JP4131948B2

JP4131948B2 - ビデオカメラ

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Publication number: JP4131948B2
Application number: JP2003347744A
Authority: JP
Inventors: 重男藤司
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2023-10-07
Also published as: JP2005117283A

Description

本発明は、撮像素子上に被写体像を結像し所定のフレーム間隔で連続する一連の画像データを生成するビデオカメラに関する。

ビデオカメラの中には、手ぶれ補正を自動的に行なう機能を内部に有するものがある。この手ぶれ補正を行なうビデオカメラには、撮影光学系の光軸を手ぶれに応じてうまく調節する手ぶれ補正機構を備えたものやデジタルカメラ内部で電子的に画像データの中央部分を切り出し、その切出し位置を順次調整することにより手ぶれに起因する被写体像の動きを補正するものがある（例えば特許文献１、特許文献２、非特許文献１参照）。

しかし電子的に手ぶれ補正を行なうものにあっては、切出し位置を順次調整するために、撮像サイズを小さくしなければならず、撮像素子が有する撮像サイズが有効に活用されないという欠点がある。
特開平５−１３０４８４号公報特開２００１−８６３９８号公報インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｐｃ．ｗａｔｃｈ．ｉｍｐｒｅｓｓ．ｃｏ．ｊｐ／ｄｏｃｓ／２００３／０６１０／ｓｏｎｙ．ｈｔｍ＞

本発明は上記問題点を解決し、本発明は、上記事情に鑑み、撮像素子が有する撮像サイズが有効に活用されるデジタルカメラを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１のビデオカメラは、撮像素子上に被写体像を結像し所定のフレーム間隔で連続する一連の画像データを生成するビデオカメラであって、
ズームレンズを具備し最短焦点距離と最長焦点距離との間で焦点距離を変化させる光学ズームを行なう光学ズーム手段と、
上記撮像素子上に形成された被写体像の中央部分を、切出し自在に切出すことにより電子ズームを行なう電子ズーム手段と、
操作に応じてズーミングを指示するズーミング操作手段と、
上記ズーミング操作手段の指示に応じて上記光学ズーム手段と上記電子ズーム手段との双方によるズーミングを制御するズーミング制御手段とを備え、
さらに被写体像の切出し位置を順次調整することにより手ぶれに起因する被写体像の動きを補正する手ぶれ補正手段を備えるとともに、その手ぶれ補正手段を作用させる手ぶれ補正モードを有し、
上記ズーミング制御手段は、
上記手ぶれ補正モード未設定時には、上記ズームレンズが最短焦点距離の状態にあるとともに上記電子ズームの倍率を１．０倍にある状態を初期状態として上記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、上記電子ズーム手段の作用を停止したまま上記光学ズーム手段を作用させて上記ズームレンズを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後上記電子ズーム手段を作用させてさらなる高倍率を実現し、
上記手ぶれ補正モード設定時には、上記ズームレンズが最短焦点距離の状態にあるとともに前記電子ズームの倍率が１．０倍にある状態を初期状態として上記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、上記ズームレンズを最短焦点距離に維持したまま、上記電子ズーム手段により所定の第１の倍率に達するまでズーミングを行い、ついで電子ズーム手段によるズーミングはその第１の倍率に達した状態を維持したまま上記光学ズーム手段を作用させて上記ズームレンズを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後前記電子ズーム手段によりさらなる高倍率を実現するように、上記電子ズーム手段および上記光学ズーム手段を制御するものであることを特徴とする。

上記本発明の第１のビデオカメラによれば、上記手ぶれ補正モード設定時には、上記電子ズームの倍率が１．０倍にある状態を初期状態として上記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、上記ズームレンズを上記最短焦点距離に維持したまま、上記電子ズーム手段により上記所定の第１の倍率に達するまでズーミングが行なわれる。そうすると上記ズームレンズが最短の焦点距離の状態にあるときには、被写体が縮小されていることを利用して手ぶれの影響があまり被写体に現われないものとして電子ズームの倍率を下げて手ぶれ補正が行なわれる。すなわち、電子ズームの倍率を下げることにより撮像素子が有する撮像サイズを活用した撮影が行なわれる。

また、上記目的を達成する本発明の第２のデジタルカメラは、撮影素子上に被写体像を結像し所定のフレーム間隔で連続する一連の画像データを生成するビデオカメラであって、
ズームレンズを具備し最短焦点距離と最長焦点距離との間で焦点距離を変化させる光学ズームを行なう光学ズーム手段と、
上記撮影素子上に形成された被写体像の中央部分を、切出し自在に切出すことにより電子ズームを行なう電子ズーム手段と、
操作に応じてズーミングを指示するズーミング操作手段と、
上記ズーミング操作手段の指示に応じて上記光学ズーム手段と上記電子ズーム手段との双方によるズーミングを制御するズーミング制御手段とを備え、
さらに被写体像の切出し位置を順次調整することにより手ぶれに起因する被写体像の動きを補正する手ぶれ補正手段を備えるとともに、その手ぶれ補正手段を作用させる手ぶれ補正モードを有し、
上記ズーミング制御手段は、
上記手ぶれ補正モード未設定時には、上記ズームレンズが最短焦点距離の状態にあるとともに前記電子ズームの倍率を１．０倍にある状態を初期状態として上記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、上記電子ズーム手段の作用を停止したまま上記光学ズーム手段を作用させて上記ズームレンズを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後上記電子ズーム手段を作用させてさらなる高倍率を実現し、
上記手ぶれ補正モード設定時には、上記ズームレンズが最短焦点距離の状態にあるとともに上記電子ズームの倍率が１．０倍にある状態を初期状態として上記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、上記ズームレンズが最長焦点距離に達するまでは上記光学ズーム手段と上記電子ズーム手段との双方を作用させ、上記ズームレンズが最長焦点距離に達した後は上記電子ズーム手段のみを作用させてさらなる高倍率を実現するように、上記電子ズーム手段および上記光学ズーム手段を制御するものであることを特徴とする。

上記本発明の第１のビデオカメラでは、上記ズームレンズが最短焦点距離にあるときに電子ズームの倍率が１．０倍にある状態を初期状態として、上記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、上記所定の第１の倍率までは電子ズームのみを作用させて、その所定の第１の倍率に達した後は上記光学ズーム手段のみを作用させるといった様にいずれか一方のズーム手段を作用させていたが、上記本発明の第２のビデオカメラにおいては、上記ズームレンズが最短焦点距離にあるとともに電子ズームの倍率が１．０倍にある状態を初期状態として、上記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに上記電子ズーム手段と上記光学ズーム手段との双方を作用させている。

このようにすると、上記第１のビデオカメラでは上記光学ズーム手段により光学ズームが行なわれているときには、上記所定の第１の倍率で固定的に電子ズームが行なわれて手ぶれ補正が行なわれるが、上記第２のビデオカメラでは、上記ズームレンズが最長焦点距離側に達するまでの光学ズームの過程において、そのズームレンズによる光学ズームの倍率に応じて手ぶれ補正用の電子ズームの倍率が効果的に設定される。したがって、手ぶれ補正用の電子ズームの倍率が光学ズームにより定められ、上記所定の第１の倍率に固定するよりも切出しサイズを大きくすることができるようになり、固体撮像素子が有する撮像サイズがさらに有効に活用される。

上記本発明の第１のビデオカメラが、複数のフレーム間隔に亘る長時間露光を行なう高感度モードを有し、
上記高感度モードと上記手ぶれ補正モードとの双方が設定されたときに作用する、画像データを上記フレーム間隔で生成させ、上記手ぶれ補正手段により上記フレーム間隔で手ぶれ補正を行なわせ手ぶれ補正後の画像データを複数のフレームに亘って相互に加算させることにより高感度画像データを生成させる高感度手ぶれ補正制御手段を備えていることが好ましい。

このように上記高感度モードのときには、上記手ぶれ補正手段によりフレーム間隔で手ぶれ補正を行なわせ、さらに上記高感度手ぶれ補正制御手段により、複数フレームに亘って相互に加算させることにより高感度の画像データが生成される。

上記本発明の第２のビデオカメラが、複数のフレーム間隔に亘る長時間露光を行なう高感度モードを有し、
上記高感度モードと前記手ぶれ補正モードとの双方が設定されたときに作用する、画像データを上記フレーム間隔で生成させ、上記手ぶれ補正手段により上記フレーム間隔で手ぶれ補正を行なわせ手ぶれ補正後の画像データを複数のフレームに亘って相互に加算させることにより高感度画像データを生成させる高感度手ぶれ補正制御手段を備えていることが好ましい。

そうすると、上記第２のビデオカメラにおいても上記第１のビデオカメラと同様の効果が得られる。

ここで、上記高感度手ぶれ補正制御手段は、上記手ぶれ補正手段に、順次連続する高感度画像データどうしの手ぶれ補正を行なわさせるものであることが好ましい。

このように上記高感度モードのときには、高感度画像データどうしの手ぶれ補正が行なわれると、例えば夜景など撮影する場合において、順次連続する高感度画像データどうしの手ぶれが補正され鮮明な画像が得られる。

また、第１のビデオカメラにおいては、上記ズーミング制御手段は、上記高感度モードと上記手ぶれ補正モードとの双方が設定されている状態にあるときは、上記初期状態に代えて、上記ズームレンズが最短焦点距離状態にあるとともに上記電子ズームが１．０倍を超え、かつ上記所定の第１の倍率よりも低い上記所定の第２の倍率にある状態を初期状態として上記ズーミング操作手段によるズーミングが最大倍率側に指示されたときに、上記ズームレンズを最短焦点距離に維持したまま、上記電子ズーム手段により上記第１の倍率に達するまでズーミングを行ない、ついで電子ズーム手段によるズーミングはその第１の倍率に達した状態を維持したまま上記光学ズーム手段を作用させて上記ズームレンズを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後上記電子ズーム手段によりさらなる高倍率を実現するように、上記電子ズーム手段および上記光学ズーム手段を制御するものことが好ましい。

そうすると上記高感度モードと上記手ぶれ補正モードとの双方が設定されている状態にあるときには、上記１．０倍を超え、かつ前記所定の第１の倍率よりも低い上記第２の所定の倍率を初期状態として上記ズームレンズが最短焦点距離にあるときにも電子ズームが行なわれ手ぶれ補正が行なわれる。

このように高感度モードと手ぶれ補正モードとの双方が設定された場合においては、初期状態として第２の所定の倍率が設定されて若干撮像サイズが小さくなりはするものの、上記第２の所定の倍率を上記所定の第１の倍率よりも下げた分、撮像サイズが有効に活用されて高感度の画像データが得られる。

上記第２のビデオカメラにおいては、上記ズーミング制御手段が、上記高感度モードと上記手ぶれ補正モードとの双方が設定されている状態にあるときは、上記初期状態に代えて、上記電子ズームが１．０倍を超え、かつ上記所定の第１の倍率よりも低い所定の第２の倍率にある状態を初期状態として上記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、上記ズームレンズが最長焦点に達するまでは上記光学ズーム手段と上記電子ズーム手段との双方を作用させ、上記ズームレンズが最長焦点距離に達した後は上記電子ズーム手段のみを作用させてさらなる高倍率を実現するように、上記電子ズーム手段および上記光学ズーム手段を制御するものであることが望ましい。

そうすると、この第２のビデオカメラにおいても上記第１のビデオカメラと同様の効果が得られる。

上記本発明のデジタルカメラによれば、撮像素子が有する撮像サイズが有効に活用されるデジタルカメラが実現される。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明の実施形態であるビデオカメラ１を背面斜め上方から見た斜視図である。

図１に示すように前方にはレンズ鏡胴１０が配備されている。そのレンズ鏡胴１０を前方側としてこのビデオカメラ１の背面側にはモード切替スイッチ１０３が設けられており、このモード切替スイッチ１０３の操作により、録画モードと再生モードとが切り替えられる。

またそのモード切替スイッチ１０３の隣には録画ボタン１１があり、録画モードに切り替えられた後、この録画ボタン１１が一度押下されると動画の録画が開始され、再度押されると動画の録画が停止される。

このビデオカメラ１は手ぶれ補正モードを有しており、モード切替スイッチ１０３の下方にはその手ぶれ補正モードをオフさせるための手ぶれ補正オフスイッチ１２が設けられている。本実施形態のビデオカメラ１ではデフォルトの設定として手ぶれ補正モードがオンとなるため、その手ぶれ補正オフスイッチ１３がオフされない限り、手ぶれ補正モードが設定されて撮影が行なわれる。このビデオカメラ１で撮影を行なう場合に手ぶれが起こる危険性が少ないと撮影者に判定された場合、あるいは手ぶれ補正が必要ないと撮影者に判定された場合には、この手ぶれ補正オフスイッチ１２が撮影者によりオフされ、手ぶれ補正モードが設定されずに通常の撮影が行なわれる。

さらに手ぶれ補正スイッチ１２の下方には高感度モード設定スイッチ１３があり、この切り替えスイッチ１３がＯＮ側に切り替えられると、高感度モードでの撮影が行なわれる。さらに手ぶれ補正スイッチ１３の隣にあるズーミング操作子１４が操作されると、そのズーミング操作子１４の操作に応じて、光学ズームが行なわれたり、電子ズームが行なわれたりする。

また、このビデオカメラ１本体にはファインダとなるＬＣＤ１０９０が設けられており、そのＬＣＤ１０９０が回動自在な保持部１０９ｂに保持されている。この保持部１０９ｂが回動され、図１に示すように展開されるとＬＣＤパネル１０９ａをファインダ代わりに使用することができる。一方、図１に示した展開状態からＬＣＤ保持部１０９ｂを反対方向に回動するとＬＣＤパネル１０９ａを含むＬＣＤ１０９がビデオカメラ１本体に収容される。

また、ビデオ端子（図示せず）も備えられており、このビデオ端子を通してテレビジョンなどが接続されると、このビデオカメラ１内のメモリカードに記録された既撮影画像が再生され、テレビジョンの画面に表示される。

図２はビデオカメラ１の内部構成を示す図である。

このビデオカメラ１が備えるＣＰＵ１００内にはＲＯＭが内蔵されており、その内蔵されたＲＯＭ内にプログラムが格納されている。このプログラムの手順にしたがってデジタルカメラ１全体の動作がＣＰＵ１００により制御される。電源スイッチ１０２が投入され、撮影・再生モード切替レバー１０３、ズーミング操作子１４、高感度設定スイッチ１３、手ぶれ補正モードオフスイッチ１２のうちいずれかが操作されるとＣＰＵ１００に操作信号が入力される。

まず、電源スイッチ１０２が投入されると、ＣＰＵ１００により電源スイッチ１０２が投入されたことが検知され、電源が投入されたときにＣＰＵ１００は撮影・再生モード切替レバー１０３の切替位置を検知して、その検知した切替位置が撮影モード１０３ａであったら撮影処理を開始して画像をＬＣＤパネル１０９ａ上に表示させ、切替位置が再生モード１０３ｂであったら記録メディア１４０に記録されている画像データに基づく画像をＬＣＤパネル１０９ａに表示させる。

ここで、図２を参照して動作を簡単に説明する。

ＣＰＵ１００は、モード切替レバー１０３が図２に示すように撮影モード１０３ａ側に切り替えられていることを検知して撮影処理を開始し、レンズ鏡胴に内蔵されている撮影レンズで撮像素子（以降ＣＣＤという）１１０に結像させた被写体を表わす画像データを所定のフレーム間隔ごとにＣＤＳＡＭＰ１１１に出力させる。ここではタイミングジェネレータ（図示せず）からＣＣＤ１１０に所定の間隔ごとにタイミング信号を供給させて画像データをＣＤＳＡＭＰ１１１に出力させている。ＣＤＳＡＭＰ１１１では、ＣＣＤ１１０から出力させた画像データの雑音の低減を行なってその雑音を低減した画像データがＡ／Ｄ変換部１１２に供給される。このようにして撮影レンズでＣＣＤ１１０に結像させた被写体像を所定のフレーム間隔ごとにＡ／Ｄ部１１２側へ出力させ、その出力させた画像データをＡ／Ｄ変換部１１２以降の信号処理段で処理して表示に適した画像データを得て、その表示に適した画像データに基づく画像をＬＣＤパネル１０９ａにスルー画像として表示させている。

このＬＣＤパネル１０９ａ上に表示されているスルー画像に基づいてユーザによって任意にフレーミングが行なわれ撮影が行なわれるため、このデジタルカメラ１００を向けた方向の被写体がすぐにスルー画像として表示されるように、ＡＦ検出回路（図示せず）で常に合焦点位置を検出して撮影レンズ１０１の中のフォーカスレンズ１０１ａをピント調整機構により合焦点位置に移動させている。また、このピント調整機構でのピント調整のほか、ズーミング操作子１４が操作されたことを受けてＣＰＵ１００は、ドライバ１０１３に指示を与えてモータ１０１２の回転によりレンズ鏡胴部内のカム筒１０１１を回転させることによりズームレンズ１０１ｂの位置を最短焦点距離と最長焦点距離との間で変化させて光学ズームも行なっている。図１には、撮影レンズの中のズームレンズ１０１ｂがドライバ１０１３とモータ１０１２とレンズ鏡胴１０内のカム筒１０１１からなるズーム機構によって駆動されることが模式的に示されている。この実施形態ではカム筒１０１１とモータ１０１２とドライバ１０１３とが本発明にいう光学ズーム手段にあたり、ズーミング操作子１４の操作に応じてズーミング制御手段にあたるＣＰＵ１００がその光学ズーム手段の中のドライバ１０１３を制御して光学ズーム手段の中のモータ１０１２の回転によりカム筒１０１１を回転させてズームレンズ１０１ｂの位置を変更させ光学ズームを行なっている。以降の記載においては、カム筒１０１１とモータとドライバとを含めて光学ズーム手段１０１１〜１０１３と記載する。

また、ＣＣＤ１１０から出力させた画像データがＣＤＳ部１１１、Ａ／Ｄ部１１２を経て画像信号処理回路１１３に供給され、この画像信号処理回路１１３内のフレームメモリに画像データが取り込まれる。ズーミング操作子１４が操作された場合に光学ズームを行なえない場合もあるのでその場合にはこの画像信号処理回路１１３でこの取り込んだ画像データの中央部分を、切出し面積自在に切り出す処理を画像データ上で行うことにより電子ズームの処理が行なわれる。このズーミング操作子１４が本発明にいうズーミング操作手段にあたり、画像信号処理回路１１３が本発明にいう電子ズーム手段にあたり、ＣＰＵ１００がズーミング制御手段にあたる。以降の記載においては画像信号処理回路１１３を電子ズーム手段１１３と記載することもある。

このビデオカメラ１では、手ぶれ補正オフスイッチ１２がオフ側に切り換えられない限り、手ぶれ補正を行なうようにしてあり、撮影時に手ぶれ検出用角度センサ１１９からＣＰＵ１００に供給される角速度を検出して、ＣＰＵ１００からの位置信号に基づいて画像信号処理回路１１３が被写体像の切出し位置を順次調整して手ぶれ補正を行なっている。

このようにモード切替スイッチ１１が撮影モードに設定され、手ぶれ補正モードオフスイッチ１２、高感度モード設定スイッチ１３、ズーミング操作子１４の少なくとも一つが操作されたら、その操作内容に応じて、図２の各部で処理が行なわれる。

このようなビデオカメラの前方にあるレンズ鏡胴１０が被写体に向けられて録画釦１２が押下されると動画撮影が開始される。

この録画釦１１が押下されたら、その押下を受けてその録画釦１１の押下のタイミングを初めとしてその録画釦１１が再度押下されるまで、所定のフレーム間隔で連続する一連の画像データがＣＣＤ１１０で生成される。このときにはＣＣＤ１１０で画像データが生成されるごとに画像データがＡ／Ｄ部１１２側に出力され、その出力された画像データがＹＣ信号処理回路１１３を経て圧縮伸張処理回路１１４に供給される。この供給された画像データが圧縮伸張処理回路３で圧縮され、その圧縮された画像データがメディアコントロール回路１１５により記録メディア１４０に画像ファイルとして所定のフレーム間隔で次々と記録される。この動画データが記録メディアに次々と記録されていくときには、動画データにあわせて音声データも記録される。

このようにこのビデオカメラ１は、ズーミング操作子１４の操作に応じて、光学ズーム手段１０１１〜１０１３をズーミング制御手段であるＣＰＵ１００によって制御してズームレンズ１０１ｂを所定の最短焦点距離と所定の最長焦点距離との間で焦点距離を変化させることにより光学ズームを行なうとともに、電子ズーム手段１１３をＣＰＵ１００によって制御して、光学ズームを行なえない範囲をカバーするように電子ズームを行なって高倍率を実現して、いろいろな倍率での動画撮影を可能にしている。

次に再生処理に係る操作を簡単に説明する。

ＣＰＵ１００は、撮影・再生モード切替レバー１０３が再生１０３ｂ側に切り替えられたことを検知したら、記録メディア１４０内に記録されている画像データをメディアコントロール回路１１５により読み出させ、圧縮・伸張処理回路１１４で伸張処理を行なった後、その伸張された画像データを画像再生処理回路１１７に供給させる。この画像再生処理回路１１４では、伸張された画像データにＬＣＤモニタ１０９ａで表示するのに適した処理が施されその処理が施された画像データがＬＣＤドライブ回路１０９に出力される。ＬＣＤドライブ回路１０９ではその画像データを受けてＬＣＤモニタ１０９ａを駆動し、画像データに基づく画像をＬＣＤパネル１０９ａ上に表示させる。このときには撮影時にマイク１００２で収録された音声データが音声処理回路１１６に供給され、この音声処理回路１１６でスピーカ１００３に適した音声データに変換され、音声再生回路１１６ａを介してスピーカ１００３から動画撮影時に収録した音声が動画像にあわせて発音される。

また、このビデオカメラ１００にはＴＶモニタ端子１００４を用いて再生画像をＴＶモニタ上で楽しむことができるようにもするため、記録メディア１４０から読み出された画像データがビデオエンコード回路１１８でビデオ信号に変換され外部に出力されている。

以上のような撮影・再生機能を持ったビデオカメラで撮影が行なわれる。

図３を参照して手ぶれ補正モードスイッチ１３がオフされていない場合の処理を説明する。

図３は、手ぶれ補正が行なわれるときの切出しサイズとＣＣＤの最大撮像サイズとを示す図である。

図３には手ぶれ補正モードが設定されているときに、所定の第１の倍率ここでは１．２倍の電子ズームが行なわれて、手ぶれ補正の動きに応じて切出し位置を順次調整することにより手ぶれ補正が行なわれることが示されている。

この電子ズームの処理は、電子ズーム手段である画像信号処理回路１１３で行なわれており、画像信号処理回路１１３内において、ＣＣＤ１１０が有する最大撮像サイズを基準（１．０倍）として画像データの中央部分Ａを切出すことにより電子ズームが行なわれる。

ここでは、最外郭に表わされている最大撮像サイズの画像データの中央部分Ａが１／１．２の比率で切出されて記録媒体に記録されたり、表示画面に表示されたりする例が示されている。この図３に示すように１／１．２で中央部分Ａが切出されると、１．２倍の倍率で電子ズームが行なわれたことになる。つまり、この電子ズームの倍率が１．０倍であるということは、切出しが行なわれずに最大撮像サイズの画像データがそのまま使用されて電子ズームが行なわれないということになる。

手ぶれ補正を行なうときには所定の倍率例えば１．２倍の電子ズーム倍率で切り出す位置を、手ぶれ検出用角度センサ１１９の検出信号に応じて点線の枠Ｂ、Ｃで示すように順次調整することによって手ぶれに起因する被写体像の動きを補正する。ズーミング制御手段であるＣＰＵ１００内では手ぶれ検出用角度センサ１１９により検出された角速度の積分を行なって手ぶれ時のビデオカメラの位置が割り出されているので、その割り出された位置が画像信号処理回路１１３に通知され、画像信号処理回路１１３で切出し位置の調整が行なわれている。

このようにすると、手ぶれに起因する被写体像の動きに応じて、略同一の被写体像がＣＣＤ１１０で生成された画像データの中から１．２倍の電子ズーム倍率で画像データの中央部分が切出し自在に切出され手ぶれ補正が行なわれた後、その手ぶれ補正が行なわれた画像データが記録メディア１４０に記録される。

図４は本実施形態のビデオカメラにおいて、ズーミング操作子１４によりズーミングが行なわれた場合の電子ズームの倍率を示す図である。

図４の横軸はズーミング操作子の操作位置を示し、縦軸は電子ズームの倍率を示す。

手ぶれ補正モード未設定時（手ぶれ補正ＯＦＦ時）には、ＣＰＵ１００は、ズームレンズが最短焦点距離の状態にあるときに電子ズームの倍率を１．０倍にある状態を初期状態としてズーミング操作子によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、電子ズーム手段の作用を停止したまま光学ズーム手段を作用させてズームレンズ１０１ｂを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後電子ズーム手段を作用させてさらなる高倍率を実現している。

これに対し、手ぶれ補正モード時（手ぶれ補正ＯＮ時）には、ＣＰＵ１００は、ズームレンズ１０１ｂが最短焦点距離の状態にあるとともに電子ズームの倍率が１．０倍にある状態を初期状態としてズーミング操作子１４によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、ズームレンズ１０１ｂを最短焦点距離に維持したまま、電子ズーム手段１１３により所定の第１の倍率（１．２倍：図３参照）に達するまでズーミングを行い、ついで電子ズーム手段１１３によるズーミングはその第１の倍率に達した状態を維持したまま光学ズーム手段１０１１〜１０１３を作用させてズームレンズを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後電子ズーム手段によりさらなる高倍率を実現している。

このように手ぶれ補正モードオフスイッチ１２がオフされず手ぶれ補正モードが設定された状態にあるときには、広角側においてまず電子ズームを行なって、次に光学ズームを行った後、さらに電子ズームを行なって１倍〜２０倍の電子ズームを実現させている。つまり、広角側では手ぶれの影響が小さいことが利用され、電子ズームの倍率が下げられて広角撮影におけるＣＣＤ１１０の撮像サイズが有効に活用される。

図５は、別の実施形態を示す図である。図１と図２の構成を持つビデオカメラではあるが、ズーミング制御手段であるＣＰＵ１００および画像信号処理回路１１３の処理が異なる。図５にはズーミング操作子１４によりズーミングが行なわれた場合の電子ズームの倍率が示されている。

この別の実施形態と上記実施形態とを区別するために、以降の記載においては、上記実施形態のビデオカメラを第１のビデオカメラと記載し、この別の実施形態のビデオカメラを第２のビデオカメラと記載する。

図５に示すようにズーミング制御手段であるＣＰＵ１００は、手ぶれ補正モード未設定時には、ズームレンズ１０１ｂが最短焦点距離の状態にあるとともに電子ズームの倍率を１．０倍にある状態を初期状態としてズーミング操作子１４によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、電子ズーム手段１１３の作用を停止したまま光学ズーム手段を作用させてズームレンズ１０１ｂを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後電子ズーム手段１１３を作用させてさらなる高倍率を実現している。これに対し、手ぶれ補正モード設定時には、ズームレンズ１０１ｂが最短焦点距離の状態にあるときに電子ズームの倍率が１．０倍にある状態を初期状態としてズーミング操作子１４によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、ズームレンズ１０１ｂが最長焦点距離に達するまでは光学ズーム手段１０１１〜１０１３と電子ズーム手段１１３との双方を作用させ、ズームレンズ１０１ｂが最長焦点距離に達した後は前記電子ズーム手段１１３のみを作用させてさらなる高倍率を実現するようにしている。

このようにすると、光学ズームの倍率に応じて手ぶれ補正用のズーム倍率が設定されるため、ＣＣＤ１１０が有する撮像サイズが第１のビデオカメラに比べてさらに有効に活用される。

図６は、第１または第２のビデオカメラにより撮影が行なわれるときに手ぶれ補正モードスイッチがオフされ、通常の高感度モードが指定された場合の処理を説明する図である。

図６の横軸は時間であり、縦軸には通常ＣＣＤ１１０で生成した１フレーム分の画像データの出力タイミングが符号Ｖｄとして示され、高感度モードが指定されたときに複数のフレーム間隔に亘る長時間露光が行なわれるときに画像信号処理回路１１３内のフレームメモリに取り込まれる画像データの取り込みタイミングが符号Ｖｉとして示されている。

高感度モードが指定されていなければ、ＣＰＵ１００の指示に応じて所定の出力タイミングＶｄごとにＣＣＤ１１０で画像データが生成されるが、手ぶれ補正モードがオフされて高感度モードが指定された場合には自動的に長時間露光がＣＰＵ１００からＣＣＤ１１０に指示される。ここでは、複数フレームに亘って長時間露光が行なわれる例として所定の出力タイミングＶｄで定められる周期の４倍の周期分の時間で露光が行なわれる例が長時間露光の例として示されている。例えば夜景を撮影する場合などにこの高感度モードが指定されると、長時間露光が行なわれてその長時間の間に所定の光量がＣＣＤに与えられて感度の高い画像データが得られる。

ここで高感度モードに加えて手ぶれ補正モードがオン側に切り替えられると、図７に示す処理が行なわれる。

図７は第１のビデオカメラで手ぶれ補正モードと高感度モードとの双方が指定された場合の処理を説明する図である。

図７の横軸は時間であり、縦軸には図６と同様の出力タイミングＶｄ、取り込みタイミングＶｉに加えて、高感度画像データを得るための加算タイミングがそれぞれ示されている。

図７にはＣＣＤ１１０で生成した画像データの出力タイミングの４倍の周期でつまり複数のフレーム亘り高感度の画像データが生成される例が示されている。

このように、高感度モードと手ぶれ補正モードとの双方が設定されたときに作用する、画像データをフレーム間隔で生成させ、手ぶれ補正手段である画像処理回路１１３によりフレーム間隔で手ぶれ補正を行なわせ、さらに高感度手ぶれ補正制御手段でもある画像処理回路１１３で手ぶれ補正後の画像データを複数のフレームに亘って相互に加算させることにより高感度画像データを生成させる。つまり、高感度モードが指定されたときには、手ぶれ補正を行なわせてフレームごとに略同一のデータを得るようにしてこれらを加算して高感度の画像データを得て、図６に示す通常の高感度モードで得られた画像と同等の画像を得るようにしている。

図８は、第１のビデオカメラで手ぶれ補正モードと高感度モードとの双方が指定された場合のズーム処理を説明する図である。

図８に示すように高感度モードが指定された場合には、図４に示すように初期状態の倍率を１．０としてしまうと、画像の中央部分を切り出す余裕分がなくなってしまい、画像の中央部分を自在に切り出すことにより電子ズームを行なって手ぶれ補正を行なうという訳にはいかなくなるので、電子ズームの倍率の下げ方に制限を加えている。つまり、ＣＰＵ１００は、高感度モードと手ぶれ補正モードとの双方が設定されている状態にあるときは、図４に示す初期状態に代えて、ズームレンズ１０１ｂが最短焦点距離状態にあるとともに電子ズームが１．０倍を超え、かつ所定の第１の倍率ここでは１．２倍よりも低い所定の第２の倍率にある状態を初期状態としてズーミング操作子１４によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、ズームレンズ１０１ｂを最短焦点距離に維持したまま、電子ズーム手段１１３により第１の倍率に達するまでズーミングを行ない、ついで電子ズーム手段１１３によるズーミングはその所定の第１の倍率に達した状態を維持したまま光学ズーム手段１０１１〜１０１３を作用させてズームレンズ１０１ｂを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後電子ズーム手段１１３によりさらなる高倍率を実現するように、ＣＰＵ１００により電子ズーム手段１１３および光学ズーム手段１０１１〜１０１３が制御される。

このようにするとＣＣＤ１１０の撮像サイズが活用されるとともにフレームごとに手ぶれ補正が行なわれた画像データを相互に加算することにより長時間露光が行なわれて高感度データが生成される。さらに順次連続して生成される高感度データどうしの手ぶれ補正が画像信号処理回路１１３で行なわれて、鮮明な画像が長時間露光ごとに生成される。

図９はズーミング制御手段であるＣＰＵ１００が行なう処理の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ９０１で高感度モードであるかとうかを判定する。ここで高感度設定スイッチがＯＮ側に切り替えられていて高感度モードであると判定したらＹｅｓ側に進み、ステップＳ９０２でズームレンズを最短焦点距離の状態にあるときの電子ズームの倍率を、１．０を超え、かつ所定の第１の倍率ここでは１．２倍よりも低い第２の倍率にする。

またステップＳ９０１で高感度設定スイッチがオフ側に切り換えられておらず高感度モードではないと判定したら、Ｎｏ側に進みステップＳ９０３でズームレンズが最短焦点距離の状態にあるときの電子ズームの倍率を１．０にする。

このようにすると、高感度モードでないときには、ＣＣＤの撮像サイズがフルに活用され、高感度モードのときには長時間露光を行なえる程度の電子ズームが初期状態として設定されて高感度データが順次連続して生成される。さらにその順次連続して生成された高感度データどうしの手ぶれ補正も行なわれ、一つ間に長時間露光された画像と現在長時間露光された画像どうしに相関を持たせた、鮮明な画像が得られる。

図１０は、第２のビデオカメラで手ぶれ補正モードと高感度モードとの双方が指定された場合のズーム処理を説明する図である。

また、このビデオカメラは、高感度モードと手ぶれ補正モードとの双方が設定されている状態にあるときは、初期状態に代えて、電子ズームが１．０倍を超える所定の第２の倍率にある状態を初期状態としてズーミング操作子によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、ズームレンズが最長焦点に達するまでは光学ズーム手段１０１１〜１０１３と電子ズーム手段１１３との双方を作用させ、ズームレンズ１０１ｂが最長焦点距離に達した後は電子ズーム手段１１３のみを作用させてさらなる高倍率を実現するように、電子ズーム手段１１３および光学ズーム手段１０１１〜１０１３がＣＰＵ１００により制御される。

図１１は図１０の場合にＣＰＵ１００が行なう処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１１０１で高感度モードであるかとうかを判定する。ここで高感度設定スイッチがＯＮ側に切り替えられていて高感度モードであると判定したらＹｅｓ側に進み、ステップＳ１１０２でズームレンズ１０１ｂを最短焦点距離の状態にあるときの電子ズームの倍率を、１．０を超え、かつ所定の第１の倍率ここでは１．２倍よりも低い所定の第２の倍率にするように画像信号処理回路１１３に電子ズームを行なわせるとともに、ズーミング操作子１４の操作に応じて光学ズーム手段１０１１〜１０１３による光学ズームと電子ズーム手段１１３による電子ズームとの双方を作用させてズーム倍率を定めて高感度の画像データを生成する。

またステップＳ１１０１で高感度設定スイッチ１３がオフ側に切り換えられておらず高感度モードではないと判定したら、Ｎｏ側に進みステップＳ１１０３でズームレンズ１０１ｂが最短焦点距離の状態にあるときの電子ズームの倍率を１．０にして電子ズーム手段１１３による電子ズームと光学ズーム手段１０１１〜１０１３による光学ズームとの双方を作用させてズーム倍率を定めて図５と同様の処理を行なって画像データを生成する。

このようにＣＣＤ１１０の撮像サイズがフルに活用され、高感度モードのときには長時間露光を行なえる程度の電子ズームが初期状態として設定されて長時間露光が行なわれ、一つ前の長時間露光と現在の長時間露光とで生成された画像データどうしの手ぶれ補正も行なわれて、それら画像データどうしに相関を持たせた高感度データが順次連続して生成される。

なお、本実施形態のビデオカメラでは角速度センサで検出された角速度をＣＰＵで積分することによって手ぶれに起因する動きに応じた位置を割り出しているが、動きベクトル検出部を有するビデオカメラであれば、動きベクトル検出部の検出結果に応じて切出し位置を調整することができるため、角速度センサを設けなくても良い。

本発明の実施形態であるビデオカメラ１を背面斜め上方から見た斜視図である。ビデオカメラ１の内部構成を示す図である。最大撮像サイズ、および手ぶれ補正スイッチがオフされずに手ぶれ補正が行なわれるときの電子ズームによる切出しサイズとを示す図である。ズーミング操作子１４によりズーム操作が行なわれた場合の電子ズームの倍率を示す図である。別の実施形態を示す図である。手ぶれ補正モードスイッチがオフされ、高感度モードスイッチがＯＮ側に切り替えられて通常の高感度モードで撮影が行なわれる場合の処理を説明する図である。第１のビデオカメラまたは第２のビデオカメラで手ぶれ補正モードと高感度モードとの双方が設定された場合の処理を説明する図である。第１のビデオカメラで手ぶれ補正モードと高感度モードとの双方が指定された場合のズーム処理を説明する図である。図８の場合にズーミング制御手段であるＣＰＵ１００が行なう処理の手順を示すフローチャートである。第２のビデオカメラで手ぶれ補正モードと高感度モードとの双方が指定された場合のズーム処理を説明する図である。図１０の場合にＣＰＵ１００が行なう処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ビデオカメラ
１０レンズ鏡胴
１０１ａフォーカスレンズ
１０１ｂズームレンズ
１０１１カム筒
１１録画釦
１２手ぶれ補正モードオフスイッチ
１３高感度モード設定スイッチ
１４ズーミング操作子（ズーミング操作手段）
１００ＣＰＵ（ズーミング制御手段）
１０１１〜１０１３光学ズーム手段
１０１１カム筒
１０１２モータ
１０１３ドライバ
１０９ＬＣＤドライブ回路
１０９ａＬＣＤモニタ
１１０ＣＣＤ
１１１ＣＤＳＡＭＰ
１１２Ａ／Ｄ変換部
１１３画像信号処理回路（電子ズーム手段、手ぶれ補正手段、高感度手ぶれ補正制御手段）
１１４圧縮・伸張処理回路
１１５メディアコントロール回路
１１６音声処理回路
１１７画像再生処理回路
１１８ビデオエンコード回路
１１９手ぶれ検出用角度センサ

Claims

撮像素子上に被写体像を結像し所定のフレーム間隔で連続する一連の画像データを生成するビデオカメラにおいて、
ズームレンズを具備し最短焦点距離と最長焦点距離との間で焦点距離を変化させる光学ズームを行なう光学ズーム手段と、
前記撮像素子上に形成された被写体像の中央部分を、切出し自在に切出すことにより電子ズームを行なう電子ズーム手段と、
操作に応じてズーミングを指示するズーミング操作手段と、
前記ズーミング操作手段の指示に応じて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段との双方によるズーミングを制御するズーミング制御手段とを備え、
さらに被写体像の切出し位置を順次調整することにより手ぶれに起因する被写体像の動きを補正する手ぶれ補正手段を備えるとともに、該手ぶれ補正手段を作用させる手ぶれ補正モードを有し、
前記ズーミング制御手段は、
前記手ぶれ補正モード未設定時には、前記ズームレンズが最短焦点距離の状態にあるとともに前記電子ズームの倍率を１．０倍にある状態を初期状態として前記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、前記電子ズーム手段の作用を停止したまま前記光学ズーム手段を作用させて前記ズームレンズを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後前記電子ズーム手段を作用させてさらなる高倍率を実現し、
前記手ぶれ補正モード設定時には、前記ズームレンズが最短焦点距離の状態にあるとともに前記電子ズームの倍率が１．０倍にある状態を初期状態として前記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、前記ズームレンズを最短焦点距離に維持し、前記電子ズーム手段により所定の第１の倍率に達するまでズーミングを行い、次いで該電子ズーム手段によるズーミングは該第１の倍率に達した状態を維持したまま前記光学ズーム手段を作用させて前記ズームレンズを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後前記電子ズーム手段によりさらなる高倍率を実現するように、前記電子ズーム手段および前記光学ズーム手段を制御するものであることを特徴とするビデオカメラ。
撮像素子上に被写体像を結像し所定のフレーム間隔で連続する一連の画像データを生成するビデオカメラにおいて、
ズームレンズを具備し最短焦点距離と最長焦点距離との間で焦点距離を変化させる光学ズームを行なう光学ズーム手段と、
前記撮影素子上に形成された被写体像の中央部分を、切出し自在に切出すことにより電子ズームを行なう電子ズーム手段と、
操作に応じてズーミングを指示するズーミング操作手段と、
前記ズーミング操作手段の指示に応じて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段との双方によるズーミングを制御するズーミング制御手段とを備え、
さらに被写体像の切出し位置を順次調整することにより手ぶれに起因する被写体像の動きを補正する手ぶれ補正手段を備えるとともに、該手ぶれ補正手段を作用させる手ぶれ補正モードを有し、
前記ズーミング制御手段は、
前記手ぶれ補正モード未設定時には、前記ズームレンズが最短焦点距離の状態にあるとともに前記電子ズームの倍率を１．０倍にある状態を初期状態として前記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、前記電子ズーム手段の作用を停止したまま前記光学ズーム手段を作用させて前記ズームレンズを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後前記電子ズーム手段を作用させてさらなる高倍率を実現し、
前記手ぶれ補正モード設定時には、前記ズームレンズが最短焦点距離の状態にあるとともに前記電子ズームの倍率が１．０倍にある状態を初期状態として前記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、前記ズームレンズが最長焦点距離に達するまでは前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段との双方を作用させ、前記ズームレンズが最長焦点距離に達した後は前記電子ズーム手段のみを作用させてさらなる高倍率を実現するように、前記電子ズーム手段および前記光学ズーム手段を制御するものであることを特徴とするビデオカメラ。
このビデオカメラが、複数のフレーム間隔に亘る長時間露光を行なう高感度モードを有し、
前記高感度モードと前記手ぶれ補正モードとの双方が設定されたときに作用する、画像データを前記フレーム間隔で生成させ前記手ぶれ補正手段により前記フレーム間隔で手ぶれ補正を行なわせ手ぶれ補正後の画像データを複数のフレームに亘って相互に加算させることにより高感度画像データを生成させる高感度手ぶれ補正制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のビデオカメラ。
このビデオカメラが、複数のフレーム間隔に亘る長時間露光を行なう高感度モードを有し、
前記高感度モードと前記手ぶれ補正モードとの双方が設定されたときに作用する、画像データを前記フレーム間隔で生成させ前記手ぶれ補正手段により前記フレーム間隔で手ぶれ補正を行なわせ手ぶれ補正後の画像データを複数のフレームに亘って相互に加算させることにより高感度画像データを生成させる高感度手ぶれ補正制御手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のビデオカメラ。
前記高感度手ぶれ補正制御手段は、前記手ぶれ補正手段に、順次連続する高感度画像データどうしの手ぶれ補正を行なわさせるものであることを特徴とする請求項３又は４記載のビデオカメラ。
前記ズーミング制御手段は、前記高感度モードと前記手ぶれ補正モードとの双方が設定されている状態にあるときは、前記初期状態に代えて、前記ズームレンズが最短焦点距離状態にあるとともに前記電子ズームが１．０倍を超え、かつ前記第１の倍率よりも低い所定の第２の倍率にある状態を初期状態として前記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、前記ズームレンズを最短焦点距離に維持したまま前記電子ズーム手段により前記第１の倍率に達するまでズーミングを行ない、ついで電子ズーム手段によるズーミングは該第１の倍率に達した状態を維持したまま前記光学ズーム手段を作用させて前記ズームレンズを最短焦点距離から最長焦点距離まで変化させ、その後前記電子ズーム手段によりさらなる高倍率を実現するように、前記電子ズーム手段および前記光学ズーム手段を制御するものであることを特徴とする請求項３記載のビデオカメラ。
前記ズーミング制御手段は、前記高感度モードと前記手ぶれ補正モーととの双方が設定されている状態にあるときは、前記初期状態に代えて、前記電子ズームが１．０倍を超える所定の第２の倍率にある状態を初期状態として、前記ズーミング操作手段によりズーミングが最大倍率側に指示されたときに、前記ズームレンズが最長焦点に達する迄は前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段との双方を作用させ、前記ズームレンズが最長焦点距離に達した後は前記電子ズーム手段のみを作用させてさらなる高倍率を実現するように、前記電子ズーム手段および前記光学ズーム手段を制御するものであることを特徴とする請求項４記載のビデオカメラ。