JP2006038925A - Camera, lens and camera system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、手振れを補正することで撮影画像の精度を向上させる撮影装置に関するものである。 The present invention relates to a photographing apparatus that improves the accuracy of a photographed image by correcting camera shake.
現在のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影にとって重要な作業は全て自動化され、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。 With the current camera, all the important tasks for shooting such as determining exposure and focusing are automated, and it is very unlikely that people who are unskilled in camera operation will fail to shoot.
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。 Recently, a system for preventing camera shake applied to the camera has been studied, and there are almost no factors that cause a photographer to make a shooting mistake.
ここで、手振れを防ぐ防振システムについて簡単に説明する。 Here, a vibration-proof system that prevents camera shake will be briefly described.
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、露光時点においてこのような手振れを起こしてい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、手振れによるカメラの振動を検出し、この検出結果に応じて補正レンズを光軸直交面内で変位させなければならない(光学防振システム)。 The camera shake at the time of shooting is usually a vibration of 1 Hz to 10 Hz as a frequency. However, as a basic idea for making it possible to take a photograph without image shake even if such a camera shake occurs at the time of exposure, Camera vibrations due to camera shake are detected, and the correction lens must be displaced within the plane orthogonal to the optical axis in accordance with the detection result (optical image stabilization system).
すなわち、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。 That is, in order to take a picture that does not cause image shake even if camera shake occurs, it is necessary to first detect the camera vibration accurately and secondly correct the optical axis change due to camera shake.
像振れの補正は、角速度センサ等でカメラ振れを検出し、カメラ振れ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することにより像振れ補正が行われる(例えば、特許文献1参照)。 Image blur correction is performed by detecting camera shake with an angular velocity sensor or the like, and driving a correction optical device that decenters the photographing optical axis based on camera shake detection information (see, for example, Patent Document 1). ).
また、撮影距離が短い接写時の振れ補正の精度を向上するため、加速度センサと角速度センサを搭載し、回転振れだけではなく平行振れも検出し両方の振れを補正するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In order to improve the accuracy of shake correction during close-up shooting with a short shooting distance, an acceleration sensor and an angular velocity sensor are mounted to detect not only rotational shake but also parallel shake and correct both shakes ( For example, see Patent Document 2).
また、特許文献2では加速度センサと角速度センサの複数の信号処理を行わなければならないため演算量が増加してしまう。この課題を解決するため、撮影距離が所定距離より近い場合は加速度センサと角速度センサの信号処理を行い、所定距離より遠い場合は加速度センサの信号処理は行わず、角速度センサのみ信号処理を行うものが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特許文献3では、撮影距離が所定距離より遠い場合は信号処理の負荷は軽減されるが、撮影距離が所定距離より近い場合は、結局信号処理の負荷は多くなる。 In Patent Document 3, when the shooting distance is longer than the predetermined distance, the signal processing load is reduced. However, when the shooting distance is closer than the predetermined distance, the signal processing load eventually increases.
そこで、本発明の目的は、撮影距離もしくは撮影像倍率に応じて角速度センサ信号の演算周期と加速度センサ信号の演算周期を変更することで、マクロ撮影時にも振れ補正効果のあるカメラ、レンズ及びカメラシステムを提供することに有る。 Therefore, an object of the present invention is to change the calculation cycle of the angular velocity sensor signal and the calculation cycle of the acceleration sensor signal in accordance with the shooting distance or the shooting image magnification, so that a camera, a lens, and a camera that have a shake correction effect even during macro shooting To provide a system.
上記の目的を達成するため、本出願に係る発明は、
カメラの光学系の光軸に平行もしくは垂直な方向の振れを検出する平行振れ検出手段と、カメラの光学系の光軸回りもしくは光軸と垂直な軸回りの回転振れを検出する回転振れ検出手段と、
前記平行振れ検出手段の信号を演算処理する平行振れ演算処理手段と、前記回転振れ検出手段の信号を演算する回転振れ演算処理手段と、
被写体距離または撮影像倍率に応じて前記平行振れ演算処理手段の演算周期及び前記回転振れ演算処理手段の演算処理周期を変更する演算処理周期制御手段を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to the present application
Parallel shake detection means for detecting shake in a direction parallel or perpendicular to the optical axis of the camera optical system, and rotational shake detection means for detecting rotational shake around the optical axis of the camera optical system or around the axis perpendicular to the optical axis When,
A parallel shake calculation processing means for calculating a signal of the parallel shake detection means; a rotational shake calculation processing means for calculating a signal of the rotational shake detection means;
It has an arithmetic processing period control means for changing the arithmetic cycle of the parallel shake arithmetic processing means and the arithmetic processing period of the rotational shake arithmetic processing means in accordance with the subject distance or the photographic image magnification.
また、上記の目的を達成するため、本出願に係る発明は、
カメラの光学系の光軸に平行もしくは垂直な方向の振れを検出する平行振れ検出手段と、カメラの光学系の光軸回りもしくは光軸と垂直な軸回りの回転振れを検出する回転振れ検出手段と、
前記平行振れ検出手段の信号を演算処理する平行振れ演算処理手段と、前記回転振れ検出手段の信号を演算する回転振れ演算処理手段と、
前記平行振れ演算処理手段の演算結果と前記回転振れ演算処理手段の演算結果に基づいてレンズを駆動し像振れを補正する像振れ補正手段と、
被写体距離または撮影像倍率に応じて前記平行振れ演算処理手段の演算周期及び前記回転振れ演算処理手段の演算処理周期を変更する演算処理周期制御手段を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to the present application is
Parallel shake detection means for detecting shake in a direction parallel or perpendicular to the optical axis of the camera optical system, and rotational shake detection means for detecting rotational shake around the optical axis of the camera optical system or around the axis perpendicular to the optical axis When,
A parallel shake calculation processing means for calculating a signal of the parallel shake detection means; a rotational shake calculation processing means for calculating a signal of the rotational shake detection means;
Image blur correction means for driving the lens and correcting image blur based on the calculation result of the parallel shake calculation processing means and the calculation result of the rotational shake calculation processing means;
It has an arithmetic processing period control means for changing the arithmetic cycle of the parallel shake arithmetic processing means and the arithmetic processing period of the rotational shake arithmetic processing means in accordance with the subject distance or the photographic image magnification.
また、上記の目的を達成するため、本出願に係る発明は、
カメラに作用する三軸方向の振れのうち、少なくとも一軸方向の振れを検出する平行振れ検出手段と、カメラに作用する三軸回りの振れのうち、少なくとも一軸回りの振れを検出する回転振れ検出手段と、
前記平行振れ検出手段の信号を演算処理する平行振れ演算処理手段と、前記回転振れ検出手段の信号を演算する回転振れ演算処理手段と、
被写体距離または撮影像倍率に応じて前記平行振れ演算処理手段の演算周期及び前記回転振れ演算処理手段の演算処理周期を変更する演算処理周期制御手段を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to the present application is
Parallel shake detection means for detecting at least one axial shake among the three axial shakes acting on the camera, and rotational shake detection means for detecting at least one axial shake among the three axial shakes acting on the camera When,
A parallel shake calculation processing means for calculating a signal of the parallel shake detection means; a rotational shake calculation processing means for calculating a signal of the rotational shake detection means;
It has an arithmetic processing period control means for changing the arithmetic cycle of the parallel shake arithmetic processing means and the arithmetic processing period of the rotational shake arithmetic processing means in accordance with the subject distance or the photographic image magnification.
また、上記の目的を達成するため、本出願に係る発明は、
カメラに作用する三軸方向の振れのうち、少なくとも一軸方向の振れを検出する平行振れ検出手段と、カメラに作用する三軸回りの振れのうち、少なくとも一軸回りの振れを検出する回転振れ検出手段と、
前記平行振れ検出手段の信号を演算処理する平行振れ演算処理手段と、前記回転振れ検出手段の信号を演算する回転振れ演算処理手段と、
前記平行振れ演算処理手段の演算結果と前記回転振れ演算処理手段の演算結果に基づいてレンズを駆動し像振れを補正する像振れ補正手段と、
被写体距離または撮影像倍率に応じて前記平行振れ演算処理手段の演算周期及び前記回転振れ演算処理手段の演算処理周期を変更する演算処理周期制御手段を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to the present application is
Parallel shake detection means for detecting at least one axial shake among the three axial shakes acting on the camera, and rotational shake detection means for detecting at least one axial shake among the three axial shakes acting on the camera When,
A parallel shake calculation processing means for calculating a signal of the parallel shake detection means; a rotational shake calculation processing means for calculating a signal of the rotational shake detection means;
Image blur correction means for driving the lens and correcting image blur based on the calculation result of the parallel shake calculation processing means and the calculation result of the rotational shake calculation processing means;
It has an arithmetic processing period control means for changing the arithmetic cycle of the parallel shake arithmetic processing means and the arithmetic processing period of the rotational shake arithmetic processing means in accordance with the subject distance or the photographic image magnification.
本発明によれば、撮影像倍率に応じて、回転振れを検出する角速度センサ信号処理の演算周期と、平行振れを検出する加速度センサ信号処理の演算周期を変更するので、角速度センサと加速度センサの両方の信号処理を行うために高速で高価な演算回路やCPUを使用することなく、平行振れと回転振れの補正を行うことができる。 According to the present invention, the calculation cycle of angular velocity sensor signal processing for detecting rotational shake and the calculation cycle of acceleration sensor signal processing for detecting parallel shake are changed according to the photographic image magnification. The parallel shake and the rotational shake can be corrected without using a high-speed and expensive arithmetic circuit or CPU for performing both signal processes.
(第1実施形態)
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiments.
図1には、カメラ本体1と交換レンズ2とからなるカメラシステムを示している。被写体からの撮影光束は交換レンズ2の撮影光学系を通り、撮影準備中は中央部分がハーフミラーとなっているクイックリターン主ミラー3で一部が反射され、ペンタプリズム4において正立像となり、撮影者は光学ファインダ5において被写体像として確認できる。また、6は測光回路であり、不図示のピント板面上の照度を測定して、その測定結果をカメラシステム制御用MPU7に入力し、カメラシステム制御用MPU7で露光時間、絞りなどの撮影条件が決定される。測光回路6内の測光センサは、複数のエリアに分割されており、各エリアごとの測光結果を得ることができる。
FIG. 1 shows a camera system including a
8はサブミラーであり、クイックリターン主ミラー3の裏面に配置されており、クイックリターン主ミラー3のハーフミラー面を通過した光束を測距手段9に入射させ、光電変換及び信号処理されカメラシステム制御用MPU7に入力する。 A sub-mirror 8 is disposed on the back surface of the quick return main mirror 3, and the light beam that has passed through the half mirror surface of the quick return main mirror 3 is incident on the distance measuring means 9, and is subjected to photoelectric conversion and signal processing to control the camera system. To MPU7 for use.
撮影動作に入ると、クイックリターン主ミラー3、サブミラー8はペンタプリズム4側へ退避し、フォーカルプレーンシャッター10がシャッター駆動回路11により駆動され、撮影光束は撮像部(CCDやCMOS)12面上に結像し、撮影光学画像は光電変換して撮像信号に変換される。また、13はタイミングジェネレータであり、撮像部12の蓄積動作、読み出し動作、リセット動作などを制御する。
When the photographing operation is started, the quick return main mirror 3 and the sub mirror 8 are retracted to the
14は撮像部12の蓄積電荷ノイズを低減するCDS回路(2重相関サンプリング回路)であり、15は撮像信号を増幅するゲインコントロール回路であり、16は増幅された撮像信号をアナログからデジタルへ変換するA/D変換器である。
17は映像信号処理回路であり、デジタル化された画像データに、フィルタ処理、色変換処理、ガンマ処理などを行う。信号処理された画像信号はバッファメモリ18に格納され、LCD19に表示させたり、着脱可能なメモリカード20に記録される。
操作部21はカメラの撮影モードの設定、記録画像ファイルサイズの設定や、レリーズし撮影を行うためのスイッチ類である。
The
カメラシステム制御用MPU7はカメラ本体1の上記動作を制御するのであるが、カメラ本体1側のインターフェース回路22、交換レンズ2側のインターフェース回路23を介して、レンズMPU24と相互に通信し、交換レンズ2へフォーカス駆動命令を送信したり、デジタルカメラ本体1、交換レンズ2内部の動作状態や光学情報などのデータを送受信したりすることも行う。
The camera system control MPU 7 controls the above-described operation of the
交換レンズ2には、撮影光学系の一部として、フォーカスレンズ25、ズームレンズ26、像振れ補正用レンズ27、絞り28が配置されている。
In the interchangeable lens 2, a
フォーカスレンズ25は、レンズMPU24からの制御信号によりフォーカス制御回路29、フォーカスレンズ駆動用モータ30を介して駆動される。フォーカス制御回路28には、フォーカスレンズ駆動回路のほか、フォーカスレンズの移動に応じたゾーンパターン信号やパルス信号を出力するフォーカスエンコーダなども含まれている。被写体距離はこのフォーカスエンコーダにより検知することができる。
The
ズームレンズ26は、撮影者が不図示のズーム操作環を操作することにより移動する。ズームエンコーダ31はズームレンズの移動に応じたゾーンパターン信号を出力する。撮影像倍率は、フォーカスエンコーダとズームエンコーダ31からの信号をレンズMPU24が読み取り、被写体距離と焦点距離の組み合わせにより予め記憶されている撮影像倍率データを読み出すことによって得られる。
The
像振れ補正レンズ27は、像振れ補正制御回路32、リニアモータ33を介して駆動される。像振れ補正は、回転振れを検出する角速度センサ35及び平行振れを検出する加速度センサ36の振れ信号からレンズMPU24で補正レンズ駆動目標信号を算出し、補正レンズエンコーダ34から出力される補正レンズ位置信号をフィードバックし、駆動信号を像振れ補正制御回路32に出力することで行われる。
The image
絞り28は、レンズMPU24からの制御信号により絞り制御回路37、ステッピングモータ38を介して駆動される。
The
図2は、平行振れと回転振れについて説明するための図であり、簡略化のため縦方向の振れについてのみ示している。 FIG. 2 is a diagram for explaining the parallel shake and the rotational shake, and only the vertical shake is shown for simplification.
図2において、撮影者の手振れにより撮影光学系が線Aから線Bへ移動したとき、撮影光学系の前側主点Cを通り、線Aと平行な線Dと、線Aの距離Ypが平行振れとなる。また、線Bと線Dのなす角度θpが回転振れとなる。
平行振れYpによる結像面上の像振れ変位Yspは次のようになる。
Ysp=Yp・β・・・(式1)
ただし、βは撮影像倍率とする。
In FIG. 2, when the photographing optical system moves from line A to line B due to the camera shake of the photographer, the line D parallel to line A passing through the front principal point C of the photographing optical system and the distance Yp of line A are parallel. It becomes a shake. Further, the angle θp formed by the line B and the line D is a rotational shake.
The image shake displacement Ysp on the image plane due to the parallel shake Yp is as follows.
Ysp = Yp · β (Formula 1)
However, β is taken image magnification.
ここで、平行振れ検出のための加速度センサ36は、前側主点近傍に配置した方が平行振れYpを算出する演算が簡略化できる。
Here, if the
また、回転振れθpによる結像面上の像振れ変位Yrpは次のようになる。
Yrp=f(1+β)tanθp・・・(式2)
ただし、fは焦点距離であり、(1+β)項は全体繰り出し式レンズのフォーカシングによる見かけ上の焦点距離変化を表す項であり、部分繰り出し式レンズの場合は各レンズ固有の補正式に従う。
Further, the image shake displacement Yrp on the image plane due to the rotational shake θp is as follows.
Yrp = f (1 + β) tan θp (Expression 2)
However, f is a focal length, and the (1 + β) term is a term representing an apparent change in focal length due to focusing of the fully extended lens. In the case of a partially extended lens, it follows a correction formula specific to each lens.
次に図3に示したフローチャートに従ってカメラ本体1側の撮影動作を説明する。
Next, the photographing operation on the
カメラ本体1側でメインスイッチがONされていると、ステップ100から動作を開始する。
If the main switch is turned on on the
(ステップ100)カメラ本体1の操作部21にあるレリーズスイッチが半押し(SW1ON)されたかどうかの判定を行う。半押しされたら、ステップ101へ進み、半押しされていなかったらステップ126へ進み、ここでの処理は終了する。
(Step 100) It is determined whether or not the release switch in the
(ステップ101)インターフェース回路22,23を介し、レンズMPU24とカメラレンズステータス通信を行う。ここでは、カメラの状態(レリーズスイッチの状態SW1ON、撮影モード、シャッター速度など)をレンズへ送信したり、レンズの状態(焦点距離、絞りの状態、フォーカスレンズの駆動状態など)を受信したりする。本実施例のフローチャートには、このカメラレンズステータス通信は主要な個所のみ記載しているが、カメラの状態が変化したときや、カメラがレンズの状態を確認したいときなどに随時行われる。
(Step 101) Camera lens status communication is performed with the
(ステップ102)レリーズスイッチが半押し(SW1ON)されたので測距手段9で測距を行い、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ駆動量を演算する。 (Step 102) Since the release switch is pressed halfway (SW1ON), the distance measuring means 9 measures the distance and calculates the focus lens driving amount for focusing on the subject.
(ステップ103)フォーカスレンズ駆動量を交換レンズ2へ送信する。このデータは、例えばフォーカスエンコーダの駆動目標パルス量として送信する。 (Step 103) The focus lens drive amount is transmitted to the interchangeable lens 2. This data is transmitted, for example, as a drive target pulse amount of the focus encoder.
(ステップ104)フォーカスレンズ駆動が終了すると、再測距を行う。 (Step 104) When driving of the focus lens is completed, distance measurement is performed again.
(ステップ105)合焦深度内であるかどうかの判定を行い、合焦深度内であればステップ106へ進む。 (Step 105) It is determined whether or not it is within the in-focus depth.
(ステップ106)合焦深度内であるので、合焦表示を行う。これはカメラ本体1の光学ファインダー5内にLEDを点灯させたり、音を発生させたりすることで行う。
(Step 106) Since it is within the focus depth, focus display is performed. This is done by turning on an LED in the
(ステップ107)測光回路6からの測光結果(輝度)を得て、露光時間Tv、絞り値(絞り駆動量)を算出する。
(Step 107) A photometric result (luminance) from the
(ステップ108)カメラ本体1の操作部21にあるレリーズスイッチが全押し(SW2ON)されたかどうかの判定を行う。全押しされたら、ステップ109へ進む。
(Step 108) It is determined whether or not the release switch in the
(ステップ109)クイックリターン主ミラー3のミラーアップを行う。このときサブミラー8も主ミラー3とともにペンタプリズム4側へ駆動される。
(Step 109) Mirror up of the quick return main mirror 3 is performed. At this time, the sub mirror 8 is also driven to the
(ステップ110)ステップ107で求めた絞り駆動量を交換レンズ2へ送信し、絞り28の駆動を行わせる。
(Step 110) The aperture drive amount obtained in
(ステップ111)先幕シャッターを駆動する。 (Step 111) The front curtain shutter is driven.
(ステップ112)被写体像を撮像部12に露光し電荷を蓄積する。
(Step 112) The subject image is exposed to the
(ステップ113)露光時間が経過したら、後幕シャッターを駆動し、露光を終了する。 (Step 113) When the exposure time elapses, the rear curtain shutter is driven to end the exposure.
(ステップ114)撮像部12からの電荷転送(読み出し)を行う。
(Step 114) The charge transfer (reading) from the
(ステップ115)読み出した撮影画像信号は、CDS回路14、ゲインコントロール回路15、A/D変換器16を経てデジタルデータへ変換され、バッファメモリ18に保存される。
(Step 115) The read captured image signal is converted into digital data through the
(ステップ116)絞り開放命令を交換レンズ2へ送信し、絞り28を開放に戻す。
(Step 116) An aperture opening command is transmitted to the interchangeable lens 2, and the
(ステップ117)クイックリターン主ミラー3及びサブミラー8のミラーダウンを行う。 (Step 117) The quick return main mirror 3 and sub mirror 8 are mirrored down.
(ステップ118)ガンマ補正や圧縮処理などの画像補正処理を行う。 (Step 118) Image correction processing such as gamma correction and compression processing is performed.
(ステップ119)画像補正処理された画像データはLCD19に表示されるとともにメモリカード20に記録され、撮影までの一連の動作は終了する。
(Step 119) The image data subjected to the image correction processing is displayed on the
次に、図4、図5及び図6に示したフローチャートに従って、交換レンズ2側の動作を説明する。 Next, the operation on the interchangeable lens 2 side will be described according to the flowcharts shown in FIGS. 4, 5, and 6.
レンズをカメラに装着すると、カメラからレンズへシリアル通信がなされ、図4のステップ200から動作を開始する。
When the lens is attached to the camera, serial communication is performed from the camera to the lens, and the operation starts from
(ステップ200)レンズ制御、像振れ補正制御のための初期設定を行う。 (Step 200) Initial setting for lens control and image blur correction control is performed.
(ステップ201)不図示のスイッチ類の状態検出、ズーム・フォーカスの位置検出を行う。スイッチ類は例えば、オートフォーカスとマニュアルフォーカスの切り換えスイッチや、像振れ補正機能のON/OFFスイッチなどがある。
(ステップ202)カメラからフォーカス駆動命令通信があったかどうかを判定する。フォーカス駆動命令が受信されていればステップ203へ、受信されていなければステップ207へ進む。
(Step 201) The state of switches (not shown) and the position of zoom / focus are detected. Examples of the switches include a switch for switching between auto focus and manual focus, and an ON / OFF switch for an image blur correction function.
(Step 202) It is determined whether or not there is a focus drive command communication from the camera. If the focus drive command has been received, the process proceeds to step 203; otherwise, the process proceeds to step 207.
(ステップ203)カメラからのフォーカス駆動命令通信では、フォーカスレンズの目標駆動量(パルス数)も送信されてくるので、フォーカス制御回路29にあるフォーカスエンコーダのパルス数を検出して、目標パルス数駆動するようフォーカス駆動制御を行う。
(Step 203) In the focus drive command communication from the camera, the target drive amount (pulse number) of the focus lens is also transmitted, so the number of pulses of the focus encoder in the
(ステップ204)目標パルス数Pに達したかどうかの判定を行う。目標に達していればステップ205へ、達していなければステップ206へ進む。 (Step 204) It is determined whether or not the target pulse number P has been reached. If the target has been reached, the process proceeds to step 205, and if not, the process proceeds to step 206.
(ステップ205)目標パルス数に達したので、フォーカスレンズの駆動を停止する。 (Step 205) Since the target number of pulses has been reached, the driving of the focus lens is stopped.
(ステップ206)目標パルス数に達していないので、残り駆動パルス数に応じて、フォーカスレンズ駆動用モータ29の速度設定を行う。残り駆動パルス数が少なくなっていくにしたがって減速していく。
(Step 206) Since the target number of pulses has not been reached, the speed of the focus
(ステップ207)ステップ201で像振れ補正機能ON/OFFスイッチのOFFが検出されていたら像振れ補正用レンズ26を光軸中心にロックする。そして、ONが検出されていて、カメラのレリーズスイッチSW1ONをカメラレンズステータス通信により検出したら、ロックを解除(アンロック)し、像振れ補正動作が動作可能な状態とする。
(Step 207) If OFF of the image blur correction function ON / OFF switch is detected in
(ステップ208)カメラから全駆動停止(レンズ内のアクチュエータの全駆動を停止する)命令を受信したかどうかの判定を行う。カメラ側で何も操作がなされないと、しばらくしてからカメラからこの全駆動停止命令が送信される。 (Step 208) It is determined whether or not a command to stop all driving (stop driving all actuators in the lens) is received from the camera. If no operation is performed on the camera side, the entire drive stop command is transmitted from the camera after a while.
(ステップ209)全駆動停止制御を行う。ここでは全アクチュエータ駆動を停止し、マイコンをスリープ(停止)状態にする。像振れ補正装置への給電も停止する。その後、カメラ側で何か操作が行われると、カメラはレンズに通信を送り、スリープ状態を解除する。 (Step 209) All drive stop control is performed. Here, all actuator driving is stopped, and the microcomputer is put into a sleep (stopped) state. Power supply to the image shake correction apparatus is also stopped. Thereafter, when any operation is performed on the camera side, the camera sends a communication to the lens to cancel the sleep state.
これらの動作の間に、カメラからの通信によるシリアル通信割込み、像振れ補正制御割込みの要求があれば、それらの割込み処理を行う。 During these operations, if there is a request for serial communication interruption or image blur correction control interruption due to communication from the camera, such interruption processing is performed.
シリアル通信割込み処理は、通信データのデコードを行いデコード結果に応じて、例えば絞り駆動、フォーカスレンズ駆動などのレンズ処理を行う。そして、通信データのデコードによって、SW1ON、SW2ON、シャッター速度、カメラの機種等も判別できる。 The serial communication interrupt process decodes communication data and performs lens processing such as aperture driving and focus lens driving according to the decoding result. Then, SW1ON, SW2ON, shutter speed, camera model, and the like can be determined by decoding the communication data.
また、像振れ補正割込みは一定周期毎に発生するタイマー割り込みであり、ピッチ方向(縦方向)制御とヨー方向(横方向)の像振れ補正制御を行っている。 The image blur correction interrupt is a timer interrupt that is generated at regular intervals, and performs pitch direction (vertical direction) control and yaw direction (horizontal direction) image blur correction control.
まず、シリアル通信割り込みについて、図5のフローチャートを用いて説明する。 First, the serial communication interrupt will be described with reference to the flowchart of FIG.
カメラからの通信を受信するとステップ300から動作を開始する。
When communication from the camera is received, the operation starts from
ステップ300でカメラからの命令(コマンド)解析を行い、各命令に応じた処理へ分岐する。
In
ステップ301では、フォーカス駆動命令を受信したので、ステップ302で目標駆動パルス数に応じて、フォーカスレンズ駆動用モータ29の速度設定を行し、フォーカスレンズ駆動を開始する。
In
ステップ303では、絞り駆動命令を受信したので、送信されてきた絞り駆動データをもとに絞り28を駆動するため、ステップ304でステッピングモータ38の駆動パターンを設定し、設定した駆動パターンを絞り制御回路37を介してステッピングモータ38に出力し、絞り28を駆動する。
In
ステップ305では、カメラレンズステータス通信を受信したので、ステップ306で、レンズの焦点距離情報やIS動作状態などをカメラに送信したり、カメラのステータス状態(レリーズスイッチの状態、撮影モード、シャッター速度など)を受信する。
In
ステップ307では、その他の命令、例えばレンズのフォーカス敏感度データ通信や、レンズ光学データ通信などであり、ステップ308でそれらの処理を行う。
In
次に像振れ補正割り込みについて、図6のフローチャートを用いて説明する。 Next, image blur correction interruption will be described with reference to the flowchart of FIG.
レンズのメイン動作中に像振れ補正割り込みが発生すると、レンズMPU24は図6のステップ400から像振れ補正の制御を開始する。
When an image blur correction interrupt occurs during the main operation of the lens, the
(ステップ400)フォーカスエンコーダ及びズームエンコーダ31の信号から予め記憶されている撮影像倍率データβを読み出す。
(Step 400) The pre-stored photographic image magnification data β is read from the signals of the focus encoder and
(ステップ401)撮影像倍率βが0.5倍以上であるかの判定を行う。0.5倍以上であればステップ402へ進み、そうでなければステップ409へ進む。 (Step 401) It is determined whether the photographed image magnification β is 0.5 times or more. If it is 0.5 times or more, the process proceeds to step 402; otherwise, the process proceeds to step 409.
(ステップ402)加速度センサ36の信号をA/D変換する。
(Step 402) The signal of the
(ステップ403)低周波成分をカットするためハイパスフィルタ演算を行う。演算開始から所定時間はハイパスフィルタの時定数切り換えを行い、早急に信号が安定するための動作も行う。 (Step 403) A high pass filter operation is performed to cut low frequency components. The high-pass filter time constant is switched for a predetermined time from the start of calculation, and an operation for quickly stabilizing the signal is also performed.
(ステップ404)ハイパスフィルタ演算結果を入力として2階積分演算を行う。この結果は変位データYsになる。 (Step 404) The second-order integration calculation is performed with the high-pass filter calculation result as an input. This result is displacement data Ys.
(ステップ405)AD_FLG=1かどうかの判定を行う。AD_FLGは像振れ補正タイマー割り込みが発生する毎に反転するフラグである。AD_FLG=0であればステップ406へ進み、角速度センサ信号のA/D変換を行い、AD_FLG=1であればステップ416へ進み、角速度センサ信号のA/D変換を行わない。つまり、像振れ補正タイマー割り込みが1msec毎に発生する設定であれば、加速度センサ信号は1msec毎の演算周期であるのに対し、角速度センサ信号は2msec毎の演算周期となる。 (Step 405) It is determined whether AD_FLG = 1. AD_FLG is a flag that is inverted every time an image blur correction timer interrupt occurs. If AD_FLG = 0, the process proceeds to step 406 and A / D conversion of the angular velocity sensor signal is performed. If AD_FLG = 1, the process proceeds to step 416 and A / D conversion of the angular velocity sensor signal is not performed. That is, if the setting is such that an image blur correction timer interruption occurs every 1 msec, the acceleration sensor signal has a calculation cycle every 1 msec, while the angular velocity sensor signal has a calculation cycle every 2 msec.
(ステップ406)角速度センサ35の信号をA/D変換する。
(Step 406) The signal of the
(ステップ407)低周波成分をカットするためハイパスフィルタ演算を行う。演算開始から所定時間はハイパスフィルタの時定数切り換えを行い、早急に信号が安定するための動作も行う。 (Step 407) A high-pass filter operation is performed to cut low frequency components. The high-pass filter time constant is switched for a predetermined time from the start of calculation, and an operation for quickly stabilizing the signal is also performed.
(ステップ408)ハイパスフィルタ演算結果を入力として積分演算を行う。この結果は角変位データYaになる。 (Step 408) An integration operation is performed with the high-pass filter operation result as an input. This result is angular displacement data Ya.
ステップ401で撮影像倍率βが0.5倍以上ではないと判定されると、以下のステップ409へ進む。
If it is determined in
(ステップ409)角速度センサ35の信号をA/D変換する。
(Step 409) The signal of the
(ステップ410)低周波成分をカットするためハイパスフィルタ演算を行う。演算開始から所定時間はハイパスフィルタの時定数切り換えを行い、早急に信号が安定するための動作も行う。 (Step 410) A high-pass filter operation is performed to cut low frequency components. The high-pass filter time constant is switched for a predetermined time from the start of calculation, and an operation for quickly stabilizing the signal is also performed.
(ステップ411)ハイパスフィルタ演算結果を入力として積分演算を行う。この結果は角変位データYaになる。 (Step 411) An integration calculation is performed with the high-pass filter calculation result as an input. This result is angular displacement data Ya.
(ステップ412)AD_FLG=1かどうかの判定を行う。AD_FLGは像振れ補正タイマー割り込みが発生する毎に反転するフラグである。AD_FLG=0であればステップ413へ進み、加速度センサ信号のA/D変換を行い、AD_FLG=1であればステップ416へ進み、加速度センサ信号のA/D変換を行わない。つまり、像振れ補正タイマー割り込みが1msec毎に発生する設定であれば、角速度センサ信号は1msec毎の演算周期であるのに対し、加速度センサ信号は2msec毎の演算周期となる。 (Step 412) It is determined whether AD_FLG = 1. AD_FLG is a flag that is inverted every time an image blur correction timer interrupt occurs. If AD_FLG = 0, the process proceeds to step 413 to perform A / D conversion of the acceleration sensor signal. If AD_FLG = 1, the process proceeds to step 416, and the A / D conversion of the acceleration sensor signal is not performed. In other words, if the setting is such that the image blur correction timer interruption occurs every 1 msec, the angular velocity sensor signal has a calculation cycle every 1 msec, while the acceleration sensor signal has a calculation cycle every 2 msec.
(ステップ413)加速度センサ36の信号をA/D変換する。
(Step 413) The signal of the
(ステップ414)低周波成分をカットするためハイパスフィルタ演算を行う。演算開始から所定時間はハイパスフィルタの時定数切り換えを行い、早急に信号が安定するための動作も行う。 (Step 414) A high-pass filter operation is performed to cut low frequency components. The high-pass filter time constant is switched for a predetermined time from the start of calculation, and an operation for quickly stabilizing the signal is also performed.
(ステップ415)ハイパスフィルタ演算結果を入力として2階積分演算を行う。この結果は変位データYsになる。 (Step 415) The second-order integration calculation is performed with the high-pass filter calculation result as an input. This result is displacement data Ys.
(ステップ416)AD_FLGを反転する。 (Step 416) AD_FLG is inverted.
(ステップ417)フォーカス位置、ズーム位置によって、振れ角変位Ya及び振れ変位Ysによる像振れを補正するための像振れ補正レンズ27の偏心量が変化するので、その調整を行う。具体的には、ズームエンコーダ31及びフォーカスエンコーダの信号から、振れ角変位Yaを補正するための偏心量調整データKと振れ変位Ysを補正するための偏心量調整データLをテーブルデータから読み出し、補正レンズ駆動データに変換する。その演算結果は、レンズMPU24内のSFTDRVで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(Step 417) The amount of eccentricity of the image
(ステップ418)像振れ補正レンズ27の偏心量を検出する補正レンズエンコーダ34の信号をA/D変換し、A/D結果をレンズMPU24内のSFTPSTで設定されるRAM領域に格納する。
(Step 418) A / D conversion is performed on the signal of the
(ステップ419)フィードバック演算(SFTDRV−SFTPST)を行う。演算結果はレンズMPU24内のSFT_DTで設定されるRAM領域に格納する。
(Step 419) A feedback calculation (SFTDRV-SFTPST) is performed. The calculation result is stored in a RAM area set by SFT_DT in the
(ステップ420)ループゲインLPG_DTとステップ419の演算結果SFT_DTを乗算する。演算結果はレンズMPU24内のSFT_PWMで設定されるRAM領域に格納する。
(Step 420) The loop gain LPG_DT is multiplied by the calculation result SFT_DT of
(ステップ421)安定な制御系にするために位相補償演算を行う。 (Step 421) A phase compensation calculation is performed in order to obtain a stable control system.
(ステップ422)ステップ421の演算結果をPWMとしてレンズMPU24のポートに出力し、像振れ補正割込みが終了する。その出力はIS制御回路32内のドライバー回路に入力し、リニアモータ33によって像振れ補正レンズ27が駆動され、像振れが補正が行われる。
(Step 422) The calculation result of
以上のように、交換レンズ2は図6のステップ400からステップ416において、撮影像倍率βが所定値以上の場合は、回転振れを検出する角速度センサ信号処理の演算周期より、平行振れを検出する加速度センサ信号処理の演算周期を短くし、撮影像倍率が上記以外の場合は、回転振れを検出する角速度センサ信号処理の演算周期より、平行振れを検出する加速度センサ信号処理の演算周期を長くするよう動作するので、角速度センサと加速度センサの両方の信号処理を行うために高速で高価な演算回路やCPUを使用することなく、平行振れと回転振れの補正を行うことができる。
As described above, the interchangeable lens 2 detects parallel shake from the calculation cycle of angular velocity sensor signal processing for detecting rotational shake when the captured image magnification β is greater than or equal to a predetermined value in
なお、本実施例では、焦点距離(ズーム位置)と被写体距離(フォーカス位置)から算出される撮影像倍率に応じて、回転振れを検出する角速度センサ信号処理の演算周期と平行振れを検出する加速度センサ信号処理の演算周期を変更した例を示したが、単焦点レンズの場合は、被写体距離に応じて上記同様の動作を行っても良い。 In the present embodiment, the calculation period of angular velocity sensor signal processing for detecting rotational shake and the acceleration for detecting parallel shake according to the photographic image magnification calculated from the focal length (zoom position) and the subject distance (focus position). Although an example in which the calculation cycle of the sensor signal processing is changed is shown, in the case of a single focus lens, the same operation as described above may be performed according to the subject distance.
また、本実施例では、演算周期を切り換える撮影像倍率の値を1つに設定したが、複数設定して切り換えることで、よりきめ細やかな像振れ補正制御が可能となる。 In this embodiment, the value of the photographic image magnification for switching the calculation cycle is set to one. However, by setting a plurality of values and switching them, finer image blur correction control can be performed.
また、本実施例では、平行振れ検出手段として加速度センサを適用した例を示したが、カメラ本体の撮像素子を適用しても良い。 In this embodiment, an example in which an acceleration sensor is applied as the parallel shake detection unit has been described. However, an imaging element of a camera body may be applied.
また、本実施例ではデジタル一眼レフカメラシステムの交換レンズに本発明を適用した例を示したが、銀塩カメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラなどに適用しても良い。 In this embodiment, an example in which the present invention is applied to an interchangeable lens of a digital single-lens reflex camera system has been described. However, the present invention may be applied to a silver salt camera, a compact camera, a video camera, and the like.
1 カメラ本体
2 交換レンズ
22 カメラ側インターフェース回路
23 レンズ側インターフェース回路
24 レンズMPU
25 フォーカスレンズ
26 ズームレンズ
27 像振れ補正用レンズ
29 フォーカスレンズ駆動用モータ
30 フォーカス制御回路
31 ズームエンコーダ
32 像振れ補正制御回路
33 像振れ補正レンズ駆動用モータ
34 像振れ補正用レンズエンコーダ
35 加速度センサ
36 角速度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記平行振れ検出手段の信号を演算処理する平行振れ演算処理手段と、前記回転振れ検出手段の信号を演算する回転振れ演算処理手段と、
被写体距離または撮影像倍率に応じて前記平行振れ演算処理手段の演算周期及び前記回転振れ演算処理手段の演算処理周期を変更する演算処理周期制御手段を有することを特徴とするカメラ、レンズ及びカメラシステム。 Parallel shake detection means for detecting shake in a direction parallel or perpendicular to the optical axis of the camera optical system, and rotational shake detection means for detecting rotational shake around the optical axis of the camera optical system or around the axis perpendicular to the optical axis When,
A parallel shake calculation processing means for calculating a signal of the parallel shake detection means; a rotational shake calculation processing means for calculating a signal of the rotational shake detection means;
A camera, a lens, and a camera system, comprising: an arithmetic processing cycle control unit that changes an arithmetic cycle of the parallel shake arithmetic processing unit and an arithmetic processing cycle of the rotational shake arithmetic processing unit according to a subject distance or a photographed image magnification .
前記平行振れ検出手段の信号を演算処理する平行振れ演算処理手段と、前記回転振れ検出手段の信号を演算する回転振れ演算処理手段と、
前記平行振れ演算処理手段の演算結果と前記回転振れ演算処理手段の演算結果に基づいてレンズを駆動し像振れを補正する像振れ補正手段と、
被写体距離または撮影像倍率に応じて前記平行振れ演算処理手段の演算周期及び前記回転振れ演算処理手段の演算処理周期を変更する演算処理周期制御手段を有することを特徴とするカメラ、レンズ及びカメラシステム。 Parallel shake detection means for detecting shake in a direction parallel or perpendicular to the optical axis of the camera optical system, and rotational shake detection means for detecting rotational shake around the optical axis of the camera optical system or around the axis perpendicular to the optical axis When,
A parallel shake calculation processing means for calculating a signal of the parallel shake detection means; a rotational shake calculation processing means for calculating a signal of the rotational shake detection means;
Image blur correction means for driving the lens and correcting image blur based on the calculation result of the parallel shake calculation processing means and the calculation result of the rotational shake calculation processing means;
A camera, a lens, and a camera system, comprising: an arithmetic processing cycle control unit that changes an arithmetic cycle of the parallel shake arithmetic processing unit and an arithmetic processing cycle of the rotational shake arithmetic processing unit according to a subject distance or a photographed image magnification .
前記平行振れ検出手段の信号を演算処理する平行振れ演算処理手段と、前記回転振れ検出手段の信号を演算する回転振れ演算処理手段と、
被写体距離または撮影像倍率に応じて前記平行振れ演算処理手段の演算周期及び前記回転振れ演算処理手段の演算処理周期を変更する演算処理周期制御手段を有することを特徴とするカメラ、レンズ及びカメラシステム。 Parallel shake detection means for detecting at least one axial shake among the three axial shakes acting on the camera, and rotational shake detection means for detecting at least one axial shake among the three axial shakes acting on the camera When,
A parallel shake calculation processing means for calculating a signal of the parallel shake detection means; a rotational shake calculation processing means for calculating a signal of the rotational shake detection means;
A camera, a lens, and a camera system, comprising: an arithmetic processing cycle control unit that changes an arithmetic cycle of the parallel shake arithmetic processing unit and an arithmetic processing cycle of the rotational shake arithmetic processing unit according to a subject distance or a photographed image magnification .
前記平行振れ検出手段の信号を演算処理する平行振れ演算処理手段と、前記回転振れ検出手段の信号を演算する回転振れ演算処理手段と、
前記平行振れ演算処理手段の演算結果と前記回転振れ演算処理手段の演算結果に基づいてレンズを駆動し像振れを補正する像振れ補正手段と、
被写体距離または撮影像倍率に応じて前記平行振れ演算処理手段の演算周期及び前記回転振れ演算処理手段の演算処理周期を変更する演算処理周期制御手段を有することを特徴とするカメラ、レンズ及びカメラシステム。 Parallel shake detection means for detecting at least one axial shake among the three axial shakes acting on the camera, and rotational shake detection means for detecting at least one axial shake among the three axial shakes acting on the camera When,
A parallel shake calculation processing means for calculating a signal of the parallel shake detection means; a rotational shake calculation processing means for calculating a signal of the rotational shake detection means;
Image blur correction means for driving the lens and correcting image blur based on the calculation result of the parallel shake calculation processing means and the calculation result of the rotational shake calculation processing means;
A camera, a lens, and a camera system, comprising: an arithmetic processing cycle control unit that changes an arithmetic cycle of the parallel shake arithmetic processing unit and an arithmetic processing cycle of the rotational shake arithmetic processing unit according to a subject distance or a photographed image magnification .
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JP2004214324A JP2006038925A (en) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | Camera, lens and camera system |
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