(57)【要約】【課題】カメラのパン／チルト動作が行われていると判断した場合に、像振れを補正するための制御対象（補正レンズ等）を時間を変数とする所定の関数により基準位置に戻すことにより、パン／チルト動作時における像振れ補正停止後の制御を意図した制御で好適に行うことができる像振れ補正装置を提供する。【解決手段】像振れ補正処理時において、ＣＰＵ１８は、角速度センサ１４からの角速度信号をＩＩＲフィルタによりフィルタ処理（積分処理）して像振れを補正すべく防振レンズ１０の位置を算出する。一方、カメラのパン動作又はチルト動作が行われていると判断した場合には像振れ補正処理を停止し、所定の関数（正弦関数等）を用いて防振レンズ１０を基準位置（可動中心）に戻すための防振レンズ１０の位置を算出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの撮影光学系により結像された像の像振れに応じた振れ信号を出力する像振れ検出手段と、前記像振れ検出手段により出力された振れ信号をフィルタ処理し、前記像振れを補正すべく補正位置を演算するフィルタ処理手段と、前記撮影光学系の有効な撮影範囲を上下、又は、左右に変位させるための所定の制御対象を前記フィルタ処理手段によって算出された補正位置に変位させて前記像振れを補正する像振れ補正手段と、を備えた像振れ補正装置において、
前記カメラのパン動作又はチルト動作が行われているか否かを判定するパン／チルト動作判定手段と、
前記パン／チルト動作判定手段により前記カメラのパン動作又はチルト動作が行われていると判定した場合に、時間を変数とする所定関数により前記像振れ補正手段の制御対象の補正位置を算出し、該算出した補正位置に前記制御対象を変位させることにより、前記パン動作又はチルト動作が行われていると判定した時から所定の経過時間で前記制御対象を所定の基準位置に戻すパン／チルト動作時制御手段と、
を備えたことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記所定関数は、正弦関数又は２次関数であることを特徴とする請求項１の像振れ補正装置。
【請求項３】
前記制御対象は、前記撮影光学系に配置され、光軸に対して直交する面内で変位することによって前記撮影範囲を変位させる補正レンズであることを特徴とする請求項１の像振れ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は像振れ補正装置に係り、特に振動によるカメラの像振れを補正（防止）する像振れ補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、テレビカメラの像振れ補正装置として、撮影光学系に防振レンズを光軸と直交する面内で移動自在に配置し、カメラ（カメラの撮影光学系）に振動が加わると、その振動を打ち消す方向に防振レンズ（補正レンズ）をアクチュエータで駆動して像振れを補正するようにしたものが知られている。このような像振れ補正装置では、カメラに加わった振動を振れ検出センサ（角速度センサや加速度センサ等）によって検出し、その振れ検出センサから出力される振れ信号に基づいて像振れを補正するための防振レンズの変位量が求められるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、振れ検出センサから出力される振れ信号には、手ぶれのような補正すべき振動に起因する信号の他に、パン操作やチルト操作のような撮影者の意図的なカメラ操作に起因する信号等も含まれる。しかしながら、パン／チルト動作時に像振れ補正が行われると、パン／チルト動作終了後に像振れが生じ、カメラ操作や映像に違和感が生じるため好ましくない。
【０００４】
そこで、従来、振れ検出センサから出力された振れ信号がパン／チルト動作によるものか否かを自動で判断し、パン／チルト動作によるものと判断した場合には像振れ補正を停止し、防振レンズを可動範囲の中心（変位量０とする基準位置）に戻して停止させておくようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、従来、像振れを補正する際の防振レンズの制御は、振れ検出センサからの振れ信号をＩＩＲフィルタなどでフィルタ処理し、その結果を位置信号として防振レンズを動かすことによって像振れを補正している。パン／チルト動作時には、フィルタ定数を変更することによって防振レンズを基準位置に戻すようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２２９０８９号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平５−１４２６２４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パン／チルト動作時にＩＩＲフィルタなどのフィルタ定数を変更して防振レンズを基準位置に戻すようにした場合、その動作はフィルタの性質に依存するため時間や位置の制御が難しく、意図した制御で防振レンズを基準位置に戻すことができないという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、パン／チルト動作時における像振れ補正停止後の制御を意図した制御で好適に行うことができる像振れ補正装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、カメラの撮影光学系により結像された像の像振れに応じた振れ信号を出力する像振れ検出手段と、前記像振れ検出手段により出力された振れ信号をフィルタ処理し、前記像振れを補正すべく補正位置を演算するフィルタ処理手段と、前記撮影光学系の有効な撮影範囲を上下、又は、左右に変位させるための所定の制御対象を前記フィルタ処理手段によって算出された補正位置に変位させて前記像振れを補正する像振れ補正手段と、を備えた像振れ補正装置において、前記カメラのパン動作又はチルト動作が行われているか否かを判定するパン／チルト動作判定手段と、前記パン／チルト動作判定手段により前記カメラのパン動作又はチルト動作が行われていると判定した場合に、時間を変数とする所定関数により前記像振れ補正手段の制御対象の補正位置を算出し、該算出した補正位置に前記制御対象を変位させることにより、前記パン動作又はチルト動作が行われていると判定した時から所定の経過時間で前記制御対象を所定の基準位置に戻すパン／チルト動作時制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記所定関数は、正弦関数又は２次関数であることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御対象は、前記撮影光学系に配置され、光軸に対して直交する面内で変位することによって前記撮影範囲を変位させる補正レンズであることを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、カメラのパン／チルト動作が行われていると判断した場合に、像振れを補正するための制御対象（補正レンズ等）を、時間を変数とする所定の関数により基準位置に戻すようにしたため、パン／チルト動作時における像振れ補正停止後の制御を意図した制御で好適に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る像振れ補正装置の好ましい実施の形態について詳述する。
【００１５】
図１は、本発明に係る像振れ補正装置の実施の形態を示した構成図である。像振れ補正装置は、例えば、テレビカメラ用のレンズ装置（撮影レンズ）、ムービカメラ、又は、スチルカメラ等に搭載され、同図に示す防振レンズ１０は、本装置が搭載されるレンズ装置又はカメラの撮影光学系において、光軸に対して垂直な面内で上下（鉛直方向）、左右（水平方向）に移動自在に配置される。また、防振レンズ１０は、モータ１２により上下、又は、左右に駆動されるようになっており、カメラ（撮影光学系）に振動が生じた場合には、このモータ１２により像振れを防止する位置（振動を打ち消す位置）に移動するようになっている。尚、防振レンズ１０が上下、左右に移動すると撮影光学系の撮影範囲が上下、左右に変位する。また、防振レンズ１０は上下方向と左右方向のいずれの方向についても各方向に生じた振動に基づいて同様に駆動されるため、本実施の形態では、一方向（以下、左右方向）に対する像振れ補正を行う構成についてのみ説明し、他方向に対して同様に構成されるものとする。
【００１６】
同図に示す角速度センサ１４は、例えばジャイロセンサであり、カメラの振動を検出するための振れ検出センサとして用いられる。この角速度センサ１４は、例えばレンズ鏡胴の上面に設置され、レンズ鏡胴の左右方向の振動の角速度を検出し、検出した角速度に応じた電圧の電気信号を出力する。尚、角速度センサ１４から出力される信号を以下、角速度信号という。
【００１７】
角速度センサ１４から出力された角速度信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル信号に変換される。そして、ＣＰＵ１８に与えられる。
【００１８】
ＣＰＵ１８の処理内容については後述するが、ＣＰＵ１８は、角速度センサ１４から取得した角速度信号に基づいて防振レンズ１０を移動させるべき目標位置を示す位置データを算出する。そして、その位置データを位置指令信号としてＤ／Ａ変換器２０に出力する。ここで、防振レンズ１０の位置は、例えば、防振レンズ１０の基準位置に対する変位量により表され、防振レンズ１０の基準位置は、例えば防振レンズ１０の可動範囲の中心（振れ中心）とする。また、本実施の形態では基準位置を示す位置データを０とする。ただし、基準位置は振れ中心でなくてもよい。
【００１９】
Ｄ／Ａ変換器２０に出力された位置指令信号（位置データ）は、アナログの電圧信号に変換された後、サーボアンプ２２に入力される。サーボアンプ２２には、防振レンズ１０の現在位置を示す位置データとしてモータ１２の回転位置を検出する位置検出センサ２４からの電圧信号が与えられており、サーボアンプ２２は、ＣＰＵ１８からの目標位置を示す位置データの値と位置検出センサ２４からの現在位置を示す位置データの値とが一致するようにモータ１２をサーボ駆動する。これによって、防振レンズ１０がＣＰＵ１８から与えられた位置データに対応する位置に移動する。
【００２０】
続いて、ＣＰＵ１８の処理について詳説する。ＣＰＵ１８は、角速度センサ１４からＡ／Ｄ変換器１６を介して取得した角速度信号がカメラのパン動作に起因して検出された信号でなく像振れの原因となる補正すべき振動に起因して生じた信号と判断した場合には、取得した角速度信号に積分処理等を施して像振れを補正するための防振レンズ１０の位置（目標位置を示す位置データ）を算出する。具体的には、ＩＩＲフィルタによるフィルタ処理によって角速度信号から高域周波数成分の信号を取り除く。そして、算出した位置データを上述のようにＤ／Ａ変換器２０に出力する。これにより、防振レンズ１０が像振れを補正する位置に移動する。
【００２１】
一方、角速度センサ１４から取得した角速度信号がカメラのパン動作に起因して検出された信号と判断した場合には、上記像振れ補正の処理（以下、像振れ補正処理という）を停止する。そして、防振レンズ１０を基準位置０に戻すための処理を開始する。尚、本処理を以下、補正停止後処理という。
【００２２】
ここで、カメラがパン動作している際の防振レンズ１０の移動軌跡（ＣＰＵ１８において演算される防振レンズ１０の目標位置を示す位置データの値）を示した図２を用いて補正停止後処理の内容を説明する。パン動作が開始されてから同図における時刻ｔ０までの間（曲線Ｃ１部分）では、ＣＰＵ１８においてパン動作と判断されずに角速度センサ１４から得られた角速度信号が補正すべき振動によるものと判断されているものとすると、時刻ｔ０まではＣＰＵ１８において上記像振れ補正処理が実行され、それによって算出された目標位置に防振レンズ１０が移動する。
【００２３】
続いて、角速度センサ１４から取得された角速度信号の値が時刻ｔ０において所定値を超えたとすると、これによってＣＰＵ１８はパン動作が行われていると判断する。このときＣＰＵ１８は、像振れ補正処理を停止する。そして、ＣＰＵ１８は、その時点から防振レンズ１０の位置を基準位置０に戻す処理を開始する。具体的には、時間ｔを変数とする所定の関数ｆ（ｔ）を用いて防振レンズ１０の目標位置を示す位置データの値を算出し、その算出した位置データの値をＤ／Ａ変換器２０に出力する。
【００２４】
例えば、関数ｆ（ｔ）には正弦関数や２次関数が用いられる。但し、２次関数以上の高次関数や指数関数、又は、これらの所望の関数の組み合わせであってもよい。また、パン動作と判断されたときの時刻ｔ０において、時間の変数ｔを０、防振レンズ１０の位置（ＩＩＲフィルタによって算出された位置データ）ｐをｐ０とすると、ｔ＝０におけるｆ（０）がｐ０となり、所定の時間ｔ＝ｓ（時刻ｔ１＝ｔ０＋ｓ）おいてｆ（ｓ）が０となるように関数ｆ（ｔ）の係数及び定数が設定される。これにより、パン動作と判断されたときの時刻ｔ０から予定した正確な時間ｓで正確に防振レンズ１０を基準位置０に戻すことができる。
【００２５】
また、防振レンズ１０を基準位置０に戻すまでに要する時間ｓには撮影画像に違和感が生じないような好適な値が設定され、例えば、パン動作と判断されたときの時刻ｔ０における位置データｐ０の値に応じて設定する（ｐ０が大きいほどｓを大きくするなど）こともできるし、又は、一定値とすることもできる。
【００２６】
図２の点線で示した曲線Ｃ３は、ＩＩＲフィルタのフィルタ定数を変更することによって防振レンズ１０を基準位置に戻す従来の方法における防振レンズ１０の軌跡を示しており、この場合では防振レンズ１０の動作予測が難しく、所望の時間で防振レンズ１０を基準位置に戻すという制御ができないという欠点がある。本実施の形態ではこのような欠点が解消される。
【００２７】
次に、ＣＰＵ１８の上記処理の手順をフローチャートで説明する。まず、ＣＰＵ１８はＡ／Ｄ変換器１６から角速度信号を取得する（ステップＳ１０）。次に、ステップＳ１０で取得した角速度信号に基づいてパンニングか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＮＯと判定した場合には、上記像振れ補正処理により、即ち、ＩＩＲフィルタによるフィルタ演算により防振レンズ１０の目標位置を演算し（ステップＳ１４）、Ｄ／Ａ変換器２０に出力する位置データの値をそのステップＳ１４で演算した目標位置の値とする（ステップＳ１６）。そして、その位置データをＤ／Ａ変換器２０に出力し（ステップＳ１８）、ステップＳ１０に戻る。
【００２８】
ステップＳ１２においてＹＥＳ、即ち、パンニングと判定した場合には、上記補正後処理により、即ち、正弦関数又は２次関数等の所定関数を用いた関数演算により防振レンズ１０の目標位置を演算し（ステップＳ２０）、Ｄ／Ａ変換器２０に出力する位置データの値をそのステップＳ２０で演算した目標位置の値とする（ステップＳ１６）。そして、その位置データをＤ／Ａ変換器２０に出力し（ステップＳ１８）、ステップＳ１０に戻る。
【００２９】
以上、上記実施の形態では水平方向に関する防振レンズ１０の制御についてのみ説明したが垂直方向に関しても同様の制御を行うことができる。
【００３０】
また、上記実施の形態では像振れを補正する手段として、防振レンズ１０を用いて撮影光学系の撮影範囲を上下左右に変位させる場合について説明したが、本発明はこれ以外の手段によって像振れを補正する場合であっても適用できる。例えば、撮像素子全体のうち有効画素の範囲を上下左右に変位させることにより撮影光学系の撮影範囲を上下左右に変位させる効果を得るようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る像振れ補正装置によれば、カメラのパン／チルト動作が行われていると判断した場合に、像振れを補正するための制御対象（補正レンズ等）を、時間を変数とする所定の関数により基準位置に戻すようにしたため、パン／チルト動作時における像振れ補正停止後の制御を意図した制御で好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る像振れ補正装置の実施の形態を示した構成図である。
【図２】図２は、カメラがパン動作している際の防振レンズの移動軌跡を示した図である。
【図３】図３は、ＣＰＵの処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…防振レンズ、１２…モータ、１４…角速度センサ、１６…Ａ／Ｄ変換器、１８…ＣＰＵ、２０…Ｄ／Ａ変換器、２２…サーボアンプ、２４…位置検出センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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