【手続補正書】
【提出日】平成20年9月25日(2008.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  撮影光学系を通った光学像を光電変換する撮像素子と、
装置振れに応じた信号を出力する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段からの信号に応じて前記撮像素子上での複数の画素を有する画像読み出しエリアを移動させて撮影画像の振れを補正する制御手段とを有し、
前記制御手段は、振れ補正を行っているときに、前記振れ検出手段からの信号に基づいて前記画像読み出しエリア上における複数の画素のうち受光量が多い画素の出力ゲインを受光量が少ない画素の出力ゲインと同等となるように変更することを特徴とする光学装置。
【請求項２】  撮影光学系を通った光学像を光電変換する撮像素子と、
装置振れに応じた信号を出力する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段からの信号に応じて前記撮像素子上での複数の画素を有する画像読み出しエリアを移動させて撮影画像の振れを補正する制御手段とを有し、
前記制御手段は、振れ補正を行っているときに、前記振れ検出手段からの信号に基づいて前記画像読み出しエリア上における複数の画素のうち受光量が少ない画素の出力ゲインを、受光量が多い画素の出力ゲインと同等となるように変更することを特徴とする光学装置。
【請求項３】  撮影光学系を通った光学像を光電変換する撮像素子と、
装置振れに応じた信号を出力する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段からの信号に応じて前記撮像素子上での複数の画素を有する画像読み出しエリアを移動させて撮影画像の振れを補正する制御手段とを有し、
前記制御手段は、振れ補正を行っているときに、前記振れ検出手段からの信号に基づいて前記画像読み出しエリア上における複数の画素のうち受光量が多い画素の出力ゲインを所定値に下げ、受光量が少ない画素の出力ゲインを前記所定値に上げることを特徴とする光学装置。
【請求項４】  前記制御手段は、撮像フレームごとに各画素の出力ゲインを段階的に変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
そこで、光学装置の小型化を図るため、可変頂角プリズムを複数のレンズ群からなる光学系の内部のある２つのレンズ群間に配置した光学装置や、複数のレンズ群の内のあるレンズ群を光軸直交方向に移動させて振れを補正する、いわゆるレンズシフト方式のような光学式の像振れ補正機能を有する光学装置が提案されている。
【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】
さらに、撮像素子として実際に撮像に必要な面積よりも大きな面積を有するＣＣＤを使用し（当然、イメージサークルがＣＣＤ全面をカバーする大きな光学系が必要）、手振れ情報に応じて撮像素子上での画像読み出し位置を移動させることにより振れを補正する、いわゆる電子防振と呼ばれる電子式の振れ補正機能を有する光学装置が提案されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本願発明の光学装置は、撮影光学系を通った光学像を光電変換する撮像素子と、装置振れに応じた信号を出力する振れ検出手段と、振れ検出手段からの信号に応じて撮像素子上での複数の画素を有する画像読み出しエリアを移動させて撮影画像の振れを補正する制御手段とを有するいわゆる電子防振タイプの光学装置である。
そして、本願第１の発明では、上記制御手段に、振れ補正を行っているときに、振れ検出手段からの信号に基づいて画像読み出しエリア上における複数の画素のうち受光量が多い画素の出力ゲインを、受光量が少ない画素の出力ゲインと同等となるように変更させるようにしている。
また、本願第２の発明では、上記制御手段に、振れ補正を行っているときに、振れ検出手段からの信号に基づいて画像読み出しエリア上における複数の画素のうち受光量が少ない画素の出力ゲインを、受光量が多い画素の出力ゲインと同等となるように変更させるようにしている。
さらに、本願第３の発明では、上記制御手段に、振れ補正を行っているときに、振れ検出手段からの信号に基づいて画像読み出しエリア上における複数の画素のうち受光量が多い画素の出力ゲインを所定値に下げ、受光量が少ない画素の出力ゲインを上記所定値に上げさせるようにしている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
これにより、振れ補正（画像読み出しエリアの移動）に伴う画像読み出しエリア上での光量分布の変化に応じて、画像読み出しエリアの各画素の出力ゲインを調整することが可能となる。すなわち、撮影光学系に入射する光量（分布）が均一であっても撮影光学系の光学的制約により像面の周辺光量落ちがある場合において、画像読み出しエリアの移動により画像読み出しエリア上での光量分布に変化が生じても、このエリアの全画素からは全画素が同等な光量を受けているのと等価な出力が得られるように出力ゲインを調整することが可能となる。したがって、従来、振れ補正に同期して生じていた撮影画面内での明るさ変動はほとんど発生しなくなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【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】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態：本発明の参考の実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態であるビデオカメラ（光学装置）の構成を示している。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
８はメモリである。このメモリ８には、撮影レンズ１により得られる光束全体のピント面（本実施形態では、図２に示すＣＣＤ３の有効撮像エリア３ａ）上での光量分布情報が予め記憶されており、振れセンサ５からの振れ信号に応じて、シフトレンズ２が振れ補正のために駆動されているときの各位置でのＣＣＤ３上での光量分布の情報がマイクロコンピュータ４により読み出されるようになっている。
【手続補正１２】
【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】
そこで、メモリ８には、振れセンサ５の振れ信号と、その振れ信号に対応するシフトレンズ２がシフトした状態でのＣＣＤ３の有効撮像エリア３ａ上に到達する光束の光量分布情報とが対応付けられてメモリーテーブルとして記憶されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
例えば、図２（Ｂ）に示す状態となるようにシフトレンズ２が変位している場合、ＣＣＤ３の有効撮像エリア３ａ上に到達する光束の光量分布は、エリア３ａの画面左上から画面右下に向けて１００％光量から４０％光量へと暗くなる光量分布になる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
このように、振れ信号に応じてＣＣＤ３の有効撮像エリア３ａ上での光量分布が全画素の出力レベルの上（みかけ上）では均一となるようにゲインコントローラ７を駆動するので、防振動作時にシフトレンズ２のシフト移動に同期して発生していた撮影画面内での明るさ変動を有効に防止することができ、自然な撮影画像を得ることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
（第２実施形態：本発明の参考の実施形態）
上記第１実施形態では、光量分布に応じた受光量が多い（１００〜６０％）側の画素の出力ゲインを受光量が少ない（４０％）側の画素の出力ゲインに合わせるように低減させる場合について説明したが、受光量が少ない側の画素の出力ゲインを受光量が多い側の画素の出力ゲインに合わせるように高くしてもよい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
例えば、有効撮像エリア３ａ上での光量分布が１００％光量から４０％光量を含む場合、全体を１００％光量を受光しているときと等価の出力レベルが得られるように各画素の出力ゲインを調整してもよい。
【手続補正１７】
【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】
（第３実施形態：本発明の参考の実施形態）
上記第１および第２実施形態では、光量分布に応じた受光量が多い側の画素の出力ゲインを受光量が少ない側の画素の出力ゲインに合わせるよう低減させるか、受光量が少ない側の画素の出力ゲインを受光量が多い側の画素の出力ゲインに合わせるように高くする場合について説明したが、これらを組み合わせてもよい。例えば、１００％光量を受光している画素の出力ゲインを８０％光量を受光しているときと等価な出力レベルが得られる出力ゲインに低減させ、６０％、４０％光量を受光している画素の出力ゲインをそれぞれ、８０％光量を受光しているときと等価な出力レベルが得られる出力ゲインに高めるようにしてもよい。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
（第４実施形態）
図３には、本発明の第４実施形態であるビデオカメラの構成を示している。上述した第１〜第３実施形態では、シフトレンズをシフトさせて手振れ補正を行う光学防振タイプのビデオカメラについて説明したが、本実施形態以降の実施形態では、ＣＣＤ上での画像の読み出しエリア（出力撮像エリア１３ｂ）を移動させることによって電気的に振れ補正を行う電子防振タイプのビデオカメラについて説明する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
また、１４はカメラ全体の制御を司るマイクロコンピュータ（制御手段）、１５は振動ジャイロ等により構成される振れセンサ（振れ検出手段）であり、本ビデオカメラの振れを角速度や角度として検出する。
【手続補正２０】
【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】
１８はメモリである。このメモリ１８には、撮影レンズ１１により得られる光束全体のピント面（本実施形態では、ＣＣＤ１３の全画素エリア１３ａ）上での光量分布情報が予め記憶されており、振れセンサ１５からの振れ信号に応じて、ＣＣＤ１３における全画素エリア１３ａ中から切り出される出力撮像エリア１３ｂの位置での光量分布の情報がマイクロコンピュータ１４により読み出されるようになっている。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
メモリ１８の光量分布情報について、図４を用いてさらに詳しく説明する。ここにいう光量分布とは、撮影レンズ１１に入射する光量（分布）が均一であるとした場合において、撮影レンズ１１の光学的制約に起因した周辺光量落ちによって生ずる光量分布を示している。
【手続補正２２】
【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】
そこで、メモリ１８には、振れセンサ１５の振れ信号と、その振れ信号に対応する切出し位置が変位した出力撮像エリア１３ｂ上に到達する光束の光量分布の情報とが対応付けられてメモリーテーブルとして記憶されている。
【手続補正２３】
【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】
マイクロコンピュータ１４はメモリ１８から読み出した光量分布情報に基づいてゲインコントローラ１７を駆動し、出力撮像エリア１３ｂの各画素の出力信号のゲインを、出力撮像エリア１３ｂ内の全画素がすべて同等な光量を受光しているときと等価な信号出力をするように制御する。
【手続補正２４】
【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】
このときマイクロコンピュータ１４は、受光量が１００％、８０％、６０％の範囲内の画素からの出力ゲインをそれぞれ低減させて、出力撮像エリア１３ｂ内の全画素が４０％光量を受けているときと等価な信号出力をするようにゲインコントローラ１７を駆動する。すなわち、受光量が多い画素の出力ゲインを、受光量が少ない画素の出力ゲインに合わせるよう低減させる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
このように、振れ信号に応じてＣＣＤ１３上で移動する出力撮像エリア１３ｂ上での光量分布が、出力撮像エリア１３ｂ内での全画素の出力レベルの上（みかけ上）では均一となるようにゲインコントローラ１７を駆動するので、防振動作（出力撮像エリア１３ｂの移動）に同期して発生していた撮影画面内での明るさ変動を有効に防止することができ、自然な撮影画像を得ることができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
また、本実施形態において、移動する出力撮像エリア１３ｂにおける光量分布がみかけ上、均一となるようにゲインコントローラ１７を駆動する場合、連続するフレーム画像（撮像フレーム）間で出力撮像エリア１３ｂ上の光量分布が変動するが、出力撮像エリア１３ｂは連続して移動するので、例えば図４に示すエリアＡのように出力撮像エリア１３ｂ上に最低光量範囲として４０％光量の範囲がある状態から連続して図４に実線で示す最低光量範囲として８０％光量の範囲がある状態に光量分布が変化する場合、出力撮像エリア１３ｂの移動する位置に応じて出力撮像エリア１３ｂの全画素の出力ゲインを４０％光量を受光しているときと等価な出力レベルが得られる出力ゲインから６０％、８０％光量を受光しているときと等価な出力レベルが得られる出力ゲインへと順次（段階的に）、変化させるようにして、連続するフレーム画像間の光量を連続的に変化させるようにしてもよい。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
例えば、出力撮像エリア１３ｂ上での光量分布が１００％光量から４０％光量を含む場合、全体を１００％光量を受光しているときと等価な出力レベルが得られるように出力撮像エリア１３ｂ内の各画素の出力ゲインを調整してもよい。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
例えば、出力撮像エリア１３ｂ内において１００％光量を受光している画素の出力ゲインを８０％光量を受光しているときと等価な出力レベルが得られる出力ゲイン（所定値）に低減させ、６０％、４０％光量を受光している画素の出力ゲインをそれぞれ、８０％光量を受光しているときと等価な出力レベルが得られる出力ゲイン（所定値）に高めるようにしてもよい。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第１〜第３の発明によれば、振れ補正動作に伴う画像読み出しエリア上での光量分布の変化に応じて、各画素の出力ゲインを調整することができる。すなわち、撮影光学系に入射する光量（分布）が均一であっても撮影光学系の光学的制約により像面の周辺光量落ちがある場合において、振れ補正動作により画像読み出しエリア上での光量分布に変化が生じても、画像読み出しエリア内の全画素からはこれらの全画素が同等な光量を受けているのと等価な出力が得られるように出力ゲインを調整することができる。したがって、従来、振れ補正動作に同期して生じていた撮影画面内での明るさ変動の発生を防止することができ、高品位な撮影画像を得ることができる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態（参考の実施形態）である光学防振タイプのビデオカメラの構成を示すブロック図。
【図２】上記第１実施形態のビデオカメラにおける像面の光量分布と撮像素子との関係を説明する図。
【図３】本発明の第４実施形態である電子防振タイプのビデオカメラの構成を示すブロック図。
【図４】上記第４実施形態のビデオカメラにおける像面の光量分布と出力撮像エリアとの関係を説明する図。
【図５】従来の手振れ補正機能を有する光学装置の断面図。
【図６】口径食による周辺光量落ちを説明する図。
【図７】振れ補正による光量分布の変動を示す図。
【図８】電子防振における画面の明るさ変動を示す図。
【符号の説明】
１，１１ 撮影レンズ
２ シフトレンズ
３，１３ ＣＣＤ
４，１４ マイクロコンピュータ
５，１５ 振れセンサ
６ アクチュエータ
７，１７ ゲインコントローラ
８，１８ メモリ
１６ 切出し位置指定回路