JPH10122857A - 傾斜角センサおよびそれを用いた電子表示式水平インジケータ付き撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像装置の水平を保持できない状況において
も撮像装置の平行を保つことができる傾斜角センサおよ
びそれを用いた撮像装置を提供する。 【解決手段】 傾斜角センサ１は、撮像装置本体に固定
されている。傾斜角センサアンプ２には、傾斜角センサ
１に取付けられたホール素子から撮像装置本体の傾き量
に比例した電気信号が入力される。ローパスフィルタ３
は、傾斜角センサ１の揺らぎ成分を除去する。画面表示
回路４では、傾きに応じて予め用意されたキャラクター
を画面表示装置５の所定位置に表示させる演算を行う。
画面表示装置５には、撮像装置によって撮影中の画像に
重ねてキャラクターを表示する。これにより、使用者は
平行度を保ったビデオ撮影を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、傾斜角センサおよ
びそれを用いた電子表示式水平インジケータ付き撮像装
置に関し、更に詳しくは、例えばカメラ一体型ビデオテ
ープレコーダなどの撮像装置の光軸回りの傾きを傾斜角
センサにより検知し、その情報を画面表示装置に表示す
ることにより、平行度を保ったビデオ撮影を可能とする
傾斜角センサおよびそれを用いた電子表示式水平インジ
ケータ付き撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】撮像装置によって撮影された映像は、テ
レビジョン受像機等のモニタ装置で再生されることが多
く、撮影時に傾いて撮影された映像はそのまま傾いて表
示されることになり、後で修正することは困難である。
すなわち、従来の撮像装置では撮像装置の水平状態が確
認できないため、使用者の撮影姿勢が変化して撮像装置
が傾いても使用者はそれに気づかず、再生映像を見て初
めて傾いて撮影されたことに気付くという失敗をするこ
とが多くあった。特に、水平線や地面に直立した建物な
どを撮影する際には映像の僅かな傾きも目立つため、好
ましくない。例えば、乗り物に乗車中など足場が安定し
ない状況で撮影する場合、或いは撮像位置が目の高さで
なく、それより高い位置（ハイアングル）、逆に低い位
置（ローアングル）に保持して撮影する場合には撮像装
置を水平に保持することは困難である。

【０００３】このような問題を解決するためのアクセサ
リとして、撮像装置や三脚に取り付けて使用する水準器
が発売されているが、ビューファインダーやモニタ装置
を見ながら被写体を撮影している状態でこのような水準
器を同時に確認することは困難であり、その取付け操作
も面倒なものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
に鑑みてなされたもので、その課題は、撮像装置を目の
高さ以外で使用する場合など、撮像装置の水平を保持で
きない状況においても、撮像装置の平行を保つことがで
きる傾斜角センサおよびそれを用いた電子表示式水平イ
ンジケータ付き撮像装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した本発明の課題を
解決するために以下の手段を講じた。すなわち、請求項
１に記載の本発明の傾斜角センサは、支軸およびホール
素子が固着されているケースと、ケースと所定の間隙を
有し、支軸を支点として揺動自在となされた振り子と、
振り子におけるホール素子に対峙する位置に配設され、
ホール素子に磁界を与えるマグネットとを備えた。そし
て、ホール素子に対するマグネットの相対位置を検出す
ることにより、ケースに対する振り子の傾きを検出する
ことを特徴とする。

【０００６】請求項１に記載の傾斜角センサを撮像装置
に配置し、傾斜角センサにより撮像装置の光軸回りの傾
きを検出する傾斜角センサを用いた電子表示式水平イン
ジケータ付き撮像装置において、撮像画像を表示するビ
ューファインダーやモニタ装置などの画面表示装置と、
傾斜角センサの出力する検出信号を前値処理（増幅やフ
ィルタリング処理）する処理回路と、処理回路の出力す
る信号を演算処理し、表示キャラクターなどを用いた撮
像装置の傾き情報として画面表示装置の撮像画像に重ね
て表示する画面表示回路と備えた。これにより、使用者
は画面表示装置に表示される撮像画像と共に、表示キャ
ラクター化された撮像装置の傾き情報を同時に視覚する
ことができ、撮像装置の傾き情報によって撮像装置の傾
き状態を視覚で直感的に判別できるようになる。従っ
て、撮像装置を水平に保持することが容易になり、平行
を保ったビデオ撮影を行うことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態につき添付図面を参照して説明する。

【０００８】先ず、図１を参照して本発明の傾斜角セン
サを用いた電子表示式水平インジケータ付き撮像装置の
全体構成を説明する。図１は本発明の傾斜角センサを用
いた電子表示式水平インジケータ付き撮像装置の構成を
示すブロック回路図である。

【０００９】本発明は、撮像装置自身の光軸回りの傾き
を、内部に取付けられた傾斜角センサにより検知し、そ
の検知情報を撮像装置に備えられた電子ビューファイン
ダーやモニタ装置などの画面表示装置上に、撮影画面と
重ねて表示させる傾斜角センサを用いた電子表示式水平
インジケータ付き撮像装置に関するものである。このよ
うな撮像装置を用いることにより、使用者は撮影中であ
っても必要なときに撮像装置の光軸回りの傾きを容易に
知ることができる。従って、撮像装置を水平に保持する
ことが容易になり、無意識のうちに撮像装置を傾けてし
まうという失敗を未然に防ぐことができる。

【００１０】図１に示されるような傾斜角センサを用い
た電子表示式水平インジケータ付き撮像装置の概略構成
を説明する。本発明の傾斜角センサを用いた電子表示式
水平インジケータ付き撮像装置は、傾斜角センサ１、傾
斜角センサアンプ２、ローパスフィルタ３、画面表示回
路４、ビューファインダーやモニタ装置などの画面表示
装置５および画面表示切換えスイッチ６を備えて構成さ
れる。

【００１１】以上のように構成された本発明の傾斜角セ
ンサを用いた電子表示式水平インジケータ付き撮像装置
の動作を説明する。

【００１２】傾斜角センサ１は、撮像装置本体の光軸回
りの傾きが検出できる位置に固定されている。傾斜角セ
ンサアンプ２には、傾斜角センサ１に取付けられたホー
ル素子（詳細は後述する）から撮像装置本体の傾き量に
比例した直流成分を含んだ電気信号が入力される。この
傾斜角センサアンプ２により傾斜角センサ１からの微弱
な検出信号が電圧に増幅変換され、それ以降の回路で信
号処理が可能なゲインを有する信号となる。ローパスフ
ィルタ３は、傾斜角センサ１が機構的に振動することに
起因する信号の揺らぎ、傾斜角センサアンプ２で増幅す
る際に重畳されるノイズ成分の除去を行い、撮像装置本
体の傾き量を検出するために必要な信号の直流成分のみ
を出力する。

【００１３】傾斜角センサアンプ２やローパスフィルタ
３などの前値処理回路を通過した撮像装置本体の傾き量
に比例した直流信号は、画面表示回路４に送られる。画
面表示回路４では、直流信号をＡ／Ｄ変換した後、その
値に応じて予め用意された撮像装置の傾きを表現するキ
ャラクターを画面表示装置５の所定位置に表示させる演
算処理を行う。画面表示装置５には、撮像装置によって
撮影中の画像に重ねて撮像装置本体の傾斜角に応じたキ
ャラクターが、その他ビデオ撮影に必要な情報と共に水
平インジケータとして表示される。但し、水平インジケ
ータを表示させたくないときには、画面表示切換えスイ
ッチ６にインジケータオン・オフ信号を送ることによっ
て消すことができる。以下、このような傾斜角センサを
用いた電子表示式水平インジケータ付き撮像装置の詳細
につき、順次詳しく説明する。

【００１４】図２ないし図４を参照して本発明の傾斜角
センサ（図１の要素１）の詳細を説明する。図２は本発
明の傾斜角センサを示す図であり、（ａ）はその正面
図、（ｂ）はＡ−Ａ部の断面図である。図３は本発明の
傾斜角センサの動作を説明する図であり、（ａ）は振り
子の揺れ角θが０度状態、（ｂ）は振り子の揺れ角θ度
状態、（ｃ）は揺れ角θと磁束密度Ｂの関係を示すグラ
フである。図４は本発明の傾斜角センサを撮像装置に取
付けた状態を説明する図であり、（ａ）はその斜視図、
（ｂ）はそのＢ矢視図である。なお、図における共通部
分には以降とも同一参照符号を付すものとする。

【００１５】先ず、図２におけるケース１４の所定位置
には、軸１１とホール素子１５が固着されている。振り
子１０は、その軸１１を支点に所定の角度範囲で揺動す
る。振り子１０にはマグネット１２およびマグネットか
らの漏れ磁界を防ぐヨーク板１３が固定されており、こ
れらは振り子１０と一体となって揺動する。

【００１６】そして、２極着磁されているマグネット１
２が図３に示すように揺動すると、ホール素子１５を通
過する磁束密度Ｂは振り子（マグネット）１０の揺れ角
θに比例し（図３（ｃ）参照）、ホール素子１５は振り
子１０の揺れ角θに比例した磁束密度Ｂを電圧に変換し
て出力する。すなわち、図３（ａ）はケース１４に対す
る振り子１０の揺れ角θ＝０°のとき、ホール素子１５
を通過する磁束密度Ｂは０〔Ｇ〕となる。同図（ｂ）で
はケース１４に対する振り子１０の揺れ角θのとき、振
り子１０の揺れ角θに比例したホール素子１５からの電
圧が取出される。

【００１７】この傾斜角センサ１のケース１４を、図４
に示されるような撮像装置２０にレンズ光軸２１とセン
サ振り子軸２２が平行になるように固着する。すると、
傾斜角センサ１のケース１４は撮像装置２０と同じだけ
傾くのに対し、振り子１０は常に重力のかかる鉛直下向
きに停止するため、重力方向に対する撮像装置２０の傾
きが検出される。重力方向に対する撮像装置２０の傾き
は、振り子１０に対する傾斜角センサ１の傾きに比例し
たホール素子１５の電圧信号として取出される。

【００１８】ホール素子１５からの検出電圧は微弱なた
め、図１の傾斜角センサアンプ２に送られて所定レベル
まで増幅される。また、磁束密度Ｂの変化量に対するホ
ール素子１５からの出力電圧の変化量、および磁束密度
Ｂ＝０のときの出力電圧（不平衡電圧）はホール素子毎
にばらつきがあるうえ、傾斜角センサ１の組み立てや撮
像装置２０の取付け状態によっても出力にばらつきが生
じる。傾斜角センサアンプ２にはこのばらつきを吸収す
る役割もある。

【００１９】次に、傾斜角センサアンプ（図１の要素
２）の一例を図５に示して説明する。図５は本発明の傾
斜角センサアンプの一例を示す回路図である。

【００２０】傾斜角センサアンプ２は、ホール素子１５
の端子ａ、ｂからホール電極に電圧を与えると共に、端
子ｃ、ｄからホール電圧を得る従来公知のものである。
端子ｂには、ゲイン調整ボリューム３０やオフセット調
整ボリューム３１などが接続され、端子ｃ、ｄには出力
アンプ３２および出力部３３が接続されている。そし
て、ゲイン調整ボリューム３０は、ホール素子１５を横
切る磁束密度Ｂの単位変化量に対する出力電圧の変化
量、すなわちアンプゲインを調整する。オフセット調整
ボリューム３１では、ホール素子１５の不平衡電圧が０
Ｖからずれていたり、傾斜角センサ１のマグネット１２
が振り子１０に対してずれている分の電圧補正を行う。
端子ｃ、ｄから出力されたホール電圧は出力アンプ３２
を介して出力部３３から出力される。

【００２１】再度、図１の説明に戻り、傾斜角センサ以
降の説明を行う。傾斜角センサアンプ２によってゲイン
とオフセット量を規定値に調整された出力信号は、次段
のローパスフィルタ（図１の要素３）に送出される。ロ
ーパスフィルタ３では、傾斜角センサ１の出力信号に重
畳された不要な高域成分を除去し、撮像装置の傾き量の
検出に必要な信号の直流成分のみを抽出する。つまり、
傾斜角センサ１における振り子１０は、重力以外の外
力、つまり振動や衝撃力や、撮像装置を静止状態から動
作させたり、動作状態から停止させたりする際にかかる
加速度により動いてしまう。そうした重力以外の外力が
加わると、振り子１０はその固有振動数ｆ₀ 〔Ｈｚ〕で
振動する。すると傾斜角センサ１の信号を傾斜角センサ
アンプ２で増幅する際に、このような高域ノイズも同時
に増幅してしまう。ローパスフィルタ３は、そうした傾
斜角センサ１の出力信号に含まれる不要な高域成分を除
去する。

【００２２】ローパスフィルタ３の出力信号は次段の画
面表示回路（図１の要素４）に送られる。本発明の画面
表示回路の一例を図６に示す。図６に示される本発明の
画面表示回路は、入力部４０、Ａ／Ｄ変換４１、マイコ
ン４２およびキャラクター４３を予め記憶したメモリ４
４および出力部４５から構成される。そして、入力部４
０から入力された直流の傾き情報は、Ａ／Ｄ変換４１に
よりアナログ→ディジタル変換された後、マイコン４２
に送られる。マイコン４２では、撮像装置の傾き情報を
基にメモリ４４に記憶された傾きを表現するキャラクタ
ー４３を読み出す。キャラクター４３としては、例えば
傾斜角を横軸で表す棒グラフ５０（図７（ａ）参照）
や、撮像装置の傾きと同じだけ傾いた飛行機の絵柄５１
などが考えられる。マイコン４２では、これらのキャラ
クター４３の中から撮像装置の傾きに応じたシンボルを
逐次呼び出しては次段の画面表示装置５に表示する。

【００２３】画面表示装置（図１の要素５）は、撮像装
置の電子ビューファインダーや液晶モニタなどの表示装
置であって、画面表示装置５には撮影中の映像の他、記
録時間５２、日付５３（図７（ｃ）参照）、テープ残量
やバッテリ残量（図示省略）といったビデオ撮影に必要
な情報を表示する。こうした情報を表示する手法を用い
て、前述のキャラクター４３を表示することにより、本
発明の傾斜角センサを用いた電子表示式水平インジケー
タ付き撮像装置を実現する。なお、本発明のキャラクタ
ーはデザインの一例を描いたものであって、キャラクタ
ーの形状や配置位置は他の場所であっても良い。

【００２４】この傾きを表示するキャラクター４３は、
撮像装置の傾きを知りたいときのみ表示すれば良く、そ
れ以外では撮影の邪魔になることもある。そのため、画
面表示回路４および画面表示装置５の間には、画面表示
切換スイッチ（図１の要素６）が設けられており、この
画面表示切換スイッチ６にインジケータオン・オフ信号
を印加することにより、キャラクターの表示・非表示を
選択できる。

【００２５】このようにして、本発明の傾斜角センサを
用いた電子表示式水平インジケータ付き撮像装置では、
次のような具体的な効果を上げることができる。第１に
は、撮像装置の撮影中に電子ビューファインダーや液晶
モニタなどの画面表示装置上に撮像装置の光軸回りの傾
き量が表示されるため、撮像装置を水平に保持できる。
第２には、水準器付きの三脚、或いは撮像装置や三脚に
取り付けて使用する水準器等のアクセサリが不要とな
る。第３には、電子表示式の水平インジケータが画面表
示装置上に表示されるため、水平インジケータが不要な
ときには、切換スイッチを制御することにより消すこと
が可能である。第４には、傾き量を表現する方法は、例
示した棒グラフ、飛行機の絵柄といった視覚で直感的に
判るように構成できる自由度があるため、表示方法を工
夫して高級感を演出する等のデザイン自由度が向上でき
る。

【００２６】本発明は前記実施例に限定されず、種々の
実施形態を採ることができる。例えば、本発明はビデオ
カメラに限定されることなく、ディジタルビデオカメラ
やディジタルスチルカメラ等の撮像装置全般に応用する
ことができる。また、本発明は以上示した一実施形態に
とらわれず様々な形態に発展出来ることは言うまでもな
い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の傾斜角セ
ンサおよびそれを用いた電子表示式水平インジケータ付
き撮像装置によれば、撮像装置の光軸回りの傾きを画面
表示装置上に電子表示式水平インジケータとして表示す
るようにしたため、撮像装置の水平を保持できない状況
においても撮像装置を水平に保持することができ、平行
度を保ったビデオ撮影を行うことが可能となる。また、
本発明の水平インジケータは電子表示式であため、不要
なときには直ちに消すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の傾斜角センサを用いた電子表示式水
平インジケータ付き撮像装置の構成を示すブロック回路
図である。

【図２】 本発明の傾斜角センサを示す図であり、
（ａ）はその正面図、（ｂ）はＡ−Ａ部の断面図であ
る。

【図３】 本発明の傾斜角センサの動作を説明する図で
あり、（ａ）は振り子の揺れ角θが０度状態、（ｂ）は
振り子の揺れ角θ度状態、（ｃ）は揺れ角θと磁束密度
Ｂの関係を示すグラフである。

【図４】 本発明の傾斜角センサを撮像装置に取付けた
状態を説明する図であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）
はそのＢ矢視図である。

【図５】 本発明の傾斜角センサアンプの一例を示す回
路図である。

【図６】 本発明の画面表示回路の一例を示すブロック
回路図である。

【図７】 本発明の画面表示装置に表示されるキャラク
ターの一例を示す図であり、（ａ）は棒グラフ、（ｂ）
は飛行機の絵柄、（ｃ）は画面表示装置の表示例を示す
図である。

【符号の説明】

１…傾斜角センサ、２…傾斜角センサアンプ、３…ロー
パスフィルタ、４…画面表示回路、５…画面表示装置、
６…画面表示切換えスイッチ、１０…振り子、１１…
軸、１２…マグネット、１３…ヨーク板、１４…ケー
ス、１５…ホール素子、２０…撮像装置、２１…レンズ
光軸、２２…センサ振り子軸、３０…ゲイン調整ボリュ
ーム、３１…オフセット調整ボリューム、３２…出力ア
ンプ、３３，４５…出力部、４０…入力部、４１…Ａ／
Ｄ変換、４２…マイコン、４３…キャラクター、４４…
メモリ、５０…棒グラフ、５１…飛行機の絵柄、５２…
記録時間、５３…日付

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 弘一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 二神 章 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 松井 啓 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支軸およびホール素子が固着されている
   ケースと、 前記ケースと所定の間隙を有し、前記支軸を支点として
   揺動自在となされた振り子と、 前記振り子における前記ホール素子に対峙する位置に配
   設され、前記ホール素子に磁界を与えるマグネットとを
   備え、 前記ホール素子に対する前記マグネットの相対位置を検
   出することにより、前記ケースに対する前記振り子の傾
   きを検出することを特徴とする傾斜角センサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の傾斜角センサを撮像装置
   に配置し、前記傾斜角センサにより撮像装置の光軸回り
   の傾きを検出する傾斜角センサを用いた電子表示式水平
   インジケータ付き撮像装置において、 撮像画像を表示する画面表示装置と、 前記傾斜角センサの出力する検出信号を前値処理する処
   理回路と、 前記処理回路の出力する信号を演算処理し、撮像装置の
   傾き情報として前記画面表示装置の撮像画像に重ねて表
   示する画面表示回路とを具備したことを特徴とする傾斜
   角センサを用いた電子表示式水平インジケータ付き撮像
   装置。
3. 【請求項３】 前記撮像装置には画面表示切換スイッチ
   を備え、 前記画面表示切換スイッチは、選択信号を印加すること
   により、前記撮像装置の傾き情報の表示・非表示を選択
   できることを特徴とする請求項２に記載の傾斜角センサ
   を用いた電子表示式水平インジケータ付き撮像装置。
4. 【請求項４】 前記撮像装置の傾き情報は、撮像装置の
   傾き状態が視覚で直感的に判別される表示キャラクター
   であることを特徴とする請求項２に記載の傾斜角センサ
   を用いた電子表示式水平インジケータ付き撮像装置。
5. 【請求項５】 前記表示キャラクターは、撮像装置の傾
   きに応じて横方向に可動する棒グラフまたは撮像装置の
   傾きと同じだけ傾いた飛行機の絵柄であることを特徴と
   する請求項４に記載の傾斜角センサを用いた電子表示式
   水平インジケータ付き撮像装置。