JPH11187308A - 撮像装置及びカメラユニット及びレンズユニット - Google Patents
撮像装置及びカメラユニット及びレンズユニットInfo
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- JPH11187308A JPH11187308A JP9350969A JP35096997A JPH11187308A JP H11187308 A JPH11187308 A JP H11187308A JP 9350969 A JP9350969 A JP 9350969A JP 35096997 A JP35096997 A JP 35096997A JP H11187308 A JPH11187308 A JP H11187308A
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Abstract
検出情報と、画像から検出した動きベクトル量検出情報
とによって、ぶれ補正を行う撮像装置において、前記各
検出情報を演算し、通常のぶれ補正と、パン・チルト時
のぶれ補正特性の両方を最適化する。 【解決手段】 撮像面上での動きベクトル量を検出する
動き検出手段19と、装置の振れ量を検出する振れ検出
手段1と、前記振れ検出手段により検出する振れ量信号
から、第1の補正目標値を演算する第1の信号処理手段
(2,3,5,6,7,8)と、画像の振れを補正する
光学式振れ補正手段と、前記振れ検出手段の出力及び前
記第1の信号処理手段の出力、またはそのどちらか一方
の出力信号を基に、動き検出手段により検出する動きベ
クトル量に重みづけし第2の補正目標値を演算する第2
の信号処理手段20とを備えた撮像装置。
Description
振れ補正をする機能を有する撮像装置に関する。
や振動等により被写体像がぶれてしまい、見ずらい映像
となってしまうことがある。とくに最近では高倍率のレ
ンズが採用され前述のぶれがさらに大きく目立つという
問題がある。
をするための振れ補正装置が数多く提案され、製品化さ
れている。この中で、光学系による振れ補正方式は、画
質の劣化を生じない補正方式であり、一例をあげると、
振れ検出手段として角速度センサーを用い、補正手段と
して可変頂角プリズム(VAP)を用いた従来例があ
る。以下これについて説明する。
プリズムは、2枚の透明板101、蛇腹状のフィルム1
02とによって密閉された空間に充填されている高屈折
率の透明な液体103、及び固定枠104により構成さ
れている。105は可変頂角プリズムのピッチ(上下)
方向回転側の透明板101の保持枠、106はヨー(左
右)方向回転側の透明板101の保持枠であり、保持枠
105が紙面に垂直な軸を回転軸として回動し、保持枠
106が紙面内上下方向に延びる軸を回転軸として回動
する。前記保持枠の回転により可変頂角プリズムは、楔
形プリズムと同じ原理により入射光束を偏向する。
振動等の検出手段として不図示の角速度センサをピッチ
方向、ヨー方向に設け、この角速度センサーの出力信号
を直流遮断フィルタにより直流成分を遮断して振動成分
のみを抽出し、所定量増幅した後、所定のフィルタリン
グをすることにより、手振れ、及び振動等による振れ量
を検出する。この振れ量に相当する前記VAPの頂角だ
けVAPを動作させる。
について同時に行うことで、被写体像の2次元における
ぶれを除去するものである。
波になるほど感度が鈍くなり、また信号処理により低周
波帯域の位相も理想的でなくなることから、低周波帯域
の補正性能は劣化してしまう問題があった。
動きベクトル量を検出し、その動き情報を併用しVAP
を動作させることにより低周波帯域の補正性能を高める
ことが考えられている。
ンサによる振れ量検出と画像の動きベクトル量検出の検
出系ハイブリット化振れ補正の通常補正時補正帯域の拡
大は大きなメリットであるが、検出系ハイブリット化振
れ補正において撮影者のパン・チルト操作に対する処理
及びカメラ固定時の処理に対し同期をとって行う必要が
ある。各検出結果出力に対しおのおの独立に行った場
合、不自然な撮影画となってしまうという問題があるか
らである。
ンサによる振れ量検出結果と画像の動きベクトル量検出
結果を併用して画像の振れ補正を行う際に、各検出結果
出力に対しパン・チルト処理及びカメラ固定時処理を同
期をとって行うことにより、自然な撮影画とすることを
目的とする。
るために、本願における請求項1に記載の発明によれ
ば、撮像面上での動きベクトル量を検出する動き検出手
段と、装置の振れ量を検出する振れ検出手段と、前記振
れ検出手段により検出する振れ量信号から、第1の補正
目標値を演算する第1の信号処理手段と、画像の振れを
補正する光学式振れ補正手段と、前記振れ検出手段の出
力及び前記第1の信号処理手段の出力、またはそのどち
らか一方の出力信号を基に、動き検出手段により検出す
る動きベクトル量に重みづけし第2の補正目標値を演算
する第2の信号処理手段とを具備する撮像装置を特徴と
する。
よれば、カメラユニットと、カメラユニットに着脱可能
なレンズユニットからなり、前記カメラユニットには、
撮像面上での動きベクトル量を検出する動き検出手段を
備え、前記レンズユニットには、装置の振れ量を検出す
るの振れ検出手段と、前記振れ検出手段により検出する
振れ量信号から、第1の補正目標値を演算する第1の信
号処理手段と、画像の振れを補正する光学式振れ補正手
段とを備え、前記振れ検出手段の出力及び前記第1の信
号処理手段の出力、またはそのどちらか一方の出力信号
を基に、動き検出手段により検出する動きベクトル量信
号に重みづけし第2の補正目標値を演算する第2の信号処
理手段とを備えた撮像装置を特徴とする。
よれば、請求項1または2に記載の発明において、前記
第1の信号処理手段と、前記第2の信号処理手段の出力
を加算した信号によって、前記光学式振れ補正手段を制
御するように構成された撮像装置を特徴とする。
よれば、請求項1または2に記載の発明において、前記
第2の信号処理手段を、前記動き検出手段の出力に基づ
いて演算される補正目標値を撮影レンズ光学系の焦点距
離に応じて変化させるように構成した撮像装置を特徴と
する。
よれば、請求項4に記載の発明によれば、前記第2の信
号処理手段を、前記第2の目標値は、動き検出手段の出
力と補正ゲインの積の情報を含み、前記補正ゲインは、
撮影レンズ光学系の焦点距離に応じて変化し、テレ側で
小さく、ワイド側で大きくするるように構成した撮像装
置を特徴とする。
よれば、請求項1または2に記載の発明において、前記
第2の信号処理手段を、前記動き検出手段の出力または
前記第1の信号処理手段の出力を所定値と比較すること
により、前記動き検出手段により検出する動きベクトル
量に対する重みづけを段階的に変化させ、前記所定値以
上のとき、前記動き検出手段の出力に対する重み付けを
小さくするように構成した撮像装置を特徴とする。
よれば、請求項5において、前記第2の信号処理手段
は、前記第1の信号処理手段の出力が前記所定値以上の
とき、パンニング/チルティングと判断するように構成
された撮像装置を特徴とする。
よれば、請求項1または2に記載の発明において、前記
光学式振れ補正手段が、撮像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である撮像装置を特徴とす
る。
よれば、請求項1または2に記載の発明のおいて、前記
光学式振れ補正手段が、撮像光学系の光軸に対し直角方
向に移動可能なレンズ群である撮像装置を特徴とする。
によれば、請求項2において、前記カメラユニットと、
前記レンズユニットとの間に、所定の周期で情報を通信
する通信手段が配された撮像装置を特徴とする。
によれば、請求項2に記載の発明において、前記撮像装
置に用いられるカメラユニットを特徴とする。
によれば、請求項2に記載の発明において、前記撮像装
置に用いられるレンズユニットを特徴とする。
し、本発明撮像装置の第1実施例について説明する。
ある。図1において、1は例えば振動ジャイロ等の角速
度センサからなる角速度検出手段であり、2は角速度検
出手段1から出力される角速度信号の直流成分を遮断し
て交流成分(振動成分)を通過させるDCカットフィル
タである。このDCカットフィルタは、所定の帯域で信
号を遮断するハイパスフィルタ(HPF)を用いてもよ
い。
角速度信号を適当な感度に増幅するアンプである。5は
アンプ3より出力された角速度信号をデジタル信号に変
換するA/D変換器であり、制御手段4に入力される。
制御手段4は例えばマイクロコンピュータ(COM)に
よって構成される。6はA/D変換器5の出力の低周波
成分を遮断するハイパスフィルタ(HPF)であり、任
意の帯域で特性を可変し得る機能を有する。7はHPF
6の出力(角速度信号)を積分して角変位信号を出力す
る積分器であり、任意の帯域で特性を可変し得る機能を
有する。
ング、チルティングの判定を行うパンチルト判定回路で
あり、角速度信号及び角変位信号のレベルによりHPF
6及び積分器7の帯域特性を操作しパンニング、チルテ
ィング制御を行う。具体的には、系のカットオフ周波数
を高い周波数側にシフトし、低域の画像の動きに対する
感度を低下させる。またパンニング、チルティングの検
出情報は、積分器7に供給されるとともに、後述の信号
処理手段20へと供給され、補正量を演算する際の補正
ゲイン制御の選択に用いられる。
5より焦点距離情報が、制御手段に接続された記憶手段
(ROM)より図3に示す補正ゲイン情報が、それぞれ
供給されており、後述の各種制御に用いられる。
して出力するD/A変換器であり、後段の画像補正手段
10を駆動制御する駆動回路11に加算器12を介し入
力される。画像補正手段10は例えば可変頂角プリズム
(VAP)であり、アクチュエータ13として例えばボ
イスコイルモータを使用し、駆動量すなわち角変位をエ
ンコーダ14で検出して加算器12を介し駆動回路11
に入力して駆動量を制御する閉ループ回路を構成してい
る。
振動を角速度検出手段1により検出した結果をもとに、
画像補正手段10を制御し、光軸を変位させ振れを光学
的に相殺する。画像補正手段10により変位された光束
は撮影レンズ15を介し撮像素子16の撮像面上に結像
され、カメラ信号処理回路17により所定の信号処理を
施され、VTR等の記録装置18にて記録される。
り、カメラ信号処理回路17より得られる映像信号から
画像の動きベクトルを検出する。この動きベクトル検出
方法自体は、従来より周知のものでよく、たとえば画面
内にいくいつかの代表点を設定し、その代表点の画像の
位置をフィールド周期で検出し、画像の移動方向を検出
するものである。
ィールド周期すなわち1/60sec周期で行われる。
動きベクトル抽出手段19は、光学的にぶれ補正が行わ
れた後の映像信号中の動き成分であるから、前述の角速
度検出手段1による振れ量補正のエラー(補正残り)を
表しており、これが撮像面上の動きベクトル量として正
規化されて制御手段4に入力され、本発明の特徴となる
信号処理手段20で後述する処理がなされ、D/A変換
器21を介し加算器12に入力される。これらの構成に
より動きベクトル信号は光学的振れ補正の補正残りを表
す補助情報として前述の画像補正手段10を含んだ閉ル
ープ回路に入力され、振れ補正動作を行うことになる。
0における処理動作を図2のフローチャートを用い説明
する。
繰り返し、信号処理手段20における処理が開始され
る。
のベクトル量検出結果を、ベクトル量を表す変数Vin
に入力する。前述の通りベクトル量Vinは、画素単位
での垂直方向及び水平方向の移動量である。
ムレンズ位置検出結果すなわち焦点距離情報を基にベク
トル量補正ゲインGZを読み込む。ベクトル量補正ゲイ
ンGZは、1画素だけ画を偏向するために前述の光学的
振れ補正手段を動作させる量であり、ズーム位置(焦点
距離)で異なる。
GZの関係をaで示す。補正ゲインが大きいほど補正量
は大きくなり、また同じ振れ量ならば、撮影レンズの焦
点距離が長いほど、すなわち倍率が大きいほど、撮像面
上における動きは大きくなる。
する場合は、同じ振れ量でも、テレ側では動きベクトル
量が大きく検出され、ワイド側では小さく検出されるた
め、VAP等の光学式補正手段の補正量も、テレ側では
小さく、ワイド側では大きくする必要がある。すなわち
補正ゲインGNをワイド側では大きく、テレ側では小さ
くする必要があり、図3aは、このような特性を定性的
に表している。
ゲインGZを読み込む方法としては、予め各ズーム位置
に対するベクトル量補正ゲインGZデータをROMにテ
ーブルで記憶しておき、焦点距離情報にしたがい、対応
するベクトル量補正ゲインGZを読み出す方法を用い
る。またズーム位置・ベクトル量補正ゲインGZ特性を
たとえば図3中、bのように直線で近似し、演算により
読み出す方法でも良い。
る角変位信号が予め設定された所定値以上であるか否か
を判断する。所定値以上であれば、装置自体が、一方向
に大きく移動しており、パン・チルト状態と判断し#0
6へと移行し、所定値に満たない場合は通常制御状態と
判断し#05へと進む。
ぶれ補正手段を動作させる量Voutを(1)式により
求める。
の手ぶれ補正手段を動作させる量Voutを(2)式に
より求める。
の数値である。これによりパン・チルト制御時は、通常
制御時に比べ、補正ゲインは小さく抑えられ、パンニ
ング、チルティング動作による動きに追従しないように
制御する。その特性としては図3中cで示すようにな
る。
せる量Voutを出力する。
量を併用して画像の補正を行う際に、信号処理手段20
の作用でパン・チルト処理を同期をとって行うことがで
き、自然な撮影画とすることができる。
て可変頂角プリズムを用いた例を説明したが、撮像光学
系の光軸に対し直角方向に移動可能なレンズ群を用いた
場合でも同様の効果を得る事ができる。
において、角変位信号を所定値と比較しベクトル量に2
通りの補正ゲインGN,GHによる重みづけ演算を行う
例を示したが、ジャイロによって検出された角変位信号
との比較値を複数個設け、多段階の重みづけ演算を行う
か、角速度信号レベルを補正係数として重みづけ演算を
行うことにより、より円滑なパン・チルト制御を行うこ
とができる。
における第2実施例について説明する。本実施例は、上
記したような、ぶれ補正システムを交換レンズ式ビデオ
カメラに適用した場合を示すものである。
いては同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。前述
の実施例との差異はカメラユニット(CU)及びレンズ
ユニット(LU)が分離できる所謂交換レンズシステム
の構造をとっていることにある。
いるバヨネットマウントと称される結合方式などであ
る。また、前述の角速度信号、角変位信号を所定値と比
較し、所定値に満たない場合撮像装置は固定されている
と判断し、動きベクトル量を0とするものである。
ットCU、レンズユニットLUにある電気的な接点であ
り、不図示のバヨネットマウントで両ユニットが結合さ
れると電気的に結線される。
ベクトルを動きベクトル検出手段19により検出した結
果すなわち動きベクトル量の情報は、カメラユニットC
U側通信手段33及びレンズユニットLU側通信手段に
よりビデオ信号の垂直同期信号に同期した所定のタイミ
ングで転送される。この通信手段はシリアル通信などの
電気的なデータ伝達手段を備える構成のものであれば良
く、CU、LU備えたにマイクロコンピュータの機能を
利用する。
きベクトル量は、制御手段40の信号処理手段50で後
述する処理がなされ、D/A変換器21を介し加算器1
2に入力される。これらの構成により動きベクトル信号
は振れ補正の補助情報として前述の画像補正手段10を
含んだ閉ループ回路に入力され、振れ補正動作を行うこ
とになる。
理手段50の処理動作を図5のフローチャートを用い説
明する。
繰り返し、制御手段40の特に信号処理手段50におけ
る処理動作が開始される。
トル量Vinに入力する。前述の通りベクトル量Vin
は、画素単位での垂直方向及び水平方向の移動量であ
る。
ズームレンズ位置検出結果すなわち焦点距離を基にベク
トル量補正ゲインGZを読み込む。この補正ゲインGN
及びその読み込み方法を含む本処理は第1実施例#03
と同一のものであり詳細は省略する。
あるかを判断する。所定値以上であれば通常手持ち撮影
状態と判断し#46へ、所定値に満たない場合は#45
へ進む。
あるかを判断する。所定値以上であれば通常手持ち撮影
状態と判断し#46へ、所定値に満たない場合は撮像装
置固定状態と判断し#47へ進む。
る量Voutを(3)式により求める。
る量Voutを(4)式により求める。
自体は0でなくても、それは被写体の動きであると判断
し、前記振れ検出手段による制御とあわせて振れ補正手
段を中心位置に固定し、振れ補正動作を行わないように
するものである。
る量Voutを出力する。
及びレンズユニットLUが分離できる交換レンズシステ
ム構造の撮像装置において、カメラユニットCUで画像
の動き情報を検出し、レンズユニットLUでこの情報を
併用して画像の補正を行う際に、制御手段40の信号処
理手段50の作用により、ジャイロによる物理的検出
と、画像信号中より動きを検出する画贈位検出とが混在
しても、制御に混乱を来すことがなく、撮像装置固定時
の処理を同期をとって行うことができ、自然な撮影画と
することができる。
て可変頂角プリズムを用いた例を説明したが、撮像光学
系の光軸に対し直角方向に移動可能なレンズ群を用いた
場合でも同様の効果を得ることができる。
理手段50において動きベクトル量の重みづけ演算を行
う例を示したが、前述のジャイロによる角速度信号及び
角変位信号により撮像装置が固定状態であることを判断
した結果を、前述の信号転送手段を用いCUへ転送し、
前記動きベクトル量抽出手段において動きベクトル量を
0としても同様の効果を得ることができる。
角速度センサによる振れ量検出結果と画像の動きベクト
ル量検出結果を併用して画像の振れ補正を行う際に、角
速度センサによる振れ量検出結果を基にパン・チルト状
態及びカメラ固定状態を判断し、各検出結果出力に対し
パン・チルト処理及びカメラ固定時処理を同期をとって
行うことにより、自然な撮影画とすることができ、角速
度センサによる振れ量検出手段と画像の動きベクトル量
検出手段それぞれの特長を十分に生かすことができ、極
めてぶれ補正特性、信頼性、安定性に優れたシステムを
実現することができる。
ック図である。
ートである。
ック図である。
ートである。
Claims (12)
- 【請求項1】 撮像面上での動きベクトル量を検出する
動き検出手段と、 装置の振れ量を検出する振れ検出手段と、 前記振れ検出手段により検出する振れ量信号から、第1
の補正目標値を演算する第1の信号処理手段と、画像の
振れを補正する光学式振れ補正手段と、 前記振れ検出手段の出力及び前記第1の信号処理手段の
出力、またはそのどちらか一方の出力信号を基に、動き
検出手段により検出する動きベクトル量に重みづけし第
2の補正目標値を演算する第2の信号処理手段と、を具
備することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】 カメラユニットと、カメラユニットに着
脱可能なレンズユニットからなり、 前記カメラユニットには、 撮像面上での動きベクトル量を検出する動き検出手段を
備え、 前記レンズユニットには、 装置の振れ量を検出するの振れ検出手段と、 前記振れ検出手段により検出する振れ量信号から、第1
の補正目標値を演算する第1の信号処理手段と、画像の
振れを補正する光学式振れ補正手段とを備え、 前記振れ検出手段の出力及び前記第1の信号処理手段の
出力、またはそのどちらか一方の出力信号を基に、動き
検出手段により検出する動きベクトル量信号に重みづけ
し第2の補正目標値を演算する第2の信号処理手段と、を
備えたことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項3】 請求項1または2において、 前記第1の信号処理手段と、前記第2の信号処理手段の
出力を加算した信号によって、前記光学式振れ補正手段
を制御するように構成されていることを特徴とする撮像
装置。 - 【請求項4】 請求項1または2において、 前記第2の信号処理手段は、前記動き検出手段の出力に
基づいて演算される補正目標値を撮影レンズ光学系の焦
点距離に応じて変化させるように構成されていることを
特徴とする撮像装置。 - 【請求項5】 請求項4において、 前記第2の信号処理手段は、前記第2の目標値は、動き
検出手段の出力と補正ゲインの積の情報を含み、前記補
正ゲインは、撮影レンズ光学系の焦点距離に応じて変化
し、テレ側で小さく、ワイド側で大きくするるように構
成されていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項6】 請求項1または2において、 前記第2の信号処理手段は、前記振れ検出手段の出力ま
たは前記第1の信号処理手段の出力を所定値と比較する
ことにより、前記動き検出手段により検出する動きベク
トル量に対する重みづけを段階的に変化させ、前記所定
値以上のとき、前記動き検出手段の出力に対する重み付
けを小さくするように構成されていることを特徴とする
撮像装置。 - 【請求項7】 請求項5において、 前記第2の信号処理手段は、前記第1の信号処理手段の
出力が前記所定値以上のとき、パンニング/チルティン
グと判断するように構成されていることを特徴とする撮
像装置。 - 【請求項8】 請求項1または2において、 前記光学式振れ補正手段は、撮像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であることを特徴とす
る撮像装置。 - 【請求項9】 請求項1または2において、 前記光学式振れ補正手段は、撮像光学系の光軸に対し直
角方向に移動可能なレンズ群であることを特徴とする撮
像装置。 - 【請求項10】 請求項2において、 前記カメラユニットと、前記レンズユニットとの間に
は、所定の周期で情報を通信する通信手段が配されてい
ることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項11】 請求項2において、 前記撮像装置に用いられるカメラユニット。
- 【請求項12】 請求項2において、 前記撮像装置に用いられるレンズユニット。
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---|---|---|---|
JP35096997A JP4436442B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 撮像装置及びカメラユニット及びレンズユニット |
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JPH11187308A true JPH11187308A (ja) | 1999-07-09 |
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