JPH02195780A - 動き補正撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、手ぶれ補正を行う動き補正撮像装置に関する
ものである。

従来の技術 従来の動き補正撮像装置としては、たとえば特開昭６０
−１４３３３０号公報に示されているものがある。

第８図は従来の動き補正ｍ像装置のブロック図を示す、
第８図において、８１はレンズ、８２は撮像素子、８３
は撮像素子８２の駆動回路、８４は駆動回路８３を制御
する駆動制御回路、８５は画像メモリを含む信号処理回
路、８６はレンズ８１．撮像素子８２の急激な動きを検
出する動き検出回路、８７は動き検出回路８６の信号を
受けて動き補正制御を行う動き補正制御回路である。

このように構成された従来の動き補正撮像装置において
は、動き検出回路８６がレンズ８１、撮像素子８２の動
きを検出し、動き補正制御回路８７が信号処理回路８５
を制御してぶれのない動き補正を行った映像信号を得る
。

このときの信号処理回路８５の動作を第９図で説明する
。第９図において、実根で示す全メモリ領域は垂直方向
ｖｏ　Ｘ水平方向ＨＱの信号処理回路８５内の画像メモ
リの領域であり、これは撮像素子８２の光電変換領域に
対応する。また、映像信号として読み出されるメモリ領
域は、たとえば動き補正メモリ領域Ｉ　（ＶｌｘＨｌ　
）あるいは動き補正メモリ領域ＩＩ　（Ｖ２　ＸＨ２）
の場合がある。このように手ぶれなどによって生じる動
き成分をメモリからの読み出しアドレスを変えることに
よって補正し、ぶれのない映像信号を得ている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、動き補正を行うた
め、撮像信号を一度メモリ上に取り込み、その後動き検
出回路の信号を用いて動き補正制御回路がメモリ読み出
し制御を行って動き補正された映像信号を得ているので
あるが、レンズがズームレンズで構成され、動き検出回
路がセンサ構成の場合、同じセンナ出力値であってもズ
ーム量によって実際のぶれ量が異なるという問題を有し
ていた。

本発明はかかる問題を解決するもので、ズーム機能を有
する撮像装置を使用しても、動き補正を十分満足して行
える動き補正撮像装置を提供することを目的とするもの
である。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、ズームレンズを含
む光学部と、前記光学部より得られるズーム位置信号よ
りズーム比を検出するズーム位置検出回路と、撮像素子
と、前記撮像素子の駆動回路と、光学部および撮像素子
の動きを検出する動き検出センサ回路と、前記撮像素子
からの信号が与えられ少なくともｌフィールドの容量を
持つメモリ回路と、動き信号によって前記メモリ回路の
読出しアドレスを変化させるメモリ制御回路と、前記ズ
ーム位置検出回路より得られるズーム比信号に基づいて
前記動き検出センサ回路の出力信号を補正し、得られた
動き補正信号により前記メモリ制御回路による制御を補
正する動き補正回路とを具備したものである。

さらに、本発明は前記メモリ回路における特定の代表点
の画像データの変化に基づいて前記光学部および撮像素
子の動きを検出する信号処理動き検出回路を有し、前記
動き補正回路を、ズーム位置検出回路より得られるズー
ム比信号に基づいて前記動き検出センサ回路の出力信号
を補正した動き量と前記信号処理動き検出回路の出力と
を比較し、これらを選択して動き補正量を得るように構
成したものである。

また、本発明は被写体からの光を結像させる光学部と、
撮像素子と、前記撮像素子の駆動回路と、前記光学部お
よび撮像素子の動きを検出する動き検出センサ回路と、
前記撮像素子からの信号が与えられ少なくと６１フィー
ルドの容量を持つメモリ回路と、動き信号によって前記
メモリ回路の読出しアドレスを変化させるメモリ制御回
路と、前記メモリ制御回路の読出し領域を変化させる電
子ズーム制御回路と、前記動き検出センサ回路の動き信
号を用い、前記電子ズーム制御回路により変化した読出
し領域に基づいて前記メモリ制御回路による制御を補正
する動き補正回路とを具備したものである。

作用 上記構成により、光学部および撮像素子より得られる画
像信号をメモリ回路に保持しており、動き検出センサ回
路からの信号を、ズーム位置検出回路より得られるズー
ム位置信号に基づいて補正し、得られた動き補正信号が
メモリ制御回路に与えられ、メモリ制御回路はこの動き
補正信号により読出しアドレスを変化させるので、ズー
ム機構を用いた場合でも、そのズーム比にかかわらず動
き補正を正確に行うことができる。

さらに信号処理によって動きを検出する信号処理動き検
出回路を用い、メモリにおける特定の代表点の画像デー
タの変化によってその動きを検出するようにし、この信
号処理動き検出回路の出力信号と、動き検出センサ回路
の出力をズーム比に基づいて補正した動き補正信号とを
比較し゛、これらを選択して動き補正量を得ることによ
って、より正確な動きの補正を行うことができる。

また、ズーム機構に代えて電子ズームを用いた場合にも
、電子ズーム制御回路から得られるズーム比によって同
様の動き補正を行い、ぶれのない画像信号を得ることが
できるものである。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における動き補正撮像装
置のブロック図を示す、第１図において、１１はズーム
レンズを含む光学部であるズーム機構、１２はズーム駆
動回路、１３はズーム機構１１のズーム位置を検出する
ズーム位置検出回路、１４は撮像素子、１５は撮像素子
の素子駆動回路、１６は素子駆動回路１５を制御する素
子駆動制御回路、１７はズーム機構１１、撮像素子１４
のＸ方向、Ｙ方向の動きを検出する動き検出センサ回路
、１８はメモリ回路、１９はメモリ回路１８からの読み
出しアドレスを変化させるメモリ制御回路、２０はズー
ム位置検出回路の出力信号に基づいて動き検出センサ回
路１７の動き信号を補正し、メモリ制御回路１９による
制御を補正する動き補正回路、３１は信号処理回路であ
る。

このように構成された第１の実施例の動き補正Ｊｉ［装
置について、以下その動作を説明する。ズーム駆動回路
１２によりズーム機構１１は所定のズーム量に設定され
、そのズーム位置はズーム位置検出回路１３により検出
される。また、動き検出センサ回路１７から動き量が検
出され、この動き量はズーム位置検出回路１３の出力信
号により補正され、そのデータに基づいて動き補正回路
２０がメモリ制御回路１９を制御してメモリ回路１８よ
りの読み出しアドレスを変更し、ぶれ成分を除去した映
像信号が得られる。

次に動き補正回路２０の動作について説明する。

第２図は第１の実施例のメモリ回路の動作を説明する図
である。第２図において、全メモリ領域ＡＯのサイズは
（Ｖｏ　ＸＨｏ　）であり、これは撮像素子１４の光電
変換領域に対応する。また、動き補正制御時に映像信号
として読み出されるメモリ領域は、たとえば動き補正メ
モリ領域（Ｉ）Ａ１サイズ（ＶＩＸＨｌ）あるいは動き
補正メモリ領域（、Ｉ［）Ａ２、サイズ（Ｖ２　ＸＨ２
）なトチアロ　。

これらＡ１およびＡ２領域は全メモリ領域ＡＯより小さ
く、このように手ぶれなどによって生じた動き成分をメ
モリ領域上で補正している。

ところが、動き補正制御時にズーム量を変更し、動き補
正領域（Ｉ）Ａ１と動き補正領域（ＩＩ）Ａ２の撮影時
のズーム量が異なると、たとえば置ＥからＷＩＤＥへ変
化した場合Ａ１領域の被写体領域がＡ２領域の一部であ
るＡＬ２領域に一致する場合が生じ、動き検出センサ回
路１７からの動き量とメモリ回路１８上の動き量とが異
なる。

そこで動き補正回路２０は、動き検出センサ回路１７と
ズーム位置検出回路１３との出力信号を用いて、メモリ
回路１８上における動き量を得、メモリ制御回路１９を
制御してメモリ回路１８からぶれのない動き補正された
信号を取り出す。

このときの動き補正回路２０の動き補正データの求め方
は、たとえば動き検出センサ回路１７からの動き量デー
タを可変増幅率増幅回路に入力し、この可変増幅率増幅
回路を制御する信号としてズーム位置検出回路１３から
のズーム量データを用いる。

ズーム量データのｘ１１倍を基準信号として、このとき
のゲインを１倍とする。またｘ２２倍つまりＷＩＤＥか
ら置Ｈのときはゲインを２倍、ｘ３３倍のときはゲイン
を３倍とする。このように動き量データをズーム量デー
タで補正して動き補正データを求める。

以上のように第１の実施例によれば、動き検出センサ回
路１７からのぶれによる動き量データと、ズーム位置検
出回路１３からのズーム量データとから動き補正データ
を得ることにより、ズーム量を変化させる撮影時にも、
ぶれのない良好な画像を得ることができる。

第３図は本発明の第２の実施例を示す動き補正撮像装置
のブロック図である。第３図において、３１〜４１の各
ブロックはそれぞれ第１の実施例の１１〜２１のブロッ
クと同じであり、異なる点は、信号処理動き検出回路４
２を備えたことである。この信号処理動き検出回路４２
は動き検出センサ回路３７と同様にズーム機構３１や撮
像素子３４の動きを画像情報から検出して、ｘ、ｙ方向
の動きベクトルを得るものである。これはたとえば「画
面揺れ補正装置」　（テレビジョン学会技術報告昭和６
２年５月２８日発表）などに詳細に示されている。また
動き補正回路４０は後述するように、動き検出センサ回
路３７および信号処理動き検出回路４２の双方の信号に
基づいてより正確な動き量を得るとともに、ズーム比が
変化した場合には、動き検出センサ回路３７の出力をズ
ーム比によって変化した動き量に変換し、この信号と信
号処理動き検出回路４２の出力とから動き量を補正して
メモリ制御回路６９に与えるようにしている。

以下第１の実施例と異なる点を中心に説明する。

第４図は第３図における信号処理動き検出回路４２の構
成例を示し第５図は信号処理動き検出回路４２への入力
信号の説明図である。第４図および第５図において、５
１は入力信号のうちの代表点（Ｒ，、、Ｒ１２，Ｒ，、
・・・）の信号を記憶する代表点メモリ回路、５２は現
在の入力信号（３１１，ＳＩ２・・・）と一定時間前の
代表点信号との差を求める演算回路、５３は演算結果を
記憶する検出メモリ回路、５４は検出メモリ回路５３の
出力から動き量を得る動き量演算回路である０代表点Ｒ
２，と水平方向Ｘ、垂直方向ｙ離れた位置関係にある信
号Ｓ、□、ｊ◆１との差の絶対値をΔｘ、ｙＪとする。

この差を各代表点について同し位置関係にあるｘｙにつ
いて加算してり。とする。

Ｄ　（Ｆ”Σ１　ｊＡ　Ｘ　ｔ　ｙＪ そしてこのり。の中での最小値のＸとｙを水平方向およ
び垂直方向の動き量とする。

このように構成された第２の実施例について以下その動
作を説明する。第２の実施例では動き量データとして動
き検出センサ回路３つから（データエ）と信号処理動き
検出回路３１２から（データ■）を得ることができる。

そこで動き補正回路４０では両方のデータを用いて、よ
り高精度な動き量を得る。たとえば、（ａ）両方のデー
タを比較し、両方のデータが一定の範囲内に存在すると
きは（データ■）を用いる、（ｂ）（データＩ）から方
向を得、〈データ■）ではその方向成分の動き量のみを
計算から得るなどがある。

ところが、この動き補正制御時にズーム機構３１のズー
ム量が変化すると、動き検出センサ回路３７からの（デ
ータＩ）は第１の実施例と同様にメモリ回路上の動き量
と異なる。そこで動き補正回路４０はズーム位置検出回
路３３からズーム量データを得、ズーム量が変化したと
き、ズーム量データを用いて（データＩ）を補正し、こ
の補正した信号と（データ■）とから動き補正データを
得、メモリ制御回路３９を制御してメモリ回路からぶれ
のない動き補正された信号を取り出す。

次に、ズーム量データを用いて（データＩ）を補正した
信号と（データ■）とから動き補正データを得る方法に
ついて説明する。信号処理方式による動き量検出装置は
、特殊な被写体像の場合、その動き検出に誤差を生じや
すい、そこで、その動き検出データの信頼性を信号処理
、たとえば最小値の分布、最小値と２番目の小さい値と
の分布、あるいは最小値と平均値との比率から判断し、
その信頼性がある基準値以下のときは信号処理方式によ
る（データ■）を使用せずに、ズーム量データを用いて
（データエ）を補正した信号から動き補正データを得、
基準値以上のときはズーム量データを用いて（データ■
）を補正した信号と（データ■）とから動き補正データ
を得て、メモリ制御回路３９を制御してメモリ回路３８
からぶれのない動き補正された信号を取り出す。

以上のように第２の実施例によれば、動き検出センサ回
路３７と信号処理動き検出回路４２とズーム位置検出回
路３３を設けて、ズーム機能非動作時は、動き検出セン
サ回路３７からの（データ■）と信号処理動き検出回路
４２からの（データ■）を用いて高精度、高信頼性の動
き量データを得るものであり、さらに、ズーム機能動作
時は、（データＩ）とズーム位置検出回路３３からのズ
ーム量を用いてズーム量に対応した動き量を得、この動
き量と（データ■）とから動き補正データを求め、信号
処理動き検出回路で誤差が生じやすい特殊な被写体像に
対してもぶれのない良好な画像を得ることができる。

第６図は本発明の第３の実施例を示す動き補正撮像装置
のブロック図である。第６図において、６４〜７１の各
ブロックはそれぞれ第１の実施例のブロック１４〜２１
と同じであり、異なる点は光学部であるレンズ７２と電
子ズーム制御回路７３を備えたことである。以下第１お
よび第２の実施例と異なる点を中心に説明する。第６図
に示すように撮像素子６４の出力信号を一度メモリ回路
６８に記憶し、メモリ制御回路６９にしたがって映像信
号として読み出す構成の場合、メモリ制御回路６９およ
び信号処理回Ｈ＠７１によってメモリ回路６８がらの読
み出し方法と補間などの信号処理によってズーム機能を
有することができる。これを第７図を用いて説明する。

第７図において全メモリ領域ＡＱは撮像素子の光電変換
領域に対応する。動き補正メモリ領域Ａ１１１およびＡ
ｏなとは、手ぶれ成分を補正するなめＡｎより小さく、
ズーム機能非動作時における動き無補正時のメモリ領域
Ａ□は全メモリ領域ＡＱの中央に位置している。また、
メモリを利用したズーム機能メモリ領域（Ｉ）および（
ｆｆ）としてＡＩおよびＡ２を示す、この場合ズーム比
は２倍である。このＡ１およびＡ２を水平方向は読み出
しクロ゛ツクの周波数を１７２にし、垂直方向はライン
補間を行ってＮＴＳＣ信号として読み出すことで、実質
的にズーム機能を有するのである。

このように電子ズーム制御回路７３からの信号を用いて
メモリ制御回路６９はメモリ回路６８がらズーム機能メ
モリ領域の信号を読み出し、信号処理回路７１を経てズ
ーミングされた映像信号を得る。このズーム機能を有す
る撮像装置において、動き補正は、動き検出センサ回路
６７からの動き量データを用いて動き補正回路７０で補
正し、この動き補正データと電子ズーム制＃回路７３が
ら得られるズーム位置およびズーム比のデータを用いて
メモリ制御回路６９はメモリ回路６８から読み出し、信
号処理回路７１を経てズーミングされて、しかも動き補
正された信号を得る。

たとえば、第７図において、ズームｍ能弁動作時は、動
き検出センサ回路６７からの動き量データを用いて動き
補正回路７０が動き補正データを求め、その動き補正デ
ータにしたがってメモリ制御回路６９はメモリ回路６９
からたとえば読み出し開始位置がＰｌあるいはＰ２であ
る動き補正メモリ領域Ａ□あるいはＡ’Ｈなどを読み出
し、動き補正を行う０次にズーム機能動作時で、動き無
補正のときは電子ズーム制御回路７３からのズーム量デ
ータを用いてメモリ制御回路６９は読み出し開始位ｆｆ
Ｑｔと読み出しタロツク周波数および補間方法を決定し
、メモリ回路６８からズーム機能メモリ領域Ａ１を読み
出しズームを行う、また、このとき、さらに動き補正を
も行うとすると、動き検出回路７ｏからの動き量データ
を用いて得た動き補正データと電子ズーム制御回路７３
からのズーム量データを加算して、メモリ制御回路６９
は読み出しクロック周波数と補間方法および動き補正を
行った読み出し開始位置Ｑ２とを決定し、メモリ回路６
８からズーム機能メ毫り領域Ａ２を読み出し、所定のズ
ームと動き補正を行う。

以上のように第３の実施例によれば、電子ズーム制御回
路７３のズームデータを用いてメモリ制御回路６９がメ
モリ回路６８よりズーミングされた映像信号を得、また
、ズームデータと動き検出センサ回路６７の動き量デー
タを用いてメモリ制御回路６９がメモリ回路６８よりズ
ーミングと動き補正がなされた良好な映像信号を得る。

その上、回路構成上共用部分が多いので、小さい回路規
模で実現することが可能である。

なお第１、第２および第３の実施例において備えられて
いる動き検出センサ回路１７．３７．６７としては、機
械的ジャイロにおいて動き量を検出する方法などが考え
られるが、特にそれに限るものでもないので説明は省略
する。

次に第１の実施例において、ズーム量データと動き量デ
ータから動き補正データを得る方法として、可変増幅率
増幅回路によるズーム量データを用いて動き量データを
補正する場合を示したが、これに限るものでない、そし
てズーム量データが変化した場合、動き補正を中止して
無補正゛状態にしたり、あるいはその直前の動き補正デ
ータを再び使用し、または動き補正データとして平均値
的な固定データに切り換えるなども考えられるが、これ
らも広い意味でズーム量データと動き量データから動き
補正データを得ることと考えられる。

また、第２の実施例において、動き検出信号処理回路と
しては、これに限るものでなく、信号処理方式により動
き量を得る回路であれば他の方法、他の構成でもよく、
また動き補正回路で行う２つの動き量データとズーム量
データの合成方法、判断方法もここでの説明に限られる
ものでもない。

さらに第１、第２および第３の実施例において、求めた
動き補正データから、ぶれのない映像信号を得る方法と
して撮像素子の駆動制御回路を制御する方法も考えられ
る。

また、第３の実施例において、光学部および撮像素子の
動きを検出するために動き検出センサ回路の場合を説明
したが、第２の実施例で示したように動き検出信号処理
回路でもよく、また両者により構成されている場合でも
よいことは、明らかである。

また、第１および第２の実施例において、ズーム回路は
ズーム駆動回路によって駆動される場合を説明したが、
手動によるズーム回路構成でもよい、さらにズーム駆動
回路がズーム駆動制御回路により制御され、ズーム位置
検出回路がズーム駆動制御回路からの信号を用いる構成
でもよいことは明らかである。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、ズーム回路あるいはズ
ーム機能を有する撮像装置で、ズーム撮像時においても
動き補正を行い、ぶれのない良好な映像信号を得ること
ができる。また、画像から動き量を求めることができな
い場合でもぶれのない良好な映像信号を得ることができ
実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の動き補正撮像装置のブ
ロック図、第２図は第１の実施例のメモリ回路の動作説
明図、第３図は本発明の第２の実施例のブロック図、第
４図は第２の実施例の信号処理動き検出回路のブロック
図、第５図は第２の実施例の信号処理動き検出回路の動
作説明図、第６図は本発明の第３の実施例のブロック図
、第７図は第３の実施例のメモリ回路の動作説明図、第
８図は従来の動き補正撮像装置のブロック図、第９図は
従来のメモリ回路の動作説明図である。 １１、３１・・・ズーム機構、１２．３２・・・ズーム
駆動回路、１３、３３・・・ズーム位置検出回路、１４
．３４・・・撮像素子、１５、３５・・・素子駆動回路
、１７．３７・・・動き検出センサ回路、１８．３８・
・・メモリ回路、１９．３９・・・メモリ制御回路、２
０．４０・・・動き補正回路、２１．４１・・・信号処
理回路、４２・・・信号処理動き検出回路、６４・・・
撮像素子、６５・・・素子駆動回路、６７・・・動き検
出センサ回路、６８・・・メモリ回路、６９・・・メモ
リ制御回路、７０・・・動き補正回路、７１・・・信号
処理回路、７２・・・レンズ、７３・・・電子ズーム制
御回路。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 イ 第４図 すき量 データ 第５図 ｊｚｔ　　５ｔｘ　　ｊａ ｏ　　　ｏ　　　ｏ　　　ｏ−−−−−−−−５ｓｔ　
　Ｊｎ　　Ｒｎ　　　　　　　　ｋｏ　　　ｏ　　　ａ
　　　ｏ　　　ｏ　　　ｏ　　　ｏ−−，５４４、！；
ｍ　　　δすｊ Ｑ　　　Ｑ　　　ＯＯ−− ＋＋ｌＩＩ ′　　１　凧、ｊｌ Ｉ　　　Ｉ　　　ロ　　　−１ ＋１ ＋　　　ｌＲ，。 １口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ズームレンズを含む光学部と、前記光学部より得ら
   れるズーム位置信号よりズーム比を検出するズーム位置
   検出回路と、撮像素子と、前記撮像素子の駆動回路と、
   光学部および撮像素子の動きを検出する動き検出センサ
   回路と、前記撮像素子からの信号が与えられ少なくとも
   １フィールドの容量を持つメモリ回路と、動き信号によ
   つて前記メモリ回路の読出しアドレスを変化させるメモ
   リ制御回路と、前記ズーム位置検出回路より得られるズ
   ーム比信号に基づいて前記動き検出センサ回路の出力信
   号を補正し、得られた動き補正信号により前記メモリ制
   御回路による制御を補正する動き補正回路とを具備した
   動き補正撮像装置。 ２、メモリ回路における特定の代表点の画像データの変
   化に基づいて光学部及び撮像素子の動きを検出する信号
   処理動き検出回路を有し、動き補正回路は、ズーム位置
   検出回路より得られるズーム比信号に基づいて動き検出
   センサ回路の出力信号を補正した動き量と前記信号処理
   動き検出回路の出力とを比較し、これらを選択して動き
   補正量を得るように構成されている請求項１記載の動き
   補正撮像装置。 ３、被写体からの光を結像させる光学部と、撮像素子と
   、前記撮像素子の駆動回路と、前記光学部および撮像素
   子の動きを検出する動き検出センサ回路と、前記撮像素
   子からの信号が与えられ少なくとも１フィールドの容量
   を持つメモリ回路と、動き信号によって前記メモリ回路
   の読出しアドレスを変化させるメモリ制御回路と、前記
   メモリ制御回路の読出し領域を変化させる電子ズーム制
   御回路と、前記動き検出センサ回路の動き信号を用い、
   前記電子ズーム制御回路により変化した読出し領域に基
   づいて前記メモリ制御回路による制御を補正する動き補
   正回路とを具備した動き補正撮像装置。