JP3729214B2 - Image stabilization camera - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮影時に発生する手ブレ等による像ブレを補正する像ブレ補正カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、撮影時に発生する像ブレを補正するために、像ブレ補正装置を有する像ブレ補正カメラが知られている。像ブレ補正装置は、カメラ内に設けられたブレセンサがブレを検出すると、シャッタが開いている間、ブレセンサの出力に基づいて、そのブレを打ち消すように撮影レンズ系の一部に設けた補正用レンズを駆動して、像ブレを補正するものである。
【０００３】
図２６，２７は、それぞれ、従来の像ブレ補正カメラの第１，第２の例を示すブロック図であり、特開平３−３７６１６号公報，特開平３−４６６４２号公報に開示されたものである。また、図２８は、従来の像ブレ補正カメラの補正光学装置の概略構成図である（特開平５−１５８１００号公報）。
図２６のものは、角速度検出装置２３，２４と、補正駆動量演算手段２５と、補正用駆動装置２６とを備える。
角速度検出装置２３，２４は、カメラの光軸と直交するカメラのＸ軸，Ｙ軸回りの角速度（ブレ）を検出する。
補正駆動量演算手段２５は、角速度検出装置２３，２４の出力により算出されるＸ軸，Ｙ軸方向の変位（回転角度）に基づいて、そのブレを打ち消すべく補正用レンズ３８の駆動量を演算する。
補正用駆動装置２６は、演算された駆動量に従い補正用レンズ３８を駆動し、カメラに発生する像ブレを補正する。
【０００４】
図２７のものは、加速度検出装置２７，２８と、角速度検出装置２９，３０と、被写体距離測定手段３１と、補正駆動量演算手段３２と、補正用駆動装置３３とを備える。
加速度検出装置２７，２８は、カメラのＸ軸，Ｙ軸方向の加速度を検出する。角速度検出装置２９，３０は、カメラのＸ軸，Ｙ軸回りの角速度を検出する。
被写体距離測定手段３１は、被写体とカメラとの間の距離を測定する。
補正駆動量演算手段３２は、加速度検出装置２８の出力により算出されるＹ軸方向の変位（移動量）と、角速度検出装置２９の出力により算出されるＸ軸回りの変位（回転角度）と、被写体距離測定手段３１との出力に基づいて、そのブレを打ち消すべく、Ｘ軸回りの回転量を演算する。同様に、加速度検出装置２７の出力により算出されるＸ軸方向の変位と、角速度検出装置３０の出力により算出されるＹ軸回りの変位と、被写体距離測定手段３１の出力とに基づいて、そのブレを打ち消すべく、Ｙ軸回りの回転量を演算する。
補正用駆動装置３３は、これらの演算された駆動量に従い、撮像装置の光学系をＸ軸，Ｙ軸回りに回転させ、それぞれＹ軸，Ｘ軸方向の像ブレを補正する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の従来の像ブレ補正カメラでは、以下の課題があった。
図２６のものは、角速度検出装置２３，２４のみでカメラのブレを検出するので、カメラの並進方向のブレを検出することができない。従って、並進方向のブレによって発生する像ブレを補正することができないという問題があった。特に、撮影倍率が高い場合には、カメラの並進方向のブレによって生じる像ブレが大きいので、画質が著しく低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、図２７のものは、加速度検出装置２７，２８により、カメラの並進振動を検出することができる。しかし、カメラが回転振動を伴う場合には、カメラの回転振動によって加速度検出装置２７，２８に作用する重力加速度成分が変化する。そのため、加速度検出装置２７，２８に作用する加速度は、重力加速度成分が含まれた加速度となり、カメラの並進振動のみで発生する加速度と異なってしまう。
さらに、加速度を積分して速度を算出するためには、積分定数を決定するため初速度の値が必要となるが、初速度の算出時に重力加速度成分が含まれた加速度を用いると、初速度の演算精度が低下してしまう。
これらのことによって、並進振動を正確に検出することができなかった。このため、正確に像ブレを補正することができず、鮮明な画像を得ることができないという問題があった。
【０００７】
この問題を解決するために、本件出願人は、重力加速度成分を除去した加速度から速度及び変位を算出して像ブレを補正するようにし、重力加速度成分が変化しても、正確に像ブレを補正することができるようにした像ブレ補正カメラを既に提案している（特願平７−２３２３８７号）。
これらの場合において、加速度から速度や変位を求めるためには加速度を積分する必要があるが、積分する際、積分定数すなわち初期条件が必要である。特に、カメラの像ブレ補正を行う際の、加速度から速度を求めるには積分開始時の初速度が必要である。
カメラ露光開始時（ｔ１）以降の並進変位を算出するため、ｔ１より所定時間以前の時刻ｔ０からｔ１まで加速度を積分し、積分した値、すなわち速度が０を中心に振動するようにｔ０における初速度Ｖ０を算出する。この結果を用いてｔ１における初速度を求めることができる。この方法では、所定時間（ｔ１−ｔ０）の値によって速度の算出精度が変化してしまい、精度を向上させるためには所定時間（ｔ１−ｔ０）が１０秒以上必要になる場合もあった。
【０００８】
従来は、静止状態を初期状態として積分を開始し、速度を０として計算する方法が用いられている。この方法をカメラの像ブレ補正に用いると、カメラを静止させた状態で積分を開始する必要があり、静止状態を実現することは、不便又は困難であるという問題があった。
さらに、静止状態から撮影までの時間が長いと、その間の積分中に発生する積分誤差の累積により、撮影時に求める変位の誤差が大きくなる。また、静止状態から撮影まで長時間にわたって常に加速度を検出し積分計算をし続ける必要があるので、加速度検出器や計算手段を作動させるために多くの電力が必要になり、特に電池を用いるカメラにとっては問題である。さらにまた、静止状態から撮影までの間に一度でも積分計算を中断してしまうと、再度、静止状態にする必要があるという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、カメラの並進振動を正確に検出し、かつ初速度を効率良く求めることにより、正確に像ブレを補正して、鮮明な画像を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、カメラに作用する加速度を検出する加速度検出部（１，２，３）と、前記加速度検出部により検出された加速度のうち、第１のピーク値時から第２のピーク値時までの間の加速度を用いて、前記第１のピーク値時と前記第２のピーク値時とにおけるカメラの変位が等しいと仮定することによってその加速度から速度を演算する速度演算部と、前記速度演算部により演算された速度から、像ブレ補正中の変位を演算する変位演算部と、前記変位演算部により演算された変位に基づいて、像ブレ量を算出し、前記像ブレ量を打ち消すべく補正用レンズ及び／又は撮像面の駆動量を演算する補正駆動量演算部（１１）と、前記補正用レンズ及び／又は前記撮像面を駆動する補正駆動部（１２）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、カメラに作用する三軸方向の加速度を検出する加速度検出部（１，２，３）と、カメラに作用する三軸回りの角速度を検出する角速度検出部（４，５，６）と、静止座標系に対するカメラの初期姿勢及び前記三軸回りの角速度から、カメラ座標系と静止座標系との間の座標変換マトリックスを演算する姿勢演算部（９）と、前記座標変換マトリックスを用いて前記カメラ座標系における重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部（１０）と、前記重力加速度成分を除去した加速度のうち第１のピーク値時から第２のピーク値時までの間の加速度を用いて、前記第１のピーク値時と前記第２のピーク値時とにおけるカメラの変位が等しいと仮定することによってその加速度から速度を演算する速度演算部と、前記速度演算部により演算された速度から、像ブレ補正中の変位を演算する変位演算部と、カメラと被写体との間の距離を測定する被写体距離測定部（７）と、カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出部（８）と、Ｘ軸及びＹ軸方向又は三軸方向の前記変位、Ｘ軸及びＹ軸回り又は三軸回りの角速度から演算されたＸ軸及びＹ軸回り又は三軸回り回転角度、前記カメラと被写体との間の距離、及び前記撮影倍率に基づき、像ブレ量を算出し、前記像ブレ量を打ち消すべく補正用レンズ及び／又は撮像面の駆動量を演算する補正駆動量演算部（１１）と、前記補正用レンズ及び／又は前記撮像面を駆動する補正駆動部（１２）とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、カメラに作用するＸ軸及びＹ軸方向の加速度を検出する加速度検出部（１，２）と、カメラに作用する三軸回りの角速度を検出する角速度検出部（４，５，６）と、重力加速度方向を検出することにより、カメラの姿勢を検出する姿勢検出部（１３）と、前記カメラの姿勢及び前記三軸回りの角速度から、カメラ座標系と静止座標系との間の座標変換マトリックスを演算する姿勢演算部（９）と、前記座標変換マトリックスを用いて前記カメラ座標系における重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部（１０）と、前記重力加速度成分を除去した加速度のうち、第１のピーク値時から第２のピーク値時までの間の加速度を用いて、前記第１のピーク値時と前記第２のピーク値時とにおけるカメラの変位が等しいと仮定することによってその加速度から速度を演算する速度演算部と、前記速度演算部により演算された速度から、像ブレ補正中の変位を演算する変位演算部と、カメラと被写体との間の距離を測定する被写体距離測定部（７）と、カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出部（８）と、Ｘ軸及びＹ軸方向の前記変位、Ｘ軸及びＹ軸回りの角速度から演算されたＸ軸及びＹ軸回りの回転角度、前記カメラと被写体との間の距離、及び前記撮影倍率に基づき、像ブレ量を算出し、前記像ブレ量を打ち消すべく補正用レンズ及び／又は撮像面の駆動量を演算する補正駆動量演算部（１１）と、前記補正用レンズ及び／又は前記撮像面を駆動する補正駆動部（１２）とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、カメラに作用する三軸方向の加速度を検出する加速度検出部（１，２，３）と、カメラに作用する三軸回りの角速度を検出する角速度検出部（４，５，６）と、静止座標系に対するカメラの初期姿勢及び前記三軸回りの角速度から、カメラ座標系と静止座標系との間の座標変換マトリックスを演算する姿勢演算部（９）と、前記座標変換マトリックスを用いて前記カメラ座標系における重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部（１０）と、前記重力加速度成分を除去した加速度のうち、第１のピーク値時から第２のピーク値時までの間の加速度を用いて、前記第１のピーク値時と前記第２のピーク値時とにおけるカメラの変位が等しいと仮定することによってその加速度から速度を演算する速度演算部と、前記速度演算部により演算された速度から、像ブレ補正中の変位を演算する変位演算部と、カメラと被写体との間の距離を測定する被写体距離測定部（７）と、カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出部（８）と、三軸方向の前記変位、三軸回りの角速度から演算された三軸回り回転角度、前記カメラと被写体との間の距離、及び前記撮影倍率に基づき、像ブレ量及びピントずれ量を算出し、前記像ブレ量及び前記ピントずれ量を打ち消すべく補正用レンズ、及びフォーカシングレンズの駆動量を演算する補正駆動量演算部（１１）と、前記補正用レンズ、及び前記フォーカシングレンズを駆動する補正駆動部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項２又は請求項４に記載の像ブレ補正カメラにおいて、前記姿勢演算部は、前記三軸方向の加速度から求められるカメラ座標系における重力加速度方向から、静止座標系に対するカメラの初期姿勢を算出することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の像ブレ補正カメラにおいて、前記速度演算部は、カメラの半押しスイッチがオンされた後全押しスイッチがオンされるまでの加速度から速度を演算することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の像ブレ補正カメラにおいて、前記速度演算部は、前記加速度検出部が１周期以上の加速度を検出したときは、速度を演算し、前記加速度検出部が１周期以上の加速度を検出しないときは、像ブレ補正を行わないで撮影処理をするか、又は撮影処理を中止することを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の像ブレ補正カメラにおいて、前記速度演算部は、前記加速度検出部が所定の時間間隔以上の加速度を検出したときは、速度を演算し、前記加速度検出部が所定の時間間隔以上の加速度を検出しないときは、像ブレ補正を行わないで撮影処理をするか、又は撮影処理を中止することを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の像ブレ補正カメラにおいて、前記第１のピーク値は、ブレ周期に応じた所定の時間間隔における最初のピーク値であり、前記第２のピーク値は、前記時間間隔における最後のピーク値であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明による像ブレ補正カメラの補正光学装置は、図２８のものと同様である。
図１は本発明による像ブレ補正カメラの第１の実施形態を示すブロック図である。この像ブレ補正カメラは、加速度検出装置１，２，３と、角速度検出装置４，５，６とを備える。図２は、加速度検出装置１，２，３と、角速度検出装置４，５，６との実装位置の一実施形態を示す図である。加速度検出装置１，２，３と角速度検出装置４，５，６とは、カメラ本体１５内に取り付けられ、それぞれ三軸方向の加速度と、三軸回りの角速度とを検出する。
実施形態では、フィルム面１６とカメラレンズ１４の光軸１７との交点を直交座標の原点１８とし、カメラレンズ１４の光軸１７をＺ軸、フィルム面１６をＸＹ平面として表している。
【００１９】
加速度検出装置１，２，３の出力値には、並進振動で発生する加速度と重力加速度とが含まれている。また、カメラの回転振動によってカメラの姿勢が変化するので、カメラ座標系に固定された加速度検出装置１，２，３の検出軸方向と重力加速度方向とのなす角が変化する。このため、加速度検出装置１，２，３の出力値に含まれる重力加速度の大きさが変化する。従って、加速度検出装置１，２，３の出力値から重力加速度成分を除去し、並進振動で発生する加速度成分のみを用いて変位を算出するようにする。
【００２０】
この重力加速度成分を演算するために、像ブレ補正カメラには、姿勢演算手段９と、重力加速度成分演算手段１０とを備える。
姿勢演算手段９は、図３に示すように、静止座標系である慣性座標系１９から運動座標系であるカメラ座標系２０へ変換するための座標変換マトリックスＴを演算するものである。この座標変換マトリックスＴは、カメラの初期姿勢と、角速度検出装置４，５，６の出力である三軸回りの角速度とを用いて算出される。この演算方法は、ストラップダウン方式の慣性航法装置等に用いられている方法であり、その詳細は、例えば特開平２−３０９７０２号公報に開示されている。
【００２１】
先ず、カメラの初期姿勢は、加速度検出装置１，２，３の出力から求められる重力加速度方向を利用して求める。ここで、カメラには回転振動及び並進振動が存在するので、重力加速度方向を適宜の時間の間測定し続け、その測定結果の平均を算出することで平均的な重力加速度方向を求める。このようにして、カメラ座標系における重力加速度方向により、慣性座標系に対するカメラの平均的な姿勢を求め、これをカメラの初期姿勢に設定する。
【００２２】
数１は、座標変換マトリックスＴを算出するための微分方程式である。数１に、角速度検出装置４，５，６の出力であるＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの角速度ωX ，ωY ，ωZ を代入してΩC を求め、上記カメラの初期姿勢を初期条件として微分方程式を解くことにより、座標変換マトリックスＴが演算される。
【００２３】
【数１】

Figure 0003729214
【００２４】
重力加速度成分演算手段１０は、慣性座標系における重力加速度成分に座標変換マトリックスＴを乗じて、カメラ座標における重力加速度成分を求めるものである。加速度検出装置１，２の出力値であるＸ軸，Ｙ軸方向の加速度からこの重力加速度成分を除去すると並進振動で発生する加速度が求められ、さらにこの値を積分してＸ軸，Ｙ軸方向の並進振動の変位が算出される。一方、角速度検出装置４，５の出力値であるＸ軸，Ｙ軸回りの角速度を積分してＸ軸，Ｙ軸回りの回転角度が算出される。
【００２５】
ここで、加速度について重力加速度成分を除去して演算を行う場合と、重力加速度成分を除去しないで演算を行う場合とについて説明する。
図４は、カメラに発生する振動の方向（仮定）を示す図である。
図４（Ａ）は、加速度検出装置１の検出軸方向、すなわちＸ軸方向に並進振動している例を示している。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の並進振動に加えて、加速度検出装置１を中心にＺ軸回りに回転振動している例を示している。
【００２６】
図５，図６は、それぞれ、このときの並進振動の変位，回転振動によって生じる加速度検出装置１の検出軸（Ｘ軸）方向の重力加速度成分を示すグラフである。ここでは、説明を簡単にするために、並進振動及び回転振動は、正弦波状であり、それぞれの振幅と周波数は、０．８ｍｍ、２．０Ｈｚ、０．２ｄｅｇ、０．５Ｈｚとしている。また、このときの重力方向は、下向きにしている。
図４（Ａ）では、カメラ座標系のＸ軸は、重力方向と直交したままで、Ｘ軸と重力方向のなす角度は変化しないので、加速度検出装置１の検出軸に作用する重力加速度成分は、変化せず、０である。従って、加速度検出装置１の検出軸に作用する加速度は、並進振動により生じる加速度のみである。図７は、このときの加速度検出装置１の出力を示すグラフである。また、図８は、図７の加速度を積分して得られた速度を示すグラフである。ここで、加速度を積分するとともに初速度を決定して速度を算出する方法については後述する。
【００２７】
図４（Ｂ）では、カメラ座標系のＸ軸と重力方向のなす角度が変化する。従って、加速度検出装置１の検出軸に作用する加速度は、並進振動により生じる加速度に加速度検出装置１の検出軸に作用する重力加速度成分が含まれたものである。図９、図１０は、このときの加速度検出装置１の加速度出力を示すグラフであり、それぞれ、重力加速度成分の除去前、重力加速度成分の除去後のものを示している。また、図１１、図１２は、それぞれ図９、図１０の加速度を積分して得られた速度を示すグラフである。
【００２８】
図４（Ｂ）の並進振動では、図４（Ａ）の並進振動と同じであるので、図４（Ｂ）において並進振動で発生する加速度、速度は、図７、図８のものと等しい。従って、重力加速度成分の除去を行った場合には、正確な加速度、速度が得られ、重力加速度成分の除去を行わなかった場合には、正確な加速度、速度が得られないことが分かる。図１３は、重力加速度成分の除去を行わなかった場合の速度誤差を示すグラフである。
これらから、並進変位を求めるには、重力加速度成分除去後の加速度出力を積分すれば良い。
以上のように、重力加速度成分の除去を行うことによって、並進振動によって生じる加速度を正確に演算することができ、精度良く並進振動を検出することができる。
【００２９】
次に、初速度の算出方法について説明する。初速度については理論的に求めることはできないが、加速度検出装置１〜３の出力は手ブレによるものであるので、その特性上、周期運動するという仮定のもとで求めることとする。本発明では、図１のブロック図に示すように、最初に加速度を積分して初速度を未定のままで速度を求め、それをさらに積分して変位を求める。その後に初速度演算部５１により初速度を決定して速度を演算する。
図１４は、加速度検出装置１の出力を示すグラフである。この加速度は、上述したように、既に重力加速度成分を除去した後のものである。出力値は、図中（Ａ）に示すようにノイズを含んでいるため、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、及び移動平均等を用いてノイズを除去し、図中（Ｂ）に示すような加速度にする。
【００３０】
そして、図１５に示すように、加速度の極大値（又は極小値）を検出し、所定個数分の間（時間間隔Ｔ）の加速度を切り出す。手ブレの周波数は、一般的に１〜１５Ｈｚ程度であるので、この実施形態では、２Ｈｚの手ブレを仮定し、時間間隔Ｔを４周期（２秒）に設定している。
次に、初速度を未定としたまま切り出した加速度を積分して速度を計算する。さらにこの速度を積分して変位を計算する。カメラの像ブレ補正を行う場合には、積分開始時からの相対変位を求めれば良いので、積分開始時の初期変位は不要である。すなわち、速度を積分して変位を演算する際には、積分定数は必要ない。したがって、速度の初期変位を０として積分し、変位を求める。そして、時間間隔Ｔのｔ0 時の変位とｔ1 時の変位とが等しいと仮定して初速度（積分定数）を求める。これは、上述したように、手ブレが周期運動するという仮定に基づくものである。図１６は、このようにして算出した速度を示すグラフである。これにより、時刻ｔ1 時の速度ｖ1 が求まる。
【００３１】
次に、図１７において、シャッターが時刻ｔ2 からｔ3 まで開放されたとすると、時刻ｔ1 での速度ｖ1 を初期条件として時刻1 からｔ2 までの加速度を積分して速度を求める。これにより、時刻ｔ2 における速度ｖ2 が得られる。
そして、図１８において、時刻ｔ2 の速度ｖ2 を初期速度（積分定数）として加速度を２回積分し、時刻ｔ2 からｔ3 までの変位を求める。このときに求める変位は、相対変位であるので、時刻ｔ2 における変位は０である。
以上のように計算することにより、シャッター解放前の加速度からシャッター開放中の変位を求めることができる。
【００３２】
なお、以上の説明では、時間の流れに沿って計算方法を説明したが、実際上でのシャッター開放時刻ｔ2 は、レリーズボタンを押される時刻であるので、予め時刻ｔ2 を予測することはできない。そのため、予め時間間隔Ｔ1 の加速度からその時間内の速度を求め、時間間隔Ｔ1 最後の速度を記憶しておく。そして、その後所定時間経過してもレリーズボタンが押されなかったら、時間間隔を延長又は移動して時間間隔Ｔ2 又はＴ3 の加速度からその時間内の速度を求め、時間間隔の最後の時刻の速度を記憶しておく。これを繰り返して、レリーズボタンが押されるまで計算を行う。
【００３３】
レリーズボタンが押されたら、直前に求めた速度（図１７中、時刻ｔ1 における速度ｖ1 ）を用いてレリーズボタンを押された時刻の速度（図１７中、時刻ｔ2 における速度ｖ2 ）を求め、それを初速度としてシャッター開放中の変位（図１８中、時刻ｔ2 からｔ3 までの変位）を求める。
【００３４】
ところで、航空機等で用いられている慣性航法装置で加速度を積分して変位を求める場合には、加速度を求める時間が長い（数分〜数時間）ので、初期条件（例えば初速度等）に誤差があると、時間が経過するほど変位誤差が大きくなる。
カメラの像ブレを補正するためには、シャッター開放時間中の変位を正確に求める必要がある。その時間は、１秒以下（１／１６秒や１／４秒等）である。例えば、初速度誤差によって生じる変位誤差を、１／４秒間に１０μｍに抑えるためには初速度誤差を０．０４ｍｍ／ｓ以下に抑えれば良い。
【００３５】
被写体距離測定手段７（図１）は、エンコーダを備えたレンズを使用して、合焦した時のフォーカシングレンズの移動量から被写体までの距離を測定するものである。
撮影倍率検出手段８は、カメラの撮影時の倍率を検出するものである。
【００３６】
補正駆動量演算手段１１は、像ブレを補正するための補正用レンズ３８（図２８）の駆動量を演算するものである。補正駆動量演算手段１１は、上述のように演算されたＸ軸，Ｙ軸方向の並進振動の変位と、Ｘ軸，Ｙ軸回りの回転角度とにより、像ブレに影響を与えるカメラの運動を求める。さらに、被写体までの距離と撮影倍率とにより、図１９に示すような、フィルム面１６上の二次元の像ブレ量を求める。次に、これらの信号を用いて、像ブレを打ち消すように補正用レンズ３８を駆動するための信号を演算する。
補正用駆動装置１２は、この信号に従い、補正用レンズ３８を駆動する。ここでの補正用駆動装置としては、例えば特開平５−１５８１００号公報に開示されたものが知られている。
【００３７】
以上のようにして、加速度検出装置１，２の出力値から重力加速度成分を除去した信号を用いて補正用レンズ３８を駆動することにより、重力加速度成分の影響を受けずに像ブレの補正を行うことができ、鮮明な画像を得ることができる。
また、積分開始時の初速度を効率良く求めて、変位を算出することができる。
【００３８】
次に、初速度の算出と像ブレ補正の制御について説明する。
図２０は、レリーズボタンを押すタイミングとそのときの補正方法の一実施形態を示すフローチャートである。この例では、簡単のため１軸方向のみについて説明する。
ステップ１０１で半押しスイッチがオンになると、ステップ１０２に進んで加速度検出装置１がオンになる。そして、次のステップ１０３で図１５に示したように、加速度の最大値（ピーク値）を検出する。そして、ステップ１０４で全押しスイッチがオンになったか否かを判別する。オンになるまで加速度の最大値を検出し、ステップ１０４でオンになったときはステップ１０５に進む。
【００３９】
ステップ１０５では、半押しスイッチがオンになってから全押しスイッチがオンになるまで、加速度を１周期以上検出したか否かを判別する。１周期以上検出したときは、ステップ１０６に進んで上述した手法で初速度を求め、次のステップ１０７で像ブレ補正動作を開始する。そして、ステップ１０８及び１０９でシャッターの開閉動作を行った後、ステップ１１０で像ブレ補正動作を終了して、次のステップ１１１で加速度検出装置１をオフにする。
【００４０】
一方、ステップ１０５において加速度を１周期以上検出しなかったときは、それ以後の速度や変位を求める計算ができないので、像ブレ補正を行わないように制御して、ステップ１１２，１１３でシャッターを開閉する。
【００４１】
図２１〜図２３は、図２０の変形例を示すフローチャートである。
図２１のものは、ステップ１０５で半押しスイッチがオンになった後全押しスイッチがオンになるまでに加速度を１周期以上検出しなかったときは、ステップ１１４で、カメラの表示部（ファインダ内等）に撮影禁止表示をするようにした（撮影処理を行わない）ものである。
また、図２２のものは、上記と同様のステップ１０５で加速度を１周期以上検出したときは、さらにステップ１１５に進み、半押しスイッチがオンになってから全押しスイッチがオンになるまで２秒以上経過したか否かを判別する。そして、２秒以上経過しているときはステップ１０６に進んで像ブレ補正を行って撮影処理を行い、２秒以上経過していないときはステップ１１２に進んで像ブレ補正を行わないで撮影処理を行う。
【００４２】
さらにまた、図２３のものは、ステップ１１５で半押しスイッチがオンされてから全押しスイッチがオンされるまで２周期以上検出したときはステップ１０６Ａに進んで最新の２周期から初速度を計算し、ステップ１１５で２周期以上検出しないときはステップ１０６Ｂに進んで１周期から初速度を計算するようにしたものである。
なお、図２２，図２３のものは、図２１のものと同様に、通常の撮影処理を行わずに撮影を禁止しても良い。
【００４３】
図２４，２５は、本発明による像ブレ補正カメラの第２，第３の実施形態を示すブロック図である。以下、図１の像ブレ補正カメラと異なる部分について説明する。
図２４のものは、加速度検出装置３を設けずに、姿勢検出手段１３を設けたものである。姿勢検出手段１３は、重力加速度の方向を検出することによりカメラの姿勢を検出するものである。従って、姿勢演算手段９は、姿勢検出手段１３と、角速度検出装置４，５，６の出力とを用いて座標変換マトリックスＴを演算する。
【００４４】
なお、加速度検出装置１，２，３が、圧電型等の静的加速度を検出できないものである場合には、加速度検出装置１，２，３で重力加速度方向を検出できないので、図２４のように姿勢検出手段１３を用いる必要がある。この場合、Ｚ軸方向の加速度を検出する加速度検出装置３は不要となる。
【００４５】
また、図１のものは、Ｘ軸，Ｙ軸方向の並進振動の変位と、Ｘ軸，Ｙ軸回りの回転角度とから、フィルム面１６上の二次元の像ブレ量を求めて補正を行ったが、図２５のものは、さらに、Ｚ軸方向の並進振動の変位と、Ｚ軸回りの回転角度とから三次元の像ブレ量を求めて補正を行うものである。
従って、加速度検出装置３の出力値であるＺ軸方向の加速度から重力加速度成分演算手段１０で演算された重力加速度成分を除去し、さらにこの値を積分してＺ軸方向の並進振動の変位が算出され、補正駆動量演算手段１１に伝達される。
また、角速度検出装置６の出力値であるＺ軸回りの角速度を積分してＺ軸回りの回転角度が算出され、補正駆動量演算手段１１に伝達される。
【００４６】
このときに、Ｚ軸方向の並進振動の変位によるピントずれを補正する方法としては、例えばオートフォーカスで用いるフォーカシングレンズ３７（図２８）をＺ軸方向に駆動する方法がある。また、Ｚ軸回りの回転振動による像ブレを補正する方法としては、例えば撮像面を回転させる方法や、イメージローテータを用いる方法がある。
【００４７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、均等の範囲内で以下のような種々の変形が可能である。
（１）例えば、加速度検出装置１，２，３と角速度検出装置４，５，６とは、カメラ本体１５内に取り付けたが、カメラレンズ１４内に取り付けることもできる。また、加速度検出装置１，２，３は、三軸方向の加速度を検出することができれば良いので、１つの三次元加速度検出装置に置き換えることもできる。
【００４８】
（２）実施形態では、補正用レンズ３８を駆動することにより像ブレを補正したが、例えばフィルムを駆動させて像ブレを補正しても良い。また、ビデオカメラの場合は、補正用レンズ３８又は撮像素子のどちらを駆動しても良い。
【００４９】
（３）また、図１又は図２５において、姿勢演算手段９は、加速度検出装置１，２，３の出力から求められるカメラ座標系における重力加速度方向を利用してカメラの初期姿勢を求めたが、カメラの初期姿勢を求める方法は、この方法に限定されるものではない。例えば、カメラをある姿勢（水平，垂直等）に置き、この時点の姿勢をボタンを押す等してカメラに認識させ、それをカメラの初期姿勢としても良い。
【００５０】
（４）図２０等において、本実施形態では、消費電力を節約するために、半押しスイッチがオンになってから加速度検出装置１をオンにしたが、これに限らず、カメラの電源スイッチがオンになってからでも良い。
（５）また、図２０において、２軸の加速度検出装置１，２の場合には、Ｘ軸が１周期以上でＹ軸が１周期未満のときは、Ｙ軸が条件を満たさないので像ブレ補正を行わないようにしても良い。さらに、図２３において、Ｘ軸が２周期以上でＹ軸が１周期以上２周期未満の場合には、Ｘ軸については２周期から初速度を計算し、Ｙ軸については１周期から初速度を計算するようにしても良い。
【００５１】
（６）図２０〜図２３において、「２秒」、「１周期」、「２周期」の条件は、これに限定されるものではない。精度良く像ブレ量を検出するためには、初速度計算に４周期以上の加速度を用いるのが望ましい。
（７）ビデオカメラのように撮影時間が長時間にわたるものについては、撮影中のある時刻に、その時刻前の所定時間の加速度から速度を求め、それを初速度として変位を計算することが可能である。これを繰り返すことにより、累積変位誤差を少なくすることができる。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、カメラに作用する加速度から効率良く初速度を求めて、像ブレ補正を行うことができる。
さらに請求項２〜請求項５の発明によれば、重力加速度成分を除去した加速度出力を用いて並進振動の初速度及び変位を算出して像ブレ（請求項４の発明にあっては像ブレ及びピントずれ）を補正するようにしたので、回転振動により加速度検出手段の検出軸に作用する重力加速度成分が変化しても、正確に像ブレ（請求項４の発明にあっては像ブレ及びピントずれ）を補正することができるようになり、鮮明な画像を得ることができる。
【００５３】
請求項６の発明によれば、加速度検出部や速度演算部等の演算部の消費電力を節約することができる。
請求項７又は請求項８の発明によれば、加速度検出部による加速度の検出時間等に応じて像ブレ補正を行うか否かを決定するようにしたので、像ブレ補正を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による像ブレ補正カメラの第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】加速度検出装置１，２，３と、角速度検出装置４，５，６との実装位置の一実施形態を示す図である。
【図３】静止座標系である慣性座標系１９と、運動座標系であるカメラ座標系２０とを示す図である。
【図４】カメラに発生する振動の方向を示す図である。
【図５】並進振動の変位を示すグラフである。
【図６】回転振動によって生じる加速度検出装置１の検出軸（Ｘ軸）方向の重力加速度成分を示すグラフである。
【図７】加速度検出装置１の出力を示すグラフである。
【図８】速度を示すグラフである。
【図９】加速度検出装置１の加速度出力（重力加速度成分の除去前）を示すグラフである。
【図１０】重力加速度成分の除去後の加速度を示すグラフである。
【図１１】重力加速度成分の除去前の加速度から求めた速度を示すグラフである。
【図１２】重力加速度成分の除去後の加速度から求めた速度を示すグラフである。
【図１３】重力加速度成分の除去を行わなかった場合の速度誤差を示すグラフである。
【図１４】加速度検出装置１の出力を示すグラフである。
【図１５】図１４の加速度の極大値を検出し、時間間隔Ｔの加速度を切り出した様子を示すグラフである。
【図１６】図１４の加速度から算出した速度を示すグラフである。
【図１７】時刻ｔ1 以降の速度を示すグラフである。
【図１８】時刻ｔ2 からｔ3 までの変位を示すグラフである。
【図１９】フィルム面１６上の像ブレを示す図である。
【図２０】レリーズボタンを押すタイミングとそのときの補正方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２１】図２０の変形例を示すフローチャートである。
【図２２】図２０の変形例を示すフローチャートである。
【図２３】図２０の変形例を示すフローチャートである。
【図２４】本発明による像ブレ補正カメラの第２の実施形態を示すブロック図である。
【図２５】本発明による像ブレ補正カメラの第３の実施形態を示すブロック図である。
【図２６】従来の像ブレ補正カメラの第１の例を示すブロック図である。
【図２７】従来の像ブレ補正カメラの第２の例を示すブロック図である。
【図２８】従来の像ブレ補正カメラの補正光学装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１，２，３ 加速度検出装置（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向）
４，５，６ 角速度検出装置（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸回り）
７ 被写体距離測定手段
８ 撮影倍率検出手段
９ 姿勢演算手段
１０ 重力加速度成分演算手段
１１ 補正駆動量演算手段
１２ 補正用駆動装置
１３ 姿勢検出手段
１４ カメラレンズ
１５ カメラ本体
１６ フィルム面
２１ 被写体
２２ レンズ
３４ 像ブレ補正機能付きレンズ
３５ カメラ
３６ 固定レンズ
３７ フォーカシングレンズ
３８ 補正用レンズ
５１ 初速度演算部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image blur correction camera that corrects image blur due to camera shake or the like that occurs during shooting.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image blur correction camera having an image blur correction device is known in order to correct image blur that occurs during shooting. The image blur correction device is a correction unit provided in a part of the photographing lens system so that when the blur sensor provided in the camera detects blur, the blur is canceled based on the output of the blur sensor while the shutter is open. The lens is driven to correct image blur.
[0003]
FIGS. 26 and 27 are block diagrams showing first and second examples of a conventional image blur correction camera, which are disclosed in JP-A-3-37616 and JP-A-3-46642, respectively. is there. FIG. 28 is a schematic configuration diagram of a correction optical device of a conventional image blur correction camera (Japanese Patent Laid-Open No. 5-158100).
The thing of FIG. 26 is provided with the angular velocity detection apparatuses 23 and 24, the correction drive amount calculating means 25, and the drive device 26 for correction | amendment.
The angular velocity detection devices 23 and 24 detect angular velocities (blurs) around the X axis and Y axis of the camera orthogonal to the optical axis of the camera.
The correction drive amount calculation means 25 calculates the drive amount of the correction lens 38 to cancel the blur based on the displacements (rotation angles) in the X-axis and Y-axis directions calculated by the outputs of the angular velocity detection devices 23 and 24. To do.
The correction drive device 26 drives the correction lens 38 according to the calculated drive amount, and corrects the image blur generated in the camera.
[0004]
27 includes acceleration detection devices 27 and 28, angular velocity detection devices 29 and 30, subject distance measurement means 31, correction drive amount calculation means 32, and correction drive device 33.
The acceleration detection devices 27 and 28 detect accelerations in the X-axis and Y-axis directions of the camera. The angular velocity detectors 29 and 30 detect angular velocities around the X and Y axes of the camera.
The subject distance measuring unit 31 measures the distance between the subject and the camera.
The correction drive amount calculation means 32 includes a displacement (movement amount) in the Y-axis direction calculated by the output of the acceleration detection device 28, a displacement around the X-axis (rotation angle) calculated by the output of the angular velocity detection device 29, Based on the output from the subject distance measuring means 31, the amount of rotation about the X axis is calculated in order to cancel the blur. Similarly, based on the displacement in the X-axis direction calculated by the output of the acceleration detection device 27, the displacement about the Y-axis calculated by the output of the angular velocity detection device 30, and the output of the subject distance measuring means 31, The amount of rotation about the Y axis is calculated to cancel out the blur.
The correction drive device 33 rotates the optical system of the imaging device around the X axis and the Y axis in accordance with these calculated drive amounts to correct image blur in the Y axis and X axis directions, respectively.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional image blur correction camera has the following problems.
In the case of FIG. 26, since the camera shake is detected only by the angular velocity detection devices 23 and 24, the camera shake in the translation direction cannot be detected. Therefore, there has been a problem that image blur caused by translational blur cannot be corrected. In particular, when the photographing magnification is high, there is a problem in that image quality is remarkably deteriorated because image blur caused by blurring in the translational direction of the camera is large.
[0006]
In addition, in FIG. 27, the acceleration detection devices 27 and 28 can detect the translational vibration of the camera. However, when the camera is accompanied by rotational vibration, the gravitational acceleration component acting on the acceleration detection devices 27 and 28 is changed by the rotational vibration of the camera. Therefore, the acceleration acting on the acceleration detection devices 27 and 28 is an acceleration including a gravitational acceleration component, and is different from the acceleration generated only by the translational vibration of the camera.
Furthermore, in order to calculate the speed by integrating the acceleration, the value of the initial speed is required to determine the integration constant, but if the acceleration containing the gravitational acceleration component is used when calculating the initial speed, the initial speed The calculation accuracy is reduced.
For these reasons, translational vibration could not be detected accurately. For this reason, there has been a problem that image blur cannot be corrected accurately and a clear image cannot be obtained.
[0007]
In order to solve this problem, the present applicant calculates the speed and displacement from the acceleration from which the gravitational acceleration component is removed and corrects the image blur. There has already been proposed an image blur correction camera which can be corrected (Japanese Patent Application No. 7-232387).
In these cases, it is necessary to integrate the acceleration in order to obtain the velocity and displacement from the acceleration. However, when integrating, an integration constant, that is, an initial condition is required. In particular, the initial speed at the start of integration is required to obtain the speed from the acceleration when correcting the image blur of the camera.
In order to calculate the translational displacement after the start of camera exposure (t1), the acceleration is integrated from time t0 to t1 before a predetermined time from t1, and the integrated value, that is, the initial value at t0 so that the velocity oscillates around zero. The speed V0 is calculated. Using this result, the initial speed at t1 can be obtained. In this method, the speed calculation accuracy varies depending on the value of the predetermined time (t1-t0), and the predetermined time (t1-t0) may be required for 10 seconds or more in order to improve the accuracy.
[0008]
Conventionally, a method has been used in which integration is started with the stationary state as the initial state and the speed is set to zero. When this method is used for camera shake correction, it is necessary to start integration while the camera is stationary, and there is a problem that it is inconvenient or difficult to realize the stationary state.
Further, if the time from the stationary state to the photographing is long, an error of displacement obtained at the time of photographing becomes large due to accumulation of integration errors generated during the integration. In addition, since it is necessary to continuously detect acceleration and perform integral calculation for a long time from stationary to shooting, a large amount of power is required to operate the acceleration detector and calculation means, especially for cameras using batteries. Is a problem. Furthermore, if the integration calculation is interrupted even once from the stationary state to the photographing, there is a problem that it is necessary to return to the stationary state again.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to accurately detect image translational vibrations and efficiently obtain an initial velocity, thereby accurately correcting image blur and obtaining a clear image.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The invention of claim 1 includes an acceleration detection unit (1, 2, 3) for detecting an acceleration acting on the camera, and an acceleration detected by the acceleration detection unit.FirstFrom peak timeSecondUsing the acceleration up to the peak value,The firstAt peak value andThe secondA speed calculation unit that calculates the speed from the acceleration by assuming that the displacement of the camera at the peak value is equal, and a displacement calculation unit that calculates the displacement during image blur correction from the speed calculated by the speed calculation unit And a correction driving amount calculation unit (11) that calculates an image blur amount based on the displacement calculated by the displacement calculation unit and calculates a driving amount of the correction lens and / or the imaging surface in order to cancel the image blur amount. ) And a correction driving unit (12) for driving the correction lens and / or the imaging surface.
[0011]
  The invention of claim 2 includes an acceleration detector (1, 2, 3) for detecting acceleration in three axial directions acting on the camera, and an angular velocity detector (4, 5) for detecting angular velocities around the three axes acting on the camera. 6), an attitude calculation unit (9) for calculating a coordinate transformation matrix between the camera coordinate system and the stationary coordinate system from the initial attitude of the camera with respect to the stationary coordinate system and the angular velocity around the three axes, and the coordinate transformation A gravitational acceleration component computing unit (10) for computing a gravitational acceleration component in the camera coordinate system using a matrix, and the acceleration from which the gravitational acceleration component is removedFirstFrom peak timeSecondUsing the acceleration up to the peak value,The firstAt peak value andThe secondA speed calculation unit that calculates the speed from the acceleration by assuming that the displacement of the camera at the peak value is equal, and a displacement calculation unit that calculates the displacement during image blur correction from the speed calculated by the speed calculation unit A subject distance measuring unit (7) for measuring a distance between the camera and the subject, a photographing magnification detecting unit (8) for detecting a photographing magnification of the camera, and the X-axis and Y-axis directions or the three-axis directions. Based on the displacement, the X-axis and Y-axis rotation angles calculated from the angular velocities around the X-axis and Y-axis, or the tri-axis, the distance between the camera and the subject, and the image magnification, A correction driving amount calculation unit (11) for calculating a driving amount of the correction lens and / or the imaging surface to cancel the image blur amount, and a correction for driving the correction lens and / or the imaging surface. Drive unit (12) Characterized in that it comprises a.
[0012]
  The invention of claim 3 includes an acceleration detector (1, 2) for detecting acceleration in the X-axis and Y-axis directions acting on the camera, and an angular velocity detector (4, 4) for detecting angular velocities around the three axes acting on the camera. 5, 6), a posture detection unit (13) for detecting the posture of the camera by detecting the gravitational acceleration direction, and the camera coordinate system and the stationary coordinate system from the camera posture and the angular velocity around the three axes. A posture calculation unit (9) that calculates a coordinate transformation matrix between the gravitational acceleration component calculation unit (10) that calculates a gravitational acceleration component in the camera coordinate system using the coordinate transformation matrix, and the gravitational acceleration component Of the removed acceleration,FirstFrom peak timeSecondUsing the acceleration up to the peak value,The firstAt peak value andThe secondA speed calculation unit that calculates the speed from the acceleration by assuming that the displacement of the camera at the peak value is equal, and a displacement calculation unit that calculates the displacement during image blur correction from the speed calculated by the speed calculation unit A subject distance measuring unit (7) for measuring a distance between the camera and the subject, a photographing magnification detecting unit (8) for detecting a photographing magnification of the camera, the displacement in the X-axis and Y-axis directions, and the X-axis The amount of image blur is calculated based on the rotation angle about the X axis and the Y axis calculated from the angular velocities around the Y axis, the distance between the camera and the subject, and the shooting magnification, and the image blur amount is canceled out. And a correction driving amount calculation unit (11) for calculating a driving amount of the correction lens and / or the imaging surface, and a correction driving unit (12) for driving the correction lens and / or the imaging surface. And
[0013]
  According to a fourth aspect of the present invention, there are provided an acceleration detection unit (1, 2, 3) for detecting an acceleration in three axial directions acting on the camera, and an angular velocity detection unit (4, 5) for detecting an angular velocity around the three axes acting on the camera. 6), an attitude calculation unit (9) for calculating a coordinate transformation matrix between the camera coordinate system and the stationary coordinate system from the initial attitude of the camera with respect to the stationary coordinate system and the angular velocity around the three axes, and the coordinate transformation A gravitational acceleration component computing unit (10) for computing a gravitational acceleration component in the camera coordinate system using a matrix, and among the accelerations obtained by removing the gravitational acceleration component,FirstFrom peak timeSecondUsing the acceleration up to the peak value,The firstAt peak value andThe secondA speed calculation unit that calculates the speed from the acceleration by assuming that the displacement of the camera at the peak value is equal, and a displacement calculation unit that calculates the displacement during image blur correction from the speed calculated by the speed calculation unit A subject distance measuring unit (7) for measuring the distance between the camera and the subject, a photographing magnification detecting unit (8) for detecting the photographing magnification of the camera, the displacement in the three axis directions, and the angular velocity about the three axes. In order to cancel the image blur amount and the focus shift amount, calculate the image blur amount and the focus shift amount based on the rotation angle about the three axes calculated from the above, the distance between the camera and the subject, and the shooting magnification. Correction lens,as well asFocusing RenOfA correction drive amount calculation unit (11) for calculating a drive amount, the correction lens, andBeforeFocusing RenTheAnd a correction driving unit for driving.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image blur correction camera according to the second or fourth aspect of the invention, the posture calculation unit is configured to determine a stationary coordinate system from a gravitational acceleration direction in a camera coordinate system obtained from the acceleration in the three axis directions. The initial posture of the camera with respect to is calculated.
[0015]
  The invention of claim 6 is the image blur correction camera according to any one of claims 1 to 5,The speed calculation unitIs characterized in that the speed is calculated from the acceleration until the full push switch is turned on after the half push switch of the camera is turned on.
[0016]
The invention according to claim 7 is the image blur correction camera according to any one of claims 1 to 6, wherein the speed calculation unit is configured such that when the acceleration detection unit detects an acceleration of one cycle or more, When the speed is calculated and the acceleration detection unit does not detect an acceleration of one cycle or more, the imaging process is performed without performing the image blur correction, or the imaging process is stopped.
[0017]
  According to an eighth aspect of the present invention, in the image blur correction camera according to any one of the first to seventh aspects, the speed calculation unit is the acceleration detection unit.WhereWhen an acceleration exceeding a certain time interval is detected, the speed is calculated and the acceleration detectorWhereWhen no acceleration exceeding a certain time interval is detected, the image capturing process is performed without image blur correction, or the image capturing process is stopped.
  According to a ninth aspect of the present invention, in the image blur correction camera according to any one of the first to eighth aspects, the first peak value is a first peak value in a predetermined time interval according to a blur period. The second peak value is the last peak value in the time interval.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The correction optical device of the image blur correction camera according to the present invention is the same as that shown in FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an image blur correction camera according to the present invention. This image blur correction camera includes acceleration detection devices 1, 2, 3 and angular velocity detection devices 4, 5, 6. FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the mounting positions of the acceleration detection devices 1, 2, 3 and the angular velocity detection devices 4, 5, 6. The acceleration detection devices 1, 2, 3 and the angular velocity detection devices 4, 5, 6 are mounted in the camera body 15 and detect acceleration in three axial directions and angular velocity around the three axes, respectively.
In the embodiment, the intersection of the film surface 16 and the optical axis 17 of the camera lens 14 is represented as an origin 18 of orthogonal coordinates, the optical axis 17 of the camera lens 14 is represented as the Z axis, and the film surface 16 is represented as the XY plane.
[0019]
The output values of the acceleration detection devices 1, 2, and 3 include acceleration generated by translational vibration and gravitational acceleration. Further, since the posture of the camera changes due to the rotational vibration of the camera, the angle formed by the detection axis direction of the acceleration detection devices 1, 2, and 3 fixed to the camera coordinate system and the gravitational acceleration direction changes. For this reason, the magnitude of the gravitational acceleration included in the output values of the acceleration detection devices 1, 2, 3 changes. Accordingly, the gravitational acceleration component is removed from the output values of the acceleration detection devices 1, 2, and 3, and the displacement is calculated using only the acceleration component generated by the translational vibration.
[0020]
In order to calculate the gravitational acceleration component, the image blur correction camera includes an attitude calculation unit 9 and a gravitational acceleration component calculation unit 10.
As shown in FIG. 3, the posture calculation means 9 calculates a coordinate conversion matrix T for converting from an inertial coordinate system 19 that is a stationary coordinate system to a camera coordinate system 20 that is a motion coordinate system. This coordinate transformation matrix T is calculated using the initial posture of the camera and the angular velocities around the three axes that are the outputs of the angular velocity detectors 4, 5, and 6. This calculation method is a method used in a strap-down type inertial navigation device or the like, and the details thereof are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-309702.
[0021]
First, the initial posture of the camera is obtained using the gravitational acceleration direction obtained from the outputs of the acceleration detection devices 1, 2, and 3. Here, since rotational vibration and translational vibration exist in the camera, the gravitational acceleration direction is continuously measured for an appropriate time, and the average gravitational acceleration direction is obtained by calculating the average of the measurement results. In this way, the average posture of the camera with respect to the inertial coordinate system is obtained from the gravitational acceleration direction in the camera coordinate system, and this is set as the initial posture of the camera.
[0022]
Equation 1 is a differential equation for calculating the coordinate transformation matrix T. In Equation 1, the angular velocities around the X, Y, and Z axes, which are the outputs of the angular velocity detectors 4, 5, 6X, ΩY, ΩZSubstituting ΩCAnd the coordinate transformation matrix T is calculated by solving the differential equation using the initial posture of the camera as an initial condition.
[0023]
[Expression 1]
Figure 0003729214
[0024]
The gravitational acceleration component calculating means 10 obtains the gravitational acceleration component in the camera coordinates by multiplying the gravitational acceleration component in the inertial coordinate system by the coordinate transformation matrix T. If this gravitational acceleration component is removed from the acceleration values in the X-axis and Y-axis directions which are output values of the acceleration detectors 1 and 2, the acceleration generated by the translational vibration is obtained, and this value is integrated to obtain the X-axis and Y-axis directions. The displacement of the translational vibration is calculated. On the other hand, the rotation speeds around the X and Y axes are calculated by integrating the angular velocities around the X and Y axes, which are the output values of the angular velocity detection devices 4 and 5.
[0025]
Here, the case where the calculation is performed by removing the gravitational acceleration component and the case where the calculation is performed without removing the gravitational acceleration component will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating the direction (assumed) of vibration generated in the camera.
FIG. 4A shows an example of translational vibration in the detection axis direction of the acceleration detection apparatus 1, that is, the X-axis direction. FIG. 4B shows an example of rotational vibration about the Z axis around the acceleration detection device 1 in addition to the translational vibration of FIG.
[0026]
FIGS. 5 and 6 are graphs showing gravitational acceleration components in the detection axis (X-axis) direction of the acceleration detecting device 1 caused by the translational vibration displacement and rotational vibration at this time, respectively. Here, in order to simplify the explanation, the translational vibration and the rotational vibration are sinusoidal, and the amplitude and frequency are 0.8 mm, 2.0 Hz, 0.2 deg, and 0.5 Hz, respectively. In addition, the gravity direction at this time is downward.
In FIG. 4A, the X-axis of the camera coordinate system remains orthogonal to the direction of gravity and the angle between the X-axis and the direction of gravity does not change, so the gravitational acceleration component acting on the detection axis of the acceleration detection device 1 is No change and 0. Therefore, the acceleration acting on the detection axis of the acceleration detection device 1 is only the acceleration caused by the translational vibration. FIG. 7 is a graph showing the output of the acceleration detection device 1 at this time. FIG. 8 is a graph showing the speed obtained by integrating the acceleration of FIG. Here, a method of calculating the speed by integrating the acceleration and determining the initial speed will be described later.
[0027]
In FIG. 4B, the angle formed by the X axis of the camera coordinate system and the direction of gravity changes. Therefore, the acceleration that acts on the detection axis of the acceleration detection device 1 includes a gravitational acceleration component that acts on the detection axis of the acceleration detection device 1 in the acceleration generated by the translational vibration. FIG. 9 and FIG. 10 are graphs showing the acceleration output of the acceleration detection device 1 at this time, and show graphs before and after removing the gravitational acceleration component, respectively. FIGS. 11 and 12 are graphs showing the speeds obtained by integrating the accelerations of FIGS. 9 and 10, respectively.
[0028]
The translational vibration of FIG. 4B is the same as the translational vibration of FIG. 4A, and therefore the acceleration and speed generated by the translational vibration in FIG. 4B are the same as those of FIGS. Therefore, it is understood that accurate acceleration and speed can be obtained when the gravity acceleration component is removed, and accurate acceleration and speed cannot be obtained when the gravity acceleration component is not removed. FIG. 13 is a graph showing a speed error when the gravitational acceleration component is not removed.
From these, the translational displacement can be obtained by integrating the acceleration output after removing the gravitational acceleration component.
As described above, by removing the gravitational acceleration component, the acceleration caused by the translational vibration can be accurately calculated, and the translational vibration can be detected with high accuracy.
[0029]
Next, a method for calculating the initial speed will be described. Although the initial velocity cannot be theoretically obtained, the outputs of the acceleration detection devices 1 to 3 are caused by camera shake, and therefore, the initial velocity is obtained on the assumption of periodic motion. In the present invention, as shown in the block diagram of FIG. 1, the acceleration is first integrated to determine the speed while the initial speed is undetermined, and further integrated to determine the displacement. Thereafter, the initial speed calculation unit 51 determines the initial speed and calculates the speed.
FIG. 14 is a graph showing the output of the acceleration detection apparatus 1. As described above, this acceleration is obtained after the gravitational acceleration component has already been removed. Since the output value includes noise as shown in (A) in the figure, the noise is removed using a low-pass filter, a high-pass filter, a moving average, etc., and the acceleration is set as shown in (B) in the figure. .
[0030]
Then, as shown in FIG. 15, the maximum value (or minimum value) of the acceleration is detected, and the acceleration for a predetermined number (time interval T) is cut out. Since the frequency of camera shake is generally about 1 to 15 Hz, in this embodiment, camera shake of 2 Hz is assumed and the time interval T is set to 4 periods (2 seconds).
Next, the speed is calculated by integrating the cut-out acceleration with the initial speed being undetermined. Furthermore, this velocity is integrated to calculate the displacement. When performing camera shake correction, it is only necessary to obtain the relative displacement from the start of integration, so that the initial displacement at the start of integration is not necessary. That is, no integral constant is required when calculating the displacement by integrating the speed. Therefore, the initial displacement of the velocity is integrated as 0 to obtain the displacement. Then, the initial speed (integral constant) is obtained on the assumption that the displacement at time t0 and the displacement at time t1 are equal. As described above, this is based on the assumption that camera shake periodically moves. FIG. 16 is a graph showing the speed calculated in this way. Thus, the speed v1 at time t1 is obtained.
[0031]
Next, in FIG. 17, if the shutter is opened from time t2 to t3, the speed from time 1 to t2 is integrated with the speed v1 at time t1 as an initial condition to obtain the speed. As a result, the speed v2 at time t2 is obtained.
In FIG. 18, the acceleration is integrated twice with the velocity v2 at time t2 as the initial velocity (integral constant), and the displacement from time t2 to t3 is obtained. Since the displacement obtained at this time is a relative displacement, the displacement at time t2 is zero.
By calculating as described above, the displacement during shutter release can be obtained from the acceleration before shutter release.
[0032]
In the above description, the calculation method is described along the flow of time. However, since the actual shutter release time t2 is the time when the release button is pressed, the time t2 cannot be predicted in advance. Therefore, the speed within the time is obtained from the acceleration of the time interval T1, and the last speed of the time interval T1 is stored. Then, if the release button is not pressed even after a predetermined time has elapsed, the time interval is extended or moved, the speed within that time is obtained from the acceleration of the time interval T2 or T3, and the speed at the last time of the time interval is obtained. Remember. This is repeated until the release button is pressed.
[0033]
When the release button is pressed, the speed at which the release button is pressed (speed v2 at time t2 in FIG. 17) is obtained using the speed obtained immediately before (speed v1 at time t1 in FIG. 17). Is the initial speed, and the displacement while the shutter is open (displacement from time t2 to t3 in FIG. 18) is obtained.
[0034]
By the way, when calculating the displacement by integrating the acceleration with an inertial navigation system used in an aircraft or the like, the time for calculating the acceleration is long (several minutes to several hours), so there is an error in the initial conditions (for example, the initial speed). If there is, the displacement error increases as time elapses.
In order to correct camera shake, it is necessary to accurately obtain the displacement during the shutter opening time. The time is 1 second or less (1/16 second, 1/4 second, etc.). For example, in order to suppress the displacement error caused by the initial speed error to 10 μm in ¼ second, the initial speed error may be suppressed to 0.04 mm / s or less.
[0035]
The subject distance measuring means 7 (FIG. 1) uses a lens provided with an encoder to measure the distance to the subject from the amount of movement of the focusing lens when focused.
The photographing magnification detecting means 8 detects the magnification at the time of photographing with the camera.
[0036]
The correction drive amount calculation means 11 calculates the drive amount of the correction lens 38 (FIG. 28) for correcting image blur. The correction drive amount calculation means 11 performs camera motion that affects image blur based on the displacement of the translational vibration in the X-axis and Y-axis directions calculated as described above and the rotation angle around the X-axis and Y-axis. Ask. Further, a two-dimensional image blur amount on the film surface 16 as shown in FIG. 19 is obtained from the distance to the subject and the photographing magnification. Next, using these signals, a signal for driving the correction lens 38 is calculated so as to cancel the image blur.
The correction drive device 12 drives the correction lens 38 in accordance with this signal. As the correction driving device here, for example, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-158100 is known.
[0037]
As described above, the correction lens 38 is driven using a signal obtained by removing the gravitational acceleration component from the output values of the acceleration detection devices 1 and 2, thereby correcting the image blur without being affected by the gravitational acceleration component. And a clear image can be obtained.
Further, the initial velocity at the start of integration can be efficiently obtained to calculate the displacement.
[0038]
Next, calculation of initial speed and control of image blur correction will be described.
FIG. 20 is a flowchart showing one embodiment of the timing of pressing the release button and the correction method at that time. In this example, only one axial direction will be described for simplicity.
When the half-push switch is turned on in step 101, the process proceeds to step 102 and the acceleration detection device 1 is turned on. Then, in the next step 103, as shown in FIG. 15, the maximum value (peak value) of acceleration is detected. In step 104, it is determined whether or not the full push switch is turned on. The maximum value of acceleration is detected until it is turned on, and when it is turned on in step 104, the process proceeds to step 105.
[0039]
In step 105, it is determined whether or not acceleration has been detected for one or more cycles from when the half-push switch is turned on to when the full-push switch is turned on. When one period or more is detected, the process proceeds to step 106, where the initial speed is obtained by the above-described method, and in the next step 107, the image blur correction operation is started. Then, after the shutter opening / closing operation is performed in steps 108 and 109, the image blur correction operation is terminated in step 110, and the acceleration detecting apparatus 1 is turned off in the next step 111.
[0040]
On the other hand, if the acceleration is not detected for one cycle or more in step 105, the subsequent speed and displacement cannot be calculated, so control is performed so as not to perform image blur correction, and the shutter is opened and closed in steps 112 and 113. To do.
[0041]
21 to 23 are flowcharts showing modifications of FIG.
In the case of FIG. 21, when the acceleration is not detected for one cycle or more after the half-push switch is turned on in step 105 until the full-push switch is turned on, in step 114, the camera display unit (in the viewfinder) Etc.) is set to display a shooting prohibition display (no shooting processing is performed).
In the case of FIG. 22, when acceleration is detected for one cycle or more in the same step 105 as described above, the process further proceeds to step 115, and it takes 2 seconds until the full push switch is turned on after the half push switch is turned on. It is determined whether or not the above has elapsed. If two seconds or more have elapsed, the process proceeds to step 106 to perform image blur correction to perform shooting processing, and if two seconds or more have not elapsed, the process proceeds to step 112 to perform image blur correction without performing image blur correction. I do.
[0042]
Furthermore, in FIG. 23, when two or more cycles are detected from when the half-press switch is turned on at step 115 until the full-press switch is turned on, the process proceeds to step 106A to calculate the initial speed from the latest two cycles. In step 115, when two cycles or more are not detected, the routine proceeds to step 106B, where the initial speed is calculated from one cycle.
22 and 23 may be prohibited from shooting without performing normal shooting processing, as in FIG.
[0043]
24 and 25 are block diagrams showing second and third embodiments of the image blur correction camera according to the present invention. Hereinafter, parts different from the image blur correction camera of FIG. 1 will be described.
The thing of FIG. 24 provides the attitude | position detection means 13 without providing the acceleration detection apparatus 3. FIG. The posture detection means 13 detects the posture of the camera by detecting the direction of gravitational acceleration. Therefore, the posture calculation means 9 calculates the coordinate transformation matrix T using the posture detection means 13 and the outputs of the angular velocity detection devices 4, 5, and 6.
[0044]
If the acceleration detection devices 1, 2, and 3 cannot detect static acceleration such as a piezoelectric type, the acceleration detection devices 1, 2, and 3 cannot detect the direction of gravitational acceleration, as shown in FIG. It is necessary to use the posture detecting means 13 for this. In this case, the acceleration detection device 3 that detects the acceleration in the Z-axis direction is not necessary.
[0045]
1 corrects by obtaining a two-dimensional image blur amount on the film surface 16 from the translational vibration displacement in the X-axis and Y-axis directions and the rotation angles around the X-axis and Y-axis. However, the one in FIG. 25 further corrects by obtaining a three-dimensional image blur amount from the displacement of the translational vibration in the Z-axis direction and the rotation angle around the Z-axis.
Therefore, the gravitational acceleration component calculated by the gravitational acceleration component calculating means 10 is removed from the acceleration in the Z-axis direction that is the output value of the acceleration detecting device 3, and this value is integrated to obtain the displacement of the translational vibration in the Z-axis direction. It is calculated and transmitted to the correction drive amount calculation means 11.
Further, an angular velocity around the Z axis, which is an output value of the angular velocity detection device 6, is integrated to calculate a rotation angle around the Z axis and transmitted to the correction drive amount calculation means 11.
[0046]
At this time, as a method of correcting the focus shift due to the translational vibration displacement in the Z-axis direction, for example, there is a method of driving the focusing lens 37 (FIG. 28) used in autofocus in the Z-axis direction. As a method for correcting image blur due to rotational vibration around the Z axis, for example, there are a method of rotating an imaging surface and a method of using an image rotator.
[0047]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications as described below are possible within an equivalent range.
(1) For example, the acceleration detection devices 1, 2, 3 and the angular velocity detection devices 4, 5, 6 are mounted in the camera body 15, but can also be mounted in the camera lens 14. In addition, since the acceleration detection devices 1, 2, and 3 need only be able to detect acceleration in three axial directions, they can be replaced with a single three-dimensional acceleration detection device.
[0048]
(2) In the embodiment, the image blur is corrected by driving the correction lens 38. However, for example, the image blur may be corrected by driving a film. In the case of a video camera, either the correction lens 38 or the image sensor may be driven.
[0049]
(3) In FIG. 1 or FIG. 25, the posture calculation means 9 calculates the initial posture of the camera using the gravitational acceleration direction in the camera coordinate system obtained from the outputs of the acceleration detection devices 1, 2 and 3. The method for obtaining the initial posture of the camera is not limited to this method. For example, the camera may be placed in a certain posture (horizontal, vertical, etc.), and the posture at this point may be recognized by the camera by pressing a button or the like, and this may be used as the initial posture of the camera.
[0050]
(4) In FIG. 20 and the like, in this embodiment, in order to save power consumption, the acceleration detection device 1 is turned on after the half-push switch is turned on. Even after it is turned on.
(5) Also, in FIG. 20, in the case of the biaxial acceleration detectors 1 and 2, if the X axis is one cycle or more and the Y axis is less than one cycle, the Y axis does not satisfy the condition, so image blurring is not achieved. The correction may not be performed. Further, in FIG. 23, when the X axis is two cycles or more and the Y axis is one cycle or more and less than two cycles, the initial speed is calculated from two cycles for the X axis, and the initial velocity is calculated from one cycle for the Y axis. You may make it calculate.
[0051]
(6) In FIGS. 20 to 23, the conditions of “2 seconds”, “1 period”, and “2 periods” are not limited to this. In order to detect the image blur amount with high accuracy, it is desirable to use an acceleration of four cycles or more in the initial speed calculation.
(7) For a video camera with a long shooting time, it is possible to calculate the displacement at a certain time during shooting from the acceleration of a predetermined time before that time and use that as the initial speed. It is. By repeating this, the accumulated displacement error can be reduced.
[0052]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to efficiently obtain the initial velocity from the acceleration acting on the camera and perform image blur correction.
Further, according to the invention of claims 2 to 5, the initial velocity and displacement of the translational vibration are calculated using the acceleration output from which the gravitational acceleration component is removed, and the image blur (image blur in the invention of claim 4) is calculated. Since the gravitational acceleration component acting on the detection axis of the acceleration detecting means is changed by the rotational vibration, the image blur (accurate image blur and (Focus shift) can be corrected, and a clear image can be obtained.
[0053]
According to the invention of claim 6, it is possible to save power consumption of calculation units such as an acceleration detection unit and a speed calculation unit.
According to the seventh or eighth aspect of the invention, since it is determined whether or not to perform the image blur correction according to the acceleration detection time by the acceleration detector, the image blur correction can be accurately performed. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an image blur correction camera according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of mounting positions of acceleration detection devices 1, 2, 3 and angular velocity detection devices 4, 5, 6. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an inertial coordinate system 19 that is a stationary coordinate system and a camera coordinate system 20 that is a motion coordinate system.
FIG. 4 is a diagram showing the direction of vibration generated in the camera.
FIG. 5 is a graph showing the displacement of translational vibration.
FIG. 6 is a graph showing a gravitational acceleration component in the detection axis (X-axis) direction of the acceleration detection device 1 caused by rotational vibration.
7 is a graph showing an output of the acceleration detection device 1. FIG.
FIG. 8 is a graph showing speed.
FIG. 9 is a graph showing an acceleration output of the acceleration detection device 1 (before removal of the gravitational acceleration component).
FIG. 10 is a graph showing acceleration after removal of a gravitational acceleration component.
FIG. 11 is a graph showing the speed obtained from the acceleration before removal of the gravitational acceleration component.
FIG. 12 is a graph showing the speed obtained from the acceleration after removing the gravitational acceleration component.
FIG. 13 is a graph showing a speed error when the gravitational acceleration component is not removed.
14 is a graph showing an output of the acceleration detection device 1. FIG.
15 is a graph showing a state in which the maximum value of the acceleration in FIG. 14 is detected and the acceleration at the time interval T is cut out.
16 is a graph showing the speed calculated from the acceleration of FIG.
FIG. 17 is a graph showing the speed after time t1.
FIG. 18 is a graph showing displacement from time t2 to t3.
FIG. 19 is a diagram showing image blur on the film surface 16;
FIG. 20 is a flowchart illustrating an embodiment of a timing for pressing a release button and a correction method at that time.
FIG. 21 is a flowchart showing a modification of FIG.
22 is a flowchart showing a modification of FIG.
FIG. 23 is a flowchart showing a modification of FIG.
FIG. 24 is a block diagram showing a second embodiment of an image blur correction camera according to the present invention.
FIG. 25 is a block diagram showing a third embodiment of the image blur correction camera according to the present invention.
FIG. 26 is a block diagram illustrating a first example of a conventional image blur correction camera.
FIG. 27 is a block diagram illustrating a second example of a conventional image blur correction camera.
FIG. 28 is a schematic configuration diagram of a correction optical device of a conventional image blur correction camera.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3 Acceleration detector (X, Y, Z axis direction)
4, 5, 6 Angular velocity detector (around X, Y, Z axes)
7 Subject distance measuring means
8 Magnification detection means
9 Attitude calculation means
10 Gravity acceleration component calculation means
11 Correction drive amount calculation means
12 Correction drive device
13 Attitude detection means
14 Camera lens
15 Camera body
16 Film side
21 Subject
22 lenses
34 Lens with image blur correction function
35 cameras
36 fixed lens
37 Focusing lens
38 Correction lens
51 Initial speed calculator

Claims (9)

カメラに作用する加速度を検出する加速度検出部と、
前記加速度検出部により検出された加速度のうち、第１のピーク値時から第２のピーク値時までの間の加速度を用いて、前記第１のピーク値時と前記第２のピーク値時とにおけるカメラの変位が等しいと仮定することによってその加速度から速度を演算する速度演算部と、
前記速度演算部により演算された速度から、像ブレ補正中の変位を演算する変位演算部と、
前記変位演算部により演算された変位に基づいて、像ブレ量を算出し、前記像ブレ量を打ち消すべく補正用レンズ及び／又は撮像面の駆動量を演算する補正駆動量演算部と、
前記補正用レンズ及び／又は前記撮像面を駆動する補正駆動部と
を備えることを特徴とする像ブレ補正カメラ。An acceleration detector for detecting acceleration acting on the camera;
Of the detected acceleration by the acceleration detecting section, using the acceleration between the time the first peak value until the second peak value, the time the first peak value and when the second peak value A speed calculation unit that calculates the speed from the acceleration by assuming that the displacement of the camera is equal,
A displacement calculator that calculates displacement during image blur correction from the speed calculated by the speed calculator;
A correction driving amount calculation unit that calculates an image blur amount based on the displacement calculated by the displacement calculation unit, and calculates a driving amount of the correction lens and / or the imaging surface to cancel the image blur amount;
An image blur correction camera comprising: the correction lens and / or a correction drive unit that drives the imaging surface. カメラに作用する三軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、カメ ラに作用する三軸回りの角速度を検出する角速度検出部と、
静止座標系に対するカメラの初期姿勢及び前記三軸回りの角速度から、カメラ座標系と静止座標系との間の座標変換マトリックスを演算する姿勢演算部と、
前記座標変換マトリックスを用いて前記カメラ座標系における重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部と、
前記重力加速度成分を除去した加速度のうち第１のピーク値時から第２のピーク値時までの間の加速度を用いて、前記第１のピーク値時と前記第２のピーク値時とにおけるカメラの変位が等しいと仮定することによってその加速度から速度を演算する速度演算部と、
前記速度演算部により演算された速度から、像ブレ補正中の変位を演算する変位演算部と、
カメラと被写体との間の距離を測定する被写体距離測定部と、
カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出部と、
Ｘ軸及びＹ軸方向又は三軸方向の前記変位、Ｘ軸及びＹ軸回り又は三軸回りの角速度から演算されたＸ軸及びＹ軸回り又は三軸回り回転角度、前記カメラと被写体との間の距離、及び前記撮影倍率に基づき、像ブレ量を算出し、前記像ブレ量を打ち消すべく補正用レンズ及び／又は撮像面の駆動量を演算する補正駆動量演算部と、 前記補正用レンズ及び／又は前記撮像面を駆動する補正駆動部と
を備えることを特徴とする像ブレ補正カメラ。An acceleration detector that detects acceleration in three axes acting on the camera, an angular velocity detector that detects angular velocities around the three axes that act on the camera,
An attitude calculation unit that calculates a coordinate transformation matrix between the camera coordinate system and the stationary coordinate system from the initial attitude of the camera with respect to the stationary coordinate system and the angular velocity around the three axes;
A gravitational acceleration component computing unit for computing a gravitational acceleration component in the camera coordinate system using the coordinate transformation matrix;
Using the acceleration from the first peak value to the second peak value of the acceleration from which the gravitational acceleration component is removed, the camera at the first peak value and the second peak value A speed calculator that calculates the speed from the acceleration by assuming that the displacements of
A displacement calculator that calculates displacement during image blur correction from the speed calculated by the speed calculator;
A subject distance measuring unit for measuring a distance between the camera and the subject;
A shooting magnification detection unit for detecting the shooting magnification of the camera;
X-axis and Y-axis direction or three-axis direction displacement, X-axis and Y-axis or three-axis rotation angle calculated from the X-axis and Y-axis or angular velocity around the three axes, between the camera and the subject And a correction driving amount calculation unit for calculating a correction lens and / or a driving amount of the imaging surface to cancel the image blur amount based on the distance and the photographing magnification, and the correction lens, An image blur correction camera, comprising: a correction drive unit that drives the imaging surface. カメラに作用するＸ軸及びＹ軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、
カメラに作用する三軸回りの角速度を検出する角速度検出部と、
重力加速度方向を検出することにより、カメラの姿勢を検出する姿勢検出部と、
前記カメラの姿勢及び前記三軸回りの角速度から、カメラ座標系と静止座標系との間の座標変換マトリックスを演算する姿勢演算部と、
前記座標変換マトリックスを用いて前記カメラ座標系における重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部と、
前記重力加速度成分を除去した加速度のうち、第１のピーク値時から第２のピーク値時までの間の加速度を用いて、前記第１のピーク値時と前記第２のピーク値時とにおけるカメラの変位が等しいと仮定することによってその加速度から速度を演算する速度演算部と、
前記速度演算部により演算された速度から、像ブレ補正中の変位を演算する変位演算部と、
カメラと被写体との間の距離を測定する被写体距離測定部と、
カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出部と、
Ｘ軸及びＹ軸方向の前記変位、Ｘ軸及びＹ軸回りの角速度から演算されたＸ軸及びＹ軸回りの回転角度、前記カメラと被写体との間の距離、及び前記撮影倍率に基づき、像ブレ量を算出し、前記像ブレ量を打ち消すべく補正用レンズ及び／又は撮像面の駆動量を演算する補正駆動量演算部と、
前記補正用レンズ及び／又は前記撮像面を駆動する補正駆動部と
を備えることを特徴とする像ブレ補正カメラ。An acceleration detector that detects acceleration in the X-axis and Y-axis directions acting on the camera;
An angular velocity detector that detects the angular velocity around the three axes acting on the camera;
A posture detection unit that detects the posture of the camera by detecting the gravitational acceleration direction;
An attitude calculation unit that calculates a coordinate transformation matrix between the camera coordinate system and the stationary coordinate system from the attitude of the camera and the angular velocity around the three axes;
A gravitational acceleration component computing unit for computing a gravitational acceleration component in the camera coordinate system using the coordinate transformation matrix;
Of the accelerations from which the gravitational acceleration component has been removed, the acceleration between the first peak value and the second peak value is used to determine the first peak value and the second peak value. A speed calculator that calculates the speed from the acceleration by assuming that the displacement of the camera is equal;
A displacement calculator that calculates displacement during image blur correction from the speed calculated by the speed calculator;
A subject distance measuring unit for measuring a distance between the camera and the subject;
A shooting magnification detection unit for detecting the shooting magnification of the camera;
Based on the displacement in the X-axis and Y-axis directions, the rotation angle around the X-axis and Y-axis calculated from the angular velocities around the X-axis and Y-axis, the distance between the camera and the subject, and the imaging magnification A correction driving amount calculation unit that calculates a blur amount and calculates a driving amount of the correction lens and / or the imaging surface to cancel the image blur amount;
An image blur correction camera comprising: the correction lens and / or a correction drive unit that drives the imaging surface. カメラに作用する三軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、
カメラに作用する三軸回りの角速度を検出する角速度検出部と、
静止座標系に対するカメラの初期姿勢及び前記三軸回りの角速度から、カメラ座標系と静止座標系との間の座標変換マトリックスを演算する姿勢演算部と、
前記座標変換マトリックスを用いて前記カメラ座標系における重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部と、
前記重力加速度成分を除去した加速度のうち、第１のピーク値時から第２のピーク値時までの間の加速度を用いて、前記第１のピーク値時と前記第２のピーク値時とにおけるカメラの変位が等しいと仮定することによってその加速度から速度を演算する速度演算部と、
前記速度演算部により演算された速度から、像ブレ補正中の変位を演算する変位演算部と、
カメラと被写体との間の距離を測定する被写体距離測定部と、
カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出部と、
三軸方向の前記変位、三軸回りの角速度から演算された三軸回り回転角度、前記カメラと被写体との間の距離、及び前記撮影倍率に基づき、像ブレ量及びピントずれ量を算出し、前記像ブレ量及び前記ピントずれ量を打ち消すべく補正用レンズ、及びフォーカシングレンズの駆動量を演算する補正駆動量演算部と、
前記補正用レンズ、及び前記フォーカシングレンズを駆動する補正駆動部と
を備えることを特徴とする像ブレ補正カメラ。An acceleration detector that detects acceleration in three axes acting on the camera;
An angular velocity detector that detects the angular velocity around the three axes acting on the camera;
An attitude calculation unit that calculates a coordinate transformation matrix between the camera coordinate system and the stationary coordinate system from the initial attitude of the camera with respect to the stationary coordinate system and the angular velocity around the three axes;
A gravitational acceleration component computing unit for computing a gravitational acceleration component in the camera coordinate system using the coordinate transformation matrix;
Of the accelerations from which the gravitational acceleration component has been removed, the acceleration between the first peak value and the second peak value is used to determine the first peak value and the second peak value. A speed calculator that calculates the speed from the acceleration by assuming that the displacement of the camera is equal;
A displacement calculator that calculates displacement during image blur correction from the speed calculated by the speed calculator;
A subject distance measuring unit for measuring a distance between the camera and the subject;
A shooting magnification detection unit for detecting the shooting magnification of the camera;
Based on the displacement in three axes, the rotation angle around three axes calculated from the angular velocity around the three axes, the distance between the camera and the subject, and the shooting magnification, the image blur amount and the focus shift amount are calculated, the image blur amount and the correction lens to cancel the defocus amount, and a correction drive amount calculating unit for calculating a driving amount of the focusing lens,
Anti-shake camera, characterized in that it comprises the correcting lens, and a correction driving unit for driving the及beauty before Symbol focusing lens. 請求項２又は請求項４に記載の像ブレ補正カメラにおいて、
前記姿勢演算部は、前記三軸方向の加速度から求められるカメラ座標系における重力加速度方向から、静止座標系に対するカメラの初期姿勢を算出する
ことを特徴とする像ブレ補正カメラ。In the image blur correction camera according to claim 2 or 4,
The camera shake correction camera, wherein the posture calculation unit calculates an initial posture of the camera with respect to a stationary coordinate system from a gravitational acceleration direction in the camera coordinate system obtained from the acceleration in the three axis directions. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の像ブレ補正カメラにおいて、
前記速度演算部は、カメラの半押しスイッチがオンされた後全押しスイッチがオンされるまでの加速度から速度を演算する
ことを特徴とする像ブレ補正カメラ。In the image blur correction camera according to any one of claims 1 to 5,
The speed calculation unit calculates a speed from an acceleration until a full push switch is turned on after a half push switch of the camera is turned on. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の像ブレ補正カメラにおいて、
前記速度演算部は、
前記加速度検出部が１周期以上の加速度を検出したときは、速度を演算し、
前記加速度検出部が１周期以上の加速度を検出しないときは、像ブレ補正を行わないで撮影処理をするか、又は撮影処理を中止する
ことを特徴とする像ブレ補正カメラ。In the image blur correction camera according to any one of claims 1 to 6,
The speed calculator is
When the acceleration detector detects an acceleration of one cycle or more, it calculates a speed,
When the acceleration detection unit does not detect an acceleration of one cycle or more, the image capturing process is performed without performing the image blur correction, or the image capturing process is stopped. 請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の像ブレ補正カメラにおいて、
前記速度演算部は、
前記加速度検出部が所定の時間間隔以上の加速度を検出したときは、速度を演算し、
前記加速度検出部が所定の時間間隔以上の加速度を検出しないときは、像ブレ補正を行わないで撮影処理をするか、又は撮影処理を中止する
ことを特徴とする像ブレ補正カメラ。The image blur correction camera according to any one of claims 1 to 7,
The speed calculator is
Wherein when the acceleration detection section detects acceleration over the time interval of Jo Tokoro calculates the speed,
Wherein when the acceleration detection unit does not detect the acceleration or the time interval of Jo Tokoro is anti-shake camera, characterized in that the stop or the imaging processing without performing the image blur compensation, or shooting processing. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の像ブレ補正カメラにおいて、The image blur correction camera according to any one of claims 1 to 8,
前記第１のピーク値は、ブレ周期に応じた所定の時間間隔における最初のピーク値であり、前記第２のピーク値は、前記時間間隔における最後のピーク値であるThe first peak value is a first peak value in a predetermined time interval according to a blurring period, and the second peak value is a last peak value in the time interval.
ことを特徴とする像ブレ補正カメラ。An image stabilization camera characterized by that.
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