像振れ補正装置
【課題】角速度センサ等の振れ検出手段から出力される振れ信号から、振動に対する補正量を算出するための前処理を施した補正量算出用信号と、パン／チルト動作しているか否かのパン／チルト判断を行うための前処理を施していないパン／チルト判断用信号とを取得する場合に、製品ごとのバラツキを無くし、パン／チルト動作時における撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感が生じないようにすることができる像振れ補正装置。
【解決手段】角速度センサ１０から出力された角速度信号は、前処理部によって前処理を施された補正量算出用信号Ｓ１と、前処理を施されないパン／チルト判断用信号Ｓ２としてそれぞれＣＰＵ２２に取得される。前処理部には、ゲイン調整部１６が配置されており、そのゲイン調整部１６によって補正量算出用信号Ｓ１のゲイン調整が行われることによって補正量算出用信号Ｓ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅比が調整される。
【解決手段】角速度センサ１０から出力された角速度信号は、前処理部によって前処理を施された補正量算出用信号Ｓ１と、前処理を施されないパン／チルト判断用信号Ｓ２としてそれぞれＣＰＵ２２に取得される。前処理部には、ゲイン調整部１６が配置されており、そのゲイン調整部１６によって補正量算出用信号Ｓ１のゲイン調整が行われることによって補正量算出用信号Ｓ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅比が調整される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は像振れ補正装置に係り、特にカメラ等において振動による像振れを補正（防止）する像振れ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラの像振れ補正装置として、撮影光学系に防振レンズを光軸と直交する面内で移動自在に配置し、カメラ（カメラの撮影光学系）に振動が加わると、その振動による像振れを打ち消すように防振レンズをアクチュエータで駆動して像振れを補正するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１、２等参照）。また、光軸に直交する面内で移動する防振レンズを使用する方法以外にも像振れを補正する方法が知られている。カメラに加わった振動に対して像振れを打ち消すための補正量（防振レンズを使用する場合には防振レンズの変位量に相当）は、例えば、カメラに加わった振動を角速度センサ等の振れ検出センサによって検出し、その振れ検出センサから出力される振れ信号に基づいて算出される。
【０００３】
また、従来、振れ検出センサから得られた振れ信号に基づいて、カメラがパン／チルト動作しているか否かを自動で判断し、パン／チルト動作していると判断した場合には、像振れ補正を停止又は像振れ補正の効力を低減することによって、パン／チルト動作時に像振れ補正が行われることによる画面の不自然さやパン／チルト操作に対する操作性の悪さを解消するものが提案されている（例えば、特許文献３等参照）。カメラがパン／チルト動作しているか否かの判断（パン／チルト判断）は、例えば、振れ検出センサからの振れ信号の大きさが所定のしきい値を一定時間以上継続して超えたか否か等の検出によって行われている。
【特許文献１】特開２００１−１４２１０３号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７５５４号公報
【特許文献３】特開２００２−２２９０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、振れ検出センサから得られる振れ信号は、像振れを打ち消すための補正量の算出と、パン／チルト動作しているかのパン／チルト判断のために使用されており、補正量算出のための振れ信号（補正量算出用信号）とパン／チルト判断のための振れ信号（パン／チルト判断用信号）とは、異なる信号ラインを通じて取得することが必要な場合がある。例えば、補正量の算出には、振れ検出センサの出力信号をそのまま使用するのではなく、その出力信号にＤＣカット（ＨＰＦ）やＬＰＦ等の前処理を施したものを使用する場合がある。その場合に、そのような前処理を施した補正量算出用信号をパン／チルト判断にも使用するとパン／チルト判断に必要な信号成分が除去されている等の事情から適正な判断を行うことができない。このような場合に、補正量算出用信号と、パン／チルト判断用信号とを異なる信号ラインを通じて取得すると共に、補正量算出用信号を取得する信号ラインにおいて所要の前処理を施すことが行われている。
【０００５】
しかしながら、上述のように信号ラインを別に設けた場合であっても、前処理を施す前処理部の特性に製品ごとのバラツキ（抵抗値やコンデンサ容量等のバラツキ）があるため、前処理を施した補正量算出用信号にも製品ごとのバラツキが生じる。その補正量算出用信号のバラツキは、製品ごとの補正量にもバラツキを生じさせるため像振れ補正の精度に影響する。しかしながら、補正量算出用信号のバラツキが標準的なものであれば像振れ補正の精度への影響は大きな問題とはならない。
【０００６】
一方、補正量算出用信号のバラツキは、パン／チルト判断用信号との関係においても製品ごとのバラツキを生じさせる。このバラツキは、パン／チルト動作していると判断して像振れ補正を停止（又は補正の効力を低減）させる際に、撮影画面上での画像の動き出しの挙動に顕著な影響を与えるという問題があった。例えば、パン／チルト判断用信号に対して補正量算出用信号に製品ごとのバラツキがあると、パン／チルト動作の開始後にパン／チルト動作していると判断したときの補正量の大きさ（防振レンズの変位量）や補正量の変化速度（防振レンズの移動速度）にバラツキが生じる。そのバラツキが、パン／チルト動作時における撮影画面上での画像の動き出しの挙動の違いとして顕著に表れる。特にパン／チルト判断用信号の大きさに対して補正量算出用信号の大きさが大きいほど、パン／チルト操作に対して画像の動き出しのタイミングが遅くなるという印象を与え、撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、パン／チルト動作時における撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせないようにすることができる像振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】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の像振れ補正装置は、光学系により結像される像の結像面における結像位置、又は、前記像のうち記録又は再生用の像として有効に撮像する撮像範囲を変位させることによって像を変位させる像変位手段と、前記光学系に加わった振動を検出すると共に該検出した振動に応じた振れ信号を出力する振れ検出手段と、前記振れ検出手段により出力された振れ信号から振動に対する補正量算出のための補正量算出用信号を取得する補正量算出用振れ信号取得手段と、前記振れ検出手段により出力された振れ信号からパン／チルト判断のためのパン／チルト判断用信号を取得するパン／チルト判断用振れ信号取得手段と、前記補正量算出用信号取得手段により取得された補正量算出用信号に基づいて振動に対する補正量を算出する補正量算出手段と、前記パン／チルト判断用信号取得手段により取得されたパン／チルト判断用信号に基づいてパン／チルト動作しているか否かを判断するパン／チルト判断手段と、前記パン／チルト判断手段によりパン／チルト動作していないと判断された場合において、前記補正量算出手段により算出された補正量に対応した変位量となるように前記像変位手段により像を変位させて前記光学系に加わった振動に起因する像振れを打ち消すことにより像振れ補正を行うと共に、前記パン／チルト判断手段によりパン／チルト動作していると判断された場合に、前記像振れ補正の態様をパン／チルト動作していない場合の態様からパン／チルト動作している場合の態様に切り替える像振れ補正手段と、前記補正量算出用信号取得手段により取得される補正量算出用信号と前記パン／チルト判断用信号取得手段により取得されるパン／チルト判断用信号との振幅比を変更する振幅比変更手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、振動に対する補正量（像振れを打ち消すための補正量）を算出するための補正量算出用信号と、パン／チルト動作しているか否かを判断するパン／チルト判断用信号との振幅比を変更できるようにしたため、好適な振幅比となるように設定してパン／チルト動作時における撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせないようにすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の像振れ補正装置は、請求項１に記載の発明において、前記補正量算出用信号取得手段は、前記振れ検出手段により出力された振れ信号に所定の前処理を施した信号を前記補正量算出用信号として取得し、前記パン／チルト判断用信号取得手段は、前記振れ検出手段により出力された振れ信号に前記前処理を施していない信号をパン／チルト判断用信号として取得することを特徴としている。本発明は、振れ検出手段により出力された振れ信号に所定の前処理を施した信号を補正量算出用信号として取得し、振れ検出手段により出力された振れ信号に前記前処理を施していない信号をパン／チルト判断用信号として取得する態様を示し、この態様によれば、前処理部の特性のバラツキによって補正量算出用信号に製品ごとのバラツキが生じ、パン／チルト判断用信号との関係でパン／チルト動作時における画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせるおそれがある。これに対して、本発明では、振幅比変更手段によって補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号の振幅比を変更することができるため、製品ごとに振幅比を調整することによって補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号との関係を補正することができるため、パン／チルト動作時における画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせないようにすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の像振れ補正装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記振幅比変更手段は、前記補正量算出用信号と前記パン／チルト判断用信号のうち少なくともいずれか一方のゲイン調整を行うことにより、前記振幅比を変更することを特徴としている。本発明のようにゲイン調整を行うことによって補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号の振幅比を所望の値に調整することができる。
【００１２】
請求項４に記載の像振れ補正装置は、請求項１、２、又は３に記載の発明において、前記振幅比変更手段は、前記補正量算出用信号取得手段と前記パン／チルト判断用信号取得手段のうち少なくともいずれか一方が備えたゲイン調整手段であって、前記振れ検出手段から出力された振れ信号に対して増幅処理を施すと共に、該増幅処理におけるゲイン値の変更が可能なゲイン調整手段を備えたことを特徴としている。本発明のように補正量算出用信号取得手段とパン／チルト判断用信号取得手段のうち少なくとも一方にゲイン調整のためのゲイン調整手段を設けることによって、補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号の振幅比を所望の値に変更することができる。
【００１３】
請求項５に記載の像振れ補正装置は、請求項１乃至４のうちいずれか１に記載の発明において、前記振幅比変更手段により前記振幅比を変更させることにより、前記像振れ補正の対象とする所定周波数の振動に対して前記振幅比が特定の値となるように前記振幅比を調整する振幅比調整手段を備えたことを特徴としている。本発明は、補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号の振幅比を特定の値に調整するための手段を備えたもので振幅比の自動調整を可能にする。
【００１４】
請求項６に記載の像振れ補正装置は、請求項１乃至５のうちいずれか１に記載の発明において、前記像振れ補正手段において、パン／チルト動作している場合の前記像振れ補正の態様は、前記像振れ補正を停止又は前記像振れ補正の効力を低減させた態様であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る像振れ補正装置によれば、パン／チルト動作時における撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下添付図面に従って本発明に係る像振れ補正装置の好ましい実施の形態について詳述する。
【００１７】
図１は、本発明に係る像振れ補正装置の第１の実施の形態を示した構成図である。像振れ補正装置は、例えば、テレビカメラ用のレンズ装置（撮影レンズ）、ムービカメラ、又は、スチルカメラ等に搭載され、同図に示す防振レンズ３０は、本装置が搭載されるレンズ装置又はカメラ等の光学系に配置されると共に、光学系の光軸に対して垂直な面内で上下（鉛直方向）、左右（水平方向）に移動可能に配置される。また、防振レンズ３０は、モータ２８により上下、又は、左右に駆動されるようになっており、カメラ（光学系）に振動が生じた場合には、このモータ２８により像振れを補正する位置（振動による像振れを打ち消す位置）に移動するようになっている。尚、防振レンズ３０は上下方向と左右方向のいずれの方向についても各方向に生じた振動に基づいて同様に駆動されるため、同図には一方向（例えば水平方向）に対する像振れ補正を行う構成についてのみ示し、他方向に対して同様に構成されるものとする。
【００１８】
同図において、角速度センサ１０は、光学系の振動を検出するためのジャイロセンサであり、レンズ鏡胴の上面等に設置される。角速度センサ１０からは、光学系の例えば左右方向に生じた振動の角速度に応じた電圧の電気信号が角速度信号として出力される。
【００１９】
角速度センサ１０から出力された角速度信号は、増幅回路１２により増幅処理された後、ＤＣカット部（ハイパスフィルタ（ＨＰＦ））１４により主に直流成分（所定のカットオフ周波数以下の低域周波数成分）が遮断され、それ以外の周波数成分がＤＣカット部１４を通過する。ＤＣカット部１４を通過した角速度信号は、続いて、詳細を後述するゲイン調整部１６により角速度信号に対するゲイン調整が施された後、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１８に入力される。ＬＰＦ１８では、入力された角速度信号の周波数成分のうち像振れ補正の対象としない高域周波数成分が遮断されて、それ以外の周波数成分がＬＰＦ１８を通過する。ＬＰＦ１８を通過した角速度信号は、Ａ／Ｄ変換器２０によりデジタル信号に変換された後、ＣＰＵ２２に入力される。尚、上記ＤＣカット部１４、ゲイン調整部１６、ＬＰＦ１８から成る前処理部を通じてＣＰＵ２２に取得される角速度信号を角速度信号Ｓ１と記す。
【００２０】
ＣＰＵ２２は、上記のようにして入力された角速度信号Ｓ１をデジタルフィルタの演算処理により積分処理し、角速度信号Ｓ１を角度信号に変換する。即ち、光学系の振動によって生じる像振れに対してそれを打ち消す方向及び大きさで像を変位させるための防振レンズ３０の基準位置からの変位量（像振れを打ち消して像振れを補正するための補正量）を、角速度信号Ｓ１を積分処理することによって求める。そして、求めた補正量（角度信号）の値を防振レンズ３０の移動目標位置を示す値として出力する。
【００２１】
ＣＰＵ２２から出力された角度信号はＤ／Ａ変換器２４によりアナログ信号に変換された後、モータ駆動回路２６に入力される。モータ駆動回路２６は、防振レンズ３０を例えば左右方向に移動させるモータ２８を駆動して、ＣＰＵ２２から出力された角度信号の値に対応した位置に防振レンズ３０を移動させる。これによって光学系に加わった振動による像振れが補正される。
【００２２】
尚、像振れ補正の方式は、本実施の形態で示した方式以外であってもよい。本実施の形態の方式は、防振レンズ３０を変位させることによって光学系により結像される像の結像位置を意図的に結像面内で上下又は左右に変位させる像変位手段を用いたもので、その像変位手段により、光学系に加わった振動による像振れを打ち消すように像を変位させて像振れを補正している。このように像を意図的に変位させる像変位手段は本実施の形態のように防振レンズを用いるものでなくてもよく、例えば、カメラの撮像素子を変位させて記録又は再生用の像を有効に撮像する撮像範囲を変位させることによって像を意図的に変位させる像変位手段であってもよいし、また、カメラの撮像素子によって撮像される撮影画像の範囲内から記録又は再生用の画像信号を切り出す範囲を変位させて像を意図的に変位させる電子的な像変位手段であってもよい。このような他の方式の像振れ補正においても、角速度センサ１０から得られた角速度信号に積分処理等を施すことによって、本実施の形態と同様に像振れを打ち消すために必要な変位量で像変位手段により像を変位させるための補正量の信号（上記角度信号に相当）を求めることができる。
【００２３】
一方、角速度センサ１０から出力されて増幅回路１２により増幅された角速度信号は、上記ＤＣカット部１４、ゲイン調整部１６、及び、ＬＰＦ１８からなる前処理部により所要の前処理が施される信号ラインを通じて角速度信号Ｓ１としてＡ／Ｄ変換器２０に入力される以外に、増幅回路１２からＡ／Ｄ変換器２０に直結された前記前処理が施されない信号ラインを通じてＡ／Ｄ変換器２０に入力され、その角速度信号がＡ／Ｄ変換器２０によりデジタル信号に変換されて角速度信号Ｓ１と並行してＣＰＵ２２に取得されるようになっている。
【００２４】
これによってＣＰＵ２２は、上述の補正量（角度信号）を算出するための前処理が施された角速度信号Ｓ１と並行して、前処理が施されていないパン／チルト判断のための角速度信号を取得する。尚、以下において、前処理部により前処理が施された角速度信号Ｓ１を補正量算出用信号Ｓ１と称し、増幅回路１２からＡ／Ｄ変換器２０に直結された信号ラインを通じて得られる前処理が施されていない角速度信号をパン／チルト判断用信号Ｓ２と称する。
【００２５】
パン／チルト判断は、光学系がパン／チルト動作しているか否かの判断であり、その判断方法として様々な方法が提案されている。本実施の形態では、例えば、前処理が施されていないパン／チルト判断用信号Ｓ２の大きさ（絶対値の大きさ）が、所定のしきい値を一定時間以上継続して超えた場合にパン／チルト動作していると判断し、そうでなければパン／チルト動作していないと判断するものとする。
【００２６】
ＣＰＵ２２は、パン／チルト判断用信号Ｓ２に基づいてパン／チルト判断を行い、それによってパン／チルト動作していると判断した場合には、上述の像振れ補正を停止させる処理を実行する。例えば、ＤＣカット部（ＨＰＦ）１４のカットオフ周波数を高くして、補正量算出用信号Ｓ１を実質的に遮断する。これに対して、補正量（角度信号）の算出を継続して行うことによって補正量が徐々に０へと減少し、その補正量に基づいて防振レンズ３０を駆動することによって防振レンズ３０が基準位置に移動し、停止する。このようにパン／チルト動作している際に像振れ補正を停止させることによって、パン／チルト動作中に像振れ補正が行われることによる不具合が防止される。尚、パン／チルト動作していると判断した場合には、他の方法によって像振れ補正を停止させるようにしてもよい。また、パン／チルト動作していると判断した場合に、像振れ補正を完全に停止させるのではなく、像振れ補正の効力を低減させるようにしてもよい。
【００２７】
続いて、上記前処理部におけるゲイン調整部１６でのゲイン調整について説明する。角速度センサ１０から出力された角速度信号に前処理を施すＤＣカット部１４やＬＰＦ１８などの前処理部の特性には製品ごとのバラツキ（抵抗値やコンデンサ容量等のバラツキ）がある。そのため、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１には、パン／チルト判断用信号Ｓ２との関係において製品ごとのバラツキが生じる。例えば、像振れ補正の対象とする周波数の振動が光学系に加わった場合に、補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２が一致していることが望ましい。即ち、それらの振幅比Ｙ１／Ｙ２が１となることが望ましい。しかしながら、実際には、製品ごとに前処理部の特性にバラツキがあるため、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１にならない場合がある。
【００２８】
振幅比Ｙ１／Ｙ２が１でない場合において、図２に示すようにパン／チルト動作が開始された場合に得られる波形Ｃ２で示すパン／チルト判断用信号Ｓ２に対して、補正量算出用信号Ｓ１は、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１より小さいときにはＣ１Ｌで示すような波形を示し、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１より大きいときにはＣ１Ｈで示すような波形を示す。尚、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１のときは補正量算出用信号Ｓ１の波形は、パン／チルト判断用信号Ｓ２の波形Ｃ２と略一致する。
【００２９】
一方、パン／チルト判断において、パン／チルト判断用信号Ｓ２の大きさが同図に示すしきい値Ｙｓを一定時間ｔｓ以上継続して超えた場合にパン／チルト動作していると判定するものとすると、同図に示すパン／チルト判断用信号Ｓ２に対してパン／チルト動作していると判定されるのはＴ１で示す時点となる。
【００３０】
この場合に、補正量算出用信号Ｓ１が波形Ｃ１Ｌの場合と波形Ｃ１Ｈの場合とでは、パン／チルト動作が開始されてからパン／チルト動作していると判定されるまでの間、及び、パン／チルト動作していると判定された時点Ｔ１での値がパン／チルト判断用信号Ｓ２（振幅比Ｙ１／Ｙ２が１のときの補正量算出用信号Ｓ１）と相違するため、像振れ補正を停止させる処理に移行したときの補正量の大きさ及び変化速度、即ち、防振レンズ３０の変位量及び移動速度が、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１のときと相違する。この相違は、本像振れ補正装置を適用したカメラでのパン／チルト動作に対する撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせる。
【００３１】
そこで、図１のように補正量算出用信号Ｓ１を得るための前処理部にゲイン調整部１６を配置し、そのゲイン調整部１６によって補正量算出用信号Ｓ１にゲイン調整を施すことによって、どの製品においても振幅比Ｙ１／Ｙ２が１となるように補正量算出用信号Ｓ１の大きさを補正できるようにしている。ゲイン調整部１６は、入力された角速度信号を可変のゲイン値で増幅処理し、その増幅処理した角速度信号を出力する。ゲイン調整部１６におけるゲイン値（利得）の調整は、次に示す第１〜第３の方法のようにして行うことができる。
【００３２】
第１の方法では、ゲイン調整部１６のゲイン値は、手動操作する所定の調整ツマミによって変更できるものとする。そして、ゲイン値の調整時に、像振れ補正の対象とする所定周波数の振動を光学系に意図的に加える。尚、この振動は所定の装置を用いて発生させた例えば所定周波数で一定振幅の振動であってもよいし、作業者が適当な振動を光学系に加えたものであってもよい。
【００３３】
このとき、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を何らかの方法で観測する。例えば、Ａ／Ｄ変換器２０に入力される直前の補正量算出用信号Ｓ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２、又は、ＣＰＵ２２に入力された補正量算出用信号Ｓ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２をオシロスコープ等の外部の測定機器に出力することによって、それらの波形をそのまま観測するようにしてもよい。又は、所定のスイッチによってＣＰＵ２２にゲイン調整用のプログラムを実行させ、ＣＰＵ２２に入力された補正量算出用信号Ｓ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ１、Ｙ２をＣＰＵ２２において測定し、測定した振幅Ｙ１、Ｙ２（又は振幅比Ｙ１／Ｙ２）のデータを外部機器又は像振れ補正装置やカメラに設置した表示器等に表示させるようにしてもよい。
【００３４】
そして、作業者は、補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を観測しながら、それらの振幅Ｙ１と振幅Ｙ２が一致するように、ゲイン調整部１６の調整ツマミを手動操作してゲイン値を調整する。これによって、全ての製品において振幅比Ｙ１／Ｙ２を１に設定することができる。尚、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１以外の場合の方がパン／チルト動作に対する撮影画面上での画像の動き出しの挙動が好適な場合があり、必ずしも振幅比Ｙ１／Ｙ２を１に設定する必要はなく、１以外の特定の値又は使用者ごとに好適な挙動となる値に設定するようにしてもよい。
【００３５】
第２の方法では、第１の方法と同様にゲイン調整部１６のゲイン値は、手動操作する所定の調整ツマミによって変更できるものとする。そして、本像振れ補正装置を実際にカメラ等で使用している際に、パン／チルト操作したときの撮影画面上での画像の動き出しの挙動を観測し、その画像の動き出し挙動が好適な状態となるように作業者がゲイン調整部１６のゲイン値を試行錯誤的に調整ツマミによって調整する。この場合、振幅比Ｙ１／Ｙ２が必ずしも１又は特定の値にはならないが、好適な状態として設定した振幅比であるため振幅比Ｙ１／Ｙ２が１でないことは問題ではない。
【００３６】
第３の方法では、ゲイン調整部１６のゲイン値は、ＣＰＵ２２からの制御信号によって変更できるものとする。そして、第１の方法と同様に像振れ補正の対象とする所定周波数の振動を意図的に光学系に加える。また、所定のスイッチによってＣＰＵ２２にゲイン調整用のプログラムを実行させる。ＣＰＵ２２はそのプログラムを実行すると、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を測定し、測定した振幅Ｙ１、Ｙ２に基づく振幅比Ｙ１／Ｙ２が１又は特定の値となるようにゲイン調整部１６のゲイン値を調整する。この第３の方法によれば、ゲイン調整部１６のゲイン値が自動で調整される。尚、振幅比Ｙ１／Ｙ２をどのような値となるようにゲイン値を設定するかを作業者等が所定の入力手段によってＣＰＵ２２に指示入力できるようにしてもよい。
【００３７】
次に、図３は、本発明に係る像振れ補正装置の第２の実施の形態を示した構成図である。同図において、図１と同様に作用するブロックには図１と同一符号を付し、その説明を省略する。図２の像振れ補正装置では、図１の像振れ補正装置で示したゲイン調整部１６が前処理部に配置されておらず、補正量算出用信号Ｓ１のゲイン調整をＣＰＵ２２で行うものとしている。ＣＰＵ２２には、書込みと読出しが可能なメモリとしてＥＥＰＲＯＭ３２が接続されており、そのＥＥＰＲＯＭ３２に補正量算出用信号Ｓ１をゲイン調整する際のゲイン値が記憶されている。ＣＰＵ２２は、そのＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されているゲイン値を読み出し、ＤＣカット部１４やＬＰＦ１８の前処理部を含む信号ラインから取得した補正量算出用信号Ｓ１をそのゲイン値で増幅する。そして、その増幅した補正量算出用信号Ｓ１を積分処理して補正量を算出する。
【００３８】
一方、ＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されるゲイン値のデータは、ＣＰＵ２２によって所望の値に書き換えられることができ、そのゲイン値の書換えによってゲイン値を調整することができるようになっている。そこで、各製品ごとに、例えば、像振れ補正の対象とする周波数の振動が光学系に加わった場合に角速度信号Ｓ１の振幅Ｙ１と角速度信号Ｓ２の振幅Ｙ２との振幅比Ｙ１／Ｙ２が１となるようにＥＥＰＲＯＭ３２に記憶させるゲイン値を調整することによって、パン／チルト判断用信号Ｓ２に対する補正量算出用信号Ｓ１の製品ごとのバラツキを無くことができる。
【００３９】
本第２の実施の形態におけるゲイン値の調整は、第１の実施の形態における第１〜第３の方法と同様に次に示す第１〜第３の方法のようにして行うことができる。
【００４０】
第１の方法では、ＥＥＰＲＯＭ３２に記憶するゲイン値は、ＥＥＰＲＯＭ書換手段（書換ツール）３４によって変更できるものとする。ＥＥＰＲＯＭ書換手段３４はＣＰＵ２２に対してＥＥＰＲＯＭ３２のデータの書換えを指示すると共に、書き換えるデータの内容を指示する手段である。そして、ゲイン値の調整時に、像振れ補正の対象とする所定周波数の振動を光学系に意図的に加える。このとき、作業者は、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を第１の実施の形態における第１の方法と同様にして観測し、振幅Ｙ１と振幅Ｙ２が一致する（振幅比Ｙ１／Ｙ２が１となる）ゲイン値を求める。そして、その求めたゲイン値をＥＥＰＲＯＭ書換手段３４を用いてＥＥＰＲＯＭ３２に記憶させる。これによって、全ての製品において振幅比Ｙ１／Ｙ２を１に設定することができる。尚、第１の実施の形態でも説明したように振幅比Ｙ１／Ｙ２が１以外の場合の方がパン／チルト動作に対する撮影画面上での画像の動き出しの挙動が好適な場合があり、必ずしも振幅比Ｙ１／Ｙ２を１に設定する必要はなく、１以外の特定の値又は使用者ごとに好適な挙動となる値に設定するようにしてもよい。
【００４１】
第２の方法では、第１の方法と同様にゲイン調整部のゲイン値は、ＥＥＰＲＯＭ書換手段３４によって変更できるものとする。そして、本像振れ補正装置を実際にカメラで使用している際に、パン／チルト操作したときの撮影画面上での画像の動き出しの挙動を観測し、その画像の動き出しの挙動が好適な状態になるゲイン値を作業者が予想し、ＥＥＰＲＯＭ書換手段３４を用いてＥＥＰＲＯＭ３２に記憶させる。何度かこの作業を繰り返して撮影画面上での画像の動き出しの挙動が好適な状態になった場合に、作業を終了し、そのときにＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されているゲイン値でゲイン値の調整を終了する。この場合、振幅比Ｙ１／Ｙ２が必ずしも１又は特定の値にはならないが、上述のように好適な状態として設定した振幅比であるため振幅比Ｙ１／Ｙ２が１でないことは問題ではない。
【００４２】
第３の方法では、ゲイン調整部のゲイン値は、ＣＰＵ２２により自動で変更されるものとし、図３のようなＥＥＰＲＯＭ書換手段３４は不要とする。そして、第１の方法と同様に像振れ補正の対象とする所定周波数の振動を光学系に意図的に加える。また、所定のスイッチによってＣＰＵ２２にゲイン値調整用のプログラムを実行させる。ＣＰＵ２２はそのプログラムを実行すると、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を測定し、測定した振幅Ｙ１、Ｙ２に基づく振幅比Ｙ１／Ｙ２が１又は特定の値となるようにゲイン値を決定し、そのゲイン値をＥＥＰＲＯＭ３２に書き込む。この第３の方法によれば、ゲイン調整におけるゲイン値が自動的に調整される。尚、振幅比Ｙ１／Ｙ２をどのような値となるようにゲイン値を設定するかを使用者等が所定の入力手段によってＣＰＵに指示できるようにしてもよい。
【００４３】
以上、上記実施の形態では、光学系に加わった振動を角速度センサにより検出し、角速度センサから出力される角速度信号に基づいて補正量を算出し、また、パン／チルト判断を行う場合について説明したが、光学系に加わった振動を角速度センサ以外の振れ検出手段、例えば角加速度センサ、加速度センサ、速度センサ、角変位センサ、又は、変位センサ等で検出し、振動に対応して振れ検出手段から出力される振れ信号に基づいて補正量算出やパン／チルト判断を行う場合においても本発明を適用することができる。
【００４４】
また、上記実施の形態では、パン／チルト動作している場合における像振れ補正の態様として像振れ補正を停止又は像振れ補正の効力を低減する場合について説明したが、パン／チルト動作している場合における像振れ補正の態様はこれに限らず、本発明は、パン／チルト動作していない場合における像振れ補正の態様とパン／チルト動作している場合における像振れ補正の態様とを切り替える場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明に係る像振れ補正装置の第１の実施の形態を示した構成図である。
【図２】図２は、補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号との関係についての説明に使用した説明図である。
【図３】図３は、本発明に係る像振れ補正装置の第２の実施の形態を示した構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…角速度センサ、１２…増幅回路、１４…ＤＣカット部（ＨＰＦ）、１６…ゲイン調整部、１８…ＬＰＦ、２０…Ａ／Ｄ変換器、２２…ＣＰＵ、２４…Ｄ／Ａ変換器、２６…モータ駆動回路、２８…モータ、３０…防振レンズ、３２…ＥＥＰＲＯＭ、３４…ＥＥＰＲＯＭ書換手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は像振れ補正装置に係り、特にカメラ等において振動による像振れを補正（防止）する像振れ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラの像振れ補正装置として、撮影光学系に防振レンズを光軸と直交する面内で移動自在に配置し、カメラ（カメラの撮影光学系）に振動が加わると、その振動による像振れを打ち消すように防振レンズをアクチュエータで駆動して像振れを補正するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１、２等参照）。また、光軸に直交する面内で移動する防振レンズを使用する方法以外にも像振れを補正する方法が知られている。カメラに加わった振動に対して像振れを打ち消すための補正量（防振レンズを使用する場合には防振レンズの変位量に相当）は、例えば、カメラに加わった振動を角速度センサ等の振れ検出センサによって検出し、その振れ検出センサから出力される振れ信号に基づいて算出される。
【０００３】
また、従来、振れ検出センサから得られた振れ信号に基づいて、カメラがパン／チルト動作しているか否かを自動で判断し、パン／チルト動作していると判断した場合には、像振れ補正を停止又は像振れ補正の効力を低減することによって、パン／チルト動作時に像振れ補正が行われることによる画面の不自然さやパン／チルト操作に対する操作性の悪さを解消するものが提案されている（例えば、特許文献３等参照）。カメラがパン／チルト動作しているか否かの判断（パン／チルト判断）は、例えば、振れ検出センサからの振れ信号の大きさが所定のしきい値を一定時間以上継続して超えたか否か等の検出によって行われている。
【特許文献１】特開２００１−１４２１０３号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７５５４号公報
【特許文献３】特開２００２−２２９０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、振れ検出センサから得られる振れ信号は、像振れを打ち消すための補正量の算出と、パン／チルト動作しているかのパン／チルト判断のために使用されており、補正量算出のための振れ信号（補正量算出用信号）とパン／チルト判断のための振れ信号（パン／チルト判断用信号）とは、異なる信号ラインを通じて取得することが必要な場合がある。例えば、補正量の算出には、振れ検出センサの出力信号をそのまま使用するのではなく、その出力信号にＤＣカット（ＨＰＦ）やＬＰＦ等の前処理を施したものを使用する場合がある。その場合に、そのような前処理を施した補正量算出用信号をパン／チルト判断にも使用するとパン／チルト判断に必要な信号成分が除去されている等の事情から適正な判断を行うことができない。このような場合に、補正量算出用信号と、パン／チルト判断用信号とを異なる信号ラインを通じて取得すると共に、補正量算出用信号を取得する信号ラインにおいて所要の前処理を施すことが行われている。
【０００５】
しかしながら、上述のように信号ラインを別に設けた場合であっても、前処理を施す前処理部の特性に製品ごとのバラツキ（抵抗値やコンデンサ容量等のバラツキ）があるため、前処理を施した補正量算出用信号にも製品ごとのバラツキが生じる。その補正量算出用信号のバラツキは、製品ごとの補正量にもバラツキを生じさせるため像振れ補正の精度に影響する。しかしながら、補正量算出用信号のバラツキが標準的なものであれば像振れ補正の精度への影響は大きな問題とはならない。
【０００６】
一方、補正量算出用信号のバラツキは、パン／チルト判断用信号との関係においても製品ごとのバラツキを生じさせる。このバラツキは、パン／チルト動作していると判断して像振れ補正を停止（又は補正の効力を低減）させる際に、撮影画面上での画像の動き出しの挙動に顕著な影響を与えるという問題があった。例えば、パン／チルト判断用信号に対して補正量算出用信号に製品ごとのバラツキがあると、パン／チルト動作の開始後にパン／チルト動作していると判断したときの補正量の大きさ（防振レンズの変位量）や補正量の変化速度（防振レンズの移動速度）にバラツキが生じる。そのバラツキが、パン／チルト動作時における撮影画面上での画像の動き出しの挙動の違いとして顕著に表れる。特にパン／チルト判断用信号の大きさに対して補正量算出用信号の大きさが大きいほど、パン／チルト操作に対して画像の動き出しのタイミングが遅くなるという印象を与え、撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、パン／チルト動作時における撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせないようにすることができる像振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】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の像振れ補正装置は、光学系により結像される像の結像面における結像位置、又は、前記像のうち記録又は再生用の像として有効に撮像する撮像範囲を変位させることによって像を変位させる像変位手段と、前記光学系に加わった振動を検出すると共に該検出した振動に応じた振れ信号を出力する振れ検出手段と、前記振れ検出手段により出力された振れ信号から振動に対する補正量算出のための補正量算出用信号を取得する補正量算出用振れ信号取得手段と、前記振れ検出手段により出力された振れ信号からパン／チルト判断のためのパン／チルト判断用信号を取得するパン／チルト判断用振れ信号取得手段と、前記補正量算出用信号取得手段により取得された補正量算出用信号に基づいて振動に対する補正量を算出する補正量算出手段と、前記パン／チルト判断用信号取得手段により取得されたパン／チルト判断用信号に基づいてパン／チルト動作しているか否かを判断するパン／チルト判断手段と、前記パン／チルト判断手段によりパン／チルト動作していないと判断された場合において、前記補正量算出手段により算出された補正量に対応した変位量となるように前記像変位手段により像を変位させて前記光学系に加わった振動に起因する像振れを打ち消すことにより像振れ補正を行うと共に、前記パン／チルト判断手段によりパン／チルト動作していると判断された場合に、前記像振れ補正の態様をパン／チルト動作していない場合の態様からパン／チルト動作している場合の態様に切り替える像振れ補正手段と、前記補正量算出用信号取得手段により取得される補正量算出用信号と前記パン／チルト判断用信号取得手段により取得されるパン／チルト判断用信号との振幅比を変更する振幅比変更手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、振動に対する補正量（像振れを打ち消すための補正量）を算出するための補正量算出用信号と、パン／チルト動作しているか否かを判断するパン／チルト判断用信号との振幅比を変更できるようにしたため、好適な振幅比となるように設定してパン／チルト動作時における撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせないようにすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の像振れ補正装置は、請求項１に記載の発明において、前記補正量算出用信号取得手段は、前記振れ検出手段により出力された振れ信号に所定の前処理を施した信号を前記補正量算出用信号として取得し、前記パン／チルト判断用信号取得手段は、前記振れ検出手段により出力された振れ信号に前記前処理を施していない信号をパン／チルト判断用信号として取得することを特徴としている。本発明は、振れ検出手段により出力された振れ信号に所定の前処理を施した信号を補正量算出用信号として取得し、振れ検出手段により出力された振れ信号に前記前処理を施していない信号をパン／チルト判断用信号として取得する態様を示し、この態様によれば、前処理部の特性のバラツキによって補正量算出用信号に製品ごとのバラツキが生じ、パン／チルト判断用信号との関係でパン／チルト動作時における画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせるおそれがある。これに対して、本発明では、振幅比変更手段によって補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号の振幅比を変更することができるため、製品ごとに振幅比を調整することによって補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号との関係を補正することができるため、パン／チルト動作時における画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせないようにすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の像振れ補正装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記振幅比変更手段は、前記補正量算出用信号と前記パン／チルト判断用信号のうち少なくともいずれか一方のゲイン調整を行うことにより、前記振幅比を変更することを特徴としている。本発明のようにゲイン調整を行うことによって補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号の振幅比を所望の値に調整することができる。
【００１２】
請求項４に記載の像振れ補正装置は、請求項１、２、又は３に記載の発明において、前記振幅比変更手段は、前記補正量算出用信号取得手段と前記パン／チルト判断用信号取得手段のうち少なくともいずれか一方が備えたゲイン調整手段であって、前記振れ検出手段から出力された振れ信号に対して増幅処理を施すと共に、該増幅処理におけるゲイン値の変更が可能なゲイン調整手段を備えたことを特徴としている。本発明のように補正量算出用信号取得手段とパン／チルト判断用信号取得手段のうち少なくとも一方にゲイン調整のためのゲイン調整手段を設けることによって、補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号の振幅比を所望の値に変更することができる。
【００１３】
請求項５に記載の像振れ補正装置は、請求項１乃至４のうちいずれか１に記載の発明において、前記振幅比変更手段により前記振幅比を変更させることにより、前記像振れ補正の対象とする所定周波数の振動に対して前記振幅比が特定の値となるように前記振幅比を調整する振幅比調整手段を備えたことを特徴としている。本発明は、補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号の振幅比を特定の値に調整するための手段を備えたもので振幅比の自動調整を可能にする。
【００１４】
請求項６に記載の像振れ補正装置は、請求項１乃至５のうちいずれか１に記載の発明において、前記像振れ補正手段において、パン／チルト動作している場合の前記像振れ補正の態様は、前記像振れ補正を停止又は前記像振れ補正の効力を低減させた態様であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る像振れ補正装置によれば、パン／チルト動作時における撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下添付図面に従って本発明に係る像振れ補正装置の好ましい実施の形態について詳述する。
【００１７】
図１は、本発明に係る像振れ補正装置の第１の実施の形態を示した構成図である。像振れ補正装置は、例えば、テレビカメラ用のレンズ装置（撮影レンズ）、ムービカメラ、又は、スチルカメラ等に搭載され、同図に示す防振レンズ３０は、本装置が搭載されるレンズ装置又はカメラ等の光学系に配置されると共に、光学系の光軸に対して垂直な面内で上下（鉛直方向）、左右（水平方向）に移動可能に配置される。また、防振レンズ３０は、モータ２８により上下、又は、左右に駆動されるようになっており、カメラ（光学系）に振動が生じた場合には、このモータ２８により像振れを補正する位置（振動による像振れを打ち消す位置）に移動するようになっている。尚、防振レンズ３０は上下方向と左右方向のいずれの方向についても各方向に生じた振動に基づいて同様に駆動されるため、同図には一方向（例えば水平方向）に対する像振れ補正を行う構成についてのみ示し、他方向に対して同様に構成されるものとする。
【００１８】
同図において、角速度センサ１０は、光学系の振動を検出するためのジャイロセンサであり、レンズ鏡胴の上面等に設置される。角速度センサ１０からは、光学系の例えば左右方向に生じた振動の角速度に応じた電圧の電気信号が角速度信号として出力される。
【００１９】
角速度センサ１０から出力された角速度信号は、増幅回路１２により増幅処理された後、ＤＣカット部（ハイパスフィルタ（ＨＰＦ））１４により主に直流成分（所定のカットオフ周波数以下の低域周波数成分）が遮断され、それ以外の周波数成分がＤＣカット部１４を通過する。ＤＣカット部１４を通過した角速度信号は、続いて、詳細を後述するゲイン調整部１６により角速度信号に対するゲイン調整が施された後、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１８に入力される。ＬＰＦ１８では、入力された角速度信号の周波数成分のうち像振れ補正の対象としない高域周波数成分が遮断されて、それ以外の周波数成分がＬＰＦ１８を通過する。ＬＰＦ１８を通過した角速度信号は、Ａ／Ｄ変換器２０によりデジタル信号に変換された後、ＣＰＵ２２に入力される。尚、上記ＤＣカット部１４、ゲイン調整部１６、ＬＰＦ１８から成る前処理部を通じてＣＰＵ２２に取得される角速度信号を角速度信号Ｓ１と記す。
【００２０】
ＣＰＵ２２は、上記のようにして入力された角速度信号Ｓ１をデジタルフィルタの演算処理により積分処理し、角速度信号Ｓ１を角度信号に変換する。即ち、光学系の振動によって生じる像振れに対してそれを打ち消す方向及び大きさで像を変位させるための防振レンズ３０の基準位置からの変位量（像振れを打ち消して像振れを補正するための補正量）を、角速度信号Ｓ１を積分処理することによって求める。そして、求めた補正量（角度信号）の値を防振レンズ３０の移動目標位置を示す値として出力する。
【００２１】
ＣＰＵ２２から出力された角度信号はＤ／Ａ変換器２４によりアナログ信号に変換された後、モータ駆動回路２６に入力される。モータ駆動回路２６は、防振レンズ３０を例えば左右方向に移動させるモータ２８を駆動して、ＣＰＵ２２から出力された角度信号の値に対応した位置に防振レンズ３０を移動させる。これによって光学系に加わった振動による像振れが補正される。
【００２２】
尚、像振れ補正の方式は、本実施の形態で示した方式以外であってもよい。本実施の形態の方式は、防振レンズ３０を変位させることによって光学系により結像される像の結像位置を意図的に結像面内で上下又は左右に変位させる像変位手段を用いたもので、その像変位手段により、光学系に加わった振動による像振れを打ち消すように像を変位させて像振れを補正している。このように像を意図的に変位させる像変位手段は本実施の形態のように防振レンズを用いるものでなくてもよく、例えば、カメラの撮像素子を変位させて記録又は再生用の像を有効に撮像する撮像範囲を変位させることによって像を意図的に変位させる像変位手段であってもよいし、また、カメラの撮像素子によって撮像される撮影画像の範囲内から記録又は再生用の画像信号を切り出す範囲を変位させて像を意図的に変位させる電子的な像変位手段であってもよい。このような他の方式の像振れ補正においても、角速度センサ１０から得られた角速度信号に積分処理等を施すことによって、本実施の形態と同様に像振れを打ち消すために必要な変位量で像変位手段により像を変位させるための補正量の信号（上記角度信号に相当）を求めることができる。
【００２３】
一方、角速度センサ１０から出力されて増幅回路１２により増幅された角速度信号は、上記ＤＣカット部１４、ゲイン調整部１６、及び、ＬＰＦ１８からなる前処理部により所要の前処理が施される信号ラインを通じて角速度信号Ｓ１としてＡ／Ｄ変換器２０に入力される以外に、増幅回路１２からＡ／Ｄ変換器２０に直結された前記前処理が施されない信号ラインを通じてＡ／Ｄ変換器２０に入力され、その角速度信号がＡ／Ｄ変換器２０によりデジタル信号に変換されて角速度信号Ｓ１と並行してＣＰＵ２２に取得されるようになっている。
【００２４】
これによってＣＰＵ２２は、上述の補正量（角度信号）を算出するための前処理が施された角速度信号Ｓ１と並行して、前処理が施されていないパン／チルト判断のための角速度信号を取得する。尚、以下において、前処理部により前処理が施された角速度信号Ｓ１を補正量算出用信号Ｓ１と称し、増幅回路１２からＡ／Ｄ変換器２０に直結された信号ラインを通じて得られる前処理が施されていない角速度信号をパン／チルト判断用信号Ｓ２と称する。
【００２５】
パン／チルト判断は、光学系がパン／チルト動作しているか否かの判断であり、その判断方法として様々な方法が提案されている。本実施の形態では、例えば、前処理が施されていないパン／チルト判断用信号Ｓ２の大きさ（絶対値の大きさ）が、所定のしきい値を一定時間以上継続して超えた場合にパン／チルト動作していると判断し、そうでなければパン／チルト動作していないと判断するものとする。
【００２６】
ＣＰＵ２２は、パン／チルト判断用信号Ｓ２に基づいてパン／チルト判断を行い、それによってパン／チルト動作していると判断した場合には、上述の像振れ補正を停止させる処理を実行する。例えば、ＤＣカット部（ＨＰＦ）１４のカットオフ周波数を高くして、補正量算出用信号Ｓ１を実質的に遮断する。これに対して、補正量（角度信号）の算出を継続して行うことによって補正量が徐々に０へと減少し、その補正量に基づいて防振レンズ３０を駆動することによって防振レンズ３０が基準位置に移動し、停止する。このようにパン／チルト動作している際に像振れ補正を停止させることによって、パン／チルト動作中に像振れ補正が行われることによる不具合が防止される。尚、パン／チルト動作していると判断した場合には、他の方法によって像振れ補正を停止させるようにしてもよい。また、パン／チルト動作していると判断した場合に、像振れ補正を完全に停止させるのではなく、像振れ補正の効力を低減させるようにしてもよい。
【００２７】
続いて、上記前処理部におけるゲイン調整部１６でのゲイン調整について説明する。角速度センサ１０から出力された角速度信号に前処理を施すＤＣカット部１４やＬＰＦ１８などの前処理部の特性には製品ごとのバラツキ（抵抗値やコンデンサ容量等のバラツキ）がある。そのため、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１には、パン／チルト判断用信号Ｓ２との関係において製品ごとのバラツキが生じる。例えば、像振れ補正の対象とする周波数の振動が光学系に加わった場合に、補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２が一致していることが望ましい。即ち、それらの振幅比Ｙ１／Ｙ２が１となることが望ましい。しかしながら、実際には、製品ごとに前処理部の特性にバラツキがあるため、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１にならない場合がある。
【００２８】
振幅比Ｙ１／Ｙ２が１でない場合において、図２に示すようにパン／チルト動作が開始された場合に得られる波形Ｃ２で示すパン／チルト判断用信号Ｓ２に対して、補正量算出用信号Ｓ１は、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１より小さいときにはＣ１Ｌで示すような波形を示し、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１より大きいときにはＣ１Ｈで示すような波形を示す。尚、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１のときは補正量算出用信号Ｓ１の波形は、パン／チルト判断用信号Ｓ２の波形Ｃ２と略一致する。
【００２９】
一方、パン／チルト判断において、パン／チルト判断用信号Ｓ２の大きさが同図に示すしきい値Ｙｓを一定時間ｔｓ以上継続して超えた場合にパン／チルト動作していると判定するものとすると、同図に示すパン／チルト判断用信号Ｓ２に対してパン／チルト動作していると判定されるのはＴ１で示す時点となる。
【００３０】
この場合に、補正量算出用信号Ｓ１が波形Ｃ１Ｌの場合と波形Ｃ１Ｈの場合とでは、パン／チルト動作が開始されてからパン／チルト動作していると判定されるまでの間、及び、パン／チルト動作していると判定された時点Ｔ１での値がパン／チルト判断用信号Ｓ２（振幅比Ｙ１／Ｙ２が１のときの補正量算出用信号Ｓ１）と相違するため、像振れ補正を停止させる処理に移行したときの補正量の大きさ及び変化速度、即ち、防振レンズ３０の変位量及び移動速度が、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１のときと相違する。この相違は、本像振れ補正装置を適用したカメラでのパン／チルト動作に対する撮影画面上での画像の動き出しの挙動に違和感を生じさせる。
【００３１】
そこで、図１のように補正量算出用信号Ｓ１を得るための前処理部にゲイン調整部１６を配置し、そのゲイン調整部１６によって補正量算出用信号Ｓ１にゲイン調整を施すことによって、どの製品においても振幅比Ｙ１／Ｙ２が１となるように補正量算出用信号Ｓ１の大きさを補正できるようにしている。ゲイン調整部１６は、入力された角速度信号を可変のゲイン値で増幅処理し、その増幅処理した角速度信号を出力する。ゲイン調整部１６におけるゲイン値（利得）の調整は、次に示す第１〜第３の方法のようにして行うことができる。
【００３２】
第１の方法では、ゲイン調整部１６のゲイン値は、手動操作する所定の調整ツマミによって変更できるものとする。そして、ゲイン値の調整時に、像振れ補正の対象とする所定周波数の振動を光学系に意図的に加える。尚、この振動は所定の装置を用いて発生させた例えば所定周波数で一定振幅の振動であってもよいし、作業者が適当な振動を光学系に加えたものであってもよい。
【００３３】
このとき、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を何らかの方法で観測する。例えば、Ａ／Ｄ変換器２０に入力される直前の補正量算出用信号Ｓ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２、又は、ＣＰＵ２２に入力された補正量算出用信号Ｓ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２をオシロスコープ等の外部の測定機器に出力することによって、それらの波形をそのまま観測するようにしてもよい。又は、所定のスイッチによってＣＰＵ２２にゲイン調整用のプログラムを実行させ、ＣＰＵ２２に入力された補正量算出用信号Ｓ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ１、Ｙ２をＣＰＵ２２において測定し、測定した振幅Ｙ１、Ｙ２（又は振幅比Ｙ１／Ｙ２）のデータを外部機器又は像振れ補正装置やカメラに設置した表示器等に表示させるようにしてもよい。
【００３４】
そして、作業者は、補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を観測しながら、それらの振幅Ｙ１と振幅Ｙ２が一致するように、ゲイン調整部１６の調整ツマミを手動操作してゲイン値を調整する。これによって、全ての製品において振幅比Ｙ１／Ｙ２を１に設定することができる。尚、振幅比Ｙ１／Ｙ２が１以外の場合の方がパン／チルト動作に対する撮影画面上での画像の動き出しの挙動が好適な場合があり、必ずしも振幅比Ｙ１／Ｙ２を１に設定する必要はなく、１以外の特定の値又は使用者ごとに好適な挙動となる値に設定するようにしてもよい。
【００３５】
第２の方法では、第１の方法と同様にゲイン調整部１６のゲイン値は、手動操作する所定の調整ツマミによって変更できるものとする。そして、本像振れ補正装置を実際にカメラ等で使用している際に、パン／チルト操作したときの撮影画面上での画像の動き出しの挙動を観測し、その画像の動き出し挙動が好適な状態となるように作業者がゲイン調整部１６のゲイン値を試行錯誤的に調整ツマミによって調整する。この場合、振幅比Ｙ１／Ｙ２が必ずしも１又は特定の値にはならないが、好適な状態として設定した振幅比であるため振幅比Ｙ１／Ｙ２が１でないことは問題ではない。
【００３６】
第３の方法では、ゲイン調整部１６のゲイン値は、ＣＰＵ２２からの制御信号によって変更できるものとする。そして、第１の方法と同様に像振れ補正の対象とする所定周波数の振動を意図的に光学系に加える。また、所定のスイッチによってＣＰＵ２２にゲイン調整用のプログラムを実行させる。ＣＰＵ２２はそのプログラムを実行すると、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を測定し、測定した振幅Ｙ１、Ｙ２に基づく振幅比Ｙ１／Ｙ２が１又は特定の値となるようにゲイン調整部１６のゲイン値を調整する。この第３の方法によれば、ゲイン調整部１６のゲイン値が自動で調整される。尚、振幅比Ｙ１／Ｙ２をどのような値となるようにゲイン値を設定するかを作業者等が所定の入力手段によってＣＰＵ２２に指示入力できるようにしてもよい。
【００３７】
次に、図３は、本発明に係る像振れ補正装置の第２の実施の形態を示した構成図である。同図において、図１と同様に作用するブロックには図１と同一符号を付し、その説明を省略する。図２の像振れ補正装置では、図１の像振れ補正装置で示したゲイン調整部１６が前処理部に配置されておらず、補正量算出用信号Ｓ１のゲイン調整をＣＰＵ２２で行うものとしている。ＣＰＵ２２には、書込みと読出しが可能なメモリとしてＥＥＰＲＯＭ３２が接続されており、そのＥＥＰＲＯＭ３２に補正量算出用信号Ｓ１をゲイン調整する際のゲイン値が記憶されている。ＣＰＵ２２は、そのＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されているゲイン値を読み出し、ＤＣカット部１４やＬＰＦ１８の前処理部を含む信号ラインから取得した補正量算出用信号Ｓ１をそのゲイン値で増幅する。そして、その増幅した補正量算出用信号Ｓ１を積分処理して補正量を算出する。
【００３８】
一方、ＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されるゲイン値のデータは、ＣＰＵ２２によって所望の値に書き換えられることができ、そのゲイン値の書換えによってゲイン値を調整することができるようになっている。そこで、各製品ごとに、例えば、像振れ補正の対象とする周波数の振動が光学系に加わった場合に角速度信号Ｓ１の振幅Ｙ１と角速度信号Ｓ２の振幅Ｙ２との振幅比Ｙ１／Ｙ２が１となるようにＥＥＰＲＯＭ３２に記憶させるゲイン値を調整することによって、パン／チルト判断用信号Ｓ２に対する補正量算出用信号Ｓ１の製品ごとのバラツキを無くことができる。
【００３９】
本第２の実施の形態におけるゲイン値の調整は、第１の実施の形態における第１〜第３の方法と同様に次に示す第１〜第３の方法のようにして行うことができる。
【００４０】
第１の方法では、ＥＥＰＲＯＭ３２に記憶するゲイン値は、ＥＥＰＲＯＭ書換手段（書換ツール）３４によって変更できるものとする。ＥＥＰＲＯＭ書換手段３４はＣＰＵ２２に対してＥＥＰＲＯＭ３２のデータの書換えを指示すると共に、書き換えるデータの内容を指示する手段である。そして、ゲイン値の調整時に、像振れ補正の対象とする所定周波数の振動を光学系に意図的に加える。このとき、作業者は、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を第１の実施の形態における第１の方法と同様にして観測し、振幅Ｙ１と振幅Ｙ２が一致する（振幅比Ｙ１／Ｙ２が１となる）ゲイン値を求める。そして、その求めたゲイン値をＥＥＰＲＯＭ書換手段３４を用いてＥＥＰＲＯＭ３２に記憶させる。これによって、全ての製品において振幅比Ｙ１／Ｙ２を１に設定することができる。尚、第１の実施の形態でも説明したように振幅比Ｙ１／Ｙ２が１以外の場合の方がパン／チルト動作に対する撮影画面上での画像の動き出しの挙動が好適な場合があり、必ずしも振幅比Ｙ１／Ｙ２を１に設定する必要はなく、１以外の特定の値又は使用者ごとに好適な挙動となる値に設定するようにしてもよい。
【００４１】
第２の方法では、第１の方法と同様にゲイン調整部のゲイン値は、ＥＥＰＲＯＭ書換手段３４によって変更できるものとする。そして、本像振れ補正装置を実際にカメラで使用している際に、パン／チルト操作したときの撮影画面上での画像の動き出しの挙動を観測し、その画像の動き出しの挙動が好適な状態になるゲイン値を作業者が予想し、ＥＥＰＲＯＭ書換手段３４を用いてＥＥＰＲＯＭ３２に記憶させる。何度かこの作業を繰り返して撮影画面上での画像の動き出しの挙動が好適な状態になった場合に、作業を終了し、そのときにＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されているゲイン値でゲイン値の調整を終了する。この場合、振幅比Ｙ１／Ｙ２が必ずしも１又は特定の値にはならないが、上述のように好適な状態として設定した振幅比であるため振幅比Ｙ１／Ｙ２が１でないことは問題ではない。
【００４２】
第３の方法では、ゲイン調整部のゲイン値は、ＣＰＵ２２により自動で変更されるものとし、図３のようなＥＥＰＲＯＭ書換手段３４は不要とする。そして、第１の方法と同様に像振れ補正の対象とする所定周波数の振動を光学系に意図的に加える。また、所定のスイッチによってＣＰＵ２２にゲイン値調整用のプログラムを実行させる。ＣＰＵ２２はそのプログラムを実行すると、ＣＰＵ２２に入力される補正量算出用信号Ｓ１の振幅Ｙ１とパン／チルト判断用信号Ｓ２の振幅Ｙ２を測定し、測定した振幅Ｙ１、Ｙ２に基づく振幅比Ｙ１／Ｙ２が１又は特定の値となるようにゲイン値を決定し、そのゲイン値をＥＥＰＲＯＭ３２に書き込む。この第３の方法によれば、ゲイン調整におけるゲイン値が自動的に調整される。尚、振幅比Ｙ１／Ｙ２をどのような値となるようにゲイン値を設定するかを使用者等が所定の入力手段によってＣＰＵに指示できるようにしてもよい。
【００４３】
以上、上記実施の形態では、光学系に加わった振動を角速度センサにより検出し、角速度センサから出力される角速度信号に基づいて補正量を算出し、また、パン／チルト判断を行う場合について説明したが、光学系に加わった振動を角速度センサ以外の振れ検出手段、例えば角加速度センサ、加速度センサ、速度センサ、角変位センサ、又は、変位センサ等で検出し、振動に対応して振れ検出手段から出力される振れ信号に基づいて補正量算出やパン／チルト判断を行う場合においても本発明を適用することができる。
【００４４】
また、上記実施の形態では、パン／チルト動作している場合における像振れ補正の態様として像振れ補正を停止又は像振れ補正の効力を低減する場合について説明したが、パン／チルト動作している場合における像振れ補正の態様はこれに限らず、本発明は、パン／チルト動作していない場合における像振れ補正の態様とパン／チルト動作している場合における像振れ補正の態様とを切り替える場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明に係る像振れ補正装置の第１の実施の形態を示した構成図である。
【図２】図２は、補正量算出用信号とパン／チルト判断用信号との関係についての説明に使用した説明図である。
【図３】図３は、本発明に係る像振れ補正装置の第２の実施の形態を示した構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…角速度センサ、１２…増幅回路、１４…ＤＣカット部（ＨＰＦ）、１６…ゲイン調整部、１８…ＬＰＦ、２０…Ａ／Ｄ変換器、２２…ＣＰＵ、２４…Ｄ／Ａ変換器、２６…モータ駆動回路、２８…モータ、３０…防振レンズ、３２…ＥＥＰＲＯＭ、３４…ＥＥＰＲＯＭ書換手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系により結像される像の結像面における結像位置、又は、前記像のうち記録又は再生用の像として有効に撮像する撮像範囲を変位させることによって像を変位させる像変位手段と、
前記光学系に加わった振動を検出すると共に該検出した振動に応じた振れ信号を出力する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段により出力された振れ信号から振動に対する補正量算出のための補正量算出用信号を取得する補正量算出用振れ信号取得手段と、
前記振れ検出手段により出力された振れ信号からパン／チルト判断のためのパン／チルト判断用信号を取得するパン／チルト判断用振れ信号取得手段と、
前記補正量算出用信号取得手段により取得された補正量算出用信号に基づいて振動に対する補正量を算出する補正量算出手段と、
前記パン／チルト判断用信号取得手段により取得されたパン／チルト判断用信号に基づいてパン／チルト動作しているか否かを判断するパン／チルト判断手段と、
前記パン／チルト判断手段によりパン／チルト動作していないと判断された場合において、前記補正量算出手段により算出された補正量に対応した変位量となるように前記像変位手段により像を変位させて前記光学系に加わった振動に起因する像振れを打ち消すことにより像振れ補正を行うと共に、前記パン／チルト判断手段によりパン／チルト動作していると判断された場合に、前記像振れ補正の態様をパン／チルト動作していない場合の態様からパン／チルト動作している場合の態様に切り替える像振れ補正手段と、
前記補正量算出用信号取得手段により取得される補正量算出用信号と前記パン／チルト判断用信号取得手段により取得されるパン／チルト判断用信号との振幅比を変更する振幅比変更手段と、
を備えたことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記補正量算出用信号取得手段は、前記振れ検出手段により出力された振れ信号に所定の前処理を施した信号を前記補正量算出用信号として取得し、前記パン／チルト判断用信号取得手段は、前記振れ検出手段により出力された振れ信号に前記前処理を施していない信号をパン／チルト判断用信号として取得することを特徴とする請求項１の像振れ補正装置。
【請求項３】
前記振幅比変更手段は、前記補正量算出用信号と前記パン／チルト判断用信号のうち少なくともいずれか一方のゲイン調整を行うことにより、前記振幅比を変更することを特徴とする請求項１又は２の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記振幅比変更手段は、前記補正量算出用信号取得手段と前記パン／チルト判断用信号取得手段のうち少なくともいずれか一方が備えたゲイン調整手段であって、前記振れ検出手段から出力された振れ信号に対して増幅処理を施すと共に、該増幅処理におけるゲイン値の変更が可能なゲイン調整手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、又は
３の像振れ補正装置。
【請求項５】
前記振幅比変更手段により前記振幅比を変更させることにより、前記像振れ補正の対象とする所定周波数の振動に対して前記振幅比が特定の値となるように前記振幅比を調整する振幅比調整手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１に記載の像振れ補正装置。
【請求項６】
前記像振れ補正手段において、パン／チルト動作している場合の前記像振れ補正の態様は、前記像振れ補正を停止又は前記像振れ補正の効力を低減させた態様であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載の像振れ補正装置。
【請求項１】
光学系により結像される像の結像面における結像位置、又は、前記像のうち記録又は再生用の像として有効に撮像する撮像範囲を変位させることによって像を変位させる像変位手段と、
前記光学系に加わった振動を検出すると共に該検出した振動に応じた振れ信号を出力する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段により出力された振れ信号から振動に対する補正量算出のための補正量算出用信号を取得する補正量算出用振れ信号取得手段と、
前記振れ検出手段により出力された振れ信号からパン／チルト判断のためのパン／チルト判断用信号を取得するパン／チルト判断用振れ信号取得手段と、
前記補正量算出用信号取得手段により取得された補正量算出用信号に基づいて振動に対する補正量を算出する補正量算出手段と、
前記パン／チルト判断用信号取得手段により取得されたパン／チルト判断用信号に基づいてパン／チルト動作しているか否かを判断するパン／チルト判断手段と、
前記パン／チルト判断手段によりパン／チルト動作していないと判断された場合において、前記補正量算出手段により算出された補正量に対応した変位量となるように前記像変位手段により像を変位させて前記光学系に加わった振動に起因する像振れを打ち消すことにより像振れ補正を行うと共に、前記パン／チルト判断手段によりパン／チルト動作していると判断された場合に、前記像振れ補正の態様をパン／チルト動作していない場合の態様からパン／チルト動作している場合の態様に切り替える像振れ補正手段と、
前記補正量算出用信号取得手段により取得される補正量算出用信号と前記パン／チルト判断用信号取得手段により取得されるパン／チルト判断用信号との振幅比を変更する振幅比変更手段と、
を備えたことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記補正量算出用信号取得手段は、前記振れ検出手段により出力された振れ信号に所定の前処理を施した信号を前記補正量算出用信号として取得し、前記パン／チルト判断用信号取得手段は、前記振れ検出手段により出力された振れ信号に前記前処理を施していない信号をパン／チルト判断用信号として取得することを特徴とする請求項１の像振れ補正装置。
【請求項３】
前記振幅比変更手段は、前記補正量算出用信号と前記パン／チルト判断用信号のうち少なくともいずれか一方のゲイン調整を行うことにより、前記振幅比を変更することを特徴とする請求項１又は２の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記振幅比変更手段は、前記補正量算出用信号取得手段と前記パン／チルト判断用信号取得手段のうち少なくともいずれか一方が備えたゲイン調整手段であって、前記振れ検出手段から出力された振れ信号に対して増幅処理を施すと共に、該増幅処理におけるゲイン値の変更が可能なゲイン調整手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、又は
３の像振れ補正装置。
【請求項５】
前記振幅比変更手段により前記振幅比を変更させることにより、前記像振れ補正の対象とする所定周波数の振動に対して前記振幅比が特定の値となるように前記振幅比を調整する振幅比調整手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１に記載の像振れ補正装置。
【請求項６】
前記像振れ補正手段において、パン／チルト動作している場合の前記像振れ補正の態様は、前記像振れ補正を停止又は前記像振れ補正の効力を低減させた態様であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載の像振れ補正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２０８５７０（Ｐ２００６−２０８５７０Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８２７４（Ｐ２００５−１８２７４）
【出願日】平成１７年１月２６日（２００５．１．２６）
【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１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２６日（２００５．１．２６）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
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