JPH04257176A - 手振れ補正機能を備えた撮像装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、８ミリビデオカメラ
などに適用して好適な手振れ補正機能を備えた撮像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】８ミリビデオカメラなどのＶＴＲ一体形
の小型ビデオカメラにズーム機能が付加されたものがあ
る。このようなビデオカメラでは特にズームを使用して
被写体を撮像しているとき手振れによって撮像画面が不
規則に揺れてしまうのをよく経験する。画面が不規則に
揺れると非常にみずらい。

【０００３】この手振れによる撮像画面の不規則な揺れ
をなくすためこの種撮像装置に手振れ補正機能が付加さ
れているものがある。図８はこの手振れ補正の説明に供
する図であって、５６は撮像領域、５８は手振れ補正時
そのシステムにおいて有効とされる有効撮像領域である
。被写体像は撮像領域５６全体に結像するようにその光
学系が設定されている。有効撮像領域５８は実際に使用
する撮像領域であって、撮像領域５６よりも所定の画素
数だけ少ない領域に予め設定されている。したがって、
通常の場合には撮像領域５６の画像領域が有効な画像領
域（再生画像領域）となり、ＷＨがそのときの有効水平
画素数であり、ＷＶが有効垂直画素数である。

【０００４】手振れによって撮像領域が同図Ａより水平
方向にΔＷだけ左側に振れた場合を考えると、手振れ補
正がないときには手振れ後の撮像領域５８は同図Ｂのよ
うに、手振れ量であるΔＷだけ左側にずれる。これを補
正するため手振れがあっても実際の撮像領域は元のまま
（同図Ｃ）となるように、水平および垂直方向の撮像位
置が制御される。そして、これより得られた撮像信号が
水平および垂直方向に所定量だけ拡大されて実際のビデ
オ信号として使用される（同図Ｄ）。

【０００５】撮像位置の制御としては図９に示すような
アドレス制御方式のものが知られている。撮像素子１２
としてＣＣＤを例示すれば、このＣＣＤ１２より読みだ
された撮像信号はサンプリングホールド回路１４を経て
Ａ／Ｄ変換器１６に供給されて所定ビット数のディジタ
ル信号に変換される。ディジタル変換されたこの撮像信
号はフィールドメモリ７０に供給されて、１フィールド
分だけ撮像信号がメモリされる。この撮像信号は拡大処
理回路７６において水平方向および垂直方向に対しての
補間処理がなされて１画面を構成する画素数に変換され
る。その後、エンコーダ７８において通常周知のテレビ
ジョン信号形態のビデオ信号に変換されて端子８０に出
力される。

【０００６】４０はタイミング発生器であって、これよ
り得られる所定周波数の水平および垂直駆動用転送信号
（クロック）φＨ，φＶはドライバー４２を介してＣＣ
Ｄ１２に供給されて、被写体像に応じた電荷が読み出さ
れる。７２はフィールドメモリ７０に対する読み出しア
ドレスの制御手段であって、水平方向および垂直方向の
どの位置から読み出すかは手振れ検出手段７４より得ら
れる手振れ情報に基づいて制御される。

【０００７】すなわち、この手振れ検出手段７４で手振
れの方向と手振れ量が検出され、検出された手振れ方向
と手振れ量に基づいて電荷を読み出すべき水平および垂
直のアドレス（水平および垂直走査開始位置であって、
図８Ｃ参照）が制御される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
ような手振れ補正手段を使用すれば、手振れによる画面
の不規則な揺れが補正されることになるが、この従来構
成では手振れを補正すると同時に得られた撮像信号も拡
大する必要があり、その処理のためにフィールドメモリ
７０を用いなければならない。フィールドメモリ７０は
高価であるから、その分コストアップを招来する。

【０００９】そこで、この発明ではこのような従来の課
題を解決したものであって、フィールドメモリなどを用
いないでも手振れを補正できる構成簡単な撮像装置を提
案するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、この発明においては、水平画素および垂直画素が
１画面を構成する水平画素および垂直画素よりも小さな
撮像領域を有する撮像素子と、上記撮像領域から得られ
る撮像信号を水平および垂直方向に補間して１画面を構
成する等倍のビデオ信号とする補間回路と、手振れ補正
制御手段とを有し、この手振れ補正制御手段に設けられ
た手振れ情報検出手段より得られる手振れ方向および手
振れ量から有効撮像領域を決定する水平および垂直駆動
用アドレス制御信号が形成されて、手振れに応じて有効
撮像領域が制御されると共に、撮像素子を信号補間用の
メモリ手段としても使用することにより撮像信号に対し
て直接補間処理が施されるようになされたことを特徴と
するものである。

【００１１】

【作用】図３に示すように撮像素子としてのＣＣＤ１２
はその水平画素および垂直画素が１画面を構成する水平
画素および垂直画素と同じ撮像領域５６を有するものが
使用される。手振れ補正時に使用される有効撮像領域５
８はこれよりも小さな領域である。有効撮像領域５８と
しては例えば１画面を構成する撮像領域５６の１／４程
度の面積である。

【００１２】手振れ補正制御手段３２に設けられた手振
れ情報検出手段３４より得られる手振れ方向および手振
れ量から有効撮像領域５８を決定する水平および垂直駆
動用アドレス制御信号ＨＣ，ＶＣが形成される。これら
アドレス制御信号ＨＣ，ＶＣによって撮像信号をピック
アップするための撮像開始位置と、転送クロック周波数
および転送タイミングが制御される。ＣＣＤ１２が左側
方向に手振れしたときには図３Ｂに示すように実際の有
効撮像領域５８は右側に所定量だけシフトした状態で撮
像出力が読み出されて手振れのない撮像が実現される。

【００１３】有効撮像領域５８は１画面の画素数を有し
ない。１／４の面積の有効撮像領域５８であるときには
、水平方向は例えば転送信号φＨのクロック周波数を通
常の１／２の周波数に落として電荷を読み出す。垂直方
向は例えば奇数の水平走査期間のみ電荷を読み出し、偶
数の水平期間はライン補間を利用して補間する。この補
間処理を補間回路１８で行うことにより有効撮像領域５
８から得られた撮像信号を当倍の撮像信号に補間して出
力することができる。

【００１４】

【実施例】続いて、この発明に係る手振れ補正機能を備
えた撮像装置の一例を８ミリビデオカメラに適用した場
合につき、図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１はこの発明に係る手振れ補正機能を備
えた撮像装置（８ミリビデオカメラ）１０の一例を示す
系統図であって、１２は撮像素子として使用されるＣＣ
Ｄである。図３に示すように、ＣＣＤ１２はその水平画
素数（ドット）Ｘおよび垂直画素数（ドット）Ｙが１画
面を構成する水平画素数ＷＨおよび垂直画素数ＷＶと等
しくなされ、通常はこの撮像領域５６から読み出された
撮像信号を用いてビデオ信号が形成される。

【００１６】手振れ補正時には撮像領域５６よりも小さ
な有効撮像領域５８が使用される。有効撮像領域５８と
して図では１画面の１／４の面積を例示する。実施例で
は、Ｘ＝７６８、Ｙ＝４９４のＣＣＤ１２を使用した場
合であるので、手振れ補正時に使用される有効撮像領域
５８としては、ＷＨ＝３８４、ＷＶ＝２４７である。こ
れら数値は一例に過ぎない。手振れ補正時の有効撮像領
域５８の大きさには特に限定されるものではなく、２／
３ないし３／４の面積を撮像領域としてもよい。

【００１７】ＣＣＤ１２より得られた撮像信号は図９と
同じくサンプリングホールド回路１４を経てＡ／Ｄ変換
器１６でディジタル信号に変換され、ディジタル変換さ
れた撮像信号は後述する補間回路１８で等倍の撮像信号
となされる。この等倍の撮像信号はＤ／Ａ変換器２６を
経てエンコーダ２８に供給されて所定のテレビジョン信
号形態に変換され、このビデオ信号がその出力端子３０
に得られる。８ミリビデオカメラであるならば、このビ
デオ信号は外部出力端子（図示はしない）に供給される
と共に、内蔵されたＶＴＲ（図示しない）に供給されて
記録される。

【００１８】図１において４０はタイミング発生器を示
し、ここにおいて所定周波数の水平および垂直駆動クロ
ック（図示はしない）に対して水平および垂直ブランキ
ング期間が付加された水平および垂直転送信号φＨ，φ
Ｖ（図示はしない）が生成され、これがドライバー４２
を介して上述したＣＣＤ１２にその垂直転送信号および
水平転送信号として供給される。転送信号の相数は任意
である。

【００１９】上述したＣＣＤ１２としては、例えば図２
に示すような転送形式のものが使用される。図はインタ
ーライン転送方式の構成例であって、被写体像（光学像
）が結像される垂直転送部として機能する撮像部４４と
、撮像部４４より得られた撮像信号が転送される水平転
送部４６とで構成される。

【００２０】撮像部４４は各垂直方向に配列された画素
４８の各列に対してそれぞれ１本の垂直シフトレジスタ
５０が配列されて構成され、垂直シフトレジスタ５０に
転送された１フィールド分の撮像信号（電荷）は１ライ
ンごとに順次水平転送部４６に読み出され、矢印方向に
転送され出力部５２によって電気信号に変換され、そし
て出力端子５４より１ライン分の撮像信号が出力される
。このようなインターライン転送方式のＣＣＤ１２を使
用したのは、後述するようにブランキング期間に画素４
８に蓄えられた電荷をこの垂直シフトレジスタ５０を通
して高速に読み出してこれを不要電荷として掃き出す必
要があるからである。

【００２１】再び図１に戻って説明すると、この発明で
は、ＣＣＤ１２を撮像素子のみならず手振れ補正時のメ
モリ手段としても使用するため、特殊な転送信号φＨ，
φＶによってＣＣＤ１２が駆動され、電荷の読み出しア
ドレス（水平および垂直走査開始位置）も手振れ補正情
報に基づいて制御される。

【００２２】そのため、この発明では図のように手振れ
補正制御手段３２が設けられ、手振れ情報に応じて有効
撮像領域５８の読み出し開始位置が制御される。３８は
手振れ補正の有無を選択する制御スイッチであって、こ
れをオンにしたときのみ上述した手振れ補正が行われ、
それ以外のときの有効撮像領域は等倍の撮像領域５６と
なる。

【００２３】さて、手振れ補正制御手段３２は手振れ情
報検出手段３４と水平および垂直駆動用のアドレス制御
信号ＨＣ，ＶＣの制御手段３６とで構成され、手振れ情
報検出手段３４によって手振れの方向および手振れ量が
検出される。手振れ情報は周知の手段を使用することが
できる。例えば前後するフィールドの特定領域から抽出
した映像情報を比較することによって手振れの量と方向
を検出できる。

【００２４】手振れ方向などの手振れ情報は制御手段３
６に供給され、ここにおいてこれら手振れ方向および手
振れ量に応じて水平および垂直の各駆動用アドレス制御
信号ＨＣ，ＶＣが形成される。

【００２５】例えば、図３に示すように同図Ａの状態か
ら左側へΔＷだけ手振れが生じた場合には、同図Ｂに示
すように一点鎖線図示の有効撮像領域から実線図示の有
効撮像領域５８に撮像領域を移動させる必要がある。水
平方向と垂直方向に何画素シフトさせた位置が実線図示
の有効撮像領域になるかという情報は、上述した手振れ
情報を解析すれば比較的簡単に得られる。そして、この
手振れ情報を解析した結果図４のような水平および垂直
駆動用アドレス制御信号ＨＣ，ＶＣが得られる。

【００２６】上述したように通常画面の１／４の画面領
域を有効撮像領域５８に設定した場合には有効撮像領域
５８からは通常時の１／４の撮像情報しか得られない。 つまり、水平方向も垂直方向もそれぞれ撮像情報が通常
の読み出し時よりの１／２だけしか得られない。そのた
め、水平方向、垂直方向のそれぞれに対して補間処理を
施す必要がある。

【００２７】本例では図４および図５に示すような制御
信号ＨＣ，ＶＣを用いて補間処理を行うようにしている
。まず、水平方向の補間処理から説明する。水平方向に
関しては同じ画素から得られる電荷を２度利用して補間
が行われる場合を例示する。そのため、水平転送信号φ
Ｈは図５にも示すように有効撮像領域５８のみ通常の読
み出し速度の１／２の転送信号によって電荷の読み出し
および転送が行われて、そのときの撮像信号がサンプリ
ングホールド回路１４で２回連続してサンプリングされ
、その信号が有効撮像領域のビデオ信号として利用され
る。したがってこの期間は通常速度の１／２の転送クロ
ックが出力されるようにタイミング発生器４０が制御さ
れる。

【００２８】非撮像領域である水平期間Ｈａ，Ｈｂは何
れも水平ブランキング期間Ｈ・ＢＬＫに相当し、この水
平ブランキング期間Ｈ・ＢＬＫ内に読み出された電荷は
全て不要電荷として掃き出す必要がある。そのため、水
平期間Ｈａ，Ｈｂでの電荷の読み出しおよび掃き出しは
何れも水平ブランキング期間Ｈ・ＢＬＫ内に高速に行う
必要があり、したがって水平ブランキング期間Ｈ・ＢＬ
Ｋにおいてタイミング発生器４０で生成される転送クロ
ックは通常時よりも高速な転送クロックとなる。どの程
度の転送クロックを必要とするかは水平ブランキング期
間Ｈ・ＢＬＫ内に存在する画素数によって決まる。

【００２９】これに対して、垂直方向の補間は前ライン
の撮像信号をそのまま次のラインの撮像信号として使用
したり、前後の２ラインを使用して補間（平均値補間）
したりする補間処理を利用できる。そのため水平ライン
の読み出し（撮像部４４から水平転送部４６への転送処
理）は図５にも示すように１ラインおきの間欠転送処理
となる。そのような垂直転送処理を実現できるような垂
直駆動用のアドレス制御信号ＶＣが手振れ補正制御手段
３２で生成される。

【００３０】そして、このようなラインの間欠読み出し
処理に対して図１に示すように補間処理に対応した補間
回路１８が採用される。図では１Ｈ（Ｈは水平走査時間
）の遅延回路２０とスイッチング手段２２とで補間回路
１８が構成され、端子２４に供給されたスイッチング信
号によって例えば奇数ラインは遅延されていない本線の
撮像信号が選択され、偶数ラインでは１Ｈ遅延された撮
像信号が選択される。これによって水平ライン数は２倍
となるから、これで垂直方向の補間処理が達成される。

【００３１】垂直方向の補間処理として平均値補間を用
いる場合には補間回路１８としては図６に示すような回
路構成となる。この場合には図のようにそれぞれ１Ｈの
遅延時間を有する縦続接続された２個の遅延回路２０，
６０が使用され、その段間よりの出力がスイッチング手
段２２に供給される。さらに加算器６２が設けられ、非
遅延撮像信号と２Ｈ遅延された撮像信号とが加算され、
その平均値出力がスイッチング手段２２に供給される。 両信号はラインごとに選択される。そうすると、現撮像
信号と、１Ｈ遅延された撮像信号、さらに２Ｈ遅延され
た撮像信号との関係は図７のＡ〜Ｃのようになるので、
ｎライン、ｎ＋２ライン、・・・は現撮像信号そのもの
が利用され、その間のラインは平均化された撮像信号が
利用されることになって補間が完了する（図７Ｄ）。

【００３２】このように有効撮像領域以外は高速読み出
し、高速掃き出し処理を行う必要があるため、ＣＣＤ１
２としては図２に示すようにラインごとに読み出しおよ
び掃き出しを行うことができる転送方式のものが使用さ
れる。

【００３３】以上のように手振れ量ΔＷを補正できるよ
うに有効撮像領域５８の読み出し開始アドレスの制御を
水平方向および垂直方向の何れにも行えば、手振れを補
正した状態で有効撮像領域５８から得られた撮像信号の
みを使用してビデオ信号を形成することができる。手振
れに対する最大の補正量は図３の構成例ではΔＷ＝ＷＨ
／２，ΔＷ＝ＷＶ／２である。

【００３４】そして、上述したように水平および垂直の
各転送信号φＨ，φＶの周波数や転送タイミングを制御
すると、従来例のようにフィールドメモリを用いないで
も水平および垂直の各補間処理を実現できる。これは、
上述した転送信号φＨ，φＶを用いることによってＣＣ
Ｄ１２を撮像素子の他にフィールドメモリとしても使用
できるからである。

【００３５】上述では説明の都合上手振れの方向を左側
だけについて説明したが、手振れの方向および量は一定
しないので、その都度手振れの方向と手振れの量を検出
し、それに応じて水平方向および垂直方向の読み出しア
ドレス開始位置が制御されることになる。そして、何れ
の場合にも有効撮像領域５８内では上述したような読み
出しとなり、それ以外の領域については電荷の高速読み
出しおよび高速掃き出しとなる。

【００３６】この発明は８ミリビデオカメラの他に、携
帯可能なビデオ一体形のビデオカメラにも適用できる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る撮像装置
は水平画素および垂直画素が１画面を構成する水平画素
および垂直画素よりも小さな撮像領域を有し、手振れ補
正時は有効撮像領域の読み出し開始位置が制御されると
共に、転送信号の周波数や転送タイミングが制御される
ようにしたものである。

【００３８】これによれば、撮像素子を補間処理用のフ
ィールドメモリとしても利用できるために手振れ補正後
の撮像信号に対する補間処理系が非常に簡略化され、装
置のコストダウンを図れる効果がある。したがって、こ
の発明は小型化されたズーム機能を持つ手振れの発生し
易い８ミリビデオカメラなどに適用して極めて好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る手振れ補正機能を備えた撮像装
置の一例を示す系統図である。

【図２】この発明に使用されるＣＣＤの構成図である。

【図３】手振れ補正の説明図である。

【図４】手振れ補正の説明図である。

【図５】手振れ補正に使用される水平駆動用アドレス制
御信号および垂直駆動用アドレス制御信号の波形図であ
る。

【図６】補間回路の他の例を示す系統図である。

【図７】補間動作の説明図である。

【図８】従来の手振れ補正の説明図である。

【図９】従来の手振れ補正機能を実現した撮像装置の系
統図である。

【符号の説明】

１０　　撮像装置 １２　　撮像素子としてのＣＣＤ １６　　Ａ／Ｄ変換器 １８　　補間回路 ２０，６０　　遅延回路 ２２　　スイッチング手段 ２６　　Ｄ／Ａ変換器 ３２　　手振れ補正制御手段 ３４　　手振れ情報検出手段 ３６　　水平および垂直駆動用アドレス制御手段５６　
　撮像領域 ５８　　有効撮像領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水平画素および垂直画素が１画面を構
   成する水平画素および垂直画素よりも小さな撮像領域を
   有する撮像素子と、上記撮像領域から得られる撮像信号
   を水平および垂直方向に補間して１画面を構成する等倍
   のビデオ信号とする補間回路と、手振れ補正制御手段と
   を有し、この手振れ補正制御手段に設けられた手振れ情
   報検出手段より得られる手振れ方向および手振れ量から
   有効撮像領域を決定する水平および垂直駆動用アドレス
   制御信号が形成されて、手振れに応じて上記有効撮像領
   域が制御されると共に、上記撮像素子を信号補間用のメ
   モリ手段としても使用することにより上記撮像信号に対
   して直接補間処理が施されるようになされたことを特徴
   とする手振れ補正機能を備えた撮像装置。