JPH08304448A - 力学量検出器および力学量検出方法 - Google Patents
力学量検出器および力学量検出方法Info
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- JPH08304448A JPH08304448A JP7113338A JP11333895A JPH08304448A JP H08304448 A JPH08304448 A JP H08304448A JP 7113338 A JP7113338 A JP 7113338A JP 11333895 A JP11333895 A JP 11333895A JP H08304448 A JPH08304448 A JP H08304448A
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- Optics & Photonics (AREA)
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- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】検出精度に係る補正情報を簡単に求めることが
できる力学量検出器および力学量検出方法を提供する。 【構成】複数の検出軸を有し、各検出軸方向に作用する
力学量を検出する検出部２１と、検出部２１の検出結果
を補正するための補正情報を記憶する記憶部２４と、補
正情報を用いて前記検出結果を補正する補正部２３と、
前記複数の検出軸方向の任意の一つについて与えられ
た、互いに逆向きの力学量のそれぞれの向き及び大きさ
と、この検出軸方向以外の検出軸方向のそれぞれについ
て与えられた力学量のそれぞれの向き及び大きさと、前
記各力学量が与えられたときの検出部２１の各検出結果
との関係に基づいて前記補正情報を生成し、これを記憶
部２４に記憶する補正情報生成部２２とを有する。
できる力学量検出器および力学量検出方法を提供する。 【構成】複数の検出軸を有し、各検出軸方向に作用する
力学量を検出する検出部２１と、検出部２１の検出結果
を補正するための補正情報を記憶する記憶部２４と、補
正情報を用いて前記検出結果を補正する補正部２３と、
前記複数の検出軸方向の任意の一つについて与えられ
た、互いに逆向きの力学量のそれぞれの向き及び大きさ
と、この検出軸方向以外の検出軸方向のそれぞれについ
て与えられた力学量のそれぞれの向き及び大きさと、前
記各力学量が与えられたときの検出部２１の各検出結果
との関係に基づいて前記補正情報を生成し、これを記憶
部２４に記憶する補正情報生成部２２とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、力学量を検出するため
の力学量検出器および力学量検出方法に関する。
の力学量検出器および力学量検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、手振れを補正するカメラが開発さ
れているが、このカメラの内部には、普通、一つ又は複
数の加速度センサ（又は角速度センサ）が設置されてい
る。センサが一つの場合は、通常、多軸のものを使用
し、カメラにかかる軸方向の加速度等を検出している。
れているが、このカメラの内部には、普通、一つ又は複
数の加速度センサ（又は角速度センサ）が設置されてい
る。センサが一つの場合は、通常、多軸のものを使用
し、カメラにかかる軸方向の加速度等を検出している。
【０００３】また、センサの検出素子からは、普通、そ
の検出結果が電圧値Ｖx，Ｖy，Ｖzとして出力される。
したがって、これらの電圧値に対して、予め求めておい
た係数Ｃx，Ｃy，Ｃzおよび直流成分値ＶxＤＣ′，Ｖy
ＤＣ′，ＶzＤＣ′を用いて（式１）の如く計算を行
い、加速度などの力学量Ａx′，Ａy′，Ａz′を算出す
る。前述の係数および直流成分値は、センサをカメラに
設置する前に求めたセンサ固有の値である。
の検出結果が電圧値Ｖx，Ｖy，Ｖzとして出力される。
したがって、これらの電圧値に対して、予め求めておい
た係数Ｃx，Ｃy，Ｃzおよび直流成分値ＶxＤＣ′，Ｖy
ＤＣ′，ＶzＤＣ′を用いて（式１）の如く計算を行
い、加速度などの力学量Ａx′，Ａy′，Ａz′を算出す
る。前述の係数および直流成分値は、センサをカメラに
設置する前に求めたセンサ固有の値である。
【０００４】
【数１】
【０００５】さて、多軸のセンサには、普通、各軸に干
渉成分があることが知られている。これについては、例
えば、特開平３−２７６０７２号公報にも記載されてお
り、具体的には、（式２）に示すような関係が知られて
いる。Ａx，Ａy，Ａzは、与えられた力学量であり、Ｖ
x，Ｖy，Ｖzは、検出素子の出力値である。また、Ｓx
x，Ｓxy，Ｓxz，Ｓyx，Ｓyy，Ｓyz，Ｓzx，Ｓzy，Ｓzz
は、検出感度係数を示している。
渉成分があることが知られている。これについては、例
えば、特開平３−２７６０７２号公報にも記載されてお
り、具体的には、（式２）に示すような関係が知られて
いる。Ａx，Ａy，Ａzは、与えられた力学量であり、Ｖ
x，Ｖy，Ｖzは、検出素子の出力値である。また、Ｓx
x，Ｓxy，Ｓxz，Ｓyx，Ｓyy，Ｓyz，Ｓzx，Ｓzy，Ｓzz
は、検出感度係数を示している。
【０００６】
【数２】
【０００７】ここで、（式２）は、
【０００８】
【数３】
【０００９】と変形でき、さらに、
【００１０】
【数４】
【００１１】と表すことができる。
【００１２】なお、係数Ｃ11〜Ｃ33は、検出感度係数Ｓ
xx 〜Ｓzz の逆行列である。
xx 〜Ｓzz の逆行列である。
【００１３】そして、（式４）を一般式にすると、
【００１４】
【数５】
【００１５】となる。すなわち、（式５）を利用すれ
ば、各軸の干渉成分が補正された力学量Ａx，Ａy，Ａz
を求めることができる。
ば、各軸の干渉成分が補正された力学量Ａx，Ａy，Ａz
を求めることができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来例の何れにおいても、以下のような問題がある。
た従来例の何れにおいても、以下のような問題がある。
【００１７】すなわち、これらの従来例では、センサを
カメラに設置する前に検出した力学量と、センサをカメ
ラに設置した後に検出した力学量とが、くい違ってしま
う。図５の直線２は、カメラ設置前における、センサの
出力と、これから求めた力学量との関係を示したもので
あり、直線１は、カメラ設置後における、センサの出力
と、これから求めた力学量との関係を示したものであ
る。
カメラに設置する前に検出した力学量と、センサをカメ
ラに設置した後に検出した力学量とが、くい違ってしま
う。図５の直線２は、カメラ設置前における、センサの
出力と、これから求めた力学量との関係を示したもので
あり、直線１は、カメラ設置後における、センサの出力
と、これから求めた力学量との関係を示したものであ
る。
【００１８】直線１、２の相互のずれは、即ち検出誤差
であり、これは主に、センサをカメラに設置する際に生
じる設置誤差によるものである。設置誤差がある場合、
カメラ設置前に求めておいた前述の係数および直流成分
値は意味をなさなくなる。
であり、これは主に、センサをカメラに設置する際に生
じる設置誤差によるものである。設置誤差がある場合、
カメラ設置前に求めておいた前述の係数および直流成分
値は意味をなさなくなる。
【００１９】もちろん、設置誤差を解消すべく、センサ
の取り付け精度を厳しくしてもよいが、この場合はコス
トが高くなるという問題点がある。
の取り付け精度を厳しくしてもよいが、この場合はコス
トが高くなるという問題点がある。
【００２０】なお、カメラのような精密器機でなく、設
置誤差をあまり問わない対象物にセンサを取り付ける場
合には、カメラ設置前に求めた検出感度係数や直流成分
値をそのまま用いても構わないが、この場合でも、検出
感度係数や直流成分値は、簡単に求めたいという要求が
ある。
置誤差をあまり問わない対象物にセンサを取り付ける場
合には、カメラ設置前に求めた検出感度係数や直流成分
値をそのまま用いても構わないが、この場合でも、検出
感度係数や直流成分値は、簡単に求めたいという要求が
ある。
【００２１】以上の問題点を考慮し、本発明の第１の目
的は、検出精度の高い力学量検出器および力学量検出方
法を提供することにある。本発明の第２の目的は、検出
精度に係る補正情報を簡単に求めることができる力学量
検出器および力学量検出方法を提供することにある。
的は、検出精度の高い力学量検出器および力学量検出方
法を提供することにある。本発明の第２の目的は、検出
精度に係る補正情報を簡単に求めることができる力学量
検出器および力学量検出方法を提供することにある。
【００２２】
【問題点を解決するための手段】上記目的を達成するた
めの本発明の第１の態様によれば、複数の検出軸を有
し、各検出軸方向に作用する力学量を検出する検出手段
と、前記検出手段の検出結果を補正するための補正情報
を記憶する記憶手段と、前記補正情報を用いて前記検出
結果を補正する補正手段と、前記複数の検出軸方向の任
意の一つについて与えられた、互いに逆向きの力学量の
それぞれの向き及び大きさと、この検出軸方向以外の検
出軸方向のそれぞれについて与えられた力学量のそれぞ
れの向き及び大きさと、前記各力学量が与えられたとき
の前記検出手段の各検出結果との関係に基づいて前記補
正情報を生成し、これを前記記憶手段に記憶する補正情
報生成手段とを有することを特徴とする力学量検出器が
提供される。
めの本発明の第１の態様によれば、複数の検出軸を有
し、各検出軸方向に作用する力学量を検出する検出手段
と、前記検出手段の検出結果を補正するための補正情報
を記憶する記憶手段と、前記補正情報を用いて前記検出
結果を補正する補正手段と、前記複数の検出軸方向の任
意の一つについて与えられた、互いに逆向きの力学量の
それぞれの向き及び大きさと、この検出軸方向以外の検
出軸方向のそれぞれについて与えられた力学量のそれぞ
れの向き及び大きさと、前記各力学量が与えられたとき
の前記検出手段の各検出結果との関係に基づいて前記補
正情報を生成し、これを前記記憶手段に記憶する補正情
報生成手段とを有することを特徴とする力学量検出器が
提供される。
【００２３】上記目的を達成するための本発明の第２の
態様によれば、第１の態様において、前記複数の検出軸
は、互いに直交する２軸又は３軸であることを特徴とす
る力学量検出器が提供される。
態様によれば、第１の態様において、前記複数の検出軸
は、互いに直交する２軸又は３軸であることを特徴とす
る力学量検出器が提供される。
【００２４】上記目的を達成するための本発明の第３の
態様によれば、第１又は第２の態様において、前記検出
手段は、対象物に設けられた状態で前記力学量を検出す
ることを特徴とする力学量検出器が提供される。
態様によれば、第１又は第２の態様において、前記検出
手段は、対象物に設けられた状態で前記力学量を検出す
ることを特徴とする力学量検出器が提供される。
【００２５】上記目的を達成するための本発明の第４の
態様によれば、対象物に設けられた力学量検出器であっ
て、与えられた力学量に応じた信号を出力する検出手段
と、前記検出手段の出力値を補正するための補正情報を
記憶する記憶手段と、既知の大きさを有する複数の向き
の力学量のそれぞれの向き及び大きさと、これらの力学
量が与えられた場合の前記検出手段の各出力値との関係
に基いて、前記補正情報を生成し、これを前記記憶手段
に記憶する補正情報生成手段と、前記記憶手段に記憶さ
れた前記補正情報をもとに前記検出手段の出力値を補正
し、その結果を出力する補正手段とを有することを特徴
とする力学量検出器が提供される。
態様によれば、対象物に設けられた力学量検出器であっ
て、与えられた力学量に応じた信号を出力する検出手段
と、前記検出手段の出力値を補正するための補正情報を
記憶する記憶手段と、既知の大きさを有する複数の向き
の力学量のそれぞれの向き及び大きさと、これらの力学
量が与えられた場合の前記検出手段の各出力値との関係
に基いて、前記補正情報を生成し、これを前記記憶手段
に記憶する補正情報生成手段と、前記記憶手段に記憶さ
れた前記補正情報をもとに前記検出手段の出力値を補正
し、その結果を出力する補正手段とを有することを特徴
とする力学量検出器が提供される。
【００２６】上記目的を達成するための本発明の第５の
態様によれば、第３又は第４の態様において、前記対象
物は、カメラ本体又は鏡筒であることを特徴とする力学
量検出器が提供される。
態様によれば、第３又は第４の態様において、前記対象
物は、カメラ本体又は鏡筒であることを特徴とする力学
量検出器が提供される。
【００２７】上記目的を達成するための本発明の第６の
態様によれば、第１、第２、第３、第４、又は第５にお
いて、前記力学量は、加速度、角速度、及び、角加速度
のうちのいずれかであることを特徴とする力学量検出器
が提供される。
態様によれば、第１、第２、第３、第４、又は第５にお
いて、前記力学量は、加速度、角速度、及び、角加速度
のうちのいずれかであることを特徴とする力学量検出器
が提供される。
【００２８】上記目的を達成するための本発明の第７の
態様によれば、力学量を検出するための力学量検出方法
であって、複数の検出軸を有し、各検出軸方向に作用す
る力学量を検出する検出手段を備えた対象物の姿勢を少
なくとも４回変化させ、前記複数の検出軸方向の何れか
一つについては、互いに逆向きの力学量を独立に与え、
これ以外の検出軸方向のそれぞれについては、任意の向
きの力学量を与え、与えた力学量のそれぞれの向き及び
大きさと、これらの力学量を与えた際の前記検出手段の
各検出結果に基づいて補正情報を生成し、生成した補正
情報を記憶させ、この記憶させた補正情報を基に、前記
検出手段の検出結果を補正する力学量検出方法が提供さ
れる。
態様によれば、力学量を検出するための力学量検出方法
であって、複数の検出軸を有し、各検出軸方向に作用す
る力学量を検出する検出手段を備えた対象物の姿勢を少
なくとも４回変化させ、前記複数の検出軸方向の何れか
一つについては、互いに逆向きの力学量を独立に与え、
これ以外の検出軸方向のそれぞれについては、任意の向
きの力学量を与え、与えた力学量のそれぞれの向き及び
大きさと、これらの力学量を与えた際の前記検出手段の
各検出結果に基づいて補正情報を生成し、生成した補正
情報を記憶させ、この記憶させた補正情報を基に、前記
検出手段の検出結果を補正する力学量検出方法が提供さ
れる。
【００２９】上記目的を達成するための本発明の第８の
態様によれば、第７の態様において、前記力学量は、加
速度、角速度、及び、角加速度のうちのいずれかである
ことを特徴とする力学量検出方法が提供される。
態様によれば、第７の態様において、前記力学量は、加
速度、角速度、及び、角加速度のうちのいずれかである
ことを特徴とする力学量検出方法が提供される。
【００３０】
【作用】本発明の第１の態様によれば、検出手段は、複
数の検出軸を有しており、各検出軸方向に作用する力学
量を検出する。記憶手段は、検出手段の検出結果を補正
するための補正情報を記憶する。補正手段は、この補正
情報を用いて前記検出結果を補正する。なお、補正情報
は、補正情報生成手段で生成される。
数の検出軸を有しており、各検出軸方向に作用する力学
量を検出する。記憶手段は、検出手段の検出結果を補正
するための補正情報を記憶する。補正手段は、この補正
情報を用いて前記検出結果を補正する。なお、補正情報
は、補正情報生成手段で生成される。
【００３１】また、複数の検出軸は、第２の態様の如
く、互いに直交する３軸（以下、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とす
る）であってもよい。この場合、例えば、補正情報生成
手段は、複数の検出軸方向の任意の一つ（例えばｘ軸方
向）について与えられた、互いに逆向きの力学量のそれ
ぞれの向き及び大きさと、この検出軸方向以外の検出軸
方向のそれぞれ（ｙ軸方向、ｚ軸方向）について与えら
れた力学量のそれぞれの向き及び大きさと、前記各力学
量が与えられたときの前記検出手段の各検出結果との関
係に基づいて前記補正情報を生成する。力学量の向きと
は、例えば、ｘ軸方向の場合、ｘ軸の正または負の向き
に相当するもので、具体的には符号として表現される。
力学量の大きさとは、その力学量の絶対値である。
く、互いに直交する３軸（以下、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とす
る）であってもよい。この場合、例えば、補正情報生成
手段は、複数の検出軸方向の任意の一つ（例えばｘ軸方
向）について与えられた、互いに逆向きの力学量のそれ
ぞれの向き及び大きさと、この検出軸方向以外の検出軸
方向のそれぞれ（ｙ軸方向、ｚ軸方向）について与えら
れた力学量のそれぞれの向き及び大きさと、前記各力学
量が与えられたときの前記検出手段の各検出結果との関
係に基づいて前記補正情報を生成する。力学量の向きと
は、例えば、ｘ軸方向の場合、ｘ軸の正または負の向き
に相当するもので、具体的には符号として表現される。
力学量の大きさとは、その力学量の絶対値である。
【００３２】なお、この例では、ｘ軸方向について２
つ、ｙ軸方向、ｚ軸方向のそれぞれについて１つずつ、
合わせて４つの力学量が与えられるので、検出結果は４
つとなる。また、検出手段は、各検出軸方向に作用する
力学量を検出するため、これら４つの検出結果のそれぞ
れには、ｘ軸方向に関する検出情報、ｙ軸方向に関する
検出情報、ｚ軸方向に関する検出情報のすべてが含まれ
ている。
つ、ｙ軸方向、ｚ軸方向のそれぞれについて１つずつ、
合わせて４つの力学量が与えられるので、検出結果は４
つとなる。また、検出手段は、各検出軸方向に作用する
力学量を検出するため、これら４つの検出結果のそれぞ
れには、ｘ軸方向に関する検出情報、ｙ軸方向に関する
検出情報、ｚ軸方向に関する検出情報のすべてが含まれ
ている。
【００３３】以上のように、本例では、前述の４つの力
学量を与えるだけで補正情報を生成することができる。
学量を与えるだけで補正情報を生成することができる。
【００３４】なお、検出手段は、第３の態様のように、
対象物に設けられた状態で力学量を検出することもでき
る。
対象物に設けられた状態で力学量を検出することもでき
る。
【００３５】本発明の第４の態様によれば、検出手段
は、与えられた力学量に応じた信号を出力する。記憶手
段は、検出手段の出力値を補正するための補正情報を記
憶する。補正情報生成手段は、既知の大きさを有する複
数の向きの力学量のそれぞれの向き及び大きさと、これ
らの力学量が与えられた場合の前記検出手段の各出力値
との関係に基いて、前記補正情報を生成し、これを前記
記憶手段に記憶する。補正手段は、記憶手段に記憶され
た補正情報をもとに検出手段の出力値を補正し、その結
果を出力する。
は、与えられた力学量に応じた信号を出力する。記憶手
段は、検出手段の出力値を補正するための補正情報を記
憶する。補正情報生成手段は、既知の大きさを有する複
数の向きの力学量のそれぞれの向き及び大きさと、これ
らの力学量が与えられた場合の前記検出手段の各出力値
との関係に基いて、前記補正情報を生成し、これを前記
記憶手段に記憶する。補正手段は、記憶手段に記憶され
た補正情報をもとに検出手段の出力値を補正し、その結
果を出力する。
【００３６】なお、力学量として加速度を扱う場合に、
対象物の姿勢を順次変化させれば、既知の大きさを有す
る複数の向きの力学量として、重力加速度を用いること
ができる。対象物は、カメラ本体や鏡筒でもよく、これ
らの姿勢は、簡単に変化させることができる。
対象物の姿勢を順次変化させれば、既知の大きさを有す
る複数の向きの力学量として、重力加速度を用いること
ができる。対象物は、カメラ本体や鏡筒でもよく、これ
らの姿勢は、簡単に変化させることができる。
【００３７】また、第３、第４の態様のように、目的の
対象物に設けられた状態で補正情報を生成すれば、対象
物に設置される前に補正情報を求める従来と比較して、
その検出精度が向上する。
対象物に設けられた状態で補正情報を生成すれば、対象
物に設置される前に補正情報を求める従来と比較して、
その検出精度が向上する。
【００３８】第６の態様によれば、複数の検出軸を有
し、各検出軸方向に作用する力学量を検出する検出手段
を備えた対象物の姿勢を少なくとも４回変化させるだけ
で、補正情報を生成することができる。
し、各検出軸方向に作用する力学量を検出する検出手段
を備えた対象物の姿勢を少なくとも４回変化させるだけ
で、補正情報を生成することができる。
【００３９】なお、第１〜第６の態様の力学量は、加速
度のほか、角速度、または角加速度であってもよい。
度のほか、角速度、または角加速度であってもよい。
【００４０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。
て説明する。
【００４１】図１（ａ）〜図１（ｄ）には、本実施例の
力学量検出器１２を搭載したカメラ１１の４姿勢が示さ
れており、重力はそれぞれ矢印Ａの向きに作用する。力
学量検出器１２は、図２に示すように、検出部２１、補
正情報生成部２２、補正部２３を有する。本実施例で
は、検出部２１に、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸の各軸
成分の加速度を検出してそれぞれの検出結果を電圧値と
して出力する検出素子（例えばピエゾ抵抗効果を利用し
た半導体素子）を用いている。補正情報生成部２２、補
正部２３は、例えば、ＣＰＵや記憶部（記憶部２４のみ
図示されている）を有して構成され、各記憶部には、後
述する演算をＣＰＵで実行する際に必要となるプログラ
ム等が記憶されている。また、検出部２１は、与えられ
た加速度に応じて撓み量が変化する可撓部に形成されて
いる。この可撓部は、加速度センサ等の力学量検出器に
一般的に用いられるので特に図示しないが、本実施例で
はシリコン基板をエッチング処理で凹型に繰り抜くこと
で製作している。なお、可撓部が形成されているシリコ
ン基板に、補正情報生成部２２や補正部２３も併せて製
作すれば、力学量検出器の小型化が図れるだけでなく、
配線抵抗を低減させることができる。
力学量検出器１２を搭載したカメラ１１の４姿勢が示さ
れており、重力はそれぞれ矢印Ａの向きに作用する。力
学量検出器１２は、図２に示すように、検出部２１、補
正情報生成部２２、補正部２３を有する。本実施例で
は、検出部２１に、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸の各軸
成分の加速度を検出してそれぞれの検出結果を電圧値と
して出力する検出素子（例えばピエゾ抵抗効果を利用し
た半導体素子）を用いている。補正情報生成部２２、補
正部２３は、例えば、ＣＰＵや記憶部（記憶部２４のみ
図示されている）を有して構成され、各記憶部には、後
述する演算をＣＰＵで実行する際に必要となるプログラ
ム等が記憶されている。また、検出部２１は、与えられ
た加速度に応じて撓み量が変化する可撓部に形成されて
いる。この可撓部は、加速度センサ等の力学量検出器に
一般的に用いられるので特に図示しないが、本実施例で
はシリコン基板をエッチング処理で凹型に繰り抜くこと
で製作している。なお、可撓部が形成されているシリコ
ン基板に、補正情報生成部２２や補正部２３も併せて製
作すれば、力学量検出器の小型化が図れるだけでなく、
配線抵抗を低減させることができる。
【００４２】図１（ａ）は、ｘ軸の正の向きを図中、上
にした状態である。このとき検出素子は、理論上、各軸
方向において以下のような加速度を検出する。
にした状態である。このとき検出素子は、理論上、各軸
方向において以下のような加速度を検出する。
【００４３】
【数６】
【００４４】Ａx：ｘ軸方向の加速度 Ａy：ｙ軸方向の加速度 Ａz：ｚ軸方向の加速度 Ｇ：は重力加速度 しかしながら、検出素子をカメラに設置する際には、一
般に、設置誤差が生じるため、一つの軸の成分に他軸の
成分が含まれてしまう。したがって、このときの検出素
子の出力電圧には、検出誤差が含まれている。いま、こ
の出力電圧をＶxxu，Ｖyxu，Ｖzxuとする。Ｖxxu，Ｖyx
u，Ｖzxuは、順に、ｘ軸出力、ｙ軸出力、ｚ軸出力に対
応している。
般に、設置誤差が生じるため、一つの軸の成分に他軸の
成分が含まれてしまう。したがって、このときの検出素
子の出力電圧には、検出誤差が含まれている。いま、こ
の出力電圧をＶxxu，Ｖyxu，Ｖzxuとする。Ｖxxu，Ｖyx
u，Ｖzxuは、順に、ｘ軸出力、ｙ軸出力、ｚ軸出力に対
応している。
【００４５】図１（ｂ）は、ｘ軸の正の向きを図中、下
にした状態である。このとき検出素子は、理論上、各軸
方向において以下のような加速度を検出する。
にした状態である。このとき検出素子は、理論上、各軸
方向において以下のような加速度を検出する。
【００４６】
【数７】
【００４７】なお、このときの検出素子の出力電圧は、
Ｖxxd，Ｖyxd，Ｖzxdとする。これらの出力電圧には、
前述と同様、検出誤差が含まれている。
Ｖxxd，Ｖyxd，Ｖzxdとする。これらの出力電圧には、
前述と同様、検出誤差が含まれている。
【００４８】また、図１（ｃ）は、ｙ軸の正の向きを上
にした状態である。このとき検出素子が検出する理論上
の加速度は、
にした状態である。このとき検出素子が検出する理論上
の加速度は、
【００４９】
【数８】
【００５０】であり、このときの出力電圧は、Ｖxyu，
Ｖyyu，Ｖzyuとする。
Ｖyyu，Ｖzyuとする。
【００５１】また、図１（ｄ）は、ｚ軸の正の向きを上
にした状態である。このとき検出素子が検出する理論上
の加速度は、
にした状態である。このとき検出素子が検出する理論上
の加速度は、
【００５２】
【数９】
【００５３】であり、このときの出力電圧は、Ｖxzu，
Ｖyzu，Ｖzzuとする。
Ｖyzu，Ｖzzuとする。
【００５４】そして、補正情報生成部２２は、Ａx＝
Ｇ，Ａy＝０，Ａz＝０、及び、Ｖx＝Ｖxxu，Ｖy＝Ｖyx
u，Ｖz＝Ｖzxuを（式２）に代入することで得られる３
つの方程式と、Ａx＝−Ｇ，Ａy＝０，Ａz＝０、及び、
Ｖx＝Ｖxxd，Ｖy＝Ｖyxd，Ｖz＝Ｖzxdを（式２）に代入
することで得られる３つの方程式と、Ａx＝０，Ａy＝
Ｇ，Ａz＝０、及び、Ｖx＝Ｖxyu，Ｖy＝Ｖyyu，Ｖz＝Ｖ
zyuを（式２）に代入することで得られる３つの方程式
と、Ａx＝０，Ａy＝０，Ａz＝Ｇ、及び、Ｖx＝Ｖxzu，
Ｖy＝Ｖyzu，Ｖz＝Ｖzzuを（式２）に代入することで得
られる３つの方程式から成る１２の連立方程式を解くこ
とで、検出感度係数Ｓxx，Ｓxy，Ｓxz，Ｓyx，Ｓyy，Ｓ
yz，Ｓzx，Ｓzy，Ｓzzと、ＶxＤＣ（ｘ軸の直流成
分）、ＶyＤＣ（ｙ軸の直流成分）、ＶzＤＣ（ｚ軸の直
流成分）を算出する。これらの値は、（式１０）、（式
１１）に示す通りであり、補正情報生成部２２の記憶部
２４に記憶される。なお、この演算は、実際の加速度検
出を行う前に実施される。
Ｇ，Ａy＝０，Ａz＝０、及び、Ｖx＝Ｖxxu，Ｖy＝Ｖyx
u，Ｖz＝Ｖzxuを（式２）に代入することで得られる３
つの方程式と、Ａx＝−Ｇ，Ａy＝０，Ａz＝０、及び、
Ｖx＝Ｖxxd，Ｖy＝Ｖyxd，Ｖz＝Ｖzxdを（式２）に代入
することで得られる３つの方程式と、Ａx＝０，Ａy＝
Ｇ，Ａz＝０、及び、Ｖx＝Ｖxyu，Ｖy＝Ｖyyu，Ｖz＝Ｖ
zyuを（式２）に代入することで得られる３つの方程式
と、Ａx＝０，Ａy＝０，Ａz＝Ｇ、及び、Ｖx＝Ｖxzu，
Ｖy＝Ｖyzu，Ｖz＝Ｖzzuを（式２）に代入することで得
られる３つの方程式から成る１２の連立方程式を解くこ
とで、検出感度係数Ｓxx，Ｓxy，Ｓxz，Ｓyx，Ｓyy，Ｓ
yz，Ｓzx，Ｓzy，Ｓzzと、ＶxＤＣ（ｘ軸の直流成
分）、ＶyＤＣ（ｙ軸の直流成分）、ＶzＤＣ（ｚ軸の直
流成分）を算出する。これらの値は、（式１０）、（式
１１）に示す通りであり、補正情報生成部２２の記憶部
２４に記憶される。なお、この演算は、実際の加速度検
出を行う前に実施される。
【００５５】
【数１０】
【００５６】
【数１１】
【００５７】そして、実際に加速度検出を行う場合に
は、補正部２３は、まず、検出素子から出力された各電
圧値Ｖx，Ｖy，Ｖzを受け取り、その後、これらの電圧
値のそれぞれを、補正情報生成部２２で求めた検出感度
係数及び直流成分値が設定された（式３）（又は（式
４））を用いて、Ａx，Ａy，Ａzに変換する。この際、
各電圧値は、加速度に変換されるとともに、各軸の干渉
成分も補正されることになる。
は、補正部２３は、まず、検出素子から出力された各電
圧値Ｖx，Ｖy，Ｖzを受け取り、その後、これらの電圧
値のそれぞれを、補正情報生成部２２で求めた検出感度
係数及び直流成分値が設定された（式３）（又は（式
４））を用いて、Ａx，Ａy，Ａzに変換する。この際、
各電圧値は、加速度に変換されるとともに、各軸の干渉
成分も補正されることになる。
【００５８】この変換処理によって得られた加速度は、
図３、図４に示すように、該処理を行わない場合と比較
して検出精度が向上する。
図３、図４に示すように、該処理を行わない場合と比較
して検出精度が向上する。
【００５９】具体的に説明すると、図３（ａ）には、前
述の変換処理を行わない場合のデータ（すなわち、セン
サ出力を（式１）で加速度に変換した場合のデータ）が
示されており、例えば、一列目は、ｘ軸方向に１Ｇの加
速度を与えた場合の各軸の検出結果である。同様に、二
列目は、ｙ軸方向に１Ｇの加速度を与えた場合の各軸の
検出結果であり、三列目は、ｚ軸方向に１Ｇの加速度を
与えた場合の各軸の検出結果である。
述の変換処理を行わない場合のデータ（すなわち、セン
サ出力を（式１）で加速度に変換した場合のデータ）が
示されており、例えば、一列目は、ｘ軸方向に１Ｇの加
速度を与えた場合の各軸の検出結果である。同様に、二
列目は、ｙ軸方向に１Ｇの加速度を与えた場合の各軸の
検出結果であり、三列目は、ｚ軸方向に１Ｇの加速度を
与えた場合の各軸の検出結果である。
【００６０】一方、図３（ｂ）には、前述の変換処理を
行った場合のデータが示されており、一列目は、前述と
同様、ｘ軸方向に１Ｇの加速度を与えた場合の各軸の検
出結果である。また、二列目は、ｙ軸方向に、三列目
は、ｚ軸方向に１Ｇの加速度を与えた場合の検出結果で
ある。
行った場合のデータが示されており、一列目は、前述と
同様、ｘ軸方向に１Ｇの加速度を与えた場合の各軸の検
出結果である。また、二列目は、ｙ軸方向に、三列目
は、ｚ軸方向に１Ｇの加速度を与えた場合の検出結果で
ある。
【００６１】図３（ａ）、（ｂ）からもわかるように、
変換処理を行った場合のデータは、変換処理を行わない
場合のデータよりも、その検出精度が向上しており、こ
れらの違いは、図４（ａ）、（ｂ）に、より顕著に表さ
れている。図４（ａ）、（ｂ）は、加速度を与えた軸の
検出結果に対する他軸の干渉成分の割合を示したもので
ある。例えば、図３（ｂ）の一列目において、ｘ軸の検
出結果に対する、ｙ軸、Ｚ軸の干渉成分は、それぞれ、
（０．００１２／９．８１４７）、（０．０００７／
９．８１４７）であり、これらは、図４（ｂ）の一列目
に記載されている。
変換処理を行った場合のデータは、変換処理を行わない
場合のデータよりも、その検出精度が向上しており、こ
れらの違いは、図４（ａ）、（ｂ）に、より顕著に表さ
れている。図４（ａ）、（ｂ）は、加速度を与えた軸の
検出結果に対する他軸の干渉成分の割合を示したもので
ある。例えば、図３（ｂ）の一列目において、ｘ軸の検
出結果に対する、ｙ軸、Ｚ軸の干渉成分は、それぞれ、
（０．００１２／９．８１４７）、（０．０００７／
９．８１４７）であり、これらは、図４（ｂ）の一列目
に記載されている。
【００６２】図４（ａ）、（ｂ）を見てもわかるよう
に、本実験では、干渉成分の割合、いわゆるクロストー
クを全体的に３桁程度低減することができた。
に、本実験では、干渉成分の割合、いわゆるクロストー
クを全体的に３桁程度低減することができた。
【００６３】以上のように本実施例によれば、カメラの
姿勢を図１の如く４回変化させるだけで、検出感度係数
や直流成分値を簡単に求めることができる。また、これ
らの演算を力学量検出器がカメラに設置された後に行っ
ているため、設置誤差に無関係な正確な力学量演算を実
施することができる。すなわち、力学量検出器を精度よ
くカメラに設置しなければならない従来と比較して、設
置作業が簡単になり、作業時間が大幅に短縮される。
姿勢を図１の如く４回変化させるだけで、検出感度係数
や直流成分値を簡単に求めることができる。また、これ
らの演算を力学量検出器がカメラに設置された後に行っ
ているため、設置誤差に無関係な正確な力学量演算を実
施することができる。すなわち、力学量検出器を精度よ
くカメラに設置しなければならない従来と比較して、設
置作業が簡単になり、作業時間が大幅に短縮される。
【００６４】なお、カメラの姿勢の変化は、図１に限定
されるわけでなく、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向の
うちの何れか一つについては、互いに逆向きの加速度を
独立に与え、これ以外の検出軸方向のそれぞれについて
は、任意の向きの加速度を与えれば、検出感度係数や直
流成分値を求めることができる。なお、図１の３軸を基
準とせずに加速度を与える場合には、各加速度を与えた
場合の３軸方向の加速度成分の大きさと向きを予め把握
する必要がある。
されるわけでなく、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向の
うちの何れか一つについては、互いに逆向きの加速度を
独立に与え、これ以外の検出軸方向のそれぞれについて
は、任意の向きの加速度を与えれば、検出感度係数や直
流成分値を求めることができる。なお、図１の３軸を基
準とせずに加速度を与える場合には、各加速度を与えた
場合の３軸方向の加速度成分の大きさと向きを予め把握
する必要がある。
【００６５】姿勢変化については、専用の装置を用いて
カメラの出荷調整時に行ってもよいし、また、カメラの
ユーザに行わせてもよい。この場合は、例えば、カメラ
ボディの一部に、直交する４面（図１の場合は、カメラ
ボディの両側面、下面、背面）を予め形成する。ユーザ
は、これらの面を順次平らなテーブル等に合わせること
で、図１に示すような姿勢変化を実現することができ
る。
カメラの出荷調整時に行ってもよいし、また、カメラの
ユーザに行わせてもよい。この場合は、例えば、カメラ
ボディの一部に、直交する４面（図１の場合は、カメラ
ボディの両側面、下面、背面）を予め形成する。ユーザ
は、これらの面を順次平らなテーブル等に合わせること
で、図１に示すような姿勢変化を実現することができ
る。
【００６６】なお、カメラに与える加速度は、重力加速
度に限定されるわけでなく、例えば、加速度を強制的に
与える装置を用いて付与されたものでもよい。また、角
速度センサを用いる場合には、カメラを載置するための
回転テーブルを備えた装置を使用してもよい。
度に限定されるわけでなく、例えば、加速度を強制的に
与える装置を用いて付与されたものでもよい。また、角
速度センサを用いる場合には、カメラを載置するための
回転テーブルを備えた装置を使用してもよい。
【００６７】また、力学量検出器１２が設置される対象
物は、カメラの鏡筒でもよい。もちろん、力学量検出器
１２は、カメラ以外の様々な対象物に適用することがで
きる。なお、検出する力学量は、対象物に合わせて、加
速度、角速度、角加速度等のうちの何れかを選択すれば
よい。
物は、カメラの鏡筒でもよい。もちろん、力学量検出器
１２は、カメラ以外の様々な対象物に適用することがで
きる。なお、検出する力学量は、対象物に合わせて、加
速度、角速度、角加速度等のうちの何れかを選択すれば
よい。
【００６８】また、補正情報生成部２２をカメラに設置
せずに独立に設け、４姿勢を変化させたときの検出素子
の各出力をここで読みとり、前述の如く検出感度係数及
び直流成分値を計算し、その結果をカメラ内の記憶部に
記憶させるような構成でもよい。
せずに独立に設け、４姿勢を変化させたときの検出素子
の各出力をここで読みとり、前述の如く検出感度係数及
び直流成分値を計算し、その結果をカメラ内の記憶部に
記憶させるような構成でもよい。
【００６９】また、ユーザからの指示を受け付けて、前
述の検出感度係数や直流成分値を随時演算できるように
構成してもよい。検出感度係数や直流成分値は、検出素
子等の経年変化によって、その補正の効果が低減する。
したがって、これらの値を随時演算できるようにすれ
ば、常に精度のよい検出結果を得ることができる。
述の検出感度係数や直流成分値を随時演算できるように
構成してもよい。検出感度係数や直流成分値は、検出素
子等の経年変化によって、その補正の効果が低減する。
したがって、これらの値を随時演算できるようにすれ
ば、常に精度のよい検出結果を得ることができる。
【００７０】なお、設置誤差等を問わない（すなわち検
出精度が低くてもよい）対象物の場合には、力学量検出
器を対象物に設置する前に、検出感度係数や直流成分値
を求めてよいが、この場合でも、力学量検出器を前述の
如く姿勢変化させることで、検出感度係数や直流成分値
を簡単に求めることができる。
出精度が低くてもよい）対象物の場合には、力学量検出
器を対象物に設置する前に、検出感度係数や直流成分値
を求めてよいが、この場合でも、力学量検出器を前述の
如く姿勢変化させることで、検出感度係数や直流成分値
を簡単に求めることができる。
【００７１】
【発明の効果】本発明によれば、検出手段の検出結果を
補正するための補正情報を簡単に求めることができる。
また、検出手段が対象物に設置された後に補正情報を求
めるので検出精度が向上する。
補正するための補正情報を簡単に求めることができる。
また、検出手段が対象物に設置された後に補正情報を求
めるので検出精度が向上する。
【００７２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る力学量検出器の一実施例を搭載し
たカメラの４つの姿勢を示す説明図。
たカメラの４つの姿勢を示す説明図。
【図２】本発明に係る力学量検出器の一実施例の構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図３】図３（ａ）：従来の力学量検出器の各軸の出力
を示す図表。 図３（ｂ）：本発明に係る力学量検出器の一実施例の各
軸の出力を示す図表。
を示す図表。 図３（ｂ）：本発明に係る力学量検出器の一実施例の各
軸の出力を示す図表。
【図４】図４（ａ）：従来の力学量検出器の各軸の干渉
成分を示す図表。 図４（ｂ）：本発明に係る力学量検出器の一実施例の各
軸の干渉成分を示す図表。
成分を示す図表。 図４（ｂ）：本発明に係る力学量検出器の一実施例の各
軸の干渉成分を示す図表。
【図５】カメラ設置前における、力学量検出器の出力と
力学量との関係、及び、カメラ設置後における、力学量
検出器の出力と力学量との関係を示す説明図。
力学量との関係、及び、カメラ設置後における、力学量
検出器の出力と力学量との関係を示す説明図。
１１：カメラ、 １２：力学量検出器、 ２１：検出
部、 ２２：補正情報生成部、 ２３：補正部、 ２
４：記憶部
部、 ２２：補正情報生成部、 ２３：補正部、 ２
４：記憶部
Claims (8)
- 【請求項１】複数の検出軸を有し、各検出軸方向に作用
する力学量を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果を補正するための補正情報を記
憶する記憶手段と、 前記補正情報を用いて前記検出結果を補正する補正手段
と、 前記複数の検出軸方向の任意の一つについて与えられ
た、互いに逆向きの力学量のそれぞれの向き及び大きさ
と、この検出軸方向以外の検出軸方向のそれぞれについ
て与えられた力学量のそれぞれの向き及び大きさと、前
記各力学量が与えられたときの前記検出手段の各検出結
果との関係に基づいて前記補正情報を生成し、これを前
記記憶手段に記憶する補正情報生成手段とを有すること
を特徴とする力学量検出器。 - 【請求項２】請求項１において、前記複数の検出軸は、
互いに直交する２軸又は３軸であることを特徴とする力
学量検出器。 - 【請求項３】請求項１又は２において、 前記検出手段は、対象物に設けられた状態で前記力学量
を検出することを特徴とする力学量検出器。 - 【請求項４】対象物に設けられた力学量検出器であっ
て、 与えられた力学量に応じた信号を出力する検出手段と、 前記検出手段の出力値を補正するための補正情報を記憶
する記憶手段と、 既知の大きさを有する複数の向きの力学量のそれぞれの
向き及び大きさと、これらの力学量が与えられた場合の
前記検出手段の各出力値との関係に基いて、前記補正情
報を生成し、これを前記記憶手段に記憶する補正情報生
成手段と、 前記記憶手段に記憶された前記補正情報をもとに前記検
出手段の出力値を補正し、その結果を出力する補正手段
とを有することを特徴とする力学量検出器。 - 【請求項５】請求項３又は４において、 前記対象物は、カメラ本体又は鏡筒であることを特徴と
する力学量検出器。 - 【請求項６】請求項１、２、３、４、又は５において、 前記力学量は、加速度、角速度、及び、角加速度のうち
のいずれかであることを特徴とする力学量検出器。 - 【請求項７】力学量を検出するための力学量検出方法で
あって、 複数の検出軸を有し、各検出軸方向に作用する力学量を
検出する検出手段を備えた対象物の姿勢を少なくとも４
回変化させ、前記複数の検出軸方向の何れか一つについ
ては、互いに逆向きの力学量を独立に与え、これ以外の
検出軸方向のそれぞれについては、任意の向きの力学量
を与え、与えた力学量のそれぞれの向き及び大きさと、
これらの力学量を与えた際の前記検出手段の各検出結果
に基づいて補正情報を生成し、生成した補正情報を記憶
させ、この記憶させた補正情報を基に、前記検出手段の
検出結果を補正する力学量検出方法。 - 【請求項８】請求項７において、 前記力学量は、加速度、角速度、及び、角加速度のうち
のいずれかであることを特徴とする力学量検出方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113338A JPH08304448A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 力学量検出器および力学量検出方法 |
| DE69609660T DE69609660T2 (de) | 1995-05-11 | 1996-05-08 | Eichung eines mehrachsigen Dynamiksensors insbesonderes montiert und an einer Kamera zur Verwacklungskorrektur |
| EP96107274A EP0742428B1 (en) | 1995-05-11 | 1996-05-08 | Calibrating a multi-axes dynamic detector especially mounted and with a camera to correct manual blurring |
| US08/647,003 US5686665A (en) | 1995-05-11 | 1996-05-09 | Dynamic amount detector, dynamic amount detecting method, and camera with dynamic amount detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113338A JPH08304448A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 力学量検出器および力学量検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304448A true JPH08304448A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14609721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7113338A Pending JPH08304448A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 力学量検出器および力学量検出方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5686665A (ja) |
| EP (1) | EP0742428B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08304448A (ja) |
| DE (1) | DE69609660T2 (ja) |
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| US7613567B2 (en) | 2004-12-24 | 2009-11-03 | Advics Co., Ltd. | Method for correcting the outputs of vehicle behavior sensor |
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| JP2010117371A (ja) * | 2010-02-24 | 2010-05-27 | Epson Toyocom Corp | 姿勢検出装置 |
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| JP3980234B2 (ja) * | 2000-01-07 | 2007-09-26 | ペンタックス株式会社 | デジタルカメラ |
| JP4550500B2 (ja) | 2004-04-01 | 2010-09-22 | 多摩川精機株式会社 | 多軸センサを有する力センサ装置における応力検出方法及び、この方法を用いる力センサ装置。 |
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