JPH0346642A - 撮像装置の画ぶれ防止機構 - Google Patents
撮像装置の画ぶれ防止機構Info
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- JPH0346642A JPH0346642A JP1183407A JP18340789A JPH0346642A JP H0346642 A JPH0346642 A JP H0346642A JP 1183407 A JP1183407 A JP 1183407A JP 18340789 A JP18340789 A JP 18340789A JP H0346642 A JPH0346642 A JP H0346642A
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- JP
- Japan
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- axis
- angular velocity
- around
- optical system
- accelerometer
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 14
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 15
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
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- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、ビデオカメラなどとして利用される撮像装置
の画ぶれ防止機構に関するものである。
の画ぶれ防止機構に関するものである。
(従来の技術)
ビデオカメラなどの撮像装置では、手ふれに伴う画ぷれ
が発生し、画質が劣化する。
が発生し、画質が劣化する。
この手ふれとしては、第6図に示すように、レンズ鏡筒
の光軸をZ軸とする直交座標系(X、 Y。
の光軸をZ軸とする直交座標系(X、 Y。
Z)を設定すると、各軸の周りの回転θX、θyθ2と
各軸方向への変位u、v、wが考えられる。
各軸方向への変位u、v、wが考えられる。
これら回転と変位のうち、θ2はもともと小さく、また
、Wば画ぶれの影響が小さいので無視できる。
、Wば画ぶれの影響が小さいので無視できる。
さらに、変位Uと■とは対応の回転θXとθyとに比べ
て影響が小さいと考えられている。
て影響が小さいと考えられている。
(2)
このため、第7図に示すように、レンズ鏡筒1をフレー
ム2と3とによって保持し、X、Y各軸方向の回転θX
とθyとを角速度計で計測し、この回転を打ち消すよう
にアクチュエータ4と5とを駆動してフレーム2と3と
を回転させることにより、画ぶれを防止する画ぶれの防
止機構が開発されている。この画ぶれ防止機構の詳細に
ついてばrNational Technical R
eport Vol、34. No、6Dec、198
8Jに掲載された「ビデオカメラの画ぶれ防止技術」と
題する藤野らの論文などを参照されたい。
ム2と3とによって保持し、X、Y各軸方向の回転θX
とθyとを角速度計で計測し、この回転を打ち消すよう
にアクチュエータ4と5とを駆動してフレーム2と3と
を回転させることにより、画ぶれを防止する画ぶれの防
止機構が開発されている。この画ぶれ防止機構の詳細に
ついてばrNational Technical R
eport Vol、34. No、6Dec、198
8Jに掲載された「ビデオカメラの画ぶれ防止技術」と
題する藤野らの論文などを参照されたい。
(発明が解決しようとする課題)
上記従来の画ぶれ防止機構では、光軸に垂直なX、Y各
軸方向への変位u、vを対応の回転θXとθyとに比べ
て影響が小さいとして無視している。
軸方向への変位u、vを対応の回転θXとθyとに比べ
て影響が小さいとして無視している。
このようなX、 Y各軸方向への変位u、vと回転θX
、θyとが同時に発生するのは、第8図に示すように、
撮像装gcが光軸Zlの点Oを中心として(X、 Y)
平面内でθだけ回転するような(3) 場合である。この場合、X軸方向の変位UとY軸の周り
の回転θyが同時に発生する。また、撮像装置Cが光軸
Z上の点○を中心として(Y、Z)平面内でθだけ回転
する場合には、Y軸方向の変位■とX軸の周りの回転θ
Xが同時に発生する。
、θyとが同時に発生するのは、第8図に示すように、
撮像装gcが光軸Zlの点Oを中心として(X、 Y)
平面内でθだけ回転するような(3) 場合である。この場合、X軸方向の変位UとY軸の周り
の回転θyが同時に発生する。また、撮像装置Cが光軸
Z上の点○を中心として(Y、Z)平面内でθだけ回転
する場合には、Y軸方向の変位■とX軸の周りの回転θ
Xが同時に発生する。
しかしながら、本発明者の検副結果によれば、被写体ま
での距離が短くなるにつれてこの変位UとVが画ぶれに
大きな影響を及ぼずことが判明した。従って、従来の画
ぶれ防止装置では、被写体までの距離が短い接写時の画
ぶれが十分に防止できないという問題がある。
での距離が短くなるにつれてこの変位UとVが画ぶれに
大きな影響を及ぼずことが判明した。従って、従来の画
ぶれ防止装置では、被写体までの距離が短い接写時の画
ぶれが十分に防止できないという問題がある。
(課題を解決するための手段)
本発明に係わる撮像装置の画ぶれ防止機構は、撮像装置
の光学系の光軸に直交するX、 Y各軸の周りの角速度
に加えてx、y各軸方向の加速度を検出し、X軸の周り
の角速度とY軸方向の加速度計の出力及び被写体までの
距離に基づきX軸の周りの回転を制御すると共に、Y軸
の周りの角速度とX軸方向の加速度計の出力及び被写体
までの距離に基づきY軸の周りの回転を制御することに
よ(4) す、接写時におけるX、Y方向への変位による画ぶれを
防止するように構成されている。
の光学系の光軸に直交するX、 Y各軸の周りの角速度
に加えてx、y各軸方向の加速度を検出し、X軸の周り
の角速度とY軸方向の加速度計の出力及び被写体までの
距離に基づきX軸の周りの回転を制御すると共に、Y軸
の周りの角速度とX軸方向の加速度計の出力及び被写体
までの距離に基づきY軸の周りの回転を制御することに
よ(4) す、接写時におけるX、Y方向への変位による画ぶれを
防止するように構成されている。
以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明する。
(実施例)
第1図は、本発明の一実施例に係わる撮像装置の画ぶれ
防止機構の構成を光学系1と共に示す斜視図である。
防止機構の構成を光学系1と共に示す斜視図である。
光学系1は、レンズ鏡筒1aと、その背後に設置されレ
ンズ鏡筒1aで収束された光束を受ける撮像素子1bと
を備えている。レンズ鏡筒の光軸の方向にZ軸を有する
直交座標(X、Y、Z)が設定されている。
ンズ鏡筒1aで収束された光束を受ける撮像素子1bと
を備えている。レンズ鏡筒の光軸の方向にZ軸を有する
直交座標(X、Y、Z)が設定されている。
画ぶれ防止機構は、光学系1のX軸の周りの角速度を計
測する角速度計11と、光学系1のX軸方向の加速度を
計測する加速度計12と、光学系1をX軸の周りに回転
させるアクチュエータ13と、このアクチュエータ13
を駆動するXサーボ回路14とを備えている。更に、こ
の画ぶれ防止機構は、光学系1のY軸の周りの角速度を
計測す(へ ) る角速度計21と、光学系1のY軸方向の加速度を計測
する加速度計22と、光学系■をY軸の周りに回転させ
るアクチュエータ23と、このアクチュエータ23を駆
動するYサーボ回路24とを備えている。
測する角速度計11と、光学系1のX軸方向の加速度を
計測する加速度計12と、光学系1をX軸の周りに回転
させるアクチュエータ13と、このアクチュエータ13
を駆動するXサーボ回路14とを備えている。更に、こ
の画ぶれ防止機構は、光学系1のY軸の周りの角速度を
計測す(へ ) る角速度計21と、光学系1のY軸方向の加速度を計測
する加速度計22と、光学系■をY軸の周りに回転させ
るアクチュエータ23と、このアクチュエータ23を駆
動するYサーボ回路24とを備えている。
なお、第1図では図示の煩雑化を避けるために、アクチ
ュエータ13.14のそれぞれを光学系1に結合するた
めのフレームが省略されているが、このフレームによる
指示構造は第6図に示した従来のものと同一である。
ュエータ13.14のそれぞれを光学系1に結合するた
めのフレームが省略されているが、このフレームによる
指示構造は第6図に示した従来のものと同一である。
Xサーボ回路14は、第2図に示すように、角速度計1
1で計測されたX軸のまわりの角速度θXを受ける入力
端子31と、加速度計22で計測されたY軸方向の加速
度■を受ける入力端子32と、積分回路33.34及び
35と、変換回路36と、加算回路37と、減算回路3
8と、電力増加回路39と、アクチュエータ13に対す
る駆動信号の出力端子40とを備えている。
1で計測されたX軸のまわりの角速度θXを受ける入力
端子31と、加速度計22で計測されたY軸方向の加速
度■を受ける入力端子32と、積分回路33.34及び
35と、変換回路36と、加算回路37と、減算回路3
8と、電力増加回路39と、アクチュエータ13に対す
る駆動信号の出力端子40とを備えている。
Yサーボ回路24は、角速度θXと加速度Vの代わりに
角速度θyと加速度Uとを受ける点を除(6) けば、上記Xサーボ回路】4と同様に構成されている。
角速度θyと加速度Uとを受ける点を除(6) けば、上記Xサーボ回路】4と同様に構成されている。
まず、第1図の光学系1が、Y軸方向に■だけずれたこ
とに伴って生ずる画ぶれの大きさを、第3図によって説
明する。
とに伴って生ずる画ぶれの大きさを、第3図によって説
明する。
Y軸方向にずれる前の光軸はZ軸であり、これがVだけ
ずれてZ゛軸に一致したものとする。レンズ鏡筒1aを
単一のレンズLで置き換え、このレンズI、の中心から
被写体PQまでの距離をb、レンズ丁、と撮像素子1b
までの距離をaとする。
ずれてZ゛軸に一致したものとする。レンズ鏡筒1aを
単一のレンズLで置き換え、このレンズI、の中心から
被写体PQまでの距離をb、レンズ丁、と撮像素子1b
までの距離をaとする。
ずれる前の被写体PQの像は実線で示すOAであり、ず
れた後の被写体PQの像は点線で示すOA” となる。
れた後の被写体PQの像は点線で示すOA” となる。
ただし、図示の便宜上、像OAとOA” とをX軸方向
に多少ずらして描いている。撮像素子1bもレンズLと
一緒にVだけずれるため、この撮像素子1bの面上で考
えれば、ずれる前の像は0″゛ A゛に該当する。従っ
て、ずれによる撮像素子lb上の像の画ぶれは、A”
とA”との間隔dとなる。図示のように、点AとA゛
との間隔をVOとおき、三角形AA’ Pに着目すれ
(7) ば、 b:v−a+b:Vo ・・・・ (1)の関係
が得られる。
に多少ずらして描いている。撮像素子1bもレンズLと
一緒にVだけずれるため、この撮像素子1bの面上で考
えれば、ずれる前の像は0″゛ A゛に該当する。従っ
て、ずれによる撮像素子lb上の像の画ぶれは、A”
とA”との間隔dとなる。図示のように、点AとA゛
との間隔をVOとおき、三角形AA’ Pに着目すれ
(7) ば、 b:v−a+b:Vo ・・・・ (1)の関係
が得られる。
(1)式を整理すれば、
VO−(1+a/b)■ ・・・・ (2)となる
。
。
また、AとA” との間隔は、光軸のずれ■に等しい値
であるから、 d−V o −■ =(a/b)v ・・・・ (3)とな
る。
であるから、 d−V o −■ =(a/b)v ・・・・ (3)とな
る。
ずれ量Vを1mmとし、距離aを59 mm、 38.
8mm、8.6 mmとした場合について、(3)式の
画ぶれの大きさdと被写体との距離bmmとの関係を図
示すれば、第5図の3本の曲線のようになる。この図か
ら判明するように、被写体との距離が短くなるにつれて
画ぶれの大きさdが急激に増加する。
8mm、8.6 mmとした場合について、(3)式の
画ぶれの大きさdと被写体との距離bmmとの関係を図
示すれば、第5図の3本の曲線のようになる。この図か
ら判明するように、被写体との距離が短くなるにつれて
画ぶれの大きさdが急激に増加する。
一方、X軸の周りの回転θXに伴って生じる画ぷれの大
きさdoは、第4図を参照すれば、(8) d o = a tan θy ・
・ ・ ・ (4)となる。
きさdoは、第4図を参照すれば、(8) d o = a tan θy ・
・ ・ ・ (4)となる。
θyを7°としてaを8.6mmとした場合の画ぶれの
大きさと、θyを1.5°としてaを39 mmと69
mmとした場合の画ぶれの大きさdoの値が第5図に示
されている。
大きさと、θyを1.5°としてaを39 mmと69
mmとした場合の画ぶれの大きさdoの値が第5図に示
されている。
Y軸方向への光軸のずれによって生ずる画ぶれの大きさ
をX軸の周りの回転に伴って生ずる画ぶれの大きさに換
算するために、(3)式のdと(4)式のdoとを等し
いとおけば、 (a/b)v=atan θX ・−・−(5)を
得る。これを変形すれば、 θx =jan −’ (v/ b) ・ ・
・・ (6)を得る。
をX軸の周りの回転に伴って生ずる画ぶれの大きさに換
算するために、(3)式のdと(4)式のdoとを等し
いとおけば、 (a/b)v=atan θX ・−・−(5)を
得る。これを変形すれば、 θx =jan −’ (v/ b) ・ ・
・・ (6)を得る。
槌って、第2図に示すXサーボ回路14では、角速度計
11から入力端子31に供給されるX軸の周りの角速度
θXが積分回路33で積分され、X軸の周りの回転角θ
Xとなって加算回路37の一方の入力端子に供給される
。一方、加速度計22から入力端子32に供給されるY
軸方向への加(9) 速度Vが積分回路34と35で積分されてY方向へのず
れ量Vとなって変換回路36に供給され、(6)式の変
換を受けてX軸の周りの回転角の換算量θX′となって
加算回路37の他方の入力端子に供給される。なお、こ
の変換回路36には、周知のオートフォーカス機構から
被写体までの距離すが供給される。
11から入力端子31に供給されるX軸の周りの角速度
θXが積分回路33で積分され、X軸の周りの回転角θ
Xとなって加算回路37の一方の入力端子に供給される
。一方、加速度計22から入力端子32に供給されるY
軸方向への加(9) 速度Vが積分回路34と35で積分されてY方向へのず
れ量Vとなって変換回路36に供給され、(6)式の変
換を受けてX軸の周りの回転角の換算量θX′となって
加算回路37の他方の入力端子に供給される。なお、こ
の変換回路36には、周知のオートフォーカス機構から
被写体までの距離すが供給される。
この加算回路37から出力される加算値θX+θX゛は
、出力端子40に出力されるアクテコ4エータ13への
駆動信号ΔθXから減算されて誤差信号δθXとなり、
電力増幅回路39で増幅され、出力端子40からアクチ
ュエータ13に供給される。
、出力端子40に出力されるアクテコ4エータ13への
駆動信号ΔθXから減算されて誤差信号δθXとなり、
電力増幅回路39で増幅され、出力端子40からアクチ
ュエータ13に供給される。
サーボ回路24においても、同様に、角速度計21から
供給されるY軸の周りの角速度θyが積分回路で積分さ
れ、Y軸の周りの回転角θyが生成される。一方、加速
度計12から供給されるX軸方向への加速度Uが2段接
続の積分回路で積分されてX軸方向へのずれ量Uとなっ
て変換回路に供給され、(6)式に相当する変換を受け
てY軸(10) の周りの回転角の換算量θy°が生成される。このθy
とθy゛の加算値は、アクチュエータ23への駆動信号
Δθyから減算されて誤差信号δθとなり、電力増幅回
路で増幅され、アクチュエータ23に供給される。
供給されるY軸の周りの角速度θyが積分回路で積分さ
れ、Y軸の周りの回転角θyが生成される。一方、加速
度計12から供給されるX軸方向への加速度Uが2段接
続の積分回路で積分されてX軸方向へのずれ量Uとなっ
て変換回路に供給され、(6)式に相当する変換を受け
てY軸(10) の周りの回転角の換算量θy°が生成される。このθy
とθy゛の加算値は、アクチュエータ23への駆動信号
Δθyから減算されて誤差信号δθとなり、電力増幅回
路で増幅され、アクチュエータ23に供給される。
−(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明に係わる撮像装置の
画ぶれ防止機構は、撮像装置の光学系の光軸に直交する
X、Y各軸の周りの角速度に加えてx、 y各軸方向
の加速度を検出し、X軸の周りの角速度とY軸方向の加
速度計の出力及び被写体までの距離に基づきX軸の周り
の回転を制御すると共に、Y軸の周りの角速度とX軸方
向の加速度計の出力及び被写体までの距離に基づきY軸
の周りの回転を制御する構成であるから、接写時におけ
るX、Y方向への変位による画ぶれを防止でき鮮明な画
像を得ることができる。
画ぶれ防止機構は、撮像装置の光学系の光軸に直交する
X、Y各軸の周りの角速度に加えてx、 y各軸方向
の加速度を検出し、X軸の周りの角速度とY軸方向の加
速度計の出力及び被写体までの距離に基づきX軸の周り
の回転を制御すると共に、Y軸の周りの角速度とX軸方
向の加速度計の出力及び被写体までの距離に基づきY軸
の周りの回転を制御する構成であるから、接写時におけ
るX、Y方向への変位による画ぶれを防止でき鮮明な画
像を得ることができる。
第1図は本発明の一実施例に係わる撮像装置の画ぶれ防
止機構の構成を制御対象の光学系と共に示す斜視図、第
2図は第1図のXサーボ回路24の構成の一例を示すブ
ロック図、第3図はY軸方向へのずれに伴って発生ずる
画ぶれの大きさを説明するための概念図、第4図はX軸
の周りの回転に伴って発生する画ぶれの大きさを説明す
るための概念図、第5図はY軸方向へのずれに伴って発
生する画ぶれの大きさとX軸の周りの回転に伴って発生
する画ぶれの大きさの具体例を示す概念図、第6図は光
学系の画ぶれの発生原因となる回転とずれの種類を示す
概念図、第7図は従来の画ぶれ防止機構の構成を示す正
面図、第8図はx、 y各軸方向への変位と対応の軸の
周りの回転とが組合せられて画ぶれが生ずる場合を説明
するための概念図である。 ■・・・光学系、la・・・レンズ鏡筒、1b・・・撮
像素子、11・・・角速度計、12・加速度計、13・
・・アクチュエータ、14・・・Xサーボ回路、21・
・・角速度計、22・・・加速度計、23・・・アクチ
ュエータ、24・・・Yザーボ回路。 第 7 図 第 肉
止機構の構成を制御対象の光学系と共に示す斜視図、第
2図は第1図のXサーボ回路24の構成の一例を示すブ
ロック図、第3図はY軸方向へのずれに伴って発生ずる
画ぶれの大きさを説明するための概念図、第4図はX軸
の周りの回転に伴って発生する画ぶれの大きさを説明す
るための概念図、第5図はY軸方向へのずれに伴って発
生する画ぶれの大きさとX軸の周りの回転に伴って発生
する画ぶれの大きさの具体例を示す概念図、第6図は光
学系の画ぶれの発生原因となる回転とずれの種類を示す
概念図、第7図は従来の画ぶれ防止機構の構成を示す正
面図、第8図はx、 y各軸方向への変位と対応の軸の
周りの回転とが組合せられて画ぶれが生ずる場合を説明
するための概念図である。 ■・・・光学系、la・・・レンズ鏡筒、1b・・・撮
像素子、11・・・角速度計、12・加速度計、13・
・・アクチュエータ、14・・・Xサーボ回路、21・
・・角速度計、22・・・加速度計、23・・・アクチ
ュエータ、24・・・Yザーボ回路。 第 7 図 第 肉
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 撮像装置の光学系の光軸に直交する第1の軸の周りの角
速度を計測する第1の角速度計と、前記第1の軸の方向
の加速度を計測する第1の加速度計と、 前記第1軸の方向の周りに前記撮像装置の光学系を回転
させる第1の回転機構と、 前記撮像装置の光学系の光軸と前記第1の軸とに直交す
る第2の軸の周りの角速度を計測する第2の角速度計と
、 前記第2の軸の方向の加速度を計測する第2の加速度計
と、 前記第2の軸の周りに前記撮像装置の光学系を回転させ
る第2の回転機構と、 前記第1の角速度計の出力、前記第2の加速度計の出力
及び被写体までの距離に基づき前記第1の回転機構を駆
動する第1のサーボ回路と、前記第2の角速度計の出力
、前記第1の加速度計の出力及び被写体までの距離に基
づき前記第2の回転機構を駆動する第2のサーボ回路と
を備えたことを特徴とする撮像装置の画ぶれ防止機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1183407A JPH0346642A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 撮像装置の画ぶれ防止機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1183407A JPH0346642A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 撮像装置の画ぶれ防止機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0346642A true JPH0346642A (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=16135240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1183407A Pending JPH0346642A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 撮像装置の画ぶれ防止機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0346642A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994029766A1 (en) * | 1993-06-07 | 1994-12-22 | Nikon Corporation | Driver |
EP0658797A1 (en) * | 1993-12-14 | 1995-06-21 | Nikon Corporation | Image movement correction of camera |
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