JPH10108061A - 画像振れ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像振れの補正を精度良く行い、且つ電源投
入時における動作の安定化を速やかに行うことができる
ようにする。 【解決手段】 ビデオカメラの角速度を検出するＸ方向
ジャイロセンサ１５の出力信号は、ジャイロアンプ４１
で増幅され、Ａ／Ｄ変換部４２でＡ／Ｄ変換され、角速
度信号Ｅ_s としてＣＰＵ４５に入力される。ＣＰＵ４５
は、ＬＰＦ５５で角速度信号Ｅ_s の直流レベルを検出
し、比較部５６でＬＰＦ５５の出力信号と基準値ＤＣ
_ref との差に対応する信号を生成してＤ／Ａ変換器５０
に出力する。ジャイロアンプ４１は、Ｄ／Ａ変換器５０
の出力信号に基づいて、角速度信号Ｅ_sの直流レベルを
略一定に保持する。ＣＰＵ４５は、ＨＰＦ５１で角速度
信号Ｅ_sより低周波成分を除去し、積分部５２で積分し
て、画像振れの補正に用いる角度信号Ｅ_r を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ等に
おける画像振れを補正する画像振れ補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ等の撮像装置では、
操作者の手振れ等の振動に起因する画像振れを補正する
ための画像振れ補正装置が実用化されている。画像振れ
の方法の一つとしては、撮像装置内に、撮像装置の振れ
を検出するための検出装置を設けると共に、撮像光学系
内に、例えばプリズムの頂角を変えることによって光軸
の屈曲角度を変えることの可能な補正光学系を設け、サ
ーボ回路によって、検出装置の出力に基づいて補正光学
系を制御して光軸の屈曲角度を制御する方法がある。こ
の方法において、撮像装置の振れを検出するための検出
装置としては、例えば、ジャイロセンサ等の角速度セン
サが用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、上述のように検
出装置として角速度センサを用いた場合、サーボ回路で
は、角速度センサの出力を積分して、撮像装置の振れ角
度に対応する角度信号を生成し、この角度信号に基づい
て補正光学系を制御するようになっていた。ここで、角
速度センサからの信号は微小な信号であり且つ直流成分
を含んでいるため、従来のサーボ回路では、角速度セン
サからの信号から直流成分を除くために、角速度センサ
からの信号をハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦと記
す。）を通してから積分を行うようにしていた。また、
積分をＣＰＵ（中央処理装置）で行う場合には、ＨＰＦ
の出力をアナログ−ディジタル（以下、Ａ／Ｄと記
す。）変換してＣＰＵに入力するようにしていた。

【０００４】しかしながら、上述のような従来のサーボ
回路では、ＨＰＦを使用することで、以下のような問題
が生じていた。すなわち、ＨＰＦによって、カットオフ
周波数付近では位相が進むためサーボ特性が悪化し、画
像振れを正しく補正することができないという問題点が
あった。

【０００５】また、このような位相進みの影響を小さく
するために、カットオフ周波数を限りなく直流側に近づ
けると、ＨＰＦの時定数が大きくなり、電源投入時にサ
ーボ回路が安定するまでの時間が長くなるという問題点
がある。以下、この問題点について詳しく説明する。電
源投入時には角速度センサの出力がどのような初期値を
とっているかは不定であるため、電源投入直後にＨＰＦ
の出力がある値を持つ場合がある。この場合、ＨＰＦの
出力を積分すると角度信号もある値を持つことになるた
め、電源投入時に、実際には画像振れが生じていない場
合でも、サーボ回路によって画像振れ補正が働いてしま
う。電源投入時に生じたＨＰＦの出力は、ＨＰＦの時定
数により０レベルに収束していくため、やがてサーボ回
路は安定するが、カットオフ周波数を限りなく直流側に
近づけた場合にはＨＰＦの時定数が大きくなり、ＨＰＦ
の出力が０レベルに収束するまでに長い時間を要し、そ
の結果、サーボ回路が安定するまでの時間が長くなる。
従って、ＨＰＦのカットオフ周波数をあまり下げること
もできず、結局、サーボ特性とサーボ回路の安定性との
兼ね合いでＨＰＦのカットオフ周波数が決められること
になるため、サーボ特性とサーボ回路の安定性を共に良
好にすることは困難であった。

【０００６】更に、従来のサーボ回路では、意図的なパ
ン（ビデオカメラ等を左右方向に振ること）やチルト
（ビデオカメラ等を上下方向に振ること）を行った場
合、パンやチルトの終了後にもＨＰＦの出力がある値を
持ち、その結果、画像振れ補正が働いてしまう。そのた
め、特に、パンやチルトの終了後に意図しない画像の振
れが生じ、操作者に違和感を生じさせるという問題点が
あった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、画像振れの補正を精度良く行い、且
つ電源投入時における動作の安定化を速やかに行うこと
ができるようにし、更に意図的なパンやチルトの終了後
の画像の振れを抑制することを可能とした画像振れ補正
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像振れ補正装
置は、画像振れを生じさせる振れを検出し、振れ検出信
号を出力する振れ検出手段と、この振れ検出手段より出
力される振れ検出信号における直流レベルを略一定に保
持する制御を行う直流レベル保持手段と、ディジタル信
号を用いた演算処理を行うことによってハイパスフィル
タを実現し、振れ検出手段より出力される振れ検出信号
から低周波成分を除去する低周波成分除去手段と、この
低周波成分除去手段によって低周波成分が除去された後
の信号に基づいて画像振れを補正する補正実行手段とを
備えたものである。

【０００９】この画像振れ補正装置では、直流レベル保
持手段によって、振れ検出手段より出力される振れ検出
信号における直流レベルが略一定に保持され、低周波成
分除去手段によって、ディジタル信号を用いた演算処理
を行うことによってハイパスフィルタが実現され、振れ
検出手段より出力される振れ検出信号から低周波成分が
除去される。そして、低周波成分除去手段によって低周
波成分が除去された後の信号に基づいて、補正実行手段
によって画像振れが補正される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。

【００１１】まず、図２および図３を参照して、本実施
の形態に係る画像振れ補正装置を含むビデオカメラの概
略の構成について説明する。図２は上方から見た状態の
ビデオカメラの概略の構成を表し、図３は側方から見た
状態のビデオカメラの外観を表したものである。このビ
デオカメラは、ハウジング１０を備え、このハウジング
１０内には、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）を用いた撮
像素子１１と、この撮像素子１１上に被写体像を結像す
るための図示しない撮像光学系と、撮像素子１１の出力
信号を信号処理してビデオ信号に変換するビデオアンプ
１２が設けられている。撮像光学系内には、光学的に画
像振れを補正するためのプリズムブロック１３が配設さ
れている。ハウジング１０内には、更に、ビデオカメラ
の左右方向（以下、Ｘ方向と言う。）の振れを検出する
ためにビデオカメラのＸ方向の角速度を検出するＸ方向
ジャイロセンサ１５と、ビデオカメラの上下方向（以
下、Ｙ方向と言う。）の振れを検出するためにビデオカ
メラのＹ方向の角速度を検出するＹ方向ジャイロセンサ
１６とが設けられている。ハウジング１０の例えば側部
には、操作者が意図的なパン・チルトを指示するための
モード切替スイッチ１７が設けられている。

【００１２】図４はプリズムブロック１３の構成を示す
斜視図である。プリズムブロック１３は、共に透明で、
同じ屈折率を有し、例えば矩形に形成されたＸ方向補正
用ガラス板２１およびＹ方向補正用ガラス板２２と、両
ガラス板２１，２２が対向するように両ガラス板２１，
２２間をフレキシブルに連結する蛇腹２３と、ガラス板
２１，２２と略同じ屈折率を有し、ガラス板２１，２２
と蛇腹２３によって囲われた空間内に充填された液体２
５（図２参照）と、ガラス板２１をＸ方向に回動するた
めのＸ方向補正用モータ２６と、ガラス板２２をＹ方向
に回動するためのＹ方向補正用モータ２７とを備えてい
る。

【００１３】このプリズムブロック１３では、ガラス板
２１，２２、蛇腹２３および液体２５によって、頂角が
可変のプリズムを構成している。ガラス板２１，２２が
平行に配置された状態では、被写体１８（図３参照）か
ら撮像素子１１に至る光軸１９（図２，図３参照）はプ
リズムブロック１３によって屈曲されないが、Ｘ方向補
正用モータ２６によってガラス板２１を回動してガラス
板２１，２２を非平行とした場合には光軸１９はプリズ
ムブロック１３によってＸ方向に屈曲され、Ｙ方向補正
用モータ２７によってガラス板２２を回動してガラス板
２１，２２を非平行とした場合には光軸１９はプリズム
ブロック１３によってＹ方向に屈曲される。光軸の屈曲
方向および角度は、ガラス板２１，２２の回動方向およ
び角度に依存する。

【００１４】図５は、本実施の形態に係る画像振れ補正
装置のサーボ系の概略の構成を示すブロック図である。
画像振れ補正装置のサーボ系は、図５（ａ）に示したよ
うに、Ｘ方向補正用モータ２６に取り付けられ、このモ
ータ２６の回転位置を検出することによってＸ方向補正
用ガラス板２１の角度を検出するガラス板角度センサ３
１と、Ｘ方向ジャイロセンサ１５の出力をＨＰＦを通し
た後、積分して角度信号を生成し、この角度信号とガラ
ス板角度センサ３１の出力とを比較し、両者の差に対応
するガラス板角度エラー信号を生成し、このエラー信号
に基づいてモータ２６を駆動するサーボ回路３２とを備
えている。なお、サーボ回路３２中で生成される角度信
号は、ビデオカメラのＸ方向の振れの角度に対応し、且
つこの振れによる画像振れを補正するためにＸ方向補正
用ガラス板２１を回動すべき角度に対応する信号であ
る。

【００１５】画像振れ補正装置のサーボ系は、更に、図
５（ｂ）に示したように、Ｙ方向補正用モータ２７に取
り付けられ、このモータ２７の回転位置を検出すること
によってＹ方向補正用ガラス板２２の角度を検出するガ
ラス板角度センサ３３と、Ｙ方向ジャイロセンサ１６の
出力をＨＰＦを通した後、積分して角度信号を生成し、
この角度信号とガラス板角度センサ３３の出力とを比較
し、両者の差に対応するガラス板角度エラー信号を生成
し、このエラー信号に基づいてモータ２７を駆動するサ
ーボ回路３４とを備えている。なお、サーボ回路３４中
で生成される角度信号は、ビデオカメラのＹ方向の振れ
の角度に対応し、且つこの振れによる画像振れを補正す
るためにＹ方向補正用ガラス板２２を回動すべき角度に
対応する信号である。

【００１６】サーボ回路３２，３４の構成は同様である
ので、以下、サーボ回路３２についてのみ詳しく説明す
る。

【００１７】まず、本実施の形態におけるサーボ回路３
２との比較のために、従来の画像振れ補正装置における
サーボ回路の構成の一例とその問題点について、図６を
参照して説明する。なお、この従来の画像振れ補正装置
では、本実施の形態におけるＸ方向ジャイロセンサ１
５，Ｘ方向補正用モータ２６，ガラス板角度センサ３１
に対応するＸ方向ジャイロセンサ２１５，Ｘ方向補正用
モータ２２６，ガラス板角度センサ２３１を備えている
ものとする。図６に示したサーボ回路は、Ｘ方向ジャイ
ロセンサ２１５の出力信号Ｅ_g を増幅するジャイロアン
プ２４１と、このジャイロアンプ２４１の出力信号より
低周波成分を除去するＨＰＦ２４２と、このＨＰＦ２４
２の出力信号をＡ／Ｄ変換して、角速度信号Ｅ_s を生成
するＡ／Ｄ変換部２４３と、このＡ／Ｄ変換部２４３か
らの角速度信号Ｅ_s を入力するＣＰＵ２４６とを備えて
いる。Ａ／Ｄ変換部２４３は、Ａ／Ｄ変換による折り返
しを防止するために、ＨＰＦ２４２の出力信号のうちの
所定周波数以上の成分を除去するローパスフィルタ（以
下、ＬＰＦと記す。）２４４と、このＬＰＦ２４４の出
力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２４５とで構成さ
れている。

【００１８】図６に示したサーボ回路は、更に、ガラス
板角度センサ２３１の出力信号を増幅するアンプ２４７
と、このアンプ２４７の出力信号をＡ／Ｄ変換して、Ｃ
ＰＵ２４６に出力するＡ／Ｄ変換器２４８と、ＣＰＵ２
４６から出力されるガラス板角度エラー信号Ｅ_e をディ
ジタル−アナログ（以下、Ｄ／Ａと記す。）変換するＤ
／Ａ変換器２４９と、このＤ／Ａ変換器２４９の出力信
号に基づいてＸ方向補正用モータ２２６を駆動するモー
タ駆動回路２５０とを備えている。

【００１９】ＣＰＵ２４６は、Ａ／Ｄ変換部２４３から
の角速度信号Ｅ_s を積分して角度信号Ｅ_r を生成する積
分部２５１と、この積分部２５１で生成される角度信号
Ｅ_rとＡ／Ｄ変換器２４８の出力信号とを比較し、両者
の差に対応する信号を生成する比較部２５２と、この比
較部２５２で生成される信号を増幅して、ガラス板角度
エラー信号Ｅ_e としてＤ／Ａ変換器２４９に出力するア
ンプ部２５３とを備えている。これらの機能は、ＣＰＵ
２４６による演算処理によって実現されるようになって
いる。

【００２０】図６に示したサーボ回路では、Ｘ方向ジャ
イロセンサ２１５の出力信号Ｅ_g は、ジャイロアンプ２
４１によって増幅され、ＨＰＦ２４２によって低周波成
分が除去された後、Ａ／Ｄ変換部２４３によってＡ／Ｄ
変換され、角速度信号Ｅ_s としてＣＰＵ２４６に入力さ
れる。一方、ガラス板角度センサ２３１の出力信号は、
アンプ２４７によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器２４８に
よってＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ２４６に入力される。Ｃ
ＰＵ２４６は、積分部２５１によって、Ａ／Ｄ変換部２
４３からの角速度信号Ｅ_s を積分して角度信号Ｅ_r を生
成し、比較部２５２によって、角度信号Ｅ_r とＡ／Ｄ変
換器２４８の出力信号とを比較し、両者の差に対応する
信号を生成し、この信号をアンプ部２５３によって増幅
してガラス板角度エラー信号Ｅ_e としてＤ／Ａ変換器２
４９に出力する。そして、Ｄ／Ａ変換器２４９によって
Ｄ／Ａ変換された信号に基づいて、モータ駆動回路２５
０によってＸ方向補正用モータ２２６が駆動される。こ
のようにして、ビデオカメラのＸ方向の振れに対応して
Ｘ方向補正用ガラス板２１が回動され、被写体１８から
撮像素子１１に至る光軸１９が被写体１８に対して一定
になるように、画像振れが補正される。

【００２１】画像振れ補正装置におけるサーボ回路で
は、画像振れの周波数領域（約０．５〜３０Ｈｚ）にお
ける位相特性が大変重要になる。ところで、図６に示し
たように、ＣＰＵ２４６によって角速度信号Ｅ_s の積分
を行うように構成する場合には、Ｘ方向ジャイロセンサ
２１５の出力信号Ｅ_g は微小な信号であり且つ直流成分
を含んでいるため、ＨＰＦ２４２を通した後に、Ａ／Ｄ
変換部２４３でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ２４６に入力しな
ければ、温度変化等によってジャイロアンプ２４１の直
流ドリフトが大きくなって最悪時には信号の検出ができ
なくなるという問題点がある。そこで、図６に示した例
では、Ａ／Ｄ変換部２４３の前段にＨＰＦ２４２を設け
ているのであるが、今度は、このＨＰＦ２４２によっ
て、カットオフ周波数付近では位相が進むためサーボ特
性が悪化し、画像振れを正しく補正することができない
という問題や、このような位相進みの影響を小さくする
ために、カットオフ周波数を限りなく直流側に近づける
と、電源投入時に、ＨＰＦ２４２の時定数によって、サ
ーボ回路が安定するまでの時間が長くなるという問題が
生じる。従って、ＨＰＦ２４２のカットオフ周波数をあ
まり下げることもできず、結局、サーボ特性とサーボ回
路の安定性との兼ね合いでＨＰＦ２４２のカットオフ周
波数が決められることになるため、サーボ特性とサーボ
回路の安定性を共に良好にすることは困難となる。

【００２２】本実施の形態におけるサーボ回路３２は、
上述のような問題を解決するためのものであり、以下、
図１を参照してその構成について説明する。このサーボ
回路３２は、Ｘ方向ジャイロセンサ１５の出力信号Ｅ_g
を増幅するジャイロアンプ４１と、このジャイロアンプ
４１の出力信号をＡ／Ｄ変換して、振れ検出信号として
の角速度信号Ｅ_s を生成するＡ／Ｄ変換部４２と、この
Ａ／Ｄ変換部４２からの角速度信号Ｅ_s を入力する演算
装置としてのＣＰＵ４５とを備えている。Ａ／Ｄ変換部
４２は、Ａ／Ｄ変換による折り返しを防止するために、
Ｘ方向ジャイロセンサ１５の出力信号Ｅ_g のうちの所定
周波数以上の成分を除去するＬＰＦ４３と、このＬＰＦ
４３の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器４４とで
構成されている。

【００２３】サーボ回路３２は、更に、ガラス板角度セ
ンサ３１の出力信号を増幅するアンプ４６と、このアン
プ４６の出力信号をＡ／Ｄ変換して、ＣＰＵ４５に出力
するＡ／Ｄ変換器４７と、ＣＰＵ４５から出力されるガ
ラス板角度エラー信号Ｅ_e をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換
器４８と、このＤ／Ａ変換器４８の出力信号に基づいて
Ｘ方向補正用モータ２６を駆動するモータ駆動回路４９
と、ＣＰＵ４５から出力される直流バランス制御信号を
Ｄ／Ａ変換して、直流バランス制御電圧Ｅ_b としてジャ
イロアンプ４１に与えるＤ／Ａ変換器５０とを備えてい
る。

【００２４】ＣＰＵ４５は、Ａ／Ｄ変換部４２からの角
速度信号Ｅ_s より低周波成分を除去するＨＰＦ５１と、
このＨＰＦ５１の出力信号を積分して角度信号Ｅ_r を生
成する積分部５２と、この積分部５２で生成される角度
信号Ｅ_r とＡ／Ｄ変換器４７の出力信号とを比較し、両
者の差に対応する信号を生成する比較部５３と、この比
較部５３で生成される信号を増幅して、ガラス板角度エ
ラー信号Ｅ_e としてＤ／Ａ変換器４８に出力するアンプ
部５４と、Ａ／Ｄ変換部４２からの角速度信号Ｅ_s の直
流レベルを検出するためのＬＰＦ５５と、このＬＰＦ５
５の出力信号と直流バイアス基準値ＤＣ_ref とを比較
し、両者の差に対応する直流バランス制御信号を生成し
てＤ／Ａ変換器５０に出力する比較部５６と、ＨＰＦ５
１の出力信号と図２に示したモード切替スイッチ１７の
出力とを入力し、これらに応じてＨＰＦ５１の動作モー
ドを切り替えるモード切替部５７とを備えている。ＬＰ
Ｆ５５は、画像振れの周波数（約０．５〜３０Ｈｚ）に
対し十分に低いカットオフ周波数を有している。ＣＰＵ
４５におけるモード切替部５７以外の各機能は演算処理
によって実現されるようになっている。なお、図示しな
いが、ＣＰＵ４５には、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモ
リ）およびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）が接
続され、ＣＰＵ４５は、ＲＡＭをワーキングエリアとし
てＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによっ
て、上記各機能を実現するようになっている。

【００２５】図１において、Ｘ方向ジャイロセンサ１
５，ジャイロアンプ４１およびＡ／Ｄ変換部４２が本発
明における振れ検出手段に対応する。また、ＬＰＦ５
５，比較部５６，Ｄ／Ａ変換器５０およびジャイロアン
プ４１が本発明における直流レベル保持手段に対応す
る。このうち、ＬＰＦ５５が直流レベル検出手段に対応
し、比較部５６，Ｄ／Ａ変換器５０およびジャイロアン
プ４１が直流レベル制御手段に対応する。また、ＨＰＦ
５１が本発明における低周波成分除去手段に対応する。
また、積分部５２，比較部５３，アンプ部５４，Ｄ／Ａ
変換器４８，モータ駆動回路４９，モータ２６，ガラス
板角度センサ３１，アンプ４６およびＡ／Ｄ変換器４７
が本発明における補正実行手段に対応する。

【００２６】次に、本実施の形態に係る画像振れ補正装
置の動作について説明する。この画像振れ補正装置で
は、図５（ａ）に示したように、Ｘ方向ジャイロセンサ
１５によってビデオカメラのＸ方向の角速度が検出さ
れ、ガラス板角度センサ３１によってＸ方向補正用ガラ
ス板２１の角度が検出される。Ｘ方向ジャイロセンサ１
５，ガラス板角度センサ３１の各出力信号はサーボ回路
３２に入力され、サーボ回路３２は、後で詳しく説明す
るように、Ｘ方向ジャイロセンサ１５の出力をＨＰＦを
通した後、積分して角度信号を生成し、この角度信号と
ガラス板角度センサ３１の出力とを比較し、両者の差に
対応するガラス板角度エラー信号を生成し、このエラー
信号に基づいてモータ２６を駆動する。これにより、ビ
デオカメラのＸ方向の振れに対応してＸ方向補正用ガラ
ス板２１が回動され、Ｘ方向の画像振れが補正される。
同様に、図５（ｂ）に示したように、Ｙ方向ジャイロセ
ンサ１６，ガラス板角度センサ３３の各出力信号がサー
ボ回路３４に入力され、サーボ回路３４によってモータ
２７が駆動される。これにより、ビデオカメラのＹ方向
の振れに対応してＹ方向補正用ガラス板２２が回動さ
れ、Ｙ方向の画像振れが補正される。

【００２７】サーボ回路３２，３４の動作は同様である
ので、以下、サーボ回路３２の動作についてのみ詳しく
説明する。図１に示したように、サーボ回路３２では、
Ｘ方向ジャイロセンサ１５の出力信号Ｅ_g は、ジャイロ
アンプ４１によって増幅され、Ａ／Ｄ変換部４２によっ
てＡ／Ｄ変換され、角速度信号Ｅ_s としてＣＰＵ４５に
入力される。一方、ガラス板角度センサ３１の出力信号
は、アンプ４６によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器４７に
よってＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ４５に入力される。

【００２８】ここで、まず、図７の流れ図を参照して、
角速度信号Ｅ_g の直流レベルを略一定に保持する制御に
関するＣＰＵ４５の動作について説明する。この動作で
は、ＣＰＵ４５は、まず、Ａ／Ｄ変換部４２によってＡ
／Ｄ変換された後のディジタルの角速度信号Ｅ_s を入力
し（ステップＳ１０１）、この角速度信号Ｅ_s に対し
て、ＬＰＦ５５によってＬＰＦ演算を行って、角速度信
号Ｅ_s の直流レベルを検出する（ステップＳ１０２）。
次に、ＣＰＵ４５は、比較部５６によって、ＬＰＦ５５
の出力信号と直流バイアス基準値ＤＣ_ref とを比較し
（ステップＳ１０３）、両者の差に対応する直流バラン
ス制御信号を生成してＤ／Ａ変換器５０に出力して（ス
テップＳ１０４）、メインルーチンにリターンする。な
お、直流バイアス基準値ＤＣ_ref は、角速度信号Ｅ_s の
直流レベルを規定する値である。

【００２９】直流バランス制御信号は、Ｄ／Ａ変換器５
０によってＤ／Ａ変換され、直流バランス制御電圧Ｅ_b
としてジャイロアンプ４１に与えられる。ジャイロアン
プ４１は、直流バランス制御電圧Ｅ_b に応じて、直流バ
ランスすなわちオフセットを変化させる。このようにし
て、角速度信号Ｅ_s の直流レベルが直流バイアス基準値
ＤＣ_ref と一致するように、ジャイロアンプ４１の直流
バランスが閉ループで制御される。なお、ジャイロアン
プ４１における直流バランスの制御は、例えば、ジャイ
ロアンプ４１を構成するオペレーショナルアンプの一方
の入力端にＸ方向ジャイロセンサ１５の出力信号Ｅ_g を
印加し、他方の入力端に直流バランス制御電圧Ｅ_b を印
加することによって行われる。

【００３０】次に、図８の流れ図を参照して、画像振れ
の補正に関するＣＰＵ４５の動作について説明する。こ
の動作では、ＣＰＵ４５は、まず、Ａ／Ｄ変換部４２に
よってＡ／Ｄ変換された後のディジタルの角速度信号Ｅ
_s を入力し（ステップＳ１１１）、ＨＰＦ５１によっ
て、角速度信号Ｅ_s に対してＨＰＦ演算を行って、角速
度信号Ｅ_s より低周波成分を除去し（ステップＳ１１
２）、次に、積分部５２によって、ＨＰＦ５１の出力信
号を積分して角度信号Ｅ_r を生成する（ステップＳ１１
３）。次に、比較部５３によって、角度信号Ｅ_r と、Ａ
／Ｄ変換器４７の出力信号とを比較し、両者の差に対応
する信号を生成し（ステップＳ１１４）、この信号をア
ンプ部５４によって増幅して、ガラス板角度エラー信号
Ｅ_e としてＤ／Ａ変換器４８に出力して（ステップＳ１
１５）、メインルーチンにリターンする。そして、Ｄ／
Ａ変換器４８によってＤ／Ａ変換された信号に基づい
て、モータ駆動回路４９によってＸ方向補正用モータ２
６が駆動される。このようにして、ビデオカメラのＸ方
向の振れに対応してＸ方向補正用ガラス板２１が回動さ
れ、画像振れが補正される。

【００３１】なお、図７および図８に示した動作は、そ
れぞれ、定期的に発生される割り込みによって繰り返し
起動される。

【００３２】以上説明したように、本実施の形態に係る
画像振れ補正装置では、温度変化等があってもＣＰＵ４
５に入力される角速度信号Ｅ_g の直流レベルが略一定に
保持されるように制御することによって、ＨＰＦ５１
を、ハードウェアではなく、ＣＰＵ４５による演算処理
によって実現することを可能としている。そして、この
ように、ＨＰＦ５１を、ＣＰＵ４５による演算処理によ
って実現することによって、ＨＰＦ５１のカットオフ周
波数やフィルタ係数等の条件を、状況に応じて任意に設
定することが可能となる。その結果、以下で詳しく説明
するように、画像振れの補正を精度良く行い、且つ電源
投入時における動作の安定化を速やかに行うことが可能
となると共に、意図的なパン・チルトの終了後の画像の
振れを抑制することが可能となる。

【００３３】すなわち、本実施の形態におけるサーボ回
路３２では、電源投入時にジャイロセンサ１５がどのよ
うな初期値をとっていても、ＣＰＵ４５では、電源投入
時における角速度信号Ｅ_g を、角速度が０に相当する値
として、演算処理を行うことができ、その結果、電源投
入時におけるサーボ回路の動作の安定化を瞬時に行うこ
とができる。従って、電源投入時におけるサーボ回路の
動作の安定化を考慮することなく、ＨＰＦ５１のカット
オフ周波数等の条件を適宜に設定することができ、その
結果、サーボ特性の悪化を防止して、画像振れの補正を
精度良く行うことが可能となる。

【００３４】また、本実施の形態におけるサーボ回路３
２では、例えば、モード切替部５７によって、意図的な
パン・チルトの間、通常時に比べてＨＰＦ５１のカット
オフ周波数を低く設定する（例えば、通常時には０．１
Ｈｚ、意図的なパン・チルトの間は０．００１Ｈｚとす
る）ことで、意図的なパン・チルト時におけるＨＰＦ５
１の出力信号の変化を小さくすることができ、その結
果、意図的なパン・チルトの終了後の画像の振れを抑制
することが可能となる。なお、意図的なパン・チルトの
検出は、ＨＰＦ５１の出力信号またはモード切替スイッ
チ１７の出力を監視することによって可能である。ＨＰ
Ｆ５１の出力信号より意図的なパン・チルトを検出する
方法としては、例えば、手振れ時のＨＰＦ５１の出力信
号は０レベルを中心にランダムに変化するのに対し、意
図的なパン・チルト時のＨＰＦ５１の出力信号は正負の
一方に大きく変化するという特徴を利用して、ＨＰＦ５
１の出力信号がゼロクロスしてから一定時間内にＨＰＦ
５１の出力信号のレベルの絶対値が所定の設定レベルを
越えたら、意図的なパン・チルトが開始したと判断し、
ＨＰＦ５１の出力信号のレベルの絶対値が設定レベル以
下になったら、意図的なパン・チルトが終了したと判断
するという方法を用いることができる。

【００３５】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、例えば、画像振れを補正する機構としては、実施の
形態に挙げたプリズムブロック１３のような頂角が可変
のプリズムを用いるものに限らず、レンズを光軸と直交
する方向に移動させることによって光軸を屈曲させるこ
との可能な補正光学系等を用いても良い。また、振れ検
出手段としては、角速度センサを用いるものに限らず、
加速度センサ等を用いるものでも良い。また、ＨＰＦや
ＬＰＦを実現する手段としては、ＣＰＵに限らず、ディ
ジタルフィルタを用いても良い。

【００３６】また、本発明の画像振れ補正装置は、ビデ
オカメラ等に一体的に組み込まれたものでも良いし、ビ
デオカメラ等に対して着脱自在に装着されるアダプタ型
のものでも良い。また、本発明は、ビデオカメラに限ら
ず、スチールカメラや映画用フィルムを用いる撮影機等
の他の種類の撮像装置や、映写機等にも適用することが
できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像振れ補
正装置によれば、直流レベル保持手段によって、振れ検
出手段より出力される振れ検出信号における直流レベル
を略一定に保持し、低周波成分除去手段によって、ディ
ジタル信号を用いた演算処理を行うことによってハイパ
スフィルタを実現して、振れ検出手段より出力される振
れ検出信号から低周波成分を除去し、この低周波成分が
除去された後の信号に基づいて、補正実行手段によっ
て、画像振れを補正するようにしたので、ハイパスフィ
ルタのカットオフ周波数やフィルタ係数等の条件を状況
に応じて任意に設定することが可能となり、その結果、
画像振れの補正を精度良く行い、且つ電源投入時におけ
る動作の安定化を速やかに行うことが可能となり、更に
意図的なパンやチルトの終了後の画像の振れを抑制する
ことが可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る画像振れ補正装置
におけるサーボ回路の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る画像振れ補正装置
を含むビデオカメラの概略の構成を示す説明図である。

【図３】図２に示したビデオカメラを側方から見た状態
を示す説明図である。

【図４】図２におけるプリズムブロックの構成を示す斜
視図である。

【図５】本発明の一実施の形態に係る画像振れ補正装置
のサーボ系の概略の構成を示すブロック図である。

【図６】従来の画像振れ補正装置におけるサーボ回路の
構成の一例を示すブロック図である。

【図７】角速度信号の直流レベルを一定に保持する制御
に関する図１におけるＣＰＵの動作を示す流れ図であ
る。

【図８】画像振れの補正に関する図１におけるＣＰＵの
動作を示す流れ図である。

【符号の説明】

１３…プリズムブロック、１５…Ｘ方向ジャイロセン
サ、１６…Ｙ方向ジャイロセンサ、２６…Ｘ方向補正用
モータ、２７…Ｙ方向補正用モータ、３１，３３…ガラ
ス板角度センサ、３２…サーボ回路、４１…ジャイロア
ンプ、４２…Ａ／Ｄ変換部、４５…ＣＰＵ、４９…モー
タ駆動回路、５０…Ｄ／Ａ変換部、５１…ＨＰＦ、５２
…積分部、５３…比較部、５５…ＬＰＦ、５６…比較部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像振れを生じさせる振れを検出し、振
   れ検出信号を出力する振れ検出手段と、 この振れ検出手段より出力される振れ検出信号における
   直流レベルを略一定に保持する制御を行う直流レベル保
   持手段と、 ディジタル信号を用いた演算処理を行うことによってハ
   イパスフィルタを実現し、前記振れ検出手段より出力さ
   れる振れ検出信号から低周波成分を除去する低周波成分
   除去手段と、 この低周波成分除去手段によって低周波成分が除去され
   た後の信号に基づいて画像振れを補正する補正実行手段
   とを備えたことを特徴とする画像振れ補正装置。
2. 【請求項２】 前記直流レベル保持手段は、前記振れ検
   出手段より出力される振れ検出信号における直流レベル
   を検出する直流レベル検出手段と、この直流レベル検出
   手段によって検出された直流レベルと基準となる直流レ
   ベルとを比較し、前記振れ検出手段より出力される振れ
   検出信号における直流レベルが基準となる直流レベルと
   一致するように、前記振れ検出手段より出力される振れ
   検出信号における直流レベルを変化させる直流レベル制
   御手段とを有することを特徴とする請求項１記載の画像
   振れ補正装置。
3. 【請求項３】 前記直流レベル検出手段は、ディジタル
   信号を用いた演算処理を行うことによって実現されるロ
   ーパスフィルタであることを特徴とする請求項２記載の
   画像振れ補正装置。
4. 【請求項４】 前記低周波成分除去手段、前記直流レベ
   ル検出手段および前記比較手段は、共通の演算装置を用
   いて構成されていることを特徴とする請求項３記載の画
   像振れ補正装置。