JP5709734B2 - 光学防振装置、光学機器および光学防振装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビデオカメラや交換レンズ等の光学機器に用いられる光学防振装置に関する。

光学防振装置は、光学機器の振れに応じて撮影光学系の一部を構成する防振レンズや撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子を光軸に直交する方向に移動（シフト）させることで、該光学機器の振れに起因する像振れを補正（低減）する。光学機器の振れは、該光学機器に設けられた角速度センサ等の振れセンサにより検出され、該振れセンサから出力される振れ検出信号に基づいて防振レンズ又は撮像素子（以下、これらをまとめて防振素子ともいう）がシフト駆動されることで、像振れが補正される。

このような光学防振装置として、特許文献１には、振れ検出信号から、振れの大きさが所定レベルより大きいか否かおよびパンニング中か否かを判別し、その判別結果に応じて防振素子の可動量を切り替える装置が開示されている。具体的には、振れの大きさが所定レベルより大きく、かつパンニング中でない場合に、それ以外の場合に比べて防振素子の可動量を大きく設定する。これにより、使用者が歩行しながら撮影を行うことで光学機器の振れが大きい場合には、静止して撮影する場合よりも防振素子の可動量が大きく設定されて防振性能が向上する。一方、パンニングしながら撮影を行う場合には、防振素子の可動量が歩行撮影時より小さく制限されて、パンニング撮影時における防振素子の大きなシフトによって画質が劣化することが回避される。

特開２０１０−１３９６９４号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された光学防振装置において、高速でパンニングが行われた場合に、パンニング撮影による振れではなく、歩行撮影による振れが生じたものと判定され、防振素子の可動量が大きく設定されるおそれがある。

図７（ａ）には、歩行中の光学機器の振れを示す振れ検出信号（角速度信号）の例を示している。この図および図７の他の図において、縦軸は振れ検出信号の値（角速度ω）を、横軸は時間ｔを示している。図７（ａ）において、時間ＴＷ１までは使用者が歩行していない状態を示し、時間ＴＷ１から時間ＴＷ２まで使用者が歩行している状態を示す。時間ＴＷ２以降は再び歩行していない状態を示す。時間ＴＷ１で歩行を開始すると、振れ検出信号の値は所定値Ｖ１を超え、その後、振れ検出信号はその極性（符号）が反転して値が所定値−Ｖ１を超える。歩行中はこのように極性が交互に反転しながら値が所定値（Ｖ１，−Ｖ１）を超える振れ検出信号が出力される。

図７（ｂ）には、低速でパンニングがなされたときの振れ検出信号の例を示している。時間ＴＰ１でパンニングが開始され、時間ＴＰ２でパンニングが終了されている。低速パンニングでは、振れ検出信号の値が所定値Ｖ１を超えるが、歩行中のように極性が交互に反転しないので、歩行中との識別が可能となる。

図７（ｃ）には、高速でパンニングがなされたときの振れ検出信号の例を示している。高速パンニングにおいては、撮影しようとする被写体を一旦通り越してから再び被写体に戻るという動きとなる場合が多い。時間ＴＰ３でパンニングが開始された後、振れ検出信号の値が所定値Ｖ１を超え、さらに時間ＴＰ４で一旦被写体を通り越した後、パンニングの向きが反転されて被写体に戻り、時間ＴＰ５でパンニングが終了されている。

このような高速パンニングを行いながらの撮影では、振れ検出信号の値が所定値Ｖ１を超えた後に、その極性が反転して値が所定値−Ｖ１を超えるため、歩行撮影中と誤検出されるおそれがある。この結果、高速パンニング撮影中に本来小さく制限されるべき防振素子の可動量が大きく設定され、該高速パンニング撮影中の防振素子の大きなシフトによって画質が劣化することになる。

本発明は、高速パンニング撮影時に、歩行撮影時と同様に防振素子の可動量が大きく設定されることを回避できるようにした光学防振装置およびこれを備えた光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学防振装置は、光学機器に搭載され、該光学機器の振れに起因する像振れを低減するために補正レンズまたは撮像素子を移動させる光学防振装置であって、前記光学機器の振れの大きさに応じた値を有する検出信号を出力する振れ検出手段と、前記検出信号の値に基づいて前記補正レンズまたは撮像素子の移動中心からの可動量を変更する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記可動量を、前記検出信号の値が第１の値を超えない場合は、基準可動量に設定し、前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、第１の時間内に前記第１の値と同極性で該第１の値より絶対値が大きい第２の値を超えることなく、前記第１の値とは逆極性の第３の値を超えた場合は、前記基準可動量より大きい可動量に設定し前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２および第３の値を超えなかった場合は、前記基準可動量以下の可動量に設定し、前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２の値を超え、かつ該第２の値とは逆極性で前記第３の値より絶対値が大きい第４の値を超えた場合は、前記基準可動量より大きい可動量に設定し、前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２の値を超え、かつ前記第４の値を超えなかった場合は、前記基準可動量以下の可動量に設定する。

なお、上記光学防振装置を搭載した光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。
また、本発明の他の一側面としての光学防振装置の制御方法は、光学機器に搭載され、該光学機器の振れに起因する像振れを低減するために補正レンズまたは撮像素子を移動させる光学防振装置の制御方法であって、前記光学機器の振れの大きさに応じた値を有する検出信号を取得する信号取得ステップと、前記検出信号の値に基づいて前記補正レンズまたは撮像素子の移動中心からの可動量を変更する可動量変更ステップを有し、前記可動量変更ステップにおいて、前記検出信号の値が第１の値を超えない場合は、前記可動量を基準可動量に設定し、前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、第１の時間内に前記第１の値と同極性で該第１の値より絶対値が大きい第２の値を超えることなく、前記第１の値とは逆極性の第３の値を超えた場合は、前記可動量を、前記基準可動量より大きい可動量に設定し、前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２および第３の値を超えなかった場合は、前記可動量を、前記基準可動量以下の可動量に設定し、前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２の値を超え、かつ該第２の値とは逆極性で前記第３の値より絶対値が大きい第４の値を超えた場合は、前記可動量を、前記基準可動量より大きい可動量に設定し、前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２の値を超え、かつ前記第４の値を超えなかった場合は、前記可動量を、前記基準可動量以下の可動量に設定する。

本発明によれば、高速パンニング撮影時に、歩行撮影中と同様に防振素子の可動量が大きく設定されることを回避でき、歩行撮影時の防振性能を向上させるとともに、高速パンニング撮影を含むパンニング撮影時の画質の劣化を抑えることができる。

本発明の実施例１である光学防振装置を備えたカメラの構成を示すブロック図。 実施例１の光学防振装置の積分特性を示す図。 実施例１における撮影状態判定処理を示すフローチャート。 実施例１における各撮影状態での振れ検出信号の波形を示す図。 実施例１における防振処理を示すフローチャート。 本発明の実施例２における撮影状態判定処理を示すフローチャート。 従来例１における各撮影状態での振れ検出信号の波形を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である光学防振装置を搭載した光学機器としてのカメラ（ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等）の構成を示している。１０は撮影光学系であり、被写体側（図の左側）から順に、変倍レンズ１０１、絞り１０２、防振素子としての補正レンズ１０３およびフォーカスレンズ１０４を含む。撮影光学系１０は、不図示の被写体からの光に被写体像を形成させる。被写体像は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の光電変換素子により構成される撮像素子１１によって光電変換される。補正レンズ１０３は、撮影光学系１０の光軸に直交する方向に移動（シフト）することで、撮像素子１１上に形成される被写体像の振れである像振れを補正（低減）する。

なお、補正レンズ１０３は、光軸上の１点を中心として回動することで光軸に直交する方向に移動する（光軸に直交する方向を移動方向成分として含む）ものであってもよい。

１２は振れセンサであり、ジャイロセンサ等の角速度センサにより構成されている。振れセンサ１２は、カメラの振れ（以下、カメラ振れという）の大きさ（ここでは、単位時間あたりの振れの大きさ）に応じた検出信号としての角速度信号を出力する。本実施例では、振れセンサ１２として、水平回転方向であるヨー方向のカメラ振れを検出するＹＡＷ方向ＧＹＲＯセンサ１２１と、垂直回転方向であるピッチ方向のカメラ振れを検出するＰＩＴＣＨ方向ＧＹＲＯセンサ１２２を備えている。ただし、振れセンサとして、ピッチ方向およびヨー方向のカメラ振れを１つのセンサで検出できるものや、ピッチ方向およびヨー方向に加えて光軸方向のカメラ振れを検出できるものを用いてもよい。

振れセンサ１２（１２１，１２２）からの角速度信号は、防振処理部１３のＡ／Ｄ変換器１３１に入力され、ここでデジタル信号に変換される。なお、防振処理部１３には、防振ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４が接続されており、該スイッチ１４が使用者によりＯＮに操作されることで後述する防振動作が行われ、スイッチ１４がＯＦＦの状態では防振動作は行われない。

次に、制御手段としての防振処理部１３で行われる防振処理について説明する。Ａ／Ｄ変換器１３１によってデジタル信号に変換された角速度信号は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１３２を通ることでそのＤＣ成分がカットされる。ＤＣ成分がカットされた角速度信号は、積分フィルタ１３３に入力され、ここで積分されることで角変位（カメラ振れ量）を示す角変位信号に変換される。角変位信号は、補正量リミッタ１３４に入力される。補正量リミッタ１３４は、角変位信号から補正レンズ１０３のシフト駆動量（以下、レンズ補正量という）を算出するとともに、該レンズ補正量の最大許容値であるリミッタ値（つまりは後述する補正レンズ１０３の可動量）を切り替える。

撮影状態判定部１３６は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１３２を通過した角速度信号の値（角速度）や周波数から、後述する静止撮影状態、パンニング撮影状態および歩行撮影状態といった現在の撮影状態を判定する。この判定結果は積分フィルタ１３３および補正量リミッタ１３４に入力され、積分フィルタ１３３および補正量リミッタ１３４は、詳しくは後述するが、該判定結果に基づいて積分フィルタ特性やリミッタ値を変更する。

補正レンズ制御部１３５は、補正量リミッタ１３４から出力されたレンズ補正量を示す信号に応じて、光軸に直交する方向のうち像振れを打ち消す方向に補正レンズ１０３をシフト駆動する。実際には、補正レンズ１０３をシフト駆動するアクチュエータ（ボイスコイルモータ等）に対する通電を制御する。

図２には、積分フィルタ１３３において変更可能な積分フィルタ特性（図では積分特性１，２と記す）を示している。図２（ａ）に示す積分特性１および図２（ｂ）に示す積分特性２では、共に最低カットオフ周波数はｆｃ１であり、最高カットオフ周波数はｆｃ２である。Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４はカメラ振れの角変位を示し、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４という関係を有する。

積分特性１は、カットオフ周波数が、角変位がＤ３になるまで最低カットオフ周波数ｆｃ１に設定され、角変位がＤ３より大きくなるにつれて徐々に高くなり、角変位がＤ４になると最高カットオフ周波数ｆｃ２に達する特性である。

一方、積分特性２は、角変位がＤ１になるまで最低カットオフ周波数ｆｃ１に設定され、角変位がＤ１より大きくなるにつれて徐々に高くなり、角変位がＤ２となったときに最高カットオフ周波数ｆｃ２に達する特性である。Ｄ２より大きい角変位でも、カットオフ周波数は、最高カットオフ周波数ｆｃ２に維持される。

ここで、カットオフ周波数が高いことは、補正レンズ１０３の可動量が小さい（言い換えれば補正レンズ１０３の可動範囲が狭い）ことに対応する。補正レンズ１０３の可動量とは、撮影光学系１０の光軸位置である補正レンズ１０３の移動中心に対する該補正レンズ１０３のシフト可能量である。

積分特性２が設定されると、小さな角変位からカットオフ周波数が高くなり、補正レンズ１０３の可動量は小さい第１の可動量に設定される。一方、積分特性１が設定されると、大きな角変位までカットオフ周波数が低いため、補正レンズ１０３の可動量は、第１の可動量より大きい第２の可動量に設定される。

本実施例では、撮影状態判定部１３６にて、現在の撮影状態が、使用者が歩行せずに静止して撮影（手持ち撮影）を行っている静止撮影状態と判定された場合は積分特性２を設定する。また、使用者が歩行しながら撮影を行っている歩行撮影状態と判定された場合は積分特性１を設定する。これにより、歩行によって生じた静止撮影状態より大きなカメラ振れに対して補正レンズ１０３の可動量を十分大きく設定できるので、良好な防振性能が得られる。

さらに、使用者が被写体を追ってカメラの向きを変えるヨー方向へのパンニングやピッチ方向へのチルティング（以下、これらをまとめてパンニングという）を行うパンニング撮影状態と判定された場合は、補正レンズ１０３の可動量を第３の可動量に設定する。第３の可動量は、第１の可動量以下の可動量であり、第１の可動量より小さくてもよいし、第１の可動量と同じでも（つまり積分特性２を用いても）よい。第３の可動量の設定により、パンニングとしてのカメラ振れに対して、歩行撮影状態と同様に補正レンズ１０３が大きくシフトすることによる撮影画像の画質の劣化を回避することができる。なお、第３の可動量を零に設定し、パンニング撮影状態においては補正レンズ１０３がその移動中心に固定されるようにしてもよい。

また、本実施例では、積分フィルタ特性を撮影状態によって異ならせることで補正レンズ１０３の可動量を変更する場合について説明しているが、補正レンズの可動量の変更をこれ以外の方法で（電気的な制限だけでなく機械的な制限でも）行ってもよい。

図４（ａ）には、歩行撮影状態でのカメラ振れを示す角速度信号の例を示している。この図および図４の他の図において、縦軸は角速度ωを、横軸は時間ｔを示している。

図４（ａ）において、時間ＴＷ１までは静止撮影状態を示し、時間ＴＷ１から時間ＴＷ２までが歩行撮影状態を示す。時間ＴＷ２以降は再び静止撮影状態を示す。静止撮影状態では、角速度ωはＶ１（第１の値）と該Ｖ１とは逆極性の−Ｖ１（第３の値）とを超えない範囲でカメラ振れ（手振れ）に応じて変動している。

時間ＴＷ１で歩行撮影状態が開始されると、角速度ωは、カメラに使用者の歩行による振動が加わることで時間ＴＡ１にてＶ１を超える。その後、Ｖ１と同極性（同符号）で該Ｖ１より絶対値が大きいＶ２（第２の値）を超えることなく、時間ＴＡ１から所定時間ＴＳ内（第１の時間内）の時間ＴＡ２にて、−Ｖ１を超える。歩行撮影状態では、このように極性が交互に反転しながらＶ１と−Ｖ１を超える角速度ωが得られる。

また、同じ歩行撮影状態でも、使用者が早歩きしたり走ったりしながら撮影を行うと、角速度ωは図４（ａ）に２点鎖線で示すようにより大きく変動しながら極性が反転する。すなわち、時間ＴＷ１で歩行（走行）撮影状態が開始されると、角速度ωは、時間ＴＡ１にてＶ１を超えた後、時間ＴＡ１から所定時間ＴＳ内にＶ２を超え、さらにＶ２とは逆極性で−Ｖ１より絶対値が大きい−Ｖ３（第４の値）も超える。

図４（ｂ）には、低速でパンニングがなされているパンニング撮影状態での角速度信号の例を示している。時間ＴＰ１でパンニングが開始され、時間ＴＰ２でパンニングが終了されている。低速パンニングでは、時間ＴＢ１にて角速度ωがＶ１を超えるが、歩行撮影状態のように、時間ＴＢ１から所定時間ＴＳ内に−Ｖ１を超えるような極性の反転が生じない。

図４（ｃ）には、高速でパンニングがなされているパンニング撮影状態での角速度信号の例を示している。時間ＴＰ３でパンニングが開始され、一旦被写体を通り越した後、時間ＴＰ４でパンニングの向きが反転され、時間ＴＰ５で被写体に戻ってパンニングが終了されている。高速パンニングでは、時間ＴＣ１にて角速度ωがＶ１を超えた後、時間ＴＣ１から所定時間ＴＳ内にＶ２を超える。しかし、時間ＴＣ１から所定時間ＴＳ内に、−Ｖ３を超えずにＶ１と−Ｖ１の範囲内に収まる。

次に、図３のフローチャートを用いて撮影状態判定部１３６での撮影状態の判定処理について説明する。

撮影状態判定部１３６は、ＨＰＦ１３２を通過した後の角速度信号を用いて撮影状態を判定する。これは、カメラ振れとは関係なく振れセンサ１２から発生したＤＣ成分（オフセット成分）を除去して、より精度の高い撮影状態判定を行うためである。

撮影状態判定部１３６は、ステップＳ３０１で撮影状態判定処理を開始すると、ステップＳ３０２にて、角速度信号の値である角速度ωが閾値Ｖ１（第１の値）を超えたか否かを判定する。角速度ωが閾値Ｖ１を超えていなければ、ステップＳ３０３に進み、角速度ωが閾値Ｖ１を超えてからの時間を計測するためのカウンタをリセットする。そして、ステップＳ３０４で、現在の撮影状態が静止撮影状態であると判定する。

一方、ステップＳ３０２にて角速度ωが閾値Ｖ１を超えたと判定した場合は、撮影状態判定部１３６は、ステップＳ３０５にて、上記カウンタにカウントアップを開始させる。そして、ステップＳ３０６では、撮影状態判定部１３６は、角速度ωが、閾値Ｖ１と同極性（つまり同符号）で該閾値Ｖ１より絶対値が大きい閾値Ｖ２（第２の値）を超えたか否かを判定する。

角速度ωが閾値Ｖ２を超えていないときは、撮影状態判定部１３６は、ステップＳ３１０に進み、上記カウンタによるカウント時間が所定時間ＴＳ内（第１の時間内）で、かつ角速度ωが閾値Ｖ１とは逆極性の閾値−Ｖ１（第３の閾値）を超えたか否かを判定する。閾値−Ｖ１の絶対値は、閾値Ｖ１と同じであってもよいし、閾値Ｖ１とは異なる（Ｖ１に近い値）であってもよい。角速度ωが閾値−Ｖ１を超えた場合はステップＳ３１１に進み、歩行撮影状態と判定する。一方、角速度ωが閾値−Ｖ１を超えていない場合はステップＳ３１２に進み、パンニング撮影状態と判定する。

ステップＳ３０６にて角速度ωが閾値Ｖ２を超えたときは、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、撮影状態判定部１３６は、上記カウント時間が所定時間ＴＳ内で、かつ角速度ωが閾値Ｖ２とは逆極性で閾値−Ｖ１よりも絶対値が大きい閾値−Ｖ３（第４の値）を超えたか否かを判定する。閾値−Ｖ３の絶対値は、閾値Ｖ２と同じであってもよいし、閾値Ｖ２とは異なる（Ｖ２に近い値）であってもよい。角速度ωが閾値−Ｖ３を超えた場合はステップＳ３０８に進み、歩行撮影状態と判定する。一方、角速度ωが閾値−Ｖ３を超えていない場合はステップＳ３０９に進み、パンニング撮影状態（高速パンニング）と判定する。

次に、図５のフローチャートを用いて、上述した撮影状態判定部１３６による撮影状態の判定結果に応じて防振処理部１３が行う防振動作制御について説明する。この防振動作制御は、防振処理部１３が、不図示のメモリに格納されたコンピュータプログラムとしての防振処理プログラムに従って行う。

ステップＳ５０１で防振動作制御を開始した防振処理部１３は、ステップＳ５０２にて振れセンサ１２からの角速度信号をＡ／Ｄ変換器１３１にデジタル信号に変換させる。そして、ステップＳ５０３にて、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）に、デジタル信号である角速度信号からＤＣ成分をカットする処理を行わせる。

次に、ステップＳ５０４では、防振処理部１３は、撮影状態判定部１３６によって現在の撮影状態が歩行撮影状態と判定されたか否かを判定する。歩行撮影状態と判定された場合はステップＳ５０５に進み、積分フィルタ１３３に図２（ａ）に示した積分特性１による積分処理を行わせる。さらに、ステップＳ５０６においてレンズ補正量のリミッタ値を最大値であるリミッタ２に設定する。これにより、補正レンズ１０３の可動量が第２の可動量に設定される。そしてステップＳ５１２に進み、補正レンズ１０３の駆動制御を開始させる。これにより、歩行撮影状態での大きなカメラ振れに対応して補正レンズ１０３の可動量を大きく設定することができ、大きなカメラ振れに起因した像振れを良好に補正することができる。

また、ステップＳ５０４において現在の撮影状態が歩行撮影状態ではないと判定された場合は、防振処理部１３は、ステップＳ５０７に進み、パンニング撮影状態と判定されたか否かを判定する。ここでパンニング撮影状態と判定されていなければ、現在の撮影状態は静止撮影状態であり、ステップＳ５０８に進む。

ステップＳ５０８では、防振処理部１３は、積分フィルタ１３３に図２（ｂ）に示した積分特性２による積分処理を行わせる。さらにステップＳ５０９では、レンズ補正量のリミッタ値をリミッタ２よりも小さいリミッタ１に設定する。これにより、補正レンズ１０３の可動量が第１の可動量に設定される。そしてステップＳ５１２に進み、補正レンズ１０３の駆動制御を開始させる。これにより、静止撮影状態での手振れによるカメラ振れに起因した像振れを良好に補正することができる。

ステップＳ５０７にてパンニング撮影状態であると判定された場合は、防振処理部１３は、ステップＳ５１０に進み、積分フィルタ１３３に積分特性２による積分処理を行わせる。さらにステップＳ５１１にて、レンズ補正量のリミッタ値をリミッタ２よりも小さいリミッタ３に設定する。これにより、補正レンズ１０３の可動量が第３の可動量に設定される。そしてステップＳ５１２に進み、補正レンズ１０３の駆動制御を開始させる。これにより、パンニング撮影状態で補正レンズ１０３が大きくシフト駆動されることによる画質の劣化を回避することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、撮影状態を精度良く判定することができ、それぞれの撮影状態に適した補正レンズ１０３の可動量を設定することができる。特に、歩行撮影状態にて、補正レンズ１０３の可動量が静止撮影状態よりも大きく設定されるので、歩行撮影状態に生じ得る大きな像振れを良好に補正することができる。一方、高速パンニングがなされたパンニング撮影状態を歩行撮影状態と誤検出することを防止でき、高速パンニングに対応して補正レンズ１０３が大きくシフト駆動されて画質が劣化することを回避できる。

なお、本実施例では、図３に示したフローチャートのステップＳ３０４，３０８，３０９，３１１，３１２にて撮影状態を判定した上で補正レンズ１０３の可動量を設定する場合について説明した。しかしながら、必ずしも撮影状態を判定する必要はなく、単に上記各ステップにて補正レンズ１０３の可動量を設定するだけでもよい。このことは、後述する実施例２についても同じである。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例における光学防振装置を含むカメラの構成は実施例１と同じである。図６のフローチャートには、本実施例における撮影状態判定部１３６による撮影状態判定処理を示している。この防振動作制御も、実施例１と同様に、防振処理部１３が、不図示のメモリに格納されたコンピュータプログラムとしての防振処理プログラムに従って行う。

撮影状態判定部１３６は、ステップＳ６０１で撮影状態判定処理を開始すると、ステップＳ６０２にて、角速度信号の値である角速度ωが閾値Ｖ１（第１の値）を超えたか否かを判定する。角速度ωが閾値Ｖ１を超えていなければ、ステップＳ６０３に進み、角速度ωが閾値Ｖ１を超えてからの時間を計測するためのカウンタＡおよび角速度ωが後述する閾値Ｖ２を超えてからの時間（第２の時間）を計測するためのカウンタＢをリセットする。そして、ステップＳ６０４で、現在の撮影状態が静止撮影状態であると判定する。

一方、ステップＳ６０２にて角速度ωが閾値Ｖ１を超えたと判定した場合は、撮影状態判定部１３６は、ステップＳ６０５にて、上記カウンタＡにカウントアップを開始させる。そして、ステップＳ６０６では、撮影状態判定部１３６は、角速度ωが、閾値Ｖ１と同極性（つまり同符号）で該閾値Ｖ１より絶対値が大きい閾値Ｖ２（第２の値）を超えたか否かを判定する。

角速度ωが閾値Ｖ２を超えていないときは、撮影状態判定部１３６は、ステップＳ６１２に進み、上記カウンタＡによるカウント時間が所定時間ＴＳ内（第１の時間内）で、かつ角速度ωが閾値Ｖ１とは逆極性の閾値−Ｖ１（第３の値）を超えたか否かを判定する。閾値−Ｖ１の絶対値は、閾値Ｖ１と同じであってもよいし、閾値Ｖ１とは異なる（Ｖ１に近い値）であってもよい。角速度ωが閾値−Ｖ１を超えた場合はステップＳ６１３に進み、歩行撮影状態と判定する。一方、角速度ωが閾値−Ｖ１を超えていない場合はステップＳ６１４に進み、パンニング撮影状態と判定する。

ステップＳ６０６にて角速度ωが閾値Ｖ２を超えたときは、撮影状態判定部１３６は、ステップＳ６０７に進み、上記カウンタＢにカウントアップを開始させる。そして、ステップＳ６０８では、撮影状態判定部１３６は、カウンタＢのカウント値（第２の時間）に応じて閾値−Ｖ３（第４の値）を設定する。具体的には、カウンタＢのカウント値が大きい（第２の時間が長い）ほど閾値−Ｖ３の絶対値を大きくする。これは、高速パンニングにおいて、最初にパンニングが行われている時間（ＴＰ３〜ＴＰ４）が長いほど、その後に方向を反転してパンニングが行われるときの角速度が大きくなる場合が多いので、これに対応するためである。

次に、ステップＳ６０９にて、撮影状態判定部１３６は、カウンタＡのカウント時間が所定時間ＴＳ内で、かつ角速度ωが閾値Ｖ２とは逆極性で閾値−Ｖ１よりも絶対値が大きい閾値−Ｖ３（第４の値）を超えたか否かを判定する。閾値−Ｖ３の絶対値は、閾値Ｖ２と同じであってもよいし、閾値Ｖ２とは異なる（Ｖ２に近い値）であってもよい。角速度ωが閾値−Ｖ３を超えた場合はステップＳ６１０に進み、歩行撮影状態と判定する。一方、角速度ωが閾値−Ｖ３を超えていない場合はステップＳ６１１に進み、パンニング撮影状態（高速パンニング）と判定する。

以上の撮影状態判定処理による判定結果に応じて、実施例１にて図５のフローチャートを用いて説明した防振動作制御が行われる。

本実施例によれば、高速パンニングがなされた場合に、その高速パンニングがなされている時間（角速度ωが閾値Ｖ２を超えていた時間）に応じて閾値−Ｖ３を変更する。これにより、実施例１に比べて、高速パンニングがなされたパンニング撮影状態が歩行撮影状態と誤検出されることをより確実に回避することが可能となる。さらに、実施例１と同様に歩行撮影状態にて補正レンズ１０３の可動量が静止撮影状態よりも大きく設定されるので、歩行撮影状態に生じ得る大きな像振れを良好に補正することができる。

なお、上記各実施例では、角速度ωの極性が交互に反転する大きなカメラ振れ（以下、大振幅往復振れという）を、歩行撮影状態でのカメラ振れとして扱ったが、このような大振幅往復振れは歩行撮影状態に限らず、例えば車上で撮影を行う状態でも生じ得る。このため、大振幅往復振れを必ずしも歩行撮影状態と判定する必要はない。また、歩行撮影状態と車上撮影状態とを、それらの状態での角速度の変化の特徴に基づいて判別するようにしてもよい。

また、上記各実施例では、角速度が閾値を超えた時点からカウントを開始した所定時間内に逆極性の閾値を超えたか否かで撮影状態を判定しているが、角速度が閾値を超えた後であれば、所定時間のカウント開始時点はこれに限られない。例えば、角速度が閾値を一度超えた後、再度同じ閾値を通過した時点から所定時間のカウントを開始して、その所定時間内に角速度が逆極性の閾値を超えたか否かで撮影状態を判定してもよい。さらに、閾値を超えた角速度がピークに達した時点から所定時間のカウントを開始し、その所定時間内に角速度が逆極性の閾値を超えるピーク値に達したか否かで撮影状態を判定してもよい。

また、上記各実施例によれば、撮影状態の判定にＨＰＦを通過した後の角速度信号を用いているが、他の信号を用いてもよい。例えば、ＨＰＦを通過する前の角速度信号や積分フィルタを通過した後の角変位信号を用いて撮影状態を判定してもよい。

さらに、上記各実施例では、防振素子としての補正レンズをシフトさせる場合について説明したが、被写体像を光電変換する撮像素子（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ）を防振素子して用いてシフトさせるようにしてもよい。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

良好な光学防振機能を有する光学機器を提供することができる。

１０３ 補正レンズ
１２ 振れセンサ
１３ 防振処理部

Claims (6)

1. 光学機器に搭載され、該光学機器の振れに起因する像振れを低減するために補正レンズまたは撮像素子を移動させる光学防振装置であって、
   前記光学機器の振れの大きさに応じた値を有する検出信号を出力する振れ検出手段と、前記検出信号の値に基づいて前記補正レンズまたは撮像素子の移動中心からの可動量を変更する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記可動量を、
   前記検出信号の値が第１の値を超えない場合は、基準可動量に設定し、
   前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、第１の時間内に前記第１の値と同極性で該第１の値より絶対値が大きい第２の値を超えることなく、前記第１の値とは逆極性の第３の値を超えた場合は、前記基準可動量より大きい可動量に設定し、
   前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２および第３の値を超えなかった場合は、前記基準可動量以下の可動量に設定し、
   前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２の値を超え、かつ該第２の値とは逆極性で前記第３の値より絶対値が大きい第４の値を超えた場合は、前記基準可動量より大きい可動量に設定し、
   前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２の値を超え、かつ前記第４の値を超えなかった場合は、前記基準可動量以下の可動量に設定することを特徴とする光学防振装置。
2. 前記制御手段は、前記検出信号の値が前記第２の値を超えた場合に、該第２の値を超えていた第２の時間を計測し、該第２の時間に応じて前記第４の値を設定することを特徴とする請求項１に記載の光学防振装置。
3. 前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２および第３の値を超えなかった場合、前記制御手段は、前記可動量を零に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の光学防振装置。
4. 前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２の値を超え、かつ前記第４の値を超えなかった場合、前記制御手段は、前記可動量を零に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の光学防振装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の光学防振装置が搭載されていることを特徴とする光学機器。
6. 光学機器に搭載され、該光学機器の振れに起因する像振れを低減するために補正レンズまたは撮像素子を移動させる光学防振装置の制御方法であって、
   前記光学機器の振れの大きさに応じた値を有する検出信号を取得する信号取得ステップと、
   前記検出信号の値に基づいて前記補正レンズまたは撮像素子の移動中心からの可動量を変更する可動量変更ステップを有し、
   前記可動量変更ステップにおいて、
   前記検出信号の値が第１の値を超えない場合は、前記可動量を基準可動量に設定し、前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、第１の時間内に前記第１の値と同極性で該第１の値より絶対値が大きい第２の値を超えることなく、前記第１の値とは逆極性の第３の値を超えた場合は、前記可動量を、前記基準可動量より大きい可動量に設定し、
   前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２および第３の値を超えなかった場合は、前記可動量を、前記基準可動量以下の可動量に設定し、
   前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２の値を超え、かつ該第２の値とは逆極性で前記第３の値より絶対値が大きい第４の値を超えた場合は、前記可動量を、前記基準可動量より大きい可動量に設定し、
   前記検出信号の値が前記第１の値を超えた後、前記第１の時間内に前記第２の値を超え、かつ前記第４の値を超えなかった場合は、前記可動量を、前記基準可動量以下の可動量に設定することを特徴とする光学防振装置の制御方法。