JPS62241420A - ハイパスフイルタ制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 この発明は１例えばＩ　Ｈｚないし３０　Ｈｚ程度の比
較的低い周波数の振動を受ける機器の振動検出用加速度
積分器に組合せて使用するノ・イノ臂スフイルタ制御装
置に関し、更に詳細には、カメラ等の機器に搭載するた
めの振動検出器に使用する加速度積分器に対し重力加速
度ｇによる直流成分やＩＨｚ未満の低周波数成分等のバ
イアス出力を除去し九真の加速度信号を可及的短時間で
出力するハイパスフィルタ制御装置に関する。

〔発明の背景〕

現代のカメラでは露出決定やピント合せ等の撮影にとり
て′Ｍ要な作業はすべて自動化されている九め、カメラ
操作に未熟な人でも撮影失敗を起す可能性は非常に少な
くなっているが、カメラプレによる撮影失敗だけは自動
的に防ぐことができない。

それ故、最近ではカメラプレに起因する撮影失敗をも防
止することのできるカメラが研究されてお勺、特に、撮
影者の手プレによる撮影失敗を防止することのできるカ
メラについての開発研究が進められている。

上記の手プレは１周波数にしてｌｆｈないし３０Ｈｚの
振動、つまシ加速度運動でるるが、カメラシャッターの
レリーズ時点において、このような手プレを起していて
も、像プレのない写真を撮影できる九めには１手プレに
よるカメラの振動を検出し。

その検出値に応じて像をカメラの振動変位の方向に逆向
きに変位させてやらなければならない。

従って、上記目的（すなわち、カメラプレが生じても像
のプレを生じない写真を撮影できること）を達成する九
めにはカメラの振動（特に手プレによる振動）を正確に
検出することが必要となる。

そしてカメラプレの検出は、原理的にいえば、加速度信
号を出力する加速度針および該加速度信号を１階積分も
しくは２階積分して速度信号もしくは変位信号を出力す
る積分器を含むカメラプレ検出システムをカメラに搭載
することによって行なうことができる。

加速度計を用いたカメラプレ検出システムについて、第
８図ないし第１３図を参照してその概要を説明する。

第８図は、図示矢印４方向のカメラ縦ズレ検出システム
の図で６９１紙面に垂直な方向のカメラ横プレ検出シス
テムについては省略されている。

同図中１は、カメラダディ、２はカメラレンズ。

３ａ、３ｂは各々サー？加速度計等の微小加速度を検出
できる二つの加速度計で、それぞれの加速度検出方向を
矢印３ａ’　ａ　３ｂ’で示す。カメラ横プレの検出に
おいても同様な加速度計を使用すれはよく、この場合の
加速度の検出方向は矢印３ａＺ　３ｂ’に対し９０’す
なわち紙面に垂直な方向となる。

５は二つの加速度計３ｍ、３ｂの出力の差分を取る差動
増幅器、６は積分回路である。積分回路６は、第９図（
、）に示すような１階積分回路では加速度計出力を速度
に変換して出カフとし、第９図（ｂ）に示すような２階
積分回路では加速度計出力を変位に変換して出カフとす
る。ここで第９図−）。

（ｂ）中８は演算増幅器、９は抵抗、１０はコンデンサ
で、入力端子１１に差動増幅器５の出力が入力され、出
力端子１２には速度信号が、出力端子１３には変位信号
がそれぞれ出力される。ま九。

１４はリセットスイッチで１通常はオン状態であゃ１例
えばレリーズ動作時にオフ状態とすることでコンデンサ
１０にチャージを始め積分を開始する。

再び第８図に戻シカメラプレ検出動作の説明をする。い
ま、カメラマンがカメラを構え被写体を狙い始めるとす
る。このときカメラは矢印４の方向及び紙面垂直方向に
微少にプレる。このプレは周波数ＩＨｚないし３０　ｋ
ｌｚの振動、つｔシ加速度運動である。第８図における
矢印４方向のプレ検出について説明するに、カメラが矢
印４方向にプレると加速度計３ｍ、３ｂには各々異なり
九プレ加速度が入力される。これはカメラが０点を中心
としてプした場合、その加速度は０点に近い加速度計３
ｂより０点から離れている加速度計３１の方に大きく加
わることによる。この二つの加速度計３ｍ、３ｂの出力
の差分を差動増幅器５により求めることでカメラが矢印
４方向にプレ（縦方向振動）るとき生じ九加速度信号が
得られる。ここでカメラマンが被写体を狙りたとき第９
図（ａ）もしくは（ｂ）のスイッチ１４をオフにするこ
とで差動増幅器５からの出力を積分回路６により積分を
開始し、これによってカメラプレ速度信号もしくはカメ
ラプレ変位信号の出力を得ることができる。

以上説明したようなシステムにおいて、例えば加速度信
号の波形および該加速度信号から積分して得られる速度
信号波形を例示すれば第１０図（ａ）。

（ｂ）に示すとおりである。すなわち第１０図（１）は
第９図（ａ）の１階積分器を用いて入力淘子１１からの
加速度信号１５を積分して速度信号１６として出力端子
１２に出力し九場合の理想波形を示すものである。しか
しながら実際には前記加速度計３１゜３ｂ各々に精度に
バラツキがあシ差動増幅器５からの二つの加速度計３ｍ
　、３ｂの差分出力には第１０図（ｂ）の加速度信号１
５ｓ　に示すように該信号の出力０点（矢印１９）から
ずれ友幾分のバイアス出力２０．が加わっている。この
ような状態の加速度信号１５１を積分すると、そのバイ
アス分までも積分されることになる九め、積分後の速度
信号１６１の精度は著しく低いものとなる。

そこで、第１１図に示すように、差動増幅器５と積分器
６との間に直列に第１２図に示す−・イ・９スフイルタ
２１を入れることでバイアス出力等の周波数成分をもた
ないように、例えばＩＨｚＨｚ未満しい低い周波数の出
力音カットして積分器入力加速度出力にバイアス出力が
加わらないようにする試みがなされている。

上記ハイパスフィルタ２１は、第１２図に示すように、
直流成分およびＩ　Ｈｚ未満の低周波数成分等からなる
バイアス出力信号を含む加速度信号が入力される入力端
子１１．バイアス出力をカットする丸めの抵抗９１とコ
ンデンサ１０．からなるＲ１Ｃ１直列回路、ノイズを除
去するとともに増幅度を決定するｍめの、抵抗９２とコ
ンデンサ１０鵞からなるＲ２Ｃ２並列回路、演算増幅器
８およびバイアス出力をカットされ次加速度信号のみが
出力される出力端子２２からなる。入力端子１１からの
差分加速度信号は、ハイ・やス時定数決定用のＲ，Ｃ。

直列回路とノイズ低減兼増幅度決定用のＲ２Ｃ２並列回
路と演算増幅器８とからなるハイパスフイルタの回路構
成によって、バイアス出力がカットされ九補正加速度信
号として出力端子２２に出力される。

次に第１３図はハイパスフイルタ２１の作用ｔ’説明す
る図で、入力端子１１に入力される加速度４き号１５１
にはバイアス出力２０１が加わりている。このような入
力をハイ１４’スフイルタ２１に通すことで出力亀子２
２にはバイアス出力がカットされた補正加速度信号１５
鵞が出力される。しかしながら信号波形を示す第１３図
かられかるように、補正加速度信号１５雪は−・イノ９
スフイルタ２１に入力開始された時点（矢印２３）より
時間τの経過後の時点（矢印２４）においてはじめてバ
イアス出力が除去された安定領域に入るものであり、こ
の安定するまでの時間τはハイノ４ス時定数を決定する
Ｒ１Ｃ４直列回路の抵抗値とコンデンサ容量の積に比例
する。

ところで、カメラプレによる振動等の周波数は１　）ｆ
ｚないし３０　Ｈｚであることが知られているから１重
力加速度ｇのような直光成分やＩＨｚＨｚ未満周波数成
分等のバイアス出力のみをカットするようにハイ・臂ス
時定数を定めねばならない。この場合Ｒ１Ｃ１直列回路
の抵抗９１を３ＭΩ、コンデンサ１０１　を１μＦに設
定する必要があり、前記補正加速度信号１５２の安定す
るまでの時間τとして約３秒が心安となる。なお、この
場合においてノイズ低減兼増幅度決定用のＲ２Ｃ２並列
回路の抵抗９１を６８にΩ、コンデンサ１０雪を１００
ＯＯＰＦに設定して２００Ｈｚ以上で存在する電気的ノ
イズを除去するようにしている。

上記のようなハイパスフイルタをカメラプレ検出システ
ムに適用した場合、補正加速度信号の初期不安定時間τ
が約３秒もあるということは、その間にシャッタをきる
と像プレのない撮影ができなくなることを意味するから
、カメラマンにとって補正加速度信号出力が安定するま
での３秒間カメラを構えｆｃまま待っていなければなら
ず大きな負担とならざるを得ないという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記した従来のハイ／４’スフイルタにおける
入力開始時の初期不安定時間を可及的に短縮し、しかも
、バイアス出力をカットして真の補正加速度信号を出力
するようにしたー・イノＪ？スフイルタ制御装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成する九め１本発明は、直流成分およびｌ
ｕｘ未溝の低周波成分等からなるバイアス出力信号を含
む加速度信号が入力される入力端子、前記バイアス出力
を除去する九めの８．Ｃ１直列回路、ノイズを除去する
とともに演算増幅度を決定するための１２Ｃ，並列回路
、演算増幅器および前記バイアス出力が除去され九加速
度信号のみが出力される出力端子を有し、前記Ｒ１Ｃ４
直列回路が前記入力端子と前記演算増幅器の反転入力端
子との間に接続されるとともに、前記Ｒ２Ｃ２並列回路
が前記演算増幅器の反転入力端子と前記出力端子との間
に接続されてなるハイ／４’スフイルタと、該ハイパス
フイルタに組合わされる切換えスイッチ手段とからなり
、該切換えスイッチ手段はスイッチの初動時に極短時間
だけ前記Ｒ１Ｃ１直列回路の時定数を所期値より小なら
しめるように構成し友ことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下第１図ないし第７図を参照して本発明の実施例につ
き詳細に説明する。

第１図（ａ）　、（ｂ）　、　（ｅ）は本発明の第１実
施例を示し、この実施例では、第１２図に示す−イパス
フイルタ２１の抵抗９１と並列に抵抗９３が入っており
、抵抗９には導電板２７に、抵抗９３は導電板２６にそ
れぞれ接続され、二つの導電板２６．２７は非導電板３
１により互いに隔離されている。２５はスイッチノブで
その切欠き部４１には燐青銅板２８．２９が撓められて
はめ込まれている。３０はスプリングで通常スイッチノ
ブ２５を図示のように押上げている。燐青銅板２８．２
９は共にハイパスフイルタ２１０入力端子１１に接続さ
れており、導電板２６．２７と共に接触スイッチを構成
している。

導電板２６．２７および燐青銅板２８．２９で構成され
る接触スイッチの動作を第２図（ａ）　、　（ｂ）に示
す。第２図−）は、導電板２７と燐青銅板２９とのスイ
ッチ状態３９であシ、第２図（ｂ）は導電板２６と燐青
銅板２８のスイッチ状態４０でめる。

第１図（、）に示す状態において、スイッチノブ２５を
矢印３２の方向に押込むと、第２図−）（ｂ）かられか
るようにその初動時に極短時間だけスイッチ状態３９．
４０は共にオンとなシ、この時抵抗９１と抵抗９３の両
方に対して入力端子１１からの信号が入る。

ここで第１図ハイパスフイルタ２１の安定する時間τを
決定する抵抗９１及びコンデンサ１０゜において、抵抗
９１は並列に抵抗９３が加わり九ことにより実質的に抵
抗が小さくなる。（第１図（ｂ））前記し友ようにハイ
パスフイルタ２１の安定スるまでの時間τは抵抗９１と
コンデンサ１０１の積に比例するｍめ並列に抵抗９５が
加わり九ことで直列Ｒ１Ｃ，回路の抵抗値は一時的に小
となり、その友め同回路の時定数の値は一時的に所期値
より小さくなって、安定するまでの時間は短くなる。例
えば第１３図で説明したと同様に抵抗９Ｋを３ＭΩ。

コンデンサ１〇五を１μＦとし、第１図の抵抗９３ｔ−
１００にΩに設定するとハイパスフイルタ２１の安定す
るまでの時間は約０．１秒となる。

次に、カメラプレの原因となるバイアス出力のみをカッ
トするｍめ直列Ｒ１Ｃ１回路の時定数を所期値にするよ
うノブ２５は更に押し込まれる。この時にはスイッチ状
態４０に示すようにオフとなって並列に入ってい几抵抗
９３はなくなシ抵抗９１及びコンデンサ１０１　よ構成
る所期値時定数のハイパスフイルタとなる。（第１図（
Ｑ））Ｌかし前記スイッチ状態３９．４０共にオンのと
きに既に補正加速反出力は安定している丸め、七の後ス
イッチ状態４０に示すオフになっても補正加速度出力が
安定するまでの待ち時間は必要でなくなる。

第３図は第１図および第２図で説明した実施例における
効果を説明する図で入力端子１１の信号加速度１５１に
はバイアス出力２０１が加わりているが本実施例のハイ
パスフイルタ後の出力端子２２からの補正加速度１５鵞
は非常に短い待ち時間の間に既に安定していることがわ
かる。

以上に説明した第１実施例においては１機械的手段によ
り二つのスイッチ状態３９．４０の操作を行うようにし
たが１本発明はこのようなメカスイッチに限られるもの
ではなく、アナログスイッチ、遅延回路、ＯＲダート等
による電気的手段によりスイッチの切換え操作を行う構
成にすることができ、第４図はその実施例を示すもので
ある。

すなわち、第４図の第２実施例において、・・イ１？ス
フイルタと入力端子１１の間にアナログスイッチ３６．
０Ｒｒ−）３５及び遅延回路３４からなる切換えスイッ
チが入っている。同図中、３２゜３３は同期してオンオ
フするスイッチで、スイッチ３３は入力端子１１に、ス
イッチ３２は一定電位の出力源にそれぞれ接続されてい
る。

上記スイッチの動作を説明するに、スイッチ３３．３２
ｆｔ同時にオンすると、抵抗９１には入力端子１１から
の信号が入る。しかし遅延回路３４があるためオアｆ　
−）　３５には信号が入らす３７には（ｌｉ号が入らな
い。そのためアナログスイッチ３６内のスイッチ３８は
オンとなっており。

入力端子１１からの信号は抵抗９３にも入力され。

２つの抵抗９１　＋９３が並列状態（第４図（ｂ））と
なるため補正加速度出力（出力端子２２）は短期間で安
定する。更に一定期間経過後遅延回路３４からの信号が
オアｆ　−）　３５に入力され信号３７がアナログスイ
ッチに人力されアナログスイッチ内のスイッチ３８はオ
フとなり、抵抗９３には入力端子１１からの信号が入力
されなくなるためノ１イノ母スフイルタ能力は抵抗９１
、コンデンサ１０１により決定され、カメラブレの原因
となる加速度のバイアス成分のみをカットした精度の高
いノ・イノ臂スフィルタとなる。

第５図（ａ）　、（ｂ）　、　（ｅ）は第３実施例を示
すもので。

この実施例では、ＲｌＣ，直列回路中のコンデンサとし
て並列に接続されたコンデンサ１０３とコンデンサ１０
４を用いている。ここにコンデンサ１０３とコンデンサ
１０．の合計した容量を第１および第２実施例における
コンデンサ１０２の容量に等しくしである。

第３実施例の動作について説明するに、スイッチノブ２
５を矢印３２の方向に押すスイッチ動作の初期にはコン
デンサ１０４はスイッチオフの状態で容量は小さく時定
数は所期値より小さく、スイッチ動作の終期にはコンデ
ンサ１０３とコンデンサｔＯＷが並列接続され、ハイパ
スフイルタ能力は第１および第２実施例と同等となる。

第６図（ａ）　、（ｂ）　、　（ｃ）は第４実施例を示
すもので。

この実施列では、切換スイッチ手段として可変のコイル
抵抗９７を使用している。

第４実施列の動作について説明するに、第７図に示すよ
うにバイアス出力２０１の加わり九加速度信号１５．が
矢印２３の時点で入力される。スイッチノブ２５を矢印
３２の方向に押しスイッチ動作を開始すると、燐青銅板
２８はコイル抵抗９ｖ上で上端５３から下端５４に向っ
て摺動する。

いま燐青銅板２８がコイル抵抗９ｖの上端５３側にある
ときは、加速度１５にのバイアス出力２０１は瞬時にし
て除去できる。友とえばこのときの抵抗９４が１００に
Ωであるとすると補正加速度信号が安定するまでの時間
は約０．１秒でよい。

そのときの出力端子２２からの出力は、バイパス時定数
決定用コイル抵抗９ｖの抵抗値が真のカメラプレ加速度
信号出力に影響しないようにするために設定した抵抗値
（例えば３ＭΩ）とは異るため精度を欠くことになるが
、安定までの時間が前記のように０．１秒と短い九め実
際上問題はない。

その後燐彎銅板２８がコイル抵抗９７０下端５４側に移
シ、このときの抵抗値がバイパス時定数決定のために設
定し九３ＭΩと等しくなると、出力熾子２２からの補正
加速度信号１５２は出力精度の高いものとなり、しかも
この時点では既にバイアス出力２０１の影響は除去され
ているため。

出力端子２２からは補正加速度信号１５２の安定した出
力が得られる。

〔発明の効果〕

本発明はその特徴とするハイノＪ？スフイルタと切換え
スイッチ手段との組合せにより、スイッチ動作の初期に
おいて補正加速度信号出力が安定するまでの時間を著し
く短縮することができ、これをカメラ搭載の加速度検出
システムに組込むことにより、像プレの生じない撮影に
寄与するところの安定し友加速度出力を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は第１実施例の
説明図、第２図（、）　、　（ｂ）は第１実施例の切換
えスイッチ機構の動作状態説明図、第３図は第１実施例
の効果説明口。 第４図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は第２実施例の
説明口、第５図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｅ）は第３
実施例の説明図、第６図（ａ）　、　（ｂ）（ｃ）は第
４実施例の説明図、第７図は第４実施例の効果説明口で
ある。 第８図はカメラプレ検出システムの概略説明図。 第９図（＆）　、　（ｂ）はそれぞれ１階積分回路図お
よび２階積分回路図、第１０図（ａ）　、　（ｂ）は加
速度および速度の信号波形図で、（、）はバイアス出力
のない場合。 （ｂ）はバイアス出力のある場合の波形を示す。第１１
図は第８図のカメラプレ検出システムにハイＡ！スフイ
ルタを組込んだ構成の概妥図、第１２図はハイＡスフイ
ルタ回路図、第１３図は第１２図に示すハイパスフイル
タ回路における問題点の説明図である。 １・・・カメラボディ、　　　２・・・カメラレンズ。 ３ａ　、３ｂ・・・加速度針、５・・・差動増幅器。 ６・・・積分回路、　　　　８・・・演算増幅器。 ９・・・抵抗、　　　　　　　１０・・・コンデンサ、
１１・・・入力端子。 １２．１３．２２・・・出力端子。 １４・・・リセットスイッチ、１５・・・加速度信号。 １６・・・速度信号、　　　　　２１・・・ハイノ母ス
フイルタ、２５・・・スイッチノブ。 ２７．２８．２９・・・燐青銅板。 第２図 第３図 第６図 第７図 ２３乙Δ牛 第１０図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　バイアス出力を含む加速度信号が入力される入力端
   子と演算増幅器の反転入力端子との間に接続されたハイ
   パス時定数決定用のＲ＿１Ｃ＿１直列回路と前記演算増
   幅器の反転入力端子と演算増幅出力端子との間に該演算
   増幅器と並列に接続されたノイズ除去兼演算増幅度決定
   用のＲ＿２Ｃ＿２並列回路とを含み、前記演算増幅出力
   端子からバイアス出力を除去した加速度信号を出力する
   ようにしたハイパスフイルタと、該ハイパスフイルタに
   組合せて使用する切換えスイッチ手段とからなり、該切
   換えスイッチ手段はスイッチの初動時に極短時間だけ前
   記Ｒ＿１Ｃ＿１直列回路の時定数を所期値より小ならし
   めるように構成したことを特徴とするハイパスフイルタ
   制御装置。 ２　前記切換えスイッチ手段は機械的スイッチ手段であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のハイ
   パスフイルタ制御装置。 ３　前記切換えスイッチ手段は電気的スイッチ手段であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のハイ
   パスフイルタ制御装置。