JPH10254007A

JPH10254007A - ぶれ防止装置およびこのぶれ防止装置を備えた撮像装置

Info

Publication number: JPH10254007A
Application number: JP9074713A
Authority: JP
Inventors: Naoya Kaneda; 直也金田; Kazuhiro Noguchi; 和宏野口; Tadanori Okada; 忠典岡田; Katsumi Azusazawa; 勝美梓澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-09-25
Also published as: US6486910B1

Abstract

(57)【要約】【課題】カメラ部がレコーダ部に対し回動可能な撮像
装置において、仰角補正無しでも正しいぶれ補正が可能
なぶれ防止装置。【解決手段】少なくとも撮影レンズ１とぶれ補正手段
３と固体撮像素子２を含むカメラ部１３が、少なくとも
記録部を含むレコーダ部１４に対して回動可能な構成に
おいて、カメラ部に少なくともヨー方向のぶれにつなが
る回転を検出するためのぶれ検出手段５を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画もしくは静止
画の記録をＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて行うビデオ
カメラ、デジタルスチルカメラ等に使用するぶれ防止装
置と、それらを搭載した撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラ、デジタルスチルカ
メラなど、結像面にＣＣＤ等の固体撮像素子を配置した
撮像装置（カメラ）が一般化している。これらの撮像装
置で用いるＣＣＤなどの撮像素子のサイズは、種々のも
のがあるが、一般的に画素数を多くするほどＣＣＤサイ
ズは大きくなり、それに伴いコストも増加してくる。こ
れらの条件から、一般民生用としては対角長が４ｍｍ程
度の１／４インチサイズと称するものか、あるいは対角
長が６ｍｍ程度の１／３インチと称するサイズのものが
多用されている。又、これらのＣＣＤの画素数は３０〜
４０万画素のものが一般的となっている。

【０００３】このように、これらの撮像装置のイメージ
サイズは、いわゆる１３５フィルムの銀塩カメラの対角
４３ｍｍと比較すると小さいことから、同じ画角のレン
ズではフィルムカメラのレンズに対して大幅な小形化が
一般的には可能である。実際１／４インチのＣＣＤを用
いたビデオカメラではズーム比が１０といったズームレ
ンズで、その全長が５０ｍｍ程度というものが一般的に
なっている。

【０００４】しかしながら、小型軽量なビデオカメラや
デジタルスチルカメラにこうしたズームレンズを搭載し
た場合、特に焦点距離が比較的長焦点側に設定された撮
影では手振れによって、安定した画面を得ることが困難
であるという問題が生じてくる。こうしたことから、今
日まで様々な手ぶれ防止装置が提案されている。

【０００５】この種のぶれ防止装置を用いれば、この様
な手ぶれによる画面の有害なぶれだけではなく船舶や自
動車などからの撮影に際して、三脚を用いても有害なぶ
れが除去し得ないような状況においても大きな効果を奏
することは言うまでもない。

【０００６】この種のぶれ防止装置は、ぶれを検出する
ぶれ検出手段と、検出されたぶれの情報に応じて画面と
してぶれが発生しないように何等かの補正を行うぶれ補
正手段を少なくとも備えている。

【０００７】ぶれ検出手段としては、例えば、角加速度
計、角速度計、角変位計などが知られている。又、ぶれ
補正手段としては可変頂角プリズムを用いたり、撮影光
学系の一部を撮影光軸に垂直な面内でシフトする効果を
用いたりして結果として撮影光軸を曲げる光学的手段
や、得られた撮像画面情報の中から実際に画面として用
いる領域を切り出すように構成したビデオカメラにて、
その切り出し位置をぶれが補正される位置に順次変更
（追尾）していく電子的手段が知られている。但し後者
の場合は動画の中で連続した画面間での補正方法であっ
て、静止画の場合の補正手段としては効果的ではない。

【０００８】一般的に光学補正手段は、レンズの焦点距
離に関わりなくカメラのぶれ補正角度として決められた
角度以内の振れに対しての補正が可能であり、したがっ
てズームレンズのテレ側（長焦点距離側）の焦点距離が
長い場合でも、実用上問題のないぶれを取り除く能力を
有することが可能である。

【０００９】図１１は従来の焦点距離とカメラの振れ角
度との関係を画面上の被写体位置で説明した図である。
図１１（Ａ）ではカメラが１１２で示した位置にある時
のレンズの光軸は１１３であり、被写体である人物１１
１の顔をほぼ画面中心に捕らえていることになる。この
状態から手ぶれによりａ度カメラが回転したとする。こ
の時のカメラの位置を１１４で光軸を１１５でそれぞれ
示している。

【００１０】図１１（Ｂ）と（Ｃ）はこの１１２と１１
４で示すカメラ位置での画面位置を示していて、図１１
（Ｃ）はズームレンズのテレ端（長焦点距離側の端）で
の状態を、図１１（Ｂ）はワイド端（短焦点距離側の
端）での状態を示す。１１６は画面内の被写体を、１１
７及び１１９はカメラ位置が１１２の時の、１１８及び
１２０はカメラ位置が１１４の時の、それぞれの画面を
示している。

【００１１】図１１から明らかなように、同じａ度のカ
メラ振れであっても、当然レンズの焦点距離が長い方が
画面上の振れとしては害が大きい。従って、特にテレ側
の焦点距離が長いレンズと組合わせると、その効果が顕
著である。

【００１２】図１２〜１５には、従来のぶれ補正手段の
一例として、可変頂角プリズムを用いた場合の構成を示
す。

【００１３】図１２は可変頂角プリズムそのものの構成
を示す。図において１２１と１２３はガラス板であり、
１２７は例えばポリエチレン等の材料で作られた蛇腹部
分である。これらのガラス板１２３と蛇腹１２７で囲ま
れた内部に、例えばシリコンオイル等による透明な液体
１２２が封入されている。図１２（Ｂ）では、２枚のガ
ラス板１２１と１２３は平行な状態であり、この場合の
可変頂角プリズムの光線の入射角度と出射角度は等し
い。一方、図１２（Ａ），（Ｃ）のように角度を持つ場
合には、図１２（Ａ）では光線１２４、図１２（Ｃ）で
は光線１２６で示したように光線はある角度を持って曲
げられる。

【００１４】従って、カメラが手ぶれ等の原因により傾
いた場合に、その角度に相当する分光線が曲がるよう
に、レンズの前に設けた可変頂角プリズムの角度を制御
することによって、ぶれを除去できるものである。図１
３にはこの状態を示していて、図１３（Ａ）では可変頂
角プリズムは平行状態になり光線は被写体の頭を捕らえ
ているとすると、図１３（Ｂ）のようにａ度のぶれに対
して可変頂角プリズムを駆動して光線を曲げる補正によ
って、（Ｂ）の場合にも撮影光軸は相変わらず被写体の
頭を捕らえ続けている様子を示している。

【００１５】図１４は可変頂角プリズムとそれを駆動す
るアクチュエータ部、及び角度状態を検出する頂角セン
サを含む可変頂角プリズムユニットの実際の構成例を示
す図である。実際の振れはあらゆる方向で出現するの
で、可変頂角プリズムの前側のガラス面と後ろのガラス
面とはそれぞれ９０度ずれた方向を回転軸として回転可
能なように構成されている。また、ここでは添字ａ，ｂ
としてこれらを二つの回転方向のそれぞれの構成部品を
示しているが、同一番号のものは全く同じ機能である。
従って、以下では添字ａ，ｂは省略して説明する。な
お、ｂ側の部品は一部図示していない。

【００１６】図１４において、１４１は可変頂角プリズ
ムで、ガラス板１２１，１２３、蛇腹部１２７及び液体
などから成る。ガラス板１２１，１２３は保持枠１２８
に一体的に接着剤等を用いて取り付けられている。保持
枠１２８は固定部品（図示していない）との間で回転軸
部１３３を構成し、この軸回りに回動可能になってい
る。軸１３３ａと１３３ｂとは９０度方向が異なってい
る。保持枠１２８上にはコイル１３５が一体的に設けら
れていて、一方、固定部分（図示していない）にはマグ
ネット１３６、ヨーク１３７，１３８が設けられてい
る。従って、コイル１３５に電流を流すことにより、可
変頂角プリズム１４１はその軸１３３回りに回動する。
保持枠１２８から一体的に伸びた腕部分１３０の先端に
はスリット１２９があり、固定部分に設けられたｉＲＥ
Ｄ等の発光素子１３１とＰＳＤ等の受光素子１４２との
間で、可変頂角プリズムの角度状態を検出する頂角セン
サを構成している。

【００１７】図１５はこの可変頂角プリズム１４１をぶ
れ補正手段として備えたぶれ防止装置をレンズと組合わ
せて示したブロック構成図である。

【００１８】図１５において、１４１は可変頂角プリズ
ム、１４３，１４４は頂角センサ、１５３，１５４は頂
角センサの出力を所定のレベルまで増幅する増幅回路、
１４５はマイクロコンピュータ、１４６，１４７は角速
度計等で構成するぶれ検出手段、１４８，１４９は先述
のコイル１３５からヨーク１３８まで等より成るアクチ
ュエータ、１５２はレンズである。

【００１９】マイコン１４５では、頂角センサ１４３，
１４４により検出した可変頂角プリズム１４１の角度状
態と、ぶれ検出手段１４６，１４７の検出結果に応じ
て、画面上の振れを除去するのに最適な角度状態に可変
頂角プリズム１４１を制御するために、アクチュエータ
１４８，１４９に通電する電流を決定する。なお、図１
５で主だったブロックが２系統として図示しているの
は、９０度ずれた２方向の制御をそれぞれ単独に行うと
仮定したためである。

【００２０】又、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ
等の撮像装置のレイアウトに関しても、最近種々の形態
のものが発表されている。このうち特に昨今撮影レンズ
部とＣＣＤ等の固体撮像素子を含むいわゆるカメラ部
と、ビデオカメラの場合にはテープ等に記録再生を行う
メカ部分と、記録画再生画を写し出す液晶パネルよりな
るレコーダ部が、回動自在に構成されているようなレイ
アウトの撮像装置（カメラ）が多く見られる。

【００２１】図１６，図１７にこのような従来のレイア
ウトのビデオカメラを示す。

【００２２】図１６（Ａ）はビデオカメラの正面図、
（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図であり、２４０は
少なくともレンズ及びＣＣＤ等の固体撮像素子を含むカ
メラ部、２４１はレコーダ部、２４２は撮影レンズ、２
４３は撮影光軸、２４６はレコーダ部とカメラ部の間の
結合部で互いに回転可能に結合されている。２４８は液
晶パネルで２４７は液晶パネルの回転中心である。カメ
ラ部２４０は回転中心２４６を中心に回り、例えば、２
点鎖線で示した状態２４５のように仰角を持つ撮影も可
能になる。その時の光軸は２４４となる。又、レンズ部
２４２に対してレコーダ部２４１を３６０度回転させ、
レンズを撮影者の方に向ければ、いわゆる対面撮影が可
能になる。液晶パネルは回転中心２４７回りに回動し、
例えば２点鎖線位置２４９の状態をとることができる。

【００２３】又、図１７（Ａ）は更に小形化されたカメ
ラ部を備えたビデオカメラの正面図で、（Ｂ）は左側面
図であり、この場合はカメラ部２４０は図１６同様に回
転中心２４６回りに回動し、２点鎖線２５０の位置をと
った時には全体としてフラットで携帯性に優れた撮像装
置が実現できる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、ぶれ補正に光学的ぶれ補正手段を有する撮影レン
ズを用いると共に、ぶれ検出手段としてカメラの回転を
直接測定する角速度計の圧電振動ジャイロ等を用いる場
合、これらの検出手段の配置に関して最適な構成が提示
されていなかった。例えば、レコーダ側にぶれ検出手段
を配置した場合には、カメラ部がレコーダ部に対して回
転して使用した場合にカメラ本体で検出した通りのヨー
方向のぶれ（横ぶれ）は、カメラ部の仰角を反映してい
ないので、カメラの仰角に合わせて補正してぶれ補正手
段の移動量に置換えないと正常な補正が行えないという
問題がある。

【００２５】そこで、請求項１乃至２に記載の発明の目
的は、カメラ部とレコーダ部が回動可能な撮像装置にお
いて、少なくともヨー側のぶれ検出手段をカメラ側に配
置して、カメラの仰角に合わせた補正を行わずに正常な
ぶれ補正を行うことができるぶれ防止装置および撮像装
置を提供することにある。

【００２６】更に、請求項３乃至５に記載の発明の目的
は、カメラ部がレコーダ部に対して回動可能な撮像装置
において、カメラ側に配置する少なくともヨー側のぶれ
検出手段をレンズ部の下方に効率良くコンパクトに配置
することが可能なぶれ防止装置および撮像装置を提供す
ることにある。

【００２７】更に、請求項６および７に記載の発明の目
的は、カメラ部がレコーダ部に対して回動可能な撮像装
置において、カメラ側に配置する少なくともヨー側のぶ
れ検出手段を前方から見て駆動用アクチュエータとほぼ
同一位置に配置して、無駄なスペースが少なく効率良い
レイアウトを行うことができるぶれ防止装置および撮像
装置を提供することにある。

【００２８】更に、請求項８乃至１０に記載の発明の目
的は、小型化等のためにカメラ側にぶれ検出手段が配置
できないため、レコーダ側にヨー方向のぶれ検出手段を
配置した場合に、カメラ側の仰角情報をもとに目標位置
を補正して、正確なぶれ補正を行うことが可能なぶれ防
止装置および撮像装置を提供することにある。

【００２９】更に、請求項１１乃至１３に記載の発明の
目的は、カメラ側にぶれ検出手段が配置できないために
レコーダ側にヨー方向のぶれ検出手段を配置した場合
に、加えて仰角０の位置ではロール方向のぶれを検出す
る検出手段をレコーダ側に設け、仰角の角度に関係なく
精度の高いぶれ補正を行うことが可能なぶれ防止装置お
よび撮像装置を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本出願に係る発明の目的
を実現する構成は、請求項１に記載のように、少なくと
も撮影レンズとぶれ補正手段と固体撮像素子を含むカメ
ラ部が、少なくとも記録部を含むレコーダ部に対して回
動可能な構成を有し、かつ前記カメラ部に少なくともヨ
ー方向のぶれを検出するためのぶれ検出手段を有するこ
とを特徴とするぶれ防止装置にある。

【００３１】この構成によれば、仰角に合わせたぶれ補
正処理の必要が無く、カメラ部に設けたぶれ検出手段に
よる検出値より、ぶれを直接補正することができる。

【００３２】本出願に係る発明の目的を実現する他の構
成は、請求項２に記載のように、請求項１記載のぶれ防
止装置を備えた撮像装置にある。

【００３３】この構成によれば、それぞれ請求項１乃至
２のうち１つに記載のようなぶれ防止装置を搭載して撮
像装置を構成したので、仰角による補正無しに精度良く
ぶれを補正して高画質な画像が得られる撮像装置を構成
できる。

【００３４】本出願に係る発明の目的を実現する他の構
成は、請求項３に記載のように、請求項１記載のぶれ防
止装置において、前記ヨー方向のぶれ検出手段は撮像装
置を前方から見て撮影レンズの下方向に配置することを
特徴とするぶれ防止装置にある。

【００３５】この構成によれば、カメラ部の仰角が０度
の状態にある撮像装置を前から見てレンズ部の下方の空
きスペースに、ヨー方向のぶれ検出手段を効率良く配置
することができる。

【００３６】本出願に係る発明の目的を実現する他の具
体的な構成は、請求項４に記載のように、前記撮影レン
ズの下方向に、レンズの光軸方向でレンズの投影範囲内
に収まるように、ぶれ検出手段を基板上に実装して配置
することを特徴とする請求項３記載のぶれ防止装置にあ
る。

【００３７】この構成によれば、カメラ側に配置するヨ
ー方向のぶれ検出手段を、レンズ部の下側で上方向から
見てレンズ部の投影範囲内からはみ出さないように効率
良く収納することができる。

【００３８】本出願に係る発明の目的を実現する他の構
成は、請求項５に記載のように、請求項３又は４記載の
ぶれ防止装置を備えた撮像装置にある。

【００３９】この構成によれば、請求項３又は４記載の
ようなぶれ防止装置を搭載して撮像装置を構成したの
で、コンパクトな配置により、仰角による補正の必要無
しに精度良くぶれを補正して高画質の画像が得られる撮
像装置を構成できる。

【００４０】本出願に係る発明の目的を実現する他の構
成は、請求項６に記載のように、請求項１記載のぶれ防
止装置において、前記ヨー方向のぶれ検出手段はカメラ
部を前方から見てぶれ補正手段を駆動するアクチュエー
タ部と略同一の位置範囲に配置することを特徴とするぶ
れ防止装置にある。

【００４１】この構成によれば、レンズを前方から見た
場合にぶれ補正手段駆動用のアクチュエータの略同一の
位置で、光軸方向から見ればずらして異なる位置に、ぶ
れ検出手段を配置したので、レンズ部周りにまとめて配
置することでコンパクトな配置を達成できる。

【００４２】本出願に係る発明の目的を実現する他の構
成は、請求項７に記載のように、請求項６記載のぶれ防
止装置を備えた撮像装置にある。

【００４３】この構成によれば、請求項６に記載のよう
なぶれ防止装置を搭載して撮像装置を構成したので、ぶ
れ検出手段もレンズ部周りに配置するという、よりコン
パクトなレイアウトにより、仰角による補正の必要なし
に精度良くぶれを補正して高画質の画像が得られる撮像
装置を構成できる。

【００４４】本出願に係る発明の目的を実現する他の構
成は、請求項８に記載のように、少なくとも撮影レンズ
とぶれ補正手段と固体撮像素子を含むカメラ部が、少な
くとも記録部を含むレコーダ部に対して回動可能な構成
を有し、かつ前記レコーダ部に少なくともヨー方向のぶ
れにつながる回転を検出するためのぶれ検出手段を配置
し、レコーダ部とカメラ部の角度状態を検出する仰角検
出手段を設けて、前記ヨー方向のぶれ検出手段の検出結
果に対して前記仰角検出手段による検出結果に基づく補
正を行った目標に対し前記ぶれ補正手段を駆動すること
を特徴とするぶれ防止装置にある。

【００４５】この構成によれば、カメラ部側にぶれ検出
手段が配置できないような場合に、ヨー方向のぶれ検出
手段をレコーダ側に配置すると共に、例えばカメラ側に
仰角検出手段を設けて仰角の検出結果により補正するよ
うに構成したので、ヨー方向のぶれ検出値を仰角検出値
により補正してぶれ補正を行うことで、ヨー方向のぶれ
検出手段をレコーダ側に配置した場合でも正確なぶれ補
正を行うことができる。

【００４６】本出願に係る発明の目的を実現する具体的
な構成は、請求項９に記載のように、前記仰角検出手段
の検出結果に基づく補正は、前記ぶれ検出手段の検出結
果を積分した位置情報に、前記仰角検出手段による検出
結果の｜ｃｏｓθ｜を乗じて算出する補正値によって行
うことを特徴とする請求項１１記載のぶれ防止装置にあ
る。

【００４７】この構成によれば、仰角検出結果の｜ｃｏ
ｓθ｜の乗算によりぶれ検出値を正確に補正することが
できる。

【００４８】本出願に係る発明の目的を実現する他の構
成は、請求項１０に記載のように、請求項８又は９記載
のぶれ防止装置を備えた撮像装置にある。

【００４９】この構成によれば、請求項８又は９に記載
のようなぶれ防止装置を搭載して撮像装置を構成したの
で、ヨー方向のぶれ検出手段もレコーダ側に配置した場
合も、仰角検出値でぶれ検出値を補正して正確なぶれ補
正を行って、高画質な画像が得られる撮像装置を構成で
きる。

【００５０】本出願に係る発明の目的を実現する他の構
成は、請求項１１に記載のように、少なくとも撮影レン
ズとぶれ補正手段と固体撮像素子を含むカメラ部が、少
なくとも記録部を含むレコーダ部に対して回動可能な構
成を有し、かつ前記カメラ部にＣＣＤ上で横方向と縦方
向のぶれを補正するような光学的ぶれ補正手段を有し、
前記レコーダ部にカメラ部とレコーダ部の仰角が０の時
にピッチ、ヨーおよびロールの３方向の回転を検出する
ぶれ検出手段を有することを特徴とするぶれ防止装置に
ある。

【００５１】この構成によれば、小形化のレイアウトの
要求からカメラ側にぶれ検出手段が配置できないような
場合に、レコーダ側にヨー方向とピッチ方向のぶれ検出
手段に加えロール方向の３方向のぶれ検出手段を配置し
て、仰角に応じた各検出手段の検出値の選択等によって
補正を行うことで、精度の高いぶれ補正を実施できる。

【００５２】本出願に係る発明の目的を実現する具体的
な構成は、請求項１２に記載のように、前記仰角が所定
値以上の場合は、カメラのヨー方向の補正を行うための
検出手段としてレコーダ側の前記ロール方向の回転を検
出するために設けたぶれ検出手段を選択することを特徴
とする請求項１１記載のぶれ防止装置にある。

【００５３】この構成によれば、例えば仰角９０度の場
合には、仰角０度の時のロール方向の回転を検出する検
出手段を、ヨー方向の検出手段として選択してぶれ補正
を行うことができる。

【００５４】本出願に係る発明の目的を実現する他の構
成は、請求項１３に記載のように、請求項１１又は１２
に記載のぶれ防止装置を備えた撮像装置にある。

【００５５】この構成によれば、請求項１１又は１２に
記載のようなぶれ防止装置を搭載して撮像装置を構成し
たので、カメラ側にぶれ検出手段が配置できない場合
に、レコーダ側に３方向のぶれ検出手段を設けたぶれ防
止装置により、精度の良いぶれ補正によって高画質な画
像が得られる撮像装置を構成できる。

【００５６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明の第１の実施の形態
について図を参照して説明する。図１〜図４は本発明の
第１の実施の形態に係る図である。図１は本発明の第１
の実施の形態に係る撮像装置のぶれ防止装置のブロック
図である。図２は図１に示すぶれ防止装置においてカメ
ラ側にピッチ方向のぶれ検出手段及びピッチ用の増幅回
路も配置した場合のブロック図である。図３は図１に示
すぶれ防止装置においてカメラ側に２方向のぶれ検出手
段およびマイクロコンピュータも配置した場合のブロッ
ク図である。図４は図１に示すカメラの仰角の説明図で
ある。

【００５７】図１において、１は撮影レンズ、２はＣＣ
Ｄ等の固体撮像素子、３は撮影レンズの前方に配置され
たぶれ補正手段としての可変頂角プリズムである。ここ
で、ぶれ補正手段としては可変頂角プリズムを用いた構
成の他に、撮影レンズを構成する一部のレンズ群を撮影
光軸と垂直な面内でシフト制御するシフト方式の構成
や、撮影レンズを構成する一部のレンズ群を所定の回転
中心をもって回動する回動方式の構成でも構わない。４
はピッチ方向（縦方向）のぶれ成分（カメラの手ぶれに
よる回転量）を検出する手段で従来例で先述したような
圧電振動ジャイロなどである。５は同じくヨー方向（横
方向）のぶれ成分を検出する手段である。

【００５８】６はピッチ方向の可変頂角プリズム駆動を
行うアクチュエータ、７はヨー方向の可変頂角プリズム
駆動を行うアクチュエータ、８はピッチ方向のプリズム
の頂角状態を検出する頂角センサで先述のようなフォト
インタラプタ等により構成される。９はヨー方向のプリ
ズムの頂角状態を検出する頂角センサ、１０はピッチ方
向の頂角センサの出力に所定の増幅をかける増幅回路、
１１は同じくヨー側の増幅回路、１２はマイクロコンピ
ュータである。

【００５９】ここで、破線より左、矢印１３で示した範
囲にある各構成要素は、例えば従来例の図１６，１７に
示したようなカメラ部とレコーダ部が回動可能なレイア
ウトの撮像装置においてはカメラ側の配置とし、矢印１
４で示した破線より右側の各ブロックはレコーダ側への
配置とするものである。

【００６０】図２は図１と構成要素は全く同一である
が、異なる点はカメラ側とレコーダ側とを切り分け表示
している矢印と破線の位置で、図２の場合はヨーぶれ検
出手段５だけでは無く、ピッチぶれ検出手段４、ピッチ
増幅回路１０、ヨー増幅回路１１もカメラ１３側に配置
した例である。

【００６１】また、図３も図１，２と構成要素は同一で
あるが、図３の場合はマイクロコンピュータ１２も含め
全構成要素をカメラ１３側に配置した例である。

【００６２】このように、図１〜図３に示した何れの例
でも、少なくともヨー側のぶれ検出手段がカメラ側に配
置されていることになる。

【００６３】図４は図１に示すカメラの左側面図で、１
５は水平状態時のカメラケース、１６は仰角θで上向き
に移動した時のカメラケース位置、１７は水平状態時の
光軸、１８は仰角θで上向き時の光軸、１９は水平時の
カメラの回転２２の回転軸、２０は仰角θの時の回転２
３の回転軸、２１は結合部で回動支点である。

【００６４】つぎに動作について説明する。

【００６５】今、図１〜３のような装置で、ヨー方向に
カメラが０．１度、手ぶれにより回転したとすると、可
変頂角プリズム３を駆動して光軸を０．１度ヨー方向に
戻すことにより、結像面上のぶれが防止できるが、この
時図４に破線で示したようにカメラがある仰角θを持っ
ていたとすると、もし、レコーダ側にぶれ検出手段が配
置されていれば、その場合カメラ部の仰角が変化して
も、検出手段は常に軸１９回りの回転２２を測定するこ
とになるのに対し、本実施の形態のようにカメラ１３側
にぶれ検出手段を配置すれば、仰角θがついている時は
その仰角なりに軸２０回りの回転２３の検出が可能にな
る。

【００６６】このように、本実施の形態によれば、結像
面上で現れる横ぶれはほとんどが、以上の軸２０回り成
分により発生するものなので、本実施の形態のようにカ
メラ側に少なくともヨー側のセンサを配置することによ
って、仰角状態に関係なく正確にぶれ防止を行うことが
可能になる。

【００６７】ここで、図１では増幅回路８，９やピッチ
ぶれ検出手段４、マイクロコンピュータ１２はレコーダ
１４側に配置している。これはカメラ１３側にこれらの
ブロックを配置するスペースがない場合などを考慮し、
必要最低限のブロックのみをカメラ１３側に配置したた
めでカメラの小型化には適する例である。

【００６８】又、図２では、マイクロコンピュータ１２
だけはレコーダ１４側に配置して、その他の構成要素は
全てカメラ１３側に配置した例を示しているが、例え
ば、頂角センサ８，９の出力が微小の場合などに、ノイ
ズによる悪影響を極力除外してＳ／Ｎの良い検出信号を
得るためには、一般的に図２のように増幅回路はセンサ
の近傍に配置する方が好ましい。

【００６９】また図３では、ぶれ防止に関する構成要素
は全てカメラ１３側に配置した例を示しているが、図２
の例の延長としてこのように配置してもよい。

【００７０】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態について図を参照して説明する。図５は本発
明の第２の実施の形態に係る撮像装置の正面図である。

【００７１】図５において、２４はピッチぶれ検出手段
４、ヨーぶれ検出手段５等を実装する基板である。

【００７２】第２の実施の形態は、市販の圧電振動ジャ
イロ等のセンサを基板上に実装する場合のレイアウトに
関するものである。

【００７３】図５に示すように、レコーダ部２４１と結
合部２４６で連結し、回動自在なカメラ部２４０はその
上部にレンズ部２４２を配置すると共に、このレンズ２
４２の下方に基板２４を配置している。この基板２４は
概ねレンズ２４２の全幅と同等の幅を有するように構成
し、基板２４上にピッチぶれ検出手段４、ヨーぶれ検出
手段５を実装するものである。

【００７４】この場合、上から見た時に、基板２４、ぶ
れ検出手段４，５は、レンズ２４２の光軸方向でレンズ
２４２の投影範囲内に収まるようにレイアウトすること
が望ましい。このようにレイアウトすることによって、
無駄なスペースを廃しコンパクトにカメラ部２４０を構
成することができる。

【００７５】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について図を参照して説明する。図６は本
発明の第３の実施の形態に係る撮像装置の正面図であ
る。

【００７６】図６において、２５はぶれ検出手段４，５
を実装するための基板である。その他の構成は図５と同
一であり、同一符号を付して重複する説明は省略する。

【００７７】第２の実施の形態のレイアウトでは、レン
ズ２４２の下方に配置する基板２４にぶれ検出手段を実
装したが、第３の実施の形態ではレンズ２４２の周辺に
基板２５に実装して配置するもので、場合によっては基
板２４が無い、例えば、従来例で示した図１９のような
小型化カメラのレイアウトにも対応できるよう、ぶれ検
出手段４，５を配置するものである。

【００７８】図６に示すように、ぶれ検出手段４，５を
基板２５に実装し、図示のようにレンズ２４２周辺に配
置する。この位置は、シフト方式のぶれ補正手段を有す
るレンズを想定した場合に、あるいは公知のレンズの内
部絞りの後方位置に可変頂角プリズムを配置するような
場合の、ぶれ補正手段駆動用アクチュエータと、ぶれ検
出手段の多くの部分がレンズ２４２前方から見て重なる
位置であり、かつ光軸方向で各アクチュエータなどの凸
部分を避けた位置に配置するものである。これによっ
て、コンパクトに効率良くカメラ部のレイアウトを配置
できる。

【００７９】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態について図を参照して説明する。図７は本
発明の第４の実施の形態に係る撮像装置のぶれ防止装置
のブロック図である。図８は図７に示すぶれ防止装置の
仰角補正のシーケンスを示す図である。

【００８０】図７において、２６はカメラ１３側に設け
られたカメラ仰角検出手段である。カメラ仰角検出手段
２６は、例えば図４に示したようなカメラ部のレコーダ
部に対する仰角θを検出するもので、具体的方式として
はボリューム、パルス板、光学式センサ（ポジションセ
ンサなど）、磁気式センサ（ホール素子等）等の従来か
らの公知のセンサを使用すればよい。

【００８１】図７に示す第４実施の形態では、ピッチぶ
れ検出手段４とヨーぶれ検出手段５とも、レコーダ１４
側に配置されている。

【００８２】つまり、第４の実施の形態は、カメラ部を
より小型化したい等の要求から、カメラ部にぶれ検出手
段を配置できないような場合に、カメラ部の仰角が変化
した時、検出結果を補正して正しいカメラのぶれ補正を
行おうとするものである。

【００８３】つぎに図８を参照して動作について説明す
る。図８に示すように、先ず、ぶれ検出ブロック５でレ
コーダ１４側に設けたぶれ検出手段によりヨー側のぶれ
を検出する。この検出結果を次の積分ブロック２７で積
分して位置情報とする。次に、仰角補正ブロック２８で
カメラ仰角検出手段２６で検出した仰角補正値｜ｃｏｓ
θ｜を乗じて、仰角誤差を補正してぶれ補正用の目標位
置信号２９を算出する。この仰角補正シーケンスにおけ
る積分ブロック２７と仰角補正ブロック２８は、マイク
ロコンピュータ１２内の処理に相当し、目標位置信号２
９が得られる。

【００８４】その後は、公知のように、この目標位置と
可変頂角プリズム頂角又はシフトレンズ位置がその位置
をとるようにフィードバック制御が行われ、正確な補正
が行われるように、目標信号と頂角角度若しくはシフト
位置の間でゲイン合わせ込みの調整部を設けて行われる
のが一般的である。

【００８５】このように、第４の実施の形態によれば、
仰角補正による｜ｃｏｓθ｜の乗算によって、レコーダ
１４側にヨー方向のぶれ検出手段を設けても、仰角を付
けた時の誤差を補正できる。但し、ここでは、画面中心
の横ぶれは補正できるが、例えば図４に示すような、軸
１９回りの回転２２によって生じる画面中心回りのロー
ル方向の像の移動に関しての補正はしていない（もとも
と、ぶれ防止装置はロールぶれは補正していない）。従
って、例えば仰角９０度の時はｃｏｓθ＝０となるの
で、軸１９回りの回転２２が検出されたとしても、そこ
で検出された結果に対しての補正はできない（ロール補
正となるため）。言い換えると仰角９０度の時にはカメ
ラ部のヨー方向の回転の検出が、レコーダ部ではロール
方向の回転検出に相当してしまうので不可能となる。従
って、ヨー方向のぶれ補正が不可能となっている。

【００８６】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態について図を参照して説明する。図９は本
発明の第５の実施の形態に係る撮像装置の斜視図であ
る。図１０は図９に示す撮像装置の仰角補正動作のフロ
ーチャートである。

【００８７】図９において、３０はカメラの仰角が０の
時にはロール方向のぶれを検出し、仰角９０度の時には
ヨー方向のぶれを検出する検出手段で、仰角状態に関わ
らずピッチ方向のぶれを検出するピッチずれ検出手段４
と、仰角０の時にはカメラのヨー方向と一致するヨー方
向のぶれを検出する手段で、仰角９０度のときにはロー
ル方向のぶれを検出する手段５と、３方向の検出手段を
レコーダ２４１側に配置している。

【００８８】図９に示した、第５の実施の形態は、前実
施の形態では不可能とした仰角が９０度の状態でも、カ
メラのヨー方向のぶれを確実に補正するために、レコー
ダ２４１側にロール（仰角０の時は光軸回りの回転方
向）方向のぶれを検出するセンサ３０を設け、その検出
結果により仰角が９０度と大きい場合にも、カメラのヨ
ー方向のぶれを防止できるようにしたもので、図９には
この３方向のぶれ検出手段を配置した撮像装置を示して
いる。これら３個のセンサ４，５，３０の検出結果は全
てマイコン１２に取り込まれ処理される。

【００８９】つぎに図１０を参照して動作について説明
する。

【００９０】先ず、仰角補正処理がスタートする（Ｓ３
１）。次に、仰角センサで仰角θを検出する（Ｓ３
２）。検出した仰角θの絶対値が０〜４５度の範囲か、
４５〜９０度の範囲か（ここでは簡単なために０〜９０
度の範囲の仰角を想定する。実際には３６０度に対して
同様に対処できる）を判断する（Ｓ３３）。

【００９１】判断の結果が０〜４５度の場合は、図９の
センサ４を選択し（Ｓ３４）、｜ｃｏｓθ｜を乗じて仰
角補正を行う（Ｓ３６）。

【００９２】Ｓ３３の判断の結果が４５〜９０度の場合
は、センサ３０を選択し（Ｓ３５）、｜ｓｉｎθ｜を乗
ずる仰角誤差分の補正を行う（Ｓ３７）。

【００９３】このように、第５の実施の形態によれば、
３方向のぶれ検出手段を設けて、仰角範囲を対応してセ
ンサ出力を選択して補正するように構成したので、仰角
が大きくなっても正確なぶれ補正を実施することができ
る。

【００９４】（他の実施の形態）ここまで、ぶれ検出手
段４，５等としては圧電振動ジャイロ等を例に説明した
が、その他の角加速度計、角速度計、角変位計など同等
の性能、機能を有するものも使用可能である。

【００９５】又、補正手段の可変頂角プリズム等の頂角
を検出する頂角センサ８，９としてはｉＲＥＤ，ＰＳＤ
等の光学式センサについて説明したが、ホール素子等の
磁気式センサを用いて、マグネットとコイルの位置関係
を測定する方法を用いてもよい。

【００９６】又、頂角センサ８，９の出力を増幅する回
路１０，１１はセンサの形式によっては省ける場合も有
り得る。

【００９７】更に、可変頂角プリズム３を構成する２枚
のガラスをそれぞれ９０度異なる回転軸回りに駆動する
としたが、本出願人による特開平８−０４３７６９号に
開示されているような、１枚のガラスを任意の方向に駆
動する方式等でも勿論、構わない。

【００９８】更に、ぶれ補正手段としては可変頂角プリ
ズム３、撮影レンズを構成する一部のレンズ群を撮影光
軸と垂直な面内でシフト駆動する方式等を説明したが、
同じくレンズ群を所定の回転中心を持って回動する方法
なども適用可能である。

【００９９】更に、ぶれ補正手段としては以上全て光学
的手段を挙げて説明しているが、画像処理技術に基づく
主に動画補正に用いられていた電子的補正方式によって
も可能なことは勿論である。

【０１００】更に、ビデオカメラ、デジタルカメラのレ
コーダ部としてはビデオカセット・テープ等を使用する
ＶＴＲタイプから、各種ディスクタイプ、半導体記憶装
置タイプなど、あらゆる機種に適用可能である。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至２に
記載の発明によれば、少なくとも撮影レンズとぶれ補正
手段と固体撮像素子を含むカメラ部がレコーダ部に対し
て回動可能な撮像装置において、少なくともヨー側のぶ
れ検出手段をカメラ側に配置したので、ぶれ防止装置は
カメラの仰角に合わせた補正の必要が無く、正確なぶれ
補正を行うことが可能になる。

【０１０２】更に、請求項３乃至５に記載の発明によれ
ば、カメラ部がレコーダ部に対して回動可能な撮像装置
において、少なくともヨー方向のぶれ検出手段を撮影レ
ンズの下側でレンズの投影範囲内に収まるように配置し
たので、ヨー側のぶれ検出手段をカメラ部内に効率良く
コンパクトに配置することができる。

【０１０３】更に、請求項６および７に記載の発明によ
れば、カメラ部がレコーダ部に対して回動可能な撮像装
置において、少なくともヨー側のぶれ検出手段をカメラ
を前方から見て補正手段の駆動用アクチュエータとほぼ
同一位置に配置したので、カメラ部の無駄なスペースを
無くした効率良いレイアウトが可能になる。

【０１０４】更に、請求項８乃至１０に記載の発明によ
れば、カメラ部がレコーダ部に対して回動可能な撮像装
置において、小型化などの理由でカメラ側への配置が不
可能なため、レコーダ側にヨー方向のぶれ検出手段も配
置した場合に、カメラの仰角検出手段を設けて検出結果
により、ぶれ検出手段を補正するよう構成したので、カ
メラ側にヨー方向のぶれ検出手段が無い場合でも正しい
ぶれ補正を行うことが可能になる。

【０１０５】更に、請求項１１乃至１３に記載の発明に
よれば、カメラ部がレコーダ部に対して回動可能な撮像
装置において、カメラ部にヨー方向のぶれ検出手段を配
置できない場合に、レコーダ側にロール方向のぶれ検出
手段も加えた３方向のぶれ検出手段を備えたので、カメ
ラの仰角が９０度等と大きい場合でも仰角変化に関係な
く精度の高いぶれ補正が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置のぶ
れ防止装置のブロック図である。

【図２】図１に示すぶれ防止装置においてカメラ側にピ
ッチ方向のぶれ検出手段も配置した場合のブロック図で
ある。

【図３】図１に示すぶれ防止装置においてカメラ側に２
方向のぶれ検出手段およびマイクロコンピュータも配置
した場合のブロック図である。

【図４】図１に示すカメラの本体側面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の正
面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る撮像装置の正
面図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態に係る撮像装置のぶ
れ防止装置のブロック図である。

【図８】図７に示すぶれ防止装置の仰角補正のシーケン
スを示す図である。

【図９】本発明の第５の実施の形態に係る撮像装置の斜
視図である。

【図１０】図９に示す撮像装置の仰角補正動作のフロー
チャートである。

【図１１】従来の撮像装置における手ぶれ説明図であ
る。

【図１２】従来の可変頂角プリズムの構成図である。

【図１３】図１２に示す可変頂角プリズムによるぶれ補
正の説明図である。

【図１４】従来の可変頂角プリズムユニットの分解斜視
図である。

【図１５】従来の撮像装置のぶれ防止装置のブロック図
である。

【図１６】従来のカメラ部がレコーダ部に対し回動可能
な撮像装置の構成図である。

【図１７】従来の小形化したカメラ部がレコーダ部に対
し回動可能な撮像装置の構成図である。

【符号の説明】

１撮影レンズ２ＣＣＤ３可変頂角プリズム４ピッチぶれ検出手段５ヨーぶれ検出手段６ピッチアクチュエータ７ヨーアクチュエータ８ピッチ頂角センサ９ヨー頂角センサ１０ピッチ増幅回路１１ヨー増幅回路１２マイクロコンピュータ１３カメラ側１４レコーダ側１５カメラケース１６カメラケース移動位置１７光軸１８仰角θ時の光軸１９，２０軸２１結合点２２，２３回転２４，２５基板２６カメラ仰角検出手段２７積分ブロック２８仰角補正ブロック２９目標位置信号３０ロール方向ぶれ検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梓澤勝美東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも撮影レンズとぶれ補正手段と
固体撮像素子を含むカメラ部が、少なくとも記録部を含
むレコーダ部に対して回動可能な構成を有し、かつ前記
カメラ部に少なくともヨー方向のぶれを検出するための
ぶれ検出手段を有することを特徴とするぶれ防止装置。
【請求項２】請求項１記載のぶれ防止装置を備えた撮
像装置。
【請求項３】請求項１記載のぶれ防止装置において、
前記ヨー方向のぶれ検出手段は撮像装置を前方から見て
撮影レンズの下方向に配置することを特徴とするぶれ防
止装置。
【請求項４】前記撮影レンズの下方向に、レンズの光
軸方向でレンズの投影範囲内に収まるように、ぶれ検出
手段を基板上に実装して配置することを特徴とする請求
項３記載のぶれ防止装置。
【請求項５】請求項３又は４記載のぶれ防止装置を備
えた撮像装置。
【請求項６】請求項１記載のぶれ防止装置において、
前記ヨー方向のぶれ検出手段はカメラ部を前方から見て
ぶれ補正手段を駆動するアクチュエータ部と略同一の位
置範囲に配置することを特徴とするぶれ防止装置。
【請求項７】請求項６記載のぶれ防止装置を備えた撮
像装置。
【請求項８】少なくとも撮影レンズとぶれ補正手段と
固体撮像素子を含むカメラ部が、少なくとも記録部を含
むレコーダ部に対して回動可能な構成を有し、かつ前記
レコーダ部に少なくともヨー方向のぶれにつながる回転
を検出するためのぶれ検出手段を配置し、レコーダ部と
カメラ部の角度状態を検出する仰角検出手段を設けて、
前記ヨー方向のぶれ検出手段の検出結果に対して前記仰
角検出手段による検出結果に基づく補正を行った目標に
対し前記ぶれ補正手段を駆動することを特徴とするぶれ
防止装置。
【請求項９】前記仰角検出手段の検出結果に基づく補
正は、前記ぶれ検出手段の検出結果を積分した位置情報
に、前記仰角検出手段による検出結果の｜ｃｏｓθ｜を
乗じて算出する補正値によって行うことを特徴とする請
求項８記載のぶれ防止装置。
【請求項１０】請求項８又は９記載のぶれ防止装置を
備えた撮像装置。
【請求項１１】少なくとも撮影レンズとぶれ補正手段
と固体撮像素子を含むカメラ部が、少なくとも記録部を
含むレコーダ部に対して回動可能な構成を有し、かつ前
記カメラ部にＣＣＤ上で横方向と縦方向のぶれを補正す
るような光学的ぶれ補正手段を有し、前記レコーダ部に
カメラ部とレコーダ部の仰角が０の時にピッチ、ヨーお
よびロールの３方向の回転を検出するぶれ検出手段を有
することを特徴とするぶれ防止装置。
【請求項１２】前記仰角が所定値以上の場合は、カメ
ラのヨー方向の補正を行うための検出手段としてレコー
ダ側の前記ロール方向の回転を検出するために設けたぶ
れ検出手段を選択することを特徴とする請求項１１記載
のぶれ防止装置。
【請求項１３】請求項１１又は１２記載のぶれ防止装
置を備えた撮像装置。