JPH02250468A - 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〕 本発明はテレビ映像を撮影する際に、手ぶれなどによっ
て起きる映像の揺れを低減できるテレビカメラに関する
。

〔従来の技術〕

現在テレビカメラのズーム操作はズームレンズを用いて
行っている（ＴＶ学会技報Ｖｏ１．１２．Ｎα４１゜Ｐ
７　（ＴＥＢＳ″８８−２７）　）。

しかし大きなズーム比が得られるレンズは大きい上に重
く、取扱いが困難で手ぶれを起こし易い。

その上映像を拡大するとわずかな振動も大きく拡大され
るため、映した映像が大きく上下して非常に見難い画質
の悪い映像になり易い。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はこの拡大した映像はもちろん、等倍あるいは縮
小した映像の、手ぶれなどによる揺れを低減できる撮像
装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明においては、ズーム操
作の一部を電気的に行う、すなわち撮像素子の受光面上
に指定した範囲の領域（以下指定領域と記す）の信号か
ら、出画用の映像信号を再構成して出力するようにする
。一方撮影した映像の一部の領域内の像（指定領域内に
無くても良い）の動きを検出し、この像の位置に対する
指定領域の相対的な動きが小さくなるように、この指定
領域の位置を移動するようにする。

〔作用〕

本発明においては出画すべき領域の受光面上での位置が
、出画する像部分等の目標にする像の動きに合わせて移
動する。そのため出画する像の位置を画面上にほぼ止め
ることができ、映像の揺れの少ない良好な出画用の映像
信号が得られる。

〔実施例〕

撮像素子として固体撮像素子を用いた本発明の第１の実
施例を第１図に示す。

第２図（ａ）は通常のＣＣＤＣ固形撮像素子の構造を模
式的に示したものであり、１０は入射光を電気信号に変
える光ダイオード、１１は光ダイオード１０で変換した
信号電荷を垂直方向に転送する垂直方向のＣＣＬ）、１
２は垂直方向のｃｃＬＪで運んだ信号電荷を更に出力回
路１３まで運ぶ水平方向のＣＣＬ）である。

ところでテレビ信号（Ｎ’ｒＳＣ方式等）では−般にイ
ンターレース操作を行っており、土フレーム期間で走査
する全水平走査線（以ド単にラインと記す）の内の偶数
ラインを第１フィールド期間に、また奇数ラインを第２
フィールド期間に走査する。ＣＣＤ形等の固体撮像素子
では、通常このインターレース操作に合わせ、第３図（
ａ）に模式的に示す様にフィールド毎に組合せを変えた
連続する２ラインの信号電荷を１つにまとめ、その和信
号を出力している。

これに対し第１図の回路では、後述する映像の拡大処理
による解像度の劣化を低減するため、第３図（ｂ）の様
にフィールド毎に全画素の信号を全て独立に読み出せる
構造を持つ固体撮像素子を用いる。この様な固体撮像素
子は、例えば第２図（ｂ）の様に勤２図（ａ）の通常の
ＣＣＤ形撮像素子の垂直方向のＣＣＤ１１の段数を２倍
にすると共に、水平方向のＣＣＵを１２と１２′の２本
設ける等の改良を加え、従来の１フイ一ルド期間に読み
出せる信号数の２倍の信号数を読み出せる（全ての画素
の信号を独立に読み出せる）ように改良することによっ
て得られる。

第１図の回路において、光学レンズを通った光信号は上
記の固体撮像素子ｌの各画素で電気信号に変換する。そ
して１フィールドの間に順次全ての画素の信号を独立に
読み出す、ところで拡大した映像信号においても、テレ
ビ信号が必要とする数の水平ライン数の信号が必要であ
る。しかし周体撮像素子で撮した映像を拡大すると、光
を検出した水平ライン間の間隔も拡大されるため、第４
図に示すように出力信号のライン位置は拡大した映像に
必要な水平ライン位置からずれると共にその本数が少な
くなってしまう、そのため拡大像に対して、テレビ信号
で必要になるライン位置での信号レベルを内挿して求め
る必要がある。

そこで固体撮像素子１から読み出した信号はまず一旦映
像記憶回路２内の補助メモリ３に記憶した後内挿回路４
に入力する。そして必要なライン位置における映像信号
を、その近傍Ｍ×Ｎ画素の信号（補助メモリ３内の信号
）を使って内挿して求め、拡大した１フィールドの映像
信号を構成する。

すなわち例えば２倍に拡大する場合第１フィールドでは
、撮像素子から読み出した各ラインの信号を第５同左の
様にそのまま各々１水平期間の映像信号に対応させ、ｌ
フィールドの映像信号を構成する。−力筒２フィールド
ではインターレース操作のために、第５同右に示す様に
連続する２ラインの信号の平均を取り、その平均信号を
各々１水平期間の映像信号に対応させて１フィールドの
映像信号を構成する。そしてこの様にして構成した映像
信号を信号処理回路５に人力してテレビ信号に変え、拡
大されたテレビ信号として出力する。

一方第１図の映像記憶回路２内のフィールドメモリ６と
動き量検出回路７及び拡大位置指定回路８は、拡大した
像の動きを低減するために設けた回路である。すなわち
固体撮像素子１かも出力した信号の一部を順次フィール
ドメモリ６内に記憶し、次のフィールドで行う以下の信
号処理に備える。また同時に動き量検出［！！回路７に
おいて、既にフィールドメモリ６内に記憶しである１フ
ィールド前の信号と固体撮像素子１から出力した信号を
比較し、映像の一部の領域の像（拡大位置指定回路で指
定する指定領域内に無くても良い）の動き、例えば指定
領域の中央付近の像の動き量と動き方向を検出する。そ
して指定する領域内での像の動きが小さくなるように、
拡大位置指定回路８で指定する指定領域の位ｄを、検出
した動き麓と方向に合わせて移動する。

この様に本撮像装置では、指定する領域内の像の動き等
に合わせて拡大すべき領域の位置を移動し、指定領域内
での像の動きを小さくできる。そのため拡大した像の位
置は画面上にほぼ静止させることができ、映像の揺れの
少ない良好な拡大像が得られる。またズーム比をレンズ
の機械的な機構を使って調節する従来の方法では、比較
的ゆっくりした速度でしかズーム比を変えられない。そ
のため映像の一部を一挙に拡大して映したいなどのカメ
ラマンの要求に答えられなかった。これに対し本方式で
は拡大あるいは縮小操作を電気的に行っているので、こ
のカメラマンの過酷な要求に答える事が出来るようにな
る。

また例えばハンディ−カメラのファインダー等に、第１
図の映像９に例示するように拡大前の映像と拡大像を同
時にあるいはスイッチ等で切り換えて時系列的に出力す
る、あるいは更に拡大前の映像内に指定領域位置や動き
の検出位置を合わせで表示する様にするなどの機能を付
加することによって、ズームアツプ時の撮影を容易にす
ることが出来る。

あるいは本実施例による撮像装置にズームレンズのズー
ム比の検出回路を新たに設け、この検出信号を基にレン
ズのズーム比と指定領域に対する電気的な倍率を連動し
て変化させるようにする。

また更に倍率制御回路を設け１例えばズームレンズのズ
ーム比を変えても出力されるテレビ信号の倍率が変わら
ない様にする。この様な新たな機能を付加した上でレン
ズのズーム比を大きくすると。

電気的な倍率は逆に小さくなるので拡大像の解像度を上
げることが出来る。この機能を利用し、拡大像の解像度
と手ぶれ等による像の揺れ量に合わせてズームレンズの
ズーム比を調節することにより、良好な拡大像を得るこ
とが出来る。この時ズーム比の調整は自動的に行うこと
が望ましいのは言うまでもない。

第６図は本発明の第２の実施例である０本実施例では、
フィールド毎に半分の画素数の信号しか読み出せない第
２図（ａ）の従来の固体撮像素子１′を用いる点を除く
と、第１の実施例とほぼ同様な処理を行う、ただし本素
子の１フィールドの信号のみを使って映像の拡大処理を
行うと、第１の実施例に比べて用いる画素信号数が少な
いため解喚庫が約半分に劣化してしまう、第６図の回路
ではこの信号数の不足を補うために新たにフィールドメ
モリ６′を設ける。そして補助メモリ３内の当フィール
ドの信号とフィールドメモリ６′内の前フィールドの信
号から、拡大像に必要なライン位置近傍のＭ×Ｎ画素の
信号を取り出し、内挿回路４′においてそのライン位置
での映像信号レベルを内挿して求める。この内挿して求
めた信号を使って拡大した１フィールドの映像信号を構
成した後、信号処理回路５でテレビ信号に変えて拡大さ
れたテレビ信号として出力する。

一方撮像素子で得た映像の一部の領域内の像（指定領域
内に無くても良い）の動き量を、２つのフィールドメモ
リ（５１，５１）によって１フレ一ム期間遅延した映像
信号と当フィールドの信号を動き量検出回路７で比較し
て検出する。そして拡大位置指定回路８で指定する指定
領域の位置を、この動き検出を行う一部の領域内の像の
位置に対する、指定領域の相対的な動きが小さくなるよ
うに移動する。

この様に本撮像装置においても第１の実施例同様、拡大
する領域内の像の動きに合わせて拡大すべき領域の位置
を移動し、指定領域内での像の動きを小さく出来る。そ
のため拡大した像の位置を画面上にほぼ止めることがで
き、映像の揺れの少ない良好な拡大像を得ることができ
る。

なお第６図では互いに２フイ一ルド期間（１フレ一ム期
間）ｆａれた２信号から像の動きを検出する場合につい
て述べたが、連続する２フィールドの信号を使って検出
する様にしても良い事は言うまでもない。

また以上撮影した映像から像の動きを検出する場合につ
いてのみ述べたが、カメラ内に別に設けたカメラ振動量
の検出回路等から得た信号を基に、指定領域の移動を行
っても良いことは明かである。

また撮像素子からの信号の読み出しは、像の動きの検出
と拡大像に対するテレビ信号を構成するのに必要な信号
のみを読み出すようにしても良い。

また以上固体撮像素子を用いる場合についてのみ述べた
が、撮像管等の撮像素子を用いた場合にも同様の効果が
得られるのは明らかである。

また撮像管を用いる場合においては、拡大像に対するテ
レビ信号を内挿回路で求めたり指定領域を移動する代わ
りに、直接撮像管の電子ビームの走査位置や面積を変え
るようにしても良い。

また、以上の実施例では像を拡大する場合について述べ
たが、像の拡大を行わない、あるいはむしろ縮小する場
合においても、同様に出来るのは言うまでもない、但し
この時は前もってテレビ信号を得るのに必要な画素数以
上の画素数を持つ撮像素子を用いる必要がある。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば、指定する領域内の像の動き等に合
わせて出画すべき指定領域の位置を移動し、指定領域内
での像の動きを小さくできる。そのため出画した像の位
置は画面上にほぼ止めることができ、映像の揺れの少な
い良好な映像が得られる。またズーム比をレンズの機械
的な機構を使って調節する従来の方法では、比較的ゆっ
くりした速度でしかズーム比を変えられない。これに対
し本方式では拡大縮小操作を電気的に行っているので、
映像の一部を一挙に拡大して映したいなどのカメラマン
の過酷な要求に答える事が出来るようになる。また例え
ばハンディ−カメラのファインダー等に、第１図の映像
９に例示するように再構成する前の映像と再構成した映
像を同時にあるいはスイッチ等で切り換えて時系列的に
出力する、あるいは更に再構成前の映像内に指定領域位
置や動きの検出位置を合わせて表示する様にすることに
よって、ズームアツプ時等における撮影を容易にするこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第６図は本発明の実施例の撮像装置のブロッ
ク図、第２図は撮像素子の平面図、第３図、第５図は画
素信号の処理の説明図、第４図は像と走査線の関係の説
明図である。 １．１′・・・同体撮像素子、２・・・映像記憶回路、
３・・・補助メモリ、４，４′・・・内挿回路、５・・
・信号処理回路、６〜６″・・・フィールドメモリ、７
・・・動き量検出回路、８・・・拡大位置指定回路、１
０・・・光ダイオード、１１・・・垂直方向のＣＯＤ、
１２・・・水平方向のＣＣＯ。 第 閉 曳力 第　３　霞 （α） 口／″′１゜ 口　　１２ ０　　ム ロ　　１４ ０　　ノ５ ０　　為 華 図 第 ぢ 凹 第　１−７４−　ＩＬ−”ｋ” ′ｊ４２　　”７４−１ｊ’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学レンズと該光学レンズを通つた光を電気信号に
   変換する撮像素子（撮像管あるいは固体撮像素子など）
   を有する撮像装置において、該撮像素子の受光面上に指
   定した範囲の領域（以下指定領域と記す）で得られる映
   像信号から、出画用の映像信号を再構成して出力するこ
   と、あるいは更に該撮像素子で得た映像の一部の領域内
   の像（該指定領域内に無くても良い）の動き検出で得た
   動きベクトル信号その他の信号の大きさによつて、該指
   定領域の位置を移動すること、あるいは更に該指定領域
   の位置の移動は、該動き検出を行う一部の領域内の像の
   位置に対する該指定領域の相対的な動きが小さくなるよ
   うに行う事を特徴とする撮像装置。 ２、請求項１記載の撮像装置において、該撮像素子は、
   インターレース操作時に読み出す互いに連続する２フィ
   ールドの信号の水平ライン数と同じライン数の信号を、
   １フィールドごとに全て独立に読み出すことのできる構
   造を有し、該連続する２フィールドの信号の水平ライン
   数と同じライン数の信号を、１フィールドごとに全て独
   立に読み出すように該撮像素子を駆動する手段と該撮像
   素子を構成する画素列から出力した信号の内、互いに隣
   接するＭ×Ｎ（Ｍ、Ｎは整数）個の画素の信号から、該
   出画用の映像信号を再構成するのに必要な水平ライン位
   置に対する信号のレベルを内挿して求める手段と、ある
   いは更に該指定領域の像を２倍に拡大する際、該撮像素
   子から独立に読み出した水平ラインの信号を、そのまま
   該出画用の映像信号の第１フィールドの水平ラインの信
   号として用い、該撮像素子から独立に読み出した水平ラ
   インの内互いに連続する２ラインの信号の平均信号を、
   第２フィールドの水平ラインの信号として用いる手段を
   有することを特徴とする撮像装置。 ３、請求項１記載の撮像装置において、少なくとも該指
   定領域の像を拡大あるいは縮小して出画する際、少なく
   ともテレビカメラのファインダー等、該撮像装置の撮像
   位置を確認する出画装置の画面上に、拡大あるいは縮小
   前の映像と拡大像あるいは縮小像とを同時にあるいはス
   イッチ等で切り換えて時系列的に出力する手段、あるい
   は更に拡大あるいは縮小前の映像内に、該指定領域位置
   や動きの検出位置を表示する手段を設けたことを特徴と
   する撮像装置。 ４、請求項１記載の撮像装置において、該光学レンズが
   ズーム機能を有する時、該光学レンズのズーム比の検出
   回路を設けると共に、該検出したズーム比を基に該ズー
   ム機能のズーム比と、該指定領域に対する拡大、あるい
   は縮小の倍率を連動して変化させる事を特徴とする撮像
   装置。 ５、請求項１記載の撮像装置において、該撮像素子から
   連続的に出力される２フィールドの信号の配列要素の内
   、対応する受光面上の位置が互いに隣接するＭ×Ｎ（Ｍ
   、Ｎは整数）個の配列要素の信号から、該出画用の映像
   信号を再構成するのに必要な水平ライン位置に対する信
   号のレベルを、内挿して求めることを特徴とする撮像装
   置。