JP4016725B2 - 撮影装置、信号処理方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents
撮影装置、信号処理方法、記録媒体、並びにプログラム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影装置、信号処理方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、常に、自動合焦の精度を向上することができるようにした撮影装置、信号処理方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ一体型ビデオテープレコーダ（以下、ビデオカメラと称する）やディジタルスチルカメラなどの撮影装置においては、画像のぶれを補正する機能として、シフトレンズを像ぶれ量に応じて移動させる「シフト防振レンズ方式」またはバリアングルプリズムを像ぶれ量に応じて傾ける「ＶＡＰ（バリアングルプリズム）方式」に代表される、機械的機構による光学系の補正を行うものがある。
【０００３】
このような像ぶれ補正機能においては、角速度センサなどにより撮影装置の像ぶれの信号が検出され、その信号に積分などの演算が実行されることにより像ぶれ補正の目標値が算出され、この目標値に基づいて、画像のぶれを補正するように、光学系の補正が制御される。
【０００４】
一方、撮影装置においては、被写体への焦点を自動的に合わせる自動合焦機能が用いられる。この自動合焦機能においては、被写体からの光に基づいて、画像のコントラストが検出され、そのコントラストが最大になるように光学系のレンズが補正される。したがって、このような自動合焦機能では、被写体自体のコントラストが低い場合、または、低照度下では、合焦制御が困難になる。そこで、撮影装置に取り付けられた、ライトなどで構成される補助光投射装置により投光パターンが被写体に向けて投射され、被写体に投射された投光パターンのコントラストが最大になるように、自動合焦機能の制御が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような像ぶれ補正機能と、補助光投射時の自動合焦機能が同時に用いられた場合、像ぶれ補正機能は、被写体に対して像ぶれが発生しないように制御するため、撮影装置に取り付けられた補助光投射装置が投射する投光パターンに撮影装置の光学系に対する像ぶれが生じてしまう。この像ぶれにより、補助光の投光パターンが、自動合焦するために用いられるコントラスト検出範囲である検波枠内に出入りしてしまったり、あるいは、検波枠内には存在しない状況が発生してしまう恐れがある。
【０００６】
さらに、ズーム機能を有する撮影装置においては、ズーム低倍率の場合、補助光の投光パターンが検波枠内に入っていたとしても、ズーム高倍率にした場合、パターンとパターンの間隔が広くなってしまい、補助光の投光パターンが検波枠内に全く入らなくなってしまう恐れがある。
【０００７】
このような場合を防ぐために、製造過程において、ズーム最高倍率にして補助光の投光パターンが検波枠に入るように補助光照射位置を調整する工程が設けられているが、像ぶれ補正機能により画像のぶれが補正された場合、その補正により補助光の投光パターンも同時に振れてしまうため、検波枠内に全く入らなくなってしまう恐れがある。
【０００８】
それに対して、投光パターンのパターン密度を上げる、投光パターンの密度をズーム倍率に応じて可変にする、または、投光パターンを像ぶれ補正と同じ方向に移動させる等の対応策が考えられるが、この補助光投射装置において、強度およびパターン密度管理が必要な高いエネルギー密度を持つレーザ光のような光源が用られる場合、投光パターンのパターン密度を上げたり、パターン密度をズーム位置に応じて可変にすることは、安全上、困難であり、また、投光パターンを像ぶれ補正と同じ方向に移動させることは、撮影装置の構造上の制約があったり、別途装置の必要性が発生してしまう恐れがある。
【０００９】
これらを解決する方法として、補助光の投射中には像ぶれ補正機能を停止する方法がある。しかしながら、この方法では、補助光の投射中には像ぶれ補正が全く行われず、さらに、撮影装置において、像ぶれ補正機能の停止に伴う騒音または振動が発生してしまう。また、像の露光時に像ぶれ補正効果を得るために、補助光の投射終了後、再び像ぶれ補正機能を起動しても、補正効果が発揮されるまでに遅延が生じる。反対に、遅延を生じさせないように制御すると、騒音または振動が発生する原因になってしまう。
【００１０】
さらに、補助光の投射中において、補助光が苦手とする被写体（補助光を吸収したり、透過する被写体、または、補助光が当たらない部分（画面端など）にある被写体など）に対しては、補助光投射を行っても有効に自動合焦されないことから、投光パターン以外の光による像から情報を得て、自動合焦する場合がある。このような場合には、像ぶれ補正機能を停止してしまうと、像ぶれ補正機能を有効に活用している投光パターン以外の光による像から情報を得て行う自動合焦機能、さらに色制御または露出制御等の他の機能の精度が低下してしまう。
【００１１】
以上のような問題を解決するために、補助光の投射中に、自動合焦機能に用いるコントラスト検出範囲である検波枠内への出入りの主たる原因となる、低周波数の像ぶれ信号に対する像ぶれ補正を行わないように、像ぶれ補正機能を制御する方法がある。しかしながら、この方法においても、像ぶれ補正機能を停止する場合よりも度合いは小さいが、像ぶれ補正機能の制御に伴う騒音または振動が発生してしまうという課題があった。
【００１２】
また、その場合には、高周波数の画像のぶれに対して、像ぶれ補正が行われるため、補助光の投光パターンが、検波枠に対して、高周波数で振れてしまうという課題があった。
【００１３】
以上のように、像ぶれ補正機能と、補助光投射時の自動合焦機能が同時に用いられた場合、自動合焦機能の精度低下を引き起こしてしまうという課題があった。
【００１４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、常時、自動合焦機能の精度を向上できるようにするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮影装置は、投射手段により投光パターンが投射されているか否かを判断する第１の判断手段と、第１の判断手段により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量を演算する演算手段と、演算手段により演算された制御量に基づいて、検波手段により投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を設定する枠設定手段と、演算手段により演算された制御量に基づいて、補正手段による像ぶれの補正を制御する補正制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
枠設定手段により検波枠の位置が設定されると同時に、ズーム倍率に関する情報に基づいて、検波枠の大きさ、または、個数を変更する変更手段をさらに備えるようにすることができる。
【００１７】
基準値を設定する基準値設定手段と、第１の判断手段により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の周波数が、基準値設定手段により設定された基準値より低いか否かを判断する第２の判断手段と、第２の判断手段により信号の周波数が基準値よりも低いと判断された場合、信号の周波数に対して、演算手段による制御量の演算を禁止させる禁止手段とをさらに備えるようにすることができる。
【００１８】
本発明の信号処理方法は、投射手段により投光パターンが投射されているか否かを判断する判断ステップと、判断ステップの処理により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量を演算する演算ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、検波手段により投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を設定する枠設定ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、補正手段による像ぶれの補正を制御する補正制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の記録媒体のプログラムは、投射手段により投光パターンが投射されているか否かを判断する判断ステップと、判断ステップの処理により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量を演算する演算ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、検波手段により投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を設定する枠設定ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、補正手段による像ぶれの補正を制御する補正制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明のプログラムは、投射手段により投光パターンが投射されているか否かを判断する判断ステップと、判断ステップの処理により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量を演算する演算ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、検波手段により投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を設定する枠設定ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、補正手段による像ぶれの補正を制御する補正制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の撮影装置、信号処理方法、記録媒体、並びにプログラムにおいては、投光パターンが投射されていると判断された場合、検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量が演算される。そして、演算された制御量に基づいて、投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置が設定され、演算された制御量に基づいて、像ぶれの補正が制御される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明を適用したカメラ一体型ビデオレコーダ（以下、ビデオカメラと称する）に代表される撮影装置１の構成例を示すブロック図である。図１において、撮影装置１は、ぶれ検出部１１、信号処理部１２、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）１３、露出制御部１４、補助光制御部１５、検波部１６、合焦制御部１７、補正制御部１８、および、ぶれ補正部１９により構成される。
【００２４】
ぶれ検出部１１は、例えば、光学系（図示せず）とともに振動する撮影装置１本体に取り付けられた角速度センサにより構成され、像ぶれを検出する。
【００２５】
信号処理部１２は、ぶれ検出部１１により検出された角速度信号である像ぶれ信号を受け取り、その像ぶれ信号をマイコン１３のインタフェースに合った信号に変換する。信号処理部１２は、予め設定されたカットオフ周波数より高い周波数をカットするローパスフィルタ３１、像ぶれ信号を増幅させる増幅器３２、および、予め設定されたカットオフ周波数より低い周波数をカットするハイパスフィルタ３３などにより構成されるアナログ回路である。
【００２６】
露出制御部１４は、被写体からの光の量を測って、絞りやシャッター速度を調整し、露出などの制御を行う。補助光制御部１５は、露出制御部１４により計測された光の量に関する情報に基づいて、補助光投光フラグをＯＮ／ＯＦＦし、ライトなどにより構成される補助光投射部（図示せず）を制御し、補助光の投光パターンを投射させる。
【００２７】
マイコン１３は、補助光制御部１５の補助光投光フラグに基づいて、信号処理部１２からの像ぶれ信号に所定の調整処理を行い、その像ぶれ信号に対応する像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量を求める。
【００２８】
検波部１６は、マイコン１３により求められた像ぶれ補正の制御量に基づいて、検波枠の位置（座標）を求めたり、ズーム倍率に関する情報に基づいて、検波枠の大きさ、または、個数を求め、それらに基づいて、その検波枠の位置、大きさまたは個数を制御し、その検波枠内で、自動合焦のための検波を実行する。この検波枠は、自動合焦する際に、被写体からの光に基づいて、画像のコントラストを検出するために用いられるコントラスト検出範囲である。
【００２９】
合焦制御部１７は、検波部１６により検波された情報に基づいて、自動合焦処理を実行したり、自動合焦が終了したことを示す情報を補助光制御部１５に出力する。
【００３０】
補正制御部１８は、マイコン１３により算出された像ぶれ補正の制御量に基づいて、モータなどにより構成されるぶれ補正部１９が目標の位置になるように制御を行う。補正制御部１８は、像ぶれ信号と像ぶれ補正の制御量を比較する比較部３４、制御信号などの加減算を実行する加減算部３５、予め設定されたカットオフ周波数より高い周波数をカットするローパスフィルタ３６、信号を増幅させる増幅器３７、および、予め設定されたカットオフ周波数より低い周波数をカットするハイパスフィルタ３８などにより構成される。
【００３１】
なお、撮影装置１は、撮影のための構成や撮影した映像信号を記録または再生するための各種構成を有するが、図１の例では、説明の便宜上、省略されている。
【００３２】
図２は、マイコン１３の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００３３】
マイコン１３は、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換部５１、ハイパスフィルタ５２、感度調整部５３、ズーム調整部５４、積分処理部５５、および変調部５６により構成され、撮影装置１全体の動作を制御する。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部５１は、信号処理部１２からのアナログ信号の像ぶれ信号をディジタル信号に変換し、ハイパスフィルタ５２に出力する。ハイパスフィルタ５２は、予め設定された所定のカットオフ周波数より低い周波数を遮断する。
【００３５】
感度調整部５３は、ぶれ検出部１１を構成する角速度センサの感度のばらつきを吸収するため、角速度センサの感度を検出し、ハイパスフィルタ５２からの像ぶれ信号を、角速度センサの感度に応じてゲイン調整する。ズーム調整部５４は、ズーム倍率を検出し、その像ぶれ信号をズーム倍率に応じてゲイン調整する。また、ズーム調整部５４は、検出したズーム倍率を検波部１６に出力する。
【００３６】
積分処理部５５は、感度調整、ゲイン調整された像ぶれ信号を積分し、その像ぶれ信号に対応する、像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量を算出し、検波部１６または変調部５６に出力する。変調部５６は、算出された制御量をＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）信号に変換し、補正制御部１８に出力する。
【００３７】
図３は、積分処理部５５の詳細な構成例を示すブロック図である。図３の例においては、遅延器７２、乗算器７３および加算器７４により構成される。
【００３８】
積分処理部５５は、ズーム調整部５４より入力された像ぶれ信号を積分し、積分された結果であるフィードバック振幅Ａを遅延器７２に出力する。遅延器７２は、フィードバック振幅Ａを１サンプリング遅延させる。乗算器７３は、遅延器７２により１サンプリング遅延されたフィードバック振幅Ａに、図４に示されるような係数テーブルに基づいて求められるフィードバック係数Ｋを乗算する。
【００３９】
このフィードバック係数Ｋは、０乃至１の間の値とされる。このフィードバック係数Ｋが１に近づくほど、像ぶれ補正の効果は大きく（強く）なる。その反面、この補正における有効画素数または光学的な制約、構造的な（メカニカルな）制約によるリミットに達してしまい、補正画像が不自然な動きになってしまう恐れがある。そのため、図４に示されるような係数テーブルにより、フィードバック振幅Ａに応じたフィードバック係数Ｋが求められる。
【００４０】
図４の例において、横軸は、フィードバック振幅Ａの値であり、右に行くほど振幅が大きいことが示される。縦軸は、フィードバック係数Ｋの値であり、フィードバック係数Ｋは、０乃至１の間の値とされる。すなわち、この係数テーブルの例においては、フィードバック振幅Ａが小さいほど、フィードバック係数Ｋが１に近づき、フィードバック振幅Ａが大きいほど、フィードバック係数Ｋが０に近づくことが示される。
【００４１】
以上のように、フィードバック振幅Ａに応じたフィードバック係数Ｋが求められるので、フィードバック振幅Ａが小さいほど、像ぶれ補正の効果が強くなり、フィードバック振幅Ａが大きいほど、補正の効果が弱くなる。これにより、補正画像が不自然な動きになってしまうことが抑制される。
【００４２】
以上のようにして求められたフィードバック係数Ｋを、乗算器７３は、フィードバック振幅Ａに乗算する。加算部７４は、この乗算された値を、次の像ぶれ信号に加算し、それを像ぶれ信号の像ぶれ補正の制御量とし、検波部１６または変調部５６に出力する。すなわち、換言すると、加算部７４は、１サンプリング前の積分出力（フィードバック振幅Ａ）にフィードバック係数Ｋを乗算したものを、現在の像ぶれ信号に加算する。これにより、像ぶれ信号の像ぶれ補正の制御量が求められる。そして、この処理は、像ぶれ補正が行われている間、繰り返される。
【００４３】
次に、図５のフローチャートを参照して、自動合焦時における補助光の投射処理について説明する。
【００４４】
撮影装置１においては、電源投入後、この補助光の投射処理が実行される。ステップＳ１において、補助光制御部１５は、露出制御部１４より計測された被写体からの光に関する情報を取得する。
【００４５】
ステップＳ２において、補助光制御部１５は、被写体からの光に関する情報に基づいて、その光が低コントラストまたは低照度であるか否かを判断し、光が低コントラストまたは低照度であると判断した場合、ステップＳ３において、補助光制御部１５は、補助光投光フラグをＯＮにする。
【００４６】
ステップＳ４において、補助光制御部１５は、ライトなどにより構成される補助光投射部（図示せず）を制御し、補助光の投光パターンを投射させる。これにより、ステップＳ５において、検波部１６および合焦制御部１７は、補助光投射時の自動合焦処理を実行する。
【００４７】
この自動合焦処理は、検波部１６により、像ぶれ補正の制御量に基づいて設定された検波枠内で、投光パターンによる被写体からの光に基づいて、画像のコントラストが検出され、合焦制御部１７により、そのコントラストが最大になるように光学系のレンズが補正されることにより実行される。なお、この検波枠は、図６のフローチャートを参照して後述する、像ぶれの補正処理において、検波部１６により、積分処理部５５から供給された像ぶれ補正の制御量に基づいて、位置、大きさまたは個数が設定される。
【００４８】
ステップＳ５において自動合焦処理が終了すると、合焦制御部１７は、自動合焦処理が終了したことを示す情報を補助光制御部１５に出力する。それに対応して、ステップＳ６において、補助光制御部１５は、自動合焦処理が終了したか否かを判断し、自動合焦処理がまだ終了していないと判断した場合、ステップＳ４に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
【００４９】
ステップＳ６において、自動合焦処理が終了したと判断された場合、補助光制御部１５は、ステップＳ７において、補助光投光フラグをＯＦＦにし、ステップＳ８において、補助光の投光パターンの投射を終了させる。
【００５０】
ステップＳ２において、光が低コントラスト、かつ、低照度であると判断されなかった場合、ステップＳ９において、補助光制御部１５は補助光投光フラグをＯＦＦにし、処理を終了させる。
【００５１】
この補助光制御部１５の補助光投光フラグのＯＮ／ＯＦＦを監視することにより、マイコン１３は、以下に説明する像ぶれの補正処理において、補助光の投光パターンが投射されているか否かを判断できる。
【００５２】
次に、図６のフローチャートを参照して、像ぶれの補正処理を説明する。
【００５３】
ステップＳ２１において、Ａ／Ｄ変換部５１は、アナログ信号である像ぶれ信号をディジタル信号に変換する。
【００５４】
ステップＳ２２において、マイコン１３は、補助光制御部１５を監視し、補助光投光フラグがＯＮであるか否かを判断し、補助光投光フラグがＯＮであると判断した場合、ステップＳ２３において、マイコン１３は、像ぶれ補正の制御量演算処理を実行する。この像ぶれ補正の制御量演算処理を、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００５５】
ステップＳ４１において、ハイパスフィルタ５２は、像ぶれ信号のうち、予め設定されているカットオフ周波数よりも低い周波数の信号を遮断する。
【００５６】
ステップＳ４２において、感度調整部５３は、ぶれ検出部１１を構成する角速度センサの感度を検出し、角度センサの感度に応じて、像ぶれ信号をゲイン調整する。また、ズーム調整部５４は、ズーム倍率を検出し、ズーム倍率に応じて、像ぶれ信号をゲイン調整する。
【００５７】
ステップＳ４３において、積分処理部５５は、調整された像ぶれ信号に、１サンプリング前の像ぶれ信号を積分した値（フィードバック振幅Ａ）に、係数テーブル（図４）より求められたフィードバック係数Ｋを加算した値を加えて、像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量を求める。
【００５８】
以上のようにして、像ぶれ補正の制御量が求められるので、図６のステップＳ２４において、積分処理部５５は、求められた像ぶれ補正の制御量を検波部１６に出力する。なお、このとき、ズーム調整部５４は、ズーム倍率の情報を検波部１６に出力する。
【００５９】
ステップＳ２５において、検波部１６は、積分処理部５５からの像ぶれ補正の制御量に基づいて、検波枠が像ぶれ補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を求める。ステップＳ２６において、検波部１６は、ズーム調整部５４からのズーム倍率の情報に基づいて、検波枠の大きさ、または、個数を変更する。この検波枠の大きさ、または、個数の変更処理は、補助光の投光パターンが検波枠を出入りする確率、もしくは、補助光の投光パターンが検波枠に存在しない確率を下げるために実行される。
【００６０】
ステップＳ２７において、検波部１６は、ステップＳ２５において求められた検波枠の位置、および、ステップＳ２６において求められた検波枠の大きさ、または個数に基づいて検波枠を制御する。以上のようにして像ぶれ補正の制御量に基づいて制御された検波枠内で、投光パターンによる画像のコントラストが検波される（上述した図５のステップＳ５の自動合焦処理）ので、像ぶれ補正された場合に、補助光の投光パターンが検波枠内に出入りすることが抑制される。これにより、自動合焦機能の精度が向上される。
【００６１】
一方、ステップＳ２２において、補助光投光フラグがＯＦＦであると判断された場合、ステップＳ２８において、マイコン１３は、像ぶれ補正の制御量演算処理を実行する。この補正の制御量演算処理は、ステップＳ２３（すなわち、図７）の処理と同様の処理であり、繰り返しになるので、その説明を省略するが、この処理により、像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量が求まる。
【００６２】
そして、ステップＳ２９において、変調部５６は、ステップＳ２３またはステップＳ２８において積分処理部５５により求められたの像ぶれ補正の制御量をＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）信号に変換し、補正制御部１８に出力する。
【００６３】
ステップＳ３０において、補正制御部１８は、求められた像ぶれ補正の制御量に基づいて、目標の位置になるように、ぶれ補正部１９の補正を制御する。
【００６４】
以上のように、補助光投射時に、像ぶれに対する補正の制御量に基づいて、自動合焦機能に用いるコントラスト検出範囲である検波枠の位置を制御するようにしたので、検波する際に、補助光の投光パターンが検波枠内に出入りすることが抑制され、自動合焦機能の精度が向上される。また、検波枠の大きさ、または、個数の変更処理により、ズームの倍率に関わらず、補助光の投光パターンが検波枠内により入りやすくなる。
【００６５】
なお、この検波枠の大きさ、または、個数の変更処理は、像ぶれ補正の制御量が過大で、検波枠の位置の制御だけでは、補助光の投光パターンが検波枠を出入りする確率、または、補助光の投光パターンが検波枠に存在しない確率が上がってしまう場合に、より効果的である。
【００６６】
また、補助光投射時にも、像ぶれ補正ができるため、補助光の投光パターン以外の光による通常の被写体に対する自動合焦機能が可能になり、補助光が苦手とする被写体（補助光を吸収したり、透過する被写体、または、補助光が当たらない部分（画面端など）にある被写体など）に対して有効に働くようにでき、さらに、色制御や露出制御などのその他の制御についても有効に機能される。
【００６７】
また、補助光投射時に、例えば、像ぶれ補正機能を停止したり、補正機能の制御方法を変更する動作のように、像ぶれ補正を急激に変化させることがないため、騒音、振動または画面の急激な変化が発生するのが抑制される。そして、常に、像ぶれ補正機能が動作しているので、像ぶれ補正の遅延が生じてしまうのが抑制される。また、既存の装置のみで実現可能であり、低コスト化が図れる。
【００６８】
さらに、レーザ光などの高エネルギー密度の光源を用いた補助光投射装置を有する撮影装置において、ズーム倍率の異なるレンズに取り替えた場合にも、投光パターン変更などのリスクを伴う変更が必要なく、流用性が向上する。
【００６９】
また、本発明は、補助光の投射中に、低周波数の像ぶれ信号を行わないように、像ぶれ補正機能を制御する方法と併用することもできる。この場合の像ぶれ補正の制御量演算処理の例について、図８のフローチャートを参照して説明する。なお、この像ぶれ補正の制御量演算処理は、図６のステップＳ２２において、マイコン１３により補助光投光フラグがＯＮであると判断された場合に、ステップＳ２３において実行される像ぶれ補正の制御量演算処理の他の例である。
【００７０】
ステップＳ６１において、マイコン１３は、周波数の基準値αを設定する。この周波数の基準値αは、自動合焦機能に用いるコントラスト検出範囲内への出入りの主たる原因となる、低周波数の像ぶれの補正をしないように、その低周波を遮断するために、ハイパスフィルタ５２に予め設定されているカットオフ周波数よりも高く設定される。
【００７１】
ステップＳ６２において、マイコン１３は、像ぶれ信号が、ステップＳ６１において設定された基準値αよりも低い周波数成分を含むか否かを判断する。ステップＳ６２において、像ぶれ信号が基準値αよりも低い周波数成分を含むと判断された場合、ステップＳ６３において、ハイパスフィルタ５２は、像ぶれ信号の、基準値αよりも低い周波数成分を遮断する。すなわち、これにより、像ぶれ信号のうち、基準値αよりも低い周波数の像ぶれ補正の制御量の演算処理が禁止される。
【００７２】
ステップＳ６２において、像ぶれ信号が、基準値よりも低い周波数成分を含まないと判断された場合、マイコン１３は、ステップＳ６３の処理をスキップし、ステップＳ６４において、補正の制御量演算処理を実行する。すなわち、ステップＳ６４以降の処理において、像ぶれ信号のうち、基準値αよりも高い周波数のみの像ぶれの補正の制御量演算処理が実行される。
【００７３】
ステップＳ６４において、感度調整部５３は、ぶれ検出部１１を構成する角速度センサに応じて、像ぶれ信号をゲイン調整し、ズーム調整部５４は、ズーム位置に応じて、像ぶれ信号をゲイン調整する。
【００７４】
ステップＳ６５において、積分処理部５５は、調整された像ぶれ信号に、１サンプリング前の像ぶれ信号を積分した値（フィードバック振幅Ａ）に、係数テーブル（図４）より求められたフィードバック係数Ｋを加算した値を加えて、像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量を求める。
【００７５】
そして、図６のステップＳ２４以降においては、以上のようにして求められた像ぶれ補正の制御量に基づいて、自動合焦機能に用いるコントラスト検出範囲である検波枠の位置が制御され、かつ、像ぶれの補正が制御される。すなわち、低周波数の像ぶれ補正の制御量の演算処理が禁止されることにより、これ以降の検波枠の制御、および、像ぶれ補正は、それ以外の周波数（高周波数）の像ぶれ補正の制御量の演算処理により求められた像ぶれ補正の制御量に基づいて実行される。
【００７６】
以上のように、投光パターンが検波枠内に存在しない、または、検波枠を出入りする可能性の高い、低周波数や大振幅の手ぶれ補正を行わないようにするとともに、検波枠を制御するようにしたので、例えば、投射された補助光パターンの検波枠を越えてしまうといったような検波枠の操作だけでは、対応しきれない制御量の補正が行われなくなり、これにより、補助光の投光パターンが検波枠内に出入りすることがさらに抑制され、自動合焦機能の精度が向上される。
【００７７】
上記説明においては、ぶれ検出部１１に角速度センサを用いて、像ぶれ信号として、角速度信号を用いて説明したが、他の角度センサ、角加速度センサまたは速度センサを用いるようにしてもよい。さらに、ぶれ補正部１９には、シフト防振レンズを用いて説明したが、ＶＡＰ（バリアングルプリズム）などを使用するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記説明においては、自動合焦機能における検波枠について説明したが、自動合焦機能以外の機能のための検波枠も、像ぶれ補正の制御量をキャンセルするように制御させるようにしてもよい。
【００７９】
上記説明では、ビデオカメラに関して説明したがディジタルスチルカメラ、または、その他の動画像あるいは静止画像の撮影装置などにも、本発明が適用される。
【００８０】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。この場合、例えば、撮影装置１は、図９に示されるような撮影装置１１１により構成される。
【００８１】
図９において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１は、ＲＯＭ(Read Only Memory)１２２に記憶されているプログラム、または、記憶部１２８からＲＡＭ（Random Access Memory）１２３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ１２３にはまた、ＣＰＵ１２１が各種の処理を実行する上において必要なデータなどが適宜記憶される。
【００８２】
ＣＰＵ１２１、ＲＯＭ１２２、およびＲＡＭ１２３は、バス１２４を介して相互に接続されている。このバス１２４にはまた、入出力インタフェース１２５も接続されている。
【００８３】
入出力インタフェース１２５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部１２６、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)，ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部１２７、ハードディスクなどより構成される記憶部１２８、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部１２９が接続されている。通信部１２９は、図示せぬネットワークを介しての通信処理を行う。
【００８４】
入出力インタフェース１２５にはまた、必要に応じてドライブ１３０が接続され、磁気ディスク１３１、光ディスク１３２、光磁気ディスク１３３、或いは半導体メモリ１３４などが適宜装着され、それから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部１２８にインストールされる。
【００８５】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば、汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【００８６】
この記録媒体は、図９に示すように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク１３１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク１３２（CD-ROM(Compact Disk-ReadOnly Memory)，ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク１３３（MD(Mini-Disk)（商標）を含む）、もしくは半導体メモリ１３４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているＲＯＭ１２２や、記憶部１２８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【００８７】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００８８】
なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【００８９】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、常に、自動合焦機能の精度の向上が促進される。また、本発明によれば、色制御や露出制御などのその他の制御の精度の低下を抑制できる。さらに、本発明によれば、ズームの倍率に関わらず、補助光の投光パターンが検波枠内に入りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した撮影装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の積分処理部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図４】係数テーブルを説明する図である。
【図５】図１の撮影装置の補助光の投射処理を説明するフローチャートである。
【図６】図１の撮影装置の像ぶれの補正処理を説明するフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ２３の像ぶれ補正の制御量演算処理を説明するフローチャートである。
【図８】図６のステップＳ２３の像ぶれ補正の制御量演算処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図９】図１の撮影装置の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 撮影装置，１１ ぶれ検出部，１２ 信号処理部，１３ マイコン，１４露出制御部，１５ 補助光制御部，１６ 検波部，１７ 合焦処理部，１８ 補正制御部，１９ ぶれ補正部，５１ Ａ／Ｄ変換部，５２ ハイパスフィルタ，５３ 感度調整部，５４ ズーム調整部，５５ 積分処理部，５６ 変調部，７２ 遅延器，７３ 乗算器，７４ 加算器
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影装置、信号処理方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、常に、自動合焦の精度を向上することができるようにした撮影装置、信号処理方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ一体型ビデオテープレコーダ（以下、ビデオカメラと称する）やディジタルスチルカメラなどの撮影装置においては、画像のぶれを補正する機能として、シフトレンズを像ぶれ量に応じて移動させる「シフト防振レンズ方式」またはバリアングルプリズムを像ぶれ量に応じて傾ける「ＶＡＰ（バリアングルプリズム）方式」に代表される、機械的機構による光学系の補正を行うものがある。
【０００３】
このような像ぶれ補正機能においては、角速度センサなどにより撮影装置の像ぶれの信号が検出され、その信号に積分などの演算が実行されることにより像ぶれ補正の目標値が算出され、この目標値に基づいて、画像のぶれを補正するように、光学系の補正が制御される。
【０００４】
一方、撮影装置においては、被写体への焦点を自動的に合わせる自動合焦機能が用いられる。この自動合焦機能においては、被写体からの光に基づいて、画像のコントラストが検出され、そのコントラストが最大になるように光学系のレンズが補正される。したがって、このような自動合焦機能では、被写体自体のコントラストが低い場合、または、低照度下では、合焦制御が困難になる。そこで、撮影装置に取り付けられた、ライトなどで構成される補助光投射装置により投光パターンが被写体に向けて投射され、被写体に投射された投光パターンのコントラストが最大になるように、自動合焦機能の制御が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような像ぶれ補正機能と、補助光投射時の自動合焦機能が同時に用いられた場合、像ぶれ補正機能は、被写体に対して像ぶれが発生しないように制御するため、撮影装置に取り付けられた補助光投射装置が投射する投光パターンに撮影装置の光学系に対する像ぶれが生じてしまう。この像ぶれにより、補助光の投光パターンが、自動合焦するために用いられるコントラスト検出範囲である検波枠内に出入りしてしまったり、あるいは、検波枠内には存在しない状況が発生してしまう恐れがある。
【０００６】
さらに、ズーム機能を有する撮影装置においては、ズーム低倍率の場合、補助光の投光パターンが検波枠内に入っていたとしても、ズーム高倍率にした場合、パターンとパターンの間隔が広くなってしまい、補助光の投光パターンが検波枠内に全く入らなくなってしまう恐れがある。
【０００７】
このような場合を防ぐために、製造過程において、ズーム最高倍率にして補助光の投光パターンが検波枠に入るように補助光照射位置を調整する工程が設けられているが、像ぶれ補正機能により画像のぶれが補正された場合、その補正により補助光の投光パターンも同時に振れてしまうため、検波枠内に全く入らなくなってしまう恐れがある。
【０００８】
それに対して、投光パターンのパターン密度を上げる、投光パターンの密度をズーム倍率に応じて可変にする、または、投光パターンを像ぶれ補正と同じ方向に移動させる等の対応策が考えられるが、この補助光投射装置において、強度およびパターン密度管理が必要な高いエネルギー密度を持つレーザ光のような光源が用られる場合、投光パターンのパターン密度を上げたり、パターン密度をズーム位置に応じて可変にすることは、安全上、困難であり、また、投光パターンを像ぶれ補正と同じ方向に移動させることは、撮影装置の構造上の制約があったり、別途装置の必要性が発生してしまう恐れがある。
【０００９】
これらを解決する方法として、補助光の投射中には像ぶれ補正機能を停止する方法がある。しかしながら、この方法では、補助光の投射中には像ぶれ補正が全く行われず、さらに、撮影装置において、像ぶれ補正機能の停止に伴う騒音または振動が発生してしまう。また、像の露光時に像ぶれ補正効果を得るために、補助光の投射終了後、再び像ぶれ補正機能を起動しても、補正効果が発揮されるまでに遅延が生じる。反対に、遅延を生じさせないように制御すると、騒音または振動が発生する原因になってしまう。
【００１０】
さらに、補助光の投射中において、補助光が苦手とする被写体（補助光を吸収したり、透過する被写体、または、補助光が当たらない部分（画面端など）にある被写体など）に対しては、補助光投射を行っても有効に自動合焦されないことから、投光パターン以外の光による像から情報を得て、自動合焦する場合がある。このような場合には、像ぶれ補正機能を停止してしまうと、像ぶれ補正機能を有効に活用している投光パターン以外の光による像から情報を得て行う自動合焦機能、さらに色制御または露出制御等の他の機能の精度が低下してしまう。
【００１１】
以上のような問題を解決するために、補助光の投射中に、自動合焦機能に用いるコントラスト検出範囲である検波枠内への出入りの主たる原因となる、低周波数の像ぶれ信号に対する像ぶれ補正を行わないように、像ぶれ補正機能を制御する方法がある。しかしながら、この方法においても、像ぶれ補正機能を停止する場合よりも度合いは小さいが、像ぶれ補正機能の制御に伴う騒音または振動が発生してしまうという課題があった。
【００１２】
また、その場合には、高周波数の画像のぶれに対して、像ぶれ補正が行われるため、補助光の投光パターンが、検波枠に対して、高周波数で振れてしまうという課題があった。
【００１３】
以上のように、像ぶれ補正機能と、補助光投射時の自動合焦機能が同時に用いられた場合、自動合焦機能の精度低下を引き起こしてしまうという課題があった。
【００１４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、常時、自動合焦機能の精度を向上できるようにするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮影装置は、投射手段により投光パターンが投射されているか否かを判断する第１の判断手段と、第１の判断手段により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量を演算する演算手段と、演算手段により演算された制御量に基づいて、検波手段により投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を設定する枠設定手段と、演算手段により演算された制御量に基づいて、補正手段による像ぶれの補正を制御する補正制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
枠設定手段により検波枠の位置が設定されると同時に、ズーム倍率に関する情報に基づいて、検波枠の大きさ、または、個数を変更する変更手段をさらに備えるようにすることができる。
【００１７】
基準値を設定する基準値設定手段と、第１の判断手段により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の周波数が、基準値設定手段により設定された基準値より低いか否かを判断する第２の判断手段と、第２の判断手段により信号の周波数が基準値よりも低いと判断された場合、信号の周波数に対して、演算手段による制御量の演算を禁止させる禁止手段とをさらに備えるようにすることができる。
【００１８】
本発明の信号処理方法は、投射手段により投光パターンが投射されているか否かを判断する判断ステップと、判断ステップの処理により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量を演算する演算ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、検波手段により投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を設定する枠設定ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、補正手段による像ぶれの補正を制御する補正制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の記録媒体のプログラムは、投射手段により投光パターンが投射されているか否かを判断する判断ステップと、判断ステップの処理により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量を演算する演算ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、検波手段により投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を設定する枠設定ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、補正手段による像ぶれの補正を制御する補正制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明のプログラムは、投射手段により投光パターンが投射されているか否かを判断する判断ステップと、判断ステップの処理により投光パターンが投射されていると判断された場合、検出手段により検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量を演算する演算ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、検波手段により投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を設定する枠設定ステップと、演算ステップの処理により演算された制御量に基づいて、補正手段による像ぶれの補正を制御する補正制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の撮影装置、信号処理方法、記録媒体、並びにプログラムにおいては、投光パターンが投射されていると判断された場合、検出された信号の振幅に応じた係数に基づいて、信号に対応する像ぶれを補正する制御量が演算される。そして、演算された制御量に基づいて、投光パターンが検波される検波枠が、像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置が設定され、演算された制御量に基づいて、像ぶれの補正が制御される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明を適用したカメラ一体型ビデオレコーダ（以下、ビデオカメラと称する）に代表される撮影装置１の構成例を示すブロック図である。図１において、撮影装置１は、ぶれ検出部１１、信号処理部１２、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）１３、露出制御部１４、補助光制御部１５、検波部１６、合焦制御部１７、補正制御部１８、および、ぶれ補正部１９により構成される。
【００２４】
ぶれ検出部１１は、例えば、光学系（図示せず）とともに振動する撮影装置１本体に取り付けられた角速度センサにより構成され、像ぶれを検出する。
【００２５】
信号処理部１２は、ぶれ検出部１１により検出された角速度信号である像ぶれ信号を受け取り、その像ぶれ信号をマイコン１３のインタフェースに合った信号に変換する。信号処理部１２は、予め設定されたカットオフ周波数より高い周波数をカットするローパスフィルタ３１、像ぶれ信号を増幅させる増幅器３２、および、予め設定されたカットオフ周波数より低い周波数をカットするハイパスフィルタ３３などにより構成されるアナログ回路である。
【００２６】
露出制御部１４は、被写体からの光の量を測って、絞りやシャッター速度を調整し、露出などの制御を行う。補助光制御部１５は、露出制御部１４により計測された光の量に関する情報に基づいて、補助光投光フラグをＯＮ／ＯＦＦし、ライトなどにより構成される補助光投射部（図示せず）を制御し、補助光の投光パターンを投射させる。
【００２７】
マイコン１３は、補助光制御部１５の補助光投光フラグに基づいて、信号処理部１２からの像ぶれ信号に所定の調整処理を行い、その像ぶれ信号に対応する像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量を求める。
【００２８】
検波部１６は、マイコン１３により求められた像ぶれ補正の制御量に基づいて、検波枠の位置（座標）を求めたり、ズーム倍率に関する情報に基づいて、検波枠の大きさ、または、個数を求め、それらに基づいて、その検波枠の位置、大きさまたは個数を制御し、その検波枠内で、自動合焦のための検波を実行する。この検波枠は、自動合焦する際に、被写体からの光に基づいて、画像のコントラストを検出するために用いられるコントラスト検出範囲である。
【００２９】
合焦制御部１７は、検波部１６により検波された情報に基づいて、自動合焦処理を実行したり、自動合焦が終了したことを示す情報を補助光制御部１５に出力する。
【００３０】
補正制御部１８は、マイコン１３により算出された像ぶれ補正の制御量に基づいて、モータなどにより構成されるぶれ補正部１９が目標の位置になるように制御を行う。補正制御部１８は、像ぶれ信号と像ぶれ補正の制御量を比較する比較部３４、制御信号などの加減算を実行する加減算部３５、予め設定されたカットオフ周波数より高い周波数をカットするローパスフィルタ３６、信号を増幅させる増幅器３７、および、予め設定されたカットオフ周波数より低い周波数をカットするハイパスフィルタ３８などにより構成される。
【００３１】
なお、撮影装置１は、撮影のための構成や撮影した映像信号を記録または再生するための各種構成を有するが、図１の例では、説明の便宜上、省略されている。
【００３２】
図２は、マイコン１３の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００３３】
マイコン１３は、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換部５１、ハイパスフィルタ５２、感度調整部５３、ズーム調整部５４、積分処理部５５、および変調部５６により構成され、撮影装置１全体の動作を制御する。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部５１は、信号処理部１２からのアナログ信号の像ぶれ信号をディジタル信号に変換し、ハイパスフィルタ５２に出力する。ハイパスフィルタ５２は、予め設定された所定のカットオフ周波数より低い周波数を遮断する。
【００３５】
感度調整部５３は、ぶれ検出部１１を構成する角速度センサの感度のばらつきを吸収するため、角速度センサの感度を検出し、ハイパスフィルタ５２からの像ぶれ信号を、角速度センサの感度に応じてゲイン調整する。ズーム調整部５４は、ズーム倍率を検出し、その像ぶれ信号をズーム倍率に応じてゲイン調整する。また、ズーム調整部５４は、検出したズーム倍率を検波部１６に出力する。
【００３６】
積分処理部５５は、感度調整、ゲイン調整された像ぶれ信号を積分し、その像ぶれ信号に対応する、像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量を算出し、検波部１６または変調部５６に出力する。変調部５６は、算出された制御量をＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）信号に変換し、補正制御部１８に出力する。
【００３７】
図３は、積分処理部５５の詳細な構成例を示すブロック図である。図３の例においては、遅延器７２、乗算器７３および加算器７４により構成される。
【００３８】
積分処理部５５は、ズーム調整部５４より入力された像ぶれ信号を積分し、積分された結果であるフィードバック振幅Ａを遅延器７２に出力する。遅延器７２は、フィードバック振幅Ａを１サンプリング遅延させる。乗算器７３は、遅延器７２により１サンプリング遅延されたフィードバック振幅Ａに、図４に示されるような係数テーブルに基づいて求められるフィードバック係数Ｋを乗算する。
【００３９】
このフィードバック係数Ｋは、０乃至１の間の値とされる。このフィードバック係数Ｋが１に近づくほど、像ぶれ補正の効果は大きく（強く）なる。その反面、この補正における有効画素数または光学的な制約、構造的な（メカニカルな）制約によるリミットに達してしまい、補正画像が不自然な動きになってしまう恐れがある。そのため、図４に示されるような係数テーブルにより、フィードバック振幅Ａに応じたフィードバック係数Ｋが求められる。
【００４０】
図４の例において、横軸は、フィードバック振幅Ａの値であり、右に行くほど振幅が大きいことが示される。縦軸は、フィードバック係数Ｋの値であり、フィードバック係数Ｋは、０乃至１の間の値とされる。すなわち、この係数テーブルの例においては、フィードバック振幅Ａが小さいほど、フィードバック係数Ｋが１に近づき、フィードバック振幅Ａが大きいほど、フィードバック係数Ｋが０に近づくことが示される。
【００４１】
以上のように、フィードバック振幅Ａに応じたフィードバック係数Ｋが求められるので、フィードバック振幅Ａが小さいほど、像ぶれ補正の効果が強くなり、フィードバック振幅Ａが大きいほど、補正の効果が弱くなる。これにより、補正画像が不自然な動きになってしまうことが抑制される。
【００４２】
以上のようにして求められたフィードバック係数Ｋを、乗算器７３は、フィードバック振幅Ａに乗算する。加算部７４は、この乗算された値を、次の像ぶれ信号に加算し、それを像ぶれ信号の像ぶれ補正の制御量とし、検波部１６または変調部５６に出力する。すなわち、換言すると、加算部７４は、１サンプリング前の積分出力（フィードバック振幅Ａ）にフィードバック係数Ｋを乗算したものを、現在の像ぶれ信号に加算する。これにより、像ぶれ信号の像ぶれ補正の制御量が求められる。そして、この処理は、像ぶれ補正が行われている間、繰り返される。
【００４３】
次に、図５のフローチャートを参照して、自動合焦時における補助光の投射処理について説明する。
【００４４】
撮影装置１においては、電源投入後、この補助光の投射処理が実行される。ステップＳ１において、補助光制御部１５は、露出制御部１４より計測された被写体からの光に関する情報を取得する。
【００４５】
ステップＳ２において、補助光制御部１５は、被写体からの光に関する情報に基づいて、その光が低コントラストまたは低照度であるか否かを判断し、光が低コントラストまたは低照度であると判断した場合、ステップＳ３において、補助光制御部１５は、補助光投光フラグをＯＮにする。
【００４６】
ステップＳ４において、補助光制御部１５は、ライトなどにより構成される補助光投射部（図示せず）を制御し、補助光の投光パターンを投射させる。これにより、ステップＳ５において、検波部１６および合焦制御部１７は、補助光投射時の自動合焦処理を実行する。
【００４７】
この自動合焦処理は、検波部１６により、像ぶれ補正の制御量に基づいて設定された検波枠内で、投光パターンによる被写体からの光に基づいて、画像のコントラストが検出され、合焦制御部１７により、そのコントラストが最大になるように光学系のレンズが補正されることにより実行される。なお、この検波枠は、図６のフローチャートを参照して後述する、像ぶれの補正処理において、検波部１６により、積分処理部５５から供給された像ぶれ補正の制御量に基づいて、位置、大きさまたは個数が設定される。
【００４８】
ステップＳ５において自動合焦処理が終了すると、合焦制御部１７は、自動合焦処理が終了したことを示す情報を補助光制御部１５に出力する。それに対応して、ステップＳ６において、補助光制御部１５は、自動合焦処理が終了したか否かを判断し、自動合焦処理がまだ終了していないと判断した場合、ステップＳ４に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
【００４９】
ステップＳ６において、自動合焦処理が終了したと判断された場合、補助光制御部１５は、ステップＳ７において、補助光投光フラグをＯＦＦにし、ステップＳ８において、補助光の投光パターンの投射を終了させる。
【００５０】
ステップＳ２において、光が低コントラスト、かつ、低照度であると判断されなかった場合、ステップＳ９において、補助光制御部１５は補助光投光フラグをＯＦＦにし、処理を終了させる。
【００５１】
この補助光制御部１５の補助光投光フラグのＯＮ／ＯＦＦを監視することにより、マイコン１３は、以下に説明する像ぶれの補正処理において、補助光の投光パターンが投射されているか否かを判断できる。
【００５２】
次に、図６のフローチャートを参照して、像ぶれの補正処理を説明する。
【００５３】
ステップＳ２１において、Ａ／Ｄ変換部５１は、アナログ信号である像ぶれ信号をディジタル信号に変換する。
【００５４】
ステップＳ２２において、マイコン１３は、補助光制御部１５を監視し、補助光投光フラグがＯＮであるか否かを判断し、補助光投光フラグがＯＮであると判断した場合、ステップＳ２３において、マイコン１３は、像ぶれ補正の制御量演算処理を実行する。この像ぶれ補正の制御量演算処理を、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００５５】
ステップＳ４１において、ハイパスフィルタ５２は、像ぶれ信号のうち、予め設定されているカットオフ周波数よりも低い周波数の信号を遮断する。
【００５６】
ステップＳ４２において、感度調整部５３は、ぶれ検出部１１を構成する角速度センサの感度を検出し、角度センサの感度に応じて、像ぶれ信号をゲイン調整する。また、ズーム調整部５４は、ズーム倍率を検出し、ズーム倍率に応じて、像ぶれ信号をゲイン調整する。
【００５７】
ステップＳ４３において、積分処理部５５は、調整された像ぶれ信号に、１サンプリング前の像ぶれ信号を積分した値（フィードバック振幅Ａ）に、係数テーブル（図４）より求められたフィードバック係数Ｋを加算した値を加えて、像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量を求める。
【００５８】
以上のようにして、像ぶれ補正の制御量が求められるので、図６のステップＳ２４において、積分処理部５５は、求められた像ぶれ補正の制御量を検波部１６に出力する。なお、このとき、ズーム調整部５４は、ズーム倍率の情報を検波部１６に出力する。
【００５９】
ステップＳ２５において、検波部１６は、積分処理部５５からの像ぶれ補正の制御量に基づいて、検波枠が像ぶれ補正をキャンセルする方向に動くように、検波枠の位置を求める。ステップＳ２６において、検波部１６は、ズーム調整部５４からのズーム倍率の情報に基づいて、検波枠の大きさ、または、個数を変更する。この検波枠の大きさ、または、個数の変更処理は、補助光の投光パターンが検波枠を出入りする確率、もしくは、補助光の投光パターンが検波枠に存在しない確率を下げるために実行される。
【００６０】
ステップＳ２７において、検波部１６は、ステップＳ２５において求められた検波枠の位置、および、ステップＳ２６において求められた検波枠の大きさ、または個数に基づいて検波枠を制御する。以上のようにして像ぶれ補正の制御量に基づいて制御された検波枠内で、投光パターンによる画像のコントラストが検波される（上述した図５のステップＳ５の自動合焦処理）ので、像ぶれ補正された場合に、補助光の投光パターンが検波枠内に出入りすることが抑制される。これにより、自動合焦機能の精度が向上される。
【００６１】
一方、ステップＳ２２において、補助光投光フラグがＯＦＦであると判断された場合、ステップＳ２８において、マイコン１３は、像ぶれ補正の制御量演算処理を実行する。この補正の制御量演算処理は、ステップＳ２３（すなわち、図７）の処理と同様の処理であり、繰り返しになるので、その説明を省略するが、この処理により、像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量が求まる。
【００６２】
そして、ステップＳ２９において、変調部５６は、ステップＳ２３またはステップＳ２８において積分処理部５５により求められたの像ぶれ補正の制御量をＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）信号に変換し、補正制御部１８に出力する。
【００６３】
ステップＳ３０において、補正制御部１８は、求められた像ぶれ補正の制御量に基づいて、目標の位置になるように、ぶれ補正部１９の補正を制御する。
【００６４】
以上のように、補助光投射時に、像ぶれに対する補正の制御量に基づいて、自動合焦機能に用いるコントラスト検出範囲である検波枠の位置を制御するようにしたので、検波する際に、補助光の投光パターンが検波枠内に出入りすることが抑制され、自動合焦機能の精度が向上される。また、検波枠の大きさ、または、個数の変更処理により、ズームの倍率に関わらず、補助光の投光パターンが検波枠内により入りやすくなる。
【００６５】
なお、この検波枠の大きさ、または、個数の変更処理は、像ぶれ補正の制御量が過大で、検波枠の位置の制御だけでは、補助光の投光パターンが検波枠を出入りする確率、または、補助光の投光パターンが検波枠に存在しない確率が上がってしまう場合に、より効果的である。
【００６６】
また、補助光投射時にも、像ぶれ補正ができるため、補助光の投光パターン以外の光による通常の被写体に対する自動合焦機能が可能になり、補助光が苦手とする被写体（補助光を吸収したり、透過する被写体、または、補助光が当たらない部分（画面端など）にある被写体など）に対して有効に働くようにでき、さらに、色制御や露出制御などのその他の制御についても有効に機能される。
【００６７】
また、補助光投射時に、例えば、像ぶれ補正機能を停止したり、補正機能の制御方法を変更する動作のように、像ぶれ補正を急激に変化させることがないため、騒音、振動または画面の急激な変化が発生するのが抑制される。そして、常に、像ぶれ補正機能が動作しているので、像ぶれ補正の遅延が生じてしまうのが抑制される。また、既存の装置のみで実現可能であり、低コスト化が図れる。
【００６８】
さらに、レーザ光などの高エネルギー密度の光源を用いた補助光投射装置を有する撮影装置において、ズーム倍率の異なるレンズに取り替えた場合にも、投光パターン変更などのリスクを伴う変更が必要なく、流用性が向上する。
【００６９】
また、本発明は、補助光の投射中に、低周波数の像ぶれ信号を行わないように、像ぶれ補正機能を制御する方法と併用することもできる。この場合の像ぶれ補正の制御量演算処理の例について、図８のフローチャートを参照して説明する。なお、この像ぶれ補正の制御量演算処理は、図６のステップＳ２２において、マイコン１３により補助光投光フラグがＯＮであると判断された場合に、ステップＳ２３において実行される像ぶれ補正の制御量演算処理の他の例である。
【００７０】
ステップＳ６１において、マイコン１３は、周波数の基準値αを設定する。この周波数の基準値αは、自動合焦機能に用いるコントラスト検出範囲内への出入りの主たる原因となる、低周波数の像ぶれの補正をしないように、その低周波を遮断するために、ハイパスフィルタ５２に予め設定されているカットオフ周波数よりも高く設定される。
【００７１】
ステップＳ６２において、マイコン１３は、像ぶれ信号が、ステップＳ６１において設定された基準値αよりも低い周波数成分を含むか否かを判断する。ステップＳ６２において、像ぶれ信号が基準値αよりも低い周波数成分を含むと判断された場合、ステップＳ６３において、ハイパスフィルタ５２は、像ぶれ信号の、基準値αよりも低い周波数成分を遮断する。すなわち、これにより、像ぶれ信号のうち、基準値αよりも低い周波数の像ぶれ補正の制御量の演算処理が禁止される。
【００７２】
ステップＳ６２において、像ぶれ信号が、基準値よりも低い周波数成分を含まないと判断された場合、マイコン１３は、ステップＳ６３の処理をスキップし、ステップＳ６４において、補正の制御量演算処理を実行する。すなわち、ステップＳ６４以降の処理において、像ぶれ信号のうち、基準値αよりも高い周波数のみの像ぶれの補正の制御量演算処理が実行される。
【００７３】
ステップＳ６４において、感度調整部５３は、ぶれ検出部１１を構成する角速度センサに応じて、像ぶれ信号をゲイン調整し、ズーム調整部５４は、ズーム位置に応じて、像ぶれ信号をゲイン調整する。
【００７４】
ステップＳ６５において、積分処理部５５は、調整された像ぶれ信号に、１サンプリング前の像ぶれ信号を積分した値（フィードバック振幅Ａ）に、係数テーブル（図４）より求められたフィードバック係数Ｋを加算した値を加えて、像ぶれを補正するために必要な像ぶれ補正の制御量を求める。
【００７５】
そして、図６のステップＳ２４以降においては、以上のようにして求められた像ぶれ補正の制御量に基づいて、自動合焦機能に用いるコントラスト検出範囲である検波枠の位置が制御され、かつ、像ぶれの補正が制御される。すなわち、低周波数の像ぶれ補正の制御量の演算処理が禁止されることにより、これ以降の検波枠の制御、および、像ぶれ補正は、それ以外の周波数（高周波数）の像ぶれ補正の制御量の演算処理により求められた像ぶれ補正の制御量に基づいて実行される。
【００７６】
以上のように、投光パターンが検波枠内に存在しない、または、検波枠を出入りする可能性の高い、低周波数や大振幅の手ぶれ補正を行わないようにするとともに、検波枠を制御するようにしたので、例えば、投射された補助光パターンの検波枠を越えてしまうといったような検波枠の操作だけでは、対応しきれない制御量の補正が行われなくなり、これにより、補助光の投光パターンが検波枠内に出入りすることがさらに抑制され、自動合焦機能の精度が向上される。
【００７７】
上記説明においては、ぶれ検出部１１に角速度センサを用いて、像ぶれ信号として、角速度信号を用いて説明したが、他の角度センサ、角加速度センサまたは速度センサを用いるようにしてもよい。さらに、ぶれ補正部１９には、シフト防振レンズを用いて説明したが、ＶＡＰ（バリアングルプリズム）などを使用するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記説明においては、自動合焦機能における検波枠について説明したが、自動合焦機能以外の機能のための検波枠も、像ぶれ補正の制御量をキャンセルするように制御させるようにしてもよい。
【００７９】
上記説明では、ビデオカメラに関して説明したがディジタルスチルカメラ、または、その他の動画像あるいは静止画像の撮影装置などにも、本発明が適用される。
【００８０】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。この場合、例えば、撮影装置１は、図９に示されるような撮影装置１１１により構成される。
【００８１】
図９において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１は、ＲＯＭ(Read Only Memory)１２２に記憶されているプログラム、または、記憶部１２８からＲＡＭ（Random Access Memory）１２３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ１２３にはまた、ＣＰＵ１２１が各種の処理を実行する上において必要なデータなどが適宜記憶される。
【００８２】
ＣＰＵ１２１、ＲＯＭ１２２、およびＲＡＭ１２３は、バス１２４を介して相互に接続されている。このバス１２４にはまた、入出力インタフェース１２５も接続されている。
【００８３】
入出力インタフェース１２５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部１２６、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)，ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部１２７、ハードディスクなどより構成される記憶部１２８、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部１２９が接続されている。通信部１２９は、図示せぬネットワークを介しての通信処理を行う。
【００８４】
入出力インタフェース１２５にはまた、必要に応じてドライブ１３０が接続され、磁気ディスク１３１、光ディスク１３２、光磁気ディスク１３３、或いは半導体メモリ１３４などが適宜装着され、それから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部１２８にインストールされる。
【００８５】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば、汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【００８６】
この記録媒体は、図９に示すように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク１３１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク１３２（CD-ROM(Compact Disk-ReadOnly Memory)，ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク１３３（MD(Mini-Disk)（商標）を含む）、もしくは半導体メモリ１３４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているＲＯＭ１２２や、記憶部１２８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【００８７】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００８８】
なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【００８９】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、常に、自動合焦機能の精度の向上が促進される。また、本発明によれば、色制御や露出制御などのその他の制御の精度の低下を抑制できる。さらに、本発明によれば、ズームの倍率に関わらず、補助光の投光パターンが検波枠内に入りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した撮影装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の積分処理部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図４】係数テーブルを説明する図である。
【図５】図１の撮影装置の補助光の投射処理を説明するフローチャートである。
【図６】図１の撮影装置の像ぶれの補正処理を説明するフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ２３の像ぶれ補正の制御量演算処理を説明するフローチャートである。
【図８】図６のステップＳ２３の像ぶれ補正の制御量演算処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図９】図１の撮影装置の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 撮影装置，１１ ぶれ検出部，１２ 信号処理部，１３ マイコン，１４露出制御部，１５ 補助光制御部，１６ 検波部，１７ 合焦処理部，１８ 補正制御部，１９ ぶれ補正部，５１ Ａ／Ｄ変換部，５２ ハイパスフィルタ，５３ 感度調整部，５４ ズーム調整部，５５ 積分処理部，５６ 変調部，７２ 遅延器，７３ 乗算器，７４ 加算器
Claims (6)
- 像ぶれの信号を検出する検出手段と、
前記像ぶれを補正する補正手段と、
低コントラストまたは低照度である光を発する被写体の合焦処理をするための投光パターンを被写体に向けて投射する投射手段と、
前記投射手段により投射された前記投光パターンを検波枠内で検波する検波手段とを備える撮影装置において、
前記投射手段により前記投光パターンが投射されているか否かを判断する第１の判断手段と、
前記第１の判断手段により前記投光パターンが投射されていると判断された場合、前記検出手段により検出された前記信号の振幅に応じた係数に基づいて、前記信号に対応する前記像ぶれを補正する制御量を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された前記制御量に基づいて、前記検波手段により前記投光パターンが検波される前記検波枠が、前記像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、前記検波枠の位置を設定する枠設定手段と、
前記演算手段により演算された前記制御量に基づいて、前記補正手段による前記像ぶれの補正を制御する補正制御手段と
を備えることを特徴とする撮影装置。 - 前記枠設定手段により前記検波枠の位置が設定されると同時に、ズーム倍率に関する情報に基づいて、前記検波枠の大きさ、または、個数を変更する変更手段を
さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。 - 基準値を設定する基準値設定手段と、
前記第１の判断手段により前記投光パターンが投射されていると判断された場合、前記検出手段により検出された前記信号の周波数が、前記基準値設定手段により設定された前記基準値より低いか否かを判断する第２の判断手段と、
前記第２の判断手段により前記信号の周波数が前記基準値よりも低いと判断された場合、前記信号の周波数に対して、前記演算手段による前記制御量の演算を禁止させる禁止手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。 - 像ぶれの信号を検出する検出手段と、
前記像ぶれを補正する補正手段と、
低コントラストまたは低照度である光を発する被写体の合焦処理をするための投光パターンを被写体に向けて投射する投射手段と、
前記投射手段により投射された前記投光パターンを検波枠内で検波する検波手段とを備える撮影装置の信号処理方法において、
前記投射手段により前記投光パターンが投射されているか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップの処理により前記投光パターンが投射されていると判断された場合、前記検出手段により検出された前記信号の振幅に応じた係数に基づいて、前記信号に対応する前記像ぶれを補正する制御量を演算する演算ステップと、
前記演算ステップの処理により演算された前記制御量に基づいて、前記検波手段により前記投光パターンが検波される前記検波枠が、前記像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、前記検波枠の位置を設定する枠設定ステップと、
前記演算ステップの処理により演算された前記制御量に基づいて、前記補正手段による前記像ぶれの補正を制御する補正制御ステップと
を含むことを特徴とする信号処理方法。 - 像ぶれの信号を検出する検出手段と、
前記像ぶれを補正する補正手段と、
低コントラストまたは低照度である光を発する被写体の合焦処理をするための投光パターンを被写体に向けて投射する投射手段と、
前記投射手段により投射された前記投光パターンを検波枠内で検波する検波手段とを備える撮影装置用のプログラムであって、
前記投射手段により前記投光パターンが投射されているか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップの処理により前記投光パターンが投射されていると判断された場合、前記検出手段により検出された前記信号の振幅に応じた係数に基づいて
、前記信号に対応する前記像ぶれを補正する制御量を演算する演算ステップと、
前記演算ステップの処理により演算された前記制御量に基づいて、前記検波手段により前記投光パターンが検波される前記検波枠が、前記像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、前記検波枠の位置を設定する枠設定ステップと、
前記演算ステップの処理により演算された前記制御量に基づいて、前記補正手段による前記像ぶれの補正を制御する補正制御ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。 - 像ぶれの信号を検出する検出手段と、
前記像ぶれを補正する補正手段と、
低コントラストまたは低照度である光を発する被写体の合焦処理をするための投光パターンを被写体に向けて投射する投射手段と、
前記投射手段により投射された前記投光パターンを検波枠内で検波する検波手段とを備える撮影装置を制御するコンピュータが実行可能なプログラムであって、
前記投射手段により前記投光パターンが投射されているか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップの処理により前記投光パターンが投射されていると判断された場合、前記検出手段により検出された前記信号の振幅に応じた係数に基づいて、前記信号に対応する前記像ぶれを補正する制御量を演算する演算ステップと、
前記演算ステップの処理により演算された前記制御量に基づいて、前記検波手段により前記投光パターンが検波される前記検波枠が、前記像ぶれの補正をキャンセルする方向に動くように、前記検波枠の位置を設定する枠設定ステップと、
前記演算ステップの処理により演算された前記制御量に基づいて、前記補正手段による前記像ぶれの補正を制御する補正制御ステップと
を含むことを特徴とするプログラム。
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