JPH07110503A - 手ブレ検出装置 - Google Patents

手ブレ検出装置

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JPH07110503A
JPH07110503A JP27781093A JP27781093A JPH07110503A JP H07110503 A JPH07110503 A JP H07110503A JP 27781093 A JP27781093 A JP 27781093A JP 27781093 A JP27781093 A JP 27781093A JP H07110503 A JPH07110503 A JP H07110503A
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JP
Japan
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angular velocity
value
output
detecting means
camera shake
Prior art date
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Pending
Application number
JP27781093A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiko Terui
信彦 照井
Sueyuki Ooishi
末之 大石
Tadao Kai
糾夫 甲斐
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 角速度を正確に検出することを可能にする。 【構成】 角速度センサ1の出力を微分して加速度αを
求め、その加速度αの符号が変化する時を角速度のピー
クとし、ピークから角速度が零となる時点を求め、回路
で発生する誤差を小さくするとともに、角速度検出中に
も角速度が零となる時点を求め、角速度の検出信号を補
正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、撮影時におけるカメラ
の手ブレを検出する手ブレ検出装置に関するものであ
る。
【0002】
【背景技術】図1は、手ブレ検出装置の基本構成を示し
た回路図である。この手ブレ検出装置は、角速度センサ
1によって手ブレによるカメラの角速度を検出し、ロー
パスフィルタ(以下、LPF、という)2によって手ブ
レ以外の高周波数成分を除去し、さらにコンデンサCお
よび抵抗Rからなるハイパスフィルタ(以下、HPF、
という)3によって直流成分を含む手ブレ以外の低周波
数成分を除去するように構成されている。HPF3の出
力は、非反転構成の演算増幅器4によって増幅され、コ
ンピュータ構成の制御回路5のA/D変換入力端子5a
に入力される。
【0003】また、HPF3を構成するコンデンサCと
抵抗Rとの接続中点には、一端が接地されたスイッチ6
の他端が接続されており、制御回路5の制御端子5bか
ら出力される制御信号によってオン/オフ制御されるよ
うに構成されている。
【0004】この構成において、電源(不図示)を投入
すると、スイッチ6がオン(閉成)し、コンデンサCと
抵抗Rとの接続中点が接地されてHPF3が初期化され
る。非反転構成の演算増幅器4の出力は、入力が零のと
きは出力も零となるように構成されているので、スイッ
チ6がオンとなると出力は0V(ボルト)となる。
【0005】角速度センサ1は、電源を投入してからし
ばらく経過した後に出力が安定し、角速度の検出が可能
となるので、所定時間経過後に制御回路5の制御端子5
bから制御信号を出力し、スイッチ6をオフ(開成)に
してHPF3を能動状態とする。これにより演算増幅器
4の出力から手ブレによる角速度の信号が出力され、制
御回路5はこの信号を内部においてディジタル信号に変
換して手ブレ量を演算する。
【0006】図6は、カメラが手ブレを起こしていると
きの電源オン時(t=t0 )からの各部の波形図であっ
て、図6(a) は角速度センサ1における手ブレによる角
度変位ωを表し、図6(b) は角速度センサ1の出力であ
る手ブレによる角速度vを表し、図6(c) はLPF2の
出力Sを表し、図6(d) は演算増幅器4の出力OUT を表
している。なお、図6(c) に破線で示す部分は手ブレが
生じていないときの状態を表す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、手ブレによ
る角度変位ωが、図6(a) に示すように、正弦波状にな
っているときには、図6(b) に示すように、角速度vは
理想的には90°位相のずれた状態となっていなければ
ならない。しかし、実際には角速度センサ1の安定時間
(t=t1 )以降でないと角速度センサ1の出力は、図
6(c) に示すように、実際の角速度に応じた値とはなら
ない。
【0008】また、角速度センサ1の安定時間経過後の
時刻t2 でスイッチ6をオフにすると、その瞬間の演算
増幅器4の出力OUT は0Vである。LPF2の出力Sは
手ブレがない状態では零であるが、手ブレのある状態で
は手ブレの角速度Δvであるので、演算増幅器4の出力
OUT からはスイッチ6をオフにした瞬間の角速度vの値
は求められないことになる。
【0009】ここで、手ブレがあるときの角速度v=0
の曲線は、図6(d) に破線で示されており、これを式で
表すと、 〔数1〕Δv[1−EXP{−(t−t2 )/CR}] となる。
【0010】演算増幅器4の出力OUT が0Vのときに角
速度vが零とすると、〔数1〕によって示される値が誤
差となる。したがって、スイッチ6がオフとなったとき
に手ブレによる角速度Δvが大きければ大きいほど演算
増幅器4が角速度vを正確に出力するまでの時間Tが大
きくなるという不都合が生じる。
【0011】このような問題を解決するために、本出願
人は、特願平5−190876号において、制御回路5
によってHPF3を通過する前の角速度センサ1の出力
を監視し、スイッチ6をオフするタイミングを角速度が
最も小さい時点、理想的には角速度が零の時点で行うこ
とにより、スイッチ6をオフにした瞬間から直ちに正確
な角速度を求めるようにして、角速度を正確に算出でき
るまでの時間を短縮できる装置を提案している。
【0012】図7は、本出願人の提案による手ブレ検出
装置(特願平5−190876号)を示す回路図、図8
は、図7の回路の各部の波形図である。図7に示した回
路は、制御回路5に第2のA/D変換入力端子5cを新
たに追加し、この端子5cにLPF2からの出力Sを入
力するように構成した点を除いては、前述した図1に示
す構成と同一の構成を有している。
【0013】図8は、カメラが手ブレを起こしていると
きの電源オン時(t=t0 )からの各部の波形図で、図
8(a) 〜図8(c) に示す波形は前述した図6(a) 〜図6
(c)に示す波形と同一の波形であり、図8(a) は角速度
センサ1における手ブレによる角度変位ω、図8(b) は
角速度センサ1の出力である手ブレによる角速度v、図
8(c) はLPF2の出力Sを表している。また、図8
(d) はLPF2の出力Sを微分した角加速度αを表して
おり、図8(e)は演算増幅器4の出力OUT を表してい
る。
【0014】つまり、スイッチ6がオンとなっていると
きには、演算増幅器4の出力OUTからの角速度は検出
できないので、LPF2の出力Sをモニタして角速度を
検出し、制御回路5は、加速度αを求めてその加速度が
ピークであることを検出し、スイッチ6をオフし、A/
D入力端子5aによって、角速度を検出するようにして
いる。
【0015】しかし、図7に示した手ブレ検出装置で
は、角速度を微分して角加速度を求めて、さらに、角加
速度のピークを求めることにより角速度が零であること
を求めているが、角速度信号にノイズがあるときには、
求めたピークに誤差が大きくなる、という問題があっ
た。
【0016】そこで、本発明は、前述した課題を解決
し、誤差の少ない角速度を検出することができる手ブレ
検出装置を提供することを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による手ブレ検出装置の第1の解決手段は、
手ブレの角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速
度検出手段の出力の極大値又は極小値を検出する極値検
出手段と、前記極値検出手段の前記極大値及び前記極小
値から前記角速度検出手段の出力が零となる時点を算出
する零時点算出手段と、前記零時点算出手段からの信号
に基づいて、前記角速度検出手段の出力を補正する角速
度補正手段とを有することを特徴とする。
【0018】また、第2の解決手段は、手ブレの角速度
を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段の信
号を増幅する増幅手段と、前記角速度検出手段の出力の
極大値又は極小値を検出する極値検出手段と、前記極値
検出手段の前記極大値及び前記極小値から前記角速度検
出手段の出力が零となる時点を算出する零時点算出手段
と、前記零時点算出手段からの信号に基づいて、前記増
幅手段の出力を補正する角速度補正手段とを有すること
を特徴とする。
【0019】更に、第3の解決手段は、手ブレの角速度
を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段の出
力の極大値又は極小値を検出する極値検出手段と、前記
極値検出手段の前記極大値及び前記極小値から前記角速
度検出手段の出力が零となる時点を算出する零時点算出
手段と、前記零時点算出手段の出力の移動平均を求める
移動平均算出手段と、前記移動平均算出手段からの信号
に基づいて、前記角速度検出手段の出力を補正する角速
度補正手段とを有することを特徴とする。
【0020】
【作用】本発明によれば、角加速度の符号が反転した時
点を角速度の極大値とし、次に角加速度の符号が変化し
たときには角速度の極小値と判断し、極値から極値まで
の角速度の平均値を角速度=0とおき、角速度=0を検
出したときに、回路を初期化することによって、回路上
の誤差を減少させる。また、第3の解決手段によれば、
角速度の平均値を繰り返し求めて、その平均値の移動平
均を求めることとした。したがって、本発明において
は、角速度の平均値から角速度=0を求めているため
に、角速度信号にノイズがあっても、ノイズの影響が少
なく正確な角速度を検出することができる。
【0021】
【実施例】以下、図面などを参照しながら、実施例をあ
げて、さらに詳しく説明する。この実施例の手ブレ検出
装置は、図1に示した基本回路をそのまま適用できるの
で、図1を参照して説明する。
【0022】図2は、手ブレを起こしているときの電源
ON(t=0)からの各部の波形を示す線図である。図
2(a)は、手ブレによる角度の変位θ、図2(b)
は、手ブレによる角速度ω、図2(c)は、手ブレによ
る角加速度α、図2(d)(e)は、それぞれ演算増幅
器4の出力OUT、OUT’を表している。
【0023】図3は、本発明による手ブレ検出装置の実
施例の動作を説明するフローチャートである。電源がオ
ンされると、スイッチ6をオンするとともに、制御回路
5のメモリ上のM、Nの値を0にリセットする(ステッ
プ#1)。次いで、角速度センサ1の出力が安定したか
否かを判断し(ステップ#2)、安定したときには、ス
イッチ6をオフするとともに、所定の時間毎に作動する
タイマ割り込みを許可する(ステップ#3、図2のt
1)。このとき、演算増幅器4の出力は、真の角速度の
値に対して、〔数1〕に示したΔVの誤差を持ってい
る。
【0024】タイマ割り込みの動作は、図4のフローチ
ャートに示すように、A/D変換を実行し(ステップ#
21)、A/D変換された値VA/D をメモリに記憶して
(ステップ#22)、リターンする(ステップ#2
3)。
【0025】つぎに、タイマ割り込みによって求められ
たA/D変換値に基づいて、角加速度αを求める(ステ
ップ#4)。さらに、角速度ωのピークを求めるため
に、角加速度αの符号が反転したか否かを判断し(ステ
ップ#5)、反転していない場合には、角加速度αを再
度求め(ステップ#4)、反転している場合には、その
ときの時間t2(図2参照)を記憶し、かつ、Nの値を
+1する(ステップ#6)。
【0026】Nの値が1か否かを判断し(ステップ#
7)、Nの値が1の場合には、つぎに角加速度αが反転
する(t3のタイミング)のを検出する。Nが1でない
場合には、前の反転した時間から今回の反転したときま
でのA/D変換値VA/Dの平均値VAVNを求め、この値を
角速度ω=0と見なし、次いで、Mの値を+1する(ス
テップ#8)。
【0027】Mの値が1か否かを判断し(ステップ#
9)、Mの値が1の場合には、A/D変換値VA/D の値
をモニタし(ステップ#10)、VA/D =VAVN となる
(ステップ#11、図2のt3)のを待つ。VA/D =V
AVN となったときには、スイッチ6を所定時間オンし
(図2のt4)、演算増幅器4の出力OUTを0Vとす
ることにより、初めにスイッチ6をオフした後のΔVの
値を減少させる。これにより、演算増幅器4の出力OU
Tは、角速度ω=0のとき0Vとなる。次に、Nの値を
0とし、ステップ#4に戻る。
【0028】前述したように角加速度αの符号が反転す
るのを検出して(t5、t7)、角速度ω=0に相当す
るA/D変換値の平均値VAVN を求めて、Mの値を+1
する(ステップ#8)。次に、このMが1でない場合
に、角速度αを求める計算を行い(ステップ#13)、
ステップ#4に進む。
【0029】ステップ#13において、角速度ωを求め
る計算は、次の〔数2〕による。 〔数2〕 ω=VA/D−VAVN また、VAVN は、加速度αの符号が反転する毎に求めら
れるが、実験的に最新のVADN から過去のVADN の移動
平均を求める方が真のω=0の値に対して誤差が少なく
なる。従って、計算は、次の〔数3〕のようになる。 〔数3〕 ω=VA/D −(ΣVAVi )/K 但し、Σは、i=N-K 〜 Nの和であることを示している。
【0030】なお、Kは所定の値であり、通常8程度を
設定するとよいことが実験で確かめられている。また、
VADN の求められた回数がKより少ないときには、求め
られた回数分のVAVN の平均値を求めるようにすればよ
い。
【0031】図5は、角速度センサの流し撮り時または
パンニング時の出力を示す線図である。波形が右上がり
に上昇しているのは、流し撮りによる角速度であり、波
をうっているのが手ブレである。このままの波形を手ブ
レによる変化とした場合には、手ブレ補正したときに、
流し撮りによる角速度変化も補正してしまうこととな
り、背景がブレずに、動いている被写体がブレることと
なってしまう。
【0032】ここで、前述のように、T1、T2、・・
・の時点において角加速度αの符号が変化し、そのタイ
ミングでVAV1 、VAV2 、・・・が求められる。このと
き、〔数2〕を適用した場合には、実際の角速度ωより
もVAVN だけ小さな値が角速度として認識される。即
ち、流し撮りによる角速度変化をキャンセルしているこ
とになる。従って、背景は補正されず、手ブレによるも
のだけが補正される。
【0033】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、手ブレによる角速度の値が正確に求めることがで
きる。また、流し撮りまたはパンニングするような撮影
条件であっても、手ブレの成分のみに対する角速度が正
確に検出ができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による手ブレ検出装置の基本構成(実施
例)を示した回路図である。
【図2】図2は、手ブレを起こしているときの角度変化
とそれによる各部の波形を示す線図である。
【図3】本実施例による本発明の手ブレ検出装置の動作
を示す流れ図である。
【図4】本実施例による本発明の手ブレ検出装置の動作
(タイマ割込ルーチン)を示す流れ図である。
【図5】流し撮り時又はパンニング時のセンサ出力を示
す波形図である。
【図6】図1の手ブレ検出装置の従来の動作を示す波形
図である。
【図7】本出願人の提案による手ブレ検出装置(特願平
5−190876号)を示す回路図である。
【図8】図7の回路の各部の波形図である。
【符号の説明】
1 角速度センサ 2 ローパスフィルタ 3 ハイパスフィルタ 4 演算増幅器 6 制御回路 6 スイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 手ブレ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の出力の極大値又は極小値を検出す
    る極値検出手段と、 前記極値検出手段の前記極大値及び前記極小値から前記
    角速度検出手段の出力が零となる時点を算出する零時点
    算出手段と、 前記零時点算出手段からの信号に基づいて、前記角速度
    検出手段の出力を補正する角速度補正手段とを有するこ
    とを特徴とする手ブレ検出装置。
  2. 【請求項2】 手ブレ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の信号を増幅する増幅手段と、 前記角速度検出手段の出力の極大値又は極小値を検出す
    る極値検出手段と、 前記極値検出手段の前記極大値及び前記極小値から前記
    角速度検出手段の出力が零となる時点を算出する零時点
    算出手段と、 前記零時点算出手段からの信号に基づいて、前記増幅手
    段の出力を補正する角速度補正手段とを有することを特
    徴とする手ブレ検出装置。
  3. 【請求項3】 手ブレ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の出力の極大値又は極小値を検出す
    る極値検出手段と、 前記極値検出手段の前記極大値及び前記極小値から前記
    角速度検出手段の出力が零となる時点を算出する零時点
    算出手段と、 前記零時点算出手段の出力の移動平均を求める移動平均
    算出手段と、 前記移動平均算出手段からの信号に基づいて、前記角速
    度検出手段の出力を補正する角速度補正手段とを有する
    ことを特徴とする手ブレ検出装置。
JP27781093A 1993-10-08 1993-10-08 手ブレ検出装置 Pending JPH07110503A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27781093A JPH07110503A (ja) 1993-10-08 1993-10-08 手ブレ検出装置
US08/319,642 US5717611A (en) 1993-10-08 1994-10-07 Slight motion detecting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27781093A JPH07110503A (ja) 1993-10-08 1993-10-08 手ブレ検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07110503A true JPH07110503A (ja) 1995-04-25

Family

ID=17588586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27781093A Pending JPH07110503A (ja) 1993-10-08 1993-10-08 手ブレ検出装置

Country Status (1)

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JP (1) JPH07110503A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010025964A (ja) * 2008-07-15 2010-02-04 Canon Inc 防振制御装置及び撮像装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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