(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置の手振れの検出出力の低域成分をカットする高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタの出力信号を積分することにより手振れの角速度変位信号を生成する積分フィルタとを有し、前記角速度変位信号に基づいて前記手振れを補正するようにした撮像装置において、
撮像装置を変位させずに撮影を行う静止被写体モードと、撮像装置を変位させて撮影を行う通常モードとのいずれかを選択するための選択手段と、
前記選択手段により前記静止被写体モードが選択された際の前記積分フィルタのカットオフ周波数を、前記通常モードが選択された場合よりも低い周波数に切り換える切り換え手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
静止画撮影機能を有すると共に、撮像装置の手振れの検出出力の低域成分をカットする高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタの出力信号を積分することにより手振れの角速度変位信号を生成する積分フィルタとを有し、前記角速度変位信号に基づいて前記手振れを補正するようにした撮像装置において、
静止画撮影モードと動画撮影モードとのいずれかを選択するための選択手段と、
前記選択手段により前記静止画撮影モードが選択された際の前記積分フィルタのカットオフ周波数を、前記動画撮影モードが選択された場合よりも低い周波数に切り換える切り換え手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手振れ補正機能を有するビデオカメラその他の撮像装置に関し、特にパン・チルトを伴わない撮影時や静止画撮影時の手振れ補正性能の向上を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハンディタイプのビデオカメラにおける手振れ補正方式には、電子的な補正方式と、光学式の補正方式とがある。このうち、電子的な補正方式は、角速度センサ等によるビデオカメラの手振れの検出出力をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換した信号に基づいて手振れ補正に必要な情報を算出し、この情報に基づいてＣＣＤ撮像素子の垂直転送ＣＣＤの駆動と映像信号処理ＬＳＩにおける処理とを制御するようにしたものである。
【０００３】
また光学式の補正方式は、同じく角速度センサ等によるビデオカメラの手振れの検出出力をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換した信号に基づいて手振れ補正に必要な情報を算出し、この情報に基づいてバリアングルプリズムを駆動させるようにしたものである。
【０００４】
こうした手振れ補正方式において、手振れ補正に必要な情報を算出するために行う演算は、次のような過程を含んでいる。
（ａ）Ａ／Ｄ変換器からの角速度サンプリング値データの低域成分を高域通過フィルタでカットする。
（ｂ）高域通過フィルタの出力信号を、レンズの焦点距離情報に基づいてゲイン調整する。
（ｃ）ゲイン調整した信号を積分フィルタで積分することにより手振れの角速度変位信号を生成する。
【０００５】
従来、こうした手振れ補正機能を有するビデオカメラでは、手振れ補正に必要な情報を算出するための演算のうち、上記（ｃ）の積分フィルタによる積分を、常に一定のカットオフ周波数で行っていた。
即ち、このカットオフ周波数を高くするほど、低周波数領域での手振れ補正が行われなくなるので手振れ補正性能は劣化する反面、パン・チルト（カメラを上下左右方向に移動させたり傾けたりしながら撮影する動作）時の振り戻し（パン・チルト終了後にパン・チルトの方向と同じ方向に画面が流れるように動き、その後画面がセンターに戻るように動くような、好ましくない画面の動き）が小さくなる。他方、このカットオフ周波数を低くするほど、低周波数領域でも手振れ補正が行われるようになるので手振れ補正性能は向上する反面、パン・チルト時の振り戻しが大きくなってしまう。そのため従来は、このカットオフ周波数を、手振れ補正性能と振り戻しの量との兼ね合いで固定値として決定していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように手振れ補正性能と振り戻しの量との兼ね合いで決定される積分フィルタのカットオフ周波数は、手振れ補正性能の向上という観点のみからみた場合には、もとより最適な値ではない。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、手振れ補正機能を有するビデオカメラその他の撮像装置であって、手振れ補正性能を向上させたものを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る撮像装置は、撮像装置の手振れの検出出力の低域成分をカットする高域通過フィルタと、この高域通過フィルタの出力信号を積分することにより手振れの角速度変位信号を生成する積分フィルタとを有し、この角速度変位信号に基づいて手振れを補正するようにした撮像装置において、撮像装置を変位させずに撮影を行う静止被写体モードと、撮像装置を変位させて撮影を行う通常モードとのいずれかを選択するための選択手段と、この選択手段によりこの静止被写体モードが選択された際の積分フィルタのカットオフ周波数をこの通常モードが選択された場合よりも低い周波数に切り換える切り換え手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この撮像装置を考案するに至った経緯は、次の通りである。撮像装置を変位させずに（換言すればパン・チルトを伴わずに）撮影を行う場合には、振り戻しの量を考慮する必要がないので、撮像装置を変位させながら（換言すればパン・チルトを行いつつ）撮影を行う場合よりも手振れの角速度変位信号を生成する積分フィルタのカットオフ周波数を一層低くすることにより手振れ補正性能を向上させる余地がある。
【００１０】
そこで、この撮像装置によれば、撮影者が、パン・チルトを伴わずに撮影を行おうとするときに、撮像装置を変位させずに撮影を行う静止被写体モードを選択手段により選択すると、切り換え手段により、積分フィルタのカットオフ周波数が、撮像装置を変位させて撮影を行う通常モードを選択した場合よりも低い周波数に切り換えられるようになっており、これによって、パン・チルトを伴わない撮影時の手振れ補正性能が従来よりも向上する。
【００１１】
次に、本発明の請求項２に係る撮像装置は、静止画撮影機能を有すると共に、撮像装置の手振れの検出出力の低域成分をカットする高域通過フィルタと、この高域通過フィルタの出力信号を積分することにより手振れの角速度変位信号を生成する積分フィルタとを有し、この角速度変位信号に基づいて手振れを補正するようにした撮像装置において、静止画撮影モードと動画撮影モードとのいずれかを選択するための選択手段と、この選択手段により静止画撮影モードが選択された際の積分フィルタのカットオフ周波数を動画撮影モードが選択された場合よりも低い周波数に切り換える切り換え手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
この撮像装置を考案するに至った経緯は、次の通りである。近年のビデオカメラには静止画を撮影する機能を有するものが存在しているが、静止画の撮影時には、動画の撮影時と異なりパン・チルト時の画面の動きがあまり問題にならないので、やはり手振れの角速度変位信号を生成する積分フィルタのカットオフ周波数を一層低くすることにより手振れ補正性能を向上させる余地がある。
【００１３】
そこで、この撮像装置によれば、撮影者が、静止画を撮影しようとするときに、選択手段により静止画撮影モードを選択すると、切り換え手段により、積分フィルタのカットオフ周波数が、動画撮影モードを選択した場合よりも低い周波数に切り換えられるようになっており、これによって、静止画撮影時の手振れ補正性能が従来よりも向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の請求項１に係る撮像装置を適用したビデオカメラのうち本発明に関係する部分の構成の一例を示すブロック図である。このビデオカメラは、電子的な手振れ補正機能を有するものであり、角速度センサ１１，Ａ／Ｄコンバータ１２，マイクロコンピュータ２１，ＣＣＤ駆動用タイミングジェネレータ３１，ズームＬＳＩ３２，デジタル信号処理ＬＳＩ（映像信号処理をデジタル信号処理として行う回路）４１，ＣＣＤ撮像素子５１，レンズ６１，レンズ６１の焦点距離ｆを示す信号（ズーム位置を示す信号）を生成するズーム位置検出器（図示せず），静止被写体モード／通常モード選択部７１が設けられている。
【００１５】
静止被写体モード／通常モード選択部７１は、静止被写体モードと通常モードとのいずれか一方のモードを撮影者に選択させるためにビデオカメラの筐体の表面に取り付けられた操作釦である。この選択部７１からは、いずれのモードが選択されたかを示す信号Ｍｏｄｅ＿Ａが生成されてマイクロコンピュータ２１に送られる。
【００１６】
角速度センサ１１は、ビデオカメラの垂直方向，水平方向の手振れをそれぞれ角速度として検出する２個の角速度センサから成っている。角速度センサ１１から出力される角速度データＳｇｙｒｏ（垂直方向，水平方向の角速度データ）はＡ／Ｄコンバータ１２においてオーバーサンプリングされ、Ａ／Ｄコンバータ１２からこのオーバーサンプリングタイミング毎に出力される角速度サンプリング値データＳｓａｍｐが、マイクロコンピュータ２１に送られる。
【００１７】
前述のレンズ６１の焦点距離ｆを示す信号も、マイクロコンピュータ２１に送られる。マイクロコンピュータ２１は、後で詳述するように、これらの信号Ｍｏｄｅ＿Ａ，角速度サンプリング値データＳｓａｍｐ，焦点距離ｆを示す信号に基づき、手振れの補正に必要な情報として垂直方向制御データＳＶｔｇ及び垂直・水平方向制御データＳＶｚｏｏｍを算出する。垂直方向制御データＳＶｔｇ，垂直・水平方向制御データＳＶｚｏｏｍは、それぞれマイクロコンピュータ２１からＣＣＤ駆動用タイミングジェネレータ３１，ズームＬＳＩ３２に送られる。
【００１８】
ＣＣＤ駆動用タイミングジェネレータ３１は、この垂直方向制御データＳＶｔｇに基づき、ＣＣＤ撮像素子５１を駆動する駆動パルスＤＰを生成してＣＣＤ撮像素子５１に送る。
ＣＣＤ撮像素子５１は、走査領域（有効画角）の周囲に余裕領域が設けられることにより有効画角よりも大きな撮像領域を有しており、この撮像領域上の各フォトダイオードから垂直転送ＣＣＤ（図示せず）に読み出された電荷のうち余裕領域の電荷が駆動パルスＤＰに基づいて高速転送されて排出されることにより、垂直方向での有効画角の切り出しが行われる。他方、垂直転送ＣＣＤに読み出された電荷のうち走査領域の電荷は、水平転送ＣＣＤ（図示せず）を経て出力部（図示せず）で電圧信号（映像アナログ信号）に変換される。この映像アナログ信号は、デジタル信号処理ＬＳＩ４１に送られる。
【００１９】
デジタル信号処理ＬＳＩ４１は、この映像アナログ信号をデジタル変換した信号に基づき、輝度信号Ｙ及び色信号Ｃを生成してズームＬＳ３２に送る。ズームＬＳ３２は、この輝度信号Ｙ，色信号Ｃとマイクロコンピュータ２１からの垂直・水平方向制御データＳＶｚｏｏｍとに基づき、垂直・水平方向に手振れ補正した輝度信号Ｙ，色信号Ｃを生成してデジタル信号処理ＬＳＩ４１に返送する。デジタル信号処理ＬＳＩ４１は、ズームＬＳ３２から送られた手振れ補正済みの輝度信号Ｙ，色信号Ｃに基づいて映像信号Ｙ／Ｃを生成してビデオカメラの映像信号記録系（図示せず）等に送る。
【００２０】
図２は、マイクロコンピュータ２１が垂直方向制御データＳＶｔｇ及び垂直・水平方向制御データＳＶｚｏｏｍを算出するために行う演算の一例を示す機能ブロック図である。
マイクロコンピュータ２１は、Ａ／Ｄコンバータ１２からの角速度サンプリング値データＳｓａｍｐの低域成分を、高域通過フィルタ２２でカットし、このフィルタ２２の出力信号Ｓｈｐｆを、レンズ６１の焦点距離ｆを示す信号に基づいてゲイン調整部２３でゲイン調整し、ゲイン調整部２３の出力信号Ｓｇａｉｎを積分フィルタ２４に送る。
【００２１】
積分フィルタ２４には、図３に示すように、静止被写体モード／通常モード選択部７１からの信号Ｍｏｄｅ＿Ａが通常モード，静止被写体モードのうちのいずれのモードを示すものであるかに応じてそれぞれ異なるカットオフ周波数ｆ１，ｆ２を対応させたテーブルが設けられている。ここで、ｆ１は、手振れ補正性能とパン・チルト時の振り戻しの量との兼ね合いで決定された周波数であり、ｆ２は、手振れ補正性能の向上を優先させてｆ１よりも低く決定された周波数である。
積分フィルタ２４では、このテーブルを参照して、ゲイン調整部２３の出力信号Ｓｇａｉｎを通常モードと静止被写体モードとのそれぞれに対応したカットオフ周波数で積分することにより、手振れの角速度変位信号Ｓｉｎｔが生成される。
【００２２】
マイクロコンピュータ２１は、この角速度変位信号Ｓｉｎｔを特性補償フィルタ２５で利得及び位相補償し、この利得及び位相補償した信号Ｓｅｑｕを用いてＳＶｔｇ・ＳＶｚｏｏｍ算出部２６で垂直方向制御データＳＶｔｇ及び垂直・水平方向制御データＳＶｚｏｏｍを算出する。
【００２３】
このビデオカメラでの撮影動作の一例を説明すると、次の通りである。
撮影者は、パン・チルトを伴わずに撮影しようとするとき以外には、静止被写体モード／通常モード選択部７１で通常モードを選択すべきものとする。すると、図２に示した演算において、積分フィルタ２４での信号Ｓｇａｉｎの積分はカットオフ周波数ｆ１で行われることになる。
【００２４】
他方、撮影者は、パン・チルトを伴わずに撮影しようとするときには、静止被写体モード／通常モード選択部７１で静止被写体モードを選択すべきものとする。すると、積分フィルタ２４による信号Ｓｇａｉｎの積分が、カットオフ周波数をｆ１よりも低いｆ２に切り換えて行われるようになる。
【００２５】
図４は、積分フィルタ２４のゲイン特性（信号Ｓｇａｉｎに対する信号Ｓｉｎｔの、周波数領域における特性）の一例を示す。通常モードでは、カットオフ周波数がｆ１となることにより、ｆ１以上の周波数領域でのみ信号Ｓｇａｉｎが積分され、その結果この周波数領域でのみ手振れ補正が行われる。
【００２６】
他方、静止被写体モードでは、カットオフ周波数がｆ２となることにより、ｆ２以上の周波数領域で信号Ｓｇａｉｎが積分され、その結果この周波数領域で手振れ補正が行われる。従って、通常モードでは手振れ補正が行われないｆ２からｆ１までの低い周波数領域でも手振れ補正が行われるようになるので、通常モードにおけるよりも手振れ補正性能が向上する。
【００２７】
このようにして、このビデオカメラのよれば、手振れ補正性能と振り戻しの量との兼ね合いで積分フィルタのカットオフ周波数を固定値として決定していた従来のビデオカメラよりも、パン・チルトを伴わない撮影時の手振れ補正性能が向上する。
【００２８】
次に、図５は、本発明の請求項２に係る撮像装置を適用したビデオカメラのうち本発明に関係する部分の構成の一例を示すブロック図であり、同図において図１と同一の部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
このビデオカメラは、静止画撮影機能を有するものであり、図１の静止被写体モード／通常モード選択部７１の代わりに、動画撮影モードと静止画撮影モードとのいずれか一方のモードを撮影者に選択させるための操作釦である動画撮影モード／静止画撮影モード選択部７２が設けられている。この選択部７２からは、いずれのモードが選択されたかを示す信号Ｍｏｄｅ＿Ｂが生成されてマイクロコンピュータ２１に送られる。
【００２９】
図６は、図５のビデオカメラにおいてマイクロコンピュータ２１が垂直方向制御データＳＶｔｇ及び垂直・水平方向制御データＳＶｚｏｏｍを算出するために行う演算の一例を示す機能ブロック図であり、同図において図２と同一の部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００３０】
このビデオカメラでは、積分フィルタ２４には、図７に示すように、動画撮影モード／静止画撮影モード選択部７２からの信号Ｍｏｄｅ＿Ｂが動画撮影モード，静止画撮影モードのうちのいずれのモードを示すものであるかに応じてそれぞれ異なるカットオフ周波数ｆ１，ｆ３を対応させたテーブルが設けられている。ｆ１は、前述のように手振れ補正性能とパン・チルト時の振り戻しの量との兼ね合いで決定された周波数であり、ｆ３は、手振れ補正性能の向上を優先させてｆ１よりも低く決定された周波数である。
【００３１】
積分フィルタ２４では、このテーブルを参照して、ゲイン調整部２３の出力信号Ｓｇａｉｎを動画撮影モードと静止画撮影モードとのそれぞれに対応したカットオフ周波数で積分することにより、手振れの角速度変位信号Ｓｉｎｔが生成される。
【００３２】
次に、このビデオカメラでの撮影動作の一例を説明する。
撮影者は、動画を撮影しようとするときには、動画撮影モード／静止画撮影モード選択部７２で動画撮影モードを選択すべきものとする。すると、図２に示した演算において、積分フィルタ２４での信号Ｓｇａｉｎの積分はカットオフ周波数ｆ１で行われることになる。
【００３３】
他方、撮影者は、静止画を撮影しようとするときには、動画撮影モード／静止画撮影モード選択部７２で静止画撮影モードを選択すべきものとする。すると、積分フィルタ２４による信号Ｓｇａｉｎの積分が、カットオフ周波数をｆ１よりも低いｆ３に切り換えて行われるようになる。
【００３４】
図８は、積分フィルタ２４のゲイン特性の一例を示す。動画撮影モードでは、カットオフ周波数がｆ１となることにより、ｆ１以上の周波数領域でのみ信号Ｓｇａｉｎが積分され、その結果この周波数領域でのみ手振れ補正が行われる。
【００３５】
他方、静止画撮影モードでは、カットオフ周波数がｆ３となることにより、ｆ３以上の周波数領域で信号Ｓｇａｉｎが積分され、その結果この周波数領域で手振れ補正が行われる。従って、通常モードでは手振れ補正が行われないｆ３からｆ１までの低い周波数領域でも手振れ補正が行われるようになるので、動画撮影モードにおけるよりも手振れ補正性能が向上する。
【００３６】
このようにして、このビデオカメラのよれば、手振れ補正性能と振り戻しの量との兼ね合いで積分フィルタのカットオフ周波数を固定値として決定していた従来のビデオカメラよりも、静止画撮影時の手振れ補正性能が向上する。
【００３７】
尚、以上の各例のうち、図１乃至図４に示した例では、静止被写体モードの選択時にのみ積分フィルタ２４のカットオフ周波数を低い周波数に切り換えることにより、パン・チルトを伴わない撮影時にのみ手振れ補正性能を向上させるようにしており、図５乃至図８に示した例では、静止画撮影モードの選択時にのみ積分フィルタ２４のカットオフ周波数を低い周波数に切り換えることにより、静止画撮影時にのみ手振れ補正性能を向上させるようにしてようにしている。
【００３８】
しかし、別の例として、静止画撮影機能を有するビデオカメラにおいて、図５の動画撮影モード／静止画撮影モード選択部７２以外に静止被写体モードを選択するための選択部を設けると共に、積分フィルタ２４に、動画撮影モード，静止画撮影モード，静止被写体撮影モードのそれぞれにカットオフ周波数ｆ１，ｆ３，ｆ２を対応させたテーブルを設けることにより、１台のビデオカメラで、パン・チルトを伴わない撮影時と静止画撮影時との両方において手振れ補正性能を向上させるようにしてもよい。
【００３９】
また、以上の各例では電子的な手振れ補正機能を有するビデオカメラに本発明を適用しているが、光学式の手振れ補正機能を有するビデオカメラにも本発明を適用してよい。
また、以上の各例ではビデオカメラに本発明を適用しているが、手振れ補正機能を有する他の適宜の撮像装置にも本発明を適用してよい。
また、本発明は、以上の実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとりうることはもちろんである。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る撮像装置によれば、パン・チルトを伴わずに撮影を行うときの手振れ補正性能を、従来よりも向上させることができる。
また、本発明の請求項２に係る撮像装置によれば、静止画を撮影するときの手振れ補正性能を、従来よりも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置を適用したビデオカメラの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータが行う演算の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】図２の積分フィルタが有するテーブルの一例を示す図である。
【図４】図２の積分フィルタのゲイン特性の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る撮像装置を適用したビデオカメラの構成の別の一例を示すブロック図である。
【図６】図５のマイクロコンピュータが行う演算の一例を示す機能ブロック図である。
【図７】図６の積分フィルタが有するテーブルの一例を示す図である。
【図８】図６の積分フィルタのゲイン特性の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１  角速度センサ、  １２  Ａ／Ｄコンバータ、  ２１  マイクロコンピュータ、  ２２  高域通過フィルタ、  ２３  ゲイン調整部、  ２４  積分フィルタ、  ２５  特性補償フィルタ、  ２６  ＳＶｔｇ・ＳＶｚｏｏｍ算出部、  ３１  ＣＣＤ駆動用タイミングジェネレータ、  ３２  ズームＬＳＩ、  ４１  デジタル信号処理ＬＳＩ、  ５１  ＣＣＤ撮像素子、  ６１  レンズ、  ７１  静止被写体モード／通常モード選択部、  ７２  動画撮影モード／静止画撮影モード選択部
【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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