JPH1188754A

JPH1188754A - 画像信号撮像および記録装置および方法

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Publication number: JPH1188754A
Application number: JP9243759A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Yamashita; 紀之山下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-30
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: JP3928222B2

Abstract

(57)【要約】【課題】パノラマ撮影をするときに、カメラを素早く
動かしても解像度を維持することができる。【解決手段】ドライバ２１に制御される光軸可変素子
１１と、レンズ系駆動回路２２に制御されるレンズ系１
２とを介してＣＣＤ１３に画像が照射される。ＣＣＤ１
３では、電気信号に変換された画像データが圧縮回路１
４へ供給される。圧縮回路１４で圧縮された圧縮画像デ
ータは、記録媒体１５に供給される。混合回路２３で
は、動き検出回路２４からの出力と、角加速度センサ２
５からの動き情報とが混合され、記録媒体１５、ドライ
バ２１へ供給される。記録媒体１５は、圧縮画像データ
と混合回路２３からの混合結果とを記録する。そして、
角加速度センサ２５からカメラの角速度が検出され、カ
メラの光軸を逆方向に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カメラ一体型デ
ィジタルＶＣＲまたはディジタルディスクカメラなどの
パノラマ撮影に関するものであり、特に素早く動かして
も解像度が悪くならないようにした画像信号撮像および
記録装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばカメラ一体型ディジタルＶ
ＣＲを用いてパノラマ画像を得るためには、撮影領域を
少しずつ移動させて記録を行い、撮影開始点から連続的
にフィールド（又はフレーム）画像が得られるようにす
る。そして、記録されたフィールド画像に対して、位置
的に隣接するフィールド画像の重複部分を抽出し、この
重複部分に対して所定の演算を行なうことによって、そ
れぞれのフィールド画像をシームレスに合成して、全体
として１枚の静止画像を得るような画像処理を行なう。
このような画像処理は、例えばパーソナルコンピュータ
によるソフトウェア処理により行なわれる。

【０００３】このような撮影方法を応用することで、カ
メラ一体型ディジタルＶＣＲで以てパノラマ画像を得る
ことができる。撮影者は、カメラを水平方向に移動させ
ながら撮影を行なう。例えば、撮影者の周囲３６０°を
連続的に撮影する。得られた画像を、重複部分に適当な
処理を加えながらフィールド毎に繋ぐことで、横長のパ
ノラマ画像を得ることができる。この画像処理は、例え
ばパーソナルコンピュータ上のソフトウェアで行なうこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
撮影方法でパノラマ画像を得ようとする場合、カメラを
録画モードにして方向をゆっくり変えてやれば少しずつ
位置のずれた複数枚の画像を記録することができる。と
ころが、かなりゆっくり動かさないと次のような問題が
出てくる。例えば、水平画素数６４０の画像をフィール
ド単位で５％の移動率（重複率は９５％）で右に回転し
たとき、１／６０秒で３２画素移動する。シャッター速
度が１／１２０秒なら１６画素分のブレを生じ、解像度
を著しく損なってしまう。

【０００５】ブレを最小限に抑えることで、この解像度
の低下を避けることができる。しかしながら、上述の撮
影条件で、例えばブレを１画素以内に抑えようとした場
合、シャッター速度を１６倍速にして１／１９２０秒以
下にするか、移動率を１／６０の０．３％以下にしてゆ
っくり回転させ撮影を行う方法が考えられる。

【０００６】これらの方法のうち、シャッター速度を速
くすると感度が低下するため、かなり明るい被写体でな
いと撮影された画像が暗くなってしまい、使用に耐えな
いという問題点がある。また、移動率を０．３％／フィ
ールドで撮影すると、水平画角４０度ｐｐの標準レンズ
でも３６０度のパノラマ画像を撮影するために、４８秒
もの時間がかかってしまうという問題点がある。

【０００７】撮影に要する時間ｔ（秒）は、以下のよう
にして求めることができる。レンズの水平画角をａｈ
（deg pp）、ＣＣＤの水平画素数をｎｈとすると、１画
素の角度ａｐ（deg ）は、ａｐ＝ａｈ／ｎｈとなる。

【０００８】ここで、シャッターが開いている時間ｔｓ
（秒）にｎｅ（＝１）画素移動しても良いと仮定する。
すなわち、水平方向に１画素分のブレを許すとする。こ
の場合、１フィールド期間ｔｆ（秒）に移動しても良い
角度ａｆ（deg ）は、ａｆ＝ｎｅ×ａｐ×ｔｆ／ｔｓとなる。ただし、ｔｓ≦１／６０である。

【０００９】ここで得られた角度ａｆに基づき、１秒間
に移動する角度ａ（deg ）を求めると、ａ＝ａｆ／ｔｆとなり、３６０（deg ）変化に要する時間ｔは、ｔ＝３６０／ａとなる。これまでの式を整理すると、Ｔ＝３６０×ｔｓ×ｎｈ／（ａｈ×ｎｅ）となる。

【００１０】このとき、１フィールドの時間に移動する
角度ａｆの、画角ａｈに対する割合を移動率Ｋｍ（％／
フィールド）とすれば、Ｋｍ＝ａｆ／ａｈ＝ｎｅ×ｔｆ／（ｎｈ×ｔｓ）となる。したがって、重複率Ｋ（％／フィールド）は、Ｋ＝１−Ｋｍとして求められる。

【００１１】このようにして求められた各値の一覧を図
６Ａおよび図６Ｂに示す。なお、この一覧において、水
平画素数ｎｈ＝６４０、ブレの許容画素数ｎｅ＝１、フ
ィールド周期ｔｆ＝１６．６６６（ｍｓｅｃ）として計
算が行われる。

【００１２】この図６Ａおよび図６Ｂによると、例えば
水平画角２０度ｐｐでシャッター速度１／１００秒だと
１１５秒（約２分）もかけないと解像度を損ねてしまう
ことになる。然も、このときの移動率Ｋｍは、０．２６
％／フィールド、重複率Ｋは９９．７％となる。このよ
うに、パノラマ撮影時にカメラを連続的に移動させて撮
影するだけでは、非常に無駄な部分の多い撮影を行わな
ければならないという問題点があった。

【００１３】従って、この発明の目的は、パノラマ撮影
時に撮像装置を素早く動かしても解像度が悪くならず、
しかもシャッター速度を速くしなくても良い画像信号撮
像および記録装置および方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、撮像装置を移動させながら複数枚の撮像画像を獲得
し、複数枚の画像を合成することによって、パノラマ画
像を生成するようにした画像信号撮像および記録装置に
おいて、光軸を変化させる光軸変化手段と、光軸変化手
段を介して入射される映像を画像データへ変換する撮像
素子を有し、パノラマ撮影時には、移動しながら撮影を
行う撮像装置と、画像データを圧縮する圧縮手段と、圧
縮された画像データを記録媒体に記録する記録手段と、
パノラマ撮影時には、少なくとも撮像素子の電子シャッ
ターが開いている間、撮像装置の移動を打ち消す方向に
光軸を変化させ、電子シャッターが閉じている間、撮像
装置の動きの略中心付近に光軸が戻るように光軸変化手
段を制御する制御手段とからなることを特徴とする画像
信号撮像および記録装置である。

【００１５】請求項１０に記載の発明は、撮像装置を移
動させながら複数枚の撮像画像を獲得し、複数枚の画像
を合成することによって、パノラマ画像を生成するよう
にした画像信号撮像および記録方法において、光軸を変
化させるステップと、パノラマ撮影時には、移動しなが
ら撮影を行う撮像装置に含まれる撮像素子によって、入
射される映像を画像データへ変化するステップと、画像
データを圧縮するステップと、圧縮された画像データを
記録媒体に記録するステップと、パノラマ撮影時には、
少なくとも撮像素子の電子シャッターが開いている間、
撮像装置の移動を打ち消す方向に光軸を変化させ、電子
シャッターが閉じている間、撮像装置の動きの略中心付
近に光軸が戻るように光軸変化手段を制御するステップ
とからなることを特徴とする画像信号撮像および記録方
法である。

【００１６】パノラマ画像を撮影する場合、カメラ一体
型ディジタルＶＣＲを回転させる方向と逆方向に光軸可
変素子を変化させ、光軸がリニアに移動している間にシ
ャッターを開放し、シャッターが閉じている間に速やか
に光軸を元に戻す動作を繰り返すようにして撮影する。
すなわち、シャッター開放時間の間、被写体に対してＣ
ＣＤを静止させることができるので、カメラを素早く動
かしても解像度が悪くならず、シャッター速度を速くし
なくても良い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用
されたカメラ一体型ディジタルＶＣＲの一実施形態のブ
ロック図を示す。図１において、光軸可変素子１１は、
例えばアクティブプリズム方式またはミラーブロック方
式のものが用いられ、ドライバ２１によって制御され
る。レンズ系１２は、アイリス、フォーカス、ズームな
どの光学系の調節を行なうことができる。これらの調節
は、レンズ系駆動回路２２によってそれぞれ制御され
る。この制御は、後述するシステムコントローラ２８の
制御に基づき自動で行なわれる。光学系の調節は、これ
に限らず手動で以て行なうことも可能である。この制御
に基づき、レンズ系駆動回路２２から制御情報が出力さ
れる。この例では、アイリス、フォーカス、ズームのそ
れぞれの値が出力される。この制御情報は、システムコ
ントローラ２８および記録媒体１５に供給される。

【００１８】光軸可変素子１１、レンズ系１２を介して
被写体画像がＣＣＤ(Charge Coupled Device) １３に照
射される。照射された被写体画像は、ＣＣＤ１３によっ
て電気信号に変換される。なお、図示しないが、ＣＣＤ
１３は、所定の信号処理回路を有し、この変換された電
気信号をさらにディジタル画像データに変換して出力す
る。ＣＣＤ１３の画素数が動画領域の画像サイズに対応
する。ＣＣＤ１３からは、フィールドのタイミングで画
像データが出力される。

【００１９】ＣＣＤ１３の出力は、スイッチ１７のＲＥ
Ｃ端子に供給されると共に、圧縮回路１４に供給され
る。圧縮回路１４に対して動き検出回路２４が結合され
る。この動き検出回路２４は、時系列的に隣接するフィ
ールド間の画像データを比較することで動きベクトルを
求め、それにより画像データの動き検出を行なう。圧縮
回路１４では、この動きベクトルならびにＤＣＴ(Discr
ete Cosine Transform)などを用いて、供給された画像
データの圧縮を行なう。動き検出回路２４の出力は、混
合（ＭＩＸ）回路２３に供給される。混合回路２３で
は、後述する角加速度センサ２５からの動き情報と、動
き検出回路２４の出力とを混合させ、その混合結果がド
ライバ２１および記録媒体１５へ供給される。

【００２０】記録媒体１５では、圧縮回路１４からの圧
縮画像データと、レンズ系駆動回路２２からの制御情報
と、混合回路２３からの混合結果とが供給され、圧縮画
像データ毎に制御情報と混合結果とがサブコードデータ
として記録される。この記録媒体１５は、ディジタル信
号を記録可能な記録媒体であれば、どのような記録媒体
でも良く、例えばハードディスク、光磁気ディスク、Ｄ
ＶＤ(Digital Versatile Disc)、ＭＤ（Mini Disk ）、
半導体メモリ、磁気テープといった記録媒体を用いるこ
とができる。この記録媒体１５から読み出された圧縮画
像データおよびサブコードデータは、伸長回路１６へ供
給される。

【００２１】伸長回路１６では、記録時に圧縮画像デー
タに対して施された圧縮符号化が解かれ、再生画像デー
タとされ出力される。伸長回路１６から出力される再生
画像データがスイッチ１７のＰＢ端子に供給される。デ
ータ出力端子２０には、記録媒体１５から取り出された
サブコードデータが導出される。

【００２２】なお、撮影時（記録時）には、スイッチ１
７において端子ＲＥＣを選択することによって、ＣＣＤ
１３で撮影中の画像をビューファインダ１８に対して表
示させることができる。また、この画像は、ビデオ出力
端子１９に対して導出させ、外部のビデオモニタなどで
表示させることもできる。

【００２３】再生時には、このスイッチ１７においてＰ
Ｂ端子が選択され、再生画像データがビデオ出力端子１
９に対して導出される。また、それと共に、再生画像デ
ータは、ビューファインダ１８に供給される。再生時に
スイッチ１７でＰＢ端子を選択することによって、記録
媒体１５からの再生画像をビューファインダ１８に表示
させることができる。

【００２４】なお、システムコントローラ２８は、ＣＰ
ＵおよびＲＡＭやＲＯＭなどから構成され、このカメラ
一体型ディジタルＶＣＲの動作を制御する。キー入力部
２７には、このカメラ一体型ディジタルＶＣＲの種々の
設定を行なうスイッチと共に、パノラマ撮影のＯＮ／Ｏ
ＦＦを切り替えるためのスイッチが設けられる。これら
各種設定キーによる設定情報がキー入力部２７からシス
テムコントローラ２８に対して供給され、例えばＲＡＭ
に記憶される。また、このシステムコントローラ２８
は、図示しないが、所定の時間を設定することが可能な
タイマを有する。

【００２５】このカメラ一体型ディジタルＶＣＲに対し
て、例えばジャイロセンサからなる角加速度センサ２５
が設けられる。この角加速度センサ２５には、カメラ一
体型ディジタルＶＣＲに搭載されている、所謂手振れ防
止機能のためのセンサを用いることができる。角加速度
センサ２５の出力を積分回路２６で積分して動き情報を
得る。この積分回路２６では、平均的な動きが生成され
る。すなわち、積分回路２６は、細かい動きを抑えて、
動き情報を生成する。この動き情報は、混合回路２３に
対して供給される。

【００２６】角加速度センサ２５の出力を動き情報とし
て用いることで、平坦な被写体を撮影する際や、画像や
暗がりでの撮影時などのような、動き検出回路２４がう
まく働かないような場合でも、撮影画像の相対的な位置
を知ることができる。なお、この角加速度センサ２５並
びに積分回路２６は、省略可能である。

【００２７】この図１に示される例において、動き検出
回路２４からの出力と角加速度センサ２５からの出力と
を適宜切り替えるようにすることも可能である。すなわ
ち、被写体の平坦部分などで動き検出回路２４による動
きベクトルが正しく得られない場合には、角加速度セン
サ２５の出力に基づく動き情報を使用し、動き検出回路
２４によって正しく動き情報が得られる場合には、より
精度の高い、動き検出回路２４の出力を使用する。この
切り替えは、手動によって行なわれる。また、これに限
らず、例えば画像データのパターン検出を行なうこと
で、自動切り替えとすることも可能である。

【００２８】なお、このように撮影され記録された画像
データは、再生され、所定の画像処理を行なうための機
器、例えば対応する画像処理ソフトウェアが搭載された
パーソナルコンピュータに供給される。また、この画像
データの供給と共に、データ出力端子２０からサブコー
ドデータが出力される。このサブコードデータも、画像
データと共に、パーソナルコンピュータに対して供給さ
れる。供給された画像データに対して、画像処理ソフト
ウェアによってシームレスな合成処理が行なわれ、パノ
ラマ画像を得ることができる。このとき、サブコードデ
ータとして供給された、動き情報やズーム、アイリス、
フォーカスといった各種撮影情報などを用いることで、
より精度の高い合成処理を行なうことができる。

【００２９】例えば、サブコードデータに含まれる動き
情報に基づき各フィールドの画像データの位置関係を知
ることができる。これにより、各フィールド画像データ
間の重複部分が求められ、この重複部分に対して所定の
演算を行なうことによって、各フィールド画像データの
合成を自動的に行なうことができる。また、サブコード
データに含まれる、ズーム、アイリス、フォーカスとい
った光学系の各種情報に基づき、画像補正を行ない、各
フィールド画像データを均質にした上での静止画の合成
を、自動的に行なうことが可能とされる。

【００３０】例えば、ズーム情報に基づき、フィールド
画像データの平面への変換や、円筒面、球面への変換を
行なうことができる。また、アイリス情報に基づき、各
フィールド画像データの明度補正を行なうことができ
る。さらに、同じ撮影領域内でもフォーカスの異なるフ
ィールド画像データが得られることがある。フォーカス
情報に基づき、最も鮮明なフィールド画像データを画素
単位で選択することが可能とされ、これにより焦点深度
の深い画像を得ることができる。

【００３１】このような構成を有するカメラ一体型ディ
ジタルＶＣＲを用いて、撮影者は、キー入力部２７に設
けられた、パノラマ撮影ＯＮ／ＯＦＦの設定スイッチを
ＯＮとして、パノラマ撮影を開始する。そして、レンズ
系１２を被写体の一部に向けて一瞬静止し、次に例えば
５０％重複した２番目の部分に向けて一瞬静止し、この
動作を繰り返して被写体の前部を複数の画像に分けて記
録する。このように、ゆっくり右に回転しながら連続す
る複数の画像データが記録され、その記録された画像デ
ータを再生して、例えば上述したような所定の画像処理
ソフトウェアが搭載されたパーソナルコンピュータに転
送して、シームレス処理を行なうことで、１枚のパノラ
マ画像を完成させることができる。

【００３２】シームレス処理を行いパノラマ画像を生成
するために必要なパラメータの一例を以下に示す。

【００３３】１）ズーム倍率または水平画角２）アスペクト比３）オートフォーカス値４）オートアイリス値５）角加速度センサによる光軸の方向を示す情報６）光軸可変素子の方向を示す情報７）圧縮時の動き検出データａ）上下左右の平均的な移動量ｂ）画像平面内の回転ｃ）画像の拡大率（被写体との角度の関係により、上の
横倍率と下の横倍率が異なる場合がある。同様に左の縦
倍率と右の縦倍率が異なる場合がある。）８）撮像時刻（フィールド周期またはフレーム周期が一
定でないとき）これらは圧縮時の大量の動き検出データから得られる僅
かな量のデータであり、これを圧縮画像データに含めて
サブコードデータとして、記録媒体に記録する。

【００３４】このように、パノラマ画像を撮影するため
には、上述した図４Ａおよび図４Ｂに依れば、例えば水
平画角２０度ｐｐでシャッター速度１／１００秒だと１
１５秒（約２分）かかる。このときの稼働率は０．２６
％／フィールドであり、角速度は、２０×０．２６／１００＝０．０５２度／フィールドとなり、あまりにも小さい値である。

【００３５】そこで、５秒で３６０度回転して撮ること
を考える。すると角速度は、０．０５２×１１５／５＝１．２度／フィールドとなる。

【００３６】このときの１フィールドに移動する角度、
稼働率および重複率の一覧を図２に示す。なお、この一
覧において、フィールド周期ｔｆ＝１６．６６６（ｍｓ
ｅｃ）、３６０度撮影するために要する時間ｔ＝５（ｓ
ｅｃ）として計算が行われる。この図２によると、水平
画角５度ｐｐの超望遠でも７６％の重複率が確保されて
いる。

【００３７】このときの移動角と時間（フィールド）と
の関係を図３に示す。カメラ一体型ディジタルＶＣＲの
角速度を図３Ａの線ａに示す。この線ａの角速度を角加
速度センサ２５などを使って検出し、その検出結果に基
づいて光軸可変素子１１の光軸が図３Ｂの線ｂのように
１．２（ｄｅｇ）の間で逆方向に制御される。この結
果、図３Ａの線ｃに示すように、シャッター開放時間Ｓ
_ONの間、被写体に対してＣＣＤを静止させることができ
る。すなわち、光軸は、シャッター開放時間Ｓ_ONの１０
（ｍｓｅｃ）の間、リニアに移動し、シャッターが閉じ
ているＳ_OFFの６．６７（ｍｓｅｃ）の間、速やかに次
のフィールドの光軸の略中心付近に戻る動作を繰り返
す。もし、光量が十分でシャッター速度を速くできると
き、すなわちシャッター開放時間Ｓ_ONを短くできるとき
は、図３Ｃの線ｄに示すようにすることによって、光軸
可変素子１１の変化幅を狭くすることができる。

【００３８】上述したように、カメラが回転する速度
（角速度）の検出精度を上げるため、画像のフィールド
間の動き検出の結果を使う。こうすれば、１フィールド
前後の平均移動速度がピクセル単位で得られる。ただ
し、平均値しか得られないためシャッター開放時間Ｓ_ON
内にリニアな変化以外（２次、３次の変化）の成分があ
ると補正できない。また、画像が平坦な場合には正しい
動き検出ができないので角加速度センサを併用する。

【００３９】ここで、上述した光軸可変素子１１の一例
として、アクティブプリズムの概略図を図４に示し、簡
単に説明する。このアクティブプリズムは、前面ガラス
３１と後面ガラス３２の間を蛇腹３３でつないだもので
ある。この２枚のガラスの間に高屈折率の液体３４が封
入されている。２枚のガラスには、それぞれ縦と横に、
回転軸を設け、自由に動作するようにしたものである。
このアクティブプリズムを光軸可変素子１１として使用
することによって、光軸が縦と横に曲げられる。

【００４０】このときの液体３４は、（１）前面ガラス３１および後面ガラス３２と屈折率ｎ
が近い物質（２）カメラの動作温度範囲で凍結などの異常が生じな
い物質（３）万一破損し、液体３４が流出しても人体には無害
な物質この３つの条件を満たす必要がある。

【００４１】アクティブプリズムの動作を簡単に説明す
る。前面ガラス３１は、例えば水平の軸で保持され、後
面ガラス３２は、例えば垂直の軸で保持され、それぞれ
軸のまわりを独立に回転できる。回転軸には、可動コイ
ルを取り付けた。コイルに流れる電流によって回転角
（頂角）を決められる。例えば、手振れによって、カメ
ラが上を向いたとき、図４Ａに示すアクティブプリズム
の状態から図４Ｂに示すアクティブプリズムの状態へ変
化する。

【００４２】具体的には、図４Ａに示すように、２枚の
ガラス板が平行なときには、アクティブプリズムに入射
した光線は直進する。ここで、手振れが発生し、２枚の
ガラス板が平行位置からある角度だけ回転したとする
と、アクティブプリズム内部の屈折率ｎにより、入射し
た光線が出射するときには、図４Ｂに示すように、屈折
する。

【００４３】また、光軸可変素子１１の他の例として、
２軸可動ミラーからなるミラーブロックの構造の一例を
図５に示す。４１は、平面鏡であり、その平面鏡４１の
左右に回転軸４２があり、可動フレーム４３の軸受けを
中心として回転することができる。平面鏡４１の上下に
コイル４４が固定されている。このコイルの左右にマグ
ネット系４５が可動フレーム４３に固定されていて磁力
線がコイル４４をよぎるように配置されている。コイル
４４に電流を流すと平面鏡４１を上に向けたり、下に向
けたりすることができる。すなわち、緯度の制御ができ
る。

【００４４】可動フレーム４３の上下に回転軸４６があ
り、固定フレーム４７の軸受けを中心として回転するこ
とができる。また、可動フレーム４３の左右にコイル４
８が固定されている。このコイル４８の上下にマグネッ
ト系４９が固定フレーム４７に固定されていて磁力線が
コイル４８をよぎるように配置されている。コイル４８
に電流を流すと平面鏡４１を左に向けたり、右に向けた
りすることができる。すなわち、経度の制御ができる。

【００４５】この一実施形態では、毎フィールド記録す
る動画モードであったが、自動シャッターで記録する動
画モードとしても良い。この自動シャッターは、静止画
の連続撮影のときには毎フィールド記録する必要はな
く、適当な重複領域さえ確保できれば時々記録するだけ
で良い。そこで重複領域が適当な値になったことを検出
して記録するようにすることによって、自動シャッター
が可能となる。それには圧縮時の動き検出データから上
下左右の平均的な移動量のベクトルを毎フィールド求
め、その累計が予め設定した値を超えたとき、そのフレ
ームを記録するようにすれば良い。同時に累計を０に初
期化しておけば次々と勝手に記録が続いて行く。また、
フレーム毎に記録するようにしても良い。

【００４６】この一実施形態では、動画用のカメラ一体
型ディジタルＶＣＲを用いて説明したが、ディジタルス
チルカメラ、ディジタルディスクカメラなどを用いても
可能である。すなわち、撮像装置の撮影領域を縦横に動
かしながら複数の画像を記録し、記録された複数の画像
を合成することにより、１回の撮影により得られる画像
よりも広い範囲の静止画像を得ることができるものであ
れば、記録媒体は、どのようなものを用いても良い。例
えば、テープ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディ
スク、半導体メモリなどどのような記録媒体を用いても
同様の作用、効果を得ることができる。

【００４７】

【発明の効果】この発明に依れば、解像度を低下させず
にパノラマ画像が素早く撮影でき、しかもシャッター速
度を速くしなくても良いので暗い被写体でも撮影するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のカメラ一体型ディジタルＶＣＲの一
実施形態を示すブロック図である。

【図２】この発明が適用された１フィールドに移動する
角度、移動率および重複率を計算した結果を示したもの
である。

【図３】この発明のカメラ一体型ディジタルＶＣＲのカ
メラの移動角と、光軸の変化を示したグラフである。

【図４】この発明に適用されるアクティブプリズムの一
例を説明するための略線図である。

【図５】この発明に適用される２軸可動ミラーからなる
ミラーブロックの一例を説明するための略線図である。

【図６】手振れを少なくするようにパノラマ画像の撮影
を行なった際の、撮影に要する時間および移動率，重複
率を計算した結果を示したものである。

【符号の説明】

１１・・・光軸可変素子、１２・・・レンズ系、１３・
・・ＣＣＤ、１４・・・圧縮回路、１５・・・記録媒
体、１６・・・伸長回路、１７・・・スイッチ、１８・
・・ビューファインダ、２１・・・ドライバ、２２・・
・レンズ系駆動回路、２３・・・混合回路、２４・・・
動き検出回路、２５・・・角加速度センサ、２６・・・
積分回路、２７・・・キー入力部、２８・・・システム
コントローラ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年３月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】ＣＣＤ１３の出力は、スイッチ１７のＲＥ
Ｃ端子に供給されると共に、圧縮回路１４に供給され
る。圧縮回路１４に対して動き検出回路２４が結合され
る。この動き検出回路２４は、時系列的に隣接するフィ
ールド間の画像データを比較することで動きベクトルを
求め、それにより画像データの動き検出を行なう。圧縮
回路１４では、この動きベクトルならびにＤＣＴ（Ｄｉ
ｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）な
どを用いて、供給された画像データの圧縮を行なう。動
き検出回路２４の出力は、混合（ＭＩＸ）回路２３に供
給される。混合回路２３では、後述する角速度センサ２
５からの動き情報と、動き検出回路２４の出力とを混合
させ、その混合結果がドライバ２１および記録媒体１５
へ供給される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】このカメラ一体型ディジタルＶＣＲに対し
て、例えばジャイロセンサからなる角速度センサ２５が
設けられる。この角速度センサ２５には、カメラ一体型
ディジタルＶＣＲに搭載されている、所謂手振れ防止機
能のためのセンサを用いることができる。角速度センサ
２５の出力を積分回路２６で積分して動き情報を得る。
この積分回路２６では、平均的な動きが生成される。す
なわち、積分回路２６は、細かい動きを抑えて、動き情
報を生成する。この動き情報は、混合回路２３に対して
供給される。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】角速度センサ２５の出力を動き情報として
用いることで、平坦な被写体を撮影する際や、画像や暗
がりでの撮影時などのような、動き検出回路２４がうま
く働かないような場合でも、撮影画像の相対的な位置を
知ることができる。なお、この角速度センサ２５並びに
積分回路２６は、省略可能である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】この図１に示される例において、動き検出
回路２４からの出力と角速度センサ２５からの出力とを
適宜切り替えるようにすることも可能である。すなわ
ち、被写体の平坦部分などで動き検出回路２４による動
きベクトルが正しく得られない場合には、角速度センサ
２５の出力に基づく動き情報を使用し、動き検出回路２
４によって正しく動き情報が得られる場合には、より精
度の高い、動き検出回路２４の出力を使用する。この切
り替えは、手動によって行なわれる。また、これに限ら
ず、例えば画像データのパターン検出を行なうことで、
自動切り替えとすることも可能である。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】シームレス処理を行いパノラマ画像を生成
するために必要なパラメータの一例を以下に示す。１）ズーム倍率または水平画角２）アスペクト比３）オートフォーカス値４）オートアイリス値５）角速度センサによる光軸の方向を示す情報６）光軸可変素子の方向を示す情報７）圧縮時の動き検出データａ）上下左右の平均的な移動量ｂ）画像平面内の回転ｃ）画像の拡大率（被写体との角度の関係により、上の
横倍率と下の横倍率が異なる場合がある。同様に左の縦
倍率と右の縦倍率が異なる場合がある。）８）撮像時刻（フィールド周期またはフレーム周期が一
定でないとき）これらは圧縮時の大量の動き検出データから得られる僅
かな量のデータであり、これを圧縮画像データに含めて
サブコードデータとして、記録媒体に記録する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】このときの移動角と時間（フィールド）と
の関係を図３に示す。カメラ一体型ディジタルＶＣＲの
角速度を図３Ａの線ａに示す。この線ａの角速度を角速
度センサ２５などを使って検出し、その検出結果に基づ
いて光軸可変素子１１の光軸が図３Ｂの線ｂのように
１．２（ｄｅｇ）の間で逆方向に制御される。この結
果、図３Ａの線ｃに示すように、シャッター開放時間Ｓ
_ＯＮの間、被写体に対してＣＣＤを静止させることがで
きる。すなわち、光軸は、シャッター開放時間Ｓ_ＯＮの
１０（ｍｓｅｃ）の間、リニアに移動し、シャッターが
閉じているＳ_ＯＦＦの６．６７（ｍｓｅｃ）の間、速や
かに次のフィールドの光軸の略中心付近に戻る動作を繰
り返す。もし、光量が十分でシャッター速度を速くでき
るとき、すなわちシャッター開放時間Ｓ_ＯＮを短くでき
るときは、図３Ｃの線ｄに示すようにすることによっ
て、光軸可変素子１１の変化幅を狭くすることができ
る。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】上述したように、カメラが回転する速度
（角速度）の検出精度を上げるため、画像のフィールド
間の動き検出の結果を使う。こうすれば、１フィールド
前後の平均移動速度がピクセル単位で得られる。ただ
し、平均値しか得られないためシャッター開放時間Ｓ
_ＯＮ内にリニアな変化以外（２次、３次の変化）の成分
があると補正できない。また、画像が平坦な場合には正
しい動き検出ができないので角速度センサを併用する。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】１１・・・光軸可変素子、１２・・・レンズ系、１３・
・・ＣＣＤ、１４・・・圧縮回路、１５・・・記録媒
体、１６・・・伸長回路、１７・・・スイッチ、１８・
・・ビューファインダ、２１・・・ドライバ、２２・・
・レンズ系駆動回路、２３・・・混合回路、２４・・・
動き検出回路、２５・・・角速度センサ、２６・・・積
分回路、２７・・・キー入力部、２８・・・システムコ
ントローラ

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像装置を移動させながら複数枚の撮像
画像を獲得し、上記複数枚の画像を合成することによっ
て、パノラマ画像を生成するようにした画像信号撮像お
よび記録装置において、光軸を変化させる光軸変化手段と、上記光軸変化手段を介して入射される映像を画像データ
へ変換する撮像素子を有し、パノラマ撮影時には、移動
しながら撮影を行う撮像装置と、上記画像データを圧縮する圧縮手段と、圧縮された上記画像データを記録媒体に記録する記録手
段と、パノラマ撮影時には、少なくとも上記撮像素子の電子シ
ャッターが開いている間、上記撮像装置の移動を打ち消
す方向に光軸を変化させ、上記電子シャッターが閉じている間、上記撮像装置の動
きの略中心付近に上記光軸が戻るように上記光軸変化手
段を制御する制御手段とからなることを特徴とする画像
信号撮像および記録装置。
【請求項２】請求項１において、パノラマ撮影用のオン／オフキーとを設けたことを特徴
とする画像信号撮像および記録装置。
【請求項３】請求項１において、角加速度センサを設け、上記角加速度センサからの信号を積分してカメラの回転
速度を算出し、算出された上記回転速度に応じて上記光軸の変化量を制
御するようにしたことを特徴とする画像信号撮像および
記録装置。
【請求項４】請求項１において、上記カメラで撮像された隣り合う画像の動き成分を検出
する動き検出手段を設け、検出された上記動き成分に応じて上記光軸の変化量を制
御するようにしたことを特徴とする画像信号撮像および
記録装置。
【請求項５】請求項１において、角加速度センサと、上記カメラで撮像された隣り合う画像の動き成分を検出
する動き検出手段を設け、上記角加速度センサからの信号を積分してカメラの回転
速度を算出し、算出された上記回転速度と、上記動き成分とを用いて上
記光軸の変化量を制御するようにしたことを特徴とする
画像信号撮像および記録装置。
【請求項６】請求項１において、上記記録媒体に圧縮された上記画像データを記録すると
きに、圧縮された上記画像データと共に、サブコードデ
ータとして記録モードを示すデータや各種パラメータを
記録するようにしたことを特徴とする画像信号撮像およ
び記録装置。
【請求項７】請求項６において、上記サブコードデータのうちシームレス画像合成時に必
要なものを圧縮された上記画像データ内に含めるように
したことを特徴とする画像信号撮像および記録装置。
【請求項８】請求項１において、上記圧縮手段において検出された動き成分から、上下左
右の平均的な移動量、画像平面内の回転および／または
画像の拡大率を求め、上記上下左右の平均的な移動量、
画像平面内の回転および／または画像の拡大率を圧縮さ
れた上記画像データに含めて記録することを特徴とする
画像信号撮像および記録装置。
【請求項９】請求項８において、上記画像の拡大率は、上の横倍率、下の横倍率、左の縦
倍率および／または右の縦倍率とすることを特徴とする
画像信号撮像および記録装置。
【請求項１０】撮像装置を移動させながら複数枚の撮
像画像を獲得し、上記複数枚の画像を合成することによ
って、パノラマ画像を生成するようにした画像信号撮像
および記録方法において、光軸を変化させるステップと、パノラマ撮影時には、移動しながら撮影を行う撮像装置
に含まれる撮像素子によって、入射される映像を画像デ
ータへ変化するステップと、上記画像データを圧縮するステップと、圧縮された上記画像データを記録媒体に記録するステッ
プと、パノラマ撮影時には、少なくとも上記撮像素子の電子シ
ャッターが開いている間、上記撮像装置の移動を打ち消
す方向に光軸を変化させ、上記電子シャッターが閉じている間、上記撮像装置の動
きの略中心付近に上記光軸が戻るように上記光軸変化手
段を制御するステップとからなることを特徴とする画像
信号撮像および記録方法。