JP3466895B2 - 振れ補正装置、撮像装置、撮像システム、カメラユニット、及びレンズユニット - Google Patents

振れ補正装置、撮像装置、撮像システム、カメラユニット、及びレンズユニット

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、手振れ等
による撮像画像の振れを光学的に補正する振れ補正装
置、該振れ補正装置を備えた撮像装置、撮像システム、
カメラユニット、及びレンズユニットに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ビデオカメラ等の撮像装置で
は、オートエクスホージャ（ＡＥ）やオートフォーカス
（ＡＦ）等、あらゆる点で自動化及び多機能化が図ら
れ、良好な撮影が容易に行えるようになっている。ま
た、近年では、撮像装置の小型化や光学系の高倍率化に
伴い、装置の振れ等が撮影画像の品位を低下させる大き
な原因となっていることに着目し、このような装置の振
れ（手振れ）等により生じた撮像画像の振れを補正する
振れ補正機能が種々提案されている。そして、このよう
な振れ補正機能を撮像装置に搭載することで、さらに良
好な撮影が容易に行えるようになっている。
【０００３】そこで、例えば、撮像素子の撮像面に被写
体からの光を結像することで撮像画像を得る撮像装置に
設けられる振れ補正機能として、図１１に示すような構
成のものがある。
【０００４】この振れ補正機能６００において、まず、
角速度検出回路６０１は、振動ジャイロ等の角速度セン
サからなり、撮像装置本体に取り付けられており、装置
の振れを角速度として検出する。ＤＣカットフィルタ６
０２は、角速度検出回路６０１から出力される角速度信
号の直流（ＤＣ）成分を遮断して、交流成分、すなわち
振動成分のみを通過させる。増幅器（アンプ）６０３
は、ＤＣカットフィルタ６０２から出力された角速度信
号を適当な感度に増幅して出力する。アナログ／ディジ
タル（Ａ／Ｄ）変換器６０４は、増幅器６０３から出力
された角速度信号をディジタル化して出力する。
【０００５】ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６０５、積分
器６０６、及びパン・チルト判定回路６０７は、例え
ば、マイクロコンピュータ（マイコン）ＣＯＭによって
構成される。
【０００６】ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６０５は、任
意の周波数帯域でその特性を可変しえる機能を有してお
り、Ａ／Ｄ変換器６０４から出力されたディジタルの角
速度信号（角速度データ）に含まれる低周波成分を遮断
して出力する。積分器６０６は、任意の周波数帯域でそ
の特性を可変しえる機能を有しており、ＨＰＦ５から出
力された角速度データを積分して、その積分結果を角変
位データとして出力する。
【０００７】パン・チルト判定回路６０７は、Ａ／Ｄ変
換器６０４から出力された角速度データ及び積分器６０
６から出力された角変位データに基づいて、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。すなわち、角速度データが所定のしきい値以上、或
いは、角速度データが所定のしきい値に満たなくとも角
変位データ（積分結果）が所定のしきい値以上であるな
らば、パンニング或いはチルティング状態であると判定
し、パンニング制御を行う。このパンニング制御では、
先ず、ＨＰＦ６０５の低域カットオフ周波数を高域側に
変移させる。これにより、低域の周波数に対しては、画
像補正回路６１０での振れ補正系が応答しないようにな
る。また、積分器６０６での積分演算に用いる時定数の
値を短くなる方向に変移させる。これにより、画像補正
回路６１０での振れ補正位置が徐々に移動範囲中心へと
センタリングし、積分器６０６から出力される角変位デ
ータの値が基準値（振れがない状態においてとりうる
値）に徐々に近づいていく。一方、そうでない場合に
は、パンニング或いはチルティング終了状態であると判
定し、ＨＰＦ６０５の低域カットオフ周波数を低域側に
変移させ、また、積分器６０６での積分演算に用いる時
定数の値も長くなる方向に変移させる。これにより、Ｈ
ＰＦ６０５の低域カットオフ周波数、及び積分器６０６
での積分演算に用いる時定数の値が各々元の状態に戻さ
れ、パンニング制御から抜けることになる。
【０００８】ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器６
０８は、積分器６０６から出力された角変位データをア
ナログ化して出力する。駆動回路６０９は、Ｄ／Ａ変換
器６０８から出力されたアナログの角変位データ（角変
位信号）に基づいて、画像補正回路６１０を駆動する。
画像補正回路６１０は、例えば、可変頂角プリズムを用
いた光学的振れ補正系を有し、駆動回路６０９からの駆
動に従って、可変頂角プリズムの頂角を可変して、撮像
面への入射光の光軸を変えることで、撮像画像に生じる
振れを光学的に補正する。
【０００９】上述のように、振れ補正機能６００は、振
動ジャイロ等の角速度検出回路６０１により、装置の振
れを検出し、その検出結果に基づいて、撮像画像の振れ
を光学的に補正するようになされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、振れ補
正機能６００のような従来の振れ補正機能には、次のよ
うな問題があった。
【００１１】（１）振れ補正機能６００のように、角速
度を検出する振動ジャイロ等の出力信号を利用して、撮
像画像の振れを補正する構成の場合、撮像レンズの倍率
が大きくなるにつれて、すなわち望遠になるにつれて、
撮像画像の補正誤差が拡大してしまう。ここで、撮像画
像の補正誤差とは、撮像装置自体の振れ量に対する振れ
補正系での補正残り、或いは補正過多のことである。撮
像装置の光学系の焦点距離が長くなり像の拡大倍率が大
きくなるにつれ、撮像面上での補正誤差量も増加する。
【００１２】（２）一方では、例えば、ビデオカメラの
撮影領域を広げるために、銀塩カメラ同様の交換レンズ
方式のビデオカメラが提案されている。このようなビデ
オカメラでは、交換レンズ方式により、高倍率のレンズ
やエクステンダー等の装置が着脱可能であるため、高倍
率レンズを組み合わせることが容易である。したがっ
て、交換レンズ方式のビデオカメラ等の撮像装置では、
カメラ・レンズ一体型の撮像装置に比べ、上述の補正誤
差が大きくなる。
【００１３】（３）特に、振動ジャイロを用いた角速度
検出回路では、１Ｈｚ以下の低域周波数において、振動
ジャイロの検出特性が劣化する。したがって、この低周
波数帯域では、上述の補正誤差の拡大が顕著となり、低
域周波数の振れ残りが生じ、これは画質の劣化につなが
る。
【００１４】そこで、これらの問題を解決するために、
振動ジャイロ等の角速度検出回路の他に、撮像画像の振
れ残りを検出する回路をさらに備えることで、補正性能
を向上させた振れ補正機能が提案されている。
【００１５】例えば、図１２に示すように、この振れ補
正機能７００は、上記図１１に示した振れ補正機能６０
０の各構成６０１〜６１０に加えて、撮像装置の撮像素
子により得られた撮像画像情報から、例えば、ＮＴＳＣ
フォーマットに準拠したビデオ信号（映像信号）を生成
するカメラ信号処理回路７０１と、カメラ信号処理回路
７０１で生成された映像信号に含まれる輝度信号に基づ
いて画像の動きベクトルを検出する動きベクトル検出回
路７０２と、動きベクトル検出回路７０２で検出された
動きベクトルを変位量（変位データ）に変換するための
ＨＰＦ６０５’、積分器６０６’、及びパン・チルト判
定回路６０７’とを備えている。そして、ＨＰＦ６０
５’、積分器６０６’、及びパン・チルト判定回路６０
７’は、上述したマイコンＣＯＭと同様に、マイコンＣ
ＯＭ’によって構成され、動きベクトル検出回路７０２
から出力される動きベクトル及び積分器６０６’から出
力される動きベクトルの変位データに基づいて、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
行うようになされている。
【００１６】また、振れ補正機能７００は、マイコンＣ
ＯＭの積分器６０６から出力される角変位データと、マ
イコンＣＯＭ’の積分器６０６’から出力される動きベ
クトルの変位データとを加算する加算器７０３を備えて
おり、この加算器７０３の加算結果がＤ／Ａ変換器６０
８に供給されるようになされている。
【００１７】したがって、上述のような構成により、撮
像画像の動きベクトルの変位量、すなわち撮像画像の振
れ残りが、角速度の角変位量の補助情報として、該角変
位量に加算され、この加算結果に基づいて、撮像画像の
振れが光学的に補正されることになる。この結果、より
精度の高い振れ補正が可能となる。
【００１８】しかしながら、振れ補正機能８００のよう
な従来の振れ補正機能においても、次のような問題があ
った。
【００１９】角速度検出回路６０１の出力から得られる
角速度データと、動きベクトル検出回路７０２で得られ
る動きベクトルと、マイコンＣＯＭ及びマイコンＣＯ
Ｍ’でのパンニング制御との関係が複雑であり、場合に
よっては十分な振れ補正が行われない場合も生じる。具
体的な例を挙げると、角速度検出回路６０１側の積分器
６０６の出力のみが増加してしまった場合、動きベクト
ル検出回路７０２側の積分器６０６’の出力が”０”に
近い状態でもパンニング制御がおこなわれてしまい、動
きベクトル検出回路７０２側の出力による振れ補正が行
われなくなってしまう。同様に、動きベクトル検出回路
７０２側の積分器６０６’の出力のみが増加してしまっ
たときも、角速度検出回路６０１側の出力による振れ補
正が行われなくなってしまう。
【００２０】特に、振動ジャイロを用いた角速度検出回
路６０１の出力から得られた角変位量（振れ情報）と、
動きベクトル検出回路７０２の出力から得られた動きベ
クトルの変位量（振れ情報）とに基づいて、撮像画像の
振れ補正を行う構成としているため、上述したように、
振動ジャイロ検出特性が劣化する１Ｈｚ以下の低域周波
数においては、動きベクトル検出回路７０２による振れ
補正のウエートが大きくなる。したがって、このような
構成では、角速度検出回路６０１と動きベクトル検出回
路７０２の何れか一方に偏ったパンニング制御が行われ
てしまい、これは、補正性能の劣化を伴う。
【００２１】そこで、本発明は、上記の欠点を除去する
ために成されたもので、簡易的な構成で、撮像画像の振
れ補正のための制御を円滑に行い、補正性能の向上を図
った振れ補正装置、該振れ補正装置を備えた撮像装置、
該装置を含む撮像システム、及び該装置で使用されるカ
メラユニット、及びレンズユニットを提供することを目
的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】斯かる目的下において、
第１の発明は、装置の振れ量から振れ補正量を得て出力
する第１の振れ補正量出力手段と、光学系を介した被写
体像を撮像手段で撮像して得られた撮像画像の振れ量か
ら振れ補正量を得て出力する第２の振れ補正量出力手段
と、上記第１及び第２の振れ補正量出力手段の各出力に
基づいて撮像画像の振れを補正する補正手段と、上記第
１及び第２の振れ補正量出力手段の各出力に基づいて上
記第１及び第２の振れ補正量出力手段の各出力を各々制
御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】第２の発明は、装置の振れ量を検出する第
１の振れ検出手段と、上記第１の振れ検出手段で検出さ
れた振れ量を振れ補正量に変換して出力する第１の振れ
補正量出力手段と、光学系を介した被写体像を撮像手段
で撮像して得られた撮像画像の振れ量を検出する第２の
振れ検出手段と、上記第２の振れ検出手段で検出された
振れ量を振れ補正量に変換して出力する第２の振れ補正
量出力手段と、上記第１及び第２の振れ補正量出力手段
の各出力に基づいて撮像画像の振れを補正する補正手段
を備える振れ補正装置であって、上記第１及び第２の振
れ補正量出力手段の各出力に基づいて上記第１及び第２
の振れ補正量出力手段の各出力を各々制御する制御手段
を備えることを特徴とする。
【００２４】第３の発明は、上記第１又は第２の発明に
おいて、上記制御手段は、上記第１及び第２の振れ補正
量出力手段の出力である振れ補正量の増加を各々制限す
ることを特徴とする。
【００２５】第４の発明は、上記第３の発明において、
上記制御手段は、上記第１及び第２の振れ補正量出力手
段の各出力を比較する比較手段を含み、上記比較手段の
比較結果に基づいて上記振れ補正量の増加の制限の割合
を可変することを特徴とする。
【００２６】第５の発明は、上記第１又は第２の発明に
おいて、上記補正手段は、上記撮像画像の振れを光学的
に補正することを特徴とする。
【００２７】第６の発明は、上記第１又は第２の発明に
おいて、上記補正手段は、上記被写体像を上記撮像手段
に伝達する可変頂角プリズムにより上記撮像画像の振れ
を光学的に補正することを特徴とする。
【００２８】第７の発明は、上記第１又は第２の発明に
おいて、上記補正手段は、上記被写体像を上記撮像手段
に伝達する移動可能な一群のレンズにより上記撮像画像
の振れを光学的に補正することを特徴とする。
【００２９】第８の発明は、請求項１〜７の何れかに記
載の振れ補正装置を備える撮像装置であることを特徴と
する。
【００３０】第９の発明は、カメラユニットと、上記カ
メラユニットに着脱可能なレンズユニットと、上記カメ
ラユニットとレンズユニット間の情報転送を行う転送制
御手段とを備える撮像装置であって、上記カメラユニッ
トは、光学系を介した被写体像を撮像手段で撮像して得
られた撮像画像の振れ量から振れ補正量を得て出力する
第２の振れ補正量出力手段を含み、上記レンズユニット
は、装置の振れ量から振れ補正量を得て出力する第１の
振れ補正量出力手段と、上記第１及び第２の振れ補正量
出力手段の各出力に基づいて撮像画像の振れを補正する
補正手段と、上記第１及び第２の振れ補正量出力手段の
各出力に基づいて上記第１及び第２の振れ補正量出力手
段の出力を各々制御する制御手段とを含み、上記転送制
御手段は、上記第１及び第２の振れ補正量出力手段の各
出力である振れ補正量及び上記制御手段での制御情報の
転送を、所定のタイミングに従って行うことを特徴とす
る。
【００３１】第１０の発明は、上記第９の発明におい
て、上記制御手段は、上記第１及び第２の振れ補正量出
力手段の出力である振れ補正量の増加を各々制限するこ
とを特徴とする。
【００３２】第１１の発明は、上記第１０の発明におい
て、上記制御手段は、上記第１及び第２の振れ補正量出
力手段の各出力を比較する比較手段を含み、上記比較手
段の比較結果に基づいて上記振れ補正量の増加の制限の
割合を可変することを特徴とする。
【００３３】第１２の発明は、上記第９の発明におい
て、上記補正手段は、上記撮像画像の振れを光学的に補
正することを特徴とする。
【００３４】第１３の発明は、上記第９の発明におい
て、上記補正手段は、上記被写体像を上記撮像手段に伝
達する可変頂角プリズムにより上記撮像画像の振れを光
学的に補正することを特徴とする。
【００３５】第１４の発明は、上記第９の発明におい
て、上記補正手段は、上記被写体像を上記撮像手段に伝
達する移動可能な一群のレンズにより上記撮像画像の振
れを光学的に補正することを特徴とする。
【００３６】第１５の発明は、請求項１〜７の何れかに
記載の振れ補正装置、請求項８に記載の撮像装置、及び
請求項９〜１４の何れかに記載の撮像装置の何れかの装
置を含む撮像システムであることを特徴とする。
【００３７】第１６の発明は、請求項９記載の撮像装置
に用いられているカメラユニットであることを特徴とす
る。
【００３８】第１７の発明は、請求項９記載の撮像装置
に用いられているレンズユニットであることを特徴とす
る。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
【００４０】（１）第１の実施の形態
【００４１】本発明に係る振れ補正装置は、例えば、図
１に示すような撮像装置１００に適用され、この撮像装
置１００は、本発明に係る撮像装置を適用したものでも
ある。
【００４２】すなわち、撮像装置１００において、従来
と最も異なるのは、上記図１に示すように、補正量比較
回路１０９を設けたことにある。具体的には、撮像装置
１００は、角速度検出回路１０１と、角速度検出回路１
０１の出力が供給されるＤＣカットフィルタ１０２と、
ＤＣカットフィルタ１０２の出力が供給される増幅器
（アンプ）１０３と、増幅器１０３の出力が供給される
Ａ／Ｄ変換器１０４と、Ａ／Ｄ変換器１０４の出力が供
給されるマイコン（ＣＯＭ）１０８ｂとを備えている。
また、撮像装置１００は、カメラ信号処理回路１２０
と、カメラ信号処理回路１２０の出力が供給される動き
ベクトル検出回路１２１と、動きベクトル検出回路１２
１の出力が供給されるマイコン（ＣＯＭ）１０８ａとを
備えている。そして、マイコン１０８ａとマイコン１０
８ｂの各出力が補正量比較回路１０９に供給され、補正
量比較回路１０９の出力は、マイコン１０８ａとマイコ
ン１０８ｂに各々供給されるようになされている。
【００４３】マイコン１０８ａは、動きベクトル検出回
路１２１の出力が供給されるハイパスフィルタ（ＨＰ
Ｆ）１０５ａ及びパン・チルト判定回路１０７ａと、Ｈ
ＰＦ１０５ａの出力が供給される積分器１０６ａとを備
えており、パン・チルト判定回路１０７ａの出力はＨＰ
Ｆ１０５ａと積分器１０６ａに各々供給され、パン・チ
ルト判定回路１０７ａに補正量比較回路１０９の出力が
供給されるようになされている。そして、積分器１０６
ａの出力が、このマイコン１０８ａの出力とされる。
【００４４】マイコン１０８ｂも同様に、Ａ／Ｄ変換器
１０４の出力が供給されるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１０５ｂ及びパン・チルト判定回路１０７ｂと、ＨＰＦ
１０５ｂの出力が供給される積分器１０６ｂとを備えて
おり、パン・チルト判定回路１０７ｂの出力はＨＰＦ１
０５ｂと積分器１０６ｂに各々供給され、パン・チルト
判定回路１０７ｂに補正量比較回路１０９の出力が供給
されるようになされている。そして、積分器１０６ｂの
出力が、このマイコン１０８ｂの出力とされる。
【００４５】また、撮像装置１００は、マイコン１０８
ａとマイコン１０８ｂの各出力が供給される加算器１１
０と、加算器１１０の出力が供給される加算器１１１
と、加算器１１１の出力が供給される増幅器１１２と、
増幅器１１２の出力が供給される駆動回路１１３と、駆
動回路１１３の出力が供給される画像補正回路１１７と
を備えており、画像補正回路１１７の出力は加算器１１
１に供給されるようになされている。画像補正回路１１
７は、駆動回路１１３の出力が供給されるアクチュエー
タ１１４と、アクチュエータ１１４の出力が供給される
可変頂角プリズム１１５と、可変頂角プリズム１１５の
出力が供給されるエンコーダ１１６とを備えており、エ
ンコーダ１１６の出力が上述の加算器１１１に供給され
るようになされている。
【００４６】また、撮像装置１００は、画像補正回路１
１７の可変頂角プリズム１１５の出力が供給される撮像
光学系１１８と、撮像光学系１１８の出力が供給される
撮像素子１１９とを備えており、撮像素子１１９の出力
が上述のカメラ信号処理回路１２０に供給されるように
なされている。そして、カメラ信号処理回路１２０の出
力は、上述したように、動きベクトル検出回路１２１に
供給されると共に、ビデオ出力端子１２２を介して表示
部や記録部等に供給されるようになされている。
【００４７】以下、撮像装置１００の各構成部について
具体的に説明する。
【００４８】（角速度検出回路１０１）
【００４９】角速度検出回路１０１は、例えば、振動ジ
ャイロの角速度センサを含み、手振れ等による装置自体
の振れを角速度信号として検出し、その角速度信号をＤ
Ｃカットフィルタ１０２に供給する。
【００５０】（ＤＣカットフィルタ１０２）
【００５１】ＤＣカットフィルタ１０２は、角速度検出
回路１０１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１０３に供給する。尚、ＤＣカットフ
ィルタ１０２として、所定の周波数帯域で入力信号を遮
断するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いてもよい。
【００５２】（増幅器１０３）
【００５３】増幅器１０３は、ＤＣカットフィルタ１０
２からの角速度信号（振動成分）を、最適な感度に増幅
して、Ａ／Ｄ変換器１０４に供給する。
【００５４】（Ａ／Ｄ変換器１０４）
【００５５】Ａ／Ｄ変換器１０４は、増幅器１０３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
マイコン１０８ｂに供給する。
【００５６】（マイコン１０８ｂ）
【００５７】マイコン１０８ｂにおいて、ＨＰＦ１０５
ｂは、任意の周波数帯域でその特性を可変しえる機能を
有しており、Ａ／Ｄ変換器１０４からの角速度データに
含まれる低域波成分を遮断して出力する。積分器１０６
ｂは、任意の周波数帯域でその特性を可変しえる機能を
有しており、ＨＰＦ１０５ｂ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。
【００５８】ここで、パン・チルト判定回路１０７ｂ
は、Ａ／Ｄ変換器１０４ｂから出力された角速度データ
及び積分器１０６ｂ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が、後述する補正量
比較回路１０９の出力に従ってこれを行う。すなわち、
パン・チルト判定回路１０７ｂは、補正量比較回路１０
９からパンニング制御を行う指示があったときのみ、次
のようなパンニング制御処理を行う。
【００５９】・パンニング制御処理 図２に示すように、先ず、Ａ／Ｄ変換器１０４により、
増幅器１０３で増幅された角速度信号（アナログ）が、
マイコン１０８ｂ内で扱えるディジタル値に変換される
（ステップＳ０１）。そこで、マイコン１０８ｂにおい
て、ＨＰＦ１０５ｂは、Ａ／Ｄ変換器１０４の出力され
た角速度データに対して、前回用意されたカットオフ周
波数（ｆｃ）の値を用いた演算を行う（ステップＳ０
２）。積分器１０６ｂは、ＨＰＦ１０５ｂから出力され
た角速度データに対して、前回用意された時定数の値を
用いた積分演算を行う（ステップＳ０３）。この積分器
１０６ｂから出力された積分結果（角変位データ）は、
図示していないＤ／Ａ変換器により、アナログ化される
（ステップＳ０４）。パン・チルト判定回路１０７ｂ
は、補正量比較回路１０９からパンニング制御を行う指
示があったか否かを判別する（ステップＳ０５）。ステ
ップＳ０５の判別の結果、パンニング制御の指示がなか
った場合には、何も行わずに本処理終了となる。ステッ
プＳ０５の判別の結果、パンニング制御の指示があった
場合、パン・チルト判定回路１０７ｂは、Ａ／Ｄ変換器
１０４から出力された角速度データが所定のしきい値以
上であるか否かを判別する（ステップＳ０６）。ステッ
プＳ０６の判別の結果、角速度データが所定のしきい値
以上でなかった場合、パン・チルト判定回路１０７ｂ
は、ステップＳ０４にてアナログ化された角変位データ
（角変位信号）が所定のしきい値以上であるか否かを判
別する（ステップＳ０７）。ステップＳ０６及びステッ
プＳ０７の各判別の結果、角速度データが所定のしきい
値以上、或いは角速度データが所定のしきい値に満たな
くとも、角変位信号（積分結果）が所定のしきい値以上
であった場合、パン・チルト判定回路１０７ｂは、パン
ニング或いはチルティング状態であると判別し、ステッ
プＳ０８からの処理に進む。また、角速度データと角変
位信号が共に所定のしきい値に満たない場合には、通常
制御状態、或いはパンニング或いはチルティングの終了
状態と判断し、ステップＳ１０からの処理に進む。ステ
ップＳ０８では、パン・チルト判定回路１０７ｂは、Ｈ
ＰＦ１０５ｂでの演算に用いるカットオフ周波数の値を
現在の値より所定の値だけ高くし、低周波信号の減衰率
を現在のそれより大きくする。また、次のステップＳ０
９では、パン・チルト判定回路１０７ｂは、積分器１０
６ｂでの演算に用いる時定数の値を現在の値より所定の
値だけ短くし、角変位データが基準値に近づくようにす
る。そして、これらのステップＳ０８及びステップＳ０
９の後、本処理終了となる。一方、ステップＳ１０で
は、パン・チルト判定回路１０７ｂは、ＨＰＦ１０５ｂ
での演算に用いるカットオフ周波数の値を現在の値より
所定の値だけ低くし、低周波信号の減衰率を現在のそれ
より小さくする。また、次のステップＳ１０では、パン
・チルト判定回路１０７ｂは、積分器１０６ｂでの演算
に用いる時定数の値を現在の値より所定の値だけ長く
し、積分効果を上げる。そして、これらのステップＳ１
０及びステップＳ１１の後、本処理終了となる。尚、上
記図２に示したステップＳ０１からの処理は、所定のタ
イミングで繰り返し行われる。
【００６０】上述のように、マイコン１０８ｂにおいて
は、Ａ／Ｄ変換器１０４の出力である角速度及び積分器
１０６ｂの出力である角変位を入力とし、角速度が所定
のしきい値以上となりえた、或いは角速度が所定のしき
い値以内であっても角速度を積分処理した角変位が所定
のしきい値以上となりえた場合に、パンニング或いはチ
ルティング状態であると判定し、ＨＰＦ１０５ｂの低域
カットオフ周波数を高域側へと変移させ、低域周波数に
対して後述する画像補正回路１１７での振れ補正系が応
答しないように特性を変更する。また、そうでない場合
には、画像補正回路１１７での補正位置を序々に移動範
囲中心へとセンタタリングさせるために、積分器１０６
ｂの積分特性の時定数を短くなる方向に変移させ、積分
器１０６ｂに蓄積された値が基準値（振れがない状態に
おいてとりうる値）となるように制御する。そして、こ
のようなパンニング制御の実行は、補正量比較回路１０
９の出力に従って、制御される。尚、この処理間も、角
速度検出回路１０１での角速度及び積分器１０６ｂでの
角変位の検出は行われており、パンニング或いはチルテ
ィング終了状態の場合、すなわち角速度及び角変位の各
々が所定のしきい値以下の値をとりうる場合には、再び
ＨＰＦ１０５ｂの低域カットオフ周波数を低くして、振
れ補正範囲を拡張する動作が行われ、パンニング制御か
ら抜けることになる。
【００６１】（カメラ信号処理回路１２０）
【００６２】カメラ信号処理回路１２０は、撮像光学系
１１８及び撮像素子１１９により得られた画像信号か
ら、例えば、ＮＴＳＣフォーマットに準拠したビデオ信
号（映像信号）を生成して動きベクトル検出回路１２１
に供給する。
【００６３】（動きベクトル検出回路１２１）
【００６４】動きベクトル検出回路１２１は、カメラ信
号処理回路１２０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。
【００６５】具体的には、まず、動きベクトル検出法と
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１２１に採用するものとする。このブロ
ックマッチング法とは、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
ック単位に前のフィールド又はフレームの一定範囲の画
素との差を計算し、この差の絶対値の和が最小となる前
のフィールド又はフレームのブロックを検索し、当該ブ
ロックの相対的なずれをそのブロックの動きベクトルと
して検出する方法である。尚、ブロックマッチング法で
のマッチング演算については、尾上守男氏等による”情
報処理Vo 1.17 No.7 p634 〜640 July 1976 ”等で詳し
く論じられているため、その詳細な説明は省略する。
【００６６】そこで、動きベクトル検出回路１２１は、
例えば、図３に示すように、カメラ信号処理回路１２０
からの映像信号が供給されるフィルタ２０１と、フィル
タ２０１の出力が供給される２値化回路２０２と、２値
化回路２０２の前回のサンプルデータを記憶する記憶回
路２０６と、２値化回路２０２及び記憶回路２０６の各
出力の相関演算を行う相関演算回路２０３と、相関演算
回路２０３の出力から動きベクトルを検出する動きベク
トル検出回路２０４と、動きベクトル検出回路２０４の
出力が供給される動きベクトル決定回路２０５とを備え
ている。そして、記憶回路２０６の出力が、マイコン１
０８ａに供給されるようになされている。
【００６７】上述のような動きベクトル検出回路１２１
において、フィルタ２０１は、画像信号の高空間周波数
成分等を除去する目的を有するものであり、供給された
画像信号から、動きベクトル検出に有用な空間周波数成
分を抽出して出力する。２値化回路２０２は、フィルタ
２０１から出力された画像信号を所定のレベルを境に２
値化して相関演算回路２０３及び記憶回路２０６に各々
供給する。記憶回路２０６は、２値化回路２０２からの
画像信号を、１フィールド期間遅延して相関演算回路２
０３に供給する。したがって、相関演算回路２０３に
は、２値化回路２０２からの画像信号（現フィールドの
画像信号）と、記憶回路２０６からの画像信号（前フィ
ールドの画像信号）とが供給されることになる。相関演
算手段２０３は、上述したブロックマッチング法に従っ
て、ブロック単位に現フィールドと前フィールドの相関
演算を行い、その演算結果（相関値）を動きベクトル検
出回路２０４に供給する。動きベクトル検出回路２０４
は、相関演算手段２０３からの相関値からブロック単位
の動きベクトルを検出する。すなわち、相関値が最小と
なる前フィールドのブロックを探索し、その相対的なず
れを動きベクトルとして検出する。動きベクトル決定回
路２０５は、動きベクトル検出回路２０４からのブロッ
ク単位の動きベクトルから全体の動きベクトルを決定す
る。例えば、ブロック単位の動きベクトルの中央値又は
平均値を全体の動きベクトルとして決定する。この動き
ベクトル決定回路２０５で決定された動きベクトルは、
マイコン１０８ａに供給される。
【００６８】上述のような構成により、動きベクトル検
出回路１２１では、画素単位での垂直方向及び水平方向
各々の移動量（＝動きベクトル）が求められる。この動
きベクトルは、連続した撮像画像の単位時間当たりの移
動量、すなわち撮像画像の振れ残りを示すものであり、
連続した撮像画像の移動量に比例した値をとるものであ
る。換言すれば、角速度検出回路１０１側の補正量（マ
イコン１０８ｂの積分器１０６ｂの出力である角変位デ
ータ）の誤差がない場合は、撮像画像上の動きベクトル
は検出されないことになる。また、この動きベクトル
は、振れ補正の補助情報となるものであり、したがっ
て、この場合には、この補助情報も”０”となる。
【００６９】（マイコン１０８ａ）
【００７０】マイコン１０８ａにおいて、ＨＰＦ１０５
ａは、任意の周波数帯域でその特性を可変しえる機能を
有しており、動きベクトル検出回路１２１からの単位時
間当たりの動きベクトルのデータに含まれる低域波成分
を遮断して出力する。積分器１０６ａは、ＨＰＦ１０５
ａから出力された動きベクトルのデータを積分し、その
積分結果（変位量の和）を動きベクトルの変位データと
して出力する。パン・チルト判定回路１０７ａは、上述
した角速度検出回路１０１側のマイコン１０８ｂでのパ
ンニング制御処理（上記図２）と同様に、動きベクトル
検出回路１２１からの単位時間当たりの動きベクトルの
データ（動きベクトル量）及び積分器１０６ａから出力
された動きベクトルの変位データ（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。このとき、パン・チルト判定回路１
０７ａも、補正量比較回路１０９の出力に従ってこれを
行う。すなわち、パン・チルト判定回路１０７ａは、補
正量比較回路１０９からパンニング制御を行う指示があ
ったときのみ、動きベクトル検出回路１２１からの単位
時間当たりの動きベクトル量と、積分器１０６ａからの
動きベクトルの変位量とが、各々所定のしきい値を越え
た時点で、パンニング制御処理を行う。
【００７１】（補正量比較回路１０９）
【００７２】補正量比較回路１０９は、本装置において
最も特徴とする構成要件であり、次のように動作する。
【００７３】例えば、図４に示すように、先ず、撮像光
学系１１８での補正範囲に対する、角速度検出回路１０
１側と動きベクトル検出回路１２１側の各々の振れ検出
系の補正領域の割り当てを決定する（ステップＳ２
１）。この割合の変更は、後述する要因により可変する
ことも可能であるが、説明の便宜上、角速度検出回路１
０１側の補正量（マイコン１０８ｂの積分器１０６ｂの
出力である角変位データ）と、動きベクトル検出回路１
２１側の補正量（マイコン１０８ａの積分器１０６ａの
出力である動きベクトルの変位データ）との各々につい
て、全補正領域の５０％づつとする。次に、動きベクト
ル検出回路１２１側の補正量が、ステップＳ２１での割
当範囲のどの程度であるかを確認し（ステップＳ２
２）、この確認の結果、割当範囲の所定レベルを超えた
時点でパンニング制御として、動きベクトル検出回路１
２１側のマイコン１０８ａに対してパンニング制御を行
う指示を発行して（ステップＳ２４）、次のステップＳ
２３に進む。一方、ステップＳ２２の確認により、パン
ニング制御とされない場合には、そのままステップＳ２
３に進む。ステップＳ２３では、角速度検出回路１０１
側の補正量が、ステップＳ２１での割当範囲のどの程度
であるかを確認し、この確認の結果、割当範囲の所定レ
ベルを超えた時点でパンニング制御として、角速度検出
回路１０１側のマイコン１０８ｂに対してパンニング制
御を行う指示を発行して（ステップＳ２５）、本処理終
了となる。一方、ステップＳ２３の確認により、パンニ
ング制御とされない場合には、そのまま本処理終了とな
る。尚、上記図４に示したステップＳ２１からの処理
は、所定のタイミングで繰り返し行われる。
【００７４】上述のように、補正量比較回路１０９は、
動きベクトル検出回路１２１側の補正量と角速度検出回
路１０１側の補正量に基づいて、動きベクトル検出回路
１２１側のパンニング制御の実行と角速度検出回路１０
１側のパンニング制御の実行を各々制御する。この結
果、動きベクトル検出回路１２１側の補正量の増加と角
速度検出回路１０１側の補正量の増加に各々制限が与え
られることになる。
【００７５】（加算器１１０）
【００７６】加算器１１０は、マイコン１０８ａの積分
器１０６ａから出力された動きベクトルの変位データ
（動きベクトル検出回路１２１側の補正量）と、マイコ
ン１０８ｂの積分器１０６ｂから出力された角変位デー
タ（角速度検出回路１０１側の補正量）とを加算して、
この加算結果を制御信号として加算器１１１に供給す
る。
【００７７】（加算器１１１）
【００７８】加算器１１１は、加算器１１０からの制御
信号と、エンコーダ１１６の出力とを逆極性で加算し
て、その加算結果を増幅器１１２に供給する。
【００７９】（増幅器１１２）
【００８０】増幅器１１２は、加算器１１１の加算結果
（加算出力信号）を適当な感度に増幅して出力する。
【００８１】（駆動回路１１３）
【００８２】駆動回路１１３は、詳細は後述するが、増
幅器１１２の出力信号に従って、画像補正回路１１７の
アクチュエータ１１４を駆動する。
【００８３】（画像補正回路１１７）
【００８４】画像補正回路１１７において、アクチュエ
ータ１１４は、可変頂角プリズム１１５の駆動用のボイ
ス・コイル型のものであり、駆動回路１１３から駆動さ
れることで、可変頂角プリズム１１５を駆動する。可変
頂角プリズム１１５は、駆動回路１１３から駆動される
ことにより、その頂角が可変される。エンコーダ１１６
は、可変頂角プリズム１１５の頂角の変位を検出し、そ
の検出結果を、上述した加算器１１１に供給する。すな
わち、画像補正回路１１７は、図５に示すように、可変
頂角プリズム１１５を用いると共に、その駆動用として
ボイス・コイル型のアクチュエータ１１４を使用し、可
変頂角プリズム１１５の頂角変位をエンコーダ１１６で
検出して、その検出結果を加算器１１１に供給すること
で、アクチュエータ１１４に対してフィードバックし
て、可変頂角プリズム１１５の駆動量を制御するように
なされた閉ループを構成する制御系としたものである。
以下、画像補正回路１１７について、具体的に説明す
る。
【００８５】まず、可変頂角プリズム１１５は、例え
ば、図６（ａ）に示すように、対抗して配置された平面
ガラス３０１及び３０１’と、透明な高屈折率（屈折率
ｎ）の弾性体又は不活性液体からなる高屈折液体３０２
と、高屈折液体３０２を外周より樹脂フィルム等にて弾
力的に封止するための封止材３０３とから構成される。
尚、上記図６（ａ）中の”３０４”は、平面ガラス３０
１に直角に入射し、３０１’及び高屈折液体３０２を透
過した光の光路を示したものである。
【００８６】この図６（ａ）は、平面ガラス３０１及び
３０１’が平行に保持されている状態を示したものであ
り、この状態の場合、光路３０４は、平面ガラス３０１
に直角に入射し、高屈折率液体３０２を通り、平面ガラ
ス３０１’より直角に射出する。
【００８７】一方、上記図６（ｂ）は、ボイス・コイル
型のアクチュエータ１１４により、平面ガラス３０１’
が傾けられた状態を示したものであり、光学的光軸を変
移させた状態にあたる。この状態では、平面ガラス３０
１及び３０１’と、高屈折率液体３０２とで光学的なプ
リズムが形成される。したがって、平面ガラス３０１に
直角に入射した光は、平面ガラス３０１’から射出され
るときに、上記図６（ａ）に示した平行な状態での光路
３０４に対して、光路３０４’のようにその光路が変化
する。
【００８８】また、上記図６（ｂ）において、可変頂角
プリズム１１５の一方の平面ガラス３０１’を平面ガラ
ス３０１対して、角度σだけ回動させたときの入射光束
３０４’の通過状態を更に説明すると、平面ガラス３０
１に直角に入射してきた光束３０４’は、模形プリズム
と同様の原理により、角度φ＝（ｎ一ｌ）σだけ偏向さ
れて出射する。すなわち、入射光速３０４’の光軸は、
角度分だけ偏心（偏向）される。尚、ここでの屈折率ｎ
は、ガラスの屈折率に近いものとする。
【００８９】さらに、可変頂角プリズム１１５による光
軸の補正について説明すると、例えば、図７に示すよう
に、平面ガラス３０１’が平面ガラス３０１と平行にあ
る状態（状態Ａ）の場合、光路３０４は、撮像光学系１
１８を介して、ＣＣＤ等の撮像素子１１９の結像面上に
直線的に結ばれる。一方、平面ガラス３０１’が平面ガ
ラス３０１に対して傾きが生じている状態（状態Ｂ）の
場合、平行な状態Ａの場合の光路３０４に対して、光路
３０４’のように光路が変化する。すなわち、平面ガラ
ス３０１及び３０１’で形成される頂角が可変されるこ
とで、光路３０４’のように光路が変化して、変化した
光路３０４’は、撮像光学系１１８を介して撮像素子１
１９の結像面上に結ばれる。これにより、撮像素子１１
９の結像面上において、装置の振れ等により生じる被写
体の移動を、光学的に補正することが可能となる。
【００９０】つぎに、アクチュエータ１１４は、駆動回
路１１３から駆動されることで、可変頂角プリズム１１
５の平面ガラス３０１を回転して、可変頂角プリズム１
１５の頂角を可変させる。すなわち、アクチュエータ１
１４は、上記図６に示すように、ヨーク３１１と、マグ
ネット３１２と、コイル３１３と、駆動トルクを伝達す
るアーム３１４とから構成されたボイス・コイル型のも
のであり、コイル３１３に電流を流すことで、可変頂角
プリズム１１５の頂角を可変し得るようになされてい
る。
【００９１】そして、エンコーダ１１６は、可変頂角プ
リズム１１５の頂角の変位（角変位）を検出する角変位
エンコーダであり、上記図６に示すように、可変頂角プ
リズム１１５の角変位検出用のスリット３２１と、スリ
ット３２１の位置を検出する発光ダイオード３２２と、
発光ダイオード３２２と共にスリツト２２１の位置を検
出するＰＳＤ（Position Sensing Detector ）３２３と
から構成される。スリット３２１は、可変頂角プリズム
１１５の平面ガラス３０１’と共にアクチュエータ１１
４のアーム３１４を介して回動してその位置を変位す
る。このスリット３２１の位置は、発光ダイオード３２
２と、ＰＳＤ３２３とから検出され、これにより、可変
頂角プリズム１１５の頂角の変位が検出される。
【００９２】上述のように、画像補正回路１１７では、
アクチュエータ１１４が駆動回路１１３から駆動される
ことで、可変頂角プリズム１１５の頂角が可変する。こ
れにより、上記図７に示したように、入射角度が変えら
れた光速は、撮像光学系１１８を介して撮像素子１１９
の結像面上に結像される。撮像素子１１９の出力は、カ
メラ信号処理回路１２０で所定の信号処理されて、ビデ
オ出力端子１２２を介して、例えば、記録装置１２３に
供給されると共に、動きベクトル検出回路１２１に供給
されることになる。また、このときの可変頂角プリズム
１１５の頂角の変位は、エンコーダ１１６により検出さ
れて、駆動回路１１３に対してフィードバックされる。
すなわち、上記図５に示したように、加算器１１１に供
給され、加算器１１１により、加算器１１０からの制御
信号と加算されて、増幅器１１２を介して駆動回路１１
３に供給される。そして、このような閉ループを構成す
る制御系は、加算器１１０の出力である制御信号、すな
わち動きベクトル検出回路１２１側の補正量（マイコン
１０８ａの出力）と角速度検出回路１０１側の補正量
（マイコン１０８ｂの出力）の加算値と、エンコーダ１
１６で検出された可変頂角プリズム１１５の角変位とが
等しくなるように動作する。この結果、加算器１１０が
出力する制御信号がエンコーダ１１６の出力と一致する
ように、可変頂角プリズムが駆動されることになる。
【００９３】尚、上記図６において、説明の便宜上不図
示ではあるが、上述した可変頂角プリズム１１５の駆動
方向と直角方向に、同様の機能を有する駆動回路、エン
コーダ及び制御系が存在し、光軸に対して上下左右の補
正を可能にするものとする。
【００９４】上述のように、本実施の形態では、補正量
比較回路１０９により、動きベクトル検出回路１２１側
の補正量と角速度検出回路１０１側の補正量に基づい
て、動きベクトル検出回路１２１側の補正量の増加と角
速度検出回路１０１側の補正量の増加を各々制限して、
撮像画像の振れを光学的に補正する。
【００９５】尚、上述したパン・チルト判定回路１０７
ａ及び１０７ｂによるパンニング制御が、積分器１０６
ａ及び１０６ｂの和により行われている理由としては、
積分器出力の総和が画像補正回路１１７での補正量（制
御目標値）となり、画像補正回路１１７に対する補正範
囲を超えないようにするために、積分器出力の総和が所
定値を超えた時点でパンニング制御に移行するためであ
る。このようにして、角速度検出回路１０１側での補正
量と、動きベクトル検出回路１２１側での補正量とに基
づいて、撮像画像の振れを補正することで、より精度の
高い振れ補正が可能となっている。さらにこのとき、角
速度検出回路１０１側での補正量と、動きベクトル検出
回路１２１側での補正量とに基づいて、各補正量の増加
を制限することで、振れ補正の精度のさらなる向上が可
能となっている。
【００９６】ここで、このような構成による撮像画像の
振れの補正状態について、図８（Ａ）〜（Ｄ）を用いて
説明する。
【００９７】この図８（Ａ）〜（Ｄ）において、各グラ
フの横軸は、例えば、光学的な補正範囲の一方向につい
て、補正量０％から最大補正量１００％まで、或いは、
補正量０％から最大補正量５０％までを示すものであ
る。
【００９８】そこで、まず、上記図８（Ａ）において、
グラフ上の４１１は、動きベクトル検出回路１２１側で
得られた振れ補正の補正状況（補正量）を示し、一方、
４１２は、角速度検出回路１０１側で得られた振れ補正
の補正状況（補正量）を示したものである。
【００９９】つぎに、上記図８（Ｂ）は、ここでの補正
範囲から動きベクトル検出回路１２１側に対して割り当
てられた補正領域を分離して表現したもので、全補正範
囲を二等分した領域を動きベクトル検出回路１２１側に
対して割り当てた場合には、最大補正量は５０％とな
る。このグラフ上の４１１’は、上記図８（Ａ）の補正
量４１１に等しい。また、４３１は、動きベクトル検出
回路１２１側の補正量４１１に対するパンニング制御判
断時のしきい値を示すラインである。ここで、例えば、
上記図８（Ｂ）に示すように、しきい値４３１が４０％
程度の領域に設定されているものとすれば、この場合の
動きベクトル検出回路１２１側の補正量４１１’は、既
にしきい値４３１を越えており、したがって、上記図４
に示した処理により、動きベクトル検出回路１２１側で
パンニング制御が行われることになる。
【０１００】つぎに、上記図８（Ｃ）は、上記図８
（Ｃ）と同様に、ここでの補正範囲から角速度検出回路
１０１側に対して割り当てられた補正領域を分離して表
現したもので、全補正範囲を二等分した領域を角速度検
出回路１０１側に対して割り当てた場合には、最大補正
量、すなわち残りの補正量は５０％となる。このグラフ
上の４１２’は、上記図８（Ａ）の補正量４１２に等し
い。また、４３２は、角速度検出回路１０１側の補正量
４１２に対するパンニング制御判断時のしきい値を示す
ラインである。ここで、例えば、上記図８（Ｃ）に示す
ように、しきい値４３２が４０％程度の領域に設定され
ているものとすれば、この場合の角速度検出回路１０１
側の補正量４１２’は、しきい値４３２に満たないた
め、したがって、上記図４に示した処理により、角速度
検出回路１０１側でのパンニング制御は行われないこと
になる。
【０１０１】以上の説明からもわかるように、上記図８
（Ａ）の状況においては、動きベクトル検出回路１２１
側の補正量は、既にパンニング制御実行のレベルに移行
しており、制御目標値の増加の割合は少なく、反対に減
少に向かう制御がおこなわれているわけであるが、角速
度検出回路１０１側の補正量は、パンニング制御実行の
レベルには至っておらず、通常の振れ補正状態が実現で
きる。このような状況は、主に角速度検出回路１０１と
して用いている振動ジャイロの検出レベルの低下する１
Ｈｚ以下の揺れが連続的に起こっている場合に生じる
が、この状況においても角速度検出回路１０１側による
１Ｈｚより高い周波数成分の検出情報は、補正量に反映
され、高い周波数のみの振れ補正が行われることにな
る。したがって、撮像画像の振れ補正のための制御を円
滑に行うことができ、これにより、補正性能の向上を図
ることができる。
【０１０２】これに対して従来の構成では、上記図８
（Ｄ）に示すように、動きベクトル検出回路側の補正量
４１３が既にパンニング制御実行のためのしきい値４３
３を越えているため、動きベクトル検出回路側と角速度
検出回路側が同時にパンニング制御を行うことになる。
すなわち、角速度検出回路側は、その補正量少ないにも
関わらずパンニング制御に入ることになる。この結果、
十分な振れ補正ができなくなってしまう。
【０１０３】尚、上述したように、光学的な補正範囲に
占める動きベクトル検出回路１２１側と角速度検出回路
１０１羽がの各々の補正領域の割り当ては、他の外的要
因により変更することも可能である。
【０１０４】一例を挙げると、被写体の明るさが暗い場
合、撮像画像より求められる動きベクトル量が減衰した
り、動きベクトルの検出が困難になる場合がある。この
ような条件下では、角速度検出回路１０１側の補正領域
を拡大することにより、円滑な揺れ補正をある程度維持
できる。また、光学的に変倍が可能な所謂ズームレンズ
を具備した光学系の場合において、補正誤差の目立つ望
遠側を選択した場合でも、それに応じて補正領域の割合
を変えることも可能である。
【０１０５】（２）第２の実施の形態
【０１０６】本発明に係る振れ補正装置は、例えば、図
９に示すような撮像装置５００に適用され、この撮像装
置５００は、本発明に係る撮像装置を適用したものでも
ある。
【０１０７】すなわち、撮像装置５００において、従来
と最も異なるのは、上記図９に示すように、補正量比較
回路１０９を設けると共に、カメラユニットＣＵとレン
ズユニットＬＵに分離できる構成としたことにある。こ
のように、カメラユニットＣＵとレンズユニットＬＵに
分離できる構成は、例えば、バヨネットマウントと称さ
れる結合方式の構成であり、一眼レフカメラやビデオカ
メラ等で採用される。これらのカメラユニットＣＵとレ
ンズユニットＬＵは、その電気的な接点５８１と５８２
により、バヨネットマウント方式で両ユニットが結合さ
れると電気的に結線されるようになされている。
【０１０８】具体的には、撮像装置５００は、上記図１
に示した撮像装置１００が備える各回路に加えて、マイ
コン１０８ａの出力が供給されると共にそれに対して出
力するＣＵ通信回路５９１と、補正量比較回路１０９の
出力が供給されそれに対して出力するＬＵ通信回路５９
２とを備えている。ＣＵ通信回路５９１は、撮像素子１
１９、カメラ信号処理回路１２０、動きベクトル検出回
路１２１、及びマイコン１０８ａを含むカメラユニット
ＣＵに設けられ、ＬＵ通信回路５９２は、他の各回路を
含むレンズユニットＬＵに設けられている。また、ＣＵ
通信回路５９１とＬＵ通信回路５９２は、カメラユニッ
トＣＵとレンズユニットＬＵが結合されると、その接点
５８１及び５８２を介して、互いに情報伝達するように
なされている。そして、ＣＵ通信回路５９１とＬＵ通信
回路５９２は各々、例えば、ワンチップマイクロコンピ
ュータで構成されており、情報伝達項目の一つとして、
特に、振れ補正のための情報を伝達するようになされて
いる。
【０１０９】また、撮像装置５００は、上述した可変頂
角プリズム１１５を用いた画像補正回路１１７の代わり
に、シフトレンズ５１５を用いた画像補正回路５１７を
備えている。このシフトレンズ５１５は、光軸に対し直
交方向に可動可能な光学補正系である。
【０１１０】尚、上記図９の撮像装置５００において、
上記図１の撮像装置１００と同様に動作する箇所には同
じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１１】まず、カメラユニットＣＵにおいては、上
述したように、撮像素子１１９により得られる画像信号
から動きベクトルを検出し、振動ジャイロ等の角速度検
出回路１０１による補正誤差（補正残り）を、撮像素子
１１９の結像面上の動きベクトル量として正規化し、Ｃ
Ｕ通信回路５９１を介して、手振れ補正の補助情報とし
て、レンズユニットＬＵに所定のタイミングで転送す
る。
【０１１２】一方、レンズユニットＬＵにおいては、カ
メラユニットＣＵから転送されてきた補助情報をＬＵ通
信回路５９２で受け、画像補正回路５１７のシフトレン
ズ５１５を駆動するために、加算器１１０でその補助情
報を、角速度検出回路１０１の検出出力から得られた補
正量に加算する。また、その補助情報を補正量比較回路
１０９に与える。尚、シフトレンズ５１５の駆動につい
ては、上述した可変頂角プリズム１１５の駆動と同様の
構成で実現できるため、その詳細な説明は省略する。
【０１１３】ここで、動きベクトル検出回路１２１で得
られる動きベクトル量（振れ補正の補助情報）は、上述
したように、連続した撮像画の単位時間当たりの移動量
を示すものであり、連続した撮像画の移動量に比例した
値をとる。すなわち、角速度検出回路１０１側の補正量
の誤差が無い場合は、撮像画上の動きベクトルは検出さ
れず、動きベクトル検出回路１２１側の補助量も”０”
となる。
【０１１４】上述のようなカメラユニットＣＵからレン
ズユニットＬＵへの振れ補正の補助情報（動きベクトル
量）の転送は、ＣＵ通信回路５９１及びＬＵ通信回路５
９２を介して、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。尚、ＣＵ通信回路
５９１及びＬＵ通信回路５９２は、シリアル通信等の電
気的なデータ伝達機能、例えば、ビデオカメラの交換レ
ンズフォーマットであるＶＬフォーマット等に準じた機
能を有するものであればよい。
【０１１５】つぎに、カメラユニットＣＵとレンズユニ
ットＬＵ間のデータ転送時のＣＵ通信回路５９１及びＬ
Ｕ通信回路５９２の各動作について、図１０（ａ）及び
（ｂ）を用いて説明する。
【０１１６】（ＣＵ通信回路５９１）
【０１１７】上記図１０（ａ）に示すように、先ず、マ
イコン１０８ａにて、動きベクトル検出回路１２１側の
補正量（動きベクトルの変位量）の演算が終了したか否
かを判別する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の判
別の結果、演算終了であった場合には、次のステップＳ
３２に進み、そうでない場合には、演算終了待ち状態と
なる。ステップＳ３２では、マイコン１０８ａで得られ
た補正量を振れ補正の補助情報として、レンズユニット
ＬＵに転送する通信データにセットする。次に、カメラ
信号処理回路１２０で得られた映像信号に垂直同期信号
が発生したか否かを判別する（ステップＳ３３）。ステ
ップＳ３３の判別の結果、垂直同期信号が発生した場合
には、次のステップＳ３４に進み、そうでない場合に
は、垂直同期信号の発生待ち状態となる。そして、ステ
ップＳ３４では、レンズユニットＬＵに対して、通信開
始を示す信号を転送することで、レンズユニットＬＵと
の通信を開始し、ステップＳ３２での通信データを転送
し、本処理終了とする。尚、ステップＳ３１からの処理
は、所定のタイミングで繰り返し開始される。
【０１１８】（ＬＵ通信回路５９２）
【０１１９】先ず、カメラユニットＣＵから通信開始を
示す信号が転送されてきたか否かを判別する（ステップ
Ｓ４１）。ステップＳ４１の判別の結果、通信開始であ
った場合には、次のステップＳ４２に進み、そうでない
場合には、通信開始待ち状態となる。ステップＳ４２で
は、カメラユニットＣＵとの通信を開始する。そして、
カメラユニットＣＵから転送されてきた通信データに含
まれる振れ補正の補助情報を、補正量比較回路１０９に
与えると共に、加算器１１０に与える（ステップＳ４
３）。したがって、加算器１１０により、角速度検出回
路１０１側の補正量に、動きベクトル検出回路１２１側
の補正量（振れ補正の補助情報）が加算され、この加算
結果に従って、画像補正回路５１７のシフトレンズ５１
５が駆動され、撮像画像の振れが光学的に補正されるこ
とになる。尚、ステップＳ４１からの処理は、所定のタ
イミングで繰り返し開始される。
【０１２０】上述のようにして、カメラユニットＣＵと
レンズユニットＬＵ間のデータ転送が行われる。
【０１２１】このとき、レンズユニットＬＵに転送され
た振れ補正の補助情報、すなわち動きベクトル検出回路
１２１側の補正量は、補正比較回路１０９にも与えら
れ、補正比較回路１０９にて、上述したように、パンニ
ング制御実行の判定が行われ、その判定結果は、マイコ
ン１０８ｂに供給されると共に、ＬＵ通信回路５９２に
より、カメラユニットＣＵに転送される。したがって、
動きベクトル検出回路１２１側の補正量と角速度検出回
路１０１側の補正量に基づいて、動きベクトル検出回路
１２１側の補正量の増加と角速度検出回路１０１側の補
正量の増加が各々制限されて、撮像画像の振れが光学的
に補正されることになる。
【０１２２】上述のように、本実施の形態では、カメラ
ユニットＣＵとレンズユニットＬＵに分離できる構成に
おいて、ＣＵ通信回路５９１とＬＵ通信回路５９２によ
り、カメラユニットＣＵとレンズユニットＬＵ間で振れ
補正のための情報の通信を行って、動きベクトル検出回
路１２１側の補正量の増加と角速度検出回路１０１側の
補正量の増加を各々制限する。このような構成により、
バヨネットマウントと称される結合方式等を採用した撮
像装置でも、撮像画像の振れ補正のための制御を円滑に
行うことができ、これにより、補正性能の向上を図るこ
とができる。
【０１２３】尚、上記図１０に示したように、ここでは
特に、パンニング制御実行の判定のために、カメラユニ
ットＣＵからレンズユニットＬＵに振れ補正の補助情報
として動きベクトル量を転送するようにしたが、これに
限らず、オートフォーカス情報やオートエックスポージ
ャ情報等を同時に転送するようにしてもよい。
【０１２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、装置本
体の振れ量から得られた振れ補正量と、撮像画像の振れ
量から得られた振れ補正量とに基づいて、各々の振れ補
正量の出力を制御し、制御された振れ補正量に基づい
て、撮像画像の振れを補正するようにした。例えば、各
々の振れ補正量の比較を行い、その比較結果に基づい
て、各々の振れ補正量の出力の増加を制限し、制限され
た振れ補正量に基づいて、光学系に直角に配置された頂
角の傾きが可変なプリズム（可変頂角プリズム）や、光
学系の光軸に対し直角方向に移動可能な一群のレンズ等
により、撮像画像の振れを光学的に補正するようにし
た。このような構成としたことで、撮像画像の振れ補正
を行うための振れ補正制御処理を、複雑な処理をせずと
も円滑に行うことができる。これにより、撮像画像の振
れ補正の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態において、本発明に係る振れ
補正装置を適用した撮像装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図２】上記撮像装置でのパンニング制御処理を説明す
るためのフローチャートである。
【図３】上記撮像装置の動きベクトル検出回路の内部構
成を示すブロック図である。
【図４】上記撮像装置の補正量比較回路の動作を説明す
るためのフローチャートである。
【図５】上記撮像装置の画像補正回路の制御系を説明す
るための図である。
【図６】上記画像補正回路の可変頂角プリズムの構成を
説明するための図である。
【図７】上記可変頂角プリズムによる光軸の補正につい
て説明するための図である。
【図８】上記撮像装置での撮像画像の振れの補正状態に
ついて説明するための図である。
【図９】第２の実施の形態において、本発明に係る振れ
補正装置を適用した撮像装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図１０】上記撮像装置でのデータ通信動作を説明する
ためのフローチャートである。
【図１１】従来の振れ補正機能の構成を示すブロック図
である。
【図１２】従来の他の振れ補正機能の構成を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
１００ 撮像装置 １０１ 角速度検出回路 １０２ ＤＣカットフィルタ １０３ 増幅器 １０４ Ａ／Ｄ変換器 １０５ａ，１０５ｂ ＨＰＦ １０６ａ，１０６ｂ 積分器 １０７ａ，１０７ｂ パン・チルト判定回路 １０８ａ，１０８ｂ マイコン １０９ 補正量比較回路 １１０，１１１ 加算器 １１２ 増幅器 １１３ 駆動回路 １１４ アクチュエータ １１５ 可変頂角プリズム １１６ エンコーダ １１７ 画像補正回路 １１８ 撮像光学系 １１９ 撮像素子 １２０ カメラ信号処理回路 １２１ 動きベクトル検出回路 １２２ ビデオ出力端子

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 装置の振れ量から振れ補正量を得て出力
    する第１の振れ補正量出力手段と、 光学系を介した被写体像を撮像手段で撮像して得られた
    撮像画像の振れ量から振れ補正量を得て出力する第２の
    振れ補正量出力手段と、 上記第１及び第２の振れ補正量出力手段の各出力に基づ
    いて撮像画像の振れを補正する補正手段と、 上記第１及び第２の振れ補正量出力手段の各出力に基づ
    いて上記第１及び第２の振れ補正量出力手段の各出力を
    各々制御する制御手段とを備えることを特徴とする振れ
    補正装置。
  2. 【請求項２】 装置の振れ量を検出する第１の振れ検出
    手段と、 上記第１の振れ検出手段で検出された振れ量を振れ補正
    量に変換して出力する第１の振れ補正量出力手段と、 光学系を介した被写体像を撮像手段で撮像して得られた
    撮像画像の振れ量を検出する第２の振れ検出手段と、 上記第２の振れ検出手段で検出された振れ量を振れ補正
    量に変換して出力する第２の振れ補正量出力手段と、 上記第１及び第２の振れ補正量出力手段の各出力に基づ
    いて撮像画像の振れを補正する補正手段を備える振れ補
    正装置であって、 上記第１及び第２の振れ補正量出力手段の各出力に基づ
    いて上記第１及び第２の振れ補正量出力手段の各出力を
    各々制御する制御手段を備えることを特徴とする振れ補
    正装置。
  3. 【請求項３】 上記制御手段は、上記第１及び第２の振
    れ補正量出力手段の出力である振れ補正量の増加を各々
    制限することを特徴とする請求項１又は２に記載の振れ
    補正装置。
  4. 【請求項４】 上記制御手段は、上記第１及び第２の振
    れ補正量出力手段の各出力を比較する比較手段を含み、
    上記比較手段の比較結果に基づいて上記振れ補正量の増
    加の制限の割合を可変することを特徴とする請求項３記
    載の振れ補正装置。
  5. 【請求項５】 上記補正手段は、上記撮像画像の振れを
    光学的に補正することを特徴とする請求項１又は２に記
    載の振れ補正装置。
  6. 【請求項６】 上記補正手段は、上記被写体像を上記撮
    像手段に伝達する可変頂角プリズムにより上記撮像画像
    の振れを光学的に補正することを特徴とする請求項１又
    は２に記載の振れ補正装置。
  7. 【請求項７】 上記補正手段は、上記被写体像を上記撮
    像手段に伝達する移動可能な一群のレンズにより上記撮
    像画像の振れを光学的に補正することを特徴とする請求
    項１又は２に記載の振れ補正装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７の何れかに記載の振れ補正
    装置を備えることを特徴とする撮像装置。
  9. 【請求項９】 カメラユニットと、上記カメラユニット
    に着脱可能なレンズユニットと、上記カメラユニットと
    レンズユニット間の情報転送を行う転送制御手段とを備
    える撮像装置であって、 上記カメラユニットは、光学系を介した被写体像を撮像
    手段で撮像して得られた撮像画像の振れ量から振れ補正
    量を得て出力する第２の振れ補正量出力手段を含み、 上記レンズユニットは、装置の振れ量から振れ補正量を
    得て出力する第１の振れ補正量出力手段と、上記第１及
    び第２の振れ補正量出力手段の各出力に基づいて撮像画
    像の振れを補正する補正手段と、上記第１及び第２の振
    れ補正量出力手段の各出力に基づいて上記第１及び第２
    の振れ補正量出力手段の出力を各々制御する制御手段と
    を含み、 上記転送制御手段は、上記第１及び第２の振れ補正量出
    力手段の各出力である振れ補正量及び上記制御手段での
    制御情報の転送を、所定のタイミングに従って行うこと
    を特徴とする撮像装置。
  10. 【請求項１０】 上記制御手段は、上記第１及び第２の
    振れ補正量出力手段の出力である振れ補正量の増加を各
    々制限することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
  11. 【請求項１１】 上記制御手段は、上記第１及び第２の
    振れ補正量出力手段の各出力を比較する比較手段を含
    み、上記比較手段の比較結果に基づいて上記振れ補正量
    の増加の制限の割合を可変することを特徴とする請求項
    １０記載の撮像装置。
  12. 【請求項１２】 上記補正手段は、上記撮像画像の振れ
    を光学的に補正することを特徴とする請求項９記載の撮
    像装置。
  13. 【請求項１３】 上記補正手段は、上記被写体像を上記
    撮像手段に伝達する可変頂角プリズムにより上記撮像画
    像の振れを光学的に補正することを特徴とする請求項９
    記載の撮像装置。
  14. 【請求項１４】 上記補正手段は、上記被写体像を上記
    撮像手段に伝達する移動可能な一群のレンズにより上記
    撮像画像の振れを光学的に補正することを特徴とする請
    求項９記載の撮像装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１〜７の何れかに記載の振れ補
    正装置、請求項８に記載の撮像装置、及び請求項９〜１
    ４の何れかに記載の撮像装置の何れかの装置を含むこと
    を特徴とする撮像システム。
  16. 【請求項１６】 請求項９記載の撮像装置に用いられて
    いるカメラユニットであることを特徴とするカメラユニ
    ット。
  17. 【請求項１７】 請求項９記載の撮像装置に用いられて
    いるレンズユニットであることを特徴とするレンズユニ
    ット。
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