JP5234132B2

JP5234132B2 - 撮影装置

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Publication number: JP5234132B2
Application number: JP2011074755A
Authority: JP
Inventors: 理子越野; 泰弘植木
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2026-08-03
Also published as: JP2011138166A

Description

本発明は、撮影された画像の手振れ補正を行う手振れ補正装置が適用された撮像装置に関する。

近年、ビデオカメラ等の撮像装置に適用され、撮像装置に生じた手振れを検出して、検出した手振れに応じて撮影した画像の手振れ補正を行う手振れ補正装置が一般的に知られている。

この一般的な手振れ補正装置では、ビデオカメラ等の撮像装置に角速度センサ等の振動検出センサを備えており、この振動検出センサの出力値により手振れの振れ角速度を算出し、算出した振れ角速度を積分することによって振れ角度を算出する。そして、この振れ角度を打ち消すように補正量を算出し、算出した補正量に基づいて撮影光学系に配置された補正レンズを制御する、又は１フィールド単位でＣＣＤやフィールドメモリからの画像読み出し位置を制御することによって、手振れ補正を行う。

しかし、手振れの特性は、焦点距離や重量などの撮像装置の状態に密接に関連しており、一般的な手振れ補正装置では、この装置の状態に起因する手振れの特性を加味することなく、補正量を算出し、算出した補正量に基づいて手振れ補正制御を行っている。そのため、その装置の状態に応じて精度よく補正量を算出することができなかった。

そこで、装置の状態として、特に焦点距離に応じて補正量を調整する画像動き補正装置が提案されている（特許文献１）。

具体的には、特許文献１に記載の画像動き補正装置は、手振れ補正するために必要な補正量が焦点距離に依存し、焦点距離が短いほど補正量が小さくなるような補正光学系を有する手振れ補正装置において、焦点距離に応じて手振れと判断する周波数の特性を変化させて、補正量を調整するものである。

特許第３５７５９８９号公報

上述の特許文献１に記載の画像動き補正装置では、焦点距離に応じて手振れと判断する周波数の特性を変化させて補正量を調整するものである。

しかしながら、手振れの特性が変化するのは、焦点距離に限る話ではない。手振れは撮像装置の重量と密接に関係し、撮像装置が軽いと支えが安定しないため、手振れの振り幅が大きくなる。この場合、振り幅が小さく目立たなかった高周波数成分が、撮像装置が軽くなることで増幅されてしまい、ユーザーの目に付きやすくなり、ユーザーに不快な印象を与えてしまう。近年では記録メディアが多様化し、着脱可能なメモリーカード等の半導体メモリーや、重量比で半導体メモリーより数百倍重いハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を選択的に用いることも可能である。バッテリーに関しても同様で、撮影予定時間に応じて容量の異なる（重量比で通常用いるバッテリーより数倍重い）タイプを選択することが可能である。そのため、最終的な撮像装置の重量が使用用途により異なり、またグリップ位置に対しての重量バランスが変動するために慣性モーメントが変動し、同様にグリップ位置に対しての重量バランスが変動するために重心位置が変動することにより、手振れの性質が変化することになる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、最終的な撮像装置の重量、慣性モーメントや重心位置に依存して、補正対象となる手振れの振れ幅や周波数帯域を調整し、高い精度の手振れ補正が実現可能な撮影装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の１）〜５）に記載の手段よりなる。

すなわち、
１）撮影装置に加わる振動を検出する振動検出部と、検出した前記振動のうち手振れ成分のみを取り出す手振れ成分検出部と、前記手振れ成分に基づいて手振れを補正する補正部と、撮影部と、撮影部で撮影した画像情報を記録するための記録媒体に接続するための第１の接続部と、撮影装置に電力を供給するためのバッテリーに接続するための第２の接続部とを有する撮影装置において、前記第１または前記第２の接続部に、着脱可能なそれぞれ識別情報を有する複数の記録媒体またはそれぞれ識別情報を有する複数のバッテリーを選択的に接続する場合に、接続された記録媒体またはバッテリーの識別情報に基づいて、接続された記録媒体またはバッテリーの重量情報を取得し、前記重量情報に基づいて手振れを補正する補正部を制御することを特徴とする撮影装置。

２）前記手振れ成分検出部はローパスフィルタを有し、前記重量が重いほどローパスフィルタのカットオフ周波数を低く設定し、前記重量が軽いほどローパスフィルタのカットオフ周波数を高く設定することを特徴とする１）に記載の撮影装置。

３）前記手振れ成分検出手段はハイパスフィルタを有し、前記重量が重いほどハイパスフィルタのカットオフ周波数を低く設定し、前記重量が軽いほどハイパスフィルタのカットオフ周波数を高く設定することを特徴とする１）に記載の撮影装置。

４）前記手振れ成分検出手段は積分フィルタを有し、前記重量が重いほど積分定数を高く設定し、前記重量が軽いほど積分定数を低く設定することを特徴とする１）に記載の撮影装置。

５）前記手振れ成分検出手段はゲイン調整を有し、前記重量が重いほどゲイン定数を低く設定し、前記重量が軽いほどゲイン定数を高く設定することを特徴とする１）に記載の撮影装置。

本発明による撮影装置によれば、着脱可能な記録メディアやバッテリーを付加して総重量、慣性モーメントや重心位置等が変化した場合でも、安定した補正制御を提供することが可能である。

本発明に係る手振れ補正装置の一実施形態の構成を示したブロック図である。本実施形態に係る手振れ補正装置の処理フローを示すフローチャートである。記憶部に記憶された製品重量テーブルの一例である。撮像装置の重量と手振れ特性との関係を示した説明図である。記憶部に記憶されたハイパスフィルタテーブルの一例である。ハイパスフィルタのカットオフ周波数と撮像装置の重量との関係を示した説明図である。記憶部に記憶されたローパスフィルタテーブルの一例である。ローパスフィルタのカットオフ周波数と撮像装置の重量との関係を示した説明図である。記憶部に記憶された積分定数テーブルの一例である。撮像装置の重量と積分定数の関係を示した説明図である。記憶部に記憶されたゲイン調整テーブルの一例である。撮像装置の重量とゲイン定数との関係を示した説明図である。ＴＧ部を介してＣＣＤ部からの画像の読み出し位置と、信号処理されフィールドメモリに格納された画像の読み出し位置を制御することで手振れを補正する手振れ補正装置のブロック図である。撮像装置の重心、慣性モーメントの変動を示した説明図である。実施例３に係る手振れ補正装置の処理フローを示すフローチャートである。実施例４に係る手振れ補正装置の処理フローを示すフローチャートである。

本発明は上記目的を達するため、振動検出手段により振動を検出し、ここから出力される検出信号から手振れと考える手振れ成分のみを検出し、この手振れ成分を補正する手振れ補正装置において、外付け機器を含めた装置の総重量等を検出し、この重量等により手振れと判断する周波数や振り幅等を変えることを特徴とする。

撮像装置は、撮像装置で撮影した映像情報等を記憶するための記録メディアや、撮像装置に電源を供給するバッテリーが着脱可能な状態で接続されるようになっており、記録メディアは４ＧＢの容量のＳＤカード（固体メモリー）と、６０ＧＢの１．８インチのＨＤＤが選択的にまたは同時に記録を可能とする構成となっている。ＳＤカード（固体メモリー）と、６０ＧＢの１．８インチのＨＤＤでは、数グラムと数百グラムの差があり、大きさも大幅に異なるので、撮像装置のグリップの位置とそれぞれの記録メディアの位置関係によって、装着されている状態とそうでない状態での、グリップ位置に対する慣性モーメントと、グリップ位置に対する重心位置は大きく異なる。１．８インチのＨＤＤは２枚の磁気ディスクを用いた６０ＧＢのものと、１枚の磁気ディスクを用いた３０ＧＢのものも選択可能である。近年の高密度の磁気ディスクはガラスディスクを用いており、枚数の違いによって、磁気ヘッドの数も異なることもあり重量の差は無視できない程度に大きい。

また、バッテリーについても、記録可能時間が異なる複数のバッテリーの着脱が可能であり、バッテリーは一般的には、バッテリーの記録可能時間の種類によって大きさが異なることから、撮像装置の外部にバッテリーの一部が露出する構造になる場合が多く、装着されたバッテリーの種類によって、重量又は慣性モーメント又は重心位置等が変動する。

ＣＰＵブロックではまず外付けの記録メディアやバッテリーを含む撮像装置の重量、慣性モーメントや重心位置等を算出する。そのためには、まず該撮像装置に接続されている記録メディアやバッテリーの種類を確認する。確認の方法として、記録メディアの場合には、ＣＰＵからそれぞれの記録メディアの間で通信を行うことにより、装着されているかの確認と共に、装着されている機器（ＨＤＤ等）のモデル名等の固体識別情報を読み出す。バッテリーにおいても、個々のバッテリーに組み込まれたバッテリーの充電量を制御する用途等で用いられるマイコンと通信を行うことにより、バッテリーの種類やモデル名等の情報を読み出して特定する。

そして、予め撮像装置のＲＯＭ領域に保持している対応する機器の重量又は慣性モーメント又は重心位置に関する情報を読み出し、これを撮像装置自身の重量に加算して総重量を求め、また慣性モーメント又は重心位置に関する情報から慣性モーメントの変動、重心位置の変動を求める。総重量が重ければ安定しているため、手振れの振り幅は小さく、また、高域の周波数帯域も目立たない。逆に、軽ければ、手振れの振り幅は大きく、高域周波数帯域の振れが目立ち始める。慣性モーメントの変動、重心位置の変動についても同様な考え方が適用できる。

以下、本発明に係る手振れ補正装置の発明を実施するための最良の形態につき、好ましい実施例により説明する。

＜実施例１＞
本実施例では、撮像装置の重量に応じて補正量を算出し、算出した補正量に基づいて光学系を駆動させることにより手振れ補正を行う手振れ補正装置を例に挙げて説明する。

なお、手振れ補正手段はこれに限らず、フィールドメモリに格納された画像の読み出し位置を制御する手段を用いてもよい。

図１は、本実施例に適用される手振れ補正装置の一実施形態を示したブロック図である。

本実施例の手振れ補正装置は、撮像装置に生じる振れを所定の振れ検出時間毎に検出し角速度信号を出力する角速度センサ１１と、ノイズとみなす高周波成分、直流オフセット成分を除去した信号を増幅する帯域制限アンプ部１２と、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１３と、手振れ補正制御の中枢処理を行うＣＰＵ２と、ＣＰＵ２からの信号に基づいて補正量を算出し、算出した補正量に基づいて補正光学系２１を制御する補正制御部２０と、脱着可能なバッテリーやハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと示す）などの撮像装置本体への接続状態を検出する接続検出部２２と、撮像装置重量に応じて補正量を算出するためのテーブルなどを記憶する記憶部２３を備えている。

なお、本実施例に係る静止画取り込み装置では、振れ検出手段として角速度センサ１１を用いているが、角速度センサの替わりに、速度センサ、加速度センサ等を用いてもよい。

ＣＰＵ２は、角速度センサ１１により生成した角速度信号からカットオフ周波数以下の低周波数成分を十分に抑圧するハイパスフィルタ１５と、ハイパスフィルタ１５により低周波数成分が抑圧された角速度信号からカットオフ周波数以上の高周波数成分を十分に抑圧するローパスフィルタ１６と、ローパスフィルタ１６により高周波数成分が抑圧された角速度信号を積分定数を用いて積分処理することで角度信号を算出する積分手段１７と、積分手段１７により算出した角度信号をゲイン定数を用いてゲイン調整するゲイン調整手段１８と、撮像装置の重量を算出し、算出した重量に基づいて、ハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタ１６のカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン定数のうち少なくともいずれかを設定する手振れ帯域調整手段１４と、ディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段１９とを備えている。

次に、本実施例に係る手振れ補正装置の手振れ補正制御の動作について説明する。

図２は、本実施例に係る手振れ補正装置の処理フローを示すフローチャートである。

振れ検出手段として用いられる角速度センサ１１は、撮像装置の振動を検出し、角速度信号を生成し、生成した角速度信号を帯域制限アンプ部１２、及びＡ／Ｄ変換部１３を経由してＣＰＵ２へ送信する（ステップＳ１０１）。

具体的には、角速度センサ１１は、撮像装置の振動を検出し、検出した振れ信号から角速度信号を生成し、生成した角速度信号を帯域制限アンプ部１２へ送信する。帯域制限アンプ部１２は、角速度センサ１１より受信した角速度信号からノイズとみなされる高周波成分及び直流オフセット成分を除去した後に、角速度信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換部１３へ送信する。Ａ／Ｄ変換部１３は、帯域制限アンプ部１２から受信した角速度信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換する。そして、Ａ／Ｄ変換部１３によりディジタル信号へ変換された角速度信号はＣＰＵ２のハイパスフィルタ１５に送信される。さらに、Ａ／Ｄ変換部１３は、手振れ帯域調整手段１４へ角速度検出信号を送信する。

次に、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、Ａ／Ｄ変換部１３から角速度検出信号を受信すると、接続検出部２２から脱着可能なバッテリーやＨＤＤなどの部品の撮像装置本体への接続状態を示す接続情報を受信し、撮像装置の重量を算出する（ステップＳ１０３）。

具体的には、手振れ帯域調整手段１４は、接続されているバッテリーやＨＤＤなどの種類を示す製品ＩＤデータを接続検出部２２から受信する。

そして、手振れ帯域調整手段１４は、予め撮像装置の記憶部２３に記憶されている重量テーブルを読み出し、読み出した重量テーブルから接続検出部２２より受信した製品ＩＤデータに一致する製品重量データを抽出する。

図３は、記憶部２３に記憶された製品重量テーブルの一例である。

図３に示すように、製品重量テーブルは、機種毎に用意されており、ヘッダー部分には、当該機種の機種ＩＤデータ１０１の“ＡＢＣ０１”に対応して、機種重量データ１０２の“４５０”（ｇ）が記憶されている。

また、図３には、バッテリーなど撮像装置に接続可能な製品の製品ＩＤデータ１０３と製品重量データ１０４とが関連付けられて記憶されている。

これにより、例えば、撮像装置に製品ＩＤが“ＢＮ００２”であるバッテリーが接続されると、接続検出部２２は接続されたバッテリーより製品ＩＤデータ“ＢＮ００２”を取得し、取得した製品ＩＤデータを手振れ帯域調整手段１４へ送信する。

そして、製品ＩＤデータを受信した手振れ帯域調整手段１４は、記憶部２３から製品重量テーブルを読み出し、読み出した製品重量テーブルから製品ＩＤデータが“ＢＮ００２”と一致する製品ＩＤに関連付けられた製品重量データ“１００”（ｇ）のデータを抽出する。

そして、手振れ帯域調整手段１４は、抽出した製品重量に機種重量を加算した値を撮像装置の重量として算出する。

図３では、手振れ帯域調整手段１４は、抽出した製品重量データ“１００”（ｇ）に製品重量テーブルのヘッダー部分から読み込んだ機種重量データ“４５０”（ｇ）を加算し、加算した値“５５０”（ｇ）を撮像装置の重量として算出する。

なお、製品重量テーブルを用いて撮像装置の重量を算出する替わりに、接続検出部２２により検出した製品重量を用いて撮像装置の重量を算出するようにしてもよい。

具体的には、接続検出部２２が、撮像装置本体への部品の接続状態及び接続された製品の重量を検出して、手振れ帯域調整手段１４へ接続状態データに加えて、接続された製品の製品重量データを送信する。

そして、手振れ帯域調整手段１４は、接続検出部２２から受信した製品重量データに記憶部２３から読み出した機種重量を加算した値を撮像装置の重量として算出する。

これにより、予め記憶部２３に記憶した製品ＩＤを有する製品以外が撮像装置に接続された場合にも、手振れ帯域調整手段１４は、撮像装置の重量を算出することができる。

また、図２では、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、Ａ／Ｄ変換部１３から角速度検出信号を受信する毎に、接続検出部２２から接続情報を受信し、撮像装置の重量を算出しているが、脱着可能なバッテリーやＨＤＤなどが撮像装置本体へ接続されたときに、接続検出部２２が手振れ帯域調整手段１４へ接続情報を送信し、手振れ帯域調整手段１４が撮像装置の重量を算出するようにしてもよい。

これにより、脱着可能なバッテリーやＨＤＤなどが撮像装置本体へ接続されたときのみ手振れ帯域調整手段１４が撮像装置の重量を算出するので、ＣＰＵの負荷を低減することができる。

次に、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、ステップＳ１０３で算出した重量に基づいて、ハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタ１６のカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン定数のうち少なくともいずれかを設定する（ステップＳ１０５）。

図４は、撮像装置の重量と手振れ特性との関係の説明図である。

手振れ特性曲線２０１は、撮像装置の重量が比較的重い場合の手振れ特性を示し、手振れ特性曲線２０２は、撮像装置の重量が比較的軽い場合の手振れ特性を示している。

図４の手振れ特性曲線２０１に示すように、撮像装置の重量が重ければ安定しているため、手振れの振り幅は小さく、また、高域の周波数帯域も目立たない。逆に、手振れ特性曲線２０２に示すように、撮像装置の重量が軽ければ、手振れの振り幅は大きく、高域周波数帯域の振れが目立ち始める。

そのため、求めた撮像装置の重量に基づいて手振れと判断する周波数帯域と振り幅を決定する。重量と手振れの周波数帯域、振り幅の関係は記憶部２３にテーブルとして保持しても良いし、重量から帯域と振り幅を算出してもよい。

決定した周波数帯域と振り幅はハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタのカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン値に反映する。ここで、決定した周波数帯域と振り幅は以上の全てのブロックに対して反映してもよいし、いずれかの１つの手段へ反映してもよい。

以下に、手振れ帯域調整手段１４によるハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタのカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン値の設定の動作について説明する。

≪カットオフ周波数の設定≫
まず、手振れ帯域調整手段１４によるハイパスフィルタのカットオフ周波数の設定の動作について説明する。

ハイパスフィルタ１５は、Ａ／Ｄ変換部１３から角速度信号を受信する。

そして、ハイパスフィルタ１５は、以下の（数式１）の伝達関数で表されるような１次のＩＩＲフィルタを用いて、手振れの低周波成分を抑圧する。

（a_Ｈ0 ＋ a_Ｈ1・Z⁻¹）／（ 1 − b_Ｈ1・Z⁻¹）（数式１）
そこで、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、上記（数式１）のフィルタ係数ａ_Ｈ０、ａ_Ｈ１、ｂ_Ｈ１を撮像装置の重量に応じて変更することで、ハイパスフィルタ１５に撮像装置の重量に応じた手振れの低周波成分を抑圧させる。

具体的には、手振れ帯域調整手段１４は、予め撮像装置の記憶部２３に記憶されているハイパスフィルタテーブルを読み出し、読み出したハイパスフィルタテーブルから上記ステップＳ１０３で算出した撮像装置の重量データに一致するフィルタ係数データａ_Ｈ０、ａ_Ｈ１、ｂ_Ｈ１を抽出する。

図５は、記憶部２３に記憶されたハイパスフィルタテーブルの一例である。

図５に示すように、ハイパスフィルタテーブルは、撮像装置の重量データ３０１に、項目３０２にはフィルタ係数データａ_Ｈ０が、項目３０３にはフィルタ係数データａ_Ｈ１が、項目３０２にはフィルタ係数データｂ_Ｈ１が関連付けられて記憶されている。

これにより、例えば、手振れ帯域調整手段１４がステップＳ１０３により算出した撮像装置の重量データが“５５０”（ｇ）であった場合、手振れ帯域調整手段１４は、読み出したハイパスフィルタテーブルから重量データが“５５０”に関連付けられたフィルタ係数データａ_Ｈ０、ａ_Ｈ１、ｂ_Ｈ１の値“０．９５”、“０．９５”、“０．９”を抽出する。

そして、手振れ帯域調整手段１４は、抽出したフィルタ係数データａ_Ｈ０、ａ_Ｈ１、ｂ_Ｈ１の値を（数式１）に反映する。

これにより、ハイパスフィルタ１５は、Ａ／Ｄ変換部１３より受信した角速度信号から撮像装置の重量に応じたカットオフ周波数で低周波成分を抑圧することができる。

図６は、ハイパスフィルタのカットオフ周波数と撮像装置の重量との関係を示した説明図である。

図６では、最重量時周波数４０１が、撮像装置の重量が最も重い場合のハイパスフィルタのカットオフ周波数を示しており、最軽量時周波数４０２が、撮像装置の重量が最も軽い場合のハイパスフィルタのカットオフ周波数を示している。

図６に示すように、撮像装置の重量に応じてハイパスフィルタのカットオフ周波数を変更することによって、撮像装置の重量が軽くなるに従って、高域の周波数の手振れがカットされずに補正される。

これにより、撮像装置の重量に応じて精度よく手振れを補正することができる。

次に、手振れ帯域調整手段１４によるローパスフィルタのカットオフ周波数の設定の動作について説明する。

ローパスフィルタ１６は、ハイパスフィルタ１５から低周波成分を抑圧された角速度信号を受信する。

そして、ローパスフィルタ１６は、以下の（数式２）の伝達関数で表されるような１次のＩＩＲフィルタを用いて、手振れの高周波成分を抑圧する。

（a_L0 ＋ a_L1・Z⁻¹）／（ 1 − b_L1・Z⁻¹）（数式２）
そこで、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、上記（数式２）のフィルタ係数ａ_Ｌ０、ａ_Ｌ１、ｂ_Ｌ１を撮像装置の重量に応じて変更することで、ローパスフィルタ１６に撮像装置の重量に応じた手振れの高周波成分を抑圧させる。

具体的には、手振れ帯域調整手段１４は、予め撮像装置の記憶部２３に記憶されているローパスフィルタテーブルを読み出し、読み出したローパスフィルタテーブルから上記ステップＳ１０３で算出した撮像装置の重量データに一致するフィルタ係数データａ_Ｌ０、ａ_Ｌ１、ｂ_Ｌ１を抽出する。

図７は、記憶部２３に記憶されたローパスフィルタテーブルの一例である。

図７に示すように、ローパスフィルタテーブルは、項目５０２にはフィルタ係数データａ_Ｌ０が、項目５０３にはフィルタ係数データａ_Ｌ１５０３が、項目５０４にはフィルタ係数データｂ_Ｌ１が関連付けられて記憶されている。

これにより、例えば、手振れ帯域調整手段１４がステップＳ１０３により算出した撮像装置の重量データが“５５０”（ｇ）であった場合、手振れ帯域調整手段１４は、読み出したローパスフィルタテーブルから重量データが“５５０”に関連付けられたフィルタ係数データａ_Ｌ０、ａ_Ｌ１、ｂ_Ｌ１をの値“０．４”、“０．４”、“０．２”を抽出する。

そして、手振れ帯域調整手段１４は、抽出したフィルタ係数データａ_Ｌ０、ａ_Ｌ１、ｂ_Ｌ１をの値を（数式２）に反映する。

これにより、ローパスフィルタ１６は、ハイパスフィルタ１５より受信した角速度信号から撮像装置の重量に応じたカットオフ周波数で高周波成分を抑圧することができる。このようにしてハイパスフィルタ１５、及びローパスフィルタ１６により低周波成分、及び高周波成分を抑圧された角速度信号が有効角速度信号となる。

図８は、ローパスフィルタのカットオフ周波数と撮像装置の重量との関係を示した説明図である。

図８では、最重量時周波数６０２が、撮像装置の重量が最も重い場合のローパスフィルタのカットオフ周波数を示しており、最軽量時周波数６０１が、撮像装置の重量が最も軽い場合のローパスフィルタのカットオフ周波数を示している。

図８においても、図６に示した場合と同様に、撮像装置の重量に応じてローパスフィルタのカットオフ周波数を変更することによって、撮像装置の重量が軽くなるに従って、高域の周波数の手振れがカットさせずに補正される。

≪積分定数の設定≫
次に、手振れ帯域調整手段１４による積分手段１７の積分定数の設定動作について説明する。

積分手段１７は、ローパスフィルタ１６から受信した有効角速度信号を積分することにより角度信号を算出する。具体的には、積分手段１７は、以下の（数式３）の伝達関数で表されるような１次のＩＩＲフィルタを用いて、有効角速度信号を積分し、有効角度信号を得る。ここで、Zは有効角速度信号とする。

１／（ 1 − Ｋ・Z⁻¹） 0 ＜ K＜ 1 （数式３）
そこで、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、上記（数式３）の積分定数Ｋを撮像装置の重量に応じて変更することで、積分手段１７に撮像装置の重量に応じた積分処理をさせる。

具体的には、手振れ帯域調整手段１４は、予め撮像装置の記憶部２３に記憶されている積分定数テーブルを読み出し、読み出した積分定数テーブルから上記ステップＳ１０３で算出した撮像装置の重量データに一致する積分定数Ｋのデータを抽出する。

図９は、記憶部２３に記憶された積分定数テーブルの一例である。

図９に示すように、積分定数テーブルは、撮像装置の重量データ７０１に、項目７０２には積分定数Ｋのデータが関連付けられて記憶されている。

これにより、例えば、手振れ帯域調整手段１４がステップＳ１０３により算出した撮像装置の重量データが“５５０”（ｇ）であった場合、手振れ帯域調整手段１４は、読み出した積分定数テーブルから重量データが“５５０”に関連付けられた積分定数Ｋの値“０．８”を抽出する。

そして、手振れ帯域調整手段１４は、抽出した積分定数Ｋの値を（数式３）に反映する。

これにより、積分手段１７は、ローパスフィルタ１６より受信した有効角速度信号から撮像装置の重量に応じた積分処理を行い、有効角度信号を得ることができる。

図１０は、撮像装置の重量と積分定数の関係を示した説明図である。

図１０では、最重量時周波数８０１が、撮像装置の重量が最も重い場合の手振れのゲインを示しており、最軽量時周波数８０２が、撮像装置の重量が最も軽い場合の手振れのゲインを示している。

図１０に示すように、最重量時周波数８０１の場合、積分定数が１で完全積分となり、低域の周波数帯域では信号が増幅され、逆に高域の周波数帯域では増幅率が小さく積分信号がほとんど出力されない。このため、撮像装置の重量が重いとき、即ち積分定数が１に近いときは、振り幅の小さい高域の周波数帯域の信号は減衰し、振り幅の大きい低域の周波数帯域の信号を中心に出力される。

そして、撮像装置の重量が減少するにつれ高域の周波数成分の影響が無視できなくなるため、積分定数を小さな値に設定し、高域の周波数成分を含む手振れを補正する。

≪ゲイン定数の設定≫
次に、手振れ帯域調整手段１４によるゲイン調整手段１８のゲイン定数の設定の動作について説明する。

ゲイン調整手段１８は、積分手段１７から有効角度信号を受信する。

そして、ゲイン調整手段１８は、以下の（数式４）により、受信した有効角度信号にゲイン定数αを乗じることによって信号を増幅させる。ここでZは有効角度信号とする。

α・Z （数式４）
そこで、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、上記ゲイン定数αを撮像装置の重量に応じて変更することで、ゲイン調整手段１８に撮像装置の重量に応じたゲイン調整を行わせることができる。

具体的には、手振れ帯域調整手段１４は、予め撮像装置の記憶部２３に記憶されているゲイン調整テーブルを読み出し、読み出したゲイン調整テーブルから上記ステップＳ１０３で算出した撮像装置の重量データに一致するゲイン定数データを抽出する。

図１１は、記憶部２３に記憶されたゲイン調整テーブルの一例である。

図１１に示すように、ゲイン定数テーブルは、撮像装置の重量データ９０１に、項目９０２にはゲイン定数αが関連付けられて記憶されている。

これにより、例えば、手振れ帯域調整手段１４が算出した撮像装置の重量データが“５５０”（ｇ）であった場合、手振れ帯域調整手段１４は、読み出したゲイン定数テーブルから重量データが“５５０”に関連付けられたゲイン定数データαの値“０．９５”を抽出する。

そして、手振れ帯域調整手段１４は、抽出したゲイン定数データαの値を（数式４）に反映する。

これにより、ゲイン調整手段１８は、積分手段１７より受信した有効角度信号について撮像装置の重量に応じてゲイン調整を行うことができる。

図１２は、撮像装置の重量とゲイン定数との関係を示した説明図である。

図１２では、ゲイン定数１００１が、撮像装置の重量に対するゲイン定数を示している。

図１２に示すように、撮像装置の重量が軽くなるほど手振れの振り幅は小さくなるため、ゲイン定数を小さくする。逆に、重量が重くなるほど、ゲイン定数を大きくなるように設定する。

次に、図２に戻り、ステップＳ１０７以降の動作について説明する。

ハイパスフィルタ１５は、Ａ／Ｄ変換部１３から角速度信号を受信し、受信したハイパスフィルタ１５は、上記の（数式１）の伝達関数で表されるような１次のＩＩＲフィルタを用いて、手振れの低周波成分を除去する（ステップＳ１０７）。

次に、ローパスフィルタ１６が、ハイパスフィルタ１５から低周波成分をカットされた角速度信号を受信し、受信したローパスフィルタ１６は、上記の（数式２）の伝達関数で表されるような１次のＩＩＲフィルタを用いて、手振れの高周波成分を除去する（ステップＳ１０９）。

次に、積分手段１７が、ローパスフィルタ１６から受信した有効角速度信号を積分することにより角度信号を算出する（ステップＳ１１１）。具体的には、積分手段１７は、上記の（数式３）の伝達関数で表されるような１次のＩＩＲフィルタを用いて、有効角速度信号を積分する。

そして、ゲイン調整手段１８が、積分手段１７から有効角度信号を受信し、受信した有効角度信号にゲイン定数αを乗じることによって信号を増幅させる（ステップＳ１１３）。

次に、補正制御部２０は、ゲイン調整手段１８から出力されＤ／Ａ変換手段１９でデジタル信号からアナログ信号に変換された有効角度信号に基づいて補正量を算出し、この補正量に基づいて補正光学系２１を制御する。

以上のように本実施例に係る手振れ補正装置によれば、外付けの機器によりカメラの重量が変化した場合でも、手振れ補正の性能を劣化させることのない、良好な手振れ補正を提供できる。

＜実施例２＞
実施例１では、光学系を駆動させることにより手振れ補正を行う手振れ補正装置を例に挙げて説明したが、実施例２では、電気的に手振れ補正を行う手振れ補正装置を例に挙げて説明する。

図１３は、ＴＧ部を介してＣＣＤ部からの画像の読み出し位置と、信号処理されフィールドメモリに格納された画像の読み出し位置を制御することで手振れを補正する手振れ補正装置のブロック図である。

図１３では、補正制御部２０が、撮影した画像の１フィールド毎にＣＣＤ部２５の読み出し位置とフィールドメモリ２８の読み出し位置を、ＣＰＵ２から受信した補正量に応じて制御することによって手振れ補正を行う。このとき、ＣＣＤ部２５の読み出し位置は固定とし、フィールドメモリ２８の読み出し位置の制御のみで手振れ補正を実現してもよい。ＣＣＤ部２５の読み出し位置の制御は、ＣＰＵ２からＴＧ部２４にフィールド単位で読み出し位置を指定することで実現する。また、フィールドメモリ２８の読み出し位置はＣＰＵ２からフィールドメモリ２８を制御する信号処理部２６をフィールド単位に制御することで実現する。

これにより、撮像装置重量、慣性モーメント、又は重心に応じて精度よく手振れを電気的に補正することができる。

＜実施例３＞
実施例１では、撮像装置の重量を算出し、算出した重量に基づいて、ハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタ１６のカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン定数のうち少なくともいずれかを設定するものである。

図１４に示すように、脱着可能なバッテリーやＨＤＤなどの部品を撮像装置に接続する際、異なる重量、あるいは容量のバッテリーを接続した場合や、接続するＨＤＤ、ＳＤカードなどの記録媒体の選択的な装着により、
第１には装置全体の重心位置が移動し、重心位置の変動に基づいて、重心位置に対する撮像装置の慣性モーメントが（Ａ）のように変動する。

第２には装置全体を図１４に示すように手で支持する場合に、手の支持に関係する可動中心に対する撮像装置の慣性モーメントが（図示しない）変動する。

実施例３では、このように撮像装置の慣性モーメントが変動する場合、重心位置の変動に基づいて、又は手の支持に関係する可動中心に対する慣性モーメントの変動に基づいて撮像装置の慣性モーメントを算出し、算出した慣性モーメントに基づいて、ハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタ１６のカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン定数のうち少なくともいずれかを設定する。

図１５は、実施例３に係る手振れ補正装置の処理フローを示すフローチャートである。

実施例１では、ステップＳ１０３において、撮像装置の重量を算出するが、実施例３では、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、Ａ／Ｄ変換部１３から角速度検出信号を受信すると、接続検出部２２から脱着可能なバッテリーやＨＤＤなどの部品の撮像装置本体への接続状態を示す接続情報を受信し、撮像装置の慣性モーメント情報を算出する（ステップＳ２０３）。

そして、手振れ帯域調整手段１４は、予め撮像装置の記憶部２３に記憶されている慣性モーメント情報テーブルを読み出し、読み出した慣性モーメント情報テーブルから接続検出部２２より受信した製品ＩＤデータに一致する慣性モーメント情報を抽出する。

次に、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、ステップＳ２０３で算出した慣性モーメントに基づいて、ハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタ１６のカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン定数のうち少なくともいずれかを設定する（ステップＳ２０５）。

そして、ハイパスフィルタ１５、ローパスフィルタ１６、積分手段１７、又はゲイン調整手段１８が、ステップＳ３０５にて設定された低周波カットオフ周波数、高周波カットオフ周波数、積分定数、ゲイン定数を用い、各処理を実行する（ステップＳ２０７、Ｓ２０９、Ｓ２１１、Ｓ２１３）。

そして、補正制御部２０が、ＣＰＵ２からの信号に基づいて補正量を算出し、算出した補正量に基づいて補正光学系２１を制御する（ステップＳ２１５）。

以上より、実施例３に係る手振れ補正装置によれば、撮像装置の慣性モーメントに応じて精度よく手振れを補正することができる。

＜実施例４＞
実施例１では、撮像装置の重量を算出し、算出した重量に基づいて、ハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタ１６のカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン定数のうち少なくともいずれかを設定する。

図１４に示すように、脱着可能なバッテリーやＨＤＤなどの部品を撮像装置に接続する際、異なる重量、あるいは容量のバッテリーを接続した場合や、接続するＨＤＤ、ＳＤカードなどの記録媒体の選択的な装着により、装置全体の重心位置が移動し撮像装置の重心が（Ｂ）のように移動する。

実施例４では、このように撮像装置の重心が変動する場合、撮像装置の重心を算出し、算出した重心に基づいて、ハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタ１６のカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン定数のうち少なくともいずれかを設定する。

図１６は、実施例４に係る手振れ補正装置の処理フローを示すフローチャートである。

実施例１では、ステップＳ１０３において、撮像装置の重量を算出するが、実施例４では、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、Ａ／Ｄ変換部１３から角速度検出信号を受信すると、接続検出部２２から脱着可能なバッテリーやＨＤＤなどの部品の撮像装置本体への接続状態を示す接続情報を受信し、撮像装置の重心を算出する（ステップＳ３０３）。

そして、手振れ帯域調整手段１４は、予め撮像装置の記憶部２３に記憶されている重心情報テーブルを読み出し、読み出した重心情報テーブルから接続検出部２２より受信した製品ＩＤデータに一致する重心データを抽出する。

次に、ＣＰＵ２の手振れ帯域調整手段１４は、ステップＳ３０３で算出した重心に応じて、ハイパスフィルタ１５のカットオフ周波数、ローパスフィルタ１６のカットオフ周波数、積分手段１７の積分定数、またはゲイン調整手段１８のゲイン定数のうち少なくともいずれかを設定する（ステップＳ３０５）。

そして、ハイパスフィルタ１５、ローパスフィルタ１６、積分手段１７、又はゲイン調整手段１８が、ステップＳ３０５にて設定された低周波カットオフ周波数、高周波カットオフ周波数、積分定数、ゲイン定数を用い、各処理を実行する（ステップＳ３０７、Ｓ３０９、Ｓ３１１、Ｓ３１３）。

そして、補正制御部２０が、ＣＰＵ２からの信号に基づいて補正量を算出し、算出した補正量に基づいて補正光学系２１を制御する（ステップＳ３１５）。

以上より、実施例４に係る手振れ補正装置によれば、撮像装置の重心に応じて精度よく手振れを補正することができる。

１…手振れ補正装置
２…ＣＰＵ
１１…角速度センサ（検出手段）
１２…帯域制限アンプ部
１３…Ａ／Ｄ変換部
１４…手振れ帯域調整手段
１５…ハイパスフィルタ
１６…ローパスフィルタ
１７…積分手段
１８…ゲイン調整手段
１９…Ｄ／Ａ変換手段
２０…補正制御部
２１…補正光学系（補正手段）
２２…接続検出部
２３…記憶部
２４…タイミングジェネレータ部
２５…ＣＣＤ部
２６…信号処理部
２８…フィールドメモリ

Claims

撮影装置に加わる振動を検出する振動検出部と、検出した前記振動のうち手振れ成分のみを取り出す手振れ成分検出部と、前記手振れ成分に基づいて手振れを補正する補正部と、撮影部と、撮影部で撮影した画像情報を記録するための記録媒体に接続するための第１の接続部と、撮影装置に電力を供給するためのバッテリーに接続するための第２の接続部とを有する撮影装置において、
前記第１または前記第２の接続部に、着脱可能なそれぞれ識別情報を有する複数の記録媒体またはそれぞれ識別情報を有する複数のバッテリーを選択的に接続する場合に、接続された記録媒体またはバッテリーの識別情報に基づいて、接続された記録媒体またはバッテリーの重量情報を取得し、前記重量情報に基づいて手振れを補正する補正部を制御することを特徴とする撮影装置。
前記手振れ成分検出部はローパスフィルタを有し、前記重量が重いほどローパスフィルタのカットオフ周波数を低く設定し、前記重量が軽いほどローパスフィルタのカットオフ周波数を高く設定することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
前記手振れ成分検出手段はハイパスフィルタを有し、前記重量が重いほどハイパスフィルタのカットオフ周波数を低く設定し、前記重量が軽いほどハイパスフィルタのカットオフ周波数を高く設定することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
前記手振れ成分検出手段は積分フィルタを有し、前記重量が重いほど積分定数を高く設定し、前記重量が軽いほど積分定数を低く設定することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
前記手振れ成分検出手段はゲイン調整を有し、前記重量が重いほどゲイン定数を低く設定し、前記重量が軽いほどゲイン定数を高く設定することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。