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ブレ測定システムおよびブレ測定方法 新技術説明会 外国出願あり

国内特許コード P10S000395
掲載日 2010年5月28日
出願番号 特願2008-551020
登録番号 特許第4930927号
出願日 平成19年12月10日(2007.12.10)
登録日 平成24年2月24日(2012.2.24)
国際出願番号 JP2007073788
国際公開番号 WO2008078537
国際出願日 平成19年12月10日(2007.12.10)
国際公開日 平成20年7月3日(2008.7.3)
優先権データ
  • 特願2006-345239 (2006.12.22) JP
発明者
  • 西 一樹
  • 追田 真也
  • 政木 康生
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
  • 船井電機株式会社
発明の名称 ブレ測定システムおよびブレ測定方法 新技術説明会 外国出願あり
発明の概要

任意の撮影機に対し付加装置を必要とすることなく、撮影機のブレの時系列的な変化を検出することができ、更には、撮影機の3軸周りのブレを検出することができるブレ測定システムおよびブレ測定方法を提供する。
種類の異なる複数のテストパターンP1~Pnを順次に表示し、これらテストパターンP1~Pnの内の2以上のテストパターンを撮影機2で静止画像撮影してなる合成画像d中から、前記各テストパターンに対応するテンプレートと一致する画像をパターン認識し、このパターン認識の際の各テンプレートの移動方向及び移動量を、前記撮影機2のブレ方向及びブレ量とした。

従来技術、競合技術の概要


従来、デジタルカメラに具備されている手ブレ補正装置は、ジャイロセンサにより検出される加速度を積分することでブレ量を求め、このブレ量を相殺するように、レンズや、頂角プリズム、撮像素子等を変位させるようにしている。
このような手ブレ補正装置の一例として、特許文献1に開示された発明では、手ブレを検出する頂角センサ(43,44(ジャイロセンサ等))、光軸を変化させるように変形可能な可変頂角プリズム(41)、該可変頂角プリズム(41)を変形させるアクチュエーター(48,49)、該アクチュエーターへ駆動電圧を印加する制御回路などを具備し、前記頂角センサ(43,44)によって検出される信号に応じて前記アクチュエーター(48,49)により可変頂角プリズム(41)を変形させて光軸を変化させるようにしている。



更に、同特許文献1には、光軸変化角度を検出するための受光手段(8(2次元ポジションセンサ))や、頂角センサ(43,44)の出力信号を検出する回路等を具備し、前記駆動電圧と光軸変化角度の関係、頂角検出センサ出力と光軸変化角度の関係等から、手ブレ補正装置の性能を評価するようにした発明が開示されている。
そこで、この発明を用いて、市販のデジタルカメラの手ブレを評価することが考えられるが、仮に、このようにした場合には、上記光軸変化角度を検出するための手段を、デジタルカメラ自体に付加するか、あるいはデジタルカメラに対し接続する必要があり、任意のデジタルカメラの手ブレ測定に適用するには困難であり、現実的でない。
その上、前記のような場合では、ジャイロセンサの取付け方向によって検出可能な手ブレの方向が制限されてしまう上、手ブレ方向および手ブレ量の時系列的な変化を観測するのは困難である。



ところで、一般的に、スティルカメラで被写体を撮影した際に生じる手ブレには、パン(pan)軸(垂直軸)周りの回転運動となる手ブレ、ピッチ(pitch)軸(水平軸)周りの回転運動となる手ブレ、ロール(roll)軸(パン軸とピッチ軸の双方に直交する軸)周りの回転運動となる手ブレの3種類がある。なお、前記ピッチ(pitch)軸は、チルト(tilt)軸と呼称される場合もある。
これら3種類の手ブレは、シャッターボタンの位置や、カメラの形状、使用者の男女差、使用者がプロかアマか等、様々な条件によって異なるものと考えられる。
一般的な市販のデジタルカメラの手ブレ補正機能では、ピッチ軸とパン軸の2軸周りのブレ量のみを検出し補正しており、ロール軸(光軸)周りの手ブレについては、検出も補正もしていなかった(例えば、特許文献1の図9参照)。
なぜならば、ロール軸周りの手ブレを検出するためには、ジャイロセンサをデジタルカメラの厚み方向へ取付ける必要があり、このことがデジタルカメラの小型化および低コスト化を阻む一因になってしまうからである。
したがって、仮に、従来のデジタルカメラに対し、特許文献1における光軸変化角度を検出する手段を接続したとしても、ピッチ軸とパン軸の2軸周りの光軸変化角度が得られるのみであり、実際の手ブレ現象である3軸回転運動を検出するのは困難である。



また、他の関連技術としては、例えば特許文献2に記載されたブレ補正測定装置がある。この従来技術では、光源(101)から投射されるレーザー光(L)を、ブレ補正機能を有する光学系(103)に通過させた後、スケール(106)に投影し、投影されたスケール上の像の移動量を測定することで、前記ブレ補正機能の性能を評価するようにしている。
この従来技術においても、得られるのは前記スケール(106)に投影される単一の点、もしくは二次元平面上の直線的な軌跡のみであり、実際の手ブレ現象に対応する3軸回転運動や、ブレ方向およびブレ量の時系列的な変化を検出することはできなかった。



また、他の関連技術として、例えば特許文献3に記載されたカメラ揺れ補正方法および画像監視システムでは、監視カメラにより撮影された画像中の2フレームの一方を基準画像、他方を処理画像とし、前記基準画像から作成したテンプレートパターンを用いて前記処理画像のパターンマッチングを行い、カメラ揺れによる画像のずれの規則性を利用して特定のマッチング領域を選択し、その移動ベクトルからカメラ揺れ量を算出して画像ずれを補正するようにしている。
しかしながら、この従来技術では、監視カメラにより撮影された単一の任意の画像を基準画像とし、この基準画像から作成したテンプレートパターンを用いて前記処理画像のパターンマッチングを行おうとするものであり、このような構成により得られるカメラ揺れ量は、二次元平面上の直線的な軌跡のみであり、他の特許文献に記載された発明と同様に、スティルカメラの手ブレ現象に対応する3軸回転運動や、ブレ方向およびブレ量の時系列的な変化を検出することはできなかった。

【特許文献1】特許第3143527号公報

【特許文献2】特開2002-195815号公報

【特許文献3】特開平10-23322号公報

産業上の利用分野


本発明は、デジタルカメラ等の撮影機やその他の光学機器のブレを測定するブレ測定システムおよびブレ測定方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
区別可能な複数種類のテストパターンを順次に表示する表示手段と、
表示される前記複数種類のテストパターンをそれぞれテンプレートとして記憶する第一記憶手段と、
順次に表示される前記複数種類のテストパターンの内の2以上のテストパターンを撮影機で静止画像撮影してなる合成画像を記憶する第二記憶手段と、
前記第一記憶手段から前記複数種類のテンプレートを呼び出すとともに前記第二記憶手段から前記合成画像を呼び出し、呼び出された前記テンプレート毎に、そのテンプレートを前記合成画像に対し重ね合わせながら移動させて、前記合成画像から前記各テンプレートに一致する画像を認識するパターン認識手段とを具備し、
前記パターン認識手段による前記各テンプレートの移動方向及び移動量を、前記静止画像撮影の際の前記撮影機のブレ方向およびブレ量とし、このブレ方向およびブレ量を少なくとも2以上得るようにしたことを特徴とするブレ測定システム。
【請求項2】
上記複数種類のテストパターンの各々が、テストパターン間で実質的に互いに重なり合うことのない部分を有する図形であることを特徴とする請求項1記載のブレ測定システム。
【請求項3】
上記移動方向には、上記合成画像の平面上における垂直方向、水平方向、回転方向が含まれ、
上記移動量は、前記方向毎に検出されることを特徴とする請求項2記載のブレ測定システム。
【請求項4】
上記垂直方向の移動量、上記水平方向の移動量、上記回転方向の移動量を、それぞれ、上記撮影機におけるピッチ軸周りのブレ量、パン軸周りのブレ量、ロール軸周りのブレ量に換算するようにしたことを特徴とする請求項3記載のブレ測定システム。
【請求項5】
上記3つのブレ量を、上記テストパターンの表示順に配列して、ブレ軌跡を求めるようにしたことを特徴とする請求項4記載のブレ測定システム。
【請求項6】
上記各テストパターンが、平面的に表示される2以上の図形であることを特徴とする請求項5記載のブレ測定システム。
【請求項7】
上記移動方向及び上記移動量を、上記テストパターンの表示順に配列して、撮影機のブレ軌跡を求めるようにしたことを特徴とする請求項1記載のブレ測定システム。
【請求項8】
上記移動方向には、上記合成画像の平面上における垂直方向、水平方向、回転方向が含まれ、
上記移動量は、前記方向毎に検出されることを特徴とする請求項1記載のブレ測定システム。
【請求項9】
上記移動方向には、上記合成画像の平面上における垂直方向、水平方向、回転方向が含まれ、
上記移動量を前記方向毎に検出し、前記垂直方向の移動量、前記水平方向の移動量、前記回転方向の移動量を、それぞれ、上記撮影機におけるピッチ軸周りのブレ量、パン軸周りのブレ量、ロール軸周りのブレ量に換算するようにしたことを特徴とする請求項1記載のブレ測定システム。
【請求項10】
上記各テストパターンが、平面的に表示される2以上の図形であることを特徴とする請求項1記載のブレ測定システム。
【請求項11】
区別可能な複数種類のテストパターンをそれぞれテンプレートとして記憶する第一記憶手段と、
順次に表示される前記複数種類のテストパターンの内の2以上のテストパターンを撮影機で静止画像撮影してなる合成画像を記憶する第二記憶手段と、
前記第一記憶手段から前記複数種類のテンプレートを呼び出すとともに前記第二記憶手段から前記合成画像を呼び出し、呼び出された前記テンプレート毎に、そのテンプレートを前記合成画像に対し重ね合わせながら移動させて、前記合成画像から前記各テンプレートに一致する画像を認識するパターン認識手段とを具備し、
前記パターン認識手段による前記各テンプレートの移動方向及び移動量を、前記撮影機のブレ方向およびブレ量とし、このブレ方向およびブレ量を少なくとも2以上得るようにしたことを特徴とするブレ測定システム。
【請求項12】
表示手段が、区別可能な複数種類のテストパターンを順次に表示するステップと、
第一記憶手段が、表示される前記複数種類のテストパターンをそれぞれテンプレートとして記憶するステップと、
第二記憶手段が、前記テストパターンの内の2以上のテストパターンを撮影機で静止画像撮影してなる合成画像を記憶するステップと、
パターン認識手段が、前記第一記憶手段から前記複数種類のテンプレートを呼び出すとともに前記第二記憶手段から前記合成画像を呼び出し、呼び出された前記テンプレート毎に、そのテンプレートを前記合成画像に対し重ね合わせながら移動させて、前記合成画像から前記テンプレートに一致する画像を認識するステップとを含み、
前記パターン認識手段による前記各テンプレートの移動方向及び移動量を、前記撮影機のブレ方向およびブレ量とし、このブレ方向およびブレ量を少なくとも2以上得るようにしたブレ測定方法。
産業区分
  • 写真映画
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008551020thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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