JP5743838B2 - 像ブレ補正装置、光学機器および像ブレ補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮影状態に応じた特性を用いて像ブレ補正を行う像ブレ補正装置に関する。

従来の像ブレ補正装置は、撮像素子への入射光の光路中に光軸変位が可能なプリズムやレンズ部材を配置し、手ブレに応じて光軸変位を行うことで像ブレ補正を行う。このような像ブレ補正装置において、補正レンズによる光軸の補正可能角度は、ズーム位置がテレ側にある場合よりもワイド側にある場合に大きい。また、補正レンズによる補正量が等しい場合、テレ側よりもワイド側において補正レンズによる補正角度が大きい。

特許文献１には、振動検出を行ってその検出信号を出力する振動検出部を備え、その検出信号が所定レベルよりも大きい場合にレンズ駆動範囲の制限を解除してレンズ駆動範囲を拡大する振れ補正装置が開示されている。特許文献１の振動検出部は、検出信号がある閾値を超えた比率や、検出信号が単位時間内である閾値を超えた回数を用いて、その検出信号が所定レベルよりも大きいと判定している。

特開２０１０−１３９６９４号公報

しかし、手ブレは常に一定の大きさでなく、また、撮影者によりブレの特性も様々である。特に歩行中に撮影する歩行撮影状態の場合、撮影者は撮影画像を確認しながら撮影することが多い。このとき、撮影者によっては歩行撮影状態がしばらく続くと無意識に手でブレを吸収するような動作を行い、その動作によって一時的にブレが小さくなることがある。このため、ブレの大きさだけを用いて判定を行うと、歩行撮影中であるにも関わらず歩行撮影中の像ブレ補正を止めてしまう場合があり、高精度な像ブレ補正が困難である。

そこで本発明は、撮影状態に応じた特性を用いて像ブレ補正を行う像ブレ補正装置において、撮影状態の検出精度を向上させた像ブレ補正装置を提供する。また、そのような像ブレ補正装置を有する光学機器を提供する。

本発明の一側面としての像ブレ補正装置は、角速度信号に基づいて第一の撮影状態および第二の撮影状態のいずれの撮影状態であるかを判定する撮影状態判定手段と、前記撮影状態判定手段の判定結果に応じた特性を用いて像ブレ補正を行う制御手段とを有し、前記第一の撮影状態は、前記第二の撮影状態よりも前記像ブレ補正の範囲が広い撮影状態であり、前記撮影状態判定手段は、前記角速度信号の値が第一の閾値を超え、かつ、前記第一の閾値を超えてから所定の時間内に前記第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始されたと判定し、前記撮影状態が前記第一の撮影状態であり、前記角速度信号の値が、前記第一の閾値と前記第二の閾値よりも絶対値が小さい第三の閾値を超えない場合、または、前記第三の閾値を超えてから前記所定の時間内に、前記第三の閾値と逆符号であり、前記第一の閾値と前記第二の閾値よりも絶対値が小さい第四の閾値を超えない場合、前記第一の撮影状態が終了したと判定する。

本発明の他の側面としての像ブレ補正装置は、角速度信号に基づいて第一の撮影状態および第二の撮影状態のいずれの撮影状態であるかを判定する撮影状態判定手段と、前記撮影状態判定手段の判定結果に応じた特性を用いて像ブレ補正を行う制御手段とを有し、前記第一の撮影状態は、前記第二の撮影状態よりも前記像ブレ補正の範囲が広い撮影状態であり、前記撮影状態判定手段は、前記角速度信号の値が第一の閾値を超え、かつ、前記第一の閾値を超えてから第一の時間内に前記第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始されたと判定し、前記撮影状態が前記第一の撮影状態であり、前記角速度信号の値が第三の閾値を超えない場合、または、前記第三の閾値を超えてから前記第一の時間よりも長い第二の時間内に前記第三の閾値と逆符号である第四の閾値を超えない場合、前記第一の撮影状態が終了したと判定する。

本発明の他の側面としての光学機器は、前記像ブレ補正装置を備える。
本発明の他の側面としての像ブレ補正方法は、角速度信号に基づいて第一の撮影状態および第二の撮影状態のいずれの撮影状態であるかを判定する判定ステップと、前記撮影状態に応じた特性を用いて像ブレ補正を行うステップを有する像ブレ補正方法であって、前記第一の撮影状態は、前記第二の撮影状態よりも前記像ブレ補正の範囲が広い撮影状態であり、前記判定ステップにおいて、前記角速度信号の値が第一の閾値を超え、かつ、前記第一の閾値を超えてから所定の時間内に前記第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始されたと判定し、前記撮影状態が前記第一の撮影状態であり、前記角速度信号の値が、前記第一の閾値と前記第二の閾値よりも絶対値が小さい第三の閾値を超えない場合、または、前記第三の閾値を超えてから前記所定の時間内に、前記第三の閾値と逆符号であり、前記第一の閾値と前記第二の閾値よりも絶対値が小さい第四の閾値を超えない場合、前記第一の撮影状態が終了したと判定する。
本発明の他の側面としての像ブレ補正方法は、角速度信号に基づいて第一の撮影状態および第二の撮影状態のいずれの撮影状態であるかを判定する判定ステップと、前記撮影状態に応じた特性を用いて像ブレ補正を行うステップを有する像ブレ補正方法であって、前記第一の撮影状態は、前記第二の撮影状態よりも前記像ブレ補正の範囲が広い撮影状態であり、前記判定ステップにおいて、前記角速度信号の値が第一の閾値を超え、かつ、前記第一の閾値を超えてから第一の時間内に前記第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始されたと判定し、前記撮影状態が前記第一の撮影状態であり、前記角速度信号の値が第三の閾値を超えない場合、または、前記第三の閾値を超えてから前記第一の時間よりも長い第二の時間内に前記第三の閾値と逆符号である第四の閾値を超えない場合、前記第一の撮影状態が終了したと判定する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、撮影状態に応じた特性を用いて像ブレ補正を行う像ブレ補正装置において、撮影状態の検出精度を向上させた像ブレ補正装置を提供することができる。また、そのような像ブレ補正装置を備えた光学機器を提供することができる。

本実施形態における像ブレ補正装置を備えた撮像装置（光学機器）のブロック図である。 本実施形態における像ブレ補正装置の積分特性を示す図である。 本実施形態における撮影状態判定部の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態における歩行撮影開始判定のフローチャートである。 第１実施形態における歩行撮影終了判定のフローチャートである。 第１実施形態に対する比較例としてのブレ検出結果である。 第１実施形態によるブレ検出結果である。 第２実施形態における歩行撮影開始判定のフローチャートである。 第２実施形態における歩行撮影終了判定のフローチャートである。 第２実施形態によるブレ検出結果である。

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。
〔第1実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態における像ブレ補正装置の構成について説明する。図１は、本実施形態における像ブレ補正装置１３を備えた撮像装置１００（カメラやビデオカメラなどの光学機器）のブロック図である。撮像装置１００は、手ブレ補正用のシフトレンズを光軸ＯＡに直交する方向（光軸直交方向）に移動させることで像ブレ補正が可能である。

１０は、インナーフォーカスタイプの構造を有するレンズ群（レンズ鏡筒）である。レンズ群１０は、ズームレンズ１０１、絞り１０２、シフトレンズ１０３、および、フォーカスレンズ１０４を備えて構成されている。レンズ群１０を通過した光は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１１に結像される。なお、レンズ群１０はインナーフォーカスタイプの構造を有するが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、リアフォーカスタイプの構造を有するレンズ群にも適用可能である。また本実施形態は、撮像装置１００がレンズ群１０と撮像装置本体（カメラ本体）とが一体的に構成されている場合、および、レンズ群１０が撮像装置本体に対して交換可能に構成されている場合のいずれにも適用可能である。

１２は、撮像装置１００の角速度信号（像ブレ）を検出するジャイロセンサ（像ブレ検出手段）である。ジャイロセンサ１２は、ヨー方向の角速度信号を検出するヨー方向ジャイロセンサ１２１およびピッチ方向の角速度信号を検出するピッチ方向ジャイロセンサ１２２を備えて構成されている。ただし、本実施形態はこれに限定されるものではなく、２軸方向または３軸方向の角速度信号を検出可能な１つのジャイロセンサを用いてもよい。

１３は、像ブレ補正装置である。像ブレ補正装置１３は、Ａ／Ｄコンバータ１３１、ハイパスフィルタ１３２（ＨＰＦ）、積分フィルタ１３３、レンズ制御部１３４（制御手段）、および、積分特性切替部１３５を備えて構成される。像ブレ補正装置１３は、ジャイロセンサ１２により検出された角速度信号に対して所定の処理を行い、シフトレンズ１０３を光軸直交方向に駆動するための信号を生成する。なお本実施形態において、像ブレ補正装置１３はシフトレンズ１０３を駆動するが、これに限定されるものではなく、撮像素子１１を光軸直交方向に駆動するように構成することもできる。

１４は、スイッチ部である。スイッチ部１４を操作することにより、像ブレ補正を行うか否か（防振機能のオン／オフ）を選択することができる。なおスイッチ部１４は、像ブレ補正を行うか否かを選択するものに限定されるものではなく、スイッチ部１４の切替によって像ブレ補正の制御を変更するように構成してもよい。

次に、像ブレ補正装置１３で行われる信号処理の流れについて説明する。まず、ジャイロセンサ１２により得られた角速度信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄコンバータ１３１により、デジタル信号に変換される。続いて、デジタル信号化した角速度信号は、ハイパスフィルタ１３２を通過することにより、ＤＣ成分（低周波成分）がカットされた角速度信号が得られる。

積分特性切替部１３５は、撮影状態判定部１３５ａ（撮影状態判定手段）、積分特性決定部１３５ｂ、および、積分特性データ群１３５ｃを備えて構成されている。撮影状態判定部１３５ａは、ハイパスフィルタ１３２を通過した角速度信号に基づいて、ブレの振幅や周波数などを把握することにより、現在の撮影状態を判定する。本実施形態において、撮影状態判定部１３５ａは、歩行撮影状態（第一の撮影状態）および静止撮影状態（第二の撮影状態）のいずれの撮影状態であるかを判定するが、これに限定されるものではない。例えば、車上撮影状態を第一の撮影状態として設定してもよく、また、他の撮影状態を任意に追加することもできる。

積分特性決定部１３５ｂは、撮影状態判定部１３５ａの判定結果に応じて、積分フィルタ１３３に適用される積分特性を決定する。積分特性切替部１３５には、複数の積分特性（積分特性１、２、…ｎ）を有する積分特性データ群１３５ｃが記憶されており、積分特性データ群１３５ｃの積分特性の中から特定の積分特性が選択される。

積分特性切替部１３５により現在の撮影状態に適した積分特性が選択されると、角速度信号はその積分特性を適用した積分フィルタ１３３を通過し、角変位信号に変更される。レンズ制御部１３４は、積分フィルタ１３３を通過して得られた角変位信号を用いて、撮像装置１００のブレによる移動方向とは逆方向に、シフトレンズ１０３を光軸直交方向であるヨー方向およびピッチ方向に移動させる。すなわち、レンズ制御部１３４は、撮影状態判定部１３５ａで得られる判定結果に応じた特性（積分特性）を用いて像ブレ補正を行う。このように、本実施形態の像ブレ補正装置１３は、積分特性切替部１３５を備えているため、現在の撮影状態を判定し、その撮影状態に適した像ブレ補正制御を行うことができる。

次に、積分特性の相違によりシフトレンズ１０３の駆動がどのように変化するかについて説明する。図２は、本実施形態における像ブレ補正装置１３の積分特性を示す図であり、図２（ａ）は第一の積分特性（歩行撮影状態）、図２（ｂ）は第二の積分特性（静止撮影状態）をそれぞれ示している。

第一の積分特性および第二の積分特性はともに、最小カットオフ周波数がｆｃ１、最大カットオフ周波数がｆｃ２の積分特性である。第一の積分特性では、ブレの大きさを表すブレ角変位がＤ３のときからカットオフ周波数が徐々に高くなり、ブレ角変位がＤ４のときに最大カットオフ周波数ｆｃ２に達する。一方、第二の積分特性では、ブレ角変位がＤ１のときからカットオフ周波数が徐々に高くなり、ブレ角変位がＤ２のときに最大カットオフ周波数ｆｃ２に達する。すなわち、第二の積分特性は、ブレ角変位Ｄ２のような小さなブレに対してもレンズ向心力を大きくする（像ブレ補正範囲を狭くする）積分特性である。一方、第一の積分特性は、小さなブレに対してはレンズ向心力を小さくする（像ブレ補正範囲を広くする）積分特性である。

ここでレンズ向心力は、ブレに対してシフトレンズ１０３を光軸中心に向かわせようとする力である。すなわち、メカストローク上のレンズ駆動限界範囲が一定のとき、レンズ向心力が小さいほどレンズ駆動範囲（像ブレ補正範囲）は広くなる。図２に示されるように、第二の積分特性は、小さなブレ角変位からカットオフ周波数（レンズ向心力）が高い（強い）。すなわち、レンズ駆動範囲が狭い積分特性である。一方、第一の積分特性は、ブレ角変位が大きくなるまでカットオフ周波数（レンズ向心力）が低い（弱い）。すなわち、レンズ駆動範囲が広く、大きな像ブレも補正可能な積分特性である。

このように本実施形態では、複数の異なる積分特性を予め記憶し、撮影状態に応じて積分特性を切り替える（第二の撮影状態よりも第一の撮影状態において像ブレ補正の範囲が広くなるように切り替える）ことで、レンズ駆動範囲を変更することができる。例えば、現在の撮影状態が歩行撮影状態（第一の撮影状態）であると判定された場合、図２（ａ）の第一の積分特性を選択するように積分特性切替部１３５を設定する。また、現在の撮影状態が静止撮影状態（第二の撮影状態）であると判定された場合、図２（ｂ）の第二の積分特性を選択するように積分特性切替部１３５を設定する。このような構成により、歩行撮影中は静止撮影中よりレンズ駆動範囲（像ブレ補正範囲）が大きくなり、歩行撮影中に生じる大きな像ブレも補正することができる。この結果、現在の撮影状態に適した像ブレ補正が可能となる。

なお本実施形態では、撮影状態に応じて異なる積分特性を設定し、レンズ駆動範囲を変更する像ブレ補正制御について説明したが、像ブレ補正制御は積分特性を変更するものに限定されるものではない。例えば、現在の撮影状態がパンニング／チルティング中であると判定された場合、レンズを光軸中心位置で固定するなど、積分特性に依らない制御を行うように変更してもよい。

次に、図３を参照して、本実施形態における撮影状態判定部１３５ａの動作について説明する。図３は、本実施形態における撮影状態判定部１３５ａの動作を示すフローチャートである。撮影状態判定部１３５ａは、ハイパスフィルタ１３２を通過して得られた角速度信号を用いて撮影状態を判定する。ハイパスフィルタ１３２を通過した後の角速度信号を用いるのは、手ブレによる（ＤＣ成分に近い）オフセット成分を除去するためである。このような構成により、より精度の高い撮影状態判定を行うことができる。

図３中のステップＳ３０１で撮影状態判定部１３５ａにより撮影状態判定が開始されると、まずステップＳ３０２で歩行撮影が開始されたか否かの判定が行われる。撮影状態判定部１３５ａは、現在の撮影状態が歩行撮影状態であると判定すると、ステップＳ３０３で第一の積分特性を選択し、レンズ駆動範囲を拡大する。その後、歩行撮影状態と判定されている間はレンズ変位範囲を拡大した状態（第一の積分特性を選択している状態）を継続する。そしてステップＳ３０４において、撮影状態判定部１３５ａは、歩行撮影状態が終了しているか否かを判定する。ステップＳ３０４で歩行撮影状態が終了したと判断されると、ステップＳ３０２に戻り、歩行撮影開始判定を行う。

ステップＳ３０２で歩行撮影が開始されてないと判定された場合、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５において、撮影状態判定部１３５ａはパンニング中であるか否かを判定する。パンニング中であると判定された場合にはステップＳ３０６に進み、パンニング制御が行われる。一方、撮影状態判定部１３５ａは、ステップＳ３０５でパンニング中でないと判定した場合、ステップＳ３０７に進み、現在の撮影状態が静止撮影状態であると判定する。このとき、第二の積分特性が選択され、狭いレンズ駆動範囲で像ブレ補正を行う。

次に、図４を参照して、本実施形態における歩行撮影開始判定について詳述する。図４は、本実施形態における歩行撮影開始判定のフローチャートである。図４に示される歩行撮影開始判定は、図３のステップＳ３０２に相当し、撮影状態判定部１３５ａにより実行される。

ステップＳ４０１で歩行撮影開始判定が開始されると、ステップＳ４０２で角速度信号が第一の閾値（絶対値）を超えたか否かを判定する。この判定処理は、角速度信号が第一の閾値を超えるまで繰り返される。角速度信号が第一の閾値を超えたと判定すると、ステップＳ４０３でカウントリセット、Ｓ４０４でカウントアップを行う。続いて、ステップＳ４０５でカウントが所定のカウント閾値内（第一の閾値を超えてから所定の時間内）であるか否かが判定される。カウントが所定のカウント閾値内である場合、ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６では、角速度信号が第一の閾値とは逆符号の第二の閾値（絶対値）を超えたか否かを判定する。第一の閾値と第二の閾値の絶対値は等しいものでも異なってもよい。ステップＳ４０６で角速度信号が第二の閾値（絶対値）を超えていない場合、ステップＳ４０４、Ｓ４０５、Ｓ４０６のループを繰り返す。一方、ステップＳ４０６で角速度信号が第二の閾値を超えた場合、ステップＳ４０７で現在の撮影状態が歩行撮影中であると判定される。また、ステップＳ４０４〜Ｓ４０６のループ中に（ステップＳ４０５で）カウントが所定のカウント閾値を超えた場合、ステップＳ４０２に戻る。

次に、図５を参照して、本実施形態における歩行撮影終了判定について詳述する。図５は、本実施形態における歩行撮影終了判定のフローチャートである。図５に示される歩行撮影終了判定は、図３のステップＳ３０４に相当し、撮影状態判定部１３５ａにより実行される。

歩行撮影状態の際に、ステップＳ５０１で歩行撮影終了判定が開始されると、ステップＳ５０２で角速度信号が第三の閾値を超えたか否かを判定する。本実施形態において、第三の閾値（絶対値）は、歩行撮影開始判定で用いられる第一の閾値（絶対値）よりも小さい値に設定される。この判定処理は、角速度信号が第三の閾値を超えるまで繰り返される。一方、ステップＳ５０２で角速度信号が第三の閾値を超えた場合、ステップＳ５０３でカウントリセット、Ｓ５０４でカウントアップを行う。
続いて、ステップＳ５０５でカウントが所定のカウント閾値以上（第三の閾値を超えてから所定の時間以上）であるか否かを判定する。

ステップＳ５０５でカウントが所定のカウント閾値内（第三の閾値を超えてから所定の時間内）である場合、ステップＳ５０７、Ｓ５０４、Ｓ５０５のループを繰り返す。一方、ステップＳ５０５でカウントが所定のカウント閾値以上である場合、ステップＳ５０６に進み、歩行撮影が終了したと判定される。また、ステップＳ５０７、Ｓ５０４、Ｓ５０５のループ中に、ステップＳ５０７で角速度信号が第三の閾値とは逆符号の第四の閾値（絶対値）を超えたと判定された場合、ステップＳ５０２に戻る。本実施形態において、第四の閾値（絶対値）は第二の閾値（絶対値）よりも小さい値に設定される。また、第三の閾値と第四の閾値の絶対値は等しいものでも異なってもよい。

以上、図４および図５を参照して説明したフローを用いれば、歩行撮影開始と歩行撮影終了を高精度に判定することができる。また本実施形態は、歩行撮影終了の判定基準を歩行撮影開始の判定基準よりも厳しく設定している。このため、歩行撮影中に撮影者が無意識に手ブレを吸収するような動作を行った場合でも歩行撮影中という判定から抜けにくく、高精度の制御が可能である。

次に、図６を参照して、歩行撮影開始および歩行撮影終了判定に用いる角速度信号の閾値を等しい値に設定した場合のブレ検出結果について説明する。図６は、本実施形態に対する比較例としてのブレ検出結果である。この比較例は、撮影者が無意識で行う手ブレを吸収する動きをケアしない場合（本実施形態を適用しない場合）の検出結果である。図６に示される波形は、静止撮影（通常の手ブレ）から、歩行撮影に移り、再び静止撮影に戻る場合の角速度信号について示す波形である。角速度信号の第一の閾値をＶ１、第二の閾値を−Ｖ１、時間閾値（所定の時間）をΔＴとして示し、波形の下に判定された撮影状態を示している。

波形を時間の流れに従って見ると、まず時間Ｔ１で第一の閾値Ｖ１以上のブレが検出され、時間Ｔ２で第二の閾値−Ｖ１以下（第二の閾値の絶対値以上）のブレが検出されている。時間Ｔ１から時間Ｔ２までの時間が時間閾値ΔＴ以内であるため、歩行撮影中であると判定される。しかし、撮影者が無意識に手ブレを吸収するような動作をしているため、その後一時的にブレの振幅が小さくなる。そのため、時間Ｔ３で第二の閾値−Ｖ１以下（第二の閾値の絶対値以上）のブレを検出後、時間閾値ΔＴ以内の時間Ｔ４までで第一の閾値Ｖ１以上のブレを検出できず、歩行撮影中であるにも関わらず静止撮影中であると誤判定している。その後、時間Ｔ５で歩行撮影開始判定の条件を満たし再度歩行撮影中と判定されているが、時間Ｔ４から時間Ｔ５までの間は歩行撮影中の像ブレ補正制御がされない。このため、画面上で大きなブレが生じる可能性が高い。

次に図７を参照して、歩行撮影開始判定に用いる角速度信号の閾値（第一の閾値、第二の閾値）よりも歩行撮影終了判定に用いる角速度信号の閾値（第三の閾値、第四の閾値）を小さくした場合のブレ検出結果について説明する。図７は、本実施形態によるブレ検出結果である。図７に示される波形は、図６に示される波形と同じである。歩行撮影開始判定に用いられる第一の閾値、第二の閾値をＶ１、−Ｖ１、歩行撮影終了判定に用いられる第三の閾値、第四の閾値をＶ２、−Ｖ２、時間閾値（所定の時間）をΔＴとする。また図７において、波形の下に判定された撮影状態が示されている。

まず、時間Ｔ１で第一の閾値Ｖ１以上のブレが検出され、時間Ｔ２で逆符号の第二の閾値−Ｖ１以下（第二の閾値の絶対値以上）のブレが検出されている。時間Ｔ１から時間Ｔ２までの時間が時間閾値ΔＴ以内であるため、歩行撮影中であると判定される。その後、図６を参照して説明したとおり、撮影者の無意識な動作によってブレの振幅が一時的に小さくなる。しかし、本実施形態では、第三の閾値Ｖ２を第一の閾値Ｖ１よりも小さな値に設定している。このため、時間Ｔ６で第三の閾値Ｖ２以上のブレを検出することができ、ブレが小さくなっても継続して歩行撮影中と判定される。このように、本実施形態の判定方法によれば、撮影者が無意識に手ブレを吸収するような動作を行っても、高精度に歩行撮影中の像ブレ補正制御を継続することが可能である。

本実施形態では、撮影状態判定部１３５ａは、角速度信号が第一の閾値を超え、かつ、第一の閾値を超えてから所定の時間内に第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始したと判定する。撮影状態が第一の撮影状態である際に、角速度信号が第一の閾値よりも小さい第三の閾値を超え、かつ、第三の閾値を超えてから所定の時間内に第三の閾値と逆符号であり第二の閾値よりも小さい第四の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が継続していると判定する。一方、撮影状態が第一の撮影状態である際に、角速度信号が第三の閾値を超えないか、または、第三の閾値を超えてから所定の時間内に第四の閾値を超えない場合、第一の撮影状態が終了したと判定する。

以上のように、本実施形態によれば、高精度に撮影状態を認識することができ、それぞれの撮影状態に最適な像ブレ補正制御を行うことができる。特に、歩行撮影中に撮影者が無意識で手ブレを吸収するような動作を行っても、高精度に歩行撮影開始および歩行終了判定を継続することが可能である。
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態における像ブレ補正装置について説明する。本実施形態は、撮影状態判定部１３５ａによる歩行撮影開始および歩行撮影終了判定方法のみが第１実施形態とは異なる。本実施形態の他の構成は実施形態１と同様であるため、それらの説明は省略する。

まず、図８を参照して、本実施形態おける歩行撮影開始を判定するフローについて詳述する。図８は、本実施形態における歩行撮影開始判定のフローチャートである。図８に示される歩行撮影開始判定は、図３のＳ３０２に相当し、撮影状態判定部１３５ａにより実行される。

ステップＳ８０１で歩行撮影開始判定が開始されると、ステップＳ８０２で角速度信号が第一の閾値（絶対値）を超えたか否かを判定する。この判定処理は、角速度信号が第一の閾値を超えるまで繰り返される。角速度信号が第一の閾値を超えたと判定すると、ステップＳ８０３でカウントリセット、Ｓ８０４でカウントアップを行う。続いて、ステップＳ８０５でカウントが第一のカウント閾値内（角速度信号が第一の閾値を超えてから第一の時間内）であるか否かが判定される。カウントが第一のカウント閾値内である場合、ステップＳ８０６に進む。

ステップＳ８０６では、角速度信号が第一の閾値とは逆符号の第二の閾値（絶対値）を超えたか否かを判定する。第一の閾値と第二の閾値の絶対値は等しいものでも異なってもよい。ステップＳ８０６で角速度信号が第二の閾値（絶対値）を超えていない場合、ステップＳ８０４、Ｓ８０５、Ｓ８０６のループを繰り返す。一方、ステップＳ８０６で角速度信号が第二の閾値を超えた場合、ステップＳ８０７で現在の撮影状態が歩行撮影中であると判定される。また、ステップＳ８０４〜Ｓ８０６のループ中に（ステップＳ８０５で）カウントが第一のカウント閾値を超えた場合、ステップＳ８０２に戻る。

次に、図９を参照して、本実施形態における歩行撮影終了を判定するフローについて詳述する。図９は、本実施形態における歩行撮影終了判定のフローチャートである。図９に示される歩行撮影終了判定は図３のステップＳ３０４に相当し、撮影状態判定部１３５ａにより実行される。

歩行撮影状態の際に、ステップＳ９０１で歩行撮影終了判定が開始されると、ステップＳ９０２で角速度信号が第三の閾値を超えたか否かを判定する。本実施形態において、第三の閾値（絶対値）は、歩行撮影開始判定で用いられる第一の閾値（絶対値）と等しい値であるが、第三の閾値を第一の閾値よりも小さい値に設定してもよい。この判定処理は、角速度信号が第三の閾値を超えるまで繰り返される。一方、ステップＳ９０２で角速度信号が第三の閾値を超えた場合、ステップＳ９０３でカウントリセット、Ｓ９０４でカウントアップを行う。続いて、ステップＳ９０５でカウントが第二のカウント閾値以上（第三の閾値を超えてから第二の時間以上）であるか否かを判定する。本実施形態において、第二の時間は、第一の時間よりも長い時間に設定される。

ステップＳ９０５でカウントが第二のカウント閾値内（第三の閾値を超えてから第二の時間内）である場合、ステップＳ９０７、Ｓ９０４、Ｓ９０５のループを繰り返す。一方、ステップＳ９０５でカウントが第二のカウント閾値以上である場合、ステップＳ９０６に進み、歩行撮影が終了したと判定される。また、ステップＳ９０７、Ｓ９０４、Ｓ９０５のループ中に、ステップＳ９０７で角速度信号が第三の閾値とは逆符号の第四の閾値（絶対値）を超えたと判定された場合、ステップＳ５０２に戻る。本実施形態において、第四の閾値は第二の閾値と等しい値に設定されているが、これに限定されるものではなく、第四の閾値を第二の閾値よりも小さい値に設定してもよい。また、第三の閾値と第四の閾値の絶対値は等しいものでも異なってもよい。

以上、図８および図９を参照して説明したフローを用いれば、歩行撮影開始および歩行撮影終了を高精度に判定することができる。また本実施形態は、歩行撮影終了の判定基準を歩行撮影開始の判定基準よりも厳しく設定している。このため、歩行撮影中に撮影者が無意識に手ブレを吸収するような動作を行った場合でも歩行撮影中という判定から抜けにくく、高精度の制御が可能である。

次に、図１０を参照して、本実施形態における歩行撮影開始判定に用いる時間閾値より歩行撮影終了判定に用いる時間閾値を長く設定した場合のブレ検出結果について説明する。図１０は、本実施形態によるブレ検出結果である。図１０において、第二のカウント閾値（第二の時間）を第一のカウント閾値（第一の時間）の２倍に設定している。ただし本実施形態はこれに限定されるものではなく、第二のカウント閾値が第一のカウント閾値よりも大きく（第二の時間が第一の時間よりも長く）設定されていればよい。なお、図１０に示される波形は、図６および図７の波形と同じである。

まず、時間Ｔ１で角速度信号の第一の閾値Ｖ１以上のブレが検出され、時間Ｔ２で第二の閾値−Ｖ１以下（第二の閾値の絶対値以上）のブレが検出される。その後、撮影者の無意識な動作によってブレの振幅は小さくなり、時間Ｔ３で第三の閾値−Ｖ１以下（第三の閾値の絶対値以上）のブレを検出後、しばらくの間、第四の閾値Ｖ１以上のブレは検出されない。しかし本実施形態では、歩行撮影終了判定で用いられる第二の時間閾値２ΔＴ（第二の時間）を歩行撮影開始判定で用いられる第一の時間閾値ΔＴ（第一の時間）より長く設定している。このため、時間Ｔ３から第二の時間閾値２ΔＴ内の時間Ｔ７で第四の閾値Ｖ１以上のブレを検出でき、ブレが小さくなっても歩行撮影中と判定され続けている。すなわち、本実施形態の検出方法を採用すれば、撮影者が無意識に手ブレを吸収するような動作を行っても、歩行撮影中の像ブレ補正制御を継続することが可能である。

本実施形態では、撮影状態判定部１３５ａは、角速度信号が第一の閾値を超え、かつ、第一の閾値を超えてから第一の時間内に第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始したと判定する。撮影状態が第一の撮影状態である際に、角速度信号が第三の閾値を超え、かつ、第三の閾値を超えてから第一の時間よりも長い第二の時間内に第三の閾値と逆符号である第四の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が継続していると判定する。一方、撮影状態が前記第一の撮影状態である際に、角速度信号が前記第三の閾値を超えないか、または、第三の閾値を超えてから第二の時間内に第四の閾値を超えない場合、第一の撮影状態が終了したと判定する。

以上のとおり、本実施形態によれば、高精度に撮影状態を認識することができ、それぞれの撮影状態に最適な像ブレ補正制御を行うことができる。特に、歩行撮影中に撮影者が無意識で手ブレを吸収するような動作を行っても、高精度に歩行撮影開始および歩行撮影終了判定を継続することが可能である。

上記各実施形態では、第一の撮影状態を歩行撮影状態であるとして説明しているが、これに限定されるものではない。第一の撮影状態として、例えば車上で撮影する車上撮影状態の場合にも、上記各実施形態を適用可能である。また上記各実施形態における歩行撮影状態の開始および終了判定は、角速度信号の閾値を複数回超えたときから所定の時間内に逆符号の閾値を超えるまでの時間を用いてもよい。また、このような判定の際には、角速度信号のピーク時から逆符号の角速度信号のピーク時までの時間を用いることもできる。

また、歩行撮影中の場合にレンズ駆動範囲を拡大する積分特性を用いることで、歩行撮影中の大きなブレも十分な補正が可能になり、更に、歩行撮影中以外はレンズ駆動範囲を拡大しないため、光学性能劣化や制御切替時の違和感を低減することができる。

また、撮影状態判定にはハイパスフィルタ通過後の角速度信号を用いているが、これに限定されるものではなく、ブレの特徴を表す信号であれば他の信号を用いてもよい。例えば、ハイパスフィルタを通過する前の角速度情報や、積分フィルタを通過した後の角変位情報を撮影状態判定に用いてもよい。

また、歩行撮影開始判定および歩行撮影終了判定について、第１実施形態では角速度信号の閾値、第２実施形態では時間閾値を異ならせているが、これらを組み合わせて判定すれば、判定精度をより高めることができる。

また本実施形態では、補正範囲を拡大するために変更する特性（撮影状態判定部の判定結果に応じた特性）として、積分フィルタの積分特性が用いられているが、これに限定されるものではない。例えば、このような特性として、角度信号（角速度信号）の最大値を用いてもよい。また、角度信号から生成される、実際にレンズを駆動する移動量信号の最大値を用いることもできる。

以上のとおり本実施形態では、歩行撮影開始と判定するために用いられる閾値を、歩行撮影終了と判定するために用いる閾値よりも大きくなるように設定している。このため、歩行撮影開始の判定条件よりも歩行撮影終了の判定条件のほうが厳しい。したがって上記各実施形態によれば、撮影状態に応じた特性を用いて像ブレ補正を行う像ブレ補正装置において、撮影状態の検出精度を向上させた像ブレ補正装置を提供することができる。また、そのような像ブレ補正装置を有する光学機器を提供することができる。

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。

１３ 像ブレ補正部
１３４ 補正レンズ制御部
１３５ａ 撮影状態判定部

Claims (9)

1. 角速度信号に基づいて第一の撮影状態および第二の撮影状態のいずれの撮影状態であるかを判定する撮影状態判定手段と、
   前記撮影状態判定手段の判定結果に応じた特性を用いて像ブレ補正を行う制御手段と、を有し、
   前記第一の撮影状態は、前記第二の撮影状態よりも前記像ブレ補正の範囲が広い撮影状態であり、
   前記撮影状態判定手段は、
   前記角速度信号の値が第一の閾値を超え、かつ、前記第一の閾値を超えてから所定の時間内に前記第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始されたと判定し、
   前記撮影状態が前記第一の撮影状態であり、前記角速度信号の値が、前記第一の閾値と前記第二の閾値よりも絶対値が小さい第三の閾値を超えない場合、または、前記第三の閾値を超えてから前記所定の時間内に、前記第三の閾値と逆符号であり、前記第一の閾値と前記第二の閾値よりも絶対値が小さい第四の閾値を超えない場合、前記第一の撮影状態が終了したと判定する、
   ことを特徴とする像ブレ補正装置。
2. 角速度信号に基づいて第一の撮影状態および第二の撮影状態のいずれの撮影状態であるかを判定する撮影状態判定手段と、
   前記撮影状態判定手段の判定結果に応じた特性を用いて像ブレ補正を行う制御手段と、を有し、
   前記第一の撮影状態は、前記第二の撮影状態よりも前記像ブレ補正の範囲が広い撮影状態であり、
   前記撮影状態判定手段は、
   前記角速度信号の値が第一の閾値を超え、かつ、前記第一の閾値を超えてから第一の時間内に前記第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始されたと判定し、
   前記撮影状態が前記第一の撮影状態であり、前記角速度信号の値が第三の閾値を超えない場合、または、前記第三の閾値を超えてから前記第一の時間よりも長い第二の時間内に前記第三の閾値と逆符号である第四の閾値を超えない場合、前記第一の撮影状態が終了したと判定する、
   ことを特徴とする像ブレ補正装置。
3. 前記制御手段は、前記第一の撮影状態が終了したと判定された場合、前記第二の撮影状態における前記特性を用いて前記像ブレ補正を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の像ブレ補正装置。
4. 前記角速度信号を角変位信号に変換する積分フィルタを更に有し、
   前記特性は、前記積分フィルタの積分特性であり、
   前記積分フィルタは、前記第二の撮影状態よりも前記第一の撮影状態において前記像ブレ補正の範囲が広くなるように前記積分特性を変化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
5. 前記第一の撮影状態は歩行撮影状態であり、前記第二の撮影状態は静止撮影状態であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
6. 前記第一の撮影状態は車上撮影状態であり、前記第二の撮影状態は静止撮影状態であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置を有することを特徴とする光学機器。
8. 角速度信号に基づいて第一の撮影状態および第二の撮影状態のいずれの撮影状態であるかを判定する判定ステップと、
   前記撮影状態に応じた特性を用いて像ブレ補正を行うステップを有する像ブレ補正方法であって、
   前記第一の撮影状態は、前記第二の撮影状態よりも前記像ブレ補正の範囲が広い撮影状態であり、
   前記判定ステップにおいて、
   前記角速度信号の値が第一の閾値を超え、かつ、前記第一の閾値を超えてから所定の時間内に前記第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始されたと判定し、
   前記撮影状態が前記第一の撮影状態であり、前記角速度信号の値が、前記第一の閾値と前記第二の閾値よりも絶対値が小さい第三の閾値を超えない場合、または、前記第三の閾値を超えてから前記所定の時間内に、前記第三の閾値と逆符号であり、前記第一の閾値と前記第二の閾値よりも絶対値が小さい第四の閾値を超えない場合、前記第一の撮影状態が終了したと判定することを特徴とする像ブレ補正方法。
9. 角速度信号に基づいて第一の撮影状態および第二の撮影状態のいずれの撮影状態であるかを判定する判定ステップと、
   前記撮影状態に応じた特性を用いて像ブレ補正を行うステップを有する像ブレ補正方法であって、
   前記第一の撮影状態は、前記第二の撮影状態よりも前記像ブレ補正の範囲が広い撮影状態であり、
   前記判定ステップにおいて、
   前記角速度信号の値が第一の閾値を超え、かつ、前記第一の閾値を超えてから第一の時間内に前記第一の閾値と逆符号である第二の閾値を超えた場合、第一の撮影状態が開始されたと判定し、
   前記撮影状態が前記第一の撮影状態であり、前記角速度信号の値が第三の閾値を超えない場合、または、前記第三の閾値を超えてから前記第一の時間よりも長い第二の時間内に前記第三の閾値と逆符号である第四の閾値を超えない場合、前記第一の撮影状態が終了したと判定することを特徴とする像ブレ補正方法。