JPWO2006046387A1 - 撮像装置および手ぶれ補正装置 - Google Patents

撮像装置および手ぶれ補正装置 Download PDF

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Abstract

撮像装置（１０）において、出力部（１４）は、撮像部（１２）により生成された画像のデジタル出力を行う。同期信号生成部（１６）は、有効領域信号生成部に相当し、画像中の有効領域を表す有効領域信号に相当する同期信号を生成する。同期信号は出力部（１６）から画像と共に出力され、有効領域の出力タイミングを外部に知らせる。手ぶれ検出部（２０）は、手ぶれの振れ量を検出する。制御部（２２）は、検出された振れ量に応じて、有効領域信号である同期信号を変化させ、これにより手ぶれを補正する。デジタル出力を行う撮像装置で、手ぶれを補正することができる。

Description

本発明は、映像信号処理によって画面上の映像が振れないようにする手ぶれ補正機能を備えた撮像装置に関する。
従来、図９に示されるように、手ぶれ補正機能を備えた撮像装置が知られている。図９の撮像装置は、下記のように、フィールドまたはフレームメモリを備え、メモリからの切出し位置を振れ量に応じて制御する。
図９において、撮像装置１００は、固体撮像素子を有する撮像部１０２を備えている。画像信号は、撮像部１０２から読み出され、映像信号処理部１０４で処理され、フィールドメモリ（またはフレームメモリ）１０６に格納される。そして、画像信号は、フィールドメモリ１０６から読み出され、出力部１０８から出力される。出力部１０８は、テレビジョン規格に準拠した映像信号（ビデオ信号）を出力する。同期信号生成部１１０は、テレビジョン規格に準拠して、一定のタイミングで垂直同期信号および水平同期信号を生成する。
撮像装置１００において、手ぶれ検出部１１２は、手ぶれによる振れ量を検出する。制御部１１４はマイクロコンピュータで構成されており、撮像装置１００の全体を制御している。手ぶれ検出部１１２が検出した振れ量は、制御部１１４に入力される。制御部１１４は、振れ量に応じて、フィールドメモリ１０８からの画像の切取り位置を制御する。この切取り位置の制御により、手ぶれが補正される。この種の撮像装置は、特開平１−１０９９７０号公報（第２−３ページ、第１図）に開示されている。
上記の従来技術では、高価なフィールドメモリまたはフレームメモリが使用されている。これに対して、第２の従来技術では、このような高価なメモリが削除される。その代わりに、固体撮像素子の全領域から一部領域が切り出される。そして、切出し位置が、手ぶれの振れ量に応じて制御され、これにより手ぶれが補正される。この種の撮像装置は、特開平９−３０７８０６号公報（第６−７ページ、図１）に開示されている。
また、第３の従来技術は、下記のようにして、高価なフィールドメモリまたはフレームメモリを使うことなく、手ぶれ補正機能を実現している。この従来技術では、図９のフィールドメモリ１０６が削除されている。図９において、同期信号生成部１１０は、最終のビデオ出力の同期信号を生成している。この同期信号は、テレビジョン規格に準拠して一定のタイミングで生成される。これに対し、制御部１１４は、撮像部１０２と映像信号処理部１０４で使われる同期信号を、最終出力の同期信号からずらす制御を行う。この際、撮像側の同期信号が、手ぶれの振れ量に応じてずらされる。両同期信号の位相差が、振れ量に応じて制御される。このような処理により手ぶれが補正される。この種の撮像装置は、特開平６−３０３２５号公報（第２−３ページ、図１）に開示されている。
しかしながら、上述の従来の撮像装置は、いずれもビデオカメラシステムであり、そして、最終出力として従来のテレビジョン規格の映像信号（ビデオ信号）を出力することを前提として構成されている。例えば、上記第３の従来技術は、テレビジョン規格で映像出力用の同期信号が固定されることを前提として、撮像部側の同期信号をずらしている。このように、従来技術は、最終のアナログ映像信号を規格に合致させる必要がある。そのため、近年普及が著しいデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話用のカメラ、ネットワーク対応のＷｅｂカメラなどのデジタル出力を持った撮像装置にとっては、従来技術は最適化されていない。
例えば、デジタル出力を持つ撮像装置は、テレビジョンの放送規格が想定してない水平画素数や垂直画素数に対応する必要がある。また、デジタル出力を持つ撮像装置は、上記のアナログ映像信号の従来技術で可能であったようにフィールドまたはフレームメモリ抜きで手ぶれ補正を実現することを求められる。しかし、従来の手ぶれ補正機能付き撮像装置は、デジタル出力を持つ撮像装置に対する上記要求には応えられなかった。
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、デジタル出力を持ち、かつ、好適な手ぶれ補正機能を備えた撮像装置を提供することにある。
本発明の撮像装置は、撮像部と、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う出力部と、出力部から画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する有効領域信号生成部と、手ぶれの振れ量を検出する手ぶれ検出部と、手ぶれ検出部により検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる有効領域信号制御部と、を備えている。
本発明の一態様は、撮像された画像を生成および出力する撮像方法である。この方法は、撮像部にて画像を生成し、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う。この方法は、画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する。この方法は、手ぶれの振れ量を検出し、検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる。
以下に説明するように、本発明には他の態様が存在する。したがって、この発明の開示は、本発明の一部の態様の提供を意図しており、ここで記述され請求される発明の範囲を制限することは意図していない。
図１は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置のブロック図 図２は、有効領域と水平同期信号の関係を示す図 図３は、垂直方向の手ぶれ補正のための水平同期信号の制御処理を示す図 図４は、水平方向の手ぶれ補正のための水平同期信号の制御処理を示す図 図５は、本発明の第２の実施の形態における撮像装置のブロック図 図６は、第２の実施の形態における水平同期信号を示す図 図７は、本発明の第３の実施の形態における撮像装置のブロック図 図８は、第３の実施の形態における水平同期信号を示す図 図９は、従来の撮像装置のブロック図
符号の説明
１０ 撮像装置
１２ 撮像部
１４ 映像信号処理部
１６ 出力部
１８ 同期信号生成部
２０ 手ぶれ検出部
２２ 制御部
以下に本発明の詳細な説明を述べる。ただし、以下の詳細な説明と添付の図面は発明を限定するものではない。代わりに、発明の範囲は添付の請求の範囲により規定される。
本発明の撮像装置は、撮像部と、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う出力部と、出力部から画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する有効領域信号生成部と、手ぶれの振れ量を検出する手ぶれ検出部と、手ぶれ検出部により検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる有効領域信号制御部と、を備えている。
この構成により、画像のデジタル出力として、画像データと共に、画像データの有効領域を示す有効領域信号が出力される。有効領域信号は、画像の有効領域の出力タイミングを外部の出力先に知らせる信号として機能する。そして、有効領域信号が、手ぶれの振れ量に応じて制御される。これにより、有効領域が手ぶれに応じてずれ、手ぶれが補正される。有効領域信号は典型的には同期信号である。ここで、従来のアナログ映像出力は、テレビジョン規格のための出力回路の同期信号を変えることができなかった。このような従来技術と異なり、本発明では出力用の同期信号が手ぶれ補正のために制御される。このように出力用の有効領域信号を制御することにより手ぶれが補正されるので、テレビジョンの放送規格が想定してないような水平画素数や垂直画素数の画像も容易に処理することができる。また、フィールドメモリまたはフレームメモリ抜きで手ぶれ補正を実現することができる。このようにして、デジタル出力を持つ撮像装置にて、手ぶれ補正機能を好適に実現できる。
有効領域信号制御部は、垂直方向の振れ量に応じて有効領域が垂直方向に変化するように有効領域信号を変化させてよい。この構成により、垂直方向の手ぶれを好適に補正することができる。
有効領域信号制御部は、水平方向の振れ量に応じて有効領域が水平方向に変化するように有効領域信号を変化させてよい。この構成により、水平方向の手ぶれを好適に補正することができる。
また、撮像装置は、水平方向のラインメモリと、手ぶれ検出部により検出された水平方向の振れ量に応じてラインメモリに記憶させる画像の水平方向の領域を変化させるラインメモリ制御部と、を備えてよい。
この構成により、ラインメモリが備えられる。ラインメモリに格納する画像の水平方向の領域を変化させることにより、手ぶれの振れ量に応じて水平方向の有効領域を変えることができる。これにより、水平方向では有効領域信号を一定にしておいても、水平方向の手ぶれを補正できる。このようにしてラインメモリを利用することにより、フィールドメモリまたはフレームメモリを用いなくとも、より安定した出力を行うことが可能となる。
また、有効領域信号制御部は、解像度に応じて出力画像の画素数が変わるように有効領域信号を変化させてよい。この構成により、手ぶれ補正を行いながらも、複数の解像度の画像を出力することができる。
また、有効領域信号制御部は、ズーム倍率に応じて有効領域信号を変化させてよい。この構成により、手ぶれ補正を行いながらも、複数の拡大率の画像を出力することができる。好ましくは、ラインメモリが設けられる。本装置は、水平・垂直方向には、電子ズームで選択・非選択となった映像信号の有効領域信号を変化させてよい。また、本装置は、水平方向に対しては電子ズームで選択された部分のみをラインメモリに入れてよい。これにより、上述したように、水平有効領域信号については通常と変わらない出力を行うことができる。
また、本発明の手ぶれ補正装置は、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う撮像装置に設けられる。この手ぶれ補正装置は、画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する有効領域信号生成部と、手ぶれの振れ量を検出する手ぶれ検出部と、手ぶれ検出部により検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる有効領域信号制御部と、を備えている。この構成によっても上述の本発明の利点が得られる。
また、本発明の撮像方法は、撮像部にて画像を生成し、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う。この方法は、画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する。この方法は、手ぶれの振れ量を検出し、検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる。この方法によっても上述の本発明の利点が得られる。その他、本発明は別の態様で実現されてもよい。別の態様は、例えば、手ぶれ補正方法、手ぶれ補正プログラムおよび撮像制御プログラムである。
上記のように、本発明は、画像と共に出力される有効領域信号を手ぶれの振れ量に応じて制御する構成を設けている。これにより、デジタル出力を持つ撮像装置において好適な手ぶれ補正機能を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態に係る撮像装置について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置を示している。本実施の形態の撮像装置は、下記に説明するように、手ぶれ補正装置を内蔵している。
図１において、撮像装置１０は、撮像部１２、映像信号処理部１４および出力部１６を備えている。撮像部１２は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を備えており、画像信号を生成する。映像信号処理部１４は、撮像部１２の後に備えられており、撮像部１２から入力される画像信号を処理して、輝度・色差信号（以下、ＹＵＶ信号と呼ぶ）を生成する。出力部１４は、画像のデジタル出力を行う構成であり、映像信号処理部１４で生成されたＹＵＶ信号を外部に出力する。
また、撮像装置１０には同期信号生成部１８が別に設けられており、同期信号生成部１８は、水平方向の同期信号（以下、ＨＤという）および垂直方向の同期信号（以下、ＶＤという）を生成する。ＨＤおよびＶＤは、ＹＵＶ信号とともに出力部１６から出力される。さらに、撮像装置１０は、ＹＵＶ、ＨＤ、ＶＤの他に、データをサンプリングするＰＣＬＫと呼ばれる画素サンプリングクロックも生成し、この信号も出力部１６から出力される。
また、映像信号処理部１４の後段には手ぶれ検出部２０が設けられている。手ぶれ検出部２０は、手ぶれによる振れ量を検出する。手ぶれ検出部２０は、毎フレーム毎に水平・垂直の振れ量を検出するように構成されている。本実施の形態では、手ぶれ検出部２０は、画像から振れ量を検出するように構成されている。ただし、手ぶれ検出部２０はその他の構成を有してもよく、例えば振れセンサを備えてもよい。検出された振れ量のデータは、制御部２２に入力される。
制御部２２は、マイクロコンピュータで構成されており、撮像装置１０の全体を制御しており、さらに、手ぶれ補正機能も有している。制御部２２は、入力された振れ量に応じて同期信号生成部１８を制御することにより、手ぶれを補正する。
本実施の形態では、上記構成のうち、以下に詳細に説明するように、同期信号生成部１８が有効領域信号生成部に相当し、ＨＤが、画像中の有効領域を表す有効領域信号に相当する。有効領域信号であるＨＤは、後述するように、画像の有効領域の出力タイミングを外部の出力先の装置に知らせる機能をもつ。そして、制御部２２が、有効領域信号制御部として機能し、振れ量に応じてＨＤを変化させる。
以下、同期信号の制御による手ぶれ補正について詳細に説明する。
図２は、同期信号とそれにより決まる有効領域を示している。図２において、全領域３０は、撮像素子から出力される画像中の全画素を含む領域を示している。また、有効領域３１は、全領域３０の一部の領域であり、全領域３０から切り取られる領域である。
図２の右端には、ＶＤ（垂直同期信号）３２が示されている。ＶＤ３２は、撮像素子の全領域を走査するのに必要な時間を周期とするパルスで、パルスのデューティーは任意である。ＶＤ３２がＨレベルからＬレベルに変化するタイミングが、垂直走査の開始を意味する。ＶＤ３２は、有効領域（切取り領域）３１の位置に関わらず常に一定である。
次に、ＨＤ（水平同期信号）について説明する。ＨＤは、基本の周期として、撮像素子の水平走査と同一の周期を持つ。図２において、まず、ＨＤ３３、３５は、撮像素子の全領域３０が有効であるとした場合（全領域を切り取るとした場合）の信号である。ＨＤ３３は、垂直方向に沿った全範囲でＨＤがＨレベルであることを示している。また、ＨＤ３５は、水平方向に沿った全範囲でＨＤがＨレベルであることを示している。ＨＤ３３、ＨＤ３５により、全領域３０でＨＤがＨレベルになる。
これに対して、ＨＤ３４、ＨＤ３６は、有効領域３１に対応する信号、すなわち、有効領域３１を切り取るための信号を示している。ＨＤ３４は、垂直方向に沿って見たときに、有効領域３１でのみＨＤがＨレベルになることを示している。したがって、垂直有効部（垂直方向の有効領域の範囲、垂直方向で切取りにより有効になる部分）でのみＨＤが出力される。有効領域３１以外の領域（上下の領域）では、ＨＤがＬレベルに固定される。このようにして、ＨＤが画像の有効部と無効部を判別する機能をもっている。
また、ＨＤ３６は、水平方向に沿ってみたときに、有効領域３１でのみＨＤがＨレベルになることを示している。水平有効部（水平向の有効領域の範囲、水平方向で切取りにより有効になる部分）でのみＨＤが出力される。有効領域３１以外の領域（左右の領域）では、ＨＤがＬレベルになる。このようにして、ＨＤは、水平方向の有効部と無効部を判別する機能も持つ。有効部でのみＨＤがＨレベルとなり、無効部ではＨＤがＬレベルとなる。
また、図２において、ＨＤ３７では、ＨＤ３６に対して、Ｈレベルの水平方向の範囲がずれている。したがって、ＨＤ３７が生成されると、有効領域がＨＤ３６に対して水平方向にずれることになる。このように、本実施の形態では、ＨＤの制御によって、有効領域をずらすことができる。
図３は、垂直方向に沿った、ＨＤの制御処理を示している。図３において、ＨＤ４０は、通常時の信号である。ＨＤ４１は、画像の上寄りの部分を切り取ったとき、すなわち、有効領域を上にずらしたときの信号である。ＨＤ４１では、Ｈレベルの区間が画像の上方にずらされている（開始側の垂直同期信号に近づいている）。一方、ＨＤ４２は、画像の下寄りの部分を切り取ったとき、すなわち、有効領域を下にずらしたときの信号である。ＨＤ４２では、Ｈレベルの区間が画像の下方にずらされている。
ＨＤは、手ぶれの振れ量に応じて、振れ量を相殺するようにずらされる。手ぶれ補正開始時の状態を基準として、下方向の振れ量が検出されたとする。この場合、ＨＤ４１に示されるように、Ｈレベルの区間が画像の上方にずらされる。振れが相殺されるような有効領域の補正量が求められ、この補正量に従いＨレベル区間がずらされる。上方向の振れ量が検出されたときは、ＨＤ４２に示されるように、逆にＨレベル区間が下方にずらされる。
図４は、水平方向に沿った、ＨＤの制御処理を示している。図４において、ＨＤ４３は、通常時の信号である。ＨＤ４４は、画像の左寄りの部分を切り取ったとき、すなわち、有効領域を左にずらしたときの信号である。ＨＤ４４では、Ｈレベルの期間の始点および終点が画像の左方にずらされている。一方、ＨＤ４５は、画像の右寄りの部分を切り取ったとき、すなわち、有効領域を右にずらしたときの信号である。ＨＤ４５では、Ｈレベルの始点および終点が画像の右方にずらされている。
ここでも、ＨＤは、手ぶれの振れ量に応じて、振れ量を相殺するようにずらされる。手ぶれ補正開始時の状態を基準として、右方向の振れ量が検出されたとする。この場合、ＨＤ４４に示されるように、Ｈレベルの期間の始点および終点が画像の左方にずらされる。振れが相殺されるような有効領域の補正量が求められ、この補正量に従いＨレベル区間がずらされる。左方向の振れ量が検出されたときは、ＨＤ４５に示されるように、逆にＨレベルの期間の始点および終点が右方にずらされる。
図１に戻ると、上記の手ぶれ補正は、制御部２２が、手ぶれ検出部２０から入力される振れ量に応じて同期信号生成部１８を制御し、有効領域信号としてのＨＤを変化させることにより実現される。制御部２２は、振れ量に基づいて有効領域の最適な補正量を計算する。そして制御部２２は、補正量に応じて有効領域が水平および垂直方向にずれるように、上記の如くＨＤ信号を制御する。
次に、上述した撮像装置１０の動作を説明する。撮像部１２から画像信号が出力されると、映像信号処理部１４で画像信号が処理され、画像のＹＵＶ信号が生成される。ＹＵＶ信号は出力部１６および手ぶれ検出部２０に入力される。そして、手ぶれ検出部２０は、入力された画像信号に基づいて、手ぶれの振れ量を検出する。手ぶれ検出部２０は、例えば、画像間での被写体の移動量を求めることにより、手ぶれの振れ量を検出する。振れ量のデータは制御部２２に入力される。
制御部２２は、上述のように、振れ量に基づいて同期信号生成部１８を制御し、ＨＤ信号を変化させる。補正開始時の基準位置に対して垂直方向の振れ量が検出されると、制御部２２は、図３を用いて説明したように、ＨＤがＨレベルになる区間を上下（垂直方向）にずらす。また、水平方向の振れ量が検出されると、制御部２２は、図４を用いて説明したように、ＨＤがＨレベルになる期間の始点および終点を左右（水平方向）にずらす。このような制御部２２の制御下で、同期信号生成部１８がＨＤ、ＶＤを生成し、出力部１６に供給する。
出力部１６は、ＹＵＶとともに、ＨＤ、ＶＤ、さらに、ＰＣＬＫを外部へ出力する。外部の装置や部品は、撮像装置１０から信号を受け取るとき、ＨＤ、ＶＤ、ＰＣＬＫに従って映像信号を取得し、メモリーに保存したり、表示装置に表示したり、別の映像処理を加える。ＨＤから有効領域の出力タイミングが分かり、有効領域の適当な映像信号が得られる。そして、ＨＤが上述のようにして生成されているので、手ぶれが補正された好適な映像を得ることができる。
以上に説明したように、本実施の形態に係る撮像装置１０は、画像のデジタル出力として、画像データと共に、画像データの有効領域を示す有効領域信号を出力する。本実施の形態では、有効領域信号がＨＤ（水平同期信号）であり、そして、ＨＤが、手ぶれの振れ量に応じて制御される。これにより、有効領域が手ぶれに応じてずれ、手ぶれが補正される。従来のアナログ映像出力技術は、テレビジョン規格のための出力回路の同期信号を変える制御を許していなかった。このような従来構成と異なり、本実施の形態では出力用のＨＤが手ぶれ補正のために制御される。このような制御によって手ぶれが補正されるので、テレビジョンの放送規格が想定してないような水平画素数や垂直画素数の画像も容易に処理することができる。また、フィールドメモリまたはフレームメモリ抜きで手ぶれ補正を実現することができる。このようにして、デジタル出力を持つ撮像装置で、手ぶれ補正機能を好適に実現できる。
また、本実施の形態によれば、垂直方向の振れ量に応じて有効領域が垂直方向に変化するように有効領域信号を変化させることにより、垂直方向の手ぶれを好適に補正することができる。
また、本実施の形態によれば、水平方向の振れ量に応じて有効領域が水平方向に変化するように有効領域信号を変化させることにより、水平方向の手ぶれを好適に補正することができる。
また、上記の第１の実施の形態において、撮像装置が、解像度に応じて、水平および垂直方向の有効部の画素数を変化させてもよい。この場合、垂直信号については、ＨＤがＨレベルになる領域の始点と終点のタイミングが、垂直解像度に応じて変えられる。また、水平方向については、ＨＤがＨレベルになる期間の始点と終点のタイミングが、水平解像度に応じて変えられる。これらの制御は、制御部２２によって行われる。要求される解像度は、例えば、操作者により撮像装置に入力される。そして、本実施の形態では、ＨＤの水平方向の終点から始点の位置を減算した値が水平解像度に対応する。また、ＨＤの垂直方向の終点から始点の位置を減算した値が垂直解像度に対応する。
このように、本実施の形態によれば、解像度に応じて出力画像の画素数が変わるように有効領域信号を変化させることにより、手ぶれ補正を行いながらも、複数の解像度の画像を出力できる。なお、上記の処理では、水平解像度と垂直解像度の片方が変更されてもよい。
次に、図５は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置を図５に示している。図５において、第１の実施の形態と同様の構成には同様の符号が付されている。以下、上記実施の形態と重複する事項の説明は省略する。
図５の撮像装置５０では、映像信号処理部１４の後段に、１Ｈラインメモリ５２が追加されている。１Ｈラインメモリ５２は、映像信号処理部１４から出力される水平１ライン分の画像信号（ＹＵＶ信号）を記憶するメモリである。１Ｈラインメモリ５２は、１ライン分の画像信号のバッファメモリとして機能し、すなわち、画像の各ラインの信号は、一旦、１Ｈラインメモリ５２に記憶されて、それから出力部１６に供給される。
１Ｈラインメモリ５２への書込みは、制御部２２により制御される。本実施の形態では、１Ｈラインメモリ５２には、水平方向の有効領域の信号のみが入力される。そして、入力される有効領域が、振れ量に応じてずれされる。すなわち、補正開始時の位置を基準として、左方向の振れ量が検出されると、振れ量を相殺するように有効領域が右方向にずらされる。ずれた領域の信号が１Ｈラインメモリ５２に記憶される。同様に、右方向の振れ量が検出されると、有効領域が左方向にずらされる。
本実施の形態では、垂直方向に関してはＨＤ信号が同様に制御される。すなわち、有効領域でのみＨＤがＨレベルになり、有効領域の外ではＨＤがＬレベルに固定される。
一方、水平方向に関しては、ＨＤ信号の制御が異なっている。本実施の形態では、ＨＤがＨレベルになる期間の始点と終点が、常に一定である。Ｈレベル期間が第１の実施の形態のようにずらされなくてよい。出力時には、水平方向の手ぶれに拘わらず、常に一定のタイミングでＨＤが出力される。
図６は、本実施の形態で生成されるＨＤを示している。本実施の形態では、図示のように、通常時のＨＤ５５も、画像の切取り位置を左右にずらすときのＨＤ５６、５７も、水平方向に同じ範囲でＨレベルになる。このようにして、水平方向の有効領域信号が見かけ上は変化しない。しかし、上述のように１Ｈラインメモリ５２の書込みが制御され、これにより、水平方向の手ぶれを補正することができる。
以上に説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置５０は、水平方向のラインメモリと、水平方向の振れ量に応じてラインメモリに記憶させる画像の水平方向の領域を変化させるラインメモリ制御部とを備えている。これにより、水平方向には有効領域信号を一定にしておいても、水平方向の手ぶれを補正できる。このようにしてラインメモリを利用することにより、フィールドメモリまたはフレームメモリを用いなくとも、より安定した出力が可能となる。ラインメモリは、フィールドメモリなどのように高価ではない。したがって、少ないコストでより安定した出力を得ることが可能である。
また、上記の第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、撮像装置が、解像度に応じて水平および垂直方向の有効部の画素数を変化させてもよい。この場合、水平方向については、１Ｈラインメモリに記憶される画像範囲の始点と終点のタイミングが、解像度に応じて制御される。垂直方向については、第１の実施の形態と同様である。有効領域信号であるＨＤの始点と終点が、垂直解像度に応じて変えられる。これにより、第２の実施の形態の撮像装置も、手ぶれ補正を行いながらも、複数の解像度の画像を出力できる。
次に、図７は、本発明の第３の実施の形態に係る撮像装置６０を示している。図７において、第１および第２の実施の形態と同様の構成には同様の符号が付されている。以下、上記実施の形態と重複する事項の説明は省略する。
図７の撮像装置６０では、映像信号処理部１４の後であって、１Ｈラインメモリ５２の前に、電子ズーム部６２が追加されている。これにより、撮像装置６０は、手ぶれ補正に加え、上述の解像度の他に、拡大率を変化させる機能を備えることができる。
図８は、拡大率を変えるときのＨＤを示している。ここでは、拡大率１／２、解像度１／２の処理を例として取り上げる。電子ズームが垂直拡大率１／２の処理を行うと、垂直補間のフィルターの通過後の画像にて１ライン毎に垂直方向の有効領域信号が現れる。そして、図８に示すように、１ラインおきにＨＤがＨレベルになる。同様に、水平方向には、１画素おきに水平の有効領域が現れる。有効部の画像信号（ＹＵＶ信号）のみが、一旦、１Ｈラインメモリ５２に入力され、そして出力部１６から出力される。出力は、ズーム前の半分の画素数となる。ＹＵＶ信号は、ＨＤ、ＶＤ、ＰＣＬＫと共に出力される。そして、ＨＤ、ＶＤに従ってＹＵＶ信号が取り込まれる。ＨＤが図８に示すようになっており、その結果、元画像に対して解像度が１／２で拡大率が１／２の画像が得られる。前出の図３の例では拡大率が１である。
また、手ぶれ補正に関しては、垂直方向の手ぶれ補正は、図８に示されるように、第１の実施の形態と同様にして行われる。ＨＤがＨレベルになる範囲が、手ぶれの振れ量に応じて上下方向にずらされる。図８では、ＨＤ６５が通常時に対応し、ＨＤ６６が、有効領域を上に移動する場合に対応し、ＨＤ６７が、有効領域を下方に移動する場合に対応する。水平方向については、第２の実施の形態で説明したように、１Ｈラインメモリ５２への書込みの制御によって手ぶれが補正される。
以上に説明したように、第３の実施の形態によれば、電子ズームが行われ、有効領域信号がズーム倍率に応じて変更される。これにより、手ぶれ補正を行いながらも拡大率の異なる画像を出力することができる。
その際、本実施の形態では、撮像装置が、垂直方向については電子ズームで選択・非選択となった映像信号の有効領域信号を変化させ、水平方向に対しては電子ズームで選択された部分のみをラインメモリに入れる。これにより、前出の実施の形態と同様に、水平有効領域信号については通常と変わらない出力を行うことができる。
また、本実施の形態によれば、上述の如く、手ぶれ補正を行いながらも、解像度と拡大率を同時に制御することが可能になる。
以上に現時点で考えられる本発明の好適な実施の形態を説明したが、本実施の形態に対して多様な変形が可能なことが理解され、そして、本発明の真実の精神と範囲内にあるそのようなすべての変形を添付の請求の範囲が含むことが意図されている。
以上のように、本発明にかかる撮像装置は、デジタル出力用の構成において、手ぶれ補正を好適に行えうことができる。本発明は、手ぶれ補正機能付きの撮像装置等として有用である。
本発明は、映像信号処理によって画面上の映像が振れないようにする手ぶれ補正機能を備えた撮像装置に関する。
従来、図９に示されるように、手ぶれ補正機能を備えた撮像装置が知られている。図９の撮像装置は、下記のように、フィールドまたはフレームメモリを備え、メモリからの切出し位置を振れ量に応じて制御する。
図９において、撮像装置１００は、固体撮像素子を有する撮像部１０２を備えている。画像信号は、撮像部１０２から読み出され、映像信号処理部１０４で処理され、フィールドメモリ（またはフレームメモリ）１０６に格納される。そして、画像信号は、フィールドメモリ１０６から読み出され、出力部１０８から出力される。出力部１０８は、テレビジョン規格に準拠した映像信号（ビデオ信号）を出力する。同期信号生成部１１０は、テレビジョン規格に準拠して、一定のタイミングで垂直同期信号および水平同期信号を生成する。
撮像装置１００において、手ぶれ検出部１１２は、手ぶれによる振れ量を検出する。制御部１１４はマイクロコンピュータで構成されており、撮像装置１００の全体を制御している。手ぶれ検出部１１２が検出した振れ量は、制御部１１４に入力される。制御部１１４は、振れ量に応じて、フィールドメモリ１０８からの画像の切取り位置を制御する。この切取り位置の制御により、手ぶれが補正される。この種の撮像装置は、特開平１−１０９９７０号公報（第２−３ページ、第１図）に開示されている。
上記の従来技術では、高価なフィールドメモリまたはフレームメモリが使用されている。これに対して、第２の従来技術では、このような高価なメモリが削除される。その代わりに、固体撮像素子の全領域から一部領域が切り出される。そして、切出し位置が、手ぶれの振れ量に応じて制御され、これにより手ぶれが補正される。この種の撮像装置は、特開平９−３０７８０６号公報（第６−７ページ、図１）に開示されている。
また、第３の従来技術は、下記のようにして、高価なフィールドメモリまたはフレームメモリを使うことなく、手ぶれ補正機能を実現している。この従来技術では、図９のフィールドメモリ１０６が削除されている。図９において、同期信号生成部１１０は、最終のビデオ出力の同期信号を生成している。この同期信号は、テレビジョン規格に準拠して一定のタイミングで生成される。これに対し、制御部１１４は、撮像部１０２と映像信号処理部１０４で使われる同期信号を、最終出力の同期信号からずらす制御を行う。この際、撮像側の同期信号が、手ぶれの振れ量に応じてずらされる。両同期信号の位相差が、振れ量に応じて制御される。このような処理により手ぶれが補正される。この種の撮像装置は、特開平６−３０３２５号公報（第２−３ページ、図１）に開示されている。
しかしながら、上述の従来の撮像装置は、いずれもビデオカメラシステムであり、そして、最終出力として従来のテレビジョン規格の映像信号（ビデオ信号）を出力することを前提として構成されている。例えば、上記第３の従来技術は、テレビジョン規格で映像出力用の同期信号が固定されることを前提として、撮像部側の同期信号をずらしている。このように、従来技術は、最終のアナログ映像信号を規格に合致させる必要がある。そのため、近年普及が著しいデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話用のカメラ、ネットワーク対応のＷｅｂカメラなどのデジタル出力を持った撮像装置にとっては、従来技術は最適化されていない。
例えば、デジタル出力を持つ撮像装置は、テレビジョンの放送規格が想定してない水平画素数や垂直画素数に対応する必要がある。また、デジタル出力を持つ撮像装置は、上記のアナログ映像信号の従来技術で可能であったようにフィールドまたはフレームメモリ抜きで手ぶれ補正を実現することを求められる。しかし、従来の手ぶれ補正機能付き撮像装置は、デジタル出力を持つ撮像装置に対する上記要求には応えられなかった。
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、デジタル出力を持ち、かつ、好適な手ぶれ補正機能を備えた撮像装置を提供することにある。
本発明の撮像装置は、撮像部と、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う出力部と、出力部から画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する有効領域信号生成部と、手ぶれの振れ量を検出する手ぶれ検出部と、手ぶれ検出部により検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる有効領域信号制御部と、を備えている。
本発明の一態様は、撮像された画像を生成および出力する撮像方法である。この方法は、 撮像部にて画像を生成し、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う。この方法は、画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する。この方法は、手ぶれの振れ量を検出し、検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる。
以下に説明するように、本発明には他の態様が存在する。したがって、この発明の開示は、本発明の一部の態様の提供を意図しており、ここで記述され請求される発明の範囲を制限することは意図していない。
以下に本発明の詳細な説明を述べる。ただし、以下の詳細な説明と添付の図面は発明を限定するものではない。代わりに、発明の範囲は添付の請求の範囲により規定される。
本発明の撮像装置は、撮像部と、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う出力部と、出力部から画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する有効領域信号生成部と、手ぶれの振れ量を検出する手ぶれ検出部と、手ぶれ検出部により検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる有効領域信号制御部と、を備えている。
この構成により、画像のデジタル出力として、画像データと共に、画像データの有効領域を示す有効領域信号が出力される。有効領域信号は、画像の有効領域の出力タイミングを外部の出力先に知らせる信号として機能する。そして、有効領域信号が、手ぶれの振れ量に応じて制御される。これにより、有効領域が手ぶれに応じてずれ、手ぶれが補正される。有効領域信号は典型的には同期信号である。ここで、従来のアナログ映像出力は、テレビジョン規格のための出力回路の同期信号を変えることができなかった。このような従来技術と異なり、本発明では出力用の同期信号が手ぶれ補正のために制御される。このように出力用の有効領域信号を制御することにより手ぶれが補正されるので、テレビジョンの放送規格が想定してないような水平画素数や垂直画素数の画像も容易に処理することができる。また、フィールドメモリまたはフレームメモリ抜きで手ぶれ補正を実現することができる。このようにして、デジタル出力を持つ撮像装置にて、手ぶれ補正機能を好適に実現できる。
有効領域信号制御部は、垂直方向の振れ量に応じて有効領域が垂直方向に変化するように有効領域信号を変化させてよい。この構成により、垂直方向の手ぶれを好適に補正することができる。
有効領域信号制御部は、水平方向の振れ量に応じて有効領域が水平方向に変化するように有効領域信号を変化させてよい。この構成により、水平方向の手ぶれを好適に補正することができる。
また、撮像装置は、水平方向のラインメモリと、手ぶれ検出部により検出された水平方向の振れ量に応じてラインメモリに記憶させる画像の水平方向の領域を変化させるラインメモリ制御部と、を備えてよい。
この構成により、ラインメモリが備えられる。ラインメモリに格納する画像の水平方向の領域を変化させることにより、手ぶれの振れ量に応じて水平方向の有効領域を変えることができる。これにより、水平方向では有効領域信号を一定にしておいても、水平方向の手ぶれを補正できる。このようにしてラインメモリを利用することにより、フィールドメモリまたはフレームメモリを用いなくとも、より安定した出力を行うことが可能となる。
また、有効領域信号制御部は、解像度に応じて出力画像の画素数が変わるように有効領域信号を変化させてよい。この構成により、手ぶれ補正を行いながらも、複数の解像度の画像を出力することができる。
また、有効領域信号制御部は、ズーム倍率に応じて有効領域信号を変化させてよい。この構成により、手ぶれ補正を行いながらも、複数の拡大率の画像を出力することができる。好ましくは、ラインメモリが設けられる。本装置は、水平・垂直方向には、電子ズームで選択・非選択となった映像信号の有効領域信号を変化させてよい。また、本装置は、水平方向に対しては電子ズームで選択された部分のみをラインメモリに入れてよい。これにより、上述したように、水平有効領域信号については通常と変わらない出力を行うことができる。
また、本発明の手ぶれ補正装置は、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う撮像装置に設けられる。この手ぶれ補正装置は、画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する有効領域信号生成部と、手ぶれの振れ量を検出する手ぶれ検出部と、手ぶれ検出部により検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる有効領域信号制御部と、を備えている。この構成によっても上述の本発明の利点が得られる。
また、本発明の撮像方法は、撮像部にて画像を生成し、撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う。この方法は、画像と共に出力されるべき、画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する。この方法は、手ぶれの振れ量を検出し、検出された振れ量に応じて有効領域信号を変化させる。この方法によっても上述の本発明の利点が得られる。その他、本発明は別の態様で実現されてもよい。別の態様は、例えば、手ぶれ補正方法、手ぶれ補正プログラムおよび撮像制御プログラムである。
上記のように、本発明は、画像と共に出力される有効領域信号を手ぶれの振れ量に応じて制御する構成を設けている。これにより、デジタル出力を持つ撮像装置において好適な手ぶれ補正機能を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態に係る撮像装置について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置を示している。本実施の形態の撮像装置は、下記に説明するように、手ぶれ補正装置を内蔵している。
図１において、撮像装置１０は、撮像部１２、映像信号処理部１４および出力部１６を備えている。撮像部１２は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を備えており、画像信号を生成する。映像信号処理部１４は、撮像部１２の後に備えられており、撮像部１２から入力される画像信号を処理して、輝度・色差信号（以下、ＹＵＶ信号と呼ぶ）を生成する。出力部１４は、画像のデジタル出力を行う構成であり、映像信号処理部１４で生成されたＹＵＶ信号を外部に出力する。
また、撮像装置１０には同期信号生成部１８が別に設けられており、同期信号生成部１８は、水平方向の同期信号（以下、ＨＤという）および垂直方向の同期信号（以下、ＶＤという）を生成する。ＨＤおよびＶＤは、ＹＵＶ信号とともに出力部１６から出力される。さらに、撮像装置１０は、ＹＵＶ、ＨＤ、ＶＤの他に、データをサンプリングするＰＣＬＫと呼ばれる画素サンプリングクロックも生成し、この信号も出力部１６から出力される。
また、映像信号処理部１４の後段には手ぶれ検出部２０が設けられている。手ぶれ検出部２０は、手ぶれによる振れ量を検出する。手ぶれ検出部２０は、毎フレーム毎に水平・垂直の振れ量を検出するように構成されている。本実施の形態では、手ぶれ検出部２０は、画像から振れ量を検出するように構成されている。ただし、手ぶれ検出部２０はその他の構成を有してもよく、例えば振れセンサを備えてもよい。検出された振れ量のデータは、制御部２２に入力される。
制御部２２は、マイクロコンピュータで構成されており、撮像装置１０の全体を制御しており、さらに、手ぶれ補正機能も有している。制御部２２は、入力された振れ量に応じて同期信号生成部１８を制御することにより、手ぶれを補正する。
本実施の形態では、上記構成のうち、以下に詳細に説明するように、同期信号生成部１８が有効領域信号生成部に相当し、ＨＤが、画像中の有効領域を表す有効領域信号に相当する。有効領域信号であるＨＤは、後述するように、画像の有効領域の出力タイミングを外部の出力先の装置に知らせる機能をもつ。そして、制御部２２が、有効領域信号制御部として機能し、振れ量に応じてＨＤを変化させる。
以下、同期信号の制御による手ぶれ補正について詳細に説明する。
図２は、同期信号とそれにより決まる有効領域を示している。図２において、全領域３０は、撮像素子から出力される画像中の全画素を含む領域を示している。また、有効領域３１は、全領域３０の一部の領域であり、全領域３０から切り取られる領域である。
図２の右端には、ＶＤ（垂直同期信号）３２が示されている。ＶＤ３２は、撮像素子の全領域を走査するのに必要な時間を周期とするパルスで、パルスのデューティーは任意である。ＶＤ３２がＨレベルからＬレベルに変化するタイミングが、垂直走査の開始を意味する。ＶＤ３２は、有効領域（切取り領域）３１の位置に関わらず常に一定である。
次に、ＨＤ（水平同期信号）について説明する。ＨＤは、基本の周期として、撮像素子の水平走査と同一の周期を持つ。図２において、まず、ＨＤ３３、３５は、撮像素子の全領域３０が有効であるとした場合（全領域を切り取るとした場合）の信号である。ＨＤ３３は、垂直方向に沿った全範囲でＨＤがＨレベルであることを示している。また、ＨＤ３５は、水平方向に沿った全範囲でＨＤがＨレベルであることを示している。ＨＤ３３、ＨＤ３５により、全領域３０でＨＤがＨレベルになる。
これに対して、ＨＤ３４、ＨＤ３６は、有効領域３１に対応する信号、すなわち、有効領域３１を切り取るための信号を示している。ＨＤ３４は、垂直方向に沿って見たときに、有効領域３１でのみＨＤがＨレベルになることを示している。したがって、垂直有効部（垂直方向の有効領域の範囲、垂直方向で切取りにより有効になる部分）でのみＨＤが出力される。有効領域３１以外の領域（上下の領域）では、ＨＤがＬレベルに固定される。このようにして、ＨＤが画像の有効部と無効部を判別する機能をもっている。
また、ＨＤ３６は、水平方向に沿ってみたときに、有効領域３１でのみＨＤがＨレベルになることを示している。水平有効部（水平向の有効領域の範囲、水平方向で切取りにより有効になる部分）でのみＨＤが出力される。有効領域３１以外の領域（左右の領域）では、ＨＤがＬレベルになる。このようにして、ＨＤは、水平方向の有効部と無効部を判別する機能も持つ。有効部でのみＨＤがＨレベルとなり、無効部ではＨＤがＬレベルとなる。
また、図２において、ＨＤ３７では、ＨＤ３６に対して、Ｈレベルの水平方向の範囲がずれている。したがって、ＨＤ３７が生成されると、有効領域がＨＤ３６に対して水平方向にずれることになる。このように、本実施の形態では、ＨＤの制御によって、有効領域をずらすことができる。
図３は、垂直方向に沿った、ＨＤの制御処理を示している。図３において、ＨＤ４０は、通常時の信号である。ＨＤ４１は、画像の上寄りの部分を切り取ったとき、すなわち、有効領域を上にずらしたときの信号である。ＨＤ４１では、Ｈレベルの区間が画像の上方にずらされている（開始側の垂直同期信号に近づいている）。一方、ＨＤ４２は、画像の下寄りの部分を切り取ったとき、すなわち、有効領域を下にずらしたときの信号である。ＨＤ４２では、Ｈレベルの区間が画像の下方にずらされている。
ＨＤは、手ぶれの振れ量に応じて、振れ量を相殺するようにずらされる。手ぶれ補正開始時の状態を基準として、下方向の振れ量が検出されたとする。この場合、ＨＤ４１に示されるように、Ｈレベルの区間が画像の上方にずらされる。振れが相殺されるような有効領域の補正量が求められ、この補正量に従いＨレベル区間がずらされる。上方向の振れ量が検出されたときは、ＨＤ４２に示されるように、逆にＨレベル区間が下方にずらされる。
図４は、水平方向に沿った、ＨＤの制御処理を示している。図４において、ＨＤ４３は、通常時の信号である。ＨＤ４４は、画像の左寄りの部分を切り取ったとき、すなわち、有効領域を左にずらしたときの信号である。ＨＤ４４では、Ｈレベルの期間の始点および終点が画像の左方にずらされている。一方、ＨＤ４５は、画像の右寄りの部分を切り取ったとき、すなわち、有効領域を右にずらしたときの信号である。ＨＤ４５では、Ｈレベルの始点および終点が画像の右方にずらされている。
ここでも、ＨＤは、手ぶれの振れ量に応じて、振れ量を相殺するようにずらされる。手ぶれ補正開始時の状態を基準として、右方向の振れ量が検出されたとする。この場合、ＨＤ４４に示されるように、Ｈレベルの期間の始点および終点が画像の左方にずらされる。振れが相殺されるような有効領域の補正量が求められ、この補正量に従いＨレベル区間がずらされる。左方向の振れ量が検出されたときは、ＨＤ４５に示されるように、逆にＨレベルの期間の始点および終点が右方にずらされる。
図１に戻ると、上記の手ぶれ補正は、制御部２２が、手ぶれ検出部２０から入力される振れ量に応じて同期信号生成部１８を制御し、有効領域信号としてのＨＤを変化させることにより実現される。制御部２２は、振れ量に基づいて有効領域の最適な補正量を計算する。そして制御部２２は、補正量に応じて有効領域が水平および垂直方向にずれるように、上記の如くＨＤ信号を制御する。
次に、上述した撮像装置１０の動作を説明する。撮像部１２から画像信号が出力されると、映像信号処理部１４で画像信号が処理され、画像のＹＵＶ信号が生成される。ＹＵＶ信号は出力部１６および手ぶれ検出部２０に入力される。そして、手ぶれ検出部２０は、入力された画像信号に基づいて、手ぶれの振れ量を検出する。手ぶれ検出部２０は、例えば、画像間での被写体の移動量を求めることにより、手ぶれの振れ量を検出する。振れ量のデータは制御部２２に入力される。
制御部２２は、上述のように、振れ量に基づいて同期信号生成部１８を制御し、ＨＤ信号を変化させる。補正開始時の基準位置に対して垂直方向の振れ量が検出されると、制御部２２は、図３を用いて説明したように、ＨＤがＨレベルになる区間を上下（垂直方向）にずらす。また、水平方向の振れ量が検出されると、制御部２２は、図４を用いて説明したように、ＨＤがＨレベルになる期間の始点および終点を左右（水平方向）にずらす。このような制御部２２の制御下で、同期信号生成部１８がＨＤ、ＶＤを生成し、出力部１６に供給する。
出力部１６は、ＹＵＶとともに、ＨＤ、ＶＤ、さらに、ＰＣＬＫを外部へ出力する。外部の装置や部品は、撮像装置１０から信号を受け取るとき、ＨＤ、ＶＤ、ＰＣＬＫに従って映像信号を取得し、メモリーに保存したり、表示装置に表示したり、別の映像処理を加える。ＨＤから有効領域の出力タイミングが分かり、有効領域の適当な映像信号が得られる。そして、ＨＤが上述のようにして生成されているので、手ぶれが補正された好適な映像を得ることができる。
以上に説明したように、本実施の形態に係る撮像装置１０は、画像のデジタル出力として、画像データと共に、画像データの有効領域を示す有効領域信号を出力する。本実施の形態では、有効領域信号がＨＤ（水平同期信号）であり、そして、ＨＤが、手ぶれの振れ量に応じて制御される。これにより、有効領域が手ぶれに応じてずれ、手ぶれが補正される。従来のアナログ映像出力技術は、テレビジョン規格のための出力回路の同期信号を変える制御を許していなかった。このような従来構成と異なり、本実施の形態では出力用のＨＤが手ぶれ補正のために制御される。このような制御によって手ぶれが補正されるので、テレビジョンの放送規格が想定してないような水平画素数や垂直画素数の画像も容易に処理することができる。また、フィールドメモリまたはフレームメモリ抜きで手ぶれ補正を実現することができる。このようにして、デジタル出力を持つ撮像装置で、手ぶれ補正機能を好適に実現できる。
また、本実施の形態によれば、垂直方向の振れ量に応じて有効領域が垂直方向に変化するように有効領域信号を変化させることにより、垂直方向の手ぶれを好適に補正することができる。
また、本実施の形態によれば、水平方向の振れ量に応じて有効領域が水平方向に変化するように有効領域信号を変化させることにより、水平方向の手ぶれを好適に補正することができる。
また、上記の第１の実施の形態において、撮像装置が、解像度に応じて、水平および垂直方向の有効部の画素数を変化させてもよい。この場合、垂直信号については、ＨＤがＨレベルになる領域の始点と終点のタイミングが、垂直解像度に応じて変えられる。また、水平方向については、ＨＤがＨレベルになる期間の始点と終点のタイミングが、水平解像度に応じて変えられる。これらの制御は、制御部２２によって行われる。要求される解像度は、例えば、操作者により撮像装置に入力される。そして、本実施の形態では、ＨＤの水平方向の終点から始点の位置を減算した値が水平解像度に対応する。また、ＨＤの垂直方向の終点から始点の位置を減算した値が垂直解像度に対応する。
このように、本実施の形態によれば、解像度に応じて出力画像の画素数が変わるように有効領域信号を変化させることにより、手ぶれ補正を行いながらも、複数の解像度の画像を出力できる。なお、上記の処理では、水平解像度と垂直解像度の片方が変更されてもよい。
次に、図５は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置を図５に示している。図５において、第１の実施の形態と同様の構成には同様の符号が付されている。以下、上記実施の形態と重複する事項の説明は省略する。
図５の撮像装置５０では、映像信号処理部１４の後段に、１Ｈラインメモリ５２が追加されている。１Ｈラインメモリ５２は、映像信号処理部１４から出力される水平１ライン分の画像信号（ＹＵＶ信号）を記憶するメモリである。１Ｈラインメモリ５２は、１ライン分の画像信号のバッファメモリとして機能し、すなわち、画像の各ラインの信号は、一旦、１Ｈラインメモリ５２に記憶されて、それから出力部１６に供給される。
１Ｈラインメモリ５２への書込みは、制御部２２により制御される。本実施の形態では、１Ｈラインメモリ５２には、水平方向の有効領域の信号のみが入力される。そして、入力される有効領域が、振れ量に応じてずれされる。すなわち、補正開始時の位置を基準として、左方向の振れ量が検出されると、振れ量を相殺するように有効領域が右方向にずらされる。ずれた領域の信号が１Ｈラインメモリ５２に記憶される。同様に、右方向の振れ量が検出されると、有効領域が左方向にずらされる。
本実施の形態では、垂直方向に関してはＨＤ信号が同様に制御される。すなわち、有効領域でのみＨＤがＨレベルになり、有効領域の外ではＨＤがＬレベルに固定される。
一方、水平方向に関しては、ＨＤ信号の制御が異なっている。本実施の形態では、ＨＤがＨレベルになる期間の始点と終点が、常に一定である。Ｈレベル期間が第１の実施の形態のようにずらされなくてよい。出力時には、水平方向の手ぶれに拘わらず、常に一定のタイミングでＨＤが出力される。
図６は、本実施の形態で生成されるＨＤを示している。本実施の形態では、図示のように、通常時のＨＤ５５も、画像の切取り位置を左右にずらすときのＨＤ５６、５７も、水平方向に同じ範囲でＨレベルになる。このようにして、水平方向の有効領域信号が見かけ上は変化しない。しかし、上述のように１Ｈラインメモリ５２の書込みが制御され、これにより、水平方向の手ぶれを補正することができる。
以上に説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置５０は、水平方向のラインメモリと、水平方向の振れ量に応じてラインメモリに記憶させる画像の水平方向の領域を変化させるラインメモリ制御部とを備えている。これにより、水平方向には有効領域信号を一定にしておいても、水平方向の手ぶれを補正できる。このようにしてラインメモリを利用することにより、フィールドメモリまたはフレームメモリを用いなくとも、より安定した出力が可能となる。ラインメモリは、フィールドメモリなどのように高価ではない。したがって、少ないコストでより安定した出力を得ることが可能である。
また、上記の第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、撮像装置が、解像度に応じて水平および垂直方向の有効部の画素数を変化させてもよい。この場合、水平方向については、１Ｈラインメモリに記憶される画像範囲の始点と終点のタイミングが、解像度に応じて制御される。垂直方向については、第１の実施の形態と同様である。有効領域信号であるＨＤの始点と終点が、垂直解像度に応じて変えられる。これにより、第２の実施の形態の撮像装置も、手ぶれ補正を行いながらも、複数の解像度の画像を出力できる。
次に、図７は、本発明の第３の実施の形態に係る撮像装置６０を示している。図７において、第１および第２の実施の形態と同様の構成には同様の符号が付されている。以下、上記実施の形態と重複する事項の説明は省略する。
図７の撮像装置６０では、映像信号処理部１４の後であって、１Ｈラインメモリ５２の前に、電子ズーム部６２が追加されている。これにより、撮像装置６０は、手ぶれ補正に加え、上述の解像度の他に、拡大率を変化させる機能を備えることができる。
図８は、拡大率を変えるときのＨＤを示している。ここでは、拡大率１／２、解像度１／２の処理を例として取り上げる。電子ズームが垂直拡大率１／２の処理を行うと、垂直補間のフィルターの通過後の画像にて１ライン毎に垂直方向の有効領域信号が現れる。そして、図８に示すように、１ラインおきにＨＤがＨレベルになる。同様に、水平方向には、１画素おきに水平の有効領域が現れる。有効部の画像信号（ＹＵＶ信号）のみが、一旦、１Ｈラインメモリ５２に入力され、そして出力部１６から出力される。出力は、ズーム前の半分の画素数となる。ＹＵＶ信号は、ＨＤ、ＶＤ、ＰＣＬＫと共に出力される。そして、ＨＤ、ＶＤに従ってＹＵＶ信号が取り込まれる。ＨＤが図８に示すようになっており、その結果、元画像に対して解像度が１／２で拡大率が１／２の画像が得られる。前出の図３の例では拡大率が１である。
また、手ぶれ補正に関しては、垂直方向の手ぶれ補正は、図８に示されるように、第１の実施の形態と同様にして行われる。ＨＤがＨレベルになる範囲が、手ぶれの振れ量に応じて上下方向にずらされる。図８では、ＨＤ６５が通常時に対応し、ＨＤ６６が、有効領域を上に移動する場合に対応し、ＨＤ６７が、有効領域を下方に移動する場合に対応する。水平方向については、第２の実施の形態で説明したように、１Ｈラインメモリ５２への書込みの制御によって手ぶれが補正される。
以上に説明したように、第３の実施の形態によれば、電子ズームが行われ、有効領域信号がズーム倍率に応じて変更される。これにより、手ぶれ補正を行いながらも拡大率の異なる画像を出力することができる。
その際、本実施の形態では、撮像装置が、垂直方向については電子ズームで選択・非選択となった映像信号の有効領域信号を変化させ、水平方向に対しては電子ズームで選択された部分のみをラインメモリに入れる。これにより、前出の実施の形態と同様に、水平有効領域信号については通常と変わらない出力を行うことができる。
また、本実施の形態によれば、上述の如く、手ぶれ補正を行いながらも、解像度と拡大率を同時に制御することが可能になる。
以上に現時点で考えられる本発明の好適な実施の形態を説明したが、本実施の形態に対して多様な変形が可能なことが理解され、そして、本発明の真実の精神と範囲内にあるそのようなすべての変形を添付の請求の範囲が含むことが意図されている。
以上のように、本発明にかかる撮像装置は、デジタル出力用の構成において、手ぶれ補正を好適に行えうことができる。本発明は、手ぶれ補正機能付きの撮像装置等として有用である。
図１は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置のブロック図 図２は、有効領域と水平同期信号の関係を示す図 図３は、垂直方向の手ぶれ補正のための水平同期信号の制御処理を示す図 図４は、水平方向の手ぶれ補正のための水平同期信号の制御処理を示す図 図５は、本発明の第２の実施の形態における撮像装置のブロック図 図６は、第２の実施の形態における水平同期信号を示す図 図７は、本発明の第３の実施の形態における撮像装置のブロック図 図８は、第３の実施の形態における水平同期信号を示す図 図９は、従来の撮像装置のブロック図
符号の説明
１０ 撮像装置
１２ 撮像部
１４ 映像信号処理部
１６ 出力部
１８ 同期信号生成部
２０ 手ぶれ検出部
２２ 制御部

Claims (8)

  1. 撮像部と、
    前記撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う出力部と、
    前記出力部から前記画像と共に出力されるべき、前記画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する有効領域信号生成部と、
    手ぶれの振れ量を検出する手ぶれ検出部と、
    前記手ぶれ検出部により検出された振れ量に応じて前記有効領域信号を変化させる有効領域信号制御部と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 前記有効領域信号制御部は、垂直方向の振れ量に応じて有効領域が垂直方向に変化するように前記有効領域信号を変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記有効領域信号制御部は、水平方向の振れ量に応じて有効領域が水平方向に変化するように前記有効領域信号を変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  4. 水平方向のラインメモリと、
    前記手ぶれ検出部により検出された水平方向の振れ量に応じて前記ラインメモリに記憶させる画像の水平方向の領域を変化させるラインメモリ制御部と、
    を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  5. 前記有効領域信号制御部は、解像度に応じて出力画像の画素数が変わるように前記有効領域信号を変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  6. 前記有効領域信号制御部は、ズーム倍率に応じて前記有効領域信号を変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  7. 撮像部により生成された画像のデジタル出力を行う撮像装置に設けられた手ぶれ補正装置であって、
    前記画像と共に出力されるべき、前記画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成する有効領域信号生成部と、
    手ぶれの振れ量を検出する手ぶれ検出部と、
    前記手ぶれ検出部により検出された振れ量に応じて前記有効領域信号を変化させる有効領域信号制御部と、
    を備えたことを特徴とする手ぶれ補正装置。
  8. 撮像された画像を生成および出力する撮像方法であって、
    撮像部にて画像を生成し、
    前記撮像部により生成された画像のデジタル出力を行い、
    前記画像と共に出力されるべき、前記画像中の有効領域を表す有効領域信号を生成し、
    手ぶれの振れ量を検出し、
    検出された振れ量に応じて前記有効領域信号を変化させる、
    ことを特徴とする撮像方法。
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