JP2007094046A - Photographing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静止画と動画の双方の撮影が可能な撮影装置に関し、特にいわゆる振れ補正機能付きの撮影装置に関する。 The present invention relates to a photographing apparatus capable of photographing both a still image and a moving image, and more particularly to a photographing apparatus with a so-called shake correction function.
近年カメラには、静止画撮影の行えるビデオカメラや、動画撮影の行えるデジタルスチルカメラといった静止画と動画を共に撮影可能なものが多くある。将来、一眼レフカメラ(または一眼レフカメラシステム)においても動画撮影を可能とすることが考えられる。また、これらのカメラにおいて、振れを補償(または補正)するいわゆる振れ補正機能付きのものも知られている。 In recent years, there are many cameras that can shoot both still images and moving images, such as video cameras that can shoot still images and digital still cameras that can shoot moving images. In the future, it is conceivable that a single-lens reflex camera (or a single-lens reflex camera system) can also shoot moving images. Among these cameras, those having a so-called shake correction function for compensating (or correcting) shake are also known.
ここで、一眼レフカメラにおける手振れを防ぐシステムについて簡単に説明する。
撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常1〜12Hzである。また、シャッター動作によるカメラの振動は、周波数として通常〜Hzである。手振れ補正機能は、シャッターのレリーズ時点においてこのような手振れおよびシャッター動作によるカメラの振動を起こしていても像振れのない写真を撮影可能とするものである。そのための基本的考えとして、上記手振れによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて補正レンズを変位させてやらなければならない。従って、カメラの振れが生じても像振れを生じない写真を撮影できることを達成するためには、第1にカメラの振動を正確に検出し、第2に手振れおよびシャッター動作によるカメラの振動による光軸変位を補償することが必要となる。
Here, a system for preventing camera shake in a single-lens reflex camera will be briefly described.
The camera shake at the time of shooting is usually 1 to 12 Hz as a frequency. Further, the vibration of the camera due to the shutter operation is usually in the range of ~ Hz. The camera shake correction function is capable of taking a photograph with no image blur even when the camera shakes due to such camera shake and shutter operation at the time of shutter release. As a basic idea for this purpose, it is necessary to detect the camera vibration due to the above-mentioned camera shake and displace the correction lens in accordance with the detected value. Therefore, in order to achieve that it is possible to take a photograph that does not cause image shake even if camera shake occurs, first, camera vibration is detected accurately, and second, light caused by camera shake due to camera shake and shutter operation. It is necessary to compensate for the axial displacement.
このカメラの振動の検出は、角加速度、角速度、角変位等を検出する振動検出手段と該センサの出力信号を電気的あるいは機械的に処理して角変位を出力するカメラ振れ検出手段をカメラに搭載することによって行うことができる。そして、この検出情報に基づき撮影光軸を偏心させる補正光学装置を駆動させて像振れ抑制が行われる。 The camera vibration is detected by a vibration detection means for detecting angular acceleration, angular velocity, angular displacement, etc. and a camera shake detection means for outputting the angular displacement by processing the output signal of the sensor electrically or mechanically. It can be done by mounting. Then, based on this detection information, a correction optical device that decenters the photographing optical axis is driven to suppress image blur.
図4の例は、図示矢印81方向のカメラ縦振れ81p及びカメラ横振れ81yに起因する像振れを抑制するシステムの図で、像振れ補正装置を一眼レフカメラの交換レンズに設けた場合の図である。同図中、82はレンズ鏡筒、83pと83yは各々カメラ縦振れ振動とカメラ横振れ振動を検出する振れ検出手段で、それぞれの振動検出方向を84p、84yで示してある。85は補正光学装置、86p、86yは各々補正光学装置85に推力を与えるコイル、87p、87yは補正光学装置85の位置を検出する位置検出素子である。該補正光学装置85は位置制御ループを設けており、振れ検出手段83p、83yの出力を目標値として駆動され、像面88での安定を確保する。
The example of FIG. 4 is a diagram of a system that suppresses image blur caused by the camera
一眼レフカメラにおける手振れを防ぐシステムにおいては、前述のとおり、手振れに加えシャッター動作によるカメラの振動にも対応が必要なため、前述の光軸変位を補償する機構には高い周波数応答特性が必要となる。光軸変位を補償する機構の周波数特性を改善するためには、前述の補正光学装置85の接触面での摩擦を低減する必要がある。この摩擦を低減する具体的方法として、フルイダイジングという方法を利用した例が特許文献1に開示されている。このフルイダイジング方法は静摩擦力より動摩擦力の方が小さいという現象を応用したもので、摩擦力が発生する部分を振動させることによって、摩擦の状態を静摩擦から動摩擦へと変化させ、摩擦力を低減する方法である。振動振幅が大きいほど、また振動周波数が高いほど、摩擦力の低減の効果が大きい。この方法を像振れ補正装置に応用すれば摩擦力を低減することができ、高い周波数応答特性を得ることができる。
ところで、上記のフルイダイジング方法を利用した場合、微小振動を発生し、これに伴い音を発生する。一眼レフカメラにおいて動画撮影を可能とした場合、撮影と同時に音を記録する。前述のフルイダイジング方法を利用した場合、音を発生することとなり、この音を記録してしまうという問題がある。
本発明は、防振のために光学要素(補正レンズ等)を駆動させるためにフルイダイジング方法を利用して摩擦力を低減させて駆動制御する技術における上記問題点を解消することを課題とする。具体的には、静止画撮影を行う場合と動画撮影を行う場合において、フルイダイジングの動作を適切に制御することにより、それぞれの撮影において適切な振れ補正動作を行うことができる撮影装置の提供を課題とする。
By the way, when the above fluidizing method is used, minute vibrations are generated and sound is generated accordingly. When a single-lens reflex camera can shoot a moving image, the sound is recorded simultaneously with the shooting. When the above fluidizing method is used, a sound is generated, and this sound is recorded.
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems in a technology for controlling driving by reducing frictional force using a fluidizing method for driving an optical element (correction lens or the like) for vibration isolation. To do. Specifically, in the case where still image shooting and moving image shooting are performed, an imaging device capable of performing an appropriate shake correction operation in each shooting by appropriately controlling the fluidizing operation. Is an issue.
上記の課題を解決するための撮影装置は、振れを補償(または補正)するための補正光学部材と、前記振れを検出する振れ検出手段とを備える。また、該振れ検出手段にて得られた振れ検出信号に所定周期毎に所定量の信号を加算もしくは減算させる制御手段を備える。また、前記振れ検出信号と前記所定量の信号とに基づいて駆動手段により前記補正光学部材を駆動して、撮影光学部材の光軸を変位させて前記振れを補償する振れ補正手段を有する。さらに、動画撮影モードと静止画撮影モードを切り換える撮影モード選択手段と、撮影モード選択状態に応じて、前記所定量を変更する制御変更手段とを有する。 An imaging apparatus for solving the above-described problems includes a correction optical member for compensating (or correcting) a shake, and a shake detection unit that detects the shake. In addition, control means is provided for adding or subtracting a predetermined amount of signal for every predetermined period to the shake detection signal obtained by the shake detection means. Further, the image forming apparatus includes a shake correction unit that drives the correction optical member by a driving unit based on the shake detection signal and the predetermined amount of signal to displace the optical axis of the photographing optical member to compensate the shake. Furthermore, it has a photographing mode selecting means for switching between the moving picture photographing mode and the still image photographing mode, and a control changing means for changing the predetermined amount according to the photographing mode selection state.
本発明によれば、補正光学部材をフルイダイジング方法を利用して摩擦力を低減させて駆動制御する際に、撮影モード(動画撮影モード、静止画撮影モード)に応じて、フルイダイジングの動作を適切に制御する。これにより、それぞれの撮影モードに応じて適切な振れ補正動作特性を得ることができる。 According to the present invention, when the correction optical member is driven and controlled by reducing the frictional force by using the fluidizing method, the fluidizing of the fluidizing fluid is changed according to the shooting mode (moving image shooting mode, still image shooting mode). Control the operation appropriately. Thereby, it is possible to obtain an appropriate shake correction operation characteristic in accordance with each photographing mode.
以下、本発明の好ましい実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の第1の実施例に係る一眼レフカメラの構成を示すブロック図である。同図は、像振れ補正機能を、一眼レフカメラの交換レンズに適用した場合を想定している。そして、撮影モードにより最適なフルイダイジングを行う例を示すものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the illustrated examples.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a single-lens reflex camera according to the first embodiment of the present invention. This figure assumes that the image blur correction function is applied to an interchangeable lens of a single-lens reflex camera. An example of performing optimal fluidizing according to the shooting mode is shown.
図1において、1はレンズMPUであり、カメラMPU13との通信によって、レンズ側の制御を行っている。2は振れを検出する振れセンサであり、その信号はHPF・増幅・LPF回路3により、DC成分のカット、増幅、ノイズ除去が行われ、レンズMPU1のA/D変換端子に振れ信号として入力される。4は補正レンズの位置を検出するレンズ位置検出器であり、ここで検出された信号は信号処理回路5によりフィルタリングなどの処理が行われ、レンズMPU1のA/D変換入力端子に位置検出信号として入力される。そして、これら二つの振れ信号と位置検出信号は、レンズMPU1にてフィードバック演算が行われ、コイルドライバー6を介して補正レンズの駆動信号として出力され、これにより補正レンズによる像振れ補正が為される。また、像振れ補正を行わない時は、レンズMPU1はモータドライバー7を介して前記補正レンズをロックし、像振れ補正を行う時は同じくモータドライバー7を介してアンロック(ロック解除)する。なお、その構成は本発明には直接関係ないので省略する。
In FIG. 1,
また、前記レンズMPU1は、上記のような像振れ補正制御の他に、ズーム・フォーカスのゾーン検出を行う位置検出器8の出力に基づき、モータドライバー9、10を介してフォーカスレンズの駆動、絞り駆動を行っている。
11(ISSW)は像振れ補正(Image Stabilizer)を行うかどうかの動作選択スイッチであり、12(A/MSW)はオートフォーカスかマニュアルフォーカスかを選択するスイッチである。
前記レンズMPU1は、カメラMPU13とカメラ・レンズ通信を行い、カメラ・レンズそれぞれのステータス(焦点距離、スイッチの状態等)の確認やフォーカス、絞り等の駆動命令を送信したりする。
In addition to the above-described image blur correction control, the lens MPU1 drives the focus lens and stops the aperture through
11 (ISSW) is an operation selection switch for performing image blur correction (Image Stabilizer), and 12 (A / MSW) is a switch for selecting auto focus or manual focus.
The lens MPU 1 performs camera / lens communication with the
14はレリーズスイッチであり、一般的には2段ストロークスイッチとなっている。そして、該レリーズスイッチ14の第1ストロークで不図示のスイッチSW1がONし、第2ストロークで不図示のレリーズスイッチSW2がONになるように構成されている。15は撮影モード選択スイッチであり、例えば静止画撮影モードである場合、前記レリーズスイッチ14のSW1=ONでフォーカスレンズの駆動、絞り駆動が行われ、SW2=ONで静止画像が記録される。また、動画撮影モードである場合、SW2=ONで動画像の記録が行われる。
次に、前記レンズMPU1での主要部分の動作について、図2のフローチャートを用いて説明する。
交換レンズがカメラに装着されると、カメラからレンズへシリアル通信がなされ、レンズMPU1は図2のステップ#1からの動作を開始する。
まず、ステップ#1において、レンズ制御、像振れ補正制御のための初期設定を行う。そして、次のステップ#2において、ISスイッチ11およびA/Mスイッチ12の状態検出、ならびに位置検出器8を介してのズーム・フォーカスの位置検出を行う。
続くステップ#3においては、カメラからフォーカス駆動要求の通信があったかどうかを判定する。フォーカス駆動要求があればステップ#4へ進み、カメラからフォーカスレンズの駆動量が指令されるので、それに応じてモータドライバー9を介してフォーカス駆動制御を行う。また、上記ステップ#3にてフォーカス駆動要求がなかった場合はステップ#5へ進む。
Next, the operation of the main part of the lens MPU1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the interchangeable lens is attached to the camera, serial communication is performed from the camera to the lens, and the lens MPU1 starts the operation from
First, in
In the
ステップ#5では、カメラからの通信、ISスイッチ11の状態に応じて、モータドライバー7を介して補正レンズのロック・アンロックの制御や、像振れ補正開始フラグIS_STARTの設定を行う。そして、次のステップ#6において、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ので、この命令を受信するとステップ#7へと進み、全駆動停止制御を行う。この全駆動停止制御では全アクチュエータの駆動を停止し、マイコンをスリープ(停止)状態にする。また、像振れ補正装置(補正レンズ等より構成される)への給電も停止する。
In
その後、カメラ側で何か操作が行われると、カメラMPU13よりレンズに通信がなされるが、レンズMPU1はこの通信によりスリープ状態を解除する。
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り込み、像振れ補正制御割り込みの要求があれば、それらの割り込み処理を行う。
シリアル通信割り込み処理は、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、スイッチSW1のON、スイッチSW2のON、撮影モード、カメラの機種等が判定できる。
Thereafter, when any operation is performed on the camera side, the
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.
In the serial communication interrupt processing, communication data is decoded, and lens processing such as aperture driving is performed according to the decoding result. Then, by decoding the communication data, it is possible to determine the ON state of the switch SW1, the ON state of the switch SW2, the shooting mode, the camera model, and the like.
また、像振れ補正割り込みは、一定周期(例えば500μsec)毎に発生するタイマー割り込みである。そして、ピッチ方向(縦方向)制御とヨー方向(横方向)制御を交互に行うので、この場合の片方向のサンプリング周期は1msecとなる。また、制御方法は両方向とも同様である部分が多いので、プログラムは一系統のみ作成する。制御方法(演算係数等)は同じでも演算などの結果は当然ピッチ方向とヨー方向で別々のデータとなる。そのため、ピッチとヨーでそれぞれ基準アドレスを設定し、演算結果などのデータをRAMの間接アドレスで指定し、基準アドレスをピッチ制御時とヨー制御時で切り換えることによって演算を行っている。 Further, the image blur correction interrupt is a timer interrupt that occurs every fixed period (for example, 500 μsec). Since the pitch direction (vertical direction) control and the yaw direction (lateral direction) control are alternately performed, the sampling period in one direction in this case is 1 msec. In addition, since there are many portions in which the control method is the same in both directions, only one system of the program is created. Even if the control method (calculation coefficient etc.) is the same, the result of the calculation is naturally different data in the pitch direction and the yaw direction. Therefore, the calculation is performed by setting a reference address for each of the pitch and yaw, specifying data such as calculation results as indirect addresses in the RAM, and switching the reference address between pitch control and yaw control.
カメラ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MPU1は、図3のステップ#11よりの像振れ補正の制御を開始する。フルイダイジングの制御はこの像振れ補正割り込みの中で行う。
図3において、レンズMPU1は、まずステップ#11において、振れセンサ2である角速度センサの出力をA/D変換する。そして、次のステップ#12において、像振れ補正開始フラグIS_STARTの状態を調べる。像振れ補正開始フラグIS_STARTがクリアされているならばステップ#13へ進み、ここでは像振れ補正を行わないのでハイパス、積分演算の初期化を行う。そして、ステップ#24へ進む。
When an image blur correction interruption occurs during the main operation of the camera, the
In FIG. 3, the
一方、上記ステップ#12にて像振れ補正開始フラグIS_STARTがセットされているならばステップ#14へ進み、像振れ補正を動作するためにハイパスフィルタ演算を行う。この際、像振れ補正の開始から2〜3秒は時定数切り換えを行い、立ち上がりの像揺れを緩和することも行う。そして、次のステップ#15において、積分演算を行う。この結果は角変位データθになる。パンニングされた場合は、振れ角変位に応じて積分のカットオフ周波数を切り換えることも行っている。
On the other hand, if the image blur correction start flag IS_START is set in
次のステップ#16においては、ズーム・フォーカスのポジションによって振れ角変位に対する補正レンズの偏心量(敏感度)が変化するので、その調整を行う。具体的には、ズームおよびフォーカスポジションをそれぞれいくつかのゾーンに分割し、各ゾーンにおける平均的な光学防振敏感度(deg/mm)をテーブルデータから読み出す。そして、読み出した光学防振敏感度と上記角変位データθを基に補正レンズの駆動データに変換する。その演算結果は、レンズMPU1内のSFTDRVで設定されるRAM領域に格納する。
In the
次のステップ#17においては、撮影モードに応じて、フルイダイジングレベル(HFLVL)を設定する。フルイダイジングによるフィルム面での振れ量をDとし、焦点距離をf、光学防振敏感度をBとすると、
D∝f×B×(HFLVL)
の関係が成立する。つまり振れ量Dは「f×B×(HFLVL)」に比例する。したがって、Dをどれくらいに抑えたいかを決定すれば、フルイダイジングレベル(HFLVL)は、焦点距離fと光学防振敏感度Bに応じて設定することができる。
In the
D∝f × B × (HFLVL)
The relationship is established. That is, the shake amount D is proportional to “f × B × (HFLVL)”. Accordingly, if it is determined how much D is to be suppressed, the fluidizing level (HFLVL) can be set according to the focal length f and the optical image stabilization sensitivity B.
例えば、上記のステップ#16と同様に、いくつかのゾーンに分割された各ズーム・フォーカスのポジションに対応したフルイダイジングレベル(HFLVL)をテーブルデータから読み出すことにより、設定するとよい。テーブルデータは、撮影モード毎に設ける。撮影モードが静止画撮影モードの場合、撮影結果に影響を与えない振れ量Dをもとに、焦点距離fと光学防振敏感度Bから導き出される最適なフルイダイジングレベル(HFLVL)を静止画撮影モード用テーブルデータに設定する。撮影モードが動画撮影モードの場合、許容可能な音のレベルに相当する振れ量Dをもとに、焦点距離fと光学防振敏感度Bから導き出される最適なフルイダイジングレベル(HFLVL)を動画撮影モード用テーブルデータに設定する。この結果、同一焦点距離f、同一の光学防振敏感度Bの場合、動画撮影モード用フルイダイジングレベルは、静止画撮影モード用フルイダイジングレベルに対し小さい値となる。
For example, as in
次のステップ#18においては、フルイダイジングの設定周期に達したかどうかの判定を行う。一定周期でフルイダイジングを行うためには、例えばこの割り込みが500μsecであるとすると、割り込みの回数をカウントしていき、そのカウント値が設定した周期の値に達すれば、フルイダイジングのタイミングが設定できる。ここで、フルイダイジングの設定周期に達していなければステップ#19へ進み、フルイダイジングのタイミングに達していないので割り込み回数のカウント値を+1する。そしてステップ#22へ進む。また、フルイダイジングの設定周期に達していればステップ#20へ進み、フルイダイジングのタイミング設定用カウント値をクリアする。そして、次のステップ#21において、フルイダイジング制御用フラグ(HFFLG)を反転し、ステップ#22へ進む。
In the
ステップ#22へ進むと、ここではHFFLGの状態を判定する。HFFLG=0ならば直ちにステップ#24へ進む。一方、HFFLG=1ならばステップ#23へ進み、SFTDRVにHFLVLを加算し、その結果を像振れ補正駆動用データSFTDRVとしてステップ#24へ進む。
上記ステップ#18〜#23では、一定周期毎にSFTDRVにHFLVLを(加算する/加算しない)を交互に行うことになるので、SFTDRVに一定周期の信号が重畳することとなる。つまり、一定周期のフルイダイジングを行っていることとなる。
When the process proceeds to step # 22, the state of HFFLG is determined here. If HFFLG = 0, the process immediately proceeds to step # 24. On the other hand, if HFFLG = 1, the process proceeds to step # 23, HFLVL is added to SFTDRV, and the result is set as image blur correction drive data SFTDRV, and the process proceeds to step # 24.
In
次のステップ#24においては、補正レンズの位置を検出するレンズ位置検出器4(信号処理回路5)の出力をA/D変換し、A/D変換結果をレンズMPU1内のSFTPSTで設定されるRAM領域に格納する。そして、次のステップ#25において、フィードバック演算(SFTDRV−SFTPST)を行い、続くステップ#26において、ループゲインと上記ステップ#25の演算結果を乗算する。そして、次のステップ#27において、安定な制御系にするために位相補償演算を行い、最後にステップ#28において、上記ステップ#27での結果をPWMとしてマイコンのポートに出力し、割り込みを終了する。その出力はコイルドライバー6に入力し、ムービングマグネットによって補正レンズが駆動され、像振れの補正が行われる。
In the
なお、上記ステップ#18〜#23では、一定周期毎にSFTDRVにフルイダイジングレベル(HFLVL)を(加算する/加算しない)を交互に行っている。但し、フルイダイジングレベル(HFLVL)を(減算する/減算しない)を交互に行うことによっても同様の効果を得ることができる。
以上のように、ステップ#17にて、撮影モードに応じて、フルイダイジングのレベルを変更するようにしているので、それぞれの撮影モードに応じて適切な振れ補正動作特性を得ることができる。
In
As described above, in
上記実施例においては、像振れ防止制御を、デジタル制御で行う例を示したが、アナログ制御で行ってもよい。
また、像振れ補正装置は交換レンズに組み込んだ例を示したが、像振れ補正装置が交換レンズ内になく、交換レンズの前方に取り付けるコンバージョン・レンズの中に入る付属品としての形態をとってもよい。
また、上述においては振れ検出手段として角速度センサを用いた例を示した。しかし、振れ検出手段は、角加速度センサ、加速度センサ、速度センサ、角変位センサ、変位センサ、さらには画像振れ自体を検出する方法など、振れが検出できるものであればどのようなものであってもよい。
上記実施例においては、フルイダイジングレベル(HFLVL)の加減算および撮影モードに基づく切り換えをレンズMPU1で行っているが、これらはカメラMPU13で行ってもよい。また、ISスイッチ11やA/Mスイッチ12も交換レンズ側ではなく、カメラ本体側(カメラMPU13が配置されている側)に設けてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the image blur prevention control is performed by digital control is shown, but analog control may be performed.
In addition, the image blur correction device is incorporated in the interchangeable lens. However, the image blur correction device may not be in the interchangeable lens but may be in the form of an accessory that enters the conversion lens attached in front of the interchangeable lens. .
In the above description, an example is shown in which an angular velocity sensor is used as the shake detection means. However, the shake detection means is any device that can detect shake, such as an angular acceleration sensor, an acceleration sensor, a speed sensor, an angular displacement sensor, a displacement sensor, and a method for detecting image shake itself. Also good.
In the above embodiment, the addition and subtraction of the fluidizing level (HFLVL) and the switching based on the photographing mode are performed by the lens MPU1, but these may be performed by the camera MPU13. Further, the
1:レンズMPU
2:振れセンサ
4:位置センサ
6:振れ補正駆動用ドライバ
15:撮影モード選択スイッチ
1: Lens MPU
2: shake sensor 4: position sensor 6: shake correction drive driver 15: shooting mode selection switch
Claims (4)
動画撮影モードと静止画撮影モードを切り換える撮影モード選択手段と、撮影モード選択状態に応じて、前記所定量を変更する制御変更手段とを有することを特徴とする撮影装置。 A correction optical member for correcting shake, a shake detection means for detecting the shake, and a control means for adding or subtracting a predetermined amount of signal to the shake detection signal obtained by the shake detection means for each predetermined period; In imaging, the image sensor includes: a shake correction unit that drives the correction optical member by a driving unit based on the shake detection signal and the predetermined amount of signal, and displaces an optical axis of the imaging optical member to compensate the shake. ,
An imaging apparatus comprising: a shooting mode selection unit that switches between a moving image shooting mode and a still image shooting mode; and a control change unit that changes the predetermined amount according to a shooting mode selection state.
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