JPH0393369A - ビデオカメラの画面揺れ補正装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、ビデオカメラ一体型ビデオテーブレコーダ
（以下、単にビデオカメラと称する）に用いられ、ビデ
オカメラの録画情報の再生に際し、画面の揺れを補正す
るビデオカメラの画面揺れ補正装置に関する。

（従来の技術） 周知のように、最近のビデオカメラではズームレンズの
装着が一般化しており、またそのズーム比は８倍から１
２倍程度までとなって最大焦点距離が長くなってきてい
る。この場合、長焦点となる望遠側で手持ち撮影を行う
と、わずかな手ぶれでも画面が大きく揺れることになり
、再生画面が大変見苦しくなる。

この対策として、従来から放送用及び民生用で以下のよ
うな補正方式が考えられているが、それぞれ特有の問題
を抱えている。

第１に、撮像部をスプリングとダンパで振動を吸収する
方式がある。しかし、この方式では、装置自体が大きく
なって重量もかなり重くなり、低周波では逆に振動が大
きくなることもある。

第２に、レンズの一部を移動させ、撮像面での画像ぶれ
を補正する方式がある。しかし、この方式では、レンズ
の移動範囲に限界があり、大きなぶれに対応できない。

第３に、レンズと撮像素子部をジンバル機構でサポート
し、角速度センサで揺れの動きを検出し、アクチュエー
夕でジンバル機構の可動部分を逆駆動する方式がある（
「ビデオカメラの画揺れ防止技術」藤岡他Ｎａｔｉｏｎ
ａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　Ｖｏｌ．３
４Ｎｏ．８　Ｄｅｃ．１９８８　ｐｐ７４−８０一参考
文献（１））　．　Ｌかし、この方式では、記録時に補
正できるが、装置自体の大型化、重量増大を招くだけで
なく、消費電力も増大し、これによってバッテリの寿命
も短くなってしまう。

第４に、フレームメモリを用い、画像の揺れの動きを動
きベクトルとして検出し、フレームメモリに記憶された
画像信号を読み出す際に、検出ベクトルに基づいて読出
し位置を制御する方式がある（「画面揺れ補正装置の開
発」川村他１９８７年テレビジョン学会全国大会）。し
かし、この方式では、種々のパターンを有する画像に対
しては効果的であるが、動きベクトルの検出判定等のハ
ードウェア構成が大規模かつ複雑になりしまう。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように従来のビデオカメラｋ画面揺れ補正装
置では、装置自体の大型化、重ユの増大、消費電力の増
大、バッテリ寿命の短命化、ハードウェアの規模拡大か
つ複雑化を招くという問題を有している。

この発明は上記の問題を解決するためになされたもので
、簡単な構成で確実な揺れの動き情報を得ることができ
、この情報に基づいて精度良く手ぶれ等による画面揺れ
を補正して、見やすい画面を得ることのできるビデオカ
メラの画面揺れ補正装置を提供することを目的とする。

Ｃ発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明に係るビデオカメラ
の画面揺れ補正装置は、ビデオカメラ本体に設けられ該
カメラ本体の揺れを検出する揺れ検出手段と、この手段
で得られた揺れ情報を所定の信号形式に変換してカメラ
撮像部からの画像信号と共に記録媒体に記録する記録手
段と、この手段で記録された情報を再生する際、該再生
信号から前記所定の信号形式で記録された揺れ情報を分
離する揺れ情報分離手段と、この手段で分離された揺れ
情報に基づいて該情報の分離後の再生画像信号の画面表
示位置を補正する位置補正手段とを具備して構成される
。

さらに、前記揺れ検出手段は、前記ビデオカメラ本体の
微小振動を検出する振動検出センサと、該カメラに装着
されるレンズ部の画角を検出するセンサの各検出情報を
揺れ情報として出力することを特徴とする。

（作用） 上記構成の画面揺れ補正装置では、カメラ本体の揺れを
検出して所定の信号形式に変換し、カメラ撮像部からの
画像信号と共に記録媒体に記録しておき、再生時に再生
信号から揺れ情報を分離して、分離された揺れ情報に基
づいて分離後の再生画像信号の画面表示位置を補正する
。

特に、揺れ情報としては、振動検出センサにより検出さ
れた本体の微小振動情報と、画角検出センサにより検出
されたレンズ部の画角検出情報を用い、画角に応じて補
正量を制御する。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はこの発明を適用したカメラ一体型ＶＴＲの構成
を示すもので、本体１の内部には、角速度センサとして
、撮像方向に対して水平方向の揺れの動きを検出するピ
ッチングセンサ２と、垂直方向の揺れの動きを検出する
ヨーイングセンサ３が設けられる。また、ズームレンズ
４には画角（レンズ焦点距Ｎ）を検出する画角センサ５
が装着される。この画角センサ５は、ズームレンズ４の
ズームリング４１に歯車５１．５２を噛み合わせ、ズー
ムリング４ｌの回転を歯車５２に伝達し、この歯車５２
の回転量を例えばロータリエンコーダ５３で検出するこ
とにより、撮像画面の画角を検出するものである。ズー
ムロータリエンコーダ５３からはレンズ焦点距離に対応
したデジタルデータが得られるようになっている。

第２図は上記角速度センサ（ピッチングセンサ２、ヨー
イングセンサ３）の構成を示すもので、回転検出方向に
対して垂直方向に２枚のバイモルフ板ａ，ｂを振動させ
ておき、回転角速度が生じるとコリオリの力Ｆによって
バイモルフ板ａ，　　ｂが互いに逆方向にたわむのを電
気信号にして検出するものである（詳細は上述した参考
文献（１）に記載されている）。

第３図は上記ＶＴＲの記録側の回路構成を示すもので、
ズームロータリエンコーダ５３からのレンズ焦点距離に
対応したデジタルデータは所定のタイミングでラッチ回
路１１にラッチされる。ヨーイングセンサ３からの検出
信号はアンプ１２で増幅され、ピッチングセンサ２から
の検出信号はアンブ１３で増幅され、それぞれスイッチ
１４によって選択的にＡ／Ｄ　（アナログ／デジタル）
変換器１５に入力される。Ａ／Ｄ変換器１５は各センサ
２．３からの検出信号をデジタルデータに変換するもの
で、変換されたデータはそれぞれラッチ回路１６．１７
に所定のタイミングでラッチされる。

ここで、上記ラッチ回路１１，１６．１７のラッチタイ
ミング及びスイッチ１４への切換タイミングは、タイミ
ング発生回路２０からのタイミング信号によって行われ
る。このタイミング発生回路２０は、撮像装置２１を駆
動するための同期発生回路１９で発生される同期パルス
に基づいて各タイミングを決定している。スイッチ１４
に対しては、例えば垂直プランキング期間内の所定のタ
イミングで切換操作がなされる。上記ラッチ回路１１．
１６．１７にラッチされたデータはそれぞれコード化回
路１８で所定のフォーマットにコード化されて加算器２
３に送られる。

この加算器２３には、上記撮像装置２１で得られた撮像
信号が信号処理回路２２で所定フォーマットの映像信号
に変換処理されて送られてきている。すなわち、焦点距
離、ヨーイング、ピッチングの各データコードは映像信
号に所定のタイミングで加算される。そして、記録信号
処理回路２４で記録用の信号に変換処理された後、記録
アンプ２５で増幅され、シリンダ２６内の回転ヘッド２
７ａ，２７ｂによりテープ２８に記録される。

尚、シリンダ２６のサーボ回路、駆動機構等については
周知であるので、その説明は省略する。

上記構成において、第４図及び第５図を参照してその動
作を説明する。

いま、同期発生回路１９において、第４図（ａ）に示す
タイミングで垂直同期信号が得られているとすると、タ
イミング発生回路２０からは、同図（ｂ）に示すように
、垂直同期パルス入力と同時にスイッチ切換信号が出力
される。このとき、スイッチｌ４からは、例えば同図（
Ｃ）に示すようにヨーイングセンサ３からの検出信号（
図中実線で示す）とピッチングセンサ２からの検出信号
（図中点線で示す）が時分割多重されて出力される。Ａ
／Ｄ変換器１５はスイッチ１４からの信号を受取ると、
同図（ｄ）に示すタイミングで各検出信号をデジタルデ
ータに変換する。このようにして得られたヨーイングデ
ータ、ピッチングデータはそれぞれラッチ回路１６．１
７にラッチされる。同図（ｅ）．（ｆ），（ｇ）にそれ
ぞれズームロータリエンコーダ５３からの焦点距離デー
タ、ヨーイングデー夕、ピッチングデータのラッチタイ
ミングを示す。これらのラッチタイミングは垂直プラン
キング期間内に設定される。各ラッチ回路１１．１６．
１７のラッチデータはコード化回路１８に入力され、図
示しないクロックやタイミングパルスを用いて同図（ｈ
）に示すような動き検出信号を得る。

第５図はその拡大図で、図（ａ）は垂直プランキング期
間内の水平同期信号であり、上記コード化回路ｌ８は同
図（ｂ）に示すように所定の水平同期パルス間、すなわ
ち水平走査期間に所定のビット数で、識別コードに続い
て、焦点距離データ、ヨーイングデー夕、ピッチングデ
ータの各コードを時分割多重出力する。識別コードは画
面の揺れを補正するための補正用データを現す特定のデ
ジタルデータであり、なくてもよいが、あればこの水平
走査期間のデジタルデータを混乱なく他の目的にも使用
することができる。

一方、撮像装置２１はＣＣＤ撮像素子等でレンズ（図示
せず）による結像を電気信号に変換して撮像信号として
出力する。この撮像信号は撮像信号処理回路２２によっ
て、例えばＮＴＳＣ映像信号に変換され、加算器２３に
送られる。ここで上記コード化回路１８から出力される
コードと加算され、第５図（Ｃ）に示す信号が得られる
。この信号は記録信号処理回路２４に送られ、輝度信号
はＦＭ変調され、クロマ信号は低域変換されて記録用の
信号に変換処理された後、前述したように記録アンブ２
５で増幅され、シリンダ２６内の回転ヘッド２７ａ，２
７ｂによりテープ２８に記録される。

第６図は上記ＶＴＲの再生側の回路構成を示すもので、
回転ヘッド２７ａ，２７ｂによりテープ２８から再生さ
れた信号は再生アンプ２９で増幅された後、再生信号処
理回路３０でＦＭ復調、低域増強等の再生処理がなされ
、コード検出回路３１、同期分離回路３２及び画像処理
回路３３に送られる。同期分離回路３２では、再生信号
から垂直同期信号及び水平同期信号が分離され、タイミ
ング発生回路３４によって同期信号から所定のタイミン
グ信号とクロックが生成される。コード検出回路３１で
は、タイミング発生回路３４からのタイミング信号に基
づいて入力再生信号から多重化されているデータコード
が検出され、動き補正計算回路３５に送られる。この動
き補正計算回路３５では人力コードから焦点距離データ
、ピッチングデータ、ヨーイングデー夕の判別がなされ
、これらのデータから縦方向及び横方向における補正量
の計算が行われる。ここで計算された補正量はアドレス
制御回路３６に送られる。このアドレス制御回路３６は
タイミング発生回路３４からのクロックに基づいて後述
するフレームメモリ３８の読出しアドレスを生成し、こ
の読出しアドレスに人力した補正量を加算処理して出力
するもので、このようにして生成された読出しアドレス
はフレームメモリ３８に送られる。

画像処理回路３３に人力された再生信号は色信号再生処
理等が施されて元のＮＴＳＣ映像信号に変換処理され、
Ａ／Ｄ変換器３７に送られて、タイミング発生回路３４
からのクロックに基づいてデジタルデータに変換された
後、フレームメモリ３８にタイミング発生回路３４から
のクロックに基づいて順次書き込まれる。このフレーム
メモリ３８に書き込まれたデータは上記アドレス制御回
路３６からの読出しアドレスに基づいて順次読み出され
、Ｄ／Ａ変換器３９でアナログ化されて、再生映像信号
として出力される。尚、色信号については、色差信号に
復調して記憶するようにすれば、色副搬送波で変調され
ている場合と異なり、自由なタイミングで読み出せる利
点がある。この場合、読出し後に色副搬送波で変調すれ
ばよい。

このことについては周知のことなので、その説明は省略
する。

ところで、上記の動き補正計算は、焦点距離に基づく画
角情報を用いて行われる。これは、画角が広角のときと
狭角のときとを比較してみると、同じ揺れ角であっても
狭画角時の方が画面上の揺れ量が大きいためである。第
７図にその様子を示す。図（ａ）は広角の場合、図（ｂ
）は狭角の場合を示している。同図から明らかなように
、狭角時の方が広角時よりも画面上の揺れが大きく、画
角に近似的に反比例して揺れ量が大きくなる。したがっ
て、動き補正計算回路３５は画角情報を取り入れ、この
情報から画面上の揺れ量を求め、この揺れ量に基づいて
補正量を制御すればよい。

したがって、上記構成の揺れ補正装置を備えたカメラ一
体型ＶＴＲは、簡単な構成で確実な揺れの動き情報を得
ることができ、この情報に基づいて精度良くてぶれ等に
よる画面揺れを補正して、見やすい画面を得ることがで
きる。

尚、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
種々の変形が可能である。例えば、記録コードとしては
揺れ補正計算後の補正値としてもよい。また、上記実施
例では１フィールドに１回の揺れ補正を行うようにした
が、１画面内で何回行ってもよい。この場合、コードを
水平プランキング期間内に入れてもよい。コードは他の
信号形式、例えばアナログ信号で記録してもよい。また
、補正データとして、レンズの光軸に沿った回転量を検
出して付加すれば、さらに高精度な揺れ補正が可能であ
る。再生信号処理回路はビデオカメラと一体にする必要
はナく、別のアダプタ形式でもよい。

また、フレームメモリの読出し制御によって表示位置を
ずらした結果、画面に画像のない部分ができるのを避け
るため、予め記録画面を所定比率で拡大しておくことも
考えられる。このような処理に対して、画素を補開演算
すれば、高精彩な画像が得られる。また、カメラ一体型
ＶＴＲに限らず、カメラ部とＶＴＲ部が独立している場
合でも同様に実施可能である。これは記録専用機と再生
機との組合わせでもよい。また、レンズの前に広角や望
遠のコンバージョンレンズを付加する場合には、自動的
にその補正を切換えるようにすると、操作性がよく、付
加時の使用に対する繁雑さを解消できる。フレームメモ
リの読出しはクリスタルクロックを用いるようにしても
よい。さらに、上記実施例ではフレームメモリを用いた
が、フィールドメモリ等を用いてもよく、最低限、数ラ
インのメモリで構成することも可能である。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、簡単な構成で確実
な揺れの動き情報を得ることができ、この情報に基づい
て精度良く手ぶれ等による画面揺れを補正して、見やす
い画面を得ることのできるビデオカメラの画面揺れ補正
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係るビデオカメラの画面揺？補正装置
の一実施例を示すもので、第１図はその揺れ補正装置を
備えたカメラ一体型ＶＴＲを示す構成図、第２図は同実
施例に用いられる角速度センサの構造を示す構成図、第
３図は同実施例の記録側の回路構成を示すブロック回路
図、第４図及び第５図は第３図の回路装置の動作を説明
するための各部信号のタイミング図、第６図は同実施例
の再生側の回路構成を示すブロック回路図、第７図は同
実施例で補正演算に画角情報を用いる理由を説明するた
めの図である。 １・・・本体、２・・・ピッチチングセンサ、３・・・
ヨーイングセンサ、４・・・ズームレンズ、４■・・・
ズームリング、５・・・画角センサ、５１＋５２・・・
歯車、５３ズームロータリエンコーダ、１１・・・ラッ
チ回路、１２．１３・・・アンプ、１４・・・スイッチ
、１５・・・Ａ／Ｄ変換器、１６．１７・・・ラッチ回
路、１８・・・コード化回路、１つ・・・同期発生回路
、．２０・・・タイミング発生回路、２１・・・撮像装
置、２２・・・信号処理回路、２３・・・加算器、２４
・・・記録信号処理回路、２５・・・記録アンプ、２６
・・・シリンダ、２７ａ．２７ｂ・・・回転ヘッド、２
８・・・テープ、２つ・・・再生アンプ、３０・・・再
生信号処理回路、３１・・・コード検出回路、３２・・
・同期分離回路、３３・・・画像処理回路、３４・・・
タイミング発生回路、３５・・・動き補正計算回路、３
６・・・アドレス制御回路、３７・・・Ａ／Ｄ変換器、
３８・・・フレームメモリ、３９・・・Ｄ／Ａ変換器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビデオカメラ本体に設けられ該カメラ本体の揺れ
   を検出する揺れ検出手段と、この手段で得られた揺れ情
   報を所定の信号形式に変換してカメラ撮像部からの画像
   信号と共に記録媒体に記録する記録手段と、この手段で
   記録された情報を再生する際、該再生信号から前記所定
   の信号形式で記録された揺れ情報を分離する揺れ情報分
   離手段と、この手段で分離された揺れ情報に基づいて該
   情報の分離後の再生画像信号の画面表示位置を補正する
   位置補正手段とを具備したビデオカメラの画面揺れ補正
   装置。
2. （２）前記揺れ検出手段は、前記ビデオカメラ本体の微
   小振動を検出する振動検出センサと、該カメラに装着さ
   れるレンズ部の画角を検出する画角検出センサの各検出
   情報を揺れ情報として出力することを特徴とする請求項
   （１）記載のビデオカメラの画面揺れ補正装置。