JP2012089960A - Camera equipped with camera shake preventing mechanism - Google Patents

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英記 土橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a camera equipped with a camera shake preventing mechanism allowing a user to easily photograph with only a camera body, thus capable of solving problems in which an equatorial telescope is significantly large sized and inconvenient to carry, and a setting takes labor and time even though photographing without a light trail is possible because tracking of a star motion in synchronous with a diurnal motion of the heavenly body is possible if the equatorial telescope is used when photographing the heavenly body with a long-time exposure.SOLUTION: The camera equipped with the camera shake preventing mechanism comprises processes of: performing a long-time photographing as a preliminary photographing before an actual photographing; calculating a rotation axis and a motion aspect of a subject from a light trail of the obtained photographed image; and driving a camera shake correction at the time of actual photographing so as to cancel a motion of the subject during photographing by using the calculated value.

Description

本発明は長時間露光時の手ぶれ補正機能の制御に関するものである。   The present invention relates to control of a camera shake correction function during long exposure.

近年、カメラには撮影時に撮影者の手ブレを軽減させる目的で手ぶれ補正機構を有するものが増えている。カメラは、レリーズスイッチを押すとシャッタが開き、撮像素子やフィルムが露光されて必要な光量を得るとシャッタが閉じる。手ぶれとはシャッタが開いてから閉じるまでの間、カメラが動くことにより生じるものである。シャッタスピードが遅くなればなる程、シャッタの開いている時間が長いため手ぶれは顕著になってくる。これを軽減させるために、ジャイロ等のセンサを用いてカメラの動きを検地して露光中その動きを打ち消すように被写体像を動かしてあたかも被写体像が動いていないかのようにする。この役目を果たすものが手ぶれ補正機構である。   In recent years, an increasing number of cameras have a camera shake correction mechanism for the purpose of reducing camera shake of a photographer. The camera opens the shutter when the release switch is pressed, and closes the shutter when the image sensor and the film are exposed to obtain a necessary amount of light. Camera shake is caused by the movement of the camera from when the shutter is opened until it is closed. The slower the shutter speed, the more noticeable the camera shake is due to the longer shutter opening time. In order to alleviate this, the movement of the camera is detected using a sensor such as a gyro, and the subject image is moved so as to cancel the movement during exposure, as if the subject image is not moving. What plays this role is the image stabilization mechanism.

デジタルカメラにおける手ぶれ補正機構には光学式(レンズシフト方式)とセンサシフト方式がある。光学式にはレンズシフト方式やバリアングル方式といったものが存在するがレンズシフト方式が採用されているものが多い。レンズシフト方式は、撮影レンズの一部を撮影レンズ光軸に直交する面(撮像面と平行な面)内でレンズを上下左右方向に移動(光軸を偏心させる)することによって撮像素子上に形成される被写体像の位置を移動させることができる。また、バリアングル方式は、撮影レンズ光学系内に頂角を可変することのできるプリズムを備えており、頂角を動かすことでレンズシフト系と同様に撮像素子上に形成される被写体像を移動させるものである。センサシフト方式では、センサを撮影レンズ光軸と垂直な面内で上下左右方向に移動させることで被写体像を捉える位置を移動させる。センサ上での被写体像の移動量はカメラの上下左右の移動量をジャイロ等で検出して撮影レンズの焦点距離から算出する。   There are an optical type (lens shift type) and a sensor shift type as a camera shake correction mechanism in a digital camera. There are optical shift methods such as a lens shift method and a vari-angle method, but a lens shift method is often used. In the lens shift method, a part of the photographic lens is moved on the imaging element by moving the lens in the vertical and horizontal directions (decentering the optical axis) in a plane orthogonal to the photographic lens optical axis (a plane parallel to the imaging surface). The position of the formed subject image can be moved. In addition, the vari-angle method has a prism that can change the apex angle in the photographic lens optical system, and the subject image formed on the image sensor can be moved by moving the apex angle in the same way as the lens shift system. It is something to be made. In the sensor shift method, the position where the subject image is captured is moved by moving the sensor vertically and horizontally in a plane perpendicular to the optical axis of the photographing lens. The amount of movement of the subject image on the sensor is calculated from the focal length of the photographic lens by detecting the amount of movement of the camera in the vertical and horizontal directions using a gyro.

これらの機能は撮影レンズ光軸に対して垂直な面内の上下左右の像ブレを補正することを目的としたもので、さらに、撮影レンズ光軸に対して垂直な面内に中心を持つ回転方向のブレに対して撮像素子を撮影レンズ光軸を中心として回転させる機構をもつようにしたものもある。   These functions are intended to correct up / down / left / right image blur in a plane perpendicular to the optical axis of the photographic lens. Furthermore, the rotation is centered in the plane perpendicular to the optical axis of the photographic lens. Some have a mechanism for rotating the image sensor around the optical axis of the photographic lens with respect to direction blur.

次に、天体の撮影についてであるが、天体を撮影する際は星の光量が微量であることから30秒や1分といった長時間の露光を行うことが多い。天体は地球の自転に合わせて日周運動をしているため、長時間露光すると星は点像にならず光跡となってしまう。これを防止するために赤道儀と呼ばれるものを用いて撮影することがある。   Next, regarding celestial photography, when photographing celestial objects, exposure to a long time such as 30 seconds or 1 minute is often performed due to the small amount of light from the stars. As the celestial body moves in a diurnal motion in accordance with the rotation of the earth, the stars do not become point images but become light trails when exposed for a long time. In order to prevent this, there are cases where photographing is performed using what is called an equator.

赤道儀は日周運動で動く天体の動きに合わせて追尾できるようにしたもので、この上に天体望遠鏡やカメラを設置して使用する。赤道儀には地球の回転に合わせて動く(天の東西に沿って動く)赤経軸とそれに直交する軸で動く(天の南北に沿って動く)赤緯軸の2軸の回転軸を持っている。これらの軸は赤道儀に備えるスコープを用いて天の北極(≒北極星)の方向と角度を使って合わせ、その後に赤経軸と赤緯軸を回転させて見たい星の方向に向ける。天体の日周運動を追う場合は赤経軸のみ回転させればよい。赤経軸を自動で回転するためにモータを備え、24時間で約1周回転するようにして天体を自動追尾するというものもある。   The equatorial mount is designed to be able to track the movement of a celestial object that moves in a diurnal motion, and an astronomical telescope and camera are installed on it. The equatorial mount has two rotation axes: the ecliptic axis that moves with the rotation of the earth (moving along the east and west of the heavens) and the axis of declination (moving along the north and south of the heavens). ing. These axes are aligned with the direction and angle of the celestial North Pole (≈ North Star) using the scope provided for the equatorial mount, and then the red meridian and declination axes are rotated to the direction of the desired star. To follow the diurnal motion of the celestial body, only the red meridian axis needs to be rotated. There is also a motor that automatically rotates the red meridian axis and automatically tracks the celestial body so that it rotates about one round in 24 hours.

また、特許文献1に提案されているものによれば、被写体の明るさからトータルの露光時間を決定し、その露光時間をN回分割露光を行い、画像を平行移動して重ね合わせて1枚の画像とするものである。   Further, according to what is proposed in Patent Document 1, the total exposure time is determined from the brightness of the subject, the exposure time is divided into N exposures, and the images are translated and overlapped to obtain one sheet. This is an image.

特開2003-259184公報JP2003-259184

天体を長時間露光で撮影する際に赤道儀を用いれば天体の日周運動に合わせて星の動きを追尾できるので光跡にならず点像の撮影が可能となる。   When shooting celestial objects with long exposures, the equatorial mount can be used to track the movement of stars in accordance with the diurnal movement of the celestial object, so that it is possible to shoot point images instead of light trails.

しかし、赤道儀はかなり大型のもので、自動追尾機能のあるものはさらに大型であるため常に持ち歩くには不便である。また、セッティングにも手間と時間がかかり正しくできていないと正確に追尾することができないため取扱が非常に難しい。   However, the equatorial mount is quite large, and the one with automatic tracking function is even larger, so it is inconvenient to carry around. Also, setting is time consuming and time consuming, and it is very difficult to handle because it cannot be accurately tracked unless it is done correctly.

また、画像を重ね合わせる場合においても撮影画像の一部しか利用できないという問題がある。   In addition, there is a problem that only a part of the captured image can be used even when images are superimposed.

手ぶれ補正機構を備えたカメラにおいて、本撮影前の予備撮影として長時間撮影を行い、得られた撮影画像の光跡から被写体の回転中心および運動様相を算出し、本撮影時に前記算出された算出値を用いて撮影中に被写体の動きを打ち消すように手ぶれ補正を駆動させるというものである。   In a camera equipped with a camera shake correction mechanism, a long-time shooting is performed as a preliminary shooting before the main shooting, and the rotation center and movement aspect of the subject are calculated from the light trace of the obtained shooting image. The camera shake correction is driven so as to cancel the movement of the subject during photographing using the value.

本発明によれば、赤道儀のような特殊な機材を使用することなくカメラ本体のみで簡単に天体撮影を行うことができる。またセッティングについても専門的な知識が必要ないため手軽に撮影を楽しむことができる。   According to the present invention, astronomical photography can be easily performed using only the camera body without using special equipment such as an equatorial mount. Also, you can enjoy shooting easily because no specialized knowledge is required for the settings.

本発明の第1の実施例を示す図The figure which shows the 1st Example of this invention 手ぶれ防止機構を示す図Diagram showing camera shake prevention mechanism 撮影された天体の画像を示す図Figure showing the image of the celestial object 天体の運動様相を示す図A diagram showing the movement of celestial bodies 予備撮影の状態を示す図Diagram showing the state of preliminary shooting 天体の運動と補正時の状態を示す図Figure showing the movement of the celestial body and the state at the time of correction 本発明の第2の実施例を示す図The figure which shows the 2nd Example of this invention シフトブレのみ補正の場合を示す図Diagram showing the case of correcting only shift blur

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の第1の実施形態を示した図である。101はカメラの動作を制御するための中央演算処理装置であるMPU、102は被写体の画像を結像させるための撮影レンズ群、103は撮影レンズ群で結像させた像を光電変換する撮像装置、104はカメラのブレ量を検出するためのブレ検出装置、105はブレ検出装置で検出されたカメラのブレ量に基づいて撮像面内の上下左右方向のブレ量を補正するためのシフトブレ補正装置、106は回転方向のブレ量を補正するための回転ブレ補正装置、107は撮像された画像等を一時的に保管するための内部メモリ、108は内部メモリ107に一時保管された画像データを最終保管するための取り外し可能なメモリである。   FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. 101 is an MPU that is a central processing unit for controlling the operation of the camera, 102 is a photographing lens group for forming an image of a subject, and 103 is an imaging device that photoelectrically converts an image formed by the photographing lens group , 104 is a camera shake detection device for detecting the camera shake amount, and 105 is a shift camera shake correction device for correcting the camera shake amount detected by the camera shake detection device in the vertical and horizontal directions in the imaging plane. , 106 is a rotational shake correction device for correcting the amount of shake in the rotational direction, 107 is an internal memory for temporarily storing captured images and the like, and 108 is the final image data temporarily stored in the internal memory 107. Removable memory for storage.

まず、手ぶれ補正機構は図2に示すようになっている。撮像装置103は回転補正ステージ206の上に搭載されており、回転補正ステージ206はセンサステージ201aに回転可能に保持されている。センサステージ201a上に設けられたモータ202がギア203を介して回転補正ステージ206を回転させる。このような回転ブレ補正装置106で撮像装置103の撮像画面中心を回転中心とする回転方向補正を行うことができる。センサステージ201は不図示のカメラ本体に左右方向に移動可能に保持されているXステージ201bとXステージ201bに上下方向に移動可能に保持されているYステージ201aからなる。Yステージ201aを上下方向(y軸方向)に移動させるアクチュエータ204と左右方向(x軸方向)に移動させるアクチュエータ205によってセンサステージ201を上下左右方向に移動させることができる。これらのセンサステージ201、アクチュエータ204,205を合わせてシフトブレ補正装置とする。   First, the camera shake correction mechanism is as shown in FIG. The imaging device 103 is mounted on the rotation correction stage 206, and the rotation correction stage 206 is rotatably held by the sensor stage 201a. A motor 202 provided on the sensor stage 201a rotates the rotation correction stage 206 via a gear 203. With such a rotational shake correction device 106, it is possible to correct the rotation direction with the center of the imaging screen of the imaging device 103 as the rotation center. The sensor stage 201 includes an X stage 201b that is movably held in a camera body (not shown) and a Y stage 201a that is movably held in an up / down direction on the X stage 201b. The sensor stage 201 can be moved in the vertical and horizontal directions by the actuator 204 that moves the Y stage 201a in the vertical direction (y-axis direction) and the actuator 205 that moves in the horizontal direction (x-axis direction). These sensor stage 201 and actuators 204 and 205 are combined to form a shift blur correction device.

カメラ本体100にはカメラのブレ量を検出するためのブレ検出装置104が搭載されている。ブレ検出装置104はジャイロ(角速度センサ)や重力センサ(加速度センサ)といったもので、カメラ本体100がどのように動いているかを検出するものである。ブレ検出装置104で検出されたカメラ本体100の動きをMPU101で解析し、カメラ本体101が動いているのとは反対方向にシフトブレ補正装置105と回転ブレ補正装置106を動作させる。これによりカメラ本体は動いているが撮像装置103は被写体に対して相対的に動かないことになり、撮像装置103上にはブレのない画像を捉えることができるようになる。   The camera body 100 is equipped with a shake detection device 104 for detecting the camera shake amount. The shake detection device 104 is a gyro (angular velocity sensor) or a gravity sensor (acceleration sensor), and detects how the camera body 100 is moving. The movement of the camera body 100 detected by the shake detection device 104 is analyzed by the MPU 101, and the shift shake correction device 105 and the rotation shake correction device 106 are operated in the opposite direction to the movement of the camera body 101. As a result, the camera body moves, but the imaging device 103 does not move relative to the subject, and an image without blurring can be captured on the imaging device 103.

次に天体撮影について述べていく。天体を撮影する場合、光量が少ないため基本的にシャッタを長時間開放させたバルブ撮影を行うことが多い。地球から見る星は点光源なので図3(a)に示すようなものである。しかしカメラを三脚などに固定して長時間露光すると図3(b)のようになる。これは地球の自転によって地球に固定されているカメラと星との相対位置が移動したことによるものである。これを星の「日周運動」と言い、通常の三脚では避けることができない。明るい星を極短時間で撮影する場合はほぼ動きを無視できるが暗い星を撮影しようとすると長時間露光が必要となるため図3(b)のように光跡になってしまうかもしくは光量不足で光跡すら撮影できないということになる。   Next, I will talk about astronomical photography. When photographing a celestial body, since the amount of light is small, bulb photography with a shutter opened for a long time is often performed. Since the star seen from the earth is a point light source, it is as shown in Fig. 3 (a). However, when the camera is fixed on a tripod or the like and exposed for a long time, it becomes as shown in FIG. This is due to the relative position of the camera and the star fixed on the earth moving due to the rotation of the earth. This is called the “diurnal motion” of the star and cannot be avoided with a regular tripod. When shooting a bright star in a very short time, the movement can be almost ignored, but if you try to shoot a dark star, it will take a long exposure, so it will become a light trace as shown in Fig. 3 (b) or the light quantity is insufficient This means that even light trails cannot be taken.

これを補うために日周運動で動く天体の動きに合わせて星を追尾できるようにした赤道儀と呼ばれる天体専用の架台を用いる。赤道儀には回転軸が2軸備えていて、これらは地球の回転に合わせて動く(天の東西に沿って動く)赤経軸と、それに直交する軸(天の南北に沿って動く)赤緯軸に合わせる必要がある。この2軸の方向は天体を観測する場所(緯経度)と観測方向によって変わるため観測場所で2軸を正確に合わせなければ星の動きに追従することができない。2軸を正確に赤緯軸と赤経軸に合わせると、あとは2軸の回転のみを使って見たい方向に向ける。星を追従するには赤経軸のみを回転すればよく赤緯軸は固定する。赤経軸の回転をモータで行うようにすれば自動追尾することができるため長時間露光の撮影にも利用することができる。しかし、赤道儀は大掛かりな架台で自動追尾できるものはさらに大掛かりになるため簡単に撮影の際に持ち歩くことはできない。また軸の設定も簡単にできるものではないため、手軽に天体撮影を楽しむためにはカメラ自体にこれらの機能を持たせるようにしたい。   In order to compensate for this, a dedicated celestial platform called the equatorial mount is used to track the star according to the movement of the celestial body moving in the diurnal motion. The equatorial mount has two axes of rotation, which move with the rotation of the earth (moving along the east and west of the heavens) and the axis perpendicular to it (moving along the north and south of the heavens) It is necessary to match the latitude axis. The direction of these two axes changes depending on the place (latitude and longitude) where the celestial object is observed and the observation direction, so it cannot follow the movement of the star unless the two axes are accurately aligned at the observation place. When the two axes are exactly aligned with the declination axis and the meridian axis, the rest is turned to the desired direction using only the rotation of the two axes. To follow the stars, you only need to rotate the ecliptic axis and fix the declination axis. If the red meridian axis is rotated by a motor, automatic tracking can be performed, so that it can also be used for long exposure photography. However, an equatorial mount that can be automatically tracked with a large pedestal is much larger and cannot be easily carried around when shooting. In addition, since setting the axis is not easy, we would like the camera itself to have these functions in order to enjoy astronomical photography easily.

そこで、前記の手ぶれ補正機構を用いて日周運動を算出し、自動的に追尾するものを提案する。   Therefore, we propose a device that calculates the diurnal motion using the camera shake correction mechanism and automatically tracks it.

まず、カメラを三脚などを用いて固定する。本撮影を行う前に自動追尾するための日周運動の運動様相を検出する。   First, fix the camera using a tripod. Detects the movement of the diurnal movement for automatic tracking before performing the main shooting.

日周運動は星の回転中心の場所を特定することにより追従することができる。この回転中心を算出するために長時間露光した画像を解析して行う。カメラを固定して長時間露光すると前述の図3(b)のように星の光跡402が記録される。この撮影データは内部メモリ107に一時保管しMPU101によって解析を行う。図4に示すように光跡402を延長すると円になるため、この中心位置を回転中心403とすればよい。記録された画像の中にいくつかの光跡がある場合はこれらの中心を算出して平均を取るなどすればより正確に回転中心403を求めることができる。   The diurnal motion can be followed by specifying the location of the rotation center of the star. In order to calculate the rotation center, an image exposed for a long time is analyzed. When the camera is fixed and exposed for a long time, a star light trace 402 is recorded as shown in FIG. The captured data is temporarily stored in the internal memory 107 and analyzed by the MPU 101. As shown in FIG. 4, when the light trace 402 is extended into a circle, this center position may be set as the rotation center 403. If there are several light traces in the recorded image, the center of rotation 403 can be obtained more accurately by calculating the average of these centers and taking the average.

光跡402は長い方が回転中心を求める際に誤差が少なくできるが、長くしようとするとそれだけ露光時間が長くかかる。したがって、回転中心403を求めるのに十分な長さの光跡402が記録できるようにレンズの焦点距離によって露光時間を変える等した方がよい。
長時間露光を1回しか行わないと回転中心403は算出できるが、星がどちらの方向に回転しているのか分らない。そこで、長時間露光の後、少し時間をおいてさらにもう一度撮影を行う。2回目の撮影は1回目の撮影のような長時間行う必要はなく、星が記録できる程度の短時間の露光で十分である。1回目の長時間露光と2回目の短時間露光の画像を重ね合わせた状態を図5に示す。本図において長時間露光時の光跡402の右側に2回目の撮影の光跡404が出ていることが分る。これによって回転方向は時計回りであることが判別できる。
The longer the light trace 402, the smaller the error in obtaining the center of rotation, but the longer the light trail 402, the longer the exposure time. Therefore, it is better to change the exposure time depending on the focal length of the lens so that the light trace 402 having a length sufficient to obtain the rotation center 403 can be recorded.
The center of rotation 403 can be calculated if the exposure is performed only once for a long time, but it is not known in which direction the star is rotating. Therefore, after a long exposure, another time is taken and another picture is taken. The second shooting does not need to be performed for a long time like the first shooting, and a short exposure enough to record stars is sufficient. FIG. 5 shows a state in which images of the first long exposure and the second short exposure are superimposed. In this figure, it can be seen that the light trace 404 of the second image is shown on the right side of the light trace 402 during the long exposure. As a result, it can be determined that the rotation direction is clockwise.

このように2回撮影を行うことによって回転方向の判別をすることが可能であるが、回転方向は撮影する緯度と撮影方向によって決まっている。したがってカメラにGPS(Global Positioning System)や方位磁針といった緯度と方位を計測する手段を持つ、もしくは撮影者が入力することによって決定することもできる。   In this way, it is possible to determine the rotation direction by shooting twice, but the rotation direction is determined by the latitude of shooting and the shooting direction. Therefore, the camera can have a means for measuring latitude and azimuth such as GPS (Global Positioning System) and azimuth magnetic needle, or can be determined by inputting by the photographer.

次に、算出された回転中心403と回転方向から手ぶれ補正機構を動作させるための補正量を算出する訳であるが、まず図6に示すように算出された星の回転中心403を(0,0)と定義して、これに対して撮影画面401の中心を(x0、y0)とする。ある星の点(x1、y1)が回転中心403を中心として回転移動し、一定時間(角度)経った後の位置を(x2、y2)とする。この時の回転した角度をθとする。 Next, a correction amount for operating the camera shake correction mechanism is calculated from the calculated rotation center 403 and the rotation direction.First, the calculated rotation center 403 of the star as shown in FIG. 0), and the center of the shooting screen 401 is (x 0 , y 0 ). A position (x 2 , y 2 ) after a point (x 1 , y 1 ) of a certain star rotates and moves around the rotation center 403 and after a certain time (angle) has passed. The rotated angle at this time is defined as θ.

星の回転中心403を中心とした回転を行うことができるといいが、カメラ本体100に備えた回転ブレ補正装置106は画面中心(x0、y0)を中心とした回転しかできない。したがって、まず、回転ブレ補正装置106の回転で(x1、y1)から(x2、y2)に移動した時のベクトルを合わせることのみを行うことを考える。この場合、回転ブレ補正装置106では回転量はθだけ移動すればよいことになる。回転ブレ補正装置106でθ回転移動した位置を(x3、y3)とすると、(x3、y3)は次のような関係式で表すことができる。 Although it can be said that the rotation about the rotation center 403 of the star can be performed, the rotation blur correction device 106 provided in the camera body 100 can only rotate about the screen center (x 0 , y 0 ). Therefore, first, it is considered that only the vectors when moving from (x 1 , y 1 ) to (x 2 , y 2 ) by rotation of the rotational shake correcting device 106 are matched. In this case, the rotational blur correction device 106 has only to move the rotation amount by θ. Assuming that the position moved by θ rotation by the rotational shake correcting device 106 is (x 3 , y 3 ), (x 3 , y 3 ) can be expressed by the following relational expression.

x3= x0+(x1- x0)cosθ+ (y1- y0)sinθ
y3= y0+(y1- y0)cosθ- (x1- x0)sinθ
また、(x1、y1)→(x2、y2)の移動は次のように表すことができる。
x 3 = x 0 + (x 1 -x 0 ) cosθ + (y 1 -y 0 ) sinθ
y 3 = y 0 + (y 1 -y 0 ) cosθ- (x 1 -x 0 ) sinθ
The movement of (x 1 , y 1 ) → (x 2 , y 2 ) can be expressed as follows.

x2= x1cosθ+ y1sinθ
y2= y1cosθ- x1sinθ
(x3、y3)からシフトブレ補正装置105を用いて上下左右方向に移動させて(x2、y2)に移動させると考え、その移動量をX,Yとすると、
X= x2- x3= x0cosθ+ y0sinθ- x0
Y= y2- y3= y0cosθ- x0sinθ- y0
したがって、回転ブレ補正装置106で-θ回転させると共にシフトブレ補正装置105で(-X、-Y)だけ平行移動させれば移動後の位置、ベクトル共に合わせることができる。
θは時間によって決まる量、すなわち24時間(正確には23時間56分4.09秒)で360°回転するものであるため、例えば、0.1秒のステップで補正動作させることと考えると、4.17×10-4°の回転移動とそれに対するシフト移動(X,Y)を行えばよい。天体の移動は等速の移動であるため回転移動量もシフト移動量も常に同じ間隔で同じ量だけ行えばよい。
このようにして補正を行いながら撮影された画像は内部メモリ107に一時保管されデータ変換の後、メモリ108に転送・保管される。
x 2 = x 1 cosθ + y 1 sinθ
y 2 = y 1 cosθ- x 1 sinθ
It is assumed that (x 3 , y 3 ) is moved up and down, left and right using the shift blur correction device 105 and moved to (x 2 , y 2 ).
X = x 2 - x 3 = x 0 cosθ + y 0 sinθ- x 0
Y = y 2 -y 3 = y 0 cosθ- x 0 sinθ- y 0
Therefore, if the rotational shake correction device 106 rotates −θ and the shift shake correction device 105 translates only (−X, −Y), both the moved position and the vector can be matched.
Since θ rotates 360 ° in an amount determined by time, that is, 24 hours (more precisely, 23 hours 56 minutes 4.09 seconds), for example, assuming that the correction operation is performed in steps of 0.1 seconds, 4.17 × 10 A rotational movement of 4 ° and a shift movement (X, Y) with respect to the rotational movement may be performed. Since the movement of the celestial body is a constant speed movement, the rotational movement amount and the shift movement amount may always be the same amount at the same interval.
The image shot in this manner while being corrected is temporarily stored in the internal memory 107, transferred to and stored in the memory 108 after data conversion.

本実施例において、シフトブレ補正装置105および回転ブレ補正装置106は撮像装置103に取り付けられたものとして説明したが、シフトブレ補正装置105は撮影レンズ群102に設けたものでもよい。
また、撮影レンズ群102は取り外し可能なものであってもよい。
In this embodiment, the shift blur correction device 105 and the rotation blur correction device 106 are described as being attached to the imaging device 103, but the shift blur correction device 105 may be provided in the photographing lens group 102.
The taking lens group 102 may be removable.

図7は本発明の第2の実施形態を示した図である。第1の実施例と同じ符号のものは同じ機能を果たすものとする。
第1の実施例と異なる部分は回転ブレ補正装置を備えていないことにある。光学機器に備えている手ぶれ補正機構はシフトブレ補正装置105のみ搭載しているものがほとんどである。
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in the first embodiment serve the same function.
The difference from the first embodiment is that it does not include a rotational shake correction device. Most of the camera shake correction mechanisms provided in the optical apparatus are equipped with only the shift shake correction device 105.

回転ブレ補正装置を持たない場合、前述のように回転によるベクトル移動を合わせることができないため、シフトブレ補正装置105で補正を行っても誤差が生じることになる。ベクトルが合わないことから、例えば、月のように近距離の天体を拡大撮影する場合は月の地表面の模様が写るため、それについては補正が利かず回転ブレを伴って撮影される。しかし遠距離の天体の撮影など、拡大率が低い場合はほぼ点に写ることになるため問題とはならない。   Without the rotational shake correction device, vector movement due to rotation cannot be matched as described above, so that even if correction is performed by the shift shake correction device 105, an error occurs. Since the vectors do not match, for example, when a close-up celestial object such as the moon is magnified, a pattern on the ground surface of the moon appears, so that the correction is not effective and the image is taken with rotational blurring. However, if the magnification is low, such as when shooting a celestial object at a long distance, it will not be a problem because it will be captured almost at a point.

また、長時間撮影を行った場合、図8に示すように位置誤差を生じることになる。まず、402aの動作に着目すると、露光開始時は402asの位置にある。これが日周運動を行うと402aeの位置に動くことになる。この402aに合わせてシフト移動のみ行うと402bの天体の移動の軌跡に対して402bsの位置から402beの位置に移動させることになり軌跡の終点がずれてしまっていることが分る。これを補うためには撮影時間を短くして移動量を極力少なくすることしか方策はない。   Further, when shooting for a long time, a position error occurs as shown in FIG. First, focusing on the operation of 402a, it is at the position of 402as at the start of exposure. If this carries out a diurnal movement, it will move to the position of 402ae. If only the shift movement is performed in accordance with this 402a, it will be understood that the end point of the locus is deviated by moving from the position of 402bs to the position of 402be with respect to the locus of movement of the celestial body of 402b. The only way to compensate for this is to shorten the shooting time and minimize the amount of movement.

そこで、シフトブレ補正装置105しか持たない機器の場合は長時間撮影の撮影時間を所定量より短くするように設定する。また撮影する天体の大きさが小さい場合には回転ブレが目立たないため拡大率を上げることで天体の軌道がほぼ直線近似できるため誤差を少なくできる。天体が大きい場合は回転ブレを目立たないようにするために撮影レンズ群102の焦点距離を所定値以下にする、もしくは撮影される天体の像倍率を算出して所定値以下になるように焦点距離を変更する。これにより回転による誤差を小さくすることができるため問題なく画像を記録することができる。   Therefore, in the case of a device having only the shift blur correction device 105, the shooting time for long-time shooting is set to be shorter than a predetermined amount. In addition, when the size of the celestial object to be photographed is small, rotational blurring is inconspicuous, so that the error can be reduced because the orbit of the celestial object can be approximated by a straight line by increasing the magnification factor. When the celestial body is large, the focal length of the photographic lens group 102 is set to a predetermined value or less in order to make rotation blur inconspicuous, or the focal length is set to be equal to or less than a predetermined value by calculating the image magnification of the celestial object To change. As a result, an error due to rotation can be reduced, and an image can be recorded without any problem.

その上で、前述の通り、
x2= x1cosθ+ y1sinθ
y2= y1cosθ- x1sinθ
だけ移動すればよい。
Then, as mentioned above,
x 2 = x 1 cosθ + y 1 sinθ
y 2 = y 1 cosθ- x 1 sinθ
Just move.

ここで、回転移動を伴わないことから(x1、y1)は画面上のどの点でもいいため(x0、y0)を代表値としてシフト移動量(X,Y)を考えると、
X= x0cosθ+ y0sinθ
Y= y0cosθ- x0sinθ
を行えばよい。前述のごとくθは時間で決まる量であるため補正ステップを決めれば補正量を算出することができる。
Here, since (x 1 , y 1 ) can be any point on the screen because it does not involve rotational movement, considering the shift movement amount (X, Y) with (x 0 , y 0 ) as a representative value,
X = x 0 cosθ + y 0 sinθ
Y = y 0 cosθ- x 0 sinθ
Can be done. As described above, since θ is an amount determined by time, the correction amount can be calculated by determining the correction step.

100 カメラ本体
101 MPU
102 撮影レンズ群
103 撮像装置
104 ブレ検出装置
105 シフトブレ補正装置
106 回転ブレ補正装置
107 内部メモリ
108 取り外し可能なメモリ
201 センサステージ
202 モータ
203 ギア
204,205 アクチュエータ
206 回転補正ステージ
401 撮影領域
402,404 光跡
403 回転中心
100 Camera body
101 MPU
102 Shooting lens group
103 Imaging device
104 Shake detection device
105 Shift blur correction device
106 Rotational image stabilizer
107 Internal memory
108 Removable memory
201 Sensor stage
202 motor
203 Gear
204,205 Actuator
206 Rotation correction stage
401 Shooting area
402,404 Light trail
403 center of rotation

Claims (7)

本撮影前の予備撮影として長時間撮影を行い、得られた撮影画像の光跡から被写体の回転中心(403)および運動様相を算出し、本撮影時に前記算出された算出値を用いて撮影中に被写体の動きを打ち消すように手ぶれ防止機構(105,106)を駆動させることを特徴とする手ぶれ防止機構を備えたカメラ。 Shooting for a long time as a preliminary shooting before the main shooting, calculating the rotation center (403) and movement aspect of the subject from the light trace of the obtained shooting image, and using the calculated values calculated during the main shooting A camera provided with an anti-shake mechanism, wherein the anti-shake mechanism (105, 106) is driven so as to cancel the movement of the subject. 前記予備撮影を2回行い、1回目の撮影時間より2回目の撮影時間を短くしたことを特徴とする請求項1の手ぶれ防止機構を備えたカメラ。   2. The camera with an anti-shake mechanism according to claim 1, wherein the preliminary photographing is performed twice and the second photographing time is shorter than the first photographing time. 手ぶれ防止機構は撮影画面の面内を直交する2軸方向に直線移動するものと、ほぼ画面中心を中心とする回転方向に移動するものを備えたものであることを特徴とする請求項1または2の手ぶれ防止機構を備えたカメラ。   2. The camera shake prevention mechanism includes a mechanism that linearly moves in a biaxial direction perpendicular to the plane of the photographing screen and a mechanism that moves in a rotational direction substantially centered on the screen center. A camera equipped with 2 camera shake prevention mechanisms. 本撮影時間手ぶれ防止機構は撮影画面の面内を直交する2軸方向に直線移動するものと、ほぼ画面中心を中心とする回転方向に移動するものを備えたものであることを特徴とする請求項1または2の手ぶれ防止機構を備えたカメラ。 The present camera shake prevention mechanism includes a mechanism that moves linearly in two orthogonal directions within the plane of the shooting screen and a mechanism that moves in a rotational direction substantially centered on the screen center. Item 3. A camera provided with the camera shake prevention mechanism according to Item 1 or 2. 本撮影時間手ぶれ防止機構は撮影画面の面内を直交する2軸方向に直線移動するものを備え、本撮影時の撮影時間を所定量以下としたことを特徴とする請求項第1または2の手ぶれ防止機構を備えたカメラ。 3. The main photographing time camera shake prevention mechanism includes a mechanism that linearly moves in two orthogonal directions in the plane of the photographing screen, and the photographing time during the main photographing is set to a predetermined amount or less. Camera with camera shake prevention mechanism. 本撮影時間手ぶれ防止機構は撮影画面の面内を直交する2軸方向に直線移動するものを備え、本撮影時の撮影倍率を所定量以下としたことを特徴とする請求項1または2の手ぶれ防止機構を備えたカメラ。 The camera shake prevention mechanism according to claim 1 or 2, wherein the main-shooting-time camera shake prevention mechanism includes a mechanism that linearly moves in two orthogonal directions within the plane of the shooting screen, and the shooting magnification during the main shooting is set to a predetermined amount or less. Camera with prevention mechanism. 本撮影時間手ぶれ防止機構は撮影画面の面内を直交する2軸方向に直線移動するものを備え、本撮影時の被写体の大きさが所定量以下の場合は撮影レンズの焦点距離を大きくすることを特徴とする請求項1または2の手ぶれ防止機構を備えたカメラ。 The camera shake prevention mechanism for the actual shooting time is equipped with a mechanism that moves linearly in two orthogonal directions within the plane of the shooting screen, and if the subject size during the actual shooting is less than a predetermined amount, the focal length of the shooting lens should be increased. A camera provided with the camera shake prevention mechanism according to claim 1 or 2.
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