JP2001356380A - ぶれ検出機能付き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物が所定の近距離側に位置する場合にお
いても、機械式の角速度センサを有する第１のぶれ検出
手段の出力オフセットを正確、且つ速やかに収束させ
る。 【解決手段】 機械式の角速度センサを用いてぶれを検
出する第１のぶれ検出手段と、所定のエリアにおいて対
象物に対する像信号を検出する撮像手段と、該撮像手段
により検出された像信号を用いてぶれの検出を行う第２
のぶれ検出手段と、前記像信号から対象物の距離に関す
る情報を算出する演算手段と、前記第２のぶれ検出手段
の出力に基づき、前記第１のぶれ検出手段の出力を調整
する調整手段と、前記演算手段にて対象物が所定の近距
離側に位置することが算出された場合は、前記第２のぶ
れ検出手段の出力に基づき、前記第１のぶれ検出手段の
出力調整を行うことを禁止する制御手段（Ｓ３→Ｓ４）
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ぶれ検出手段とし
て機械式の角速度センサと撮像素子を具備した、例えば
カメラ等のぶれ検出機能付き装置の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、振動子に発生するコリオリ力
を利用した振動ジャイロなど、機械式の角速度センサに
よりぶれ検出を行い、その出力に基づいて、撮影レンズ
の一部もしくは前面に取り付けられた補正光学系を駆動
し、ぶれ補正をする機能を具備したカメラが提案されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の振動ジャイ
ロ等の機械式センサをぶれ検出に利用したシステムの場
合、温度等で変化する出力オフセットが問題となる。こ
のオフセットは、センサ出力をアナログハイパスフィル
タへ入力する事により取り除くことができる。しかし、
この方法では、アナログハイパスフィルタの時定数が大
きいために、出力が安定するまでにかなりの時間を必要
とするという問題があった。

【０００４】これに対して、機械式の角速度センサを備
えたカメラにおいて、第２のぶれ検出手段として焦点検
出用の撮像素子（以下ＡＦセンサと記す）を用いてぶれ
検出を行い、得られたぶれ量に基づいて角速度を推定
し、Ｄ／Ａコンバータを用いて前記角速度センサの出力
オフセットを取り除く事により、速やかなオフセット調
整が可能となる。

【０００５】ＡＦセンサによるぶれ検出を利用して角速
度センサのオフセット調整を行う場合、ＡＦセンサで検
出される像ぶれ量は、ＡＦセンサ面上での像ぶれ量であ
る。このため、カメラのぶれ成分は、カメラの並進方向
のシフトぶれと、ピッチ，ヨー方向の回転ぶれを合わせ
たものが検出される。ここで、回転ぶれ成分はセンサ面
上の像ぶれに大きな影響を与える。一方で、機械式の角
速度センサで検出されるカメラのぶれ成分は、カメラの
回転ぶれ成分のみである。したがって、機械式の角速度
センサのオフセット調整にＡＦセンサを用いて検出され
た像ぶれ量を利用しようとすると、被写体が近距離の場
合にはシフトぶれ成分の影響により正確なオフセット調
整ができないという問題があった。

【０００６】（発明の目的）本発明の目的は、対象物が
所定の近距離側に位置する場合においても、機械式の角
速度センサを有する第１のぶれ検出手段の出力オフセッ
トを正確、且つ速やかに収束させることのできるぶれ検
出機能付き装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、機械式の角速度センサを
用いてぶれを検出する第１のぶれ検出手段と、所定のエ
リアにおいて対象物に対する像信号を検出する撮像手段
と、該撮像手段により検出された像信号を用いてぶれの
検出を行う第２のぶれ検出手段と、前記像信号から対象
物の距離に関する情報を算出する演算手段と、前記第２
のぶれ検出手段の出力に基づき、前記第１のぶれ検出手
段の出力を調整する調整手段とを有するぶれ検出機能付
き装置において、前記演算手段にて対象物が所定の近距
離側に位置することが算出された場合は、前記第２のぶ
れ検出手段の出力に基づき、前記第１のぶれ検出手段の
出力調整を行うことを禁止する制御手段を有するぶれ検
出機能付き装置とするものである。

【０００８】同じく上記目的を達成するために、請求項
３に記載の発明は、機械式の角速度センサを用いてぶれ
を検出する第１のぶれ検出手段と、複数のエリアにおい
て対象物に対する像信号をそれぞれ検出する撮像手段
と、前記少なくとも一つの像信号を用いてぶれの検出を
行う第２のぶれ検出手段と、前記各像信号から最大値と
最小値の前記対象物の距離に関する情報をそれぞれ算出
する演算手段と、前記第２のぶれ検出手段の出力に基づ
き、前記第１のぶれ検出手段の出力を調整する調整手段
とを有するぶれ検出機能付き装置において、前記演算手
段にて得られた最大値より前記対象物が所定の近距離側
に位置すると判定した場合は、前記最大値を示す前記エ
リアにて得られた像信号に基づいて前記第２のぶれ手段
にぶれを検出させ、該ぶれ情報を用いて前記第１のぶれ
検出手段の出力調整させる制御手段を有するぶれ検出機
能付き装置とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００１０】（実施の第１の形態）図１は本発明の実施
の一形態に係わるカメラの主要部分の回路構成を示すブ
ロック図である。

【００１１】同図において、１はマイコン（以下、ＣＰ
Ｕと記す）であり、レンズ駆動や露光などカメラ全体の
シーケンスコントロールを実行する。また、露出演算や
焦点検出演算、さらにはぶれ検出に関わる演算など、撮
影に関する演算も行う。２は機械式の手ぶれセンサであ
るところの角速度センサであり、カメラのヨー方向の手
ぶれを検出する。３は後述する検出回路４の出力に基づ
いて前記角速度センサ２内の振動子を駆動させるための
駆動回路、４は前記角速度センサ２の出力をその出力に
対応した電圧レベルに変換する検出回路、５は角速度信
号を積分し角変位信号に変換する積分回路である。６は
後述する機械式センサの出力オフセットをＤ／Ａコンバ
ータを用いて調整するオフセット調整回路である。１３
はハイパスフィルタであり、アナログハイパスフィルタ
又はディジタルハイパスフィルタである。１２はオフセ
ット調整法切り換え手段であり、Ｄ／Ａコンバータを用
いたオフセット調整回路６を用いてオフセット調整を行
うか、ハイパスフィルタ１３によりオフセット調整を行
うかを選択するためのものである。

【００１２】なお、図及び説明を省略するが、カメラの
ピッチ方向の手ぶれを検出するためのセンサ及びセンサ
出力に関する処理回路、オフセット調整に関する回路
も、上述のヨー方向のものと同様な構成になっている。

【００１３】７は補正光学系駆動回路であり、補正光学
系８の駆動制御を行う。１０はＡＦセンサであり、撮影
画面内の焦点検出点にて焦点検出を行うために水平，垂
直方向に直交して配置されているラインセンサである。
１１は前記ラインセンサ１０の検出結果に基づいて被写
体距離に応じた信号をＣＰＵ１に出力するセンサ制御部
であり、この実施の形態ではカメラのＡＦセンサからの
像信号を用いてぶれ検出を行うため、該センサ制御部１
１はぶれ検出のための像信号も出力する。ＣＰＵ１で
は、この像信号に基づきぶれ検出が行われる。

【００１４】図２は、撮影画面内において、前記ＡＦセ
ンサ１０にて被写体距離に相当する情報を測定する各エ
リアを示す図である。

【００１５】この実施の形態では、水平，垂直方向に各
１つのエリアを有し、そのエリアに対する測距データが
求まる。更に、このエリアからの出力を用いてぶれ検出
を行うものである。なお、水平方向のぶれは２０１、垂
直方向のぶれは２０２で検出が行われる。

【００１６】次に、上記構成における角速度センサ２の
オフセット調整動作について説明する。

【００１７】この実施の形態での第２のぶれ検出手段
は、いわゆる位相差検出方式の焦点検出系をカメラのぶ
れ検出に利用したものであり、図３に位相差検出方式に
よる焦点検出の基本原理を示す。

【００１８】受光レンズを通過した入射光は、セパレー
タレンズ３３，３４を通過して、空間的に異なる位置に
配置されたラインセンサ３１, ３２（上記ＡＦセンサ１
０に相当する）でそれぞれ結像する。このラインセンサ
３１, ３２に結像した二つの像信号Ｓａ，Ｓｂの位相を
ずらして、その差を比較をするなど、いうなれば相関演
算を行うことで２像の像ズレ量を検出し、焦点検出デー
タを算出する。

【００１９】更にこの実施の形態では、上記ラインセン
サ（ＡＦセンサ１０）を、焦点検出動作の合間にぶれ検
出に使用する。即ち、図４を用いて説明すると、ライン
センサの片側４１により時間的に異なるタイミングで被
写体を撮像し、得られた２つの像信号Ｔａ，Ｔｂに相関
演算を行うことで時間的な像ズレ量、即ちカメラぶれに
よるぶれ量の検出を行うものである。この基本原理に関
しては各種の提案がなされており、該実施の形態におい
ても同様の原理により像ぶれ量を検出するものであるた
め、その詳細は省略する。なお、４１〜４４は、図３の
３１〜３４に相当する。

【００２０】次に、図５のフローチャートにしたがって
主要部分である、角速度センサ２のオフセット調整動作
について説明する。

【００２１】ステップＳ１において、カメラの第１のぶ
れ検出手段である角速度センサ２に通電を開始する。そ
して、次のステップＳ２において、ＡＦセンサ１０を駆
動し、焦点検出を行う。続くステップＳ３においては、
上記ステップＳ２にて求めた焦点検出データに基づき、
被写体が近距離に存在するか否かの判定を行う。この判
定は、カメラ内のメモリ等に近距離の閾値データを予め
記憶しておき、その閾値データと焦点検出データを比較
することで実行する。ここで、被写体が近距離に存在す
ると判定した場合にはステップＳ４へ進み、ハイパスフ
ィルタ１３を用いて角速度センサ２の出力オフセットを
取り除く。

【００２２】一方、被写体が近距離に存在しないと判定
した場合にはステップＳ３からステップＳ５へと進み、
前述の基本原理に基づいてＡＦセンサ１０で撮像された
像信号を用いて像ぶれ量の検出を行う。そして、次にス
テップＳ６において、水平方向に配置されたＡＦセンサ
１０（図３のラインセンサ３１，３２に相当する）で検
出された像ぶれ量を用いて手ぶれによるヨー方向の角速
度成分ｗを演算により推定する。ここで、ピッチ方向に
対しても同様に垂直方向に配置されたＡＦセンサで検出
された像ぶれ量を用いて算出する。

【００２３】角速度成分ｗは、焦点距離ｆ、ＡＦセンサ
１０による撮像時間間隔をΔｔ、ステップＳ３によって
求まった像ぶれ量をΔｘとすると、例えば（１）式によ
り近似的に求めることができる。

【００２４】 ｗ＝ｔａｎ^-1（Δｘ／ｆ）／Δｔ …………（１） 次のステップＳ７においては、上記ステップＳ６にて算
出された角速度成分に基づき、ヨー，ピッチそれぞれの
角速度センサ２の出力のオフセット調整を行う。

【００２５】ここで、オフセット調整回路６は、例えば
図６で示す様に、オペアンプ５１、抵抗５２，５３、Ｄ
／Ａコンバータ５４により構成することができる。具体
的には、図６のオフセット調整回路６の出力が、上記ス
テップＳ３にて求めた角速度成分に対応する電圧値と一
致するように、Ｄ／Ａコンバータ５４を介してオペアン
プ５１に入力される電圧値をＣＰＵ１により算出し、算
出された値をＤ／Ａコンバータ５４に入力する。

【００２６】以上が、本発明の実施の第１の形態に係る
角速度センサ２のオフセット調整の動作である。

【００２７】上記の実施の第１の形態によれば、被写体
が近距離に存在しない場合には、ＡＦセンサ１０を用い
てぶれ検出を行い、その像ぶれ量に基づいて角速度セン
サ２のオフセット調整を行うことにより、速やかにオフ
セット調整を実現することができる。

【００２８】また、被写体が近距離に存在する場合に
は、ハイパスフィルタを用いてオフセット調整を行うよ
うにしているので、被写体が近距離に存在する場合にお
いてもカメラのシフトぶれの影響を受けず正確なオフセ
ット調整が可能となる。

【００２９】（実施の第２の形態）図７は、本発明の実
施の第２の形態に係わる、多点ＡＦセンサの撮影画面内
における焦点検出エリアを示す図である。

【００３０】この実施の第２の形態では、５つのエリア
７０１〜７０５を有し、そのエリアに対する焦点検出デ
ータが求まる。更に、このエリアからの出力を用いてぶ
れ検出を行うものである。なお、水平方向のぶれはエリ
ア７０１，７０２，７０３、垂直方向のぶれはエリア７
０４，７０５で検出が行われる。

【００３１】この実施の第２の形態に係わるカメラの主
要部分の回路構成は、図１で示される上記実施の第１の
形態と同様であるものとする。

【００３２】次に、図８のフローチャートにしたがっ
て、本発明の実施の第２の形態の主要部分である、角速
度センサのオフセット調整動作を説明する。

【００３３】ステップＳ８１において、第１のぶれ検出
手段である角速度センサ２に通電を行う。そして、次の
ステップＳ８２において、多点ＡＦセンサを駆動し、図
７で示される各エリア７０１〜７０５にて焦点検出デー
タを求める。そして、次のステップＳ８３において、上
記ステップＳ８２にて求めた焦点検出データに基づき、
撮影画面内の焦点検出データの最大値、及び、最小値を
与えるエリアを、水平方向（エリア７０１，７０２，７
０３）、垂直方向（エリア７０４，７０５）それぞれに
対して求める。

【００３４】次にステップＳ８４において、上記ステッ
プＳ８３にて求めた焦点検出データの最大値が近距離で
あるか否かの判定を行い、近距離ではないと判定した場
合にはステップＳ８５に進み、焦点検出データの最大値
に対応するエリアに対して像ぶれ量の検出を行う。そし
て、次のステップＳ８６において、上記ステップＳ８５
にて像ぶれ量に基づいて角速度の推定を行い、続くステ
ップＳ８７において、Ｄ／Ａコンバータを用いて角速度
センサ２のオフセット調整を行う。

【００３５】また、上記ステップＳ８４にて近距離であ
ると判定した場合はステップＳ８８へ進み、上記ステッ
プＳ８３にて求めた焦点検出データの最大値と最小値が
等しいか否かの判定を行い、最大値と最小値が等しいと
判定した場合はステップＳ８９へ進み、ハイパスフィル
タ１３を用いて角速度センサ２のオフセット調整を行
う。

【００３６】一方、焦点検出データの最大値と最小値が
異なると判定した場合はステップＳ８８からステップＳ
９０へ進み、焦点検出データの最大値と最小値を与える
エリアに対してそれぞれ像ぶれ量の検出を行う。そし
て、次のステップＳ９１において、上記ステップＳ９０
にて求めた２つの像ぶれ量から角速度センサ２のオフセ
ット調整を行うための回転ぶれ成分を算出する。

【００３７】ここで、回転ぶれ成分は被写体距離によら
ず一定であり、シフトぶれ成分は被写体距離に対して反
比例するので、焦点検出データの最大値をＸmax ，最小
値をＸmin 、それらのエリアに対応する像ぶれ量をそれ
ぞれＹmax ，Ｙmin とすると、回転ぶれ成分Ｒは、以下
の（２）式により求める事ができる。

【００３８】 Ｒ＝（Ｙmax ×Ｘmax −Ｙmin ×Ｘmin ）／（Ｘmax −Ｘmin ）…（２） 次のステップＳ８６においては、上記ステップＳ９１に
て求めた回転ぶれ成分から角速度を推定し、続くステッ
プＳ８７において、オフセット調整回路６内のＤ／Ａコ
ンバータ５４を用いて角速度センサ２のオフセット調整
を行う。

【００３９】上記の実施の第２の形態によれば、多点Ａ
Ｆセンサを用いることにより、近距離の被写体しか存在
しない場合でも、焦点検出エリア内に異なる距離の近距
離被写体が存在すればＤ／Ａコンバータを用いてオフセ
ット調整を行うことが可能となり、角速度センサ２のオ
フセットを速やかに収束させることができる。

【００４０】（変形例）上記実施の各形態では、撮像素
子を用いたぶれ検出手段として焦点検出データを得るた
めのＡＦセンサを用いて、ぶれデータを得るようにして
いるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、専用
の撮像素子を有しても良い。

【００４１】また、ＡＦセンサとして水平及び垂直方向
に配置されたラインセンサを例にしているが、ＣＣＤ等
の２次元エリアセンサであっても良い。

【００４２】また、オフセット調整回路とハイパスフィ
ルタを並列に構成しているが、オフセット調整回路の後
段にシリーズでハイパスフィルタを構成しても良い。こ
の構成においてハイパスフィルタによりオフセット調整
を行う場合は、オフセット調整回路はバッファとして動
作させれば良い。

【００４３】また、焦点検出用撮像素子として、十字型
に配置されたラインセンサを例にしているが、ＣＣＤ等
の２次元エリアセンサであっても良い。

【００４４】また、本発明は、上記の実施の各形態の構
成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又
は、実施の形態が持つ機能が達成できる構成であればど
のようなものであっても良いことは言うまでもない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対象物が所定の近距離側に位置する場合においても、機
械式の角速度センサを有する第１のぶれ検出手段の出力
オフセットを正確、且つ速やかに収束させることができ
るぶれ検出機能付き装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の各形態に係わるカメラの主要部
分の回路構成を示すブロック図である。

【図２】図１のＡＦセンサの撮影画面内の焦点検出ポイ
ントを表わす図である。

【図３】図１のＡＦセンサにおける基本原理を示す図で
ある。

【図４】図１のＡＦセンサを利用してぶれ検出を行う場
合の基本原理を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる角速度セン
サのオフセット調整に係わる部分の動作を示すフローチ
ャートである。

【図６】図１に示すオフセット調整回路の回路図であ
る。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係わる多点センサ
の焦点検出ポイントを表わす図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係わる角速度セン
サのオフセット調整に係わる部分の動作を示すフローチ
ャートである。 １ ＣＰＵ ２ 角度センサ ４ 検出回路 ５ オフセット調整法切り換え手段 ６ オフセット調整回路 １０ ＡＦセンサ １１ センサ制御部 １３ ハイパスフィルタ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械式の角速度センサを用いてぶれを検
   出する第１のぶれ検出手段と、所定のエリアにおいて対
   象物に対する像信号を検出する撮像手段と、該撮像手段
   により検出された像信号を用いてぶれの検出を行う第２
   のぶれ検出手段と、前記像信号から対象物の距離に関す
   る情報を算出する演算手段と、前記第２のぶれ検出手段
   の出力に基づき、前記第１のぶれ検出手段の出力を調整
   する調整手段とを有するぶれ検出機能付き装置におい
   て、 前記演算手段にて対象物が所定の近距離側に位置するこ
   とが算出された場合は、前記第２のぶれ検出手段の出力
   に基づき、前記第１のぶれ検出手段の出力調整を行うこ
   とを禁止する制御手段を有することを特徴とするぶれ検
   出機能付き装置。
2. 【請求項２】 前記第１のぶれ検出手段の出力を調整す
   るフィルタ手段を有し、 前記制御手段は、前記演算手段にて対象物が所定の近距
   離側に位置することが算出された場合は、前記フィルタ
   手段により前記第１のぶれ検出手段の出力調整を行わせ
   ることを特徴とする請求項１に記載のぶれ検出機能付き
   装置。
3. 【請求項３】 機械式の角速度センサを用いてぶれを検
   出する第１のぶれ検出手段と、複数のエリアにおいて対
   象物に対する像信号をそれぞれ検出する撮像手段と、前
   記少なくとも一つの像信号を用いてぶれの検出を行う第
   ２のぶれ検出手段と、前記各像信号から最大値と最小値
   の前記対象物の距離に関する情報をそれぞれ算出する演
   算手段と、前記第２のぶれ検出手段の出力に基づき、前
   記第１のぶれ検出手段の出力を調整する調整手段とを有
   するぶれ検出機能付き装置において、 前記演算手段にて得られた最大値より前記対象物が所定
   の近距離側に位置すると判定した場合は、前記最大値を
   示す前記エリアにて得られた像信号に基づいて前記第２
   のぶれ手段にぶれを検出させ、該ぶれ情報を用いて前記
   第１のぶれ検出手段の出力調整させる制御手段を有する
   ことを特徴とするぶれ検出機能付き装置。
4. 【請求項４】 前記第１のぶれ検出手段の出力を調整す
   るフィルタ手段を有し、 前記制御手段は、前記演算手段にて得られた最大値より
   前記対象物が所定の近距離側に位置せず、かつ、前記最
   大値と前記最小値が略等しいと判定した場合は、前記フ
   ィルタ手段により前記第１のぶれ検出手段の出力調整を
   行わせることを特徴とする請求項３に記載のぶれ検出機
   能付き装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記演算手段にて得ら
   れた最大値より前記対象物が所定の近距離側に位置せ
   ず、かつ、前記最大値と前記最小値が異なると判定した
   場合は、前記最大値と前記最小値を示す各エリアにて得
   られた各像信号に基づいて前記第２のぶれ手段にぶれを
   検出させ、該ぶれ情報を用いて前記第１のぶれ検出手段
   の出力調整させることを特徴とする請求項３又は４に記
   載のぶれ検出機能付き装置。
6. 【請求項６】 前記対象物までの絶対距離に相当する像
   信号を出力する前記撮像手段を用いて、像ぶれ量を求め
   るための前記各エリアよりの像信号を得ることを特徴と
   する請求項１〜５の何れかに記載のぶれ検出機能付き装
   置。
7. 【請求項７】 前記撮像手段は、ラインセンサであるこ
   とを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のぶれ検出
   機能付き装置。
8. 【請求項８】 前記撮像手段は、２次元エリアセンサで
   あることを特徴とする請求項１〜６何れかに記載のぶれ
   検出装置機能付き装置。