JPH04163533A - 手振れ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は手振れ補正装置に係り、特にカメラの撮影光学
系の少なくとも一部の光学部材を駆動し、撮影光学系を
介して撮像面に入射する被写体光を安定化させるカメラ
の手振れ補正装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、カメラの手振れ補正装置としては、撮影レンズの
光軸に対して略４５°の角度をもつ補正ミラーを傾動自
在に配設し、この補正ミラーを駆動して補正ミラー及び
撮影レンズを介して撮像面に入射する被写体光を安定化
させるものや、撮影レンズ全体或いは撮影レンズを構成
する一部のしンズをジンバル機構等によって傾動自在に
支持し、この支持されたレンズを駆動して撮像面に入射
する被写体光を安定化させるものがある。

この種の機械式手振れ補正装置において使用されるカメ
ラの振れを検出する角速度センサとしては、コリオリの
力を利用したものが一般的である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところて、上君己角速度センサは角速度に比例した電圧
信号を出力するが、小さな角速度（例えば１°／秒）に
ついてはコリオリの力自体が小さいため、その検出が困
難であった。そのため、かかる角速度センサを用いた機
械式手振れ補正装置は、角速度の大きな振れを補正する
効果は高いが、角速度の小さな振れ（ゆっくりとした動
き）に対しては良好な補正ができなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、機械
式手振れ補正装置において使用される一般の角速度セン
サが苦手とする小さな角速度の検出ができ、ゆっくりと
した動きに対しても完全に停止した映像を得ることがで
きる手振れ補正装置を提供することを目的とする。

〔課頌を解法する為の手段： 本発明は、前記目的を達成する為に、カメラの振れに伴
う角速度が加えられることにより該角速度を検出する第
１の角速度センサと、各フィールド間の画像データに基
づいて先行する画像に対する後続の画像の単位時間当り
の平行移動量を検出し、該平行移動量に基づいてカメラ
の角速度を検出する第２の角速度検出手段と、カメラの
撮影光学系の少なくとも一部の光学部材を移動自在に配
設し、前記光学部材を前記第１及び第２の角速度検出手
段からの出力に基づいて駆動する機械式手振れ補正手段
と、を備えたことを特徴とする。

〔作用） 本発明によれば、機械式手振れ補正手段に使用される角
速度検出手段として、第１及び第２の２種類の角速度検
出手段を用いるようにしている。

即ち、第１の角速度検出手段はカメラの振れに伴う角速
度が加えられることにより該角速度を検出するものであ
り、第２の角速度検出手段は各フィールド間の画像デー
タに基づいて先行する画像に対する後続の画像の単位時
間当たりの平行移動量を検出し、この平行移動量に基づ
いてカメラの角速度を検出するものである。そして、機
械式手振れ補正手段は、第１及び第２の角速度検出手段
の２つの検出出力を利用するようにしている。従って、
第１及び第２の角速度検出手段がそれぞれ得意とする各
角速度範囲別に両者を使い分けることができる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る手振れ補正装置の好
ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る手振れ補正装置を備えたビデオカ
メラの一実施例を示すブロック図であり、補正ミラー１
０を有する機械式手振れ補正部５１を備えている。

第１図に示すように、被写体光は、補正ミラー１０及び
撮影レンズ２０を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）２２に
入射し、ＣＣＤ２２の各センサで光の強さに応じた量の
信号電荷に変換される。

二の信号電荷は順次読み出され、サンプルホールド回路
３０、自動利得制御回路３２を介してＡ／Ｄ変換器３４
に出力される。

Ａ／Ｄ変換器３４は入力するアナログ信号をデジタル信
号（画像データ）に変換し、これを信号処理回路４２に
出力すると共に、メモリ３７及び動き検出回路３９に出
力する。

信号処理回路４２は、人力する画像データの白バランス
補正等の信号処理を行ったのち、これをＤ／Ａ変換器４
６を介して記録装置４８に出力する。記録装置４８は記
録信号処理回路を含み、Ｄ／Ａ変換器４６から人力する
映像信号を磁気記録に適した記録信号に変換し、これを
磁気ヘッドに出力してビデオテープに磁気記録する。

メモυ３７はｌフィールド内の所定の動き検出領域の画
像データを記憶し、これを１フイ一ルド期間遅延して動
き検出回路３９に出力する。

動き検出回路３９は現在のフィールドの動き検出領域に
おける画像データと、メモリ３７を介して加えられる１
フイールド前のフィールドの動き検出領域における画像
データとを比較し、フィールド間の動きの方向と量（差
分動きベクトル）を求とる。尚、この差分動きベクトル
は、前後のフィールドの動き検出領域における各画像デ
ータの相関演算を行い、相関値が最大となるシフト量（
画面の平行移動量）から求める。

そして、このようにして求めた各フィールド間の差分動
きベクトル、即ち単位時間当り　（１フイ一ルド期間）
の平行移動量を示すベクトル情報を演算回路５０に出力
する。

演算回路５０は上君己ベクトル情報を人力すると共に、
ズームエンコーダ２４から撮影レンズ２０の変倍部２０
Δの移動位置くズーム位置）を示すズーム情報を人力し
ており、上記ベクトル情報、ズーム情報及びサンプリン
グ周期に基づいてビデオカメラのパン方向（Ｘ方向）及
びチルト方向（Ｙ方向）の角速度を算出し、この角速度
を示す信号を機械式手振れ補正部５１のミラー制御回路
５２に出力する。

次に、このビデオカメラの機械式手振れ補正部５１につ
いて説明する。この機械式手振れ補正部５１は主として
補正ミラーｌＯ、バイモルフ駆動子第１、ミラー制御回
路５２、ミラー駆動回路５４及び角速度センサ５５から
構成されている。

ここで、先ず補正ミラー１０の駆動機構について簡単に
説明する。

第２図において、補正ミラー１０はミラー地板１２に接
着され、ミラー地板１２は４枚の板ばね１４　（第２図
上では１枚のみ図示している）によってボール１３を介
在させてンヤー７１５に押し付けられ、板ばね１４の付
勢力によってシャーシ１５と平行になる中立位置に維持
されている。これにより、ミラー地板１２、即ち補正ミ
ラー１０はシャーシ１５に対して全方向に傾動可能に支
持されている。

バイモルフ駆動子第１は一端がシャーシ１５に固定され
、他端に駆動ビン１６Ａを有する駆動部材１６が取付け
られている。駆動部材１６とミラー地板３２との間には
コイルばね１７が配設され、駆動ピン１６Ａの先端がミ
ラー地板１２上に植設された当て台１８に常時当接する
ようになっている。

上記構成のミラー駆動機構によれば、バイモルフ駆動子
第１が駆動されその先端部が変位すると、駆動部材１６
は第２図上で矢印に示す方向に移動させられ、これによ
りンヤーン１５と補正ミラー１０との間隙が変化させら
れる。即ち、補正ミラー１０はボール１３の中心を基準
にして傾動させられる。

次に、上記バイモルフ駆動子第１の制御系について説明
する。

ミラー制御回路５２は、角速度センサ５５及び前述した
演算回路５０から信号が加えられるようになっている。

角速度センサ５５は、例えば音叉型の角速度センサで、
角速度に応じたコリオリの力による音叉のねじれを検知
し、そのねじれ（調速＆）に比例した電圧信号をミラー
制御回路５２に出力するが、第３図（Ａ）に示すように
角速度センサ５５で検出不可能な低角速度範囲内（±ω
ａ）、例えば　出１°／秒以内については不感帯が設け
られている。

一方、演算回路５０は第３図（Ｂ）に示すように算出し
た角速度が上記低角速度範囲内（：ωａ）にあるときの
み、角速度を示す信号を出力する。

ミラー制御回路５２は上記角速度センサ５５及び演算回
路５０から加えられる２つの信号を演算しく例えば単純
に２つの信号を加算し、成し）は２つの信号にそれぞれ
ある比率を掛けて加算し）、これを角速度信号として一
定のサイクルで人力する。そして、角速度信号（角速度
）の大きさに比例したパルスレートを求於、次の角速度
信号を入力するまでの間、この求めたパルスレートのパ
ルス信号をミラー駆動回路５４に出力する。これにより
、ミラー駆動回路５４には、角速度に比例したパルスレ
ートのパルスが加えられる。

ミラー駆動回路５４は人力するパルス信号を増幅してバ
イモルフ駆動子第１に電荷注入を行う。

即ち、ミラー駆動回路５４は入力するパルス信号のパル
スレートに相当する間隔で一定の大きさのパルス電荷を
注入する。

これにより、バイモルフ駆動子第１には、角速度に比例
した電荷量が注入され、バイモルフ駆動子第１は電荷注
入量に比例して変位し、補正ミラー１０を傾動させる。

また、入力する角速度信号の符号が反転した場合には、
ミラー制御回路５２から出力されるパルス信号の極性も
反転し、バイモルフ駆動子第１は逆方面に変位する。

以上の動作が短い周期で繰り返し実行されるため、補正
ミラー１０はビデオカメラの角速度に比例した角速度で
傾動し、これにより撮影レンズ２０に入射する被写体光
を安定化させる。但し、補正ミラー１０は算出された角
速度の半分の角速度で逆方向に傾動されるように、ミラ
ー駆動回路５４のゲイン等が予め調整されている。

尚、本実施例では簡単のだ於機械式手振れ補正部５１は
Ｘ方向又はＹ方向の１系統についてのみ説明したが、Ｘ
方向及びＹ方向の手振れ補正を行う２系統の独立した制
御系を有している。また、機械式手振れ補正装置は本実
施例の補正ミラーを使用したものに限定されず、またそ
の制御方法も本実施例に限らず種々の方法が考えられる
。

１：発明の効果〕 以上説明したように本発明に係る手振れ補正装置によれ
ば、先行する画像に対する後続の画像の単位時間当りの
平行移動量を画像データから検出し、この平行移動量に
基づいてカメラの低角速度範囲の角速度を検出するよう
にしたため、機械式手振れ補正装置において使用される
角速度センサでは検出不可能な角速度範囲も正確に検知
することができ、これにより、ゆっくりした動きに対し
ても完全に停止した手振れ補正が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る手振れ補正装置を備えたビデオカ
メラの一実施例を示すブロック図、第２図は第１図にお
ける機械式手振れ補正部のミラー駆動機構の詳細を示す
断面図、第３図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第１図に示
した角速度センサ及び演算回路の出力の一例を示すグラ
フである。 １０・・・補正ミラー、　　第１・・・バイモルフ駆動
子、２０・・・撮影レンズ、　　２ＯＡ・・・変倍部、
２２・・・固体撮像素子（ＣＣＤ）、 ２４・・・ズームエンコーダ、３９・・・動き検出回路
、３７・・・メモリ、　　　　５０・・・演算回路、５
１・・・機械式手振れ補正部、 ５２・・・ミラー制御回路、５４・・・ミラー駆動回路
、５５・・角速度センサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カメラの振れに伴う角速度が加えられることによ
   り該角速度を検出する第１の角速度センサと、各フィー
   ルド間の画像データに基づいて先行する画像に対する後
   続の画像の単位時間当りの平行移動量を検出し、該平行
   移動量に基づいてカメラの角速度を検出する第２の角速
   度検出手段と、カメラの撮影光学系の少なくとも一部の
   光学部材を移動自在に配設し、前記光学部材を前記第１
   及び第２の角速度検出手段からの出力に基づいて駆動す
   る機械式手振れ補正手段と、 を備えたことを特徴とする手振れ補正装置。
2. （２）前記第２の角速度検出手段は、撮影レンズの焦点
   距離を検出する検出手段と、前記単位時間当りの平行移
   動量及び前記検出した焦点距離に基づいてカメラの角速
   度を算出する演算手段とを有する請求項（１）記載の手
   振れ補正装置。
3. （３）前記手振れ補正装置は、検出された角速度が所定
   の角速度以上のときには第１の角速度検出手段の出力に
   基づいて前記光学部材を駆動し、所定の角速度以下のと
   きには第２の角速度検出手段の出力に基づいて前記光学
   部材を駆動することを特徴とする請求項（１）又は（２
   ）記載の手振れ補正装置。