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発明の名称 防振装置及び光学機器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−72813
公開日 平成11年(1999)3月16日
出願番号 特願平9−247467
出願日 平成9年(1997)8月29日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】中村 稔
発明者 鷲巣 晃一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 光学機器の使用時の姿勢を検出する姿勢検出手段と、地磁気の方向を検出し、この地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を、該光学機器に加わる振動として出力する振動検出手段と、光学機器の姿勢により、該光学機器に加わる振動が前記振動検出手段にて正確に検出できない時に、警告を発する警告手段とを有したことを特徴とする防振装置。
【請求項2】 前記警告手段は、光学機器の光軸方向と地磁気の方向との相対角を基に、前記振動検出手段が該光学機器に加わる振動を正確に検出できるか否かを判別することを特徴とする請求項1記載の防振装置。
【請求項3】 前記振動検出手段にて光学機器に加わる振動が正確に検出できない方向については、防振を中止することを特徴とする請求項1又は2記載の防振装置。
【請求項4】 地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を検出し、この検出結果を該光学機器に加わる振動として出力する振動検出手段と、該振動検出手段により光学機器に加わる振動の検出を適正に行なえる、該光学機器の使用姿勢を表示する使用姿勢表示手段とを有したことを特徴とする防振装置。
【請求項5】 前記使用姿勢表示手段は、光学機器に加わる振動の検出を適正に行なえるように、該光学機器の光軸方向と地磁気の方向の相対角が所定範囲内になる使用姿勢を表示することを特徴とする請求項4記載の防振装置。
【請求項6】 地磁気の方向を検出し、この地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を該光学機器に加わる第1の方向の振動として出力する第1の振動検出手段と、地磁気の方向を検出し、この地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を、該光学機器に加わる前記第1の方向とは異なる第2の方向の振動として出力する第2の振動検出手段と、前記第1の振動検出手段が該光学機器に加わる振動を適正に検出できない時は、前記第2の振動検出手段の出力を基に、前記第1の振動検出手段の信号を予測し、この第1の振動検出手段の出力として出力する予測手段とを有したことを特徴とする防振装置。
【請求項7】 前記予測手段は、前記第2の振動検出手段の信号を演算して、前記第1の振動検出手段の出力とすることを特徴とする請求項6記載の防振装置。
【請求項8】 前記予測手段は、前記第2の振動検出手段の信号を基に、予め複数の振動データを記憶した記憶手段から振動データを選択し、これを前記第1の振動検出手段の出力とすることを特徴とする請求項7記載の防振装置。
【請求項9】 カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段と、複数の検知方向に配置された複数の地磁気検出手段と、前記姿勢検出手段と前記地磁気検出手段との出力から、地磁気の方向と光軸の方向との相対角を該光学機器に加わる振動として出力する光軸方向検出手段とを有したことを特徴とする防振装置。
【請求項10】 カメラの撮影光軸に直交し、互いに直角な第1,第2の軸まわりの地磁気変化を検出する第1,第2の地磁気検出手段と、前記第1,第2の軸のどちらが重力方向に近いかで、カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段と、該姿勢検出手段により前記第1の軸方向が重力方向に近い事が判定された場合は、前記第1の地磁気検出手段の出力を基に、前記第2の軸方向が重力方向に近い事が判定された場合は、前記第2の地磁気検出手段の出力を基に、地磁気の方向と光軸の方向との相対角を該光学機器に加わる振動として出力する光軸方向検出手段とを有したことを特徴とする防振装置。
【請求項11】 前記姿勢検出手段は、前記第1の軸が重力方向に近い場合は、横位置の姿勢でカメラが使用されていることを検出し、前記第2の軸が重力方向に近い場合は、縦位置の姿勢でカメラが使用されていることを検出するものであり、前記姿勢検出手段により、カメラの使用姿勢が横位置又は縦位置以外である事が検出された場合には、防振を行なわないようにしたことを特徴とする請求項10記載の防振装置。
【請求項12】 光軸に対し直交し、互いに直角な第1の軸と第2の軸まわりの振動を検出する振動検出手段を有する光学機器において、該光学機器の主に使用される姿勢において、重力方向と略直交する第1の軸まわりの振動を検出する振動検出手段として、傾斜角検出手段又は慣性検出手段を用い、重力方向と略一致する第2の軸まわりの振動を検出する振動検出手段として、地磁気の方向を検出し、この地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を、該光学機器に加わる振動として出力する地磁気検出手段を用いたことを特徴とする光学機器。
【請求項13】 光学機器の主に使用される姿勢は、長方形の結像面の長手方向が略水平状態となる姿勢であることを特徴とする請求項12記載の光学機器。
【請求項14】 前記慣性検出手段は、加速度計、角加速度計、振動ジャイロのうちの何れかであることを特徴とする請求項12記載の光学機器。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地磁気の方向を検出し、この地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を、該光学機器に加わる振動として出力する振動検出手段を有する防振装置及び光学機器の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在のカメラは露出決定やピント合せ等の撮影にとって重要な作業は全て自動化されているため、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。
【0003】また、最近では、カメラに加わる手振れを防ぐシステムも研究されており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。
【0004】ここで、手振れを防ぐシステムについて簡単に説明する。
【0005】撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常1Hzないし10Hzの振動であるが、シャッタのレリーズ時点においてこのような手振れを起こしても像振れの無い写真を撮影可能とするための基本的な考えとして、上記手振れによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて補正レンズを変位させなければならない。従って、カメラ振れが生じても像振れが生じない写真を撮影するためには、第1に、カメラの振動を正確に検出し、第2に、手振れによる光軸変化を補正することが必要となる。
【0006】この振動(カメラ振れ)の検出は、原理的にいえば、加速度,角加速度,角速度,角変位等を検出し、カメラ振れ補正の為にその出力を適宜演算処理する振れ検出センサをカメラに搭載することによって行うことができる。そして、この検出情報に基づき、撮影光軸を偏心させる補正光学装置を駆動させて像振れ抑制が行われる。
【0007】振れ検出センサと補正光学装置等を有した防振システムについては、特開平2−58037号に詳細が公開されているが、ここでは図10を用いてその概略について説明する。
【0008】図10(a)は防振システムを搭載したコンパクトカメラの斜視図であり、101はカメラのカバー、102はカメラの撮影レンズであり、撮影をしないときはレンズバリアで保護されている(図10(a)は撮影状態のためにレンズバリアは待避して見えない)。103はカメラのメインスイッチであり、図10(a)は防振システムがオンされた撮影可能状態であり、このメインスイッチ103を指標“OFF”に合せると撮影不能状態になり、このメインスイッチ103をスポーツモード104(高速シャッタモード)或いはストロボモード105に合せたときは、防振システムがオフされた撮影可能状態に切り換る(このようなモードでは防振システムは必要ないため)。106はレリーズボタンであり、該レリーズボタン106を押し込むことでカメラは測光,測距を行い、ピント合せ終了後に振れ補正を始め、フィルムへの露光を行う。107は被写体が暗いとき等に自動的に発光、或いは、強制的に発光するストロボ発光部である。
【0009】図10(b)は図10(a)の内部斜視図であり、108はカメラ本体、109は補正レンズ110を図中X,Y方向に自在に駆動して振れ補正を行う補正機構(補正光学装置の中で実際に振れ補正駆動する部分)、111p,111yは各々ピッチ方向の振れ112p,ヨー方向の振れ112yを検出する振れ検出センサである。113は前述したレンズバリアであり、図10(a)に示したノブ114に連動して開閉する。ノブ114は図10(a)に示す様にメインスイッチ103と隣接しており、このメインスイッチ103を操作すると該ノブ114も押されてレンズバリア113は開く構造になっている。レンズバリア113は閉状態の時に補正機構109を機械的にロックして、携帯時等の撮影しないときに該補正機構109が暴れて破損することを防いでいる。
【0010】上記の防振システムを搭載したカメラにおいて、手振れ振動を検出する振動検出手段は、角速度計(レートジャイロ,振動ジャイロ等)や角加速度計が用いられている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これらの振動検出手段はある程度大きくないと手振れを検出できない。何故ならば、これらの振動検出手段は総てそのマス(質量)に加わるコリオリ力,慣性力を利用している為に、手振れの様な小さな振動の検出の為にはある程度大きなマスを必要とするからである。
【0012】その為、この様な防振システムをカメラに搭載することで該カメラ自体が大型化してしまい、一般ユーザーにとって却って使い難い(防振システムを有しないものに比べて)カメラになってしまうという問題があった。
【0013】上記の点に鑑み、小型の振動検出手段として、地磁気を利用した地磁気センサを用いることが考えられるが、地磁気センサでいわゆる手振れを検出する場合には、カメラの向けた方向、例えば撮影光軸と地磁気の方向が平行の場合と直角の場合とでは、その検出感度が異なってくる為に、単純に従来の振動ジャイロ等よりなる振動検出手段を、この地磁気センサに置き換えることは出来なかった。
【0014】(発明の目的)本発明の第1の目的は、地磁気を利用した振動検出手段を用いる事で小型化を達成すると共に、防振を適正に行えない場合は警告により光学機器をしっかり構えることを使用者に促し、防振を適正に行えないことによる悪影響を抑えることのできる防振装置を提供しようとするものである。
【0015】本発明の第2の目的は、地磁気を利用した振動検出手段を用いる事で小型化を達成すると共に、防振を適正に行えない場合は適正に行えるように該光学機器を構え直すことを使用者に明示し、防振を適正に行えないことによる悪影響を抑えることのできる防振装置を提供しようとするものである。
【0016】本発明の第3の目的は、地磁気を利用した振動検出手段を用いる事で小型化を達成すると共に、前記振動検出手段を用いても振動の検出を適正に行うことのできる防振装置を提供しようとするものである。
【0017】本発明の第4の目的は、地磁気を利用した振動検出手段を用いる事で小型化を達成すると共に、地磁気に対する光軸の方向をどの様に光学機器を構えても適切に検出でき、手振れによる該光学機器の動作の失敗を未然に防ぐことのできる防振装置を提供しようとするものである。
【0018】本発明の第5の目的は、小型化を達成しつつ、光学機器の主に使用される姿勢において、振動検出を適正に行うことのできる光学機器を提供しようとするものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成するために、請求項1〜3記載の記載の本発明は、光学機器の使用時の姿勢を検出する姿勢検出手段と、地磁気の方向を検出し、この地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を、該光学機器に加わる振動として出力する振動検出手段と、光学機器の姿勢により、該光学機器に加わる振動が前記振動検出手段にて正確に検出できない時に、警告を発する警告手段とを有した防振装置とするものである。
【0020】上記構成において、光学機器の使用姿勢により該光学機器に搭載された地磁気検出手段が地磁気の方向と光学機器の撮影光軸の相対角の変化を正確に検出できない時は、その旨の警告を行ったり、さらには振動が正確に検出できない方向の防振は中止するようにしている。
【0021】また、上記第2の目的を達成するために、請求項4及び5記載の記載の本発明は、地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を検出し、この検出結果を該光学機器に加わる振動として出力する振動検出手段と、該振動検出手段により光学機器に加わる振動の検出を適正に行なえる、該光学機器の使用姿勢を表示する使用姿勢表示手段とを有した防振装置とするものである。
【0022】上記構成において、光学機器に加わる振動の検出を適正に行なえる、該光学機器の使用姿勢、つまり該光学機器の光軸方向と地磁気の方向の相対角が所定範囲内になる使用姿勢を、表示により使用者に知らせるようにしている。
【0023】また、上記第3の目的を達成するために、請求項6〜8記載の本発明は、地磁気の方向を検出し、この地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を該光学機器に加わる第1の方向の振動として出力する第1の振動検出手段と、地磁気の方向を検出し、この地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を、該光学機器に加わる前記第1の方向とは異なる第2の方向の振動として出力する第2の振動検出手段と、前記第1の振動検出手段が該光学機器に加わる振動を適正に検出できない時は、前記第2の振動検出手段の出力を基に、前記第1の振動検出手段の信号を予測し、この第1の振動検出手段の出力として出力する予測手段とを有した防振装置とするものである。
【0024】上記の構成において、地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角より、光学機器に加わる異なる二方向の振動を検出するものにおいて、一方の振動検出手段が正確な振動を検出出来ない場合は、正確に振動検出を行える他方の振動検出手段の出力を基に、前記一方の振動検出手段の出力とするようにしている。
【0025】上記第4の目的を達成するために、請求項9記載の本発明は、カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段と、複数の検知方向に配置された複数の地磁気検出手段と、前記姿勢検出手段と前記地磁気検出手段との出力から、地磁気の方向と光軸の方向との相対角を該光学機器に加わる振動として出力する光軸方向検出手段とを有した防振装置とするものである。
【0026】同じく上記第4の目的を達成するために、請求項10及び11記載の本発明は、カメラの撮影光軸に直交し、互いに直角な第1,第2の軸まわりの地磁気変化を検出する第1,第2の地磁気検出手段と、前記第1,第2の軸のどちらが重力方向に近いかで、カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段と、該姿勢検出手段により前記第1の軸方向が重力方向に近い事が判定された場合は、前記第1の地磁気検出手段の出力を基に、前記第2の軸方向が重力方向に近い事が判定された場合は、前記第2の地磁気検出手段の出力を基に、地磁気の方向と光軸の方向との相対角を該光学機器に加わる振動として出力する光軸方向検出手段とを有した防振装置とするものである。
【0027】上記第5の目的を達成するために、請求項12〜14記載の本発明は、光軸に対し直交し、互いに直角な第1の軸と第2の軸まわりの振動を検出する振動検出手段を有する光学機器において、該光学機器の主に使用される姿勢において、重力方向と略直交する第1の軸まわりの振動を検出する振動検出手段として、傾斜角検出手段又は慣性検出手段を用い、重力方向と略一致する第2の軸まわりの振動を検出する振動検出手段として、地磁気の方向を検出し、この地磁気の方向と光学機器の光軸方向の相対角を、該光学機器に加わる振動として出力する地磁気検出手段を用いた光学機器とするものである。
【0028】
【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。
【0029】図1は本発明の実施の第1の形態に係るカメラの主要部分の構成を示す斜視図であり、同図において、11はカメラ本体、12は鏡筒内に設けられ矢印12p,12y方向に駆動される事で像面での振れを補正する補正装置、13p,13yは各々矢印14p,14yまわりの地磁気の変化を検出する地磁気センサであり、カメラ11が矢印14pまわり(ピッチ方向)に振れることで、地磁気センサ13pの出力信号13paが変化(撮影光軸10の方向と地磁気の方向の相対角が変化する為)し、又カメラ11が矢印14yまわり(ヨー方向)に振れることで、地磁気センサ13yの出力信号13yaが変化し、これはあたかも手振れを検出していることになる。つまり、この地磁気センサが振動検出手段を為すものであり、従来の振動ジャイロより構成される振動検出手段に比べて、前述した様に小型化を達成でき、カメラのコンパクト化に寄与することとなる。尚、図1では地磁気センサ13p,13yは解り易い様にコンパスの形状で図示しているが、この形に限定されるものでは無い。
【0030】前記各々の地磁気センサ13p,13yの出力として現れる信号13pa,13yaはスイッチ13pb,13ybを介して補正装置12に入力され、その信号を基に前記補正装置12は駆動されて振れ補正を行う。
【0031】尚、前記信号13pa,13yaは、地磁気センサ13p,13yの出力に対しカメラの状態(ズーム,フォーカス等)に合わせて変換され、防振開始時(例えば露光直前)をゼロとして連続的に出力される信号である。
【0032】15x,15yは各々矢印方向に感度を持つ加速度センサ等の姿勢検出器であり、この二つの出力は信号15xa,15yaとして姿勢判定回路16に入力され、該カメラ11が横位置に構えられているか縦位置に構えられているか、或いはそれ以外の姿勢(上向き,下向き)をここで判定される。
【0033】つまり、姿勢判定回路16は、例えば姿勢検出器15yがその感度方向に重力を検出し、姿勢検出器15xが重力を検出していない時は、該カメラ11は横位置(正位置)に構えられており、反対の時は、縦位置に構えられていると判定する。そして両者とも重力を検出していない時は、該カメラ11は上向き、或いは下向きにして構えられていると判定する。この姿勢判定のタイミングは、撮影者がカメラ11を構え、不図示のレリ−ズボタンを半押しした時であり、これにより撮影準備状態におけるカメラの姿勢を判定することができる。
【0034】前記姿勢判定回路16は上記の様に姿勢検出器15x,15yからの信号15xa,15xaを基にカメラ11の姿勢を判定し、該カメラ11が横位置に構えられている時は信号16paを出力し、縦位置の場合は信号16yaを出力する。この信号16pa,16yaは各々断続回路17p,17yに入力され、該断続回路17p,17yは、信号16pa,16yaが入力されており、且つその時信号13pa,13yaが一定範囲から外れている時に、信号17ya,17yb、17pa,17pbを各々出力する。上記一定範囲とは、撮影光軸10と地磁気の方向のなす角度である。そして、この様な時(一定範囲から外れている時)に、信号17pa或いは信号17yaのいずれかが警告器18に入力され、該警告器18にて警告が為される。
【0035】又、スイッチ13pb,13ybは通常は閉じており、地磁気センサ13p,13yからの信号13pa,13yaを補正装置12に入力しているが、上記断続器17p,17yより信号17pb,17ybが入力されている時のみスイッチを開放状態にする。
【0036】以上の構成において、カメラの姿勢と撮影光軸10と地磁気の方向をパラメ−タにして、本発明の実施の第1の形態における動作について説明する。
【0037】(1)カメラを横位置に構えた時図2(a),(b)は、カメラ11を横位置に構えた時の撮影光軸10と地磁気の方向19(19a,19b)の関係を示す図であり、図2(a)はカメラを上から見た(紙面垂直方向が重力方向)図、図2(b)はカメラ11を横から見た図である。
【0038】この時姿勢判定回路16は、前述した様に信号16paのみ出力している。
【0039】ここで、地磁気が矢印19aの方向の時は、矢印14p,14yまわりの地磁気の変化を検出、つまり手振れを検出する地磁気センサ13p,13yの各々の感度軸は地磁気の方向と直交している為、撮影光軸10と地磁気の方向19aのなす角の手振れによる変化は両方向とも検出可能である。そして、この様に撮影光軸10と地磁気の方向19aのなす角が一定範囲、具体的には±45度内の時は、断続器17p,17yからは信号17pa,17pb,17ya,17ybは出力されず、信号16pa,16yaが出力されていてもスイッチ13pb,13ybの開放は行なわれない。よって、露光時の防振は行なわれる。又、警告器18は警告をしない。
【0040】一方、地磁気の方向が矢印19bの方向の時は、図2(b)に示す様に、矢印14pまわりのいわゆる手振れを検出する地磁気センサ13pの感度軸と地磁気の方向が平行な為に、該地磁気センサ13pは地磁気の方向と撮影光軸10のなす角の手振れによる変化は検出できない。そしてこの際、地磁気センサ13yは撮影光軸10と地磁気の方向19bが所定範囲外(図2(a)では直交している)を示す信号を出力している為、断続器17pには信号16paと信号13yaが共に入力され、それにより信号17pa,17pbが該断続器17より出力される。よって、スイッチ13pbは開放され(信号17pbの入力により)、地磁気センサ13pによる補正装置12の振れ補正は行なわれない(この方向は正確に振れ検知できない為)。また、信号17paは警告器18に入力しており、防振が行なわれない事が警告される。
【0041】なお、警告器18はLED等の点滅や音で行なわれるが、勿論防振を必要としない撮影条件(被写体が高輝度の時,焦点距離が短い時,セルフタイマ時,ストロボ使用時等)では警告は行なわないように構成されており、撮影者に余計な精神的負担を与えないようになっている。
【0042】(2)カメラを縦位置に構えた時カメラ11を縦位置に構える時は該カメラ11を上から見ると、図3(a)の様に、横から見ると、図3(b)の様になる。
【0043】この時は姿勢判定回路16より信号16yaが出力される。そして、地磁気の方向が矢印19aの場合は、前述のカメラ11を縦位置に構えた時と同様に、地磁気センサ13p,13yは両者とも撮影光軸10と地磁気のなす角の変化を検出可能である。
【0044】一方、地磁気の方向が矢印19bの時は、矢印14yまわりのいわゆる手振れを検出する地磁気センサ13yの感度軸は地磁気の方向19bと平行になる為に、該地磁気センサ13yは撮影光軸10と地磁気の方向のなす角の変化は検出できない。そしてこの際、地磁気センサ13pは撮影光軸と地磁気の方向のなす角が一定範囲外(直交した状態)である事の信号を出力しており、その信号13paと信号16yaが断続器17yに入力する為に、断続器17p,17yより信号17ya,17ybが出力され、スイッチ13ybが開放される。よって、この方向の振れ補正が行なわれないと共に、信号17yaが警告器18に入力されるので、該警告器18にて警告が行なわれる。
【0045】(3)カメラが上向き、或いは、下向きの時図4(a),(b),(c)は、カメラ11が上向きの時を3方向(上方,横2方向)から見た図である。
【0046】この際地磁気が矢印19aの方向の時は、地磁気センサ13yは手振れを検出できず、矢印19bの方向の時は、地磁気センサ13pは手振れを検出できない(各々感度軸が地磁気と平行な為)。
【0047】又、どちらの地磁気センサが手振れ検出を出来ないかを知る事ができない(それを知る為には、撮影光軸10を感度軸とする第3の地磁気センサが必要な為)。よって、この様な場合は2軸方向とも防振は止める。又、上向き,下向き等の特殊な姿勢故に、この様な時は防振は行なわない事を前提として警告は行なわない。
【0048】姿勢判定回路16は、信号15ya,15yaが共に入力されない時は、上向き又は下向きと判定し、スイッチ13pb,13ybを共に開放し、警告器18の警告動作は強制停止させる。
【0049】以上説明した様に、カメラ11を向ける方向とその時の姿勢との関連で手振れを正確に検出できない時は、その方向の防振を止める事で、防振誤動作による像劣化を防ぐことができる。又、この様な際には警告を行なう事で、撮影者はカメラをしっかり構える事により、振れに対して対策を行なう事ができる。
【0050】(実施の第2の形態)図5は本発明の実施の第2の形態に係るカメラの主要部分の構成を示す斜視図であり、図1と異なるのは、警告器18の隣にガイダンス用の表示器21が設けられている点である。
【0051】上記実施の第1の形態と同様に、加速度センサ等の姿勢検出器15x,15yの出力を基に地磁気センサ13p,13yの選択が行われるが、その絶対値出力(地磁気の方向)を表示器21は表示する。即ち、カメラ11が横位置の時は、表示器21は、入力される信号17paにより同じく該表示器21に入力される信号13pa,13yaのうちの信号13yaを選択し、又縦位置の時は、入力される信号17yaにより同じく該表示器21に入力される信号13pa,13yaのうちの信号13paを選択し、信号13pa,13yaの絶対値を指針22を動かすことにより表示する。
【0052】指針22は、いわゆるコンパスの様にカメラ11を構えた時の水平方向の該カメラ11の向きを示す。そして、この指針22が斜線23の範囲になる様にカメラ11を向けると、地磁気センサ13p,13yの両者とも撮影光軸10と地磁気のなす角の手振れによる変化を検出できる様になる。
【0053】カメラ11の使い方について、具体的に説明する。
【0054】今、撮影者がカメラ11を横位置に構え、図2(a),(b)の矢印19bの地磁気方向のときにレリーズボタンを半押しにしたとする。この際、地磁気センサ13pは手振れを検出できない為に、警告器18が警告を行なうと共に、スイッチ13pbが開放される。この時撮影者は表示器21の指針22が斜線23の範囲に入る様に、カメラ11の向きを変更する。
【0055】勿論カメラ11の向きを変更する事でのフレーミング変化で被写体が構図からはみ出てしまう事もあるが、それも多くの場合は撮影者の僅かのフットワークで解決できる。そして、指針22が斜線23の範囲に入ると、信号17pa,17pbの出力が止まる為、警告器18の警告が止まり、スイッチ13pbは接続される。つまり、地磁気センサ13pの出力を利用して手振れ補正が可能となる。
【0056】この様に、カメラ11を向ける方向をガイダンスする事で、通常使用されるカメラ11の殆どの条件において防振を行なう事が可能になる。
【0057】(実施の第3の形態)図6は本発明の実施の第3の形態に係るカメラの主要部分の構成を示す斜視図であり、上記実施の第2の形態である図5と異なるのは、警告器18,表示器21が無く、演算回路31p,31yが設けられている点である。
【0058】演算回路31p,31yは各々地磁気センサ13y,13pからの信号13ya又は13yb、或いは、それら信号が一定値より大きい時、ある利得で増幅又は減少させ、必要に応じてフィルタにて低周波域又は高周波域をカットした信号31pa,31yaを出力する。
【0059】これらの信号31pa,31yaの意味するところを、以下に説明する。
【0060】手振れ、特にレリーズボタンを強く押した時に生ずる大きな振れは、カメラ11の重心とレリーズボタンの位置の関係等からある一定の形態(波形)と方向を持つ。よって、この様な大きな振れに対してはどちらか一方の軸の手振れ波形が分かれば、他方の軸まわりの手振れもある程度予測可能となる。
【0061】予測手段となる演算回路31p,31yは、第1の方向、例えば矢印14yまわりの振れ(例えば、地磁気センサ13yが検出する振れ)がレリーズ操作時にある程度大きい時は上述のレリーズ操作の為に生ずる特異な振れと判断し、この様な時はその振れ波形を演算して第2の方向(例えば矢印14pまわり)の振れを予測する。
【0062】尚、第1の方向の振れが通常の手振れ(レリーズ操作の大振れでない)の時は予測値はゼロとする。そして、通常時は地磁気センサ13p,13yの出力で振れ補正を行なう訳であるが、実施の第1及び第2の形態で述べた様に、カメラ11の向きにより振れが検出できない方向の地磁気センサ13p,13yの出力はスイッチ13pb或いは13ybにより、信号31pa或いは31yaというように切り換えて振れ補正を行なう。
【0063】カメラ11の向きにより振れが正確に検出できない時は、他方の軸の振れ状態より予測した振れで振れ補正を行なう訳である。この様な構成にする事で、どの様なカメラ11の向きであっても、地磁気センサを用いて振れ補正が可能であり、コンパクトな防振システムが実現できる。
【0064】尚、予測手段としては、図10の演算回路31p,31y以外の方法も考えられる。
【0065】図7においては、特徴抽出回路32p,32yと記憶回路33p,33yで予測手段を構成している。特徴抽出回路32p,32yには各々手振れに相当する信号13ya,13ybが入力しており、それらの周波数,大きさ,方向等から、現在の手振れがどのパターンに入っているか識別し、信号32pa,32yaを記憶回路33p,33yに出力する。前記記憶回路33p,33yは複数パターンの予測振れ波形を記憶しており、信号32pa,32yaの入力によって最適な予測振れ波形を信号33pa,33yaとして出力する。
【0066】この様に予測振れを予め記憶しておき、一方の振れ状態(例えば、地磁気センサ13yの出力)より最適な予測振れを選び、他方の振れ状態(例えば、地磁気センサ13pの出力)として出力しても良い。
【0067】(実施の第4の形態)図8は本発明の実施の第4の形態に係るカメラの主要部分の構成を示す斜視図であり、地磁気センサ13pの代わりに傾斜計41pが設けられている。その為、矢印12pの方向の振れ補正の為には振れ検出として傾斜計41pが用いられ、矢印12yの方向の振れ補正の為には振れ検出として地磁気センサ13yが用いられている。
【0068】カメラ11を使用する場合の殆どの姿勢は、図8の様に、像面43の長手方向の辺43aが水平の場合(カメラ11を横位置に構えた場合)である(矢印42が重力方向)。この時、カメラ11の向きが東西南北どちらを向いても、図2(a)で説明した様に、地磁気センサ13yは振れを検出可能であり、又、この時傾斜計41pもカメラの向きに依らず振れ検出が可能である(傾斜計が傾斜検出不能なのは軸41pbが重力方向42と平行な時のみ故)。よって、カメラ11の姿勢を横位置に限定すれば、このシステムでも異なる2軸両方向の振れ検出が可能となる。
【0069】但し、上記の様にカメラ11を縦位置に構えると傾斜センサ41pは手振れを検出できなくなり、地磁気検出手段13yもカメラの向きによっては(図3(b)で説明した様に)手振れが検出できない。
【0070】しかし、カメラ11の構え方は8割近くが横位置であり、縦位置の比例は少ない。しかも縦位置において防振が必要な撮影状況は少ない為に、該カメラ11の縦位置において防振を行なわなくてもさほど不便では無く、逆にこの方向により防振システムがコンパクト、且つ、安くできる事のメリットが大である。
【0071】尚、傾斜計41pの代わりに角加速度計やジャイロを用いると、カメラ11の縦位置でもこの軸まわりは手振れ検出が可能であり、縦位置での防振も該カメラ11の向きによっては可能となる。
【0072】ここで、実施の第4の形態で傾斜計を挙げた理由は、傾斜計は、角加速度計やジャイロに比べてコンパクト且つ安い為であり、又、検出する物理現象が傾斜の角度であり、角加速度や角速度に比べて信号の処理も簡単で、処理回路も安くできる為である。
【0073】上述の地磁気センサと傾斜計を組み合わせた防振システム(図8参照)においては、上述した通り、カメラ11の構え方が変わると防振ができなくなる。
【0074】図9はこの様な時も防振可能になる様に対策を行なった防振システムを具備したカメラの斜視図であり、図8に比べ、地磁気センサ13p,傾斜計41y及び姿勢検出器として加速度センサ15x,15yが設けられている。
【0075】補正装置12は地磁気センサ13p,13yからの信号13pa,13ya及び傾斜計41p,41yの信号41pa,41yaのどちらかで駆動され、その目標値(信号13pa,13ya、41pa,41ya)はスイッチ13pa,13pbで選択される。
【0076】スイッチ13pa,13pbによる信号の選択は、今迄説明して来た実施の形態と同様、姿勢判定回路16により制御される(姿勢判定回路16には加速度センサ等の地磁気センサ15x,15yからの信号15xa,15yaが入力されており、これに基づいて制御する)。そして、図9の様なカメラの構え方の場合、地磁気センサ15yは重力検出し、地磁気センサ15xは重力検出しない。この際、姿勢判定回路16は信号16paを出力し、信号16yaを出力しない。
【0077】補正装置21の駆動目標値は通常信号13pa,13yaであるが、信号16paが入力されるとスイッチ13pbは目標値として信号41paを選択する。よって、矢印12p方向の防振の為の目標値は傾斜計41pの出力、矢印12y方向の防振の為の目標値は地磁気センサ13yとなり、この姿勢では、この組み合わせにより手振れを検出できないカメラの向きは無くなる。
【0078】カメラ11を縦位置に構えた時は、反対に信号16yaが出力され、信号16paは出力されない為に地磁気センサ13pと傾斜計41yを用いて防振を行なうことになる。カメラ11の上向き,下向きでは、その事を姿勢判定回路16が検出し、2軸方向とも防振を行わなくするのは、上記実施の第1の形態と同様である。
【0079】以上の様な構成にする事で、カメラの姿勢(上向き,下向きを除く)に依らず、防振可能な防振システムを安く、コンパクトに実現できる。
【0080】上記の実施の各形態によれば、以下の様な効果を有したカメラとすることができる。
【0081】(1)カメラの姿勢により、地磁気センサ13p,13yが地磁気の方向と撮影光軸10の相対角の変化を正確に検出できない時は、その旨の警告を行うと共に、正確に検出できない方向の手振れ補正を中止するようにしている為、振動検出手段として地磁気センサを用いた場合の問題点(カメラの向きにより振れ検出感度が変化してしまう)は、警告に応じて撮影者がカメラをしっかり構える事で解決され、コンパクトな防振カメラを実現できる。
【0082】(2)カメラに加わる手振れの検出を適正に行なえる、該カメラの姿勢(カメラの光軸と地磁気の方向の相対角が所定範囲になる姿勢)を、表示器21により表示(ガイド)するようにしているので、ユーザーはその表示に従ってカメラの向きを変える事で、コンパクトな防振システムで適正な防振が行なえる。
【0083】(3)カメラの縦振れ,横振れを検出する地磁気センサ13p,13yを有し、一方の地磁気センサが手振れを適正に検出できない時は、他方の地磁気センサの出力を演算、或いは、他方の地磁気センサの出力を基にROM等の記憶手段から振動データを選択し、上記一方の地磁気センサの手振れ信号とする予測手段を設けている為、振動検出手段として地磁気センサを用いた事による問題点(カメラの向きにより振れ検出感度が変化してしまう)を回避でき、コンパクトな防振システムを実現できる。
【0084】(4)カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段と複数の検知方向に配置された複数の地磁気検出手段の出力からカメラに加わる振動を検出する構成にして、カメラを構える姿勢が変化しても、カメラに加わる振動検出精度を変化させない事ができる防振システムを、コンパクトに実現できる。
【0085】よって、地磁気に対する撮影光軸の方向を、どの様にカメラを構えても適切に検出でき、手振れによる撮影失敗を未然に防げるコンパクトなカメラを実現できる。
【0086】(5)カメラが使用される姿勢はその殆どが横位置(長方形の結像面の長手方向が略水平となるカメラの構え方)であることに着目し、カメラの重心方向と略一致する方向の振動を検出する振動検出手段として、傾斜角検出手段、或いは、加速度計、角加速度計、ジャイロ等の慣性検出手段を用い、カメラの重心方向と直交する方向の振動を検出する振動検出手段として、地磁気センサを用いるようにしている為、コンパクトな防振システムを実現できる。
【0087】(発明と実施の形態の対応)上記実施の各形態において、地磁気センサ13p,13yが本発明の振動検出手段や地磁気検出手段に相当し、加速度センサ等の姿勢検出器15x,15yが本発明の姿勢検出手段に相当し、LED等の警告器18が本発明の警告手段に相当し、表示器21が本発明の使用姿勢表示手段に相当し、演算回路31p,31y又は特徴抽出回路32p,32y、記憶回路33p,33yに相当する。
【0088】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。
【0089】(変形例)本発明は、レンズシャッタカメラ、一眼レフカメラ等、種々の形態のカメラに適用できるものである。さらにはカメラ以外の光学機器やその他の防振を必要とする装置、更にはそれらカメラや光学機器やその他の装置に適用される装置、又はこれらを構成する要素に対しても適用できるものである。
【0090】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。
【0091】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、地磁気を利用した振動検出手段を用いる事で小型化を達成すると共に、防振を適正に行えない場合は警告により光学機器をしっかり構えることを使用者に促し、防振を適正に行えないことによる悪影響を抑えることができる防振装置を提供できるものである。
【0092】また、本発明によれば、地磁気を利用した振動検出手段を用いる事で小型化を達成すると共に、防振を適正に行えない場合は適正に行えるように該光学機器を構え直すことを使用者に明示し、防振を適正に行えないことによる悪影響を抑えることができる防振装置を提供できるものである。
【0093】また、本発明によれば、地磁気を利用した振動検出手段を用いる事で小型化を達成すると共に、前記振動検出手段を用いても振動の検出を適正に行うことができる防振装置を提供できるものである。
【0094】また、本発明によれば、地磁気を利用した振動検出手段を用いる事で小型化を達成すると共に、地磁気に対する光軸の方向をどの様に光学機器を構えても適切に検出でき、手振れによる該光学機器の動作の失敗を未然に防ぐことができる防振装置を提供できるものである。
【0095】また、本発明によれば、小型化を達成しつつ、光学機器の主に使用される姿勢において、振動検出を適正に行うことができる光学機器を提供できるものである。




 

 


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