JP2004012637A

JP2004012637A - 手ブレ検出機能付きカメラ

Info

Publication number: JP2004012637A
Application number: JP2002163461A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakada; 中田　康一
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15
Also published as: CN1467559A

Abstract

【課題】手ブレということに注意を払わないユーザーが使っても、手ブレを検出し表示するチェック表示を見ながらホールディングして手ブレの影響の少ないきれいな写真を撮影可能とする手ブレ検出機能を、従来より高精度で且つ簡単な構成で実現でき、しかも低コストで実現する。
【解決手段】本発明の手ブレ検出機能付きカメラ１０は、ファインダ内に設けられて撮影に関する情報を表示するファインダ内ＬＣＤ６ａを含むＬＣＤ６と、手ブレ判定手段としての測距センサ（ＡＦ部５ａ）の他、モノシリック加速度計（加速度ＩＣ）３を併用して、カメラ本体１０Ａの手ブレの発生を示唆する振動検出手段（受光レンズ５ｄ，センサアレイ５ｃ等）とを備え、カメラ全体を制御するＣＰＵ１は所定時間間隔でＡＦ部５ａから出力される被写体像データを比較して被写体像データの像ずれ量により手ブレ検出を行う際に、前記被写体像データの像ずれ量と、前記被写体像データの差の絶対値の和とに基づいて、手ブレであるか否かの判定を行う。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラによる撮影の際に発生する手ブレを検出し、撮影者に警告を行う手ブレ防止技術を搭載した手ブレ検出機能付きカメラの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、手でカメラを持って撮影する際に、シャッタ速度が遅い場合などに露光中カメラが振れてしまうと、失敗写真となることが多い。すなわち、手ブレの発生に起因するものである。
【０００３】
そこで、この手ブレを防止するために、カメラにおいては、従来より種々の防振技術が検討されている。
【０００４】
このような防振技術は、通常、カメラ本体の振動の検出技術と、検出したい振動への対策技術との二つの技術に分類される。また、振動対策に関する技術は、さらにカメラ本体の振動状態をユーザーに認知させる警告技術と、撮影レンズを駆動制御して手ブレによる像の劣化を防止する補正技術とに分類される。
【０００５】
上記防振技術の内、上述した警告技術としては、本出願人は、例えば、特願平１１−２０１４５号公報において、表示手段の工夫によって手ブレに強いカメラを提案している。
【０００６】
また、測距センサを応用した例も、特開２００１−１６５６２２号公報や、古くは特公昭６２−２７６８６号公報等に開示されている。
【０００７】
このように、従来より、上述した防振技術を採用して極力手ブレによる影響を無くて最適な状態で撮影を行い、きれいな写真が得られるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記防振技術を搭載した従来のカメラでは、一般ユーザーの中には、そもそも手ブレとは何かすら知らずに且つ手ぶれ防止の必要性を認識せずにレリーズ釦を深く押し込んで、失敗写真を撮影してしまう人が存在し、特に、旅先などで自分の写真を撮ってもらうために、カメラを手放してレリーズ操作を依頼すると、戸惑いのあまり例えば図６（ａ）に示すようにカメラ１０を大きく動かしてホールディングしてしまい、せっかくの写真が台無しとなる場合が少なくなかった。
【０００９】
また、一次元のラインセンサにより取得した被写体像データの像ずれ量により手ブレ判定を行う場合、ラインセンサの並び方向の手ブレについては検出が容易であるが、ラインセンサの並び方向と垂直方向の手ブレに関しては、手ブレの量と像ずれ量との間に相関がないため、手ブレの検出が困難であるといった問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、手ブレということに注意を払わないユーザーが使っても、手ブレを検出し表示するチェック表示を見ながらホールディングして手ブレの影響の少ないきれいな写真を撮影可能とする手ブレ検出機能を、従来より高精度で且つ簡単な構成で実現でき、しかも低コストで実現できる手ブレ検出機能付きカメラの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の手ブレ検出機能付きカメラは、カメラ本体の振動状態を検出するカメラのＡＦ用センサを利用して手ブレ検出を行う手ブレ検出機能付きカメラにおいて、所定時間間隔で前記ＡＦ用センサから出力される被写体像データを比較して、該被写体像データの像ずれ量によりブレ検出を行う際に、前記被写体像データの像ずれ量と、前記被写体像データの差の絶対値の和とに基づいて、手ブレであるか否かの判定を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２の発明の手ブレ検出機能付きカメラは、請求項１に記載の手ブレ検出機能付きカメラにおいて、前記被写体像データの像ずれ量と、前記被写体像データの差の絶対値との和の、少なくともいずれか一方がそれぞれの所定の判定値よりも大きい場合に、手ブレであると判定することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の発明の手ブレ検出機能付きカメラは、請求項１に記載の手ブレ検出機能付きカメラにおいて、前記被写体像データの像ずれ量が所定の判定値よりも小さい場合に、前記被写体像データの差の絶対値の和による手ブレ判定を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４の発明の手ブレ検出機能付きカメラは、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の手ブレ検出機能付きカメラにおいて、手ブレ検出時には、前記カメラに備えられた表示手段に、手ブレが発生したことを表示してユーザに警告させることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１の実施の形態：
本発明に係る実施の形態の手ブレ検出機能付きカメラは、カメラのファインダ内に設けられた撮影モードによる撮影範囲（ファインダ視野）を光の透過率変化で表示する液晶表示手段と、手ブレ判定としては前述の測距センサの他、モノリシック加速度計を併用し、カメラの振動を検出して手ブレの発生を示唆する振動検出手段を備えて、手ブレが発生した場合には、液晶表示手段の表示領域の透過率をパターン的に変化させてユーザーへ手ブレ発生を容易に認識させる技術が採用されている。
【００１６】
上記モノリシック加速度計は、ＩＣチップ状に形成されるものであり、可動のパターンと被可動のパターンとの間に発生する容量変化を利用して振動を検出する装置であり、本発明には、例えば特開平８−１７８９５４号公報等で提案されているものを用いることができる。その構成としては、両パターンはともにシリコン基板上にポリシリコン部材により形成されており、一方の電極が移動可能で加速度に応答し、他方の電極が加速度に対して静止しているような状態で一対のコンデンサを形成している。このようなシリコン基板に加速度が加わると、一方のコンデンサの容量は増大し、他方のコンデンサの容量は減少する。これらの差動キャパシタンスを電圧信号の変換する信号処理回路が必要であり、これらの可動電極、コンデンサ及び信号処理回路が同一基板上のモノシリックに形成される。
【００１７】
また、特開平８−１７８９５４号公報には、自動車の制御システムやエアバッグ等の安全装置を作動させるための応用技術が述べられており、モノリシック化することにより、寸法、コスト、所要電力、信頼性などに優れている点が説明されているが、本発明は、このような素子を有効に配置、制御し、上記特質を保ちつつ、カメラ特有の状況を加味し、高精度で効果的な防振カメラを実現する。この部分は、衝撃などを検出するショックセンサ等で構成して良い。
【００１８】
図１及び図２には、本発明の第１の実施の形態に係る手ブレ検出機能付きカメラの構成例を示して説明する。図１（ａ）は本実施の形態の手ブレ検出機能付きカメラの外観構成を示し、一部破断して内部構造を示している構成斜視図、図１（ｂ）は本実施の形態のカメラに採用された硬質プリント基板とフレキシブルプリント基板（以下、フレキ基板と称する）の配置関係を示す構成図、図１（ｃ）は本実施の形態のカメラの測距光学系を示す説明図である。また、図２は本実施の形態のカメラの電気的なブロック構成を示すブロック図である。
図１（ａ）に示すように、本実施の形態のカメラ１０は、カメラ本体１０Ａで主に構成され、このカメラ本体１０Ａの前面には、撮影レンズ９やストロボ８の他、ファインダ対物レンズ１５やオートフォーカス用の測距部の受光レンズ等が配置されている。このカメラ本体１０Ａの内部には、該カメラ１０を全自動で動かすための電子回路群が設けられている。この電子回路群には、硬質プリント基板１４上に実装される前述したモノリシック加速度計（加速度ＩＣ）３も含まれており、位置関係を示すために、図１（ａ）において一部内部構造が見えるように破断している。
【００１９】
また、硬質プリント基板１４上には、加速度ＩＣ３の他に、カメラ全体の撮影に関する動作を制御するための制御手段としてのワンチップマイコン（ＣＰＵ）１や、モータ等のアクチュエータを動作させて機械機構部を駆動させるインターフェースＩＣ（ＩＦＩＣ）２が実装されている。また、ＣＰＵ１の近傍には、カメラ組立工程で部品バラツキの調整用データを記憶するためのメモリ４として、例えばＥＥＰＲＯＭが設けられている。
【００２０】
図１（ｂ）は、カメラを横方向から見た状態で、硬質プリント基板１４とフレキ基板７の関係を示す構成図である。図１（ｂ）に示すように、硬質プリント基板１４は、カメラ内部の曲面に沿って曲げられないため、フレキ基板７が用いられており、コネクタ１２により接続されている。
【００２１】
このフレキ基板７の上には表示素子（ＬＣＤ）６（図１（ａ）参照）が実装され、オートフォーカス（ＡＦ）用センサ５との通信ラインやスイッチ用パターン１３が形成されている。このフレキ基板７は、カメラ本体１０Ａの背面まで回り込み、図１（ｂ）に示すような警告表示部１１における発音素子ＰＣＶやＬＥＤ等の告知用素子が実装され、警告表示部１１にＣＰＵ１から出力された信号を伝達される他、ＡＦ用センサ５ｃにも信号の授受がなされるようになっている。
【００２２】
このＡＦセンサ５は、図１（ｃ）に示すように、三角測距の原理を用いて、被写体１０１の距離を求めるもので、被写体１０１の像信号１０２を、二つの受光レンズ５ｄ及びセンサアレイ５ｃによって検出し、その相対位置差Ｘより被写体距離が検出できる。
【００２３】
この場合、被写体は一般に縦方向の陰影を有するため、この二つの受光レンズ５ｄは、図１（ａ）に示すように横方向（Ｘ方向）に配置されており、センサアレイ５ｃも横方向に分割されている。このような配置形態によって、横方向に手ブレがあると生じるＸ方向の像ズレは、この深さにより検出できる。
【００２４】
したがって、加速度ＩＣ３は、図２（ｂ）に示すように、Ｘ方向よりもＹ方向のブレを検出する方向に配置して、Ｘ，Ｙ両方向の検出を別々のセンサで補い合うようにしている。
【００２５】
ここで、加速度ＩＣ３について、さらに具体的な構成を図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図３は上記加速度ＩＣ３の製造工程の一例を示す説明図であり、図３（ａ）〜図３（ｅ）はその製造工程順序（第１〜第５工程）に対応したものである。また図４は該加速度ＩＣ３の具体的な構成を示すもので、図４（ａ）はシリコン基板上の構成図、図４（ｂ）は可動電極，腕部を含むシリコン基板の構成斜視図、図４（ｃ）はシリコン基板上に形成された処理回路を含むＩＣ構成を示す構成図である。
【００２７】
まず、シリコン基板（ＩＣチップ）２０上に酸化膜２１を形成し（図３（ａ），図３（ｂ）参照）、その酸化膜２１上にレジストマスクによるパターンを形成し、露出している部分をエッチングで除去し、レジストマスクをすると、任意の部分に開口部を形成することができる（図３（ｃ）参照）。
【００２８】
その後、その表面にポリシリコン層２２を堆積させた後（図３（ｄ）参照）、酸化膜２１をウエットエッチングを用いて選択的に除去すると、ポリシリコン層２２がブリッジ状の構造でシリコン基板２０上に形成される（図３（ｅ）参照）。このポリシリコン層には、リンなどの不純物拡散を行い、導電性を持たせる。このようなブリッジ構造の形式により、図４（ｂ）に示すような４隅に支柱部を在する可動電極２２がシリコン基板２０上に形成されることになる。
【００２９】
また、シリコン基板２０上には、図４（ａ）に示すように、別の電極２４、２５を形成し、前述した可動電極２２の腕部２３ａ、２３ｂと隣接させて配置することにより、腕部２３ａと電極２４、腕部２３ｂと電極２５の間に微小コンデンサ容量が形成される。さらに、図４（ｃ）に示すようにシリコン基板２０上に、この可動電極構造を配置するＩＣチップとすることによって、所定方向の加速度が判定できる処理回路付のＩＣがモノリシックで構成できる。
【００３０】
つまり、図４（ｃ）に示すように、このチップ上には上記モノリシックで構成された可動電極コンデンサと共に処理回路２９がオンチップで形成されている。これは可動電極２２によって変化する容量分を検出して、加速度に応した信号を出力するものである。ブリッジ状可動電極２２の動きによって、上記二つの電極に形成される容量の一方は増加し、一力は減少するので、図４（ｂ）の矢印方向の加速度が検出できる。
【００３１】
したがって、このような構成のＩＣチップをカメラに搭載すると、図２（ｂ）に示すようにＹ方向の加速度が判定できる。
【００３２】
図５（ａ）には、前記処理回路２９の構成例を示すブロック図が示されている。
【００３３】
前述したように、Ｙ方向の移動を検出するためのＹセンサ３１に含まれる腕部２３ａ，２３ｂと電極２４及び電極２５とのそれぞれの間で容量成分が形成され、腕部２３ａ，２３ｂの動きによって、これらの容量が変化する。この容量変化を処理回路２９により電気的信号に変換する。
【００３４】
この処理回路２９は、図５（ａ）に示すように、パルス波形の搬送波を発振する搬送波発生器（発振回路）３２と、Ｙ方向加速度センサ３１の容量変化によって変化したそれぞれの発振波形を全波スイッチング整流によって復調する復調回路３４と、加速度依存のアナログ信号を出力するフィルタ回路３６と、アナログ−ＰＷＭ変換するＰＷＭ信号発生回路３７とで構成される。
【００３５】
図５（ｂ）は、前記処理回路２９の出力波形を示している。この図に示すように、処理回路２９の出力は、加速度に応して、パルスのデューティー比（Ｔ１とＴ２の割合）が変化するものとなる。
【００３６】
したがって、この加速度ＩＣ３は、加速度に比例する電圧信号又は加速度に比例するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力する。デジタル信号のみを扱えるＣＰＵ１は、内蔵するカウンタを利用して、ＰＷＭ信号を復調すれば、加速度検出が可能となる。加速度に比例する電圧信号は、Ａ／Ｄ変換器を有する調整機等を利用すればよい。また、ＰＷＭ信号を利用すれば、ＣＰＵ１にＡ／Ｄ変換器を搭載する必要はない。
【００３７】
図２（ａ）はこのような加速度ＩＣ３を実装したカメラのブロック回路図を示しており、主要構成部分の構成についてこの図を参照しながら説明する。
【００３８】
本実施の形態のカメラ１０は、電気的な回路構成を示すと、図２（ａ）に示すようにカメラ全体を制御するＣＰＵ１と、ＩＦＩＣ２と、モノリシック加速度計（加速度ＩＣ）３と、調整用データを記憶するメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）４と、オートフォーカス（ＡＦ）部５ａと、測光部５ｂと、カメラの設定状態や撮影に関する情報を表示するための液晶表示素子（ＬＣＤ）６と、ファインダ内に設けられて撮影に関する情報を表示するファインダ内ＬＣＤ６ａと、補助光等を発光させる発光管を含むストロボ部８と、発光管を発光させるための電荷をチャージするメインコンデンサ８ａと、ズーミング機能を有する撮影レンズ９と、ＬＥＤを含む警告表示部１１と、警告表示部１１に直列接続された抵抗１１ａと、カメラの撮影シーケンスを開始させるためのスイッチ１３ａ，１３ｂと、撮影レンズ９，シャッタ１９，フィルム給送等の駆動機構を駆動するモータ１８と、モータ１８と連動して回転する回転羽根１６と、モータ１８の駆動制御のために回転する回転羽根１６の穴を光学的に検出するフォトインタラプタ１７とで構成される。
【００３９】
また、モータ１８は、撮影レンズ９やシャッタ１９等の各駆動機構を駆動する場合に、図示しない切替機構により駆動先を切り替えてもよいし、それぞれ駆動機構に別のモータを備えてもよい。
【００４０】
このような構成において、ＣＰＵ１は、スイッチ１３ａ，１３ｂの操作状態に基づいて、カメラ１０の撮影シーケンスを実行し制御する。つまり、モノリシック加速度計３の出力に基づき、手ブレ警告用のファインダ内ＬＣＤ６ａによる警告表示の他、撮影時にはオートフォーカス用の測距部５ａ，露出制御のために被写体の輝度を測定する測光回路５ｂを駆動し、必要な信号を受け取って前述したＩＦＩＣ２を介して、モータ１８を駆動制御する。
【００４１】
このとき、モータ１８の回転は回転羽根１６に伝えられ、その調整の穴の有無の位置にしたがってフォトインタラプタ１７が出力する信号をＩＦＩＣ２が波形整形してＣＰＵ１に供給し、これを受けＣＰＵ１はモータ１８の回転の状態をモニタする。また、必要に応じてＣＰＵ１はストロボ部８による補助光の発光を行う。
【００４２】
図１３はファインダ内ＬＣＤ６ａに表示される警告パターンの一例を示したものであり、符号ＡはＡパターンの画面Ａ、符号ＢはＢパターンの画面Ｂ、符号ＣはＣパターンの画面Ｃを示している。
【００４３】
ファインダ内ＬＣＤ６ａは、パノラマモード時の画面表示や、シャッタが切れたことを示すブラックアウト表示等に使われるものを流用する。
【００４４】
図１３中に示すＡ，Ｃのパターンは、パノラマ撮影設定に表示される遮光パターンを用いるものであり、まず、画面Ａに示すように上部領域のみを遮光し、次に画面Ｂに示すようにパノラマ撮影時の撮影範囲を示す中央の領域のみを遮光し、最後に画面Ｃに示すようにパノラマ遮光領域の下部領域のみを遮光することを順次、繰り返し行うパターンである。この表示形態を繰り返し行うことにより、ファインダを覗いているユーザーに手ブレが発生していることを認知させることができる。なお、このＡ，Ｂ、Ｃのパターンを同時に遮光することで、上記のブラックアウト表示を行うことができる。
【００４５】
このような表示によって、ファインダ画面が揺れる感じが表現できるので、ユーザーはカメラ１０を構え直して手ブレが発生しなくなると、ノーマルかパノラマのモードに応じて、図１４（ａ）に示す画面Ｄ又は図１４（ｂ）に示す画面Ｅに戻り、被写体モニタが可能となる。
【００４６】
また、図１５はファインダ内ＬＣＤ６ａに表示される手ブレ警告の表示例（パターン１）を示す図である。
【００４７】
図１５に示すように、このパターン１は、図１３で説明したパターンと同様に、パノラマ撮影設定時に表示される遮光部分を利用している。この上下の遮光部分を交互に画面Ａ，画面Ｃとして表示するパターンである。このパターンは、図１３における警告パターンとは異なり、常に画面中央部は見えているため、パノラマ撮影モード時に、被写体の表情が見えにくくなったりすることはない。また、点滅を行うため、図１４（ａ），図１４（ｂ）における通常表示とは異なり、ユーザーが誤解することはなく、確実に警告表示を用いてユーザに告知することができる。
【００４８】
次に、このような構成によるカメラの振動検出原理について図６乃至図１１を参照しながら詳細に説明する。
【００４９】
図６はカメラの手ブレが生じる際の振動動作を説明する説明図で、図６（ａ）はユーザがカメラホールディングした際の状態を示す図、図６（ｂ）はカメラの振動検出方向を示す図である。図７はカメラの移動距離に応じた時間−加速度特性を示した特性図であり、図７（ａ）はカメラの移動量が大きい場合、図７（ｂ）はカメラの移動量が小さい場合をそれぞれ示している。また、図８は本実施の形態のカメラの振動検出動作を説明するための説明図であり、図８（ａ）乃至図８（ｄ）にその操作手順及び表示例がそれぞれ示されている。さらに、図９は該カメラのＬＣＤ内の表示セグメントの構成を示す構成図であり、図１０及び図１１は該カメラの警告表示状態を示す外観図であり、図１０は警告表示部１１により点滅させた状態のカメラの背面側から見た斜視図で、図１１はセルフタイマー用ＬＥＤを点滅させた状態のカメラの正面側から見た斜視図である。
いま、ユーザがカメラを用いて撮影を実行するものとする。この場合、図６（ａ）に示すようにユーザー１００が片手でカメラ１０をホールディングする場合も考えられ、このような場合には、カメラ１０を斜め方向に微小振動させる傾向がある。つまり、このようなカメラ１０の微少振動は、図６（ｂ）に示すように、Ｘ方向とＹ方向の動きに分解できるものである。
【００５０】
一般のユーザーは、こうした微小振動が撮影時に「ブレ」という作用を引き起こすことに対して無意識である場合が多く、これに対応して本実施の形態のカメラ１０では、該カメラ１０がこの微小振動を検出して、図１３にて説明したような表示を行うことにより、ユーザー１００は左手１００ａをカメラに添える等、振動を押さえるような方策を講じて撮影するため、手ブレによる失敗のない写真撮影が可能となる。
【００５１】
但し、常に警告が出ていると煩わしく、十分手ブレを心配しているハイクラスのユーザーはむしろ、手ブレを効果的に用いた写真撮影を楽しんだりする場合もあるので、本実施の形態では、このホールディングチェック機能は撮影モードの一つにしておき、ユーザーが必要と思う時のみに設定できるような改良がなされている。つまり、図８（ａ）に示すような、スイッチ１３ｃや液晶表示部６を設け、通常状態ではフィルムカウンタ６ａ等の機能のみを作動させ、モードの切替スイッチ１３ｃをユーザーｌ００が例えば左手１００ａ等で図８（ｂ）に示すように操作した場合のみ、手ブレモード設定を行い、このモードが設定されると、図８（ｂ），図８（ｃ）に示すように表示セグメント６ｂ，６ｃの部分が表示され、表示セグメント６ｂが点滅すると、ユーザーはホールディングチェックモードに入ったことが認識できる。
【００５２】
また、本実施の形態では、図８（ｄ）に示すようにこのモード表示は、セルフタイマーモード表示の一部を兼用しているので、液晶表示部（ＬＣＤ）６内のレイアウトに負担をかけることが無い。なお、このセグメントは、図９に示すように各表示セグメント６ｂ，６ｃがそれぞれ独立するように液晶表示部６内で配線されているため、ＣＰＵ１による独立表示制御が可能である。
【００５３】
このモードを設定してカメラ１０を構え、ホールディングチェックが不安定であれば、前述のようにファインダ内ＬＣＤ６ａが点滅することでユーザ１００に警告させ、また、図１０に示すようにカメラ１０のファインダ接眼部６１近くのＬＥＤ１１を点滅させて警告するようにしても良い。
【００５４】
この場合、前面から見るとカメラ１０は、図１１に示すような外観であり、セルフタイマー表示用ＬＥＤ６５を点滅させて、カメラ１０の所有者が他の人に撮影を頼んだ時に、撮影者のホールディングをチェックできるように構成しても良い。
【００５５】
次に、本発明の特徴となるＡＦセンサの出力（像信号）と加速度センサの出力との違いについて図７を参照しながら詳細に説明する。
【００５６】
いま、例えばユーザー１００によるカメラ１０のホールディングによって、図６（ａ），図６（ｂ）に示すように、カメラ１０自体がＸ、Ｙの両方向成分の動きを持つ手ブレを起こしているとする。
【００５７】
この場合、本実施の形態のカメラ１０では、図７（ａ）に示すようにカメラ１０が動いた瞬間、ｔ＝ｔ１のタイミングで加速度センサ（加速度ＩＣ）３は、カメラ１０が動き出すことによる信号を出力するが、その後、一定速度で動いていれば、カメラのブレにもかかわらず、加速度センサ３は、加速度ではないので信号を出さない。再び、カメラが止まった時、ｔ＝ｔ７のタイミングで今度は先の定速度運動を停止させるような方向に、加速度センサ３は出力をする。
【００５８】
この加速度センサを補うように、カメラの像センサ（ＡＦセンサ）は、定速度運動中も変化しつづける像信号を出力するので、この出力を判定すれば加速度センサ３の出力が０でもカメラ１０のＣＰＵ１は、該カメラ１０が動いていることを判別できる。
【００５９】
また、図７（ｂ）に示すように、像信号はほとんど変化しなくとも、加速度センサ３が出力を出すこともある。これは、ユーザー１００が震えながらカメラ１０を固定して保持しようとする状態で、図７（ａ）に示す状態とは異なり像の変化は小さく、実際、これで撮影しても焦点距離によっては、問題ない写真が撮れるケースが多い。つまり、加速度センサ３が大きな出力を出力しても、カメラ１０は微動しているだけである場合があり、加速度センサ３がたまにしか反応しなくとも、カメラ位置は大きく変化している場合もある。
【００６０】
また、ＡＦセンサによるブレ判定にも限界がいくつかある。例えば、コントラストがないシーンや、暗くて像が分からないようなシーンでは、像の変化が解らないため判定を行うことができない。また、本実施の形態例のように、一方向しか検出方向のないセンサでは、それとは異なる力向のカメラ１０の移動や像変化は認識できず、カメラ１０があまりに大きくブレた時には、ＡＦセンサがモニタしてる位置が外れて像が完全に変化してしまい、ブレ量の正確な判定ができなくなってしまう。
【００６１】
したがって、この２つのセンサを適当に使い分けてブレを判定する工夫が必要となる。本実施の形態のカメラでは、このような二つの検出方式によるセンサを搭載したホールディングチェックモード機能を備えている。
【００６２】
このようなホールディングチェックモード機能付きカメラ内のＣＰＵ１が、内蔵のプログラムに沿ったシーケンスにより行う表示制御等を、図１２に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００６３】
例えば、図１１に示すカメラ１０では、前面のレンズを保護するバリア１０ａを開いたときには、ユーザーはまずフレーミングを行い、まだ、ホールディングの動作に入っておらず、カメラ１０は大きく動かされるため、ＡＦセンサによる判定は有効でない。ＡＦセンサは画面内の狭い部分しかモニタしていないので、大きなカメラの移動に対しては、全く定量的な評価ができない。
【００６４】
したがって、カメラ１０内のＣＰＵ１は、ステップＳ１の判断処理により、まず加速度センサ３の出力を判定し、バリアを開いたときのショックや、ユーザーがカメラを構えた時のショックがあっても、続くステップＳ２の処理により所定時間ホールディング警告の表示は禁止し、その後、ステップＳ３の処理にてＡＦセンサを使った像検出を行う。これによって、像検出がホールディングチェックに向いているかが判断されるので、ＣＰＵ１は、続くステップＳ４により検出像が低輝度であり、ステップＳ５によりローコンであると判定した場合は、像信号を利用しない、加速度検出によるブレ判定のフローを起動するようにステップＳ１０に処理を移行する。これは、加速度センサが信号を出力したとき、所定時間、逆方向の加速度を出力するのが検出されないとき（ステップＳ１１〜ステップＳ１２）、警告を発するもので（ステップＳ１３）、図７（ａ）に示すように、カメラが定速で動き続けていることを判別し、手ブレが起こりうることをユーザーに知らしめるものである。
【００６５】
この状態では、ユーザーは流し撮りなどを意図している可能性があるので、例えばファインダ内のＬＣＤの点滅（図１３等）は行わず、図１０に示すようにファインダ接眼近辺のＬＥＤ１１を点滅させるだけにして、ＡＦセンサも併用した場合（ステップＳ２９）とは異なる警告にしても良い。
【００６６】
また、像信号が手ブレ判定に向いている場合、ＣＰＵ１は、ステップＳ２０以降のフローにて像検出を所定時間間隔で（ステップＳ２２）繰り返し（ステップＳ２１，ステップＳ２４）、像ズレ量及び像信号の差の絶対値の和に基づいて手ブレ検出を行い（ステップＳ２５による処理で詳細な処理については後述する）、検出の結果ブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）が立っているか否かを続くステップＳ２６の判断処理にて判定する。すなわち、ＣＰＵ１は、この判断処理にて、ブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）が“１”であるか否かを判断し、ブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）が立っているもの（“１”）と判断した場合には処理をステップＳ２７に移行し該処理にてホールディングが不十分である警告を行うように表示制御する。
【００６７】
これらの警告によって、ユーザーは自分が無意識に手ブレを起こしていることを認識し、両手で構えたり、何かの上に乗せたりして、手ブレ防止の対策を講じることができる。
【００６８】
また、ＣＰＵ１は、続くステップＳ２８の判断処理にて、構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）が立っているか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ１は、この判断処理にて、構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）が“１”であるか否かを判断し、前記ステップＳ２５によるブレ検出の結果、像ずれ量または像信号の差の絶対値の和が通常のブレ判定レベルよりも大きく、構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）が立っているもの（“１”）と判断した場合には、ユーザーは全く別のアングルをとったり、構図を変更した場合だと想定されるので、処理を上記ステップＳ１に処理を戻す。
【００６９】
また、前記ステップＳ２８の判断処理にて、構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）が立っていないもの（“０”）と判断した場合には、ＣＰＵ１は、処理を前記ステップＳ２２に処理を戻す。
【００７０】
一方、前記ステップＳ２７による判断処理にてブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）が立っていないもの（“０”）と判断した場合は、像信号が安定している場合であるため、レリーズが可能となり、ＣＰＵ１は、ステップＳ２９の判断処理にてレリーズの押下を判定し、押下されたと判定した場合には、続くステップＳ３０以降の露光シーケンスを実行し、押下されてないと判定した場合には、処理を前記ステップＳ２２に戻す。
【００７１】
レリーズが押下された場合、ＣＰＵ１は、まず、ステップＳ３０及びステップＳ３１の処理にて、ピント合わせ及びそのための測距を行い、続くステップＳ３２の処理にて、前記ステップＳ３の像検出によって得られた輝度情報によって露出時間を決定すると同時に、露光を開始する。
【００７２】
この間、カメラが揺れると手ブレになるので、ＣＰＵ１は、続くステップＳ３３の処理にて加速度検出を行い、レリーズ釦押し込み時のショック等による加速度ｇを求める。すなわち、このｇが大きいと、露光時間が短くとも手ブレ写真となり、ｇが小さくとも露光時間が長いと、この場合も手ブレ写真となる。これを判定するために、ＣＰＵ１は、続くステップＳ３４の判断処理にて露出時間をカウントし、ステップＳ３５にて露出を終了したと判断すると、続くステップＳ３６の処理にて、求められたｇと露出時間ｔＥＮＤから速度を求め、この速度によってｔＥＮＤの時間だけ変化したということから移動量が算出できるので、これがそのレンズの許容量ΔＹを超えていれば、続くステップＳ３７の処理にて警告を行うように表示制御する。また、移動量が許容範囲ΔＹを超えてなければ、処理を終了する。
【００７３】
前述のように、加速度だけでは速度の変化しか解らないが、本実施の形態では、まず、所定位置に停止していることをＡＦセンサの出力（像信号）が変化しないことによって判定しているので、これを基準として露光中にどれだけカメラが移動したかを正確に判定することができる。
【００７４】
次に、前記ステップＳ２５よるブレ検出処理について図１６を参照しながら詳細に説明する。図１６は前記ステップＳ２５によるブレ検出処理を実行するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【００７５】
本実施の形態のカメラ１０において、ＣＰＵ１は、前記ステップＳ２５の処理を実行すると、図１６に示す手ブレ検出のサブルーチンを起動させる。つまり、ＣＰＵ１はステップＳ１０１の処理を実行し該処理にて、ブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）、及び構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）をクリア（“０”）し、処理をステップＳ１０２に移行する。
【００７６】
ステップＳ１０２の処理では、ＣＰＵ１は前回検出した像データＤ（ｎ−１）と、今回検出した像データＤ（ｎ）との像ズレ量Ｘを後述する相関演算処理等により検出し、その後処理をステップＳ１０３に移行する。
【００７７】
ステップＳ１０３の処理では、ＣＰＵ１は前回検出した像データＤ（ｎ−１）と、今回検出した像データＤ（ｎ）との差の絶対値の和Ｙを検出する。この場合、Ｄ（ｎ−１）＝ａ１，ａ２，・・・、ａｎとし、Ｄ（ｎ）＝ｂ１，ｂ２，・・・、ｂｎとすると、
【００７８】
【式１】

となる。このような式（１）を用いて像データ差の絶対値の和Ｙを検出し、その後、処理をステップＳ１０４の判断処理に移行する。
【００７９】
そして、ＣＰＵ１は、ステップＳ１０４の判断処理にて像ずれ量Ｘとブレ判定値Ｘｂとを比較し、像ズレ量Ｘがブレ判定値Ｘｂより小さいものであると判断した場合にはステップＳ１０５に移行し、逆に大きいものであると判断した場合には処理をステップＳ１０６に移行する。
【００８０】
ステップＳ１０５の判断処理では、ＣＰＵ１は像データＤ（ｎ−１）と像データＤ（ｎ）との差の絶対値の和Ｙとブレ判定値Ｙｂとを比較し、絶対値の和Ｙがブレ判定値Ｙｂより大きいものであると判断した場合にはステップＳ１０６に移行し、逆に小さいものであると判断した場合にはブレ検出を終了してリターンさせる。
【００８１】
ステップＳ１０６の処理では、ＣＰＵ１はブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）をセットし、つまり、ブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）を“１”となるように立て、その後処理をステップＳ１０７に移行する。
【００８２】
そして、ＣＰＵ１は、ステップＳ１０７の判断処理にて、像ズレ量Ｘと構図変更判定値Ｘｃｈを比較し、像ズレ量Ｘが構図変更判定値Ｘｃｈより小さいものであると判断した場合にはステップＳ１０８に移行し、逆に大きいものであると判断した場合には処理をステップＳ１０９に移行する。
【００８３】
ステップＳ１０８の判断処理では、ＣＰＵ１は像データＤ（ｎ−１）と像データＤ（ｎ）との差の絶対値の和Ｙと構図変更判定値Ｙｃｈを比較し、絶対値の和Ｙが構図変更判定値Ｙｃｈより大きいものであると判断した場合にはステップＳ１０９に移行し、逆に小さいものであると判断した場合にはブレ検出を終了してリターンさせる。
【００８４】
そして、ＣＰＵ１は、ステップＳ１０９の処理にて構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）をセットし、つまり、構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）を“１”となるように立て、その後、ブレ検出を終了してリターンさせ、図１２に示すステップＳ２６に処理を移行させる。
【００８５】
次に、図１６中の前記ステップＳ１０２による相関演算処理について図１７及び図１８を参照しながら詳細に説明する。
【００８６】
図１７及び図１８は上記演算処理を説明するための説明図であり、図１７は相関演算のウインドシフト方法を説明するもので、図１８は各シフト値毎の相関値を示す相関データグラフをそれぞれ示している。なお、図１７（ａ），図１７（ｂ）において、符号５ｃａ，５ｃｂは、受光レンズにより結像された被写体像をその光強度に応じて光電変換し、電信号に変換するラインセンサ（ＡＦセンサ）を示し、符号１２０ａ，１２０ｂは、相関量の演算に用いるセンサデータの抽出範囲（ウインドともいう）を示している。また、図１８において、Ｆｍｉｎは最小の相関値を示し、ｎＦｍｉｎは相関値が最小となる場合のシフト量をそれぞれ示している。
【００８７】
本実施の形態において、前記ステップＳ１０２（図１６参照）による相関演算処理では、図１７（ａ），図１７（ｂ）に示すように、ＡＦセンサ５ｃａ，５ｃｂを用いて実行される。これらのＡＦセンサ５ｃａ，５ｃｂは、図中に示すように、複数の光電変換素子により構成され、出力された像信号ａ１，ａ２・・・ａＮ、ｂ１，ｂ２・・・ｂＮは、ＣＰＵ１内の図示しない記憶手段の２つの領域にそれぞれ格納される（手ブレ検出時は、上述のように所定時間差をおいて取得したａ１，ａ２，・・・ａＮのみが格納される）。
【００８８】
ＣＰＵ１は、この像信号より所定範囲（以下、ウインドと称す）１２０ａ，１２０ｂのデータを抽出する。この場合の、抽出の方法としては、ウインド１２０ａは固定し、ウインド１２０ｂを１センサ分ずつシフトさせていくのがもっとも単純な方法である。これは一例であり、本実施の実施の形態ではこれに限定されることなく、例えば、ウインドウのデータ数、シフト量、シフト方法等は、測距時と手ブレ検出時で変更してもよい。
【００８９】
そして、ＣＰＵ１は、抽出される一対のウインドウのデータを用いて下記に示す式（２）により相関量Ｆ（ｎ）を求める。この場合、式（２）において、ｎをシフト量、ｗをウインド内データ数、ｉをウインド内データＮｏ、ｋを演算エリア先頭センサデータＮｏとすると、
【００９０】
【式２】

となる。
【００９１】
すると、一対のウインド１２０ａ，１２０ｂのデータの一致度が最も高くなるのは、図１８に示すように、ウインド１２０ｂを１センサ分ずつシフトさせて求めたＦ（ｎ）が極小（Ｆ（ｎ）＝Ｆｍｉｎ）となる場合で、シフト量ｎ＝ｎＦｍｉｎが被写体像の相対的な像ズレ量Ｘ（ｎ）となる。このようにして、像ズレ量Ｘ（ｎ）を求め、以降上述したように所定レベルＸｃ，Ｘｃｃとで比較判断を行うように制御する。
【００９２】
したがって、以上説明したように、本実施の形態によれば、ＡＦ用のセンサを有効に活用したので、ＡＦセンサを単に測距用として用いるだけでなく、ホールディングチェック用にも用いて、カメラの付加価値を高めることができる。
【００９３】
また、加速度センサの信号と併用し、Ｘ方向、Ｙ方向の揺れを検出して、暗いシーンや低コントラストシーンにも対応できるだけでなく、静止検出センサとして用いることによって、加速度センサ出力からカメラ移動量算出を正確に行うことが可能である。
【００９４】
さらに、ＡＦ用のセンサを用いたブレ検出において、被写体のズレ量だけでなく、像信号差の絶対値の和をブレ判定に用いるようにしたので、ＡＦセンサのみでもＸ方向，Ｙ方向の手ブレを検出することができる。
【００９５】
これらによって、撮影レンズの焦点距離や絞り、撮影時のシャッタスピードに対応して、正確な撮影後の手ブレ判定を行うことができる。
【００９６】
また、算出された移動量により撮影レンズの位置を補正すれば、防振機能付カメラへの応用ができることは言うまでもない。
【００９７】
第２の実施の形態：
図１９は本発明の手ブレ検出機能付きカメラの第２の実施の形態を示し、該カメラのＣＰＵによる特徴となるブレ検出制御の一例を示すフローチャートである。
【００９８】
本実施の形態は、前記第１の実施の形態では像ずれ量と像信号差の絶対値の和とを用いてブレ検出を行うようにしていたのに対して、像ずれ量がブレ判定値よりも小さい場合にみ像信号差の絶対値の和を用いてブレ検出を行うように制御処理することが特徴である。
【００９９】
本実施の形態のカメラ１０において、ＣＰＵ１は、図１２に示す前記ステップＳ２５のブレ検出処理を実行すると、図１９に示す手ブレ検出のサブルーチンを起動させる。つまり、ＣＰＵ１はステップＳ２０１の処理を実行し該処理にて、ブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）、及び構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）をクリア（“０”）し、処理をステップＳ２０２に移行する。
【０１００】
ステップＳ２０２の処理では、ＣＰＵ１は前回検出した像データＤ（ｎ−１）と、今回検出した像データＤ（ｎ）との像ズレ量Ｘを、前記第１の実施の形態と同様な相関演算処理等により検出し、その後処理をステップＳ２０３に移行する。
【０１０１】
ステップＳ２０３の判断処理では、ＣＰＵ１は像ずれ量Ｘとブレ判定値Ｘｂとを比較し、像ズレ量Ｘがブレ判定値Ｘｂより小さいものであると判断した場合にはステップＳ２０４に移行し、逆に大きいものであると判断した場合には処理をステップＳ２０７に移行する。
【０１０２】
ステップＳ２０４の処理では、ＣＰＵ１は前回検出した像データＤ（ｎ−１）と、今回検出した像データＤ（ｎ）との差の絶対値の和Ｙを、前記第１の実施の形態と同様に前記式（１）を用いて検出し、その後、処理をステップＳ２０５の判断処理に移行する。
【０１０３】
ステップＳ２０５の判断処理では、ＣＰＵ１は像データＤ（ｎ−１）と像データＤ（ｎ）との差の絶対値の和Ｙとブレ判定値Ｙｂとを比較し、絶対値の和Ｙがブレ判定値Ｙｂより大きいものであると判断した場合にはステップＳ２０６に移行し、逆に小さいものであると判断した場合にはブレ検出を終了してリターンさせる。
【０１０４】
ステップＳ２０６の判断処理では、ＣＰＵ１は像データＤ（ｎ−１）と像データＤ（ｎ）との差の絶対値の和Ｙと構図変更判定値Ｙｃｈを比較し、絶対値の和Ｙが構図変更判定値Ｙｃｈより小さいものであると判断した場合にはステップＳ２０７に移行し、逆に大きいものであると判断した場合にはステップＳ２０９に移行する。
【０１０５】
ステップＳ２０７の処理では、ＣＰＵ１はブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）をセットし、つまり、ブレフラグ（ｆ＿ｂｕｒｅ）を“１”となるように立て、その後処理をステップＳ２０８に移行する。
【０１０６】
そして、ＣＰＵ１は、ステップＳ２０８の判断処理にて、像ズレ量Ｘと構図変更判定値Ｘｃｈを比較し、像ズレ量Ｘが構図変更判定値Ｘｃｈより大きいものであると判断した場合にはステップＳ２０９に移行し、逆に小さいものであると判断した場合にはブレ検出を終了してリターンさせる。
【０１０７】
そして、ＣＰＵ１は、ステップＳ２０９の処理にて構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）をセットし、つまり、構図変更フラグ（ｆ＿ｃｈａｎｇｅ）を“１”となるように立て、その後、ブレ検出を終了してリターンさせ、前記第１の実施の形態と同様に図１２に示すステップＳ２６に処理を移行させる。
【０１０８】
したがって、以上の述べたように本実施の形態によれば、像ずれ量でブレ検出ができない場合のみ像信号差の絶対値を用いてブレ検出を行うように制御するので、通常時のブレ検出時間を、短縮することが可能である。他の効果については前記第１の実施の形態と同様である。
【０１０９】
なお、本発明は、前記第１，第２の実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の組み合わせや応用も本発明に適用される。
【０１１０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、とりわけ手ブレが気になる撮影シーンにおいて、ホールディングチェックモードを設定すれば、手ブレ時には警告を発し、撮影者に手ブレを認識させるようにしたので、手ブレによる失敗のない写真撮影が可能となる。しかも、ホールディング判定時には、従来の測距用のセンサとして使用されているセンサを手ブレ判定にも有効使用したので、コストアップすることなく、信頼性の高い手ブレ判定を行うことが可能な手ブレ検出機能付きカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る手ブレ検出機能付きカメラの構成例を示す構成図。
【図２】本実施の形態のカメラの電気的なブロック構成を示すブロック図。
【図３】加速度ＩＣの製造工程の一例を示す説明図。
【図４】加速度ＩＣの具体的な構成を示す構成図。
【図５】加速度ＩＣ内の処理回路の構成例を示すブロック図。
【図６】カメラの手ブレが生じる際の振動動作を説明する説明図。
【図７】カメラの移動距離に応じた時間−加速度特性を示した特性図。
【図８】本実施の形態のカメラの振動検出動作を説明するための説明図。
【図９】カメラのＬＣＤ内の表示セグメントの構成を示す構成図。
【図１０】警告表示部により点滅させた状態のカメラの背面側から見た斜視図。
【図１１】セルフタイマー用ＬＥＤを点滅させた状態のカメラの正面側から見た斜視図。
【図１２】カメラのＣＰＵによる特徴となる表示制御動作例を示すフローチャート。
【図１３】ファインダ内ＬＣＤに表示される警告パターンの一例を示した図。
【図１４】手ブレ未発生時におけるファインダ内ＬＣＤの表示例を示す図。
【図１５】ファインダ内ＬＣＤに表示される手ブレ警告の一表示例を示す図。
【図１６】本実施の形態の特徴となる差分データ生成処理を説明するための説明図。
【図１７】上記演算処理を説明するためのもので、相関演算のウインドシフト方法を説明する説明図。
【図１８】図１７の各シフト値毎の相関値を示す相関データグラフ。
【図１９】第２の実施の形態におけるカメラのＣＰＵによる特徴となる手ブレ検出制御例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、
２…ＩＦＩＣ、
３…加速度ＩＣ（モノシリック加速度計，加速度センサ）、
４…メモリ、
５…ＡＦ用センサ、
５ａ…ＡＦ部、
５ｂ…測光部、
５ｃ…センサアレイ、
５ｄ…受光レンズ、
６…液晶表示素子（ＬＣＤ）、
６ａ…ファインダ内ＬＣＤ、
７…フレキ基板、
８…ストロボ回路、
９…撮影レンズ、
１０…手ブレ検出機能付きカメラ、
１０Ａ…カメラ本体、
１１…警告表示部、
１２…コネクタ、
１３…スイッチ用パターン、
１３ａ，１３ｂ…スイッチ、
１４…硬質プリント基板、
１６…回転羽根、
１７…フォトインタラブタ、
１８…モータ、
１９…シャッタ、
２０…シリコン基板、
２１…酸化膜、
２２…ポリシリコン層（可動電極）、
２３ａ，２３ｂ…腕部、
２４，２５…他の電極、
２９…処理回路、
６１…ファインダ接眼部、
６５…セルフタイマー表示用ＬＥＤ。

Claims

カメラ本体の振動状態を検出するカメラのＡＦ用センサを利用して手ブレ検出を行う手ブレ検出機能付きカメラにおいて、
所定時間間隔で前記ＡＦ用センサから出力される被写体像データを比較して、該被写体像データの像ずれ量によりブレ検出を行う際に、前記被写体像データの像ずれ量と、前記被写体像データの差の絶対値の和とに基づいて、手ブレであるか否かの判定を行うことを特徴とする手ブレ検出機能付きカメラ。
前記被写体像データの像ずれ量と、前記被写体像データの差の絶対値との和の、少なくともいずれか一方がそれぞれの所定の判定値よりも大きい場合に、手ブレであると判定することを特徴とする請求項１に記載の手ブレ検出機能付きカメラ。
前記被写体像データの像ずれ量が所定の判定値よりも小さい場合に、前記被写体像データの差の絶対値の和による手ブレ判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の手ブレ検出機能付きカメラ。
手ブレ検出時には、前記カメラに備えられた表示手段に、手ブレが発生したことを表示してユーザに警告させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の手ブレ検出機能付きカメラ。