JP2789496B2

JP2789496B2 - 防振機能付きカメラ

Info

Publication number: JP2789496B2
Application number: JP26745790A
Authority: JP
Inventors: 晃一鷲巣
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JPH04143736A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の利用分野）本発明は、1HZ乃至12HZ程度の周波数の振動（手ブ
レ）を検出して、これを像ブレ防止の情報として像ブレ
防止を図る機能を備えた防振機能付きカメラの改良に関
するものである。

（発明の背景）本発明の対象となる従来技術を以下に説明する。

現代のカメラでは、露出決定やピント合せ等の撮影に
とって重要な作業はすべて自動化されているため、カメ
ラ操作に未熟な人でも撮影の失敗を起す可能性は非常に
少なくなっているが、カメラブレによる撮影の失敗だけ
は自動的に防ぐことが困難とされていた。

そこで、近年このカメラブレに起因する撮影失敗をも
防止することを可能とするカメラが意欲的に研究されて
おり、特に、撮影者の手ブレによる撮影失敗を防止する
ことのできるカメラについての開発、研究が進められて
いる。

撮影時のカメラの上記手ブレは周波数として通常1HZ
乃至12HZの振動であるが、シャッタのレリーズ時点にお
いてこのような手ブレを起していても像ブレのない写真
を撮影可能とするための基本的な考えとして、上記手ブ
レによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて補
正レンズを変位させてやらなければならない。従って、
上記目的（即ち、カメラのブレが生じても像ブレを生じ
ない写真を撮影できること）を達成するためには、第１
にカメラの振動を正確に検出し、手ブレによる光軸変化
を補正することが必要となる。

この振動（カメラブレ）の検出は、原理的にいえば、
角加速度、角速度等を検出する振動センサ及び該センサ
信号を電気的或は機械的に積分して角変位を出力するカ
メラブレ検出システムをカメラに搭載することによって
行うことができる。そして、この検出情報に基づき撮影
光軸を偏心させる補正光学機構を駆動させて像ブレ抑制
が行われる。

ここで、角速度計を用いた像ブレ抑制システム（防振
システム）について、第６図を用いてその概要を説明す
る。

第６図の例は、図示矢印51方向のカメラ縦ブレ51p及
びカメラ横ブレ51yに由来する像ブレを抑制するシステ
ムの図である。同図中、52はレンズ鏡筒、53p,53yは各
々カメラ縦ブレ角速度、カメラ横ブレ角速度を検出する
角速度計で、それぞれの角速度検出方向を54p,54yで示
してある。55p,55yは公知のカナログ積分回路であり、
角速度計53p,53yの信号を積分して手ブレ角変位に変換
し、該信号により補正光学系56（57p,57yは各々その駆
動部、58p,58yは補正光学位置検出センサ）を駆動させ
て像面59での安定を確保する。尚、補正光学機構自体に
機械的積分作用を持たせ、上記のアナログ積分回路を省
くことも出来る。

上記の様なシステムにおいて、振動検出手段であると
ころの角速度計53p,53yは手ブレの角速度を検知するわ
けであるが、この出力を積分してブレ変位角を求め、そ
れに応じて補正光学系56を駆動しなくてはならない。

第７図Ａは求められる積分特性のボード線図を示して
おり、利得61は0.1HZ以上から積分特性（20［dB/dec］
の１階積分特性）を持っている。

前述した様に、手ブレは1HZ乃至12HZ程度の周波数で
あるから、積分特性として1HZ以上を積分すれば良い様
に思われるが、第７図Ｂに示す様に1HZ以上を積分する
特性にすると、利得63はともかく位相64は1HZ付近では
十分な積分特性（入力角速度に対して90［deg］遅れた
位相）にはなっておらず、防振カメラの目標である“30
0mmレンズ使用、1/8secスローシャッタで像ブレを起さ
ない様にする”為にはこの様な大きな位相ズレでは精度
良い防振が出来ない。それ故手ブレ周波数帯域における
位相62のズレが小さい第７図Ａの時定数の大きい（ボー
ド線図における利得61カーブの折れ点が低周波側にある
程時定数が大きい）特性を用いるのである。

第８図はその様な特性を作る回路を示しており、演算
増幅器65に抵抗67とコンデンサ66が並列に負帰還されて
いる。そして上述時定数は抵抗67の抵抗値、コンデンサ
66の容量を大きくする程大きくなる。

第８図において、端子68に角速度計の信号が入力され
ると、端子69からはブレ変位角が出力され、第７図Ａの
位相62で示した様に1HZ以上のブレ角の精度は保障され
るわけであるが、この様に大きな時定数をもつ回路を用
いる場合、以下の様な問題点を生じる。

時定数が大きいと言う事は出力が安定するまで長時間
を必要とする事である。例えば第７図Ａの折れ点が0.1H
Zにある時は時定数1.59であり、ある程度出力が安定す
る迄に２秒は待つ必要がある。

この事を図で示す。第９図において、正弦波で示した
手ブレ610の中心610aに対し、矢印611から角速度計が手
ブレ角速度を検知し、その出力を時定数1.59の積分回路
で積分して手ブレを求めた波形612の中心612aは低周波
の誤差が重畳している。これが出力安定迄の誤差であ
り、もしこの誤差が生じている時に撮影を行ったならば
（矢印613の時点から）、その露光時間内に斜線614で示
した量だけ像ブレとして残ってしまうことになる。

したがって、このような防振システムの場合、出力安
定前に撮影を行ってしまい、ブレが補正されていない写
真を撮ってしまう失敗を生じる恐れがあった。

（発明の目的）本発明の目的は、上述した問題点を解決し、防振出力
が安定していない際であっても、像ブレのない写真撮影
を行うことのできる防振機能付きカメラを提供すること
である。

（発明の特徴）上記目的を達成するために、本発明は、振動検出手段
の作動開始がなされてから該出力が安定するまでの所定
の時間を経過したか否かを検知する検知手段と、該検知
手段により所定時間経過が検知されていない場合、この
際の露光時間として、防振専用の露光時間を強制的に設
定する露光時間設定手段とを設け、以て、振動検出手段
の作動開始から該手段の出力が安定するまでの所定の時
間内は、比較的短い防振専用の露光時間を強制的に設定
する様にしたことを特徴とする。

（発明の実施例）ここで、以下に示す本発明の実施例の説明に入る前
に、前記第９図において、出力安定前にレリーズすると
（矢印613）失敗写真となってしまう事を述べたが、こ
の失敗の程度は露光時間Ｔが長い程大きく、短くなる程
無視出来る様になるのはこの図より説明出来る。したが
って、撮影者が「1/30sec,F8」で撮影した場合には失敗
写真となるが、「1/125sec,F4」で撮影すれば、失敗は
殆ど目立たなくなる事になる。

通常撮影時においては上記の様に数通りのシャッタス
ピードを選べる事が殆どであり、例えば「1/30sec,F4」
で撮影しか出来ない様に被写体が暗い場合でも、「1/12
5sec,F2.8」等で撮影して出力不安定による誤差ブレを
極めて小さくすることができる。この場合、撮影時には
アンダーな写真にはなってしまうが、近年のフィルム性
能は飛躍的に向上しており、現像時の処理により、アン
ダーな撮影も十分に補正できる。

以上の様に、以下に述べる本発明の実施例では、防振
システムの出力が安定していない時にも、短い露光時間
ではその誤差ブレが目立たなくなる点に着目し、この際
には強制的に防振専用の露光時間（像ブレが気にならな
い位の露光時間）を設定するようにして、撮影者が防振
システムの状態（出力が安定したか否か）を全く意識せ
ずに、撮影に専念出来る様にしようとするものである。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
り、１はカメラの各種回路の制御を行う制御回路であ
り、後述の防振システムの出力が安定するまでの露光時
間を設定する露光時間設定部1a及びその設定された防振
専用の露光時間（例えば1/125sec）を解除する露光時間
設定解除部1b等を内部に有している。２はカメラの手振
れを防振する防振システム、３は前記防振システム２の
作動開始時点からの時間を計時するタイマ、４は前記防
振システム２の出力が安定する所定の時間τ（例えば第
９図の時間Ｔに相当する時間）と前記タイマ３の計時内
容ｔとを比較する比較器、ISSWは防振システム２を作動
開始させるための防振スイッチである。

次に、第２図のフローチャートを用いて制御回路１の
動作を説明する。

防振スイッチISSWのONを検知すると、ステップ11にお
いて防振システム２を作動させ、次のステップ12におい
てタイマ２の計時動作を開始させる。次に、ステップ13
において、上記タイマ２の計時内容ｔと予め記憶されて
いる防振システム２の出力安定までの所定の時間τとの
比較を比較器４にて行わせ、該比較器４より未だ防振シ
ステム２の出力は安定していないという信号が入力する
と（ｔ≦τ）、ステップ14へ進んで前記防振専用の露光
時間（例えば1/125sec）を設定する。

また、比較器４より防振システム２の出力は安定して
いるという信号が入力すると（ｔ＞τ）、ステップ15へ
進んで設定された前記防振専用の露光時間を解除する。

なお、上記防振専用の露光時間で撮影される場合に
も、被写体の輝度情報に応じて絞りは制御され、勿論、
撮影者が意識的に露出補正を行っている時には、それに
応じても絞り制御は行われる為、ある程度撮影者の意図
に対じた、殆どブレのない写真が撮影出来る。

第３図は本発明の第２の実施例における動作を示すも
のであり、回路構成は第１図と同様であるものとする。

第１の実施例と異なる点は、タイマ３の経過時間によ
り、つまり防振システム２が作動してからその出力が安
定するまでの時間τ_１に達するまでの時間τ₂,τ₃,…
…，τｎ（τ_１＞τ_２＞τ_３＞……＞τｎ）それぞれに
応じて防振専用の露光時間を変化させようとするもので
ある。

さらに詳述すると、第９図において、防振システムを
作動させた後の矢印613でレリーズした場合には、誤差
（斜線614）が大きく、シャッタスピード「1/125sec」
で撮影しなくてはならない。その為、撮影者が選んだ例
えば「1/30sec,F8」に比べ、「1/125sec,F4」では絞り
状態が異なり、被写界深度に差が生ずる。しかし、矢印
613よりも遅い時点でレリーズした場合には、出力の不
安定度も少ないため、「1/125sec」で撮影しなくとも
「1/60sec」でも像ブレは目立たなくなる。したがっ
て、このような場合には「1/60sec,F5.6」とし、「1/12
5sec,F4」よりは深度が深く、撮影者の意図に近づいた
撮影を実現させようとするものである。

第３図において、第２図と同じ動作を行う部分は同一
符号を付し、その詳細は省略する。

ステップ21−１では、タイマ３の計時内容ｔと予め記
憶されている所定の時間τ_１との比較を行い、その結果
「ｔ＞τ_１」であれば前述したステップ15へ進み、「ｔ
≦τ_１」であればステップ21−２へ進む。

ステップ21−２では、タイマ３の計時内容ｔと予め記
憶されている所定の時間τ_２との比較を行い、その結果
「ｔ＞τ_２」であれば後述するステップ22−１へ進み、
「ｔ≦τ_２」であればステップ21−３へ進む。

ステップ21−３では、タイマ３の計時内容ｔと予め記
憶されている所定の時間τ_３との比較を行い、その結果
「ｔ＞τ_３」であれば後述するステップ22−２へ進み、
「ｔ≦τ_３」であればステップ21−４（不図示）へ進
む。

ステップ21−ｎでは、タイマ３の計時内容ｔと予め記
憶されている所定の時間τｎとの比較を行い、その結果
「ｔ＞τｎ」であれば後述するステップ22−ｎ−１へ進
み、「ｔ≦τｎ」であればステップ22−ｎへ進む。

また、ステップ22−１では、「ｔ＞τ_１」の関係にあ
るので、防振専用の露光時間として第１の露光時間（例
えば1/30sec）を設定し、ステップ21−１へ進む。

ステップ22−２では、「ｔ＞τ_２」の関係にあるの
で、防振専用の露光時間として上記の第１の露光時間よ
りも短い第２の露光時間（例えば1/45sec）を設定し、
ステップ21−２へ進む。

ステップ22−ｎ−１では、「ｔ＞τｎ」の関係にある
ので、防振専用の露光時間として不図示の第ｎ−２の露
光時間（例えば1/200sec）を設定し、不図示のステップ
21−ｎ−２へ進む。

ステップ22−ｎでは、「ｔ≦τｎ」の関係にあるの
で、防振専用の露光時間として第ｎの露光時間（例えば
1/300sec）を設定し、不図示のステップ21−ｎ−１へ進
む。

以上の様に、防振専用の露光時間を例えば「1/30se
c」，「1/45sec」，…，「1/300sec」とすれば、防振シ
ステム２の作動開始から時間が経過する毎に露光時間を
長くすことにより、撮影者の意図に可能な限り近い状態
で、像ブレのない写真撮影を行うことが可能となる。

第４図（ａ）（ｂ）は本発明の第３の実施例における
動作を示すものであり、第２図及び第３図と同じ動作を
行う部分は同一符合を付し、その詳細は省略する。

この実施例は、設定される露光時間が経過時間ばかり
でなく、ズーム情報Ｚでも可変になる様に構成した例で
ある。

第４図（ａ）において、経過時間によりステップ21−
1,21−2,21−3,……,21−ｎにてフローを分岐させるの
は前記の第３図と同様であるが、分岐先が第４図（ｂ）
に示す様にズーム情報Ｚにより更に分岐され、露光時間
が設定されている。

これは、レンズの焦点距離によって手ブレによるフィ
ルム面上の像ブレが大きく変化する為であり、例えば
「300mm」望遠側ではほんの僅かな手ブレでも像ブレ写
真になってしまうが、「35mm」広角側ではフィルム面上
での像ブレは極めて小さいからである。このフィルム面
上の像ブレ量δは、ｆを焦点距離、θを手ブレ角とする
と、 δ＝f tanθ で求まり、該実施例では手ブレ角が一定ならば焦点距離
が長くなると像ブレ量δが増す事に基づいている。

よって、フィルム面上の像ブレは広角側では小さくな
り、第９図に正弦波で示したブレ振幅は広角側で小さく
なる。故に、誤差614の絶対量も広角側で小さくなる。

第４図において、ステップ21−ｉから分岐したフロー
Aiはステップ31−ｉ（１）に入力し、この時の焦点距離
がl₁（例えば300mm）以上ならばステップ32−ｉ（１）
に分岐して第11の露光時間（例えば1/125sec）を設定
し、l₁以下ならステップ31−ｉ（２）へ進む。このステ
ップ31−ｉ（２）においても同様に、l₂（例えば250m
m）以上ならばステップ32−ｉ（２）に分岐して第12の
露光時間（例えば1/100sec」に設定し、l₂以下ならばス
テップ31−ｉ（３）へ進む。

この様にして各ズーム設定l₁〜lj−１までに判定を繰
返し、それらの出力Bi、つまりステップ21−ｉ−１の上
位へと進む。

この様な構成にしておくと、焦点距離が「50mm」等の
常用範囲の時には、出力が不安定の時でも防振専用の露
光時間を長くでき、暗い被写体の場合でも適正な露出で
撮影出来る。

以上の構成において、選ばれたシャッタスピード及び
絞りや露出不足をファインダ面等に表示して撮影者に知
らせれば、撮影者がその露出状況が確認でき、撮影の有
無を判断できると言う利点も生れる。

第５図は本発明の第４の実施例における動作を示すも
のであり、第２図と同様の部分は同一符合を付し、その
詳細は省略する。

上記の第1,第２の実施例では、防振出力不安定時には
防振専用の露光時間に強制設定されていたが、この第３
の実施例では撮影者が意図した露光時間も加味される事
になる。

例えば、防振システム作動開始後、時間がある程度経
過（未だ防振システムは不安定な時間）した時にレリー
ズしたとする。この時、防振専用のシャッタスピードは
「1/125sec」であった。しかし、撮影者が意図するシャ
ッタスピードは「1/300sec」で、より短いにもかかわら
ず前述の第1,第２の実施例では強制的に「1/125sec」で
撮影されてしまう。

この第３の実施例では、この様な場合、露光時間の短
い方を選んで設定する構成となっている。

その為、防振システムを有するカメラにおいて、防振
システム作動開始後、すぐに撮影を開始しても撮影者の
意図する写真は得られ易く、通常状態（例えば晴天,100
mmレンズ）においては防振システムの使用による負担を
全く感じさせなく出来る。

第５図において、防振専用の露光時間をS₁（例えば1/
125sec）、外部操作（ダイヤル）や露出情報により予め
設定される露光時間をS₂（例えば1/300sec）とする。こ
の場合、ステップ13にて未だ防振出力が不安定な事を判
別した場合、ステップ41において露光時間の短い方を選
択、即ちステップ42へ進み、ここで露光時間S₂を設定す
る。

なお、このステップ42にて露光時間S₂が設定された場
合、このままフローを終了しても良いわけであるが、防
振システム不安定中に露光時間S₂を変更する場合も考え
て、該露光時間が設定されてからもステップ13の上位に
戻す構成にしている。

また、所定時間経過後はステップ13からステップ15へ
分岐し、防振専用の露光時間を解除してフローを終了す
るのは第１の実施例と同様である。

勿論、撮影者の設定シャッタスピードが選ばれた場合
には、ファインダ内にその事を表示して意図通りの撮影
が出来る事を撮影者に知らせる様に構成すれば、撮影者
にとってより便利な防振機能付きカメラとなる。

上記第１〜第３の実施例によれば、防振システムが安
定しない間は防振専用の露光時間（シャッタスピード）
にする様にしているので、写真の失敗（防振誤差ブレ）
をなくす事が出来、更にその露光時間を、防振システム
の安定度合、及びズーム情報により可変する事で、被写
体が暗い場合や長焦点距離のレンズでも対処出来る様に
なった。

又、第４の実施例によれば、防振専用の露光時間より
撮影者が設定した露光時間が短い場合には、そちらを選
択するようにしているので、防振不安定中にも撮影者の
意図に忠実な写真を得る事が可能となった。

（変形例）第１の実施例では、防振システムの出力が安定する所
定の時間τまでは所定の防振専用の露光時間を設定し、
第２の実施例では、上記所定の時間τまでの経過時間に
応じて防振専用の露光時間を設定し、第３の実施例で
は、第２の実施例に加えて、ズーム情報を加味して防振
専用の露光時間を設定し、第４の実施例では、防振専用
の露光時間より撮影者が設定した露光時間が短い場合に
はそちらを選択設定するようにしているが、これらの実
施例を組み合わせた防振機能付きカメラとすることも容
易である。

又、防振システムの説明においても角速度計ばかりで
はなく、同じように出力安定迄に時間の必要な慣性セン
サ（慣性こまを利用したセンサで、例えば平１−296106
にある様な角変位検出装置）でも良い。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、振動検出手段
の作動開始がなされてから該出力が安定するまでの所定
の時間を経過したか否かを検知する検知手段と、該検知
手段により所定時間経過が検知されていない場合、この
際の露光時間として、防振専用の露光時間を強制的に設
定する露光時間設定手段とを設け、以て、振動検出手段
の作動開始から該手段の出力が安定するまでの所定の時
間内は、比較的短い防振専用の露光時間を強制的に設定
する様にしたから、防振出力が安定していない際であっ
ても、像ブレのない写真撮影を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図はその動作を示すフローチャート、第３図は本発明の
第２の実施例における動作を示すフローチャート、第４
図は本発明の第３の実施例における動作を示すフローチ
ャート、第５図は本発明の第４の実施例における動作を
示すフローチャート、第６図はこの種のカメラに組み込
まれる防振システムの概略構成を示す斜視図、第７図A,
Bは第６図図示積分回路の積分特性について説明するた
めのボード線図、第８図は第７図Ａの様な積分特性を得
るための積分回路の具体的な構成を示す回路図、第９図
は第８図の様な構成の積分回路を用いた場合の防振出力
の安定までの時間を示す図である。１……制御回路、２……防振システム、３……タイマ、
４……比較器、ISSW……防振スイッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズ群を保持するレンズ鏡筒内に配置さ
れ、前記レンズ群の光軸を偏心させる補正光学機構と、
前記レンズ鏡筒に加わる振動を検出する振動検出手段
と、該振動検出手段よりの防振出力に基づいて前記補正
光学機構を駆動し、防振制御を行う防振制御手段とを備
えた防振機能付きカメラにおいて、前記振動検出手段の
作動開始がなされてから該出力が安定するまでの所定の
時間を経過したか否かを検知する検知手段と、該検知手
段により所定時間経過が検知されていない場合、この際
の露光時間として、防振専用の露光時間を強制的に設定
する露光時間設定手段とを設けたことを特徴とする防振
機能付きカメラ。
【請求項２】露光時間設定手段内に、振動検出手段の作
動開始がなされてからの経過時間、レンズの焦点距離情
報のうちの少なくとも一方に応じて防振専用の露光時間
を可変する可変手段を具備したことを特徴とする請求項
１記載の防振機能付きカメラ。
【請求項３】外部操作或は露出情報により求められた露
光時間と防振専用の露光時間とを比較し、いずれか短い
方をこの際の露光時間とする露光時間選択手段を具備し
たことを特徴とする請求項１又は２記載の防振機能付き
カメラ。