JP2008147791A

JP2008147791A - 撮像装置及び撮像システム

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Publication number: JP2008147791A
Application number: JP2006329925A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Yokoi; 敬明横井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2026-12-06
Also published as: JP4886492B2

Abstract

【課題】高速かつ低消費電力で効果的に手ぶれを補正すること。
【解決手段】撮像装置は、撮像面に配置された複数の画素の一部から画像信号を読み出すＣＭＯＳイメージセンサ１０１と、手ぶれを検出するジャイロセンサ１０５と、ジャイロセンサ１０５で検出された、第１の手ぶれ量に基づいて、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する第１の制御手段１１０と、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１から読み出された画像信号を記憶する記憶手段と、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始位置を決定した後にジャイロセンサ１０５で検出された、第２の手ぶれ量に基づいて、メモリ１０３に記憶された前記画像信号の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する第２の制御手段１１１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラなどの撮像装置及び撮像システムにおいて、撮影時の手ぶれを補正する手ぶれ補正機能に関する。

近年、ビデオカメラの小型化、軽量化、光学ズームの高倍率化が進んでいる。しかしながら、このような小型軽量のビデオカメラは、撮影時に手ぶれを起こし易く、ズーム倍率が大きいほど手ぶれの影響が大きくなる。そこで、このような撮影時の手ぶれによる映像の乱れを防止する機能として、手ぶれ防止機能を搭載した撮像装置が提案されている。

この手ぶれ防止機能は、手ぶれによる映像の乱れを防止する機能であり、この機能を実現する方式としては、光学式手ぶれ補正方式と電子式手ぶれ補正方式とがある。

光学式手ぶれ補正方式では、撮像素子に入射される撮像光の光路途中に、光軸変位が可能なプリズムやレンズ部材を配置し、手ぶれに応じて光軸の変位を行うことにより手ぶれ補正を行う。

電子式手ぶれ補正方式では、撮像素子で得られた画像から記録又は出力する範囲を電子的に選択することにより補正を行う。また、電子式手ぶれ補正方式は、撮像された画像をメモリに保存してその一部を切り出す方式や、放送方式で必要とする標準サイズの撮像素子に比べて画素数の多い撮像素子を用いて、放送方式で必要とする標準サイズを切り出す方式等がある。

光軸変位のために別途部品が必要になる光学式よりも、メモリや撮像素子からの読み出し開始位置の制御によって補正を行う電子式の方が、小型化に有利である。そのため、小型化を優先する場合、電子式手ぶれ補正方式を行うことが一般的である。

また、ＣＣＤイメージセンサと比較して、低電圧・低消費電力であるＣＭＯＳイメージセンサを撮像素子とする撮像装置が提案されている。

一般的にＣＣＤイメージセンサとＣＭＯＳイメージセンサでは、撮像面に配置された画素から信号を読み出す方式と構造に大きな差があり、電荷の蓄積制御方式が異なる。図７は、電荷の蓄積制御方式を示す図である。図７より蓄積制御方式の違いを説明する。

図７（ａ）は、グローバルシャッタと称されるＣＣＤイメージセンサの蓄積制御方式であり、全ての画素行の蓄積が同じタイミングで開始され、蓄積期間Δｔ後にＣＣＤに読み出され、順番に信号が出力される。図７（ｂ）は、ローリングシャッタと称されるＣＭＯＳイメージセンサの蓄積制御方式であり、画素行毎に蓄積の開始タイミングがずれる。ＣＭＯＳイメージセンサの基本的な動作方式から、信号を出力した画素は、その時点から電荷の蓄積を開始する。そのため、図７（ｂ）の破線矢印で示すように、信号出力するタイミングに合わせて蓄積が終了しなければならない。また、蓄積期間Δｔの電荷を読み出すためには、読み出しのタイミングからΔｔ前の時点で画素からリセット用の読み出しを行い、電荷をリセットする必要がある。このため、画素行の読み出しタイミングを△、リセットタイミングを▲とすると、図示するように制御しなければならない。

次に、センサからの読み出し開始位置の制御について説明する。

図８は、センサからの読み出しタイミングを示す図である。図８（ａ）は、ＣＣＤイメージセンサからの読み出し開始位置を制御する動作を示している。ＣＣＤイメージセンサの場合は、全画素行が同時に蓄積されるため、垂直基準信号に対して信号出力する開始行までを高速に掃き出し、所望の画素行から読み出しを開始する。図８（ｂ）は、ＣＭＯＳイメージセンサからの読み出し開始位置を制御する動作を示している。ＣＭＯＳイメージセンサの場合は、垂直基準信号に対して出力される画素行が決まってから、蓄積期間Δｔ前の時点で電荷をリセットしなければならない。そのため、読み出し開始位置によって各画素行の電荷をリセットするタイミングが変化する。また、電荷の蓄積を開始する前に読み出し開始位置を決めるため、蓄積期間中に発生した手ぶれがセンサ出力に残留するという問題がある。このように、ＣＣＤイメージセンサとＣＭＯＳイメージセンサでは電荷の蓄積制御方式が違うため、ＣＭＯＳイメージセンサでは、特性に対応した手ぶれ補正を行う必要がある。

そこで、特許文献１では、手ぶれ情報に基づきＣＭＯＳイメージセンサからの読み出し開始位置を制御することで手ぶれを補正する方法が開示されている。また、特許文献１では、ＣＭＯＳイメージセンサの全有効画素を一旦記録し、手ぶれ情報に基づいて、記憶部からの読み出し開始位置を制御することによって、手ぶれを補正する方法が開示されている。
特開２０００−３５０１０１号公報

しかしながら、上記の技術のように、ＣＭＯＳイメージセンサから読み出し開始位置を制御する手ぶれ補正手段では、蓄積期間中に発生する手ぶれがセンサ出力に残留する、という問題が解決されていない。

また、上記の技術のように、全画素を記憶する手法では、上記蓄積期間の手ぶれを補正することができるが、ＣＭＯＳイメージセンサから必要な画素数を読み出す場合に比べて、読み出しクロックを高速化する必要がある。その結果、消費電力が大きくなるという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高速かつ低消費電力で効果的に手ぶれを補正することを目的とする。

本発明の第１の側面は、撮像装置に係り、撮像面に配置された複数の画素の一部から画像信号を読み出す撮像手段と、手ぶれを検出する手ぶれ検出手段と、前記手ぶれ検出手段で検出された、第１の手ぶれ量に基づいて、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する第１の制御手段と、前記撮像手段から読み出された画像信号を記憶する記憶手段と、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定した後に前記手ぶれ検出手段で検出された、第２の手ぶれ量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記画像信号の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する第２の制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明の第２の側面は、撮像システムに係り、光学系と、上記の撮像装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の第３の側面は、撮像面に配置された複数の画素の一部から画像信号を読み出す撮像手段と、手ぶれを検出する手ぶれ検出手段とを備える撮像装置の制御方法に係り、前記手ぶれ検出手段で検出された、第１の手ぶれ量に基づいて、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する工程と、前記撮像手段から読み出された画像信号を記憶手段に記憶する工程と、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定した後に前記手ぶれ検出手段で検出された、第２の手ぶれ量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記画像信号の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の第４の側面は、光学系と、撮像面に配置された複数の画素の一部から画像信号を読み出す撮像手段と、手ぶれを検出する手ぶれ検出手段とを備える撮像システムの制御方法に係り、前記手ぶれ検出手段で検出された、第１の手ぶれ量に基づいて、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する工程と、前記撮像手段から読み出された画像信号を記憶手段に記憶する工程と、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定した後に前記手ぶれ検出手段で検出された、第２の手ぶれ量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記画像信号の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、高速かつ低消費電力で効果的に手ぶれを補正することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の好適な第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。図１において、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１は入射された被写体像を光電変換し、撮像面に配置された複数の画素の一部から画像信号として出力する撮像手段として機能する。ＡＦＥ１０２は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の出力信号をノイズ除去し、Ａ／Ｄ変換を行う。メモリ１０３は、ＡＦＥ１０２でデジタル化された画像信号を記録する。ＣＰＵ１０４は、撮像装置全体を制御する。例えば、ＣＰＵ１０４は、撮影時の設定に合わせてＣＭＯＳイメージセンサ１０１の蓄積時間を算出し、第１の手ぶれ補正制御手段１０６、第２の手ぶれ補正制御手段１０８及びセンサ駆動制御手段１０７に対し、算出した蓄積時間を出力する。ジャイロセンサ１０５は、一定間隔で手ぶれ量を検出する手ぶれ検出手段として機能する。第１の制御手段１１０は、ジャイロセンサ１０５で検出された手ぶれ量に基づいて、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する。第２の制御手段１１１は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始位置を決定した後にジャイロセンサ１０５で検出された手ぶれ量に基づいて、メモリ１０３等の記憶手段に記憶された画像信号の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する。第１の制御手段１１０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始位置を算出する第１の手ぶれ補正制御手段１０６と、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の駆動を制御するセンサ駆動制御手段１０７とを含む。第２の制御手段１１１は、メモリ１０３等の記憶手段の読み出し開始位置を算出する第２の手ぶれ補正制御手段１０８と、メモリ１０３等の記憶手段に記録されている画素から映像出力（読み出し）に使用する範囲を制御するメモリ読出し制御手段１０９とを含む。

以下、図２を参照して本発明の好適な第１の実施形態に係る撮像装置の動作を説明する。

図２は、本実施形態に係る撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャートを示す図である。図２において横軸は時間軸を示す。また、図２（ｇ）〜図２（ｉ）において縦軸は行方向の画素位置を示す。なお、図２（ｈ）及び図２（ｉ）では、後述する基準数で表された区間内における出力信号の画素領域を示す。

図２（ａ）に示すパルスは垂直基準信号を示し、撮影時の設定により信号間隔が変動しうる。各垂直基準信号間に付された数字は基準数を示す。図２（ｂ）はジャイロセンサ１０５からの出力を示し、一定間隔毎で検出される手ぶれ量を表している。図２（ｃ）は各垂直基準信号間で発生した手ぶれ量を積算した基準信号間積算値であり、手ぶれの方向を矢印↑↓、手ぶれの大きさを矢印の横に数字で表している。矢印↑及び矢印↓は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の撮像面に平行かつ逆方向の２方向をそれぞれ示す。図２（ｄ）は、各垂直基準信号の発生時点までに生じた手ぶれ量を積算した全積算値であり、基準信号間積算値と同様に矢印↑↓と数字で表している。図２（ｅ）はＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始位置を決定するための第１の手ぶれ補正値、図２（ｆ）はメモリ１０３の読み出し開始位置を決定するための第２の手ぶれ補正値である。図２（ｇ）はＣＭＯＳイメージセンサ１０１の画素領域を示し、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の全画素を破線、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１から読み出される画素を実線で表している。図２（ｈ）はＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの出力信号（出力画像）を示し、図２（ｉ）はメモリ１０３からの出力信号（出力画像）を示している。図２（ｉ）において、ＣＭＯＳメモリ１０３に記憶された全画素を破線、メモリ１０３から外部に読み出され出力される画素を実線で示している。

以下、図１及び図２を参照して第１の実施形態について説明する。

図２では、一例として、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の全画素の行数を１００行、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１から読み出す画素の行数を８０行、手ぶれがない場合の読み出し開始行を第１１行目とする。

まず、基準数１の区間における手ぶれ補正を説明する。ジャイロ出力は、上向きを示しており、撮像面に対して上向きの手ぶれが発生している。基準数１の区間で発生した手ぶれ量を積算した基準信号間積算値は↑１０である。基準数１の区間では、この値がそのまま第１の手ぶれ補正値及び第２の手ぶれ補正値となる。

ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し位置は、撮像面の第１行目〜第１００行目のうち、第１１行〜第９０行である（図２に示す「Ｇ１」）。基準数１の区間で発生した手ぶれは、基準数２の区間におけるＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始行と、基準数１の区間においてＣＭＯＳイメージセンサ１０１から読み出しメモリ１０３に記憶した画像の読み出し開始行と、にそれぞれ反映される。

すなわち、基準数２の区間での読み出し開始行は、基準数１の区間での読み出し開始行である第１１行目を、１０行上に移動させた第１行目である。また、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１から読み出された出力信号（図２に示す「Ｈ１」）は、メモリ１０３に記憶された後、その一部を読み出して映像出力（図２に示す「Ｉ１」）として出力する。基準数１の区間で手ぶれが生じていない場合には、メモリ１０３に記憶した画像のうち、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し領域（図２に示す「Ｇ１」）に対応した第１１行目〜第９０行目を読み出す。しかしながら、基準数１の区間では、基準信号間積算値↑１０の手ぶれが発生しているため、メモリ１０３からの読み出し開始行は、第１１行目を１０行上に移動させた第１行目となり、基準数１の区間で発生した手ぶれが反映される。

これを基準数２の区間における手ぶれ補正を例にしてより詳細に説明する。

まず、第１の手ぶれ補正制御手段１０６は、■の時点までの手ぶれ量を積算し、得られた積算値を第１の手ぶれ補正値として、センサ駆動制御手段１０７へ出力する。図２では、説明を簡単にするため、■を読み出し開始時点□に最も近い垂直基準信号の発生時点（基準数１と２の間）に設定している。なお、■は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出し開始時点□から、少なくとも蓄積時間Δｔと読み出し開始位置を算出するための時間との合計時間分だけ前に設定されればよい。

次いで、ＣＰＵ１０４は、第１の手ぶれ補正値が↑１０であるため、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始行を、第１１行目から１０行上に移動させ、第１行目に変更する。これにより読み出し開始時点□が決定される。

次いで、ＣＰＵ１０４は、撮影時の設定に合わせて、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の蓄積時間Δｔを算出し、第１の手ぶれ補正制御手段１０６、第２の手ぶれ補正制御手段１０８及びセンサ駆動制御手段１０７に対し、算出した蓄積時間Δｔを出力する。これにより、基準数２における読み出し画素領域Ｇ２が決定される。

次いで、センサ駆動制御手段１０７は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始時点□から蓄積時間Δｔ前の時点で、読み出し画素領域Ｇ２の読み出し開始行である第１行目から第８０行目まで、順番に電荷をリセットする。

次いで、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１は、読み出し開始時点□で、第１行目から第８０行目まで蓄積された電荷を順番に読み出し、ＡＦＥ１０２に出力する。

ここで、読み出し画素領域Ｇ２からのセンサ出力Ｈ２には、■の時点までの手ぶれが補正されているが、■−□間で発生した手ぶれは補正されていない。これは、読み出し開始位置が一旦設定されると、その位置を変更できないからである。そこで、読み出し開始位置を設定された後に発生した手ぶれは、メモリ１０３側で補正する。

まず、ＡＦＥ１０２は、センサ出力Ｈ２をデジタル化し、メモリ１０３に記録する。

次いで、第２の手ぶれ補正制御手段１０８は、■−□間で発生した手ぶれ量を積算し、得られた積算値を第２の手ぶれ補正値として、メモリ読み出し制御手段１０９へ出力する。

ここで、図２（ｉ）に一例として示すように、メモリ１０３は８０行分の画素を記憶できるものとし、メモリ１０３から読み出される画素の行数を６０行、手ぶれがない場合の読み出し開始行を第１１行目とする。

■−□間に発生した手ぶれ量は、□の時点で基準信号間積算値↓１０であるため、第２の手ぶれ補正値は↓１０であり、メモリ１０３からの読み出し開始行は、１０行下に移動した第２１行目となる。

メモリ読み出し制御手段１０９は、読み出し開始行である第２１行目から第８０行目まで、メモリ１０３からの読み出しを行う。その結果、■−□間に発生した手ぶれが補正されたメモリ出力Ｉ２が得られる。

以上のように、本実施形態では、ＣＭＯＳイメージセンサからの読み出し開始位置を制御することによって、読み出し開始位置の決定前（例えば、蓄積期間前）に発生した手ぶれを補正する。そして、メモリからの読み出し開始位置を制御することによって、読み出し開始位置の決定後（例えば、蓄積期間中）に発生した手ぶれを補正する。その結果、全画素を読み出す場合よりも、読み出しクロックを低速化することができ、かつ、消費電力を抑えることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の好適な第２の実施形態について説明する。本実施形態では、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出し開始位置の制御により補正可能な大きさを超えた手ぶれが発生した場合には、補正できなかった手ぶれ量を考慮して、メモリからの読み出し開始位置を制御することによって手ぶれ補正を行う。

図３は、本発明の好適な第２の実施形態に係る撮像装置の構成を示す図であり、図４は、第２の実施形態の動作を説明するためのタイミングチャートを示す図である。図３及び図４において、図１及び図２と同様の構成要素には、同一の符号が付されている。なお、図４（ｊ）は手ぶれを補正するための読み出し開始位置と実際にＣＭＯＳイメージセンサ１０１から読み出しを開始した位置との差分値を示す。

以下、第１の実施形態と異なる部分について説明する。

第１の手ぶれ補正制御手段１０６は、■の時点までの手ぶれ量を積算し、得られた積算値が補正可能な範囲内の場合には、積算値を第１の手ぶれ補正値として、センサ駆動制御手段１０７へ出力する。得られた積算値が補正可能な範囲を超える場合には、補正可能な最大値を第１の手ぶれ補正値としてセンサ駆動制御手段１０７へ出力する。また、積算値と第１の手ぶれ補正値との差分値を第２の手ぶれ補正制御手段１０８へ出力する。

第２の手ぶれ補正制御手段１０８は、■−□間に発生した手ぶれ量を積算して得られた積算値と、第１の手ぶれ補正制御手段１０６からの差分値を加算し、第２の手ぶれ補正値としてメモリ読み出し制御手段１０９へ出力する。

図４では、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の全画素の行数を１００行、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出し画素の行数を８０行、手ぶれがない場合の読み出し開始行を第１１行目、手ぶれ補正範囲を上下１０行としている。■の時点で図４（ｄ）の全積算値は↑１５であるため、手ぶれ補正範囲の１０行を超えている。このため、第１の手ぶれ補正値としては、手ぶれ補正可能な最大値↑１０がセンサ駆動制御手段１０７へ出力される。また、全積算値↑１５と手ぶれ補正可能な最大値↑１０との差分値↑５が第２の手ぶれ補正制御手段１０８へ出力される。

センサ駆動制御手段１０７は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出し開始時点□から蓄積時間Δｔ前の時点で、第１の手ぶれ補正値により決まる読み出し画素領域Ｇ３に対し、読み出し開始行から順番に電荷をリセットする。次に、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出し開始時点□から、蓄積された電荷を順番に読み出し、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１から出力する。

センサ出力Ｈ３は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出しを制御することによって補正できなかった手ぶれと、蓄積期間中に発生した手ぶれとが残留している。

第２の手ぶれ補正制御手段１０８は、■−□間に発生した手ぶれ量の積算値と、第１の手ぶれ補正制御手段１０６からの差分値とを加算し、第２の手ぶれ補正値としてメモリ読み出し制御手段１０９へ出力する。

□の時点で、■−□間に発生した手ぶれ量は、図４（ｃ）の基準信号間積算値が０である一方で、第１の手ぶれ補正制御手段１０６からの差分値が↑５である。そのため、第２の手ぶれ補正値は↑５と表され、メモリ１０３からの読み出し開始行は５行上に移動して第６行目となる（図４に示す「Ｉ２」）。

メモリ読み出し制御手段１０９は、読み出し開始位置に合わせて、メモリ１０３からの読み出しを制御する。これによって、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出し時に残った手ぶれと、■−□間に発生した手ぶれとが補正されたメモリ出力Ｉ３を得ることができる。

以上のように本実施形態では、補正可能な範囲を超える手ぶれが発生して、ＣＭＯＳイメージセンサからの読み出し時に残った手ぶれを、メモリからの読み出し時に補正することが可能となる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の好適な第３の実施形態について説明する。本実施形態では、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の読み出し開始行が予め定められた行に制限され、手ぶれを補正するための行から読み出しが出来ない場合には、補正できなかった手ぶれ量を考慮する。そして、メモリからの読み出し開始位置を制御することによって手ぶれ補正を行う。

図５は、本発明の好適な第３の実施形態に係る撮像装置の構成を示す図であり、図６は、第３の実施形態の動作を説明するためのタイミングチャートを示す図である。図５及び図６において、図１及び図２と同様の構成要素には、同一の符号が付されている。

以下、第１の実施形態と異なる部分について説明する。

センサ駆動制御手段１０７は、第１の手ぶれ補正値による手ぶれ補正行が、読み出し開始位置として設定できない行の場合には、手ぶれ補正行の近傍の（例えば、一番近い）読み出し開始位置として設定可能な行から読み出しを行う。これとともに、手ぶれ補正行の行番号と実際に読み出した行の行番号との差分値を第２の手ぶれ補正制御手段１０８へ出力する。第２の手ぶれ補正制御手段１０８は、■−□間に発生した手ぶれ量を積算して得られた積算値と、センサ駆動制御手段１０７からの差分値を加算し、第２の手ぶれ補正値としてメモリ読み出し制御手段１０９へ出力する。

図６では、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１の全画素の行数を１００行、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出し画素の行数を８０行、手ぶれがない場合の読み出し開始行を第１１行目としている。また、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出し可能な行数を５行毎としている。■の時点で図６（ｄ）の全積算値は↑８であるため、手ぶれ補正をするための読み出し開始行は第３行目となる。しかしながら、第３行目は読み出し開始位置として設定可能な行ではないため、一番近い読み出し開始位置として設定可能な行である第１行目から読み出しを行う。また、手ぶれ補正をするための読み出し行の行番号と実際に読み出しを開始した行の行番号との差分値↓２を、第２の手ぶれ補正制御手段１０８へ出力する。

センサ出力Ｈ３には、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出しにより補正できなかった手ぶれと蓄積期間中に発生した手ぶれとが残留している。

第２の手ぶれ補正制御手段１０８は、■−□間に発生した手ぶれ量の積算値と、センサ駆動制御手段１０７からの差分値とを加算し、第２の手ぶれ補正値としてメモリ読み出し制御手段１０９へ出力する。

□の時点で、■−□間に発生した手ぶれ量は、図６（ｃ）の基準信号間積算値↓５となるが、センサ駆動制御手段からの差分値が↓２であるため、第２の手ぶれ補正値は↓７となる。その結果、メモリ１０３からの読み出し開始行は７行下に移動して第１８行目となる（図６に示す「Ｉ３」）。

以上のように本実施形態では、予め定められた行しか読み出し開始位置を設定できないＣＭＯＳイメージセンサ１０１において、ＣＭＯＳイメージセンサ１０１からの読み出し時に残った手ぶれをメモリからの読み出し開始位置を制御する。これによって手ぶれを補正することが可能となる。

なお、上述した実施形態の説明においては、ＣＭＯＳイメージセンサから読み出した画像信号を記憶するメモリを撮像装置内に配置したが、例えば、このようなメモリを撮像装置の外部に配置させる場合にも、本発明は適用可能である。

また、上述した実施形態の説明においては、結像レンズ等を含む光学系の図示を省略したが、このような光学系を搭載したビデオカメラなどの撮像システムにも、本発明は適用可能である。

本発明の好適な第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。本発明の好適な第１の実施形態に係る撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャートを示す図である。本発明の好適な第２の実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。本発明の好適な第２の実施形態に係る撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャートを示す図である。本発明の好適な第３の実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。本発明の好適な第３の実施形態に係る撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャートを示す図である。従来の技術における撮像素子の電荷の蓄積制御方式を説明する図である。従来の技術における、ＣＭＯＳイメージセンサからの読み出しタイミングを説明する図である。

符号の説明

１０１‥‥ＣＭＯＳイメージセンサ
１０３‥‥メモリ
１０５‥‥ジャイロセンサ
１１０‥‥第１の制御手段
１１１‥‥第２の制御手段

Claims

撮像面に配置された複数の画素の一部から画像信号を読み出す撮像手段と、
手ぶれを検出する手ぶれ検出手段と、
前記手ぶれ検出手段で検出された、第１の手ぶれ量に基づいて、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する第１の制御手段と、
前記撮像手段から読み出された画像信号を記憶する記憶手段と、
前記撮像手段の読み出し開始位置を決定した後に前記手ぶれ検出手段で検出された、第２の手ぶれ量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記画像信号の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する第２の制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
前記第１の制御手段は、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定するまでに検出された前記第１の手ぶれ量を積算することによって、第１の手ぶれ補正値を算出する前記第１の手ぶれ補正制御手段を有し、
前記第２の制御手段は、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定した後に検出された前記第２の手ぶれ量を積算することによって、第２の手ぶれ補正値を算出する前記第２の手ぶれ補正制御手段を有し、
前記第１の手ぶれ補正制御手段は、前記第１の手ぶれ補正値に基づいて、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定し、
前記第２の手ぶれ補正制御手段は、前記第２の手ぶれ補正値に基づいて、前記記憶手段の読み出し開始位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１の手ぶれ補正制御手段は、前記第１の手ぶれ補正値が設定値を超える場合には、前記設定値を前記第１の手ぶれ補正値とするとともに、前記第１の手ぶれ補正値と前記設定値との差分値を前記第２の手ぶれ補正制御手段に出力し、
前記第２の手ぶれ補正制御手段は、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定してから電荷蓄積期間が終了するまでに検出された前記第２の手ぶれ量の積算値と前記差分値とに基づいて、前記第２の手ぶれ補正値を算出することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記第１の制御手段は、前記撮像手段の読み出し開始位置を行単位で制御し、前記第１の手ぶれ量に基づいて決定された読み出し開始位置が読み出し可能な行ではない場合には、その近傍の読み出し可能な行から読み出しを開始するとともに、前記決定された読み出し開始位置の行番号と実際に読み出しを開始した行番号との差分値を前記第２の手ぶれ補正制御手段に出力し、
前記第２の手ぶれ補正制御手段は、前記撮像手段の読み出し開始位置が決定されてから電荷蓄積期間が終了するまでに検出された前記第２の手ぶれ量の積算値と前記差分値とに基づいて、前記第２の手ぶれ補正値を算出することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
光学系と、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置と、
を備えることを特徴とする撮像システム。
撮像面に配置された複数の画素の一部から画像信号を読み出す撮像手段と、手ぶれを検出する手ぶれ検出手段とを備える撮像装置の制御方法であって、
前記手ぶれ検出手段で検出された、第１の手ぶれ量に基づいて、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する工程と、
前記撮像手段から読み出された画像信号を記憶手段に記憶する工程と、
前記撮像手段の読み出し開始位置を決定した後に前記手ぶれ検出手段で検出された、第２の手ぶれ量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記画像信号の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する工程と、
を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。
光学系と、撮像面に配置された複数の画素の一部から画像信号を読み出す撮像手段と、手ぶれを検出する手ぶれ検出手段とを備える撮像システムの制御方法であって、
前記手ぶれ検出手段で検出された、第１の手ぶれ量に基づいて、前記撮像手段の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する工程と、
前記撮像手段から読み出された画像信号を記憶手段に記憶する工程と、
前記撮像手段の読み出し開始位置を決定した後に前記手ぶれ検出手段で検出された、第２の手ぶれ量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記画像信号の読み出し開始位置を決定し、その読み出しを制御する工程と、
を含むことを特徴とする撮像システムの制御方法。