JP6581352B2 - 像振れ補正装置及びその制御方法、撮像装置、レンズ装置、プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、複数の補正光学系を用いて撮像画像の振れを補正する技術に関する。

近年、撮影者が静止した状態での手振れによって発生する撮像画像の振れを補正するだけでなく、片手で撮影した場合の比較的大きな振れや、撮影者が歩行しながら撮影を行うときに発生する撮像画像の大きな振れも補正する振れ補正機能が普及してきている。

像振れを補正する方法としては、光学的に補正レンズを移動させて振れに応じて光軸を変位させる光学的な像振れ補正や、撮像素子で取り込んだ画像から出力する切り出し領域を振れに応じて変化させる電子的な像振れ補正などの技術がある。

大きな振れを補正するためには、光学的な像振れ補正方式では補正角を広げる、電子的な像振れ補正方式では余剰画素領域を広くとる、といった対応が必要で、どちらの方法を採用するにしても補正範囲を広げなければならない。しかし、補正範囲を広げるためには、光学的な像振れ補正方式では、レンズやアクチュエータの大型化やレンズを大きく振った際の光学性能の劣化などの問題が生じる。また、電子的な像振れ補正方式では、実効領域の縮小による画質劣化や撮像素子の大型化による消費電力増加などの問題が生じてしまう。

このような問題に対して、特許文献１では、振れ補正用の二つの補正光学系を備えて駆動する方法が提案されている。また、特許文献２では、補正光学系と電子補正とを備え、振れを高周波帯域と低周波帯域に分離して、周波数帯域ごとに二つの補正系で補正する方法が提案されている。

特開２００３−２０２４９９号公報 特開２０１０−４３７０号公報

しかしながら、特許文献２に記載の技術においては、動画撮影時のパンニングなどカメラワークの動きは考慮されていない。そのため、次のような問題点があった。

すなわち、パンニングなどのカメラ操作時にも、常に高周波と低周波とを分離して二つの補正系を制御すると振れの補正残りが生じてしまう。これは、パンニングを検出した時に低周波側は補正しないようにしないと補正端に当たってしまうためである。従ってパンニングを検出した時には、補正を行わないように補正制御の方法を切り替える必要がある。しかし、高周波と低周波とを分離した状態でパンニングの検出を行い、補正を行わないようにすると、高周波も補正を行わなくなってしまい、高周波の振れが残ってしまうという問題が生じる。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パンニングなどのカメラワークの動きが生じた場合でも、良好な像振れ補正効果を得られるようにした像振れ補正装置を提供することである。

本発明に係わる像振れ補正装置は、振れ検出手段から出力された振れ信号を低周波帯域の振れ信号と高周波帯域の振れ信号に分離する信号分離手段と、前記振れ検出手段の出力に基づいてパンニング動作であるか否かを判別するパンニング判別手段と、前記高周波帯域の振れ信号に基づいて光学的に像振れを補正する第１の像振れ補正手段を制御するとともに前記低周波帯域の振れ信号に基づいて光学的に像振れを補正する第２の像振れ補正手段を制御する制御手段とを備え、前記パンニング判別手段によりパンニング動作と判別された場合、前記第２の像振れ補正手段を前記第２の像振れ補正手段の補正中心に向かわせる制御を行い、且つ前記第１の像振れ補正手段による補正制御を行う第１のモードを有することを特徴とする。

本発明によれば、パンニングなどのカメラワークの動きが生じた場合でも、良好な像振れ補正効果を得られるようにした撮像装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置のシステム構成を示すブロック図。 第１の実施形態のパンニング制御ブロックで実行される制御を説明するフローチャート。 第１の実施形態において、緩やかなパンニング時のブレ信号及びＨＰＦの出力信号の波形の経時変化を示す図。 第１の実施形態において、急なパンニング時のブレ信号及びＨＰＦの出力信号の波形の経時変化を示す図。 第２の実施形態に係わる撮像装置のシステム構成を示すブロック図。 第２の実施形態のパンニング制御ブロックで実行される制御を説明するフローチャート。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の構成例を示すブロック図である。図１において、１０１は撮影光学系で複数枚のレンズから構成されるレンズ群である。撮影光学系１０１は二つの光学式像振れ補正機構を備えている。１０２は、一つめの光学式像振れ補正機構であるシフトレンズで、光軸と垂直な二次元平面内で移動されることにより、撮像面に入射される光の入射角度を変更することが可能である。１０３は、変倍レンズであり、かつ二つめの光学式像振れ補正機構である。変倍レンズ１０３は、光軸方向に移動することにより撮影光学系１０１の倍率が変化し、撮像素子の撮像面に結像される像の倍率を変えることができる。また、光軸と垂直な二次元平面内で移動するか、あるいは光軸上の１点を中心とする球面状に回転することができ、光学式像振れ補正機構としても機能する。以降、シフトレンズ１０２を第１の補正光学系、変倍レンズ１０３を第２の補正光学系とも記す。

１１３は、撮影光学系１０１を介して結像された光学的な被写体像を光電変換して映像信号として出力する撮像素子であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどが用いられる。１１４は信号処理部であり、アナログ信号処理回路とデジタル信号処理回路からなる。アナログ信号処理回路は、撮像素子１１３で得られた信号に所定の処理を施してアナログ撮像信号を生成するものである。そして、例えばＣＤＳ（co-related double sampling：相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路等から構成されている。デジタル信号処理回路は、Ａ／Ｄ変換器によりアナログ撮像信号をデジタル信号に変換し、ガンマ補正、ホワイトバランス補正等、所定の信号処理をしたデジタル映像信号を生成する。また、ＡＦ（オートフォーカス）制御やＡＥ（オートエクスポージャー）制御用の評価信号なども生成する。

１１５は、記録制御部であり、記録開始や終了の指示に用いる操作部（不図示）によって映像信号の記録が指示された場合、信号処理部１１４から供給された映像信号を記録媒体１１６に出力し、記録させる。１１６は記録媒体であり、半導体メモリ等の情報記録媒体やハードディスクや磁気テープ等の磁気記録媒体などである。また、１１７は表示制御部であり、信号処理部１１４から供給された映像信号を出力して表示デバイス１１８に画像を表示させる。１１８は表示デバイスであり、液晶表示素子（ＬＣＤやビューファインダー）等により画像を表示する。

１２０は角速度センサユニットであり、撮像装置の振れの検出を行うためのセンサユニットである。例えば、振動ジャイロ等で構成されており、手振れ等による撮像装置全体の振れの角速度を検出して電気信号を出力する。角速度センサユニット１２０は、光軸に直交する一平面上で互いに直交した検出軸をなすように、例えば水平方向の回転軸（Ｙａｗ）と垂直方向の回転軸（Ｐｉｔｃｈ）との２軸方向に二つの角速度センサを有する。そして、検出した各軸別々に補正量を算出し、水平方向及び垂直方向の２軸方向に第１及び第２の補正光学系を制御する。水平方向の回転軸（Ｙａｗ）と垂直方向の回転軸（Ｐｉｔｃｈ）の補正量の演算及び補正光学系の制御は、両軸とも同じ処理で実現することができるので、以降は片方の軸についてのみ説明するものとする。

１２１はＡ／Ｄ変換器で、角速度センサユニット１２０から出力された電気信号をデジタル信号に変換してμＣＯＭ１５０に取り込む。取り込まれたデジタル信号は、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１２２に供給され、振れ信号に含まれる低域成分を遮断して振れ信号の高域成分を出力する。なおＨＰＦ１２２は、角速度センサユニット１２０のノイズ成分や温度特性などによって生じるＤＣ電圧のドリフト分を除去することが目的である。そのため、本実施形態において必須の構成ではなく、Ａ／Ｄ変換器１２１からの出力を周波数分離用ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１２３に直接供給してもよい。

１２３は周波数分離用（信号分離用）ＨＰＦであり、角速度センサユニット１２０で検出した振れ信号から高周波帯域成分を抽出する。１２４は減算部で、元の振れ信号からＨＰＦ１２３を通過した高域成分を減算して、振れ信号に含まれる低周波帯域成分を生成する。

このように、角速度センサユニット１２０で検出した振れ信号を分離して、第１の補正光学系で像振れ補正を行うための第１の分離振れ信号と、第２の補正光学系で像振れ補正を行うための第２の分離振れ信号を生成する。なお、角速度センサで検出した振れを二つの補正光学系を用いて精度良く補正するためには、第１の分離振れ信号と第２の分離振れ信号は互いに相補的な信号に分離し、加算したときに元の振れ信号に復元できるように分離することが望ましい。上記のような構成とすることで、高周波帯域の振れ信号と低周波帯域の振れ信号は互いに相補的な関係となり、二つの補正光学系を用いて補正する場合であっても、元の振れ信号の周波数帯域を漏れなく補正できる。なお、ＨＰＦ１２３の代わりにＬＰＦで構成し、低域成分を通過させて一方の出力とし、元の信号から減算することで高域成分を生成してもう一方の出力とする構成としてもよい。

周波数分離用ＨＰＦ１２３と減算部１２４で分離された第１の分離振れ信号と第２の分離振れ信号は、敏感度補正部１２５と、敏感度補正部１３５に供給される。敏感度補正部１２５、積分器１２６、飽和防止制御部１２７は、第１の分離振れ信号から第１の補正光学系（シフトレンズ１０２）の制御量を演算するためのブロックである。また、敏感度補正部１３５、積分器１３６、飽和防止制御部１３７は、第２の分離振れ信号から第２の補正光学系（変倍レンズ１０３）の制御量を演算するためのブロックである。そして、両者の処理は同じとなるので、第１の補正光学系の制御量を演算するブロックのみ説明する。

１２５は敏感度補正部であり、第１の補正光学系（すなわちシフトレンズ１０２）で像振れ補正を行うのに最適な振幅になるように第１の分離振れ信号を増幅する。なお、ここでの増幅とは、利得１倍以下も含まれる。敏感度補正部１２５で増幅された第１の分離振れ信号は、積分器１２６に供給される。

角速度センサユニット１２０で検出された振れ信号、並びにこれを分離することで生成された第１、第２の分離振れ信号は角速度である。これに対し、シフトレンズ１０２および変倍レンズ１０３の制御量は角変位であることから、角速度を時間積分して角変位に変換する必要がある。１２６は積分器であり、第１の分離振れ信号を積分演算して出力する。積分器１２６は、不完全積分を行い、その時定数を任意に変更することが可能となっている。

１２７は飽和防止制御部であり、シフトレンズ１０２が機械的な可動端に突き当たることがないように、積分器１２６で生成された制御量に制限をかけるためのものである。その制御の一例としては、第１の補正光学系の制御量が所定値（以下、リミット値と記す）を超えないように、積分器１２６からの出力にリミットを施した値を最終的な制御量（以下、駆動目標位置とも記す）として出力する。また、積分器１２６からの出力がリミット値に近づいたときに、積分器１２６の時定数を短くして、時間の経過とともに制御量が小さくなるように制御する。なお、敏感度補正部１２５によって振れ信号の増幅が行われているので、飽和防止制御部１２７の出力は、第１の補正光学系を用いてブレ補正を行うのに適した制御量となる。

次に、第１の補正光学系（シフトレンズ１０２）の駆動を制御するブロックについて説明する。

１２８は減算器で、シフトレンズ１０２の位置を検出する位置検出部１０４の出力信号をＡ／Ｄ変換器１３４にてデジタル信号に変換し、デジタル化したデータを飽和防止制御部１２７の出力である駆動目標位置から減算する。そして、その結果である偏差データを制御フィルタ１２９に供給する。ここで、端子Ａ１０９と端子Ａ１３３は、各々が電気的に接続されている。

１２９は制御フィルタで、入力データを所定のゲインで増幅する増幅器、及び位相補償フィルタで構成されている。減算器１２８から供給された偏差データは、制御フィルタ１２９において増幅器及び位相補償フィルタによる信号処理が行われた後、パルス幅変調部１３０に出力される。

１３０はパルス幅変調部で、制御フィルタ１２９を通過して供給されたデジタルデータを、パルス波のデューティー比を変化させる波形（即ちＰＷＭ波形）に変調して、モータ駆動部１３１に供給する。モータ１０５は、シフトレンズ１０２の駆動用のボイス・コイル型モータであり、モータ駆動部１３１に駆動されることにより、補正光学系１０２が光軸と垂直な方向に移動される。ここで、端子Ｂ１１０と端子Ｂ１３２は、各々が電気的に接続されている。

位置検出部１０４は、磁石とそれに対向する位置に備えられたホール・センサとからなり、シフトレンズ１０２の光軸と垂直な方向への移動量を検出し、その検出結果をＡ／Ｄ変換器１３４を介して、上述した減算器１２８に供給する。これによって、シフトレンズ１０２の光軸と垂直な方向への位置を、飽和防止制御部１２７の出力である駆動目標位置に追従させる、フィードバック制御系を構成している。

次に、第２の補正光学系（変倍レンズ１０３）の駆動を制御するブロックについて説明する。

１３８は減算器で、変倍レンズ１０３の位置を検出する位置検出部１０６の出力信号をＡ／Ｄ変換器１４４にてデジタル信号に変換し、デジタル化したデータを飽和防止制御部１３７の出力である駆動目標位置から減算する。そして、その結果である偏差データを制御フィルタ１３９に供給する。ここで、端子Ｃ１１１と端子Ｃ１４３は、各々が電気的に接続されている。

１３９は制御フィルタで、入力データを所定のゲインで増幅する増幅器、及び位相補償フィルタで構成されている。減算器１３８から供給された偏差データは、制御フィルタ１３９において増幅器及び位相補償フィルタによる信号処理が行われた後、パルス幅変調部１４０に出力される。

１４０はパルス幅変調部で、制御フィルタ１３９を通過して供給されたデジタルデータを、パルス波のデューティー比を変化させる波形（即ちＰＷＭ波形）に変調して、モータ駆動部１４１に供給する。モータ１０７は、変倍レンズ１０３の駆動用のボイス・コイル型モータであり、モータ駆動部１４１に駆動されることにより、変倍レンズ１０３が光軸と垂直な方向に移動される。ここで、端子Ｄ１１２と端子Ｄ１４２は、各々が電気的に接続されている。

位置検出部１０６は、磁石とそれに対向する位置に備えられたホール・センサとからなり、変倍レンズ１０３の光軸と垂直な方向への移動量を検出し、その検出結果をＡ／Ｄ変換器１４４を介して、上述した減算器１３８に供給する。これによって、変倍レンズ１０３の光軸と垂直な方向への位置を、飽和防止制御部１３７の出力である駆動目標位置に追従させる、フィードバック制御系を構成している。

このように、角速度センサユニット１２０で検出した振れ信号に基づいて補正光学系の駆動を行うことで、撮像装置の振れによって発生する画像の振れを補正することができる。

次に、パンニング制御するブロックについて説明する。

１４５はパンニング判別部である。パンニング判別部１４５には、入力信号としてＡ／Ｄ変換器１２１から出力される角速度データ、周波数分離用ＨＰＦ１２３と減算部１２４で分離された第１の分離振れ信号と第２の分離振れ信号、あるいは、積分器１２６と積分器１３６の出力信号が入力される。そして、それらの入力信号に基づいて撮像装置のパンニング操作の状況（有無）を判別する。

具体的には、例えば、Ａ／Ｄ変換器１２１から出力される角速度データや第１あるいは第２の分離振れ信号が所定の閾値以上となるか、あるいは、積分器の出力信号である角変位データが所定の閾値以上であるならば、パンニング操作の状態であると判定する。ここで、Ａ／Ｄ変換器１２１からの出力信号及び第１第２の分離振れ信号は角速度であり、この角速度信号の値が所定の閾値より大きいか否かを判断してパンニング操作が急なパンニングか緩やかなパンニングかを判別する。そして、パンニング情報（判別結果）をパンニング制御部１４６に出力する。

１４６はパンニング制御部であり、パンニング判別部１４５からの判別結果に従ってパンニング制御を行う。具体的には、ＤＣドリフト除去用のＨＰＦ１２２や周波数分離用ＨＰＦ１２３の低域カットオフ周波数を徐々に高くして、ブレ補正が機能するブレの周波数領域を高域側に縮小する。または、積分器１２６や積分器１３６の積分演算に用いる時定数の値を徐々に小さくする。これにより、ブレ補正位置が徐々に中心位置（補正中心）へと移動し、積分器から出力される角変位データの値が基準値（ブレがない状態で取り得る値）に徐々に近づく（センタリング制御）。また更には、積分器１２６あるいは１３６の出力信号に応じて、敏感度補正部１２５，１３５からオフセット信号を減算することによって積分器１２６及び１３６に入力される角速度データのパンニング成分を除去する。このように、パンニング判別部１４５で判別されたパンニング情報に基づいて第１の補正光学系及び第２の補正光学系の制御量を変更する。

次に、パンニング判別部１４５とパンニング制御部１４６とからなるパンニング制御ブロックの動作の一例について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図２に示す処理は、例えば撮像装置の１フレームの画像の取り込み周期である６０Ｈｚなど、任意の所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１０１では、パンニング判別部１４５がパンニング動作を判別するための各信号情報を取得する。次にステップＳ１０２では、入力された各信号情報を基に、撮像装置がパンニング動作されているか否かを判別し、パンニング動作がされていなければステップＳ１０３に進み、パンニング動作がされていればステップＳ１０４に進む。

次にステップＳ１０３では、パンニング制御部１４６において補正制御を変更せずに継続させて、処理を終了する。

ステップＳ１０４では、パンニングの速度が所定の閾値以上か否か（緩急状態）を判別し、パンニング速度が閾値以上の場合（パンニング速度判定）、すなわち急速なパンニングであればステップＳ１０５に進む。また、パンニング速度が閾値より小さい場合、すなわち緩やかなパンニングであればステップＳ１０６に進む。なお、パンニング速度は、先に記したように、角速度信号であるＡ／Ｄ変換器１２１からの出力信号及び第１及び第２の分離振れ信号の値を用いれば良い。これらの角速度信号が所定の閾値より大きいか否かを判断してパンニング操作が急なパンニングか緩やかなパンニングかを判別できる。

次にステップＳ１０５では、第１の補正光学系と第２の補正光学系とが共に（両方が）中心方向にセンタリングされるように、すなわち第１の補正光学系と第２の補正光学系との制御量が共に制御中心に向かうように、補正制御を変更させる。ステップＳ１０６では、高周波帯域成分を補正する第１の補正光学系は補正制御を変更せずに継続させ、低周波帯域成分を補正する第２の補正光学系だけがセンタリングされるように、すなわち第２の補正光学系の制御量が制御中心に向かうように補正制御を変更させる。

ここで、ステップＳ１０１でパンニング判別部１４５が取得する各信号情報の一例としては、先に記したように、Ａ／Ｄ変換器１２１から出力される角速度データがあげられる。また、周波数分離用ＨＰＦ１２３と減算部１２４とで分離された第１の分離振れ信号と第２の分離振れ信号である角速度信号や、積分器１２６と積分器１３６から出力される第１及び第２の分離振れ信号に対する角変位量などもあげられる。

次に、パンニング制御による各信号波形の出力について、図３及び図４のタイムチャートの例を用いて説明する。

図３は、緩やかなパンニング時の信号出力の時間的変化を示したタイムチャートのグラフである。まず、図３（Ａ）に示した実線の波形が、角速度センサ１２０からの出力信号である。この出力信号には、点線に示すような大きな低周波成分が含まれており、これが緩やかなパンニング操作の動きを示している。図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、パンニング制御を行わない場合の周波数分離用ＨＰＦ１２３によって分離された高周波と低周波の信号波形である。すなわち、図３（Ａ）に示した角速度センサの出力信号を、高周波と低周波とに分離しただけの信号波形である。図３（Ｂ）が高周波成分を示す信号波形であり、図３（Ｃ）が低周波成分を示す信号波形である。一方、図３（Ｄ）、図３（Ｅ）は、パンニング制御を行ってＤＣドリフト除去用ＨＰＦ１２２の低域カットオフ周波数を高くすることで、低域周波数を除去した時の、周波数分離用ＨＰＦ１２３によって分離された高周波と低周波の信号波形である。図３（Ｄ）が高周波成分である第１の分離振れ信号であり、これは図３（Ｂ）と同じである。図３（Ｅ）が低周波成分である第２の分離振れ信号であり、カットオフ周波数を高くすることで、低周波成分が除去された波形になる。すなわち、緩やかなパンニング操作に対する本実施形態におけるパンニング制御では、高周波成分は角速度センサ１２０で検出した信号成分をそのまま補正光学系の補正量演算ブロックに出力するモードを選択することができる。

図４は、急なパンニング時の信号出力の時間的変化を示したタイムチャートのグラフである。まず、図４（Ａ）に示した実線の波形が、角速度センサ１２０からの出力信号である。この出力信号には、点線に示すような大きな低周波成分が含まれており、これが急なパンニング操作の動きを示している。図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、パンニング制御を行わない場合の周波数分離用ＨＰＦ１２３によって分離された高周波と低周波の信号波形である。すなわち、図４（Ａ）に示した角速度センサの出力信号を、高周波と低周波とに分離しただけの信号波形である。図４（Ｂ）が高周波成分を示す信号波形であり、図４（Ｃ）が低周波成分を示す信号波形である。急なパンニング操作であるため、パンニングによる振動成分が図４（Ｂ）に示す高周波成分にも含まれている。

図４（Ｄ）、図４（Ｅ）は、パンニング制御を行ってＤＣドリフト除去用のＨＰＦ１２２及び周波数分離用ＨＰＦ１２３の低域カットオフ周波数を高くすることで、パンニング成分を除去した時の、周波数分離用ＨＰＦ１２３によって分離された高周波と低周波の信号波形である。図４（Ｄ）が高周波成分である第１の分離振れ信号であり、図４（Ｂ）から急なパンニングによって生じた急峻な振動成分が除去された波形となっている。図４（Ｅ）が低周波成分である第２の分離振れ信号であり、こちらも高周波成分と同様にパンニングによる振動成分が除去された波形になっている。すなわち、急なパンニング操作に対する本実施形態におけるパンニング制御では、高周波成分及び低周波成分の両成分に含まれるパンニング成分を共に除去して、補正光学系の補正量演算ブロックに出力する。

このように、パンニング制御では、例えば、周波数分離用ＨＰＦ１２３のカットオフ周波数を高くすればＨＰＦ１２３からの出力信号を抑えることができ、また、ＤＣドリフト除去用ＨＰＦ１２２のカットオフ周波数を高くすれば低周波帯域成分の減衰を高めることができる。その結果、補正量を減らして補正光学系をセンタリングさせることができる。

なお、パンニング判別の方法やパンニング制御の方法は、上記の方法に限るものではなく、別の方法を用いても構わない。例えば、パンニング速度の判別方法としては、フレーム間の画像の変化から得られる動きベクトルの検出信号によってパンニング速度を判別することもできる。また例えば、パンニング制御方法としては、積分器のカットオフ周波数を変更して補正量を減衰させることもできるし、積分器に入力される角速度に対してオフセット量を減算して積分器出力が大きくならないようにすることで補正量を減衰させることもできる。

なお、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６で行う補正光学系のセンタリング動作は、撮像装置のパンニング操作やチルティング操作である撮影操作の操作方向の軸に対して行う処理である。つまり、パンニングやチルティングと直行する方向の軸に対しては、ブレ補正の処理を継続させて構わない。

上記のように、本実施形態に示したシステムでは、急なパンニング時には高周波帯域成分及び低周波帯域成分のブレ補正を共に弱めるように制御する。また、緩やかなパンニング時には低周波帯域成分のみのブレ補正を弱めて高周波帯域成分のブレ補正制御は継続させる。これにより、パンニングなどのカメラワークの動きが生じた場合でも、パンニングの速度に応じて２つの補正光学系の動きを変えることで、緩やかなパンニング時は高周波帯域成分のブレ補正が可能になる。また、急なパンニング時は補正端に当たりにくくすることが可能となり、常に良好なブレ補正効果を実現することができる。

＜第２の実施形態＞
次に第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、パンニング速度の判別結果に応じて２つの補正光学系の動きを変える制御方法について説明した。本実施形態では、撮影モードに応じて２つの補正光学系のパンニング時の制御を変える方法について説明する。

図５は、本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の構成例を示すブロック図である。図１と同じ部分は同一の番号を付している。次に、図５のシステムについて、図１と異なる部分について説明する。

図５において、図１に示したブロック図と異なるのは、撮影モード判別部１４７を備えることである。撮影モード判別部１４７は、例えば、ズームレンズのエンコーダ値やパルス値から焦点距離を検出するとともに、歩き撮影モードであるか否かを判別する。そして、パンニング制御部１４６に判別結果の情報を伝える。パンニング制御部１４６では、撮影モード判別部１４７から得られた撮影モード情報とパンニング判別部１４５から得られたパンニング情報を基に、パンニング制御を行う。

次に、本実施形態におけるパンニング制御ブロックの動作の一例について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図６に示す処理も、図２に示したフローと同様に、例えば撮像装置の１フレームの画像の取り込み周期である６０Ｈｚなど、任意の所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ２０１ではパンニング判別部１４５がパンニング動作を判別するための各信号情報を取得する。次にステップＳ２０２では、入力された各信号情報を基に、撮像装置がパンニング動作されているか否かを判別し、パンニング動作がされていなければステップＳ２０３に進み、パンニング動作がされていればステップＳ２０４に進む。

次にステップＳ２０３では、パンニング制御部１４６において補正制御を変更せずに継続させて、処理を終了する。

ステップＳ２０４では、撮影モード判別部１４７で検出した撮影モードが、所定の焦点距離よりもワイド側でかつ歩き撮影モードであるか否かを判定する。その結果、ワイド側歩き撮影モードでなければステップＳ２０５に進み、ワイド側歩き撮影モードであればステップ２０８に進む。

ステップＳ２０５では、角速度信号であるＡ／Ｄ変換器１２１からの出力信号及び第１及び第２の分離振れ信号の値が所定の閾値以上か否か（緩急状態）を判別する。そして、角速度信号が閾値以上の場合、すなわち急速なパンニングであればステップＳ２０６に進む。また、角速度信号が閾値より小さい場合、すなわち緩やかなパンニングであればステップＳ２０７に進む。

次にステップＳ２０６では、ＤＣドリフト除去用ＨＰＦ１２２のカットオフ周波数を高くして、低周波信号からなる第２の分離振れ信号の低周波成分を除去する。それと共に、周波数分離用ＨＰＦ１２３のカットオフ周波数を高くして、高周波信号からなる第１の分離振れ信号の低周波成分を除去する。これにより、第１の補正光学系と第２の補正光学系との制御量が共に制御中心に向かうようにパンニング制御する。

ステップＳ２０７では、低周波成分からなる第２の分離振れ信号に対する積分器１３６の時定数を下げて、低周波帯域成分を補正する第２の補正光学系だけがセンタリングされるようする。すなわち第２の補正光学系の制御量が制御中心に向かうようにパンニング制御する。

ステップＳ２０８では、角速度信号であるＡ／Ｄ変換器１２１からの出力信号、及び第１及び第２の分離振れ信号の値が所定の閾値以上か否か（緩急状態）を判別する。そして、角速度信号が閾値以上の場合、すなわち急速なパンニングであればステップＳ２０９に進む。また、角速度信号が閾値より小さい場合、すなわち緩やかなパンニングであればステップＳ２１０に進む。

次にステップＳ２０９では、ＤＣドリフト除去用のＨＰＦ１２２のカットオフ周波数を高くして、低周波信号からなる第２の分離振れ信号の低周波成分を除去する。それと共に、高周波信号に対する敏感度補正部１２５の出力からオフセット量を減算して、第１の分離振れ信号の積分器１２６に入力される角速度の値を小さくすることで、積分器１２６から出力される角変位量も小さくする。これにより、第１の補正光学系と第２の補正光学系との制御量が共に制御中心に向かうようにパンニング制御する。

ステップＳ２１０では、低周波信号に対する敏感度補正部１３５の出力からオフセット量を減算して、第２の分離振れ信号の積分器１３６に入力される角速度の値を小さくすることで、積分器１３６から出力される角変位量も小さくする。これにより、第２の補正光学系の制御量が制御中心に向かうようにパンニング制御する。

上記のように、本実施形態に示したシステムでは、ワイド側歩き撮影モードであるか否かを判断すると共に、急なパンニングか緩やかなパンニングかを判断する。これにより、ワイド側歩き撮影モードの急なパンニング時には、ＨＰＦのカットオフ周波数変更と共に高周波成分の角速度に対するオフセット減算によって、高周波帯域成分及び低周波帯域成分のブレ補正を共に弱めるように制御する。また、ワイド側歩き撮影モードの緩やかなパンニング時には、低周波成分の角速度に対するオフセット減算によって、高周波帯域成分のブレ補正制御は継続させつつ低周波帯域成分のみのブレ補正を弱めるように制御する。

また一方、ワイド側歩き撮影モードでない急なパンニング時には、ＨＰＦのカットオフ周波数変更によって、高周波帯域成分及び低周波帯域成分のブレ補正を共に弱めるように制御する。また、ワイド側歩き撮影モードでない緩やかなパンニング時には、低周波成分の積分器の時定数を下げることによって、高周波帯域成分のブレ補正制御は継続させつつ低周波帯域成分のみのブレ補正を弱めるように制御する。これにより、パンニングなどのカメラワークの動きが生じた場合でも、撮影時の焦点距離や撮影モード及びパンニングの速度に応じて２つの補正光学系の動きを変えることで、緩やかなパンニング時は高周波帯域成分のブレ補正が可能になる。また、急なパンニング時は補正端に当たりにくくすることが可能となり、常に良好なブレ補正効果を実現することができる。

なお、本実施形態では、角速度センサで振れの角速度を検出し、積分処理を施すことで補正光学系の角変位量を算出したが、別の振れ検出手段を用いても良い。例えば、加速度センサで振れの加速度を検出し、２回積分を施すことで、補正光学系の角変位量を算出する構成でもよい。

また、本実施形態では、補正光学系の一例として、撮影光学系のレンズ群の一部を光軸と垂直な二次元平面内で移動されることにより撮像画像の振れを補正する方法を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、補正光学系は光軸上の１点を中心とする球面状に回転するようにしてもよいし、可変頂角プリズム（ＶＡＰ）や、撮像素子を光軸に垂直な方向に駆動する方法等を用いてもよい。また、複数の方式を組み合わせても良い。

また、更に、本実施形態では、二つめの光学式像振れ補正機構を変倍レンズと兼ねる構造としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１群の前玉レンズを二つめの補正機構としても良いし、他のレンズ群やその一部を像振れ補正機構としても良い。

また、本実施形態では、振れ信号を二つに分離し、二つの補正光学系を用いて像振れ補正を行う方法を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、振れ信号を３つ以上に分離し、３つ以上の補正光学系を駆動して像振れ補正を行う形態でもよい。

また、本発明の第２の実施形態では、ワイド側歩き撮影モードであるか否かを判別したが、別の撮影モードとして、動画と静止画及び静止画のプレビュー時などの各撮影モードを判別してパンニング制御を切換える構成としてもよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

（その他の実施形態）
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。

１０１：撮影光学系、１０２：シフトレンズ、１０３変倍レンズ、１１３：撮像素子、１２０：角速度センサ、１５０：μＣＯＭ

Claims (10)

1. 振れ検出手段から出力された振れ信号を低周波帯域の振れ信号と高周波帯域の振れ信号に分離する信号分離手段と、
   前記振れ検出手段の出力に基づいてパンニング動作であるか否かを判別するパンニング判別手段と、
   前記高周波帯域の振れ信号に基づいて光学的に像振れを補正する第１の像振れ補正手段を制御するとともに前記低周波帯域の振れ信号に基づいて光学的に像振れを補正する第２の像振れ補正手段を制御する制御手段とを備え、
   前記パンニング判別手段によりパンニング動作と判別された場合、前記第２の像振れ補正手段を前記第２の像振れ補正手段の補正中心に向かわせる制御を行い、且つ前記第１の像振れ補正手段による補正制御を行う第１のモードを有することを特徴とする像振れ補正装置。
2. 前記パンニング判別手段によりパンニング動作と判別された場合、前記第２の像振れ補正手段を前記第２の像振れ補正手段の補正中心に向かわせる制御を行い、前記第１の像振れ補正手段を前記第１の像振れ補正手段の補正中心に向かわせる制御を行う第２のモードをさらに有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。
3. 前記制御手段は、前記パンニング判別手段により算出されたパンニング速度が所定の閾値よりも小さい場合、第１のモードを選択し、前記パンニング判別手段により算出されたパンニング速度が所定の閾値以上の場合、第２のモードを選択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。
4. 前記像振れ補正手段の補正中心に向かわせる制御は、前記振れ信号の周波数帯域の選択を行うハイパスフィルタのカットオフ周波数を上げる制御を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
5. 前記像振れ補正手段の補正中心に向かわせる制御は、前記振れ信号から前記像振れ補正手段の補正中心に向かわせるオフセット量を減算する制御を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像振れ補正装置と、撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像振れ補正装置と、前記振れ検出手段とを有することを特徴とするレンズ装置。
8. 振れ検出手段から出力された振れ信号を低周波帯域の振れ信号と高周波帯域の振れ信号に分離する信号分離工程と、
   前記振れ検出手段の出力に基づいてパンニング動作であるか否かを判別するパンニング判別工程と、
   前記高周波帯域の振れ信号に基づいて光学的に像振れを補正する第１の像振れ補正手段を制御するとともに前記低周波帯域の振れ信号に基づいて光学的に像振れを補正する第２の像振れ補正手段を制御する制御工程とを有し、
   前記パンニング判別工程においてパンニング動作と判別された場合、前記第２の像振れ補正手段を前記第２の像振れ補正手段の補正中心に向かわせる制御を行い、且つ、前記第１の像振れ補正手段による補正制御を行う第１のモードを有することを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。
9. 請求項８に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 請求項８に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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