特開 2025-5679 ブレ量取得装置及びブレ量取得方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005679

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】ブレ量取得装置及びブレ量取得方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20210101AFI20250109BHJP

   G03B 17/56 20210101ALI20250109BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20250109BHJP

   H04N 23/58 20230101ALI20250109BHJP

   H04N 23/68 20230101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

G03B5/00 J

G03B17/56 A

G03B15/00 P

H04N23/58

H04N23/68

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105950

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】柴田 昌宏

【テーマコード（参考）】

2H105

2K005

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H105AA11

2H105AA55

2K005BA01

2K005CA14

2K005CA15

2K005CA22

5C122EA41

5C122GD06

5C122HA82

5C122HB01

(57)【要約】

【課題】 パンニング／チルティングの動作中は検出手段の基準値を算出することが難しい。
【解決手段】 ブレ量取得装置は、基台４０に対して回転駆動する回転部１０に設けられ、ブレを検出するブレ検出手段から、ブレ検出結果を取得する第１の取得手段と、回転部１０の駆動速度を取得する第２の取得手段と、ブレ検出結果と、駆動速度とに基づいて、ブレ検出手段の基準値を算出する基準値算出手段と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台に対して回転駆動する回転部に設けられ、ブレを検出するブレ検出手段から、ブレ検出結果を取得する第１の取得手段と、
前記回転部の駆動速度を取得する第２の取得手段と、
前記ブレ検出結果と、前記駆動速度とに基づいて、前記ブレ検出手段の基準値を算出する基準値算出手段と、を備えることを特徴とするブレ量取得装置。

【請求項2】

前記ブレ検出結果と前記基準値とに基づいてブレ量を算出するブレ量算出手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレ量取得装置。

【請求項3】

前記回転部は、撮像光学系により結像される被写体像を撮像する撮像素子を有し、
前記ブレ量算出手段により算出された前記ブレ量に基づいてブレ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記撮像素子により撮像される画像のブレを補正するブレ補正手段を制御するブレ補正制御手段と、を備え、
前記ブレ補正制御手段は、前記ブレ補正量に基づいて前記ブレ補正手段を制御することを特徴とする請求項２に記載のブレ量取得装置。

【請求項4】

前記ブレ検出手段は、前記回転部の角速度を検出可能であり、
前記基準値算出手段は、前記ブレ検出手段が検出した前記角速度から前記回転部の回転駆動の角速度を減算して取得した値に基づいて前記基準値を算出することを特徴とする請求項１に記載のブレ量取得装置。

【請求項5】

前記基準値算出手段は、前記駆動速度が所定のしきい値以下の場合に前記基準値を算出することを特徴とする請求項１に記載のブレ量取得装置。

【請求項6】

前記基準値算出手段は、前記ブレ検出結果に含まれる低周波成分から前記駆動速度の低周波成分を減算した値に基づいて前記基準値を算出することを特徴とする請求項４に記載のブレ量取得装置。

【請求項7】

前記回転部は、撮像光学系により結像される被写体像を撮像する撮像素子を有し、
前記撮像素子により撮像された画像に基づいて動きベクトルを取得する動きベクトル取得手段を備え、
前記基準値算出手段は、前記ブレ検出結果と、前記駆動速度と、前記動きベクトルとに基づいて前記基準値を算出することを特徴とする請求項１に記載のブレ量取得装置。

【請求項8】

前記ブレ検出結果と前記基準値とに基づいてブレ量を算出するブレ量算出手段と、
前記ブレ量算出手段により算出された前記ブレ量に基づいてブレ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記撮像素子により撮像される画像のブレを補正するブレ補正手段を制御するブレ補正制御手段と、を備え、
前記ブレ補正制御手段は、前記ブレ補正量に基づいて前記ブレ補正手段を制御することを特徴とする請求項７に記載のブレ量取得装置。

【請求項9】

前記ブレ検出結果と前記基準値とに基づいて前記回転部の姿勢角を算出する姿勢角の算出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレ量取得装置。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか１項に記載のブレ量取得装置と、
撮像光学系により結像される被写体像を撮像する撮像素子と前記ブレ検出手段とを備える前記回転部と、
前記基台と、
前記回転部を前記基台に対して回転駆動させる回転駆動手段と、
前記回転駆動手段による回転駆動を制御する回転制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。

【請求項11】

前記第２の取得手段は、前記回転制御手段から前記駆動速度を取得することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。

【請求項12】

前記第２の取得手段は、前記回転駆動手段による前記回転部の位置を検出する位置検出手段の出力に基づいて前記駆動速度を取得することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。

【請求項13】

請求項１乃至９のいずれか１項に記載のブレ量取得装置と、
撮像光学系により結像される被写体像を撮像する撮像素子と前記ブレ検出手段とを備える前記回転部と前記基台とを備える撮像装置と通信する通信手段を備え、
前記第１の取得手段と前記第２の取得手段とのそれぞれは、前記通信手段を介して前記ブレ検出結果と前記駆動速度を示す情報を取得することを特徴とする前記撮像装置の制御装置。

【請求項14】

請求項１、３乃至９のいずれか１項に記載のブレ量取得装置と、
撮像光学系により結像される被写体像を撮像する撮像素子と前記ブレ検出手段とを備える前記回転部と前記基台とを備える撮像装置と通信する通信手段を備え、
前記第１の取得手段と前記第２の取得手段とのそれぞれは、前記通信手段を介して前記ブレ検出結果と前記駆動速度を示す情報を取得し、
前記通信手段は、前記基準値算出手段により算出された前記基準値を前記撮像装置に送信することを特徴とする前記撮像装置の制御装置。

【請求項15】

基台に対して回転駆動する回転部に設けられ、ブレを検出するブレ検出手段から、ブレ検出結果を取得する工程と、
前記回転部の駆動速度を取得する工程と、
前記ブレ検出結果と、前記駆動速度とに基づいて、前記ブレ検出手段の基準値を算出する工程と、を有することを特徴とするブレ量取得方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブレ量を取得するブレ量取得装置及び、ブレ量取得方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、カメラなどの撮像装置に搭載されている手ブレ補正システムにおいては、例えば、加速度、角加速度、角速度、角変位などを検出するセンサによってカメラに加わる振動を検出し、検出した振動に応じて、光学的あるいは電子的に補正するものが一般的である。カメラの振動を検出するためのセンサとしては、角速度を検出するジャイロセンサが一般的に普及している。ただし、ジャイロセンサには、温度変化などによって生じるＤＣオフセットやドリフトの影響が大きく、それらのオフセット成分を基準値から除去する仕組みが必要となる。ジャイロセンサのオフセット成分を除去する方法として、特許文献１には、ジャイロセンサの出力平均を算出して基準値とする方法と、動きベクトル信号を別途検出して基準値算出にフィードバックする方法が開示されている。また、特許文献２には、パンニング中は基準値の算出が難しいため、角速度の直流成分の時間的変化量に基づいて、パンニング中か否かを判定し、パンニング中ではないと判定された状態での直流成分を基準値として用いる方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１５１５４２号公報

【特許文献2】特開２０１３－１７８５０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献２に記載されているように、パンニング中に基準値を算出することは困難である。よって、ゆっくりとしたパンニング中に角速度センサの基準値の変動があった場合、パンニング直後においてはパンニング前に取得された基準値と実際の基準値との差が大きくなってしまう。

【0005】

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、パンニング／チルティングの動作中であっても、基準値の算出することが可能なブレ量取得装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのブレ量取得装置は、基台に対して回転駆動する回転部に設けられ、ブレを検出するブレ検出手段から、ブレ検出結果を取得する第１の取得手段と、前記回転部の駆動速度を取得する第２の取得手段と、前記ブレ検出結果と、前記駆動速度とに基づいて、前記ブレ検出手段の基準値を算出する基準値算出手段と、を備えることを特徴としている。本発明のその他の特徴については発明を実施するための形態で説明をする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、パンニング／チルティングの動作中であってもブレ検出手段の基準値を算出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る、撮像装置の構成例を示す図。

【図2】第１の実施形態における基準値算出の制御を示すフローチャート。

【図3】第２の実施形態における基準値算出の制御を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。

【0010】

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態における像ブレ補正機能を有する撮像装置１００のシステム構成を示す図である。図１（ａ）は撮像装置１００の外観図、図１（ｂ）は撮像装置１００を含むシステムブロック図である。

【0011】

図１（ａ）に示すように、撮像装置１００は、基台部４０と基台部４０に対してパン駆動及びチルト駆動の回転駆動が可能に構成されている回転部１０とを備える。そして、基台部４０と回転部１０とがチルト回転ユニット１１５及びパン回転ユニット１１６を介して接続されている。チルト回転ユニット１１５及びパン回転ユニット１１６のそれぞれは、アクチュエータと回転機構とを備えており、後述する回転駆動回路１１４によりそれぞれのアクチュエータが駆動することにより、チルト駆動及びパン駆動が可能に構成されている。

【0012】

図１（ｂ）を用いて、撮像装置１００を含むシステム構成についてより詳細に説明をする。回転部１０は、光学ユニット１０１と角速度センサ１３１とを有する。光学ユニット１０１は、レンズ鏡筒１１７と、撮像素子１０６とを備える。レンズ鏡筒１１７は、焦点距離を変えて変倍を行う変倍レンズ群（ズームレンズ）１０２と、光軸と垂直方向に動いてブレを補正するブレ補正レンズ群（シフトレンズ）１０３と、光量を調節する絞り１０４と、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するいわゆるコンペ機能を兼ね備えたレンズ群（フォーカスレンズ）１０５とを有する撮像光学系を有する。撮像素子１０６は、撮像光学系が有するレンズ群１０２、１０３、１０４、１０５を通して結像された被写体像を撮像する。撮像素子１０６は、撮像光学系からの光を受光し、受光した光信号を光電変換によって電気信号に変換してアナログ画像信号として出力する撮像センサであり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどである。

【0013】

撮像素子１０６の出力信号は、カメラ信号処理回路１０７に送信される。カメラ信号処理回路１０７は出力信号を取得して画像の信号処理を行う処理回路であり、アナログ信号処理回路とデジタル信号処理回路を有する。アナログ信号処理回路は、撮像素子１０６で得られた信号に所定の処理を施してアナログ撮像信号を生成するものである。例えばＣＤＳ（ｃｏ－ｒｅｌａｔｅｄ ｄｏｕｂｌｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路等から構成されている。デジタル信号処理回路は、Ａ／Ｄ変換器によりアナログ撮像信号をデジタル信号に変換し、ガンマ補正、ホワイトバランス等、所定の信号処理をしたデジタル映像信号を生成する。

【0014】

レコーダ部１０８は、記録媒体（メモリカード、ハードディスク、ＤＶＤ、磁気テープなど）に映像信号を記録する記録装置（不図示）、映像信号を出力表示する液晶パネルやビューファインダなどの表示装置（不図示）、及びそれらの制御回路などを有する。本実施形態において、カメラ信号処理回路１０７とレコーダ部１０８は基台部４０の内部に設置されているものとするが、これらの位置は特に問わず、その一部もしくは全部を回転部１０に設けてもよい。

【0015】

本撮像装置１００全体の制御はマイコン１０９により行われる。マイコン１０９はネットワーク１１０を介して、クライアント装置（不図示）と接続されて、相互に通信可能である。クライアント装置は、撮像装置１００に対してユーザが回転部１０の回転駆動や画像（静止画と動画は問わない）の記録を指示するコントローラや撮像した映像をユーザが確認するためのモニタ等を備える装置である。ネットワーク１１０は、例えば、インターネット、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、またはＷＡＮ等により実現される。なお、本実施形態では、ネットワーク１１０を介して撮像装置とクライアント装置とを接続する場合について説明するが、ネットワーク以外のインターフェースで接続をしてもよく、撮像装置１００を制御する方法をこれらに限定するものではない。

【0016】

マイコン１０９内部の機能ブロックについて説明をする。マイコン１０９は通信制御部１１１を有し、通信制御部１１１によりネットワーク１１０を介してクライアント装置から撮像装置１００に対する指示命令を受け付ける。具体的には、ズーム／フォーカスなどのレンズ操作命令、録画／停止、あるいは静止画撮影などの画像記録操作命令などである。それらの命令の中の一つとして、光学ユニット１０１を有する回転部１０の回転駆動命令を受け付ける。

【0017】

駆動量決定部１１２は、通信制御部１１１にてクライアント装置から受け付けた回転角度、回転速度、駆動時間などの回転駆動命令に基づいて回転部１０のパン・チルト駆動における駆動目標値及び回転駆動量を決定する。尚、駆動目標値とは、回転部１０の目標位置を表す時系列データであり、回転駆動量とは、回転部１０の駆動角速度を表す時系列データである。回転制御部１１３は、駆動量決定部１１２から駆動目標値及び回転駆動量を取得し、取得した情報に基づいて回転部１０の回転駆動を制御するための制御命令を生成する。回転駆動回路１１４は、回転制御部１１３からの制御命令に従って、チルト回転ユニット１１５及びパン回転ユニット１１６を駆動するための駆動信号を生成し、各ユニットに駆動振動を送信する。本実施形態では、駆動量決定部１１２、回転制御部１１３、回転駆動回路１１４が、回転部１０の回転駆動を制御する回転制御手段として機能する。

【0018】

チルト回転ユニット１１５は、回転部１０を水平軸回り（ピッチ方向）に回転させて縦に動かすチルティング駆動モータを備えた回転機構部である。パン回転ユニット１１６は、回転部１０を垂直（鉛直）軸回り（ヨー方向）に回転させて横に動かすパンニング駆動モータを備えた回転機構部である。回転駆動回路１１４で生成された駆動信号に基づいて、チルト回転ユニット１１５及びパン回転ユニット１１６の回転機構部を駆動することによって、回転部１０がパンニング及びチルティングの回転動作を行う。

【0019】

角速度センサ１３１は、光学ユニット１０１の揺れを角速度として検出可能なセンサであり、例えば振動ジャイロである。角速度センサ１３１は、回転部１０が有する光学ユニット１０１の動きを検出するために、回転部１０に取り付けられている。角速度センサ１３１により検出されたブレ検出結果である角速度信号は、増幅器（アンプ）１３２に送信され、増幅器１３２は角速度信号を増幅してＡ／Ｄ変換器１３３に出力する。Ａ／Ｄ変換器１３３は、増幅器１３２により増幅されたアナログ出力信号である角速度信号をマイコン１０９内で処理するデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された角速度信号は、角速度積分回路１３４に出力される。角速度積分回路１３４は、角速度センサ１３１によるブレ検出結果である角速度信号の増幅信号のＡ／Ｄ変換値を積算して角度情報を算出する。

【0020】

基準値算出回路１３５は、角速度積分回路１３４から出力された回転部１０の揺れを示す角度情報と、回転部１０の回転駆動速度とに基づいて、角速度センサ１３１のオフセット電圧分となる基準値（安定状態時のセンサ出力）を算出する。尚、本発明及び本明細書において回転駆動速度とは、かならずしも国際単位に則したものに限定されず、例えば、制御周期あたりの回転角度でもよい。本実施形態では、基準値算出回路１３５は、角速度積分回路１３４で算出される角度情報に基づいて撮像装置１の安定度を判定して角速度センサ１３１の基準値を算出し、算出した基準値で設定されている基準値の更新を行う。基準値の算出方法の詳細については後述する。

【0021】

減算器１３０は、Ａ／Ｄ変換器１３３から出力される角速度信号（デジタル）から基準値算出回路１３５により算出・更新された基準値を減算する。これにより、オフセット成分やドリフト成分が除去された角速度信号が算出される。この、オフセット成分やドリフト成分が除去された角速度信号が回転部１０のブレ量であり、減算器１３０がブレ量算出手段として機能する。

【0022】

オフセット成分やドリフト成分が除去された角速度信号は、周波数特性を可変し得る機能を有した可変ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１３６に出力され、低周波成分が遮断された信号が出力される。焦点距離演算回路１３７は、可変ＨＰＦ１３６を通過した角速度信号を焦点距離に応じた光軸偏心角に変換する。周波数特性を可変し得る機能を有した可変ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３８は、焦点距離演算回路１３７から焦点距離変換されて出力された光軸偏心角を疑似的に積分して角変位量を出力する積分器の役割を果たす。

【0023】

パンニング判定回路１３９は、減算器１３０からの出力である、オフセット除去された角速度信号、及び、可変ＬＰＦ１３８から出力される角変位量に基づいて回転部１０が有する光学ユニット１０１のパンニング／チルティング操作の判定を行う。このとき、パンニング操作の有無は、オフセット除去されたパンニング方向（撮像装置左右方向）の角速度信号及び、パンニング方向の角速度信号が処理された可変ＬＰＦ１３８からの出力に基づいて行われる。チルティング操作の有無も同様に、オフセット除去されたチルティング方向（撮像装置上下方向）の角速度信号と当該角速度信号が処理された可変ＬＰＦ１３８からの出力に基づいて行われる。

【0024】

そして、パンニング操作中であると判定された場合には、パンニング方向の角速度信号を処理する可変ＨＰＦ１３６及び可変ＬＰＦ１３８の周波数特性を変更することによりパンニング制御を行う。周波数特性の変更は、オフセット除去されたパンニング方向の角速度信号のうち、光学ユニット１０１のパンニング操作に起因する角速度を可変ＨＰＦ１３６、可変ＬＰＦにより除去（軽減）して、補正量算出回路１４０へ出力されないように行う。言い換えると、算出されるパンニング方向のブレ補正量に、光学ユニット１０１のパンニング操作に起因する角速度の影響がほとんど含まれないように周波数特性を変更することで、パンニング制御を行う。同様に、チルティング操作中であると判定された場合には、チルティング方向の角速度信号を処理する可変ＨＰＦ１３６及び可変ＬＰＦ１３８の周波数特性を変更することによりチルティング制御を行う。この制御も、算出されるチルティング方向のブレ補正量に、光学ユニット１０１のチルティング操作に起因する角速度の影響がほとんど含まれないように可変ＨＰＦ１３６及び可変ＬＰＦ１３８の周波数特性を変更することで行う。

【0025】

補正量算出回路１４０は、パンニング判定回路１３９からのパンニング判定結果と、可変ＬＰＦ１３８から出力された角変位量とに基づいて、補正量（補正目標値）を算出する。

【0026】

位置検出センサ１５１は、ブレ補正レンズ１０３の位置を検出するためのセンサであり、例えばホールセンサなどである。位置検出センサ１５１のセンサ信号は増幅器１５２で増幅されてＡ／Ｄ変換器１５３へ出力される。Ａ／Ｄ変換器１５３は、増幅器１５２からのアナログ信号をマイコン１０９内で処理するデジタル信号に変換する。ブレ補正レンズ制御回路１５４は、補正量算出回路１４０からの補正目標値とＡ／Ｄ変換器１５３を介して得られるブレ補正レンズ１０３の現在位置との差分からブレ補正レンズ１０３の制御量を算出し、これに基づいてブレ補正レンズ群１０３を駆動させる。これにより、ブレ補正レンズ制御回廊１５４はブレ補正制御手段として機能する。ＰＷＭ１５５は、ブレ補正レンズ制御回路１５４からの制御信号をアナログ出力する。駆動回路１５６は、ブレ補正レンズ制御回路１５５からの制御信号に基づいてブレ補正レンズ１０３を駆動する。モータ１５７は、駆動回路１５６の出力に従ってブレ補正レンズ１０３を駆動するためのアクチュエータであり、例えばＶＣＭ（ボイスコイルモータ）などである。

【0027】

なお、図１においては、光学ユニット１０１の駆動に関わる光学駆動ブロックと、角速度センサ１３１で検出するブレ検出から補正量を算出するブレ補正量算出ブロックと、ブレ補正レンズ１０３を制御する補正ブロックとを、一つのマイコン１０９の中で制御するシステムとした。しかしながら、各ブロックは、それぞれ別のマイコンシステムとして通信しながら制御する仕組みにしても良いし、１つ乃至は２つのブロックを一つのマイコンシステムとして制御する仕組みにしても良い。また、各ブロックを複数のマイコンで実現してもよい。また、本実施形態では、マイコン１０９は基台部４０の内部に設置されているものとするが、これらの位置は特に問わず、その一部もしくは全部を回転部１０に設けてもよい。

【0028】

次に、本実施形態におけるブレ量取得の方法について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態における基準値算出方法を示すフローチャートである。本フローは、所定の周期（例えば画像の取り込み周期など）で繰り返し実行される。

【0029】

まずステップＳ１００１では、駆動量決定部１１２において、回転部１０のパン／チルト駆動量を算出する。上述のように、本実施形態では、駆動量決定部１１２が、ネットワーク１１０などのインターフェースを介して撮像装置１００に指示された駆動命令に基づいて回転駆動量を決定し、その情報を基準値算出回路１３５に出力する。

【0030】

次にステップＳ１００２では、角速度センサ１３１の基準値を算出する。ここでは、角速度積分回路１３４から得られる角度情報と、ステップＳ１００１で取得した回転駆動量とに基づいて基準値の算出し、記憶されていた基準値を新たに算出した基準値で更新する。基準値の算出方法については後述する。

【0031】

次にステップＳ１００３では、角速度センサ１３１で検出されたブレ量とステップＳ１００２で算出された基準値とに基づいてブレ補正量を算出する。ここでは、角速度センサ１３１の検出ブレ量、すなわちＡ／Ｄ変換器１３３のデジタル出力信号から、ステップＳ１００２で更新した基準値を減算器１３０で減算して得られる角速度信号（オフセット・ドリフト成分除去済み）を取得する。そして、角速度信号（オフセット・ドリフト成分除去済み）は可変ＨＰＦ１３６、焦点距離演算回路１３７、可変ＬＰＦに順次入力された後、補正量算出回路１４０にてブレ補正量を算出する。また、本ステップでは、パンニング（チルティング）判定も行い、パンニング中（チルティング中）であると判定された場合は、上述のように可変ＨＰＦ１３６、可変ＬＰＦ１３８の周波数特性が変更される。これにより、減算器１３０から出力された角速度信号のうち、パンニング（チルティング）に起因する成分は除去されてからブレ補正量が算出される。

【0032】

尚、ここではブレ補正量算出方法の一例を示したが、Ｓ１００２で算出された基準値を用いてブレ検出結果に含まれるオフセット成分・ドリフト成分を除去すれば、これらの成分の影響を軽減することができ、その他のブレ補正量算出方法は特に問わない。

【0033】

ステップＳ１００２で行う基準値の算出方法の詳細について説明する。角速度センサ１３１は光学ユニット１０１とともに回転部４０に備えられている。そのため、回転部４０がパンニング／チルティングの回転駆動を行うとき、角速度センサ１３１のブレ検出結果には、撮像装置１００自体のブレだけでなく、回転部４０の回転駆動による角速度も合わせて検出される。尚、撮像装置１００自体のブレとは基台４０にも加わる動きであり、例えば、撮像装置が船などの乗り物に固定されている場合や、建物に固定されている場合であっても風等の影響で加わるブレのことを指す。角速度センサ１３１のブレ検出結果には、温度影響による基準値のドリフト成分やオフセット成分が含まれるため、基準値を正しく求めることが、ブレ成分を正しく求めることになる。本実施形態では、角速度センサ１３１が検出したブレ検出結果である角速度信号から、回転部１０の回転駆動による角速度成分を減算することで、回転部１０が回転駆動中であってもその回転成分の影響を除いた基準値を算出できる。回転駆動中の基準値は、簡略化すれば次の式で算出可能である。
角速度センサの基準値＝ 検出した角速度（ブレ検出結果） ― パン／チルト回転角速度
なお、回転駆動が行われていない場合、光学ユニット１０１の回転角速度は０となるので、上記の式において、パン／チルト回転角速度を０として計算すれば、回転駆動が行われていない場合であっても上記の式に基づいて基準値を算出できることになる。ただし、パンニング／チルティングの動作判定を行って、回転駆動が行われていない場合には、角速度センサの基準値＝角速度センサ１３１の角速度信号とするように、演算を切り替えてもかまわない。

【0034】

しかしながら、基準値の算出においては、その算出精度を高めるために誤差要因が少ないことが望まれる。そこで、角速度の出力として、Ａ／Ｄ変換器１３３のデジタル出力をそのまま用いて算出するのではなく、所定時間の平均値や、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）をかけて低周波成分を抽出した値を用いてもよい。これにより、角速度センサ１３１のブレ検出結果に含まれる、オフセット成分やドリフト成分以外の誤差成分（例えば、撮像装置に加わるブレ成分）の影響を軽減することができる。このように、平均値やＬＰＦ処理を行った値を用いて基準値を算出する方法は特許文献１等に記載があるため詳細な説明は省略する。一般に、ブレ成分は所定の周波数を有する振幅運動であるため、平均値や低周波成分を用いてこの振幅運動に起因する成分を除去することで、オフセット成分やドリフト成分をより精度よく算出することができる。尚、上記式の「検出した角速度」として所定時間の平均値を用いる場合は、「パン／チルト回転角速度」としても同じ時間の平均値を用いることが好ましい。同様に、上記式の「検出した角速度」としてＬＰＦ処理により低周波成分を抽出した値を用いる場合は、「パン／チルト回転角速度」としても同じ時間特性のＬＰＦ処理を行い、低周波成分を抽出した値を用いることが好ましい。

【0035】

上記のように、本実施形態に示したシステムでは、回転部１０をパンニング及びチルティングの回転駆動を行っている時でも、パンニング及びチルティングの影響を軽減して、基準値を精度よく算出することができる。これにより、パンニング及びチルティングの回転駆動中であっても、ブレ補正等のブレ検出結果を用いた処理の精度を高めることが可能となる。

【0036】

＜第２の実施形態＞
次に第２の実施形態について説明する。本実施形態では、回転部のパン／チルト駆動の速度が速い場合は基準値の算出を行わない点で第１の実施形態と異なる。本実施形態におけるシステム構成は、図１に示した第１の実施形態と同じ構成とすることが可能であるため説明を省略する。

【0037】

本実施形態の基準値算出回路１３５で行う基準値の算出及び更新の動作フローを、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態における基準値算出方法を示すフローチャートである。本フローは、第１の実施形態と同様に、所定の周期（例えば画像の取り込み周期など）で繰り返し実行される。

【0038】

まずステップＳ２００１では、駆動量決定部１１２において、回転部１０のパン／チルト駆動量を算出する。ここでは、第１の実施形態と同様、駆動量決定部１１２が、ネットワーク１１０などのインターフェースを介して撮像装置１００に指示された駆動命令に基づいて回転駆動量を決定し、その情報を基準値算出回路１３５に出力する。

【0039】

次にステップＳ２００２では、パン／チルト駆動の速度を判定する。ここでは、駆動量決定部１１２で決定した回転駆動量に基づいて、駆動角速度が所定のしきい値より大きいか否かを判断する。駆動角速度が所定のしきい値以下であればステップＳ２００３に進み、駆動角速度が所定のしきい値より大きければステップＳ２００４に進む。この判定は、パン方向とチルト方向のそれぞれに対して行い、いずれか一方のみの駆動角速度が所定のしきい値より大きければ、駆動角速度が所定のしきい値よりも大きい方向のみステップＳ２００４に進んでも良い。また、パン方向とチルト方向いずれ一方のみが大きい場合であっても、パン方向、チルト方向の両方の基準値算出においてステップＳ２００４へ進んでもよい。

【0040】

次にステップＳ２００３では、角速度センサ１３１の基準値を算出する。本実施形態では、第１の実施形態と同様、角速度積分回路１３４から得られる角度情報と、ステップＳ２００２で取得した回転駆動量とに基づいて基準値を算出し、記憶されていた基準値を新たに算出した基準値で更新し、ステップ２００５に進む。一方、ステップＳ２００４では、基準値の算出も更新も行わずに、設定されている基準値を維持したままステップＳ２００５に進む。

【0041】

次にステップＳ２００５では、角速度センサ１３１で検出されたブレ量とステップＳ２００３で算出された基準値とに基づいてブレ補正量を算出する。ここでは、角速度センサ１３１の検出ブレ量、すなわちＡ／Ｄ変換器１３３のデジタル出力信号から、今回又は前回以前のステップＳ２００３で算出され、現在設定されている基準値を減算器１３０で減算して得られる角速度信号を取得する。そして、減算器１３０から出力される角速度信号に基づいて補正量算出回路１４０にてブレ補正量を算出する。本ステップにおいても、ステップＳ１００３と同様にパンニング（チルティング）判定を行い、パンニング（チルティング）中である場合はその駆動に起因する成分は除去されてからブレ補正量が算出される。また、ここで説明したブレ補正量の算出方法は、ブレ補正量の算出方法の一例に過ぎない点もステップＳ１００３と同様である。

【0042】

本実施形態では、ステップＳ２００２で、パン／チルト駆動の速度が所定のしきい値より大きいか否かを判定し、しきい値より大きい場合は基準値の更新を行わない。この理由は、次の通りである。

【0043】

パンニングやチルティング動作においては、高速で駆動するほど回転部１０の駆動時の（意図しない）振動などが大きくなることが予想される。このように駆動時の振動が大きくなるということは、角速度センサ１３１の出力にもその振動成分が含まれることになる。ブレ補正においては、それらの振動成分も補正することが望ましいが、基準値の算出においては誤差要因となってしまう。従って、基準値を算出する条件として、回転部１０のパン／チルとの駆動速度が所定のしきい値よりも大きい場合には新たに基準値の算出をせず、所定のしきい値以下の時にのみ基準値の算出と更新を行う。これにより、高速駆動による誤差成分の影響を受けることを避けることができるため、基準値算出の精度を高めることができる。

【0044】

上記のように、本実施例に示したシステムでは、鏡筒をパンニング及びチルティングの回転駆動を行っている時に、駆動速度状態に応じて基準値を算出することで、基準値精度を高める。これにより、パンニング及びチルティングの回転駆動中であっても、ブレ補正の精度を高めることが可能となる。

【0045】

＜その他の実施形態・変形例＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

【0046】

上述の第１、第２の実施形態では、基準値の算出方法として、角速度センサの出力から、パン／チルト回転角速度を減算した値を用いる例について説明をしたが、基準値算出方法はこれに限定されない。基準値算出回路１３５は、少なくとも、角速度センサの出力と回転部の駆動速度とに基づいて基準値を算出することで、回転部に角速度センサが配置されており、且つ、当該回転部がパン／チルト駆動中であっても基準値の算出を行うことができる。基準値算出方法は特に問わず、特許文献１に記載されているような動きベクトルを用いた方法を用いてもよい。例えば、撮像装置１００はベクトル取得手段により、光学ユニット１０１で撮像された画像から動きベクトルを取得する。そして、取得した動きベクトルを角速度に変換し、角速度センサの出力から回転部の回転角速度を減算した結果（第１の実施形態で説明した基準値算出の式の左辺）と動きベクトル（角速度換算）との差分を基準値としてもよい。動きベクトルを用いる場合、シフトレンズや撮像素子を光軸と垂直方向に動かすことで光学的にブレ補正を行っていると動きベクトルに影響がある。そのため、光学的にブレ補正を行っている場合には、例えば、特開２０１２－０３７７７８号公報に記載されているように、ブレ補正量も考慮して基準値を算出する。このように、公知の基準値算出方法の角速度センサの出力の代わりに、角速度センサの出力から回転部の回転角速度を減算した結果を用いることで、角速度センサがパン／チルト駆動を行っている間であっても基準値を精度よく算出することができる。

【0047】

また、上述の第１、第２の実施形態では、駆動量決定部１１２から回転部１０のパン／チルト駆動における駆動目標値及び回転駆動量を取得し、これに基づいてパン／チルト駆動の角速度を取得した。しかしながら、基台部４０に対する回転部１０の回転駆動を検出する位置検出センサを備える場合は、位置検出センサの出力に基づいてパン／チルト回転角速度を取得してもよい。つまり、位置検出センサと駆動速度算出回路とで時間当たりの駆動量を取得する駆動速度取得手段としてもよい。

【0048】

また、上述の第１、第２の実施形態では、撮像装置１００本体内で基準値を算出する形態について説明をしたが、ネットワークで接続された別の装置で取得してもよい。その場合、当該装置がブレ量取得装置として機能する。別の装置で基準値を算出する場合、角速度センサの出力とパン／チルト駆動の角速度とが通信制御部１１１を介して当該装置に送信される。当該装置が撮像装置１００へ駆動指示を送信するクライアント装置である場合は、クライアント装置が駆動指示に基づいてパン／チルト駆動の角速度を取得してもよい。また、クライアント装置とは別の装置が基準値を算出する場合であっても、角速度センサの出力は撮像装置１００から、パン／チルト駆動の角速度はクライアント装置から受信してもよい。また、撮像装置１００の外部で基準値を算出する場合、基準値を算出する装置が、ブレ検出結果と基準値とに基づいてブレ量を算出しても良いし、算出した基準値を撮像装置１００へ送信してもよい。この場合、撮像装置１００がブレ検出結果と基準値とに基づいてブレ量を算出する。

【0049】

また、上述の第１、第２の実施形態では、レンズ一体型のパンチルトカメラを例に説明をしたが、パンとチルトの少なくともいずれかの駆動ができれば、撮像装置の構成はこれに限定されない。例えば、レンズ交換式のパン／チルトカメラや、パン／チルト駆動可能なジンバルカメラにも適用できる。また、用途も特に問わず、所謂監視カメラでも良いし、映像制作に用いられるようなカメラであっても良いし、パン／チルト駆動可能な雲台またはジンバルとカメラを組み合わせて構成される撮影システムであってもよい。パン／チルト駆動も、ユーザの指示に基づいてリアルタイムに駆動しても良いし、予め設定された駆動で予め設定された時刻あるいは時間間隔で駆動しても良いし、被写体を自動追尾してパン／チルト駆動するカメラであってもよい。

【0050】

また、上述の第１、第２の実施形態では、パンニング判定（チルティングを含む）は角速度センサ１３１の出力に基づいて行われたが、これに限定されない。撮像装置１００が建物に固定されていたり、据え置かれていたりなど、撮像装置１００自体の動きが無視できる場合は、駆動指示やそれに基づく駆動量等に基づいてパンニング判定を行ってもよい。

【0051】

また、上述の第１、第２の実施形態では、角速度センサの出力を用いてブレ補正を行う形態について説明をしたが、角速度センサの出力の用途はこれに限定されない。例えば、回転部の姿勢（姿勢角）を精度よく取得するために角速度センサの出力を使ってもよい。ＶＦＸの分野等では撮像装置の姿勢を精度よく取得することが求められており、本発明はこのような分野にも適用することができる。

【0052】

また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。

【0053】

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。

【0054】

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。

【0055】

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。

【0056】

また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。

【図1】

【図2】

【図3】