(57)【要約】【課題】  振動ジャイロセンサに代わって、加速度センサを使った手振れ検出方式を提供すること、及び、手振れ補正用信号と同時にカメラ姿勢表示用信号の検出方式を提供することを目的とする。【解決手段】  レンズ軸に平行な直線上に少なくとも２以上の検出軸を有する加速度センサを２個配置し、該２個の加速度センサはレンズ軸方向に所定の距離だけ離れており、該加速度センサのそれぞれは、第１の検出軸をレンズ軸に直角でかつカメラの水平軸に平行に配置し、第２の検出軸をレンズ軸に直角でかつカメラの垂直軸に平行に配置し、該２個の加速度センサの第１の検出軸の検出信号同士の差分信号と第２の検出軸の検出信号同士の差分信号のそれぞれの交流成分を時間積分または積算して得られる信号をカメラ手振れ補正制御に供する。更に少なくとも一方の加速度センサの第１の検出軸の検出信号と第２の検出軸の検出信号をカメラの水平傾斜に関する表示のための信号として供する。【選択図】      図１
2006098533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ軸に平行な直線上に少なくとも２以上の検出軸を有する加速度センサを２個配置
し、
該２個の加速度センサはレンズ軸方向に所定の距離だけ離れており、
該加速度センサのそれぞれは、第１の検出軸をレンズ軸に直角でかつカメラの水平軸に平
行に配置し、第２の検出軸をレンズ軸に直角でかつカメラの垂直軸に平行に配置し、
該２個の加速度センサの第１の検出軸の検出信号同士の差分信号の交流成分と第２の検出
軸の検出信号同士の差分信号の交流成分をカメラ手振れ補正制御に供することを特長とす
るカメラ手振れ検出方式。
【請求項２】
レンズ軸に平行な直線上に少なくとも２以上の検出軸を有する加速度センサを２個配置
し、
該２個の加速度センサはレンズ軸方向に所定の距離だけ離れており、
該加速度センサのそれぞれは、第１の検出軸をレンズ軸に直角でかつカメラの水平軸に平
行に配置し、第２の検出軸をレンズ軸に直角でかつカメラの垂直軸に平行に配置し、
該２個の加速度センサの第１の検出軸の検出信号同士の差分信号と第２の検出軸の検出信
号同士の差分信号のそれぞれの交流成分を時間積分または積算して得られる信号をカメラ
手振れ補正制御に供することを特長とするカメラ手振れ検出方式。
【請求項３】
レンズ軸に平行な直線上に少なくとも２以上の検出軸を有する加速度センサを２個配置し
、
該２個の加速度センサはレンズ軸方向に所定の距離だけ離れており、
該加速度センサのそれぞれは、第１の検出軸をレンズ軸に直角でかつカメラの水平軸に平
行に配置し、第２の検出軸をレンズ軸に直角でかつカメラの垂直軸に平行に配置し、
該２個の加速度センサの第１の検出軸の検出信号同士の差分信号と第２の検出軸の検出信
号同士の差分信号のそれぞれの交流成分を時間積分または積算して得られる信号をカメラ
手振れ補正制御に供し、
該２個の加速度センサの少なくとも一方の加速度センサの第１の検出軸の検出信号と第２
の検出軸の検出信号をカメラの水平傾斜に関する表示のための信号として供することを特
長とするカメラ手振れ検出方式。
【請求項４】
該２個の加速度センサはレンズ軸に平行な異なる２直線上にそれぞれ１個ずつ配置され
ていることを特長とする特許請求項１乃至３のいずれかに記載のカメラ手振れ検出方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手持ち撮影時のカメラ手振れを補正するために用いることができるカメラ手
振れ検出方式に関し、特に、２個の加速度センサにより手振れ角速度に関連する信号を検
出する手振れ検出方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラを手持ち撮影したときに手振れによる撮影画像ぼけが生じやすいことは周知の問
題である。特に、被写体照度が不十分でシャッター速度を上げられない場合にこの問題は
顕著となる。
【０００３】
この問題を軽減するために、手振れ補正の仕組みを取り入れたカメラが開発され、既に
一部で実用されている。手振れ補正の仕組みの一例は下記特許文献１に記載されている。
それによれば、角速度センサによりカメラの手振れ量を検出し、それに基づいて補正レン
ズ駆動装置を駆動して手振れ補正を行っている。また、角速度センサは、例えば下記の非
特許文献１に掲載されているような振動ジャイロセンサが用いられるのが一般的である。
手振れ補正にはカメラの水平軸回りの角速度と垂直軸回りの角速度が必要であり、振動ジ
ャイロセンサは１軸型のものがそれぞれの軸に１個ずつ設置されるか、または２軸型のジ
ャイロセンサが１個設置される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２６９８０号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会誌、第７６巻、第１号  ３９頁−４１頁、１９９３年１月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記振動ジャイロセンサは、角速度検出専用の素子であり、角速度検出の目的によく整
合し特性も良好であるが、用途が角速度検出に限定されることと、汎用性に乏しく比較的
高価なことが難点である。もしも、振動ジャイロセンサに代わって加速度センサで角速度
を検出できれば、手振れと並ぶもう一つの重要なカメラ姿勢要素である水平保持について
、その支援技術用の検出素子としても兼用できる。
【０００６】
本発明はこのような事情を鑑みて成されたもので、振動ジャイロセンサに代わって、加
速度センサを使った手振れ検出方式を提供すること、及び、手振れ補正用信号と同時にカ
メラ姿勢表示用信号の検出方式を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のカメラ手振れ検出方式は、レンズ軸に平行な直線上に少なくとも２以上の検出
軸を有する加速度センサを２個配置し、該２個の加速度センサはレンズ軸方向に所定の距
離だけ離れており、該加速度センサのそれぞれは、第１の検出軸をレンズ軸に直角でかつ
カメラの水平軸に平行に配置し、第２の検出軸をレンズ軸に直角でかつカメラの垂直軸に
平行に配置し、該２個の加速度センサの第１の検出軸の検出信号同士の差分信号と第２の
検出軸の検出信号同士の差分信号のそれぞれの交流成分を時間積分または積算して得られ
る信号をカメラ手振れ補正制御に供する。
【０００８】
上記本発明のカメラ手振れ検出方式において、第１の検出軸の検出信号同士の差分信号
は、カメラの垂直軸回りの回転角加速度を示し、これを時間積分した信号はカメラの垂直
軸回りの回転角速度を示す。同様に第２の検出軸の検出信号同士の差分信号は、カメラの
水平軸回りの回転角加速度を示し、これを時間積分した信号はカメラの水平軸回りの回転
角速度を示す。手振れは一般に往復振動の態様で発生するから、手振れ補正用の信号も交
流成分のみで十分である。従って、上記のように差分信号の内の交流成分を積分した信号
により補正レンズ駆動装置を駆動すれば手振れを補正することができる。なお、信号成分
を交流成分だけに制限したことにより、２個の加速度センサの出力信号に含まれる直流オ
フセットにより積分値または積算値が発散する危険性が排除されている。
【０００９】
更に本発明のカメラ手振れ検出方式は、少なくとも一方の加速度センサの第１の検出軸
の検出信号と第２の検出軸の検出信号をカメラの水平傾斜に関する表示のための信号とし
て供する。
【００１０】
加速度センサは静止状態において重力加速度に感応し、各検出軸と重力軸との間の角度
の余弦値に比例した検出値を出力する。前記第１の検出軸と第２の検出軸は直交している
から、両検出軸の検出信号の比の値はカメラの水平軸が水平から傾いている水平傾斜角の
正接値を示す。従って、これを用いてカメラの水平傾斜直線またはその状態で撮影される
画像の水平線を表示すれば、カメラ姿勢の水平保持を支援できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による手振れ検出方式では、振動ジャイロセンサを用いることなく、２個の加速
度センサで手振れ補正用信号を得ることができ、また、手振れ補正用信号と同時にカメラ
姿勢表示用信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上述の本発明に係るさらに詳しい形態について、以下に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１に本発明の第１の実施例の斜視図を示す。同図において、１はカメラ本体、２はレ
ンズ、２１はレンズ軸、２２はレンズ軸に平行な直線、３ａと３ｂは加速度センサ、１０
１はファインダー窓、１０２はシヤッターボタンなどである。加速度センサ３ａと３ｂは
レンズ軸に平行な直線２２上に互いに距離Ｌだけ離れて配置されている。加速度センサは
直交する２本の検出軸Ｘ軸とＹ軸を有し、Ｘ軸はレンズ軸に直角でカメラの水平軸に平行
に配置され、Ｙ軸はレンズ軸に直角でカメラの垂直軸に平行に配置されている。なお、カ
メラの軸は図２のように定義され、水平軸はカメラの横方向の軸、垂直軸は縦方向の軸で
共にレンズ軸に対して直角とする。このように配置された２個の加速度センサは、加速度
センサアレイを形成している。
【００１４】
図４は本発明の第１の実施例の機能ブロック図である。同図において、５１，５２は差
動増幅手段、５３，５４は直流除去手段、５５，５６は積分手段、７は手振れ補正レンズ
駆動装置、６１は水平保持支援直線生成手段、８は画像表示装置などである。なお、説明
の便宜上、ブロック５１から５６の出力にＳ１からＳ６の信号名を付している。加速度セ
ンサ３ａと３ｂのＸ軸検出信号は差動増幅手段５１で相互の引き算と増幅がなされ信号Ｓ
１となる。信号Ｓ１は直流除去手段５３により交流成分が抽出され信号Ｓ２となる。信号
Ｓ２は積分手段５５により時間積分され信号Ｓ３となる。積分後の信号Ｓ３は垂直軸回り
の角速度（即ち横振れ角速度）を示す信号であり、これを手振れ補正レンズ駆動装置に与
えて横振れを補正する。加速度センサ３ａと３ｂのＸ軸検出信号も同様に処理して、水平
軸回りの角速度（即ち縦振れ角速度）を示す信号を得、これを手振れ補正レンズ駆動装置
に与えて縦振れを補正する。
更に、水平保持支援直線生成手段６１は加速度センサ３ｂのＸ軸とＹ軸の検出信号に基づ
き、カメラの水平傾斜の具合及び（または）撮影画像の水平線の傾き具合を表示する直線
を生成し、これを画像表示手段８に与えて水平保持支援直線を表示する。
【００１５】
図３を参照しながら、手振れ補正用の信号を得る動作を更に詳しく説明する。図３は加
速度センサアレイを説明する図である。（ａ）は図１と同様の斜視図、（ｂ）はレンズ軸
を横方向にして上面から見た図、（ｃ）はレンズ軸を横方向にして左側面面から見た図で
ある。図において点Ｏは手振れによる角度変化の回転中心を表しており、２個の加速度セ
ンサを結ぶ直線上の中点にあるとする。カメラの手振れは必ずしも点Ｏを中心に発生する
ものではないが、その場合でも加速度センサアレイの運動をａ，ｂ２点の並進運動と回転
運動の合成運動として考えることができ、その内の回転運動成分については上記のように
表記できる。また、回転運動の角速度は剛体内の全ての点で一様であるから、加速度セン
サアレイの回転運動はカメラ手振れによる回転運動に等しい。並進運動成分による加速度
については差動増幅の段階で消去されるものであり、これについては後述する。
（ｂ）図は加速度センサアレイが点Ｏを通る垂直軸回りに角速度Ωｖで回転していること
を示す。このとき、２個の加速度センサのＸ軸に検出される加速度値ＡｘａとＡｘｂは次
式で表される。
【００１６】
【数１−１】
2006098533.tif 000003
【００１７】
【数１−２】
2006098533.tif 000004
【００１８】
ここに、Ωｖ’（ｔ）は垂直軸回りの角速度Ωｖの微分であり、垂直軸回りの角加速度
を示す。また、αｘは並進運動成分の加速度、ｇｘは重力加速度成分、ＯＦＦａ，ＯＦＦ
ｂはオフセット誤差である。
ＡｘａからＡｘｂを引き算すると、αｘ、ｇｘが消去されて（３）式に示す信号Ｓ１が得
られ、更に直流分除去することでオフセット誤差が消去されて（４）式に示す信号Ｓ２が
得られる。これは、回転角加速度に２点間距離Ｌを掛けたものである。
【００１９】
【数２】
2006098533.tif 000005
【００２０】
【数３】
2006098533.tif 000006
【００２１】
（４）式を積分すると、（５）式に示すＳ３が得られる。
【００２２】
【数４】
2006098533.tif 000007
【００２３】
（５）式において、Ｃは積分定数であるが、角速度を考えるときこれは定速度回転を意味
するもので本発明では不要な項である。従って本発明では、積分の初期状態をリセットす
ることでゼロにするか、または、これを無視して垂直軸回りの角速度Ωｖとして手振れ補
正レンズ駆動装置に供給する。
同様に図３（ｃ）に基づき水平軸回りの角速度Ωｈを示す信号Ｓ６が（６）式で得られる
から、これを手振れ補正レンズ駆動装置に供給する。
【００２４】
【数５】
2006098533.tif 000008
【００２５】
次に水平保持支援直線生成について説明する。水平保持支援直線性生成手段６１に入力
する信号は、図示では加速度センサ３ｂの出力が用いられているが、これは３ａであって
もよい。以下の説明では、それを区別せずｘ検出軸検出値とｙ検出軸検出値とする。図５
は水平傾斜検出の説明図で、カメラ姿勢がカメラの背面から見て右に角度αだけ傾いてい
る場合を表示している。αはレンズ軸回りで水平から左に回転した角度を正に定義するも
のとすると、図示の例では水平傾斜角は−αである。ベクトルＧは重力加速度ｇをレンズ
軸に直交する平面上に射影した線分に相当し、今、レンズ軸が水平を向いている（即ちあ
おり角がゼロ）ケースではベクトルＧは重力加速度ｇの大きさに等しく、レンズ軸が水平
より上側又は下側を向いている（あおり角γ）ケースでは、Ｇは重力加速度ｇにｃｏｓγ
を掛けた大きさである。従って、図から明らかなようにｘ検出軸の重力加速度検出値Ａｘ
とｙ検出軸の重力加速度検出値ＡｙはベクトルＧをｘ検出軸とｙ検出軸にそれぞれ射影し
たものとなり、下記の式で表される。
Ａｘ＝Ｇ・ｓｉｎα  ・・・・・・（７）
Ａｙ＝Ｇ・ｃｏｓα  ・・・・・・（８）
そして、（１）式を（２）式で割ると、次式のようにＡｘとＡｙの比が水平傾斜角αの正
接値を示すことが分かる。
Ａｘ／Ａｙ＝ｔａｎα  ・・・・・（９）
【００２６】
図６は前記図５と対応する水平保持支援直線表示の説明図で、８は画像表示装置の表示
画面を示す。実線の直線８１は水平保持支援直線の内のカメラ姿勢傾斜直線を示し、点線
の直線８２は撮影画像水平直線を示す。これら２本の水平保持支援直線は次のようにして
表示される。
画面中心を通る横軸Ｈと縦軸Ｖによる直交座標系の座標点（ｈ，ｖ）によって画面上の任
意点を表現するとき、第１座標点（ｈ＝ｙ検出軸の検出値（Ａｙ），ｖ＝ｘ検出軸の検出
値を正負反転した値（−Ａｘ））と原点（０，０）を通る直線を描くことによりカメラ姿
勢傾斜直線８１を表示し、第２座標点（ｈ＝ｙ検出軸の検出値（Ａｙ），ｖ＝ｘ検出軸の
検出値（Ａｘ））と原点（０，０）を通る直線を描くことにより撮影画像水平直線８２を
表示する。このとき、横軸Ｈに対するカメラ姿勢傾斜直線８１の勾配は−Ａｘ／Ａｙとな
るから、前記（９）式と照合すると、このカメラ姿勢傾斜直線８１はカメラの水平傾斜角
−αと同じ傾斜角をもって表示されることが理解できる。一方、撮影画像水平直線８２の
勾配はＡｘ／Ａｙであり、前記（９）式と照合すると、この撮影画像水平直線８２はαと
同じ傾斜角をもって表示されることが理解できる。カメラを傾斜すると撮影される画像は
反対側に同じだけ傾斜する関係にあるから、αの傾斜角で表示された撮影画像水平直線８
２は撮影される画像の水平線に一致するものである。即ち、カメラ姿勢傾斜直線８１と撮
影画像水平直線８２は常に互いに反対の傾斜角をもって表示される。２本の水平保持支援
直線が重なるようにカメラ姿勢を保持するとカメラ姿勢は水平に保持される。
なお、上記においては、第１座標点と原点（０，０）を通る直線によってカメラ姿勢傾斜
直線５１を表示したが、第１座標点と第１座標点の奇対称点を用いることもできる。即ち
、座標点（Ａｙ．−Ａｘ）と座標点（−Ａｙ，Ａｘ）を通る直線によってカメラ姿勢傾斜
直線８１を表示できる。同様に、第２座標点と第２座標点の奇対称点を通る直線によって
撮影画像水平直線８２を表示できる。このような置き換えが数学的に等価なことは自明で
ある。
【００２７】
以上説明したように、本第１の実施例では、レンズ軸に平行な直線上にアレイ状に配置
した２個の加速度センサの同一方向の検出軸検出値同士の差分信号を積分して手振れ補正
用の角速度信号を得、また、２個の内の一方の加速度センサの２本の検出軸の検出値の組
み合わせで水平保持支援直線を表示させることができる。
【実施例２】
【００２８】
本発明の第２の実施例を図７に示す。本図には加速度センサアレイの構成図が示されて
いる。前記第１の実施例と異なる点は、２個の加速度センサがレンズ軸に平行な異なる２
直線上にそれぞれ１個ずつ配置されていることである。この構成においても、前述と同様
にカメラの水平軸回りと垂直軸回りの２種類の角速度を検出できる。この構成では、レン
ズ軸回りの角速度成分が混入するという欠点を伴うが、加速度センサの実装位置の自由度
が増えると言う利点がある。
【実施例３】
【００２９】
本発明の第３の実施例を図８に示す。前記第１の実施例と異なる点は、積分前の信号を
手振れ補正レンズ駆動に使っている点である。この信号は前に説明済みの通り角加速度を
示すものである。手振れ補正レンズ駆動装置の特にそこに用いるアクチュエータの特性に
よっては角速度よりも角加速度の方がより良く適合する場合があるので、本実施例はその
場合に用いられる。
【実施例４】
【００３０】
図９は本発明の第４の実施例の加速度センサアレイの配置を示す。前記図３と比較する
と、加速度センサ３ｂがアレイの軸の回りで１８０度回転している。これにより、２本の
検出軸は１８０度回転前に対して反転した加速度値を出力するので、図４の差動増幅手段
５１，５２を加算型に置き換えると前記第１の実施例における引き算と等価な機能を得る
ことができる。加算回路は２本の抵抗で実現できるので、本実施例は回路の簡略化に有効
である。
これに類似する実施方法として、一方の加速度センサの加速度検出ブリッジの出力の結線
を入れ替える方法、あるいは加速度センサの加速度検出ブリッジへのハイサイド基準電圧
とローサイド基準電圧の印加を相互に入れ替える方法がある。いずれも、一方の加速度セ
ンサの検出極性を反転させるもので、これに伴い、後続の引き算の演算を加算の演算に置
き換える。要するに、加速度センサの検出極性と後続の引き算または加算の演算との組み
合わせによって実質的に２つの加速度センサ位置する点の接線方向加速度の差分を取るこ
とである。
【実施例５】
【００３１】
図１０は本発明の第５の実施例を示す。本実施例は信号処理をディジタル化した点が特
長である。２個の加速度センサの検出信号をマルチプレクサー５７で時分割してＡ／Ｄ変
換器５８に取り込みディジタル化する。以降の処理はマイコンにおいてソフトウエア処理
する。図ではハードウエアで処理のイメージでブロック図として表記されているが、実際
にはブロック結線の順序でソフトウエアによる処理ステップが進行する。５９，６０は引
き算の演算をするステップを示し、６２，６３による移動平均と引き算は直流除去処理の
ステップを示し、６４，６５の積算は積分処理のステップを示す。また、６１は水平保持
支援直線生成の処理ステップを示す。以上のディジタル処理により、前記図４に示した第
１の実施例と等価な動作が得られる。
【００３２】
以上説明した通り、本発明により、振動ジャイロセンサを用いることなく、２個の加速
度センサで手振れ補正用信号を得ることができ、また、手振れ補正用信号と同時にカメラ
姿勢表示用信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施例の前面斜視図を示す図である。
【図２】カメラの軸の定義を説明する図である。
【図３】第１の実施例における加速度センサアレイの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施例の機能ブロック図である。
【図５】水平傾斜検出の説明図である。
【図６】水平保持支援直線表示の説明図である。
【図７】第２の実施例における加速度センサアレイの説明図である。
【図８】本発明の第３の実施例の機能ブロック図である。
【図９】第４の実施例における加速度センサアレイの説明図である。
【図１０】本発明の第５の実施例の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  カメラ本体、２  レンズ、３  加速度センサ、  ５１、５２  差動増幅手段、
５３，５４  直流除去手段、５５，５６  積分手段、６１  水平保持支援直線生成手段、
７  手振れ補正レンズ駆動装置、８  画像表示装置。
【図１】
2006098533.tif 000009
【図２】
2006098533.tif 000010
【図３】
2006098533.tif 000011
【図４】
2006098533.tif 000012
【図５】
2006098533.tif 000013
【図６】
2006098533.tif 000014
【図７】
2006098533.tif 000015
【図８】
2006098533.tif 000016
【図９】
2006098533.tif 000017
【図１０】
2006098533.tif 000018