JP2002010130A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手ぶれ補正機能を有する撮像装置において、
画素データを検出することにより制御するカメラ主機能
で、従来は検出エリアが固定であったためブレ量によっ
ては、適正な検出範囲で検出することができなかった。 【解決手段】 ブレ量により検出する範囲を可変にする
ことにより、常時出力エリアに対する検出エリアの位置
を一定に保つことが可能になり、検出精度の向上、カメ
ラ主機能の性能向上を可能にした撮像装置を実現するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレに応じて、カ
メラ主機能に夫々必要な画像情報を検出する範囲を可変
にする制御を有する撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、撮像装置は、小型化、高付加価値
化が進んでいる。

【０００３】以下に従来の手ぶれ補正機能付き撮像装置
について説明する。

【０００４】従来、撮像装置のブロック図を図５に示
す。図５において、１は被写体の光学信号を電気信号に
変換して出力する固体撮像素子（以下、ＣＣＤと記
す）、２はＣＣＤ１の出力信号であるアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器（以
下、Ａ／Ｄ変換器と記す）、３はＡ／Ｄ変換器２の出力
信号をデジタル的に信号処理するデジタル信号処理部、
４はデジタル信号処理部３から出力されるブレ検出用信
号からブレの情報を検出するブレ検出回路、５はブレ検
出回路４で算出した動きベクトルを基にデジタル信号処
理部３の出力信号である映像信号のブレ補正を行うブレ
補正回路、６は入力される水平／垂直方向各々の基準パ
ルスよりカメラ主機能を動作させるために必要な画像情
報を検出する範囲を各々の制御種別に設定し枠信号とし
て出力する検出枠発生回路、７はデジタル信号処理部３
からの出力信号である輝度信号及びクロマ信号に対して
検出枠設定回路で夫々のカメラ主機能別に設定された枠
信号の範囲内（以下、検出エリアと称す）にてカメラ主
機能別に適した信号レベルを検出するための信号レベル
検出回路である。８ａ〜８ｃは信号レベル検出回路７か
ら出力されるＡＦ制御・ＡＬＣ制御・ＡＷＢ制御それぞ
れの制御信号が出力される出力端子であり、それぞれ出
力端子８ａはＡＦ制御を行う機構へ接続されており、出
力端子８ｂはＡＬＣ制御を行う絞りなどに接続されてお
り、出力端子８ｃはＡＷＢ制御を行う手段に接続されて
いる。

【０００５】図６は従来の撮像装置における検出枠発生
回路６の内部ブロック図である。１１〜１３は、カメラ
主機能毎に、ＡＦ制御用、ＡＬＣ制御用、ＡＷＢ制御
用、夫々単独で画像より抽出する範囲の設定値を決定す
る回路、１４〜１６は、夫々のカメラ主機能別に決定し
た設定値に応じて、水平方向、垂直方向の基準パルスか
ら発生する検出枠発生回路である。

【０００６】図７は従来の撮像装置における信号レベル
検出回路７の内部ブロック図である。２１〜２３は、カ
メラ主機能毎に、ＡＦ制御用、ＡＬＣ制御用、ＡＷＢ制
御用、夫々単独で、検出枠発生回路６にて発生したＡＦ
用枠、ＡＬＣ用枠、ＡＷＢ用枠、で指定された範囲内の
デジタル信号処理部３の出力信号である輝度信号、クロ
マ信号から画像データを抽出する回路である。但し、夫
々の画像データ抽出回路２１〜２３は、夫々の制御毎に
て抽出すべきデータを得るために、フィルタなどの回路
を含むものである。

【０００７】以上のように構成された従来の撮像装置に
ついて、以下その動作について、図５〜図８を用いて説
明する。

【０００８】まず、従来の撮像装置での概要について図
８を使用して説明する。

【０００９】図８はＣＣＤ１での入射光を電気信号変換
するエリア（光電変換エリア８１）に対する或時間での
本撮像装置の出力範囲（或時間での出力エリア８２）
と、或時間からΔｔ後のブレ量により出力エリアが移動
した様子（△ｔ秒後の出力エリア８３）の、さらにはカ
メラ主機能を動作させるため画素データ検出エリア（検
出エリア８４）を示した図である。ここで、図８では検
出エリアを１種類しか示していないが、各ＡＦ制御、Ａ
ＬＣ制御、ＡＷＢ制御毎に検出エリアを設けている。

【００１０】この図８を使用して簡単に手ぶれ補正の動
作原理を説明する。或時間の出力エリアに対して、或時
間からΔｔまでのブレをブレ検出回路４にて検出する。
ブレ情報は動きベクトルとして検出され、当然この情報
には、量と方向性を持ち合せている。図８では矢印で示
しており、左上方向のブレを検出した例となっている。

【００１１】次に、ブレ補正回路５において、デジタル
信号処理部３の出力信号である映像信号に対して、前記
動きベクトルの分だけ切出す位置を可変することによ
り、ブレによる画面の揺れを補正し、恰も止まっている
ような出力信号が得られることとなる。

【００１２】なお、前記の映像信号は、ＣＣＤ１より出
力された信号をＡ／Ｄ変換器２にてデジタル信号に変換
され、デジタル信号処理部３でデジタル的に処理をした
映像信号である。

【００１３】また、デジタル信号処理部３では、その映
像信号の他に、信号レベル検出回路７へ出力するための
輝度信号及びクロマ信号を発生する処理回路も有する。
ここで輝度信号とは、ＣＣＤ１からの出力された被写体
情報の明るさレベルを表わした信号であり、クロマ信号
とは、同様に被写体情報の色情報を表わした信号であ
る。

【００１４】次に検出枠発生回路６では、図６に示す様
に水平方向、垂直方向、夫々の基準パルスより、各カメ
ラ主機能別に、各枠信号のタイミングを設定する設定値
１１〜１３に応じて検出枠発生回路１４〜１６にて枠信
号を発生させる。このカメラ主機能毎に発生した枠信号
に応じて、信号レベル検出回路７にて、輝度信号、クロ
マ信号からカメラ主機能毎に必要な画像データを抽出す
る。

【００１５】なお、図７より明確な様に各機能毎の抽出
回路に入力する信号は異なっており、また各抽出回路は
輝度信号、クロマ信号の枠信号内での画素データそのも
のを抽出する回路だけでなく、各機能にて必要な帯域な
どを制限するようなフィルタ回路も有している。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ブレに適応して検出範囲の位置を可変す
ることができなかったために、ブレによって出力エリア
に対して、適正な位置に検出エリア８４を設定すること
ができなかった。さらには、ブレの大きさによっては大
きなブレにより出力エリア８３外に検出エリア８４がは
み出して、出力エリア８２外の信号で、ＡＦ制御などカ
メラ主機能の動作が行われてしまうという問題点を有し
ていた。

【００１７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、出力エリアだけでなく検出エリアも動きベクトルに
適応して設定することにより検出精度の向上を図る撮像
装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の撮像装置は、光電変換領域内における映像信
号レベルを検出して動作する機能を備えた撮像装置であ
って、被写体より入射された光学信号を電気信号に変換
して出力する撮像素子と、前記撮像素子からの電気信号
を信号処理して映像信号を出力する信号処理手段と、前
記信号処理手段からの映像信号におけるブレを検出する
ブレ検出手段と、前記ブレ検出手段で検出した動きベク
トルに基づき前記信号処理手段からの映像信号のブレ補
正を行うブレ補正手段と、前記ブレ検出手段で検出した
動きベクトルを用いて前記機能で使用する検出枠を発生
する検出枠発生手段と、前記検出枠発生手段で発生した
検出枠内における信号レベルを検出し前記機能の動作制
御を行う信号レベル検出手段とを備えた構成を有してい
る。

【００１９】この構成によって、ブレが生じた時でも検
出精度を落とすこと無く画素データを得ることが可能と
なる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１〜３に記載の発
明は、光電変換領域内における映像信号レベルを検出し
て動作する機能を備えた撮像装置であって、被写体より
入射された光学信号を電気信号に変換して出力する撮像
素子と、前記撮像素子からの電気信号を信号処理して映
像信号を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段か
らの映像信号におけるブレを検出するブレ検出手段と、
前記ブレ検出手段で検出した動きベクトルに基づき前記
信号処理手段からの映像信号のブレ補正を行うブレ補正
手段と、前記ブレ検出手段で検出した動きベクトルを用
いて前記機能で使用する検出枠を発生する検出枠発生手
段と、前記検出枠発生手段で発生した検出枠内における
信号レベルを検出し前記機能の動作制御を行う信号レベ
ル検出手段とを備えたことにより、ブレが生じた場合に
おいてもＡＦ制御に必要な画素データを、検出精度を落
とすこと無く検出できることが可能となるという作用を
有する。

【００２１】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図４を用いて説明する。

【００２２】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における撮像装置の構成を示すブロック図であり、
１は被写体の光学信号を電気信号に変換して出力する撮
像素子（以下、ＣＣＤと記す）、２はＣＣＤ１の出力信
号であるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナロ
グ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と記す）、３
はＡ／Ｄ変換器２の出力信号をデジタル的に信号処理す
る信号処理手段であるデジタル信号処理部、４はデジタ
ル信号処理部３から出力されるブレ検出用信号からブレ
の情報を検出するブレ検出手段であるブレ検出回路、５
はブレ検出回路４で算出した動きベクトルを基にデジタ
ル信号処理部３の出力信号である映像信号のブレ補正を
行うブレ補正手段であるブレ補正回路、６ａは入力され
る水平／垂直方向各々の基準パルスよりカメラ主機能を
動作させるために必要な画像情報を検出する範囲を各々
の制御種別に設定し枠信号として出力する検出枠発生手
段である検出枠発生回路で、ブレ検出回路４からの動き
ベクトルの信号が入力される。７はデジタル信号処理部
３からの出力信号である輝度信号及びクロマ信号に対し
て検出枠設定回路で夫々のカメラ主機能別に設定された
枠信号の範囲内（以下、検出エリアと称す）にてカメラ
主機能別に適した信号レベルを検出するための信号レベ
ル検出手段である信号レベル検出回路である。８ａ〜８
ｃは信号レベル検出回路７から出力されるＡＦ制御・Ａ
ＬＣ制御・ＡＷＢ制御それぞれの制御信号が出力される
出力端子であり、それぞれ出力端子８ａはＡＦ制御を行
う機構へ接続されており、出力端子８ｂはＡＬＣ制御を
行う絞りなどに接続されており、出力端子８ｃはＡＷＢ
制御を行う手段に接続されている。

【００２３】図２は検出枠発生回路６ａの内部構成を示
すブロック図である。図２において、１１はＡＦ枠設定
値を保持したＡＦ枠設定値保持部、１２はＡＬＣ枠設定
値を保持したＡＬＣ枠設定値保持部、１３はＡＷＢ枠設
定値を保持したＡＷＢ枠設定値保持部で、これらで設定
値保持手段を構成している。１７〜１９はそれぞれの設
定値保持部１１〜１３からの設定値をブレ検出回路４か
ら入力される動きベクトルに基づいてブレ量を補正する
ブレ量補正手段であるブレ量補正回路、１４〜１６はそ
れぞれ水平／垂直方向基準パルスとブレ量補正回路１７
〜１９から入力されるブレ量に基づき検出枠を発生する
検出枠発生手段である検出枠発生回路で、１４はＡＦ制
御検出枠発生回路、１５はＡＬＣ制御検出枠発生回路、
１６はＡＷＢ制御検出枠発生回路で、これらで制御検出
枠発生手段を構成している。

【００２４】以上のように構成された本実施の形態の撮
像装置について、以下その動作について説明を行う。

【００２５】まず、図１においてＣＣＤ１にて被写体の
光学信号を電気信号に変換して出力する。出力された電
気信号はアナログ信号であるためＡ／Ｄ変換器２でデジ
タル信号に変換する。そのデジタル信号はデジタル信号
処理部３に入力され、各種デジタル信号処理が施される
とともに、信号レベル検出回路７に輝度信号とクロマ信
号を出力する。またデジタル信号処理部３からはブレ検
出用信号がブレ検出回路４に出力している。デジタル信
号処理部から出力された映像信号はブレ補正回路５へ入
力され、映像のブレを補正した後、出力される。ここ
で、ブレ補正回路５におけるブレ補正は、ブレ検出回路
４において検出された映像のブレ情報（動きベクトル）
を用いて行われる。

【００２６】一方、検出枠発生回路６ａには水平／垂直
基準パルスと、ブレ検出回路４からの動きベクトル情報
とが入力され、それらの信号から、ＡＦ用・ＡＬＣ用・
ＡＷＢ用の検出枠を発生している。発生した検出枠は信
号レベル検出回路７へ入力され、デジタル信号処理部３
からの輝度信号及びクロマ信号からなる映像信号におい
て、検出枠内の信号レベルを検出する。この時検出する
信号レベルは、機能に応じた信号レベルとなる。検出し
た信号レベルに基づき、ＡＦ制御・ＡＬＣ制御・ＡＷＢ
制御を行っている。

【００２７】次に、検出枠発生回路６Ａの動作につい
て、図２を用いてＡＦ制御を一例に説明する。まず、ブ
レ検出回路４からの動きベクトル情報がブレ量補正回路
１７に入力される。ブレ量補正回路１７では、ＡＦ枠設
定値保持部１１で保持されているＡＦ枠設定値の情報に
対して、動きベクトル情報に基づき、検出エリアの位置
を変え、ブレ量を補正している。補正されたブレ量の情
報は、ＡＦ制御検出枠発生回路１４に入力される。ＡＦ
制御検出枠発生回路１４には、水平／垂直方向基準パル
スも入力されており、この基準パルスとブレ量補正回路
で補正されたブレ量の情報により、検出枠を発生する。

【００２８】ブレ量補正回路１７〜１９における補正の
状態を図３に示す。図示のように、或時間における検出
エリア３４が、△ｔ時間経過した後、検出エリア３５に
示すように、出力エリアのブレに伴い移動させている。

【００２９】従来の検出枠発生回路の内部ブロック図
（図６）と比較して明らかなように、各カメラ主機能の
枠発生回路１４〜１６の前段に、ブレに対して従来の枠
設定値に対して補正するブレ量補正回路１７〜１９を有
している。この回路を有することにより、図３に示す様
に出力エリアに対して、常時同じ位置に検出エリアを配
置することが可能となる。なお、当然のことながら、各
カメラ主機能毎に制御するための必要とする画像データ
は異なるため、出力エリアに対する検出エリアの範囲、
エリア数なども異なってくる。また、図２での各カメラ
主機能の枠設定値１１〜１３は、出力エリアの切出しが
光電変換エリアに対して中央にある時の値を設定するの
が一般的である。

【００３０】以上のように本実施の形態によれば、検出
枠発生回路６ａ内にブレ量補正回路１７〜１９を設ける
ことにより、映像のブレに適応して検出エリア（検出
枠）の位置を補正することができ、ＡＦ制御などの各種
機能を正常に動作させることができる。

【００３１】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２における撮像装置の構成を示すブロック図であり、
同図において、本発明の実施の形態１と異なる点を説明
し、同一の構成要素には同一番号を付与し説明を省略す
る。

【００３２】図４において、４ａはブレを検出するブレ
検出センサーで、電気式や機械式など様々なセンサーを
用いることができ、センサーの種類は限定しない。４ｂ
はブレ検出センサー４ａの出力信号を動きベクトルとし
て算出して検出枠発生回路６ａ及びブレ補正回路５に出
力するブレ量算出手段であるブレ量算出回路であるが、
このブレ量算出回路４ｂの出力信号、動きベクトルは、
本発明の実施の形態１でのブレ検出回路４の出力信号
（動きベクトル）と全く同一情報を持つ信号である。

【００３３】以上のように構成された本実施の形態につ
いて、以下その動作について説明する。

【００３４】ブレ検出センサー４ａで検出した装置のブ
レを、ブレ量算出回路４ｂで算出して動きベクトルとし
て出力する。ブレ量算出回路４ｂから出力された動きベ
クトルは検出枠発生回路６ａとブレ補正回路５とに入力
され、検出枠発生回路６ａでは、前述の実施の形態１と
同様に機能毎の検出枠を発生する。発生した検出枠は信
号レベル検出回路７に入力され、検出枠内の信号レベル
を検出し、ＡＦ制御などの各機能を動作させている。

【００３５】一方で、ブレ補正回路５では、ブレ量算出
回路４から出力された動きベクトルに基づき、デジタル
信号処理部３からの映像信号のブレ補正を行っている。

【００３６】以上のように本実施の形態によれば、ブレ
量により検出エリアの範囲を可変することにより、各カ
メラ主機能の検出精度、さらには性能も向上することが
可能となる。

【００３７】また、本発明の実施の形態１及び２におい
て、カメラ主機能として、ＡＦ制御、ＡＬＣ制御、ＡＷ
Ｂ制御の３種類の機能に限ったが、画素データを検出す
ることで機能動作が成立する他の機能においても有効な
手段である。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明は、ブレに適応し
て、画素データの検出する範囲を可変にすることによ
り、より検出精度の高い画素データを検出することがで
き、さらには各カメラ主機能の性能も向上するという優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における撮像装置のブロ
ック図

【図２】同実施の形態におけるの検出枠発生回路６ａの
具体的な構成の示すブロック図

【図３】同実施の形態の光電変換エリア、出力エリア、
検出エリアの模式図

【図４】本発明の実施の形態２における撮像装置のブロ
ック図

【図５】従来の撮像装置のブロック図

【図６】図５の検出枠発生回路６の具体的な構成を示す
ブロック図

【図７】図５の信号レベル検出回路７の具体的な構成を
示すブロック図

【図８】従来の光電変換エリア、出力エリア、検出エリ
アの模式図

【符号の説明】

１ ＣＣＤ ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ デジタル信号処理部 ４ ブレ検出回路 ５ ブレ検出回路 ６ａ 検出枠発生回路 ７ 信号レベル検出回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換領域内における映像信号レベル
   を検出して動作する機能を備えた撮像装置であって、被
   写体より入射された光学信号を電気信号に変換して出力
   する撮像素子と、前記撮像素子からの電気信号を信号処
   理して映像信号を出力する信号処理手段と、前記信号処
   理手段からの映像信号におけるブレを検出するブレ検出
   手段と、前記ブレ検出手段で検出した動きベクトルに基
   づき前記信号処理手段からの映像信号のブレ補正を行う
   ブレ補正手段と、前記ブレ検出手段で検出した動きベク
   トルを用いて前記機能で使用する検出枠を発生する検出
   枠発生手段と、前記検出枠発生手段で発生した検出枠内
   における信号レベルを検出し前記機能の動作制御を行う
   信号レベル検出手段とを備えたことを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 光電変換領域内における映像信号レベル
   を検出して動作する機能を備えた撮像装置であって、被
   写体より入射された光学信号を電気信号に変換して出力
   する撮像素子と、前記撮像素子からの電気信号を信号処
   理して映像信号を出力する信号処理手段と、本装置のブ
   レを検出するブレ検出センサーと、前記ブレ検出センサ
   ーの検出結果から本装置の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で算出した動きベクトルに
   基づき前記信号処理手段からの映像信号のブレ補正を行
   うブレ補正手段と、前記ブレ量算出手段で算出した動き
   ベクトルを用いて前記機能で使用する検出枠を発生する
   検出枠発生手段と、前記検出枠発生手段で発生した検出
   枠内における信号レベルを検出し前記機能の動作制御を
   行う信号レベル検出手段とを備えたことを特徴とする撮
   像装置。
3. 【請求項３】 検出枠発生手段は、検出枠の設定値を保
   持した設定値保持手段と、動きベクトルに基づき前記設
   定値保持手段からの設定値を補正するブレ量補正手段
   と、前記ブレ量補正手段から出力される設定値に基づき
   検出枠を発生する制御検出枠発生手段とからなることを
   特徴とする請求項１及び２記載の撮像装置。