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【発明の名称】 カメラ本体及びそれを有するカメラシステム
【発明者】 【氏名】齋藤 慎一郎

【氏名】宮沢 伸幸
【要約】 【課題】画像ブレの補正を効果的に行うことができる画像ブレ補正手段を有するカメラ本体及びそれを有するカメラシステムを得ること。

【構成】撮影光学系によって形成される被写体像を受光する撮像素子を含み、前記撮像素子を用いて前記被写体の画像を出力するカメラ本体であって、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系によって形成される被写体像を受光する撮像素子を含み、前記撮像素子を用いて前記被写体の画像を出力するカメラ本体であって、
前記カメラ本体の振動を検出する検出手段と、
前記出力される画像のブレを補正する第１のブレ補正手段と、
前記出力される画像のブレを補正する、前記第１のブレ補正手段とは異なる第２のブレ補正手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とを制御する制御手段とを有しており、
ここで、
前記制御手段が、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体が連続的な振動をしていると判定されたときは、前記第２のブレ補正手段は機能させずに、前記第１のブレ補正手段を用いて前記出力画像のブレを補正し、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体が不連続な振動をしていると判定されたときは、前記第１のブレ補正手段と前記第２の補正手段の両者を用いて前記出力画像のブレを補正するように、前記第１、２のブレ補正手段を制御することを特徴とするカメラ本体。
【請求項２】
撮影光学系によって形成される被写体像を受光する撮像素子を含み、前記撮像素子を用いて前記被写体の画像を出力するカメラ本体であって、
前記カメラ本体の振動を検出する検出手段と、
前記出力される画像のブレを補正する第１のブレ補正手段と、
前記出力される画像のブレを補正する、前記第１のブレ補正手段とは異なる第２のブレ補正手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とを制御する制御手段とを有しており、
ここで、
前記制御手段が、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体の角度の絶対偏差が閾値以下のときは、前記第２のブレ補正手段は機能させずに、前記第１のブレ補正手段を用いて前記出力画像のブレを補正し、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体の角度の絶対偏差が閾値を超えるときは、前記第１のブレ補正手段と前記第２の補正手段の両者を用いて前記出力画像のブレを補正するように、前記第１、２のブレ補正手段を制御することを特徴とするカメラ本体。
【請求項３】
撮影光学系によって形成される被写体像を受光する撮像素子を含み、前記撮像素子を用いて前記被写体の画像を出力するカメラ本体であって、
前記カメラ本体の振動を検出する検出手段と、
前記出力される画像のブレを補正する第１のブレ補正手段と、
前記出力される画像のブレを補正する、前記第１のブレ補正手段とは異なる第２のブレ補正手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とを制御する制御手段とを有しており、
ここで、
前記制御手段が、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体の角速度が閾値以下のときは、前記第２のブレ補正手段は機能させずに、前記第１のブレ補正手段を用いて前記出力画像のブレを補正し、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体の角速度が閾値を超えるときは、前記第１のブレ補正手段と前記第２の補正手段の両者を用いて前記出力画像のブレを補正するように、前記第１、２のブレ補正手段を制御することを特徴とするカメラ本体。
【請求項４】
撮影光学系によって形成される被写体像を受光する撮像素子を含み、前記撮像素子を用いて前記被写体の画像を出力するカメラ本体であって、
前記カメラ本体の振動を検出する検出手段と、
前記出力される画像のブレを補正する第１のブレ補正手段と、
前記出力される画像のブレを補正する、前記第１のブレ補正手段とは異なる第２のブレ補正手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とを制御する制御手段とを有しており、
ここで、
前記制御手段が、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体の角加速度が閾値以下のときは、前記第２のブレ補正手段は機能させずに、前記第１のブレ補正手段を用いて前記出力画像のブレを補正し、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体の角加速度が閾値を超えるときは、前記第１のブレ補正手段と前記第２の補正手段の両者を用いて前記出力画像のブレを補正するように、前記第１、２のブレ補正手段を制御することを特徴とするカメラ本体。
【請求項５】
撮影光学系によって形成される被写像を受光する撮像素子を含むカメラ本体であって、
該カメラ本体に加わる振動を検出する振動検出手段と、
該カメラ本体が振動したとき、該撮像素子で得られる画像のブレを補正する、互いに独立であって、画像のブレの補正方法が異なる第１、第２のブレ補正手段を駆動制御する駆動制御手段と、
を有し、
該振動制御手段は、
角度に基づく画像のブレを、該第１のブレ補正手段で補正し、角度の積分値に対する画像のブレを該第１のブレ補正手段に加えて、該第２のブレ補正手段で補正するよう制御することを有することを特徴とするカメラ本体。
【請求項６】
前記第１のブレ補正手段は、電子補正方式を利用したものであり、前記第２のブレ補正手段は、光学補正方式を利用したものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のカメラ本体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項のカメラ本体と前記撮影光学系を含むレンズ本体とを有することを特徴とするカメラシステム。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項のカメラ本体と、該カメラ本体に着脱可能に装着した前記撮影光学系を含むレンズ本体とを有することを特徴とするカメラシステム。
【請求項９】
前記第１のブレ補正手段は、前記カメラ本体内に収納されており、前記第２のブレ補正手段の一部又は全部は前記レンズ本体に収納されていることを特徴とする請求項７又は８のカメラシステム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像のブレを補正する所謂防振機能を備えたカメラ本体及びそれを有するカメラシステムに関し、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置は撮影に関して自動化が進み、例えば自動焦点調節機能や自動露出補正機能等を有するものが多い。
【０００３】
更に近年、多くの撮像装置には、振動によって生ずる画像ブレを自動的に補正する画像ブレ補正手段を備えたものが多くなっている。画像ブレ補正手段を有する撮像装置として異なる画像ブレ補正方式を含む複数の画像ブレ補正手段を用いて画像ブレを効率的に補正するようにした、所謂ハイブリッド型の画像ブレ補正手段を有した撮像装置が知られている（特許文献１〜３）。
【０００４】
特許文献１では、光学式補正手段と電子式補正手段を同時に機能させて、画像ブレの補正を行うとき、画像ブレの周波数に応じて、光学式補正手段と電子式補正手段を選択して行っている。
【０００５】
特許文献２では、ズーム部を有する撮影光学系が望遠側か広角側かによって、光学式補正手段と電子式補正手段とを選択して画像ブレを補正している。更に画像信号中の高周波成分の値によって光学式補正手段と電子式補正手段とを選択して画像ブレを補正している。
【０００６】
特許文献３では、画像ブレを光軸と直交する平面上で互いに直交した２方向成分に分け、電子式補正手段と光学式補正手段を別々に行って画像ブレを補正している。更に電子式補正手段の補正領域に不足が生じた際に、光学式補正手段を併用して行って画像ブレを補正している。
【特許文献１】特開平３−５６９２４号公報
【特許文献２】特開平７−１２３３１７号公報
【特許文献３】特開平１０−５６５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、複数の画像ブレ防振手段を有する撮像装置としては、ビデオカメラやデジタルカメラのような携帯型の撮像装置が多い。このような携帯型の撮像装置では、動画を撮影する場合や被写体像をモニタする場合に発生する「手ブレ」による画像ブレを補正するために複数の画像ブレ補正手段のうちから１つ以上を選択して用いている。このような撮像装置には、画像ブレの補正効果が良く、かつ携帯性を良好にするため撮影光学系が小型化であることが強く望まれている。
【０００８】
光学式補正手段は、光軸を曲げるアフォーカルレンズ系や可変頂角プリズムとそれらの駆動機構や位置検出機構によって構成される。このため、光学式補正手段のみで十分な画像ブレ補正効果を得ようとすると構造が複雑となり、撮影光学系全体の外形が大きくなる傾向がある。
【０００９】
また、電子式補正手段のみで十分な画像ブレの補正効果を得るには、通常よりもサイズの大きい撮像素子を使用する必要があり、サイズの大きい撮像素子に対応するためには撮影光学系が大型化する傾向がある。
【００１０】
この撮像素子の補正領域は、撮影光学系がズームレンズのときは、望遠側の焦点距離に比例するため、十分な画像ブレの補正範囲が確保できていない場合、画像ブレの補正が違和感のあるものになってしまい、また、画像劣化が大きくなる傾向がある。
【００１１】
又、大きな画像ブレを光学式補正手段と電子式補正手段を用いて単に補正しようとすると画像ブレを補正することができるが撮影光学系が大型化してくる傾向がある。
【００１２】
又、画像ブレの発生状態は、撮像装置に加えられる振動の種類、例えば角加速度の大きさ、振動周波数の高低、連続か不連続な振動等によって大きく異なってくる。
【００１３】
このため電子補正方式と光学補正方式を併用したハイブリッド型の像ブレ補正手段を用いるときは、画像ブレの発生原因を求め、それに応じた画像ブレ補正方式を用いないと画像ブレを良好に補正することが困難になる。
【００１４】
本発明は、画像ブレを補正する補正手段を画像ブレの性質により適切に選択することにより、画像ブレの補正を効果的に行うことができる画像ブレ補正手段を有するカメラ本体及びそれを有するカメラシステムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のカメラ本体は、撮影光学系によって形成される被写体像を受光する撮像素子を含み、前記撮像素子を用いて前記被写体の画像を出力するカメラ本体であって、
前記カメラ本体の振動を検出する検出手段と、
前記出力される画像のブレを補正する第１のブレ補正手段と、
前記出力される画像のブレを補正する、前記第１のブレ補正手段とは異なる第２のブレ補正手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とを制御する制御手段とを有しており、
ここで、
前記制御手段が、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体が連続的な振動をしていると判定されたときは、前記第２のブレ補正手段は機能させずに、前記第１のブレ補正手段を用いて前記出力画像のブレを補正し、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ本体が不連続な振動をしていると判定されたときは、前記第１のブレ補正手段と前記第２の補正手段の両者を用いて前記出力画像のブレを補正するように、前記第１、２のブレ補正手段を制御することを特徴としている。
【００１６】
この他、制御手段は、
・角度の絶対偏差が閾値以下のときは、該第１のブレ補正手段で画像のブレを補正し、角度の絶対偏差が閾値を超えるときは、
該第１のブレ補正手段に加えて該第２の補正手段で画像のブレを補正するように制御することを特徴としている。
【００１７】
・角速度が閾値以下のときは該第１のブレ補正手段で画像のブレを補正し、角速度が閾値以上のときは、
該第１のブレ補正手段に加えて該第２の補正手段で画像のブレを補正するように制御することを特徴としている。
【００１８】
・角加速度が閾値以下のときは該第１のブレ補正手段で画像のブレを補正し、角加速度が閾値以上のときは、
該第１のブレ補正手段に加えて該第２の補正手段で画像のブレを補正するように制御することを特徴としている。又、
・角度に基づく画像のブレを、該第１のブレ補正手段で補正し、角度の積分値に対する画像のブレを該第１のブレ補正手段に加えて、該第２のブレ補正手段で補正するよう制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画像ブレの補正を効果的に行うことができる画像ブレ補正手段を有するカメラ本体及びそれを有するカメラシステムの提供を目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、各実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例１を図面に基づき説明する。
【００２２】
図１、図２は、本発明の実施例１に係わる概略図である。
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係わる電子補正方式と光学補正方式の双方の像ブレ補正機能付きの撮影装置（カメラシステム）の構成を示す要部ブロック図である。
【００２４】
図１において、１００はレンズ本体、２００はカメラ本体である。レンズ本体１００はカメラ本体２００に固定又は着脱可能に装着されている。
【００２５】
１０ａは撮像光学系であり、変倍を行うためのレンズ群１０１、像ブレを補正するための補正レンズ群１０２、フォーカスを行うためのフォーカスレンズ群１０３を有している。
【００２６】
尚、撮影光学系１０ａは単一の焦点距離のレンズ系であっても良い。
【００２７】
１０４はＣＣＤ等の撮像素子で、撮像光学系１０ａから入力される被写体像を受光し、光信号を電気信号に変換して映像信号として出力する。１０５はＡ／Ｄ変換器であり撮像素子１０４から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００２８】
１０ｂは電子式像ブレ補正用回路であり、メモリ制御用回路１０６、動き検出回路１０７、電子ズーム制御用回路１０８を有している。動き検出回路１０７は、撮像素子１０４からＡ／Ｄ変換器１０５を介して、出力される映像信号のブレを検出して、その動き量を求めている。メモリ制御用回路１０６は、動き検出回路１０７からの動き量に応じて前記映像信号のブレ成分を低減するように制御している。又メモリ制御回路１０６はフィールドメモリ１０９から所定の画像情報を読み出している。電子ズーム制御回路１０８は、画面全体の拡大処理を行う。
【００２９】
補間処理回路１１０は２つ以上の隣接する画素の画像情報から１つの画素信号を補完する。
【００３０】
Ｄ／Ａ変換器１１１は補間処理回路１１０から出力されるディジタル信号よりなる画像信号をアナログ信号に変換して、所定箇所に出力する。
【００３１】
光学式像ブレ補正手段１０ｃは、一対の角速度センサ１１２、１１３、一対の積分回路１１４、１１５、一対のＡ／Ｄ変換器１１６、１１７、光学式像ブレ補正用マイコン（マイクロコンピュータ）１１８を有している。更にマイクロコンピュータ１１８からの信号に基づいて駆動する、一対の駆動回路（ドライバ）１１９、１２０、一対のアクチュエータ１２１、１２２を有している。
【００３２】
光学式像ブレ補正手段１０ｂを構成する一対の角速度センサ１１２、１１３のうち、一方のセンサ１１２がヨー方向（水平方向）、他方のセンサ１１３がピッチ方向（垂直方向）を検出するものである。
【００３３】
本実施例や、その他の実施例では、角速度センサや、角加速度センサを振動を検出するセンサ（振動検出手段）として用いているが、その限りでは無く、速度センサ、加速度センサ、位置（変位）を測定するセンサ等で代用しても構わない。勿論、加速度センサと、位置（変位）を測定するセンサとを併用しても構わない。
【００３４】
ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１２５は、撮像素子１０４から出力される映像信号中の高周波成分だけを抽出し、Ａ／Ｄ変換器１２６によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換器１２６からのディジタル信号は防振手段選択用マイコン１２７に入力される。
【００３６】
エンコーダ１２３は、変倍レンズ群１０１の光軸方向の位置から焦点距離情報を検出する。エンコーダ１２３で検出したアナログ信号はＡ／Ｄ変換器１２４によりディジタル信号に変換される。
【００３７】
防振手段選択用マイコン１２７は、Ａ／Ｄ変換器１２６を介した映像信号の高周波成分と、Ａ／Ｄ変換器１２４を介した撮影光学系１０ａに関する焦点距離検出信号とから防振を行うべき防振手段を選択している。光学式像ブレ補正用マイコン１１８や電子式像ブレ補正用制御回路１０ｂは防振手段選択用マイコン（防振制御手段）１２７からの信号に基づいて、駆動される。
【００３８】
例えば光学式像ブレ補正用マイコン１１８は防振手段選択用マイコン１２７からの信号に基づいてドライバ１１９、１２０、そしてアクチュエータ１２１、１２２を制御する。
【００３９】
本実施例において撮像素子１０４、電子式像ブレ補正用回路１０ｂ等は電子補正方式（第１のブレ補正手段）を用いて像ブレを補正するための一要素を構成している。
【００４０】
角速度センサ１１２、１１３、積分回路１１４、１１５、Ａ／Ｄ変換器１１６、１１７、光学式像ブレ補正用マイコン１１８、ドライバ１１９、１２０、アクチュエータ１２１、１２２等の各要素は光式補正方式（第２のブレ補正手段）の一要素である。これらを用いて像ブレを補正を構成している。
【００４１】
ここで電子補正方式とは、ＣＣＤ等の撮像素子により生成される画像信号を取り出して、画像表示する範囲をカメラのブレに合わせて変更することにより、ブレのない画像を表示することである。
【００４２】

請求項１に記載している連続的な振動および不連続な振動は以下の通りである。
【００４３】
連続的な振動とは、角度（角速度）の上限と下限とがある一定範囲内であるような振動のこと。別の言い方をすれば、角加速度がある値（閾値）以下であるような振動のこと。例えば、典型的な手ブレの振動のように、角度（角速度或いは角加速度）が正弦曲線や余弦曲線の重ね合わせにより連続的に近似できるような定常的な振動のことである。
また、不連続な振動とは、角度が急激に増減するような振動、或いは角度の絶対値が閾値を超えるような振動のこと。別の言い方をすれば、角速度（角速度）がある値（閾値）を超えるような振動のこと。例えば、カメラ等でシャッターを押す、その他操作ボタンを押す際に、カメラ本体に加えられる力（或いはその反力）により、カメラ本体が受ける振動のことである。
【００４４】

具体的に本実施例における電子補正方式における像ブレ補正の動作は次のとおりである。
【００４５】
撮像光学系１０ａにより撮像素子１０４上に結像された映像は、一定のサンプリング周波数でサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換器１０５によりディジタル信号に変換される。そしてディジタル信号は、電子式手ブレ補正用制御回路１０ｂのメモリ制御回路１０６を介してフィールドメモリ１０９に入力されて記憶される。
【００４６】
この記憶された画像情報と、次のフィールドまたは次のフレームの画像情報との相関により、動き検出回路１０７は撮影画像の水平方向及び垂直方向の動き量を求める。このときに求めた動き量をもとにして、電子ズーム制御回路１０８はフィールドメモリ１０９から画像情報の一部を、基準点を前記動き量に応じて移動させて読み出し、電子式像ブレの補正を行うことで画像のブレを低減させている。
【００４７】
一方、光学補正方式とは、振動ジャイロなどのセンサ（角加速度センサ）でブレを検出する。そしてその結果（角速度信号）に基づいて可変頂角プリズムの頂角を変化させたり、撮影レンズの一部を光軸と垂直方向にシフトさせたりして、撮影画面上で撮影像がブレることを防止することである。
【００４８】
図１の実施例では撮像装置が振動したときの画像のブレを補正レンズ群１０２を光軸に対し垂直方向の成分を有するように移動させることにより、全系の結像位置を光軸と垂直方向に変化させて補正している。
【００４９】
本実施例において、防振手段選択用マイコン（振動制御手段）１２７は、振動検出手段１１２、１１３で検出される振動情報によって画像ブレの発生状態（発生原因）が異なるので、振動情報によって次のように振動制御している。
【００５０】
◎振動検出手段で検出される振動情報が連続的な振動のときは、第１のブレ補正手段で画像のブレを補正し、不連続な振動が含まれるときは第１のブレ補正手段に加えて第２の補正手段で画像のブレを補正するように制御している。
【００５１】
◎振動検出手段で検出される振動情報の角度が閾値以下のときは、第１のブレ補正手段で画像のブレを補正している。そして、角度が閾値より大きい（画像ブレの振幅が予め設定した閾値より大きいとき）ときは、第１のブレ補正手段に加えて第２の補正手段で画像のブレを補正するように制御している。
【００５２】
◎振動検出手段で検出される振動情報の角速度が閾値以下のときは第１のブレ補正手段で画像のブレを補正し、角速度が閾値より大きいときは、第１のブレ補正手段に加えて第２の補正手段で画像のブレを補正するように制御している。
【００５３】
◎振動検出手段で検出される振動情報の角加速度が閾値以下のときは第１のブレ補正手段で画像のブレを補正し、角加速度が閾値より大きいときは、第１のブレ補正手段に加えて第２の補正手段で画像のブレを補正するように制御している。
【００５４】
◎角度に基づく画像のブレを、第１のブレ補正手段で補正し、角度の積分値に対する画像のブレを第１のブレ補正手段に加えて、第２のブレ補正手段で補正するよう制御している。
【００５５】
以上のように構成された像ブレ補正機能付きの撮影装置の基本的な動作を図２のフローチャートを用いて説明する。
【００５６】
その前に、電子防振と光学防振について簡単に説明する。まず、撮像装置（カメラ本体）は、撮影光学系によって形成される被写体像を受光する撮像素子（ＣＣＤ等の光電変換素子）を含み、前記撮像素子を用いて前記被写体の画像を、記憶媒体やビューファインダー等に出力する。この際、記憶媒体に記憶される画像や、ビューファインダーに表示される画像等がブレるのを防ぐために、本実施例では主に以下の２つの防振を行っている。１つ目の防振は電子防振であって、電子防振とは、ＣＣＤ上で撮影した画像の切り出し位置（領域）を、加速度センサ（振動検出手段）の検出結果によって変えることにより、得られる画像のブレを防止（低減）することである。２つ目の防振は光学防振であって、光学防振とは、加速度センサ（振動検出手段）の検出結果に基づいて、撮影光学系の１つ以上のレンズを偏芯させる（偏芯量等の調整も行う）ことにより、ＣＣＤ上の画像のブレを低減（防止）することである。
【００５７】
ここで、（角）加速度センサ等の撮像装置の振動、又はそれと同等のものを測定できるセンサにより撮像装置（カメラ本体）の振動を測定（検出）し、その測定結果に基づいて、前述の電子防振と光学防振を適切に使い分けている。具体的に記載する。撮像装置が連続的な振動（角加速度、角速度、角度の変化量が閾値以下）をしていると判定したときは、電子防振のみで防振を行っている。また、カメラ本体が不連続な振動をしていると判定したときは、電子防振と光学防振の両者によって防振を行っている。勿論、各々の防振方式は別の防振方式と置き換えても構わないが、上記したような組合わせであることが望ましい。
【００５８】
また、互いに独立な像ブレ補正手段とは、電子防振と光学防振のように、像ブレ補正方法が異なることである。互いに独立な像ブレ補正手段を有していない場合、例えば、電子防振のみで連続的な振動と不連続な振動を同時に一つの像ブレ補正手段で補正を行った場合、過剰な像ブレ補正や不自然な像ブレ補正（誤補正）が生じる。
【００５９】
図２は、実施例１の防振動作のフローチャートである。尚、ここに記載したフローチャートは、電源が入っている（ｏｎ）状態での動作であり、電源を切った場合はこの限りではない。
【００６０】
ステップＳ１０１で電源がｏｎする。ステップＳ１０２で電源ｏｎと同時に起動動作が開始し、電子防振（第１のブレ補正手段）、光学防振（第２のブレ補正手段）、及び角加速度（角速度）センサがスタンバイする。
【００６１】
次にステップＳ１０３で防振モードになっているか否か（防振ｏｎか否か）を確認し、Ｎｏなら終了する。又ＹｅｓならステップＳ１０４で振動検出手段としての角加速度（角速度）センサで撮影装置に加わる角加速度を検出する。
【００６２】
そのセンサで検出された角加速度の出力結果がほぼ０であれば防振を行わないでステップＳ１０３に戻る。又、出力結果が閾値以下、即ち一定時間内の角速度の積分値が一定値以下であれば、電子防振のみで防振を行う。
【００６３】
又、出力結果が閾値以上のとき、つまり一定時間内の角速度の積分値が一定値以上であれば、電子防振とともに光学防振を用いて防振を行う。
【００６４】
そしてステップＳ１０３に戻り、再び防振ｏｎか否かを確認するステップに戻る。
【００６５】
以上説明したように、本実施例の形態によれば、図３に示すように振動の中心が曲線１−１ａのような０度近傍から、曲線１−２ａのような一定の値ＳＬへシフトした際にも画像劣化を最低限に抑えることができる。また、光学式像ブレ補正手段を必要に応じて制御するため、省電力化が実現される。
【００６６】
本実施例の一部、例えば、光学防振手段のみがレンズ本体に収納され、その他全てがカメラ本体内（例えば、ビデオカメラの一部）に収納されていてもよい。ここで収納とは、機能を有する（センサやアクチュエータを有する）という意味である。
【実施例２】
【００６７】
図４から図６は本発明の実施例２に係わる概略図である。
【００６８】
図４は、本発明の実施例２に係わる像ブレ補正機能付きの撮影装置の構成を示す要部ブロック図である。図４において２０ａは撮像光学系であり、変倍を行うためのレンズ群２０１、像ブレを補正するためのレンズ群２０２、フォーカスを行うためのレンズ群２０３を有している。
【００６９】
２０４はＣＣＤ等の撮像素子で、撮像光学系２０ａから入力される被写体像を受光し、光信号を電気信号に変換して映像信号として出力する。２０５はＡ／Ｄ変換器であり、撮像素子２０４から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００７０】
２０ｂは電子式像ブレ補正用回路であり、メモリ制御用回路２０６、動き検出回路２０７、電子ズーム制御用回路２０８を有している。動き検出回路２０７は、撮像素子２０４からＡ／Ｄ変換器２０５を介して、出力される映像信号のブレを検出して、その動き量を求めている。メモリ制御回路２０６は、動き検知回路２０７からの動き量に応じて前記映像信号のブレ成分を低減するように制御している。又メモリ制御回路２０６はフィールドメモリ２０９から所定の画像情報を読み出している。電子ズーム制御回路２０８は、画面全体の拡大処理を行う。
【００７１】
補間処理回路２１０は２つ以上の隣接する画素の画像情報から１つの画素信号を補完する。
【００７２】
Ｄ／Ａ変換器２１１は補間処理回路２１０から出力されるディジタル信号よりなる画像信号をアナログ信号に変換して、所定箇所に出力する。
【００７３】
光学式像ブレ補正手段２０ｃは、一対の角速度センサ２１２、２１３、一対の積分回路２１４、２１６、一対の微分回路２１５、２１７、各積分、微分回路に対するＡ／Ｄ変換器２１８から２２１を有している。
【００７４】
更に、光学式像ブレ補正用マイコン（マイクロコンピュータ）２２２、一対の駆動回路（ドライバ）２２３、２２４、一対のアクチュエータ２２５、２２６を有している。光学式像ブレ補正手段２０ｃを構成する一対の角速度センサのうち、一方のセンサ２１２がヨー方向（水平方向）、他方のセンサ２１３がピッチ方向（垂直方向）を検出するものである。
【００７５】
ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）２２９は、撮像素子２０４から出力される映像信号中の高周波成分だけを抽出し、Ａ／Ｄ変換器２３０によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。
【００７６】
エンコーダ２２７は、変倍レンズ群２０１の光軸方向の位置から焦点距離情報を検出する。エンコーダ２２７で検出したアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器２２８によりディジタル信号に変換される。
【００７７】
防振手段選択用マイコン２３１は、Ａ／Ｄ変換器２３０を介した映像信号の高周波成分と、Ａ／Ｄ変換器２２８を介した焦点距離検出信号とから防振を行うべき防振手段を選択している。光学式像ブレ補正用マイコン２２２は防振手段選択用マイコン２３１からの信号に基づいて、ドライバ２２３、２２４そしてアクチュエータ２２５、２２６を制御する。
【００７８】
以上のように構成された像ブレ補正機能付きの撮影装置の基本的な動作を説明する。
【００７９】
撮像光学系２０ａにより撮像素子２０４上に結像された映像は、一定のサンプリング周波数でサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換器２０５によりディジタル信号に変換される。そしてディジタル信号は、電子式手ブレ補正用制御回路２０ｂのメモリ制御回路２０６を介してフィールドメモリ２０９に入力されて記憶される。
【００８０】
この記憶された画像情報と、次のフィールドまたは次のフレームの画像情報との相関により、動き検出回路２０７は撮影画像の水平方向及び垂直方向の動き量を求める。このとき求めた動き量をもとにして、電子ズーム制御回路２０８はフィールドメモリ２０９から画像情報の一部を、基準点を前記動き量に応じて移動させて読み出すことで画像のブレを低減させる。
【００８１】
図５は実施例２の防振動作のフローチャートである。
【００８２】
ステップＳ２０１で電源がｏｎする。ステップＳ２０２で電源ｏｎと同時に起動動作が開始し、電子防振（第１のブレ補正手段）、光学防振（第２のブレ補正手段）、及び角加速度（角速度）センサがスタンバイする。
【００８３】
次にステップＳ２０３で防振モードになっているか否か（防振ｏｎか否か）を確認し、Ｎｏなら終了する。又ＹｅｓならステップＳ２０４で振動検出手段としての角加速度（角速度）センサで撮影装置に加わる角加速度を検出する。
【００８４】
そのセンサで検出された角加速度の出力結果がほぼ０であれば防振を行わないでステップＳ２０３に戻る。又、出力結果が閾値以下、つまり通常の手ブレの範囲内の加速度（振動周波数が一定値以下で角速度のみとして取扱う）であれば電子防振のみで防振を行う。
【００８５】
又、出力結果が閾値以上のとき、つまり通常の手ブレとは異なる範囲の加速度（もしくは通常の手ブレとは異なる振動による加速度）であれば、電子防振とともに光学防振を用いて防振を行う。
【００８６】
そしてステップＳ２０３に戻り、再び防振ｏｎか否かを確認するステップに戻る。
【００８７】
以上説明したように、本実施例の形態によれば、図６に示すように連続的な振動２−１ａに対し、不連続的な振動２−２ａが生じた場合でも、画像劣化を最低限に抑えることができる。携帯型の撮像装置の本体において入力装置のボタンを押す際の振動や、車載カメラにおける予期できぬ振動に対する像ブレ補正には、非常に効果的となる。また、光学式像ブレ補正手段を必要に応じて制御するため、省電力化が実現される。
【実施例３】
【００８８】
図７、図８は本発明の実施例３に係わる概略図である。
【００８９】
図７は、本発明の実施例３に係わる像ブレ補正機能付きの撮影装置の構成を示す要部ブロック図である。図７において３０ａは撮像光学系であり、変倍を行うためのレンズ群３０１、アフォーカルレンズ群３０２、フォーカスを行うためのレンズ群３０３を有している。
【００９０】
３０４はＣＣＤ等の撮像素子で、撮像光学系３０ａから入力される被写体像を受光し、光信号を電気信号に変換して映像信号として出力する。３０５はＡ／Ｄ変換器であり、撮像素子３０４から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００９１】
３０ｂは、電子式像ブレ補正用回路であり、メモリ制御用回路３０６、動き検出回路３０７、電子ズーム制御用回路３０８を有している。動き検出回路３０７は撮像素子３０４からＡ／Ｄ変換器３０５を介して、出力される映像信号のブレを検出して、その動き量を求めている。メモリ制御回路３０６は動き検出回路３０７からの動き量に応じて前記映像信号のブレ成分を低減するように制御している。又メモリ制御回路３０６は、フィールドメモリ３０９から所定の画像情報を読み出している。電子ズーム制御回路３０８は、画面全体の拡大処理を行う。
【００９２】
補間処理回路３１０は２つ以上の隣接する画素の画像情報から１つの画素信号を補完する。
【００９３】
Ｄ／Ａ変換器３１１は補間処理回路３１０から出力されるディジタル信号よりなる画像信号をアナログ信号に変換して、所定箇所に出力する。
【００９４】
光学式像ブレ補正手段３０ｃは、一対の角速度センサ３１２、３１３、一対の積分回路３１４、３１５、積分回路および角速度センサに対するＡ／Ｄ変換器３１６から３１８を有している。更に光学式像ブレ補正用マイコン（マイクロコンピュータ）３２０、一対の駆動回路（ドライバ）３２１、３２２、一対のアクチュエータ３２３、３２４を有している。
【００９５】
光学式像ブレ補正手段３０ｃを構成する一対の角速度センサのうち、一方のセンサ３１２がヨー方向（水平方向）、他方のセンサ３１３がピッチ方向（垂直方向）を検出するものである。一対のアクチュエータ３２３、３２４は、撮像素子を変位させ像ブレを補正する。
【００９６】
ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３２７は、撮像素子３０４から出力される映像信号中の高周波成分だけを抽出し、Ａ／Ｄ変換器３２８によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。
【００９７】
エンコーダ３２５は、変倍レンズ群３０１の光軸方向の位置から焦点距離情報を検出する。エンコーダ３２５で検出したアナログ信号はＡ／Ｄ変換器３２６によりディジタル信号に変換される。
【００９８】
防振手段選択用マイコン３２９はＡ／Ｄ変換器３２８を介した映像信号の高周波成分と、Ａ／Ｄ変換器３２６を介した焦点距離検出信号とから防振を行うべき防振手段を選択する。光学式像ブレ補正用マイコン３２０は防振手段選択用マイコン３２９からの信号に基づいて、ドライバ３２１、３２２とアクチュエータ３２３、３２４を制御する。
【００９９】
以上のように構成された像ブレ補正機能付きの撮影装置の基本的な動作を説明する。
【０１００】
撮像光学系３０ａにより撮像素子３０４上に結像された映像は、一定のサンプリング周波数でサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換器３０５によりディジタル信号に変換される。そしてディジタル信号は、電子式手ブレ補正用制御回路３０ｂのメモリ制御回路３０６を介してフィールドメモリ３０９に入力されて記憶される。
【０１０１】
この記憶された画像情報と、次のフィールドまたは次のフレームの画像情報との相関により、動き検出回路３０７は撮影画像の水平方向及び垂直方向の動き量を求める。このとき求めた動き量をもとにして、電子ズーム制御回路３０８は、フィールドメモリ３０９から画像情報の一部を、基準点を前記動き量に応じて移動させて読み出すことで画像のブレを低減させる。
【０１０２】
図８は実施例３の防振動作のフローチャートである。
【０１０３】
ステップＳ３０１で電源がｏｎする。ステップＳ３０２で電源ｏｎと同時に起動動作が開始し、電子防振（第１のブレ補正手段）、光学防振（第２のブレ補正手段）、及び角加速度（角速度）センサがスタンバイする。
【０１０４】
次にステップＳ３０３で防振モードになっているか否か（防振ｏｎか否か）を確認し、Ｎｏなら終了する。又ＹｅｓならステップＳ３０４で振動検出手段としての角加速度（角速度）センサで撮影装置に加わる角速度を検出する。
【０１０５】
そのセンサで検出された角速度の出力結果がほぼ０であれば防振を行わないでステップＳ３０３に戻る。又、出力結果が閾値以下、つまり通常の手ブレの範囲内の角速度であれば電子防振のみで防振を行う。
【０１０６】
又、出力結果が閾値以上のとき、つまり通常の手ブレとは異なる範囲の角速度（もしくは通常の手ブレとは異なる振動による加速度）であれば、電子防振とともに光学防振を用いて防振を行う。
【０１０７】
そしてステップＳ３０３に戻り、再び防振ｏｎか否かを確認するステップに戻る。
【０１０８】
以上の各実施例において振動検出手段で検出される振動情報として振動が連続であるか、又は不連続であるかによって第１、第２のブレ補正手段を選択して駆動しても良い。
【０１０９】
この他振動が連続であるか又は振動の振幅の絶対偏差が一定値以上であるか否かによって第１、第２のブレ補正手段を選択して駆動しても良い。
【０１１０】
これらの判断は、例えば図２に示すフローチャートのステップＳ１０４で行えば良い。
【０１１１】
実施例１から３に示した電子式像ブレ補正制御回路１０ｂ、２０ｂ、３０ｂの構成は、適宜置き換えができるものである。各実施例は構成の全体もしくは一部が、１つの装置を形成するものであっても、装置を構成する要素となるようなものであってもよい。
【０１１２】
尚、以上の実施例１、実施例２において、光学式像ブレ補正手段は、防振用のレンズの周りに２軸のジンバル構造を持ち、該レンズを光軸と垂直方向にシフトさせて像ブレを補正する方法が適用できる。
【０１１３】
この他、光学式像ブレ補正手段は、実施例３のように撮像素子に２軸のジンバル構造を持ち、撮像素子を光軸と垂直方向にシフトさせて像ブレを補正する方法、可変頂角プリズムの頂角の変化により補正する方法が適用できる。
【０１１４】
撮像光学系としてズームレンズを用いたとき、撮像素子の防振撮像エリアを除いた像高をy、ズームレンズの望遠端の焦点距離をfTとしたとき、
fT / y ≧ ２３ ‥‥‥（１）
なる条件式を満足する構成とするのが良い。これによれば、像ブレ補正が効果的に実現する。
【０１１５】
いま、撮像素子の撮像面がズームレンズの有効像高のうち像高＋２０％を像ブレ補正エリア、手ぶれ補正角度を０．５度、像ブレ補正エリアを除いた撮像エリアの像高をyとする。この、手ぶれ角α＝０．５度の像ブレを補正するためには、次の（２）式より、fT / y = ２２．９となる。（１）式を満たすとき、光学系全体の小型化に効果的となる。
【０１１６】
tan-1(1.2y / fT ) − tan-1(y / fT ) ＝ α(degree) ‥‥‥（２）
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施例１に係わる撮像装置の概略構成を示したブロック図
【図２】本発明の実施例１の図１に示した防振動作の手順を示すフローチャート
【図３】本発明の実施例１で効果的に低減される振動を示した模式図
【図４】本発明の実施例２に係わる撮像装置の概略構成を示したブロック図
【図５】本発明の実施例２の図１に示した防振動作の手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施例２で効果的に低減される振動を示した模式図
【図７】本発明の実施例３に係わる撮像装置の概略構成を示したブロック図
【図８】本発明の実施例３の図１に示した防振動作の手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【０１１８】
１００ レンズ本体
２００ カメラ本体
１０ａ、２０ａ、３０ａ 撮像光学系
１０ｂ、２０ｂ、３０ｂ 電子式像ブレ補正用制御回路
１０ｃ、２０ｃ、３０ｃ 光学式像ブレ補正手段
１０４、２０４、３０４ 撮像素子
１０５、２０５、３０５ Ａ／Ｄ変換器
１０６、２０６、３０６ メモリ制御回路
１０７、２０７、３０７ 動き検出回路
１０８、２０８、３０８ 電子ズーム制御回路
１０９、２０９、３０９ フィールドメモリ
１１０、２１０、３１０ 補間処理回路
１２１、１２２、２２５、２２６、３２４ アクチュエータ
１２３、２２７、３２８ エンコーダ
１２４、２１８〜２２１、３１６〜３１９ Ａ／Ｄ変換器
１１２、１１３、２１２、２１３、３１２、３１３ 角速度センサ
１１４、１１５ 積分回路
１１６、１１７ Ａ／Ｄ変換器
１１８、２２２、３２０ 光学式像ブレ補正用マイコン
１２７、２３１、３２９ 防振手段選択用マイコン
【出願人】 【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【出願日】 平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【代理人】 【識別番号】１０００８６８１８
【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 幸雄
【公開番号】 特開２００８−４８０１３（Ｐ２００８−４８０１３Ａ）
【公開日】 平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願番号】 特願２００６−２１９５８０（Ｐ２００６−２１９５８０）