JP2010286594A - 像振れ補正装置および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】像振れ補正装置に加わる角速度を検出して出力する角速度検出手段130と、像振れ補正装置に加わる加速度を検出して出力する加速度検出手段121と、撮影光学系105の主点位置Aを算出する主点位置算出手段106と、角速度検出手段の出力に基づいて、撮影光学系の主点中心の自転角速度成分を演算する自転角速度演算手段301と、加速度検出手段の出力と自転角速度演算手段の演算結果に基づいて、被写体中心の公転角速度成分を演算し、主点位置算出手段により算出された主点位置に応じて、演算した公転角速度成分を補正する公転角速度演算手段304と、自転角速度成分と補正された公転角速度成分の差分に基づいて像振れ補正制御を行う制御手段108とを有する。
【選択図】図1
Description
本発明の目的は、角度振れと平行振れがどのような状態で混在していても、制御が破綻することのない正確な像振れ補正を可能にし、演算量を低減し、撮影光学系の主点位置の変化に対応した像振れ補正演算を可能にする像振れ補正装置および撮像装置を提供することである。
本実施例1では、XY平面のカメラ振れの(ピッチング角度振れとY2方向の平行振れ)成分を、自転公転振れ式で表現し、その近似式<数式15>で、撮像面内のY2方向像振れ(撮像面縦方向像振れ)速度を求めている。なお、本発明では、「ベクトルR」の表記を「↑R」としている。一般的ベクトル表記は、Rの上に→を表記するのだが、文章作成上の都合で、「↑R」としている。
↑Vdcxy(O2−X2Y2)
≒ −(1+β)f(θ’caxy −θ’axy)ej(π/2)
但し、
↑Vdcxy(O2−X2Y2):撮像面内での像振れ速度ベクトル
β:このカメラの撮影レンズの、像振れ補正時の像倍率〔(単位無し)〕
f:このカメラの撮影レンズの、像振れ補正時の実焦点距離〔mm〕
(1+β)f:像側焦点距離〔mm〕
θ’caxy:主点A中心の自転角度θcaxyの時間微分値で、自転角速度〔rad/秒〕
θ’axy:原点O中心の公転角度θaxyの時間微分値で、公転角速度〔rad/秒〕
ej(π/2):極座標系表示で、ここでは(π/2)乗である為、像振れ速度ベクトルは、X2軸(光軸)から90度回転した方向である事を示している。
↑Vdcxy(O2−X2Y2)
=[fr’axy(raxy−f)−1
−fraxyr’axy(raxy−f)−2]ej(θaxy−θcaxy)
+fr’axy(raxy−f)−1θ’axyej(θaxy+π/2−θcaxy)
−(1+β)fθ’caxyej(π/2)
XY平面時と同様に、ZX平面のカメラ振れのヨーイング角度振れとZ2方向の平行振れ成分を、自転公転振れ式で表現し、その近似式<数式16>で、撮像素子面内のZ2方向像振れ(撮像面横方向像振れ)速度を求めている。これは、上述した数式15と同様の意味の為、ここでは説明を割愛する。
Accy2(O−X2Y2)
≒jraxyθ¨axy(第3項:公転の加速度)
+j2r’axyθ’axy(第4項:コリオリ力)
+jrbaxy(θ’caxy)2sin(θbaxy+π)(第5項:自転の求心力)
+jrbaxyθ¨caxysin(θbaxy+π/2)(第6項:自転の加速度)
+jG・sin(θgxy−π)(第7項:重力加速度成分)
この数式27中の第3項のjraxyθ¨axyは、本実施例1で求めたい公転角速度θ’axyを求める為に必要な成分であり、第3項を、既知のraxyで割り、積分すれば、公転角速度θ’axyが求められる。第4項、第5項、第6項、第7項が、演算に不要な項であり、消去しなければ、公転角速度θ’axyを求める際の誤差成分となってしまう。第4項j2r’axyθ’axyはコリオリ力であり、カメラ光軸方向の振れが少なければ、r’axy≒零となり、無視できる項である。数式27については後でも述べる。
Accx2(O−X2Y2)
≒r¨axy(第1項:光軸方向振れ)
−raxy(θ’axy)2(第2項:公転の求心力)
+rbaxy(θ’caxy)2cos(θbaxy+π)(第5項:自転の求心力)
+rbaxyθ¨caxycos(θbaxy+π/2)(第6項:自転の加速度)
+G・cos(θgxy−π)(第7項:重力加速度成分)
この数式26において、光軸方向振れ補正に必要なのは、第1項r¨axy(光軸方向の加速度)のみである。第2項、第5項、第6項、第7項は、光軸方向振れ補正に不要な成分であり、消去しなければ、光軸であるX2軸方向の加速度r¨axyを求める際の誤差成分となってしまう。第2項、第5項、第6項、第7項は、数式27の際と同様な手法で、消去する事が可能である。数式26については後でも述べる。
図3は、本実施例1における像振れ補正装置のISレンズ補正に関する動作の流れを示すフローチャートである。以下、図3に沿って補正レンズ101の補正量演算に関する動作の説明を行う。
これから、自転公転モデル図の説明と、自転公転振れ式の説明を行う。先ず、この像振れ補正装置の座標系の説明を行う。
この時、主点Aの位置を極座標系から直交座標系に変換する式は以下の式である。図6(b)は直交座標系で表示したものである。
Xa=rasinψa×cosθa
Ya=rasinψa×sinθa
Za=racosψa
(投影座標系の説明)
次にベクトル↑Raを、X9Y9平面に投影した際の座標表現と、Z9X9平面に投影した際の座標表現を図7で説明する。図7で、移動座標系O4‐X4Y4Z4の説明をする。主点Aには、移動座標系O4‐X4Y4Z4も配置されている。主点Aに原点O4を固定する。即ち、主点Aの移動に伴って原点O4も移動する。座標軸+X4は座標軸+X9と常に平行に配置し、座標軸+Y4は座標軸+Y9と常に平行に配置する。この平行性は、主点Aが移動した際も保たれる様にする。主点Aでの重力加速度ベクトル↑Gの方向は、座標軸Y9のマイナス方向である。
位置ベクトル:
↑R(t)=r(t)ejθ(t)
=↑R
=rejθ
=rcosθ+jrsinθ
この実数項rcosθがX方向成分であり、この虚数項jrsinθがY方向成分である。直交座標系で表示すれば、X方向成分が、Ax=rcosθで、Y方向成分が、Ay=rsinθである。
速度ベクトル:
↑V(t)=↑R’
=r’ejθ+rθ’ej(θ+π/2)
直交座標系で表示すれば、
X方向成分が、Vx=A’x=r’cosθ +rθ’cos(θ+π/2)
Y方向成分が、Vy=A’y=r’sinθ +rθ’sin(θ+π/2)
である。
加速度ベクトル:
↑R¨=r¨ejθ+rθ’2ej(θ+π)
+rθ¨ej(θ+π/2)+2r’θ’ej(θ+π/2)
但し、
第1項:r¨ejθは長さrの変化の加速度成分
第2項:rθ’2ej(θ+π)は求心力成分
第3項:rθ¨ej(θ+π/2)は角加速度成分
第4項:2r’θ’ej(θ+π/2)はコリオリ力成分である。
X方向成分A¨x:
A¨x=r¨cosθ+rθ’2cos(θ+π)+rθ¨cos(θ+π/2)
+2r’θ’cos(θ+π/2)
Y方向成分: A¨y:
A¨y=r¨sinθ +rθ’2sin(θ+π)+rθ¨sin(θ+π/2)
+2r’θ’sin(θ+π/2)
図13で、カメラをXY平面に投影した際の、二次元XY座標系において、本発明の理論式の説明を行う。図13で、二次元XY座標系の座標系や記号の設定も説明する。一部既に説明した内容も含めて説明する。
↑Vdaxy(O−XY)
=↑R’daxy(O−XY)
=r’daxyejθaxy+rdaxyθ’daxyej(θaxy+π/2)
=r’daxyejθaxy+rdaxyθ’axyej(θaxy+π/2)
∵θ’daxy=θ’axy
固定座標系O−XYにおける撮像素子中心Cの移動速度ベクトル↑Vcaxy(O−XY)は、下記の数式06にて求められる。
↑Vcaxy(O−XY)
=↑R’caxy(O−XY)
=r’caxyejθcaxy+rcaxyθ’caxyej(θcaxy+π/2)
=rcaxyθ’caxyej(θcaxy+π/2)
∵r’caxy=0
幾何光学の結像式より、数式07が導かれる。
1/f=1/raxy+1/rdaxy
但し
f:この光学系の焦点距離
数式07を変形する。
rdaxy=fraxy/(raxy−f)
=fraxy(raxy−f)−1
r’daxy=fr’axy(raxy−f)−1
−fraxyr’axy(raxy−f)−2
以上の式より、固定座標系O−XYにおける、点Cに対する結像点Dの相対移動速度ベクトル↑Vdcxy(O−XY)は、下記の数式08により求められる。
↑Vdcxy
=↑R’dcxy
=↑Vdxy−↑Vcxy
=(↑Vdaxy+↑Vaxy)−(↑Vcaxy+↑Vaxy)
=↑Vdaxy−↑Vcaxy
=r’daxyejθaxy+rdaxyθ’axyej(θaxy+π/2)
−rcaxyθ’caxyej(θcaxy+π/2)
=[fr’axy(raxy−f)−1−fraxyr’axy(raxy−f)−2]ejθaxy
+fraxy(raxy−f)−1θ’axyej(θaxy+π/2)
−rcaxyθ’caxyej(θcaxy+π/2)
スカラーrcaxyと、スカラーraxy(t=0)の関係は、下記の数式09により求められる。
rcaxy
=rdaxy(t=0)
=f・raxy(t=0)・(raxy(t=0)−f)−1
=(1+β)f
上記式の代入により、固定座標系O−XYにおける相対移動速度ベクトル↑Vdcxy(O−XY)は、下記の数式10により求められる。
↑Vdcxy(O−XY)
=[fr’axy(raxy−f)−1−fraxyr’axy(raxy−f)−2]
ejθaxy
+fraxy(raxy−f)−1θ’axyej(θaxy+π/2)
−(1+β)f・θ’caxyej(θcaxy+π/2)
次に、固定座標系O−XYからカメラ上に固定されている移動座標系O2−X2Y2に座標変換する。それは、ベクトル↑Vdcxy(O−XY)を自転角度(−θcaxy)分だけ回転させればよい。よって、カメラ上に固定された移動座標系O2−X2Y2における、像振れ速度ベクトル↑Vdcxy(O2−X2Y2)は、下記の数式11により求められる。
↑Vdcxy(O2−X2Y2)
=Vdcxy(O−XY)ej(−θcaxy)
=[fr’axy(raxy−f)−1
−fraxyr’axy(raxy−f)−2]ej(θaxy−θcaxy)
+fraxy(raxy−f)−1θ’axyej(θaxy+π/2−θcaxy)
−(1+β)f・θ’caxyej(θcaxy+π/2−θcaxy)
さらに整理すると、前述した数式12となる。この移動座標系O2−X2Y2における像振れ速度ベクトル↑Vdcxy(O2−X2Y2)は、カメラの撮像面に対する相対像振れ速度であるから、実際に画像として記録される像振れ運動を厳密に表している厳密式である。この厳密式で、虚数部分すなわち座標軸Y2方向成分が撮像面内でカメラの上下方向の像振れ成分である。また、数式12の実数部分すなわち座標軸X2方向成分がカメラの光軸方向の像振れ成分であり、一般に言うところのピンボケが発生する成分である。
raxy≒(1+β)f/β
変形すると、raxy−f≒f/β
∵f・raxy/(raxy−f)
=f・(1+β)(f/β)/(f/β)
=f・(1+β)
となる。これと、r’axy≒0と、θaxy+π/2−θcaxy≒π/2とをVdcxy(O2−X2Y2)に代入すると、下記の数式14が導かれる。
↑Vdcxy(O2−X2Y2)
=Vdcxy(O−XY)ej(−θcaxy)
≒[f・零(raxy−f)−1
−fraxy・零(raxy−f)−2]ej(θaxy−θcaxy)
+(1+β)fθ’axyej(π/2)
−(1+β)fθ’caxyej(π/2)
≒−(1+β)f(θ’caxy−θ’axy)ej(π/2)
よって、XY平面内の移動座標系O2−X2Y2における像振れ速度ベクトル↑Vdcxy(O2−X2Y2)の近似理論式は、前述した数式15となる。数式15の右辺の像振れベクトルの方向を示す成分がej(π/2)であるから、像振れの方向は、X2軸から90度方向のY2軸方向である。θ’caxyは主点A中心の自転角速度、θ’axyは固定座標系原点Oを中心とした主点Aの公転角速度である。βはこの光学系の撮影像倍率、fは実焦点距離である。(1+β)fとは、像側焦点距離のことである。よって、この近似式は、撮像面内のY2方向の像振れ速度が、−像側焦点距離×(自転角速度から公転角速度を引いた値)であることを意味している。
↑Vdczx(O2−X2Y2)
≒−(1+β)f(ζ’cazx−ζ’azx)ej(π/2)
数式16の右辺の像振れベクトルの方向を示す成分がej(π/2)であるから、像振れの方向は、X2軸から90度方向のZ2軸方向である。ζ’cazxは主点A中心の自転角速度、ζ’azxは固定座標系原点Oを中心とした主点Aの公転角速度である。βはこの光学系の撮影像倍率、fは実焦点距離である。(1+β)fとは、像側焦点距離のことである。よって、この近似式は、撮像素子面内のX2方向の像振れ速度が、−像側焦点距離×(自転角速度から公転角速度を引いた値)であることを意味している。
↑R¨a(O−XY)
=r¨axyejθ axy(第1項:長さraの変化の加速度成分)
+raxy(θ’axy)2ej(θaxy+π)(第2項:求心力成分)
+raxyθ¨axyej(θaxy+π/2)(第3項:角加速度成分)
+2r’axyθ’axyej(θaxy+π/2)(第4項:コリオリ力成分)
+G・ej(θgxy−π)(重力Gの加速度成分)
(ここで、重力Gは、加速度計121に対して反力として働くため、重力方向を示す角度θgxyから180度差し引いている。)
固定座標系O−XYでの、主点Aに対する点Bの相対加速度ベクトル↑R¨baxy(O−XY)を求めて行く。先ずは、相対位置ベクトル↑Rbaxy(O−XY)を下記の数式18により求める。
↑Rbaxy(O−XY)=rbaej(θba+θca)
数式18を時間tで一階微分すると、速度ベクトルが求められる。点AとBは同一の剛体上に固定されている為、
rbaxy=一定値で、r’baxy=零、θbaxy=一定値で、θ’baxy=零、θ’caxy=自転成分(変数)より、相対速度ベクトル↑R’baxy(O−XY)が下記の数式19により求められる。
↑Rbaxy(O−XY)
=r’baxy ej(θbaxy+θcaxy)
+rbaxy(θ’baxy+θ’caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
=(零)ejθbaxy
+rbaxy(零+θ’caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
=rbaxy(θ’caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
次に、加速度ベクトルを求める。固定座標系O−XYにおいて、点Aに対する、点B(加速度計位置)の相対加速度ベクトル↑R¨baxy(O−XY)を下記の数式20により求める。
↑R¨baxy(O−XY)
=r¨baxyej(θbaxy+θcaxy)
+rbaxy(θ’baxy+θ’caxy)2ej(θbaxy+θcaxy+π)
+rbaxy(θ¨baxy+θ¨caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
+2r’baxy(θ’baxy+θ’caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
=(零)ej(θbaxy +θcaxy )
+rbaxy(零+θ’caxy)2ej(θbaxy+θcaxy+π)
+rbaxy (零+θ¨caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
+2(零)(零+θ’caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
=rbaxy(θ’caxy)2ej(θbaxy+θcaxy+π)
+rbaxy(θ¨caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
(=求心力+角加速度分)
この式値が、加速度計121が理想位置である主点Aに対して実際取付けた位置Bで在るが為の、運動ベクトル誤差分である。
位置ベクトル:
↑Rbxy(0−XY)
=rbxyejθbxy
=↑Raxy+↑Rbaxy
=raxyejθaxy+rbaxyej(θbaxy+θcaxy)
<数式22>
速度ベクトル:
↑R’bxy(0−XY)
=r’bxyejθbxy+rbxyθ’bxyej(θbxy+π/2)
=↑R’axy+↑R’baxy
=r’axyej(θaxy)+raxyθ’axyej(θaxy+π/2)
+rbaxy(θ’caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
<数式23>
加速度ベクトル:
↑R¨bxy(O−XY)
=↑R¨axy+↑R¨baxy
=r¨axyejθaxy
+raxy(θ’axy)2ej(θaxy+π)
+raxyθ¨axyej(θaxy+π/2)
+2r’axyθ’axyej(θaxy+π/2)
+rbaxy(θ’caxy)2ej(θbaxy+θcaxy+π)
+rbaxy(θ¨caxy)ej(θbaxy+θcaxy+π/2)
+G・ej(θgxy−π)
次は、移動座標系O2−X2Y2での、点Bの加速度↑R¨bxy(O2−X2Y2)を計算する。これは、算出したい加速度の大きさ(スカラー)は、被写体の存在する固定座標系O−XYZである。また、移動座標系O2−X2Y2に対して加速度は固定されていて、加速度計121の3軸がX2軸方向、Y2軸方向、Z2軸方向を向いていて、加速度成分は移動座標系O2−X2Y2Z2の座標軸方向で表現する必要がある為である。
加速度計出力:
↑Acc(O−X2Y2)
=↑R¨bxy(O−XY)ej(‐θcaxy)
=r¨axyej(θaxy−θcaxy)(第1項:光軸方向振れ)
+raxy(θ’axy)2ej(θaxy−θcaxy+π)(第2項:公転の求心力)
+raxyθ¨axyej(θaxy−θcaxy+π/2)(第3項:公転の加速度)
+2r’axyθ’axyej(θaxy−θcaxy+π/2)(第4項:コリオリ力)
+rbaxy(θ’caxy)2ej(θbaxy+θcaxy−θcaxy+π)(第5項:自転の求心力)
+rbaxy(θ¨caxy)ej(θbaxy+θcaxy−θcaxy+π/2)(第6項:自転の加速度)
+G・er¨j(θgxy−π−θcaxy)(第7項:重力加速度成分)
近似条件を代入して、近似式を求める。公転角速度θ’axyと自転角速度θ’caxyが、零中心の微小振動(±)で、θaxy≒零、θcaxy≒零、と限定条件をつける。また、スカラーraxyは微小に変化するとして、r’axy=有限値、r¨axy=有限値、θbaxy=π/2±π/4以内程度と仮定する。
加速度計出力:
↑Acc(O−X2Y2)
=↑R¨bxy(O−XY)ej(‐θcaxy)
≒r¨axyej(零−零)(第1項:光軸方向振れ)
+raxy(θ’axy)2ej(零−零+π)(第2項:公転の求心力)
+raxyθ¨axyej(零−零+π/2)(第3項:公転の加速度)
+2r’axy θ’axyej(零−零+π/2)(第4項:コリオリ力)
+rbaxy(θ’caxy)2ej(θbaxy+零+π)(第5項:自転の求心力)
+rbaxy(θ¨caxy)ej(θbaxy+零+π/2)(第6項:自転の加速度)
+G・ej(θgxy−π−零)(第7項:重力加速度成分)
この実数部がX2軸方向の加速度計出力Accx2で、虚数部がY2軸方向の加速度計出力Accy2である。上記の極座標系表示を、直行座標系表示のX2成分とY2成分に分解する。
X2軸方向の加速度計出力:
Accx2(O−X2Y2)
≒+r¨axy(第1項:光軸方向振れ)
−raxy(θ’axy)2(第2項:公転の求心力)
+rbaxy(θ’caxy)2cos(θbaxy+π)(第5項:自転の求心力)
+rbaxyθ¨caxycos(θbaxy+π/2)(第6項:自転の加速度)
+G・cos(θgxy−π)(第7項:重力加速度成分)
この数式26において、光軸方向振れ補正に必要なのは、第1項r¨axyのみである。第2項、第5項、第6項、第7項は、光軸方向振れ補正に不要な成分であり、消去しなければ、光軸であるX2軸方向の加速度r¨axyを求める際の誤差成分となってしまう。第2項、第5項、第6項、第7項は、次の数式27の際と同様な手法で、消去する事が可能である。
Y2軸方向の加速度計出力:
Accy2(O−X2Y2)
≒jraxyθ¨axy(第3項:公転の加速度)
+j2r’axyθ’axy(第4項:コリオリ力)
+jrbaxy(θ’caxy)2sin(θbaxy+π)(第5項:自転の求心力)
+jrbaxyθ¨caxysin(θbaxy+π/2)(第6項:自転の加速度)
+jG・sin(θgxy−π)(第7項:重力加速度成分)
Y2軸方向の加速度計出力Accy2(O−X2Y2)の各項の説明をする。第3項のjraxyθ¨axyは、本実施例で求めたい公転角速度θ’axyを求める為に必要な成分であり、第3項を既知のraxyで割り、積分すれば、公転角速度θ’axyが求められる。第4項j2r’axyθ’axyはコリオリ力であり、カメラ光軸方向の振れが少なければ、r’axy≒零となり、無視できる項である。第5項と第6項は、加速度計121を理想的な主点位置Aに配置できず、点Bに配置した為、この加速度計出力Accy2(O−X2Y2)に含まれる誤差成分である。
撮影光学系105が本発明の撮影光学系に、角速度センサ130が角速度検出手段に、加速度計121が加速度検出手段に、それぞれ相当する。レンズCPU106が撮影光学系の主点位置Aを算出する主点位置算出手段に相当する。自転角速度演算部301が、角速度検出手段の出力に基づいて、撮影光学系の主点中心の自転角速度成分を演算する自転角速度演算手段に相当する。公転角速度演算部304が、加速度検出手段の出力と自転角速度演算手段の演算結果に基づいて、被写体中心の公転角速度成分を演算し、主点位置算出手段により算出された主点位置に応じて、演算した公転角速度成分を補正する公転角速度演算手段に相当する。IS制御部108が制御手段に相当する。自転公転差分振れ量演算部305が、自転角速度成分と公転角速度成分の差分に基づいて自転公転差分値を演算する自転公転差分演算手段に相当する。
304 公転角速度演算部
305 自転公転差分振れ量演算部
402 光軸方向振れ速度演算部
θ’caxy 主点A中心の自転角度θcaxyの時間微分値で、自転角速度〔
rad/秒〕
θ’axy 原点O中心の公転角度θaxyの時間微分値で、公転角速度〔r
ad/秒〕
Claims (12)
- 被写体を撮影する撮影光学系による像の振れを補正する像振れ補正装置であって、
前記像振れ補正装置に加わる角速度を検出して出力する角速度検出手段と、
前記像振れ補正装置に加わる加速度を検出して出力する加速度検出手段と、
前記撮影光学系の主点位置を算出する主点位置算出手段と、
前記角速度検出手段の出力に基づいて、前記撮影光学系の主点中心の自転角速度成分を演算する自転角速度演算手段と、
前記加速度検出手段の出力と前記自転角速度演算手段の演算結果に基づいて、前記被写体中心の公転角速度成分を演算し、前記主点位置算出手段により算出された主点位置に応じて、演算した前記公転角速度成分を補正する公転角速度演算手段と、
前記自転角速度成分と補正された前記公転角速度成分の差分に基づいて像振れ補正制御を行う制御手段とを有することを特徴とする像振れ補正装置。 - 前記主点位置算出手段により算出された主点位置に応じて前記公転角速度成分を補正する補正値が、記憶されている記憶手段を有することを特徴とする請求項1に記載の像振れ補正装置。
- 前記主点位置算出手段により算出された主点位置に応じて前記公転角速度成分を補正する補正式が、記憶されている記憶手段を有することを特徴とする請求項1に記載の像振れ補正装置。
- 前記記憶手段は、前記撮影光学系の主点位置と前記加速度検出手段の相対位置情報を記憶していることを特徴とする請求項2または3に記載の像振れ補正装置。
- 前記相対位置情報から算出される相対位置と前記自転角速度成分とにより計算される第1の補正成分と、前記相対位置情報から算出される相対位置と前記自転角速度成分の微分値とにより計算される第2の補正成分の少なくともいずれかで、演算した前記公転角速度成分を補正することを特徴とする請求項4に記載の像振れ補正装置。
- 前記自転角速度成分と補正された前記公転角速度成分の差分に基づいて自転公転差分値を演算する自転公転差分演算手段を更に有し、
前記制御手段は、前記自転公転差分値に基づき像振れ補正制御を行うことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の像振れ補正装置。 - 前記自転角速度成分に対する補正された前記公転角速度成分の自転公転角速度比を演算する自転公転角速度比演算手段を有し、
前記公転角速度演算手段は、リアルタイムで演算されている自転角速度成分と前記自転公転角速度比演算手段によって演算された前記自転公転角速度比との積によって、前記公転角速度成分を推定演算することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の像振れ補正装置。 - 前記自転公転角速度比演算手段は、前記自転公転角速度比が所定値を超える場合は、該自転公転角速度比を規定の定数とすることを特徴とする請求項7に記載の像振れ補正装置。
- 前記制御手段は、前記自転公転角速度比が所定の値より大きいときは、前記自転公転差分値に基づき像振れ補正制御を行い、前記自転公転角速度比が所定の値以下のときは、前記自転角速度成分に基づき像振れ補正制御を行うことを特徴とする請求項7または8に記載の像振れ補正装置。
- 前記制御手段は、前記撮影光学系の像倍率が所定の値以上のときは、前記自転公転差分値に基づき像振れ補正制御を行い、前記撮影光学系の像倍率が所定の値未満のときは、前記自転角速度成分に基づき像振れ補正制御を行うことを特徴とする請求項6ないし9のいずれか1項に記載の像振れ補正装置。
- 前記像振れ補正装置に加わる加速度のうちの光軸方向成分を検出する光軸方向加速度検出手段と、
前記像振れ補正装置に加わる振れのうちの光軸方向成分を補正する光軸方向振れ補正制御手段を更に有し、
前記光軸方向振れ補正制御手段は、前記加速度のうちの光軸方向成分に基づき光軸方向振れ補正制御を行うことを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の像振れ補正装置。 - 請求項1ないし11のいずれか1項に記載の像振れ補正装置を具備することを特徴とする撮像装置。
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---|---|---|---|---|
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WO2017158922A1 (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 富士フイルム株式会社 | 変倍光学システムおよびその制御方法 |
WO2018070468A1 (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 富士フイルム株式会社 | ブレ補正装置、撮像装置、及びブレ補正方法 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07225405A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-08-22 | Nikon Corp | 像振れ補正カメラ |
JP2004295027A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Nikon Corp | ブレ補正装置 |
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Family Cites Families (3)
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---|---|---|---|---|
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WO2009060624A1 (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Panasonic Corporation | カメラ、カメラシステムおよびカメラ本体 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07225405A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-08-22 | Nikon Corp | 像振れ補正カメラ |
JP2004295027A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Nikon Corp | ブレ補正装置 |
JP2007058160A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-03-08 | Olympus Imaging Corp | カメラシステム |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017173801A (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-28 | リコーイメージング株式会社 | 撮影装置及び画像投影装置の振れ補正装置、並びに振れ補正方法 |
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