JPH04215623A - カメラのぶれ防止装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はカメラ、ビデオ等の画
像情報の撮影装置に於いて、被写体や撮影装置の移動等
により発生する画像のぶれを補正するカメラのぶれ防止
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、撮影装置に於けるぶれ補正装
置としては、例えば特公平１−５３９５７号のように、
角速度センサを用いて、カメラを支持している撮影者の
手のぶれ（手ぶれ）による撮影装置の回転に関する情報
を検出し、その情報に基いてレンズ鏡筒全体或いは一部
の光学系、或いは撮像部を移動させてぶれを補正するも
のがある。また、光電変換素子から成る撮像手段からの
出力から、画像のぶれを検出し、それに応じて画像情報
の電荷の転送タイミングを制御することで画像のぶれを
補正するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、映像信号を
使用したぶれ防止に於いては、短時間にランダムな動き
をすることの少ない低い周波数のぶれを検出するのに適
している。しかしながら、この映像信号を使用したぶれ
防止に於いては、光電変換素子による被写体光の積分と
データの演算処理に時間を要するものであり、この時間
中に像が移動するのでランダムな動きに対して追従制御
するのが困難なものであった。

【０００４】また、角速度センサや加速度センサ等の機
械的振動センサを使用したぶれ防止に於いては、上記映
像信号を使用したぶれ防止では困難なカメラぶれによる
比較的周波数の高いランダムな振動の検出に適したもの
である。しかしながら、このように角速度センサや加速
度センサ等の機械的振動センサを用いたぶれ防止に於い
ては、被写体が移動したことで発生するぶれの防止はで
きないものであった。

【０００５】ところで、映像に有害な影響を与えるぶれ
の周波数を測定したところ、１０Ｈｚ以下のぶれが多い
ことがわかった。このぶれに対して、カメラの露出時間
によるぶれの影響を考えた場合に、露出はぶれに対し一
種のハイパスフィルタになっていると考えられる。つま
り、比較的長い時間の露出はより低周波のぶれにまで影
響を受けるが、比較的短い時間での露出は高周波のぶれ
の影響が支配的なものとなる。

【０００６】この発明は上記のような点に鑑みて成され
たもので、比較的長い時間の露出がより低周波のぶれに
まで影響を受け、比較的短い時間での露出は高周波のぶ
れの影響が支配的となるぶれの特性に応じて、最適な検
出手段を選択使用可能にして、何時でも像ぶれのない撮
影を行うことのできるカメラのぶれ防止装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明による
カメラのぶれ防止装置は、図１に示されるように、画像
のぶれを検出する画像ぶれ検出手段１と、カメラのメカ
的なぶれを検出してそれによる画像のぶれを演算するカ
メラのメカぶれ検出手段２と、上記カメラの露出時の開
口時間を定める露出時間設定手段３と、この露出時間設
定手段３の出力により上記画像ぶれ検出手段１からの信
号と上記メカぶれ検出手段２からの信号とから選択的に
信号を選択する信号選択手段４と、上記カメラの画像の
ぶれを補正するぶれ補正手段５とを有し、上記信号選択
手段４に於いて上記露出時間設定手段３の出力により、
上記画像ぶれ検出手段１からの信号と上記メカぶれ検出
手段２からの信号が選択されて、上記ぶれ補正手段５の
制御に用いられる信号が選択される。

【０００８】

【作用】この発明によるカメラのぶれ防止装置に於いて
、画像ぶれ検出手段１で画像のぶれが検出され、メカぶ
れ検出手段２にてカメラのメカ的なぶれが検出されてそ
れによる画像のぶれが演算される。一方、上記カメラの
露出時の開口時間が露出時間設定手段３よって定められ
る。そして、信号選択手段４に於いて、露出時間設定手
段３の出力に従って、上記画像ぶれ検出手段１からの信
号と上記メカぶれ検出手段２からの信号とから適切な制
御信号が選択され、これによってぶれ補正手段５にてカ
メラの画像のぶれが補正される。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照して、この発明の実施例を説
明する。

【００１０】図２は、この発明によるカメラのぶれ防止
装置が適用されたカメラの構成を概略的に示したブロッ
ク構成図である。同図に於いて、このカメラは、撮影レ
ンズ１１、焦点検出光学系１２、エリアイメージセンサ
１３、インターフェース回路１４、ＣＰＵ（中央処理装
置）１５、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）１６、レ
ンズＲＯＭ１７、レンズ駆動回路１８、レンズ駆動用モ
ータ　１８ａ、倍率情報出力部１９、スリット２０、フ
ォトインタラプタを構成する発光ダイオード　２１ａ、
フォトダイオード　２１ｂ、表示装置２２、測光回路２
３、防振装置２４、メカぶれ検出部２５及びファースト
レリーズスイッチＳＷ１、セカンドレリーズスイッチＳ
Ｗ２等で構成されている。

【００１１】上記焦点検出光学系１２は、撮影レンズ１
１を介して図示されない被写体からの光束（画像情報）
が入射され、上記撮影レンズ１１で取込まれた被写体の
像を結像するべく焦点を検出するものである。上記エリ
アイメージセンサ１３は、結像される被写体の像を電気
信号（映像信号）に光電変換するもので、上記インター
フェース回路１４により駆動される。また、インターフ
ェース回路１４は、エリアイメージセンサ１３からの電
気信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換してＣＰ
Ｕ１５に出力する。

【００１２】上記ＣＰＵ１５は、このカメラ全体の動作
制御を司るもので、例えばエリアイメージセンサ１３の
出力に基いて被写体距離を演算すると共に、被写体の移
動による撮影画面上での画像移動速度Ｖｘ　Ｖｙ　を演
算したり、上記表示装置２２に於ける合焦、非合焦やそ
の他の状態等の表示の制御、また防振装置２４の制御等
を行うようになっている。

【００１３】更に、ＲＯＭ１６は焦点検出を行う複数の
領域に於ける合焦点のずれ量（２像間隔）を記憶する。 上記レンズＲＯＭ１７は、レンズ鏡筒内に設けられてレ
ンズのＦナンバや像のずれ量から、デフォーカス量や焦
点調節光学系の駆動量に変換するための変換係数等、焦
点検出、焦点調節に必要な各種のデータを記憶するもの
である。

【００１４】上記レンズ駆動回路１８は、ＣＰＵ１５の
制御に基いてレンズ駆動用モータ　１８ａを駆動するこ
とにより、上記撮影レンズ１１の焦点調節光学系の位置
を移動させるものである。

【００１５】通常、被写体距離を検出し、その距離情報
に基いて撮影レンズ１１を駆動するＡＦ（オートフォー
カス）動作に於いては、撮影レンズ１１の駆動量をＣＰ
Ｕ１５にフィードバックする必要がある。この場合、撮
影レンズ１１が実際に移動されたその移動量を駆動用モ
ータ　１８ａの回転数で代用するのが一般的となってい
る。このため、ここでは上記スリット２０を、フォトイ
ンタラプタでカウントすることにより求めるようにして
いる。すなわち、レンズ駆動回路１８が動作して、駆動
用モータ　１８ａが回転されると、レンズ鏡筒の回転部
材に等間隔に設けられたスリット２０が回転される。す
ると、このスリット２０が、対向配置された発光ダイオ
ード　２１ａとフォトダイオード　２１ｂとの間を通過
することにより、その回転数がＣＰＵ１５によってカウ
ントされる。その後、カウント数が所定値に達したとこ
ろで、駆動用モータ　１８ａの回転を停止するように制
御される。尚、ファーストレリーズスイッチＳＷ１及び
セカンドレリーズスイッチＳＷ２はＡＦ動作のためのス
イッチである。

【００１６】また、測光回路２３は、被写体輝度を測定
し、その輝度信号とカメラに装填されたフィルムの感度
情報とから、撮影時の露出時間や絞り値等の露出量情報
を演算出力するものである。

【００１７】上記防振装置２４は、手ぶれや被写体の移
動による像ぶれを補正するために、ＣＰＵ１５の制御信
号によって駆動されるもので、例えば特願平２−２５７
９０９号に記されている撮影露光中にぶれを補正する装
置を有している。そして、上述した画像移動速度Ｖｘ　
，Ｖｙ　に基いて求められたぶれを打消すためのぶれ補
正駆動信号を、ＣＰＵ１５から受けて補正装置を駆動す
るものである。

【００１８】更に、メカぶれ検出部２５は、カメラの本
体に取付けられた角速度センサや加速度センサ等の機械
的なぶれ（メカぶれ）用の振動センサを有している。こ
れらのセンサの出力とレンズの焦点距離、被写体距離か
ら、このメカぶれによって生じる被写体の撮影画面上で
の移動速度Ｖｃｘ，Ｖｃｙをリアルタイムで検出する。

【００１９】第３図は、第２図の焦点検出光学系１２の
詳細な構成を示す光学配置図である。この焦点検出光学
系１２は、図示矢印Ａ１　方向に移動可能に取付けられ
たハーフミラー１２１　、プリズム１２２　、フィール
ドレンズ１２３　と、明るさ絞り　１２ａ及び光軸傾け
プリズム　１２ｂ等から成る視野像伝達光学１２４　に
より構成されている。尚、１２５はフィルム面を表して
いる。

【００２０】上記ハーフミラー１２１　は、撮影レンズ
１１からの光束を、ＡＦ（オートフォーカス）動作と上
記移動速度Ｖｘ　，Ｖｙ　を求めるためにプリズム１２
２　の方向と、撮影のためにフィルム１２５　の方向へ
、それぞれ分割して導くためのものである。また、視野
像伝達光学系１２４　は、導かれる光束を瞳分割によっ
て２つに分割し、エリアイメージセンサ１３上に２つの
像Ｉａ、Ｉｂを結像するようにしている。そして、この
２つの像Ｉａ、Ｉｂを用いて、ＣＰＵ１５が焦点検出、
移動速度検出を行うようになっている。

【００２１】尚、映像信号から像の移動速度Ｖｘ　，Ｖ
ｙ　を求める方法や、メカぶれ検出手段に於けるＶｃｘ
，Ｖｃｙを求める方法は、例えば上述した特願平２−２
５７９０９号に詳述されているので、ここでは説明を省
略する。 次に、カメラ全体の動作について、図４のＣＰＵ１５の
全体のシーケンスフローチャートを参照して説明する。

【００２２】先ず、電源が投入されてプログラムがスタ
ートした後、ステップＳ１にてイニシャライズのプログ
ラムが実行され、各種の初期設定動作を行う。これは、
例えばＣＰＵ１５のタイマの設定、ＣＰＵ１５の割込み
条件の設定、Ｉ／Ｏポートの設定、スタックポインタの
設定等、ＣＰＵ１５のハードウエア的、またはソフトウ
エア的なリセット的動作と、ＣＰＵ１５の外部に配され
た不揮発性記憶部からの各種カメラの操作状態や、フィ
ルムの撮影駒数等のデータ読出し等の動作、或いはＣＰ
Ｕ１５が制御している各電気回路やメカ機構等の初期設
定、初期動作、状態の検出等の動作を行うものである。

【００２３】次いで、ステップＳ２にてキー入力ルーチ
ンの実行により、カメラの各入力スイッチの読込みがな
され、それらスイッチの操作状態により各操作に応じた
カメラの設定モード、データ設定がなされる。キー入力
が実行されたならば、ステップＳ３に進んで表示ルーチ
ンが実行される。ここでは、カメラの動作状態、データ
等の表示機器を使用した表示が行われる。

【００２４】そして、ステップＳ４に於いて、測光のル
ーチンが実行される。この測光のルーチンでは、測光回
路２３からの被写体輝度信号から、実際の撮影のために
制御する露出時間情報及び絞り値情報が演算されて出力
される。

【００２５】こうして、測光が終了すると、ステップＳ
５に於いて、ファーストレリーズスイッチＳＷ１の読込
み及び判定を行う。ここで、ファーストレリーズスイッ
チＳＷ１がオフ状態、すなわち操作されていない場合は
ステップＳ２に戻る。これに対して、ファーストレリー
ズＳＷ１がオン、すなわち操作されている状態の場合に
は、ステップＳ６に進んで測距のルーチンが実行される
。この測距のルーチンでは、被写体の光軸方向のピント
のずれに関する情報が求められる。ここで、もし上記ピ
ントのずれが合焦していると判断される程度に十分小さ
ければ、合焦判定フラグがセットされる。これに対して
、ピントのずれが許容できないと判断された場合には、
合焦判定フラグがクリアされる。また、被写体の輝度の
不足やコントラストの不足等の理由で、被写体に対して
合焦することができないと判断される場合にも、合焦判
定フラグはクリアされる。

【００２６】次いで、ステップＳ７に於いて、合焦判定
フラグにより合焦の判定と動作の分離がなされる。ここ
で、合焦していない場合（合焦判定フラグ＝０）には、
ステップＳ８に分岐され、合焦している場合（合焦判定
フラグ＝１）にはステップＳ９に進む。上記ステップＳ
７にて合焦していないと判定されてステップＳ８に分岐
された場合、このステップＳ８に於いてＡＦ駆動のサブ
ルーチンが実行される。このサブルーチンでは、ステッ
プＳ６の測距のルーチンで求められたピントのずれの情
報に基いて、被写体に合焦するように撮影レンズ１１の
焦点調節光学系が駆動される。そして、この後ステップ
Ｓ２に戻る。

【００２７】上記ステップＳ７にて合焦していると判定
された場合は、ステップＳ９に進んで再度ファーストレ
リーズスイッチＳＷ１の状態の読込みと判定が行われる
。ここで、ファーストレリーズスイッチＳＷ１がオフ状
態、すなわち操作されていない場合にはステップＳ２に
戻る。

【００２８】次に、ステップＳ１０にて信号選択のサブ
ルーチンが実行される。このサブルーチンは、ぶれ補正
に用いる速度信号が画像ぶれ検出手段からの信号である
か、或いはメカぶれ検出手段からの信号であるかを選択
する信号選択手段としての動作であり、図５にその一例
を示す。

【００２９】先ず、ステップＡ１にて、測光演算時に用
いられた被写体の輝度データが読出される。次いで、ス
テップＡ２でその輝度データに基いてＡＦ積分に要する
時間が予測される。そして、ステップＡ３にて測光演算
の結果定められた露出制御のための露出時間情報が読出
される。すると、ステップＡ４に於いて、ＡＦ積分に要
する予測時間と露出時間の比較が行われる。この場合、
直接これらの時間の比較を行ってもよいし、或いはシャ
ッタ幕の速度や走行時間を考慮した露出時間で比較を行
ってもよい。また、ＡＦ積分時間に定数を乗じた値を用
いて比較を行うようにして、サンプリングに余裕を持た
せるようにしてもよい。

【００３０】このように、ステップＡ４で比較された結
果、ＡＦ積分によるぶれ検出が可能な場合は、ステップ
Ａ５に進んで画像ぶれ検出を行ってメカぶれ検出を行わ
ないように指示するメカぶれ検出フラグ（Ｆ＿ＭＢ）が
クリアされた後、リターンされる。一方、ＡＦ積分によ
るぶれ検出ができないと判定された場合には、ステップ
Ａ６に進んで画像ぶれ検出が行われないように、またメ
カぶれ検出が行われるように指示するメカぶれ検出フラ
グ（Ｆ＿ＭＢ）に「１」がセットされる。

【００３１】こうして信号選択のサブルーチンが終了す
ると、、ステップＳ１１にて、メカぶれ検出フラグ（Ｆ
＿ＭＢ）の指示に基いて分岐される。ここで、上述した
ステップＳ１０の信号選択に於いてメカぶれ検出が指示
されている場合は、ステップＳ１２に進んでメカぶれ検
出が実行され、カメラの機械的振動に基いた画像のぶれ
速度が求められる。一方、画像ぶれ検出が指示されてい
る場合は、ステップＳ１３に進んで画像ぶれ検出の処理
がなされ、画像情報に基いた画像のぶれ速度が求められ
る。

【００３２】こうして、メカぶれ検出或いは画像ぶれ検
出が終了すると、ステップＳ１４に進んでファーストレ
リーズスイッチＳＷ１の状態の読込みと判定を行う。こ
こで、ファーストレリーズスイッチＳＷ１がオフ状態で
、つまり操作されていない場合には、ステップＳ２に戻
る。ファーストレリーズスイッチＳＷ１がオン、すなわ
ち操作が継続して行われている場合は、次のステップＳ
１５に於いてぶれ検出のサブルーチン等でセカンドレリ
ーズの禁止がなされてセカンドレリーズ禁止フラグが立
っているか否かを判定する。ここで禁止されている場合
には、ステップＳ１１に戻る。

【００３３】一方、セカンドレリーズが許可されている
場合には、ステップＳ１６に進んでセカンドレリーズス
イッチＳＷ２の状態の読込みと判定を行う。ここで、セ
カンドレリーズスイッチＳＷ２がオフ状態、つまり操作
されていない場合には、ステップＳ１１に戻る。これに
対して、セカンドレリーズスイッチＳＷ２が操作されて
いる場合には、セカンドレリーズ動作に移行する。

【００３４】ステップＳ１７では、動体予測駆動のサブ
ルーチンが実行され、必要に応じて露光動作中の被写体
の光軸方向の移動を補正するように焦点調節光学系を駆
動し、そのピントのずれの補正を行う。尚、ここでいう
動体予測駆動とは、被写体（物体）の光軸方向への速度
（Ｖｚ　）からレリーズタイムラグ中の被写体の移動を
予測して、フィルム面への露光時にピントが合うように
撮影レンズ１１の焦点調節光学系を駆動することである
。この動体予測駆動については、公知の方法を用いるも
のとし、この発明の主旨ではないのでここではその詳細
な説明は省略する。すなわち、このステップＳ１６では
、必要に応じて露光動作中の被写体の光軸方向の移動を
補正するように、上記焦点調節光学系１２を駆動してピ
ントのずれの補正を行うものである。

【００３５】次に、ステップＳ１８にて露出が開始され
た後、ステップＳ１９で防振が開始される。そして、ス
テップＳ２０、Ｓ２１及びＳ２２に於いて、上述したス
テップＳ１０の信号選択のルーチンで設定されたフラグ
（Ｆ＿ＭＢ）に従って、メカぶれ検出（ステップＳ２１
）或いは画像ぶれ検出（ステップＳ２２）のぶれの速度
の検出がなされる。その後、これらのステップにより検
出されたぶれ速度に従って、ステップＳ２３に於いて防
振制御のルーチンが実行される。

【００３６】そして、防振制御がなされたならば、ステ
ップＳ２４に於いて露出が終了したか否かが判定される
。 ここで、露出が終了していない場合はステップＳ２０に
戻り、終了している場合にはステップＳ２５に進む。上
記露出の終了の判定は、露出時間のタイマ等のＣＰＵ１
５内部で発生する信号を用いてもよいし、シャッタ装置
に連動している露出動作の終了を検出するためのスイッ
チ等を設け、これの状態を検出するようにしてもよい。

【００３７】上記ステップＳ２４に於いて露出が終了し
たと判定された場合は、ステップＳ２５に進んで防振の
メカ機構のリセットを行うための防振リセットルーチン
が実行される。ここでは、次の撮影のために、防振機構
を所定の位置に設定するものである。次いで、ステップ
Ｓ２６にて露出メカリセットのルーチンが実行される。 この露出メカリセットが実行されることにより、次の撮
影のためにシャッタのチャージ、絞りの開放までの駆動
、ハーフミラー１２１　の上昇、フィルムの１駒の巻上
げ等を行う。この後、ステップＳ２に戻って、上述した
動作を繰返し行う。

【００３８】このように、信号選択手段によってメカぶ
れ検出と画像ぶれ検出の何れか適切な方を選択すること
を可能としたので、何時でも像ぶれのない撮影を行うこ
とができるようになる。

【００３９】ところで、上述したステップＳ１０に於け
る信号選択のサブルーチンは、ＡＦ積分の時間を被写体
輝度から予測するようにしているが、これに限られるも
のではない。例えば、実際に前回ＡＦ積分を行った結果
の時間のデータに基くようにしてもよいものである。

【００４０】図６は、ぶれ補正に用いる速度信号を選択
する信号選択手段のサブルーチンの他の例を示したもの
である。この場合、メカぶれ検出を行うか否かのデータ
を、例えばＲＯＭ１６の記憶部に予め記憶させておき、
これを読出して使用することになる。

【００４１】先ず、ステップＢ１にて露出制御のために
設定されている露出時間情報が読出される。そして、ス
テップＢ２にてメカぶれ検出を行うか否かのデータとし
て、メカぶれ検出スレッショルドデータが読出される。 次いで、ステップＢ３に於いて、このスレッショルドデ
ータと露出時間情報とが比較される。ここで、露出時間
データの方が大きい時間を示す場合は、画像ぶれ検出を
行う。すなわち、ステップＢ４に進んでメカぶれ検出を
行わないように指示するメカぶれ検出フラグ（Ｆ＿ＭＢ
）がクリアされる。一方、露出時間の方が小さい時間を
示す場合には、ステップＢ５に進んで画像ぶれ検出を行
わないように、またメカぶれ検出が行われるように指示
するメカぶれ検出フラグ（Ｆ＿ＭＢ）に「１」がセット
される。その後、リターンされて次のステップＳ１１に
進む。尚、この場合も、シャッタ幕の走行時間等を考慮
して比較を行うようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、比較的
長い時間の露出がより低周波のぶれにまで影響を受け、
比較的短い時間での露出は高周波のぶれの影響が支配的
となるぶれの特性に応じて、最適な検出手段を選択使用
可能にして、その選択を露出時間によるようにしたので
、何時でも像ぶれのない撮影を行うことのできるカメラ
のぶれ防止装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるカメラのぶれ防止装置の一例を
示すブロック構成図である。

【図２】この発明によるカメラのぶれ防止装置が適用さ
れたカメラの構成を概略的に示したブロック構成図であ
る。

【図３】図２の焦点検出光学系の詳細な構成を示す光学
配置図である。

【図４】図２のＣＰＵの全体の動作を説明するシーケン
スフローチャートである。

【図５】図４のフローチャートに於いて信号選択を説明
するサブルーチンである。

【図６】図４のフローチャートに於いて信号選択の他の
例を説明するサブルーチンである。

【符号の説明】 １…画像ぶれ検出手段、２…メカぶれ検出手段、３…露
出時間設定手段、４…信号選択手段、５…ぶれ補正手段
、１１…撮影レンズ、１２…焦点検出光学系、１３…エ
リアイメージセンサ、１４…インターフェース回路、１
５…ＣＰＵ（中央処理装置）、１６…ＲＯＭ（リード・
オンリ・メモリ）、１７…レンズＲＯＭ、１８…レンズ
駆動回路、　１８ａ…レンズ駆動用モータ、２０…スリ
ット、　２１ａ…発光ダイオード、２１ｂ…フォトダイ
オード、２２…表示装置、２３…測光回路、２４…防振
装置、２５…メカぶれ検出部、ＳＷ１…ファーストレリ
ーズスイッチ、ＳＷ２…セカンドレリーズスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　画像のぶれを検出する画像ぶれ検出手
   段と、カメラのメカ的なぶれを検出してそれによる画像
   のぶれを演算するカメラのメカぶれ検出手段と、上記カ
   メラの露出時の開口時間を定める露出時間設定手段と、
   上記カメラの画像のぶれを補正するぶれ補正手段と、上
   記露出時間設定手段の出力により上記画像ぶれ検出手段
   からの信号と上記メカぶれ検出手段からの信号とから選
   択的に上記ぶれ補正手段の制御に用いられる信号を選択
   する信号選択手段とを具備することを特徴とするカメラ
   のぶれ防止装置。