(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換手段により焦点を検出する撮像装置のぶれを検出する装置であって、
当該撮像装置のぶれを機械的に検出する第１のぶれ検出手段と、
当該第１のぶれ検出手段の出力のオフセットを調整する第１のオフセット調整手段と、
当該第１のぶれ検出手段の出力のオフセットを調整するハイパスフィルタからなる第２のオフセット調整手段と、
当該光電変換手段の時間的に異なる出力から像ぶれを検出する第２のぶれ検出手段と、
当該第２のぶれ検出手段の出力に従い、当該撮像装置が静止していると判断されるときには、当該第２のぶれ検出手段の出力に従い当該第１のオフセット調整手段のオフセット調整量を制御して当該第１のオフセット調整手段の出力を選択し、当該撮像装置が静止していないと判断されるときには、当該第２のオフセット調整手段の出力を選択する制御手段
とを具備することを特徴とするぶれ検出装置。
【請求項２】
当該光電変換手段が、互いに直交するラインセンサからなる請求項１に記載のぶれ検出装置。
【請求項３】
当該光電変換手段が二次元エリアセンサからなる請求項１に記載のぶれ検出装置。
【請求項４】
前記第２のぶれ検出手段は、当該光電変換手段の出力から複数ポイントで像ぶれを検出する請求項１に記載のぶれ検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１項に記載のぶれ検出装置を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ぶれ検出装置及び撮像装置に関し、より具体的には、機械式ぶれ検出センサと焦点検出用撮像素子を利用してぶれを検出するぶれ検出装置、及びこのぶれ検出装置を具備する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の防振システムでは、振動子に発生するコリオリ力を利用する振動ジャイロタイプの角速度センサなどの機械式センサをぶれ検出センサとして使用し、その検出出力に基づいて、撮影レンズの一部又はその前面に取り付けられた補正光学系を駆動して、ぶれを補正する構成が採用されている。
【０００３】
また、特開昭５８−４１０９号公報及び特公平５−１０６０３号公報などに示されているように、自動焦点検出装置を利用してぶれを検出し、その検出結果により補正光学系を駆動する構成も知られている。これは、撮像素子（以下、ＡＦセンサという。）から出力される異なる時間の撮像データを相関演算して、カメラのぶれ量を算出するものである。撮像素子は、撮影用のものを使用する場合と、自動焦点検出専用のものを使用する場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
振動ジャイロ等の機械式センサをぶれ検出に利用する構成では、温度等で変化する出力オフセットが問題となる。センサ出力をアナログハイパスフィルタに入力することにより、このオフセットを除去できる。しかし、この方法では、アナログハイパスフィルタの時定数が大きいので、出力が安定するまでにかなりの時間を必要とするという問題がある。
【０００５】
また、撮影者がパンニングを行った際には、撮影者が意図するカメラ操作までもがセンサ出力に含まれてしまうので、このときのぶれ検出出力で補正光学系を駆動し、ぶれを補正しようとすると、補正光学系が過剰に駆動されることになり、撮影者の意図するパンニング効果が得られない。
【０００６】
本発明は、これらの問題点に鑑み、機械式ぶれ検出センサを使用しつつ、機械式ぶれ検出センサの出力オフセットが速やかに収束するぶれ検出装置を提示することを目的とする。
【０００７】
本発明はまた、撮影者の意図するパンニング効果が得られるぶれ検出装置、及びこのぶれ検出装置を具備する撮像装置を提示することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るぶれ検出装置は、光電変換手段により焦点を検出する撮像装置のぶれを検出する装置であって、当該撮像装置のぶれを機械的に検出する第１のぶれ検出手段と、当該第１のぶれ検出手段の出力のオフセットを調整する第１のオフセット調整手段と、当該第１のぶれ検出手段の出力のオフセットを調整するハイパスフィルタからなる第２のオフセット調整手段と、当該光電変換手段の時間的に異なる出力から像ぶれを検出する第２のぶれ検出手段と、当該第２のぶれ検出手段の出力に従い、当該撮像装置が静止していると判断されるときには、当該第２のぶれ検出手段の出力に従い当該第１のオフセット調整手段のオフセット調整量を制御して当該第１のオフセット調整手段の出力を選択し、当該撮像装置が静止していないと判断されるときには、当該第２のオフセット調整手段の出力を選択する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、上記のぶれ検出装置を具備することを特徴とする。
【００１０】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。１０は、レンズ駆動及び露光など、カメラ全体のシーケンスを制御するＣＰＵである。ＣＰＵ１０はまた、露出演算、測距演算、及びぶれ検出に関する演算など、撮影に関する演算も実行する。１２ａ，１２ｂは機械式手ぶれセンサである角速度センサであり、それぞれカメラの水平方向及び垂直方向の手ぶれ角速度を検出する。１４ａ，１４ｂは、それぞれ角速度センサ１２ａ，１２ｂの出力を対応する電圧値に変換する検出回路、１６ａ，１６ｂは、それぞれ、検出回路１４ａ，１４ｂの検出出力に基づき角速度センサ１２ａ，１２ｂ内の振動子を駆動する駆動回路、１８ａ，１８ｂは、それぞれ検出回路１４ａ，１４ｂの出力のオフセットを調整するオフセット調整回路、２０ａ，２０ｂは、それぞれオフセット調整回路１８ａ，１８ｂによりオフセットを調整された角速度信号を積分し、角変位信号に変換する積分回路である。
【００１２】
２２はぶれを光学的に補正する補正光学系、２４は補正光学系２２を駆動する補正光学系駆動回路、２６は撮影光学系である。２８は補正光学系２２及び撮影光学系２６による光学像を電気信号に変換するＡＦセンサであり、撮影画面内の測距点を測距するために、水平及び垂直方向に直交して配置される２つのラインセンサからなる。３０は、ＡＦセンサ２８を制御し、ＡＦセンサ２８の検出結果に基づいて被写体距離に応じた信号をＣＰＵ１０に出力するセンサ制御回路である。
【００１３】
本実施例では、ＡＦセンサ２８の撮像データもぶれ検出に利用する。センサ制御回路３０は、ＡＦセンサ２８からの撮像データをＣＰＵ１０に供給し、ＣＰＵ１０は、その撮像データに基づきぶれを検出する。
【００１４】
図２は、撮影画面内での撮像エリアの一例を示す。３２は、水平方向のぶれを検出するのに使用される撮像エリアであり、３４は、垂直方向のぶれを検出するのに使用される撮像エリアである。本実施例では、ＣＰＵ１０が、これらの撮像エリア３２，３４に対応するＡＦセンサ２８からの撮像データを用いて、それぞれ水平方向及び垂直方向のぶれを検出し、その検出結果に基づき、オフセット調整回路１８ａ，１８ｂにおけるオフセット調整量を制御する。
【００１５】
ＡＦセンサ２８の出力によるぶれ検出動作を説明する。本実施例では、いわゆる位相差検出方式の測距系をカメラのぶれ検出に利用する。図３は、位相差検出方式による測距の基本原理を示す。受光レンズを通過した入射光はセパレータレンズ４０，４２を通過して、空間的に異なる位置に配置されたラインセンサ４４，４６上に結像する。ラインセンサ４４，４６に結像した２つの像信号Ｓａ，Ｓｂを相関演算することで、２つの像のずれ量を算出し、デフォーカス量を決定する。
【００１６】
本実施例では、測距用ＡＦセンサを測距の合間にぶれ検出に使用する。ぶれ検出のときには、図４に示すように、片方のラインセンサ４４の時間的に異なる時点の出力Ｔａ，Ｔｂを比較し、それらを相関演算して、時間的な像ずれ量を算出する。時間的な像ずれ量は、カメラぶれによる像ぶれ量に対応するので、これにより、カメラぶれを検出できる。この基本原理自体は、周知である。
【００１７】
本実施例では、ＣＰＵ１０が、ＡＦセンサ２８の出力から検出された像ぶれ量により、オフセット調整回路１８ａ，１８ｂのオフセット調整量を制御する。図５は、本実施例のぶれ検出・オフセット調整動作のフローチャートを示す。
【００１８】
角速度センサ１２ａ，１２ｂへの通電を開始し（Ｓ１）、ＡＦセンサ２８を駆動する（Ｓ２）。先に説明した基本原理に基づき、ＡＦセンサ２８で撮像された撮像データを用いて像ぶれ量を検出する（Ｓ３）。水平方向に配置されたＡＦセンサで検出された像ぶれ量により手ぶれによる水平方向の角速度成分を算出し、垂直方向に配置されたＡＦセンサで検出された像ぶれ量により手ぶれによる垂直方向の角速度成分を算出する（Ｓ４）。具体的には、角速度成分をｗ、焦点距離をｆ、ＡＦセンサによる撮像時間間隔を△ｔ、ステップＳ３で得られた像ぶれ量を△ｘとすると、ｗは下記式により近似的に求めることが出来る。すなわち、
ｗ＝ｔａｎ−１（△ｘ／ｆ）／Δｔ
得られた角速度成分ｗに従い、オフセット調整回路１８ａ，１８ｂのオフセット調整量を調整する（Ｓ５）。
【００１９】
図６は、オフセット調整回路１８ａ，１８ｂの回路例を示す。５０はオペアンプであり、その非反転入力に検出回路１４ａ，１４ｂの出力電圧が印加される。オペアンプ５０の反転入力と出力との間に抵抗５２が接続される。ＣＰＵ１０から出力される制御値は、Ｄ／Ａ変換器５４によりアナログ値に変換され、抵抗５６を介してオペアンプ５０の反転入力に印加される。ＣＰＵ１０は、Ｓ４で求めた角速度成分に等しい電圧値をオフセット調整回路１８ａ，１８ｂが出力するようになる制御値をＤ／Ａ変換器５４に印加する。Ｄ／Ａ変換器５４を使用することで、アナログハイパスフィルタに比べて、オフセット調整に要する時間を大幅に短縮でき、ほとんど瞬時に所望のオフセットにセットできる。
【００２０】
図７は、本発明の第２実施例の概略構成ブロック図を示す。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図７に示す実施例では、検出回路１４ａ，１４ｂとオフセット調整回路１８ａ，１８ｂとの間、及びオフセット調整回路１８ａ，１８ｂと積分回路２０ａ，２０ｂとの間にそれぞれスイッチ６０ａ，６０ｂ；６２ａ，６２ｂを設け、オフセット調整回路１８ａ，１８ｂとアナログハイパスフィルタ６４ａ，６４ｂとを選択可能とした。
【００２１】
図８は、アナログハイパスフィルタ６４ａ，６４ｂの回路例を示す。コンデンサ７０と抵抗７２を直列に接続し、その接続点の電圧をオペアンプ７４で増幅する周知の構成からなる。
【００２２】
ＣＰＵ１０ａは、ＣＰＵ１０の機能に加えて、スイッチ６０ａ，６０ｂ；６２ａ，６２ｂを切り換える機能を具備する。図９は、図７に示す実施例の動作フローチャートを示す。
【００２３】
角速度センサ１２ａ，１２ｂへの通電を開始し（Ｓ１１）、ＡＦセンサ２８を駆動する（Ｓ１２）。先に説明した基本原理に基づき、ＡＦセンサ２８で撮像された撮像データを用いて像ぶれ量を検出する（Ｓ１３）。検出された像ぶれ量により、カメラが静止しているかどうかを判定する（Ｓ１５）。カメラが静止している場合（Ｓ１５）、ＣＰＵ１０ａは、スイッチ６０ａ，６０ｂ；６２ａ，６２ｂをオフセット調整回路１８ａ，１８ｂ側に接続し、オフセット調整回路１８ａ，１８ｂにオフセット調整制御値として所定値を印加する（Ｓ１６）。カメラが静止している場合、角速度出力は当然０であるので、ぶれ量から角速度を推定する必要はない。カメラが静止していない場合（Ｓ１４）、ＣＰＵ１０ａは、スイッチ６０ａ，６０ｂ；６２ａ，６２ｂをアナログハイパスフィルタ６４ａ，６４ｂ側に接続して、フィルタ６４ａ，６４ｂによりオフセットを調整する（Ｓ１７）。
【００２４】
図７に示す実施例では、ＡＦセンサを用いたぶれ検出によるカメラの静止判定を正確に行うことができれば良い。従って、ＡＦセンサの撮像データを用いて検出したぶれ量の誤差等によって誤ったオフセット調整を行ってしまう危険性が少なくなり、より高い精度でオフセットを調整できるようになる。
【００２５】
図１０は、本発明の第３実施例の概略構成ブロック図を示す。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。８０はパンニングを検出するパンニング検出回路であり、ＣＰＵ１０ｂは、ＣＰＵ１０の機能に加えて、回路８０の検出結果に応じて、オフセット調整回路１８ａ，１８ｂにおけるオフセット調整を以下のように制御する。
【００２６】
撮影者の意図的なパンニングを検出するには、例えば、パンニング撮影を行う際に撮影者が操作するパンニング撮影モードスイッチ等を設け、その操作状態により意図的なパンニングかどうかを判定してもよいし、角速度センサの出力とＡＦセンサによるぶれ検出結果を比較して、パンニング撮影かどうかを判定しても良い。
【００２７】
パンニング撮影の際には、ＣＰＵ１０ｂは、ＡＦセンサ２８の出力から検出された像ぶれ量によりオフセット調整回路１８ａ，１８ｂのオフセット調整量を決定する。具体的には、ＡＦセンサ２８の出力から手ぶれによる角速度成分を算出する。ＡＦセンサによって得られる像ぶれ量は、被写体との相対的なぶれ量であるので、パンニングによるぶれ量は含まれない。ＣＰＵ１０ｂは、オフセット調整回路１８ａ，１８ｂの出力がＡＦセンサ２８を用いたぶれ検出結果（パンニング成分を含まない角速度成分）と一致するような制御値をオフセット調整回路１８ａ，１８ｂに印加する。これにより、角速度センサ１２ａ，１２ｂの出力からパンニングによる角速度成分を取り除くことができる。
【００２８】
焦点検出用撮像素子として、十字型に配置されたラインセンサを例に説明したが、２次元エリアセンサであっても良い。
【００２９】
水平及び垂直方向のそれぞれに対して得られる撮像データが１つである場合を例に説明したが、複数点の撮像データを得ることが可能な焦点検出用撮像素子を用い、複数点の撮像データから像ぶれ量を算出し、角速度成分の算出及びカメラの静止等を判定するように構成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、機械式ぶれ検出センサの出力オフセットを速やか収束させることができる。複数のオフセット調整手段を状況に応じて切り換えることにより、速やかに且つ高い精度で機械式ぶれ検出センサの出力オフセットを収束させることができる。更には、パンニング撮影時に機械式ぶれ検出センサの出力中に含まれるパンニングによるぶれ成分を取り除き、撮影者の意図するパンニング効果を得られるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】  撮影画面内の測距エリアを例示する図である。
【図３】  ＡＦ測距の基本原理を示す模式図である。
【図４】  ＡＦセンサを利用してぶれ検出を行う場合の基本原理を示す模式図である。
【図５】  図１に示す実施例のぶれ検出・オフセット調整のフローチャートである。
【図６】  オフセット調整回路１８ａ，１８ｂの回路例である。
【図７】  本発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。
【図８】  アナログハイパスフィルタ６４ａ，６４ｂの回路例である。
【図９】  第２実施例のぶれ検出・オフセット調整のフローチャートである。
【図１０】  本発明の第３実施例の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ：ＣＰＵ
１２ａ，１２ｂ：角速度センサ
１４ａ，１４ｂ：検出回路
１６ａ，１６ｂ：駆動回路
１８ａ，１８ｂ：オフセット調整回路
２０ａ，２０ｂ：積分回路
２２：補正光学系
２４：補正光学系駆動回路
２６：撮影光学系
２８：ＡＦセンサ
３０：センサ制御回路
３２：水平方向ぶれ検出用撮像エリア
３４：垂直方向ぶれ検出用撮像エリア
４０，４２：セパレータレンズ
４４，４６：ラインセンサ
５０：オペアンプ
５２：抵抗
５４：Ｄ／Ａ変換器
５６：抵抗
６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ：スイッチ
６４ａ，６４ｂ：アナログハイパスフィルタ
７０：コンデンサ
７２：抵抗
７４：オペアンプ
８０：パンニング検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004536865.tif 000009
【図９】
0004536865.tif 000010
【図１０】
0004536865.tif 000011