JP2014215358A - Image blur correction device and optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像ブレ補正装置及び光学機器に関するものである。 The present invention relates to an image blur correction apparatus and an optical apparatus.
高倍率撮影時においては、並進ブレの影響が大きくなるが、角速度センサのみを用いる一般的なブレ補正システムでは、並進ブレを検出することができない。このため、高倍率撮影時にはブレ補正精度が悪化するという問題がある。
こ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、加速度センサの出力に含まれる重力加速度成分を演算、除去することで、並進ブレ成分のみを演算して、補正することで、高倍率撮影時のブレ補正精度を向上させる技術(特許文献1)が提案されている。これは、6軸センサの出力を基に、並進ブレの変位量を求めるものである。
At the time of high-magnification shooting, the influence of translational blur becomes large, but a general blur correction system using only an angular velocity sensor cannot detect translational blur. For this reason, there is a problem that blur correction accuracy deteriorates during high-magnification shooting.
In order to solve this problem, the translational blur component is calculated by calculating the posture of the camera using a triaxial acceleration sensor and a triaxial angular velocity sensor, and calculating and removing the gravitational acceleration component included in the output of the acceleration sensor. A technique (Patent Document 1) that improves the blur correction accuracy at the time of high-magnification shooting by calculating and correcting only this is proposed. This is to obtain the displacement amount of translational blur based on the output of the 6-axis sensor.
本発明の課題は、良好なブレ補正が可能な像ブレ補正装置及び光学機器を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image blur correction apparatus and an optical apparatus that can perform good blur correction.
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。
請求項1に記載の発明は、角速度を検出する角速度センサと、加速度を検出する加速度センサと、前記角速度センサの出力から角度ブレ量を演算する角度ブレ量演算部と、前記角速度センサの出力及び、前記加速度センサの出力を用いて並進ブレ量を演算する並進ブレ量演算部と、前記角速度センサの出力を用いて前記並進ブレ量演算部による前記並進ブレ量の演算に用いる初期値を演算する初期値演算部と、前記角度ブレ量及び前記並進ブレ量を用いてブレ補正光学系の駆動量を演算する駆動量演算部と、を備える像ブレ補正装置において、前記像ブレ補正装置によるブレ補正開始後の所定時間、前記初期値演算部は前記初期値を演算し、前記並進ブレ量演算部は並進ブレ補正量演算を行わず、前記角度ブレ量演算部は前記角度ブレ量の演算を行い、前記駆動量演算部は、前記角度ブレ量を用いて前記ブレ補正光学系の駆動量を演算し、前記所定時間経過後、前記並進ブレ量演算部は、前記初期値演算部による前記初期値により求めた結果をもとに並進ブレ補正量演算を行い、前記角度ブレ量演算部は前記角度ブレ量の演算を行い、前記駆動量演算部は、前記角度ブレ量及び前記並進ブレ量を用いて前記ブレ補正光学系の駆動量を演算すること、を特徴とする像ブレ補正装置である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の像ブレ補正装置であって、前記初期値は、前記加速度センサまたは前記角速度センサの出力の前記所定時間内の平均値であること、を特徴とする像ブレ補正装置である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の像ブレ補正装置であって、前記加速度センサの出力に含まれる重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部と、前記重力加速度成分演算部の演算結果を元に、前記加速度センサの出力から、重力加速度成分を除去する重力加速度成分減算部と、前記角速度センサと前記重力加速度成分演算部との間に設けられた第1ハイパスフィルタと、を備え、前記初期値演算部により演算された前記初期値は、第1ハイパスフィルタに入力される第1初期値であること、を特徴とする像ブレ補正装置である。
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置であって、前記加速度センサの出力に含まれる重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部と、前記重力加速度成分演算部の演算結果を元に、前記加速度センサの出力から、重力加速度成分を除去する重力加速度成分減算部と、前記加速度センサと前記重力加速度成分減算部との間に設けられた第2ハイパスフィルタと、を備え、前記初期値演算部により演算された前記初期値は、前記第2ハイパスフィルタに入力される第2初期値であること、を特徴とする像ブレ補正装置である。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の像ブレ補正装置であって、前記第2初期値を用いて、カメラの初期姿勢を演算するカメラ姿勢演算部を備えること、を特徴とする像ブレ補正装置である。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の像ブレ補正装置であって、前記並進ブレ量演算部は、第3ハイパスフィルタと、ゲイン調整部と、第1積分回路と、第4ハイパスフィルタと、第2積分回路とを順に備え、前記ゲイン調整部は、前記所定時間内においてゲインを徐々に大きくすること、を特徴とする像ブレ補正装置である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の像ブレ補正装置を備えた光学機器である。
なお、上記構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
The present invention solves the above problems by the following means.
The invention according to
The invention according to
A third aspect of the present invention is the image blur correction apparatus according to the first or second aspect, wherein a gravitational acceleration component calculating unit that calculates a gravitational acceleration component included in an output of the acceleration sensor, and the gravity Based on the calculation result of the acceleration component calculation unit, a gravitational acceleration component subtraction unit that removes the gravitational acceleration component from the output of the acceleration sensor, and a first provided between the angular velocity sensor and the gravitational acceleration component calculation unit. And a high-pass filter, wherein the initial value calculated by the initial value calculator is a first initial value input to the first high-pass filter.
A fourth aspect of the present invention is the image blur correction apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein a gravitational acceleration component calculating unit that calculates a gravitational acceleration component included in the output of the acceleration sensor; And a gravitational acceleration component subtraction unit that removes the gravitational acceleration component from the output of the acceleration sensor based on the calculation result of the gravitational acceleration component calculation unit, and is provided between the acceleration sensor and the gravitational acceleration component subtraction unit. A second high-pass filter, wherein the initial value calculated by the initial value calculation unit is a second initial value input to the second high-pass filter. is there.
A fifth aspect of the present invention is the image blur correction apparatus according to the fourth aspect, further comprising a camera posture calculation unit that calculates an initial posture of the camera using the second initial value. This is an image blur correction device.
A sixth aspect of the present invention is the image blur correction device according to the fifth aspect, wherein the translation blur amount calculation unit includes a third high-pass filter, a gain adjustment unit, a first integration circuit, and a fourth integration circuit. The image blur correction apparatus includes a high-pass filter and a second integration circuit in order, and the gain adjustment unit gradually increases the gain within the predetermined time.
The invention described in claim 7 is an optical apparatus including the image blur correction device according to any one of
In addition, the said structure may be improved suitably, and at least one part may substitute for another structure.
本発明によれば、良好なブレ補正が可能な像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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the image blur correction apparatus and optical instrument which can perform favorable blur correction.
(第1実施形態)
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、第一実施形態の像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、本実施形態の像ブレ補正装置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。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a
The
The
The
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(光学素子)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。 The zoom group 4 is a lens group that is driven by the zoom group driving mechanism 7 and moves along the optical axis direction to continuously change the magnification of the image. The focus group 5 is a lens group that is driven by the focus group drive mechanism 8 and moves in the optical axis direction to focus. The shake correction group 6 (optical element) is a lens group that is optically shake-corrected and driven on a plane perpendicular to the optical axis by a shake correction group drive mechanism 9 such as a VCM.
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。
The diaphragm 10 is a mechanism that is driven by the diaphragm drive mechanism 11 and controls the amount of subject light passing through the photographing lenses (4, 5, 6).
The acceleration sensor 12 </ b> A and the angular velocity sensor 12 </ b> B are sensors that detect shake acceleration and angular velocity generated in the sensor unit, respectively.
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。
The
The EEPROM 14 is a memory that stores adjustment value information such as a gain value of the
The
The
The release switch 17 is a member that performs a photographing operation of the
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。
The rear liquid crystal 18 is provided on the rear surface of the
The
図2は、本発明による像ブレ補正装置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。
FIG. 2 is a diagram for explaining the camera coordinate system of the first embodiment of the image
As shown in FIG. 2A, the
The
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。
The output value of the
図3は、本発明による像ブレ補正装置100の第1実施形態を示すブロック図である。
像ブレ補正装置100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。
さらに像ブレ補正装置100は、角速度センサ12Bの出力が入力される初期値演算部39と、その初期値演算部39により演算された初期値を用いて角速度センサ12Bの出力値にハイパス処理を行うHPF1とを備える。
FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the image
The image
Further, the image
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。
The camera
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。加速度センサ12Aの出力は、初期値演算部39により演算された、後に詳述する初期値を用いてHPF1によってハイパス処理された後の値である。
The gravitational acceleration
The coordinate transformation matrix includes the initial posture of the
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。 This calculation method is a method used in a strap-down type inertial navigation device or the like, and the details thereof are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-309702. A method for calculating the coordinate transformation matrix is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-225405.
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。
The gravitational acceleration
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34a,34b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。
The translational blur
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HPF4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。
The angular blur
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37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。
The lens target
The lens drive
次に、像ブレ補正装置100についてさらに詳細に説明する。図4は像ブレ補正装置100の基本構成ブロック図である。
重力加速度補正部30において、角速度センサ12Bの情報を用いて加速度センサ12Aに含まれる重力加速度成分を演算し、除去している。
Next, the image
The gravitational
ここで、姿勢演算に用いる角速度情報は、DCカットのためのHPF処理後(HPF1)の出力である。HPFは、通常、時定数の大きい(fc=0.1Hz程度)フィルタを用いるため、HPF処理後の演算が安定するまでに時間がかかる。
つまり、ブレ補正の演算開始直後は、角速度センサ12BのHPF演算(HPF1)が安定していないため、重力加速度成分の除去が十分ではなく、更に、並進ブレ量演算部34に設けられたHPF2、HPF3による演算も安定していないことから、並進ブレ演算結果の精度は悪く、誤差を増大させてしまう場合もある。
Here, the angular velocity information used for posture calculation is an output after HPF processing (HPF1) for DC cut. Since HPF normally uses a filter with a large time constant (fc = about 0.1 Hz), it takes time until the computation after HPF processing is stabilized.
That is, immediately after the start of the blur correction calculation, the HPF calculation (HPF1) of the
以下、ブレ補正の演算開始直後のHPF1の処理について記述する。なお、本実施形態では、演算開始直後はHPF1のfcを高く設定しておく。
また、図5(a)はHPF(ハイパスフィルタ)を説明する図で、(b)はHPFと等価なLPH(ローパスフィルタ)を説明する図である。図示するように、図4中のHPF(図5(a))は、図5(b)と等価であり、以下、説明のため、図5(b)のモデルを用いることとする。
また、図5(b)のLPFは、図6で表すことができる。なおfcは可変である。
Hereinafter, processing of the
FIG. 5A is a diagram illustrating an HPF (high pass filter), and FIG. 5B is a diagram illustrating an LPH (low pass filter) equivalent to the HPF. As shown in the figure, the HPF (FIG. 5A) in FIG. 4 is equivalent to FIG. 5B, and the model shown in FIG.
Further, the LPF of FIG. 5B can be represented by FIG. Note that fc is variable.
前述した、演算開始直後にHPF演算が安定しない問題の原因は、図6の初期値:V00にある。初期値:V00は、真値(真の積分基準値)をとることが望ましいが、真値を得ることはできない。 The cause of the problem that the HPF calculation is not stable immediately after the start of the calculation is the initial value V00 in FIG. The initial value: V00 is preferably a true value (true integration reference value), but a true value cannot be obtained.
このため、一般に(本実施形態以外の場合)、演算開始時点でのω5(入力値)をV00に用いている。図7は、比較形態として初期値:V00が真値に対して誤差を持った場合の波形形態である。V00が誤差を含むと、ω0演算結果が安定するまでに数秒を要してしまい、この間の並進ブレ演算結果は精度が悪く、むしろ誤差を悪化させてしまう場合もある。
また、これが原因により、並進ブレの補正開始直後は、不自然な挙動が見えてしまう。
For this reason, generally (in cases other than this embodiment), ω5 (input value) at the start of calculation is used for V00. FIG. 7 shows a waveform form when the initial value V00 has an error with respect to the true value as a comparison form. If V00 includes an error, it takes several seconds for the ω0 calculation result to stabilize, and the translation blur calculation result during this period is inaccurate, rather it may worsen the error.
Also, due to this, an unnatural behavior can be seen immediately after the start of translational blur correction.
上記問題は、HPFの初期値に大きく関係している為、本実施形態において並進ブレ量演算部34におけるHPFの初期値は、演算開始直後の所定時間(100ms〜1秒,例えば500ms)内のω5の平均値を用い、初期値演算部39においてその平均値を求める演算を行なう。
Since the above problem is largely related to the initial value of HPF, in this embodiment, the initial value of HPF in the translation blur
図8は、本発明による像ブレ補正装置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、S9に進む。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment of the image
In S1, it is determined whether or not the release switch 17 is half-pressed. If the release switch 17 is half-pressed, the process proceeds to S2.
Next, acquisition of focal length information (S2) and acquisition of subject distance information (S3) are performed.
In S4, the shooting magnification: β information is acquired, and it is determined whether or not the shooting magnification: β is equal to or greater than a predetermined threshold β th (S5). If the result is affirmative, the process proceeds to S6. , Go to S9.
S6では、半押しからの時間が所定時間を経過しているか否かを判定する。経過している場合(ステップS6,YES)はS8に進む。 In S6, it is determined whether or not the predetermined time has elapsed since the half-press. If it has elapsed (step S6, YES), the process proceeds to S8.
半押しからの時間が所定時間以下である場合(ステップS6,NO)は、重力加速度演算用+0を取得するための処理(所定時間内のω5の平均値を取得)を行い(ステップS7)、通常のブレ補正処理(角度ブレのみ補正)を行う。所定時間経過後は、取得したω5の平均値をHPF部の初期値の初期値V00とし、並進ブレ補正処理を行う。 When the time after half-pressing is equal to or shorter than the predetermined time (step S6, NO), a process for acquiring gravity acceleration calculation +0 (acquisition of an average value of ω5 within a predetermined time) is performed (step S7), Performs normal blur correction processing (corrects only angle blur). After the predetermined time has elapsed, the obtained average value of ω5 is set as the initial value V00 of the initial value of the HPF unit, and translational blur correction processing is performed.
S8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9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。
In S8, a micro blur correction calculation subroutine is called. FIG. 9 is a flowchart showing a subroutine for micro blur correction calculation.
In S61, acceleration data (X, Y, Z) is read. In S62, angular velocity data (Pitch, Yaw, Roll) is read.
S63において、加速度センサ12Aの加速度データからカメラ姿勢演算部31は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、カメラの姿勢の姿勢演算結果から、重力加速度成分演算部32は重力加速度を演算する。
S65において、重力加速度成分減算部33加速度データに含まれる重力加速度を減算する。
In S63, the camera
In S64, the gravitational acceleration
In S65, the gravitational acceleration
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演算部35は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、レンズ目標位置演算部36は、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。
In S66, a translation blur calculation subroutine is called. Details of this will be described later.
In S67, the angle blur
In S68, the lens
図8(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8(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。
Returning to FIG. 8A, in S7, a subroutine for normal blur correction calculation is called. FIG. 8B is a flowchart showing a subroutine of normal blur correction calculation.
In S71, angular velocity data is read.
In S72, based on the angular velocity data, the target position calculation of the shake correction group drive mechanism 9 is performed, and the process returns.
S10において、ブレ補正駆動量を演算する。
S11において、ブレ補正群駆動機構(ユニット)を駆動する。
In S10, a shake correction driving amount is calculated.
In S11, the blur correction group driving mechanism (unit) is driven.
図10(a)は、像ブレ補正装置100の並進ブレ量演算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。
FIG. 10A is a flowchart showing a translation blur amount calculation subroutine of the image
In S661, HPF processing for removing the low frequency component of the acceleration value from the gravitational acceleration
Similarly, in S663, HPF processing for removing the low frequency component of the velocity value calculated in S662 is performed. In S664, integral calculation is performed to obtain a translational blur amount, and the process returns.
図10(b)は、第1実施形態に係る像ブレ補正装置100の並進ブレ量演算部35で行なわれる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(HPF2)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(HPF3)。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。
FIG. 10B is a flowchart illustrating a subroutine performed by the translational blur
In S665, HPF processing (HPF2) for removing the low frequency component of the acceleration value from the gravitational acceleration
Similarly, in S667, HPF processing for removing the low frequency component of the velocity value calculated in S666 is performed (HPF3). Next, in S668, the rotation center position calculation (acceleration sensor position reference N ′) is performed. In S669, the rotation center position calculation (imaging surface position reference N) is performed, and the process returns.
図11は、本実施形態において初期値:V00として、ω5を所定時間平均した値を用いた場合の波形例である。点線ω0’が図7に示した比較形態であり、破線ω0が本実施形態の場合を示した図である。
図示するように、本実施形態によると、HPF1の初期値にω5の平均値を用いることにより、HPF演算(ω0演算)はより真値に近い値から開始することができるため、並進ブレ演算誤差を減らすことができるとともに、並進ブレ演算が安定するまでに要する時間を短縮することができる。
ω5の平均値を取得している時間内は、角度ブレのみの補正となるが、図11に示すように並進ブレ演算誤差が低減されるため、使用者に違和感のない見栄えとなる。
FIG. 11 shows an example of a waveform when a value obtained by averaging ω5 for a predetermined time is used as the initial value V00 in the present embodiment. A dotted
As shown in the figure, according to the present embodiment, by using the average value of ω5 as the initial value of HPF1, the HPF calculation (ω0 calculation) can be started from a value closer to the true value. As well as the time required for the translational blurring operation to be stabilized.
During the time when the average value of ω5 is acquired, only the angle blur is corrected, but the translation blur calculation error is reduced as shown in FIG. 11, so that the user feels uncomfortable.
(第2実施形態)
図12は、第2実施形態の像ブレ補正装置200のブロック図を示す。第2実施形態の像ブレ補正装置200は、第1実施形態の像ブレ補正装置100の加速度センサ12Aと重力加速度成分減算部33との間に、初期値演算部39BおよびHPF5を加えたものである。それ以外の構成については第1実施形態と同様であるので、同一の部分は同一の符号を付し、その説明を省略する。
第1実施形態では、ブレ補正開始から、所定時間内のω5を平均し、HPF1の初期値としたが、実施形態2では、さらに、初期値演算部39Bにより加速度センサ12Aの出力値ω5も所定時間を平均してHPF5の初期値(第2初期値)として用いる。
また、第2実施形態においてカメラ姿勢演算部31は、初期値演算部39Bにより演算された第2初期値を用いる。
第2実施形態においても、HPF演算(ω0演算)は、より真値に近い値から開始することができるため、並進ブレ演算誤差を減らすことができるとともに、並進ブレ演算が安定するまでに要する時間を短縮することができる。
ω5の平均値を取得している時間内は、角度ブレのみの補正となるが、並進ブレ演算誤差が低減されるため、使用者に違和感のない見栄えとなる。
(Second Embodiment)
FIG. 12 is a block diagram of an image
In the first embodiment, ω5 within a predetermined time from the start of blur correction is averaged to obtain the initial value of HPF1, but in the second embodiment, the output value ω5 of the
In the second embodiment, the camera
Also in the second embodiment, since the HPF calculation (ω0 calculation) can be started from a value closer to the true value, the translation blur calculation error can be reduced and the time required until the translation blur calculation is stabilized. Can be shortened.
During the time when the average value of ω5 is acquired, only the angle blur correction is performed, but the translation blur calculation error is reduced, so that the user feels comfortable.
(第3実施形態)
図13は、第3実施形態の像ブレ補正装置300のブロック図を示す。図14はHPF部の初期値に対するゲインを、時間を横軸として示したグラフである。
第3実施形態の像ブレ補正装置300は、第2実施形態の像ブレ補正装置200のHPF2と積分回路との間にゲイン調整部341を加えたものである。それ以外の構成については第2実施形態と同様であるので、同一の部分は同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 13 is a block diagram of an image
The image
第3実施形態では、図示するように、HPF部の初期値に対するゲインを取得後、加速度情報に対するGainを、所定時間2(=t2−t1)かけて徐々にあげていく。この処理を加えることにより、更に、防振開始直後の不自然な挙動を低減することができる。 In the third embodiment, as shown in the figure, after obtaining the gain for the initial value of the HPF unit, the gain for the acceleration information is gradually increased over a predetermined time 2 (= t2-t1). By adding this process, an unnatural behavior immediately after the start of vibration isolation can be further reduced.
(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)本実施形態の像ブレ補正装置は、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、ブレ補正を行ってもよい。
(Deformation)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes as described below are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, a digital single-lens reflex camera has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a compact camera, a silver salt camera, a video camera, a mobile phone, and the like.
(2) The image blur correction device of the present embodiment may be provided in the lens barrel or in the camera body. Alternatively, the lens barrel and the camera body may be provided in a distributed manner.
(3) Although the example of driving the blur correction group has been described, the image sensor may be driven to perform blur correction.
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。 In addition, although embodiment and a deformation | transformation form can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiment described above.
1:カメラ、1A:カメラ筐体、1B:レンズ鏡筒、30:重力加速度補正部、31:カメラ姿勢演算部、32:重力加速度成分演算部、33:重力加速度成分減算部、34:並進ブレ量演算部、34a:積分フィルタ、34b:積分フィルタ、35:角度ブレ量演算部、36:レンズ目標位置演算部、37:フォーカス情報取得部、38:レンズ駆動量演算部、39:初期値演算部、39B:初期値演算部、100,200,300:像ブレ補正装置、341:ゲイン調整部 1: Camera, 1A: Camera housing, 1B: Lens barrel, 30: Gravity acceleration correction unit, 31: Camera posture calculation unit, 32: Gravity acceleration component calculation unit, 33: Gravity acceleration component subtraction unit, 34: Translation blur Amount calculation unit, 34a: integration filter, 34b: integration filter, 35: angle blur amount calculation unit, 36: lens target position calculation unit, 37: focus information acquisition unit, 38: lens drive amount calculation unit, 39: initial value calculation Unit, 39B: initial value calculation unit, 100, 200, 300: image blur correction device, 341: gain adjustment unit
Claims (7)
加速度を検出する加速度センサと、
前記角速度センサの出力から角度ブレ量を演算する角度ブレ量演算部と、
前記角速度センサの出力及び、前記加速度センサの出力を用いて並進ブレ量を演算する並進ブレ量演算部と、
前記角速度センサの出力を用いて前記並進ブレ量演算部による前記並進ブレ量の演算に用いる初期値を演算する初期値演算部と、
前記角度ブレ量及び前記並進ブレ量を用いてブレ補正光学系の駆動量を演算する駆動量演算部と、
を備える像ブレ補正装置において、
前記像ブレ補正装置によるブレ補正開始後の所定時間、
前記初期値演算部は前記初期値を演算し、
前記並進ブレ量演算部は並進ブレ補正量演算を行わず、
前記角度ブレ量演算部は前記角度ブレ量の演算を行い、
前記駆動量演算部は、前記角度ブレ量を用いて前記ブレ補正光学系の駆動量を演算し、
前記所定時間経過後、
前記並進ブレ量演算部は、前記初期値演算部による前記初期値により求めた結果をもとに並進ブレ補正量演算を行い、
前記角度ブレ量演算部は前記角度ブレ量の演算を行い、
前記駆動量演算部は、前記角度ブレ量及び前記並進ブレ量を用いて前記ブレ補正光学系の駆動量を演算すること、
を特徴とする像ブレ補正装置。 An angular velocity sensor for detecting angular velocity;
An acceleration sensor for detecting acceleration;
An angular blur amount calculation unit for calculating an angular blur amount from the output of the angular velocity sensor;
A translational blur amount calculation unit that calculates a translational blur amount using the output of the angular velocity sensor and the output of the acceleration sensor;
An initial value calculation unit for calculating an initial value used for calculation of the translation blur amount by the translation blur amount calculation unit using an output of the angular velocity sensor;
A drive amount calculation unit for calculating a drive amount of a shake correction optical system using the angular shake amount and the translational shake amount;
In the image blur correction apparatus comprising:
A predetermined time after the start of blur correction by the image blur correction device,
The initial value calculation unit calculates the initial value,
The translation blur amount calculation unit does not perform translation blur correction amount calculation,
The angle blur amount calculation unit calculates the angle blur amount,
The drive amount calculation unit calculates the drive amount of the shake correction optical system using the angular shake amount,
After the predetermined time has elapsed,
The translation blur amount calculation unit performs a translation blur correction amount calculation based on the result obtained from the initial value by the initial value calculation unit,
The angle blur amount calculation unit calculates the angle blur amount,
The drive amount calculation unit calculates the drive amount of the shake correction optical system using the angular shake amount and the translational shake amount;
An image blur correction device characterized by the above.
前記初期値は、
前記加速度センサまたは前記角速度センサの出力の前記所定時間内の平均値であること、
を特徴とする像ブレ補正装置。 The image blur correction device according to claim 1,
The initial value is
An average value within the predetermined time of the output of the acceleration sensor or the angular velocity sensor;
An image blur correction device characterized by the above.
前記加速度センサの出力に含まれる重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部と、
前記重力加速度成分演算部の演算結果を元に、前記加速度センサの出力から、重力加速度成分を除去する重力加速度成分減算部と、
前記角速度センサと前記重力加速度成分演算部との間に設けられた第1ハイパスフィルタと、を備え、
前記初期値演算部により演算された前記初期値は、第1ハイパスフィルタに入力される第1初期値であること、
を特徴とする像ブレ補正装置。 The image blur correction apparatus according to claim 1 or 2,
A gravitational acceleration component calculation unit for calculating a gravitational acceleration component included in the output of the acceleration sensor;
Based on the calculation result of the gravitational acceleration component calculation unit, a gravitational acceleration component subtraction unit that removes the gravitational acceleration component from the output of the acceleration sensor;
A first high-pass filter provided between the angular velocity sensor and the gravitational acceleration component calculation unit,
The initial value calculated by the initial value calculation unit is a first initial value input to a first high-pass filter;
An image blur correction device characterized by the above.
前記加速度センサの出力に含まれる重力加速度成分を演算する重力加速度成分演算部と、
前記重力加速度成分演算部の演算結果を元に、前記加速度センサの出力から、重力加速度成分を除去する重力加速度成分減算部と、
前記加速度センサと前記重力加速度成分減算部との間に設けられた第2ハイパスフィルタと、を備え、
前記初期値演算部により演算された前記初期値は、前記第2ハイパスフィルタに入力される第2初期値であること、
を特徴とする像ブレ補正装置。 The image blur correction device according to any one of claims 1 to 3,
A gravitational acceleration component calculation unit for calculating a gravitational acceleration component included in the output of the acceleration sensor;
Based on the calculation result of the gravitational acceleration component calculation unit, a gravitational acceleration component subtraction unit that removes the gravitational acceleration component from the output of the acceleration sensor;
A second high-pass filter provided between the acceleration sensor and the gravitational acceleration component subtraction unit,
The initial value calculated by the initial value calculation unit is a second initial value input to the second high-pass filter;
An image blur correction device characterized by the above.
前記第2初期値を用いて、カメラの初期姿勢を演算するカメラ姿勢演算部を備えること、
を特徴とする像ブレ補正装置。 The image blur correction device according to claim 4,
A camera posture calculation unit that calculates an initial posture of the camera using the second initial value;
An image blur correction device characterized by the above.
前記並進ブレ量演算部は、
第3ハイパスフィルタと、ゲイン調整部と、第1積分回路と、第4ハイパスフィルタと、第2積分回路とを順に備え、
前記ゲイン調整部は、前記所定時間内においてゲインを徐々に大きくすること、
を特徴とする像ブレ補正装置。 The image blur correction device according to claim 5,
The translation blur amount calculation unit
A third high-pass filter, a gain adjustment unit, a first integration circuit, a fourth high-pass filter, and a second integration circuit in order;
The gain adjustment unit gradually increases the gain within the predetermined time;
An image blur correction device characterized by the above.
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JP2013090521A JP2014215358A (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Image blur correction device and optical device |
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JP2017227697A (en) * | 2016-06-21 | 2017-12-28 | キヤノン株式会社 | Lens barrel and optical instrument having the same |
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