JP2013054264A - Lens barrel and image pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズ鏡筒および撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a lens barrel and an imaging apparatus.
従来より、角速度センサなどのセンサを用いて手振れを検出し、手振れ補正を行う技術が知られている(たとえば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for detecting camera shake using a sensor such as an angular velocity sensor and performing camera shake correction is known (for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来技術では、手振れを検出するためのセンサの出力が、周囲温度などの撮影環境に応じて変動してしまい、手振れ補正を高い精度で行えない場合があった。 However, in the prior art, the output of a sensor for detecting camera shake may vary depending on the shooting environment such as the ambient temperature, and camera shake correction may not be performed with high accuracy.
本発明が解決しようとする課題は、手振れ補正をより高い精度で行うことが可能なレンズ鏡筒を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a lens barrel capable of performing camera shake correction with higher accuracy.
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって本発明を限定する趣旨ではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, although the code | symbol corresponding to drawing which shows embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, this code | symbol is only for making an understanding of this invention easy, and is not the meaning which limits this invention.
[1]本発明に係るレンズ鏡筒は、振動を検出して、振動に応じた検出信号を出力する振動検出部(220)と、光軸と交差する方向に移動可能な振れ補正光学系(212)を有する振れ補正部と、像振れを補正するように前記振れ補正部を駆動させる駆動部(273)と、撮像素子(110)で撮像された画像信号に基づいた被写体の動きベクトル量を受信する受信部と、前記検出信号に基づいて、像振れ量を演算する像振れ量演算部(241)と、前記振れ補正光学系の位置に応じて、前記振れ補正光学系を、前記振れ補正光学系の可動範囲中心に移動させるための向心力をバイアス量として演算するバイアス量演算部(261)と、前記像振れ量と、前記バイアス量を重畳した像振れ量との差をバイアス残差として算出するバイアス残差演算部(281)と、前記バイアス残差と、前記動きベクトル量に対応する前記振れ補正光学系の振れ残差とを比較し、該比較結果に基づいて、前記バイアス量を変更する制御部(281,284)と、を備えることを特徴とする。 [1] A lens barrel according to the present invention includes a vibration detection unit (220) that detects vibration and outputs a detection signal corresponding to the vibration, and a shake correction optical system (movable in a direction crossing the optical axis). 212), a drive unit (273) that drives the shake correction unit to correct image shake, and a motion vector amount of the subject based on the image signal captured by the image sensor (110). In accordance with the position of the receiving unit for receiving, the image shake amount calculating unit (241) for calculating the image shake amount based on the detection signal, and the position of the shake correcting optical system, the shake correcting optical system The difference between the bias amount calculation unit (261) that calculates the centripetal force for moving to the center of the movable range of the optical system as a bias amount, and the image blur amount and the image blur amount on which the bias amount is superimposed is used as a bias residual. Calculate the remaining bias A calculation unit (281), a control unit that compares the bias residual with the shake residual of the shake correction optical system corresponding to the motion vector amount, and changes the bias amount based on the comparison result ( 281 and 284).
[2]上記レンズ鏡筒に係る発明において、前記制御部(281,284)は、前記バイアス残差と前記振れ残差との差が、第1の基準値よりも大きい場合には、前記バイアス量を小さくなるように変更し、前記差が、第2の基準値よりも小さい場合には、前記バイアス量を大きくなるように変更するように構成することができる。 [2] In the invention related to the lens barrel, the control unit (281, 284) may determine that the bias when the difference between the bias residual and the shake residual is larger than a first reference value. The amount can be changed to be small, and when the difference is smaller than the second reference value, the bias amount can be changed to be large.
[3]上記レンズ鏡筒に係る発明において、前記像振れ量演算部(241)は、前記バイアス残差と前記振れ残差との比較の結果に基づいて、前記像振れ量を変更するように構成することができる。 [3] In the invention related to the lens barrel, the image shake amount calculation unit (241) changes the image shake amount based on a result of comparison between the bias residual and the shake residual. Can be configured.
[4]上記レンズ鏡筒に係る発明において、前記制御部(281,284)は、前記像振れ量が極大値を示した際に、前記バイアス量を変更するように構成することができる。 [4] In the invention related to the lens barrel, the control unit (281, 284) can be configured to change the bias amount when the image blur amount shows a maximum value.
[5]上記レンズ鏡筒に係る発明において、前記受信部は、撮像素子の露光を開始するための露光開始信号を受信可能となっており、前記制御部(281,284)は、前記露光開始信号を受信した場合に、前記バイアス量を変更するように構成することができる。 [5] In the invention related to the lens barrel, the receiving unit can receive an exposure start signal for starting exposure of the image sensor, and the control units (281, 284) start the exposure. When the signal is received, the bias amount can be changed.
[6]本発明に係る撮像装置は、振動を検出して、振動に応じた検出信号を出力する振動検出部(220)と、光軸と交差する方向に移動可能な撮像素子(110)を有する振れ補正部と、像振れを補正するように前記振れ補正部を駆動させる駆動部と、前記撮像素子で撮像された画像信号に基づいて、被写体の動きベクトル量を演算する動きベクトル量演算部(130)と、前記検出信号に基づいて、像振れ量を演算する像振れ量演算部と、前記撮像素子の位置に応じて、前記撮像素子を、前記撮像素子の可動範囲中心に移動させるための向心力をバイアス量として演算するバイアス量演算部と、前記像振れ量と、前記バイアス量を重畳した像振れ量との差をバイアス残差として算出するバイアス残差演算部と、前記バイアス残差と、前記動きベクトル量に対応する前記撮像素子の振れ残差とを比較し、該比較結果に基づいて、前記バイアス量を変更する制御部と、を備えることを特徴とする。 [6] The imaging apparatus according to the present invention includes a vibration detection unit (220) that detects vibration and outputs a detection signal corresponding to the vibration, and an image sensor (110) that can move in a direction intersecting the optical axis. A shake correction unit, a drive unit that drives the shake correction unit to correct image shake, and a motion vector amount calculation unit that calculates a motion vector amount of a subject based on an image signal captured by the image sensor. (130), an image shake amount calculation unit for calculating an image shake amount based on the detection signal, and the image pickup device to move to the center of the movable range of the image pickup device according to the position of the image pickup device. A bias amount calculation unit that calculates the centripetal force as a bias amount, a bias residual calculation unit that calculates a difference between the image shake amount and an image shake amount superimposed with the bias amount as a bias residual, and the bias residual And the motion Comparing the deflection residual of the image pickup elements corresponding to the vector quantity, based on the comparison result, characterized in that it comprises a control unit for changing the amount of bias.
[7]上記撮像装置に係る発明において、前記制御部は、前記バイアス残差と前記振れ残差との差が、第1の基準値よりも大きい場合には、前記バイアス量を小さくなるように変更し、前記差が、第2の基準値よりも小さい場合には、前記バイアス量を大きくなるように変更するように構成することができる。 [7] In the invention relating to the imaging apparatus, the control unit may decrease the bias amount when a difference between the bias residual and the shake residual is larger than a first reference value. If the difference is smaller than the second reference value, the bias amount can be changed to be larger.
[8]上記撮像装置に係る発明において、前記像振れ量演算部は、前記バイアス残差と前記振れ残差との比較の結果に基づいて、前記像振れ量を変更するように構成することができる。 [8] In the invention related to the imaging apparatus, the image shake amount calculation unit may be configured to change the image shake amount based on a result of comparison between the bias residual and the shake residual. it can.
[9]上記撮像装置に係る発明において、前記制御部は、前記像振れ量が極大値を示した際に、前記バイアス量を変更するように構成することができる。 [9] In the invention relating to the imaging apparatus, the control unit may be configured to change the bias amount when the image blur amount exhibits a maximum value.
[10]上記撮像装置に係る発明において、前記制御部は、前記撮像素子の露光を開始する直前に、前記バイアス量を変更するように構成することができる。 [10] In the invention related to the imaging apparatus, the control unit may be configured to change the bias amount immediately before the exposure of the imaging element is started.
本発明によれば、手振れ補正をより高い精度で行うことができる。 According to the present invention, camera shake correction can be performed with higher accuracy.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態の一眼レフデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラ本体100とレンズ鏡筒200とから構成され、これらカメラ本体100とレンズ鏡筒200とはマウント部300により着脱可能に結合されている。
The single-lens reflex
レンズ鏡筒200には、レンズ211,212を含む撮影光学系が内蔵されている。補正レンズ212は、レンズ枠213により保持され、レンズ枠213とともに、カメラの光軸L1に交差する方向に移動可能とされている。補正レンズ212が移動できる範囲は機械的に制限されており、補正レンズ212は、この移動可能範囲内において移動することで、光学的に像振れを補正することができる。
The
角速度センサ220はカメラ1に入力された振動を検出し、振動に応じた検出信号を出力する。角速度センサ220により出力された検出信号は、増幅回路とローパスフィルタで構成される増幅器231により、所望の信号レベルまで増幅されるとともに、振れ補正に必要のない高周波ノイズが除去される。そして、増幅器231から出力された検出信号は、A/D変換器232によりアナログ信号からデジタル信号に変換された後、2つに分岐され、一方は、LPF233を介して第1の減算器234に入力されるとともに、他方は、そのまま第1の減算器234に入力される。これにより、極低周波数の直流成分(ドリフト成分)が検出信号から取り除かれ、積分可能な角速度信号を得ることができる。
The
目標位置算出部241は、得られた角速度信号を積分して、撮影光学系の光軸L1の傾きを算出し、この光軸L1の傾きと、撮影光学系の焦点距離および被写体距離とに基づいて、像振れを補正するための補正レンズ212の目標位置を算出する。目標位置算出部241により算出された補正レンズ212の目標位置は、後述する第2の減算器262および第4の減算器281に送出される。
The target position calculator 241 integrates the obtained angular velocity signal to calculate the inclination of the optical axis L1 of the photographing optical system, and based on the inclination of the optical axis L1, the focal length of the photographing optical system, and the subject distance. Thus, the target position of the
一方、位置検出センサ251は、補正レンズ212の現在位置を検出し、補正レンズ212の現在位置に応じた位置信号を出力する。補正レンズ212の位置信号は、A/D変換器252により、アナログ信号からデジタル信号に変換される。そして、レンズ位置演算部253は、変換された位置信号に基づいて、補正レンズ212の現在位置を算出する。なお、位置検出センサ251は、光軸L1と垂直な平面上に設定された第1方向における補正レンズ212の位置と、光軸L1と垂直な平面上において第1方向と垂直な第2方向における補正レンズ212の位置とを検出することができように構成されている。
On the other hand, the
レンズ位置演算部253により算出された補正レンズ212の現在位置は、バイアス量演算部261に入力される。バイアス量演算部261は、補正レンズ212を、補正レンズ212の可動範囲の中心に向かってを移動させるための向心力をバイアス量として演算し、算出したバイアス量を、第2の減算器262に入力する。また、第2の減算器262には、目標位置算出部241により算出された補正レンズ212の目標位置も入力され、第2の減算器262において、目標位置算出部241により算出された補正レンズ212の目標位置から、バイアス量演算部261により算出されたバイアス量が減算され、補正レンズ212の制御位置が求められる。
The current position of the
第3の減算器263は、第2の減算器262により出力された補正レンズ212の制御位置から、レンズ位置演算部253により算出された補正レンズ212の現在位置を減算して、補正レンズ212の駆動制御量を算出し、算出した補正レンズ212の駆動制御量を駆動信号演算部271に出力する。
The
駆動信号演算部271は、第3の減算器263から入力された駆動制御量に基づいて、補正レンズ212を駆動するための駆動信号を出力し、出力された駆動信号が、モータドライバ272に入力される。モータドライバ272は、駆動信号演算部271により出力された駆動信号に基づいて、駆動部273を駆動させるための駆動電圧および駆動電流を出力する。これにより、駆動部273が、補正レンズ212を含む補正レンズ機構を駆動させるための駆動力を出力する。
The drive signal calculation unit 271 outputs a drive signal for driving the
また、第4の減算器281には、目標位置算出部241により算出された補正レンズ212の目標位置、および、レンズ位置演算部253により算出された補正レンズ212の現在位置が入力される。第4の減算器281は、補正レンズ212の目標位置から補正レンズ212の現在位置を減算し、補正レンズ212の目標位置と補正レンズ212の現在位置との差分をバイアス残差Brとして算出する。
Further, the target position of the
ここで、図2は、バイアス残差Brの一例を示すグラフである。図2では、縦軸に補正レンズ212の位置を表しており、横軸に時間を表している。また、図2においては、角速度センサ220の検出信号に基づく補正レンズ212の目標位置の推移を実線で表しており、バイアス量が重畳された補正レンズ212の現在位置の推移を破線で表している。補正レンズ212を可動範囲の中心に向かって移動させる補正レンズ機構のセンタリングバイアス機能により、補正レンズ212の現在位置は、図2に示すように、補正レンズ212の目標位置よりも、補正レンズ212の可動範囲の中心に近い位置となる。そして、このようにバイアス量が重畳された補正レンズの現在位置と、補正レンズ212の目標位置との差分がバイアス残差Brとして算出される。また、バイアス量は、像振れが大きくなり、補正レンズ212の目標位置が可動範囲の中心から遠くになるほど大きくなる。そのため、補正レンズ212の目標位置から補正レンズ212の現在位置を減算したバイアス残差Brも、像振れが大きくなり、補正レンズ212の目標位置が可動範囲の中心から遠くになるほど大きくなる。なお、補正レンズ212の位置は、光軸L1と垂直な平面上に設定された第1方向における位置と、光軸L1と垂直な平面上において第1方向と垂直な第2方向における位置があるが、図2においては、説明の便宜のため、1軸方向の補正レンズ212の位置のみを表している。
Here, FIG. 2 is a graph showing an example of a bias residual B r. In FIG. 2, the vertical axis represents the position of the
動きベクトル変換部283は、マウント部300に設けられた接点部310を介して、カメラ本体100から、後述する撮影画面内の動きベクトル量Vjkを受信し、受信した動きベクトル量Vjkを、補正レンズ212の振れ残差Vrに変換する。変換された振れ残差Vrは、第5の減算器282に出力される。
Motion vector conversion unit 283, via the
第5の減算器282は、第4の減算器281により送出されたバイアス残差Brから、動きベクトル量変換部283により送出された振れ残差Vrを減算し、バイアス残差Brと振れ残差Vrとの差分Urを、判定部284に出力する。判定部284は、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、所定の第1の基準値thmaxよりも大きいか否かを判定するとともに、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、所定の第2の基準値thminよりも小さいか否かを判定する。判定部284による判定結果は、バイアス量演算部261に出力される。
バイアス量演算部261は、判定部284の判定結果に基づいて、算出するバイアス量を変更する。具体的には、バイアス量演算部261は、判定部284の判定の結果、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、第1の基準値thmaxよりも大きいと判定された場合には、バイアス量のゲインを大きくなるように設定することで、差分Urが第1の基準値thmax以下である場合と比べて、バイアス量をより大きい値で算出する。また、バイアス量演算部261は、判定部284の判定結果、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、第2の基準値thminよりも小さいと判定された場合には、バイアス量のゲインを小さくなるように設定することで、差分Urが第2の基準値thmin以上である場合と比べて、バイアス量をより小さい値で算出する。判定部284の判定結果に基づいて変更されたバイアス量のゲインは、不揮発性メモリ264に記憶される。
The bias amount calculation unit 261 changes the calculated bias amount based on the determination result of the
パンニング検出部290は、角速度センサ220から出力された検出結果に基づいて、パンニングが行われている否かを検出する。パンニング検出部290の検出結果は、判定部284に出力される。
The panning detection unit 290 detects whether panning is performed based on the detection result output from the
一方、カメラ本体100は、撮像素子110、画像処理部120、および動きベクトル量演算部130を内蔵する。
On the other hand, the
撮像素子110は、カメラ本体100の、被写体からの光束の光軸L1上であって、レンズ211,212を含む撮影光学系の予定焦点面となる位置に設けられている。この撮像素子110は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元CCDイメージセンサ、MOSセンサまたはCIDなどで構成することができる。この撮像素子110で光電変換された画像信号は、画像処理部120で画像処理されたのち、動きベクトル量演算部130に送出される。
The
動きベクトル量演算部130は、画面全体の動き(動き方向、動き量)を示す動きベクトル量を演算する。例えば、動きベクトル量演算部130は、連続する2つのフレーム画像データに含まれる輝度情報を比較することによって、画面全体の振れ量及び振れ方向を検出して、これをベクトルとして出力することができる。動きベクトル量演算部130により出力された動きベクトル量は、マウント部300に設けられた接点部310を介して、レンズ鏡筒200の動きベクトル変換部283に送信される。
The motion vector amount calculation unit 130 calculates a motion vector amount indicating the motion of the entire screen (motion direction, motion amount). For example, the motion vector amount calculation unit 130 can detect the shake amount and shake direction of the entire screen by comparing luminance information included in two consecutive frame image data, and can output this as a vector. . The motion vector amount output by the motion vector amount calculation unit 130 is transmitted to the motion vector conversion unit 283 of the
続いて、図3を参照して、本実施形態に係るカメラ1の動作例について説明する。図3は、本実施形態に係るカメラ1の動作例を示すフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、例えば、図示しないレリーズボタンが半押しされている間、繰り返し行われる。
Subsequently, an operation example of the
まず、ステップS101では、角速度センサ220により、カメラ1に入力された振動が検出され、振動に応じた検出信号の出力が行われる。そして、角速度センサ220の検出信号が、目標位置算出部241により取得される。
First, in step S101, the
そして、ステップS102では、目標位置算出部241により、ステップS101で取得された角速度センサ220の検出信号に基づいて、像振れを補正するための補正レンズ212の目標位置の算出が行われる。
In step S102, the target position calculation unit 241 calculates the target position of the
ステップS103では、パンニング検出部290により、パンニングが行われたか否かの判断が行われる。パンニングが行われたと判断された場合は、ステップS119に進み、一方、パンニングが行われていないと判断された場合は、ステップ104に進む。 In step S103, the panning detection unit 290 determines whether panning has been performed. If it is determined that panning has been performed, the process proceeds to step S119. On the other hand, if it is determined that panning has not been performed, the process proceeds to step 104.
ステップS104では、位置検出センサ251により、補正レンズ212の現在位置に応じた位置信号の出力が行われる。そして、レンズ位置演算部253により、出力された位置信号に基づいて、補正レンズ212の現在位置の算出が行われる。
In step S <b> 104, the
ステップS105では、第4の減算器281により、ステップS102で算出された補正レンズ212の目標位置から、ステップS104で算出された補正レンズ212の現在位置が減算され、補正レンズ212の目標位置と補正レンズ212の現在位置との差が、バイアス残差Brとして算出される。
In step S105, the current position of the
ステップS106では、カメラ本体100の動きベクトル量演算部130により、撮影画面内の動きベクトル量Vjkの算出が行われ、算出された動きベクトル量Vjkが、マウント部300に設けられた接点部310を介して、レンズ鏡筒200の動きベクトル変換部283に送信される。
In step S <b> 106, the motion vector amount calculation unit 130 of the
ステップS107では、動きベクトル量変換部283により、ステップS106で算出された動きベクトル量Vjkが受信され、受信された動きベクトル量Vjkに基づいて、撮影画面内の動きベクトル量Vjkにばらつきが生じているか否かの判断が行われる。例えば、動きベクトル量変換部283は、撮影画面を複数の領域に分け、各領域ごとの動きベクトル量Vjkに基づいて、動きベクトル量Vjkの標準偏差を求め、得られた標準偏差が所定値以上である場合に、撮影画面内の動きベクトル量Vjkにばらつきがあると判断することができる。動きベクトル量Vjkにばらつきがないと判断された場合は、撮影画面内の動きベクトル量Vjkは、手振れに対応する動きベクトル量としての信頼性が高いものと判断され、ステップS108に進む。一方、撮影画面内の動きベクトル量Vjkにばらつきがあると判断された場合は、撮影画面内の動きベクトル量には、動体などの手振れ以外の動きベクトル成分が含まれており、手振れに対応する動きベクトル量としての信頼性が低いものと判断され、ステップS114に進む。なお、ステップS107の処理は、動きベクトル量演算部130が行ってもよい。 In step S107, the motion vector amount conversion unit 283 receives the motion vector amount V jk calculated in step S106, and the motion vector amount V jk in the shooting screen varies depending on the received motion vector amount V jk . A determination is made as to whether or not an error has occurred. For example, the motion vector quantity converter 283 divides the photographing screen into a plurality of regions, based on the motion vector quantity V jk for each region, determining the standard deviation of the motion vector quantity V jk, resulting standard deviation is given When the value is greater than or equal to the value, it can be determined that there is a variation in the motion vector amount V jk in the shooting screen. When it is determined that there is no variation in the motion vector amount V jk , it is determined that the motion vector amount V jk in the shooting screen has high reliability as the motion vector amount corresponding to the camera shake, and the process proceeds to step S108. On the other hand, if it is determined that the motion vector amount V jk in the shooting screen has a variation, the motion vector amount in the shooting screen includes a motion vector component other than a camera shake such as a moving object, and is compatible with camera shake. It is determined that the reliability as the motion vector amount to be performed is low, and the process proceeds to step S114. Note that the process of step S107 may be performed by the motion vector amount calculation unit 130.
ステップS108では、動きベクトル量変換部283により、動きベクトル量Vjk(速さを単位とする)を、動きベクトル量Vjkに対応する振れ残差Vr(位置を単位とする)に変換する処理が行われる。なお、動きベクトル量Vjkを振れ残差Vrに変換する方法は、特に限定されないが、例えば、動きベクトル量Vjkに所定の変換係数を乗算することで、動きベクトル量Vjkを振れ残差Vrに変換することができる。 In step S108, the motion vector amount conversion unit 283 converts the motion vector amount V jk (with speed as a unit) into a shake residual V r (with position as a unit) corresponding to the motion vector amount V jk. Processing is performed. The method of converting the motion vector amount V jk into the shake residual V r is not particularly limited. For example, by multiplying the motion vector amount V jk by a predetermined conversion coefficient, the motion vector amount V jk is not changed. The difference V r can be converted.
ステップS109〜ステップS114では、ステップS105で算出したバイアス残差Brと、ステップS108で算出した動きベクトル量Vjkに対応する振れ残差Vrとを比較し、該比較結果に応じて、バイアス量を変更する処理が行われる。 In steps S109 to S114, the bias residual B r calculated in step S105 is compared with the shake residual V r corresponding to the motion vector amount V jk calculated in step S108, and the bias is determined according to the comparison result. Processing to change the amount is performed.
具体的には、まず、ステップS109では、第5の減算器282により、ステップS105で算出されたバイアス残差Brから、ステップS108で得られた振れ残差Vrが減算され、バイアス残差Brと振れ残差Vrとの差が差分Urとして算出される。
Specifically, first, in step S109, by the
そして、ステップS110では、判定部284により、差分Urが第1の基準値thmaxよりも大きいか否かの判定が行われる。差分Urが第1の基準値thmaxよりも大きいと判定された場合は、ステップS111に進み、一方、差分Urが第1の基準値thmax以下であると判定された場合は、ステップS112に進む。
At step S110, the
ステップS111では、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、第1の基準値thmaxよりも大きいと判定されているため、バイアス量演算部261により、バイアス残差Brが振れ残差Vrに対して大きく、センタリングバイアス機能により補正レンズ212を可動範囲の中心に寄せる量が大きいものと判断され、バイアス量のゲインを小さくなるように設定が行われる。
In step S111, the difference U r of the residual V r shake from the bias residual B r were subtracted, since it is determined to be greater than the first reference value thmax, the bias amount calculation unit 261, the bias residual B r is large with respect to the shake residual V r , and it is determined that the amount by which the
一方、ステップS110において、差分Urが第1の基準値thmax以下であると判断された場合は、ステップS112に進む。ステップS112では、判定部284により、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、第2の基準値thminよりも小さいか否かの判定が行われる。差分Urが第2の基準値thminよりも小さいと判定された場合は、ステップS113に進み、一方、差分Urが第2の基準値thmin以上であると判定された場合は、ステップS114に進む。
On the other hand, in step S110, if the difference U r is determined to be equal to or less than the first reference value thmax, the process proceeds to step S112. In step S112, the
ステップS113では、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、第2の基準値thminよりも小さいと判定されているため、バイアス量演算部261により、バイアス残差Brが振れ残差Vrに対して小さく、センタリングバイアス機能により補正レンズ212を可動範囲の中心に寄せる量が小さいものと判断され、バイアス量のゲインを大きくなるように設定が行われる。
In step S113, the difference U r of the residual V r shake from the bias residual B r were subtracted, since it is determined to be smaller than the second reference value thmin, the bias amount calculation unit 261, the bias residual B It is determined that r is smaller than the shake residual V r , and the amount by which the
また、ステップS107において、動きベクトル量Vjkにばらつきが生じていると判断された場合、および、ステップS112において、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、第2の基準値thmin以上であると判定された場合(すなわち、差分Urが、第1の基準値以下であり、かつ、第2の基準値thmin以上であると判定された場合)は、ステップS114に進む。ステップS114では、バイアス量演算部261により、振れ残差Vrとバイアス残差Brとは対応しており、バイアス量を変更する必要がないものと判断されて、バイアス量のゲインを初期値に戻す処理が行われる。 Further, in step S107, if the variation in the motion vector quantity V jk is determined to be occurring, and, in step S112, the difference U r of the residual V r shake from the bias residual B r obtained by subtracting the second Is determined to be equal to or greater than the reference value thmin (that is, when the difference U r is determined to be equal to or less than the first reference value and equal to or greater than the second reference value thmin), step S114. Proceed to In step S114, the bias amount calculation unit 261 determines that the shake residual V r and the bias residual B r correspond to each other and it is not necessary to change the bias amount, and sets the gain of the bias amount to the initial value. Processing to return to is performed.
そして、ステップS115では、バイアス量演算部261により、ステップS111,113,114で設定されたバイアス量のゲインと、ステップS104で算出された補正レンズ212の現在位置とに基づいて、バイアス量の演算が行われる。算出されたバイアス量は、第2の減算器262に入力され、バイアス量を重畳した補正レンズ212の制御位置が算出される。
In step S115, the bias amount calculation unit 261 calculates the bias amount based on the gain of the bias amount set in steps S111, 113, and 114 and the current position of the
ステップS116では、駆動信号演算部271により、補正レンズ212の制御位置に、補正レンズ212を駆動するための駆動信号の演算が行われ、続くステップS117では、駆動部273により、駆動信号に基づいて、補正レンズ212の駆動が行われる。
In step S116, the drive signal calculation unit 271 calculates a drive signal for driving the
そして、ステップS118では、バイアス量演算部261により、ステップS111,113,114で設定されたバイアス量のゲインが、不揮発性メモリ264に書き込まれる。 In step S118, the bias amount calculation unit 261 writes the gain of the bias amount set in steps S111, 113, and 114 to the nonvolatile memory 264.
また、ステップS103において、パンニングが行われたと判断された場合は、ステップS119に進む。ステップS119では、補正レンズ212が、パンニングに応じた位置に駆動される。例えば、補正レンズ212が、補正レンズ212の可動範囲の中心位置に駆動される。
If it is determined in step S103 that panning has been performed, the process proceeds to step S119. In step S119, the
以上のように、本実施形態に係るカメラ1は動作する。
As described above, the
このように、本実施形態では、角速度センサ220の検出信号に基づく補正レンズ212の目標位置と、バイアス量が重畳された補正レンズ212の現在位置との差を、バイアス残差Brとして求め、このバイアス残差Brと、撮影画面内の動きベクトル量Vjkに対応する振れ残差Vrとを比較する。ここで、理論上、撮影環境による変動成分による影響がなければ、バイアス残差Brに応じた動きベクトル量Vjkが算出されることとなる。すなわち、撮影環境による変動成分の影響がない場合には、動きベクトル量Vjkに対応する振れ残差Vrは、バイアス残差Brに対応するものとなる。そこで、本実施形態では、バイアス残差Brと振れ残差Vrとの差分Urが、第1の基準値thmax以下であり、かつ、第2の基準値thmin以上であれば、振れ残差Vrはバイアス残差Brに対応しており、撮影環境による変動成分による影響はないものと判断して、バイアス量のゲインを初期値のままとする。一方、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、所定の第1の基準値thmaxよりも大きい場合、あるいは、差分Urが、所定の第2の基準値thminよりも小さい場合は、振れ残差Vrがバイアス残差Brに対応しておらず、撮影環境による変動成分などの影響が生じているものと判断し、バイアス量のゲインを変更する処理をする。具体的には、バイアス残差Brと振れ残差Vrとの差分Urが、第1の基準値thmaxよりも大きい場合は、バイアス残差Brが振れ残差Vrに対して大きく、センタリングバイアス機能により補正レンズ212を可動範囲の中心に寄せる量が大きいものと判断し、バイアス量のゲインを小さくなるように設定する。一方、バイアス残差Brと振れ残差Vrとの差分Urが、第2の基準値thminよりも小さい場合は、バイアス残差Brが振れ残差Vrに対して小さく、センタリングバイアス機能により補正レンズ212を可動範囲の中心に寄せる量が小さいものと判断し、バイアス量のゲインを大きくなるように設定する。これにより、本実施形態では、撮影画面内の動きベクトル量Vjkに対応する振れ残差Vrが、バイアス残差Brに対応していない場合でも、バイアス量を適切な値とすることができ、手振れ補正をより高い精度で行うことができる。
Thus, in the present embodiment, the target position of the
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、バイアス残差Brと振れ残差Vrとの比較結果に応じて、バイアス量のゲインを変更する構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、バイアス残差Brと振れ残差Vrとの比較結果に応じて、目標位置算出部241による補正レンズ目標位置の演算結果を変更する構成としてもよい。例えば、図4に示すように、目標位置算出部241において、判定部284の判定結果を取得し、判定の結果、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、第1の基準値thmaxよりも大きい場合は、補正レンズ212の目標位置のゲインを小さなるように設定し、一方、バイアス残差Brから振れ残差Vrを減算した差分Urが、第2の基準値thminよりも小さい場合は、補正レンズ212の目標位置のゲインを大きくなるように設定する構成としてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the gain of the bias amount is changed according to the comparison result between the bias residual B r and the shake residual V r is illustrated, but the configuration is not limited to this configuration. For example, the calculation result of the correction lens target position by the target position calculation unit 241 may be changed according to the comparison result between the bias residual B r and the shake residual V r . For example, as shown in FIG. 4, the target position calculation unit 241 acquires the determination result of the
また、上述した実施形態では、レンズ鏡筒200に内蔵された補正レンズ212を移動させて像振れを補正する構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、カメラ本体100に内蔵された撮像素子110を移動させて像振れを補正する構成としてもよい。例えば、撮像素子110が、光軸と交差する方向に移動可能に保持されているカメラ本体において、撮像素子110を、角速度センサの検出結果に基づく目標位置にバイアス量を重畳した、撮像素子110の制御位置まで移動させることで、手振れ補正を行う構成としてもよい。この場合、撮像素子110の目標位置と、バイアス量が重畳された撮像素子110の現在位置との差分をバイアス差分Brとして算出し、算出したバイアス残差Brと、被写体の動きベクトル量に対応する撮像素子110の振れ残差Vrとを比較し、比較の結果、バイアス残差Brと振れ残差Vrとの差分Urが大きい場合は、センタリングバイアス機能により撮像素子110を可動範囲の中心に寄せる量が大きいと判断して、撮像素子110に対するバイアス量のゲインを小さくなるように設定する一方、バイアス残差Brと振れ残差Vrとの差分Urが小さい場合は、センタリングバイアス機能により撮像素子110を可動範囲の中心に寄せる量が小さいものと判断して、撮像素子110に対するバイアス量のゲインを大きくなるように設定する構成としてもよい。なお、この場合に、図1に示す角速度センサ220、目標位置算出部241、バイアス量演算部261、動きベクトル量変換部283、判定部284、減算器262,263,281,282などを、カメラ本体100が備える構成とすることが好適である。この結果、カメラ本体100において、撮像素子110で撮像された画像信号に基づいて、動きベクトル量Vjkを算出することができ、動きベクトル量Vjkに対応する振れ残差Vrを算出することができるため、カメラ本体100により、本実施形態に係る手振れ補正を行うことができる。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
さらに、上述した実施形態では、上述した手ぶれ補正処理を、レリーズボタンが半押しされている間に行う構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、像ぶれが極大となる場合にのみ、手ぶれ補正処理を行う構成としてもよい。あるいは、レリーズボタンが全押しされ、撮像素子110の露光が開始される直前にのみ、撮像素子110の露光が開始される直前のバイアス残差Brと振れ残差Vrとを比較して、バイアス量のゲインを変更する構成としてもよい。このように、手振れ補正を行うタイミングを特定することで、演算負荷を軽減することができる。なお、撮像素子110の露光が開始されるか否かは、例えば、カメラ本体100から送信される撮像素子110の露光開始信号を受信したか否かで判断することができる。また、このような構成は、上述したような撮像素子110を光軸L1と交差する方向に移動させることで、像振れを補正する構成にも適用することができる。この場合、カメラ本体100において、レリーズボタンが全押しされたか否かを判断し、撮像素子110の露光が開始される直前にのみ、手振れ補正を行うことできる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration in which the above-described camera shake correction processing is performed while the release button is half-pressed is illustrated, but the configuration is not limited to this configuration, and for example, the image blur is maximized. Only in such a case, a configuration in which camera shake correction processing is performed may be employed. Alternatively, the bias residual B r immediately before the exposure of the
なお、本実施形態に係るカメラ1は、特に限定されず、例えば、一眼レフデジタルカメラ、デジタルコンパクトカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
The
1…一眼レフデジタルカメラ
100…カメラボディ
110…撮像素子
120…画像処理部
130…動きベクトル量演算部
200…レンズ鏡筒
212…補正レンズ
220…角速度センサ
241…目標位置算出部
251…位置検出センサ
253…レンズ位置演算部
261…バイアス量演算部
262…第2の減算器
263…第3の減算器
271…駆動信号演算部
272…モータドライバ
273…駆動部
281…第4の減算器
282…第5の減算器
283…動きベクトル量変換部
284…判定部
290…パンニング検出部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
光軸と交差する方向に移動可能な振れ補正光学系を有する振れ補正部と、
像振れを補正するように前記振れ補正部を駆動させる駆動部と、
撮像素子で撮像された画像信号に基づいた被写体の動きベクトル量を受信する受信部と、
前記検出信号に基づいて、像振れ量を演算する像振れ量演算部と、
前記振れ補正光学系の位置に応じて、前記振れ補正光学系を、前記振れ補正光学系の可動範囲中心に移動させるための向心力をバイアス量として演算するバイアス量演算部と、
前記像振れ量と、前記バイアス量を重畳した像振れ量との差をバイアス残差として算出するバイアス残差演算部と、
前記バイアス残差と、前記動きベクトル量に対応する前記振れ補正光学系の振れ残差とを比較し、該比較結果に基づいて、前記バイアス量を変更する制御部と、を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。 A vibration detection unit that detects vibration and outputs a detection signal corresponding to the vibration;
A shake correction unit having a shake correction optical system movable in a direction intersecting the optical axis;
A drive unit that drives the shake correction unit to correct image shake;
A receiving unit that receives a motion vector amount of a subject based on an image signal captured by an image sensor;
Based on the detection signal, an image shake amount calculation unit that calculates an image shake amount;
A bias amount calculation unit that calculates, as a bias amount, a centripetal force for moving the shake correction optical system to the center of a movable range of the shake correction optical system according to the position of the shake correction optical system;
A bias residual calculator that calculates a difference between the image blur amount and the image blur amount on which the bias amount is superimposed as a bias residual;
A control unit that compares the bias residual with a shake residual of the shake correction optical system corresponding to the motion vector amount, and changes the bias amount based on the comparison result. Lens barrel to be used.
前記制御部は、前記バイアス残差と前記振れ残差との差が、第1の基準値よりも大きい場合には、前記バイアス量を小さくなるように変更し、前記差が、第2の基準値よりも小さい場合には、前記バイアス量を大きくなるように変更することを特徴とするレンズ鏡筒。 The lens barrel according to claim 1,
The control unit changes the bias amount to be smaller when the difference between the bias residual and the shake residual is larger than a first reference value, and the difference becomes a second reference When the value is smaller than the value, the bias amount is changed so as to increase.
前記像振れ量演算部は、前記バイアス残差と前記振れ残差との比較の結果に基づいて、前記像振れ量を変更することを特徴とするレンズ鏡筒。 The lens barrel according to claim 1 or 2,
The lens barrel according to claim 1, wherein the image shake amount calculation unit changes the image shake amount based on a result of comparison between the bias residual and the shake residual.
前記制御部は、前記像振れ量が極大値を示した際に、前記バイアス量を変更することを特徴とするレンズ鏡筒。 In the lens barrel according to any one of claims 1 to 3,
The control unit changes the bias amount when the image blur amount has a maximum value.
前記受信部は、前記撮像素子の露光を開始するための露光開始信号を受信可能となっており、
前記制御部は、前記露光開始信号を受信した場合に、前記バイアス量を変更することを特徴とするレンズ鏡筒。 In the lens barrel according to any one of claims 1 to 4,
The receiving unit is capable of receiving an exposure start signal for starting exposure of the image sensor,
The lens barrel, wherein the control unit changes the bias amount when the exposure start signal is received.
光軸と交差する方向に移動可能な撮像素子を有する振れ補正部と、
像振れを補正するように前記振れ補正部を駆動させる駆動部と、
前記撮像素子で撮像された画像信号に基づいて、被写体の動きベクトル量を演算する動きベクトル量演算部と、
前記検出信号に基づいて、像振れ量を演算する像振れ量演算部と、
前記撮像素子の位置に応じて、前記撮像素子を、前記撮像素子の可動範囲中心に移動させるための向心力をバイアス量として演算するバイアス量演算部と、
前記像振れ量と、前記バイアス量を重畳した像振れ量との差をバイアス残差として算出するバイアス残差演算部と、
前記バイアス残差と、前記動きベクトル量に対応する前記撮像素子の振れ残差とを比較し、該比較結果に基づいて、前記バイアス量を変更する制御部と、を備えることを特徴とする撮像装置。 A vibration detection unit that detects vibration and outputs a detection signal corresponding to the vibration;
A shake correction unit having an image sensor that can move in a direction intersecting the optical axis;
A drive unit that drives the shake correction unit to correct image shake;
A motion vector amount calculation unit for calculating a motion vector amount of a subject based on an image signal captured by the image sensor;
Based on the detection signal, an image shake amount calculation unit that calculates an image shake amount;
A bias amount calculation unit that calculates, as a bias amount, a centripetal force for moving the image sensor to the center of the movable range of the image sensor according to the position of the image sensor;
A bias residual calculator that calculates a difference between the image blur amount and the image blur amount on which the bias amount is superimposed as a bias residual;
A control unit that compares the bias residual and a shake residual of the image sensor corresponding to the motion vector amount, and changes the bias amount based on the comparison result. apparatus.
前記制御部は、前記バイアス残差と前記振れ残差との差が、第1の基準値よりも大きい場合には、前記バイアス量を小さくなるように変更し、前記差が、第2の基準値よりも小さい場合には、前記バイアス量を大きくなるように変更することを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 6,
The control unit changes the bias amount to be smaller when the difference between the bias residual and the shake residual is larger than a first reference value, and the difference becomes a second reference If the value is smaller than the value, the bias amount is changed so as to increase.
前記像振れ量演算部は、前記バイアス残差と前記振れ残差との比較の結果に基づいて、前記像振れ量を変更することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to claim 6 or 7,
The image shake amount calculation unit changes the image shake amount based on a result of comparison between the bias residual and the shake residual.
前記制御部は、前記像振れ量が極大値を示した際に、前記バイアス量を変更することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device in any one of Claims 6-8,
The control unit is configured to change the bias amount when the image blur amount has a maximum value.
前記制御部は、前記撮像素子の露光を開始する直前に、前記バイアス量を変更することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device in any one of Claims 6-9,
The image pickup apparatus, wherein the control unit changes the bias amount immediately before the exposure of the image pickup element is started.
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