JP3132146B2 - 像ブレ補正手段を有した撮影装置 - Google Patents

像ブレ補正手段を有した撮影装置

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JP3132146B2 JP04126855A JP12685592A JP3132146B2 JP 3132146 B2 JP3132146 B2 JP 3132146B2 JP 04126855 A JP04126855 A JP 04126855A JP 12685592 A JP12685592 A JP 12685592A JP 3132146 B2 JP3132146 B2 JP 3132146B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカメラ(撮影装置)の手
ブレ等の動きや振動等により生じる撮影系による画像の
像ブレを補正する機能、所謂像ブレ補正手段を有した撮
影装置に関し、特に撮影系のブレがブレ補正手段の補正
範囲を越えたときでも良好なる画像が得られるようにし
た像ブレ補正手段を有した撮影装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般にカメラを手で保持して撮影する場
合、手ブレ等によりカメラが振動すると撮影画像に像ブ
レ(ブレ)が発生して画質が低下してくる。この為最
近、カメラの手ブレ等の振動により生じる像ブレを自動
的に補正するようにした像ブレ補正手段を設けた撮影装
置が種々と提案されている。
【0003】像ブレ補正手段の一要素としては、例えば
撮影系のブレを検出するブレ検出手段と、該ブレ検出手
段からの信号に基づいて画像のブレを補正するブレ補正
手段とがある。
【0004】図11は従来の像ブレ補正手段を有した撮
影装置の要部ブロック図である。
【0005】同図では撮像素子(CCD)より得られる
画像信号より画像の動きを検出し、画像の読み出し位置
を変化させることにより像ブレを補正するシステムの要
部ブロックを示している。
【0006】同図において撮影系(不図示)により結像
された画像を撮像素子であるCCDイメージセンサ1で
電気信号に変換している。CCDイメージセンサ1で得
られたアナログ画像信号は信号処理回路2でサンプルホ
ールドして、AGC及びガンマ補正をし、次いでアナロ
グ画像信号をA/D変換器3でデジタル画像信号に変換
している。A/D変換器3でA/D変換されたデジタル
画像信号をフィールドメモリ4により一時記憶してい
る。
【0007】ブロック5はA/D変換器3からのデジタ
ル画像信号を基に画像の動きの検出を行ない、又フィー
ルドメモリ4の制御を行っている。マイコン6はブロッ
ク5とフィールドメモリ4を制御している。ブロック5
からのデジタル画像信号をD/A変換器7でアナログ画
像信号に変換している。D/A変換器7からのアナログ
画像信号を映像信号処理回路8により信号処理をし、フ
ォーマットに基づく映像信号を作成して出力している。
【0008】ブロック5は現フィールドの信号と前フィ
ールドの信号を記憶しているフィールドメモリ4からの
信号とを比較し、前フィールドからの動き量を求めて、
その動きをキャンセルするように後段のD/A変換器7
及び映像信号処理回路8に信号を出力し、これによって
像ブレの補正を行っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の像ブレ補正手段
を有した撮影装置は像ブレの補正範囲が予め決められて
いた。この為、像ブレが補正範囲以上あるとき、即ち補
正範囲以上の大きな動き(振動)に対しては像ブレを完
全に補正することができなかった。
【0010】例えば、像ブレの補正限界に達すると、次
の像ブレに整える為に像ブレ補正手段は補正の中心へと
戻されてしまい、像ブレの補正が出来ないという問題点
があった。
【0011】このようなことは静止画像を取扱うスチル
カメラではその間、レリーズが落ちないだけですむ。し
かしながら動画像を取扱うビデオカメラではその間、記
録された画像が不連続となり、視覚上非常に異和感のあ
るものになってしまうという問題点があった。
【0012】本発明は撮影系(装置)全体のブレ(動
き)が像ブレ補正手段で補正することができる補正範囲
を越えるような場合であっても、そのブレ(動き)ベク
トルに応じてブレ補正制御を行うことにより、良好なる
画像が容易に得られる像ブレ補正手段を有した撮影装置
を得ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の像ブレ補正手段
を有した撮影装置は、撮影系のブレをブレ検出手段で検
出し、該ブレ検出手段からの信号に基づいて該撮影系に
より形成される画像の像ブレをブレ補正手段で補正する
際、該撮影系のブレが該ブレ補正手段で補正する範囲を
越えるときはブレ補正制御手段で、そのブレの動きベク
トルに応じたブレ補正制御を行うようにしたことを特徴
としている。
【0014】
【実施例】図1は本発明の実施例1の要部ブロック図で
ある。本実施例のハード構成は図11の従来の構成と略
同様である。
【0015】本発明ではCCDイメージセンサ1で得ら
れた画像に基づく映像信号より動きベクトルを検出し、
映像の切り出しエリアを変化させて補正している。そし
てマイコン6は像ブレ補正範囲を越える装置(撮影系)
の動き(振動)に対して、その動きベクトルに応じてブ
レ補正制御を行っていることを特徴としている。
【0016】次に図1の各要素を図11の説明と一部重
複するが順次説明する。
【0017】同図において撮影系9により結像された画
像を撮像素子であるCCDイメージセンサ1で電気信号
に変換している。CCDイメージセンサ1で得られたア
ナログ画像信号は信号処理回路2でサンプルホールドし
て、AGC及びガンマ補正をし、次いでアナログ画像信
号をA/D変換器3でデジタル画像信号に変換してい
る。A/D変換器3でA/D変換されたデジタル画像信
号をフィールドメモリ4により一時記憶している。
【0018】ブロック5はA/D変換器3からのデジタ
ル画像信号を基に画像の動きの検出を行ない、又フィー
ルドメモリ4の制御を行っている。マイコン6はブロッ
ク5とフィールドメモリ4を制御すると共に撮影系(装
置)が像ブレ補正範囲を越える動き(振動)に対して、
その動きベクトルに応じてブレ補正制御を行っている。
【0019】ブロック5からのデジタル画像信号をD/
A変換器7でアナログ画像信号に変換している。
【0020】D/A変換器7からのアナログ画像信号を
映像信号処理回路8により信号処理をし、フォーマット
に基づく映像信号を作成して出力している。
【0021】ブロック5は現フィールドの信号と前フィ
ールドの信号を記憶しているフィールドメモリ4からの
信号とを比較し、前フィールドからの動き量を求めて、
その動きをキャンセルするように後段のD/A変換器7
及び映像信号処理回路8に信号を出力し、これによって
像ブレの補正を行っている。
【0022】図2は本実施例のマイコン6により像ブレ
補正範囲を越える装置(撮影系)の動きに対して、その
動きベクトルに応じてブレ補正制御を行うプログラムの
フローチャートである。
【0023】次に図2のフローチャートを順次説明す
る。
【0024】101はマイコン6の電源がON時に行な
われる変数の初期化である。102はメモリ制御と動き
検出のブロック5で得られた画像の動きベクトル(X
i 、Yi )の読み込みを行う。103ではパンニング制
御(ここではブレ補正範囲を越えるパンニングやチルテ
ィング、あるいはその組み合わせである斜め方向への装
置の動きをパンニングと称する)への移行をチェックす
る為に、前フィールドでの画像の切り出し位置である
(XA ,YA )に現フィールドの画像の動きベクトル
(Xi ,Yi )を加え、(XC ,YC )においている。
【0025】104は前フィールドでの制御(通常制御
かパンニング制御か)状態を判断する部分であり、PA
N=0の場合は通常制御中であることを示している。1
05は通常制御中でのパンニング制御への移行判断部分
であり、補正の為の切り出しベクトル(XC ,YC )が
図3に示す補正範囲(−Xmax ,Xmax ,−Ymax ,Y
max )を越えていない場合には引き続き通常制御を行な
う為に、106で補正ベクトル(XH ,YH )に画像の
動きベクトル(Xi ,Yi )を入力する。そうでない場
合は108でPANに”1”を入力し、パンニング制御
に移行する。
【0026】107はパンニング制御中での通常制御へ
の移行判断部分であり、切り出しベクトル(XC ,Y
C )が図3に示すダブルハッチング部分に入っている場
合には通常制御に移行する。そして115でPANに”
0”を入力し、又変数N(後述)に”0”を入力し、通
常制御とし、116で補正ベクトル(XH ,YH )に画
像の動きベクトル(Xi ,Yi )を入力する。
【0027】109,110,111,112,113
はパンニング制御を行なう為の基準となる装置の基準動
きベクトル(Xo ,Yo )を更新する為の部分である。
変数NによってNo回毎に基準動きベクトル(Xo ,Y
o )を更新し、装置の動きの変化に補正を追従させてい
る。114はパンニング制御中の補正ベクトルの演算部
分である。このときの演算方法の詳細を図4で説明す
る。
【0028】図4において(Xi ,Yi )は現フィール
ドの動きベクトルであり、(Xo ,Yo )はパンニング
方向を示す装置の基準動きベクトルである。(Xi ,Y
i )のベクトルの大きさをZi としたときにパンニング
制御中は基準動きベクトル(Xo ,Yo )に垂直な成分
{図中Zi sin(φ−θ)}のみを補正ベクトルとす
る。このことは、即ちパンニング方向は補正制御を行な
わず、その垂直方向のみ補正を行なうことを示してい
る。補正ベクトル(XH ,YH )は
【0029】
【数1】 となる。
【0030】以上の操作にて現フィールドの補正ベクト
ル(XH ,YH )が得られ、117にて前フィールドの
切出しベクトル(XA ,YA )に加えられ、118にて
図5に示す係数f(x)が乗ぜられる。
【0031】これは切り出しベクトル(XA ,YA )に
補正中心から離れるにつれて、1より小さな係数をかけ
て各補正毎に徐々に補正位置を補正中心方向へ戻し、補
正量を確保する為である。119で切り出しベクトルを
メモリ制御と動き検出のブロック5に出力し、画像の動
きを補正している。
【0032】図6は本発明においてマイコン6により像
ブレ補正範囲を越える装置の動きに対して、その動きベ
クトルに応じてブレ補正制御を行うプログラムの実施例
2のフローチャートである。
【0033】本実施例では501の補正ベクトル(X
H ,YH )の演算部を除いて、ハード構成及び基本ソフ
トのフローチャートは実施例1と同じである。
【0034】本実施例では図7に示すように、補正ベク
トル(XH ,YH )を基準の動きベクトル(Xo ,Y
o )に対し、動きベクトル(Xi ,Yi )のベクトル
(Xo ,Yo )方向の大きさの変化{Zi cos(φ−
θ)−Zo }およびベクトル(Xo ,Yo )に対して垂
直方向成分{Zi sin(φ−θ)}としている。これ
は、即ちパンニング方向に対してパンニングの速度変化
分と、その垂直方向とを補正していることになる。補正
ベクトル(XH ,YH )は
【0035】
【数2】 となる。
【0036】図8は本発明の実施例3の要部ブロック図
である。
【0037】本実施例はぶれ検知手段に角速度センサ
(例えば振動ジャイロ)を用いている。又、ぶれ補正手
段にCCDイメージセンサの読み出しエリア変更を用い
ている。
【0038】角速度センサ701はヨーイング方向、お
よびピッチング方向(画面上では、それぞれ水平方向、
および垂直方向に相当する)にて2個使っている(画面
上の水平方向と垂直方向とがずれている場合はマイコン
内で座標変換を行なう)。角速度センサ701にて得ら
れた角速度は信号処理回路702で反転増幅し、積分器
703で1階積分し、A/D変換器704にてA/D変
換し、マイコン705へ取り込む。マイコン705内で
は実施例1、又は実施例2と同様の処理を行ない、求め
た切り出しベクトルに従ってCCDイメージセンサ70
6より画像を切り出し、信号処理回路707、および映
像信号処理回路708により映像信号を得ている。
【0039】図9は本発明の実施例4の要部概略図であ
る。
【0040】本実施例はぶれ検知手段に角速度センサを
用いている。又、ぶれ補正手段にはプリズム頂角を連続
的に変化可能な頂角可変プリズム800を使って構成し
ている。検知系は実施例3と同一である。
【0041】頂角可変プリズム800は2つの透明ガラ
ス板801a,801bの間に屈折率nの液体803を
樹脂性のベローズ802で封入し、位置センサを内蔵し
たアクチュエータ804(他方の軸は省略する)にて位
置フィードバックをかけながらマイコン6で制御してい
る。
【0042】2枚のガラス板801a,801bの成す
角度がαのとき光線は(n−1)αだけ偏角するのでセ
ンサから得られた動きベクトルを基に実施例1および実
施例2で示したのと同様の演算をマイコン6内で行な
い、切り出しベクトル(XA ,YA )を換算して、アク
チュエータ804を制御することにより、ぶれ補正制御
を行っている。
【0043】図10は本発明の実施例5の要部概略図で
ある。
【0044】本実施例はぶれ検知手段に角速度センサを
用いている。又、ぶれ補正手段にはレンズシフト方式を
使い構成している点が図9の実施例4と異っており、そ
の他の構成は同じである。
【0045】本実施例においてレンズシフト方式とはレ
ンズ群の一部901を光軸方向と直角方向にシフトさせ
ることにより、像が像面(CCDイメージセンサー)上
である比率をもってシフトすることを利用して補正を行
なうものであり、位置センサを内蔵した公知のシフトメ
カ902によって実施例4と同様にマイコン6の制御下
でぶれ補正動作を行なっている。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば以上のように撮影系(装
置)全体のブレ(動き)が像ブレ補正手段で補正するこ
とができる補正範囲を越えるような場合であっても、そ
のブレ(動き)ベクトルに応じてブレ補正制御を行うこ
とにより、良好なる画像が容易に得られる像ブレ補正手
段を有した撮影装置を達成することができる。
【0047】特に本発明によれば装置全体のぶれを検出
するぶれ検出手段と、そのぶれに起因する像ぶれを補正
するぶれ補正手段とを適切に構成することにより、ぶれ
補正範囲を越える装置の動きに対しては、その動きベク
トルに応じてぶれ補正制御を行なうようにしたことによ
って、ぶれ補正範囲を越える装置の動きに対しても補正
した画像が視覚上不連続にならず、かつぶれ補正効果を
発揮し、高品位の撮影画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の要部ブロック図
【図2】本発明に係るマイコンのブレ補正制御の実施例
1のフローチャート
【図3】本発明に係る像ブレの補正範囲を示す説明図
【図4】本発明の実施例1の補正ベクトルの説明図
【図5】本発明の実施例1の切り出しベクトルに乗ずる
係数の説明図
【図6】本発明に係るマイコンのブレ補正制御の実施例
2のフローチャート
【図7】本発明の実施例2の補正ベクトルの説明図
【図8】本発明の実施例3の要部ブロック図
【図9】本発明の実施例4の要部概略図
【図10】本発明の実施例5の要部概略図
【図11】従来の像ブレ補正手段を有した撮影装置の要
部ブロック図
【符号の説明】
1 CCDイメージセンサ 2 信号処理回路 3 A/D変換器 4 フィールドメモリ 5 ブロック 6 マイコン 7 D/A変換器 8 映像信号処理回路 9 撮影系

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮影系のブレをブレ検出手段で検出し、
    該ブレ検出手段からの信号に基づいて該撮影系により形
    成される画像の像ブレをブレ補正手段で補正する際、該
    撮影系のブレが該ブレ補正手段で補正する範囲を越える
    ときはブレ補正制御手段で、そのブレの動きベクトルに
    応じたブレ補正制御を行うようにしたことを特徴とする
    像ブレ補正手段を有した撮影装置。
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