JPH11284902A - 撮像装置及びその制御方法並びに記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パンニング開始時や動作中のみでなく、パン
ニング終了時にも自然なカメラワークをあらゆる撮影画
角で実現できる撮像装置及びその制御方法並びに記憶媒
体を提供する。 【解決手段】 撮像素子１０６に加わる揺動を検出する
角速度センサ１０９、１１０と、角速度センサ１０９、
１１０により検出された揺動分を補正するための補正信
号を生成する焦点距離補正部１１５ｅと、その補正信号
に応じて補正動作を行う補正系制御部１１５ｈと、その
補正信号に応じて補正動作に制限をかける制限処理制御
部１１５ｇとを有し、制限処理制御部１１５ｇは、その
補正信号の変化に応じて所定の特性となるように制限量
を決定し、決定された制限量に応じて補正信号の帯域制
限を行い、その帯域制限を行うか否かを帯域制限を行う
ハイパスフィルタ１１５ｃへの入力信号と前記補正信号
とに応じて判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手ぶれ補正機能を
備えたビデオカメラ等の撮像装置及びその制御方法並び
に記憶媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のビデオカメラには、手ぶれ防止機
能が搭載された防振機能付きカメラが一般的となってい
る。手ぶれ防止機能の方式としては、光学式手ぶれ補正
と電子式手ぶれ補正とがある。

【０００３】光学式手ぶれ補正では、撮像素子に入射さ
れる撮影光の光路途中に、光軸変位が可能なプリズムや
レンズ部材を配置し、手ぶれに応じ光軸の変位を行うこ
とで、ぶれ補正を行う。光学式に用いられる手ぶれ検出
手段としては、振動ジャイロ等の角速度センサを用い、
直接カメラに加わる揺れ成分の検出を行い、この出力を
積分することで、カメラの角変位を検出するのが一般的
となっている。

【０００４】一方、電子式手ぶれ補正は、フィールド間
での映像信号の変化からカメラの動き量を算出し、ぶれ
信号とする、動きベクトル検出方式と併用される場合が
多く、動きベクトル検出用のフィールドメモリの蓄積画
像を、動きが除去されるようにメモリ画像の一部を抽出
することで補正を行っている。また、電子式手ぶれ補正
の別のシステムとして、ぶれ検出にはセンサを用い、撮
像素子に受光された画像の一部のみを切りだし、検出さ
れるぶれに応じ切り出し位置を制御することで、ぶれ補
正を行うタイプも出てきている。

【０００５】電子式の場合、映像信号に対し電気的な補
正を行うため、補正周期はフィールド周期となり、露光
時間中の手ぶれを除去することができない反面、光学方
式よりも小型軽量に出来るというメリットがある。ま
た、撮像素子に高密度の大型タイプのものを用いること
で、切りだし又はメモリから抽出される撮影像の解像度
を上げ、光学式に比べ不利であった画質劣化にも改良が
なされつつある。

【０００６】ところで、ビデオカメラでは、カメラを意
図的に動かすパンニングやチルティング等のカメラワー
クを行いながら撮影を行う場合がある。これらのカメラ
ワークでの撮影時は、手ぶれ補正に制限をかけて、補正
能力が低下するようにさせ、補正範囲の端に突き当たっ
て生じる撮影画像の乱れの防止や、撮影者の意図する方
向への素早い応答を図る手法が本発明者により提案され
ている。

【０００７】図１４、図１５、図１６、図１７は、本発
明者により提案されているパンニング時の制限手法を説
明するための図である。本従来例は焦点距離が何れであ
っても、また焦点距離により補正限界が変化するような
場合であっても、制限量の特性設定が簡単に行える手法
であり、光学式の手ぶれ補正機能システムを例にとって
説明する。

【０００８】図１４は、手ぶれ補正用のシフトレンズを
光軸に垂直に可動させることで防振するシステムの構成
を示している。レンズ群はインナーフォーカスタイプの
構成となっており、固定レンズ１４０１、ズームレンズ
１４０２、絞り１４０３、防振用シフトレンズ１４０
４、フォーカスレンズ１４０５から成る。レンズからの
光はＣＣＤ等の撮像素子１４０６に結像される。撮像素
子上の像は光電変換され、増幅器１４１８で最適なレベ
ルに増幅されカメラ信号処理回路１４１９へと入力され
標準テレビ信号に変換される。また、図１４のカメラは
光学的な手ぶれ補正機能を備えており、防振のＯＮ／Ｏ
ＦＦはスイッチ１４２０の状態を検出することで行って
いる。

【０００９】角速度センサ１４２１（ピッチ方向）、１
４２２（ヨー方向）でカメラ本体の揺れ角速度を検出
し、増幅器１４２３、１４２４でそれぞれ増幅後、制御
マイコン１４１６のＡ／Ｄコンバータ等で取り込み、制
御マイコン１４１６の内部処理で角速度信号を積分して
角変位に変換する。制御マイコン１４１６は、得られた
角変位、即ち揺れ角θと光学系の焦点距離ｆに応じ、撮
像素子上の揺れによる撮影像の移動分（ほぼｆ＊ｔａｎ
θに相当）を、揺れによる移動方向とは逆方向に動かす
様に、シフトレンズ１４０４を光軸に垂直に移動させる
事で揺れ補正を行う。制御マイコン１４１６は補正目標
を出力する。加算器１４１５はシフトレンズ１４０４の
位置信号（エンコーダ１４１３の検出信号を所定レベル
に増幅器１４１４で増幅した位置信号）と制御マイコン
１４１６からの補正目標とを比較し、差が零になるよう
に駆動信号をモータドライバ１４１２を介しモータ１４
１１に出力することで、シフトレンズ１４０４の位置を
ループ制御し、目標位置に一致させる。

【００１０】また、制御マイコン１４１６はズームレン
ズ１４０２、フォーカスレンズ１４０５も制御してい
る。押し圧により抵抗値が可変する回転操作タイプのズ
ームスイッチユニット１４１７からの信号に応じ、制御
マイコン１４１６は駆動命令をモータドライバ１４０８
を介しモータ１４０７に送ることで、ズームレンズ１４
０２の移動がなされ変倍動作が行われる。また、カメラ
信号処理回路１４１９で処理された焦点信号が最大とな
るように、制御マイコン１４１６は、駆動命令をモータ
ドライバ１４１０を介しモータ１４０９に送ることで、
フォーカスレンズ１４０５の移動がなされ焦点調節が行
われる。

【００１１】次に図１５を用いて、制御マイコン１４１
６で処理される本防振制御フローを説明する。補正量は
焦点距離と最大補正限界で規格化されており、規格化補
正量に応じて制限量が所定特性で算出できるので、１種
類の特性を有するだけで、すべての焦点距離変化に対応
可能となっている。図１５のフローチャートは、角速度
センサ１４２１、１４２２で検出した角速度信号を積分
することで、角変位を算出し、補正量と制限量を算出す
る処理である。図１５の処理は制御マイコン１４１６で
実行される定周期割込処理であり、例えば１ｋＨｚの周
波数で実行される。割込みの起動要因は、例えば、発振
クロックの所定分周でアップ（若しくはダウン）カウン
トしているカウンタが、１ｍｓｅｃに相当するデータと
一致する毎に発生する。また、図１４で説明した様に角
速度信号を制御マイコン１４１６のＡ／Ｄコンバータで
取り込むが、本実施例では簡単のため、Ａ／Ｄコンバー
タの動作モードはスキャンモードで、いつでもＡ／Ｄ動
作を繰り返しているものとする。

【００１２】まず、割込処理を開始すると、ステップＳ
１５０１でＡ／Ｄサンプリングした角速度信号に対し、
ハイパスフィルタ処理をかけることで、ＤＣ成分の影響
を除去する。ステップＳ１５０２はＡＣ成分の角速度信
号に、周波数帯域の制限を設ける処理である。実際には
ステップＳ１５０１と同様なハイパスフィルタ処理であ
り、そのカットオフ周波数がステップＳ１５０１では固
定値なのに対して、ステップＳ１５０２では可変設定が
可能になっている。このカットオフ周波数を低域から高
域まで変化させることにより、帯域制限が可能になって
いる。

【００１３】ステップＳ１５０２のカットオフ周波数を
制御し、パンニング等のカメラワーク動作中には、カッ
トオフ周波数を上げ、防振の抑振能力を低下させる様に
し、通常撮影時には、手ぶれ除去のため、カットオフ周
波数を低下させるようにしている。また、補正可能範囲
の限界よりも大きな揺れを補正しようとして、補正端に
衝突したときの、画面の不自然さを防止するためも、帯
域制限の制御が実行されている。次に、ステップＳ１５
０３では帯域制限された角速度信号を積分処理し、角変
位を算出する。算出された角変位が、カメラ本体に加わ
る揺れ角に相当する。

【００１４】次にステップＳ１５０４で補正量の算出を
行う。補正量はステップＳ１５０３で得られた角変位、
即ち揺れ角θと光学系の焦点距離ｆに応じ、ｆ＊ｔａｎ
θとなる。ステップＳ１５０５は、ステップＳ１５０４
で算出した補正量を最大補正限界（シフトレンズ１４０
４の移動限界）で規格化する処理である。規格化補正量
の算出は以下の式で与えられる。

【００１５】 ピッチ規格化補正量＝ピッチ補正量／ピッチ最大シフト限界／２＊１００（％） −（１） ヨー規格化補正量＝ヨー補正量／ヨー最大シフト限界／２＊１００（％） −（２） ステップＳ１５０６では、ステップＳ１５０５で算出さ
れた規格化補正量をもとに、補正能力に制限を加えるた
めの制限量を算出する。ここで制限量は、帯域制限処理
ステップＳ１５０２で説明したカットオフ周波数に相当
する。

【００１６】図１６は補正量に対する制限量つまりカッ
トオフ周波数の特性を示している。横軸は規格化補正量
であり、最大シフト限界の１／２までシフトして補正す
る場合を１００％とした場合に対する、現在の揺れを補
正するのに必要な補正量の割合を示している。縦軸は制
限量のパラメータである帯域制限のカットオフ周波数で
ある。補正量に対し制限を掛ける度合いが、しきい値に
よる設定ではなく、関数的な設定となっている。

【００１７】このため、カットオフ周波数を制御し、パ
ンニング動作対応する場合でも、円滑な切り替えが行え
る。本例では、最大カットオフ周波数を６Ｈｚとしてい
るが、これは、主となる手ぶれの周波数成分が５Ｈｚ以
下であることによる。帯域制限の特性は２乗の関数でカ
ットオフが変化する様に設定されており、補正量が大き
いほど急峻にカットオフ周波数を上げ、また補正量が零
近傍の場合にはカットオフをできるだけ低くし、防振効
果を高める様に制御される。この防振効果が高い範囲
（補正量が零近傍の範囲）を出来るだけ拡大したい場合
には、補正量の２乗としていた次数を増していけば良
く、補正量がより大きくなったときに、カットオフが急
峻に立ち上がる様に係数等の設定をすればよい。

【００１８】ここで、最大シフト限界は、図１７のよう
に決定されており、図１７（ａ）には焦点距離変化に対
し、有効像円径が変化している様子、図１７（ｂ）には
焦点距離に対し、最大補正範囲（最大シフト限界）が変
化している様子をそれぞれ示されている。図１７の１７
０１がシフトレンズ１４０４のメカ的な最大移動限界距
離を、有効像円径に換算した点であり、１７０２はワイ
ドからテレまですべての焦点距離で、メカ的にシフトレ
ンズ１４０４が最大移動限界までの距離を移動したとし
ても、撮影画面にはケラレが生じないことを示してい
る。従って、１７０２に対する最大補正範囲は１７０５
のように一定値となる。

【００１９】一方、１７０３のように焦点距離１７０４
よりテレ側でしか１７０１のより大きな像円径にならな
い場合には、１７０４よりワイド側では、シフトレンズ
１４０４をメカ的に移動可能な最大までレンズシフトす
ると、撮影画面の一部がケラれる事を意味する。従っ
て、１７０３に対する最大補正範囲は１７０６のよう
に、焦点距離１７０４よりワイドでは、減少することに
なる。一般には１７０３のようにレンズ光学系の設計が
なされ、レンズの小型化が図られる場合が多い。このよ
うに、最大補正範囲が焦点距離により１７０６のように
変化する場合であっても、補正量は最大補正範囲で規格
化されるので、焦点距離毎に制限特性を変更しなくとも
（特性変更パラメータを多数持たなくとも）、端衝突の
防止と円滑なパンニング動作移行と解除とが実現でき
る。

【００２０】図１５に戻る。ステップＳ１５０６で決定
されたカットオフ周波数は、次回の帯域制限処理で設定
され、角速度信号に対して、制限がなされる。例えば、
算出カットオフが大きい場合には、カットオフ周波数以
下の手ぶれ周波数の揺れに対し、補正効果が減少するよ
うになる。次にステップＳ１５０７で、ステップＳ１５
０４で算出されたシフト目標値命令を加算器１４１５に
対して出力し、本処理を終了する（ステップＳ１５０
８）。

【００２１】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記のような従来の撮像装置でのパンニング動作制御で
は、補正手段の最大補正範囲で規格化された補正量に応
じて、制限量を決定していたため、制限量を大きくする
ようにハイパスフィルタのカットオフ周波数を大きくす
ると、次に算出される補正量は小さくなり、これに対す
る制限量も小さく算出される。また、小さな制限量設定
がなされると、再び補正量は大きく算出されることにな
る。このため、パンニング動作が継続的に行われている
場合に、上記のような制限動作がなされると、制限が強
くなったり弱くなったりのハンチングとなり、円滑なカ
メラワークが損なわれるという問題点があった。

【００２２】特に、制限動作でカットオフ周波数を変化
させる場合、その変化量が大きいと、画面上で変化が見
えてしまう場合があるという問題点があった。これに対
し画面変化が少ないように、変化量を小さく設定する
と、パンニング操作に対する制限動作の応答性が劣化し
てしまうという問題点があった。

【００２３】また上記従来例では、パンニング動作時の
制限量を規格化補正量に応じて決定しており、撮影画角
毎に焦点距離補正がなされている（ｆ＊ｔａｎθ）。こ
れは、パンニング操作が、一般に、画面の移動速度が一
定となるようなされることに依っている（望遠ではゆっ
くり、広角では速いパンニングになる傾向がある）。パ
ンニング開始時には、撮影画角に最適な速度でパンニン
グを行ったときに、同じ制限量で制限がかかるので問題
はないが、パンニングの終了は、焦点距離の変化に依ら
ず、カメラ操作が実際に安定した状態を検出するべきで
ある。この考慮が欠けていたため、上記従来例では、パ
ンニング終了の操作で、徐々にカメラの揺れが減少して
いく場合に、広角と望遠で制限量抑制の応答性が異なっ
てしまうという問題点があった。特に望遠での撮影時に
は、パンニング終了後、手ぶれ補正が効き始めるのに時
間がかかるという問題点があった。

【００２４】更に上記従来例では、ハイパスフィルタで
ＤＣ成分カット後の角速度信号を積分した角変位信号を
補正信号としているので（図１５のステップＳ１５０
１，Ｓ１５０３）、パンニング時には、図１２のような
角変位信号となるので、パンニング終了時のカメラが静
止した状態にもかかわらず、画面が動いてしまう揺り戻
し現象が発生していた。ここで、図１２（ａ）はパンニ
ング動作時の角速度信号の変化を示しており、（ｂ）の
１２０１が（ａ）の角速度信号に対して、ステップＳ１
５０１のハイパスフィルタ処理を行った出力信号（角変
位信号）、１２０２が１７０１をステップＳ１５０３で
積分した角変位信号である。つまり上記揺り戻し現象
は、時間１２０３でパンニング動作を終了しているにも
かかわらず、１２０３以降の時間で、出力信号１２０２
が負方向に変位出力を有しているために、発生してしま
うという問題点があった。

【００２５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、パンニング開始時や動作中
のみでなく、パンニング終了時にも自然なカメラワーク
をあらゆる撮影画角で実現できる撮像装置及びその制御
並びに記憶媒体を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置及びそ
の制御方法並びに記憶媒体は、次のように構成したもの
である。

【００２７】（１）揺動を検出する検出手段と、該検出
手段により検出された揺動による画像の動き補正信号を
生成する補正信号生成手段と、前記補正信号に応じて補
正動作を行う補正手段と、前記補正信号に応じて補正動
作に制限をかける制限手段とを有し、前記制限手段は、
前記補正信号の変化に応じて所定の特性となるように制
限量を決定する制限特性決定手段と、前記決定された制
限量に応じて前記補正信号の帯域制限を行う帯域制限手
段と、前記帯域制限を行うか否かを前記帯域制限手段へ
の入力信号と前記補正信号とに応じて判断する制限動作
判断手段とを含むようにした。

【００２８】（２）レンズ系からの光学像を電気信号に
変換する撮像素子と、揺動を検出する検出手段と、該検
出手段により検出された揺動による画像の動きを補正す
るための補正信号を前記レンズ系の焦点距離に応じて生
成する補正信号生成手段と、前記補正信号に応じて補正
動作を行う補正手段と、前記補正信号の変化に応じて所
定の特性となるように補正動作に制限をかける制限手段
と、前記制限動作を行うか否かを前記補正信号生成手段
による前記焦点距離に応じた増幅率での増幅前での信号
と前記補正信号とに応じて判断する制限動作判断手段と
を備えた。

【００２９】（３）レンズ系からの光学像を電気信号に
変換する撮像素子と、揺動を検出する検出手段と、該検
出手段により検出された揺動による画像の動きを補正す
るための補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記
補正信号に応じて補正動作を行う補正手段と、前記補正
信号の変化に応じて所定の特性となるように補正動作に
制限をかける制限手段と、前記制限動作を行うか否かを
前記検出手段の出力信号と前記補正信号に応じて判断す
る制限動作判断手段とを備えた。

【００３０】（４）上記（１）ないし（３）何れかの撮
像装置において、補正動作の制限を強める第１の制限モ
ードと、前記補正動作の制限を弱める第２の制限モード
とを有し、前記第１、第２の制限モードとで制限強度の
時間変化率が異なるようにした。

【００３１】（５）上記（４）の撮像装置において、制
限強度の時間変化率は、第１の制限モードよりも第２の
制限モードの方が小さいようにした。

【００３２】（６）上記（１）の撮像装置において、制
限動作判断手段は、補正信号に応じて制限動作の作動を
判断するとともに、帯域制限手段への入力信号に応じて
前記制限動作の解除を判断するようにした。

【００３３】（７）上記（２）の撮像装置において、制
限動作判断手段は、補正信号に応じて制限動作の作動を
判断するとともに、焦点距離に応じた増幅率での増幅前
での信号に応じて前記制限動作の解除を判断するように
した。

【００３４】（８）上記（３）の撮像装置において、制
限動作判断手段は、補正信号に応じて制限動作の作動を
判断するとともに、検出手段の出力信号に応じて前記制
限動作の解除を判断するようにした。

【００３５】（９）上記（１）ないし（３）何れかの撮
像装置において、制限動作判断手段により制限動作の解
除がなされない期間は制限強度を弱めるようにした。

【００３６】（１０）上記（１）ないし（３）何れかの
撮像装置において、所定の特性は、焦点距離と補正手段
の最大補正範囲とで規格化された補正信号に応じて決定
されるようにした。

【００３７】（１１）上記（１）の撮像装置において、
帯域制限手段による帯域の制限は、ハイパスフィルタの
遮断周波数を変化させることで行うようにした。

【００３８】（１２）上記（１）の撮像装置において、
帯域制限手段による帯域の制限は、積分フィルタの積分
帰還率を変化させることで行うようにした。

【００３９】（１３）上記（１）ないし（３）何れかの
撮像装置において、所定の特性は、補正量の略々ｎ乗
（但しｎは１以上の整数）に比例して制限特性が決定さ
れるようにした。

【００４０】（１４）揺動を検出し、該検出された揺動
による画像の動きを補正するための補正信号を生成し、
前記補正信号に応じて補正動作を行い、その際、前記補
正信号に応じて補正動作に制限をかけ、前記補正信号の
変化に応じて所定の特性となるように制限量を決定し、
前記決定された制限量に応じて前記補正信号の帯域制限
を行い、前記帯域制限を行うか否かを前記帯域制限を行
う帯域制限部への入力信号と前記補正信号とに応じて判
断するようにした。

【００４１】（１５）揺動を検出し、該検出された揺動
による画像の動きを補正するための補正信号を前記レン
ズ系の焦点距離に応じて生成し、前記補正信号に応じて
補正動作を行い、その際、前記補正信号の変化に応じて
所定の特性となるように補正動作に制限をかけ、前記制
限動作を行うか否かを前記補正信号を生成する補正信号
生成部による前記焦点距離に応じた増幅率での増幅前で
の信号と前記補正信号とに応じて判断するようにした。

【００４２】（１６）揺動を検出し、該検出された揺動
による画像の動きを補正するための補正信号を生成し、
前記補正信号に応じて補正動作を行い、その際、前記補
正信号の変化に応じて所定の特性となるように補正動作
に制限をかけ、前記制限動作を行うか否かを前記撮像素
子に加わる揺動を検出する検出部の出力信号と前記補正
信号に応じて判断するようにした。

【００４３】（１７）上記（１４）ないし（１６）何れ
かの撮像装置の制御方法において、補正動作の制限を強
める第１の制限モードと、前記補正動作の制限を弱める
第２の制限モードで制限動作を行い、前記第１、第２の
制限モードとで制限強度の時間変化率が異なるようにし
た。

【００４４】（１８）上記（１７）の撮像装置の制御方
法において、制限強度の時間変化率は、第１の制限モー
ドよりも第２の制限モードの方が小さいようにした。

【００４５】（１９）上記（１４）の撮像装置の制御方
法において、補正信号に応じて制限動作の作動を判断す
るとともに、帯域制限部への入力信号に応じて前記制限
動作の解除を判断するようにした。

【００４６】（２０）上記（１５）の撮像装置の制御方
法において、補正信号に応じて制限動作の作動を判断す
るとともに、焦点距離に応じた増幅率での増幅前での信
号に応じて前記制限動作の解除を判断するようにした。

【００４７】（２１）上記（１６）の撮像装置の制御方
法において、補正信号に応じて制限動作の作動を判断す
るとともに、検出部の出力信号に応じて前記制限動作の
解除を判断するようにした。

【００４８】（２２）上記（１４）ないし（１６）何れ
かの撮像装置の制御方法において、制限動作の解除がな
されない期間は制限強度を弱めるようにした。

【００４９】（２３）上記（１４）ないし（１６）何れ
かの撮像装置の制御方法において、所定の特性は、焦点
距離と最大補正範囲とで規格化された補正信号に応じて
決定されるようにした。

【００５０】（２４）上記（１４）の撮像装置の制御方
法において、帯域の制限は、ハイパスフィルタの遮断周
波数を変化させることで行うようにした。

【００５１】（２５）上記（１４）の撮像装置の制御方
法において、帯域の制限は、積分フィルタの積分帰還率
を変化させることで行うようにした。

【００５２】（２６）上記（１４）ないし（１６）何れ
かの撮像装置の制御方法において、所定の特性は、補正
量の略々ｎ乗（但しｎは１以上の整数）に比例して制限
特性が決定される。

【００５３】（２７）揺動を検出し、該検出された揺動
による画像の動きを補正するための補正信号を生成し、
前記補正信号に応じて補正動作を行い、その際、前記補
正信号に応じて補正動作に制限をかけ、前記補正信号の
変化に応じて所定の特性となるように制限量を決定し、
前記決定された制限量に応じて前記補正信号の帯域制限
を行い、前記帯域制限を行うか否かを前記帯域制限を行
う帯域制限部への入力信号と前記補正信号とに応じて判
断することを実現させるためのプログラムを記憶した記
憶媒体を備えた。

【００５４】（２８）揺動を検出し、該検出された揺動
による画像の動きを補正するための補正信号を前記レン
ズ系の焦点距離に応じた増幅率で生成し、前記補正信号
に応じて補正動作を行い、その際、前記補正信号の変化
に応じて所定の特性となるように補正動作に制限をか
け、前記制限動作を行うか否かを前記補正信号を生成す
る補正信号生成部による前記焦点距離に応じた増幅率で
の増幅前での信号と前記補正信号とに応じて判断するこ
とを実現させるためのプログラムを記憶した記憶媒体を
備えた。

【００５５】（２９）揺動を検出し、該検出された揺動
による画像の動きを補正するための補正信号を生成し、
前記補正信号に応じて補正動作を行い、その際、前記補
正信号の変化に応じて所定の特性となるように補正動作
に制限をかけ、前記制限動作を行うか否かを前記撮像素
子に加わる揺動を検出する検出部の出力信号と前記補正
信号に応じて判断することを実現させるためのプログラ
ムを記憶した記憶媒体を備えた。

【００５６】（３０）上記（２７）ないし（２９）何れ
かの記憶媒体において、補正動作の制限を強める第１の
制限モードと、前記補正動作の制限を弱める第２の制限
モードで制限動作を行い、前記第１、第２の制限モード
とで制限強度の時間変化率が異なるようにすることを実
現させるためのプログラムを記憶した。

【００５７】（３１）上記（３０）の記憶媒体におい
て、制限強度の時間変化率は、第１の制限モードよりも
第２の制限モードの方が小さいことを実現させるための
プログラムを記憶した。

【００５８】（３２）上記（２７）の記憶媒体におい
て、補正信号に応じて制限動作の作動を判断するととも
に、帯域制限部への入力信号に応じて前記制限動作の解
除を判断することを実現させるためのプログラムを記憶
した。

【００５９】（３３）上記（２８）の記憶媒体におい
て、補正信号に応じて制限動作の作動を判断するととも
に、焦点距離に応じた増幅率での増幅前での信号に応じ
て前記制限動作の解除を判断することを実現させるため
のプログラムを記憶した。

【００６０】（３４）上記（２９）の記憶媒体におい
て、補正信号に応じて制限動作の作動を判断するととも
に、検出部の出力信号に応じて前記制限動作の解除を判
断することを実現させるためのプログラムを記憶した。

【００６１】（３５）上記（２７）ないし（２９）何れ
かの記憶媒体において、制限動作の解除がなされない期
間は制限強度を弱めることを実現させるためのプログラ
ムを記憶した。

【００６２】（３６）上記（２７）ないし（２９）何れ
かの記憶媒体において、所定の特性は、焦点距離と最大
補正範囲とで規格化された補正信号に応じて決定される
こ実現させるためのプログラムを記憶した。

【００６３】（３７）上記（２７）の記憶媒体におい
て、帯域の制限は、ハイパスフィルタの遮断周波数を変
化させることで行うことを実現させるためのプログラム
を記憶した。

【００６４】（３８）上記（２７）の記憶媒体におい
て、帯域の制限は、積分フィルタの積分帰還率を変化さ
せることで行うこと実現させるためのプログラムを記憶
した。

【００６５】（３９）上記（２７）ないし（２９）何れ
かの記憶媒体において、所定の特性は、補正量の略々ｎ
乗（但しｎは１以上の整数）に比例して制限特性が決定
されることを実現させるためのプログラムを記憶した。

【００６６】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）以下、図面を参
照し、本実施例について説明する。図１は、本発明の第
１の実施例による撮像装置の構成を示すブロック図であ
り、撮像装置であるビデオカメラに電子防振機能を搭載
した場合について説明する。

【００６７】図１に示すように、レンズ群はインナーフ
ォーカスタイプの構成となっており、第１の固定レンズ
１０１、ズームレンズ１０２、絞り１０３、第２の固定
レンズ１０４、フォーカスレンズ１０５ら成る。レンズ
からの光はＣＣＤ等の撮像素子１０６に結像され、増幅
器１０７で最適なレベルに増幅されカメラ信号処理回路
１０８へと入力され標準テレビ信号に変換される。ま
た、図１のカメラは電子的な手ぶれ補正機能を備えてお
り、防振のＯＮ／ＯＦＦはスイッチ１１７の状態を検出
することで行っている。

【００６８】角速度センサ１０９（ピッチ方向）（検出
手段）、１１０（ヨー方向）（検出手段）でカメラ本体
（撮像素子１０６）の揺れ角速度を検出し、増幅器１１
１、１１２でそれぞれ増幅後、防振制御マイコン１１５
のＡ／Ｄコンバータ１１５ａで取り込み、ハイパスフィ
ルタ１１５ｂでＤＣ成分をカットした角速度信号を積分
処理部１１５ｄで積分して角変位に変換する。積分処理
部１１５ｄで算出された揺れ角θに対して、焦点距離補
正部（補正信号生成手段）１１５ｅで光学系の焦点距離
ｆ分の補正を行いｆ＊ｔａｎθとなる補正信号を算出す
る。補正系制御部（補正手段）１１５ｈは焦点距離補正
部１１５ｅの出力信号である補正信号（撮像素子１０６
上の揺れによる画素移動分に相当）に応じ、揺れによる
移動方向とは逆方向に動かすことで揺れ補正を行う。
尚、１１５ｃは帯域制限用のハイパスフィルタであり、
補正信号を補正量規格化部１１５ｆで規格化した規格化
補正量と、ハイパスフィルタ１１５ｂの出力に応じて、
制限処理制御部（制限手段）１１５ｇが、ハイパスフィ
ルタ１１５ｃを制御し、パンニング動作時の防振能力を
制限する。この制限動作については、後で詳しく説明す
る。

【００６９】電子的な防振制御で抽出される画像領域
は、例えば図２に示す抽出画面２０２となり、図２を用
いて抽出される画像について説明する。図２（ａ）は撮
像素子１０７の撮像画面を表しており、２０１が全撮像
画面の領域に相当する。このうち一部のみの領域、例え
ば抽出画面２０２を抽出し、この抽出画面が図２（ｂ）
の２０４のように、全画面として表示や記録処理され
る。抽出画面２０２は、手ぶれを補正するように位置変
更され、２０３で示される垂直方向と水平方向の位置座
標（Ｖ０，Ｈ０）を変更することで行われる。座標２０
３の位置変更範囲は、全撮像画面２０１と抽出画面２０
２の水平／垂直の画素数差（以下では余剰画素と呼ぶ）
で決定される。また、座標２０３は、手ぶれが無い場合
の原点座標を定めておき、その原点を基準として、手ぶ
れの量と方向に応じて、位置座標を変化させる事で補正
するように決定される。

【００７０】抽出画面２０２を抽出する手法としては、
フィールドメモリを用いて全撮像画面２０１の画像を一
旦記憶し、抽出画面２０２の画像のみを読み出しなが
ら、全撮像画面２０１の大きさになるよう拡大処理して
画面２０４の表示を得る方法と、抽出画面２０２の抽出
領域があらかじめ標準ＴＶ信号に必要な走査線数を満足
するように、撮像素子を高密度の高画素タイプの大型Ｃ
ＣＤを用いる方法とがある。前者、後者共に高価なフィ
ールドメモリや大型ＣＣＤを必要とするので本実施例で
は、汎用のＰＡＬ用のＣＣＤを、ＮＴＳＣのカメラに用
いる構成とする。

【００７１】ＰＡＬＣＣＤは垂直方向の画素密度が高い
ので、垂直走査方向はタイミングジェネレータ等のＣＣ
Ｄ駆動回路で、ＮＴＳＣ規格に対しての余分ライン数の
範囲内で、高速掃き出しすべきライン数を角変位に応じ
て変化させれば、垂直方向の切りだし画像の位置を変化
させることが可能となる。また、水平走査方向はライン
メモリとメモリ制御回路との構成でタテヨコ比分だけ拡
大処理を行ないつつ、ラインメモリへの書き込み開始画
素位置と読み出し開始画素位置との関係を変化させれ
ば、水平方向の画面位置変更が行え、安価な揺れ補正が
実現できる。

【００７２】図１は上述したような補正系の構成になっ
ており、垂直走査方向の画素移動は防振制御マイコン１
１５が、ＣＣＤ駆動回路１１６を制御し、高速掃出し制
御を行わせることで、所望の走査領域の抽出行い、水平
走査方向の画素移動は、カメラ信号処理回路１０８で処
理された映像信号を取り込む、ラインメモリ１１３とメ
モリ制御回路１１４とで、メモリされた水平走査画像の
読み出位置を揺れ補正画素移動量に応じて可変にしなが
ら、かつタテヨコ比に見合うだけ拡大処理（メモリ読み
出しレートを変更して、間引いて読み出すことで拡大可
能）を行い、その信号をカメラ信号処理回路１０８に戻
し色処理等を施すことで標準ＴＶ信号に変換する。

【００７３】また、防振制御マイコン１１５はズームレ
ンズ１０２、フォーカスレンズ１０５も制御している。
押し圧により抵抗値が可変する回転操作タイプのズーム
スイッチユニット１１８からの信号に応じ、防振制御マ
イコン１１５は駆動命令をモータドライバ１２０を介し
モータ１１９に送ることで、ズームレンズ１０２の移動
がなされ変倍動作が行われる。また、カメラ信号処理回
路１０８で処理された焦点信号が最大となるように、防
振制御マイコン１１５は、駆動命令をモータドライバ１
２２を介しモータ１２１に送ることで、フォーカスレン
ズ１０５の移動がなされ焦点調節が行われる。

【００７４】次に図３、図４を用いて、第１の実施例に
よる防振制御マイコン１１５で処理される防振制御動作
を説明する。本発明の目的は、パンニング動作を開始す
る場合でも、終了する場合でも、防振能力に制限をかけ
るための制御の切り替わりを円滑にしつつ、カメラワー
クや撮影画像に支障をきたさない、自然な手ぶれ補正を
実現することにある。本発明の特徴として、補正量に応
じて所定の特性で制限量を変え、補正の効き具合を変化
させるが、制限動作を作動させる場合と解除する場合と
で、作動判断に用いる信号を異ならせている。特に作動
判断は補正信号を用い、解除判断は帯域制限や焦点距離
補正が行われる前の信号を用いることで、制限動作のハ
ンチングを防止し、画角変化によらない均一な応答特性
が得られるようにしている。また、制限動作を強める場
合と弱める場合とで、制限強度変化率を変え、素早い応
答と自然な撮影画像提供の両立を図っている。図３、図
４のまた、処理フローの説明は、図１の防振制御マイコ
ン１１５での処理と重複するが、図１ではブロック図と
して示したが、実際には防振制御マイコン１１５の指示
によってあらかじめ不図示のＲＯＭに記憶されたプログ
ラムにより処理されており、ここでは改めてプログラム
として説明を行う。

【００７５】図３のフローチャートは、角速度センサ１
０９，１１０で検出した角速度信号を積分することで、
角変位を算出する処理である。本処理は防振制御マイコ
ン１１５の指示で実行される定周期割込処理であり、本
実施例ではフィールド周波数の１０倍、つまりＮＴＳＣ
の場合６００Ｈｚの周波数で実行される。この周波数
は、角速度信号のサンプリング周波数、角変位の算出周
波数に相当する。防振制御マイコン１１５での割込みの
起動要因は、例えば、発振クロックの所定分周でアップ
（若しくはダウン）カウントしているカウンタが、１／
６００ｓｅｃに相当するデータと一致する毎に発生す
る。また、図１で説明したように角速度信号を防振制御
マイコン１１５のＡ／Ｄコンバータ１１５ａで取り込む
が、本実施例では簡単のため、Ａ／Ｄコンバータ１１５
ａの動作モードはスキャンモードで、いつでもＡ／Ｄ動
作を繰り返しているものとする。

【００７６】まず、割込処理が開始されると、ステップ
Ｓ３０１でＡ／Ｄサンプリングした角速度信号に対し、
ハイパスフィルタ処理をかけることで、ＤＣ成分の影響
を除去する。ステップＳ３０２はＡＣ成分の角速度信号
に、周波数帯域の制限を設ける処理であり、ステップＳ
３０２ａからステップＳ３０２ｅで構成される（ステッ
プＳ３０２の詳細な説明については、図４の説明の中で
行う）。実際にはステップＳ３０１と同様なハイパスフ
ィルタ処理であり、そのカットオフ周波数がステップＳ
３０１では固定値なのに対して、ステップＳ３０２では
可変設定が可能になっている。このカットオフ周波数を
低域から高域まで変化させることにより、帯域制限が可
能になっている。

【００７７】ステップＳ３０２でのカットオフ周波数を
どのように制御するかは、図４のフローチャートと合わ
せて後述するが、パンニング等のカメラワーク動作中に
は、カットオフ周波数を上げ、防振の抑振能力を低下さ
せるようにし、通常撮影時には、手ぶれ除去のため、カ
ットオフ周波数を低下させるように制御される。また、
補正可能範囲の限界よりも大きな揺れを補正しようとし
て、補正端に衝突したときの、画面の不自然さを防止す
るためも、帯域制限の制御が実行されている。

【００７８】次に、ステップＳ３０３では帯域制限され
た角速度信号を積分処理し、角変位を算出する。算出さ
れた角変位が、カメラ本体に加わる揺れ角θに相当す
る。次にステップＳ３０４で焦点距離補正を行い、補正
量を算出する。補正量は前述したように、ステップＳ３
０３で得られた角変位、即ち揺れ角θと光学系の焦点距
離ｆに応じ、ｆ＊ｔａｎθとして補正量算出される。ス
テップＳ３０３からステップＳ３０７までの処理は、１
フィールド間に１０回、揺れ角算出がなされたかどうか
の処理ルーチンで、回数パラメータのＲＡＭである
「ｍ」をインクリメントし（ステップＳ３０５）、「ｍ
＝１０」か判別し（ステップＳ３０６）、１０回割込が
あったらステップＳ３０７で「ｍ＝０」と次のフィール
ドのために、初期化を行って、本割込処理を終了する。
尚、図３のステップＳ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３，Ｓ
３０４では、垂直方向の揺れ信号処理を角速度センサ１
０９の出力であるピッチ方向の角速度信号で行い、水平
方向の揺れ信号処理を角速度センサ１１０の出力である
ヨー方向の角速度信号で行っている。

【００７９】図４の処理では、１フィールドに１回処理
され、図３の処理が１０回実行されて、次の１回目が実
行されるまでの間、つまり現フィールドの最後に処理が
実行されることになる。

【００８０】まず、処理が開始されると、ステップＳ４
０１で「ｍ＝０」になるまでその場で待機する。現フィ
ールドで１０回の割込処理がなされ、ｍが初期化される
と、ステップＳ４０２でステップＳ３０４で算出された
補正量の規格化を行う。規格化補正量の算出は以下の式
で与えられる。

【００８１】 ピッチ規格化補正量＝ピッチ補正量／垂直画素サイズ／垂直余剰画素数／２＊１ ００（％）−（３） ヨー規格化補正量＝ヨー補正量／水平画素サイズ／水平余剰画素数／２＊１００ （％）−（４） 本実施例の構成では、ＮＴＳＣのカメラにＰＡＬ用のＣ
ＣＤ（５８２Ｖ＊７５２Ｈ）を用いるとした。ここか
ら、ＮＴＳＣ規格の垂直４８５ラインを切り出すとする
と、縦横比から垂直方向の抽出画素は６２７Ｈとなる。
従って、上記の余剰画素は９７Ｖ＊１２５Ｈとなり、手
ぶれの方向に応じ、補正方向が正負をとるので、余剰画
素数の１／２で規格化がなされる。

【００８２】ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２
で算出された規格化補正量をもとに、補正能力に制限を
加えるための制限量を算出する。ここで制限量は、帯域
制限ハイパスフィルタ１１５ｃのカットオフ周波数に相
当する。まずステップＳ４０３ａで規格化補正量に応じ
た制限目標カットオフ周波数ｆｃを算出する。この目標
カットオフ周波数ｆｃは、図５に示される特性で決定さ
れる。

【００８３】図５は補正量に対する制限量つまりカット
オフ周波数の特性である。横軸は規格化補正量であり、
最大補正限界である余剰画素の１／２すべてを使って補
正する場合を１００％としている。縦軸は制限量のパラ
メータである帯域制限のカットオフ周波数である。従来
例の図１６と同様に２乗の関数でカットオフが変化する
特性としており、揺れ角が大きくなって、補正端に衝突
し撮影画像が乱れる現象を防止するためにも、図５の特
性は、補正比率が最大補正限界に近いほど、より急峻に
カットオフを高くする設定となっている。

【００８４】次に、ステップＳ４０３ｂでステップＳ４
０３ａで算出された目標ｆｃが現在のカットオフ周波数
ｆｃ以上かどうかを判別する。目標ｆｃ≧現在ｆｃなら
ば、ステップＳ４０３ｅで「解除フラグ」をクリアす
る。ここで解除フラグは、パンニングが終了した時にセ
ットされるフラグであり、このフラグがセットされるま
では、カットオフ周波数ｆｃを下げないように、図３の
ステップＳ３０２内で制御される。つまり制限強度を弱
くして防振効果を高めることの禁止がなされており、こ
れは主として、「発明が解決しようとしている課題」で
説明した、制限動作のハンチングを防止するためであ
る。

【００８５】ステップＳ４０３ｂで目標ｆｃが現在ｆｃ
より小さいと判断された場合には、ステップＳ４０３ｃ
でパンニング動作が終了したかどうかを判別するため、
ハイパスフィルタ１１５ｂの出力角速度信号が所定値γ
より小さくなったかを判別する。ハイパスフィルタ１１
５ｂの出力信号は、帯域制限や焦点距離補正がなされる
前の信号であるので、撮影画角に依らず直接カメラの揺
れの検出が行え、制限動作のハンチングや画角毎の応答
性の違いを、防止することが可能となる。尚、所定値γ
は、パンニング終了時のハイパスフィルタ１１５ｂの出
力レベルを予め測定することで決定されている。ステッ
プＳ４０３ｃでハイパスフィルタ１１５ｂ出力の絶対値
がγ以上なら、パンニング継続中と判断してステップＳ
４０３ｅへ進み、そうでないならパンニング終了とみな
し、ステップＳ４０３ｄで「解除フラグ」をセットす
る。尚、通常の手持ち撮影時には、制限がかからないの
で、処理ステップＳ４０３ｂで目標ｆｃと現在ｆｃとは
等価となり、「解除フラグ」はクリア状態のままとなっ
ている。

【００８６】このようにパンニング動作時の撮影状況判
断がなされる中、制限動作は図３のステップＳ３０２で
制御される。図３のステップＳ３０２ａで、目標ｆｃと
現在ｆｃが等しいかどうかを判別し、真であればステッ
プＳ３０３に進み、カットオフ周波数の変更を行わな
い。ステップＳ３０２ａで偽の場合、ステップＳ３０２
ｂで現在のカットオフ周波数ｆｃが目標値より小さいか
を判別する。真の場合は、現在値が未だ目標値に至って
いない場合であり、図４のステップＳ４０３では制限を
強くするべきと判断している場合である。この場合、ス
テップＳ３０２ｅでカットオフ周波数ｆｃを、現在値か
ら所定値α分だけ、大きくする。ステップＳ３０２ｂで
目標ｆｃの方が小さかった場合には、ステップＳ３０２
ｃで「解除フラグ」がセット状態かどうかを判別する。
解除フラグがクリアの場合には、カットオフ周波数を下
げずに、現在値にまま保持し、ステップＳ３０３に行
く。解除フラグ＝１の場合には、パンニングが終了され
カットオフ周波数を小さくしても、構わない場合なの
で、ステップＳ３０２ｄでカットオフ周波数の設定を、
現在値より所定値βだけ小さい値にする。

【００８７】図４の処理がフィールド周期で実行される
中、図３の処理は１フィールドに１０回なされ、ステッ
プＳ３０２ｄ，Ｓ３０２ｅで用いられる所定値α、β分
の変化率でカットオフ周波数ｆｃの増減が制御される。
ここで、変化率を決定する所定値は、例えば図６のよう
な制限強度変化特性となるように決定されている。図６
（ａ）はパンニング開始時のカットオフ周波数の変化特
性で、時間軸に対し、座標位置６０１からパンニングが
開始された例を示している。パンニング開始時には、素
早い応答性で目標カットオフ周波数にならなければ、補
正限界に衝突するような端当たりが発生する可能性があ
る。また、パンニング中には撮影画面が流れているの
で、カットオフ周波数を急激に変化させても、画面上の
乱れは生じない。従って、パンニング開始時には、６０
２のように短時間で目標制限量となるように所定値αは
大きめの値となる。図６（ｂ）は座標位置６０３でパン
ニングが終了した場合である。

【００８８】座標位置６０３以降の時間には、撮影画面
は静止状態に近いので、カットオフ周波数の急激な変化
は、画面上の動きとなってしまい、また、パンニング終
了後すぐに補正能力を上げると、図１２に示す角変位信
号１２０２を補正しようとするので、揺り戻しが生じて
しまう。これらの問題を防止するためにも、パンニング
終了時には、応答性を落とし、６０４のようにゆっくり
とカットオフ周波数が変化するように、所定値βが決定
されている。本実施例では、カットオフ周波数の変化率
データである所定値α、βは共に定数として説明した
が、変化率データは時間関数であってもいいし、カット
オフ周波数に応じた関数であっても構わなく、例えば図
６（ｃ）の６０５の様な特性で、カットオフが高い時に
は、変化が見えにくいことを利用して、防振能力をある
程度までは素早く高め応答性を上げ、その後ゆっくりと
防振能力を徐々に高めていくような特性にするほうが、
カメラワークに対して自然な防振制御となり、好まし
い。

【００８９】ここで、図４の説明に戻り、ステップＳ４
０４では、図３のステップＳ３０３で算出された補正信
号（ｆ＊ｔａｎ（θ））を基に、切り出し位置の目標位
置座標（Ｖ０，Ｈ０）を算出する。ここで目標位置は以
下の式で与えられ、ぶれ補正で移動させるべき画素数が
得られる。

【００９０】 Ｖ０＝垂直の原点位置±ピッチ方向の揺れ角を補正する移動画素数 ＝垂直の原点位置±（−１）＊ピッチ補正量／垂直画素サイズ −（５） Ｈ０＝垂直の原点位置±ヨー方向の揺れ角を補正する移動画素数 ＝垂直の原点位置±（−１）＊ヨー補正量／水平画素サイズ −（６） 次に、ステップＳ４０５で、ステップＳ４０４で算出さ
れた目標位置座標（Ｖ０，Ｈ０）を、切り出し位置とし
て、ＣＣＤ駆動回路１１６及びメモリ制御回路１１４に
命令を出力し、そして、また次フィールド用にステップ
Ｓ４０１に戻り、１０回の積分処理がなされるまで待機
するように制御される。

【００９１】このように実施例によれば、制限動作判断
手段を設け、制限動作の作動と解除とで参照する信号を
異ならせることにより、制限が強くなったり弱くなった
りのハンチングを防止することが可能となり、また、制
限動作解除の参照信号を焦点距離補正の前の信号を用い
ることにより、広角と望遠で制限量抑制の応答性を同一
にすることが可能となる。更に、制限動作の作動開始時
と、解除時の制限強度変化率を変えることにより、パン
ニング時の素早い応答を確保しながら、画面上への制限
強度変化の影響や揺り戻し現象を抑制することができ、
自然なカメラワークを、あらゆる撮影画角で実現でき
る。

【００９２】以上、本発明の実施例を、ＰＡＬ用ＣＣＤ
とラインメモリとを使った構成について説明したが、フ
ィールドメモリ使って抽出画像を位置を制御することで
補正しても良いし、拡大制御しなくとも済む大型或いは
超高画素タイプのＣＣＤを使っても構わないし、光学式
の補正手段であっても構わない。尚、本実施例では、揺
れ検出手段として角速度センサーを用いたが加速度セン
サーでも良く、その場合は防振マイコン内又は外部で、
更に１回積分処理行えば良い。また揺れ角変位量算出は
ソフトウエア処理として図１では説明したが、ハードウ
エアで構成されても構わない。また、制限をかける特性
は、補正量に対して関数的に決定されるとして説明した
が、特性決定方法としては、数式により算出決定して
も、その特性となるデータテーブルとして予め記憶して
いても構わない。

【００９３】（第２の実施例）第１の実施例では、制限
手段としてハイパスフィルタのカットオフ周波数変更に
よる揺れ信号の帯域制限手段を例にとったが、第２の実
施例では、積分処理での帰還率変更を制限手段として用
いた例である。尚、制限手段はこれらに限るものではな
く、補正ゲインの変更によって制限しても構わなく、そ
の場合、検出手段が動きベクトル検出である場合でも、
本発明は適用可能である。

【００９４】図７は、第２の実施例による撮像装置の構
成を示すブロック図である。尚、第１の実施例と同様な
構成は、同一の番号にて示し、説明を割愛する。図７に
示すように、角速度センサ１０９（ピッチ方向）、１１
０（ヨー方向）でカメラ本体の揺れ角速度を検出し、増
幅器１１１、１１２でそれぞれ増幅後、防振制御マイコ
ン１１５のＡ／Ｄコンバータ１１５ａで取り込み、ハイ
パスフィルタ１１５ｂでＤＣ成分をカットした角速度信
号を積分処理部１２０２で積分して角変位に変換する。
積分処理部７０２で算出された揺れ角θに対して、焦点
距離補正部１１５ｅで光学系の焦点距離ｆ分の補正を行
いｆ＊ｔａｎθとなる補正信号を算出する。補正系制御
部１１５ｈは焦点距離補正部１１５ｅの出力信号である
補正信号（撮像素子１０６上の揺れによる画素移動分に
相当）に応じ、揺れによる移動方向とは逆方向に動かす
事で揺れ補正を行う。尚、積分処理部１２０２では積分
の帰還量を決定する帰還率を可変設定することで、積分
器のゲイン特性を変更でき、帯域制限が可能となってお
り、その制御は制限処理制御部１２０１で実行される。
焦点距離補正部１１５ｅで算出された補正信号を補正量
規格化部１１５ｆで規格化し、その規格化補正量と、ハ
イパスフィルタ１１５ｂの出力に応じて、制限処理制御
部１２０１が、積分処理部１２０２を制御し、パンニン
グ動作時の防振能力を制限する。

【００９５】本実施例の制限動作制御は、第１の実施例
で説明した図３、図４のフローチャートで、帯域制限用
のカットオフ周波数ｆｃの代わりに、積分帰還率を変更
パラメータとして設定し、図３のステップＳ３０２、図
４のステップＳ４０３でのカットオフ周波数ｆｃに関す
る処理部分の比較や加減算論理のうち、大小判別論理を
逆にし、加算と減算を入れ替え、更に図４のステップＳ
４０３ａで決定された制限パラメータ変化特性を、図５
の代わりに図８のような特性とするだけで、第１の実施
例と同様な効果を得ることが可能となり、かつ、第１の
実施例に比べ割り込み処理内のハイパスフィルタ処理の
演算を減らす事ができるので、防振制御マイコンの負荷
軽減も実現可能となる。

【００９６】（第３の実施例）第１、第２の実施例で
は、制限解除判断に用いる参照信号は、ハイパスフィル
タ１１５ｂの出力（図１２の１２０１）を用いていた。
このため、図４のステップＳ４０３ｃで、ハイパスフィ
ルタ１１５ｂの出力の絶対値レベルが所定値γ以下は判
別では、図１２の１２０４か１２０５の何れかの状態と
なり（１２０４はパンニング終了前を捉えることにな
り、１２０５の場合にはパンニング終了の所定時間後を
捉えることになる）、どちらで制限が解除されるかは、
パンニングスピードやパンニング時間などの撮影状況に
よって左右されていた。そのため、１２０４で制限解除
した場合には、揺り戻し現象が発生し易く、１２０５で
制限解除した場合には応答性が悪くなってしまうという
問題があった。

【００９７】第３の実施例では、上述の問題を回避する
ため、ハイパスフィルタ処理する前の角速度信号を用い
て、制限解除判断する手法を説明する。尚、ハイパス処
理前の信号は、信号出力レベルに応じＤＣ成分が変化す
る可能性があるので、本実施例では、ＤＣ成分変化の影
響を受けずに、確実にパンニング終了を検出できる手法
も合わせて説明する。

【００９８】図９は、第３の実施例による撮像装置の構
成を示すブロック図である。尚、第１の実施例と同様な
構成は、同一の番号にて示し、説明を割愛する。図９に
示すように、角速度センサ１０９（ピッチ方向）、１１
０（ヨー方向）でカメラ本体の揺れ角速度を検出し、増
幅器１１１、１１２でそれぞれ増幅後、防振制御マイコ
ン１１５のＡ／Ｄコンバータ１１５ａで取り込み、ハイ
パスフィルタ１１５ｂでＤＣ成分をカットした角速度信
号に対して、ハイパスフィルタ１１５ｃで帯域制限をか
け、積分処理部１１５ｄで積分して角変位に変換する。
積分処理部１１５ｄで算出された揺れ角θに対して、焦
点距離補正部１１５ｅで光学系の焦点距離ｆ分の補正を
行いｆ＊ｔａｎθとなる補正信号を算出する。

【００９９】補正系制御部１１５ｈは焦点距離補正部１
１５ｅの出力信号である補正信号（撮像素子１０６上の
揺れによる画素移動分に相当）に応じ、揺れによる移動
方向とは逆方向に動かすことで揺れ補正を行う。尚、１
１５ｃは帯域制限用のハイパスフィルタであり、補正信
号を補正量規格化部１１５ｆで規格化した規格化補正量
と、Ａ／Ｄコンバータ１１５ａの出力信号９０１に応じ
て、制限処理制御部１４０２が、ハイパスフィルタ１１
５ｃを制御し、パンニング動作時の防振能力を制限す
る。この信号９０１を用いて、パンニング終了の検出を
行う。パンニング時の出力信号９０１は、図１７（ａ）
の角速度信号のように変化することになり、出力信号９
０１を用いることで、パンニングの終了をより確実に、
より正確に終了時間１２０３のタイミングを検出できる
ようになる。

【０１００】次に図１０、図１１のフローチャートを用
いて防振制御マイコン１１５で処理される第３の実施例
の防振制御フローを説明する。

【０１０１】尚、図１０、図１１の処理フローは、第１
の実施例で説明した図３、図４の処理フローとほぼ同様
な処理となっており、第１の実施例と同様な処理は、同
一の番号にて示し、説明を割愛する。

【０１０２】本実施例の特徴として、ＤＣ成分除去する
前の角速度信号を参照して、パンニング終了の判断を行
う。また、参照信号のＤＣ成分変動の影響を受けずに、
図１３（ａ）の１３０１の角速度信号の傾斜部（パンニ
ング開始期間、終了期間）のみが検出できるよう、図１
３（ｂ）のように角速度の時間変化信号１３０２を参照
し、信号レベルが所定値ｋ以上となる時間が所定値δ以
上続いたかどうかを判断することで、パンニング動作移
行の判断を行う。この判断手法を用いれば、ＤＣ成分量
が角速度センサ出力レベルに応じて変動したとしても、
小さな変動量と長い変動時定数という特徴から、パンニ
ング開始／終了の場合と区別することが可能となる。

【０１０３】尚、第１、第２の実施例では、パンニング
終了判断はハイパスフィルタ１１５ｂの出力信号を用い
ており、図１３（ｂ）の角速度の時間変化信号１３０２
と同種の信号を得ているが、ハイパスフィルタ１１５ｂ
は手ぶれ信号を遮断せずに、ＤＣ成分のみを遮断したい
ため、カットオフ周波数が、１Ｈｚより小さい、時定数
の長いフィルタとなっている。これに対し、図１３
（ｂ）の１３０２は、時定数の短い微分処理等で生成さ
れた角加速度信号として定義づけている（本実施例で
は、所定時間での角速度信号の差分量として算出）。

【０１０４】図１０のフローチャートは、角速度センサ
１０９，１１０で検出した角速度信号を積分すること
で、角変位を算出する処理であり、図３と同様な処理と
なっている。なお、本処理は不図示のＲＯＭにあらかじ
め記憶されたプログラムにより防振制御マイコン１１５
の指示により行われるものである。図３の処理との違い
は、ステップＳ３０１のＤＣ成分除去用のハイパスフィ
ルタ処理を行う前に、ステップＳ１００１でＡ／Ｄコン
バータ１１５ａの出力信号を、微分処理し（本実施例で
は、前回のサンプリング値との差分量とする）、ステッ
プＳ１００２で算出微分量の絶対値が所定値ｋより大き
いかを判別する（図１２の１３０３のしきい値）。ｋ以
下の場合にはステップＳ１００３でパンニング移行の時
間計測カウンタｎをクリアし、ｋより大の場合には、カ
ウンタｎをステップＳ１００４でインクリメントする。

【０１０５】このパンニング移行の時間計測カウンタｎ
は、角加速度信号レベルがｋ以上の時間がどのくらい継
続したかを示すカウンタであり、例えば継続時間が図１
３の１３０４のδ以上継続された場合に、パンニングが
開始、又は終了されたと判断する。本発明の特徴とし
て、パンニング開始時は、応答性を重視するため１１５
ｆ出力の規格化補正信号で制限制御を行い、パンニング
終了時の制限解除判断を、角加速度信号を参照して判断
する。従って、制限解除を許可する「解除フラグ」のセ
ット設定は、図１１のステップＳ１１０１で時間計測カ
ウンタｎが所定値δより大きいときに、ステップＳ４０
３ｄに移行することでなされ、その後図１０のステップ
Ｓ３０２で、補正能力が強められるよう制御される。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
揺動を検出する検出手段と、該検出手段により検出され
た揺動による画像の動きを補正するための補正信号を生
成する補正信号生成手段と、前記補正信号に応じて補正
動作を行う補正手段と、前記補正信号に応じて補正動作
に制限をかける制限手段とを有し、前記制限手段は、前
記補正信号の変化に応じて所定の特性となるように制限
量を決定する制限特性決定手段と、前記決定された制限
量に応じて前記補正信号の帯域制限を行う帯域制限手段
と、前記帯域制限を行うか否かを前記帯域制限手段への
入力信号と前記補正信号とに応じて判断する制限動作判
断手段とを含むようにしたため、制限が強くなったり弱
くなったりするハンチングを防止することが可能とな
り、パンニング開始時や動作中のみでなく、パンニング
終了時にも自然なカメラワークをあらゆる撮影画角で実
現することができるという効果がある。

【０１０７】また、レンズ系からの光学像を電気信号に
変換する撮像素子と、揺動を検出する検出手段と、該検
出手段により検出された揺動による画像の動きを補正す
るための補正信号を前記レンズ系の焦点距離に応じて生
成する補正信号生成手段と、前記補正信号に応じて補正
動作を行う補正手段と、前記補正信号の変化に応じて所
定の特性となるように補正動作に制限をかける制限手段
と、前記制限動作を行うか否かを前記補正信号生成手段
による前記焦点距離に応じた増幅率での増幅前での信号
と前記補正信号とに応じて判断する制限動作判断手段と
を備えたため、上記と同様の効果がある。

【０１０８】また、レンズ系からの光学像を電気信号に
変換する撮像素子と、揺動を検出する検出手段と、該検
出手段により検出された揺動による画像の動きを補正す
るための補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記
補正信号に応じて補正動作を行う補正手段と、前記補正
信号の変化に応じて所定の特性となるように補正動作に
制限をかける制限手段と、前記制限動作を行うか否かを
前記検出手段の出力信号と前記補正信号に応じて判断す
る制限動作判断手段とを備えたため、上記と同様の効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例による撮像装置の構成
を示すブロック図

【図２】 第１の実施例の抽出画面を示す説明図

【図３】 第１の実施例の防振制御動作を示すフローチ
ャート

【図４】 第１の実施例の防振制御動作を示すフローチ
ャート

【図５】 第１の実施例の制限量特性を示す図

【図６】 第１の実施例の制限強度変化特性を示す図

【図７】 本発明の第２の実施例による撮像装置の構成
を示すブロック図

【図８】 第２の実施例の制限量特性を示す図

【図９】 本発明の第３の実施例による撮像装置の構成
を示すブロック図

【図１０】 第３の実施例の防振制御動作を示すフロー
チャート

【図１１】 第３の実施例の防振制御動作を示すフロー
チャート

【図１２】 第１の実施例の制限動作の解除のタイミン
グを示す説明図

【図１３】 第３の実施例のパンニング期間の判断を示
す説明図

【図１４】 従来例の撮像装置の構成を示すブロック図

【図１５】 従来例の防振制御動作を示すフローチャー
ト

【図１６】 従来例の制限量特性を示す図

【図１７】 従来例の最大シフト限界を示す図

【符号の説明】

１０６ 撮像素子 １０８ カメラ信号処理部 １０９ 角速度センサ（検出手段） １１０ 角速度センサ（検出手段） １１５ 防振制御マイコン １１５ｃ ハイパスフィルタ １１５ｄ 積分処理部 １１５ｅ 焦点距離補正部（補正信号生成手段） １１５ｇ 制限処理制御部（制限手段） １１５ｈ 補正系制御部（補正手段）

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 揺動を検出する検出手段と、該検出手段
   により検出された揺動による画像の動きを補正するため
   の補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記補正信
   号に応じて補正動作を行う補正手段と、前記補正信号に
   応じて補正動作に制限をかける制限手段とを有し、前記
   制限手段は、前記補正信号の変化に応じて所定の特性と
   なるように制限量を決定する制限特性決定手段と、前記
   決定された制限量に応じて前記補正信号の帯域制限を行
   う帯域制限手段と、前記帯域制限を行うか否かを前記帯
   域制限手段への入力信号と前記補正信号とに応じて判断
   する制限動作判断手段とを含むことを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 レンズ系からの光学像を電気信号に変換
   する撮像素子と、揺動を検出する検出手段と、該検出手
   段により検出された揺動による画像の動きを補正するた
   めの補正信号を前記レンズ系の焦点距離に応じて生成す
   る補正信号生成手段と、前記補正信号に応じて補正動作
   を行う補正手段と、前記補正信号の変化に応じて所定の
   特性となるように補正動作に制限をかける制限手段と、
   前記制限動作を行うか否かを前記補正信号生成手段によ
   る前記焦点距離に応じた増幅率での増幅前での信号と前
   記補正信号とに応じて判断する制限動作判断手段とを備
   えたことを特徴とする撮像装置。
3. 【請求項３】 レンズ系からの光学像を電気信号に変換
   する撮像素子と、揺動を検出する検出手段と、該検出手
   段により検出された揺動による画像の動きを補正するた
   めの補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記補正
   信号に応じて補正動作を行う補正手段と、前記補正信号
   の変化に応じて所定の特性となるように補正動作に制限
   をかける制限手段と、前記制限動作を行うか否かを前記
   検出手段の出力信号と前記補正信号に応じて判断する制
   限動作判断手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
4. 【請求項４】 補正動作の制限を強める第１の制限モー
   ドと、前記補正動作の制限を弱める第２の制限モードと
   を有し、前記第１、第２の制限モードとで制限強度の時
   間変化率が異なっていることを特徴とする請求項１ない
   し３何れか記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 制限強度の時間変化率は、第１の制限モ
   ードよりも第２の制限モードの方が小さいことを特徴と
   する請求項４記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 制限動作判断手段は、補正信号に応じて
   制限動作の作動を判断するとともに、帯域制限手段への
   入力信号に応じて前記制限動作の解除を判断することを
   特徴とする請求項１記載の撮像装置。
7. 【請求項７】 制限動作判断手段は、補正信号に応じて
   制限動作の作動を判断するとともに、焦点距離に応じた
   増幅率での増幅前での信号に応じて前記制限動作の解除
   を判断することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
8. 【請求項８】 制限動作判断手段は、補正信号に応じて
   制限動作の作動を判断するとともに、検出手段の出力信
   号に応じて前記制限動作の解除を判断することを特徴と
   する請求項３記載の撮像装置。
9. 【請求項９】 制限動作判断手段により制限動作の解除
   がなされない期間は制限強度を弱めることを特徴とする
   請求項１ないし３何れか記載の撮像装置。
10. 【請求項１０】 所定の特性は、焦点距離と補正手段の
    最大補正範囲とで規格化された補正信号に応じて決定さ
    れることを特徴とする請求項１ないし３何れか記載の撮
    像装置。
11. 【請求項１１】 帯域制限手段による帯域の制限は、ハ
    イパスフィルタの遮断周波数を変化させることで行うこ
    とを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
12. 【請求項１２】 帯域制限手段による帯域の制限は、積
    分フィルタの積分帰還率を変化させることで行うことを
    特徴とする請求項１記載の撮像装置。
13. 【請求項１３】 所定の特性は、補正量の略々ｎ乗（但
    しｎは１以上の整数）に比例して制限特性が決定される
    ことを特徴とする請求項１ないし３何れか記載の撮像装
    置。
14. 【請求項１４】 揺動を検出し、該検出された揺動によ
    る画像の動きを補正するための補正信号を生成し、前記
    補正信号に応じて補正動作を行い、その際、前記補正信
    号に応じて補正動作に制限をかけ、前記補正信号の変化
    に応じて所定の特性となるように制限量を決定し、前記
    決定された制限量に応じて前記補正信号の帯域制限を行
    い、前記帯域制限を行うか否かを前記帯域制限を行う帯
    域制限部への入力信号と前記補正信号とに応じて判断す
    ることを特徴とする撮像装置の制御方法。
15. 【請求項１５】 揺動を検出し、該検出された揺動によ
    る画像の動きを補正するための補正信号を前記レンズ系
    の焦点距離に応じて生成し、前記補正信号に応じて補正
    動作を行い、その際、前記補正信号の変化に応じて所定
    の特性となるように補正動作に制限をかけ、前記制限動
    作を行うか否かを前記補正信号を生成する補正信号生成
    部による前記焦点距離に応じた増幅率での増幅前での信
    号と前記補正信号とに応じて判断することを特徴とする
    撮像装置の制御方法。
16. 【請求項１６】 揺動を検出し、該検出された揺動によ
    る画像の動きを補正するための補正信号を生成し、前記
    補正信号に応じて補正動作を行い、その際、前記補正信
    号の変化に応じて所定の特性となるように補正動作に制
    限をかけ、前記制限動作を行うか否かを前記撮像素子に
    加わる揺動を検出する検出部の出力信号と前記補正信号
    に応じて判断することを特徴とする撮像装置の制御方
    法。
17. 【請求項１７】 補正動作の制限を強める第１の制限モ
    ードと、前記補正動作の制限を弱める第２の制限モード
    で制限動作を行い、前記第１、第２の制限モードとで制
    限強度の時間変化率が異なっていることを特徴とする請
    求項１４ないし１６何れか記載の撮像装置の制御方法。
18. 【請求項１８】 制限強度の時間変化率は、第１の制限
    モードよりも第２の制限モードの方が小さいことを特徴
    とする請求項１７記載の撮像装置の制御方法。
19. 【請求項１９】 補正信号に応じて制限動作の作動を判
    断するとともに、帯域制限部への入力信号に応じて前記
    制限動作の解除を判断することを特徴とする請求項１４
    記載の撮像装置の制御方法。
20. 【請求項２０】 補正信号に応じて制限動作の作動を判
    断するとともに、焦点距離に応じた増幅率での増幅前で
    の信号に応じて前記制限動作の解除を判断することを特
    徴とする請求項１５記載の撮像装置の制御方法。
21. 【請求項２１】 補正信号に応じて制限動作の作動を判
    断するとともに、検出部の出力信号に応じて前記制限動
    作の解除を判断することを特徴とする請求項１６記載の
    撮像装置の制御方法。
22. 【請求項２２】 制限動作の解除がなされない期間は制
    限強度を弱めることを特徴とする請求項１４ないし１６
    何れか記載の撮像装置の制御方法。
23. 【請求項２３】 所定の特性は、焦点距離と最大補正範
    囲とで規格化された補正信号に応じて決定されることを
    特徴とする請求項１４ないし１６何れか記載の撮像装置
    の制御方法。
24. 【請求項２４】 帯域の制限は、ハイパスフィルタの遮
    断周波数を変化させることで行うことを特徴とする請求
    項１４記載の撮像装置の制御方法。
25. 【請求項２５】 帯域の制限は、積分フィルタの積分帰
    還率を変化させることで行うことを特徴とする請求項１
    ４記載の撮像装置の制御方法。
26. 【請求項２６】 所定の特性は、補正量の略々ｎ乗（但
    しｎは１以上の整数）に比例して制限特性が決定される
    ことを特徴とする請求項１４ないし１６何れか記載の撮
    像装置の制御方法。
27. 【請求項２７】 揺動を検出し、該検出された揺動によ
    る画像の動きを補正するための補正信号を生成し、前記
    補正信号に応じて補正動作を行い、その際、前記補正信
    号に応じて補正動作に制限をかけ、前記補正信号の変化
    に応じて所定の特性となるように制限量を決定し、前記
    決定された制限量に応じて前記補正信号の帯域制限を行
    い、前記帯域制限を行うか否かを前記帯域制限を行う帯
    域制限部への入力信号と前記補正信号とに応じて判断す
    ることを実現させるためのプログラムを記憶した記憶媒
    体。
28. 【請求項２８】 揺動を検出し、該検出された揺動によ
    る画像の動きを補正するための補正信号を前記レンズ系
    の焦点距離に応じた増幅率で生成し、前記補正信号に応
    じて補正動作を行い、その際、前記補正信号の変化に応
    じて所定の特性となるように補正動作に制限をかけ、前
    記制限動作を行うか否かを前記補正信号を生成する補正
    信号生成部による前記焦点距離に応じた増幅率での増幅
    前での信号と前記補正信号とに応じて判断することを実
    現させるためのプログラムを記憶した記憶媒体。
29. 【請求項２９】 揺動を検出し、該検出された揺動によ
    る画像の動きを補正するための補正信号を生成し、前記
    補正信号に応じて補正動作を行い、その際、前記補正信
    号の変化に応じて所定の特性となるように補正動作に制
    限をかけ、前記制限動作を行うか否かを前記撮像素子に
    加わる揺動を検出する検出部の出力信号と前記補正信号
    に応じて判断することを実現させるためのプログラムを
    記憶した記憶媒体。
30. 【請求項３０】 補正動作の制限を強める第１の制限モ
    ードと、前記補正動作の制限を弱める第２の制限モード
    で制限動作を行い、前記第１、第２の制限モードとで制
    限強度の時間変化率が異なるようにすることを実現させ
    るためのプログラムを記憶した請求項２７ないし２９何
    れか記載の記憶媒体。
31. 【請求項３１】 制限強度の時間変化率は、第１の制限
    モードよりも第２の制限モードの方が小さいことを実現
    させるためのプログラムを記憶した請求項３０記載の記
    憶媒体。
32. 【請求項３２】 補正信号に応じて制限動作の作動を判
    断するとともに、帯域制限部への入力信号に応じて前記
    制限動作の解除を判断することを実現させるためのプロ
    グラムを記憶した請求項２７記載の記憶媒体。
33. 【請求項３３】 補正信号に応じて制限動作の作動を判
    断するとともに、焦点距離に応じた増幅率での増幅前で
    の信号に応じて前記制限動作の解除を判断することを実
    現させるためのプログラムを記憶した請求項２８記載の
    記憶媒体。
34. 【請求項３４】 補正信号に応じて制限動作の作動を判
    断するとともに、検出部の出力信号に応じて前記制限動
    作の解除を判断することを実現させるためのプログラム
    を記憶した請求項２９記載の記憶媒体。
35. 【請求項３５】 制限動作の解除がなされない期間は制
    限強度を弱めることを実現させるためのプログラムを記
    憶した請求項２７ないし２９記載の記憶媒体。
36. 【請求項３６】 所定の特性は、焦点距離と最大補正範
    囲とで規格化された補正信号に応じて決定されるこ実現
    させるためのプログラムを記憶した請求項２７ないし２
    ９何れか記載の記憶媒体。
37. 【請求項３７】 帯域の制限は、ハイパスフィルタの遮
    断周波数を変化させることで行うことを実現させるため
    のプログラムを記憶した請求項２７記載の記憶媒体。
38. 【請求項３８】 帯域の制限は、積分フィルタの積分帰
    還率を変化させることで行うこと実現させるためのプロ
    グラムを記憶した請求項２７記載の記憶媒体。
39. 【請求項３９】 所定の特性は、補正量の略々ｎ乗（但
    しｎは１以上の整数）に比例して制限特性が決定される
    ことを実現させるためのプログラムを記憶した請求項２
    ７ないし２９何れか記載の記憶媒体。