(57)【要約】【課題】三脚等に固定された際に、パンニングやチルティング動作がされても適切な手振れ補正を行う撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】撮像手段と、自装置の揺れを検出する検出手段と、検出手段により検出された揺れの周波数特性を解析する解析手段と、検出手段による検出結果に基づいて、撮像手段により撮像される画像の揺れを低減する補正手段と、を備え、補正手段は、解析手段が第１の所定値以上の低周波数成分を解析し、第２の所定値以下の高周波数成分を解析した場合に、補正を停止する。【選択図】図１
2011205313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段と、
自装置の揺れを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された揺れの周波数特性を解析する解析手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記撮像手段により撮像される画像の揺れを低減する補正手段と、を備え、
前記補正手段は、前記解析手段が第１の所定の値以上の低周波数成分を解析し、第２の所定の値以下の高周波数成分を解析した場合に、補正を停止する、
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特に、手振れ補正機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、画像手ブレ補正手段を有した撮像装置を開示する。この撮像装置は、パンニング動作又はチルティング動作を受付けている場合には、画像手ブレのうちパンニング方向及びチルティング方向の補正を停止する。これにより、画像ブレを補正すべきか補正しないかを適切に制御できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２２３４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されている撮像装置は、使用者により手で把持されている場合であっても、三脚等に固定されているような場合であっても、パンニング動作又はチルティング動作を受け付けている場合には、画像手ブレのうちパンニング方向及びチルティング方向の補正を停止する。しかしながら、使用者により手で把持されている場合と、三脚等に固定されている場合とでは、パンニング動作又はチルティング動作を受付けた場合に必要な手ブレ補正が異なる。
【０００５】
本発明は、三脚等に固定された際に、パンニングやチルティング動作がされても適切な手振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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかる撮像装置は、撮像手段と、自装置の揺れを検出する検出手段と、検出手段により検出された揺れの周波数特性を解析する解析手段と、検出手段による検出結果に基づいて、撮像手段により撮像される画像の揺れを低減する補正手段と、を備え、補正手段は、解析手段が第１の所定値以上の低周波数成分を解析し、第２の所定値以下の高周波数成分を解析した場合に、補正を停止する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、三脚等に固定された際に、パンニングやチルティング動作がされても適切な手振れ補正を行う撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】デジタルビデオカメラ１００の構成を示すブロック図
【図２】ＯＩＳ１４０の駆動制御を説明するためのフローチャート
【図３】撮影状況別のジャイロセンサー２２０の周波数特性を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔１．実施の形態１〕
本発明をデジタルビデオカメラに適用した実施の形態１について図面を用いて説明する。
【００１０】
〔１−１．構成〕
〔１−１−１．電気的構成〕
本実施の形態にかかるデジタルビデオカメラ１００の電気的構成について、図１を用いて説明する。図１は、デジタルビデオカメラ１００の構成を示すブロック図である。デジタルビデオカメラ１００は、ズームレンズ１１０等からなる光学系により形成された被写体像をＣＣＤイメージセンサー１８０で撮像する。ＣＣＤイメージセンサー１８０で生成された映像データは、画像処理部１９０で各種処理が施され、メモリカード２４０に格納される。また、メモリカード２４０に格納された映像データは、液晶モニタ２７０で表示可能である。以下、デジタルビデオカメラ１００の構成を詳細に説明する。
【００１１】
デジタルビデオカメラ１００の光学系は、ズームレンズ１１０、ＯＩＳ１４０、フォーカスレンズ１７０を含む。ズームレンズ１１０は、光学系の光軸に沿って移動することにより、被写体像を拡大又は縮小可能である。また、フォーカスレンズ１７０は、光学系の光軸に沿って移動することにより、被写体像のピントを調整する。
【００１２】
ＯＩＳ１４０は、内部に光軸に垂直な面内で移動可能な補正レンズを有する。ＯＩＳ１４０は、デジタルビデオカメラ１００の振れを相殺する方向に補正レンズを駆動することにより、被写体像の振れを低減する。
【００１３】
ズームモータ１３０は、ズームレンズ１１０を駆動する。ズームモータ１３０は、パルスモータやＤＣモータ、リニアモータ、サーボモータなどで実現してもよい。ズームモータ１３０は、カム機構やボールネジなどの機構を介してズームレンズ１１０を駆動するようにしてもよい。検出器１２０は、ズームレンズ１１０が光軸上でどの位置に存在するのかを検出する。検出器１２０は、ズームレンズ１１０の光軸方向への移動に応じて、ブラシ等のスイッチによりズームレンズの位置に関する信号を出力する。
【００１４】
ＯＩＳアクチュエータ１５０は、ＯＩＳ１４０内の補正レンズを光軸と垂直な面内で駆動する。ＯＩＳアクチュエータ１５０は、平面コイルや超音波モータなどで実現できる。また、検出器１６０は、ＯＩＳ１４０内における補正レンズの移動量を検出する。
【００１５】
ＣＣＤイメージセンサー１８０は、ズームレンズ１１０等からなる光学系で形成された被写体像を撮像して、映像データを生成する。ＣＣＤイメージセンサー１８０は、露光、転送、電子シャッタなどの各種動作を行う。
【００１６】
画像処理部１９０は、ＣＣＤイメージセンサー１８０で生成された映像データに対して各種の処理を施す。画像処理部１９０は、ＣＣＤイメージセンサー１８０で生成された映像データに対して処理を施し、液晶モニタ２７０に表示するための映像データを生成したり、メモリカード２４０に再格納するための映像データを生成したりする。例えば、画像処理部１９０は、ＣＣＤイメージセンサー１８０で生成された映像データに対してガンマ補正やホワイトバランス補正、傷補正などの各種処理を行う。また、画像処理部１９０は、ＣＣＤイメージセンサー１８０で生成された映像データに対して、Ｈ．２６４規格やＭＰＥＧ２規格に準拠した圧縮形式等により映像データを圧縮する。画像処理部１９０は、ＤＳＰやマイコンなどで実現可能である。
【００１７】
コントローラー２１０は、全体を制御する制御手段である。コントローラー２１０は、半導体素子などで実現可能である。コントローラー２１０は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。コントローラー２１０は、マイコンなどで実現できる。
【００１８】
メモリ２００は、画像処理部１９０及びコントローラー２１０のワークメモリとして機能する。メモリ２００は、例えば、ＤＲＡＭ、強誘電体メモリなどで実現できる。
【００１９】
液晶モニタ２７０は、ＣＣＤイメージセンサー１８０で生成した映像データが示す画像や、メモリカード２４０から読み出した映像データが示す画像を表示可能である。
【００２０】
ジャイロセンサー２２０は、圧電素子等の振動材等で構成される。ジャイロセンサー２２０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。ジャイロセンサー２２０から角速度情報を得、この揺れを相殺する方向にＯＩＳ内の補正レンズを駆動させることにより、デジタルビデオカメラ１００は、使用者による手振れを補正する。
【００２１】
カードスロット２３０は、メモリカード２４０を着脱可能である。カードスロット２３０は、機械的及び電気的にメモリカード２４０と接続可能である。メモリカード２４０は、フラッシュメモリや強誘電体メモリなどを内部に含み、データを格納可能である。
【００２２】
内部メモリ２８０は、フラッシュメモリや強誘電低メモリなどで構成される。内部メモリ２８０は、デジタルビデオカメラ１００全体を制御するための制御プログラム等を格納する。
【００２３】
操作部材２５０は、使用者から画像の撮像指示を受け付ける部材である。ズームレバー２６０は、使用者からズーム倍率の変更指示を受け付ける部材である。
【００２４】
〔１−１−２．本発明との対応〕
ＣＣＤイメージセンサー１８０は、本発明の撮像手段の一例である。ジャイロセンサー２２０は、本発明の検出手段の一例である。コントローラー２１０は、本発明の解析手段の一例である。ＯＩＳアクチュエータ１５０とＯＩＳ１４０とからなる構成は、本発明の補正手段の一例である。
【００２５】
〔１−２．ＯＩＳアクチュエータの駆動制御〕
本実施の形態にかかるデジタルビデオカメラ１００の手振れ補正を行う撮影モードについて図２、３を用いて説明する。図２は手振れ補正を行うＯＩＳ１４０の駆動制御を説明するためのフローチャートである。図３は撮影状況別のジャイロセンサー２２０の周波数特性を説明する模式図である。
【００２６】
使用者は、操作部材２５０を操作することにより、デジタルビデオカメラ１００を手振れ補正を行う撮影モードに設定できる（Ｓ１００）。手振れ補正を行う撮影モードに設定されると、コントローラー２１０は、ジャイロセンサー２２０の出力を取得する（Ｓ１１０）。
ジャイロセンサー２２０の出力を取得すると、コントローラー２１０は、その出力結果に対してＬＰＦ処理を施す（Ｓ１２０）。ＬＰＦ処理を施すと、コントローラー２１０は、一定閾値以上の低周波数成分を一定期間以上連続して抽出したか否かを判断する（Ｓ１３０）。ここで、一定の閾値とは、図３で示すＬｔｈである。
【００２７】
一定期間以上連続して抽出していないと判断すると、コントローラー２１０は、ジャイロセンサー２２０から取得した出力に対してＨＰＦ処理を施す（Ｓ１４０）。ＨＰＦ処理を施すと、コントローラー２１０は、一定閾値以上の高周波数成分を一定期間以上連続して抽出したか否かを判断する（Ｓ１５０）。ここで、一定の閾値とは、図３で示すＨｔｈである。一定期間以上連続して抽出したと判断すると、コントローラー２１０は、ジャイロセンサー２２０の出力そのものに基づいて、デジタルビデオカメラ１００の振れを相殺するようＯＩＳアクチュエータ１５０を制御する（Ｓ１６０）。つまり、コントローラー２１０は、通常の手振れ補正を行うようＯＩＳアクチュエータを制御する（Ｓ１６０）。一方、一定期間以上連続して抽出していないと判断すると、コントローラー２１０は、ＯＩＳアクチュエータ１５０に指示を出さない（つまり手振れ補正をしない）（Ｓ１７０）。この際、コントローラー２１０は、ＯＩＳ１４０の中心位置に補正レンズを戻す指示のみを行う。
【００２８】
一方、ステップＳ１３０において、一定期間以上連続して抽出したと判断すると、コントローラー２１０は、ジャイロセンサー２２０から取得した出力に対してＨＰＦ処理を施す（Ｓ１８０）。ＨＰＦ処理を施すと、コントローラー２１０は、一定閾値以上の高周波数成分を一定期間以上連続して抽出したか否かを判断する（Ｓ１９０）。ここで、一定の閾値とは、図３で示すＨｔｈである。
【００２９】
一定期間以上連続して抽出したと判断すると、コントローラー２１０は、通常の手振れ補正と比較して、効きを弱めた手振れ補正を行うようＯＩＳアクチュエータ１５０を制御する。具体的には、ＯＩＳアクチュエータ１５０を制御する際、コントローラー２１０は、ジャイロセンサー２２０の角速度データを積分し、角度データに変換する。コントローラー２１０は、角速度データを積分する際に、積分フィルタのカットオフ周波数を変更する（つまり、高周波成分のみを積分する）ことで、低周波数帯域のゲイン特性を落とし、手振れ補正の効きを弱めている。
【００３０】
一方、一定期間以上連続して抽出していないと判断すると、コントローラー２１０は、ＯＩＳアクチュエータ１５０に指示を出さない（つまり手振れ補正をしない）（Ｓ２１０）。ステップＳ１７０と同様、コントローラー２１０は、ＯＩＳ１４０の中心位置に補正レンズを戻す指示のみを行う。
【００３１】
〔１−３．理由〕
図２に示したフローチャートに従って、ＯＩＳアクチュエータ１５０を駆動する理由について、以下に説明する。そのために、まず、撮影状況別のジャイロセンサー２２０の周波数特性について図３を用いて説明する。図３は、撮影状況別のジャイロセンサー２２０の周波数特性を示す模式図である。
【００３２】
通常の手持ち時の手振れの周波数特性は図３（ａ）に示すようになる。つまり、通常の手持ち時の周波数特性は、低周波数成分（０〜３Ｈｚ程度）をあまり含まず、主に高周波数成分（７〜１０Ｈｚ程度）に分布する。なお、通常の手持ち状態とは、使用者がデジタルビデオカメラ１００を両手でしっかりホールドし直立静止で構えている状態をいう。
【００３３】
従って、ジャイロセンサー２２０の出力の周波数特性が主に高周波数成分からなる場合には、デジタルビデオカメラ１００は通常の手持ちの状態にあると判断できる。通常の手持ち状態においては、検出したブレを全て相殺することが望ましい。そこで、図２のステップＳ１６０において、コントローラー２１０は、通常の補正をするようＯＩＳアクチュエータ１５０を制御することとした。
【００３４】
また、静止状態の手振れの周波数特性は図３（ｂ）に示すようになる。つまり、静止状態の周波数特性は、低周波数成分も高周波数成分もほとんど含まない。なお、静止状態とは、デジタルビデオカメラ１００が三脚固定で静止している状態をいう。
【００３５】
従って、ジャイロセンサー２２０の出力の周波数特性に高周波成分も低周波成分もほとんど含まれていない場合には、デジタルビデオカメラ１００は静止状態にあると判断できる。静止状態においては、特に手振れ補正をする必要がない。そこで、図２のステップＳ１７０において、コントローラー２１０は、手振れ補正をしないようＯＩＳアクチュエータ１５０を制御することとした。
【００３６】
また、手持ち時のパンニング・チルティング動作時の周波数特性は図３（ｃ）に示すようになる。つまり、パンニング・チルティング動作時の周波数特性は、高周波数成分（７〜１０Ｈｚ程度）と低周波数成分（０〜３Ｈｚ程度）とが分布する。なお、手持ち時のパンニング・チルティング動作とは、デジタルビデオカメラ１００を両手でしっかりホールドし、直立静止で構えている状態から行うパンニング・チルティング動作をいう。
【００３７】
従って、ジャイロセンサー２２０の出力の周波数特性に低周波成分と高周波成分が分布している場合には、デジタルビデオカメラ１００は手持ち時のパンニング・チルティング動作中であると判断できる。また、ジャイロセンサー２２０から出力される信号は、パンニング・チルティング動作後ドリフトするため、パンニング・チルティング動作後の手ブレ補正時にオーバーランするように見える現象（揺り戻し現象）が生じる。そこで、図２のステップＳ２００において、コントローラー２１０は、手ブレではないドリフト信号を誤補正しないよう手ブレ補正効きを弱くしている。
【００３８】
また、三脚撮影状態でのパンニング・チルティング動作時の周波数特性は図３（ｄ）に示すようになる。つまり、パンニング・チルティング動作時の周波数特性は、高周波数成分（７〜１０Ｈｚ程度）をほとんど含まず、低周波数成分（０〜３Ｈｚ程度）が主に分布する。なお、三脚撮影時のパンニング・チルティング動作とは、デジタルビデオカメラ１００を三脚に載せて固定し、直立静止で構えている状態から行うパンニング・チルティング動作をいう。
【００３９】
従って、ジャイロセンサー２２０の出力の周波数特性に主に低周波成分が分布している場合には、デジタルビデオカメラ１００は三脚撮影時のパンニング・チルティング動作中であると判断できる。手持ちでパンニング・チルティング動作をした場合、上述した「揺り戻し現象」がでても、ある程度手ブレを補正しているため、見た目の違和感が軽減される。しかしながら、三脚撮影状態でパンニング・チルティング動作をした場合、手ブレが無いため、通常の手持ち状態よりさらに、「揺り戻し現象」が目立ってしまう。そこで、図２のステップＳ２１０において、コントローラー２１０は、手振れ補正をしないようＯＩＳアクチュエータ１５０を制御することとした。これにより、本実施の形態にかかるデジタルビデオカメラ１００は、三脚撮影状態において、パンニング・チルティング撮影を行ったとしても揺り戻し現象の影響を受けにくくなっている。
〔２．他の実施の形態〕
以上により、本発明の実施の形態として、実施の形態１を説明した。しかし、本発明は、これらには限定されない。そこで、本発明の他の実施の形態を本欄にまとめて説明する。
【００４０】
本実施の形態にかかるデジタルカメラ１００の光学系及び駆動系は、図１に示すものに限定されない。例えば、図１では３群構成の光学系を例示しているが、他の群構成のレンズ構成としてもよい。また、それぞれのレンズは、１つのレンズで構成してもよく、複数のレンズから構成されるレンズ群として構成してもよい。
【００４１】
また、実施の形態１では、撮像手段として、ＣＣＤイメージセンサー１８０を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＣＭＯＳイメージセンサーで構成してもよく、ＮＭＯＳイメージセンサーで構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１００    デジタルカメラ
１１０    ズームレンズ
１２０    検出器
１３０    ズームモータ
１４０    ＯＩＳ
１５０    ＯＩＳアクチュエータ
１６０    検出器
１７０    フォーカスレンズ
１８０    ＣＣＤイメージセンサー
１９０    画像処理部
２００    メモリ
２１０    コントローラー
２２０    ジャイロセンサー
２３０    カードスロット
２４０    メモリカード
２５０    操作部材
２６０    ズームレバー
２７０    液晶モニタ
２８０    内部メモリ
【図１】
2011205313.tif 000003
【図２】
2011205313.tif 000004
【図３】
2011205313.tif 000005