JPH07240870A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH07240870A JPH07240870A JP6029508A JP2950894A JPH07240870A JP H07240870 A JPH07240870 A JP H07240870A JP 6029508 A JP6029508 A JP 6029508A JP 2950894 A JP2950894 A JP 2950894A JP H07240870 A JPH07240870 A JP H07240870A
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Abstract
成で実現する。 【構成】 撮像素子と光学像を光軸に垂直な面上で変位
させる変位手段を有し、この変位手段により手振れを防
止させる第1の撮像モードと、高解像度化の為に所定の
ピッチだけ周期的にずらす第2の撮像モードとを有す
る。
Description
像素子を撮像素子として使用した撮像装置に関する物で
ある。
高画素化、低価格化、小型化が可能となり家庭用の小型
ビデオカメラ、スチルビデオカメラなどに応用普及し、
NTSC等のテレビ規格では十分な画質が得られるよう
になってきた。また、ビデオカメラ等においては、手ブ
レ補正処理が行われ良質の動画像が得られる様になって
きた。
影する場合に、自分の意志とは関係無しに、手や体が動
いてしまう事により、撮影した映像が上下左右等に動い
てしまう現象であり、その映像をテレビジョンモニタ等
で見る場合に不快感を与える。
な手ブレ現象を回避するために、例えば、VAPと呼ば
れる可変頂角プリズムを使用している。
の構成例を示す。
サであり、手ブレ等による撮像装置の水平方向の動きに
よる角速度の検出を行う。角速度センサ1の検出信号は
制御回路2により撮像装置の水平方向の動きを補正する
ように演算処理され微分されて加速度成分が検出されア
クチュエータ3に供給される。このアクチュエータ3は
プリズム4のガラス板4aを水平方向に駆動する。この
プリズム4は、2枚のガラス板4a、4bを蛇腹形状の
ばね部材4cで結合し、2枚のガラス板とばね部材で囲
まれた空間に光学的に透明な液体4dを封入した物であ
る。このプリズム4のガラス板4aに設けられた軸4e
には水平駆動用のアクチュエータ3が接続され、ガラス
板4bに設けられた軸4fには垂直方向駆動用のアクチ
ュエータ8が接続されている。したがって、ガラス板4
aは水平方向に、ガラス板4bは垂直方向に回転させら
れる。このプリズム4は可変頂角プリズム(VAP)と
呼ばれ、詳しくは特開平2−12518号等に記載され
ているのでここでは省略する。
可能なガラス板4aの回転角は頂角センサ5により検出
され、制御回路2により演算処理されアクチュエータ3
に供給される。
レ等による撮像装置の垂直方向の動きによる角速度の検
出を行う。角速度センサ6の検出信号は制御回路7にお
いて微分されて、加速度が検出され、撮像装置の垂直方
向の動きを補正するように演算処理されアクチュエータ
8に供給される。このアクチュエータ8はプリズム4の
ガラス板4bを垂直方向に駆動する。アクチュエータ8
によって垂直方向に回転可能なガラス板4bの回転角は
頂角センサ9により検出され、制御回路7により演算処
理されアクチュエータ8に供給される。
垂直方向の角速度を検出し、これに基づいてアクチュエ
ータで可変頂角プリズムを水平、垂直方向に動かして、
光を屈折させ、固体撮像素子の撮像面上で被写体像が移
動しないように制御する事により、手ブレ等を補正して
いる。
体像を撮像素子上に結像する。11は撮像素子であり現
在のビデオカメラ等においては2次元固体撮像素子が用
いられる。撮像素子11の出力は不図示の信号処理回路
を経て、記録装置あるいはテレビモニタ等に出力され
る。
ビデオカメラ等に用いられる2次元固体撮像素子の画素
数では大画面用の画像やハードコピー、コンピュータグ
ラフィックス等に必要な解像力を得るには、不十分であ
る。2次元固体撮像素子の画素数は、通常40万画素程
度であり、高精細用でも200万画素が限度であり、さ
らなる改善は難しいとされている。
元配列された画素を有する固体撮像素子の受光面と、撮
像光学系により前記受光面に結像される被写体像を相対
的に変位させるための変位手段を有し、前記変位により
手ブレの補正を行った画像を得る第1の撮像モードと、
前記変位手段により画素ピッチの整数分の1ずつずれた
複数の像の信号を合成して高解像度の画像を得る第2の
撮像モードを選択的に切り替える手段を設けた事を特徴
とする。
自動的に第1、第2の撮像モードを選択する事により、
動画像を要求される場合においては、手ブレ等によるブ
レを補正するために光学系により結像される被写体像と
撮像素子位置を相対的にブレを補正する量だけ移動させ
る事により、手ブレ等のない動画情報を得られ、高解像
度を要求される場合には光学系により結像される被写体
像と撮像素子の位置を相対的に微小量移動させ、撮像素
子の複数画面の出力信号を合成する事により、高解像度
の画像情報が得られる撮像装置を提供する事ができる。
る。
ブロック図である。図1において、従来例で示した図5
と同一の構成要素には同一の番号を付しその説明を省略
する。101は高画素化コントーラである。固体撮像素
子11では、各画素の受光部はX、Yの2方向に配列さ
れ、その間隔は1画素の受光部より大きい。高画素化コ
ントーラ101は、光学系10によって結像された被写
体像と撮像素子との相対的な位置を変位させ、見掛け
上、固体撮像素子11の画素の受光部が受光部間の光の
不感度領域を埋めていくように可変頂角プリズム4の位
置を変えるための制御信号を制御回路2及び制御回路7
に出力し、可変頂角プリズム4はその制御信号をもとに
アクチュエータ3、8により駆動される。
まず撮影者がその動作モードを決定する。102及び1
03はそのためのモード切り替え器である。比較的低解
像の画像を得る第1の撮像モードの場合にはaに接続さ
れ、比較的高解像の画像を得る第2の撮像モードの場合
にはbに接続される。したがって可変頂角プリズム4は
第1の撮像モードの場合には水平方向、垂直方向の角速
度情報(加速度情報)を基に制御され手ブレ等のブレを
補正するように制御され、第2の撮像モードの場合には
見掛け上の画素数を増やすように、すなわち見掛け上、
受光部が受光部間の光の不感度領域を埋めていくように
制御される。
バータ104によりデジタル化されフレームメモリ10
6a、106b、106c、106dを含む走査変換回
路105に入力される。第1撮像モードの場合には、走
査変換回路105は機能せず、デジタル化された画像信
号を例えば常にメモリ106aに書き込み、フレームメ
モリデータセレクタ107を経てそのまま出力する。第
2撮像モードの場合には、以下に詳しく説明する方法に
したがって出力されたデジタル画像信号をフレームメモ
リ106a、106b、106c、106dに分けて記
憶し、走査変換回路内のデータセレクタ107はフレー
ムメモリ106a、106b、106c、106dの読
み出しを交互に行うことにより高解像度画像を出力す
る。走査変換回路105により高画素化された出力信号
は信号処理回路108を経て、記録装置109あるいは
モニタプリンタ111、ディスプレイ110等に出力さ
れる。
について説明する。図2は本発明の撮像装置の固体撮像
素子11の受光部と被写体像の相対的な移動を時系列的
に示す平面図である。同図は被写体像側を固定した場合
について考えている。図2(A)において、受光部は高
画素化コントーラ101の制御信号を基に、アクチュエ
ータにより駆動された可変頂角プリズム4により例えば
1、2、3、4の順に固体撮像素子の1フレーム毎に移
動する。それぞれのフレームを第1〜第4フレームと呼
ぶ事にすると、合成される画像のフレーム期間は第1〜
第4フレーム期間の和で表される。
フレーム期間の各期間内に蓄積、転送、読み出しを行っ
て、図1のフレームメモリ106a、106b、106
c、106dに順次記憶してゆき表示又は記録又はプリ
ントする際には図2(B)に示すように合成する。した
がってX、Y方向とも解像度が2倍になる。ここでは被
写体像側を固定として説明したが、実際は可変頂角プリ
ズムにより被写体像側が屈折により変位される。
により、撮影者は高解像度の画像とブレの無い画像を選
択して記録又は表示又プリントできる。尚、第2撮像モ
ードの場合にこの動作を繰り返すことにより動画として
出力することもできるし、1サイクルだけ変位手段を制
御して、高解像の静止画像を得る様にしても良い。
ク図である。図3において、従来例で示した図5と同一
の構成要素には同一の番号を付しその説明を省略する。
301は撮像素子出力から被写体の動きを検出する動き
検出回路である。
ド)に撮影された複数の画像を微小ブロック単位で比較
し被写体の動きベクトルを検出する方法が例えば特開平
1−98563号で知られているのでこれを用いれば良
い。
を撮影する場合、撮影装置は、まず第1撮像モードにな
る。動き検出回路301により被写体が動いていると判
断された場合には撮影装置はそのまま第1撮像モードで
記録、表示等を行う。被写体が静止していると判断され
た場合には、モード切り替え器をbに接続して、撮影装
置のモードを自動的に高解像度の第2撮像モードに切り
替える。
置の第1、第2の撮像モードを自動的に切り替える事に
より、つねに最適な撮影が行える。
ードにおいてX、Yの2方向とも同じ倍率で高画素化し
たが、異なる倍率でも可能である事は言うまでもない。
例えばX方向だけ像と撮像素子をずらすようにしても良
い。さらに本実施例においては、見掛け上、各画素の受
光部が受光部間の光の不感度領域を埋めていくように変
位させ、各受光領域の変位中の位置の出力を1画素の出
力として表示あるいは記録する事により、等価的にX、
Y2方向の解像度を向上させるようにしているが、変位
により見掛け上、受光部が重なりあうように移動させる
ようにしても高画素化は行える。
あうように移動させる場合の撮像装置の固体撮像素子1
1の受光部の見掛け上の移動を時系列的に示す平面図で
ある。この場合、受光部の重なりが受光部の1/2とす
るとMTFがなまるので固体撮像素子により発生する折
り返し歪みの発生が抑圧され、したがって、通常、固体
撮像素子の前面に取り付けられる水晶等で構成される光
学ローパスフィルタが不要になる。
学系による像と2次元固体撮像素子の画素との相対位置
関係を時間的に変化させるために可変頂角プリズムを用
いているが、特公昭57−31701号等に開示されて
いるように偏光の方向が制御可能な偏光子を光路中に設
ける方法、あるいは、特開昭60−223388号等に
開示されているように光路中に角度を変化させる事によ
り入射光線の進行方向が変化する光学部材例えば光透過
が可能で均一な厚さのガラス板を設け、その角度を制御
して変位を行わせる方法、特開昭59−13476号に
開示されているように反射ミラーを用いて変位させる方
法、特開平3−201883号に開示されているように
撮像装置全体を変位させる方法、あるいは撮像光学系の
一部又は全体を変位させそれによって、入射光学系によ
る像と2次元固体撮像素子の画素との相対位置関係を時
間的に変化させて画像を得る方法、撮像素子をピエゾ素
子等により光軸に垂直な面内で振動させる方法等どのよ
うな方法であってもよい。
はブレ検出に応じて光学像と撮像手段の相対変化をさせ
ていないが、一般に手ブレの周波数帯域は10Hz前後
なので、ブレ補正用の制御信号をフィールド毎の高解像
用の変位の為の制御信号に重畳しても良い。そのように
すれば第2の撮像モードではブレのない高解像度の画像
信号を得ることができる。
1/2画素ピッチずつシフトする例を示したがこれは画
素ピッチの整数分の1であれば良いことは言うまでもな
い。
あるいは自動的に画像記録モードを選択する事により、
手ブレ等のブレの無い低解像の画像と、高解像度の画像
を選択的に得られる撮像装置を提供する事ができる。
を用いて得ているので夫々の画像を得る為に別個の変位
手段を使う必要がなく構成が極めて簡単となる。
と像の関係,及び合成後の高解像の画像の画素配列を示
す図。
と像の関係、及び合成後の高解像の画像の画素配列を示
す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 固体撮像素子と、前記固体撮像素子に被
写体像を結像させる撮影光学系と、前記固体撮像素子の
受光面と、前記撮像光学系により前記受光面に結像され
る被写体像とを相対的に変位させるための変位手段と、
前記変位手段により手振れの補正を行なった低解像の画
像を得る第1の撮像モードと、前記変位手段により画素
ピッチの整数分の1ずつずれた複数の像の信号を合成し
て高解像の画像を得る第2の撮像モードとを有し、前記
2つのモードを選択的に切り替え可能な制御手段と、を
有する事を特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】 ブレ検出手段を有し、前記第1の撮像モ
ードでは前記ブレ検出手段の出力に応じて前記変位手段
を制御する事を特徴とする請求項1の撮像装置。 - 【請求項3】 前記第2の撮像モードで得られた時系列
の出力信号を合成し出力画像とし、等価的に高画素化す
る為のメモリを有する事を特徴とする請求項1の撮像装
置。 - 【請求項4】 被写体の動きベクトルを検出する手段を
有し、被写体の動きベクトル情報により前記第1、第2
の撮像モードを切り替える事を特徴とする請求項1の撮
像装置。
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WO2012081163A1 (ja) * | 2010-12-13 | 2012-06-21 | パナソニック株式会社 | 撮像システム並びにこれに用いる画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム |
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1994
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