JPH0837616A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像装置自体の手ぶれ等による動き補正を行
う場合に用いられる光路変更手段の色収差に起因する結
像位置のずれによる画質劣化を低減する。 【構成】 光路変更手段１、結像光学系２を通過した光
学像は分光手段３で複数の波長成分に分光され、各波長
成分の光学像は光電変換手段５１，５２で撮像され、撮
像された各信号は遅延手段６１，６２で遅延される。一
方撮像装置自体の動きが動き検出手段４で検出され、そ
の動きに応じて光路変更手段１が制御されると共に、光
路変更に応じて遅延時間制御手段９が各遅延手段６１，
６２の遅延量を制御する。 【効果】 ＶＡＰ等の光路変更手段の色収差に起因する
波長成分毎の結像位置のずれによる画質劣化を低減でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関するもの
で、特に３管式及び３板式の撮像装置自体の動き補正を
光学方式により行なうようにした撮像装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ等の民生用の単板式
撮像装置の小型、軽量化に伴い、撮影時に発生する「手
ぶれ」に代表される撮像装置自体の不要な動きによる画
像の乱れを何らかの補正手段により補正し（以下動き補
正と言う）、再生時などに見やすい画像として提供する
機能が広く用いられている。この動き補正の手段として
は、現在のところ、撮影時又は再生時の画像信号から画
像全体の動きを検出し、この検出に応じて表示又は記録
する画像信号を上記撮影時又は再生時の画像信号の中か
ら抽出して拡大処理を行なうことにより補正する、いわ
ゆる電子式動き補正方式と、加速度センサなどにより撮
像装置自体の動きを検出し、この検出に応じて像の結像
位置を光路変更手段により変化させて補正する、いわゆ
る光学式動き補正方式とがよく用いられている。

【０００３】従来より、両方式の特徴として、電子式動
き補正方式は信号処理によるものであるため、撮像装置
の小型、軽量化に有利である反面、拡大処理に伴う画質
劣化を生じるという欠点があり、光学式動き補正方式は
補正のための光学系の追加を必要とするため小型、軽量
化には不利であるが、画質劣化が生じないといわれてき
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学式
動き補正方式の場合、確かに画像の拡大処理による画質
劣化は生じないが、光路を変化させることによる光学的
要因による画質劣化、具体的には各種収差、特に光の波
長に依存する光学系の屈折率の差に起因する色収差によ
る画質劣化が生じると言う問題がある。一般に光を透過
させる媒体はある屈折率を持っているが、屈折率は光の
波長によっても異なるので、動きを補正するために光路
を変更すると、入射光の波長によって結像位置が異なっ
てくるため画面上には偽色が発生する。

【０００５】図３は光路変更手段として従来用いられて
いるＶａｒｉ−Ａｎｇｌｅ Ｐｒｉｓｍ（ＶＡＰ）１０
０を結像光学系の前面１０１に配置して結像させたとき
の様子を示している。同図（ａ）はＶＡＰ１００の頂角
が０度の場合である。この状態では、光軸方向からの入
射光はいずれの波長成分（３５０ｎｍ，７００ｎｍ）も
同一の位置に結像する。一方、同図（ｂ）は動きを補正
するためにＶＡＰ１００の頂角を変化させた場合であ
る。この状態では、光軸方向からの入射光は波長成分毎
に結像位置がずれてしまう。

【０００６】このため光学式補正方式においては、光路
変更手段として高い屈折率の媒体を使用しなければなら
ず、光学的に上記色収差を低減することは、特に小型、
軽量化や製造コストの面から考えると困難であるという
問題がある。

【０００７】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、上記ＶＡＰ等の光路変更手段の色収
差に起因する波長成分毎の結像位置のずれによる画質劣
化を低減できる撮像装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、結像光学系を通じて入射した光学像を分光手段によ
り異なる複数の波長成分に分光し、分光した各波長成分
から成る複数の光学像をそれぞれ光電変換する複数の光
電変換手段を有する撮像装置において、撮像装置自体の
動きを検出する動き検出手段と、上記動き検出手段の検
出に応じて、上記複数の光電変換手段上における上記分
光した波長成分から成る複数の光学像の結像位置を、上
記撮像装置自体が動いたことによる撮像画像の動きを相
殺する位置とするように光路を制御する光路変更手段
と、上記複数の光電変換手段の出力信号をそれぞれ遅延
させる複数の遅延手段と、上記光路変更手段の光路変更
の制御状態に応じて上記複数の遅延手段の遅延時間を制
御する遅延時間制御手段とを設けている。

【０００９】請求項２の発明においては、結像光学系を
通じて入射した光学像をプリズムによりＲＧＢ各波長成
分に分光し、分光したＲＧＢ各波長成分から成る３つの
光学像をそれぞれ光電変換する３個の撮像素子を有する
撮像装置において、撮像装置自体の水平方向の加速度を
検出する第１の加速度センサと、上記撮像装置自体の垂
直方向の加速度を検出する第２の加速度センサと、上記
第１、第２の加速度センサの検出に応じて、上記３個の
撮像素子上における上記分光したＲＧＢの各波長成分か
ら成る３つの光学像の結像位置を、上記撮像装置自体が
動いたことによる撮像画像の動きを相殺する位置とする
ように光路を制御するＶＡＰと、上記３個の撮像素子か
ら得られるＲＧＢの映像信号をそれぞれ遅延させる３個
のメモリ手段と、上記ＶＡＰの頂角に応じて上記３個の
メモリ手段の遅延量を制御するメモリ制御手段とを設け
ている。

【００１０】

【作用】請求項１の発明によれば、光路変更手段、結像
光学系を通過した光学像は分光手段で複数の波長成分に
分光され、各波長成分の光学像は複数の光電変換手段で
撮像され、撮像された各信号は複数の遅延手段で遅延さ
れる。一方撮像装置自体の動きが動き検出手段で検出さ
れ、その動きに応じて光路変更手段が制御されると共
に、光路変更に応じて遅延時間制御手段が各遅延手段の
遅延量を制御する。

【００１１】請求項２の発明によれば、ＶＡＰ、結像光
学系を通過した光学像はプリズムでＲＧＢの波長成分に
分光され、ＲＧＢの各光学像は３つの撮像素子で撮像さ
れ、撮像された各信号は３つのメモリで遅延される。一
方撮像装置自体の動きが水平、垂直の各方向の加速度セ
ンサで検出され、その検出に応じてＶＡＰが制御される
と共に、ＶＡＰの頂角に応じてメモリ制御手段が各メモ
リの遅延量を制御する。

【００１２】

【実施例】図１に本発明の第１の実施例を示す。図１に
おいて、１は光路変更手段、２は結像レンズ系、３は分
光手段、４は動き検出手段、５１は第１の光電変換手
段、５２は第２の光電変換手段、６１は第１の遅延手
段、６２は第２の遅延手段、７は映像信号処理手段、８
は映像信号出力手段、９は遅延時間制御手段である。

【００１３】次に動作について説明する。被写体からの
光は、光路変更手段１、結像レンズ系２、分光手段３を
通じて２種類の波長成分に分離される。各波長成分の光
学像は光電変換手段５１，５２に結像し、光電変換され
た各波長成分の信号が生成され、各波長成分の信号は遅
延手段６１，６２に入力される。遅延手段６１，６２に
入力された各波長成分の信号は遅延時間制御手段９によ
り決められる遅延時間だけ遅延されて映像信号処理手段
７に送られ、処理された信号は映像信号出力手段８によ
り出力される。

【００１４】一方、光路変更手段１は、動き検出手段４
により検出された撮像装置自体の動きを示す信号に基づ
き、各光電変換手段５１，５２の結像位置を、撮像装置
が動いたことによる撮像画像の動きを相殺する位置とす
るように光路変更手段１を制御する。また、光路変更手
段１の動作状態に基づき、遅延時間制御手段９は遅延手
段６１，６２の遅延時間を制御する。この制御された遅
延時間は、光路変更手段１での光路変化による色収差の
変化により発生する入射光の波長毎の結像位置のずれを
補正するように選ばれる。

【００１５】以上の動作により、映像信号処理手段７に
入力される各波長成分の信号は、撮像装置自体の動きが
補正され、かつ光路変更手段１で生じる色収差による波
長成分毎の結像位置ずれも補正されたものとなり、良好
な出力ビデオ信号が得られる。

【００１６】図２は本発明の第２の実施例を示す。図に
おいて、１１はＶＡＰ、１２は水平方向アクチュエー
タ、１３は垂直方向アクチュエータ、１４は結像レンズ
系、１５はプリズム、１６は動き補正回路、１７は水平
方向加速度センサ、１８は垂直方向加速度センサ、１９
Ｒ，１９Ｇ，１９ＢはＣＣＤ等の撮像素子、２０Ｒ，２
０Ｇ，２０ＢはＡ／Ｄコンバータ、２１Ｒ，２１Ｇ，２
１Ｂはメモリ、２２はメモリ制御回路、２３は映像信号
処理回路、２４は輝度信号出力端子、２５はクロマ信号
出力端子、２６は加算器、２７はコンポジットビデオ信
号出力端子、２８はマイクロコンピュータである。

【００１７】次に動作について説明する。被写体からの
光は、ＶＡＰ１１、結像レンズ系１４、プリズム１５を
通じてＲＧＢ各波長成分に分離され、撮像素子１９Ｒ，
１９Ｇ，１９Ｂの受光面上に結像して光電変換されＲＧ
Ｂ信号が生成される。このＲＧＢ信号はＡ／Ｄコンバー
タ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂでディジタル変換され、メモ
リ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに入力される。メモリ２１
Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに入力されたＲＧＢ信号は、メモリ
制御回路２２から送られてくる制御信号により書き込
み、読みだしされて映像信号処理回路２３に送られる。
映像信号処理回路２３では、送られたＲＧＢ信号から規
格に合うビデオ信号、すなわち輝度信号およびクロマ信
号を生成して、輝度信号出力端子２４に輝度信号を出力
すると共に、クロマ信号出力端子２５からクロマ信号を
出力する。また、上記輝度信号とクロマ信号とは加算器
２６で加算されてコンポジットビデオ信号となり、コン
ポジットビデオ信号出力端子２７から出力される。

【００１８】一方、動き補正回路１６は、水平方向加速
度センサ１７および垂直方向加速度センサ１８により検
出された撮像装置自体の加速度を示す加速度信号に基づ
き、撮像素子上１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂでの結像位置
を、撮像装置が動いたことによる撮像画像の動きを相殺
する位置とするように、水平方向アクチュエータ１２お
よび垂直方向アクチュエータ１３の動きを制御する。ま
た、水平方向アクチュエータ１２および垂直方向アクチ
ュエータ１３の動作位置を示すデータがマイクロコンピ
ュータ２８に読み込まれ、これに基づきメモリ制御回路
２２が制御するメモリ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの書き込
み、読みだしのタイミングが調整される。この書き込
み、読みだしのタイミングは、ＶＡＰ１１の頂角変化に
よる色収差の変化により発生する入射光の波長毎の結像
位置のずれを補正するように選ばれる。

【００１９】以上の動作により、映像信号処理回路２３
に入力されるＲＧＢ信号は、撮像装置自体の動きが補正
されかつＶＡＰ１１の動きで生じる色収差による結像位
置ずれも補正されたものとなり、良好な出力ビデオ信号
が得られる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
光学像を複数の波長成分に分光し、各波長成分の光学像
を複数の光電変換手段で撮像する場合に、撮像装置自体
の動きを検出し、この動きに応じて光路変更手段を制御
すると共に、光路変更の状態に応じて各光電変換手段の
出力信号の遅延量を制御するように構成したことによ
り、光学式動き補正を行なう際に、光路変更手段におい
て生じる色収差に起因する波長成分毎の結像位置のずれ
を簡単な手法により補正することができ、画質の向上を
はかることができる効果がある。

【００２１】また請求項２の発明によれば、光学像を
Ｒ，Ｇ，Ｂの波長成分に分光し、各波長成分の光学像を
３個の撮像素子で撮像する場合に、撮像装置自体の動き
を検出し、この動きに応じてＶＡＰを制御すると共に、
ＶＡＰによる光路変更の状態に応じて各撮像素子の出力
信号の遅延量をメモリを用いて制御するように構成した
ことにより、ＶＡＰを用いて光学式動き補正を行なう際
に、ＶＡＰにおいて生じる色収差に起因する波長成分毎
の結像位置のずれを簡単な手法により補正することがで
き、画質の向上をはかることができる効果がある。ま
た、本発明は、高い画質が要求される３板式撮像装置に
おいて、画質を損うことなく、効果的な動き補正が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。

【図３】Ｖａｒｉ−Ａｎｇｌｅ Ｐｒｉｓｍ（ＶＡＰ）
の頂角変化により生じる波長成分毎の結像位置のずれを
示す構成図である。

【符号の説明】

１ 光路変更手段 ２ 結像レンズ系 ３ 分光手段 ４ 動き検出手段 ７ 映像信号処理手段 ８ 映像信号出力手段 ９ 遅延時間制御手段 １１ ＶＡＰ １２ 結像レンズ系 １３ 水平方向アクチュエータ １４ 垂直方向アクチュエータ １５ プリズム １６ 動き補正回路 １７ 水平方向加速度センサ １８ 垂直方向加速度センサ １９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂ 撮像素子 ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ メモリ ２２ メモリ制御回路 ２８ マイクロコンピュータ ５１ 第１の光電変換手段 ５２ 第２の光電変換手段 ６１ 第１の遅延手段 ６２ 第２の遅延手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結像光学系を通じて入射した光学像を分
   光手段により異なる複数の波長成分に分光し、分光した
   各波長成分から成る複数の光学像をそれぞれ光電変換す
   る複数の光電変換手段を有する撮像装置において、 撮像装置自体の動きを検出する動き検出手段と、 上記動き検出手段の検出に応じて、上記複数の光電変換
   手段上における上記分光した波長成分から成る複数の光
   学像の結像位置を、上記撮像装置自体が動いたことによ
   る撮像画像の動きを相殺する位置とするように光路を制
   御する光路変更手段と、 上記複数の光電変換手段の出力信号をそれぞれ遅延させ
   る複数の遅延手段と、 上記光路変更手段の光路変更の制御状態に応じて上記複
   数の遅延手段の遅延時間を制御する遅延時間制御手段と
   を設けたことと特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 結像光学系を通じて入射した光学像をプ
   リズムによりＲＧＢ各波長成分に分光し、分光したＲＧ
   Ｂ各波長成分から成る３つの光学像をそれぞれ光電変換
   する３個の撮像素子を有する撮像装置において、 撮像装置自体の水平方向の加速度を検出する第１の加速
   度センサと、 上記撮像装置自体の垂直方向の加速度を検出する第２の
   加速度センサと、 上記第１、第２の加速度センサの検出に応じて、上記３
   個の撮像素子上における上記分光したＲＧＢの各波長成
   分から成る３つの光学像の結像位置を、上記撮像装置自
   体が動いたことによる撮像画像の動きを相殺する位置と
   するように光路を制御するＶＡＰと、 上記３個の撮像素子から得られるＲＧＢの映像信号をそ
   れぞれ遅延させる３個のメモリ手段と、 上記ＶＡＰの頂角に応じて上記３個のメモリ手段の遅延
   量を制御するメモリ制御手段とを設けたことを特徴とす
   る撮像装置。