JPH0231570A - 手振れ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種のビデオカメラ等に用いられる手振れ補正
装置に関する。

（従来の技術） 近年、ビデオカメラの小型軽量化に伴ない一般のユーザ
がビデオカメラを用いて撮影する機会が増えており、こ
のために、例え、ば歩行中の撮影時等に手振れによりカ
メラが振られても撮影画面がぶれないような機能を有す
るビデオカメラが求められている。

そして、従来のそのような手振れを補正する手段として
は、光学系及び搬像系をカメラボディから浮かし、それ
ら光学系及び撮像系を自己の慣性力によって安定させる
もの、あるいは検出によって得られたぶれ量に応じて光
学的あるいは電気的に画枠をずらすもの等が一般的に知
られていた。

（発明が解決すべき課題） ところで、上述のように光学系及び搬像系をカメラボデ
ィから浮かすものにおいては、そのためのメカ的構造が
複雑かつ大型化してしまうとともに、鏡筒から突出した
光学系の一部に手を触れると正確な手振れ補正制御がで
きなくなってしまうという欠点がある。

また、従来のぶれ量を検出する手段としては、画像の動
きベクトルを算出してぶれ量を検出する方法等が知られ
ているが、動きベクトルを検出するための信号処理回路
が極めて複雑になってしまうとともに、オーブンループ
制御であるために対応が遅く、正確でないという欠点が
ある。

このように、従来の手振れ補正装置は、いずれも装置が
大型化したり、複雑な回路が必要であり、特に小型軽量
化が求められるビデオカメラには向かず、しかも対応が
遅いという問題点がある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述のような実状に鑑みてなされたものであり
、正確で迅速な手振れ補正ができる小型の手振れ補正装
置を提供することを目的とする。

そして、本発明はこの目的を達成するために、被写体か
らの撮像光を撮像部にて光電変換して得られる映像信号
に基づいてぶれ伍を検出して補正する手振れ補正装置で
あって、上記映像信号とこの映像信号の遅延信号とを比
較してぶれ量を算出するぶれ量算出手段と、算出された
ぶれ量が手振れによるものか否かを判断して手振れによ
る場合にはぶれ量に応じたぶれ量補正信号を出力する補
正量制御手段と、上記ぶれ量補正信号に応じて上記撮像
部を駆動制御する手振れ制御手段とを備えたことを特徴
とする手振れ補正装置を提供するものである。

（実施例） 以下、本発明に係る手振れ補正装置の好適な一実施例を
第１図ないし第７図を用いて詳細に説明する。

第１図は本実施例に係る手振れ補正装置の電気的構成を
示すブロック図であり、この手振れ補正装置はＣＯＤ　
（電荷結合素子）等を用いた撮像素子１を備えている。

この撮像素子１はレンズ系２を介して照射される被写体
からのＩＩ（ＩＩ光を光電変換することによって得られ
る映像信号を出力し、この映像信号は増幅器３を介して
図示しないビデオ回路に供給されるようになっている。

また、上記映像信号はフィルタ回路（ＬＰＦ）４にて所
定の周波数成分（例えば輝度信号成分）が取り出され、
このフィルタ回路４の出力する所定周波数の映像信号は
サンプリング回路５に供給される。

ここで、このサンプリング回路５には所定の周波数のサ
ンプリングパルスが供給されており、上述のように供給
された映像信号はこのサンプリングパルスにてサンプリ
ングされて出力される。

また、上記サンプリングパルスは、水平同期信号１１．
５ｙｎｃ及び垂直同期信号■、５ｙｎｃに同期制御され
た発振器（ＰＧ）６からクロックパルスが供給されるパ
ルス生成回路７にて生成されて上記サンプリング回路５
に供給されるようになっている。

一方、上記サンプリング回路５から出力される映像信号
はＡ／Ｄ　（アナログ−デジタル）変換器８にてデジタ
ル化されて直接あるいはフレームメモリ９にて１フレ一
ム期ｒａ＋ｉ延されて演算制御回路１０に供給される。

この演算制御回路１０は、２つのメモリ部１１．１２と
ぶれ母算出部１３及び補正微制御部１４とを備えたワン
チップマイコンにて構成されており、上記サンプリング
回路８から直接供給される映像信号は一方の上記メモリ
部１１に供給されてメモリされ、上記フレームメモリ９
にて遅延された遅延信号は他方の上記メモリ部１２に供
給されてメモリされる。

ここで、これらメモリ部１１．１２は第２図に示すよう
に各々２４ノ１０　”／りＨｌｌｌｌ　〜８１１３４、
ＨＶｌｌ　〜ＨＶ３４８８１１°〜８１１３４°、ＨＶ
１１°〜ＨＶ３４°から構成さレテおり、供給された映
像信号及び遅延信号は各々のメモリ部１１．１２の所定
の各ブロックに分配されてメモリされるようになってい
る。

また、このような信号の分配は上記パルス生成回路７か
ら供給されるゲートパルスにて行われるようになってお
り、例えば第ｎ番目の１フイ一ルド分の映像信号中の第
３図に示す水平走査方向上の所定の各部８１１〜ｌ−１
３４、及び垂直走査方向上の所定の各部■１１〜Ｖ３４
に対応した映像信号は上記メ−Ｔ−ＩＪ部１１ノ対応し
た各７０　ツク８１１１１〜ＨＩＩ３４、ＭＶ１１〜Ｈ
Ｖ３４に順次分配されて又モリされるようになっている
。

同様に、上記映像信号よりも１フレーム期間前の第ｎ−
１番目の１フレ一ム分の遅延信号中の第３図に示す各部
１−１１１°〜Ｈ３４°、Ｖ１１°〜Ｖ３４゛に対応し
た遅延信号は上記メモリ部１１の対応した各７０　ｙ　
りＨＨ１１’　〜１４Ｈ３４°、ＨＶ１１°〜ＨＶ３４
°に順次分配されてメモリされるようになっている。

そして、このように各メモリ部１１．１２の各ブロック
に−Ｈメモリされた映像信号及び遅延信号は上記パルス
生成回路７から供給される読出し制御パルスによって各
メモリ部１１．１２間で対応する各ブロックごと、すな
わちＨ旧１とＨ１＋１１°あるいはＭ１１２とＨ旧２゛
ごとに順次読み出されて上記ぶれ量算出部１３に供給さ
れ、このぶれｆｆｉ尊出部１３は供給された映像信号及
び遅延信号に基づいてフレーム相関を検出して上記各部
ごとにぶれ量を算出する。

すなわち、例えば第４図（Ａ）に示すような水平走査方
向の８１１の映像信号３１．８２・・・３ｍとＨｌｌｏ
の遅延信号［）１．［）２・・・［）ｍとの各差分（Ｓ
ｌ−Ｄｌ、３２−Ｄ２．・・・Ｓ　ｌ−Ｄ　Ｉ）の和を
算出し、等価的に上記遅延信号を第４図（Ｂ）に示すよ
うに横軸方向にずらしてこの和の値が最少となった時、
すなわち映像信号と遅延信号との対応部分が重なった時
のずらし量をぶれ量として検出するとともに、そのずら
し方向をぶれ方向として検出する。

なお、ずらし量を求める方法としては、例えば５ｉ−（
Ｄｉ＋ｊ）［Ｊ　＝Ｏ＋Ｎ］の和を最少とするｊの値を
ずらし量、すなわちぶれ層として求めればよい。

また、ずらし方向は上記式におけるｊの符号で容易に求
めることができ、例えば水平走査方向の各部におけるｊ
の符号によって水平走査方向のぶれ方向が分かり、垂直
走査方向の各部におけるｊの符号によって垂直走査方向
のぶれ方向が分かる。

なお、本実施例においては、映像信号と遅延信号との差
分の和が最小になるように上記遅延信号をずらしてぶれ
是を求めたが、これら映像信号と遅延信号との共通部分
の面積が最大となるように遅延信号をずらしてぶれ量を
求めてもよい。

そして、このように算出された各部のぶれ量及びぶれ方
向は上記補正ｍ５１１ｍ＋部１４に供給され、この補正
量制御部１４は供給された各部のぶれ量が所定の値以上
か以下かを判断するとともに、各部のぶれ方向が各部で
共通しているか否か判断してこのぶれ量が手振れによる
ものか否かを判定し、この判定結果に基づいて水平走査
方向と垂直走査方向との各ぶれ量を各々独立に補正する
所定のぶれ像補正信号を生成する。

すなわち、本実施例においては、各部におけるぶれ方向
が等しく、かつぶれ騒が所定の値よりも大きい場合は、
カメラのパンニング等に基づくぶれ沿であると判定して
上記ぶれ像補正信号は出力しない。

なお、上記所定の値は、上記各部の長さに対するぶれ量
が６倍ズーム時において約５パーセント程度とすると好
ましいことが実験的に求められている。

また、上記各部におけるぶれ方向及びぶれ量が路間じで
、かつぶれ量が上記所定の値よりも小さい場合には手振
れによるぶれ量であると判定して各部のぶれ量の平均値
に相当し、てこのぶれ匿を相殺するようなぶれ像補正信
号を出力する。

さらに、画面の中央部の各部のぶれ量が上記所定の値よ
りも大きく、かく周辺部の各部のぶれ量が上記所定の値
よりも小さい場合には、例えば人物等が移動している状
態であると判定してこの周辺部の各部におけるぶれ同の
平均値及びぶれ方向に応じた水平走査方向のぶれ量を相
殺するためのぶれ像補正信号と垂直走査方向のぶれ量を
相殺するためるぶれ像補正信号を各々出力する。

また、このような場合に限らず、画面の局部的な各部に
おけるぶれ量が上記所定の値以下の場合には、それらの
ぶれ量の平均値に応じたぶれ像補正信号を出力するよう
になっている。

そして、上述のように出力されたぶれ像補正信号は駆動
制御回路１５に供給され、この駆動制御回路１５は供給
されたぶれ屋補正信号に応じて上記撮像素子１を駆動１
１１１ｔｌする。

なお、この駆動制御手段１５としては、上記ぶれ分捕正
信号に応じて撮像素子からの映像信号の読み出し位置を
制御して画枠を電気的に可変するもの、あるいは撮像素
子１をメカ的に微小移動させて画枠をメカ的に可変する
ものでよく、このような駆動制御手段１５としては、例
えば本願出願人の先願の明細書（特願昭６３−３６３８
５　）等に詳細に説明されている。

このような構成の手振れ補正装置によれば、フレーム相
関に基づくぶれ量補正信号を上記演算制御部１０にて容
易に生成することができるため装置全体の小形軽量化を
図ることができ、しかもこの手振れ補正装置はクローズ
トループを構成しているため補正動作の信頼性及び安定
性が高く、しかも手振れに対して迅速な手振れ補正を行
うことができる。

なお、本実施例においてはぶれ量を求めるためにフレー
ム相関を利用しているが、フィールド相関を利用してぶ
れ量を求めてもよいことは当然である。

また、本実施例の手振れ補正装置においては、上記ぶれ
量算出部１３にて画面上の各部におけるぶれ量及びぶれ
方向を個別に算出し、このぶれ量算出部１３にて算出さ
れたぶれ量及びぶれ方向に基づいて上記補正Ｍｉｌｌ　
１１１部１４にてぶれ量が手振れによるものか、あるい
はカメラのパンニングやチルト等のＩ！彰動作によるも
のかを判断してぶれ盪補正信号を生成するため、手振れ
によるぶれ量のみを正確に補正することができる。

ところで、上述の実施例においては、上記ぶれｆｆｉ算
出部１３にてすべての各部のぶれ量及びぶれ方向を算出
しているが、第５図に示すように算出箇所検出部１６を
設けてぶれ句等を算出する箇所を選択し、これにより上
記ぶれ量算出部１３の負荷を軽減するようにしてもよい
。

すなわち、第５図に示す手振れ補正装置は、上述の実施
例におけるＡ／Ｄ変換器８の出力するデジタル化された
映像信号を直接及び上記フレームメモリ９を介して間接
的に上記各メモリ部１１．１２に供給するとともに、減
算器１７に供給して上述のような各部の差分を得る。

そして、この減算器１６にて得られた差分は上記算出箇
所検出部１６に供給されてぶれ量の有無が検出される。

ここで、映像信号のフレーム相関における上記差分は、
第６図（Ａ）（Ｂ）に示すようにぶれ量があれば必ず正
から負あるいは負から正へと符号が変化する。

そこで、この算出箇所検出部１６はこのような差分の符
号の変化に基づいてぶれ量があるか否かを判定し、ぶれ
量があると判定した場合には上記読出しパルスが供給さ
れるＡＮＤ回路１８のゲートを開成するゲート制御パル
スを出力し、ぶれ量がないと判定した場合には上記ゲー
ト制御パルスを出力せずに上記ＡＮＤ回路１８を閉成す
る。

これにより、上記ぶれ量算出部１３にて行われるぶれ員
及びぶれ方向の算出回数を少なくすることができるため
、このぶれ量算出部１３における負荷の軽減を図ること
ができる。

また、上記ゲート制御パルスは上記ぶれ黴算出部１３及
び補正量制御部１４に供給され、これらぶれ量算出部１
３及び補正量制御部１４はこのゲート制御パルスが供給
された部分に対応する各部のぶれ量はないと判定する。

なお、第５図における各回路等には第１図にて対応する
各回路等と同一の符号を付しである。

次に、本発明に係る他の実施例を第７図を用いて説明す
る。なお、第７図において先の実施例と対応する各回路
等には同一の符号を付しである。

本実施例に係る手振れ補正装置は、上述の実施例と同様
なローパスフィルタ４、サンプリング回路５、発振器６
、パルス生成回路７、Ａ／Ｄ変換器８、フレームメモリ
９及び演算制御部１０から成るぶれ量補正信号生成手段
を備えており、このぶれ量補正信号生成手段にてぶれ量
補正信号の振幅制御及び位相制御を行うための振幅制御
信号及び位相制御信号を得るようになっている。

また、この手振れ補正装置は、従来から一般的に知られ
たオープンループ形の補正手段を備えている。

この、補正手段は、例えば重力センサを用いたぶれ量検
出器２０と、利得１ｌ１１１回路２１と、位相制御回路
２２及び読出し制御回路２３とから構成されており、上
記ぶれ量検出器２０にて検出されたぶれ量を相殺するぶ
れ型補正信号（例えばぶれはを表す波形の逆相の波形の
信号）の振幅及び位相を上記利得制御回路２１及び位相
制御回路２２にて制御し、このぶれ型補正信号に基づい
て上記読出し制御回路２３を駆動させて撮像素子１を制
御する。

また、本実施例における上記読出し制御回路２３は上記
撮像素子１からの映像信号の読出しを制御して電気的に
画枠を可変するものである。

ここで、上記ぶれ量補正信号生成手段は算出された各部
のぶれ量及びぶれ方向に基づいて振幅制御信号及び位相
制御信号を生成し、これら振幅制御信号及び位相制御信
号を上記利得制御回路２１及び位相１１１１１回路２２
に各々供給して上記ぶれ型補正信号をクローズトループ
制御する。

よって、本実施例によれば従来の補正手段におけるオー
ブンループ制御をクローズトループ制御にすることがで
きるため、補正動作の信頼性及び安定性の向上を図るこ
とができる。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明によれば映像信
号及びこの映像信号を遅延した遅延信号とのフレーム相
関を求めて手振れによるぶれ量を算出することができ、
このぶれ量に基づくぶれ型補正信号によって手振れによ
るぶれ量を相殺するような補正動作を行なわせることに
より、りＯ−ズドルーブによる手振れ補正を行うことが
できるため、補正動作の安定性及び信頼性を向上するこ
とができるとともに、手振れに迅速に対応した補正を実
現することができる。

また、上述のようなフレーム相関の検出は、−膜内なマ
イコン等を用いて比較的容易に行うことができるため、
この種装置の小形経世化を図ることができる。

よって、本発明によれば小形のビデオカメラにも手振れ
補正機能を付加することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る手振れ補正装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図はメモリ部の各ブロックを模式的に
示す図、第３図は画面の各部を示す図、第４図（Ａ）（
Ｂ）は映像信号と遅延信号との関係を示す波形図、第５
図は本発明に係る他の実施例を示すブロック図、第６図
（Ａ）（Ｂ）は映像信号と遅延信号及びこれら映像信号
と遅延信号との差分を示す波形図、第７図は本発明に係
るその他の実施例を示すブロック図である。 １・・・撮像素子、１１．１２・・・メモリ部、１３・
・・ふれ量算出部（ぶれ量算出手段）、１４・・・補正
量制御部（補正量制御手段）、１５・・・駆動制御回路
（駆動制御手段）。 特許出願人　　　日本ビクター株式会社代表者　埋木　
邦夫 第１閣 第４図（８） す”ｉｔ　−−ゆ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体からの撮像光を撮像部にて光電変換して得られる
   映像信号に基づいてぶれ量を検出して補正する手振れ補
   正装置であって、 上記映像信号とこの映像信号の遅延信号とを比較してぶ
   れ量を算出するぶれ量算出手段と、算出されたぶれ量が
   手振れによるものか否かを判断して手振れによる場合に
   はぶれ量に応じたぶれ量補正信号を出力する補正量制御
   手段と、上記ぶれ量補正信号に応じて上記撮像部を駆動
   制御する手振れ制御手段とを備えたことを特徴とする手
   振れ補正装置。