JPH1065950A

JPH1065950A - 画像処理装置及び撮像装置

Info

Publication number: JPH1065950A
Application number: JP8213741A
Authority: JP
Inventors: Katahide Hirasawa; 方秀平沢; Koji Takahashi; 宏爾高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】常に高画質の画像を得ることができ、静止画
像の一部分を切り出して拡大する場合でも、高画質の拡
大画像を得る画像処理装置及び撮像装置を提供する。【解決手段】相対位置移動手段１０１により、光電変
換手段１０６の受光面に結像される被写体像に対して上
記受光面が相対的に所定量移動する。このとき、動画像
処理モード設定時の相対位置移動手段１０１における移
動周期を、静止画像処理モード設定時の相対位置移動手
段１０１における移動周期より短く設定する。これによ
り、動画像処理モード設定時には、光電変換手段１０６
のサンプリング間隔に対応した光学周波数特性を有する
光学ローパスフィルタ効果を有することとなり、折り返
しのない動画像が得られ、静止画像処理モード設定時に
は、画素ずらしによって高いサンプリング周波数でサン
プリングすることとなり、高精細な静止画像が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号として取
り込まれた動画像情報及び静止画像情報に所定の信号処
理を施す画像処理装置、及びその画像処理装置を用いた
撮像装置に関し、特に、高精細な静止画像を得る画像処
理装置、及びその画像処理装置を用いた撮像装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年において、撮像素子により得られた
電気的な画像情報をディジタル化して加工するディジタ
ル画像処理技術の発展に伴い、「電子ズーム」や「電子
テレコン」と呼ばれる機能が民生用のビデオカメラ等に
も広く取り込まれるようになってきた。

【０００３】そこで、例えば、図１３に示すような電子
テレコン機能を搭載したビデオカメラ７００がある。こ
のビデオカメラ７００は、モード切換スイッチ７１０を
Ａ端子側又はＢ端子側に切り換えて、動画像処理モード
（以下、動画撮像モードと言う）又は静止画処理モード
（以下、静止画撮像モードと言う）に設定することによ
り、電子テレコン機能をＯＮ／ＯＦＦさせるようになさ
れている。

【０００４】まず、モード切換スイッチ７１０がＡ端子
側に切り換えられ、動画撮像モードに設定されることに
より、電子テレコン機能がＯＦＦ状態となったときのビ
デオカメラ７００の動作について説明する。

【０００５】先ず、スイッチ７０６は、制御回路７１４
から制御されることにより、Ａ端子側に切り換えられ
る。

【０００６】そして、図示していない被写体像は、図示
していない複数の光学レンズ、それらと同一の光軸上に
設けられた変倍レンズ７０１及び光学ローパスフィルタ
７０２を介して、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）７
０３の受光面で結像され、電気的な画像信号に変換（以
下、光電変換と言う）される。

【０００７】ＣＣＤ７０３で得られた画像信号は、増幅
回路７０４を介してアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変
換器７０５に供給される。

【０００８】Ａ／Ｄ変換器７０５は、増幅回路７０４を
介して供給された画像信号をディジタル化して、画像デ
ータとしてスイッチ７０６のＡ端子に供給する。

【０００９】このとき、上述したように、スイッチ７０
６は、Ａ端子側に切り換えられているため、スイッチ７
０６からカメラ信号処理回路１１５には、Ａ／Ｄ変換器
７０５で得られた画像データが供給される。

【００１０】カメラ信号処理回路７０７は、スイッチ７
０６からの画像データに所定の信号処理を施し、その所
定の信号処理を施した画像データをエンコーダ７０８に
供給する。

【００１１】エンコーダ７０８は、カメラ信号処理回路
７０７からの画像データに所定のテレビジョン方式に従
った変調処理を施し、その変調処理を施した画像データ
をディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器７０９に供給
する。

【００１２】Ｄ／Ａ変換器７０９は、エンコーダ７０８
からの画像データをアナログ化して、アナログテレビジ
ョン信号（映像信号）として出力端子Ｉout を介して出
力する。

【００１３】ここで、図１４は、ＣＣＤ７０３の受光面
上の撮像画素（以下、ピクセルと言う）の配列、Ｘ方向
のサンプリング点の間隔状態８００ｘ、及びＹ方向のサ
ンプリング点の間隔状態８００ｙを表した図である。

【００１４】上記図１４に示すように、例えば、１つの
ピクセル７０３ｎに着目すると、そのピクセル７０３ｎ
に対するＸ方向及びＹ方向のサンプリング点は、８００
ｘｎ（矢印で示す）及び８００ｙｎ（矢印で示す）とな
り、１ピクセル当たり各々１つであると見なすことがで
きる。このような、Ｘ方向及びＹ方向のピクセルの配列
間隔によって、取り込み可能な画像の空間周波数の上限
が決定されるため、上述した光学ローパスフィルタ５０
３の周波数特性は、上記取り込み可能な画像の空間周波
数の領域に基づいて決定される。

【００１５】したがって、ビデオカメラ７００は、光学
ローパスフィルタ５０３を図示していない複数の光学レ
ンズと同一の光軸上に設け、この光学ローパスフィルタ
５０３で、ＣＣＤ７０３で光電変換を行う際に折り返し
ノイズを発生してしまうような高い空間周波数をカット
するようになされている。

【００１６】また、ビデオカメラ７００は、変倍レンズ
７０１により決定される焦点距離のみで、画像を拡大す
る機能を実現している。

【００１７】具体的に説明すると、まず、Ｄ／Ａ変換器
７０９から出力されるアナログテレビジョン信号の画角
は、ＣＣＤ７０３の受光面で結像されている画像の画角
（以下、画像サイズとも言う）に等しいものである。

【００１８】そこで、変倍スイッチ７１２が操作される
ことにより、画像拡大率が指示されると、制御回路７１
４は、変倍スイッチ７１２の操作に基づいた駆動命令を
ドライバ７１５に供給する。ドライバ７１５は、制御回
路７１４からの駆動命令に基づいてアクチュエータ７１
６を駆動させる。このアクチュエータ７１６の駆動に伴
って、変倍レンズ７０１は、光軸と平行に位置を変え
る。これにより、上記焦点距離が決定され、変倍スイッ
チ７１２の操作で指示された拡大率の画像が得られるこ
ととなる。

【００１９】つぎに、電子テレコンスイッチ７１０がＢ
端子側に切り換えられ、静止画撮像モードに設定される
ことにより、電子テレコン機能がＯＮ状態となったとき
のビデオカメラ７００の動作について説明する。

【００２０】先ず、上述した電子テレコン機能がＯＦＦ
状態の場合と同様に、図示していない被写体像は、図示
していない複数の光学レンズ、変倍レンズ７０１、光学
ローパスフィルタ７０２、ＣＣＤ７０３、増幅回路７０
４、及びＡ／Ｄ変換器７０５を順次介することにより、
画像データに変換されてスイッチ７０６のＡ端子に供給
される。

【００２１】また、Ａ／Ｄ変換器７０５から出力される
画像データは、電子テレコン切り出し回路７１５にも供
給される。

【００２２】電子テレコン切り出し回路７１５は、Ａ／
Ｄ変換器７０５からの画像データに対して、後述する画
像の切り出し処理を施し、この切り出し処理を施した画
像データ（以下、切り出し画像データと言う）をスイッ
チ５０３のＢ端子に供給する。

【００２３】このとき、静止画撮影用のシャッタスイッ
チ７１１がＡ端子側に切り換えられることによりシャッ
タＯＦＦ状態であった場合、制御回路７１４の制御によ
り、スイッチ７０６もＡ端子側に切り換えられる。した
がって、Ａ／Ｄ変換器７０５から出力される画像データ
が、スイッチ７０６を介してカメラ信号処理回路７０７
に供給されることとなる。すなわち、この場合には、Ｃ
ＣＤ７０３の受光面で結像されている画像の画像サイズ
に等しい画像データが、カメラ信号処理回路７０７に供
給され、エンコーダ７０８及びＤ／Ａ変換器７０９を介
して出力端子Ｉout から出力されることとなる。

【００２４】また、シャッタスイッチ７１１がＢ端子側
に切り換えられることによりシャッタＯＮ状態であった
場合、制御回路７１４の制御により、スイッチ７０６も
Ｂ端子側に切り換えられる。したがって、電子テレコン
切り出し回路７１５から出力される切り出し画像データ
が、カメラ信号処理回路７０７に供給されることとな
る。すなわち、この場合には、例えば、シャッタＯＮ状
態である間、電子テレコン切り出し回路７１５で得られ
た切り出し画像データが、カメラ信号処理回路７０７に
供給され、エンコーダ７０８及びＤ／Ａ変換器７０９を
介して出力端子Ｉout から出力されることとなる。

【００２５】つぎに、上述した電子テレコン切り出し回
路７１５の切り出し処理について説明する。

【００２６】例えば、ＣＣＤ７０３において、図１５
（ａ）に示すような枠９０１内の領域の画像９０１ｄが
撮像された場合、この画像９０１ｄに基づいた画像デー
タが電子テレコン切り出し回路７１５に供給されること
となる。

【００２７】そこで、電子テレコン切り出し回路７１５
は、供給された画像データ（画像９０１ｄ）から、枠９
０１内の領域の１／４の面積を有する枠９０２内の領域
の画像データ（画像９０２ｄ）のみを切り出し、縦横各
々２倍に拡大して上記図１５（ｂ）に示すような拡大画
像データ（画像９０２ｄ′）を得る。

【００２８】したがって、静止画撮像モード設定時でシ
ャッタＯＮ状態であった場合には、この拡大画像データ
（画像９０２ｄ′）が切り出し画像データとして、すな
わち電子テレコン拡大後の画像データとして、スイッチ
７０６を介してカメラ信号処理回路７０７に供給される
こととなる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなビデオカメラ７００では、電子テレコン切り出
し回路７１５で上記図１５（ｂ）に示したような電子テ
レコン拡大後の画像データ（画像９０２ｄ′）を得るた
めに、例えば、上記図１５（ａ）の画像９０２ｄにおい
て、切り出して１／２となった垂直方向（ｘ方向）の画
素情報を、拡大する前の２倍の間隔で垂直方向に再配列
し、また、切り出して１／２となった水平方向（ｙ方
向）の画素情報を、拡大する前の２倍の間隔で水平方向
に再配列する、という処理が行われていた。また、この
とき、隣接した画素間の間隔が拡大する前の間隔の２倍
に開くため、この開いた隙間を隣接した２つの画素情報
の平均値で補間する、という補間処理が必要であった。

【００３０】したがって、電子テレコン拡大前の画像９
０２ｄの画素情報量で、本来ならばその４倍の画素情報
量を必要とするサイズの画像９０２ｄ′を生成するた
め、上述のような補間処理を行っても、画素情報量が少
ない分、画像９０２ｄ′は、解像度の低い「粗い」画像
となってしまっていた。

【００３１】そこで、本発明は、上記の欠点を除去する
ために成されたもので、常に高画質の画像を得ることが
でき、静止画像の一部分を切り出して拡大する場合で
も、高画質の拡大画像を得る画像処理装置及び撮像装置
を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像処理装
置は、動画像処理モードと静止画像処理モードを選択的
に設定可能な画像処理装置であって、受光面に結像され
る光学的な被写体像を電気的な画像信号に変換する光電
変換手段と、上記受光面に結像される被写体像と上記受
光面の相対位置を所定量移動させる相対位置移動手段
と、上記相対位置移動手段による移動毎に上記光電変換
手段で得られた画像信号を記憶する複数の記憶手段と、
上記複数の記憶手段に記憶された各画像信号を合成する
合成手段と、上記合成手段で得られた合成画像信号から
部分的に画像を切り出して切り出し画像信号を生成する
切り出し手段と、上記切り出し手段で生成された切り出
し画像信号を拡大して拡大画像信号を生成する拡大手段
とを備え、設定された画像処理モードに応じて、上記相
対位置移動手段における移動周期を設定することを特徴
とする。また、本発明に係る画像処理装置は、動画像処
理モード設定時の上記相対位置移動手段における移動周
期を、静止画像処理モード設定時の上記相対位置移動手
段における移動周期より短く設定することを特徴とす
る。また、本発明に係る画像処理装置は、上記光電変換
手段が固体撮像素子を含むことを特徴とする。また、本
発明に係る画像処理装置は、上記相対位置移動手段によ
り、上記光電変換手段における画素ピッチに関連する上
記所定量移動させることを特徴とする。また、本発明に
係る画像処理装置は、上記相対位置移動手段が、上記受
光面に結像される被写体像と上記受光面の相対位置を光
学的に所定量移動させる光学的移動手段を含むことを特
徴とする。また、本発明に係る画像処理装置は、上記光
学的移動手段に、上記被写体像を上記受光面に伝達する
可変頂角プリズムと、上記可変頂角プリズムを駆動する
駆動手段と、上記可変頂角プリズムの頂角を検出する頂
角検出手段と、上記頂角検出手段の検出結果から上記可
変頂角プリズムの頂角の目標値を生成する目標値生成手
段とを設け、上記駆動手段により、上記目標値生成手段
で得られた目標値となるように上記可変頂角プリズムを
駆動して、上記受光面に結像される被写体像と上記受光
面の相対位置を光学的に所定量移動させることを特徴と
する。本発明に係る撮像装置は、動画像処理モードと静
止画像処理モードを選択的に設定可能で、受光面に結像
される光学的な被写体像を電気的な画像信号に変換する
光電変換手段の振れを光学的に補正する光学的振れ補正
機能を有する撮像装置であって、上記光学的振れ補正機
能すると共に、上記受光面に結像される被写体像と上記
受光面の相対位置を光学的に所定量移動させる相対位置
移動手段と、上記相対位置移動手段による移動毎に上記
光電変換手段で得られた画像信号を記憶する複数の記憶
手段と、上記複数の記憶手段に記憶された各画像信号を
合成する合成手段と、上記合成手段で得られた合成画像
信号から部分的に画像を切り出して切り出し画像信号を
生成する切り出し手段と、上記切り出し手段で生成され
た切り出し画像信号を拡大して拡大画像信号を生成する
拡大手段とを備え、設定された画像処理モードに応じ
て、上記相対位置移動手段における移動周期を設定する
ことを特徴とする。また、本発明に係る撮像装置は、動
画像処理モード設定時の上記相対位置移動手段における
移動周期を、静止画像処理モード設定時の上記相対位置
移動手段における移動周期より短く設定することを特徴
とする。また、本発明に係る撮像装置は、上記光電変換
手段が固体撮像素子を含むことを特徴とする。また、本
発明に係る撮像装置は、上記相対位置移動手段により、
上記受光面に結像される被写体像と上記受光面の相対位
置を上記光電変換手段における画素ピッチに関連する上
記所定量移動させることを特徴とする。また、本発明に
係る撮像装置は、上記相対位置移動手段に、上記被写体
像を上記受光面に伝達する可変頂角プリズムと、上記可
変頂角プリズムを駆動する駆動手段と、上記可変頂角プ
リズムの頂角を検出する頂角検出手段と、上記光電変換
手段の振れと上記頂角検出手段の検出結果から上記可変
頂角プリズムの頂角の目標値を生成する目標値生成手段
とを設け、上記駆動手段により、上記目標値生成手段で
得られた目標値となるように上記可変頂角プリズムを駆
動して、上記光学的振れ補正機能すると共に、上記受光
面に結像される被写体像と上記受光面の相対位置を光学
的に所定量移動させることを特徴とする。

【００３３】

【作用】本発明によれば、相対位置移動手段により、設
定された画像処理モードに応じて、光電変換手段の受光
面に結像される被写体像に対して上記受光面が相対的に
所定量移動する。複数の記憶手段には、上記相対位置移
動手段による移動毎に上記光電変換手段で得られた画像
信号が記憶される。合成手段は、各記憶手段に記憶され
た画像信号を合成して合成画像信号を生成する。これに
より、設定された画像処理モードに応じて、上記合成画
像信号は、上記相対位置移動手段による移動に基づいた
高いサンプリング周波数でサンプリングされた画像信号
となる。したがって、この合成画像信号から切り出し画
像信号を生成して拡大する際に、画像の精細度が低下す
ることはない。また、動画像処理モード設定時の上記相
対位置移動手段における移動周期を、静止画像処理モー
ド設定時の上記相対位置移動手段における移動周期より
短く設定する。これにより、動画像処理モード設定時に
は、上記光電変換手段のサンプリング間隔に対応した光
学周波数特性を有する光学ローパスフィルタ効果を有
し、同一に装置を画像処理モードの切換操作によって、
静止画像処理モード設定時には、画素ずらしによって高
いサンプリング周波数でサンプリングすることとなる。
また、上記相対位置移動手段は、固体撮像素子の受光面
に結像される被写体像に対して上記受光面を相対的に所
定量移動させる。また、上記相対位置移動手段は、上記
受光面に結像される被写体像に対して上記受光面を相対
的に、上記光電変換手段における画素ピッチに関連する
上記所定量移動させる。また、上記相対位置移動手段
は、光学的移動手段により、上記受光面に結像される被
写体像と上記受光面の相対位置を光学的に所定量移動さ
せる。また、上記光学的移動手段は、可変頂角プリズム
を上記所定量に対応した頂角の目標値となるように駆動
して、上記受光面に結像される被写体像と上記受光面の
相対位置を所定量移動させる。また、本発明によれば、
相対位置移動手段は、設定された画像処理モードに応じ
て、光学的振れ補正機能を用いて、上記光電変換手段の
受光面に結像される被写体像と上記受光面の相対位置を
光学的に所定量移動させる。複数の記憶手段には、上記
相対位置移動手段による移動毎に上記光電変換手段で得
られた画像信号が記憶される。合成手段は、各記憶手段
に記憶された画像信号を合成して合成画像信号を生成す
る。これにより、設定された画像処理モードに応じて、
上記合成画像信号は、上記相対位置移動手段による移動
に基づいた高いサンプリング周波数でサンプリングされ
た画像信号となる。したがって、この合成画像信号から
切り出し画像信号を生成して拡大する際に、画像の精細
度が低下することはない。また、動画像処理モード設定
時の上記相対位置移動手段における移動周期を、静止画
像処理モード設定時の上記相対位置移動手段における移
動周期より短く設定する。これにより、動画像処理モー
ド設定時には、上記光電変換手段のサンプリング間隔に
対応した光学周波数特性を有する光学ローパスフィルタ
効果を有し、同一に装置を画像処理モードの切換操作に
よって、静止画像処理モード設定時には、画素ずらしに
よって高いサンプリング周波数でサンプリングすること
となる。また、上記相対位置移動手段は、固体撮像素子
の受光面に結像される被写体像に対して上記受光面を相
対的に所定量移動させる。また、上記相対位置移動手段
は、上記受光面に結像される被写体像に対して上記受光
面を相対的に、上記光電変換手段における画素ピッチに
関連する上記所定量移動させる。また、上記相対位置移
動手段は、可変頂角プリズムを上記光電変換手段の振れ
と上記所定量に対応した頂角の目標値となるように駆動
して、上記光電変換手段の振れを光学的に補正すると共
に、上記受光面に結像される被写体像と上記受光面の相
対位置を所定量移動させる。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００３４】本発明に係る画像処理装置は、例えば、図
１に示すようなビデオカメラ１００に適用される。

【００３５】このビデオカメラ１００は、電子テレコン
機能が搭載されたものであり、上記図１に示すように、
被写体からの光が入射する可変頂角プリズム（以下、Ｖ
ＡＰ：Variable Angle Prismと言う。）１００と、ＶＡ
Ｐ１０１と同一光軸上に順次設けられた変倍レンズ１０
４及びＣＣＤ１０６と、ＣＣＤ１０６の出力が供給され
る増幅回路１０７と、増幅回路１０７の出力が供給され
るＡ／Ｄ変換器１０８と、Ａ／Ｄ変換器１０８の出力が
各々供給される４つのメモリ１０９〜１１２と、メモリ
１０９〜１１２の各出力が供給される合成回路１１３
と、合成回路１１３の出力が供給される電子テレコン切
り出し回路１１４と、Ａ／Ｄ変換器１０８及び電子テレ
コン切り出し回路１１４の各出力が供給されるスイッチ
１１５と、スイッチ１１５の出力が供給されるカメラ信
号処理回路１１６と、カメラ信号処理回路１１６の出力
が供給されるエンコーダ１１７と、エンコーダ１１７の
出力が供給されるＤ／Ａ変換器１１８とを備えており、
Ｄ／Ａ変換器１１８の出力が出力端子Ｉout を介して出
力されるようになされている。

【００３６】また、ビデオカメラ１００は、Ｘ方向ブレ
検出回路１２０と、Ｙ方向ブレ検出回路１２１と、Ｘ方
向ブレ検出回路１２０及びＹ方向ブレ検出回路１２１の
各出力が供給されるＶＡＰ制御回路１２２と、ＶＡＰ制
御回路１２２の出力が各々供給されるドライバ１２３及
び１２５と、ドライバ１２３の出力が供給されるＸ方向
アクチュエータ１２４と、ドライバ１２５の出力が供給
されるＹ方向アクチュエータ１２６とを備えており、Ｘ
方向アクチュエータ１２４及びＹ方向アクチュエータ１
２６の各出力がＶＡＰ１０１に供給されるようになされ
ている。また、ビデオカメラ１００は、Ｘ方向角度検出
回路１３１と、Ｙ方向角度検出回路１２９と、Ｘ方向角
度検出回路１３１の出力が供給されるエンコーダ１３２
と、Ｙ方向角度検出回路１２９の出力が供給されるエン
コーダ１３０とを備えており、Ｘ方向角度検出回路１３
１及びＹ方向角度検出回路１２９の各出力もＶＡＰ１０
１に供給され、エンコーダ１３２及び１３０の各出力は
ＶＡＰ制御回路１２２に供給されるようになされてい
る。

【００３７】また、ビデオカメラ１００は、ドライバ１
２７と、ドライバ１２７の出力が供給されるアクチュエ
ータ１２８と、タイミングジェネレータ（以下、ＴＧ：
Timing Generatorと言う）１４２と、ＴＧ１４２の出力
が供給されるＣＣＤドライバ１４３とを備えており、ア
クチュエータ１２８の出力は変倍レンズ１０４に供給さ
れ、ＣＣＤドライバ１４３の出力はＣＣＤ１０６に供給
されるようになされている。また、ＴＧ１４２の出力
は、ＶＡＰ制御回路１２２にも供給されるようになされ
ている。

【００３８】また、ビデオカメラ１００は、シャッタス
イッチ１３６、モード切換スイッチ１３５及び変倍スイ
ッチ１３８の各出力が供給されるスイッチエンコーダ１
３９と、スイッチエンコーダ１３９の出力が供給される
制御回路１１９を備えており、制御回路１１９には、変
倍レンズ１０４及びＴＧ１４２の各出力も供給されるよ
うになされている。

【００３９】そして、制御回路１１９は、スイッチエン
コーダ１３９、変倍レンズ１０４及びＴＧ１４２の各出
力に基づいて、ＶＡＰ制御回路１２２、ドライバ１２
７、メモリ１０９〜１１２、合成回路１１３、電子テレ
コン切り出し回路１１４及びスイッチ１１５等、装置内
の各部を制御するようになされている。

【００４０】まず、上述のようなビデオカメラ１００の
一連の動作について説明する。

【００４１】ＶＡＰ１０１は、対向した２枚の平板ガラ
ス１０１ａ，１０１ｂと、２枚の平板ガラス１０１ａ，
１０１ｂをつなぐように設けられたベローズ１０１ｃと
から構成される。また、平板ガラス１０１ａ，１０１ｂ
とベローズ１０１ｃで密閉される空間は、シリコンオイ
ル等の透明な液体で封入されており、ベローズ１０１ｃ
は、ポリエチレン等の材料からなるものである。さら
に、平板ガラス１０１ａは、撮像する被写体面のＸ軸方
向に回転可能に設けられており、平板ガラス１０１ｂ
は、上記撮像する被写体面のＹ軸方向に回転可能に設け
られている。

【００４２】このようなＶＡＰ１０１は、２枚の平板ガ
ラス１０１ａ及び１０１ｂが平行状態にある場合、ＶＡ
Ｐ１０１への入射光角度と、ＶＡＰ１０１からの出射光
角度とが等しくなり、２枚の平板ガラス１０１ａ及び１
０１ｂが平行状態にない場合、ＶＡＰ１０１内で入射光
が屈折されるようになされている。

【００４３】Ｘ方向ブレ検出回路１２０は、例えば、共
振体に貼り付けられた検出用の圧電素子を上記共振体の
共振周波数で駆動させ、コリオリの力を上記圧電素子か
らの出力で検知する圧電振動ジャイロからなり、この圧
電振動ジャイロの出力をＸ方向の手振れ量として出力す
る。また、Ｙ方向ブレ検出回路１２０も、Ｘ方向ブレ検
出回路１２０と同様の構成をしたものであり、Ｘ方向ブ
レ検出回路１２０と同様にして、Ｙ方向の手振れ量を出
力する。

【００４４】ＶＡＰ制御回路１２２は、制御回路１１９
の制御に基づくと共に、Ｘ方向ブレ検出回路１２０及び
Ｙ方向ブレ検出回路１２１から出力されたＸ方向及びＹ
方向の各手振れ量に基づいて、ドライバ１２３及び１２
５に各々駆動命令を発行する。この駆動命令は、詳細は
後述するが、手振れ補正のための情報、及び「画素ずら
し」のための情報等を含むものである。

【００４５】ドライバ１２３及び１２５は、各々、ＶＡ
Ｐ制御回路１２２からの駆動命令に従って、Ｘ方向アク
チュエータ１２４及びＹ方向アクチュエータ１２６を駆
動する。これにより、Ｘ方向アクチュエータ１２４及び
Ｙ方向アクチュエータ１２６の駆動に伴って、ＶＡＰ１
０１の平板ガラス１０１ａ及び１０１ｂは、各々回転す
る。

【００４６】尚、２枚の平板ガラス１０１ａ及び１０１
ｂが各々回転することにより形成される頂角が最適な角
度となる平板ガラス１０１ａ及び１０１ｂの位置を、以
下「頂角目標位置」とも言う。また、平板ガラス１０１
ａ及び１０１ｂの各回転状態を、以下「頂角状態」とも
言う。

【００４７】このときの平板ガラス１０１ａ及び１０１
ｂの頂角状態は、Ｙ方向角度検出回路１２９及びＸ方向
角度検出回路１３１で各々検出され、エンコーダ１３０
及び１３２を介してＶＡＰ制御回路１２２に帰還する。

【００４８】そして、ＶＡＰ制御回路１２２は、Ｘ方向
ブレ検出回路１２０及びＹ方向ブレ検出回路１２１から
出力されるＸ方向及びＹ方向の各手振れ量と、エンコー
ダ１３０及び１３２からの平板ガラス１０１ａ及び１０
１ｂの頂角状態とに基づいて、ドライバ１２３及び１２
５に上述したような駆動命令を発行する。

【００４９】上述のようなループ制御処理で、２枚の平
板ガラス１０１ａ及び１０１ｂを回転させることによ
り、ＶＡＰ１０１への入射光が所定の方向に屈折され、
このＶＡＰ１０１から出射される光は、変倍レンズ１０
４を介して出力される。

【００５０】このとき、ドライバ１２７は、制御回路１
１９の制御に基づいて、アクチュエータ１２８を駆動す
る。これにより、変倍レンズ１０４が光軸と平行に位置
が換えられ、焦点距離が決定される。

【００５１】また、ＴＧ１４２は、垂直同期信号を生成
して、制御回路１１９及びＶＡＰ制御回路１２２に供給
すると共に、ＣＣＤドライバ１４３に供給する。これに
より、ＣＣＤドライバ１４３は、ＴＧ１４２からの垂直
同期信号に基づいてＣＣＤ１０６を駆動する。

【００５２】変倍レンズ１０４から出力される光は、直
接ＣＣＤ１０６の受光面で結像され、ＣＣＤ１０６は、
ＣＣＤドライバ１４３から駆動されることにより、光電
交換を行って電気的な画像情報を出力する。

【００５３】ＣＣＤ１０６から出力される画像情報は、
増幅回路１０７及びＡ／Ｄ変換器１０８を介して画像デ
ータとしてスイッチ１１５のＡ端子に供給されると共
に、制御回路１１９の制御に従って、メモリ１０９〜メ
モリ１１２に格納される。

【００５４】合成回路１１３は、詳細は後述するが、メ
モリ１０９〜メモリ１１２に格納された画像データを、
制御回路１１９の制御に基づいて合成し、合成した画像
データを電子テレコン切り出し回路１１４に供給する。

【００５５】電子テレコン切り出し回路１１４は、制御
回路１１９の制御に基づいて、合成回路１１３からの画
像データに、例えば、上記図１５に示したような画像の
切り出し処理を施し、その切り出し処理により得られた
切り出し画像データをスイッチ１１５のＢ端子に供給す
る。

【００５６】スイッチ１１５は、制御回路１１９の制御
により、Ａ端子側又はＢ端子側に切り換えられるように
なされており、Ａ／Ｄ変換器１０８からの画像データ、
又は電子テレコン切り出し回路１１４からの切り出し画
像データをカメラ信号処理回路１１６に供給する。

【００５７】カメラ信号処理回路１１６は、スイッチ１
１５からの画像データに所定の信号処理を施し、その所
定の信号処理を施した画像データをエンコーダ１１７に
供給する。

【００５８】エンコーダ１１７は、カメラ信号処理回路
１１６からの画像データに所定のテレビジョン方式に従
った変調処理を施し、その変調処理を施した画像データ
をＤ／Ａ変換器１１８に供給する。

【００５９】Ｄ／Ａ変換器１１８は、エンコーダ１１７
からの画像データをアナログ化して、アナログテレビジ
ョン信号（映像信号）として出力端子Ｉout を介して出
力する。

【００６０】したがって、出力端子Ｉout からは、Ａ／
Ｄ変換器１０８から出力される画像データ、又は電子テ
レコン切り出し回路１１４から出力される画像データに
基づいた映像信号が出力されることとなる。

【００６１】つぎに、ビデオカメラ１００の電子テレコ
ン機能について具体的に説明する。

【００６２】このビデオカメラ１００は、モード切換ス
イッチ１３５で動画撮像モード又は静止画撮像モードに
設定されることにより、電子テレコン機能がＯＮ／ＯＦ
Ｆされるようになされている。また、ビデオカメラ１０
０は、静止画撮像モード設定時には、ＣＣＤに代表され
る固体撮像素子を用いて高精細な画像を得る方法である
「画素ずらし」を用いて、高精細な静止画を得るように
なされており、上述したようなＶＡＰ１０１内での入射
光の屈折を利用して、上記「画素ずらし」を行うように
なされている。さらに、ビデオカメラ１００は、設定さ
れたモードに応じて、ＶＡＰ１０１の駆動周期を制御す
ることにより、実質的に光学ローパスフィルタを光路内
に挿入した場合と同等の効果（以下、光学ローパスフィ
ルタ効果と言う）が得られる状態と、その光学ローパス
フィルタ効果が働かない状態とを選択的に切り換えるよ
うになされている。

【００６３】ここで、図２は、制御回路１１９の制御処
理を示すフローチャートである。以下、上記図２のフロ
ーチャートを用いて、制御回路１１９の制御処理による
ビデオカメラ１００の動作について具体的に説明する。

【００６４】先ず、スイッチエンコーダ１３９は、静止
画撮影用のシャッタスイッチ１３５、モード切換スイッ
チ１３４、及び変倍スイッチ１３６の状態を各々検出
し、その検出結果を制御回路１１９に供給する。

【００６５】制御回路１１９は、スイッチエンコーダ１
３９からの検出結果により、シャッタスイッチ１３６が
Ａ端子側に切り換えられているか、又はＢ端子側に切り
換えられているかを判断する（ステップＳ１）。

【００６６】ステップＳ１で、シャッタスイッチ１３６
がＡ端子側に切り換えられていると判断された場合、す
なわちシャッタＯＦＦ状態であった場合、静止画の撮影
ではないため、制御回路１１９は、Ａ端子側に切り換わ
るようにスイッチ１１５の切換動作を制御して（ステッ
プＳ２２）、ステップＳ１の処理に戻る。これにより、
この場合には、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力される画像
データ、すなわちＣＣＤ１０６で撮像されている画像の
サイズに等しい動画像データがカメラ信号処理回路１１
６に供給されることとなる。

【００６７】一方、ステップＳ１で、シャッタスイッチ
１３６がＢ端子側に切り換えられていると判断された場
合、すなわちシャッタＯＮ状態であった場合、制御回路
１１９は、スイッチエンコーダ１３９からの検出結果に
より、モード切換スイッチ１３５がＡ端子側に切り換え
られているか、又はＢ端子側に切り換えられているかを
判断する（ステップＳ２）。

【００６８】ステップＳ２で、モード切換スイッチ１３
５がＡ端子側に切り換えられ、動画撮像モードに設定さ
れていると判断された場合、すなわち電子テレコン機能
ＯＦＦ状態であった場合、制御回路１１９は、ＶＡＰ１
０１の駆動周期が図３に示すような周期となるような制
御信号をＶＡＰ制御回路１２２に供給する。ＶＡＰ制御
回路１２２は、制御回路１１９からの制御信号に基づい
て、上記図３に示すように、ＣＣＤ１０６における１画
面内の信号電荷の蓄積期間ｔ中に、水平（Ｘ）／垂直
（Ｙ）方向の駆動信号Ｄriv-X1，Ｄriv-Y1が一巡するよ
うに、Ｘ方向用のドライバ１２３及びＹ方向用のドライ
バ１２５に駆動信号Ｄriv-X1，Ｄriv-Y1を各々供給す
る。ドライバ１２３及びドライバ１２５は、ＶＡＰ制御
回路１２２からの駆動信号Ｄriv-X1，Ｄriv-Y1に従っ
て、Ｘ方向アクチュエータ１２４及びＹ方向アクチュエ
ータ１２６を駆動する。これにより、Ｘ方向アクチュエ
ータ１２４及びＹ方向アクチュエータ１２６の駆動に伴
って、ＶＡＰ１０１は、上記図３に示したような駆動周
期で駆動する。ここで、この場合の二次元空間周波数特
性は、図４に示すようになり、丸印で示すサンプリング
ポイントＳp1のうち、二重丸で示す原点Ｏ1 に位置した
サンプリングポイントを中心とした領域Ｒ1 （紗を掛け
た領域）がサンプリング有効通過帯域となる。このサン
プリング有効通過帯域は、サンプリング時に折り返しノ
イズが発生しない空間周波数帯域である。したがって、
上記図３に示すような駆動周期でＶＡＰ１０１を駆動す
ることにより、光学ローパスフィルタ効果、すなわちＣ
ＣＤ１０６で光電変換する際に折り返しノイズを発生し
てしまうような高い空間周波数をカットするための光学
ローパスフィルタを、光路内に実質的に挿入した場合と
同等の効果が得られることとなる。これにより、変倍レ
ンズ１０４から出力される光は、光学ローパスフィルタ
を光路内に挿入した場合と同様に、高い空間周波数成分
がカットされてＣＣＤ１０６で受光されるため、ＣＣＤ
１０６で受光した光を光電変換する際に、折り返しノイ
ズが発生することはない（ステップＳ２３）。

【００６９】上述のようなステップＳ２３の処理後、制
御回路１１９は、ＴＧ１４２から出力される垂直同期信
号に基づいて、１垂直同期信号間待機状態となる。この
間、ＣＣＤ１０６は、ＣＣＤドライバ１４３からＴＧ１
４２が出力する垂直同期信号に従って駆動されることに
より、受光した光を光電変換して信号電荷として蓄積
し、蓄積した信号電荷を順次出力する。このＣＣＤ１０
６から出力された信号電荷は、増幅回路１０７及びＡ／
Ｄ変換器１０８を介して画像データとして出力される。
そして、制御回路１１９は、ＴＧ１４２から次の垂直同
期信号が出力されたことを認識すると（ステップＳ２
４）、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力された画像データを
静止画の画像データとしてメモリ１０９に格納する（ス
テップＳ２５）。

【００７０】次に、制御回路１１９は、メモリ１０９に
格納された画像データをそのまま出力することを示す制
御信号を合成回路１１３に供給する。これにより、合成
回路１１３は、メモリ１０９に格納された画像データを
そのまま電子テレコン切り出し回路１１４を介してスイ
ッチ１１５のＢ端子に供給する（ステップＳ２６）。

【００７１】このとき、上述したように、スイッチ１１
５は、制御回路１１９の制御により、Ｂ端子側に切り換
えられているため、スイッチ１１５からは、メモリ１０
９に格納された画像データがそのまま出力されることと
なる。この画像データは、カメラ信号処理回路１１６、
エンコーダ１１７、及びＤ／Ａ変換器１１８を順次介し
て、出力端子Ｉout から静止画の映像信号として出力さ
れることとなる（ステップＳ２７）。

【００７２】そして、ステップＳ２７の処理後、制御回
路１１９は、スイッチエンコーダ１３９からの検出結果
により、シャッタスイッチ１３６がＡ端子側に切り換え
られているか、又はＢ端子側に切り換えられているかを
判断し、シャッタスイッチ１３６がＡ端子側に切り換え
られるまで、すなわちシャッタＯＦＦ状態となるまで待
機状態となり、シャッタＯＦＦ状態となると、上述した
ステップＳ１の処理に戻る（ステップＳ２１）。

【００７３】一方、上述したステップＳ２のモード切換
スイッチ１３５の状態判断処理で、モード切換スイッチ
１３５がＢ端子側に切り換えられ、静止画撮像モードに
設定されていると判断された場合、すなわち電子テレコ
ン機能ＯＮ状態であった場合、制御回路１１９は、ＶＡ
Ｐ１０１の駆動周期が図５に示すような周期となるよう
な制御信号をＶＡＰ制御回路１２２に供給する。ＶＡＰ
制御回路１２２は、制御回路１１９からの制御信号に基
づいて、上記図５に示すように、ＣＣＤ１０６における
１画面内の信号電荷の蓄積期間ｔ毎に、水平（Ｘ）／垂
直（Ｙ）方向の駆動信号Ｄriv-X2，Ｄriv-Y2が順次変化
し、シフト位相Φ１〜Φ４に対応した４パターンＰ1 〜
Ｐ4 の変化で一巡するシーケンスが循環されるように、
Ｘ方向用のドライバ１２３及びＹ方向用のドライバ１２
５に駆動信号Ｄriv-X2，Ｄriv-Y2を各々供給する。ドラ
イバ１２３及びドライバ１２５は、ＶＡＰ制御回路１２
２からの駆動信号Ｄriv-X2，Ｄriv-Y2に従って、Ｘ方向
アクチュエータ１２４及びＹ方向アクチュエータ１２６
を駆動する。これにより、Ｘ方向アクチュエータ１２４
及びＹ方向アクチュエータ１２６の駆動に伴って、ＶＡ
Ｐ１０１は、上記図５に示したような駆動周期で駆動す
る。ここで、この場合の二次元空間周波数特性は、図６
に示すようになり、丸印で示すサンプリングポイントＳ
p2のうち、二重丸で示す原点Ｏ2 に位置したサンプリン
グポイントを中心とした領域Ｒ2 （紗を掛けた領域）が
サンプリング有効通過帯域となる。すなわち、この場合
のサンプリング有効通過帯域（領域Ｒ2 ）は、上記図４
に示した動画撮像モード設定時のサンプリング有効通過
帯域（領域Ｒ1 ）に対して、各軸ν, μで各々２倍に拡
大している。この状態においては、光学ローパスフィル
タ効果は働かず、光学系の振幅特性（ＭＴＦ：Modulati
on Transfer Function）は拡大する。したがって、上記
図５に示すような駆動周期でＶＡＰ１０１を駆動して、
光学ローパスフィルタ効果が働かないようすることによ
り、光学ローパスフィルタのカットオフ周波数よりも高
い空間周波数まで取り込まれることとなる。そして、Ｖ
ＡＰ１０１から出力される光は、変倍レンズ１０４を介
してＣＣＤ１０６に供給され、ＣＣＤ１０６で光電変換
が行われる。上述のようにして、静止画撮像モード設定
時には、光学ローパスフィルタ効果が働かないようにし
て高い周波数まで取り込むことにより、後述する処理ス
テップで「画素ずらし」により高精細画像を生成するよ
うになされている（ステップＳ３）。

【００７４】上述のようなステップＳ３の処理後、制御
回路１１９は、「画素ずらし」を行うためのタイミング
を計るために、ＴＧ１４２から垂直同期信号が出力され
るまで、待機状態となる（ステップＳ４）。

【００７５】次に、制御回路１１９は、ＴＧ１４２から
垂直同期信号が出力されたことを認識すると、上記図５
に示した各シフト位相Φ１〜Φ４の実際のサンプリング
点のＸ軸、Ｙ軸の相対位置関係が、図７に示すような関
係となるような制御信号をＶＡＰ制御回路１２２に供給
する。すなわち、制御回路１１９は、上記図７に示すよ
うに、ＶＡＰ１０１が駆動することにより、各シフト位
相Φ１〜Φ４に対応して、ピクセル位置が基準画素サン
プリング位置３０１ｎから各軸半画素距離だけシフトし
た位置２０３ａ，２０２ａ，２０１ａ，２０４ａに移動
するような制御信号をＶＡＰ制御回路１２２に供給す
る。

【００７６】尚、半画素距離だけシフトするためのＶＡ
Ｐ１０１の駆動量は、変倍レンズ１０４の状態に応じて
変化する。この変倍レンズ１０４の状態とＶＡＰ１０１
の駆動量の定性的関係は、図８に示すように、変倍レン
ズ１０４が広角（Ｗｉｄｅ）状態のＶＡＰ１０１の駆動
所要量に対して、変倍レンズ１０４が望遠（Ｔｅｌｅ）
状態のＶＡＰ１０１の駆動所要量は少なくなる。

【００７７】具体的に説明すると、制御回路１１９は、
先ず、図９（ａ）に示すように、ピクセル位置が画像に
対して相対的に基準画素サンプリング位置３０１ｎから
半画素シフトした位置２０１ａに移動するような制御信
号をＶＡＰ制御回路１２２に供給する。この制御信号に
従ってＶＡＰ制御回路１２２がドライバ１２３及び１２
５を制御することにより、Ｘ方向アクチュエータ１２４
及びＹ方向アクチュエータ１２６が駆動され、この駆動
に伴って、ＶＡＰ１０１への入射光が屈折される。した
がって、ＣＣＤ１０６では、上記図９（ａ）に示したよ
うに、画像とピクセルの相対位置が半画素シフトした状
態で得られた信号電荷が蓄積される（ステップＳ５）。

【００７８】尚、ステップ５の処理は、ＣＣＤ１０６が
信号電荷を掃きだしてから、信号電荷の蓄積を再開する
までに行うものとする。また、このときのＶＡＰ制御回
路１２２の動作についての詳細な説明は後述する。

【００７９】次に、制御回路１１９は、上述したステッ
プＳ２４及びＳ２５と同様にして、ＣＣＤ１０６で移動
後の画素情報に対応した信号電荷を蓄積させるために、
ＴＧ１４２から出力される垂直同期信号に基づいて、１
垂直同期期間待機状態となり、次の垂直同期信号が出力
されたことを認識すると（ステップＳ６）、ＣＣＤ１０
６により、上記図７（ａ）に示した状態で得られた画像
データをメモリ１０９に格納する（ステップＳ７）。

【００８０】次に、制御回路１１９は、ＣＣＤ１０６に
おいて、上記図９（ｂ）に示すように、ピクセル位置が
画像に対して相対的に基準画素サンプリング位置３０１
ｎから半画素シフトした位置２０２ａに移動するような
制御信号をＶＡＰ制御回路１２２に供給する。この制御
信号に従ってＶＡＰ制御回路１２２がドライバ１２３及
び１２５を制御することにより、Ｘ方向アクチュエータ
１２４及びＹ方向アクチュエータ１２６が駆動され、こ
の駆動に伴って、ＶＡＰ１０１への入射光が屈折され
る。したがって、ＣＣＤ１０６では、上記図９（ｂ）に
示したように、画像とピクセルの相対位置が半画素シフ
トした状態で得られた画像データが蓄積される（ステッ
プＳ８）。

【００８１】尚、ステップＳ７及びＳ８の処理は、ＣＣ
Ｄ１０６が信号電荷を掃きだしてから、信号電荷の蓄積
を再開するまでに行うものとする。

【００８２】以後、上述したステップＳ５〜Ｓ８と同様
にして、制御回路１１９は、ＴＧ１４２から出力される
垂直同期信号に基づいて、ＶＡＰ制御回路１２２を制御
することにより、上記図９（ｂ）に示した状態で得られ
た画像データをメモリ１１０に格納し（ステップＳ９，
Ｓ１０）、上記図９（ｃ）に示すような状態で得られた
画像データをメモリ１１１に格納し（ステップＳ１１〜
Ｓ１３）、上記図９（ｄ）に示すような状態で得られた
画像データをメモリ１１２に格納する（ステップＳ１４
〜Ｓ１６）。

【００８３】上述のようなステップＳ４〜Ｓ１６の処理
により、メモリ１０９〜１１２には、上記図９（ａ）〜
（ｄ）に示したように、半画素シフトして得られた各画
像データが格納される。

【００８４】次に、制御回路１１９は、合成回路１１３
で以下のような処理が行われるように制御する（ステッ
プＳ１７）。

【００８５】まず、図１０は、ＣＣＤ１０６の受光面上
のピクセル３０１n ，３０１n+1 ，３０１ n+2，・・・
の配列、Ｘ方向のサンプリング点の間隔状態３００ｘ、
及びＹ方向のサンプリング点の間隔状態３００ｙを表し
た図である。

【００８６】上記図１０に示すように、ＣＣＤ１０６で
は、ピクセル３０１ｎ，３０１n+1，３０１ n+2，・・
・が所定の間隔ＬｘとＬｙ（Ｌｘ＝Ｌｙ）を持って、Ｘ
方向とＹ方向に配置されている。

【００８７】そこで、図１１に示すように、ピクセル３
０１ｎ，３０１n+1 ，３０１ n+2，・・・の配列を画像
に対して相対的に、ピクセル３０２ｎ，３０２n+1 ，３
０２n+2，・・・のように半画素シフトさせたとき、す
なわち上記図９（ａ）に示したような相対移動を行った
とき、Ｘ方向及びＹ方向のサンプリング点は、上記図１
０に矢印で示す３００x1及び３００y2のようになる。こ
れと同様に、上記図９（ｂ）に示したような相対移動を
行ったときには、Ｘ方向及びＹ方向のサンプリング点
は、上記図１０に矢印で示す３００x2及び３００y2のよ
うになる。また、上記図９（ｃ）に示したような相対移
動を行ったときには、Ｘ方向及びＹ方向のサンプリング
点は、上記図１０に矢印で示す３００x2及び３００y1の
ようになる。また、上記図９（ｄ）に示したような相対
移動を行ったときには、Ｘ方向及びＹ方向のサンプリン
グ点は、上記図１０に矢印で示す３００x1及び３００y1
のようになる。

【００８８】したがって、上述したように、メモリ１０
９には、上記図９（ａ）に示したような位置２０１ａで
得られた画像データが格納され、メモリ１１０には、上
記図９（ｂ）に示したような位置２０２ａで得られた画
像データが格納され、メモリ１１１には、上記図９
（ｃ）に示したような位置２０３ａで得られた画像デー
タが格納され、メモリ１１２には、上記図９（ｄ）に示
したような位置２０４ａで得られた画像データが格納さ
れることとなる。そして、これらのメモリ１０９〜１１
２に格納された各画像データが、合成回路１１３により
合成されることとなる。

【００８９】すなわち、合成回路１１３は、上記図１０
に示すように、１つの画素情報に着目すると、メモリ１
０９の画素情報を位置２０１ａに配置し、メモリ１１０
の画素情報を位置２０２ａに配置し、メモリ１１１の画
素情報を位置２０３ａに配置し、メモリ１１２の画素情
報を位置２０３ａに配置することにより、各画素情報を
合成する、という合成処理を全画素について行う。

【００９０】このとき、Ｘ方向及びＹ方向のサンプリン
グ点の間隔Ｓｘ及びＳｙは、上記図１４に示したような
場合のサンプリング点の間隔Ｓｘ′及びＳｙ′の１／２
となるため、この時点における取り込み可能な空間周波
数の上限は、上述したような半画素シフトする「画素ず
らし」を実行しない場合に比べてＸ方向及びＹ方向共に
２倍となる。

【００９１】したがって、上述のようなステップＳ１７
の処理により、合成回路１１３は、元の画素情報量、す
なわちＡ／Ｄ変換器１０８から出力される画像データの
画素情報量の２倍の画素情報量を有する高精細な画像デ
ータを得ることとなる。

【００９２】次に、制御回路１１９は、合成回路１１３
で得られた高精細画像データから、画像の一部を切り出
して拡大するように電子テレコン切り出し回路１１４を
制御する。これにより、電子テレコン切り出し回路１１
４は、例えば、上記図１５に示したような画像の切り出
し処理を行う場合、合成回路１１３で得られた高精細画
像データの１／４の領域を有する画像を切り出して、そ
の切り出した画像の縦横各々２倍に拡大する。したがっ
て、電子テレコン切り出し回路１１４で得られた切り出
し画像データの画素情報量は、合成回路１１３で得られ
た高精細画像データの１／２となる。

【００９３】しかしながら、上述したように、画像の切
り出し前に画像データの画素情報量を元の画像データの
２倍としているため、電子テレコン切り出し回路１１４
で切り出した後の画像データの画素情報量が１／２とな
っても、その切り出し後の画像データの画素情報量は、
結果的には、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力される元の画
像データの画素情報量と等しくなる。したがって、電子
テレコン切り出し回路１１４では、精細度が低下してい
ない画像データが得られることとなる。

【００９４】上述のようにして、電子テレコン切り出し
回路１１４で得られた切り出し画像データは、電子テレ
コン拡大後の画像データとしてスイッチ１１５のＢ端子
に供給される（ステップＳ１８）。

【００９５】次に、制御回路１１９は、Ｂ端子側に切り
換わるようにスイッチ１１５を制御する（ステップＳ１
９）。

【００９６】このステップＳ１９により、スイッチ１１
５からは、電子テレコン切り出し回路１１４で得られた
画像データがカメラ信号処理回路１１６、エンコーダ１
１７及びＤ／Ａ変換器１１８を介して、映像信号として
出力端子Ｉout から出力される（ステップＳ２０）。

【００９７】そして、制御回路１１９は、上述したよう
に、シャッタスイッチ１３６がＡ端子側に切り換えられ
るまで、すなわちシャッタＯＦＦ状態となるで待機状態
となる（ステップＳ２１）。これにより、シャッタＯＮ
状態の間は、上述したような精細度が低下していない静
止画の画像データを得ることができる。

【００９８】つぎに、上述したＶＡＰ制御回路１２２に
ついて具体的に説明する。

【００９９】ＶＡＰ制御回路１２２は、図１２に示すよ
うに、上記図１に示したＸ方向ブレ検出回路１２０及び
Ｙ方向ブレ検出回路１２１の各出力が供給されるＣＰＵ
（Central Processing Unit ）４０１と、上記図１に示
したＴＧ１４２の出力が各々供給されるＸ方向及びＹ方
向用の波形発振器４０２及び４０６と、波形発振器４０
２及びＣＰＵ４０１の各出力が供給される加算器４０３
と、加算器４０３及び上記図１に示したエンコーダ１３
２の各出力が供給される減算回路４０４と、減算回路４
０４の出力が供給される電圧決定回路４０５と、波形発
振器４０６及びＣＰＵ４０１の各出力が供給される加算
器４０７と、加算器４０７及び上記図１に示したエンコ
ーダ１３０の各出力が供給される減算回路４０８と、減
算回路４０８の出力が供給される電圧決定回路４０９と
を備えており、電圧決定回路４０５の出力は上記図１に
示したドライバ１２５に供給され、電圧決定回路４０９
の出力は上記図１に示したドライバ１２３に供給される
ようになされている。

【０１００】先ず、Ｘ方向ブレ検出回路１２０及びＹ方
向ブレ検出回路１２１からは、上述した圧電振動ジャイ
ロにより得られたＸ方向及びＹ方向の手振れ量が出力さ
れる。

【０１０１】ＣＰＵ４０１は、Ｘ方向ブレ検出回路１２
０及びＹ方向ブレ検出回路１２１から出力されるＸ方向
及びＹ方向の手振れ量に基づいて、ＶＡＰ１０１がとる
べき頂角目標位置に応動するような制御信号、すなわち
手振れが補正されるような頂角目標値を示す制御信号を
Ｘ方向用の加算器４０７及びＹ方向用の加算器４０３に
各々供給する。

【０１０２】また、Ｘ方向用の波形発振器４０６及びＹ
方向用の波形発振器４０２は、ＴＧ１４２からの垂直同
期信号に基づいて、上述したような「画素ずらし」が行
われるような頂角目標値を示す信号を加算器４０７及び
加算器４０３に供給する。すなわち、Ｘ方向用の波形発
振器４０６及びＹ方向用の波形発振器４０２は、各画素
毎に上記「画素ずらし」が行われるような頂角目標値を
示す信号を、ＣＣＤドライバ１４３のドライブタイミン
グと同期して、加算器４０７及び加算器４０３に供給す
る。

【０１０３】したがって、加算器４０７及び加算器４０
３には、手振れ補正のための頂角目標値を示す信号と、
「画素ずらし」のための頂角目標値を示す信号とが各々
供給されることとなる。

【０１０４】加算器４０７は、ＣＰＵ４０１からの手振
れ補正のための頂角目標値を示す信号と、波形発振器４
０６からの「画素ずらし」のための頂角目標値を示す信
号とを加算して減算回路４０８に供給する。また、加算
器４０３も、ＣＰＵ４０１からの手振れ補正のための頂
角目標値を示す信号と、波形発振器４０２からの「画素
ずらし」のための頂角目標値を示す信号とを加算して減
算回路４０４に供給する。

【０１０５】一方、Ｘ方向角度検出回路１２９及びＹ方
向角度検出回路１３１では、上述したように、ＶＡＰ１
０１の頂角状態が検出され、それらの検出結果は、エン
コーダ１３０及び１３２を介して、実際の頂角値とし
て、Ｘ方向用及びＹ方向用の減算回路４０８及び４０４
に供給される。

【０１０６】減算回路４０８は、加算器４０７からの頂
角目標値と、エンコーダ１３０からの実際の頂角値との
差分をとり、この差分信号を電圧決定回路４０９に供給
する。また、減算回路４０４も、加算器４０３からの頂
角目標値と、エンコーダ１３２からの実際の頂角値との
差分をとり、この差分信号を電圧決定回路４０５に供給
する。

【０１０７】電圧決定回路４０９は、減算回路４０８か
らの差分信号に基づいて、ＶＡＰ１０１の駆動用のＸ方
向アクチュエータ１２４への印加電圧を決定してドライ
バ１２３に供給する。また、電圧決定回路４０５も、減
算回路４０４からの差分信号に基づいて、ＶＡＰ１０１
の駆動用のＹ方向アクチュエータ１２６への印加電圧を
決定してドライバ１２５に供給する。

【０１０８】したがって、電圧決定回路４０９及び４０
５で決定された電圧が、ドライバ１２３及びドライバ１
２５により、方向アクチュエータ１２４及びＹ方向アク
チュエータ１２６に印加され、ＶＡＰ１０１が駆動され
る。

【０１０９】これにより、ＶＡＰ１０１への入射光は、
手振れを打ち消す方向に屈折されると共に、上記図３に
示したような「画素ずらし」が行われるような方向に屈
折されることとなる。

【０１１０】上述のようにして、ＶＡＰ制御回路１２２
は、加算器４０７及び加算器４０３で、手振れ補正のた
めの頂角目標値と、「画素ずらし」のための頂角目標値
とを加算することにより、ＶＡＰ１０１における手振れ
補正と、「画素ずらし」による高精細化のための駆動と
を重畳するようになされている。

【０１１１】上述のように、ビデオカメラ１００は、動
画撮像モード設定時には、ＶＡＰ１０１の駆動周期を上
記図３に示したような周期に設定し、静止画撮像モード
設定時には、ＶＡＰ１０１の駆動周期を上記図５に示し
たような周期に設定するようになされているため、動画
撮像モード設定時には、ＣＣＤ１０６のサンプリング間
隔に対応した空間周波数特性を有する光学ローパスフィ
ルタを光路内に挿入した場合と同等の効果を得ることが
でき、静止画撮像モード設定時には、「画素ずらし」に
よって高いサンプリング周波数で画像をサンプリングす
ることができる。これにより、動画撮像モード設定時に
は、光学ローパスフィルタなしで、折り返しのない動画
像を容易に得ることができる。また、静止画撮像モード
設定時には、高精細な画像を得ることができるため、こ
の高精細な画像から切り出し画像データを生成して拡大
する場合には、精細度を低下させることなく、拡大画像
を得ることができる。また、ビデオカメラ１００は、Ｖ
ＡＰ１０１の頂角の制御のみで、手振れ補正と、「画素
ずらし」による高精細化を共に行うようになされている
ため、装置の構成を複雑にすることなく、手振れを補正
しつつ、高精細な画像を得ることができる。

【０１１２】尚、上述したビデオカメラ１００のＶＡＰ
制御回路１２２において、加算器４０７及び４０３の内
部に、スイッチを設けることにより、手振れ補正のため
の頂角目標値と「画素ずらし」のための頂角目標値を加
算する場合と、加算処理は行わずにそれらの頂角目標値
のうち何れか一方を選択する場合とを切り換えるように
してもよい。これにより、例えば、装置に対して手振れ
補正を行わないように指示された場合、「画素ずらし」
のための頂角目標値のみでＶＡＰ１０１を駆動させるこ
とができる。したがって、この場合にも、高精細な拡大
画像を得ることができる。

【０１１３】また、ＶＡＰ制御回路１２２において、波
形発振器４０２及び４０６と、加算器４０３及び４０７
とをＣＰＵ４０１内部に設けるようにしてもよい。

【０１１４】また、上述したビデオカメラ１００では、
ＣＣＤ１０６における信号電荷の蓄積周期を１垂直同期
期間とし、４垂直同期期間で４つの画像情報を得ること
としたが、例えば、１回の画像取り込み期間が１／４垂
直同期期間より短い期間である撮像素子を用い、１垂直
同期期間に４つの画像情報を取り込むようにしてもよ
い。これにより、処理速度をより高速にすることがで
き、このビデオカメラ１００を、手振れや移動体撮影に
強い装置とすることができる。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、設
定された画像処理モードに応じて、光電変換手段の受光
面に結像される被写体像に対して上記受光面を相対的に
所定量移動させることにより、高いサンプリング周波数
でサンプリングされた合成画像信号を得るように構成し
たことにより、この合成画像信号から画像を一部を切り
出して生成した切り出し画像信号を拡大する場合でも、
画像の精細度を低下させることなく、高画質の拡大画像
を得ることができる。例えば、電気的に撮像画面の一部
を切り出して拡大するシステムであっても、画像の解像
度や「粗さ」という観点から、拡大後の画像が劣化する
ことはない。また、高画質な動画像と静止画像を選択的
に得ることができる。したがって、常に高画質の画像を
得ることができ、静止画像の一部分を切り出して拡大す
る場合でも、高画質の拡大画像を得ることができる。ま
た、動画像処理モード設定時には、上記光電変換手段の
サンプリング間隔に対応した光学周波数特性を有する光
学ローパスフィルタ効果を有し、同一に装置を画像処理
モードの切換操作によって、静止画像処理モード設定時
には、画素ずらしによって高いサンプリング周波数でサ
ンプリングするように構成したことにより、動画像処理
モード設定時には、折り返しのない動画像を得ることが
でき、静止画像処理モード設定時には、高精細な静止画
像を得ることができる。例えば、動画像処理モード設定
時の上記相対位置手段の移動を上記光電変換手段におけ
る１画面分の露光期間中に半画素シフトするシーケンス
を完了する周期に設定することにより、上記光学ローパ
スフィルタ効果を持たせることができ、静止画像処理モ
ード設定時の上記相対位置手段の移動を上記光電変換手
段における１画面分の露光期間毎に半画素ずつシフトす
るようなシーケンスを設定することにより、画素ずらし
による静止画像の高精細化を実現することができる。ま
た、本発明によれば、光学的振れ補正機能を利用して、
高いサンプリング周波数でサンプリングされた合成画像
信号を得るように構成したことにより、装置の構成を複
雑にすることなく、高画質の拡大画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置を適用したビデオカ
メラの構成を示すブロック図である。

【図２】上記ビデオカメラの制御回路の処理を示すフロ
ーチャートである。

【図３】動画撮像モード設定時のシフトシーケンスを説
明するための図である。

【図４】上記動画撮像モード設定時のサンプリング有効
帯域を説明するための図である。

【図５】静止画撮像モード設定時のシフトシーケンスを
説明するための図である。

【図６】上記静止画撮像モード設定時のサンプリング有
効帯域を説明するための図である。

【図７】上記静止画撮像モード設定時のシフトシーケン
スにおいて、各シフト位相に対応するシフトパターンを
説明するための図である。

【図８】上記静止画撮像モード設定時において、ＶＡＰ
の駆動量と、変倍レンズの状態を説明するための図であ
る。

【図９】上記ビデオカメラのＣＣＤにおいて、画像と撮
像画素の相対位置を移動させて信号電荷を蓄積する処理
を説明するための図である。

【図１０】上記「画素ずらし」を行った場合のサンプリ
ング点を説明するための図である。

【図１１】上記ＣＣＤの撮像画素配列を画像に対して相
対的に移動させた状態を説明するための図である。

【図１２】上記ビデオカメラのＶＡＰ制御回路内の構成
を示すブロック図である。

【図１３】電子テレコン機能が搭載された従来のビデオ
カメラの構成を示すブロック図である。

【図１４】上記ビデオカメラのＣＣＤの撮像素子配列を
説明するための図である。

【図１５】上記電子テレコン機能による画像の切り出し
処理を説明するための図である。

【符号の説明】

１００ビデオカメラ１０１ＶＡＰ１０１ａ，１０１ｂ平板ガラス１０１ｃエンベロープ１０４変倍レンズ１０５光学ローパスフィルタ１０６ＣＣＤ１０７増幅回路１０８Ａ／Ｄ変換器１０９〜１１２メモリ１１３合成回路１１４電子テレコン切り出し回路１１５スイッチ１１６カメラ信号処理回路１１７エンコーダ１１８Ｄ／Ａ変換器１１９制御回路１２０，１２１Ｘ方向ブレ検出回路，Ｙ方向ブレ検
出回路１２２ＶＡＰ制御回路１２３，１２５ドライバ１２７ドライバ１２８アクチュエータ１２４，１２６Ｘ方向アクチュエータ，Ｙ方向アク
チュエータ１２９，１３１Ｘ方向角度検出回路，Ｙ方向角度検
出回路１３０，１３２エンコーダ１３５電子テレコンスイッチ１３６シャッタスイッチ１３８変倍スイッチ１３９スイッチエンコーダ１４０ドライバ１４１アクチュエータ１４２ＴＧ１４３ＣＣＤドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 5/765 Ｈ０４Ｎ 5/781 ５１０Ｆ 5/781 5/91 Ｊ // Ｈ０４Ｎ 5/91

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動画像処理モードと静止画像処理モード
を選択的に設定可能な画像処理装置であって、受光面に結像される光学的な被写体像を電気的な画像信
号に変換する光電変換手段と、上記受光面に結像される被写体像と上記受光面の相対位
置を所定量移動させる相対位置移動手段と、上記相対位置移動手段による移動毎に上記光電変換手段
で得られた画像信号を記憶する複数の記憶手段と、上記複数の記憶手段に記憶された各画像信号を合成する
合成手段と、上記合成手段で得られた合成画像信号から部分的に画像
を切り出して切り出し画像信号を生成する切り出し手段
と、上記切り出し手段で生成された切り出し画像信号を拡大
して拡大画像信号を生成する拡大手段とを備え、設定された画像処理モードに応じて、上記相対位置移動
手段における移動周期を設定することを特徴とする画像
処理装置。
【請求項２】動画像処理モード設定時の上記相対位置
移動手段における移動周期を、静止画像処理モード設定
時の上記相対位置移動手段における移動周期より短く設
定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】上記光電変換手段は、固体撮像素子を含
むことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】上記相対位置移動手段は、上記光電変換
手段における画素ピッチに関連する上記所定量移動させ
ることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】上記相対位置移動手段は、上記受光面に
結像される被写体像と上記受光面の相対位置を光学的に
所定量移動させる光学的移動手段を含むことを特徴とす
る請求項１記載の画像処理装置。
【請求項６】上記光学的移動手段は、上記被写体像を
上記受光面に伝達する可変頂角プリズムと、上記可変頂
角プリズムを駆動する駆動手段と、上記可変頂角プリズ
ムの頂角を検出する頂角検出手段と、上記頂角検出手段
の検出結果から上記可変頂角プリズムの頂角の目標値を
生成する目標値生成手段とを備え、上記駆動手段により、上記目標値生成手段で得られた目
標値となるように上記可変頂角プリズムを駆動して、上
記受光面に結像される被写体像と上記受光面の相対位置
を光学的に所定量移動させることを特徴とする請求項５
記載の画像処理装置。
【請求項７】動画像処理モードと静止画像処理モード
を選択的に設定可能で、受光面に結像される光学的な被
写体像を電気的な画像信号に変換する光電変換手段の振
れを光学的に補正する光学的振れ補正機能を有する撮像
装置であって、上記光学的振れ補正機能すると共に、上記受光面に結像
される被写体像と上記受光面の相対位置を光学的に所定
量移動させる相対位置移動手段と、上記相対位置移動手段による移動毎に上記光電変換手段
で得られた画像信号を記憶する複数の記憶手段と、上記複数の記憶手段に記憶された各画像信号を合成する
合成手段と、上記合成手段で得られた合成画像信号から部分的に画像
を切り出して切り出し画像信号を生成する切り出し手段
と、上記切り出し手段で生成された切り出し画像信号を拡大
して拡大画像信号を生成する拡大手段とを備え、設定された画像処理モードに応じて、上記相対位置移動
手段における移動周期を設定することを特徴とする撮像
装置。
【請求項８】動画像処理モード設定時の上記相対位置
移動手段における移動周期を、静止画像処理モード設定
時の上記相対位置移動手段における移動周期より短く設
定することを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】上記光電変換手段は、固体撮像素子を含
むことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項１０】上記相対位置移動手段は、上記受光面
に結像される被写体像と上記受光面の相対位置を上記光
電変換手段における画素ピッチに関連する上記所定量移
動させることを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項１１】上記相対位置移動手段は、上記被写体
像を上記受光面に伝達する可変頂角プリズムと、上記可
変頂角プリズムを駆動する駆動手段と、上記可変頂角プ
リズムの頂角を検出する頂角検出手段と、上記光電変換
手段の振れと上記頂角検出手段の検出結果から上記可変
頂角プリズムの頂角の目標値を生成する目標値生成手段
とを備え、上記駆動手段により、上記目標値生成手段で得られた目
標値となるように上記可変頂角プリズムを駆動して、上
記光学的振れ補正機能すると共に、上記受光面に結像さ
れる被写体像と上記受光面の相対位置を光学的に所定量
移動させることを特徴とする請求項７記載の撮像装置。