JPH10150596A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】手振れセンサの温度変動や経年変化による手振
れ補正残留成分を少なくする。 【解決手段】カメラ本体に取り付けられた手振れセンサ
１８からの検出出力が供給される振れ補正信号生成手段
４０と、この振れ補正信号が供給される手振れ補正手段
２２と、テストパターン２４を撮したときに得られる２
軸振れ信号Ｓｘ、Ｓｙが供給されるキャリブレーション
信号生成手段３６と、キャリブレーション信号Ｓｃに基
づいて検出出力のゲインが調整されるゲイン調整手段３
８とで構成される。撮像前にテストパターンを撮したと
きに得られる２軸振れ信号が限りなくゼロに近づくよう
にキャリブレーション信号に基づいてゲイン調整手段の
ゲインが調整される。２軸振れ信号には手振れセンサの
温度変動や経年変化による検出出力の変動分が含まれて
いるので、キャリブレーション処理を行うことによって
手振れセンサの温度変動や経年変化による手振れ補正残
留成分を少なくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、業務用ビデオカメラ
などに適用して好適な手振れ補正機能を搭載したビデオ
カメラに関する。詳しくは、撮像前に特定の画像を撮像
したときに得られるキャリブレーション信号（校正信
号）に基づいて手振れセンサからの検出出力を補正する
ことによって、手振れセンサの温度変動や経年変化など
による手振れ補正の残留成分をできるだけ少なくできる
ようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】手振れ補正機能を搭載したビデオカメラ
が知られている。図５はその一例を示すビデオカメラ１
０の要部の具体例であって、被写体像は光学系１２を介
して撮像素子であるこの例ではＣＣＤ２次元センサ１４
に結像されて撮像信号が得られる。撮像信号は信号処理
用のプロセッサ１６において映像信号となされる。

【０００３】カメラ本体には手振れセンサ１８が取り付
けられ、これより得られる振れ検出出力が手振れ補正信
号生成手段２０に供給されて、所定の手振れ補正信号が
生成され、この手振れ補正信号が手振れ補正手段２２に
供給される。このループによって手振れ補正手段２２の
光軸が変更されて手振れがあっても安定した画像が得ら
れるようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した手
振れ補正系は工場出荷段階で手振れによる画面の振れが
静止する（ゼロになる）ように手振れ補正信号が調整さ
れる。ところが、ビデオカメラはどのような環境条件下
で使用されるか分からない。酷暑や厳寒の地で使用され
る場合もある。

【０００５】この手振れ補正系に設けられた手振れセン
サ１８は環境温度の変化や経年変化によって、手振れセ
ンサ１８の検出特性が変化するので、同じ手振れ量であ
ってもその検出出力の値が相違する場合がある。これに
よって補正誤差が発生するので、その誤差に応じた手振
れ補正による残留成分は必然的に許容しなければならな
い。これは手振れ補正系がオープンループであるからで
ある。この残留成分は手振れセンサ１８以外の回路定数
の変動によっても発生するが、以下ではこれらを含めて
取り扱うものとする。

【０００６】手振れ補正装置を業務用としても使用する
場合には、通常の状態での手振れが少ないだけに、手振
れセンサ１８の検出特性の変動に伴う残留成分が手振れ
補正の許容範囲を超えてしまうおそれがある。特に上述
したように常温下での製造およびサービスラインで調整
した手振れ補正装置を、極寒地や酷暑地で使用する場合
には、手振れ補正の許容範囲を超える可能性が高い。こ
れでは業務用としての要求を満たすことができない。

【０００７】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、キャリブレーション機能を付
加することによって使用温度や手振れセンサの経年変化
などによっても、手振れ補正精度が低下しないように校
正して手振れの残留成分をできるだけ少なくすることを
可能にしたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明に係るビデオカメラは、カメラ本体に取り
付けられた手振れセンサからの検出出力が供給される手
振れ補正信号生成手段と、この手振れ補正信号が供給さ
れる振れ補正手段と、テストパターンを撮したときに得
られる２軸振れ検出信号が供給されるキャリブレーショ
ン信号生成手段と、このキャリブレーション信号に基づ
いて上記検出出力のゲインが調整されるゲイン調整手段
とで構成され、撮像前に上記テストパターンを撮したと
きに得られる２軸振れ信号が規定値となるように上記キ
ャリブレーション信号に基づいて上記ゲイン調整手段の
ゲインが調整されるようになされたことを特徴とする。

【０００９】この発明では撮像する前にテストパターン
に振動を与えた状態でこのテストパターンが撮像され、
同時に手振れ補正機能を働かせる。手振れ補正機能を動
作させた状態でそのときに得られる２軸振れ検出信号
（水平および垂直振れ検出信号）からキャリブレーショ
ン信号（校正信号）が生成される。このキャリブレーシ
ョン信号によって手振れセンサからの検出出力のゲイン
が、２軸振れ検出信号のレベルが最小となるように調整
される。

【００１０】キャリブレーション信号の生成は手振れ補
正機能が働いた状態で得られると共に、これからビデオ
カメラを使用する環境の中で生成されるものであるか
ら、周囲温度や手振れセンサの経年変化を加味した状態
でキャリブレーション信号が得られる。そして、キャリ
ブレーション信号が規定値（最終目標値はゼロ）となる
ようにその手振れセンサからの検出出力が供給されるゲ
イン調整アンプのゲインが調整される。

【００１１】キャリブレーション信号が最小値例えばゼ
ロになれば手振れ補正が正しく機能していることにな
る。ゲイン調整信号は実際の撮像中の手振れ補正のため
のアンプゲインの調整信号として使用される。

【００１２】

【発明の実施の形態】続いて、この発明に係る手振れ補
正機能を搭載したビデオカメラの一実施態様を、図面を
参照して詳細に説明する。

【００１３】図１はその一例を示すビデオカメラ１０の
要部の具体例であって、従来と同様に被写体像は光学系
１２を介して撮像素子であるこの例ではＣＣＤ２次元セ
ンサ１４に結像されて撮像信号が得られる。撮像信号は
信号処理用のプロセッサ１６において映像信号となされ
る。

【００１４】カメラ本体には手振れセンサ１８が取り付
けらる。手振れセンサ１８としてはジャイロセンサや加
速度センサ、回転角速度センサなどを使用することがで
きる。

【００１５】手振れセンサ１８より得られる振れ検出出
力（Ｘ軸成分とＹ軸成分に分けて出力される）Ｓｏが目
標値算出手段として機能する手振れ補正信号生成手段４
０に供給されて所定の手振れ補正信号が生成され、この
手振れ補正信号が手振れ補正手段２２に供給される。手
振れ補正信号によって手振れによる画面の動きがゼロに
なるように生成手段４０での目標値が算出される。

【００１６】手振れ補正手段２２としては内部に液体を
封入したレンズの角度を調整することによってその光軸
を変化させる頂角可変プリズムや、純粋に一対の円筒レ
ンズ（若しくは球面レンズ）をその円筒面が回動自在と
なるように対向配置し、手振れ量に応じて円筒面を所定
量だけ回動させて、プリズムの頂角を可変することによ
って光軸を調整する頂角可変プリズムなどを使用するこ
とができる。

【００１７】この発明では撮像する前に特定のテストパ
ターンを使用して手振れセンサ１８の検出出力に対する
キャリブレーション（校正）処理が行われる。これは上
述したように手振れセンサ１８は温度変化や経年変化に
よってその検出特性が変化するため検出出力のレベルが
当初の値と相違してしまうからである。

【００１８】そのため、図１に示すように信号処理を行
うプロセッサ１６からの映像信号の一部が２軸振れ信号
検出手段３２、３４に供給される。本例では２軸として
Ｘ軸およびＹ軸を使用する。Ｘ軸は水平走査方向に対応
し、Ｙ軸は垂直走査方向に対応するので、映像信号の水
平走査ラインの情報を利用してＸ軸振れ信号Ｓｘが検出
される。同様に、映像信号の垂直走査ラインの情報を利
用してＹ軸振れ信号Ｓｙが検出される。その詳細は後述
する。

【００１９】これら一対の振れ検出信号Ｓｘ、Ｓｙがキ
ャリブレーション信号生成手段３６に供給される。キャ
リブレーション信号Ｓｃは後述する手振れセンサ１８か
らの検出出力をゲイン調整するためのゲイン調整信号と
して使用される。すなわち手振れ補正機能を働かせた状
態で、テストパターン２４を振動させながら撮像したと
き、一対の振れ検出信号Ｓｘ、Ｓｙが目標となる規定値
（限りなくゼロに近い値、理想的にはゼロ）となるよう
な手振れ補正信号が得られるように、ゲイン調整用のキ
ャリブレーション信号Ｓｃが振れ検出信号Ｓｘ、Ｓｙか
ら生成される。

【００２０】そのため、本例では手振れ補正手段４０と
手振れセンサ１８との間には検出出力Ｓｏに対するゲイ
ン調整手段（アンプ）３８が設けられ、その出力ゲイン
がキャリブレーション信号Ｓｃで調整される。すなわ
ち、一対の振れ検出信号Ｓｘ、Ｓｙが限りなくゼロに近
づくような手振れ補正信号が得られるように、ゲイン調
整アンプ３８のゲインがキャリブレーション信号Ｓｃに
よって制御される。

【００２１】ゲイン調整手段３８もＸ軸成分用と、Ｙ軸
成分用の２つのゲインアンプが設けられているが、図で
は省略されている。したがってキャリブレーション信号
Ｓｃ自身もＸ軸成分に対するゲイン調整用と、Ｙ軸成分
に対するゲイン調整用の２つの信号で構成されている。

【００２２】キャリブレーションは実際に撮像する前に
行われ、撮像中はキャリブレーション信号生成処理は行
われない。そのため、キャリブレーション信号生成手段
３６にはメモリ手段４２が設けられ、撮像前に得られた
キャリブレーション信号Ｓｃが保存され、撮像中は保存
されたこのキャリブレーション信号Ｓｃに基づいてゲイ
ンが制御されることになる。

【００２３】キャリブレーション信号生成手段３６はキ
ャリブレーション信号生成のための処理を行う制御部
（ＣＰＵ）で構成され、またこの生成手段３６にはキャ
リブレーションスイッチ４４が設けられ、このスイッチ
４４がオンされたときだけキャリブレーション信号Ｓｃ
の生成処理および保存処理が行われる。スイッチ４４は
カメラ本体に設けられている。

【００２４】図２はこの発明で使用できるキャリブレー
ション処理用のテストパターン２４の一例を示すもの
で、本例では白地に黒十字のテストパターンが使用され
る。黒十字の位置および線の太さは任意であるが、本例
では十字の中心が白地の中心に選ばれており、また線の
太さは数ライン（例えば２ライン）分の太さに選ばれて
いる。

【００２５】キャリブレーションを行うときはこのテス
トパターン２４が画角一杯となるように光学系１２の前
面に置かれる。テストパターン２４を忘れたようなとき
には、画用紙やノートを使用して作成された簡易テスト
パターンを使用できる。

【００２６】そしてこのテストパターン２４に適当な振
動が与えられる。また手振れ補正機能は稼働状態にして
おく。この状態で、テストパターン２４が撮像される。

【００２７】そうすると、プロセッサ１６からの映像信
号Ｓｖとしては図３、図４のような信号として得られ
る。この信号は手振れ補正後の信号である。図３はＸ軸
振れ検出手段３２から得られるｘライン目（図２参照）
の映像信号Ｓｘである。したがってこのＸ軸振れ検出手
段３２からはｘラインのみの映像信号Ｓｘが手振れ検出
信号として出力されるようになされている。勿論、キャ
リブレーション信号生成手段３６でｘラインの信号のみ
を抽出するようにしてもよい。この映像信号Ｓｘはテス
トパターン２４の白地に対応した輝度信号Ｓａと、黒字
の十字線に対応した輝度信号Ｓｂとで構成されている。

【００２８】水平同期信号ＰＨからの輝度信号Ｓｂが得
られるまでの時間をＴｈとしたとき、手振れがあると、
手振れ分に相当するだけ、輝度信号Ｓｂの信号位置（時
間）が△Ｔだけずれる。キャリブレーション信号生成手
段３６では手振れ状態のこの映像信号Ｓｘに基づいて、
手振れ分△Ｔが限りなくゼロになるような手振れ補正信
号（Ｘ軸用手振れ補正信号）が得られるように、キャリ
ブレーション信号Ｓｃがキャリブレーション制御プログ
ラムに基づいて生成される。

【００２９】同様に、図２の横十字付近の映像信号がＹ
軸振れ検出手段３４によって検出される。手振れ検出信
号であるこの映像信号Ｓｙは図４Ｂに示すように丁度ｎ
ラインと（ｎ＋１）ライン目が横十字に当たるため、そ
の輝度信号は黒レベルとして得られる。Ｙ軸の手振れは
この黒レベルの映像信号が得られるラインが垂直同期信
号（同図Ａ）を基準にしてｎライン目に当たるか、どう
かで決まる。ｎライン目からのずれ△ＶがＹ軸方向にお
ける手振れ成分となる。

【００３０】そのため、この映像信号Ｓｙがキャリブレ
ーション信号生成手段３６に供給されて、上述したと同
様に内蔵されたキャリブレーション制御プログラムに基
づいて手振れ分△Ｖが限りなくゼロになるような手振れ
補正信号（Ｙ軸用手振れ補正信号）が得られるように、
Ｙ軸補正用のキャリブレーション信号Ｓｃが生成され
る。

【００３１】このキャリブレーション信号Ｓｃで対応す
るゲイン調整手段３８のゲインが制御される訳である
が、映像信号Ｓｘ、Ｓｙは手振れ補正機能が働いた状態
で得られたものである。したがって手振れセンサ１８の
温度変動や経年変化による検出出力Ｓｏの変動を加味し
た映像信号として得られるものであるから、手振れ分△
Ｈ、△Ｖがゼロに近くなれば、手振れ補正系がオープン
ループ制御であっても、温度変動や経年変化に伴った手
振れ補正の残留成分（誤差成分）を大幅に軽減できる。

【００３２】キャリブレーション信号Ｓｃはメモリ手段
４２に保存されているから、同様な環境条件下でビデオ
カメラ１０を使用するようなときには、あるいは直前に
行ったキャリブレーション操作からあまり時間が経過し
ていないようなときには、再度キャリブレーション処理
を行うことなく、直接このメモリ手段４２にストアされ
ているキャリブレーション信号Ｓｃを使用することもで
きる。

【００３３】図２に示すテストパターン２４はあくまで
も一例であって、これ以外のテストパターンを使用する
ことも可能である。映像信号Ｓｘ、Ｓｙを取得するタイ
ミングも同様であって、図の例は一例である。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るビデオカ
メラでは、手振れ補正機能を働かせた状態でキャリブレ
ーション処理を行って、そのとき得られたキャリブレー
ション信号で手振れセンサ検出出力に対するゲインの調
整（校正）を行うようにしたものである。

【００３５】これによれば、手振れセンサが経年変化な
どによってその検出特性が変化したようなときでも、あ
るいは常温以外の温度環境下で使用することによりその
検出特性が変化したようなときでも、キャリブレーショ
ン処理を行うことによって、検出特性の変動による手振
れ補正残留成分を大幅に低減できる。その結果、通常の
使用状態での揺れが少ない業務用ビデオカメラであって
も手振れ補正残留成分が許容範囲を越えるおそれはな
い。

【００３６】キャリブレーション処理に必要な手段は、
非常に安価で小規模なものであるから、業務用ビデオカ
メラのみならず、手振れ補正機能を有した民生用のビデ
オカメラなどにも適用できる。

【００３７】またキャリブレーション操作はテストパタ
ーンを撮すだけであるから、非常に簡単な操作であり、
キャリブレーション操作の時間も短くて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るビデオカメラの一実施態様を示
す要部の系統図である。

【図２】テストパターンの一例を示す平面図である。

【図３】Ｘ軸振れ検出用映像信号の波形図である。

【図４】Ｙ軸振れ検出用映像信号の波形図である。

【図５】従来のビデオカメラの系統図である。

【符号の説明】

１０・・・ビデオカメラ、１４・・・撮像手段、３２・
・・Ｘ軸振れ検出手段、３４・・・Ｙ軸振れ検出手段、
３６・・・キャリブレーション信号生成手段、３８・・
・ゲイン調整手段、１８・・・手振れセンサ、２２・・
・手振れ補正手段、４０・・・目標値算出手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カメラ本体に取り付けられた手振れセン
   サからの検出出力が供給される手振れ補正信号生成手段
   と、 この手振れ補正信号が供給される手振れ補正手段と、 テストパターンを撮したときに得られる２軸振れ検出信
   号が供給されるキャリブレーション信号生成手段と、 このキャリブレーション信号に基づいて上記検出出力の
   ゲインが調整されるゲイン調整手段とで構成され、 撮像前に上記テストパターンを撮したときに得られる２
   軸振れ検出信号が規定値となるように上記キャリブレー
   ション信号に基づいて上記ゲイン調整手段のゲインが調
   整されるようになされたことを特徴とするビデオカメ
   ラ。
2. 【請求項２】 上記キャリブレーション信号生成手段の
   前段にはそれぞれ撮像信号が供給されるＸ軸とＹ軸に関
   する２軸振れ検出手段が設けられたことを特徴とする請
   求項１記載のビデオカメラ。
3. 【請求項３】 上記キャリブレーション信号生成手段に
   はメモリ手段が設けられ、ここに上記２軸振れ検出信号
   に基づいたゲイン調整信号がメモリされるとともに、 撮像中はこの２軸振れ検出信号が上記ゲイン調整手段に
   供給されるようになされたことを特徴とする請求項１記
   載のビデオカメラ。