(57)【要約】【課題】本発明は、画像揺れ補正機能付テレビジョンカメラ装置に関し、揺れ補正動作時にＳ／Ｎを低下させず、低残像特性を備えたテレビジョンカメラ装置を提供することにある。【解決手段】画像揺れ補正動作時にレンズの絞り制御と、シャッタースピード制御を併用できる構成にし、暗いときは、レンズ絞りを開放にさせ、シャッタースピードの低速限度値の設定を１／６０秒〜１／１００秒とし、明るいときは１／１００秒以上の高速シャッタースピードの高速限度値を設定しておき、その設定したシャッタースピードに達するまでレンズ絞りを開放に保ち、設定したシャッタースピードに達しても尚明るいときにはレンズの絞りを制御することで、暗いときはＳ／Ｎ低下を抑え、明るいときは低残像にすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、絞り機構を備えるレンズと、該レンズを介して被写体から入射する光を受光し光電変換して得られる電荷を所定時間蓄積して映像信号として出力する撮像素子と、該映像信号から雑音を除去する相関二重サンプリング回路と、該映像信号の利得を制御する利得制御回路と、前記相関二重サンプリング回路及び該利得制御回路からの映像信号を処理する信号処理回路と、前記撮像素子を駆動する駆動回路とを有するテレビジョンカメラにおいて、
揺れを検出する揺れ検出回路と、
前記テレビジョンカメラの設定条件を予め格納するメモリと、
該メモリに格納された設定条件に基づいて前記テレビジョンカメラを制御する制御装置とを備え、
前記揺れ検出回路が動作している場合には、前記制御装置が、前記被写体の明るさに応じて前記絞り機構と前記蓄積時間を制御することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項２】
レンズ絞りとシャッタースピードの制御と、カメラの揺れ補正が可能なテレビジョンカメラにおいて、
暗いときには、前記レンズ絞りを開放に固定し、前記シャッタースピードを遅くして揺れ補正することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項３】
レンズ絞りとシャッタースピードの制御と、カメラの揺れ補正が可能なテレビジョンカメラにおいて、
前記シャッタースピードの所定の高速限界値を予め設定しておき、
明るいときには、前記所定の高速限界値に達するまでは前記レンズ絞りを開放に固定して揺れ補正することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項４】
請求項３記載のテレビジョンカメラにおいて、
前記所定の高速限界値に達した後に、前記レンズ絞りを制御して揺れ補正することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、テレビジョンカメラにおける画像揺れ補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョンカメラを搭載した屋外雲台は、高速道路、陸橋、ビルの屋上等に設置されるため、風や自動車通行時の振動等の影響を受けて屋外雲台が揺れる。この時、撮像する画像も揺れるので、この画像揺れを低減するための揺れ補正機能が付いているものがある。
【０００３】
また、家庭用ビデオカメラのほとんどの機種にも撮影時の手ぶれのために生じる画像揺れを低減するために揺れ補正機能が付いている。これらの揺れ補正機能を使うときには、フィールド内の残像成分を低減させるためにシャッタースピード（撮像素子の電荷蓄積時間）を通常のシャッタースピード（例えば、１／６０秒）より速いシャッタースピード（例えば、１／１００秒）に変更する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２７１６８０号公報（第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらシャッタースピード１／１００秒では、残像が低減できない場合がある。また、揺れ補正を行うときに１／１００秒より高速のシャッタースピード例えば、１／５００秒や１／１０００秒に設定すれば、残像は低減できる。しかし、夜間など光量が少ないときは十分な感度が得られないためＡＧＣ（自動利得制御回路）機能を働かせ、映像信号レベルを大きくする。この時、映像信号レベルは高くなるが雑音も増加するため、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）が低下する。
【０００６】
本発明は上記課題を解決し、低照度時にＳ／Ｎ低下を抑え、高照度時には高速シャッタースピードで低残像の映像にする画像揺れ補正機能付きテレビジョンカメラの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のテレビジョンカメラは、少なくとも、絞り機構を備えるレンズと、前記レンズを介して被写体から入射する光を受光し光電変換して得られる電荷を所定時間蓄積して映像信号として出力する撮像素子と、前記映像信号から雑音を除去する相関二重サンプリング回路と、前記映像信号の利得を制御する利得制御回路と、前記相関二重サンプリング回路及び前記利得制御回路からの映像信号を処理する信号処理回路と、前記撮像素子を駆動する駆動回路とを有するテレビジョンカメラにおいて、揺れを検出する揺れ検出回路と、前記テレビジョンカメラの設定条件を予め格納するメモリと、前記メモリに格納された設定条件に基づいて前記テレビジョンカメラを制御する制御装置とを備え、前記揺れ検出回路が動作している場合には、前記制御装置が、前記被写体の明るさに応じて前記絞り機構と前記蓄積時間を制御する。
【０００８】
また、別の発明においては、レンズ絞りとシャッタースピードの制御と、カメラの揺れ補正が可能なテレビジョンカメラで、暗いときには、前記レンズ絞りを開放に固定し、上記シャッタースピードを遅くして揺れ補正する。
【０００９】
次の別の発明においては、レンズ絞りとシャッタースピードの制御と、カメラの揺れ補正が可能なテレビジョンカメラで、上記シャッタースピードの所定の高速限界値を予め設定しておき、明るいときには、前記所定の高速限界値に達するまでは前記レンズ絞りを開放に固定して揺れ補正する。
【００１０】
さらに、上記のテレビジョンカメラにおいて、上記所定の高速限界値に達した後に、上記レンズ絞りを制御して揺れ補正する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のテレビジョンカメラの一実施例を図１の構成に基づき説明する。
【００１２】
図１において、１３は被写体、１は被写体１３からの光が入射するレンズで絞り機構付である。２は例えばＣＣＤのような撮像素子である。撮像素子２は、レンズ１を介して入射する光を光電変換して得られる電荷を画素毎に蓄積し、露光終了後に映像信号として出力する。３は撮像素子２から出力された映像信号の雑音を除去する相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、４は映像信号を所要レベルに調整する自動利得制御回路（ＡＧＣ）、５はアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する回路（Ａ／Ｄ）、６はデジタル映像信号に輝度処理、色処理、ガンマ補正、輪郭補償等の画質制御とホワイトバランスの調整等の信号処理を施すデジタル信号処理回路（ＤＳＰ）、７はデジタル映像信号をアナログ映像信号に変換する回路（Ｄ／Ａ）、８は映像信号を所要レベルに増幅し出力する増幅回路、１０は撮像素子２を駆動するための駆動回路、１１はカメラの設定値等を格納するメモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）、１２はカメラの揺れを角速度センサー等で検出する揺れ検出回路である。９は制御装置（ＣＰＵ）であって、レンズ１の絞り制御、メモリ１１の書き込みと読み出し制御、ＡＧＣ４の利得制御及びＤＳＰ６で処理する映像信号についての制御を行い、また撮像素子２の駆動回路１０を制御するための電荷蓄積時間（シャッタースピード）を計算するとともに、揺れ検出回路１２から得られる信号をもとに揺れ補正時の撮像素子読み出し位置の算出を行う。
【００１３】
本発明の一実施例の動作を図１によって説明する。
図１において、被写体１３からの光はレンズ１を介して撮像素子２に入射する。撮像素子２は、その入射した光を光電変換し得られる電荷を画素毎に蓄積する。蓄積は、例えばＣＰＵ９で制御する駆動回路１０から出力する電荷読みだしパルスに基づいて所要の露光時間まで蓄積する。蓄積された１画面分の映像信号はＣＤＳ３へ出力される。ＣＤＳ３は撮像素子２から出力された映像信号の雑音成分を除去し、画素毎にサンプルホールドを行い、ＡＧＣ４へ出力する。ＡＧＣ４は入力した映像信号を所要のレベルになるまでＣＰＵ９の指示に従い増幅を行い、所要レベルの映像信号をＡ／Ｄ５へ出力する。Ａ／Ｄ５はＡＧＣ４から入力した映像信号をデジタル処理に適応させるためにデジタル信号に変換し、ＤＳＰ６へ出力する。ＤＳＰ６は、ＣＰＵ９から与えられた設定条件に従い、Ａ／Ｄ５から入力したデジタル映像信号に輝度処理、色処理、ガンマ補正、輪郭補償等の画質制御とホワイトバランスの調整等の信号処理を施す。信号処理されたデジタル映像信号はＤ／Ａ７へ出力する。Ｄ／Ａ７は、デジタル映像信号をアナログ信号に変換して増幅回路８へ出力される。増幅回路８は、アナログ映像信号を所要の信号レベルに増幅し、他の機器、例えばビデオモニタ、ＶＴＲ等の装置に出力する。
【００１４】
図１において、ユーザが、図示しない操作面のボタンを押すことによって、揺れ補正機能開始信号がＣＰＵ９に入力される。ＣＰＵ９は、揺れ検出回路１２から得られる信号によって撮像素子２の読み出し位置を算出し、撮像素子２の読み出し位置を変更する。撮像素子２の読み出し位置変更は、揺れを相殺する方向であるため、揺れが補正できる。
また、ＣＰＵ９はＤＳＰ６から得られる明るさのデータ（輝度データ）をもとに、映像信号を所要のレベルにするため撮像素子２のシャッタースピードをＣＰＵ９から駆動回路１０を介して制御する。
【００１５】
このときシャッタースピードの低速限度値を例えば１／１００秒に、高速限度値を例えば１／１０００秒とあらかじめメモリ１１に格納しておき、その高速限度値に達するまでレンズ１の絞りは開放に固定にする。高速限度値に達しても映像信号が所要レベルより高い場合はシャッタースピードを高速限度値に固定し、レンズ絞りで所要レベルになるように制御する。映像信号が所要レベルより低い場合はＣＰＵ９でシャッタースピードの現在値を調べ、高速限度値に達している場合はレンズ絞りを制御する。レンズ絞りが開放に達しても映像信号が所要レベルより低い場合は、レンズ絞りを開放に固定してシャッタースピードを制御する。シャッタースピードの制御範囲は低速限度値と高速限度値の間である。
【００１６】
上述のように本発明は揺れ補正動作時のレンズ絞り制御とシャッタースピード制御を併用する構成にして、夜間等暗いときは、ＣＰＵ９がＤＳＰ６に入力されるデジタル映像信号レベル、レンズ１の絞り値、シャッタースピード及びＡＧＣ４の調整値から暗いと判断してレンズ絞りを開放に固定して、シャッタースピードを遅くするために例えば１／６０秒〜１／１００秒にする。
【００１７】
昼間等明るいときは、事前に１／１００秒以上のシャッタースピードの高速限度値を設定しておき、ＣＰＵ９がＤＳＰ６に入力されるデジタル映像信号レベル、レンズ１の絞り値、シャッタースピード及びＡＧＣ４の調整値から明るいと判断した時は、前記設定したシャッタースピードに達するまではレンズ絞りを開放に保ち、設定したシャッタースピードに達しても尚明るいときにはレンズの絞りを制御することで、暗いときはＳ／Ｎ低下を抑え、明るいときは残像を低減させることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、レンズ絞りとシャッタースピードを制御することにより、Ｓ／Ｎ低下の低減とフィールド内残像の低減を両立できる画像揺れ補正機能付きテレビジョンカメラが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１：レンズ、２：撮像素子、３：ＣＤＳ、４：ＡＧＣ、５：Ａ／Ｄ、６：ＤＳＰ、７：Ｄ／Ａ、８：増幅回路、９：ＣＰＵ、１０：駆動回路、１１：メモリ、１２：揺れ検出回路、１３：被写体。
【図１】
2005026737.tif 000003