JP2003209736A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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Abstract
並進成分を適切に補正する撮像装置を提供する。 【解決手段】撮像装置1は、撮影対象の被写体からの光
を撮影光学系を通して撮像手段の結像面11に入射し
て、被写体の画像を撮像するに際して、振動検出部2
で、撮像装置1の振動を検出して当該振動の回転成分と
並進成分を出力し、振動の回転成分を回転補正部3で補
正し、振動の並進成分を並進補正部4で補正している。
したがって、手ぶれ等で発生する撮像装置1の振動の回
転成分と並進成分を補正することができ、像ぶれを適切
に補正して、画質を向上させることができる。
Description
詳細には、手ぶれ等で生じる像ぶれの回転成分と並進成
分を適切に補正する撮像装置に関する。
素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の
撮像装置で、手持ち撮影時の手の振動による画像性能の
劣化や、動画撮影時の画像の変位による見苦しさが指摘
されそれを防ぐ方法として、手ぶれ補正技術が種々提案
されている。
の第一の方式としては、ジャイロスコープ等を用いて光
学装置自体の振動による回転成分を検出し、この回転成
分を相殺するように光学像の位置を変位させて防振する
方法がある。
の技術として、撮像素子で被写体像を撮像して、撮像素
子から得られた被写体信号より画角内の被写体像の動き
を検出し、この動き信号を相殺するように、光学像の位
置を変位させたり、被写体がテレビジョン等の画面内で
一定の位置にくるように表示領域を切り出して表示する
方法がある(特開平7−177419号公報等参照)。
せた方式として、特開平2−75284号公報記載の
「撮像装置」、特開平4−163534号公報記載の
「カメラのブレ防止装置」、特開平4−163535号
公報記載の「カメラのブレ防止装置」、特開平4−21
5623号公報記載の「カメラのぶれ防止装置」、特開
平5−14801号公報記載の「手振れ防止装置」等が
あり、例えば、特開平5−14801号公報記載の「手
振れ防止装置」は、機械式補正手段と電気式補正手段を
備えており、これらの機械式補正手段と電気式補正手段
を使用して回転ぶれを補正している。
の振動による回転ぶれを補正するものである。
回転によるぶれだけでなく、並進によるぶれも存在す
る。
ぶれを検出するものとして、特開平7−225405号
公報記載の「像ぶれ補正カメラ」、特開平9−0805
23号公報記載の「像ブレ補正カメラ」、特開平9−2
18435号公報記載の「像ブレ補正カメラ」及び特開
平9−284637号公報記載の「手ぶれ補正方式およ
びそれを用いたビデオカメラ」等がある。
回転ぶれ量及び並進ぶれ量を検出し、並進ぶれについて
は、検出された並進ぶれ量と撮影被写体の距離から並進
ぶれ量に対応するぶれ角度を算出し、上記回転ぶれ量と
ともに、回転補正手段を用いて、手ぶれ補正している
が、いずれも具体的な並進補正手段を備えていない。
来の撮像装置のぶれ補正技術は、いずれも、回転ぶれ補
正、かそれに準じた形での防振方法が使用されている
が、撮像装置の振動は、回転成分のみでなく、並進成分
も存在する。
をB、撮影光学系の焦点距離をf、撮影光学系の主点か
ら被写体までの距離をLとすると、並進による像移動量
dは、次式で示される。
により変化する。
写体距離Lを限定することで像移動量dを限定し、並進
による像移動を相殺するように回転補正手段により補正
を行っている。
体距離の被写体のみではなく他の被写体距離の被写体も
混在して存在する場合がある。
離の被写体については並進ぶれが補正されるが、他の被
写体については、並進ぶれ補正の影響で像ぶれが発生
し、画質が悪化するという問題があった。
の被写体からの光を撮影光学系を通して撮像手段に入射
して、被写体の画像を撮像するに際して、振動検出手段
で、撮像装置の振動を検出して当該振動の回転成分と並
進成分を出力し、振動検出手段の出力する振動の回転成
分を回転補正手段で補正し、振動検出手段の出力する振
動の並進成分を並進補正手段で補正することにより、手
ぶれ等で発生する撮像装置の振動の回転成分と並進成分
を補正し、像ぶれを適切に補正して、画質を向上させる
ことのできる撮像装置を提供することを目的としてい
る。
からの光を撮影光学系を通して撮像手段に入射して、被
写体の画像を撮像するに際して、像変位検出手段により
撮像手段で撮影した被写体の画像の撮像装置の振動によ
る像変位を検出して当該像変位の回転成分と並進成分を
算出し、像変位検出手段の算出する回転成分を回転補正
手段で補正し、像変位検出手段の算出する並進成分を並
進補正手段で補正することにより、手ぶれ等で発生する
撮像装置の振動の回転成分と並進成分をより正確に補正
し、像ぶれをより一層適切に補正して、画質をより一層
向上させることのできる撮像装置を提供することを目的
としている。
回転成分に基づいて、撮像手段の一部の範囲の被写体の
画像を切り出して、回転成分を補正するものとすること
により、光学的手段を用いることなく回転成分を補正
し、像ぶれを適切にかつ安価に補正して、安価に画質を
向上させることのできる撮像装置を提供することを目的
としている。
被写体からの入射光を反射して撮影光学系に入射させる
平面反射板を備え、並進成分に基づいて、当該平面反射
板の位置を変化させて並進成分を補正するものとするこ
とにより、安価かつ簡単に並進成分を補正し、像ぶれを
適切にかつ安価に補正して、安価に画質を向上させるこ
とのできる撮像装置を提供することを目的としている。
被写体からの入射光を透過させて撮影光学系に入射させ
る平行平板を備え、並進成分に基づいて、平行平板の角
度を変化させて並進成分を補正するものとすることによ
り、並進成分を正確に補正し、像ぶれをより一層適切に
補正して、画質をより一層向上させることのできる撮像
装置を提供することを目的としている。
被写体からの入射光を透過させて撮影光学系に入射させ
る平行平板を備え、並進成分に基づいて、平行平板の厚
みを変化させて並進成分を補正するものとすることによ
り、並進成分を正確に補正し、像ぶれをより一層適切に
補正して、画質をより一層向上させることのできる撮像
装置を提供することを目的としている。
回転成分に基づいて、被写体からの入射光を反射して撮
影光学系に入射させる可変頂角プリズムの頂角を変化さ
せて回転成分を補正するものとし、並進補正手段を、並
進成分に基づいて、当該可変頂角プリズム全体の角度を
変化させて並進成分を補正するものとすることにより、
一つの可変頂角プリズムを用いて回転成分と並進成分を
補正し、像ぶれを安価にかつより一層適切に補正して、
画質を安価にかつより一層向上させることのできる撮像
装置を提供することを目的としている。
回転成分に基づいて、被写体からの入射光を反射して撮
影光学系に入射させる可変頂角プリズムの頂角を変化さ
せて回転成分を補正するものとし、並進補正手段を、並
進成分に基づいて、当該可変頂角プリズムの厚みを変化
させて並進成分を補正するものとすることにより、一つ
の可変頂角プリズムを用いて回転成分と並進成分を補正
し、像ぶれを安価にかつより一層適切に補正して、画質
を安価にかつより一層向上させることのできる撮像装置
を提供することを目的としている。
像装置は、撮影対象の被写体からの光を撮影光学系を通
して撮像手段に入射して、前記被写体の画像を撮像する
撮像装置において、当該撮像装置の振動を検出して当該
振動の回転成分と並進成分を出力する振動検出手段と、
前記振動検出手段の出力する前記振動の回転成分を補正
する回転補正手段と、前記振動検出手段の出力する前記
振動の並進成分を補正する並進補正手段と、を備えてい
ることにより、上記目的を達成している。
の光を撮影光学系を通して撮像手段に入射して、被写体
の画像を撮像するに際して、振動検出手段で、撮像装置
の振動を検出して当該振動の回転成分と並進成分を出力
し、振動検出手段の出力する振動の回転成分を回転補正
手段で補正し、振動検出手段の出力する振動の並進成分
を並進補正手段で補正するので、手ぶれ等で発生する撮
像装置の振動の回転成分と並進成分を補正することがで
き、像ぶれを適切に補正して、画質を向上させることが
できる。
象の被写体からの光を撮影光学系を通して撮像手段に入
射して、前記被写体の画像を撮像する撮像装置におい
て、前記撮像手段で撮影した前記被写体の画像の前記撮
像装置の振動による像変位を検出して当該像変位の回転
成分と並進成分を算出する像変位検出手段と、前記像変
位検出手段の算出する前記回転成分を補正する回転補正
手段と、前記像変位検出手段の算出する前記並進成分を
補正する並進補正手段と、を備えていることにより、上
記目的を達成している。
の光を撮影光学系を通して撮像手段に入射して、被写体
の画像を撮像するに際して、像変位検出手段により撮像
手段で撮影した被写体の画像の撮像装置の振動による像
変位を検出して当該像変位の回転成分と並進成分を算出
し、像変位検出手段の算出する回転成分を回転補正手段
で補正し、像変位検出手段の算出する並進成分を並進補
正手段で補正するので、手ぶれ等で発生する撮像装置の
振動の回転成分と並進成分をより正確に補正することが
でき、像ぶれをより一層適切に補正して、画質をより一
層向上させることができる。
記載するように、前記回転補正手段は、前記回転成分に
基づいて、前記撮像手段の一部の範囲の前記被写体の画
像を切り出して、前記回転成分を補正するものであって
もよい。
成分に基づいて、撮像手段の一部の範囲の被写体の画像
を切り出して、回転成分を補正するものとしているの
で、光学的手段を用いることなく回転成分を補正するこ
とができ、像ぶれを適切にかつ安価に補正して、安価に
画質を向上させることができる。
に、前記並進補正手段は、前記被写体からの入射光を反
射して前記撮影光学系に入射させる平面反射板を備え、
前記並進成分に基づいて、前記平面反射板の位置を変化
させて前記並進成分を補正するものであってもよい。
体からの入射光を反射して撮影光学系に入射させる平面
反射板を備え、並進成分に基づいて、当該平面反射板の
位置を変化させて並進成分を補正するものとしているの
で、安価かつ簡単に並進成分を補正することができ、像
ぶれを適切にかつ安価に補正して、安価に画質を向上さ
せることができる。
に、前記並進補正手段は、前記被写体からの入射光を透
過させて前記撮影光学系に入射させる平行平板を備え、
前記並進成分に基づいて、前記平行平板の角度を変化さ
せて前記並進成分を補正するものであってもよい。
体からの入射光を透過させて撮影光学系に入射させる平
行平板を備え、並進成分に基づいて、平行平板の角度を
変化させて並進成分を補正するものとしているので、並
進成分を正確に補正することができ、像ぶれをより一層
適切に補正して、画質をより一層向上させることができ
る。
に、前記並進補正手段は、前記被写体からの入射光を透
過させて前記撮影光学系に入射させる平行平板を備え、
前記並進成分に基づいて、前記平行平板の厚みを変化さ
せて前記並進成分を補正するものであってもよい。
体からの入射光を透過させて撮影光学系に入射させる平
行平板を備え、並進成分に基づいて、平行平板の厚みを
変化させて並進成分を補正するものとしているので、並
進成分を正確に補正することができ、像ぶれをより一層
適切に補正して、画質をより一層向上させることができ
る。
に、前記撮像装置は、前記回転補正手段及び前記並進補
正手段として、前記被写体からの入射光を反射して前記
撮影光学系に入射させる可変頂角プリズムを備え、前記
回転補正手段は、前記回転成分に基づいて、前記可変頂
角プリズムの頂角を変化させて前記回転成分を補正し、
前記並進補正手段は、前記並進成分に基づいて、前記可
変頂角プリズム全体の角度を変化させて前記並進成分を
補正するものであってもよい。
成分に基づいて、被写体からの入射光を反射して撮影光
学系に入射させる可変頂角プリズムの頂角を変化させて
回転成分を補正するものとし、並進補正手段を、並進成
分に基づいて、当該可変頂角プリズム全体の角度を変化
させて並進成分を補正するものとしているので、一つの
可変頂角プリズムを用いて回転成分と並進成分を補正す
ることができ、像ぶれを安価にかつより一層適切に補正
して、画質を安価にかつより一層向上させることができ
る。
に、前記撮像装置は、前記回転補正手段及び前記並進補
正手段として、前記被写体からの入射光を反射して前記
撮影光学系に入射させる可変頂角プリズムを備え、前記
回転補正手段は、前記回転成分に基づいて、前記可変頂
角プリズムの頂角を変化させて前記回転成分を補正し、
前記並進補正手段は、前記並進成分に基づいて、前記可
変頂角プリズムの厚みを変化させて前記並進成分を補正
するものであってもよい。
成分に基づいて、被写体からの入射光を反射して撮影光
学系に入射させる可変頂角プリズムの頂角を変化させて
回転成分を補正するものとし、並進補正手段を、並進成
分に基づいて、当該可変頂角プリズムの厚みを変化させ
て並進成分を補正するものとしているので、一つの可変
頂角プリズムを用いて回転成分と並進成分を補正するこ
とができ、像ぶれを安価にかつより一層適切に補正し
て、画質を安価にかつより一層向上させることができ
る。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。
の実施の形態を示す図であり、図1は、本発明の撮像装
置の第1の実施の形態を適用した撮像装置1の要部ブロ
ック構成図である。
2、回転補正部3及び並進補正部4等を備えているとと
もに、図示しない撮影光学系、撮像素子、表示部、記録
部及び制御部等を備えている。
置1の振動の回転成分と並進成分を同時に検出し、検出
した撮像装置1の振動から回転ぶれ量と並進ぶれ量を算
出して、回転ぶれ量を回転補正部3に、並進ぶれ量を並
進補正部4に、それぞれ出力する。
分を検出する振動検出部2は、例えば、図2に示すよう
に、2つの加速度検出部5、6とぶれ量算出部7を備え
ており、2つの加速度検出部5、6が撮像装置1の2方
向の加速度から撮像装置1の回転と並進を同時に検出し
て、ぶれ量算出部7に出力する。ぶれ量算出部7は、二
つの加速度検出部5、6の出力の差分から角加速度を検
出し、二つの加速度検出部5、6の出力の平均から並進
加速度を検出する。そして、ぶれ量算出部7は、二つの
加速度検出部5、6の出力の差分から検出した角加速度
と二つの加速度検出部5、6の出力の平均から検出した
並進加速度を積分して、回転ぶれ量と並進ぶれ量を算出
し、回転ぶれ量を回転補正部3に、並進ぶれ量を並進補
正部4に、それぞれ出力する。
出部2から入力される回転ぶれ量を相殺するように動作
し、撮像装置1の振動の回転成分、すなわち、回転ぶれ
を補正する。
すような可変頂角プリズム20を用いることができる。
この可変頂角プリズム20は、両端の2枚のカバーガラ
ス21、22の間に透明な光学液体23が充填され、周
囲がゴム製の蛇腹24で封止されていて、カバーガラス
21、22の角度を変化させることで、可変頂角プリズ
ム20として実現されている。可変頂角プリズム20
は、カバーガラス21、22の頂角が変化されると、図
4に示すように、入射角r0で入射した光線と入射角r
1で入射した光線をともに同じ角度で出射させることが
でき、撮像装置1の回転ぶれを補正することができる。
ム20を用いた場合、振動検出部2から入力される回転
ぶれ量に応じて、当該回転ぶれ量を相殺するように、頂
角を変化させる。
出部2から入力される並進ぶれ量を相殺するように動作
し、撮像装置1の振動の並進成分、すなわち、並進ぶれ
を補正する。
ることができ、例えば、図5に示すように、透明な平行
平板30を用いてその角度を回転させることで、並進ぶ
れを補正することができる。すなわち、図5に示すよう
に、被写体からの光が最初に入射光r0のように平行平
板30に入射して、撮像装置1の撮影レンズ10を通過
して結像面11に結像し、次に、撮像装置1の並進移動
で被写体からの光が入射光r1のように入射する場合、
入射光r1の光線を入射光r0が通った撮影レンズ10
の光軸と同じ位置にくるように平行平板30を、図5に
矢印で示すように、回転させることで、撮像装置1に並
進移動があっても、結像面11での像移動を補正するこ
とができる。
に、透明な平行平板31を用いて、その厚みを変化させ
ることで、並進ぶれを補正することができる。すなわ
ち、図6に示すように、被写体からの光が最初に入射光
r0のように平行平板30に入射して、撮像装置1の撮
影レンズ10を通過して結像面11に結像し、次に、撮
像装置1の並進移動で被写体からの光が入射光r1のよ
うに入射する場合、最初の被写体からの入射光r0の撮
影レンズ10に入射する光軸に合わせて、図6に矢印で
示すように、平行平板31の厚みを変えることで、撮像
装置1に並進移動があっても、結像面11での像移動を
補正することができる。
的な方法としては、例えば、図7に示すようなものを用
いることができる。この場合、平行平板31は、2枚の
カバーガラス32間に透明な光学液体33が充填され、
周囲がゴム製の蛇腹34で封止されて、ガイド板35と
ガイドピン36によりカバーガラス32が平行に移動で
きるように保持されている。このカバーガラス32と蛇
腹34とによる封止室内に光学液体33の充満されてい
るピストン37を連結し、駆動モータ38で、ピストン
37を駆動させて、カバーガラス32と蛇腹34とによ
る封止室内に、光学液体33を注入したり、排出させる
ことで、カバーガラス32間の厚みを変位させて、平行
平板31としての厚みを変化させる。
に、平面反射板39を用い、平面反射板39を変位させ
ることで、並進ぶれを補正することができる。すなわ
ち、図8に示すように、被写体からの光が最初に入射光
r0のように平面反射板39に入射して、撮像装置1の
撮影レンズ10を通過して図示しない結像面11に結像
し、次に、撮像装置1の並進移動で被写体からの光が入
射光r1のように入射する場合、最初の被写体からの入
射光r0の撮影レンズ10に入射する光軸に合わせて、
図8に矢印で示すように、平面反射板39を変位させる
ことで、撮像装置1に並進移動があっても、結像面11
での像移動を補正することができる。
可変頂角プリズム20を用い、可変頂角プリズム20全
体を回転させることで、並進ぶれを補正することができ
る。すなわち、可変長プリズム20を回転させて並進ぶ
れを補正する場合には、図9に示すように、被写体から
の光が最初に入射光r0のように可変頂角プリズム20
に入射して、撮像装置1の図示しない撮影レンズ10を
通過して図示しない結像面11に結像し、次に、撮像装
置1の並進移動で被写体からの光が入射光r1のように
入射する場合、最初の被写体からの入射光r0の撮影レ
ンズ10に入射する光軸に合わせて、図9に破線で示す
ように、可変頂角プリズム20全体を回転させること
で、撮像装置1に並進移動があっても、結像面11での
像移動を補正することができる。
た可変頂角プリズム20を用い、可変頂角プリズム20
の厚みを変化させることで、並進ぶれを補正することが
できる。すなわち、可変頂角プリズム20の厚みを変化
させて並進ぶれを補正する場合には、図10に示すよう
に、被写体からの光が最初に入射光r0のように可変頂
角プリズム20に入射して、撮像装置1の図示しない撮
影レンズ10を通過して図示しない結像面11に結像
し、次に、撮像装置1の並進移動で被写体からの光が入
射光r1のように入射する場合、最初の被写体からの入
射光r0の撮影レンズ10に入射する光軸に合わせて、
図10に破線で示すように、可変頂角プリズム20の厚
みを変化させることで、撮像装置1に並進移動があって
も、結像面11での像移動を補正することができる。
変化させる方法としては、上記図7に平行平板31につ
いて示した方法と同様の方法を用いることができ、この
場合、ガイド板とガイドピンでカバーガラス3が平行に
なるように付勢する必要はない。
な撮像素子を用いて画像を撮像する撮像装置である場合
には、回転補正部3としては、電気的に撮像範囲を切り
出す方式を用い、並進補正部4としては、前述のような
方式を使用してもよい。
めに、1軸について説明を行ったが、XYの2軸構成に
してもよい。この場合、複数の軸に対して、それぞれ回
転補正部3と並進補正部4を設ける。
実施の形態の撮像装置1は、振動検出部2で撮像装置1
の振動による回転ぶれ量と並進ぶれ量を検出し、検出し
た回転ぶれ量を回転補正部3で補正するとともに、検出
した並進ぶれ量を簡単な構成の並進補正部4で補正す
る。
って発生する像変位について説明する。図11に示すよ
うに、撮像装置1が振動している場合、二つの成分の振
動が存在し、図11に矢印で示すように、撮像装置1の
撮影光学系の主点1aを中心とした回転移動と主点1a
の並進移動とが存在する。
位は、図12のように示すことができ、撮影光学系の焦
点距離をf、回転移動をθとした場合、画面中央の像変
位dθは、次式(1)で与えられる。
うに示すことができ、撮影光学系の主点1aから被写体
までの距離をL、並進量をBとした場合、像変位dB
は、次式(2)で与えられる。
する像変位は、上記式(1)と式(2)を合わせたもの
であり、並進移動を含む場合、撮像装置1の振動よって
発生する像変位は、撮影される被写体の距離Lによって
異なる。
に示すように、撮像装置1から近くに人物(近景)、遠
くに背景(遠景)が存在する場合、回転移動による像変
位は、図15に示すように、近景の人物も遠景の背景も
同じである。
6に示すように、近景の人物は大きく遠景の背景は小さ
くなる。
る像変位を、撮影者の意図する被写体を人物とした場合
に、人物の像変位をなくすように回転ぶれ補正を行う
と、図17に示すように、背景が小さく像変位する。
ぶれ補正のみで補正すると、一定の距離以外のところで
は、像ぶれを補正することができない。
に補正するには、回転ぶれ補正だけでなく、並進ぶれ補
正を行う必要がある。
るには、従来のように、撮像装置1が、図18に破線で
示すように、矢印B方向に並進移動した場合、撮影光学
系全体を、反対方向の矢印Bで示すように、撮像装置1
の移動量を相殺するように、移動させればよいことにな
る。
動させるには、駆動装置が大掛かりなものとなって、撮
像装置1自体が大型化するとともに、コストが高くつく
という問題がある。
3、図5〜図10に示したような並進補正部4を提案し
ている。
動検出部2が、撮像装置1の振動の回転成分と並進成分
を同時に検出し、検出した撮像装置1の振動から回転ぶ
れ量と並進ぶれ量を算出して、回転ぶれ量を回転補正部
3に、並進ぶれ量を並進補正部4に、それぞれ出力す
る。
れる回転ぶれ量を相殺するように動作し、撮像装置1の
振動の回転成分、すなわち、回転ぶれを補正する。
ら入力される並進ぶれ量を相殺するように動作し、撮像
装置1の振動の並進成分、すなわち、並進ぶれを補正す
る。
は、撮影対象の被写体からの光を撮影光学系を通して撮
像手段の結像面11に入射して、被写体の画像を撮像す
るに際して、振動検出部2で、撮像装置1の振動を検出
して当該振動の回転成分と並進成分を出力し、振動の回
転成分を回転補正部3で補正し、振動の並進成分を並進
補正部4で補正している。
1の振動の回転成分と並進成分を補正することができ、
像ぶれを適切に補正して、画質を向上させることができ
る。
補正部3を、回転成分に基づいて、撮像手段であるCC
D個体撮像素子等の撮像素子の一部の範囲の被写体の画
像を切り出して、回転成分を補正するものとしている。
回転成分を補正することができ、像ぶれを適切にかつ安
価に補正して、安価に画質を向上させることができる。
進補正部4を、被写体からの入射光を反射して撮影光学
系に入射させる平面反射板39を備え、並進成分に基づ
いて、当該平面反射板39の位置を変化させて並進成分
を補正するものとしている。
正することができ、像ぶれを適切にかつ安価に補正し
て、安価に画質を向上させることができる。
補正部4を、被写体からの入射光を透過させて撮影光学
系に入射させる平行平板30を備え、並進成分に基づい
て、平行平板30の角度を変化させて並進成分を補正す
るものとしている。
とができ、像ぶれをより一層適切に補正して、画質をよ
り一層向上させることができる。
進補正部4を、被写体からの入射光を透過させて撮影光
学系に入射させる平行平板31を備え、並進成分に基づ
いて、平行平板31の厚みを変化させて並進成分を補正
するものとしている。
とができ、像ぶれをより一層適切に補正して、画質をよ
り一層向上させることができる。
補正部3を、回転成分に基づいて、被写体からの入射光
を反射して撮影光学系に入射させる可変頂角プリズム2
0の頂角を変化させて回転成分を補正するものとし、並
進補正部4を、並進成分に基づいて、当該可変頂角プリ
ズム20全体の角度を変化させて並進成分を補正するも
のとしている。
を用いて回転成分と並進成分を補正することができ、像
ぶれを安価にかつより一層適切に補正して、画質を安価
にかつより一層向上させることができる。
転補正部3を、回転成分に基づいて、被写体からの入射
光を反射して撮影光学系に入射させる可変頂角プリズム
20の頂角を変化させて回転成分を補正するものとし、
並進補正部4を、並進成分に基づいて、当該可変頂角プ
リズム20の厚みを変化させて並進成分を補正するもの
としている。
を用いて回転成分と並進成分を補正することができ、像
ぶれを安価にかつより一層適切に補正して、画質を安価
にかつより一層向上させることができる。
2の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、撮像
装置の変位を像変位検出で検出するものである。
形態の撮像装置1と同様の撮像装置40に適用したもの
であり、本実施の形態の説明においては、上記第1の実
施の形態と同様の構成部分には、同一の符号を付して、
その詳細な説明を省略する。
の形態を適用した撮像装置40の要部ブロック構成図で
あり、撮像装置40は、像変位検出部41及び上記第1
の実施の形態と同様の回転補正部3と並進補正部4等を
備えている。
検出することで、撮像装置1の振動の回転成分と並進成
分を同時に検出し、検出した撮像装置1の振動から回転
ぶれ量と並進ぶれ量を算出して、回転ぶれ量を回転補正
部3に、並進ぶれ量を並進補正部4に、それぞれ出力す
る。
ば、図20に示すように、画像比較部51、ぶれ量算出
部52及び測距部53等を備えており、画像比較部51
には、撮像装置40の撮影光学系54を通して撮像素子
55に入力された被写体からの入力光を撮像素子55で
繰り返し撮像した複数の画像情報が入力される。
し撮像した複数の画像情報に基づいて像変位量を算出
し、ぶれ量算出部52に出力する。
距離を測定して、距離情報をぶれ量算出部52に出力す
る。
の像変位量と測距部53からの距離情報に基づいて、回
転ぶれ量と並進ぶれ量を算出して、回転ぶれ量を回転補
正部3に、並進ぶれ量を並進補正部4に、それぞれ出力
する。
る振動によって発生する回転移動をθ、並進移動をBと
すると、画角中央の回転ぶれ量dθは、dθ=f×ta
nθ、並進ぶれ量dBは、撮像装置40と被写体との距
離をL、焦点距離をfとすると、dB=B×f/L、画
角中央の総ぶれ量dは、d=f×B/L+f×tanθ
となり、距離L1の近景の像変位をd1とし、距離L2
の背景の像変位量をd2とすると、1/Lとdとの関係
は、図21に示すように、切片が、dθ(=f×tan
θ)、傾きが、f×Bの直線関係になる。
量が分かると、並進量Bと回転角θは、次式で与えられ
る。
×(X1−X2))) ここで、X1=1/L1、X2=1/L2とする。
ないときは、上記方法を用いることができない。この場
合には、画面全体に同じ距離の被写体しかない場合であ
り、このような場合は、並進と回転に分けて補正する必
要がないため、一つの像ぶれ量を補正するように、回転
補正部3と並進補正部4のうち、どちらか一方を使用し
て補正すればよいことになる。
画像があるものとして総ぶれ量を求める場合について説
明したが、実際は画角中央に被写体が在るとは限らな
い。
がある場合の総ぶれ量について説明する。
で、dB=B×f/Lとなる。
の回転ぶれdθは、図22に示すように、dθ=f×
(tan(θ+θ0)−tanθ0)となる。
L+f×(tan(θ+θ0)−tanθ0)となる。
の近景の像変位d1と、被写体角度θ2、距離L2の背
景の像変位量d2を検出したとすると、撮影光学系54
の焦点距離fと被写体角度θ1、θ2は既知であるた
め、次式で示す連立方程式を解くことで、回転移動θと
並進移動Bを求めることができる。
os(θ+θ1)) d2=f×B/L2+f×(tanθ/cos(θ+θ
2)) また、通常、ぶれ量θは、小さい値を取るため、次式の
ように近似することで、上記連立方程式を以下に示すよ
うに簡略化することができる。
連立方程式を解くと、回転移動θと並進移動Bは、次式
で与えられる。
2)/(f×cosθ1/L1−f×cosθ2/L
2) θ=arctan(cosθ1×cosθ2×(d2×
X1−d1×X2)/(f×(cosθ1X1−cos
θ2×X2))) そこで、ぶれ量算出部52は、上記式に基づいて、画角
内の異なった被写体距離の被写体の像変位を検出して、
回転量θと並進量Bを算出し、算出した回転量(回転ぶ
れ量)θと並進量(並進ぶれ量)Bを、それぞれ回転補
正部3と並進補正部4に出力して、回転補正部3及び並
進補正部4で手ぶれ等の補正を行う。
は、撮影対象の被写体からの光を撮影光学系を通して撮
像手段に入射して、被写体の画像を撮像するに際して、
像変位検出部41により撮像手段で撮影した被写体の画
像の撮像装置40の振動による像変位を検出して当該像
変位の回転成分と並進成分を算出し、回転成分を回転補
正部3で補正し、並進成分を並進補正部4で補正してい
る。
40の振動の回転成分と並進成分をより正確に補正する
ことができ、像ぶれをより一層適切に補正して、画質を
より一層向上させることができる。
3の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、ビデ
オカメラに適用したものである。
の形態を適用したビデオカメラ60の要部構成図であ
り、ビデオカメラ60は、並進補正部61、撮影光学系
62、CCD個体撮像素子63、CDS・A/D回路部
64、画像処理回路65、TG66、駆動回路67、フ
ォーカスモータ68、X軸加速度センサ対69、Y軸加
速度センサ対70、Z軸加速度センサ対71、CPU
(Central Processing Unit )72、表示部73及び記
録部74等を備えている。
4に示すように、2軸に変位可能な並進補正板81と並
進補正板81を2軸に変位させる駆動機構82を備えて
おり、駆動回路67により駆動機構82を動作させて、
並進補正板81を2軸に変位させることで、並進ぶれを
補正する。
サ対70及びZ軸加速度センサ対71は、図25に示す
ように、X軸、Y軸及びZ軸の3軸にそれぞれ2個の加
速度センサ69a、69b、70a、70b、71a、
71bが対として配置されており、各X軸加速度センサ
対69、Y軸加速度センサ対70及びZ軸加速度センサ
対71が、図26に示すように、ビデオカメラ60の手
ぶれ等による回転成分と並進成分を検出して、CPU7
2に出力する。X軸加速度センサ対69、Y軸加速度セ
ンサ対70及びZ軸加速度センサ対71は、全体として
振動検出手段として機能している。
の光が並進補正部61の並進補正板81を通過して撮影
レンズ等の撮影光学系62を通り、CCD固体撮像素子
63上に結像される。CCD個体撮像素子63は、TG
(タイミングジェネレータ)66のパルスにより駆動さ
れて、結像画像の画像信号をCDS・A/D回路部64
に出力し、CDS・A/D回路部64は、CCD個体撮
像素子63から入力される画像信号のリセットノイズ
を、そのCDS(相関サンプリング回路)で低減し、A
/D(アナログ/デジタル変換器)でデジタル変換して
画像情報に変換し、画像処理回路65に出力する。画像
処理回路65は、CDS・A/D回路部64から入力さ
れる画像情報に色補間、アパーチャ処理、ガンマ処理等
の画像処理を施して、記録部74で録画させ、また、モ
ニター画像としてLCD等を使用した表示部62で表示
させる。
個の加速度センサ69a、69b、70a、70b、7
1a、71bが対として配置されているX軸加速度セン
サ対69、Y軸加速度センサ対70及びZ軸加速度セン
サ対71で3軸方向の回転成分と並進成分のぶれを検出
してCPU72に入力する。
は使用しない。すなわち、X軸の並進成分は、ビデオカ
メラ60の前後方向のぶれであるため、X軸方向の並進
成分を補正することは、ピントを合わせ直すことに相当
し、あまり画像劣化には寄与しないからである。また、
Y軸の回転成分を補正は、撮像素子自身を回転させるこ
とで行うことができるが、本発明の主旨から外れるた
め、用いない。
左右の並進と回転ぶれについて補正を行う。
69、70、71から入力される加速度から上下左右の
並進ぶれ量と回転ぶれ量を算出し、算出した上下左右の
並進量からそれを相殺するように、駆動回路67を介し
て駆動機構82を駆動させて、並進補正板81を2軸に
変位させる。この並進補正板81の変位により、撮影光
学系62は、並進によるぶれのない画像をCCD固体撮
像素子63に結像する。
63に結像させて撮像した画像のリセットノイズを、C
DS・A/D回路部64で低減して、デジタル変換して
画像情報に変換し、画像処理回路65で、この画像情報
に色補間、アパーチャ処理、ガンマ処理等の画像処理を
施す。
理された画像に対して、上記各加速度センサ対69、7
0、71から入力される加速度から算出した上下左右の
回転ぶれ量に基づいて、画像が回転ぶれしないように画
像を切り出して、切り出した回転ぶれのない画像を記録
部74で記録させ、また、表示部73に表示させる。
は、並進ぶれのみ光学的に補正し、回転ぶれについては
電気的に補正しているが、回転ぶれについても、可変頂
角プリズム等を用いて光学的に補正してもよい。また、
本実施の形態のビデオカメラ60では、撮影光学系62
とCCD固体撮像素子63を相対的に変位させて回転ぶ
れを光学的に補正してもよい。したがって、CPU7
2、撮影光学系62及びCCD個体撮像素子63は、全
体として回転補正手段として機能している。
では、加速度センサ対69、70、71を用いて振動を
検出しているが、上述のように、画像情報を用いて像の
変位量を計算して並進量と回転量を算出してもよいい。
この算出方法は、ビデオカメラ60に使用する動き検出
方法を使うことで実現できる。
0に適用した場合について説明したが、撮像装置として
は、ビデオカメラ60に限るものではなく、例えば、デ
ジタルスチルカメラ、銀塩カメラ等にも同様に適用する
ことができる。
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
ば、撮影対象の被写体からの光を撮影光学系を通して撮
像手段に入射して、被写体の画像を撮像するに際して、
振動検出手段で、撮像装置の振動を検出して当該振動の
回転成分と並進成分を出力し、振動検出手段の出力する
振動の回転成分を回転補正手段で補正し、振動検出手段
の出力する振動の並進成分を並進補正手段で補正するの
で、手ぶれ等で発生する撮像装置の振動の回転成分と並
進成分を補正することができ、像ぶれを適切に補正し
て、画質を向上させることができる。
撮影対象の被写体からの光を撮影光学系を通して撮像手
段に入射して、被写体の画像を撮像するに際して、像変
位検出手段により撮像手段で撮影した被写体の画像の撮
像装置の振動による像変位を検出して当該像変位の回転
成分と並進成分を算出し、像変位検出手段の算出する回
転成分を回転補正手段で補正し、像変位検出手段の算出
する並進成分を並進補正手段で補正するので、手ぶれ等
で発生する撮像装置の振動の回転成分と並進成分をより
正確に補正することができ、像ぶれをより一層適切に補
正して、画質をより一層向上させることができる。
回転補正手段を、回転成分に基づいて、撮像手段の一部
の範囲の被写体の画像を切り出して、回転成分を補正す
るものとしているので、光学的手段を用いることなく回
転成分を補正することができ、像ぶれを適切にかつ安価
に補正して、安価に画質を向上させることができる。
並進補正手段を、被写体からの入射光を反射して撮影光
学系に入射させる平面反射板を備え、並進成分に基づい
て、当該平面反射板の位置を変化させて並進成分を補正
するものとしているので、安価かつ簡単に並進成分を補
正することができ、像ぶれを適切にかつ安価に補正し
て、安価に画質を向上させることができる。
並進補正手段を、被写体からの入射光を透過させて撮影
光学系に入射させる平行平板を備え、並進成分に基づい
て、平行平板の角度を変化させて並進成分を補正するも
のとしているので、並進成分を正確に補正することがで
き、像ぶれをより一層適切に補正して、画質をより一層
向上させることができる。
並進補正手段を、被写体からの入射光を透過させて撮影
光学系に入射させる平行平板を備え、並進成分に基づい
て、平行平板の厚みを変化させて並進成分を補正するも
のとしているので、並進成分を正確に補正することがで
き、像ぶれをより一層適切に補正して、画質をより一層
向上させることができる。
回転補正手段を、回転成分に基づいて、被写体からの入
射光を反射して撮影光学系に入射させる可変頂角プリズ
ムの頂角を変化させて回転成分を補正するものとし、並
進補正手段を、並進成分に基づいて、当該可変頂角プリ
ズム全体の角度を変化させて並進成分を補正するものと
しているので、一つの可変頂角プリズムを用いて回転成
分と並進成分を補正することができ、像ぶれを安価にか
つより一層適切に補正して、画質を安価にかつより一層
向上させることができる。
回転補正手段を、回転成分に基づいて、被写体からの入
射光を反射して撮影光学系に入射させる可変頂角プリズ
ムの頂角を変化させて回転成分を補正するものとし、並
進補正手段を、並進成分に基づいて、当該可変頂角プリ
ズムの厚みを変化させて並進成分を補正するものとして
いるので、一つの可変頂角プリズムを用いて回転成分と
並進成分を補正することができ、像ぶれを安価にかつよ
り一層適切に補正して、画質を安価にかつより一層向上
させることができる。
た撮像装置の要部ブロック構成図。
の可変頂角プリズムの概略構成図。
転ぶれを補正している状態の説明図。
度を変化させて並進ぶれを補正している状態の説明図。
みを変化させて並進ぶれを補正している状態の説明図。
成図。
角度を変化させて並進ぶれを補正している状態の説明
図。
ズム全体の角度を変化させて並進ぶれを補正している状
態の説明図。
リズムの厚みを変化させて並進ぶれを補正している状態
の説明図。
変位を示す図。
による像変位の説明図。
による像変位の説明図。
一例を示す図。
した場合の画像の一例を示す図。
した場合の画像の一例を示す図。
像に近景の像変位をなくすように回転ぶれ補正を行って
遠景が小さくなった場合の画像の一例を示す図。
した撮像装置の要部ブロック構成図。
図。
ぶれ量(d)との関係を示す図。
回転ぶれdθを示す図。
したビデオカメラの概略構成図。
ンサ対及びZ軸加速度センサ対の配置関係を示す図。
ンサ対及びZ軸加速度センサ対によるビデオカメラのぶ
れによる回転成分と並進成分の検出の説明図。
Claims (8)
- 【請求項1】撮影対象の被写体からの光を撮影光学系を
通して撮像手段に入射して、前記被写体の画像を撮像す
る撮像装置において、当該撮像装置の振動を検出して当
該振動の回転成分と並進成分を出力する振動検出手段
と、前記振動検出手段の出力する前記振動の回転成分を
補正する回転補正手段と、前記振動検出手段の出力する
前記振動の並進成分を補正する並進補正手段と、を備え
ていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】撮影対象の被写体からの光を撮影光学系を
通して撮像手段に入射して、前記被写体の画像を撮像す
る撮像装置において、前記撮像手段で撮影した前記被写
体の画像の前記撮像装置の振動による像変位を検出して
当該像変位の回転成分と並進成分を算出する像変位検出
手段と、前記像変位検出手段の算出する前記回転成分を
補正する回転補正手段と、前記像変位検出手段の算出す
る前記並進成分を補正する並進補正手段と、を備えてい
ることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項3】前記回転補正手段は、前記回転成分に基づ
いて、前記撮像手段の一部の範囲の前記被写体の画像を
切り出して、前記回転成分を補正することを特徴とする
請求項1または請求項2の撮像装置。 - 【請求項4】前記並進補正手段は、前記被写体からの入
射光を反射して前記撮影光学系に入射させる平面反射板
を備え、前記並進成分に基づいて、前記平面反射板の位
置を変化させて前記並進成分を補正することを特徴とす
る請求項1から請求項3のいずれかに記載の撮像装置。 - 【請求項5】前記並進補正手段は、前記被写体からの入
射光を透過させて前記撮影光学系に入射させる平行平板
を備え、前記並進成分に基づいて、前記平行平板の角度
を変化させて前記並進成分を補正することを特徴とする
請求項1から請求項3のいずれかに記載の撮像装置。 - 【請求項6】前記並進補正手段は、前記被写体からの入
射光を透過させて前記撮影光学系に入射させる平行平板
を備え、前記並進成分に基づいて、前記平行平板の厚み
を変化させて前記並進成分を補正することを特徴とする
請求項1から請求項3のいずれかに記載の撮像装置。 - 【請求項7】前記撮像装置は、前記回転補正手段及び前
記並進補正手段として、前記被写体からの入射光を反射
して前記撮影光学系に入射させる可変頂角プリズムを備
え、前記回転補正手段は、前記回転成分に基づいて、前
記可変頂角プリズムの頂角を変化させて前記回転成分を
補正し、前記並進補正手段は、前記並進成分に基づい
て、前記可変頂角プリズム全体の角度を変化させて前記
並進成分を補正することを特徴とする請求項1または請
求項2記載の撮像装置。 - 【請求項8】前記撮像装置は、前記回転補正手段及び前
記並進補正手段として、前記被写体からの入射光を反射
して前記撮影光学系に入射させる可変頂角プリズムを備
え、前記回転補正手段は、前記回転成分に基づいて、前
記可変頂角プリズムの頂角を変化させて前記回転成分を
補正し、前記並進補正手段は、前記並進成分に基づい
て、前記可変頂角プリズムの厚みを変化させて前記並進
成分を補正することを特徴とする請求項1または請求項
2記載の撮像装置。
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