WO2015145858A1 - 手ぶれ補正装置、撮像装置 - Google Patents

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WO2015145858A1
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和田　哲
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富士フイルム株式会社
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    • G03B2217/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B2217/005—Blur detection

Definitions

  • the present invention relates to a camera shake correction device and an imaging device including the same.
  • An image pickup apparatus including an image pickup device that picks up an image of a subject through an image pickup optical system includes a camera shake correction that corrects image shake of a picked-up image caused by the movement of the image pickup apparatus based on the angular speed of the image pickup apparatus detected by an angular velocity detection unit such as a gyro sensor. Some have functions.
  • the image blur correction amount is calculated based on the image blur correction amount obtained by amplifying and AD converting the output of the angular velocity detection unit, and the motion vector between two temporally continuous captured images.
  • a camera shake correction apparatus that performs high-precision camera shake correction by performing correction is described.
  • Patent Document 2 in an imaging device that does not have an angular velocity detection unit, a blur amount and a blur direction in the captured image are obtained based on a change in luminance between pixels in an arbitrary captured image, thereby causing camera shake. It is described whether blurring is caused by blurring or blurring caused by parallel movement of the imaging device, and if blurring is caused by camera shake, camera shake correction is performed by changing the cutout range from the captured image. .
  • An angular velocity detection unit typified by a gyro sensor outputs a detection signal (offset signal) even when a device in which the angular velocity detection unit is mounted is not moving. Therefore, it is necessary to consider this offset signal in order to perform accurate camera shake correction.
  • the camera shake correction apparatus described in Patent Literature 1 corrects the image blur correction amount so that the image blur correction amount calculated based on the sensor output is equal to the motion vector between the two captured images, thereby obtaining an angular velocity. Incorrect correction due to movement (for example, parallel movement) that cannot be detected by the detection unit is prevented.
  • This camera shake correction device corrects an image blur correction amount based on a motion vector between two captured images obtained in a state where image blur is not corrected. This motion vector reflects the motion of the camera during shooting and does not reflect the offset signal of the angular velocity detection unit. For this reason, the camera shake correction apparatus described in Patent Document 1 cannot prevent erroneous correction due to the offset signal.
  • Patent Document 2 does not perform camera shake correction using an angular velocity detection unit, and thus does not have a problem of erroneous correction due to an offset signal.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a camera shake correction device capable of highly accurate correction even when an offset signal of an angular velocity detection unit is present, and an imaging device including the same. .
  • the camera shake correction device of the present invention moves an at least one of an angular velocity detection unit that detects an angular velocity, an imaging element that images a subject through an imaging optical system, and the imaging optical system based on a detection signal of the angular velocity detection unit, From an image blur correction unit that corrects image blur that occurs in captured image data obtained by imaging with the imaging device, first captured image data obtained by imaging with the imaging device, and first captured image data A first motion vector calculation unit for calculating a first motion vector between the second captured image data obtained later and image blur corrected by the image blur correction unit, and the first motion vector And an offset correction unit that performs offset correction to reduce the offset signal included in the detection signal of the angular velocity detection unit.
  • the camera shake correction device of the present invention moves an at least one of an angular velocity detection unit that detects an angular velocity, an imaging element that images a subject through an imaging optical system, and the imaging optical system based on a detection signal of the angular velocity detection unit, An image blur correction unit that corrects image blur generated in the captured image data obtained by imaging with the image sensor, and an image generated in the captured image data from the captured image data in which the image blur is corrected by the image blur correction unit.
  • An image blur amount calculation unit that calculates a blur amount and an offset correction unit that performs offset correction to reduce an offset signal included in a detection signal of the angular velocity detection unit based on the image blur amount.
  • the imaging device of the present invention includes the above-described camera shake correction device.
  • the present invention it is possible to provide a camera shake correction device capable of highly accurate correction even when an offset signal of the angular velocity detection unit is present, and an imaging device including the same.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus equipped with a camera shake correction apparatus that is an embodiment of the present invention.
  • 5 is a flowchart for explaining the operation of the imaging apparatus after the camera shake correction apparatus is activated.
  • movement of FIG. 10 is a flowchart for explaining a modified example of the operation of the imaging apparatus after the camera shake correction apparatus is activated.
  • movement of FIG. It is a figure for demonstrating the operation
  • 10 is a flowchart for explaining a modified example of the operation of the imaging apparatus after the camera shake correction apparatus is activated. It is a figure which shows the modification of the part of the camera-shake correction apparatus in the imaging device of FIG. It is the figure which showed the picked-up image data G (1) and G (2) when exposure time is long. It is the figure which showed captured image data G (1) when exposure time is long.
  • 6 is a flowchart for explaining a modified example of the operation of the imaging apparatus illustrated in FIG. 1.
  • 10 is a flowchart for explaining another modified example of the operation of the imaging apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus equipped with a camera shake correction apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the imaging apparatus in FIG. 1 includes an imaging lens 1 as an imaging optical system, a lens driving unit 2 that drives the imaging lens 1, an imaging element 3 that images a subject through the imaging lens 1, and an imaging output from the imaging element 3.
  • an image processing unit 4 that performs image processing on an image signal to generate captured image data
  • a memory 5 in which captured image data is primarily stored, an angular velocity detection unit 6, addition / subtraction units 7x and 7y, and a filter processing unit High pass filters (HPF) 8x and 8y, amplifiers 9x and 9y, integrators 10x and 10y, and a control unit 11 are provided.
  • the imaging lens 1 and the lens driving unit 2 may be a unit that can be attached to and detached from the imaging apparatus.
  • the image pickup device 3 has an image pickup surface in which pixels are two-dimensionally arranged in the x direction and the y direction orthogonal thereto.
  • the imaging lens 1 is movable in the x direction and the y direction perpendicular to the x direction, and is driven by the lens driving unit 2.
  • the imaging lens 1 includes a zoom lens for changing the focal length, and is an imaging optical system with a variable focal length.
  • the camera shake correction apparatus is configured by the angular velocity detection unit 6, the addition / subtraction units 7x and 7y, the HPFs 8x and 8y, the amplifiers 9x and 9y, the integrators 10x and 10y, and the control unit 11.
  • the angular velocity detection unit 6 detects angular velocity, and for example, a gyro sensor is used.
  • the angular velocity detection unit 6 will be described as a biaxial gyro sensor that detects an angular velocity around an axis extending in two directions (x direction and y direction) along two orthogonal sides of the imaging surface of the imaging element 3.
  • the angular velocity detection unit 6 outputs an angular velocity detection signal ⁇ x around the x axis extending in the x direction and an angular velocity detection signal ⁇ y around the y axis extending in the y direction.
  • the angular velocity detection signal ⁇ x is detected when the optical axis of the imaging lens 1 is perpendicular to the direction of gravity, and when the optical axis is directed to the right when viewed from the subject side, and the optical axis is directed to the left. What is detected when there is a negative sign.
  • the angular velocity detection signal ⁇ y is detected when the optical axis of the imaging lens 1 is perpendicular to the direction of gravity, and when the optical axis is tilted upward when viewed from the subject side, and the optical axis is tilted downward. When detected, the sign is minus.
  • the HPF 8x performs a filter process for attenuating a low-frequency component included in the angular velocity detection signal ⁇ x output from the angular velocity detector 6.
  • This low frequency component includes an offset signal in addition to noise.
  • the HPF 8x performs a filtering process so that the low frequency component finally becomes almost zero, but it takes some time from the signal input until the low frequency component becomes zero. For this reason, offset correction of the angular velocity detection unit 6 is necessary until this time elapses. Even if the HPF 8 is provided, the offset signal cannot be completely removed. For this reason, offset correction of the angular velocity detection unit 6 is necessary.
  • the amplifier 9x amplifies the angular velocity detection signal ⁇ x by multiplying the angular velocity detection signal ⁇ x output from the HPF 8x by a gain.
  • the integrator 10x integrates the angular velocity detection signal ⁇ x output from the amplifier 9x with respect to time, and calculates a shake angle ⁇ 1 that is an angle at which the imaging apparatus moves around the x-axis at this time.
  • the HPF 8y performs a filter process for attenuating a low-frequency component included in the angular velocity detection signal ⁇ y output from the angular velocity detector 6. Although this low frequency component includes an offset signal in addition to noise, offset correction is required as with the angular velocity detection signal ⁇ x.
  • the amplifier 9y amplifies the angular velocity detection signal ⁇ y by multiplying the angular velocity detection signal ⁇ y output from the HPF 8y by a gain.
  • the integrator 10y integrates the angular velocity detection signal ⁇ y output from the amplifier 9y with time, and calculates a shake angle ⁇ 2 that is an angle at which the imaging apparatus moves around the y-axis at this time.
  • the control unit 11 calculates a lens movement amount Dy that is an image blur correction amount for correcting an image blur in the y direction generated in captured image data obtained by imaging with the imaging element 3 based on the blur angle ⁇ 1.
  • control unit 11 calculates a lens movement amount Dx that is an image blur correction amount for correcting an image blur in the x direction generated in captured image data obtained by imaging with the imaging element 3 based on the blur angle ⁇ 2. .
  • the control unit 11 transmits the calculated lens movement amount Dx and the lens movement amount Dy to the lens driving unit 2, and moves the imaging lens 1 by the lens movement amount by the lens driving unit 2 to perform control for correcting image blur. .
  • the control unit 11 functions as an image blur correction unit.
  • the control unit 11 also stores captured image data (first captured image data) before image blur correction stored in the memory 5 and a captured image after image blur correction obtained by capturing after the captured image data. A first motion vector between the data (second captured image data) is calculated. And the control part 11 performs the offset correction which reduces the offset signal contained in the detection signal of the angular velocity detection part 6 based on this 1st motion vector.
  • the control unit 11 functions as a first motion vector calculation unit and an offset correction unit.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the imaging apparatus after the camera shake correction apparatus is activated.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of FIG.
  • the captured image data G (n) is data acquired in a state where offset correction and image blur correction are not performed.
  • the control unit 11 performs a period T (1) from the start of exposure for obtaining the captured image data G (1) to the start of exposure for obtaining the captured image data G (2).
  • the integral values (blur angles ⁇ 1, ⁇ 2) of the angular velocity detection signals ⁇ x, ⁇ y at are acquired from the integrators 10x, 10y.
  • the control unit 11 calculates the lens movement amounts Dx and Dy necessary for canceling the image blur of the captured image data due to the movement of the imaging device based on the acquired blur angles ⁇ 1 and ⁇ 2 (step S2).
  • control unit 11 drives the imaging lens 1 according to the calculated lens movement amounts Dx and Dy to perform image blur correction (step S3).
  • image blur correction period exposure for obtaining captured image data G (n + 1) is performed.
  • the control unit 11 acquires the captured image data G (n + 1) from the memory 5 (step S4).
  • the captured image data G (n + 1) is captured image data before offset correction and after image blur correction.
  • control unit 11 performs pattern matching between the acquired captured image data G (n) and the captured image data G (n + 1), and performs first matching between the captured image data G (n) and the captured image data G (n + 1). Is calculated (reference symbol b1 in FIG. 3) (step S5).
  • the first motion vector b1 is a motion of captured image data before offset correction and after image blur correction obtained after this captured image data, with reference to captured image data before offset correction and before image blur correction. This reflects the motion erroneously corrected by the offset signal included in the detection signal of the angular velocity detection unit 6.
  • the first motion vector b1 is decomposed into an x-direction motion vector bx1 that is an x-direction component on the imaging surface and a y-direction motion vector by1 that is a y-direction component on the imaging surface.
  • the x-direction motion vector bx1 is positive in the direction from bottom to top in FIG. 3, and negative in the direction from top to bottom in FIG.
  • the y-direction motion vector by1 has a positive direction from left to right in FIG. 3, and a negative direction from right to left in FIG.
  • the control unit 11 uses the x-direction motion vector bx1 and the focal length f of the imaging lens 1 to generate an offset correction value Yc as a first correction value, and calculates the y-direction motion vector by1 and the focal length f of the imaging lens 1.
  • the offset correction value Xc as the first correction value is generated (step S6).
  • the control unit 11 functions as a first correction value generation unit.
  • the value obtained by further dividing the value obtained by dividing the deflection angle ⁇ x by the period T (2) by the gain set by the amplifier 9x is the magnitude of the offset correction value Xc.
  • Whether the offset correction value Xc and the offset correction value Yc should be added to or subtracted from the detection signal of the angular velocity detection unit 6 depends on whether the motion vector by1 or the motion vector from which the offset correction value Xc and the offset correction value Yc are calculated. It depends on the direction of bx1.
  • the direction of the y-direction motion vector by1 is positive, it indicates that the imaging lens 1 has moved in the -y direction as a result of image blur correction, and it can be seen that the offset signal of the angular velocity detection signal ⁇ x is positive. For this reason, it is necessary to subtract the offset correction value Xc from the detection signal in order to cancel the offset signal. If the direction of the y-direction motion vector by1 is negative, it is necessary to add the offset correction value Xc to the detection signal.
  • control unit 11 sets the correction method set in the addition / subtraction unit 7x to [subtraction] if the sign of the motion vector by1 that is the source of the offset correction value Xc is positive, and the sign of the motion vector by1 is negative. If so, set to [Add].
  • control unit 11 sets the correction method set in the addition / subtraction unit 7y to [subtraction] if the sign of the motion vector bx1 from which the offset correction value Yc is generated is positive, and the sign of the motion vector bx1 is negative. If so, [addition] is set (step S8).
  • the offset signal is reduced by adding or subtracting the offset correction values Xc and Yc to the detection signal output from the angular velocity detection unit 6, and offset correction is performed. Thereafter, the image blur correction amount is calculated in the offset-corrected state, so that accurate image blur correction is performed.
  • the imaging apparatus in FIG. 1 includes the angular velocity detection unit based on the first motion vector between the captured image data and the captured image data after image blur correction obtained after the captured image data. 6 is performed to reduce the offset signal.
  • the correction operation motion vector calculation, offset correction value calculation caused by the offset signal is set. And the like, and the amount of calculation of the control unit 11 can be reduced as compared with the prior art.
  • the offset correction values Xc and Yc set in the adder / subtractors 7x and 7y are values generated by calculation based on the magnitude of the motion vector b1 and the focal length f.
  • the offset correction values X and Y are changed by a certain amount, and the offset correction values X and Y when the magnitude of the motion vector b1 becomes less than the threshold are added and subtracted as the final offset correction values. You may set to the part 7x, 7y.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining a modified example of the operation of the image pickup apparatus after the camera shake correction apparatus is activated.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of FIG. In FIG. 4, the same processes as those in FIG.
  • step S5 the control unit 11 temporarily sets a predetermined correction value Hx as the offset correction value X, temporarily sets a predetermined correction value Hy as the offset correction value Y, and sets the direction of the motion vectors bx1 and by1. Therefore, [addition] or [subtraction] is set as the correction method (step S20).
  • the control unit 11 sets [subtraction] to the addition / subtraction unit 7x (7y), and the direction of the motion vector bx1 (by1) is negative. If there is, [addition] is set to the addition / subtraction unit 7x (7y).
  • control unit 11 performs captured image data G (n + 2) (third) obtained by performing image blur correction based on the detection signal obtained by adding or subtracting the correction values Hx and Hy by the addition / subtraction units 7x and 7y.
  • Captured image data (captured image data G (3) in FIG. 5)) is acquired (step S21).
  • control unit 11 calculates a motion vector b1 between the captured image data G (1) obtained before setting the correction values Hx and Hy and the captured image data G (n + 2) (step S22). .
  • the control unit 11 compares the magnitude of the motion vector bx1 that is the x-direction component of the motion vector b1 calculated in step S22 with the threshold Tx (step S23).
  • control unit 11 changes the temporarily set Hy as the offset correction value X by a certain amount (step S26). For example, the Hy value is changed to a value obtained by multiplying the Hy value by 1.5.
  • step S26 the controller 11 sets n to n + 1 (step S28) and performs the process of step S21.
  • step S23 If the determination in step S23 is YES, the control unit 11 compares the magnitude of the motion vector by1 that is the y-direction component of the motion vector b1 calculated in step S22 with the threshold value Ty (step S24).
  • step S24 If the magnitude of the motion vector by1 is equal to or greater than the threshold value Ty (step S24: NO), the control unit 11 changes Hx being temporarily set as the offset correction value Y by a certain amount (step S27). For example, the value is changed to a value obtained by multiplying the value of Hx by 1.5.
  • control unit 11 sets n to n + 1 (step S28) and performs the process of step S21.
  • step S24 If the determination in step S24 is YES, the control unit 11 sets the correction values Hx and Hy temporarily set at this time as the final offset correction values (step S25).
  • the magnitude of the motion vector b1 between the captured image data before the offset correction and the captured image data after the correction of the detection signal by the correction values Hx and Hy and after the image blur correction is as shown in FIG.
  • the captured image data G (4) it becomes almost zero.
  • the offset signal can be reduced by setting the offset correction values Xc and Yc temporarily set when the captured image data G (4) is obtained as final values. According to this configuration, since it is not necessary to calculate an offset correction value, the amount of calculation can be reduced and power consumption can be reduced.
  • the control unit 11 performs image blur correction based on the angular velocity detection signal, a small movement of the imaging apparatus does not affect the captured image.
  • image blur cannot be corrected, and the captured image data before offset correction and the captured image data are later than the captured image data.
  • image blur due to panning remains between the obtained image data before offset correction and after image blur correction.
  • FIG. 6 is a diagram showing a change in the angular velocity detection signal ⁇ x when a motion that cannot completely correct the image blur occurs due to panning or the like.
  • the offset signal has a positive value before the offset correction, but if there is a movement that cannot be corrected by panning, the captured image data before the offset correction and the captured image data are obtained later.
  • the magnitude of the motion vector b1 between the captured image data before the offset correction and after the image blur correction is larger than that when there is no motion. For this reason, the angular velocity detection signal ⁇ x after the offset correction is a negative value.
  • the angular velocity detection signal ⁇ x becomes a negative value in a state where there is no movement of the imaging device, and the offset signal remains.
  • the captured image data G (n) before the offset correction The direction of the first motion vector b1 between the captured image data G (n + 1) before the offset correction and after the image blur correction obtained after the captured image data G (n), and the captured image data G (n ) And the direction of the second motion vector b2 between the captured image data G (n + 2) after the offset correction and the image blur correction are reversed.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a modified example of the operation of the imaging apparatus after the camera shake correction apparatus is activated.
  • FIG. 8 the same processes as those in FIG. 8.
  • step S8 the controller 11 detects the angular velocity detection signal ⁇ x in the period T (n + 1) from the start of exposure for obtaining the captured image data G (n + 1) to the start of exposure for obtaining the captured image data G (n + 2). , ⁇ y are obtained from the integrators 10x and 10y.
  • control unit 11 calculates the lens movement amounts Dx and Dy necessary for canceling the image blur of the captured image data due to the movement of the imaging device based on the acquired integral value (step S9).
  • control unit 11 drives the imaging lens 1 according to the lens movement amounts Dx and Dy calculated in step S9 to perform image blur correction (step S10).
  • image blur correction period exposure for obtaining captured image data G (n + 2) is performed.
  • the control unit 11 acquires the captured image data G (n + 2) from the memory 5 (step S11).
  • the captured image data G (n + 2) is captured image data after offset correction and image blur correction.
  • the control unit 11 performs pattern matching between the acquired captured image data G (n) and the captured image data G (n + 2), and performs a second movement between the captured image data G (n) and the captured image data G (n + 2).
  • a vector symbol b2 in FIG. 7 is calculated (step S12).
  • the control unit 11 functions as a second motion vector calculation unit.
  • the control unit 11 determines whether or not the direction of the first motion vector b1 calculated in step S5 is different from the direction of the second motion vector b2 calculated in step S12 (step S13).
  • each of the motion vectors b1 and b2 is divided into an x-direction component and a y-direction component, and it is determined whether or not the directions are different between the same direction components. If the direction is different between the x-direction component and the y-direction component, the determination in step S13 is YES, and if both the x-direction component and the y-direction component are in the same direction, the process proceeds to step S13. The determination is NO.
  • step S13 If the determination in step S13 is NO, it can be determined that the offset correction value generated in step S6 is accurate. For this reason, the control part 11 complete
  • the offset correction accuracy can be improved by regenerating the offset correction value.
  • FIG. 9 is a diagram showing a modified example of the portion of the camera shake correction device in the imaging apparatus of FIG.
  • the camera shake correction apparatus shown in FIG. 9 has the same configuration as the camera shake correction apparatus in FIG. 1 except that an amplifier 9xa, an integrator 10xa, an amplifier 9ya, and an integrator 10ya are added.
  • the amplifier 9xa has the same function as the amplifier 9x, but is different from the amplifier 9x in that the output signal of the adder / subtractor 7x is directly amplified.
  • the integrator 10xa has the same function as the integrator 10x, integrates the output signal of the amplifier 9xa, and outputs it to the control unit 11.
  • the amplifier 9ya has the same function as the amplifier 9y, but is different from the amplifier 9y in that the output signal of the adder / subtractor 7y is directly amplified.
  • the integrator 10ya has the same function as the integrator 10y, integrates the output signal of the amplifier 9ya, and outputs the integrated signal to the control unit 11.
  • the control unit 11 when the control unit 11 generates the offset correction value Yc, it is generated based on the detection signal before the filter processing by the HPF 8x in addition to the first motion vector and the focal length f.
  • the information on the difference between the image blur correction amount and the image blur correction amount generated based on the detection signal after filtering by the HPF 8x is further used.
  • the control unit 11 calculates an image blur correction amount based on signals that pass through the HPF 8x and the HPF 8y.
  • the image blur correction amount calculated based on the signal passed through the HPF 8x and HPF 8y is calculated based on the signal obtained by directly amplifying the outputs of the adder / subtractors 7x and 7y without passing through the HPF 8x and HPF 8y. An error is included with respect to the image blur correction amount.
  • control unit 11 in FIG. 9 calculates the image blur correction amount calculated from the blur angle obtained by integrating with the integrator 10y, and the image blur correction amount calculated from the blur angle obtained by integrating with the integrator 10ya. Find the difference between Then, this difference is converted into a value of the angular velocity detection signal ⁇ y per unit time, and this value is subtracted from the offset correction value Yc.
  • the method of moving the imaging lens 1 in the x direction and the y direction has been described as an example of the image blur correction method performed by the control unit 11.
  • an image blur correction method a method in which the imaging lens 1 is fixed and the imaging device 3 is moved in the x direction and the y direction may be employed, or a method in which the imaging lens 1 and the imaging device 3 are moved respectively. May be adopted.
  • offset correction is performed only when the camera shake correction device is started. However, after the startup, the offset correction value may be set again periodically.
  • the offset signal of the angular velocity detection unit 6 varies depending on the surrounding environment (temperature, etc.). Therefore, by detecting that the environment has changed and resetting the offset correction value at this timing, accurate offset correction can be performed. Further, the offset correction value may be set manually.
  • the control unit 11 calculates the offset correction values Xc and Yc by calculation.
  • a table is created by previously obtaining the relationship between the magnitude of the first motion vector and the corresponding offset correction values Xc, Yc, and the offset correction values Xc, Yc are read from this table. It may be set. As a result, power consumption can be reduced by reducing computation.
  • the image blur generated based on the detection signal before the filter processing by the HPFs 8x and 8y with respect to the magnitude of the first motion vector is further stored in association with each other.
  • the imaging lens 1 has a variable focal length
  • the present invention can be applied even if it has a fixed focal length.
  • the movement of the captured image data before the offset correction and after the image blur correction obtained after the captured image data, based on the captured image data before the offset correction and before the image blur correction, is the first. Calculated as a motion vector.
  • the motion of the captured image data before the offset correction and after the image blur correction obtained after the captured image data, based on the captured image data before the offset correction and after the image blur correction is the first motion vector. May be calculated as
  • the exposure time for obtaining captured image data is short, image blurring hardly occurs in each captured image data. For this reason, even if the first motion vector is calculated based on the captured image data before image blur correction, the first motion vector reflects image blur between the captured image data due to the offset signal.
  • the captured image data G (1) shown in FIG. 10 is obtained during one exposure period as shown in FIG. 11, and an image in which the cross images are slightly shifted in the y direction and overlapped is obtained. It was taken.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining a modified example of the operation of the imaging apparatus shown in FIG.
  • control unit 11 calculates an image blur amount B (n) generated in the captured image data G (n) (step S32).
  • the control unit 11 functions as an image blur amount calculation unit.
  • the control unit 11 calculates the image blur amount B (n) by the method described in Patent Document 2, for example.
  • control unit 11 compares the luminance difference between adjacent pixel data at one or a plurality of locations in the captured image data G (n), and identifies a location where the edge (edge) of the image has spread due to blurring.
  • the width of the spread is calculated as an image blur amount (unit: number of pixels).
  • the image blur amount B (n) is calculated by decomposing it into an x-direction component and a y-direction component.
  • the x direction component of the image blur amount B (n) is referred to as an image blur amount Bx (n)
  • the y direction component of the image blur amount B (n) is referred to as an image blur amount By (n).
  • control unit 11 generates a correction value Yb as a second correction value corresponding to the image blur amount Bx (n), and a correction value Xb as a second correction value corresponding to the image blur amount By (n). Is generated. Further, the control unit 11 temporarily sets the correction value Xb as the offset correction value X set in the addition / subtraction unit 7x, temporarily sets the correction value Yb as the offset correction value Y set in the addition / subtraction unit 7y, ] Or [Subtraction] is set (step S33). The control unit 11 functions as a second correction value generation unit.
  • the control unit 11 calculates the pixel pitch of the image sensor 3 and the sensitivity characteristic of the angular velocity detection unit 6 (how much deg / sec around the y axis corresponds to the value obtained by time differentiation of the image blur amount Bx (n)). Is multiplied by a correlation coefficient to generate a correction value Yb.
  • the blur speed (pixel / sec) can be obtained by differentiating the image blur amount Bx (n) with respect to time.
  • this shake speed is multiplied by a correlation coefficient.
  • the correlation coefficient is a coefficient indicating how many degrees of movement around the y-axis corresponds to the movement of one pixel, and the blur speed obtained by time differentiation of the image blur amount Bx (n) By multiplying the correlation coefficient, a correction value Yb (unit: mV) can be obtained.
  • control unit 11 converts the image blur amount By (n) into a time-differentiated value, and changes the pixel pitch of the image sensor 3 and the sensitivity characteristic of the angular velocity detection unit 6 (how much the output of 1 mV is about deg / sec around the x axis.
  • the correction value Xb is generated by multiplying the correlation coefficient with the corresponding data).
  • control unit 11 acquires captured image data G (n + 1) obtained by performing image blur correction based on the detection signal obtained by adding or subtracting the correction values Xb and Yb by the addition / subtraction units 7x and 7y. (Step S34).
  • control unit 11 calculates an image blur amount B (n + 1) occurring in the captured image data G (n + 1) (step S35).
  • the image blur amount B (n) corresponds to the first image blur amount
  • the image blur amount B (n + 1) corresponds to the second image blur amount.
  • control unit 11 compares the image blur amount Bx (n) calculated in step S32 with the image blur amount Bx (n + 1) calculated in step S35 (step S36).
  • step S36 When the image blur amount Bx (n + 1) is equal to or larger than the image blur amount Bx (n) (step S36: NO), as a result of adding or subtracting the correction value Yb to the detection signal of the angular velocity detector 6, the image blur in the x direction is obtained. It can be determined that the amount has not decreased and the correction method temporarily set in step S33 is apologizing. Therefore, in step S37, the control unit 11 changes the correction method set in the addition / subtraction unit 7y to subtraction if it is addition, and changes to addition if it is subtraction.
  • step S36 When the image blur amount Bx (n + 1) is less than the image blur amount Bx (n) (step S36: YES), the control unit 11 compares the image blur amount By (n + 1) with the image blur amount By (n) ( Step S38).
  • step S38 NO
  • the correction value Xb is added to or subtracted from the detection signal of the angular velocity detection unit 6, resulting in image blur in the y direction. It can be determined that the amount has not decreased and the correction method temporarily set in step S33 is apologizing. For this reason, the control part 11 changes the correction method set to the addition / subtraction part 7x to subtraction if it is addition, and changes to addition if it is subtraction (step S39).
  • step S38 YES
  • the control unit 11 corrects the correction method currently set for the adder / subtractor units 7x and 7y, and Xb and Yb. Is determined (step S40).
  • step S40 the offset signal is reduced by adding or subtracting the offset correction values Xb and Yb to the detection signal output from the angular velocity detection unit 6, and offset correction is performed. Thereafter, the image blur correction amount is calculated in the offset-corrected state, so that accurate image blur correction is performed.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining another modified example of the operation of the imaging apparatus shown in FIG. In FIG. 13, the same processes as those in FIG.
  • control unit 11 After step S32, the control unit 11 temporarily sets the offset correction value X set in the addition / subtraction unit 7x to the correction value Hx, and sets [addition] or [subtraction] as the correction method. Further, the control unit 11 provisionally sets the correction value Hy as the offset correction value Y set in the addition / subtraction unit 7y, and sets [addition] or [subtraction] as the correction method (step S41).
  • control unit 11 acquires captured image data G (n + 1) obtained by performing image blur correction based on the detection signal obtained by adding or subtracting the correction values Hx and Hy by the addition / subtraction units 7x and 7y ( Step S42).
  • control unit 11 calculates an image blur amount B (n + 1) occurring in the captured image data G (n + 1) (step S43).
  • control unit 11 compares the image blur amount Bx (n) calculated in step S32 with the image blur amount Bx (n + 1) calculated in step S43 (step S44).
  • step S44 NO
  • the control unit 11 subtracts the correction method that is temporarily set in the adder / subtractor unit 7y. If it is subtraction, it is changed to addition (step S50). After step S50, the control unit 11 updates n to n + 1 (step S54) and performs the process of step S42.
  • step S44 YES
  • the control unit 11 calculates the image blur amount By (n) calculated in step S32 and the step S43.
  • the image blur amount By (n + 1) is compared (step S45).
  • step S45 NO
  • the control unit 11 subtracts the correction method currently temporarily set in the adder / subtractor unit 7x, If it is subtraction, it changes to addition (step S51). After step S51, the process proceeds to step S54.
  • step S45 When the image blur amount By (n + 1) is less than the image blur amount By (n) (step S45: YES), the control unit 11 determines whether or not the image blur amount Bx (n + 1) is less than the threshold value TH1. (Step S46).
  • step S46 the control unit 11 changes the offset correction value set in the addition / subtraction unit 7y by a certain amount from Hy (step S52). For example, the value of Hy is changed to a value that is multiplied by 1.5. After step S52, the process proceeds to step S54.
  • step S46 determines whether or not the image blur amount By (n + 1) is less than the threshold value TH2 (step S47).
  • step S47 When the determination in step S47 is NO, the control unit 11 changes the offset correction value set in the addition / subtraction unit 7x by a certain amount from Hx. For example, the value is changed to a value obtained by multiplying the value of Hx by 1.5. After step S53, the process proceeds to step S54.
  • step S48 the control unit 11 sets the correction method and offset correction values Hx and Hy that are currently set as the final correction method and offset correction value (step S48).
  • the offset signal is reduced by adding or subtracting the offset correction values Hx and Hy to the detection signal output from the angular velocity detection unit 6 by the processing in step S48, and offset correction is performed. Thereafter, the image blur correction amount is calculated in the offset-corrected state, so that accurate image blur correction is performed.
  • control unit 11 calculates the image blur amount calculated from the captured image data in which the image blur is corrected based on the detection signal obtained by adding or subtracting the correction values Hx and Hy to the detection signal of the angular velocity detection unit 6.
  • the correction values Hx and Hy are changed by a certain amount until the value becomes less than the threshold value, and the correction values Hx and Hy when the image blur amount is less than the threshold value are added to or subtracted from the detection signal of the angular velocity detection unit 6. Offset correction.
  • the amount of image blur generated in the captured image data after image blur correction converges, and finally becomes almost zero.
  • the offset signal can be reduced by setting the correction method and offset correction values X and Y temporarily set at this time as final values. According to this configuration, since it is not necessary to calculate a correction value corresponding to the image blur amount, it is possible to reduce the amount of calculation and reduce power consumption.
  • the disclosed camera shake correction device moves an at least one of an angular velocity detection unit that detects an angular velocity, an imaging element that images a subject through an imaging optical system, and the imaging optical system based on a detection signal of the angular velocity detection unit, From an image blur correction unit that corrects image blur that occurs in captured image data obtained by imaging with the imaging device, first captured image data obtained by imaging with the imaging device, and first captured image data A first motion vector calculation unit for calculating a first motion vector between the second captured image data obtained later and image blur corrected by the image blur correction unit, and the first motion vector And an offset correction unit that performs offset correction to reduce the offset signal included in the detection signal of the angular velocity detection unit.
  • the offset correction unit is calculated by the first motion vector calculation unit, and is based on the detection signal after adding or subtracting a correction value according to the direction of the first motion vector.
  • the correction value is changed by a certain amount until the magnitude of the first motion vector between the third captured image data whose image blur is corrected and the first captured image data is less than the threshold value.
  • the offset value is reduced by adding or subtracting the correction value when the magnitude of the first motion vector is less than the threshold value to or from the detection signal.
  • the imaging optical system has a variable focal length, and a first correction that generates a correction value using the magnitude of the first motion vector and the focal length of the imaging optical system.
  • a value generation unit is further provided, and the offset correction unit performs offset correction by adding or subtracting the correction value to or from the detection signal of the angular velocity detection unit according to the direction of the first motion vector.
  • the disclosed camera shake correction device further includes a filter processing unit that performs a filter process for attenuating a low frequency component of the detection signal of the angular velocity detection unit, and the image blur correction unit is based on the detection signal after the filter process.
  • the first correction value generation unit corrects the image blur according to the generated image blur correction amount, and the first correction value generation unit generates the image blur correction amount generated based on the detection signal before the filter processing and the detection signal after the filter processing.
  • the correction value is generated by further using the difference from the image blur correction amount generated based on the above.
  • the disclosed camera shake correction device further includes a filter processing unit that performs a filter process for attenuating a low frequency component of the detection signal of the angular velocity detection unit, and the image blur correction unit is based on the detection signal after the filter process.
  • the image blur is corrected according to the generated image blur correction amount, and the offset correction unit is generated based on the image blur correction amount generated based on the detection signal before the filter processing and the detection signal after the filter processing.
  • the offset correction is performed by further using the difference from the image blur correction amount.
  • the disclosed camera shake correction apparatus includes the first captured image data and the captured image data in which the image blur is corrected based on the detection signal of the angular velocity detection unit after the offset signal is reduced by the offset correction unit.
  • a second motion vector calculating unit that calculates a second motion vector, and when the direction of the first motion vector is opposite to the direction of the second motion vector, the offset correction unit includes: The offset correction is performed again based on the newly calculated first motion vector.
  • the offset correction unit performs the offset correction at least when the camera shake correction apparatus is activated.
  • the disclosed camera shake correction device moves an at least one of an angular velocity detection unit that detects an angular velocity, an imaging element that images a subject through an imaging optical system, and the imaging optical system based on a detection signal of the angular velocity detection unit,
  • An image blur correction unit that corrects image blur generated in the captured image data obtained by imaging with the image sensor, and an image generated in the captured image data from the captured image data in which the image blur is corrected by the image blur correction unit.
  • An image blur amount calculation unit that calculates a blur amount and an offset correction unit that performs offset correction to reduce an offset signal included in a detection signal of the angular velocity detection unit based on the image blur amount.
  • the disclosed camera shake correction apparatus further includes a second correction value generation unit that generates a correction value corresponding to the image blur amount, and the offset correction unit adds the correction value to the detection signal of the angular velocity detection unit.
  • offset correction is performed by subtraction.
  • the offset correction unit is calculated by the image blur amount calculation unit from captured image data in which image blur is corrected based on the detection signal before adding or subtracting the correction value.
  • the second correction value generation unit multiplies the value obtained by time-differentiating the image blur amount by a correlation coefficient between the pixel pitch of the image sensor and the sensitivity characteristic of the angular velocity detection unit. Thus, the correction value is generated.
  • the offset correction unit includes the image blur from captured image data in which image blur is corrected based on the detection signal after adding or subtracting a correction value to the detection signal of the angular velocity detection unit.
  • the correction value is changed by a certain amount until the image blur amount calculated by the amount calculation unit is less than the threshold value, and the correction value in a state where the image blur amount is less than the threshold value is determined by the angular velocity detection unit.
  • the offset correction is performed by adding or subtracting to the detection signal.
  • the disclosed camera shake imaging apparatus includes the above-described camera shake correction apparatus.
  • the present invention is particularly convenient and effective when applied to an electronic device (referred to as an imaging device) having an imaging function such as a digital camera or a smartphone with a camera.
  • an imaging device having an imaging function such as a digital camera or a smartphone with a camera.
  • Imaging lens imaging optical system
  • Image sensor 6
  • Angular velocity detection unit 7x
  • 7y Addition / subtraction unit 8x
  • control unit first motion vector calculation unit, second motion vector calculation unit, first correction value generation unit, second correction value generation unit, offset correction unit, image blur correction unit, image blur amount calculation unit )

Abstract

　角速度検出部のオフセット信号が存在しても高精度な補正が可能な手ぶれ補正装置とこれを備える撮像装置を提供する。　角速度検出部６の検出信号に基づき、撮像レンズ１を動かして、撮像素子３により撮像して得られる撮像画像データに生じる像ぶれを補正する制御部１１は、撮像素子３により撮像して得られた第一の撮像画像データと第一の撮像画像データよりも後に得られ像ぶれを補正した第二の撮像画像データとの間の第一の動きベクトルを算出し、第一の動きベクトルに基づいて、角速度検出部６の検出信号に含まれるオフセット信号を低減するオフセット補正を行う。

Description

手ぶれ補正装置、撮像装置
　本発明は、手ぶれ補正装置とこれを備える撮像装置に関する。
　撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子を備える撮像装置には、ジャイロセンサ等の角速度検出部によって検出した撮像装置の角速度に基づき、撮像装置の動きによって生じる撮像画像の像ぶれを補正する手ぶれ補正機能を有するものがある。
　特許文献１には、角速度検出部の出力を増幅しＡＤ変換して求めた像ぶれ補正量と、時間的に連続する２つの撮像画像間の動きベクトルとに基づいて、上記像ぶれ補正量を補正することで、精度の高い手ぶれ補正を行う手ぶれ補正装置が記載されている。
　特許文献２には、角速度検出部を持たない撮像装置において、任意の撮像画像中の画素間における輝度の変化に基づいて、この撮像画像におけるぼけ量とぼけ方向とを求めることで、手ぶれによって生じたぼけか、撮像装置の平行移動によって生じたぼけなのかを判別し、手ぶれによって生じたぼけである場合には、撮像画像からの切り出し範囲を変更することで手ぶれ補正を行うことが記載されている。
日本国特開２００７－２６６７７１号公報 日本国特開２００７－２２１２９１号公報
　ジャイロセンサに代表される角速度検出部は、この角速度検出部が搭載される装置が動いていない状態であっても検出信号（オフセット信号）を出力する。したがって、正確な手ぶれ補正を行うには、このオフセット信号を考慮する必要がある。
　特許文献１に記載の手ぶれ補正装置は、センサ出力に基づいて算出した像ぶれ補正量と、２つの撮像画像間の動きベクトルとが等しくなるように、像ぶれ補正量を補正することで、角速度検出部では検出できない動き（例えば平行移動）による誤補正を防いでいる。この手ぶれ補正装置は、像ぶれが補正されない状態で得られた２つの撮像画像間の動きベクトルに基づいて像ぶれ補正量を補正している。この動きベクトルは、撮影間のカメラの動きを反映するものであり、角速度検出部のオフセット信号は反映していない。このため、特許文献１に記載の手ぶれ補正装置ではオフセット信号に起因する誤補正を防ぐことができない。
　特許文献２に記載の撮像装置は、角速度検出部を用いた手ぶれ補正を行うものではないため、オフセット信号に起因する誤補正といった課題は生じない。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、角速度検出部のオフセット信号が存在しても高精度な補正が可能な手ぶれ補正装置とこれを備える撮像装置を提供することを目的とする。
　本発明の手ぶれ補正装置は、角速度を検出する角速度検出部と、上記角速度検出部の検出信号に基づき、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と上記撮像光学系との少なくとも一方を動かして、上記撮像素子により撮像して得られる撮像画像データに生じる像ぶれを補正する像ぶれ補正部と、上記撮像素子により撮像して得られた第一の撮像画像データと上記第一の撮像画像データよりも後に得られ上記像ぶれ補正部によって像ぶれが補正された第二の撮像画像データとの間の第一の動きベクトルを算出する第一の動きベクトル算出部と、上記第一の動きベクトルに基づいて、上記角速度検出部の検出信号に含まれるオフセット信号を低減するオフセット補正を行うオフセット補正部と、を備えるものである。
　本発明の手ぶれ補正装置は、角速度を検出する角速度検出部と、上記角速度検出部の検出信号に基づき、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と上記撮像光学系との少なくとも一方を動かして、上記撮像素子により撮像して得られる撮像画像データに生じる像ぶれを補正する像ぶれ補正部と、上記像ぶれ補正部によって像ぶれが補正された撮像画像データからその撮像画像データに生じている像ぶれ量を算出する像ぶれ量算出部と、上記像ぶれ量に基づいて、上記角速度検出部の検出信号に含まれるオフセット信号を低減するオフセット補正を行うオフセット補正部と、を備えるものである。
　本発明の撮像装置は、上記手ぶれ補正装置を備えるものである。
　本発明によれば、角速度検出部のオフセット信号が存在しても高精度な補正が可能な手手ぶれ補正装置とこれを備える撮像装置を提供することができる。
本発明の一実施形態である手ぶれ補正装置を搭載する撮像装置の概略構成を示す図である。 手ぶれ補正装置が起動してからの撮像装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図２の動作を説明するための図である。 手ぶれ補正装置が起動してからの撮像装置の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。 図４の動作を説明するための図である。 パンニング等によって像ぶれを補正しきれない動きが生じたときの角速度検出信号ωｘの変化を示す図である。 パンニングによる誤補正がなされたときの動きベクトルの変化を説明するための図である。 手ぶれ補正装置が起動してからの撮像装置の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。 図１の撮像装置における手ぶれ補正装置の部分の変形例を示す図である。 露光時間が長いときの撮像画像データＧ（１），Ｇ（２）を示した図である。 露光時間が長いときの撮像画像データＧ（１）を示した図である。 図１に示した撮像装置の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。 図１に示した撮像装置の動作の別の変形例を説明するためのフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の一実施形態である手ぶれ補正装置を搭載する撮像装置の概略構成を示す図である。
　図１の撮像装置は、撮像光学系としての撮像レンズ１と、撮像レンズ１を駆動するレンズ駆動部２と、撮像レンズ１を通して被写体を撮像する撮像素子３と、撮像素子３から出力される撮像画像信号に画像処理を施して撮像画像データを生成する画像処理部４と、撮像画像データが一次記憶されるメモリ５と、角速度検出部６と、加減算部７ｘ，７ｙと、フィルタ処理部としてのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８ｘ，８ｙと、増幅器９ｘ，９ｙと、積分器１０ｘ，１０ｙと、制御部１１と、を備える。これらの構成要素のうち、撮像レンズ１とレンズ駆動部２は、撮像装置に対して着脱可能なユニットであってもよい。
　撮像素子３は、ｘ方向とこれに直交するｙ方向に二次元状に画素が配置された撮像面を有している。
　撮像レンズ１は、ｘ方向とこれに直交するｙ方向にそれぞれ移動可能であり、レンズ駆動部２によって駆動される。撮像レンズ１は、焦点距離を変更するためのズームレンズを含み、焦点距離可変の撮像光学系となっている。
　角速度検出部６、加減算部７ｘ，７ｙ、ＨＰＦ８ｘ，８ｙ、増幅器９ｘ，９ｙ、積分器１０ｘ，１０ｙ、及び制御部１１により、手ぶれ補正装置が構成される。
　角速度検出部６は、角速度を検出するものであり、例えばジャイロセンサが用いられる。本明細書では、角速度検出部６を、撮像素子３の撮像面の直交する２辺に沿う方向（ｘ方向及びｙ方向）に伸びる軸回りの角速度を検出する２軸ジャイロセンサとして説明する。
　角速度検出部６からは、ｘ方向に伸びるｘ軸回りの角速度検出信号ωｘと、ｙ方向に伸びるｙ軸回りの角速度検出信号ωｙとが出力される。
　角速度検出信号ωｘは、撮像レンズ１の光軸が重力方向に垂直な状態から、被写体側から見て光軸が右側に向いたときに検出されるものが符号プラスとなり、光軸が左側に向いたときに検出されるものが符号マイナスとなる。
　角速度検出信号ωｙは、撮像レンズ１の光軸が重力方向に垂直な状態から、被写体側から見て光軸が上方に傾いたときに検出されるものが符号プラスとなり、光軸が下方に傾いたときに検出されるものが符号マイナスとなる。
　加減算部７ｘは、角速度検出部６から出力された角速度検出信号ωｘにオフセット補正値Ｘを加算又は減算する。加算を行うか減算を行うかは、制御部１１によって設定される。手ぶれ補正装置が起動した直後の初期状態では、オフセット補正値Ｘ＝０である。
　ＨＰＦ８ｘは、角速度検出部６から出力された角速度検出信号ωｘに含まれる低周波成分を減衰させるフィルタ処理を行う。この低周波成分には、ノイズの他、オフセット信号も含まれる。
　ＨＰＦ８ｘは、低周波成分が最終的にほぼゼロになるようにフィルタ処理を行うが、低周波成分がゼロになるまでには、信号入力からある程度の時間が必要となる。このため、この時間が経過するまでは角速度検出部６のオフセット補正が必要となる。また、ＨＰＦ８を設けても、オフセット信号を完全には除去できるわけではない。このため、角速度検出部６のオフセット補正が必要となる。
　増幅器９ｘは、ＨＰＦ８ｘから出力される角速度検出信号ωｘにゲインを乗じて、角速度検出信号ωｘを増幅する。
　積分器１０ｘは、増幅器９ｘから出力された角速度検出信号ωｘを時間で積分して、この時間で撮像装置がｘ軸回りに動いた角度であるぶれ角θ１を算出する。
　加減算部７ｙは、角速度検出部６から出力された角速度検出信号ωｙにオフセット補正値Ｙを加算又は減算する。加算を行うか減算を行うかは、制御部１１によって設定される。手ぶれ補正装置が起動した直後の初期状態では、オフセット補正値Ｙ＝０である。
　ＨＰＦ８ｙは、角速度検出部６から出力された角速度検出信号ωｙに含まれる低周波成分を減衰させるフィルタ処理を行う。この低周波成分には、ノイズの他、オフセット信号も含まれるが、角速度検出信号ωｘと同様に、オフセット補正は必要となる。
　増幅器９ｙは、ＨＰＦ８ｙから出力される角速度検出信号ωｙにゲインを乗じて、角速度検出信号ωｙを増幅する。
　積分器１０ｙは、増幅器９ｙから出力された角速度検出信号ωｙを時間で積分して、この時間で撮像装置がｙ軸回りに動いた角度であるぶれ角θ２を算出する。
　制御部１１は、ぶれ角θ１に基づき、撮像素子３により撮像して得られる撮像画像データに生じるｙ方向の像ぶれを補正するための像ぶれ補正量であるレンズ移動量Ｄｙを算出する。
　具体的には、撮像レンズ１の焦点距離をｆとすると、ｆ×ｔａｎθ１で求まる値が、実際に撮像装置がｙ方向に動いたぶれ量になる。このため、このぶれ量を相殺するために必要なレンズ移動量Ｄｙは、Ｄｙ＝－（ｆ×ｔａｎθ１）となる。
　また、制御部１１は、ぶれ角θ２に基づき、撮像素子３により撮像して得られる撮像画像データに生じるｘ方向の像ぶれを補正するための像ぶれ補正量であるレンズ移動量Ｄｘを算出する。
　具体的には、ｆ×ｔａｎθ２で求まる値が、実際に撮像装置がｘ方向に動いたぶれ量になる。このため、このぶれ量を相殺するために必要なレンズ移動量Ｄｘは、Ｄｘ＝－（ｆ×ｔａｎθ２）となる。
　制御部１１は、算出したレンズ移動量Ｄｘとレンズ移動量Ｄｙをレンズ駆動部２に送信し、レンズ駆動部２により撮像レンズ１をレンズ移動量分移動させて、像ぶれを補正する制御を行う。制御部１１は像ぶれ補正部として機能する。
　また、制御部１１は、メモリ５に記憶された像ぶれ補正前の撮像画像データ（第一の撮像画像データ）と、この撮像画像データの後に撮像して得られた像ぶれ補正後の撮像画像データ（第二の撮像画像データ）との間の第一の動きベクトルを算出する。そして、制御部１１は、この第一の動きベクトルに基づいて、角速度検出部６の検出信号に含まれるオフセット信号を低減するオフセット補正を行う。制御部１１は、第一の動きベクトル算出部及びオフセット補正部として機能する。
　以下、図１の撮像装置の手ぶれ補正機能オン時の動作を説明する。
　手ぶれ補正装置を搭載する撮像装置において、手ぶれ補正機能がオンにされると、手ぶれ補正装置が起動する。図２は、手ぶれ補正装置が起動してからの撮像装置の動作を説明するためのフローチャートである。図３は、図２の動作を説明するための図である。
　手ぶれ補正装置が起動すると、制御部１１は、起動直前又は直後に撮像素子３により撮像して得られた撮像画像データＧ（ｎ）（ｎ＝１）をメモリ５から取得する（ステップＳ１）。撮像画像データＧ（ｎ）は、オフセット補正及び像ぶれ補正がなされていない状態で取得されたデータである。
　次に、制御部１１は、図３に示すように、撮像画像データＧ（１）を得るための露光開始から、撮像画像データＧ（２）を得るための露光開始までの期間Ｔ（１）における角速度検出信号ωｘ，ωｙの積分値（ぶれ角θ１，θ２）を積分器１０ｘ，１０ｙから取得する。
　制御部１１は、取得したぶれ角θ１，θ２に基づいて、撮像装置の動きによる撮像画像データの像ぶれをキャンセルするために必要なレンズ移動量Ｄｘ，Ｄｙを算出する（ステップＳ２）。
　次に、制御部１１は、算出したレンズ移動量Ｄｘ，Ｄｙにしたがって撮像レンズ１を駆動して像ぶれ補正を行う（ステップＳ３）。この像ぶれ補正が行われている期間に、撮像画像データＧ（ｎ＋１）を得るための露光が行われる。
　この露光が終了し、撮像画像データＧ（ｎ＋１）がメモリ５に記憶されると、制御部１１は、撮像画像データＧ（ｎ＋１）をメモリ５から取得する（ステップＳ４）。撮像画像データＧ（ｎ＋１）は、オフセット補正前及び像ぶれ補正後の撮像画像データとなる。
　そして、制御部１１は、取得した撮像画像データＧ（ｎ）と撮像画像データＧ（ｎ＋１）とでパターンマッチングを行い、撮像画像データＧ（ｎ）及び撮像画像データＧ（ｎ＋１）間の第一の動きベクトル（図３の符号ｂ１）を算出する（ステップＳ５）。
　第一の動きベクトルｂ１は、オフセット補正前かつ像ぶれ補正前の撮像画像データを基準としたときの、この撮像画像データより後に得られたオフセット補正前かつ像ぶれ補正後の撮像画像データの動きを示しており、角速度検出部６の検出信号に含まれるオフセット信号により誤補正された動きを反映したものとなる。
　第一の動きベクトルｂ１は、撮像面におけるｘ方向の成分であるｘ方向動きベクトルｂｘ１と、撮像面におけるｙ方向の成分であるｙ方向動きベクトルｂｙ１とに分解される。
　ｘ方向動きベクトルｂｘ１は、図３において下から上に向かう方向をプラス、図３において上から下に向かう方向をマイナスとしている。ｙ方向動きベクトルｂｙ１は、図３において左から右に向かう方向をプラス、図３において右から左に向かう方向をマイナスとしている。
　制御部１１は、ｘ方向動きベクトルｂｘ１と撮像レンズ１の焦点距離ｆを用い、第一の補正値としてのオフセット補正値Ｙｃを生成し、ｙ方向動きベクトルｂｙ１と撮像レンズ１の焦点距離ｆを用い、第一の補正値としてのオフセット補正値Ｘｃを生成する（ステップＳ６）。制御部１１は第一の補正値生成部として機能する。
　ｘ方向動きベクトルｂｘ１は、２つの画像間のｘ方向の動きを表すものであるため、この動きを角速度検出信号ωｙに変換する必要がある。ｘ方向動きベクトルｂｘ１の大きさの単位は画素数であるため、この画素数をｙ軸回りのぶれ角θｙに変換する。ｔａｎ（θｙ）＝｛（ｂｘ１の大きさ（画素数））＊（撮像素子３の画素ピッチ）｝／ｆなので、この式からぶれ角θｙが求まる。
　次に、ぶれ角θｙは期間Ｔ（２）の間の積分値に相当するため、ぶれ角θｙを期間Ｔ（２）で割った値を、増幅器９ｙで設定しているゲインで更に割った値が、オフセット補正値Ｙｃの大きさとなる。
　同様に、ｙ方向動きベクトルｂｙ１の大きさの単位は画素数であるため、この画素数をｘ軸回りのぶれ角θｘに変換する。ｔａｎ（θｘ）＝｛（ｂｙ１の大きさ（画素数））＊（撮像素子３の画素ピッチ）｝／ｆなので、この式から、ぶれ角θｘが求まる。
　ぶれ角θｘを期間Ｔ（２）で割った値を、増幅器９ｘで設定しているゲインで更に割った値が、オフセット補正値Ｘｃの大きさとなる。
　オフセット補正値Ｘｃとオフセット補正値Ｙｃを、角速度検出部６の検出信号に加算すべきか減算すべきかは、オフセット補正値Ｘｃとオフセット補正値Ｙｃそれぞれの算出の元となった動きベクトルｂｙ１又は動きベクトルｂｘ１の向きによって決まる。
　ｙ方向動きベクトルｂｙ１の向きがプラスであれば、像ぶれ補正の結果、撮像レンズ１が－ｙ方向に動いたことを示し、角速度検出信号ωｘのオフセット信号がプラスであることが分かる。このため、このオフセット信号を相殺すべくオフセット補正値Ｘｃを検出信号から減算する必要がある。また、ｙ方向動きベクトルｂｙ１の向きがマイナスであれば、オフセット補正値Ｘｃを検出信号に加算する必要がある。
　同様に、ｘ方向動きベクトルｂｘ１の向きがプラスであれば、像ぶれ補正の結果、撮像レンズ１が－ｘ方向に動いたことを示し、角速度検出信号ωｙのオフセット信号がプラスであることが分かる。このため、このオフセット信号を相殺すべくオフセット補正値Ｙｃを検出信号から減算する必要がある。また、ｘ方向動きベクトルｂｘ１の向きがマイナスであれば、オフセット補正値Ｙｃを検出信号に加算する必要がある。
　ステップＳ６の後、制御部１１は、加減算部７ｘに設定するオフセット補正値Ｘを、初期値＝０から、ステップＳ６で生成したＸｃに更新し、加減算部７ｙに設定するオフセット補正値Ｙを、初期値＝０から、ステップＳ６で生成したＹｃに更新する（ステップＳ７）。
　続いて、制御部１１は、加減算部７ｘに設定する補正方法を、オフセット補正値Ｘｃの生成元の動きベクトルｂｙ１の符号がプラスであれば［減算］に設定し、動きベクトルｂｙ１の符号がマイナスであれば［加算］に設定する。同様に、制御部１１は、加減算部７ｙに設定する補正方法を、オフセット補正値Ｙｃの生成元の動きベクトルｂｘ１の符号がプラスであれば［減算］に設定し、動きベクトルｂｘ１の符号がマイナスであれば［加算］に設定する（ステップＳ８）。
　これらの設定により、角速度検出部６から出力される検出信号は、オフセット補正値Ｘｃ，Ｙｃが加算又は減算されることでオフセット信号が低減されることになり、オフセット補正が行われる。以降は、オフセット補正された状態で像ぶれ補正量が算出されるため、正確な像ぶれ補正がなされる。
　以上のように、図１の撮像装置は、撮像画像データとこの撮像画像データよりも後に得られた像ぶれ補正後の撮像画像データとの間の第一の動きベクトルに基づいて、角速度検出部６のオフセット信号を低減するオフセット補正を行う。このように、角速度検出部６の検出信号そのものを補正してしまうため、オフセット補正値Ｘｃ，Ｙｃと補正方法を設定した後は、オフセット信号に起因する補正動作（動きベクトル算出、オフセット補正値算出等）が不要となり、従来技術と比べて制御部１１の演算量を減らすことができる。
　以上の説明では、加減算部７ｘ，７ｙに設定するオフセット補正値Ｘｃ，Ｙｃを、動きベクトルｂ１の大きさと焦点距離ｆとによって演算して生成した値にしている。
　この変形例として、オフセット補正値Ｘ，Ｙを一定量ずつ変化させていき、動きベクトルｂ１の大きさが閾値未満となった時点でのオフセット補正値Ｘ，Ｙを最終的なオフセット補正値として加減算部７ｘ，７ｙに設定してもよい。
　図４は、手ぶれ補正装置が起動してからの撮像装置の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図５は、図４の動作を説明するための図である。図４において図２と同一処理には同一符号を付して説明を省略する。
　ステップＳ５の後、制御部１１は、オフセット補正値Ｘとして予め決めた補正値Ｈｘを仮設定し、オフセット補正値Ｙとして予め決めた補正値Ｈｙを仮設定し、動きベクトルｂｘ１，ｂｙ１の向きにしたがって補正方法として［加算］又は［減算］を設定する（ステップＳ２０）。
　具体的には、制御部１１は、動きベクトルｂｘ１（ｂｙ１）の向きがプラスであれば加減算部７ｘ（７ｙ）に対して［減算］を設定し、動きベクトルｂｘ１（ｂｙ１）の向きがマイナスであれば加減算部７ｘ（７ｙ）に対して［加算］を設定する。
　次に、制御部１１は、加減算部７ｘ，７ｙによって補正値Ｈｘ，Ｈｙが加算又は減算された検出信号に基づいて像ぶれ補正を行って得られた撮像画像データＧ（ｎ＋２）（第三の撮像画像データ（図５の撮像画像データＧ（３）））を取得する（ステップＳ２１）。
　次に、制御部１１は、補正値Ｈｘ，Ｈｙの設定前に得られた撮像画像データＧ（１）と、撮像画像データＧ（ｎ＋２）との間の動きベクトルｂ１を算出する（ステップＳ２２）。
　制御部１１は、ステップＳ２２で算出した動きベクトルｂ１のｘ方向成分である動きベクトルｂｘ１の大きさを閾値Ｔｘと比較する（ステップＳ２３）。
　動きベクトルｂｘ１の大きさが閾値Ｔｘ以上であれば（ステップＳ２３：ＮＯ）、制御部１１は、オフセット補正値Ｘとして仮設定中のＨｙを一定量変化させる（ステップＳ２６）。例えば、Ｈｙの値を１．５倍した値に変化させる。
　制御部１１は、ステップＳ２６の後は、ｎをｎ＋１にして（ステップＳ２８）、ステップＳ２１の処理を行う。
　ステップＳ２３の判定がＹＥＳであれば、制御部１１は、ステップＳ２２で算出した動きベクトルｂ１のｙ方向成分である動きベクトルｂｙ１の大きさを閾値Ｔｙと比較する（ステップＳ２４）。
　動きベクトルｂｙ１の大きさが閾値Ｔｙ以上であれば（ステップＳ２４：ＮＯ）、制御部１１は、オフセット補正値Ｙとして仮設定中のＨｘを一定量変化させる（ステップＳ２７）。例えば、Ｈｘの値を１．５倍した値に変化させる。
　制御部１１は、ステップＳ２７の後は、ｎをｎ＋１にして（ステップＳ２８）、ステップＳ２１の処理を行う。
　ステップＳ２４の判定がＹＥＳであれば、制御部１１は、この時点で仮設定されている補正値Ｈｘ，Ｈｙを、最終的なオフセット補正値として設定する（ステップＳ２５）。
　以上の動作により、オフセット補正前の撮像画像データと、補正値Ｈｘ，Ｈｙによる検出信号の補正後かつ像ぶれ補正後の撮像画像データの間の動きベクトルｂ１の大きさは、図５に示すように収束していき、撮像画像データＧ（４）が得られたときにほぼゼロとなる。
　この撮像画像データＧ（４）を得た時点で仮設定しているオフセット補正値Ｘｃ，Ｙｃを最終的な値として設定することで、オフセット信号を低減することができる。この構成によれば、オフセット補正値の算出が不要となるため、演算量を減らして消費電力を下げることができる。
　図１の撮像装置では、制御部１１が、角速度検出信号に基づいて像ぶれ補正を行うため、撮像装置の小さな動きについては撮像画像に影響することはない。しかし、パンニング等のように、撮像装置がｘ方向やｙ方向に大きく動かされている場合には、像ぶれを補正しきれなくなり、オフセット補正前の撮像画像データと、この撮像画像データよりも後に得られたオフセット補正前かつ像ぶれ補正後の撮像画像データとの間には、オフセット信号に起因した像ぶれに加えて、パンニングに起因した像ぶれが残ることになる。
　図６は、パンニング等によって像ぶれを補正しきれない動きが生じたときの角速度検出信号ωｘの変化を示す図である。
　図６に示すように、オフセット補正前にはオフセット信号は正の値であるが、パンニングによって補正しきれない動きがあると、オフセット補正前の撮像画像データと、この撮像画像データよりも後に得られたオフセット補正前かつ像ぶれ補正後の撮像画像データとの間の動きベクトルｂ１の大きさが、上記動きがないときよりも大きな値となる。このため、オフセット補正後の角速度検出信号ωｘは負の値となる。
　そして、オフセット補正の結果、撮像装置の動きが全くない状態において、角速度検出信号ωｘが負の値になってしまい、オフセット信号が残ることになる。
　このように、元々存在していたオフセット信号と、オフセット補正の結果によって生じたオフセット信号とで符号が異なっていると、図７に示すように、オフセット補正前の撮像画像データＧ（ｎ）と、撮像画像データＧ（ｎ）よりも後に得られたオフセット補正前かつ像ぶれ補正後の撮像画像データＧ（ｎ＋１）との間の第一の動きベクトルｂ１の向きと、撮像画像データＧ（ｎ）と、オフセット補正後かつ像ぶれ補正後の撮像画像データＧ（ｎ＋２）の間の第二の動きベクトルｂ２の向きは逆となる。
　このため、動きベクトルｂ１，ｂ２の向きが同じか否かで、パンニング等の像ぶれ補正処理によって補正しきれない動きの発生有無を判定することができる。
　図８は、手ぶれ補正装置が起動してからの撮像装置の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図８において、図２と同一処理には同一符号を付して説明を省略する。
　ステップＳ８の後、制御部１１は、撮像画像データＧ（ｎ＋１）を得るための露光開始から、撮像画像データＧ（ｎ＋２）を得るための露光開始までの期間Ｔ（ｎ＋１）における角速度検出信号ωｘ，ωｙの積分値を積分器１０ｘ，１０ｙから取得する。
　そして、制御部１１は、取得した積分値に基づいて、撮像装置の動きによる撮像画像データの像ぶれをキャンセルするために必要なレンズ移動量Ｄｘ，Ｄｙを算出する（ステップＳ９）。
　次に、制御部１１は、ステップＳ９で算出したレンズ移動量Ｄｘ，Ｄｙにしたがって撮像レンズ１を駆動して像ぶれ補正を行う（ステップＳ１０）。この像ぶれ補正が行われている期間に、撮像画像データＧ（ｎ＋２）を得るための露光が行われる。
　この露光が終了し、撮像画像データＧ（ｎ＋２）がメモリ５に記憶されると、制御部１１は、撮像画像データＧ（ｎ＋２）をメモリ５から取得する（ステップＳ１１）。撮像画像データＧ（ｎ＋２）は、オフセット補正後かつ像ぶれ補正後の撮像画像データとなる。
　制御部１１は、取得した撮像画像データＧ（ｎ）と撮像画像データＧ（ｎ＋２）とでパターンマッチングを行い、撮像画像データＧ（ｎ）及び撮像画像データＧ（ｎ＋２）間の第二の動きベクトル（図７の符号ｂ２）を算出する（ステップＳ１２）。制御部１１は第二の動きベクトル算出部として機能する。
　制御部１１は、ステップＳ５で算出した第一の動きベクトルｂ１の向きと、ステップＳ１２で算出した第二の動きベクトルｂ２の向きが異なるかどうかを判定する（ステップＳ１３）。
　ここでは、動きベクトルｂ１，ｂ２をそれぞれｘ方向成分とｙ方向成分に分け、同じ方向成分同士で向きが異なるかどうかを判定する。そして、ｘ方向成分とｙ方向成分のいずれかで向きが異なる場合にはステップＳ１３の判定をＹＥＳとし、ｘ方向成分とｙ方向成分とでいずれも向きが同じになった場合にはステップＳ１３の判定をＮＯとする。
　ステップＳ１３の判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ６で生成したオフセット補正値が正確ではないと判断できる。このため、制御部１１は、加減算部７ｘ，７ｙに設定するオフセット補正値Ｘ，Ｙを初期値（＝０）に戻して（ステップＳ１４）、ステップＳ１に処理を戻す。
　ステップＳ１３の判定がＮＯの場合は、ステップＳ６で生成したオフセット補正値が正確であると判断できる。このため、制御部１１は、加減算部７ｘ，７ｙに設定したオフセット補正値Ｘｃ，Ｙｃをそのままにして、処理を終了する。
　以上のように、パンニング等によって像ぶれを補正しきれないような動きがあった場合には、オフセット補正値の生成をやり直すことで、オフセット補正精度を向上させることができる。
　図９は、図１の撮像装置における手ぶれ補正装置の部分の変形例を示す図である。
　図９に示した手ぶれ補正装置は、増幅器９ｘａ、積分器１０ｘａ、増幅器９ｙａ、積分器１０ｙａを追加した点を除いては図１の手ぶれ補正装置と同じ構成である。
　増幅器９ｘａは、増幅器９ｘと同じ機能であるが、加減算部７ｘの出力信号を直接増幅する点が増幅器９ｘとは異なる。
　積分器１０ｘａは、積分器１０ｘと同じ機能であり、増幅器９ｘａの出力信号を積分して制御部１１に出力する。
　増幅器９ｙａは、増幅器９ｙと同じ機能であるが、加減算部７ｙの出力信号を直接増幅する点が増幅器９ｙとは異なる。
　積分器１０ｙａは、積分器１０ｙと同じ機能であり、増幅器９ｙａの出力信号を積分して制御部１１に出力する。
　図９に示す手ぶれ補正装置では、制御部１１がオフセット補正値Ｘｃを生成する際に、第一の動きベクトルと焦点距離ｆに加えて、ＨＰＦ８ｙでフィルタ処理前の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量と、ＨＰＦ８ｙでフィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量との差分の情報を更に利用する。
　また、図９に示す手ぶれ補正装置では、制御部１１がオフセット補正値Ｙｃを生成する際に、第一の動きベクトルと焦点距離ｆに加えて、ＨＰＦ８ｘでフィルタ処理前の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量と、ＨＰＦ８ｘでフィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量との差分の情報を更に利用する。
　図１の手ぶれ補正装置では、制御部１１が、ＨＰＦ８ｘとＨＰＦ８ｙを通した信号に基づいて像ぶれ補正量を算出している。しかし、ＨＰＦ８ｘとＨＰＦ８ｙを用いることで、角速度検出信号の一部の情報がカットされてしまう。このため、ＨＰＦ８ｘとＨＰＦ８ｙを通した信号に基づいて算出される像ぶれ補正量は、ＨＰＦ８ｘとＨＰＦ８ｙを通さずに加減算部７ｘ，７ｙの出力を直接増幅して得た信号に基づいて算出される像ぶれ補正量に対して誤差を含むことになる。
　そこで、図９の制御部１１は、積分器１０ｘで積分して得たぶれ角から算出した像ぶれ補正量と、積分器１０ｘａで積分して得たぶれ角から算出した像ぶれ補正量との差分を求める。そして、この差分を単位時間あたりの角速度検出信号ωｘの値に変換し、この値をオフセット補正値Ｘｃから減算する。
　このようにすることで、ＨＰＦ８ｘを用いたことにより生じる像ぶれ補正誤差分をオフセット補正時に補正しなくてすむようになり、オフセット補正を精度良く行うことができる。
　同様に、図９の制御部１１は、積分器１０ｙで積分して得たぶれ角から算出した像ぶれ補正量と、積分器１０ｙａで積分して得たぶれ角から算出した像ぶれ補正量との差分を求める。そして、この差分を単位時間あたりの角速度検出信号ωｙの値に変換し、この値をオフセット補正値Ｙｃから減算する。
　このようにすることで、ＨＰＦ８ｙを用いたことにより生じる像ぶれ補正誤差分をオフセット補正時に補正しなくてすむようになり、オフセット補正を精度良く行うことができる。
　ここまでは、制御部１１が行う像ぶれ補正の方法として、撮像レンズ１をｘ方向及びｙ方向に移動させる方法を例に説明した。しかし、像ぶれ補正の方法としては、撮像レンズ１を固定にし、撮像素子３をｘ方向及びｙ方向に移動させる方法を採用してもよいし、撮像レンズ１と撮像素子３をそれぞれ移動させる方法を採用してもよい。
　また、ここまでは、オフセット補正を手ぶれ補正装置の起動時にのみ行うものとしたが、起動後、定期的にオフセット補正値の設定をやり直してもよい。
　角速度検出部６のオフセット信号は、周辺環境（温度等）によって変化する。このため、環境がかわったことを検知し、このタイミングでオフセット補正値の再設定を行うことで、正確なオフセット補正が可能になる。また、オフセット補正値の設定を手動で開始できるようにしてもよい。
　図２の動作例では、制御部１１がオフセット補正値Ｘｃ，Ｙｃを演算により求めるものとした。この変形例として、第一の動きベクトルの大きさと、これに対応するオフセット補正値Ｘｃ，Ｙｃとの関係を予め求めてテーブルを作成しておき、このテーブルからオフセット補正値Ｘｃ，Ｙｃを読み出して設定してもよい。これにより演算を減らして消費電力を低減することができる。
　このように、第一の動きベクトルとテーブルを用いてオフセット補正を行う構成においても、第一の動きベクトルの大きさに対し、ＨＰＦ８ｘ，８ｙでフィルタ処理前の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量と、ＨＰＦ８ｘ，８ｙでフィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量との差分の情報を更に関連付けて記憶しておく。
　このようにすることで、ＨＰＦ８ｘ，８ｙを用いたことにより生じる像ぶれ補正誤差分をオフセット補正時に補正しなくてすむようになり、オフセット補正の精度を向上させることができる。
　撮像レンズ１は焦点距離可変のものとしたが、固定焦点距離のものであっても、本発明を適用可能である。
　ここまでは、オフセット補正前かつ像ぶれ補正前の撮像画像データを基準としたときの、この撮像画像データより後に得られたオフセット補正前かつ像ぶれ補正後の撮像画像データの動きを第一の動きベクトルとして算出した。
　しかし、オフセット補正前かつ像ぶれ補正後の撮像画像データを基準としたときの、この撮像画像データより後に得られたオフセット補正前かつ像ぶれ補正後の撮像画像データの動きを第一の動きベクトルとして算出してもよい。
　撮像画像データを得るための露光時間が短いときは、各撮像画像データにおいて像ぶれが生じにくい。このため、像ぶれ補正前の撮像画像データを基準として第一の動きベクトルを算出しても、第一の動きベクトルはオフセット信号による撮像画像データ間の像ぶれを反映したものとなる。
　一方で、撮像画像データを得るための露光時間が長いときは、露光期間中に撮像装置が動くことによって撮像画像データにおいて像ぶれが生じやすい。図１０に示した撮像画像データＧ（１）は、図１１に示すように、１回の露光期間中に得られたものであり、十字の画像がｙ方向に少しずつずれて重なった画像が撮像されたものである。
　このように、撮像画像データＧ（１）において像ぶれがあると、像ぶれ補正前の撮像画像データＧ（１）と、図１０に示した像ぶれ補正後の撮像画像データＧ（２）とで異なる被写体像が含まれることになる。このため、パターンマッチングがうまくできなくなって、第一の動きベクトルを正確に算出できない可能性がある。
　そこで、露光時間が長い場合には、像ぶれ補正後の撮像画像データを基準として第一の動きベクトルを算出することで、第一の動きベクトルの算出精度を上げることができ、精度の高いオフセット補正が可能となる。
　次に、露光時間が長いときにおける、図１に示した撮像装置の動作の変形例について説明する。
　図１２は、図１に示した撮像装置の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。
　手ぶれ補正装置が起動すると、制御部１１は、起動直前又は直後に撮像素子３により撮像して得られた像ぶれが補正された撮像画像データＧ（ｎ）（ｎ＝１）をメモリ５から取得する（ステップＳ３１）。
　次に、制御部１１は、撮像画像データＧ（ｎ）に生じている像ぶれ量Ｂ（ｎ）を算出する（ステップＳ３２）。制御部１１は像ぶれ量算出部として機能する。制御部１１は、例えば特許文献２に記載された方法によって像ぶれ量Ｂ（ｎ）を算出する。
　すなわち、制御部１１は、撮像画像データＧ（ｎ）中の１又は複数の箇所において、隣接する画素データの輝度の差を比較して、像の縁（エッジ）がぼけによって拡がった箇所を特定し、この拡がりの幅を像ぶれ量（単位：画素数）として算出する。
　像ぶれ量Ｂ（ｎ）は、ｘ方向成分とｙ方向成分に分解して算出する。像ぶれ量Ｂ（ｎ）のうちｘ方向成分を像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）といい、像ぶれ量Ｂ（ｎ）のうちｙ方向成分を像ぶれ量Ｂｙ（ｎ）という。
　次に、制御部１１は、像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）に対応する第二の補正値として補正値Ｙｂを生成し、像ぶれ量Ｂｙ（ｎ）に対応する第二の補正値として補正値Ｘｂを生成する。更に、制御部１１は、加減算部７ｘに設定するオフセット補正値Ｘとして補正値Ｘｂを仮設定し、加減算部７ｙに設定するオフセット補正値Ｙとして補正値Ｙｂを仮設定し、補正方法として［加算］又は［減算］を設定する（ステップＳ３３）。制御部１１は第二の補正値生成部として機能する。
　制御部１１は、像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）を時間微分した値に、撮像素子３の画素ピッチと角速度検出部６の感度特性（１ｍＶの出力がｙ軸回りの何ｄｅｇ／ｓｅｃに相当するかを示すデータ）との相関係数を乗じて、補正値Ｙｂを生成する。
　像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）を時間微分することでぶれ速度（画素／ｓｅｃ）を得ることができる。このぶれ速度をｙ軸回りの角速度検出信号（ｍＶ）に変換するために、このぶれ速度に相関係数を乗じる。上記相関係数は、１画素分の移動がｙ軸回りの何°の角度の移動に相当するかを示す係数であり、像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）を時間微分して得たぶれ速度にこの相関係数を乗じることで、補正値Ｙｂ（単位：ｍＶ）を得ることができる。
　同様に、制御部１１は、像ぶれ量Ｂｙ（ｎ）を時間微分した値に、撮像素子３の画素ピッチと角速度検出部６の感度特性（１ｍＶの出力がｘ軸回りの何ｄｅｇ／ｓｅｃに相当するかを示すデータ）との相関係数を乗じて、補正値Ｘｂを生成する。
　ステップＳ３３の後、制御部１１は、加減算部７ｘ，７ｙによって補正値Ｘｂ，Ｙｂが加算又は減算された検出信号に基づいて像ぶれ補正を行って得られた撮像画像データＧ（ｎ＋１）を取得する（ステップＳ３４）。
　次に、制御部１１は、撮像画像データＧ（ｎ＋１）に生じている像ぶれ量Ｂ（ｎ＋１）を算出する（ステップＳ３５）。像ぶれ量Ｂ（ｎ）は第一の像ぶれ量に対応し、像ぶれ量Ｂ（ｎ＋１）は第二の像ぶれ量に対応する。
　次に、制御部１１は、ステップＳ３２で算出した像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）と、ステップＳ３５で算出した像ぶれ量Ｂｘ（ｎ＋１）とを比較する（ステップＳ３６）。
　像ぶれ量Ｂｘ（ｎ＋１）が像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）以上である場合（ステップＳ３６：ＮＯ）は、角速度検出部６の検出信号に補正値Ｙｂを加算又は減算した結果、ｘ方向の像ぶれ量が減っておらず、ステップＳ３３で仮設定した補正方法が謝っていると判断できる。このため、制御部１１は、ステップＳ３７において、加減算部７ｙに設定する補正方法を、加算であれば減算に変更し、減算であれば加算に変更する。
　像ぶれ量Ｂｘ（ｎ＋１）が像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）未満である場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、制御部１１は、像ぶれ量Ｂｙ（ｎ＋１）と像ぶれ量Ｂｙ（ｎ）を比較する（ステップＳ３８）。
　像ぶれ量Ｂｙ（ｎ＋１）が像ぶれ量Ｂｙ（ｎ）以上である場合（ステップＳ３８：ＮＯ）は、角速度検出部６の検出信号に補正値Ｘｂを加算又は減算した結果、ｙ方向の像ぶれ量が減っておらず、ステップＳ３３で仮設定した補正方法が謝っていると判断できる。このため、制御部１１は、加減算部７ｘに設定する補正方法を、加算であれば減算に変更し、減算であれば加算に変更する（ステップＳ３９）。
　像ぶれ量Ｂｙ（ｎ＋１）が像ぶれ量Ｂｙ（ｎ）未満である場合（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、制御部１１は、加減算部７ｘ，７ｙに対し現時点で設定している補正方法及びＸｂ，Ｙｂを確定する（ステップＳ４０）。
　ステップＳ４０の処理により、角速度検出部６から出力される検出信号は、オフセット補正値Ｘｂ，Ｙｂが加算又は減算されることでオフセット信号が低減されることになり、オフセット補正が行われる。以降は、オフセット補正された状態で像ぶれ補正量が算出されるため、正確な像ぶれ補正がなされる。
　以上のように、図１２の動作例によれば、２つの撮像画像データ間の動きベクトルを算出しなくともオフセット補正が可能になる。この動作例においても、角速度検出部６の検出信号そのものを補正してしまうため、補正方法及びオフセット補正値Ｘｂ，Ｙｂを設定した後は、オフセット信号に起因する補正動作が不要となり、従来技術と比べて制御部１１の演算量を減らすことができる。
　図１３は、図１に示した撮像装置の動作の別の変形例を説明するためのフローチャートである。図１３において図１２と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
　ステップＳ３２の後、制御部１１は、加減算部７ｘに設定するオフセット補正値Ｘを補正値Ｈｘに仮設定し、補正方法として［加算］又は［減算］を設定する。また、制御部１１は、加減算部７ｙに設定するオフセット補正値Ｙとして補正値Ｈｙを仮設定し、補正方法として［加算］又は［減算］を設定する（ステップＳ４１）。
　次に、制御部１１は、加減算部７ｘ，７ｙによって補正値Ｈｘ，Ｈｙが加算又は減算された検出信号に基づいて像ぶれ補正を行って得られた撮像画像データＧ（ｎ＋１）を取得する（ステップＳ４２）。
　次に、制御部１１は、撮像画像データＧ（ｎ＋１）に生じている像ぶれ量Ｂ（ｎ＋１）を算出する（ステップＳ４３）。
　次に、制御部１１は、ステップＳ３２で算出した像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）と、ステップＳ４３で算出した像ぶれ量Ｂｘ（ｎ＋１）とを比較する（ステップＳ４４）。
　像ぶれ量Ｂｘ（ｎ＋１）が像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）以上である場合（ステップＳ４４：ＮＯ）、制御部１１は、加減算部７ｙに仮設定中の補正方法を、加算であれば減算に、減算であれば加算に変更する（ステップＳ５０）。制御部１１は、ステップＳ５０の後は、ｎをｎ＋１に更新して（ステップＳ５４）、ステップＳ４２の処理を行う。
　像ぶれ量Ｂｘ（ｎ＋１）が像ぶれ量Ｂｘ（ｎ）未満である場合（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、制御部１１は、ステップＳ３２で算出した像ぶれ量Ｂｙ（ｎ）と、ステップＳ４３で算出した像ぶれ量Ｂｙ（ｎ＋１）とを比較する（ステップＳ４５）。
　像ぶれ量Ｂｙ（ｎ＋１）が像ぶれ量Ｂｙ（ｎ）以上である場合（ステップＳ４５：ＮＯ）、制御部１１は、加減算部７ｘに仮設定中の補正方法を、加算であれば減算に、減算であれば加算に変更する（ステップＳ５１）。ステップＳ５１の後はステップＳ５４に移行する。
　像ぶれ量Ｂｙ（ｎ＋１）が像ぶれ量Ｂｙ（ｎ）未満である場合（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、制御部１１は、像ぶれ量Ｂｘ（ｎ＋１）が閾値ＴＨ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。
　ステップＳ４６の判定がＮＯのとき、制御部１１は、加減算部７ｙに設定するオフセット補正値をＨｙから一定量変化させる（ステップＳ５２）。例えばＨｙの値を１．５倍にした値に変更する。ステップＳ５２の後はステップＳ５４に移行する。
　ステップＳ４６の判定がＹＥＳのとき、制御部１１は、像ぶれ量Ｂｙ（ｎ＋１）が閾値ＴＨ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ４７）。
　ステップＳ４７の判定がＮＯのとき、制御部１１は、加減算部７ｘに設定するオフセット補正値をＨｘから一定量変化させる。例えばＨｘの値を１．５倍にした値に変更する。ステップＳ５３の後はステップＳ５４に移行する。
　ステップＳ４７の判定がＹＥＳのとき、制御部１１は、現時点で設定している補正方法及びオフセット補正値Ｈｘ，Ｈｙを、最終的な補正方法及びオフセット補正値として設定する（ステップＳ４８）。
　ステップＳ４８の処理により、角速度検出部６から出力される検出信号は、オフセット補正値Ｈｘ，Ｈｙが加算又は減算されることでオフセット信号が低減されることになり、オフセット補正が行われる。以降は、オフセット補正された状態で像ぶれ補正量が算出されるため、正確な像ぶれ補正がなされる。
　このように、制御部１１は、角速度検出部６の検出信号に補正値Ｈｘ，Ｈｙを加算又は減算した後の検出信号に基づいて像ぶれが補正された撮像画像データから算出した像ぶれ量が閾値未満になるまで補正値Ｈｘ，Ｈｙを一定量ずつ変化させていき、その像ぶれ量が閾値未満になった状態での補正値Ｈｘ，Ｈｙを角速度検出部６の検出信号に加算又は減算してオフセット補正を行う。
　以上の動作により、像ぶれ補正後の撮像画像データに生じる像ぶれ量は収束していき、最終的にはほぼゼロとなる。この時点で仮設定している補正方法及びオフセット補正値Ｘ，Ｙを最終的な値として設定することで、オフセット信号を低減することができる。この構成によれば、像ぶれ量に対応する補正値の算出が不要となるため、演算量を減らして消費電力を下げることができる。
　以上説明してきたように、本明細書に以下の事項が開示されている。
　開示された手ぶれ補正装置は、角速度を検出する角速度検出部と、上記角速度検出部の検出信号に基づき、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と上記撮像光学系との少なくとも一方を動かして、上記撮像素子により撮像して得られる撮像画像データに生じる像ぶれを補正する像ぶれ補正部と、上記撮像素子により撮像して得られた第一の撮像画像データと上記第一の撮像画像データよりも後に得られ上記像ぶれ補正部によって像ぶれが補正された第二の撮像画像データとの間の第一の動きベクトルを算出する第一の動きベクトル算出部と、上記第一の動きベクトルに基づいて、上記角速度検出部の検出信号に含まれるオフセット信号を低減するオフセット補正を行うオフセット補正部と、を備えるものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記オフセット補正部は、上記第一の動きベクトル算出部によって算出され、上記第一の動きベクトルの向きにしたがって補正値を加算又は減算した後の上記検出信号に基づいて像ぶれが補正された第三の撮像画像データと上記第一の撮像画像データとの間の第一の動きベクトルの大きさが閾値未満になるまで上記補正値を一定量ずつ変化させていき、上記第一の動きベクトルの大きさが上記閾値未満になったときの上記補正値を上記検出信号に加算又は減算して上記オフセット信号を低減するものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記撮像光学系は焦点距離可変のものであり、上記第一の動きベクトルの大きさと上記撮像光学系の焦点距離とを用いて補正値を生成する第一の補正値生成部を更に備え、上記オフセット補正部は、上記第一の動きベクトルの向きにしたがって、上記角速度検出部の検出信号に上記補正値を加算又は減算してオフセット補正を行うものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記角速度検出部の検出信号の低周波成分を減衰させるフィルタ処理を行うフィルタ処理部を更に備え、上記像ぶれ補正部は、上記フィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量にしたがって像ぶれを補正し、上記第一の補正値生成部は、上記フィルタ処理前の上記検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量と、上記フィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量との差分を更に用いて上記補正値を生成するものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記角速度検出部の検出信号の低周波成分を減衰させるフィルタ処理を行うフィルタ処理部を更に備え、上記像ぶれ補正部は、上記フィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量にしたがって像ぶれを補正し、上記オフセット補正部は、上記フィルタ処理前の上記検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量と、上記フィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量との差分を更に用いて上記オフセット補正を行うものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記第一の撮像画像データと、上記オフセット補正部によるオフセット信号低減後の上記角速度検出部の検出信号に基づいて像ぶれが補正された撮像画像データとの間の第二の動きベクトルを算出する第二の動きベクトル算出部を更に備え、上記第一の動きベクトルの向きと、上記第二の動きベクトルの向きが逆である場合に、上記オフセット補正部は、新たに算出される上記第一の動きベクトルに基づいて上記オフセット補正をやり直すものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記オフセット補正部は、少なくとも上記手ぶれ補正装置の起動時に上記オフセット補正を行うものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、角速度を検出する角速度検出部と、上記角速度検出部の検出信号に基づき、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と上記撮像光学系との少なくとも一方を動かして、上記撮像素子により撮像して得られる撮像画像データに生じる像ぶれを補正する像ぶれ補正部と、上記像ぶれ補正部によって像ぶれが補正された撮像画像データからその撮像画像データに生じている像ぶれ量を算出する像ぶれ量算出部と、上記像ぶれ量に基づいて、上記角速度検出部の検出信号に含まれるオフセット信号を低減するオフセット補正を行うオフセット補正部と、を備えるものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記像ぶれ量に対応する補正値を生成する第二の補正値生成部を更に備え、上記オフセット補正部は、上記角速度検出部の検出信号に上記補正値を加算又は減算してオフセット補正を行うものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記オフセット補正部は、上記補正値を加算又は減算する前の上記検出信号に基づいて像ぶれが補正された撮像画像データから上記像ぶれ量算出部によって算出された第一の像ぶれ量と、上記補正値を加算又は減算した後の上記検出信号に基づいて像ぶれが補正された撮像画像データから上記像ぶれ量算出部によって算出された第二の像ぶれ量との大小関係にしたがって、上記検出信号に上記補正値を加算するか減算するかを決定するものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記第二の補正値生成部は、上記像ぶれ量を時間微分した値に、上記撮像素子の画素ピッチと上記角速度検出部の感度特性との相関係数を乗じて、上記補正値を生成するものである。
　開示された手ぶれ補正装置は、上記オフセット補正部は、上記角速度検出部の検出信号に補正値を加算又は減算した後の上記検出信号に基づいて像ぶれが補正された撮像画像データから上記像ぶれ量算出部によって算出される像ぶれ量が閾値未満になるまで上記補正値を一定量ずつ変化させていき、その像ぶれ量が閾値未満になった状態での上記補正値を上記角速度検出部の検出信号に加算又は減算してオフセット補正を行うものである。
　開示された手ぶれ撮像装置は、上記手ぶれ補正装置を備えるものである。
　本発明は、特にデジタルカメラやカメラ付きスマートフォン等の撮像機能を有する電子機器（撮像装置と称す）に適用して利便性が高く、有効である。
　以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　本出願は、２０１４年３月２５日出願の日本特許出願（特願２０１４－０６２１９４）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
１　撮像レンズ（撮像光学系）
３　撮像素子
６　角速度検出部
７ｘ，７ｙ　加減算部
８ｘ，８ｙ　ハイパスフィルタ（フィルタ処理部）
１１　制御部（第一の動きベクトル算出部、第二の動きベクトル算出部、第一の補正値生成部、第二の補正値生成部、オフセット補正部、像ぶれ補正部、像ぶれ量算出部）

Claims (13)

  1. 　角速度を検出する角速度検出部と、
    　前記角速度検出部の検出信号に基づき、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と前記撮像光学系との少なくとも一方を動かして、前記撮像素子により撮像して得られる撮像画像データに生じる像ぶれを補正する像ぶれ補正部と、
    　前記撮像素子により撮像して得られた第一の撮像画像データと前記第一の撮像画像データよりも後に得られ前記像ぶれ補正部によって像ぶれが補正された第二の撮像画像データとの間の第一の動きベクトルを算出する第一の動きベクトル算出部と、
    　前記第一の動きベクトルに基づいて、前記角速度検出部の検出信号に含まれるオフセット信号を低減するオフセット補正を行うオフセット補正部と、を備える手ぶれ補正装置。
  2. 　請求項１記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記オフセット補正部は、前記第一の動きベクトル算出部によって算出され、前記第一の動きベクトルの向きにしたがって補正値を加算又は減算した後の前記検出信号に基づいて像ぶれが補正された第三の撮像画像データと前記第一の撮像画像データとの間の第一の動きベクトルの大きさが閾値未満になるまで前記補正値を一定量ずつ変化させていき、前記第一の動きベクトルの大きさが前記閾値未満になったときの前記補正値を前記検出信号に加算又は減算して前記オフセット信号を低減する手ぶれ補正装置。
  3. 　請求項１記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記撮像光学系は焦点距離可変のものであり、
    　前記第一の動きベクトルの大きさと前記撮像光学系の焦点距離とを用いて補正値を生成する第一の補正値生成部を更に備え、
    　前記オフセット補正部は、前記第一の動きベクトルの向きにしたがって、前記角速度検出部の検出信号に前記補正値を加算又は減算してオフセット補正を行う手ぶれ補正装置。
  4. 　請求項３記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記角速度検出部の検出信号の低周波成分を減衰させるフィルタ処理を行うフィルタ処理部を更に備え、
    　前記像ぶれ補正部は、前記フィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量にしたがって像ぶれを補正し、
    　前記第一の補正値生成部は、前記フィルタ処理前の前記検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量と、前記フィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量との差分を更に用いて前記補正値を生成する手ぶれ補正装置。
  5. 　請求項１記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記角速度検出部の検出信号の低周波成分を減衰させるフィルタ処理を行うフィルタ処理部を更に備え、
    　前記像ぶれ補正部は、前記フィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量にしたがって像ぶれを補正し、
    　前記オフセット補正部は、前記フィルタ処理前の前記検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量と、前記フィルタ処理後の検出信号に基づいて生成した像ぶれ補正量との差分を更に用いて前記オフセット補正を行う手ぶれ補正装置。
  6. 　請求項３～５のいずれか１項記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記第一の撮像画像データと、前記オフセット補正部によるオフセット信号低減後の前記角速度検出部の検出信号に基づいて像ぶれが補正された撮像画像データとの間の第二の動きベクトルを算出する第二の動きベクトル算出部を更に備え、
    　前記第一の動きベクトルの向きと、前記第二の動きベクトルの向きが逆である場合に、前記オフセット補正部は、新たに算出される前記第一の動きベクトルに基づいて前記オフセット補正をやり直す手ぶれ補正装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記オフセット補正部は、少なくとも前記手ぶれ補正装置の起動時に前記オフセット補正を行う手ぶれ補正装置。
  8. 　角速度を検出する角速度検出部と、
    　前記角速度検出部の検出信号に基づき、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と前記撮像光学系との少なくとも一方を動かして、前記撮像素子により撮像して得られる撮像画像データに生じる像ぶれを補正する像ぶれ補正部と、
    　前記像ぶれ補正部によって像ぶれが補正された撮像画像データから当該撮像画像データに生じている像ぶれ量を算出する像ぶれ量算出部と、
    　前記像ぶれ量に基づいて、前記角速度検出部の検出信号に含まれるオフセット信号を低減するオフセット補正を行うオフセット補正部と、を備える手ぶれ補正装置。
  9. 　請求項８記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記像ぶれ量に対応する補正値を生成する第二の補正値生成部を更に備え、
    　前記オフセット補正部は、前記角速度検出部の検出信号に前記補正値を加算又は減算してオフセット補正を行う手ぶれ補正装置。
  10. 　請求項９記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記オフセット補正部は、前記補正値を加算又は減算する前の前記検出信号に基づいて像ぶれが補正された撮像画像データから前記像ぶれ量算出部によって算出された第一の像ぶれ量と、前記補正値を加算又は減算した後の前記検出信号に基づいて像ぶれが補正された撮像画像データから前記像ぶれ量算出部によって算出された第二の像ぶれ量との大小関係にしたがって、前記検出信号に前記補正値を加算するか減算するかを決定する手ぶれ補正装置。
  11. 　請求項９又は１０記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記第二の補正値生成部は、前記像ぶれ量を時間微分した値に、前記撮像素子の画素ピッチと前記角速度検出部の感度特性との相関係数を乗じて、前記補正値を生成する手ぶれ補正装置。
  12. 　請求項８記載の手ぶれ補正装置であって、
    　前記オフセット補正部は、前記角速度検出部の検出信号に補正値を加算又は減算した後の前記検出信号に基づいて像ぶれが補正された撮像画像データから前記像ぶれ量算出部によって算出される像ぶれ量が閾値未満になるまで前記補正値を一定量ずつ変化させていき、当該像ぶれ量が閾値未満になった状態での前記補正値を前記角速度検出部の検出信号に加算又は減算してオフセット補正を行う手ぶれ補正装置。
  13. 　請求項１～１２のいずれか１項記載の手ぶれ補正装置を備える撮像装置。
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