JP2009265126A - Camera-shake correction device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that, in an electronic camera-shake correction in a prior art, catch-up of camera-shake caused during one frame can not be performed. <P>SOLUTION: The camera-shake during one frame is optically corrected and an optical system for the correction is made to be a parallel plate, to simply achieve a camera-shake correction advantageous to cost. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ビデオカメラの手ブレ補正に関する技術である。   The present invention relates to a camera shake correction technique for a video camera.

カメラの手ブレを補正する目的で、従来から主に光学的な補正技術と電子的な補正技術が実施されている。   Conventionally, optical correction technology and electronic correction technology have been mainly implemented for the purpose of correcting camera shake.

光学的な補正技術は、撮影用の光学系の一部(以下、シフト部と呼ぶ)を偏心させ、撮像素子上に結像する像を、手ブレを打ち消すように移動さることで手ブレを補正するものである。   Optical correction technology decenters a part of the photographic optical system (hereinafter referred to as a shift unit) and moves the image formed on the image sensor so as to cancel out camera shake. It is to correct.

電子的な補正技術は、実際に記録する画角よりも広い画角を撮像素子上に結像させ、撮像素子の全範囲よりも小さな範囲を電子的に切り出してフレームとして記録する。この際に、手ブレによる像の移動に追従して切り出す範囲を移動させることで手ブレを補正するものである。   In the electronic correction technique, a field angle wider than the field angle to be actually recorded is formed on the image sensor, and a range smaller than the entire range of the image sensor is electronically cut out and recorded as a frame. At this time, camera shake is corrected by moving a range to be cut out following the movement of the image due to camera shake.

また特開2006-261783号公報(特許文献1)が示すように、それらを併用することも提案されている。   Further, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-261783 (Patent Document 1), it has been proposed to use them together.

上記の手ブレ補正技術とは別に、特開平9-93497号公報(特許文献2)に例を示すように撮像素子の画素数以上の解像度を得ることを目的とした技術がある。この技術では、光学系のバックフォーカス部に透明な平行平板を置き、この平行平板を傾けることで、撮像素子に結像する像を1画素よりも小さな範囲内で移動させる。   In addition to the above-described camera shake correction technique, there is a technique for obtaining a resolution equal to or higher than the number of pixels of the image sensor as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-93497 (Patent Document 2). In this technique, a transparent parallel plate is placed on the back focus portion of the optical system, and the parallel plate is tilted to move an image formed on the image sensor within a range smaller than one pixel.

特開2006-261783号公報JP 2006-261783 JP 特開平9-93497号公報JP-A-9-93497

前記手ブレ補正のための従来技術のうち電子的な補正技術は、機械的に動作する部分が要らず、コスト的に有利な技術であるが、手ブレへの追従は基本的に1フレームを撮影するごとに行うため、1フレームの撮影期間(以下、1フレーム期間と呼ぶ)内の像の移動には追従できない。そのため、電子的な補正技術によって補正した画像には、1フレーム期間内に発生した像の移動が画のブレとなって残る。これに対して、電子シャッターを用いて露光時間を短くしたり、あるいは1フレーム期間内に複数枚の画を撮影して合成することで手ブレの無い画像を得る方法が考えられるが、特にビデオカメラでは露光条件の制約や撮像素子からの読み出し速度が制限となり、実施が困難である。   Among the conventional techniques for correcting the camera shake, the electronic correction technique does not require a mechanically operating part and is an advantageous technique in terms of cost. Since it is performed every time shooting is performed, it cannot follow the movement of an image within a shooting period of one frame (hereinafter referred to as one frame period). For this reason, the movement of the image generated within one frame period remains as an image blur in the image corrected by the electronic correction technique. On the other hand, a method of obtaining an image free from camera shake by shortening the exposure time using an electronic shutter or by photographing and combining a plurality of images within one frame period can be considered. Cameras are difficult to implement because of restrictions on exposure conditions and restrictions on the reading speed from the image sensor.

前記手ブレ補正のための従来技術のうち光学的な補正技術は、原理的には1フレーム期間内に起こる像のブレも補正可能と考えられるが、そのためには手ブレ補正のためにシフト部を機械的に移動させる必要があり、精度の良い機構部を製作するのは容易ではない。また、シフト部が移動しても収差に大きな影響を与えないために、シフト部は単独で収差が補正されていなければならず、光学設計上の制約となる。   Of the conventional techniques for correcting camera shake, the optical correction technique is considered to be capable of correcting image blurring that occurs within one frame period in principle. Therefore, it is not easy to manufacture a highly accurate mechanism. In addition, even if the shift unit moves, the aberration is not greatly affected. Therefore, the shift unit has to be corrected for aberrations alone, which is a limitation in optical design.

前記シフト部を用いた技術の他に、光学的に像を移動させる技術としては特開平9-93497号公報(特許文献2)に示したように透明な平行平板を利用した技術がある。この技術では光学的な屈折力の無い平行平板によって像を移動させるため、平行平板自体が発する収差はわずかであり、位置決め精度は非常にゆるく、傾きも相対的な変化のみを管理すればよい。また、平行平板は光学系のバックフォーカス部に入れる事が出来るため、全長の増加を招かない。これらの特徴から、平行平板を用いた方法は光学設計上の制約は少なく、コスト的に従来の光学的な補正技術よりも有利である。   In addition to the technique using the shift unit, as a technique for optically moving an image, there is a technique using a transparent parallel plate as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-93497 (Patent Document 2). In this technique, since the image is moved by a parallel plate having no optical refractive power, the aberration generated by the parallel plate itself is very small, the positioning accuracy is very loose, and only the relative change in the tilt needs to be managed. Further, since the parallel plate can be put in the back focus portion of the optical system, the total length is not increased. From these characteristics, the method using the parallel plate has less restrictions on the optical design, and is more advantageous than the conventional optical correction technique in terms of cost.

しかし、平行平板を利用した技術では像をあまり大きく移動させることが出来ず、従来、手ブレ補正の目的には利用されてこなかった。   However, the technique using a parallel plate cannot move an image so much and has not been used for the purpose of camera shake correction.

そこで、本発明では、1フレーム期間内の像の移動も補正可能であり、光学設計上の制約も少ない手ブレ補正技術を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a camera shake correction technique that can correct the movement of an image within one frame period and has few restrictions on optical design.

本発明では、例えば特許請求の範囲記載の構成を用いて前記課題を解決する。   In the present invention, for example, the above-described problem is solved by using the configuration described in the claims.

本発明によれば、適切な手ブレ補正を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize appropriate camera shake correction.

手ブレの動きは、おおまかに見れば振幅の大きな低周波の成分と、振幅の小さな高周波の成分が混ざったものである。   The movement of camera shake is roughly a mixture of a low-frequency component with a large amplitude and a high-frequency component with a small amplitude.

従来の電子的な手ブレ補正では、低周波の手ブレは大きな振幅のものでも取り除かれ、1フレーム期間内に起こる速い手ブレの成分のみが最終的に記録される画像に影響する。   In the conventional electronic camera shake correction, even low-frequency camera shake having a large amplitude is removed, and only the fast camera shake component that occurs within one frame period affects the finally recorded image.

平行平板を単独で手ブレ補正に用いた場合には、数画素程度の振幅の手ブレは速い動きでも補正できるが、電子的な手ブレ補正ほどに大きな振幅を補正できない。   When a parallel plate is used alone for camera shake correction, camera shake with an amplitude of about several pixels can be corrected even with a fast movement, but not as large as electronic camera shake correction.

ここで、振幅の小さな高周波成分の除去を平行平板を用いて行ない、残った低周波で大振幅の成分の除去を従来の電子的な手ブレ補正を用いて行えば、手ブレの影響をより完全に取り去ることが出来る。   Here, removing the high-frequency component with small amplitude using a parallel plate and removing the remaining high-frequency component with low frequency using conventional electronic image stabilization will further reduce the effects of camera shake. Can be completely removed.

具体的には、ビデオカメラの構成として従来の構成に加えて、手ブレ検出手段と、光学系のバックフォーカス部に挿入する透明な平行平板と、この平行平板の傾きを変化させる駆動部と、撮像素子から記録範囲を切り出す動作と平行平板の傾きを制御する制御部を加え、1フレーム期間内に次の動作を行うことで手ブレを補正する。
(1)制御部は1フレームの露光開始時に、駆動部を用いて平行平板を初期の傾き位置(以後、初期傾き位置と呼ぶ)に置く。この時の撮像素子上の像の位置を基準位置とする。
(2)1フレームの露光中、制御部は手ブレ検出手段により手ブレを検出し、手ブレによる像の移動を打ち消すように平行平板を傾けて像を基準位置にとどめる。
(3)1フレームの露光終了時、制御部は次のフレームの露光開始に備えて平行平板を初期傾き位置に戻す。また、平行平板を初期傾き位置に戻す際に撮像素子上の像が移動するが、この像の移動に追随して撮像素子から切り出す記録範囲を移動させる。この記録範囲の移動量としては、例えば前記の手ブレ検出手段により検出した手ブレ量を1フレーム期間積分したものを利用できる。
Specifically, in addition to the conventional configuration as the configuration of the video camera, camera shake detection means, a transparent parallel plate inserted into the back focus unit of the optical system, and a drive unit that changes the inclination of the parallel plate, An operation for cutting out the recording range from the image sensor and a control unit for controlling the inclination of the parallel plate are added, and the following operation is performed within one frame period to correct camera shake.
(1) At the start of exposure of one frame, the control unit places the parallel plate at the initial tilt position (hereinafter referred to as the initial tilt position) using the drive unit. The position of the image on the image sensor at this time is set as a reference position.
(2) During the exposure of one frame, the control unit detects the camera shake by the camera shake detection means, and tilts the parallel plate so as to cancel the movement of the image due to the camera shake to keep the image at the reference position.
(3) At the end of exposure of one frame, the control unit returns the parallel plate to the initial tilt position in preparation for the start of exposure of the next frame. Further, when the parallel plate is returned to the initial tilt position, the image on the image sensor moves, and the recording range cut out from the image sensor is moved following the movement of the image. As the amount of movement of the recording range, for example, an amount obtained by integrating the amount of camera shake detected by the above-described camera shake detecting means for one frame period can be used.

上記により、1フレーム期間内の手ブレによる像の移動が、平行平板によって移動可能な範囲ならば、従来の光学的な手ブレ補正と同様にブレを完全に補正することが出来る。
また、1フレーム期間内の手ブレによる像の移動が平行平板によって移動可能な量を上回る場合には、上回った分がブレとなって画像のボケになるが、平行平板によって補正可能な分の像によって芯を持った画像を得ることが出来る。
上記の効果を、従来の光学的な手ブレ補正技術よりも精度の低い機構で得られ、コストの低減を図ることが出来る。
As described above, if the movement of the image due to camera shake within one frame period is within a range that can be moved by the parallel plate, it is possible to completely correct the shake similarly to the conventional optical camera shake correction.
In addition, if the movement of the image due to camera shake within one frame period exceeds the amount that can be moved by the parallel plate, the excess amount becomes blurring and blurring of the image, but the amount that can be corrected by the parallel plate. An image with a core can be obtained from the image.
The above effect can be obtained with a mechanism having a lower accuracy than the conventional optical camera shake correction technology, and the cost can be reduced.

本発明の好適な実施例を、図面を用いて以下説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明による第1の実施例を、図1に従って説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1は本発明による手ブレ補正装置の構成を示すブロック図である。
図1において1は光学系であり、2は撮像素子であり、3は制御部であり、4は記録部であり、5は手ブレ検出部であり、6は駆動部であり、7は平行平板であり、71はヒンジである。光学系1と撮像素子2と制御部3と記録部4と手ブレ検出部5は、従来の電子式手ブレ補正装置に使用しているものと基本的に同じであり、駆動部6と平行平板7とヒンジ71が本発明の実施のために追加した要素である。また、本実施例は、上下方向または左右方向のどちらかの手ブレのみを補正する例である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a camera shake correction apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, 1 is an optical system, 2 is an image sensor, 3 is a control unit, 4 is a recording unit, 5 is a camera shake detection unit, 6 is a drive unit, and 7 is parallel. A flat plate and 71 is a hinge. The optical system 1, the image sensor 2, the control unit 3, the recording unit 4, and the camera shake detection unit 5 are basically the same as those used in a conventional electronic camera shake correction device, and are parallel to the drive unit 6. The flat plate 7 and the hinge 71 are elements added for carrying out the present invention. Further, the present embodiment is an example in which only camera shake in either the vertical direction or the horizontal direction is corrected.

次に図1にしたがって本実施例の動作を説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

光学系1は被写体の像を撮像素子2上に結像し、撮像素子2は像を電気的な信号に変換して蓄える。制御部3は撮像素子2の蓄えた信号から記録に用いる範囲を切り出して読み出し、記録部4に送る。記録部4は制御部3から送られた信号を記録メディア(図に示さず)に記録する。手ブレ検出部5は、手ブレを検出して手ブレ情報として制御部3に送り、制御部3は手ブレ検出部5から送られた手ブレ情報を元に、撮像素子2上の手ブレによる像の移動を求めて、撮像素子2から信号を読み出す際に切り出す範囲を撮像素子2に指示する。   The optical system 1 forms an image of a subject on an image sensor 2, and the image sensor 2 converts the image into an electrical signal and stores it. The control unit 3 cuts out and reads out the range used for recording from the signal stored in the image sensor 2 and sends it to the recording unit 4. The recording unit 4 records the signal sent from the control unit 3 on a recording medium (not shown). The camera shake detection unit 5 detects camera shake and sends it to the control unit 3 as camera shake information. The control unit 3 uses the camera shake information sent from the camera shake detection unit 5 to detect the camera shake on the image sensor 2. The movement of the image is obtained, and the range to be cut out when reading the signal from the image sensor 2 is instructed to the image sensor 2.

上記動作は1フレーム期間ごとに行う。   The above operation is performed every frame period.

上記で説明した、撮像素子からの読み出し範囲を制御する動作は従来の電子式手ブレ補正装置と同じものである。本発明ではこれに加えて次のように、1フレーム期間の間に平行平板の傾きを制御する動作を行う。   The operation described above for controlling the readout range from the image sensor is the same as that of a conventional electronic image stabilization device. In the present invention, in addition to this, an operation for controlling the inclination of the parallel plate is performed during one frame period as follows.

平行平板7は光学的に透明であり、光学系1と撮像素子2の間に配置し、ヒンジ71によって一端を回転可能に固定する。駆動部6は、制御部3の指示に従って、平行平板7の傾きを調整する。   The parallel plate 7 is optically transparent, is disposed between the optical system 1 and the image sensor 2, and has one end rotatably fixed by a hinge 71. The drive unit 6 adjusts the inclination of the parallel plate 7 in accordance with instructions from the control unit 3.

1フレーム期間の露光開始前に、制御部3は駆動部6を用いて平行平板7の傾きを初期傾き位置にする。この初期傾き位置は、平行平板7の回転可能な範囲の中央とすることが望ましい。   Prior to the start of exposure for one frame period, the control unit 3 uses the driving unit 6 to set the inclination of the parallel plate 7 to the initial inclination position. This initial tilt position is preferably at the center of the rotatable range of the parallel plate 7.

1フレーム期間の露光中、制御部3は手ブレ検出部5から送られる手ブレ情報を元に撮像素子2上の像の移動量を求め、次に像の移動を打ち消すために必要な平行平板7の角度を算出し、駆動部6に指示して平行平板7の傾きを調整する。   During the exposure for one frame period, the control unit 3 obtains the amount of movement of the image on the image sensor 2 based on the camera shake information sent from the camera shake detection unit 5, and then parallel plates necessary for canceling the image movement. 7 is calculated and the drive unit 6 is instructed to adjust the inclination of the parallel plate 7.

1フレーム期間の露光終了後、制御部3は駆動部6を用いて平行平板7の傾きを初期傾き位置に戻す。また、制御部3は、従来の電子式手ブレ補正装置の場合と同様に、1フレーム期間の間の手ブレ情報を積分して、撮像素子から次のフレームを読み出す際の切り出し位置を求めて撮像素子2に指示する。   After the exposure for one frame period, the control unit 3 uses the drive unit 6 to return the inclination of the parallel plate 7 to the initial inclination position. In addition, as in the case of the conventional electronic camera shake correction device, the control unit 3 integrates camera shake information during one frame period and obtains a cutout position when reading the next frame from the image sensor. 2 is instructed.

本発明は、1フレームごとの電子的な手ブレ補正に加え、1フレーム期間の間に上記のように動作することでさらに細かい手ブレを補正する。   In addition to electronic camera shake correction for each frame, the present invention corrects further camera shake by operating as described above during one frame period.

上記で露光中に行っている平行平板の角度は次のように算出する。
平行平板の傾き角と像の位置との関係は次の式で表されるため、下式の変数dが手ブレ情報から求めた像の移動と同じ大きさで符号が反対になるように、下式の変数ωを求める。
The angle of the parallel plate performed during the exposure is calculated as follows.
Since the relationship between the inclination angle of the parallel plate and the position of the image is expressed by the following expression, the variable d in the following expression is the same size as the movement of the image obtained from the camera shake information, and the sign is opposite. Find the variable ω in the following equation.

d=(1−1/N)×t×ω
ここで、上記の式の各変数の意味は次の通りである。
d = (1-1 / N) × t × ω
Here, the meaning of each variable in the above equation is as follows.

ω:平行平板の傾き角(初期傾き位置からの角度差。ラジアン単位)
d:像の移動量(平行平板が初期傾き位置にあった際の像の位置を基準とする。)
t:平行平板の厚さ
N:平行平板の屈折率
1例として、2mm厚のアクリル(屈折率1.492)板を用いた場合の、平行平板の角度と像の移動量の関係を下表に示す。

Figure 2009265126
ω: Parallel plate tilt angle (angle difference from initial tilt position, in radians)
d: Amount of image movement (based on the position of the image when the parallel plate is at the initial tilt position)
t: Thickness of parallel plate N: Refractive index of parallel plate As an example, the relationship between the angle of the parallel plate and the amount of image movement when an acrylic (refractive index 1.492) plate 2 mm thick is used is shown in the following table. Shown in
Figure 2009265126

ここで、*1 画素ピッチは2.09μmとする。   Here, * 1 pixel pitch is 2.09 μm.

上記のように、平行平板として2mm厚のアクリル板を使い、この平行平板を±2度の範囲内で傾けることで、±11画素の範囲内の像の移動を打ち消すことが出来る。   As described above, an acrylic plate having a thickness of 2 mm is used as the parallel plate, and the parallel plate is tilted within a range of ± 2 degrees, thereby canceling the movement of the image within the range of ± 11 pixels.

本発明による第2の実施例を、図2と図3に従って説明する。本実施例は、上下方向の手ブレを補正する平行平板と、左右方向の手ブレを補正する前記とは別の平行平板の2組の平行平板を用い、画面内の上下方向と左右方向の両方の手ブレを補正することを特徴とする。   A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment uses two sets of parallel plates, a parallel plate that corrects camera shake in the vertical direction and another parallel plate that corrects camera shake in the left and right direction. It is characterized by correcting both camera shakes.

図2は本発明による手ブレ補正装置の構成を示すブロック図である。
図2において1は光学系であり、2は撮像素子であり、3は制御部であり、4は記録部であり、5は手ブレ検出部であり、7pは上下方向の手ブレ補正用の平行平板であり、71pは平行平板7pを支えるヒンジであり、6pは平行平板7pの角度を調整する上下方向調整用駆動部であり、7yは左右方向の手ブレ補正用の平行平板であり、71yは平行平板7yを支えるヒンジであり、6yは平行平板7yの角度を調整する左右角調整用駆動部である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the camera shake correction apparatus according to the present invention.
In FIG. 2, 1 is an optical system, 2 is an image sensor, 3 is a control unit, 4 is a recording unit, 5 is a camera shake detection unit, and 7p is for camera shake correction in the vertical direction. 71p is a hinge that supports the parallel plate 7p, 6p is a vertical adjustment drive unit that adjusts the angle of the parallel plate 7p, and 7y is a parallel plate for camera shake correction in the horizontal direction, 71y is a hinge that supports the parallel plate 7y, and 6y is a left-right angle adjusting drive unit that adjusts the angle of the parallel plate 7y.

図3は本実施例の平行平板の配置を示した斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the arrangement of parallel flat plates of the present embodiment.

図3において1は光学系であり、2は撮像素子であり、7pは上下方向の手ブレ補正用の平行平板であり、71pは平行平板7pを支えるヒンジであり、6pは平行平板7pの角度を調整する上下角調整用駆動部であり、7yは左右方向の手ブレ補正用の平行平板であり、71yは平行平板7yを支えるヒンジであり、6yは平行平板7yの角度を調整する左右角調整用駆動部である。   In FIG. 3, 1 is an optical system, 2 is an image sensor, 7p is a parallel plate for correcting camera shake in the vertical direction, 71p is a hinge that supports the parallel plate 7p, and 6p is an angle of the parallel plate 7p. 7y is a parallel plate for correcting camera shake in the left-right direction, 71y is a hinge for supporting the parallel plate 7y, and 6y is a left-right angle for adjusting the angle of the parallel plate 7y. It is an adjustment drive unit.

次に図2に従って本実施例の動作を説明する。
本実施例においても撮像素子からの読み出し範囲を制御する動作は、実施例1と同じであり、この説明を省略する。
本実施例における、1フレーム期間の間に平行平板の傾きを制御する動作は次の通りである説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the operation for controlling the reading range from the image sensor is the same as that in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
The operation of controlling the inclination of the parallel plate during one frame period in this embodiment will be described as follows.

平行平板7pとは平行平板7yは光学的に透明であり、光学系1と撮像素子2の間に配置する。平行平板7pはヒンジ71pによって水平軸周りに回転可能に固定され、また平行平板7yはヒンジ71yによって垂直軸周りに回転可能に固定されている。
上下角調整用駆動部6pは、制御部3の指示に従って、平行平板7pの水平軸周りの傾きを調整し、左右角調整用駆動部6yは、制御部3の指示に従って、平行平板7yの垂直軸軸周りの傾きを調整する。
The parallel plate 7 p is optically transparent and is disposed between the optical system 1 and the image sensor 2. The parallel plate 7p is fixed to be rotatable about a horizontal axis by a hinge 71p, and the parallel plate 7y is fixed to be rotatable about a vertical axis by a hinge 71y.
The vertical angle adjustment drive unit 6p adjusts the inclination of the parallel plate 7p around the horizontal axis according to the instruction from the control unit 3, and the left / right angle adjustment drive unit 6y follows the instruction from the control unit 3 to Adjust the tilt around the axis.

1フレーム期間の露光開始前に、制御部3は上下角調整用駆動部6pを用いて平行平板7pの傾きを初期傾き位置にし、また制御部3は駆動部6yを用いて平行平板7yの傾きを初期傾き位置にする。この初期傾き位置は、それぞれ平行平板7pと平行平板7yの回転可能な範囲の中央とすることが望ましい。   Before the start of exposure for one frame period, the control unit 3 uses the vertical angle adjustment driving unit 6p to set the inclination of the parallel plate 7p to the initial inclination position, and the control unit 3 uses the driving unit 6y to incline the parallel plate 7y. To the initial tilt position. It is desirable that the initial tilt position be at the center of the rotatable range of the parallel plate 7p and the parallel plate 7y.

1フレーム期間の露光中、制御部3は手ブレ検出部5から送られる手ブレ情報を元に撮像素子2上の像の上下方向の移動量を求め、次に像の上下方向の移動を打ち消すために必要な平行平板7pの角度を算出し、上下角調整用駆動部6pに指示して平行平板7pの傾きを調整する。また、制御部3は、撮像素子2上の像の左右方向の移動量を求め、次に像の左右方向の移動を打ち消すために必要な平行平板7yの角度を算出し、左右角調整用駆動部6yに指示して平行平板7yの傾きを調整する。
1フレーム期間の露光終了後、制御部3は上下角調整用駆動部6pを用いて平行平板7pの傾きを初期傾き位置に戻し、また左右角調整用駆動部6yを用いて平行平板7yの傾きを初期傾き位置に戻す。
During the exposure for one frame period, the control unit 3 obtains the vertical movement amount of the image on the image sensor 2 based on the camera shake information sent from the camera shake detection unit 5, and then cancels the vertical movement of the image. Therefore, the angle of the parallel flat plate 7p necessary for the calculation is calculated, and the inclination of the parallel flat plate 7p is adjusted by instructing the vertical angle adjusting drive unit 6p. Further, the control unit 3 obtains the amount of movement of the image on the image sensor 2 in the left-right direction, calculates the angle of the parallel plate 7y necessary to cancel the movement of the image in the left-right direction, and drives for adjusting the left-right angle. The unit 6y is instructed to adjust the inclination of the parallel plate 7y.
After the exposure for one frame period, the control unit 3 returns the inclination of the parallel plate 7p to the initial inclination position by using the vertical angle adjustment driving unit 6p, and the inclination of the parallel plate 7y by using the left / right angle adjustment driving unit 6y. Return to the initial tilt position.

また、制御部3は、従来の電子式手ブレ補正装置の場合と同様に、1フレーム期間の間の手ブレ情報を積分して、撮像素子から次のフレームを読み出す際の切り出し位置を求めて撮像素子2に指示する。   In addition, as in the case of the conventional electronic camera shake correction device, the control unit 3 integrates camera shake information during one frame period and obtains a cutout position when reading the next frame from the image sensor. 2 is instructed.

本実施例では、上記のように動作して上下方向と左右方向の手ブレを補正する。   In the present embodiment, the above-described operation is performed to correct camera shake in the vertical direction and the horizontal direction.

本発明による第3の実施例を、図4に従って説明する。本実施例は、上下方向と左右方向の手ブレを1枚の平行平板で補正することを特徴とする。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that camera shake in the vertical direction and the horizontal direction is corrected by a single parallel plate.

図4は本実施例の平行平板を保持する構造を示した斜視図である。   FIG. 4 is a perspective view showing the structure for holding the parallel plates of the present embodiment.

図4において1は光学系であり、2は撮像素子であり、7は平行平板であり、70は平行平板を保持するホルダーであり、6pはホルダー70の上下方向の角度を調整する上下角調整用駆動部であり、6yはホルダー70の左右方向の角度を調整する左右角調整用駆動部であり、8は筐体に固定され上下角調整用駆動部6pと左右角調整用駆動部6yを保持する前側保持板であり、81はホルダー70を点で支持するピボットであり、9は筐体に固定され撮像素子2を保持する後側保持板であり、10は後側保持板9上にあってホルダー70を前側保持板8に押し当てる役割を持つ弾力部材である。
なお、図4において撮像素子2はホルダー7に隠されているが、その位置を点線で図示した。
In FIG. 4, 1 is an optical system, 2 is an image sensor, 7 is a parallel plate, 70 is a holder for holding the parallel plate, and 6p is a vertical angle adjustment for adjusting the vertical angle of the holder 70. 6y is a left / right angle adjustment drive unit that adjusts the angle of the holder 70 in the left / right direction, and 8y is fixed to the housing and includes a vertical angle adjustment drive unit 6p and a left / right angle adjustment drive unit 6y. A front holding plate to be held, 81 is a pivot that supports the holder 70 with a point, 9 is a rear holding plate that is fixed to the housing and holds the image pickup device 2, and 10 is on the rear holding plate 9. The elastic member has a role of pressing the holder 70 against the front holding plate 8.
In FIG. 4, the image pickup device 2 is hidden by the holder 7, but its position is shown by a dotted line.

次に本実施例の動作を図4に従って説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

図4において、前側保持板8と後側保持板9はビデオカメラ筐体に固定され、その間隔は固定である。平行平板7を保持するホルダー70は、前側保持板8と後側保持板9の間にあり、後側保持板9上の弾力部材10によって前側保持板8側に押し付けられている。弾力部材10は例えばバネで実現できる。   In FIG. 4, the front holding plate 8 and the rear holding plate 9 are fixed to the video camera casing, and the distance between them is fixed. The holder 70 that holds the parallel plate 7 is located between the front holding plate 8 and the rear holding plate 9, and is pressed against the front holding plate 8 by the elastic member 10 on the rear holding plate 9. The elastic member 10 can be realized by a spring, for example.

前側保持板8上には、上下角調整用駆動部6pと左右角調整用駆動部6yとピボット81とがあり、ピボット81はその先端の1点でホルダー70を支持し、前側保持板8とホルダー70の間隔を一定に保つ。
上下角調整用駆動部6pと左右角調整用駆動部6yは先端がホルダー70に接しており、手ブレ補正のために伸縮して前側保持板8とホルダー70の間隔を調整する。この際、ピボット81の長さは変わらないため、ホルダー70はピボット81の先端を中心として上下方向及び左右方向に傾くことが出来る。
上下角調整用駆動部6pと左右角調整用駆動部6yは、例えばボイスコイルで実現できる。
On the front holding plate 8, there are a vertical angle adjusting drive portion 6 p, a left and right angle adjusting drive portion 6 y, and a pivot 81. The pivot 81 supports the holder 70 at one point of the tip, and the front holding plate 8 The distance between the holders 70 is kept constant.
The top and bottom angle adjustment drive unit 6p and the left and right angle adjustment drive unit 6y are in contact with the holder 70, and extend and contract to adjust the distance between the front holding plate 8 and the holder 70 for camera shake correction. At this time, since the length of the pivot 81 does not change, the holder 70 can be tilted in the vertical direction and the horizontal direction with the tip of the pivot 81 as the center.
The up / down angle adjustment drive unit 6p and the left / right angle adjustment drive unit 6y can be realized by, for example, voice coils.

本実施例において、手ブレ検出から、上下角調整用駆動部6pと左右角調整用駆動部6yに角度調整の指示を送るまでの動作は実施例2と同一であり、この説明を省略する。
角度調整の指示を受けた上下角調整用駆動部6pと左右角調整用駆動部6yは、その長さを変えて、ホルダー70および平行平板7の角度を調整する。
In this embodiment, the operations from the detection of camera shake to the sending of an angle adjustment instruction to the vertical angle adjustment drive unit 6p and the left / right angle adjustment drive unit 6y are the same as those in the second embodiment, and the description thereof will be omitted.
The vertical angle adjustment drive unit 6p and the left / right angle adjustment drive unit 6y that have received the angle adjustment instruction adjust the angles of the holder 70 and the parallel plate 7 by changing their lengths.

本実施例では、上記のように動作して手ブレを補正する。   In this embodiment, the camera shake is corrected by operating as described above.

本実施例では、光学系と撮像素子の間に入れる平行平板が1枚だけであるため、バックフォーカスが短い光学系にも応用しやすい。   In this embodiment, since only one parallel plate is inserted between the optical system and the image sensor, it can be easily applied to an optical system having a short back focus.

本発明は、手ブレ補正を必要とするビデオカメラ全般に利用可能である。   The present invention is applicable to all video cameras that require camera shake correction.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

本発明による手ブレ補正装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the camera-shake correction apparatus by this invention 本発明による第2の実施例の手ブレ補正装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the camera-shake correction apparatus of 2nd Example by this invention. 本発明による第2の実施例の平行平板の配置を示した斜視図The perspective view which showed arrangement | positioning of the parallel plate of 2nd Example by this invention. 本発明による第3の実施例の平行平板を保持する構造を示した斜視図The perspective view which showed the structure holding the parallel plate of 3rd Example by this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 光学系
2 撮像素子
3 制御部
4 記録部
5 手ブレ検出部
6 駆動部
6p 上下角調整用駆動部
6y 左右角調整用駆動部
7 平行平板
7p 平行平板
7y 平行平板
70 ホルダー
71 ヒンジ
71p ヒンジ
71y ヒンジ
8 前側保持板
81 ピボット
9 後側保持板
10 弾力部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical system 2 Image pick-up element 3 Control part 4 Recording part 5 Camera shake detection part 6 Drive part 6p Vertical angle adjustment drive part 6y Left / right angle adjustment drive part 7 Parallel plate 7p Parallel plate 7y Parallel plate 70 Holder 71 Hinge 71p Hinge 71y Hinge 8 Front holding plate 81 Pivot 9 Rear holding plate 10 Elastic member

Claims (5)

ビデオカメラに用いる手ブレ補正装置であり、
映像情報を撮影する撮像素子と、
前記撮像素子の前に配置して撮像素子に入射する光軸を変位させる光軸変位手段と、
手ブレ検出手段と、
前記手ブレ検出手段で検出した手ブレ量に基づき前記光軸変位手段による光軸変位量を制御する制御手段とを有し、
前記光軸変位手段は、前記制御手段によって傾きを制御可能な平行平板を用いることを特徴とする手ブレ補正装置。
It is a camera shake correction device used for video cameras,
An image sensor for capturing video information;
An optical axis displacing means arranged in front of the image sensor to displace the optical axis incident on the image sensor;
Camera shake detection means;
Control means for controlling the amount of optical axis displacement by the optical axis displacement means based on the amount of camera shake detected by the hand shake detection means;
The optical axis displacement means uses a parallel plate whose inclination can be controlled by the control means.
請求項1記載の手ブレ補正装置であり、
前記制御手段が、前記撮像素子で撮影した像の一部を切り出し、ビデオカメラで記録するフレームとする電子式手ブレ補正を行ない、
前記制御手段は1フレームの撮影ごとに撮影した像から切り出す位置を変更するとともに、
前記制御手段は、1フレームの撮影ごとに前記光軸変位手段の平行平板を基準の傾き位置に戻すことを特徴とする手ブレ補正装置。
The camera shake correction device according to claim 1,
The control means cuts out part of the image photographed by the image sensor, performs electronic camera shake correction as a frame to be recorded by a video camera,
The control means changes the position to be cut out from the image taken for each frame of photographing,
The camera shake correction apparatus characterized in that the control means returns the parallel plate of the optical axis displacing means to a reference tilt position every time one frame is shot.
請求項1または2に記載の手ブレ補正装置であり、
前記光軸変位手段が2枚の平行平板からなり、
第1の平行平板が光軸を変位する方向と、第2の平行平板が光軸を変位する方向が、撮影する画面内で略直角に配置されることを特徴とする手ブレ補正装置。
The camera shake correction device according to claim 1 or 2,
The optical axis displacement means is composed of two parallel flat plates,
A camera shake correction apparatus characterized in that a direction in which the first parallel plate displaces the optical axis and a direction in which the second parallel plate displaces the optical axis are arranged substantially at right angles in a screen to be photographed.
請求項1または2に記載の手ブレ補正装置であり、
前記光軸変位手段の平行平板は、上下方向と左右方向のどちらにも傾斜可能であることを特徴とする手ブレ補正装置。
The camera shake correction device according to claim 1 or 2,
The camera shake correction apparatus according to claim 1, wherein the parallel plate of the optical axis displacing means can be tilted in either the vertical direction or the horizontal direction.
請求項4に記載の手ブレ補正装置であり、
前記光軸変位手段が、平行平板の上下方向の角度を調整するボイスコイルと左右方向の角度を調整するボイスコイルを含むことを特徴とする手ブレ補正装置。
The camera shake correction device according to claim 4,
The camera shake correction apparatus, wherein the optical axis displacing means includes a voice coil that adjusts a vertical angle of a parallel plate and a voice coil that adjusts a horizontal angle.
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