JP2005203861A - Imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置に関するものである。詳細は、センサで検出した手ぶれ量と画像信号に基づいて検出した手ぶれ量とを比較して手ぶれ補正する機能を備えた撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus. Specifically, the present invention relates to an imaging apparatus having a function of correcting camera shake by comparing the amount of camera shake detected by a sensor with the amount of camera shake detected based on an image signal.
近年、ビデオカメラなどの撮像装置の小型化、高倍率化で、手ぶれの影響による映像のぶれやぼけが顕著になってきており、この問題を解決するために手ぶれ補正機能を備えた撮像装置が多くなってきている。 In recent years, with the downsizing and higher magnification of imaging devices such as video cameras, image blurring and blurring due to the effects of camera shake have become prominent, and in order to solve this problem, imaging devices equipped with a camera shake correction function have been developed. It is getting more.
手ぶれによる振動量(以下、手ぶれ量)を検出するための方式には、手ぶれによる撮像部(装置自体)の振動をセンサによって検出する方式(以下、センサ方式)と、撮影した画像に基づいて手ぶれ量を検出する方式(以下、動きベクトル方式)がある。 There are two methods for detecting the amount of vibration due to camera shake (hereinafter referred to as the amount of camera shake): a method in which the vibration of the imaging unit (device itself) due to camera shake is detected by a sensor (hereinafter referred to as sensor method), and camera shake based on the captured image. There is a method for detecting the quantity (hereinafter referred to as motion vector method).
センサ方式では、コリオリの力を応用した角速度センサなどの検出器を装置に組み込んで、手ぶれによる撮像部(装置自体)の振動量を検出することにより、撮像部(装置自体)の手ぶれによる動きがリアルタイムに検出されるので、手ぶれ量を検出するときに被写体の状況(被写体の種類、明るさ、動き)に影響されないという特徴がある。 In the sensor system, a detector such as an angular velocity sensor that applies Coriolis force is incorporated into the device, and the amount of vibration of the imaging unit (device itself) due to camera shake is detected. Since it is detected in real time, there is a feature that it is not affected by the state of the subject (type of subject, brightness, movement) when detecting the amount of camera shake.
一方、動きベクトル方式は、撮像レンズを介して投影される被写体の画像(光の信号)を撮像素子で検出し、画像信号としてメモリに記憶しておき、次に検出する画像信号と比較して画像のぶれを動きベクトルデータとして検出する、つまり、直近の2つの画像信号の違いを動きベクトルデータとして検出するので、手ぶれ量を検出するときに撮影倍率の変化などの光学系の状態に影響を受けないという特徴がある。 On the other hand, in the motion vector method, an image of a subject (light signal) projected through an imaging lens is detected by an imaging device, stored as an image signal in a memory, and compared with an image signal to be detected next. Since image blur is detected as motion vector data, that is, the difference between the two most recent image signals is detected as motion vector data, it affects the state of the optical system such as changes in shooting magnification when detecting the amount of camera shake. There is a feature of not receiving.
上述したセンサや撮影した画像信号から検出される手ぶれ量に基づいて手ぶれを補正する方法や装置などは数多く考案されており、例えば、手ぶれを検出するブレ検出器の感度や補正光学系の位置を検出する位置検出センサの感度が周囲の温度変化によって低下し、撮影する画像がぶれてしまい、所望の像ぶれ防止効果が得られなることを防ぐため、温度変化による感度の低下を増幅率可変増幅器の増幅率を外部から変更できるようにすることで、ファインダを覗きながら自在に防振感度の低下を補償し、所望の像ぶれ防止効果を得ることができる装置などが考案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、撮像装置の小型化によって撮像レンズなどの光学系も小型化され、撮影可能な画角範囲(倍率の範囲)も制約が大きくなってきているため、広角な画像あるいは、より遠くの画像を撮影するため、撮像レンズの倍率を変換するコンバージョンレンズを取り付ける機会も増えてきている。 In addition, the optical system such as the imaging lens has been miniaturized due to the downsizing of the imaging device, and the range of viewable angles (magnification range) has been increasing, so that wide-angle images or farther images can be captured. Opportunities for attaching a conversion lens for converting the magnification of the imaging lens for photographing are increasing.
しかしながら、上述したセンサで検出した手ぶれ量に基づいて手ぶれ補正する撮像装置(以下、センサ方式の撮像装置)では、撮影倍率を変換するコンバージョンレンズ等を取り付けた場合に倍率情報が変わってしまうことで、検出した手ぶれ量とこの手ぶれ量に対してどれだけ補正すればよいかを示す補正量(ゲインデータ)の対応関係が変わってしまい、手ぶれ補正を正しく実行できなくなることがある。 However, in an imaging device that corrects camera shake based on the amount of camera shake detected by the above-described sensor (hereinafter referred to as a sensor-type imaging device), the magnification information changes when a conversion lens or the like that converts the imaging magnification is attached. The correspondence between the detected amount of camera shake and the amount of correction (gain data) indicating how much to correct for this amount of camera shake may change, and camera shake correction may not be performed correctly.
また、動きベクトル方式で検出した手ぶれ量に基づいて手ぶれ補正する撮像装置(以下、動きベクトル方式の撮像装置)の場合、撮像素子で検出した画像信号をメモリに記憶しておき、次に検出する画像信号と比較し、2つの画像信号の違いを画像のぶれとして検出して手ぶれ補正を行うため、撮影する画像サイズに応じたメモリ容量が必要となる。また、直近の2つの画像信号を比較した後に動きベクトルデータ(画像のぶれ)が検出されるため、手ぶれ振動をリアルタイムに検知することができないという問題を有している。 Further, in the case of an image pickup apparatus that corrects camera shake based on the amount of camera shake detected by the motion vector method (hereinafter referred to as a motion vector type image pickup apparatus), the image signal detected by the image pickup device is stored in a memory and then detected. Compared with the image signal, the difference between the two image signals is detected as image blur and image blur correction is performed, so that a memory capacity corresponding to the size of the image to be captured is required. In addition, since motion vector data (image blur) is detected after comparing the two most recent image signals, there is a problem that camera shake vibration cannot be detected in real time.
そこで、画像信号を記憶するためのメモリを使用せずに、1サンプリング前(たとえばビデオカメラでは1フィールド前)に検出した手ぶれ量から次の手ぶれ量を予測して補正する方法もあるが、演算処理の負荷が大きくなり、精度の高い予測するために演算用のメモリが必要となり、実際の手ぶれ量と異なる予測値が算出されることもあるため、正しく補正できないという問題がある。 Therefore, there is a method for predicting and correcting the next camera shake amount from the camera shake amount detected before one sampling (for example, one field before the video camera) without using a memory for storing the image signal. There is a problem that the processing load becomes large, and a memory for calculation is required for predicting with high accuracy, and a predicted value different from the actual amount of camera shake may be calculated.
また、予測値による補正方法の場合、撮影する画像サイズが大きくなるに従って演算処理の負荷も大きくなり、それに伴って演算処理用のメモリ容量も大きくする必要があり、回路規模、コスト、消費電力が増加するというデメリットが生じてしまう。 In addition, in the case of the correction method based on the predicted value, the calculation processing load increases as the image size to be captured increases, and the memory capacity for the calculation processing needs to be increased accordingly, and the circuit scale, cost, and power consumption are increased. The demerit of increasing will arise.
更に、動きベクトル方式の撮像装置は、ローコントラストの被写体や繰り返しパターンを有する被写体、動きベクトルデータが発散する被写体(ズーム動作中の被写体など)から手ぶれ量を検出することが困難であり、又、動きベクトルデータの検出周期は、撮像素子で画像信号を取り込む周期(以下、露光周期)と同じであるため、露光周期に対して高い周波数の手ぶれを検出することができないという問題がある。 Furthermore, it is difficult for a motion vector imaging device to detect the amount of camera shake from a low-contrast subject, a subject having a repetitive pattern, a subject from which motion vector data diverges (such as a subject during zoom operation), and Since the detection cycle of motion vector data is the same as the cycle in which an image signal is captured by the image sensor (hereinafter referred to as exposure cycle), there is a problem that camera shake at a frequency higher than the exposure cycle cannot be detected.
従って、撮像装置において、被写体の状況や光学系の状態に影響されずに手ぶれ補正量を算出できるようにするとともに、メモリ容量が少なく、処理の負荷が小さな手ぶれ補正機能を実現することに解決しなければならない課題を有する。 Therefore, in the imaging apparatus, it is possible to calculate the camera shake correction amount without being affected by the subject state or the optical system state, and to solve the problem of realizing a camera shake correction function with a small memory capacity and a small processing load. Has challenges that must be met.
前記課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は次のような構成にすることである。 In order to solve the above-described problems, an imaging apparatus according to the present invention is configured as follows.
(1)撮像部の手ぶれ振動を手ぶれ信号として検出する第1の手ぶれ検出手段と、前記撮像部で取り込んだ画像信号から動きベクトルデータを検出する第2の手ぶれ検出手段と、前記手ぶれ検出手段で検出した手ぶれ信号に基づいて第1の手ぶれ量データを生成し、前記第2の手ぶれ検出手段で検出した動きベクトルデータに基づいて第2の手ぶれ量データを生成する手ぶれ量データ生成手段と、前記手ぶれ量データ生成手段で生成される第1の手ぶれ量データ及び第2の手ぶれ量データに基づき、手ぶれ補正処理の補正量を調整するゲインデータを補正するためのゲイン補正係数値を算出するゲイン補正係数算出手段と、前記ゲイン補正係数算出手段で算出したゲイン補正係数値に基づいて、装置に設定してあるゲイン補正係数値やゲイン設定の設定状態を判定するゲイン判定手段と、前記ゲイン判定手段の判定に応じて、前記ゲイン補正係数算出手段で算出されるゲイン補正係数値に基づいた前記ゲインデータを生成するゲインデータ生成手段と、前記ゲイン判定手段の判定に応じて、前記ゲイン設定を所定の設定状態に切り換えることができるゲイン設定切換手段と、前記ゲインデータ生成手段で生成されたゲインデータに基づいて前記画像信号の手ぶれ補正処理を実行する手ぶれ補正手段と、を備えていることを特徴とする撮像装置。
(2)前記手ぶれ補正手段は、前記ゲインデータに基づいて、前記撮像部の画像メモリに画像信号を記憶するタイミングを制御するための制御信号と前記画像メモリに取り込んだ画像信号の読み出しアドレスを制御するための制御信号を生成することを特徴とする(1)に記載の撮像装置。
(3)前記手ぶれ補正手段は、前記ゲインデータに基づいて、前記撮像部の光軸のずれを補正する補正レンズの駆動を制御するための制御信号を生成することを特徴とする(1)に記載の撮像装置。
(4)更に、前記撮像部で撮像した画像信号に基づいて前記第2の手ぶれ検出手段で検出した動きベクトルデータの信頼度を判定する動きベクトル判定手段と、前記手ぶれ量データ生成手段で生成される第1の手ぶれ量データと第2の手ぶれ量データを比較して、前記第1の手ぶれ検出手段と前記第2の手ぶれ検出手段が同種の手ぶれ振動を検出しているか否かを判定する手ぶれ判定手段と、を備え、前記ゲイン補正係数算出手段は、前記動きベクトル判定手段及び前記手ぶれ判定手段の判定に基づいて前記ゲイン補正係数値の算出を実行することを特徴とする(1)に記載の撮像装置。
(1) A first camera shake detection unit that detects camera shake vibration of the imaging unit as a camera shake signal, a second camera shake detection unit that detects motion vector data from the image signal captured by the imaging unit, and the camera shake detection unit Camera shake amount data generating means for generating first camera shake amount data based on the detected camera shake signal, and generating second camera shake amount data based on the motion vector data detected by the second camera shake detecting means; Gain correction for calculating a gain correction coefficient value for correcting the gain data for adjusting the correction amount of the camera shake correction processing based on the first camera shake amount data and the second camera shake amount data generated by the camera shake amount data generating means Based on the coefficient calculation means and the gain correction coefficient value calculated by the gain correction coefficient calculation means, the gain correction coefficient value and gain set in the apparatus Gain determining means for determining a fixed setting state, and gain data generating means for generating the gain data based on the gain correction coefficient value calculated by the gain correction coefficient calculating means in accordance with the determination of the gain determining means; A gain setting switching unit capable of switching the gain setting to a predetermined setting state in accordance with the determination of the gain determining unit; and image stabilization of the image signal based on the gain data generated by the gain data generating unit An image pickup apparatus comprising: an image stabilization unit that executes processing.
(2) The image stabilization unit controls a control signal for controlling the timing of storing the image signal in the image memory of the imaging unit and a read address of the image signal captured in the image memory based on the gain data. The imaging device according to (1), wherein a control signal for generating the control signal is generated.
(3) The camera shake correction unit generates a control signal for controlling driving of a correction lens that corrects a deviation of the optical axis of the imaging unit, based on the gain data. The imaging device described.
(4) Furthermore, a motion vector determination unit that determines the reliability of the motion vector data detected by the second camera shake detection unit based on an image signal captured by the imaging unit, and a motion amount data generation unit that generates the motion vector data. The first camera shake amount data and the second camera shake amount data are compared to determine whether or not the first camera shake detection unit and the second camera shake detection unit detect the same type of camera shake vibration. (1) The gain correction coefficient calculation means calculates the gain correction coefficient value based on the determinations of the motion vector determination means and the camera shake determination means. Imaging device.
このような構成の撮像装置において、第1の手ぶれ検出手段で検出した手ぶれ信号に基づいて生成する第1の手ぶれ量データと、第2の手ぶれ検出手段で検出した動きベクトルデータに基づいて生成する第2の手ぶれ量データによって、手ぶれ補正処理の補正量を調整するゲインデータを補正するためのゲイン補正係数値を算出し、このゲイン補正係数値に基づいて、装置に設定してあるゲイン補正係数値やゲイン設定の設定状態を判定する。 In the imaging apparatus having such a configuration, the first image blur amount data generated based on the camera shake signal detected by the first camera shake detection unit and the motion vector data detected by the second camera shake detection unit are generated. Based on the second camera shake amount data, a gain correction coefficient value for correcting gain data for adjusting the correction amount of the camera shake correction process is calculated, and based on the gain correction coefficient value, a gain correction factor set in the apparatus is calculated. Determine the setting status of numerical values and gain settings.
そして、この判定結果に応じて、ゲイン設定を適切な設定に切り換えたり、第1の手ぶれ量データと第2の手ぶれ量データから算出したゲイン補正係数値に基づいて新たなゲインデータを算出(選択)し、このゲインデータに基づいて画像信号の手ぶれ補正処理を実行する。 Then, according to the determination result, the gain setting is switched to an appropriate setting, or new gain data is calculated (selected) based on the gain correction coefficient value calculated from the first camera shake amount data and the second camera shake amount data. Then, the camera shake correction processing of the image signal is executed based on the gain data.
本発明の撮像装置は、手ぶれ検出センサの検出した手ぶれ信号をもとに生成される第1の手ぶれ量データと、動きベクトル検出部で検出した動きベクトルデータをもとに生成される第2の手ぶれ量データに基づいてゲイン補正係数値を算出することにより、被写体の状況(被写体の種類、明るさ、動き)や撮影倍率の変化など光学系の状態に影響されていないゲイン補正係数値を得ることが可能となる。 The imaging apparatus according to the present invention includes a first camera shake amount data generated based on a camera shake signal detected by a camera shake detection sensor, and a second camera generated based on motion vector data detected by a motion vector detection unit. By calculating the gain correction coefficient value based on the camera shake amount data, a gain correction coefficient value that is not influenced by the state of the optical system, such as the state of the subject (subject type, brightness, movement) and the change in the photographing magnification, is obtained. It becomes possible.
そして、このゲイン補正係数値に基づいて手ぶれの補正量を調整するゲインデータを生成することで最適な手ぶれ補正処理が実行できるようになり、又、このゲイン補正係数値に基づいてゲイン設定の設定状態を適切に判定できるようになるという優れた効果を奏する。 Then, by generating gain data that adjusts the amount of camera shake correction based on the gain correction coefficient value, it is possible to execute the optimum camera shake correction processing, and setting the gain setting based on the gain correction coefficient value. There is an excellent effect that the state can be appropriately determined.
また、動きベクトル検出部で検出する動きベクトルデータによって手ぶれ補正処理を行わないので、従来の動きベクトル方式の撮像装置のように撮像した画像信号のすべてをメモリに記憶する必要はなく、直近の2つの画像信号の変化量を記憶するだけの小容量のメモリで十分であるため回路構成を簡素化してコストを低減することが可能となり、また、演算処理の負荷が少なくなり、消費電力が抑えられるというメリットもある。 In addition, since the camera shake correction processing is not performed by the motion vector data detected by the motion vector detection unit, it is not necessary to store all of the image signals captured as in the conventional motion vector imaging device in the memory. A small-capacity memory sufficient to store the amount of change in one image signal is sufficient, which makes it possible to simplify the circuit configuration and reduce costs, reduce the processing load, and reduce power consumption. There is also a merit.
次に、本発明の撮像装置による実施の形態について図面を参照して説明する。但し、図面は専ら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Next, an embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the drawings are only for explanation, and do not limit the technical scope of the present invention.
まず、本発明の撮像装置の動作概要について図1、図2を参照しながら説明する。 First, an outline of the operation of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の撮像装置における主要部を簡略化して例示したブロック図であり、撮像部10、手ぶれ検出センサ20、動きベクトル検出部30、信号処理部40、制御用マイコン50、手ぶれ補正処理部60などを備えた構成となっており、図2のフローチャートに従って処理が実行される。
FIG. 1 is a block diagram illustrating simplified main parts of an imaging apparatus according to the present invention. The
まず、制御用マイコン50は、手ぶれ検出センサ20で検出した手ぶれによる撮像部10(装置自体)の振動量(以下、手ぶれ信号)に基づいて生成する手ぶれ振動データS1(ベクトルデータ)と、動きベクトル検出部30で検出する動きベクトルデータに基づいて生成する手ぶれ振動データS2(ベクトルデータ)を比較して評価する(ST10)。
First, the
具体的には、撮像部10で取り込み、信号処理部40を介して送られてくる画像信号の輝度レベル、合焦状態、ズーム動作中であるか否かなどを判定することにより動きベクトル検出部30で検出された動きベクトルデータの信頼度を評価し、更に、手ぶれ振動データS1と手ぶれ振動データS2のベクトル方向を判定することで手ぶれ検出センサ20と動きベクトル検出部30が同じ手ぶれ振動を検出しているか否かを評価する。
Specifically, the motion vector detection unit is determined by determining the brightness level of the image signal captured by the
次に、制御用マイコン50は、動きベクトルデータの信頼度があり、手ぶれ検出センサ20と動きベクトル検出部30が同じ手ぶれ振動を検出している場合、手ぶれ振動データS1と手ぶれ振動データS2に基づいてゲイン補正係数値Rを算出する(ST20)。
Next, the
次に、制御用マイコン50は、算出したゲイン補正係数値Rに基づき、ゲインデータの調整が必要であるか否かを判定するとともに、適正なゲイン設定が為されているか否かを判定する(ST30)。
Next, the
なお、ゲインデータとは、手ぶれ補正処理の補正量を調整するためのデータであり、撮像部10の焦点距離(ズーム)に応じたゲインG、撮像部10にコンバージョンレンズを装着したときの倍率に応じた倍率ゲインGzm、手ぶれ検出センサ20の感度に応じた感度ゲインGsなどである。
The gain data is data for adjusting the correction amount of the camera shake correction process. The gain G corresponds to the focal length (zoom) of the
制御用マイコン50は、ゲインデータの調整が必要であると判定すると、ゲイン補正係数値Rに基づいてゲインデータを算出(又は選択)して手ぶれ補正処理部60に送り、また、適正なゲイン設定が為されていないと判定した場合、例えば、コンバージョンレンズが装着されていないのに倍率ゲインを設定している場合など、適切なゲイン設定に自動的に切り換えたり、メッセージ(警告など)を表示部に表示させて設定変更を促したりする(ST40)。
When the
続いて、手ぶれ補正処理部60では、制御用マイコン50から送られてくるゲインデータに基づいて制御信号を生成し、この制御信号に基づいて撮像部10の撮像素子による画像信号の取り込みタイミングや画像信号の切り出し範囲(アドレス)を制御する、又は、撮像部10の光学系を制御する。そして、信号処理部40から送られてくる画像信号に所定の手ぶれ補正処理を施して次段回路に送出する(ST50)。
Subsequently, the camera shake
このように、手ぶれ検出センサ20で検出した手ぶれ信号に基づく手ぶれ量データS1と、動きベクトル検出部30で検出した動きベクトルデータに基づく手ぶれ量データS2を評価する。そして、手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2から算出するゲイン補正係数値Rによって、ゲイン調整の必要性やゲイン設定の状態を判定し、適切なゲインデータを算出し、このゲインデータに基づいて手ぶれ補正処理を実行することで、最適な手ぶれ補正が行われる。
In this manner, the camera shake amount data S1 based on the camera shake signal detected by the camera
[第1実施例]
第1実施例として、図2で説明した処理を電子的に手ぶれ補正する撮像装置で実行する場合について説明する。
[First embodiment]
As a first embodiment, a case will be described in which the processing described in FIG. 2 is executed by an imaging apparatus that electronically corrects camera shake.
図3は、電子的に手ぶれ補正する撮像装置において、本発明に関係する主要部を簡略化して例示したブロック図であり、撮像部10、TG(タイミングジェネレータ)部10A、手ぶれ検出センサ20、動きベクトル検出部30、信号処理部40、制御用マイコン50、手ぶれ補正処理部60などを備えている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating, in a simplified manner, main parts related to the present invention in an imaging device that electronically corrects camera shake, and includes an
撮像部10は、撮像レンズや撮像素子などから構成され、撮像レンズを介して投影される被写体の画像(光の信号)をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子で検出し、電気信号(以下、画像信号)に変換して動きベクトル検出部30に送る。
The
TG(タイミングジェネレータ)部10Aは、手ぶれ補正処理部60からの制御信号に従って、撮像部10の撮像素子による画像信号の取り込みタイミングを制御する。
The TG (timing generator)
手ぶれ検出センサ20は、例えば、角速度センサなどのセンサであり、手ぶれによる撮像部(装置自体)の振動量を検出し、検出した振動量を電気信号(以下、手ぶれ信号)に変換して制御用マイコン50(のA/D変換部51)に送る。
The camera
動きベクトル検出部30は、撮像部10から送られてくる画像信号から画像の動きベクトルデータを検出して制御用マイコン50(の比較/判別部56)に送る。
The motion
なお、検出する動きベクトルデータを手ぶれ補正処理に直接用いないため、動きベクトル検出部30では、撮像した画像信号のすべてを記憶するメモリは不要であり、直近の2つの画像信号の変化量を検出するために必要な容量のメモリ(例えば、レンズ光軸に対する上下方向の向き(角度)の変化量と左右方向の向き(角度)の変化量を検出して記憶できる程度の容量)でよい。
In addition, since the motion vector data to be detected is not directly used for the camera shake correction process, the motion
信号処理部40は、撮像部10の撮像素子で検出した画像信号をデジタル信号に変換して画像メモリに取り込み、画像メモリに取り込んだ画像信号(デジタル信号)に所定の信号処理を施して制御用マイコン50と手ぶれ補正処理部60に送る。
The
制御用マイコン50は、撮像装置内の各部を制御するためのマイコンであり、本発明に関連する構成として、A/D変換部51、ノイズ除去部52、積分器53、ゲイン調整部54、遅延用メモリ55、比較/判別部56などを備えた構成となっている。
The
制御用マイコン50のA/D変換部51は、手ぶれ検出センサ20で検出した手ぶれ信号をデジタル信号に変換してノイズ除去部52に送る。
The A /
制御用マイコン50のノイズ除去部52は、A/D変換部51から送られてくる手ぶれ信号(デジタル信号)のノイズ成分をHPF(High-Pass Filter)/LPF(Low-Pass Filter)/BPF(Band-Pass Filter)などによって取り除いて積分器53に送る。
The
制御用マイコン50の積分器53は、ノイズ除去部52から送られてくる手ぶれ信号(デジタル信号)を積分演算することにより手ぶれ量データS1(ベクトルデータ)を生成してゲイン調整部54に送る。なお、積分器は、手ぶれ検出センサ20が角速度センサであるときに用いられるものであり、角速度センサ以外のセンサを用いている場合は、積分演算を行わず、手ぶれ信号(デジタル信号)を手ぶれ量データS1(ベクトルデータ)に変換してゲイン調整部54に送る。
The
制御用マイコン50のゲイン調整部54は、撮像部10の焦点距離(ズーム)に応じたゲインG、撮像部10にコンバージョンレンズを装着したときの倍率に応じた倍率ゲインGzm、手ぶれ検出センサ20の感度に応じた感度ゲインGsなどのゲインデータを調整する機能を備えており、後述する比較/判別部56から送られてくるゲイン補正係数値Rが設定され、このゲイン補正係数値Rに基づいて最適なゲインデータを算出して手ぶれ補正処理部60に送る。若しくは、ゲイン補正係数値Rに基づいて予め記憶してある所定のテーブルデータの中から最適なゲインデータを選択して手ぶれ補正処理部60に送る。
The
制御用マイコン50の遅延用メモリ55は、動きベクトル検出部30で動きベクトルデータを検出し、動きベクトルデータから手ぶれ量データS2が生成されるまでの間、ゲイン調整部54を介して送られてくる手ぶれ量データS1を一時記憶しておく。そして、手ぶれ量データS2が生成されると、記憶してある手ぶれ量データS1を比較/判定部56に送る。
The
制御用マイコン50の比較/判別部56は、動きベクトル検出部30で検出された動きベクトルデータに基づいて生成された手ぶれ量データS2と、遅延用メモリ55から送られてくる手ぶれ量データS1とを比較して、ゲイン調整部54に設定されているゲイン補正係数値Rを変更するか否かの判定を行い、この手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2に基づいたゲイン補正係数値Rを算出してゲイン調整部54に送る。
The comparison /
また、制御用マイコン50は、信号処理部40から送られてくる画像信号(デジタル信号)、即ち、動きベクトル検出部30で動きベクトルデータを検出するときの画像信号と同じ画像信号の輝度レベル、合焦状態、ズーム動作中であるか否か、などをチェックして動きベクトルデータの信頼度(正しく検出されているか否か)を判定することにより、動きベクトルデータに基づいて算出される手ぶれ量データS2の信頼度を判定する機能を備えている。
Further, the
更に、制御用マイコン50は、手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2のベクトル方向が一致しているか否かをチェックし、手ぶれ検出センサ20で検出された手ぶれ信号と動きベクトル検出部30で検出した動きベクトルデータが同じ手ぶれ振動に基づいたものであるのかを判定する機能を備えている。
Further, the
このように、上記構成を備えた制御用マイコン50では、手ぶれ検出センサ20で検出した手ぶれ信号に基づいて手ぶれ振動データS1(ベクトルデータ)を生成し、動きベクトル検出部30で検出した動きベクトルデータに基づいて手ぶれ振動データS2(ベクトルデータ)を生成する。
As described above, the
そして、この手ぶれ振動データS1とS2を比較・評価して最適な手ぶれ補正を実行するためのゲイン補正係数値Rを算出し、このゲイン補正係数値Rに基づいたゲインデータを生成して手ぶれ補正処理部60に送る。
Then, the hand vibration vibration data S1 and S2 are compared and evaluated to calculate a gain correction coefficient value R for executing the optimum hand shake correction, and gain data based on the gain correction coefficient value R is generated to correct the camera shake. The data is sent to the
手ぶれ補正処理部60は、制御用マイコン50から送られてくるゲインデータに基づいて制御信号を生成してTG10A、信号処理部40に送り、TG10Aによる画像の取り込みタイミングや信号処理部40の画像メモリに取り込まれた画像信号の読み出し(切り出し)範囲(アドレス)を制御する。そして、信号処理部40から送られてくる画像信号に対して所定の手ぶれ補正処理を施して次段回路に送出する。
The camera shake
なお、図4は、図3の撮像装置における手ぶれ補正前/補正後の画像信号と手ぶれ量データS1及び手ぶれ量データS2との関係を簡略化して示した概念図であり、手ぶれ量データS1は、手ぶれ補正対象範囲A0(点線)と補正後の切り出し範囲A1(実線)の距離差(ベクトル量)に相当し、手ぶれ量データS2は、原画像信号a0(点線)と補正後の画像信号(実線)の距離差(ベクトル量)に相当する。 FIG. 4 is a conceptual diagram schematically showing the relationship between the image signal before / after camera shake correction and the camera shake amount data S1 and the camera shake amount data S2 in the image pickup apparatus of FIG. This corresponds to the distance difference (vector amount) between the camera shake correction target range A0 (dotted line) and the cutout range A1 (solid line) after correction, and the camera shake amount data S2 includes the original image signal a0 (dotted line) and the corrected image signal ( This corresponds to a distance difference (vector amount) of a solid line).
次に、図3に示した電子的に手ぶれ補正する撮像装置の具体的な動作について説明する。 Next, a specific operation of the imaging apparatus for electronically correcting camera shake shown in FIG. 3 will be described.
まず、手ぶれ振動データS1と手ぶれ振動データS2を評価するときの具体的な動作を図5に示すフローチャートに従って説明する(図2のステップST20の処理に相当)。 First, a specific operation when evaluating the camera shake vibration data S1 and the camera shake vibration data S2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 5 (corresponding to the process of step ST20 in FIG. 2).
撮像装置で手ぶれ補正処理を実行するとき、まず、制御用マイコン50は、初期設定として、ゲイン調整部54に設定されるゲイン補正係数値Rの変更フラグをオフし、また、内蔵しているカウンタの値をリセットする(ST101)。
When camera shake correction processing is executed by the imaging apparatus, the
初期設定が完了すると、手ぶれ検出センサ20で検出された手ぶれ信号が制御用マイコン50に送られ、撮像部10で取り込んだ画像信号が動きベクトル検出部30と信号処理部40に送られる。
When the initial setting is completed, the camera shake signal detected by the camera
制御用マイコン50は、手ぶれ検出センサ20から送られてくる手ぶれ信号をA/D変換部51でデジタル信号に変換し、ノイズ除去部52で手ぶれ信号(デジタル信号)のノイズ成分を取り除き、積分器53によって手ぶれ量データS1(ベクトルデータ)を生成し、生成した手ぶれ量データS1(ベクトルデータ)を遅延用メモリ55に一時記憶する(ST102)。
The
また、上述の手ぶれ量データS1に関する処理を実行している間、動きベクトル検出部30は、撮像部10で取り込んだ画像信号から動きベクトルデータを検出して制御用マイコン50に送り、制御用マイコン50は動きベクトル検出部30から送られてくる動きベクトルデータに基づいて手ぶれ量データS2(ベクトルデータ)を生成する(ST102)。
In addition, while executing the processing related to the above-described camera shake amount data S1, the motion
また、信号処理部40では、撮像部10で取り込んだ画像信号に所定の信号処理を施して制御用マイコン50に送る。
The
次に、制御用マイコン50では、信号処理部40から送られてくる画像信号(デジタル信号)、即ち、動きベクトル検出部30に送られた画像信号と同じ画像信号の輝度レベル、合焦状態、ズーム動作中であるか否か、などをチェックし、動きベクトルデータに基づいて生成された手ぶれ振動量データS2の信頼度を判定する(ST103)。
Next, in the
なお、上記の信頼度判定において、(1)画像信号の輝度レベルが動きベクトルデータ検出に適した輝度レベルである、(2)画像が所定の合焦状態である、(3)ズーム動作中でない、以上3つの条件を全て満たしている場合にのみ、手ぶれ振動量データS2の信頼度”あり”と判定する。 In the above reliability determination, (1) the luminance level of the image signal is a luminance level suitable for motion vector data detection, (2) the image is in a predetermined focus state, and (3) the zoom operation is not in progress. Only when all the above three conditions are satisfied, it is determined that the reliability of the vibration amount data S2 is “Yes”.
手ぶれ振動量データS2の信頼度を”なし”と判定した場合、制御用マイコン50はカウンタをリセットし、新たにステップST102の処理から再開する(ST103→ST108→ST102→・・・)。
When it is determined that the reliability of the camera shake vibration amount data S2 is “none”, the
手ぶれ振動量データS2の信頼度を”あり”と判定した場合、次に、手ぶれ検出センサ20と動きベクトル検出部30が同種の手ぶれ振動を検出しているか否かを判定するため、手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2のベクトル方向を判定する(ST103→ST104)。
When it is determined that the reliability of the camera shake vibration data S2 is “Yes”, the camera shake data is used to determine whether the camera
手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2のベクトル方向が異なる場合、制御用マイコン50はカウンタをリセットし、新たにステップST102の処理から再開する(ST104→ST108→ST102→・・・)。
When the vector directions of the camera shake amount data S1 and the camera shake amount data S2 are different, the
手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2のベクトル方向が同じである場合、制御用マイコン50は、カウンタの値をカウントアップし、カウント値と所定の閾値を比較する(ST104→ST105、ST106)。
When the vector directions of the camera shake amount data S1 and the camera shake amount data S2 are the same, the
カウント値が所定の閾値以下(カウント値≦閾値)の場合、ステップST102の処理に戻り、次の手ぶれ量データS1及びS2の検出が開始される(ST106→ST102→・・・) If the count value is equal to or smaller than the predetermined threshold value (count value ≦ threshold value), the process returns to step ST102, and detection of the next camera shake amount data S1 and S2 is started (ST106 → ST102 →...).
カウント値が所定の閾値より大きい(カウント値>閾値)場合、制御用マイコン50は、手ぶれ検出センサ20と動きベクトル検出部30が同種の手ぶれ振動を所定時間連続して検出していると判定し、ゲイン調整部54に設定するゲイン補正係数値Rの変更フラグをオンにする(ST106→ST107)。
When the count value is larger than the predetermined threshold value (count value> threshold value), the
制御用マイコン50は、ゲイン補正係数値Rの変更フラグをオンにすると、ゲイン補正係数値Rの変更可否を判定するため、次処理であるゲイン補正係数値Rの算出処理へ移行する(ST107→次処理へ)。
When the
このように、制御用マイコン50は、カウンタのカウンタ値に基づき、所定の時間内における動きベクトルデータの信頼度を判定し、更に、手ぶれ検出センサ20と動きベクトル検出部30が同種の手ぶれ振動を検出しているか否かを判定することで、手ぶれ以外の振動で検出されるベクトルデータ(例えば、被写体が突然動いたときに検出される動きベクトルデータなど)によってゲイン補正係数値Rが不要に変更されることを防止している。
As described above, the
続いて、手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2に基づいて手ぶれ補正処理を実行するまでの具体的な動作を図6に示すフローチャートに従って説明する(図2のステップST20以降の処理)。 Next, a specific operation until the camera shake correction process is executed based on the camera shake amount data S1 and the camera shake amount data S2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 6 (process after step ST20 in FIG. 2).
まず、制御用マイコン50は、上述した図5のステップST107の処理によってゲイン補正係数値Rの変更フラグがオンに変更されているか否かを確認する(ST201)。
First, the
ゲイン補正係数値Rの変更フラグがオフの場合、ゲイン補正係数値Rの算出処理は実行されずに処理終了となる。(ST201→終了)。 When the change flag for the gain correction coefficient value R is off, the process ends without performing the calculation process of the gain correction coefficient value R. (ST201 → end).
ゲイン補正係数値Rの変更フラグがオンであることを確認すると、制御用マイコン50の比較/判別部56は、手ぶれ検出センサ20の検出による手ぶれ信号に基づき生成した手ぶれ量データS1と、動きベクトル検出部30の検出による動きベクトルデータに基づき生成した手ぶれ量データS2から次に示す式によってゲイン補正係数値Rを算出する(ST201→ST202)。
When it is confirmed that the change flag of the gain correction coefficient value R is ON, the comparison /
次に、制御用マイコン50の比較/判別部56は、ステップST202の処理で算出したゲイン補正係数値R(以下、ゲイン補正係数値Rn)が所定の許容値の範囲内(最小許容値Vok_l<ゲイン補正係数値Rn<最大許容値Vok_h)であるか否かを判定する(ST203)。
Next, the comparison /
制御用マイコン50の比較/判別部56は、ゲイン補正係数値Rnが所定の許容値の範囲内である場合、ゲイン調整部54に設定してあるゲイン補正係数値Rの変更は不要であり、また、装置のゲイン設定も適正である(例えば、コンバージョンレンズなどの装着もない)と判定する(ST203→ST204)。
The comparison /
制御用マイコン50のゲイン調整部54は、比較/判別部56の判定に基づいて、現在設定されているゲイン補正係数値Rに基づいて算出したゲインデータを手ぶれ補正処理部60に送る。若しくは、予め記憶してある所定のテーブルデータの中から現在設定されているゲイン補正係数値Rに基づく最適なゲインデータを選択して手ぶれ補正処理部60に送る。
The
手ぶれ補正処理部60は、制御用マイコン50から送られてくるゲインデータに基づいた制御信号を生成して信号処理部40やTG10Aを制御し、信号処理部40から送られてくる画像信号の手ぶれ補正処理を実行する(ST204→ST210)。
The camera shake
一方、ステップST203の処理において、ゲイン補正係数値Rnが所定の許容値の範囲外である場合、制御用マイコン50の比較/判別部56は、更に、ゲイン補正係数値Rnが最小許容値以下であるか否か(最小許容値Vok_l≦ゲイン補正係数値Rn)を判定する(ST203→ST205)。
On the other hand, when the gain correction coefficient value Rn is outside the predetermined allowable value in the process of step ST203, the comparison /
ゲイン補正係数値Rnが最小許容値以下(最小許容値Vok_l≦ゲイン補正係数値Rn)である場合、ゲイン調整部54に現在設定してあるゲイン補正係数値Rの調整が必要であり、また、装置のゲイン設定が小さすぎて適切でないと判定し、ゲイン補正係数値Rnをゲイン調整部54に送る(ST205→ST206)。
When the gain correction coefficient value Rn is equal to or less than the minimum allowable value (minimum allowable value Vok_l ≦ gain correction coefficient value Rn), it is necessary to adjust the gain correction coefficient value R currently set in the
ゲイン調整部54では、比較/判別部56からのゲイン補正係数値Rnを新たなゲイン補正係数値として設定し、ゲイン補正係数値Rnに基づいて算出したゲインデータを手ぶれ補正処理部60に送る。若しくは、予め記憶してある所定のテーブルデータの中からゲイン補正係数値Rnに基づいて最適なゲインデータを選択して手ぶれ補正処理部60に送る(ST207)。
The
また、制御用マイコン50の比較/判別部56は、装置のゲイン設定を適切な設定に自動的に切り換える、若しくは、適切な設定とするように促すメッセージや故障である可能性を示すメッセージなどを表示部に表示させる(ST207)。
Further, the comparison /
例えば、図7に示すように、ズーム位置Lと倍率ゲインGzmの対応関係をテーブルデータとして記憶している場合、このテーブルデータに基づいて広角コンバージョンレンズが装着されている旨のメッセージを表示部に表示させたり、所定の故障判定値を設定してゲイン補正係数値Rnと比較することにより、手ぶれ検出センサ20や動きベクトル検出部30の故障を検知し、警報を表示させることもできる。
For example, as shown in FIG. 7, when the correspondence between the zoom position L and the magnification gain Gzm is stored as table data, a message indicating that the wide-angle conversion lens is mounted based on this table data is displayed on the display unit. It is also possible to detect a failure of the camera
そして、手ぶれ補正処理部60は、制御用マイコン50から送られてくるゲインデータに基づいた制御信号を生成して信号処理部40やTG10Aを制御し、信号処理部40から送られてくる画像信号の手ぶれ補正処理を実行する(ST207→ST210)。
The camera shake
また、ステップST205の処理において、ゲイン補正係数値Rnが最小許容値より大きい(最小許容値Vok_l>ゲイン補正係数値Rn)場合、ゲイン補正係数値Rnは最大許容値Vok_hよりも大きな値(最大許容値Vok_h<ゲイン補正係数値Rn)であり、また、装置のゲイン設定が大きすぎて適切でないと判定し、ゲイン補正係数値Rnをゲイン調整部54に送る(ST205→ST208)。 In the process of step ST205, when the gain correction coefficient value Rn is larger than the minimum allowable value (minimum allowable value Vok_l> gain correction coefficient value Rn), the gain correction coefficient value Rn is larger than the maximum allowable value Vok_h (maximum allowable value). It is determined that the value Vok_h <gain correction coefficient value Rn), and that the gain setting of the apparatus is too large to be appropriate, and sends the gain correction coefficient value Rn to the gain adjustment unit 54 (ST205 → ST208).
ゲイン調整部54では、比較/判別部56からのゲイン補正係数値Rnを新たなゲイン補正係数値として設定し、ゲイン補正係数値Rnに基づいて算出したゲインデータを手ぶれ補正処理部60に送る。若しくは、予め記憶してある所定のテーブルデータの中からゲイン補正係数値Rnに基づいて最適なゲインデータを選択して手ぶれ補正処理部60に送る(ST209)。
The
また、制御用マイコン50の比較/判別部56は、装置のゲイン設定を適切な設定に自動的に切り換える、若しくは、適切な設定とするように促すメッセージや故障である可能性を示すメッセージなどを表示部に表示させる(ST209)。
Further, the comparison /
例えば、図7に示すように、ズーム位置Lと倍率ゲインGzmの対応関係をテーブルデータとして記憶している場合、このテーブルデータに基づいて狭角コンバージョンレンズが装着されている旨のメッセージを表示部に表示させたり、所定の故障判定値を設定してゲイン補正係数値Rnと比較することにより、手ぶれ検出センサ20や動きベクトル検出部30の故障を検知し、警報を表示させることもできる。
For example, as shown in FIG. 7, when the correspondence between the zoom position L and the magnification gain Gzm is stored as table data, a message indicating that a narrow-angle conversion lens is mounted based on this table data is displayed on the display unit. Or by setting a predetermined failure determination value and comparing it with the gain correction coefficient value Rn, it is possible to detect a failure of the camera
そして、手ぶれ補正処理部60は、制御用マイコン50から送られてくるゲインデータに基づいた制御信号を生成して信号処理部40やTG10Aを制御し、信号処理部40から送られてくる画像信号の手ぶれ補正処理を実行する(ST209→ST210)。
The camera shake
このように、第1実施例の撮像装置は、制御用マイコン50により、手ぶれ検出センサ20で検出した手ぶれ信号をもとに生成する手ぶれ量データS1と、動きベクトル検出部30で検出した動きベクトルデータをもとに生成する手ぶれ量データS2に基づいて補正係数値Rnを算出し、現在設定されているゲイン補正係数値とを比較・判定して手ぶれ補正処理の補正量を調整するためのゲインデータを生成する。
As described above, in the image pickup apparatus according to the first embodiment, the
そして、ゲイン設定を適切な設定状態に切り換えたり、ゲインデータに基づいて制御信号を生成してTG10A、信号処理部40に送り、TG10Aによる画像の取り込みタイミングや信号処理部40の画像メモリに取り込まれた画像信号の読み出し(切り出し)範囲(アドレス)を制御し、信号処理部40から送られてくる画像信号に対して所定の手ぶれ補正処理を施して次段回路に送出する。
Then, the gain setting is switched to an appropriate setting state, or a control signal is generated based on the gain data and is sent to the TG 10A and the
[第2実施例]
次に、第2実施例として、図2で説明した処理を光学的に手ぶれ補正する撮像装置で実行する場合について説明する。
[Second Embodiment]
Next, as a second embodiment, a case will be described in which the processing described in FIG. 2 is executed by an imaging apparatus that optically corrects camera shake.
図8は、光学的に手ぶれ補正する撮像装置において、本発明に関係する主要部を簡略化して例示したブロック図であり、撮像部10、サーボ機構部10B、手ぶれ検出センサ20、動きベクトル検出部30、信号処理部40、制御用マイコン50、手ぶれ補正処理部60などを備えた構成となっている。
FIG. 8 is a block diagram illustrating, in a simplified manner, main portions related to the present invention in an imaging apparatus that optically corrects camera shake, and includes an
撮像部10は、撮像レンズ、サーボ機構部10Bの制御に従って移動する光学補正レンズ、撮像素子などから構成され、撮像レンズ及び光学補正レンズを介して投影される被写体の画像(光の信号)をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子で検出し、電気信号(以下、画像信号)に変換して動きベクトル検出部30に送る。
The
なお、光学補正レンズの一部に可変頂角プリズムや回転/並進(偏芯)レンズ等を取り付けることによって、手ぶれ振動によるレンズ光軸のずれを光学的に補正するようにしてもよい。 It should be noted that a deviation of the lens optical axis due to camera shake vibration may be optically corrected by attaching a variable apex angle prism, a rotation / translation (eccentric) lens, or the like to a part of the optical correction lens.
サーボ機構部10Bは、手ぶれ補正処理部60からの制御信号に従って撮像部10の光学補正レンズの移動させることにより、手ぶれ振動によるレンズ光軸のずれを光学的に補正する。
The servo mechanism unit 10B optically corrects the deviation of the lens optical axis due to camera shake vibration by moving the optical correction lens of the
手ぶれ検出センサ20は、例えば、角速度センサなどのセンサであり、手ぶれによる撮像部(装置自体)の振動量を検出し、検出した振動量に応じた電気信号(以下、手ぶれ信号)に変換して制御用マイコン50(のA/D変換部51)に送る。
The camera
動きベクトル検出部30は、撮像部10から送られてくる画像信号から画像の動きベクトルデータを検出して制御用マイコン50(の比較/判別部56)に送る。
The motion
なお、検出する動きベクトルデータを手ぶれ補正処理に直接用いないため、動きベクトル検出部30では、撮像した画像信号のすべてを記憶するメモリは不要であり、直近の2つの画像信号の変化量を検出するために必要な容量のメモリ(例えば、レンズ光軸に対する上下方向の向き(角度)の変化量と左右方向の向き(角度)の変化量を検出して記憶できる程度の容量)でよい。
In addition, since the motion vector data to be detected is not directly used for the camera shake correction process, the motion
信号処理部40は、撮像部10の撮像素子で検出した画像信号をデジタル信号に変換して画像メモリに取り込み、画像メモリに取り込んだ画像信号(デジタル信号)に所定の信号処理を施して制御用マイコン50と手ぶれ補正処理部60に送る。
The
制御用マイコン50は、撮像装置内の各部を制御するためのマイコンであり、本発明に関連する構成として、A/D変換部51、ノイズ除去部52、積分器53、ゲイン調整部54、遅延用メモリ55、比較/判別部56などを備えた構成となっている。
The
制御用マイコン50のA/D変換部51は、手ぶれ検出センサ20で検出した手ぶれ信号をデジタル信号に変換してノイズ除去部52に送る。
The A /
制御用マイコン50のノイズ除去部52は、A/D変換部51から送られてくる手ぶれ信号(デジタル信号)のノイズ成分をHPF(High-Pass Filter)/LPF(Low-Pass Filter)/BPF(Band-Pass Filter)などによって取り除いて積分器53に送る。
The
制御用マイコン50の積分器53は、ノイズ除去部52から送られてくる手ぶれ信号(デジタル信号)を積分演算することにより手ぶれ量データS1(ベクトルデータ)を生成してゲイン調整部54に送る。なお、積分器は、手ぶれ検出センサ20が角速度センサであるときに用いられるものであり、角速度センサ以外のセンサを用いている場合は、積分演算を行わず、手ぶれ信号(デジタル信号)を手ぶれ量データS1(ベクトルデータ)に変換してゲイン調整部54に送る。
The
制御用マイコン50のゲイン調整部54は、撮像部10の焦点距離(ズーム)に応じたゲインG、撮像部10にコンバージョンレンズを装着したときの倍率に応じた倍率ゲインGzm、手ぶれ検出センサ20の感度に応じた感度ゲインGsなどのゲインデータを調整する機能を備えており、後述する比較/判別部56から送られてくるゲイン補正係数値Rが設定され、このゲイン補正係数値Rに基づいて最適なゲインデータを算出して手ぶれ補正処理部60に送る。若しくは、ゲイン補正係数値Rに基づいて予め記憶してある所定のテーブルデータの中から最適なゲインデータを選択して手ぶれ補正処理部60に送る。
The
制御用マイコン50の遅延用メモリ55は、動きベクトル検出部30で動きベクトルデータを検出し、動きベクトルデータから手ぶれ量データS2が生成されるまでの間、ゲイン調整部54を介して送られてくる手ぶれ量データS1を一時記憶しておく。そして、手ぶれ量データS2が生成されると、記憶してある手ぶれ量データS1を比較/判定部56に送る。
The
制御用マイコン50の比較/判別部56は、動きベクトル検出部30で検出された動きベクトルデータに基づいて生成された手ぶれ量データS2と、遅延用メモリ55から送られてくる手ぶれ量データS1とを比較して、ゲイン調整部54に設定されているゲイン補正係数値Rを変更するか否かの判定を行い、この手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2に基づいたゲイン補正係数値Rを算出してゲイン調整部54に送る。
The comparison /
また、制御用マイコン50は、信号処理部40から送られてくる画像信号(デジタル信号)、即ち、動きベクトル検出部30で動きベクトルデータを検出するときの画像信号と同じ画像信号の輝度レベル、合焦状態、ズーム動作中であるか否か、などをチェックして動きベクトルデータの信頼度(正しく検出されているか否か)を判定することにより、動きベクトルデータに基づいて算出される手ぶれ量データS2の信頼度を判定する機能を備えている。
Further, the
更に、制御用マイコン50は、手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2のベクトル方向が一致しているか否かをチェックし、手ぶれ検出センサ20で検出された手ぶれ信号と動きベクトル検出部30で検出した動きベクトルデータが同じ手ぶれ振動に基づいたものであるのかを判定する機能を備えている。
Further, the
このように、上記構成を備えた制御用マイコン50では、手ぶれ検出センサ20で検出した手ぶれ信号に基づいて手ぶれ振動データS1(ベクトルデータ)を生成し、動きベクトル検出部30で検出した動きベクトルデータに基づいて手ぶれ振動データS2(ベクトルデータ)を生成する。
As described above, the
そして、この手ぶれ振動データS1とS2を比較・評価して最適な手ぶれ補正を実行するためのゲイン補正係数値Rを算出し、このゲイン補正係数値Rに基づいたゲインデータを生成して手ぶれ補正処理部60に送る。
Then, the hand vibration vibration data S1 and S2 are compared and evaluated to calculate a gain correction coefficient value R for executing the optimum hand shake correction, and gain data based on the gain correction coefficient value R is generated to correct the camera shake. The data is sent to the
手ぶれ補正処理部60は、制御用マイコン50から送られてくるゲインデータに基づいて制御信号を生成してサーボ機構部10Bに送り、撮像部10の光学補正レンズの動作を制御して、手ぶれ振動によるレンズ光軸のずれを光学的に補正する。そして、信号処理部40から送られてくる画像信号に対して所定の手ぶれ補正処理を施して次段回路に送出する。
The camera shake
なお、図9は、図8の撮像装置における手ぶれ補正前/補正後の画像信号と手ぶれ量データS1及び手ぶれ量データS2との関係を簡略化して示した概念図であり、手ぶれ量データS1は、原画像信号b0(2点鎖線)と光学補正した画像信号b1(点線)の距離差(ベクトル量)に相当し、手ぶれ量データS2は、光学補正した画像信号b1(点線)と動きベクトルデータに基づいて補正した画像信号b2(実線)の距離差(ベクトル量)に相当する。 FIG. 9 is a conceptual diagram schematically showing the relationship between the image signal before / after camera shake correction and the camera shake amount data S1 and the camera shake amount data S2 in the image pickup apparatus of FIG. This corresponds to the distance difference (vector amount) between the original image signal b0 (two-dot chain line) and the optically corrected image signal b1 (dotted line), and the camera shake amount data S2 is the optically corrected image signal b1 (dotted line) and motion vector data. Corresponds to the distance difference (vector amount) of the image signal b2 (solid line) corrected based on the above.
続いて、図8に示した光学的に手ぶれ補正する撮像装置の具体的な動作について説明する。 Next, a specific operation of the imaging apparatus that performs optical camera shake correction illustrated in FIG. 8 will be described.
まず、図2のステップST20の処理に相当する手ぶれ振動データS1と手ぶれ振動データS2を評価する処理が実行されるが、具体的な動作は上述で説明した図5のフローチャートと同じであるため、その説明は省略する。 First, a process for evaluating the camera shake vibration data S1 and the camera shake vibration data S2 corresponding to the process of step ST20 of FIG. 2 is executed, but the specific operation is the same as the flowchart of FIG. 5 described above. The description is omitted.
続いて、図2のステップST20以降の処理である手ぶれ量データS1と手ぶれ量データS2に基づいて手ぶれ補正処理を実行するまでの具体的な動作を図10に示すフローチャートに従って説明する。 Next, specific operations until the camera shake correction process is executed based on the camera shake amount data S1 and the camera shake amount data S2, which are the processes after step ST20 in FIG. 2, will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
制御用マイコン50は、上述した図5のステップST107の処理によってゲイン補正係数値Rの変更フラグがオンに変更されているか否かを確認する(ST301)。
The
ゲイン補正係数値Rの変更フラグがオフの場合、ゲイン補正係数値Rの算出処理は実行されずに処理終了となる。(ST301→終了)。 When the change flag for the gain correction coefficient value R is off, the process ends without performing the calculation process of the gain correction coefficient value R. (ST301 → End).
ゲイン補正係数値Rの変更フラグがオンであることを確認すると、制御用マイコン50の比較/判別部56は、手ぶれ検出センサ20の検出による手ぶれ信号に基づき生成した手ぶれ量データS1と、動きベクトル検出部30の検出による動きベクトルデータに基づき生成した手ぶれ量データS2から次に示す式によってゲイン補正係数値Rを算出する(ST301→ST302)。
When it is confirmed that the change flag of the gain correction coefficient value R is ON, the comparison /
なお、光学的に手ぶれ補正する撮像装置では、手ぶれに対して撮像部10で光学的補正が為されるため、手ぶれ検出センサ20の検出に基づいて算出される手ぶれ量データS1に手ぶれ量データS2を加えた値(S1+S2)と、手ぶれ量データS1によって算出するゲイン補正係数値Rによってゲイン調整の必要性やゲイン設定の状態を適切に判定する(図9参照)。
Note that in the imaging apparatus that optically corrects camera shake, since the
次に、制御用マイコン50の比較/判別部56は、ステップST302の処理で算出したゲイン補正係数値R(以下、ゲイン補正係数値Rn)が所定の許容値の範囲内(最小許容値Vok_l<ゲイン補正係数値Rn<最大許容値Vok_h)であるか否かを判定する(ST303)。
Next, the comparison /
制御用マイコン50の比較/判別部56は、ゲイン補正係数値Rnが所定の許容値の範囲内である場合、ゲイン調整部54に設定してあるゲイン補正係数値Rの変更は不要であり、また、装置のゲイン設定も適正である(例えば、コンバージョンレンズなどの装着もない)と判定する(ST303→ST304)。
The comparison /
制御用マイコン50のゲイン調整部54は、比較/判別部56の判定に基づいて、現在設定されているゲイン補正係数値Rに基づいて算出したゲインデータを手ぶれ補正処理部60に送る。若しくは、予め記憶してある所定のテーブルデータの中から現在設定されているゲイン補正係数値Rに基づく最適なゲインデータを選択して手ぶれ補正処理部60に送る。
The
手ぶれ補正処理部60は、制御用マイコン50から送られてくるゲインデータに基づいた制御信号を生成して信号処理部40やTG10Aを制御し、信号処理部40から送られてくる画像信号の手ぶれ補正処理を実行する(ST304→ST310)。
The camera shake
一方、ステップST303の処理において、ゲイン補正係数値Rnが所定の許容値の範囲外である場合、制御用マイコン50の比較/判別部56は、更に、ゲイン補正係数値Rnが最小許容値以下であるか否か(最小許容値Vok_l≦ゲイン補正係数値Rn)を判定する(ST303→ST305)。
On the other hand, when the gain correction coefficient value Rn is outside the predetermined allowable value in the process of step ST303, the comparison /
ゲイン補正係数値Rnが最小許容値以下(最小許容値Vok_l≦ゲイン補正係数値Rn)である場合、ゲイン調整部54に現在設定してあるゲイン補正係数値Rの調整が必要であり、また、装置のゲイン設定が小さすぎて適切でないと判定し、ゲイン補正係数値Rnをゲイン調整部54に送る(ST305→ST306)。
When the gain correction coefficient value Rn is equal to or less than the minimum allowable value (minimum allowable value Vok_l ≦ gain correction coefficient value Rn), it is necessary to adjust the gain correction coefficient value R currently set in the
ゲイン調整部54では、比較/判別部56からのゲイン補正係数値Rnを新たなゲイン補正係数値として設定し、ゲイン補正係数値Rnに基づいて算出したゲインデータを手ぶれ補正処理部60に送る。若しくは、予め記憶してある所定のテーブルデータの中からゲイン補正係数値Rnに基づいて最適なゲインデータを選択して手ぶれ補正処理部60に送る(ST307)。
The
また、制御用マイコン50の比較/判別部56は、装置のゲイン設定を適切な設定に自動的に切り換える、若しくは、適切な設定とするように促すメッセージや故障である可能性を示すメッセージなどを表示部に表示させる(ST307)。
Further, the comparison /
例えば、図7に示すように、ズーム位置Lと倍率ゲインGzmの対応関係をテーブルデータとして記憶している場合、このテーブルデータに基づいて広角コンバージョンレンズが装着されている旨のメッセージを表示部に表示させたり、所定の故障判定値を設定してゲイン補正係数値Rnと比較することにより、手ぶれ検出センサ20や動きベクトル検出部30の故障を検知し、警報を表示させることもできる。
For example, as shown in FIG. 7, when the correspondence between the zoom position L and the magnification gain Gzm is stored as table data, a message indicating that the wide-angle conversion lens is mounted based on this table data is displayed on the display unit. It is also possible to detect a failure of the camera
そして、手ぶれ補正処理部60は、制御用マイコン50から送られてくるゲインデータに基づいた制御信号を生成してサーボ機構部10Bを制御し、信号処理部40から送られてくる画像信号の手ぶれ補正処理を実行する(ST307→ST310)。
The camera shake
また、ステップST305の処理において、ゲイン補正係数値Rnが最小許容値より大きい(最小許容値Vok_l>ゲイン補正係数値Rn)場合、ゲイン補正係数値Rnは最大許容値Vok_hよりも大きな値(最大許容値Vok_h<ゲイン補正係数値Rn)であり、また、装置のゲイン設定が大きすぎて適切でないと判定し、ゲイン補正係数値Rnをゲイン調整部54に送る(ST305→ST308)。 In the process of step ST305, when the gain correction coefficient value Rn is larger than the minimum allowable value (minimum allowable value Vok_l> gain correction coefficient value Rn), the gain correction coefficient value Rn is larger than the maximum allowable value Vok_h (maximum allowable value). It is determined that the value Vok_h <gain correction coefficient value Rn), and that the gain setting of the apparatus is too large to be appropriate, and the gain correction coefficient value Rn is sent to the gain adjustment unit 54 (ST305 → ST308).
ゲイン調整部54では、比較/判別部56からのゲイン補正係数値Rnを新たなゲイン補正係数値として設定し、ゲイン補正係数値Rnに基づいて算出したゲインデータを手ぶれ補正処理部60に送る。若しくは、予め記憶してある所定のテーブルデータの中からゲイン補正係数値Rnに基づいて最適なゲインデータを選択して手ぶれ補正処理部60に送る(ST309)。
The
また、制御用マイコン50の比較/判別部56は、装置のゲイン設定を適切な設定に自動的に切り換える、若しくは、適切な設定とするように促すメッセージや故障である可能性を示すメッセージなどを表示部に表示させる(ST309)。
In addition, the comparison /
例えば、図7に示すように、ズーム位置Lと倍率ゲインGzmの対応関係をテーブルデータとして記憶している場合、このテーブルデータに基づいて狭角コンバージョンレンズが装着されている旨のメッセージを表示部に表示させたり、所定の故障判定値を設定してゲイン補正係数値Rnと比較することにより、手ぶれ検出センサ20や動きベクトル検出部30の故障を検知し、警報を表示させることもできる。
For example, as shown in FIG. 7, when the correspondence between the zoom position L and the magnification gain Gzm is stored as table data, a message indicating that a narrow-angle conversion lens is mounted based on this table data is displayed on the display unit. Or by setting a predetermined failure determination value and comparing it with the gain correction coefficient value Rn, it is possible to detect a failure of the camera
そして、手ぶれ補正処理部60は、制御用マイコン50から送られてくるゲインデータに基づいた制御信号を生成してサーボ機構部10Bを制御して撮像部10における光軸のずれを補正し、信号処理部40から送られてくる画像信号に所定の手ぶれ補正処理を施して次段回路に送出する(ST309→ST310)。
The camera shake
このように、第2実施例の撮像装置は、制御用マイコン50により、第1実施例と同様に、手ぶれ検出センサ20で検出した手ぶれ信号をもとに生成する手ぶれ量データS1と、動きベクトル検出部30で検出した動きベクトルデータをもとに生成する手ぶれ量データS2に基づいて補正係数値Rnを算出し、現在設定されているゲイン補正係数値とを比較・判定して手ぶれ補正処理の補正量を調整するためのゲインデータを生成する。
As described above, in the image pickup apparatus of the second embodiment, the camera shake amount data S1 generated based on the camera shake signal detected by the camera
そして、ゲイン設定を適切な設定状態に切り換えたり、ゲインデータに基づいて制御信号を生成してサーボ機構部10Bに送り、撮像部10の光学補正レンズの動作を制御して、手ぶれ振動によるレンズ光軸のずれを光学的に補正し、信号処理部40から送られてくる画像信号に対して所定の手ぶれ補正処理を施して次段回路に送出する。
Then, the gain setting is switched to an appropriate setting state, or a control signal is generated based on the gain data and sent to the servo mechanism unit 10B to control the operation of the optical correction lens of the
10;撮像部
10A;TG(タイミングジェネレータ)部
10B;サーボ機構部
20;手ぶれ検出センサ
30;動きベクトル検出部
40;信号処理部
50;制御用マイコン
51;A/D変換部
52;ノイズ除去部(HPF/LPF/BPF)
53;積分器
54;ゲイン調整部
55;遅延用メモリ
56;比較/判定部
60;手ぶれ補正処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Imaging part 10A; TG (timing generator) part 10B;
53;
Claims (4)
前記撮像部で取り込んだ画像信号から動きベクトルデータを検出する第2の手ぶれ検出手段と、
前記手ぶれ検出手段で検出した手ぶれ信号に基づいて第1の手ぶれ量データを生成し、前記第2の手ぶれ検出手段で検出した動きベクトルデータに基づいて第2の手ぶれ量データを生成する手ぶれ量データ生成手段と、
前記手ぶれ量データ生成手段で生成される第1の手ぶれ量データ及び第2の手ぶれ量データに基づき、手ぶれ補正処理の補正量を調整するゲインデータを補正するためのゲイン補正係数値を算出するゲイン補正係数算出手段と、
前記ゲイン補正係数算出手段で算出したゲイン補正係数値に基づいて、装置に設定してあるゲイン補正係数値やゲイン設定の設定状態を判定するゲイン判定手段と、
前記ゲイン判定手段の判定に応じて、前記ゲイン補正係数算出手段で算出されるゲイン補正係数値に基づいた前記ゲインデータを生成するゲインデータ生成手段と、
前記ゲイン判定手段の判定に応じて、前記ゲイン設定を所定の設定状態に切り換えることができるゲイン設定切換手段と、
前記ゲインデータ生成手段で生成されたゲインデータに基づいて前記画像信号の手ぶれ補正処理を実行する手ぶれ補正手段と、を備えていること
を特徴とする撮像装置。 First camera shake detection means for detecting camera shake vibration of the imaging unit as a camera shake signal;
Second camera shake detection means for detecting motion vector data from the image signal captured by the imaging unit;
Camera shake amount data for generating first camera shake amount data based on the camera shake signal detected by the camera shake detection unit and generating second camera shake amount data based on the motion vector data detected by the second camera shake detection unit Generating means;
A gain for calculating a gain correction coefficient value for correcting the gain data for adjusting the correction amount of the camera shake correction processing based on the first camera shake amount data and the second camera shake amount data generated by the camera shake amount data generating means. Correction coefficient calculation means;
Based on the gain correction coefficient value calculated by the gain correction coefficient calculation means, gain determination means for determining a gain correction coefficient value set in the apparatus and a setting state of gain setting;
Gain data generating means for generating the gain data based on the gain correction coefficient value calculated by the gain correction coefficient calculating means in accordance with the determination of the gain determining means;
Gain setting switching means capable of switching the gain setting to a predetermined setting state in accordance with the determination of the gain determination means;
An image pickup apparatus comprising: a camera shake correction unit that performs a camera shake correction process on the image signal based on the gain data generated by the gain data generation unit.
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The image stabilization unit is configured to control a control signal for controlling the timing of storing an image signal in the image memory of the imaging unit and a read address of the image signal captured in the image memory based on the gain data. The imaging apparatus according to claim 1, wherein a control signal is generated.
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 2. The imaging according to claim 1, wherein the camera shake correction unit generates a control signal for controlling driving of a correction lens that corrects an optical axis shift of the imaging unit based on the gain data. apparatus.
前記手ぶれ量データ生成手段で生成される第1の手ぶれ量データと第2の手ぶれ量データを比較して、前記第1の手ぶれ検出手段と前記第2の手ぶれ検出手段が同種の手ぶれ振動を検出しているか否かを判定する手ぶれ判定手段と、を備え、
前記ゲイン補正係数算出手段は、前記動きベクトル判定手段及び前記手ぶれ判定手段の判定に基づいて前記ゲイン補正係数値の算出を実行すること
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 Furthermore, a motion vector determination unit that determines the reliability of the motion vector data detected by the second camera shake detection unit based on the image signal captured by the imaging unit;
The first camera shake amount data and the second camera shake amount data generated by the camera shake amount data generation unit are compared, and the first camera shake detection unit and the second camera shake detection unit detect the same type of camera shake vibration. A camera shake judging means for judging whether or not
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the gain correction coefficient calculation unit calculates the gain correction coefficient value based on determinations of the motion vector determination unit and the camera shake determination unit.
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