【手続補正書】
【提出日】平成19年8月21日(2007.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を検出する検出手段からの出力に基づいて生成された第１の振れ信号と光電変換素子を用いて生成された画像の動きを示す第２の振れ信号とを加算して、像振れを補正する補正手段を制御するための制御信号を生成する信号生成手段を有し、
前記信号生成手段は、前記第２の振れ信号を、前記第１の振れ信号の生成周期に応じた周期で該第１の振れ信号に加算することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記信号生成手段は、前記第２の振れ信号により表される前記画像の動き量を前記第１の振れ信号の生成周期で分割し、該分割した動き量を該第１の振れ信号に加算することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記第１の振れ信号の生成周期は、前記検出手段からの出力に基づいて前記第１の振れ信号を演算する周期であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記第１の振れ信号の生成周期は、前記検出手段から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する周期であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
【請求項５】
前記信号生成手段は、撮影倍率に応じて前記制御信号の生成周期を変更することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項６】
振動を検出する検出手段からの出力に基づいて生成されたアナログ信号である第１の振れ信号と光電変換素子を用いて生成された画像の動きを示すデジタル信号である第２の振れ信号とを加算して、像振れを補正する補正手段を制御するための制御信号を生成する信号生成手段を有し、
前記信号生成手段は、前記第１の振れ信号をデジタル信号に変換して前記第２の振れ信号に加算することを特徴とする光学機器。
【請求項７】
前記検出手段は、前記振動による角速度を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項８】
前記光学機器は、
前記検出手段と、
前記光電変換素子と、
前記補正手段とを有する撮像装置であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項９】
前記光学機器は、前記光電変換素子を有する撮像装置に装着が可能であり、前記補正手段を有するレンズ装置であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項１０】
前記光学機器は、前記光電変換素子を有する撮像装置であり、前記補正手段を有するレンズ装置が装着されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の光学機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラや交換レンズ等の光学機器に関し、特に像振れ補正機能を有する光学機器に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
角変位信号と動きベクトル信号は加算器３１３で加算され、振れ補正制御信号として位相・ゲイン補償部３１１に入力される。位相・ゲイン補償部３１１で処理された振れ補正制御信号は、像振れ補正ユニット２００を駆動する駆動回路３０８へ入力される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の光学機器は、振動を検出する検出手段からの出力に基づいて生成された第１の振れ信号と光電変換素子を用いて生成された画像の動きを示す第２の振れ信号とを加算して、像振れを補正する補正手段を制御するための制御信号を生成する信号生成手段を有する。該信号生成手段は、第２の振れ信号を、第１の振れ信号の生成周期に応じた周期で該第１の振れ信号に加算する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の光学機器は、振動を検出する検出手段からの出力に基づいて生成されたアナログ信号である第１の振れ信号と光電変換素子を用いて生成された画像の動きを示すデジタル信号である第２の振れ信号とを加算して、像振れを補正する補正手段を制御するための制御信号を生成する信号生成手段を 有する。該信号生成手段は、第１の振れ信号をデジタル信号に変換して第２の振れ信号に加算する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明によれば、加算される振れ信号が異なる周期でサンプリングされる場合でも、第１の振れ信号の生成周期に略同期するよう変換された第２の振れ信号を第１の振れ信号に加算するので、自然な像振れ補正画像を得ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明によれば、アナログ信号である第１の振れ信号をデジタル信号に変換した上でデジタル信号である第２の振れ信号に加算して処理を行うので、外的ノイズに対する信頼性が高く、広帯域での振れに対応可能な像振れ補正を行える光学機器を実現することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
不図示の被写体からの光束は、可変頂角プリズム４およびレンズユニット１００，１０１，１０３，１０４および絞り１０２を通過して、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）１７の受光面上で結像する。撮像素子１７では、光電変換された電荷が蓄積され、所定のタイミングで該電荷が読み出される。撮像素子１７から出力された信号は、映像信号処理回路１８に送られる。映像信号処理回路１８では撮像素子１７からの出力信号に対して所定の増幅やガンマ補正などの各種処理を施して映像信号を生成する。映像信号は不図示の表示デバイス（液晶ディスプレイパネル等）に出力される。また、映像信号は、信号生成回路１０５内の動きベクトル検出部１５にも入力される。この動きベクトル検出部１５での検出動作については後述する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
１はジャイロセンサ（検出手段）であり、該ビデオカメラの振動を物理的又は機械的に検出する。２はジャイロセンサ１からの出力信号のうち直流成分を遮断して振動成分のみを通過させるＤＣカットフィルタである。３はＤＣカットフィルタ２から出力された角速度信号を所要のレベルに増幅するアンプである。該アンプ３で増幅された角速度信号は、信号生成回路１０５内のＡＤ変換器１０によりアナログ信号からデジタル信号に変換され、ジャイロ信号処理部１２へ入力される。ここで、信号生成回路（信号生成手段）１０５は、各種演算をデジタルで行うマイクロコンピュータやＤＳＰ（digital signal processor）等の演算装置（制御回路）内に設けられている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
このようにして検出（算出）される動きベクトルは、画素単位での垂直方向および水平方向それぞれの移動量を示す。この動きベクトルは、連続した撮像画像（フィールド画像又はフレーム画像）の単位時間当たりの移動量を示すものであり、連続した撮像画像の移動量に比例した値が得られる。なお、実際の振動による変位量に対してジャイロセンサ１により検出された振れ変位量に誤差がない場合（例えば、高周波域の振れのみの場合）は、画像上の動きベクトルは検出されず、動きベクトルに基づく振れ補正の補助情報も０となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
動きベクトル決定部２２４で決定された動きベクトルは、動きベクトル変換部１６に入力され、ここでは該動きベクトルを所定の方法により変換する。具体的な変換方法については後述する。そして、変換後の動きベクトル信号と前述したジャイロセンサ１からの出力に基づいて生成された角変位信号とを加算器１４により加算し、加算結果に対応した可変頂角プリズム４の目標駆動量および駆動方向を示す信号が生成され、信号生成回路１０５内の減算器１３に入力される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
また、可変頂角プリズム４の駆動量（位置）はエンコーダ５により検出され、該検出信号は信号処理回路６を介してＡＤ変換器９でデジタル信号に変換されて減算器１３にフィードバックされる。減算器１３の出力は、可変頂角プリズム４の目標駆動量と実際の可変頂角プリズム４の駆動量との誤差を示し、この誤差量に応じた信号が位相・ゲイン補償部１１で位相およびゲインの補償がなされることにより振れ補正制御信号として駆動回路８に入力される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
駆動回路８は、該振れ補正制御信号に応じた駆動量および駆動方向に可変頂角プリズム４を駆動するようアクチュエータ７を駆動する。アクチュエータ７は、ボイスコイルモータ等からなり、可変頂角プリズム４の平板ガラスを揺動させる。これにより、ジャイロセンサ１を用いて生成された振れ信号（角変位信号）と画像の動きベクトルを示す信号とに基づく像振れ補正が行われる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
次に、動きベクトル変換部１６内での変換方法について説明する。図３（ａ）は動きベクトルの本来のサンプリング周期での動きベクトルの変化を示している。前述したように、動きベクトルはフィールド周期（ＮＴＳＣでは１／６０ｓｅｃ、ＰＡＬでは１／５０ｓｅｃ、図中ではＶ周期と示す）で生成、すなわちサンプリングされる。これに対し、ジャイロセンサ１を用いた角変位信号の生成（サンプリング）周期は、ジャイロ信号処理部１２での演算（変換）周期或いはＡＤ変換器１０による角速度信号の読み込み周期の整数倍又は整数分の一の周期であり、例えば１．２ｋＨｚ，２ｋＨｚとか１２ｋＨｚといった周波数に対応した周期である。この場合、動きベクトルのサンプリング周期毎の変動が大きくなるので、その結果、該動きベクトル信号と角変位信号との加算結果の変動量も大きくなってしまう。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図３（ｂ）には、本実施例の動きベクトル変換部１６で変換処理された動きベクトルの変化を示している。該動きベクトル変換部１６では、下記（１）式により、フィールド周期ΔＴ１毎に得られる動きベクトルの量Ｗを、ジャイロセンサ１による角変位信号の生成周期ΔＴ２で分割することで、該周期ΔＴ２ごとの動きベクトルの量 ΔＶを求める。
ΔＶ＝Ｗ／（ΔＴ１／ΔＴ２）…（１）
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ステップ２では、ジャイロセンサ１からの角速度信号を取り込み、ステップ３では、該角速度信号を積分して角変位信号に変換する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図５には、本発明の実施例２であるレンズ交換が可能なビデオカメラシステムの構成を示している。図５において、左側が交換可能なレンズ装置（光学機器）を、右側がビデオカメラ本体（撮像装置）を示している。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
不図示の被写体からの光束は、可変頂角プリズム４およびレンズユニット１００，１０１，１０３，１０４および絞り１０２を通過して、撮像素子１７の受光面上で結像する。撮像素子１７では、光電変換された電荷が蓄積され、所定のタイミングで該電荷が読み出される。撮像素子１７から出力された信号は、カメラ本体に設けられた映像信号処理回路１８に送られる。映像信号処理回路１８では撮像素子１７からの出力信号に対して所定の増幅やガンマ補正などの各種処理を施して映像信号を生成する。映像信号は不図示の表示デバイス（液晶ディスプレイパネル等）に出力される。また、映像信号は、カメラ本体に設けられた動きベクトル検出部１５にも入力される。この動きベクトル検出部１５の構成および動作は、実施例１で説明したものと同じである。また、カメラ本体には、カメラ本体側の全ての制御を司るカメラ制御回路１０８が設けられている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
交換レンズ側の信号生成回路１０６内に設けられた動きベクトル変換部１６では、カメラ本体側から受信した動きベクトル信号を、実施例１で説明した（１）式を用いて変換する。そして、変換後の動きベクトル信号と前述したジャイロセンサ１からの出力に基づいて生成された角変位信号とを加算器１４により加算し、加算結果に対応した可変頂角プリズム４の目標駆動量および駆動方向を示す信号が生成され、信号生成回路１０６内の減算器１３に入力される。ここで、信号生成回路１０６は、各種演算をデジタルで行うマイクロコンピュータやＤＳＰ（digital signal processor）等の演算装置（レンズ制御回路）内に設けられている。該演算装置は、可変頂角プリズム４の駆動制御の他、ズームレンズ１０１、フォーカスレンズ１０４および絞り１０２などの制御を行う。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
また、可変頂角プリズム４の駆動量（位置）はエンコーダ５により検出され、該検出信号は信号処理回路６を介してＡＤ変換器９でデジタル信号に変換されて減算器１３にフィードバックされる。減算器１３の出力は、可変頂角プリズム４の目標駆動量と実際の可変頂角プリズム４の駆動量との誤差を示し、この誤差量に応じた信号が位相・ゲイン補償部１１で位相およびゲインの補償がなされることにより振れ補正制御信号として駆動回路８に入力される。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
駆動回路８は、該振れ補正制御信号に応じた駆動量および駆動方向に可変頂角プリズム４を駆動するようアクチュエータ７を駆動する。アクチュエータ７は、ボイスコイルモータ等からなり、可変頂角プリズム４の平板ガラスを揺動させる。これにより、ジャイロセンサ１を用いて生成された振れ信号（角変位信号）と画像の動きベクトルを示す信号とに基づく像振れ補正が行われる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図６には、カメラ本体側に設けられたカメラ制御回路１０８における動きベクトルの検出から該検出結果の交換レンズ側への通信までの動作を制御するプログラムのフローチャートを示す。なお、カメラ制御回路１０８は、動きベクトル信号のみならず、オートフォーカスや絞り駆動、ズーム駆動等に関する指令や情報を交換レンズ側に送信する。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
ステップ３０３では、動きベクトル信号を含む交換レンズに対する通信データをセットする。次に、ステップ３０４では、カメラ本体において垂直同期信号が発生したか否かを確認する。垂直同期信号が発生したことが確認された場合は、次の処理に進む。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
次に、図７には、交換レンズ側に設けられたレンズ制御回路（信号生成回路１０６）におけるジャイロセンサ１からの出力の取得から可変頂角プリズム４の駆動までの動作を制御するプログラムのフローチャートを示す。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
ステップ３１２では、カメラ本体に通信割り込み許可信号を送信し、カメラ本体とのデータ（動きベクトル信号等）の通信を開始する。そして、ステップ３１３では、（１）式を用いて角速度信号の生成周期ごとの動きベクトル量ΔＶを算出する。次に、ステップ３１４では、ジャイロセンサ１からの出力に基づいて生成された角変位信号とステップ３１３で取得した動きベクトル量ΔＶとを角変位信号の生成周期ΔＴ２で加算する。そして、ステップ３１５では、該加算した結果からエンコーダ５のＡＤ変換後の出力を減算（フィードバック）し、さらに該減算結果の信号に対して位相およびゲイン補償処理を行って振れ補正制御信号を生成する。続いて、ステップ３１６では、振れ補正制御信号を駆動回路８に出力し、可変頂角プリズム４を駆動する。そして、ステップ３１１に戻る。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
以上説明したように、上記各実施例によれば、ジャイロセンサ（角速度センサ）の出力に基づいて生成された角変位信号（第１の振れ信号）と、撮像素子を用いて取得した画像の動きベクトルを示す動きベクトル信号（第２の振れ信号）とを加算して像振れ補正を行うに際して、動きベクトル信号をジャイロセンサのＡＤ変換周期やフィルタ演算周期、すなわち角変位信号の生成周期に合わせて分割し、両信号を加算することで、ジャイロセンサに基づく振れ信号と動きベクトルに基づく振れ信号とを用いたデジタルハイブリッド像振れ補正を実現することが可能となる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
さらに、上記実施例２においては、レンズ交換が可能なビデオカメラシステムにおいて、カメラ本体側に動きベクトル検出部１５を設け、交換レンズ側に信号生成回路１０６（動きベクトル変換部１６および加算部１４等）を設けた場合について説明したが、これらの構成要素は、カメラ本体側と交換レンズ側のいずれに設けてもよい。例えば、信号生成回路１０６を動きベクトル検出部１５とともにカメラ本体側に設けて、ジャイロセンサ１からの出力を交換レンズ側からカメラ本体側に通信するようにしてもよいし、また信号生成回路１０６と動きベクトル検出部１５を交換レンズ側に設けて、映像信号をカメラ本体側から交換レンズ側に通信するようにしてもよい。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
また、上記各実施例では、ビデオカメラの振動を検出するセンサとしてジャイロセンサを用いた場合について説明したが、これに代えて又はこれとともに加速度センサを用いてもよい。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006064776.tif 000001