JPS6383621A - ぶれ検知装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、焦点検出用の光学系及び処理系を用いてぶ
れ検知を行うカメラのぶれ検知装置に関するものである
。

（従来の技術） カメラに装備された位相差による合焦検知装置を利用し
て、カメラのぶれを検知する原理は、例えば特開昭ｆｉ
ｇ−１６６９１０号公報により公知である。

第１図〜第３図は、かかる公知のぶれ検知方法に利用さ
れ得る公知の位相差による合焦検知の原理を示す。第１
図は合焦状態、第２図は前ピント状態、第３図は後ピン
ト状態を示している。第１図〜第３図の（Ａ）に示すよ
うに、対物レンズ１の各々異なる２つの領域を通過した
光束による光学像を二次結像レンズ２ａ、２ｂを介して
２つのセンサアレイ３ａ、３ｂで検出し、出力信号Ｓａ
。

ｓｂを得て、Ｓａ、Ｓｂの位相差から撮影レンズのピン
ト状態を知ることができる。前記公開公報により公知の
ぶれ検知の方法は、どちらか一方の出力信号Ｓａ（又は
ｓｂ）を一定の時間差をおいて２度検出し、両者の位相
差からぶれを検知するものである。

その際、位相差ｄを求めるアルゴリズムには、以下のよ
うなものか知られている。ある時点におけるセンサ３ａ
からの信号Ｓａと一定時間経過後の同一のセンサ３ａの
信号Ｓａ’をそれぞれＡ像（ａ（＋１　＋　ａｆ２１　
、””　ａ＋ｎ＋　）　、Ａ′像（ａ’　Ｎｌ　、　ａ
′＋２＋　、　”　　　’　＋Ｎｌ　）のＮ個の◆　　
ａ 像信号とし、Ａ像、Ａ′像の相関量ＰＫを（Ｋ＜０） （Ｋ２Ｏ） （但しｎ＝Ｎ−ＩＫＩ。

−Ｎ／２≦に≦Ｎ／２） と定義する。（１）　、（＋）’によれば、相関ｆｆｉ
　Ｐ　ＫはＡ像とＡ′像の一致性を位相を変えながら演
算するもので、相関ｆｉｔ　Ｐ　Ｋを最小にするＫが前
述の位相差ｄとなる。従って（＋）　、（１）’式の演
算を行えば、ふれによる像の移動量に関する情報を得る
ことができる。第４図にＡ像及びＡ′像の例を示す。ぶ
れがない場合には、第４図（Ａ）に示すように殆ど同一
の出力信号となり、ＰＫは第５図αに示すようになる為
、位相差ｄは０となる。ぶれが生じた場合、センサに結
像する被写体パターンが変化する為、第４図（Ｂ）　、
　（Ｃ）に示すように波形は相当界なってくる。このと
きの波形の相関量ＰＫは第５図β、γに示すような形に
なり、ＰＫの最小値から位相差ｄを求めることができる
。

位相差ｄを求める別のアルゴリズムとして、Ａ像及びＡ
′像のあるスレッシュホルドレベル以上の信号をサンプ
リングする方法も公知である（特開昭５８−１７４９２
８号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの公知の方法は、位相差の検出が
本来不可能なほどぶれた場合や、位相差の算出を誤り易
いシーン及びそれに対するぶれが生じた場合には、位相
差ｄを本来のぶれ量とは異った誤ったぶれ量として算出
してしまう可能性を含んでいた。

この発明の目的は、算出された位相差ｄが正確にぶれ量
を表わしているか否かを判定し、誤ったぶれ計測を警告
又は排除することか可能なぶれ検知装置を提供すること
にある。

（問題点を解決する為の手段） 焦点検出用の光学系及び処理系を用いてぶれ検知を行う
カメラのぶれ検知装置において、撮影レンズの一部の光
束を受光するセンサ装置（１２）のある時点の出力信号
パターンＡと一定時間経過後の出力信号パターンＡ′に
ついて相関を調べ各画素を相関量に基づいてサンプリン
グを行い、サンプリングを行った信号について相関量を
求め、ぶれ量を求め、前記相関により求められたぶれ量
との比較により検出したぶれ量の誤りを判断する手段を
有することである。

（実施例） 第６図に示されたこの発明の実施例にフいて詳細に説明
する。

第６図は合焦検出にも利用され得るカメラの制御装置を
示す。工１はＣＰＵ　（中央処理装置）。

記憶回路１人出力ポート等を有する例えば１チツプマイ
クロプロセツサから成る像信号処理装置である。この処
理装置１１には、センサ列１２ａ。

１２ｂとＣＣＤ　（電荷結合素子）から成るセンサ装置
１２の信号が、Ａ／Ｄ変換器１３を介して人力される。

又制御装置１１の制御出力により、ぶれ量表示装置１７
及び誤り表示装置２１が作動するようになっている。セ
ンサ装置１２はＣＣＤ駆動装置１５により作動され、更
にＣＣＤ駆動装置１５及び処理装置１１には、クロック
発生器１６からクロックパルス信号が送られている。

センサ列１２ａ、１２ｂ上に、各々撮影レンズの異なる
領域を通過した光束による２像が形成され、ＣＣＤ駆動
装置１５からの制御信号Φ。。

ＳＨ，ＩＣＧにより光像の蓄積、転送か行なわれる。つ
まり処理装置１１か駆動装置１５へ開始信号ＳＴを与え
ると、駆動装置１５はクロック発生器１６の信号ＣＬＫ
により生成したクロックΦ。

と共に、蓄積開始信号ＩＣＧをセンサ装置１２へ送出す
る。センサ装置１２はこの時点から２像の蓄積を開始し
、所定の蓄積レベルに達すると蓄積完了信号ＥＯＩを駆
動装置１５に送る。駆動装置１５は充電変換出力転送信
号ＳＨをセンサ装置！２に送って、センサ装置１２内で
蓄積された電荷なセンサ部からＣＣＤ部へ転送させ、同
時に処理装置１１に終了信号ＥＮＤを送る。続いて、駆
動装置η１５からのクロックΦ。に同期してセンサ装置
１２は時系列的に２像のアナログ光電変換信号ａＳをＡ
／Ｄ変換器１３へ出力し、Ａ／Ｄ変換器１３は駆動装置
Ｉ５からの変換指令信号ＡＤＣに同期して８ビツトのＡ
／Ｄ変換を行い、処理装置１１にそのデジタル時系列信
号ＤＯ〜Ｄ７を送出する。処理装置１１は人力した２像
信号Ａ（ａ（ｌｌ　　＋　　ａｆ２１　　！””　　ａ
ｆｎｌ　　）　１Ｂ（ｂ（１１＋ｂ（２１＋　・・・ｂ
い、）を−時的にメモリに格納する。公知の自動合焦検
出を行う場合には、２像Ａ、Ｂの位相差か合焦状態の尺
度として利用され得る。カメラのぶれ検知を行う場合に
は、前述のとおり一定の時間間隔を置いてセンサ像蓄積
から始まる補記一連のシーケンスが縁り返される。即ち
、１シーケンス前の信号Ａ′と次のシーケンスの信号Ａ
か一時的にメモリに格納される。

ぶれがない場合、信号Ａ′及びＡは全く同一になるはす
であるから、両信号間の位相差ｄは零となる。それに対
してぶれがある場合には、位相差ｄは零にならず、これ
をぶれ量に対する尺度として利用することか可能である
。位相差ｄは次に示す［Ｉ］、　　［ＩＩ］、　　［［
ＩＩ］の手順により求められ得る。

［１：　］　Ａ　＋＋＋　　＝　ａ　（＋１Ｂ　（ｉｌ
　　”　Ａ　’　　Ｎ） （ｉ＝１．２．　　・・・Ｎ） （Ｋ２Ｏ） 但しｎ＝Ｎ−ＩＫＩ。

（−Ｎ／２≦に５Ｎ／２　） ［［［］　　ｄ＝Ｋ　　ｌ　　ｍ１ｎ（Ｐ、、）（−Ｎ
／２≦に≦Ｎ／２） 式［ＩＩｒ］は「ＰＫが最小となるＫをもってｄとする
」の意味である。

しかしながら、これにより算出された位相差ｄは、撮影
されたシーンやぶれの程度により正しいぶれ量を示さな
いことがある。そこで、算出された移動差ｄがぶれ川と
して正しいか否かを判定する必要がある。かかる判定の
手順を以下に示す。

まず、前述の方法によりＡ、Ｂに関する位相差ｄを求め
る。そして、位相差ｄにおける対応するＡ、Ｈの各要素
の差Ｘ、を次式により求める。

［ｒｖ］　　Ｘｉ　　＝　　＋　　Ｂｆｉや１ｄｌｌ　
　−Ａ＋ｉ＋　　ｌ（ｄ＜Ｏ） Ｘ　＋　　＝　　ｌ　　Ｂ　＋＋、Ａ　＋＋＋ｄ＋　　
ｌ　　（ｄ≧０）ｉ＝１．　２．　　・・・　ｎ。

ｎ＝Ｎ−１ｄｌ 更にＸｉ　＜ｐ□。／ｎを満たすＡ、Ｈの要素の組合せ
が生じたときは、タグメモリに１を書込む。

即ち ［Ｖ］　Ａの要素のタグメモリ　ＭａｒｋＡ　、、）　
＝　１ｊ＝ｉ　　　　　（ｄ＜０） ｊ＝ｉ＋ａ（ｄ≧０） Ｂの要素のタグメモリ　ＭａｒｋＢ　（１１＝　１１＝
（ｉ＋Ｉｄｌ）（ｄ＜０） １＝ｉ　　　　　　　　（ｄ≧０） （ｉ＝１．２．・・・ｎ） Ｘ１≧Ｐ□ｄｔ／ｎを満たすＡ、Ｈの要素の組合せが生
じたときはタグメモリに０を書込む。即ち［■コＡの要
素のタグメモリ　ＭａｒｋＡ　（Ｊ）　＝　０ｊ＝ｉ　
　　　　（ｄ＜０） ｊ　＝　ｉ　＋ｄ　　（ｄ≧０） Ｂの要素のタグメモリ　Ｍａｒｋ　８口、＝０１＝（ｉ
＋　ｌ　ｄ　ｌ　）（ｄ＜０）１＝ｉ　　　　　　　　
（ｄ≧０） 次に、以）のとおり４つの考えられる状態について、各
々ＰＫを求める。

■ＭａｒｋＡ　（Ｊ、＝　Ｏと設定したＡ　（ｊｌ　＋
　　Ｂ＋ｍ）の組合せとなるときのみ加算を行う。即ち
次式により計算を行う。

ＰＫ□＝±　ｌ　Ｂ　＋−＋　　　Ａ　ｔＪ、ｌ但しｊ
＝ｉ、ｍ＝ｉ＋ｌＫｌ　　（Ｋ＜０）ｊ＝（ｉ＋Ｋ）、
ｍ＝ｉ　　　（Ｋ２Ｏ）ｎ＝Ｎ　−ｌ　Ｋ　ｌ　、　−
Ｎ／２≦に≦Ｎ／２これより位相差ｄ、を ｄ、　＝Ｋｌ　　ｍ１ｎ（ＰＫ、） （−Ｎ／２≦に≦Ｎ／２） により求める。

■同様に、ＭａｒｋＢ　＋１１１１　＝　０と設定した
Ｂｆｍｌ＋Ａ　ｆＪ）の組合せとなるときのみ加算を行
い、ＰＫ２を求め、ｄ２を算出する。

■同様に、ＭａｒｋＡ　（、Ｈ＝　１と設定したＡ、、
、、。

Ｂ＋ｍｌの組合せとなるときのみ加算を行い、ＰＫ３を
求め、ｄ３を算出する。

■同様に、ＭａｒｋＢ　（ｍｌ　＝　１と設定したＡＬ
Ｊ）。

Ｂ（１）の組合せとなるときのみ加算を行い、ＰＫ４を
求め、ｄ４を算出する。

そして、ｄ１〜ｄ４の最大値ｄ　ｎ＋ａｘ及び最小値ｄ
□。の差をとり ｄ　ｍａｘ　　ｄｍｉｎ≧ｅ、　　　（ｅ、は正値）が
成立すれば、算出された位相差ｄは、ぶれ量を正確に表
わしていないと判定する。

以トのように算出されたｄを確かめる為、位相差ｄにお
いて、差分ｘ、の大きいＡの要素、小さいＡの要素、大
きいＢの要素、小さいＢの要素についてサンプリングを
行い、各々について位相差ｄ、−ｄ４を計算すると、算
出されたｄが不正確な場合、又は誤差を含む可能性が高
い場合には、ｄ、　〜ｄ、は異なワた値となるので、（
ｄ、、１ａＸ−ｄ、、、）の値でｄの確度の判定が可能
である。

処理装置１１は、ぶれ量に対応する位相差ｄをＱ４〜Ｑ
１の端子より、Ｈ又はＬのデジタルコード情報で表わし
て出力し、ＬＥＤ　１７をコード値に応じて点灯させる
。又ｄが不正確と判定された場合には同時に端子ＥＲＲ
にＨな出力し、ＬＥＤ２１を点灯する。

以上の構成による本発明の装置の動作を第７図のフロー
チャートにより説明する。処理装置１１には、第７図の
フローチャートに基づくアルゴリズムか予めプログラミ
ングされている。尚［］内はステップ番号を表わすもの
とする。

［１］処理装置１１から開始信号ＳＴを発し、ＣＣＤ駆
動装置１５はセンサ装置１２に信号ＩＣＧを送り、光像
の蓄積を開始させる。

［２コ所定の蓄積レベルに達した後に、センサ装置１２
からの蓄積完了信号ＥＯＩを受は取った駆動装置１５は
、Ａ／Ｄ変換器１３を動作させてセンサ１２ａ、１２ｂ
上に投影された光像の光像変換信号Ｏ８をＡ／Ｄ変換し
、処理装置１１に２像 Ａ、Ｂのデジタル信号ａ（１１＋　ｂ＋１１（ｉ＝１．
２．・・・Ｎ）を人力し、メモリに順次格納する。

［３］Ｂｚ＋　にＡ１４．の値を代入し、Ａ、１．にａ
、、、を代入する。（前記［■］） （第１回目は、Ｂ（ｉｌの値は不定となる。） ［４］ｄを演算する。（前記［ＩＩ］、　　［！ＩＩコ
）［５］　ＭａｒｋＡ　＋１１　、　ＭａｒｋＢ　Ｌ＋
＋　を生成する。

（前記［ＩＶ］、　　［Ｖ］、　　［ＶＩ］）［６］　
ｄ＋　、ｄ２．ｄ：＋　、ｄ４を計算する。

（前記の、■、■、■） ［７］　ｄ＋　、ｃｔ２．ｃｔ３．６４のうち最小値を
ｄ　ｍｉｏ、最大値をｄ。ａｘとする。

［８］処理装置１１において、ｄ　ｆｆ１ａｘ　　ｄ　
＋ｍｉｎの値と、エラー許容値ｅ＋　　（正値）との値
を比較する。

［９］　ｄｆｆｉａｘ　　ｄ　１ｍ＋ｎ　＜　ｅ　＋で
あれば、エラーは許容されると判断して、ＥＲＲ端子り
を出力し、ＬＥＤ２１を消灯し、エラー表示をＯＦＦに
する。

［１０コｄ　ｍａｘ　　ｄｍｉ。＜ｅ、でない場合は、
エラー許容値以−ヒとして、ＥＲＲ端子にＨな出力し、
ＬＥＤ　２１を点灯し、エラー表示をＯＮにする。

［１１］ｄの値をバイナリ−コードとしてＱ＋〜Ｑ４に
出力し、ＬＥＤ　１７を点灯又は゛消灯する。

上述のとおり、ｄ、〜ｄ４及びｄの値は、電源投入後第
１回目の計算ではぶれに対応する正しい値を示さず、２
回目からの計算値が有効となる。

この実施例では画素の選択を、位相差ｄにおけるｘｌの
平均値ＰＫ（。／ｎに対するＸｌの大小関係で決定して
いたが、Ｘｌの大きい順又は小さい順にいくつかの画素
を選択することも可能であり、この場合にはシーンによ
る選択される画素数の依存性がない為、安定した誤り検
知が可能である。

以上説明したように、画素全体で算出された位相差ｄに
おいて、対応する画素の値の差の大小によって、画素を
区別し、各々の画素について独立に位相差を計算し、こ
れを比較することで、前記なる位相差が正確であるか否
かを判定することが可能であり、誤った画像ぶれの検知
を防止する効果かある。

第８図はぶれが大きく位相が算出できないシーンに対し
、従来の方法で計算したＰＫ、ｄと、本発明による方法
で計算したＰＫｌ、　ｄ＋　、　ＰＫ２゜ｄ２．ＰＫ３
．ｄ＊　、ＰＫ４．ｄ＜を図示したものである。第８図
かられかるとおり、従来の方法では本来位相差を求める
ことができないシーンに対しても位相差ｄが算出され、
この位相差ｄが画像ぶれを正しく示しているか判別する
のは困難であった。この発明による手法を用いてＰＫ　
Ｉ　＊　Ｐ　Ｋ　２　＋Ｐ　Ｋ３＋　Ｐ　Ｋ４の計算を
行った場合、第８図に示すようにｄ、、ｄ２とｄ３．ｄ
４は異なり、ｄ　ｍａＮ−ｄ　ｎａｉｎの値から、求め
られたｄが正しいぶれを表示するものではないことがわ
かる。

第９図は、位相差が算出できる程度のぶれに対し、第８
図と同様の計算を行った結果を表わしたものである。こ
の場合には、ｄかぶれ量を正しく表示しているので、ｄ
、ｄ＋　、ｄ２．ｄ３．ｄ４は一致していることがわか
る。

以上のようにして、例えばｄ□ａｘ　　ｄｍｉ。の値を
所定の値と比較することにより、誤ったぶれ量の算出の
警告等を行うことが可能となり、画像の計測、ぶれ情報
のフィードバックによる防振等に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１〜第３図は自動合焦検出の原理図、第４図及び第５
図はぶれ検知の説明図、第６図は本発明によるカメラの
ぶれ検出装置の処理系のブロック図、第７図は処理系の
フローチャート図、第８図及び第９図はＰＫないしｄの
値を示す図である。 １１・・・・処理装置、１２・・・・センサ装置、１３
・・・・Ａ／Ｄ変換器、１５・・・・駆動装置、１６・
・・・クロック発生器、１７・・・・ぶれπ表示装置、
２１・・・・誤り表示装置 特許出願人　　キャノン株式会社 代　　理　　人　　　　　高　　梨　　幸　　雄第　　
１　　図　　（Ａ）　　　　　（１晃　２　回　　（Ａ
）　　　　　（９）第　３　図　　（Ａ）　　　　　　
（９）兜　　・４　　［コ ＣＡ） （Ｂ） （Ｃ） 第　　５　　回 晃　　７　　ロ 晃　　８　　　［２］ （Ａ） 一一一一上−一−−−ｋ （Ｂ） −に □ ｄ３（ｌｊ４ 晃　　９　２ （ハ・） Ｋ （ｅ） 〜 □

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）焦点検出用の光学系及び処理系を用いてぶれ検知
   を行うカメラのぶれ検知装置において、撮影レンズの一
   部の光束を受光するセンサ装置（１２）のある時点の出
   力信号パターンＡと一定時間経過後の出力信号パターン
   Ａ′についてサンプリングを行い、サンプリングを行っ
   た信号について相関量を求め、ぶれ量を求める手段を有
   することを特徴とするぶれ検知装置。
2. （２）少なくとも２つ以上のサンプリング方法によりサ
   ンプリングを行い、各々について算出されたぶれ量を比
   較する装置を有し、両者が大きく異なる場合には算出さ
   れたぶれ量が誤りであると判定する手段を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. （３）サンプリング手段は、Ａ及びＡ′のパターン全体
   として相関のよい位相差でＡ及びＡ′の信号を逐次比較
   し、Ａ及びＡ′の信号のうち、Ａ、Ａ′の差の絶対値を
   差の絶対値の平均と比較することにより、以下の処理即
   ち （イ）差の絶対値が平均値より大きい部分について、Ａ
   のパターンをサンプリングする （ロ）差の絶対値が平均値より大きい部分について、Ａ
   ′のパターンをサンプリングする （ハ）差の絶対値が平均値より小さい部分について、Ａ
   のパターンをサンプリングする （ニ）差の絶対値が平均値より小さい部分について、Ａ
   ′のパターンをサンプリングする （ホ）画素全部をサンプリングする のうちの少なくとも１つを行うことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。
4. （４）対物レンズの焦点調節状態に応じて間隔の変化す
   る、物体像に関するパターンを形成する段階と、前記パ
   ターンの夫々を複数画素を持つセンサアレイで受光する
   段階と、前記パターンの一方についての信号とこれと同
   じ方のパターンの一定時間経過後のパターンに関する信
   号に基づいて相関を求め、位相差を求める段階と、対応
   する画素の値の差の大小によって画素を区別し、各々の
   画素について独立に位相差を計算し、これを比較して前
   記位相差が妥当であるか否かを判定する段階を有し、前
   記位相差の大きさからぶれの検出を行うことを特徴とす
   るぶれ検知方法。