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JP2641611B2 - 手振れ補正装置 - Google Patents

手振れ補正装置

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JP2641611B2
JP2641611B2 JP2291420A JP29142090A JP2641611B2 JP 2641611 B2 JP2641611 B2 JP 2641611B2 JP 2291420 A JP2291420 A JP 2291420A JP 29142090 A JP29142090 A JP 29142090A JP 2641611 B2 JP2641611 B2 JP 2641611B2
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JP
Japan
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angular velocity
image
camera
mirror
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JP2291420A
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JPH04163533A (ja
Inventor
充史 三沢
智 上田
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS 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
    • G03B2217/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B2217/005Blur detection

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  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は手振れ補正装置に係り、特にカメラの撮影光
学系の少なくとも一部の光学部材を駆動し、撮影光学系
を介して撮像面に入射する被写体光を安定化させるカメ
ラの手振れ補正装置に関する。
〔従来の技術〕 従来、カメラの手振れ補正装置としては、撮影レンズ
の光軸に対して略45゜の角度をもつ補正ミラーを傾動自
在に配設し、この補正ミラーを駆動して補正ミラー及び
撮影レンズを介して撮像面に入射する被写体光を安定化
させるものや、撮影レンズ全体或いは撮影レンズを構成
する一部のレンズをジンバル機構等によって傾動自在に
支持し、この支持されたレンズを駆動して撮像画に入射
する被写体光を安定化させるものがある。
この種の機械式手振れ補正装置において使用されるカ
メラの振れを検出する角速度センサとしては、コリオリ
の力を利用したものが一般的である。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記角速度センサは角速度に比例した電圧
信号を出力するが、小さな角速度(例えば1゜/秒)に
ついてはコリオリの力自体が小さいため、その検出が困
難であった。そのため、かかる角速度センサを用いた機
械式手振れ補正装置は、角速度の大きな振れを補正する
効果は高いが、角速度の小さな振れ(ゆっくりとした動
き)に対しては良好な補正ができなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、機
械式手振れ補正装置において使用される一般の角速度セ
ンサが苦手とする小さな角速度の検出ができ、ゆっくり
とした動きに対しても完全に停止した映像を得ることが
できる手振れ補正装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決する為の手段〕
本発明は、前記目的を達成する為に、カメラの振れに
伴う角速度が加えられることにより該角速度を検出する
第1の角速度センサと、各フィールド間の画像データに
基づいて先行する画像に対する後続の画像の単位時間当
りの平行移動量を検出し、該平行移動量に基づいてカメ
ラの角速度を検出する第2の角速度検出手段と、カメラ
の撮影光学系の少なくとも一部の光学部材を移動自在に
配設し、前記光学部材を前記第1及び第2の角速度検出
手段からの出力に基づいて駆動する機械式手振れ補正手
段と、を備えたことを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、機械式手振れ補正手段に使用される
角速度検出手段として、第1及び第2の2種類の角速度
検出手段を用いるようにしている。即ち、第1の角速度
検出手段はカメラの振れに伴う角速度が加えられること
により該角速度を検出するものであり、第2の角速度検
出手段は各フィールド間の画像データに基づいて先行す
る画像に対する後続の画像の単位時間当たりの平行移動
量を検出し、この平行移動量に基づいてカメラの角速度
を検出するものである。そして、機械式手振れ補正手段
は、第1及び第2の角速度検出手段の2つの検出出力を
利用するようにしている。従って、第1及び第2の角速
度検出手段がそれぞれ得意とする各角速度範囲別に両者
を使い分けすることができる。
〔実施例〕 以下添付図面に従って本発明に係る手振れ補正装置の
好ましい実施例を詳説する。
第1図は本発明に係る手振れ補正装置を備えたビデオ
カメラの一実施例を示すブロック図であり、補正ミラー
10を有する機械式手振れ補正部51を備えている。
第1図に示すように、被写体光は、補正ミラー10及び
撮影レンズ20を介して固体撮像素子(CCD)22に入射
し、CCD22の各センサで光の強さに応じた量の信号電荷
に変換される。この信号電荷は順次読み出され、サンプ
ルホールド回路30、自動利得制御回路32を介してA/D変
換器に出力される。
A/D変換器34は入力するアナログ信号をデジタル信号
(画像データ)に変換し、これを信号処理回路42に出力
すると共に、メモリ37及び動き検出回路39に出力する。
信号処理回路42は、入力する画像データの白バランス
補正等の信号処理を行ったのち、これをD/A変換器46を
介して記録装置48に出力する。記録装置48は記録信号処
理回路を含み、D/A変換器46から入力する映像信号を磁
気記録に適した記録信号に変換し、これを磁気ヘッドに
出力してビデオテープに磁気記録する。
メモリ37は1フィールド内の所定の動き検出領域の画
像データを記憶し、これを1フィールド期間遅延して動
き検出回路39に出力する。
動き検出回路39は現在のフィールドの動き検出領域に
おける画像データと、メモリ37を介して加えられる1フ
ィールド前のフィールドの動き検出領域における画像デ
ータとを比較し、フィールド間の動きの方向と量(差分
動きベクトル)を求める。尚、この差分動きベクトル
は、前後のフィールドの動き検出領域における各画像デ
ータの相関演算を行い、相関値が最大となるシフト量
(画面の平行移動量)から求める。
そして、このようにして求めた各フィールド間の差分
動きベクトル、即ち単位時間当り(1フィールド期間)
の平行移動量を示すベクトル情報を演算回路50に出力す
る。
演算回路50は上記ベクトル情報を入力すると共に、ズ
ームエンコーダ24から撮影レンズ20の変倍部20Aの移動
位置(ズーム位置)を示すズーム情報を入力しており、
上記ベクトル情報、ズーム情報及びサンプリング周期に
基づいてビデオカメラのパン方向(X方向)およびチル
ト方向(Y方向)の角速度を算出し、この角速度を示す
信号を機械式手振れ補正部51のミラー制御回路52に出力
する。
次に、このビデオカメラの機械式手振れ補正部51につ
いて説明する。この機械式手振れ補正部51は主として補
正ミラー10、バイモルフ駆動子11、ミラー制御回路52、
ミラー駆動回路54及び角速度センサ55から構成されてい
る。
ここで、先ず補正ミラー10の駆動機構について簡単に
説明する。
第2図において、補正ミラー10はミラー地板12に接着
され、ミラー地板12は4枚の板ばね14(第2図上では1
枚のみ図示している)によってボール13を介在させてシ
ャーシ15に押し付けられ、板ばね14の付勢力によってシ
ャーシ15と平行になる中立位置に維持されている。これ
により、ミラー地板12、即ち補正ミラ−10はシャーシ15
に対して全方向に傾動可能に支持されている。
バイモルフ駆動子11は一端がシャーシ15に固定され、
他端に駆動ピン16Aを有する駆動部材16が取付られてい
る。駆動部材16とミラー地板32との間にはコイルばね17
が配設され、駆動ピン16Aの先端がミラー地板12上に植
設された当て台18に常時当接するようになっている。
上記構成のミラー駆動機構によればねバイモルフ駆動
子11が駆動されたその先端部が変位すると、駆動部材16
は第2図上で矢印に示す方向に移動させられ、これによ
りシャーシ15と補正ミラー10との間隙が変化させられ
る。即ち、補正ミラー10はボール13の中心を基準にして
傾動させられる。
次に、上記バイモルフ駆動子11の制御系について説明
する。
ミラー制御回路52は、角速度センサ55及び前述した演
算回路50から信号が加えられるようになっている。
角速度センサ55は、例えば音叉型の角速度センサで、
角速度に応じたコリオリの力による音叉のねじれを検知
し、そのねじれ(角速度)に比例した電圧信号をミラー
制御回路52に出力するが、第3図(A)に示すように角
速度センサ55で検出不可能な低角速度範囲内(±ω
a)、例えば ±1゜/秒以内については不感帯が設け
られている。
一方、演算回路50は第3図(B)に示すように算出し
た角速度が上記低角速度範囲内(±ωa)にあるときの
み、角速度を示す信号を出力する。
ミラー制御回路52は上記角速度センサ55及び演算回路
50から加えられる2つの信号を演算し(例えば単純に2
つの信号を加算し、或いは2つの信号にそれぞれある比
率を掛けて加算し)、これを角速度信号として一定のサ
イクルで入力する。そして、角速度信号(角速度)の大
きさに比例したパルスレートを求め、次の角速度信号を
入力するまでの間、この求めたパルスレートのパルス信
号をミラー駆動回路54に出力する。これにより、ミラー
駆動回路54には、角速度に比例したパルスレートのパル
スが加えられる。
ミラー駆動回路54は入力するパルス信号を増幅してバ
イモルフ駆動子11に電荷注入を行う。即ち、ミラー駆動
回路54は入力するパルス信号のパルスレートに相当する
間隔で一定の大きさのパルス電荷を注入する。
これにより、バイモルフ駆動子11には、角速度に比例
した電荷量が注入され、バイモルフ駆動子11は電荷注入
量に比例して変位し、補正ミラー10を傾動させる。ま
た、入力する角速度信号の符号が反転した場合には、ミ
ラー制御回路52から出力されるパルス信号の極性も反転
し、バイモルフ駆動子11は逆方向に変位する。
以上の動作か短い周期で繰り返し実行されるため、補
正ミラー10はビデオカメラの角速度に比例した角速度で
傾動し、これにより撮影レンズ20に入射する被写体光を
安定化させる。但し、補正ミラー10は算出された角速度
の半分の角速度で逆方向に傾動されるように、ミラー駆
動回路54のゲイン等が予め調製されている。
尚、本実施例では簡単のため機械式手振れ補正部51は
X方向又はY方向の1系統についてのみ説明したが、X
方向及びY方向に手振れ補正を行う2系統の独立した制
御系を有している。また、機械式手振れ補正装置は本実
施例の補正ミラーを使用したものに限定されず、またそ
の制御方法も本実施例に限らず種々の方法が考えられ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明に係る手振れ補正装置によ
れば、先行する画像に対する後続の画像の単位時間当り
の平行移動量を画像データから検出し、この平行移動量
に基づいてカメラの低角速度範囲の角速度を検出するよ
うにしたため、機械式手振れ補正装置において使用され
る角速度センサでは検出不可能な角速度範囲も正確に検
知することができ、これにより、ゆっくりした動きに対
しても完全に停止した手振れ補正が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る手振れ補正装置を備えたビデオカ
メラの一実施例を示すブロック図、第2図は第1図にお
ける機械式手振れ補正部のミラー駆動機構の詳細を示す
断面図、第3図(A)及び(B)はそれぞれ第1図に示
した角速度センサ及び演算回路の出力の一例を示すグラ
フである。 10……補正ミラー、11……バイモルフ駆動子、 20……撮影レンズ、20A……変倍部、 22……固体撮像素子(CCD)、 24……ズームエンコーダ、39……動き検出回路、 37……メモリ、50……演算回路、 51……機械式手振れ補正部、 52……ミラー制御回路、54……ミラー駆動回路、 55……角速度センサ。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カメラの振れに伴う角速度が加えられるこ
    とにより該角速度を検出する第1の角速度センサと、 各フィールド間の画像データに基づいて先行する画像に
    対する後続の画像の単位時間当たりの平行移動量を検出
    し、該平行移動量に基づいてカメラの角速度を検出する
    第2の角速度検出手段と、 カメラの撮影光学系の少なくとも一部の光学部材を移動
    自在に配設し、前記光学部材を前記第1及び第2の角速
    度検出手段からの出力に基づいて駆動する機械式手振れ
    補正手段と、 を備えたことを特徴とする手振れ補正装置。
  2. 【請求項2】前記第2の角速度検出手段は、撮影レンズ
    の焦点距離を検出する検出手段と、前記単位時間当りの
    平行移動量及び前記検出した焦点距離に基づいてカメラ
    の角速度を算出する演算手段とを有する請求項(1)記
    載の手振れ補正装置。
  3. 【請求項3】前記手振れ補正装置は、検出された角速度
    が所定の角速度以上のときには第1の角速度検出手段の
    出力に基づいて前記光学部材を駆動し、所定の角速度以
    下のときには第2の角速度検出手段の出力に基づいて前
    記光学部材を駆動することを特徴とする請求項(1)又
    は(2)記載の手振れ補正装置。
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JP3861815B2 (ja) 2003-01-17 2006-12-27 コニカミノルタフォトイメージング株式会社 手振れ補正機能付きカメラ
JP2007041349A (ja) * 2005-08-04 2007-02-15 Sharp Corp ブレ補正装置、それを用いたカメラユニットおよびカメラ付き携帯電子機器

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