JPH04277728A - カメラの防振装置 - Google Patents

カメラの防振装置

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JPH04277728A
JPH04277728A JP3039869A JP3986991A JPH04277728A JP H04277728 A JPH04277728 A JP H04277728A JP 3039869 A JP3039869 A JP 3039869A JP 3986991 A JP3986991 A JP 3986991A JP H04277728 A JPH04277728 A JP H04277728A
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optical
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Nobuhiko Terui
照井　信彦
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Original Assignee
Nikon Corp
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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】本発明はカメラの手ブレに対する
防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から手ブレを検出する方法として光
学式に検出する方法と力学式に検出する方法が知られて
いる。光学式に検出する方法のものは、２次元のイメー
ジセンサー、または１次元のイメージセンサーを複数個
使用して手ブレによる被写体像の位置変化量を検出する
。
【０００３】また力学式に検出する方法のものには、手
ブレによりカメラボディがブレる時のブレの加速度を検
出しその加速度から被写体像の位置変化量を計算してブ
レを求める加速度検出方式のものと、手ブレによりカメ
ラボディがブレる時のブレの角速度を検出しその角速度
から被写体像の位置変化量を計算してブレを求める求め
る角速度検出方式がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】光学式にブレを検出
する方法をカメラに用いた場合について述べると、一眼
レフカメラにおいては撮影直前にミラーをアップさせて
、撮影時には対物レンズからの光は全てフィルムに向か
う必要がある。そのためブレを光学式に検出する方法で
は撮影前までは検出が可能であるが、撮影時には検出が
不可能となる問題点があった。
【０００５】力学式にブレを検出する方法をカメラに用
いた場合、加速度検出方式においては、等速度運動時に
はブレ量が大きくても加速度検出であるためブレの検出
ができないという問題点と、ブレの周期が大きいと（ブ
レの周波数成分が低いと）ブレの量が大きくても加速度
は小さいため検出結果が小さくなり、そのため検出誤差
が大きくなるという問題点があった。
【０００６】角速度検出方式においては、検出装置とし
て用いられるジャイロは精度の高いものは（例えばレー
ザージャイロ）は大きく高価であり、安価なものは精度
が悪いために速度が０であるか否かの判断が困難である
という問題点と、ブレの周期が大きいと（ブレの周波数
成分が低いと）ブレの量が大きくても角速度は小さいた
め検出結果が小さくなり、そのため検出誤差が大きくな
るという問題点があった。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ための第１の解決手段は、ブレの検出出力を撮影を行な
っていない時、あるいと光学式センサーからの出力レベ
ルが所定値以上の時には光学式ブレ算出手段から得られ
る出力に、撮影中あるいは光学式センサーからの出力レ
ベルが所定値以下の時には力学式ブレ算出手段から得ら
れる出力に切り換えるブレ算出出力切換手段を設けた。
【０００８】第２の解決手段は、光学式ブレ算出手段か
ら得る出力を用いてブレ速度を算出し、該ブレ速度の算
出値が所定値以下となった時の力学式センサーからの検
出値を用いて、前記力学式ブレ算出手段からの出力を変
更する算出出力変更手段を設けた。
【０００９】
【作用】第１の解決手段によれば、撮影を行なっていな
い時あるいは光学式センサーからの出力レベルが所定値
以上の時は光学式ブレ算出手段から得られる出力に、撮
影中あるいは光学式センサーからの出力レベルが所定値
以下の時は、加速度あるいは角速度を検出してそれによ
りブレを算出する力学式ブレ算出手段から得られる出力
に、ブレの算出出力を切り換える算出出力切換手段を設
けることにより、いかなる場合にもブレ量を算出してブ
レの補正ができるようになる。
【００１０】第２の解決手段によれば、、前記光学式ブ
レ算出手段で検出した結果、ブレの速度が所定値以下と
なった時の前記力学式ブレ算出手段からの出力を用いて
力学式ブレ算出手段からの出力を変更する算出出力変更
手段を設けることにより、光学式ブレ算出手段より低い
力学式ブレ算出手段の検出精度を補うことができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明を用いたカメラの第１実施例の
構成図及びブロック図である。カメラボディ１内にはメ
インミラー２とサブミラー３が設置されている。メイン
ミラー２はハーフミラーとなっておりレンズ鏡筒６から
の光束はサブミラー３によってブレ検出を行なうイメー
ジセンサー４に到達する。イメージセンサー４はサブミ
ラー３からフィルム面までの距離と等価な位置におかれ
ており、これにより被写体像が検出される。イメージセ
ンサー４の出力はブレ検出装置５に送られ、ブレ検出装
置５は送られてきた出力より被写体像の位置変化量（ブ
レ量Ｘ）を計算し、その計算結果をレンズ鏡筒６に設置
されているブレ制御装置９に接点１０を介して伝達する
。ブレ検出装置５は不図示のレリーズ制御回路からミラ
ーアップ信号を入力するか、あるいはイメージセンサー
４からの出力レベルが所定値以下になると、検出不能信
号をブレ制御装置９に伝達する。
【００１２】レンズ鏡筒６内には、ブレ検出を行なう角
速度センサー７がレンズ鏡筒６の上下方向に一個、およ
び左右方向に一個設置されており、角速度センサー７の
出力はブレ制御装置９に伝達される。またレンズ鏡筒６
の上下および左右方向には一対ずつブレ補正駆動装置８
が設置されており、ブレ補正駆動装置８はブレ制御装置
９からの出力に応じてブレ補正用レンズ１１、１２を駆
動する。ブレ制御装置９は、ブレ検出装置５から検出不
能信号を受信していない時は、接点１０を介してブレ検
出装置５から入力される被写体像の位置変化量（ブレ量
Ｘ）に応じてブレ補正駆動装置８に駆動信号を出力し、
ブレ検出装置５から検出不能信号を受信した時には、角
速度センサー７の出力よりブレ量Ｘを後述する数式３を
用いて算出し、その算出結果に応じてブレ補正駆動装置
８に駆動信号を出力する。
【００１３】図２はカメラボディから求められる被写体
像の動きおよび角速度センサー７から求められるカメラ
ボディの動きの波形を示したものである。波形１はブレ
検出装置５からのブレ量Ｘの出力波形であり、波形２は
角速度センサー７の出力より算出されるブレ量Ｘの出力
波形である。ブレによる像の光軸に対する角度変化をθ
、レンズの焦点距離をｆとすると、フィルム面上での像
のブレ量Ｘは一般的に Ｘ＝ｆ・θ で表される。従って角速度ωとブレ量Ｘの関係は
【００
１４】
【数１】
【００１５】となる。ここで角速度センサー７の出力に
後述するオフセットδがあるとブレ量Ｘは
【００１６】
【数２】
【００１７】となり、時間に比例して誤差が増大する事
となる。ここでオフセットとは、通常ブレの速度が０な
らば角速度センサー７の検出値は０であるはずだが、検
出値が０とならずにある数値が検出されることがある。 この時に検出された値を角速度センサー７のオフセット
と言う。角速度センサー７に正のオフセットがあるとブ
レ量Ｘを計算する際にはオフセットδ分まで積分される
ため、時間に比例したブレ量Ｘの誤差（ｆ・δ・ｔ）が
加わり、その結果図２に示すように波形２は右上がりと
なる（オフセットが負であればブレ量Ｘの誤差は−（　
ｆ・δ・ｔ）　となり波形２は右下がりとなる）。
【００１８】図３はブレ制御装置９に設けられているＣ
ＰＵの動作を示すフローチャートである。本実施例では
、撮影中または周囲の輝度が低い時などの光学式ブレ検
出装置によるブレの検出が不可能な場合には、角速度を
検出することによりブレ量Ｘを調べる力学式ブレ検出装
置の出力を用いるように構成している。また本実施例で
は、光学式ブレ検出装置の出力を用いてブレを補正する
時にも、力学式ブレ検出装置の角速度センサーは角速度
を検出するように構成している。以下図３のフローチャ
ートを説明する。
【００１９】不図示の電源スイッチがＯＮされるとフロ
ーはスタートする。ステップ＃１おいて、例えば周囲の
輝度が低いためにイメージセンサーからの出力レベルが
所定値以下になり、そのためブレ検出装置５からブレ量
Ｘの検出が不可能であることを示す検出不能信号が出力
され、ブレ制御装置９に入力されたか否かを判断する。 入力されていればステップ＃７に進み、入力されていな
ければステップ＃２に進む。なお検出不能信号は、前述
したように周囲の輝度が低い時だけに出力されるもので
はなく、不図示のレリーズ釦が全押しされて不図示のレ
リーズスイッチがＯＮされた時にも出力される。
【００２０】ステップ＃２でブレ検出装置５で得られた
ブレ量Ｘの信号を接点１０を介して入力する。ステップ
＃３でステップ＃２で入力されたブレ量Ｘを時間ｔで微
分してブレの速度を算出する。ステップ＃４において、
ステップ＃３で算出したブレの速度が０であるか否かを
判断する。ブレ量を入力した時のブレの速度が０（すな
わちブレ量が０）であれば、その時の角速度センサー７
のオフセットδを調べるためにステップ＃５へ進み、ブ
レの速度が０でなければステップ＃６に進む。
【００２１】ステップ＃５で角速度センサー７の出力を
モニターし、その出力をδとして記憶する。この記憶し
た値δが角速度センサー７のオフセットとなる。ステッ
プ＃４で速度が０であると判断される度に、今まで記憶
していたオフセット値のデータを更新する。これにより
、いつも最新のオフセット値δで後述する数式３により
ブレ量Ｘを算出することが可能となる。
【００２２】ステップ＃７において、ステップ＃５でオ
フセットδが求められ記憶されているか否かを判断する
。記憶されていればステップ＃８に進み、記憶されてい
なければステップ＃９に進む。ステップ＃８で、角速度
センサー７の出力からステップ＃５で記憶した値δを引
いた角速度を後述する数式３に示すように時間ｔで積分
することでブレ量Ｘを算出しステップ＃６に進む。
【００２３】ステップ＃９で、角速度センサー７の出力
（角速度）をδ＝０として後述する数式３に示すように
時間ｔで積分することでブレ量Ｘを算出しステップ＃６
に進む。
【００２４】
【数３】
【００２５】ここでωＳ　は角速度センサー７から検出
される角速度の検出値である。角速度センサー７より検
出される角速度ωＳ　と実際の角速度ωとオフセット値
δの関係は、 ωＳ　＝ω＋δ であるステップ＃６では、ステップ＃１で検出不能信号
が入力されていなければ、ステップ＃２で入力されたブ
レ量Ｘに応じてブレ補正駆動装置８に駆動信号を出力し
てステップ＃１に戻り、ステップ＃１で検出不能信号が
入力されていれば、ステップ＃８あるいはステップ＃９
で求めたブレ量Ｘに応じてブレ補正駆動装置８に駆動信
号を出力してステップ＃１に戻る。
【００２６】以上のようにして、ブレ量Ｘを入力あるい
は算出し、そのブレ量Ｘに応じてブレ補正駆動装置８に
駆動信号を出力する動作を不図示の電源スイッチがＯＦ
Ｆされるまで繰り返す。図４はブレ補正駆動装置８に設
けられているＣＰＵの動作を表すフローチャートである
。
【００２７】図３で示したブレ制御装置９のフローチャ
ート同様、不図示の電源スイッチがＯＮされるとフロー
はスタートする。ステップ＃１０で、ブレ制御装置９か
ら出力された駆動信号が入力されたか否かをみる。入力
されていればステップ＃１１に進み、入力されていなけ
れば駆動信号が入力されるのを待つ。
【００２８】ステップ＃１１で、入力された駆動信号に
応じてブレ補正用レンズ１１、１２を駆動する。ステッ
プ＃１２において、入力された値とステップ＃１１で実
際にブレ補正用レンズ１１、１２を駆動した駆動値とが
等しいか否かをみる。入力値と駆動値が等しくブレ補正
が完了していればステップ＃１０に戻り、入力値と駆動
値が一致せずブレ補正が未完了ならばステップ＃１１に
戻りブレ補正が完了するまでブレ補正用レンズ１１、１
２を駆動する。
【００２９】次に本発明の第２の実施例を説明する。第
２実施例と第１実施例の違いは角速度センサー７の代わ
りに不図示の角加速度センサーを用いることである。角
加速度センサーは角速度センサーより費用が安いために
、コスト面から実際に実施しやすいというメリットがあ
る。第２実施例の構成図とブロック図は、前述した角速
度センサー７と不図示の角加速度センサーとを置き換え
た以外、第１実施例と相違点はないため省略する。
【００３０】図５は第２実施例における、ブレ制御装置
９に設けられているＣＰＵの動作を示すフローチャート
である。以下図５のフローチャートの説明をする。スタ
ートからステップ＃２２までのフローは図３のスタート
からステップ＃２までのフローと同様であるため説明は
省略する。ステップ＃２３で、ステップ＃２２で入力さ
れたブレ量Ｘを時間ｔで２回微分してブレの角加速度を
算出する。
【００３１】ステップ＃２４において、ステップ＃２３
で算出したブレの角加速度の値が０であるか否かを判断
する。ブレ量Ｘを入力した時のブレの角加速度が０であ
れば、その時の角加速度センサーのオフセット値γを調
べるためにステップ＃２５へ進み、ブレの角加速度が０
でなければステップ＃２９に進む。ステップ＃２５で角
加速度センサーの出力をモニターし、その出力をγとし
てメモリーする。このメモリーした値γが角加速度セン
サーのオフセット値となる。ステップ＃２５でオフセッ
ト値γがモニターされる度にそのオフセット値を記憶し
、今まで記憶していたオフセット値を更新する。これに
より、撮影する毎に、その撮影状況に応じたオフセット
値γを用いて後述する数式５でブレ量Ｘを算出すること
となる。
【００３２】ステップ＃２６でブレ検出装置５からブレ
量Ｘを入力して、そのブレ量Ｘを時間ｔで微分し、ブレ
検出装置５の検出値から求められるブレの速度ｖを算出
する。ステップ＃２７で不図示の角加速度センサーの出
力とステップ＃２５でメモリーした角加速度センサーの
オフセット値γを用いて、数式４に示すように、ブレの
角加速度を時間ｔで積分することにより、角加速度セン
サーによる検出値から求められるブレの速度Ｖを次式に
より算出する。
【００３３】
【数４】
【００３４】ここでａＳ　は角加速度センサーから検出
される角加速度の検出値である。検出される角加速度ａ
Ｓ　と実際の角加速度ａとオフセット値γの関係は、ａ
Ｓ　＝ａ＋γ であるステップ＃２８で、ステップ＃２６で算出した速
度ｖとステップ＃２７で算出した速度Ｖを用いて、ｖ＝
Ｖとすることにより、数式４の積分定数Ｃ１を算出する
。
【００３５】ステップ＃３０で、ステップ＃２８で算出
した積分定数Ｃ１　と角加速度センサーからの出力とス
テップ＃２５でメモリーしたオフセット値γを用いて、
数式５に示すように、ブレの速度Ｖを時間ｔで積分する
ことでブレ量Ｘを算出して、ステップ＃２９に進む。
【００３６】
【数５】
【００３７】ステップ＃２９で、ステップ＃２２で入力
されたブレ量Ｘに応じてブレ補正駆動装置８に駆動信号
を出力してステップ＃１に戻る。ステップ＃３０におい
て、オフセット値γがステップ＃２５でメモリーされた
か否かを判断する。メモリーされていればステップ＃３
１に進み、メモリーされていなければステップ＃３２に
進む。
【００３８】ステップ＃３１で、不図示の角加速度セン
サーの出力とステップ＃２５でメモリーした角加速度セ
ンサーのオフセット値γとステップ＃２８で算出した積
分定数Ｃ１　を用いて、数式４に示すように、ブレの速
度Ｖを時間ｔで積分することにより、ブレ量Ｘを数式５
により算出する。ステップ＃３２で、角加速度を時間で
積分して速度の式を求め、その速度の式を時間で再び積
分してブレ量を算出するために、速度の式の中の積分定
数Ｃ２　を算出する。以下積分定数Ｃ２　の算出方法を
説明する。
【００３９】加速度ａは時間ｔの関数でありａＳ　−γ
＝α（ｔ）で表される。速度Ｖを算出するには、α（ｔ
）を時間ｔで積分すれば良いから
【００４０】
【数６】
【００４１】となる。ここでＡ（ｔ）はα（ｔ）を時間
ｔで積分した式である。いま時間ｔ１　からｔ２　まで
の速度Ｖを算出するため、加速度ａＳ　を時間ｔ１　か
らｔ２　で積分すると速度Ｖは Ｖ＝Α（ｔ２　）−Ａ（ｔ１　） となる。時間ｔ１　における加速度α（ｔ１　）が、正
の加速度から負の加速度へ変化する境目の加速度である
とすると、その時の時間ｔ１　を始点として（時間ｔ１
　を０として）手ブレの位置ｘと速度Ｖと加速度ａの関
係を表すと図６の様になる。その時の速度Ｖは図６に示
されるように０であるから Ｖ＝Ａ（ｔ１　）＝Ａ（０）＝０ となる。これより、数式６に示したＶ＝Ａ（ｔ）の式中
の積分定数Ｃ２　が算出される。
【００４２】以上のようにして積分定数Ｃ２　が算出さ
れると、ｔ＝０以降の速度Ｖは任意の時間ｔを数式６に
代入すれば算出される。ステップ＃３３で、不図示の角
加速度センサーの出力とステップ＃３２で算出した積分
定数Ｃ２　を用い、γ＝０として数式７に示すように、
速度Ｖを時間ｔで積分してブレ量Ｘを算出する。
【００４３】
【数７】
【００４４】ステップ＃２９で、ステップ＃３１あるい
はステップ＃３３で求めたブレ量Ｘに応じてブレ補正駆
動装置８に駆動信号を出力してステップ＃１に戻る。以
上のようにして、ブレ量Ｘを入力あるいは算出し、その
ブレ量Ｘに応じてブレ補正駆動装置８に駆動信号を出力
する動作を、ブレ制御装置９に設けられているＣＰＵは
不図示の電源スイッチがＯＦＦされるまで繰り返す。
【００４５】第２実施例におけるブレ補正駆動装置８に
設けられたＣＰＵの動作は、第１実施例の図４で示した
ＣＰＵの動作と同様であるため説明は省略する。第１、
第２実施例ともに、ブレ検出装置５が出力する検出不能
信号は周囲の輝度が低い時だけに出力されるものではな
く、不図示のレリーズ釦が全押しされて不図示のレリー
ズスイッチがＯＮされ、それによりブレ検出装置５が不
図示のレリーズ制御回路からミラーアップ信号を入力し
た時にも出力される。
【００４６】また第１、第２実施例ではブレ制御装置９
が、ブレ検出装置５が出力する検出不能信号を入力する
と、光学式ブレ検出装置の検出出力から力学式ブレ検出
装置の検出出力へブレ検出出力を切り換えているが、不
図示のレリーズ釦が押されたことを表す不図示のレリー
ズ制御回路が出力するミラーアップ信号を、ブレ検出装
置５を通さずに直接ブレ制御装置９に入力させ、このミ
ラーアップ信号によりブレの検出出力の切り換えを行っ
ても良い。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、力学式ブレ検出装置と
力学式ブレ検出装置よりも性能の良い光学式ブレ検出装
置とを併用することにより、光学式ブレ検出装置が被写
体像の相対位置変化量を検出可能な時には光学式ブレ検
出装置の検出出力を用い、光学式ブレ検出装置が被写体
像の相対位置変化量を検出不可能な時には、力学式セン
サー固有の誤差を考慮に入れてブレ量を算出する力学式
ブレ検出装置の算出出力を用いてブレの補正を行なうの
で、撮影前、撮影時を問わず常に最良なブレ補正が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１実施例における、構成図及
びブロック図である。
【図２】図２は第１実施例における、ボディから求めら
れる被写体像の動きおよび角速度センサー７から求めら
れるカメラボディの動きの波形を示したものである。波
形１はブレ検出装置５からのブレ量Ｘの出力波形であり
、波形２は角速度センサー７からのブレ量Ｘの出力波形
である。
【図３】図３は第１実施例における、ブレ制御装置９に
設けられたＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は第１、第２実施例における、ブレ補正駆
動装置８に設けられたＣＰＵの動作を示すフローチャー
トである。
【図５】図５は第２実施例における、ブレ制御装置９に
設けられたＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は第２実施例における、ブレの位置、速度
、加速度の関係を示した図である。
【主要部分の符号の説明】
４　　イメージセンサー ５　　ブレ検出装置 ７　　角速度センサー ８　　ブレ補正駆動装置 ９　　ブレ制御装置 １１　　ブレ補正用レンズ １２　　ブレ補正用レンズ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　　　手振れによりカメラボディがブレ
    る時のブレの速度を検出する力学式センサーと、前記力
    学式センサーの検出値よりブレ量を算出する力学式ブレ
    算出手段と、手振れによる被写体の相対的位置変化量を
    検出する光学式センサーと、前記光学式センサーの検出
    値よりブレ量を算出する光学式ブレ算出手段と、前記力
    学式ブレ算出手段または前記光学式ブレ算出手段からの
    算出出力に応じてブレによる撮影画面への影響を軽減す
    るブレ軽減補正手段と、前記光学式センサーでは検出が
    不可能な時には、ブレの算出出力を前記光学式ブレ算出
    手段による出力から前記力学式ブレ算出手段による出力
    に切り換えるブレ算出出力切換手段とを有することを特
    徴とするカメラの防振装置。
  2. 【請求項２】　　　　手振れによりカメラボディがブレ
    る時のブレの加速度を検出する力学式センサーと、前記
    力学式センサーの検出値よりブレ量を算出する力学式ブ
    レ算出手段と、手振れによる被写体の相対的位置変化量
    を検出する光学式センサーと、前記光学式センサーの検
    出値よりブレ量を算出する光学式ブレ算出手段と、前記
    力学式ブレ算出手段または前記光学式ブレ算出手段から
    の算出出力に応じてブレによる撮影画面への影響を軽減
    するブレ軽減補正手段と、前記光学式センサーでは検出
    が不可能な時には、ブレの算出出力を前記光学式ブレ算
    出手段による出力から前記力学式ブレ算出手段による出
    力に切り換えるブレ算出出力切換手段とを有することを
    特徴とするカメラの防振装置。
  3. 【請求項３】　　　　手振れによりカメラボディがブレ
    る時のブレの速度を検出する力学式センサーと、前記力
    学式センサーの検出値よりブレ量を算出する力学式ブレ
    算出手段と、手振れによる被写体の位置変化量を検出す
    る光学式センサーと、前記光学式センサーの検出値より
    ブレ量を算出する光学式ブレ算出手段と、前記力学式ブ
    レ算出手段または前記光学式ブレ算出手段からの算出出
    力に応じてブレによる撮影画面への影響を軽減するブレ
    軽減補正手段と、前記光学式ブレ算出手段による出力を
    用いてブレ速度を算出し、該ブレ速度の算出値が所定値
    以下の時の前記力学式センサーからの検出値を用いて、
    前記力学式ブレ算出手段から得る算出出力を変更する算
    出出力変更手段を有することを特徴とするカメラの防振
    装置。
  4. 【請求項４】　　　　手振れによりカメラボディがブレ
    る時のブレの加速度を検出する力学式センサーと、前記
    力学式センサーの検出値よりブレ量を算出する力学式ブ
    レ算出手段と、手振れによる被写体の位置変化量を検出
    する光学式センサーと、前記光学式センサーの検出値よ
    りブレ量を算出する光学式ブレ算出手段と、前記力学式
    ブレ算出手段または前記光学式ブレ算出手段からの算出
    出力に応じてブレによる撮影画面への影響を軽減するブ
    レ軽減補正手段と、前記光学式ブレ算出手段による出力
    を用いてブレ速度を算出し、該ブレ速度の算出値が所定
    値以下の時の前記力学式センサーからの検出値を用いて
    、前記力学式ブレ算出手段から得る算出出力を変更する
    算出出力変更手段を有することを特徴とするカメラの防
    振装置。
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