JP2007329874A - 撮像装置、振れ補正方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】オフセットを取り除けると同時に、防振効果を高くできる手振れ補正を実現する。
【解決手段】光学的に位置を移動可能なシフトレンズユニット１０３を駆動して撮影画像の振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置において、ジャイロ部２０１，２０２が撮像装置に加えられた振れ度合いを検出する。ＰＩＤ部２０５，２０６は、振れ補正機能を働かせないならば、ＰＩＤ制御を実行するとともに、シフトレンズユニット１０３を光軸中心位置に固定する。また、振れ補正機能を働かせるならば、第１の所定条件が満たされるまで、検出された振れ度合いに応じてＰＩＤ制御による防振制御を実行する。さらに、振れ補正機能を働かせ、かつ第１の所定条件が満たされたならば、第２の所定条件が満たされるまで、ＰＤ制御による防振制御を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置、振れ補正方法、及びプログラムに関し、特に、光学的に位置を移動可能な光学式振れ補正レンズを駆動して撮影画像の振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置、該撮像装置に適用される振れ補正方法、及び該振れ補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

従来、撮像装置の振れを検知して、光学的に移動可能なシフトレンズを駆動して撮影画像の振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置では、振れ量検知に角速度センサがよく用いられる。この角速度センサでは、圧電素子等の振動材を一定周波数で振動させ、回転運動成分により発生するコリオリ力による力を電圧に変換して角速度情報を得るようにする。得られた角速度に対して積分を行って振れ量を算出し、この振れ量に基づいて補正位置制御信号を出力し、画像振れ量をキャンセルする方向にシフトレンズを駆動して手振れ補正が行われる。

このシフトレンズ駆動では、シフトレンズの現在位置がシフトレンズ位置信号として検出され、これがフィードバックされて補正位置制御信号に反映させるフィードバック制御が行われる。一般にフィードバック制御では、ＰＩＤ制御と呼ばれる制御方法が用いられている。

Ｄ補償（微分補償）は、Ｐ補償（比例補償）の過補償によるゲイン余裕ＧＭ及び位相余裕ＰＭの低下を改善し、フィードバック制御の安定性を向上させるために用いられる。Ｉ補償（積分補償）は、フィードバック制御のオフセット特性を改善するために用いられる。これらＰ補償、Ｉ補償及びＤ補償を、必要に応じて選択して組み合わせるようにしたフィードバック制御をＰＩＤ制御と呼ぶ。

手振れ補正制御が行われる従来の撮像装置として、例えば特許文献１にて開示されているものがある。すなわち、フィードバック制御にＰＩＤ制御を用いた際に、Ｄ補償（微分補償）により、ノイズの高周波成分がフィードバックループ内で強調され、これに起因して振動音が発生する。上記の従来の手振れ補正技術では、この振動音を軽減するため、露光開始前後でＰＩＤ制御の組み合わせを変えるようにする。また、露光開始前後でフィードフォワード機能使用の有無を切り替えるようにする。
特開平１１−２１８７９５号公報

しかしながら、上記の手振れ補正制御が行われる従来の撮像装置において、手振れ補正制御にＰＩＤ制御を用いた場合、指令値に正確に追従させることが可能である反面、防振効果が悪くなる。一方、手振れ補正制御にＰＤ制御を用いた場合、指令値に対してある偏差（オフセット）が生じてしまうが、防振効果は高いという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、オフセットを取り除けると同時に、防振効果を高くできる手振れ補正を実現することを図った撮像装置、振れ補正方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、光学的に位置を移動可能な光学式振れ補正レンズを駆動して撮影画像の振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置において、前記撮像装置に加えられた振れ度合いを検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された振れ度合いに応じて前記光学式振れ補正レンズの目標位置を決定する決定手段と、前記光学式振れ補正レンズの実位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出された実位置が前記決定手段によって決定された目標位置に収束するように帰還制御を行う帰還制御手段と、予め定められた条件が満たされるまでは、前記帰還制御手段が、比例制御と積分制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第１の制御方法を実行し、前記予め定められた条件が満たされたならば、前記帰還制御手段が、比例制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第２の制御方法を実行するように制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置が提供される。

また、請求項７記載の発明によれば、光学的に位置を移動可能な光学式振れ補正レンズを駆動して撮影画像の振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置に適用される振れ補正方法において、前記撮像装置に加えられた振れ度合いを検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された振れ度合いに応じて前記光学式振れ補正レンズの目標位置を決定する決定ステップと、前記光学式振れ補正レンズの実位置を検出する位置検出ステップと、前記位置検出ステップにおいて検出された実位置が前記決定ステップにおいて決定された目標位置に収束するように帰還制御を行う帰還制御ステップと、予め定められた条件が満たされるまでは、前記帰還制御ステップにおいて、比例制御と積分制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第１の制御方法が実行され、前記予め定められた条件が満たされたならば、前記帰還制御ステップにおいて、比例制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第２の制御方法が実行されるように制御する制御ステップとを有することを特徴とする振れ補正方法が提供される。

さらに、上記振れ補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。

本発明によれば、光学的に位置を移動可能な光学式振れ補正レンズを駆動して撮影画像の振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置において、前記撮像装置に加えられた振れ度合いを検出し、この検出された振れ度合いに応じて前記光学式振れ補正レンズの目標位置を決定する。一方、前記光学式振れ補正レンズの実位置を検出し、検出された実位置が前記決定された目標位置に収束するように帰還制御を行う。そして、予め定められた条件が満たされるまでは、前記帰還制御において、比例制御と積分制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第１の制御方法を実行する。また前記予め定められた条件が満たされたならば、前記帰還制御において、比例制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第２の制御方法を実行する。

これにより、露出調整および焦点調整が行われている撮影開始前の期間には、振れ補正性能が若干劣るともオフセットの少ない第１の制御方法が実行され、撮影開始後には振れ補正性能に優れた第２の制御方法を実行することが可能である。

また、露光開始後の第２の制御方法では、露光開始直前に決定された積分補償係数を保持し、この保持された積分補償係数を使用して、光学式振れ補正レンズを駆動するための指令信号を生成する。

これにより、オフセットが少なく、振れ補正性能に優れた振れ補正制御を行うことが可能となる。

なお、露光開始前の段階では、実際に撮影（露光）するわけではなく、モニタ画像を獲得するだけであるので、振れ補正性能が若干劣っていても特に問題はない。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、主に静止画像の撮影を行うためのデジタルカメラである。

図１において、１０１はズームユニットであり、変倍を行うズームレンズを含む。１０２はズーム駆動制御部であり、ズームユニット１０１を駆動制御する。１０３は、光軸に対して位置を変更することが可能なシフトレンズユニットである。１０４はシフトレンズ駆動制御部であり、シフトレンズユニット１０３を駆動制御する。１０５は絞り・シャッタユニットである。１０６は絞り・シャッタ駆動制御部であり、絞り・シャッタユニット１０５を駆動制御する。１０７はフォーカスユニットであり、ピント調整を行うレンズを含む。１０８はフォーカス駆動制御部であり、フォーカスユニット１０７を駆動制御する。１０９は撮像部であり、各レンズ群を通ってきた光像を電気信号に変換する。１１０は撮像信号処理部であり、撮像部１０９から出力された電気信号を映像信号に変換処理する。１１１は映像信号処理部であり、撮像信号処理部１１０から出力された映像信号を用途に応じて加工する。１１２は表示部であり、映像信号処理部１１１から出力された信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。１１３は電源部であり、システム全体に用途に応じて電源を供給する。１１４は外部入出力部であり、外部との間で通信信号及び映像信号を入出力する。１１５は、システムを操作するための操作部である。１１６は記憶部であり、映像情報など様々なデータを記憶する。１１７は、システム全体を制御する制御部である。

つぎに、こうした構成を持つ撮像装置の動作について説明する。

操作部１１５は、押し込み量に応じて第１スイッチおよび第２スイッチが順にオンするように構成されたシャッタレリーズボタンを有している。シャッタレリーズボタンを約半分押し込んだときに第１スイッチがオンし、シャッタレリーズボタンを最後まで押し込んだときに第２スイッチがオンする構造となっている。操作部１１５の第１スイッチがオンされると、フォーカス駆動制御部１０８がフォーカスユニット１０７を駆動してピント調整を行うとともに、絞り・シャッタ駆動制御部１０６が絞り・シャッタ１０５を駆動して適正な露光量に設定する。さらに第２スイッチがオンされると、撮像部１０９に露光された光像から得られた画像データを記憶部１１６に記憶する。

このとき操作部１１５より防振オンの指示があれば、制御部１１７はシフトレンズ駆動制御部１０４に防振動作を指示し、これを受けたシフトレンズ駆動制御部１０４は、防振オフの指示がなされるまで防振動作を行う。

また、この撮像装置では、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を操作部１１５より選択可能であり、それぞれのモードにおいて各アクチュエータの動作条件を変更することができる。

なお、操作部１１５に対してズーム変倍の指示があると、制御部１１７を介して指示を受けたズーム駆動制御部１０２がズームユニット１０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームレンズを移動する。それとともに、撮像部１０９から送られ各信号処理部（１１０、１１１）にて処理された画像情報に基づいて、フォーカス駆動制御部１０８がフォーカスユニット１０７を駆動してピント調整を行う。

図２は、シフトレンズ駆動制御部１０４の内部構成を示すブロック図である。

２０１はピッチ方向ジャイロ部であり、通常姿勢（画像フレームの長さ方向が水平方向とほぼ一致する姿勢）の撮像装置の垂直方向（ピッチ方向）の振動を検知する。２０２はヨー方向ジャイロ部であり、通常姿勢の撮像装置の水平方向（ヨー方向）の振動を検知する。２０３、２０４はそれぞれ、ピッチ方向、ヨー方向の防振制御部であり、状況に応じて防振制御、シフトレンズ位置制御を行う。２０５、２０６はそれぞれＰＩＤ部であり、ピッチ方向、ヨー方向それぞれの補正位置制御信号と、シフトレンズの位置を示す位置信号とから制御量を求め、位置指令信号を出力する。２０７、２０８はそれぞれドライブ部であり、ＰＩＤ部２０５、２０６から送られた位置指令信号に基づき、シフトレンズユニット１０３を駆動する。２０９、２１０はそれぞれホール素子であり、シフトレンズユニット１０３のピッチ方向、ヨー方向の位置を検知する。

次に、シフトレンズ駆動制御部１０４によるシフトレンズユニット１０３の位置制御について説明する。

シフトレンズユニット１０３の位置制御では、ピッチ方向ジャイロ部２０１、ヨー方向ジャイロ部２０２からの撮像装置のピッチ方向、ヨー方向の振れを表す振れ情報信号（角速度信号）に基づいて、それぞれの方向にシフトレンズユニット１０３を駆動させる。シフトレンズユニット１０３には磁石が付けられており、この磁石をホール素子２０９、２１０で検知し、シフトレンズの位置を示す位置信号がＰＩＤ部２０５、２０６へそれぞれ送られる。ＰＩＤ部２０５、２０６は、これらの位置信号が、防振制御部２０３、２０４から送られる補正位置制御信号にそれぞれ収束するようなフィードバック制御を行う。なお、ホール素子２０９、２１０から出力される位置信号には固体ばらつきがあるため、所定の補正位置制御信号に対して、シフトレンズが所定の位置に移動するように、ホール素子２０９、２１０の出力調整を行う必要がある。このとき、ＰＩＤ部２０５、２０６では比例制御と積分制御と微分制御とを用いたＰＩＤ制御を行う。

防振制御部２０３、２０４は、ピッチ方向ジャイロ２０１、ヨー方向ジャイロ２０２からの振れ情報信号（角速度信号）に基づき、撮像装置の振れによる画像振れを補正する方向にシフトレンズの位置を移動させるようにする補正位置制御信号をそれぞれ出力する。これによって、撮像装置に手振れなどが発生しても、画像振れを防止できる。

図３は、防振制御部２０３の内部構成を示すブロック図である。なお、防振制御部２０４も防振制御部２０３と同一の内部構成を有しており、防振制御部２０４の説明は省略する。

図３において、３０１はＡＤ変換器であり、ピッチ方向ジャイロ部２０１からの振れ情報信号（角速度信号）をデジタル信号に変換する。３０２はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）であり、ＤＣ成分をカットするカットオフ周波数変更可能なフィルタである。３０３は、位相が変更可能なフェーズリードフィルタ（ＰＬＦ）である。３０４は、カットオフ周波数変更可能なハイパスフィルタ（ＨＰＦ）である。３０５はローパスフィルタ（ＬＰＦ）であり、角速度信号を角度信号に変換するためのフィルタである。３０６はカットオフ切替部であり、振れ量に応じてＨＰＦ３０４のカットオフ周波数を変更する。

防振制御部２０３に入力された振れ情報信号（角速度信号）は、これら一連のフィルタ処理を施されて、補正位置制御信号としてＰＩＤ部２０５へ入力される。

図４は、ＰＩＤ部２０５の内部構成を示すブロック図である。なお、ＰＩＤ部２０６もＰＩＤ部２０５と同一の内部構成を有しており、ＰＩＤ部２０６の説明は省略する。

図４において、４０１は積分補償部（Ｋｉ）、４０２は比例補償部（Ｋｐ）、４０３は微分補償部（Ｋｄ）である。４０４はスイッチ検出器、４０５はＰＩＤ切替器、４０６および４０８は切替スイッチ、４０７は積分補償値保持器である。

このＰＩＤ部２０５では、スイッチ検出器４０４の検出信号によりＰＩＤ切替器４０５が切替スイッチ４０６、４０８を動作させて、ＰＩＤ制御またはＰＤ制御を選択的に実行させる。スイッチ検出器４０４は、シャッタレリーズボタンの第２スイッチの押下および記録部１１６への画像データの格納終了（露光終了）を検出する。ＰＩＤ制御時には、切替スイッチ４０６が閉状態とされ、切替スイッチ４０８が開状態とされ、積分補償値保持器４０７には、積分補償部（Ｋｉ）４０１の出力値である積分補償値が入力され、保持される。ＰＤ制御時には、切替スイッチ４０６が開状態とされ、切替スイッチ４０８が閉状態とされ、ＰＤ制御に切り替わる直前に格納された積分補償値が積分補償値保持器４０７から読み出される。

ここで、ＰＩＤ制御とＰＤ制御の制御特性について説明する。ＰＩＤ制御は、フィードバック制御の一種であり、入力値の制御を出力値と目標値との偏差、その積分値、および微分値の３つの要素によって行う制御である。ＰＩＤ制御のうち、偏差に比例して入力値を変化させる動作を、比例動作あるいはＰ動作という。定数Ｋｐは比例ゲインと呼ばれる。

この比例動作は、入力値を出力値と目標値との偏差の一次関数として制御するものである。すなわち、ある時刻ｔでの入力値をｘ（ｔ）、出力値をｙ（ｔ）、目標値をｙ０とすると
ｘ（ｔ）＝Ｋｐ（ｙ（ｔ）?ｙ０）＋ｘ０
となる。ｘ０は、ｙ（ｔ）＝ｙ０のときにそれを維持するために必要な入力値である。

Δｘ（ｔ）＝ｘ（ｔ）−ｘ０、Δｙ（ｔ）＝ｙ（ｔ）−ｙ０とすると
Δｘ（ｔ）＝ＫｐΔｙ（ｔ）
この偏差Δｙ（ｔ）に比例して入力値を変化させる動作を、比例動作あるいはＰ動作という。

比例制御においては、定数Ｋｐを変えない限り、出力値に対して入力値が常に決まっている。しかし、実際に制御を行う場合には、同じ出力値に対しても周囲の環境などによって入力値を変えなければならないことがある。そのため比例制御では出力値が目標値に到達することができない。このようにして生じる出力値と目標値との偏差を残留偏差またはオフセットという。そこで、残留偏差をなくすために

のように、２番目の項を付け加える。この項は、残留偏差が存在する場合、その偏差が継続している時間に比例して入力値を変化させる動作をする。つまり、偏差のある状態が長い時間続けばそれだけ入力値の変化を大きくして目標値に近づけようとする役目を果たす。この偏差の積分値に比例して入力値を変化させる動作を、積分動作あるいはＩ動作という。上記のように比例動作と積分動作とを組み合わせた制御方法はＰＩ制御という。定数Ｋｉは積分ゲインと呼ばれる。

一方、周囲の環境が変化したり、制御対象に撹乱が加わったりすることで出力値が急に変動することがある。このような場合にもＰＩ制御は、出力値を目標値に常に近づけようとする。しかし、Ｉ動作は、ある程度時間が経過しないと働かないという位相遅れの特性を持つため、どうしても出力値を目標値に戻すために時間がかかる。そこで

のように、３番目の項を付け加える。この項は、急激な出力値の変化が起こった場合、その変化の大きさに比例した入力を行うことで、その変化に抗しようとする役目を果たす。この偏差の微分値に比例して入力値を変化させる動作を、微分動作あるいはＤ動作という。上記のように比例動作、積分動作、微分動作を組み合わせた制御方法をＰＩＤ制御という。また、このうち、比例動作、微分動作を組み合わせた制御方法をＰＤ制御という。ＰＤ制御では、Ｉ動作を行わないため残留偏差が生じてしまう。しかしながら、Ｉ動作による位相遅れが生じないため、ＰＤ制御による振れ補正動作の効果はＰＩＤ制御よりも高い効果を得ることができる。

以上のように構成された撮像装置において行なわれる振れ補正動作について、図５を参照して説明する。

図５は、図１に示す撮像装置において行なわれる振れ補正動作の手順を示すフローチャートである。

まず、撮像装置の電源がオンされる（Ｓ１０１）と、ＰＩＤ制御を実行する（Ｓ１０２）。すなわち、ＰＩＤ切替器４０５が、切替スイッチ４０６を閉状態とし、切替スイッチ４０８を開状態とする。

そして、操作部１１５に対してユーザによって手振れ補正モードがオンに設定されているか否かを判定する（Ｓ１０３）。その結果、手振れ補正モードがオンに設定されているならばステップＳ１０６へ進み、手振れ補正モードがオフに設定されているならばステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、ＰＩＤ制御によってシフトレンズを光軸中心位置に固定する（Ｓ１０４）。これによって、オフセットのない中央固定が可能となる。その後、ステップＳ１０５で、撮像装置の電源がオンであるか否かを判別し、オンであればステップＳ１０２へ戻り、オフであれば振れ補正動作を終了する。

一方、ステップＳ１０６では、シャッタレリーズボタンの第２スイッチがオンになるまで、ＰＩＤ制御による防振制御を行う。このＰＩＤ制御による防振制御では、防振性能がＰＤ制御と比較してやや劣るが、この間には画像データを実際に記録部１１６に記録するわけではなく、画像を表示部１１２に表示するだけなので、問題はない。

つぎに、シャッタレリーズボタンの第２スイッチがオンとなったか否かを判別し（Ｓ１０７）、オンとなったならばステップＳ１０８へ進み、オフのままならばステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０８では、積分補償値保持器４０７が、ＰＩＤ制御における積分補償値を保持する（Ｓ１０８）。そして、スイッチ検出器４０４からの検出信号を受けたＰＩＤ切替器４０５が、切替スイッチ４０６を開状態とし、切替スイッチ４０８を閉状態とし、その結果、ＰＤ制御が実行される（Ｓ１０９）。すなわち、積分補償値保持器４０７に保持されたＰＤ制御実行前の積分補償値を使用してＰＤ制御による防振制御が開始される。そして、露光シーケンスを実行し（Ｓ１１０）、記録部１１６に対して画像データの格納（露光）が完了する（Ｓ１１１）と、ステップＳ１０２に戻り、再びＰＩＤ制御を行う。すなわち、スイッチ検出器４０４からの検出信号を受けたＰＩＤ切替器４０５が、切替スイッチ４０６を閉状態とし、切替スイッチ４０８を開状態とし、ＰＩＤ制御が行われる。

以上のように、第１の実施の形態では、手振れ補正モードがオフに設定されている場合は、ＰＩＤ制御によってシフトレンズをオフセットの除去された光軸中心位置に固定する。また、手振れ補正モードがオンに設定されている場合には、シャッタレリーズボタンの第２スイッチが押されるまで、防振性能のやや劣るＰＩＤ制御による防振動作を行う。そして、第２スイッチが押されて実際に露光シーケンスが実行されている間は、ＰＤ制御による防振動作を行う。これによって、記録部１１６上に振れ量の少ない画像データが格納される。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成を流用し、異なる部分だけを説明する。

図６は、第２の実施の形態におけるＰＩＤ部５００の構成を示すブロック図である。

第２の実施の形態におけるＰＩＤ部５００は、図２に示す第１の実施の形態のＰＩＤ部２０５やＰＩＤ部２０６に相当し、ドライブ部５１０は、第１の実施の形態のドライブ部２０７やドライブ部２０８に相当する。

図６において、５０１は積分補償部（Ｋｉ）、５０２は比例補償部（Ｋｐ）、５０３は微分補償部（Ｋｄ）である。５０４はスイッチ検出器、５０５はＰＩＤ切替器である。

このＰＩＤ部５００では、スイッチ検出器５０４の検出信号によりＰＩＤ切替器５０５が積分補償部（Ｋｉ）５０１の積分補償係数Ｋｉを変化させて、ＰＩＤ制御における積分補償の度合いを可変にしている。スイッチ検出器５０４は、シャッタレリーズボタンの第２スイッチの押下および記録部１１６上への画像データの格納終了（露光終了）を検出する。

以上のように構成された第２の実施の形態における撮像装置において行なわれる振れ補正動作について、図７を参照して説明する。

図７は、図６に示す撮像装置において行なわれる振れ補正動作の手順を示すフローチャートである。

まず、撮像装置の電源がオンされる（Ｓ２０１）と、ＰＩＤ制御を実行する（Ｓ２０２）。すなわち、ＰＩＤ切替器５０５が、積分補償部（Ｋｉ）５０１の積分補償係数Ｋｉを、積分補償の度合いが大きくなるような値に変更する。

そして、操作部１１５に対してユーザによって手振れ補正モードがオンに設定されているか否かを判定する（Ｓ２０３）。その結果、手振れ補正モードがオンに設定されているならばステップＳ２０６へ進み、手振れ補正モードがオフに設定されているならばステップＳ２０４へ進む。

ステップＳ２０４では、ＰＩＤ制御によってシフトレンズを光軸中心位置に固定する（Ｓ２０４）。これによって、オフセットのない中央固定が可能となる。その後、ステップＳ２０５で、撮像装置の電源がオンであるか否かを判別し、オンであればステップＳ２０２へ戻り、オフであれば振れ補正動作を終了する。

一方、ステップＳ２０６では、シャッタレリーズボタンの第２スイッチがオンになるまで、ＰＩＤ制御による防振制御を行う。このＰＩＤ制御による防振制御では、防振性能がＰＤ制御と比較してやや劣るが、この間には画像データを実際に記録部１１６に記録するわけではなく、画像を表示部１１２に表示するだけなので、問題はない。

つぎに、シャッタレリーズボタンの第２スイッチがオンとなったか否かを判別し（Ｓ２０７）、オンとなったならばステップＳ２０８へ進み、オフのままならばステップＳ２０５へ進む。

ステップＳ２０８では、ＰＩＤ切替器５０５が、積分補償部（Ｋｉ）５０１の積分補償係数Ｋｉを、積分補償の度合いが小さくなるような値に変更する。このように、積分補償の度合いを小さくすることで、擬似的にＰＤ制御を行った状態に近づけることになり、防振性能を向上させることができる。

その後、露光シーケンスを実行し（Ｓ２０９）、記録部１１６に画像データの格納（露光）を行う。そして画像データの格納が完了する（Ｓ２１０）と、積分補償係数Ｋｉの値を、変更前の値に再設定し（Ｓ２１１）、ステップＳ２０２へ戻る。

このように、第２の実施の形態では、手振れ補正モードがオフに設定されている場合には、ＰＩＤ制御によりオフセットの除去されたシフトレンズ中央固定を行う。また、手振れ補正モードがオンに設定されている場合、シャッタレリーズボタンの第２スイッチが押されるまでは、防振性能のやや劣るＰＩＤ制御による防振動作を行う。一方、第２スイッチが押され、実際に露光シーケンスが実行されている間は、積分補償の度合いを小さくして、ＰＩＤ制御をＰＤ制御に近い状態にする。これにより、防振効果を高め、記録部１１６には振れ量の少ない画像データを格納することができる。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるので、第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成を流用し、異なる部分だけを説明する。

第３の実施の形態におけるＰＩＤ部の構成は、図３に示すＰＩＤ部２０５の構成と同一である。ただし、第３の実施の形態におけるスイッチ検出器４０４は、操作部１１５に対してユーザによって動画撮影モードが設定されているとき、および動画撮影が終了したとき、検出信号をＰＩＤ切替器４０５へ出力する。

図８は、第３の実施の形態における撮像装置において行なわれる振れ補正動作の手順を示すフローチャートである。

まず、撮像装置の電源がオンされる（Ｓ３０１）と、第３の実施の形態におけるスイッチ検出器４０４が、操作部１１５に動画撮影モードが設定されているか否かを判別する（Ｓ３０２）。その結果、動画撮影モードが設定されていれば、検出信号をＰＩＤ切替器４０５へ出力し、ステップＳ３０４へ進む。一方、静止画撮影モードが設定されていれば、スイッチ検出器４０４が検出信号を出力せず、ステップＳ３０３へ進む。

ステップＳ３０３では、静止画撮影シーケンスを実行する。例えば、上記第１の実施の形態における図５に示すステップＳ１０２以降の動作を実行する。また、上記第２の実施の形態における図７に示すステップＳ２０２以降の動作を実行するようにしてもよい。

ステップＳ３０４では、ＰＩＤ制御を実行する。すなわち、ＰＩＤ切替器４０５が、切替スイッチ４０６を閉状態とし、切替スイッチ４０８を開状態とする。

そして、操作部１１５に対してユーザによって手振れ補正モードがオンに設定されているか否かを判定する（Ｓ３０５）。その結果、手振れ補正モードがオンに設定されているならばステップＳ３０８へ進み、手振れ補正モードがオフに設定されているならばステップＳ３０６へ進む。

ステップＳ３０６では、ＰＩＤ制御によってシフトレンズを光軸中心位置に固定する。これによって、オフセットのない中央固定が可能となる。その後、ステップＳ３０７で、撮像装置の電源がオンであるか否かを判別し、オンであればステップＳ３０４へ戻り、オフであれば振れ補正動作を終了する。

一方、ステップＳ３０８では、動画撮影が開始されるまで、ＰＩＤ制御による防振制御を行う。このＰＩＤ制御による防振制御では、防振性能がＰＤ制御と比較してやや劣るが、この間には画像データを実際に記録部１１６に記録するわけではなく、画像を表示部１１２に表示するだけなので、問題はない。

つぎに、ステップＳ３０９で、動画撮影が開始されたか否かを判別する。その結果、動画撮影が開始されたならば、ステップＳ３１０へ進み、動画撮影が開始されていなければ、ステップＳ３０７へ進む。

ステップＳ３１０では、積分補償値保持器４０７が、ＰＩＤ制御における積分補償値を保持する。そして、ＰＩＤ切替器４０５が、切替スイッチ４０６を開状態とし、切替スイッチ４０８を閉状態とし、その結果、ＰＤ制御が実行される。すなわち、積分補償値保持器４０７に保持されたＰＤ制御実行前の積分補償値を使用してＰＤ制御による防振制御が開始される。そして、この状態で実際の動画撮影が開始され（Ｓ３１１）、動画撮影が完了すると、スイッチ検出器４０４から検出信号がＰＩＤ切替器４０５へ出力される（Ｓ３１２）。これにより、ステップＳ３０４に戻り、再びＰＩＤ制御を行う。すなわち、スイッチ検出器４０４からの検出信号を受けたＰＩＤ切替器４０５が、切替スイッチ４０６を閉状態とし、切替スイッチ４０８を開状態とし、ＰＩＤ制御が行われる。

以上のように、第３の実施の形態では、動画撮影時において、手振れ補正モードがオフに設定されている場合は、ＰＩＤ制御によりオフセットの除去されたレンズ中央固定を行う。また、手振れ補正モードがオンに設定されている場合には、ＰＩＤ制御からＰＤ制御に切り替わる直前の積分補償値の値を使用したＰＤ制御を行い、これによって、オフセットの小さい防振動作が可能である。

〔他の実施の形態〕
また、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も、本発明に含まれることは言うまでもない。

この場合、上記プログラムは、該プログラムを記憶した記憶媒体から直接、又はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続された不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。

本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。 シフトレンズ駆動制御部内部構成を示すブロック図である。 防振制御部の内部構成を示すブロック図である。 ＰＩＤ部の内部構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態における撮像装置において行なわれる振れ補正動作の手順を示すフローチャートである。 第２の実施の形態におけるＰＩＤ部の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態における撮像装置において行なわれる振れ補正動作の手順を示すフローチャートである。 第３の実施の形態における撮像装置において行なわれる振れ補正動作の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０３ シフトレンズユニット
１０４ シフトレンズ駆動制御部
１１５ 操作部
１１７ 制御部
２０１ ピッチ方向ジャイロ部
２０２ ヨー方向ジャイロ部
２０３ 防振制御部
２０４ 防振制御部
２０５ ＰＩＤ部
２０６ ＰＩＤ部

Claims (13)

1. 光学的に位置を移動可能な光学式振れ補正レンズを駆動して撮影画像の振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置において、
   前記撮像装置に加えられた振れ度合いを検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された振れ度合いに応じて前記光学式振れ補正レンズの目標位置を決定する決定手段と、
   前記光学式振れ補正レンズの実位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段によって検出された実位置が前記決定手段によって決定された目標位置に収束するように帰還制御を行う帰還制御手段と、
   予め定められた条件が満たされるまでは、前記帰還制御手段が、比例制御と積分制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第１の制御方法を実行し、前記予め定められた条件が満たされたならば、前記帰還制御手段が、比例制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第２の制御方法を実行するように制御する制御手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像装置は、前記振れ補正機能を働かせない動作モードを更に備え、
   該振れ補正機能を働かせない動作モードが選択されている場合には、前記制御手段は、前記帰還制御手段が、比例制御と積分制御と微分制御とを実行して、前記光学式振れ補正レンズを光軸中心位置に固定する第３の制御方法を実行するように制御する請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の制御方法では、前記帰還制御手段が、前記位置検出手段によって検出された実位置と前記決定手段によって決定された目標位置との差分に基づいて、比例補償係数と積分補償係数と微分補償係数とを決定し、該３つの係数に基づいて前記光学式振れ補正レンズを駆動するための指令信号を生成し、
   前記第２の制御方法では、前記帰還制御手段が、前記位置検出手段によって検出された実位置と前記決定手段によって決定された目標位置との差分に基づいて、比例補償係数と微分補償係数とを決定し、該２つの係数と、前記第２の制御方法が実行される直前の前記第１の制御方法の実行時に得られた積分補償係数とに基づいて、前記光学式振れ補正レンズを駆動するための指令信号を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記第１の制御方法では、前記帰還制御手段が、前記位置検出手段によって検出された実位置と前記決定手段によって決定された目標位置との差分に基づいて、比例補償係数と積分補償係数と微分補償係数とを決定し、該３つの係数に基づいて前記光学式振れ補正レンズを駆動するための指令信号を生成し、
   前記第２の制御方法では、前記帰還制御手段が、前記位置検出手段によって検出された実位置と前記決定手段によって決定された目標位置との差分に基づいて、比例補償係数と微分補償係数とを決定し、該２つの係数と、積分補償の度合いが前記第１の制御方法に比べて小さくなるような値に設定された積分補償係数とに基づいて積分制御を行いつつ、前記光学式振れ補正レンズを駆動するための指令信号を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記予め定められた条件とは、静止画もしくは動画の撮影開始指示を検知することであることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
6. 前記制御手段は、静止画もしくは動画の撮影が終了したときに、前記帰還制御手段が、前記第２の制御方法から前記第１の制御方法に切り替えて実行するように制御することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 光学的に位置を移動可能な光学式振れ補正レンズを駆動して撮影画像の振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置に適用される振れ補正方法において、
   前記撮像装置に加えられた振れ度合いを検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにおいて検出された振れ度合いに応じて前記光学式振れ補正レンズの目標位置を決定する決定ステップと、
   前記光学式振れ補正レンズの実位置を検出する位置検出ステップと、
   前記位置検出ステップにおいて検出された実位置が前記決定ステップにおいて決定された目標位置に収束するように帰還制御を行う帰還制御ステップと、
   予め定められた条件が満たされるまでは、前記帰還制御ステップにおいて、比例制御と積分制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第１の制御方法が実行され、前記予め定められた条件が満たされたならば、前記帰還制御ステップにおいて、比例制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第２の制御方法が実行されるように制御する制御ステップと
   を有することを特徴とする振れ補正方法。
8. 前記撮像装置は、前記振れ補正機能を働かせない動作モードを更に備え、
   該振れ補正機能を働かせない動作モードが選択されている場合には、前記制御ステップは、前記帰還制御ステップにおいて、比例制御と積分制御と微分制御とを実行して、前記光学式振れ補正レンズを光軸中心位置に固定する第３の制御方法が実行されるように制御する請求項７に記載の振れ補正方法。
9. 前記第１の制御方法では、前記帰還制御ステップが、前記位置検出ステップにおいて検出された実位置と前記決定ステップにおいて決定された目標位置との差分に基づいて、比例補償係数と積分補償係数と微分補償係数とを決定し、該３つの係数に基づいて前記光学式振れ補正レンズを駆動するための指令信号を生成し、
   前記第２の制御方法では、前記帰還制御ステップが、前記位置検出ステップにおいて検出された実位置と前記決定ステップにおいて決定された目標位置との差分に基づいて、比例補償係数と微分補償係数とを決定し、該２つの係数と、前記第２の制御方法が実行される直前の前記第１の制御方法の実行時に得られた積分補償係数とに基づいて、前記光学式振れ補正レンズを駆動するための指令信号を生成することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の振れ補正方法。
10. 前記第１の制御方法では、前記帰還制御ステップが、前記位置検出ステップにおいて検出された実位置と前記決定ステップにおいて決定された目標位置との差分に基づいて、比例補償係数と積分補償係数と微分補償係数とを決定し、該３つの係数に基づいて前記光学式振れ補正レンズを駆動するための指令信号を生成し、
    前記第２の制御方法では、前記帰還制御ステップが、前記位置検出ステップにおいて検出された実位置と前記決定ステップにおいて決定された目標位置との差分に基づいて、比例補償係数と微分補償係数とを決定し、該２つの係数と、積分補償の度合いが前記第１の制御方法に比べて小さくなるような値に設定された積分補償係数とに基づいて積分制御を行いつつ、前記光学式振れ補正レンズを駆動するための指令信号を生成することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の振れ補正方法。
11. 前記予め定められた条件とは、静止画もしくは動画の撮影開始指示を検知することであることを特徴とする請求項７記載の振れ補正方法。
12. 前記制御ステップは、静止画もしくは動画の撮影が終了したときに、前記帰還制御ステップにおいて、前記第２の制御方法から前記第１の制御方法に切り替えて実行するように制御することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. 光学的に位置を移動可能な光学式振れ補正レンズを駆動して撮影画像の振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置に適用される振れ補正方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
    前記撮像装置に加えられた振れ度合いを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップにおいて検出された振れ度合いに応じて前記光学式振れ補正レンズの目標位置を決定する決定ステップと、
    前記光学式振れ補正レンズの実位置を検出する位置検出ステップと、
    前記位置検出ステップにおいて検出された実位置が前記決定ステップにおいて決定された目標位置に収束するように帰還制御を行う帰還制御ステップと、
    予め定められた条件が満たされるまでは、前記帰還制御ステップにおいて、比例制御と積分制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第１の制御方法が実行され、前記予め定められた条件が満たされたならば、前記帰還制御ステップにおいて、比例制御と微分制御とを実行して前記振れ補正機能を働かせる第２の制御方法が実行されるように制御する制御ステップと
    を有することを特徴とするプログラム。

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