JPH07225405A - 像振れ補正カメラ - Google Patents
像振れ補正カメラInfo
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- JPH07225405A JPH07225405A JP30768494A JP30768494A JPH07225405A JP H07225405 A JPH07225405 A JP H07225405A JP 30768494 A JP30768494 A JP 30768494A JP 30768494 A JP30768494 A JP 30768494A JP H07225405 A JPH07225405 A JP H07225405A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
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- H04N23/6812—Motion detection based on additional sensors, e.g. acceleration sensors
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- G03B2205/0007—Movement of one or more optical elements for control of motion blur
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B2217/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
- G03B2217/005—Blur detection
Abstract
(57)【要約】
【目的】 カメラの並進運動を正確に検出して、像振れ
を正確に補正する。 【構成】 像振れ補正カメラは、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装置１〜３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装
置４〜６と、三軸方向の加速度及び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手段９と、前記座標変換マトリ
ックスから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手段１０等を備える。加速度検
出装置１，２の出力から前記重力加速度成分を除去して
並進運動の変位を算出し、補正駆動量演算手段１１は、
これらに基づいて像振れ量を算出する。
を正確に補正する。 【構成】 像振れ補正カメラは、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装置１〜３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装
置４〜６と、三軸方向の加速度及び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手段９と、前記座標変換マトリ
ックスから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手段１０等を備える。加速度検
出装置１，２の出力から前記重力加速度成分を除去して
並進運動の変位を算出し、補正駆動量演算手段１１は、
これらに基づいて像振れ量を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、撮影時に発生する手
振れ等による像振れを補正する像振れ補正カメラに関す
るものである。
振れ等による像振れを補正する像振れ補正カメラに関す
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振れを補
正するために、像振れ補正装置を有する像振れ補正カメ
ラが知られている。像振れ補正装置は、カメラ内に設け
られた振れセンサが振れを検出すると、シャッタが開い
ている間、振れセンサの出力に基づいて、その振れを打
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、像振れを補正するものである。
正するために、像振れ補正装置を有する像振れ補正カメ
ラが知られている。像振れ補正装置は、カメラ内に設け
られた振れセンサが振れを検出すると、シャッタが開い
ている間、振れセンサの出力に基づいて、その振れを打
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、像振れを補正するものである。
【０００３】図７，８は、それぞれ、従来の像振れ補正
カメラの第１，第２の例の構成を示すブロック図であ
り、特開平３−３７６１６号公報，特開平３−４６６４
２号公報に開示されたものである。また、図９は、従来
の像振れ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７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２
３，２４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（振れ）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、
その振れ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振れ
を補正する。
カメラの第１，第２の例の構成を示すブロック図であ
り、特開平３−３７６１６号公報，特開平３−４６６４
２号公報に開示されたものである。また、図９は、従来
の像振れ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７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２
３，２４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（振れ）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、
その振れ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振れ
を補正する。
【０００４】図８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３
３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２
９，３０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、その振れを打ち消すべく、
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
振れを打ち消すべく、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軸方向の像振れを補正する。
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３
３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２
９，３０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、その振れを打ち消すべく、
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
振れを打ち消すべく、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軸方向の像振れを補正する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
像振れ補正カメラでは、以下の課題があった。図７のも
のは、角速度検出装置２３，２４のみでカメラの振れを
検出するので、カメラの並進方向の振れを検出すること
ができない。従って、並進方向の振れによって発生する
像振れ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振
れによって生じる像振れが大きいので、画質が著しく低
下してしまうという問題があった。
像振れ補正カメラでは、以下の課題があった。図７のも
のは、角速度検出装置２３，２４のみでカメラの振れを
検出するので、カメラの並進方向の振れを検出すること
ができない。従って、並進方向の振れによって発生する
像振れ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振
れによって生じる像振れが大きいので、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８のものは、加速度検出装置２
７，２８により、カメラの並進運動を検出することがで
きるが、カメラの回転運動によって加速度検出装置２
７，２８に作用する重力加速度成分が変化するため、並
進運動を正確に検出することができなかった。このた
め、正確に像振れ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。
７，２８により、カメラの並進運動を検出することがで
きるが、カメラの回転運動によって加速度検出装置２
７，２８に作用する重力加速度成分が変化するため、並
進運動を正確に検出することができなかった。このた
め、正確に像振れ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】本発明は、上述のような課題を解消するた
めになされたものであって、カメラの並進運動を正確に
検出することにより、正確に像振れを補正して、鮮明な
画像を得ることを目的とする。
めになされたものであって、カメラの並進運動を正確に
検出することにより、正確に像振れを補正して、鮮明な
画像を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１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手段（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
手段（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
勢演算手段（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手段（１０）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手段（７）と、カ
メラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出手段（８）と、
前記重力加速度成分を除去したＸ軸並びにＹ軸方向又は
三軸方向の加速度から演算されたＸ軸並びにＹ軸方向又
は三軸方向の変位、Ｘ軸並びにＹ軸回り又は三軸回りの
角速度から演算されたＸ軸並びに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、像振れ量を算出し、前記像振れ量を打
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手段（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手段（１
２）とを備えることを特徴とする。
めに、請求項１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手段（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
手段（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
勢演算手段（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手段（１０）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手段（７）と、カ
メラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出手段（８）と、
前記重力加速度成分を除去したＸ軸並びにＹ軸方向又は
三軸方向の加速度から演算されたＸ軸並びにＹ軸方向又
は三軸方向の変位、Ｘ軸並びにＹ軸回り又は三軸回りの
角速度から演算されたＸ軸並びに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、像振れ量を算出し、前記像振れ量を打
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手段（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手段（１
２）とを備えることを特徴とする。
【０００９】請求項２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手段（１，
２）と、カメラに作用する三軸回りの角速度を検出する
角速度検出手段（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手
段（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手段（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手段（１
０）と、カメラと被写体との間の距離を測定する被写体
距離測定手段（７）と、カメラの撮影倍率を検出する撮
影倍率検出手段（８）と、前記重力加速度成分を除去し
たＸ軸並びにＹ軸方向の加速度から演算されたＸ軸並び
にＹ軸方向の変位、Ｘ軸並びにＹ軸回りの角速度から演
算されたＸ軸並びに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、像振れ
量を算出し、前記像振れ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手
段（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手段（１２）とを備えることを特徴
とする。
及びＹ軸方向の加速度を検出する加速度検出手段（１，
２）と、カメラに作用する三軸回りの角速度を検出する
角速度検出手段（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手
段（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手段（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手段（１
０）と、カメラと被写体との間の距離を測定する被写体
距離測定手段（７）と、カメラの撮影倍率を検出する撮
影倍率検出手段（８）と、前記重力加速度成分を除去し
たＸ軸並びにＹ軸方向の加速度から演算されたＸ軸並び
にＹ軸方向の変位、Ｘ軸並びにＹ軸回りの角速度から演
算されたＸ軸並びに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、像振れ
量を算出し、前記像振れ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手
段（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手段（１２）とを備えることを特徴
とする。
【００１０】請求項３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手段（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
度検出手段（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
する姿勢演算手段（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手段（１０）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手段（７）
と、カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出手段
（８）と、前記重力加速度成分を除去した三軸方向の加
速度から演算された三軸方向の変位、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、像振れ量及び
ピントずれ量を算出し、前記像振れ量及び前記ピントず
れ量を打ち消すべく補正用レンズ，撮像面，又はフォー
カシングレンズのうちの少なくとも１つの駆動量を演算
する補正駆動量演算手段（１１）と、前記補正用レン
ズ，前記撮像面，又は前記フォーカシングレンズのうち
の少なくとも１つを駆動する補正駆動手段（１２）とを
備えることを特徴とする。
方向の加速度を検出する加速度検出手段（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
度検出手段（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
する姿勢演算手段（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手段（１０）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手段（７）
と、カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出手段
（８）と、前記重力加速度成分を除去した三軸方向の加
速度から演算された三軸方向の変位、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、像振れ量及び
ピントずれ量を算出し、前記像振れ量及び前記ピントず
れ量を打ち消すべく補正用レンズ，撮像面，又はフォー
カシングレンズのうちの少なくとも１つの駆動量を演算
する補正駆動量演算手段（１１）と、前記補正用レン
ズ，前記撮像面，又は前記フォーカシングレンズのうち
の少なくとも１つを駆動する補正駆動手段（１２）とを
備えることを特徴とする。
【００１１】請求項４の発明は、請求項１又は３に記載
の像振れ補正カメラにおいて、前記姿勢演算手段は、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。
の像振れ補正カメラにおいて、前記姿勢演算手段は、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。
【００１２】
【作用】請求項１，３の発明においては、加速度検出手
段と角速度検出手段との出力から、姿勢演算手段により
カメラ座標と静止座標との間の座標変換マトリックスが
演算される。また、請求項２の発明においては、姿勢検
出手段と角速度検出手段との出力から前記座標変換マト
リックスが演算される。これを利用して、重力加速度成
分演算手段により、カメラ座標系の重力加速度成分が演
算される。加速度検出手段の出力から前記重力加速度成
分を除去すると、並進運動によって発生する加速度のみ
が算出される。従って、回転運動により加速度検出手段
に作用する重力加速度成分が変化しても、並進運動によ
る変位を正確に算出することができる。さらに請求項４
の発明においては、加速度検出手段の出力に基づいて、
カメラの初期姿勢が演算される。従って、加速度検出手
段の出力を利用してカメラの初期姿勢を演算することが
できる。
段と角速度検出手段との出力から、姿勢演算手段により
カメラ座標と静止座標との間の座標変換マトリックスが
演算される。また、請求項２の発明においては、姿勢検
出手段と角速度検出手段との出力から前記座標変換マト
リックスが演算される。これを利用して、重力加速度成
分演算手段により、カメラ座標系の重力加速度成分が演
算される。加速度検出手段の出力から前記重力加速度成
分を除去すると、並進運動によって発生する加速度のみ
が算出される。従って、回転運動により加速度検出手段
に作用する重力加速度成分が変化しても、並進運動によ
る変位を正確に算出することができる。さらに請求項４
の発明においては、加速度検出手段の出力に基づいて、
カメラの初期姿勢が演算される。従って、加速度検出手
段の出力を利用してカメラの初期姿勢を演算することが
できる。
【００１３】
【実施例】以下、図面等を参照して、本発明の一実施例
について説明する。なお、本発明による像振れ補正カメ
ラの補正光学装置は、図９に示したものと同様である。
図１は本発明による像振れ補正カメラの第１の実施例の
構成を示すブロック図である。この像振れ補正カメラ
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例
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。実施例では、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。
について説明する。なお、本発明による像振れ補正カメ
ラの補正光学装置は、図９に示したものと同様である。
図１は本発明による像振れ補正カメラの第１の実施例の
構成を示すブロック図である。この像振れ補正カメラ
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例
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。実施例では、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。
【００１４】加速度検出装置１，２，３の出力値には、
並進運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、カメラの回転運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、並進運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。
並進運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、カメラの回転運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、並進運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。
【００１５】この重力加速度成分を演算するために、像
振れ補正カメラには、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加速度とを用いて
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。
振れ補正カメラには、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加速度とを用いて
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。
【００１６】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および並進
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。
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および並進
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。
【００１７】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。
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。
【００１８】
【数１】
【００１９】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
並進運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軸方向の並進運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。
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
並進運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軸方向の並進運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。
【００２０】被写体距離測定手段７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。
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。
【００２１】補正駆動量演算手段１１は、像振れを補正
するための補正用レンズ３８（図９）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軸方向の並進運動の変位と、Ｘ
軸，Ｙ軸回りの回転角度とにより、像振れに影響を与え
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４に示すような、フィルム面１６
上の二次元の像振れ量を求める。次に、これらの信号を
用いて、像振れ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５−１５８１
００号公報に開示されたものが知られている。
するための補正用レンズ３８（図９）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軸方向の並進運動の変位と、Ｘ
軸，Ｙ軸回りの回転角度とにより、像振れに影響を与え
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４に示すような、フィルム面１６
上の二次元の像振れ量を求める。次に、これらの信号を
用いて、像振れ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５−１５８１
００号公報に開示されたものが知られている。
【００２２】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振れ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。
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振れ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。
【００２３】図５，６は、本発明による像振れ補正カメ
ラの第２，第３の実施例の構成を示すブロック図であ
る。以下、図１の像振れ補正カメラと異なる部分につい
て説明する。図５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。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５
のように姿勢検出装置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。
ラの第２，第３の実施例の構成を示すブロック図であ
る。以下、図１の像振れ補正カメラと異なる部分につい
て説明する。図５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。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５
のように姿勢検出装置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。
【００２４】また、図１のものは、Ｘ軸，Ｙ軸方向の並
進運動の変位と、Ｘ軸，Ｙ軸回りの回転角度とから、フ
ィルム面１６上の二次元の像振れ量を求めて補正を行っ
たが、図６のものは、さらに、Ｚ軸方向の並進運動の変
位と、Ｚ軸回りの回転角度とから三次元の像振れ量を求
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軸方向の並進運動の変位が算出さ
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。
進運動の変位と、Ｘ軸，Ｙ軸回りの回転角度とから、フ
ィルム面１６上の二次元の像振れ量を求めて補正を行っ
たが、図６のものは、さらに、Ｚ軸方向の並進運動の変
位と、Ｚ軸回りの回転角度とから三次元の像振れ量を求
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軸方向の並進運動の変位が算出さ
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。
【００２５】このときに、Ｚ軸方向の並進運動の変位に
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９）
をＺ軸方向に駆動する方法がある。また、Ｚ軸回りの回
転運動による像振れ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。
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９）
をＺ軸方向に駆動する方法がある。また、Ｚ軸回りの回
転運動による像振れ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。
【００２６】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は、上述した実施例に限定されることなく、
その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であ
る。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。
が、本発明は、上述した実施例に限定されることなく、
その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であ
る。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。
【００２７】実施例では、補正用レンズ３８を駆動する
ことにより像振れを補正したが、例えばフィルムを駆動
させて像振れを補正しても良い。また、ビデオカメラの
場合は、補正用レンズ又は撮像素子のどちらを駆動して
も良い。
ことにより像振れを補正したが、例えばフィルムを駆動
させて像振れを補正しても良い。また、ビデオカメラの
場合は、補正用レンズ又は撮像素子のどちらを駆動して
も良い。
【００２８】また、図１又は図６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。
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。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、重力加速度成分を除去
した並進運動の変位を算出して像振れ（請求項３の発明
にあっては像振れ及びピントずれ）を補正するようにし
たので、回転運動により加速度検出手段に作用する重力
加速度成分が変化しても、正確に像振れ（請求項３の発
明にあっては像振れ及びピントずれ）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。
した並進運動の変位を算出して像振れ（請求項３の発明
にあっては像振れ及びピントずれ）を補正するようにし
たので、回転運動により加速度検出手段に作用する重力
加速度成分が変化しても、正確に像振れ（請求項３の発
明にあっては像振れ及びピントずれ）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。
【図１】本発明による像振れ補正カメラの第１の実施例
を示すブロック図である。
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例を示す図である。
４，５，６との実装位置の一実施例を示す図である。
【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。
系であるカメラ座標系２０とを示す図である。
【図４】フィルム面１６上の像振れを示す図である。
【図５】本発明による像振れ補正カメラの第２の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図６】本発明による像振れ補正カメラの第３の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図７】従来の像振れ補正カメラの第１の例の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図８】従来の像振れ補正カメラの第２の例の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図９】従来の像振れ補正カメラの補正光学装置の概略
構成図である。
構成図である。
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 像振れ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
Claims (4)
- 【請求項１】 カメラに作用する三軸方向の加速度を検
出する加速度検出手段と、 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
出手段と、 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手段と、 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手
段と、 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
手段と、 カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出手段と、 前記重力加速度成分を除去したＸ軸並びにＹ軸方向又は
三軸方向の加速度から演算されたＸ軸並びにＹ軸方向又
は三軸方向の変位、Ｘ軸並びにＹ軸回り又は三軸回りの
角速度から演算されたＸ軸並びに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、像振れ量を算出し、前記像振れ量を打
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手段と、 前記補正用レンズ及び／又は前記撮像面を駆動する補正
駆動手段と を備えることを特徴とする像振れ補正カメラ。 - 【請求項２】 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手段と、 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
出手段と、 重力加速度方向を検出することにより、カメラの姿勢を
検出する姿勢検出手段と、 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
演算する姿勢演算手段と、 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手
段と、 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
手段と、 カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出手段と、 前記重力加速度成分を除去したＸ軸並びにＹ軸方向の加
速度から演算されたＸ軸並びにＹ軸方向の変位、Ｘ軸並
びにＹ軸回りの角速度から演算されたＸ軸並びに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、像振れ量を算出し、前記像振れ量
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手段と、 前記補正用レンズ及び／又は前記撮像面を駆動する補正
駆動手段とを備えることを特徴とする像振れ補正カメ
ラ。 - 【請求項３】 カメラに作用する三軸方向の加速度を検
出する加速度検出手段と、 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
出手段と、 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手段と、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手段と、 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
手段と、 カメラの撮影倍率を検出する撮影倍率検出手段と、 前記重力加速度成分を除去した三軸方向の加速度から演
算された三軸方向の変位、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、像振れ量及びピントずれ
量を算出し、前記像振れ量及び前記ピントずれ量を打ち
消すべく補正用レンズ，撮像面，又はフォーカシングレ
ンズのうちの少なくとも１つの駆動量を演算する補正駆
動量演算手段と、 前記補正用レンズ，前記撮像面，又は前記フォーカシン
グレンズのうちの少なくとも１つを駆動する補正駆動手
段とを備えることを特徴とする像振れ補正カメラ。 - 【請求項４】 請求項１又は３に記載の像振れ補正カメ
ラにおいて、 前記姿勢演算手段は、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
する像振れ補正カメラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30768494A JP3513950B2 (ja) | 1993-12-14 | 1994-12-12 | 像振れ補正カメラ |
| US08/355,475 US5649237A (en) | 1993-12-14 | 1994-12-14 | Image movement correction of camera |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34263193 | 1993-12-14 | ||
| JP5-342631 | 1993-12-14 | ||
| JP30768494A JP3513950B2 (ja) | 1993-12-14 | 1994-12-12 | 像振れ補正カメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225405A true JPH07225405A (ja) | 1995-08-22 |
| JP3513950B2 JP3513950B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=26565226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30768494A Expired - Lifetime JP3513950B2 (ja) | 1993-12-14 | 1994-12-12 | 像振れ補正カメラ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5649237A (ja) |
| JP (1) | JP3513950B2 (ja) |
Cited By (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE19942900B4 (de) * | 1998-09-08 | 2004-01-22 | Ricoh Company, Ltd. | Vorrichtung zur Korrektur von Bildfehlern, die durch ein Kameraverwackeln hervorgerufen werden |
| WO2004109386A1 (ja) * | 2003-06-09 | 2004-12-16 | Olympus Corporation | 撮影装置 |
| JP2006208691A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Canon Inc | 撮像装置並びにそのカメラ本体及び交換レンズ |
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| EP1933189A1 (en) | 2006-12-12 | 2008-06-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus including image shake correction |
| US7460772B2 (en) | 2004-06-15 | 2008-12-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus |
| JP2009244677A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Hoya Corp | 撮像装置 |
| JP2009251074A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Hoya Corp | 撮像装置 |
| US7634181B2 (en) | 2006-09-14 | 2009-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Image stabilizing system and optical apparatus |
| JP2010025961A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Canon Inc | 防振制御装置及び撮像装置 |
| JP2010286594A (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Canon Inc | 像振れ補正装置および撮像装置 |
| CN102176106A (zh) * | 2008-07-15 | 2011-09-07 | 佳能株式会社 | 图像稳定控制设备和摄像设备 |
| JP2011259394A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Canon Inc | 傾き検出装置、振れ補正装置、撮像装置およびその制御方法 |
| US8135269B2 (en) | 2009-07-02 | 2012-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| EP2444843A1 (en) | 2010-10-19 | 2012-04-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Image stabilization control apparatus, imaging apparatus, and image stabilization control method |
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