(57)【要約】【課題】  光学振れ補正と電子振れ補正が可能な耐久性に優れた撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】  撮像手段と、振れ検出手段と、前記振れ検出手段の振れ検出結果に基づいて光学振れ補正を行う光学振れ補正手段と、前記撮像手段で撮像を行い得られた複数の画像信号に基づいて電子振れ補正を行う電子振れ補正手段と、前記撮像手段で撮像を行う際のシャッタスピードに応じて、前記光学振れ補正手段と前記電子振れ補正手段のいずれを用いて振れ補正を行うように制御する制御手段と、を有する。【選択図】  図４
2019092036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段と、
振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の振れ検出結果に基づいて光学振れ補正を行う光学振れ補正手段と、
前記撮像手段で撮像を行い得られた複数の画像信号に基づいて電子振れ補正を行う電子振れ補正手段と、
前記撮像手段で撮像を行う際のシャッタスピードに応じて、前記光学振れ補正手段と前記電子振れ補正手段のいずれを用いて振れ補正を行うように制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記シャッタスピードが第１の閾値よりも高速である場合、前記電子振れ補正手段を用いて振れ補正を行うように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記シャッタスピードが前記第１の閾値よりも高速でない場合、前記電子振れ補正手段を用いて振れ補正を行わないように制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記シャッタスピードが前記第１の閾値よりも高速でなく、かつ、感度が第２の閾値より高くない場合、前記光学振れ補正手段を用いて振れ補正を行うように制御することを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記フィルタを前記撮像手段への光路に対して挿入または退避可能な、前記光路に対して挿入した状態において前記撮像手段へ向かう赤外光を低減させるフィルタをさらに有し、
前記制御手段は、前記フィルタを前記光路に対して退避させていない状態の前記シャッタスピードが前記第１の閾値よりも高速でない場合、前記フィルタを前記光路に対して退避させた状態の前記シャッタスピードに応じて、前記光学振れ補正手段と前記電子振れ補正手段のいずれを用いて振れ補正を行うように制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記フィルタを前記光路に対して退避させた状態の前記シャッタスピードが第３の閾値よりも高速である場合、前記電子振れ補正手段を用いて振れ補正を行うように制御することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像手段と、振れ検出手段と、前記振れ検出手段の振れ検出結果に基づいて光学振れ補正を行う光学振れ補正手段と、前記撮像手段で撮像を行い得られた複数の画像信号に基づいて電子振れ補正を行う電子振れ補正手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像手段で撮像を行う際のシャッタスピードに応じて、前記光学振れ補正手段と前記電子振れ補正手段のいずれを用いて振れ補正を行うように制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に画像処理による像振れ補正と光学的な像振れ補正が可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、屋外に設置され、街中の映像を２４時間撮影し遠隔地でのモニタリングや録画サーバーに録画を行うことが可能な監視カメラシステムが広く普及している。
【０００３】
監視カメラシステムにおける撮像装置である監視カメラは、街中を撮影するだけでなく、各種店舗の店内の防犯用途の撮影などを含め様々な場所に設置されている。
【０００４】
また監視カメラシステムは、防犯用途だけでなく、例えば定点に設置され天気の状態を観測できる所謂お天気カメラや著名な観光地に設置されネットワーク経由で観光地を見ることができる観光用定点カメラとしても広く普及している。
【０００５】
一般的に、撮像装置で撮影する際には画質向上のために被写体の像振れを抑制することが望ましい。被写体の像振れの主な要因には、撮像装置を保持する撮影者の手振れなどにより生じる“撮像装置の振れ”と、撮影対象の被写体の動きにより生じる“被写体の振れ”とがある。
【０００６】
監視カメラシステムに用いられる撮像装置は、壁や天井などに取り付けられることが多く撮影者の手振れは関係ないが、壁や天井が周囲の影響によって振動することで“撮像装置の振れ”が生じる（以降、“設置振れ”と称す）。また、屋外に設置されていると、風の影響による“撮像装置の振れ”も生じる。
【０００７】
また、監視カメラシステムに用いられる撮像装置でも動く被写体を撮影することになるため“被写体の振れ”も生じる。
【０００８】
以上のように、監視カメラシステムに用いられる撮像装置においても、画質向上のために被写体の像振れを抑制することは有効であるが、監視カメラシステム特有の課題も存在する。監視カメラシステムに用いられる撮像装置は、２４時間撮影し続ける使用方法が一般的である。そのため、被写体の像振れを抑制するために撮影レンズや撮像素子を移動させる光学的な像振れ補正所謂光学振れ補正を実施していると、頻繁な移動に伴い可動機構に摩耗などが生じて耐久性に影響を与える。
【０００９】
一方、被写体の像振れを抑制する方法として、撮影した画像に対する画像処理による像振れ補正所謂電子振れ補正も広く知られている。しかしながら、電子振れ補正では複数の画像間の像振れを抑制することはできるが、撮影した画像中の像振れは抑制することはできない。
【００１０】
そのため、光学振れ補正と電子振れ補正を状況に応じて切り替えることが好ましい。特許文献１には、光学振れ補正と電子振れ補正とを画像信号の変化量に応じて切り替える撮像装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−３３４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１のように画像信号の変化量が所定値未満の場合に光学振れ補正を行うようにすると、光学振れ補正を実施する頻度が高くなり耐久性に影響を与える。
【００１３】
そこで、本発明は、光学振れ補正と電子振れ補正が可能な耐久性に優れた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる撮像装置は、撮像手段と、振れ検出手段と、前記振れ検出手段の振れ検出結果に基づいて光学振れ補正を行う光学振れ補正手段と、前記撮像手段で撮像を行い得られた複数の画像信号に基づいて電子振れ補正を行う電子振れ補正手段と、前記撮像手段で撮像を行う際のシャッタスピードに応じて、前記光学振れ補正手段と前記電子振れ補正手段のいずれを用いて振れ補正を行うように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光学振れ補正と電子振れ補正が可能な耐久性に優れた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像装置である監視カメラの構成を示すブロック図である。
【図２】光学振れ補正にかかわる処理のフローチャートを示す図である。
【図３】電子振れ補正にかかわる処理のフローチャートを示す図である。
【図４】本願発明の第１の実施例における振れ補正にかかわる処理のフローチャートを示す図である。
【図５】本発明の実施例２にかかる撮像装置である監視カメラの構成を示すブロック図である。
【図６】本願発明の第１の実施例における振れ補正にかかわる処理のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本願発明の好適な実施形態について説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１にかかる撮像装置である監視カメラ１の構成を示すブロック図である。図１において、レンズ鏡筒部２には、フォーカス制御やズーム制御を行うための撮影レンズ３と光学振れ補正に用いられる補正レンズ４が含まれている。補正レンズ４は、駆動手段であるマグネット（ＭＧ）とコイル（ＣＯＩＬ）を用いて、撮影光軸と直交する方向に移動可能である。なお、補正レンズ４を撮影光軸と直交する方向に移動させる駆動手段は上述の構成でなくてもよく、その他の公知の構成を用いても構わない。補正レンズ４の撮影光軸と直交する方向の位置は、位置検出手段であるホール素子（Ｈ．Ｅ）によって検出される。なお、補正レンズ４の位置を検出する位置検出手段もホール素子でなくてもよく、その他の公知の件手段を用いても構わない。
【００１９】
図１では、駆動手段であるマグネットとコイル、位置検出手段であるホール素子は１つずつ記載されているが、撮影光軸方向をＺ軸、撮影光軸と直交する平面をＸＹ平面とすると、監視カメラ１は、駆動手段と位置検出手段はＸ方向用とＹ方向用の２つ有している。
【００２０】
鏡筒駆動ドライバ５は、駆動手段のコイルや位置検出手段のホール素子が接続されていて、補正レンズ４の位置制御を行う。振動検出ジャイロ６は、監視カメラ１の振れを検出する振れ検出手段であって、ＣＰＵ８に振れ検出結果を出力する。撮像素子７は、撮影レンズ３及び補正レンズ４を通った光を受光して画像信号を出力する。
【００２１】
ＣＰＵ８は、撮像素子７から出力される画像信号の現像処理、ノイズ処理、露出演算処理、後述する電子振れ補正等の各種処理を、ＣＰＵ８に備えられたメモリに記憶されたプログラムにしたがって行う。シャッタスピード設定メモリ（ＳＳ設定メモリ）９、感度設定メモリ１０は、ＣＰＵ８の露出演算処理、またはユーザ設定によって決定されたシャッタスピードや感度を格納する。なお、ＣＰＵ８は、上述した各種処理を単一のプロセッサーで実行する構成でもよいし、複数のプロセッサーで実行する構成でもよい。
【００２２】
ＬＡＮケーブル１１は、監視カメラ１をネットワークに接続するためのものであって、監視カメラ１で得られた画像を遠隔地で確認することができ、また、遠隔地から監視カメラ１のシャッタスピードなどの各種パラメータを設定することもできる。
【００２３】
次に、補正レンズ４を用いた光学振れ補正について図２を用いて説明する。図２は、光学振れ補正にかかわる処理のフローチャートを示す図である。
【００２４】
図２に示す処理は、監視カメラ１の撮影動作中に繰り返し実行され、ステップＳ２０１にて振動検出ジャイロ６は、監視カメラ１の振れを検出し振れ検出結果をＣＰＵ８に出力する。
【００２５】
ステップＳ２０２にて鏡筒駆動ドライバ５は、ＣＰＵ８の指示にしたがって駆動手段のコイルに通電する。ステップＳ２０３にて鏡筒駆動ドライバ５は、ステップＳ２０１で取得した振れ検出結果に基づいてＣＰＵ８が決定したレンズ駆動量に基づいてコイルの通電制御を行い、補正レンズ４を目標位置に移動させる。
【００２６】
ステップＳ２０４にてＣＰＵ８は、光学振れ補正を終了するか否かを判定し、終了する場合は一連の処理を終了し、終了しない場合はステップＳ２０１へ戻る。
【００２７】
以上のように、光学振れ補正では、レンズ鏡筒部２の固定部に対して補正レンズ４を撮影光軸と直交する方向に移動させることで振れ補正を行う。そのため、レンズ鏡筒部２の固定部と補正レンズ４の移動に伴い移動する移動部とが連結される部分において摩耗が生じ、補正レンズ４を頻繁に移動させると耐久性に影響を与える。なお、本実施例で説明した光学振れ補正の方法は一例であって、補正レンズ４の代わりに撮像素子７を移動させる方法や補正レンズ４と撮像素子７の両方を移動させる方法でもよい。その他、被写体からの光が結像する撮像面上の位置を変更するために部材を移動させる方法であればよい。
【００２８】
次に、ＣＰＵ８を用いた電子振れ補正について図３を用いて説明する。図３は、電子振れ補正にかかわる処理のフローチャートを示す図である。
【００２９】
図３に示す処理は、監視カメラ１の撮影動作中に繰り返し実行され、ステップＳ３０１にて振動検出ジャイロ６は、監視カメラ１の振れを検出し振れ検出結果をＣＰＵ８に出力する。
【００３０】
ステップＳ３０２にてＣＰＵ８は、撮像素子７から画像信号を取得する。ステップＳ３０３にてＣＰＵ８は、ステップＳ３０１で取得した振れ検出結果に基づいて画像信号の出力位置を決定する。具体的には、ＣＰＵ８は、電子振れ補正の補正効果に応じて電子振れ補正後に出力する画像信号のサイズを決定する。電子振れ補正は、複数の画像間で被写体の位置が同じになるように複数の画像の位置合わせを行うものであって、複数の画像間で共通する画像領域が必要である。複数の画像間で被写体の位置ずれが大きいほど複数の画像間で共通する画像領域が小さくなる。すなわち、電子振れ補正の補正効果が大きいほど被写体の位置ずれが大きくても被写体の位置を同じ位置に合わせることができるが、電子振れ補正後の画像信号のサイズは小さくなる。
【００３１】
そして、ＣＰＵ８はＮ回目の撮像で得られた画像信号（Ｎ）に対してＮ＋１回目の撮像で得られた画像信号（Ｎ＋１）の被写体の位置合わせするため、画像信号（Ｎ）の出力位置に対して画像信号（Ｎ＋１）の出力位置を変更する。このとき、Ｎ回目の撮像時からＮ＋１回目の撮像時までの振れ検出結果に基づいて画像信号（Ｎ）の出力位置に対して画像信号（Ｎ＋１）の出力位置を変更することで、被写体の位置を同じ位置に合わせることができる。
【００３２】
ステップＳ３０４にてＣＰＵ８は、電子振れ補正を終了するか否かを判定し、終了する場合は一連の処理を終了し、終了しない場合はステップＳ３０１へ戻る。
【００３３】
以上のように、電子振れ補正では、撮像して得られた複数の画像間の像振れを補正することができるが、画像中の像振れを補正することができない。そのため、シャッタスピードが遅く画像中の像振れが大きくなる場合には十分は振れ補正を行うことができない。また、電子振れ補正では、電子振れ補正前の画像（撮像素子から出力される画像信号）に対して電子振れ補正後の画像はサイズが小さくなる。なお、本実施例で説明した電子振れ補正の方法は一例であって、複数の画像間の被写体の動きベクトルを算出して画像信号の出力位置を決定する方法であってもよい。
【００３４】
以上のような光学振れ補正と電子振れ補正の特徴を考慮した振れ補正について、図４を用いて説明する。図４は、本実施例の振れ補正にかかわる処理のフローチャートを示す図である。
【００３５】
監視カメラ１の電源がオンされたのち、ステップＳ４０１にて、ＣＰＵ８は撮影を開始する。
【００３６】
ステップＳ４０２にて、ＣＰＵ８は撮像を行い得られた画像信号に基づいて露出演算処理を行う。そして、ＣＰＵ８は、露出演算処理により決定されたシャッタスピードあるいはユーザに設定されたシャッタスピードをシャッタスピード設定メモリ９に格納し、格納されたシャッタスピードが第１の閾値よりも高速か否かを判定する。高速である場合は、ステップＳ４０３へ移行し、高速でない場合はステップＳ４０４へ移行する。なお、第１の閾値は予め決められた固定値でもよいし、ユーザが設定した任意の値でもよい。その他、監視カメラ１の撮影モードに応じた値や振れ補正レベルに応じた値でもよい。
【００３７】
ステップＳ４０３にてＣＰＵ８は、シャッタスピードが第１の閾値よりも高速であり光学振れ補正を行わなくても画像中の像振れの程度が小さいとみなして電子振れ補正を実行する。電子振れ補正の詳細については前述したため省略する。
【００３８】
ステップＳ４０４にて、ＣＰＵ８は、シャッタスピードが第１の閾値よりも高速でなく光学振れ補正を行わないと画像中の像振れの程度が大きいとみなして光学振れ補正を実行する。光学振れ補正の詳細については前述したため省略する。
【００３９】
ステップＳ４０５にて、ＣＰＵ８は、露出演算処理により決定された感度あるいはユーザに設定された感度を感度設定メモリ１０に格納し、格納された感度が第２の閾値よりも高いか否かを判定する。高い場合はステップＳ４０６へ移行し、高くない場合はステップＳ４０７へ移行する。なお、第２の閾値も第１の閾値と同様に、予め決められた固定値でもよいし、ユーザが設定した任意の値でもよい。その他、監視カメラ１の撮影モードに応じた値や振れ補正レベルに応じた値でもよい。
【００４０】
ステップＳ４０６にてＣＰＵ８は、感度が第２の閾値よりも高いため画像信号に含まれるノイズ成分が多く、解像度が低いとみなして光学振れ補正を停止する（実行しない）。画像信号の解像度が低いと、光学振れ補正により像振れ補正を行ったとしても画質向上の程度が解像度が高い場合に比べて小さいためである。
【００４１】
ステップＳ４０７にてＣＰＵ８は、感度が第２の閾値よりも高くないため画像信号に含まれるノイズ成分が少なく、解像度が高いとみなして光学振れ補正を継続する。
【００４２】
ステップＳ４０８にて、ＣＰＵ８は、撮影を終了するか否かを判定し、撮影を終了する場合は一連の処理を終了させ、撮影を終了しない場合はステップＳ４０２に戻る。
【００４３】
以上のように、本実施例では、シャッタスピードに応じて光学振れ補正を行うか電子振れ補正を行うかを切替えることで、光学振れ補正と電子振れ補正の特徴を活かしながら像耐久性に優れた撮像装置を提供することができる。また、感度に応じて光学振れ補正を実行するか否かを判定することで、光学振れ補正を実行する頻度を抑えて耐久性を向上させることができる。
【００４４】
なお、ステップＳ４０５の感度に応じて光学振れ補正を実行するか否かを判定する処理は耐久性をさらによくする処理であるため、ステップＳ４０５を省略したフローチャートであっても構わない。
【００４５】
（実施例２）
続いて、実施例２について説明する。実施例２において実施例１と共通する符号及び機能に対する詳細な説明は省略する。図５は、実施例２にかかる撮像装置である監視カメラ１の構成を示すブロック図であり、図１に示す監視カメラ１に対して、赤外線検出センサー１２、赤外カットフィルタ１３を有する点が異なる。
【００４６】
赤外線検出センサー１２は、監視カメラ１が設置されている環境での赤外光量を測定し、測定結果をＣＰＵ８に出力する。
【００４７】
赤外カットフィルタ１３は、鏡筒駆動ドライバ５によって制御される駆動手段であるモータ（Ｍｏｔｏｒ）により撮像素子７への光路に対して挿入／退避可能となっていて、挿入状態において撮像素子７へ向かう赤外光を低減させる。
【００４８】
次に、本実施例における光学振れ補正と電子振れ補正の特徴を考慮した振れ補正について、図６を用いて説明する。図６は、本実施例の振れ補正にかかわる処理のフローチャートを示す図であり、図４のフローチャートと同様のステップ番号では、図４と同じ処理を実行するため詳細な説明は省略する。
【００４９】
ステップＳ４０２でシャッタスピードが第１の閾値より高速でないと判定された場合、ステップＳ６０１へ移行する。ステップＳ６０１にて、ＣＰＵ８は、赤外線検出センサー１２を用いて測定した赤外光量を取得するとともに、鏡筒駆動ドライバ５に指示して赤外カットフィルタ１３を光路から退避させる。赤外カットフィルタ１３を光路から退避させることで、撮像素子７には赤外光成分に応じた電荷も蓄積されるため、画像信号の信号レベルが増加する。なお、ステップＳ６０１に進む場合はシャッタスピードが第１の閾値よりも高速でないため、可視光の光量が少ない環境だと想定される。そのため、赤外カットフィルタ１３を光路から退避させた状態だと赤外光成分が増えて色情報が少なくなるので、カラー撮影モードよりも白黒撮影モードが好ましく、白黒撮影モードへの変更を行う。カラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えについては公知であるため詳細な説明は省略する。
【００５０】
ステップＳ６０２にて、ＣＰＵ８は、ステップＳ６０１で取得した赤外光量の測定結果に基づいて露出演算処理を行う。そして、ＣＰＵ８は、露出演算処理により決定されたシャッタスピードをシャッタスピード設定メモリ９に格納し、格納されたシャッタスピードが第３の閾値よりも高速か否かを判定する。高速である場合は、ステップＳ４０３へ移行し、高速でない場合はステップＳ４０４へ移行する。なお、第３の閾値は予め決められた固定値でもよいし、ユーザが設定した任意の値でもよい。その他、監視カメラ１の撮影モードに応じた値や振れ補正レベルに応じた値でもよし、第１の閾値と同様の値でも異なる値でもよい。
【００５１】
以上のように、本実施例では、可視光量が少なく赤外光量が十分な場合には、赤外カットフィルタを光路から退避させることでシャッタスピードを高速にすることが可能になり、電子振れ補正を活用することができる。
【００５２】
なお、ステップＳ６０２では、赤外線検出センサー１２によって測定された赤外光量に基づいて露出演算処理を行っているが、赤外カットフィルタ１３を光路から退避させた状態で撮像を行い得られた画像信号に基づいて露出演算処理を行っても構わない。また、赤外光量に基づいて露出演算処理を行う場合、赤外カットフィルタ１３を光路から退避させていない状態の画像信号と退避させた状態の画像信号を比較して赤外光量を算出してもよい。赤外カットフィルタ１３を光路から退避させた状態では、光路長が変化しないように、赤外カットフィルタ１３の代わりに例えばガラスのような全波長透過フィルタを光路に挿入させてもよい。
【００５３】
また、実施例１と同様に、ステップＳ４０５の感度に応じて光学振れ補正を実行するか否かを判定する処理は耐久性をさらによくする処理であるため、ステップＳ４０５を省略したフローチャートであっても構わない。
【００５４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  監視カメラ
４  補正レンズ
６  振動検出ジャイロ
７  撮像素子
８  ＣＰＵ
【図１】
2019092036.tif 000003
【図２】
2019092036.tif 000004
【図３】
2019092036.tif 000005
【図４】
2019092036.tif 000006
【図５】
2019092036.tif 000007
【図６】
2019092036.tif 000008