JP2004260525A - Control device for blurring correction and image pickup apparatus with blurring correction function - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ぶれを補正した画像を撮影する機能を有する撮像装置、およびその制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
角速度センサや角加速度センサを備え、センサによってぶれを検出して、ぶれを補正した画像を撮影する撮像装置が提案されている。ぶれの補正方法としては、撮影光学系に補正用の光学素子を含めて、補正用素子を撮影光学系の光軸に対して垂直方向に変位させる、あるいは補正用素子としてプリズムを用いてその向きを変化させるという光学的方法がある。また、デジタルカメラでは、撮像素子を変位させることによる光学的方法もあり、さらに、撮影した画像を表す信号の処理に際してソフト的に補正する方法も可能である。センサを備える構成では、補正はセンサによって検出されたぶれの方向および大きさに基づいてなされる。
【0003】
デジタルカメラでは、画像の撮影と撮影した画像の表示を繰り返すことによりライブビューを提供し、記録指示を与えられたときに、記録用の画像を撮影して記録媒体に記録することが行われている。使用者はライブビューを見ながらフレーミングを行い、任意の時点で記録用画像の撮影を指示することができる。このようなデジタルカメラの中には、ライブビューとして表示する画像を撮影するときには、補正の度合いを低めることにより補正に要する時間を少なくして、表示の時間間隔を短く保ち、記録用の画像を撮影するときには、補正を十分に行って、質の高い画像を撮影するようにしたものがある。
【0004】
角速度センサや角加速度センサの出力信号は、積分によってぶれの大きさを表す信号とされる。ところが、角速度センサや角速度センサは、一般に圧電ジャイロで構成され、その出力信号は、通電開始後やリセット後にドリフトし、安定するまでにある程度の時間を要する。したがって、センサに通電を開始した直後やセンサをリセットした直後は、ぶれを補正するための信号が正確な値とならず、ぶれを適切に補正することはできない。補正が過剰になって、補正を行うことが逆効果になるおそれもある。
【0005】
センサの出力信号の不安定さがぶれを補正するための信号に現れる度合いは、センサの出力を積分する積分器や、これにセンサの出力信号を導くフィルタのカットオフ周波数に依存する。カットオフ周波数を低くすれば、遅いぶれも補正することが可能になって補正性能は向上するものの、センサの出力信号のドリフトが演算結果に現れ易い。一方、カットオフ周波数を高くすれば、センサの出力信号のドリフトの影響を受け難くなるものの、補正性能は低下する。
【0006】
特開平11−27573号公報では、フィルタのカットオフ周波数を可変とし、センサの通電開始またはリセットの直後の所定期間と他の期間とで、フィルタのカットオフ周波数を変えることが提案されている。センサの出力が不安定な期間は、フィルタのカットオフ周波数を高くすることによって、補正の不正確さを軽減することができる。
【0007】
【特許文献1】特開平11−27573号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、角速度センサや角加速度センサの出力信号だけでなく、それらの出力を積分する積分器自体も、通電開始後やリセット後、ある程度時間が経たなければ、演算結果が安定しない。また、フィルタのカットオフ周波数を急激に変化させると、積分器をリセットする必要が生じる。したがって、上記公報の方法では、センサの出力が安定するまでの時間に積分器が安定するまでの時間を加えた時間が経過した後でなければ、ぶれの補正を正確に行うことができないことになる。さらに、積分器の演算結果が安定するまでの時間は、積分器自体のカットオフ周波数が低いほど長くなるから、補正のための信号の精度を高めるために積分器のカットオフ周波数を低くしようとすると、正確な補正が可能になるまでの待ち時間を一層増大させる結果となる。
【0009】
フィルタのカットオフ周波数を徐々に変化させれば、積分器をリセットする必要はない。しかし、フィルタのカットオフ周波数が変化している期間は、積分器の演算結果も安定せず、したがって、フィルタのカットオフ周波数を徐々に変化させても、ぶれの補正を正確に行うことが可能になるまでの時間をあまり短縮することはできない。
【0010】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ぶれを補正するための安定した信号を速やかに出力することが可能な制御装置を提供することを目的とする。また、ぶれのない画像を速やかに撮影することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、ぶれを補正するための補正信号を出力する制御装置は、ぶれを検出する検出手段と、検出手段が検出したぶれに基づいてぶれを補正するための補正信号をそれぞれ生成し、生成する補正信号の安定化に要する時間が異なる複数の生成手段と、複数の生成手段を並行して動作させる制御手段と、複数の生成手段が生成した補正信号の中からいずれかの補正信号を選択して出力する選択手段を備えるものとする。
【0012】
この制御装置は、単一の生成手段によって補正信号を生成するのではなく、複数の生成手段によって複数の補正信号を生成して、その中のいずれかを出力する。補正信号の安定化に要する時間は生成手段ごとに異なり、また、各生成手段は並行して動作するから、複数の補正信号の中には早期に安定するものが含まれることになり、検出手段の安定後速やかに安定した補正信号を出力することが可能である。
【0013】
ここで、生成する補正信号の安定化に要する時間が長い生成手段ほど、安定化後の補正信号の精度を高くすることができる。このようにすると、必要な補正の精度に応じて、補正信号を選択することが可能になる。
【0014】
前記目的を達成するために、本発明ではまた、ぶれを検出して、ぶれを補正した画像を撮影する撮像装置は、上記の制御装置を備えて、制御装置によってぶれを検出するとともに、制御装置が出力する補正信号に従ってぶれを補正するものとする。この撮像装置では、制御装置の特徴が生かされて、ぶれを補正した画像を速やかに撮影することができる。
【0015】
撮影する画像の用途の指示のために操作される操作手段を備え、選択手段が操作手段の操作に応じて選択する補正信号を切り替えるようにするとよい。例えば、ライブビューを表示している間にレリーズボタンが操作されると記録用の画像を撮影するデジタルカメラとする場合、そのレリーズボタンの操作に応じて補正信号を切り替える。補正信号が速やかに安定するから、ライブビューの表示開始直後でもぶれの補正を適切に行うことができる。安定化に要する時間が長い生成手段ほど安定化後の補正信号の精度を高くしておき、レリーズボタンの操作によって精度の高い補正信号に切り替えるようにすることで、記録用の画像を撮影する際にぶれを十分に補正することも可能になる。
【0016】
使用の開始の指示のために操作される主操作手段を備え、制御手段が主操作手段の操作により使用の開始が指示されたときに全ての生成手段に動作を開始させるようにするとよい。撮像装置の使用を開始する時点で生成手段に動作を開始させることで、実際に撮影を行うまでに補正信号が安定し、撮影に際してぶれを適切に補正することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるデジタルカメラについて、図面を参照しながら説明する。本実施形態のデジタルカメラ1の光学的構成を図1に模式的に示す。デジタルカメラ1は撮影光学系10、撮像素子20、および補正光学部30を有する。図1において、(a)は側面図であり、(b)は補正光学部30の正面図である。
【0018】
撮影光学系10はズーム光学系であり、焦点距離を変化させるためのズームレンズ群11、12、および焦点調節のためのフォーカスレンズ群13より成る。撮影光学系10には、ぶれを補正するための補正レンズ14も含まれている。補正レンズ14は、撮影光学系10の光軸AXに対して垂直な方向に可動である。
【0019】
撮像素子20はCCD型のエリアセンサである。撮像素子20は、撮影光学系10の光軸AXに対して垂直に、かつ、中心を光軸AXが通るように配置されている。撮像素子20はその駆動回路を備えた基板22に固定されており、受光面に光学ローパスフィルタ21が取り付けられている。
【0020】
補正光学部30は、2つの基台31、32、2つのアクチュエータ33、34、補正レンズ14に固定されたレンズ支持アーム35、および位置センサ36より成る。基台31は撮影光学系10を収容するレンズ鏡筒(不図示)に固定されている。以下、基台31を固定基台という。基台32は固定基台31に保持されており、矢印Hで示すように、水平方向に可動である。以下、基台32を可動基台という。アクチュエータ33は、固定基台31に取り付けられており、可動基台32を水平方向に移動させる。アクチュエータ34は可動基台32に取り付けられており、矢印Vで示すように、レンズ支持アーム35を垂直方向に移動させる。したがって、補正レンズ14は、撮影光学系10の光軸AXに対して垂直なあらゆる方向に変位し得る。
【0021】
位置センサ36は、レンズ指示アーム36の位置を検出することにより、撮影光学系10の光軸AXに垂直な面内での補正レンズ14の位置を検出する。なお、位置センサ36を備えることに代えて、アクチュエータ33、34が出力する駆動パルスを計数することにより、補正レンズ14の位置を検出するようにしてもよい。
【0022】
デジタルカメラ1の回路構成を図2に模式的に示す。デジタルカメラ1は、制御部40、タイミングジェネレータ51、レンズ駆動部52、測光部53、アナログ処理部54、A/D変換器55、画像処理部56、および画像メモリ57を備える。制御部40はマイクロコンピュータより成り、デジタルカメラ1全体の動作を制御する。タイミングジェネレータ51は撮像素子20に動作のタイミングを示す信号を与える。レンズ駆動部52は撮影光学系10のズームレンズ群11、12を移動させて焦点距離を制御し、また、フォーカスレンズ群13を移動させて焦点を調節する。測光部53は、撮像素子20の露光時間(電子シャッター速度)を定めるために用いる撮影対象の明るさを検出する。
【0023】
アナログ処理部54は、撮像素子20が出力するアナログ信号に相関二重サンプリング、自動ゲイン調整等の処理を施し、A/D変換器55は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。画像処理部56は、デジタル化された撮像素子20の出力信号に、黒レベル調整、ホワイトバランス調整、γ補正等の諸処理を施して、撮像素子20によって撮影された画像を表す画像データを生成する。画像メモリ57は画像データを一時的に記憶する。
【0024】
デジタルカメラ1は、このほか、表示部58、記録部59、圧縮/伸張部61、操作部62、および電源部65を備える。表示部58は、液晶表示器(LCD)より成り、撮影した画像および操作案内等の諸情報を表示する。撮像素子20による画像の撮影と表示部58による画像の表示を繰り返すことにより、ライブビューが提供される。記録部59は、着脱可能な記録媒体であるメモリカード60に画像データを記録し、また、メモリカード60から画像データを読み出す。圧縮/伸張部61は、メモリカード60に記録する画像データを圧縮し、メモリカード60から読み出した画像データを伸張する。メモリカード60から読み出した画像データが表す画像を表示部58に再生表示することも可能である。電源部65は充電式の電池を備え、電力によって動作する部位に電力を供給する。
【0025】
操作部62は、メインスイッチ63、レリーズスイッチ64をはじめ、使用者によって操作されるいくつかの部材とそれらに連動するスイッチを含む。メインスイッチ63は、デジタルカメラ1の各部位への電力供給の開始と停止、すなわち、デジタルカメラ1の使用の開始と終了を指示するために操作される。レリーズスイッチ64は2つの接点を有し、連動する操作ボタンの半押しで一方の接点が閉じてS1信号を生成し、操作ボタンの全押しで他方の接点も閉じてさらにS2信号を生成する。S1信号は、ライブビューの表示、撮影対象の明るさの検出、撮影光学系の焦点調節の開始を指示し、S2信号は、記録用の画像の撮影とその画像データのメモリカード60への記録を指示する。
【0026】
デジタルカメラ1はさらに、ぶれを補正してぶれのない画像を撮影するために、ぶれ検出部70、およびぶれ補正部80を備える。ぶれ補正部80には、前述の補正光学部30が含まれる。ぶれ検出部70およびぶれ補正部80の構成を図3に模式的に示す。ぶれ検出部70は、角速度センサ71、A/D変換器72、2つのハイパスフィルタ73a、73b、2つの積分器74a、74b、信号選択部75、およびレベル設定部76で構成される。角速度センサ71は2つの圧電ジャイロより成り、水平方向の角速度と垂直方向の角速度を検出する。なお、角速度センサ71は水平方向の角速度を表す信号と垂直方向の角速度を表す信号とを出力するが、図3においてはこれらの信号をまとめて表している。
【0027】
A/D変換器72は角速度センサ71が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル化された角速度センサ71の出力信号は、2つのハイパスフィルタ73a、73bの双方に与えられる。ハイパスフィルタ73a、73bはそれぞれ、デジタル化された角速度センサ71の出力信号のうち、高周波成分を透過させ、低周波成分を遮断する。一方のハイパスフィルタ73aの出力信号は積分器74aに与えられ、他方のハイパスフィルタ73bの出力信号は積分器74bに与えられる。積分器74a、74bはそれぞれ、ハイパスフィルタ73a、73bの出力信号を積分して、デジタルカメラ1のぶれの大きさ(角度)を表す補正信号を生成する。
【0028】
信号選択部75は、積分器74aの出力端子に接続された状態と積分器74bの出力端子に接続された状態とを取り得るスイッチを備えており、制御部40から与えられる指示に応じて、積分器74aからの補正信号と積分器74bからの補正信号の一方を選択してレベル設定部76に出力する。制御部40は、ライブビューとして表示する画像を撮影するとき(操作部62からS1信号のみを与えられているとき)は、信号選択部75に積分器74aの補正信号を選択させ、記録用の画像を撮影するとき(S2信号を与えられているとき)は、信号選択部75に積分器74bの補正信号を選択させる。
【0029】
レベル設定部76は、ぶれの大きさを補正レンズ14の移動量に対応させるために、信号選択部75からの補正信号のレベルを設定する。ぶれを補正するために必要な補正レンズ14の移動量は、撮影光学系10の焦点距離に依存し、したがって、焦点距離に応じて調節する必要がある。このため、制御部40は、レベル設定部76が設定すべきレベルを、撮影光学系10の焦点距離に応じて調節する。
【0030】
ハイパスフィルタ73a、73bのカットオフ周波数は異なる。また、積分器74a、74bの積分時間は異なり、したがって、これらのカットオフ周波数も異なる。ハイパスフィルタ73a、73bのカットオフ周波数とぶれの補正への寄与率の関係を図4の(a)に示し、積分器74a、74bのカットオフ周波数とぶれの補正への寄与率の関係を図4の(b)に示す。
【0031】
デジタルカメラ1は、記録用の画像を撮影する際に0.1Hz〜20Hzの周波数に相当する速度のぶれを補正し得るように設計されており、ハイパスフィルタ73bと積分器74bのカットオフ周波数は0.1Hzよりもやや低く設定されている。デジタルカメラ1は、また、ライブビューとして表示する画像を撮影するときは、5Hz〜20Hzの周波数に相当する速度のぶれを補正するように設計されており、積分器74aのカットオフ周波数は5Hzよりもやや低く設定されている。ハイパスフィルタ73aのカットオフ周波数は1Hzよりもやや低い程度である。
【0032】
図3に示すように、ぶれ補正部80は、減算器81、PID制御部82、D/A変換器83、補正光学部30、およびA/D変換器84より成る。減算器81は、レベル設定部76からの補正信号から位置センサ36によって検出された補正レンズ14の位置を表す信号を減じて、減算後の信号をPID制御部82に与える。PID制御部82は、比例制御(P)部、積分制御(I)部、微分制御(D)部より成り、これらの制御部がそれぞれゲイン補償、位相遅れ補償、位相進み補償を行うことによって、ゲインと位相を補償する。D/A変換器83は、PID制御部82からのデジタル信号をアナログ信号に変換して、アクチュエータ33、34に与える。
【0033】
アクチュエータ33、34は、前述のように、それぞれ可動基台32、レンズ支持アーム35を移動させて、補正レンズ14を変位させる。位置センサ36は補正レンズ14の位置を検出して、その位置を表すアナログ信号を出力する。A/D変換器84は、位置センサ36からのアナログ信号をデジタル信号に変換して、減算器81に与える。このように、ぶれ補正部80はフィードバックループを形成しており、補正信号と補正レンズ14の実際の位置に基づいて、補正レンズ14の移動をフィードバック制御する。
【0034】
角速度センサ71からレベル設定部76までのぶれ検出部70は、本発明の制御装置の一部を成す。本実施形態では、デジタルカメラ1の制御部40が積分器74a、74bを制御する構成としているが、制御部40とは別に積分器74a、74bを制御する制御部を設けて、これを含めて、ぶれを補正するための補正信号を出力する制御装置としてもよい。
【0035】
ライブビュー用の画像を撮影する際の補正信号を生成するためのフィルタ73aおよび積分器74aは、カットオフ周波数が高いため、遅いぶれの補正にはあまり適さないが、積分器74aの演算結果の安定化に要する時間は短い。一方、記録用の画像を撮影する際の補正信号を生成するフィルタ73bおよび積分器74bは、カットオフ周波数が低いため、遅いぶれの補正にも適しているが、積分器74bの演算結果の安定化に要する時間は長い。
【0036】
デジタルカメラ1では、ライブビュー用の画像の撮影と記録用の画像の撮影で、フィルタ73aおよび積分器74aの組と、フィルタ73bおよび積分器74bの組を使い分けるとともに、積分器74a、74bの双方の演算結果をできるだけ速やかに安定させるために、次のような制御を行う。
【0037】
制御部40は、操作部62のメインスイッチ63の操作によりデジタルカメラ1の使用開始が指示された時点で、ぶれ検出部70の全ての構成要素に動作を開始させる。その際、信号選択部75には積分器74aの補正信号を選択させておく。そして、S2信号が生成されると積分器74bの補正信号を選択させ、S2信号が無くなると積分器74aの補正信号を選択させる。
【0038】
使用開始時に積分器74a、74bを動作させることで、S1信号が生成される時点では、少なくとも積分器74aの補正信号は安定している状態となり、ライブビューの表示開始から安定した補正信号に基づいてぶれを補正することができる。また、S1信号が生成された時点では積分器74bが安定していない場合でも、S2信号が生成されるまでに積分器74bが安定している状態となり、記録用の画像を撮影する際には、精度が高く安定した補正信号に基づいてぶれを補正することができる。
【0039】
デジタルカメラ1におけるぶれの補正と画像の撮影に関する処理の流れの概略を図5に示す。まず、メインスイッチ63が操作された時点で(ステップ#105)、電源部65からの電力供給を開始して、角速度センサ71に動作を開始させるとともに(#110)、積分器74a、74bにも動作を開始させる(#115)。次いで、レリーズスイッチ64の操作によりS1信号が生成されたか否かを判定し(#120)、S1信号が生成されていれば、ぶれ検出部70から積分器74aの補正信号(S1積分値という)を出力して(#125)、その補正信号に基づく補正処理(S1補正処理という)を行う(#130)。そして、画像を撮影し(#135)、撮影した画像をライブビューとして表示する(#140)。
【0040】
次いで、レリーズスイッチ64の操作によりS2信号が生成されたか否かを判定し(#145)、S2信号が生成されていなければステップ#120に戻る。S2信号が生成されているときは、ぶれ検出部70から積分器74bの補正信号(S2積分値という)を出力して(#150)、その補正信号に基づく補正処理(S2補正処理という)を行う(#155)。S2補正処理の終了後、記録用の画像を撮影し(#160)、その画像を表す画像データを圧縮してメモリカード60に記録する(#165)。画像データの記録後、ステップ#120に戻る。
【0041】
ステップ#120の判定で、S1信号が生成されていないときは、メインスイッチの操作によりデジタルカメラの使用の終了が指示されたか否かを判定し(#170)、終了が指示されていなければステップ#120に戻る。使用の終了が指示されたときは、電源部65からの電力供給を停止して、処理を終了する。
【0042】
ステップ#110の角速度センサ120の動作開始、およびステップ#115の積分器74a、74bの動作開始の処理を、ステップ#120のS1信号の有無の判定の後に行うことも可能である。しかし、そのようにすると、積分器74aの補正信号(S1積分値)が安定しないうちにぶれの補正を開始することになって、初期のライブビューの質が低下し易い。したがって、本実施形態のように、使用開始時に角速度センサ120と積分器74a、74bの動作を開始するのが好ましい。
【0043】
本実施形態では、撮影光学系10に補正レンズ14を含めて、補正レンズ14を変位させることによりぶれを補正するようにしているが、撮像素子20を変位させることによりぶれを補正するようにしてもよい。その場合、例えば前述の補正光学部30によって撮像素子20を変位させることができる。その構成を、図6に模式的に示す。図6において、(a)は側面図であり、(b)は撮像素子20を含む補正光学部30の正面図である。補正レンズ14は省略されており、撮像素子20は、基板22および光学ローパスフィルタ21と共に、水平方向(矢印H)に可動の可動基台32に保持され、垂直方向(矢印V)にも可動に設定されている。可動基台32はデジタルカメラの本体に固定された固定基台31に保持されている。
【0044】
なお、ここでは、デジタルカメラの例を掲げたが、本発明は銀塩フィルムを感光させることによって画像を撮影するカメラにも適用可能である。また、本実施形態では、ぶれを補正するための補正信号を出力するぶれ検出部70(制御手段)にハイパスフィルタと積分器の組を2つ備える構成としたが、ハイパスフィルタと積分器を3組以上備える構成としてもよい。そのようにすると、例えばライブビューとして表示する画像を撮影する際に、時間の経過とともに、ぶれの補正精度を高めることができる。また、図4に示したハイパスフィルタおよび積分器の特性は選択可能な一例に過ぎず、他の特性としてもかまわない。
【0045】
【発明の効果】
ぶれを補正するための補正信号を出力する制御装置において、本発明のように、ぶれを検出する検出手段と、検出手段が検出したぶれに基づいてぶれを補正するための補正信号をそれぞれ生成し、生成する補正信号の安定化に要する時間が異なる複数の生成手段と、複数の生成手段を並行して動作させる制御手段と、複数の生成手段が生成した補正信号の中からいずれかの補正信号を選択して出力する選択手段を備えるようにすると、検出手段の安定後速やかに安定した補正信号を出力することが可能になる。
【0046】
生成する補正信号の安定化に要する時間が長い生成手段ほど、安定化後の補正信号の精度を高くすると、必要な補正の精度に応じて補正信号を選択することが可能になり、用途が広がる。
【0047】
ぶれを検出して、ぶれを補正した画像を撮影する撮像装置において、上記の制御装置を備えて、制御装置によってぶれを検出するとともに、制御装置が出力する補正信号に従ってぶれを補正するようにすると、ぶれを補正した質の高い画像を速やかに撮影することができる。
【0048】
撮影する画像の用途の指示のために操作される操作手段を備え、選択手段が操作手段の操作に応じて選択する補正信号を切り替えるようにすると、例えば、ライブビューとして表示する画像の撮影と記録用の画像の撮影とで、補正信号を使い分けることが可能になり、ライブビューの表示開始直後でもぶれの補正を適切に行うことができる。安定化に要する時間が長い生成手段ほど安定化後の補正信号の精度を高くしておき、レリーズボタンの操作によって精度の高い補正信号に切り替えるようにすることで、記録用の画像を撮影する際にぶれを十分に補正することも可能である。
【0049】
使用の開始の指示のために操作される主操作手段を備え、制御手段が主操作手段の操作により使用の開始が指示されたときに全ての生成手段に動作を開始させるようにすると、実際に撮影を行うまでに補正信号が安定し、撮影に際してぶれを適切に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のデジタルカメラの光学的構成を模式的に示す図。
【図2】上記デジタルカメラの回路構成を模式的に示す図。
【図3】上記デジタルカメラが備えるぶれ検出部およびぶれ補正部の構成を模式的に示す図。
【図4】上記デジタルカメラのぶれ検出部のハイパスパスフィルタと積分器のカットオフ周波数とぶれの補正への寄与率の関係を示す図。
【図5】上記デジタルカメラにおけるぶれの補正と画像の撮影に関する処理の流れの概略を示すフローチャート。
【図6】撮像素子を変位させることによりぶれを補正する上記デジタルカメラの変形例の光学構成を模式的に示す図。
【符号の説明】
1 デジタルカメラ
10 撮影光学系
11、12 ズームレンズ群
13 フォーカスレンズ群
14 補正レンズ
20 撮像素子
21 光学ローパスフィルタ
22 撮像素子基板
30 補正光学部
31 固定基台
32 可動基台
33、34 アクチュエータ
35 レンズ支持アーム
36 位置センサ
40 制御部
51 タイミングジェネレータ
52 レンズ駆動部
53 測光部
54 アナログ処理部
55 A/D変換器
56 画像処理部
57 画像メモリ
58 表示部
59 記録部
60 メモリカード
61 圧縮/伸張部
62 操作部
63 メインスイッチ
64 レリーズスイッチ
65 電源部
70 ぶれ検出部
71 角速度センサ
72 A/D変換器
73a、73b ハイパスフィルタ
74a、74b 積分器
75 信号選択部
76 レベル設定部
80 ぶれ補正部
81 減算器
82 PID制御部
83 D/A変換器
84 A/D変換器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image capturing apparatus having a function of capturing an image in which blur has been corrected, and a control apparatus for the image capturing apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art There has been proposed an imaging apparatus that includes an angular velocity sensor and an angular acceleration sensor, detects blur by the sensor, and captures an image in which the blur is corrected. As a method of correcting the blur, the photographing optical system includes a correcting optical element, and the correcting element is displaced in a direction perpendicular to the optical axis of the photographing optical system, or its orientation is determined by using a prism as the correcting element. There is an optical method of changing the wavelength. In a digital camera, there is an optical method by displacing an image sensor, and further, a method of performing a software correction in processing a signal representing a captured image is also possible. In the configuration including the sensor, the correction is performed based on the direction and the magnitude of the blur detected by the sensor.
[0003]
In a digital camera, a live view is provided by repeatedly taking an image and displaying the taken image, and when a recording instruction is given, an image for recording is taken and recorded on a recording medium. I have. The user can perform framing while watching the live view, and can give an instruction to capture a recording image at any time. In such digital cameras, when capturing an image to be displayed as a live view, the time required for correction is reduced by reducing the degree of correction, the display time interval is kept short, and the image for recording is stored. In some shootings, the correction is sufficiently performed to shoot a high-quality image.
[0004]
The output signal of the angular velocity sensor or the angular acceleration sensor is a signal representing the magnitude of the blur by integration. However, an angular velocity sensor or an angular velocity sensor is generally formed of a piezoelectric gyro, and its output signal drifts after the start of energization or after a reset, and requires a certain amount of time to be stabilized. Therefore, immediately after the current supply to the sensor is started or immediately after the sensor is reset, the signal for correcting the blur does not have an accurate value, and the blur cannot be properly corrected. There is a possibility that the correction is excessive and the correction has an adverse effect.
[0005]
The degree to which the instability of the output signal of the sensor appears in the signal for correcting the blur depends on the cutoff frequency of the integrator that integrates the output of the sensor and the filter that guides the output signal of the sensor to the output. If the cutoff frequency is lowered, it is possible to correct slow blurring, and the correction performance is improved, but the drift of the output signal of the sensor tends to appear in the calculation result. On the other hand, if the cut-off frequency is increased, the correction performance is reduced although the influence of the drift of the output signal of the sensor is reduced.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-27573 proposes that the cutoff frequency of a filter is made variable and the cutoff frequency of the filter is changed between a predetermined period immediately after the start or reset of the sensor and another period. During the period when the output of the sensor is unstable, the inaccuracy of the correction can be reduced by increasing the cutoff frequency of the filter.
[0007]
[Patent Document 1] JP-A-11-27573
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, not only the output signals of the angular velocity sensor and the angular acceleration sensor, but also the integrator itself for integrating those outputs, the operation result is not stable unless some time has passed after the start of energization or after the reset. Also, if the cutoff frequency of the filter is suddenly changed, it is necessary to reset the integrator. Therefore, in the method disclosed in the above publication, it is impossible to correct the blur accurately until a time obtained by adding a time until the output of the sensor is stabilized and a time until the integrator is stabilized has elapsed. Become. Furthermore, since the time required for the operation result of the integrator to stabilize becomes longer as the cutoff frequency of the integrator itself becomes lower, it is attempted to lower the cutoff frequency of the integrator in order to increase the accuracy of the signal for correction. As a result, the waiting time until accurate correction becomes possible is further increased.
[0009]
If the cutoff frequency of the filter is gradually changed, there is no need to reset the integrator. However, the calculation result of the integrator is not stable during the period when the cutoff frequency of the filter is changing. Therefore, even if the cutoff frequency of the filter is gradually changed, it is possible to correct the blur accurately. The time to become can not be shortened too much.
[0010]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a control device that can quickly output a stable signal for correcting blur. It is another object of the present invention to provide an imaging device capable of quickly capturing an image without blur.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a control device that outputs a correction signal for correcting a blur includes a detecting unit that detects the blur, and a control unit that corrects the blur based on the blur detected by the detecting unit. A plurality of generating means for respectively generating the correction signals and stabilizing the generated correction signals with different times, a control means for operating the plurality of generating means in parallel, and a correction signal generated by the plurality of generating means. And selecting means for selecting and outputting one of the correction signals.
[0012]
This control device does not generate a correction signal by a single generation unit, but generates a plurality of correction signals by a plurality of generation units and outputs any of the correction signals. The time required for stabilizing the correction signal differs for each generation unit, and since each generation unit operates in parallel, a plurality of correction signals include those that are stabilized early, and the detection unit It is possible to output a stable correction signal immediately after stabilization.
[0013]
Here, the longer the time required for stabilizing the generated correction signal, the higher the accuracy of the stabilized correction signal can be. This makes it possible to select a correction signal according to the required correction accuracy.
[0014]
In order to achieve the above object, according to the present invention, an image pickup apparatus that detects a shake and captures an image in which the shake is corrected includes the above control device, and detects the shake by the control device. It is assumed that the blur is corrected in accordance with the correction signal output from the. With this imaging device, the characteristics of the control device can be utilized to quickly capture an image in which the blur has been corrected.
[0015]
It is preferable to provide an operation unit operated to instruct the use of the image to be captured, and to switch the correction signal to be selected by the selection unit in accordance with the operation of the operation unit. For example, if the digital camera captures an image for recording when the release button is operated while the live view is displayed, the correction signal is switched according to the operation of the release button. Since the correction signal is quickly stabilized, it is possible to appropriately correct the blur immediately after the start of the live view display. The longer the time required for stabilization, the higher the accuracy of the correction signal after stabilization, and by switching to a higher accuracy correction signal by operating the release button, it is possible to take a picture for recording. It is also possible to sufficiently correct blur.
[0016]
It is preferable that a main operation unit operated to instruct the start of use be provided, and the control unit cause all the generation units to start operation when the start of use is instructed by operating the main operation unit. By causing the generation unit to start operation when the use of the imaging apparatus is started, the correction signal is stabilized before the actual shooting is performed, and blurring can be appropriately corrected at the time of shooting.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a digital camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an optical configuration of a
[0018]
The photographing
[0019]
The
[0020]
The correction
[0021]
The
[0022]
FIG. 2 schematically shows a circuit configuration of the
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The A /
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The high-
[0031]
The
[0032]
As shown in FIG. 3, the
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
The filter 73a and the
[0036]
In the
[0037]
The
[0038]
By operating the
[0039]
FIG. 5 shows an outline of the flow of processing relating to blur correction and image capturing in the
[0040]
Next, it is determined whether or not the S2 signal has been generated by operating the release switch 64 (# 145). If the S2 signal has not been generated, the process returns to step # 120. When the S2 signal is being generated, the
[0041]
If it is determined in
[0042]
The process of starting the operation of the
[0043]
In the present embodiment, the image blur correction is performed by displacing the
[0044]
Although an example of a digital camera has been described here, the present invention is also applicable to a camera that captures an image by exposing a silver halide film to light. Further, in the present embodiment, the blur detection unit 70 (control means) that outputs a correction signal for correcting the blur is configured to include two sets of the high-pass filter and the integrator. It is good also as composition provided with more than a pair. By doing so, for example, when capturing an image to be displayed as a live view, it is possible to improve the accuracy of blur correction as time passes. Further, the characteristics of the high-pass filter and the integrator shown in FIG. 4 are merely examples that can be selected, and other characteristics may be used.
[0045]
【The invention's effect】
In a control device that outputs a correction signal for correcting a shake, a detection unit that detects a shake and a correction signal for correcting a shake based on the shake detected by the detection unit are generated as in the present invention. A plurality of generating means having different times required for stabilizing the generated correction signal, a control means for operating the plurality of generating means in parallel, and a correction signal selected from the correction signals generated by the plurality of generating means. Is provided, a stable correction signal can be output immediately after the detection means is stabilized.
[0046]
The longer the time required for stabilizing the correction signal to be generated, the higher the accuracy of the stabilized correction signal becomes, so that it becomes possible to select the correction signal in accordance with the required correction accuracy, thereby expanding the application. .
[0047]
An imaging apparatus that detects blur and captures an image with the blur corrected, including the above-described control device, detects the blur by the control device, and corrects the blur according to a correction signal output by the control device. Thus, a high-quality image in which blur has been corrected can be quickly taken.
[0048]
An operation unit that is operated to instruct an application of an image to be captured is provided, and the selection unit switches a correction signal to be selected according to an operation of the operation unit. It is possible to properly use the correction signal when capturing the image for the camera, and the blur can be appropriately corrected even immediately after the start of the live view display. The longer the time required for stabilization, the higher the accuracy of the correction signal after stabilization, and by switching to a higher accuracy correction signal by operating the release button, it is possible to take a picture for recording. It is also possible to sufficiently correct blur.
[0049]
If the main operation means operated for the instruction of the start of use is provided, and the control means causes all the generation means to start the operation when the start of use is instructed by the operation of the main operation means, actually, The correction signal is stabilized before shooting, and blur can be appropriately corrected during shooting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an optical configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a circuit configuration of the digital camera.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a shake detection unit and a shake correction unit included in the digital camera.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a cut-off frequency of a high-pass filter and an integrator of a blur detection unit of the digital camera and a contribution rate to blur correction.
FIG. 5 is a flowchart showing an outline of a flow of processing relating to blur correction and image capturing in the digital camera.
FIG. 6 is a diagram schematically showing an optical configuration of a modified example of the digital camera for correcting a shake by displacing an image sensor.
[Explanation of symbols]
1 Digital camera
10 Shooting optical system
11, 12 zoom lens group
13 Focus lens group
14 Correction lens
20 Image sensor
21 Optical low-pass filter
22 Image sensor substrate
30 Correction optics
31 Fixed base
32 movable base
33, 34 Actuator
35 Lens support arm
36 Position Sensor
40 control unit
51 Timing Generator
52 Lens drive unit
53 Metering section
54 Analog processing unit
55 A / D converter
56 Image processing unit
57 Image memory
58 Display
59 Recorder
60 memory card
61 Compression / expansion unit
62 Operation unit
63 Main switch
64 release switch
65 Power supply section
70 Blur detector
71 Angular velocity sensor
72 A / D converter
73a, 73b High-pass filter
74a, 74b Integrator
75 signal selector
76 Level setting section
80 Image stabilizer
81 Subtractor
82 PID control unit
83 D / A converter
84 A / D converter
Claims (5)
ぶれを検出する検出手段と、
検出手段が検出したぶれに基づいてぶれを補正するための補正信号をそれぞれ生成し、生成する補正信号の安定化に要する時間が異なる複数の生成手段と、
複数の生成手段を並行して動作させる制御手段と、
複数の生成手段が生成した補正信号の中からいずれかの補正信号を選択して出力する選択手段
を備えることを特徴とする制御装置。In a control device that outputs a correction signal for correcting blur,
Detecting means for detecting blur;
A plurality of generating units each generating a correction signal for correcting a shake based on the shake detected by the detection unit, and a time required for stabilizing the generated correction signal is different;
Control means for operating a plurality of generating means in parallel;
A control device comprising: a selection unit that selects and outputs any correction signal from among the correction signals generated by a plurality of generation units.
請求項1または請求項2に記載の制御装置を備えて、制御装置によってぶれを検出するとともに、制御装置が出力する補正信号に従ってぶれを補正することを特徴とする撮像装置。In an imaging device that detects blur and shoots an image with the blur corrected,
An imaging apparatus comprising: the control device according to claim 1, wherein the control device detects a blur and corrects the blur according to a correction signal output by the control device.
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