JP2003107550A - 像振れ防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カメラの振動を検出する角速度センサーの出力
信号の位相ずれを補正する位相補正回路のパラメータ、
及び、角速度センサーの出力信号から角度情報を求める
際の演算処理に使用する所定のパラメータを変更可能に
し、有効に像振れ補正できる振動の周波数帯域を変更可
能とすることで、撮影環境等に応じて最適な像振れ補正
を行うことができる像振れ防止装置を提供する。 【解決手段】本装置のモード設定手段４６により全周波
モード、低周波モード、高周波モードの選択が可能であ
る。マイコン２２は選択されたモードに対応するパラメ
ータの設定を行うことにより、全周波モードでは１Ｈｚ
〜１０Ｈｚで有効に像振れ補正を行い、低周波モードで
は、０．５Ｈｚ〜３Ｈｚで有効且つ全周波モードよりも
効果的に像振れ補正を行い、高周波モードでは、７Ｈｚ
〜３０Ｈｚで有効且つ全周波モードよりも効果的に像振
れ補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像振れ防止装置に係
り、特に振動によるカメラの像振れを防止する像振れ防
止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、テレビカメラの撮影光学系に防
振用の補正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、その振動を打ち消す方向に補正レンズをアクチュエ
ータで動かして像振れを補正する像振れ防止装置（防振
装置）が知られている。従来、カメラに生じた振動は、
例えば、振れ検出センサー（角速度センサーや加速度セ
ンサー等）の検出信号として検出され、その検出信号が
センサーアンプを介して演算部（マイコン）に入力され
る。そして、マイコンにおいて検出信号に対する積分処
理などのデジタル演算処理が行われ、像振れを補正する
ための補正値（補正レンズの変位位置等）が求められる
ようになっている。（特開２００１−１４２１０３号公
報等）ところで、上述の振れ検出センサーやセンサーア
ンプ、マイコンでのデジタル演算処理にはそれぞれ周波
数特性がある。例えば、振れ検出センサーでは周波数が
高くなるほど検出信号の位相の遅れが生じる。このた
め、センサーアンプには、その遅れ分を補正する位相補
正回路が組み込まれている。しかしながら、位相補正回
路を組み込んでも全ての周波数について完全な補正を行
うことは難しく、従来では、位相補正回路の周波数特性
を変更する所定のパラメータの設定値を、例えば、およ
そ１Ｈｚ〜１０Ｈｚの帯域において有効に位相補正が行
われる設定値とし、多くの撮影環境で生じ得る一般的な
振動の周波数帯域と考えられる周波数帯域において有効
に像振れ補正が行われるように設定されている。尚、パ
ラメータの設定値を変更することによって有効に位相補
正される周波数帯域の変更が可能である。

【０００３】また、マイコンにおけるデジタル演算処理
においても有効な演算結果が得られる周波数帯域に制限
があり、この周波数帯域も演算に使用する所定のパラメ
ータの設定値を変更することによって変更が可能であ
る。従来、デジタル演算処理のこの種のパラメータも１
Ｈｚから１０Ｈｚの周波数帯域において有効な演算処理
がおこなわれるように設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにおよそ１Ｈｚ〜１０Ｈｚの周波数帯域において有
効な像振れ補正が行われるように上記パラメータの値を
設定した場合であっても、その１Ｈｚ〜１０Ｈｚの帯域
内の臨界付近の周波数帯域（１Ｈｚ又は１０Ｈｚ付近）
に限定すれば更に効果的な補正を行うことができるパラ
メータの値を設定することが可能である。従って、臨界
付近の周波数帯域については従来のパラメータの設定で
は最適な設定とはいえない。仮に、振動の周波数が１Ｈ
ｚ〜１０Ｈｚの広域に渡る可能性がある場合には、その
１Ｈｚ〜１０Ｈｚの全域を有効に補正できるパラメータ
の設定は最適である。これに対して、振動の大半の周波
数が１Ｈｚ付近又は１０Ｈｚ付近に限られている場合に
は上述のパラメータの設定は最適とはいえない。また、
場合によっては１Ｈｚから１０Ｈｚの周波数帯域よりも
低い周波数又は高い周波数の振動もあり、この場合には
像振れを適切に防止することはできない。

【０００５】製品出荷時の段階ではどのような撮影環境
でカメラを使用するかは分からないため、振動の傾向を
特定することはできないが、実際に撮影を行う際にはそ
の撮影環境により振動の傾向をある程度予測することは
可能である。例えば、カメラを硬い地面の上に設置した
場合には高周波数帯域の振動が多くなり、柔らかい地面
の上に設置した場合には低周波数帯域の振動が多くな
る。また、車載・ヘリ中継に使用する場合にもある程度
振動の周波数を限定することができる。一方、撮影環境
から振動の傾向が把握できなくても実際にパラメータを
変更しながら撮影画像の様子をみれば、最適なパラメー
タを特定することが可能である。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、撮影環境に応じて、即ち、カメラに生じる振動
の周波数傾向に応じて最適な像振れ補正を行うことがで
きる像振れ防止装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、撮影光学系に生じた振動
を検出し、該検出した振動に基づいて像振れを補正する
ための補正値を取得する像振れ補正値取得手段であっ
て、前記取得した補正値により有効に像振れを補正でき
る前記振動の周波数帯域が所定のパラメータの設定値に
依存する像振れ補正値取得手段と、前記像振れ補正値取
得手段によって取得された補正値に基づいて像振れを補
正する像振れ補正手段と、を備えた像振れ防止装置にお
いて、前記パラメータの設定値を変更するパラメータ変
更手段を備えたことを特徴としている。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記パラメータ変更手段は、所
定の周波数帯域における全域、低域、及び、高域のそれ
ぞれの周波数帯域の振動に対して有効に像振れを補正で
きる全周波用、低周波用、高周波用の設定値のうちいず
れかの設定値を、前記パラメータの設定値として設定す
ることを特徴としている。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は請求項２に記載の発明において、前記パラメータ変
更手段は、モード設定手段により選択されたモードに対
応する設定値を前記パラメータの設定値として設定する
ことを特徴としている。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
乃至請求項４に記載の発明のうちいずれか１に記載の発
明において、前記パラメータは、前記補正値を取得する
際における信号処理又は演算処理において使用されるパ
ラメータであって、振動の周波数に関係するパラメータ
であることを特徴としている。

【００１１】本発明によれば、有効に像振れ補正できる
振動の周波数帯域を変更可能にするため周波数に関係す
る所定のパラメータの設定値を変更できるようにしたた
め、撮影環境等に応じて最適な像振れ補正を行うことが
できるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】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。

【００１３】図１は、本発明に係る像振れ補正装置の構
成を示したブロック図である。同図に示す角速度センサ
ー１０及び角速度センサー１２はそれぞれテレビカメラ
（以下、カメラという）を構成するレンズ装置又はカメ
ラ本体等に設置され、カメラに生じた上下（鉛直）方向
（以下、Ｖ方向という）及び左右（水平）方向（以下、
Ｈ方向という）の振動をそれぞれＶ方向及びＨ方向の角
速度の情報として検出する。尚、振動を検出するための
振れ検出センサーは、角速度センサーに限らず、加速度
センサー等の他の種類のセンサーを用いることができ
る。一方、同図に示す補正レンズ４４は、カメラの撮影
光学系の光路上に配置され、モータ４０によりＶ方向に
駆動され、モータ４２によりＨ方向に駆動されるように
なっている。カメラに振動が生じると、その振動を打ち
消すように補正レンズ４４が各モータ４０、４２により
Ｖ方向とＨ方向に変位し、撮影光学系の光軸方向が微調
整されることにより像振れが防止される。尚、本装置
は、Ｖ方向とＨ方向のそれぞれの振動に対して同様の処
理を行う一対の回路により構成されていることから、説
明の重複を避けるため、以下、主にＶ方向についての回
路及び処理について説明し、Ｈ方向についての回路はＶ
方向についての回路の符号の後ろに括弧書きの符号で記
し、その処理についての説明を省略する。

【００１４】カメラにおいてＶ方向（又はＨ方向）に振
動が生じると、その振動の角速度情報として角速度の大
きさと方向を示す角速度信号が上記角速度センサー１０
（１２）から出力され、センサーアンプブロック１４
（１６）に入力される。センサーアンプブロック１４
（１６）にはアンプ回路１４Ａ（１６Ａ）と位相補正回
路１４Ｂ（１６Ｂ）とが組み込まれており、センサーア
ンプブロック１４（１６）に入力した角速度信号は、ア
ンプ回路１４Ａ（１６Ａ）により増幅された後、位相補
正回路１４Ｂ（１６Ｂ）により位相補正される。角速度
センサー１０（１２）から出力される角速度信号は、通
常、カメラに生じた振動（以下、単に振動という）の周
波数が高い程、位相に遅れが生じる傾向があるため、角
速度信号には、振動に含まれる周波数成分ごとの位相ず
れが生じており、その周波数成分ごとの位相ずれが位相
補正回路１４Ｂ（１６Ｂ）の位相補正により補正される
ようになっている。また、位相補正回路１４Ｂ（１６
Ｂ）において全周波数領域の位相ずれを同時に補正する
ことは困難であり、位相補正回路１４Ｂ（１６Ｂ）で有
効に補正される周波数は一部の帯域に制限される。位相
補正回路１４Ｂ（１６Ｂ）には、位相を進める回路定数
（パラメータ）がアナログスイッチ又はデジタルポテン
ショメータにより変更可能となっており、そのパラメー
タを変更することにより有効に補正される周波数帯域を
変更することができるようになっている。本実施の形態
では、マイコン２２から指定された設定値が位相補正回
路１４Ｂ（１６Ｂ）におけるパラメータの設定値として
設定されるようになっている。尚、パラメータの設定に
ついては後述する。

【００１５】センサーアンプブロック１４（１６）によ
り処理された角速度信号は、Ａ／Ｄ変換器１８（２０）
によりデジタル信号に変換された後、マイコン２２に入
力される。マイコン２２に入力した角速度信号は、マイ
コン２２によるデジタル演算処理により角度情報に変換
される。マイコン２２におけるデジタル演算処理には、
角速度信号をデジタル積分して角度信号に変換するデジ
タル積分処理の他に、角速度信号に含まれるノイズの除
去を行うノイズ除去処理や、位相補正回路１４Ｂ（１６
Ｂ）と同様に位相ずれをデジタル処理により補正する位
相補正処理等の各種処理が行われるようになっている。
尚、角度情報を得る際に行われる全ての演算処理を含め
て角度演算というものとする。

【００１６】また、角度演算におけるデジタル積分処
理、ノイズ除去処理、位相補正処理等の各処理には、周
波数に関係のあるパラメータがあり、これらのパラメー
タの値を変更することによって、上記位相補正回路１４
Ｂ（１６Ｂ）において設定されるパラメータと同様、有
効に演算処理できる周波数帯域が変更されるようになっ
ている。これらのパラメータの値は、後述の周波数モー
ドの設定に基づいて設定される。尚、パラメータの設定
についての詳細は後述する。

【００１７】マイコン２２の演算処理により求められた
角度情報は、振動により生じる像振れを補正するための
補正レンズ４４の位置を示す情報に対応し、この角度情
報は、マイコン２２から出力され、Ｄ／Ａ変換器２４
（２６）によってアナログ信号に変換された後、駆動回
路２８（３０）に入力される。駆動回路２８（３０）に
は、補正レンズ４４のＶ方向（又はＨ方向）の現在位置
を示す位置信号が位置センサー３２（３４）から入力さ
れ、補正レンズ４４のＶ方向（又はＨ方向）の現在の移
動速度を示す速度信号がスピードジェネレータ３６（３
８）から入力されており、駆動回路２８（３０）は、そ
の位置信号と速度信号とを参照しながら、補正レンズ４
４が角度情報に対応する位置となるようにモータ４０
（４２）を駆動する。これにより、補正レンズ４４がカ
メラに生じた振動に対して像振れを防止する位置に変位
し、像振れが防止される。

【００１８】尚、上記実施の形態では、補正レンズ４４
をＶ方向及びＨ方向に変位させて像振れを補正する場合
について説明したが、本発明は、像振れを補正するため
の構成が上記実施の形態と異なるものであっても適用で
きる。また、上記実施の形態においてマイコン２２は像
振れを補正するための補正値として角度情報を求める場
合について説明したが、他の値を補正値として求める場
合であっても本発明を適用できる。

【００１９】次に、上記マイコン２２における各種パラ
メータの設定について説明する。上述のように、マイコ
ン２２において設定するパラメータには、センサーアン
プブロック１４（１６）の位相補正回路１４Ｂ（１６
Ｂ）において位相を進めるパラメータ（以下、位相補正
回路用パラメータという）や、マイコン２２の角度演算
におけるデジタル積分処理、ノイズ除去処理、位相補正
処理等の各処理において使用されると共に周波数に関係
するパラメータ（以下、マイコン２２の角度演算に使用
されるパラメータを角度演算用パラメータという）があ
る。これらのパラメータの設定値は、モード設定手段４
６によりユーザが選択した周波数モードに基づいてマイ
コン２２により決定される。

【００２０】モード設定手段４６は、例えば、ユーザが
操作可能なスイッチ部材により構成され、モード設定手
段４６により選択可能なモードとして全周波モード、低
周波モード、高周波モードがある。これらのモードは、
カメラに生じた振動に対して像振れを有効に補正できる
周波数帯域を設定するもので、その周波数帯域を以下、
有効補正範囲というものとする。

【００２１】全周波モードは、カメラに生じ得る一般的
な振動の略全域の周波数帯域を有効補正範囲とするモー
ドを示し、低周波モードは、カメラに生じ得る一般的な
振動の周波数帯域のうち低域側の周波数帯域を有効補正
範囲とするモードを示す。高周波モードは、カメラに生
じ得る一般的な振動の周波数帯域のうち高域側の周波数
帯域を有効補正範囲とするモードを示す。

【００２２】モード設定手段４６において選択されたモ
ードはマイコン２２により読み取られ、マイコン２２に
おいて、その選択されたモードに対応する位相補正回路
用パラメータの設定値及び角度演算用パラメータの設定
値が決定される。例えば、全周波数モードが選択された
場合、位相補正回路用パラメータは、全周波モードの有
効補正範囲について位相補正が有効に行われるような設
定値に決定され、角度演算用パラメータの設定値は、全
周波モードの有効補正範囲について各種演算処理が有効
に行われるような設定値に決定される。

【００２３】マイコン２２において決定された位相補正
回路用パラメータの設定値は、マイコン２２から位相補
正回路１４Ｂ（１６Ｂ）に与えられ、その設定値が位相
補正回路１４Ｂ（１６Ｂ）におけるパラメータの設定値
として設定される。一方、マイコン２２において決定さ
れた角度演算用パラメータの設定値は、マイコン２２に
おける角度演算の際に各種演算処理のパラメータの設定
値として使用される。

【００２４】図２は、各モードにおける有効補正範囲の
一例を示した図であり、この図を用いて各モードの効果
を比較する。カメラに生じ得る一般的な振動の周波数帯
域はおよそ１Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度と考えられており、同
図に示すように全周波モードはその全域を有効補正範囲
としている。これに対して低周波モードは、およそ１Ｈ
ｚ〜３Ｈｚを有効補正範囲とすると共に、そのときの各
パラメータの設定値において更に低域の０．５Ｈｚ〜１
Ｈｚが有効補正範囲として付随する。即ち、低周波モー
ドでは０．５Ｈｚ〜３Ｈｚが有効補正範囲となる。一
方、高周波モードは、およそ７Ｈｚ〜１０Ｈｚを有効補
正範囲とすると共に、そのときの各パラメータの設定値
において更に高域の１０Ｈｚ〜３０Ｈｚが有効補正範囲
として付随する。即ち、高周波モードでは７Ｈｚ〜３０
Ｈｚが有効補正範囲となる。

【００２５】また、１Ｈｚ〜３Ｈｚについては、全周波
モードと低周波モードのいずれのモードにおいても有効
補正範囲となり、像振れ補正が有効に行われるが、この
帯域においては、低周波モードの方がより効果的に像振
れ補正が行われるようになっている。即ち、全周波モー
ドは、１Ｈｚ〜１０Ｈｚの周波数帯域において主に中域
の周波数の振動を好適に補正できるようにパラメータの
設定値を設定した結果、そのパラメータの設定値におい
て１Ｈｚ〜１０Ｈｚの全域で補正が有効となるようにし
たもので低域の周波数に限定すればそのパラメータの設
定値は最適とはいえない。これに対して、低周波モード
では低域の周波数において最適となるようなパラメータ
の設定値を設定しているため有効補正範囲は低域に限定
されるがその帯域ではより効果的（良好）な補正が行わ
れるようになっている。従って、振動の周波数が低域に
限定されるような撮影環境では低周波モードを選択する
のが適切である。

【００２６】同様に７Ｈｚ〜１０Ｈｚでは全周波モード
と高周波モードのいずれのモードにおいても有効補正範
囲となり、像振れ補正が有効に行われるが、この帯域に
おいては、高周波モードの方がより効果的に像振れ補正
が行われるようになっている。従って、振動の周波数が
高域に限定されるような撮影環境では高周波モードを選
択するのが適切である。

【００２７】尚、カメラで生じ得る一般的な周波数帯域
を低域、中域、高域に分割すると、上記全周波モード
は、中域において他のモードよりも効果的な像振れ補正
を行うモードであるが、中域の周波数帯域（例えば、３
Ｈｚ〜７Ｈｚ）に限定すれば、全周波モードよりも更に
効果的な補正を行うことができるパラメータの設定値が
存在する場合には、選択可能なモードとしてそのパラメ
ータの設定値を設定する中周波モードを設けるようにし
てもよい。また、全周波モードの代わりに中周波モード
を設けるようにしてもよいが、振動の周波数が予測でき
ない場合等において、全周波モードに設定すると、カメ
ラで生じ得る一般的な周波数帯域の全域において少なく
とも有効に像振れ補正が行われるという利点があるた
め、全周波モードは選択可能に設けておくことが好適で
ある。

【００２８】次に、上記マイコン２２の処理手順を図３
のフローチャートを用いて説明する。まず、マイコン２
２は、モード設定手段４６から選択されたモードを読み
込む（ステップＳ１０）。そして、全周波モードが選択
されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＹＥＳと
判定した場合、位相補正回路１４Ｂ（１６Ｂ）に指定す
る位相補正回路用パラメータと角度演算に使用する角度
演算用パラメータの値を全周波数用の設定値に設定する
（ステップＳ１４）。

【００２９】一方、ステップＳ１２においてＮＯと判定
した場合には、低周波モードが選択されたか否かを判定
する（ステップＳ１６）。ＹＥＳと判定した場合、位相
補正回路１４Ｂ（１６Ｂ）に指定する位相補正回路用パ
ラメータと角度演算に使用する角度演算用パラメータを
低周波数用の設定値に設定する（ステップＳ１８）。

【００３０】一方、ステップＳ１６においてＮＯと判定
した場合には、高周波モードが選択されたと判定される
ため、位相補正回路１４Ｂ（１６Ｂ）に指定する位相補
正回路用パラメータと角度演算に使用する角度演算用パ
ラメータを高周波数用の設定値に設定する（ステップＳ
１８）。

【００３１】各パラメータの設定が終了すると、次にマ
イコン２２は、角速度信号を、角速度センサー１０（１
２）及びセンサーアンプブロック１４（１６）等を介し
て読み込み（ステップＳ２２）、角度演算により角速度
信号から角度情報を算出する（ステップＳ２４）。そし
て、補正レンズ４４をモータ４０（４２）により駆動す
るための駆動回路２８（３０）に、角度演算により算出
した角度情報を出力する（ステップＳ２６）。

【００３２】以上、上記実施の形態では、位相補正回路
用パラメータと角度演算用パラメータは、全周波用、低
周波用、高周波用の３種類の設定値の間で変更可能とし
たが、これに限らず、更に多くの種類の設定値に変更可
能とし、又は、各パラメータの設定値を連続的な値で変
更可能としてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る像振れ
防止装置によれば、有効に像振れ補正できる振動の周波
数帯域を変更可能にするため周波数に関係する所定のパ
ラメータの設定値を変更できるようにしたため、撮影環
境等に応じて最適な像振れ補正を行うことができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る像振れ補正装置の構成を
示したブロック図である。

【図２】図２は、各周波数モードにおける有効補正範囲
の一例を示した図である。

【図３】図３は、マイコンの処理手順を示したフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０、１２…角速度センサー、１４，１６…センサーア
ンプブロック、１４Ｂ、１６Ｂ…位相補正回路、２２…
マイコン、２８、３０…駆動回路、４０、４２…モー
タ、４４…補正レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影光学系に生じた振動を検出し、該検
   出した振動に基づいて像振れを補正するための補正値を
   取得する像振れ補正値取得手段であって、前記取得した
   補正値により有効に像振れを補正できる前記振動の周波
   数帯域が所定のパラメータの設定値に依存する像振れ補
   正値取得手段と、前記像振れ補正値取得手段によって取
   得された補正値に基づいて像振れを補正する像振れ補正
   手段と、を備えた像振れ防止装置において、 前記パラメータの設定値を変更するパラメータ変更手段
   を備えたことを特徴とする像振れ防止装置。
2. 【請求項２】 前記パラメータ変更手段は、所定の周波
   数帯域における全域、低域、及び、高域のそれぞれの周
   波数帯域の振動に対して有効に像振れを補正できる全周
   波用、低周波用、高周波用の設定値のうちいずれかの設
   定値を、前記パラメータの設定値として設定することを
   特徴とする請求項１の像振れ防止装置。
3. 【請求項３】 前記パラメータ変更手段は、モード設定
   手段により選択されたモードに対応する設定値を前記パ
   ラメータの設定値として設定することを特徴とする請求
   項１又は２の像振れ防止装置。
4. 【請求項４】 前記パラメータは、前記補正値を取得す
   る際における信号処理又は演算処理において使用される
   パラメータであって、振動の周波数に関係するパラメー
   タであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれ
   か１の像振れ防止装置。