JPH08331429A

JPH08331429A - 手振れ補正装置及びビデオカメラ

Info

Publication number: JPH08331429A
Application number: JP13235495A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Naganuma; 和人長沼
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1996-12-13
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP3642085B2

Abstract

(57)【要約】【構成】振動を検出する角速度センサからの角速度デ
ータとリミッタ３１出力とローパスフィルタ５４の積分
出力とから、振れの状態（モード）として少なくともパ
ンニングやチルティング等の作為的な振れと作為的でな
い手振れとを判別するモード検出回路４４と、モード検
出回路４４によるモード判別結果に応じて、角速度デー
タから手振れ補正量を演算して手振れ補正信号を求める
ハイパスフィルタ５１からローパスフィルタ５４までの
構成とを有する。【効果】手振れを効果的に補正することができると共
に、パンニングやチルティングによる振れに対する追従
性も良くすることができ、ＣＣＤイメージセンサの余剰
画素を有効に活用することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像の手振れ成分を補
正する手振れ補正装置及びビデオカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年は、いわゆるＣＣＤ（charge coupl
ed device、固体撮像素子）イメージセンサを備えたハ
ンディタイプのビデオカメラが普及している。

【０００３】上記ビデオカメラでは、手持ちで撮影を行
うことが多いため、撮影時に手振れを生じ易いという問
題がある。このように、撮影時に手振れが生ずると、例
えば、ズームアップして撮影した画像を再生した場合
に、上記手振れによる画質劣化が生じてしまい、再生画
像が大変見にくくなってしまう。

【０００４】このため、近年は、上記手振れを補正する
ことができる手振れ補正装置を搭載することで、撮影時
の手振れを補正できるビデオカメラが製品化されてい
る。

【０００５】また、ビデオカメラでは、撮影時にパンニ
ング（カメラを左右に振って撮影する手法）やチルティ
ング（カメラを上から下、または下から上に動かして撮
影する手法）等が行われることが多い。

【０００６】ここで、ビデオカメラに搭載される手振れ
補正装置の従来の構成について、図２８及び図２９を用
いて説明する。手振れ補正の方式には各種あるが、ここ
ではいわゆるメモリ制御方式を使用した例について説明
する。当該メモリ制御方式は、手振れを検出すると、ビ
デオでカメラのＣＣＤイメージセンサによって撮像して
得た映像信号の一部を画像枠として取り出し、手振れ量
に応じて前フィールドの画像枠と現フィールドの画像枠
とを互いに合わせるように動かし、これら両画像枠を互
いに一致させることにより、手振れを補正する方式であ
る。また、ここでは、上記手振れの量を検出する方式と
して、例えば角速度検出方式を採用した例を挙げてい
る。上記角速度検出方式は、圧電振動ジャイロ等による
角速度センサを用いて、手振れに起因する角速度を検出
し、当該検出した角速度に応じて手振れの量を求める方
式である。

【０００７】図２８において、端子１２０には、角速度
センサからの角速度データが供給される。この角速度デ
ータは、ハイパスフィルタ１２１に送られる。当該ハイ
パスフィルタ１２１は、上記角速度データから、ビデオ
カメラのパンニング，チルティングに起因する低周波成
分を主に削除し、手振れ成分についてはそのまま通過さ
せるようなフィルタとなっている。

【０００８】このハイパスフィルタ１２１からの出力デ
ータは、乗算器１２７にて、トータルゲイン調整器１２
８からの所定の乗算係数と乗算され、さらに乗算器１２
９にて光学ズームにおけるズーム倍率に応じた乗算係数
が乗算された後、ローパスフィルタ１５４に送られる。
なお、上記トータルゲイン調整器１２８は、ビデオカメ
ラの光学系及角速度センサにより得られる補正信号のゲ
インが、必ずしも設計中心値にはなっていないため、そ
のゲインのバラツキを修正するための乗算係数を発生す
ることを目的として設けられている。また、ズームゲイ
ンテーブル１３０には、ビデオカメラの光学ズームにお
けるズーム倍率に応じた複数のゲイン補正用の乗算係数
が格納されており、このズームゲインテーブル１３０か
ら光学ズームの現在のズーム倍率に応じた乗算係数が読
み出されて、上記乗算器１２９に送られるようになって
いる。この乗算器１２９からの出力データは、ローパス
フィルタ１５４に送られる。

【０００９】当該ローパスフィルタ１５４は、前段の乗
算器１２９から供給されたデータを、積分係数テーブル
１３６からの積分係数を用いて積分する。

【００１０】ここで、上記積分係数テーブル１３６に格
納されている積分係数は、ローパスフィルタ１５４の積
分出力との関係が例えば図２９に示すようなものとなさ
れている。当該積分係数テーブル１３６からは、上記ロ
ーパスフィルタ１５４の積分値（ＬＰＦ積分値）に応じ
た積分係数が取り出され、ローパスフィルタ１５４では
この積分係数を用いて上記乗算器１２９から供給された
データを積分する。なお、図２９に示す積分係数とロー
パスフィルタ積分値の関係を示す曲線は水平（Ｈ）方向
と垂直（Ｖ）方向の両方を示している。また、この図２
９中のローパスフィルタ積分値（ＬＰＦ積分値）のう
ち、積分値（例えばＳＨ）はＣＣＤイメージセンサの水
平方向の余剰エリアの１／２の画素数に対応し、積分値
（例えばＳＶ）はＣＣＤイメージセンサの垂直方向の余
剰エリアの１／２の画素数に対応している。すなわち、
この図２９に示すように、既存の振れ補正装置では、手
振れに対する補正処理とパンニングやチルティング時の
収束処理とを共通の積分係数を用いて行っている。

【００１１】このローパスフィルタ１５４の出力データ
が端子１４５から手振れ補正信号として出力されるよう
になる。ビデオカメラは、当該手振れ補正信号に基づい
て画像の振れ成分を補正する手振れ補正処理を行う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のよう
に、手振れに対する補正及びパンニング及びチルティン
グ時の収束処理に共通の積分係数を用いると、手振れに
対する補正領域を大きくとれず、また、パンニング，チ
ルティングの追従性も良くない。ここで、手振れの補正
範囲（振幅）を拡げるためには、線形補正領域を拡げれ
ば良いが、副作用として残留手振れ量が増加することに
なる。逆に、パンニング，チルティングの追従性を良く
するためには、線形補正領域を小さくする必要があり、
この場合の副作用としては補正性能が劣化することにな
る。

【００１３】また、図２９に示すように、従来のメモリ
制御方式を採用する手振れ補正装置では、垂直方向に関
してＣＣＤイメージセンサの余剰画素が、垂直方向で例
えば±４０画素及び水平方向で例えば±６０画素あった
としても、線形補正領域として例えば±１０画素程度し
か使用されていないのが現状である。

【００１４】そこで、本発明は、この様な実情に鑑みて
なされたものであり、手振れを効果的に補正することが
できると共に、パンニングやチルティングによる振れに
対する追従性も良く、さらにＣＣＤイメージセンサの余
剰画素をも有効に使用することができる手振れ補正装置
及びビデオカメラを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の手振れ補正装置
は、振動を検出する振動検出手段と、上記振動検出手段
からの振動検出信号に基づいて振れの状態として少なく
とも作為的な振れと手振れとを判別可能な振れ状態判別
手段と、上記振れ状態判別手段からの振れ状態判別信号
に基づいて、上記振動検出信号から振れ補正量を演算
し、振れ補正信号を出力する振れ補正信号出力手段とを
有することにより、上述の課題を解決する。

【００１６】また、本発明のビデオカメラは、撮像面上
に入射した光に応じた電気信号を生成する撮像手段と、
上記撮像手段の撮像面上に入射光像を形成する光学系
と、上記撮像手段の電気信号から映像信号を生成する映
像信号生成手段とを有してなり、さらに、振動を検出す
る振動検出手段と、上記振動検出手段からの振動検出信
号に基づいて振れの状態として少なくとも作為的な振れ
と手振れとを判別可能な振れ状態判別手段と、上記振れ
状態判別手段からの振れ状態判別信号に基づいて、上記
振動検出信号から振れ補正量を演算し、振れ補正信号を
出力する振れ補正信号出力手段と、上記振れ補正信号に
応じて振れ補正を行う振れ補正手段とを有することによ
り、上述の課題を解決する。

【００１７】

【作用】本発明によれば、振れ状態判別手段は振れの状
態を判別しており、振れ補正手段はその振れの状態に応
じた振れ補正量を演算している。したがって、振れの状
態として例えばパンニングやチルティングのような作為
的な振れと作為的でない手振れとを判別すれば、これら
振れの状態に応じた補正量、すなわち例えばパンニング
やチルティング時にはゼロを、また手振れ時には計算値
を、使用することができるようになる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照にしながら説明する。

【００１９】本実施例の手振れ補正装置は例えばハンデ
ィタイプのビデオカメラに搭載されるものであり、手振
れ補正の方式には後述するように各種あるが、ここでは
例えばいわゆるメモリ制御方式を使用した例について説
明する。なお、本実施例にて使用する上記ＣＣＤイメー
ジセンサの大きさは、垂直方向で前記画像枠よりも±４
８画素分大きく、かつ、水平方向で画像枠よりも±６３
画素分大きいものを使用している。したがって、手振れ
の最大補正量としては、垂直方向で±４８画素分、水平
方向で±６３画素分となる。また、本発明実施例では、
上記手振れの量を検出する方式として、例えば角速度検
出方式を採用している。

【００２０】本発明実施例の手振れ補正装置が搭載され
たビデオカメラの構成について、図１を用いて説明す
る。

【００２１】この図１において、光学系１を介して入射
した被写体等からの光は、ＣＣＤイメージセンサ２に入
射し、当該ＣＣＤイメージセンサ２によって電気信号に
変換される。なお、光学系１は、例えば、入射像をＣＣ
Ｄイメージセンサ２上に結像させるためのレンズ系と、
当該レンズ系を動かしてズーミングする際の光学ズーム
機構及び当該光学ズーム機構の駆動系、レンズ系を動か
してフォーカシンを行う際のフォーカシング機構及び当
該フォーカシング機構の駆動系、アイリス機構及び当該
アイリス機構の駆動系から構成される。また、この場合
のＣＣＤイメージセンサ２は、光学フィルタ及び各色光
をそれぞれ受光する３つのＣＣＤイメージセンサからな
るものである。

【００２２】上記ＣＣＤイメージセンサ２からの撮像信
号は、信号調整回路３にてゲインコントロール及びサン
プルホールドされた後、アナログ／ディジタル（Ａ／
Ｄ）コンバータ４にてディジタル撮像信号に変換され
る。このディジタル撮像信号は、カメラ信号処理回路５
に送られる。

【００２３】当該カメラ信号処理回路５は、ディジタル
撮像信号から輝度（Ｙ）信号，クロマ（Ｃ）信号の生成
等のＣＣＤカラーカメラの信号処理をディジタル処理に
より行っている。このカメラ信号処理回路５により得ら
れたカメラ信号が出力端子６から出力される。

【００２４】また、カメラコントロール回路９は、前記
光学ズーム機構の駆動制御、フォーカシング機構におい
てオートフォーカス制御を行うための駆動制御、アイリ
ス機構においてオートアイリス制御を行うための駆動制
御、当該ビデオカメラのシステム全体のタイミングのコ
ントロール等の、後述する手振れ補正処理以外のコント
ロールを行う。

【００２５】手振れ補正指示手段１６は、例えばビデオ
カメラの筐体に設けられるボタン等からなり、当該ビデ
オカメラの使用者が手振れ補正を行うか行わないかを指
示するためのものである。この手振れ補正指示手段１６
を操作して当該使用者が手振れ補正を行うことを指示し
たときには、上記カメラコントロール回路９から、手振
れ補正処理を行うべき旨の信号がイメージコントロール
回路８に送られる。

【００２６】さらに、角速度センサ１２及び１３は、共
に圧電振動ジャイロ等により構成されており、角速度セ
ンサ１２の角速度検出面がＣＣＤイメージセンサ２の水
平方向に対応し、角速度センサ１３の角速度検出面がＣ
ＣＤイメージセンサ２の垂直方向に対応するように、当
該ビデオカメラ本体に配設されている。すなわち、上記
角速度センサ１２は当該ビデオカメラ本体がヨーイング
方向に振れたときの角速度を検出し、上記角速度センサ
１３は当該ビデオカメラ本体がピッチング方向に振れた
ときの角速度を検出する。これら角速度センサ１２，１
３からの角速度検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１によ
ってディジタル信号に変換され、角速度データとしてイ
メージコントロール回路８に送られる。

【００２７】シンクジェネレータ（ＳＧ）１４は、水平
同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤと、フィールド判別
信号ＦＰを生成し、上記水平同期信号ＨＤ及び垂直同期
信号ＶＤがタイミングジェネレータ（ＴＧ）１０へ、フ
ィールド判別信号ＦＰがイメージコントロール回路８へ
送られる。

【００２８】上記イメージコントロール回路８は、ＣＣ
Ｄイメージセンサ２により撮像された画像を拡大する電
子ズームのコントロールを行うと共に、前記カメラコン
トロール回路９から手振れ補正を行う旨の信号が供給さ
れたときに、内部に格納された手振れ補正処理プログラ
ムに従って、上記Ａ／Ｄコンバータ１１を介した角速度
センサ１２，１３からの角速度データに基づいた手振れ
補正量計算を行う。なお、前記カメラコントロール回路
９が制御するのは、光学系１による光学ズームであり、
当該イメージコントロール回路９での電子ズームとは異
なる。また、光学ズームによるズーミングを行うと、ズ
ーム倍率に応じてビデオカメラが振れたときの振れ角と
ＣＣＤイメージセンサ２上での振れ量との対応が変わる
ことになるため、上記カメラコントロール回路９から
は、光学ズームにおけるズーム倍率情報も上記イメージ
コントロール回路８に送られるようになっている。した
がって、当該イメージコントロール回路８では、上記手
振れ補正量計算の際に、上記ズーム倍率情報も加味した
計算を行うようにしている。

【００２９】上記イメージコントロール回路８での手振
れ補正量計算により得られた補正値は、タイミングジェ
ネレータ１０及び線形補間演算回路７へ、シリアルデー
タとして転送される。

【００３０】ここで、当該イメージコントロール回路８
から線形補間演算回路７へ転送されるシリアルデータと
しては、水平方向の拡大／縮小倍率ＨＭＡＧ及び垂直方
向の拡大／縮小倍率値ＶＭＡＧと、水平方向の補間オフ
セット値ＨＯＦＦと、偶数フィールドの垂直補間オフセ
ット値ＶＯＦＦＥ及び奇数フィールドの垂直補間オフセ
ット値ＶＯＦＦＯと、線形補間演算回路７内に配される
ラインメモリへの書き込み終了アドレス値ＨＳＴＯＰ
と、ラインメモリへの書き込み開始アドレス値ＨＳＴＡ
ＲＴと、ラインメモリの書き込み／読み出し制御用立ち
上がり位相値ＨＣＰＳと、ラインメモリの書き込み／読
み出し制御用立ち下がり位相値ＨＣＰＥと、ラインメモ
リの書き込み開始位相値ＭＷＢＳと、ラインメモリへの
書き込み終了位相値ＭＷＢＥと、ラインメモリの読み出
し開始位相値ＭＲＢＳと、ラインメモリの読み出し終了
位相値ＭＲＢＥとがある。

【００３１】ここで、本実施例では、垂直（Ｖ）方向の
手振れ補正処理及び水平（Ｈ）方向の手振れ補正処理を
以下のようにして行っている。

【００３２】先ず、垂直方向の手振れ補正処理について
説明する。

【００３３】各フィールドの初期値設定について、整数
部の補正処理においては、イメージコントロール回路８
から、ＣＣＤイメージセンサ２のフィールド読み出し制
御信号ＦＬＤとＣＣＤイメージセンサ２からの出画まで
の垂直方向掃出画素数値ＶＴＢの信号を、タイミングジ
ェネレータ１０へ送ることにより、ＣＣＤイメージセン
サ２のオフセット読み出しで制御する。また、小数部の
補正処理においては、イメージコントロール回路８から
偶数フィールドの垂直補間オフセット値ＶＯＦＦＥ及び
奇数フィールドの垂直補間オフセット値ＶＯＦＦＯの信
号を線形補間演算回路７へ送ることにより補間処理にて
制御する。

【００３４】また、各ラインの逐次補間処理について
は、イメージコントロール回路８から垂直方向の拡大／
縮小倍率値ＶＭＡＧの信号を線形補間演算回路７へ、ま
た、水平同期信号ＨＤに同期して線形補間演算回路７か
ら小数加算部のキャリアウトの有無を示すＶＧＡＴ信号
をタイミングジェネレータ１０へ送ることにより制御す
る。

【００３５】次に、水平方向の手振れ補正処理について
説明する。

【００３６】各ラインの初期値設定について、整数部の
補正処理においては、イメージコントロール回路８か
ら、線形補間演算回路７内に配されるラインメモリへの
書き込み開始アドレス値ＨＳＴＡＲＴとラインメモリへ
の書き込み終了アドレス値ＨＳＴＯＰの信号を線形補間
演算回路７へ送ることにより制御する。また、小数部の
補正処理においては、イメージコントロール回路８から
水平方向の補間オフセット値ＨＯＦＦの信号を線形補間
演算回路７へ送ることにより補間処理にて制御する。

【００３７】また、各画素の逐次補間処理については、
イメージコントロール回路８から水平方向の拡大／縮小
倍率ＨＭＡＧの信号を線形補間演算回路７へ送ることに
より制御する。

【００３８】なお、前記小数部の補間処理については、
水平，垂直両方向共に、線形補間演算回路７にて行うた
め、イメージコントロール回路８から、ラインメモリの
書き込み／読み出し制御用立ち上がり位相値ＨＣＰＳ
と、ラインメモリの書き込み／読み出し制御用立ち下が
り位相値ＨＣＰＥと、ラインメモリの書き込み開始位相
値ＭＷＢＳと、ラインメモリへの書き込み終了位相値Ｍ
ＷＢＥと、ラインメモリの読み出し開始位相値ＭＲＢＳ
と、ラインメモリの読み出し終了位相値ＭＲＢＥの各信
号を線形補間演算回路７へ転送する。

【００３９】また、タイミングジェネレータ１０は、Ｃ
ＣＤイメージセンサ２の駆動を担当するＶ−ドライブ１
５に対して、手振れ補正量に相当したフレームシフト動
作制御信号ＸＶ１〜ＸＶ４を転送し、また、高速掃き出
し操作制御信号ＸＳＵＢを転送する。

【００４０】次に、上記イメージコントロール回路８内
に設けられる手振れ補正信号を生成する一具体例の構成
について、図２を用いて説明する。

【００４１】当該イメージコントロール回路８内の手振
れ補正信号生成のための構成は、振動検出手段としての
角速度センサ１２，１３が検出した角速度データを用い
てビデオカメラの振れの動作分析を行うモニタ部（すな
わち振れ状態判別手段）と、この動作分析結果に応じて
手振れの補正量を計算して手振れ補正信号を出力する演
算部（すなわち振れ補正信号出力手段）とに大別され
る。上記モニタ部は、主要構成要素としてハイパスフィ
ルタ５２と平滑化フィルタ４３とモード検出回路４４と
を有してなり、上記演算部は、主要構成要素としてハイ
パスフィルタ５１とリミッタ３１と減衰器（アッテネー
タ）５３とローパスフィルタ５４とを有してなるもので
ある。

【００４２】この図２において、端子２０には、図１の
Ａ／Ｄコンバータ１１によってディジタル信号に変換さ
れた角速度センサ１２，１３からの角速度データが供給
される。加算器２２には、上記端子２０を介した角速度
データが加算信号として送られると共に、レジスタ２１
を介した角速度データが減算信号として送られ、当該加
算器２２ではこれら角速度データの加算（すなわち減
算）を行う。この加算器２２の出力は、上記演算部のハ
イパスフィルタ５１とモニタ部のハイパスフィルタ５２
に送られる。

【００４３】上記演算部のハイパスフィルタ５１は、加
算器２３とレジスタ２６とレジスタ２１と加算器２２と
乗算器２４とを有してなり、角速度データから、ビデオ
カメラのパンニング，チルティングに起因する低周波成
分を主に削除し、手振れ成分（周波数的には２Ｈｚ〜３
Ｈｚが主）についてはそのまま通過させるようなフィル
タとなっている。すなわち、上記加算器２３には、前段
の加算器２２からの角速度データが加算信号として供給
され、この加算器２３の出力データがレジスタ２６を介
して上記乗算器２４に送られる。当該乗算器２４には、
所定のフィルタ係数Ｋ₂が端子２５から供給されてお
り、上記レジスタ２６の出力データに当該フィルタ係数
Ｋ₂が乗算される。この乗算器２４の出力データが上記
加算器２３に送られ、当該加算器２３において前段の加
算器２２からの角速度データと加算される。ここで、上
記所定のフィルタ係数Ｋ₂として、当該ハイパスフィル
タ５１のカットオフ周波数を高めるための値（例えばＫ
₂＝０．９９５）を用いている。

【００４４】上記ハイパスフィルタ５１からの出力デー
タは、乗算器２７にて、トータルゲイン調整器２８から
の所定の乗算係数と乗算され、さらに乗算器２９にて光
学ズームにおけるズーム倍率に応じた乗算係数が乗算さ
れた後、リミッタ３１に送られる。なお、上記トータル
ゲイン調整器２８は、光学系１及び角速度センサ１２，
１３により得られる補正信号のゲインが、必ずしも設計
中心値にはなっていないため、そのゲインのバラツキを
修正するための乗算係数を発生することを目的として設
けられている。また、ズームゲインテーブル３０には、
光学ズームにおけるズーム倍率に応じた複数のゲイン補
正用の乗算係数が格納されており、このズームゲインテ
ーブル３０から光学ズームの現在のズーム倍率に応じた
乗算係数が読み出されて、上記乗算器２９に送られるよ
うになっている。

【００４５】リミッタ３１は、ビデオカメラの振れに対
応する角速度データが所定のリミット値以上になってい
るとき、すなわち言い換えればビデオカメラの振れに起
因したＣＣＤイメージセンサ２上での画像の移動速度量
（画素数に対応する移動速度量）が所定リミット値以上
になっているときに、後段のローパスフィルタ５４に当
該リミット値以上の値が入力しないように制限するもの
である。また、このリミット値は、角速度データがパン
ニングやチルティングに起因するものか否かを、モード
検出回路４４において検出するために設定されているも
のでもある。このリミッタ３１の出力データ、すなわち
振れ補正量の計算値は、減衰器５３の乗算器３２に送ら
れる。

【００４６】当該減衰器５３は、乗算器３２と、当該乗
算器３２にてリミッタ３１の出力データ、すなわち振れ
補正量の計算値に乗算する減衰係数Ｋ₃を発生する減衰
係数発生器３３とからなるものであり、後段のローパス
フィルタ５４へ送るデータのゲインをコントロールす
る。なお、減衰係数発生器３３からは、減衰係数Ｋ₃と
して、後述するように、モニタ部のモード検出回路４４
での検出結果に応じて、０≦Ｋ₃≦１の値が出力され
る。この減衰器５３からの出力データは、ローパスフィ
ルタ５４に送られる。

【００４７】当該ローパスフィルタ５４は、加算器３４
とレジスタ３７と乗算器３５と積分係数発生器３６とを
有してなり、前段の減衰器５３から供給されたデータ
を、モード検出回路４４で検出した各モードに応じて積
分する。すなわち、上記加算器３４には、前段の減衰器
５３からの出力データが加算信号として供給され、この
加算器３４の出力データがレジスタ３７を介して上記乗
算器３５に送られる。当該乗算器３５には、所定のフィ
ルタ係数（積分係数Ｋ₄）が積分係数発生器３６から供
給されており、上記レジスタ３７の出力データに当該積
分係数Ｋ₄が乗算される。この乗算器３５の出力データ
が上記加算器３４に送られ、当該加算器３４において前
段の減衰器５３からの出力データと加算される。ここ
で、上記積分係数発生器３６からは、後述するモード検
出回路４４でのモード検出結果に応じて、例えば、０．
８０≦Ｋ₄≦０．９９９の積分係数Ｋ₄が出力される。こ
のローパスフィルタ５４の出力データが端子４５から手
振れ補正信号として出力される。

【００４８】一方、モニタ部の上記ハイパスフィルタ５
２は、加算器３８とレジスタ４１レジスタ２１と加算器
２２と乗算器３９とからなり、角速度データの直流（Ｄ
Ｃ）成分の削除を行う。すなわち、上記加算器３８に
は、前段の加算器２２からの角速度データが加算信号と
して供給され、この加算器３８の出力データがレジスタ
４１を介して上記乗算器３９に送られる。当該乗算器３
９には、所定のフィルタ係数Ｋ₁として１に近い値（例
えばＫ₁＝０．９９９）が端子４０から供給されてお
り、上記レジスタ４１の出力データに当該フィルタ係数
Ｋ₁が乗算される。この乗算器３９の出力データが上記
加算器３８に送られ、当該加算器３８において前段の加
算器２２からの角速度データと加算される。

【００４９】上記ハイパスフィルタ５２からの出力デー
タは、乗算器４２にて、トータルゲイン調整器２８から
の所定の乗算係数と乗算された後、平滑化フィルタ４３
に送られる。なお、上記トータルゲイン調整器２８は、
角速度センサ１２，１３により得られる角速度信号のゲ
インが、必ずしも設計中心値にはなっていないため、そ
のゲインのバラツキを修正するための乗算係数を発生す
ることを目的として設けられている。

【００５０】上記平滑化フィルタ４３は、供給されたデ
ータを平滑化することで当該データからノイズを除去す
るために設けられたものであり、具体的には、現データ
から３データ前までの４つのデータを時間平均して出力
するものである。この平滑化フィルタ４３の出力データ
は、モード検出回路４４に送られる。

【００５１】当該モード検出回路４４は、ある一定時間
（例えば約０．５秒＝１２８サンプル分）分、ローパス
フィルタ５４の出力データと当該モニタ部の平滑化フィ
ルタ４３の出力データとを受け取ると共に、演算部のリ
ミッタ３１で上記所定のリミット値を越えた角速度デー
タのサンプル数のカウント及び当該カウントのリセット
を行う。そして、当該モード検出回路４４は、これらの
データを基に、ビデオカメラの振れの状態の分析（動作
分析）を行い、当該分析して得たビデオカメラの振れの
状態に応じて、上記減衰係数発生器３３から出力される
減数係数Ｋ₃をコントロールし、また上記積分係数発生
器３６から出力される積分係数Ｋ₄をコントロールす
る。

【００５２】ここで、本実施例では、上記減衰係数発生
器３３の減数係数Ｋ₃と積分係数発生器３６の積分係数
Ｋ₄とを、以下のようにコントロールすることで、ビデ
オカメラの振れの補正を行う。

【００５３】先ず、上記ビデオカメラの振れの状態とし
て、例えば、撮影者が作為的にカメラを振るような場合
には、パンニング若しくはチルティング動作とみなす。
この場合には、極力、パンニング若しくはチルティング
動作に画像の動きがついていくように、手振れ補正処理
は行わない。具体的には、図３に示すように、減衰係数
Ｋ₃と積分係数Ｋ₄とを極力小さくし、手振れ補正出力と
なるローパスフィルタ５４の出力値を０にする。このよ
うに、パンニング若しくはチルティング動作時のよう
に、補正量を極力小さくする補正処理のモードを、以
下、収束モードと呼ぶ。なお、図３のローパスフィルタ
積分値（ＬＰＦ積分値）のうち、積分値ＳＨはＣＣＤイ
メージセンサ２の水平方向の余剰エリアの１／２の画素
数に対応し、積分値ＳＶはＣＣＤイメージセンサ２の垂
直方向の余剰エリアの１／２の画素数に対応している。

【００５４】次に、上記ビデオカメラの振れの状態とし
て、撮影者の意志とは無関係にビデオカメラが振れるよ
うな場合には、手振れにより振れている状態とみなす。
この場合には、極力、画振れをなくすような手振れ補正
処理を行う。具体的には、図４に示すように、減衰係数
Ｋ₃と積分係数Ｋ₄とを、極力１に近づけ、手振れ補正の
計算値がそのままローパスフィルタ５４の出力値となる
ようにする。このような撮影者の意志とは無関係にビデ
オカメラが振れる場合のように、補正量を極力大きくす
る（１００％補正に近づける）補正処理のモードを、以
下、補正モードと呼ぶ。なお、図４のＬＰＦ積分値のう
ち、積分値ＳＨはＣＣＤイメージセンサ２の水平方向の
余剰エリアの１／２の画素数に対応し、積分値ＳＶはＣ
ＣＤイメージセンサ２の垂直方向の余剰エリアの１／２
の画素数に対応しており、定常状態のときに上記補正モ
ードで補正処理を行う場合には、上記ＣＣＤイメージセ
ンサ２の水平，垂直方向の余剰エリアの画素数の１／２
以内が手振れ補正に使用可能な領域となる。ただし、定
常状態において当該水平，垂直方向の画素数の余剰エリ
アの１／２全てを補正処理に使用すると、当該余剰エリ
アの１／２の範囲を越えたときに画像の連続性が損なわ
れることになるので、実際には、図４に示すように、上
記余剰エリアの画素数の１／２よりも所定画素数だけ少
ないエリア（水平方向ではＬＰＦ積分値ｓｈ，垂直方向
ではＬＰＦ積分値ｓｖまで）を補正処理に使用し、それ
以上は補正量が少なくなるように、積分係数Ｋ₄を小さ
くして、収束させるようにしている。

【００５５】また、上記ビデオカメラの振れの状態とし
て、撮影者が作為的にカメラを振るパンニング若しくは
チルティング動作と、撮影者の意志とは無関係にビデオ
カメラが振れる手振れ状態との中間の状態である場合に
は、手振れ補正を行いながら収束させるような補正処理
を行う。具体的には、図５に示すように、減衰係数Ｋ₃
と積分係数Ｋ₄とを適当な値に設定することにより、補
正しながら収束することを実現する。このように、パン
ニング若しくはチルティング動作と手振れ状態との中間
の状態である場合の補正と収束とを行う補正処理のモー
ドを、以下、準補正モードと呼ぶ。なお、図５の場合も
ＬＰＦ積分値のうち、積分値ＳＨはＣＣＤイメージセン
サ２の水平方向の余剰エリアの１／２の画素数に対応
し、積分値ＳＶはＣＣＤイメージセンサ２の垂直方向の
余剰エリアの１／２の画素数に対応しており、定常状態
のときに上記準補正モードで補正処理を行う場合には、
上記ＣＣＤイメージセンサ２の水平，垂直方向の余剰エ
リアの画素数の１／２以内が手振れ補正に使用可能な領
域となる。ただし、定常状態において当該水平，垂直方
向の画素数の余剰エリアの１／２全てを補正処理に使用
すると、当該余剰エリアの１／２の範囲を越えたときに
画像の連続性が損なわれることになるので、実際には、
図５に示すように、上記余剰エリアの画素数の１／２よ
りも所定画素数だけ少ないエリア（水平方向ではＬＰＦ
積分値ｓｈ，垂直方向ではＬＰＦ積分値ｓｖまで）を補
正処理に使用し、それ以上は補正量が少なくなるよう
に、積分係数Ｋ₄を小さくして、収束させるようにして
いる。

【００５６】なお、上述した減衰係数Ｋ₃はＫ_3X＜Ｋ_3Y
＜Ｋ_3Zの関係を有し、積分係数Ｋ₄はＫ_4X＜Ｋ_4Y＜Ｋ_4Z
の関係を有している。ただし、当該関係式において、Ｘ
は収束モードを、Ｙは準補正モードを、Ｚは補正モード
に対応し、これらは定常時の場合である。

【００５７】本実施例においては、上記収束モード，補
正モード，準補正モードの何れかの処理モードを使用し
てビデオカメラの振れの補正処理を行うことになるが、
これら処理モードのうちいずれの処理モードを使用する
かの判定を、上記モード検出回路４４がビデオカメラの
振れの状態を分析することで行っている。すなわち、こ
のモード検出回路４４では、ビデオカメラの振れの状態
が以下の７種類の判定条件のうちのいずれかの条件に合
致するかに応じて、上記処理モードの何れのモードを使
用するか判定している。

【００５８】上記モード検出回路４４におけるモード判
定のための基準（判定条件）と、当該モード判定結果に
応じた本実施例の手振れ補正装置での補正処理について
説明する。

【００５９】ここで、本実施例の手振れ補正装置は、図
６に示すように、規定時間ｔ₀秒（角速度データの例え
ば１２８サンプル分）の間、モード検出回路４４におい
て後述する図９〜図１５のような７種類の判定条件でモ
ード判定を行い、次の規定時間ｔ₀〜２ｔ₀でその判定結
果に応じた補正処理を行うと共にさらに次の規定時間の
モード判定を行う。なお、後述する強制的な収束モード
の場合には、図７に示すように、いずれのモードの処理
を行っている最中でも、当該強制的な収束モードの判定
条件が成立しだい、強制割り込みを行い、当該収束モー
ドの処理を即実行する。

【００６０】また、以下のモード判定の説明において使
用する角速度データのゼロクロス数は、図８に示すよう
に定義している。この図８において、規定時間内の角速
度データのサンプル数（１２８サンプル）をＳｍとし、
所定のスレシホールドレベル（ＴＨＬ₊又はＴＨＬ_-）内
を０値とみなし、角速度データが当該スレシホールドレ
ベルをクロスする部分が規定時間ｔ₀内に存在する数を
ゼロクロス数（１２８サンプル間の角速度データの符号
が反転する数）Ｐｎとし、角速度データ値がリミッタ３
１の前記所定のリミット値ＬＩＭ（例えばＬＩＭ＝８）
を越えている間のサンプル数をＳｘとする。また、当該
角速度データ値が５０サンプル連続して、リミッタ３１
のリミット値ＬＩＭ（例えばＬＩＭ＝８）を越えた場
合、その時点でゼロクロス数のカウントはリセットさ
れ、当該カウントリセット後の初めてのゼロクロス点か
ら規定時間Ｓｍの終端までのサンプル数をＳｎとしてい
る。したがって、図８において、例えばＳｘ＜５０のと
きＰｎ＝９でサンプル数Ｓ＝Ｓｍとなり、Ｓｘ≧５０の
ときＰｎ＝４でサンプル数Ｓ＝Ｓｎとなる。

【００６１】このような前提の元、上記モード検出回路
４４では以下のようなモード判定条件によるモード判定
を行い、本実施例の手振れ補正装置では当該モード判定
結果に応じて振れの補正処理を行う。

【００６２】先ず、図９に示すように、判定条件とし
て、現モード判定時において、前記リミッタ３１の所定
のリミット値ＬＩＭ（例えばＬＩＭ＝８）を越える角速
度データが５０サンプル連続することはなく、角速度デ
ータがスレシホールドレベル（ＴＨＬ₊又はＴＨＬ_-）を
クロスするゼロクロス数が３以上７以下であるときに
は、処理のモードを前記図４に示した補正モードとす
る。すなわち、この判定条件を満たしたときの定常状態
での処理では、当該モード判定を行った規定時間の次の
１２９サンプル目（次の規定時間の最初のサンプル）か
ら、減衰係数Ｋ₃＝１とし、積分係数は図４の積分係数
Ｋ₄を使用した前記補正モードでの処理を行う。なお、
本実施例装置では、サンプル周波数ｆｓ＝２４０Ｈｚで
あるため、上記１２９サンプル目までは約０．５秒に相
当する。

【００６３】次に、図１０に示すように、判定条件とし
て、前モードが補正又は準補正モードであり、現モード
判定時において、前記リミッタ３１の所定リミット値Ｌ
ＩＭ（例えばＬＩＭ＝８）を越える角速度データが５０
サンプル連続するときには、処理のモードを強制的に前
記図３に示した収束モードにする。すなわち、この判定
条件を満たしたときの定常状態での処理では、当該判定
条件を満たした時ｔ₁から強制的に収束モードの処理に
入り、減衰係数Ｋ₃＝０とし、積分係数は図３の積分係
数Ｋ₄（＝０．９）を使用した処理を行う。なお、現モ
ード判定時の前半に補正又は準補正モードが存在してい
ても、当該判定条件を満たしたときには上記強制的な収
束モードが優先される。

【００６４】次に、図１１に示すように、判定条件とし
て、前モードが上記強制的な収束モード又はここで述べ
る連続的な収束モードとなっており、現モード判定時に
おいて、前記リミッタ３１のリミット値ＬＩＭ（例えば
ＬＩＭ＝８）を越える角速度データが５０サンプル連続
するときには、処理のモードを連続的に前記図３に示し
た収束モードにする。すなわち、この判定条件を満たし
たときの定常状態での処理では、当該モード判定を行っ
た規定時間の次の１２９サンプル目（次の規定時間の最
初のサンプル）以降も、減衰係数Ｋ₃＝０とし、積分係
数は図３の積分係数Ｋ₄（＝０．９）を使用して連続的
な収束モードの処理を行う。なお、現モード判定時の後
半に補正モードが発生した場合には、当該補正モードが
優先される。

【００６５】次に、図１２に示すように、判定条件とし
て、角速度データが１２８サンプルの間、所定のスレシ
ホールドレベル（ＴＨＬ₊又はＴＨＬ_-）を越えなかった
ときには、処理のモードを前記図３に示した収束モード
にする。すなわち、この判定条件を満たしたときの定常
状態での処理では、当該モード判定を行った規定時間の
次の１２９サンプル目（次の規定時間の最初のサンプ
ル）から、減衰係数Ｋ_３＝０とし、積分係数は図３の積
分係数Ｋ_４（＝０．９）を使用する静止的な収束モード
の処理を行う。なお、スレシホールドレベルの設定は、
例えばビデオカメラを三脚上若しくは机等の上に固定静
止させた時の、ハイパスフィルタ５２の出力データの最
大値で代表する。

【００６６】次に、図１３に示すように、判定条件とし
て、現モード判定時において、リミッタ３１のリミット
値ＬＩＭ（例えばＬＩＭ＝８）を越える角速度データが
５０サンプル連続することはなく、角速度データが所定
のスレシホールドレベル（ＴＨＬ₊又はＴＨＬ_-）をクロ
スするゼロクロス数が２以下であり、上記静止的な収束
モードではないときには、処理のモードを前記図５に示
した準補正モードとする。すなわち、この判定条件を満
たしたときの定常状態での処理では、当該モード判定を
行った規定時間の次の１２９サンプル目（次の規定時間
の最初のサンプル）から、減衰係数Ｋ₃をＫ₃＜１とし、
積分係数は図５の積分係数Ｋ₄を使用した前記準補正モ
ードでの処理を行う。

【００６７】次に、図１４に示すように、判定条件とし
て、前モードが補正モードであり、現モード判定時にお
いて、リミッタ３１のリミット値ＬＩＭ（例えばＬＩＭ
＝８）を越える角速度データが５０サンプル連続するこ
とはなく、角速度データが所定のスレシホールドレベル
（ＴＨＬ₊又はＴＨＬ_-）をクロスするゼロクロス数が８
以上存在するときには、処理のモードを前記図４に示し
た補正モードにする。すなわち、この判定条件を満たし
ているときの定常状態での処理では、当該モード判定を
行っている規定時間内で図４の積分係数Ｋ₄を使用した
前記補正モードでの処理を行う。なお、この判定条件を
満たしたときに補正モードを使用するのは、例えばビデ
オカメラの固有振動ではなく、角速度データのノイズに
よって誤った判定を行わないようにするためである。

【００６８】次に、図１５に示すように、判定条件とし
て、前モードが補正モード以外のモードであり、現モー
ド判定時において、リミッタ３１のリミット値ＬＩＭ
（例えばＬＩＭ＝８）を越える角速度データが５０サン
プル連続することはなく、角速度データが所定のスレシ
ホールドレベル（ＴＨＬ₊又はＴＨＬ_-）をクロスするゼ
ロクロス数が８以上存在するときには、処理のモードを
前記図１１で説明したように連続的な収束モードにす
る。すなわち、この判定条件を満たしているときの定常
状態での処理では、当該モード判定を行っている規定時
間内で図３の積分係数Ｋ₄（＝０．９）を使用した連続
的な収束モードの処理を行う。また、この判定条件を満
たしたときに連続的な収束モードを使用するのは、角速
度データがビデオカメラの固有振動に基づくものである
からである。

【００６９】ここで、上述したモード検出回路４４は、
モード判定の際に、リミッタ３１の所定のリミット値Ｌ
ＩＭを越えた角速度データのカウント（カウント値は０
０ｈ〜０Ｆｈまで）と、当該カウントのリセット及びリ
カウント（再カウント）動作とを、以下のような条件に
従って行っている。

【００７０】すなわち、次のような場合、モード検出回
路４４は、上記所定のリミット値ＬＩＭを越える角速度
データのサンプル数のカウントをクリアし、再カウント
動作に入る。例えば、図１６に示すように、前モード判
定区間（規定時間）の最終値（角速度データ値）が前記
所定のリミット値ＬＩＭより小さい状態で現モード判定
区間（規定時間）に移行した場合にクリアする。また、
図１７に示すように、リミット値ＬＩＭを越える角速度
データのカウントの動作中において、カウント値が５０
より小さく、角速度データがリミット値ＬＩＭより小さ
な値をとったときにはクリアする。さらに、図１８に示
すように、前モードで強制的な収束モードが成立してお
り、次の現モード判定区間へ移行するときにクリアす
る。

【００７１】一方、図１９に示すように、前モードが強
制的な収束モードではなく、かつ当該前モードの判定区
間の最終値（最後の角速度データのサンプル値）がリミ
ット値ＬＩＭより大きな値をとったとき（ただし、カウ
ント値が５０より小さい時）、当該前モード判定区間か
ら現モードの判定区間へ移行する場合には、カウントの
クリアは行わず、カウント動作を続行する。また、図２
０に示すように、前モードが強制的な収束モード又は連
続的な収束モードで、現モード判定時においてリミット
値ＬＩＭを越える角速度データのカウント値が５０にな
った時点（５０を越えた時点）では、リミットフラグが
セットされて、カウント値を５１に保持する。ただし、
このリミットフラグがセットされた後、同じ判定区間
（現モードの判定区間）において、角速度データ値かゼ
ロクロスしたとき、又は補正モードと判定された場合に
は、カウントがクリアされる。

【００７２】なお、上述の例では、モード検出回路４４
におけるモード判定の際には、前述した７種類のモード
判定条件にて判定を行っているが、次のようなことを行
うことも可能である。例えば、補正、収束モードの定義
変更を行い、準補正モードをどちらか一方に取り込み処
理するようにすることが可能である。このときは、前記
図３〜図５にて示した減衰係数Ｋ₃と積分係数Ｋ₄に示す
補正係数の変更も同時に行う。また例えば、連続的な収
束モードと強制的な収束モードを１つのモードとして定
義し、処理することもできる。さらに、例えば、リミッ
タ３１での所定のリミット値を越える角速度データを用
いた判定を設定せず、補正モードと静止的な収束モード
以外を１つのモードとして処理することもできる。上述
のように、前述した実施例以外に補正処理のアルゴリズ
ムは多数考えることができる。

【００７３】ところで、前述のようにしてモード判定を
行い、当該判定した各モードに応じて処理を行うように
する場合において、モードが変化するモード遷移時に
は、補正処理も切り替わることになるため、滑らかな画
像の動き得られないことが考えられる。したがって、本
実施例では、モード遷移時に画像の動きを滑らかにする
ために、以下のようにして上記減衰係数Ｋ₃と積分係数
Ｋ₄の連続性をもたせるようにしている。なお、モード
遷移は、補正モードから収束モード、収束モードから補
正モード、補正モードから準補正モード、準補正モード
から補正モード、収束モードから準補正モード、準補正
モードから収束モードの６つのケースが考えられるが、
いずれの場合も処理方法は同じなので、補正モードから
収束モードへのモード遷移のケースを例に挙げて説明を
行い、他のケースについては省略する。

【００７４】先ず、前述した図３〜図５のように、垂直
（Ｖ）方向の積分係数Ｋ₄は、ローパスフィルタ５４の
積分値がＳＶからＳＭの区間ではモードによって変化し
ないので、この区間ではあえて係数の連続性処理を行う
必要はない。また、水平（Ｈ）方向の積分係数Ｋ₄は、
ローパスフィルタ５４の積分値がＳＨからＳＭの区間で
はモードによって変化しないので、この区間ではあえて
係数の連続性処理を行う必要はない。

【００７５】次に、ローパスフィルタ５４の積分値が
（０）からＳＶの区間での垂直方向の処理について、図
２１を用いて説明する。

【００７６】この図２１において、図中Ｑ₁の点に着目
すると、補正モードから収束モードへ連続的にモードを
遷移させるためには、積分係数Ｋ₄を０．９９９から
０．９へ１２８サンプルの間に連続して変化させなけれ
ばならない。したがって、当該補正モードから収束モー
ドへ遷移させる際には、補正モードにおける積分係数Ｋ
₄の０．９９９と収束モードにおける積分係数Ｋ₄の０．
９との間（すなわち０．９９９−０．９）を１２８サン
プルで分割し、１サンプルたつ毎に、０．０９９／１２
８ずつ積分係数Ｋ₄を減らしていくようにする。ローパ
スフィルタ５４の積分値が（０）からｓｈの区間につい
ては、このように１サンプルたつ毎に０．０９９／１２
８ずつ積分係数Ｋ₄を減らしていくようにする。一方、
ローパスフィルタ５４の積分値がｓｈからＳＨの区間に
ついては、Ｑ₁点の積分係数Ｋ₄を１サンプルたつ毎に
０．０９９／１２８ずつ減らして求めたＱ₂と、固定点
である図中Ｑ₃の点とを線分で結び、その線分から現在
のローパスフィルタ５４の積分値に対応する積分係数Ｋ
₄を求めるようにする。

【００７７】このように、補正モードから収束モードへ
のモード遷移の際には、ローパスフィルタ５４の積分値
（０）からｓｈまでの区間と、積分値ｓｈからＳＨまで
の区間、積分値ＳＨからＳＭまでの各区間について、上
述のような処理を１２８サンプル連続して行うことで、
積分係数Ｋ₄の連続性を保つことができる。

【００７８】なお、減衰係数Ｋ₃の連続性処理について
は、ローパスフィルタ５４の積分値の函数でないため、
減衰係数Ｋ₃の値１から値０まで１サンプルたつ毎に
（１−０）／１２８ずつ積分係数Ｋ₄を減らすように処
理する。

【００７９】次に、上記図１のイメージコントロール回
路８内に設けられる手振れ補正信号生成のための構成
は、図２の構成以外に、例えば図２２〜図２７に示すよ
うな構成とすることもできる。これら図２２〜図２７に
おいて、図２と同一の構成要素には同じ指示符号を付し
ている。すなわち、図２２には図２の構成から平滑化フ
ィルタ４３と減衰器５３を取り除きローパスフィルタ５
４にそれらの機能を付加した構成を示し、図２３には図
２の構成のモニタ部と演算部のハイパスフィルタを一つ
のハイパスフィルタ６１にまとめた構成を、図２４には
図２の構成のリミッタ及び減衰器を取り除きローパスフ
ィルタ５４にそれらの機能を付加した構成を、図２５に
は図２４の構成のモニタ部と演算部のハイパスフィルタ
を一つのハイパスフィルタ６１にまとめた構成を、図２
６には図２３の構成の減衰器５３を取り除きリミッタ３
１にその機能を付加した構成を、図２７には図２３の構
成の減衰器５３を取り除きローパスフィルタ５４にその
機能を付加した構成を示している。

【００８０】上述したように、本実施例では、角速度セ
ンサ１２，１３から得られたデータ及びローパスフィル
タ５４の出力データ（積分値）等により、ビデオカメラ
の振れの状態をいくつかのモードに分類し、それらに適
した処理を組み合わせることにより、手振れ補正性能と
パンニング，チルティングの追従性能との総合性能の向
上を図るようにしている。すなわち、本実施例の手振れ
補正装置及びビデオカメラによれば、ローパスフィルタ
に入るデータとして、パンニング，チルティング成分の
大半が削除され、かつ入力データは周期性の強い成分の
ため線形補正領域を大きく確保できる（同じＣＣＤ余剰
エリア量でも大きな補正能力をもたせることができ
る）。また、本実施例の手振れ補正装置及びビデオカメ
ラによれば、パンニング，チルティング時には収束処理
に入るため、従来の手振れ補正装置と比較して残留手振
れが出難い（パンニング，チルティングの追従性が良
い）。さらに、本実施例の手振れ補正装置及びビデオカ
メラによれば、ＣＣＤイメージセンサの余剰画素を有効
に活用することも可能となっている。

【００８１】なお、上述した本実施例では、手振れ補正
のための方法としてメモリ制御方式を例に挙げている
が、その他に光学的な処理によって手振れを補正する方
法を使用することも可能である。上記光学的処理により
手振れを補正する方法としては、ジンバルメカ方式と、
アクティブプリズム方式とが知られている。上記ジンバ
ルメカ方式は、手振れを検出すると、光学系駆動手段に
よって手振れをキャンセルする方向にレンズユニット全
体を動かして手振れを補正するものである。この方式に
よれば、レンズユニット全体を動かすため、メカニズム
が大きくなり、消費電力も大きくなるが、解像度の劣化
がなく、補正範囲も比較的広くとれるため、多少大型と
なっても高解像度を得たい場合に適している。また、上
記アクティブプリズム方式は、手振れを検出すると、光
学系駆動手段によって手振れをキャンセルする方向にレ
ンズユニットの一部のみを動かして手振れを補正するも
のである。この方式によれば、上記ジンバルメカ方式に
比べれば、消費電力が小さく、小型化が容易であり、ま
た解像度の劣化もなく、補正範囲も比較的広くとれるの
で、高画質で小型且つ軽量なカメラに適している。すな
わち、これら光学的処理により手振れを補正する方式を
使用した場合でも、前述したように手振れのモード判定
を行い、このモード判定結果に応じて補正を行うこと
で、パンニングやチルティングによる振れに対する追従
性が良く、且つ手振れも効果的に補正することが可能と
なる。

【００８２】また、前述した本発明実施例では、手振れ
の検出方法として角速度検出方式を採用しているが、こ
の他に、例えばいわゆる動きベクトル検出方式を使用す
ることも可能である。当該動きベクトル検出方式は、半
導体メモリに格納された、現フィールドと前フィールド
との被写体の画像信号の差を画像処理により得ること
で、被写体の移動量と方向とを検出するものである。こ
の方式によれば、ＩＣのみで構成できるため、小型且つ
低価格化が可能となる。

【００８３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、振れ状態判別手段は振れの状態を判別して
おり、振れ補正手段はその振れの状態に応じた振れ補正
量を演算している。このとき、振れの状態として例えば
パンニングやチルティングのような作為的な振れと作為
的でない手振れとを判別すれば、これら振れの状態に応
じた補正量、すなわち例えばパンニングやチルティング
時には小さい補正量、手振れ時には大きい補正量を、使
用することができ、したがって、本発明においては、手
振れを効果的に補正することができると共に、パンニン
グやチルティングによる振れに対する追従性も良くする
ことが可能であり、さらにＣＣＤイメージセンサの余剰
画素をも有効に使用することができるようになる。な
お、実施例では手振れ補正指示手段を設けているが、カ
メラ操作に適した補正処理をその度に行っているため、
従来のビデオカメラにある手振れ補正のＯＮ／ＯＦＦボ
タンは不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の手振れ補正装置を組み込んだビ
デオカメラの概略構成を示すブロック回路図である。

【図２】本発明実施例ビデオカメラのイメージコントロ
ール回路内に設けられる手振れ補正信号生成のための構
成を示すブロック回路図である。

【図３】収束モード時の積分係数とローパスフィルタ積
分値の関係を示す図である。

【図４】補正モード時の積分係数とローパスフィルタ積
分値の関係を示す図である。

【図５】準補正モード時の積分係数とローパスフィルタ
積分値の関係を示す図である。

【図６】モード判定と補正の実行処理の流れを説明する
ための図である。

【図７】モード判定の補正の実行処理の流れを、具体的
なモード名を挙げて説明するための図である。

【図８】各用語の定義を説明するための図である。

【図９】補正モードの判定条件について説明するための
図である。

【図１０】強制的な収束モードの判定条件について説明
するための図である。

【図１１】連続的な収束モードの判定条件について説明
するための図である。

【図１２】静止的な収束モードの判定条件について説明
するための図である。

【図１３】準補正モードの判定条件について説明するた
めの図である。

【図１４】ビデオカメラの固有振動ではなく角速度デー
タのノイズによってモード判定を行わないようにするた
めのモード判定の条件について説明するための図であ
る。

【図１５】ビデオカメラの固有振動によってモード判定
を行わないようにするためのモード判定の条件について
説明するための図である。

【図１６】所定のリミット値を越える角速度データの連
続サンプル数のカウントクリアと再カウント動作の条件
（前モードの最終値がリミット値より小さい状態で現モ
ード判定区間に移行する場合）について説明するための
図である。

【図１７】所定のリミット値を越える角速度データの連
続サンプル数のカウントクリアと再カウント動作の条件
（カウントの動作中に角速度データ値がリミッタ値より
小さな値をとった場合）について説明するための図であ
る。

【図１８】所定のリミット値を越える角速度データの連
続サンプル数のカウントクリアと再カウント動作の条件
（強制的な収束モードが成立し、次のモード判定区間へ
移行する場合）について説明するための図である。

【図１９】所定のリミット値を越える角速度データの連
続サンプル数のカウントをクリアせずにカウント動作を
続行する条件（リミット値を越える角速度データのカウ
ントの動作中、現モード判定区間から次の判定区間へ移
行する場合）について説明するための図である。

【図２０】所定のリミット値を越える角速度データの連
続サンプル数のカウント値を保持する条件（前モードが
強制的な収束モード又は連続的な収束モードで、現モー
ド判定時においてリミット値を越える角速度データのカ
ウント値が所定値になった時点）について説明するため
の図である。

【図２１】モード遷移時のモード切り替えについて説明
するための図である。

【図２２】イメージコントロール回路内に設けられる手
振れ補正信号生成のための構成の他の具体例として、図
２の構成から平滑化フィルタと減衰器を取り除きローパ
スフィルタにそれらの機能を付加した構成を示すブロッ
ク回路図である。

【図２３】イメージコントロール回路内に設けられる手
振れ補正信号生成のための構成の他の具体例として、図
２の構成のモニタ部と演算部のハイパスフィルタを一つ
のハイパスフィルタにまとめた構成を示すブロック回路
図である。

【図２４】イメージコントロール回路内に設けられる手
振れ補正信号生成のための構成の他の具体例として、図
２の構成のリミッタ及び減衰器を取り除きローパスフィ
ルタにそれらの機能を付加した構成を示すブロック回路
図である。

【図２５】イメージコントロール回路内に設けられる手
振れ補正信号生成のための構成の他の具体例として、図
２４の構成のモニタ部と演算部のハイパスフィルタを一
つのハイパスフィルタにまとめた構成を示すブロック回
路図である。

【図２６】イメージコントロール回路内に設けられる手
振れ補正信号生成のための構成の他の具体例として、図
２３の構成の減衰器を取り除きリミッタにその機能を付
加した構成を示すブロック回路図である。

【図２７】イメージコントロール回路内に設けられる手
振れ補正信号生成のための構成の他の具体例として、図
２３の構成の減衰器を取り除きローパスフィルタにその
機能を付加した構成を示すブロック回路図である。

【図２８】従来の手振れ補正信号を生成する構成の概略
構成を示すブロック回路図である。

【図２９】従来の手振れの補正及び収束処理を行うため
の共通の積分係数について説明するための図である。

【符号の説明】

５カメラ信号処理回路７線形補間演算回路８イメージコントロール回路９カメラコントロール回路１０タイミングジェネレータ１２，１３角速度センサ１６手振れ補正指示手段３１リミッタ４４モード検出回路５１，５２ハイパスフィルタ５３減衰器５４ローパスフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動を検出する振動検出手段と、上記振動検出手段からの振動検出信号に基づいて、振れ
の状態として少なくとも作為的な振れと手振れとを判別
可能な振れ状態判別手段と、上記振れ状態判別手段からの振れ状態判別信号に基づい
て、上記振動検出信号から振れ補正量を演算し、振れ補
正信号を出力する振れ補正信号出力手段とを有すること
を特徴とする手振れ補正装置。
【請求項２】上記振れ補正信号出力手段は、上記振れ
状態判別信号が上記作為的な振れ状態を示すときに振れ
補正量をゼロにし、上記手振れ状態を示すときに振れ補
正量を計算値そのままの値とすることを特徴とする請求
項１記載の手振れ補正装置。
【請求項３】上記振れ補正信号出力手段は、上記振動
検出信号を減衰する減衰手段と上記減衰手段の出力信号
を積分するローパスフィルタとを少なくとも有してな
り、上記振れ状態判別信号に応じて上記減衰手段の減衰
係数とローパスフィルタの積分係数とを制御することを
特徴とする請求項１記載の手振れ補正装置。
【請求項４】撮像面上に入射した光に応じた電気信号
を生成する撮像手段と、上記撮像手段の撮像面上に入射光像を形成する光学系
と、上記撮像手段の電気信号から映像信号を生成する映像信
号生成手段と、振動を検出する振動検出手段と、上記振動検出手段からの振動検出信号に基づいて、振れ
の状態として少なくとも作為的な振れと手振れとを判別
可能な振れ状態判別手段と、上記振れ状態判別手段からの振れ状態判別信号に基づい
て、上記振動検出信号から振れ補正量を演算し、振れ補
正信号を出力する振れ補正信号出力手段と、上記振れ補正信号に応じて振れ補正を行う振れ補正手段
とを有することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項５】上記振れ補正信号出力手段は、上記振れ
状態判別信号が上記作為的な振れ状態を示すときに振れ
補正量をゼロにし、上記手振れ状態を示すときに振れ補
正量を計算値そのままの値とすることを特徴とする請求
項４記載のビデオカメラ。
【請求項６】上記振れ補正信号出力手段は、上記振動
検出信号を減衰する減衰手段と上記減衰手段の出力信号
を積分するローパスフィルタとを少なくとも有してな
り、上記振れ状態判別信号に応じて上記減衰手段の減衰
係数とローパスフィルタの積分係数とを制御することを
特徴とする請求項４記載のビデオカメラ。
【請求項７】上記振れ補正手段は、上記映像信号の一
部を画像枠として取り出し、上記振れ補正量に応じて前
フィールドの画像枠と現フィールドの画像枠とを互いに
合わせるように動かし、上記両画像枠を互いに一致させ
ることにより、振れを補正することを特徴とする請求項
４記載のビデオカメラ。
【請求項８】上記振れ補正手段は、上記光学系を駆動
して上記撮像手段の撮像面上に形成する入射光像の位置
をシフトさせる光学系駆動手段を有し、上記振れ補正量
に応じて上記撮像手段の撮像面上に形成する入射光像の
位置をシフトすることにより、振れを補正することを特
徴とする請求項４記載のビデオカメラ。