JPH11352536A - 画像振れ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 意図的なパンやチルトの終了後における不自
然な画像の振れを抑制しながら適切に画像振れを補正す
ることができるようにする。 【解決手段】 動作モード切り換え検出部４３は、動作
モード切り換えスイッチ１７の操作に応じて動作モード
を切り換え、選択されている動作モードに応じたモード
信号を補正角度制限部４６に送る。動作モードには、基
準となる画像振れの補正動作を行う動作モードと、基準
となる補正動作に対して互いに異なる制限を加えた３つ
の動作モードとを含む４つの動作モードがある。補正角
度制限部４６は、ビデオカメラの振れの角度に対応した
角度基準信号Ｖ_Xg0 に対して、必要に応じて、選択され
ている動作モードに応じた制限を加えて、角度制御信号
Ｖ_Xg1 として出力する。そして、この角度制御信号Ｖ
_Xg1 に基づいて画像振れの補正が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ等の
撮像装置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】上述のように、角速度
センサ等のような検出装置を用いて振れを検出する場
合、この検出装置から出力される信号には、手振れのよ
うな補正すべき振れに起因する信号の他に、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）に起因する信
号も含まれる。そのため、意図的なパン・チルトを行う
と、意図的なパン・チルトの開始後短時間で、光軸の屈
曲角度が補正範囲の限界点に達するまで画像振れ補正が
働き、その結果、光軸の屈曲角度が補正範囲の限界点に
貼り付く（固定される）現象が発生する。パン・チルト
の終了後には、光軸の屈曲角度を補正範囲の中心近辺に
戻す必要があり、実際、そのように制御するのである
が、パン・チルトの終了後において光軸の屈曲角度が補
正範囲の中心近辺に戻る動作は、パン・チルト終了後に
おける不自然な画像の振れを意味し、操作者に違和感を
与えることになる。

【０００４】そこで、フィルタリング等の処理を行っ
て、検出装置の出力信号から、補正すべき振れに起因す
る信号成分と意図的なパン・チルトに起因する信号成分
とを分離して、補正すべき振れに起因する信号成分のみ
に基づいて画像振れ補正を行うようにすることも考えら
れる。しかしながら、一般に、画像振れの周波数成分は
約０．５〜３０Ｈｚに分布するが、意図的なパン・チル
トに起因する信号成分もこの周波数帯域に含まれるた
め、補正すべき振れに起因する信号成分と意図的なパン
・チルトに起因する信号成分とを完全に分離することは
困難である。

【０００５】また、意図的なパン・チルトの終了後にお
ける不自然な画像の振れを軽減するために、パン・チル
トを行う際に一時的に画像振れ補正の動作を停止させる
方法（以下、第１の方法と言う。）や、光軸の屈曲角度
の補正範囲をより狭い範囲に制限する方法（以下、第２
の方法と言う。）が考えられる。

【０００６】しかしながら、第１の方法では、操作者
は、パン・チルトを行うたびに、パン・チルトの開始前
に画像振れ補正の動作を停止させ、パン・チルトの終了
後に画像振れ補正の動作を再開させる操作を行う必要が
あり、操作が煩雑になるという問題点がある。

【０００７】一方、第２の方法では、光軸の屈曲角度の
補正範囲を、例えば、一般的な場合の１／２程度に制限
すると、パン・チルトの最中における光軸の屈曲角度も
一般的な場合に比べて１／２程度になり、パン・チルト
の終了後において光軸の屈曲角度が補正範囲の中心近辺
に戻るまでの時間および光軸の屈曲角度の変化量が小さ
くなり、パン・チルト終了後に操作者に与える違和感を
大幅に低減することができる。しかしながら、このよう
に光軸の屈曲角度の補正範囲を小さくした場合には、当
然、振幅の大きな画像振れに対する画像振れ補正の効果
が低下してしまうという問題点がある。

【０００８】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、意図的なパンやチルトの終了後にお
ける不自然な画像の振れを抑制しながら適切に画像振れ
を補正することができるようにした画像振れ補正装置を
提供することにある。

【０００９】

【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、振れに応じ
た信号を出力する振れ検出手段と、この振れ検出手段の
出力信号に基づいて基準となる画像振れの補正動作を行
う基準動作態様と基準となる画像振れの補正動作に対し
て互いに異なる制限を加えた動作を行う複数の制限動作
態様とを含む３つ以上の動作態様のうちのいずれかで動
作する補正手段と、この補正手段における動作態様を選
択するための動作態様選択手段とを備えたものである。

【００１０】この画像振れ補正装置では、振れ検出手段
によって、画像振れを生じさせる振れが検出されて、振
れに応じた信号が出力される。補正手段は、動作態様選
択手段による選択に応じて、振れ検出手段の出力信号に
基づいて基準となる画像振れの補正動作を行う基準動作
態様と基準となる画像振れの補正動作に対して互いに異
なる制限を加えた動作を行う複数の制限動作態様とを含
む３つ以上の動作態様のうちのいずれかで動作する。

【００１１】

【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。

【００１２】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。

【００１３】ハウジング１０の例えば側部には、画像振
れ補正装置の動作態様（以下、動作モードとも言う。）
を選択するために動作モードを切り換える指示を与え
る、動作態様選択手段としての動作モード切り換えスイ
ッチ１７と、選択されている動作モードを表示するため
の動作モード表示用ランプ２０とが設けられている。

【００１４】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、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３１と、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とを備えてい
る。

【００１５】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。

【００１６】図１は、本実施の形態に係る画像振れ補正
装置の回路構成を示すブロック図である。この図に示し
たように、本実施の形態に係る画像振れ補正装置は、Ｘ
方向ジャイロセンサ１５の出力信号を増幅するジャイロ
アンプ３４と、Ｙ方向ジャイロセンサ１６の出力信号を
増幅するジャイロアンプ３５と、各ジャイロアンプ３
４，３５の出力信号とガラス板角度センサ３１，３３の
出力信号とを入力し、これらに基づいて、Ｘ方向補正用
ガラス板２１、Ｙ方向補正用ガラス板２２を回動すべき
角度に対応したパルス幅変調（以下ＰＷＭと記す。）信
号ＰＷＭ_XOUT，ＰＷＭ_YOUTを出力するサーボ回路４０
と、このサーボ回路４０より出力されるＰＷＭ信号ＰＷ
Ｍ_XOUTに基づいてモータ２６を駆動するモータ駆動回路
３６と、サーボ回路４０より出力されるＰＷＭ信号ＰＷ
Ｍ_YOUTに基づいてモータ２７を駆動するモータ駆動回路
３７とを備えている。

【００１７】サーボ回路４０は、ジャイロアンプ３４の
出力信号に基づいて、Ｘ方向の光軸の補正角度に対応す
る角度制御信号Ｖ_Xg1 を生成するＸ方向角度制御信号生
成部４１Ｘと、このＸ方向角度制御信号生成部４１Ｘよ
り出力される角度制御信号Ｖ_Xg1 とガラス板角度センサ
３１の出力信号とに基づいて、ＰＷＭ信号ＰＷＭ_XOUTを
生成するＸ方向角度制御部４２Ｘと、ジャイロアンプ３
５の出力信号に基づいて、Ｙ方向の光軸の補正角度に対
応する角度制御信号Ｖ_Yg1 を生成するＹ方向角度制御信
号生成部４１Ｙと、このＹ方向角度制御信号生成部４１
Ｙより出力される角度制御信号Ｖ_Yg1 とガラス板角度セ
ンサ３３の出力信号とに基づいて、ＰＷＭ信号ＰＷＭ
_YOUTを生成するＸ方向角度制御部４２Ｙと、動作モード
切り換えスイッチ１７による動作モードの切り換えの指
示を検出し、動作モードの切り換えを行い、選択されて
いる動作モードに応じたモード信号Ｍ_X ，Ｍ_Y をＸ方向
角度制御信号生成部４１Ｘ、Ｙ方向角度制御信号生成部
４１Ｙに送ると共に、いずれの動作モードが選択されて
いるかを表示させるための信号を動作モード表示用ラン
プ２０に送る動作モード切り換え検出部４３とを備えて
いる。

【００１８】Ｘ方向角度制御信号生成部４１Ｘは、ジャ
イロアンプ３４の出力信号を、アナログ−ディジタル
（以下、Ａ／Ｄと記す。）変換して角速度信号Ｖ_Xgを生
成するＡ／Ｄ変換部４４と、このＡ／Ｄ変換部４４より
出力される角速度信号Ｖ_Xgを積分してＸ方向の角度基準
信号Ｖ_Xg0 を生成する積分部４５と、この積分部４５よ
り出力される角度基準信号Ｖ_Xg0 に対して、必要に応じ
てモード信号Ｍ_X で指示される動作モードに応じた制限
を加えて、Ｘ方向の角度制御信号Ｖ_Xg1 として出力する
補正角度制限部４６とを備えている。なお、積分部４５
は、予め定められた上限値＋θから下限値−θまでの範
囲内で角度基準信号Ｖ_Xg0 を出力するようになってい
る。

【００１９】Ｘ方向角度制御部４２Ｘは、ガラス板角度
センサ３１の出力信号をＡ／Ｄ変換して角度検出信号Ｖ
_XSを生成するＡ／Ｄ変換部４７と、Ｘ方向角度制御信号
生成部４１Ｘからの角度制御信号Ｖ_Xg1 とＡ／Ｄ変換部
４７からの角度検出信号Ｖ_XSとを比較し、両者の差に対
応するエラー信号Ｅ_X0を生成する比較部４８と、この比
較部４８より出力されるエラー信号Ｅ_X0にループゲイン
Ｇ_X0を乗算して出力する乗算部４９と、この乗算部４９
の出力信号に対して、ＰＩＤ位相補償を行う位相補償部
５０と、この位相補償部５０の出力信号をＰＷＭ信号Ｍ
_XOUTに変換して出力するＰＷＭ変換部５１とを備えてい
る。

【００２０】Ｙ方向角度制御信号生成部４１Ｙ、Ｙ方向
角度制御部４２Ｙの構成は、それぞれ、Ｘ方向角度制御
信号生成部４１Ｘ、Ｘ方向角度制御部４２Ｘと同様であ
るため、説明を省略する。

【００２１】サーボ回路４０は、例えば、ＣＰＵ（中央
処理装置）、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）を含むマイクロ
コンピュータによって構成されている。また、図１に示
した画像振れ補正装置のうち、動作モード切り換えスイ
ッチ１７、動作モード表示用ランプ２０および動作モー
ド切り換え検出部４３を除いた部分が、本発明における
補正手段に対応する。

【００２２】本実施の形態では、動作モード切り換え検
出部４３は、動作モード切り換えスイッチ１７の操作に
応じて、４つの動作モードのうちのいずれかを選択する
ようになっている。動作モード切り換えスイッチ１７
は、例えば、押しボタンスイッチになっている。この場
合、動作モード切り換え検出部４３は、動作モード切り
換えスイッチ１７が押されるたびに、動作モードを切り
換えるようになっている。また、動作モード表示用ラン
プ２０は、例えば、４つの各動作モードに対応する４つ
のランプを有し、動作モード切り換え検出部４３からの
信号に応じて、選択されている動作モードに対応したラ
ンプを点灯させるようになっている。

【００２３】ここで、図５を参照して、ＰＷＭ変換部５
１の動作について、簡単に説明する。ここでは、８ビッ
トの入力データ（位相補償部５０の出力信号）をＰＷＭ
信号に変換する例を挙げている。ＰＷＭ変換部５１は、
入力データにかかわらず基本周波数ｆ０が一定で、入力
データに応じてデューティ比のみが変化するＰＷＭ信号
を出力する。図５に示したように、ＰＷＭ信号の１周期
（１／ｆ０）内におけるハイレベルの時間をｔ１、ロー
レベルの時間をｔ２とし、入力データをＤとすると、ｔ
１，ｔ２は、それぞれ、以下の式で表される。

【００２４】 ｔ１＝Ｄ／（２５６×ｆ０） ｔ２＝（２５６−Ｄ）／（２５６×ｆ０）

【００２５】図５（ａ）は、Ｄ＝１２８のときのＰＷＭ
信号の波形を示し、図５（ｂ）は、Ｄ＝６４のときのＰ
ＷＭ信号の波形を示し、図５（ｃ）は、Ｄ＝１９２のと
きのＰＷＭ信号の波形を示している。

【００２６】なお、ＰＷＭ変換部５１としては、ほとん
どの一般のマイクロコンピュータに内蔵されているＰＷ
Ｍ変換器を利用することができる。

【００２７】次に、上述のＰＷＭ信号に基づいて、モー
タ２６，２７を駆動するモータ駆動回路３６，３７の構
成の例について説明する。図６は、Ｈブリッジ回路を用
いたモータ駆動回路３６，３７の例を示したものであ
る。このモータ駆動回路３６，３７は、一端に電源電圧
Ｖ_CCが印加されるスイッチ６１，６２と、一端がスイッ
チ６１の他端に接続され、他端が接地されたスイッチ６
３と、一端がスイッチ６２の他端に接続され、他端が接
地されたスイッチ６４と、ＰＷＭ信号Ｍ_OUT （Ｍ_XOUT，
Ｍ_YOUTを代表して表す。）を反転するインバータ６５と
を有している。ＰＷＭ信号Ｍ_OUT は、スイッチ６２，６
３の制御入力端に印加され、インバータ６５の出力信号
はスイッチ６１，６４の制御入力端に印加されるように
なっている。スイッチ６２，６３は、ＰＷＭ信号Ｍ_OUT
がハイレベルのときに閉じ、ＰＷＭ信号Ｍ_OUT がローレ
ベルのときに開くようになっている。スイッチ６１，６
４は、ＰＷＭ信号Ｍ_OUT がローレベルのときに閉じ、Ｐ
ＷＭ信号Ｍ_OUT がハイレベルのときに開くようになって
いる。スイッチ６２，６４の接続点は、モータ２６の正
極側の電源端子に接続され、スイッチ６１，６３の接続
点は、モータ２６の負極側の電源端子に接続されてい
る。スイッチ６１〜６４には、例えばトランジスタが用
いられる。

【００２８】図７は、ローパスフィルタを用いたモータ
駆動回路３６，３７の例を示したものである。このモー
タ駆動回路３６，３７は、ＰＷＭ信号Ｍ_OUT を入力し、
低周波成分を抽出して出力するローパスフィルタ（図で
は、ＬＰＦと記す。）７１と、このローパスフィルタ７
１の出力信号と所定の基準電圧Ｖｒとの差に応じた信号
を、モータ２６，２７の正極側の電源端子に対して出力
する差動増幅器７２とを有している。基準電圧Ｖｒは、
ＰＷＭ信号Ｍ_OUT のデューティ比が１：１のときのロー
パスフィルタ７１の出力電圧と等しい電圧になってい
る。なお、モータ２６，２７の負極側の電源端子は接地
されている。

【００２９】なお、図６、図７のいずれの場合にも、モ
ータ２６，２７としては、ＤＣ（直流）モータが用いら
れる。

【００３０】次に、本実施の形態における４つの動作モ
ードについて説明する。画像振れの態様は、ビデオカメ
ラが使用される状況に応じて異なる場合がある。例え
ば、室内等で、ビデオカメラを三脚に固定して使用して
いる状況では、画像振れはほとんど生じない。これに対
し、静止している操作者がビデオカメラを肩に載せて使
用している状況では、Ｘ方向、Ｙ方向共に、比較的小さ
な振幅の画像振れが生じる。また、ビデオカメラを歩行
しながら使用したり、ヘリコプタ内で使用したりしてい
る状況では、Ｘ方向、Ｙ方向共に、画像振れの振幅が大
きくなる。また、ビデオカメラを走行中の自動車内で使
用している状況では、サスペンションの影響により、Ｘ
方向の画像振れの振幅は比較的小さいが、Ｙ方向の画像
振れの振幅は大きくなる。

【００３１】これらのことを考慮し、状況に応じて適切
な画像振れ補正の特性を設定して、意図的なパンやチル
トの終了後における不自然な画像の振れを抑制しながら
適切に画像振れを補正することができるように、本実施
の形態では、次のような４つの動作モードを設けてい
る。

【００３２】第１の動作モードは、画像振れの補正を行
わない動作モードである。この第１の動作モードは、例
えば、ビデオカメラを三脚に固定して使用している状況
のように、画像振れがほとんど生じない状況に適してい
る。

【００３３】第２の動作モードは、基準となる画像振れ
の補正動作に対して、Ｘ方向、Ｙ方向共に画像振れの補
正の範囲（光軸の補正角度の範囲）を例えば１／２に制
限し、Ｘ方向とＹ方向の画像振れの補正の範囲の大きさ
を等しくした動作モードである。この第２の動作モード
は、例えば、静止している操作者がビデオカメラを肩に
載せて使用している状況のように、Ｘ方向、Ｙ方向共
に、比較的小さな振幅の画像振れが生じる状況に適して
いる。

【００３４】第３の動作モードは、基準となる画像振れ
の補正動作を行う動作モードであり、この第３の動作モ
ードでは、Ｘ方向、Ｙ方向共に、画像振れの補正の範囲
は、予め定められた最大の範囲となる。この第３の動作
モードは、例えば、ビデオカメラを歩行しながら使用し
たり、ヘリコプタ内で使用したりしている状況のよう
に、Ｘ方向、Ｙ方向共に、画像振れの振幅が大きい状況
に適している。

【００３５】第４の動作モードは、Ｘ方向については、
基準となる画像振れの補正動作に対して、画像振れの補
正の範囲（光軸の補正角度の範囲）を例えば１／２に制
限し、Ｙ方向については、基準となる画像振れの補正動
作と同様に、画像振れの補正の範囲を、予め定められた
最大の範囲とし、Ｘ方向とＹ方向とで画像振れの補正の
範囲の大きさが異なるようにした動作モードである。こ
の第４の動作モードは、例えば、ビデオカメラを走行中
の自動車内で使用している状況のように、Ｘ方向の画像
振れの振幅に比べて、Ｙ方向の画像振れの振幅が大きい
状況に適している。

【００３６】第３の動作モードは、本発明における基準
動作態様に対応し、第１、第２および第４の動作モード
は、本発明における制限動作態様に対応する。

【００３７】次に、図８の流れ図を参照して、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。
以下、モード信号Ｍ（Ｍ_X ，Ｍ_X を代表して表す。）
は、“１”〜“４”が、それぞれ第１ないし第４の動作
モードを表すものとする。画像振れ補正装置では、始め
に、サーボ回路４０の動作モード切り換え検出部４３に
おいて、モード信号Ｍを“１”に設定する（ステップＳ
１０１）。次に、動作モード切り換え検出部４３は、動
作モード切り換えスイッチ１７が押されたか否かを判断
する（ステップＳ１０２）。押されていれば（Ｙ）、動
作モード切り換え検出部４３は、モード信号Ｍを、数値
が大きくなる方に一つシフトする（ステップＳ１０
３）。なお、Ｍ＝４の状態からモード信号Ｍを一つシフ
トすると、Ｍ＝１となる。一方、動作モード切り換えス
イッチ１７が押されていなければ（ステップＳ１０２；
Ｎ）、動作モード切り換え検出部４３は、モード信号Ｍ
を変化させない。なお、動作モード切り換え検出部４３
は、いずれの動作モードが選択されているかを表示させ
るための信号を動作モード表示用ランプ２０に送り、こ
の信号に応じて、動作モード表示用ランプ２０は、いず
れの動作モードが選択されているかを表示する。

【００３８】次に、サーボ回路４０は、ジャイロアンプ
３４，３５の出力信号を、Ａ／Ｄ変換部４１によってＡ
／Ｄ変換して角速度信号Ｖ_g （Ｘ方向の角速度信号Ｖ_Xg
とＹ方向の角速度信号とを代表して表す。）を生成する
（ステップＳ１０４）。

【００３９】次に、サーボ回路４０は、積分部４５によ
って、角速度信号Ｖ_g を積分して、角度基準信号Ｖ
_g0（Ｘ方向の角度基準信号Ｖ_Xg0 とＹ方向の角度基準信
号とを代表して表す。）を生成する（ステップＳ１０
５）。

【００４０】次に、サーボ回路４０は、補正角度制限部
４６によって、必要に応じて各モード信号Ｍに応じた補
正角度の制限を行い、角度制御信号Ｖ_g1（Ｘ方向の角度
制御信号Ｖ_Xg1 とＹ方向の角度制御信号とを代表して表
す。）を生成する（ステップＳ１０６）。なお、モード
信号Ｍ＝３のときは、基準となる画像振れの補正動作に
対して補正角度の制限を行わない。

【００４１】次に、サーボ回路４０は、角度センサ３
１，３３の出力信号を、Ａ／Ｄ変換部４７によってＡ／
Ｄ変換して、角度検出信号Ｖ_S （Ｘ方向の角度検出信号
Ｖ_XSとＹ方向の角度検出信号とを代表して表す。）を生
成する（ステップＳ１０７）。

【００４２】次に、サーボ回路４０は、比較部４８によ
って、角度制御信号Ｖ_g1と角度検出信号Ｖ_S とを比較
し、両者の差に対応するエラー信号Ｅ₀ （Ｘ方向のエラ
ー信号Ｅ_X0とＹ方向のエラー信号とを代表して表す。）
を生成する（ステップＳ１０８）。

【００４３】次に、サーボ回路４０は、乗算部４９によ
って、エラー信号Ｅ₀ にループゲインＧ₀ （Ｘ方向のル
ープゲインＧ_X0とＹ方向のループゲインとを代表して表
す。）を乗算する（ステップＳ１０９）。

【００４４】次に、サーボ回路４０は、位相補償部５０
によって、乗算部４９の出力信号に対して、ＰＩＤ位相
補償を行う（ステップＳ１１０）。次に、サーボ回路４
０は、ＰＷＭ変換部５１によって、位相補償部５０の出
力信号をＰＷＭ信号Ｍ_OUT （Ｘ方向のＰＷＭ信号Ｍ_XOUT
とＹ方向のＰＷＭ信号Ｍ_YOUTとを代表して表す。）に変
換して、モータ駆動回路３６，３７に出力し（ステップ
Ｓ１１１）、ステップＳ１０２へ戻る。

【００４５】このように、本実施の形態では、動作モー
ド切り換えスイッチ１７によって、第１ないし第４の動
作モードの中から任意の動作モードを選択することがで
きる。そして、第１の動作モードでは、画像振れの補正
は行われないが、第２ないし第４の動作モードでは、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、Ｘ
方向についての画像振れが補正され、同様に、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２
２が回動され、Ｙ方向についての画像振れが補正され
る。

【００４６】ここで、図９および図１０を参照して、本
実施の形態に係る画像振れ補正装置における画像振れの
補正の範囲の制限の動作について具体的に説明する。図
９は、本実施の形態に係る画像振れ補正装置において、
第３の動作モードが選択されている状態で、意図的なパ
ンを行った際のＸ方向についての光軸の補正角度の時間
的な変化の一例を表したものである。この場合には、図
１における積分部４５から出力される角度基準信号Ｖ
_Xg0 の値がそのまま光軸の補正角度に対応する。なお、
図９において、時刻Ｐは意図的なパンの開始時、時刻Ｑ
は意図的なパンの終了時を表し、時刻Ｐから時刻Ｑまで
の時間がパン動作時間Ｔである。図９に示した例では、
意図的なパンの開始後短時間で、補正角度が角度基準信
号Ｖ_Xg0 の上限値＋θ（または下限値−θ）に貼り付く
（固定される）現象が発生する。意図的なパンの終了後
は、積分部４５の時定数に従って補正角度が小さくな
り、図９に示した例では、時刻Ｒにおいて、補正角度が
補正範囲（＋θ〜−θ）の中心近辺に戻る。従って、時
刻Ｑから時刻Ｒまでの間で補正角度がある値を持つ領域
Ｓにおいて、不自然な画像の振れが発生し、操作者に違
和感を与えることになる。しかし、第３の動作モードで
は、振幅の大きな画像振れに対して、十分な画像振れ補
正を行うことができる。

【００４７】なお、第３の動作モードまたは第４の動作
モードが選択されている状態で、意図的なチルトを行っ
た際のＹ方向についての光軸の補正角度の時間的な変化
も、図９と同様になる。

【００４８】一方、図１０は、本実施の形態に係る画像
振れ補正装置において、本実施の形態に係る画像振れ補
正装置において、第２の動作モードまたは第４の動作モ
ードが選択されている状態で、意図的なパンを行った際
のＸ方向についての光軸の補正角度の時間的な変化の一
例を表したものである。この場合には、図１における補
正角度制限部４６から出力される角度制御信号Ｖ_Xg1 の
値が光軸の補正角度に対応する。なお、図１０におい
て、時刻Ｐ１は意図的なパンの開始時、時刻Ｑ１は意図
的なパンの終了時を表し、時刻Ｐ１から時刻Ｑ１までの
時間がパン動作時間Ｔ１である。図１０に示した例で
は、破線で示したように、積分部４５から出力される角
度基準信号Ｖ_Xg0 は、意図的なパンの開始後短時間で、
上限値＋θ（または下限値−θ）に貼り付く。

【００４９】しかしながら、第２の動作モードまたは第
４の動作モードでは、補正範囲が、図１０に示した範囲
θ_LMT1（＋θ〜−θ）から、範囲θ_LMT2（＋θ／２〜−
θ／２）に制限される。従って、時刻Ｐ２以降、角度基
準信号Ｖ_Xg0 が範囲θ_LMT2を越えても、角度制御信号Ｖ
_Xg1 は範囲θ_LMT2内に制限される。意図的なパンの終了
後は、積分部４５の時定数に従って補正角度が小さくな
り、図１０に示した例では、時刻Ｒ１において、補正角
度が補正範囲（＋θ〜−θ）の中心近辺に戻る。

【００５０】図９と図１０とを比較すると分かるよう
に、第２の動作モードまたは第４の動作モードでは、意
図的なパンの際に、角度制御信号Ｖ_Xg1 の値、すなわち
光軸の補正角度が狭い範囲θ_LMT2内に制限されるので、
意図的なパンの終了後に補正角度が補正範囲の中心近辺
に戻るまでの時間および補正角度の変化量が、図９に示
した第３の動作モード時に比べて小さくなる。言い換え
ると、図１０において意図的なパンの終了後の時刻Ｑ１
から時刻Ｒ１までの間で補正角度がある値を持つ領域Ｓ
１は、図９における領域Ｓよりも小さくなる。従って、
第２の動作モードまたは第４の動作モードによれば、意
図的なパンの終了後における不自然な画像の振れを抑制
でき、操作者に与える違和感を大幅に低減することがで
きる。その反面、振幅の大きな画像振れに対する画像振
れ補正の効果は低下してしまう。

【００５１】なお、第２の動作モードが選択されている
状態で、意図的なチルトを行った際のＹ方向についての
光軸の補正角度の時間的な変化も、図１０と同様にな
る。

【００５２】このように、画像振れの補正の範囲を制限
する場合としない場合とでは、それぞれ、一長一短があ
る。しかし、本実施の形態では、それぞれ異なる態様で
制限を行う３つの動作モードを含む４つの動作モードを
設け、状況に応じて、いずれかの動作モードを選択でき
るようにしたので、意図的なパンやチルトの終了後にお
ける不自然な画像の振れを抑制して、操作者に与える違
和感を大幅に低減しながら、適切に画像振れを補正する
ことが可能となる。

【００５３】例えば、静止している操作者がビデオカメ
ラを肩に載せて使用している状況では、Ｘ方向、Ｙ方向
共に、比較的小さな振幅の画像振れが生じる。そこで、
このような状況では、基準となる画像振れの補正動作に
対して、Ｘ方向、Ｙ方向共に画像振れの補正の範囲（光
軸の補正角度の範囲）を１／２に制限した第２の動作モ
ードを選択することで、比較的小さな振幅の画像振れを
十分補正することが可能となると共に、意図的なパンや
チルトの終了後における不自然な画像の振れを抑制し
て、操作者に与える違和感を大幅に低減することが可能
となる。

【００５４】また、ビデオカメラを歩行しながら使用し
たり、ヘリコプタ内で使用したりしている状況では、Ｘ
方向、Ｙ方向共に、画像振れの振幅が大きくなる。そこ
で、このような状況では、Ｘ方向、Ｙ方向共に、画像振
れの補正の範囲が、予め定められた最大の範囲となる第
３の動作モードを選択することで、振幅の大きな画像振
れを十分補正することが可能となる。

【００５５】また、ビデオカメラを走行中の自動車内で
使用している状況では、サスペンションの影響より、Ｘ
方向の画像振れの振幅は比較的小さいが、Ｙ方向の画像
振れの振幅は大きくなる。そこで、このような状況で
は、Ｘ方向については、基準となる画像振れの補正動作
に対して、画像振れの補正の範囲（光軸の補正角度の範
囲）を例えば１／２に制限し、Ｙ方向については、基準
となる画像振れの補正動作と同様に、画像振れの補正の
範囲を、予め定められた最大の範囲とした第４の動作モ
ードを選択することで、Ｙ方向については振幅の大きな
画像振れを十分補正することが可能となり、Ｘ方向につ
いては比較的小さな振幅の画像振れを十分補正すること
が可能となると共に、意図的なパンの終了後における不
自然な画像の振れを抑制して、操作者に与える違和感を
大幅に低減することが可能となる。

【００５６】また、室内等で、ビデオカメラを三脚に固
定して使用している状況では、画像振れはほとんど生じ
ない。そこで、このような状況では、画像振れの補正を
行わない第１の動作モードを選択することで、意図的な
パンやチルトの終了後における不自然な画像の振れ、お
よびそれに伴って操作者に与える違和感をなくすことが
可能となる。

【００５７】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、例えば、上記実施の形態では、４つの動作態様（動
作モード）を設定したが、基準動作態様と２つの制限動
作態様とを含む３つの動作態様を設定してもよいし、基
準動作態様と４つ以上の制限動作態様とを含む５つ以上
の動作態様を設定してもよい。

【００５８】また、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よい。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よい。

【００５９】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
のものでもよい。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にも適用することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし５
のいずれかに記載の画像振れ補正装置によれば、基準と
なる画像振れの補正動作を行う基準動作態様と基準とな
る画像振れの補正動作に対して互いに異なる制限を加え
た動作を行う複数の制限動作態様とを含む３つ以上の動
作態様のうちのいずれかを、状況に応じて選択できるよ
うにしたので、意図的なパンやチルトの終了後における
不自然な画像の振れを抑制しながら適切に画像振れを補
正することができるという効果を奏する。

【００６１】また、請求項５記載の画像振れ補正装置に
よれば、補正手段における制限動作態様のうちの１つ
を、上下方向の画像振れの補正の範囲の大きさに比べ
て、左右方向の画像振れの補正の範囲の大きさが小さい
動作態様としたので、この動作態様を選択することで、
特に、撮像装置を走行中の自動車内で使用している状況
において、上下方向については振幅の大きな画像振れを
十分補正することが可能となり、左右方向については比
較的小さな振幅の画像振れを十分補正することが可能と
なると共に、意図的なパンの終了後における不自然な画
像の振れを抑制して、操作者に与える違和感を大幅に低
減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
の回路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】図１におけるＰＷＭ変換部の動作について説明
するための波形図である。

【図６】図１におけるモータ駆動回路の構成の一例を示
す回路図である。

【図７】図１におけるモータ駆動回路の構成の他の例を
示す回路図である。

【図８】本発明の一実施の形態に係る画像振れ補正装置
の動作を示す流れ図である。

【図９】本発明の一実施の形態に係る画像振れ補正装置
における補正範囲の制限の動作について説明するための
説明図である。

【図１０】本発明の一実施の形態に係る画像振れ補正装
置における補正範囲の制限の動作について説明するため
の説明図である。

【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、１７…動作モード切
り換えスイッチ、２０…動作モード表示用ランプ、２６
…Ｘ方向補正用モータ、２７…Ｙ方向補正用モータ、３
１，３３…ガラス板角度センサ、４０…サーボ回路、４
３…動作モード切り換え検出部、４６…補正角度制限
部。

Claims (5)

【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
   れに応じた信号を出力する振れ検出手段と、 この振れ検出手段の出力信号に基づいて基準となる画像
   振れの補正動作を行う基準動作態様と基準となる画像振
   れの補正動作に対して互いに異なる制限を加えた動作を
   行う複数の制限動作態様とを含む３つ以上の動作態様の
   うちのいずれかで動作する補正手段と、 この補正手段における動作態様を選択するための動作態
   様選択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】 前記補正手段における制限動作態様のう
   ちの１つは、画像振れの補正を行わない動作態様である
   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】 前記補正手段における制限動作態様のう
   ちの１つは、上下方向と左右方向の画像振れの補正の範
   囲の大きさが等しい動作態様であることを特徴とする請
   求項１記載の画像振れ補正装置。
4. 【請求項４】 前記補正手段における制限動作態様のう
   ちの１つは、上下方向と左右方向とで画像振れの補正の
   範囲の大きさが異なる動作態様であることを特徴とする
   請求項１記載の画像振れ補正装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段における制限動作態様のう
   ちの１つは、上下方向の画像振れの補正の範囲の大きさ
   に比べて、左右方向の画像振れの補正の範囲の大きさが
   小さい動作態様であることを特徴とする請求項１記載の
   画像振れ補正装置。