JPH05340740A

JPH05340740A - 非接触傾き検出装置

Info

Publication number: JPH05340740A
Application number: JP14967392A
Authority: JP
Inventors: Azuma Miyazawa; 東宮沢; Koji Mizobuchi; 孝二溝渕; Takeshi Ito; 猛伊東; Masataka Ide; 昌孝井出; Atsushi Maruyama; 淳丸山; Toshiro Kikuchi; 寿郎菊池
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】広い傾き角に渡る検出範囲を持ちながら、セ
ンサと反射面の距離が変化しても、傾き角のみを検出す
る汎用性のある非接触傾き検出装置を提供する。【構成】被検体に向けて投光する投光手段Ｌと、被検
体の少なくとも２点からの反射光を受光し光電流信号を
出力する受光手段ＣＬ₁，ＣＬ₂と、受光手段ＣＬ₁，
ＣＬ₂から出力された光電流の平方根の逆数の差を演算
する演算手段３，５，７を具備し、演算手段３，５，７
の出力を被検体の傾き信号とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非接触傾き検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の非接触傾き検出装置の例として、
シャープ電子部品総合カタログ（１９９１年１０月発
行、４５ページ）やSHARP SEMICON DATA BOOK （１９９
２年発行、５４１〜５４３ページ）は、反射物に光を投
光し、その反射光を２つの受光センサで受け、その出力
差をＡ、出力合計をＢとしたとき、Ａ／Ｂを傾き角出力
とすることを開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た非接触傾き検出装置においては、傾き角の検出範囲が
数度しかなく、汎用性に欠けるという欠点があった。

【０００４】本発明の非接触傾き検出装置はこのような
課題に着目してなされたものであり、その目的とすると
ころは、広い傾き角に渡る検出範囲を持ちながら、セン
サと反射面の距離が変化しても、傾き角のみを検出する
汎用性のある非接触傾き検出装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の非接触傾き検出装置は、被検体に向けて
投光する投光手段と、上記被検体の少なくとも２点から
の反射光を受光し光電流信号を出力する受光手段と、こ
の受光手段から出力された光電流の平方根の逆数の差を
演算する演算手段とを具備し、上記演算手段の出力を上
記被検体の傾き信号とする。

【０００６】

【作用】すなわち、本発明の非接触傾き検出装置におい
ては、被検体に向けて投光し、上記被検体の少なくとも
２点からの反射光を受光し光電流信号を出力する。そし
て、出力された光電流の平方根の逆数の差を演算し、得
られた演算出力を上記被検体の傾き信号とする。

【０００７】

【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００８】まず、図２を参照してカメラ１０の手ブレ
を検出する方法を述べる。撮影開始時を図２（ａ）と
し、顔は撮影中ほとんど動かないものとすると、手ブレ
した場合のカメラ１０の位置は図２（ｂ）図で表わすこ
とができる。すなわち、手振れがあった場合はカメラ１
０の回転中心がｘ移動し、カメラ１０（センサ１２）が
φだけ傾むく。

【０００９】このパラメータだけだと発明者らが先に出
願した特願平２−３１８４１７号公報で述べている様
に、傾きは図２（ａ）の顔面１４とカメラ１０の距離Ｚ
₁がφだけ傾むいた距離Ｚ₁／ｃｏｓφの変化を検出す
ればほぼ傾き分を検出することができる。傾きを検出す
れば良い理由は上記出願で述べた様に手ブレによる被写
体のフィルム面上の移動量は βｘ＋ｆφ …（１） β：撮影光学系の横倍率ｆ：撮影光学系の焦点距離

【００１０】で表わすことができ、βｘ＜＜ｆφのため
ブレ量はｆφとして良いからである。ところが実際には
顔面１４とカメラ１０は手ブレでＺ₁方向にもΔＺ移動
する。

【００１１】

【数１】であるから、手ブレを検出する場合、単にカメラ１０と
顔面１４の距離を測定するのみでは検出できない。

【００１２】但し、ΔＺ分はブレにはほぼ影響ないこと
から（１）式自身は正しい。したがって、ブレを検出す
る為にはカメラ１０と顔面１４の距離が変化しても傾き
φのみを検出することができれば（又はΔＺが傾きφに
対し影響が少ない量として検出することができれば）そ
れをブレ量とすることができる。

【００１３】上記の方法は、一般的な傾き検出としても
適用できる。すなわち、図３（ａ）に示すように、図３
（ａ）の様に、被検体９と傾きセンサ８の回転軸が合っ
ている場合でも、あるいは、（ｂ）の様に、被検体９と
傾きセンサ８の回転軸がずれている場合であっても、上
記の様に傾きセンサ８と被検体９の距離が変化しても傾
きφのみを検出することができれば万能の傾きセンサと
なる。なお、設計上、図３（ａ）の様な構成でも、実際
は部品バラツキ、組立バラツキなどのために、図３
（ｂ）の様な構成となる。さらに、本発明者等は、さま
ざまな試行錯誤を繰り返した後、次に説明する傾きのみ
を検出するセンサ方式を発見した。

【００１４】すなわち、図４に示す様に、１つの投光部
Ｌに対し、２つの受光部ＣＬ₁，ＣＬ₂の構成のセンサ
を考え、図１に示すような構成によって傾き検出を行
う。

【００１５】まず、駆動回路１から発光指示を受けると
発光部Ｌが発光し被検体からの反射光を受光部ＣＬ₁，
ＣＬ₂で受光する。受光部ＣＬ₁，ＣＬ₂の受光電流を
ｉ₁，ｉ₂とすると傾きはほぼ

【００１６】

【数２】で表わすことができる。図５は実際の傾き検出回路の詳
細な構成を示す図である。同図の演算回路は、次に述べ
る計算式の導入により実現する。

【００１７】式（１）をアナログ演算で実現すると以下
のような計算式が得られる。短絡電流（ｉ₁，ｉ₂）に
かかるべき数（ここでは−１／２乗）を消去するため
に、ｉｋ（任意の定電流）およびｉ₁で対数圧縮し、電
流ｉｃで伸張（逆対数）する。Ｖ_Tｌ_n（ｉｋ／ｉｓ）＋Ｖ_Tｌ_n（ｉ₁／ｉｓ）＝２Ｖ_Tｌ_n（ｉｃ／ｉｓ）（Ｖ_T＝ｋＴ／ｑ） ∴ ｉｋ・ｉ₁＝ｉｃ² つぎに、求める電流をｉｃ′とし、伸張前のＶ_BE（Ｖ₁
＝Ｖ_BEとする）をｉｃとｉｋで表わすと、Ｖ₁＝２Ｖ_Tｌ_n（ｉｋ／ｉｓ）−Ｖ_Tｌ_n（ｉｃ／ｉｓ）＝Ｖ_Tｌ_n（ｉｃ′／ｉｓ） ∴ ｉｋ² ／ｉｃ＝ｉｃ′ となる。故に、

【００１８】

【数３】ｉ₂も上式同様に表わせる。図５に上記計算に基く回路
図を示す。一例として、ＵＮｉＴ２の出力Ｖ_OT2を求め
る。カレントミラーに流れる電流ｉｃは、Ｖ_Tｌ_n（ｉｋ／ｉｓ）＋Ｖ_Tｌ_n（ｉ₂／ｉｓ）＝２Ｖ_Tｌ_n（ｉｃ／ｉｓ）（すなわち、Ｖ_BE0＋Ｖ_BE2＝Ｖ_BE3＋Ｖ_BE4）となり、ｉｋ・ｉ₂＝ｉｃ²の関係が成立する。次に、
Ｖ_BE4＝Ｖ_BE8であるからＶ₁は、Ｖ₁＝２Ｖ_Tｌ_n（ｉｋ／ｉｓ）−Ｖ_Tｌ_n（ｉｃ／ｉｓ）

【００１９】＝Ｖ_Tｌ_n（ｉｃ′／ｉｓ）（すなわち、Ｖ_BE5＋Ｖ_BE6−Ｖ_BE7＝Ｖ_BE9）となる。抵抗Ｒに流れる電流ｉｃ′は、Ｖ₁＝Ｖ_BE9で
あるから、

【００２０】

【数４】となる。故にＶ_OT2は、

【００２１】

【数５】となる。傾き出力ｘ′を求めるには、Ｖ_OT2−Ｖ_OT1を
行えばよいので、差出力Ｖ_OSは、

【００２２】

【数６】となり、傾きｘ′は、Ｖ_OT2−Ｖ_OT1の変化として例え
ば、図６（ｂ）に示すような回路を使用して検出でき
る。

【００２３】ここで、傾き方向に従って受光素子ｉＰＤ
１およびｉＰＤ２に流れる電流は、ｉ₁＞ｉ₂あるいは
ｉ₁＜ｉ₂となる。この変化に伴いＵＮｉＴ１，ＵＮｉ
Ｔ２の出力電圧Ｖ_OT1およびＶ_OT2もＶ_OT1＞Ｖ_OT2あ
るいはＶ_OT1＜Ｖ_OT2の関係を保つ。したがってＶ_OT2
−Ｖ_OT1の出力は、基準電圧Ｖ_refを中心に変化させた
方が、その振れの方向と絶対値が判別し易い（図６
（ａ）参照）。

【００２４】図６（ｂ）において、ＯＰ４の出力Ｖ
_OSは、大きさが非常に小さい（Ｒ₁＝Ｒ₂＝Ｒ₃＝
Ｒ₄）ので、ＯＰ５で必要十分な値まで増幅する。この
とき、フィードバック抵抗Ｒ_fに並列にフィルタコンデ
ンサＣ_Lを接続することにより、リップルを抑える。

【００２５】図７に、図５および図６の回路をｉｃ化し
た場合の最低必要限の機能ブロックを示す。図５の定電
流（ｉｋ，ｉｃ″）および図６（ｂ）の定電圧
（Ｖ_ref）を発生するための定電流源（ｉ_ref）と定電
圧源（Ｖ_ref）が追加されている。

【００２６】図８に、図７の機能にさらに発光部（赤外
ＬＥＤ）の駆動回路を加えた場合の機能ブロックを示
す。ＣＰＵ等のインタフェースを考慮し、チップイネー
ブル端子（ＦｕＣＥ（バー））を追加している。図８の
ｉｃをＣＰＵ１１と接続したときの状態を図９に示す。
ＣＰＵ１１からの赤外ＬＥＤ駆動パルスにより振れセン
サｉｃは赤外ＬＥＤ（Ｌ）を発光させ、反射面からの反
射光をフォトダイオード（ＣＬ１，ＣＬ２）で受光す
る。そして、所定の演算処理の後、センサ出力Ｖ_Oとし
てＣＰＵ１１に出力される。

【００２７】図１０は傾きセンサ８の構成を示す図であ
り、図１１は、図１０の傾きセンサ８（ｙ₀＝１３）と
前述した図５および図６のブレ検出回路を用いて計測し
た傾き角度φと傾き検出回路出力Ｖ_OUTのφ−Ｖ_OUT特
性である。傾き角度φ＝±０．２５６［°］に対して出
力Ｖ_OUTは、およそ６０［ｍＶ］変化する。傾き角度φ
＝１［°］に対して２３４ｍＶ／ｄｅｇの変化を示す。

【００２８】図１１から明らかなように、傾きセンサ８
から反射板１３までの距離ＺがＺ＝３０〜５０［ｍｍ］
の範囲においては、Ｖ_OUTの値がほぼ一群となり距離Ｚ
の値にかかわらず、振れ角度φに対して一定の傾き（Ｖ
_OUT／ｄｅｇ）で変化することがわかる。したがって、
この距離Ｚの影響がキャンセルされる範囲を有効範囲と
すれば傾き検出が可能である。

【００２９】実際にＶ_OUTのダイナミックレンジを０≦
Ｖ_OUT≦５．０［Ｖ］とすればφ＝±１０．７［°］
（Ｖ_OUT＝２．５［Ｖ］をφ＝±０［°］とする）まで
検出できる。カメラのブレ検出として使用する為には、
ｆ＝１００ｍｍでのフィルム面での許容散乱円０．１ｍ
ｍを検出するにはｔａｎ^-1（０．１／１００）＝０．０５７°より０．０５７° 以下の精度を検出できれば良いこととなる。図１１から
充分０．０５７°を検出できることが確認できる。図１
１のデータは投光部Ｌの前にレンズを配置し、投光スポ
ット径を絞った時のデータである。図１２は投光部Ｌの
前にレンズがなく投光角が約±１５°程度の時のφ−Ｖ
_OUT特性である。

【００３０】同図においては、より広い角度範囲のデー
タとなっている。振り角が大きいため、投光角のアンバ
ランスや受光部ＣＬ₁，ＣＬ₂の受光感度のバラツキ等
により距離Ｚにより多少傾きは変化しているがＺ＞６０
では安定していることがわかる。図１１の様にＺに関係
なく一群になっているところはないが、距離変化に比べ
角度に対する感度が非常に強いので傾き検出としては充
分である。又、投光電流を増したり、図１１の様に投光
レンズを付け、凝似的に投光電流を増すことによって、
Ｚを無視できる検出範囲ができる。又、図１２に示すよ
うに、この実施例においては、広い角度範囲の検出が可
能である。

【００３１】さらに、単に受光部ＣＬ₁，ＣＬ₂の電流
ｉ₁，ｉ₂の差ｉ₁−ｉ₂でφ−Ｖ_OUT特性をとった場
合は、図示しないが距離Ｚにより特性の傾きが変化する
ので、距離検出と並用するか、又は一定距離のみで使用
する必要がある。さらに、図１０の傾きセンサ８（以下
ブレセンサとする）を用いて、手ブレ信号との相関をと
った場合について述べる。手ブレ信号は、図１３
（ａ）、（ｂ）に示す様にＰＳＤ用送信部５０のＬＥＤ
を２次元ＰＳＤ５２で受けることにより検出する。２次
元平面で１点（ＰＳＤ用送信部５０のＬＥＤ）の軌跡を
追うので、ブレと等価な信号を検出することができる。

【００３２】ブレセンサ（センサ部５４）は２次元ＰＳ
Ｄ５２と一体に回転し、図に示した反射板５６との傾き
を検出する。手ブレは基準棒の先端を適当に振ることに
より行なった。本実施例ではφ＝±０．２５６［°］に
相当する振れをストッパー５８で調整する。

【００３３】図１４（ａ）、（ｂ）は上記反射板５６の
反射面が平面の場合の手ブレ信号（ＰＳＤ）のｙ軸とブ
レセンサの相関図である（ＰＳＤのｙ軸方向とブレセン
サＣＬ₁〜Ｌ〜ＣＬ₂の軸を合せてある）。ブレセンサ
の出力と手ブレ信号は逆位相にはなっているが相関は非
常に良い。相関図の横軸は、ブレセンサの信号を時間的
に進めたり遅らしたりした時のオフセット値で、ブレセ
ンサの時間的遅れもないことがわかる。次に実際に人が
カメラを撮影した場合を想定して、手ブレ信号とブレセ
ンサの相関をとった結果を次に示す。

【００３４】図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はその実験
例である。図１５（ａ）に示すようにカメラ１０の前面
に上記した２次元ＰＳＤ５２を置きＰＳＤ用送信部５０
のＬＥＤから投光される信号を受けこれを手ブレ信号と
する。ブレセンサ（センサー部５４）はカメラ１０の背
面に置き、撮影者６０の顔面６２との傾き角の変化を検
出する。検出結果は以下の通りである。

【００３５】すなわち、図１６（ａ）、（ｂ）はＰＳＤ
手ブレ信号とブレセンサのｙ方向出力（ｙ方向変位変
化）の相関を示し、図１７（ａ）、（ｂ）はＰＳＤ手ブ
レ信号とブレセンサのｙ方向出力の微分（ｙ方向速度変
化）の相関を示し、図１８（ａ）、（ｂ）はＰＳＤ手ブ
レ信号とブレセンサのｘ方向変位変化の相関を示し、図
１９（ａ）、（ｂ）はＰＳＤ手ブレ信号とブレセンサの
ｘ方向速度変化の相関を示す。相関は−２００〜＋６０
０ｍｓの間のデータで行ない参考までに２ｎｄレリーズ
ＯＮ／ＯＦＦのタイミングも示してある。いづれもブレ
センサとＰＳＤ手ブレ信号の相関は非常に高く、本実施
例の傾き検出センサはブレセンサとして使用可能である
ことを裏づけている。

【００３６】以下に傾きセンサの第２実施例を示す。傾
きセンサの投受光は赤外光を使用することが望ましいが
周囲が明るい時は受光センサに投光した光の反射光以外
のノイズ光（定常光）がのり、検出データの信頼性が落
ちる場合がある。したがってこの様な環境でも使用可能
な傾きセンサ検出回路の例を次に述べる。

【００３７】図２０はこのような定常光除去機能を有す
る検出回路の回路構成を示す図である。ＳＰＤ２００
Ａ，２００Ｂにそれぞれ対応する入力部２０１Ａ，２０
１Ｂはまったく共通な回路構成なので２０１Ａについて
のみ説明する。

【００３８】ＳＰＤ２００からの出力電流ｉ₁は入力端
子３００を介してプリアンプ１００、増幅トランジスタ
１０１によって増幅される。この増幅トランジスタ１０
１のベースはプリアンプ１００の入力と、エミッタはプ
リアンプ１００の出力と接続され、コレクタはＰＮＰト
ランジスタ１０２，１０３からなるカレントミラー回路
に入力されている。このカレントミラー回路の出力であ
るＰＮＰトランジスタ１０３のコレクタは電流源１０
４，１０６、圧縮ダイオード１０５のアノード、ホール
ドアンプ１０９の反転入力端及び、入力部２０１の出力
端子３０１を介してバッファ２０２に接続される。圧縮
ダイオード１０５のカソードはダイオード１０７のカソ
ードとともにボルテージフォロワ１１３の出力に接続さ
れ、このボルテージフォロワ１１３の非反転入力端には
電流源１１５とダイオード１１４が接続されている。

【００３９】なおボルテージフォロワ１１３の出力は入
力部２０１Ｂにも供給される。ダイオード１０７のアノ
ードには電流源１０８が接続され、さらにホールドアン
プ１０９の非反転入力端に接続されている。ホールドア
ンプ１０９の出力にはホールドトランジスタ１１０、ホ
ールド抵抗１１１、及びホールドコンデンサ１１２が図
示のごとく接続される。次にこの入力部２０１Ａの動作
について説明する。

【００４０】ＳＰＤ２００からの出力電流ｉ₁は入力端
子３００を介してプリアンプ１００、増幅トランジスタ
１０１により増幅されるが、この時、定常的な背景光に
よりＳＰＤ２００において発生する定常光電流Ｉ_paも同
時に入力されている。この定常光電流Ｉ_paを除去する動
作を説明する。

【００４１】ここで、圧縮ダイオード１０５とダイオー
ド１０７及びダイオード１１４は同一の特性を有してお
り、また電流源１０６と１０８は同一の電流値に設定さ
れているものとする。まずＩＲＥＤの投光及び反射光検
出に先立ち定常光除去動作を行う。ホールドアンプ１０
９は圧縮ダイオード１０５のアノード電位と、ダイオー
ド１０７のアノード電位、すなわちホールドアンプ１０
９の反転入力端と非反転入力端の入力電圧が等しくなる
ようにその出力電圧を決定している。定常光電流Ｉ_paが
プリアンプ１００、増幅トランジスタ１０１により増幅
されると、ＰＮＰトランジスタ１０２，１０３からなる
カレントミラー回路を介して圧縮ダイオード１０５にこ
の電流が流れこみ、圧縮ダイオード１０５のカソード電
位を上げる。するとホールドアンプ１０９の反転入力端
の電位も上がることになるので、ホールドアンプ１０９
の出力電圧すなわちホールドトランジスタ１１０のベー
ス電位が上昇し、定常光電流Ｉ_paはコレクタ電流として
ホールド抵抗４１Ａを介してグラウンドに流れる。

【００４２】このような帰還作用によって定常光電流Ｉ
_paは除去されグラウンドに流れてしまい、増幅されるこ
とはない。この定常光電流Ｉ_paのレベルに応じたホール
ドアンプ１０９の出力電圧がホールドコンデンサ１１２
に記憶される。なお増幅トランジスタ１０１のバイアス
電流は電流源１０４でまかなわれており、以上述べた定
常光除去動作により図中Ａ′のポイントには電流が流れ
ていない状態が維持される。次にＩＲＥＤ発光、反射光
検出時の動作について説明する。

【００４３】ＩＲＥＤの発光と同時にホールドオフ信号
Ｔ_Hによりホールドアンプ１０９はその機能を停止し、
また電流源１０６もオフする。ここでホールドコンデン
サ１１２には前述のように定常光除去用の電荷が保持さ
れているので、定常光電流Ｉ_paは除去されながら、反射
光により発生するＳＰＤ２００の信号電流ｉ₁がプリア
ンプ１００及び増幅トランジスタ１０１によって増幅さ
れ、ＰＮＰトランジスタ１０２，１０３よりなるカレン
トミラー回路を介しさらに図中Ａ′ポイントを介して、
圧縮ダイオード１０５に信号電流が流れる。従って、圧
縮ダイオード１０５のアノード電位すなわち入力部２０
１の出力端子３０１の出力電圧Ｖ₀は以下の式で表わす
ことができる。

【００４４】

【数７】

【００４５】入力部２０１Ａの出力３０１はバッファ２
０２Ａを介して前述のＵＮｉＴ₁に入力される（図５参
照）。ＵＮｉＴ１以後後段の回路は図５及び図６に示す
ものと同一であるため重ねての説明を省略する。ここで
は定常光をカットする例を述べた。

【００４６】定常光をカットする他の方法としては定常
光に比べ投光部の光量を非常に多くすることも考えられ
る。しかし通常、投光ＬＥＤに定常時に流せる電流は限
界がある為、ブレ検出するタイミングの時だけパルス的
に投光すれば投光部の光量を上げることができる。この
技術はここでは特に述べないが、アクティブＡＦの光量
を増す方法として一般的である。図２１は本発明の一実
施例に係る非接触傾き検出装置を組み込んだＴＴＬ一眼
レフカメラにおけるブロック図である。

【００４７】メインＣＰＵ９０１はその内部に設けられ
たＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて逐次シーケ
ンシャル制御を実行し、これによって周辺のＩＣ等の動
作を司るようになっている。ＡＦＩＣ９０７は、一般的
な位相差検出による測距用ＩＣで、被写体までの距離を
計測し、得られた被写体距離情報をメインＣＰＵ９０１
に転送する。

【００４８】Ｅ² ＰＲＯＭ９１３は不揮発性の記憶素子
で上記距離情報のバラツキや測距データをレンズ位置デ
ータに変換する際のレンズ位置の機能的なバラツキ等に
より発生する誤差を生産時に補正するための調整データ
がこのＥ² ＰＲＯＭ９１３に記憶されている。

【００４９】ＩＦＩＣ９１１では、被写体輝度の測定、
ドライバー９２７の制御等を行なう。受光素子９１２は
複写体を、平均およびスポットで測光し、測光結果をＩ
ＦＩＣ９１１に供給する。

【００５０】ドライバー９２７はＤＣモーターやステッ
ピングモータ、マグネット等を駆動する。ＤＣモータ９
１５は、撮影レンズ駆動用、ＤＣモータ９１７は、ズー
ミング用、ＤＣモータ９１９は、フォーカル・プレーン
シャッターの先幕・後幕のチャージおよびミラー駆動、
フィルム給送を行なう。ステッピングモータ９２１は絞
り駆動を行ない、マグネット９２３，９２５は各々フォ
ーカル・プレーンシャッターの先幕・役幕の係止を行な
う。

【００５１】ＢＩＣ９０９は、振れ検出用ＩＣで、ＬＥ
Ｄ９２９から発せられた赤外光が撮影者の顔面で反射
し、２対の受光素子９３１で受光され、該受光結果をＢ
ＩＣ９０９を介して、ＣＰＵ９０１へ供給される。図２
２は、本発明の一実施例に係る非接触傾き検出装置を組
み込んだカメラのレリーズフローチャートである。

【００５２】まず、ファースレリーズＲＩＳＷ９０３を
押圧すると、測距情報より得られた合焦位置に撮影レン
ズをＬＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２０）にて駆動する。
次にＲ２ＳＷ９０５がＯＮかどうかを判断し（Ｓ２
１）、セカンドレリーズＲ２ＳＷ９０５がＯＮされる
と、ＭＵＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２２）にてミラーを
アップし、ＡＶＣＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２３）にて
あらかじめ定められた絞り位置に絞りを駆動する。ここ
で振れ検出サブルーチンＢＳＥＮ（Ｓ２４）にて、カメ
ラの振れを検出し、振れが収束したところで、ＳＤＲＩ
Ｖサブルーチン（Ｓ２５）に移項し、フォーカル・プレ
ーンシャッターを駆動し、フィルムに露光する。次にＡ
ＶＯＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２６）で絞りを元の位置
に戻し（開放位置）、ＭＤＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２
７）でミラーをダウンし、ＷＩＮＤサブルーチン（Ｓ２
８）で一駒分、フィルム給送を行なう。

【００５３】さらに、図２３を参照して振れ検出サブル
ーチンＢＳＥＮ２４をさらに詳しく説明すると、ＬＥＤ
９２９をＯＮし（Ｓ３０）、タイマーをスタートさせる
（Ｓ３１）。次にリミッターを判断し（Ｓ３２）、所定
時間経過しても振れ量が収束しない場合は警告フラグを
セットしてＬＥＤ９２９をＯＦＦして（Ｓ３５）、該サ
ブルーチンを抜ける。また、リミッタ内で振れが所定値
以下（Ｓ３４）の場合もＬＥＤ９２９をＯＦＦして該サ
ブルーチンを抜ける。図２４は図２３における振れ量検
出のサブルーチンである。

【００５４】ＢＩＣ９０９からの出力をＡ／Ｄ変換して
ＡＤＤＴを得る（Ｓ４１）。次にＩＮＩＴＦＧをチェッ
クする（Ｓ４２）。ＩＮＩＴＦＧはメインルーチン（図
示せず）の初期で０にイニシャルライズされ、本サブル
ーチン「振れ量検出」を１回実行するとセットされるフ
ラグである。初回の場合はＩＮＩＴＦＧをセットする
（Ｓ４６）。２回目以降の場合は前回のＡ／Ｄ変換値Ａ
ＤＯＤと今回のＡ／Ｄ変換値ＡＤＤＴの差が所定値ＡＤ
ＴＨ以下か否かを判定する（Ｓ４３）。所定値以下の場
合は、振れ量が許容量であることを示すフラグＯＫＦＧ
をセット（Ｓ４５）、本サブルーチンを抜ける。所定値
以上の場合は今回のＡ／Ｄ変換値ＡＤＤＴを記憶し（Ｓ
４４）、本サブルーチンを抜ける。以上の様にブレ量が
最小のところでシャッタを開くことができる。又ブレセ
ンサ出力によりブレの最も小さくなるタイミングを予測
しシャッタを切ることもできる。この技術は、特願平３
−２１８６７２号公報等で詳しく述べられているので、
詳細な説明はここでは省略する。以下に、カメラへのブ
レセンサ実装例を説明する。

【００５５】図２５はブレセンサを備えたカメラの斜視
図である。８００はカメラ本体、８０２はファインダー
接眼部、８０４はブレセンサ、８０６はレリーズボタン
である。ｘ，ｙ，ｚの矢印はカメラ上の仮想の軸であ
り、ブレの方向を示す際の回転軸を表わす。つまりｘ軸
まわりのブレＡ′は回転方向のブレでありｙ，ｚ軸回り
のブレはそれぞれＢ′，Ｃ′の回転方向のブレである。
図２６（ａ）、（ｂ）は２方向、ｘ，ｙ軸回りのブレを
検出する際のブレセンサの配置図である。図２７
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は１方向ｘ，ｙ、あるいは斜め
方向の軸回りのブレを検出する際のブレセンサの配置図
である。図２８（ａ）、（ｂ）は撮影者がカメラを構え
た時のきき目によるカメラと撮影者の位置関係を表わし
ている。図２９は撮影者がカメラを構えた状態を横から
見た様子を表わしている。

【００５６】このブレセンサはセンサ取付面と撮影者の
顔との相対位置（角度）変化を検出するものであり、投
光部は安定した平面に近いことが望まれる。図２８
（ａ）は右目でファインダーを除き、図２８（ｂ）は左
目で除いている。この際、ファインダーのほぼ真下にセ
ンサを置くことでブレセンサ８０４は撮影者の頬に投光
することになり上記条件を満足する。図２９ではブレセ
ンサ８０４と撮影者の上下方向位置が示されている。従
って、ブレセンサ８０４とファインダー接眼部８０２の
位置は図２５に示す位置、つまりブレセンサ８０４がフ
ァインダー接眼部８０２のほぼ真下に位置するように配
置される。以下に、投受光部の配置を図２６、図２７を
参照して説明する。

【００５７】２軸方向のブレを検出する時は図２６
（ａ）（ｂ）のように受光部を検出軸に対して直角方向
に配置する。例えば（ａ）はｘ，ｙ軸回り、（ｂ）は斜
め方向２軸回りのブレを検出する。１軸方向のブレを検
出する時は、図２７（ａ）（ｂ）（ｃ）のように配置す
ることでｘ，ｙ斜め方向軸回りのブレを検出する。２軸
方向あるいは１軸方向のどちらの検出にするかはどの程
度の精度あるいはどの方向のブレを検出したいかで選択
すれば良い。

【００５８】今までは図４の投光部１つ受光部２つの構
成を基準に述べて来たが、図３０の様な応用も考えられ
る。（ａ）は投光２ケ、受光２ケ、（ｂ）は投光２ケ、
受光１ケの例である。これらの場合は投光部が２ケある
のでＬ₁，Ｌ₂をそれぞれ時系列的に（−線と…線を時
系列に）投光し、受光素子の電流をサンプルホールドし
前述した検出回路に接続すれば簡単に達成できる。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の非接触傾
き検出装置においては、簡単な構成で、ミラーアップ中
でもブレ検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る傾き検出を行うための
構成図である。

【図２】カメラの手ブレを検出する方法を説明するため
の図である。

【図３】被検体と傾きセンサの位置関係を示す図であ
る。

【図４】１つの投光部に対し、２つの受光部を有するセ
ンサ構成を示す図である。

【図５】傾き検出回路の詳細な構成を示す図である。

【図６】図６（ａ）はＶ_OT1とＶ_OT2との関係に対する
差出力Ｖ_OSの大きさを示す図であり、図６（ｂ）は図１
の減算回路の構成を示す図である。

【図７】図５および図６の回路をｉｃ化した場合の最低
必要限の機能ブロックを示す図である。

【図８】図７の機能にさらに発光部（赤外ＬＥＤ）の駆
動回路を加えた場合の機能ブロックを示す図である。

【図９】図８のｉｃをＣＰＵと接続したときの状態を示
す図である。

【図１０】傾き検出センサの構成を示す図である。

【図１１】図１０の傾き検出センサと、図５および図６
のブレ検出回路を用いて計測した傾き角度φと傾き検出
回路出力Ｖ_OUTのφ−Ｖ_OUT特性を示す図である。

【図１２】投光部Ｌの前にレンズがなく投光角が約±１
５°程度の時のφ−Ｖ_OUT特性を示す図である。

【図１３】ＰＳＤ用送信部及び２次元ＰＳＤとその近傍
の構成を示す図である。

【図１４】反射面が平面の場合の手ブレ信号のｙ軸とブ
レセンサの相関図である。

【図１５】手ブレ信号とブレセンサの相関をとるための
実験例を示す図である。

【図１６】ＰＳＤ手ブレ信号とブレセンサのｙ方向出力
（ｙ方向変位変化）の相関を示す図である。

【図１７】ＰＳＤ手ブレ信号とブレセンサのｙ方向出力
の微分（ｙ方向速度変化）の相関を示す図である。

【図１８】ＰＳＤ手ブレ信号とブレセンサのｘ方向変位
変化の相関を示す図である。

【図１９】ＰＳＤ手ブレ信号とブレセンサのｘ方向速度
変化の相関を示す図である。

【図２０】定常光除去機能を有する検出回路の回路構成
を示す図である。

【図２１】本発明の一実施例に係る非接触傾き検出装置
を組み込んだＴＴＬ一眼レフカメラにおけるブロック図
である。

【図２２】本発明の一実施例に係る非接触傾き検出装置
を組み込んだカメラのレリーズフローチャートである。

【図２３】振れ検出サブルーチンＢＳＥＮ２４の手順を
示す図である。

【図２４】図２３における振れ量検出サブルーチンの手
順を示す図である。

【図２５】ブレセンサを備えたカメラの斜視図である。

【図２６】２方向、ｘ，ｙ軸回りのブレを検出する際の
ブレセンサの配置図である。

【図２７】１方向ｘ，ｙ、あるいは斜め方向の軸回りの
ブレを検出する際のブレセンサの配置図である。

【図２８】撮影者がカメラを構えた時のきき目によるカ
メラと撮影者の位置関係を表わす図である。

【図２９】撮影者がカメラを構えた状態を横から見た様
子を表わす図である。

【図３０】投光部及び受光部の他の構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…駆動回路、３…１／（ｉ₁）^1/2回路、５…１／
（ｉ₂）^1/2回路、７…減算回路、９…被検体。

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

【手続補正書】

【提出日】平成４年９月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】式（１）をアナログ演算で実現すると以下
のような計算式が得られる。短絡電流（ｉ_１，ｉ_２）に
かかるべき数（ここでは−１／２乗）を消去するため
に、ｉｋ（任意の定電流）およびｉ_１で対数圧縮し、電
流ｉｃで伸張（逆対数）する。Ｖ_Ｔ１_ｎ（ｉｋ／ｉｓ）＋Ｖ_Ｔ１_ｎ（ｉ_１／ｉｓ）＝２Ｖ_Ｔ１_ｎ（ｉｃ／ｉｓ）ただし、Ｖ_Ｔ＝ｋＴ／ｑ…熱電圧ｉｓ…逆方向飽和電流 ∴ ｉｋ・ｉ_１＝ｉｃ^２つぎに、求める電流をｉｃ′とし、伸張前のＶ _ＢＥ（Ｖ
_１＝ＶＢＥとする）をｉｃとｉｋで表わすと、Ｖ_１＝２Ｖ_Ｔ１_ｎ（ｉｋ／ｉｓ）−Ｖ_Ｔ１_ｎ（ｉｃ／ｉｓ）＝Ｖ_Ｔ１_ｎ（ｉｃ′／ｉｓ） ∴ ｉｋ^２／ｉｃ＝ｉｃ′ となる。故に、

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】図１０は傾きセンサ８の構成を示す図であ
り、図１１は、図１０の傾きセンサ８（ｙ_０＝１３［ｍ
ｍ］）と前述した図５および図６のブレ検出回路を用い
て計測した傾き角度φと傾き検出回路出力Ｖ_ＯＵＴのφ
−Ｖ_ＯＵＴ特性である。傾き角度φ＝±０．２５６
［゜］に対して出力Ｖ_ＯＵＴは、およそ６０［ｍＶ］変
化する。傾き角度φ＝１［゜］に対して２３４ｍＶ／ｄ
ｅｇの変化を示す。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】図２０はこのような定常光除去機能を有す
る検出回路の回路構成を示す図である。ＳＰＤ２００，
２００Ｂにそれぞれ対応する入力部２０１Ａ，２０１Ｂ
はまったく共通な回路構成なので２０１Ａについてのみ
説明する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】まず、ファースレリーズＲ１ＳＷ９０３を
押圧すると、測距情報より得られた合焦位置に撮影レン
ズをＬＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２０）にて駆動する。
次にＲ２ＳＷ９０５がＯＮかどうかを判断し（Ｓ２
１）、セカンドレリーズＲ２ＳＷ９０５がＯＮされる
と、ＭＵＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２２）にてミラーを
アップし、ＡＶＣＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２３）にて
あらかじめ定められた絞り位置に絞りを駆動する。ここ
で振れ検出サブルーチンＢＳＥＮ（Ｓ２４）にて、カメ
ラの振れを検出し、振れが収束したところで、ＳＤＲＩ
Ｖサブルーチン（Ｓ２５）に移項し、フォーカル・プレ
ーンシャッターを駆動し、フィルムに露光する。次にＡ
ＶＯＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２６）で絞りを元の位置
に戻し（開放位置）、ＭＤＤＲＩＶサブルーチン（Ｓ２
７）でミラーをダウンし、ＷＩＮＤサブルーチン（Ｓ２
８）で一駒分、フィルム給送を行なう。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５５】図２５はブレセンサを備えたカメラの斜視
図である。８００はカメラ本体、８０２はファインダー
接眼部、８０４はブレセンサ、８０６はレリーズボタ
ン、８１０は撮影レンズである。ｘ，ｙ，ｚの矢印はカ
メラ上の仮想の軸であり、ブレの方向を示す際の回転軸
を表わす。つまりｘ軸まわりのブレＡ′は回転方向のブ
レでありｙ，ｚ軸回りのブレはそれぞれＢ′，Ｃ′の回
転方向のブレである。図２６（ａ）、（ｂ）は２方向、
ｘ，ｙ軸回りのブレを検出する際のブレセンサの配置図
である。図２７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は１方向ｘ，
ｙ、あるいは斜め方向の軸回りのブレを検出する際のブ
レセンサの配置図である。図２８（ａ）、（ｂ）は撮影
者がカメラを構えた時のきき目によるカメラと撮影者の
位置関係を表わしている。図２９は撮影者がカメラを構
えた状態を横から見た様子を表わしている。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５６】このブレセンサはセンサ取付面と撮影者の
顔との相対位置（角度）変化を検出するものであり、投
光部は安定した平面に近いことが望まれる。図２８
（ａ）は右目でファインダーをのぞき、図２８（ｂ）は
左目でのぞいている。この際、ファインダーのほぼ真下
にセンサを置くことでブレセンサ８０４は撮影者の頬に
投光することになり上記条件を満足する。図２９ではブ
レセンサ８０４と撮影者の上下方向位置が示されてい
る。従って、ブレセンサ８０４とファインダー接眼部８
０２の位置は図２５に示す位置、つまりブレセンサ８０
４がファインダー接眼部８０２のほぼ真下に位置するよ
うに配置される。以下に、投受光部の配置を図２６、図
２７を参照して説明する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５７】２軸方向のブレを検出する時は図２６
（ａ）（ｂ）のように受光部を検出軸に対して直角方向
に配置する。例えば（ａ）はｘ，ｙ軸回り、（ｂ）は斜
め方向２軸回りのブレを検出する。１軸方向のブレを検
出する時は、図２７（ａ）（ｂ）（ｃ）のように配置す
ることでｘ，斜め，ｙ方向軸回りのブレを検出する。２
軸方向あるいは１軸方向のどちらの検出にするかはどの
程度の精度あるいはどの方向のブレを検出したいかで選
択すれば良い。

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井出昌孝東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者丸山淳東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者菊池寿郎東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体に向けて投光する投光手段と、上記被検体の少なくとも２点からの反射光を受光し光電
流信号を出力する受光手段と、この受光手段から出力された光電流の平方根の逆数の差
を演算する演算手段と、を具備し、上記演算手段の出力を上記被検体の傾き信号
とすることを特徴とする非接触傾き検出装置。