像ぶれ補正装置
【課題】特別な構成を付加することなく、像が意図しない傾きを持つことのないように、光軸周りの回転ぶれ補正を行う。
【解決手段】撮影レンズを通過した被写体像がカメラ本体に内蔵されたプリズムを介して撮像素子の受光面上に結像されるカメラに対して、前記撮影レンズと前記カメラ本体との間に着脱自在に装着され、前記撮像素子の受光面上に結像される被写体像を回転させるプリズムを備えた像回転用アダプタと、前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段とを備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記像回転用アダプタのプリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正する。
【解決手段】撮影レンズを通過した被写体像がカメラ本体に内蔵されたプリズムを介して撮像素子の受光面上に結像されるカメラに対して、前記撮影レンズと前記カメラ本体との間に着脱自在に装着され、前記撮像素子の受光面上に結像される被写体像を回転させるプリズムを備えた像回転用アダプタと、前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段とを備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記像回転用アダプタのプリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像ぶれ補正装置に係り、特に、撮影レンズとカメラ本体との間に装着され、撮像素子の受光面上に結像される被写体像を回転させる像回転用アダプタのプリズムの回転による像回転の仕組みを利用して、手振れによる光軸周りの回転振れ補正を行う像ぶれ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの像ぶれ補正装置は、撮影光軸に直交する面内で補正レンズを移動自在に支持し、カメラに振動が加わった際に、その振動を打ち消す方向に補正レンズをアクチュエータで移動させることによって像ぶれを補正している。
【０００３】
カメラの像ぶれは、対物レンズの光軸あるいはこれに直交する軸の周りの回転ぶれ、及びこれらの軸方向のぶれなどがある。ここで、対物レンズの光軸を回転中心とする回転ぶれに起因する像ぶれを補正するものとして、例えば、対物レンズと結像面との間の光路中に配置され結像面上に形成される物体の像を対物レンズの光軸を回転中心として回転移動させるためのプリズムと、対物レンズの光軸を回転中心とするカメラ全体の回転ぶれを検出するためのぶれ検出装置と、プリズムを対物レンズの光軸を回転中心として回転移動させる駆動装置とを備えた像ぶれ補正機能を有するカメラが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１６６８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のものでは、特別に回転ぶれを補正するためのプリズムやそれを回転駆動させるための駆動装置を備えなければならず、コスト高となるという問題がある。また、さらに上記従来のものは、ぶれ検出装置として角速度センサーあるいは角加速度センサーしか備えていないため、地軸との絶対的な傾きを検出することができず、レンズが傾いた状態が回転ぶれ補正の基準の位置となってしまう虞れがあり、そうすると像が意図しない傾きを持ってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、例えば像回転用アダプタのプリズムの回転による像回転の仕組みを利用することにより特別な構成を付加することなく、像が意図しない傾きを持つことなく、またカメラマンの意図を優先しつつ、光軸周りの回転ぶれ補正を行うことのできる像ぶれ補正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、カメラ本体に対して撮影レンズが着脱自在に設けられ、該撮影レンズを通過した被写体像がカメラ本体に内蔵されたプリズムを介して撮像素子の受光面上に結像されるカメラに対して、前記撮影レンズと前記カメラ本体との間に着脱自在に装着され、前記撮像素子の受光面上に結像される被写体像を回転させるプリズムを備えた像回転用アダプタと、前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段と、を備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記像回転用アダプタのプリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正することを特徴とする像ぶれ補正装置を提供する。
【０００８】
これにより、例えば像回転用アダプタのプリズムの回転による像回転の仕組みを利用して、特別な構成を付加することなく、像が意図しない傾きを持つことのないように、光軸周りの回転ぶれ補正を行うことができる。
【０００９】
また、請求項２に示すように、請求項１に記載の像ぶれ補正装置であって、さらに、前記カメラ本体の傾きを検出する傾斜センサを備え、前記補正量算出手段は、前記傾斜センサ及び前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出することを特徴とする。
【００１０】
これにより、傾斜センサから得られる絶対的な傾きの情報により角度検出手段の基準位置を正確に水平に設定することが可能となる。
【００１１】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、カメラ本体の撮像素子の受光面上に結像される撮影レンズを通過した被写体像を前記撮影レンズの光軸の周りに回転移動させるプリズムと、前記カメラ本体の傾きを検出する傾斜センサと、前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、前記傾斜センサ及び前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段とを備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記プリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正するとともに、カメラマンがマニュアル操作を行ったことを検出するマニュアル操作検出手段を備え、マニュアル操作実行時には自動的に前記回転ぶれ補正を行わないようにし、該マニュアル操作完了時点を前記回転ぶれ補正の原点とすることを特徴とする像ぶれ補正装置を提供する。
【００１２】
これにより、たとえ防振オンで回転ぶれ補正処理が実行中であっても、カメラマンがマニュアル操作を行ったときには、自動的に防振オフとすることで、マニュアル操作の優先を図りカメラマンが意図した撮影を行うことができる。
【００１３】
また、請求項４に示すように、前記回転ぶれ補正を行うときには、回転ぶれ補正のための前記像を回転するプリズムの基準位置を決定するための初期設定を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に示すように、前記初期設定は、前記傾斜センサの検出情報に基づいて自動で前記撮影レンズの傾斜を補正することにより、あるいはマニュアル操作によって、前記回転ぶれ補正のための基準位置を決定することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に示すように、前記初期設定は、所定のトリガーによって実行されることを特徴とする。
【００１６】
このように、初期設定により、撮影レンズの傾きを補正することにより、カメラマンの意図しない像の傾きを防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、例えば像回転用アダプタのプリズムの回転による像回転の仕組みを利用することにより、特別な構成を付加することなく、像が意図しない傾きを持つことのないように、光軸周りの回転ぶれ補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）〜（ｃ）はテレビカメラシステムのシステム構成図である。
【図２】テレビカメラシステムの光学系の概略構成図である。
【図３】像回転用アダプタの一実施形態の概略構成を示す概略図である。
【図４】第１プリズム（第２プリズム）の概略構成図である。
【図５】第２プリズムを光軸の回りに回転する回転駆動制御系の概略を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る防振処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】防振処理における初期設定の流れを示すフローチャートである。
【図８】鉛直方向に対して角度αだけレンズが傾いているときに得られる像の例を示す説明図であり、（ａ）は傾斜センサ及び角度センサを用いた場合、（ｂ）は角度センサのみの場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る像ぶれ補正装置について詳細に説明する。
【００２０】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る像ぶれ補正装置が適用されたテレビカメラシステムのシステム構成図である。
【００２１】
まず図１（ａ）に示すように、このテレビカメラシステム１０は、テレビカメラ１２と、撮影レンズ１４と、像回転用アダプタ１６とで構成されている。
【００２２】
像回転用アダプタ１６は、テレビカメラ１２で撮影される映像を回転させて、特殊効果を与える際に使用するアダプタであり、必要に応じてテレビカメラ１２と撮影レンズ１４との間に装着される。すなわち、この像回転用アダプタ１６は、図１（ｂ）に示すように、映像を回転させて特殊効果を与える場合に、テレビカメラ１２と撮影レンズ１４との間に装着され、特殊効果撮影を行わない場合は、テレビカメラ１２から外される。したがって、特殊効果撮影を行わない場合は、図１（ｃ）に示すように、テレビカメラ１２には撮影レンズ１４が直接装着される。
【００２３】
なお、撮影レンズ１４は、その後端部にレンズ側マウント１８が設けられており、このレンズ側マウント１８をテレビカメラ１２のカメラ本体１２Ａの先端部に設けられたカメラ側マウント２０に取り付けることにより、カメラ本体１２Ａに装着される。
【００２４】
像回転用アダプタ１６は、その後端部にレンズ側マウント１８と同一構成の後側マウント２２が設けられており、この後側マウント２２をテレビカメラ１２のカメラ側マウント２０に取り付けることにより、テレビカメラ１２に装着できるように構成されている。
【００２５】
また、像回転用アダプタ１６の先端部には、カメラ側マウント２０と同一構成の前側マウント２４が設けられており、この前側マウント２４に撮影レンズ１４のレンズ側マウント１８を取り付けることにより、撮影レンズ１４を像回転用アダプタ１６に装着できるように構成されている。
【００２６】
図２は、図１に示したテレビカメラシステム１０における光学系の概略構成図である。
【００２７】
なお、同図において各レンズの構成は簡略化して示されており、複数のレンズからなるレンズ群を１つのレンズで示しているものもある。
【００２８】
図２に示すように、撮影レンズ１４のレンズ鏡筒３０内には、前側から順にフォーカスレンズ３２、ズームレンズ３４、アイリス３６、リレーレンズ３８が配置されている。撮影レンズ１４の先端から入射した被写体光は、これらの各レンズを通過して、撮影レンズ１４の後端から出射される。
【００２９】
像回転用アダプタ１６のケース４０内には、撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８が配置されている。撮影レンズ１４の後端から出射した被写体光は、撮影レンズ１４の光軸Ｏに沿って進行し、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８を通過して、像回転用アダプタ１６の後端から出射される。
【００３０】
テレビカメラ１２のカメラ本体１２Ａ内には、撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に色分解プリズム５２が配置されており、像回転用アダプタ１６の後端から出射した被写体光は、この色分解プリズム５２によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に分解される。そして、各色成分に分解された被写体光は、それぞれ各色成分用の撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面に入射される。各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面に入射された被写体光は、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂで電気信号に変換されたのち、周知の画像信号処理手段によって信号処理され、所定形式の映像信号として出力又は記録媒体に記録される。
【００３１】
図３は、像回転用アダプタ１６の概略構成を拡大して示す概略図である。
【００３２】
像回転用アダプタ１６は、ケース４０内に撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８が配置され、撮影レンズ１４の後端から出射した被写体光は、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８を通過して、像回転用アダプタ１６の後端から出射される。
【００３３】
ケース４０は、円筒状に形成され、その前端面に前側マウント２４、後端面に後側マウント２２が形成される。
【００３４】
第１プリズム４２は、ペチャンプリズムで構成され、図示しない保持枠に保持されて、撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に固定して設置されている。
【００３５】
ペチャンプリズムは、三角プリズムをわずかの空気層を介して対向配置したプリズムの一種であり、図４に示したような光路が形成される。すなわち、撮影レンズ１４を介して第１の三角プリズム４２Ａに入射した光は、面Ａ１で反射した後、面Ａ２で反射し、面Ａ１から射出して空気層Ｈに出る。空気層Ｈに出た光は、第２の三角プリズム４２Ｂの面Ｂ１に入射し、面Ｂ２で反射した後、さらに面Ｂ３と面Ｂ１で反射して、面Ｂ２から射出する。この際、光は光軸Ｏに沿って出射する。
【００３６】
このように、ペチャンプリズムで構成された第１プリズム４２は、光軸Ｏに沿って入射された光を５回反射させることにより、光軸Ｏに沿って出射させる。そして、この反射は奇数回であることから、像は反転されて出射される。
【００３７】
なお、この第１プリズム４２は、その光路長は、カメラ本体１２Ａに内蔵された色分解プリズム５２の光路長と同じ長さに形成される。
【００３８】
第１プリズム４２から出射された被写体光は、合焦状態において、第１プリズム４２と第２プリズム４４との間で一度結像し、その後、第２プリズム４４に入射する。以下、この第１プリズム４２と第２プリズム４４との間で被写体像が結像する位置を第１の結像位置という。
【００３９】
ここで、上記のように、第１プリズム４２は、カメラ本体１２Ａに内蔵された色分解プリズム５２と同じ光路長で形成されているため、第１の結像位置で結像する像は、撮影レンズ１４が想定した収差等が考慮された像が結像する。
【００４０】
すなわち、撮影レンズ１４は、カメラ本体１２Ａ内に色分解プリズム５２を有するテレビカメラ１２に対して、色分解プリズム５２の存在を考慮して、収差等の設計が行われる。したがって、第１プリズム４２の光路長を色分解プリズム５２の光路長と同じにすることにより、収差等が考慮された良好な像を第１の結像位置に結像させることができる。
【００４１】
第２プリズム４４も第１プリズム４２と同様にペチャンプリズムで構成され、第１プリズム４２から出射される被写体光の光軸上に配置される。本例では、第１プリズム４２がペチャンプリズムで構成され、その入射光軸と出射光軸とが同軸上に形成されているため、第１プリズム４２と同様に第２プリズム４４も撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に配置される。
【００４２】
また、この第２プリズム４４は、第１プリズム４２と同様にペチャンプリズムで構成されることから、第２プリズム４４に入射した被写体光は、プリズム内で５回反射されたのち、光軸Ｏに沿って出射される。この反射は奇数回であることから、像は反転されて出射される。
【００４３】
ここで、第２プリズム４４に入射される像は、第１プリズム４２で反転された像が入射されることから、反転された像が、さらに反転されて、元に戻される。すなわち、第２プリズム４４から出射される像は、撮影レンズ１４から出射された像（＝第１プリズム４２に入射する像）と同じ像が出射される。
【００４４】
このように、第２プリズム４４は、第１プリズム４２で反転された像は奇数回反射させることにより、さらに反転させて、元に戻す機能を有する。
【００４５】
図３に示すように、この第２プリズム４４は、プリズム保持枠６０に保持されて、撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に配置されている。
【００４６】
プリズム保持枠６０は円筒状に形成されており、その内周部に第２プリズム４４が収容されて保持されている。このプリズム保持枠６０は、ケース４０内に設置されたベアリング６２によって、光軸Ｏ回りに回転自在に支持されている。第２プリズム４４は、このプリズム保持枠６０を回転させることにより、光軸Ｏの回りを回転する。
【００４７】
プリズム保持枠６０の外周には、ギア６４が一体的に形成されている。このギア６４には、駆動ギア６６が噛み合わされている。駆動ギア６６は、ケース４０内に設置されたプリズム回転駆動モータ６８の出力軸に連結されており、このプリズム回転駆動モータ６８を駆動することにより正逆回転する。そして、この駆動ギア６６が回転することにより、プリズム保持枠６０が回転し、第２プリズム４４が光軸Ｏ回りに回転する。
【００４８】
このように、第２プリズム４４は、プリズム回転駆動モータ６８を駆動することにより、光軸Ｏ回りに回転する。そして、この第２プリズム４４が光軸Ｏ回りに回転することにより、第２プリズム４４から出射される被写体像が光軸Ｏ回りに回転する。この回転は、第２プリズム４４の二倍の速度で回転する。すなわち、第２プリズム４４が４５度回転すると、第２プリズム４４から出射される像は９０度回転し、第２プリズム４４が９０度回転すると、第２プリズム４４から出射される像は１８０度回転する。
【００４９】
なお、プリズム回転駆動モータ６８の駆動を制御する制御系については、詳しくは後述する。
【００５０】
第２プリズム４４から出射した被写体光は、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８を通過して、像回転用アダプタ１６から出射される。
【００５１】
この第１リレーレンズ４６と第２リレーレンズ４８は、リレー光学系を構成し、第２プリズム４４から出射された被写体光を集光して、カメラ本体１２Ａに内蔵された撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に再結像させる。
【００５２】
これにより、撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上には、像回転用アダプタ１６を装着していても、装着していなくても同じ被写体像が結像される。
【００５３】
図５に、第２プリズム４４を光軸Ｏの回りに回転する回転駆動制御系及びこれを利用した光軸周りの回転像ぶれを補正する本発明に係る像ぶれ補正装置の一実施形態の概略を示す。
【００５４】
図５に示すように、第２プリズム４４を回転するプリズム回転駆動モータ６８は、マイコン７０によって制御される。マイコン７０は、Ｄ／Ａ（デジタル・アナログ変換器）７２を介してプリズム回転駆動モータ６８に駆動信号を送りその回転駆動を制御する。
【００５５】
また、プリズム回転駆動モータ６８には、エンコーダ７４が設けられており、このエンコーダ７４で検出された信号はカウンタ７６でカウントされて出力軸の回転位置情報としてマイコン７０に出力される。なお、本実施形態では、１回転（０°〜３６０°）を０から４０９５のデジタル値で表して、第２プリズム４４の回転方向及び位置を検出して制御する。
【００５６】
また、マイコン７０に対して各種制御を指示するための信号を入力する様々な操作ボタン（操作スイッチ）が設けられている。例えば、右方向（正方向、時計回り）への回転を指示する右回転ボタンＲ、左方向（負（逆）方向、反時計回り）への回転を指示する左回転ボタンＬ、強制的に正立位置（被写体像が正立する位置）に戻す強制正立ボタン（リセットボタン）８０ａ、予め設定された目標位置（ショット位置）に回転して停止させるいわゆるプリセットを実行するためのショットボタン（SHOT１）８２ａ、さらに強制正立ボタン８０ａ、ショットボタン８２ａに対して、それぞれ強制正立位置及びその目標位置（ショット位置）を設定するための強制正立位置設定ボタン（強制正立MEMO）８０ｂ、ショット位置設定ボタン（SHOT１MEMO)８２ｂが設けられている。
【００５７】
なお、目標位置は一つだけでなく複数設定することができるようにショットボタン及びショット位置設定ボタンは、SHOT２、SHOT２MEMO、・・・のように複数設けることが好ましい。
【００５８】
また、その他に、回転速度を設定／調整するスピード調整ボリューム８４、スピード調整ボリューム８４から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換してマイコン７０に入力するＡ／Ｄ（アナログ・デジタル変換器）８６、予め設定された強制正立位置及び目標位置を記憶するとともに、マイコン７０が実行する制御プログラムを記憶するメモリ８８、カメラ本体が地面（水平）に対して傾いていることを検出する傾斜センサ９０とその検出信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換してマイコン７０に入力するＡ／Ｄ９２、光軸周りの回転角情報を取得する手段としての角速度センサ９４（角度検出手段）とその検出信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換してマイコン７０に入力するＡ／Ｄ９６、回転ぶれ補正を行うようにするための防振オン／オフスイッチ９７、傾斜センサ９０により水平に対する傾きの検出を行うようにするための水平オン／オフスイッチ９８、及び防振オンにして回転ぶれ補正を開始する際、初期設定で角速度センサ９４の基準位置を決めるためのリセットスイッチ９９等が設けられている。
【００５９】
なお、本実施形態では、傾斜センサ９０を備えているが、傾斜センサ９０を備えない構成としてもよい。
【００６０】
なお、右回転ボタンＲは、第２プリズム４４が停止している時に押されると、第２プリズム４４は右回転を始め、もう一度押されると右回転を停止するようになっている。このように、右回転ボタンＲを一度押せば、ずっと押し続けていなくとも、右回転を続けるので、押した後はボタンから手を離すことができ、手がフリーになる。また、右回転中に右回転ボタンＲを押すと回転は停止され、左回転中に右回転ボタンＲを押すと右回転するようになっている。左回転ボタンＬについても同様である。
【００６１】
ここで、このようなボタンの代わりにシーソー型スイッチを用いて右回転と左回転を切り替えるとともに、スイッチを押下している間中回転し、手を離すと停止するようにすることもできるが、このようなシーソー型スイッチだと回転中ずっと手でスイッチを抑えていなければならないので、手を空けることができないという問題がある。そこで本実施形態では、シーソーに替えて回転を開始／停止させるボタン（スイッチ）と、回転速度を調整するボリュームを設けるようにしたものである。これにより、回転中でも手を離すことができ、カメラマンの負担を軽減することが可能となった。
【００６２】
上記のように、像回転用アダプタ１６は、特殊効果撮影を行う場合に使用する。したがって、特殊効果撮影を行わない場合は、図１（ｃ）に示すように、撮影レンズ１４をカメラ本体１２Ａに直接装着して撮影する。この場合、撮影レンズ１４を通過した光は、直接カメラ本体１２Ａに入射し、色分解プリズム５２を介して撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに受光される。なお、像回転用アダプタ１６を装着したままでも通常の撮影は可能である。
【００６３】
一方、必要に応じて映像を回転させるという特殊効果撮影を行う場合は、図１（ｂ）に示すように、撮影レンズ１４とカメラ本体１２Ａとの間に像回転用アダプタ１６を装着して撮影を行う。
【００６４】
像回転用アダプタ１６が装着されると、撮影レンズ１４を通過した光は、像回転用アダプタ１６を介して撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに受光される。具体的には、撮影レンズ１４を通過後、像回転用アダプタ１６内に入射し、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８を介してテレビカメラ１２に出射される。
【００６５】
この際、被写体光は、第１プリズム４２を通過する際に第１プリズム４２内を５回反射されて光軸Ｏ上に出射される。これにより、像が反転される。
【００６６】
第１プリズム４２を通過した被写体光は、一度第１の結像位置で結像した後、第２プリズム４４に入射する。そして、第２プリズム４４で５回反射されて光軸Ｏ上に出射される。これにより、反転された像が、再度反転されて、元に戻される。
【００６７】
第２プリズム４４を通過した被写体光は、リレー光学系を構成する第１リレーレンズ４６と第２リレーレンズ４８を通過して、像回転用アダプタ１６から出射される。そして、この像回転用アダプタ１６から出射された被写体光が、テレビカメラ１２の色分解プリズム５２を介して撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に結像される。
【００６８】
この撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に結像されるに被写体像は、第２プリズム４４を回転させることにより、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの中心を回転中心にして回転する。
【００６９】
この各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に結像される被写体像の回転は、第２プリズム４４の回転の二倍となる。すなわち、第２プリズム４４を１回転させると、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像は２回転する。したがって、第２プリズム４４を９０度回転させると、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像は１８０度回転する。
【００７０】
この第２プリズム４４の回転操作は、右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬで行われ、この右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬからの入力に基づいて、第２プリズム４４が回転駆動される。たとえば、右（正）回転ボタンを操作（押下）すると、その操作信号がマイコン７０に入力される。マイコン７０は、その操作信号に基づいて駆動信号を出力し、プリズム回転駆動モータ６８を右方向へ回転駆動させる。これにより、第２プリズム４４が所定の回転速度（スピード調整ボリューム８４で設定された回転速度）で右回転（正回転、時計回り回転）し、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像が右回転する。また、逆に左回転ボタンＬを操作（押下）すると、その操作信号がマイコン７０に入力される。マイコン７０は、その操作信号に基づいて駆動信号を出力し、プリズム回転駆動モータ６８を回転駆動させる。これにより、第２プリズム４４が所定の回転速度で左回転（逆回転、反時計回り回転）し、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像が左回転する。
【００７１】
このように、右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬを操作すると、第２プリズム４４が回転し、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像が回転する。
【００７２】
なお、第２プリズム４４は、初期状態において、所定の基準位置に位置している。この位置において、撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上には、像回転用アダプタ１６を装着していない時と同じ像が結像される。すなわち、撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に結像する被写体像は、第２プリズム４４の回転位置に応じて変化（回転）するため、初期状態においては、像回転用アダプタ１６を装着していない時と同じ被写体像が撮像されるように、所定の基準位置に位置する。
【００７３】
このように、像回転用アダプタ１６は、テレビカメラ１２に装着したままにしておいても、通常の撮影を行うことができる。これにより、通常の撮影と特殊効果撮影とを切り替えて行う場合においても、面倒な着脱操作を行うことなく使用することができる。
【００７４】
また、強制正立ボタン８０ａが操作されると、第２プリズム４４は、予め設定された正立位置（基準位置）に強制的に復帰する。これにより、像回転用アダプタ１６を装着していない時と同じ被写体像（傾きのない被写体像）を撮像することができる。
【００７５】
なお、第２プリズム４４を回転させる態様は、種々の態様を採用することができる。たとえば、右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬを押下している間、第２プリズム４４を回転させる態様や、右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬを１回押下すると、所定回数回転する態様としたり、また、ショットボタン８２ａを押下することにより、予め設定したショット位置に回転させる等、種々の態様を採ることができる。
【００７６】
また、プリセットを設定する目標位置の設定方法も上で説明したような位置設定ボタンによることなく、例えばショットボタンの長押しによってそのときの現在位置を設定するようにしてもよい。
【００７７】
なお、強制正立やプリセットに正立位置を記憶させる場合に、三脚が傾いていたり、ステディカムを使用しているなどの何らかの原因によってカメラが傾いていると、傾いた分その位置がずれてしまい正立位置ではなくなってしまうという問題がある。本実施形態は、これに対して、傾斜センサ９０を設けて、カメラが傾いていることを検出した場合には、マイコン７０がその検出信号を受けてプリセット位置を自動的に補正するようにしたものである。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態の像回転用アダプタ１６を装着することにより、必要に応じて映像を回転させて撮影する、特殊効果撮影を行うことができる。そして、この像回転用アダプタ１６は、既存の撮影レンズ１４とテレビカメラ１２に使用することができるので、簡単に既存のテレビカメラシステムに特殊撮影機能を付加することができる。
【００７９】
また、本実施の形態の像回転用アダプタ１６は、テレビカメラ１２に装着した場合であっても、装着していないときと同じ映像を撮影することができるので、装着した場合と装着していない場合とで同じ操作感で撮影操作を行うことができる。すなわち、撮影された映像の反転処理や、その反転処理を行うための設定の切り替え操作等を行うことなく、通常と同じ操作で撮影操作を行うことができる。これにより、使い勝手のよいシステムを構築することができる。
【００８０】
また、本実施の形態の像回転用アダプタ１６は、像回転用アダプタ１６内で一度像を結像させる構成としている。この際、結像させる前の光路中にテレビカメラ１２内の色分解プリズム５２の光路長と同じ光路長の第１プリズム４２を配置しているため、収差等が考慮された良好な像を結像させることができる。これにより、撮影レンズ１４の性能を損なわずに、良好な映像をテレビカメラ１２で撮影することができる。
【００８１】
なお、被写体像を単に回転させるだけであれば、撮影光路中に被写体光を奇数回反射させるプリズム（奇数回反射プリズム）を配置し、当該プリズムを回転させればよい（被写体光を偶数回反射させるプリズムの場合、回転させても被写体像を回転させることはできない。）。
【００８２】
しかし、奇数回反射プリズムを使用すると、プリズムに入射する前の画像に対して、出射した後の画像が、裏画（左右反転した画像）になってしまうという問題がある。したがって、その裏画の画像をどこかで表画（左右反転していない画像）に戻す必要がある。
【００８３】
裏画を表画に戻すには、奇数回反射プリズムを再度使用すればよいが、その奇数回反射プリズムを配置するためのスペースが必要になり、本実施形態のようなアダプタの場合、アダプタが大型化してしまうという問題がある。
【００８４】
また、撮影された画像に対して画像処理で表画に戻すこともできるが、この方法の場合、当該機能をテレビカメラ側に付加しなければならないという問題がある。
【００８５】
一方、既存の撮影レンズと既存のテレビカメラとの間に本発明のようなアダプタを配置した場合、アダプタの厚み分、撮影レンズとテレビカメラとの位置関係がズレ、結像位置もズレることになる。
【００８６】
そこで、本実施形態では、アダプタ内で一度結像させ、さらにリレー光学系でリレーして、テレビカメラ内の撮像素子に再結像させる構造としている。
【００８７】
この際、一旦結像させる前の光路中にテレビカメラ内のプリズム（色分解プリズム）と同じ光路長を持つプリズムを配置させるようにすると、既存の撮影レンズが収差等を考慮した最適な状態で結像させることができる。
【００８８】
この結像前の光路中に配置されるプリズムとしては、テレビカメラ内のプリズム（色分解プリズム）と同じ光路長を持つプリズムであれば性能上は問題ないが、このプリズムを配置するためのスペースが必要になり、本実施形態のようなアダプタの場合、アダプタが大型化してしまうという問題がある。
【００８９】
以上のように、単純に考えれば、一旦結像させる前のプリズム、被写体回転用の奇数回反射プリズム、裏画を表画に戻す奇数回反射プリズムをそれぞれ配置すれば性能的には問題ないが、アダプタが大型化するという問題は依然として残ってしまう。
【００９０】
そこで本実施形態では、一旦結像させる前のプリズムと裏画を表画に戻す奇数回反射プリズムとを兼用させることで、アダプタが大型化しないようにしている。
【００９１】
なお、上記実施の形態の像回転用アダプタ１６では、第１プリズム４２の光路長をテレビカメラ１２内の色分解プリズム５２の光路長と同じに設定しているが、第１プリズム４２の光路長とテレビカメラ１２内の色分解プリズム５２の光路長は、必ずしも完全に一致させる必要はなく、許容される範囲内で近い値に設定することができる。すなわち、第１プリズム４２の光路長は、テレビカメラ内の設置されるプリズムの光路長と同じであることが好ましいが、±５ｍｍ程度の範囲内であれば、問題なく良好な映像を撮影することができる。好ましくは、テレビカメラ内に設置されるプリズムの光路長に対して±２ｍｍ程度の範囲内に設定するのがよい。
【００９２】
また、第１プリズム４２の材質についても、テレビカメラ１２内に設置されるプリズムと同じものを使用することが好ましいが、必ずしも同じものを使用する必要はなく、同様の作用効果の得られるものであれば、他の材質のものを使用することができる。
【００９３】
また、上記実施の形態では、第１プリズム４２及び第２プリズム４４をペチャンプリズムで構成しているが、第１プリズム４２及び第２プリズム４４を構成するプリズムは、これに限定されるものではない。すなわち、入射した光を奇数回反射させることにより、像を反転させて出射する構成のプリズムであれば、他の構成のプリズムを用いてもよい。この場合、第２プリズム４４については、入射光軸と出射光軸が同軸上に位置する構成のものを用いることとするが、第１プリズム４２については、少なくとも入射光軸と出射光軸が平行になる構成のものであればよい。また、第１プリズム４２と第２プリズム４４は、必ずしも同じ構成のプリズムを用いる必要はない。
【００９４】
次に、フローチャートに沿って本発明に係る回転ぶれ補正を行う防振処理の流れについて説明する。
【００９５】
本発明は、上で説明した像回転用アダプタ１６を利用して光軸周りの回転ぶれ補正を行うものである。
【００９６】
図６は、防振処理の流れを示すフローチャートである。
【００９７】
まず、図６のステップＳ１００において、光軸の周りの回転ぶれについて防振の処理をするか否か判断する。これは防振オン／オフスイッチ９７がオンになっているかどうかで判断する。防振オフの場合には直ちに処理を終了する。
【００９８】
ステップＳ１００の判断で、防振オンの場合には、次のステップＳ１１０において、初期設定を行う。
【００９９】
図７に、初期設定の流れをフローチャートで示す。
【０１００】
初期設定に入ると、まず図７のステップＳ１１２において、テレビカメラ１２を地面と平行（水平）にするか否か判断する。
【０１０１】
テレビカメラ１２を地面と平行（水平）にする場合には、次のステップＳ１１４で傾斜センサ９０から傾き情報を取得する。傾斜センサ９０で得られた傾き情報はＡ／Ｄ９２によってデジタル信号に変換されてマイコン７０に入力される。
【０１０２】
するとステップＳ１１６において、マイコン７０は、入力された傾き情報に基づいて、Ｄ／Ａ７２を介してプリズム回転駆動モータ６８に駆動信号を送り、第２プリズム４４を回転駆動してレンズ（撮影レンズ１４）の傾斜を補正する。
【０１０３】
また一方、ステップＳ１１２において、テレビカメラ１２を地面と平行（水平）にしないと判断された場合には、ステップＳ１１８において、リセットスイッチ９９を押下してマニュアル操作によって防振処理の基準位置を設定する。
【０１０４】
上述したように、レンズアダプタに正立像を得ることを目的とする傾斜センサ９０が設けられている。傾斜センサ９０では傾きを検出することはできるが、手振れ補正に用いるには傾斜センサ９０では応答性が悪いという問題がある。この点を考慮して、本実施形態では、傾き角度の検出手段として角速度センサ９４が用いられる。
【０１０５】
角速度センサ９４は、傾斜センサ９０と違い、地軸との絶対的な傾きを検出することはできない。そのために回転ぶれ補正のための基準位置を決定する初期設定作業を行うものである。この回転ぶれ補正のための基準位置を決定する初期設定作業を行うことにより、基準からの振れ量が取得できるようになり、検出した振れ量をキャンセルするような角度だけ第２プリズム４４を回転させて回転ぶれ補正が行われる。
【０１０６】
しかし、初期設定時にレンズが傾いていると傾いた状態が基準となってしまい、像が意図しない傾きを持ってしまうという問題がある。
【０１０７】
例えば、テレビカメラシステム１０が角速度センサ９４しか備えていない場合には、レンズの鉛直方向に対する傾きが検知できないため、図８（ｂ）に示すように、鉛直方向に対して角度αだけレンズが傾いているとき、破線で示した軸のように傾いた状態が回転ぶれ補正のための基準となってしまう可能性がある。
【０１０８】
このとき図８（ｂ）に矢印で示したように、基準である破線軸に合わせるように破線軸の周りの方向に補正が行われるため、実線枠で示した像１０４が傾斜補正によって得られる像となる。
【０１０９】
これに対して、本実施形態のように、傾斜センサ９０と角速度センサ９４の両方を備えている場合には、初期設定時に、図８（ａ）に示すように同様に鉛直方向に対して角度αだけレンズが傾いていても、傾斜センサ９０により鉛直方向に対する傾きを検知できるので、図８（ａ）中に実線で示す軸が回転ぶれ補正のための基準位置となるように初期設定することができる。
【０１１０】
そこで、このときは図８（ａ）中に矢印で示したように実線軸の周りの方向に補正が行われるため、この場合の傾斜補正によって得られる像は図に実線枠で示したような像１０２となり、きちんとした傾きのない像（正立像）が得られる。なお、この場合に傾斜補正を行わない場合には図中に点線枠で示したように鉛直方向から角度αだけ傾いた像１００が得られる。
【０１１１】
このように本実施形態においては、角速度センサ９４と傾斜センサ９０の両方を用い、傾斜センサ９０から得られる絶対的な傾きの情報を使うことで、角速度センサ９４の回転ぶれ補正のための基準位置の問題を解決し、常に水平を保った像を得ることができる。
【０１１２】
再び図６のフローチャートに戻り、ステップＳ１１０の初期設定が終了したら、次にステップＳ１２０において、角速度センサ９４からそのときのレンズの回転角情報を取得する。角速度センサ９４によって取得された回転角情報はＡ／Ｄ９６によってデジタル信号に変換されてマイコン７０に入力される。
【０１１３】
次にステップＳ１３０において、マイコン７０は入力された回転角情報から第２プリズム４４を回転させる補正量を演算する。この補正量は、上で得られた回転角情報と、上で設定された基準位置とに基づいて演算される。
【０１１４】
次に、ステップＳ１４０において、マイコン７０は、上で算出された補正量により第２プリズム４４を回転駆動する駆動信号をプリズム回転駆動モータ６８に対して出力し、第２プリズム４４を回転することにより角度補正を行うことにより回転ぶれ補正を行う。
【０１１５】
次に、ステップＳ１５０において、防振オフとなったか否か判断する。防振オフか否かは、防振オン／オフスイッチ９７がオフとなっているかどうかで判断される。防振オフでなければ、ステップＳ１１０に戻り、再び初期設定以下の処理を繰り返す。また、防振オフとなった場合には、防振処理を終了する。
【０１１６】
なお、ステップＳ１１０の初期設定からステップＳ１５０の防振オフか否かの判断までの処理を繰り返す際、ステップＳ１１０の初期設定は、初期設定を行うためのトリガーを用意しておき、このトリガーがかかっているときのみ初期設定を行い、トリガーがかかっていないときには初期設定を行わないようにしてもよい。
【０１１７】
また、防振オン／オフスイッチ９７が押下されて防振オンとなっている場合であっても、マイコン７０がカメラマンがマニュアル操作に入ったことを検知した場合には、自動的に防振オフとして回転ぶれ補正の処理を行わないようにすることが好ましい。例えば、カメラマンが特殊効果等を狙ってマニュアル操作を行っているような場合には、そのカメラマンの意思を優先させようとするものである。
【０１１８】
そして、この場合、マニュアル操作が完了した時点を回転ぶれ補正の原点とすることが好ましい。すなわち、マニュアル操作が完了したときのレンズ位置を回転ぶれ補正のための基準位置とするものである。またあるいは、このときトリガーをかけて、改めて初期設定を行い、基準位置を決定するようにしてもよい。
【０１１９】
また、このとき、上述したように像回転用アダプタ中のプリズムを用いて回転ぶれ補正を行うのではなく、カメラに内蔵されたプリズムを回転することにより光軸の周りに像を回転して回転ぶれ補正を行うような構成としてもよい。
【０１２０】
以上、本発明の像ぶれ補正装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１２１】
１０…テレビカメラシステム、１２…テレビカメラ、１２Ａ…カメラ本体、１４…撮影レンズ、１６…像回転用アダプタ、１８…レンズ側マウント、２０…カメラ側マウント、２２…後側マウント、２４…前側マウント、３０…レンズ鏡筒、３２…フォーカスレンズ、３４…ズームレンズ、３６…アイリス、３８…リレーレンズ、４０…ケース、４２…第１プリズム、４４…第２プリズム、４６…第１リレーレンズ、４８…第２リレーレンズ、５２…色分解プリズム、５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ…撮像素子、６０…プリズム保持枠、６２…ベアリング、６４…ギア、６６…駆動ギア、６８…プリズム回転駆動モータ、７０…マイコン、７２…Ｄ／Ａ、７４…エンコーダ、７６…カウンタ、８０ａ…強制正立ボタン、８０ｂ…強制正立位置設定ボタン、８２ａ…ショットボタン、８２ｂ…ショット位置設定ボタン、８４…スピード調整ボリューム、８６、９２、９６…Ａ／Ｄ、８８…メモリ、９０…傾斜センサ、９４…角速度センサ、９７…防振オン／オフスイッチ、９８…水平オン／オフスイッチ、９９…リセットスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像ぶれ補正装置に係り、特に、撮影レンズとカメラ本体との間に装着され、撮像素子の受光面上に結像される被写体像を回転させる像回転用アダプタのプリズムの回転による像回転の仕組みを利用して、手振れによる光軸周りの回転振れ補正を行う像ぶれ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの像ぶれ補正装置は、撮影光軸に直交する面内で補正レンズを移動自在に支持し、カメラに振動が加わった際に、その振動を打ち消す方向に補正レンズをアクチュエータで移動させることによって像ぶれを補正している。
【０００３】
カメラの像ぶれは、対物レンズの光軸あるいはこれに直交する軸の周りの回転ぶれ、及びこれらの軸方向のぶれなどがある。ここで、対物レンズの光軸を回転中心とする回転ぶれに起因する像ぶれを補正するものとして、例えば、対物レンズと結像面との間の光路中に配置され結像面上に形成される物体の像を対物レンズの光軸を回転中心として回転移動させるためのプリズムと、対物レンズの光軸を回転中心とするカメラ全体の回転ぶれを検出するためのぶれ検出装置と、プリズムを対物レンズの光軸を回転中心として回転移動させる駆動装置とを備えた像ぶれ補正機能を有するカメラが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１６６８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のものでは、特別に回転ぶれを補正するためのプリズムやそれを回転駆動させるための駆動装置を備えなければならず、コスト高となるという問題がある。また、さらに上記従来のものは、ぶれ検出装置として角速度センサーあるいは角加速度センサーしか備えていないため、地軸との絶対的な傾きを検出することができず、レンズが傾いた状態が回転ぶれ補正の基準の位置となってしまう虞れがあり、そうすると像が意図しない傾きを持ってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、例えば像回転用アダプタのプリズムの回転による像回転の仕組みを利用することにより特別な構成を付加することなく、像が意図しない傾きを持つことなく、またカメラマンの意図を優先しつつ、光軸周りの回転ぶれ補正を行うことのできる像ぶれ補正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、カメラ本体に対して撮影レンズが着脱自在に設けられ、該撮影レンズを通過した被写体像がカメラ本体に内蔵されたプリズムを介して撮像素子の受光面上に結像されるカメラに対して、前記撮影レンズと前記カメラ本体との間に着脱自在に装着され、前記撮像素子の受光面上に結像される被写体像を回転させるプリズムを備えた像回転用アダプタと、前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段と、を備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記像回転用アダプタのプリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正することを特徴とする像ぶれ補正装置を提供する。
【０００８】
これにより、例えば像回転用アダプタのプリズムの回転による像回転の仕組みを利用して、特別な構成を付加することなく、像が意図しない傾きを持つことのないように、光軸周りの回転ぶれ補正を行うことができる。
【０００９】
また、請求項２に示すように、請求項１に記載の像ぶれ補正装置であって、さらに、前記カメラ本体の傾きを検出する傾斜センサを備え、前記補正量算出手段は、前記傾斜センサ及び前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出することを特徴とする。
【００１０】
これにより、傾斜センサから得られる絶対的な傾きの情報により角度検出手段の基準位置を正確に水平に設定することが可能となる。
【００１１】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、カメラ本体の撮像素子の受光面上に結像される撮影レンズを通過した被写体像を前記撮影レンズの光軸の周りに回転移動させるプリズムと、前記カメラ本体の傾きを検出する傾斜センサと、前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、前記傾斜センサ及び前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段とを備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記プリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正するとともに、カメラマンがマニュアル操作を行ったことを検出するマニュアル操作検出手段を備え、マニュアル操作実行時には自動的に前記回転ぶれ補正を行わないようにし、該マニュアル操作完了時点を前記回転ぶれ補正の原点とすることを特徴とする像ぶれ補正装置を提供する。
【００１２】
これにより、たとえ防振オンで回転ぶれ補正処理が実行中であっても、カメラマンがマニュアル操作を行ったときには、自動的に防振オフとすることで、マニュアル操作の優先を図りカメラマンが意図した撮影を行うことができる。
【００１３】
また、請求項４に示すように、前記回転ぶれ補正を行うときには、回転ぶれ補正のための前記像を回転するプリズムの基準位置を決定するための初期設定を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に示すように、前記初期設定は、前記傾斜センサの検出情報に基づいて自動で前記撮影レンズの傾斜を補正することにより、あるいはマニュアル操作によって、前記回転ぶれ補正のための基準位置を決定することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に示すように、前記初期設定は、所定のトリガーによって実行されることを特徴とする。
【００１６】
このように、初期設定により、撮影レンズの傾きを補正することにより、カメラマンの意図しない像の傾きを防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、例えば像回転用アダプタのプリズムの回転による像回転の仕組みを利用することにより、特別な構成を付加することなく、像が意図しない傾きを持つことのないように、光軸周りの回転ぶれ補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）〜（ｃ）はテレビカメラシステムのシステム構成図である。
【図２】テレビカメラシステムの光学系の概略構成図である。
【図３】像回転用アダプタの一実施形態の概略構成を示す概略図である。
【図４】第１プリズム（第２プリズム）の概略構成図である。
【図５】第２プリズムを光軸の回りに回転する回転駆動制御系の概略を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る防振処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】防振処理における初期設定の流れを示すフローチャートである。
【図８】鉛直方向に対して角度αだけレンズが傾いているときに得られる像の例を示す説明図であり、（ａ）は傾斜センサ及び角度センサを用いた場合、（ｂ）は角度センサのみの場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る像ぶれ補正装置について詳細に説明する。
【００２０】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る像ぶれ補正装置が適用されたテレビカメラシステムのシステム構成図である。
【００２１】
まず図１（ａ）に示すように、このテレビカメラシステム１０は、テレビカメラ１２と、撮影レンズ１４と、像回転用アダプタ１６とで構成されている。
【００２２】
像回転用アダプタ１６は、テレビカメラ１２で撮影される映像を回転させて、特殊効果を与える際に使用するアダプタであり、必要に応じてテレビカメラ１２と撮影レンズ１４との間に装着される。すなわち、この像回転用アダプタ１６は、図１（ｂ）に示すように、映像を回転させて特殊効果を与える場合に、テレビカメラ１２と撮影レンズ１４との間に装着され、特殊効果撮影を行わない場合は、テレビカメラ１２から外される。したがって、特殊効果撮影を行わない場合は、図１（ｃ）に示すように、テレビカメラ１２には撮影レンズ１４が直接装着される。
【００２３】
なお、撮影レンズ１４は、その後端部にレンズ側マウント１８が設けられており、このレンズ側マウント１８をテレビカメラ１２のカメラ本体１２Ａの先端部に設けられたカメラ側マウント２０に取り付けることにより、カメラ本体１２Ａに装着される。
【００２４】
像回転用アダプタ１６は、その後端部にレンズ側マウント１８と同一構成の後側マウント２２が設けられており、この後側マウント２２をテレビカメラ１２のカメラ側マウント２０に取り付けることにより、テレビカメラ１２に装着できるように構成されている。
【００２５】
また、像回転用アダプタ１６の先端部には、カメラ側マウント２０と同一構成の前側マウント２４が設けられており、この前側マウント２４に撮影レンズ１４のレンズ側マウント１８を取り付けることにより、撮影レンズ１４を像回転用アダプタ１６に装着できるように構成されている。
【００２６】
図２は、図１に示したテレビカメラシステム１０における光学系の概略構成図である。
【００２７】
なお、同図において各レンズの構成は簡略化して示されており、複数のレンズからなるレンズ群を１つのレンズで示しているものもある。
【００２８】
図２に示すように、撮影レンズ１４のレンズ鏡筒３０内には、前側から順にフォーカスレンズ３２、ズームレンズ３４、アイリス３６、リレーレンズ３８が配置されている。撮影レンズ１４の先端から入射した被写体光は、これらの各レンズを通過して、撮影レンズ１４の後端から出射される。
【００２９】
像回転用アダプタ１６のケース４０内には、撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８が配置されている。撮影レンズ１４の後端から出射した被写体光は、撮影レンズ１４の光軸Ｏに沿って進行し、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８を通過して、像回転用アダプタ１６の後端から出射される。
【００３０】
テレビカメラ１２のカメラ本体１２Ａ内には、撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に色分解プリズム５２が配置されており、像回転用アダプタ１６の後端から出射した被写体光は、この色分解プリズム５２によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に分解される。そして、各色成分に分解された被写体光は、それぞれ各色成分用の撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面に入射される。各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面に入射された被写体光は、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂで電気信号に変換されたのち、周知の画像信号処理手段によって信号処理され、所定形式の映像信号として出力又は記録媒体に記録される。
【００３１】
図３は、像回転用アダプタ１６の概略構成を拡大して示す概略図である。
【００３２】
像回転用アダプタ１６は、ケース４０内に撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８が配置され、撮影レンズ１４の後端から出射した被写体光は、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８を通過して、像回転用アダプタ１６の後端から出射される。
【００３３】
ケース４０は、円筒状に形成され、その前端面に前側マウント２４、後端面に後側マウント２２が形成される。
【００３４】
第１プリズム４２は、ペチャンプリズムで構成され、図示しない保持枠に保持されて、撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に固定して設置されている。
【００３５】
ペチャンプリズムは、三角プリズムをわずかの空気層を介して対向配置したプリズムの一種であり、図４に示したような光路が形成される。すなわち、撮影レンズ１４を介して第１の三角プリズム４２Ａに入射した光は、面Ａ１で反射した後、面Ａ２で反射し、面Ａ１から射出して空気層Ｈに出る。空気層Ｈに出た光は、第２の三角プリズム４２Ｂの面Ｂ１に入射し、面Ｂ２で反射した後、さらに面Ｂ３と面Ｂ１で反射して、面Ｂ２から射出する。この際、光は光軸Ｏに沿って出射する。
【００３６】
このように、ペチャンプリズムで構成された第１プリズム４２は、光軸Ｏに沿って入射された光を５回反射させることにより、光軸Ｏに沿って出射させる。そして、この反射は奇数回であることから、像は反転されて出射される。
【００３７】
なお、この第１プリズム４２は、その光路長は、カメラ本体１２Ａに内蔵された色分解プリズム５２の光路長と同じ長さに形成される。
【００３８】
第１プリズム４２から出射された被写体光は、合焦状態において、第１プリズム４２と第２プリズム４４との間で一度結像し、その後、第２プリズム４４に入射する。以下、この第１プリズム４２と第２プリズム４４との間で被写体像が結像する位置を第１の結像位置という。
【００３９】
ここで、上記のように、第１プリズム４２は、カメラ本体１２Ａに内蔵された色分解プリズム５２と同じ光路長で形成されているため、第１の結像位置で結像する像は、撮影レンズ１４が想定した収差等が考慮された像が結像する。
【００４０】
すなわち、撮影レンズ１４は、カメラ本体１２Ａ内に色分解プリズム５２を有するテレビカメラ１２に対して、色分解プリズム５２の存在を考慮して、収差等の設計が行われる。したがって、第１プリズム４２の光路長を色分解プリズム５２の光路長と同じにすることにより、収差等が考慮された良好な像を第１の結像位置に結像させることができる。
【００４１】
第２プリズム４４も第１プリズム４２と同様にペチャンプリズムで構成され、第１プリズム４２から出射される被写体光の光軸上に配置される。本例では、第１プリズム４２がペチャンプリズムで構成され、その入射光軸と出射光軸とが同軸上に形成されているため、第１プリズム４２と同様に第２プリズム４４も撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に配置される。
【００４２】
また、この第２プリズム４４は、第１プリズム４２と同様にペチャンプリズムで構成されることから、第２プリズム４４に入射した被写体光は、プリズム内で５回反射されたのち、光軸Ｏに沿って出射される。この反射は奇数回であることから、像は反転されて出射される。
【００４３】
ここで、第２プリズム４４に入射される像は、第１プリズム４２で反転された像が入射されることから、反転された像が、さらに反転されて、元に戻される。すなわち、第２プリズム４４から出射される像は、撮影レンズ１４から出射された像（＝第１プリズム４２に入射する像）と同じ像が出射される。
【００４４】
このように、第２プリズム４４は、第１プリズム４２で反転された像は奇数回反射させることにより、さらに反転させて、元に戻す機能を有する。
【００４５】
図３に示すように、この第２プリズム４４は、プリズム保持枠６０に保持されて、撮影レンズ１４の光軸Ｏ上に配置されている。
【００４６】
プリズム保持枠６０は円筒状に形成されており、その内周部に第２プリズム４４が収容されて保持されている。このプリズム保持枠６０は、ケース４０内に設置されたベアリング６２によって、光軸Ｏ回りに回転自在に支持されている。第２プリズム４４は、このプリズム保持枠６０を回転させることにより、光軸Ｏの回りを回転する。
【００４７】
プリズム保持枠６０の外周には、ギア６４が一体的に形成されている。このギア６４には、駆動ギア６６が噛み合わされている。駆動ギア６６は、ケース４０内に設置されたプリズム回転駆動モータ６８の出力軸に連結されており、このプリズム回転駆動モータ６８を駆動することにより正逆回転する。そして、この駆動ギア６６が回転することにより、プリズム保持枠６０が回転し、第２プリズム４４が光軸Ｏ回りに回転する。
【００４８】
このように、第２プリズム４４は、プリズム回転駆動モータ６８を駆動することにより、光軸Ｏ回りに回転する。そして、この第２プリズム４４が光軸Ｏ回りに回転することにより、第２プリズム４４から出射される被写体像が光軸Ｏ回りに回転する。この回転は、第２プリズム４４の二倍の速度で回転する。すなわち、第２プリズム４４が４５度回転すると、第２プリズム４４から出射される像は９０度回転し、第２プリズム４４が９０度回転すると、第２プリズム４４から出射される像は１８０度回転する。
【００４９】
なお、プリズム回転駆動モータ６８の駆動を制御する制御系については、詳しくは後述する。
【００５０】
第２プリズム４４から出射した被写体光は、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８を通過して、像回転用アダプタ１６から出射される。
【００５１】
この第１リレーレンズ４６と第２リレーレンズ４８は、リレー光学系を構成し、第２プリズム４４から出射された被写体光を集光して、カメラ本体１２Ａに内蔵された撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に再結像させる。
【００５２】
これにより、撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上には、像回転用アダプタ１６を装着していても、装着していなくても同じ被写体像が結像される。
【００５３】
図５に、第２プリズム４４を光軸Ｏの回りに回転する回転駆動制御系及びこれを利用した光軸周りの回転像ぶれを補正する本発明に係る像ぶれ補正装置の一実施形態の概略を示す。
【００５４】
図５に示すように、第２プリズム４４を回転するプリズム回転駆動モータ６８は、マイコン７０によって制御される。マイコン７０は、Ｄ／Ａ（デジタル・アナログ変換器）７２を介してプリズム回転駆動モータ６８に駆動信号を送りその回転駆動を制御する。
【００５５】
また、プリズム回転駆動モータ６８には、エンコーダ７４が設けられており、このエンコーダ７４で検出された信号はカウンタ７６でカウントされて出力軸の回転位置情報としてマイコン７０に出力される。なお、本実施形態では、１回転（０°〜３６０°）を０から４０９５のデジタル値で表して、第２プリズム４４の回転方向及び位置を検出して制御する。
【００５６】
また、マイコン７０に対して各種制御を指示するための信号を入力する様々な操作ボタン（操作スイッチ）が設けられている。例えば、右方向（正方向、時計回り）への回転を指示する右回転ボタンＲ、左方向（負（逆）方向、反時計回り）への回転を指示する左回転ボタンＬ、強制的に正立位置（被写体像が正立する位置）に戻す強制正立ボタン（リセットボタン）８０ａ、予め設定された目標位置（ショット位置）に回転して停止させるいわゆるプリセットを実行するためのショットボタン（SHOT１）８２ａ、さらに強制正立ボタン８０ａ、ショットボタン８２ａに対して、それぞれ強制正立位置及びその目標位置（ショット位置）を設定するための強制正立位置設定ボタン（強制正立MEMO）８０ｂ、ショット位置設定ボタン（SHOT１MEMO)８２ｂが設けられている。
【００５７】
なお、目標位置は一つだけでなく複数設定することができるようにショットボタン及びショット位置設定ボタンは、SHOT２、SHOT２MEMO、・・・のように複数設けることが好ましい。
【００５８】
また、その他に、回転速度を設定／調整するスピード調整ボリューム８４、スピード調整ボリューム８４から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換してマイコン７０に入力するＡ／Ｄ（アナログ・デジタル変換器）８６、予め設定された強制正立位置及び目標位置を記憶するとともに、マイコン７０が実行する制御プログラムを記憶するメモリ８８、カメラ本体が地面（水平）に対して傾いていることを検出する傾斜センサ９０とその検出信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換してマイコン７０に入力するＡ／Ｄ９２、光軸周りの回転角情報を取得する手段としての角速度センサ９４（角度検出手段）とその検出信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換してマイコン７０に入力するＡ／Ｄ９６、回転ぶれ補正を行うようにするための防振オン／オフスイッチ９７、傾斜センサ９０により水平に対する傾きの検出を行うようにするための水平オン／オフスイッチ９８、及び防振オンにして回転ぶれ補正を開始する際、初期設定で角速度センサ９４の基準位置を決めるためのリセットスイッチ９９等が設けられている。
【００５９】
なお、本実施形態では、傾斜センサ９０を備えているが、傾斜センサ９０を備えない構成としてもよい。
【００６０】
なお、右回転ボタンＲは、第２プリズム４４が停止している時に押されると、第２プリズム４４は右回転を始め、もう一度押されると右回転を停止するようになっている。このように、右回転ボタンＲを一度押せば、ずっと押し続けていなくとも、右回転を続けるので、押した後はボタンから手を離すことができ、手がフリーになる。また、右回転中に右回転ボタンＲを押すと回転は停止され、左回転中に右回転ボタンＲを押すと右回転するようになっている。左回転ボタンＬについても同様である。
【００６１】
ここで、このようなボタンの代わりにシーソー型スイッチを用いて右回転と左回転を切り替えるとともに、スイッチを押下している間中回転し、手を離すと停止するようにすることもできるが、このようなシーソー型スイッチだと回転中ずっと手でスイッチを抑えていなければならないので、手を空けることができないという問題がある。そこで本実施形態では、シーソーに替えて回転を開始／停止させるボタン（スイッチ）と、回転速度を調整するボリュームを設けるようにしたものである。これにより、回転中でも手を離すことができ、カメラマンの負担を軽減することが可能となった。
【００６２】
上記のように、像回転用アダプタ１６は、特殊効果撮影を行う場合に使用する。したがって、特殊効果撮影を行わない場合は、図１（ｃ）に示すように、撮影レンズ１４をカメラ本体１２Ａに直接装着して撮影する。この場合、撮影レンズ１４を通過した光は、直接カメラ本体１２Ａに入射し、色分解プリズム５２を介して撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに受光される。なお、像回転用アダプタ１６を装着したままでも通常の撮影は可能である。
【００６３】
一方、必要に応じて映像を回転させるという特殊効果撮影を行う場合は、図１（ｂ）に示すように、撮影レンズ１４とカメラ本体１２Ａとの間に像回転用アダプタ１６を装着して撮影を行う。
【００６４】
像回転用アダプタ１６が装着されると、撮影レンズ１４を通過した光は、像回転用アダプタ１６を介して撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに受光される。具体的には、撮影レンズ１４を通過後、像回転用アダプタ１６内に入射し、第１プリズム４２、第２プリズム４４、第１リレーレンズ４６、第２リレーレンズ４８を介してテレビカメラ１２に出射される。
【００６５】
この際、被写体光は、第１プリズム４２を通過する際に第１プリズム４２内を５回反射されて光軸Ｏ上に出射される。これにより、像が反転される。
【００６６】
第１プリズム４２を通過した被写体光は、一度第１の結像位置で結像した後、第２プリズム４４に入射する。そして、第２プリズム４４で５回反射されて光軸Ｏ上に出射される。これにより、反転された像が、再度反転されて、元に戻される。
【００６７】
第２プリズム４４を通過した被写体光は、リレー光学系を構成する第１リレーレンズ４６と第２リレーレンズ４８を通過して、像回転用アダプタ１６から出射される。そして、この像回転用アダプタ１６から出射された被写体光が、テレビカメラ１２の色分解プリズム５２を介して撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に結像される。
【００６８】
この撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に結像されるに被写体像は、第２プリズム４４を回転させることにより、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの中心を回転中心にして回転する。
【００６９】
この各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に結像される被写体像の回転は、第２プリズム４４の回転の二倍となる。すなわち、第２プリズム４４を１回転させると、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像は２回転する。したがって、第２プリズム４４を９０度回転させると、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像は１８０度回転する。
【００７０】
この第２プリズム４４の回転操作は、右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬで行われ、この右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬからの入力に基づいて、第２プリズム４４が回転駆動される。たとえば、右（正）回転ボタンを操作（押下）すると、その操作信号がマイコン７０に入力される。マイコン７０は、その操作信号に基づいて駆動信号を出力し、プリズム回転駆動モータ６８を右方向へ回転駆動させる。これにより、第２プリズム４４が所定の回転速度（スピード調整ボリューム８４で設定された回転速度）で右回転（正回転、時計回り回転）し、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像が右回転する。また、逆に左回転ボタンＬを操作（押下）すると、その操作信号がマイコン７０に入力される。マイコン７０は、その操作信号に基づいて駆動信号を出力し、プリズム回転駆動モータ６８を回転駆動させる。これにより、第２プリズム４４が所定の回転速度で左回転（逆回転、反時計回り回転）し、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像が左回転する。
【００７１】
このように、右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬを操作すると、第２プリズム４４が回転し、各撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに結像される被写体像が回転する。
【００７２】
なお、第２プリズム４４は、初期状態において、所定の基準位置に位置している。この位置において、撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上には、像回転用アダプタ１６を装着していない時と同じ像が結像される。すなわち、撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に結像する被写体像は、第２プリズム４４の回転位置に応じて変化（回転）するため、初期状態においては、像回転用アダプタ１６を装着していない時と同じ被写体像が撮像されるように、所定の基準位置に位置する。
【００７３】
このように、像回転用アダプタ１６は、テレビカメラ１２に装着したままにしておいても、通常の撮影を行うことができる。これにより、通常の撮影と特殊効果撮影とを切り替えて行う場合においても、面倒な着脱操作を行うことなく使用することができる。
【００７４】
また、強制正立ボタン８０ａが操作されると、第２プリズム４４は、予め設定された正立位置（基準位置）に強制的に復帰する。これにより、像回転用アダプタ１６を装着していない時と同じ被写体像（傾きのない被写体像）を撮像することができる。
【００７５】
なお、第２プリズム４４を回転させる態様は、種々の態様を採用することができる。たとえば、右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬを押下している間、第２プリズム４４を回転させる態様や、右回転ボタンＲ又は左回転ボタンＬを１回押下すると、所定回数回転する態様としたり、また、ショットボタン８２ａを押下することにより、予め設定したショット位置に回転させる等、種々の態様を採ることができる。
【００７６】
また、プリセットを設定する目標位置の設定方法も上で説明したような位置設定ボタンによることなく、例えばショットボタンの長押しによってそのときの現在位置を設定するようにしてもよい。
【００７７】
なお、強制正立やプリセットに正立位置を記憶させる場合に、三脚が傾いていたり、ステディカムを使用しているなどの何らかの原因によってカメラが傾いていると、傾いた分その位置がずれてしまい正立位置ではなくなってしまうという問題がある。本実施形態は、これに対して、傾斜センサ９０を設けて、カメラが傾いていることを検出した場合には、マイコン７０がその検出信号を受けてプリセット位置を自動的に補正するようにしたものである。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態の像回転用アダプタ１６を装着することにより、必要に応じて映像を回転させて撮影する、特殊効果撮影を行うことができる。そして、この像回転用アダプタ１６は、既存の撮影レンズ１４とテレビカメラ１２に使用することができるので、簡単に既存のテレビカメラシステムに特殊撮影機能を付加することができる。
【００７９】
また、本実施の形態の像回転用アダプタ１６は、テレビカメラ１２に装着した場合であっても、装着していないときと同じ映像を撮影することができるので、装着した場合と装着していない場合とで同じ操作感で撮影操作を行うことができる。すなわち、撮影された映像の反転処理や、その反転処理を行うための設定の切り替え操作等を行うことなく、通常と同じ操作で撮影操作を行うことができる。これにより、使い勝手のよいシステムを構築することができる。
【００８０】
また、本実施の形態の像回転用アダプタ１６は、像回転用アダプタ１６内で一度像を結像させる構成としている。この際、結像させる前の光路中にテレビカメラ１２内の色分解プリズム５２の光路長と同じ光路長の第１プリズム４２を配置しているため、収差等が考慮された良好な像を結像させることができる。これにより、撮影レンズ１４の性能を損なわずに、良好な映像をテレビカメラ１２で撮影することができる。
【００８１】
なお、被写体像を単に回転させるだけであれば、撮影光路中に被写体光を奇数回反射させるプリズム（奇数回反射プリズム）を配置し、当該プリズムを回転させればよい（被写体光を偶数回反射させるプリズムの場合、回転させても被写体像を回転させることはできない。）。
【００８２】
しかし、奇数回反射プリズムを使用すると、プリズムに入射する前の画像に対して、出射した後の画像が、裏画（左右反転した画像）になってしまうという問題がある。したがって、その裏画の画像をどこかで表画（左右反転していない画像）に戻す必要がある。
【００８３】
裏画を表画に戻すには、奇数回反射プリズムを再度使用すればよいが、その奇数回反射プリズムを配置するためのスペースが必要になり、本実施形態のようなアダプタの場合、アダプタが大型化してしまうという問題がある。
【００８４】
また、撮影された画像に対して画像処理で表画に戻すこともできるが、この方法の場合、当該機能をテレビカメラ側に付加しなければならないという問題がある。
【００８５】
一方、既存の撮影レンズと既存のテレビカメラとの間に本発明のようなアダプタを配置した場合、アダプタの厚み分、撮影レンズとテレビカメラとの位置関係がズレ、結像位置もズレることになる。
【００８６】
そこで、本実施形態では、アダプタ内で一度結像させ、さらにリレー光学系でリレーして、テレビカメラ内の撮像素子に再結像させる構造としている。
【００８７】
この際、一旦結像させる前の光路中にテレビカメラ内のプリズム（色分解プリズム）と同じ光路長を持つプリズムを配置させるようにすると、既存の撮影レンズが収差等を考慮した最適な状態で結像させることができる。
【００８８】
この結像前の光路中に配置されるプリズムとしては、テレビカメラ内のプリズム（色分解プリズム）と同じ光路長を持つプリズムであれば性能上は問題ないが、このプリズムを配置するためのスペースが必要になり、本実施形態のようなアダプタの場合、アダプタが大型化してしまうという問題がある。
【００８９】
以上のように、単純に考えれば、一旦結像させる前のプリズム、被写体回転用の奇数回反射プリズム、裏画を表画に戻す奇数回反射プリズムをそれぞれ配置すれば性能的には問題ないが、アダプタが大型化するという問題は依然として残ってしまう。
【００９０】
そこで本実施形態では、一旦結像させる前のプリズムと裏画を表画に戻す奇数回反射プリズムとを兼用させることで、アダプタが大型化しないようにしている。
【００９１】
なお、上記実施の形態の像回転用アダプタ１６では、第１プリズム４２の光路長をテレビカメラ１２内の色分解プリズム５２の光路長と同じに設定しているが、第１プリズム４２の光路長とテレビカメラ１２内の色分解プリズム５２の光路長は、必ずしも完全に一致させる必要はなく、許容される範囲内で近い値に設定することができる。すなわち、第１プリズム４２の光路長は、テレビカメラ内の設置されるプリズムの光路長と同じであることが好ましいが、±５ｍｍ程度の範囲内であれば、問題なく良好な映像を撮影することができる。好ましくは、テレビカメラ内に設置されるプリズムの光路長に対して±２ｍｍ程度の範囲内に設定するのがよい。
【００９２】
また、第１プリズム４２の材質についても、テレビカメラ１２内に設置されるプリズムと同じものを使用することが好ましいが、必ずしも同じものを使用する必要はなく、同様の作用効果の得られるものであれば、他の材質のものを使用することができる。
【００９３】
また、上記実施の形態では、第１プリズム４２及び第２プリズム４４をペチャンプリズムで構成しているが、第１プリズム４２及び第２プリズム４４を構成するプリズムは、これに限定されるものではない。すなわち、入射した光を奇数回反射させることにより、像を反転させて出射する構成のプリズムであれば、他の構成のプリズムを用いてもよい。この場合、第２プリズム４４については、入射光軸と出射光軸が同軸上に位置する構成のものを用いることとするが、第１プリズム４２については、少なくとも入射光軸と出射光軸が平行になる構成のものであればよい。また、第１プリズム４２と第２プリズム４４は、必ずしも同じ構成のプリズムを用いる必要はない。
【００９４】
次に、フローチャートに沿って本発明に係る回転ぶれ補正を行う防振処理の流れについて説明する。
【００９５】
本発明は、上で説明した像回転用アダプタ１６を利用して光軸周りの回転ぶれ補正を行うものである。
【００９６】
図６は、防振処理の流れを示すフローチャートである。
【００９７】
まず、図６のステップＳ１００において、光軸の周りの回転ぶれについて防振の処理をするか否か判断する。これは防振オン／オフスイッチ９７がオンになっているかどうかで判断する。防振オフの場合には直ちに処理を終了する。
【００９８】
ステップＳ１００の判断で、防振オンの場合には、次のステップＳ１１０において、初期設定を行う。
【００９９】
図７に、初期設定の流れをフローチャートで示す。
【０１００】
初期設定に入ると、まず図７のステップＳ１１２において、テレビカメラ１２を地面と平行（水平）にするか否か判断する。
【０１０１】
テレビカメラ１２を地面と平行（水平）にする場合には、次のステップＳ１１４で傾斜センサ９０から傾き情報を取得する。傾斜センサ９０で得られた傾き情報はＡ／Ｄ９２によってデジタル信号に変換されてマイコン７０に入力される。
【０１０２】
するとステップＳ１１６において、マイコン７０は、入力された傾き情報に基づいて、Ｄ／Ａ７２を介してプリズム回転駆動モータ６８に駆動信号を送り、第２プリズム４４を回転駆動してレンズ（撮影レンズ１４）の傾斜を補正する。
【０１０３】
また一方、ステップＳ１１２において、テレビカメラ１２を地面と平行（水平）にしないと判断された場合には、ステップＳ１１８において、リセットスイッチ９９を押下してマニュアル操作によって防振処理の基準位置を設定する。
【０１０４】
上述したように、レンズアダプタに正立像を得ることを目的とする傾斜センサ９０が設けられている。傾斜センサ９０では傾きを検出することはできるが、手振れ補正に用いるには傾斜センサ９０では応答性が悪いという問題がある。この点を考慮して、本実施形態では、傾き角度の検出手段として角速度センサ９４が用いられる。
【０１０５】
角速度センサ９４は、傾斜センサ９０と違い、地軸との絶対的な傾きを検出することはできない。そのために回転ぶれ補正のための基準位置を決定する初期設定作業を行うものである。この回転ぶれ補正のための基準位置を決定する初期設定作業を行うことにより、基準からの振れ量が取得できるようになり、検出した振れ量をキャンセルするような角度だけ第２プリズム４４を回転させて回転ぶれ補正が行われる。
【０１０６】
しかし、初期設定時にレンズが傾いていると傾いた状態が基準となってしまい、像が意図しない傾きを持ってしまうという問題がある。
【０１０７】
例えば、テレビカメラシステム１０が角速度センサ９４しか備えていない場合には、レンズの鉛直方向に対する傾きが検知できないため、図８（ｂ）に示すように、鉛直方向に対して角度αだけレンズが傾いているとき、破線で示した軸のように傾いた状態が回転ぶれ補正のための基準となってしまう可能性がある。
【０１０８】
このとき図８（ｂ）に矢印で示したように、基準である破線軸に合わせるように破線軸の周りの方向に補正が行われるため、実線枠で示した像１０４が傾斜補正によって得られる像となる。
【０１０９】
これに対して、本実施形態のように、傾斜センサ９０と角速度センサ９４の両方を備えている場合には、初期設定時に、図８（ａ）に示すように同様に鉛直方向に対して角度αだけレンズが傾いていても、傾斜センサ９０により鉛直方向に対する傾きを検知できるので、図８（ａ）中に実線で示す軸が回転ぶれ補正のための基準位置となるように初期設定することができる。
【０１１０】
そこで、このときは図８（ａ）中に矢印で示したように実線軸の周りの方向に補正が行われるため、この場合の傾斜補正によって得られる像は図に実線枠で示したような像１０２となり、きちんとした傾きのない像（正立像）が得られる。なお、この場合に傾斜補正を行わない場合には図中に点線枠で示したように鉛直方向から角度αだけ傾いた像１００が得られる。
【０１１１】
このように本実施形態においては、角速度センサ９４と傾斜センサ９０の両方を用い、傾斜センサ９０から得られる絶対的な傾きの情報を使うことで、角速度センサ９４の回転ぶれ補正のための基準位置の問題を解決し、常に水平を保った像を得ることができる。
【０１１２】
再び図６のフローチャートに戻り、ステップＳ１１０の初期設定が終了したら、次にステップＳ１２０において、角速度センサ９４からそのときのレンズの回転角情報を取得する。角速度センサ９４によって取得された回転角情報はＡ／Ｄ９６によってデジタル信号に変換されてマイコン７０に入力される。
【０１１３】
次にステップＳ１３０において、マイコン７０は入力された回転角情報から第２プリズム４４を回転させる補正量を演算する。この補正量は、上で得られた回転角情報と、上で設定された基準位置とに基づいて演算される。
【０１１４】
次に、ステップＳ１４０において、マイコン７０は、上で算出された補正量により第２プリズム４４を回転駆動する駆動信号をプリズム回転駆動モータ６８に対して出力し、第２プリズム４４を回転することにより角度補正を行うことにより回転ぶれ補正を行う。
【０１１５】
次に、ステップＳ１５０において、防振オフとなったか否か判断する。防振オフか否かは、防振オン／オフスイッチ９７がオフとなっているかどうかで判断される。防振オフでなければ、ステップＳ１１０に戻り、再び初期設定以下の処理を繰り返す。また、防振オフとなった場合には、防振処理を終了する。
【０１１６】
なお、ステップＳ１１０の初期設定からステップＳ１５０の防振オフか否かの判断までの処理を繰り返す際、ステップＳ１１０の初期設定は、初期設定を行うためのトリガーを用意しておき、このトリガーがかかっているときのみ初期設定を行い、トリガーがかかっていないときには初期設定を行わないようにしてもよい。
【０１１７】
また、防振オン／オフスイッチ９７が押下されて防振オンとなっている場合であっても、マイコン７０がカメラマンがマニュアル操作に入ったことを検知した場合には、自動的に防振オフとして回転ぶれ補正の処理を行わないようにすることが好ましい。例えば、カメラマンが特殊効果等を狙ってマニュアル操作を行っているような場合には、そのカメラマンの意思を優先させようとするものである。
【０１１８】
そして、この場合、マニュアル操作が完了した時点を回転ぶれ補正の原点とすることが好ましい。すなわち、マニュアル操作が完了したときのレンズ位置を回転ぶれ補正のための基準位置とするものである。またあるいは、このときトリガーをかけて、改めて初期設定を行い、基準位置を決定するようにしてもよい。
【０１１９】
また、このとき、上述したように像回転用アダプタ中のプリズムを用いて回転ぶれ補正を行うのではなく、カメラに内蔵されたプリズムを回転することにより光軸の周りに像を回転して回転ぶれ補正を行うような構成としてもよい。
【０１２０】
以上、本発明の像ぶれ補正装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１２１】
１０…テレビカメラシステム、１２…テレビカメラ、１２Ａ…カメラ本体、１４…撮影レンズ、１６…像回転用アダプタ、１８…レンズ側マウント、２０…カメラ側マウント、２２…後側マウント、２４…前側マウント、３０…レンズ鏡筒、３２…フォーカスレンズ、３４…ズームレンズ、３６…アイリス、３８…リレーレンズ、４０…ケース、４２…第１プリズム、４４…第２プリズム、４６…第１リレーレンズ、４８…第２リレーレンズ、５２…色分解プリズム、５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ…撮像素子、６０…プリズム保持枠、６２…ベアリング、６４…ギア、６６…駆動ギア、６８…プリズム回転駆動モータ、７０…マイコン、７２…Ｄ／Ａ、７４…エンコーダ、７６…カウンタ、８０ａ…強制正立ボタン、８０ｂ…強制正立位置設定ボタン、８２ａ…ショットボタン、８２ｂ…ショット位置設定ボタン、８４…スピード調整ボリューム、８６、９２、９６…Ａ／Ｄ、８８…メモリ、９０…傾斜センサ、９４…角速度センサ、９７…防振オン／オフスイッチ、９８…水平オン／オフスイッチ、９９…リセットスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ本体に対して撮影レンズが着脱自在に設けられ、該撮影レンズを通過した被写体像がカメラ本体に内蔵されたプリズムを介して撮像素子の受光面上に結像されるカメラに対して、前記撮影レンズと前記カメラ本体との間に着脱自在に装着され、前記撮像素子の受光面上に結像される被写体像を回転させるプリズムを備えた像回転用アダプタと、
前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、
前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段と、
を備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記像回転用アダプタのプリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正することを特徴とする像ぶれ補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の像ぶれ補正装置であって、さらに、前記カメラ本体の傾きを検出する傾斜センサを備え、前記補正量算出手段は、前記傾斜センサ及び前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出することを特徴とする像ぶれ補正装置。
【請求項３】
カメラ本体の撮像素子の受光面上に結像される撮影レンズを通過した被写体像を前記撮影レンズの光軸の周りに回転移動させるプリズムと、前記カメラ本体の傾きを検出する傾斜センサと、前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、前記傾斜センサ及び前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段とを備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記プリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正するとともに、
カメラマンがマニュアル操作を行ったことを検出するマニュアル操作検出手段を備え、
マニュアル操作実行時には自動的に前記回転ぶれ補正を行わないようにし、該マニュアル操作完了時点を前記回転ぶれ補正の原点とすることを特徴とする像ぶれ補正装置。
【請求項４】
前記回転ぶれ補正を行うときには、回転ぶれ補正のための前記像を回転するプリズムの基準位置を決定するための初期設定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項５】
前記初期設定は、前記傾斜センサの検出情報に基づいて自動で前記撮影レンズの傾斜を補正することにより、あるいはマニュアル操作によって、前記回転ぶれ補正のための基準位置を決定することを特徴とする請求項４に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項６】
前記初期設定は、所定のトリガーによって実行されることを特徴とする請求項４または５に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項１】
カメラ本体に対して撮影レンズが着脱自在に設けられ、該撮影レンズを通過した被写体像がカメラ本体に内蔵されたプリズムを介して撮像素子の受光面上に結像されるカメラに対して、前記撮影レンズと前記カメラ本体との間に着脱自在に装着され、前記撮像素子の受光面上に結像される被写体像を回転させるプリズムを備えた像回転用アダプタと、
前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、
前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段と、
を備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記像回転用アダプタのプリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正することを特徴とする像ぶれ補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の像ぶれ補正装置であって、さらに、前記カメラ本体の傾きを検出する傾斜センサを備え、前記補正量算出手段は、前記傾斜センサ及び前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出することを特徴とする像ぶれ補正装置。
【請求項３】
カメラ本体の撮像素子の受光面上に結像される撮影レンズを通過した被写体像を前記撮影レンズの光軸の周りに回転移動させるプリズムと、前記カメラ本体の傾きを検出する傾斜センサと、前記撮影レンズの光軸周りの回転角を検出する角度検出手段と、前記傾斜センサ及び前記角度検出手段が検出した情報に基づいて前記撮影レンズの前記光軸周りの回転ぶれ補正量を算出する補正量算出手段とを備え、算出された前記回転ぶれ補正量に基づいて前記プリズムを回転することにより光軸周りの回転ぶれを補正するとともに、
カメラマンがマニュアル操作を行ったことを検出するマニュアル操作検出手段を備え、
マニュアル操作実行時には自動的に前記回転ぶれ補正を行わないようにし、該マニュアル操作完了時点を前記回転ぶれ補正の原点とすることを特徴とする像ぶれ補正装置。
【請求項４】
前記回転ぶれ補正を行うときには、回転ぶれ補正のための前記像を回転するプリズムの基準位置を決定するための初期設定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項５】
前記初期設定は、前記傾斜センサの検出情報に基づいて自動で前記撮影レンズの傾斜を補正することにより、あるいはマニュアル操作によって、前記回転ぶれ補正のための基準位置を決定することを特徴とする請求項４に記載の像ぶれ補正装置。
【請求項６】
前記初期設定は、所定のトリガーによって実行されることを特徴とする請求項４または５に記載の像ぶれ補正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１８１６４９（Ｐ２０１０−１８１６４９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５２４３（Ｐ２００９−２５２４３）
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
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