JPH0561092A

JPH0561092A - カメラのぶれ防止装置

Info

Publication number: JPH0561092A
Application number: JP2402536A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Sato; 佐藤　　達也; Yoshiaki Matsuzawa; 良紀松澤; Masabumi Yamazaki; 正文山崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-12-15
Filing date: 1990-12-15
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、カメラの機械的動きを検出してこ
れを補正すると共に、被写体を自動的に追尾して測距動
作範囲が随時変更可能で、主要被写体が測距追尾範囲か
ら外れた場合にも速やかに構図変更が可能なことを特徴
とする。【構成】被写体の像がエリアイメージセンサ13によって
光電変換されると、この変換出力に基いて主要被写体を
追尾するための演算がＣＰＵ15で行われる。このＣＰＵ
15の追尾演算出力に基いて主要被写体の位置が表示装置
22に表示されると共に、上記主要被写体が撮影フレーム
外に出た際にＬＥＤ23がこのことを告知する。カメラに
発生する機械的なぶれはメカぶれ検出部25で検出され、
上記主要被写体が撮影フレーム内の場合は、メカぶれ検
出部25の出力と上記追尾演算出力に基いて防振装置24が
制御され、上記撮影フレーム外に出た際には防振装置24
の作動が禁止される。

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、任意の位置を
設定することができ、且つ被写体を自動的に追尾して測
距動作範囲が随時変更可能で、ぶれによる撮影像への影
響を減少させる像ぶれ補正を行うカメラのぶれ防止装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラの機械的な動き（ぶ
れ）を検出して、このぶれに応じてカメラの一部分、例
えばレンズを駆動してぶれによる像への影響をできるだ
け小さくするカメラのぶれ防止装置が開発されている。
また、ビデオカメラでは、撮像素子からの映像信号を利
用してぶれの検出を行い、この検出量に応じて画像処理
を行ってぶれを補正する装置もある。カメラのぶれは、
撮影者の非常に小さな動きでも写真、映像に与える影響
が大きく、特に高い精度、性能を有するぶれ検出、方法
が必要なものとなっている。

【０００３】ところで、従来の自動測距装置から発展し
て、撮影画面内（３５ミリカメラの場合３６×２４［m
m］）の、略任意の点で測距動作が可能な広視野自動測
距技術というものがある。この技術は、これまで測距動
作範囲が画面中央部、またはその左右近傍等に限定され
ていたものが、撮影者が意図する場所を測距動作範囲と
して自由に行うことができる画期的なものである。そし
て、これは測距動作範囲が広いため、被写体が常に画面
内を移動し、また距離も変化する等の激しい動きを持つ
被写体に対応追尾することができるという、応用的な使
用法も可能なものである。一般に、この技術は動体追尾
技術と称されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなぶれ防止装置と動体追尾技術を組合わせて使用
しようとすると、次のような問題点が考えられる。

【０００５】一般に、動体を追尾させて写真を撮影しよ
うとする場合、動体、すなわち被写体はある程度の動き
を持つものと考えられる。そこで、動体追尾技術により
主要被写体を追尾し続けるわけであるが、ここで被写体
の動きにより被写体が測距追尾動作範囲内から外れるこ
とが考えられる。詳しくは、被写体が撮影画面内から外
れてしまうこともあれば、撮影画面内には残っていても
測距追尾動作範囲内からは外れてしまうことも考えられ
る。よって、被写体追尾を連続して行うには、構図変更
が必要となることがあり得る。

【０００６】一方、カメラのぶれ防止装置は、撮影者の
非常に小さな動きであっても写真、映像に与える影響が
大きいため、特に高い精度、性能を有するぶれ検出、方
法が必要とされている。そのため、上述した被写体を追
尾するための構図変更によるカメラの動きは、明らかに
撮影者の手によるぶれ（手ぶれ）より大きいと考えら
れ、この構図変更による動きも通常の手ぶれと同様に検
出してしまう。したがって、構図変更による動きと、通
常の手ぶれの区別ができず、構図変更の場合にも手ぶれ
と見なされ、ぶれ補正装置が作動してしまって撮影者の
意図するような構図変更をすることができないという問
題を有している。

【０００７】また、主要被写体が測距追尾動作範囲内か
ら外れた場合、構図変更により主要被写体を測距追尾作
動範囲内に戻すことが考えられるが、これには再度追尾
する被写体をカメラ側に認識させる必要がある。従来、
このような構図変更によるカメラの動きを映像信号から
判断し、この動き分（ベクトル）を加減して構図変更を
行っても、常に主要被写体の追尾を続けるという考えが
あった。

【０００８】しかしながら、これらは構図変更に伴うカ
メラの動きの判断を、映像信号を利用して行っているた
め、構図変更が速い動作で行われた場合、映像信号のコ
ントラストが低い場合、そして判断データとして取込ん
だデータの中で主要被写体以外の物体の大きな動きがあ
った場合等、構図変更によるカメラの動きを正確に認識
することができないという問題点を有している。

【０００９】この発明は上記のような点に鑑みてなされ
たもので、カメラの機械的動き（ぶれ）を検出してこれ
を補正する機能を有するカメラに於いて、主要被写体が
撮影画面内、若しくは測距動作範囲からか外れる等の理
由により撮影者が構図変更を行った場合、撮影者の意思
に反してカメラのぶれ補正機構が作動して構図変更をす
ることができなくなることのないカメラのぶれ防止装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、被写
体の像を電気信号に変換する光電変換手段１と、この光
電変換手段１の出力に基いて主要被写体を追尾するため
の演算を行う追尾演算手段２と、この追尾演算手段２の
出力に基いて上記主要被写体の位置を表示する表示手段
３と、上記追尾演算手段２の出力に基いて上記主要被写
体が撮影フレームの外部に出た際にこのことを告知する
告知手段４と、カメラに発生する機械的なぶれを検出す
るメカぶれ検出手段５と、上記主要被写体が上記撮影フ
レームの外部に出るまでは上記メカぶれ検出手段５の出
力と上記追尾演算手段２の出力に基いて防振手段７を制
御し、上記撮影フレームの外部に出た際には上記防振手
段７の作動を禁止する防振制御手段６とを有することを
特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明によるカメラのぶれ防止装置に於い
て、被写体の像が光電変換手段１によって電気信号に変
換されると、この光電変換手段１の出力に基いて主要被
写体を追尾するための演算が追尾演算手段２で行われ
る。この追尾演算手段２の出力に基いて上記主要被写体
の位置が表示手段３により表示されると共に、追尾演算
手段２の出力に基いて上記主要被写体が撮影フレームの
外部に出た際に告知手段４がこのことを告知する。そし
て、カメラに発生する機械的なぶれはメカぶれ検出手段
５で検出され、上記主要被写体が上記撮影フレームの外
部に出るまでは、上記メカぶれ検出手段５の出力と上記
追尾演算手段２の出力に基いて防振制御手段６によって
防振手段７が制御され、上記撮影フレームの外部に出た
際には上記防振制御手段６によって防振手段７の作動が
禁止される。

【００１２】

【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。

【００１３】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ＲＯＭ1
7、レンズ駆動回路18、レンズ駆動用モータ 18a、ＬＣ
Ｄドライバ19、ＬＣＤ 19a、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、告知手段としてのＬＥＤ23、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ＳＷ２等で構成
されている。

【００１４】上記焦点検出光学系12は、撮影レンズ11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ＣＰＵ15に出力す
る。

【００１５】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
上記ＬＣＤ 19aに於ける自動追尾視野の表示、更には防
振装置24の駆動制御等を行うようになっている。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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ＣＰＵ15
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Ｃ
ＰＵ15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。

【００１９】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２−２５７９０
９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、後述するメカぶれ移動速度Ｖcx，
Ｖcy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。

【００２０】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。

【００２１】尚、ＬＣＤドライバ19、ＬＣＤ 19a及びＬ
ＥＤ23については後述する。

【００２２】図３は、図２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クイッ
クリターンミラー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、12₆はハーフミラーを表
している。

【００２３】上記ハーフミラー12₁及びハーフミラー12
₆は、撮影レンズ11からの光束（画像情報）を、ＡＦ
（オートフォーカス）動作時にはプリズム12₂及び後述
するファインダ部26の方向へ、そして、撮影時にはフィ
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。

【００２４】上記ファインダ部26は、上記クイックリタ
ーンミラー12₁により導かれた光束は、ＬＣＤ 19a、ピ
ントグラス26₁、フレネルレンズ26₂、コンデンサレン
ズ26₃を介してペンタプリズム26₄で反射され、接眼レ
ンズ26₅から図示されない撮影者の目に届くようになっ
ている。上記ＬＣＤ19aは、図２に示されるように、Ｌ
ＣＤドライバ19に接続されているもので、このＬＣＤド
ライバ19はＣＰＵ15に接続されている。そして、後述す
る（10）、（11）、（12）式から決定される測距追尾範
囲に対応してファインダ内の現在の測距追尾範囲が表示
されるようになるものである。

【００２５】図４はカメラの回転方向の例を表したもの
で、例えばフィルム面の長手方向をｘ軸、上記フィルム
の短辺方向をｙ軸とし、光軸方向をｚ軸とする。

【００２６】次いで、メカぶれ検出部25について、図５
を参照して説明する。メカぶれ検出部25は、ｙ軸回りの
角速度を検出するｙ軸角速度検出部25₁と、ｘ軸回りの
角速度を検出するｘ軸角速度検出部25₂と、撮影レンズ1
1の焦点距離に関する情報を検出、出力する焦点距離情
報出力部25₃と、被写体の距離の情報を検出してこれを
出力する被写体距離検出部25₄と、これらの情報を処理
し、メカぶれによる像移動の速度を演算して求めるメカ
ぶれ像移動演算部25₅とから成っている。そして、この
メカぶれ像移動演算部25₅から、ｙ軸方向及びｘ軸方向
メカぶれ像移動速度情報が、ＣＰＵ15に供給されるよう
になっている。

【００２７】ここで、被写体の移動速度、カメラのメカ
ぶれ速度、光学系の倍率の変化に応じた補正速度につい
て述べる。先ず、カメラのメカぶれが引起こす画像のぶ
れについて述べる。

【００２８】図６は図４のｘ軸のプラス側から見たカメ
ラの概略的な側断面図である。同図に於いて、θx の回
転が生じた場合について考える。先ず、フィルムの中心
を回転中心としたθx の回転を考える。この場合に発生
する像ぶれ量（Δｙc ）は、撮影倍率をβ、焦点距離を
ｆ（mm）として、 Δｙｃ＝−ｆ・（１＋β）²・tan(θx ） …（１）となる。いま、無限光、つまり撮影倍率がゼロの場合に
は、 Δｙｃ＝−ｆ・tan(θx ） …（２）として表すことができる。一般的な撮影では撮影倍率は
小さく、例えば倍率をゼロとして近似的に考えれば、一
般的に（２）式が成立する。また、像の移動量が焦点距
離ｆに対して小さい場合には上記（１）式は Δｙｃ＝−ｆ・θx …（３）と近似できる。

【００２９】また、必要に応じて、 Δｙｃ＝−ｆ・（１＋β）²・θx …（４）と近似してもよい。

【００３０】近似式（３）の右辺、左辺について時間微
分を考えて、後掲する表１の（Ａ−１）式の関係が成立
する。ここで角速度は後掲する表１の（Ａ−２）式の如
く表され、後掲する表１の（Ａ−３）式は後掲する表１
の（Ａ−２）式の角速度が発生した場合の像移動速度
（Ｖcy）である。

【００３１】また、図７は図４のｙ軸のプラス側から見
た、カメラの概略的な側断面図である。同図に於いて、
上述の場合と同様に、θy の回転を考えた場合には、像
ぶれ量は、 Δｘｃ＝ｆ・（１＋β）²・tan(θy ） …（５）となり、近似的に像移動速度は、後掲する表１の（Ａ−
４）式の関係が成立する。

【００３２】撮影倍率βは、焦点距離ｆと被写体までの
距離によって定まる。公知の方法により撮影倍率βを求
めることができる。また、精度の要求に応じて近似式等
を用いることで簡単に演算ができるようになる。その場
合、撮影倍率に関する情報が必要無ければ被写体距離の
情報は必要ないので、被写体距離検出は必要がない。
尚、固定焦点の場合には、固定値を用いて演算すること
で焦点距離情報出力部25₃を省略することも可能であ
る。

【００３３】次に、図８を参照して、メカぶれ検出の動
作を説明する。

【００３４】メカぶれ検出部25に於いて、メカぶれ像移
動演算部25₅は、焦点距離情報出力部25₃から撮影レン
ズ11の焦点距離に関する情報（焦点距離ｆ）を読出し
（ステップＡ１）、撮影レンズ11の位置Ｐを読出し（ス
テップＡ２）、更にピントずれｄを読出す（ステップＡ
３）。そして、被写体距離検出部25₄から上記レンズ位
置Ｐ及びピントずれｄに基いて被写体の距離の情報（被
写体距離Ｒ）を検出して演算して（ステップＡ４）、こ
の被写体距離Ｒ及び焦点距離ｆから撮影倍率βを演算す
る（ステップＡ５）。

【００３５】次いで、ｘ軸角速度検出部25₂にてｘ軸回
りの角速度θx が検出されると（ステップＡ６）、メカ
ぶれ像移動演算部25₅は、この検出結果に従ってｙ軸方
向の像移動（Ｖcy＝−ｆ・（１＋β）²・tan θx ）を
演算して（ステップＡ７）、ｙ軸方向のメカぶれ像移動
速度をＣＰＵ15に出力する（ステップＡ８）。同様に、
ｙ軸角速度検出部25₁にてｙ軸回りの角速度θy が検出
されると（ステップＡ９）、メカぶれ像移動演算部25₅
はこの検出結果に従ってｘ軸方向の像移動（Ｖcx＝ｆ・
（１＋β）²・tan θy ）を演算して（ステップＡ1
0）、ｘ軸方向のメカぶれ像移動速度をＣＰＵ15に出力
する（ステップＡ11）。このようにして、メカぶれ像移
動演算部25₅から、ｙ軸方向及びｘ軸方向メカぶれ像移
動速度情報が、ＣＰＵ15に供給されるようになってい
る。

【００３６】次に、映像信号から画面上での被写体の移
動を求める方法について説明する。

【００３７】図９は、一対のエリアイメージセンサ13、
例えばエリアイメージセンサ 13a及び 13b中の動体を追
尾する範囲を示したものである。この場合、動体追尾範
囲13₁、13₂は画面の略中央付近にあることを表してい
る。

【００３８】更に、図１０及び図１１は動体追尾範囲内
の画素配列を示したもので、図１０はエリアイメージセ
ンサ 13aの動体追尾範囲の画素配列であり、図１１はエ
リアイメージセンサ 13bの動体追尾範囲の画素配列であ
る。尚、以下の説明に於いて、図１３に示されるよう
に、フィルム面の長辺方向をｘ、短辺方向をｙ、そして
光軸方向をｚとする。

【００３９】いま、図９、図１０及び図１１に示された
ような動体追尾範囲の画素配列のエリアイメージセンサ
13aの画素出力をａ_mn（ｍは行、ｎは列を表す）、エリ
アイメージセンサ 13bの画素出力をｂ_mnとする。そし
て、エリアイメージセンサ 13aの時刻ｔに於ける第ｉ行
の画素出力の総和を、後掲する表１の（Ａ−５）式に示
される如くとし、エリアイメージセンサ 13aの時刻ｔに
於ける第ｊ行の画素出力の総和を後掲する表１の（Ａ−
６）式に示される如くとする。但し後掲する表１の（Ａ
−５）式に於いてｘはｘ方向に加算したことを表し、後
掲する表１の（Ａ−６）式のｙはｙ方向に加算したこと
を表すものとする。そして、同様にエリアイメージセン
サ 13bの時刻ｔに於ける第ｊ列の画素出力の総和を後掲
する表２の（Ｂ−１）式に示される如くとする。

【００４０】次に、図１２のフローチャートを参照し
て、動体フィルム面上でのｘ，ｙ軸方向の像移動速度Ｖ
x ，Ｖy と、動体の光軸方向への移動速度Ｖz を求め
る。動体追尾スタートスイッチであるファーストレリー
ズスイッチＳＷ１をオン状態にすると、撮影者はカメラ
のファインダの画面中央に被写体が入るように構図を決
める（ステップＢ１）。次に、時刻ｔ₁に於いてエリア
イメージセンサ13の積分を行った（ステップＢ２）後、
順次画素信号を読出してＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ15により
後掲する表１の（Ａ−５）式、後掲する表１の（Ａ−
６）式及び後掲する表２の（Ｂ−１）式で表される画素
加算を行う（ステップＢ３、Ｂ４）。次いで、時刻ｔ₂
に於いて、ステップＢ２と同様にエリアイメージセンサ
13の積分を行い（ステップＢ５）、同様に後掲する表１
の（Ａ−５）式、後掲する表１の（Ａ−６）式及び後掲
する表２の（Ｂ−１）式で表される画素加算を行う（ス
テップＢ６、Ｂ７）。

【００４１】そして、このようなデータを用いてＶx ，
Ｖy ，Ｖz の速度を求めることになる。エリアイメージ
センサ 13a、 13b上の２つの像は、被写体までの光軸方
向（図１３に於けるｚ軸方向）の距離情報として、ｘ軸
方向に位相がずれるが、ｙ軸方向は上記距離情報として
の位相は変化しない。また、被写体のｘ軸、ｙ軸方向へ
の移動として、エリアイメージセンサ 13a、 13b上の２
つの像は、ｘ軸方向及びｙ軸方向とも同じ量だけ変化す
ることになる。したがって、ｙ軸方向の像の移動速度Ｖ
y は、Ａ像またはＢ像の時刻ｔ₁とｔ₂間の時間的変化
として簡単に求められるが、ｘ軸方向の増は上記位相ず
れと被写体のｘ軸方向の移動分が合成されたものとな
る。したがって、Ａ像及びＢ像の像の移動量を考慮して
求める必要がある。

【００４２】いま、後掲する表２の（Ｂ−２）式のう
ち、基準像として、図１４に示されるように、後掲する
表２の（Ｂ−３）式を用いるものとする。ここで、時刻
ｔ₁とｔ₂の後掲する表２の（Ｂ−４）式の相関演算出
力を後掲する表２の（Ｂ−５）式に示される如くとす
る。ＦＡx （Ｓ）が最小となるＳがＳ₁のとき、このＳ
₁は上記基準像と最もよく一致する時刻ｔ₂に於ける像
の時間的ずれ量Ｓ₁を表している（図１５参照）。した
がって、焦点検出光学系12の結像倍率（撮像倍率）をβ
とすると、フィルム面上に於ける像のｙ軸方向の移動速
度Ｖyは、Ｖy ＝Ｓ₁／β（ｔ₂−ｔ₁） …（６）で表される（ステップＢ８）。

【００４３】次に、ｘ軸方向の像の移動速度Ｖx を求め
る。上記と同様にして、図１６に示されるように、時刻
ｔ₁とｔ₂に於ける後掲する表２の（Ｂ−６）式の相関
演算出力を、後掲する表３の（Ｃ−１）式に示される如
くとする。ここで、時刻ｔ₁に於ける基準像としては、
後掲する表３の（Ｃ−２）式を用いる。そして、ＦＡy
（Ｓ）を最小とするＳをＳ₂とすると、Ｓ₂は時刻ｔ₁
に対する時刻ｔ₂に於けるＡ像のｘ軸方向の像の移動量
を表す（図１６参照）。

【００４４】同様にして、時刻ｔ₁とｔ₂に於ける後掲
する表３の（Ｃ−３）式の相関演算出力を、後掲する表
３の（Ｃ−４）式に示される如くとする。ＦＢy （Ｓ）
を最小にするＳをＳ₃とすると、このＳ₃は時刻ｔ₁に
対する時刻ｔ₂に於けるＢ像のｘ軸方向の移動量を表す
（図１６参照）。

【００４５】こうして、図１６からわかるように、焦点
検出光学系12の結像倍率をβとすると、ｙ軸方向の移動
速度Ｖy は、Ｖy ＝（Ｓ₂＋Ｓ₃）／２β（ｔ₂−ｔ₁） …（７）で表される（ステップＢ９）。

【００４６】次に、被写体の、光軸（図１３に於いてｚ
軸）方向の移動による時刻ｔ₁とｔ₂に於ける２像間隔
ｌ₁とｌ₂とを求める。被写体までの距離の演算は、情
報の高い演算が要求されるため、図１０及び図１１に示
されて後掲する表２の（Ｂ−６）式及び後掲する表３の
（Ｃ−１）式で表される画素加算出力は使用せず、より
画素加算数を少なくして演算する必要がある。ここで
は、画素１行を用いたものとする。いま、時刻ｔ₁に於
けるＡ像とＢ像の２像間隔ｌ₁を求めるにあたり、第α
行（但しｋ＜α＜ｌ）を用いるものとする。ここで、Ａ
像の画素出力ａ_αi（ｉ＝１〜ｎ）のうちａ_αi（ｉ＝
ｋ′〜ｌ′）を基準像とし、Ａ像をＢ像の第α行のセン
サ出力との間で、後掲する表３の（Ｃ−５）式に示され
るような相関演算を行う。Ｈ₁（ｌ）を最小とするｌの
値をｌ＝ｌ₁とすると、ｌ₁は図１６に示される時刻ｔ
₁に於けるＡ像、Ｂ像の被写体の２像間隔を表している
（ステップＢ10）。ｌは整数であるから、正確に求める
ためには補間演算を行って小数まで求める必要がある
が、この発明の主旨とするところではないので、これに
ついては省略することにする。

【００４７】次いで、時刻ｔ₂に於ける被写体の２像間
隔ｌ₂を求める。時刻ｔ₂に於いて、被写体（動体）
は、エリアイメージセンサ13上で移動しているので、後
掲する表３の（Ｃ−５）式と同じ行のセンサで、且つ同
一の相関区間（ｉ＝ｋ′〜ｌ′）で相関を行うことはで
きない。いま、Ａ像を基準像とする場合、上記の演算か
ら被写体はｙ軸方向、ｘ軸方向にそれぞれＳ₁、Ｓ₂だ
け移動しているのであるから、時刻ｔ₂のＡ像、Ｂ像の
相関演算による２像間隔ｌ₂の演算に於いては、Ａ像，
Ｂ像のα＋Ｓ₁行の出力ａ_{（α＋Ｓ1 ）ｉ}，ｂ
_{（α＋Ｓ1 ）ｉ}を用いると共に、Ａ像の基準像の区間と
して、ｉ＝（ｋ′＋Ｓ₂）〜（ｌ′＋Ｓ₂）を用いる。
すなわち、Ａ像とＢ像の時刻ｔ₂に於ける後掲する表３
の（Ｃ−６）式で示される相関演算を行う。Ｈ₂（ｌ）
を最小とするｌの値をｌ₂とするとき、ｌ₂は時刻ｔ₂
に於けるＡ像とＢ像の被写体の２像間隔を表している
（ステップＢ11）。また、被写体（物体）の光軸方向
への移動速度Ｖz は、Ｖz ＝α・（ｌ₂−ｌ₁）／（ｔ₂−ｔ） …（８）（但しαは係数）で表される（ステップＢ12）。

【００４８】Ｖx ，Ｖy ，Ｖz が、ある所定値以上であ
ると、上述したぶれ防止駆動、動体予測駆動の制御限界
を越えるので、それぞれに制御可能な上限の速度Ｃ₁，
Ｃ₂，Ｃ₃を設定して、Ｖx ＞Ｃ₁またはＶy ＞Ｃ₂，
Ｖz ＞Ｃ₃であるか否かを判定し（ステップＢ13、Ｂ1
4、Ｂ15）、これらの関係が成立すれば、セカンドレリ
ーズ禁止フラグをセットする（ステップＢ17）。このセ
カンドレリーズ禁止フラグがセットされると、セカンド
レリーズスイッチＳＷ２は更に露出が禁止される。一
方、上記ステップＢ13、Ｂ14、Ｂ15の関係が何れも成立
しない場合は、ステップＢ16に進む。

【００４９】このようにして、像移動速度を判断するこ
とができるが、被写体は移動しているものであるから、
追尾範囲を固定してしまうと、被写体は次回の積分では
追尾範囲に入っていない可能性がある。したがって、上
述した演算結果から次回の最適な追尾範囲を予測する。
次回の積分時間をｔ₃とすれば、Ａ像の追尾範囲は、画
素数単位でｙ軸方向にＳ₁（ｔ₃−ｔ₁）／（ｔ₂−ｔ₁） …（９）ｘ軸方向にＳ₂（ｔ₃−ｔ₁）／（ｔ₂−ｔ₁） …（10）だけずらした位置に変更する。

【００５０】また、Ｂ像の追尾範囲は、画素数としてｙ
軸方向は上記（９）式と同じで、ｘ軸方向へはＳ₃・（ｔ₃−ｔ₁）／（ｔ₂−ｔ₁） …（11）だけずらした位置に変更する。

【００５１】図１８は、上述した追尾範囲を示したもの
で、同図に於いて、27は実際の測距追尾範囲、28はこの
測距追尾範囲27の可動できる範囲を表す測距追尾動作範
囲、29は測距追尾動作の限界ライン、30は撮影画面を表
すファインダ枠である。また、このファインダ枠30の外
側には、動体の追尾若しくは防振装置24の作動状態を告
知する告知手段としてのＬＥＤ23が備えられる。

【００５２】同図に於いて、測距追尾動作限界ライン29
内では、図注に示された矢印のように、測距追尾範囲27
が上述した予測された次回の追尾範囲として自由にその
範囲を変更することが可能となる。尚、ここでは測距追
尾動作可能範囲28を、説明の都合上、全画面内（ファイ
ンダ枠30内）の３５％程度にしているが、これに限られ
るものではなく、例えば５０％や１００％であってもよ
いものである。

【００５３】また、図１９は上記ＬＥＤ23の詳細を示し
たもので、測距追尾範囲27の表示部材がマトリクス状に
配置されている。ＣＰＵ15からの指令を受けてＬＣＤド
ライバ 32a及び 32bにより駆動され、現在の測距追尾範
囲27が表示される。表示の形態としては、マトリクスに
より選択された範囲のみ明るくなったり、または選択さ
れた範囲部の外枠部のみが明るくなる等の方法が挙げら
れる。また、後述する決定された測距追尾範囲27が、図
１９に示された通りの明確な位置に収まらない場合は、
測距追尾範囲27の領域のうち、最も広い部分を持つとこ
ろの表示を行うようにＣＰＵ15で制御し、この指令を受
けてＬＣＤドライバ 32a及び 32bが駆動する。

【００５４】次に、追尾する主要被写体に従って測距追
尾範囲27が移動、変更され、この被写体が測距追尾動作
可能範囲28から外れる場合について説明する。

【００５５】図２０は、上記測距追尾範囲27の移動状態
を示したもので、図中黒丸で示された部分が主要被写体
33であり、この主要被写体22を囲む形で配されている四
角形の部分が測距追尾範囲27を表している。いま、主要
被写体33が図示矢印の如く画面中央部から略左上の方向
に移動したとすると、測距追尾範囲27の決定は、上述し
た（９）式、（10）式及び（11）式により行われる。

【００５６】ここで、主要被写体33が更に左上部の方向
に移動すると、この主要被写体33は測距追尾動作範囲28
から外れることになる。この場合、撮影者が被写体の追
尾を続けるためには、構図変更を行うことが考えられ
る。しかしながら、ここで上記防振装置24が作動した場
合、撮影者が意図する構図変更ができないという不具合
が生じることがある。このため、この発明では測距追尾
範囲27は、常にある一定の大きさ（ｍ×ｎ［画素］）を
有しているため、この画素サイズの位置関係を判断する
ことによって防振装置24の作動を停止させ、構図変更を
スムーズに行うことができるようにしている。

【００５７】すなわち、具体的な方法としては、先ず上
述したように、（９）式及び（10）式によって相関演算
の結果、Ｓ₁及びＳ₂から次の追尾範囲、つまり測距追
尾範囲27を決定しており、これにより動体の追尾が可能
となっている。ここで、測距追尾範囲28は、常にある一
定の大きさ（ｍ×ｎ［画素］）を有しているため、上記
主要被写体を追尾してゆくと、ｍ×ｎ［画素］の範囲
が、図２１に示されるように、測距追尾動作限界ライン
29に接近し、更にこの測距追尾動作限界ライン29から外
れることが考えられる。

【００５８】このような場合、上記（９）式及び（10）
式に従って測距追尾範囲27が移動すると、図２１に示さ
れるように、測距追尾範囲27はｍ×ｎ［画素］を保持す
ることができなくなる。つまり、測距追尾範囲27の移動
は、主要被写体の動きに準じているため、上述したよう
な状態になるということは、上記被写体がこのまま移動
すると測距追尾動作可能範囲29から外れ、構図変更を必
要とする可能性が高いと考えられる。そこで、測距追尾
範囲27がｍ×ｎ［画素］を保持することができないとい
うことがＣＰＵ15内で判断された場合、防振装置24中に
含まれる図示されない駆動制御部への角速度情報の送出
を停止することで、ディスク型超音波モータ（図示せ
ず）の作動を停止する。また、このことで動体追尾と防
振の両方が解除されるため、解除したことを撮影者に告
知する必要が生じる。このため、告知手段としてのＬＥ
Ｄ23がファインダ内で点灯、点滅することで告知を行う
ようにしている。そして、この告知の信号はＣＰＵ15か
ら出力される。

【００５９】尚、上述したものは、測距追尾範囲27がｍ
×ｎ［画素］を保持することができない場合の防振装置
24の動作を停止するものであったが、これに限られるも
のではない。例えばｍ×ｎ［画素］を保持していても測
距追尾動作可能範囲28内の画素の一番端の画素等、任意
の領域（図１０中のａ₁₁〜ａ_1m，ａ₁₁〜ａ_n1）が、測距
追尾範囲27のうちに含まれる場合、上述した実施例と同
様に、主要被写体がそのまま移動すると測距追尾動作可
能範囲28から外れ、構図変更を必要とする可能性が高い
と考えられる。

【００６０】そこで、測距追尾範囲27のうち、１つでも
測距追尾動作可能範囲28内の画素の一番端の画素等、任
意の領域（図１０中のａ₁₁〜ａ_1m，ａ₁₁〜ａ_n1）を測距
追尾範囲27として使用することがＣＰＵ15で判断された
場合も同様に、防振装置24の動作を停止することで上述
した実施例と同様の効果を得るための動作が可能とな
る。

【００６１】以上の動作により、追尾中の被写体が測距
追尾動作可能範囲28から外れた場合でも、防振装置24が
作動しないために構図変更が行いやすくなり、このこと
で再度被写体を画面内の測距追尾動作可能範囲28に戻す
ことが可能となる。

【００６２】次に、再度被写体を追尾しながら防振を行
う場合について説明する。

【００６３】上述したように、追尾していた主要被写体
33が測距追尾動作可能範囲28から外れると、構図変更の
管径から、防振装置24の作動が停止される。そこで、構
図変更を行って追尾したい被写体を測距追尾動作可能範
囲28に入れ、これを完了すると再度被写体を追尾しての
撮影を行い、且つぶれのない写真を撮影するための防振
装置24を作動させることが考えられる。

【００６４】ここで、図１７に示されるフローチャート
を参照して、カメラの測距追尾範囲の設定方法を説明す
る。

【００６５】図２２はカメラのグリップ部周辺を示した
もので、図中34はカメラ本体を表している。同図に於い
て、レリーズスイッチＳＷは、測距追尾範囲設定装置35
によって囲まれれるように配置されている。また、この
カメラの種々の情報を表示する表示部36が、カメラ本体
34の上部に設けられている。

【００６６】上記測距追尾範囲設定装置35は、例えば８
方向について設けられているもので、これら８方向のう
ちの何れかを押下することにより、図２１に示される測
距追尾範囲27が、それぞれの方向に移動するようになっ
ている。これは上述した図３及び図１９の説明より明ら
かなように、測距追尾範囲27の位置については、撮影者
がファインダから視認することにより確認することがで
きる。

【００６７】先ず、ステップＣ１にて、フラグやレジス
タ等の初期化が行われたならば、ステップＣ２に進ん
で、上述した操作により追尾被写体の位置が設定され
る。そして、構図変更により追尾したい被写体を測距追
尾範囲27に収めたならば、ステップＣ３に於いて、レリ
ーズスイッチＳＷが半押し（ファーストレリーズスイッ
チＳＷ１オン）されているか否かが判定される。ここ
で、ファーストレリーズスイッチＳＷ１がオンされてい
ない場合は、ステップＣ15に進んで表示タイマがタイム
オーバであるか否かが判定される。この場合、タイムオ
ーバでなければステップＣ２に戻り、タイムオーバであ
れば動作を停止する。

【００６８】上記ステップＣ３でファーストレリーズス
イッチＳＷ１がオンされていれば、撮影者が追尾したい
被写体を、カメラ側が測距追尾範囲27として認識する。
そして、以後被写体の追尾を続けると同時に、それまで
ＣＰＵ15から図示されない補正用アクチュエータ駆動制
御部へ角速度情報の送出をしていたのを再開すること
で、防振装置24を可動状態にする（ステップＣ４、Ｃ
５）。尚、この際、防振作動のＬＥＤ23を点灯させる
（ステップＣ６）。

【００６９】ここで、追尾したい主要被写体33が測距追
尾動作が可能な範囲28から外れたか否かがステップＣ７
にて判定される。上記主要被写体33が測距追尾動作可能
範囲28から外れている場合は、後述するステップＣ12に
進む。一方、主要被写体33が測距追尾動作可能範囲28の
範囲内であれば、続いてステップＣ８でレリーズスイッ
チＳＷが全押し（セカンドレリーズスイッチＳＷ２オ
ン）であるか否かが判定される。ここでセカンドレリー
ズスイッチＳＷ２がオンであれば、公知の露出動作、フ
ィルムの１駒の巻上げ動作を行い（ステップＣ９、Ｃ1
0）、ステップＣ11に進む。一方、ステップＣ８でセカ
ンドレリーズスイッチＳＷ２がオンされていない場合
は、ステップＣ11にジャンプする。このステップＣ11で
は、ファーストレリーズスイッチＳＷ１がオンされてい
るか否かが判定されるもので、オンされている場合はス
テップＣ７に戻り、オフの場合はステップＣ12に移行す
る。

【００７０】そして、ステップＣ12及びＣ13にて、それ
ぞれ追尾動作及び防振装置24の作動が停止され、更にス
テップＣ14で防振作動のＬＥＤ23が消灯される。その
後、再びステップＣ２に戻り、追尾被写体の位置設定を
受け付けるようにする。

【００７１】このように、自動的に防振装置24の作動が
解除されるため、スムーズに構図変更を行うことができ
る。そして、構図変更により追尾したい主要被写体33を
再度測距追尾動作可能範囲28内に入れ、追尾を開始した
い任意の位置を設定することにより、被写体の追尾と防
振装置24の作動が同時に開始され、再度「動体追尾＋防
振」での撮影が可能になる。

【００７２】また、このような構成により、撮影される
効果を逆の形で利用することも可能になる。すなわち、
構図変更をしたいとき、若しくは構図変更をして追尾す
る被写体を変更したいとき等は、敢えてカメラ本体34を
防振装置24が作動できる範囲以上に動かして手ぶれ状態
を発生させ、現在追尾している被写体が測距追尾動作可
能範囲28から外れるようにする。これにより、防振装置
24が自動的に解除されて構図変更が可能となり、また追
尾する被写体を変更したい場合は設定操作を行うように
すればよい。

【００７３】更に、ズームレンズ使用時であれば、焦点
距離を順次テレ端側にすることで主要被写体33を測距追
尾動作可能範囲28から外すことで、同様のことが可能に
なる。

【００７４】以上述べたように、「動体追尾＋防振」の
撮影中に、追尾している被写体が測距動作可能な範囲か
ら外れる場合、若しくは外れようとする場合、次に構図
変更が行われる可能性が高いと判断し、防振装置24の作
動を停止することで、通常手ぶれと同様の動きと見なさ
れる構図変更の動きをスムーズに行うことが可能とな
る。そして、構図変更により、追尾したい主要な被写体
を測距追尾動作可能範囲28に入れて再度追尾を行うた
め、測距範囲の設定を行うのと同時に停止していた防振
装置24を作動させることで、「動体追尾＋防振」の撮影
が再び可能となる。

【００７５】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、カメラ
の機械的動き（ぶれ）を検出してこれを補正する機能を
有するカメラに於いて、主要被写体が撮影画面内、若し
くは測距動作範囲からか外れる等の理由により撮影者が
構図変更を行った場合、撮影者の意思に反してカメラの
ぶれ補正機構が作動して構図変更をすることができなく
なることのないカメラのぶれ防止装置を提供することが
できる。これにより、別個の操作が必要とされていたも
のが、一度の操作のみで撮影、防振動作の解除、追尾被
写体の設定及び防振装置の作動という一連の動作を行う
ことができる。

【００７６】

【表１】

【００７７】

【表２】

【００７８】

【表３】

【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】カメラの回転方向の例を表した図である。

【図５】図３のメカぶれ検出部を示すブロック構成図で
ある。

【図６】図４でｘ軸のプラス側から見たカメラの概略的
な側断面図である。

【図７】図４でｙ軸のプラス側から見たカメラの概略的
な側断面図である。

【図８】図５のメカぶれ検出を説明するフローチャート
である。

【図９】図２のエリアイメージセンサの動体追尾範囲を
含む像を示した図である。

【図１０】図９に対応したエリアイメージセンサ 13aの
動体追尾範囲内の画素配列を示した図である。

【図１１】図９に対応したエリアイメージセンサ 13bの
動体追尾範囲内の画素配列を示した図である。

【図１２】動体フィルム面上でのｘ，ｙ軸方向の像移動
速度Ｖx ，Ｖyと、動体の光軸方向への移動速度Ｖz を
求める方法を説明するフローチャートである。

【図１３】撮影レンズとフィルムに対する回転方向の例
を表した図である。

【図１４】２像間隔を説明するもので基準像を示した図
である。

【図１５】２像間隔を説明するもので像の時間的ずれ量
Ｓ₁を表した図である。

【図１６】Ａ像とＢ像の被写体の２像間隔を説明する図
である。

【図１７】カメラの測距追尾範囲の設定方法を説明する
フローチャートである。

【図１８】カメラのファインダ部内の測距追尾範囲及び
その周辺部を示した図である。

【図１９】図２のＬＥＤの詳細図である。

【図２０】図１８の測距追尾範囲が移動する例を示した
図である。

【図２１】図１８の測距追尾動作可能範囲の詳細を示し
た図である。

【図２２】カメラのグリップ部周辺を示した図である。

【符号の説明】

１…光電変換手段、２…追尾演算手段、３…表示手段、
４…告知手段、５…メカぶれ検出手段、６…防振制御手
段、７…防振手段、11…撮影レンズ、12…焦点検出光学
系、13、 13a、 13b…エリアイメージセンサ、14…イン
ターフェース回路、15…ＣＰＵ（中央処理装置）、16…
ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、17…レンズＲＯ
Ｍ、18…レンズ駆動回路、 18a…レンズ駆動用モータ、
19…ＬＣＤドライバ、 19a…ＬＣＤ、20…スリット、 2
1a…発光ダイオード、 21b…フォトダイオード、22…表
示装置、23…ＬＥＤ、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。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年４月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６３】上述したように、追尾していた主要被写体
３３が測距追尾動作可能範囲２８から外れると、構図変
更の関係から、防振装置２４の差動が停止される。そこ
で、構図変更を行って追尾したい被写体を測距追尾動作
可能範囲２８に入れ、これを完了すると再度被写体を追
尾しての撮影を行い、且つぶれのない写真を撮影するた
めの防振装置２４を差動させることが考えられる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の像を電気信号に変換する光電変
換手段と、この光電変換手段の出力に基いて主要被写体を追尾する
ための演算を行う追尾演算手段と、この追尾演算手段の出力に基いて上記主要被写体の位置
を表示する表示手段と、上記追尾演算手段の出力に基いて上記主要被写体が撮影
フレームの外部に出た際にこのことを告知する告知手段
と、カメラに発生する機械的なぶれを検出するメカぶれ検出
手段と、上記カメラに発生するぶれを防止する防振手段と、上記主要被写体が上記撮影フレームの外部に出るまでは
上記メカぶれ検出手段の出力と上記追尾演算手段の出力
に基いて上記防振手段を制御し、上記撮影フレームの外
部に出た際には上記防振手段の作動を禁止する防振制御
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。