JP6126331B2

JP6126331B2 - 像ブレ補正装置及びそれを備えた光学機器、撮像装置、像ブレ補正装置の制御方法

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Description

本発明は、光学機器の振れを検出し、その結果に基づいて画像ブレを軽減する技術に関するものである。

近年の撮影機器（カメラ）においては手ブレを補正する技術についての研究が進められている。

例えば特許文献１においては機器の振れの大きさに合わせて積分器の帯域を制御することで振れ補正信号を安定化させると共に画像ブレの補正精度を保つ技術が開示されている。

特開昭６３−２８５４２４号公報

上述の特許文献１に開示された従来技術では、手ブレが大きい時にはそれに合わせて積分帯域が制限されるため、大きな手ブレに対する過剰な反応が抑えられ、振れ補正信号の安定化と画像ブレの補正精度は適切なバランスを保てる。

ここで、例えば、カメラを壁や柵などに押しつけて撮影する、いわゆる半手持ち状態を考える。この時は手ぶれが小さいため、従来技術の判定方法では積分帯域の制限を設定できない。そのため、広帯域の積分器が設定されてしまい振動検出部に重畳する極低周波のノイズが増幅されてしまう問題が生ずる。これにより撮影者が半手持ち撮影など簡易的にカメラを固定する様な把持方法を工夫しても、その効果が十分得られない恐れがある。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機器の振れが小さい場合においても安定した画像ブレの補正を行えるようにすることである。

本発明に係わる像ブレ補正装置は、機器の振れを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の出力を演算する複数の異なる特性を有する演算手段と、前記複数の異なる特性を有する演算手段の間の出力変化の状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記複数の異なる特性の中から１つの特性を選択する選択手段と、前記機器の振れに起因する画像ブレを補正する像ブレ補正手段と、前記選択手段で選択された特性の前記演算手段の出力に基づいて前記像ブレ補正手段を駆動する駆動手段と、を備え、前記選択手段は、前記振動検出手段の出力を演算する演算帯域を広くしていくほど大きくなる前記演算手段の出力の増加率が鈍化を始める時点の演算帯域に対応する特性を選択することを特徴とする。

本発明によれば、機器の振れが小さい場合においても安定した画像ブレの補正を行うことが可能となる。

第１の実施形態における像ブレ補正装置の構成を示すブロック図。第１の実施形態における演算部の出力を説明する図。第１の実施形態における像ブレ補正装置の動作を示すフローチャート。第２の実施形態における像ブレ補正装置の構成を示すブロック図。第２の実施形態における演算部の出力を説明する図。第２の実施形態における像ブレ補正装置の動作を示すフローチャート。第３の実施形態における像ブレ補正装置の構成を示すブロック図。第３の実施形態における像ブレ補正装置の動作を示すフローチャート。第４の実施形態における像ブレ補正装置の構成を示すブロック図。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の像ブレ補正装置の構成を示すブロック図である。図１において、振動検出部１１は、振動ジャイロなどの角速度計から構成され、撮影機器（デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置や交換レンズなどの光学機器）に加わる振れを検出する。演算部１２は振動検出部１１に重畳するＤＣ成分をカットするハイパスフィルタと、その信号を積分して角度情報に変換する積分器で構成され、ハイパスフィルタと積分器はその処理周波数帯域が異なる複数の特性を有する。状態検出部１３は本実施形態の特徴部分であり、詳細は後述する。特性選択部１４は状態検出部１３の検出結果に基づいて演算部１２の複数の特性の中で適した特性を選択する。駆動部１５は特性選択部１４で選択された演算特性の演算部１２が出力する角度信号に基づいて像ブレ補正部１６を駆動する。像ブレ補正部１６は、撮影機器の振れに起因する画像ブレを補正するものである。

図２は演算部１２の特性差による角度出力の関係及び特性選択部１３の動作について説明するグラフである。

図２において横軸は演算部１２の周波数帯域であり右に行くほど低周波帯域が広い。具体的にはハイパスフィルタの低周波減衰能力を弱めると共に積分器の積分帯域を低周波側に広げる。例えばグラフ横軸の左端では５Ｈｚ以上の周波数の角速度を積分する特性であり、右端では０．０１Ｈｚ以上の周波数の角速度を積分する特性となっている。

縦軸は演算部１２の出力であり、上に行くほど出力が大きい。具体的には振動検出部１１の角速度を演算部１２で演算した角度の振幅やその平均値、最大値、或いは角度波形を整流した実効値等である。波形２１は実際の手ぶれ角度信号２２を振動検出部１１で検出し、その信号を演算部１２で演算した時の出力を周波数帯域毎に記録した波形である。なお、実際の手ぶれ角度信号２２のグラフの横軸は時間、縦軸は手ぶれ角度である。

狭特性２３ａの演算部１２の出力信号２２ａは元の手ぶれ角度信号２２における低周波成分が殆ど除かれておりブレ角度の振幅は小さい。中帯域２３ｂの演算部１２の出力信号２２ｂは元の手ぶれ角度信号２２における低周波成分が復元され始めておりブレ角度の振幅は大きくなってくる。広帯域２３ｃの演算部１２の出力信号２２ｃは元の手ぶれ角度信号２２における低周波成分が更に復元されブレ角度の振幅は大きい。そのためそれらブレ角度の振幅量をプロットすると波形２１の様になる。

ここで演算部１２の出力ブレ量が大きくなると像ブレ補正部１６の可動範囲制限を超えてしまうので、それより出力ブレ量が大きくならない様に演算部１２の周波数帯域に制限をかける。閾値２４はその制限量を示しており、この閾値を波形２１が越える時点（プロット２５）で演算部１２の周波数帯域に制限をかける。この様に演算部１２の出力に応じて演算部１２の周波数特性を変化させて大きなブレ信号が出力されない様にしている。この様な処理は例えばカメラをパンニングさせた時にも有効であり、カメラのパンニングによる大きなブレ角度変化に対しては演算部１２は更に狭い帯域となり大きなブレ信号が出力されない様にしている。

しかしこの様な特性の場合には手ぶれが小さい時に対応できないことになる。例えば、カメラを壁や柵などに押しつけて撮影する、いわゆる半手持ち状態を考える。この場合、撮影者が手持ち撮影をする時よりは手ブレ量が小さくなるが、三脚などに固定したような場合に比べると手ぶれ量は大きい。波形２６は実際の半手持ちぶれ角度信号２７を振動検出部１１で検出し、その信号を演算部１２で演算した時の出力を周波数帯域毎に記録した波形である。

狭特性２３ａの演算部１２の出力信号２７ａは元の半手持ちぶれ角度信号２７における低周波成分が殆ど除かれておりブレ角度の振幅は小さい。中帯域２３ｂの演算部１２の出力信号２７ｂは元の手ぶれ角度信号２２における低周波成分が殆ど復元されている。これは元の半手持ちブレは低周波成分が少なく周波数帯域が狭いためである。そのために広帯域２３ｃの演算部１２の出力信号２７ｃにおいても中帯域２７ｂとほぼ同じブレ角度の振幅となる。

そして、それらブレ角度の振幅量をプロットすると波形２６の様になる。そのため演算部１２の出力ブレ量が閾値２４を超える事はなく、演算部１２の特性はプロット２８に示す様に最大の周波数帯域に設定される。

周波数帯域が広く、且つ元の手ぶれが少ないために良好な像ブレ補正は行われるが、振動検出部１１の精度が演算部１２の不安定を招く問題が出てくる。

振動検出部１１にはきわめて低い周波数のノイズが重畳しており、このノイズは通常は演算部１２のハイパスフィルタで減衰される。しかしながら演算部１２の周波数帯域が広くなるとハイパスフィルタによるノイズ減衰能力が低下すると共に、それが極低周波領域まで積分可能な積分器で積分されることで大きな低周波ノイズとなる。

手持ちの場合には閾値２４により演算部１２の帯域は制限を受け上記ノイズは大きくならず、更に手ぶれの補正残りや体の揺れがあるために上記ノイズが目立つことはない。しかしながら半手持ち状態では波形２６は閾値２４を超えないために前述した様に演算部１２の特性は最大の周波数帯域に設定される。そのため振動検出部１１に重畳する低周波ノイズは増幅される。更に半手持ち状態のためにぶれそのものが小さく、画面が安定しているためにこのノイズが更に目立つことになる。

前述した様に半手持ち状態のブレは周波数帯域が狭いので演算部１２の周波数帯域を広くしなくても十分高い像ブレ補正性能が得られる。そのためあまり広くない帯域の演算部を用いるほうが振動検出部のノイズが目立たない。

本実施形態では、半手持ち状態を検出し、演算部１２の周波数帯域に制限をかけるようにしており、以下にその手法について説明する。

図２において半手持ち状態では中帯域２３ｂの演算部１２の出力信号２７ｂと広帯域２３ｃの演算部１２の出力信号２７ｃはほぼ同じブレ角度の振幅となる。この様にブレ角度の増大が少ない場合には周波数帯域の狭い演算特性を用いるのが本実施形態の基本になっている。

具体的には演算部１２の周波数特性を変更してゆき、その時の演算部１２の出力特性変化が少なくなった（変化率が小さい、出力変化が所定範囲に収まる）時には演算部１２の特性をその時点の周波数帯域に設定する。これにより半手持ち状態の様に元の手ブレが小さい場合でも演算部１２の周波数帯域が最大まで広がることはない。

図３は本実施形態の動作フローチャートであり本実施形態の特徴となる動作と直接関連の無い動作は省いて示している。

図３のフローチャートは像ブレ補正装置を有しているデジタルカメラやデジタルビデオカメラの主電源をオンすることでスタートする。ステップＳ３０１では機器の電源がオンされるまでこのステップを循環して待機する。なお、像ブレ補正オンはこの像ブレ補正装置を搭載する撮像装置の像ブレ補正スイッチや撮影レリーズスイッチをオンすることで行われる。なお、既に像ブレ補正オンになっている場合（後述するステップＳ３０７、Ｓ３１１からフローが戻る場合）にはこのステップで像ブレ補正オフを検出するとステップＳ３１２に進んで像ブレ補正装置を停止してステップＳ３０１を循環して次の像ブレ補正オンまで待機する。

ステップＳ３０２では像ブレ補正装置を稼働させる。ステップＳ３０３では演算部１２の演算帯域を１段階広げる。ステップＳ３０４では演算帯域を１段階広げた後の演算部１２出力をそれ以前の演算出力と比較し、その変化を求める。ここで演算部１２の出力は前述した様に振動検出部１１の角速度を演算部１２で角度に変換した後の出力振幅平均値、或いは角度波形を整流した実効値等である。そしてその変化が所定未満で、より演算帯域を広げても演算部１２の出力は大きくならないと判断できる場合にはステップＳ３０５に進み、変化が大きく、より演算帯域を広げると演算部１２の出力が大きくなりそうな場合にはステップＳ３０８に進む。

なお、演算部１２の出力が瞬間値でも上述閾値２４を超える場合にもステップＳ３０８に進む。即ち演算帯域を判定する帯域判定手段としては演算部の出力平均値、実効値の変化率判定と瞬間値が閾値を越えるか否かの２通りの判定方法を有しており、より狭い演算帯域で演算を行う構成になっている。

ステップＳ３０５にフローが進む時は、より演算帯域を広げても演算部１２の出力は変化しない場合なのでステップＳ３０３で設定した演算帯域までに演算部１２の特性を制限する。

ステップＳ３０６では再度演算部１２の出力変化を求め、その変化が所定以上の場合にはステップＳ３０７に進み、所定未満の場合にはステップＳ３０４に戻ってこのフローを循環する。ステップＳ３０７では演算部１２の帯域制限を解除しステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０４で演算部１２の出力の変化が所定以上の場合にはステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８では演算部１２の出力が所定の閾値以上であるか否かを常に検出しており、所定閾値を越えた時点でステップＳ３０９に進み、そうでないときはステップＳ３０１に戻りフローを循環する。

ステップＳ３０９では演算部１２の出力がこれ以上大きくなることを防ぐためにステップＳ３０３で設定した演算帯域より１段階狭い演算帯域までに演算部１２の特性を制限する。ステップＳ３１０では再度演算部１２の出力と閾値の関係を求め、出力が所定閾値未満の場合にはステップＳ３１１に進み、そうでないときはステップＳ３０８に戻りこのフローを循環する。ステップＳ３１１では演算部１２の帯域制限を解除しステップＳ３０１に戻る。

この様に、本実施形態では、演算部１２の帯域を判定する方法は、演算部１２の出力の平均出力変化率が所定以内か否かの判定と、常時出力を検出し、その値が閾値を越えたか否かの判定との２種有している。そして、一方の判定法で半手持ち、他方の判定法で手持ちを判定しカメラのどのような把持状態でも最適な演算特性を得られる。

以上説明した様に、像ブレ補正装置が、振動検出部１１と、振動検出部１１の出力を演算する複数の異なる特性を有する演算部１２（積分器）と、複数特性の演算部間の出力変化が所定範囲内に収まることを検出する状態検出部１３と、状態検出部の検出結果に基づいて複数特性の中から所望特性を選択する特性選択部１４と、像ブレを補正する像ブレ補正部１６と、特性選択部で選択された特性の演算部出力に基づいてブレ補正部を駆動する駆動部１５とを備えることにより、半手持ち状態の様に手ブレが小さい時においても安定した画像ブレ補正を行うことができるようになる。

そして演算部１２の演算帯域を広くしていくほど大きくなる演算部１２の出力の増加率が鈍化を始める時点の演算帯域を状態検出部１３が選択する構成にしている。

また、像ブレ補正装置が、振動検出部１１と、振動検出部１１の出力を演算する演算部１２（積分器）と、演算部出力に基づいて演算部の演算帯域を制限する複数の帯域判定部（図３のステップＳ３０４とＳ３０８）と複数の帯域判定部の判定結果に基づいて狭い方の演算帯域を選択する演算帯域選択部（図３のフロー）と、画像ブレを補正する像ブレ補正部１６と、演算帯域選択部で選択された演算帯域に基づいて像ブレ補正部を駆動する駆動部１５とを備えることにより、半手持ち状態の様に手ブレが小さい時においても安定した画像ブレ補正を行うことができるようになる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では単一の演算部１２の演算帯域を走査し、その時の手ブレ振幅やその変化率に基づいて演算部の帯域制限を行った。この様に一つの演算部１２の帯域を走査する場合、その走査時間が必要なこと、また、像ブレ補正機能起動時だけではなく起動後も常に手ブレの変化率を検出するたびに実際の像ブレ補正精度も変化してしまうことの問題がある。

そこで第２の実施形態においては、演算部を複数設け、常にそれらの比較を行うことで必要な演算帯域を求める構成にしている。

図４は本発明の第２の実施形態の像ブレ補正装置の構成を示すブロック図であり、図１のブロック図と同機能のブロックは同じ部番で表し説明は省略する。図１のブロック図と異なるのは演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設けられ、各々の演算帯域が図５に示す領域５１ａ、５１ｂ、５１ｃの様に異ならせて設定されていること、及び演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの出力を比較する状態比較部４２が設けられていることである。なお、各演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの演算帯域は上記領域５１ａ、５１ｂ、５１ｃに設定されているが、それぞれの領域５１ａ、５１ｂ、５１ｃの中で互いに重ならない範囲で演算帯域が変更可能にもなっている。

ここで、カメラが半手持ち状態の場合を考えると図４の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの各々の出力は、図５の２７ａ、２７ｂ、２７ｃの様になる。ここでこれら出力の平均値をθａ、θｂ、θｃとするとθａよりθｂは大きく、θｂとθｃはほぼ等しくなる。この様に演算部４１ｂ、４１ｃの演算帯域では出力に差が見られない時には状態比較部４２はより演算帯域の狭い演算部４１ｂが好ましい演算部であると判定する。そして特性選択部１４は演算部４１ｂを選択し、その出力で駆動部１５を介して像ブレ補正部１６を駆動する。

次に、カメラが手持ち状態の場合を考えると、図４の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの各々の出力は、図５の２２ａ、２２ｂ、２２ｃの様になる。ここでこれら出力の平均値をθａ、θｂ、θｃとすると、θａよりθｂは大きく、θｂよりθｃは大きい。またθｃは閾値２４を超えている。この様に演算部４１ｃの出力が閾値を越えているときには演算部４１ｃの演算帯域を演算部４１ｂの帯域より広く、演算部４１ｃの元の演算部帯域より狭く設定する。状態比較部４２は演算帯域を狭く変更した後の演算部４１ｃが好ましい演算部であると判定する。

ここで、もともとの手ぶれが大きく、演算部４１ｂにおいてもその出力が閾値２４を越えている場合には演算部４１ｂの演算帯域を演算部４１ａの帯域より広く、演算部４１ｂの元の演算部帯域より狭く設定する。状態比較部４２は演算帯域を狭く変更した後の演算部４１ｂが好ましい演算部であると判定する。更に、もともとの手ぶれがパンニング等で非常に大きく、演算部４１ａにおいてもその出力が閾値２４を越えている場合には演算部４１ａの演算帯域を元の演算部帯域より更に狭く設定する。状態比較部４２は演算帯域を狭く変更した後の演算部４１ａが好ましい演算部であると判定する。特性選択部１４はこの様にして求められた演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃのいずれかを選択し、その出力で駆動部１５を介して像ブレ補正部１６を駆動する。

図６は本発明の第２の実施形態の動作フローチャートであり、第２の実施形態の特徴となる動作と直接関連の無い動作は省略して示している。また、第１の実施形態の図３と同じ機能のフローは同じステップ番号で示し、説明を省略する。

図６のフローチャートは像ブレ補正装置の主電源をオンすることでスタートする。ステップＳ６０１では状態比較部４２が演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの出力比較を行う。各々の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの出力は振動検出部１１の角速度を演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃで角度に変換した後の出力振幅平均値、或いは角度波形を整流した実効値等である。それら出力を比較し、演算部４１ａより演算部４１ｂの出力が大きく、演算部４１ｂと演算部４１ｃの出力に差が少ない場合にはステップＳ６０２に進む。また、演算部４１ｃの出力が演算部４１ｂの出力より所定値以上大きい場合、或いは演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃいずれかの出力が瞬間値でも図５の閾値２４を超える場合にもステップＳ３０８に進む。

ステップＳ６０２にフローが進む時は、特性選択部１４は演算部４１ｂを選択する。なお、状態比較部４２の比較結果により演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃともその出力に差が少なく、且つ閾値２４を下回っている場合には特性選択部１４は演算部４１ａを選択する。この様に特性選択部１４はなるべく狭い帯域の演算部を選択するように設定される。

ステップＳ６０３にフローが進む場合には演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃのいずれかの出力が閾値２４を超える場合であるため、演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃは各々その演算帯域を狭くすると共に特性選択部１４は演算帯域の狭い順から閾値を越えた演算部を選択する。

即ち、演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃのいずれもその出力が閾値２４を超えた場合には演算部４１ａを選択し、演算部４１ｂ、４１ｃの出力が閾値２４を超えた場合には演算部４１ｂを選択する。また、演算部４１ｃの出力のみ閾値２４を超えた場合には演算部４１ｃを選択する。

この様に第２の実施形態においては演算部を複数設け、常にそれら出力の比較を行うことで像ブレ補正に適した演算帯域を迅速に求めることが可能になっている。

以上説明した様に、像ブレ補正装置が、振動検出部１１と、振動検出部１１の出力を演算する複数の異なる特性を有する演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ（積分器）と、複数特性の演算部間の出力変化が所定範囲内に収まることを検出する状態検出部（状態比較部）４２と、状態検出部の検出結果に基づいて複数の演算特性の中から所望特性を選択する特性選択部１４と、画像ブレを補正する像ブレ補正部１６と、特性選択部で選択された特性の演算部出力（演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃいずれかの出力）に基づいて像ブレ補正部を駆動する駆動部１５とを備えることにより、半手持ち状態の様に手ブレが小さい時においても安定した画像ブレ補正を行うことができるようになる。

そして演算帯域が異なる複数の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃを設け、広帯域の演算特性ほど大きくなる演算部の出力変化が鈍化を始める時点の演算帯域を有する演算部（４１ａ、４１ｂ、４１ｃいずれか）を状態検出部１３が選択する構成にしている。
（第３の実施形態）
第２の実施形態では、演算部を複数設け、常にそれらの比較、選択を行うことで必要な演算帯域を早期に実現する構成にしていた。しかしながら特性選択部１４が演算部を選択し以前の演算部から切り換える時、その前後で演算帯域の急激な変化が生じ、画像ブレ補正が不連続になってしまう場合もある。

第３の実施形態ではその対策も行っており、図７に示すように演算部を選択するのではなく、複数の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃで求めた演算帯域を目標値算出部７１（帯域可変の演算部）に反映する構成になっている。即ち、目標値算出部７１は第１及び第２の実施形態で説明した特性選択部１４の役割を担っている。

図７のブロック構成と第２の実施形態の図４のブロック構成の違いは振動検出部１１のブレ角速度出力が入力され、それを積分演算してブレ角度として像ブレ補正目標値を求める目標値算出部７１が設けられており、状態比較部４２の情報に基づいてその演算帯域が変更されることである。

即ち、第２の実施形態では、演算状態を比較するための演算部とブレ補正を行うための演算部が同一であったのが第３の実施形態ではそれらが個別に設けられる。そして、目標値算出部７１は画像ブレ補正専用の演算部として状態比較部４２の信号に基づいて時系列的にその帯域を変更する。

この様に目標値算出部７１は第２の実施形態の様に切り替えられることはなく、状態比較部４２の信号に基づいてその演算帯域を所定の時定数をもって徐々に変更していくことになる。そのため演算帯域切り替え前後の画像ブレ補正不連続性は生じない。

図８は本発明の第３の実施形態の動作フローチャートであり、第３の実施形態の特徴的な動作と直接関連の無い動作は省略して示している。また、第１の実施形態の図３と同じ機能のフローは同じステップ番号で示し、説明を省略する。

図８のフローチャートは像ブレ補正装置の主電源をオンすることでスタートする。ステップＳ６０１では状態比較部４２が演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの出力比較を行う。各々の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの出力は振動検出部１１の角速度を演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃで角度に変換した後の出力振幅平均値、或いは角度波形を整流した実効値等である。それら出力を比較し、演算部４１ａより演算部４１ｂの出力が大きく、演算部４１ｂと演算部４１ｃの出力に差が少ない場合にはステップＳ８０１に進む。また、演算部４１ｃの出力が演算部４１ｂの出力より所定値以上大きい場合、或いは演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃいずれかの出力が瞬間値でも図５の閾値２４を超える場合にはステップＳ３０８に進む。

ステップＳ８０１にフローが進む時は、状態比較部４２は下記状態に応じて目標値算出部７１の演算帯域を所定の時定数をもって変更する。
（１）演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ共その出力に差が少なく、且つ各々の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの瞬間出力が閾値２４を下回っている場合に、状態比較部４２は演算部４１ａの演算帯域と同じ演算帯域を目標値算出部７１に設定する。
（２）演算部４１ａの出力より演算部４１ｂの出力が大きく、演算部４１ｃの出力は演算部４１ｂの出力と差が少ない場合であり、且つ各々の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの瞬間出力が閾値２４を下回っている場合に、状態比較部４２は演算部４１ｂの演算帯域と同じ演算帯域を目標値算出部７１に設定する。
（３）演算部４１ａの出力より演算部４１ｂの出力が大きく、演算部４１ｃの出力が演算部４１ｂの出力より大きい場合であり、且つ各々の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの瞬間出力が閾値２４を下回っている場合には状態比較部４２は演算部４１ｃの演算帯域と同じ演算帯域を目標値算出部７１に設定する。

この様に特性選択部１４はなるべく狭い帯域の演算部を選択するように設定される。

ステップＳ８０２にフローが進む場合には演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃのいずれかの出力が閾値２４を超える場合であるため、演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃは各々その演算帯域を狭くする。それと共に、閾値２４を超える最も狭い演算帯域の演算部（演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃのいずれか）の特性を目標値算出部７１の特性として設定する。即ち演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃのいずれもその出力が閾値２４を超えた場合には演算部４１ａの演算帯域、演算部４１ｂ、４１ｃの出力が閾値２４を超えた場合には演算部４１ｂの演算帯域に目標値算出部７１の演算帯域を設定する。また、演算部４１ｃの出力のみ閾値２４を超えた場合には演算部４１ｃの演算帯域に目標値算出部７１の演算帯域を設定する。

この様に目標値算出部７１の演算帯域を設定する際にも、設定前の演算帯域から所定の時定数をもって演算帯域変更を行うため、演算帯域変更前後の画像ブレ補正連続性は保たれる。

以上説明した様に第３の実施形態においては適切な演算帯域を検出するための演算部を複数設け、それら出力の比較結果で目標値算出部の演算帯域を所定の時定数をもって制御しているので演算帯域切り替え前後の画像ブレ補正に連続性が保たれる。

以上のように、像ブレ補正装置が、振動検出部１１と、振動検出部１１の出力を演算する複数の異なる特性を有する演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ（積分器）と、複数特性の演算部間の出力変化が所定範囲内に収まることを検出する状態検出部（状態比較部）４２と、状態検出部の検出結果に基づいて演算部の複数特性の中から所望特性を選択する特性選択部（目標値算出部７１）と、画像ブレを補正する像ブレ補正部１６と、特性選択部で選択された特性の演算部（目標値算出部７１）の出力に基づいて像ブレ補正部を駆動する駆動部１５とを備えることにより、半手持ち状態の様に手ブレが小さい時においても安定した画像ブレ補正を行うことができるようになる。

そして状態検出部４２で選択された演算部（４１ａ、４１ｂ、４１ｃのいずれか）と同じ演算帯域となる様に特性選択部１４の演算帯域を所定の時定数で変更していく。
（第４の実施形態）
第３の実施形態では、演算部を複数設けることで画像ブレ補正とは独立に、適した演算帯域を常に求めることができた。しかしながら、そのために複数の演算部を設け、同時に作動させる必要があった。第４の実施形態では演算帯域を求めるレスポンスを多少犠牲にしても演算部のリダクションを行っている。

図９は第４の実施形態の像ブレ補正装置の構成を示すブロック図であり、図１と異なるのは振動検出部１１の出力を積分演算してブレ角度を求める目標値算出部７１が設けられ、その演算帯域が状態検出部１３で制御されている点である。

演算部１２の演算帯域は例えば３秒周期程度でその演算帯域を第２及び第３の実施形態の演算部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの演算帯域５１ａ、５１ｂ、５１ｃ（図５）に変更している。状態検出部は演算部１２の出力を時系列的に比較し、どの演算帯域が好ましいかを判定している。
（１）演算帯域５１ａ時、５１ｂ時、５１ｃ時共その出力に差が少なく、且つ各々の演算帯域時の瞬間出力が閾値２４を下回っている場合には、状態検出部１３は演算帯域５１ａを目標値算出部７１に設定する。
（２）演算帯域５１ａ時の出力より演算帯域５１ｂ時の出力が大きく、演算帯域５１ｃ時の出力は演算帯域５１ｂ時の出力と差が少ない場合であり、且つ各々の演算帯域時の瞬間出力が閾値２４を下回っている場合には状態検出部１３は演算帯域５１ｂを目標値算出部７１に設定する。
（３）演算帯域５１ａ時の出力より演算帯域５１ｂ時の出力が大きく、演算帯域５１ｃ時の出力が演算帯域５１ｂ時の出力より大きい場合であり、且つ各々の演算帯域時の瞬間出力が閾値２４を下回っている場合には状態検出部１３は演算帯域５１ｃを目標値算出部７１に設定する。

この様に画像ブレ補正とは独立に演算帯域を求める演算部を設け、常にその演算帯域を走査して時系列的に比較していくことで単一の演算部でも適した演算帯域を求めることが出来る。

基本的なフローの流れは第３の実施形態の図８のフローチャートと同等なため説明は省略する。

以上の様に、像ブレ補正装置が、振動検出部１１と、振動検出部１１の出力を演算する複数の異なる特性を有する演算部１２（積分器）と、複数特性の演算部間の出力変化が所定範囲内に収まることを検出する状態検出部１３と、状態検出部の検出結果に基づいて演算部の複数の演算特性の中から所望特性を選択する特性選択部（目標値算出部７１）と、画像ブレを補正する像ブレ補正部１６と、特性選択部で選択された特性の演算部（目標値算出部７１）の出力に基づいて像ブレ補正部を駆動する駆動部１５とを備えることにより、半手持ち状態の様に手ブレが小さい時においても安定した画像ブレ補正を行うことができるようになる。

そして演算部１２の演算特性を所定の周期で変更し、演算部１２の演算帯域を広くしていくほど大きくなる演算部１２の出力の増加率が鈍化を始める時点の演算帯域を状態検出部１３が選択する構成にしている。更に状態検出部１３で選択された演算部１２と同じ演算帯域となる様に特性選択部１４の演算帯域を所定の時定数で変更していく。

本発明の装置はデジタルカメラの動画用途で説明してきたが、静止画撮影時の構図確認やデジタルビデオカメラ、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、携帯電話などにも広く展開できる。

Claims

機器の振れを検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段の出力を演算する複数の異なる特性を有する演算手段と、
前記複数の異なる特性を有する演算手段の間の出力変化の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記複数の異なる特性の中から１つの特性を選択する選択手段と、
前記機器の振れに起因する画像ブレを補正する像ブレ補正手段と、
前記選択手段で選択された特性の前記演算手段の出力に基づいて前記像ブレ補正手段を駆動する駆動手段と、
を備え、
前記選択手段は、前記振動検出手段の出力を演算する演算帯域を広くしていくほど大きくなる前記演算手段の出力の増加率が鈍化を始める時点の演算帯域に対応する特性を選択することを特徴とする像ブレ補正装置。
機器の振れを検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段の出力を演算する特性が異なる複数の演算手段と、
前記複数の演算手段の間の出力変化の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記複数の演算手段から１つの演算手段を選択する選択手段と、
前記機器の振れに起因する画像ブレを補正する像ブレ補正手段と、
前記選択手段で選択された演算手段の出力に基づいて前記像ブレ補正手段を駆動する駆動手段と、
を備え、
前記選択手段は、広帯域の演算帯域ほど大きくなる前記複数の演算手段の間の出力変化が鈍化を始める時点の演算帯域に対応する演算手段を選択することを特徴とする像ブレ補正装置。
前記選択手段の選択結果に応じた演算帯域となる様に、前記演算帯域を所定の時定数で変更していく変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の像ブレ補正装置。
機器の振れを検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段の出力を演算する複数の異なる特性を有する演算手段と、
前記複数の異なる特性を有する演算手段の間の出力変化の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記複数の異なる特性の中から１つの特性を選択する選択手段と、
前記機器の振れに起因する画像ブレを補正する像ブレ補正手段と、
前記選択手段で選択された特性の前記演算手段の出力に基づいて前記像ブレ補正手段を駆動する駆動手段と、
を備え、
前記選択手段は、前記演算手段の演算特性を所定の周期で変更し、前記演算手段の演算帯域を広くしていくほど大きくなる前記演算手段の出力の増加率が鈍化を始める時点の演算帯域に対応する特性を選択することを特徴とする像ブレ補正装置。
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を備えることを特徴とする光学機器。
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を備えることを特徴とする撮像装置。
機器の振れを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の出力を演算する複数の異なる特性を有する演算手段とを備える像ブレ補正装置を制御する方法であって、
前記複数の異なる特性を有する演算手段の間の出力変化の状態を検出する状態検出工程と、
前記状態検出工程の検出結果に基づいて前記複数の異なる特性の中から１つの特性を選択する選択工程と、
前記機器の振れに起因する画像ブレを補正する像ブレ補正工程と、
前記選択工程で選択された特性の前記演算手段の出力に基づいて前記像ブレ補正工程を制御する制御工程と、
を備え、
前記選択工程は、前記振動検出手段の出力を演算する演算帯域を広くしていくほど大きくなる前記演算手段の出力の増加率が鈍化を始める時点の演算帯域に対応する特性を選択することを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。
機器の振れを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の出力を演算する特性が異なる複数の演算手段とを備える像ブレ補正装置を制御する方法であって、
前記複数の演算手段の間の出力変化の状態を検出する状態検出工程と、
前記状態検出工程の検出結果に基づいて前記複数の演算手段から１つの演算手段を選択する選択工程と、
前記機器の振れに起因する画像ブレを補正する像ブレ補正工程と、
前記選択工程で選択された演算手段の出力に基づいて前記像ブレ補正工程を制御する制御工程と、
を備え、
前記選択工程は、広帯域の演算帯域ほど大きくなる前記複数の演算手段の間の出力変化が鈍化を始める時点の演算帯域に対応する演算手段を選択することを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。
機器の振れを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の出力を演算する複数の異なる特性を有する演算手段とを備える像ブレ補正装置を制御する方法であって、
前記複数の異なる特性を有する演算手段の間の出力変化の状態を検出する状態検出工程と、
前記状態検出工程の検出結果に基づいて前記複数の異なる特性の中から１つの特性を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された特性の前記演算手段の出力に基づいて、前記機器の振れに起因する画像ブレを補正する像ブレ補正手段を駆動する駆動工程と、
を備え、
前記選択工程は、前記演算手段の演算特性を所定の周期で変更し、前記演算手段の演算帯域を広くしていくほど大きくなる前記演算手段の出力の増加率が鈍化を始める時点の演算帯域に対応する特性を選択することを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。