(57)【要約】【課題】現状使用されている低感度に設定されたジャイロセンサを利用した構成では、静止画モードと動画モードそれぞれに応じた適切な手ぶれ補正を行うことは困難である。【解決手段】静止画モードと動画モードに応じて処理を変更し、温度変化に応じた補正処理もそれぞれのモードにより異なる処理を行うことで、静止画モードのときにはノイズによる揺らぎを低減した手ぶれ補正を行い、動画モードのときには応答性の良い手ぶれ補正を行い、静止画モードと動画モードそれぞれのモードに適した手ぶれ補正を行うことが可能となる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子を振動させるその振動子に与えられるコリオリ力を検知し角速度として信号を出力する角速度センサを有する手ぶれ補正機能をもつ撮像装置において、
角速度情報の特性を変更する特性変更手段を有し、ジャイロセンサ又は撮像装置周辺温度を検出する温度検出手段を有し、前記角速度処理手段により得られた情報により手ぶれ補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の角速度情報の特性変更手段において、周波数特性またはゲイン特性を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の角速度情報の特性変更手段において、前記温度検出手段の検出信号に基づき周波数特性またはゲイン特性を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１記載の撮像装置において、複数の撮影モードを有し、それぞれの撮影モードに応じて、角速度信号処理を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４記載の撮像装置において、複数の撮影モードは静止画を撮影するための静止画モードと動画を撮影するための動画モードであることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１記載の角速度情報の特性変更手段において、静止画撮影モードの際には前記温度検出手段の検出信号に基づき、ゲイン特性を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１記載の角速度情報の特性変更手段において、動画撮影モードの際には前記温度検出手段の検出信号に基づき、周波数特性を変更することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は手ぶれ補正をするための撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来手ぶれ補正機能をもつ撮像装置では、ぶれ量検知にジャイロセンサ（角速度センサ）がよく用いられる。このジャイロセンサは圧電素子等の振動材を一定周波数で振動させコリオリ力による力を電圧に変換して角速度情報を得る。得られた角速度に対して積分を行い、ぶれ量を算出し、光学的に画角を移動可能なシフトレンズをぶれ量をキャンセルする方向に動かして手ぶれ補正が行われる。
【０００３】
撮像装置の手ぶれ補正技術に関しては、例えば特許文献１にて開示されているものがある。上記先行技術においては、手ぶれ補正機能を有する撮像装置であるビデオカメラにおいて、補償器手段の周波数特性を温度検出手段の検出信号に応じて最適化することにより、ビデオカメラ本体の周辺温度に拘わらず、手ぶれ補正の周波数特性を広帯域にわたり常に最適化して、補正手段で手ぶれ補正を十分に行う手ぶれ補正装置を提供することがきるというものである。
【特許文献１】特開平９−５１４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現状のジャイロの感度設定は応答性（動画性能）とＳ／Ｎ比（低域のゆらぎ）とのバランスを見て設定されているので必ずしも静止画および動画に適しているものではない。しかし、動画撮影と静止画撮影の両者を１台の機器で実現可能な撮像装置において、それぞれの撮影モードに最適な手ぶれ補正を実現することが求められる。
【０００５】
そこで、上記従来例のような動画撮影時における処置のみならず、静止画撮影時の低域のゆらぎを低減するための処置も必要となる。また、温度変化に応じてジャイロ信号を補正するという技術は存在するが、それはジャイロ信号が温度変化に対して一定の出力が得られるように補正するものであり、この技術では、温度変化に応じたジャイロ出力補正後に静止画モードおよび動画モードそれぞれのモードに応じた処理を行う必要が生じる。
【０００６】
このような処理手順では、温度変化に応じた補正処理後に、静止画モードおよび動画モードに応じた処理手段を持つ必要があるため、処理時間の増加、部品点数の増加につながるため、効率的な処理とは言えない。
【０００７】
そこで、温度補正を行わないジャイロ信号に対して、静止画モードおよび動画モードにおける処理を個別に行うことで、効率の良い処理を行うことができる。しかし、温度変化に応じた補正も個別に行う必要があるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を考慮し、静止画モードおよび動画モードが選択された際に、それぞれのモードに応じた最適な手ぶれ補正を行う撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、第１の本発明は、振動子を振動子を振動させるその振動子に与えられるコリオリ力を検知し角速度として信号を出力する角速度センサを有する手ぶれ補正機能をもつ撮像装置において、角速度情報の特性を変更する特性変更手段を有し、ジャイロセンサ又は撮像装置周辺温度を検出する温度検出手段を有し、前記角速度処理手段により得られた情報により手ぶれ補正を行う撮像装置であることを特徴とする。
【００１０】
また、第２の本発明は、前記の角速度情報の特性変更手段において、周波数特性またはゲイン特性を変更する撮像装置であることを特徴とする。
【００１１】
また、第３の本発明は、前記の角速度情報の特性変更手段において、前記温度検出手段の検出信号に基づき周波数特性またはゲイン特性を変更する撮像装置であることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の本発明は、前記の撮像装置において、複数の撮影モードを有し、それぞれの撮影モードに応じて、角速度信号処理を変更することを特徴とする撮像装置であることを特徴とする。
【００１３】
また、第５の本発明は、前記の撮像装置において、複数の撮影モードは静止画を撮影するための静止画モードと動画を撮影するための動画モードであることを特徴とする撮像装置であることを特徴とする。
【００１４】
また、第６の本発明は、前記の角速度情報の特性変更手段において、静止画撮影モードの際には前記温度検出手段の検出信号に基づき、ゲイン特性を変更する撮像装置であることを特徴とする。
【００１５】
また、第７の本発明は、前記の角速度情報の特性変更手段において、動画撮影モードの際には前記温度検出手段の検出信号に基づき、周波数特性を変更する撮像装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、静止画モードと動画モードで最適な手ぶれ補正を実現するために、高感度に設定したジャイロセンサを利用し、静止画モードおよび動画モードが選択された際に、それぞれ異なる処理を行うと共に温度変化に応じた補正処理においても静止画モードおよび動画モードで異なる処理を行う。
【００１７】
静止画撮影の場合は一般的に撮影者が静止した状態で被写体に狙いを定めるため感度優先で低周波域の揺らぎが少ない補正が求められる。静止画撮影時には、周辺温度に応じてジャイロ信号出力が一定となるよう補正処理を行うことで、上記の要求を満たす手ぶれ補正が可能となる。また、動画撮影では撮影者、被写体とも動作している場合が多いのでより応答性の高い補正が求められる。動画撮影時には周辺温度に応じて特性を変更したフィルタを利用し、ジャイロセンサの周波数特性を変更することで、上記の要求を満たす手ぶれ補正が可能となる。
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、静止画モード、動画モードにおいてそれぞれに適した処理を行うと共に、撮像装置の周辺温度に応じた補正処理を行うことで、それぞれの撮影モードに応じた最適な手ぶれ補正を効率的に行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００２０】
本発明の実施例１について説明する。
【００２１】
図１は本発明のデジタルカメラの全体の構成図で、１０１は変倍を行うズームレンズをもつズームユニット、１０２はズームユニット１０１を駆動制御するズーム駆動制御部、１０３は画角変更を可能とするシフトレンズユニット、１０４はシフトレンズユニット１０３を駆動制御するシフトレンズ駆動制御部、１０６は絞り・シャッタユニット１０５を駆動制御する絞り・シャッタ制御部、１０７はピント調整を行うレンズを持つフォーカスユニット、１０８はフォーカスユニット１０７を駆動制御するフォーカス駆動制御部、１０９は各レンズ群を通ってきた光像を電気信号に変換する撮像部、１１０は撮像部１０９からの電気信号を映像信号に変換処理する撮像信号処理部、１１１は撮像信号処理部１１０からの映像信号を用途に応じて加工する映像信号処理部、１１２は映像信号処理部１１１からの信号を必要に応じて表示する表示部、１１３はシステム全体で使用する用途に応じた電源を供給する電源部、１１４は外部との通信及び映像信号を入出力する外部入出力部、１１５はシステムを操作するための操作部、１１６は映像情報など様々なデータを記憶する記憶部、１１７はシステム全体を制御する制御部である。
【００２２】
本発明のデジタルカメラ全体のシステムについて説明する。
【００２３】
操作部１１５よりズーム変倍の指示があると制御部１１７は指示されたズーム位置に移動するとともに、操作部１０９から各信号処理部（１１０、１１１）にて処理された画像情報をもとにフォーカスレンズ１０７を駆動しピント調整する。操作部１１５よりさらに撮影の指示があれば画像情報よりピント調整するとともに絞り・シャッタ１０５により適正な露光量に設定して撮像部１０９に光像を露光し得られた画像情報を記憶部１１６に記憶する。このとき操作部１１５より防振オンの指示があれば制御部１１７はＩＳ駆動制御部１０４に防振を指示して防振動作を防振オフに指示がなされるまで行う。また静止画モードと動画モードを選択可能でそれぞれのモードにおいて各アクチュエータの動作条件も変更可能としている。
【００２４】
図２はシフトレンズ駆動制御部１０４のブロック図で、２０１は状況に応じて防振制御、シフトレンズ位置制御を行う防振制御部、２０２はデジタルカメラ正位置で垂直方向（ピッチ方向）の振動を検知するジャイロ部、２０３はデジタルカメラ正位置で水平方向（ヨー方向）の振動を検知するジャイロ部、２０４はシフトレンズユニットのピッチ方向の位置を検知するホール素子、２０５はシフトレンズユニットのヨー方向の位置を検知するホール素子、２０６、２０７はホール素子２０４、２０５からの信号を増幅するアンプ、２０８、２０９は制御部２０１より指示された位置信号とアンプ２０６、２０７からのシフトレンズ位置信号とを比較する比較器、２１０、２１１は比較器２０８、２０９からの信号をもとにシフトレンズユニット１０３を駆動するドライブ部、２１２はピッチ方向ジャイロ部（２０２）、ヨー方向ジャイロ部（２０３）周辺の温度を検知するためのサーミスタである。
【００２５】
次にシフトレンズ位置制御について説明する。
【００２６】
シフトレンズ位置制御はジャイロからのピッチ方向、ヨー方向の振動情報に基づいて、それぞれの方向にシフトレンズユニット１０３を駆動させることでなされ、そのシフトレンズユニット１０３の位置制御はシフトレンズユニット１０３に付けられた磁石をホール素子２０４、２０５で検知し、その位置信号を防振制御部２０１からの位置指令信号に合わせるようなフィードバック位置制御となっている。
【００２７】
防振動作はピッチ方向、ヨー方向ジャイロ２０２、２０３からの手ぶれ情報を元に画角が変化しないようにその振動方向とは逆の方向に移動するよう防振制御部２０１から位置指令信号によりシフトレンズユニット１０３を移動させることで行われる。
【００２８】
図３はジャイロ内部のブロック図であり、３０１は振動子、３０２は振動子の振動周波数を決定する発振器、３０３は振動子を振動させる振動子駆動部、３０４は振動子駆動部からの駆動信号により振動子を振動させる振動用圧電素子、３０５はコリオリ力を検知する検知用圧電素子、３０６は圧電素子３０５からの信号を増幅等の処理し角速度信号として出力するためのジャイロ信号処理部である。
【００２９】
振動子３０１の振動量が大きいほど検知用圧電素子３０５からの出力は大きくなるためその振動周波数は振動子３０１の共振周波数付近で振動させられる。ただし、振動周波数が共振周波数に近いほど応答性が悪くなるという特性をもっている。本発明では振動周波数が共振周波数に近い周波数に設定された高感度ジャイロを用意する。
【００３０】
図４は防振制御のブロック図であり、４０１はジャイロ部２０２または２０３からのジャイロ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器、４０２はＤＣ成分をカットするカットオフ周波数変更可能なＨＰＦ、４０３はゲイン変更可能な信号を増幅するアンプ、４０４は動画モード選択時に利用するカットオフ周波数変更可能なＨＰＦ、４０５は位相が変更可能なフェーズリードフィルタ（以下ＰＬＦ）、４０６はカットオフ周波数変更可能なＨＰＦ、４０７は角速度信号を角度信号に変換するためのＬＰＦ、４０８はデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器、４０９はサーミスタからの信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器、４１０はＨＰＦ４０２からの信号を処理し、各フィルタの状態を制御するジャイロ信号処理部、４１１は静止画モードか動画モードかに応じた制御信号Ｓ４０１によって切り替わるスイッチである。ジャイロ部２０２または２０３からのジャイロ信号はＡＤ変換器４０１でデジタル信号に変換され、ＨＰＦ４０２で所定のカットオフ周波数でＤＣ成分をカットされアンプ４０３で適正なゲインに設定されジャイロ信号処理部４１０に入力される。ジャイロ信号処理部４１０で処理された信号は動画モードの時は制御信号Ｓ４０１を受け取ったスイッチ４１１によりＨＰＦ４０４を通るよう設定され、静止画モードの時は制御信号Ｓ４０１を受け取ったスイッチ４１１によりＨＰＦ４０４の処理が行われないように設定される。よって、動画モードの時はＨＰＦ４０４で適正なカットオフ周波数のフィルタで処理された後、ＰＬＦ４０５に入力され、静止画モードの時はＰＬＦ４０５に直接入力される。ＰＬＦ４０５に入力された信号は所定の位相に調整され、ＨＰＦ４０６で適正なカットオフ周波数のフィルタで処理され、ＬＰＦ４０７でカメラの振動（手ぶれ）を補正するためのシフトレンズユニット１０３の移動量を角速度信号から角度信号に変換してＤＡ変換器４０８でアナログ信号に変換し補正位置信号として比較器２０８または２０９に入力される。
【００３１】
次にジャイロ信号処理部４１０での制御を説明する。図５はそのフローチャートである。ジャイロ信号処理部４１０に入力されたジャイロ信号は動画モードか静止画モードかの判断を行う。動画モードが選択されていたなら、制御信号Ｓ４０１によりスイッチ４１１を操作し、ＨＰＦ４０４の処理を行うように設定し、ジャイロ信号はＨＰＦ４０４に入力される。静止画モードが選択されていたなら、制御信号Ｓ４０１によりスイッチ４１１を操作し、ＨＰＦ４０４の処理を行わないように設定し、ジャイロ信号は温度補正処理によりジャイロの温度特性を加味した補正を行われ、補正された信号はＰＬＦ４０５に入力される。
【００３２】
次に静止画モード選択時における温度補正処理５０６について説明する。図６は温度に対するジャイロの出力特性を示したものである。温度検出部２１２からの温度信号をＡＤ変換器４０９でデジタル信号に変換した信号をデータＴとして取り込み、すでに入力されたジャイロ信号に対して温度補正する関数Ｋ（Ｔ）を掛けることで補正を行う。
【００３３】
図７は温度補正処理５０６通過後のジャイロ出力特性である。静止画モードにおいてジャイロ出力は低域側でゲインが大きくＳ／Ｎ比も大きくなりノイズ的にも有利であるが高域まで特性が伸びていないので応答性が悪い。ただし、静止画の場合は高域の動作が少ない状態となるので、これでも十分な特性となっている。
【００３４】
次に動画モード選択時におけるジャイロ信号処理部４１０からの出力信号が入力されるＨＰＦ４０４について説明する。ＨＰＦ４０４のカットオフ周波数は、ジャイロ信号処理部４１０で、温度検出部２１２からの温度信号をＡＤ変換器４０９でデジタル信号に変換した信号をデータＴとして取り込み、データＴとジャイロからの出力信号の周波数特性を基に決定される。
【００３５】
図８は温度に対するジャイロからの出力信号の周波数特性を示した図である。図８のようにジャイロからの出力信号の周波数特性は温度上昇に伴いゲインが減少し、特性が高域まで伸びるという特徴をもっている。ｆ１、ｆ２、ｆ３はそれぞれ低温、常温、高温条件下でジャイロゲインが減少を始める周波数である。
【００３６】
図９はＨＰＦ４０４のフィルタの周波数特性を示した図である。ＨＰＦ４０４はジャイロ信号処理部４１０の制御によりカットオフ周波数が可変であり、図９のようにジャイロからの出力信号の周波数特性のジャイロゲインが減少を始める周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に応じて低域側のカットオフ周波数がジャイロ信号処理部４１０で決定されている。高域側のカットオフ周波数ｆ４は適切な値に固定され、ｆ４付近まで特性を伸ばすことができる。
【００３７】
図１０はＨＰＦ４０４通過後のジャイロ出力特性である。上記ように最適なＨＰＦ４０４のカットオフ周波数を設定することにより、周囲の温度に関わらず動画モードにおいてジャイロ出力は低域側でゲインが小さくＳ／Ｎ比も小さくなり、ノイズ的にも不利であるが高域まで特性が伸びているので、応答性が良い周波数特性とすることが可能である。
【００３８】
上記のように静止画モードと動画モードに応じて処理を変更し、温度変化に応じた補正処理もそれぞれのモードにより異なる処理を行うことで、静止画モードのときにはノイズによる揺らぎを低減した手ぶれ補正を行い、動画モードのときには応答性の良い手ぶれ補正を行い、静止画モードと動画モードそれぞれのモードに適した手ぶれ補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のデジタルカメラのシステムの構成図
【図２】本発明のシフトレンズ駆動制御部のブロック図
【図３】実施例のジャイロ内部構成図
【図４】実施例の防振制御のブロック図
【図５】実施例の防振制御のフローチャート
【図６】実施例のジャイロ部出力の温度特性図
【図７】実施例の温度補償後のジャイロ部出力の周波数特性図
【図８】実施例の温度によるジャイロ部出力の周波数特性図
【図９】実施例のＨＰＦの周波数特性図
【図１０】実施例のＨＰＦ通過後のジャイロ部出力の周波数特性図
【符号の説明】
【００４０】
１０３  シフトレンズユニット
１０４  シフトレンズ駆動制御部
１１７  制御部
２０１  防振制御部
２０２  ピッチ方向ジャイロ部
２０３  ヨー方向ジャイロ部
２１２  サーミスタ
４０４  動画モード選択時のＨＰＦ
４１０  ジャイロ信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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