JP2012163772A

JP2012163772A - 撮像装置およびその制御方法

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Publication number: JP2012163772A
Application number: JP2011024037A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Miyasako; 賢一宮迫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2012-08-30

Abstract

【課題】撮像装置の振れ検出信号の増幅に係る出力変更のタイミングを制御することにより、当該出力変更に起因して発生する画像の動きが目立たないようにすること。
【解決手段】角速度センサ１０２の検出信号は撮像装置１００の静止状態でのオフセット成分を含んでおり、加算増幅器１０３で増幅されてＡ／Ｄ変換器１０４に送られる。オフセット成分演算部１０５は、オフセット成分を算出して減算器１０６に出力する。焦点距離演算部１１２によって算出されるブレ補正量に従って補正光学系１１９が駆動制御される。電圧制御部１２６は、オフセット成分演算部１０５の算出したオフセット成分が閾値を超えるときであって、オフセット成分演算部１０５の出力を変更しても撮像画像に影響を及ぼさないとき、オフセット成分の変動に対して増幅後の出力が飽和しないようにＤ／Ａ変換器１０８の出力を変更し、これに合わせてオフセット成分演算部１０５の出力を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、手ブレ等による画像ブレを補正する機能を備えた撮像装置とその制御方法に関するものである。

近年、撮像装置の小型化や光学系の高倍率化に伴い、装置の振れ等が撮影画像の品位を低下させる原因となっている。この点に着目し、装置の振れ等により生じる画像ブレを補正するブレ補正機能が種々提案されている。

特許文献１に開示の撮像装置は、角速度センサの検出出力を打ち消すようにブレ補正レンズを移動させて、画像ブレを補正する。角速度センサの検出信号は、加えられる振動がゼロのときでも直流成分（オフセット成分）を有する。そのため特許文献１では、角速度センサのオフセット成分を、加算増幅回路でキャンセルして増幅している。

以下、図１を用いて基本構成を簡単に説明する。
撮像装置に加わる振れを検出する角速度センサ１０２の検出信号は、加算増幅器１０３に送られ、Ｄ（デジタル）／Ａ（アナログ）変換器１０８の出力と加算されて増幅される。Ａ／Ｄ変換器１０４は加算増幅器１０３からの信号をデジタル化し、制御部（μＣＯＭ参照）１０１がこれを処理する。角速度センサ１０２のオフセット成分は温度等の環境によって変動する。よってＤ／Ａ変換器１０８の出力を固定値にした場合、オフセット変動分の信号増幅により加算増幅器１０３の出力が飽和し、正しい角速度の検出ができなくなってしまう。そこで、Ａ／Ｄ変換器１０４に入力される信号の値が飽和電圧に近づいたときには、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力を変更し、加算増幅器１０３の出力の飽和を防止する制御が必要である。

特許第４０５１４９０号公報

前記特許文献１の技術では、以下のような問題点があった。
従来の構成ではＤ／Ａ変換器の出力変更時点の前後におけるＡ／Ｄ変換器の出力からブレ補正量の算出処理が行われる。しかし、Ａ／Ｄ変換器の出力は、装置の振れ検出信号と、Ｄ／Ａ変換器の出力変更による信号変化との合成信号であり、ブレ補正量には誤差が重畳する。そのため、Ｄ／Ａ変換器の出力が変更されたときに、上記誤差によってブレ補正後に画像が動いてしまうという問題が起こる。

本発明の目的は、撮像装置の振れ検出信号の増幅に係る出力変更のタイミングを制御することにより、当該出力変更に起因して発生する画像の動きが目立たないようにすることである。

上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、装置に加わる振れを検出して像ブレ補正手段により撮像画像の画像ブレを補正する撮像装置であって、前記撮像装置の振れを検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号を増幅する増幅手段と、前記検出手段からの検出信号のうち、前記撮像装置の静止状態でのオフセット成分を算出するオフセット成分演算手段と、前記オフセット成分演算手段の出力を制御し、前記増幅手段の出力を変更する出力制御手段と、前記増幅手段の出力と前記オフセット成分演算手段の出力との差分信号から、前記像ブレ補正手段を駆動するための補正量を算出して前記像ブレ補正手段を制御するブレ補正制御手段を備える。前記出力制御手段は、前記オフセット成分演算手段の算出したオフセット成分が閾値を超えるときであって、かつ前記オフセット成分演算手段の出力を変更しても前記撮像画像に影響を及ぼさない状態であるとき、前記オフセット成分の変動に対して増幅後の出力が飽和しないよう前記増幅手段の出力を変更するとともに前記オフセット成分演算手段の出力を変更する制御を行う。

本発明によれば、装置の振れ検出信号の増幅に係る出力変更のタイミングを制御することにより、当該出力変更に起因して発生する画像の動きが目立たなくなる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。図１の電圧制御部１２６が行う処理例を説明するフローチャートである。図２のＳ１０１の処理を説明するための図である。図２のＳ１０２の処理を説明するための図である。図２のＳ１０３及びＳ１０４の処理を説明するための図である。

以下に、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。撮像装置１００は本実施形態においてはデジタルビデオカメラとするが、例えばデジタルスチルカメラであってもよい。なお、画像の横方向と縦方向の画像ブレ補正処理は同様であるため、以下では画像の横方向のブレ補正制御に関してのみ説明する。また、撮像装置の撮像方向を変更する動作（パンニング動作やチルティング動作等）については、パンニング動作を例にして説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
振れ検出センサとして、角速度センサ１０２は撮像装置の振れを検出する。例えば、振動ジャイロの角速度センサ等により、手ブレや体の揺れ等による撮像装置自体の振れが検出される。その検出信号は加算増幅器１０３にてＤ／Ａ変換器１０８の出力と加算された後、最適な感度に増幅され、増幅後の出力はＡ／Ｄ変換器１０４に送られる。前述のように角速度センサ１０２はオフセット成分が個体毎に異なり、また環境によっても変動する。このため、加算増幅器１０３にてオフセット成分をある程度キャンセルした後で増幅し、加算増幅器１０３の出力の飽和を防止している。

Ａ／Ｄ変換器１０４は加算増幅器１０３の出力をデジタル化して、制御部１０１内の減算器１０６に供給する。以下では、Ａ／Ｄ変換器１０４の出力を「角速度センサ信号」という。角速度センサ信号は、撮像装置１００の振れに相当する成分に加えて、加算増幅器１０３にてキャンセルできなかった角速度センサ１０２のオフセット成分が重畳された信号となっている。よって、このオフセット成分を除去する必要がある。オフセット成分演算部１０５は、撮像装置の静止状態にて角速度センサ１０２に加えられる振動がゼロのときのＡ／Ｄ変換器１０４の出力、すなわちオフセット成分を算出して減算器１０６に供給する。

なお、オフセット成分の算出方法としては、角速度センサ信号の移動平均を演算する方法や、角速度センサ信号に対してローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を行う方法等がある。減算器１０６は、角速度センサ信号からオフセット成分演算部１０５が算出したオフセット成分を減算し、その減算結果を示す差分信号（以下、「角速度信号」という）をＨＰＦ演算部１０７に供給する。ＨＰＦ演算部１０７は、任意の周波数帯域でその特性を可変し得る機能を有しており、角速度信号の低周波数成分を減衰させて高周波数帯域の信号を演算結果として出力する。後段の積分器１０９は、任意の周波数帯域でその特性を可変し得る機能を有しており、ＨＰＦ演算部１０７の出力を積分し、その積分演算結果を角変位データとして出力する。

パンニング制御部１１０は、撮像装置１００がパンニング状態であるか否かの動作判定を行う。パンニング制御部１１０は撮像装置１００がパンニング状態であると判定した場合、ＨＰＦ演算部１０７の遮断周波数を高くするか、または積分器１０９の時定数を小さくすることによって、パンニング動作中の低周波数成分を減衰させる。なお、パンニング状態であるか否かの判定は、角速度信号や積分器１０９の出力（角変位データ）が所定の閾値を超えたかどうかによって行えばよい。

積分器１０９以降の回路部はブレ補正制御手段を構成し、焦点距離演算部１１２は、現在のズーム位置情報を取得して、その情報から焦点距離を算出する。ズーミング及びフォーカシング動作を行う撮像光学系１１８には、ズーム位置を検出するズームエンコーダ１２３が設けられており、ズーム位置情報が取得される。焦点距離演算部１１２は、焦点距離情報と角変位データから、像ブレ補正手段としての補正光学系１１９の補正駆動量を算出する。以下、焦点距離演算部１１２の出力を「ブレ補正信号」という。

静止判定部１１１は、角速度信号に基づいて撮像装置１００が静止状態であるか、例えば三脚等の撮影補助具や固定具に設置されているか否かを判定する。静止判定部１１１によって撮像装置１００が静止状態であると判定された場合、焦点距離演算部１１２にて焦点距離データがゼロに規定されてブレ補正制御が停止し、補正光学系１１９を可動範囲の中心位置に保持する処理が行われる。または、撮像装置１００が静止状態であると判定された位置に補正光学系１１９を保持する処理であってもよい。静止判定処理では、例えば、角速度信号が閾値以下である状態の継続時間を所定の判定時間閾値と比較する。該継続時間が判定時間閾値以上である場合、撮像装置１００が三脚等に設置された静止状態であると判定される。

焦点距離演算部１１２の出力は減算器１１３に出力される。また、補正光学系１１９の位置を検出する位置検出センサ１２１が設けられており、その出力をＡ／Ｄ変換器１２２によってデジタル化した信号（以下、「位置検出信号」という）が減算器１１３に送られる。減算器１１３は焦点距離演算部１１２の出力信号から位置検出信号を減算して制御フィルタ１１４に出力する。制御フィルタ１１４を通った信号はパルス幅変調部１１５に送られ、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に変換される。モータ駆動部１１６は、パルス幅変調部１１５からのＰＷＭ信号に基づいてモータ１１７を駆動し、補正光学系１１９を駆動する。この補正光学系１１９を撮像装置１００の振れに合わせて光軸に直交する方向に駆動することで、撮像素子１２０の撮像面への入射角度が変更され、撮像画像に生じる画像ブレが光学的に補正される。

撮像素子１２０は、撮像光学系１１８を通して結像した被写体像を電気信号に変換し、撮像画像信号として信号処理部１２４に送出する。信号処理部１２４は撮像素子１２０からの信号を処理し、例えばＮＴＳＣフォーマットに準拠したビデオ信号（映像信号）を生成して動きベクトル検出部１２５に送出する。

動きベクトル検出部１２５は、信号処理部１２４からの映像信号に含まれる輝度信号に基づいて、画像の動きベクトルを検出する。動きベクトル検出法としては相関法やブロックマッチング法等がある。ここでは一例として、ブロックマッチング法を採用する。この方法では、入力画像信号を複数の適当な大きさのブロック（例えば、８×８画素）に分割し、ブロック単位に前のフィールド又はフレームの一定範囲の画素との差を計算する。そして、この差の絶対値の和が最小となる前のフィールド又はフレームのブロックを検索する処理が行われ、当該ブロックの相対的なずれがそのブロックの動きベクトルとして検出される。動きベクトルの検出結果は電圧制御部１２６に送られる。尚、ブロックマッチング法におけるマッチング演算は既知であるため、それ以上の詳細な説明は省略する。

電圧制御部１２６は、オフセット成分演算部１０５の出力に応じた出力制御信号をＤ／Ａ変換器１０８に送り、その出力電圧を制御する。また電圧制御部１２６は、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力変更によって生じる、加算増幅器１０３の出力変化を補正するために、オフセット成分演算部１０５の出力を変更する制御を行う。以下、電圧制御部１２６の動作の詳細について説明する。

図２は、電圧制御部１２６の処理例を示したフローチャートである。本処理は、例えば６０分の１秒等の所定期間毎に繰り返し行われる。電圧制御部１２６は、加算増幅器１０３の出力電圧変化量のキャンセル誤差がブレ補正残りとして撮像画像に残らないように、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力電圧を変更しても撮像画像の位置ずれに影響を及ぼさない状態で出力電圧を変更する。以下のＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４では、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力電圧を変更しても撮像画像の位置ずれに影響を及ぼさない状態であるか否かを判定しており、具体的な処理は後述のステップ内で詳細に説明する。

Ｓ１００にて電圧制御部１２６は、オフセット成分演算部１０５が算出したオフセット成分（オフセット算出値）の絶対値を閾値（Dac_Change_thと記す）と比較する。この閾値は、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力電圧を変更する必要があるか否かを判断するための判定基準値である。オフセット算出値がDac_Change_th以下と判定された場合（Ｓ１００でＮＯ）、処理は終了となる。また、オフセット算出値がDac_Change_thを超えると判定された場合（Ｓ１００でＹＥＳ）、Ｓ１０１の処理に進む。

Ｓ１０１にて静止判定部１１１は、撮像装置１００が静止状態（例えば三脚設置状態）であるか否かの判定結果を電圧制御部１２６に通知する。撮像装置１００が静止状態であると判定された場合、Ｓ１０５の処理へ移行し、静止状態でないと判定された場合にはＳ１０２に進む。Ｓ１０５で電圧制御部１２６は、加算増幅器１０３の出力電圧がＡ／Ｄ変換器１０４の入力電圧範囲を超過しないように、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力を変更する。つまり、Ａ／Ｄ変換器１０４の入力電圧範囲の中央値に近づく方向に加算増幅器１０３の出力電圧を引き戻す処理が行われる。次のＳ１０６で電圧制御部１２６は、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力電圧変更分をオフセット成分演算部１０５の出力制御によって打ち消して、処理が終了する。

ここで、Ｓ１０１、Ｓ１０５、Ｓ１０６の処理による効果について、図３のグラフを用いて説明する。図３（Ａ）は、加算増幅器１０３の出力電圧の時間的変化を例示したグラフである。図３（Ｂ）は、オフセット成分演算部１０５が減算器１０６へ供給するオフセット算出値の時間的変化を例示したグラフである。

図３（Ａ）のグラフは、角速度センサ１０２のオフセット成分が時間経過につれて徐々に増加しているときの加算増幅器１０３の出力を示す。この場合、図３（Ｂ）のグラフに示すように、オフセット算出値は、角速度センサ１０２のオフセット成分の増加に伴って大きくなっていく。そして時刻Ｔ１にて、オフセット算出値が閾値Dac_Change_thを超える（図２のＳ１００でＹＥＳ）。

静止判定部１１１によって撮像装置１００が静止状態であると判定された場合（図２のＳ１０１でＹＥＳ）、電圧制御部１２６は出力制御信号をＤ／Ａ変換器１０８に送出して出力電圧を変更する。これによって、図３（Ａ）に示すように加算増幅器１０３の出力電圧はDac_Change_Widthだけ変化する。このとき、オフセット成分演算部１０５の出力からDac_Change_Widthが減算される。これにより、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力電圧変更分をオフセット成分演算部１０５の出力によってキャンセルすることができる。

このDac_Change_Widthの大きさは、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力電圧変化と加算増幅器１０３のゲインによって決まるが、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力電圧や加算増幅器１０３のゲインの大きさは、個体毎にばらつきがある。そのため、図２のＳ１００でＹＥＳと判定された後、図２のＳ１０１の判定を行わずに、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理を実行した場合には、以下に示すような問題が生じる可能性が考えられる。

図３（Ｃ）は、Ｓ１０１の判定を行わずに、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理を行ったと仮定したときの、角速度信号の時間的変化を例示する。DacOut_Errorは、時刻Ｔ１にて、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力電圧変化による加算増幅器１０３の出力電圧変化量と、オフセット成分演算部１０５で上記出力電圧変化量をキャンセルする信号との誤差量を表す。減算器１０６の出力する角速度信号は、時刻Ｔ１以降、DacOut_Errorに示す誤差が重畳した信号となる。よって、焦点距離演算部１１２の出力であるブレ補正量にも誤差が重畳し、ブレ補正残り（ブレ補正の残余量）が発生する。

動きベクトル検出部１２５の出力（動きベクトル出力）は、補正光学系１１９によりブレ補正が行われた後の残存成分を示す信号であり、図３（Ｄ）に動きベクトル出力の時間的変化を例示する。動きベクトル出力は通常、焦点距離演算部１１２のブレ補正信号に対する補正光学系１１９の追従誤差を示しており、角速度信号の大きさが大きいほど追従誤差も大きくなり、動きベクトル出力も大きくなる。時刻Ｔ１にて、オフセット成分演算部１０５による、上記した加算増幅器１０３の出力電圧変化量のキャンセル誤差が生じると、この誤差がブレ補正残りとなるため、映像に現れてしまう。

そこで、図２のＳ１０１で撮像装置１００が静止状態であると判定された場合に、焦点距離演算部１１２の焦点距離値がゼロに設定されるので、減算器１０６の出力に基づいたブレ補正は行われない。従って、上記キャンセル誤差がブレ補正残りとなって映像に影響を及ぼさないように防止することができる。

図２を参照すると、Ｓ１０２でパンニング制御部１１０は、撮像装置１００がパンニング状態であるか否かについて動作判定を行う。撮像装置１００がパンニング状態であると判定された場合、Ｓ１０５に進み、パンニング状態ではないと判定された場合、Ｓ１０３に進む。

ここで、Ｓ１０２、Ｓ１０５、Ｓ１０６の処理による効果について、図４のグラフを用いて説明する。図４（Ａ）は、加算増幅器１０３の出力電圧の時間的変化を例示したグラフである。図４（Ｂ）は、オフセット成分演算部１０５が減算器１０６へ供給する出力（オフセット算出値）の時間的変化を例示したグラフである。図４（Ｃ）は、減算器１０６の出力する角速度信号の時間的変化を例示したグラフである。図４（Ｄ）は、動きベクトル検出部１２５の出力（動きベクトル出力）、すなわち補正光学系１１９によりブレ補正が行われた後のブレ残りを示す信号の時間的変化を例示したグラフである。

図４（Ａ）のグラフは、角速度センサ１０２のオフセット成分が徐々に増加しているときの加算増幅器１０３の出力を示している。図４（Ｂ）のグラフに示すように、オフセット成分演算部１０５の出力は、角速度センサ１０２のオフセット成分の増加に伴って増加する。そして時刻Ｔ１１にて、オフセット成分演算部１０５の出力は閾値Dac_Change_thを超え、図２のＳ１００での判定結果がＹＥＳとなる。撮像装置１００がパンニング状態であるか否かの判定については、角速度信号のレベルが所定の閾値（Pan_thと記す）を超えたか否かによって行うものとする。時刻Ｔ１１では当該レベルがPan_th以下であるため、図２のＳ１０２での判定結果はＮＯである。よって、Ｓ１０３及びＳ１０４でも同様にＮＯの判定結果が下された場合、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理は行われない。つまり時刻Ｔ１１では、電圧制御部１２６によってＤ／Ａ変換器１０８の出力電圧は変更されない。

図４（Ｃ）の時刻Ｔ１２で角速度信号のレベルが閾値Pan_thを超え、図２のＳ１０２で撮像装置１００がパンニング状態であると判定された場合、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理が行われる。つまり、図４（Ａ）に示すように、電圧制御部１２６からの出力制御信号によってＤ／Ａ変換器１０８の出力電圧が変更され、加算増幅器１０３の出力が変化する。また、図４（Ｂ）に示すように、オフセット成分演算部１０５の出力からも、加算増幅器１０３の出力変化相当分が減算され、加算増幅器１０３の出力変化分をキャンセルする処理が行われる。

パンニング制御部１１０は、撮像装置１００がパンニング状態であると判定した場合、ＨＰＦ演算部１０７の遮断周波数を高くするか、あるいは積分器１０９の時定数を小さくすることによって、パンニング成分の補正が行われないように制御する。よって、図４（Ｄ）の時刻Ｔ１２乃至Ｔ１３の期間に示すように、撮像装置１００がパンニング状態であるという判定が行われている間は、動きベクトル出力、すなわちブレ残りが大きくなる。

前述したように、オフセット成分演算部１０５によって加算増幅器１０３の出力変化分をキャンセルする処理においては、キャンセル誤差によるブレ残りが生じてしまう。しかし、撮像装置１００がパンニング状態である場合には、図４（Ｄ）に示すように元々ブレ残りが大きい状態であるため、上記キャンセル誤差によるブレ残りを、映像として目立ち難くすることができる。

再び図２を参照すると、Ｓ１０３で電圧制御部１２６は角速度信号の大きさ（絶対値）が所定の閾値（Speed_thと記す）より大きいか否かを判定する。角速度信号の大きさが閾値Speed_thより大きいと判定された場合、上述したＳ１０５及びＳ１０６の処理が行われる。また、角速度信号の大きさが閾値Speed_th以下であると判定された場合、Ｓ１０４の処理へ進む。

Ｓ１０４にて電圧制御部１２６は、動きベクトル出力の大きさ（絶対値）が所定の閾値（Vector_thと記す）より大きいか否かを判定する。動きベクトル出力の大きさが閾値Vector_thより大きいと判定された場合、上述したＳ１０５及びＳ１０６の処理が行われる。また、動きベクトル出力の大きさが閾値Vector_th以下であると判定された場合、図２のフローチャートの処理は終了する。

ここで、Ｓ１０３及びＳ１０４の処理による効果について、図５のグラフを用いて説明する。図５（Ａ）は、加算増幅器１０３の出力電圧の時間的変化を例示したグラフである。図５（Ｂ）は、オフセット成分演算部１０５が減算器１０６へ供給する出力（オフセット算出値）の時間的変化を例示したグラフである。図５（Ｃ）は、角速度信号の時間的変化を例示したグラフである。図５（Ｄ）は、動きベクトル出力、すなわち補正光学系１１９によりブレ補正が行われた後のブレ残りを示す信号の時間的変化を例示したグラフである。

図５（Ａ）のグラフは、角速度センサ１０２のオフセット成分が徐々に増加しているときの加算増幅器１０３の出力を示している。図５（Ｂ）のグラフのように、オフセット成分演算部１０５の出力は、オフセット成分の増加に伴って増加する。そして時刻Ｔ２１にてオフセット成分演算部１０５の出力が閾値Dac_Change_thを超え、図２のＳ１００での判定結果はＹＥＳとなる。ただし、時刻Ｔ２１では、図５（Ｃ）に示すように、角速度信号の大きさが閾値Speed_th以下であり、また、図５（Ｄ）に示すように、動きベクトル出力の大きさは閾値Vector_th以下である。よって、Ｓ１０３及びＳ１０４での判定結果はＮＯであり、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理は行われない。つまり時刻Ｔ２１では、電圧制御部１２６によってＤ／Ａ変換器１０８の出力電圧は変更されない。

図５（Ｃ）で時刻Ｔ２２にて角速度信号が閾値Speed_thを超え、図２のＳ１０３での判定結果がＹＥＳになると、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理が行われる。つまり、図５（Ａ）に示すように、電圧制御部１２６によってＤ／Ａ変換器１０８の出力電圧が変更され、加算増幅器１０３の出力が変化する。また、図５（Ｂ）に示すように、オフセット成分演算部１０５の出力から、加算増幅器１０３の出力変化相当分が減算され、加算増幅器１０３の出力変化分をキャンセルする処理が行われる。

角速度信号が大きい場合には通常、焦点距離演算部１１２のブレ補正信号に対する補正光学系１１９の追従誤差も大きくなるため、動きベクトル出力の大きさ、すなわちブレ残りも大きくなる。前述したように、オフセット成分演算部１０５によって、加算増幅器１０３の出力変化分をキャンセルする処理では、キャンセル誤差によるブレ残りが生じてしまう。しかし、角速度信号が大きい場合、元々ブレ残りが大きい状態であるため、上記キャンセル誤差によるブレ残りがあったとしても、映像として目立ち難くすることができる。

また、図５（Ｃ）での時刻Ｔ２２において角速度信号の大きさが閾値Speed_th以下であると仮定すると、図２のＳ１０３での判定結果がＮＯとなってＳ１０４の処理へ移行する。図５（Ｄ）にて、時刻Ｔ２２での動きベクトル出力が閾値Vector_thを超え、図２のＳ１０４での判定結果がＹＥＳになると、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理が行われる。前述したように、Ｓ１０６のキャンセル処理ではキャンセル誤差によるブレ残りが生じてしまう。しかし、動きベクトル出力が大きいということは、すなわちブレ残りも大きいことを意味し、上記キャンセル誤差によるブレ残りがあったとしても、映像として目立ち難くすることができる。

本実施形態では、角速度センサ１０２のオフセット成分をキャンセルするためのＤ／Ａ変換器１０８の出力変更を行うタイミングを制御する。これによって、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力変更に起因して発生する画像の動きを目立ち難くし、品位の高いブレ補正を実現できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、補正光学系１１９としては補正レンズを駆動する機構に代えて、撮像素子１２０を移動させる構成を用いてもよい。角速度センサ１０２に代えて加速度センサ等を用いてもよい。

また、図２のフローチャートに示すＳ１０１乃至１０４の処理は、すべてを行う必要はない。例えば、Ｓ１０１乃至１０４のうち、いずれか１つだけ、または複数の処理を行い、他の処理を省略してもよい。

また、Ｓ１０１での静止状態の判定は、補正光学系１１９に関して角速度センサ１０２の出力に基づいたブレ補正が行われていないか否かを判定できれば、如何なる判定方法でもよい。例えば、手ブレ補正がオフであるか否かを判定する方法であってもよい。この他、Ｓ１０３の判定に用いる信号は、減算器１０６の出力に限らず、当該出力をさらに加工した信号でもよい。同様にＳ１０４の判定に用いる信号には、動きベクトル検出部１２５の出力をさらに加工した信号等を用いることができる。

１００撮像装置
１０２角速度センサ
１０３加算増幅器
１０５オフセット成分演算部
１０６減算器
１０８Ｄ／Ａ変換器
１１２焦点距離演算部
１１０パンニング制御部（動作判定部）
１１１静止判定部
１１９補正光学系
１２５動きベクトル検出部
１２６電圧制御部

Claims

装置に加わる振れを検出して像ブレ補正手段により撮像画像の画像ブレを補正する撮像装置であって、
前記撮像装置の振れを検出する検出手段と、
前記検出手段からの検出信号を増幅する増幅手段と、
前記検出手段からの検出信号のうち、前記撮像装置の静止状態でのオフセット成分を算出するオフセット成分演算手段と、
前記オフセット成分演算手段の出力を制御し、前記増幅手段の出力を変更する出力制御手段と、
前記増幅手段の出力と前記オフセット成分演算手段の出力との差分信号から、前記像ブレ補正手段を駆動するための補正量を算出して前記像ブレ補正手段を制御するブレ補正制御手段を備え、
前記出力制御手段は、前記オフセット成分演算手段の算出したオフセット成分が閾値を超えるときであって、かつ前記オフセット成分演算手段の出力を変更しても前記撮像画像に影響を及ぼさない状態であるとき、前記オフセット成分の変動に対して増幅後の出力が飽和しないよう前記増幅手段の出力を変更するとともに前記オフセット成分演算手段の出力を変更する制御を行うことを特徴とする撮像装置。
前記オフセット成分演算手段の出力を変更しても前記撮像画像に影響を及ぼさない状態とは、前記ブレ補正制御手段によって前記像ブレ補正手段を駆動しない状態であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像装置が静止状態であるか否かを判定する静止判定手段を更に備え、
前記オフセット成分演算手段の出力を変更しても前記撮像画像に影響を及ぼさない状態とは、前記静止判定手段によって前記撮像装置が静止状態であると判定された状態であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記静止判定手段は、前記検出信号が閾値以下である状態の継続時間を閾値と比較し、該継続時間が閾値以上である場合に前記撮像装置が静止状態であると判定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
前記静止判定手段によって前記撮像装置が静止状態であると判定された場合、前記ブレ補正制御手段は前記像ブレ補正手段を所定の位置に保持するよう制御することを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
前記撮像装置の撮像方向を変更する動作が行われたか否かを判定する動作判定手段を更に備え、
前記オフセット成分演算手段の出力を変更しても前記撮像画像に影響を及ぼさない状態とは、前記動作判定手段によって前記撮像装置の撮像方向を変更する動作が行われたと判定された状態であることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の撮像装置。
前記オフセット成分演算手段の出力を変更しても前記撮像画像に影響を及ぼさない状態とは、前記差分信号が閾値を超えた状態であることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の撮像装置。
撮像した画像の動きを検出する動きベクトル検出手段を更に備え、
前記オフセット成分演算手段の出力を変更しても前記撮像画像に影響を及ぼさない状態とは、前記動きベクトル検出手段によって得た画像の動きを示す信号が閾値を超えた状態であることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の撮像装置。
装置に加わる振れを検出して像ブレ補正手段により撮像画像の画像ブレを補正する撮像装置にて実行される制御方法であって、
検出手段によって前記撮像装置の振れを検出する検出ステップと、
増幅手段によって前記検出手段からの検出信号を増幅する増幅ステップと、
オフセット成分演算手段によって、前記検出信号のうち、前記撮像装置の静止状態でのオフセット成分を算出するオフセット成分演算ステップと、
出力制御手段によって、前記オフセット成分演算手段の出力を制御し、前記増幅手段の出力を変更する出力制御ステップと、
前記増幅手段が増幅した検出信号と前記オフセット成分との差分信号から、前記像ブレ補正手段を駆動するための補正量をブレ補正制御手段が算出して前記像ブレ補正手段を制御するブレ補正制御ステップを有し、
前記出力制御ステップにおいては、前記オフセット成分が閾値を超えるときであって、かつ前記オフセット成分を変更しても前記撮像画像に影響を及ぼさない状態であるとき、前記オフセット成分の変動に対して増幅後の出力が飽和しないよう前記増幅手段の出力を変更するとともに前記オフセット成分を変更する制御を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。