JP3342041B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像装置に関し、より
具体的には、電子ズーム手段や電子的な画像振れ補正手
段を具備する撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学像を電気信号に変換して出力する撮
像装置では、撮像信号の画面間演算により画像の振れ又
は被写体の移動を検出でき、検出した動きベクトルを使
って画像振れを低減できる。画像振れを防止する具体的
な構成としては、検出した画像振れに応じて可変頂角プ
リズムの頂角を制御し、光学的に画像振れを防止する光
学的な構成と、画像メモリに記憶した画像から画像振れ
を相殺するような部分画像を抽出し、正規の大きさで出
力する電子的な構成が知られている。後者はまた、撮影
画像を電子的に拡大する電子ズーム機能としても知られ
ている。

【０００３】図２は、電子的に画像振れを補正又は防止
する回路を具備するビデオ・カメラの構成ブロック図を
示す。撮像素子１２はズーム・レンズ１０による光学像
を電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器１４は撮像素子１２
の出力をディジタル信号に変換する。画像処理回路１６
は機能的には、画像メモリ１８を制御するメモリ制御回
路２０、動き量検出回路２２、及び電子ズーム回路２４
からなり、電子的に画像振れを低減する。

【０００４】例えば、図３に示すＷが撮影画像、即ち、
画像メモリ１８に格納される画像の全範囲であるとする
と、画像振れ機能を作動させている状態では、画像処理
回路１６は、全範囲Ｗの中央部分の一部Ｒｏを画像メモ
リ１８から読み出し、電子ズーム回路２４によりＷの大
きさに拡大して補間処理回路２６に出力している。

【０００５】動き量検出回路２２が画像の動きを検出す
ると、全範囲Ｗからの抽出範囲を、その動き量を相殺す
る方向に移動して、例えば図３のＲｘｙから画像データ
を読み出し、電子ズーム回路２４によりＷの大きさに拡
大して補間処理回路２６に出力する。

【０００６】補間処理回路２６は、電子ズーム回路２４
による拡大により不足する画素データを補間し、Ｄ／Ａ
変換器２８は補間処理回路２６により補間された画像デ
ータをアナログ信号に変換して出力する。Ｄ／Ａ変換器
２８の出力は、画像振れが低減された動画像信号になっ
ている。ビデオ・エンコーダ３０はＤ／Ａ変換器２８の
出力を所定形式、例えば、ＮＴＳＣ方式に準拠するビデ
オ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換器２８の出力はまた電子
ビュー・ファインダ（ＥＶＦ）３２に印加され、画像表
示される。ビデオ・エンコーダ３０の出力が電子ビュー
・ファインダ（ＥＶＦ）３２に印加されることもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、画像振れが大きい場合に画像の振れを防止し切れ
ず、目的とする被写体が画面ないで安定せずに大きく揺
れたり、被写体が画面上に現われたり消えたりするとい
ったことが起こる。

【０００８】また、従来例では、画像振れ処理した画像
信号をモニタ表示しているので、撮影者は、自身の手振
れが少ないものと錯覚しがちであり、手振れを少なくで
きる状況にありながら、装備されている手振れ防止機能
に依存してしまう。例えばカメラ一体型映像記録装置で
撮影映像を記録している場合、本来解消できたはずの画
像振れのある映像を記録してしまうことになる。

【０００９】本発明は、これらの不都合を解消する撮像
装置を提示することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る撮像装置
は、ズームレンズと、当該ズームレンズによる光学像を
電気信号に変換する撮像手段と、当該ズームレンズを電
動で駆動する駆動手段と、撮影画像の所定部分を電子的
に拡大する電子ズーム手段と、手振れ量を検出する手振
れ検出手段と、当該手振れ検出手段の出力に基づいて手
振れを補正する電子防振手段と、撮影画像中の任意の被
写体を指定する被写体指定手段と、当該被写体指定手段
により指定される被写体の位置を検出する被写体位置検
出手段と、当該被写体の被写体位置が画面上で所定量以
上揺れたことを当該被写体位置検出手段が検出すると、
当該ズームレンズを広角側に駆動すると共に、当該電子
ズーム手段により当該被写体の撮影画角が一定になる様
に制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】また、撮影画像に出力画像範囲を示す枠信
号を重畳してモニタ表示するので、撮影画像範囲内にお
ける画像出力範囲を視覚的に確認できるようになる。従
って、例えば画像振れ補正の作動時にも、その補正状態
を視覚的に確認できる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１６】図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロ
ック図を示す。４０は撮影レンズであるズーム・レン
ズ、４２はズーム・レンズ４０による光学像を電気信号
に変換する撮像素子、４４は撮像素子４２のアナログ出
力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。４
６は、画像メモリ４８を使って画像の動き量を検出し、
画像振れを低減する画像処理回路であり、機能的には、
画像メモリ４８を制御するメモリ制御回路５０、画面間
演算により画像の動き量を検出する動き量検出回路５
２、被写体位置を検出する被写体位置検出回路５４、及
び電子ズーム回路５６を具備する。

【００１７】被写体位置検出回路５４は、指定された被
写体像（例えば、撮影開始時に画面中心に位置する画
像、後述する操作装置８０の被写体指定スイッチの操作
時に画面中央に位置する画像等）を追尾して、数フィー
ルド（又はフレーム）にわたり被写体位置を検出及び記
憶する回路である。その検出アルゴリズムは、動き量検
出のアルゴリズムに類似しており、画面間の比較演算に
より任意の被写体を追尾できる。

【００１８】５８は、画像処理回路４６により振れ補正
に伴って電子的に拡大された画像に必要な画素データを
補間処理する補間処理回路、６０は補間処理回路５８の
出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、６２はＤ
／Ａ変換器６０から出力される画像信号を所定ビデオ形
式、例えばＮＴＳＣ形式のビデオ信号に変換するビデオ
・エンコーダである。ビデオ・エンコーダ６２の出力は
例えば、ビデオ・テープ・レコーダ又はビデオ・カセッ
ト・レコーダなどの映像記録装置６３に接続する。

【００１９】６４は、ズーム・レンズ４０を変倍駆動す
るズーム・モータ、６６はズーム・レンズ６４のズーム
位置を検出するズーム・エンコーダ、６８は、ズーム・
エンコーダ６６の出力及び画像処理回路４６からの制御
信号に従ってズーム・モータ６４を制御する光学ズーム
制御回路である。

【００２０】７０は画像処理回路４６（具体的にはメモ
リ制御回路５０）からのタイミング信号に従い、画像振
れ防止機能の作動時に、画面全体Ｗ（図３参照）におけ
る抽出部分Ｒｘｙに表示する枠信号を発生する枠発生回
路、７２は撮像素子４２の出力に枠発生回路７０から出
力される枠信号を加算する加算器、７４は加算器７２の
出力（ａ接点）又はＤ／Ａ変換器６０の出力（ｂ接点）
を選択するスイッチ、７６はスイッチ７４により選択さ
れた信号を画像表示する電子ビュー・ファインダ（ＥＶ
Ｆ）である。

【００２１】７８は全体、特に、画像処理回路４６、光
学ズーム制御回路６８及びスイッチ７４を制御するシス
テム制御回路、８０はシステム制御回路７８に指示入力
するためのキーやスイッチからなる操作装置である。

【００２２】本実施例では、画像振れがある程度以上大
きくなって、先に被写体指定スイッチで指定された被写
体の安定が得られない場合には、光学ズーム制御回路６
８によりズーム・レンズ４０を変倍して画像振れを画像
処理回路４６で処理できる範囲内に抑える。そして、そ
の際、ズーム・レンズ４０の変倍による画角の変化を相
殺するように電子ズーム回路５６での電子ズームの変倍
率を変更し、撮影画角を一定に維持する。

【００２３】図４に示すフローチャートを参照して、こ
の動作を説明する。

【００２４】先ず、初期化する（Ｓ１）。具体的には、
ズーム・エンコーダ６６の出力によりズーム・レンズ４
０のズーム位置を読み取り、電子ズームの拡大率Ｋに初
期値Ｋｏを設定する。

【００２５】撮像素子４２による撮影画像を画像メモリ
４８に記憶する（Ｓ２）。撮像素子４２から出力される
撮影画像信号はＡ／Ｄ変換器４４によりディジタル信号
に変換され、画像処理回路４６のメモリ制御回路５０が
Ａ／Ｄ変換器４４の出力画像データを画像メモリ４８に
書き込む。

【００２６】画像処理回路４６の動き量検出回路５２は
次に、画像メモリ４８に記憶される画像データを読み出
し、Ａ／Ｄ変換器４４からの次の画面の画像データとの
比較演算によりｘ方向及びｙ方向の動き量を検出する
（Ｓ４）。

【００２７】検出した動き量から所定以上の画面の揺れ
があるときには（Ｓ５）、画像メモリ４８からの読み出
し範囲を検出した動き量を相殺する量だけ移動して、メ
モリ制御回路５０に設定する。即ち、図３の新しい読出
し範囲Ｒｘｙをメモリ制御回路５０に設定する（Ｓ
５）。なお、画面の揺れが実質的に無い場合には、初期
的な読み出し範囲Ｒｏをメモリ制御回路５０に設定す
る。

【００２８】次に、被写体位置検出回路５４は、画像メ
モリ４８に記憶される画像データ及びＡ／Ｄ変換器４４
から出力される次の画面の画像データ、並びに記憶する
過去の被写体位置を参照して現在の被写体位置を検出す
る。画像処理回路４６は、現在の被写体位置及び過去の
被写体位置から、被写体が画面上で揺れているか否かを
判断する（Ｓ８）。

【００２９】被写体が安定していない場合（Ｓ８）、画
像処理回路４６は光学ズーム制御回路６８にズーム・レ
ンズ４０のワイド化を指令し、ズーム・レンズ４０の光
学ズームと電子ズームの合計で一定の画角を維持できる
ように、電子ズーム回路５６のズーム率Ｋを調節する
（Ｓ９）。光学ズーム制御回路６８は、画像処理回路４
６からのワイド化指令に応じてズーム・モータ６４を所
定量駆動し、ズーム・レンズ４０を所定単位だけワイド
方向に変倍する。ズーム・レンズ４０をワイド化した
後、Ｓ２に戻って、撮影画像の画像メモリ４８への取り
込み（Ｓ２）、及び動き量検出（Ｓ４）等の処理を再実
行する。

【００３０】被写体が安定している場合には（Ｓ８）、
電子ズーム回路５６が、設定されているズーム率Ｋで電
子ズームする（Ｓ１０）。即ち、Ｓ５で設定した読出し
範囲の画像データを画像メモリ４８から読み出し、ズー
ム率Ｋで拡大して補間処理回路５８に出力する。補間処
理回路５８は、電子ズームにより不足する画素データを
補間する。Ｄ／Ａ変換器６０は補間処理回路５８により
補間された画像データをアナログ信号に変換し、ビデオ
・エンコーダ６２はＤ／Ａ変換器６０の出力をＮＴＳＣ
形式のビデオ信号に変換して出力する。ビデオ・エンコ
ーダ６２の出力は画像振れを低減されたビデオ信号にな
っている。

【００３１】このように、光学ズームと電子ズームを協
調動作させることにより、目的の被写体を画面内で安定
させながら画像の振れを抑制又は低減できる。しかも、
一定画角で撮影を継続できるという利点がある。

【００３２】本実施例ではまた、画像振れ補正の効果を
モニタ画面上で視覚的に確認できる。使用者は、操作装
置８０により、振れ補正された撮影画像をモニタ表示す
るか、振れ補正前の撮影画像をモニタ表示するかをシス
テム制御回路７８に指示する。システム制御回路７８
は、その指示に従い、振れ補正された撮影画像をモニタ
表示する場合には、スイッチ７４をｂ接点に接続し、振
れ補正前の撮影画像をモニタ表示する場合にはスイッチ
７４をａ接点に接続する。

【００３３】振れ補正前の撮影画像をモニタ表示する場
合、画像処理回路４６は、動き量検出回路５２による動
き量検出結果に基づく画像メモリ４８からの読出し範囲
Ｒｘｙの位置情報を枠発生回路７０に出力する。枠発生
回路７０は読み出し範囲Ｒｘｙを囲む枠を表示する枠信
号を発生する。加算器７２は撮像素子４２から出力され
る撮影画像信号に枠発生回路７０から出力される枠信号
を加算してスイッチ７２のａ接点に印加する。加算器７
２の出力はスイッチ７２を介してＥＶＦ７６に印加され
る。

【００３４】これにより、撮影画面の全体Ｗに対して読
み出し範囲Ｒｘｙを示す枠を重畳された撮影画像信号
が、ＥＶＦ７６の画面に表示され、撮影者は、画像振れ
防止の効果を視覚的に確認できる。ズーム・レンズ４０
をワイド化するときには、枠信号発生回路７０の発生す
る枠信号の枠も変化するので、光学ズームと電子ズーム
の役割分担も視覚的に確認でき、撮影者は、より適切な
撮影条件を選択設定できるようになる。

【００３５】勿論、この間、画像処理回路４６は前述の
通りに振れ補正処理しており、Ｄ／Ａ変換器６０の出力
は振れ補正後の画像信号になっており、ビデオ・エンコ
ーダ６２によりビデオ信号化されて映像記録装置６３に
印加される。映像記録装置６３は、振れ補正された映像
信号を記録する。

【００３６】振れ補正後の撮影画像をモニタ表示する場
合、Ｄ／Ａ変換器６０の出力がスイッチ７４を介してＥ
ＶＦ７６に印加される。従って、ＥＶＦ７６には、振れ
補正された画像信号が印加される。これにより、撮影者
は、振れ補正の効果を視覚的に確認できる。

【００３７】上記実施例では、撮像素子振れ補正の際
に、通常の画面サイズの撮影画像の一部を所定大きさに
拡大する画像処理を行なっているが、撮像素子として通
常の画面サイズより大きい撮像エリアを具備する素子を
使用し、出力する画素範囲を検出動き量に応じて選択す
る方式の画像振れ補正回路又は防振回路を有する撮像装
置にも適用できることはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、目的の被写体を画面内で安定させ
ながら画像の振れを抑制又は低減できる。また、撮影画
像に出力画像範囲を示す枠信号を重畳してモニタ表示す
るので、撮影画像範囲内における画像出力範囲を視覚的
に確認でき、例えば画像振れ補正の作動時にも、その補
正状態を視覚的に確認できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。

【図２】 従来例の概略構成ブロック図である。

【図３】 画像振れ補正のためのメモリ操作の説明図で
ある。

【図４】 本実施例の画像振れ補正動作のフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０：ズーム・レンズ １２：撮像素子 １４：Ａ／Ｄ
変換器 １６：画像処理回路 １８：画像メモリ ２
０：メモリ制御回路 ２２：動き量検出回路 ２４：電
子ズーム回路 ２６：補間処理回路 ２８：Ｄ／Ａ変換
器 ３０：ビデオ・エンコーダ ３２：電子ビュー・フ
ァインダ（ＥＶＦ） ４０：ズーム・レンズ４２：撮像
素子 ４４：Ａ／Ｄ変換器 ４６：画像処理回路 ４
８：画像メモリ ５０：メモリ制御回路 ５２：動き量
検出回路 ５４：被写体位置検出回路５６：電子ズーム
５８：補間処理回路 ６０：Ｄ／Ａ変換器 ６２：ビ
デオ・エンコーダ ６３：映像記録装置 ６４：ズーム
・モータ ６６：ズーム・エンコーダ ６８：光学ズー
ム制御回路 ７０：枠発生回路 ７２：加算器 ７４：
スイッチ ７６：電子ビュー・ファインダ（ＥＶＦ）
７８：システム制御回路 ８０：操作装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−74070（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−250468（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−166870（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−130484（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−95506（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/232

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ズームレンズと、 当該ズームレンズによる光学像を電気信号に変換する撮
   像手段と、 当該ズームレンズを電動で駆動する駆動手段と、 撮影画像の所定部分を電子的に拡大する電子ズーム手段
   と、 手振れ量を検出する手振れ検出手段と、 当該手振れ検出手段の出力に基づいて手振れを補正する
   電子防振手段と、 撮影画像中の任意の被写体を指定する被写体指定手段
   と、 当該被写体指定手段により指定される被写体の位置を検
   出する被写体位置検出手段と、 当該被写体の被写体位置が画面上で所定量以上揺れたこ
   とを当該被写体位置検出手段が検出すると、当該ズーム
   レンズを広角側に駆動すると共に、当該電子ズーム手段
   により当該被写体の撮影画角が一定になる様に制御する
   制御手段とを具備する ことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 当該被写体指定手段は手動のスイッチで
   あることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 更に、撮影画像に対して、当該電子ズー
   ム手段により拡大する画像部分を示す枠信号を当該撮影
   画像に重畳する枠重畳手段と、当該枠重畳手段の出力を
   重畳した撮影画面と、当該電子ズーム手段の出力画像と
   を切り替え可能な画像表示手段とを設けたことを特徴と
   する請求項１又は２に記載の撮像装置。