JP2014164211A - ブレ補正装置及び光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好なブレ補正が可能なブレ補正装置及び光学機器を提供する。
【解決手段】カメラ1の角速度を検出する角速度センサ12Aと、カメラ1の加速度を検出する加速度センサ12Bと、角速度センサ12Aにより検出された角速度情報をもとに角度ブレ量を演算する角度ブレ量演算35と、加速度センサ12Bにより検出された加速度情報をもとに並進ブレ量を演算する並進ブレ量演算部34と、角速度情報から構図変更中か否かを判定する角速度構図変更判定部37a37b、及び加速度情報から求めた速度情報から、構図変更中か否かを判定する速度構図変更判定部37a、を有する構図変更判定装置37と、を備え、構図変更判定装置37による判定結果を元に、並進ブレ量演算部34における処理を変更すること、を特徴とするブレ補正装置100である。
【選択図】図7
【解決手段】カメラ1の角速度を検出する角速度センサ12Aと、カメラ1の加速度を検出する加速度センサ12Bと、角速度センサ12Aにより検出された角速度情報をもとに角度ブレ量を演算する角度ブレ量演算35と、加速度センサ12Bにより検出された加速度情報をもとに並進ブレ量を演算する並進ブレ量演算部34と、角速度情報から構図変更中か否かを判定する角速度構図変更判定部37a37b、及び加速度情報から求めた速度情報から、構図変更中か否かを判定する速度構図変更判定部37a、を有する構図変更判定装置37と、を備え、構図変更判定装置37による判定結果を元に、並進ブレ量演算部34における処理を変更すること、を特徴とするブレ補正装置100である。
【選択図】図7
Description
本発明は、ブレ補正装置及び光学機器に関するものである。
高倍率撮影時のブレ補正精度悪化の問題を解決するため、3軸の加速度センサと、3軸の角速度センサを用いてカメラの姿勢を演算し、加速度センサ出力に含まれる重力加速度成分を演算、除去する技術がある。
加速度情報から変位量を演算するためには2階積分が必要であるが、積分処理は、僅かな誤差も累積してしまう。このため、加速度信号処理の帯域は、角速度信号処理に対して狭く設定することも行われている。
しかし、HPF処理においては、通常、カットオフ周波数は低く設定されているため、パンニング等の低周波で振幅の大きいブレがカメラに加わった場合、演算結果が安定するまでに時間を要する。
このため、マクロ撮影時において、パンニング動作を角速度情報により検出し、パンニング動作終了後、並進ブレ演算が速やかに収束する技術が提案されている(特許文献1参照)。
加速度情報から変位量を演算するためには2階積分が必要であるが、積分処理は、僅かな誤差も累積してしまう。このため、加速度信号処理の帯域は、角速度信号処理に対して狭く設定することも行われている。
しかし、HPF処理においては、通常、カットオフ周波数は低く設定されているため、パンニング等の低周波で振幅の大きいブレがカメラに加わった場合、演算結果が安定するまでに時間を要する。
このため、マクロ撮影時において、パンニング動作を角速度情報により検出し、パンニング動作終了後、並進ブレ演算が速やかに収束する技術が提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1では、角度情報のみを用いてパンニング動作を判定しているが、マクロ撮影時においては、並進動作による構図を変更するケースもある。
この場合、構図変更の動作を検出できないため、構図変更終了後、違和感のある見栄えになってしまい、並進ブレの演算結果が安定するまでに時間を要してしまうという問題がある。
この場合、構図変更の動作を検出できないため、構図変更終了後、違和感のある見栄えになってしまい、並進ブレの演算結果が安定するまでに時間を要してしまうという問題がある。
本発明の課題は、良好なブレ補正が可能なブレ補正装置及び光学機器を提供することである。
請求項1に記載の発明は、カメラの角速度を検出する角速度センサと、前記カメラの加速度を検出する加速度センサと、前記角速度センサにより検出された角速度情報をもとに角度ブレ量を演算する角度ブレ量演算部と、前記加速度センサにより検出された加速度情報をもとに並進ブレ量を演算する並進ブレ量演算部と、前記角速度情報から構図変更中か否かを判定する角速度構図変更判定部、及び前記加速度情報から求めた速度情報から、構図変更中か否かを判定する速度構図変更判定部、を有する構図変更判定装置と、を備え、前記構図変更判定装置による判定結果を元に、前記並進ブレ量演算部における処理を変更すること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のブレ補正装置であって、前記構図変更判定装置は、前記角速度構図変更判定部または前記速度構図変更判定部のいずれかが構図判定開始を判定した場合に、構図変更開始と判断すること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のブレ補正装置であって、前記構図変更判定装置は、前記角速度構図変更判定部が構図変更終了の判定をした時点を、構図変更終了と判定すること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のブレ補正装置であって、前記構図変更判定装置は、前記速度構図変更判定部が構図変更終了と判定していても、前記角速度構図変更判定部が構図変更中と判定している場合は、構図変更終了と判定せず、前記角速度構図変更判定部が構図変更終了と判定した場合、前記速度構図変更判定部が構図変更中と判定していても、構図変更終了と判定すること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、前記構図変更判定装置に用いる速度情報は、前記並進ブレ量演算部において用いる速度情報から分岐したものであること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、構図変更中は、前記並進ブレ量演算部における速度演算値をリセットすることを特徴とするブレ補正装置である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、構図変更中は、前記並進ブレ量演算部のハイパスフィルタのカットオフ周波数を高くし、構図変更後は、前記並進ブレ量演算部のハイパスフィルタのカットオフ周波数を漸減させること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、構図変更判定用の速度情報は、構図変更終了判定後に、リセットすること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項9に記載の発明は、請求項1から8のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、構図変更を判定するための閾値は、撮影倍率を高くしたときに小さくすること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項10に記載の発明は、請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のブレ補正装置を備えた光学機器である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のブレ補正装置であって、前記構図変更判定装置は、前記角速度構図変更判定部または前記速度構図変更判定部のいずれかが構図判定開始を判定した場合に、構図変更開始と判断すること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のブレ補正装置であって、前記構図変更判定装置は、前記角速度構図変更判定部が構図変更終了の判定をした時点を、構図変更終了と判定すること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のブレ補正装置であって、前記構図変更判定装置は、前記速度構図変更判定部が構図変更終了と判定していても、前記角速度構図変更判定部が構図変更中と判定している場合は、構図変更終了と判定せず、前記角速度構図変更判定部が構図変更終了と判定した場合、前記速度構図変更判定部が構図変更中と判定していても、構図変更終了と判定すること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、前記構図変更判定装置に用いる速度情報は、前記並進ブレ量演算部において用いる速度情報から分岐したものであること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、構図変更中は、前記並進ブレ量演算部における速度演算値をリセットすることを特徴とするブレ補正装置である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、構図変更中は、前記並進ブレ量演算部のハイパスフィルタのカットオフ周波数を高くし、構図変更後は、前記並進ブレ量演算部のハイパスフィルタのカットオフ周波数を漸減させること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、構図変更判定用の速度情報は、構図変更終了判定後に、リセットすること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項9に記載の発明は、請求項1から8のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、構図変更を判定するための閾値は、撮影倍率を高くしたときに小さくすること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項10に記載の発明は、請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のブレ補正装置を備えた光学機器である。
本発明によれば、良好なブレ補正が可能なブレ補正装置及び光学機器を提供することが可能となる。
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
図1は、一実施形態のブレ補正装置を備えるカメラ1を模式的に示す断面図である。
カメラ1は、デジタル一眼レフカメラであり、カメラ筐体1Aと、このカメラ筐体1Aに対して着脱自在に装着されるレンズ鏡筒1Bとを備えている。
CPU2は、ズーム群4、フォーカス群5、ブレ補正群6等のレンズ群の移動量演算や、カメラ1の全体の制御を行う中央処理装置であり、本実施形態のブレ補正装置100を含む。
撮像素子3は、撮影レンズ(4,5,6)により形成された被写体像を撮像する素子であり、被写体光を露光して電気的な画像信号に変換し、信号処理回路15へ出力する。撮像素子3は、例えばCCD、CMOSなどの素子により構成されている。
図1は、一実施形態のブレ補正装置を備えるカメラ1を模式的に示す断面図である。
カメラ1は、デジタル一眼レフカメラであり、カメラ筐体1Aと、このカメラ筐体1Aに対して着脱自在に装着されるレンズ鏡筒1Bとを備えている。
CPU2は、ズーム群4、フォーカス群5、ブレ補正群6等のレンズ群の移動量演算や、カメラ1の全体の制御を行う中央処理装置であり、本実施形態のブレ補正装置100を含む。
撮像素子3は、撮影レンズ(4,5,6)により形成された被写体像を撮像する素子であり、被写体光を露光して電気的な画像信号に変換し、信号処理回路15へ出力する。撮像素子3は、例えばCCD、CMOSなどの素子により構成されている。
ズーム群4は、ズーム群駆動機構7により駆動され、光軸方向に沿って移動することにより、像の倍率を連続的に変化させるレンズ群である。フォーカス群5は、フォーカス群駆動機構8により駆動され、光軸方向に移動して、焦点を合わせるレンズ群である。ブレ補正群6は、VCM等のブレ補正群駆動機構9により光学的にブレ補正駆動され、光軸に垂直な面上で可動なレンズ群である。
絞り10は、絞り駆動機構11に駆動され、撮影レンズ(4,5,6)を通過する被写体光の光量を制御する機構である。
加速度センサ12A、角速度センサ12Bは、それぞれセンサユニットに生じる振れの加速度、角速度を検出するセンサである。
加速度センサ12A、角速度センサ12Bは、それぞれセンサユニットに生じる振れの加速度、角速度を検出するセンサである。
記録媒体13は、撮像された画像データを記録するための媒体であり、SDカード、CFカード等が使用される。
EEPROM14は、加速度センサ12Aのゲイン値などの調整値情報、レンズ鏡筒固有の情報等を記憶するメモリであって、CPU2に出力する。
信号処理回路15は、撮像素子3からの出力を受けて、ノイズ処理やA/D変換等の処理を行う回路である。
AFセンサ16は、AF(自動焦点調節)を行うためのセンサであって、CCD等を用いることができる。
レリーズスイッチ17は、カメラ1の撮影操作を行う部材であって、シャッタ駆動のタイミング等を操作するスイッチである。
EEPROM14は、加速度センサ12Aのゲイン値などの調整値情報、レンズ鏡筒固有の情報等を記憶するメモリであって、CPU2に出力する。
信号処理回路15は、撮像素子3からの出力を受けて、ノイズ処理やA/D変換等の処理を行う回路である。
AFセンサ16は、AF(自動焦点調節)を行うためのセンサであって、CCD等を用いることができる。
レリーズスイッチ17は、カメラ1の撮影操作を行う部材であって、シャッタ駆動のタイミング等を操作するスイッチである。
背面液晶18は、カメラ1のカメラ筐体1Aの背面に設けられ、撮像素子3で撮影した被写体像(再生画像、ライブビュー画像)や操作に関連した情報(メニュー)などを表示するカラー液晶ディスプレイである。
シャッタ20は、ミラー19の後方に配置されている。シャッタ20には、ミラー19が上へ回転して撮影可能状態となったときに、被写体光が入射される。シャッタ20は、レリーズスイッチ17などによる撮影指示に応じてシャッタ幕を走行させ、撮像素子3に入射する被写体光を制御する。
シャッタ20は、ミラー19の後方に配置されている。シャッタ20には、ミラー19が上へ回転して撮影可能状態となったときに、被写体光が入射される。シャッタ20は、レリーズスイッチ17などによる撮影指示に応じてシャッタ幕を走行させ、撮像素子3に入射する被写体光を制御する。
図2は、本発明によるブレ補正装置100の第1実施形態のカメラ座標系を説明する図である。
加速度センサ12Aは、図2(A)に示すように、カメラ1のX軸、Y軸、Z軸方向に感度を有する加速度を検出するセンサであり、Gセンサなどが用いられている。この実施形態では、撮像素子3の撮像面と撮影レンズ(4,5,6)の光軸との交点を直交座標の原点Oとし、撮影レンズ(4,5,6)の光軸をZ軸、撮像素子3の撮像面をXY平面として表している。
角速度センサ12Bは、X軸回り(Pitch)、Y軸回り(Yaw)、Z軸回り(Roll)の角速度を検出する振動ジャイロ等のセンサである。
加速度センサ12Aは、図2(A)に示すように、カメラ1のX軸、Y軸、Z軸方向に感度を有する加速度を検出するセンサであり、Gセンサなどが用いられている。この実施形態では、撮像素子3の撮像面と撮影レンズ(4,5,6)の光軸との交点を直交座標の原点Oとし、撮影レンズ(4,5,6)の光軸をZ軸、撮像素子3の撮像面をXY平面として表している。
角速度センサ12Bは、X軸回り(Pitch)、Y軸回り(Yaw)、Z軸回り(Roll)の角速度を検出する振動ジャイロ等のセンサである。
加速度センサ12Aの出力値には、並進運動で発生する加速度と重力加速度とが含まれている。また、カメラ1の回転運動によってカメラ1の姿勢が変化するので、カメラ座標系に固定された加速度センサ12Aの検出軸方向と重力加速度方向とのなす角が変化する。このため、加速度センサ12Aの出力値に含まれる重力加速度の大きさが変化する。従って、加速度センサ12Aの出力値から重力加速度成分を除去し、並進運動で発生する加速度成分のみを用いて変位を算出するようにする。
図3は、本発明によるブレ補正装置100の第1実施形態を示すブロック図である。
カメラ1は、上記重力加速度成分を除去するために、カメラ姿勢演算部31、重力加速度成分演算(g演算)部32、重力加速度成分減算部33を備える。
カメラ姿勢演算部31は、カメラ1の初期姿勢を求める部分であり、加速度センサ12Aの出力から求められる重力加速度方向を利用して求める。ここで、カメラ1には回転振動及び並進振動が存在するので、重力加速度方向を適宜の時間の間測定し続け、その測定結果の平均を算出することで平均的な重力加速度方向を求める。このようにして、図2に示すカメラ座標系42における重力加速度方向により、慣性座標系41に対するカメラの平均的な姿勢を求め、これをカメラ1の初期姿勢に設定する。
カメラ1は、上記重力加速度成分を除去するために、カメラ姿勢演算部31、重力加速度成分演算(g演算)部32、重力加速度成分減算部33を備える。
カメラ姿勢演算部31は、カメラ1の初期姿勢を求める部分であり、加速度センサ12Aの出力から求められる重力加速度方向を利用して求める。ここで、カメラ1には回転振動及び並進振動が存在するので、重力加速度方向を適宜の時間の間測定し続け、その測定結果の平均を算出することで平均的な重力加速度方向を求める。このようにして、図2に示すカメラ座標系42における重力加速度方向により、慣性座標系41に対するカメラの平均的な姿勢を求め、これをカメラ1の初期姿勢に設定する。
重力加速度成分演算部32は、静止座標系である慣性座標系41から運動座標系であるカメラ座標系42へ変換するための座標変換マトリックスを演算し、慣性座標系41における重力加速度成分にその座標変換マトリックスを乗じて、カメラ座標系42における重力加速度成分を求めるものである。
上記座標変換マトリックスは、カメラ姿勢演算部31の出力であるカメラ1の初期姿勢と、角速度センサ12Bの出力である3軸回りの加速度(後述する角度ブレ量演算部35で信号処理されたもの)とを用いて算出される。この演算方法は、ストラップダウン方式の慣性航法装置等に用いられている方法であり、その詳細は、例えば特開平2−309702号公報に開示されている。また、座標変換マトリックスの演算方法は、特開平7−225405号公報に開示されている。
上記座標変換マトリックスは、カメラ姿勢演算部31の出力であるカメラ1の初期姿勢と、角速度センサ12Bの出力である3軸回りの加速度(後述する角度ブレ量演算部35で信号処理されたもの)とを用いて算出される。この演算方法は、ストラップダウン方式の慣性航法装置等に用いられている方法であり、その詳細は、例えば特開平2−309702号公報に開示されている。また、座標変換マトリックスの演算方法は、特開平7−225405号公報に開示されている。
重力加速度成分減算部33は、加速度センサ12Aの出力値であるX軸,Y軸方向の加速度から、重力加速度成分演算部32の出力を減算して重力加速度成分を除去することにより、並進運動で発生する加速度を求める。
並進ブレ量演算部34は、重力加速度成分減算部33の出力からHPFで低周波成分を除去したのち、積分フィルタで積分することを、2回繰り返すことにより、X軸,Y軸方向の並進運動の変位を算出し、レンズ目標位置演算部36に出力する。
角度ブレ量演算部35は、角速度センサ12BのX軸回り(Pitch)、Y軸回り(Yaw)、Z軸回り(Roll)の出力からHPFで低周波成分を除去したのち、積分フィルタで積分して、回転運動の変位を演算し、レンズ目標位置演算部36に出力する。
レンズ目標位置演算部36は、並進ブレ量演算部34及び角度ブレ量演算部35と、フォーカス情報取得部39からの情報に基づいて、レンズの目標位置を演算する。
レンズ駆動量演算部38は、レンズ目標位置演算部36からの目標位置と、レンズ位置検出部21により検出されたブレ補正群6の現在位置から、ブレ補正群駆動機構(VCM)9の駆動量を演算する。
レンズ駆動量演算部38は、レンズ目標位置演算部36からの目標位置と、レンズ位置検出部21により検出されたブレ補正群6の現在位置から、ブレ補正群駆動機構(VCM)9の駆動量を演算する。
図4は、本発明によるブレ補正装置100の第1実施形態の動作を説明するフローチャートである。
S1において、レリーズスイッチ17が半押しされたか否かを判定し、半押しされた場合には、S2に進む。
ついで、焦点距離情報の取得(S2)、被写体距離情報の取得(S3)を行う。
S4において、撮影倍率:β情報の取得を行い、その撮影倍率:βが所定の閾値βth以上か否かを判断し(S5)、肯定の場合には、S6へ進み、否定の場合には、S7に進む。
S1において、レリーズスイッチ17が半押しされたか否かを判定し、半押しされた場合には、S2に進む。
ついで、焦点距離情報の取得(S2)、被写体距離情報の取得(S3)を行う。
S4において、撮影倍率:β情報の取得を行い、その撮影倍率:βが所定の閾値βth以上か否かを判断し(S5)、肯定の場合には、S6へ進み、否定の場合には、S7に進む。
S6では、マイクロ用ブレ補正演算のサブルーチンをコールする。
図5は、マイクロ用ブレ補正演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
S61において、加速度データ(X,Y,Z)の読込を、S62において、角速度データ(Pitch,Yaw,Roll)の読込を行う。
図5は、マイクロ用ブレ補正演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
S61において、加速度データ(X,Y,Z)の読込を、S62において、角速度データ(Pitch,Yaw,Roll)の読込を行う。
S63において、加速度センサ12Aの加速度データからカメラ初期姿勢を演算する。
S64において、カメラ初期姿勢情報と、角速度センサ12Bの角速度データとから、カメラの姿勢を演算しその姿勢演算結果から、重力加速度を演算する。
S65において、加速度データに含まれる重力加速度を減算する。
S64において、カメラ初期姿勢情報と、角速度センサ12Bの角速度データとから、カメラの姿勢を演算しその姿勢演算結果から、重力加速度を演算する。
S65において、加速度データに含まれる重力加速度を減算する。
S66において、並進ブレ量演算のサブルーチンをコールする。この詳細については、後述する。
S67において、角速度データから角度ブレ量の演算を行う。
S68において、並進ブレ量、角度ブレ量から、ブレ補正群駆動機構9のレンズ目標位置を演算して、リターンする。
S67において、角速度データから角度ブレ量の演算を行う。
S68において、並進ブレ量、角度ブレ量から、ブレ補正群駆動機構9のレンズ目標位置を演算して、リターンする。
図4(a)に戻り、S7では、通常ブレ補正演算のサブルーチンをコールする。図4(b)は、通常ブレ補正演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
S71において、角速度データの読込を行う。
S72において、その角速度データに基づいて、ブレ補正群駆動機構9の目標位置演算を行い、リターンする。
S71において、角速度データの読込を行う。
S72において、その角速度データに基づいて、ブレ補正群駆動機構9の目標位置演算を行い、リターンする。
S8において、ブレ補正駆動量を演算する。
S9において、ブレ補正群駆動機構(ユニット)を駆動する。
S9において、ブレ補正群駆動機構(ユニット)を駆動する。
図6(a)は、第1実施形態に係るブレ補正装置の並進ブレ量演算1のサブルーチンを示すフローチャートである。
S661において、重力加速度成分減算部33からの加速度値の低周波成分を除去するHPF処理を行い、S662において、積分演算を行う。
同様に、S663において、S662で演算した速度値の低周波成分を除去するHPF処理を行い、S664において、積分演算を行い、並進ブレ量を得て、リターンする。
S661において、重力加速度成分減算部33からの加速度値の低周波成分を除去するHPF処理を行い、S662において、積分演算を行う。
同様に、S663において、S662で演算した速度値の低周波成分を除去するHPF処理を行い、S664において、積分演算を行い、並進ブレ量を得て、リターンする。
図6(b)は、第1実施形態に係るブレ補正装置の並進ブレ量演算2のサブルーチンを示すフローチャートである。
S665において、重力加速度成分減算部33からの加速度値の低周波成分を除去するHPF処理を行い、S666において、積分演算を行う。
同様に、S667において、S666で演算した速度値の低周波成分を除去するHPF処理を行う。次に、S668において、回転中心位置演算(加速度センサ位置基準N’)を行い、さらに、S669において、回転中心位置演算(撮像面位置基準N)を行って、リターンする。
S665において、重力加速度成分減算部33からの加速度値の低周波成分を除去するHPF処理を行い、S666において、積分演算を行う。
同様に、S667において、S666で演算した速度値の低周波成分を除去するHPF処理を行う。次に、S668において、回転中心位置演算(加速度センサ位置基準N’)を行い、さらに、S669において、回転中心位置演算(撮像面位置基準N)を行って、リターンする。
次に、ブレ補正装置100について説明する。図7はブレ補正装置100の基本構成ブロック図である。
ブレ補正装置100において、構図変更等の、低周波で振幅の大きいブレ(DC的に変化する挙動)がカメラ1に加わった場合、演算結果が安定するまでに時間を要する。
図8は、構図変更の開始及び終了時でのレンズ鏡筒1Bのシフト量を示した図であり、(a)は構図変更の場合の実際のレンズ鏡筒1Bの挙動、(b)は、(a)に示した挙動を破線で、並進ブレ量演算部34での演算結果を実線で示したグラフである。
図8では、時刻t1〜t2間において構図変更の動作を行っている。この場合の並進ブレ量演算部34での演算結果は、図8(b)の実線で示すように、構図変更動作が終了しているにも関わらず、収束していない。
これは、並進ブレ演算が終了するまでに配置されているHPF(ハイパスフィルタ)1,HPF2,HPF3が原因である(図7に示す)。
図8は、構図変更の開始及び終了時でのレンズ鏡筒1Bのシフト量を示した図であり、(a)は構図変更の場合の実際のレンズ鏡筒1Bの挙動、(b)は、(a)に示した挙動を破線で、並進ブレ量演算部34での演算結果を実線で示したグラフである。
図8では、時刻t1〜t2間において構図変更の動作を行っている。この場合の並進ブレ量演算部34での演算結果は、図8(b)の実線で示すように、構図変更動作が終了しているにも関わらず、収束していない。
これは、並進ブレ演算が終了するまでに配置されているHPF(ハイパスフィルタ)1,HPF2,HPF3が原因である(図7に示す)。
本実施形態ではこの問題を解決するため、マクロ撮影時では構図変更の動作を、角速度情報と、並進ブレの速度情報を用いて構図変更の動作を検出する。
図9は、ブレ補正装置100における本実施形態の特徴部を示したブロック図である。
図9は、ブレ補正装置100における本実施形態の特徴部を示したブロック図である。
また、図10は、構図変更判定の説明図であり、構図が安定した状態から前と異なる被写体に構図を変更した場合の振れ量子化値ω1と、振れ角速度基準値ω0の様子を示した図である。
図10では、時刻t1の直前でカメラの構図を変更している。この例では、時刻t1に於いて、振れ量子化値ω1と振れ角速度基準値ω0の差が所定値ωth1(これを構図変更開始角速度閾値ωth1と呼ぶ)を超えると、振れ状態を構図変更中と判定する。
その後、少なくとも構図変更が終了され、構図が決まったタイミングである時刻t4に於いて、振れ量子化値ω1と振れ角速度基準値ω0の差が所定値ωth2(これを構図変更終了角速度閾値ωth2と呼ぶ)内となると、振れ状態を構図安定状態(非構図変更中)と判定する。
図10では、時刻t1の直前でカメラの構図を変更している。この例では、時刻t1に於いて、振れ量子化値ω1と振れ角速度基準値ω0の差が所定値ωth1(これを構図変更開始角速度閾値ωth1と呼ぶ)を超えると、振れ状態を構図変更中と判定する。
その後、少なくとも構図変更が終了され、構図が決まったタイミングである時刻t4に於いて、振れ量子化値ω1と振れ角速度基準値ω0の差が所定値ωth2(これを構図変更終了角速度閾値ωth2と呼ぶ)内となると、振れ状態を構図安定状態(非構図変更中)と判定する。
図11は、構図変更判定装置37のブロック図である。構図変更判定装置37は、速度(v5’,並進ブレ)構図変更判定部37aと、角速度構図変更判定部37bと、構図変更総合判定部37cとを備える。
図12(a)〜(d)は、速度構図変更判定部37aと、角速度構図変更判定部37bにおける判定に基づく構図変更状態の判定結果を示した図である。
並進ブレ量演算部34における構図変更開始判定は、速度構図変更判定部37aと、角速度構図変更判定部37bのどちらかが構図変更開始と判定した場合に、構図変更開始と判定する。
これは、開始判定においては、角速度構図変更判定部37bと、速度構図変更判定部37aとの信頼性は同程度であるためである。
並進ブレ量演算部34における構図変更開始判定は、速度構図変更判定部37aと、角速度構図変更判定部37bのどちらかが構図変更開始と判定した場合に、構図変更開始と判定する。
これは、開始判定においては、角速度構図変更判定部37bと、速度構図変更判定部37aとの信頼性は同程度であるためである。
すなわち、図12(a)においては、角速度構図変更判定部37bが構図変更開始と判定しているため、構図変更総合判定部37cは、構図変更開始と判定する。
図12(b)においては、角速度構図変更判定部37bが、速度構図変更判定部37aよりも先に構図変更開始と判定しているため、角速度構図変更判定部37bが構図変更と判定したときに、構図変更総合判定部37cは、構図変更開始と判定する。
図12(c)においては、速度構図変更判定部37aが、角速度構図変更判定部37bよりも先に構図変更開始と判定しているため、速度構図変更判定部37aが構図変更と判定したときに、構図変更総合判定部37cは、構図変更開始と判定する。
図12(d)においては、速度構図変更判定部37aが構図変更開始と判定しているため、構図変更総合判定部37cは、構図変更開始と判定する。
また、構図変更終了判定に関しては、角速度構図変更判定部37bによる構図変更終了判定を優先させる。その理由は、HPFの特性により、角速度構図変更判定部37bのほうが速度構図変更判定部37aよりも終了判定における信頼性が高いからである。
すなわち、図12(a)においては、角速度構図変更判定部37bが構図変更終了と判定しているため、構図変更総合判定部37cは、構図変更開始と判定する。
図12(b)においては、速度構図変更判定部37aは、まだ構図変更終了と判定していないが、角速度構図変更判定部37bが、速構図変更終了と判定したので、構図変更総合判定部37cは、構図変更終了と判定する。
図12(c)においては、速度構図変更判定部37aが、構図変更終了と判定したが、角速度構図変更判定部37bがまだ速構図変更終了と判定していない場合、構図変更総合判定部37cは、構図変更終了と判定しない。
そして、角速度構図変更判定部37bが構図変更終了と判定したときに、構図変更総合判定部37cは、構図変更終了と判定する。
そして、角速度構図変更判定部37bが構図変更終了と判定したときに、構図変更総合判定部37cは、構図変更終了と判定する。
図12(d)においては、角速度構図変更判定部37bによる構図変更開始判定がなく、速度構図変更判定部37aの開始判定で構図変更が開始され、角速度構図変更判定部37bによる構図変更開始判定がないまま、速度構図変更判定部37aによる構図変更終了判定がなされた場合、構図変更総合判定部37cは、構図変更終了と判定する。
なお、構図変更の判定に用いる速度情報と、並進ブレ補正に用いる速度情報は、独立させて演算する。図13は構図変更判定装置37に入力される速度情報を示した図である。
構図変更と判定されている間は、図13に示す速度情報:v5’’をゼロとし、構図変更終了判定後、v5’をリセットする。
また、図14に示すように、構図変更判定中は、HPF3のfc(カットオフ周波数)を高く設定しておき、構図変更判定終了後に、徐々に下げていくように設定する。
構図変更と判定されている間は、図13に示す速度情報:v5’’をゼロとし、構図変更終了判定後、v5’をリセットする。
また、図14に示すように、構図変更判定中は、HPF3のfc(カットオフ周波数)を高く設定しておき、構図変更判定終了後に、徐々に下げていくように設定する。
図15は、以上の処理を行った並進ブレ演算結果を示したグラフである。
(a)は構図変更時のレンズ鏡筒1Bの挙動であり、(b)は(a)と合わせて本実施形態の処理を行った並進ブレ演算結果を示したグラフである。
(b)において一点鎖線は、本実施形態を用いない場合の並進ブレ演算結果であり、実線は本実施形態を用いた場合の並進ブレ演算結果である。
図示するように、本実施形態によると、マクロ撮影時においても構図変更の動作をより正確に検出することが可能となり、構図変更後の見栄えも良好なものとなる。
(a)は構図変更時のレンズ鏡筒1Bの挙動であり、(b)は(a)と合わせて本実施形態の処理を行った並進ブレ演算結果を示したグラフである。
(b)において一点鎖線は、本実施形態を用いない場合の並進ブレ演算結果であり、実線は本実施形態を用いた場合の並進ブレ演算結果である。
図示するように、本実施形態によると、マクロ撮影時においても構図変更の動作をより正確に検出することが可能となり、構図変更後の見栄えも良好なものとなる。
(変形形態)
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態では、デジタル一眼レフカメラについて説明したが、本発明はこれに限定されず、コンパクトカメラ、銀塩カメラ、ビデオカメラ、携帯電話などにも適用可能である。
(2)本実施形態のブレ補正装置は、レンズ鏡筒内に設けられていても、カメラボディ内に設けられていてもよい。また、レンズ鏡筒とカメラボディに分散して設けられていてもよい。
(3)ブレ補正群を駆動する例で説明したが、撮像素子を駆動して、ブレ補正をしてもよい。
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態では、デジタル一眼レフカメラについて説明したが、本発明はこれに限定されず、コンパクトカメラ、銀塩カメラ、ビデオカメラ、携帯電話などにも適用可能である。
(2)本実施形態のブレ補正装置は、レンズ鏡筒内に設けられていても、カメラボディ内に設けられていてもよい。また、レンズ鏡筒とカメラボディに分散して設けられていてもよい。
(3)ブレ補正群を駆動する例で説明したが、撮像素子を駆動して、ブレ補正をしてもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
1A:カメラ筐体、1B:レンズ鏡筒、2:CPU、3:撮像素子、12A:加速度センサ、12B:角速度センサ、34:並進ブレ量演算部、35:角度ブレ量演算部、37:構図変更判定装置、37a:構図変更判定部、37b:角速度構図判定部、37c:構図変更総合判定部、100:ブレ補正装置
Claims (10)
- カメラの角速度を検出する角速度センサと、
前記カメラの加速度を検出する加速度センサと、
前記角速度センサにより検出された角速度情報をもとに角度ブレ量を演算する角度ブレ量演算部と、
前記加速度センサにより検出された加速度情報をもとに並進ブレ量を演算する並進ブレ量演算部と、
前記角速度情報から構図変更中か否かを判定する角速度構図変更判定部、及び前記加速度情報から求めた速度情報から、構図変更中か否かを判定する速度構図変更判定部、を有する構図変更判定装置と、
を備え、
前記構図変更判定装置による判定結果を元に、前記並進ブレ量演算部における処理を変更すること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項1に記載のブレ補正装置であって、
前記構図変更判定装置は、
前記角速度構図変更判定部または前記速度構図変更判定部のいずれかが構図判定開始を判定した場合に、構図変更開始と判断すること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項1または2に記載のブレ補正装置であって、
前記構図変更判定装置は、
前記角速度構図変更判定部が構図変更終了の判定をした時点を、構図変更終了と判定すること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項3に記載のブレ補正装置であって、
前記構図変更判定装置は、
前記速度構図変更判定部が構図変更終了と判定していても、前記角速度構図変更判定部が構図変更中と判定している場合は、構図変更終了と判定せず、
前記角速度構図変更判定部が構図変更終了と判定した場合、前記速度構図変更判定部が構図変更中と判定していても、構図変更終了と判定すること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、
前記構図変更判定装置に用いる速度情報は、前記並進ブレ量演算部において用いる速度情報から分岐したものであること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、
構図変更中は、前記並進ブレ量演算部における速度演算値をリセットすること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、
構図変更中は、前記並進ブレ量演算部のハイパスフィルタのカットオフ周波数を高くし、
構図変更後は、前記並進ブレ量演算部のハイパスフィルタのカットオフ周波数を漸減させること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、
構図変更判定用の速度情報は、構図変更終了判定後に、リセットすること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、
構図変更を判定するための閾値は、撮影倍率を高くしたときに小さくすること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のブレ補正装置を備えた光学機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013036754A JP2014164211A (ja) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | ブレ補正装置及び光学機器 |
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JP2014164211A true JP2014164211A (ja) | 2014-09-08 |
Family
ID=51614837
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JP2013036754A Pending JP2014164211A (ja) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | ブレ補正装置及び光学機器 |
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JP (1) | JP2014164211A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017191284A (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | リコーイメージング株式会社 | 撮像装置 |
-
2013
- 2013-02-27 JP JP2013036754A patent/JP2014164211A/ja active Pending
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