(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全画素の画像信号をノンインターレースで順次出力する撮像素子と、
上記画像信号から、動画用の画像信号を生成する動画撮影モードまたは静止画用の画像信号を生成する静止画撮影モードのいずれかを指定するモード指定手段と、
頂角可変プリズムと、前記プリズムの頂角を変更するための頂角変更手段とを含み、前記頂角可変プリズムの頂角を変更することにより手ぶれ補正を行う手ぶれ補正手段と、
前記撮像装置が規定の動きをしている場合に、手ぶれ補正手段による手ぶれ補正を禁止または抑制する制御手段と、
前記モード指定手段によって指定されたモードが静止画撮影モードを示す場合には、前記制御手段を消勢するスイッチ手段と、
前記頂角可変プリズムの頂角の角度を測る測定手段とを有し、
前記モード指定手段により静止画撮影モードが指定された場合、前記測定手段により測定された角度があらかじめ決められた角度以下の場合に撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記手ぶれ補正手段は、前記撮像装置の角速度を検出する角速度検出手段と前記角速度検出手段に検出された角速度から各変位を求める各変位検出手段とを含み、前記規定の動きとはパンニングまたはチルトであり、上記角速度及び各変位が一定時間略一定である場合に、パンニングまたはチルトが行われているものと判定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】
前記角変位検出手段は、カットオフ周波数可変の高域通過フィルタおよび時定数変更可能の積分器とを有し、前記制御手段はパンニングまたはチルトが行われていると判断した場合に、行われていない場合よりも前記高域通過フィルタのカットオフ周波数を高くし、前記積分器の時定数を小さくするか０にすることにより、手ぶれ補正の度合いを抑制または禁止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】
全画素の画像信号をノンインタレースで順次出力する撮像素子と、
上記画像信号から、動画用の画像信号を生成する動画撮影モードまたは静止画用の画像信号を生成する静止画撮影モードのいずれかを指定するモード指定手段と、
前記撮像素子による撮像中に、規定の動きが行われているか否かを判定する判定手段と、
頂角可変プリズムと、前記プリズムの頂角を変更するための頂角変更手段とを含み、前記頂角可変プリズムの頂角を変更することにより手ぶれ補正を行い、手ぶれ補正の補正度合いが可変の手ぶれ補正手段と、
前記モード指定手段によって指定されたモードおよび前記判定手段による判定結果に基づいて、前記手ぶれ補正手段によって行われる手ぶれ補正の補正度合いを設定する設定手段と、
前記頂角可変プリズムの頂角の角度を測る測定手段とを有し、
前記モード指定手段により静止画撮影モードが指定された場合、前記測定手段により測定された角度があらかじめ決められた角度以下の場合に撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記モード指定手段によって動画撮影モードが指定され、かつ、前記判定手段により規定の動きが行われていると判定された場合には、静止画撮影モードが指定された場合、または動画撮影モードが指定され、かつ規定の動きが行われていないと判定された場合よりも手ぶれ補正の度合いを低くするか手ぶれ補正を行わないように設定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記手ぶれ補正手段は、前記撮像装置の角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段により検出された角速度から角変位を求める角変位検出手段とを有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】
前記角変位検出手段は、カットオフ周波数可変の高域通過フィルタと時定数変更可能の積分器とを有し、前記設定手段は、前記モード指定手段によって動画撮影モードが指定され、かつ、前記判定手段により規定の動きが行われていると判定された場合に、静止画撮影モードが指定された場合、または動画撮影モードが指定され、かつ規定の動きが行われていないと判定された場合よりも、前記高域通過フィルタのカットオフ周波数を高くし、前記積分器の時定数を小さくするか０に設定することにより手ぶれ補正の度合いを低くするまたは行わないようにすることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
上記規定の動きとはパンニングまたはチルトであり、前記判定手段は、上記角速度および角変位が一定時間略一定である場合に規定の動作が行われているものと判定することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
上記動画用の画像信号とは、ＮＴＳＣ方式に基づく画像信号であることを特徴とする請求項１または４に記載の撮像装置。
【請求項１０】
上記動画用の画像信号とは、ＰＡＬ方式に基づく画像信号であることを特徴とする請求項１または４に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮像装置の制御方法であって、
全画素の画像信号をノンインタレースで順次出力する撮像工程と、
上記画像信号から、動画用の画像信号を生成する動画撮影モードまたは静止画用の画像信号を生成する静止画撮影モードのいずれかを指定するモード指定工程と、
前記撮像装置に備えられた頂角可変プリズムの頂角を変更することにより手ぶれ補正を行う手ぶれ補正工程と、
前記撮像装置が規定の動きをしている場合に、手ぶれ補正工程における手ぶれ補正を禁止または抑制する制御工程と、
前記モード指定工程によって指定されたモードが静止画撮影モードを示す場合には、前記制御工程を行わないようにする消勢工程と、
前記頂角可変プリズムの頂角の角度を測る測定工程とを有し、
前記モード指定工程により静止画撮影モードが指定された場合、前記測定工程により測定された角度があらかじめ決められた角度以下の場合に撮像を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
前記手ぶれ補正工程は、前記撮像装置の角速度を検出する角速度検出工程と前記角速度検出工程で検出された角速度から角変位を求める角変位検出工程とを含み、前記規定の動きとはパンニングまたはチルトであり、上記角速度および角変位が一定時間略一定である場合に、パンニングまたはチルトが行われているものと判定することを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
【請求項１３】
前記角変位検出工程では、カットオフ周波数可変の高域通過フィルタおよび時定数変更可能の積分器とを用いて角変位を検出し、前記制御工程ではパンニングまたはチルトが行われていると判断した場合に、行われていない場合よりも前記高域通過フィルタのカットオフ周波数を高くし、前記積分器の時定数を小さくするか０にすることにより、手ぶれ補正の度合いを抑制または禁止することを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
【請求項１４】
撮像装置の制御方法であって、
全画素の画像信号をノンインタレースで順次出力する撮像工程と、
上記画像信号から、動画用の画像信号を生成する動画撮影モードまたは静止画用の画像信号を生成する静止画撮影モードのいずれかを指定するモード指定工程と、
前記撮像工程中に、規定の動きが行われているか否かを判定する判定工程と、
前記モード指定工程によって指定されたモードおよび前記判定工程による判定結果に基づいて、手ぶれ補正の補正度合いを設定する設定工程と、
前記設定工程で設定された補正度合いに基づいて、前記撮像装置に備えられた頂角可変プリズムの頂角を変更することにより手ぶれ補正を行う手ぶれ補正工程と、
前記頂角可変プリズムの頂角の角度を測る測定工程とを有し、
前記モード指定工程により静止画撮影モードが指定された場合、前記測定工程により測定された角度があらかじめ決められた角度以下の場合に撮像を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１５】
前記設定工程では、前記モード指定工程によって動画撮影モードが指定され、かつ、前記判定工程により規定の動きが行われていると判定された場合には、静止画撮影モードが指定された場合、または動画撮影モードが指定され、かつ規定の動きが行われていないと判定された場合よりも手ぶれ補正の度合いを低くするか手ぶれ補正を行わないように設定することを特徴とする請求項１４に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記手ぶれ補正工程は、前記撮像装置の角速度を検出する角速度検出工程と前記角速度検出工程で検出された角速度から角変位を求める角変位検出工程とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
前記角変位検出工程では、カットオフ周波数可変の高域通過フィルタと時定数変更可能の積分器とを用いて角変位を検出し、前記設定工程では、前記モード指定工程によって動画撮影モードが指定され、かつ、前記判定工程により規定の動きが行われていると判定された場合に、静止画撮影モードが指定された場合または動画撮影モードが指定され、かつ規定の動きが行われていないと判定された場合よりも、前記高域通過フィルタのカットオフ周波数を高くし、前記積分器の時定数を小さくするか０に設定することにより手ぶれ補正の度合いを低くするか行わないようにすることを特徴とする請求項１６に記載の制御方法。
【請求項１８】
上記規定の動きとはパンニングまたはチルトであり、前記判定工程では、上記角速度および角変位が一定時間略一定である場合に規定の動作が行われているものと判定することを特徴とする請求項１６に記載の制御方法。
【請求項１９】
上記動画用の画像信号とは、ＮＴＳＣ方式に基づく画像信号であることを特徴とする請求項１１または１４に記載の制御方法。
【請求項２０】
上記動画用の画像信号とは、ＰＡＬ方式に基づく画像信号であることを特徴とする請求項１１または１４に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非加算読み出し方式の固体撮像素子を用いた撮像装置および該撮像装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
民生用のビデオカメラなどに多く用いられる従来のＣＣＤ固体撮像素子は、２次元に配列された多数の光電変換部と、その光電変換部で生成された電荷を順次に転送する機構とで構成されている。そして電荷の転送時には１水平ライン毎に飛び越して信号を読み出し、固体撮像素子が有する画素数の半分の画素（１フィールド）の画像信号を１フィールド分の信号として出力し、その分時間分解能の向上を図っている。また、固体撮像素子の表面に補色モザイクフィルタを装着したものでは、光電変換部で生成した電荷の転送時に隣り合う水平ライン同士の電荷を加算して読み出す、（以下、「加算読み出し式」と言う。）ことにより、時間分解能の向上と共に、感度の改善を行っている。
【０００３】
さらに、このようにして固体撮像素子から得られた画像信号は、すでにインタレースされた信号となっているため、従来の民生用の撮像装置では、この画像信号に対して色復調等の処理を行い、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ等のテレビジョン規格と合致したビデオ信号を生成している。
【０００４】
また、従来より民生用のビデオカメラには種々の自動化機能が搭載されている。中でも近年新しく搭載されている機能として、手ぶれ補正機能が挙げられる。手ぶれ補正の方式としては、撮像された画像の全体的な動きを検出し、その動きを相殺するように画像出力を制御する電子方式と、ジャイロセンサ等の角速度センサまたは加速度センサを用いて、ビデオカメラ全体の動きを検出し、この検出に応じて結像興亜矩形に装着された頂角が可変なプリズムを制御することにより、手ぶれを補正する光学方式とに大別される。いずれの方式も動画撮像時の様々な状況において安定した手ぶれ補正ができるように処理を行っている。その代表的なものとしてパンニング補正機能がある。これは検出した動きが、手ぶれであるか、またはパンニング、チルトの動作等、撮影者の意図的な画角変化であるかを判断し、その判断によって動き補正の度合いを変化させるという機能である。これにより、できるだけ手ぶれだけを補正できるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
また、近年、２次元の固体撮像素子から生成した画像信号を、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ等の規格のテレビジョンモニタに従来通りの動画像として出力すると共に、これら以外のメディア、例えばコンピュータやプリンタ等の情報機器に、静止画像として出力しようとする機運が高まっている。
【０００６】
しかしながら、上記従来の方式で生成した画像信号は、時間分解能の向上のため垂直解像度が犠牲になっており、１フィールドの画像では、スキャナ等の他の画像入力装置から得られた画像と比べると画質が劣る。
【０００７】
奇数フィールドと偶数フィールドとを合成して１フレーム画としても、インタレース走査のため、被写体に動きがある場合は、合成フレーム画では１ライン毎にずれた画像となり、静止画は高画質とならない。さらに、最も多く用いられている加算読み出し方式では、そもそも隣り合う水平ライン同士を加算しているため、垂直解像度が低下しており、奇数フィールドと偶数フィールドとを合成しても垂直方向の解像度の向上にはならない。
【０００８】
従って、第１の問題として、従来の固体撮像素子を用いた撮像装置では、画質の観点から各種テレビジョン規格のビデオ信号の生成と静止画像出力メディアへの対応との両立が困難であることが指摘されてきた。
【０００９】
また、このようにして静止画撮影を行う場合、銀塩写真と比べると固体撮像素子の感度やダイナミックレンジがフィルムなどよりかなり低いことから、シャッタスピードを銀塩写真のレベルほどには上げられないため、動画撮影時以上に高性能の手ぶれ補正機能が必要となる。しかしながら、手ぶれ補正システムに動画撮影のためのパンニング補正処理が設定されている場合には、手ぶれ補正自身の性能がある程度犠牲にされてしまい、静止画像撮影時には十分な手ぶれ補正の性能が確保されないことが指摘されている。
【００１０】
すなわち、従来の技術の第２の問題として、動画撮影と静止画撮影との両方に対して、十分な手ぶれ補正の性能が提供できないという問題が挙げられる。
【００１１】
本発明は、上記第１および第２の問題に鑑みてなされたもので、各種ビデオ信号の生成と静止画像出力メディアへの対応を両立し、かつ十分な手ぶれ補正の機能を持った撮像装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、全画素の画像信号をノンインターレースで順次出力する撮像素子と、上記画像信号から、動画用の画像信号を生成する動画撮影モードまたは静止画用の画像信号を生成する静止画撮影モードのいずれかを指定するモード指定手段と、頂角可変プリズムと、前記プリズムの頂角を変更するための頂角変更手段とを含み、前記頂角可変プリズムの頂角を変更することにより手ぶれ補正を行う手ぶれ補正手段と、前記撮像装置が規定の動きをしている場合に、手ぶれ補正手段による手ぶれ補正を禁止または抑制する制御手段と、前記モード指定手段によって指定されたモードが静止画撮影モードを示す場合には、前記制御手段を消勢するスイッチ手段と、前記頂角可変プリズムの頂角の角度を測る測定手段とを有し、前記モード指定手段により静止画撮影モードが指定された場合、前記測定手段により測定された角度があらかじめ決められた角度以下の場合に撮像を行う。
【００１３】
また、別の構成では、本発明の撮像装置は、全画素の画像信号をノンインタレースで順次出力する撮像素子と、上記画像信号から、動画用の画像信号を生成する動画撮影モードまたは静止画用の画像信号を生成する静止画撮影モードのいずれかを指定するモード指定手段と、前記撮像素子による撮像中に、規定の動きが行われているか否かを判定する判定手段と、頂角可変プリズムと、前記プリズムの頂角を変更するための頂角変更手段とを含み、前記頂角可変プリズムの頂角を変更することにより手ぶれ補正を行い、手ぶれ補正の補正度合いが可変の手ぶれ補正手段と、
前記モード指定手段によって指定されたモードおよび前記判定手段による判定結果に基づいて、前記手ぶれ補正手段によって行われる手ぶれ補正の補正度合いを設定する設定手段と、前記頂角可変プリズムの頂角の角度を測る測定手段とを有し、前記モード指定手段により静止画撮影モードが指定された場合、前記測定手段により測定された角度があらかじめ決められた角度以下の場合に撮像を行う。
【００１４】
更に、本発明の撮像装置の制御方法は、全画素の画像信号をノンインタレースで順次出力する撮像工程と、上記画像信号から、動画用の画像信号を生成する動画撮影モードまたは静止画用の画像信号を生成する静止画撮影モードのいずれかを指定するモード指定工程と、前記撮像装置に備えられた頂角可変プリズムの頂角を変更することにより手ぶれ補正を行う手ぶれ補正工程と、前記撮像装置が規定の動きをしている場合に、手ぶれ補正工程における手ぶれ補正を禁止または抑制する制御工程と、前記モード指定工程によって指定されたモードが静止画撮影モードを示す場合には、前記制御工程を行わないようにする消勢工程と、前記頂角可変プリズムの頂角の角度を測る測定工程とを有し、前記モード指定工程により静止画撮影モードが指定された場合、前記測定工程により測定された角度があらかじめ決められた角度以下の場合に撮像を行う。
【００１５】
更に、別の構成によれば、撮像装置の制御方法は、全画素の画像信号をノンインタレースで順次出力する撮像工程と、上記画像信号から、動画用の画像信号を生成する動画撮影モードまたは静止画用の画像信号を生成する静止画撮影モードのいずれかを指定するモード指定工程と、前記撮像工程中に、規定の動きが行われているか否かを判定する判定工程と、前記モード指定工程によって指定されたモードおよび前記判定工程による判定結果に基づいて、手ぶれ補正の補正度合いを設定する設定工程と、前記設定工程で設定された補正度合いに基づいて、前記撮像装置に備えられた頂角可変プリズムの頂角を変更することにより手ぶれ補正を行う手ぶれ補正工程と、前記頂角可変プリズムの頂角の角度を測る測定工程とを有し、前記モード指定工程により静止画撮影モードが指定された場合、前記測定工程により測定された角度があらかじめ決められた角度以下の場合に撮像を行う。
【００１６】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施の形態を概略的に説明する。
【００１７】
近年、非加算で電荷を読み出す全画素読み出しＣＣＤと呼ばれる固体撮像素子が開発されている。このような非加算で読み出す方式（ノンインタレース走査方式）の固体撮像素子からの画像は、同じ画素数の加算読み出し方式またはインタレース走査方式の固体撮像素子から得られる画像と比べ、垂直解像度が２倍であるため、解像度という観点では従来の場合より大幅に画質改善がなされる。さらに、全画素読み出しＣＣＤは、従来の加算読み出しの固体撮像素子が１フィールド分の画像信号を読み出すのと同じ時間（１フィールド期間）で１フレーム分の画像信号を非加算で読み出せるため、被写体に動きがあっても１ライン毎のずれのない静止画像を生成することができるという長所がある。
【００１８】
本発明は、上記従来の技術の第１の問題点を改善すべく、上記全画素読み出しＣＣＤの特性に着目してなされたものであり、エリアセンサとして全画素読み出しＣＣＤを用いている。各種テレビジョン規格のビデオ信号を生成する場合は、１フレームの画像信号を１ライン毎に間引くか、または隣り合う１ライン同士を加算することにより１フィールド画像とし、次のフレームにおいては、間引くラインと残すラインとを前のフレームとは逆とするか、または加算するラインの組合せを前のフレームの場合とは逆とすることにより次のフィールドの画像とする。そして、このようにして順次生成した各フィールド画像に所定の処理を施すことにより、処理された信号、すなわちテレビジョン規格のビデオ信号として出力する。これを第１の撮影モード（動画撮影モード）とする。
【００１９】
次に、静止画像を生成する場合は、全画素ＣＣＤの出力する１フレーム画像をそのまま処理して出力することにより、垂直方向の解像度を１００％生かしたものとする。これを第２の撮影モード（静止画撮影モード）とする。
【００２０】
さらに、撮影状況に応じて上記２種類の撮影モードのうち、適したものを選択するようにしている。すなわち、通常の動画撮影時には上記第１の撮影モードに設定され、撮影者が意図的に静止画像を撮影しようとする場合は、外部からの制御に従い上記第２のモードに設定されるようにすることにより、各種テレビジョン規格の動画像を提供すると共に、静止画メディアへの高精細静止画像の提供を可能とするようにしている。
【００２１】
次に、上記第２の問題に対しては、上記第１の撮影モード設定時には、手ぶれ補正のパンニング補正機能を動作させて動画撮影を行い、上記第２の撮影モード設定時には、上記パンニング補正機能を停止することにより、静止画撮影時には手ぶれ補正の性能を向上させた状態とするようにしている。
【００２２】
さらに、上記手ぶれ補正手段が、撮像光学系の光軸に直角に配置された頂角の可変なプリズム（以下ＶＡＰ）を備え、光学的に手ぶれ補正するものであるときは、上記第２の撮影モードにより静止画を撮影するとき、上記プリズムの頂角が所定の値より小さい場合にのみ撮像されるようにすることにより、光の波長により異なる屈折率に起因する色収差の影響を除去し、色ずれのない高品位な静止画像の撮像が行えるようにしている。
＜第１の実施の形態＞
図１は上記の説明に基づく本発明の第１の実施例の形態を示すものである。図１において、１０１は全画素読み出しＣＣＤ、１０２はＡ／Ｄコンバータ、１０３はカメラ信号処理部、１０４は撮影モード入力部、１０５は動き検出部、１０６はマイクロコンピュータ、１０７は動き補正部、１０８はインターフェース、１０９は第１出力部、１１０は第２出力部、Ｙは輝度信号、ＲＢは色差信号、Ｙｍは動き検出用輝度信号、１１１は動きベクトル、１１２はマイクロコンピュータ１０６により生成される処理モード信号である。尚、カメラ信号処理部１０３の実施の形態については図２により、またマイクロコンピュータ１０６内で処理されるパンニング補正処理については図４により詳細に後述する。
【００２３】
次に本発明の第１の実施の形態の動作について説明する。全画素読み出しＣＣＤ１０１からは、従来、例えばＮＴＳＣ規格のビデオ信号生成に用いているＣＣＤの読み出し周波数の倍の周波数である６０（フレーム／秒）で画像信号が読み出され、Ａ／Ｄコンバータ１０２によりディジタル画像信号に変換された後、カメラ信号処理部１０３に入力される。動画像を撮影するか、静止画像を撮影するかは、撮影モード入力部１０４により撮影者が外部より設定する。設定された撮影モードはマイクロコンピュータ１０６に読み込まれ、撮影モードが動画撮影モードであれば、処理モード信号１１２はＬｏｗとなり、静止画撮影モードであれは、Ｈｉｇｈとなる。カメラ信号処理部１０３では、入力されたＣＣＤの信号を設定された処理モードに応じて処理し、輝度信号Ｙと色差信号ＲＢとを生成する。
【００２４】
また、カメラ信号処理部１０３では、上記処理モードがいずれであっても、同じ内容の動き検出用輝度信号Ｙｍを生成する。動き検出部１０５は、動き検出用輝度信号Ｙｍを用いて動きベクトル１１１を生成する。マイクロコンピュータ１０６は、図３で詳しく後述するが、動きベクトル１１１を用いて動き補正データを生成し、動き補正部１０７は手ぶれによって生じた画面上での輝度信号Ｙと色差信号ＲＢの動きをキャンセルするようにメモリからずらして読み出し、インターフェース１０８に伝送する。インターフェース１０８では上記処理モードに応じて上記動き補正された輝度信号Ｙ、色差信号ＲＢを、ＮＴＳＣ規格のビデオ信号または静止画メディア用の画像データフォーマットに変換する。そして、動画撮影モードが設定されている場合は、第１出力部１０９よりＮＴＳＣ規格ビデオ信号として外部に出力し、静止画撮影モードが設定されている場合は、第２出力部１１０から静止画メディア用フォーマットで出力する。
【００２５】
次に、図２を用いて図１のカメラ信号処理部１０３を詳細に説明する。図２において、２００はＣＣＤの信号入力端子（ＣＣＤ  ＩＮ）、２０１はＳＳＧ（同期信号発生回路）、２０２はｆｉｅｌｄＩＤ信号、２０３はｌｉｎｅＩＤ信号、２０４は処理モード信号１１２の入力端子（ＭＯＤＥ  ＩＮ）、２０５は第１のゲート、２０６は第２のゲート、２０７は第１のスイッチ、２０８はインバータ、２０９は第２のスイッチ、２１０はフレームメモリ、２１１は第３のスイッチ、２１２は第１の信号処理部、２１３は第２の信号処理部、２１４は第４のスイッチ、２１５は第３の信号処理部、２１６は輝度信号Ｙの出力端子、２１７は色差信号ＲＢの出力端子、２１８は動き検出用輝度信号生成回路、２１９は動き検出用輝度信号Ｙｍの出力端子（Ｙｍ  ＯＵＴ）である。
【００２６】
次に動作について説明する。動画撮影モードで撮影する場合、入力端子２０４からの処理モード信号１１２は、図１で説明したようにＬｏｗとなる。従って、各スイッチ２０９，２１１，２１４は０側に接続される。ＳＳＧ２１０は、図３に示すタイミングチャートのｆｉｅｌｄＩＤ２０２、ｌｉｎｅＩＤ信号２０３を出力する。すなわち、１／６０秒毎にｆｉｅｌｄＩＤ２０２は０→１→０→１と変化し、ｌｉｎｅＩＤ２０３は各ライン毎に０→１→０→１と変化する。従って、ｆｉｅｌｄＩＤ信号２０２およびｌｉｎｅＩＤ信号２０３に基づいて動作して、第２のスイッチ２０９の０側入力への信号を出力する第２のゲート２０６は、図３のタイミングチャートのＧａｔｅ＿２で示すようなゲート動作となる。よってフレームメモリ２１０への全画素ＣＣＤ１０１からの出力は、上記ゲート動作により図３のタイミングチャートのＭＥＭＯＲＹ＿ｉｎ  ａｔ  Ｍｏｄｅ−１で示されるように、はじめの１フレームでは偶数番目のラインのＣＣＤ１０１からの出力がフレームメモリ２１０に書き込まれ、次のフィールドでは奇数番目のラインのＣＣＤ１０１からの出力が書き込まれる。これにより、フレームメモリ２１０には、例えば奇数番目のラインの画像信号と偶数番目のラインの画像信号が、ライン毎に交互に記憶されて１フレーム分の画像データを形成している。従って、フレームメモリ２１０に書き込まれたＣＣＤ信号を１ライン毎に飛び越して読み出せば、インタレースされた６０（フィールド／秒）の画像信号が得られる。
【００２７】
また、静止画の撮影モードで撮影する場合、処理モード信号１１２はＨｉｇｈとなる。従って、各スイッチ２０９，２１１，２１４は１側に接続される。図２に示すように、第１のゲート２０５はｆｉｅｌｄＩＤ信号２０２により制御されるため（図３、Ｇａｔｅ＿１）、ＣＣＤ出力は始めの１フレームではフレームメモリ２１０には書き込まれず、次のフレームのＣＣＤ出力が全ライン書き込まれる（図３、ＭＥＭＯＲＹ＿ｉｎ  ａｔ  Ｍｏｄｅ−２）。従って、フレームメモリ２１０の出力側で書き込まれたＣＣＤ出力を順次に全画素読み出せば、ノンインタレースの画像信号が読み出される。
【００２８】
前記動画撮影モードにおいては、フレームメモリ２１０に記憶されたＣＣＤ出力は第１の信号処理部２１２に、前記静止画撮影モードでは第２の信号処理部２１３に送られる。これは、両撮影モードでは、垂直方向の相関距離が異なるため、色分離や垂直輪郭補正など、垂直方向の相関距離に依存する処理は、撮影モード毎に行う必要があるためである。その後、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、クランプなどの共通に行える処理は、第３の信号処理部２１５で行い、輝度信号Ｙは出力端子２１６から出力され色差信号ＲＢは出力端子２１７から出力される。動き検出用輝度信号生成回路２１８では、ＣＣＤ信号入力端子２００からの６０（フレーム／秒）のＣＣＤ信号の処理の周波数帯域を抽出し、動き検出用輝度信号Ｙｍを出力端子２１９から出力する。これにより、両撮影モードによらず、同じ内容の動き検出用輝度信号Ｙｍが抽出される。
【００２９】
次に、図４及び図８を用いて図１のマイクロコンピュータ１０６で行われる動画撮像モード時のパンニング補正処理及び静止画撮像モード時の手ぶれ補正の手順について説明する。
【００３０】
図４において、４００は撮像モード入力部１０４からの撮影モード信号の入力端子（ＭＯＤＥ  ＩＮ）、４０１は動き検出部１０５からの動きベクトル１１１の入力端子、４０２は手ぶれ補正制御部、４０２ａはパンニング補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、４０２ｂはパンニング判定部、４０２ｃは積分係数決定部、４０３は積分処理部、４０４は動きの位置情報Ｉtの出力端子である。入力端子４０１から入力された動きベクトル１１１は手ぶれ補正制御部４０２のパンニング判定部４０２ａと積分処理部４０３に入力される。積分処理部４０３は動きベクトル１１１を次式を用いて積分することにより、動きの位置情報Ｉtに変換する。
【００３１】
Ｉt＝Ｋ＊Ｉt-1＋Ｖt              （１）
Ｉt  ：動きの位置情報
Ｉt-1：１フレーム前の動きの位置情報
Ｖt  ：動きベクトル
Ｋ    ：可変の係数（０〜１）
ここで、係数Ｋが１の場合、完全な積分が行われ、正しい位置情報Ｉtが出力されるため、理論的には手ぶれが完全に補正される。逆にＫ＝０の場合、全く積分が行われず、Ｋ＝１の場合よりもかなり小さな値であるため、手ぶれ補正はほとんど機能しない。
【００３２】
手ぶれ補正制御部４０２では、撮像モード信号が動画撮像モードを示す場合（ステップＳ１でＹＥＳ）に、パンニング補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４０２ａをＯＮにし、パンニング補正を行う（ステップＳ２）。まず、パンニング判定部４０２ｂは、動きベクトル１１１に基づいて、画像の動きがパンニングやチルトなどのカメラの故意の移動によるものであるか否かを判定する。パンニングやチルトなどの動きであると判別された場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、積分係数決定部４０２ｃは上記係数Ｋを０または０に近い値（ｋ0）とすることにより（ステップＳ４）手ぶれ補正の度合いを小さくする。そうでないと判別された場合には（ステップＳ３でＮＯ）、撮像装置のレスポンスなどに応じてＫをｋ1（ｋ1＞ｋ0）から１の間の適切な値に設定する（ステップＳ５）。
【００３３】
また、撮像モード信号が静止画撮像モードを示す場合には（ステップＳ１でＮＯ）、パンニング補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４０２ａをＯＦＦにし、パンニング補正を行わずに（ステップＳ７）、積分係数決定部４０２ｃは撮像装置のレスポンスなどに応じてＫをｋ1（ｋ1＞ｋ0）から１の間の適切な値に設定する（ステップＳ８）。これにより、静止画撮影モードでは常に適切な手ぶれ補正が行われる。
【００３４】
なお、パンニング判定部４０２ｂは、例えば、動きベクトル１１１の大きさ、方向が一定時間以上略同じである場合に、パンニングやチルトによる画像の動きであると判定する。
＜第１実施例の変形例＞
次に、第１実施例の変形例を説明する。
【００３５】
この変形例においては、マイクロコンピュータ１０６で行われる動作の手順が第１実施例と異なる。この変形例においては、図４の構成の手ぶれ補正判定部４０２内にパンニング補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４０２ａが存在しない。それ以外の構成、動作については第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
まず、入力端子４００から撮影モード信号及び入力端子４０１から動きベクトル１１１が手ぶれ補正制御部４０２のパンニング判定部４０２ｂに入力する。パンニング判定部４０２ｂでは、撮影モード信号が動画撮像モードを示すか静止画撮像モードを示すかに関わらず、動画の動きがパンニングやチルトなどのカメラの故意の移動による画像の動きであるか（図９で論理値０）否か（図９で論理値１）を、動きベクトル１１１に基づいて判定する。
【００３７】
次に、撮像モード信号及び動きベクトル１１１に基づく上記判定結果に基づいて、図９に示すように上記式（１）の係数Ｋの値を決定する。まず、撮像モード信号が動画撮影モード（Ｌｏｗ、すなわち図９で論理値０）を示し、パンニング判定結果が０である場合、係数Ｋを０または０に近い値（ｋ0）とすることにより、手ぶれ補正の度合いを小さくする。また、撮像モード信号が動画撮影モード（Ｌｏｗ、すなわち論理値０）で判定結果が１である場合、撮像装置のレスポンスなどに応じてＫをｋ1（ｋ1＞ｋ0）から１の間の適切な値に設定する。
【００３８】
また、撮像モード信号が静止画撮影モード（Ｈｉｇｈ、すなわち図９で論理値１）である場合、上記判定結果に関わらず（論理値１または０）、係数Ｋを撮像装置のレスポンスなどに応じてｋ1（ｋ1＞ｋ0）から１の間の適切な値に設定する。
【００３９】
なお、上記図９に示す動作は、論理回路を用いて実現しても良いし、また、テーブルを用いて実現することも可能である。
【００４０】
以上の動作により、動画、静止画、またはパンニング及びチルトなどの動作が行われているか否かに応じた適切な手ぶれ補正処理を行うことができる。
＜第２実施例＞
図５は本発明の第２の実施の形態を示すものである。図５において、５０１は頂角が可変なプリズムからなる光路変更部（ＶＡＰ）、５０２は撮像光学系、５０３は表面に補色モザイクフィルタを装着した全画素読み出しＣＣＤ、５０４は第１のＡ／Ｄコンバータ、５０５はカメラ信号処理部、５０６は振動ジャイロ等の角速度センサからなる垂直角速度検出センサ、５０７は振動ジャイロなどの角速度センサからなる水平角速度検出センサ、５０８は高域通過フィルタ、５０９は増幅器、５１０は第２のＡ／Ｄコンバータ、５１１はカットオフ特性可変の高域通過フィルタ、５１２は積分器、５１３は手ぶれ補正制御部、５１３ａはパンニング補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、５１３ｂはパンニング判定部、５１３ｃは定数決定部、５１４はＤ／Ａコンバータ、５１５はＶＡＰ５０１の水平駆動回路兼頂角センサ、５１６はＶＡＰ５０１の垂直駆動回路兼頂角センサ、５１７は静止画撮影制御部、５１８はインターフェース、５１９は第１出力部、５２０は第２出力部、５２１は撮影モード入力部である。尚、カメラ信号処理部５０５の実施の形態については図６により詳細に後述する。また、第２のＡ／Ｄコンバータ５１０、高域通過フィルタ５１１、積分器５１２、パンニング処理部５１３、Ｄ／Ａコンバータ５１４については、マイクロコンピュータを用いて実現することもできる。なお、角速度検出センサ５０６及び５０７は、加速度センサを用いて実現しても良い。
【００４１】
次に本発明の第２の実施の形態の動作について説明する。全画素読み出しＣＣＤ５０３からは、６０（フレーム／秒）で画像信号が読み出され、第１のＡ／Ｄコンバータ５０４によりディジタル画像信号に変換された後、カメラ信号処理部５０５に入力される。また、撮影モード入力部５２１は撮影者の意図に従い動画撮影モードの場合はＬｏｗ、静止画撮影モードの場合はＨｉｇｈの論理信号を出力し、静止画撮影制御部５１７とカメラ信号処理部５０５と手ぶれ補正制御部５１３に送られる。カメラ信号処理部５０５では、撮影モードを示す上記論理信号に応じた所定の処理を行い、輝度、色差信号を生成する。この生成過程については図６により詳細に後述する。
【００４２】
上記輝度、色差信号は、インターフェース５１８でＮＴＳＣ規格のビデオ信号と、静止画メディアへの信号フォーマットに変換される。そして、第１出力部５１９からはＮＴＳＣ規格のビデオ信号が、第２出力部５２０からは静止画メディア用の画像信号が出力される。水平・垂直角速度検出センサ５０６、５０７は撮像装置全体の水平・垂直方向の角速度を検出し、第１の高域通過フィルタ５０８により角速度信号の直流成分が除去された後、振動成分のみが増幅器５０９で適度に増幅される。次に第２のＡ／Ｄコンバータ５１０でディジタル変換され、カットオフ周波数可変の高域通過フィルタ５１１でさらに帯域制限された後、積分器５１２により角変位信号に変換されて、Ｄ／Ａコンバータ５１４でアナログの角変位信号となり、水平・垂直駆動回路兼頂角センサ５１５、５１６に送られる。各駆動回路兼頂角センサ５１５、５１６は、角変位信号に基づいてＶＡＰ５０１の光学的光軸を変位させて手ぶれを相殺する光学的補正を行う。
【００４３】
次に、手ぶれ補正の制御について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
ここで、動画撮像モード、すなわち上記論理信号がＬｏｗである場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、パンニング補正制御部５１３のパンニング補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ５１３ａはＯＮとなり（ステップＳ２）、パンニング判定部５１３ｂは上記角速度信号および上記角変位信号に基づいて、パンニング、チルトなどが行われているか否か判断する（ステップＳ３）。例えば、角速度信号および角変位信号の示す角速度および角変位が一定時間以上略一定である場合、パンニング、チルトなどが行われていると判断する。パンニング、チルトが行われていると判断された場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、定数決定部５１３ｃはＨＰＦ５１１のカットオフ周波数を上げ、積分器５１２の積分の時定数を小さくして積分効果を低くする（ステップＳ１４）。一方、パンニング、チルトが行われていないと判断された場合は（ステップＳ３でＮＯ）、撮像装置のレスポンスなどに応じてカットオフ周波数および時定数を適切な値に設定する（ステップＳ１５）。
【００４５】
また、静止画撮影モード、すなわち上記論理信号がＨｉｇｈの場合は（ステップＳ２でＮＯ）、パンニング補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ５１３ａはＯＦＦとなり（ステップＳ７）、撮像装置のレスポンスなどに応じてカットオフ周波数および時定数を適切な値に設定する（ステップＳ１８）。
【００４６】
なお、手ぶれ補正制御部５１３は、パンニング、チルトなどが行われているか（図１１で論理値０）否か（図１１で論理値１）の判定を常に行うようにしても良い。この場合、図５のパンニング補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチは必要なく、定数決定部５１３ｃが図１１に示す表に従って高域通過フィルタ５１１のカットオフ周波数および積分器５１２の積分の時定数を変更すればよい。
【００４７】
また、各駆動回路兼頂角センサ５１５、５１６は、ＶＡＰ５０１の頂角の位置を検出し、検出された頂角位置信号は静止画撮影制御部５１７に送られる。そして、ＶＡＰ５０１の頂角が所定の角度より小さい場合にのみ、上述の静止画撮影モードで静止画像が撮影され、処理される。これによりＶＡＰ５０１のプリズムの色収差に起因する色ずれを防止しつつ、効果的な手ぶれ補正をかけた状態で高精細な静止画像を撮影できる。
【００４８】
次に、図６を用いてカメラ信号処理部５０５について説明する。図６において、６０１はＣＣＤ信号入力端子（ＣＣＤ  ＩＮ）、６０２はＳＳＧ（同期信号発生回路）、６０３はｆｉｅｌｄＩＤ信号、６０４はｌｉｎｅＩＤ信号、６０５は撮影モード入力端子（ＭＯＤＥ  ＩＮ）、６０７は１Ｈラインメモリ、６０８は加算器、６０９は第１のゲート、６１０は第２のゲート、６１１は第１のスイッチ、６１２はインバータ、６１３はフィールドメモリ、６１４は書き込み制御信号（Ｗｒｉｔｅ）、６１５は読み出し制御信号（Ｒｅａｄ）、６１６は第１の信号処理部、６１７は第２の信号処理部、６１８は第２のスイッチ、６１９は第３の信号処理部、６２０は輝度信号出力端子（Ｙ  ＯＵＴ）、６２１は色差信号出力端子（ＲＢ  ＯＵＴ）である。また、図７は図６のカメラ信号処理部５０５の各部の動作を示すタイミングチャートである。
【００４９】
次に動作について説明する。
【００５０】
ＣＣＤ信号入力端子６０１からのＣＣＤ信号は、加算器６０８において１Ｈラインメモリ６０７から出力される１水平ライン前の画素の表すディジタル画像信号と加算され（図７、Ａｄｄｅｒ）、第２のゲート６１０に送られる。ＳＳＧ６０２により生成されるｆｉｅｌｄＩＤ信号６０３、ｌｉｎｅＩＤ信号６０４は、図７のようにそれぞれ各フィールド毎、各ライン毎に０→１→０→１と変化し、第２のゲート６０１は、ｆｉｅｌｄＩＤ信号６０３でスイッチ制御される第１のスイッチ６１１によって選択された、ｌｉｎｅＩＤ信号６０４またはインバータ６１２で反転されたｌｉｎｅＩＤ信号のいずれかにより制御され、図７のＧａｔａ＿２のように動作する。従って、第１の信号処理部６１６に伝送されるＣＣＤ信号は図７のＰｒｏｃｅｓｓ＿１  ａｔ  Ｍｏｄｅ−１となり、これは従来の加算読み出しＣＣＤから得られるＣＣＤ信号に相当する信号となる。
【００５１】
一方、図５のＡ／Ｄコンバータ５０４により出力されるディジタル画像信号は、第１のゲート６０９にも伝えられる。第１のゲート６０９は、ｆｉｅｌｄＩＤ信号により制御されるので、図７のＧａｔｅ＿１に示すように、はじめのフィールド期間では信号を遮断し、次のフィールド期間では信号をフィールドメモリ６１３に伝達する（図７、Ｐｒｏｃｅｓｓ＿２  ａｔ  Ｍｏｄｅ−２）。フィールドメモリ６１３では書き込み制御信号６１４と読み出し制御信号６１５によりメモリへの読み書きが同時に制御されている。書き込み制御信号６１４の周波数を読み出し制御信号６１５の周波数の２倍とすることにより、フィールドメモリ６１３において１フレーム分のＣＣＤ信号をバッファリングして第２の信号処理部６１７に伝送する。
【００５２】
このようにして、第２の信号処理部６１７にはインタレースの２フィールド分、すなわち１フレーム分のＣＣＤ信号が伝送される。第１の信号処理部６１６と第２の信号処理部６１７は、各々色分離、垂直方向の輪郭補正等、垂直方向の相関距離に依存する処理を行う。これは各信号処理部６１７、６１７に入力されるＣＣＤ信号が、それぞれ加算読み出しに相当するインタレースの信号および非加算読み出しのノンインタレースの信号となっており、垂直方向の相関距離が異なるからである。さらに、各画素の持つ色情報もこれらの間では異なるため、色復調のマトリクス演算回路はそれぞれ各信号処理部６１６、６１７に含まれる。
【００５３】
動画撮影モードで撮影する場合は、撮影モード入力端子６０５からの論理信号はＬｏｗとなる。従って、第２のスイッチ６１８は０側に接続され、第３の信号処理部６１９には、加算読み出しに相当するインタレースされた画像信号が送られる。また、静止画像を撮影する場合、撮影モード入力端子６０５からの論理信号がＨｉｇｈとなるため、第２のスイッチ６１８は１側に接続され、第３の信号処理部６１９には、非加算読み出しのノンインタレースの画像信号が伝送される。第３の信号処理部６１９では、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、クランプなど、第１の撮影モード、第２の撮影モードで共通に行える処理を行い、輝度信号Ｙ、色差信号ＲＢをそれぞれ輝度信号出力端子６２０と色差信号出力端子６２１より出力する。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮影者が通常の動画像を撮影しようとする場合には、各種テレビジョン規格のビデオ信号を得て、それらの規格のモニタにより表示することができ、また、撮影者がテレビジョン規格の機器以外のメディアに出力することを意図して静止画像などを撮影した場合には、自動的に上記メディアに適した形態の画像信号を得て、高画質な静止画像を得ることができ、動画、静止画の両方に対応した撮像装置を実現することができる。
【００５５】
また、本発明によれば、動画撮影時にパンニング、チルトなどの動作が行われている場合には、パンニング補正処理を行うことにより、撮影状況に応じた手ぶれ補正を行うことができ、静止画撮影時にはより効果的な手ぶれ補正を行いながら静止画像を撮影することができる。
【００５６】
さらに、手ぶれ補正を頂角が可変なプリズムを用いて行う場合には、上記プリズムの色収差に起因する色ずれも防止することができる。
【００５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のカメラ信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における動作を示すタイミングチャートである。
【図４】図１のマイクロコンピュータの処理の流れを示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５のカメラ信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態における、図４に示すマイクロコンピュータで行われるパンニング補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態の変形例における、図４に示すマイクロコンピュータで行われる処理の一部を示す表である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における、図５に示すパンニング判定部で行われる処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における、図５に示すパンニング判定部で行われる処理を説明する表である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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