JP6165052B2 - 振れ補正装置、それを有する撮像装置、振れ補正方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、振れ補正装置に関する。

振れ補正装置では、撮像装置の振動を振れ検出手段で検出し、検出結果に応じて振れ補正レンズや撮像素子を光軸に直交する方向に移動させる。振れ検出手段から出力される振れ信号には、手振れに起因する信号の他に、パン／チルト操作に起因する信号も含まれ、パン／チルト操作時に振れ補正が行われるとパン／チルト操作終了後に像振れ（ゆれ戻し）が生じ、カメラ操作や撮影画像に違和感が生じる。

そこで、従来から、パン／チルト操作時には振れ補正を停止し、パン／チルト操作終了後に振れ補正を再開することが提案されている。また、特許文献１は、パン／チルト操作終了後に、カメラの振動を表す角速度信号が厳密には零にならず、漸進的に零値に近づくのに合わせて、カットオフ周波数を段階的に下げる振れ補正装置を提案している。

特開２００６−１１３２６４号公報

カットオフ周波数の低いフィルタは時定数の関係上、所望の性能が出せる定常状態になるまでの時間が長いため、特許文献１のように、カットオフ周波数を段階的に切り換えることで、定常状態になるまでに必要な時間を短縮することができる。しかしながら、特許文献１の方法では、カットオフ周波数を切り換えている最中に大きな振れが生じると、切換え終了のタイミングで振れ量を十分に除去できない場合があり、この信号を露光中の信号に使用すると、撮影された画像がブレて画質が低下してしまう。

本発明は、像振れを短時間で高精度に低減することが可能な振れ補正装置、それを有する撮像装置、振れ補正方法およびプログラムを提供することを例示的な目的とする。

本発明の振れ補正装置は、振れ検出手段からの出力信号が入力され、前記出力信号のうち第１のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第１のフィルタと、前記出力信号が入力され、前記出力信号のうち第２のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第２のフィルタと、前記第１のフィルタにおける前記第１のカットオフ周波数を第３のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第１のカットオフ周波数切換手段と、前記第２のフィルタにおける前記第２のカットオフ周波数を、前記第３のカットオフ周波数よりも低い第４のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第２のカットオフ周波数切換手段と、前記第１のフィルタまたは前記第２のフィルタの出力を振れ補正のための補正信号として選択する信号選択手段と、を有し、前記信号選択手段は、前記第１のフィルタのカットオフ周波数が前記第３のカットオフ周波数となり、前記第２のフィルタのカットオフ周波数が前記第４のカットオフ周波数となった後に、前記第１のフィルタの出力と前記第２のフィルタの出力の差が閾値よりも大きい場合には前記第１のフィルタの出力を前記補正信号として選択し、前記差が前記閾値以下の場合には前記第２のフィルタの出力を前記補正信号として選択することを特徴とする。

本発明によれば、像振れを短時間で高精度に低減することが可能な振れ補正装置、それを有する撮像装置、振れ補正方法およびプログラムを提供することができる。

本実施形態の振れ補正装置のブロック図である。 一定のオフセットを持った振れ信号を入力した場合のＨＰＦの出力と、ＨＰＦのカットオフ周波数を示すグラフである。 ＨＰＦのカットオフ周波数切換の一例を説明するためのグラフである。 ＨＰＦのカットオフ周波数切換の別の例を説明するためのグラフである。 図１に示すマイコンによって行われる振れ補正方法を示すフローチャートである。 図５に示す振れ補正方法の変形例を示すフローチャートである。

図１は、本実施形態の振れ補正装置のブロック図である。振れ補正装置は、撮像装置の振動を検出する振れ検出手段の検出結果に応じて撮影光軸を偏心する。これにより、不図示の撮影光学系が形成する光学像の振れを補正し、撮影画像の振れを光学的に補正する。

本実施形態では、撮像装置１００の一例としてデジタルビデオカメラについて説明するが、これに限定されるものではない。振れ補正装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、テレビカメラ、あるいはその他の撮像装置（例えば、携帯電話、ゲーム機、パーソナルコンピュータ）に使用することができる。

本実施形態において、撮像装置は、不図示の撮影光学系と、不図示の撮像素子を備えた撮像装置本体とが一体的に構成されているが、これに限定されるものではない。本実施形態は、撮像装置本体と、撮影光学系を有して撮像装置本体に着脱可能なレンズ装置と、を備えて構成された撮像装置（撮像システム）にも適用可能である。この場合、振れ補正装置は、レンズ装置に設けられるか、または、撮像装置本体に設けられる。なお、撮像素子は、撮影光学系が形成する光学像を光電変換する。

本実施形態では、後述するように、撮影光学系の一部（振れ補正レンズとしてのシフトレンズ１０）を移動することによって振れ補正を行っているが、撮像素子を移動することによって振れ補正を行ってもよい。

シフトレンズ１０は、不図示の撮影光軸と直交する二次元平面内（光軸直交方向）に移動することにより、撮像素子の撮像面に入射する光束の入射角度を変更することができる。なお、シフトレンズ１０は、光軸に直交する方向に移動されて像振れを補正するが、「直交する方向」は光軸に直交する成分があれば足り、光軸に斜めに移動されてもよい。

撮像装置には、レリーズスイッチ２０が設けられている。レリーズスイッチ２０が半押しされると、不図示の第１スイッチ（ＳＷ１）がＯＮになり、ＡＦ、測光、振れ補正制御が開始される。また、レリーズスイッチ２０が全押し操作されると、不図示の第２スイッチ（ＳＷ２）がＯＮになり、撮影（露光）が行われる。

本実施形態の振れ補正装置は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称する）１００、角速度センサ１５０、モータドライバ１６０を有する。

角速度センサ（振れ検出手段）１５０は、例えば、ジャイロセンサから構成され、手振れなどによる撮像装置に加わる振動の角速度（振れ情報）を検出し、その角速度に応じた電気信号（振れ信号）を出力する。本実施形態において、角速度センサ１５０は、光軸に直交する平面上で互いに垂直の検出軸をなすように、例えば、水平方向の回転軸（Ｙａｗ）と垂直方向の回転軸（Ｐｉｔｃｈ）との２軸方向に二つの角速度センサを含む。角速度センサ１５０は、水平方向および垂直方向の軸ごとに角速度を検出する。

マイコン１００（制御手段）は、角速度センサ１５０から出力される角速度信号を処理して補正量を算出し、水平方向および垂直方向の２軸方向においてシフトレンズ１０を、モータドライバ１６０を介して駆動制御する。水平方向の回転軸（Ｙａｗ）と垂直方向の回転軸（Ｐｉｔｃｈ）の補正量の演算およびシフトレンズ１０の駆動制御は、両軸とも同様の処理で実現可能であるため、以降、一方の軸についてのみ説明する。

マイコン１００は、Ａ／Ｄ変換器１０２、パン／チルト検出手段１０３、第１のＨＰＦ１０４、第１のカットオフ周波数切換部１０６、信号演算部１０８、信号切換部１１０、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御部１１２を有する。また、マイコン１００は、第１の減算器１１４、第１の露光中信号演算部１１６、信号選択部１１８、第２のＨＰＦ１２０、第２のカットオフ周波数切換部１２２、第２の減算器１２４、第２の露光中信号演算部１２６を更に有する。

Ａ／Ｄ変換器１０２は、角速度センサ１５０から出力されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１０２は、デジタル信号としての振れ信号を、パン／チルト検出手段１０３、第１のＨＰＦ１０４、第１の減算器１１４、第２のＨＰＦ１２０、第２の減算器１２４に出力する。Ａ／Ｄ変換器１０２は、角速度センサ１５０と一体であってもよい。なお、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１０２の後に第１のＨＰＦ１０４と第２のＨＰＦ１２０が設けられているが、第１のＨＰＦ１０４と第２のＨＰＦ１２０はＡ／Ｄ変換器１０２の前に設けられていてもよい。

パン／チルト検出手段１０３は、Ａ／Ｄ変換器１０２の出力信号からパン／チルト操作の開始と終了を検出する。パン／チルト検出手段１０３は、パン／チルト操作の終了を検出するとそれに応じた信号を、第１のカットオフ周波数切換部１０６と第２のカットオフ周波数切換部１２２に出力する。この信号をトリガーとして、第１のカットオフ周波数切換部１０６と第２のカットオフ周波数切換部１２２はカットオフ周波数の切換を開始する。

第１のＨＰＦ（第１のハイパスフィルタ）１０４は、Ａ／Ｄ変換器１０２から出力される振れ信号に含まれる低域成分を遮断して振れ信号の高域成分を出力する。ＨＰＦは、カットオフ周波数（遮断周波数）よりも高い周波数成分は殆ど減衰させず、遮断周波数よりも低い周波数成分を逓減させるフィルタである。第１のＨＰＦ１０４の出力は、信号演算部１０８と第１の減算器１１４に供給される。

角速度センサ１５０から出力される振れ信号には、角速度センサ１５０に加わる振動が０の場合でも振れ信号の出力が０にならないオフセット成分が含まれている場合が多い。このオフセット出力は、角速度センサ１５０の個体ばらつきや、温度変化、経時的変化の影響を受けて常に一定の出力ではない。また、撮影者がパン／チルトのように意図的に撮像装置を一方向に振った場合にも、角速度センサ１５０の振れ信号にオフセット成分と同様な信号が生ずることがある。そのため、第１のＨＰＦ１０４を用いて、オフセット成分の極低周波成分を除去している。手振れ周波数の中にも低い周波数成分は含まれるため、第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数はなるべく低く設定し、オフセット成分のみを除去できるようにするのが望ましい。しかし、カットオフ周波数の低いフィルタは時定数の関係上、定常状態になり所望の性能が出せるまでの時間が長くかかるという問題がある。

第１のカットオフ周波数切換部（第１のカットオフ周波数切換手段）１０６は、パン／チルト検出手段１０３からのパン／チルト操作の終了を表す信号を開始トリガーとして、第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数を切り換える（漸次的に低下させる）。

信号演算部１０８は、第１のＨＰＦ１０４の出力信号に対して積分演算、位相補償演算を行う。信号演算部１０８の出力は、信号切換部１１０に供給される。この出力は、主としてエイミング中に使用される信号であるが、露光中に使用される場合もある。

ここで、「エイミング」とは、露光中以外での手振れ補正が動作している撮影予備状態をいう。静止画撮影においては、撮影者がレリーズスイッチ２０を操作して撮影用の設定を行い、その後、不図示の光学ファインダまたは不図示の電子ビューファインダを用いて構図を決める動作をいう。光学ファインダを利用する場合には、撮影者は不図示の主ミラーを介して撮影光学系からの光束をファインダ光学系に導き、光学ファインダを介して被写体を観察する。電子ビューファインダを利用する場合には、主ミラーとサブミラーをアップさせて光束を撮像素子に導き、撮像素子で得られた像を撮像装置背面に設けられた液晶ＬＣＤなどの電子ビューファインダに表示することで被写体を観察する（ライブビュー）。

信号切換部（信号切換手段）１１０は、レリーズスイッチ２０がＳＷ１のときに信号演算部１０８からの出力信号を選択し、ＳＷ２のときに信号選択部１１８によって選択された信号を選択する。但し、後述するように、ＳＷ２のときでも信号演算部１０８からの出力信号を選択する場合がある。信号切換部１１０の出力はＰＷＭ制御部１１２に供給される。

ＰＷＭ制御部（パルス幅変調制御手段）１１２は、信号切換部１１０から供給されたデジタル信号を、パルス波のデューティー比を変化させる波形（すなわちＰＷＭ波形）に変調し、モータドライバ１６０に供給する。

モータドライバ（モータ駆動手段）１６０は、ＰＷＭ制御部１１２から供給される制御信号に基づいてシフトレンズ１０を駆動する駆動手段である不図示のモータ（例えば、ボイスコイルモータ）を駆動する。これにより、シフトレンズ１０が撮影光学系の光軸に直交する方向に移動する。

第１の減算器１１４は、第１のＨＰＦ１０４からの出力信号をＡ／Ｄ変換器１０２の出力信号（第１のＨＰＦ１０４の入力信号）から減算する。第１の減算器１１４の出力は、第１の露光中信号演算部１１６に供給される。

第１の露光中信号演算部（第１の露光中信号演算手段）１１６は、第１の減算器１１４からの出力信号（露光中信号）に対してゲイン調整や位相補償演算を行い、第１の露光中信号を生成し、信号選択部１１８に出力する。

信号選択部（露光中信号選択手段）１１８は、第１の露光中信号演算部１１６からの出力（第１の露光中信号）と第２の露光中信号演算部１２６からの出力（第２の露光中信号）の一方を、撮影画像のブレを光学的に補正するための補正信号として選択する。

第２のＨＰＦ（第２のハイパスフィルタ）１２０は、Ａ／Ｄ変換器１０２から出力される振れ信号に含まれる低域成分を遮断して振れ信号の高域成分を出力する。第２のＨＰＦ１２０は第１のＨＰＦ１０４よりも低いカットオフ周波数を有する。第２のＨＰＦ１２０の出力は第２の減算器１２４に供給される。

第２のカットオフ周波数切換部（第２のカットオフ周波数切換手段）１２２は、パン／チルト検出手段１０３からのパン／チルト操作の終了を表す信号を開始トリガーとして、第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数を切り換える（漸次的に低下させる）。

第２の減算器１２４は、第２のＨＰＦ１２０の出力信号をＡ／Ｄ変換器１０２の出力信号（第２のＨＰＦ１２０の入力信号）から減算する。第２の減算器１２４の出力は、第２の露光中信号演算部１２６に供給される。

第２の露光中信号演算部（第２の露光中信号演算手段）１２６は、第２の減算器１２４からの出力信号（露光中信号）に対してゲイン調整や位相補償演算を行い、第２の露光中信号を生成し、信号選択部１１８に出力する。

エイミング中での振れ補正では、第１のＨＰＦ１０４を使用する。手振れに関係の無い低周波成分のみを除去するには、カットオフ周波数を低い値（例えば０．０１Ｈｚ）に設定する必要があるが、そのような低いカットオフ周波数では、時定数が大きくなり、収束までの時間が非常に長くなるという問題がある。

図２（ａ）は、一定のオフセット成分を持った振れ信号を入力した場合のＨＰＦの出力を示すグラフであり、横軸は時間、縦軸はＨＰＦからの角速度（度／秒）である。図２（ｂ）は、ＨＰＦのカットオフ周波数の変化を示すグラフであり、横軸は時間、縦軸はカットオフ周波数（Ｈｚ）である。

図２（ａ）において、Ａは一定値の入力を示し、ＢはＨＰＦのカットオフ周波数がｆｃ２である場合の入力Ａに対する出力を示している。カットオフ周波数ｆｃ２の場合のＨＰＦの時定数は１／２πｆｃ２で表され、仮にｆｃ２が０．０１Ｈｚであるとすると、時定数は１５．９ｓｅｃとなり、０に収束するまでの時間が非常に長くかかってしまう。

そこで、図２（ｂ）に示すように、ＨＰＦのカットオフ周波数を時間経過と共にｆｃ１からｆｃ１よりも小さいｆｃ２まで逓減（漸次的に低下）させる。その場合の出力を図２（ａ）のＣに示す。図２（ａ）のＢとＣを比較すると、Ｃの方がＢよりも早く０に収束することが分かる。

撮像装置の起動時やパンニング操作の終了検出時など、必要なタイミングで第１のカットオフ周波数切換部１０６が、第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数を切り換え、第１のＨＰＦ１０４の出力を素早く収束させる。第１のＨＰＦ１０４を通った信号は、次に信号演算部１０８により積分演算、位相補償演算が行われ、シフトレンズ１０を目標位置に動作させるための目標信号が生成される。目標信号は、エイミング／露光信号切換部１０７を経て、ＰＷＭ制御部１１２からＰＷＭ信号として出力される。出力されたＰＷＭ信号は、モータドライバ１６０に入力され、モータドライバ１６０から出力された駆動電圧によりシフトレンズ１０を駆動する。

エイミング中に使用される第１のＨＰＦ１０４からの出力信号に対して信号演算部１０８が所定のカットオフ周波数での積分フィルタ演算を行うことにより、低周波の振れを補正し過ぎないようにし、見えの自然さや画角変更のし易さを確保している。

一方、露光中の信号は低周波の振れも補正することによって高い補正性能を実現する。第１の減算器１１４が、第１のＨＰＦ１０４の出力信号を第１のＨＰＦ１０４の入力信号から減算することによって、オフセット成分を除去したＬＰＦ信号（ローパスフィルタ信号）を演算したのと同等の信号を生成する。第１の減算器１１４からの出力信号に対して第１の露光中信号演算部１１６がゲイン調整や位相補償演算を行うことによって、エイミング中よりも低周波の振れを補正可能な第１の露光中信号を生成し、信号選択部１１８に出力する。

なお、特許文献１のように、ＨＰＦの出力が露光中に使用されてもよい。この場合、第１の減算器１１４と第２の減算器１２４が除去され、第１のＨＰＦ１０４の出力が第１の露光中信号演算部１１６に供給され、第２のＨＰＦ１２０の出力が第２の露光中信号演算部１２６に供給される。

また、第２のカットオフ周波数切換部１２２が第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数を切り換える。第２の減算器１２４が、第２のＨＰＦ１２０の出力信号を第２のＨＰＦ１２０の入力信号から減算することによって、オフセット成分を除去したＬＰＦ信号を演算したのと同等の信号を生成する。第２の減算器１２４からの出力信号に対して第２の露光中信号演算部１２６がゲイン調整や位相補償演算を行うことによって第２の露光中信号を生成し、信号選択部１１８に出力する。

第２のＨＰＦ１２０は第１のＨＰＦ１０４よりもカットオフ周波数が低く設定されているため、第２の露光中信号は第１の露光中信号よりもより低周波な振れを補正可能となっているが、反面、定常状態に収束するまでに必要な時間は長くなっている。

信号選択部１１８は、後述するように、第１の露光中信号と第２の露光中信号の一方を補正信号として選択する。原則として、レリーズスイッチ２０の操作に応じて、信号切換部１１０は、エイミング中の処理と露光中の処理を切り換える。

次に、図３及び図４を参照して、カットオフ周波数の切換中に振れが発生した場合のＨＰＦからの出力について説明する。

図３は、ＨＰＦのカットオフ周波数切換時にオフセット成分に近い振れが生じなかった例を示すグラフである。図３（ａ）は、第１のＨＰＦ１０４と第２のＨＰＦ１２０への入力信号（つまり、Ａ／Ｄ変換器１０２の出力信号）を表し、横軸が時間、縦軸が各ＨＰＦへの入力信号を表している。図３（ａ）に示すように、入力信号は、時刻ｔ０以降は定常状態になっている。

図３（ｂ）は、第１のカットオフ周波数切換部１０６が第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数を切り替えた例（点線）と第２のカットオフ周波数切換部１２２が第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数を切り替えた例（実線）を示すグラフである。図３（ｂ）において、横軸が時間、縦軸がカットオフ周波数を表している。

図３（ｂ）において、第１のカットオフ周波数切換部１０６が第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数を、時刻ｔ０からｔ１の間にｆｃ１からｆｃ３に切り換える。また、第２のカットオフ周波数切換部１０６が第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数を、時刻ｔ０からｔ２の間にｆｃ２からｆｃ４に切り換える。ここで、第１のカットオフ周波数ｆｃ１は第２のカットオフ周波数ｆｃ２よりも大きく（ｆｃ１＞ｆｃ２）、第３のカットオフ周波数ｆｃ３は第４のカットオフ周波数ｆｃ４よりも大きい（ｆｃ３＞ｆｃ４）。また、第１のカットオフ周波数ｆｃ１は第３のカットオフ周波数ｆｃ３よりも大きく（ｆｃ１＞ｆｃ３）、第２のカットオフ周波数ｆｃ２は第４のカットオフ周波数ｆｃ４よりも大きい（ｆｃ２＞ｆｃ４）。

図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示すように、カットオフ周波数が変化した場合の第１の露光中信号演算部１１６からの出力信号（第１の露光中信号）（点線）と第２の露光中信号演算部１２６からの出力信号（第２の露光中信号）（実線）を表している。図３（ｃ）において、横軸は時間、縦軸は各ＨＰＦからの出力信号を表している。

図３（ｃ）において、時刻ｔ０からカットオフ周波数の切換が開始されてカットオフ周波数の切換中にパンニング操作等が起こらずに通常の手振れ成分のみが発生していた場合は、第１の露光中信号と第２の露光中信号の出力間に殆ど差が生じない。また、第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数の切換が終了した時刻ｔ２で出力が安定している。

図４は、ＨＰＦのカットオフ周波数切換中にオフセット成分に近い振れが生じた例を示すグラフである。図４（ａ）は、第１のＨＰＦ１０４と第２のＨＰＦ１２０への入力信号（つまり、Ａ／Ｄ変換器１０２の出力）を表し、横軸が時間、縦軸が各ＨＰＦへの入力信号を表している。図４（ａ）に示すように、入力信号は、時刻ｔ０〜ｔ１の間に振れＶが発生している。

図４（ｂ）は、第１のカットオフ周波数切換部１０６が第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数を切り替えた例（点線）と第２のカットオフ周波数切換部１２２が第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数を切り替えた例（実線）を示すグラフである。図４（ｂ）において、横軸が時間、縦軸がカットオフ周波数を表している。

図４（ｂ）において、第１のカットオフ周波数切換部１０６が第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数を、時刻ｔ０からｔ１の間にｆｃ１からｆｃ３に切り換える。また、第２のカットオフ周波数切換部１０６が第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数を、時刻ｔ０からｔ２の間にｆｃ２からｆｃ４に切り換える。図３と同様に、第１のカットオフ周波数ｆｃ１は第２のカットオフ周波数ｆｃ２よりも大きく（ｆｃ１＞ｆｃ２）、第３のカットオフ周波数ｆｃ３は第４のカットオフ周波数ｆｃ４よりも大きい（ｆｃ３＞ｆｃ４）。また、第１のカットオフ周波数ｆｃ１は第３のカットオフ周波数ｆｃ３よりも大きく（ｆｃ１＞ｆｃ３）、第２のカットオフ周波数ｆｃ２は第４のカットオフ周波数ｆｃ４よりも大きい（ｆｃ２＞ｆｃ４）。

図４（ｃ）は、図４（ｂ）のようにカットオフ周波数が変化した場合の第１の露光中信号演算部１１６からの出力信号（第１の露光中信号）（点線）と第２の露光中信号演算部１２６からの出力信号（第２の露光中信号）（実線）を表している。図４（ｃ）において、横軸は時間、縦軸は出力信号を表している。

図４（ｄ）は図４（ｃ）の拡大図である。カットオフ周波数の切換中に、図４（ａ）に示すように、オフセット成分に近い振れが生じた場合、第１の露光中信号と第２の露光中信号は、図４（ｃ）に示すように、入力されたオフセット成分に追従するように変化する。カットオフ周波数切換タイミングの違いにより、時刻ｔ２で第１の露光中信号と第２の露光中信号に差ｄｉｆＹが生ずる。ｄｉｆＹ＝（第２の露光中信号）−（第１の露光中信号）である。

なお、大きな振れがあっても第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数は時刻ｔ１でｆｃ３になっており、第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数は時刻ｔ２でｆｃ４になっている。

時刻ｔ２で第１の露光中信号はほぼ安定しているのに対し、第２の露光中信号は時刻ｔｘ付近まで安定しない。時刻ｔ２から時刻ｔｘの間で露光中に第２の露光中信号を使用すると、手振れ信号以外の動きが露光されてブレた画像が撮影されてしまうため、使用しないことが望ましい。

図５は、本実施形態のマイコン１００の動作を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップを表す。図５に示すフローチャートはコンピュータに各ステップを実行させるためのプログラムとして具現化が可能であり、当該プログラムは記憶媒体に格納可能である。

パン／チルト検出手段１０３が、撮影者によるパン／チルト操作の終了を検出すると、カットオフ切り換え制御が開始される。まず、図３及び図４に示すように、第１のカットオフ周波数切換部１０６がカットオフ周波数のｆｃ１からｆｃ３への切換を開始し（Ｓ１）、第２のカットオフ周波数切換部１２２がカットオフ周波数のｆｃ２からｆｃ４への切換を開始する（Ｓ２）。

次に、第２のカットオフ周波数切換部１２２は、第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数がｆｃ４に切り換わったかどうかを判断する（Ｓ３）。第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数の切換が終了した場合は（Ｓ３のＹｅｓ）、フローはＳ７へ移行し、切換が未終了の場合は（Ｓ３のＮｏ）、フローはＳ４に移行する。Ｓ４では、第１のカットオフ周波数切換部１０６は、第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数がｆｃ３に切り換わったかどうかを判断する。

Ｓ４において、第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数がｆｃ３になっていない場合（Ｓ４のＮｏ）、図３と図４では時刻ｔ１になっていない。この状態では、オフセット成分が除去されていないため、露光中に第１の露光中信号も第２の露光中信号も使用するのを禁止する（Ｓ５）。この場合、信号切換部１１０による信号の切り換えが禁止され、露光中にも信号演算部１０８からの出力信号が使用される。Ｓ５の後でフローはＳ３に戻る。

一方、Ｓ４において、第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数がｆｃ３になっている場合（Ｓ４のＹｅｓ）、図３と図４では時刻ｔ１になっている。この場合、信号選択部１１８は、第１の露光中信号を露光中信号として選択する（Ｓ６）。これにより、露光により低周波を補正可能な第１の露光中信号が使用される。Ｓ６の後でフローはＳ３に戻る。

一方、Ｓ３において第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数がｆｃ４になっている場合（Ｓ３のＹｅｓ）、図３と図４では時刻ｔ２になっている。この状態では、第２のカットオフ周波数切換部１２２は、時刻ｔ２で第１の露光中信号と第２の露光中信号の出力差ｄｉｆＹが閾値Ｔｈｄよりも大きいかどうかを判断する（Ｓ７）。ｄｉｆＹがＴｈｄよりも大きい（ｄｉｆＹ＞Ｔｈｄ）と判断した場合は（Ｓ７のＹｅｓ）、カットオフ周波数切換中に大きな振れが生じた図４の場合であるため、フローはＳ８に進む。一方、Ｔｈｄ以下（閾値以下）である（ｄｉｆＹ≦Ｔｈｄ）と判断した場合（Ｓ７のＮｏ）、正常にカットオフ周波数の切換が終了した図３の場合であるため、フローはＳ９に進む。

Ｓ８において、第２の露光中信号には、オフセット成分が残存している可能性があるので、第２の露光中信号を使用可能にするまでの待ち時間を所定時間Ｘ（秒）に設定する。この時間は、ｆｃ４の値に依存し、ｆｃ４の値が低いほど待ち時間Ｘを長く設定する。図４では、Ｘ＝ｔｘ−ｔ２である。

Ｓ９において、第１の露光中信号と第２の露光中信号の出力差が小さく第２の露光中信号においてもオフセット成分が除去されているので、第２の露光中信号を使用するまでの待ち時間を０（秒）に設定する。この結果、直ちに第２の露光中信号を露光中に使用することができる。

Ｓ８またはＳ９の後で、信号選択部１１８は、第２の露光中信号を使用可能とする待ち時間（使用待ち時間）が経過したかどうかを判断する（Ｓ１０）。信号選択部１１８は、待ち時間が経過したと判断すると（Ｓ１０のＹｅｓ）第２の露光中信号を露光中信号として選択し（Ｓ１１）、処理を終了する。一方、信号選択部１１８は、待ち時間が経過していないと判断すると、待ち時間が経過するまで待機し、この待機時間中は第１の露光中信号を露光中信号として選択する。

以上説明したように、カットオフ周波数を高い値から低い値へ切り換えることによってフィルタ出力を素早く定常状態へ遷移させることができる。また、複数のＨＰＦからの出力信号を信号演算部により演算し、全てのカットオフ周波数の切換が終了する時点（時刻ｔ２）での演算結果の差分（ｄｉｆＹ）を閾値（Ｔｈｄ）と比較する。これによって、カットオフ周波数の切換中に大きな振れが発生したか、前記終了時点でオフセット成分の除去ができたかどうかの判定をすることができる。そして、オフセット成分の除去ができていない信号を露光中信号として使用しないようにすることによって、撮影画像のブレを防止することができる。また、判定の結果オフセット除去に影響が出ていないと判断された場合は、より低周波の手振れを補正する信号を露光中信号として使用して画質を高めることができる。

なお、ｔ２は第１のＨＰＦ１０４のカットオフ周波数が第３のカットオフ周波数になったとき、または、前記第２のＨＰＦ１２０のカットオフ周波数が第４のカットオフ周波数になったときの遅い方の時点に相当する。また、差ｄｉｆＹは、第１のＨＰＦ１０４の出力（第１の出力）と前記第２のＨＰＦ１２０の出力（第２の出力）の差に相当する。図５において、Ｓ１１は、第１のＨＰＦ１０４と第２のＨＰＦ１２０のうちカットオフ周波数の小さい方の出力を所定時間が経過した後で補正信号として選択することに対応する。また、Ｓ１０は、第１のＨＰＦ１０４と第２のＨＰＦ１２０のうちカットオフ周波数の大きい方の出力を補正信号として選択することに相当する。

図６は、図５の変形例であり、図５と同一のステップには同一の参照符号を付している。図６では、Ｓ７でＹｅｓの場合には処理が終了し、Ｓ６に基づいて第１の露光中信号が補正信号として選択される。即ち、信号選択部１１８は、ｔ２になった時点でｄｉｆＹがｔｈｄよりも大きい場合には第１の露光中信号を補正信号として選択し、ｔ２になった時点でｄｉｆＹがｔｈｄ以下の場合には第２の露光中信号を補正信号として選択する。Ｓ７でＮｏの場合は、図５と同様に、Ｓ９〜Ｓ１１が設けられてもよい。

なお、図６においてＳ７でＹｅｓの場合は、第１のＨＰＦ１０４と第２のＨＰＦ１２０のうちカットオフ周波数の大きい方の出力を補正信号として選択することに対応する。また、Ｓ１１は、第１のＨＰＦ１０４と第２のＨＰＦのうちカットオフ周波数の小さい方の出力を補正信号として選択することに相当する。図６も図５と同様の効果を有する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる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。

本発明の振れ補正装置は、振れ補正装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、テレビカメラ、あるいはその他の撮像装置（例えば、携帯電話、ゲーム機、パーソナルコンピュータ）に使用することができる。

１０４…第１のＨＰＦ（第１のフィルタ）、１０６…第１のカットオフ周波数切換部（第１のカットオフ周波数切換手段）、１１８…信号選択部（信号選択手段）、１２０…第２のＨＰＦ（第２のフィルタ）、１２２…第２のカットオフ周波数切換部（第２のカットオフ周波数切換手段）、

Claims (7)

1. 振れ検出手段からの出力信号が入力され、前記出力信号のうち第１のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第１のフィルタと、
   前記出力信号が入力され、前記出力信号のうち第２のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第２のフィルタと、
   前記第１のフィルタにおける前記第１のカットオフ周波数を第３のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第１のカットオフ周波数切換手段と、
   前記第２のフィルタにおける前記第２のカットオフ周波数を、前記第３のカットオフ周波数よりも低い第４のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第２のカットオフ周波数切換手段と、
   前記第１のフィルタまたは前記第２のフィルタの出力を振れ補正のための補正信号として選択する信号選択手段と、を有し、
   前記信号選択手段は、前記第１のフィルタのカットオフ周波数が前記第３のカットオフ周波数となり、前記第２のフィルタのカットオフ周波数が前記第４のカットオフ周波数となった後に、前記第１のフィルタの出力と前記第２のフィルタの出力の差が閾値よりも大きい場合には前記第１のフィルタの出力を前記補正信号として選択し、前記差が前記閾値以下の場合には前記第２のフィルタの出力を前記補正信号として選択することを特徴とする振れ補正装置。
2. 振れ検出手段からの出力信号が入力され、前記出力信号のうち第１のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第１のフィルタと、
   前記出力信号が入力され、前記出力信号のうち第２のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第２のフィルタと、
   前記第１のフィルタにおける前記第１のカットオフ周波数を第３のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第１のカットオフ周波数切換手段と、
   前記第２のフィルタにおける前記第２のカットオフ周波数を、前記第３のカットオフ周波数よりも低い第４のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第２のカットオフ周波数切換手段と、
   前記第１のフィルタまたは前記第２のフィルタの出力を振れ補正のための補正信号として選択する信号選択手段と、を有し、
   前記信号選択手段は、前記第１のフィルタのカットオフ周波数が前記第３のカットオフ周波数となり、前記第２のフィルタのカットオフ周波数が前記第４のカットオフ周波数となった後に前記第１のフィルタの出力と前記第２のフィルタの出力の差が閾値よりも大きい場合には、前記第２のフィルタの出力を前記補正信号として選択するための待機時間を設定し、
   前記待機時間が経過するまでは前記第１のフィルタの出力を前記補正信号として選択し、前記待機時間が経過した後は前記第２のフィルタの出力を前記補正信号として選択することを特徴とする振れ補正装置。
3. 前記第１のフィルタの出力を前記出力信号から減算する第１の減算器と、
   前記第２のフィルタの出力を前記出力信号から減算する第２の減算器と、
   を更に有し、
   前記信号選択手段は、前記第１の減算器の出力または前記第２の減算器の出力を前記補正信号として選択することを特徴とする請求項１または２に記載の振れ補正装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の振れ補正装置を有することを特徴とする撮像装置。
5. 振れ検出手段からの出力信号が入力され、前記出力信号のうち第１のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第１のフィルタにおけるカットオフ周波数を前記第１のカットオフ周波数から第３のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第１のステップと、
   前記出力信号が入力され、前記出力信号のうち第２のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第２のフィルタにおけるカットオフ周波数を前記第２のカットオフ周波数から、前記第３のカットオフ周波数よりも低い第４のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第２のステップと、
   前記第１のフィルタのカットオフ周波数が第３のカットオフ周波数となり、前記第２のフィルタのカットオフ周波数が第４のカットオフ周波数となった後、前記第１のフィルタの出力と前記第２のフィルタの出力の差が閾値よりも大きい場合には前記第１のフィルタの出力を振れ補正のための補正信号として選択し、前記差が前記閾値以下の場合には前記第２のフィルタの出力を前記補正信号として選択するステップと、
   を有することを特徴とする振れ補正方法。
6. 振れ検出手段からの出力信号が入力され、前記出力信号のうち第１のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第１のフィルタにおけるカットオフ周波数を前記第１のカットオフ周波数から第３のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第１のステップと、
   前記出力信号が入力され、前記出力信号のうち第２のカットオフ周波数よりも低い周波数の成分を低減させる第２のフィルタにおけるカットオフ周波数を前記第２のカットオフ周波数から、前記第３のカットオフ周波数よりも低い第４のカットオフ周波数まで漸次的に低下させる第２のステップと、
   前記第１のフィルタのカットオフ周波数が第３のカットオフ周波数となり、前記第２のフィルタのカットオフ周波数が第４のカットオフ周波数となった後に、前記第１のフィルタの出力と前記第２のフィルタの出力の差が閾値よりも大きい場合には、前記第２のフィルタの出力を振れ補正のための補正信号として選択するための待機時間を設定し、前記待機時間が経過するまでは前記第１のフィルタの出力を前記補正信号として選択し、前記待機時間が経過した後は前記第２のフィルタの出力を前記補正信号として選択するステップと、
   を有することを特徴とする振れ補正方法。
7. 請求項５または６に記載の振れ補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。