JP2007019571A - 光学機器およびその制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 振れ検出情報と動きベクトル情報とを合成した情報に応じて振れ補正を行う場合に、動画撮影時における振れ補正性能に対する要求と静止画撮影時における振れ補正による不都合の回避とを両立させる。
【解決手段】 光学機器１は、該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成して得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行う制御手段１４０を有する。制御手段は、静止画撮影と動画撮影とで、振れ検出情報に合成される動きベクトル情報の重み付けを変更する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラやそれらの交換レンズ等の光学機器に関し、特に像振れを補正する機能を有する光学機器に関するものである。

撮影者の手振れ等の振動に伴う画像の振れを減少させる、すなわち振れ補正を行うために、光学機器には振れ補正システムが搭載されている場合が多い。

最近では、角速度センサ等の振れ検出器から得られる中域から高域周波数帯の角変位信号と、撮像している映像信号の動きベクトルとして得られる低域周波数帯の変位信号を加算合成して得た合成情報に基づいて光学的振れ補正システムを制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、十分な幅の振れ補正量と、広い範囲の振れ周波数に対応した振れ補正効果が得られる。

また、最近のビデオカメラやデジタルスチルカメラは、動画撮影機能（動画モード）と静止画撮影機能（静止画モード）とを併せ持つ。このような場合に、モードに応じて適切な振れ補正制御を行う技術も提案されている。例えば、静止画モードでは振れ補正量よりも画質を優先して、動画モードよりも補正範囲を制限する技術（例えば、特許文献２参照）がある。また、パンニング操作時における振れ補正残りで生じる解像力の低下を避けるために、静止画モードでは動画モードよりも低周波帯域を加味した振れ補正制御を行う技術（例えば、特許文献３参照）がある。

また、光学的振れシステムの１つとして、いわゆる可変頂角プリズム（以下、ＶＡＰという）を用いたものがある。図１０に、ＶＡＰの構成を示す。ＶＡＰは、２枚の透明板２１，２３の間に透明液体２２を満たして構成される。そして、アクチュエータによって透明板２１，２３間の角度（頂角）を変えることで光軸を偏心させ、振動が加わっても像面に形成される光学像の位置を略一定に維持する。このＶＡＰは、撮影光学系の前端部に配されるため、広い振れ補正量が得られることが特徴である。

また、他の光学的振れ補正システムの１つとして、シフト補正レンズを用いたものがある。図１１にシフト補正レンズを用いた振れ補正システムの構成を示す。該振れ補正システムでは、ベース部材５４とシフト補正レンズ５２を保持するレンズ枠５３との間に、ボイスコイル５１０ｐとマグネット５６ｐおよびヨーク５５とにより構成されるアクチュエータを配置する。そして、該アクチュエータによってレンズ枠５３（シフト補正レンズ５２）を光軸直交方向（ピッチ方向およびヨー方向）に駆動して光軸を偏心させることにより、振動が加わっても像面に形成される光学像の位置を略一定に維持する。シフト補正レンズは、撮像光学系の一部を構成するレンズであるので、振れ補正システムを搭載した撮像装置等の小型化が容易であるという特徴を有する。
特開平７−１９９２５９号公報（段落００１５〜００３６等） 特開平９−１８１９５８号公報（段落００５２〜００５３等） 特開２００２−２０９１３６号公報（段落００３４等）

しかしながら、ＶＡＰを用いる場合において、低周波数帯で振れ補正量が大きくなると、ＶＡＰ方式の原理であるプリズム作用によって色分離が発生するという問題がある。特に高画質が求められる静止画においてこのような色分離の発生は好ましくない。

また、シフト補正レンズを用いる場合にも、低周波数帯で振れ補正量が大きくなると、シフト補正レンズを通過した光の像面での光量差が大きくなり、やはり高画質が求められる静止画において好ましくない状態となる。

その一方、動画撮影時には、可能な限り広い振れ補正量を確保して、動画撮影中の比較的大きな振れや細かな振動にも対処できるようにしたいという要求がある。

本発明は、振れ検出情報と動きベクトル情報とを合成した情報に応じて振れ補正を行う場合に、動画撮影時における振れ補正性能に対する要求と静止画撮影時における振れ補正による不都合の回避とを両立させることができるようにした光学機器およびその制御プログラムを提供することを目的の１つとしている。

また、本発明は、振れ検出情報と動きベクトル情報とを合成した情報に応じて振れ補正を行う場合に、特に静止画撮影の露光条件に応じた振れ補正を最適に行えるようにした光学機器およびその制御プログラムを提供することを目的としている。

本発明の一側面としての光学機器は、該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成して得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行う制御手段を有する。そして、制御手段は、静止画撮影と動画撮影とで、振れ検出情報に合成される動きベクトル情報の重み付けを変更することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての光学機器は、該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成して得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行う制御手段を有する。そして、制御手段は、静止画撮影と動画撮影とで、振れ検出情報に合成される動きベクトル情報の周波数範囲を変更することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての光学機器は、該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成して得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行う制御手段を有する。そして、制御手段は、静止画撮影における露光条件に応じて、振れ検出情報に合成される動きベクトル情報の重み付けを変更することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての制御プログラムは、機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成するステップと、該合成により得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行うステップとを有する。そして、静止画撮影か動画撮影かを判別するステップと、該判別結果に応じて、振れ検出情報に合成される動きベクトル情報の重み付けを変更するステップとを有することを特徴とする。

さらに、本発明の他の側面撮影として制御プログラムは、機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成するステップと、該合成により得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行うステップとを有する。さらに、静止画撮影か動画撮影かを判別するステップと、該判別結果に応じて、振れ検出情報に合成される動きベクトル情報の周波数範囲を変更するステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての制御プログラムは、機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成するステップと、該合成により得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行うステップとを有する。さらに、静止画撮影における露光条件に応じて、振れ検出情報に合成される動きベクトル情報の重み付けを変更するステップを有することを特徴とする。

本発明によれば、振れ検出情報と動きベクトル情報とを合成した情報に応じて振れ補正を行う場合に、動画撮影と静止画撮影とで動きベクトル情報の重み付けや使用周波数範囲を変更することにより、各撮影に対する要求に最適な振れ補正制御を行うことができる。

また、本発明によれば、振れ検出情報と動きベクトル情報とを合成した情報に応じて振れ補正を行う場合に、静止画撮影におけるシャッタ速度や絞り値等の露光条件に応じて動きベクトル情報の重み付けを変更することにより、各露光条件に最適な振れ補正制御を行うことができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である撮像システムとしてのレンズ交換式ビデオカメラシステムの構成を示している。このビデオカメラシステムは、ビデオカメラユニット１５０と、振れ補正光学系として、図１０に示したＶＡＰユニット１３０ａを備えた交換レンズユニット１１０ａとを有する。

本実施例は、動画記録モードか静止画記録モードかを示す記録モード情報に応じた動きベクトル情報の重み付け処理を行う制御ブロックを有することを特徴とする。

また、このような処理を、カメラユニット１５０とレンズユニット１１０ａ間での通信を介して行うことを特徴とする。カメラユニット１５０とレンズユニット１１０ａは、バヨネット結合し、それぞれに設けられた電気的な接点１７１，１７２を介して両者間での通信が行われる。具体的には、カメラユニット１５０には、カメラマイクロコンピュータ１５５からの信号をレンズユニット１１０ａ側に送信し、レンズユニット１１０ａ側からの信号を受信するカメラ通信回路１５６が設けられている。一方、レンズユニット１１０ａには、レンズマイクロコンピュータ１４０からの信号をカメラユニット１５０側に送信し、カメラユニット１５０側からの信号を受信するレンズ通信回路１１８を有する。

カメラユニット１５０には、レンズユニット１１０ａの撮影光学系によって形成された被写体像を光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等からなる撮像素子１５１が設けられている。撮影光学系は、被写体側（図の右側）から順に、ＶＡＰ１３０ａ、固定フロントレンズ１３１，変倍レンズ１３２、シャッタ１８０、絞り１８１、固定３群レンズ１３３およびフォーカスレンズ１３４により構成されている。

また、カメラユニット１５０には、カメラ信号処理回路１５２、動きベクトル検出回路１５４およびカメラマイクロコンピュータ１５５が設けられている。

カメラユニット１５０では、撮像素子１５１の出力に基づいて得られた映像信号（画像信号）から動きベクトルを検出し、後述する角速度センサ１１１からの出力に基づく振れ補正の誤差（すなわち、補正残り）を、撮像素子１５１上の動きベクトル量として正規化する。そして、この動きベクトル量を示す情報を、カメラ通信回路１５６を介して振れ補正の補助情報として、レンズユニット１１０ａに所定のタイミングで転送する。

一方、レンズユニット１１０ａにおいては、カメラユニット１５０から転送されてきた補助情報をレンズ通信回路１１８を介してレンズマイクロコンピュータ１４０で受ける。ＶＡＰユニット１３０ａを駆動するために、その補助情報に重み付け処理を行った上で角速度センサ１１１の検出出力から得られる振れ検出情報に加算器１２３で加算（合成）する。

以下、本カメラシステムの各部の働きについて具体的に説明する。

角速度センサ（振れ検出器）１１１は、振動ジャイロ等の角速度を検出するセンサを含み、手振れ等によるカメラシステムの振れを角速度信号として検出し、角速度信号をＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１１２に供給する。

ＨＰＦ１０２は、所定の周波数帯域で入力信号を遮断することで、角速度センサ１１１からの角速度信号に含まれる直流（ＤＣ）成分を遮断して、該角速度信号の交流成分、すなわち振動成分のみを増幅器１１３に供給する。

増幅器１１３は、ＨＰＦ１１２からの角速度信号（振動成分）を、最適なレベルに増幅して、Ａ／Ｄ変換器１１４に供給する。

Ａ／Ｄ変換器１１４は、増幅器１１３からの角速度信号をディジタル化して、角速度データとしてレンズマイクロコンピュータ１４０に供給する。

レンズマイクロコンピュータ１４０において、ＨＰＦ１１５は、任意の周波数帯域でその特性を可変し得る機能を有しており、Ａ／Ｄ変換器１１４からの角速度データに含まれる低域波成分を遮断した残りを出力する。積分器１１６は、任意の周波数帯域でその特性を可変し得る機能を有しており、ＨＰＦ１１５から出力された角速度データを積分し、その積分結果（角変位量の和）を角変位データとして出力する。以下、この角変位データを振れ検出情報という。

ここで、パンニング処理回路１１７は、積分器１１６から出力された角変位データ（角変位量の和）に基づいて、パンニング・チルティングの判定を行って、パンニング制御を行う。

カメラ信号処理回路１５２は、撮像素子１５１からの出力信号から、例えばＮＴＳＣフォーマットやＰＡＬフォーマットに準拠したビデオ信号（映像信号）を生成し、レコーダ処理回路１５９と動きベクトル検出回路１５４とに供給する。

動きベクトル検出回路１５４は、カメラ信号処理回路１５２からの映像信号に含まれる輝度信号を基に動きベクトルを検出する。

動きベクトルの検出法としては、相関法やブロックマッチング法等がある。ここでは、その一例として、ブロックマッチング法を動きベクトル検出回路１５４に採用する。ブロックマッチング法では、入力画像信号を複数の適当な大きさのブロック（例えば、８×８画素）に分割し、ブロック単位で前フィールド（又はフレーム）と現フィールド（又はフレーム）の一定範囲の画素との差を計算する。そして、この差の絶対値の和が最小となる前フィールド（又はフレーム）のブロックを検索し、対応するブロック間の相対的なずれをそのブロックの動きベクトルとして検出する。

上述のような構成により、動きベクトル検出回路１５４では、画素単位での垂直方向および水平方向それぞれの移動量である動きベクトルが求められる。動きベクトルは、連続したフィールド（又はフレーム）画像間での単位時間当たりの画像の移動量、すなわち画像の振れ残りを示すものであり、該移動量に比例した値を示す。換言すれば、角速度センサ１１１からの出力に基づいて生成された振れ検出情報（レンズマイクロコンピュータ１４０の積分器１１６からの出力である角変位データ）に誤差がない場合は、画像上の動きベクトルは検出されない。

カメラマイクロコンピュータ１５５は、動きベクトル検出回路１５４によって抽出された動きベクトルの信号を受けて、その信号を積分し、積分結果（変位量の和）を動きベクトルの変位データ（以下、これを動きベクトル情報という）としてカメラ通信回路１５６へ出力する。

カメラ通信回路１５６は、レンズ通信回路１１８を介してレンズユニット１１０ａに動きベクトル情報を転送する。この転送は、例えばビデオ信号の垂直同期信号に同期した所定のタイミングで行われる。なお、カメラ通信回路１５６およびレンズ通信回路１１８は、シリアル通信等の電気的なデータ伝達機能を有するものでその形式を問わない。

また、動きベクトル情報は、振れ補正に対する補助情報となるものであり、角速度センサ１１１からの出力に基づいて生成された振れ検出情報に誤差がない場合には、この補助情報も”０”となる。

重み付け処理回路１２０ａは、カメラマイクロコンピュータ１５５から送信された動きベクトル情報に対し、同じくカメラマイクロコンピュータ１５５から送信されてきた動画記録モードか静止画記録モードかを示す記録モード情報１２１に基づいて、重み付けを設定する。これについては後述する。

加算器１２３は、重み付け処理回路１２０ａによって重み付け設定された動きベクトル情報１１９と、レンズマイクロコンピュータ１４０の積分器１１６から出力された角変位データである振れ検出情報とを加算合成し、この合成振れ情報を制御信号として加算器１２４に供給する。

動きベクトルによって検出される振れの周波数帯は、一般に約０．０１Ｈｚ〜３Ｈｚである。また、角速度センサ１１１によって検出される振れの周波数帯は、０．１Ｈｚから３０Ｈｚである。このため、これら２つの周波数帯での振れ信号を加算合成すると、０．０１Ｈｚ〜３０Ｈｚという極めて広い振れ補正周波数帯が得られる。

加算器１２４は、加算器１２３からの制御信号と、ＶＡＰユニット１３０ａの駆動位置を検出する位置検出器１２８からの出力とを逆極性で加算して、その加算結果を増幅器１２５に供給する。

増幅器１２５は、加算器１２４での加算結果（加算出力信号）を適当なレベルに増幅して出力する。

駆動回路１２６は、増幅器１２５からの出力信号に応じて、ＶＡＰユニット１３０ａを駆動するためのアクチュエータ１２７を駆動する。

アクチュエータ１２７による駆動によって頂角が変化するＶＡＰユニット１３０ａの駆動位置は、位置検出器１２８で検出され、この位置検出器１２８からの検出出力を加算器１２４に供給することで、フィードバック制御系が形成される。これにより、閉ループ制御系による駆動量制御を行い、高精度な振れ補正を可能としている。

カメラマイクロコンピュータ１５５は、静止画記録モードにおいて、レンズマイクロコンピュータ１４０に対し、通信回路１５６，１１８を介して、カメラ側で設定された露光条件情報を通信する。レンズユニット１１０ａは、カメラマイクロコンピュータ１５５から指示された露光条件（絞り値、シャッタ速度等）に応じて、絞り１８１で光量調節を行いながらシャッタ１８０を作動させる。また、カメラマイクロコンピュータ１５５は、画像データが適正な露光値となるように撮像素子１５１の電荷蓄積時間を設定して、良好な静止画像を得る。

また、カメラマイクロコンピュータ１５５は、撮影者による記録モードスイッチ１６０での選択結果をレコーダ処理回路１５９へ出力する。

レコーダ処理１５９は、カメラ信号処理回路１５２によって生成されたビデオ信号（映像信号）を受けて記録圧縮符号化信号を生成する。そして、記録モードスイッチ１６０の選択結果に応じて、該信号を動画記録部１６１又は静止画記録部１６２に送る。

記録モードスイッチ１６０は、動画像を記録するか静止画像を記録するかを選択するために設けられたスイッチである。本実施例では、記録モードスイッチ１６０は、カメラユニット１５０に設けられているが、レンズユニット１１０ａに設けてもよい。

動画記録部１６１は、レコーダ処理回路１５９によって生成された記録圧縮符号化信号を所定の動画記録フォーマットに従って半導体メモリ、光ディスク、磁気テープ等の記録メディアに動画として記録する。

静止画記録部１６２は、レコーダ処理回路１５９によって生成された記録圧縮符号化信号を所定の静止画記録フォーマットに従って、記録メディアに静止画として記録する。

次に、図２のフローチャートを用いて、本実施例のカメラシステムの動作を説明する。なお、図２に示す動作はレンズマイクロコンピュータ１４０が、不図示のメモリに格納された制御プログラムとしてのコンピュータプログラムに従って行う。

カメラユニット１５０に設けられた記録モードスイッチ１６０のポジションをカメラマイクロコンピュータ１５５が検知すると、動画撮影を行う動画記録モードか静止画撮影を行う静止画記録モードか示す記録モード情報が、両通信回路１５６，１１８を介してレンズマイクロコンピュータ１４０に送信されてくる（ステップＳ３０１）。レンズマイクロコンピュータ１４０は、記録モード情報が動画モードを示すか静止画モード示すかを判別する（ステップＳ３０２）
ステップＳ３０２の判別の結果、動画記録モードであった場合には、ステップＳ３２２に進む。ステップＳ３２２において、レンズマイクロコンピュータ１４０は、角速度センサ１１１による０．１Ｈｚから３０Ｈｚの周波数帯の振れ検出情報に対する、０．０１Ｈｚから３Ｈｚの周波数帯の振れを表す動きベクトル情報の重み付け、すなわち加算合成比率を所定値に設定する。ここでは、所定値を、振れ検出情報１に対して動きベクトル情報が１となるように設定する。そして、この比率で振れ検出情報と動きベクトル情報とを加算器１２３に合成させる。これにより、０．０１Ｈｚから３０Ｈｚまでの広い振れ補正周波数帯が得られる。

なお、本実施例では、動画記録モードでの振れ検出情報と動きベクトル情報の加算合成の重み付け比率が１：１になるように設定しているが、これ以外の比率になるように設定してもよい。

次に、ステップＳ３２３では、ステップＳ３２２で得られた合成振れ情報に基づいて、ＶＡＰユニット１３０ａのメカニカルな補正動作範囲内での適切な振れ補正動作（ＶＡＰの頂角制御動作）が開始され、動画記録に最適な振れ補正が実行される。

一方、ステップＳ３０２での判別結果が静止画記録モードであった場合には、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、レンズマイクロコンピュータ１４０は、加算合成に際しての振れ検出情報１に対する動きベクトル情報の重み付けを、０を含む１未満の小さな値に設定する。これにより、低周波帯の振れ補正感度を下げることができる。したがって、低周波数帯で振れ補正量が大きいときに、ＶＡＰのプリズム作用によって生じる色分離の影響を回避することができる。
このときの合成振れ情報Ｆ（ｘ）は、角速度センサ１１１に基づく振れ検出情報をＳ（ｇ）とし、動きベクトル情報をＳ（ｂ）とし、重み付け係数をＫとしたとき、
Ｆ（ｘ）＝Ｓ（ｇ）＋Ｋ×Ｓ（ｂ）
なる演算式で計算される。重み付け係数Ｋが０を含む１未満の値であるため、動画記録モードに比べて低周波帯での振れ補正感度を下げることができる。したがって、色分離の少ない静止画記録を行うことができる。なお、重み付け係数は、ＶＡＰユニット１３０ａの光学情報や、シャッタ速度、絞り値等の露光条件（露光情報）に応じて設定される。

次に、ステップＳ３０６では、角速度センサ１１１により検出される０．１Ｈｚから３０Ｈｚの周波数帯での振れ検出情報と、０．０１Ｈｚから３Ｈｚの動きベクトル情報の周波数帯の中から適切な動きベクトル情報を加算器１２３に合成させる。そして、ステップＳ３０７では、加算器１２３で生成された合成振れ情報に基づいて、ＶＡＰ方式の特性を加味した、静止画記録に最適な画質優先の振れ補正動作を行う。

図３には、上記フローチャートに従って加算合成される振れ検出情報と動きベクトル情報との合成振れ情報に基づく、ＶＡＰユニット１３０ａによる振れ補正特性を示す。横軸が振れ補正周波数を示し、縦軸が振れ補正量を示す。動画記録モードにおいて１：１の比率で振れ検出情報と動きベクトル情報を加算合成すると、図３中に実線で示すように、広い周波数帯で、かつ大きな振れ補正量が得られる。

これに対し、静止画記録モードでは、図中に点線で示したように、振れ検出情報に対する動きベクトル情報の加算合成比率が小さくなるので、ＶＡＰユニット１３０ａによる振れ補正特性も、低い周波数帯での振れ補正量が小さくなる。

図４には、本発明の実施例２である撮像システムとしてのレンズ交換式ビデオカメラシステムの構成を示している。このビデオカメラシステムは、ビデオカメラユニット１５０と、振れ補正光学系として、図１１に示したシフト補正レンズユニット１３０ｂを備えた交換レンズユニット１１０ｂとを有する。シフト補正レンズユニット１３０ｂは、実施例１で説明した変倍レンズ１３２と固定第３群レンズ１３３との間で、絞り１８１の近傍に配置されている。

本実施例のカメラシステムにおいて、実施例１のカメラシステムと同じ構成要素には実施例１と同符号を付して説明に代える。本実施例は、上述したように振れ補正光学系としてシフト補正レンズ１３０ｂを備える点で実施例１と異なり、さらに静止画記録モードにおける振れ検出情報と動きベクトル情報との加算合成方法が実施例１と異なる。

図５には、本実施例のカメラシステムの動作を説明する。なお、図５に示す動作はレンズマイクロコンピュータ１４０が、不図示のメモリに格納された制御プログラムとしてのコンピュータプログラムに従って行う。

カメラユニット１５０に設けられた記録モードスイッチ１６０のポジションをカメラマイクロコンピュータ１５５が検知すると、動画撮影を行う動画記録モードか静止画撮影を行う静止画記録モードか示す記録モード情報が、両通信回路１５６，１１８を介してレンズマイクロコンピュータ１４０に送信されてくる（ステップＳ３０１）。レンズマイクロコンピュータ１４０は、記録モード情報が動画モードを示すか静止画モード示すかを判別する（ステップＳ３０２）
ステップＳ３０２の判別の結果、動画記録モードであった場合には、ステップＳ３２２に進む。ステップＳ３２２において、レンズマイクロコンピュータ１４０は、角速度センサ１１１による０．１Ｈｚから３０Ｈｚの周波数帯の振れ検出情報に対する、０．０１Ｈｚから３Ｈｚの周波数帯の振れを表す動きベクトル情報の重み付け、すなわち加算合成比率を所定値、ここでは振れ検出情報１に対して動きベクトル情報が１となるように設定する。そして、この比率で振れ検出情報と動きベクトル情報とを加算器１２３に合成させる。これにより、０．０１Ｈｚから３０Ｈｚまでの広い振れ補正周波数帯が得られる。

なお、本実施例では、動画記録モードでの振れ検出情報と動きベクトル情報の加算合成の重み付け比率が１：１になるように設定しているが、これ以外の比率になるように設定してもよい。

次に、ステップＳ３２３では、ステップＳ３２２で得られた合成振れ情報に基づいて、シフト補正レンズユニット１３０ａのメカニカルな補正動作範囲内での適切な振れ補正動作（ＶＡＰの頂角制御動作）が開始され、動画記録に最適な振れ補正が実行される。ここまでの動画記録モードでの処理は実施例１と同じである。

一方、ステップＳ３０２での判別の結果、静止画記録モードであった場合は、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、レンズマイクロコンピュータ１４０は、動きベクトル情報１１９の低周波数帯域をカットするようにフィルタ処理を行う。これにより、振れ補正の低周波帯の感度を下げる。したがって、シフト補正レンズ方式の振れ補正において低周波数で振れ補正量が大きくなることによって生じる光量差の影響を回避することができる。
このときの合成振れ量Ｆ（ｘ）は、角速度センサ１１１による振れ検出情報をＳ（ｇ）とし、動きベクトル情報をＳ（ｂ）とし、さらにフィルタ定数をＳ（ｆ）としたとき、
Ｆ（ｘ）＝Ｓ（ｇ）＋Ｓ（ｆ）×Ｓ（ｂ）
なる演算式で計算される。フィルタ定数Ｓ（ｆ）が動きベクトル情報１１９の低周波数帯域をカットするように設定されるので、動画記録モードに比べて低周波帯での振れ補正感度を下げることができる。したがって、光量差の少ない静止画記録を行うことができる。なお、フィルタ定数は、シフト補正レンズ１３０ａの光学情報や、シャッタ速度、絞り値等の露光条件（露光情報）に応じて設定される。

次に、ステップＳ３０６では、角速度センサ１１１により検出される０．１Ｈｚから３０Ｈｚの周波数帯での振れ検出情報と、０．０１Ｈｚから３Ｈｚの動きベクトル情報の周波数帯の中から適切な動きベクトル情報を加算器１２３に合成させる。そして、ステップＳ３０７では、加算器１２３で生成された合成振れ情報に基づいて、シフト補正レンズ方式の特性を加味した、静止画記録に最適な画質優先の振れ補正動作を行う。

図６には、上記フローチャートに従って加算合成される振れ検出情報と動きベクトル情報との合成振れ情報に基づく、シフト補正レンズ１３０ｂによる振れ補正特性を示す。横軸が振れ補正周波数を示し、縦軸が振れ補正量を示す。動画記録モードにおいて１：１の比率で振れ検出情報と動きベクトル情報を加算合成すると、図６中に実線で示すように、広い周波数帯で、かつ大きな振れ補正量が得られる。

これに対し、静止画記録モードでは、図中に点線で示したように、振れ検出情報に加算合成される動きベクトル情報の周波数範囲の下限が、動画記録モードの場合に比べて高く設定される。このため、シフト補正レンズ１３０ｂによる振れ補正特性は、低い周波数帯での振れ補正量が小さくなる。

図７には、本発明の実施例３である撮像システムとしてのレンズ交換式ビデオカメラシステムの動作を示している。本実施例のビデオカメラシステムは、実施例１と同様に、ビデオカメラユニット１５０と、振れ補正光学系としてＶＡＰユニット１３０ａを備えた交換レンズユニット１１０ａとを有する。

本実施例では、振れ補正光学系がＶＡＰ方式である場合の静止画記録モードにおいて、露光条件（つまりは露光条件によって決まる露光時間又は露光量）に応じて振れ検出情報に加算合成する動きベクトル情報の重み付けを変える。さらに、シャッタボタンの半押し期間、すなわち測光や焦点検出動作が行われる撮影準備動作期間（以下、Ｓ１期間という）かシャッタボタンの全押し期間、すなわち静止画記録が行われる撮影期間（以下、Ｓ２期間という）かに応じて、動きベクトル情報の重み付けを変える。

なお、図７において、実施例１（図２）と同じ内容のステップについては同じステップ番号を付して説明に代える。図７に示す動作はレンズマイクロコンピュータ１４０が、不図示のメモリに格納された制御プログラムとしてのコンピュータプログラムに従って行う。

図７において、ステップＳ３０２の判別の結果、静止画記録モードである場合は、ステップＳ３３１に進む。ステップＳ３３１では、省電力化を目的として、一旦、撮影前に合成振れ情報を０にする。

ステップＳ３３２では、Ｓ１期間か否かを検出し、Ｓ１期間である場合には、ステップＳ３３３で露光条件としてのシャッタ速度Ｔ（ｓ）と絞り値Ａ（ｅ）を取得する。そして、ステップＳ３３４で、シャッタ速度Ｔ（ｓ）と絞り値Ａ（ｅ）に応じて、予め不図示のメモリに記憶された、図８に示す相関値データから動きベクトル情報の重み付け係数Ｋを選択する。図８に示す相関値データでは、シャッタ速度が早いほど、また絞り値が大きいほど（絞り開口径が小さいほど）重み付け係数Ｋは小さくなっている。なお、Ｓ１期間での重み付け係数Ｋの範囲は、０≦Ｋ＜０．５の範囲である。

次に、ステップＳ３３５で、Ｓ２期間か否かを検出し、Ｓ２期間である場合には、ステップＳ３３６に進む。ステップＳ３３６では、シャッタ速度Ｔ（ｓ）と絞り値Ａ（ｅ）に応じて、図８に示す相関値データから動きベクトル情報の重み付け係数Ｋを選択する。この場合も、シャッタ速度が早いほど、また絞り値が大きいほど重み付け係数Ｋは小さくなっている。なお、Ｓ２期間での重み付け係数Ｋの範囲は、０≦Ｋ＜１の範囲である。また、Ｓ２期間での重み付け係数Ｋは、Ｓ１期間での重み付け係数Ｋよりも大きい。

そして、ステップＳ３０６，Ｓ３０７で、振れ検出情報と重み付け係数Ｋが乗せられた動きベクトル情報との合成加算を行い、合成振れ情報に基づいてＶＡＰユニット１３０ａを駆動する。これにより、静止画撮影のステップに応じたより適切な振れ補正を行うことができる。

上記実施例では、光学的振れ補正を行う場合について説明したが、画像の切り出し範囲をシフトさせる公知の電子的振れ補正（例えば、特開平５−９５５０２号公報参照）を行う場合にも本発明を適用することができる。

この場合も、動画記録モードにおける動きベクトル情報の重み付けを、振れ検出情報１に対して１とする。一方、静止画記録モードにおいては、振れ検出情報をＳ（ｇ）とし、動きベクトル情報をＳ（ｂ）とし、重み付け係数をＫとしたとき、
Ｆ（ｘ）＝Ｓ（ｇ）＋Ｋ×Ｓ（ｂ）
なる演算式で、合成振れ情報を算出する。

これにより、静止画記録モードでの振れ検出情報および合成振れ情報の演算負荷を軽減しつつ、光学的振れ補正を行う場合と同様な効果が得られる。

図９に、本実施例でのカメラシステムの構成を示す。図９において、図１と共通する構成要素には図１と同符号を付して説明に代える。

本実施例では、カメラユニット１５０内において、重み付け処理回路１２０ｃにより、動きベクトル検出回路１５４からの動きベクトル情報に対する重み付け処理を行う。該重み付け処理後の動きベクトル情報は、同じくカメラユニット１５０内に設けられた振れ検出系１１１〜１１６からの振れ検出情報と加算器１２３で加算合成される。そして、この合成振れ情報を受けたメモリ制御回路１９６は、合成振れ情報に応じた画像の切り出し範囲のシフト量を設定し、カメラ信号処理回路１５２およびラインメモリ１９５から該切り出し範囲の画像をレコーダ処理回路１５９に供給する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、上記各実施例では、本発明にいう制御手段（マイクロコンピュータ）と振れ検出手段（角速度センサ）の双方がカメラ本体および交換レンズのうち一方に設けられている場合について説明したが、カメラ本体と交換レンズのうち一方に制御手段を設け、他方に振れ検出手段を設けてもよい。さらに、上記各実施例では、動きベクトル検出回路がカメラ本体に設けられている場合について説明したが、交換レンズに動きベクトル検出回路を設け、カメラ本体からの画像信号を通信により受け取って動きベクトルを検出するようにしてもよい。

また、上記実施例１〜３では、光学的振れ補正手段として、ＶＡＰおよびシフト補正レンズを用いる場合について説明したが、本発明はこれらに限らず、様々な光学的振れ補正手段を用いる場合に適用することができる。例えば、光軸上の点を中心に補正レンズをピッチ方向およびヨー方向に回動させることで光軸を偏心させることができるタイプを用いる場合にも適用することができる。

さらに上記各実施例では、レンズ交換式ビデオカメラシステムについて説明したが、本発明はこれに限定されず、広く撮影に用いられる光学機器、例えばレンズ一体型のビデオカメラ、レンズ交換式のデジタルスチルカメラ、交換レンズおよびレンズ一体型のデジタルスチルカメラに適用することができる。

本発明の実施例１であるカメラシステムの構成を示すブロック図。 実施例１のカメラシステムの動作を示すフローチャート。 実施例１のカメラシステムの振れ補正特性を示す図。 本発明の実施例２であるカメラシステムの構成を示すブロック図。 実施例２のカメラシステムの動作を示すフローチャート。 実施例２のカメラシステムの振れ補正特性を示す図。 本発明の実施例３のカメラシステムの動作を示すフローチャート。 実施例３のカメラシステムにおける重み付け係数と露光条件との関係を示す図。 本発明の実施例４であるカメラシステムの構成を示すブロック図。 従来および実施例のカメラシステムで用いられる可変頂角プリズムユニットの構成を示す図。 従来および実施例のカメラシステムで用いられるシフト補正レンズユニットの構成を示す図。

符号の説明

１０３ａ 可変頂角プリズム（ＶＡＰ）
１０３ｂ シフト補正レンズ
１１１ 角速度センサ
１５４ 動きベクトル検出回路
１２０ａ，１２０ｃ 重み付け処理回路
１２３ 加算器
１４０ レンズマイクロコンピュータ
１５５ カメラマイクロコンピュータ
１６０ 記録モードスイッチ

Claims (16)

1. 撮影に用いられる光学機器であって、
   該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成して得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行う制御手段を有し、
   前記制御手段は、静止画撮影と動画撮影とで、前記振れ検出情報に合成される前記動きベクトル情報の重み付けを変更することを特徴とする光学機器。
2. 前記制御手段は、静止画撮影における前記重み付けを動画撮影時における前記重み付けよりも低くすることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 撮影に用いられる光学機器であって、
   該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成して得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行う制御手段を有し、
   前記制御手段は、静止画撮影と動画撮影とで、前記振れ検出情報に合成される前記動きベクトル情報の周波数範囲を変更することを特徴とする光学機器。
4. 前記制御手段は、静止画撮影における前記周波数範囲の下限を動画撮影時における前記周波数範囲の下限よりも高くすることを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
5. 撮影に用いられる光学機器であって、
   該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成して得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行う制御手段を有し、
   前記制御手段は、静止画撮影における露光条件に応じて、前記振れ検出情報に合成される前記動きベクトル情報の重み付けを変更することを特徴とする光学機器。
6. 前記制御手段は、前記露光条件によって決まる露光時間が大きいほど前記重み付けを大きくすることを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
7. 前記制御手段は、静止画撮影における撮影準備状態と撮影状態とで、前記重み付けを変更することを特徴とする請求項５又は６に記載の光学機器。
8. 前記制御手段は、光学素子を駆動して画像の振れを減少させる光学的振れ補正手段を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の光学機器。
9. 前記制御手段は、透明板の間に透明液体を配置して該透明板間の角度を変化させることで画像の振れを減少させる光学的振れ補正手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
10. 前記制御手段は、レンズを光軸に対して略直交する方向に変位させて画像の振れを減少させる光学的振れ補正手段を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の光学機器。
11. 前記制御手段は、画像信号を処理することにより画像の振れを減少させる電子的振れ補正手段を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の光学機器。
12. 撮像素子と、
    該機器の振れを検出する振れ検出手段と、
    画像信号から画像の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段とを有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の光学機器。
13. 該機器の振れを検出する振れ検出手段と、
    撮像装置から画像の動きベクトル情報を受信する通信手段と、
    光学素子を駆動して画像の振れを減少させる光学的振れ補正手段とを有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の光学機器。
14. 撮影に用いられる光学機器のコンピュータに、
    該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成するステップと、該合成により得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行うステップとを実行させる制御プログラムであって、
    静止画撮影か動画撮影かを判別するステップと、
    該判別結果に応じて、前記振れ検出情報に合成される前記動きベクトル情報の重み付けを変更するステップとを有することを特徴とする制御プログラム。
15. 撮影に用いられる光学機器のコンピュータに、
    該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成するステップと、該合成により得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行うステップとを実行させる制御プログラムであって、
    静止画撮影か動画撮影かを判別するステップと、
    該判別結果に応じて、前記振れ検出情報に合成される前記動きベクトル情報の周波数範囲を変更するステップとを有することを特徴とする制御プログラム。
16. 撮影に用いられる光学機器のコンピュータに、
    該機器の振れを検出して得られた振れ検出情報と画像信号から得られた画像の動きベクトル情報とを合成するステップと、該合成により得られた合成振れ情報に基づいて、画像の振れを減少させるための制御を行うステップとを実行させる制御プログラムであって、
    静止画撮影における露光条件に応じて、前記振れ検出情報に合成される前記動きベクトル情報の重み付けを変更するステップを有することを特徴とする制御プログラム。