JPH05284404A - ビデオカメラ - Google Patents

ビデオカメラ

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JPH05284404A
JPH05284404A JP4076584A JP7658492A JPH05284404A JP H05284404 A JPH05284404 A JP H05284404A JP 4076584 A JP4076584 A JP 4076584A JP 7658492 A JP7658492 A JP 7658492A JP H05284404 A JPH05284404 A JP H05284404A
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JP
Japan
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zoom
magnification
electronic
zoom magnification
electronic zoom
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JP4076584A
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English (en)
Inventor
Toshiro Kinugasa
敏郎 衣笠
Takuya Imaide
宅哉 今出
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電子ズームを用いて瞬時にズーム倍率が変化
し、しかも電子ズームの信号補間による解像度劣下が一
定期間しか生じない手段を提供する。 【構成】電子ズームとレンズズームを組み合わせて、電
子ズームで瞬時にズーム倍率を変化させ、その後、電子
ズーム倍率とレンズズーム倍率の積を一定に保持しなが
ら電子ズーム倍率を減少させるとともにレンズズーム倍
率を増大させる。 【効果】電子ズームで瞬時にズーム倍率が変化し、その
後一定期間でレンズズームに置き替わるので、解像度劣
下が生じなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像素子を用いたビデ
オカメラに係り、特に電子的なズームを瞬時に行なう機
能を有するビデオカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ビデオカメラの普及に伴い、小
型、軽量化と高性能化の開発が進んでいる。高性能化の
一つに高ズーム倍率化があり、この高ズーム倍率化をズ
ームレンズのみで進めようとするとズームレンズが大型
になり、小型化が阻害されてしまう。
【0003】この高ズーム倍率化と小型化を両立させる
ために、信号処理で映像信号を電子的に拡大する電子ズ
ームとズームレンズを併用する方式のビデオカメラが製
品化されている。上記電子ズームの倍率をME、上記ズ
ームレンズの倍率をMLとすると、ビデオカメラのズー
ム倍率はME×MLとなり、電子ズームの倍率だけズー
ムレンズの倍率を小さくすることができる。電子ズーム
は、例えば森村他「純電子式画像揺れ補正システム」
(テレビジョン学会技術報告VOL.15,No.7,第
43頁〜第48頁,1991年1月)に記載されている
ように、LSIなどの少数の電子部品で実現できる。
【0004】ビデオカメラの操作の一例として、図8と
図9に示すように、ズームレンズの倍率を選択するT/
W(テレ/ワイド)スイッチで電子ズーム倍率も選択す
る方法がある。図8において51はズームレンズ、52
は撮像素子、53は信号処理回路、54はズームレンズ
駆動回路、55は電子ズーム処理回路、56はズーム倍
率制御回路、57はT/Wスイッチである。撮像素子5
2から読み出された信号は信号処理回路53でガンマ処
理やホワイトバランスなどの処理を施される。また、信
号処理回路53からの信号は電子ズーム処理回路55で
信号補間等により拡大され、信号処理回路53に戻され
る。一方、ズーム倍率制御回路56はズームレンズ駆動
回路54にレンズズーム倍率MLを、電子ズーム処理回
路55に電子ズーム倍率MEを送り、図9に示すように
ズーム倍率を制御する。
【0005】図9において横軸は時間を表し、縦軸はカ
メラの倍率を表す。時刻TSでT/Wスイッチによって
テレが選択されたとすると、まずズームレンズで倍率が
上がる。時刻TLEでズームレンズがテレ端になり、更
にT/Wスイッチによってテレが選択されていた場合に
は、電子ズームによって徐々に倍率を上げる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記ビデオカメラの操
作の例は、レンズズームの倍率変化と同様に電子ズーム
の倍率変化も徐々に行なうものであり、しかもズームレ
ンズがテレ端になって初めて電子ズーム動作が開始され
る。したがって、電子ズームを用いれば瞬時にズーム倍
率を変えられるにもかかわらず、連続的な倍率変化しか
制御できない。また、単純に電子ズームによって瞬時の
倍率変化を与えると、画質、特に解像度が劣下した映像
信号を出力し続けることになってしまうという問題点が
ある。この解像度劣下は小松他「固体カメラ用任意電子
ズームの画質評価」(テレビジョン学会全国大会予稿集
第29頁〜第30頁,1990年)に記載されているよ
うに、主流となっている2行混合の信号読み出しの撮像
素子を用いているからである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
手段として、ズームレンズと、該ズームレンズにより結
像された光学像を映像信号に変換する撮像素子と、該撮
像素子から読み出された映像信号を水平方向および垂直
方向に拡大する電子ズーム処理回路と、上記ズームレン
ズのズーム倍率を変化させるズームレンズ駆動回路と、
該ズームレンズ駆動回路および上記電子ズーム処理回路
を制御し、上記ズームレンズのズーム倍率と上記電子ズ
ーム処理回路の電子ズーム倍率を制御するズーム倍率制
御回路とを設け、上記ズーム倍率制御回路は、上記電子
ズーム倍率が瞬時に変化し、しかも上記電子ズーム倍率
の最小変化幅の少なくとも2倍以上変化するように上記
電子ズーム処理回路を制御し、しかる後、上記電子ズー
ム倍率と上記ズームレンズのズーム倍率との積がほぼ一
定になる条件で、上記電子ズーム倍率を徐々に下げると
ともに上記ズームレンズのズーム倍率を上げるように上
記電子ズーム処理回路および上記ズームレンズ駆動回路
を制御する。
【0008】
【作用】電子ズームで瞬時に倍率を変えた後、電子ズー
ム倍率とズームレンズのズーム倍率との積がほぼ一定に
なる条件で、電子ズーム倍率を徐々に下げるとともに上
記ズームレンズのズーム倍率を上げるようにすれば、電
子ズームによる解像度劣下は一定期間生じるだけで、そ
の後は解像度劣下のない瞬時ズームを実現することがで
きる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いながら説明
する。
【0010】図1に、本発明の一実施例のブロック図
を、図2に制御方法を示す。図1において1はズームレ
ンズ、2は撮像素子、3は信号処理回路、4はズームレ
ンズ駆動回路、5は電子ズーム処理回路、6はズーム倍
率制御回路、7はT/W(テレ/ワイド)スイッチ、8
は瞬時ズームスイッチである。
【0011】ズームレンズ1によって撮像素子2の受光
面上に結像された被写体像は光電変換されて読みださ
れ、信号処理回路3でガンマ処理やホワイトバランスな
どの処理を施される。また、信号処理回路3からの信号
は電子ズーム処理回路5で信号補間等により拡大され、
信号処理回路3に戻される。一方、ズーム倍率制御回路
6はズームレンズ駆動回路4にレンズズーム倍率ML
を、電子ズーム処理回路5に電子ズーム倍率MEを送
り、図2に示すようにズーム倍率を制御する。
【0012】図2において横軸は時間を表わし、縦軸は
ズーム倍率を表わす。また、破線は電子ズーム倍率の時
間変化を、一点鎖線はレンズズーム倍率の時間変化を、
実線はカメラのトータルの倍率すなわちレンズズーム倍
率と電子ズーム倍率の積を表わす。
【0013】時刻TSで瞬時ズームスイッチ8によって
瞬時ズームが選択されたとすると、まず電子ズーム倍率
が所定の倍率まで瞬時に上がる。その後、時刻TEまで
レンズズーム倍率を徐々に上げ、電子ズーム倍率を徐々
に下げる。
【0014】マイコンを用いて上記ズーム倍率制御回路
6を構成すれば、上記した所定の瞬時ズーム倍率変化を
2倍にする、あるいは3倍にするなどの設定を容易に行
なうことができる。また、図8と図9で説明したよう
に、T/Wスイッチ7を用いてレンズズーム倍率と電子
ズーム倍率を徐々に変化させることもできる。
【0015】次に複数回瞬時ズームが選択された場合の
制御例を図3と図4に示す。図3、図4において破線、
一点鎖線、実線は図2と同様にそれぞれ電子ズーム倍
率、レンズズーム倍率、トータルのカメラの倍率の時間
変化を表わす。
【0016】図3において時刻TS1で瞬時ズームスイ
ッチ8によって瞬時ズームが選択され、電子ズーム倍率
が瞬時に変化してトータルのズーム倍率がM1からM2
に変化する。その後、トータルのズーム倍率をM2に保
持しながら時刻TE1まで電子ズーム倍率を徐々に小さ
くし、同時にレンズズーム倍率を徐々に大きくする。そ
の後の時刻TS2で再び瞬時ズームが選択されると、電
子ズーム倍率が再び瞬時に変化してトータルのズーム倍
率がM2からM3に変化する。更にその後、トータルの
ズーム倍率をM3に保持しながら時刻TE2まで電子ズ
ーム倍率を徐々に小さくし、同時にレンズズーム倍率を
徐々に大きくする。
【0017】図4は電子ズーム倍率がもとに戻らないう
ちに瞬時ズームが選択された場合の制御例である。時刻
TS1で瞬時ズームが選択され、電子ズーム倍率が瞬時
に変化してトータルのズーム倍率がM1からM2に変化
した後、トータルのズーム倍率をM2に保持しながら電
子ズーム倍率を徐々に小さくし、同時にレンズズーム倍
率を徐々に大きくしている途中の時刻TS2で、再び瞬
時ズームが選択されたとする。この場合、電子ズームの
倍率を、時刻TS2の直前の倍率からM3÷M2倍だけ
変化させ、トータルのズーム倍率をM2からM3に瞬時
に変化させる。その後、トータルのズーム倍率をM3に
保持しながら時刻TE2まで電子ズーム倍率を徐々に小
さくし、同時にレンズズーム倍率を徐々に大きくする。
【0018】図5に、本発明の別の実施例のブロック図
を示す。図5において9はズームレンズ、10は撮像素
子、11は信号処理回路、12はズームレンズ駆動回
路、13は電子ズーム処理回路、14はズーム倍率制御
回路、15はT/W(テレ/ワイド)スイッチ、16は
瞬時ズームスイッチ、17はズーム倍率検出回路であ
る。ズームレンズ駆動回路12は図1のズームレンズ駆
動回路4と異なり、レンズズーム倍率を上げるか下げる
かというU/D(アップ/ダウン)信号で制御される。
この場合、レンズズーム倍率が何倍になっているかをズ
ーム倍率検出回路17で検出し、検出したズーム倍率を
ズーム倍率制御回路14にフィ−ドバックすることによ
り、図2から図4に示す制御を行なうことができる。
【0019】図6に、本発明の更に別の実施例のブロッ
ク図を示す。図6において18はズームレンズ、19は
撮像素子、20は信号処理回路、21はズームレンズ駆
動回路、22は電子ズーム処理回路、23はズーム倍率
制御回路、24はT/W(テレ/ワイド)スイッチ、2
5は瞬時ズームスイッチ、26は垂直電子ズーム処理回
路、27は水平電子ズーム処理回路である。電子ズーム
処理回路22は信号補間で映像信号を拡大するので、垂
直方向のズームと水平方向のズームを独立して施すこと
ができる。したがって、本実施例では垂直方向のズーム
を行なう垂直電子ズーム処理回路26に垂直方向の電子
ズーム倍率MEVを供給し、水平方向のズームを行なう
水平電子ズーム処理回路27に水平方向の電子ズーム倍
率MEHを供給する。
【0020】図7に制御例を示す。まず、垂直の電子ズ
ーム倍率は1倍に、水平の電子ズーム倍率はMH倍に選
択され、カメラのトータルのズーム倍率が垂直M1V倍
に、水平M1H=M1V×MH倍に選択されているもの
とする。時刻TSで瞬時ズームスイッチ25によって瞬
時ズームが選択されると、垂直の電子ズーム倍率はMV
倍に、水平の電子ズーム倍率はMH×MV倍に瞬時に変
化し、カメラのトータルのズーム倍率は垂直M2V=M
1V×MV倍に、水平M2H=M1H×MV倍に瞬時に
変化する。その後、カメラのトータルのズーム倍率は垂
直M2V倍に、水平M2H倍に保持しながら、時刻TE
まで電子ズーム倍率を徐々に小さくし、同時にレンズズ
ーム倍率を徐々に大きくする。本実施例によると、任意
のアスペクト比を選択しながら瞬時ズームを行なうこと
ができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、ズーム倍率が瞬時に変
化し、しかも解像度劣下が一定期間しか生じないビデオ
カメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図である。
【図2】本発明の制御方法の実施例を示す図である。
【図3】本発明の制御方法の実施例を示す図である。
【図4】本発明の制御方法の実施例を示す図である。
【図5】本発明の実施例のブロック図である。
【図6】本発明の実施例のブロック図である。
【図7】本発明の制御方法の実施例を示す図である。
【図8】ズーム倍率制御の従来例のブロック図である。
【図9】ズーム倍率制御方法の従来例を示す図である。
【符号の説明】
1…ズームレンズ、 2…撮像素子、 3…信号処理回路、 4…ズームレンズ駆動回路、 5…電子ズーム処理回路、 6…ズーム倍率制御回路、 7…T/Wスイッチ、 8…瞬時ズームスイッチ、 9…ズームレンズ、 10…撮像素子、 11…信号処理回路、 12…ズームレンズ駆動回路、 13…電子ズーム処理回路、 14…ズーム倍率制御回路、 15…T/Wスイッチ、 16…瞬時ズームスイッチ、 17…ズーム倍率検出回路、 18…ズームレンズ、 19…撮像素子、 20…信号処理回路、 21…ズームレンズ駆動回路、 22…電子ズーム処理回路、 23…ズーム倍率制御回路、 24…T/Wスイッチ、 25…瞬時ズームスイッチ、 26…垂直電子ズーム処理回路、 27…水平電子ズーム処理回路、 ML…レンズズーム倍率制御信号、 ME…電子ズーム倍率制御信号、 MEV…垂直電子ズーム倍率制御信号、 MEH…水平電子ズーム倍率制御信号。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ズームレンズと、該ズームレンズにより結
    像された光学像を映像信号に変換する撮像素子と、該撮
    像素子から読み出された映像信号を水平方向および垂直
    方向に拡大する電子ズーム処理回路と、上記ズームレン
    ズのズーム倍率を変化させるズームレンズ駆動回路と、
    該ズームレンズ駆動回路および上記電子ズーム処理回路
    を制御し、上記ズームレンズのズーム倍率と上記電子ズ
    ーム処理回路の電子ズーム倍率を制御するズーム倍率制
    御回路とを有し、上記ズーム倍率制御回路は、上記電子
    ズーム倍率が瞬時に変化し、しかも上記電子ズーム倍率
    の最小変化幅の少なくとも2倍以上変化するように上記
    電子ズーム処理回路を制御し、しかる後、上記電子ズー
    ム倍率と上記ズームレンズのズーム倍率との積がほぼ一
    定になる条件で、上記電子ズーム倍率を徐々に下げると
    ともに上記ズームレンズのズーム倍率を上げるように上
    記電子ズーム処理回路および上記ズームレンズ駆動回路
    を制御することを特徴とするビデオカメラ。
  2. 【請求項2】上記電子ズーム処理回路は水平方向の電子
    ズーム倍率と、該水平方向の電子ズーム倍率とは異なる
    垂直方向の電子ズーム倍率を有し、上記ズーム倍率制御
    回路は、上記水平方向の電子ズーム倍率および垂直方向
    の電子ズーム倍率が瞬時に変化し、しかも上記水平方向
    の電子ズーム倍率あるいは垂直方向の電子ズーム倍率の
    最小変化幅の少なくとも2倍以上変化するように上記電
    子ズーム処理回路を制御し、しかる後、上記水平方向の
    電子ズ−ム倍率と上記ズームレンズのズーム倍率との積
    および上記垂直方向の電子ズーム倍率と上記ズームレン
    ズのズーム倍率との積がほぼ一定になる条件で、上記水
    平方向の電子ズーム倍率と上記垂直方向の電子ズーム倍
    率を徐々に下げるとともに上記ズームレンズのズーム倍
    率を上げるように上記電子ズーム処理回路および上記ズ
    ームレンズ駆動回路を制御することを特徴とする請求項
    1記載のビデオカメラ。
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