(57)【要約】【課題】雲台機構に取り付けられた光学ヘッド部に発生する回転揺れと、平行移動揺れを共に補正することができる画像振れ補正装置を提供する。【解決手段】画像振れ補正装置は、光学ヘッド部１００と、光学ヘッド部１００を回転動作させると共に設置面１０６と結合する雲台部１０１とを備える天吊り光学装置に搭載される。そして、画像振れ補正手段（光学補正部１１３）と、光学ヘッド部１００に設けられる、光学ヘッド部の回転揺れを検出する回転揺れ検出手段（ヨー角速度センサ１０８、ピッチ角速度センサ１０９）を備える。また、雲台部１０１に設けられる、設置面１０６と直角方向の平行移動揺れを検出する平行移動揺れ検出手段（加速度センサ１０７）と、光学ヘッド部１００のチルティング角度を取得するチルティング角度取得手段（マイコン１１０）とを備える。【選択図】図１
2009139827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ヘッド部と、前記光学ヘッド部を回転動作させると共に設置面と結合する雲台部とを備える天吊り光学装置に搭載される画像振れ補正装置において、
前記光学ヘッド部に設けられる、前記光学ヘッド部の回転揺れを検出する回転揺れ検出手段と、
前記雲台部に設けられる、設置面と直角方向の平行移動揺れを検出する平行移動揺れ検出手段と、
前記光学ヘッド部のチルティング角度を取得するチルティング角度取得手段と、
前記回転揺れ検出手段による検出の結果、前記平行移動揺れ検出手段による検出の結果、及び前記チルティング角度取得手段による角度取得の結果に応じて、前記光学ヘッド部を用いて得られる画像の振れを補正する画像振れ補正手段と、
を備えることを特徴とする画像振れ補正装置。
【請求項２】
光学ヘッド部と、前記光学ヘッド部を回転動作させると共に設置面と結合する雲台部とを備える天吊り光学装置に搭載される画像振れ補正装置において、
前記光学ヘッド部に設けられる、前記光学ヘッド部の回転動作軸回りの回転揺れを検出する回転揺れ検出手段と、
前記光学ヘッド部に設けられる、前記設置面と直角方向の平行移動揺れのうち光軸と直角な成分であるピッチ方向平行移動揺れを検出するピッチ方向平行移動揺れ検出手段と、
前記回転揺れ検出手段による検出の結果、及び前記ピッチ方向平行移動揺れ検出手段による検出の結果に応じて、前記光学ヘッド部を用いて得られる画像の振れを補正する画像振れ補正手段と、
を備えることを特徴とする画像振れ補正装置。
【請求項３】
前記回転揺れ検出手段は、光軸に直角なヨー方向とピッチ方向の２方向の回転揺れを検出し、前記平行移動揺れ検出手段は、前記設置面と直角な１方向の平行移動揺れを検出し、
前記画像振れ補正手段は、ヨー方向の画像振れ補正はヨー方向の回転揺れに基づき、ピッチ方向の画像振れ補正はピッチ方向の回転揺れに加えて、設置面と直角方向の平行移動揺れをチルティング角度取得手段の取得角度に基づいて分解し、光軸と直角な成分であるピッチ方向平行移動揺れに基づくことを特徴とする請求項１記載の画像振れ補正装置。
【請求項４】
前記回転揺れ検出手段は、光軸に直角なヨー方向とピッチ方向の２方向の回転揺れを検出し、前記平行移動揺れ検出手段は、前記設置面と直角方向のうち光軸と直角な成分であるピッチ方向を検出し、
前記画像振れ補正手段は、ヨー方向の画像振れ補正はヨー方向の回転揺れに基づき、ピッチ方向の画像振れ補正はピッチ方向の回転揺れに加えて、光軸と直角な成分であるピッチ方向平行移動揺れに基づくことを特徴とする請求項２記載の画像振れ補正装置。
【請求項５】
前記回転揺れ検出手段は角速度センサ、前記平行移動揺れ検出手段は加速度センサであることを特徴とする請求項１または２記載の画像振れ補正装置。
【請求項６】
前記設置面が水平面で前記平行移動揺れ検出手段が２軸以上の加速度センサであった場合、検出される加速度が最も大きい軸を前記設置面と直角方向と見なすことを特徴とする請求項１または２記載の画像振れ補正装置。
【請求項７】
前記設置面が垂直面で前記平行移動揺れ検出手段が２軸以上の加速度センサであった場合、重力加速度が検出される軸を除き検出される加速度が最も大きい軸を前記設置面と直角方向と見なすことを特徴とする請求項１または２記載の画像振れ補正装置。
【請求項８】
前記画像振れ補正手段は、レンズあるいは撮像素子を動作させる光学式補正手段、または、メモリ上で電子的に画像位置を動かす電子式補正手段であることを特徴とする請求項１または２記載の画像振れ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像振れ補正装置に係り、特に、天吊りされてパンニング及びチルティング回転可能な雲台と一体型した監視カメラやプロジェクタなどに用いられ、装置に加わった振動によって生じる画像振れを防止するための画像振れ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像振れ補正装置は、カメラ内に設けられた振れセンサの出力に基づいて姿勢変化を検出し、その姿勢変化による画像振れを打ち消すように補正用レンズを駆動して、画像振れを補正するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、カメラを雲台装置に搭載してパンニング・チルティング動作を電動で行う装置において、雲台装置から提供される雲台情報信号に基づいて画像振れ補正機能のオン、オフ制御と、感度を調整する装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０７−２２５４０５号公報（第７頁、図２）
【特許文献２】特開２０００−０３９６４１号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
天吊りされた雲台一体型光学装置において、光学ヘッド部は、雲台機構（パンニング及びチルティング機構）との取り付け部の遊びや緩みによる回転揺れだけに止まらず、天井などの設置面の揺れが伝わって平行移動方向にも揺すられる。
【０００５】
特許文献１では、３軸方向の加速度センサと３軸方向の角速度センサがカメラ部に設けられている。また、空間内を自由に動くカメラの画像振れ補正量を算出するために、合計６軸成分のセンサ検出値をマトリックス演算し、空間内での姿勢を常時求めている。そして姿勢の変化から振れ補正量を求めている。
【０００６】
しかしながら、上記技術では、３軸方向の加速度センサと３軸方向の角速度センサを備えることが必須で、センサ廃止によるコストダウンがしにくいという課題がある。また、演算処理が煩雑となり、高速な計算能力と大量のプログラム領域を備えた高性能なマイコンを必要となるという課題がある。
【０００７】
また、特許文献２では、角速度センサだけがカメラ部に設けられている。重量が比較的重めのスタジオカメラのような製品であれば、些細な振動では揺れないが、天吊りも可能なように軽量化されている場合は、些細な振動でも揺れやすい。
【０００８】
上記構成のように、角速度センサだけでは、カメラに加わる縦揺れや横揺れといった平行移動揺れを検出できないという課題がある。
【０００９】
以上のように、従来技術は、天吊りされてパンニング及びチルティング回転する雲台一体型光学装置に最適な振れ補正装置ではなかった。
【００１０】
本発明の目的は、雲台機構に取り付けられた光学ヘッド部に発生する回転揺れと、平行移動揺れを共に補正することができる画像振れ補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像振れ補正装置は、光学ヘッド部と、前記光学ヘッド部を回転動作させると共に設置面と結合する雲台部とを備える天吊り光学装置に搭載される画像振れ補正装置において、前記光学ヘッド部に設けられる、前記光学ヘッド部の回転揺れを検出する回転揺れ検出手段と、前記雲台部に設けられる、設置面と直角方向の平行移動揺れを検出する平行移動揺れ検出手段と、前記光学ヘッド部のチルティング角度を取得するチルティング角度取得手段と、前記回転揺れ検出手段による検出の結果、前記平行移動揺れ検出手段による検出の結果、及び前記チルティング角度取得手段による角度取得の結果に応じて、前記光学ヘッド部を用いて得られる画像の振れを補正する画像振れ補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の画像振れ補正装置は、光学ヘッド部と、前記光学ヘッド部を回転動作させると共に設置面と結合する雲台部とを備える天吊り光学装置に搭載される画像振れ補正装置において、前記光学ヘッド部に設けられる、前記光学ヘッド部の回転動作軸回りの回転揺れを検出する回転揺れ検出手段と、前記光学ヘッド部に設けられる、前記設置面と直角方向の平行移動揺れのうち光軸と直角な成分であるピッチ方向平行移動揺れを検出するピッチ方向平行移動揺れ検出手段と、前記回転揺れ検出手段による検出の結果、及び前記ピッチ方向平行移動揺れ検出手段による検出の結果に応じて、前記光学ヘッド部を用いて得られる画像の振れを補正する画像振れ補正手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像振れ補正装置によれば、雲台機構に取り付けられた光学ヘッド部に発生する回転揺れと、平行移動揺れを共に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像振れ補正装置を搭載する天吊り監視カメラ装置のブロック図である。
【００１６】
図１において、天吊り監視カメラ装置（天吊り監視光学装置）は、光学ヘッド部であるカメラヘッド部（監視カメラヘッド部）１００と、カメラヘッド部１００を回転動作させると共に設置面１０６と結合する雲台部１０１を備える。
【００１７】
雲台部１０１に内蔵されたパンニング駆動部１０２のパンニングモータ１０３を回すことで、カメラヘッド部１００をパンニング動作させる。
【００１８】
また、雲台部１０１に内蔵されたチルティング駆動部１０４のチルティングモータ１０５を回すことで、カメラヘッド部１００をチルティング動作させる。
【００１９】
例えば天井板のような設置面１０６には、雲台部１０１が取り付き、固定される。雲台部１０１に内蔵された平行移動揺れ検出手段である加速度センサ１０７は、雲台部１０１に設置面１０６から伝わる平行移動揺れを検出する。
【００２０】
カメラヘッド部１００に内蔵された回転揺れ検出手段であるヨー角速度センサ１０８は、カメラヘッド部１００のヨー方向の回転揺れを検出する。また、回転揺れ検出手段であるピッチ角速度センサ１０９は、カメラヘッド部１００のピッチ方向の回転揺れを検出する。
【００２１】
カメラヘッド部１００に内蔵されたマイコン（チルティング角度取得手段）１１０は、検出された情報や取得した情報を基に演算を行う演算部であり、演算に応じた駆動制御信号を出す制御部である。マイコン１１０は、目標画角になるようにパンニングモータ１０３、チルティングモータ１０５へ駆動制御信号を出す。
【００２２】
カメラヘッド部１００に内蔵されたレンズ部１１１は、光を取り入れて光電変換して撮像信号処理部１１２へカメラ信号を出力する。また、撮像信号処理部１１２は、レンズ部１１１から出力されたカメラ信号を規格化された信号に変換処理して、カメラヘッド部１００の外部に設けた映像出力部１１４へ映像信号を出力する。
【００２３】
カメラヘッド部１００に内蔵された光学補正部（画像振れ補正手段）１１３は、レンズ部１１１の光軸をヨー方向とピッチ方向へ曲げることで画像振れを補正する。マイコン１１０は、ヨー方向とピッチ方向に所望の画像振れ補正動作をするように光学補正部１１３へ駆動制御信号を出す。
【００２４】
画像振れ補正手段は、回転揺れ検出手段による検出の結果、平行移動揺れ検出手段による検出の結果、前記チルティング角度取得手段による角度取得の結果に応じて、光学ヘッド部（カメラヘッド部１００）を用いて得られる画像の振れを補正する。
【００２５】
また、画像振れ補正手段は、回転揺れ検出手段による検出の結果、及びピッチ方向平行移動揺れ検出手段による検出の結果に応じて、光学ヘッド部を用いて得られる画像の振れを補正する。
【００２６】
映像出力部１１４は、規格化された信号になった監視映像を外部信号経路へ出力する。
【００２７】
本実施の形態の主眼は、カメラヘッド部１００のヨー角速度センサ１０８、ピッチ角速度センサ１０９と、雲台部１０１の加速度センサ１０７の３軸センサから得た振れ情報により、天吊り監視カメラ装置に最適な画像振れ補正動作を可能とすることである。
【００２８】
図２は、図１の天吊り監視カメラ装置における揺れ成分と設置座標の関係を説明する図である。
【００２９】
図２（ａ）において、Ｈ軸は、設置面１０６と平行な水平方向軸である。Ｚ軸は、Ｈ軸と直角な直角軸で、カメラヘッド部１００をパンニング動作する時のパンニング軸でもある。Ｔ軸は、光軸に直角で、カメラヘッド部１００をチルティング動作する時のチルティング軸である。チルティング角度θは、マイコン１１０がカメラヘッド部１００をチルティングさせている角度である。
【００３０】
Ｇは、加速度センサ１０７で検出した設置面１０６と直角方向の平行移動揺れであるところの縦揺れ量である。破線矢印は、ヨー角速度センサ１０８で検出したヨー回転揺れである。一点鎖線矢印は、ピッチ角速度センサ１０９で検出したピッチ回転揺れである。二点鎖線矢印は、加速度センサ１０７で検出した縦揺れ量をチルティング角度θ成分だけ抽出したピッチ成分であるピッチ平行揺れである。
【００３１】
図２（ｂ）は、図２（ａ）において光軸−直角軸からなる平面を真横から見たイメージ図である。
【００３２】
加速度センサ１０７の出力を光軸方向と光軸方向に直角な成分に分解した場合の、光軸方向に直角な二点鎖線矢印のピッチ成分がピッチ平行揺れに該当する。
【００３３】
図３のフローは後述する。
【００３４】
図４は、平行移動揺れによる画像振れを光学的に説明するイメージ図である。
【００３５】
Ｓは、加速度センサ１０７とチルティング角度θから算出されるピッチ平行揺れである。
【００３６】
光軸に直角方向のピッチ平行揺れにより、撮像面上で結像範囲ａ０が結像範囲ａ１にずれる。
【００３７】
三角形相似から、ｓ／Ｌ２=ｄｒｉｆｔ／（Ｌ１＋Ｌ２）
ここでＬ１は焦点距離、Ｌ２は被写体距離、ｄｒｉｆｔは結像範囲ずれである。
【００３８】
よって、ｄｒｉｆｔ=ｓ×（１+Ｌ１／Ｌ２）
撮像素子もカメラヘッド部１００と同じ量揺れることを差し引くと、撮像素子の結像面上で結像範囲ａ２にすれば平行移動揺れによる振れは補正できる。
振れ補正量ｃｏｍｐｅｎは
ｃｏｍｐｅｎ=ｄｒｉｆｔ−ｓ
ｃｏｍｐｅｎ=（Ｌ１／Ｌ２）×ｓ
となる。
【００３９】
上記のような平行移動揺れによる結像範囲ずれを、回転揺れによる結像範囲ずれへ加味して補正することで、光学ヘッド部１００に発生する回転揺れと、平行移動揺れによる画像振れは補正できる。
【００４０】
図３は、図１の画像振れ補正装置によって実行される画像振れ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【００４１】
具体的には、例えば、図１のマイコン１１０が６０ＨＺ周期といった一定周期で繰り返す画像振れ量を算出して光学補正部（画像振れ補正手段）１１３に動作命令を出すフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ３０１において、マイコン１１０は、振れ補正（振れ補正モード）がオンであるかオフであるか判断し、オフなら処理を終了し、オンならステップＳ３０２へ処理を移す。
【００４３】
ステップＳ３０２において、マイコン１１０は、カメラヘッド部１００に取り付けられたヨー角速度センサ１０８からヨー方向の角速度を検出して、ステップＳ３０３へ処理を移す。
【００４４】
ステップＳ３０３において、マイコン１１０は、ヨー角速度センサ１０８から検出されたヨー方向の角速度を積分処理してヨー角度（ヨー回転揺れ）へ変換する角度変換積分処理を行い、ステップＳ３０４へ処理を移す。
【００４５】
ステップＳ３０４において、マイコン１１０は、ヨー方向の回転揺れに基づきヨー方向の振れ補正量（駆動信号）を算出し、ステップＳ３０５へ処理を移す。
【００４６】
ステップＳ３０５において、マイコン１１０は、カメラヘッド部１００に取り付けられたピッチ角速度センサ１０９からピッチ方向の角速度を検出して、ステップＳ３０６へ処理を移す。
【００４７】
ステップＳ３０６において、マイコン１１０は、ピッチ角速度センサ１０９から検出されたピッチ方向の角速度を積分処理してピッチ角度（ピッチ回転揺れ）へ変換する角度変換積分処理を行い、ステップＳ３０７へ処理を移す。
【００４８】
ステップＳ３０７において、マイコン１１０は、雲台部１０１に取り付けられた加速度センサ１０７から設置面１０６に対し、直角方向の加速度を検出して、ステップＳ３０８へ処理を移す。
【００４９】
ステップＳ３０８において、マイコン１１０は、加速度センサ１０７から検出された直角方向の加速度を積分処理して、直角方向の速度へ変換する速度変換積分処理を行い、ステップＳ３０９へ処理を移す。
【００５０】
ステップＳ３０９において、マイコン１１０は、ステップＳ３０８で積分された直角方向の速度を積分処理して、直角方向の移動量（縦揺れ量Ｇ）へ変換する移動量変換積分処理を行い、ステップＳ３１０へ処理を移す。
【００５１】
ステップＳ３１０において、マイコン１１０は、現在、チルティングモータ１０５を制御中のチルティング角度θを取得し（チルティング角度取得手段）、ステップＳ３１１へ処理を移す。
【００５２】
ステップＳ３１１において、マイコン１１０は、ピッチ方向の回転揺れと、直角方向の移動量（縦揺れ量Ｇ）とチルティング角度θに基づきピッチ方向の振れ補正量（駆動信号）を算出し、ステップＳ３１２へ処理を移す。
【００５３】
チルティング角度θが９０度の時は、縦揺れ量Ｇのピッチ方向成分は零であるので振れ補正量に加わらない。
【００５４】
ステップＳ３１２において、マイコン１１０は、ヨー方向の振れ補正量と、ピッチ方向の振れ補正量に基づき、光学補正部１１３に対して、駆動制御信号を出力して補正動作を行わせて処理を終了する。
【００５５】
以上のように、画像振れに影響の及ぼす揺れ成分のみに基づいて画像振れ補正量を算出すると、カメラヘッド部１００に発生する回転揺れと共に、平行移動揺れによる画像振れは補正できる。
【００５６】
そこで画像振れに影響の及ぼす揺れ成分のみを検出するために、カメラヘッド部１００において画像振れに影響の出る回転揺れを検出し、雲台部１０１において平行移動揺れを検出するように揺れ検出手段（センサ１０７、１０８、１０９）をレイアウトする。そしても画像振れに影響の出るピッチ方向成分のみ抽出する。
【００５７】
画像振れに影響の及ぼす揺れ成分のみに基づいて画像振れ補正量を算出することで、３パラメータのみの演算処理によって、カメラヘッド部１００に発生する回転揺れと、平行移動揺れによる画像振れを補正できるという効果がある。
【００５８】
また、画像振れに影響の及ぼさない揺れ成分を検出するためのセンサが不要になるという効果がある。
【００５９】
第１の実施の形態において、レンズ部１１１の光軸をヨー方向とピッチ方向へ曲げることで画像振れを補正する光学補正（光学式補正）技術は公知なので細かい説明は省略する。
【００６０】
第１の実施の形態において、加速度センサ１０７は、設置面１０６に直角方向の１軸センサであるが、水平２軸も検出可能な３軸センサを用いても構わない。３軸センサで設置面１０６が水平面の場合、出力が大きい軸が設置面１０６に直角方向であるとして使用すればよい。３軸センサで設置面１０６が垂直面の場合、重力加速度が検出される軸を除き出力が大きい軸が設置面に直角方向であるとして使用すればよい。
【００６１】
第１の実施の形態において、光軸を曲げることで画像振れを補正する光学補正技術を用いているが、本発明は、画像振れを補正する技術が光学式であるか、あるいは電子式であるかは問わない。
【００６２】
第１の実施の形態において、レンズ部１１１と加速度センサ１０７、ヨー角速度センサ１０８とピッチ角速度センサ１０９のレイアウトは限定されるが、その他のマイコン１１０や撮像信号処理部１１２はレイアウトによらず本発明が有効なことは明らかである。
【００６３】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る画像振れ補正装置を搭載する天吊り監視カメラ装置のブロック図である。
【００６４】
天吊り監視カメラ装置は、光学ヘッド部であるカメラヘッド部（監視カメラヘッド部）５００、雲台部５０１を備える。雲台部５０１に内蔵されたパンニング駆動部５０２のパンニングモータ５０３を回すことで、カメラヘッド部５００をパンニング動作させる。
【００６５】
また、雲台部５０１に内蔵されたチルティング駆動部５０４のチルティングモータ５０５を回すことで、カメラヘッド部５００をチルティング動作させる。
【００６６】
例えば天井板のような設置面５０６には、雲台部５０１が取り付き、固定される。カメラヘッド部５００に内蔵された平行移動揺れ検出手段である加速度センサ５０７は、カメラヘッド部５００に設置面５０６から伝わる縦揺れのカメラヘッド部５００に対する鉛直方向平行移動揺れのピッチ成分を検出する。
【００６７】
カメラヘッド部５００に内蔵された回転揺れ検出手段であるヨー角速度センサ５０８は、カメラヘッド部５００のヨー方向の回転動作軸回りの回転揺れを検出する。また、回転揺れ検出手段であるピッチ角速度センサ５０９は、カメラヘッド部５００のピッチ方向の回転揺れを検出する。
【００６８】
カメラヘッド部５００に内蔵されたマイコン５１０は、検出された情報や取得した情報を基に演算を行う演算部であり、演算に応じた駆動制御信号を出す制御部である。マイコン５１０は、目標画角になるようにパンニングモータ５０３、チルティングモータ５０５へ駆動制御信号を出す。
【００６９】
カメラヘッド部５００に内蔵されたレンズ部５１１は、光を取り入れて光電変換して画像切出し補正処理部５１３へカメラ信号を出力する。カメラヘッド部５００に内蔵された画像切出し補正処理部５１３は、レンズ部５１１から出力されたカメラ信号から画像切出し処理を行う位置をヨー方向とピッチ方向へ変えることで画像振れを補正する。
【００７０】
カメラヘッド部５００に内蔵された撮像信号処理部５１２は、画像切出し補正処理部５１３から出力された画像切出し補正済みのカメラ信号を規格化された信号に変換処理して映像出力部５１４へ映像信号を出力する。
【００７１】
マイコン５１０は、所望の画像振れ補正効果が出るように画像切出し補正処理部５１３へ画像切出し位置に関するヨー方向とピッチ方向の制御信号を出す。映像出力部５１４は、規格化された信号になった監視映像を外部信号経路へ出力する。
【００７２】
本実施の形態の主眼は、ヨー角速度センサ５０８、ピッチ角速度センサ５０９と、鉛直方向平行移動揺れのピッチ成分を検出する加速度センサ５０７の３軸センサから得た振れ情報により天吊り監視カメラ装置に最適な画像振れ補正動作を可能とすることである。
【００７３】
図６は、図５の天吊り監視カメラ装置における揺れ成分と設置座標の関係を説明する図である。
【００７４】
図６（ａ）において、Ｈ軸は、天井板５０６などの設置面と平行な水平方向軸である。Ｚ軸は、Ｈ軸に直角な鉛直軸で、カメラヘッド部５００をパンニング動作する時のパンニング軸でもある。Ｔ軸は、光軸と鉛直軸に直角で、カメラヘッド部５００をチルティング動作する時のチルティング軸である。
【００７５】
Ｇは、カメラヘッド部５００に設置面５０６から伝わる縦揺れ量である。破線矢印は、ヨー角速度センサ５０８で検出したヨー回転揺れである。一点鎖線矢印は、ピッチ角速度センサ５０９で検出したピッチ回転揺れである。二点鎖線矢印は、カメラヘッド部５００に設置面５０６から伝わる縦揺れのピッチ成分を加速度センサ５０７で検出したピッチ平行揺れである。
【００７６】
図６（ｂ）は、図６（ａ）において光軸−鉛直軸からなる平面を真横から見たイメージ図である。
【００７７】
二点鎖線矢印の加速度センサ５０７の出力は、鉛直方向の平行移動揺れであるところの縦揺れ量Ｇを光軸方向と光軸方向に直角な成分に分解した場合の光軸方向に直角なピッチ成分であるピッチ平行揺れに該当する。
【００７８】
図７は、図５の画像振れ補正装置によって実行される画像振れ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【００７９】
具体的には、例えば、図５のマイコン５１０が６０ＨＺ周期といった一定周期で繰り返す画像振れ量を算出して画像切出し補正処理部（画像振れ補正手段）５１３に制御命令を出すフローチャートである。
【００８０】
ステップＳ７０１において、マイコン５１０は振れ補正（振れ補正モード）がオンであるかオフであるか判断し、オフなら処理を終了し、オンならステップＳ７０２へ処理を移す。
【００８１】
ステップＳ７０２において、マイコン５１０は、カメラヘッド部５００に取り付けられたヨー角速度センサ５０８からヨー方向の角速度を検出して、ステップＳ７０３へ処理を移す。
【００８２】
ステップＳ７０３において、マイコン５１０は、ヨー角速度センサ５０８から検出されたヨー方向の角速度を積分処理して、ヨー角度（ヨー回転揺れ）へ変換する角度変換積分処理を行い、ステップＳ７０４へ処理を移す。
【００８３】
ステップＳ７０４において、マイコン５１０は、ヨー方向の回転揺れに基づきヨー方向の振れ補正量（切出し制御信号）を算出し、ステップＳ７０５へ処理を移す。
【００８４】
ステップＳ７０５において、マイコン５１０は、カメラヘッド部５００に取り付けられたピッチ角速度センサ５０９からピッチ方向の角速度を検出して、ステップＳ７０６へ処理を移す。
【００８５】
ステップＳ７０６において、マイコン５１０は、ピッチ角速度センサ５０９から検出されたピッチ方向の角速度を積分処理して、ピッチ角度（ピッチ回転揺れ）へ変換する角度変換積分処理を行い、ステップＳ７０７へ処理を移す。
【００８６】
ステップＳ７０７において、マイコン５１０は、カメラヘッド部５００に取り付けられた加速度センサ５０７からピッチ方向の加速度を検出して、ステップＳ７０８へ処理を移す。
【００８７】
ステップＳ７０８において、マイコン５１０は、加速度センサ５０７から検出されたピッチ方向の加速度を積分処理して、ピッチ方向の速度へ変換する速度変換積分処理を行い、ステップＳ７０９へ処理を移す。
【００８８】
ステップＳ７０９において、マイコン５１０は、ステップＳ７０８で積分されたピッチ方向の速度を積分処理して、ピッチ方向の移動量へ変換する移動量変換積分処理を行い、ステップＳ７１０へ処理を移す。
【００８９】
ステップＳ７１０において、マイコン５１０は、ピッチ方向の回転揺れと、ピッチ方向の移動量に基づきピッチ方向の振れ補正量（切出し制御信号）を算出し、ステップＳ７１１へ処理を移す。
【００９０】
ステップＳ７１１において、マイコン５１０は、ヨー方向の振れ補正量と、ピッチ方向の振れ補正量に基づき、画像切出し補正処理部５１３に対して、切出し制御信号を出力して補正動作を行わせて処理を終了する。
【００９１】
以上のように、画像振れに影響の及ぼす揺れ成分のみに基づいて画像振れ補正量を算出すると、カメラヘッド部５００に発生する回転揺れと共に、平行移動揺れによる画像振れは補正できる。
【００９２】
そこで、画像振れに影響の及ぼす揺れ成分のみを検出するために、カメラヘッド部５００において、画像振れに影響の出る回転揺れを検出するように、揺れ検出手段（センサ５０７、５０８、５０９）をレイアウトする。
【００９３】
カメラヘッド部５００において、画像振れに影響の出るピッチ方向平行移動揺れを検出するように揺れ検出手段をレイアウトする。
【００９４】
画像振れに影響の及ぼす揺れ成分のみに基づいて画像振れ補正量を算出することで、３パラメータのみの演算処理によって、カメラ学ヘッド部１００に発生する回転揺れと、平行移動揺れによる画像振れを補正できるという効果がある。
【００９５】
また、画像振れに影響の及ぼさない揺れ成分を検出するためのセンサが不要になるという効果がある。
【００９６】
第２の実施の形態において、撮像素子からの画像切出し位置を制御して画像振れを補正する電子補正技術は公知なので細かい説明は省略する。
【００９７】
第２の実施の形態において、レンズ部５１１、加速度センサ５０７、ヨー角速度センサ５０８、ピッチ角速度センサ５０９のレイアウトは限定されるが、その他のマイコン５１０や撮像信号処理部５１２はレイアウトによらず本発明が有効なことは明らかである。
【００９８】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る画像振れ補正装置を搭載する液晶プロジェクタ装置のブロック図である。
【００９９】
図８において、液晶プロジェクタ装置は、光学ヘッド部である液晶プロジェクタ部８００、雲台部８０１を備える。
【０１００】
雲台部８０１に内蔵されたパンニング駆動部８０２のパンニングモータ８０３を回すことで、液晶プロジェクタ部８００をパンニング動作させる。また、雲台部８０１に内蔵されたチルティング駆動部８０４のチルティングモータ８０５を回すことで、液晶プロジェクタ部８００をチルティング動作させる。
【０１０１】
例えば天井板のような設置面８０６は雲台部８０１が取り付き固定される。液晶プロジェクタ部８００に内蔵された平行移動揺れ検出手段である加速度センサ８０７は、液晶プロジェクタ部８００へ設置面８０６から伝わる縦揺れの液晶プロジェクタ部８００に対する鉛直方向平行移動揺れのピッチ成分を検出する。
【０１０２】
液晶プロジェクタ部８００に内蔵された回転揺れ検出手段であるヨー角速度センサ８０８は、液晶プロジェクタ部８００のヨー方向の回転揺れを検出する。また、回転揺れ検出手段であるピッチ角速度センサ８０９は、液晶プロジェクタ部８００のピッチ方向の回転揺れを検出する。
【０１０３】
液晶プロジェクタ部８００に内蔵されたマイコン８１０は、検出された情報や取得した情報を基に演算を行う演算部であり、演算に応じた制御信号を出す制御部である。マイコン８１０は、目標照射方向になるようにパンニングモータ８０３、チルティングモータ８０５へ、これらを駆動するための制御信号を出す。
【０１０４】
液晶プロジェクタ部８００に内蔵された投射レンズ部８１１は、光源により照射されて画像表示及び補正処理部８１３から出射された光をスクリーン（不図示）に投射する。また、光源８１２は、光を液晶等の画像表示及び補正処理部８１３に照射する。
【０１０５】
液晶プロジェクタ部８００に内蔵された画像表示及び補正処理部（画像振れ補正手段）８１３は、映像入力部８１４から入力された映像信号を画像表示信号に変換し画像表示を行う。そして画像表示位置をヨー方向とピッチ方向へ変えることで画像振れを補正する。
【０１０６】
マイコン８１０は、所望の画像振れ補正効果が出るように画像表示及び補正処理部８１３へ画像表示位置に関するヨー方向とピッチ方向の制御信号を出す。液晶プロジェクタ部８００の外部に設けられた映像入力部８１４は映像を外部から入力される。
【０１０７】
本実施の形態の主眼は、ヨー角速度センサ８０８、ピッチ角速度センサ８０９、鉛直方向平行移動揺れのピッチ成分を検出する加速度センサ８０７の３軸センサから得た振れ情報により天吊り液晶プロジェクタ装置に最適な画像振れ補正動作を可能とすることである。
【０１０８】
揺れ成分と設置座標の関係は第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【０１０９】
図９は、図８の画像振れ補正装置によって実行される画像振れ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【０１１０】
具体的には、例えば、図８のマイコン８１０が６０ＨＺ周期といった一定周期で繰り返す画像振れ量を算出して画像表示及び補正処理部８１３に制御命令を出すフローチャートである。
【０１１１】
ステップＳ９０１において、マイコン８１０は、振れ補正（振れ補正モード）がオンであるかオフであるか判断し、オフなら処理を終了し、オンならステップＳ９０２へ処理を移す。
【０１１２】
ステップＳ９０２において、マイコン８１０は、液晶プロジェクタ部８００に取り付けられたヨー角速度センサ８０８からヨー方向の角速度を検出して、ステップＳ９０３へ処理を移す。
【０１１３】
ステップＳ９０３において、マイコン８１０は、ヨー角速度センサ８０８から検出されたヨー方向の角速度を積分処理して、ヨー角度（ヨー回転揺れ）へ変換する角度変換積分処理を行い、ステップＳ９０４へ処理を移す。
【０１１４】
ステップＳ９０４において、マイコン８１０は、ヨー方向の回転揺れに基づきヨー方向の振れ補正量（画像表示位置制御信号）を算出し、ステップＳ９０５へ処理を移す。
【０１１５】
ステップＳ９０５において、マイコン８１０は、液晶プロジェクタ部８００に取り付けられたピッチ角速度センサ８０９からピッチ方向の角速度を検出して、ステップＳ９０６へ処理を移す。
【０１１６】
ステップＳ９０６において、マイコン８１０は、ピッチ角速度センサ８０９から検出されたピッチ方向の角速度を積分処理して、ピッチ角度（ピッチ回転揺れ）へ変換する角度変換積分処理を行い、ステップＳ９０７へ処理を移す。
【０１１７】
ステップＳ９０７において、マイコン８１０は、液晶プロジェクタ部８００に取り付けられた加速度センサ８０７からピッチ方向の加速度を検出して、ステップＳ９０８へ処理を移す。
【０１１８】
ステップＳ９０８において、マイコン８１０は、加速度センサ８０７から検出されたピッチ方向の加速度を積分処理して、ピッチ方向の速度へ変換する速度変換積分処理を行い、ステップＳ９０９へ処理を移す。
【０１１９】
ステップＳ９０９において、マイコン８１０は、ステップＳ９０８で積分されたピッチ方向の速度を積分処理して、ピッチ方向の移動量へ変換する移動量変換積分処理を行い、ステップＳ９１０へ処理を移す。
【０１２０】
ステップＳ９１０において、マイコン８１０は、ピッチ方向の回転揺れと、ピッチ方向の移動量に基づきピッチ方向の振れ補正量（画像表示位置制御信号）を算出し、ステップＳ９１１へ処理を移す。
【０１２１】
ステップＳ９１１において、マイコン８１０は、ヨー方向の振れ補正量と、ピッチ方向の振れ補正量に基づき、画像表示及び補正処理部８１３に対して、切出し制御信号を出力して補正動作を行わせて処理を終了する。
【０１２２】
以上のように、液晶プロジェクタ部８００において、画像振れに影響の出る回転揺れを検出すると共に、画像振れに影響の出る光軸に直角なピッチ方向の平行移動揺れのみを検出するように揺れ検出手段をレイアウトし、画像振れに影響の出る方向成分のみ抽出する。
【０１２３】
上記画像振れに影響の及ぼす揺れ成分のみに基づいて画像振れ補正量を算出することで、３パラメータのみの演算で済むという効果がある。
【０１２４】
また、画像振れに影響の及ぼさない揺れ成分を検出するためのセンサが不要になるという効果がある。
【０１２５】
第３の実施の形態において、光源を投射する画像表示を制御して画像振れを補正する電子補正技術は、第２の実施の形態と入出力方向が入れ替わっているだけで原理は同じなので細かい説明は省略する。
【０１２６】
第３の実施の形態において、投射レンズ部８１１、加速度センサ８０７、ヨー角速度センサ８０８、ピッチ角速度センサ８０９のレイアウトは限定されるが、マイコン８１０はレイアウトによらず本発明が有効なことは明らかである。
【０１２７】
以上、３つの実施の形態において、回転揺れ検出手段（ヨー角速度センサ、ピッチ角速度センサ）は、光軸に直角なヨー方向とピッチ方向の２方向の回転揺れを検出し、平行移動揺れ検出手段（加速度センサ）は、設置面と直角な１方向の平行移動揺れを検出する。ここで、本発明は、回転揺れ検出手段を、上記角速度センサに限定するものではない。また、平行移動揺れ検出手段を、上記加速度センサに限定するものではない。
【０１２８】
また、画像振れ補正手段（光学補正部１１３、画像切出し補正処理部５１３、画像表示及び補正処理部８１３）は、ヨー方向の画像振れ補正はヨー方向の回転揺れに基づいて行う。また、画像振れ補正手段は、ピッチ方向の画像振れ補正はピッチ方向の回転揺れに加えて、設置面と直角方向の平行移動揺れをチルティング角度取得手段の取得角度に基づいて分解し、光軸と直角な成分であるピッチ方向平行移動揺れに基づいて行う。
【０１２９】
また、設置面が水平面で平行移動揺れ検出手段が２軸以上の加速度センサであった場合、検出される加速度が最も大きい軸を設置面と直角方向と見なす。
【０１３０】
また、設置面が垂直面で平行移動揺れ検出手段が２軸以上の加速度センサであった場合、重力加速度が検出される軸を除き検出される加速度が最も大きい軸を前記設置面と直角方向と見なす。
【０１３１】
さらに、画像振れ補正手段は、レンズあるいは撮像素子を動作させる光学式補正手段、または、メモリ上で電子的に画像位置を動かす電子式補正手段である。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像振れ補正装置を搭載する天吊り監視カメラ装置のブロック図である。
【図２】図１の天吊り監視カメラ装置における揺れ成分と設置座標の関係を説明する図である。
【図３】図１の画像振れ補正装置によって実行される画像振れ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】平行移動揺れによる画像振れを光学的に説明するイメージ図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る画像振れ補正装置を搭載する天吊り監視カメラ装置のブロック図である。
【図６】図５の天吊り監視カメラ装置における揺れ成分と設置座標の関係を説明する図である。
【図７】図５の画像振れ補正装置によって実行される画像振れ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る画像振れ補正装置を搭載する液晶プロジェクタ装置のブロック図である。
【図９】図８の画像振れ補正装置によって実行される画像振れ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３３】
１００  カメラヘッド部
１０１  雲台部
１０６  設置面
１０７  加速度センサ
１０８  ヨー角速度センサ
１０９  ピッチ角速度センサ
１１３  光学補正部
【図１】
2009139827.tif 000003
【図２】
2009139827.tif 000004
【図３】
2009139827.tif 000005
【図４】
2009139827.tif 000006
【図５】
2009139827.tif 000007
【図６】
2009139827.tif 000008
【図７】
2009139827.tif 000009
【図８】
2009139827.tif 000010
【図９】
2009139827.tif 000011