JP2012042589A - Image shake correction mechanism, lens barrel, and image sensor - Google Patents
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Description
本発明は、像振れ補正機構、レンズ鏡筒、および撮像装置に関し、特にマクロ撮影時に像振れ補正の効果を得ることを目的とした像振れ補正機構、およびそれを用いたレンズ鏡筒並びに撮像装置に関する。 The present invention relates to an image blur correction mechanism, a lens barrel, and an imaging apparatus, and more particularly to an image blur correction mechanism for obtaining an image blur correction effect during macro photography, and a lens barrel and an imaging apparatus using the same. About.
近年の撮像装置、とりわけ一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラにおいては、撮影者の手振れに起因する像振れを補正する機構が搭載されているものがある。 Some recent imaging apparatuses, particularly single-lens reflex cameras, compact cameras, and video cameras, are equipped with a mechanism for correcting image blur caused by camera shake of a photographer.
このような像振れ補正機構は、主にコンパクトデジタルカメラに用いられる電子的像振れ補正機構と、主に一眼レフカメラに用いられる光学的像振れ補正機構とがある。 Such an image blur correction mechanism includes an electronic image blur correction mechanism mainly used for a compact digital camera and an optical image blur correction mechanism mainly used for a single-lens reflex camera.
電子的像振れ補正機構は、デジタルカメラによって取得される画像の出力領域を像振れに合わせてシフトすることで像振れの少ない画像を生成する機構である。また電子的像振れ補正機構として、複数の画像を電子的に合成する機構もある。これらは、機械的に付加する要素が極めて少ないため、機構的に省スペースであることが特に求められるコンパクトデジタルカメラやカメラ機能を搭載した携帯電話に搭載されることが多い。一方、電子的像振れ補正機構は、処理そのものに時間がかかったり、複数の画像から像振れの少ない画像を生成する処理の過程で解像感が失われたりする課題がある。そのため、より解像感を失わない画像処理工程の開発やより高速な画像処理チップの開発が行われている。 The electronic image blur correction mechanism is a mechanism that generates an image with less image blur by shifting an output region of an image acquired by a digital camera in accordance with the image blur. There is also a mechanism for electronically synthesizing a plurality of images as an electronic image blur correction mechanism. These elements are often mounted on a compact digital camera or a mobile phone equipped with a camera function, which is particularly required to have a space-saving mechanism because there are very few mechanically added elements. On the other hand, the electronic image blur correction mechanism has a problem that the processing itself takes time, or the sense of resolution is lost in the process of generating an image with less image blur from a plurality of images. Therefore, development of an image processing process that does not lose a sense of resolution and development of a higher-speed image processing chip have been performed.
光学的像振れ補正機構は、像振れを補正するために光軸を偏心させるレンズおよびレンズ群(以下、補正レンズ)と、補正レンズを移動するためのアクチュエータと、補正レンズの現在位置を検出する位置センサと、撮像装置に加わる撮影者の手振れを検出する振動センサと、撮影者の手振れによる像振れを打ち消すように補正レンズの移動を制御するCPU(以下、像振れ補正CPU)から成る。また、デジタルカメラにおいては、レンズの代わりに撮像素子を移動させるものもある。 The optical image shake correction mechanism detects a lens and a lens group that decenters an optical axis in order to correct image shake (hereinafter referred to as a correction lens), an actuator that moves the correction lens, and a current position of the correction lens. The image sensor includes a position sensor, a vibration sensor that detects camera shake of the photographer applied to the imaging apparatus, and a CPU that controls the movement of the correction lens so as to cancel image shake caused by camera shake of the photographer (hereinafter referred to as image shake correction CPU). Some digital cameras move an image sensor instead of a lens.
ここで、光学的像振れ補正装置の仕組みについて詳述する。 Here, the mechanism of the optical image shake correction apparatus will be described in detail.
補正レンズは、レンズ鏡筒内に配置されるレンズ光学系の少なくとも一枚のレンズであり、光軸と直交する面内において移動可能に保持されている。補正レンズを移動することで像面上の結像位置が一定に保たれ、像振れの少ない画像が撮影できる。 The correction lens is at least one lens of a lens optical system disposed in the lens barrel, and is held movably in a plane orthogonal to the optical axis. By moving the correction lens, the imaging position on the image plane is kept constant, and an image with little image blur can be taken.
補正レンズを移動するためのアクチュエータは、補正レンズを高速・高精度に移動すると共に一定の位置に保持し続けるために、十分な推力と応答性を兼ね備えたものが用いられる。通常用いられるのはボイスコイルモータ(以下、VCM)であり、補正レンズを保持する鏡枠か、像振れ補正機構のユニット側にコイルが設けられ、対応する位置に設けられた永久磁石を一組とし、補正レンズの外側に少なくとも2組以上配置され、補正レンズの移動を行う。 As the actuator for moving the correction lens, an actuator having sufficient thrust and responsiveness is used in order to move the correction lens with high speed and high accuracy and to keep it at a fixed position. A voice coil motor (hereinafter referred to as “VCM”) is usually used. A coil is provided on the lens frame holding the correction lens or on the unit side of the image blur correction mechanism, and a set of permanent magnets provided at corresponding positions. At least two sets are arranged outside the correction lens, and the correction lens is moved.
補正レンズの現在位置を検出する位置センサは、アクチュエータに用いられるボイスコイルモータの磁束密度を検出するホール素子や、像振れ補正機構のユニット側に設けられ、補正レンズを保持する鏡枠に設けられた赤外発光ダイオードの発光を捉える光位置センサなどが用いられる。 A position sensor that detects the current position of the correction lens is provided on the Hall element that detects the magnetic flux density of the voice coil motor used for the actuator or on the unit side of the image blur correction mechanism, and is provided on the lens frame that holds the correction lens. An optical position sensor that captures light emitted from the infrared light emitting diode is used.
撮像装置に加わる撮影者の手振れを検出する振動センサは、角速度センサまたは加速度センサが用いられる。どちらのセンサを用いる場合も通常2つで一組の構成とし、ピッチ方向とヨー方向または左右シフト方向と上下シフト方向の振動を検出し、撮像装置に加わる撮影者の手振れの情報として手振れ補正CPUに出力する。 An angular velocity sensor or an acceleration sensor is used as a vibration sensor for detecting a camera shake of a photographer applied to the imaging apparatus. When either sensor is used, usually two are used as one set, and vibrations in the pitch direction and yaw direction or left and right shift direction and up and down shift direction are detected, and a camera shake correction CPU is used as camera shake information applied to the imaging device. Output to.
また振動センサは、撮像装置の種類によっても使い分けられている。これは、振動センサの検出できる振動が、加速度センサが撮像面に対して平行な方向のシフト振れを検出するのに対し、角速度センサは撮像面が傾く方向の角度振れを検出するためであり、撮像装置の特性によって発生する手振れが異なることに起因する。 Further, the vibration sensor is selectively used depending on the type of the imaging device. This is because the vibration that can be detected by the vibration sensor detects shift shake in the direction parallel to the imaging surface while the acceleration sensor detects angular shake in the direction in which the imaging surface tilts, This is due to the difference in camera shake that occurs depending on the characteristics of the imaging apparatus.
一般的に、携帯電話など小型の撮像装置については加速度センサが用いられている。一方一眼レフカメラやビデオカメラなど大型の撮像装置には角速度センサが用いられるのが一般的である。像振れ補正機構の黎明期には、両方のセンサを搭載したものもあったが、現在では一般的ではない。 In general, an acceleration sensor is used for a small imaging device such as a mobile phone. On the other hand, an angular velocity sensor is generally used for a large imaging device such as a single-lens reflex camera or a video camera. In the early days of the image blur correction mechanism, there were some equipped with both sensors, but this is not common at present.
補正レンズの移動を制御するCPUは、振動センサの出力より像振れの防止に必要な補正レンズの目標値を算出し、位置センサの出力より補正レンズの現在位置を特定し、これらの差分から補正レンズの移動量を決定する。決定された移動量に基づいて補正レンズを移動するようにアクチュエータを制御し、補正レンズを移動する。 The CPU that controls the movement of the correction lens calculates the target value of the correction lens necessary to prevent image blur from the output of the vibration sensor, specifies the current position of the correction lens from the output of the position sensor, and corrects from these differences Determine the amount of lens movement. The actuator is controlled to move the correction lens based on the determined movement amount, and the correction lens is moved.
光学的像振れ補正装置はこのような動作を高速で繰り返し、像振れ補正を行っている。 The optical image blur correction apparatus repeats such an operation at high speed to perform image blur correction.
ところで、手振れは通常1Hz〜10Hzの周波数を有する振動であり、周波数・振幅ともに変化する複雑な振動であるといえる。解析のために手振れを成分に分解すると、シフト振れと角度振れに分解できる。さらに各々について成分に分解すると、角度振れはピッチとヨーとロールの合成、シフト振れは前後と左右と上下の合成と見なすことが出来る。 By the way, hand shake is vibration having a frequency of 1 Hz to 10 Hz, and it can be said that it is a complicated vibration that changes in both frequency and amplitude. If camera shake is broken down into components for analysis, it can be broken down into shift shake and angular shake. Further, when each component is broken down into components, angular shake can be regarded as a combination of pitch, yaw and roll, and shift shake can be regarded as a combination of front and rear, left and right, and top and bottom.
一般に撮影倍率が0.1倍以下の場合は、角度振れの補正のみで像振れ補正は十分行われるが、撮影倍率がそれよりも大きくなると、シフト振れの影響が大きくなることがわかっている。 In general, when the photographing magnification is 0.1 times or less, image blur correction is sufficiently performed only by correcting the angular shake, but it is known that the influence of shift shake becomes large when the photographing magnification is larger than that.
さらに、撮影倍率が大きくなるに連れてピント方向(撮影光軸方向)の振れの影響も大きくなる。これは、シフト振れが撮影倍率に比例して像面上でのずれとして発生し、またピント方向の振れは撮影倍率の二乗に比例してピントのずれとして発生するためである。 Further, as the photographing magnification increases, the influence of the shake in the focus direction (the direction of the photographing optical axis) increases. This is because shift shake occurs as a shift on the image plane in proportion to the shooting magnification, and shake in the focus direction occurs as a focus shift in proportion to the square of the shooting magnification.
このため、従来一眼レフカメラの像振れ補正機構には角速度センサが用いられるところ、マクロレンズのような撮影倍率の高い光学機器において、角速度センサに加えて加速度センサをも用い、2種類の振動センサによって検出した手振れの振動から像振れ補正量を算出する機構が提案されている(例えば特許文献1)。 For this reason, an angular velocity sensor is conventionally used for an image blur correction mechanism of a single-lens reflex camera. In an optical apparatus having a high photographing magnification such as a macro lens, an acceleration sensor is used in addition to the angular velocity sensor, and two types of vibration sensors are used. There has been proposed a mechanism for calculating an image blur correction amount from the vibration of the camera shake detected by the method (for example, Patent Document 1).
特許文献1に示す発明は、振れ合成部において振れ変位演算部で算出された加速度センサ出力を基にした平行振れ変位量と角速度センサによる検出結果から求められた角度振れ変位量(ピッチ、ヨー方向)とから、補正レンズの駆動量(振れ補正量)を決定する。より具体的には、X方向の平行振れによる振れ変位量と、ヨー方向の角度振れによる像面上での振れ変位量とを合成し、かつY方向の平行振れによる振れ変位量とピッチ方向の角度振れによる像面上での振れ変位量とをそれぞれ合成する。そして、合成された振れ変位量から、補正レンズの駆動量および方向を決定する。 In the invention shown in Patent Document 1, an angular shake displacement amount (pitch, yaw direction) obtained from a parallel shake displacement amount based on an acceleration sensor output calculated by a shake displacement calculation unit and a detection result by an angular velocity sensor in a shake synthesis unit. ) To determine the driving amount (shake correction amount) of the correction lens. More specifically, the shake displacement amount due to the parallel shake in the X direction and the shake displacement amount on the image plane due to the angular shake in the yaw direction are combined, and the shake displacement amount due to the parallel shake in the Y direction and the pitch direction displacement are combined. The amount of shake displacement on the image plane due to angular shake is synthesized. Then, the driving amount and direction of the correction lens are determined from the combined shake displacement amount.
また特許文献2に示す発明は、シフト振れをカメラから離れた場所に振れの回転中心がある時の角度振れとみなして求め、別に設けた角速度センサ出力の積分から角度振れを求め、それらの合成信号で振れ補正を行う。 In the invention shown in Patent Document 2, shift shake is obtained as an angular shake when the center of rotation of the shake is at a location away from the camera, and the angular shake is obtained from integration of the angular velocity sensor output provided separately, and their synthesis. Perform shake correction with the signal.
加速度センサの出力は、特に手振れの周波数域において外乱ノイズや温度などの環境変化の影響を受けやすい。特許文献1では、カメラ本体の加速度を検出する加速度センサを設け、加速度センサの出力の二階積分からシフト振れを求めるため、それらの不安定要因はさらに拡大され、シフト振れの高精度な補正が難しいという問題がある。 The output of the acceleration sensor is susceptible to environmental changes such as disturbance noise and temperature, particularly in the frequency range of camera shake. In Patent Document 1, since an acceleration sensor for detecting the acceleration of the camera body is provided and shift shake is obtained from the second order integration of the output of the acceleration sensor, those instability factors are further enlarged, and it is difficult to correct shift shake with high accuracy. There is a problem.
特許文献2の方法では、加速度センサの出力の一階積分の出力から回転半径の算出ができるため、上記のような加速度センサの不安定要因を軽減することができる。 In the method of Patent Document 2, since the radius of rotation can be calculated from the output of the first-order integral of the output of the acceleration sensor, the instability factors of the acceleration sensor as described above can be reduced.
しかし、特許文献1に示された方法では、加速度センサと角速度センサが協働して像振れ補正を行うため、現象に即した補正を可能としている一方で、いずれか一方のセンサを用いた機構よりも演算が複雑であり、手振れに対して応答が遅れるという欠点がある。その一方で、所望の処理速度を得ようとすれば、より高速な演算を可能とするCPUが必要となり、コストアップに直結する。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the image blur correction is performed in cooperation with the acceleration sensor and the angular velocity sensor, the correction according to the phenomenon is possible, but the mechanism using any one of the sensors is possible. The calculation is more complicated than that, and there is a disadvantage that the response is delayed with respect to camera shake. On the other hand, if a desired processing speed is to be obtained, a CPU capable of higher-speed calculation is required, which directly leads to an increase in cost.
また、たとえ演算精度が高いとされる特許文献2に示された方法をもってしても、振れの変位量を算出する中で2つのセンサの誤差が影響を及ぼすことは避けられないため、演算精度の向上には限界がある。特に、高速演算が必要とされる像振れ補正では、演算の過程で近似を多用しているため、さらなる誤差の拡大は避けなくてはならない。 In addition, even if the method disclosed in Patent Document 2 with high calculation accuracy is used, it is inevitable that the error of the two sensors affects the calculation of the shake displacement amount. There is a limit to the improvement. In particular, in image blur correction that requires high-speed computation, since approximation is frequently used in the course of computation, further error enlargement must be avoided.
さらに、このような機構では、従来の機構では想定されていないセンサの入力数や処理があるため、従来の機構で用いていた像振れ補正CPUを流用できない欠点がある。これは、従来の機構で積み上げたチューニングのノウハウなども流用し得ないという不都合がある。 Further, such a mechanism has a drawback that the image blur correction CPU used in the conventional mechanism cannot be diverted because there are the number of inputs and processes of the sensor which are not assumed in the conventional mechanism. This has the inconvenience that the tuning know-how accumulated by the conventional mechanism cannot be diverted.
振動センサに角速度センサを用いた既存の像振れ補正機構から大きく逸脱することがなく、簡便な構成を採ることにより高速な演算を可能としながら、マクロ域での補正効果を得ることができる像振れ補正機構を提供する。
Image blur that does not greatly deviate from the existing image blur correction mechanism that uses an angular velocity sensor as a vibration sensor, and that can achieve high-speed calculation by adopting a simple configuration and can achieve a correction effect in the macro region. A correction mechanism is provided.
請求項1に示す発明は、光学機器に具備される像振れ補正機構であって、像振れ補正のための補正レンズと、前記補正レンズの位置を検出する補正レンズ位置検出手段と、シフト振れを検出するシフト振れ検出手段と、角度振れを検出する角度振れ検出手段と、前記補正レンズを移動する補正レンズ移動手段と、前記光学機器の撮影像倍率を算出する撮影像倍率算出手段と、前記シフト振れ検出手段または前記角度振れ検出手段により検出された振れの信号と前記補正レンズ位置検出の現在位置とから目標位置までの移動量を算出し、前記補正レンズ移動手段を制御する像振れ補正制御手段とを有し、前記像振れ補正制御手段は前記撮影像倍率算出手段によって算出された撮影像倍率に基づいて前記シフト振れ検出手段または前記角度振れ検出手段のいずれか一方の信号を用いて前記補正レンズ移動手段を駆動させることを特徴とする像振れ補正機構である。 The invention described in claim 1 is an image shake correction mechanism provided in an optical apparatus, comprising a correction lens for image shake correction, correction lens position detection means for detecting the position of the correction lens, and shift shake. Shift shake detection means for detecting, angle shake detection means for detecting angular shake, correction lens moving means for moving the correction lens, photographic image magnification calculation means for calculating the photographic image magnification of the optical device, and the shift Image blur correction control means for calculating the amount of movement from the shake signal detected by the shake detection means or the angular shake detection means and the current position of the correction lens position detection to the target position and controlling the correction lens movement means The image shake correction control means includes the shift shake detection means or the angle shake detection means based on the photographed image magnification calculated by the photographed image magnification calculation means. An image blur correction mechanism, characterized in that for driving the correction lens moving means using either one of the signal means.
請求項2に示す発明は、前記像振れ補正制御手段は、前記撮影像倍率算出手段によって算出された撮影像倍率が大きい場合には前記シフト振れ検出手段を、前記撮影像倍率算出手段によって算出された撮影像倍率が小さい場合には前記角度振れ検出手段を用いて前記補正レンズ移動手段を駆動させることを特徴とする請求項1記載の像振れ補正機構である。 According to the second aspect of the present invention, the image shake correction control means calculates the shift shake detection means by the photographic image magnification calculation means when the photographic image magnification calculated by the photographic image magnification calculation means is large. 2. The image blur correction mechanism according to claim 1, wherein when the photographic image magnification is small, the correction lens moving unit is driven using the angular shake detection unit.
請求項3に示す発明は、前記シフト振れ検出手段は加速度センサであることを特徴とする請求項1乃至請求項2いずれかに記載の像振れ補正機構である。 According to a third aspect of the present invention, in the image blur correction mechanism according to any one of the first and second aspects, the shift shake detecting means is an acceleration sensor.
請求項4に示す発明は、前記角度振れ検出手段は角速度センサであることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれかに記載の像振れ補正機構である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image blur correction mechanism according to any one of the first to third aspects, the angular shake detection unit is an angular velocity sensor.
これらの構成により、シフト振れの影響が大きくなるマクロ域において、角度振れを検出する角速度センサからシフト振れを検出する加速度センサにセンサを切り替えることで、マクロ域における補正効果を得ることができる。その一方で、振動センサに角速度センサを用いた既存の像振れ補正機構から大きく逸脱しない簡便な構成を実現する。 With these configurations, in a macro region where the influence of shift shake is large, a correction effect in the macro region can be obtained by switching the sensor from an angular velocity sensor that detects angular shake to an acceleration sensor that detects shift shake. On the other hand, a simple configuration that does not greatly deviate from an existing image blur correction mechanism using an angular velocity sensor as a vibration sensor is realized.
請求項5に示す発明は、請求項1乃至請求項4いずれかに記載の像振れ補正機構を備えたレンズ鏡筒である。 A fifth aspect of the present invention is a lens barrel including the image blur correction mechanism according to any one of the first to fourth aspects.
請求項6に示す発明は、請求項1乃至請求項5いずれかに記載の像振れ補正機構を備えた撮像装置である。 A sixth aspect of the present invention is an image pickup apparatus including the image blur correction mechanism according to any one of the first to fifth aspects.
本発明によれば、振動センサに角速度センサを用いた既存の像振れ補正機構から大きく逸脱することがなく、簡便な構成を採ることにより高速な演算を可能としながら、マクロ域での補正効果を得ることができる像振れ補正機構を提供出来る。
According to the present invention, the correction effect in the macro region can be achieved while allowing a high-speed calculation by adopting a simple configuration without greatly deviating from an existing image blur correction mechanism using an angular velocity sensor as a vibration sensor. An image blur correction mechanism that can be obtained can be provided.
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。 The preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明を適用して構成された一眼レフカメラの要部構造と制御系の概略図である。図1において、1はカメラ本体、3はカメラ本体1に着脱自在に装着されたレンズ鏡筒である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a main part structure and a control system of a single-lens reflex camera constructed by applying the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a camera body, and 3 denotes a lens barrel that is detachably attached to the camera body 1.
レンズ鏡筒3には以下の装置が搭載されている。 The lens barrel 3 is equipped with the following devices.
5はレンズ構成体、7は像振れ補正のための補正レンズ、9は補正レンズの位置を検出する位置センサ、11はシフト振れを検出するための加速度センサ、13は角度振れを検出するための角速度センサ、15は補正レンズを移動するための像振れ補正レンズ駆動装置、17は加速度センサまたは角速度センサによって検出された手振れの振動と補正レンズの現在位置から補正レンズを目標位置まで駆動する移動量を算出して補正レンズ駆動装置を制御する像振れ補正CPU、19は絞り装置、21は絞り装置の駆動源たるモータを駆動する絞りモータ駆動回路、23はフォーカシングレンズ、25はフォーカシングレンズ駆動機構のモータを駆動するフォーカシングモータ駆動回路、27はカメラ本体側のCPU(以下、カメラCPUと略記する)63と情報通信可能なレンズ内蔵のCPU(以下、レンズCPUと略記する)、29はカメラ本体1とレンズ鏡筒3とを機械的に連結するマウントである。 5 is a lens structure, 7 is a correction lens for correcting image shake, 9 is a position sensor for detecting the position of the correction lens, 11 is an acceleration sensor for detecting shift shake, and 13 is for detecting angular shake. An angular velocity sensor, 15 is an image blur correction lens driving device for moving the correction lens, and 17 is a vibration of camera shake detected by the acceleration sensor or the angular velocity sensor, and a movement amount for driving the correction lens from the current position of the correction lens to the target position. Image blur correction CPU for controlling the correction lens driving device by calculating the above, 19 for the aperture device, 21 for the aperture motor drive circuit for driving the motor as the drive source of the aperture device, 23 for the focusing lens, and 25 for the focusing lens drive mechanism A focusing motor drive circuit for driving the motor, 27 is a CPU on the camera body side (hereinafter abbreviated as camera CPU). To) 63 and information communicable lens built-in CPU (hereinafter, abbreviated as lenses CPU), 29 is a mount for mechanically coupling the camera body 1 and the lens barrel 3.
一方、カメラ本体1には以下の装置が搭載されている。 On the other hand, the following device is mounted on the camera body 1.
31は公知のペンタプリズム、33はファインダ接眼レンズ、35はSPC(シリコンフォトダイオード)等から成る公知の測光素子、37は該素子35の出力信号に基づいて被写界輝度を演算する測光回路、39は公知の昇降動可能なミラー、41は前記ミラー39を昇降動させるためのミラー駆動モータ、43は該モータ41を駆動するミラー駆動回路、45はCCDラインセンサ等から成る公知の測距素子、47は該素子45の出力から被写体に対する焦点距離を検出する焦点検出回路、49はシャッター、51は該シャッターの駆動源を制御するシャッター駆動回路、53はフイルムカメラにおけるフイルムあるいはデジタルカメラにおける固体撮像素子が位置する撮像面、55は公知の液晶装置等から成る表示器、57は撮影者によって押し込み動作によって信号を発信するレリーズボタン、59はカメラの露出モード等を切り替えるモードダイヤル、61は電源、63はカメラ本体1とレンズ鏡筒3とを接続するマウント29に設けられた電気接点65を介してシリアル伝送線でレンズCPU27に接続されたカメラCPUである。カメラCPU63はカメラ本体1の各構成部の動作を制御するとともに、レンズCPU27との通信を行う。
31 is a known pentaprism, 33 is a finder eyepiece, 35 is a known photometric element such as an SPC (silicon photodiode), and 37 is a photometric circuit that calculates the field luminance based on the output signal of the
本発明に係る像振れ補正機構は、補正レンズ7、位置センサ9、加速度センサ11、角速度センサ13、像振れ補正レンズ駆動装置15、及び像振れ補正CPU17を有する機構である。
The image shake correction mechanism according to the present invention is a mechanism having a correction lens 7, a
次に、図2のフローチャートを用いて、図1に示したシステムの主要動作を説明する。 Next, the main operation of the system shown in FIG. 1 will be described using the flowchart of FIG.
(ステップ#100)まず、カメラ本体1における電源61がONされると、カメラ本体1からレンズ鏡筒3に電源が供給され、カメラCPU63、レンズCPU27、及び像振れ補正CPU17の通信が開始される。はじめに初期設定が行われ、レンズCPU27は像振れ補正CPU17にレンズ固有の主点間距離を含めた各種情報を送信する。
(Step # 100) First, when the
(ステップ#101)次に、カメラ本体1におけるレリーズボタンが半押し(1stレリーズ)されたか否か判別する。レリーズボタンは通常2段押し込み可能なスイッチとなっており、半押し(1stレリーズ)と全押し(2ndレリーズ)を判別可能な構造である。ここでレリーズボタンが半押しされたと判断するとステップ#103に進み、そうでない場合はステップ#101を繰り返す。
(Step # 101) Next, it is determined whether or not the release button in the camera body 1 has been half-pressed (1st release). The release button is normally a switch that can be pushed in two steps, and has a structure that can discriminate between half-press (1st release) and full-press (2nd release). If it is determined that the release button has been half-pressed, the process proceeds to step # 103. If not,
(ステップ#103)続いて、像振れ補正機構がONされているか否か判別する。像振れ補正機構のONまたはOFFは、カメラ本体1またはレンズ鏡筒3に設けられたスライドスイッチやGUI(グラフィックユーザーインターフェイス)によって選択可能である。ここで像振れ補正機構がONされている場合はステップ#105に進み、OFFの場合はステップ#125に進む。 (Step # 103) Subsequently, it is determined whether or not the image blur correction mechanism is ON. The image blur correction mechanism can be turned on or off by a slide switch or a GUI (graphic user interface) provided on the camera body 1 or the lens barrel 3. If the image blur correction mechanism is ON, the process proceeds to step # 105. If OFF, the process proceeds to step # 125.
(ステップ#105)ステップ#105に進むと、カメラCPU63は測光および焦点検出動作を行い、レンズCPU27は焦点検出結果に基づくフォーカス動作を行うとともに、焦点距離(ズームポジション)及び撮影距離(フォーカスポジション)の検出を行う。
(Step # 105) In
(ステップ#107)続いて、レンズCPU27はステップ#105において検出した焦点距離(ズームポジション)及び撮影距離(フォーカスポジション)を像振れ補正CPU17に送信する。像振れ補正CPU17はレンズCPU27から受信した焦点距離、撮影距離、及び主点間距離から、撮影像倍率を算出する。
(Step # 107) Subsequently, the
ここで、撮影像倍率の算出方法について述べる。 Here, a method of calculating the photographic image magnification will be described.
はじめに、薄肉モデルを例に挙げる。まず、薄肉レンズの焦点距離をf、薄肉レンズの主点から被写体までの距離をa、薄肉レンズの主点から像面までの距離をb、撮影距離をD、被写体の大きさをL、被写体の像面での大きさをlとすると、相似の関係から撮影像倍率Mは式1のようになる。 First, take a thin model as an example. First, the focal length of the thin lens is f, the distance from the main point of the thin lens to the subject is a, the distance from the main point of the thin lens to the image plane is b, the shooting distance is D, the size of the subject is L, the subject If the size on the image plane is 1, the photographed image magnification M is given by Equation 1 because of the similar relationship.
ここで、撮影距離Dは式2のようになる。 Here, the shooting distance D is expressed by Equation 2.
さらに、式3に示す相似の関係から、薄肉モデルの撮影像倍率Mは焦点距離f、撮影距離Dから式4のように表せる。 Furthermore, from the similar relationship shown in Equation 3, the photographic image magnification M of the thin model can be expressed by Equation 4 from the focal length f and the photographic distance D.
ここで、主点間距離hの厚肉モデルとした場合、撮影距離Dは式5のようになる。
Here, in the case of a thick model with a distance h between the principal points, the shooting distance D is expressed by
即ち、厚肉モデルにおける撮影像倍率Mは式6のようになる。 That is, the photographed image magnification M in the thick model is as shown in Equation 6.
よって像振れ補正CPU17は、レンズCPU27から受信した焦点距離f、撮影距離D、及び主点間距離hから、撮影像倍率Mを算出する。
Accordingly, the image
(ステップ#109)ステップ#109に進むと、ステップ#107で算出した撮影像倍率が既定の撮影像倍率よりも大きいか否か判別する。判別の結果、撮影像倍率が所定の値よりも大きかった場合、ステップ#111に進む。判別の結果、撮影像倍率が所定の値よりも大きくなかった場合、ステップ#113に進む。
(Step # 109) In
(ステップ#111)ステップ#111に進むと、像振れ補正CPU17は振動センサの出力を加速度センサ11に設定する。
(Step # 111) In
(ステップ#113)ステップ#113に進むと、像振れ補正CPU17は振動センサの出力を角速度センサ13に設定する。
(Step # 113) In
(ステップ#115)続いてステップ#115に進み、前ステップで設定された振動センサの出力と像振れ補正レンズ位置センサの出力に基づき、像振れ補正駆動を行う。 (Step # 115) Subsequently, the process proceeds to step # 115, and image blur correction driving is performed based on the output of the vibration sensor and the output of the image blur correction lens position sensor set in the previous step.
(ステップ#117)次に、カメラ本体1におけるレリーズボタンが全押し(2ndレリーズ)されたか否か判別する。ここでレリーズボタンが全押しされたと判断するとステップ#119に進み、そうでない場合はステップ#101に戻る。 (Step # 117) Next, it is determined whether or not the release button in the camera body 1 is fully pressed (2nd release). If it is determined that the release button has been fully pressed, the process proceeds to step # 119, and if not, the process returns to step # 101.
(ステップ#119)ステップ#119に進むと、カメラCPU63は露光動作を行い、レンズCPU27は露光動作に合わせて絞り動作を行う。この間も、像振れ補正駆動を行っている。
(Step # 119) In
(ステップ#121)続いて、ステップ#121に進むと、露光動作によって得られた画像データを記録する。 (Step # 121) Subsequently, when the process proceeds to step # 121, the image data obtained by the exposure operation is recorded.
(ステップ#123)ステップ#123に進むと、カメラ本体1における電源がOFFされたか否か判別する。ここでカメラ本体1における電源がOFFされた場合はステップ#127に進み、このフローが終了する。そうでない場合はステップ#101に戻る。
(Step # 123) In
実施例1では、ステップ#107において、像振れ補正CPU17による演算によって撮影像倍率を算出する例を示した。実施例2では、像振れ補正CPU17内に焦点距離、撮影距離、及び主点間距離から、撮影像倍率を決定できるテーブルを格納しておき、像振れ補正CPU17はレンズCPU27から受信した焦点距離、撮影距離、及び主点間距離から、撮影像倍率を決定できる。
In the first embodiment, an example in which the photographed image magnification is calculated by the calculation by the image
実施例2の特長として、実施例1で行ったような複雑な計算を必要としないため、像振れ補正CPU17の処理能力を像振れ補正動作そのものに回すことが出来る。
As a feature of the second embodiment, since the complicated calculation as in the first embodiment is not required, the processing capability of the image
1 カメラ本体
3 レンズ鏡筒
5 レンズ構成体
7 補正レンズ
9 位置センサ
11 加速度センサ
13 角速度センサ
15 像振れ補正レンズ駆動装置
17 像振れ補正CPU
19 絞り装置
21 絞りモータ駆動回路
23 フォーカシングレンズ
25 レンズCPU
29 マウント
31 ペンタプリズム
33 ファインダ接眼レンズ
35 測光素子
37 測光回路
39 ミラー
41 ミラー駆動モータ
43 ミラー駆動回路
45 測距素子
47 焦点検出回路
49 シャッター
51 シャッター駆動回路
53 撮像面
55 表示器
57 レリーズボタン
59 モードダイヤル
61 電源
63 カメラCPU
65 電気接点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera body 3
19
29
65 Electrical contacts
Claims (6)
像振れ補正のための補正レンズと、
前記補正レンズの位置を検出する補正レンズ位置検出手段と、
シフト振れを検出するシフト振れ検出手段と、
角度振れを検出する角度振れ検出手段と、
前記補正レンズを移動する補正レンズ移動手段と、
前記光学機器の撮影像倍率を算出する撮影像倍率算出手段と、
前記シフト振れ検出手段または前記角度振れ検出手段により検出された振れの信号と前記補正レンズ位置検出の現在位置とから目標位置までの移動量を算出し、前記補正レンズ移動手段を制御する像振れ補正制御手段とを有し、
前記像振れ補正制御手段は前記撮影像倍率算出手段によって算出された撮影像倍率に基づいて前記シフト振れ検出手段または前記角度振れ検出手段のいずれか一方の信号を用いて前記補正レンズ移動手段を駆動させることを特徴とする像振れ補正機構。 An image shake correction mechanism provided in an optical apparatus,
A correction lens for image blur correction;
Correction lens position detection means for detecting the position of the correction lens;
Shift shake detection means for detecting shift shake;
Angular shake detection means for detecting angular shake;
Correction lens moving means for moving the correction lens;
A photographic image magnification calculating means for calculating a photographic image magnification of the optical device;
Image blur correction for calculating the amount of movement from the shake signal detected by the shift shake detection means or the angular shake detection means and the current position of the correction lens position detection to the target position, and controlling the correction lens movement means Control means,
The image shake correction control means drives the correction lens moving means using one of the shift shake detection means and the angle shake detection means based on the photographed image magnification calculated by the photographed image magnification calculation means. An image blur correction mechanism characterized in that
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JP2017146626A (en) * | 2017-05-19 | 2017-08-24 | キヤノン株式会社 | Image shake correction device and image shake correction method, imaging device, and optical device |
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