JP4909061B2

JP4909061B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP4909061B2
Application number: JP2006354321A
Authority: JP
Inventors: 雅彰野口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: JP2008164928A

Description

本発明は、画像振れ補正機能を有する撮像装置に関するものである。

従来、撮像装置の振れを検出して、光学的に移動可能なシフトレンズを駆動して画像振れを補正する振れ補正機能を備えた撮像装置では、振れ量の検出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。そして、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、画像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式が用いられている。

Ｄ制御（微分制御）は、Ｐ制御（比例制御）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制御（積分制御）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制御、Ｉ制御及びＤ制御を、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。

像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制御（微分制御）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。上記の像振れ補正技術では、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

上記従来例では、ＰＩＤ制御を変えるだけであるが、画像振れ補正機能を実行するための制御方式をＰＩＤ制御からＰＤ制御に変えるとオフセットが生じるために、同じ指令値に対してシフトレンズ位置信号の出力に差異が生じる。また、Ｉ制御（積分制御）が入る事により、位相遅れが生じるなど、周波数特性が異なってしまう。このために、出力オフセットの差異や周波数特性を考慮しないで制御方式を切り替えてシフトレンズを駆動制御すると、防振性能が劣化してしまうという問題があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、ＰＩＤ制御を組み合わせた第１制御とＰＤ制御を組み合わせた第２制御のそれぞれにおいて最も高い画像振れ補正を実現することのできる撮像装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、露光動作の指示を行うスイッチを有し、振れ補正手段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、前記撮像装置に加わる振れ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に応じて前記振れ補正手段の目標位置を決定する決定手段と、前記振れ補正手段の実位置を検出する位置検出手段と、前記振れ補正手段の実位置が前記目標位置に収束するように、比例制御と積分制御と微分制御とを組み合わせて前記振れ補正機能を働かせる第１制御と、比例制御と微分制御とを組み合わせて前記振れ補正機能を働かせる第２制御を実行することが可能であり、前記スイッチが操作されてから露光動作が開始される前までに前記第１制御から前記第２制御に切り替え、前記露光動作が終了した後に前記第２制御から前記第１制御に切り替えて帰還制御を行う帰還制御手段と、前記帰還制御手段の出力に応じて前記振れ補正手段を駆動する駆動手段とを有し、前記帰還制御手段が、前記スイッチが操作されて前記第１制御から前記第２制御に切り替わる前に、前記第２制御のために用いられる第１のパラメータを設定し、前記露光動作が終了した後に、前記第２制御から前記第１制御に切り替わる前に前記第１のパラメータから前記第１制御のために用いられる第２のパラメータに切り替えるパラメータ切替手段と、前記第１制御と前記２制御の切り替えに伴い発生する前記帰還制御手段の出力のオフセットずれを補正するオフセット補正手段とを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、ＰＩＤ制御を組み合わせた第１制御とＰＤ制御を組み合わせた第２制御のそれぞれにおいて最も高い画像振れ補正を実現することができる撮像装置を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１および２に示す通りである。

図１は、本発明の実施例１に係わ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は光軸に対して垂直な平面での位置を変更することが可能な振れ補正手段としてのシフトレンズ（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は撮像素子が用いられる撮像部であり、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は外部入出力端子部であり、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。

次に、上記の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(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・シャッタユニット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に対してズームレンズによる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から送られた各信号処理部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、図１に示す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。

図２において、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）の振れを検知する。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）の振れを検知する。２０３，２０４はそれぞれ、ピッチ方向、ヨー方向の駆動目標位置を決定する決定手段として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は帰還制御手段としての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１０３の位置を示す位置信号との偏差から制御量を求め、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１０３の位置制御について説明する。

シフトレンズ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ストレンズ１０３を駆動させる。シフトレンズ１０３には磁石が付けられており、この磁石の磁場をホール素子２０９，２１０で検知し、シフトレンズ１０３の実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個体ばらつきがあるため、規定の補正位置制御信号に対して、シフトレンズ１０３が規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選択的に組み合わせたＰＩＤ制御を行う。

防振制御部２０３，２０４は、ピッチ方向ジャイロ部２０１、ヨー方向ジャイロ部２０２からの振れ情報信号に基づき、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１０３の位置を移動させるようにする。そのために、防振制御部２０３，２０４は補正位置制御信号（駆動目標位置を表す）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、図２に示す防振制御部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Ａ／Ｄ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は変換されたデジタル信号を増幅させるゲイン調整器である。３０３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。３０４も同様にハイパスフィルタ（ＨＰＦ）である。３０５はカットオフ周波数変更可能なローパスフィルタ（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はパラメータ切替手段としてのゲイン切替部であり、ゲイン調整器３０２のゲインを変更する。

防振制御部２０３に入力された振れ情報信号（角速度信号）は、上記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、図２および図３に示す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（ＳＷ）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。また、４０９はパラメータ切替手段としての振れ補正パラメータ切替器である。４１０はカットオフ切替器であり、デジタルフィルタ演算器であるＰＬＦ４１１、ＰＤＦ４１２、ＬＰＦ４１３のカットオフ周波数を変化させる。４１４は位置指令信号の位相を進めることによりオフセットのずれ分を補正するオフセット補正部である。

上記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と振れ補正パラメータ切替器４０９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。振れ補正パラメータ切替器４０９は防振制御部２０３のゲイン調整器３０２の倍率を切り替え、オフセット補正部４１４に対して出力オフセットのずれ分を補正する。そして、カットオフ切替部４１０に対してそれぞれのデジタルフィルタのカットオフ周波数を切り替えるように指令を出す。

スイッチ検出器４０４は、シャッタレリーズボタンの第２スイッチのオンおよび記憶部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が閉状態にされ、切替スイッチ４０８が開状態にされ、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が開状態にされ、切替スイッチ４０８が閉状態にされ、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。

以上のように構成された撮像装置において行われる画像振れ補正動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１０１にて、撮像装置の電源がオンされると、次のステップＳ１０２にて、ＰＩＤ制御を実行する。すなわち、図４のＰＩＤ切替器４０５が切替スイッチ４０６を閉状態にし、切替スイッチ４０８を開状態にする。そして、次のステップＳ１０３にて、操作部１１５に対してユーザにより画像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。その結果、画像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、画像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。

画像振れ補正モードがオフに設定されているとしてステップＳ１０４へ進むと、ＰＩＤ制御によってシフトレンズ１０３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。その後はステップＳ１０５にて、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、オフであれば画像振れ補正動作を終了する。

一方、画像振れ補正モードがオンに設定されているとしてステップＳ１０３からステップＳ１０６へ進むと、シャッタレリーズボタンの第２スイッチ（ＳＷ２）がオンになるまで、ＰＩＤ制御による防振制御を行う。つまり、静止画の撮影開始指令を受けるまでＰＩＤ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憶部１１６に記憶するわけではなく、画像を表示部１１２に表示するだけなので、問題はない。次のステップＳ１０７では、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、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。

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としてステップＳ１０８へ進むと、図４の積分補償値保持器４０７がＰＩＤ制御における積分補償値を保持する。そして、次のステップＳ１０９にて、ＰＤ制御に切り替わった時に振れ補正パラメータ切替器４０９により以下の処理を行う。つまり、防振制御部２０３，２０４のゲイン切替部３０６やＰＩＤ部２０５，２０６のＰＬＦ４１１，ＰＤＦ４１２，ＬＰＦ４１３に対して、ＰＤ制御用振れ補正パラメータをセットする。続くステップＳ１１０では、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を開状態にし、切替スイッチ４０８を閉状態にする。その結果、積分補償値Ｋｉを固定したままで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とＰＤ制御用振れ補正パラメータを使用してＰＤ制御による防振制御が開始される。

次のステップＳ１１１では、露光シーケンスを実行し、続くステップＳ１１２にて、記憶部１１６に対して画像データの格納（静止画撮影）を終了する。そして、先ほどセットしたゲイン切替部３０６やＨＰＦ３０３，３０４、ＬＰＦ３０５などのＰＤ制御用振れ補正パラメータをＰＩＤ制御用振れ補正パラメータに戻す。

その後はステップ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を閉状態にし、切替スイッチ４０８を開状態にし、ＰＩＤ制御用振れ補正パラメータを用いたＰＩＤ制御を行う。

以上の実施例１においては、画像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１０３をオフセットの除去された光軸中心位置に固定する。つまり、図５のステップＳ１０３→Ｓ１０４の処理を実行する。また、画像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１スイッチがオンされてから第２スイッチがオンされるまで、防振性能のやや劣るＰＩＤ制御による防振動作を行う。つまり、図５のステップＳ１０３→Ｓ１０６→Ｓ１０７→Ｓ１０５→Ｓ１０２→Ｓ１０３……の処理を実行する。そして、第２スイッチがオン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（ステップＳ１１０）。その際にはオフセットずれや周波数特性の違いを補正すべく、ＰＤ制御用振れ補正パラメータを用いる（ステップＳ１０９）。

これらによって、撮影画像を確認する際には、防振効果はやや劣るが、追従性の良いＰＩＤ制御により画像振れ補正が行われるので、撮影画像の確認を正確に行える。そして、画像記録時には、防振効果の高いＰＤ制御により画像振れ補正が行われるので、記憶部１１６上に振れ量（画像振れ）の少ない画像データが格納される。つまり、それぞれの画像振れ補正を実行するための制御方式（ＰＩＤ制御方式、ＰＤ制御方式）において最も高い防振動作を行うことができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例２に係る撮像装置の構成は、基本的に上記実施例１の構成と同じである。よって、この実施例２においては、上記実施例１の構成と同じ部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。

図６は、本発明の実施例２に係わるＰＩＤ部５００の構成を示すブロック図である。

この実施例２に係わるＰＩＤ部５００は、実施例１（図２）におけるＰＩＤ部２０５やＰＩＤ部２０６に相当し、ドライブ部５１６は、同じく実施例１（図２）におけるドライブ部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。５０７は積分補償値保持器であり、５０９は姿勢検知器である。５１０は振れ補正パラメータ切替器である。

このＰＩＤ部５００では、積分補償値保持器５０７の値により姿勢検知器５０９が撮像装置の姿勢を検知する。振れ補正パラメータ切替器５１０は姿勢検知器５０９の情報からその状態に最適な振れ補正パラメータを選択し、防振制御部２０３はそのパラメータを用いてＰＤ制御方式の防振を行う。

以上のように構成された本実施例２に係る撮像装置において行われる画像振れ補正動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２０１にて、撮像装置の電源がオンされるとステップＳ２０２へ進み、ＰＩＤ制御を実行する。すなわち、ＰＩＤ切替器５０５が切替スイッチ５０６を閉状態にし、切替スイッチ５０８を開状態にする。次のステップＳ２０３では、操作部１１５に対してユーザによって画像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。その結果、画像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、画像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。

画像振れ補正モードがオフに設定されているとしてステップＳ２０４へ進むと、ＰＩＤ制御によってシフトレンズ１０３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。その後はステップＳ２０５にて、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、オフであれば画像振れ補正動作を終了する。

一方、画像振れ補正モードがオンに設定されているとしてステップＳ２０３からステップＳ２０６へ進むと、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。そして、次のステップＳ２０７にて、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、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。

第２スイッチがオンとなったとしてステップＳ２０８へ進むと、図６の積分補償値保持器５０７がＰＩＤ制御における積分補償値を保持する。そして、ステップＳ２０９，Ｓ２１０，Ｓ２１１にて、積分補償値保持器５０７で保持された積分補償値から撮像装置の姿勢を検知する。そして、検知した撮像装置の姿勢情報により、ステップＳ２１２，Ｓ２１３，Ｓ２１４にて、それぞれの姿勢に適したＰＤ制御用振れ補正パラメータをセットする。

その後はいずれもステップＳ２１５へ進み、スイッチ検出器５０４からの検出信号を受けたＰＩＤ切替器５０５が切替スイッチ５０６を開状態にし、切替スイッチ５０８を閉状態にする。これにより、セットされたＰＤ制御用振れ補正パラメータを用いてＰＤ制御が開始される。次のステップＳ２１６では、露光シーケンスを実行し、続くステップＳ２１７にて、記憶部１１６に対して画像データの格納（静止画撮影）を終了する。そして、次のステップＳ２１８にて、振れ補正パラメータをＰＩＤ制御方式用に戻す。

その後はステップＳ２０２に戻り、再びＰＩＤ制御を行う。すなわち、スイッチ検出器５０４からの検出信号を受けたＰＩＤ切替器５０５により切替スイッチ５０６を閉状態にし、切替スイッチ５０８を開状態にし、ＰＩＤ制御用振れ補正パラメータを用いてＰＩＤ制御を行う。

上記のような動作を行うことにより、撮像時にＰＩＤ制御方式からＰＤ制御方式に切替えた際に、制御方式の違いによるパラメータ補正をするだけでなく、姿勢差による補正も行えるようになる。

上記の実施例１および２においては、ピッチ方向ジャイロ部２０１、ヨー方向ジャイロ部２０２により撮像装置に加えられた振れ度合いを検出する。ＰＩＤ部２０５，２０８は画像振れ補正機能を実行している時に、露出調整および焦点調整の終了後に静止画の撮影開始指示を受け取る第１条件が満たされるまで、振れ度合いに応じてＰＩＤ制御をＰＩＤ制御用振れ補正パラメータを用いて行う。その後、第１条件が満たされてから静止画撮影が終了するという第２条件が満たされるまでは、振れ度合いに応じてＰＤ制御を行う。この時、制御方式が切り替わることにより出力オフセットに差異が生じるので、それを補正するためにオフセット補正を行う。また、それぞれの制御においては指令位置に対するシフトレンズ１０３のシフト量が異なるので、それを補正すべく駆動目標位置の決定の過程における検出信号処理での出力ゲインを調整する。さらに、それぞれの制御では周波数特性が異なるので、指令位置を演算する過程におけるデジタルフィルタ演算器のカットオフ周波数も切り替えるようにしている。

つまり、ＰＩＤ制御方式からＰＤ制御方式に切り替えた時に生じる指令位置に対するシフトレンズ移動量の違いと各制御方式における周波数特性の違いを考慮して、振れ補正パラメータを切り替えている。さらに、制御方式を切り替えた際に生じるオフセットの差異を補正することにより、切り替え時に画面表示のずれをなくしている。これらの補正により制御方式の切り替えをスムーズに行い、それぞれの制御において最も高い像振れ補正を実現することを図った撮像装置としている。

以上の説明では、振れ補正手段としてシフトレンズを用いているが、本発明は可変頂角プリズムや光軸に垂直な面上で移動することにより振れ補正する撮像素子にも適用することができる。

本発明の実施例１に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。図１のシフトレンズ駆動制御部の内部構成を示すブロック図である。図２の防振制御部の内部構成を示すブロック図である。図２のＰＩＤ部の内部構成を説明するブロック図である。本発明の実施例１に係わる撮像装置において行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。本発明の実施例２に係わるＰＩＤ部の内部構成を示すブロック図である。本発明の実施例２に係わる撮像装置において行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シストレンズ
１０４シフトレンズ駆動制御部
１１５操作部
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
２０５ＰＩＤ部
２０６ＰＩＤ部
２０９ホール素子
２１０ホール素子
３０６ゲイン切替部
４０１，５０１積分補償部
４０２，５０２比例補償部
４０３，５０３微分補償部
４０５，５０５ＰＩＤ切替器
４０６，５０６切替スイッチ
４０７，５０７積分補償値保持器
４０８，５０８切替スイッチ
４０９，５０９振れ補正パラメータ切替器
４１０，５１０カットオフ切替器
４１４，５１５オフセット補正部
５０９姿勢検知部

Claims

露光動作の指示を行うスイッチを有し、振れ補正手段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、
前記撮像装置に加わる振れ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に応じて前記振れ補正手段の目標位置を決定する決定手段と、
前記振れ補正手段の実位置を検出する位置検出手段と、
前記振れ補正手段の実位置が前記目標位置に収束するように、比例制御と積分制御と微分制御とを組み合わせて前記振れ補正機能を働かせる第１制御と、比例制御と微分制御とを組み合わせて前記振れ補正機能を働かせる第２制御を実行することが可能であり、前記スイッチが操作されてから露光動作が開始される前までに前記第１制御から前記第２制御に切り替え、前記露光動作が終了した後に前記第２制御から前記第１制御に切り替えて帰還制御を行う帰還制御手段と、
前記帰還制御手段の出力に応じて前記振れ補正手段を駆動する駆動手段とを有し、
前記帰還制御手段は、
前記スイッチが操作されて前記第１制御から前記第２制御に切り替わる前に、前記第２制御のために用いられる第１のパラメータを設定し、前記露光動作が終了した後に、前記第２制御から前記第１制御に切り替わる前に前記第１のパラメータから前記第１制御のために用いられる第２のパラメータに切り替えるパラメータ切替手段と、
前記第１制御と前記２制御の切り替えに伴い発生する前記帰還制御手段の出力のオフセットずれを補正するオフセット補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。
前記パラメータ切替手段は、前記決定手段におけるゲインを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記帰還制御手段は、さらに、デジタルフィルタ演算器を有し、
前記パラメータ切替手段は、前記デジタルフィルタ演算器のカットオフ周波数を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記帰還制御手段は、さらに、前記積分制御の出力から前記撮像装置の姿勢を検知する姿勢検知手段を有し、
前記パラメータ切替手段は、前記姿勢検知手段の出力に応じたパラメータを有し、前記姿勢検知手段の出力に応じて、前記スイッチが操作されて前記第１制御から前記第２制御に切り替わる前に前記第２制御のために用いられる前記姿勢検知手段の出力に応じたパラメータを設定し、前記露光動作が終了して前記第２制御から前記第１制御に切り替わる前に、前記第２制御のために用いられる前記姿勢検知手段の出力に応じたパラメータから前記第２のパラメータに切り替えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。