JP6912923B2 - 撮像装置、撮像装置の駆動機構、およびそれらの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は撮像装置、撮像装置の駆動機構、およびそれらの制御方法に関する。

従来、電動のパン・チルト機構を有する撮像装置（パンチルトカメラ）は、比較的大型であり、位置を固定して用いるのが一般的であったため、像ブレ補正機能は有していなかった。しかし、パンチルトカメラの小型化により、車両や人体（衣服）に取り付けて用いたり、手持ちで用いたりといったように、固定せずに用いる場合が増えてくると、像ブレ補正が必要になってくる。

従来、撮像装置の像ブレ補正方法として、ジンバル装置のような外付けの防振装置を用いる方法と、撮像装置内部で光学的または電子的に防振する方法が知られている（特許文献１）。

特開２０１１−１３８０２８号公報

しかしながら、いずれの方法も防振のための専用構成を必要とするため、コストがかかる。また、ジンバル装置を用いる場合には撮影システムのサイズおよび重さが増すため、使い勝手が低下する。また、撮像装置内部の防振機構では大きな振れに対応できない場合がある。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、撮像装置の向きを変更する駆動機構を有する撮像装置およびその制御方法において、簡便な構成で良好な防振を実現することを一目的とする。

上述の目的は、撮像装置の向きを変更する駆動機構と、撮像装置の振れによる像ブレを抑制するための駆動機構の第１の駆動量を算出する第１の算出手段と、被写体追尾のための駆動機構の第２の駆動量を算出する第２の算出手段と、駆動機構の駆動信号を生成する制御手段と、を有し、制御手段は、第１の駆動量の所定比率と第２の駆動量とに基づいて駆動信号を生成し、駆動機構の移動速度の時間変化が閾値を超える場合には、駆動機構の移動速度の時間変化が閾値以下の場合よりも所定比率を小さくする、ことを特徴とする撮像装置によって達成される。

本発明によれば、撮像装置の向きを変更する駆動機構を有する撮像装置およびその制御方法において、簡便な構成で良好な防振を実現することができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の機能構成例を模式的に示すブロック図 （ａ）は駆動位置が発振する現象を、（ｂ）は実施形態の効果を模式に示す図 図１のパンチルト制御部およびカメラコントローラの機能構成例を模式的に示すブロック図 追尾対象被写体の画像上の位置と目標位置の関係を示す図 実施形態に係る比率制御を説明するための図 実施形態に係る比率制御に関するフローチャート 実施形態に係る比率制御とその変形例に関する図 実施形態の変形例に係る比率制御に関するフローチャート 振れ信号に基づいた比率制御の例に関する図 別の実施形態に係る撮像装置とパンチルト機構の機能構成例を模式的に示すブロック図

以下、添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。なお、以下では本発明を、撮像装置の向き（光軸の向き）を変更する駆動機構として、パン（水平方向（左右）の旋回）機構およびチルト（垂直方向（上下）の旋回）機構の両方を備える撮像装置に適用した実施形態について説明する。しかし、本発明はパン機構とチルト機構の少なくとも一方を有する撮像装置に適用可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１００の構成を示している。撮像装置１００は被写体追尾機能を有し、外部機器２００により通信部１１７を介して指定された被写体が一定の大きさおよび場所で撮影されるようにパンおよび／またはチルト駆動で撮影方向を調整し、ズーム機構で画角を調整する。なお、撮像装置１００は、パンおよび／またはチルト駆動により像ブレ補正（防振）も実現する。

外部機器２００が追尾対象の被写体または被写体領域を指定する方法に特に制限は無い。例えば通信部１１７を通じて外部機器２００に撮像画像を逐次送信し、外部機器２００が有するタッチディスプレイに表示する構成であるとする。この場合、タッチディスプレイに対するタッチ操作により、追尾対象とする被写体領域を指定したり、被写体（例えば人物の顔）を指定したりすることができる。外部機器２００からは、追尾対象の被写体または被写体領域を指定する情報として、被写体の位置情報や領域の位置及び大きさの情報が供給されるものとする。追尾対象の被写体の位置情報を受信した場合、カメラコントローラ１１６は位置情報に基づいて追尾対象の被写体領域を特定する。

撮像装置１００は、撮影部１０１と、撮影部１０１のパン機構およびチルト機構である雲台部１０２とから構成される。
レンズユニット１０３は撮影光学系を構成し、光軸方向に移動可能な変倍レンズおよびフォーカスレンズ、絞りなどを有する。レンズユニット１０３は、撮像素子１０４の撮像面に被写体像を形成する。撮像素子１０４は複数の画素が２次元配列されたＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサであり、被写体像を各画素の光電変換部で得られるアナログ電気信号群からなるアナログ画像信号に変換する。撮像処理部１０５は、撮像素子１０４が出力するアナログ画像信号に対してノイズ低減、ＡＤ変換、ホワイトバランス調整、色補間などの処理を適用して画像データを生成する。画像データは、カメラコントローラ１１６に供給される。なお、動画撮影時、撮影部１０１は所定のフレームレートで撮影および画像データの生成を行い、各フレームの画像データをカメラコントローラ１１６に供給する。

雲台部１０２において、パン駆動用モータ１０６は、撮影部１０１を水平（左右）方向に旋回するためのアクチュエータである。なお、ここで「水平方向」とは旋回軸（パン軸）が鉛直方向の場合の旋回方向である。パン駆動用モータ１０６は、パンチルト制御部１１４の制御に基づいてパン駆動回路１０７が出力する駆動信号により動作する。パン位置検出部１０８は、電気信号として検出したパン軸１１８の位置変化（回転量）に基づいて、現在の撮影部１０１のパン位置（パン軸と直交する面内の光軸方向成分）を検出する。パン速度検出部１０９は、パン位置検出部１０８で検出されるパン位置の単位時間当たりの変化からパン速度を算出する。

チルト駆動用モータ１１０は、撮影部１０１を垂直（上下）方向に旋回するためのアクチュエータである。なお、ここで「垂直方向」とは旋回軸（チルト軸）が水平方向の場合の旋回方向である。チルト駆動用モータ１１０は、パンチルト制御部１１４の制御に基づいてチルト駆動回路１１１が出力する駆動信号により動作する。チルト位置検出部１１２は、電気信号として検出したチルト軸１１９の位置変化（回転量）に基づいて、現在の撮影部１０１のチルト位置（チルト軸と直交する面内の光軸方向成分）を検出する。チルト速度検出部１１３は、チルト位置検出部１１２で検出されるチルト位置の単位時間当たりの変化からチルト速度を算出する。

パンチルト制御部１１４は、カメラコントローラ１１６からの指示に従い、設定された被写体が画像の所定位置に撮影されるように、被写体追尾のためのパンおよび／またはチルト駆動量（第２の駆動量）を算出する。また、パンチルト制御部１１４は、例えばジャイロセンサである角速度センサ１１５の出力する振れ信号から撮像装置１００の振れ量を検出し、検出した振れを打ち消すためのパンおよび／またはチルト駆動量（第１の駆動量または防振駆動量）を算出する。そして、パンチルト制御部１１４は、被写体追尾のためのパンおよび／またはチルト駆動量と、防振のためのパンおよび／またはチルト駆動量とに基づいて、パンおよび／またはチルト目標位置を決定し、目標位置に駆動するための駆動信号を生成する。パンチルト制御部１１４は、駆動信号をパン駆動回路１０７およびチルト駆動回路１１１に供給する。

パンチルト制御部１１４は例えばＣＰＵのようなプログラマブルプロセッサの１つ以上と、ＲＯＭと、ＲＡＭとを有する。パンチルト制御部１１４は、ＲＯＭに記憶された、プログラマブルプロセッサで実行可能なプログラムをＲＡＭに展開し、プログラマブルプロセッサで実行することにより、上述した機能を実現する。なお、パンチルト制御部１１４は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＡＳＳＰなどのハードウェアで実現されてもよい。

カメラコントローラ１１６は、例えばＣＰＵのようなプログラマブルプロセッサの１つ以上と、ＲＯＭと、ＲＡＭとを有する。カメラコントローラ１１６はＲＯＭに記憶された、プログラマブルプロセッサで実行可能なプログラムをＲＡＭに展開し、プログラマブルプロセッサで実行することにより、撮像装置１００の各部を制御し、撮像装置１００の各種機能を実現する。ＲＯＭには設定値やＧＵＩデータなども記憶されている。

撮像装置１００には、通信部１１７によって通信可能な外部機器２００から、撮像画像内の特定被写体の領域の目標位置が指示される。目標位置は、撮像画像において特定被写体の領域が存在すべき位置である。カメラコントローラ１１６は、被写体領域が目標位置を維持し続けるように、被写体領域の目標位置と実際の位置との差に基づいてパンおよび／またはチルトの目標位置を決定することにより、被写体追尾機能を実現する。なお、カメラコントローラ１１６はレンズユニットの画角（ズーム倍率）を制御することもできる。

通信部１１７は、撮像装置１００と外部機器２００との通信を可能とする通信インタフェースであり、有線および／または無線通信をサポートする。通信部１１７は、外部機器２００から被写体または被写体領域を指定する情報と、指定された被写体または被写体領域の目標位置の情報とを受信し、カメラコントローラ１１６に供給する。

図３は、パンチルト制御部１１４とカメラコントローラ１１６が実現する機能を模式的に示したブロック図である。第１の駆動量算出部１１６１は通信部１１７から供給される被写体の目標位置と、実際の位置との差に基づいて、差を無くすようなパンおよび／またはチルトの駆動量を算出する。

図４は撮像画像の例を示す。撮像画像４０１には人物の顔領域４０２が含まれており、ここでは被写体領域として顔領域４０２が、目標位置として画像の中心座標Ｏ（ｘ０，ｙ０）４０４がそれぞれ外部機器２００から指定されているものとする。例えば、被写体領域の重心座標を被写体領域の位置として用いる場合、第１の駆動量算出部１１６１は、目標位置Ｏ（ｘ０，ｙ０）と実際の位置Ｈ（ｘ１，ｙ１）の差にその差にパンまたはチルトのそれぞれの変換係数を乗じて駆動量を求める。画像座標のｘ軸がパン軸および光軸と直交する方向、ｙ軸がパン軸に平行な方向、パンの変換係数をｋｐ、チルトの変換係数をｋｔとした場合のパンの駆動量Ｄｐとチルトの駆動量Ｄｔは以下の式（１）、（２）で表される。
Ｄｐ＝（ｘ１−ｘ０）×ｋｐ （１）
Ｄｔ＝（ｙ１−ｙ０）×ｋｔ （２）

ここで式（１）および（２）の変換係数ｋｐおよびｋｔは、画像座標の差をパンおよびチルトの駆動量に変換する係数である。変換係数ｋｐおよびｋｔは、撮像素子１０４の大きさ、レンズユニット１０３の焦点距離、パン位置検出部１０８およびチルト位置検出部１１２の検出分解能に応じて定まる。

なお、第１の駆動量算出部１１６１は、指定された被写体領域の実際の位置Ｈ（ｘ１，ｙ１）が目標位置Ｏ（ｘ０，ｙ０）と異なっていても、許容枠４０３内の位置であれば目標位置にあるものとみなす。この場合第１の駆動量算出部１１６１は、被写体領域を移動させるためのパンおよびチルト駆動量を算出しないか、実質的にパンおよびチルト駆動がなされないパンおよびチルト駆動量を算出する。これは、目標位置を挟んでパンおよびチルト駆動が繰り返し実行されるハンチングを抑制するためである。カメラコントローラ１１６（第１の駆動量算出部１１６１）が算出したパンおよび／またはチルト駆動量Ｄｐ、Ｄｔは、パンチルト制御部１１４に供給される。

パンチルト制御部１１４は、カメラコントローラ１１６から通知されるパンおよび／またはチルト駆動量に、像ブレ補正を行うためのパンおよび／またはチルト駆動量の所定比率を反映させて、最終的なパンおよび／またはチルト駆動量を算出する。

振れ補正量算出部１１４１は、角速度センサ１１５から出力される振れ信号に基づいて、振れ信号が示す振れを打ち消すためのパンおよび／またはチルト補正量（防振駆動量）に変換する。駆動量算出部１１４２は、カメラコントローラ１１６から供給されるパンおよび／またはチルト駆動量と、振れ補正量算出部１１４１から供給される防振駆動量とに基づいて、撮像装置１００の振れを考慮したパンおよび／またはチルト駆動量を決定する。

なお、駆動量算出部１１４２は、パンおよび／またはチルト駆動量の決定において、防振駆動量を選択的に用いる。具体的には、駆動量算出部１１４２は、比較部１１４５の比較結果とタイマ１１４６のカウント値に応じて、防振補正量を用いる否かを決定する。

加速度検出部１１４３は、パン速度検出部１０９およびチルト速度検出部１１３から供給されるパンおよびチルトの駆動速度を加速度として検出する。比較部１１４５は、加速度検出部１１４３で検出した加速度と、防振ＯＦＦ閾値保持部１１４４で記憶している閾値とを比較し、比較結果を駆動量算出部１１４２に供給する。

ここで、閾値について説明する。パンおよび／またはチルト動作によって像ブレ補正機能を実現することで、像ブレ補正専用の機構を設ける必要がないため、装置の大型化やコストアップといった問題が大幅に軽減される。その一方で、パンおよび／またはチルト駆動によって撮像装置１００の振れが発生するという問題がある。

図２（ａ）は、パン駆動によって像ブレ補正を行いながら、時刻ｔａで被写体追尾のためにパン駆動を開始した場合のパンの実位置と目標位置の変化を示している。目標位置Ａはｔａで駆動する前の（防振のための）パンの目標位置、目標位置Ｂはｔａで開始したパン駆動の目標位置である。

位置Ａから位置Ｂへのパン駆動を開始すると、防振目的のパン駆動量を加味した目標位置（パン駆動＋防振目標位置）が、位置Ｂを中心として前後に振動し、かつ時間とともに振幅が大きくなっている（発振）。これは防振駆動により打ち消される振動より、防振駆動によって発生する振動の方が大きいことが原因である。このような発振現象が発生することを回避するため、停止状態から発振現象が発生する加速度の最小値をあらかじめ実験などで計測し、閾値として防振ＯＦＦ閾値保持部１１４４に記憶しておく。

比較部１１４５での比較の結果、加速度検出部１１４３で検出された加速度が閾値以上と判定された場合、タイマ１１４６が動作を開始する。また、第２の駆動量算出部１１４２は、カメラコントローラ１１６から供給されるパン駆動量に反映（例えば加算）させるパン補正量（防振駆動量）の比率を変更する。タイマ１１４６は実際には値が時間を表すカウンタであってよい。

具体的には、本実施形態では、加速度検出部１１４３で検出された加速度が閾値以上と判定された場合、第２の駆動量算出部１１４２はパン補正量を加算せず、カメラコントローラ１１６から供給されるパン駆動量をそのまま最終的なパン駆動量として決定する。

タイマ１１４６の値が予め定められた所定値に達すると、その後、第２の駆動量算出部１１４２は、パン補正量をさらに用いて最終的なパン駆動量として決定するようになる。なお、タイマ１１４６の値が所定値に達したら、第２の駆動量算出部１１４２は、タイマ１１４６の動作を停止させ、値を０にクリアする。

なお、ここでは説明および理解を容易にするため、パン駆動についてのみ説明したが、チルト駆動についても同様の動作を実行することができる。このように、第２の駆動量算出部１１４２は、加速度検出部１１４３で検出された加速度（すなわち、撮像装置１００の振れの大きさ）が閾値以上と判定されると、一定時間経過するまでは防振駆動量を用いずに最終的なパンおよび／またはチルト駆動量を決定する。そして、一定時間経過すると、加速度検出部１１４３で検出された加速度が閾値以上と次に判定されるまで、防振駆動量を用いて最終的なパンおよび／またはチルト駆動量を決定する。

図５（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、パン駆動が停止した状態から、防振および被写体追尾のためのパン駆動を行った場合の、パン駆動速度、加速度検出部１１４３で検出される加速度とその絶対値の時間変化の例を示している。

図５のΔｔｃは最終的なパン駆動量を決定する際に加算するパン補正量（防振駆動量）の比率を変更する期間である。期間Δｔｃでは、防振ＯＦＦ、すなわち防振駆動量を０とする。したがって、期間Δｔｃにおいてパン補正量の加算比率は０％である。

図５（ｂ）示すように、パン駆動の加速度には正の閾値Ａと負の閾値Ｂが設定され、加速度検出部１１４３で検出されるパン駆動の加速度が閾値Ａを超える場合および閾値Ｂ未満の場合は、防振ＯＦＦとする。つまり、パン駆動の正または負の加速度が閾値を超える場合には防振ＯＦＦとする。閾値Ａと閾値Ｂの絶対値は等しくても異なっていてもよい。ここでは、閾値Ａと閾値Ｂの絶対値が等しいものとし、図５（ｃ）では閾値Ａ，Ｂをまとめて閾値Ｃとして示している。

ここでは、時刻ｔ０からｔ１にかけて加速したのち、時刻ｔ２まではほぼ等速で、その後時刻ｔ３まで減速というパン駆動の例を示している。時刻ｔ０からｔ１における加速度が閾値Ａを超えていないため、防振ＯＮであり、パン駆動量にはパン補正量（防振駆動量）が反映されている。一方、時刻ｔ２からｔ３での減速時には加速度（減速度）が閾値Ｂ未満になるため、防振ＯＦＦとする。ただし、ハンチングの発生やノイズによる誤動作を抑制するため、図５の例では、閾値Ｂを下回った（あるいは閾値Ａを超えた）直後（時刻ｔ２の直後）に防振ＯＦＦとはしていない。その代わりに、所定時間継続して加速度が閾値Ｂを下回った（あるいは閾値Ａを超えた）時点（時刻ｔ３）で防振ＯＦＦとしている。図５（ｃ）に示すように、加速度の絶対値に対して閾値を設定して同様の制御を行ってもよい。なお、図５においてはパン駆動についての制御を示しているが、チルト駆動についても同様に制御することができる。

図３に戻って、補償器１１４７は、パン位置検出部１０８および／またはチルト位置検出部１１２が検出するパンおよび／またはチルトの実位置と、駆動量算出部１１４２が算出したパンおよび／またはチルト駆動量とから駆動の目標位置を算出する。そして、補償器１１４７は、パンおよび／またはチルト位置が目標位置となるように、例えばＰＩＤ制御演算によってパンおよび／またはチルト駆動信号を生成する。

次に、図６のフローチャートを用いて、パンチルト制御部１１４における防振駆動量の比率制御動作について説明する。この動作は、撮像装置１００が電源ＯＮの状態で実行される。

Ｓ６０２でパンチルト制御部１１４は、防振のためのパンおよび／またはチルト駆動を有効（防振ＯＮ）とし、例えば内部メモリに防振ＯＮを示すデータを保存する。例えば、パンチルト制御部１１４は、防振ＯＮか防振ＯＦＦかを示す１ビットのフラグを用いることができる。

Ｓ６０３でパンチルト制御部１１４は、例えばフラグを参照して防振ＯＮか否かを判定し、防振ＯＮと判定されればＳ６０４に、防振ＯＮと判定されなければＳ６０５に、それぞれ処理を進める。

Ｓ６０４でパンチルト制御部１１４（振れ補正量算出部１１４１）は、防振駆動量（パンおよび／またはチルト補正量）を算出し、処理をＳ６０９に進める。
一方、Ｓ６０５でパンチルト制御部１１４（第２の駆動量算出部１１４２）は、タイマ１１４６のカウント値が所定値以上か否かを判定し、所定値以上と判定されればＳ６０７に、所定値以上と判定されなければＳ６０６に、それぞれ処理を進める。

Ｓ６０６でパンチルト制御部１１４（第２の駆動量算出部１１４２）は、防振ＯＦＦとするため、防振駆動量（パンおよび／またはチルト補正量）の比率を０に設定して処理をＳ６０９に進める。
Ｓ６０７およびＳ６０８でパンチルト制御部１１４（第２の駆動量算出部１１４２）は、タイマ１１４６の動作を停止させてカウント値を０にクリアし、処理をＳ６０２に戻す。

Ｓ６０９でパンチルト制御部１１４（第２の駆動量算出部１１４２）は、Ｓ６０４で算出された防振駆動量と、カメラコントローラ１１６から供給されるパンおよび／またはチルト駆動量とに基づいて、パンおよび／またはチルト駆動の目標位置を決定する。

Ｓ６１０でパンチルト制御部１１４（補償器１１４７）は、目標位置からパンおよび／またはチルト駆動信号を算出する。
Ｓ６１１でパンチルト制御部１１４（補償器１１４７）は、パン駆動回路１０７および／またはチルト駆動回路１１１に、Ｓ６１０で算出した駆動信号を供給する。これにより、駆動信号に対応するパンおよび／またはチルト駆動が開始する。

Ｓ６１２でパンチルト制御部１１４（第２の駆動量算出部１１４２）は、比較部１１４５による、加速度検出部１１４３で検出されるパンおよび／またはチルト加速度と閾値との比較の結果から、加速度が閾値を超えているか否か判定する。なお、ここでは図５（ｃ）に示したように、加速度の絶対値が閾値を超えているか否かの判定であるとするが、加速度とで減速度とで異なる閾値を用いてもよい。この場合、パンチルト制御部１１４は、減速度については閾値未満か否かの判定を行う。

パンチルト制御部１１４（第２の駆動量算出部１１４２）は、加速度が閾値を超えていると判定されればＳ６１３に処理を進め、加速度が閾値を超えていないと判定されればＳ６０３に処理を戻す。
Ｓ６１３でパンチルト制御部１１４（第２の駆動量算出部１１４２）は、防振の設定をＯＦＦにした後、Ｓ６１４でタイマ１１４６の動作を開始させ、処理をＳ６０３に戻す。

図２（ｂ）は、パン加速度が閾値を超えた場合に所定期間、防振ＯＦＦするように制御した場合のパンチルト機構の目標位置と実位置の時間変化の例を示している。図２（ｂ）の例の時刻ｔ３およびｔ４は、図５における時刻ｔ３およびｔ４に対応している。上述の通り、図５の例では加速度（減速度）が所定時間継続して閾値を超えた（下回った）時点（時刻ｔ３）から時刻ｔ４までの期間、防振ＯＦＦとしている。

図２（ａ）との比較から分かるように、本実施形態に係る制御によっても目標位置Ｂを中心としたパン位置の振動は発生しているが、すぐに収束し、発振現象は生じていない。このように、本実施形態では、装置の振れの加速度の絶対値が閾値を超える場合に防振ＯＦＦし、閾値を超えない場合には防振ＯＮとする。これにより、防振駆動によって生じる振れに起因してパンチルト機構の実位置が目標位置に収束しなくなる発振現象を回避しつつ、パンチルト機構を利用した防振機能を実現できる。

（変形例）
なお、ここまでは説明および理解を容易にするため、装置の振れの加速度の絶対値が閾値を超える場合に防振ＯＦＦとし、パンおよび／またはチルト駆動量に反映させる防振駆動量の比率を０％とする構成について説明した。しかし、パンおよび／またはチルト駆動量に反映させる防振駆動量の比率は、１００％と０％との切り替えに限定されない。

図７は、比率変更期間Δｔｃ（時刻ｔ３からｔ４）に反映させる防振駆動量の比率制御の例を示す。図７（ａ）は、図５の例に関して上述した、加速度が所定時間継続して閾値を超えた時点で防振制御量の比率を１００％から０％とし、所定時間（比率変更期間Δｔｃ）経過後、比率を０％から１００％にする制御を示している。

これに対し、図７（ｂ）および（ｃ）に示すように、防振ＯＦＦ時に比率を経時的に変更するような比率制御を行ってもよい。図７（ｂ）は、加速度が閾値を超えた時点から一定の割合で比率を低減するとともに、比率の低減値を０より大きい値とした比率制御の例を示している。また、図７（ｃ）は、比率を低減させる制御は図７（ｂ）と同様であるが、比率変更期間Δｔｃの終了時点で比率が１００％となるように、比率変更期間Δｔｃのうちに比率を一定の割合で増加させる比例制御の例を示している。

また、比率変更期間Δｔｃの長さを、比率を変更し始めてから所定時間経過するまで（タイマ１１４６のカウント値が所定値に達するまで）とした構成について説明したが、比率変更期間Δｔｃの長さは動的に定めてもよい。例えば、撮像装置１００の振れの大きさ（角速度センサ１１５が出力する振れ信号の振幅）が所定値以下となるまで比率変更期間Δｔｃを継続してもよい。

比率変更期間Δｔｃの長さを撮像装置の振れの大きさに応じて変更する場合の、パンチルト制御部１１４における防振駆動量の比率制御動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。図８において、図６と同一の工程については同一の参照数字を付し、説明を省略する。本変形例に係る比率制御は、図６のフローチャートに示した比率制御からＳ６０７、Ｓ６０８を取り除き、Ｓ６０５の代わりにＳ８０１を実行するものである。

Ｓ６０３で防振ＯＮと判定されなかった場合、パンチルト制御部１１４は処理をＳ８０１に進める。Ｓ８０１でパンチルト制御部１１４（第２の駆動量算出部１１４２）は、角速度センサ１１５の出力信号（振れ信号）の大きさ（振幅）が所定値以下か否か判定する。そして、パンチルト制御部１１４（第２の駆動量算出部１１４２）は、振れ信号の振幅が所定値以下と判定されればＳ６０２に処理を戻して防振ＯＮに戻し、所定値以下と判定されなければ処理をＳ６０６に進めて、防振ＯＦＦを継続する。なお、防振ＯＮに戻す場合、徐々に防振駆動量の比率を戻してもよい。

図９（ａ）に、比率変更期間の開始以降の角速度センサ１１５の出力信号（振れ信号）の時間変化と、比率変更期間の終了判定の例を示す。ここでは、角速度センサ１１５の出力信号の振幅が所定時間継続して閾値以下となった時点で比率変更期間を終了させる（防振ＯＮに戻す）例を示している。

別の制御方法として、角速度センサ１１５の出力信号を例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）し、特定の周波数成分の大きさが所定値以下となった場合に比率変更期間を終了して防振ＯＮに戻すようにしてもよい。図９（ｂ）は、角速度センサ１１５の出力信号をＦＦＴした例を示している。ここで、最も振幅が大きい周波数成分は、撮像装置１００の固有振動数である。

撮像装置１００の固有振動数およびその近傍の周波数成分の振幅が大きい場合に防振ＯＮとすると、発振現象が発生する可能性が高くなる。そのため、固有振動数およびその近傍の周波数成分の振幅が閾値Ｄ未満になったと判定された際に比率変更期間を終了して防振ＯＮに戻すようにすることができる。

また、比率変更期間における防振駆動量の比率を、撮像装置の振れの主要周波数（例えば振幅が最大の周波数）に応じて異ならせてもよい。例えば、図９（ｃ）に示すように、撮像装置の振れの主要周波数が撮像装置の固有振動数およびその近傍の範囲に含まれる場合には、そうでない場合よりも防振駆動量の比率を低くしてもよい。また、撮像装置の振れの主要周波数が撮像装置の固有振動数およびその近傍の範囲に含まれなくなったら、防振駆動量の比率をもとに戻すようにしてもよい。このように、パンやチルト速度の時間変化（加速度）ではなく、撮像装置の振れの周波数に応じて防振駆動量の比率を変更するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、パンチルト機構のような、撮像装置の向きを変更する駆動機構を、撮像装置の振れによる像ブレを低減するための防振機構として利用するため、防振のための専用部材を設ける必要がない。また、駆動機構の移動速度や撮像装置の振れの周波数が予め定められた条件を満たす場合にはそうでない場合よりも防振駆動量を反映する所定比率を小さくする。そのため、駆動機構が例えば被写体追尾のために移動中であっても、駆動機構を素早く目標位置に移動させることができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、撮像装置がパンチルト機構を備える構成について説明したが、本発明は撮像装置と別個のパンチルト機構（雲台）においても実施可能である。この場合、図１０に示すように、パンチルト機構１０２’に撮像装置１０１’を取り付ける構成とすればよい。この場合、カメラコントローラ１１６および通信部１１７は撮像装置１０１’が有し、パンチルト機構１０２’のパンチルト制御部１１４は撮像装置１０１’が有するカメラコントローラ１１６からパンおよび／またはチルト駆動量を取得する。なお、撮像装置１０１’が角速度センサを有する場合、振れ信号もカメラコントローラ１１６から取得してもよい。

また、上述の実施形態では、追尾対象の被写体または被写体領域を指定する情報を外部機器２００から受信する構成について説明したが、撮像装置自体が有する表示部や操作部を用いて追尾対象の被写体または被写体領域を指定可能であってもよい。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１１４…パンチルト制御部、１１５…角速度センサ、１１６…カメラコントローラ、１１４１…振れ補正量算出部、１１４２…第２の駆動量算出部、１１４３…加速度検出部、１１４５…比較器、１１６１…第１の駆動量算出部。

Claims (16)

1. 撮像装置の向きを変更する駆動機構と、
   前記撮像装置の振れによる像ブレを抑制するための前記駆動機構の第１の駆動量を算出する第１の算出手段と、
   被写体追尾のための前記駆動機構の第２の駆動量を算出する第２の算出手段と、
   前記駆動機構の駆動信号を生成する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１の駆動量の所定比率と前記第２の駆動量とに基づいて前記駆動信号を生成し、前記駆動機構の移動速度の時間変化が閾値を超える場合には、前記駆動機構の移動速度の時間変化が前記閾値以下の場合よりも前記所定比率を小さくする、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記第２の駆動量に前記第１の駆動量の前記所定比率を加算した駆動量に基づいて前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、
   前記駆動機構の移動速度の時間変化が閾値を超える場合には、前記第２の駆動量に基づいて前記駆動信号を生成し、
   前記駆動機構の移動速度の時間変化が前記閾値以下の場合には、前記第１の駆動量および前記第２の駆動量に基づいて前記駆動信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記駆動機構の移動速度の時間変化が所定時間継続して閾値を超えた場合に、前記駆動機構の移動速度の時間変化が前記閾値以下の場合よりも前記所定比率を小さくすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記駆動機構の移動速度の時間変化が閾値を超える場合、前記所定比率を第１の比率から第２の比率に変更することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記制御手段は、前記駆動機構の移動速度の時間変化が閾値を超える場合、前記所定比率を前記第１の比率から経時的に前記第２の比率まで変更することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記制御手段は、前記所定比率を小さくしたのち、所定時間経過すると、前記所定比率をもとの比率に戻すことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記制御手段は、前記所定比率を小さくしたのち、前記撮像装置の振れの大きさが所定値以下になると、前記所定比率をもとの比率に戻すことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 撮像装置の向きを変更する駆動機構と、
   前記撮像装置の振れによる像ブレを抑制するための前記駆動機構の第１の駆動量を算出する第１の算出手段と、
   被写体追尾のための前記駆動機構の第２の駆動量を算出する第２の算出手段と、
   前記駆動機構の駆動信号を生成する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１の駆動量の所定比率と前記第２の駆動量とに基づいて前記駆動信号を生成し、前記撮像装置の振れの予め定められた周波数成分の大きさが閾値以上の場合には、前記予め定められた周波数成分の大きさが前記閾値未満の場合よりも、前記所定比率を小さくする、
   ことを特徴とする撮像装置。
10. 前記予め定められた周波数成分が、前記撮像装置の固有振動数を含む範囲の周波数成分であることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記制御手段は、前記所定比率を小さくしたのち、前記撮像装置の振れの周波数が前記予め定められた周波数の範囲に含まれなくなると、前記所定比率をもとの比率に戻すことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の撮像装置。
12. 撮像装置の向きを変更する、撮像装置の駆動機構であって、
    前記撮像装置の振れによる像ブレを抑制するための前記駆動機構の第１の駆動量を算出する第１の算出手段と、
    被写体追尾のための前記駆動機構の第２の駆動量を算出する第２の算出手段と、
    前記駆動機構の駆動信号を生成する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記第１の駆動量の所定比率と前記第２の駆動量とに基づいて前記駆動信号を生成し、前記駆動機構の移動速度の時間変化が閾値を超える場合には、前記駆動機構の移動速度の時間変化が前記閾値以下の場合よりも前記所定比率を小さくする、
    ことを特徴とする撮像装置の駆動機構。
13. 撮像装置の向きを変更する、撮像装置の駆動機構であって、
    前記撮像装置の振れによる像ブレを抑制するための前記駆動機構の第１の駆動量を算出する第１の算出手段と、
    被写体追尾のための前記駆動機構の第２の駆動量を算出する第２の算出手段と、
    前記駆動機構の駆動信号を生成する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記第１の駆動量の所定比率と前記第２の駆動量とに基づいて前記駆動信号を生成し、前記撮像装置の振れの予め定められた周波数成分の大きさが閾値以上の場合には、前記予め定められた周波数成分の大きさが前記閾値未満の場合よりも、前記所定比率を小さくする、
    ことを特徴とする撮像装置の駆動機構。
14. 撮像装置の制御方法であって、
    前記撮像装置の向きを変更する駆動機構の、前記撮像装置の振れによる像ブレを抑制するための第１の駆動量を算出する第１の算出工程と、
    被写体追尾のための前記駆動機構の第２の駆動量を算出する第２の算出工程と、
    前記駆動機構の駆動信号を生成する制御工程と、を有し、
    前記制御工程では、前記第１の駆動量の所定比率と前記第２の駆動量とに基づいて前記駆動信号を生成し、前記駆動機構の移動速度の時間変化が閾値を超える場合には、前記駆動機構の移動速度の時間変化が前記閾値以下の場合よりも前記所定比率を小さくする、
    ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
15. 撮像装置の向きを変更する、撮像装置の駆動機構の制御方法であって、
    前記撮像装置の振れによる像ブレを抑制するための前記駆動機構の第１の駆動量を算出する第１の算出工程と、
    被写体追尾のための前記駆動機構の第２の駆動量を算出する第２の算出工程と、
    前記駆動機構の駆動信号を生成する制御工程と、を有し、
    前記制御工程では、前記第１の駆動量の所定比率と前記第２の駆動量とに基づいて前記駆動信号を生成し、前記駆動機構の移動速度の時間変化が閾値を超える場合には、前記駆動機構の移動速度の時間変化が前記閾値以下の場合よりも前記所定比率を小さくする、
    ことを特徴とする撮像装置の駆動機構の制御方法。
16. 撮像装置の向きを変更する駆動機構と、コンピュータとを有する前記撮像装置の前記コンピュータを、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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