JPH0315801A - 結像振揺補正装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、カメラ等において撮影レンズの振播によっ
て生じる焦点面の被写体像の結像振揺を補正する装置に
関する． （ｂ）従来の技術 写真フィルムを用いたスチルカメラや撮像素子に半導体
撮像素子を用い磁気ディスクまたは半導体メモリに画像
を記録する電子スチルカメラあるいはビデオムービカメ
ラ等においては、いかに鮮鋭な映像が撮影できるかが、
そのカメラの設計上の、または取り扱い上の技術的課題
の一つである撮影画像の鮮鋭度を著しく損なう原因の一
つは、撮影中における撮影レンズの振ｔｚであり、これ
はスチルカメラにおいては画像のブレとして現れ、ムー
ビカメラにおいては画面の揺れとして現れる．このよう
な撮影レンズの振揺を防止するためには三脚の使用が有
効であるが、撮影条件によっては手持ち状態で撮影しな
ければならない場合が往々にしてある． このような撮影レンズの振揺による撮影画像のブレをキ
ャンセルする装置として、撮影レンズの振揺状態を検出
するセンサと、焦点面に対する被写体像の結像位置を移
動させる補正光学系およびセンサ検出量に応じて補正光
学系を移動させるアクチェエータを用いた装置が開発さ
れている。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、撮影レンズの振揺による結像振揺を補正する
従来の装置においては、マイクロプロセッサ等を用いた
ストアードブログラム方式によって、加速度センサ等に
よる検出量を演算処理し、補正光学系の移動速度等を算
出するものであるため、マイクロプロセッサとしては高
速基準クロンクで動作するものが必要であり高価である
．また、その場合でも演算処理速度が不十分であるため
、撮影レンズが高速で振揺する場合には充分に補正を行
うことができないという問題がある。

この発明の目的は、撮影レンズの振描を検出する加速度
センサの検出量および／またはその信号処理結果に応じ
た適切な補正光学系の移動量または移動速度をファジィ
ルール化し、ファジィ推論を行うことによって、撮影レ
ンズの高速振濡にも対応して焦点面に対する被写体像の
結像位置を安定化できるようにした結像振揺補正装置を
提供することにある． （ｄ＋課題を解決するための手段 この発明は、撮影レンズの振揺を検出する加速度センサ
と、焦点面に対する被写体像の結像位置を移動させる補
正光学系と、この補正光学系を駆動するアクチュエータ
と、前記加速度センサの検出量に応じて前記アクチュエ
ータを制御する演算制御部からなる結像振播補正装置に
おいて、加速度センサの検出量および／またはその信号
処理結果を入力変数としてファジィ推論をおこない、補
正光学系の移動量または移動速度を決定する、ファジィ
推論装置により前記演算制御部を構戒したことを特徴と
している． （ｅ）作用 この発明の結像振揺補正装置においては、加速度センサ
が撮影レンズの振揺を検出し、補正光学系が焦点面に対
する被写体像の結像位置を移動させる．また、アクチュ
エータはその補正光学系を駆動する。さらに、ファジィ
推論装置は加速度センサの検出量および／またはその信
号処理結果を入力変数としてファジィ推論を行い、補正
光学系の移動量または移動速度を決定する．前記アクチ
ュエータはファジィ推論装置の出力に応じて補正光学系
を駆動するため．、撮影レンズの振屠に応じて補正光学
系が駆動され、焦点面に対する被写体像の結像位置が補
正される． ファジィ推論手段は公知のようにファジィ演算を行うフ
ァジィ演算部と確定値演算を行うデファジファイ部とで
構成され、ファジィ演算部は予め定められたファジィル
ールに従ったメンバーシップ関数発生器を備え、入力さ
れる変数に対するメンバーシフプ値（所属値）を演算す
るとともに、その結果に基づいて演算した推論値をデフ
ァジファイ部に対して出力する．ファジィルールは、ｉ
ｆ（ｘ＋＝Ａ　ａｎｄ　ｘ，＝８−・−）　ｔｈｅｎ（
ｙ＝Ｚ）の形式で表され、（ｘ，＝Ａ　ａｎｄ　ｘｚ・
Ｂ・・・）は前件部、（ｙ＝Ｚ）は後件部と呼ばれる．
このファジィルールは加速度センサの検出量および／ま
たはその信号処理結果と補正光学系の移動量または移動
速度、更には実際の結像振揺特性に基づいて経験的に決
められる。

第７図は上記のファジィルールに従って推論結果を出力
する一つの公知の手法を説明するための図である。

同図（Ａ），　　（Ｂ）は前件部の２つの変数（Ｘ１＋
　　ｘｔ）に対応するメンバーシップ関数を示し、同図
（Ｃ）は後件部に対応するメンバーシップ関数を表す．
ここでは前件部のメンバーシップ関数を２つ示している
が前件部の変数の種類が増えればメンバーシップ関数も
その分増える。各図において横軸は変数の値を表し、縦
軸はメンバーシップ値（所属度）を表す． 今、前件部の第１項目の変数Ｘ，の値がＸ，であるとす
ると、そのときの所属度は０．５である（同図（Ａ）参
照）．また、前件部の第２項目の変数ｘ２の値がｘ　，
　　ｆとすると、そのときの所属度は０．３である（同
図（Ｂ）参照）。このような場合、ファジィ演算部では
それぞれの所属度の中の最も小さな値をとる。すなわち
上記の例では所属度０．３を選ぶ。次に２に対応するメ
ンバーシップ関数を上記の所属度０．３のところで頭切
りを行い、下側の台形部Ｓの重心位置ｙ′を求める。そ
してこのｙ“を推論結果として出力するｌつのルールに
対しては以上のような推論を行うが一般には複数のルー
ルを設定する。この場合には各ルール毎に第８図（Ｃ）
に示す推論結果が出力される．そして各ルール毎に出力
された台形部を論理和し、その論理和した部分（第８図
（Ｄ）の斜線領域）の重心ｙ〃を推論の確定値として出
力する。

以上の推論手法において、前件部に対する所属度の論理
積演算（小さい方の所属度を選ぶ演算）ルールと、後件
部に対する台形部の論理和演算ルールを、ｍｉｎｉ−ｓ
ａｘルールと呼ぶ．この発明においては、上記のような
推論手法をファジィ推論手段で実行することにより、撮
影レンズの振揺を検出する加速度センサの検出費および
／またはその信号処理結果から撮影レンズの振揺状態の
判定およびそれに応じた適切な補正光学系の移動量また
は移動速度の決定が可能となり、撮影レンズの速い振揺
に対しても補正光学系を追従させることができ、ブレや
揺れのない映像を得ることができる． （ｆｌ実施例 この発明の結像振揺補正装置をカメラに適用した例を以
下に述べる．第１図はカメラの構戒図であり、第１図に
おいて１０は交換レンズ、ｌ１は一眼レフカメラの本体
である．交換レンズ１０内には光学系として撮影レンズ
７　（図においてはレンズ群の一部のみ表している。）
と補正光学系８を設けている．撮影レンズ７および補正
光学系８は被写体像をカメラ本体側にあるフイルム面９
に結像する。図中５は補正光学系８の位置を変化させる
アクチュエータであり、補正光学系８は、その位置に応
じて焦点面９に対する被写体像の結像位置を上下左右方
向に移動させる。また図中１ｘ１ｙはそれぞれ撮影レン
ズ７の振揺を検出する加速度センサであり、１ｘはその
Ｘ方向（水平方向）の加速度を検出し、１ｙはｙ方向（
上下方向）の加速度を検出する。

次に第１図に示した交換レンズ１０内に設けた制御部の
ブロック図を第２図（Ａ），　　（Ｂ）に示す。図にお
いてＸ方向加速度センサ１ｘはＸ方向の加速度ＡＸを出
力する。積分回路２ｘは信号ＡＸを積分して速度信号ｖ
Ｘを求める．ファジィ推論装置３ｘは加速度ＡＸと速度
ＶＸを入力変数としてファジィ推論を行い、モータ制御
信号ＭＸを出力する。モータ制御回路４ｘは与えられた
モータ制御信号ＭＸに応じてモータ５ｘの回転速度を制
御する。このモータ５ｘは前記補正光学系８をＸ方向に
移動させるアクチュエータである。１２Ｘはモータ５ｘ
または補正光学系に連動して補正光学系の位置を検出す
るエンコーダであり、位置制御回路１３Ｘは信号Ｓ１の
入力時にエンコーダ１２ｘの値を読み取るとともに、モ
ータ制御回路４ｘを制御して補正光学系をＸ方向につい
て中立位置に戻す制御を行う． 第２図（Ｂ）は同図（Ａ）に示したものと同じ制御系か
らなり、撮影レンズのＹ方向の振描に対して補正光学系
をＹ方向に移動させる。すなわち、ファジィ推論装置３
ｙはＹ方向加速度センサ１ｙの検出ｉ１ＡＹおよび積分
回路２ｙによる積分値ＶＹを入力変数としてファジィ推
論を行い、モータ制御信号ＭＹを出力する。モータ制御
回路４ｙはモータ５ｙの回転速度を制御する。位置制御
回路１３ｙは信号Ｓｔの入力時にモータ制御回路４ｙを
制御して補正光学系をＹ方向について中立位置に戻す制
御を行う． 以上のように構成したことにより、撮影レンズの振揺に
応じてＸ方向或分とＹ方向戒分についてそれぞれ補正光
学系が駆動される。また、たとえば撮影終了時に出力さ
れる信号Ｓｌによって補正光学系が中立位置に復帰され
、続く撮影に備えられる．なおファジィ推論装置３ｘ．
３ｙに対する速度信号入力部に設けたスイッチ６は後述
するモードにおいて速度信号を強制的にＯにするための
切り替えスイッチである． 上記ファジィ推論装置３ｘ，３ｙで用いる各ラベルのメ
ンバシップ関数および推論ルールを第３図および第４図
に示す． 第４図においてＡは加速度ＡＸまたはＡＹ，Ｖは速度ｖ
ＸまたはＶＹについてのラベルを表し、マトリックスの
内容はモータ制御回路に対する出力信号ＭＸまたはＭＹ
のラベルである。

第４図において加速度Ａの各ラベルは、ＮＬ：加速度が
負方向に大きい ＮＭ：加速度が負方向に中程度である ＮＳ：加速度が負方向に小さい ＺＲ：加速度がほとんどＯである ＰＳ：加速度が正方向に小さい ＰＭ：加速度が正方向に中程度である ＰＬ：加速度が正方向に大きい を意味している． また、速度Ｖの各ラベルは、 ＮＬ：速度が負方向に大きい ＮＭ：速度が負方向に中程度である ＮＳ：速度が負方向に小さい ＺＲ：速度がほぼＯである ＰＳ：速度が正方向に小さい ＰＭ：速度が正方向に中程度である ＰＬ：速度が正方向に大きい を意味している． さらに、マトリックスの内容であるモータ制御信号につ
いての各ラベルは、 ＮＬ：モータを負方向に高速回転させるＮＭ：モータを
負方向に中速回転させるＮＳ：モータを負方向に低速回
転させるＺＲ：モータをほとんど回転させない ＰＳ：モータを正方向に低速回転させるＰＭ：モータを
正方向に中速回転させるＰＬ：モータを正方向に高速回
転させるを意味している。

第５図はファジィ推論装置３ｘの構戒図である前述した
ようにファジィ推論装置はファジィ演算部４０とデファ
ジファイ部４１とで横戒される．ファジィ演算部は第２
図に示した各推論ルールに従ってルール毎の准論結果Ｖ
ｉを出力するために、前件部における所属度を演算する
ためのメンバーシップ関数発生器と、後件部での推論結
果を出力するためのメンバーシソプ関数発生器を備えて
いる．各ファジィ演算部はルール毎に設けられるために
、合計４９個設けられ、各ファジィ演算部の推論結果Ｖ
ｉは並列にデファジファイ部４１に出力される． 前記ファジィ演算部は第６図（Ａ）に示すような構成に
ある。なお同図は第５図の最上部に示したファジィ演算
部の構戒を示している。

図示のとおり３個の汎用メンバーシップ関数発生器５１
〜５３を有し、各メンバーシップ関数発生器には加速度
ＡＸに対応するラベルＮＬ、速度■ｘに対応するラベル
ＮＬ、およびモータ制御信号に対応するラベルＮＬが入
力される。汎用のメンバーシップ関数発生器はこのラベ
ルが入力されることによって、そのラベルに対応したメ
ンバーシップ関数を発生する。

メンバーシソブ関数発生器５１．５２の出力、即ち前件
部の各項の所属度は前件部論理積回路５４に出力され、
ここで前述のｎ＋ｉｎｉ−ｓ＋ａｘルールのｍｉｎｉル
ールによってより小さい方の所属度が選択される。その
結果が後件部論理積回路５５に送られる。この後件部論
理積回路５５では、メンバーシップ関数発生器５３で出
力されるメンバーシップ関数に前件部論理積回路５４か
らの推論結果を当てはめて第７図（Ｃ）に示したような
頭切りを行い（論理積をとり）台形部を推論結果として
出力する． デファジファイ部４１は第６図（Ｂ）に示す構成からな
る．図示するようにデファジファイ部４ｌは論理和回路
６０と確定値演算回路６１とで構ジイ演算部からの台形
出力（推論結果）を論理和し、第７図（Ｄ）にハンチン
グで示したような領域を形威する。確定値演算回路６１
はこの領域から重心位置を求め、モータ制御信号ＭＸの
確定値を出力する． 以上のようにファジィ推論装置３ｘを構成し、同様にし
てＹ方向成分についてのファジィ推論装置３ｙを構成し
、それぞれ第４図に示した推論ルールを用いることによ
り、撮影レンズの振揺する加速度と速度に応じて補正光
学系の移動速度が最適制御される．したがって、たとえ
ばスローシャッター速度で手持ち撮影を行う場合でも手
プレの少ない映像を得ることができる． 次にいわゆる流し撮りに適したモードについて述べる．
このモードでは第２図（Ａ）．　　（Ｂ）に示したスイ
ッチ６を切り替えて、速度信号ｖＸおよびＶＹとして速
度Ｏの信号が与えられる．このことにより第４図に示し
た推論ルールのＶ＝ＺＲＯ列のみ使用されることになる
．このことから、第４図に示した推論ルールから明らか
なように、加速度の方向と大きさに応じて補正光学系が
移動されるため、流し撮り撮影時の撮影レンズの定速移
動に対する偏差が補正光学系により補正されることにな
り、撮影レンズを定速移動させた場合と同様の正確な流
し撮り映像を得ることができる．なお、以上に示した実
施例では、補正光学系を駆動するアクチュエータとその
アクチュエータを制御するファジィ推論装置を交換レン
ズ内に設けた例であったが、これらをカメラ本体側に設
けることもできる． また、実施例ではスチルカメラを例としたが、撮影レン
ズの比較的微少な振揺に対して同様の制御を行うように
してビデオムービカメラに適用することも可能である。

更に、実施例では、ファジィ推論装置が補正光学系の移
動速度を決定するよに構或したが、たとえば加速度セン
サの検出量を２重積分して撮影レンズの位置を求め、こ
れをファジィ推論装置の入力変数の一つとして、補正光
学系の移動量を推論するように構或することも可能であ
る。

｛蜀発明の効果 に基づきファジィ推論により補正光学系の移動量または
移動速度を決定するようにしたため、撮影レンズの激し
い振揺に対しても補正光学系を高速に追従させることが
でき、補正効果の高い鮮鋭な映像を得ることができる． 第１図

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズの振揺を検出する加速度センサと、焦
   点面に対する被写体像の結像位置を移動させる補正光学
   系と、この補正光学系を駆動するアクチュエータと、前
   記加速度センサの検出量に応じて前記アクチュエータを
   制御する演算制御部からなる結像振揺補正装置において
   、 加速度センサの検出量および／またはその信号処理結果
   を入力変数としてファジィ推論をおこない、補正光学系
   の移動量または移動速度を決定する、ファジィ推論装置
   により前記演算制御部を構成したことを特徴とする結像
   振揺補正装置。