JPWO2005045516A1 - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

撮像装置（２０）は、ジャイロセンサ（９）により撮像装置（２０）の振れを計測し、静止画の記録の開始の指示があるまでは、撮像用レンズ群（１）と補正レンズ（２）の光軸が一致する補正レンズの位置である光軸中心位置に補正レンズを停止させる制御である「中心停止制御」を行い、撮像素子（３）における露光開始後は、計測結果に基づいて撮像素子（３）上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズ（２）の位置を制御する「レンズ補正制御」を行い、撮像素子（３）における露光完了後、次の記録開始の指示があるまでに、補正レンズ（２）を光軸中心位置に復帰させた後、補正レンズ（２）に対して中心停止制御を行う。

Description

本発明は手ブレ補正機能付きの撮像装置に関し、特に、静止画撮像に好適な撮像装置に関する。

近年、デジタルカメラの高倍率化に伴い、手ブレ補正の重要性が増してきている。従来の手ブレ補正技術としては例えば特許文献１〜３に開示されたものがある。

特許文献１に記載のカメラは、光軸からの手ブレ補正レンズの偏心量を検出し、その偏心量がゼロになるようにカメラを振る方向を表示する。

特許文献１に記載のカメラによれば、操作者は表示に従ってカメラを動かすことにより、あらゆる方向の手ブレに対して、手ブレ補正レンズのストロークを大きくとれて手ブレのない写真を得ることができる。つまり、操作者の動作によって、カメラの手ブレ補正の範囲を有効に使用することができる。しかし、この技術では、操作者がカメラを移動する必要があり、操作者に煩雑で困難な操作を要求することになり、現実的には操作者は希望する画像を自由に撮ることは困難であると考えられる。

これに対し、特許文献２、３には像ブレを自動的に補正する技術が開示されている。

特許文献２に記載の像ぶれ補正技術は、補正光学系が変位可能ゾーン（手ぶれ補正を行うために補正光学系が変位する領域）の限界に突き当たらないようにすることを目的とする。より具体的には、補正光学系が変位可能ゾーンの限界付近にあるときに、像ぶれ防止動作開始にあたって補正光学系をセンタリング操作する。

また、特許文献３には、レリーズ釦（シャッタ釦）の押下後に補正光学系をセンター位置にセットして振れ補正を開始するという技術が開示されている。具体的には、レリーズ釦を押下した後、ミラーアップし、補正光学系をセンター位置にセットし、振れ補正を開始し、シャッタを開いてフィルムに適正な露光を与えた後にシャッタを閉じる技術が開示されている。

特開平５−２４９５２９号公報 特開平１−１３１５２１号公報 特開平５−２２４２７０号公報

デジタルカメラにおいて、前述のように手ぶれ補正技術は重要性を増しているが、シャッタ釦の押下による操作者の撮像開始指示があった後、できるだけ早期に露光動作を開始し、撮像に要する時間をできるだけ短くすることもまた重要な課題の１つである。しかし、手ぶれ補正を行う場合、撮像開始指示があっても、手ぶれ補正による補正が完了しないと露光を開始することはできず、手ぶれ補正が、静止画像の撮像に要する時間の短縮化を妨げる要因となるおそれがある。

特許文献２では、補正光学系のセンタリング操作の実施タイミングについて記載しておらず、例えば、シャッタ釦押下後に補正光学系のセンタリング操作を開始したのでは、像ぶれ防止動作開始までに時間を要し、結果として静止画像の撮像に要する時間がかかるという問題がある。

また、特許文献３の技術では、レリーズ釦の押下後（すなわち、撮像指示がなされた後）に、補正光学系をセンター位置にセットしている。補正光学系のセンター位置へのセットが完了するまで露光を開始することはできないため、特許文献３の技術では、撮像指示がなされてから露光動作の開始までに時間を要し、撮像に要する時間が大きくなってしまう。

本発明は、上記の問題点を解決するものであり、手振れを低減しつつ、静止画像の撮像に要する時間を低減する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、被写体の光学信号を受けて静止画像データを生成する撮像装置である。撮像装置は、被写体の光学信号を露光して静止画像を生成する撮像素子と、被写体の光学信号を集光して前記撮像素子上に結像する撮像用レンズ群と、撮像素子上に形成される像の振れを補正するために撮像用レンズ群の光軸に垂直の面内で移動可能である補正レンズと、撮像装置の振れを計測する計測手段と、撮像素子で生成される静止画像の記録の開始を指示するための指示手段と、撮像用レンズ群と補正レンズの光軸が一致する補正レンズの位置である光軸中心位置に補正レンズを停止させるよう、補正レンズ位置を制御する「中心停止制御」と、計測手段の計測結果に基づいて撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう、補正レンズ位置を制御する「レンズ補正制御」とを選択的に実行するレンズ制御手段とを備える。レンズ制御手段は、指示手段から記録の開始の指示があるまでは中心停止制御を行い、撮像素子における露光開始後はレンズ補正制御を行い、撮像素子における露光完了後、指示手段から次の記録の開始の指示があるまでに、補正レンズを光軸中心位置に復帰させた後、補正レンズに対して中心停止制御を行う。

撮像装置は、撮像素子から転送された静止画像を受けて画像処理を行う画像処理手段をさらに備えてもよい。そのとき、レンズ制御手段は、撮像素子における露光完了後、撮像素子から画像処理手段への静止画像の転送が完了する前に、補正レンズが光軸中心位置に復帰するよう補正レンズを制御するのが好ましい。

レンズ制御手段は、撮像素子の露光を開始する時間よりも、補正レンズを安定的に制御するのに必要な時間だけ早く、レンズ補正制御を開始するようにしてもよい。

レンズ制御手段は、計測手段の計測結果を判断する際の基準値を更新する基準値更新機能を有し、レンズ補正制御をしている間は基準値更新機能を作動させないようにしてもよい。

撮像装置は、計測手段の結果を積分する積分手段をさらに備えてもよい。レンズ制御手段は、積分手段の出力に基づいて、補正レンズの仮想的な位置を算出し、この仮想的な位置に基づいて前記レンズ補正制御を行う。また、積分手段は、レンズ制御手段で算出された補正レンズの仮想的な位置に基づいて、計測手段の結果の積分に対するゲインを調整する。

積分手段は、撮像装置の振れの周波数が所定値より小さい領域において、補正レンズの仮想的な位置が光軸中心位置から所定範囲内にあるときはゲインが一定になるようにし、補正レンズの仮想的な位置が所定範囲外にあるときは、光軸中心位置からの距離にしたがいゲインが減少するように、ゲインを調整してもよい。

さらに、積分手段は、撮像装置の振れの周波数が所定値より小さい領域では、ゲインを撮像装置の振れの周波数の増加にしたがい増加させ、撮像装置の振れの周波数が所定値以上の領域では、前記ゲインが一定になるように、ゲインを調整してもよい。

本発明に係る制御方法は、被写体の光学信号を露光して静止画像を生成する撮像素子と、被写体の光学信号を集光して撮像素子上に結像する撮像用レンズ群と、撮像素子上に形成される像の振れを補正するために撮像用レンズ群の光軸に垂直の面内で移動可能である補正レンズとを備え、被写体の光学信号を受けて静止画像データを生成する撮像装置の制御方法である。制御方法は、撮像装置の振れを計測し、撮像素子で生成される静止画像の記録の開始を指示するための指示を受け、静止画の記録の開始の指示があるまでは、撮像用レンズ群と補正レンズの光軸が一致する補正レンズの位置である光軸中心位置に補正レンズを停止させる制御である「中心停止制御」を行い、撮像素子における露光開始後は、計測結果に基づいて撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズ位置を制御する「レンズ補正制御」を行い、撮像素子における露光完了後、次の記録開始指示があるまでに、補正レンズを光軸中心位置に復帰させた後、補正レンズに対して中心停止制御を実施する。

本発明に係る別の撮像装置は、被写体の光学信号を受けて静止画像データを生成する撮像装置において、被写体の光学信号を露光して静止画像を生成する撮像素子と、被写体の光学信号を集光して撮像素子上に結像する撮像用レンズ群と、撮像素子上に形成される像の振れを補正するために撮像用レンズ群の光軸に垂直の面内で移動可能である補正レンズと、撮像装置の振れを計測する計測手段と、撮像素子で生成される静止画像の記録の開始を指示するための指示手段と、中心近傍補正制御とレンズ補正制御とを選択的に実行するレンズ制御手段とを備える。中心近傍補正制御では、撮像用レンズ群と補正レンズの光軸が一致する補正レンズの位置である光軸中心位置の近傍に、計測手段の計測結果に基づいて、撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズを制御する。レンズ補正制御では、計測手段の計測結果に基づいて撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズ位置を制御する。レンズ制御手段は、指示手段からの指示があるまでは中心近傍補正制御を行い、撮像素子における露光開始後はレンズ補正制御を行い、撮像素子における露光完了後、指示手段から次の撮像指示があるまでに、補正レンズを光軸中心位置に復帰させ、補正レンズに対して中心近傍補正制御を行う。

本発明によれば、手ブレを低減した良好な画像の撮像を可能としつつ、撮像に要する時間を短縮した撮像装置を提供することができる。

本発明のデジタルカメラの構成を示すブロック図 （ａ）補正レンズの中心が撮像レンズ群の光軸上にあるときの補正レンズ、ＣＣＤおよび結像領域の位置関係を示す図、（ｂ）補正レンズの中心が撮像レンズ群の光軸から偏心したときの補正レンズ、ＣＣＤおよび結像領域の位置関係を示す図 実施の形態１における撮像装置の動作を示すフローチャート （ａ）実施の形態１における撮像装置の垂直基準信号のタイミングチャート、（ｂ）実施の形態１における撮像装置のＣＣＤの動作の遷移を示すタイミングチャート、（ｃ）実施の形態１における撮像装置の基準値更新機能の作動／停止を示すタイミングチャート、（ｄ）実施の形態１における撮像装置の中心停止制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｅ）実施の形態１における撮像装置のレンズ補正制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｆ）実施の形態１における撮像装置の補正レンズ位置の変化を示すタイミングチャート、（ｇ）図４（ａ）〜図４（ｆ）に対する経過時間を示すタイミングチャート （ａ）実施の形態２における撮像装置の垂直基準信号のタイミングチャート、（ｂ）実施の形態２における撮像装置のＣＣＤの動作の遷移を示すタイミングチャート、（ｃ）実施の形態２における撮像装置の基準値更新機能の作動／停止を示すタイミングチャート、（ｄ）実施の形態２における撮像装置の中心近傍補正制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｅ）実施の形態２における撮像装置のレンズ補正制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｆ）実施の形態２における撮像装置の補正レンズ位置の変化を示すタイミングチャート、（ｇ）図５（ａ）〜図５（ｆ）に対する経過時間を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態３における制御部の仮想レンズ位置の算出に必要な構成を示す図 （ａ）ジャイロセンサの出力信号の波形の一例を示す図、（ｂ）図７（ａ）に示すジャイロセンサの出力信号に対するハイパスフィルタの出力波形を示す図、（ｃ）ＡＣ成分を含むジャイロセンサの出力信号の波形の一例を示す図、（ｄ）図７（ｃ）に示すジャイロセンサの出力信号に対するハイパスフィルタの出力波形を示す図 ゲイン調整部で調整される積分ゲインの周波数特性を示す図 仮想レンズ位置に対する、低周波領域の積分ゲインの特性を示す図 実施の形態３における撮像装置の動作を示すフローチャート （ａ）実施の形態３における撮像装置の垂直基準信号のタイミングチャート、（ｂ）実施の形態３における撮像装置のＣＣＤの動作の遷移を示すタイミングチャート、（ｃ）実施の形態３における撮像装置の基準値更新機能の作動／停止状態を示すタイミングチャート、（ｄ）実施の形態３における撮像装置の中心停止制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｅ）実施の形態３における撮像装置のレンズ補正制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｆ）実施の形態３における撮像装置の補正レンズ位置の変化を示すタイミングチャート、（ｇ）実施の形態３における撮像装置の仮想レンズ位置の変化を示すタイミングチャート、（ｈ）図１１（ａ）〜図１１（ｇ）に対する経過時間を示すタイミングチャート

符号の説明

１ 撮像用レンズ群
２ 補正レンズ
３ ＣＣＤ
８ 制御部
９ ジャイロセンサ
１０ シャッタ釦
１１ ドライバ
１２ 水平モータ
１３ 垂直モータ
２０ デジタルカメラ
３２ ハイパスフィルタ
３４ ＤＣ検出部
３６ 積分回路
３８ ゲイン決定部
４３ ゲイン調整部

以下添付の図面を参照し、本発明に係る撮像装置の実施形態について説明する。

（実施の形態１）
図１に、本発明に係るデジタルカメラの構成を示す。デジタルカメラ２０は、光学系として、レンズ１ａ〜１ｃを含む撮像用レンズ群１と補正レンズ２とを含む。さらに、デジタルカメラ２０は、光学系を介して集光された光学信号を電気信号に変換するＣＣＤ３と、ＣＣＤ３からの出力信号を画像処理する画像処理部４と、補正レンズ２を駆動するモータ１２、１３及びドライバ１１と、デジタルカメラ２０の各部の動作を制御する制御部８と、デジタルカメラ２０のブレを検出するジャイロセンサ９とを備える。さらに、デジタルカメラ２０は、撮像画像を表示する液晶モニタ５と、画像の記録媒体であるメモリカード７を挿入するためのカードスロット６と、シャッタ釦１０を備える。

デジタルカメラ２０は、ジャイロセンサ９の計測結果に基づいて水平モータ１２および垂直モータ１３によって補正レンズ２を駆動することにより、ＣＣＤ３上に結像する画像のブレを補正する。具体的には、デジタルカメラ２０は中心停止制御とレンズ補正制御とを選択的に実行する。中心停止制御は、補正レンズ２の中心（光軸）が撮像用レンズ群１の光軸と一致する位置（以下「光軸中心位置」という）に停止するよう補正レンズ２を制御する。レンズ補正制御は、ジャイロセンサ９の計測結果に基づいてＣＣＤ３上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズ２の位置を制御する。このとき、デジタルカメラ２０は、少なくともシャッタ釦１０が全押しされるまでは中心停止制御を行い、シャッタ釦１０が全押しされた後はレンズ補正制御を行う。

撮像用レンズ群１の各レンズ１ａ〜１ｃはレンズ鏡筒内（図示せず）に保持されている。撮像用レンズ群１は被写体からの光学信号を集光してＣＣＤ３上に結像する。レンズ１ａ〜１ｃは、それらの各光軸（光軸Ｐ）が互いに一致するよう整列して配置されている。図１では、撮像用レンズ群１は説明の便宜上３枚で構成しているが、この構成には限られない。また、レンズ１ａ〜１ｃは、それぞれ凸レンズ、凹レンズ、非球面レンズ、球面レンズ等のいずれかであり、この組合せも限定されない。

補正レンズ２は、ＣＣＤ３に対して被写体側に位置し、光軸Ｐに垂直の面内で移動可能である。以下、補正レンズ２の移動可能な垂直面を「補正レンズ可動面」という。デジタルカメラ２０のブレが発生したときに、補正レンズ２をブレの方向と反対方向に移動させることにより、ブレを相殺してブレのない画像をＣＣＤ３上に結像できる。

ＣＣＤ３は、撮像用レンズ群１および補正レンズ２により集光される光学信号を電気信号に変換して画像データを生成する半導体素子である。画像処理部４は、ＣＣＤ３で生成された画像データに対してＹＣ処理、解像度変換、圧縮処理等の変換をする手段である。液晶モニタ５は、画像処理部４で変換された画像データを表示する表示手段である。カードスロット６は、画像処理部４で圧縮された画像データをメモリカード７に書き込むための制御をする記憶媒体制御手段である。メモリカード７は、フラッシュメモリ、強誘電体メモリ等の不揮発性の半導体メモリを含む記憶媒体である。

ジャイロセンサ９は、デジタルカメラ２０のブレを計測する計測手段である。より詳細には、ジャイロセンサ９は、デジタルカメラ２０の角速度を計測することによって、デジタルカメラ２０のブレを計測するものである。ジャイロセンサ９は、制御部８に対して計測結果を電圧の変化による信号として出力する。ジャイロセンサ９はデジタルカメラ２０が動作中、常時作動している。

シャッタ釦１０は、制御部８に対して、ＣＣＤ３で生成される静止画像の記録に関する指示をする操作手段である。操作者がシャッタ釦１０を半押しすると、制御部８はこれを受けて、露光量をそのときの適正な値になるようロックする。半押しの後、操作者がシャッタ釦１０を全押しすると、制御部８はこれを受けて、静止画像をＣＣＤ３で生成し、画像処理部４で圧縮し、メモリカード７に記録するよう、ＣＣＤ３、画像処理部４およびカードスロット６を制御する。

制御部８は半導体チップおよびそのチップ内に格納されたプログラム等から構成される。例えば、制御部８はマイクロコンピュータで構成される。制御部８は、ＣＣＤ３、画像処理部４、カードスロット６およびドライバ１１を制御する制御手段である。制御部８は、ＣＣＤ３に対して、所定のタイミングで露光動作、ＣＣＤ転送動作、モニタスルー動作等の動作モードを切り替えるよう制御する。制御部８は、画像処理部４に対して、静止画像の圧縮およびカードスロット６への出力の動作または液晶モニタ５へのスルー画像の出力動作の動作モードを切り替えるよう制御する。制御部８は、カードスロット６に対して、静止画像のメモリカード７への書き込みを開始するよう制御する。

また、制御部８は、ドライバ１１に対して、ジャイロセンサ９の計測結果およびシャッタ釦１０からの制御信号に基づいて、モータ１２、１３の制御方法を指示する。より詳しくは、制御部８は、ジャイロセンサ９で測定されるデジタルカメラ２０の角速度を積分し、その積分値に相当するブレ量を補正レンズ２によって相殺するようにモータ１２、１３を駆動するようドライバ１１に指示をする。また、制御部８は、少なくともシャッタ釦１０が全押しされるまでは、補正レンズ２が光軸中心位置に停止するようドライバ１１に指示し、シャッタ釦１０が全押しされた後は、ジャイロセンサ９の検出結果に基づき補正レンズ２の位置を補正するようドライバ１１に指示する。

ここで、ジャイロセンサ９からの出力は、そのＤＣ成分が除去され、そのＡＣ成分のみが検出結果として使用される。つまり、ジャイロセンサ９からの出力信号のＤＣ成分はジャイロセンサ９の計測結果を判断する際の基準値として使用される。制御部８は、ジャイロセンサ９の計測結果を判断する際の基準値（ＤＣ成分）を更新する機能（以下「基準値更新機能」という）を有する。基準値すなわちＤＣ成分は、ジャイロセンサ９からの信号電圧の平均値として求められる。

基準値を更新する理由は、ＤＣ成分すなわち基準値が変動するからである。例えば、ジャイロセンサ９からの信号電圧の平均値（ＤＣ成分）は、デジタルカメラ２０の環境温度に依存して変動する。これは、ジャイロセンサ９に含まれる圧電素子の出力が温度依存性を有するからである。ジャイロセンサ９のＤＣ成分の変動後も、変動前のＤＣ成分を基準としてジャイロセンサ９からの信号電圧を判断し、その判断に基づいてデジタルカメラ２０のブレ量を予測すると、予測したブレ量と真のブレ量との誤差が大きくなってしまう。その誤差が大きい状態では、撮像画像は必要以上にブレてしまい、良好な画像を得ることができない。そこで、制御部８は、ジャイロセンサ９からのＤＣ成分を検出し、ジャイロセンサ９からの信号電圧を判断する際の基準値を常に最新の値に更新している。なお、ジャイロセンサ９のＤＣ成分の変動要因として、デジタルカメラ２０の環境温度を例示したが、他にも、量産された各デジタルカメラ２０の個体間のバラツキも変動要因となり得る。

但し、この基準値更新機能は、レンズ補正制御の期間中は作動しないよう制御する。これは、露光動作中に基準値が変更され、その基準値の変更により補正レンズ２が急激（不連続に）に移動し、それに伴う急激な像ブレの発生を防止するためである。

ドライバ１１は、制御部８の指示に従って水平モータ１２および垂直モータ１３を制御する。この際、ドライバ１１は、補正レンズ２の補正レンズ可動面上での位置を検出しつつ、その位置を制御部８の指示に近付けるように、これらのモータ１２、１３を制御する。水平モータ１２は、ドライバ１１の制御に従って補正レンズ２を水平方向に駆動する。垂直モータ１３は、ドライバ１１の制御に従って補正レンズ２を垂直方向に駆動する。

なお、ＣＣＤ３は本発明における撮像素子の一例であり、ＣＣＤ３の代わりにＣＭＯＳセンサも利用できる。ＣＭＯＳセンサの場合、ＣＭＯＳセンサの各画素からの読み出し期間がＣＣＤの転送期間に相当する。ジャイロセンサ９は本発明におけるデジタルカメラ２０のブレ量の計測手段の一例である。計測手段としては角加速度センサも利用できる。この場合は、検出した角加速度を積分することにより角速度を検出したのと同様の効果が得られる。シャッタ釦１０は本発明における記録指示手段の一例である。制御部８、ドライバ１１、水平モータ１２および垂直モータ１３からなる構成は、本発明のレンズ制御手段の一例である。モータ１２、１３は、リニアモータ、回転モータまたは圧電アクチュエータ等で構成できる。

図２は、ＣＣＤ３上の結像の様子を示した図である。図２（ａ）は、補正レンズ２の中心が光軸Ｐ上にあるときの補正レンズ２、ＣＣＤ３および結像領域の位置関係を示す。図２（ｂ）は、補正レンズ２の中心が光軸Ｐから偏心したときの位置関係を示す。結像領域Ｒは、撮像用レンズ群１および補正レンズ２によってＣＣＤ３の素子面に結像された被写体の画像形成領域である。図２（ａ）に示すように、補正レンズ２の中心が光軸Ｐ上にあるとき、結像領域Ｒは、形状に歪みが小さく真円状に形成される。そのため、ＣＣＤ３上に形成される画像も歪みの小さいものとなる。

これに対して、図２（ｂ）に示すように、補正レンズ３の中心が光軸Ｐから偏心すると、結像領域Ｒは、その形状に歪みが出て潰れた円状になる。そのため、ＣＣＤ３上に形成される画像も歪みが大きくなる。特に、ＣＣＤ３に結像される画像のうち、補正レンズ２の外縁に近い部分の画像の歪みが大きくなる。図２（ｂ）においては、コーナー領域Ｃ２、Ｃ３で生成される画像の歪みが大きくなる。

以上より、ＣＣＤ３上に形成される画像も歪みを小さくするために、ＣＣＤ３で画像を露光する間は補正レンズ２を光軸上またはその近傍に位置するように制御するのが好ましいと言える。なお、上記の例では、補正レンズ２の中心が光軸から偏心したときの不具合として、画像の歪みが大きくなることを例として説明したが、このときの不具合は他の光学特性の劣化現象として現れる場合もある。例えば、解像度が悪くなったり、コントラスト（ＭＴＦ）が劣化したり、色収差が大きくなるなどの光学特性の劣化現象が現れる場合もある。

以上のように構成したデジタルカメラ２０の撮像動作を、図３、図４を用いて説明する。図３は撮像動作時のデジタルカメラ２０の制御を示すフローチャートである。図４は、そのときのタイミングチャートである。

図４（ａ）は、ＣＣＤ３の垂直基準信号を示す。ＣＣＤ３はこの垂直基準信号に同期して、露光、ＣＣＤ転送、モニタスルー等の動作を行う。垂直基準信号は３種類の周期により発信される。第１の周期は、２．０／６０秒の周期（以下「２ＶＤ周期」という）である。ＣＣＤ３は、上記の露光モードおよびモニタスルーモードでは、この２ＶＤ周期で動作する。第２の周期は、４．２８３／６０秒の周期（以下「ＬＯＮＧ＿ＶＤ周期」という）である。ＣＣＤ３は、このＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３つ分で１つのＣＣＤ転送モードを完了するよう設計されている。１つのＣＣＤ転送モードで１フレーム分の画像情報が転送される。第３の周期は、２．１５２／６０秒の周期（以下「調整周期」という）である。この調整周期は、ＣＣＤ転送モード完了後に１周期分用意される。上述のように、ＣＣＤ転送モードはＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３周期分で完了するように設計されているが、様々な要因によりＣＣＤ転送モードがこの期間以上の時間を要する場合がある。このような場合に、その超過時間を調整するために調整周期が用いられる。ＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３周期分と調整周期の１周期分とを合わせると、１５／６０秒である。つまり、ＣＣＤ転送モードは、長くても１５／６０秒で完了するように設計されている。

図４（ｂ）は、上記ＣＣＤ３の動作モードの遷移の様子を示す。ＣＣＤ３は、露光期間において被写体からの光学信号を電荷に変換して各素子内に蓄積する。そして、ＣＣＤ転送期間において、蓄積した電荷を、静止画像を生成するために画像処理部４に出力する。モニタスルー期間では、各素子内に蓄積した電荷をスルー画像として液晶モニタ５上に表示させるために、各素子内に蓄積した電荷を画像処理部４に出力する。ここで、ＣＣＤ転送期間において電荷を出力する素子の数は、モニタスルー期間におけるものに比べて各段に大きい。つまり、ＣＣＤ転送期間に生成される画像（静止画像）の画素数は、モニタスルー期間に生成される画像（スルー画像）の画素数より大きい。そのため、静止画を１画像分ＣＣＤ転送するのに要する時間は、モニタスルーの場合よりも長くなる。

図４（ｃ）に、基準値更新機能の作動／停止に関する時間変化を示す。図４（ｄ）は、補正レンズ２の中心停止制御についてのＯＮ・ＯＦＦの状態を示す。図４（ｅ）は、レンズ補正制御のＯＮ・ＯＦＦの状態を示す。図４（ｆ）に、補正レンズ２の位置変動を示す。この位置は、便宜上、水平方向の位置を示すが、垂直方向についても同様の動作をする。以上の各イベントは、図４（ｇ）に示すように図中左方向から右方向に進行する。

操作者がデジタルカメラ２０の電源を投入する。制御部８は中心停止制御を開始し（Ｓ０）、補正レンズ２の中心を光軸Ｐに一致させるように補正レンズ２の位置を補正する。中心停止制御では、補正レンズ２に付加されたセンサを用いて補正レンズ２の位置を検出し、この検出した位置に基づき補正レンズ２を光軸中心位置に停止するよう制御する。

操作者が被写体に画角を合わせてシャッタ釦１０を半押しすると、制御部８は、被写体からの光学信号に基づいて焦点や露出量等の撮像条件を設定する。この状態で、制御部８はシャッタ釦１０が全押しされたかどうかを監視する（Ｓ１）。シャッタ釦１０が全押しされると（ステップＳ１でＹｅｓ、図４に示す時刻Ｔａ）、露光終了時刻（Ｔｅ）を算出し、これに基づいて補正レンズ２の駆動を開始する時刻（Ｔｃ）を設定する（Ｓ２）。

具体的には、制御部８は、現在設定されているシャッタスピードや絞り値等に基づいて、露光量が適正になるように露光時間を算出する。そして、制御部８は、露光時間、補正レンズ２を安定的に制御するのに必要な時間を考慮して、露光時間の終期を、ＣＣＤ３の垂直基準信号の２ＶＤ周期に同期するように設定する。すなわち、図４の例では、露光時間の終期を時刻Ｔｅになるように設定する。次に、制御部８は、露光時間の終期から露光時間分だけ逆算して露光時間の始期（図４における時刻Ｔｄ）を設定する。さらに、制御部８は、露光時間の始期（Ｔｄ）から、補正レンズ２を安定的に制御するのに必要な時間分だけ逆算して、補正レンズ２の駆動開始時刻Ｔｃを設定する。

ここで、補正レンズ２を安定的に制御するのに必要な時間とは、補正レンズ２に対しレンズ補正制御を開始してから、制御部８、ドライバ１１およびモータ１２、１３を用いて、ジャイロセンサ９の計測結果に正確に追従できるようになるまでに要する時間である。このような時間が必要となるのは、補正レンズ２を制御するのに要するモータ１２、１３等の機構が補正動作を開始してから、その動作が安定するまでにある程度の時間を要するからである。この時間は典型的には２０ミリ秒程度であるが、制御部８により適宜算出される。補正レンズ２の駆動機構の特性やジャイロセンサ９の特性により、この時間の長短は、個々のデジタルカメラ２０やその時々の状況に依存する。そのため、制御部８がこれらの種々の要因に基づいて、この時間を算出するのである。

補正レンズ２の駆動開始時刻Ｔｃの設定後、制御部８は、その開始時刻Ｔｃに達したかどうかを監視する（Ｓ３）。なお、監視期間中、すなわち、レンズ補正制御の開始前は、補正レンズ２に対して中心停止制御が行われている。この監視期間中に、ＣＣＤ３は、図４の時刻Ｔｂにて、制御部８にアクセスし、時刻Ｔｄにて露光を開始するよう指示されていることを認識する。

補正レンズ２の駆動開始時刻Ｔｃに達すると（ステップＳ３でＹｅｓ）、制御部８は、図４（ｃ）に示すように、基準値更新機能を作動しない状態（ＯＦＦ）にする（Ｓ４）。同時に、制御部８は、補正レンズ２のレンズ補正制御を開始する（Ｓ５）。すなわち、制御部８はジャイロセンサ９の計測結果に基づいてドライバ１１に対する指示を開始し、ドライバ１１はこれを受けて水平モータ１２及び垂直モータ１３の制御を開始する。そして、モータ１２、１３は、ドライバ１１の制御に基づいて補正レンズ２を駆動する。この補正レンズ２の制御は、ＣＣＤ３での露光の開始前から終了するまでの間行われる。

補正レンズ２の補正制御中に露光開始時刻Ｔｄに達すると（ステップＳ６でＹｅｓ）、ＣＣＤ３は、静止画像の記録のための露光を開始する（Ｓ７）。

露光時間が終了すると（ステップＳ８でＹｅｓ、図４の時刻Ｔｅ）、ＣＣＤ３は各素子に蓄積した電荷、すなわち、静止画像を画像処理部４に出力する。この出力動作は、図４（ｂ）に示すように、垂直基準信号のＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３周期分を使って行われる。この間、画像処理部４は、ＣＣＤ３から受けた静止画像に対してＹＣ処理、解像度変換、圧縮変換等を行って、カードスロット６に送信する。そして、カードスロット６は、受信した静止画像をメモリカード７に書き込む。

ＣＣＤ転送と同時に、制御部８は、図４（ｃ）に示すように、基準値更新機能を再び作動状態（ＯＮ）とする（Ｓ１０）。これにより、その後に実施する、ジャイロセンサ９の計測結果に基づくデジタルカメラ２０のブレ量の計測を適正にすることができる。

さらに、制御部８は、ＣＣＤ転送動作中に、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰するよう制御する（Ｓ１１）。具体的には、制御部８は、ドライバ１１が現在把握している補正レンズ２の位置を取得し、この現在位置から光軸中心位置にＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の１周期分で復帰させるための補正レンズ２の移動速度および移動方向を算出する。この移動速度は、補正レンズ２を一次関数的に移動するよう設定される。制御部８は、この移動速度および移動方向をドライバ１１に送信する。ドライバ１１は、これに従って、水平モータ１２、垂直モータ１３を制御し、水平モータ１２、垂直モータ１３が補正レンズ２を光軸中心位置まで駆動する。

補正レンズ２が光軸中心位置に復帰すると（図４の時刻Ｔｆ）、制御部８は、補正レンズ２に対して中心停止制御を開始する（Ｓ１２）。以降、この状態を保持する。そして、ＣＣＤ３がＣＣＤ転送動作を終えてモニタスルー動作に戻ると（図４の時刻Ｔｇ）、再びシャッタ釦１０による撮像の指示を待つ状態に戻る。

以上のように本実施形態のデジタルカメラによれば、制御部８、ドライバ１１、水平モータ１２および垂直モータ１３からなるレンズ制御手段は、少なくともシャッタ釦１０からの指示があるまでは中心停止制御を行い、シャッタ釦１０からの指示があった後はレンズ補正制御を行う。この制御により、ＣＣＤ３の露光開始時に補正レンズ２を光軸中心位置の近傍に位置することができ、それにより、補正レンズ２のストロークを大きくとることができる。従って、補正レンズ２の手ブレ補正可能な範囲を有効に使用することができ、ブレが少なく、光学特性の劣化の少ない良好な静止画像を得ることができる。

また、レンズ制御手段は、ＣＣＤ３における露光を開始する予定の時刻（図４における時刻Ｔｄ）よりも補正レンズ２を安定的に制御するのに必要な時間だけ早く（図４における時刻Ｔｃ）レンズ補正制御を開始する。これにより、レンズ制御手段は、ＣＣＤ３を露光する全期間（図４における時刻Ｔｄ〜時刻Ｔｅ）において、安定的に補正レンズ２を制御できるため、ブレが少なく、光学特性の劣化の少ない良好な撮像画像を得ることができる。

また、レンズ制御手段は、ＣＣＤ３における露光が完了した後（図４における時刻Ｔｅ）、次にシャッタ釦１０が押下されるまでに、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰させて、光軸中心位置に停止させる制御を行う。これにより、次の撮像開始時に、直ちに補正レンズ２は光軸中心位置を起点として制御される。前述した従来技術では、シャッタ釦押下後に補正レンズの光軸中心位置への移動を開始していたため、シャッタ釦押下後から補正動作を開始するまでの時間（図４（ｇ）に示すＴａ〜Ｔｃの期間）において補正レンズの移動時間を考慮する必要があり、シャッタ釦押下後から補正動作を開始するまで時間がかかっていた。これに対し、本発明では、シャッタ釦１０押下時には補正レンズ２は光軸中心位置にあるため、補正レンズ２を光軸中心位置に移動させる時間を考慮しなくてよく、露光時間の算出等に要する時間のみを考慮すればよいため、シャッタ釦１０の押下からレンズ補正制御開始までの時間（図４における時間Ｔａ〜Ｔｃ）を短縮でき、全体として撮像に要する時間を短縮できる。

（実施の形態２）
実施の形態１にかかるデジタルカメラ２０は、静止画像を生成していないときは、補正レンズ２を光軸中心位置に停止するように制御する中心停止制御を行った。これに対して、本実施形態では、静止画像を生成していないときは、ジャイロセンサ９の計測結果に基づいて、補正レンズ２を光軸中心位置の近傍に位置するよう制御し、ＣＣＤ３上に形成される像の振れを補正する。これにより、実施の形態１にかかるデジタルカメラを用いる場合に比べて、液晶モニタ５上に表示されるスルー画像のブレが小さくなるため、操作者は、容易に撮像画像の画角を決めることができる。

本実施形態のデジタルカメラのハードウェア構成は図１に示す実施の形態１のものと同様であるが、制御部８での制御方法が実施の形態１のものと異なる。制御部８は静止画像を生成していないときにおいても、ジャイロセンサ９の計測結果に基づいてＣＣＤ３上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズ２を制御する。特に、その補正範囲、すなわち、補正レンズ２の移動範囲は、光軸中心位置の近傍（所定範囲内）に限定する。このような制御部８による、静止画像を生成していないときの補正レンズ２の制御を「中心近傍補正制御」という。中心近傍補正制御における、ジャイロセンサ９の計測結果に対する補正レンズ２の移動量の最大値（上限値、下限値）はレンズ補正制御の場合に比べて小さくする。

次に、本実施形態のデジタルカメラの制御部８の制御を図５のタイミングチャートを用いて説明する。

図５（ａ）は、ＣＣＤ３の垂直基準信号を示す。図５（ｂ）は、ＣＣＤ３の動作モードの遷移の様子を示す。図５（ｃ）に、基準値更新機能の作動／停止に関する時間変化を示す。図５（ｄ）に、補正レンズ２の中心近傍補正制御についてのＯＮ・ＯＦＦの状態を示す。図５（ｅ）に、レンズ補正制御のＯＮ・ＯＦＦの状態を示す。図５（ｆ）に、補正レンズ２の位置を示す。以上の各イベントは、図５（ｇ）に示すように図中左方向から右方向に進行する。

まず、操作者がデジタルカメラ３２の電源を投入する。そして、被写体に画角を合わせてシャッタ釦１０を半押しすると、制御部８は、被写体からの光学信号に基づいて焦点や露出量等の撮像条件を設定する。この状態で、制御部８は、シャッタ釦１０が全押しされたかどうかを監視する。そして、シャッタ釦１０が全押しされると（時刻Ｔａ）、露光終了時刻（Ｔｅ）を算出し、これに基づいて補正レンズ２を駆動させる開始時刻（Ｔｃ）を設定する。

次に、制御部８は、補正レンズ２のレンズ補正制御を開始する時刻（Ｔｃ）を設定した後、この開始時刻に達したかどうかを監視する。監視期間中、制御部８は補正レンズ２に対して中心近傍補正制御を実施する。なお、この監視期間中、ＣＣＤ３は、時刻Ｔｂに制御部８にアクセスする。そして、このとき時刻Ｔｄに露光を開始するよう指示されていることを認識する。

補正レンズ２のレンズ補正制御を開始する時刻（Ｔｃ）に達すると、制御部８は、図５（ｃ）に示すように、基準値更新機能を作動しない状態（ＯＦＦ）にする。この補正レンズ２のレンズ補正制御は、ＣＣＤ３での露光の開始前から終了するまでの間（Ｔｃ〜Ｔｅ）行われる。

レンズ補正制御動作中に露光開始時刻Ｔｄに達すると、ＣＣＤ３は、静止画像の記録のための露光を開始する。そして、露光時間が終了すると（時刻Ｔｅ）、ＣＣＤ３は各素子に蓄積した電荷を出力し、静止画像を画像処理部４に出力する。この出力は、図５（ｂ）に示すように、垂直基準信号のＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３周期分を使って行われる。ＣＣＤ転送と同時に、制御部８は、図５（ｃ）に示すように、基準値更新機能を再び作動状態（ＯＮ）とする。これにより、その後に実施する、ジャイロセンサ９の計測結果に基づくデジタルカメラ２０のブレ量の計測を適正にすることができる。

さらに、制御部８は、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰させるよう制御する。補正レンズ２が光軸中心位置に復帰すると（Ｔｆ）、制御部８は、補正レンズ２に対して中心近傍補正制御を実施する。以降、この制御が保持される。

制御部８は、中心近傍補正制御をしている間、補正レンズ２の移動範囲を、図５（ｆ）に示すように、光軸中心位置の近傍、すなわち、光軸中心位置を中心とした所定の範囲内に限定する。この範囲は、レンズ補正制御時の補正範囲よりも狭いものである。制御部８は、中心近傍補正制御において、補正レンズ２の補正量が中心近傍補正の上限値または下限値を超えそうになると、その補正範囲をその上限値または下限値になるよう制限する（例えば、図５（ｆ）のＴｇ〜Ｔｈの期間参照）。

また、制御部８は、中心近傍補正制御の間、ジャイロセンサ９の計測結果に対する補正レンズ２の移動量を、レンズ補正制御の場合（Ｔｃ〜Ｔｅの期間）に比べて小さくする。このため、スルー画像のブレ補正は多少効きが悪くなり、スルー画像のブレは発生するが、制御部８は、常に補正レンズ２を光軸中心位置の近傍で制御することができる。

以上のように本実施形態によれば、制御部８、ドライバ１１、水平モータ１２および垂直モータ１３からなるレンズ制御手段は、少なくともシャッタ釦１０からの指示があるまでは中心近傍補正制御を行い、シャッタ釦１０からの指示があった後はレンズ補正制御を行うように構成した。これにより、ＣＣＤ３の露光開始時に補正レンズ２を光軸中心位置の近傍に位置するようにできる。さらに、スルー画像のブレが小さくなるため、操作者は、容易に撮像画像の画角を決めることができる。従って、補正レンズ２の手ブレ補正可能な範囲を有効に使用することができ、ブレが少なく、光学特性の劣化の少ない良好な静止画像を得ることができ、なおかつ、操作性の良いデジタルカメラを実現できる。

また、本実施形態では、中心近傍補正制御においてもジャイロセンサ９からの信号を用いて補正レンズ２の制御を行っているため、中心近傍補正制御からレンズ補正制御への移行において、補正レンズ２が連続的に動いている状態でレンズ補正制御が開始される。つまり、中心近傍補正制御からレンズ補正制御への移行において、ジャイロセンサ９からの信号に基づく補正制御の安定化のために設ける期間（図５（ｅ）のＴｃからＴｄの間の期間）を、実施の形態１の場合と比較してさらに短縮することができる。よって、露光動作の開始時刻を早めることができ、撮像に要する時間を短縮することができる。

また、本実施形態においても、ＣＣＤ３における露光完了後（図５における時刻Ｔｅ）、次にシャッタ釦１０が押下されるまでに、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰させて、光軸中心位置の近傍に制御する。これにより、次の撮像開始時に、補正レンズ２は光軸中心位置の近傍からレンズ補正制御を開始できるので、露光動作の開始までに要する時間を短縮でき、撮像に要する時間を短縮できる。

なお、本発明の実施の形態１および２では、静止画撮像の単写の場合を説明したが、連写の場合にも本発明は適用できる。すなわち、連写の場合にも、第１回目の撮像終了後、ＣＣＤ転送動作の間に補正レンズ２を光軸中心位置に戻し、ＣＣＤ転送終了後、第２回目の撮像を開始すればよい。

また、本発明の実施の形態１および２では、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰させるときに、一次関数的に補正レンズ２を移動しているが、これには限らない。例えば、反比例関数的に光軸Ｐに漸近するよう補正レンズ２を移動してもよい。このようにすることにより、早い段階で光軸中心に近づけることができ、しかも、ゆっくりと衝撃を少なくしつつ補正レンズ２を停止させることができる。

また、本発明の実施の形態１および２では、ＣＣＤ３の露光開始の直前（時刻Ｔｃ）に、レンズ補正制御を開始するとしたが、ＣＣＤ３の露光開始と同時（時刻Ｔｄ）にレンズ補正制御を開始するようにしてもよい。これにより、ＣＣＤ３の露光開始時（時刻Ｔｄ）に補正レンズ２を確実に光軸中心位置またはその近傍に位置するようにできるため、補正レンズ２のストロークを最も大きく確保することができる。従って、補正レンズ２の手ブレ補正可能な範囲を有効に使用することができ、手ブレの少ない良好な静止画像を得ることができる。

また、本発明の実施の形態１および２では、レンズ制御手段は、レンズ補正制御をしている間（Ｔｃ〜Ｔｅ）は基準値更新機能を作動しないとしたが、ＣＣＤ３の露光期間（Ｔｄ〜Ｔｅ）中のみ基準値更新機能を作動しないとしても良い。

また、本発明の実施の形態１および２では、記録指示手段としてシャッタ釦１０を一例として説明したが、これには限らず、例えば、撮像を開始する旨の信号をデジタルカメラ２０に対して発信するリモコンであってもよい。

また、本発明の実施の形態１および２では、ＣＣＤ３の垂直基準信号として、ＣＣＤ３が４ＭピクセルのＣＣＤである場合を示したが、これには限らない。例えば、ＣＣＤ３が３Ｍピクセルの場合には、ＬＯＮＧ＿ＶＤ周期は６／６０秒であり、ＣＣＤ転送期間はＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の２周期分としても良い。

（実施の形態３）
本実施の形態のデジタルカメラは、レンズ補正制御を開始した時（図１１における時刻Ｔｃ）に、補正レンズ２を必要以上に移動してしまうことに起因する、新たな像ぶれ（以下「過補正に起因する像ぶれ」という）が発生するという不具合を防止することを目的とする。本実施の形態により、過補正に起因する像ぶれを短時間で解消できるため、撮像時間の短縮化を図ることができる。

本実施の形態のデジタルカメラのハードウェア構成は図１に示す構成と基本的に同様であるが、制御部８の構成が異なる。本実施の形態では、制御部８はジャイロセンサ９の計測結果に基づいて補正レンズ２の仮想レンズ位置を算出する。

ここで、仮想レンズ位置とは、制御部８がジャイロセンサ９の測定結果に基づいて算出した補正レンズ２の仮想的な位置であり、実際に補正レンズ２を移動するか否かとは関係なく常時算出される。具体的には、ジャイロセンサ９の測定結果である角速度を積分することにより得られる。

図６に、制御部８における、仮想レンズ位置の算出に必要な構成を示す。制御部８は、ハイパスフィルタ３２、ＤＣ検出部３４、減算器３５、積分回路３６及びゲイン決定部３８を含む。ハイパスフィルタ３２は抵抗４１とコンデンサ４２とからなり、約０．０５Ｈｚ以上の信号を透過させるよう構成されている。積分回路３６はゲイン調整部４３を含む。ゲイン決定部３８は積分回路３６に含まれてもよい。

ジャイロセンサ９から角速度情報が出力される。この角速度情報のＡＣ成分をハイパスフィルタ３２で抜き出して、このＡＣ成分を積分回路３６で積分することにより、補正レンズ２の制御目標である仮想レンズ位置が求められる。

ＤＣ検出部３４は、ハイパスフィルタ３２の出力のＤＣ成分を検出する。ハイパスフィルタ３２の出力のＤＣ成分とは、実施の形態１、２で述べた基準値更新機能における基準値のことである。つまり、基準値更新機能はＤＣ検出部３４で実行される。但し、ＤＣ検出部３４はカメラが静止していることを検出したときのみ、基準値であるＤＣ成分を検出し、更新を行うよう構成されている。

減算器３５は、検出されたＤＣ成分をハイパスフィルタ３２の出力から減算する。この構成により、ハイパスフィルタ３２の出力に含まれるＤＣ成分を除去できる。

このようにＤＣ成分の検出および除去が必要な理由を図７を用いて説明する。今、ジャイロセンサ９から図７（ａ）に示すような信号が出力されたとする。すなわち、時刻ｔ１まで、一定の角速度ωであり、時刻ｔ１後は０になるような出力である。このような出力は、例えば、時刻ｔ１までパンニング撮影をした後、カメラを静止させたときに得られる出力である。

このような出力がハイパスフィルタ３２に入力されると、ハイパスフィルタ３２の出力は、図７（ｂ）に示すような信号軌跡となる。すなわち、時刻ｔ１で急激に変化し、その後除々に０に近づき、やがて（約２０〜３０秒後）０になる。これは、ハイパスフィルタ３２のコンデンサ４２と抵抗４１の時定数に起因する特性である。この特性により、本来ジャイロセンサ９の出力には含まれていないＤＣ成分がハイパスフィルタ３２の出力に含まれることになり、このＤＣ成分が後述する積分回路３６で積分されると、実際のぶれに対して必要な補正以上に補正をしてしまい、それに起因する過度な像ぶれが発生する。

過補正に起因する像ぶれ発生のメカニズムをより具体的に説明する。
上述したように、ジャイロセンサ９の出力に含まれるＤＣ成分はハイパスフィルタ３２により除去される。また、ハイパスフィルタ３２のコンデンサ４２および抵抗４１の時定数に起因するＤＣ成分はＤＣ検出部３４および減算器３５により除去される。

しかし、前述のようにＤＣ検出部３４はカメラが静止している場合のみ、ＤＣ成分（基準値）を検出し、更新するよう構成されている。そのため、図７（ａ）に示すような静止状態が保持される場合には、ＤＣ検出部３４はＤＣ成分を正常に検出でき、ハイパスフィルタ出力からＤＣ成分を除去することができるが、図７（ｃ）に示すような静止状態が保持されてない場合には、ＤＣ成分を除去することができない。実際のカメラでの撮影の場合、ジャイロセンサ９の出力は、図７（ｃ）に示すような出力となる場合が多い。それは、パンニング動作をした直後にカメラを完全に静止させることは現実的に難しいことを考えると理解できる。

したがって、図７（ｃ）に示すような静止状態が保持されてない場合は、ＤＣ検出部３４から正しいＤＣ検出結果が出力されないため、積分回路３６への入力信号には余分なＤＣ成分（Ｗｄｃ）が残ってしまうことになる（図７（ｄ）参照）。積分回路３６はこの余分なＤＣ成分（Ｗｄｃ）をも積分してしまう。その結果、積分回路３６の出力値は補正レンズ可動面上の一方向に次第に大きくなる。これは、仮想レンズ位置の絶対値が大きくなることに相当する。この積分の結果に基づくと、実際のぶれとは異なるぶれ情報に基づいて、補正レンズ２を駆動することになるため、必要以上に補正レンズ２を移動させてしまい、過補正に起因する像ぶれが発生してしまうことになる。

そこで、このような過補正に起因する像ぶれの発生を防ぐために、ハイパスフィルタ３２の出力中に含まれるＤＣ成分ＷｄｃをＤＣ検出部３４及び減算器３５により除去している。

積分回路３６の積分ゲインについて説明する。積分回路３６は、ハイパスフィルタ３２から出力される角速度情報のＡＣ成分を積分する。このとき、積分値のゲインは、ゲイン調整部４３で調整される。ゲイン調整部４３で調整される積分ゲインは図８に示すように周波数特性を有する。すなわち、積分ゲインは、減算器３５の出力の周波数が所定周波数（本実施形態では、１Ｈｚ）より低い周波数領域では周波数にともない増加し、所定周波数より高い周波数領域ではほぼ一定になるように設定される。低周波数領域での積分ゲインは高周波数領域のものより小さい値に設定される。これは、デジタルカメラがゆっくり振動している場合は補正の度合いを小さくし、速く振動している場合は補正の度合いを大きくすることを意味している。但し、この周波数特性は一例である。

また、積分ゲインは、低周波数領域では、仮想レンズ位置によっても変更される。図８において、グラフＧａ、Ｇｂ、Ｇｃはそれぞれ異なる仮想レンズ位置（図９に示すＡ、Ｂ、Ｃ）に対する積分ゲインを示す。この変更はゲイン決定部３８で行われる。ゲイン決定部３８は、積分回路３６からの出力である仮想レンズ位置の値に応じて、低周波領域での積分ゲインの初期値を決定する。すなわち、図９に示すように、仮想レンズ位置の絶対値が小さい場合（すなわち、仮想レンズ位置が光軸近傍の場合）には、低周波領域の積分ゲインの初期値を一定にする。このときの仮想レンズ位置の領域を「一定領域」という。また、仮想レンズ位置の絶対値が一定領域外にあるときは、その絶対値が大きいほど（すなわち、仮想レンズ位置が光軸から離れるほど）、積分ゲインが減少するように設定される。このときの仮想レンズ位置の領域を「可変領域」という。このように、仮想レンズ位置が光軸から離れるほど、積分ゲインを小さくすることは、仮想レンズ位置が光軸から離れている場合には、ゆるやかな振動（低周波領域の振動）に対しては補正をあまりかけないことを意味している。

図８に戻り、高周波領域（１Ｈｚ以上）での積分ゲインは、低周波領域（１Ｈｚ未満）での積分ゲインの特性とは異なり、仮想レンズ位置に依存しない。低周波領域での積分ゲインの値が小さい場合、ゆるやかなぶれは補正されることはないが、撮影時に生じる手ぶれ（通常約１〜２０Ｈｚ）のような高い周波数のぶれに対しては、高い積分ゲインが設定されるため、確実に補正することができる。

図１０、図１１を参照して本実施形態の制御部８の動作を説明する。なお、図１０に示す処理は、実施の形態１の制御に、本実施形態の仮想レンズ位置に基づく制御を追加したものである。

図１０に示すように、制御部８は、デジタルカメラの動作期間中、常に仮想レンズ位置を算出しておく（Ｓ３１）。レンズ補正制御（図１１（ｅ）参照）をしていないとき（時刻Ｔａ〜ＴｃおよびＴｅ以後）、制御部８は中心停止制御を行うが、この間、仮想レンズ位置は算出するのみで実際の制御には使用されない。

一方、レンズ補正制御中（時刻Ｔｃ〜Ｔｅ）は、制御部８は算出した仮想レンズ位置に基づいて補正レンズ２の位置を実際に制御する（Ｓ３６）。この場合の制御は、仮想レンズ位置と実際の補正レンズ２の位置とを一致させるように行うのではなく、レンズ補正制御を開始したとき（時刻Ｔｃ）の仮想レンズ位置の中心位置からのずれ量（Δｄｃ）を仮想レンズ位置から差し引いた値（図１１（ｇ）の破線Ｙで示す値）と、実際の補正レンズ２の位置とを一致させるように行う。すなわち、レンズ補正制御の期間において、算出した仮想レンズ位置をずれ量（Δｄｃ）だけシフトした値と、実際の補正レンズ２の位置とを一致させるように制御を行う。このようにすることにより、時刻Ｔｃで補正レンズ２が急激に移動してしまうことを防止できる。

上記構成により、過補正が改善できる理由を、ＤＣ検出部３４がＤＣ成分を検出できる場合とできない場合とに分けて説明する。

ＤＣ検出部３４がＤＣ成分を検出できる場合、積分回路３６に入力される信号にはＤＣ成分は含まれないので積分結果がずれることはない。

一方、ＤＣ検出部３４がＤＣ成分を検出できない場合、積分回路３６に入力される信号にはＤＣ成分が含まれ、積分結果がずれてしまう。しかし、ＤＣ検出部３４がＤＣ成分を検出できない場合には、仮想レンズ位置は、中央から離れた位置にある可能性が高い。仮想レンズ位置が中央位置（光軸位置）から離れていると、図９に示すように低周波領域での積分ゲインは小さく設定されるため、積分値が大きくなることを抑制できる、その結果、補正レンズを必要以上に移動することを抑制できるため、過補正に起因する像ぶれを低減できる。

以上より、過補正に起因する像ぶれを改善できる。本実施形態の思想は実施の形態２におけるレンズ補正制御にも適用できる。

なお、ハイパスフィルタ３２、ＤＣ検出部３４、減算器３５等は制御部８の外部に設けてもよい。

本発明は手振れを低減しつつ、静止画像の撮像に要する時間を低減する撮像装置を提供でき、電子スチルカメラやカメラ付き携帯電話機等の撮像機能を有する電子機器に適用できる。特に、光学的に高倍率の撮像が可能な撮像装置に有用である。

本発明は手ブレ補正機能付きの撮像装置に関し、特に、静止画撮像に好適な撮像装置に関する。

近年、デジタルカメラの高倍率化に伴い、手ブレ補正の重要性が増してきている。従来の手ブレ補正技術としては例えば特許文献１〜３に開示されたものがある。

特許文献１に記載のカメラは、光軸からの手ブレ補正レンズの偏心量を検出し、その偏心量がゼロになるようにカメラを振る方向を表示する。

特許文献１に記載のカメラによれば、操作者は表示に従ってカメラを動かすことにより、あらゆる方向の手ブレに対して、手ブレ補正レンズのストロークを大きくとれて手ブレのない写真を得ることができる。つまり、操作者の動作によって、カメラの手ブレ補正の範囲を有効に使用することができる。しかし、この技術では、操作者がカメラを移動する必要があり、操作者に煩雑で困難な操作を要求することになり、現実的には操作者は希望する画像を自由に撮ることは困難であると考えられる。

これに対し、特許文献２、３には像ブレを自動的に補正する技術が開示されている。

特許文献２に記載の像ぶれ補正技術は、補正光学系が変位可能ゾーン（手ぶれ補正を行うために補正光学系が変位する領域）の限界に突き当たらないようにすることを目的とする。より具体的には、補正光学系が変位可能ゾーンの限界付近にあるときに、像ぶれ防止動作開始にあたって補正光学系をセンタリング操作する。

また、特許文献３には、レリーズ釦（シャッタ釦）の押下後に補正光学系をセンター位置にセットして振れ補正を開始するという技術が開示されている。具体的には、レリーズ釦を押下した後、ミラーアップし、補正光学系をセンター位置にセットし、振れ補正を開始し、シャッタを開いてフィルムに適正な露光を与えた後にシャッタを閉じる技術が開示されている。

特開平５−２４９５２９号公報 特開平１−１３１５２１号公報 特開平５−２２４２７０号公報

デジタルカメラにおいて、前述のように手ぶれ補正技術は重要性を増しているが、シャッタ釦の押下による操作者の撮像開始指示があった後、できるだけ早期に露光動作を開始し、撮像に要する時間をできるだけ短くすることもまた重要な課題の１つである。しかし、手ぶれ補正を行う場合、撮像開始指示があっても、手ぶれ補正による補正が完了しないと露光を開始することはできず、手ぶれ補正が、静止画像の撮像に要する時間の短縮化を妨げる要因となるおそれがある。

特許文献２では、補正光学系のセンタリング操作の実施タイミングについて記載しておらず、例えば、シャッタ釦押下後に補正光学系のセンタリング操作を開始したのでは、像ぶれ防止動作開始までに時間を要し、結果として静止画像の撮像に要する時間がかかるという問題がある。

また、特許文献３の技術では、レリーズ釦の押下後（すなわち、撮像指示がなされた後）に、補正光学系をセンター位置にセットしている。補正光学系のセンター位置へのセットが完了するまで露光を開始することはできないため、特許文献３の技術では、撮像指示がなされてから露光動作の開始までに時間を要し、撮像に要する時間が大きくなってしまう。

本発明は、上記の問題点を解決するものであり、手振れを低減しつつ、静止画像の撮像に要する時間を低減する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、被写体の光学信号を受けて静止画像データを生成する撮像装置である。撮像装置は、被写体の光学信号を露光して静止画像を生成する撮像素子と、被写体の光学信号を集光して前記撮像素子上に結像する撮像用レンズ群と、撮像素子上に形成される像の振れを補正するために撮像用レンズ群の光軸に垂直の面内で移動可能である補正レンズと、撮像装置の振れを計測する計測手段と、撮像素子で生成される静止画像の記録の開始を指示するための指示手段と、撮像用レンズ群と補正レンズの光軸が一致する補正レンズの位置である光軸中心位置に補正レンズを停止させるよう、補正レンズ位置を制御する「中心停止制御」と、計測手段の計測結果に基づいて撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう、補正レンズ位置を制御する「レンズ補正制御」とを選択的に実行するレンズ制御手段とを備える。レンズ制御手段は、指示手段から記録の開始の指示があるまでは中心停止制御を行い、撮像素子における露光開始後はレンズ補正制御を行い、撮像素子における露光完了後、指示手段から次の記録の開始の指示があるまでに、補正レンズを光軸中心位置に復帰させた後、補正レンズに対して中心停止制御を行う。

撮像装置は、撮像素子から転送された静止画像を受けて画像処理を行う画像処理手段をさらに備えてもよい。そのとき、レンズ制御手段は、撮像素子における露光完了後、撮像素子から画像処理手段への静止画像の転送が完了する前に、補正レンズが光軸中心位置に復帰するよう補正レンズを制御するのが好ましい。

レンズ制御手段は、撮像素子の露光を開始する時間よりも、補正レンズを安定的に制御するのに必要な時間だけ早く、レンズ補正制御を開始するようにしてもよい。

レンズ制御手段は、計測手段の計測結果を判断する際の基準値を更新する基準値更新機能を有し、レンズ補正制御をしている間は基準値更新機能を作動させないようにしてもよい。

撮像装置は、計測手段の結果を積分する積分手段をさらに備えてもよい。レンズ制御手段は、積分手段の出力に基づいて、補正レンズの仮想的な位置を算出し、この仮想的な位置に基づいて前記レンズ補正制御を行う。また、積分手段は、レンズ制御手段で算出された補正レンズの仮想的な位置に基づいて、計測手段の結果の積分に対するゲインを調整する。

積分手段は、撮像装置の振れの周波数が所定値より小さい領域において、補正レンズの仮想的な位置が光軸中心位置から所定範囲内にあるときはゲインが一定になるようにし、補正レンズの仮想的な位置が所定範囲外にあるときは、光軸中心位置からの距離にしたがいゲインが減少するように、ゲインを調整してもよい。

さらに、積分手段は、撮像装置の振れの周波数が所定値より小さい領域では、ゲインを撮像装置の振れの周波数の増加にしたがい増加させ、撮像装置の振れの周波数が所定値以上の領域では、前記ゲインが一定になるように、ゲインを調整してもよい。

本発明に係る制御方法は、被写体の光学信号を露光して静止画像を生成する撮像素子と、被写体の光学信号を集光して撮像素子上に結像する撮像用レンズ群と、撮像素子上に形成される像の振れを補正するために撮像用レンズ群の光軸に垂直の面内で移動可能である補正レンズとを備え、被写体の光学信号を受けて静止画像データを生成する撮像装置の制御方法である。制御方法は、撮像装置の振れを計測し、撮像素子で生成される静止画像の記録の開始を指示するための指示を受け、静止画の記録の開始の指示があるまでは、撮像用レンズ群と補正レンズの光軸が一致する補正レンズの位置である光軸中心位置に補正レンズを停止させる制御である「中心停止制御」を行い、撮像素子における露光開始後は、計測結果に基づいて撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズ位置を制御する「レンズ補正制御」を行い、撮像素子における露光完了後、次の記録開始指示があるまでに、補正レンズを光軸中心位置に復帰させた後、補正レンズに対して中心停止制御を実施する。

本発明に係る別の撮像装置は、被写体の光学信号を受けて静止画像データを生成する撮像装置において、被写体の光学信号を露光して静止画像を生成する撮像素子と、被写体の光学信号を集光して撮像素子上に結像する撮像用レンズ群と、撮像素子上に形成される像の振れを補正するために撮像用レンズ群の光軸に垂直の面内で移動可能である補正レンズと、撮像装置の振れを計測する計測手段と、撮像素子で生成される静止画像の記録の開始を指示するための指示手段と、中心近傍補正制御とレンズ補正制御とを選択的に実行するレンズ制御手段とを備える。中心近傍補正制御では、撮像用レンズ群と補正レンズの光軸が一致する補正レンズの位置である光軸中心位置の近傍に、計測手段の計測結果に基づいて、撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズを制御する。レンズ補正制御では、計測手段の計測結果に基づいて撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズ位置を制御する。レンズ制御手段は、指示手段からの指示があるまでは中心近傍補正制御を行い、撮像素子における露光開始後はレンズ補正制御を行い、撮像素子における露光完了後、指示手段から次の撮像指示があるまでに、補正レンズを光軸中心位置に復帰させ、補正レンズに対して中心近傍補正制御を行う。

本発明によれば、手ブレを低減した良好な画像の撮像を可能としつつ、撮像に要する時間を短縮した撮像装置を提供することができる。

以下添付の図面を参照し、本発明に係る撮像装置の実施形態について説明する。

（実施の形態１）
図１に、本発明に係るデジタルカメラの構成を示す。デジタルカメラ２０は、光学系として、レンズ１ａ〜１ｃを含む撮像用レンズ群１と補正レンズ２とを含む。さらに、デジタルカメラ２０は、光学系を介して集光された光学信号を電気信号に変換するＣＣＤ３と、ＣＣＤ３からの出力信号を画像処理する画像処理部４と、補正レンズ２を駆動するモータ１２、１３及びドライバ１１と、デジタルカメラ２０の各部の動作を制御する制御部８と、デジタルカメラ２０のブレを検出するジャイロセンサ９とを備える。さらに、デジタルカメラ２０は、撮像画像を表示する液晶モニタ５と、画像の記録媒体であるメモリカード７を挿入するためのカードスロット６と、シャッタ釦１０を備える。

デジタルカメラ２０は、ジャイロセンサ９の計測結果に基づいて水平モータ１２および垂直モータ１３によって補正レンズ２を駆動することにより、ＣＣＤ３上に結像する画像のブレを補正する。具体的には、デジタルカメラ２０は中心停止制御とレンズ補正制御とを選択的に実行する。中心停止制御は、補正レンズ２の中心（光軸）が撮像用レンズ群１の光軸と一致する位置（以下「光軸中心位置」という）に停止するよう補正レンズ２を制御する。レンズ補正制御は、ジャイロセンサ９の計測結果に基づいてＣＣＤ３上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズ２の位置を制御する。このとき、デジタルカメラ２０は、少なくともシャッタ釦１０が全押しされるまでは中心停止制御を行い、シャッタ釦１０が全押しされた後はレンズ補正制御を行う。

撮像用レンズ群１の各レンズ１ａ〜１ｃはレンズ鏡筒内（図示せず）に保持されている。撮像用レンズ群１は被写体からの光学信号を集光してＣＣＤ３上に結像する。レンズ１ａ〜１ｃは、それらの各光軸（光軸Ｐ）が互いに一致するよう整列して配置されている。図１では、撮像用レンズ群１は説明の便宜上３枚で構成しているが、この構成には限られない。また、レンズ１ａ〜１ｃは、それぞれ凸レンズ、凹レンズ、非球面レンズ、球面レンズ等のいずれかであり、この組合せも限定されない。

補正レンズ２は、ＣＣＤ３に対して被写体側に位置し、光軸Ｐに垂直の面内で移動可能である。以下、補正レンズ２の移動可能な垂直面を「補正レンズ可動面」という。デジタルカメラ２０のブレが発生したときに、補正レンズ２をブレの方向と反対方向に移動させることにより、ブレを相殺してブレのない画像をＣＣＤ３上に結像できる。

ＣＣＤ３は、撮像用レンズ群１および補正レンズ２により集光される光学信号を電気信号に変換して画像データを生成する半導体素子である。画像処理部４は、ＣＣＤ３で生成された画像データに対してＹＣ処理、解像度変換、圧縮処理等の変換をする手段である。液晶モニタ５は、画像処理部４で変換された画像データを表示する表示手段である。カードスロット６は、画像処理部４で圧縮された画像データをメモリカード７に書き込むための制御をする記憶媒体制御手段である。メモリカード７は、フラッシュメモリ、強誘電体メモリ等の不揮発性の半導体メモリを含む記憶媒体である。

ジャイロセンサ９は、デジタルカメラ２０のブレを計測する計測手段である。より詳細には、ジャイロセンサ９は、デジタルカメラ２０の角速度を計測することによって、デジタルカメラ２０のブレを計測するものである。ジャイロセンサ９は、制御部８に対して計測結果を電圧の変化による信号として出力する。ジャイロセンサ９はデジタルカメラ２０が動作中、常時作動している。

シャッタ釦１０は、制御部８に対して、ＣＣＤ３で生成される静止画像の記録に関する指示をする操作手段である。操作者がシャッタ釦１０を半押しすると、制御部８はこれを受けて、露光量をそのときの適正な値になるようロックする。半押しの後、操作者がシャッタ釦１０を全押しすると、制御部８はこれを受けて、静止画像をＣＣＤ３で生成し、画像処理部４で圧縮し、メモリカード７に記録するよう、ＣＣＤ３、画像処理部４およびカードスロット６を制御する。

制御部８は半導体チップおよびそのチップ内に格納されたプログラム等から構成される。例えば、制御部８はマイクロコンピュータで構成される。制御部８は、ＣＣＤ３、画像処理部４、カードスロット６およびドライバ１１を制御する制御手段である。制御部８は、ＣＣＤ３に対して、所定のタイミングで露光動作、ＣＣＤ転送動作、モニタスルー動作等の動作モードを切り替えるよう制御する。制御部８は、画像処理部４に対して、静止画像の圧縮およびカードスロット６への出力の動作または液晶モニタ５へのスルー画像の出力動作の動作モードを切り替えるよう制御する。制御部８は、カードスロット６に対して、静止画像のメモリカード７への書き込みを開始するよう制御する。

また、制御部８は、ドライバ１１に対して、ジャイロセンサ９の計測結果およびシャッタ釦１０からの制御信号に基づいて、モータ１２、１３の制御方法を指示する。より詳しくは、制御部８は、ジャイロセンサ９で測定されるデジタルカメラ２０の角速度を積分し、その積分値に相当するブレ量を補正レンズ２によって相殺するようにモータ１２、１３を駆動するようドライバ１１に指示をする。また、制御部８は、少なくともシャッタ釦１０が全押しされるまでは、補正レンズ２が光軸中心位置に停止するようドライバ１１に指示し、シャッタ釦１０が全押しされた後は、ジャイロセンサ９の検出結果に基づき補正レンズ２の位置を補正するようドライバ１１に指示する。

ここで、ジャイロセンサ９からの出力は、そのＤＣ成分が除去され、そのＡＣ成分のみが検出結果として使用される。つまり、ジャイロセンサ９からの出力信号のＤＣ成分はジャイロセンサ９の計測結果を判断する際の基準値として使用される。制御部８は、ジャイロセンサ９の計測結果を判断する際の基準値（ＤＣ成分）を更新する機能（以下「基準値更新機能」という）を有する。基準値すなわちＤＣ成分は、ジャイロセンサ９からの信号電圧の平均値として求められる。

基準値を更新する理由は、ＤＣ成分すなわち基準値が変動するからである。例えば、ジャイロセンサ９からの信号電圧の平均値（ＤＣ成分）は、デジタルカメラ２０の環境温度に依存して変動する。これは、ジャイロセンサ９に含まれる圧電素子の出力が温度依存性を有するからである。ジャイロセンサ９のＤＣ成分の変動後も、変動前のＤＣ成分を基準としてジャイロセンサ９からの信号電圧を判断し、その判断に基づいてデジタルカメラ２０のブレ量を予測すると、予測したブレ量と真のブレ量との誤差が大きくなってしまう。その誤差が大きい状態では、撮像画像は必要以上にブレてしまい、良好な画像を得ることができない。そこで、制御部８は、ジャイロセンサ９からのＤＣ成分を検出し、ジャイロセンサ９からの信号電圧を判断する際の基準値を常に最新の値に更新している。なお、ジャイロセンサ９のＤＣ成分の変動要因として、デジタルカメラ２０の環境温度を例示したが、他にも、量産された各デジタルカメラ２０の個体間のバラツキも変動要因となり得る。

但し、この基準値更新機能は、レンズ補正制御の期間中は作動しないよう制御する。これは、露光動作中に基準値が変更され、その基準値の変更により補正レンズ２が急激（不連続に）に移動し、それに伴う急激な像ブレの発生を防止するためである。

ドライバ１１は、制御部８の指示に従って水平モータ１２および垂直モータ１３を制御する。この際、ドライバ１１は、補正レンズ２の補正レンズ可動面上での位置を検出しつつ、その位置を制御部８の指示に近付けるように、これらのモータ１２、１３を制御する。水平モータ１２は、ドライバ１１の制御に従って補正レンズ２を水平方向に駆動する。垂直モータ１３は、ドライバ１１の制御に従って補正レンズ２を垂直方向に駆動する。

なお、ＣＣＤ３は本発明における撮像素子の一例であり、ＣＣＤ３の代わりにCMOSセンサも利用できる。CMOSセンサの場合、CMOSセンサの各画素からの読み出し期間がCCDの転送期間に相当する。ジャイロセンサ９は本発明におけるデジタルカメラ２０のブレ量の計測手段の一例である。計測手段としては角加速度センサも利用できる。この場合は、検出した角加速度を積分することにより角速度を検出したのと同様の効果が得られる。シャッタ釦１０は本発明における記録指示手段の一例である。制御部８、ドライバ１１、水平モータ１２および垂直モータ１３からなる構成は、本発明のレンズ制御手段の一例である。モータ１２、１３は、リニアモータ、回転モータまたは圧電アクチュエータ等で構成できる。

図２は、ＣＣＤ３上の結像の様子を示した図である。図２（ａ）は、補正レンズ２の中心が光軸Ｐ上にあるときの補正レンズ２、ＣＣＤ３および結像領域の位置関係を示す。図２（ｂ）は、補正レンズ２の中心が光軸Ｐから偏心したときの位置関係を示す。結像領域Ｒは、撮像用レンズ群１および補正レンズ２によってＣＣＤ３の素子面に結像された被写体の画像形成領域である。図２（ａ）に示すように、補正レンズ２の中心が光軸Ｐ上にあるとき、結像領域Ｒは、形状に歪みが小さく真円状に形成される。そのため、ＣＣＤ３上に形成される画像も歪みの小さいものとなる。

これに対して、図２（ｂ）に示すように、補正レンズ３の中心が光軸Ｐから偏心すると、結像領域Ｒは、その形状に歪みが出て潰れた円状になる。そのため、ＣＣＤ３上に形成される画像も歪みが大きくなる。特に、ＣＣＤ３に結像される画像のうち、補正レンズ２の外縁に近い部分の画像の歪みが大きくなる。図２（ｂ）においては、コーナー領域Ｃ２、Ｃ３で生成される画像の歪みが大きくなる。

以上より、ＣＣＤ３上に形成される画像も歪みを小さくするために、ＣＣＤ３で画像を露光する間は補正レンズ２を光軸上またはその近傍に位置するように制御するのが好ましいと言える。なお、上記の例では、補正レンズ２の中心が光軸から偏心したときの不具合として、画像の歪みが大きくなることを例として説明したが、このときの不具合は他の光学特性の劣化現象として現れる場合もある。例えば、解像度が悪くなったり、コントラスト（ＭＴＦ）が劣化したり、色収差が大きくなるなどの光学特性の劣化現象が現れる場合もある。

以上のように構成したデジタルカメラ２０の撮像動作を、図３、図４を用いて説明する。図３は撮像動作時のデジタルカメラ２０の制御を示すフローチャートである。図４は、そのときのタイミングチャートである。

図４（ａ）は、ＣＣＤ３の垂直基準信号を示す。ＣＣＤ３はこの垂直基準信号に同期して、露光、ＣＣＤ転送、モニタスルー等の動作を行う。垂直基準信号は３種類の周期により発信される。第１の周期は、２．０／６０秒の周期（以下「２ＶＤ周期」という）である。ＣＣＤ３は、上記の露光モードおよびモニタスルーモードでは、この２ＶＤ周期で動作する。第２の周期は、４．２８３／６０秒の周期（以下「ＬＯＮＧ＿ＶＤ周期」という）である。ＣＣＤ３は、このＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３つ分で１つのＣＣＤ転送モードを完了するよう設計されている。１つのＣＣＤ転送モードで１フレーム分の画像情報が転送される。第３の周期は、２．１５２／６０秒の周期（以下「調整周期」という）である。この調整周期は、ＣＣＤ転送モード完了後に１周期分用意される。上述のように、ＣＣＤ転送モードはＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３周期分で完了するように設計されているが、様々な要因によりＣＣＤ転送モードがこの期間以上の時間を要する場合がある。このような場合に、その超過時間を調整するために調整周期が用いられる。ＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３周期分と調整周期の１周期分とを合わせると、１５／６０秒である。つまり、ＣＣＤ転送モードは、長くても１５／６０秒で完了するように設計されている。

図４（ｂ）は、上記ＣＣＤ３の動作モードの遷移の様子を示す。ＣＣＤ３は、露光期間において被写体からの光学信号を電荷に変換して各素子内に蓄積する。そして、ＣＣＤ転送期間において、蓄積した電荷を、静止画像を生成するために画像処理部４に出力する。モニタスルー期間では、各素子内に蓄積した電荷をスルー画像として液晶モニタ５上に表示させるために、各素子内に蓄積した電荷を画像処理部４に出力する。ここで、ＣＣＤ転送期間において電荷を出力する素子の数は、モニタスルー期間におけるものに比べて各段に大きい。つまり、ＣＣＤ転送期間に生成される画像（静止画像）の画素数は、モニタスルー期間に生成される画像（スルー画像）の画素数より大きい。そのため、静止画を１画像分ＣＣＤ転送するのに要する時間は、モニタスルーの場合よりも長くなる。

図４（ｃ）に、基準値更新機能の作動／停止に関する時間変化を示す。図４（ｄ）は、補正レンズ２の中心停止制御についてのＯＮ・ＯＦＦの状態を示す。図４（ｅ）は、レンズ補正制御のＯＮ・ＯＦＦの状態を示す。図４（ｆ）に、補正レンズ２の位置変動を示す。この位置は、便宜上、水平方向の位置を示すが、垂直方向についても同様の動作をする。以上の各イベントは、図４（ｇ）に示すように図中左方向から右方向に進行する。

操作者がデジタルカメラ２０の電源を投入する。制御部８は中心停止制御を開始し（Ｓ０）、補正レンズ２の中心を光軸Ｐに一致させるように補正レンズ２の位置を補正する。中心停止制御では、補正レンズ２に付加されたセンサを用いて補正レンズ２の位置を検出し、この検出した位置に基づき補正レンズ２を光軸中心位置に停止するよう制御する。

操作者が被写体に画角を合わせてシャッタ釦１０を半押しすると、制御部８は、被写体からの光学信号に基づいて焦点や露出量等の撮像条件を設定する。この状態で、制御部８はシャッタ釦１０が全押しされたかどうかを監視する（Ｓ１）。シャッタ釦１０が全押しされると（ステップＳ１でＹｅｓ、図４に示す時刻Ｔａ）、露光終了時刻（Ｔe）を算出し、これに基づいて補正レンズ２の駆動を開始する時刻（Ｔc）を設定する（Ｓ２）。

具体的には、制御部８は、現在設定されているシャッタスピードや絞り値等に基づいて、露光量が適正になるように露光時間を算出する。そして、制御部８は、露光時間、補正レンズ２を安定的に制御するのに必要な時間を考慮して、露光時間の終期を、ＣＣＤ３の垂直基準信号の２VD周期に同期するように設定する。すなわち、図４の例では、露光時間の終期を時刻Teになるように設定する。次に、制御部８は、露光時間の終期から露光時間分だけ逆算して露光時間の始期（図４における時刻Tｄ）を設定する。さらに、制御部８は、露光時間の始期（Tｄ）から、補正レンズ２を安定的に制御するのに必要な時間分だけ逆算して、補正レンズ２の駆動開始時刻Ｔcを設定する。

ここで、補正レンズ２を安定的に制御するのに必要な時間とは、補正レンズ２に対しレンズ補正制御を開始してから、制御部８、ドライバ１１およびモータ１２、１３を用いて、ジャイロセンサ９の計測結果に正確に追従できるようになるまでに要する時間である。このような時間が必要となるのは、補正レンズ２を制御するのに要するモータ１２、１３等の機構が補正動作を開始してから、その動作が安定するまでにある程度の時間を要するからである。この時間は典型的には２０ミリ秒程度であるが、制御部８により適宜算出される。補正レンズ２の駆動機構の特性やジャイロセンサ９の特性により、この時間の長短は、個々のデジタルカメラ２０やその時々の状況に依存する。そのため、制御部８がこれらの種々の要因に基づいて、この時間を算出するのである。

補正レンズ２の駆動開始時刻Ｔcの設定後、制御部８は、その開始時刻Ｔcに達したかどうかを監視する（Ｓ３）。なお、監視期間中、すなわち、レンズ補正制御の開始前は、補正レンズ２に対して中心停止制御が行われている。この監視期間中に、ＣＣＤ３は、図４の時刻Ｔbにて、制御部８にアクセスし、時刻Ｔdにて露光を開始するよう指示されていることを認識する。

補正レンズ２の駆動開始時刻Ｔcに達すると（ステップＳ３でＹｅｓ）、制御部８は、図４（ｃ）に示すように、基準値更新機能を作動しない状態（ＯＦＦ）にする（S４）。同時に、制御部８は、補正レンズ２のレンズ補正制御を開始する（Ｓ５）。すなわち、制御部８はジャイロセンサ９の計測結果に基づいてドライバ１１に対する指示を開始し、ドライバ１１はこれを受けて水平モータ１２及び垂直モータ１３の制御を開始する。そして、モータ１２、１３は、ドライバ１１の制御に基づいて補正レンズ２を駆動する。この補正レンズ２の制御は、ＣＣＤ３での露光の開始前から終了するまでの間行われる。

補正レンズ２の補正制御中に露光開始時刻Ｔdに達すると（ステップＳ６でＹｅｓ）、ＣＣＤ３は、静止画像の記録のための露光を開始する（Ｓ７）。

露光時間が終了すると（ステップＳ８でＹｅｓ、図４の時刻Ｔe）、ＣＣＤ３は各素子に蓄積した電荷、すなわち、静止画像を画像処理部４に出力する。この出力動作は、図４（ｂ）に示すように、垂直基準信号のＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３周期分を使って行われる。この間、画像処理部４は、ＣＣＤ３から受けた静止画像に対してＹＣ処理、解像度変換、圧縮変換等を行って、カードスロット６に送信する。そして、カードスロット６は、受信した静止画像をメモリカード７に書き込む。

ＣＣＤ転送と同時に、制御部８は、図４（ｃ）に示すように、基準値更新機能を再び作動状態（ＯＮ）とする（Ｓ１０）。これにより、その後に実施する、ジャイロセンサ９の計測結果に基づくデジタルカメラ２０のブレ量の計測を適正にすることができる。

さらに、制御部８は、ＣＣＤ転送動作中に、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰するよう制御する（Ｓ１１）。具体的には、制御部８は、ドライバ１１が現在把握している補正レンズ２の位置を取得し、この現在位置から光軸中心位置にＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の１周期分で復帰させるための補正レンズ２の移動速度および移動方向を算出する。この移動速度は、補正レンズ２を一次関数的に移動するよう設定される。制御部８は、この移動速度および移動方向をドライバ１１に送信する。ドライバ１１は、これに従って、水平モータ１２、垂直モータ１３を制御し、水平モータ１２、垂直モータ１３が補正レンズ２を光軸中心位置まで駆動する。

補正レンズ２が光軸中心位置に復帰すると（図４の時刻Ｔf）、制御部８は、補正レンズ２に対して中心停止制御を開始する（Ｓ１２）。以降、この状態を保持する。そして、ＣＣＤ３がＣＣＤ転送動作を終えてモニタスルー動作に戻ると（図４の時刻Ｔg）、再びシャッタ釦１０による撮像の指示を待つ状態に戻る。

以上のように本実施形態のデジタルカメラによれば、制御部８、ドライバ１１、水平モータ１２および垂直モータ１３からなるレンズ制御手段は、少なくともシャッタ釦１０からの指示があるまでは中心停止制御を行い、シャッタ釦１０からの指示があった後はレンズ補正制御を行う。この制御により、ＣＣＤ３の露光開始時に補正レンズ２を光軸中心位置の近傍に位置することができ、それにより、補正レンズ２のストロークを大きくとることができる。従って、補正レンズ２の手ブレ補正可能な範囲を有効に使用することができ、ブレが少なく、光学特性の劣化の少ない良好な静止画像を得ることができる。

また、レンズ制御手段は、ＣＣＤ３における露光を開始する予定の時刻（図４における時刻Ｔd）よりも補正レンズ２を安定的に制御するのに必要な時間だけ早く（図４における時刻Ｔc）レンズ補正制御を開始する。これにより、レンズ制御手段は、ＣＣＤ３を露光する全期間（図４における時刻Ｔd〜時刻Ｔe）において、安定的に補正レンズ２を制御できるため、ブレが少なく、光学特性の劣化の少ない良好な撮像画像を得ることができる。

また、レンズ制御手段は、ＣＣＤ３における露光が完了した後（図４における時刻Ｔe）、次にシャッタ釦１０が押下されるまでに、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰させて、光軸中心位置に停止させる制御を行う。これにより、次の撮像開始時に、直ちに補正レンズ２は光軸中心位置を起点として制御される。前述した従来技術では、シャッタ釦押下後に補正レンズの光軸中心位置への移動を開始していたため、シャッタ釦押下後から補正動作を開始するまでの時間（図４（ｇ）に示すＴａ〜Ｔｃの期間）において補正レンズの移動時間を考慮する必要があり、シャッタ釦押下後から補正動作を開始するまで時間がかかっていた。これに対し、本発明では、シャッタ釦１０押下時には補正レンズ２は光軸中心位置にあるため、補正レンズ２を光軸中心位置に移動させる時間を考慮しなくてよく、露光時間の算出等に要する時間のみを考慮すればよいため、シャッタ釦１０の押下からレンズ補正制御開始までの時間（図４における時間Ta〜Tc）を短縮でき、全体として撮像に要する時間を短縮できる。

（実施の形態２）
実施の形態１にかかるデジタルカメラ２０は、静止画像を生成していないときは、補正レンズ２を光軸中心位置に停止するように制御する中心停止制御を行った。これに対して、本実施形態では、静止画像を生成していないときは、ジャイロセンサ９の計測結果に基づいて、補正レンズ２を光軸中心位置の近傍に位置するよう制御し、ＣＣＤ３上に形成される像の振れを補正する。これにより、実施の形態１にかかるデジタルカメラを用いる場合に比べて、液晶モニタ５上に表示されるスルー画像のブレが小さくなるため、操作者は、容易に撮像画像の画角を決めることができる。

本実施形態のデジタルカメラのハードウェア構成は図１に示す実施の形態１のものと同様であるが、制御部８での制御方法が実施の形態１のものと異なる。制御部８は静止画像を生成していないときにおいても、ジャイロセンサ９の計測結果に基づいてＣＣＤ３上に形成される像の振れを補正するよう補正レンズ２を制御する。特に、その補正範囲、すなわち、補正レンズ２の移動範囲は、光軸中心位置の近傍（所定範囲内）に限定する。このような制御部８による、静止画像を生成していないときの補正レンズ２の制御を「中心近傍補正制御」という。中心近傍補正制御における、ジャイロセンサ９の計測結果に対する補正レンズ２の移動量の最大値（上限値、下限値）はレンズ補正制御の場合に比べて小さくする。

次に、本実施形態のデジタルカメラの制御部８の制御を図５のタイミングチャートを用いて説明する。

図５（ａ）は、ＣＣＤ３の垂直基準信号を示す。図５（ｂ）は、ＣＣＤ３の動作モードの遷移の様子を示す。図５（ｃ）に、基準値更新機能の作動／停止に関する時間変化を示す。図５（ｄ）に、補正レンズ２の中心近傍補正制御についてのＯＮ・ＯＦＦの状態を示す。図５（ｅ）に、レンズ補正制御のＯＮ・ＯＦＦの状態を示す。図５（ｆ）に、補正レンズ２の位置を示す。以上の各イベントは、図５（ｇ）に示すように図中左方向から右方向に進行する。

まず、操作者がデジタルカメラ３２の電源を投入する。そして、被写体に画角を合わせてシャッタ釦１０を半押しすると、制御部８は、被写体からの光学信号に基づいて焦点や露出量等の撮像条件を設定する。この状態で、制御部８は、シャッタ釦１０が全押しされたかどうかを監視する。そして、シャッタ釦１０が全押しされると（時刻Ｔａ）、露光終了時刻（Ｔe）を算出し、これに基づいて補正レンズ２を駆動させる開始時刻（Ｔc）を設定する。

次に、制御部８は、補正レンズ２のレンズ補正制御を開始する時刻（Ｔc）を設定した後、この開始時刻に達したかどうかを監視する。監視期間中、制御部８は補正レンズ２に対して中心近傍補正制御を実施する。なお、この監視期間中、ＣＣＤ３は、時刻Ｔbに制御部８にアクセスする。そして、このとき時刻Ｔdに露光を開始するよう指示されていることを認識する。

補正レンズ２のレンズ補正制御を開始する時刻（Ｔｃ）に達すると、制御部８は、図５（ｃ）に示すように、基準値更新機能を作動しない状態（ＯＦＦ）にする。この補正レンズ２のレンズ補正制御は、ＣＣＤ３での露光の開始前から終了するまでの間（Ｔc〜Ｔe）行われる。

レンズ補正制御動作中に露光開始時刻Ｔdに達すると、ＣＣＤ３は、静止画像の記録のための露光を開始する。そして、露光時間が終了すると（時刻Ｔe）、ＣＣＤ３は各素子に蓄積した電荷を出力し、静止画像を画像処理部４に出力する。この出力は、図５（ｂ）に示すように、垂直基準信号のＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の３周期分を使って行われる。ＣＣＤ転送と同時に、制御部８は、図５（ｃ）に示すように、基準値更新機能を再び作動状態（ＯＮ）とする。これにより、その後に実施する、ジャイロセンサ９の計測結果に基づくデジタルカメラ２０のブレ量の計測を適正にすることができる。

さらに、制御部８は、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰させるよう制御する。補正レンズ２が光軸中心位置に復帰すると（Ｔf）、制御部８は、補正レンズ２に対して中心近傍補正制御を実施する。以降、この制御が保持される。

制御部８は、中心近傍補正制御をしている間、補正レンズ２の移動範囲を、図５（ｆ）に示すように、光軸中心位置の近傍、すなわち、光軸中心位置を中心とした所定の範囲内に限定する。この範囲は、レンズ補正制御時の補正範囲よりも狭いものである。制御部８は、中心近傍補正制御において、補正レンズ２の補正量が中心近傍補正の上限値または下限値を超えそうになると、その補正範囲をその上限値または下限値になるよう制限する（例えば、図５（ｆ）のＴg〜Ｔhの期間参照）。

また、制御部８は、中心近傍補正制御の間、ジャイロセンサ９の計測結果に対する補正レンズ２の移動量を、レンズ補正制御の場合（Ｔc〜Ｔeの期間）に比べて小さくする。このため、スルー画像のブレ補正は多少効きが悪くなり、スルー画像のブレは発生するが、制御部８は、常に補正レンズ２を光軸中心位置の近傍で制御することができる。

以上のように本実施形態によれば、制御部８、ドライバ１１、水平モータ１２および垂直モータ１３からなるレンズ制御手段は、少なくともシャッタ釦１０からの指示があるまでは中心近傍補正制御を行い、シャッタ釦１０からの指示があった後はレンズ補正制御を行うように構成した。これにより、ＣＣＤ３の露光開始時に補正レンズ２を光軸中心位置の近傍に位置するようにできる。さらに、スルー画像のブレが小さくなるため、操作者は、容易に撮像画像の画角を決めることができる。従って、補正レンズ２の手ブレ補正可能な範囲を有効に使用することができ、ブレが少なく、光学特性の劣化の少ない良好な静止画像を得ることができ、なおかつ、操作性の良いデジタルカメラを実現できる。

また、本実施形態では、中心近傍補正制御においてもジャイロセンサ９からの信号を用いて補正レンズ２の制御を行っているため、中心近傍補正制御からレンズ補正制御への移行において、補正レンズ２が連続的に動いている状態でレンズ補正制御が開始される。つまり、中心近傍補正制御からレンズ補正制御への移行において、ジャイロセンサ９からの信号に基づく補正制御の安定化のために設ける期間（図５（ｅ）のＴcからTdの間の期間）を、実施の形態１の場合と比較してさらに短縮することができる。よって、露光動作の開始時刻を早めることができ、撮像に要する時間を短縮することができる。

また、本実施形態においても、ＣＣＤ３における露光完了後（図５における時刻Ｔe）、次にシャッタ釦１０が押下されるまでに、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰させて、光軸中心位置の近傍に制御する。これにより、次の撮像開始時に、補正レンズ２は光軸中心位置の近傍からレンズ補正制御を開始できるので、露光動作の開始までに要する時間を短縮でき、撮像に要する時間を短縮できる。

なお、本発明の実施の形態１および２では、静止画撮像の単写の場合を説明したが、連写の場合にも本発明は適用できる。すなわち、連写の場合にも、第１回目の撮像終了後、ＣＣＤ転送動作の間に補正レンズ２を光軸中心位置に戻し、ＣＣＤ転送終了後、第２回目の撮像を開始すればよい。

また、本発明の実施の形態１および２では、補正レンズ２を光軸中心位置に復帰させるときに、一次関数的に補正レンズ２を移動しているが、これには限らない。例えば、反比例関数的に光軸Ｐに漸近するよう補正レンズ２を移動してもよい。このようにすることにより、早い段階で光軸中心に近づけることができ、しかも、ゆっくりと衝撃を少なくしつつ補正レンズ２を停止させることができる。

また、本発明の実施の形態１および２では、ＣＣＤ３の露光開始の直前（時刻Ｔc）に、レンズ補正制御を開始するとしたが、ＣＣＤ３の露光開始と同時（時刻Ｔd）にレンズ補正制御を開始するようにしてもよい。これにより、ＣＣＤ３の露光開始時（時刻Ｔd）に補正レンズ２を確実に光軸中心位置またはその近傍に位置するようにできるため、補正レンズ２のストロークを最も大きく確保することができる。従って、補正レンズ２の手ブレ補正可能な範囲を有効に使用することができ、手ブレの少ない良好な静止画像を得ることができる。

また、本発明の実施の形態１および２では、レンズ制御手段は、レンズ補正制御をしている間（Ｔc〜Ｔe）は基準値更新機能を作動しないとしたが、ＣＣＤ３の露光期間（Ｔd〜Ｔe）中のみ基準値更新機能を作動しないとしても良い。

また、本発明の実施の形態１および２では、記録指示手段としてシャッタ釦１０を一例として説明したが、これには限らず、例えば、撮像を開始する旨の信号をデジタルカメラ２０に対して発信するリモコンであってもよい。

また、本発明の実施の形態１および２では、ＣＣＤ３の垂直基準信号として、ＣＣＤ３が４ＭピクセルのＣＣＤである場合を示したが、これには限らない。例えば、ＣＣＤ３が３Ｍピクセルの場合には、ＬＯＮＧ＿ＶＤ周期は６／６０秒であり、ＣＣＤ転送期間はＬＯＮＧ＿ＶＤ周期の２周期分としても良い。

（実施の形態３）
本実施の形態のデジタルカメラは、レンズ補正制御を開始した時（図１１における時刻Ｔc）に、補正レンズ２を必要以上に移動してしまうことに起因する、新たな像ぶれ（以下「過補正に起因する像ぶれ」という）が発生するという不具合を防止することを目的とする。本実施の形態により、過補正に起因する像ぶれを短時間で解消できるため、撮像時間の短縮化を図ることができる。

本実施の形態のデジタルカメラのハードウェア構成は図１に示す構成と基本的に同様であるが、制御部８の構成が異なる。本実施の形態では、制御部８はジャイロセンサ９の計測結果に基づいて補正レンズ２の仮想レンズ位置を算出する。

ここで、仮想レンズ位置とは、制御部８がジャイロセンサ９の測定結果に基づいて算出した補正レンズ２の仮想的な位置であり、実際に補正レンズ２を移動するか否かとは関係なく常時算出される。具体的には、ジャイロセンサ９の測定結果である角速度を積分することにより得られる。

図６に、制御部８における、仮想レンズ位置の算出に必要な構成を示す。制御部８は、ハイパスフィルタ３２、DC検出部３４、減算器３５、積分回路３６及びゲイン決定部３８を含む。ハイパスフィルタ３２は抵抗４１とコンデンサ４２とからなり、約０．０５Ｈｚ以上の信号を透過させるよう構成されている。積分回路３６はゲイン調整部４３を含む。ゲイン決定部３８は積分回路３６に含まれてもよい。

ジャイロセンサ９から角速度情報が出力される。この角速度情報のＡＣ成分をハイパスフィルタ３２で抜き出して、このＡＣ成分を積分回路３６で積分することにより、補正レンズ２の制御目標である仮想レンズ位置が求められる。

ＤＣ検出部３４は、ハイパスフィルタ３２の出力のＤＣ成分を検出する。ハイパスフィルタ３２の出力のＤＣ成分とは、実施の形態１、２で述べた基準値更新機能における基準値のことである。つまり、基準値更新機能はＤＣ検出部３４で実行される。但し、ＤＣ検出部３４はカメラが静止していることを検出したときのみ、基準値であるＤＣ成分を検出し、更新を行うよう構成されている。

減算器３５は、検出されたＤＣ成分をハイパスフィルタ３２の出力から減算する。この構成により、ハイパスフィルタ３２の出力に含まれるＤＣ成分を除去できる。

このようにＤＣ成分の検出および除去が必要な理由を図７を用いて説明する。今、ジャイロセンサ９から図７（ａ）に示すような信号が出力されたとする。すなわち、時刻ｔ１まで、一定の角速度ωであり、時刻ｔ１後は０になるような出力である。このような出力は、例えば、時刻ｔ１までパンニング撮影をした後、カメラを静止させたときに得られる出力である。

このような出力がハイパスフィルタ３２に入力されると、ハイパスフィルタ３２の出力は、図７（ｂ）に示すような信号軌跡となる。すなわち、時刻ｔ１で急激に変化し、その後除々に０に近づき、やがて（約２０〜３０秒後）０になる。これは、ハイパスフィルタ３２のコンデンサ４２と抵抗４１の時定数に起因する特性である。この特性により、本来ジャイロセンサ９の出力には含まれていないＤＣ成分がハイパスフィルタ３２の出力に含まれることになり、このDC成分が後述する積分回路３６で積分されると、実際のぶれに対して必要な補正以上に補正をしてしまい、それに起因する過度な像ぶれが発生する。

過補正に起因する像ぶれ発生のメカニズムをより具体的に説明する。
上述したように、ジャイロセンサ９の出力に含まれるＤＣ成分はハイパスフィルタ３２により除去される。また、ハイパスフィルタ３２のコンデンサ４２および抵抗４１の時定数に起因するＤＣ成分はＤＣ検出部３４および減算器３５により除去される。

しかし、前述のようにＤＣ検出部３４はカメラが静止している場合のみ、ＤＣ成分（基準値）を検出し、更新するよう構成されている。そのため、図７（ａ）に示すような静止状態が保持される場合には、ＤＣ検出部３４はＤＣ成分を正常に検出でき、ハイパスフィルタ出力からＤＣ成分を除去することができるが、図７（ｃ）に示すような静止状態が保持されてない場合には、ＤＣ成分を除去することができない。実際のカメラでの撮影の場合、ジャイロセンサ９の出力は、図７（ｃ）に示すような出力となる場合が多い。それは、パンニング動作をした直後にカメラを完全に静止させることは現実的に難しいことを考えると理解できる。

したがって、図７（ｃ）に示すような静止状態が保持されてない場合は、ＤＣ検出部３４から正しいDC検出結果が出力されないため、積分回路３６への入力信号には余分なＤＣ成分（Wdc）が残ってしまうことになる（図７（ｄ）参照）。積分回路３６はこの余分なＤＣ成分（Wdc）をも積分してしまう。その結果、積分回路３６の出力値は補正レンズ可動面上の一方向に次第に大きくなる。これは、仮想レンズ位置の絶対値が大きくなることに相当する。この積分の結果に基づくと、実際のぶれとは異なるぶれ情報に基づいて、補正レンズ２を駆動することになるため、必要以上に補正レンズ２を移動させてしまい、過補正に起因する像ぶれが発生してしまうことになる。

そこで、このような過補正に起因する像ぶれの発生を防ぐために、ハイパスフィルタ３２の出力中に含まれるＤＣ成分WdcをDC検出部３４及び減算器３５により除去している。

積分回路３６の積分ゲインについて説明する。積分回路３６は、ハイパスフィルタ３２から出力される角速度情報のＡＣ成分を積分する。このとき、積分値のゲインは、ゲイン調整部４３で調整される。ゲイン調整部４３で調整される積分ゲインは図８に示すように周波数特性を有する。すなわち、積分ゲインは、減算器３５の出力の周波数が所定周波数（本実施形態では、１Hz）より低い周波数領域では周波数にともない増加し、所定周波数より高い周波数領域ではほぼ一定になるように設定される。低周波数領域での積分ゲインは高周波数領域のものより小さい値に設定される。これは、デジタルカメラがゆっくり振動している場合は補正の度合いを小さくし、速く振動している場合は補正の度合いを大きくすることを意味している。但し、この周波数特性は一例である。

また、積分ゲインは、低周波数領域では、仮想レンズ位置によっても変更される。図８において、グラフＧａ、Ｇｂ、Ｇｃはそれぞれ異なる仮想レンズ位置（図９に示すＡ、Ｂ、Ｃ）に対する積分ゲインを示す。この変更はゲイン決定部３８で行われる。ゲイン決定部３８は、積分回路３６からの出力である仮想レンズ位置の値に応じて、低周波領域での積分ゲインの初期値を決定する。すなわち、図９に示すように、仮想レンズ位置の絶対値が小さい場合（すなわち、仮想レンズ位置が光軸近傍の場合）には、低周波領域の積分ゲインの初期値を一定にする。このときの仮想レンズ位置の領域を「一定領域」という。また、仮想レンズ位置の絶対値が一定領域外にあるときは、その絶対値が大きいほど（すなわち、仮想レンズ位置が光軸から離れるほど）、積分ゲインが減少するように設定される。このときの仮想レンズ位置の領域を「可変領域」という。このように、仮想レンズ位置が光軸から離れるほど、積分ゲインを小さくすることは、仮想レンズ位置が光軸から離れている場合には、ゆるやかな振動（低周波領域の振動）に対しては補正をあまりかけないことを意味している。

図８に戻り、高周波領域（１Ｈｚ以上）での積分ゲインは、低周波領域（１Ｈｚ未満）での積分ゲインの特性とは異なり、仮想レンズ位置に依存しない。低周波領域での積分ゲインの値が小さい場合、ゆるやかなぶれは補正されることはないが、撮影時に生じる手ぶれ（通常約１〜２０Ｈｚ）のような高い周波数のぶれに対しては、高い積分ゲインが設定されるため、確実に補正することができる。

図１０、図１１を参照して本実施形態の制御部８の動作を説明する。なお、図１０に示す処理は、実施の形態１の制御に、本実施形態の仮想レンズ位置に基づく制御を追加したものである。

図１０に示すように、制御部８は、デジタルカメラの動作期間中、常に仮想レンズ位置を算出しておく（Ｓ３１）。レンズ補正制御（図１１（ｅ）参照）をしていないとき（時刻Ｔａ〜ＴｃおよびＴe以後）、制御部８は中心停止制御を行うが、この間、仮想レンズ位置は算出するのみで実際の制御には使用されない。

一方、レンズ補正制御中（時刻Ｔｃ〜Ｔe）は、制御部８は算出した仮想レンズ位置に基づいて補正レンズ２の位置を実際に制御する（S３６）。この場合の制御は、仮想レンズ位置と実際の補正レンズ２の位置とを一致させるように行うのではなく、レンズ補正制御を開始したとき（時刻Ｔｃ）の仮想レンズ位置の中心位置からのずれ量（Δdc）を仮想レンズ位置から差し引いた値（図１１（ｇ）の破線Yで示す値）と、実際の補正レンズ２の位置とを一致させるように行う。すなわち、レンズ補正制御の期間において、算出した仮想レンズ位置をずれ量（Δdc）だけシフトした値と、実際の補正レンズ２の位置とを一致させるように制御を行う。このようにすることにより、時刻Tｃで補正レンズ２が急激に移動してしまうことを防止できる。

上記構成により、過補正が改善できる理由を、ＤＣ検出部３４がＤＣ成分を検出できる場合とできない場合とに分けて説明する。

ＤＣ検出部３４がＤＣ成分を検出できる場合、積分回路３６に入力される信号にはＤＣ成分は含まれないので積分結果がずれることはない。

一方、ＤＣ検出部３４がＤＣ成分を検出できない場合、積分回路３６に入力される信号にはＤＣ成分が含まれ、積分結果がずれてしまう。しかし、ＤＣ検出部３４がＤＣ成分を検出できない場合には、仮想レンズ位置は、中央から離れた位置にある可能性が高い。仮想レンズ位置が中央位置（光軸位置）から離れていると、図９に示すように低周波領域での積分ゲインは小さく設定されるため、積分値が大きくなることを抑制できる、その結果、補正レンズを必要以上に移動することを抑制できるため、過補正に起因する像ぶれを低減できる。

以上より、過補正に起因する像ぶれを改善できる。本実施形態の思想は実施の形態２におけるレンズ補正制御にも適用できる。

なお、ハイパスフィルタ３２、DC検出部３４、減算器３５等は制御部８の外部に設けてもよい。

本発明は手振れを低減しつつ、静止画像の撮像に要する時間を低減する撮像装置を提供でき、電子スチルカメラやカメラ付き携帯電話機等の撮像機能を有する電子機器に適用できる。特に、光学的に高倍率の撮像が可能な撮像装置に有用である。

本発明のデジタルカメラの構成を示すブロック図 （ａ）補正レンズの中心が撮像レンズ群の光軸上にあるときの補正レンズ、ＣＣＤおよび結像領域の位置関係を示す図、（ｂ）補正レンズの中心が撮像レンズ群の光軸から偏心したときの補正レンズ、ＣＣＤおよび結像領域の位置関係を示す図 実施の形態１における撮像装置の動作を示すフローチャート （ａ）実施の形態１における撮像装置の垂直基準信号のタイミングチャート、（ｂ）実施の形態１における撮像装置のＣＣＤの動作の遷移を示すタイミングチャート、（ｃ）実施の形態１における撮像装置の基準値更新機能の作動／停止を示すタイミングチャート、（ｄ）実施の形態１における撮像装置の中心停止制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｅ）実施の形態１における撮像装置のレンズ補正制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｆ）実施の形態１における撮像装置の補正レンズ位置の変化を示すタイミングチャート、（ｇ）図４（ａ）〜図４（ｆ）に対する経過時間を示すタイミングチャート （ａ）実施の形態２における撮像装置の垂直基準信号のタイミングチャート、（ｂ）実施の形態２における撮像装置のＣＣＤの動作の遷移を示すタイミングチャート、（ｃ）実施の形態２における撮像装置の基準値更新機能の作動／停止を示すタイミングチャート、（ｄ）実施の形態２における撮像装置の中心近傍補正制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｅ）実施の形態２における撮像装置のレンズ補正制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｆ）実施の形態２における撮像装置の補正レンズ位置の変化を示すタイミングチャート、（ｇ）図５（ａ）〜図５（ｆ）に対する経過時間を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態３における制御部の仮想レンズ位置の算出に必要な構成を示す図 （ａ）ジャイロセンサの出力信号の波形の一例を示す図、（ｂ）図７（ａ）に示すジャイロセンサの出力信号に対するハイパスフィルタの出力波形を示す図、（ｃ）ＡＣ成分を含むジャイロセンサの出力信号の波形の一例を示す図、（ｄ）図７（ｃ）に示すジャイロセンサの出力信号に対するハイパスフィルタの出力波形を示す図 ゲイン調整部で調整される積分ゲインの周波数特性を示す図 仮想レンズ位置に対する、低周波領域の積分ゲインの特性を示す図 実施の形態３における撮像装置の動作を示すフローチャート （ａ）実施の形態３における撮像装置の垂直基準信号のタイミングチャート、（ｂ）実施の形態３における撮像装置のＣＣＤの動作の遷移を示すタイミングチャート、（ｃ）実施の形態３における撮像装置の基準値更新機能の作動／停止状態を示すタイミングチャート、（ｄ）実施の形態３における撮像装置の中心停止制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｅ）実施の形態３における撮像装置のレンズ補正制御のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すタイミングチャート、（ｆ）実施の形態３における撮像装置の補正レンズ位置の変化を示すタイミングチャート、（ｇ）実施の形態３における撮像装置の仮想レンズ位置の変化を示すタイミングチャート、（ｈ）図１１（ａ）〜図１１（ｇ）に対する経過時間を示すタイミングチャート

符号の説明

１ 撮像用レンズ群
２ 補正レンズ
３ ＣＣＤ
８ 制御部
９ ジャイロセンサ
１０ シャッタ釦
１１ ドライバ
１２ 水平モータ
１３ 垂直モータ
２０ デジタルカメラ
３２ ハイパスフィルタ
３４ ＤＣ検出部
３６ 積分回路
３８ ゲイン決定部
４３ ゲイン調整部

Claims (8)

1. 被写体の光学信号を受けて静止画像データを生成する撮像装置において、
   被写体の光学信号を露光して静止画像を生成する撮像素子と、
   被写体の光学信号を集光して前記撮像素子上に結像する撮像用レンズ群と、
   前記撮像素子上に形成される像の振れを補正するために、前記撮像用レンズ群の光軸に垂直の面内で移動可能である補正レンズと、
   前記撮像装置の振れを計測する計測手段と、
   前記撮像素子で生成される静止画像の記録の開始を指示するための指示手段と、
   前記撮像用レンズ群と前記補正レンズの光軸が一致する補正レンズの位置である光軸中心位置に前記補正レンズを停止させるよう、前記補正レンズ位置を制御する中心停止制御と、前記計測手段の計測結果に基づいて前記撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう前記補正レンズ位置を制御するレンズ補正制御とを選択的に実行するレンズ制御手段とを備え、
   前記レンズ制御手段は、
   前記指示手段から記録の開始の指示があるまでは前記中心停止制御を行い、前記撮像素子における露光開始後は前記レンズ補正制御を行い、
   撮像素子における露光完了後、前記指示手段から次の記録の開始の指示があるまでに、前記補正レンズを前記光軸中心位置に復帰させた後、前記補正レンズに対して前記中心停止制御を行う
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像素子から転送された静止画像を受けて画像処理を行う画像処理手段をさらに備え、
   前記レンズ制御手段は、前記撮像素子における露光完了後、前記撮像素子から前記画像処理手段への静止画像の転送が完了する前に、補正レンズが光軸中心位置に復帰するよう補正レンズを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記レンズ制御手段は、前記撮像素子の露光を開始する時間よりも、前記補正レンズを安定的に制御するのに必要な時間だけ早く、前記レンズ補正制御を開始することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記レンズ制御手段は、前記計測手段の計測結果を判断する際の基準値を更新する基準値更新機能を有し、前記レンズ補正制御をしている間は前記基準値更新機能を作動させないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記計測手段の結果を積分する積分手段を備え、
   前記レンズ制御手段は、前記積分手段の出力に基づいて、前記補正レンズの仮想的な位置を算出し、この仮想的な位置に基づいて前記レンズ補正制御を行い、
   前記積分手段は、前記レンズ制御手段で算出された前記補正レンズの仮想的な位置に基づいて、前記計測手段の結果の積分に対するゲインを調整することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記積分手段は、撮像装置の振れの周波数が所定値より小さい領域では、前記補正レンズの仮想的な位置が光軸中心位置から所定範囲内にあるときは、前記ゲインが一定になるようにし、前記補正レンズの仮想的な位置が所定範囲外にあるときは、光軸中心位置からの距離にしたがい前記ゲインが減少するように、前記ゲインを調整することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記積分手段はさらに、撮像装置の振れの周波数が前記所定値より小さい領域では、前記ゲインを該周波数の増加にしたがい増加させ、撮像装置の振れの周波数が所定値以上の領域では、前記ゲインが一定になるように、前記ゲインを調整することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 被写体の光学信号を露光して静止画像を生成する撮像素子と、被写体の光学信号を集光して前記撮像素子上に結像する撮像用レンズ群と、前記撮像素子上に形成される像の振れを補正するために前記撮像用レンズ群の光軸に垂直の面内で移動可能である補正レンズとを備え、被写体の光学信号を受けて静止画像データを生成する撮像装置の制御方法であって、
   前記撮像装置の振れを計測し、
   前記撮像素子で生成される静止画像の記録の開始を指示するための指示を受け、
   静止画の記録の開始の指示があるまでは、前記撮像用レンズ群と前記補正レンズの光軸が一致する補正レンズの位置である光軸中心位置に前記補正レンズを停止させる制御である中心停止制御を行い、
   前記撮像素子における露光開始後は、前記計測結果に基づいて前記撮像素子上に形成される像の振れを補正するよう前記補正レンズ位置を制御するレンズ補正制御を行い、
   撮像素子における露光完了後、次の記録の開始の指示があるまでに、前記補正レンズを前記光軸中心位置に復帰させた後、前記補正レンズに対して前記中心停止制御を実施する
   ことを特徴とする制御方法。

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