JP2000039640A

JP2000039640A - 撮像装置及び揺れ補正装置及び揺れ補正方法

Info

Publication number: JP2000039640A
Application number: JP10209355A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Okawara; 裕人大川原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】撮影状態にかかわらず、常に最適なパンニン
グ特性を得ることができるようにした揺れ補正装置を提
供することにある。【解決手段】揺動を検出する角速度センサによって揺
れを検出と、検出された揺れ情報に応じてシフトレンズ
を駆動することによって揺れによる画像の動きを補正す
る揺れ補正系とを備えた揺れ補正装置において、パンニ
ング動作時、手持ち撮影状態か、車上撮影状態か、三脚
撮影状態かを識別し、前記補正系による揺れ補正動作を
制限する制限特性を変更することにより、撮影状態にか
かわらず、常に最適なパンニング特性を得ることができ
るようにした揺れ補正装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手ぶれ補正機能を
備えた、ビデオカメラ等の撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のビデオカメラには、手ぶれ防止が
搭載された防振機能付きカメラが一般的となっている。
手ぶれ防止機能の方式としては、光学式補正と電子式補
正とがある。

【０００３】光学式手ぶれ補正では、撮像素子に入射さ
れる撮影光の光路途中に、光軸変位が可能なプリズムや
レンズ部材を配置し、手ぶれに応じ光軸の変位を行うこ
とで、ぶれ補正を行う。光学式に用いられる手ぶれ検出
手段としては、振動ジャイロ等の角速度センサを用い、
直接カメラに加わる揺れ成分の検出を行い、この出力を
積分することで、カメラの角変位を検出するのが一般的
となっている。

【０００４】一方、電子式手ぶれ補正は、フィールド間
での映像信号の変化からカメラの動き量を算出し、ぶれ
信号とする、動きベクトル検出方式と併用される場合が
多く、動きベクトル検出用のフィールドメモリの蓄積画
像を、動きが除去されるようにメモリ画像の一部を抽出
することで補正を行っている。また、電子式手ぶれ補正
の別のシステムとして、ぶれ検出にはセンサを用い、撮
像素子に受光された画像の一部のみを切りだし、検出さ
れるぶれに応じ切り出し位置を制御することで、ぶれ補
正を行うタイプも出てきている。

【０００５】ところで、ビデオカメラでは、カメラを意
図的に動かすパンニングやチルティング等のカメラワー
クを行いながら撮影を行う場合がある。これらのカメラ
ワークでの撮影時は、、手ぶれ補正に制限をかけて、補
正能力が低下するようにさせ、補正範囲の端に突き当た
って生じる撮影画像の乱れの防止や、撮影者の意図する
方向への素早い応答を図る手法が出願人により種々提案
されている。

【０００６】図７、図８、図９、図１０は、本発明者に
より提案されている、パンニング時の制限手法を説明す
るための図面である。この方法は、焦点距離が何れであ
っても、また焦点距離により補正限界が変化するような
場合であっても、制限量の特性設定が簡単に行える手法
であり、光学式の手ぶれ補正機能システムを例にとって
説明する。

【０００７】図７は、手ぶれ補正用のシフトレンズを光
軸に垂直に可動させることで防振するシステムの構成を
示している。レンズ群はインナーフォーカスタイプの構
成となっており、固定レンズ７０１、ズームレンズ７０
２、絞り７０３、防振用シフトレンズ７０４、フォーカ
スレンズ７０５から成る。レンズからの光はＣＣＤ等の
撮像素子７０６に結像される。撮像素子上の像は光電変
換され、増幅器７０７で最適なレベルに増幅されカメラ
信号処理回路７０８へと入力され標準テレビ信号に変換
される。

【０００８】また、図７のカメラは光学的な手ぶれ補正
機能を備えており、防振のＯＮ／ＯＦＦはスイッチ７２
４の状態を検出することで行っている。

【０００９】角速度センサ７０９（ピッチ方向）、７１
０（ヨー方向）でカメラ本体の揺れ角速度を検出し、増
幅器７１１、７１２でそれぞれ増幅後、制御マイコン７
１５のＡ／Ｄコンバータ７１５ａ１，７１５ａ２で取り
込み、ハイパスフィルタ７１５ｂ１，７１５ｂ２でＤＣ
成分をカットした角速度信号を帯域制限用ＨＰＦで帯域
制限した後、積分器７１５ｄ１，７１５ｄ２で積分して
角変位に変換する。

【００１０】積分器７１５ｄ１，７１５ｄ２で算出され
た揺れ角θに対して、焦点距離補正部７１５ｅ１，７１
５ｅ２で光学系の焦点距離ｆ分の補正を行いｆ＊ｔａｎ
θとなる補正信号を算出する。

【００１１】補正系制御部７１５ｉは焦点距離補正部７
１５ｅ１，７１５ｅ２の出力信号である補正信号（撮像
素子上の揺れによる撮影像の移動分）を、揺れによる移
動方向とは逆方向に動かす様に、シフトレンズ７０４を
光軸と直行したピッチ方向とヨー方向に移動させる事で
揺れ補正を行う。シフトレンズ７０４の制御は、マイコ
ン７１５内の補正系制御部７１５ｉから出力される補正
目標信号に対し、加算器７１６でシフトレンズ７０４の
位置信号（エンコーダ７１３の検出信号を所定レベルに
増幅器７１４で増幅した位置信号）とを比較し、差が零
になるように駆動信号をモータドライバ７１７を介しモ
ータ７１８に出力することで、シフトレンズ７０４の位
置をループ制御し、目標位置に一致させる。

【００１２】尚、帯域制限用ＨＰＦ７１５ｃ１，７１５
ｃ２は補正信号を補正量規格化部７１５ｈ１，７１５ｈ
２で規格化した規格化補正量に応じて、制限処理制御部
７１５ｇ１，７１５ｇ２によって制御され、パンニング
動作時の防振能力を制限する。

【００１３】また、制御マイコン７１５はズームレンズ
７０２、フォーカスレンズ７０５も制御している。押し
圧により抵抗値が可変する回転操作タイプのズームスイ
ッチユニット７２３からの信号に応じ、その操作に応じ
た駆動命令をモータドライバ７２０を介しモータ７１９
に送ることで、ズームレンズ７０２が駆動され、変倍動
作が行われる。

【００１４】また、カメラ信号処理回路７０８で処理さ
れた焦点信号が最大となるように、７１５は、駆動命令
をモータドライバ７２２を介しモータ７２１に送ること
で、フォーカスレンズ７０５の移動が為され焦点調節が
行われる。

【００１５】次に図８を用いて、制御マイコン７１５で
処理される防振制御処理のフローを説明する。補正量は
焦点距離と最大補正限界で規格化されており、規格化補
正量に応じて制限量が所定特性で算出できるので、１種
類の特性を有するだけで、すべての焦点距離変化に対応
可能となっている。

【００１６】図８のフローチャートにおいて、角速度セ
ンサ７０９、７１０で検出した角速度センサを積分する
ことで、角変位を算出し、補正量と制限量を算出する処
理であるが、簡単のため一方の角速度センサ出力に対し
て行われる処理ルーチンを、図８のフローチャートに示
し、他方の角速度センサ出力に対しては、図８と同様な
処理が行われるものとして説明を省略する。図８の処理
はマイコン７１５で実行される定周期割込処理であり、
例えば１ｋＨｚの周波数で実行される。割込みの起動要
因は、例えば、発振クロックの所定分周でアップ（若し
くはダウン）カウントしているカウンタが、１ｍｓｅｃ
に相当するデータと一致する毎に発生する。

【００１７】また、図７で説明した様に角速度信号をマ
イコン７１５のＡ／Ｄコンバータで取り込むが、ここで
は簡単のため、Ａ／Ｄコンバータの動作モードはスキャ
ンモードで、いつでもＡ／Ｄ動作を繰り返しているもの
とする。

【００１８】Ｓ８０１で割込処理を開始し、Ｓ８０２で
Ａ／Ｄサンプリングした角速度信号に対し、ハイパスフ
ィルタ処理をかけることで、ＤＣ成分の影響を除去す
る。Ｓ８０３はＡＣ成分の角速度信号に、周波数帯域の
制限を設ける処理である。実際にはＳ８０２と同様なハ
イパスフィルタ処理であり、そのカットオフ周波数がＳ
８０２では固定値なのに対して、Ｓ８０３では可変設定
が可能になっており、制限処理制御部７１５ｇ１，７１
５ｇ２からの指示情報により、カットオフ周波数を設定
する。

【００１９】このカットオフ周波数を低域から高域まで
変化させることにより、帯域制限が可能になっており、
このカットオフ周波数を制御し、パンニング等のカメラ
ワーク動作中には、カットオフ周波数を上げ、防振の抑
振能力を低下させることで、シフトレンズ７０４位置の
センタリング強度を強めるようにして、円滑なカメラワ
ークを実現し、通常撮影時には、手ぶれ除去効果を上げ
るため、カットオフ周波数を低下させるようにしてい
る。

【００２０】また、補正可能範囲の限界よりも大きな揺
れを補正しようとして、補正端に衝突したときの、画面
の不自然さを防止するためも、帯域制限の制御が実行さ
れている。

【００２１】次に、Ｓ８０４では積分器７１５ｄ１，７
１５ｄ２で、帯域制限された角速度信号を積分処理し、
角変位を算出する。算出された角変位が、カメラ本体に
加わる揺れ角に相当する。

【００２２】次にＳ８０５で補正量の算出を行う。補正
量はＳ８０４で得られた角変位、即ち揺れ角θと光学系
の焦点距離ｆに応じ、ｆ＊ｔａｎθとなる。Ｓ８０６
は、Ｓ８０５で算出した補正量を最大補正限界（シフト
レンズ７０４の移動限界）で規格化する処理である。規
格化補正量の算出は以下の式で与えられる。

【００２３】ピッチ規格化補正量＝ピッチ補正量／ピッチ最大シフト限界／２＊１００（％）…（１）ヨー規格化補正量＝ヨー補正量／ヨー最大シフト限界／２＊１００（％）… （２）

【００２４】Ｓ８０７は、Ｓ８０６で算出された規格化
補正量をもとに、補正能力に制限を加えるための制限量
を算出する処理であり、７１５ｇ１，７１５ｇ２で実行
され、決定された制限量は次回の割り込み処理のＳ８０
３で、反映される。ここで制限量は、帯域制限処理Ｓ８
０３で説明したカットオフ周波数に相当する。

【００２５】図９は補正量に対する制限量つまりカット
オフ周波数の特性を示している。横軸は規格化補正量で
あり、最大シフト限界の１／２（つまり±での最大シフ
ト限界で定義）までシフトして補正する場合を１００％
とした場合に対する、現在の揺れを補正するのに必要な
補正量の割合を示している。縦軸は制限量のパラメタで
ある帯域制限のカットオフ周波数である。補正量に対し
制限を掛ける度合いが、しきい値による設定ではなく、
関数的な設定となっている。このため、カットオフ周波
数を制御し、パンニング動作対応する場合でも、円滑な
切り替えが行える。

【００２６】本例では、最大カットオフ周波数を６Ｈｚ
としているが、これは、主となる手ぶれの周波数成分が
５Ｈｚ以下であることによる。帯域制限の特性は２乗の
関数でカットオフが変化する様に設定されており、補正
量が大きいほど急峻にカットオフ周波数を上げ、また補
正量が零近傍の場合にはカットオフが出来るだけ低く
し、防振効果を高める様に制御される。この防振効果が
高い範囲（補正量が零近傍の範囲）を出来るだけ拡大し
たい場合には、補正量の２乗としていた次数を増してい
けば良く、補正量が大きくなったときに、カットオフが
急峻に立ち上がる様に係数等の設定をすればよい。

【００２７】ここで、最大シフト限界は、図１０の様に
決定されており、（ａ）焦点距離変化に対し、有効像円
径が変化している様子、（ｂ）焦点距離に対し、最大補
正範囲（最大シフト限界）が変化している様子をそれぞ
れ示されている。

【００２８】図１の１００１がシフトレンズ７０４のメ
カ的な最大移動限界距離、有効像円径に換算した点であ
り、１００２はワイドからテレまですべての焦点距離
で、メカ的にシフトレンズ７０４が最大移動限界までの
距離を移動したとしても、撮影画面にはケラレが生じな
いことを示している。従って、１００２に対する最大補
正範囲は１００５の様に一定値となる。

【００２９】一方、１００３のように焦点距離１００４
よりテレ側でしか１００１のより大きな像円径にならな
い場合には、１００４よりワイド側では、シフトレンズ
７０４をメカ的に移動可能な最大までレンズシフトする
と、撮影画面の一部がケラれる事を意味する。

【００３０】従って、１００３に対する最大補正範囲は
１００６の様に、焦点距離１００４よりワイドでは、減
少することになる。一般には１００３のようにレンズ光
学系の設計がなされ、レンズの小型化が図られる場合が
多い。この様に、最大補正範囲が焦点距離により１００
６の様に変化する場合であっても、補正量は最大補正範
囲で規格化されるので、焦点距離毎に制限特性を変更し
なくとも（特性変更パラメタを多数持たなくとも）、端
衝突の防止と円滑なパンニング動作移行と解除とが実現
できる。

【００３１】図８に戻る。Ｓ８０７で決定されたカット
オフ周波数は、次回の帯域制限処理で設定され、角速度
信号に対して、制限が為される。例えば、算出カットオ
フが大きい場合には、カットオフ周波数以下の手ぶれ周
波数の揺れに対し、補正効果が減少する様になる。次に
Ｓ８０８で、Ｓ８０５で算出されたシフト目標命令を加
算器７１６に対して出力し、本処理を終了する（Ｓ８０
９）。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のパンニング動作制御では、補正手段の最大補正範
囲で規格化された補正量に応じて、制限量を決定してお
り、図９に示した制限特性を１種類しか有しておらず、
通常の手持ち撮影時には最適であるが、特定の撮影状況
では、不具合を生じることがあった。例えば、車上で三
脚等に設置し、撮影する状況では、車の振動がカメラに
そのまま伝わるが、道路の凹凸や橋桁の繋ぎ目で、上下
方向にバウンドするため、ピッチ方向のみ揺れが大きく
出る事がある。この揺れも補正すべきであるが、制限特
性が１種類のため、パンニングとして検出され、その結
果、抑振効果が下がるため、定常的な車の振動が撮影画
面に現れてしまっていた。従って、バウンドする周期に
応じ、車上撮影時には路面状況により、パンニング動作
の作動と解除が繰り返される事になり、安定に抑振され
た撮影画像を得ることが出来なかった。また、例えば三
脚に設置しての撮影では、ぶれ補正の必要はないが、制
限特性が補正量に応じて決まるので、三脚上でのパンニ
ング動作で、パンニング速度が速い場合には、パンニン
グ動作になって補正が制限され、カメラワークと撮像画
面との違和感はないが、パンニング速度が遅い場合に
は、補正量が小さく算出されるので、制限がかからず、
パンニング操作をしているのに補正がかかってしまい、
撮影者に違和感を与える場合があった。

【００３３】また、従来例のパンニング動作時の制限特
性は、ピッチ方向の揺れに対しても、ヨー方向の揺れに
対しても同一の特性となっていた。そのため、ピッチ方
向とヨー方向とで著しく揺れ方が異なるような撮影状
況、例えば上述の車上三脚撮影などでは、ピッチ方向の
みに車の振動や路面の影響が反映される傾向にあり、こ
の揺れを補正しようとして、制限特性を大きな揺れまで
補正可能なよう設定すると（第９図の補正量に応じたカ
ットオフ周波数の特性を高次な関数とする）、ヨー方向
もパンニング動作に移行しづらくなり、カメラ操作とし
て可能性の高い、ヨー方向のパンニング操作に対し補正
してしまい、円滑なカメラワークに支障をきたしてい
た。

【００３４】そこで本発明の課題は、上述の問題を回避
し、撮影状況に応じ、最適なパンニング特性と防振特性
を切り替えることで、あらゆる撮影状況で円滑なパンニ
ング操作と高い防振効果を得ることが可能な撮像装置を
提供することにある。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本願における請求項１に記載の発明によれば、揺
動を検出する検出手段と、該検出手段の出力に基づいて
前記揺動による画像の動きを補正する補正手段と、該補
正手段による補正動作に制限をかける制限手段と、該制
限手段による制限特性を異なる複数の撮影状態に応じて
記憶した記憶手段と、撮影状態に応じて前記記憶手段よ
り最適な特性を制限特性を選択して前記制限手段を制御
する制御手段とを備えた撮像装置を特徴とする。

【００３６】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、請求項１の発明において、前記制御手段による
制限特性の選択は、前記検出手段により検出された揺動
情報に応じて自動的に行うように構成した撮像装置を特
徴とする。

【００３７】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、請求項２に記載の発明において、前記揺動情報
は、揺動の周波数情報である撮像装置を特徴とする。

【００３８】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、請求項２に記載の発明において、前記揺動情報
は、揺動の振幅情報である撮像装置を特徴とする。

【００３９】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、揺動を検出する検出手段と、該検出手段の出力
に基づいて前記揺動による画像の動きを補正する補正手
段と、該補正手段による補正動作に制限をかける制限手
段と、該制限手段による制限特性を異なる複数の撮影状
態に応じて記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶さ
れている複数の制限特性の中から、任意の制限特性を選
択する選択手段と、前記選択手段によって選択された制
限特性にしたがって前記制限手段を制御する制御手段と
を備えた撮像装置を特徴とする。

【００４０】また本願における請求項６に記載の発明に
よれば、撮影画面の垂直方向及び水平方向に加わる揺動
成分を検出する検出手段と、該検出手段の出力に基づい
て前記揺動による画像の動きを補正する補正手段と、該
補正手段による補正動作に制限をかける制限手段と、該
制限手段による制限特性が所定の特性になるよう制御す
るとともに、前記制限特性を、前記垂直方向揺動成分の
補正動作に対する制限特性と、前記水平方向揺動成分の
補正動作に対する制限特性とで異ならせる制御手段とを
備えた撮像装置を特徴とする。

【００４１】また本願における請求項７に記載の発明に
よれば、請求項６に記載の発明において、前記垂直方向
と水平方向の揺動成分に対して、異なる制限特性で動作
する第1のモードと、同一の制限特性で動作する第2のモ
ードとを有し、撮影状況に応じて、前記第1または第2の
モードを選択する選択手段を備えた撮像装置を特徴とす
る。

【００４２】また本願における請求項８に記載の発明に
よれば、請求項７に記載の発明において、前記選択手段
による前記モードの選択は、少なくとも前記検出手段に
より検出された揺動情報に応じて自動的に行うように構
成されている撮像装置を特徴とする。

【００４３】また本願における請求項９に記載の発明に
よれば，請求項１または５に記載の発明において、前記
撮影状況は、手持ち撮影状態、車上撮影状態、三脚等に
よる固定撮影状態であり、前記記憶手段には、前記各撮
影状態に最適な制限特性の情報が記憶されている撮像装
置を特徴とする。

【００４４】また本願における請求項１０に記載の発明
によれば、請求項１に記載の発明において、前記制御手
段は、前記揺れの周波数と振幅から前記各撮影状態を識
別するとともに、各撮影状態の判断条件が満たされた状
態が所定時間連続したとき、その判断条件に応じた撮影
状態となったことを出力するように構成されている揺れ
補正装置を特徴とする。

【００４５】また本願における請求項１１に記載の発明
によれば、揺れを検出する検出手段と、前記検出手段に
よって検出された揺れによる画像の揺れを補正する補正
手段と、前記検出手段の出力に基づいてパンニング動作
を検出するとともに、パンニング動作が行われているこ
とが検出された場合には、前記補正手段の補正動作を所
定の特性にしたがって抑制するパンニング制御手段と、
前記検出手段によって検出された揺れの周波数成分を検
出する周波数検出手段と、前記周波数検出手段によって
検出された前記揺れの周波数に応じて、前記所定の特性
を変更する制御手段とを備えた揺れ補正装置を特徴とす
る。

【００４６】また本願における請求項１２に記載の発明
によれば、請求項１１に記載の発明において、前記所定
の特性は、前記補正手段の補正動作に対する制限量の周
波数特性であり、前記パンニング制御手段は、前記周波
数特性にしたがって、前記補正動作を抑制するように構
成されている揺れ補正装置を特徴とする。

【００４７】また本願における請求項１３に記載の発明
によれば、請求項１２に記載の発明において、前記制御
手段は、前記揺れ周波数に基づいて、手持ち撮影状態、
車上撮影状態、三脚等による固定撮影状態を識別し、該
識別結果に応じて、前記周波数に対する制限量を変更す
るように構成されている揺れ補正装置を特徴とする。

【００４８】また本願における請求項１４に記載の発明
によれば、請求項１３に記載の発明において、前記制御
手段が、前記揺れの周波数と振幅から前記撮影状態を識
別するとともに、各撮影状態の判断条件が満たされた状
態が所定時間連続したとき、その判断条件に応じた撮影
状態となったことを出力するように構成されている揺れ
補正装置を特徴とする。

【００４９】また本願における請求項１５に記載の発明
によれば、揺れを検出する第1のステップと、前記検出
手段によって検出された揺れによる画像の揺れを補正す
る第2のステップと、前記第1のステップの処理に基づい
てパンニング動作を検出するとともに、パンニング動作
が行われていることが検出された場合には、前記補正手
段の補正動作を所定の特性にしたがって抑制するパンニ
ング処理を実行する第3のステップと、前記揺れの周波
数成分を検出する第4のステップと、前記第4のステップ
で検出された前記揺れの周波数に応じて、前記所定の特
性を変更する第5のステップとからなる揺れ補正方法を
特徴とする。

【００５０】また本願における請求項１６に記載の発明
によれば、請求項１５に記載の発明において、前記所定
の特性は、前記補正手段の補正動作に対する制限量の周
波数特性であり、前記第5のステップは、前記周波数特
性にしたがって、前記補正動作を抑制する揺れ補正方法
を特徴とする。

【００５１】また本願における請求項１７に記載の発明
によれば、請求項１６に記載の発明において、前記5の
ステップは、前記揺れ周波数に基づいて、手持ち撮影状
態、車上撮影状態、三脚等による固定撮影状態を識別
し、該識別結果に応じて、前記周波数に対する制限量を
変更する処理である揺れ補正方法を特徴とする。

【００５２】また本願における請求項１９に記載の発明
によれば、請求項１７に記載の発明おいて、前記第5の
ステップは、前記揺れの周波数と振幅から前記撮影状態
を識別するとともに、各撮影状態の判断条件が満たされ
た状態が所定時間連続したとき、その判断条件に応じた
撮影状態となったことを出力する処理である揺れ補正方
法を特徴とする。

【００５３】また本願における請求項２０に記載の発明
によれば、揺れを検出する検出手段と、前記検出手段に
よって検出された揺れによる画像の揺れを補正する補正
手段と、パンニング動作を検出するとともに、パンニン
グ動作が行われていることが検出された場合には、前記
補正手段の補正動作を所定の特性にしたがって抑制する
パンニング制御手段と、前記検出手段によって検出され
た揺れの周波数及び振幅に基づいて手持ち撮影状態と、
車上撮影状態と、三脚撮影状態を識別し、識別された撮
影状態に応じて前記所定の特性を変更する制御手段とを
備えた揺れ補正装置を特徴とする。

【００５４】また本願における請求項２１に記載の発明
によれば、請求項２０において、前記制御手段が、前記
車上撮影状態に応じた特性と、前記三脚撮影状態に応じ
た特性との間の移行の応答性が、手持ち撮影状態との間
の移行の応答性よりも速くなるように制御する揺れ補正
装置を特徴とする。

【００５５】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、図面を
参照し、本発明の実施例について説明する。図１は、本
発明の実施例の構成を示す図であり、ビデオカメラに光
学式防振機能を搭載した場合のブロック図である。

【００５６】レンズ群はインナーフォーカスタイプの構
成となっており、第１の固定レンズ１０１、ズームレン
ズ１０２、絞り１０３、第２の固定レンズ１０４、フォ
ーカスレンズ１０５から成る。レンズからの光はＣＣＤ
等の撮像素子１０６に結像され、増幅器１０７で最適な
レベルに増幅されカメラ信号処理回路１０８へと入力さ
れ標準テレビ信号に変換される。また、図１のカメラは
光学的な手ぶれ補正機能を備えており、防振のＯＮ／Ｏ
ＦＦはスイッチ１２４の状態を検出することで行ってい
る。

【００５７】揺れ検出手段としての角速度センサ１０９
（ピッチ方向）、１１０（ヨー方向）でカメラ本体の揺
れ角速度を検出し、増幅器１１１、１１２でそれぞれ増
幅後、防振制御マイコン１１５のＡ／Ｄコンバータ１１
５ａ１，１１５ａ２で取り込み、ハイパスフィルタ１１
５ｂ１，１１５ｂ２でＤＣ成分をカットした角速度信号
を帯域制限ＨＰＦ１１５ｃ１，１１５ｃ２で帯域制限さ
れた後、積分器１１５ｄ１，１１５ｄ２で積分して角変
位に変換する。積分器１１５ｄ１，１１５ｄ２で算出さ
れた揺れ角θに対して、前記焦点距離補正部１１５ｅ
１，１１５ｅ２で光学系の焦点距離ｆ分の補正を行いｆ
＊ｔａｎθとなる補正信号を算出する。

【００５８】補正系制御部１１５ｉは焦点距離補正部１
１５ｅ１，１１５ｅ２の出力信号である補正信号（撮像
素子上の揺れによる撮影像の移動分）を、揺れによる移
動方向とは逆方向に動かす様に、シフトレンズ１０４を
光軸と直行したピッチ方向とヨー方向に移動させる事で
揺れ補正を行う。これら補正系制御部１１５ｉ及びシフ
トレンズ１０４は揺れによる画像の動きを補正する補正
手段を構成する。シフトレンズ１０４の制御は、マイコ
ン１１５から出力される補正目標信号に対し、加算器１
１６でシフトレンズ１０４の位置信号（エンコーダ１１
３の検出信号を所定レベルに増幅器１１４で増幅した位
置信号）と１１５ｉからの補正目標とを比較し、差が零
になるように駆動信号をモータドライバ１１７を介しモ
ータ１１８に出力することで、１０４の位置をループ制
御し、目標位置に一致させる。これら補正系制御部１１
５ｉ及びシフトレンズ１０４及びその制御系は揺れによ
る画像の動きを補正する補正手段を構成する。

【００５９】尚、帯域制限用のハイパスフィルター１１
５ｃ１，１１５ｃ２は、補正信号を補正量規格化部１１
５ｈ１，１１５ｈ２で規格化した規格化補正量と、揺れ
周波数検出部１１５ｆ１，１１５ｆ２で検出した揺れ周
波数とに応じて、制限手段としての制限処理制御部１１
５ｇが、帯域制限用ＨＰＦ１１５ｃ１，１１５ｃ２を制
御し、パンニング動作時の防振能力を制限する。

【００６０】制限処理制御部１１５ｇは、揺れ状態判別
部１１５ｇ１とパンニング特性データ群（制限特性）１
１５ｇ２を記憶しており（記憶手段）、揺れ状態判別部
１１５ｇに入力される規格化補正量信号と揺れ周波数信
号とに応じて、揺れ状態判別部１１５ｇ１が撮影状況を
判別し、その撮影状況に最適なパンニング特性をパンニ
ング特性データ群１１５ｇ２のデータ群より選択して、
選択特性に応じて帯域制限ＨＰＦ１１５ｃ１，１１５ｃ
２の帯域制限パラメータであるカットオフ周波数を制御
することにより、制限量を決定し、パンニング動作時の
防振能力を制限する。この制限量の決定処理は本発明の
各請求項の制限手段に相当する。この制限動作について
は、後で詳しく説明する。

【００６１】また、防振制御マイコン１１５はズームレ
ンズ１０２、フォーカスレンズ１０５も制御している。
押し圧により抵抗値が可変する回転操作タイプのズーム
スイッチユニット１１８からの信号に応じ、防振制御マ
イコン１１５は駆動命令をモータドライバ１２０を介し
モータ１１９に送ることで、ズームレンズ１０２の移動
が為され変倍動作が行われる。また、防振制御マイコン
１１５は、カメラ信号処理回路１０８で処理されたたと
えば映像信号中の高域成分等を焦点評価値とする焦点信
号のレベルが最大となるように、駆動命令をモータドラ
イバ１２２を介しモータ１２１に送ることで、フォーカ
スレンズ１０５の合焦点への移動が為され焦点調節が行
われる。

【００６２】次に図２、図３を用いて、防振制御マイコ
ン１１５で処理される本発明の防振制御処理のフローを
説明する。本発明の目的は撮影状況に応じて最適な防振
特性を選択することで、円滑なパンニング動作と高い抑
振性能を実現する事にある。このため、本発明によれ
ば、予め記憶された複数のパンニング特性（抑振性能に
制限を掛ける制限特性）を有し、撮影状況を判別し、そ
の撮影状況に対して最適なパンニング特性を自動的に選
択し、防振制御を行う手段を有している。

【００６３】また、予め記憶されている複数のパンニン
グ特性には、通常の手持ち撮影とは異なる撮影状況に対
応するため、ピッチ方向とヨー方向とでパンニング特性
を異ならす様に設定された特性が含まれている。

【００６４】尚、以下の処理フローの説明は、図１の防
振制御マイコン１１５での処理と重複するが、図１では
ブロック図として示したが、実際にはプログラムにより
処理されており、ここでは改めてプログラムとして説明
を行う。

【００６５】図２のフローチャートは、角速度センサ１
０９、１１０で検出した角速度信号を積分することで、
角変位を算出し、補正量と制限量を算出する処理である
が、簡単のため一方の角速度センサ出力に対して行われ
る処理ルーチンを、図２のフローチャートに示し、他方
の角速度センサ出力に対しても、図２と同様な処理が行
われるものとする。図２の処理は防振マイコン１１５で
実行される定周期割込処理であり、例えば１ｋＨｚの周
波数で実行される。割込みの起動要因は、例えば、発振
クロックの所定分周でアップ（若しくはダウン）カウン
トしているカウンタが、１ｍｓｅｃに相当するデータと
一致する毎に発生する。また図１で説明した様に角速度
信号を防振制御マイコン１１５のＡ／Ｄコンバータで取
り込むが、本実施例では簡単のため、Ａ／Ｄコンバータ
の動作モードはスキャンモードで、いつでもＡ／Ｄ動作
を繰り返しているものとする。

【００６６】Ｓ２０１で割込処理を開始し、Ｓ２０２で
Ａ／Ｄサンプリングした角速度信号に対し、ハイパスフ
ィルター処理をかけることで、ＤＣ成分の影響を除去
し、揺れ成分のみを抽出する。Ｓ２０３では、ＤＣ成分
カットされた角速度信号から揺れ周波数を検出する。揺
れ周波数検出部１１５ｆ１，１１５ｆ２における周波数
検出は、角速度信号を積分することで角変位とし、角変
位信号の変位方向が所定時間内に何回切り替わったかす
なわち振動回数を検出することで行う。

【００６７】Ｓ２０３で検出された揺れ周波数は後述す
るＳ２０８の処理にて、揺れ状態判別に用いられ、撮影
条項が判別される。

【００６８】Ｓ２０４の処理は振動すなわちＡＣ成分の
角速度信号に、周波数帯域の制限を設ける処理である。
実際にはＳ２０２と同様なハイパスフィルタ処理であ
り、そのカットオフ周波数がＳ２０２では固定値なのに
対して、Ｓ２０４では可変になっており、制限処理制御
部１１５ｇからの指示情報により、カットオフ周波数を
設定する。

【００６９】このカットオフ周波数を低域から高域まで
変化させることにより、帯域制限が可能になっており、
このカットオフ周波数を制御し、パンニング等のカメラ
ワーク動作中には、カットオフ周波数を上げ、防振の抑
振能力を低下させることで、シフトレンズ１０４位置の
センタリング強度を強めるようにして、円滑なカメラワ
ークを実現し、通常撮影時は、手ぶれ除去効果を上げる
ため、手ぶれ周波数付近にカットオフ周波数を低下させ
るようにしている。

【００７０】また、補正可能範囲の限界よりも大きな揺
れを補正しようとして、補正端に衝突したときの、画面
の不自然さを防止するためにも、帯域制限の制御が実行
されている。

【００７１】次に、Ｓ２０５では積分器１１５ｄ１，１
１５ｄ２で、帯域制限された角速度信号を積分処理し、
角変位を算出する。算出された角変位が、カメラ本体に
加わる揺れ角に相当する。

【００７２】次にＳ２０６で補正量の算出を行う。補正
量はＳ２０５の処理で得られた角変位、即ち揺れ角θと
光学系の焦点距離ｆに応じ、ｆ＊ｔａｎθとなる。Ｓ２
０７は、Ｓ２０６で算出した補正量を最大補正限界（シ
フトレンズ１０４の移動限界）で規格化する処理であ
る。この規格補正量の算出は前述の（１），（２）式で
与えられる。

【００７３】Ｓ２０８は、Ｓ２０７の処理で算出された
規格化補正量とＳ２０３で検出した揺れ周波数より、撮
影状況を判別する揺れ状態判別ルーチンであり、図３に
示すフローチャートの判別処理が、揺れ状態判別部１１
５ｇ１で為されている。

【００７４】Ｓ２０８は図３に示すＳ３０１からＳ３１
６の処理により、揺れ状態が判別される。Ｓ３０１はＳ
２０３で検出されたピッチ方向の揺れ周波数が、２０Ｈ
ｚ以上であるかの判別であり、自動車等の上で撮影を行
う車上撮影かどうかを判断する処理である。

【００７５】車上撮影時には、少なくともピッチ方向の
揺れは、エンジンの振動や走行に伴う振動で２０Ｈｚ以
上の周波数成分が支配的となる傾向があり、一方通常の
手持ち撮影時では、揺れ周波数は１Ｈｚから５Ｈｚ程度
となる。

【００７６】Ｓ３０１の判別結果が真（Ｙｅｓ）の場
合、Ｓ３０２で、カウンタｍが所定値α以上かどうか判
別し、α以下ならＳ３０３でカウンタｍをインクリメン
トする。

【００７７】したがって２０Ｈｚ以上の揺れが継続して
いる場合、カウンタｍはαより大きくなり、その場合Ｓ
３１４に移行し、車上撮影と判断する。

【００７８】ここで、カウンタｍは、２０Ｈｚ以上の揺
れ継続時間、あるいは２０Ｈｚ未満の揺れ継続時間を計
測するカウンタであり、このカウンタを監視して、所定
の継続時間αが経過した場合に、「車上撮影である」あ
るいは「車上撮影でない」との判断が為される。

【００７９】手持ち撮影の場合、Ｓ３０１で偽（Ｎｏ）
となり、Ｓ３０４に移行する。Ｓ３０４ではカウンタｍ
が零かどうかを判別し、零でない場合は、Ｓ３０５でカ
ウンタｍをデクリメントしてＳ３０６からの処理に移行
し、一方ｍ＝０の場合には、そのままＳ３０６へと移行
する。

【００８０】Ｓ３０６からＳ３１１までの処理は三脚撮
影判別処理である。Ｓ３０６，Ｓ３０７でピッチ方向、
ヨー方向の揺れの周波数が１Ｈｚ以下、且つ揺れ振幅
（Ｓ２０７で規格化された補正量が相当）が所定値βよ
り小さいかを判別しており、低周波かつ微小振幅の場合
に、Ｓ３０８でカウンタｎが所定値γより大きいかを判
別し、真ならＳ３１５で三脚撮影と判断する。

【００８１】Ｓ３０８で偽ならＳ３０９でカウンタｎを
インクリメントしＳ３１２に行く。ここでカウンタｎ
は、「１Ｈｚ以下且つ微小振幅状態」の揺れ継続時間、
あるいは「１Ｈｚ以下且つ微小状態でない」揺れ継続時
間を計測するカウンタであり、このカウンタを監視し
て、所定の継続時間γが経過した場合に、「三脚撮影で
ある」あるいは「三脚撮影でない」と判断が為される。

【００８２】尚、三脚撮影時には、ピッチ方向、ヨー方
向共に静止状態となるので、揺れ周波数、振幅共に零近
傍となるので、この特徴に基づいて判断処理が為されて
いる。本例では、判別周波数を１Ｈｚ、判別振幅をβと
したが、この値は角速度センサの感度（ゲイン）に応じ
て決定すれば良く、この値の限りではない。

【００８３】一方通常の手持ち撮影時では、揺れ周波数
は１Ｈｚから５Ｈｚ程度となり、所定値以上の振幅を持
った揺れ振幅となり、三脚撮影状態とは異なる特徴とな
る。

【００８４】揺れ周波数が１Ｈｚより大きい場合（Ｓ３
０６）、或いは揺れ振幅が所定値β以上の場合（Ｓ３０
７）には、Ｓ３１０でカウンタｎが零かどうかを判別
し、零でないならＳ３１１でカウンタｎをデクリメント
して、Ｓ３１２に行き、一方ｎ＝０ならそのままＳ３１
２に移行する。

【００８５】Ｓ３１２，Ｓ３１３ではそれぞれカウンタ
ｍ、カウンタｎが零かどうかを判別し、いずれかが零で
ない場合には、本処理を抜け、図２のＳ２０９の処理に
移行する。

【００８６】一方、共に零な場合には、Ｓ３１６で通常
の手持ち撮影状態と判断する。

【００８７】Ｓ３１２，Ｓ３１３の処理は、車上モー
ド、三脚モード、手持ちモードの各モード状態が、瞬間
的に別のモード状態を示す揺れ状態となったとしても、
十分な継続状態に至らなければ、前回のモード設定を継
続する様、設定するためである。

【００８８】これは、モード切替にヒステリシスを設け
モード遷移を円滑にするために行われている。

【００８９】また、Ｓ３０３，Ｓ３０５を通る処理の時
にＳ３０６からの処理に移行させるのは、車上モードと
三脚モード間の遷移の応答性を上げるためであり、例え
ば三脚設置状態で車上撮影時をしている場合などで、走
行を停止したり、エンジンを切った場合に想定される
「車上→三脚」のモード遷移、逆に走行を開始したり、
エンジンを起動した場合に想定される「三脚→車上」の
モード遷移を最短時間で行うための処理である。

【００９０】尚、カメラの電源投入時から手持ち撮影を
する場合には、カウンタｍ、カウンタｎは共にＲＡＭと
して初期化が為されており、ｍ＝ｎ＝０であるので、撮
影モードはＳ３１６で、手持ち撮影と設定される。

【００９１】図２に戻る。Ｓ２０８で決定された揺れ状
態判別に基づいてＳ２０９では、補正能力に制限を加え
るための制限特性を、パンニング特性データ群１１５ｇ
２から選択し、選択された制限特性に応じて、制限量の
算出を行う。Ｓ２０９ａで車上モードであった場合に
は、Ｓ２０９ｃでパンニング特性１を選択して制限量を
算出し、Ｓ２０９ｂで三脚モードの場合には、Ｓ２０９
ｅでパンニング特性３を選択して制限量を算出し、Ｓ２
０９ｂで三脚モードでない場合には、通常手持ちモード
として、Ｓ２０９ｄでパンニング特性２を選択して制限
量を算出する。Ｓ２０９の処理は制限処理制御部１１５
ｇで実行され、決定された制限量は次回の割り込み処理
のＳ２０４で、反映される。ここで制限量は、帯域制限
処理Ｓ２０４で説明したカットオフ周波数に相当し、各
パンニング特性に基づく制限特性は、図５に示した様な
特性となっている。

【００９２】図５は補正量に対する制限量つまりカット
オフ周波数の特性を示している。（ａ）はパンニング特
性１の車上モードでの制限特性、（ｂ）はパンニング特
性２の通常手持ちモードでの制限特性、（ｃ）パンニン
グ特性３の三脚モードでの制限特性を示している。

【００９３】それぞれ横軸は規格化補正量であり、最大
シフト限界の１／２（つまり±での最大シフト限界での
定義）までシフトして補正する場合を１００％とした場
合に対する、現在の揺れを補正するのに必要な補正量の
割合を示している。

【００９４】ここで、最大シフト限界は、前述の図１０
の様に決定されているものとする。縦軸は制限量のパラ
メータである帯域制限のカットオフ周波数であり、縦軸
方向に対してカットオフ周波数は増加する。

【００９５】本例では補正量に対し制限を掛ける度合い
が、しきい値による設定ではなく、関数的な設定となっ
ている。このため、カットオフ周波数を制御し、パンニ
ング動作対応する場合でも、円滑な切り替えが可能とな
っている。

【００９６】また本例では、規格化補正量が０％時のカ
ットオフ周波数をｆｃ＿ｒｅｆとしているが、検出され
た揺れ周波数に対し最も抑振するカットオフ周波は数値
がｆｃ＿ｒｅｆとして設定されている。図４を用いて、
詳しく説明する。

【００９７】図４は揺れ検出センサである角速度センサ
１０９，１１０から揺れ補正系の出力までの周波数応答
特性であり、（ａ）の４０１がゲイン特性、（ｂ）の４
０２が位相特性を表している。防振可能帯域は、利得が
フラット、且つ位相遅れが無い事が理想的であるが、実
際には、揺れ検出から補正系に出力するまでの時間遅れ
や、メカ部材などの応答特性等により、周波数が高いほ
ど位相が遅れてしまう。仮に回路系や処理系の時間遅れ
のみが位相遅れ要因であった場合には、遅れ角θは、以
下の（３）式のようになる。

【００９８】 θ（ｄｅｇ）＝遅延時間（ｓｅｃ）＊周波数（Ｈｚ）＊３６０（ｄｅｇ） …（３）実際には、通常手持ち撮影時の周波数帯域が最も抑振出
来るよう、３Ｈｚから５Ｈｚ程度の位相遅れが無いよう
にフィルタ等の設計が為される。

【００９９】４０３で示した周波数帯域が本例で防振可
能な帯域を示しており、例えば、周波数ｆａ＝１Ｈｚ、
ｆｂ＝４Ｈｚ、ｆｃ＝２０Ｈｚ、ｆｄ＝３０Ｈｚである
（利得が落ちる帯域４０４の範囲は防振不能帯域であ
る）。（ａ）の様に利得はほぼフラットであるが、
（ｂ）の様に周波数が高いほど位相遅れが大きくなって
いる。

【０１００】図４の特性では、ｆｂでの位相角θｂが位
相遅れが無い状態で、ｆａではθａ−θｂだけ位相が進
み、ｆｃではθｂ−θｃだけ位相が遅れている。

【０１０１】この位相ずれにより抑振効果が低下してし
まうが、特に位相遅れが大きくなる周波数に対して、抑
振性能を向上させるために、位相を進ませる事を行って
いる。位相進みの手法としては本例では、帯域制限用に
設けている帯域制限ハイパスフィルタ１１５ｃ１，１１
５ｃ２を併用し、その遮断周波数を変化させる事で実現
している。

【０１０２】位相遅れが発生する周波数に対し、遅れ角
を補償するハイパスフィルタ１１５ｃ１，１１５ｃ２の
カットオフ周波数ｆｃ＿ｒｅｆが予め各周波数に対して
求められて記憶されており、防振制御中、検出される揺
れ周波数に応じて、位相補償するカットオフ周波数ｆｃ
＿ｒｅｆを呼び出し、制御されることで抑振性能の劣化
を防止している。

【０１０３】図５の規格化補正量が０％時のカットオフ
周波数が、図４の位相遅れを補償するｆｃ＿ｒｅｆのカ
ットオフ周波数である。今、カメラに加わる揺れ状態
が、手持ち撮影と判断された場合には、処理Ｓ２０９ｄ
で図５（ｂ）の特性を選択し、規格化補正量に応じて、
カットオフ周波数を制御する。（ｂ）の場合、設定され
るカットオフ周波数の最大値は大体６Ｈｚ程度であり、
ｆｃ＿ｒｅｆは０．１Ｈｚ程度となる。これは、通常の
手ぶれ周波数成分が３Ｈｚから５Ｈｚ程度であり、且つ
その周波数帯域では位相遅れが無いことによる。

【０１０４】また、帯域制限の特性５０３は２乗の関数
でカットオフが変化する様に設定されており、補正量が
大きいほど急峻にカットオフ周波数を上げ、また補正量
が零近傍の場合にはカットオフが出来るだけ低くし、防
振効果を高める様に制御されている。

【０１０５】車上撮影と判断された場合には、処理２０
９ｃで図５（ａ）の特性を選択し、制限量であるカット
オフ周波数を制御する。車上の場合、揺れ周波数は２０
Ｈｚ以上となり、位相遅れを補償するカットオフ周波数
が、ｆｃ＿ｒｅｆとなっている。

【０１０６】本例では、ヨー特性５０１とピッチ特性５
０２とで、同一のｆｃ＿ｒｅｆのように描かれている
が、これは便宜上、特性カーブの比較のために重ねて描
いたのであって、実際には、揺れ方向毎に検出される周
波数成分は時々刻々、独立に変化しているので、同時刻
のヨー方向のｆｃ＿ｒｅｆとピッチ方向のｆｃ＿ｒｅｆ
とは異なっている場合が多い。

【０１０７】図５（ａ）のパンニング特性１では、ピッ
チ方向の揺れに対する制限特性のみ５０２の様にしてい
るが、これは前述の課題で述べた様に、ピッチ方向の揺
れのみに、走行時の路面状態の変化に対しても補正出来
るようにするためであり、ヨー方向に比べ、制限が掛か
りにくい設定となっている。

【０１０８】これにより、橋桁等の道路のつなぎ目でバ
ウンドするような撮影状況に対しても振動の影響を受け
ない安定した画面で撮影することが可能となるだけでな
く、ピッチ方向に合わせてヨー方向のカメラワークに支
障を来すような問題も解決することが可能となる。

【０１０９】また、三脚撮影と判断された場合には、処
理２０９ｅで図５（Ｃ）の特性を選択する。三脚上の場
合、カメラは静止状態にあるが、三脚設置場所によって
は、三脚そのものに振動が伝搬するので、防振動作をあ
る程度は行うことが望ましい。その場合、振動の方向は
主としてピッチ方向となるので、微小振動成分が防振出
来るよう、ピッチ方向の制限特性を５０５の様にしてい
る。

【０１１０】ここで、補正量が０％のカットオフ周波数
ｆｃ＿ｒｅｆは、三脚設置時には揺れ周波数は零近傍な
ので、ｆｃ＿ｒｅｆは０．１Ｈｚ程度、若しくはそれ以
下に設定される。

【０１１１】また、ヨー方向の制限特性は５０４の様に
設定される。これは、三脚でのパンニング動作は主とし
て横方向なので、静止状態でない場合は、パンニング動
作として、直ちに制限量が最大値になるよう設定されて
いる。

【０１１２】本例の防振可能帯域は図４で説明したよう
にｆｄ＝３０Ｈｚ程度としているので、３０Ｈ以下の周
波数帯域に対してゲインを持たないよう、ｆｃ＿ｍａｘ
＝５０Ｈｚ程度としている。尚、本例では、三脚撮影時
の制限特性を揺れ方向に応じて、異なる特性として説明
したが、三脚設置状態でのパンニング動作は横方向だけ
でなく、頻度は少ないとしても縦方向や斜め方向のパン
ニング動作を行われる。このような撮影状況に対して
は、三脚安定時には、ヨー方向、ピッチ方向とも５０５
の特性で動作し、揺れが検出されたら（図３の処理Ｓ３
０７で、偽と判別される場合）、揺れ方向の制限特性を
５０４で示される制限特性に切り替えて動作するように
することが望ましい。

【０１１３】その場合、想定されるパンニングのカメラ
ワーク操作時間よりも長い時間となるように、図３のＳ
３０８の所定値βを設定しておけば良い。但し、その場
合、三脚モードに移行するまでの時間も長くなってしま
うので、図３の様に、三脚モード判断用カウンタｎを、
三脚モード移行判断と解除判断で共用するのではなく、
モード移行用カウンタと解除用カウンタを別カウンタと
して、それぞれ独立にモード遷移判断所定値を設定する
ことの方が望ましい。図５（Ｃ）の制限特性を選択する
ことで、三脚設置場所の振動の影響を除去しつつ、円滑
なカメラワークが行えるカメラを提供することが可能と
なる。

【０１１４】図２に戻る。Ｓ２０９で撮影状況毎に別特
性で決定されたカットオフ周波数は、次回の帯域制限処
理で設定され、角速度信号に対して、制限が為される。
例えば、算出カットオフが大きい場合には、カットオフ
周波数以下の手ぶれ周波数の揺れに対し、補正効果が減
少する様になる。次にＳ２１０で、Ｓ２０６で算出され
たシフト目標値命令を加算器１１６に対して出力し、本
処理を終了する（Ｓ２１１）。

【０１１５】以上説明してきたように、本発明の好まし
い実施例によれば、撮影状況に応じたパンニング特性
を、予め複数の制限特性として記憶し、撮影状況に応じ
て、最適な制限特性を選択することで、円滑なパンニン
グ操作と高い防振効果を得ることが可能となる。撮影状
況は、検出された揺れ振幅や揺れ周波数により判別する
ことで、自動的に最適な制限特性を決定することが可能
となる。

【０１１６】また、ピッチ方向の揺れとヨー方向に揺れ
とを異なる防振特性で制御するモードを設けることによ
り、手ぶれ以外の特殊な振動条件の環境下であっても、
ピッチ方向とヨー方向の揺れをそれぞれ独立に、最適な
防振特性に設定できるので、例えば車上三脚撮影などの
ピッチ方向のみに車の振動や路面の影響が反映される状
況に対しても、ピッチ方向の高い抑振性と、ヨー方向の
円滑なカメラ操作性とを同時に満足する高品位な撮像装
置を提供することが可能となるだけでなく、これまで、
防振効果を得ることが出来なかった撮影状況に対して、
自動的に最適化が可能なので、撮影領域の拡大を提供で
きる撮像装置を実現することが可能となる。

【０１１７】以上、本発明の実施例を、シフトレンズを
用いた光学防振システムの構成で説明してきたが、これ
に限る物ではなく、フィールドメモリ使って抽出画像を
位置を制御することで補正しても良いし、大型或いは超
高画素タイプのＣＣＤを使って切り出し位置を制御する
事で補正する電子式の補正手段であっても構わない。
尚、本実施例では、揺れ検出手段として角速度センサー
を用いたが動きベクトル検出や加速度センサーでも良
く、加速度センサの場合は防振マイコン内又は外部で、
更に１回積分処理行えば良い。

【０１１８】また揺れ角変位量算出はソフトウエア処理
として図１では説明したが、ハードウエアで構成されて
も構わない。

【０１１９】また、制限をかける特性は、補正量に対し
て関数的に決定されるとして説明したが、特性決定方法
としては、数式により算出決定しても、その特性となる
データテーブルとして予め記憶していても構わない。

【０１２０】更に制限手段として、ハイパスフィルタを
例にとって説明したが、揺れ補正系の動作に制限かける
手段であれば、これに限るものではなく、例えば、積分
フィルタの積分時定数を制御して、積分フィルタ出力に
制限をかける手段を用いても構わない。

【０１２１】（第２の実施例）図６は、本発明の第２の
実施形態の構成を示す図である。前述の第１の実施形態
では、撮影状況の判断に合わせた制限特性の選択は自動
的にカメラが行うとして説明したが、撮影状況によって
は、自動判別が困難な撮影状況も存在する。第２の実施
形態は、そのような特殊な撮影状況に置いても、自然な
カメラワークと高い防振効果が得られるよう、テレビや
ビデオカメラや据え置きビデオ等に設けられているメニ
ュー機能を利用して、撮影状況に応じた最適な防振特性
をユーザーが設定出来るようにした例である。

【０１２２】尚、図６の構成で、図１と同様なブロック
は同一の番号を記し、詳細な説明を省略する。レンズを
通過し、撮像素子１０６に結像された像は光電変換さ
れ、増幅器１０７で最適なレベルに増幅されカメラ信号
処理回路１０８へと入力され標準テレビ信号に変換され
た後、増幅器６０１で最適なレベルに増幅され、磁気記
録再生装置６０２に送られると同時に、ＬＣＤ表示回路
６０３にも送られ、撮影画像をＬＣＤ６０４に表示す
る。

【０１２３】尚、ＬＣＤ６０４には撮影モードや撮影状
態、警告等を撮影者に知らせるための表示が為される
が、防振マイコン１１５がキャラクタジェネレータ６０
７を制御し、６０７の出力信号をＬＣＤ表示回路６０３
でミックスする事で、撮影画像に重畳させる。

【０１２４】また、６０６はマイコン１１５内に設けら
れた、メニュー機能制御部であり、撮影者が操作するメ
ニュー設定スイッチ６０５の操作状態に応じ、キャラク
タジェネレータ６０７を制御し、メニュー画面をＬＣＤ
６０４に表示する。メニュー画面には、複数の撮影条件
項目（例えば、ホワイトバランスやリモコン受信、電子
ズーム等の条件）と各項目の設定条件（例えば、電子ズ
ームならＯＮとＯＦＦ）が表示され、撮影者は設定した
い項目を選択して、条件設定を行う（選択手段）。

【０１２５】メニュー操作を行う為、メニュー設定スイ
ッチ６０５は、メニュー機能をＯＮ／ＯＦＦするモード
スイッチ、項目や状態設定を選択する選択スイッチ、及
び選択内容を決定する決定スイッチとにより構成されて
る。撮影者がこれらスイッチをメニュー画面を見ながら
操作する時、キー操作に合わせてメニュー制御部がメニ
ュー画面表示を制御することで、設定内容を認識するこ
とが可能となる。

【０１２６】例えば「撮影状況選択」などが上記メニュ
ー機能の撮影条件項目にあり、その設定条件に「車／船
／ヘリコプター／歩道橋」などの撮影場所選択が設けら
れており、このいずれかの条件を撮影者が好みに応じて
選択・設定することで、防振マイコン１１５は撮影状況
に適した防振特性を選択し、防振制御を行う。

【０１２７】また例えば、予め撮影者自身の手ぶれが最
も抑振可能なように、メニューから適応周波数帯域を選
択出来るようにしたり（通常１Ｈｚ〜３Ｈｚが適用可能
で、３Ｈｚ〜５Ｈｚを、抑振する揺れ周波数の目標と設
定されているが、適用可能周波数を高周波側にシフトし
たり、主となる抑振目標の揺れ周波数を複数の周波数か
ら選択可能とする）、また揺れ振幅に関しても選択可能
とし、例えば撮影者の手ぶれに合わせて、角速度センサ
出力増幅を決める増幅器１１１，１１２の増幅率を、複
数の増幅率候補から選択することで、最適化出来るよう
にすれば、撮影者選択をメニューで行うだけで、撮影者
に最適な防振機能を提供することが可能となる。

【０１２８】メニュー設定が完了すると、設定されたメ
ニュー項目の撮影条件に応じて、制限処理制御部１１５
ｇの揺れ状態判別部１１５ｇ１が、最適なパンニング特
性をパンニング特性データ群１１５ｇ２より選択し、選
択特性に基づいて、制限量を帯域制限ハイパスフィルタ
１１５ｃ１，１１５ｃ２に出力することで、円滑なカメ
ラワークと高い防振効果を得ることが可能となる。

【０１２９】以上説明したように、本発明の第２の実施
形態によれば、撮影者に撮影状況を選択指示させること
により、自動判別が困難な撮影状況に対しても、最適な
防振特性を設定することが可能となり、特殊な撮影状況
に対しても、最適な防振特性を得ることが可能となる。

【０１３０】また特に、予め撮影者に合わせた適応周波
数帯域を変更したり、帯域を限定したりすること、これ
に加え撮影者毎に異なる手ぶれの大小に合わせて、揺れ
振幅の増幅率を最適化することにより、撮影者個々に適
応した手ぶれ補正機能を実現することが可能となる。
尚、本実施例では予め撮影者が自分の手ぶれに最適に防
振特性を選択できるとしたが、抑振対象は撮影者の手ぶ
れに限らず、同様の手法で、特定のカメラ設置場所での
振動除去しても構わない。

【０１３１】本発明によれば、撮影状況に応じたパンニ
ング特性を、予め複数の制限特性として記憶し、撮影状
況に応じて、最適な制限特性を選択することで、円滑な
パンニング操作と高い防振効果を得ることが可能とな
る。撮影状況は、検出された揺れ振幅や揺れ周波数によ
り判別することで、自動的に最適な制限特性を決定する
ことが可能となる。また、撮影者に撮影状況を選択指示
させることにより、自動判別が困難な撮影状況に対して
も、最適な防振特性を設定することが可能となる。また
特に、ピッチ方向の揺れとヨー方向に揺れとを異なる防
振特性で制御するモードを設けることにより、手ぶれ以
外の特殊な振動条件の環境下であっても、ピッチ方向と
ヨー方向の揺れをそれぞれ独立に、最適な防振特性に設
定できるので、自然なカメラワークや高い防振効果を実
現できる撮像装置を提供することが可能となる。

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮影状況に応じたパンニング特性を、予め複数の制限特
性として記憶し、撮影状況に応じて、最適な制限特性を
選択することで、円滑なパンニング操作と高い防振効果
を得ることが可能となる。

【０１３３】また、ピッチ方向の揺れとヨー方向に揺れ
とを異なる防振特性で制御するモードを設けることによ
り、手ぶれ以外の特殊な振動条件の環境下であっても、
ピッチ方向とヨー方向の揺れをそれぞれ独立に、最適な
防振特性に設定できるので、例えば車上三脚撮影などの
ピッチ方向のみに車の振動や路面の影響が反映される状
況に対しても、ピッチ方向の高い抑振性と、ヨー方向の
円滑なカメラ操作性とを同時に満足する高品位な撮像装
置を提供することが可能となるだけでなく、これまで、
防振効果を得ることが出来なかった撮影状況に対して、
自動的に最適化が可能なので、撮影領域の拡大を提供で
きる撮像装置を実現することが可能となる。

【０１３４】また、撮影者に撮影状況を選択指示させる
ことにより、自動判別が困難な撮影状況に対しても、最
適な防振特性を設定することが可能となり、特殊な撮影
状況に対しても、最適な防振特性を得ることが可能とな
る。

【０１３５】また特に、予め撮影者に合わせた適応周波
数帯域を変更したり、帯域を限定したりすること、これ
に加え撮影者毎に異なる手ぶれの大小に合わせて、揺れ
振幅の増幅率を最適化することにより、撮影者個々に適
応した手ぶれ補正機能を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第1の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】揺れ補正処理を説明するためのフローチャート
である。

【図３】揺れ状態判別処理を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４】揺れ補正特性を示す特性図である。

【図５】撮影状況に応じた複数のパンニング特性を示す
特性図である。

【図６】本発明における第2の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。

【図７】本発明以前の揺れ補正装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】図７の揺れ補正装置に用いられている揺れ補正
処理を説明するためのフローチャートである。

【図９】図８の揺れ補正装置におけるパンニング特性を
示す図である。

【図１０】揺れ補正装置における焦点距離と最大補正範
囲の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０４シフトレンズ１０９ピッチ角速度センサ１１０ヨー角速度センサ１１５防振制御マイコン１１５ｂ１ＨＰＦ１１５ｂ２ＨＰＦ１１５ｃ１帯域制限ＨＰＦ１１５ｃ２帯域制限ＨＰＦ１１５ｄ１積分器１１５ｄ２積分器１１５ｅ１焦点距離補正部１１５ｅ２焦点距離補正部１１５ｆ１揺れ周波数検出部１１５ｆ２揺れ周波数検出部１１５ｇ制限処理制御部１１５ｈ１補正量規格化部１１５ｈ２補正量規格化部１１５ｉ補正系制御部１１６加算器１１７モータドライバ１１８モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】揺動を検出する検出手段と、該検出手段の出力に基づいて前記揺動による画像の動き
を補正する補正手段と、該補正手段による補正動作に制限をかける制限手段と、該制限手段による制限特性を異なる複数の撮影状態に応
じて記憶した記憶手段と、撮影状態に応じて前記記憶手段より最適な特性を制限特
性を選択して前記制限手段を制御する制御手段と、を備
えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】請求項１において、前記制御手段による制限特性の選択は、前記検出手段に
より検出された揺動情報に応じて自動的に行うように構
成したことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】請求項２において、前記揺動情報は、揺動の周波数情報であることを特徴と
する撮像装置。
【請求項４】請求項２において、前記揺動情報は、揺動の振幅情報であることを特徴とす
る撮像装置。
【請求項５】揺動を検出する検出手段と、該検出手段の出力に基づいて前記揺動による画像の動き
を補正する補正手段と、該補正手段による補正動作に制限をかける制限手段と、該制限手段による制限特性を異なる複数の撮影状態に応
じて記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている複数の制限特性の中か
ら、任意の制限特性を選択する選択手段と、前記選択手
段によって選択された制限特性にしたがって前記制限手
段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする撮
像装置。
【請求項６】撮影画面の垂直方向及び水平方向に加わ
る揺動成分を検出する検出手段と、該検出手段の出力に基づいて前記揺動による画像の動き
を補正する補正手段と、該補正手段による補正動作に制限をかける制限手段と、該制限手段による制限特性が所定の特性になるよう制御
するとともに、前記制限特性を、前記垂直方向揺動成分
の補正動作に対する制限特性と、前記水平方向揺動成分
の補正動作に対する制限特性とで異ならせる制御手段
と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】請求項６において、前記垂直方向と水平方向の揺動成分に対して、異なる制
限特性で動作する第1のモードと、同一の制限特性で動
作する第2のモードとを有し、撮影状況に応じて、前記
第1または第2のモードを選択する選択手段を備えたこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項８】請求項７において、前記選択手段による前記モードの選択は、少なくとも前
記検出手段により検出された揺動情報に応じて自動的に
行うように構成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】請求項１または５において、前記撮影状況は、手持ち撮影状態、車上撮影状態、三脚
等による固定撮影状態であり、前記記憶手段には、前記
各撮影状態に最適な制限特性の情報が記憶されているこ
とを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】請求項１において、前記制御手段は、前記揺れの周波数と振幅から前記各撮
影状態を識別するとともに、各撮影状態の判断条件が満
たされた状態が所定時間連続したとき、その判断条件に
応じた撮影状態となったことを出力するように構成され
ていることを特徴とする揺れ補正装置。
【請求項１１】揺れを検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された揺れによる画像の揺れ
を補正する補正手段と、前記検出手段の出力に基づいてパンニング動作を検出す
るとともに、パンニング動作が行われていることが検出
された場合には、前記補正手段の補正動作を所定の特性
にしたがって抑制するパンニング制御手段と、前記検出手段によって検出された揺れの周波数成分を検
出する周波数検出手段と、前記周波数検出手段によって検出された前記揺れの周波
数に応じて、前記所定の特性を変更する制御手段と、を
備えたことを特徴とする揺れ補正装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記所定の特性は、前記補正手段の補正動作に対する制
限量の周波数特性であり、前記パンニング制御手段は、
前記周波数特性にしたがって、前記補正動作を抑制する
ように構成されていることを特徴とする揺れ補正装置。
【請求項１３】請求項１２において、前記制御手段は、前記揺れ周波数に基づいて、手持ち撮
影状態、車上撮影状態、三脚等による固定撮影状態を識
別し、該識別結果に応じて、前記周波数に対する制限量
を変更するように構成されていることを特徴とする揺れ
補正装置。
【請求項１４】請求項１３において、前記制御手段は、前記揺れの周波数と振幅から前記撮影
状態を識別するとともに、各撮影状態の判断条件が満た
された状態が所定時間連続したとき、その判断条件に応
じた撮影状態となったことを出力するように構成されて
いることを特徴とする揺れ補正装置。
【請求項１５】揺れを検出する第1のステップと、前記検出手段によって検出された揺れによる画像の揺れ
を補正する第2のステップと、前記第1のステップの処理に基づいてパンニング動作を
検出するとともに、パンニング動作が行われていること
が検出された場合には、前記補正手段の補正動作を所定
の特性にしたがって抑制するパンニング処理を実行する
第3のステップと、前記揺れの周波数成分を検出する第4のステップと、前記第4のステップで検出された前記揺れの周波数に応
じて、前記所定の特性を変更する第5のステップと、か
らなる揺れ補正方法。
【請求項１６】請求項１５において、前記所定の特性は、前記補正手段の補正動作に対する制
限量の周波数特性であり、前記第5のステップは、前記
周波数特性にしたがって、前記補正動作を抑制すること
を特徴とする揺れ補正方法。
【請求項１７】請求項１６において、前記第5のステップは、前記揺れ周波数に基づいて、手
持ち撮影状態、車上撮影状態、三脚等による固定撮影状
態を識別し、該識別結果に応じて、前記周波数に対する
制限量を変更する処理であることを特徴とする揺れ補正
方法。
【請求項１８】請求項１７において、前記第5のステップは、前記揺れの周波数と振幅から前
記撮影状態を識別するとともに、各撮影状態の判断条件
が満たされた状態が所定時間連続したとき、その判断条
件に応じた撮影状態となったことを出力することを特徴
とする揺れ補正方法。
【請求項１９】揺れを検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された揺れによる画像の揺れ
を補正する補正手段と、パンニング動作を検出するとともに、パンニング動作が
行われていることが検出された場合には、前記補正手段
の補正動作を所定の特性にしたがって抑制するパンニン
グ制御手段と、前記検出手段によって検出された揺れの周波数及び振幅
に基づいて手持ち撮影状態と、車上撮影状態と、三脚撮
影状態を識別し、識別された撮影状態に応じて前記所定
の特性を変更する制御手段と、を備えたことを特徴とす
る揺れ補正装置。
【請求項２０】請求項１９において、前記制御手段は、前記車上撮影状態に応じた特性と、前
記三脚撮影状態に応じた特性との間の移行の応答性が、
手持ち撮影状態との間の移行の応答性よりも速くなるよ
うに制御することを特徴とする揺れ補正装置。