JP2009152698A

JP2009152698A - 撮像装置及びその制御方法及びプログラム

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Abstract

【課題】ビデオカメラ等の撮像装置において、ズーミングに伴う手ぶれの補正精度の低下を防止する。
【解決手段】ズームレンズ１０を含む撮像光学系により結像された被写体像を画像信号に変換する撮像部１２と、撮像部により前後して得られた画像信号を記憶する画像メモリ１１０と、撮像部により得られた画像信号から画像の変位量を表わす動きベクトル量を検出する動きベクトル検出部２１と、動きベクトル検出部により検出された動きベクトル量をズームレンズのズーム位置に基づいて画像間の角変位量に変換する角度変換部２３と、角変位量を積算して撮像光学系の光軸からの揺れ角を求める積算部１０８と、揺れ角をズームレンズのズーム位置に基づいて撮像部上での像面変位量に変換する像面変位量変換部２５と、像面変位量に基づいて画像メモリからの画像信号の読み出し位置を制御する読み出し制御部１０９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、動画像のぶれから得られる動きベクトル検出情報を用いて、撮像画の手ぶれによるぶれを補正する技術に関すものである。

ビデオカメラなどの動画像を撮像する撮像装置においては、特にレンズを望遠側にズームしたときに、手ぶれにより画像がぶれることが問題となる。このような手ぶれによる画像のぶれを防止するために、従来より撮像した画像信号から画像の動きベクトルを検出し、この動きベクトルに基づいて画像のぶれを補正する技術が提案されている。

動画像の動きベクトルを検出する方法としては、従来より、相関演算に基づく相関法やブロックマッチング法等が知られている。

ブロックマッチング法では、入力された画像信号を複数の適当な大きさのブロック領域（例えば８画素×８ライン）に分割する。そして、このブロック単位で前のフィールド（またはフレーム）の一定範囲の画素との差を計算し、この差の絶対値の和が最小となる前のフィールド（またはフレーム）のブロックを探索する。そして、画面間の相対的なずれが、そのブロックの動きベクトルを示している。

また、マッチング演算については、尾上守夫等により、情報処理Vol.17,No.7,p.634 〜640 July 1976 で詳しく論じられている。

次に、ブロックマッチング法を用いた従来の動きベクトル検出法の一例を、図面を用いて説明する。図７は従来の動きベクトル検出法によりぶれを防止する装置の概略ブロック図である。

まず動きベクトルの検出対象となる画像信号（フィールドまたはフレーム）が、入力端子１０１から画像メモリ１１０及び空間周波数成分を抽出するフィルタ１０２に加えられる。画像メモリ１１０は画像信号を一時記憶する。フィルタ１０２は画像信号から動きベクトル検出に有用な空間周波数成分を抽出する。即ち、画像信号の低空間周波数成分及び高空間周波数成分を除去する。

フィルタ１０２を通過した画像信号は２値化回路１０３に加えられる。２値化回路１０３は画像信号を、ゼロレベルを基準として２値化する。具体的には出力信号の符号ビットを出力する。

２値化された画像信号は相関演算回路１０４及び１フィールド期間遅延手段としてのメモリ１０５に加えられる。相関演算回路１０４には更にメモリ１０５から前フィールドの画像信号が加えられている。

相関演算回路１０４はブロックマッチング法に従い、上記のように適当な大きさのブロック領域に画像領域を分割し、ブロック単位に現フィールドと前フィールドとの相関演算を行い、その結果の相関値を動きベクトル検出回路１０６に加える。動きベクトル検出回路１０６は算出された相関値からブロック単位の動きベクトルを検出する。具体的には相関値が最小となる前フィールドのブロックを探索し、その相対的なずれを動きベクトル量としている。

このブロック単位の動きベクトル量は動きベクトル決定回路１０７に加えられる。動きベクトル決定回路１０７はブロック単位の動きベクトルから全体の動きベクトル量（代表ベクトル量）を決定する。具体的には、ブロック単位の動きベクトル量の中央値または平均値を画像全体の動きベクトル量としている。動きベクトル決定回路１０７より得られる全体の動きベクトル量を積分回路１０８で積算処理することにより、積算された動きベクトル量に変換する。

メモリ読みだし制御回路１０９は積算された動きベクトル量に応じて画像の動きが相殺されるように画像メモリ１１０の読みだし位置を制御し、画像メモリ１１０からぶれが補正された画像信号が出力される。

なお、代表ベクトル検出回路２１は、フィルタ１０２、２値化回路１０３、相関演算回路１０４、メモリ１０５、動きベクトル検出回路１０６、動きベクトル決定回路１０７から成る。

さらに、図８は、上記の構成をビデオカメラ等の撮像装置に組み込んだ状態を示す図である。

図８において、撮像装置は、ズームレンズ１０、ズームレンズ１０を駆動して変倍率を変えるためにユーザーが操作するズームスイッチ３３、ズームスイッチ３３の状態に応じてズームモータを制御するズーム制御部３２、ズームモータ３１、ズームレンズ１０の位置を検出するズームエンコーダ３４からなる電動ズームレンズを備える。そして、ズームスイッチ３３の操作に応じて、ズームレンズ１０の位置が変更される。具体的にはズームスイッチ３３から入力されたズーム位置情報に応じて、ズームエンコーダ３４がその位置情報と合致する値と成るようズーム制御部３２を介してズームモータ３１を駆動し、ズームレンズ１０を目的の位置とする制御がなされる。

また、ズームレンズ１０、主光学系１１によりＣＣＤ等からなる撮像素子１２の受光面に結像された被写体像は、電気信号に変換され、画像信号としてカメラ信号処理回路１３で標準ビデオ信号等に変換される。

カメラ信号処理回路１３から得られたビデオ信号は、画像メモリ１１０に入力されると共に代表ベクトル検出回路２１にも入力され、代表ベクトル検出回路２１からは全体の動きベクトル量が出力される。代表ベクトル検出回路２１から得られる全体の動きベクトル量を積分回路１０８で積分処理することにより、積算された動きベクトル量に変換する。そして、メモリ読みだし制御回路１０９は積算された動きベクトル量に応じて画像の動きが相殺されるように画像メモリ１１０の読みだし位置を制御し、画像メモリ１１０からぶれが補正されたビデオ信号が出力される。ぶれが補正されたビデオ信号は、レコーダ１７に記録される。
特開平７−１７７４２５号公報

しかしながら、上記の構成の撮像装置でズーム操作を行った場合、以下の様な不具合が生じる。
（１）焦点距離が大きい値から、焦点距離が小さな値となるようにズーム制御した場合、積算された動きベクトル量に対する補正角が焦点距離変化に伴い増加してしまう。
（２）反対に、焦点距離が小さい値から、焦点距離が大きな値となるようにズーム制御した場合、積算された動きベクトル量に対する補正角が焦点距離変化に伴い減少してしまう。

上記の現象を図９を参照して説明する。

図９は焦点距離に対する撮像面上の光軸中心からの像の変位と角変位の一例を示した図で、角変位が一定であっても焦点距離に応じて撮像面での光軸中心からの像の変位が変化している。図９の４７で示す特性は光軸換算１ｄｅｇの角変位に対する各焦点距離の光軸中心からの像の変位を示している。また、４６、４５も同様に、２ｄｅｇ、３ｄｅｇの角変位に対する各焦点距離の光軸中心からの像の変位を示している。

ここで、ズームレンズを駆動させてレンズの焦点距離をａ（焦点距離の大きい側）からｂ（焦点距離の小さい側）の位置まで移動させた場合について考えてみる。

ズームの駆動に伴う画角変化によってベクトル量の検出が無かった（０であった）としても、積分回路１０８で積算された動きベクトル量がａ点の焦点距離において４１で示す撮像面上の変位であれば、ズーム動作の結果ｂ点の焦点距離における変位は４２に示すように変わらないため、光軸からの角度変化に置き換えた場合４７に示す１ｄｅｇの角度から４５に示す３ｄｅｇの角度に置き換わってしまう。

なお、一般的に撮像面上での光軸中心からの像の変位と、光軸からの角度（角変位）と焦点距離の関係は下記の式にて示される。

ｌ＝ｆ×ｔａｎθ
ｌ：光軸中心からの像の変位
ｆ：焦点距離
θ：光軸からの角変位
すなわちズーム操作を行うことにより、手ぶれの補正角が変化してしまうことになる。したがって、ズーム操作を行った場合に補正角度の連続性が損なわれてしまうため、ズーム中、ズーム後の画像の変化に違和感を感じることとなる。

この違和感はズーム動作による焦点距離変化が大きいほど、またズーム動作時の手ぶれ補正角が大きいほど顕著に現れる。

さらに、ズーム操作を行った際の画角変化によりカメラぶれを伴わない被写体の移動が生じることによるベクトル量の誤検出がある。

一例として、図１０Ａに示す撮像画を、ズーム操作により焦点距離を大きくして（広角側から望遠側へ）撮像することを考える。

図１０Ａの２０１は撮像範囲で撮像素子から読み出される撮像画である。２０２は得られた撮像画を前述のようにブロックマッチング処理を行うために領域分割しているブロックを示している。また、２１１、２１２は被写体である。

この画角から図１０Ａに示す２０４のエリアが撮像画角となるようにズーム操作をした結果、撮像画は図１０Ｂのように変化する。

このズーム操作の際に仮に手ぶれ等による撮像画のぶれが無かったとしても、求められるベクトル量は図１１に示す様な形態となる。図１１において、２２２で示される矢印は、検出されたベクトル量で、画角変化に伴う被写体２１１の移動、及び被写体２１２の移動に伴うベクトル量である。また２２３で示される点は被写体が無い（マッチングできない）ためにベクトル量が検出できなかったブロックを示している。

図１１の場合において動きベクトル決定回路１０７より得られる全体の動きベクトル量は、ブロック単位の動きベクトルの中央値または平均値を取った場合２２１の矢印で表わされるベクトル量となる。

したがって、ズーム操作を行った際の画角変化によりカメラぶれを伴わない被写体の移動が生じることによる動きベクトル量の誤検出が生じたこととなる。

なお、検出されるベクトル量はズームの速度により変化し、単位時間当たりの画角変化が大きいほど大きなベクトル量が検出される。すなわちズーム速度が早い場合にはベクトル誤検出量も大きくなり、誤検出に伴う誤動作も増す。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ビデオカメラ等の撮像装置において、ズーミングに伴う手ぶれの補正精度の低下を防止することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、ズームレンズを含む撮像光学系により結像された被写体像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像信号を記憶する画像メモリと、前記撮像手段により前後して得られた画像信号から画像間の変位量を表わす動きベクトル量を検出する動きベクトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段により検出された動きベクトル量を前記ズームレンズのズーム位置に基づいて前記画像間の角変位量に変換する角度変換手段と、前記角度変換手段から得られた角変位量を積算して前記撮像光学系の光軸からの揺れ角を求める積算手段と、前記揺れ角を、前記ズームレンズのズーム位置に基づいて前記撮像手段上での像面変位量に変換する像面変位量変換手段と、前記像面変位量に基づいて前記画像メモリからの画像信号の読み出し位置を制御する読み出し制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、ズームレンズを含む撮像光学系により結像された被写体像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像信号を記憶する画像メモリと、を備える撮像装置の制御方法であって、前記撮像手段により前後して得られた画像信号から画像間の変位量を表わす動きベクトル量を検出する動きベクトル検出工程と、前記動きベクトル検出工程により検出された動きベクトル量を前記ズームレンズのズーム位置に基づいて前記画像間の角変位量に変換する角度変換工程と、前記角度変換工程から得られた角変位量を積算して前記撮像光学系の光軸からの揺れ角を求める積算工程と、前記揺れ角を、前記ズームレンズのズーム位置に基づいて前記撮像手段上での像面変位量に変換する像面変位量変換工程と、前記像面変位量に基づいて前記画像メモリからの画像信号の読み出し位置を制御する読み出し制御工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ビデオカメラ等の撮像装置において、ズーミングに伴う手ぶれの補正精度の低下を防止することが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。

まず、本発明の実施形態の概要について説明する。本発明の実施形態に係わる撮像装置は、検出されたベクトル量（＝単位時間当たりの画素移動量）をズームレンズの焦点距離の値により単位時間当たりの角変位に変換し、積分器による積算処理を施すことにより積算された角変位としてぶれ補正量を算出する。さらに、ぶれの補正時においては積算された角変位を焦点距離の値に応じメモリ読み出し位置（＝メモリ画素移動量）に変換することにより従来同様の補正を実現するしつつ、焦点距離の変化の影響を受けずにぶれ補正を行なうことが可能となる。

なお、上記説明において、ベクトル量として検出される単位時間当たりの画素移動量と、補正時のメモリ上の画素移動量は等しく設定されることが一般的に行われ、その際には（検出されたベクトル量）＝（モメリ読み出し位置）となる。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。

なお、図１に示す本実施形態の撮像装置は、図８に示した従来の撮像装置と共通する部分が多いため、同一部分には同一符号を付して、部分的に説明を省略する。

図１において、撮像装置は、ズームレンズ１０、ズームレンズ１０を駆動して変倍率を変えるためにユーザーが操作するズームスイッチ３３、ズームスイッチ３３の状態に応じてズームモータを制御するズーム制御部３２、ズームモータ３１、ズームレンズ１０の位置を検出するズームエンコーダ３４からなる電動ズームレンズ（撮像光学系）を備える。そして、ズームスイッチ３３の操作に応じて、ズームレンズ１０の位置が変更される。具体的にはズームスイッチ３３から入力されたズーム位置情報に応じて、ズームエンコーダ３４がその位置情報と合致する値と成るようズーム制御部３２を介してズームモータ３１を駆動し、ズームレンズ１０を目的の位置とする制御がなされる。

ズームエンコーダ３４より得られるズームレンズ位置（＝焦点距離）情報は後述する画素角度変換回路２３及び角度画素変換回路２５にも入力される。

カメラ信号処理回路１３から得られたビデオ信号は画像メモリ１１０に入力されると共に代表ベクトル検出回路２１にも入力される。

代表ベクトル検出回路２１は、図７の場合と同様に、フィルタ１０２、２値化回路１０３、相関演算回路１０４、メモリ１０５、動きベクトル検出回路１０６、動きベクトル決定回路１０７から構成されており、画像間における画面全体の動きベクトル量を検出する。

代表ベクトル検出回路２１により得られた画面全体の動きベクトル量は画素角度変換回路２３で、代表ベクトル量（＝前後して得られた撮像素子の画素変位量）をズームエンコーダ３４の値（ズーム位置変化）に基づき前後して得られた像の角変位（角変位量）に変換する。さらに積分回路１０８でこの角変位を積算処理することにより、積算された角変位、すなわち光軸に対する揺れ角を得ることができる。

さらにパンニング制御回路２４によりパンニング処理が施された後、角度画素変換回路２５により揺れ角から動きベクトル量に相当する補正画素へ変換（変位量変換）が行われる。

撮像面上での光軸中心からの像の変位と、光軸からの角度（角変位）と焦点距離の関係は下記の式にて示されるので、下記変換式にて上記の画素（＝変位量）と角変位との変換を行うことができる。

Δθ＝ｔａｎ^-1（Δｌ／ｆ）
Δｌ：前後して得られた像の変位
ｆ：焦点距離
Δθ：前後して得られた像の角変位
積算された角変位θは上記のように時間軸で積算することにより求まることから、下記のように表せる。

θ＝∫Δθ
角度画素変換回路２５は積算された角変位より補正画素に変換する（像面変位量変換）。

変換式は下記のように表せる。

ｌ＝ｆ×ｔａｎθ
ｌ：積算された像の変位（像面変位量）
ｆ：焦点距離
θ：積算された像の角変位
メモリ読みだし制御回路１０９は、角度画素変換回路２５により変換された補正画素（撮像素子の像面上（撮像手段上）で、積算された像面変位量に相当）に応じて手ぶれによる画像の動きが相殺されるように画像メモリ１１０の読みだし位置を制御する。そして、画像メモリ１１０からぶれ補正が施されたビデオ信号が出力され、レコーダ１７に記録される。なお、上記積算された像面変位量ｌは撮像素子の原点（例えば撮像素子の中心や光軸中心）からの変位量である。

次に、図２はズーム時の動作を説明する図である。

図２は、焦点距離に対する撮像面上の光軸中心からの像の変位と角変位の一例を示した図で、角変位が一定であっても焦点距離に応じて撮像面での光軸中心からの像の変位が変化している。図２の４７で示す特性は光軸換算１ｄｅｇの角変位に対する各焦点距離の光軸中心からの像の変位を示している。また、４６、４５も同様に、２ｄｅｇ、３ｄｅｇの角変位に対する各焦点距離の光軸中心からの像の変位を示している。

ここで、ズームレンズを駆動させてレンズの焦点距離をａ（焦点距離の大きい側）からｂ（焦点距離の小さい側）の位置まで移動した場合について考えてみる。

積分回路１０８で積算された角変位は、パンニング制御回路２４を経た後、角度画素変換回路２５により揺れ角から動きベクトル量に相当する補正画素へと変換される。その角変位が１ｄｅｇであり、４１に示す撮像面上の変位であったとすると、ズームに伴う画角変化によるベクトル検出が無かった（０であった）場合、積算された角変位には変化が無い。そのため、角度画素変換回路２５により揺れ角から動きベクトル量に相当する補正画素へ変換が行われた結果、変位は４３に示す値となる。すなわちズーム操作により焦点距離が変化しても積算された角変位に変化が無ければ、揺れ角から動きベクトル量に相当する補正画素へ変換が行われても角変位としては一定であるため、その補正角を保持することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

この第２の実施形態は、ズーム倍率の変化に伴い、手ぶれを補正する補正量を減衰させる、あるいは補正量を０とすることにより、ズーム時のベクトル量誤検出、誤動作を軽減するものである。

図３は、本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。

なお、図３に示す本実施形態の撮像装置は、図１に示した第１の実施形態の撮像装置と共通する部分が多いため、同一部分には同一符号を付して、部分的に説明を省略する。

図３において、撮像装置は、ズームレンズ１０、ズームレンズ１０を駆動して変倍率を変えるためにユーザーが操作するズームスイッチ３３、ズームスイッチ３３の状態に応じてズームモータを制御するズーム制御部３２、ズームモータ３１、ズームレンズ１０の位置を検出するズームエンコーダ３４からなる電動ズームレンズを備える。そして、ズームスイッチ３３の操作に応じて、ズームレンズ１０の位置が変更される。具体的にはズームスイッチ３３から入力されたズーム位置情報に応じて、ズームエンコーダ３４がその位置情報と合致する値と成るようズーム制御部３２を介してズームモータ３１を駆動し、ズームレンズ１０を目的の位置とする制御がなされる。

ズームエンコーダ３４より得られるズームレンズ位置（＝焦点距離）情報は後述する画素角度変換回路２３及び角度画素変換回路２５にも入力される。また、ズーム制御回路３２からはズームモータ３１の駆動速度が検出角減衰回路２６へ出力される。

代表ベクトル検出回路２１は、図７の場合と同様に、フィルタ１０２、２値化回路１０３、相関演算回路１０４、メモリ１０５、動きベクトル検出回路１０６、動きベクトル決定回路１０７から構成されており、フィールド、あるいはフレーム間の全体の動きベクトル量を検出する。

代表ベクトル検出回路２１により得られた画面全体の動きベクトル量は画素角度変換回路２３で、代表ベクトル量（＝単位時間当たりの撮像素子の画素変位量）をズームエンコーダ３４の値に基づき角変位に変換する。

画素角度変換回路２３の出力は、検出角減衰回路２６において、ズーム制御回路３２より得られるズームモータ３１の駆動速度に応じて減衰される。

さらに積分回路１０８でこの減衰処理がなされた角変位を積分処理することにより、積算された角変位、すなわち光軸に対する揺れ角を得ることができる。

積分回路１０８で積算された角変位は、パンニング制御回路２４を経た後、角度画素変換回路２５により揺れ角から動きベクトル量に相当する補正画素へと変換される。

メモリ読みだし制御回路１０９は角度画素変換回路２５により変換された補正画素に応じて画像の動きが相殺されるように画像メモリ１１０の読みだし位置を制御し、画像メモリ１１０からぶれ補正が施されたビデオ信号が出力され、レコーダ１７に記録される。

次に、ズーム速度に応じて画素角度変換回路２３の出力を減衰させる制御を図４を参照して説明する。

図４に示すグラフは横軸がズーム速度、例えばズームモータの回転数であり、縦軸は角変位の減衰率である。

図４に５１で示されている特性は、画素角度変換回路２３の出力である角変位の減衰特性の一例で、ズーム速度が低速の領域５３では減衰はせず、中速域で０％から１００％まで連続的に減衰特性を変更する。またズーム速度が高速の領域５４では減衰率１００％とし、画像の揺れから検出した角変位を０とする。

動きベクトルの検出において、ズーム動作時に誤検出されるベクトル量はズームの速度により変化し、単位時間当たりの画角変化が大きいほど大きなベクトル量が検出される。すなわちズーム速度が早い場合にはベクトル誤検出量も大きくなり、誤検出に伴う誤動作も増す。

その点、本実施形態では、上記のようにズーム速度が速い場合には検出された角変位を０とするため、誤検出による誤動作を防止することができる。また、ズーム速度が低速の場合には通常の防振動作ができる。

また、図４に５２で示されている特性は、特に０％近傍、および１００％近傍の減衰特性の変化率を少なくした特性の一例で、ズーム速度により、急峻に減衰率変化が生じないようにした場合の特性である。

なお、検出角減衰回路２６による減算演算は入力された角変位に対しズーム速度に応じ、図４に示す特性に従って乗算すれば良く、乗算係数自体はズーム速度に応じたルックアップテーブル等のデータ列として備えれば良い。

なお、上記実施例においては補正角減衰回路２６による減衰率はズームレンズ１０の移動速度により決定される構成にて説明しているが、ズームレンズ１０の移動速度以外に、ズームモータ３１の回転数に応じて、あるいは像倍率の変化量に応じて減衰率を設定しても良い。

また、本実施形態においては、ズームモータ３１によってズームレンズ１０を駆動するように構成されているが、ユーザーが手動でズームレンズを調整できるように構成しても良い。この場合は、例えばユーザによって操作されるズーム環の動きを検出するズームエンコーダ３４を用いて、ズーム速度を取得すればよい。つまり、駆動速度と同様に、単位時間あたりのズーム位置の変化の大きさを取得すれば良い。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

この第３の実施形態は、第２の実施形態に対し、焦点距離を加味し、手ぶれ補正量を減衰させる割合を変える、あるいは補正量を０とするズーム速度を変えることにより、ズーム時のベクトル量誤検出、誤動作の影響を軽減するものである。具体的には、焦点距離が小さいワイド側では手ぶれが撮像画に与える影響が少なく、且つ一般的に画角が広い分、ズーム操作による被写体の変化が大きいため、誤動作防止を優先させ遅いズーム速度から補正量を減衰させる。反対に焦点距離の大きいテレ側では手ぶれが撮像画に与える影響が大きく、また一般的に画角が狭くなっている分被写体変化が少ないため、抑振効果を優先させる。

図５は本発明の第３の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。

なお、図５に示す本実施形態の撮像装置は、図３に示した第２の実施形態の撮像装置と共通する部分が多いため、同一部分には同一符号を付して、部分的に説明を省略する。

図５において、撮像装置は、ズームレンズ１０、ズームレンズ１０を駆動して変倍率を変えるためにユーザーが操作するズームスイッチ３３、ズームスイッチ３３の状態に応じてズームモータを制御するズーム制御部３２、ズームモータ３１、ズームレンズ１０の位置を検出するズームエンコーダ３４からなる電動ズームレンズを備える。そして、ズームスイッチ３３の操作に応じて、ズームレンズ１０の位置が変更される。具体的にはズームスイッチ３３から入力されたズーム位置情報に応じて、ズームエンコーダ３４がその位置情報と合致する値と成るようズーム制御部３２を介してズームモータ３１を駆動し、ズームレンズ１０を目的の位置とする制御がなされる。

ズームエンコーダ３４より得られるズームレンズ位置（＝焦点距離）情報は後述する画素角度変換回路２３及び角度画素変換回路２５、検出角減衰回路２７にも入力される。また、ズーム制御回路３２からはズームモータ３１の駆動速度が検出角減衰回路２７へ出力される。

代表ベクトル検出回路２１は、図７の場合と同様に、フィルタ１０２、２値化回路１０３、相関演算回路１０４、メモリ１０５、動きベクトル検出回路１０６、動きベクトル決定回路１０７から構成されており、全体の動きベクトル量を検出する。

画素角度変換回路２３の出力は、検出角減衰回路２７において、ズーム制御回路３２より得られるズームモータ３１の駆動速度、及び焦点距離に応じて減衰される。

積分回路１０８で積算された角変位は、パンニング制御回路２４を経た後、角度画素変換回路２５により揺れ角から動きベクトル量に相当する補正画素へと変換される。つまり、撮像素子１２上での像面変位量へと変換される。

次に、ズーム速度および焦点距離変化に応じて画素角度変換回路２３の出力を減衰させる制御を図６を参照して説明する。

図６に示すグラフは横軸がズーム速度で、例えばズームモータ３１の回転数であり、縦軸は角変位の減衰率である。

図６に５５で示されている特性は、画素角度変換回路２３の出力である角変位の減衰特性の一例で、焦点距離がワイド側の時の減衰特性を示している。また、５６で示されている特性は焦点距離がテレ側の減衰特性を示している。

ここでズーム速度を一定としワイド側からテレ側にズーム操作を行った場合について説明すると、図中Ｃで示されるズーム速度にてワイド側からズームを開始すると５７に示す点の減衰率が設定される。引き続きズーム操作を継続していくと、焦点距離がテレ側に行くにつれ、減衰量は矢印５９で示されるように小さくなり、テレ側では点５８の減衰率となる。

以上のような減衰率の制御を行うことにより、ズーム時のベクトル量誤検出、誤動作の影響を軽減することが可能となる。

また、本実施形態においても、ユーザーが手動でズームレンズを調整できるように構成しても良い。この場合は、例えばユーザによって操作されるズーム環の動きを検出するズームエンコーダ３４を用いて、ズーム速度を取得すればよい。つまり、駆動速度と同様に、単位時間あたりのズーム位置の変化の大きさを取得すれば良い。

（他の実施形態）
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。

本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態における焦点距離変化に伴う撮像面上での像の変位を示したグラフである。本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態におけるズーム速度に伴う角変位量の減衰率を示したグラフである。本発明の第３の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。第３の実施形態におけるズーム速度に伴う角変位量の減衰率を示したグラフである。従来の代表ベクトル検出回路を示す図である。従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。従来の撮像装置における焦点距離変化に伴う撮像面上での像の変位を示したグラフである。焦点距離変化に伴う撮像面上での像の変位を示した図である。焦点距離変化に伴う撮像面上での像の変位を示した図である。焦点距離変化に伴って発生する動きベクトルを示す図である。

Claims

ズームレンズを含む撮像光学系により結像された被写体像を画像信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像信号を記憶する画像メモリと、
前記撮像手段により前後して得られた画像信号から画像間の変位量を表わす動きベクトル量を検出する動きベクトル検出手段と、
前記動きベクトル検出手段により検出された動きベクトル量を前記ズームレンズのズーム位置に基づいて前記画像間の角変位量に変換する角度変換手段と、
前記角度変換手段から得られた角変位量を積算して前記撮像光学系の光軸からの揺れ角を求める積算手段と、
前記揺れ角を、前記ズームレンズのズーム位置に基づいて前記撮像手段上での像面変位量に変換する像面変位量変換手段と、
前記像面変位量に基づいて前記画像メモリからの画像信号の読み出し位置を制御する読み出し制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
前記ズームレンズの単位時間あたりのズーム位置変化の大きさに応じて、前記角度変換手段から得られた角変位量を減衰させる減衰手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記ズームレンズの単位時間あたりのズーム位置変化の大きさおよびズーム位置に応じて、前記角度変換手段から得られた角変位量を減衰させる減衰手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
ズームレンズを含む撮像光学系により結像された被写体像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像信号を記憶する画像メモリと、を備える撮像装置の制御方法であって、
前記撮像手段により前後して得られた画像信号から画像間の変位量を表わす動きベクトル量を検出する動きベクトル検出工程と、
前記動きベクトル検出工程により検出された動きベクトル量を前記ズームレンズのズーム位置に基づいて前記画像間の角変位量に変換する角度変換工程と、
前記角度変換工程から得られた角変位量を積算して前記撮像光学系の光軸からの揺れ角を求める積算工程と、
前記揺れ角を、前記ズームレンズのズーム位置に基づいて前記撮像手段上での像面変位量に変換する像面変位量変換工程と、
前記像面変位量に基づいて前記画像メモリからの画像信号の読み出し位置を制御する読み出し制御工程と、
を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
請求項４に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。