JP2000081646A

JP2000081646A - 手振れ補正機能付きカメラ

Info

Publication number: JP2000081646A
Application number: JP18003699A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sato; 康弘佐藤; Takashi Kitaguchi; 貴史北口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】加速度センサを用いて、手振れによるカメラ態
位の変化の良好な検出を可能にする。【解決手段】手振れによるカメラ態位の変化を検出する
手振れ検出手段と、手振れ検出手段により検出された手
振れ量に応じて手振れ補正を行う手振れ補正手段とを有
するカメラにおいて、手振れ検出手段が、独立した３軸
の内の少なくとも２軸に設けられた少なくとも２対の加
速度センサ対（Ｘ₁，Ｘ₂），（Ｚ₁，Ｚ₂）と、これら加
速度センサ対の出力に応じて、互いに直交する少なくと
も２軸の周りの角加速度、角速度および角を演算する演
算手段とを有し、各加速度センサ対の２つの加速度セン
サは、設けられた軸に直交する互いに同じ向きの加速度
を検出するように配備されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は手振れ補正機能付
きカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラでは時間的に連続した映像
を撮影するので、カメラに手振れがあると再生画像が揺
れて見づらいものになる。また、通常のスティルカメラ
や電子スティルカメラでも、変倍比の大きい望遠レンズ
で撮影を行うような場合には手振れが撮影の妨げにな
る。このような「カメラの手振れによる撮影不全」を防
止するため、手振れによるカメラ態位の変化を検出し、
検出された変化量に基づき手振れ補正が行われている。
カメラの手振れで主として問題となるのは「カメラの左
右方向および上下方向の振れ」であり、これらの振れに
よるカメラ態位の傾きを検出するのに、上下・左右の振れに関する２軸の回りの振れ角を
知るために、上記２軸の回りの「手振れに伴うカメラの
角速度」を検出する必要がある。２軸角速度センサとし
ては「圧電振動ジャイロ」が優れているが、センササイ
ズが大きいのでカメラが大型化しやすく、また消費電力
も大きい。カメラの振れに伴うカメラ態位の変化を検出
するのに「１対の加速度センサ」を用いる方法が知られ
ている（特開平７−２０５４７号公報）。加速度センサ
はシリコンプロセスによる半導体作製技術を利用して作
製されるため、チップ化が容易で低コストに実現でき、
消費電力も小さい。しかし、上記公報記載の方法では、
加速度センサが１対しか用いられていないので、２軸の
回りの角速度の検出精度を高くするのが難しい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、加速度セ
ンサを用いて、手振れによるカメラ態位の変化の良好な
検出を可能にし、良好な手振れ補正を可能にした手振れ
補正機能付きカメラの実現を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の手振れ補正機
能付きカメラは「手振れによるカメラ態位の変化を検出
する手振れ検出手段と、該手振れ検出手段により検出さ
れた手振れ量に応じて手振れ補正を行う手振れ補正手段
とを有するカメラ」であって、以下の点を特徴とする
（請求項１）。即ち、手振れ検出手段は、少なくとも２
対の加速度センサ対と、演算手段とを有する。加速度セ
ンサ対は、２個の加速度センサにより構成される。

【０００５】少なくとも２対の加速度センサ対は、独立
した３軸の内の少なくとも２軸に設けられる。即ち、３
軸のうちの少なくとも２軸は加速度センサ対を有するこ
とになる。勿論、３軸の全てに加速度センサ対を設けて
も良い。加速度センサ対を設ける軸は仮想的なものであ
り、実体的に軸として存在する訳ではない。加速度セン
サ対を構成する２つ加速度センサを結ぶ直線が「軸」と
なるのである。上記３軸が「独立している」とは、３軸
が３次元ベクトル的な意味で独立していること、即ち、
３軸のうちの何れも、他の２軸の方向を持つベクトルの
合成によって得られないことを意味する。

【０００６】さらに、各加速度センサ対の２つの加速度
センサは「設けられた軸に直交する互いに同じ向きの加
速度」を検出するように配備される。即ち、加速度セン
サ対を構成する２つの加速度センサが検出する加速度
は、同じ方向の加速度である。

【０００７】演算手段は、加速度センサ対の出力に応じ
て、互いに直交する少なくとも２軸の周りの角加速度、
角速度および角を演算する手段である。すなわち、カメ
ラ態位の変化量としての「手振れ量」は、演算結果とし
て知られる。この請求項１記載の発明において、演算手
段の演算結果に基づき手振れ補正を行う手振れ補正手段
としては、公知の適宜のものを利用することができる。

【０００８】上記請求項１記載の手振れ補正機能付きカ
メラはまた、各加速度センサの出力からカットオフ周波
数：２０Ｈｚ以上の周波数成分を除去するローパスフィ
ルタを有することができる（請求項２）。請求項１また
は２記載の手振れ補正機能付きカメラにおいて、加速度
センサ対が設けられる軸は「カメラ光軸を１つの軸とす
る直交３軸のうちの２軸」とすることができる（請求項
３）。「カメラ光軸」はカメラに装備されたレンズの光
軸を意味する。また、２つの軸のそれぞれに１対の加速
度センサ対を設ける場合、これら２対の加速度センサ対
により、カメラ光軸の左右の振れの手振れ量と、カメラ
光軸の鉛直面内での振れの手振れ量を検出するようにで
きる（請求項４）。

【０００９】手振れ補正手段は、前述の如く基本的には
公知の適宜のものを利用できるが、「手振れ検出手段が
検出する角加速度、角速度および角に応じて、撮影光学
系に含まれる補正レンズを光軸直交方向に駆動制御する
方式のもの」とすることができ（請求項５）、あるいは
「手振れ検出手段が検出する角加速度、角速度および角
に応じて、撮影光学系の光軸上に配備した可変頂角プリ
ズムの頂角を駆動制御する方式のもの」とすることもで
き（請求項６）、さらには、カメラが「撮像素子により
撮影画像を読み取る方式のもの」である場合には、手振
れ補正手段として「手振れ検出手段が検出する角加速
度、角速度および角に応じて、撮影素子を変位制御する
方式のもの」を用いることができる（請求項７）。請求
項１〜７の任意の１に記載の手振れ補正機能付きカメラ
においては、手振れ検出手段が検出する角加速度、角速
度および角に応じて「絞り、露光時間、ズーム倍率等の
撮影パラメータを変更決定」するようにできる（請求項
８）。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は、この発明の手振れ
補正機能付きカメラ本体と、加速度センサ対とを説明す
るための図である。カメラ１０はビデオカメラで、レン
ズ１２による被写体Ｏｂの像を、２次元ＣＣＤ等の撮像
素子の撮像面１４上に結像させて撮像を行う。図に示す
ように、レンズ１２の光軸に合致させてＺ軸をとり、Ｚ
軸に直交させて、互いに直交するＸ軸およびＹ軸を図の
ように設定する。Ｘ，Ｙ，Ｚ座標の原点は撮像面１４の
中心である。こうすると、カメラ１０を「普通に構えた
撮影状態」では、ＹＺ面は実質的に鉛直面となり、Ｘ方
向は水平方向となる。このような撮影状態で問題となる
手振れで重要なものは、「左右方向の振れ」即ち、Ｘ方
向でのカメラ光軸の振れ（Ｙ軸に平行な軸の回りの揺
動）と、「上下方向の振れ」即ち、鉛直面内におけるカ
メラ光軸の振れ（Ｘ軸に平行な軸の回りの揺動）であ
る。

【００１１】図１の実施の形態では、このような２種の
手振れの手振れ量を精度良く検出するため、第１の加速
度センサ対を構成する２個の加速度センサＺ₁，Ｚ₂をＺ
軸上に配備し、第２の加速度センサ対を構成する２個の
加速度センサＸ₁，Ｘ₂をＸ軸上に配備する。加速度セン
サＺ₁，Ｚ₂はＺ方向に所定の距離を隔して配備され、加
速度センサＸ₁，Ｘ₂はＸ方向に所定の距離を隔して配備
される。加速度センサＸ₁，Ｘ₂は、図示の都合上、図１
（ａ）においては「カメラ１０の外側にある」かのよう
に描かれているが、これらは勿論カメラ本体の内部に配
備される。加速度センサＺ₁，Ｚ₂は「配備位置における
Ｙ方向の加速度」を検出できるようになっている。加速
度センサＸ₁，Ｘ₂は「配備位置におけるＺ方向の加速
度」を検出できるようになっている。即ち、図１(ａ)に
示す実施の形態において、加速度センサ対Ｘ₁，Ｘ₂，Ｚ
₁，Ｚ₂の設けられる軸は、カメラ光軸を１つの軸とする
直交３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）のうちの２軸（Ｘ，Ｚ軸）で
あり（請求項３）、２つの軸（Ｘ，Ｚ軸）のそれぞれに
１対の加速度センサ対が設けられ、これら２対の加速度
センサ対により、カメラ光軸の、左右方向の振れの手振
れ量と、カメラ光軸の上下方向の振れの手振れ量を検出
する（請求項４）。

【００１２】図１（ｂ）を参照して、カメラ１０の「カ
メラ光軸の上下方向の振れ」によるカメラ態位の変化
量、即ち「手振れ量」を検出する場合を説明する。図１
（ｂ）において、図面はＹＺ面（実質的な鉛直面）に平
行であり、従ってＸ方向は図面に直交する。図１（ｂ）
に示すように、カメラ本体が「Ｚ軸上の点：Ｏを通りＸ
方向に平行な軸」の回りにＹＺ面内で角：θだけ傾くよ
うな手振れを生じたものとする。このとき、加速度セン
サＺ₁が検知した加速度をＡ₁、加速度センサＺ₂が検知
した加速度をＡ₂とする。回転中心：Ｏから加速度セン
サＺ₁，Ｚ₂に至る距離を図の如く、Ｌ₁’，Ｌ₂’とする
と、回転の角速度をω、時間をｔとして、Ａ₁＝Ｌ₁’・（ｄω／ｄｔ）（１）Ａ₂＝Ｌ₂’・（ｄω／ｄｔ）（２）であるから、Ａ₂−Ａ₁＝（Ｌ₂’−Ｌ₁’）・（ｄω／ｄｔ）（３）となる。これを角加速度：（ｄω／ｄｔ）について解け
ば、（ｄω／ｄｔ）＝（Ａ₂−Ａ₁）／（Ｌ₂’−Ｌ₁’）（４）となる。（４）式の右辺において、（Ａ₂−Ａ₁）は加速
度センサＺ₁，Ｚ₂の検出値を差演算することにより得ら
れ、（Ｌ₂’−Ｌ₁’）は、Ｚ軸上における加速度センサ
Ｚ₁，Ｚ₂の間隔で、図１（ａ）における距離：Ｌ₁，Ｌ₂
を用いて（Ｌ₂−Ｌ₁）と書くことができ、これはカメラ
１０における「定数」である。従って、加速度センサＺ
₁，Ｚ₂による検出加速度Ａ₁，Ａ₂が知れると、既知の
量：（Ｌ₂−Ｌ₂）を用いて（４）式の右辺を演算し、角
加速度：（ｄω／ｄｔ）を知ることができる。さらに、
角加速度：（ｄω／ｄｔ）に対し積分演算を順次行うこ
とにより、角速度：ωおよび回転角：θを知ることがで
きる。このようにして、カメラ１０が鉛直面内で傾いた
角：θおよび角速度：ωを「手振れ量」として知ること
ができる。全く同様にして、加速度センサＸ₁，Ｘ₂の検
出する加速度に基づいて、カメラ光軸の「左右方向の手
振れ量（角：α及び角速度：γとする）」を演算により
算出できることは容易に離解されよう。

【００１３】このように得られた手振れ量：θ，α，
ω，γに応じ、撮像面１４上の被写体像位置を、恰も
角：θ，αの傾きが生じなかったかのように補正するの
が「手振れ補正」である。手振れ補正には種々の方式の
ものが知られており、いくつかについては後述するが、
ここでは、手振れによる被写体像の変位を保証するよう
に、撮像素子をＸ，Ｙ方向に変位させて、被写体像が常
に撮像面に合致するように手振れ補正を行う場合を簡単
に説明する。図２において、ＹおよびＺは、図１（ａ）
に示したように、それぞれ「カメラ光軸に合致した方
向：Ｚ」および「実質的な鉛直方向：Ｙ」であるとす
る。図面に直交する方向をＸ方向とすれば、撮像面はＸ
Ｙ面である。レンズ１２の焦点距離をｆとし、図中の距
離：Ｌ，Ｌ′を用いると、レンズ１２と撮像面（ＸＹ
面）との距離は「ｆ＋Ｌ′」である。被写体Ｏｂに対す
るレンズ１２の物体距離を「ｆ＋Ｌ」とすると、撮像倍
率：βは「β＝ｆ／Ｌ」である。上記距離：Ｌ′は「繰
り出し量」であり、これを用いると倍率：βは、「β＝
Ｌ′／ｆ」で与えられる。図２に示すように、カメラ１
０が「カメラ光軸を正しく被写体に向けた状態」から、
カメラ光軸が（Ｘ軸の回りに）反時計回りに角：θ_X だ
け、鉛直面内で傾くように手振れが生じた場合を考え
る。手振れ以前における被写体像の中心が「ＸＹ面（撮
像面）とカメラ光軸との交点」にあったとすると、この
被写体像の中心は、手振れにより傾いた撮像面上のＣ点
に移動することになる。手振れの前後における「被写体
像の中心の変位」を図のようにΔＹとすると、 ΔＹ＝（１＋β）²・θ_X・ｆ（５）である。（５）式の両辺を時間：ｔにより微分すれば、ｄ（ΔＹ）／ｄｔ＝（１＋β）²・ｆ・（ｄθ_X／ｄｔ）（６）となる。ここで、θ_X，（ｄθ_X／ｄｔ）は前述の角：θ
および角速度：ωに対応するから、加速度センサＺ₁，
Ｚ₂の検出結果を用いる演算により知ることができ、そ
れに基づきΔＹとｄ(ΔＹ)／ｄｔとを知ることができ
る。このようにして得られた「ΔＹとｄ(ΔＹ)／ｄｔ」
に基き、撮像素子をＹ方向に「ｄ(ΔＹ)／ｄｔの速さ
で、ΔＹの距離だけ変位」させれば、カメラ光軸の上下
方向の手振れに拘らず、被写体像の中心はＹ方向に於い
て常に撮像面の中心に位置することになる。同様に、左
右方向における振れ角：θ_Y（鉛直軸：Ｙ軸の回りの回
転角）の手振れによる被写体像中心のずれをΔＸとする
と、上記（５），（６）に対応して、 ΔＸ＝（１＋β）²・θ_Y・ｆ（７）ｄ（ΔＸ）／ｄｔ＝（１＋β）²・ｆ・（ｄθ_Y／ｄｔ）（８）が得られ、θ_Y，（ｄθ_Y／ｄｔ）は前述の角：αおよび
角速度：γに対応するから、加速度センサＸ₁，Ｘ₂の検
出結果を用いる演算により知ることができ、それに基づ
きΔＸとｄ（ΔＸ）／ｄｔとを知ることができる。この
ように得られた「ΔＸとｄ（ΔＸ）／ｄｔ」に基づき、
撮像素子を、Ｘ方向に「ｄ（ΔＸ）／ｄｔの速さで、Δ
Ｘの距離だけ変位」させれば、カメラ光軸の左右方向の
手振れに拘らず、被写体像の中心はＸ方向に於いて常に
撮像面の中心に位置することになる。このようにして、
上下方向および左右方向の手振れを補正して、手振れに
よる影響の無い良好な撮影を行うことができる。

【００１４】図３は、手振れ検出手段と「手振れ補正手
段の回路部分」とをブロック図として表したものであ
る。加速度センサＺ₁，Ｚ₂，Ｘ₁，Ｘ₂の出力はそれぞれ
フィルター３１，３２，３３，３４に入力する。フィル
タ３１〜３４は、それぞれハイパスフィルタ及びローパ
スフィルタとで構成される。ハイパスフィルタは、入力
成分の内の直流成分（重力加速度成分）をカットする。
これは静止状態におけるオフセット（被写体像と撮像面
との定常的なずれ）を低減するために行われる。静止状
態におけるオフセットを除去するには、ハイパスフィル
タによらず、手振れ検出手段の直流成分を抽出してオフ
セット量を求め、演算により除去しても良い。

【００１５】ローパスフィルタは、各加速度センサの出
力からカットオフ周波数：２０Ｈｚ以上の周波数成分を
除去するために用いられる。例えばカメラ１０のボディ
がアルミニウム製である場合、手振れ検出における「角
速度の時間変化」の典型例を示すと図４の（ａ）に示す
如くであり、そのパワースペクトルは図４（ｂ）に示す
如くであって、手振れによる角速度の時間的変動は、１
０Ｈｚ以下の周波数成分が大勢を占めており、従って、
カットオフ周波数：２０Ｈｚ以上の信号成分を除去する
ことにより、ノイズ等の不要な信号を除去して、手振れ
補正に必要な正確な信号を得ることができる。なお、フ
ィルタ３１〜３４は演算手段の一部を構成する。

【００１６】フィルタ３１〜３４により不要な信号部分
を除去された各「加速度値」は、角加速度演算手段３
５，３６に入力し、同演算手段３５，３６は前述の式
（４）に類した演算を行って、上下方向および左右方向
の「角加速度」を演算する。演算結果は、積分演算手段
３７，３８に入力し、同演算手段３７，３８は入力され
た角加速度を積分演算することにより、手振れ量である
角速度と振れ角とを演算する。これらの演算結果は、補
正アクチュエータ駆動量演算手段３９に入力し、同演算
手段は入力情報に応じてアクチュエータ駆動量を演算算
出する。そして、補正アクチュエータ駆動手段４０は上
記算出された「アクチュエータ駆動量」に従ってアクチ
ュエータを駆動し、これにより手振れ補正が実行され
る。

【００１７】即ち、図１〜図４に即して説明した上記実
施の形態のカメラは、手振れによるカメラ態位の変化を
検出する手振れ検出手段と、手振れ検出手段により検出
された手振れ量に応じて手振れ補正を行う手振れ補正手
段とを有するカメラ１０において、手振れ検出手段が、
独立した３軸の内の少なくとも２軸に設けられた、少な
くとも２対の加速度センサ対（Ｚ₁，Ｚ₂），（Ｘ₁，
Ｘ₂）と、これら加速度センサ対の出力に応じて、互い
に直交する少なくとも２軸の周りの角加速度、角速度お
よび角を演算する演算手段３５，３６，３７，３８を有
し、各加速度センサ対が、設けられた軸に直交する互い
に同じ向きの加速度を検出するように配備されているも
のである（請求項１）。また、上記実施の形態は、各加
速度センサＺ₁，Ｚ₂，Ｘ₁，Ｘ₂の出力からカットオフ周
波数：２０Ｈｚ以上の周波数成分を除去するローパスフ
ィルタを有するものであり（請求項２）、加速度センサ
対（Ｘ₁，Ｘ₂），（Ｚ₁，Ｚ₂）の設けられる軸は、カメ
ラ光軸を１つの軸（Ｚ軸）とする直交３軸のうちの２軸
（Ｘ軸およびＺ軸）である（請求項３）。そして、２対
の加速度センサ対（Ｘ₁，Ｘ₂），（Ｚ₁，Ｚ₂）により、
カメラ光軸の「左右方向の振れの手振れ量」と「鉛直面
内での振れの手振れ量」を検出する（請求項４）。

【００１８】図５は、請求項５記載の発明の実施の１形
態を、特徴部分のみブロック図として示している。カメ
ラのレンズ１２は、固定レンズ１２１とシャッタＳと補
正レンズ１２２とフォーカスレンズ１２３とを有してい
る。フォーカスレンズ１２３は光軸方向に移動可能であ
る。即ち、フォーカスレンズ１２３はアクチュエータ５
６により光軸方向へ移動され、移動された位置がフォー
カスレンズ位置検出手段５５により検出される。検出さ
れたフォーカスレンズ位置情報はＣＰＵ６０に送られ
る。ＣＰＵ６０は自動合焦制御プログラムに従って、フ
ォーカスレンズ１２３の変位を制御して被写体像を撮像
面に結像させる。一方、補正レンズ１２２は、手振れ補
正を行うためのものであって、撮像面に平行なＸ方向及
びＹ方向に変位可能で、アクチュエータ５３によりＹ方
向、アクチュエータ５４によりＸ方向に移動されるよう
になっており、各方向に変位した位置は補正レンズ位置
検出手段５１，５２により検出されるようになってい
る。

【００１９】アクチュエータ５３，５４と補正レンズ位
置検出手段５１，５２は、手振れ補正手段の機械的部分
を構成し、ＣＰＵ６０は「タイマ、Ａ／Ｄコンバータ、
カウンタ等が一体となったワンチップマイクロコンピュ
ータ」として構成され、手振れ補正手段の回路部分を構
成し、加速度センサＸ₁，Ｘ₂，Ｚ₁，Ｚ₂の検知内容に応
じて、補正レンズ位置検出手段５１，５２により検出さ
れるレンズ位置に基づき、アクチュエータ５３，５４を
制御して前述の手振れ補正を行うほか、カメラ全体を制
御する。トリガ装置６１としては、例えばシャッタレリ
ーズボタンが利用され、「半押し状態」でトリガ信号が
発生される。加速度センサやアクチュエータ駆動源への
電源供給は撮影時のみ必要であるため、トリガ信号が出
力されるまでは電源供給が行われないようにし、不使用
時の電力消費を抑制する。

【００２０】上記アクチュエータ５３，５４，５６とし
ては、微小な変位を実現できるボイスコイルモータ等の
小型モータや圧電素子、あるいは圧電素子を用いた超音
波モータ、磁歪素子等を利用できる。即ち、図５に示す
実施の形態では、手振れ補正手段は「手振れ検出手段が
検出する角加速度、角速度および角に応じて、撮影光学
系１２に含まれる補正レンズ１２２を光軸直交方向（Ｘ
方向およびＹ方向）に駆動制御する方式のもの」であ
る。

【００２１】図６に特徴部分を示す実施の形態は、請求
項６記載の発明に関するものであって、手振れ補正手段
は「撮影光学系１２Ａの光軸上に配備された可変頂角プ
リズム６５の頂角を駆動制御する方式」のものである。
可変頂角プリズム６５は、２枚の透明板を、ポリエチレ
ン樹脂等のフィルムで形成された蛇腹で繋ぎ、内部を高
屈折率の液で満たしたものであり、図示されない頂角制
御機構により、Ｘ，Ｙの２方向の手振れに応じて頂角を
制御できるようになっている。可変頂角プリズム６５は
レンズ鏡筒内に配備される。可変頂角プリズムには、上
記２方向に応じて頂角を変化させる１対のコイルが設け
られ、上記鏡筒には各コイルに対応して永久磁石が配備
されている。手振れ検出手段からの信号により上記コイ
ルに通電し、通電により発生する磁場と永久磁石との相
互作用を利用して頂角を変化させる。

【００２２】図６（ａ）は「手振れ量：０の場合」であ
り、可変頂角プリズム６５の頂角は０である。図６
（ｂ）は「手振れを生じた場合」であり、手振れ検出手
段が検出する角加速度、角速度および角に応じて、可変
頂角プリズム６５の頂角が変化させられ、可変頂角プリ
ズム６５による屈折を利用して手振れ補正が行われる。
頂角制御機構は上記コイルと磁石による電磁式のものに
限らず、上述のボイスコイルモータや圧電素子、超音波
モータ等の微小変位アクチュエータを適宜利用できる。
頂角可変プリズムにはロック機構を設け、頂角を変化さ
せる必要がないときはロック状態とし、不要な電力消費
を低減する。

【００２３】図７に特徴部分を示す実施の形態は、請求
項７記載の発明に関するものであって、手振れ補正手段
は「撮影素子を変位制御する方式のもの」である。即
ち、ＣＣＤ等の撮像素子１４０は保持体１５０に保持さ
れる。保持体１５０は、図示されない支持基体にバイモ
ルフ型圧電素子１５１，１５２を介して支持されてお
り、バイモルフ型圧電素子１５１，１５２によりＹ方向
に変位可能である。撮像素子１４０はバイモルフ型圧電
素子１５３，１５４で保持されており、バイモルフ型圧
電素子１５３，１５４によりＸ方向に変位可能になって
いる。手振れ検出手段が検出する角加速度、角速度およ
び角に応じて、バイモルフ型圧電素子１５１，１５２，
１５３，１５４により撮像素子１４０をＹ方向およびＸ
方向に変位させることにより手振れ補正を行う。

【００２４】撮像素子の変位手段には、上記バイモルフ
型圧電素子のほか、積層型圧電素子やボイスコイルモー
タ等の微小変位アクチュエータを適宜利用できる。図１
０は、撮像面１４を有する撮像素子をバイモルフアクチ
ュエータＡＣ１とＡＣ２とで、基板１４２に支持し、バ
イモルフアクチュエータＡＣ１，ＡＣ２によりＹ方向お
よびＸ方向に変位させる場合の例である。また、図１１
に示すのは、撮像面１４を有する撮像素子をボイスコイ
ルモータＢＣ１とＢＣ２とで、基板１４２に支持し、ボ
イスコイルモータＢＣ１，ＢＣ２によりＹ方向およびＸ
方向に変位させる場合の例である。また、図１２に示す
のは、撮像面１４を有する撮像素子を積層型圧電アクチ
ュエータＤＡ１とＤＡ２とで、基板１４２に支持し、積
層型圧電アクチュエータＤＡ１，ＤＡ２によりＹ方向お
よびＸ方向に変位させる場合の例である。なお、図１０
〜図１２に示す例では、加速度センサＹ₁，Ｙ₂を設けて
レンズ１２の光軸（Ｚ軸）の回りの回転の角速度を検出
できるようになっている。

【００２５】図８は、請求項８記載の発明における撮影
時の動作を表すフローチャートである。図に示すよう
に、撮影時にシャッタレリーズボタンが半押し状態にな
ると、手振れ検出が行われる。カメラの制御手段（図５
のＣＰＵ６０）には、基準状態における撮影条件を定め
た基準撮影パラメータ（絞り量、シャッタ速度、ズーム
倍率等）が設定されており、検出された手振れ量が所定
の閾値：ａより小さいときは基準撮影パラメータでの撮
影を行い、このとき手振れ補正は行わない。検出された
手振れが閾値：ａより大きい場合には、更に閾値：ａよ
り大きい閾値：ｂを越える手振れ量であるか否かが判定
される。手振れ量が閾値：ｂより小さいときには、手振
れ補正を行わず、絞り、露光時間、ズーム倍率等の撮影
パラメータを基準撮影パラメータと異なる値（例えば、
絞り開放、シャッタ速度の高速化等、予め制御手段に記
憶されている）に変更決定して撮影を行う。即ち、閾
値：ａは手振れ補正が不要で、基準撮影パラメータで撮
影を行える程度の手振れ状態の上限であり、閾値：ｂ
は、手振れ補正を行わなくても撮影パラメータの偏向で
対処できる程度の手振れ状態の上限である。そして手振
れ量が閾値：ｂを越えるときは、撮影パラメータは基準
撮影パラメータのまま、手振れ補正を実行しつつ撮影を
行うのである。図９に、上記閾値の具体例として閾値：
ａ＝０．０５ｍ／ｓｅｃ²と閾値：ｂ＝０．１ｍ／ｓｅ
ｃ²を示す。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な手振れ補正機能付きカメラを実現できる。この
発明の手振れ補正機能付きカメラは、カメラに固定され
た独立３軸のうちの少なくとも２軸に関する手振れを２
対の加速度センサを用いて検出するので、手振れ量を高
精度に検出でき、良好な手振れ補正が可能である。ま
た、高価な圧電振動ジャイロを用いず、安価で小さい加
速度センサを用いるのでカメラの低コスト化・コンパク
ト化が容易である。請求項２記載の発明では、ローパス
フィルタを使用することにより、手振れ以外のノイズの
影響を有効に軽減でき、請求項４記載の発明では、撮影
時に生じる主たる手振れである上下方向と左右方向の手
振れを有効に検出し、適正な手振れ補正を行うことがで
きる。請求項５，６，７記載の発明は、従来から知られ
た手振れ補正を使用でき、請求項８記載の発明では、検
出された手振れ状態に適した撮影を行うことができ、手
振れ補正に伴う電力消費を有効に軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の手振れ補正機能付きカメラの実施の
１形態における加速度センサ対による角加速度の検出を
説明するための図である。

【図２】手振れ補正を説明するための図である。

【図３】上記実施の形態における手振れ検出手段と、手
振れ補正手段の回路部分を説明するためのブロック図で
ある。

【図４】手振れによる角速度の時間的変動と、そのパワ
ースペクトルを示す図である。

【図５】請求項５記載の発明の実施の１形態を特徴部分
のみ示す図である。

【図６】請求項６記載の発明の実施の１形態を特徴部分
のみ示す図である。

【図７】請求項７記載の発明の実施の１形態を特徴部分
のみ示す図である。

【図８】請求項８記載の発明のカメラによる、撮影時の
動作を表すフローチャートである。

【図９】図８の説明にある閾値：ａ，ｂの具体例を示す
図である。

【図１０】撮像素子をバイモルフアクチュエータで変位
させる例を示す図である。

【図１１】撮像素子をボイスコイルモータで変位させる
例を示す図である。

【図１２】撮像素子を積層型圧電アクチュエータで変位
させる例を示す図である。

【符号の説明】

１０カメラ本体１２レンズ１４撮像面Ｘ₁，Ｘ₂，Ｙ₁，Ｙ₂，Ｚ₁，Ｚ_2,, 加速度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手振れによるカメラ態位の変化を検出する
手振れ検出手段と、該手振れ検出手段により検出された
手振れ量に応じて手振れ補正を行う手振れ補正手段とを
有するカメラにおいて、手振れ検出手段が、独立した３軸の内の少なくとも２軸に設けられた、少な
くとも２対の加速度センサ対と、これら加速度センサ対の出力に応じて、互いに直交する
少なくとも２軸の周りの角加速度、角速度および角を演
算する演算手段とを有し、各加速度センサ対の２つの加速度センサは、設けられた
軸に直交する互いに同じ向きの加速度を検出するように
配備されていることを特徴とする手振れ補正機能付きカ
メラ。
【請求項２】請求項１記載の手振れ補正機能付きカメラ
において、各加速度センサの出力からカットオフ周波数：２０Ｈｚ
以上の周波数成分を除去するローパスフィルタを有する
ことを特徴とする手振れ補正機能付きカメラ。
【請求項３】請求項１または２記載の手振れ補正機能付
きカメラにおいて、加速度センサ対の設けられる軸は、カメラ光軸を１つの
軸とする直交３軸のうちの２軸であることを特徴とする
手振れ補正機能付きカメラ。
【請求項４】請求項１または２または３記載の手振れ補
正機能付きカメラにおいて、２つの軸のそれぞれに１対の加速度センサ対が設けら
れ、これら２対の加速度センサ対により、カメラ光軸の、左
右方向の振れの手振れ量と、鉛直面内での振れの手振れ
量を検出することを特徴とする手振れ補正機能付きカメ
ラ。
【請求項５】請求項１〜４の任意の１に記載の手振れ補
正機能付きカメラにおいて、手振れ補正手段が、手振れ検出手段が検出する角加速度、角速度および角に
応じて、撮影光学系に含まれる補正レンズを光軸直交方
向に駆動制御する方式のものであることを特徴とする手
振れ補正機能付きカメラ。
【請求項６】請求項１〜４の任意の１に記載の手振れ補
正機能付きカメラにおいて、手振れ補正手段が、手振れ検出手段が検出する角加速度、角速度および角に
応じて、撮影光学系の光軸上に配備した可変頂角プリズ
ムの頂角を駆動制御する方式のものであることを特徴と
する手振れ補正機能付きカメラ。
【請求項７】請求項１〜４の任意の１に記載の手振れ補
正機能付きカメラにおいて、カメラが、撮像素子により撮影画像を読み取る方式のも
のであって、手振れ補正手段が、手振れ検出手段が検出する角加速度、角速度および角に
応じて、撮影素子を変位制御する方式のものであること
を特徴とする手振れ補正機能付きカメラ。
【請求項８】請求項１〜７の任意の１に記載の手振れ補
正機能付きカメラにおいて、手振れ検出手段が検出する角加速度、角速度および角に
応じて、絞り、露光時間、ズーム倍率等の撮影パラメー
タを変更決定することを特徴とする手振れ補正機能付き
カメラ。