JP2000221557A - 像ブレ補正装置とそれを用いた撮影装置 - Google Patents
像ブレ補正装置とそれを用いた撮影装置Info
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- JP2000221557A JP2000221557A JP11021891A JP2189199A JP2000221557A JP 2000221557 A JP2000221557 A JP 2000221557A JP 11021891 A JP11021891 A JP 11021891A JP 2189199 A JP2189199 A JP 2189199A JP 2000221557 A JP2000221557 A JP 2000221557A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 像ブレ補正手段の光学中心位置を高精度に設
定する。ズームによる撮影像の移動を抑制する。 【解決手段】 撮影レンズの一部の補正レンズを光軸に
対して垂直面内に移動させることで像ブレ補正を行う像
ブレ補正装置において、補正レンズを移動させる移動手
段と、補正レンズの位置を検出する位置検出手段と、撮
影レンズからの光学像を電気信号に変換する撮像素子
と、撮像素子からの電気信号を所定の映像信号に変換す
る映像回路と、補正レンズを移動させて撮影画像を比較
して補正レンズの光学中心位置を算出し基準位置として
設定する画像比較回路とから構成した。
定する。ズームによる撮影像の移動を抑制する。 【解決手段】 撮影レンズの一部の補正レンズを光軸に
対して垂直面内に移動させることで像ブレ補正を行う像
ブレ補正装置において、補正レンズを移動させる移動手
段と、補正レンズの位置を検出する位置検出手段と、撮
影レンズからの光学像を電気信号に変換する撮像素子
と、撮像素子からの電気信号を所定の映像信号に変換す
る映像回路と、補正レンズを移動させて撮影画像を比較
して補正レンズの光学中心位置を算出し基準位置として
設定する画像比較回路とから構成した。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、像ブレ補正装置の
光学中心位置調整とそれを用いた撮影装置に関するもの
である。
光学中心位置調整とそれを用いた撮影装置に関するもの
である。
【従来の技術】近年、デジタル方式のビデオムービーの
普及とともに、高画質な像ブレ補正装置が望まれてい
る。このような像ブレ補正装置には、撮影レンズの一部
を光軸に対して垂直面内に駆動して補正する物がある。
この方式においては、レンズが移動するため光学中心位
置を精度よく決めなければ、補正ＯＦＦ時などに光学性
能を劣化させてしまう。そこで、このような像ブレ補正
装置の光学中心位置調整方法には特開平９−８０５４７
公報などのブレ補正装置が提案されている。従来、ブレ
補正装置としては、前述の公報に記載されたものが知ら
れている。図６ａ，ｂ、図７ａ，ｂ，ｃに従来のブレ補
正装置の構造を示す。図６におてレンズ１０１はレンズ
枠１０２に保持されており、レンズ保持枠１０２は光軸
に対して垂直面上の移動を複数のワイヤー１０３により
支持される構成になっている。また、移動規制枠１０４
の規制端１０４ａ，ｂを基準位置として、レンズ保持枠
１０２の契合部１０２ａ，ｂが当接する事により、位置
決めがなされており、上下／左右の規制端に当接したと
きの位置を位置検出センサー（図示せず）で算出し、規
制範囲の中心にレンズ１０１を駆動制御できるようにし
ている。また、この位置検出センサーの出力の異常を判
別するととともに、位置検出センサーの出力校正値を算
出する物である。
普及とともに、高画質な像ブレ補正装置が望まれてい
る。このような像ブレ補正装置には、撮影レンズの一部
を光軸に対して垂直面内に駆動して補正する物がある。
この方式においては、レンズが移動するため光学中心位
置を精度よく決めなければ、補正ＯＦＦ時などに光学性
能を劣化させてしまう。そこで、このような像ブレ補正
装置の光学中心位置調整方法には特開平９−８０５４７
公報などのブレ補正装置が提案されている。従来、ブレ
補正装置としては、前述の公報に記載されたものが知ら
れている。図６ａ，ｂ、図７ａ，ｂ，ｃに従来のブレ補
正装置の構造を示す。図６におてレンズ１０１はレンズ
枠１０２に保持されており、レンズ保持枠１０２は光軸
に対して垂直面上の移動を複数のワイヤー１０３により
支持される構成になっている。また、移動規制枠１０４
の規制端１０４ａ，ｂを基準位置として、レンズ保持枠
１０２の契合部１０２ａ，ｂが当接する事により、位置
決めがなされており、上下／左右の規制端に当接したと
きの位置を位置検出センサー（図示せず）で算出し、規
制範囲の中心にレンズ１０１を駆動制御できるようにし
ている。また、この位置検出センサーの出力の異常を判
別するととともに、位置検出センサーの出力校正値を算
出する物である。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
像ブレ補正装置では、次のような問題点があった。補正
レンズの位置を決める際に規制部に複数回当接させて算
出するために、騒音が発生するという問題がある。ま
た、レンズ枠の規制端や、移動規制枠の規制端の成形精
度や組立精度など高精度が求められると共に、機械的な
精度がを向上したとしても、複数のバラツキを持ったレ
ンズ群からなる光学系に於いては、ある１枚のレンズの
光学中心が、撮影レンズとして最も画質の良い位置とは
ならないという課題があった。さらには、ズームレンズ
に於いて、撮像素子の鏡筒への取り付け誤差により、ズ
ーム操作において、撮影像の位置が変化してしまうとい
う課題もあった。
像ブレ補正装置では、次のような問題点があった。補正
レンズの位置を決める際に規制部に複数回当接させて算
出するために、騒音が発生するという問題がある。ま
た、レンズ枠の規制端や、移動規制枠の規制端の成形精
度や組立精度など高精度が求められると共に、機械的な
精度がを向上したとしても、複数のバラツキを持ったレ
ンズ群からなる光学系に於いては、ある１枚のレンズの
光学中心が、撮影レンズとして最も画質の良い位置とは
ならないという課題があった。さらには、ズームレンズ
に於いて、撮像素子の鏡筒への取り付け誤差により、ズ
ーム操作において、撮影像の位置が変化してしまうとい
う課題もあった。
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の像ぶれ補正装置は、撮影レンズの一部の補正
レンズを光軸に対して垂直面内に移動させることで像ブ
レ補正を行う像ブレ補正装置において、補正レンズを移
動させる移動手段と、補正レンズの位置を検出する位置
検出手段と、撮影レンズからの光学像を電気信号に変換
する撮像素子と、撮像素子からの電気信号を所定の映像
信号に変換する映像回路と、補正レンズを移動させて撮
影画像を比較して補正レンズの光学中心位置を算出し基
準位置として設定する画像比較回路とから構成してい
る。また、本発明の像ブレ補正装置は、画像比較回路で
補正レンズを移動させたときに生じる、輝度の変化を検
出して光学中心を設定する事を特徴とするものである。
また、本発明の像ブレ補正装置は、画像比較回路で補正
レンズを移動させたときに生じる、解像度を検出して光
学中心を設定する事を特徴とするものである。また、本
発明の像ブレ補正装置は、制御回路により補正レンズを
水平及び垂直方向に移動させて、撮像素子上にケラレを
発生させ、そのケラレの位置を検出して補正レンズの光
学中心位置を設定する画像比較回路を有するものであ
る。また、本発明の像ブレ補正装置は、撮影レンズには
変倍光学系を有し、ケラレ余裕の少ない焦点距離位置
で、制御回路により補正レンズを水平及び垂直方向に移
動させて、画像比較回路により補正レンズの光学中心位
置を設定するものである。また、本発明の撮影装置は、
変倍レンズを有する撮影レンズと、撮影レンズの一部の
補正レンズを光軸に対して垂直面内に移動させる移動手
段を有する像ブレ補正手段と、前記補正レンズの位置を
検出する位置検出手段と、前記撮影レンズからの光学像
を電気信号に変換する撮像素子とからなる撮影装置にお
いて、前記撮像素子の取り付け誤差によって生じる広角
端と望遠端での撮影像の位置ズレを、補正レンズを移動
させて補正する事を特徴とする撮影装置である。また、
本発明の撮影装置は、前記撮像素子の取り付け誤差によ
って生じる広角端と望遠端での撮影像の位置ズレを、ズ
ームの焦点距離に応じて前記補正レンズを移動させて補
正する撮影装置である。また、本発明の撮影装置は、変
倍レンズを有する撮影レンズの一部の補正レンズを光軸
に対して垂直面内に移動させることで像ブレ補正を行う
像ブレ補正装置において、補正レンズを移動させる移動
手段と、補正レンズの位置を検出する位置検出手段と、
撮影レンズからの光学像を電気信号に変換する撮像素子
と、撮像素子からの電気信号を所定の映像信号に変換す
る映像回路と、補正レンズを移動させて撮影画像を比較
して補正レンズの光学中心位置を算出し設定する画像比
較回路と、画像比較回路により設定した光学中心位置に
対して、撮像素子の取り付け誤差によって生じる広角端
と望遠端での撮影像の位置ズレ量をオフセットさせた位
置を基準位置に設定する構成とした撮影装置である。こ
のように本発明によれば、補正レンズを移動させること
により生じる撮影画像の変化を比較して画像の一番良い
位置を光学中心位置を設定する事が出来る。また、機械
的な精度によらず、撮影画像のもっとも良い位置を基準
として設定できるため高画質な像ブレ補正装置を提供す
ることができる。さらに、本発明によれば、光学中心と
周辺では光量が異なり、周辺に行くに従い光量が低減し
暗くなるという光学設計上の特性を利用して、輝度の変
化を検出して光学中心位置を検出するため、容易に基準
位置を算出し設定することが事が出来る。さらに、本発
明によれば、解像度チャートなどを用いて解像度の差を
検出して光学中心位置を算出するため、もっとも光学性
能がよい位置を求めることが出来る。さらに、本発明に
よれば、補正レンズを上下左右に、光がケラレる位置ま
で移動させることで、そのケラレ画像により画像比較回
路での検出を容易にすることができる。また、被写体に
影響されないために、どこでも容易に設定する事が出来
る。さらに、本発明によると、ズームの焦点距離により
光学系のケラレ余裕が変化する。このケラレ余裕の少な
い焦点距離の位置で光学中心の設定を行うことで、補正
レンズの移動量を最小とする事ができ、調整時間の低減
を図る事が出来る。また、実際のケラレの位置が算出で
きるため、外乱によりレンズが大きく振られた場合でも
ケラレ位置を越えない様にアクチュエータへの駆動電流
を増加させることで、ケラレ画像の撮影防止を行うこと
ができる。さらに本発明によると、ズームレンズにおい
て撮像素子を鏡筒に位置決めする際の、取り付け誤差に
より、撮像素子の中心と撮影レンズの光学中心にずれが
生じるため、ズーミングする際に、本来中心に合わせた
物が、ズーミングにより画面の中心から移動してしま
う。たとえば、広角端で被写体を中心に合わせた後、望
遠側にズーミングすると被写体の位置がずれてしまう。
これを防止する為に、撮像素子の取り付け誤差を補正レ
ンズを移動させることで、ズーミング中の撮影像の移動
を抑制する事が出来る。さらに、本発明によると、ズー
ミングによる被写体の移動を防止するために、補正レン
ズを焦点距離に応じて駆動制御することで撮影像の移動
を抑制する事が出来る。これにより、望遠側から広角側
へのズーム移動の場合、被写体の撮影像の移動が目立た
ないため補正レンズの補正量を少なくできるとともに、
画質劣化も小さくすることができる。さらに、本発明に
よれば、補正レンズの光学中心位置の設定値に、撮像素
子の取り付け誤差により生じる光学中心ズレ量をオフセ
ットさせて、補正レンズの基準位置を設定する事で、像
ブレ補正を行うとともに、ズーミングによる撮影像の移
動を抑制する事が出来る。
に本発明の像ぶれ補正装置は、撮影レンズの一部の補正
レンズを光軸に対して垂直面内に移動させることで像ブ
レ補正を行う像ブレ補正装置において、補正レンズを移
動させる移動手段と、補正レンズの位置を検出する位置
検出手段と、撮影レンズからの光学像を電気信号に変換
する撮像素子と、撮像素子からの電気信号を所定の映像
信号に変換する映像回路と、補正レンズを移動させて撮
影画像を比較して補正レンズの光学中心位置を算出し基
準位置として設定する画像比較回路とから構成してい
る。また、本発明の像ブレ補正装置は、画像比較回路で
補正レンズを移動させたときに生じる、輝度の変化を検
出して光学中心を設定する事を特徴とするものである。
また、本発明の像ブレ補正装置は、画像比較回路で補正
レンズを移動させたときに生じる、解像度を検出して光
学中心を設定する事を特徴とするものである。また、本
発明の像ブレ補正装置は、制御回路により補正レンズを
水平及び垂直方向に移動させて、撮像素子上にケラレを
発生させ、そのケラレの位置を検出して補正レンズの光
学中心位置を設定する画像比較回路を有するものであ
る。また、本発明の像ブレ補正装置は、撮影レンズには
変倍光学系を有し、ケラレ余裕の少ない焦点距離位置
で、制御回路により補正レンズを水平及び垂直方向に移
動させて、画像比較回路により補正レンズの光学中心位
置を設定するものである。また、本発明の撮影装置は、
変倍レンズを有する撮影レンズと、撮影レンズの一部の
補正レンズを光軸に対して垂直面内に移動させる移動手
段を有する像ブレ補正手段と、前記補正レンズの位置を
検出する位置検出手段と、前記撮影レンズからの光学像
を電気信号に変換する撮像素子とからなる撮影装置にお
いて、前記撮像素子の取り付け誤差によって生じる広角
端と望遠端での撮影像の位置ズレを、補正レンズを移動
させて補正する事を特徴とする撮影装置である。また、
本発明の撮影装置は、前記撮像素子の取り付け誤差によ
って生じる広角端と望遠端での撮影像の位置ズレを、ズ
ームの焦点距離に応じて前記補正レンズを移動させて補
正する撮影装置である。また、本発明の撮影装置は、変
倍レンズを有する撮影レンズの一部の補正レンズを光軸
に対して垂直面内に移動させることで像ブレ補正を行う
像ブレ補正装置において、補正レンズを移動させる移動
手段と、補正レンズの位置を検出する位置検出手段と、
撮影レンズからの光学像を電気信号に変換する撮像素子
と、撮像素子からの電気信号を所定の映像信号に変換す
る映像回路と、補正レンズを移動させて撮影画像を比較
して補正レンズの光学中心位置を算出し設定する画像比
較回路と、画像比較回路により設定した光学中心位置に
対して、撮像素子の取り付け誤差によって生じる広角端
と望遠端での撮影像の位置ズレ量をオフセットさせた位
置を基準位置に設定する構成とした撮影装置である。こ
のように本発明によれば、補正レンズを移動させること
により生じる撮影画像の変化を比較して画像の一番良い
位置を光学中心位置を設定する事が出来る。また、機械
的な精度によらず、撮影画像のもっとも良い位置を基準
として設定できるため高画質な像ブレ補正装置を提供す
ることができる。さらに、本発明によれば、光学中心と
周辺では光量が異なり、周辺に行くに従い光量が低減し
暗くなるという光学設計上の特性を利用して、輝度の変
化を検出して光学中心位置を検出するため、容易に基準
位置を算出し設定することが事が出来る。さらに、本発
明によれば、解像度チャートなどを用いて解像度の差を
検出して光学中心位置を算出するため、もっとも光学性
能がよい位置を求めることが出来る。さらに、本発明に
よれば、補正レンズを上下左右に、光がケラレる位置ま
で移動させることで、そのケラレ画像により画像比較回
路での検出を容易にすることができる。また、被写体に
影響されないために、どこでも容易に設定する事が出来
る。さらに、本発明によると、ズームの焦点距離により
光学系のケラレ余裕が変化する。このケラレ余裕の少な
い焦点距離の位置で光学中心の設定を行うことで、補正
レンズの移動量を最小とする事ができ、調整時間の低減
を図る事が出来る。また、実際のケラレの位置が算出で
きるため、外乱によりレンズが大きく振られた場合でも
ケラレ位置を越えない様にアクチュエータへの駆動電流
を増加させることで、ケラレ画像の撮影防止を行うこと
ができる。さらに本発明によると、ズームレンズにおい
て撮像素子を鏡筒に位置決めする際の、取り付け誤差に
より、撮像素子の中心と撮影レンズの光学中心にずれが
生じるため、ズーミングする際に、本来中心に合わせた
物が、ズーミングにより画面の中心から移動してしま
う。たとえば、広角端で被写体を中心に合わせた後、望
遠側にズーミングすると被写体の位置がずれてしまう。
これを防止する為に、撮像素子の取り付け誤差を補正レ
ンズを移動させることで、ズーミング中の撮影像の移動
を抑制する事が出来る。さらに、本発明によると、ズー
ミングによる被写体の移動を防止するために、補正レン
ズを焦点距離に応じて駆動制御することで撮影像の移動
を抑制する事が出来る。これにより、望遠側から広角側
へのズーム移動の場合、被写体の撮影像の移動が目立た
ないため補正レンズの補正量を少なくできるとともに、
画質劣化も小さくすることができる。さらに、本発明に
よれば、補正レンズの光学中心位置の設定値に、撮像素
子の取り付け誤差により生じる光学中心ズレ量をオフセ
ットさせて、補正レンズの基準位置を設定する事で、像
ブレ補正を行うとともに、ズーミングによる撮影像の移
動を抑制する事が出来る。
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態について図１及び図２を用いて説明す
る。図１は、本実施の形態における像ブレ補正装置の部
品展開構成図である。図２は、映像回路及び画像比較回
路のブロック図である。Ｌ１は第１レンズ群、Ｌ２は変
倍用の第２レンズ群、Ｌ３は像ブレ補正レンズ群、Ｌ４
は変倍に伴う像面変動の補正及び合焦の際に光軸上を移
動する第４レンズ群である。第２レンズ群Ｌ２を保持す
る２群移動枠３は、図示しない２本のガイドポールと摺
動することによって光軸方向に移動可能となっている。
また、２群移動枠３は、図示しない駆動用モータを回転
させることにより、駆動モータに一体的に設けた送りね
じと２群移動枠３に設けたラックが係合することで光軸
方向に移動して光学像を変倍する。像ブレ補正レンズ群
Ｌ３は、ピッチ枠５に保持されており、ヨー枠６に対し
てピッチング方向（図中Ｙ方向）に可動となるように構
成されており、固定ベース８には、図示しないガイドシ
ャフトを設けており、ヨー枠６はこのガイドシャフトを
ガイドとしてヨーイング方向（図中Ｘ方向）に移動可能
となっている。ピッチ枠５とヨー枠６にはそれぞれコイ
ル１０ａ，ｂを一体的に設けており、このコイル１０
ａ，ｂに対向した位置に２極着磁したマグネット（図示
せず）をヨーク（図示せず）に設け、これらヨークを固
定ベース８に固定している。これらマグネットとコイル
１０ａ，ｂにより、磁気回路を構成し、コイルに通電す
ることで、ピッチ枠５及びヨー枠６をそれぞれ所定の方
向に駆動出来る。さらに、ピッチ枠５及びヨー枠６に
は、それぞれの枠の位置検出を行うためにＬＥＤ１３
ａ，ｂが配置されている。このＬＥＤ１３ａ，ｂと対向
しかつ所定の間隔を隔てた位置に位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）が固定ベース８に固定されている。第４レンズ群Ｌ
４は４群移動枠１６に固定されており、４群移動枠１６
は図示しないガイドポールに光軸方向の移動を案内され
て設けられている。４群移動枠１６にはコイル（図示せ
ず）が固定されこのコイルと、マスターフランジ１７に
固定されたマグネット及びヨークにより、磁気回路が構
成され、コイルに通電することで４群移動枠１６を光軸
方向に移動させ、変倍に伴う像面変動の補正と合焦を行
っている。また、４群移動枠１６には所定の着磁がなさ
れたマグネット２０を設け、そのマグネットに対向した
位置に磁気抵抗素子（ＭＲ素子）２１を配置し、４群移
動枠１６の位置制御を行う構成としている。マスターフ
ランジ１７には、撮影レンズからの光学像を電気信号に
変換する撮像素子（ＣＣＤ）２２が固定されている。撮
像素子２２からの電気信号は、映像回路２４により所定
の電気信号に変換される。かかる構成のレンズにおい
て、レンズ鏡筒のブレを検出するために角速度センサー
２５をレンズ鏡筒に配置し、この角速度センサー２５か
らの検出信号に応じて制御回路２６によって、ピッチ方
向及びヨーイング方向に補正レンズ群Ｌ３を駆動するコ
イル１０ａ，ｂへの通電量を制御することで像ブレ補正
を行う。また、像ブレ補正レンズ群Ｌ３を制御回路２６
により、上下左右に移動させ、そのときの画像の輝度／
解像度を、画像比較回路２７により比較し、移動範囲の
もっとも解像度の良い位置もしくは、上下左右でバラン
スのとれる位置を算出し、像ブレ補正レンズ群Ｌ３の光
学中心位置として設定する構成としている。以上のよう
に構成された像ブレ補正装置について、像ブレ補正に関
連する動作および、光学中心の算出方法について、その
動作を述べる。角速度センサー２５からの像ブレ検出信
号に応じて制御回路２６から、ピッチ方向及びヨーイン
グ方向に像ブレ補正レンズ群Ｌ３を駆動するコイル１０
ａ，ｂへの通電量を制御することで像ブレ補正を行う。
また、ピッチング方向の制御については、重力方向と同
一移動方向になるために可動部の重量をキャンセルする
ようなオフセット電流を付加して駆動制御するようにし
ている。像ブレ補正レンズ群Ｌ３の光学中心位置の調整
については、白色の被写体を撮影し、制御回路２６によ
り、コイル１０ａ，ｂへ通電を行い像ブレ補正レンズ群
Ｌ３を上下、左右に駆動し、そのときのＣＣＤ２２から
の電気信号を映像回路２４内のＡ／Ｄコンバータ２４ａ
により、デジタル変換し、デジタル信号処理回路２４ｂ
により、所定の信号に変換し、画像信号の１画面分を画
像比較回路２７内のブロックメモリ２７ａ１、ａ２に取
り込み、各ブロックメモリの出力をカウンタ２７ｂによ
り計数し、その最大値を比較回路２７ｃにより算出す
る。像ブレ補正レンズ群Ｌ３が光学センターに位置した
場合は、画面分割したブロックメモリ２７ａの輝度の総
和が最大となるため、そのときの移動レンズ群Ｌ３の位
置（ＰＳＤ出力電圧値）をメモリ２７ｄにより記憶す
る。また、上記検出した結果を図３ａ、ｂに示す。図３
ａは、横軸をＣＣＤの横、縦軸をカウンタ２７ｂの出力
（輝度）を示すものであり、横軸のセンターがＣＣＤセ
ンターとなる。像ブレ補正レンズ群Ｌ３が左右に移動す
ることにより、３ａに示す様に光軸がずれている場合
は、ＣＣＤセンター位置と、輝度の総和のピーク値がず
れる。また、図３ｂの様にＣＣＤセンター位置と輝度の
総和のピーク値が一致している場所を光学センター位置
として設定する。横の例で示したが縦方向でも同様の検
出設定を行う。 （第２の実施の形態）第２の実施の形態として格子状の
被写体を撮影し、第１の実施の形態と同様に像ブレ補正
レンズ群Ｌ３を駆動し、その際の格子状の被写体の解像
度を画像比較回路２７内のブロックメモリからの信号出
力を比較する事で検出し、被写体の格子状の位置での検
出値があらかじめ設定した範囲内になる位置をメモリ２
７ｄに光学中心位置（ＰＳＤ出力の電圧）として設定す
る。以上のように、これら第１、第２の実施の形態によ
れば、像ブレ補正レンズ群Ｌ３の光学中心位置を撮影画
像により検出することで、騒音もなく、実際の撮影像か
ら光学中心を算出しているため、精度の高い位置設定を
行う事ができる。なお、本実施例では、被写体を白色の
物、格子状の物としているが、被写体はこれに限定する
物ではなく、光量及び上下左右の画像の解像度が比較検
出できるようなもので有れば何でもよい。 （第３の実施の形態）第３の実施の形態として、ズーム
の焦点距離により、ＣＣＤ２２面上での有効像円が変化
することは周知の通りである。そこで、この有効像円の
最小となる焦点距離に、第２レンズ群Ｌ２を移動させ、
その位置で、像ブレ補正レンズ群Ｌ３を図４の様に上下
（左右）に撮影像がケラレる位置（レンズの有効像円が
ＣＣＤの有効撮像面にかかる位置）まで駆動し、画像比
較回路２７のブロックメモリ２７ａ１、ａ２と比較回路
２７ｃにより、ケラレ位置を検出しその移動範囲の中心
位置を画像比較回路２７内のメモリ２７ｄに光学中心位
置(ＰＳＤ出力の電圧)として設定する構成とした。以上
のように、本実施の形態によれば、像ブレ補正レンズ群
Ｌ３の光学中心位置を撮影画像により検出することで、
騒音もなく、実際の撮影像から光学中心を算出している
ため、精度の高い位置設定を行う事ができる。また、ケ
ラレ位置を算出することで、被写体に関係なく、光学中
心位置を設定する事ができる。さらに、ケラレ余裕の少
ない焦点距離の位置で光学中心の設定を行うことで、補
正レンズの移動量を最小とする事ができ、調整時間の低
減を図る事が出来る。 （第４の実施の形態）つぎに、第４の実施の形態につい
て、図１、図２及び図５ａ、ｂを用いて動作を説明す
る。図５はズームにおける被写体の位置ズレを説明する
説明図である。第１の実施の形態と同じ内容の物につい
ては、同一番号を付与し、説明を省略する。ＣＣＤ２２
はマスターフランジ１７に位置決めピンを介して固定さ
れる。この際に撮影レンズの光学中心と、ＣＣＤ２２の
中心位置がＣＣＤ２２の取り付け誤差や、撮影レンズの
各群の組立誤差の影響によりズレが生じる。このズレの
影響で、図５ａの様に広角端で被写体を画面中央に写し
たとしても、望遠にした際は図５ｂの様に、被写体が撮
影画面の中止からずれた位置に移動してしまう。逆に望
遠端で被写体を中心に合わせた後、広角側に移動させた
場合はその影響度合いは小さく、あたかも移動していな
いように撮影されるのは、周知のとおりである。このよ
うに広角側から望遠側にズーミングしたときのズレをな
くすために、像ブレ補正レンズ群Ｌ３を変倍レンズ群Ｌ
２の位置に連動して、制御回路２６で駆動制御する事
で、ズーミング時の被写体のズレをなくす事ができる。
ＣＣＤの取り付け誤差により制御する際の制御量は、各
撮影レンズのバラツキや組立調整精度で異なるため、組
立調整時に、テストチャートを撮影し、第１の実施例と
同様の信号処理を行いブロックメモリの出力により被写
体の移動量をブロックメモリ、比較回路で検出し撮影像
の変化量を算出して、ズーム制御回路２６ａからの変倍
レンズ群Ｌ２の位置データと共にメモリ２７ｄに記憶す
る構成としている。以上のように、本実施の形態によれ
ば、撮影レンズの光学中心と、ＣＣＤの中心位置がＣＣ
Ｄの取り付け誤差や、撮影レンズの各群の組立誤差の影
響によりズレ量を像ブレ補正レンズ群Ｌ３をズーミング
に連動して、駆動制御する事で、ズーミング時の被写体
のズレをなくす事ができる。 （第５の実施の形態）つぎに、第５の実施の形態につい
て説明する。上述の第１〜第３の実施の形態の如く、像
ブレ補正レンズＬ３の光学中心位置を画像比較回路２７
により検出するとともに、第４の実施の形態の如く、ズ
ーミングによる撮影像の位置変化を補正する補正量を像
ブレ補正レンズＬ３の、光学中心位置にオフセットさせ
ることで、像ブレ補正中でズーミング動作を行ったとし
ても、被写体の位置変化がなく安定した画像を得ること
ができる。
１の実施の形態について図１及び図２を用いて説明す
る。図１は、本実施の形態における像ブレ補正装置の部
品展開構成図である。図２は、映像回路及び画像比較回
路のブロック図である。Ｌ１は第１レンズ群、Ｌ２は変
倍用の第２レンズ群、Ｌ３は像ブレ補正レンズ群、Ｌ４
は変倍に伴う像面変動の補正及び合焦の際に光軸上を移
動する第４レンズ群である。第２レンズ群Ｌ２を保持す
る２群移動枠３は、図示しない２本のガイドポールと摺
動することによって光軸方向に移動可能となっている。
また、２群移動枠３は、図示しない駆動用モータを回転
させることにより、駆動モータに一体的に設けた送りね
じと２群移動枠３に設けたラックが係合することで光軸
方向に移動して光学像を変倍する。像ブレ補正レンズ群
Ｌ３は、ピッチ枠５に保持されており、ヨー枠６に対し
てピッチング方向（図中Ｙ方向）に可動となるように構
成されており、固定ベース８には、図示しないガイドシ
ャフトを設けており、ヨー枠６はこのガイドシャフトを
ガイドとしてヨーイング方向（図中Ｘ方向）に移動可能
となっている。ピッチ枠５とヨー枠６にはそれぞれコイ
ル１０ａ，ｂを一体的に設けており、このコイル１０
ａ，ｂに対向した位置に２極着磁したマグネット（図示
せず）をヨーク（図示せず）に設け、これらヨークを固
定ベース８に固定している。これらマグネットとコイル
１０ａ，ｂにより、磁気回路を構成し、コイルに通電す
ることで、ピッチ枠５及びヨー枠６をそれぞれ所定の方
向に駆動出来る。さらに、ピッチ枠５及びヨー枠６に
は、それぞれの枠の位置検出を行うためにＬＥＤ１３
ａ，ｂが配置されている。このＬＥＤ１３ａ，ｂと対向
しかつ所定の間隔を隔てた位置に位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）が固定ベース８に固定されている。第４レンズ群Ｌ
４は４群移動枠１６に固定されており、４群移動枠１６
は図示しないガイドポールに光軸方向の移動を案内され
て設けられている。４群移動枠１６にはコイル（図示せ
ず）が固定されこのコイルと、マスターフランジ１７に
固定されたマグネット及びヨークにより、磁気回路が構
成され、コイルに通電することで４群移動枠１６を光軸
方向に移動させ、変倍に伴う像面変動の補正と合焦を行
っている。また、４群移動枠１６には所定の着磁がなさ
れたマグネット２０を設け、そのマグネットに対向した
位置に磁気抵抗素子（ＭＲ素子）２１を配置し、４群移
動枠１６の位置制御を行う構成としている。マスターフ
ランジ１７には、撮影レンズからの光学像を電気信号に
変換する撮像素子（ＣＣＤ）２２が固定されている。撮
像素子２２からの電気信号は、映像回路２４により所定
の電気信号に変換される。かかる構成のレンズにおい
て、レンズ鏡筒のブレを検出するために角速度センサー
２５をレンズ鏡筒に配置し、この角速度センサー２５か
らの検出信号に応じて制御回路２６によって、ピッチ方
向及びヨーイング方向に補正レンズ群Ｌ３を駆動するコ
イル１０ａ，ｂへの通電量を制御することで像ブレ補正
を行う。また、像ブレ補正レンズ群Ｌ３を制御回路２６
により、上下左右に移動させ、そのときの画像の輝度／
解像度を、画像比較回路２７により比較し、移動範囲の
もっとも解像度の良い位置もしくは、上下左右でバラン
スのとれる位置を算出し、像ブレ補正レンズ群Ｌ３の光
学中心位置として設定する構成としている。以上のよう
に構成された像ブレ補正装置について、像ブレ補正に関
連する動作および、光学中心の算出方法について、その
動作を述べる。角速度センサー２５からの像ブレ検出信
号に応じて制御回路２６から、ピッチ方向及びヨーイン
グ方向に像ブレ補正レンズ群Ｌ３を駆動するコイル１０
ａ，ｂへの通電量を制御することで像ブレ補正を行う。
また、ピッチング方向の制御については、重力方向と同
一移動方向になるために可動部の重量をキャンセルする
ようなオフセット電流を付加して駆動制御するようにし
ている。像ブレ補正レンズ群Ｌ３の光学中心位置の調整
については、白色の被写体を撮影し、制御回路２６によ
り、コイル１０ａ，ｂへ通電を行い像ブレ補正レンズ群
Ｌ３を上下、左右に駆動し、そのときのＣＣＤ２２から
の電気信号を映像回路２４内のＡ／Ｄコンバータ２４ａ
により、デジタル変換し、デジタル信号処理回路２４ｂ
により、所定の信号に変換し、画像信号の１画面分を画
像比較回路２７内のブロックメモリ２７ａ１、ａ２に取
り込み、各ブロックメモリの出力をカウンタ２７ｂによ
り計数し、その最大値を比較回路２７ｃにより算出す
る。像ブレ補正レンズ群Ｌ３が光学センターに位置した
場合は、画面分割したブロックメモリ２７ａの輝度の総
和が最大となるため、そのときの移動レンズ群Ｌ３の位
置（ＰＳＤ出力電圧値）をメモリ２７ｄにより記憶す
る。また、上記検出した結果を図３ａ、ｂに示す。図３
ａは、横軸をＣＣＤの横、縦軸をカウンタ２７ｂの出力
（輝度）を示すものであり、横軸のセンターがＣＣＤセ
ンターとなる。像ブレ補正レンズ群Ｌ３が左右に移動す
ることにより、３ａに示す様に光軸がずれている場合
は、ＣＣＤセンター位置と、輝度の総和のピーク値がず
れる。また、図３ｂの様にＣＣＤセンター位置と輝度の
総和のピーク値が一致している場所を光学センター位置
として設定する。横の例で示したが縦方向でも同様の検
出設定を行う。 （第２の実施の形態）第２の実施の形態として格子状の
被写体を撮影し、第１の実施の形態と同様に像ブレ補正
レンズ群Ｌ３を駆動し、その際の格子状の被写体の解像
度を画像比較回路２７内のブロックメモリからの信号出
力を比較する事で検出し、被写体の格子状の位置での検
出値があらかじめ設定した範囲内になる位置をメモリ２
７ｄに光学中心位置（ＰＳＤ出力の電圧）として設定す
る。以上のように、これら第１、第２の実施の形態によ
れば、像ブレ補正レンズ群Ｌ３の光学中心位置を撮影画
像により検出することで、騒音もなく、実際の撮影像か
ら光学中心を算出しているため、精度の高い位置設定を
行う事ができる。なお、本実施例では、被写体を白色の
物、格子状の物としているが、被写体はこれに限定する
物ではなく、光量及び上下左右の画像の解像度が比較検
出できるようなもので有れば何でもよい。 （第３の実施の形態）第３の実施の形態として、ズーム
の焦点距離により、ＣＣＤ２２面上での有効像円が変化
することは周知の通りである。そこで、この有効像円の
最小となる焦点距離に、第２レンズ群Ｌ２を移動させ、
その位置で、像ブレ補正レンズ群Ｌ３を図４の様に上下
（左右）に撮影像がケラレる位置（レンズの有効像円が
ＣＣＤの有効撮像面にかかる位置）まで駆動し、画像比
較回路２７のブロックメモリ２７ａ１、ａ２と比較回路
２７ｃにより、ケラレ位置を検出しその移動範囲の中心
位置を画像比較回路２７内のメモリ２７ｄに光学中心位
置(ＰＳＤ出力の電圧)として設定する構成とした。以上
のように、本実施の形態によれば、像ブレ補正レンズ群
Ｌ３の光学中心位置を撮影画像により検出することで、
騒音もなく、実際の撮影像から光学中心を算出している
ため、精度の高い位置設定を行う事ができる。また、ケ
ラレ位置を算出することで、被写体に関係なく、光学中
心位置を設定する事ができる。さらに、ケラレ余裕の少
ない焦点距離の位置で光学中心の設定を行うことで、補
正レンズの移動量を最小とする事ができ、調整時間の低
減を図る事が出来る。 （第４の実施の形態）つぎに、第４の実施の形態につい
て、図１、図２及び図５ａ、ｂを用いて動作を説明す
る。図５はズームにおける被写体の位置ズレを説明する
説明図である。第１の実施の形態と同じ内容の物につい
ては、同一番号を付与し、説明を省略する。ＣＣＤ２２
はマスターフランジ１７に位置決めピンを介して固定さ
れる。この際に撮影レンズの光学中心と、ＣＣＤ２２の
中心位置がＣＣＤ２２の取り付け誤差や、撮影レンズの
各群の組立誤差の影響によりズレが生じる。このズレの
影響で、図５ａの様に広角端で被写体を画面中央に写し
たとしても、望遠にした際は図５ｂの様に、被写体が撮
影画面の中止からずれた位置に移動してしまう。逆に望
遠端で被写体を中心に合わせた後、広角側に移動させた
場合はその影響度合いは小さく、あたかも移動していな
いように撮影されるのは、周知のとおりである。このよ
うに広角側から望遠側にズーミングしたときのズレをな
くすために、像ブレ補正レンズ群Ｌ３を変倍レンズ群Ｌ
２の位置に連動して、制御回路２６で駆動制御する事
で、ズーミング時の被写体のズレをなくす事ができる。
ＣＣＤの取り付け誤差により制御する際の制御量は、各
撮影レンズのバラツキや組立調整精度で異なるため、組
立調整時に、テストチャートを撮影し、第１の実施例と
同様の信号処理を行いブロックメモリの出力により被写
体の移動量をブロックメモリ、比較回路で検出し撮影像
の変化量を算出して、ズーム制御回路２６ａからの変倍
レンズ群Ｌ２の位置データと共にメモリ２７ｄに記憶す
る構成としている。以上のように、本実施の形態によれ
ば、撮影レンズの光学中心と、ＣＣＤの中心位置がＣＣ
Ｄの取り付け誤差や、撮影レンズの各群の組立誤差の影
響によりズレ量を像ブレ補正レンズ群Ｌ３をズーミング
に連動して、駆動制御する事で、ズーミング時の被写体
のズレをなくす事ができる。 （第５の実施の形態）つぎに、第５の実施の形態につい
て説明する。上述の第１〜第３の実施の形態の如く、像
ブレ補正レンズＬ３の光学中心位置を画像比較回路２７
により検出するとともに、第４の実施の形態の如く、ズ
ーミングによる撮影像の位置変化を補正する補正量を像
ブレ補正レンズＬ３の、光学中心位置にオフセットさせ
ることで、像ブレ補正中でズーミング動作を行ったとし
ても、被写体の位置変化がなく安定した画像を得ること
ができる。
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、補正レ
ンズを移動させることにより生じる撮影画像の変化を輝
度、解像度、ケラレなどを比較して画像の一番良い位置
を光学中心位置を設定するように構成しているため、機
械的な精度によらず、撮影画像のもっとも良い位置を基
準として設定できるため高画質な像ブレ補正装置を提供
することができる。また、機械的な位置検出を行わない
ために、調整時の騒音等の発生がない。さらには、ズー
ムの焦点距離により、光学系のケラレ余裕が変化する。
このケラレ余裕の少ない焦点距離の位置で光学中心の設
定を行うことで、補正レンズの移動量を最小とする事が
でき、調整時間の低減を図る事が出来る。また、実際の
ケラレの位置が算出できるため、外乱によりレンズが大
きく振られた場合でもケラレ位置を越えない様にアクチ
ュエータへの駆動電流を増加させることで、撮影像とし
てケラレ画像の撮影防止を行うことができる。さらに
は、撮像素子を鏡筒に位置決めする際の誤差により生じ
るズーミング中の撮影像の移動を抑制する事が出来る。
さらには、光学中心位置決め手段により設定された補正
レンズの光学中心位置と、撮像素子の取り付け誤差によ
り生じる光学中心ズレ量とから、補正レンズの基準位置
を設定する事で、像ブレ補正を行うとともに、ズーミン
グによる撮影像の移動を抑制する事が出来るというもの
である。
ンズを移動させることにより生じる撮影画像の変化を輝
度、解像度、ケラレなどを比較して画像の一番良い位置
を光学中心位置を設定するように構成しているため、機
械的な精度によらず、撮影画像のもっとも良い位置を基
準として設定できるため高画質な像ブレ補正装置を提供
することができる。また、機械的な位置検出を行わない
ために、調整時の騒音等の発生がない。さらには、ズー
ムの焦点距離により、光学系のケラレ余裕が変化する。
このケラレ余裕の少ない焦点距離の位置で光学中心の設
定を行うことで、補正レンズの移動量を最小とする事が
でき、調整時間の低減を図る事が出来る。また、実際の
ケラレの位置が算出できるため、外乱によりレンズが大
きく振られた場合でもケラレ位置を越えない様にアクチ
ュエータへの駆動電流を増加させることで、撮影像とし
てケラレ画像の撮影防止を行うことができる。さらに
は、撮像素子を鏡筒に位置決めする際の誤差により生じ
るズーミング中の撮影像の移動を抑制する事が出来る。
さらには、光学中心位置決め手段により設定された補正
レンズの光学中心位置と、撮像素子の取り付け誤差によ
り生じる光学中心ズレ量とから、補正レンズの基準位置
を設定する事で、像ブレ補正を行うとともに、ズーミン
グによる撮影像の移動を抑制する事が出来るというもの
である。
【図１】本発明の第１の実施の形態による像ブレ補正装
置の部品展開構成図
置の部品展開構成図
【図２】本発明の第１から第４の実施の形態における像
ブレ補正装置のブロック図
ブレ補正装置のブロック図
【図３】本発明の第１の実施の形態による像ブレ補正装
置の光量検出結果を示す説明図
置の光量検出結果を示す説明図
【図４】本発明の第３の実施の形態による像ブレ補正装
置のケラレを示す説明図
置のケラレを示す説明図
【図５】ズームにおける被写体の位置ズレを説明する説
明図
明図
【図６】従来の像ブレ補正装置の構成図
【図７】従来の像ブレ補正装置の調整方法を説明する説
明図
明図
Ｌ１・・・第１レンズ群 Ｌ２・・・第２レンズ群 Ｌ３・・・第３レンズ群 Ｌ４・・・第４レンズ群 ５・・・・ピッチ枠 ６・・・・ヨー枠 ７ａｂ・・シャフト ８・・・・固定ベース ９ａｂ・・シャフト １０ａｂ・・コイル １１ａｂ・・マグネット １３ａｂ・・ＬＥＤ １４ａｂ・・ＰＳＤ ２２・・・・撮像素子（ＣＣＤ） ２５・・・・角速度センサー ２６・・・・制御回路 ２７・・・・画像比較回路
Claims (8)
- 【請求項１】 撮影レンズの一部の補正レンズを光軸に
対して垂直面内に移動させることで像ブレ補正を行う像
ブレ補正装置において、前記補正レンズを移動させる移
動手段と、前記補正レンズの位置を検出する位置検出手
段と、前記撮影レンズからの光学像を電気信号に変換す
る撮像素子と、前記撮像素子からの電気信号を所定の映
像信号に変換する映像回路と、前記補正レンズを移動さ
せて撮影画像を比較して前記補正レンズの光学中心位置
を算出し基準位置として設定する画像比較回路とからな
る像ブレ補正装置。 - 【請求項２】 前記画像比較回路は、輝度を検出して補
正レンズの光学中心位置を設定する事を特徴とする請求
項１記載の像ブレ補正装置。 - 【請求項３】 前記画像比較回路は、解像度を検出して
補正レンズの光学中心位置を設定する事を特徴とする請
求項１記載の像ブレ補正装置。 - 【請求項４】 画像比較回路は、制御回路により補正レ
ンズを水平及び垂直方向に移動させて、撮像素子上にケ
ラレを発生させ、そのケラレの位置を検出して補正レン
ズの光学中心位置を設定する事を特徴とする請求項１記
載の像ブレ補正装置。 - 【請求項５】 撮影レンズは変倍光学系を有し、ケラレ
余裕の少ない焦点距離位置で、制御回路により補正レン
ズを水平及び垂直方向に移動させて、前記画像比較回路
により前記補正レンズの基準位置を設定する請求項４記
載の像ブレ補正装置。 - 【請求項６】 変倍レンズを有する撮影レンズと、撮影
レンズの一部の補正レンズを光軸に対して垂直面内に移
動させる移動手段を有する像ブレ補正手段と、前記補正
レンズの位置を検出する位置検出手段と、前記撮影レン
ズからの光学像を電気信号に変換する撮像素子とからな
る撮影装置において、前記撮像素子の取り付け誤差によ
って生じる広角端と望遠端での撮影像の位置ズレを、前
記補正レンズを移動させて補正する事を特徴とする撮影
装置。 - 【請求項７】 前記撮像素子の取り付け誤差によって生
じる広角端と望遠端での撮影像の位置ズレを、ズームの
焦点距離に応じて前記補正レンズを移動させて補正する
事を特徴とする請求項６記載の撮影装置。 - 【請求項８】 変倍レンズを有する撮影レンズの一部の
補正レンズを光軸に対して垂直面内に移動させることで
像ブレ補正を行う像ブレ補正装置において、前記補正レ
ンズを移動させる移動手段と、前記補正レンズの位置を
検出する位置検出手段と、前記撮影レンズからの光学像
を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子からの
電気信号を所定の映像信号に変換する映像回路と、前記
補正レンズを移動させて撮影画像を比較して前記補正レ
ンズの光学中心位置を算出し設定する画像比較回路と、
前記画像比較回路により設定した光学中心位置に対し
て、前記撮像素子の取り付け誤差によって生じる広角端
と望遠端での撮影像の位置ズレ量をオフセットさせた位
置を基準位置に設定したことを特徴とする撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11021891A JP2000221557A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 像ブレ補正装置とそれを用いた撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11021891A JP2000221557A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 像ブレ補正装置とそれを用いた撮影装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000221557A true JP2000221557A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12067743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11021891A Pending JP2000221557A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 像ブレ補正装置とそれを用いた撮影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000221557A (ja) |
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-
1999
- 1999-01-29 JP JP11021891A patent/JP2000221557A/ja active Pending
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