JP2015215513A - ブレ補正装置、ブレ補正方法およびプログラム、並びに撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】角速度センサ出力のＡＤ変換信号の高周波ノイズを減衰させるための離散時間型フィルタのサンプリング周期と同じ周波数に大きな不要信号ノイズが発生した場合に、所望の周波数成分に影響が無いようにするため、事前に連続型フィルタで減衰すると、フィルタ特性により所望の周波数成分の位相遅れが大きくなり、ブレ補正の効果が落ちてしまう。
【解決手段】角速度センサの駆動周波数やその他のアクチュエータの駆動周波数など異なる駆動周波数の差によって生じた干渉ノイズが、エイリアシングにより手ブレ補正周波数領域に折り返した時に、サンプリング周期をずらすことによって折り返し信号を所望の周波数成分領域以外に移動させ、連続型フィルタの位相遅れによりブレ補正の効果を減少させることなく、干渉ノイズの影響を受けなくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブレ補正装置およびそれを具えた撮像装置に関する。

一般に、デジタルカメラなどの撮像装置では、撮像装置自体のブレを検出し、このブレに起因する画像のブレを補正することが行われている。その場合、ブレ補正装置によって画像のブレを補正するために、移動可能なレンズ可動体（防振レンズおよびその保持部材）、又は移動可能な撮像手段などからなるブレ補正手段を駆動する。

このようなブレ補正装置でのブレ検出には、角速度センサが用いられることが多い。角速度センサは、圧電素子などの振動材を所定の周波数で振動させて、回転運動成分によって発生するコリオリの力に応じた電圧を角速度情報として出力する。

ブレ補正装置は、当該角速度情報を積分してブレの量および方向を求め、画像のブレをキャンセルするようにブレ補正手段を駆動するための補正位置制御信号を出力する。

レンズ可動体を駆動しているときは、レンズ可動体の現在位置が可動体位置信号としてブレ補正装置にフィードバックされる。そして、ブレ補正装置は可動体位置信号に応じた補正位置制御信号を出力するフィードバック制御を行う。

ところで、このように振動体を所定の周波数で振動させ、回転運動成分によって発生するコリオリの力に応じた出力を得る角速度センサの場合、センサ駆動の周波数とその他の駆動の周波数との差に対応する周波数の不要信号が現れることがある。この時、現れた不要信号により、角速度センサの出力信号のブレ検出精度が劣化する問題がある。

このような問題に対して、特許文献１には、角速度センサの出力信号に対して連続時間型フィルタおよび離散時間型フィルタの処理により、ブレ検出において不要信号の影響を受けにくくすることが提案されている。具体的には、前記フィルタ処理により、不要信号の振幅をブレ検出信号の振幅以下に減衰させ、またブレの周波数成分を通過させることで不要信号による影響を低減している。

特開２００７−３２７９４３号公報

しかしながら、離散時間型フィルタのサンプリング周期と同じ周波数に大きな不要信号ノイズが発生した場合に、次のような問題がある。サンプリングによる周波数の折り返し現象であるエイリアシングが生じても低周波領域の手ブレ補正信号に影響が無いようにするため、事前に連続型フィルタで十分に減衰させたとする。この場合、フィルタ特性により手ブレ補正信号の周波数成分の位相遅れが大きくなってしまい、手ブレ補正の効果が落ちてしまうという問題が起る。

上記した課題を解決するために、本発明に係るブレ補正装置は、角速度情報に基づいて動きを検出してブレ信号を生成するブレ検出手段と、検出された動きを補正するブレ補正手段と、ブレ信号を用いて検出された動きを補正するための補正量を決定し、補正量に従ってブレ補正手段の駆動を制御するブレ補正制御手段とを備え、ブレ補正制御手段は、補正量を決定するためにブレ信号の演算処理を行う演算処理手段を含み、ブレ信号の周波数解析の結果に従って演算処理のサンプリング周期の変更を制御する。

本発明によれば、角速度センサの駆動周波数に係わる干渉よって生じる不要信号ノイズがある時に、角速度センサ出力をＡＤ変換して取得処理する時のエイリアシングにより折り返した干渉ノイズにより誤ったブレ補正をしてしまうのを防ぐことが出来る。

本発明の好適な実施の形態に係るブレ補正装置を適用した撮像装置のブロック図である。 本発明の好適な実施の形態に係わるブレ補正装置の防振制御部のブロック図である。 角速度センサの駆動周波数に係わる干渉ノイズの発生とそのエイリアシングにより発生するノイズを説明するための図である。 角速度センサのサンプリング周期を変えた時のエイリアシングノイズの周波数の変化を示す図である。 本発明の好適な実施の形態に係わる角速度センサの出力のＡＤ処理とブレ補正目標値算出処理のサンプリング周期を説明するための図である。 本発明の好適な実施の形態に係わるブレ補正装置における角速度センサの出力のＡＤ処理のサンプリング周期を決定する動作のフローチャートを示す図である。 本発明の好適な実施の形態に係わるブレ補正装置で用いられる再帰型デジタルフィルタの構成と処理結果を示す図である。

以下に、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るブレ補正装置１００を適応した撮像装置の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態において撮像装置１００はデジタルスチルカメラとして例示されているが、動画撮影機能を有していてもよい。

図１において、ズームユニット１０１は、結像光学系を構成する撮影レンズの一部であり、レンズの倍率を変更するズームレンズを含んでいる。ズーム駆動部１０２は、制御部１１８の制御に従ってズームユニット１０１の駆動を制御する。防振レンズ１０３は、結像光学系で形成される被写体の光学像のブレを補正するブレ補正手段であり、撮影レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能に構成されている。防振制御部１０４は、ブレ検出手段である角速度センサを含み、その出力である角速度情報（ブレ信号）に基づいて防振レンズ１０３の駆動を制御するブレ補正制御を行う。

絞り・シャッタユニット１０５は絞り機能を有するメカニカルシャッタであり、絞り・シャッタ駆動部１０６は、制御部１１８の制御に従って絞り・シャッタユニット１０５を駆動する。フォーカスレンズ１０７は撮影レンズの一部であり、撮影レンズの光軸に沿って位置を変更可能に構成され、フォーカス駆動部１０８は、制御部１１８の制御に従ってフォーカスレンズ１０７を駆動する。

撮像部１０９は、撮影レンズで形成された被写体の光学像を、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を用いて画素単位の電気信号に光電変換（撮像）する。撮像信号処理部１１０は、撮像部１０９から出力された撮像信号に対して、Ａ／Ｄ変換、相関二重サンプリング、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、色補間処理等を行い、画像信号に変換する。画像信号処理部１１１は、撮像信号処理部１１０から出力された画像信号を、用途に応じて加工する。具体的には、画像信号処理部１１１は、表示用の画像を生成したり、符号化処理やデータファイル化を行って記録用の画像データを生成する。

表示部１１２は、画像信号処理部１１１が出力する表示用の画像信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。電源部１１３は、撮像装置１００の全体に、用途に応じて電源を供給する。外部入出力端子部１１４は、外部装置との間で通信信号及び画像信号の入出力を行なう。操作部１１５は撮像装置１００にユーザが指示を与えるためのボタンやスイッチなどを有し、記憶部１１６は、画像情報など様々なデータを記憶する。姿勢検出部１１７は、撮像装置１００の姿勢を検出し、画像信号処理部１１１及び表示部１１２に姿勢情報を提供する。制御部１１８は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵで実行することによって撮像装置の各部を制御し、以下に説明する様々な動作を含む撮像装置１００の動作を実現する。

操作部１１５には、押し込み量に応じて第１スイッチ（ＳＷ１）および第２スイッチ（ＳＷ２）が順にオンするように構成されたレリーズボタンが含まれる。レリーズボタンが約半分押し込まれたときにレリーズスイッチＳＷ１がオンし、レリーズボタンが最後まで押し込まれたときにレリーズスイッチＳＷ２がオンする。レリーズスイッチＳＷ１がオンすると、制御部１１８は例えば画像信号処理部１１１が表示部１１２に出力する表示用の画像信号に基づいて生成したＡＦ評価値に従ってフォーカス駆動部１０８を制御することにより自動焦点検出を行う。また、制御部１１８は画像信号の輝度情報と例えば予め定められたプログラム線図に基づいて適切な露光量を得るための絞り値及びシャッタ速度を決定するＡＥ処理を行う。レリーズスイッチＳＷ２がオンされると、制御部１１８は決定した絞り値及びシャッタ速度で撮影を行い、撮像部１０９で得られた撮像信号から生成された画像データを記憶部１１６に記憶するように各部を制御する。またレリーズスイッチが押されていない状態でのスルー画像表示においても制御部１１８は所定の間隔で前述した画像信号の輝度情報とプログラム線図に基づいて絞り値及びシャッタ速度を静止画撮影の露光のために予備決定する。

操作部１１５は、ブレ補正（防振）モードを選択可能にする防振スイッチを含む。防振スイッチによりブレ補正モードが選択されると、制御部１１８が防振制御部１０４に防振動作を指示し、これを受けた防振制御部１０４が防振オフの指示がなされるまで防振動作を行う。また、操作部１１５は、静止画撮影モードと動画撮影モードの一方を選択可能な撮影モード選択スイッチを含み、それぞれの撮影モードにおいて防振制御部１０４の動作条件を変更することができる。また、操作部１１５は、再生モードを選択するための再生モード選択スイッチも含む。再生モード選択スイッチにより再生モードが選択された時には、制御部１１８は防振制御部１０４による防振動作を停止する。さらには、操作部１１５は、またズーム変倍の指示を行う変倍スイッチを含む。変倍スイッチによりズーム変倍の指示があると、制御部１１８を介して指示を受けたズーム駆動部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ユニット１０１を移動させる。

姿勢検出部１１７からの姿勢情報に従って、画像信号処理部１１１から表示部１１２へ出力される画像信号が縦長画像か横長画像かが決定され、表示部１１２における画像表示方向が決定される。

図２は、本実施例に係わるブレ補正装置の防振制御部１０４を詳細に説明するためのブロック図である。なお、ブレ補正動作は、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向およびヨー（Ｙａｗ）方向で同様の構成となるため、片軸のみについて説明を行い、他の軸の方向についての説明は省略する。

図２において、２０１は角速度検出部（ジャイロセンサ）であり、ジャイロセンサが検出した角速度データを電圧として出力する。２０２はアナログローパスフィルタ（ＬＰＦ）部であり、設定されているカットオフ周波数以上の高周波ノイズを減衰させる。２０３はＡＤ変換部であり、ジャイロセンサ２０１が出力した電圧をデジタルデータに変換している。なお、ここでは、２０１〜２０３がアナログジャイロセンサの構成であるとして説明したが、デジタルジャイロセンサの場合は２０１〜２０３の構成部分がセンサ内に包含されることになる。

ＡＤ変換部２０３の出力は、デジタル演算部２００に入力される。デジタル演算部２００において、２０４はデジタルローパスフィルタ（ＬＰＦ）部であり、設定されているカットオフ周波数以上の高周波ノイズを減衰させる。高周波側でより大きな減衰を得るために２次のＬＰＦを用いてもよい。２０５は係数および中間値変更部であり、デジタルＬＰＦ部２０４の係数および中間値を変更する。また後述するように、ＡＤ変換部２０３とデジタルＬＰＦ部２０４を所定サンプリング周期で動作し、この周期は、サンプリング周期変更部２０６によって変更される。

２０７は、ジャイロゲイン部でありジャイロ出力のばらつきを揃える為の出力調整部である。２０８はデジタルハイパスフィルタ（ＨＰＦ）部であり、設定されているカットオフ周波数以下の低周波ノイズを減衰させる。２０９はデジタル積分ＬＰＦ部であり、角速度データを積分して角度データに変換する。この積分処理により手ブレ領域（〜３０Ｈｚ）より高い周波数ではゲインが減衰される。２１０はパンニング処理部であり、ブレ量や防振レンズ１０３の位置などに従ってデジタルＨＰＦ部２０８とデジタル積分ＬＰＦ部２０９のカットオフ周波数を変更する。

２１１はブレ補正量算出部であり、デジタル積分ＬＰＦ部２０９で角速度を角度に変換し、当該角度で決まる方向とは逆方向のブレ補正量データを算出する。ここでブレ補正量算出部２１１には、ズーム情報通知部２１２よりズーム情報が、レリーズ情報通知部２１３よりレリーズ（撮影）状態がそれぞれ通知される。ブレ補正量算出部２１１は、それらの情報に基付いてシフトレンズの駆動範囲などの特性を通知された情報に応じて変更し、ブレの補正量を算出する。

ブレ補正量算出部２１１から出力されたデータはブレ補正位置制御部２１４へ通知される。詳細な説明は省略するが、ここで防振レンズ１０３の位置を検出し、ブレ補正量と検出された位置データの差分（偏差）をとり、その偏差が０に近づくようにフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は例えばＰＩＤ（Proportional Integral Deviation）制御を用いる。最終的に防振レンズ１０３を駆動する信号が防振レンズ駆動ドライバ部（不図示）に通知され、その分だけ防振レンズ１０３が駆動される。

次に、図３を用いて角速度センサおよび撮像装置のアクチュエータの異なる駆動周波数により干渉が起こり、それにより生じる不要信号の例を示す。

図３（ａ）は２軸角速度センサのピッチ軸とヨー軸それぞれの駆動周波数で生じる干渉ノイズを示す。角速度センサは振動する物体に回転が加わると、振動に垂直方向に発生するコリオリの力を用いて角速度を検出する。このコリオリの力を発生させるために振動子を一定の周期で振動させており、この振動の周波数を駆動周波数と呼ぶ。

ここでピッチ軸の駆動周波数が４５．０００ｋＨｚ、ヨー軸の駆動周波数が５０．００１ｋＨｚである時、その差分周波数となる５．００１ｋＨｚのノイズがジャイロ出力に発生する（以後、干渉ノイズと呼ぶ）。この５．００１ｋＨｚの干渉ノイズはアナログＬＰＦ部２０２で減衰されるのだが、高周波域の減衰量を大きくするためにカットオフ周波数を下げ過ぎると、手ブレ補正を行う周波数領域（〜３０Ｈｚ）での位相遅れが大きくなってしまう。この場合、ブレ補正の効果が下がってしまうので、アナログＬＰＦ２０２部のカットオフ周波数を極端に下げることは出来ない。

ここで例えばカットオフ周波数を１ｋＨｚに設定すると、５ｋＨｚのゲイン減衰量は約−１４ｄＢだが１０Ｈｚの位相遅れは約０．５度である。それに対しカットオフ周波数を２００Ｈｚにすると５Ｈｚのゲイン減衰量は約−２８ｄＢと大きいが、１０Ｈｚの位相周りは約３度となる。ＬＰＦの位相遅れによる防振効果の低下を考慮すると１０Ｈｚの位相遅れはできるだけ抑えた方が良く、例えば１度以内に抑えるのが望ましい。

アナログＬＰＦ部２０２で発生した干渉ノイズを十分に減衰しきれない場合には、演算処理のサンプリング周期（ここではＡＤサンプリング周期とブレ補正演算のサンプリング周期は等しいとする）のエイリアシングにより干渉ノイズの折り返しが発生する。サンプリング周期が５ｋＨｚの場合、５．００１ｋＨｚの干渉ノイズはエイリアシングにより１Ｈｚの折り返しノイズ（不要信号ノイズ）を発生させる。この折り返しノイズを１Ｈｚの揺れが生じていると誤検知してしまい、誤った手ブレ補正を行ってしまう。

図３（ｂ）は、角速度センサの駆動周波数の高調波とアクチュエータの駆動周波数で生じる干渉ノイズを示す。図示するように、ピッチ軸の駆動周波数が４５．００１ｋＨｚ、ズームアクチュエーターの駆動周波数が９５ｋＨｚである場合に、ピッチ軸駆動周波数の２倍高調波（９０．００２ｋＨｚ）とズームアクチュエーター駆動周波数の差分が４．９９８ｋＨｚとなる。この差分周波数が、ジャイロ出力に干渉ノイズとして現れる。先程の例と同様に、アナログＬＰＦ部２０２で発生した干渉ノイズを十分に減衰しきれない場合には、演算サンプリング周期のエイリアシングにより干渉ノイズの折り返しが発生する。サンプリング周期が５ｋＨｚの場合、４．９９８ｋＨｚの干渉ノイズはエイリアシングにより２Ｈｚの折り返しノイズ（不要信号ノイズ）を発生させる。この折り返しノイズにより２Ｈｚの揺れが生じていると誤検知してしまい、誤った手ブレ補正を行ってしまう。

このように複数の駆動系による異なる駆動周波数がある場合の差分周波数や、またそれらの高調波による差分周波数が干渉ノイズとなり角速度センサの出力に現れる場合に、エイリアシングにより発生する折り返しノイズが誤った手ブレ補正を引き起こしてしまう。

図４に、角速度センサの駆動とアクチュエータの駆動による干渉ノイズが発生した場合に、本実施例に従ってサンプリング周期を変更した時のエイリアシングによる折り返しノイズの周波数の変化を示す。

同図（ａ）に示すように、ピッチ軸の駆動周波数が４５．００１ｋＨｚ、ズームアクチュエーターの駆動周波数が９５ｋＨｚである場合に、ピッチ軸駆動周波数の２倍高調波（９０．００２ｋＨｚ）とズームアクチュエーター駆動周波数の差分が４．９９８ｋＨｚとなる。このときアナログＬＰＦ部２０２で減衰しきれない場合には、演算サンプリング周期５ｋＨｚの場合、４．９９８ｋＨｚの干渉ノイズはエイリアシングにより２Ｈｚの折り返しノイズ（不要信号ノイズ）を発生する。そこで本実施例に従い、同図（ｂ）に示すように演算処理のサンプリング周期を５．２ｋＨｚに変更すると、エイリアシングによる折り返しノイズの周波数は２０２Ｈｚとなり、所定の周波数以下である手ブレの周波数領域（〜３０Ｈｚ）の範囲外となる。また積分ＬＰＨ部２０９での積分ＬＰＦ処理により減衰されてブレ補正角度に換算された時には、不要な信号ノイズの影響は殆ど無くなる。

このように異なる駆動周波数などによって角速度センサの出力に干渉ノイズが発生してエイリアシングによる折り返しノイズが手ブレ補正周波数領域に発生してしまう場合には、サンプリング周期をずらすことによって折り返しノイズによる誤補正を回避することが出来る。

ここで、本実施形態のサンプリング周期の変更について説明する。上記説明では角速度センサ出力のＡＤサンプリング周期とブレ補正量算出のサンプリング周期を同じとしていたが、それぞれ別々のサンプリング周期として設定した方が良い。その理由を、図５を参照して説明する。

図５は、角速度センサ出力のＡＤ変換後のデータ値（以下、ＡＤ値）の取得をサンプリング周期Ｔ１で行い、ブレ補正量算出のサンプリング周期Ｔ２（Ｔ１より長い、Ｔ２＞Ｔ１）で行っていることを示している。例えばＴ１は０．２[ｍｓ]周期（周波数ｆ_１＝５ｋＨｚ）でＴ２は１[ｍｓ]周期（周波数ｆ_２＝１ｋＨｚ）である。ここで、サンプリング周期Ｔ１でＡＤ値取得と共にデジタルＬＰＦ処理を行い高周波の不要ノイズを減衰させる場合を考える。このとき、サンプリング周期Ｔ１を短くするとナイキスト周波数ｆ_Ｎ（＝ｆ_１／２）も高くなり、ｆ_Ｎまでのノイズを減衰させることができ、またｆ_Ｎの高次周波数での折り返し回数も少なくすることが出来る。つまり不要信号ノイズの除去に関しては、サンプリング周期Ｔ１が早い方が（サンプリング周波数ｆ₁が高い方が）良いことになる。

他方、ブレ補正量算出のサンプリング周期Ｔ２についても早い方が（周波数が高い方が）良い。しかし、ブレ補正量算出の演算量がある程度大きいことや消費電力を考慮した場合、に演算処理用クロックが上げられないなどの理由により設定出来る演算周期（周波数）は制限される。

また、前述したように、折り返しノイズが手ブレ補正の周波数領域に発生し、それを回避するためにサンプリング周期Ｔ２を変更する時のパラメータ変更の負荷は大きい。というのは、ブレ補正量算出部２１１では、サンプリング周期Ｔ２に合わせたデジタルフィルタパラメータやその他さまざまなサンプリング周期Ｔ２に合わせ込んだ設計値が組み込まれていることが多いからである。それに対し、角速度センサ出力のＡＤ値取得とデジタルＬＰＦを行う処理部では、サンプリング周期Ｔ１を変更した時にデジタルＬＰＦ部２０４のフィルタパラメータを変更するだけで良いため、パラメータの変更負荷がより少ない。

以上を考慮した本実施例に係わるブレ補正装置におけるサンプリング周期の設定動作のフローチャートを図６に示す。本動作は、制御部１１８のＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで制御される。本フローチャートに従えば、ナイキストによる折り返し干渉ノイズが発生した時にサンプリング周期を変更してより不要信号の影響をなくすために最適な角速度センサ出力のＡＤ処理サンプリング周期設定動作が可能となる。

まず、Ｓ６０１において角速度センサ出力ＡＤ処理のサンプリング周期Ｔ１およびブレ補正量算出処理のサンプリング周期Ｔ２を設定する。例えば、サンプリング周期Ｔ１を０．２[ｍｓ]（サンプリング周波数ｆ_１は５ｋＨｚ）、サンプリング周期Ｔ２を１[ｍｓ]（サンプリング周波数ｆ_２＝１ｋＨｚ）とする。

次に、Ｓ６０２においてサンプリング周期Ｔ１で角速度センサ出力のＡＤ値を取得し、Ｓ６０３で同じサンプリング時に取得したＡＤ値にデジタルＬＰＦ処理を行う。

次にＳ６０４において、ブレ補正量算出用にＬＰＦ処理が行われている角速度センサ出力のＡＤ値をサンプリング周期Ｔ２で取得する。

次にＳ６０５において、Ｓ６０４で取得した角速度センサの出力値の周波数解析を行い、手ブレが起きやすい手ブレ周波数領域（例えば３０Ｈｚ以下）にエイリアシングによる折り返しノイズがあるかどうかを判定する。ここで周波数解析は、例えば防振制御部１０４において所定時間の間取得した角速度センサ出力値を用いてＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析により実施する。しかし、他の方法であってもかまわない。

Ｓ６０５での周波数解析の結果、手ブレ周波数領域に閾値以上の折り返しノイズが検出されなかったらＳ６０６に進み設定されているサンプリング周期Ｔ１をそのまま使用する。

もし、Ｓ６０５において折り返しノイズが検出された時は、Ｓ６０７に進み、角速度センサ出力のＡＤ値取得処理のサンプリング周期Ｔ１を変更する。ここでは例えばサンプリング周期Ｔ１を０．２ｍｓ（サンプリング周波数ｆ_１は５ｋＨｚ）から０．１９２３ｍｓ（サンプリング周波数ｆ_１は５．２ｋＨｚ）に変更する。また、サンプリング周波数の変更に合わせてＬＰＦのパラメータを変更する。ここでサンプリング周期Ｔ１とＬＰＦのパラメータはテーブル値として複数種類用意しておく。変更後Ｓ６０２からの処理に戻り再びフローの処理を行う。このように、Ｓ６０５で折り返しノイズが検出されなくなるまでＳ６０２からＳ６０５とＳ６０７を繰り返す。

なお、サンプリング周期Ｔ１の変更量および変更（増減）方向は適宜設定することが可能である。また、サンプリング周期Ｔ１の変更を１回だけとしてもよいし、また所定回数繰り返すとしてもよい。さらには、撮像装置１００のカメラモードや撮影モードに応じてアクチュエータの駆動周波数が変わる場合は、撮影モードに応じてＡＤ値取得処理のサンプリング周期Ｔ１を変更する条件を変更してもよい。

次に、Ｓ６０７におけるサンプリング周期Ｔ１およびＬＰＦパラメータの変更処理動作について説明する。デジタル演算部のフィルタとしては非再帰型デジタルフィルタと再帰型デジタルフィルタがあるが本実施例では再帰型１次デジタルフィルタを用いて説明する。

図７（ａ）は、再帰型１次デジタルフィルタのブロック図である。再帰型デジタルフィルタはフィードフォワード部とフィードバック部から構成されている。再帰型デジタルフィルタにおいて中間値とはフィードバック部の算出結果であり、ここでは図に示すＺ［ｎ］が今回サンプリング（ｎ）における中間値である。Ｚ^−１は遅延素子であり、遅延素子通過後の値は前回サンプリング（ｎ−１）を表す。デジタルフィルタの次数は、この遅延素子によって定まる。またａ、ｂ、ｃは定数でありその値によりフィルタ演算の特性は変化する。例えばサンプリング周期Ｔ１＝０．２［ｍｓ］（サンプリング周波数ｆ₁＝５ｋＨｚ）でカットオフ周波数ｆｃ＝２００Ｈｚの時は、ａ＝０．７７５６、ｂ＝ｃ＝０．１１２１となる。また、サンプリング周期Ｔ１＝０．１９２３［ｍｓ］（サンプリング周波数ｆ₁＝５．２ｋＨｚ）でカットオフ周波数ｆｃ＝２００Ｈｚの時は、ａ＝０．７８３４、ｂ＝ｃ＝０．１０８２となる。

図７（ｂ）に、図７（ａ）のデジタルフィルタの入力Ｘ［ｎ］の例として１Ｈｚの揺れを示す。この揺れを入力データとして図７（ａ）のＬＰＦを用いてデジタルフィルタ処理を行っているとする。

いま、サンプリング周期Ｔ１を０．２［ｍｓ］から０．１９２３［ｍｓ］（サンプリング周波数ｆ₁を５ｋＨｚから５．２ｋＨｚ）に変更した場合、図７（ｃ）に示すように、変更した瞬間に中間値Ｚの不整合により出力Ｙに不連続点が生じてしまう。この不連続が生じると、シフトレンズが急峻に動くことにより画面上でピクつきが発生してしまう。

そこで、本実施例においては、サンプリング周期Ｔ１とＬＰＦ係数を同一のサンプリング内で変更すると同時に、同じく同一のサンプリング内で再帰型デジタルフィルタの中間値も変更し、上記不連続を防ぐようにする。

下記に、中間値Ｚを変更するための数式を示す。
変更後の中間値Ｚ ＝
（変更前の中間値Ｚ）×（（１−変更前の係数ａ）／（１−変更後の係数ａ））

これにより、図７(ｄ)に示すように、出力Ｙに不連続点は無くなる。なお、本実施例では再帰型１次デジタルフィルタについて述べたが、再帰型２次デジタルフィルタにおいても同様に２つの中間値に対して変更を加えることによって不連続点を無くすことが可能である。

以上述べたように本発明によれば、種種の駆動周波数が存在する撮像装置において、駆動周波数による干渉ノイズがエイリアシングにより手ブレ周波数領域に折り返してしまう場合のブレ補正動作の問題が解決される。具体的には、上記実施形態に拠れば、ＬＰＦのパラメータの変更のみを伴うサンプリング周期の変更を行うことによって、折り返しによる誤ったブレ補正を防ぐことが可能となる。

なお、上述した実施形態では駆動周波数の干渉ノイズについて述べたが、駆動周波数に限らずコンデンサの振動などによる撮像装置に生じるさまざまな高周波ノイズとの干渉にも同様に対処することが可能である。また、撮像装置の撮影モードが変更され、その結果駆動周波数が変更された場合であっても、本発明に従って干渉ノイズのブレ補正に与える影響を回避することが可能である。

なお、上述した発明の実施形態は、ブレ補正手段として可動レンズ（シフトレンズ）を用いたブレ補正装置に本発明を適用した例であるが、移動可能な撮像素子を用いたブレ補正装置に対しても同様に適用可能である。

また、本発明の目的は、前述した実施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録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても達成される。すなわち、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）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本件発明の目的が達成されることは言うまでもない。

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実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びその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。

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、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、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、コンピュータが読み出した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（基本システム或いはオペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行うことによっても前述した実施形態の機能が実現される。この場合も本件発明に含まれることは言うまでもない。

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込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づく処理も本件発明に含まれる。すなわち、機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等がプログラムコードの指示に基づき実際の処理の一部又は全部を行って前述した実施形態の機能を実現する場合も本件発明に含まれることは言うまでもない。

上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

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。

Claims (16)

1. 角速度情報に基づいて動きを検出してブレ信号を生成するブレ検出手段と、
   前記検出された動きを補正するブレ補正手段と、
   前記ブレ信号を用いて前記検出された動きを補正するための補正量を決定し、前記補正量に従って前記ブレ補正手段の駆動を制御するブレ補正制御手段と、
   を備え、
   前記ブレ補正制御手段は、前記補正量を決定するためにブレ信号の演算処理を行う演算処理手段を含み、前記ブレ信号の周波数解析の結果に従って前記演算処理のサンプリング周期の変更を制御することを特徴とするブレ補正装置。
2. 前記演算処理手段は、前記ブレ信号をＡＤ変換するＡＤ変換手段と、前記ＡＤ変換手段でＡＤ変換された信号にフィルタ処理を行うフィルタ手段とを有し、前記ブレ補正制御手段が前記変更を制御するサンプリング周期は、前記ＡＤ変換のサンプリング周期であることを特徴とする請求項１に記載のブレ補正装置。
3. 前記演算処理手段は、前記ＡＤ変換された信号を用いて前記補正量を演算し、前記補正量の演算のサンプリング周期は、前記ＡＤ変換のサンプリング周期よりも長いことを特徴とする請求項２に記載のブレ補正装置。
4. 前記ブレ補正制御手段は、前記周波数解析の結果、前記ブレ信号に、所定の周波数以下の周波数領域にエイリアシングによる折り返しノイズが含まれる場合に、前記サンプリング周期を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のブレ補正装置。
5. 前記フィルタ手段はデジタルローパスフィルタ手段を含み、前記ブレ補正制御手段は、前記ＡＤ変換手段のサンプリング周期を変更した時に、前記デジタルローパスフィルタのカットオフ周波数が変わらないように前記デジタルローパスフィルタのパラメータを変更することを特徴とする請求項２又は３に記載のブレ補正装置。
6. 前記ブレ補正制御手段による前記デジタルローパスフィルタのパラメータの変更は、同一のサンプリング内での前記デジタルローパスフィルタのフィルタ演算の中間値の変更を含むことを特徴とする請求項５に記載のブレ補正装置。
7. 前記デジタルローパスフィルタは、再帰型１次デジタルフィルタおよび再帰型２次デジタルフィルタのいずれかであることを特徴とする請求項５または６に記載のブレ補正装置。
8. 角速度情報に基づいて動きを検出してブレ信号を生成するブレ検出手段と、前記検出された動きを補正するブレ補正手段を有するブレ補正装置の制御方法において、
   前記ブレ信号を用いて前記検出された動きを補正するための補正量を決定し、前記補正量に従って前記ブレ補正手段の駆動を制御するブレ補正制御工程と、
   を備え、
   前記ブレ補正制御工程は、前記補正量を決定するためにブレ信号の演算処理を行う演算処理工程と、前記ブレ信号の周波数解析の結果に従って前記演算処理のサンプリング周期の変更を制御する工程とを有すことを特徴とする制御方法。
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。
11. 被写体の光学像を形成する結像光学系と、前記被写体の光学像を撮像して撮像信号を生成する撮像手段を有する撮像装置において、
    角速度情報に基づいて前記撮像装置の動きを検出してブレ信号を生成するブレ検出手段と、
    前記被写体の光学像のブレを補正するブレ補正手段と、
    前記ブレ信号を用いて前記被写体の光学像のブレを補正するためにブレ信号の補正量を決定し、前記補正量に従って前記ブレ補正手段の駆動を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記補正量を決定するための演算処理を行う演算処理手段を含み、前記ブレ信号の周波数解析の結果に従って前記演算処理のサンプリング周期の変更を制御することを特徴とする撮像装置。
12. 前記撮像装置はブレ補正モードおよび複数の撮影モードを有し、前記制御手段は、前記ブレ補正モードにおいて前記ブレ補正手段の駆動を制御し、前記撮影モードに従って前記ブレ補正手段の動作条件を変更することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. 前記制御手段は、前記周波数解析の結果、前記ブレ信号に、所定の周波数以下の周波数領域にエイリアシングによる折り返しノイズが含まれる場合に、前記サンプリング周期を変更することを特徴とする請求項１１または１２に記載の撮像装置。
14. 被写体の光学像を形成する結像光学系と、前記被写体の光学像を撮像して撮像信号を生成する撮像手段と、角速度情報に基づいて動きを検出してブレ信号を生成するブレ検出手段と、前記被写体の光学像のブレを補正するブレ補正手段を有する撮像装置の制御方法において、
    前記ブレ信号を用いて前記被写体の光学像のブレを補正するための補正量を決定し、前記補正量に従って前記ブレ補正手段の駆動を制御する制御工程、
    を備え、
    前記制御工程は、前記補正量を決定するためにブレ信号の演算処理を行う演算処理工程と、前記ブレ信号の周波数解析の結果に従って前記演算処理のサンプリング周期の変更を制御する工程を含むことを特徴とする制御方法。
15. 請求項１４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。
16. 請求項１４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。

Images