、手振れの誤検出を防ぐことが求められる。

本発明の撮像装置は、装置の加速度を検出する加速度センサと、加速度センサの出力信号に基づき、並進振れによる像ブレ量を演算する演算部と、像ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正処理部とを備え、演算部が、加速度センサの出力値もしくはそれにハイパスフィルタ演算処理を施した値など、出力値に応じた値の変化量が閾値を超える場合、一時的に演算処理方法を変更する。例えば、演算部は、所定時間間隔で加速度センサから出力される出力値の前後差分を変化量として閾値と比較する。また、演算部は、加速度センサの出力信号に基づく演算処理においてその算術の仕方や出力値の置き換え（ゼロなど一定値の設定）あるいは係数（＜１）の乗算などによって、誤検出が累積しないように演算処理方法を変更することが可能である。

確実に後検出を防ぐため、演算部は、一定期間、並進ぶれによる像ブレ量をゼロにする、すなわち像ブレ量演算をＯＦＦにすることが可能である。

一方、本発明の他の態様における撮像装置は、装置の加速度を検出する加速度センサと、加速度センサの出力信号に含まれる重力加速度成分を除去するフィルタ処理部を有し、加速度センサの出力信号に基づいて並進振れによる像ブレ量を演算する演算部と、像ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正処理部とを備え、演算部が、加速度センサの出力値の変化量が閾値を超える場合、一時的に演算処理方法を変更する。例えば、演算部は、誤検出が累積しないように、フィルタ処理、フィルタ機能に関して演算処理方法を変更することが可能である。

例えば、演算部は、一定期間、フィルタ処理部のカットオフ周波数をさらに高くすることができる。演算部のハイパスフィルタ配置構成は様々であり、加速度センサからの出力信号を、相対的にカットオフ周波数の高いメイン側ＨＰＦと相対的にカットオフ周波数の低いサブ側ＨＰＦとに分岐させ、メイン側ＨＰＦで並進ぶれによる像ブレ量を演算するとともに、サブ側ＨＰＦの演算値をメイン側ＨＰＦの演算値に置き換え可能な回路構成にすることが可能である。この場合、サブ側ＨＰＦのカットオフ周波数を高くすればよい。

像ブレ量をゼロに設定、あるいはカットオフ周波数を上げる一定期間としては、フィルタ処理部の過度応答期間以上の期間を定めることが可能である。

演算部が、装置の姿勢を検出し、装置の姿勢変化に応じて段階的あるいは連続的に変化する閾値を、検出した姿勢に応じた値に定めることが可能である。例えば、演算部が、垂直姿勢時の閾値と比べ、水平姿勢時の閾値を小さい値に定める。

閾値は、例えば０．１５〜０．３５ｍ／ｓ^２の範囲で定めることが可能である。

演算部は、演算処理方法変更後、変化量閾値以下の状態が所定期間継続すると、演算処理方法を戻すことができる。例えば、演算部が、加速度センサの出力信号に含まれる重力加速度成分を除去するフィルタ処理部を有する場合、演算部が、変化量閾値以下の状態がフィルタ処理部の過度応答期間経過すると、演算処理方法を元に戻すことが可能である。

また、演算部は、装置起動後の定められた期間において、変化量が閾値以下であっても演算処理方法を変更してもよい。

本発明の他の態様における像ブレ補正方法は、装置の加速度を検出する加速度センサの出力信号に基づき、並進振れによる像ブレ量を演算し、像ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正方法であって、加速度センサの出力値もしくはそれに応じた値の変化量が閾値を超える場合、一時的に演算処理方法を変更する。

本発明の他の態様における像ブレ補正方法は、装置の加速度を検出する加速度センサの出力信号に含まれる重力加速度成分を除去するフィルタ処理部を有し、加速度センサの出力信号に基づいて並進振れによる像ブレ量を演算し、像ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正方法であって、加速度センサの出力値の変化量が閾値を超える場合、一時的に演算処理方法を変更する。

このように本発明によれば、像ブレ補正処理を行うとき、並進ぶれによる像ブレ量の誤検出を防ぐことができる。

第１の実施形態であるデジタルカメラの概略的背面図である。デジタルカメラの内部構成を概略的に示した図である。デジタルカメラのブロック図である。可動ステージを前方から見た平面図である。演算部のブロック図である。ＨＰＦの電気回路図である。進ぶれによる像ブレ量の演算処理を主とする撮影シーケンスのフローチャートである。加速度センサの出力を時系列的に示したグラフである。第２の実施形態における、並進ぶれによる像ブレ量演算を主とする撮影シーケンスのフローチャートである。第３の実施形態における、並進ぶれによる像ブレ量演算を主とする撮影シーケンスのフローチャートである。カメラの姿勢変化を示した図である。カメラを水平姿勢から回転させたときの重力成分変化を示した図である。

以下では、図面を参照して本実施形態について説明する。

図１は、第１の実施形態であるデジタルカメラの概略的背面図であり、図２は、デジタルカメラの内部構成を概略的に示した図である。図３は、デジタルカメラのブロック図である。

図１に示すように、デジタルカメラ１０は、カメラ本体２０と、カメラ本体２０に着脱自在に装着される撮影レンズ３０とを備え、撮影レンズ３０には、固定レンズ群３１Ａ、変倍レンズ群３１Ｂ、フォーカシングレンズ群３１Ｃを含む複数のレンズ群から成る撮影光学系３１が収納されている（図３参照）。カメラ上部にはレリーズボタン１１が設けられており、カメラ背面２０ＢにはＬＣＤなどの画像モニタ２４が設置されている。

ＤＳＰ(Digital Signal Processor)などで構成されるシステムコントロール回路４０は、レリーズボタン１１さらには電源ボタン（図示せず）など操作部材に対する入力操作に応じて、撮影動作、画像記録処理、再生表示処理などカメラ全体の動作制御を行なう。カメラ動作制御に関するプログラムは、ＲＯＭ（図示せず）などのメモリに記憶されている。

スルー画像を表示する場合、撮影光学系３１、絞り３２を通った被写体からの光が、イメージセンサ２２の受光面に結像する。システムコントロール回路４０では、イメージセンサ２２から順次読み出される１フィールド又は１フレーム分の画素信号に対し、ホワイトバランス調整、色変換処理などの画像信号処理などを施し、カラー画像データを生成する。生成された画像データにより、リアルタイムの動画像がスルー画像として画像モニタ２４に表示される。

システムコントロール回路４０は、レリーズボタン１１が半押しされると、撮影操作スイッチ２６からの信号によって半押し操作を検出する。そして、コントラスト方式によるＡＦ処理を実行し、フォーカシングレンズ群３１Ｃを駆動して焦点調整を行う。また、生成される画像データから被写体像の明るさが検出されることにより、シャッタスピード、絞り値などの露出値を演算する。

さらにシステムコントロール回路４０は、撮影操作スイッチ２６からの信号によってレリーズボタン１１の全押しを検出すると、絞り／シャッタ駆動回路２３を制御し、演算された露出値に基づいて絞り３２、シャッタ２１等を駆動する。これによって、１フレーム分の画像信号がイメージセンサ２２から読み出される。

システムコントロール回路４０は、読み出された１フレーム分の画素信号に基づいて静止画像データを生成する。生成された静止画像データは、画像メモリ２５に記録される。再生モードが設定されると、画像メモリ２５に記憶された一連の記録画像のうち選択された画像が読み出され、画像モニタ２４に再生表示される。

撮影レンズ３０は、撮影光学系３１の解像力、絞り３２の開口径などのレンズ情報のデータを記憶する通信用メモリ３３を備えている。撮影レンズ３０がカメラ本体２０に装着されると、記憶されたデータがシステムコントロール回路４０へ送られる。

図２に示すように、カメラ本体２０内には、像ブレ補正装置（手振れ補正装置）５０が撮影光学系３１の後方に配置されている。像ブレ補正装置５０は、光軸Ｌの垂直面に平行であって所定間隔離れた前側ヨーク板５１Ａ、後側ヨーク板５１Ｂから成る固定支持基板５１と、光軸Ｌの垂直平面に沿って移動可能な可動ステージ５４とを備え、前側ヨーク板５１Ａ、後側ヨーク板５１Ｂは、可動ステージ５４を間に挟むように対向配置されている。

カメラ１０に固定された固定支持基板５１には、可動ステージ５４の複数個所において光軸Ｌの方向に沿って接触する複数のボール対５３Ａと、各ボールを回転自在に保持するリテーナ５３Ｂとから構成されるガイド機構５３が設けられている。

図４は、可動ステージ５４を前方（撮影レンズ側）から見た平面図である。イメージセンサ２２の背面は回路基板２２ｂに装着されており、回路基板２２ｂの開口部５４ａ中央部に位置するように、回路基板２２ｂが可動ステージ５４に取り付け固定されている。回路基板２２ｂの背面にはイメージセンサ駆動用ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits ）５５が接続されている。

可動ステージ５４の前面には、一対の駆動用巻き線コイル（ボイスコイル）Ｃ１、Ｃ２が、イメージセンサ２２の下方側に所定間隔離れて配置されており、また、イメージセンサ２２の左右両サイドに一対の駆動用巻き線コイルＣ３、Ｃ４が配置されている。巻き線コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、可動ステージ５４の裏面に固定された駆動制御用ＦＰＣ５６に実装されており、可動ステージ５４に形成された開口部５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３、５４ｂ４から可動ステージ５４の前面側に露出している。

駆動制御用ＦＰＣ５６に実装された巻き線コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３の略中央には、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が実装されている。前側ヨーク板５１Ａの裏面（イメージセンサ２２と向かい合う面）には、巻き線コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と対向する位置に永久磁石（図示せず）が配置されている。

巻き線コイルＣ３、Ｃ４に駆動電流が流れると、巻き線コイルＣ３、Ｃ４は電磁石として機能し、コイル近傍において磁界変化が生じる。前側ヨーク板５１Ａに設けられた永久磁石と巻き線コイルＣ３、Ｃ４との磁気相互作用により、可動ステージ５４がＸ方向（カメラ横方向）に沿って移動する。また、巻き線コイルＣ１、Ｃ２に駆動電流が流れると、同様に磁気相互作用によって可動ステージ５４がＹ方向（カメラ縦方向）に移動する。

ジャイロセンサ２８（図３参照）は、カメラ１０のヨーイング、ピッチングなど、手振れのうち装置軸回り（Ｘ軸、Ｙ軸回り）の角度振れが生じたときの角速度を検知する。演算器（演算部）８０は、ジャイロセンサ２８からの出力信号に基づいて角度振れによる像ブレ量（変位量）を算出する。一方、加速度センサ２９は、手振れのうち並進振れが生じたときの加速度を検知する。図２に示すように、加速度センサ２９は、イメージセンサ２２背面付近で光軸上に沿った場所に配置されており、可動ステージ５４に固定された支持板５４Ｃに取り付けられている。

なお、加速度センサ２９は、カメラ１０を通常姿勢でユーザが保持したときの水平方向に対応するＸ方向（カメラ横方向）に沿った加速度検出用のセンサと、それに垂直なＹ方向に沿った加速度検出用のセンサをそれぞれ備え、Ｘ方向、Ｙ方向に沿ってカメラ１０が変位したときの加速度をそれぞれ検出する。演算器（演算部）６０は、加速度センサ２９からの出力信号に基づいて像ブレ量を算出する。

システムコントロール回路４０は、ジャイロセンサ２８、加速度センサ２９からの出力信号に基づいて像ブレ補正量を演算する。そして、移動部材駆動回路５９へ駆動信号を出力し、手振れによる像ブレを相殺するように可動ステージ５４を移動させる。このとき、ホールセンサＨ１〜Ｈ３からの信号に基づいて可動ステージ５４の位置をフィードバック制御する。

加速度センサ２９からの出力信号には、手振れによって生じる並進方向の加速度成分だけでなく、重力加速度成分が含まれている。演算部６０は、ジャイロセンサ２８からの出力信号を用いずに重力加速度成分を除去する。以下、これについて詳述する。

図５は、演算部６０のブロック図である。ここでは、Ｙ方向に応じた加速度センサ出力信号に対する演算部の構成について説明する。Ｘ方向に応じた加速度センサ出力信号に対しても、同様の構成となる。

演算部６０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６２とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６４とを備え、さらに、ＨＰＦ６６、積分器６８、ＨＰＦ７０、積分器７２とを備える。ＨＰＦ６４、６６は、重力加速度成分を除去する機能をもち、積分器６８、ＨＰＦ７０、積分器７２によって重力加速度成分を除いた並進振れ成分の像ブレ補正量を演算する。加速度センサ２９から出力された信号は、ＬＰＦ６２の側（以下、サブ側という）とＨＰＦ６６の側（以下、メイン側という）に分岐される。

演算部６０のサブ側では、ＬＰＦ６２によって高周波ノイズが除去された後、ＨＰＦ６４によって重力加速度成分が除去される。重力加速度（＝９．８ｍ／ｓ^２）は一定値であり、その周波数は極めて小さいものとみなせる。ＨＰＦ６４は、重力加速度成分を短時間で正確に取り除く機能を有し、ここではＨＰＦ６４のカットオフ周波数ｆｍが、比較的大きな５Ｈｚに定められている。

図６は、ＨＰＦ６４の電気回路図である。ＨＰＦ６４は、積分器６３を備えており、重力加速度成分に応じた値が積算される。カットオフ周波数ｆｍ＝５Ｈｚの場合、時定数（＝１／２πｆｍ）はおよそ０．０３秒となる。一般的に時定数の６倍で１００％近く収束することから、およそ０．１８秒程度で収束する。

一方、メイン側に送られた加速度センサ２９からの出力信号は、変化量演算部６５を経由してＨＰＦ６６へ入力され、重力加速度成分が除去される。重力加速度成分除去後の信号は、並進振れに応じた加速度成分に相当し、積分器６８、ＨＰＦ７０、積分器７２を経由することで２回積分され、また、撮影倍率補正部７３では撮影倍率に応じて補正される。これにより、手振れ（並進振れ）による像ブレ補正量の値がシステムコントロール回路４０へ入力される。システムコントロール回路４０では、像ブレ量が補正される。なお、演算部６０において撮影倍率に応じた補正部を設ける構成にしてもよい。

ＨＰＦ６６は、ＨＰＦ６４と同様の回路構成であって、加速度センサ２９からの出力信号が入力されると、重力加速度成分に応じた値が積分器に積算される。手振れの周波数が１Ｈｚ〜１０Ｈｚの範囲にあり、１Ｈｚ前後の並進振れ成分もＨＰＦ６６を通過させることから、ＨＰＦ６６のカットオフ周波数ｆｎは、サブ側のＨＰＦ６４と比べて小さく設定されている。ここでは、重力加速度成分を除去後の残り成分を完全に取り除くため、カットオフ周波数ｆｎが０．１Ｈｚに定められており、時定数はおよそ１．６秒程度、１００％収束するのに１０秒程度要する。

ＨＰＦ６６の非常に小さいカットオフ周波数ｆｎでは、カメラ１０の姿勢変化が生じてから並進振れの検出を有効に行うまでに１０秒ほどかかり、その間有効に像ブレ補正を行うことができない。そこで本実施形態では、サブ側のＨＰＦ６４の積分値を利用したメイン側のＨＰＦ６６の演算処理を、撮影シーケンスに応じて行う。

具体的には、電源がＯＮ状態になると、サブ側ではＨＰＦ６４までの演算処理と、メイン側ではＨＰＦ６６までの演算処理が行われる。そして、所定のタイミングに応じて、ＨＰＦ６４の積分器６３において収束した積分値に対して所定の係数を乗じた値を、ＨＰＦ６６の積分器に入力させる。係数は、ＨＰＦ６６のカットオフ周波数ｆｎとＨＰＦ６４のカットオフ周波数ｆｍとの比であり、ここでは５／０．１＝５０に設定される。

例えばレリーズボタン１１が半押しされると、ＨＰＦ６４の積分値をＨＰＦ６６の積分値に置き換えることが可能である。ＡＦ処理期間中、ＨＰＦ６６ではそれに基づいた重力加速度成分除去が行われる。そしてレリーズボタン全押し後、メイン側ＨＰＦ６４で求められる演算値を用いて像ブレ量を算出する。

レリーズボタン１１が半押しされてからおよそ１秒間以内にＡＦ処理（合焦動作）が実行され、シャッタスピード、絞り値などが演算される。そのため、短期間で収束するＨＰＦ６４の積分値に係数を乗じた値をＨＰＦ６６の積分値として用いることにより、短期間で重力加速度成分を除去する。また、レリーズボタン１１が半押しされている状態では、ユーザが撮影の構えをしているため、手振れ（並進振れ）の度合いが比較的小さい。そのため、ＨＰＦ６４の積分値を用いても正確な重力加速度成分の除去を行うことができる。

あるいは、電源ＯＮ直後からＨＰＦ６４の積分値をＨＰＦ６６の積分値に用いることも可能である。この場合、電源ＯＮになってすぐにレリーズ全押し操作（撮影）が行われても、迅速に重力加速度成分を除去することができる。

しかしながら、カメラ姿勢を大きく変化させ、あるいはカメラ位置を大きく移動させた直後に撮影した場合、サブ側のＨＰＦ６４にまた残っている重力加速度成分が大きい。例えば、姿勢変化後０．１秒後に撮影をすると、上述したように収束時間が０．１８秒であるため重力加速度成分が残る。特に、姿勢変化が大きいと重力加速度成分の残存量も大きくなる。収束していない状態で２回積分を行うことで像ブレ量の誤差が大きくなり、誤った像ブレ補正処理を実行してしまう。

本実施形態では、加速度センサ２９とメイン側のＨＰＦ６６との間に配置された変化量演算部（図５参照）において、加速度センサ２９の出力値の変化量（差分）を常時検出する。そして、変化量が閾値を超える場合、演算部６０の出力、すなわち並進ぶれによる像ブレ量を一定期間ゼロとする。以下、これについて詳述する。

図７は、並進ぶれによる像ブレ量の演算処理を主とする撮影シーケンスのフローチャートである。図８は、加速度センサの出力を時系列的に示したグラフである。

電源がＯＮ状態に切り替わると、変化量演算部６５は、加速度センサ２９からの出力信号を所定時間間隔で取得する（Ｓ１０１）。ここでは、１００ｍｓｅｃごとに出力信号が検出される。そして、前後の出力値の差分が演算される（Ｓ１０２）。

ステップＳ１０３では、算出された変化量（差分値）が閾値を超えているか否かが判断される。ただし、差分値の絶対値が閾値と比較判断される。閾値は０．１５〜０．３５ｍ／ｓ^２の範囲内の値に設定可能であり、ここでは閾値が０．２０ｍ／ｓ^２に定められている。

図８（Ａ）に示すように、加速度センサ２９からの出力は連続的に変化している。変化量演算部６５では、時系列的に前後（ｎ番目と（ｎ−１）番目）の出力値の差分を算出する。図８（Ｂ）の符号Ａの差分値は０．２ｍ／ｓ^２であり、符号Ｂの差分値は０．１ｍ／ｓ^２のである。したがって、符号Ａで示す変化量がある場合、閾値を超えていると判断される。

ステップＳ１０３において、変化量が閾値を超えていると判断されると、加速度センサ２９の出力信号に基づいた像ブレ量算出を行わず、ゼロに定める（Ｓ１０６）。すなわち、並進ぶれによる像ブレ量演算をＯＦＦ設定する。したがって、撮影動作が行われた場合（Ｓ１０７）、角度ぶれによる像ブレ量だけに基づく像ブレ補正処理が実行される。

電源ＯＮ状態の間（Ｓ１０８）、加速度センサ２９の出力値が順次検出されるとともに、差分値が算出されて閾値と比較される。差分値が閾値を超えている状態が続く、すなわちカメラの大きな姿勢変化や並進移動が継続している間、並進ぶれによる像ブレ量はゼロに設定される。

一方、ステップＳ１０３において変化量が閾値以下であると判断された場合、変化量閾値以下の状態が、所定期間継続しているか否かが判断される（Ｓ１０４）。ここでの所定期間は、ＨＰＦ６４の過度応答期間以上の期間（例えば、０．５秒間）に定められている。

像ブレ量演算をＯＦＦに設定後（Ｓ１０６）、変化量が閾値以下になってそのまま元の演算方法によって像ブレ量を算出すると、まだ除去できていない重力加速度成分が残っており、収束しきれていない。そのため、変化量閾値以下の状態が収束に必要な期間、すなわち過度応答期間を経過していない場合、経過するまで加速度センサ２９の出力値に基づいた像ブレ量の演算を行わず、ゼロに定める。

一方、ステップＳ１０４において、変化量閾値以下の状態が所定期間継続していると判断された場合、加速度センサ２９からの出力値に基づいて並進ぶれによる像ブレ量が算出される（Ｓ１０５）。図８（Ｂ）のような加速度センサ２９の出力変化がある場合、符号Ａの変化量によって像ブレ量＝０に設定されるが、その後変化量が閾値以下である期間が所定期間（０．５秒間）経過していることから、符号Ｂの変化量が得られたときには像ブレ量を元の演算方法によって算出することができる。

なお、閾値については、ユーザなどに選択的な設定をさせてもよい。例えば、一般ユーザを想定して閾値を０．２５ｍ／ｓ^２と設定し、初心者の場合には手振れが比較的大きくなると予想して最も大きい閾値０．３５ｍ／ｓ^２を設定変更し、プロカメラマンの場合には最も小さい閾値０．１５ｍ／ｓ^２を設定させればよい。閾値の設定は、例えばユーザがメニュー画面においてカメラの入力部材操作によって設定できるようにすることが可能である。

このように第１の実施形態によれば、像ブレ補正装置５０を備えたデジタルカメラ１０において、加速度センサ２９からの出力信号に基づいて並進ぶれによる像ブレ量を算出するとともに、ＨＰＦ６４、ＨＰＦ６６によって加速度センサ２９からの出力信号に含まれる重力加速度成分を除去する。加速度センサ２９からの出力信号を所定時間間隔で検出し、出力信号の変化量（差分）が閾値を超える場合、像ブレ量をゼロに定める。

重力加速度成分が残っている状態で積分演算を行わないため、誤った像ブレ量で像ブレ補正を行うのを防ぐことができる。また、重力加速度成分を略完全に除去できる過度応答期間を経過してから元の演算方法に戻るため、演算再開後には正確な像ブレ量を算出することができる。

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、加速度センサ出力の変化量が閾値を超える場合、メイン側ＨＰＦのカットオフ周波数を高くする。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。

図９は、第２の実施形態における、並進ぶれによる像ブレ量演算を主とする撮影シーケンスのフローチャートである。

ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の実行は、図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０５の実行と同じである。すなわち、加速度センサ２９からの出力信号の差分値を演算し、差分値が閾値以下であってその状態が所定期間以上継続している場合、出力値に基づいて像ブレ量を算出する。

一方、ステップＳ２０３において差分値が閾値を超えると判断された場合、サブ側ＨＰＦ６４のカットオフ周波数が高周波数側に変更される（Ｓ２０６）。上述したように、電源ＯＮの時から、メイン側ＨＰＦ６６とサブ側ＨＰＦ６４両方で積分値が演算されており、レリーズ半押し、全押しなど所定のタイミングでサブ側ＨＰＦ６４の積分値がメイン側ＨＰＦ６６に利用される。

このとき、サブ側ＨＰＦ６４のカットオフ周波数がより高周波数側に変更されているため、より迅速に重力加速度成分除去がＨＰＦ６４において行われる。したがって、カメラ姿勢の大きな変化や大きな動きがあっても、ＨＰＦ６４の積分値を用いることで誤検出するのを防ぐことができる。また、第１の実施形態と異なり像ブレ量を算出するため、大きな姿勢変化、移動が生じても並進ぶれによる像ブレを精度よく相殺するように像ブレ補正処理を実行することができる。

ＨＰＦ６４のカットオフ周波数を高めた後、変化量が閾値以下の状態が所定期間経過すると、ＨＰＦ６４のカットオフ周波数を元の周波数に戻す（Ｓ２０５）。すなわち、カットオフ周波数を第１の実施形態と同様のタイミングで元の演算方法に戻す。

なお、第１、第２の実施形態では、メイン側ＨＰＦ６４、サブ側ＨＰＦ６６を設ける構成であるが、メイン側ＨＰＦ６６だけで構成してもよい。この場合、ＨＰＦ６６のカットオフ周波数を一時的に高くすればよい。また、重力加速度成分除去用のＨＰＦと重力加速度変化分除去用のＨＰＦを設けた演算部の構成を採用し、両方あるいは少なくとも一方のＨＰＦのカットオフ周波数を高めるようにしてもよい。

次に、図１０〜１２を用いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、カメラ姿勢に応じて閾値を変化させる。それ以外の構成については、第２の実施形態と同じである。

図１０は、第３の実施形態における、並進ぶれによる像ブレ量演算を主とする撮影シーケンスのフローチャートである。

ステップＳ３０１、Ｓ３０２は、図９のステップＳ２０１、Ｓ２０２の実行と同じであり、加速度センサ２９の出力値の差分値が算出される。一方、これに並列する処理として、カメラ姿勢が検出されるとともに、その姿勢に応じた閾値が設定される（Ｓ３０３、Ｓ３０４）。なお、直列的にＳ３０１〜Ｓ３０４を実行してもよい。

図１１は、カメラの姿勢変化を示した図である。図１２は、カメラを水平姿勢から回転させたときの重力成分変化を示した図である。

図１２では、カメラ１０を水平状態から傾けたときの重力加速度成分の変化を示している。Ｙ軸の加速度センサからの出力信号に関しては、０°〜１５°傾けても変化量は比較的小さい。一方、Ｘ軸の加速度センサからの出力信号に関しては、同じ角度だけ傾けると重力加速度の半分ほど変化する。このように、カメラ１０の姿勢変化方向の違いによって、重力加速度成分の変化量も異なる。

第３の実施形態では、カメラ１０の姿勢に応じて閾値を設定する。ステップＳ３０３では、カメラ１０の姿勢を、Ｘ軸の加速度センサ２９の出力信号とＹ軸の加速度センサ２９の出力信号との大小比較に基づいて検出する。ステップＳ３０４では、検出された姿勢に応じた閾値を設定する。ここでは、カメラ１０が水平姿勢のときは閾値は小さい値にされ、垂直方向に近くなるほど閾値を大きな値に設定する。

例えば、閾値と姿勢（角度）との対応関係を示すルックアップテーブル（ＬＵＴ）のデータをあらかじめメモリに記憶させ、検出された姿勢に応じた閾値をメモリから読み出せばよい。あるいは、閾値を姿勢から求める関数を定義し、検出された姿勢を関数に代入することによって求めることができる。この場合、連続的な閾値設定によって量子化誤差が含まれない。

ステップＳ３０５〜Ｓ３１０の実行は、図９のステップＳ２０３〜Ｓ２０８の実行と同じである。なお、ＨＰＦ６４のカットオフ周波数を高める代わりに、第１の実施形態と同様、像ブレ量演算をＯＦＦに設定することも可能である。また、第１〜第３の実施形態において、電源ＯＮから過度応答期間が経過するまでの間、変化量が閾値以下であっても演算方法を変更させてもよい。これにより、電源ＯＮ直後の撮影にも迅速に対処することができる。

なお、デジタルカメラに限定されず、携帯機器といった電子機器などにも適用可能である。

１０デジタルカメラ（撮像装置）
２２イメージセンサ
２９加速度センサ
４０システムコントロール回路（像ブレ補正処理部）
５０像ブレ補正装置（像ブレ補正処理部）
５４可動ステージ
５９移動部材駆動回路（像ブレ補正処理部）
６０演算部
６４ＨＰＦ（フィルタ処理部）
６６ＨＰＦ（フィルタ処理部）

Claims

装置の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの出力信号に基づき、並進振れによる像ブレ量を演算する演算部と、
像ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正処理部とを備え、
前記演算部が、前記加速度センサの出力値もしくはそれに応じた値の変化量が閾値を超える場合、一時的に、誤検出が累積しないように像ブレ量を置き換えることによって演算処理方法を変更することを特徴とする撮像装置。
装置の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの出力信号に含まれる重力加速度成分を除去するフィルタ処理部を有し、前記加速度センサの出力信号に基づいて並進振れによる像ブレ量を演算する演算部と、
像ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正処理部とを備え、
前記フィルタ処理部は、前記加速度センサからの出力信号を、相対的にカットオフ周波数の低いメイン側ハイパスフィルタと相対的にカットオフ周波数の高いサブ側ハイパスフィルタに分岐し、前記メイン側ハイパスフィルタで並進振れによる像ブレ量を演算するとともに前記メイン側ハイパスフィルタの演算値を前記サブ側ハイパスフィルタの演算値に置き換え可能であって、
前記演算部が、前記加速度センサの出力値の変化量が閾値を超える場合、一時的に、前記サブ側ハイパスフィルタのカットオフ周波数をさらに高くし、前記メイン側ハイパスフィルタの演算値を前記サブ側ハイパスフィルタの演算値に置き換えることによって演算処理方法を変更することを特徴とする撮像装置。
前記演算部が、一定期間、並進ぶれによる像ブレ量をゼロにすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記演算部が、一定期間、前記サブ側ハイパスフィルタのカットオフ周波数をさらに高くすることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記演算部が、前記加速度センサの出力信号に含まれる重力加速度成分を除去するフィルタ処理部を有し、
前記一定期間が、前記フィルタ処理部の過度応答期間以上の期間であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
前記演算部が、装置の姿勢を検出し、装置の姿勢変化に応じて段階的あるいは連続的に変化する閾値を、検出した姿勢に応じた値に定めることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。
前記演算部が、垂直姿勢時の閾値と比べ、水平姿勢時の閾値を小さい値に定めることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
閾値が、０．１５〜０．３５ｍ／ｓ^２の範囲で定められることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像装置。
前記演算部が、演算処理方法変更後、変化量閾値以下の状態が所定期間継続すると、演算処理方法を元に戻すことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の撮像装置。
前記演算部が、前記加速度センサの出力信号に含まれる重力加速度成分を除去するフィルタ処理部を有し、
前記演算部が、変化量閾値以下の状態が前記フィルタ処理部の過度応答期間経過すると、演算処理方法を元に戻すことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記演算部が、装置起動後の定められた期間において、変化量が閾値以下であっても演算処理方法を変更することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の撮像装置。
前記演算部が、所定時間間隔で前記加速度センサから出力される出力値の前後差分を変化量として閾値と比較することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の撮像装置。
装置の加速度を検出する加速度センサの出力信号に基づき、並進振れによる像ブレ量を演算し、
像ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正方法であって、
前記加速度センサの出力値もしくはそれに応じた値の変化量が閾値を超える場合、一時的に、誤検出が累積しないように像ブレ量を置き換えることによって演算処理方法を変更することを特徴とする像ブレ補正方法。
装置の加速度を検出する加速度センサの出力信号に含まれる重力加速度成分を、フィルタ処理部によって除去し、
前記加速度センサの出力信号に基づいて並進振れによる像ブレ量を演算し、
像ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正方法であって、
前記フィルタ処理部は、前記加速度センサからの出力信号を、相対的にカットオフ周波数の低いメイン側ハイパスフィルタと相対的にカットオフ周波数の高いサブ側ハイパスフィルタに分岐し、前記メイン側ハイパスフィルタで並進振れによる像ブレ量を演算するとともに前記メイン側ハイパスフィルタの演算値を前記サブ側ハイパスフィルタの演算値に置き換え可能であって、
前記加速度センサの出力値の変化量が閾値を超える場合、一時的に、前記サブ側ハイパスフィルタのカットオフ周波数をさらに高くし、前記メイン側ハイパスフィルタの演算値を前記サブ側ハイパスフィルタの演算値に置き換えることによって演算処理方法を変更することを特徴とする像ブレ補正方法。