JPH0731346B2

JPH0731346B2 - カメラの手振れ検出装置

Info

Publication number: JPH0731346B2
Application number: JP61023609A
Authority: JP
Inventors: 貴之畑瀬; 好美大野; 進井口; 大介畑; 一雅青木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPS62182728A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、カメラの手振れ検出装置に関するものであ
り、特に、カメラのオートフォーカス装置を利用した手
振れ検出装置に関する。

（従来技術）輝度の低い被写体をカメラで撮影しようとするとシャッ
タ速度が遅くなり、手振れを生ずるから、手振れを生ず
るようなある一定のシャッタ速度以下の場合にはこれを
検出して表示し、カメラの使用者に注意を促すようにな
っている。

従来のカメラの手振れ検出装置は、自動露出制御装置を
利用して、被写体の輝度情報に基づいて手振れ検出を行
うようになっていた。しかるに、手振れを生ずるか否か
は被写体の動きにも関係するものであり、通常の被写体
なら手振れを生じないシャッタ速度でも、動きの早い被
写体に対しては被写体像が画面上で流れて実質的に手振
れと同様の事態が生ずる場合があり、従来の手振れ検出
装置ではかかる場合に手振れを検出することはできな
い。また、手振れを生ずるシャッタ速度の限界はカメラ
の使用者の熟練度によって異なるが、従来の手振れ検出
装置では、使用者の熟練度に応じた手振れ検出は不可能
である。

（目的）本発明は、かかる従来のカメラの手振れ検出装置の問題
点を解消するためになされたものであって、オートフォ
ーカス装置を利用して手振れ検出を行うようにすること
により、被写体の移動速度に対応した手振れ検出を可能
にし、また、必要ならカメラの使用者の熟練度等に応じ
て手振れ検出も可能なカメラの手振れ検出装置を提供す
ることを目的とする。

（構成）第１図は、本発明の基本構成を示すものであり、光学系
を通じて結ばれる被写体像を光電交換する受光部群11
と、この受光部群11の近傍に設けられて被写体像の平均
輝度を光電交換するモニタ受光部12と、このモニタ受光
部12と上記受光部群11をある一定のレベルにクリアする
ためのパルスを出力するクリアパルス発生手段13と、モ
ニタ受光部12の出力が基準電圧以下になったかどうかを
判断する判断手段14と、判断手段14によりモニタ受光部
12の出力が基準電圧以下になったと判断されたとき上記
受光部群11の蓄積電荷を転送部へシフトすべくパルスを
出力すると共に、上記受光部群11の蓄積電荷が転送され
終わってから再び受光部群11の蓄積電荷をシフトすべく
２回目のパルスを上記するシフトパルス発生手段15と、
上記受光部群11の蓄積電荷を転送するためのパルスを発
生する転送パルス発生手段16と、１回目のクリアパルス
が出力されてから１回目のシフトパルス出力までの時間
と２回目のクリアパルスが出力されてから２回目のシフ
トパルス出力までの時間を一致させる時間一致手段17
と、受光部群11からの１回目の画像出力と２回目の画像
出力とを比較して手振れの有無を演算する比較演算部18
とを有してなる。

まず、実施例の説明の前に、本発明の原理的な部分につ
いて説明する。

画像の検出装置において、ある時点での被測定物の画像
と、その時点からある所定の時間（以下これを「Ｔα」
という）経過後の被測定物の画像とを比較することによ
り、検出装置の画面内おける被測定物像の相対的な移動
を検出することができる。そこで、被測定物が被写体で
あるとし、検出装置がカメラのオートフォーカス装置で
あるとすれば、所定の時間Ｔα内での被写体像の相対移
動量を検出することができるはずであり、上記移動量が
一定以上の場合は手振れを生ずるものと判断することに
より、手振れ検出に利用できるはずである。

このような、被測定物の画像の移動量を検出する装置で
は、同一被測定物を同一光学系及び同一素子で検出する
のが理想である。そこで、本発明では、一つの光学系を
通じて結ばれる被写体像を光電交換する一組の受光素子
群を用いて手振れを検出するようにしたものであるが、
被測定物の画像を光電変換する素子として電荷結合素子
（以下「CCD」という）のような積分型の素子を使用す
る場合、Ｔαを自由に設定できないという不具合があ
る。これは、例えば、被測定物をカメラの一般被写体と
し、検出する目的を手振れとすると、この手振れ検出と
いう目的を充分に発揮する状況は、シャッタ速度の遅
い、即ち被写体輝度が低いときであり、そのようなとき
は素子の積分時間が長くなる。被測定物の画像の移動量
を同一光学系及び同一素子で検出しようとする場合に
は、Ｔαは一組の素子における転送時間Ｔφ１より長く
設定する必要があるが、このような時間制限は、手振れ
検出という目的の下では何等制限になるものではない。

第２図及び第３図はそれぞれ本発明に適用可能な光学系
の例を示す。第２図に示されている光学系は、相関法に
よるオートフォーカス装置の光学系の一例であり、結像
レンズL1と、コンデンサレンズL2と、CCD25の左右の受
光部群Ａ、Ｂにそれぞれ同一被写体像を結像させるため
のレンズL3,L4とを有してなる。第３図に示されている
光学系は、コントラスト法によるオートフォーカス装置
の光学系の一例であり、結像レンズL1と、このレンズL1
からの光路を分割して、CCD25の左右の受光部群Ａ、Ｂ
にそれぞれ結像させるためのビームスプリッタ26とを有
してなる。第２図の光学系は第４図に示されているよう
な受光素子配置に適用することができ、第３図の光学系
は第５図に示されているような受光素子配置に適用でき
る。

オートフォーカス装置では、CCDのクリアパルスφｒと
シフトパルスφｔを一定のタイミングにしているが、こ
れらのパルスのタイミングを可変にすれば、オートフォ
ーカス装置を手振れ検出に流用できる。

また、オートフォーカス装置を手振れ検出装置に流用し
ようとする場合、まず、Ｔα＝０として測距しかつオー
トフォーカス動作を行い、撮影レンズを合焦位置まで駆
動する。レンズが合焦位置に停止したことを確認後、Ｔ
αをシャッタ速度に比例した値に置き換えて手振れ検出
を行う。

以下、オートフォーカス装置を利用した図示の本発明に
係るカメラの手振れ検出装置の実施例について詳細に説
明する。

第４図において、CCD25は、Ａ列のフォトダイオードア
レイでなる第１の受光部群11と、この受光部群11と同一
の線上のＢ列のフォトダイオードアレイでなる第２の受
光部群21と、各列の受光部群を構成する各画素の蓄積電
荷を転送するためのシフトレジスタ28とを有してなり、
カメラの撮影レンズを透過した被写体からの光を受光す
るようになっている。上記第１の受光部群11の近傍に
は、CCD25における電荷蓄積状態をモニタするフォトダ
イオードでなるモニタ受光部12が配置されている。第１
の受光部群11は、一つの光学系による被写体像を光電変
換し、第２の受光部群21は別の光学系による被写体像を
光電変換する。モニタ受光部12は、被写体像の平均輝度
を光電変換する。

第６図において、符号30は、オートフォーカス用中央処
理装置（以下「AFCPU」という）であり、CCD25はAFCPU3
0の指令によりCCDドライバ27を介して駆動されるように
なっている。CPU30は前記クリアパルス発生手段13を有
し、同クリアパルス発生手段13からクリアパルスφr1が
発せられると第４図におけるトランジスタ31がオンして
コンデンサ32が電源＋Ｖにより充電される。また、同時
に第１の受光部群11とモニタ受光部12が一定のレベルに
クリアされる。クリアパルスφr1が低レベルになると、
被写体像の輝度分布に応じた光電流が第１の受光部群11
に流れてその蓄積電極に電荷が蓄積される。同時にモニ
タ受光部12にも被写体輝度に応じトランジスタ33を介し
て光電流が流れ、この光電流によりコンデンサ32の電位
が低下する。このコンデンサ32の電位は、トランジスタ
34、35でなるバッファアンプを介しモニタ出力Vagcとし
てCCDドライバ27に出力される。

オートフォーカス時は、AFCPU30の指令により、CCDドラ
イバ27を通じクリアパルスφr1の出力と同時に第２のク
リアパルスφr2が発せられる。クリアパルスφr2が発せ
られると第２の受光部群21が一定のレベルにクリアさ
れ、クリアパルスφr2が低レベルになると、被写体像の
輝度分布に応じた光電流が受光部群21に流れてその蓄積
電極に電荷が蓄積される。第２の受光部群21の動作は、
手振れ検出には直接的な関係はない。

AFCPU30は、前記判断手段14とシフトパルス発生手段15
を有する。判断手段14はモニタ受光部12の出力Vagcが基
準電圧V₀（８図参照）以下になったかどうかを判断す
る。シフトパルス発生手段15は、上記判断手段14により
モニタ受光部12の出力が基準電圧以下になったと判断さ
れたとき第１の受光部群11の蓄積電荷を転送部へシフト
するためのパルスφt1をドライバ27を介して出力する。
ドライバ27からCCD25に上記シフトパルスφt1が入力さ
れると、シフトゲートが開いて蓄積電極に蓄積された電
荷がシフトレジスタ28にシフトされる。上記シフトパル
ス発生手段15は、手振れ検出動作時は、第１の受光部群
11の蓄積電荷が転送され終わってから再び第１の受光部
群11の蓄積電荷をシフトすべく２回目のパルスを出力す
るようになっている。

ここで、１回目のクリアパルスφr1が出力されてから１
回目のシフトパルスφt1が出力されるまでの時間が計測
され、２回目のクリアパルスφr1が出力されてから２回
目のシフトパルスφt1が出力されるまでの時間が、前記
時間一致手段17により上記計測値と一致させられる。

CCDドライバ27はまた、第２の受光部群21の電荷を転送
部へシフトするためのパルスφt2を発生する。ドライバ
27からCCD25に上記シフトパルスφt2が入力されると、
シフトゲートが開いて蓄積電極に蓄積された電荷がシフ
トレジスタ28にシフトされる。但し、この第２の受光部
群の動作は手振れ検出には直接的な関係はなく、手振れ
検出動作中は、第２の受光部群の蓄積電荷の転送部への
シフトが禁止される。

CCDドライバ27は、受光部群11、21の蓄積電荷を転送す
るための転送パルスφ１、φ２を発生する前記転送パル
ス発生手段16を有する。ドライバ27から転送パルスφ
１、φ２が出力されると、CCD25からトランジスタ36、
コンデンサ37及びトランジスタ38、39でなるバッファア
ンプとを介して順次ビデオ信号Voutとして出力される。

第６図に示されているように、CCD25からのビデオ信号V
outはマルチプレクサ40を介して変倍増幅器41で増幅さ
れ、アナログ・デジタル変換器42でデジタル信号に変換
され、インターフェイス43を介してCPU30に入力され
る。ドライバ27におけるモニタ出力信号Vagcはマルチプ
レクサ40を介してアナログ・デジタル変換器42でデジタ
ル信号に変換され、インターフェイス43を介してCPU30
に入力される。CPU30はCCD25からのビデオ信号Voutを取
り込む前に、変倍増幅器42の利得をモニタ出力信号Vagc
に応じてマルチプレクサ44を介して調整し、CCD25から
のビデオ信号Voutを被写体像の輝度やコントラストに応
じた倍率で増幅したものを取り込んでデフォーカス量を
高精度で算出する。

CPU30には、撮影レンズ50の焦点距離信号及び距離セッ
ト位置信号がそれらの検知回路45、46からマクチプレク
サ40、アナログ・デジタル変換器42、インターフェイス
43を介して入力され、また、エンコーダ47からのパルス
及び手動スイッチ51からの信号が入力される。エンコー
ダ47は撮影レンズ50駆動用モータ53の回転を検出する回
転検出器を構成する。スイッチ51はレリーズボタンが押
されたときにオンして自動焦点調節を行わせるレリーズ
スイッチでなる電源スイッチである。

CPU30は、第１の受光部群11からの１回目の出力と２回
目の出力とを比較して手振れの有無を演算する比較演算
部21を有する。この比較演算部21は、自動焦点調節装置
の測距演算部と共用することができる。

次に、上記実施例の動作を第７図及び第８図を参照しな
がら説明する。

なお、オートフォーカス装置としては、従来知られてい
るもの、又は本出願人の出願に係る特願昭60−241168号
明細書記載のものと同様に動作させればよい。即ち、測
距スタート信号によりＴα＝０としてCCD25の第１及び
第２の受光部群11、21の出力を自動焦点検出の演算に用
い、その演算結果に基づいて撮影レンズを合焦位置まで
駆動する。このオートフォーカスのフローで合焦が完了
したことが確認されると、次に手振れ検出を行うかどう
かをチェックし、手振れ検出を行う場合は第７図のフロ
ーに移行する。

第７図において、ステップS1で、Ｔαを測光によって求
められたシャッタ速度に比例した値Toなる定数に設定
し、ステップS2でCCD25をイニシャライズする。ここ
で、Ｔαは、受光部群11の蓄積電荷の電装に要する時間
Ｔφ１と１回目の積分時間Tiとの和（第８図参照）より
も大きい値とする。仮に、受光部群11の１ビットのデー
タ出力の所要時間を130μsecとし、64ビット分出力する
ものとすると、転送所要時間Ｔφ１は8.3msecとなる。
次に、ステップS2でクリアパルス発生手段13からクリア
パルスφr1を出力してモニタ受光部12と第１の受光部群
11をある一定のレベルにクリアし、ステップS4でCCDの
受光部群11及びCCDのモニタ受光部12の積分を開始す
る。ステップS5では、モニタ受光部12の出力電圧が基準
電圧以下になったかどうか、即ち上記積分が完了したか
どうかを判断部14でチェックし、積分が完了したときは
ステップS6でシフトパルス発生手段15から１回目のシフ
トパルスφt1を出力する。

上記シフトパルスφt1により、ステップS7で受光部群11
の蓄積電荷をシフトし、かつ、転送パルス発生手段16か
らの転送パルスによって転送する。転送が終了したらこ
れをステップS8でデジタル変換し、ステップS9でランダ
ムアクセスメモリ（RAM）のアドレスを設定して上記受
光部群11からの１回目の画像信号をメモリに格納する。

一方、ステップS6でシフトパルスφt1が出力されると、
ステップS10において、クリアパルス発生手段13から、
１回目のクリアパルスφr1よりToだけ遅延させて２回目
のクリアパルスφr1を出力し、受光部群11を再びある一
定のレベルにクリアしてステップS11で受光部群11の積
分を開始し、さらに、ステップS12でシフトパルス発生
手段15より２回目のシフトパルスφt1を出力する。ここ
で、１回目のクリアパルスが出力されてから１回目のシ
フトパルスが出力されるまでの時間が計測されており、
ステップS12では、時間一致手段17により２回目のクリ
アパルス出力から２回目のシフトパルス出力までの時間
が上記計測値と一致するように２回目のシフトパルスが
出力される。

ステップS12における２回目のシフトパルス出力により
受光部群11の蓄積電荷をシフトすると共に転送パルスに
よって転送し、ステップS13で転送が終了すると、これ
をステップS14でデジタル変換し、ステップS15でRAMの
アドレスを設定して２回目の画像信号を格納する。

こうして、デジタル変換された１回目の画像信号出力と
２回目の画像信号出力から像間隔の変化量をステップS1
6において演算する。この演算手法は、オートフォーカ
ス装置における測距演算手法と同様である。ステップS1
7では比較演算部18により、上記演算結果Coooの絶対値
を、手振れが生ずるか否かの限界値Ctと比較し、手振れ
が生ずるような値であればステップS18で手振れ警告表
示を行い、手振れが生じないような値であればステップ
S19でレリーズを許容して手振れ検出のフローを完了す
る。

以上述べた実施例は、要するに、オートフォーカス装置
を利用し、オートフォーカスでは第１の受光部群と第２
の受光部群からのビデオ信号を同時に出力して焦点を検
出するのに対して、手振れ検出では、第１の受光部群か
らのビデオ信号を時間Ｔαだけずらして出力させ、一組
の受光部群からの１回目の出力と２回目の出力によって
得られる画像の時間的動きを演算することにより手振れ
検出を可能にしたものである。従って、上記実施例によ
れば、被写体の移動速度に応じた手振れ検出が可能であ
り、また、オートフォーカス装置のハードウエアをその
まま利用し、ソフト部に手を加えるだけで手振れ検出が
可能であるから、コストの安いカメラの手振れ検出装置
を提供することができる。さらに、オートフォーカスで
は二組の受光部群が用いるのに対し、手振れ検出の場合
は一組の受光部群のみを用いるので、手振れ検出動作時
は手振れの情報信号のみを取り出すことができ、正確な
手振れ検出を行うことができる。

また、１回目の画像出力と２回目の画像出力の時間的ず
れＴαを、カメラ使用者の熟練度に応じて設定できるよ
うにしておけば、熟練度に応じた手振れ検出が可能とな
る。

なお、第５図に示されているようなコントラスト法によ
る自動合焦装置についても、二組の受光部群のうちの一
組を用いて、前述のような手振れ検出装置を同様に適用
可能である。

また、本発明は、オートフォーカス装置をもたないカメ
ラにも適用可能である。

（効果）本発明によれば、同一の被写体の画像信号を一つの受光
部群により時間的にずらして出力し、二つの出力を比較
して、画像の相対的ずれにより手振れを検出するように
したから、カメラのオートフォーカス装置を利用して手
振れ検出を行うことが可能であってきわめて安価に実現
でき、また、被写体の移動速度に応じた手振れ検出が可
能である。さらに、１回目の画像出力から２回目の画像
出力までの時間を可変とすれば、カメラの使用者の熟練
度に応じた手振れ検出が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示す機能ブロック図、第２
図は本発明に適用可能な結像光学系の一例を示す光学配
置図、第３図は本発明に適用可能な結像光学系の別の例
を示す光学配置図、第４図は本発明に適用可能な受光部
の構成の一例を示す回路図、第５図は本発明に適用可能
な受光部の構成の別の例を示す回路図、第６図は本発明
に係る手振れ検出装置の実施例を示すブロック図、第７
図は上記本発明の実施例の動作を説明するためのフロー
チャート、第８図は同じくタイミングチャートである。 11……受光部群、12……モニタ受光部、13……クリアパ
ルス発生手段、14……判断手段、15……シフトパルス発
生手段、16……転送パルス発生手段、17……転送パルス
発生手段、18……比較演算部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｂ 13/36 (72)発明者畑大介東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者青木一雅東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開昭58−174929（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学系を通じて結ばれる被写体像を光電変
換する受光部群と、この受光部群の近傍に設けられて被
写体像の平均輝度を光電変換するモニタ受光部と、この
モニタ受光部と前記受光部群を一定のレベルにクリアす
るためのパルスを発生するクリアパルス発生手段と、前
記モニタ受光部の出力が基準電圧以下になったかどうか
を判断する判断手段と、この判断手段により前記モニタ
受光部の出力が基準電圧以下になったと判断されたとき
に前記受光部群の蓄積電荷を転送部へシフトすべくパル
スを出力するシフトパルス発生手段と、前記受光部群の
蓄積電荷を転送部から転送するためのパルスを発生する
転送パルス発生手段と、前記受光部群からの画像信号に
より測距演算を行う測距演算手段とを有するカメラのオ
ートフォーカス装置において、前記シフトパルス発生手
段に対して前記判断手段により前記モニタ受光部の出力
が基準電圧以下になったと判断されたときに前記受光部
群の蓄積電荷を転送部へシフトすべくパルスを出力させ
ると共に、前記受光部群の蓄積電荷が転送部から転送さ
れ終わってから再び前記受光部群の蓄積電荷を転送部へ
シフトすべく２回目のパルスを出力させ、１回目のクリ
アパルスが出力されてから１回目のシフトパルスが出力
されるまでの時間と、２回目のクリアパルスが出力され
てから２回目のシフトパルスが出力されるまでの時間と
を一致させ、前記測距演算手段に対して前記受光部群か
ら１回目に出力された画像信号と２回目に出力された画
像信号とにより測距演算を行わせてその測距演算結果の
絶対値を限界値と比較することにより手振れ検出を行う
手段を備えたことを特徴とするカメラの手振れ検出装
置。