JPH10197910A

JPH10197910A - 防振制御装置

Info

Publication number: JPH10197910A
Application number: JP35670296A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Shiomi; 泰彦塩見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】振れ量の検出精度を向上させ、常に安定した
像振れ補正を可能にする。【解決手段】機械的構成より成るセンサを用い、その
出力より振れ量を検出する第１の振れ検出手段の出力の
取り込みタイミングで、結像される物体像の光電変換デ
ータを出力するセンサを用い、その出力の時間的変化の
ずれ量から振れ量を検出する第２の振れ検出手段の出力
をそれ以前の出力データから予測演算し、前記第１の振
れ検出手段の出力と合成して、振れ量を検出する構成
（＃１４７→＃１４８→＃１４９→＃１５０）にしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スチルカメラ等に
使用される防振制御装置に関し、特に振れセンサとし
て、機械的構成より成るセンサと光電変換データを出力
するセンサとを用い、その合成値から振れ量を検出し、
像振れ補正の制御を行う防振制御装置の改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１７に、従来の防振装置を具備したカ
メラの全体構成を示す。同図において、カメラ本体３０
０内には、カメラ全体のシーケンスやフォーカス制御，
防振制御を司るＣＰＵ３０１が具備されている。

【０００３】通常、フォーカス制御の場合、フォーカス
レンズ３０６，主撮影レンズ３０５，振れ補正レンズ３
０４を介する被写体のある領域から入射する入射光が、
メインミラー３０７，ＡＦサブミラー３０８，フィール
ドレンズ３０９を通してイメージセンサ３０３上に結像
する。このイメージセンサ３０３上に結ばれた像は、い
わゆる瞳分割方式によって上記光学系３０４〜３０６の
異なる光路を通過する一対の光束から成り、この光束に
よるイメージセンサ３０３上の２像の相対的な位置ずれ
量から、フィルム面３１１を基準としたデフォーカス量
を算出する。ＣＰＵ３０１はこの算出されたデフォーカ
ス量を基に、フォーカスレンズ３０６を光軸方向に駆動
し、フィルム面３１１上での像が合焦状態となる様に制
御を行っている。

【０００４】一方、振れ検出及び振れ補正制御を行う場
合は、所定の軸回りの角加速度，角速度等を検出する角
加速度センサや振動ジャイロ等の角速度センサで構成さ
れる機械的センサ（以下、メカニカルセンサと記す）３
０２からの出力、及び、前述した各光学系を通してイメ
ージセンサ３０３上に結像する像データの、異なる時間
どうしの相関量から算出される動きベクトル量からの像
面上での振れ出力との合成によって、つまり異なる原理
より成る２種類の振れセンサの出力に基づいてＣＰＵ３
０１は最適な像振れ補正量を算出する。そして、この算
出補正量に基づき、ＣＰＵ３０１は実際に補正レンズ３
０４を図中に示した矢印の方向に駆動（実際には２軸方
向の制御を行う為に、上記矢印と垂直な方向にも駆動）
する事で、フィルム面３１１上での像（実際の露光中
は、メインミラー３０７，ＡＦサブミラー３０８等が退
避する）の振れを防止する事になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の場合、イメージセンサ３０３上での像データを得
る為には、被写体等の輝度条件にもよるが、ある程度の
像蓄積時間を必要とする為、像データをＣＰＵ３０１内
に取り込んで処理し、前記メカニカルセンサからの出力
と合成して補正光学系を駆動する場合の、データサンプ
リング周期並びにデータ演算周期もおのずとイメージセ
ンサ３０３の蓄積時間によって制限されてしまうといっ
た問題点があった。

【０００６】また、イメージセンサとメカニカルセンサ
からの各出力を合成する場合、サンプリング周期の長い
方、つまり蓄積に時間を要するイメージセンサのサンプ
リング周期を基準にして、メカニカルセンサの出力を取
り込み、各出力を合成することが一般に考えられるが、
このような場合、折角短い周期で応答性の良好な振れ量
を検出することのできるメカニカルセンサの出力を有効
に活用することができず、結果的に合成値より得られる
振れ検出精度が落ち、適正な像振れ補正を行えないとい
った問題点を有していた。

【０００７】（発明の目的）本発明の目的は、振れ量の
検出精度を向上させ、常に安定した像振れ補正を行うこ
とのできる防振制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１及び２記載の本発明は、機械的構成より成
るセンサを用い、その出力より振れ量を検出する第１の
振れ検出手段と、結像される物体像の光電変換データを
出力するセンサを用い、その出力の時間的変化のずれ量
から振れ量を検出する第２の振れ検出手段と、前記第１
の振れ検出手段と前記第２の振れ検出手段の出力をそれ
ぞれ取り込み、各々の出力の合成値に基づいて像振れ補
正を行う像振れ補正手段とを備えた防振制御装置におい
て、前記第１の振れ検出手段の出力の取り込み周期と前
記第２の振れ検出手段の出力の取り込み周期を異ならせ
た防振制御装置とするものである。

【０００９】更に詳述すると、異なる種類の第１及び第
２の振れ検出手段の各出力を合成して振れ量を検出する
場合、各振れ検出手段の構成要素である各センサの構成
等によって適正な振れ量を取り込むことのできる周期は
異なるが、この様な場合、従来では特に言及したものは
開示されていないが、取り込み周期の長い第２の振れ検
出手段の取り込みタイミングで各出力の合成することが
考えられる（取り込み周期の短い方を基準にすると、未
だ取り込み周期の長くなる方の出力は得られていない
為）。しかしこの様にした場合、刻々と変化する振れ量
をリアルタイムに検出可能な第１の振れ検出手段の出力
有効に利用することができない。そこで、各振れ検出手
段に適した出力の取り込み周期をそれぞれ定め、このよ
うに異なる取り込み周期にて得られた最適な出力データ
を基に、以後の信号処理を最適に行えるようにしようと
するものである。

【００１０】同じく上記目的を達成するために、請求項
３〜５記載の本発明は、機械的構成より成るセンサを用
い、その出力より振れ量を検出する第１の振れ検出手段
と、結像される物体像の光電変換データを出力するセン
サを用い、その出力の時間的変化のずれ量から振れ量を
検出する第２の振れ検出手段と、前記第１の振れ検出手
段と前記第２の振れ検出手段の出力をそれぞれ取り込
み、各々の出力の合成値に基づいて像振れ補正を行う像
振れ補正手段とを備えた防振制御装置において、前記像
振れ補正手段は、前記第１の振れ検出手段の出力の取り
込みタイミングで、前記第２の振れ検出手段の出力をそ
れ以前の出力データから予測演算し、前記第１の振れセ
ンサの出力と合成する防振制御装置とするものである。

【００１１】更に詳述すると、異なる種類の第１及び第
２の振れ検出手段はその構成等によって適正な振れ量を
取り込むことのできる周期は異なり、第２の振れ検出手
段に比べて第１の振れ検出手段はリアルタイムで振れ量
を検出可能である。この事に着目し、第１の振れ検出手
段の出力の取り込みタイミングで、第２の振れ検出手段
の出力をそれ以前の出力データから予測演算し、この演
算結果値を第２の振れ検出手段の出力データとして、こ
の際得られる第１の振れ検出手段の出力と合成し、最終
的な振れ量を算出するようにしている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の実施の第１の形態に係る防
振装置を具備したカメラの制御回路系の構成を示すブロ
ック図である。

【００１４】図１において、１は全体のシーケンス及び
フォーカス制御，振れ補正制御を司る全体制御回路であ
る。振動ジャイロ等のメカニカルセンサから成る振れセ
ンサ４（ピッチ方向の検出）の振れ出力はフィルタ回路
５を通してＡ／Ｄコンバータ２に入力され、ここでデジ
タルデータに変換されて、全体制御回路１に取り込まれ
る。同様に、振れセンサ６（ヨー方向の検出）の出力は
フィルタ回路７を通してＡ／Ｄコンバータ２に入力さ
れ、デジタルデータとして全体制御回路１に取り込まれ
る。全体制御回路１内には、一定時間毎にＡ／Ｄコンバ
ータ２からのデータを取り込んで振れ補正演算を行う為
のタイミング設定用の第１サンプリングタイマ８を有し
ており、このタイミングに基づいて、振れ補正演算した
結果をＤ／Ａコンバータ３に出力する。Ｄ／Ａコンバー
タ３は入力データに比例したアナログ電圧を出力するも
のであり、この出力電圧が振れ補正系駆動回路１３へ出
力され、補正系アクチューエータコイル１４へ所定の電
流通電が行われて補正レンズ２３が矢印で示した方向に
駆動される事になる。

【００１５】尚、振れ補正系の現在位置は補正系位置回
路３７で検出され、その出力はＡ／Ｄコンバータ２を通
して全体制御回路１に取り込まれる。

【００１６】一方、被写体からの入射光は、フォーカス
レンズ２１，主撮影レンズ２２，補正レンズ２３を通し
てメインミラー２４に入射し、このハーフミラー部分を
通過する入射光の一部はＡＦサブミラー２５で反射し
て、フィールドレンズ２６を通してイメージセンサ１６
に最終的に入射する構成となっている。イメージセンサ
１６は全体制御回路１からセンサ駆動回路１５を介して
駆動され、その出力信号は順々にビデオ信号処理回路１
７へ入力される。このビデオ信号処理回路１７からの信
号出力はＡ／Ｄコンバータ１８でデジタルデータに変換
され、その出力は全体制御回路１，フレームメモリ１
９、及び、動きベクトル検出回路２０へ入力される。

【００１７】従って、後述する様にフォーカス制御の場
合は、Ａ／Ｄコンバータ１８からの像データを直接全体
制御回路１により取り込んで、撮影光学系中の異なる２
つの経路を通過する光束による２像のずれ量からデフォ
ーカス量を算出し、このデフォーカス量に基づいてモー
タ駆動回路１１によりフォーカスモータ１２に通電を行
い、フォーカスレンズ２１を駆動してピント調整を行
う。

【００１８】また、振れ検出の場合は、後述する様に全
体制御回路２に内蔵する第２サンプリングタイマ９に基
づいて一定周期間隔でＡ／Ｄコンバータ１８からの出力
とフレームメモリ１９との出力の関係、つまり異なる時
間タイミングでの像データの相関関係から動きベクトル
検出回路２０にて振れベクトルを算出する。この振れベ
クトルを前述した振れセンサ出力と組み合わせてＤ／Ａ
コンバータ３に出力し、同様に振れ補正レンズ２３を駆
動する。

【００１９】また、全体制御回路１からの制御信号によ
ってシャッタ駆動回路３５を介してシャッタ幕３３（先
幕／後幕で構成される）のタイミング制御を行い、更に
全体制御回路１からの制御信号によってモータ駆動回路
２９を介してモータ３０への通電を行って、メインミラ
ー２４，サブミラー２５の駆動及びフィルム給送等を実
行する。又、メインミラー２４で全反射した被写体から
の入射光は、プリズム２７，接眼レンズ２８で構成され
るファインダ光学系を通して、撮影者へと導かれる。

【００２０】その他、該カメラには、撮影モード等を設
定する為のモード設定手段１０、カメラのレリーズ釦操
作に伴うスイッチ３１（ＳＷ１），３２（ＳＷ２）、主
撮影レンズ２２の焦点距離を検出する為の焦点距離検出
回路３４、及び、フォーカスレンズ２１の現在位置を示
すフォーカス位置検出回路３６が備わっている。

【００２１】次に、実際のカメラの動作について、図２
及び図３に示すメインのフローチャートを中心に説明し
ていく。

【００２２】図２において、まずステップ＃１００で
は、図１の３１で示すところのカメラのスイッチＳＷ１
がＯＮしているか否かの判定を行い、ＯＮしている場合
にはステップ＃１０１へ移行し、メカニカル構成の振れ
センサ４，６の起動を開始する。

【００２３】ここで、図１の振れセンサ４及びフィルタ
回路５（若しくは、振れセンサ６及びフィルタ回路７）
の具体的構成を図４の回路図を用いて説明する。

【００２４】図４は、振れセンサとして公知の振動ジャ
イロを使用した場合のもので、振動子４０は同期検波回
路４１及び駆動回路４２を通して、その共振周波数付近
で共振している。その共振周波数で変調されたコリオリ
力に比例する振れ角速度信号を同期検波回路４１で検波
する事で、通常の角速度信号のみを取り出すものであ
る。通常、この同期検波後の出力には、角速度０の状態
でも一定の電圧（ヌル電圧）が存在し、この不要ＤＣ電
圧成分を取り除く為に、ＯＰアンプ４３，コンデンサ４
４，抵抗４５〜４７から成るアナログのハイパスフィル
タ回路でもって所定周波数（コンデンサ４４，抵抗４５
で決まるカットオフ周波数）以下の成分をカットし、残
った信号成分のみを、図１のＡ／Ｄコンバータ２に入力
するようにしている。

【００２５】図２に戻って、ステップ＃１０２では、図
１の１３，１４で示した振れ補正系への通電を行って補
正レンズ２３の駆動を開始するが、この具体的構成を図
５の機械的構成に基づいて説明する。

【００２６】図５に於て、５０は図１の補正レンズ２３
に相当し、後述する様な方法で光軸に対して垂直な平面
上を自在に移動出来る補正レンズ系を表したものであ
る。この補正レンズ系５０は、図５に示したｘ軸方向へ
の移動に対しては、マグネット及びヨーク部から成る磁
気部材５１と巻線コイル５２で構成される磁気回路ユニ
ット中の、巻線コイル５２へ流す電流量及び方向によっ
て自在に動作し、同様に、ｙ軸方向への移動に対して
は、マグネット及びヨーク部から成る磁気部材５３と巻
線コイル５４で構成される磁気回路ユニットとの組み合
わせによって動作する。

【００２７】一方、こうした補正レンズ系５０の鏡筒支
持枠に対する相対的な動き量は、補正レンズ系５０と一
体となって動くＩＲＥＤ５６及び５７と、鏡筒支持枠に
固定的に取り付けてあるＰＳＤ５８及び５９との組み合
わせにより、非接触で検出する構成となっている。６０
は上記補正系の動きをメカニカルに係止する為のメカロ
ック機構であり、付随するマグネットへの電流通電方向
によってメカロック部材の突起部６１が補正レンズ系５
０と一体となって動くくぼみ部６２に飛び込み、あるい
は、飛び出す事で、ロック／アンロックを行っている。

【００２８】尚、６３はシフト補正レンズ系５０の倒れ
方向の動きを規制する為のあおり止めとしての支持球を
表している。

【００２９】再び図２に戻って、図２のステップ＃１０
３では、上述した振れセンサ出力に基づき補正系を一定
時間間隔毎にサンプリング制御する為に、図１の全体制
御回路１内部にある第１サンプリングタイマ８の計時動
作を開始する。後で図６のフローチャートにおいて、第
１サンプリングタイマ８の割込み処理について説明する
が、図６の割込み処理は第１のサンプリングタイマ８が
所定時間Ｔ１を計時する毎に、図２及び図３のメインフ
ローチャートのステップ＃１０３以降の処理動作途中
で、その処理を一時的に中断して、図６のフローチャー
トの内容を優先的に処理実行するものである。

【００３０】次のステップ＃１０４では、前述したイメ
ージセンサ１６で像面上での被写体の移動量により振れ
量を一定時間毎に検出する為の第２サンプリングタイマ
９の計時動作を開始する。後でこの第２サンプリングタ
イマ９の割込み処理動作について説明を行うが、この第
２サンプリングタイマ９は所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）を処
理する毎に、図２及び図３のメインフローチャートのス
テップ＃１０４以降の処理動作途中で、その処理を一時
的に中断して、図１４及び図１５のフローチャートに示
す内容の動作を実行する。

【００３１】次のステップ＃１０５では、不図示の測光
回路にて被写体輝度を測定し、この測光値からＡＥ演算
にて実際のシャッタ速度と絞りの値を決定する。続くス
テップ＃１０６〜＃１０８では、図１のイメージセンサ
１６にて被写体のピント調整を行う為のデフォーカス量
検出を実行するもので、ステップ＃１０６でイメージセ
ンサ１６に対する蓄積制御を行い、ステップ＃１０７で
センサ像を取り込み、ステップ＃１０８で実際のデフォ
ーカス量演算を行っている。

【００３２】ここで、具体的なデフォーカス検出の為の
光学系及びセンサ構成について、図１０及び図１１を用
いて説明する。

【００３３】図１０は、主被写体からの入射光が撮影レ
ンズ系の異なる領域を通過する光束のセンサＡ，Ｂでの
相対ずれ量を利用した瞳分割方式のデフォーカス検出を
行う為の光学系であり、横方向のパターンのデフォーカ
ス状態は、図１１（ｂ）及び（ｃ）で示したセンサ群ａ
（ａ₀ 、・・・、ａ_n の各画素で構成），センサ群ｂ
（ｂ₀ 、・・・、ｂ_n の各画素で構成）の各輝度情報に
対する相関量（相対的に各センサ画素をずらしていった
時のａとｂの相対関係）の値から算出し、縦方向のパタ
ーンのデフォーカス状態は、図１１（ｄ）及び（ｅ）で
示したセンサ群ｃ（ｃ₀ 、・・・、ｃ_n の各画素で構
成），センサ群ｄ（ｄ₀ 、・・・、ｄ_n の各画素で構
成）の各輝度情報に対する相関量の値から算出する。

【００３４】次に、上記ステップ＃１０６〜＃１０８で
示したデフォーカス検出の詳細な方法を、図１２及び図
１３のフローチャートを用いて説明していく。

【００３５】まずステップ＃１８０では、センサ駆動回
路１５を通してメージセンサ１６（図１０のセンサ群ａ
〜ｄに相当）に対する蓄積動作を開始する。次のステッ
プ＃１８１では、上記センサの蓄積が完了したか否かの
判定を行い、蓄積が完了した時点でステップ＃１８２へ
進み、蓄積動作を停止する。次のステップ＃１８３〜＃
１８６では、センサ群ａの各画素データに対する像取り
込みを行う。つまり、ステップ＃１８３で、各画素番号
を示す為のカウンタｉを０にリセットし、次のステップ
＃１８４で、実際にビデオ信号処理回路１７を通した各
画素の輝度データをＡ／Ｄコンバータ１８を通してデジ
タルデータに変換し、内部メモリＡｉに記憶する。続く
ステップ＃１８５で、カウンタｉの値がｎに等しいか否
かの判定を行い、等しい場合にはセンサ群の全画素の読
み取りが終了したものと判断するが、等しくない場合に
はステップ＃１８６へ移行し、上記カウンタｉの値を１
カウントアップして、再びステップ＃１８４へ移行して
次のセンサ画素データのＡ／Ｄ変換動作を行う。

【００３６】以上の様に、センサ群ａの像取り込み動作
を行うが、センサ群ｂに対してもステップ＃１８７〜＃
１９０の動作において、全く同様に像データの取り込み
動作を行う。

【００３７】続けて、上記センサ群ａ，ｂの各画素デー
タの相関演算からデフォーカス量を算出する方法を、図
１３のステップ＃１９１〜＃１９９にて説明する。

【００３８】まずステップ＃１９１では、実際にセンサ
群ａ，ｂの相対的像ずらし量を設定する為の内部カウン
タＫに初期値として−ｍ（ｍ＞０）を設定し、次のステ
ップ＃１９２では、相関演算結果の比較データとしての
Ｕｄに対し所定の初期値を代入する。ステップ＃１９３
では、センサ群ａ，ｂの各画素データを記憶しているメ
モリＡｉ，Ｂｉに対し、ＡのデータをＢのデータに対し
相対的にＫだけずらした上で、対応する各画素毎の差分
絶対値をＡに対してはＡα+KからＡβ+K、Ｂに対しては
ＢαからＢβまでそれぞれ演算を行い、その結果をＵ
（Ｋ）として記憶する。

【００３９】次に、ステップ＃１９４では、このＵ
（Ｋ）の値を比較データＵｄと比較し、Ｕ（Ｋ）の値が
小さい場合には、次のステップ＃１９５でＫの値を内部
メモリｄに記憶し、続くステップ＃１９６で、このＵ
（Ｋ）の値を比較データＵｄの中に代入する。そして、
ステップ＃１９７で、カウンタＫの値が＋ｍに等しいか
否かの判定を行い、まだ等しくなっていない場合にはス
テップ＃１９８でカウンタＫの値を１カウントアップ
し、再びステップ＃１９２へ移行し、新たなＫの値に基
づく相関演算を実行する。

【００４０】最終的には、ステップ＃１９７でＫの値が
＋ｍに等しくなった時点で、上記相関演算を終了し、相
関度が１番大きい（Ｕ（Ｋ）の値が最小となる）場合の
Ｋの値を記憶しているｄの値を基に、関数Ｄ_R （ｄ）か
ら算出されるデフォーカス量Ｄ_R を出力して、この検出
動作を終了する。

【００４１】再び図２に戻って、上記の様にデフォーカ
ス検出動作を終了すると、次のステップ＃１０９では、
合焦か否かの判定を行い、合焦になっていない場合はス
テップ＃１１０へ移行し、図１のフォーカスモータ駆動
回路１１を通してフォーカスモータ１２への通電を行
い、フォーカスレンズ２１を上記デフォーカス量Ｄ_R だ
け駆動する。その後、前述したステップ＃１０６〜＃１
０９のデフォーカス検出を再び行って、ステップ＃１０
９で合焦状態を確認すると、ステップ＃１１１でフォー
カス駆動を停止する事でフォーカス制御は終了する。

【００４２】次の図３に示すステップ＃１１２では、図
１のスイッチＳＷ２がＯＮしているか否かの判定を行
い、これが未だＯＦＦの場合には、ステップ＃１１３で
スイッチＳＷ１がＯＮしているか否かの判定を行い、ス
イッチＳＷ１のみＯＮしている状態の場合は、再びステ
ップ＃１１２に戻って上記動作を繰り返すことになる。
この動作継続中に前述した方法で計時を開始した、第１
サンプリングタイマ８及び第２サンプリングタイマ９が
それぞれ所定時間Ｔ１，Ｔ２（詳細は後述するが、Ｔ１
とＴ２は図１６の関係にある）をカウントすると、その
時点で所定の割り込み動作を開始する。

【００４３】まず、第１サンプリングタイマ８が所定時
間Ｔ１をカウントすると、図６に示した第１サンプリン
グタイマ割込み処理を実行する。

【００４４】この場合、ステップ＃１４０で初めて第１
サンプリングタイマ８の値を初期リセットし、次のサン
プリングタイミング（再びＴ１時間後に割込み処理を実
行させる為）を設定した後、ステップ＃１４１で、図４
に示した構成の振動ジャイロ等のメカニカルな検出原理
に基づく振れセンサ出力に対するＡ／Ｄ変換動作を行
う。続くステップ＃１４２では、このＡ／Ｄ変換後の結
果を、一旦内部Ａレジスタに転送する。

【００４５】更にステップ＃１４３では、この振れセン
サ出力に相当するデータのうち、図４に示したアナログ
のハイパスフィルタでは取り切れないＤＣ分を、デジタ
ル演算的に除去する為のハイパス演算を実行する。

【００４６】この演算の様子を図７のフローチャートを
用いて説明すると、まずステップ＃１７０では、入力デ
ータとしてのＡレジスタの値を一旦Ｋレジスタに転送
し、次にステップ＃１７１〜＃１７３において、図８
（ａ）で示した様に、アナログの一次ハイパスフィルタ
の各定数から公知のＳ−Ｚ変換にて決まる各係数値ｂ
₁ ，ａ₀ ，ａ₁ の値を内部のＢ１，Ａ０，Ａ１の各レジ
スタに設定する。更にステップ＃１７４では、１回前の
サンプリングタイミングにて値の設定されているワーク
データの値をＷレジスタに転送し、続くステップ＃１７
５では、上記入力データ値の設定されているＫレジスタ
の値から、Ｂ１レジスタとＷ１レジスタの乗算した結果
を減算し、その結果をＷ０レジスタに設定する。

【００４７】次のステップ＃１７６では、このＷ０レジ
スタとＡ０レジスタの乗算値、及びＷ１レジスタとＡ１
レジスタの乗算値をそれぞれ加算し、その結果をＵレジ
スタに設定し、続くステップ＃１７７にて、このＵレジ
スタの値を最終的なハイパス演算結果として出力する。
最後にステップ＃１７８にて、次回のサンプリングタイ
ミング時のワークデータとしてＷ０の値を内部メモリに
記憶してこの演算サブルーチンを終了する。

【００４８】こうしてハイパス演算を実行した結果は、
図６のステップ＃１４４で一旦Ａレジスタに設定し、今
度はステップ＃１４５にて、角速度信号を角変位信号に
変換する為の積分演算を行う。積分演算の具体的方法
は、上述した図７のフローチャートと全く同様である。
但し、図７のステップ＃１７１〜＃１７３で設定する各
係数が図８（ｂ）に示したアナログのローパスフィルタ
からＳ−Ｚ変換にて求まる値となっている。従って、細
かい説明はここでは省略し、積分演算後の最終出力を再
び図６のステップ＃１４６にてＡレジスタに設定する。

【００４９】続いて、ステップ＃１４７では、図１の全
体制御回路１内の第２サンプリングタイマ９の現在値を
参照する為に、その値を内部Ｔレジスタに設定する。次
に、ステップ＃１４８では、図１１に示したイメージセ
ンサ中のセンサ群ａ（若しくはｂ，ｃ，ｄ）自身の異な
る時間差をおいて検出される像ずれ量の時間的変化から
求めた像移動速度相当の値が設定してあるＶレジスタの
値と、前記第２サンプリングタイマ９の値の乗算結果を
内部Ｘレジスタに記憶する。

【００５０】ここで、図１４及び図１５のフローチャー
トを用いて、第２サンプリングタイマ割込み処理動作に
よるイメージセンサを使った像振れ検出の方法について
説明する。

【００５１】第２サンプリングタイマ９は、図２のステ
ップ＃１０４でタイマをスタートさせてから所定時間Ｔ
２（＞Ｔ１）を経過する毎に、メインのカメラシーケン
ス動作を一時的に停止した後、ステップ＃２００で第２
サンプリングタイマ９の値をリセットしてから蓄積電荷
量を次のステップ＃２０２でセンサメモリ部に一挙に転
送し、この転送完了後、ステップ＃２０３で次回の像デ
ータ取り込みに備えて、センサの像蓄積を初めから開始
する。

【００５２】まず、ステップ＃２０４では、各画素番号
を示す為のカウンタｉを０にリセットし、次のステップ
＃２０５で、実際にビデオ信号処理回路１７を通した各
画素の輝度データをＡ／Ｄコンバータ１８を通してデジ
タルデータに変換し、内部メモリＳｉに記憶する。続く
ステップ＃２０６では、カウンタｉの値がｎに等しいか
否かの判定を行い、等しくない場合にはステップ＃２０
７へ移行してカウンタｉの値を１カウントアップし、再
びステップ＃２０５で次のセンサ画素データの取り込み
を行う。また、ステップ＃２０６でｉの値がｎに等しく
なった時点でセンサ群ａの全画素データの取り込み（デ
ジタルデータへの変換）が終了したものとして、今度は
ステップ＃２０８へ移行し、フレームメモリ１９から前
回サンプリング時の像データを内部メモリＴｉに転送す
る。ステップ＃２０９〜＃２１１では、ｉの値が０から
ｎ迄変化し、全画素データの転送を行う。

【００５３】次に、上記センサ群ａの所定時間を隔てた
２つの像データの相関関係から実際の被写体像の動きを
検出する方法についての説明に移る。

【００５４】まず、図１５のステップ＃２１２では、実
際に今回サンプリングで取り込んだセンサ群の像データ
Ｓｉと前回のサンプリングで取り込んだセンサ群ｂの像
データＴｉとの相対的像ずらし量を設定する為の内部カ
ウンタＫに初期値として、−ｍ（ｍ＞０）を設定し、次
のステップ＃２１３では、相関演算結果の比較データと
してのＭｓに対し、所定の初期値を代入する。続くステ
ップ＃２１４では、センサ群ａの今回サンプリングと前
回サンプリングの各画素データを記憶しているメモリＳ
ｉ，Ｔｉとの間で、ＳのデータをＴのデータに対し相対
的にＫだけずらした上で、対応する各画素毎の差分絶対
値和をＳに対してはＳα+KからＳβ+K、Ｔに対してはＴ
αからＴβまで、それぞれ演算を行い、その結果をＭ
（Ｋ）として記憶する。

【００５５】次にステップ＃２１５では、このＭ（Ｋ）
の値を比較データＭｓと比較し、Ｍ（Ｋ）の値が小さい
場合には、次のステップ＃２１６でＫの値を内部メモリ
Ｓに記憶し、続くステップ＃２１７でこのＭ（Ｋ）の値
を比較データＭｓの中に代入する。次のステップ＃２１
８では、カウンタＫの値が＋ｍに等しいか否かの判定を
行い、まだ等しくない場合にはステップ＃２１９でカウ
ンタＫの値を１カウントアップし、再びステップ＃２１
３へ移行して新たなＫの値に基づく相関演算を行う。

【００５６】最終的には、ステップ＃２１８でＫの値が
＋ｍに等しくなった時点で、上記相関演算を終了し、相
関度が１番大きい（Ｍ（Ｋ）の値が最小となる）場合の
Ｋの値を記憶しているＳの値が判明する。

【００５７】ここで、このＳの値は、イメージセンサ出
力のサンプリング時間間隔をおいた場合の、センサ群ａ
での被写体像移動量を表したものであるから、次のステ
ップ＃２２０で、図１の焦点距離検出回路３４を介して
撮影光学系のズームポジションを内部Ｚレジスタに、ス
テップ＃２２１でフォーカス位置検出回路３６を通して
撮影光学系のフォーカスポジションを内部Ｆレジスタに
セットした後、ステップ＃２２２にて、上記像移動量の
値Ｓ，ズームポジションの値Ｚ，フォーカスポジション
の値Ｆから関数ｒ（実際には、Ｓ，Ｚ，Ｆのパラメータ
に応じたＲＯＭテーブルを全体制御回路１内部に持つ）
に従って前回サンプリングタイミングからの移動角度量
Ｒを求める。更にステップ＃２２３では、このＲの値を
サンプリング時間間隔Ｔ２で割ることで、相対移動速度
を求め、その結果をＶレジスタに設定する。最後にステ
ップ＃２２４〜＃２２６では、今回のサンプリングタイ
ミングで検出した各画素データの値を次回のサンプリン
グタイミングでの参照データとして使用する為に、カウ
ンタｉの値を順次に０〜ｎまで変化させ、ステップ＃２
２５で各画素データ毎にフレームメモリに記憶する。

【００５８】以上、全ての画素データを各フレームメモ
リ内に記憶し終わった時点で、この第２サンプリングタ
イマ９による割込み動作は終了する。

【００５９】ここで、図１６は、前述の方法で検出する
メカニカル構成の振れセンサ出力とイメージセンサ出力
のタイミング構成、及び、補正系駆動出力の各タイミン
グを示したものである。

【００６０】図１６（ａ）はメカニカル構成振れセンサ
４，６の出力を表したものであり、図１６（ｂ）に示し
たセンササンプリングタイミング、すなわち第１サンプ
リングタイマ割込み処理のタイミングに同期して、各時
点でのセンサ出力を取り込んだことになる。

【００６１】一方、図１６（ｃ）は、イメージセンサ１
６の像蓄積の様子を示したものであり、第２サンプリン
グタイマ９の設定時間Ｔ２毎に像の蓄積動作を繰り返
し、図１６（ｄ）で示した様に、Ｔ２時間毎に求まる前
回タイミングとの相対ずれ量を求めることで、それを所
定時間Ｔ２の変化量として像面上の振れ速度Ｖに相当す
る値となる。

【００６２】従って、このタイミングチャートに示した
様に、メカニカル構成の振れセンサ出力のサンプリング
間隔Ｔ１に比較して、イメージセンサ出力のサンプリン
グ間隔Ｔ２が広い（時間が長い）条件下では、前述した
第１サンプリングタイミング処理動作の中で、イメージ
センサ１６からの像出力データからの像振れ量を合成す
る場合は、第２サンプリングタイマ９の割込み処理時点
で求まる振れ速度と、第１サンプリングタイマ８の割込
み動作時点での、その時の第２サンプリングタイマ９の
値を基に、一次関数的な近似によって振れ変位量を求め
るようにしている。

【００６３】従って、図６のフローチャートの中で、ス
テップ＃１４７，＃１４８に示した様に、第２サンプリ
ングタイマ９の値Ｔ，振れ速度Ｖより相対変位量を求
め、次のステップ＃１４９にてこの値を累積加算してＢ
レジスタに加算していく事で、イメージセンサ１６の検
出結果による振れ変位角度量を算出する。更に、ステッ
プ＃１５０では、前述した方法で算出したメカニカル構
成の振れセンサの振れデータ出力に相当するＡレジスタ
値と、上記イメージセンサ１６の振れデータ出力に相当
するＢレジスタの値を加算して、その結果をＡレジスタ
を再設定する。続くステップ＃１５１，＃１５２では、
焦点距離検出回路３４を介してズームポジションデータ
を内部Ｚレジスタに、フォーカス位置検出回路３６を介
してフォーカスポジションデータを内部Ｆレジスタに、
それぞれ取り込む。

【００６４】ステップ＃１５３では、上記Ａ，Ｚ，Ｆの
各レジスタの値に基づき、所定関数ｄ（Ａ，Ｚ，Ｆ）に
従って補正系駆動量Ｄを求め、撮影光学系の各敏感度に
応じた目標補正量を算出している。更に、ステップ＃１
５４では、図１の補正系位置検出回路３７を通して検出
される現時点出の補正レンズ２３の絶対位置を、Ａ／Ｄ
コンバータ２を通して取り込み、その結果を内部Ｃレジ
スタに設定する。次に、ステップ＃１５６では、上記補
正系の目標駆動量Ｄと現時点での補正レンズ２３の位置
量Ｃとの差分を再び内部Ｄレジスタに設定し、続くステ
ップ＃１５７では、この内部Ｄレジスタの値に所定の定
数ＬＰＧ（補正系全体のフィードバックゲインを設定す
る為）を乗算し、この結果をＡレジスタに再設定する。

【００６５】更にステップ＃１５８では、このフィード
バック系全体の安定性を確保する為に、位相補正演算を
実行するが、これを図９に示した様な、抵抗Ｒ₃ ，Ｒ
₄ 、コンデンサＣ₃ で構成される位相進み補償回路に相
当する各定数を公知のＳ−Ｚ変換によって、ａ₀ ，ａ
₁ ，ｂ₁ として算出し、この定数を図７に示すステップ
＃１７０〜＃１７８の演算サブルーチンにて当てはめる
事で、最終的な駆動量を求めている。ステップ＃１５９
では、この演算結果をＡレジスタに転送し、最後にステ
ップ＃１６０でこの値をＤ／Ａコンバータ３へ転送する
事で、実際の補正駆動量に相当する電流をコイル１４へ
通電し、補正レンズ２３を所定方向へ駆動する事にな
る。

【００６６】以上説明した様に、本発明によれば、異な
る原理に基づく複数のセンサに対して、それぞれ異なる
周期でデータを取り込む事で、システム全体としての最
適化（例えば、ＣＰＵの演算負荷等）を図ることがで
き、より高精度の防振システムが実現できる。

【００６７】（発明と実施の形態の対応）上記実施の各
形態において、振れセンサ４，６、フィルタ回路５，
７、全体制御回路１が本発明の第１の振れ検出手段に相
当し、イメージセンサ１６、ビデオ信号処理回路１７、
Ａ／Ｄコンバータ１８、フレームメモリ１９、動きベク
トル検出回路２０、全体制御回路１が本発明の第２の振
れ検出手段に相当し、第１サンプリングタイマ８，９、
全体制御回路１が本発明の像振れ補正手段に相当する。

【００６８】以上が実施の形態の各構成と本発明の各構
成の対応関係であるが、本発明は、これら実施の形態の
構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、
又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればど
のようなものであってもよいことは言うまでもない。

【００６９】（変形例）上記実施の形態においては、メ
カニカルセンサの出力のサンプリング周期Ｔ１とイメー
ジセンサの出力のサンプリング周期Ｔ２はその構成等か
ら異ならせているが、その時の輝度の高い場所や高性能
のイメージセンサの使用を考えた場合、イメージセンサ
の出力のサンプリング周期を短くする事が可能であり、
よって、それぞれのサンプリング周期を同一にすること
も可能である。このような場合であっても、必ずしも各
出力のサンプリングタイミングは一致するとは限らない
ために（固体差等によってそれぞれのサンプリング周期
に一定時間ずれが生じたり、一致させる為の調整が困難
等により）、上記の実施の形態のように、一方の振れセ
ンサの出力タイミングで、他方の振れセンサの出力をそ
れ以前のデータより予測演算し、得られる演算結果値と
前記一方の振れセンサの出力を合成するようにしても、
精度の良い振れ量の検出がリアルタイムで行えることに
なる。

【００７０】上記の実施の形態においては、一眼レフカ
メラに適用した例を述べているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えばレンズシャッタカメラや電
子スチルカメラ等への適用であっても、その効果は絶大
である。更には、その他の光学機器や他の装置、更には
構成ユニットとしても適用することができるものであ
る。

【００７１】また、メカニカルセンサとしては、角加速
度計、加速度計、角速度計、速度計、角変位計、変位計
等、振れが検出できるものであればどの様なものであっ
ても良い。

【００７２】また、像振れ補正系としては、上記図１に
示した様な光軸に垂直な面内で光学部材を動かすシスト
光学系に限らず、可変頂角プリズム等の光束変更手段
や、光軸に垂直な画面内で撮影面を動かすものであって
も良い。

【００７３】更に、本発明は、以上の実施の各形態、又
はそれらの技術を適当に組み合わせた構成にしてもよ
い。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機械的構成より成るセンサを用い、その出力より振れ量
を検出する第１の振れ検出手段と、結像される物体像の
光電変換データを出力するセンサを用い、その出力の時
間的変化のずれ量から振れ量を検出する第２の振れ検出
手段の、それぞれの出力の取り込み周期を異ならせるよ
うにしている為、振れ量の検出精度の向上を図ることが
可能になる。

【００７５】また、取り込み周期の短い第１の振れ検出
手段の出力の取り込みタイミングで、第２の振れ検出手
段の出力をそれ以前の出力データから予測演算し、第１
の振れセンサの出力と合成し、振れ量を得るようにして
いる為、振れ量の検出精度を向上させ、常に安定した像
振れ補正を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係るカメラの要部構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の一形態に係るカメラの一連の動
作を示すフローチャートである。

【図３】図２の動作の続きを示すフローチャートであ
る。

【図４】図１に示す振れセンサの一例として振動ジャイ
ロを用いた時のその後段に配置されるフィルタ回路を示
す回路図である。

【図５】本発明の実施の一形態に係る振れ補正系の構成
例を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施の一形態において第１サンプリン
グタイマ割込み処理を示すフローチャートである。

【図７】本発明の実施の一形態においてハイパス演算時
の動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の実施の一形態においてハイパス演算時
と積分演算時の演算方法を説明する為の図である。

【図９】本発明の実施の一形態において第２サンプリン
グタイマ割込み処理を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の実施の一形態において瞳分割方式に
よるデフォーカス検知を行う為の光学系を示す図であ
る。

【図１１】図１０の光学系を使用した際に得られる各方
向のデフォーカス状態を示す図である。

【図１２】図２に示したデフォーカス検出時の詳細な動
作を示すフローチャートである。

【図１３】図１２の動作の続きを示すフローチャートで
ある。

【図１４】本発明の実施の一形態において第２サンプリ
ングタイマ割込み処理を示すフローチャートである。

【図１５】図１４の動作の続きを示すフローチャートで
ある。

【図１６】時１の振れセンサ出力とイメージセンサ出力
のタイミング構成、及び、補正系駆動出力の各タイミン
グを示す図である。

【図１７】従来の防振システムを具備したカメラの要部
構成を示す図である。

【符号の説明】１全体制御回路４，６振れセンサ５，７フィルタ回路８第１サンプリングタイマ９第２サンプリングタイマ１３振れ補正系駆動回路１４補正系アクチュエータコイル１５センサ駆動回路１６イメージセンサ１７ビデオ信号処理回路１８Ａ／Ｄコンバータ１９フレームメモリ２０動きベクトル検出回路２３振れ補正レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械的構成より成るセンサを用い、その
出力より振れ量を検出する第１の振れ検出手段と、結像
される物体像の光電変換データを出力するセンサを用
い、その出力の時間的変化のずれ量から振れ量を検出す
る第２の振れ検出手段と、前記第１の振れ検出手段と前
記第２の振れ検出手段の出力をそれぞれ取り込み、各々
の出力の合成値に基づいて像振れ補正を行う像振れ補正
手段とを備えた防振制御装置において、前記第１の振れ
検出手段の出力の取り込み周期と前記第２の振れ検出手
段の出力の取り込み周期を異ならせたことを特徴とする
防振制御装置。
【請求項２】前記第１の振れ検出手段の出力の取り込
み周期は、前記第２の振れ検出手段の出力の取り込み周
期より短いことを特徴とする請求項１記載の防振制御装
置。
【請求項３】機械的構成より成るセンサを用い、その
出力より振れ量を検出する第１の振れ検出手段と、結像
される物体像の光電変換データを出力するセンサを用
い、その出力の時間的変化のずれ量から振れ量を検出す
る第２の振れ検出手段と、前記第１の振れ検出手段と前
記第２の振れ検出手段の出力をそれぞれ取り込み、各々
の出力の合成値に基づいて像振れ補正を行う像振れ補正
手段とを備えた防振制御装置において、前記像振れ補正
手段は、前記第１の振れ検出手段の出力の取り込みタイ
ミングで、前記第２の振れ検出手段の出力をそれ以前の
出力データから予測演算し、前記第１の振れ検出手段の
出力と合成することを特徴とする防振制御装置。
【請求項４】前記第１の振れ検出手段の出力の取り込
み周期と前記第２の振れ検出手段の出力の取り込み周期
は異なることを特徴とする請求項３記載の防振制御装
置。
【請求項５】前記第１の振れ検出手段の出力の取り込
み周期は、前記第２の振れ検出手段の出力の取り込み周
期より短いことを特徴とする請求項４記載の防振制御装
置。