JP2021033119A - 像振れ補正装置、およびこれを備える光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動を高精度に補正可能であると共に、振動検出手段の出力信号のオフセット変動を低減可能な像振れ補正装置、およびこれを備える光学装置を提供すること。【解決手段】像振れ補正装置２０は、振動を検出する振動検出手段１５の出力信号を用いて演算を行う第１の演算手段１６と、第１の演算手段の高周波減衰特性より急峻な高周波減衰特性を有するローパスフィルタを備え、ローパスフィルタにより処理された信号を用いて振動検出手段の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する推定値を推定する第２の演算手段１７と、第１の演算手段の演算結果、および推定値を用いて振動により生じる像ブレを補正するための補正部材を駆動する補正手段１８とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、像振れ補正装置、およびこれを備える光学装置に関する。

振動（手振れ）を検出する振動検出手段の出力信号を用いて像ブレ補正を行う撮像装置では、電源投入後、温度上昇に伴い、振動検出手段の出力信号がオフセット変動し、像ブレ補正性能が劣化する場合がある。特許文献１には、振動検出手段の出力信号のオフセット変動を低減させるため、振動検出手段又はその周辺部の温度の変化率に応じて、振動検出手段の出力信号の特定の周波数成分をカットするフィルタの特性を変化させる像振れ補正装置が開示されている。

特開２０１０−１１２９７４号公報

しかしながら、特許文献１の像振れ補正装置では、振動検出手段の出力信号に対する処理の特性を変更するため、振動の周波数成分がフィルタによりカットされる周波数成分に含まれる場合などに像ブレを十分に補正できない場合がある。

本発明は、像ブレを高精度に補正可能であると共に、振動検出手段の出力信号のオフセット変動を低減可能な像振れ補正装置、およびこれを備える光学装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての像振れ補正装置は、振動を検出する振動検出手段の出力信号を用いて演算を行う第１の演算手段と、第１の演算手段の高周波減衰特性より急峻な高周波減衰特性を有するローパスフィルタを備え、ローパスフィルタにより処理された信号を用いて振動検出手段の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する推定値を推定する第２の演算手段と、第１の演算手段の演算結果、および推定値を用いて振動により生じる像ブレを補正するための補正部材を駆動する補正手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、像ブレを高精度に補正可能であると共に、振動検出手段の出力信号のオフセット変動を低減可能な像振れ補正装置、およびこれを備える光学装置を提供することができる。

実施例１の光学装置のブロック図である。 実施例１の第１の演算手段の積分特性のボード線図である。 実施例１の第２の演算手段のブロック図である。 実施例１のローパスフィルタのオフセット抽出特性のボード線図である。 実施例１のオフセット変動時のブレ角度信号を示す図である。 実施例１のオフセット変動値をブレ角度に換算した値を示す図である。 実施例１の波形推定部の動作説明図である。 実施例１のオフセット変動値に対応する推定値を推定する処理を示すフローチャートである。 実施例２の光学装置のブロック図である。 実施例２のローパスフィルタの次数の説明図である。 実施例２のローパスフィルタの特性の説明図である。 実施例２の抽出されたオフセット変動値に対応する値を示す図である。 実施例２の推定されたオフセット変動値に対応する推定値を示す図である。 実施例２のオフセット変動値に対応する推定値を推定する処理を示すフローチャートである。 実施例３の光学装置のブロック図である。 実施例３のローパスフィルタの折れ点周波数の変化を示す図である。 実施例３のローパスフィルタの特性の説明図である。 実施例３の抽出されたオフセット変動値に対応する値を示す図である。 実施例３の推定されたオフセット変動値に対応する推定値を示す図である。 実施例３のオフセット変動値に対応する推定値を推定する処理を示すフローチャートである。 実施例４のローパスフィルタの次数の説明図である。 実施例４のローパスフィルタの特性の説明図である。 実施例４のオフセット変動値に対応する推定値を推定する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施例の光学装置の一例であるデジタルカメラ１１のブロック図である。デジタルカメラ１１は、カメラボディ１１ａと、カメラボディ１１ａに着脱可能な交換レンズ１１ｂとを有する。カメラボディ１１ａは、カメラＣＰＵ１２、撮像素子（補正部材）１４、振動検出手段１５、第１の演算手段１６、第２の演算手段１７、信号補正手段１８、および駆動手段１９を有する。本実施例では、第１の演算手段１６、第２の演算手段１７、および信号補正手段１８により像振れ補正装置２０が構成される。交換レンズ１１ｂは、撮像光学系１３を有する。なお、本実施例では、像振れ補正装置が搭載される光学装置の一例としてデジタルカメラについて説明するが、本発明はこれに限定されない。像振れ補正装置は、デジタルビデオカメラや交換レンズ等の他の光学装置に搭載されてもよい。

カメラＣＰＵ１２は、撮影者からの撮影指示操作などに応答してカメラボディ１１ａ全体を制御する。

光軸１０に沿った被写体光束が撮像光学系１３を通して撮像素子１４に入射すると、撮像素子１４は被写体光束に応答した信号を出力する。撮像素子１４から出力された信号は不図示の画像処理部で画像処理を施され、得られた画像情報は不図示の記憶部に記録される。

また、撮像素子１４は、光軸１０と直交する矢印Ａ方向へ駆動されることでデジタルカメラ１１に加わるブレ（振動）により撮像素子１４の撮像面で生じる像ブレを補正する。

振動検出手段１５は、角速度センサであり、デジタルカメラ１１に加わるブレを検出する。第１の演算手段１６は、振動検出手段１５から出力されるブレ角速度信号を１階積分することでブレ角度信号に変換する。ここで、図２を参照して、第１の演算手段１６の積分特性について説明する。図２は、第１の演算手段１６の積分特性のボード線図である。図２において、横軸は周波数、縦軸は第１の演算手段１６における出力利得を示している。

積分特性２１において、積分開始周波数である折れ点周波数ｆ０より高周波側では、出力利得は第１の演算手段１６により振動検出手段１５の角速度信号から算出された角度信号を用いており、周波数に反比例している。

折れ点周波数ｆ０の近傍の信号を用いた演算精度は低いため、折れ点周波数ｆ０は実際に積分したい周波数帯域の信号に対して十分離して設定される。例えば、検出したいブレの周波数帯域２３が周波数ｆ１から周波数ｆ２（例えば１Ｈｚから１０Ｈｚ）の間に分布している場合、ブレの周波数帯域２３の低周波側の周波数（下限周波数）ｆ１よりも十分に低い折れ点周波数ｆ０（例えば、０．０１Ｈｚ）が設定される。

図３は、第２の演算手段１７のブロック図である。第２の演算手段１７は、積分特性２１より急峻な高周波減衰特性を有するローパスフィルタ１７ａ、および波形推定部１７ｂを備える。ここで、図４を参照して、ローパスフィルタ１７ａのオフセット抽出特性について説明する。図４は、ローパスフィルタ１７ａのオフセット抽出特性のボード線図である。図４において、横軸は周波数、縦軸は第２の演算手段１７における出力利得を示している。

オフセット抽出特性４１は、オフセット抽出周波数である折れ点周波数ｆ３より高周波側において、第１の演算手段１６の積分特性２１より急峻な高周波減衰特性（例えば、４階積分特性）である。本実施例では、急峻な高周波減衰特性を示すローパスフィルタ１７ａを、第１の演算手段１６より多次数なローパスフィルタと表現する。

本実施例では、第１の演算手段１６の出力信号のうち高周波側の信号は、第２の演算手段１７により減衰され、振動検出手段１５のオフセット変動値である低周波側の信号のみが抽出される。

折れ点周波数ｆ３は、折れ点周波数ｆ０とブレの周波数帯域の低周波側の周波数ｆ１との間に設定される。折れ点周波数ｆ３を折れ点周波数ｆ０より高周波側の周波数に設定することで、振動検出手段１５の出力信号に含まれる低周波のオフセット変動値は減衰されることはない。また、折れ点周波数ｆ３はブレの周波数帯域２３の低周波側の周波数ｆ１よりも低く、次数が多いため、ブレ信号は十分減衰される。

図５は、オフセット変動時のブレ角度信号を示している。図５において、横軸は時間、縦軸は振動検出手段１５から出力されたブレ角速度信号を用いて第１の演算手段１６により算出されたブレ角度を示している。

図６は、オフセット変動値をブレ角度に換算した値を示す図である。図６において、横軸は時間、縦軸はオフセット変動値をブレ角度に換算した値を示している。信号６１は、図５のブレ角度信号に含まれる実際のオフセット変動値に対応する値を示している。信号６２は、図５のブレ角度信号がローパスフィルタ１７ａにより処理された後の信号を示している。信号６３は、信号６２を用いて波形推定部１７ｂにより推定されたオフセット変動値に対応する推定値を示している。

波形推定部１７ｂは、露光時間と同じ時間だけ経過したタイミングで信号６２のオフセット変動値に対応する推定値を推定し、更新する。本実施例では、波形推定部１７ｂによるこのような動作をオフセット推定、オフセット推定を行う時間（タイミング）をオフセット推定時間と呼ぶ。例えば、静止画撮影時の露光時間が１／１５秒である場合、１／１５秒ごとの信号６２の傾きが求められる。すなわち、露光時間に応じてオフセット推定時間が設定される。

振動検出手段１５の出力信号に含まれるオフセット変動値は、振動検出手段１５の起動時に大きく、時間経過と共に小さくなる。そのため、波形推定部１７ｂは、オフセット推定開始時に信号６２の傾きに対して最も大きい利得を与え、時間経過と共に信号６２の傾きに対して与える利得を小さくする。すなわち、波形推定部１７ｂは、オフセット推定の方法を変更する。

図７は、露光時間が１／１５秒に設定された場合の波形推定部１７ｂの動作説明図である。図７において、横軸は時間、縦軸はオフセット変動値をブレ角度に換算した値を示している。信号７２は、時間ｔ１からｔ６までにおいて、ブレ角度信号がローパスフィルタ１７ａにより処理された後の信号７１（図６の信号６２）の傾きを１／１５秒ごとに連続的につなげた信号である。信号７３は、信号７１の傾きに対して与える利得を時間経過と共に小さくする（時間ｔ１における傾きに対して与える利得が最も大きい）場合に、信号７１の傾きを用いて算出された信号を１／１５秒ごとに連続的につなげた信号である。信号７３は、信号７２に比べて信号７１に近い。すなわち、時間経過と共に利得を変化（減少）させることで、振動検出手段１５の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する推定値を高精度に推定可能である。

信号補正手段１８は、第１の演算手段１６の出力信号から、図６の信号６３で示される推定値を減算し、その結果を像ブレ補正の目標値として駆動手段１９を介して撮像素子１４を駆動する。

なお、ブレ角度信号がローパスフィルタ１７ａにより処理された後の信号である信号６２には、ローパスフィルタ１７ａにより生じた位相ずれが含まれる。信号６２を直接利用して第１の演算手段１６の出力信号を補正した場合、第１の演算手段１６の出力信号が劣化する。そのため、本実施例では、信号６２を直接利用して第１の演算手段１６の出力信号を補正しない。

図８は、オフセット変動値に対応する推定値を推定する処理を示すフローチャートである。本フローは、カメラボディ１１ａに設けられたレリーズスイッチの半押しなどの撮影準備処理が実行されると開始される。

ステップＳ８０１では、カメラＣＰＵ１２は、第１の演算手段１６、および第２の演算手段１７を起動する。

ステップＳ８０２では、カメラＣＰＵ１２は、撮影時に使用する露光時間を撮影者の入力等に応じて設定する。

ステップＳ８０３では、波形推定部１７ｂは、ローパスフィルタ１７ａにより処理された信号、および露光時間から決まるオフセット推定時間を用いてオフセット変動値に対応する推定値を推定する。

ステップＳ８０４では、信号補正手段１８は、第１の演算手段１６の出力信号（演算結果）からステップＳ８０２で推定された推定値を減算した結果を用いて駆動手段１９を介して撮像素子１４を駆動し、像ブレ補正を開始する。

ステップＳ８０５では、カメラＣＰＵは、静止画露光開始が指示されたか否かを判定する。露光開始が指示された場合、ステップＳ８０６に進み、露光開始が指示されていない場合、ステップＳ８０７に進む。

ステップＳ８０６では、カメラＣＰＵ１２は、カメラボディ１１ａに設けられたシャッタを開く等の動作を行い、静止画の露光を行う。

ステップＳ８０７では、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ８０１で設定された露光時間（例えば、１／１５秒）が経過したか否かを判定する。露光時間が経過した場合、ステップＳ８０３に戻る。すなわち、露光時間ごとにオフセット推定が行われる。露光時間が経過していない場合、本ステップの処理を繰り返す。なお、像ブレ補正は、本ステップの処理とは関係なく継続されている。

ステップＳ８０８では、カメラＣＰＵ１２は、露光が終了したか否かを判定する。露光が終了した場合、ステップＳ８０１に戻り、露光が終了していない場合、本ステップの処理を繰り返す。

本実施例では、第２の演算手段１７は、ローパスフィルタ１７ａにより第１の演算手段１６の出力信号からブレを十分除去したオフセット変動値に対応する値だけを抽出する。また、波形推定部１７ｂは、抽出された値に含まれる位相情報を破棄すると共に、オフセット推定の方法を時間と共に変更して正確なオフセット変動値に対応する推定値を推定する。信号補正手段１８は、第１の演算手段１６の出力信号の特性を変更することなく、第１の演算手段１６の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する推定値を除去する。

以上説明したように、本実施例の構成によれば、像ブレを高精度に補正可能であると共に、振動検出手段の出力信号のオフセット変動を低減可能である。

本実施例では、振動検出手段の出力信号のオフセット変動の時間変化を再現するため、第２の演算手段の起動後、経過時間が短い場合、ローパスフィルタの次数を減らし、時間経過と共にローパスフィルタの次数を増やす。

図９は、本実施例の光学装置の一例であるデジタルカメラ９１のブロック図である。デジタルカメラ９１は、カメラボディ９１ａと、カメラボディ９１ａに着脱可能な交換レンズ９１ｂとを有する。カメラボディ９１ａは、撮像素子１４を有する。交換レンズ９１ｂは、撮像光学系１３、レンズＣＰＵ９２、振動検出手段９５、第１の演算手段９６、第２の演算手段９７、信号補正手段９８、および駆動手段９９を有する。本実施例では、第１の演算手段９６、第２の演算手段９７、および信号補正手段９８により像振れ補正装置１００が構成される。第２の演算手段９７は、ローパスフィルタ９７ａ、および波形推定部９７ｂを有する。

レンズＣＰＵ９２は、撮影者からの撮影指示操作などに応答して交換レンズ１１ｂ全体を制御する。

撮像光学系１３の一部のレンズは、光軸１０と直交する矢印Ｂ方向へ駆動され、デジタルカメラ９１に加わるブレ（振動）により撮像素子１４の撮像面で生じる像ブレを補正するための補正部材として機能する。

本実施例では、振動検出手段９５は、ブレ角速度信号を第１の演算手段９６を介さず、第２の演算手段９７に直接送信し、第１の演算手段９６は、ブレ角度信号を第２の演算手段９７に送信しない。

第２の演算手段９７は、第１の演算手段９６の積分特性より次数の大きなローパスフィルタ９７ａを有する。オフセット抽出周波数である折れ点周波数は、実施例１と同様に、ｆ３である。ローパスフィルタ９７ａの次数は、実施例１では固定であったが、本実施例では第２の演算手段９７の起動後、時間経過と共に多くなる。

図１０は、ローパスフィルタ９７ａの次数の説明図であり、ローパスフィルタ９７ａの次数が第２の演算手段９７の起動後、時間経過と共に変化することを示している。図１０において、横軸は時間、縦軸は次数を示している。第２の演算手段９７の起動時間ｔ０から第１の時間ｔａ（例えば２秒）までの間、次数は３（３階積分に相当）に設定される。第１の時間ｔａから第２の時間ｔｂ（例えば４秒）までの間、次数は４（４回積分に相当）に設定される。第２の時間ｔｂ以降、次数は５（５階積分に相当）に設定される。

図１１は、ローパスフィルタ９７ａの次数ごとの特性の説明図である。図１１において、横軸は周波数、縦軸は第２の演算手段１７における出力利得を示している。次数が３である場合の特性１１０１と次数が５である場合の特性１１０２では、ブレの周波数帯域２３に分布するブレの減衰量（ブレの周波数帯域２３における特性１１０１，１１０２の傾き）が異なっている。特性１１０２におけるブレの減衰量は、特性１１０１におけるブレの減衰量に比べて多い。言い換えると、特性１１０２の傾きは、特性１１０２の傾きに比べて大きい。そのため、周波数が高い場合のオフセット変動値に対応する推定値をうまく抽出することができない。すなわち、短時間でのオフセット変動値に対応する推定値の抽出精度は低い。一方、周波数が低い場合のオフセット変動値に対応する推定値をうまく抽出することができる。すなわち、つまり長時間でのオフセット変動値に対応する推定値の抽出精度は高い。

振動検出手段９５の出力信号に含まれるオフセット変動値は、振動検出手段９５の起動後、時間経過と共に低周波に変化する。本実施例では、オフセット変動値に対応する推定値の抽出精度を高めるために、振動検出手段９５とほぼ同じ時刻に起動する第２の演算手段９７のローパスフィルタ９７ａの次数を振動検出手段９５の起動後、時間経過と共に増やす。

図１２は、ローパスフィルタ９７ａの次数を時間経過とともに変更し、変更前後の連続性を保つ処理を行うことで抽出された、振動検出手段９５の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する値を示している。抽出された値１２０１は、実際の振動検出手段９５の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する値１２０２に近い形状となっている。波形推定部９７ｂは、図１３に示されるように、抽出された推定値１２０１を用いて露光時のオフセット変動値に対応する推定値１３０１を推定する。

信号補正手段９８は、第１の演算手段９６の出力信号から推定値１３０１を減算し、その結果を像ブレ補正の目標値として駆動手段９９を介して補正部材１３ａを駆動する。

図１４は、オフセット変動値に対応する推定値を推定する処理を示すフローチャートである。本フローは、カメラボディ１１ａに設けられたレリーズスイッチの半押しなどの撮影準備処理が実行されると開始される。なお、図１４では図８のフローのステップと同じ処理を行うステップを同じ番号で表しており、詳細な説明は省略する。

ステップＳ１４０１では、波形推定部９７ｂは、ローパスフィルタ９７ａにより処理された信号を用いてオフセット変動値に対応する推定値を推定する。

ステップＳ１４０２では，信号補正手段９８は、第１の演算手段９６の出力信号からステップＳ１４０１で推定された推定値を減算した結果を用いて駆動手段９９を介して補正部材１３ａを駆動する（像ブレ補正を開始する）。

ステップＳ１４０３では、レンズＣＰＵ９２は、デジタルカメラ９１に対して静止画露光開始が指示されたか否かを判定する。露光開始が指示された場合、ステップＳ８０６に進み、露光開始が指示されていない場合、ステップＳ１４０４に進む。

ステップＳ１４０４では、レンズＣＰＵ９２は、所定時間（例えば、図１０の時間ｔａ，ｔｂ）が経過したか否かを判定する。所定時間が経過した場合、ステップＳ１４０５に進み、所定時間が経過していない場合、本ステップの処理を繰り返す。

ステップＳ１４０５では、第２の演算手段９７は、ローパスフィルタ９７ａの次数を変更する（増やす）。

ステップＳ１４０６では、レンズＣＰＵ９２は、所定時間（例えば、図１０の時間ｔａ，ｔｂ）が経過したか否かを判定する。所定時間が経過した場合、ステップＳ１４０６に進み、所定時間が経過していない場合、ステップＳ８０８に戻る。

ステップＳ１４０７では、第２の演算手段９７は、ローパスフィルタ９７ａの次数を変更する（増やす）。

本実施例では、ローパスフィルタ９７ａの次数を第２の演算手段９７の起動後、時間経過と共に変更することで、振動検出手段９５の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する推定値の推定精度を高めることができる。

以上説明したように、本実施例の構成によれば、像ブレを高精度に補正可能であると共に、振動検出手段の出力信号のオフセット変動を低減可能である。

なお、本実施例では、振動検出手段９５、第１の演算手段９６、第２の演算手段９７、信号補正手段９８、および駆動手段９９は交換レンズ９１ｂに設けられているが、カメラボディ９１ａに設けられていてもよい。

本実施例では、振動検出手段の出力信号のオフセット変動の時間変化を再現するため、第２の演算手段の起動後、時間経過と共にローパスフィルタの折れ点周波数を低周波に変更する（時定数を大きくする）。

図１５は、本実施例の光学装置の一例であるデジタルカメラ１５１のブロック図である。デジタルカメラ１５１は、カメラボディ１５１ａと、カメラボディ１５１ａに着脱可能な交換レンズ１５１ｂとを有する。カメラボディ１５１ａは、撮像素子１４、カメラＣＰＵ１５２、振動検出手段１５５、第１の演算手段１５６、第２の演算手段１５７、信号補正手段１５８、および駆動手段１５９を有する。交換レンズ１５１ｂは、撮像光学系１３、レンズＣＰＵ２５２、振動検出手段２５５、第１の演算手段２５６、第２の演算手段２５７、信号補正手段２５８、および駆動手段２５９を有する。本実施例では、第１の演算手段１５６、第２の演算手段１５７、および信号補正手段１５８により像振れ補正装置１６０が構成される。また、第１の演算手段２５６、第２の演算手段２５７、および信号補正手段２５８により像振れ補正装置２６０が構成される。デジタルカメラ１５１では、補正部材１３ａと撮像素子１４とを用いて像ブレ補正が行われる。また、第２の演算手段１５７は、ローパスフィルタ１５７ａ、および波形推定部１５７ｂを有し、第２の演算手段２５７は、ローパスフィルタ２５７ａ、および波形推定部２５７ｂを有する。ローパスフィルタ１５７ａ，２５７ａの次数は、実施例１のように固定であっても、実施例２のようにそれぞれの第２の演算手段の起動後、時間経過と共に増やしてもよい。

図１６は、振動検出手段１５５（２５５）の起動後、時間経過に伴う、ローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）の折れ点周波数（時定数）の変化を示している。図１６において、横軸は時間、縦軸は折れ点周波数を示している。第２の演算手段１５７（２５７）の起動時間ｔ０から第１の時間ｔａ（例えば２秒）までの間、オフセット抽出周波数である折れ点周波数はｆａ（例えば０．１Ｈｚ）に設定される。第１の時間ｔａ以降、折れ点周波数はｆｂ（例えば０．０５Ｈｚ）に設定される。

図１７は、ローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）の特性の説明図である。図１７において、横軸は周波数、縦軸は第２の演算手段１５７（２５７）における出力利得を示している。特性１７０１は、特性１７０３に比べて高周波の減衰量が多くなっている。振動検出手段１５５（２５５）の出力信号に含まれるオフセット変動値は、振動検出手段１５５（２５５）の起動後、時間経過と共に低周波に変化する。本実施例では、オフセット変動値に対応する推定値を高精度に抽出するため、第２の演算手段１５７（２５７）のローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）の時定数を振動検出手段１５５（２５５）の起動後、時間経過と共に大きくする（折れ点周波数を低周波に移行させる）。

図１８は、ローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）の時定数（折れ線周波数）を時間経過とともに変更しながら抽出された、振動検出手段１５５（２５５）の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する値を示す図である。抽出された値１８０１は、実際の振動検出手段１５５（２５５）の出力信号に含まれるオフセット変動値１２０２に対応する値に近い形状となっている。波形推定部１５７ｂ（２５７ｂ）は、図１９に示されるように、抽出された値１８０１を用いて露光時のオフセット変動値に対応する推定値１９０１を推定する。

信号補正手段１５８（２５８）は、第１の演算手段１５６（２５６）の出力信号から、推定値１９０１を減算し、その結果を像ブレ補正の目標値として駆動手段１５９（２５９）を介して撮像素子１４（補正部材１３ａ）を駆動する。

図２０は、オフセット変動値に対応する推定値を推定する処理を示すフローチャートである。本フローは、カメラボディ１５１ａに設けられたレリーズスイッチの半押しなどの撮影準備処理が実行されると開始される。なお、図２０では、図８，１４のフローのステップと同じ処理を行うステップを同じ番号で表しており、詳細な説明は省略する。

ステップＳ２００１では、波形推定部１５７ｂ（２５７ｂ）は、ローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）により処理された信号を用いてオフセット変動値に対応する推定値を推定する。なお、初期設定では、ローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）の時定数（折れ点周波数）は小さく（高く）設定されている。

ステップＳ２００２では、まず、信号補正手段１５８（２５８）は、第１の演算手段１５６（２５６）の出力信号からステップＳ２００１で推定された推定値を減算する。次に、信号補正手段１５８（２５８）は、減算結果を用いて駆動手段１５９（２５９）を介して撮像素子１４（補正部材１３ａ）を駆動する（像ブレ補正を開始する）。

ステップＳ２００３では、第２の演算手段１５７（２５７）は、ローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）の時定数（折れ点周波数）を大きくする（低くする）。

ステップＳ２００４では、第２の演算手段１５７（２５７）は、ローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）の時定数（折れ点周波数）を大きくする（低くする）。

本実施例では、ローパスフィルタ１５７ａの折れ点周波数を第２の演算手段１５７の起動後、時間経過と共に変更することで、振動検出手段１５５の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する推定値の推定精度を高めることができる。同様に、ローパスフィルタ２５７ａの折れ点周波数を第２の演算手段２５７の起動後、時間経過と共に変更することで、振動検出手段２５５の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する推定値の推定精度を高めることができる。

以上説明したように、本実施例の構成によれば、像ブレを高精度に補正可能であると共に、振動検出手段の出力信号のオフセット変動を低減可能である。

なお、本実施例では、カメラボディ１５１ａおよび交換レンズ１５１ｂにそれぞれ、振動検出手段１５５，２５５、第１の演算手段１５６，２５６、第２の演算手段１５７，２５７、信号補正手段１５８，２５８、駆動手段１５９，２５９が設けられている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、実施例１，２のようにカメラボディ１５１ａ、または交換レンズ１５１ｂのいずれかに上記手段が設けられていればよい。

実施例１から３では、次数の大きいローパスフィルタによりブレの周波数帯域２３に分布するブレは十分減衰され、振動検出手段の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する値のみ抽出される。しかしながら、ブレが非常に大きい場合、ブレ成分もオフセット変動値に対応する値として抽出される可能性がある。そこで、本実施例では、ローパスフィルタ１７ａの次数を実施例１から３に比べて更に多くする。

本実施例の撮像装置の一例であるデジタルカメラは、実施例３のデジタルカメラ１５１と同様の構成を有するものとする。

図２１は、本実施例のローパスフィルタ１５７（２５７）の次数の説明図である。図２１において、横軸はブレの大きさ、縦軸は次数を示している。ブレの大きさが所定量Ａ以下である（より小さい）場合、次数は４に設定される。ブレの大きさが所定量Ａより大きい（以上である）場合、次数は６に設定される。

図２２は、本実施例のローパスフィルタ１５７（２５７）の特性の説明図である。図２２において、横軸は周波数、縦軸は第２の演算手段１５７（２５７）における出力利得を示している。次数が６である場合の特性２２０２におけるブレの周波数帯域２３に分布するブレの減衰量は、次数が４である場合の特性２２０１におけるブレの周波数帯域２３に分布するブレの減衰量に比べて大きい。

図２３は、ブレの大きさによって次数を設定する機能を有する場合のオフセット変動値に対応する推定値を推定する処理を示すフローチャートである。図２３のフローチャートでは、図２０のフローチャートに対してステップＳ２３０１，Ｓ２３０２の処理が加えられている。

ステップＳ２３０１では、カメラＣＰＵ１５２（レンズＣＰＵ２５２）は、ブレの大きさが所定量より大きい（以上）か否かを判定する。ブレの大きさは、所定時間ごとのブレのピークやボトムを測定したり、ブレ波形を整流化したりすることで判定可能である。ブレの大きさが所定量より大きい（以上である）場合（例えばパンニング動作が行われたり、フレーミングが変更されたりした場合）、ステップＳ２３０２に進み、ブレの大きさが所定量以下（より小さい）場合、ステップＳ２００１に進む。

ステップＳ２３０２では、第２の演算手段１５７（２５７）は、ローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）の次数を多くする。

以上説明したように、本実施例では、第２の演算手段１５７（２５７）はブレの大きさに応じてローパスフィルタ１５７ａ（２５７ａ）の次数を変更することでブレが大きいことによるオフセット変動値に対応する値の抽出の誤りを軽減可能である。

また、実施例２，３では、ローパスフィルタ９７ａ，１５７ａ，２５７ａの次数や時定数を第２の演算手段９７，１５７，２５７の起動後、時間経過と共に変更するが、振動検出手段９５，１５５，２５５の起動後、時間経過と共に変更してもよい。パンニング動作やフレーミング変更による第１および第２の演算手段の再起動時であっても、振動検出手段はパンニング動作やフレーミング変更の前から起動している。そのため、パンニング動作やフレーミング変更の際に、時間経過に伴うローパスフィルタの次数や時定数の変更は不要になり演算を削減することができる。

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。

１３ａ 補正部材
１４ 撮像素子（補正部材）
１５，９５，１５５，２５５ 振動検出手段
１６，９６，１５６，２５６ 第１の演算手段
１７，９７，１５７，２５７ 第２の演算手段
１７ａ，９７ａ，１５７ａ，２５７ａ ローパスフィルタ
１８，９８，１５８，２５８ 信号補正手段（補正手段）
２０，１００，１６０，２６０ 像振れ補正装置

Claims (10)

1. 振動を検出する振動検出手段の出力信号を用いて演算を行う第１の演算手段と、
   前記第１の演算手段の高周波減衰特性より急峻な高周波減衰特性を有するローパスフィルタを備え、前記ローパスフィルタにより処理された信号を用いて前記振動検出手段の出力信号に含まれるオフセット変動値に対応する推定値を推定する第２の演算手段と、
   前記第１の演算手段の演算結果、および前記推定値を用いて前記振動により生じる像ブレを補正するための補正部材を駆動する補正手段とを有することを特徴とする像振れ補正装置。
2. 前記ローパスフィルタの折れ点周波数は、前記第１の演算手段の折れ点周波数と前記振動の周波数帯域の下限周波数との間に設定され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. 前記第２の演算手段は、露光時間に応じて前記推定値を推定するタイミングを設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の像振れ補正装置。
4. 前記第２の演算手段は、前記振動検出手段の起動後、時間経過と共に前記推定値を推定する方法を変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の像振れ補正装置。
5. 前記第２の演算手段は、前記第２の演算手段の起動後、時間経過と共に前記推定値の推定方法を変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の像振れ補正装置。
6. 前記第２の演算手段は、時間経過と共に前記ローパスフィルタにより処理された信号の傾きに与える利得を変更することを特徴とする請求項４又は５に記載の像振れ補正装置。
7. 前記第２の演算手段は、時間経過と共に前記ローパスフィルタの次数を変更することを特徴とする請求項４又は５に記載の像振れ補正装置。
8. 前記第２の演算手段は、時間経過と共に前記ローパスフィルタの前記折れ点周波数を変更することを特徴とする請求項４又は５に記載の像振れ補正装置。
9. 前記第２の演算手段は、前記振動の大きさに応じて前記ローパスフィルタの次数を変更することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の像振れ補正装置。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の像振れ補正装置と、
    振動により生じる像ブレを補正するための補正部材とを有することを特徴とする光学装置。