JPH04121719A - 像ブレ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はカメラ等の焦点検出用のセンサー出力信号を利
用して像ブレ検出を行う像ブレ検出装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ いわゆる瞳分割方式の焦点検出光学系により撮影光学系
を通過する一対の光束から一対の被写体像を光電変換手
段上に形成し、光電変換手段によってこの被写体像を光
電変換することにより、被写体像信号を得てこの被写体
像信号に対して所定の演算を行ない、撮影光学系のデフ
ォーカス量を算出する焦点検出装置において、焦点検出
装置の光電変換手段が発生する被写体像信号を利用して
像ブレ検出を行う像ブレ検出装置が例えば特願昭５９−
２２４２０号公報等により提案されている。

第６図〜第８図を用いて従来のこの種の像ブレ検出装置
の原理について説明する。

第６図は合焦状態、第７図は前ピント状態、第８図は後
ピント状態をそれぞれ表している。これらの図に示すよ
うに撮影レンズ１のそれぞれ異なる２つの瞳領域を通過
した光束による光学像を再結像レンズ１３ａ、１３ｂを
介して２つの光電変換手段３ａ、３ｂで検出し、それぞ
れ第９図、第１０図、第１１図に示す被写体像信号Ｆａ
、Ｆｂを得る。第６図の合焦時の場合は、２像が２つの
光電変換手段３ａ、３ｂ上で同じ位置に結像され、第９
図に示すように２つの被写体像信号Ｆａ、Ｆｂの相対的
ズレ量ｄ、は零である。一方、第７図、第８図の前ピン
ト、後ピント状態では、結像された２像はその位置を変
え、被写体像信号Ｆａ、Ｆｂは第１０図、第１１図に示
すように相対的ズレ量ｄｏはｄｉ、ｄ２となる。したが
って被写体像信号Ｆａ、Ｆｂの相対的ズレ量ｄ、を検出
することにより、撮影レンズ１の焦点調節状態を検出す
ることができる。

相対的ズレ量ｄ。の求め方としては、例えば２つの光電
変換手段３ａ、３ｂがそれぞれｎ個の受光素子からなり
、被写体像信号Ｆａ、Ｆｂのデータをそれぞれａ　（ｐ
　）、　ｂ　（ｐ　）　（ただしｐ＝ｌ〜ｎ）とすると
、まず、（１）式に示す差分型相関アルゴリズムによっ
て相関量Ｃ（Ｌ）を求める。

Ｃ（Ｌ）−Σｌ　ａ　（ｉ＋Ｌ）　−ｂ　（ｉ）・　・
　・　・　・　（１） ただしく１）式において、Ｌは整数であり、一対の受光
素子出力データの受光素子のピッチを単位とじた゛相対
的ズレ量である。また、（１）式の積算演算Σにおいて
、パラメータｉのとる範囲は、シフト量りおよびデータ
数ｎに応じて適宜決定される。

（１）式の演算結果は、データの相関が高いシフト量Ｌ
＝ｋｊにおいて相関量Ｃ（Ｌ）が最小になる。次に（２
）式の３点内挿の手法を用いて連続的な相関量に対する
最小値Ｃ（Ｌ）　＋ａｉｎ＝Ｃ（ｄｏ）を与える相対的
ズレ量ｄ。を求める。

ｄｏ＝ｋｊ＋Ｄ／５ＬＯＰ Ｃ（ｄｏ）−Ｃ（ｋｊ）−１Ｄ Ｄ＝　（Ｃ（ｋｊ−１）’−Ｃ（ｋｊ＋１））／ＳＬＯ
Ｐ＝ＭＡＸ　（Ｃ（ｋｊ＋１）−Ｃ（ｋｊ　）　、　Ｃ
（ｋｊ−１）　−Ｃ（ｋｊ）　）・（２） また、（２）式で求めた相対的ズレ量ｄ。より、被写体
像面の前記予定焦点面に対するデフォーカス量ＤＥＦを
次式で求めることができる。

ＤＥＦ＝ＫＸＸＰＹＸｄｏ　・’＋　−・・　（３）（
３）式において、ＰＹは光電変換手段３の各受光部を構
成する受光素子の並び方向のピッチ、ＫＸは焦点検出光
学系の構成によって決まる係数である。

像ブレ検出においては、前述した焦点検出による合焦判
定後に焦点検出用の光電変換手段３を用いて第１２図に
示すように時間的に隔たった一方の像信号（Ｆａ、Ｆａ
’またはＦｂ、Ｆｂ’）の相対的ズレ量ｄを前述の焦点
検出演算と同じ（１）式、（２）式の差分型相関アルゴ
リズムを用いて求める。

例えば被写体像信号Ｆａ　、Ｆａ　’のデータをそれぞ
れａ（ｐ）、ｅ’（ｐ）（ただしｐ＝１〜ｎ）とすると
、まず、（１）式と同様な（４）式に示す差分型相関ア
ルゴリズムによって相関量Ｃ（Ｌ）を求める。

Ｃ（Ｌ）＝Σｌ　ａ　（ｉ＋Ｌ）　−ｅ　（ｉ　）・　
・　・　・　・　（４） ただしく４）式において、Ｌは整数であり、一対の受光
素子出力データの受光素子のピッチを単位とじた相対的
ズレ量である。

（４）式の演算結果は、データの相関が高いシフト量Ｌ
＝ｋｊにおいて相関量Ｃ（Ｌ）が最小になる。次に（２
）式と同様な（５）式の３点内挿の手法を用いて連続的
な相関量に対する最小値Ｃ（Ｌ）ｍｉｎ＝ｃ（ｄ）を与
える相対的ズレ量ｄを求める。

ｄ＝ｋｊ＋Ｄ／５ＬＯＰ Ｃ（ｄ）＝　Ｃ（ｋｊ）−ＩＤ Ｄ＝　（Ｃ（ｋｊ−１）−Ｃ（ｋｊ＋１＞１／ＳＬＯＰ
＝ＭＡＸ　（Ｃ（ｋｊ＋１　）−Ｃ（ｋｊ　）　、　Ｃ
（ｋｊ−１）　−Ｃ（ｋｊ）　）・・−−・（５） （５）式で求めた相対的ズレ量ｄが像ブレ量Ｂｒであり
、この量に応じてブレ警告を行ったり、像ブレが起こら
ないシャッター速度への変更を行ったりしていた。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来の瞳分割方式の焦点検出装置を利用した
像ブレ検出装置においては、異なる時刻における被写体
像信号の出力レベルが変動すると、像ブレ検出が誤動作
するという問題点があった。すなわち蛍光灯のように輝
度が時間的に変動する光源で照明された被写体に対して
像ブレ検出を行う場合には、光電変換手段の電荷蓄積時
間が等しくても、異なる時刻において発生する被写体像
信号の出力レベルは第１３図（ａ＞、（ｂ）に示すよう
に異なってくる。

このような場合、時刻Ｔ＝Ｔ１およびＴ＝Ｔ２における
一方の被写体像信号Ｆａ＝Ｇ（ｘ）とＦａ’Ｈ（Ｘ）（
ただしＸは光電変換手段の受光部並び方向の位置を表す
）には（６）式の関係がある。

Ｈ（ｘ）＝ＭｘＧ　（ｘ＋Ｂｒ）Ｈ＋　（６）（６）式
において、Ｍは出力変動を表す係数であって変動がない
場合はＭ＝１となる。また、Ｂｒは時刻Ｔ１と時刻Ｔ２
との間の像ブレ量である。係数Ｍ＝１の場合、（４）式
に示す差分型アルゴリズムで得られる相関量Ｃ（Ｌ）の
最小値は第４図（ａ）に示すようにほとんどゼロになり
、（５）式の３点内挿の手法で正しく像ブレ量Ｂｒを求
めることができるが、係数Ｍが≠１の場合は（４）式に
示す差分型アルゴリズムで得られる相関量Ｃ（Ｌ）の最
小値は、第４図（ｂ）に示すようにゼロから大きく浮い
てしまい、（５）式の３点内挿の手法で求めた像ブレ量
は正しい像ブレ量Ｂｒに対して誤差を持ってしまう。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するために本発明による像ブレ検
出装置は、 予定焦点面に被写体像を形成するための撮影光学系と、 複数の受光素子からなり、この受光素子上の光強度分布
に対応する被写体像信号を発生する受光部を一対有する
光電変換手段と、 この撮影光学系の異なる瞳領域を通過する光束にて形成
される一対の被写体像に対応した光強度分布をこの光電
変換手段の一対の受光部上に形成する焦点検出光学系と
、 この光電変換手段の一対の受光部が発生する一対の被写
体像信号の相対的ズレ量を差分型アルゴリズムで求め、
この相対的ズレ量に基づいてこの撮影光学系の被写体像
面のこの予定焦点面に対するアフオーカス呈を検出する
焦点検出演算手段と、 異なる時刻においてこの光電変換手段の一方の受光部が
発生する被写体像信号の相対的ズレ量を乗算型アルゴリ
ズムで求め、この相対的ズレ景に基づいてこの撮影光学
系が形成する被写体像の像ブレ量を検出する像ブレ検出
演算手段と、から構成される。

［作用］ 本発明では、瞳分割方式の焦点検出装置を利用した像ブ
レ検出装置において、時間的に隔たった被写体像の相対
的ズレ量を乗算型アルゴリズムで求めることにより、被
写体像信号の出力レベルの違いに起因する像ブレ量検出
誤差を除去する。

［実施例］ 第１図は本発明の第１の実施例のブロック図であって撮
影レンズ１は被写体像をフィルム１２面に結像させるた
めの手段である。

焦点検出光学系２は、例えば第６図に示す構成となって
おり、撮影レンズ１によって結像された被写体像を光電
変換手段３上に再結像させる。

光電変換手段３は焦点検出光学系２によって再結像され
た一対の被写体像を光電変換し、被写体像信号を発生す
る手段である。

焦点検出演算手段４は、光電変換手段３の出力する被写
体像信号に対して前述の焦点検出演算、すなわち差分型
相関アルゴリズムを施して撮影レンズ１の現在の被写体
像のピント合焦面とフィルム１２面との偏差（デフォー
カス量〉を検出する。そして焦点検出演算手段４は、デ
フォーカス量に基づき、撮影レンズ１の被写体像面がフ
ィルム１２面と一致するための撮影レンズ１の駆動量を
求める。

焦点検出演算手段４により、前述のように算出されたレ
ンズ駆動量に基づき、レンズ駆動手段５はレンズ駆動量
に応じて撮影レンズ１を駆動制御し、合焦状態を達成す
る。なお、レンズ駆動手段５は、レンズ駆動用のモータ
およびモータの駆動回路から構成されている。

また、像ブレ検出演算手段６は、光電変換手段３から出
力される被写体像信号に後述する乗算型相関アルゴリズ
ムの処理をして像ブレ検出を行い、検出結果に応じて警
告表示手段７を動作させる。

警告表示手段７は、撮影者が視覚的あるいは聴覚的に認
識できるように発光素子を用いた表示装置あるいはブザ
ーなどの警告音発生装置から構成されている。

なお、上述した焦点検出演算手段４および像ブレ検出演
算手段６は、マイクロコンピュータにより構成されてい
る。

第２図に像ブレ検出演算手段６の詳細なブロック図を示
す。メモリ８Ａとメモリ８Ｂとは光電変換手段３が時間
間隔をあけて発生する被写体像信号のうち一方の像信号
（ＦａまたはＦｂ）を記憶するための手段であって時間
的に最新の被写体像信号がメモリ８Ａに記憶され、前回
の被写体像信号がメモリ８Ｂに記憶されるとともに新し
い被写体像信号が発生する度にメモリ８Ａの内容がメモ
リ８Ｂにシフトし、次にメモリ８Ａの内容が新しい被写
体像信号に更新されるように構成されている。

ズレ検出手段９は、メモリ８Ａとメモリ８Ｂとに記憶さ
れている時間的に隔たった被写体像の相対的ズレ量ｄを
次のようにして求める。

例えば被写体像信号Ｆａ　、　Ｆａ　’のデータをそれ
ぞれａ（ｐ＞、ｅ（ｐＨただしｐ＝ｔ〜ｎ）とすると、
まず、（７）式に示す乗算型相関アルゴリズムによって
相関ＪｉＲ（Ｌ）を求める。

Ｒ（Ｌ）　＝Σａ　（ｉ＋Ｌ）　Ｘｅ　（ｉ　）・　・
　・　・　・　（７） ただしく７）式において、しは整数であり、一対の受光
素子出力データの受光素子のピッチを単位とした相対的
ズレ量である。（７）式で得られる相関量Ｒ（Ｌ）は、
例えば第３図（ａ）に示すように相関度が高ければ相関
量も高い値となる。

（７）式の演算結果はデータの相関が高いシフト量Ｌ＝
ｋｊにおいて相関量Ｄ　（Ｌ）が最大になる。次に（８
）式の３点内挿の手法を用いて連続的な相関量に対する
最大値Ｄ　（Ｌ）　ｍ１ｎ＝ｃ　（ｄ）となる相対的ズ
レ量ｄを求めることができる。

ｄ＝ｋｊ＋Ｄ／５ＬＯＰ Ｒ（ｄ）−Ｒ（ｋｊ）＋ＩＤＩ Ｄ＝（Ｒ（ｋｊ＋１＞−Ｒ（ｋｊ−１）ｌ／ＳＬＯＰ＝
ＭＡＸ　（Ｒ（ｋｊ）−Ｒ（ｋｊ＋１　）　、　Ｒ（ｋ
ｊ）　−Ｒ（ｋｊ−１）　）・・・・・（８） （８）式で求めた相対的ズレ量ｄが像ブレ量Ｂｒであり
、この量に応じてブレ警告を行ったり、像ブレが起こら
ないシャッター速度への変更を行ったりすれば良い。

（７）式において、被写体像信号の出力レベルが異なり
片方の出力に係数Ｍ（≠１）がかかっていた場合を考え
る。すなわち（７）式にｅ（ｉ）の代わりにＭｘｅ（ｉ
）を代入して相関量Ｒ（Ｌ）を求めると、（９）式のご
とく（７）式で求めた相関量Ｒ（Ｌ）をＭ倍しただけで
あるので、（９）式で求めた相関量Ｒｏ　　（Ｌ）に対
して（８）式の３点内挿演算を行って相対的ズレ量ｄを
求めても本質的に誤差が生じないことが判る。

第３図（ｂ）に相関量Ｒ８（Ｌ）を示す。

Ｒｏ（Ｌ）＝Σａ　（ｉ　＋Ｌ）　ＸＭＸｅ　（ｉ　）
＝ＭＸΣａ　（ｉ＋Ｌ）Ｘｅ　　（ｉ）ＭＸＲ（Ｌ）　
　・　・　・　・　・　（９）すなわち乗算型相関アル
ゴリズムを用いれば、像ブレ検出においては、異なる時
刻における被写体像信号の出力レベルが変動しても正確
な像ブレ検出が可能になる。

タイマー１０は、光電変換手段３が被写体像信号を発生
する間隔を計時する手段であってメモリ８Ｂに記憶され
ている被写体像信号が発生してからメモリ８Ａに記憶さ
れている被写体像信号が発生するまでの時間Ｔｒを判定
手段１１に送る。判定手段１１は像ブレ量Ｂｒ＝ｄと時
間Ｔｒより単位時間当りの像ブレ量Ｂｘを（１０）式に
より求める。

Ｂｘ＝Ｂｒ／Ｔｒ　　　−（１０） 次に図示しない露出制御手段からその時点でのシャッタ
ー速度Ｔｓを受け、シャッターが開いている時間Ｔｓの
間の像ブレ量Ｂｓを（１１）式で求める。

Ｂｓ＝ＢｘＸＴｓ＼ＨＨＨＨ＋　（１１）最後に像ブレ
量Ｂｓと所定像ブレ量Ｂｃとを（１２）式のごとく比較
し、比較結果に基づき警告表示手段７を制御する。

Ｂｓｌ≧Ｂｃの場合、警告表示を行う ＢＳｉ＜ＢＣの場合、警告表示をしない・・・・・（１
２） （１２）式の比較において、１回だけの検出による像ブ
レ量Ｂｓを用いたのでは不安定なので所定時間内におけ
る像ブレ量Ｂｓの統計平均を用いるようにしてもよい。

第５図は、上述の実施例の焦点検出演算手段４Ｏ２ Ｏ３ Ｏ４ と像ブレ検出演算手段６とをマイクロコンピュータで構
成した場合の動作を示すフローチャートである。

カメラボディのレリーズボタンの半押し等の操作により
処理を開始する。

被写体像信号が適切なレベルとなるよう電荷蓄積時間を
制御し、光電変換手段３を動作させる。

光電変換手段３から出力される一対の被写体像信号をＡ
Ｄ変換して一対のデータに対し差分型相関アルゴリズム
を施し、相対的ズレ量ｄおよびデフォーカス量を求める
。

デフォーカス量の絶対値が所定値、例えば１００μｍを
越えているが判定し、越えている場合は非合焦としてＳ
Ｏ４に進み、越えていない場合は合焦と判定しＳ０５に
進む。

デフォーカス量をレンズ駆動量に変換し求めた駆動量だ
けレンズを駆動し、駆動Ｏ５ ＳＯ６ Ｏ７ Ｏ８ ＳＯ９ ＩＯ ｌｌ が終了したらＳｏｌに戻る。

レンズ駆動をやめてロックするとともにカウンタをクリ
アする。

カウンタをインクリメントする。

メモリ８Ａの内容をメモリ８Ｂに移す。

被写体像信号が適切なレベルとなるよう電荷蓄積時間を
制御し、光電変換手段３を動作させる。

タイマーの内容時間Ｔｒを記憶する。その後、タイマー
をリセットし再スタートさせる。

光電変換手段３から出力される一対の被写体像信号をＡ
Ｄ変換して像ブレ検出用の一方の被写体像信号をメモリ
８Ａに格納する。

光電変換手段３が２回以上動作したがどうかを確認し、
２回以上動作している場合は像ブレ検出が可能なので、
Ｓ１２に進み、１回しか動作していない場合は像ブレ検
出をパスしてＳＯ６に戻る。

Ｓ１２　　メモリ８Ａとメモリ８Ｂとのデータを乗算型
相関アルゴリズムにより処理して相対的ズレ量ｄ−像ブ
レ量Ｂｒ求める。

３１３　　像ブレ量Ｂｒと時間Ｔｒとシャッター速度Ｔ
ｓとにより（１１）式、（１２）式のごとく像ブレ量Ｂ
ｓを求める。

Ｓ１４　　像ブレ量ＩＢｓ　ｌを所定像ブレ量Ｂｃと比
較し、大きい場合はＳ１５に進み、小さい場合はＳ１６
に進む。

Ｓ１５　　警告表示を行い、ＳＯ６に戻る。

Ｓ１６　　警告表示をやめてＳＯ６に戻る。

なお、前述した実施例では、合焦後のレンズ停止中に像
ブレ検出を行っているが、合焦前のレンズ駆動中に像ブ
レ検出を行ってもよい。その場合は、レンズ駆動に起因
被写体像の相対的ズレ量分を像ブレ検出の相対的ズレ量
の際に補正してやれば良い。

また、焦点検出演算においても、乗算型相関アルゴリズ
ムを適用することができるが、一般的にマイクロコンピ
ュータにおいては、乗算命令の実行速度は加算減算命令
の実行速度よりかなり遅いので、焦点検出演算において
は本実施例のように差分型相関アルゴリズムを用いたほ
うが有利である。

また、前述した実施例では像ブレが発生していると判定
した場合には、警告表示を行っているが、露出制御手段
を制御してシャッター速度Ｔｓを（１３）式のごとく像
ブレの発生しない限度のシャッター速度Ｔｂにするよう
にしても良い。

Ｔｂ＝ＢｘＸＴｓ／Ｂｃ　−−・・　（１３）［発明の
効果］ 以上説明したように本発明による瞳分割方式の焦点検出
装置を利用した像ブレ検出装置によれば、時間的に隔た
った被写体像の相対的ズレ量を乗算型アルゴリズムで求
めることにより、被写体像信号の出力レベルの違いに起
因する像ブレ量検出誤差を除去することができる。また
、焦点検出においては、一対の被写体像信号の出力レベ
ルはほぼ同一なので、相対的ズレ量を差分型相関アルゴ
リズム求めることにより、演算速度の向上を図ることか
できるなどの極めて優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による像ブレ検出装置の一実施例による
構成を示すブロック図、第２図は像ブレ検出演算手段の
詳細な構成を示すブロック図、第３図、第４図は本発明
による像ブレ検出の原理の説明する図、第５図は本発明
による像ブレ検出装置の動作を示すフローチャート、第
６図〜第１１図は焦点検出方法を説明する図、第１２図
、第１３図は従来の像ブレ検出方式を説明する図である
。 １・・・・撮像レンズ、２・・・・焦点検出光学系、３
．３ａ、３ｂ・・・−光電変換手段、４・・−・焦点検
出手段、５・・・・レンズ駆動手段、６・・・・像ブレ
検出演算手段、７・・・−警告表示手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予定焦点面に被写体像を形成する撮影光学系と、 複数の受光素子からなり、前記受光素子上の光強度分布
   に対応する被写体像信号を発生する受光部を一対有する
   光電変換手段と、 前記撮影光学系の異なる瞳領域を通過する光束にて形成
   される一対の被写体像に対応した光強度分布を前記光電
   変換手段の一対の受光部上に形成する焦点検出光学系と
   、 前記光電変換手段の一対の受光部が発生する一対の被写
   体像信号の相対的ズレ量を所定のアルゴリズムで求め、
   焦点検出用の相対的ズレ量に基づいて前記撮影光学系の
   被写体像面の前記予定焦点面に対するデフォーカス量を
   検出する焦点検出演算手段と、 異なる時刻において前記光電変換手段の一方の受光部が
   発生する被写体像信号の相対的ズレ量を所定のアルゴリ
   ズムで求め、像ブレ検出用の相対的ズレ量に基づいて前
   記撮影光学系が形成する被写体像の像ブレ量を検出する
   像ブレ検出演算手段と、 からなり、 前記焦点検出演算手段における焦点検出用の相対的ズレ
   量を求めるアルゴリズムは差分型相関アルゴリズムであ
   るとともに前記像ブレ検出演算手段における像ブレ検出
   用の相対的ズレ量を求めるアルゴリズムは乗算型相関ア
   ルゴリズムであることを特徴とする像ブレ検出装置。