JP2015025870A - Image-capturing device and control method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image-capturing device capable of improving the effect of vibration-proof control of a camera-shake low-frequency component while preventing a swinging-back phenomenon after the occurrence of large shaking such as panning during image-capture.SOLUTION: First arithmetic means calculates a first shaking correction amount by using a high-pass filter 109. Second arithmetic means calculates a first offset component 111 of the output of first shaking detection means 103, and also calculates a second offset component 113 of the output of the first shaking detection means 103. A shaking subtraction amount is calculated on the basis of a signal having the first offset component 111 subtracted therefrom and a signal having the second offset component 113 subtracted therefrom. The second arithmetic means calculates a second shaking correction amount by integrating a signal having the shaking subtraction amount is subtracted from the output of the shaking detection means 103. The correction means corrects, before image-capture, the shaking of the image on the basis of the first shaking correction amount and corrects, during image-capture, the shaking of the image on the basis of the second shaking correction amount.

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and a control method thereof.

現在のカメラは露出決定やピント合わせといった、撮影上の重要な作業が全自動化されている。また、手振れ等による像振れを防ぐ防振制御装置を搭載したカメラでは、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆どなくなっている。   With today's cameras, important tasks such as determining exposure and focusing are fully automated. In addition, in a camera equipped with an image stabilization control device that prevents image blur due to camera shake or the like, there are almost no factors that cause a photographer to make a shooting mistake.

シャッタのレリーズ時点で手振れが起きても像振れの無い撮影を可能にするには、手振れによるカメラの角度振れを検出し、検出値に応じて像振れ補正用レンズ(以下「補正レンズ」という。)を動かす必要がある。その際、カメラ振動を正確に検出して振れによる光軸変化を補正することが要件となる。原理的には角速度等の検出結果を得る振動検出部と、その演算処理結果に基づいて補正レンズを変位させる駆動制御部が搭載されることで、画像振れが抑制される。   In order to enable shooting without image shake even when camera shake occurs at the time of shutter release, camera shake due to camera shake is detected, and an image shake correction lens (hereinafter referred to as a “correction lens”) according to the detected value. ) Must be moved. At that time, it is a requirement to accurately detect the camera vibration and correct the change in the optical axis due to the shake. In principle, image blurring is suppressed by mounting a vibration detection unit that obtains detection results such as angular velocity and a drive control unit that displaces the correction lens based on the calculation processing result.

しかしながら、カメラ振動を検出するセンサの出力信号には、振れによる信号以外の成分が含まれることが一般に知られている。この振れによる信号以外の成分としては、センサの個体差による基準電圧のバラつきなどの直流成分等が含まれる。また、この直流成分は温度変化によってドリフトしていく。このように低周波成分が含まれる場合、センサの出力信号をそのまま用いて像振れ補正を行うと、補正の精度が低下するおそれがある。そこで、センサノイズであるオフセット成分を除去するために、HPF(ハイパスフィルタ)を挿入し、センサの出力信号から低周波成分を除去して、振れ補正の信号を得ることが一般的に行われている。   However, it is generally known that an output signal of a sensor that detects camera vibration includes components other than a signal due to shake. The components other than the signal due to the shake include a direct current component such as a variation in the reference voltage due to individual differences among sensors. Moreover, this direct current component drifts with temperature change. When low-frequency components are included in this way, if image blur correction is performed using the output signal of the sensor as it is, the correction accuracy may be reduced. Therefore, in order to remove the offset component that is sensor noise, it is a common practice to insert an HPF (High Pass Filter) and remove the low frequency component from the sensor output signal to obtain a shake correction signal. Yes.

また、パンニング或いはチルティングのように撮像装置を一方向に長時間移動させた場合、センサからの出力信号には低周波成分が多く含まれるので、像振れ補正を行うには低周波成分を減衰させる必要がある。そこで、角速度及び角速度を積分した角度データに基づいて、パンニング・チルティングの判定を行い、パンニング或いはチルティングに適した補正特性に切り替えるパンニング制御を行う技術が知られている。   In addition, when the imaging device is moved in one direction for a long time, such as panning or tilting, the output signal from the sensor contains many low-frequency components, so the low-frequency components are attenuated for image blur correction. It is necessary to let Therefore, a technique is known in which panning / tilting is determined based on angular velocity and angle data obtained by integrating the angular velocity, and panning control is performed to switch to correction characteristics suitable for panning or tilting.

このパンニング制御では、まずHPFや積分フィルタのカットオフ周波数を高域側に変移させる。これにより、低域の周波数に対しては、振れ補正が応答しないようになる。   In this panning control, first, the cutoff frequency of the HPF or integral filter is shifted to the high frequency side. As a result, the shake correction does not respond to the low frequency range.

上述した、パンニング・チルティングの制御は例えば特許文献1等に開示されており、低域の周波数の応答を抑制しつつ、高域の周波数の像振れ補正を行うことができるパンニング状態或いはチルティング状態の像振れ補正制御として知られている。   The above-described panning / tilting control is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260, and the panning state or tilting that can perform image blur correction at a high frequency while suppressing a response at a low frequency. This is known as state image blur correction control.

特開平5−323436号公報JP-A-5-323436 特開平10−010596号公報JP-A-10-010596

角速度センサのオフセット成分は、HPFによって除去できるが、HPFを介することによって低周波成分を減衰させる構成では以下のような問題がある。
まず角度算出のフィルタについて説明する。防振システムに用いられる角度算出フィルタは、積分器(式(1)の左辺第1項)とHPF(式(1)の左辺第2項)を組み合わせたフィルタ(式(1)の右辺)を一般的に用いる。このフィルタは時定数Tのローパスフィルタ(LPF)に時定数Tを乗算したものと同じ式となる。
Although the offset component of the angular velocity sensor can be removed by the HPF, the configuration in which the low frequency component is attenuated through the HPF has the following problems.
First, the angle calculation filter will be described. The angle calculation filter used in the image stabilization system is a filter (right side of equation (1)) that combines an integrator (first term on the left side of equation (1)) and HPF (second term on the left side of equation (1)). Generally used. This filter has the same formula as a low-pass filter (LPF) having a time constant T multiplied by the time constant T.

Figure 2015025870
Figure 2015025870

ここで式(1)左辺ではTはハイパスフィルタ(HPF)の時定数となり、式(2)右辺ではTはLPFの時定数との意味となる。   Here, on the left side of equation (1), T is the time constant of the high-pass filter (HPF), and on the right side of equation (2), T is the time constant of LPF.

角速度計には、低域のノイズ成分が少なからず含まれていることより、実際の振れとは異なる防振動作を行ってしまい逆に振れを誘発してしまう問題がある。そのため、積分器のみで角度算出フィルタを構成することはしていない。また、積分器演算において角度信号の演算結果が飽和してしまうことを防ぐため、式(1)右辺のフィルタを防振角度算出フィルタとして用いている。   The angular velocity meter has a problem in that, since it includes a small amount of low-frequency noise components, it performs an anti-vibration operation different from the actual shake and conversely induces shake. For this reason, the angle calculation filter is not configured only by the integrator. Further, in order to prevent the calculation result of the angle signal from being saturated in the integrator calculation, the filter on the right side of Expression (1) is used as a vibration-proof angle calculation filter.

したがって、角度算出フィルタにはHPFが含まれており、角度算出フィルタの前段にHPFを接続すると、角速度計から角度算出までのフィルタ内では、2次のHPFが構成されていることになる。このため、手振れの低周波の周波帯域(〜1Hz)では大きく位相も進んでしまい、防振効果が低下してしまう。   Accordingly, the angle calculation filter includes an HPF, and when the HPF is connected to the preceding stage of the angle calculation filter, a second-order HPF is configured in the filter from the angular velocity meter to the angle calculation. For this reason, in the low frequency band (˜1 Hz) of camera shake, the phase is greatly advanced and the image stabilization effect is lowered.

また、パンニング時においても2次のHPFを含んだフィルタ特性の悪影響を受けることになる。パンニングなどの大きな揺れが生じた場合に、大きな振幅の低周波成分も減衰され、その影響で例えばパンニング終了時には、パンニング方向とは逆方向の信号(揺り戻し)が生じる。この信号はその後、ゆっくりとゼロに収束していくが、この信号に基づいて像振れ補正を行った場合、実際の撮像装置の振れとは異なる信号によって補正量の演算を行ってしまうため、この信号に基づいて補正を行うと手振れ補正の精度が低下するおそれがある。   Further, even during panning, the filter characteristics including the secondary HPF are adversely affected. When a large shake such as panning occurs, a low-frequency component with a large amplitude is also attenuated, and for example, at the end of panning, a signal in the direction opposite to the panning direction (shake back) is generated. This signal then slowly converges to zero, but when image blur correction is performed based on this signal, the correction amount is calculated using a signal different from the actual image pickup device shake. If correction is performed based on the signal, the accuracy of camera shake correction may be reduced.

従って、HPFを含んで防振フィルタを構成すると、HPFのカットオフ周波数を低く設定したとき、体揺れなどに伴う低周波成分の像振れ補正の防振性能は向上する。しかし、パンニングなどの大きな揺れが生じた後の、揺り戻しの大きさとゼロに収束するまでの時間が大きくなってしまい、撮像装置の揺れ大きくならないようにしっかりと構えて撮影した場合のみでしか適切な防振効果が得られないという問題がある。   Therefore, when the image stabilization filter includes the HPF, when the cutoff frequency of the HPF is set to be low, the image stabilization performance of the image blur correction for the low frequency component accompanying the body shake or the like is improved. However, after a large shake such as panning occurs, the magnitude of the swing back and the time until it converges to zero increase, and it is appropriate only when shooting with a solid hold so that the shake of the imaging device does not become large There is a problem that an effective anti-vibration effect cannot be obtained.

また、特許文献2で提案されている技術では、撮像(露光)中はHPF処理を行わず、撮像中のオフセットを固定にして防振制御を行う。これにより撮像中はHPFを設けることなく防振制御を行うことができる。しかしながら、撮像直前に角速度のオフセットを固定する方法では、角速度オフセットに誤差が生じてしまった場合、実際の手振れと異なる状態で防振制御を行うことになる。つまり、オフセット誤差がある場合、撮像中はオフセット誤差分の角速度を手振れに加算し続けた状態で防振制御を行うので振れ補正が意図しない方向へ移動してしまう。従って、撮像中のみ角速度オフセットを固定する場合においてはオフセット誤差が生じたとき補正効果を悪化させる場合がある。   In the technique proposed in Patent Document 2, HPF processing is not performed during imaging (exposure), and image stabilization control is performed with the offset during imaging fixed. This makes it possible to perform image stabilization control without providing an HPF during imaging. However, in the method of fixing the offset of the angular velocity immediately before imaging, if an error occurs in the angular velocity offset, the image stabilization control is performed in a state different from the actual camera shake. In other words, if there is an offset error, the image stabilization control is performed in a state where the angular velocity corresponding to the offset error is continuously added to the camera shake during imaging, and thus the shake correction moves in an unintended direction. Accordingly, when the angular velocity offset is fixed only during imaging, the correction effect may be deteriorated when an offset error occurs.

従って、本発明は、パンニングなどの大きな揺れが生じた後の揺り戻し現象を防止しつつ、手振れ低周波成分の防振制御効果を向上させることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to improve the anti-vibration control effect of the low-hand shake component while preventing a swing-back phenomenon after a large shake such as panning occurs.

本発明の一側面によれば、撮像装置であって、前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、撮像前の画像振れを補正する第1振れ補正量を演算する第1演算手段と、撮像中の画像振れを補正する第2振れ補正量を演算する第2演算手段と、前記第1又は第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正する振れ補正手段とを備え、前記第1演算手段は、ハイパスフィルタを用いて前記第1振れ補正量を演算し、前記第2演算手段は、前記振れ検出手段の出力の第1オフセット成分を算出する第1オフセット算出手段と、前記振れ検出手段の出力の第2オフセット成分を算出する第2オフセット算出手段とを含み、前記振れ検出手段の出力から前記第1オフセット成分を減算した信号と、前記第2振れ補正量から前記第2オフセット成分を減算した信号とに基づいて振れ減算量を算出する減算量算出手段を更に備え、前記第2演算手段は、前記振れ検出手段の出力から前記振れ減算量を減算した信号を積分することで前記第2振れ補正量を演算し、前記補正手段は、撮像前は、前記第1振れ補正量に基づいて画像振れを補正し、撮像中は、前記第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正することを特徴とする撮像装置が提供される。   According to an aspect of the present invention, there is provided an imaging device, a shake detection unit that detects a shake of the imaging device, a first calculation unit that calculates a first shake correction amount that corrects an image shake before imaging, The first calculation includes: a second calculation unit that calculates a second shake correction amount that corrects an image shake during imaging; and a shake correction unit that corrects an image shake based on the first or second shake correction amount. The means calculates the first shake correction amount using a high-pass filter, the second calculation means calculates a first offset component of the output of the shake detection means, and the shake detection means. Second offset calculating means for calculating a second offset component of the output of the first offset component, and subtracting the first offset component from the output of the shake detecting means, and the second offset component from the second shake correction amount. Subtract Subtraction amount calculation means for calculating a shake subtraction amount based on the signal, and the second calculation means integrates a signal obtained by subtracting the shake subtraction amount from the output of the shake detection means, thereby integrating the second shake amount. A correction amount is calculated, and the correction unit corrects the image shake based on the first shake correction amount before imaging, and corrects the image shake based on the second shake correction amount during imaging. A featured imaging device is provided.

本発明によれば、パンニングなどの大きな揺れが生じた後の揺り戻し現象を防止しつつ、低周波成分の防振制御効果も向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the anti-shake control effect of a low frequency component can also be improved, preventing the shake-back phenomenon after big shakes, such as panning, having occurred.

実施形態における撮像装置の模式図。1 is a schematic diagram of an imaging apparatus in an embodiment. 実施形態における撮像装置の構成を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging device according to an embodiment. 実施形態における角速度減算量の算出方法を説明する図。The figure explaining the calculation method of the angular velocity subtraction amount in the embodiment. 実施形態における防振制御の効果を説明する図。The figure explaining the effect of anti-vibration control in an embodiment. 実施形態における撮像中と撮像中以外でのぶれ補正を説明する図。6A and 6B are diagrams for explaining shake correction during imaging and during other than imaging. 実施形態における角度算出フィルタのゲイン特性を示す図。The figure which shows the gain characteristic of the angle calculation filter in embodiment. 実施形態ににおける防振制御処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the vibration proof control process in embodiment. 実施形態における撮像装置の構成を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging device according to an embodiment.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It shows only the specific example advantageous for implementation of this invention. Moreover, not all combinations of features described in the following embodiments are indispensable for solving the problems of the present invention.

<実施形態1>
図1は、実施形態1における撮像装置101の模式図である。図2は、撮像装置101の撮像部の構成と、中央演算処理装置であるCPU105で実行される像振れ補正処理の機能ブロックを示す。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic diagram of an imaging apparatus 101 according to the first embodiment. FIG. 2 shows a configuration of an image pickup unit of the image pickup apparatus 101 and functional blocks of image blur correction processing executed by the CPU 105 which is a central processing unit.

カメラ101の本体にはレリーズボタン104が設けられ、このボタンの操作によるスイッチの開閉信号がCPU105に送られる。撮像光学系の光軸102上には、補正レンズ108と撮像素子106が位置する。振れ検出手段としての角速度計103は、矢印103p(ピッチ)、103y(ヨー)回りの撮像装置の振れを検出する。角速度計103の出力は、CPU105に入力される。HPF109は、角速度計103の出力におけるDC成分をカットするハイパスフィルタである。これにより角速度計に検出ノイズとして付加されるオフセット成分を低減する。HPF通過後の角速度は、角度1算出部110にて積分され、角度信号に変換される。   A release button 104 is provided on the main body of the camera 101, and a switch open / close signal generated by operating this button is sent to the CPU 105. A correction lens 108 and an image sensor 106 are positioned on the optical axis 102 of the imaging optical system. An angular velocity meter 103 serving as a shake detection unit detects a shake of the imaging device around arrows 103p (pitch) and 103y (yaw). The output of the angular velocity meter 103 is input to the CPU 105. The HPF 109 is a high-pass filter that cuts a DC component in the output of the angular velocity meter 103. This reduces the offset component added as detection noise to the angular velocity meter. The angular velocity after passing through the HPF is integrated by the angle 1 calculation unit 110 and converted into an angle signal.

また、パンニング・チルティングを角速度の大きさによって判定し、パンニング・チルティング時には、HPFのカットオフ周波数を高域側にシフトし、低域の周波数に対しては、振れ補正が応答しないようにしている。   Also, panning / tilting is determined by the magnitude of the angular velocity, and at the time of panning / tilting, the cutoff frequency of the HPF is shifted to the high frequency side so that the shake correction does not respond to the low frequency. ing.

以上は、従来の振れ補正の方法であり、以下では「第1の角度算出」という。角度1算出部110は、この第1の角度算出に関して、画像振れを補正する第1振れ補正量を演算する第1演算手段として機能する。本実施形態では、「第1の角度算出」と並列に、「第2の角度算出」を行う。角度2算出部117は、この第12の角度算出に関して、画像振れを補正する第2振れ補正量を演算する第2演算手段として機能する。そして、撮像前は第1の角度算出の出力に基づいて像振れを抑制するための防振処理を制御し、撮像中は第2の角度算出の出力に基づいて防振処理を制御する。以下、第2の角度算出について以下説明する。   The above is the conventional shake correction method, and is hereinafter referred to as “first angle calculation”. The angle 1 calculation unit 110 functions as a first calculation unit that calculates a first shake correction amount for correcting image shake with respect to the first angle calculation. In the present embodiment, the “second angle calculation” is performed in parallel with the “first angle calculation”. The angle 2 calculation unit 117 functions as second calculation means for calculating a second shake correction amount for correcting image shake with respect to the twelfth angle calculation. Then, before imaging, the image stabilization process for suppressing image blur is controlled based on the output of the first angle calculation, and the image stabilization process is controlled based on the output of the second angle calculation during imaging. Hereinafter, the second angle calculation will be described below.

角速度計103の出力は減算器116にも入力され、角速度計出力から減算量算出部115の出力値が減算される。この減算結果は角度2算出部117へ入力されて角度信号に変換される。減算量算出部112における演算の詳細については、後に説明する。   The output of the angular velocity meter 103 is also input to the subtractor 116, and the output value of the subtraction amount calculation unit 115 is subtracted from the angular velocity meter output. This subtraction result is input to the angle 2 calculation unit 117 and converted into an angle signal. Details of the calculation in the subtraction amount calculation unit 112 will be described later.

角度1算出部110で演算された角度1と、角度2算出部117で演算された角度2は、信号切り替え部118に入力される。信号切り替え部118では、撮像動作開始か否かなどのカメラの状態によって、角度1を用いて防振制御するか、角度2を用いて防振制御するかが選択され、選択された角度が敏感度調整部119に入力される。敏感度調整部119は、ズーム、フォーカスの位置情報107およびそれらにより求まる焦点距離や撮影倍率に基づいて信号切り替え部118の出力である角度信号を増幅し、角度振れ補正目標値にする。これはレンズのフォーカスやズームなどの光学情報の変化により振れ補正部108の振れ補正ストロークに対するカメラ像面での振れ補正敏感度が変化することを補正するためである。   The angle 1 calculated by the angle 1 calculation unit 110 and the angle 2 calculated by the angle 2 calculation unit 117 are input to the signal switching unit 118. In the signal switching unit 118, whether to perform the image stabilization control using the angle 1 or the image stabilization control using the angle 2 is selected depending on the state of the camera such as whether or not the imaging operation is started, and the selected angle is sensitive. Input to the degree adjustment unit 119. The sensitivity adjustment unit 119 amplifies the angle signal, which is the output of the signal switching unit 118, based on the zoom and focus position information 107 and the focal length and imaging magnification obtained from the information, and sets the angle shake correction target value. This is to correct a change in shake correction sensitivity on the camera image plane with respect to the shake correction stroke of the shake correction unit 108 due to a change in optical information such as lens focus and zoom.

敏感度調整部119で求まった角度振れ補正目標値を駆動制御部120に出力し、振れ補正部108を駆動することで画像振れ補正を行わせる。図2に示す例では、振れ補正手段として、算出された補正量に基づいて補正レンズを光軸に垂直な面内で移動される、いわゆる光学防振が採用される。像振れ補正方法には補正レンズを用いた光学防振に限らず、撮像装置を光軸に垂直な面内で移動させることで振れ防振を行う方法がある。また、撮像素子が出力する各撮影フレームの切り出し位置を変更することで、振れの影響を軽減させる電子防振による方法があり、複数の防振方法を組み合わせて像振れ補正を行うこともできる。   The angular shake correction target value obtained by the sensitivity adjustment unit 119 is output to the drive control unit 120, and the shake correction unit 108 is driven to perform image shake correction. In the example shown in FIG. 2, so-called optical image stabilization in which the correction lens is moved in a plane perpendicular to the optical axis based on the calculated correction amount is employed as the shake correction unit. The image blur correction method is not limited to optical image stabilization using a correction lens, and there is a method of performing image stabilization by moving the imaging apparatus in a plane perpendicular to the optical axis. In addition, there is a method based on electronic image stabilization that reduces the influence of shake by changing the cut-out position of each shooting frame output by the image sensor, and image shake correction can also be performed by combining a plurality of image stabilization methods.

次に、角速度減算量の算出方法を以下に説明する。角速度計103の出力は、オフセット1算出部111において、角速度計出力に検出ノイズとして付加される角速度オフセット成分(第1オフセット成分))を演算する。例えば、HPF通過後の角速度の振幅が小さいときや、角速度を微分した角加速度の振幅が小さいときなど撮像装置の手振れが非常に小さいときの角速度計103の出力値を取得しておく。そしてそれをカットオフ周波数が非常に小さく設定されたLPFによって滑らかにつなげていく。このような方法でDC成分であるオフセットを算出することができる。オフセット1減算部112で角速度計103の出力からオフセット1算出部111で算出された角速度オフセットを減算する。また、オフセット1算出部111で演算された角速度オフセットはオフセット2算出部113に入力され、式(2)の方法により角度オフセット成分(第2オフセット成分)が演算される。   Next, a method for calculating the angular velocity subtraction amount will be described below. As for the output of the angular velocity meter 103, the offset 1 calculation unit 111 calculates an angular velocity offset component (first offset component) added as detection noise to the angular velocity meter output. For example, the output value of the angular velocity meter 103 when the shake of the imaging apparatus is very small, such as when the amplitude of the angular velocity after passing through the HPF is small, or when the amplitude of the angular acceleration obtained by differentiating the angular velocity is small, is acquired. Then, it is smoothly connected by an LPF whose cut-off frequency is set very small. An offset that is a DC component can be calculated by such a method. The offset 1 subtraction unit 112 subtracts the angular velocity offset calculated by the offset 1 calculation unit 111 from the output of the angular velocity meter 103. The angular velocity offset calculated by the offset 1 calculation unit 111 is input to the offset 2 calculation unit 113, and the angle offset component (second offset component) is calculated by the method of Expression (2).

角度オフセット=角速度オフセット×T ・・・(2)
式(1)を用いて説明したように角度2算出部117では、時定数Tに設定したLPFにTを乗算することで角度信号が演算される。角度2算出部115で演算される信号のオフセットは、LPFのゲイン特性が0dBとなる低周波領域にTを乗算すればオフセットを求められる。角度2算出部117に入力される信号のオフセット量は、オフセット1算出部111で既に算出されている。したがって、オフセット1算出部111の出力にTを乗算すれば角度2算出部117を通過後のオフセット成分を演算することができる。
Angle offset = angular velocity offset × T (2)
As described using Equation (1), the angle 2 calculation unit 117 calculates the angle signal by multiplying the LPF set to the time constant T by T. The offset of the signal calculated by the angle 2 calculator 115 can be obtained by multiplying the low frequency region where the gain characteristic of the LPF is 0 dB by T. The offset amount of the signal input to the angle 2 calculation unit 117 has already been calculated by the offset 1 calculation unit 111. Therefore, if the output of the offset 1 calculation unit 111 is multiplied by T, the offset component after passing through the angle 2 calculation unit 117 can be calculated.

上記のように算出されたオフセット1算出部111からの角速度オフセットはオフセット減算部112に入力される。オフセット減算部112では、角速度計の出力から角速度オフセットが減算される。オフセット2算出部113からの角度オフセットはオフセット減算部114に入力される。オフセット減算部114では、角度2算出部117の出力値(制御周期の前回サンプリング値)から角速度オフセットが減算される。オフセット減算部112,114での減算結果はそれぞれ、減算量算出部115に入力される。   The angular velocity offset from the offset 1 calculation unit 111 calculated as described above is input to the offset subtraction unit 112. In the offset subtracting unit 112, the angular velocity offset is subtracted from the output of the angular velocity meter. The angle offset from the offset 2 calculation unit 113 is input to the offset subtraction unit 114. In the offset subtraction unit 114, the angular velocity offset is subtracted from the output value of the angle 2 calculation unit 117 (previous sampling value of the control period). The subtraction results in the offset subtraction units 112 and 114 are input to the subtraction amount calculation unit 115, respectively.

次に、減算量算出部115での角速度減算量(振れ減算量)の算出方法を説明する。図3は、図2に示す各制御ブロック(111、112、113、114、115,116、117)における時系列データを示す。図3(a)の301は、角速度計103からの角速度出力であり、302はオフセット1算出部111にて演算された角速度のオフセット値である。301を積分し、角度を算出すると信号は図3(f)の308のようになる。図3(b)の303は、角速度計103の出力からオフセット1減算部112で減算された後の角速度であり、301から302を減算して得た信号である。ここで用いる角度算出フィルタは、HPF+積分の特性となっていることから、式(2)を用いて説明したように、角速度のオフセット302に時定数Tを乗算すると角度のオフセット307となる。   Next, a method of calculating the angular velocity subtraction amount (shake subtraction amount) in the subtraction amount calculation unit 115 will be described. FIG. 3 shows time-series data in each control block (111, 112, 113, 114, 115, 116, 117) shown in FIG. In FIG. 3A, 301 is an angular velocity output from the angular velocity meter 103, and 302 is an angular velocity offset value calculated by the offset 1 calculation unit 111. When 301 is integrated and the angle is calculated, the signal becomes 308 in FIG. Reference numeral 303 in FIG. 3B denotes an angular velocity after being subtracted by the offset 1 subtraction unit 112 from the output of the angular velocity meter 103, and is a signal obtained by subtracting 302 from 301. Since the angle calculation filter used here has a characteristic of HPF + integration, when the angular velocity offset 302 is multiplied by the time constant T, the angle offset 307 is obtained as described using the equation (2).

パンニングなどの大きな角速度が生じた場合、角度算出フィルタの出力はオフセット中心307から大きく外れて、時間をかけてオフセット307に収束するように遷移する。パンニング後に大きくオフセットから離れてしまう場合、信号308はオフセット307付近に戻ってくるまで長い時間を要するので、振れ補正が不可能な状態になってしまう。特に、防振制御の周波数帯域を低域側まで拡大するほど、すなわち、角度算出フィルタのカットオフ周波数を小さくするほど、振れ補正が低下する時間が長くなってしまう。   When a large angular velocity such as panning occurs, the output of the angle calculation filter deviates greatly from the offset center 307 and transitions to converge to the offset 307 over time. If the signal 308 moves far away from the offset after panning, it takes a long time for the signal 308 to return to the vicinity of the offset 307, so that shake correction cannot be performed. In particular, as the frequency band of the image stabilization control is expanded to the low frequency side, that is, as the cut-off frequency of the angle calculation filter is decreased, the time for which the shake correction is reduced becomes longer.

よって、パンニングなどの動作により角速度が大きいときは、手振れ防振に不要な角速度をできるだけカットして角度算出フィルタに入力したい。そこで、角度算出フィルタの出力が角度オフセットを中心としたある角度範囲内で制御できるようにした方が、パンニング直後の防振性能は向上する。   Therefore, when the angular velocity is high due to operations such as panning, it is desirable to cut the angular velocity unnecessary for camera shake stabilization as much as possible and input it to the angle calculation filter. Therefore, if the output of the angle calculation filter can be controlled within a certain angle range centered on the angle offset, the vibration isolation performance immediately after panning is improved.

そこで、振れ補正目標値である角度信号(制御周期の前回サンプリング値)を用いて、角速度減算量を算出し、角速度から角速度減算量を減算後に積分する。こうすることで、防振可動範囲を制限して振れ補正目標値を算出することができ、パンニング・チルティングなどの大きな振れが発生した場合において、すぐに振れ補正ができるようになる。   Therefore, the angular velocity subtraction amount is calculated using the angle signal (previously sampled value of the control cycle) that is the shake correction target value, and the angular velocity subtraction amount is integrated after subtracting the angular velocity subtraction amount from the angular velocity. In this way, the shake correction target value can be calculated by limiting the vibration-proof movable range, and when a large shake such as panning or tilting occurs, the shake correction can be performed immediately.

角速度減算量は、以下の(1)〜(3)を用いて算出する。
(1)角速度301からオフセット302を減算して得たオフセット除去後の角速度303。
(2)角度2算出部117の出力(制御周期の前回サンプリング値)からオフセット2算出部113より算出した角度オフセット307を減算して得たオフセット除去後の角度信号309。
(3)図3(g)(h)に示すゲイン算出テーブル。
The angular velocity subtraction amount is calculated using the following (1) to (3).
(1) Angular velocity 303 after offset removal obtained by subtracting the offset 302 from the angular velocity 301.
(2) An angle signal 309 after offset removal obtained by subtracting the angle offset 307 calculated by the offset 2 calculation unit 113 from the output of the angle 2 calculation unit 117 (previous sampling value of the control period).
(3) A gain calculation table shown in FIGS.

図3(g)については、横軸がオフセット除去後の角度信号で、縦軸がゲインαである。
オフセット除去後の角度信号がA1以下のとき、ゲインαは0となる。
オフセット除去後の角度信号がA2を超えたとき、ゲインαは1となる。すなわち、オフセット除去後の信号が所定閾値A2を超えたときに角速度減算量が算出され、所定閾値との差が大きいほど角速度減算量を大きくする。
オフセット除去後の角度信号がA1とA2の間に位置するとき、ゲインαはA1−A2間を線形補間した値となる。
図3(h)についても、同様の方法でゲインβを求める。横軸がオフセット除去後の角度信号、縦軸がゲインβである。
オフセット除去後の角度信号がB1以上のとき、ゲインαは0となる。
オフセット除去後の角度信号がB2以下のとき、ゲインβは1となる。
オフセット除去後の角度信号がB1とB2の間に位置するとき、ゲインβはB1−B2間を線形補間した値となる。
In FIG. 3G, the horizontal axis is the angle signal after offset removal, and the vertical axis is the gain α.
When the angle signal after offset removal is A1 or less, the gain α is zero.
When the angle signal after the offset removal exceeds A2, the gain α is 1. That is, the angular velocity subtraction amount is calculated when the signal after offset removal exceeds the predetermined threshold A2, and the angular velocity subtraction amount is increased as the difference from the predetermined threshold is larger.
When the angle signal after offset removal is positioned between A1 and A2, the gain α is a value obtained by linear interpolation between A1 and A2.
Also in FIG. 3H, the gain β is obtained by the same method. The horizontal axis is the angle signal after offset removal, and the vertical axis is the gain β.
When the angle signal after the offset removal is B1 or more, the gain α is zero.
When the angle signal after offset removal is B2 or less, the gain β is 1.
When the angle signal after offset removal is located between B1 and B2, the gain β is a value obtained by linear interpolation between B1 and B2.

上記により求めたゲインαとゲインβとオフセット除去後の角速度303より角速度減算量を算出する。角速度減算量は式(3)、(4)より算出され、オフセット減算後の角速度の符号によって乗算されるゲインが異なる。オフセット減算部108の出力である角速度の符号がプラスの場合、角速度にゲインαを乗算し、角速度の符号がマイナスの場合、角速度にゲインβを乗算する。   The angular velocity subtraction amount is calculated from the gain α and gain β obtained as described above and the angular velocity 303 after offset removal. The angular velocity subtraction amount is calculated from the equations (3) and (4), and the gain to be multiplied differs depending on the sign of the angular velocity after the offset subtraction. When the sign of the angular velocity that is the output of the offset subtracting unit 108 is positive, the angular velocity is multiplied by a gain α, and when the sign of the angular velocity is negative, the angular velocity is multiplied by a gain β.

角速度がプラス方向 :角速度減算量 = オフセット減算後角速度 × α ・・・(3)
角速度がマイナス方向:角速度減算量 = オフセット減算後角速度 × β ・・・(4)
図3(c)の304は、オフセット減算後角速度303から、角速度減算量を減算した信号である。
図3(e)の305は、角速度301から、角速度減算量を減算した信号である。
図3(f)の306は、305を積分し、角度算出した信号である。
このように上記説明した制御によって、パンニングによる角速度成分をカットすることができ、パンニング直後にも防振制御の安定が速くなり適切な振れ補正を行うことができる。
Angular velocity is positive: Angular velocity subtraction amount = Angular velocity after offset subtraction x α (3)
Angular velocity is in the negative direction: Angular velocity subtraction amount = Angular velocity after offset subtraction × β (4)
Reference numeral 304 in FIG. 3C denotes a signal obtained by subtracting the angular velocity subtraction amount from the angular velocity 303 after offset subtraction.
305 in FIG. 3E is a signal obtained by subtracting the angular velocity subtraction amount from the angular velocity 301.
306 in FIG. 3F is a signal obtained by integrating 305 and calculating an angle.
As described above, the control described above can cut the angular velocity component due to panning, and stabilization of the image stabilization control can be accelerated immediately after panning, and appropriate shake correction can be performed.

ここで角速度オフセット算出に実際のオフセットとの誤差が生じてしまった場合においても、パンニングなどの大きな角速度はカットすることができる。オフセットずれにより減算量に多少の誤差が生じたとしても、パンニング成分の角速度を除去することは可能である。誤差があったとしても角速度減算処理を行わない場合と比べると、パンニング直後の手振れ補正が安定するまでの時間は大幅に改善できる。   Here, even when an error from the actual offset occurs in the angular velocity offset calculation, a large angular velocity such as panning can be cut. Even if a slight error occurs in the subtraction amount due to the offset deviation, the angular velocity of the panning component can be removed. Even if there is an error, the time until the camera shake correction immediately after panning is stabilized can be significantly improved as compared with the case where the angular velocity subtraction process is not performed.

図4に本実施形態における制御効果を示す。撮像装置の振れ角度が図4(a)の401の波形になる場合、目標振れ補正角度も401と同じになることが振れ防振としては好ましい。しかし、実際には振れ補正装置の補正可能範囲に限りがあることや、振れ検出装置にオフセットが含まれそのオフセットが温度によってドリフトしてしまう問題があり、401のように振れ補正することは難しい。ここで、振れ検出装置である角速度計の角速度オフセットを積分して生じる角度オフセットを図4(b)の404とすると、目標振れ補正角度はオフセット404中心で制御されることが望ましい。図2図3を用いて説明した角度減算処理がない場合、パンニング・チルティングされるとオフセット中心から大きく離れて、オフセット中心まで戻るまでに時間を要してしまう。(フィルタカットオフ周波数特性が低周波域側であればある程戻るまでの時間がかかる。)このオフセット中心に戻るまでの目標振れ角度402は実際の手振れ角度401とは異なり適切な防振効果を得ることはできない。そこで、角速度減算処理をした目標振れ角度は403のようにオフセット404中心で防振制御量を求めることが可能になり、理想的な振れ目標値401に近づき振れ補正効果が向上する。   FIG. 4 shows the control effect in this embodiment. When the shake angle of the imaging apparatus has a waveform 401 in FIG. 4A, it is preferable as the shake prevention that the target shake correction angle is also the same as 401. However, in reality, there is a limit to the correction range of the shake correction device, and there is a problem that the shake detection device includes an offset and the offset drifts due to temperature. It is difficult to correct the shake as in 401. . Here, if the angle offset generated by integrating the angular velocity offset of the angular velocity meter which is the shake detection device is 404 in FIG. 4B, it is desirable that the target shake correction angle is controlled around the offset 404. 2 When there is no angle subtraction process described with reference to FIG. 3, when panning / tilting is performed, it takes a long time to return to the offset center by far away from the offset center. (The longer the filter cutoff frequency characteristic is on the low frequency side, the longer it takes to return.) Unlike the actual camera shake angle 401, the target shake angle 402 until returning to the offset center has an appropriate anti-shake effect. I can't get it. Therefore, the target shake angle after the angular velocity subtraction process can obtain the image stabilization control amount at the center of the offset 404 as indicated by 403, and approaches the ideal shake target value 401 to improve the shake correction effect.

上記制御において、HPFを用いることなく角度算出ができる。しかし、ここで算出された角度には角速度計の出力ノイズ成分の影響によるオフセット角度を含んでいる。   In the above control, the angle can be calculated without using HPF. However, the angle calculated here includes an offset angle due to the influence of the output noise component of the angular velocity meter.

次に、オフセット含んだ角度2をどのように防振制御に用いるのかを説明する。図5に撮像中と撮像中以外でのぶれ補正方法を説明する時系列データを示す。波形501は角度2算出部114にて算出された角度2であり、波形502は角度1算出部110にて算出された角度1である。角度2にはHPFを設けていないため、電源投入から長い時間経過する(例えば504の期間)と、角速度計のオフセット成分の温度ドリフト影響で0中心から離れて角度501が算出されることになる。図6に角度算出フィルタのゲイン特性を示す。601は純積分のフィルタ特性(周波数−ゲイン特性で)であり、602は角度算出に用いる積分+HPFのフィルタ特性である。602は低周波帯域でフラットな特性となり、角速度のオフセット分はこのゲイン特性が残ることになる。よって図5の504の期間で、角速度計の温度ドリフト影響によって角速度オフセットが大きくなるにつれて角度1は中心から離れて角度501が算出されることになる。角度1算出部110にて算出された角度502は、図2の角度1算出部110の出力でありHPFを用いて角度算出された信号であるので、602にHPFが加わった603の特性となる。603は、低周波領域でゲインが下がっていることから分かるように角速度計に含むオフセット成分を除去することができ、0中心で角度算出されることになる。但し、上述したようにHPFを加えているため揺り戻し現象により、パンニング・チルティングなど大きな振れ直後の防振効果が弱まってしまう。   Next, how to use the angle 2 including the offset for the image stabilization control will be described. FIG. 5 shows time-series data for explaining a shake correction method during imaging and other than during imaging. A waveform 501 is the angle 2 calculated by the angle 2 calculation unit 114, and a waveform 502 is the angle 1 calculated by the angle 1 calculation unit 110. Since no HPF is provided at angle 2, if a long time elapses after the power is turned on (for example, period 504), the angle 501 is calculated away from the 0 center due to the temperature drift effect of the offset component of the angular velocity meter. . FIG. 6 shows the gain characteristics of the angle calculation filter. Reference numeral 601 denotes a pure integral filter characteristic (frequency-gain characteristic), and reference numeral 602 denotes an integral + HPF filter characteristic used for angle calculation. 602 has a flat characteristic in the low frequency band, and this gain characteristic remains for the offset of the angular velocity. Therefore, during the period 504 in FIG. 5, the angle 501 is calculated away from the center as the angular velocity offset increases due to the temperature drift effect of the angular velocity meter. The angle 502 calculated by the angle 1 calculation unit 110 is an output of the angle 1 calculation unit 110 in FIG. 2 and is a signal calculated using the HPF, and thus has a characteristic 603 in which HPF is added to 602. . As can be seen from the fact that the gain decreases in the low frequency region, the offset component included in the angular velocity meter 603 can be removed, and the angle is calculated at the zero center. However, since the HPF is added as described above, the anti-vibration effect immediately after a large shake such as panning and tilting is weakened due to the swing back phenomenon.

よって、角度502よりも角度501を用いて防振制御した方が適切な防振効果を得られることができる。しかしながら、角度501は図6の602のようなフィルタ特性となっているため、低周波領域では603のフィルタのようにゲインが減衰せずにフラットなゲイン特性となる。つまり角速度オフセット分のオフセットを含みながら角度演算がされることになる。よって、常に501で防振制御を行っていると角速度オフセットの温度ドリフトによって角度501のオフセットも大きくなっていき、時間が立つと防振可動範囲が足らずに可動端で制御不能になってしまう。そこで、撮像中か否かを検出して、撮像中は502の信号を用いて防振制御し、撮像前の準備期間におけるEVF表示中やAF/AE動作中などは501の信号で防振制御する。これにより、撮像期間中は低周波領域まで拡大したフィルタ特性によって防振効果が向上し、撮像期間以外においてもある程度の防振効果を確保できる。したがって、AF/AEの精度向上やEVF表示を見ながらの撮影者のフレーミング動作し易さを向上できる。   Therefore, it is possible to obtain an appropriate anti-vibration effect by performing anti-vibration control using the angle 501 rather than the angle 502. However, since the angle 501 has a filter characteristic such as 602 in FIG. 6, the gain does not attenuate like the filter 603 in the low frequency region, and becomes a flat gain characteristic. That is, the angle calculation is performed while including the offset corresponding to the angular velocity offset. Therefore, if the vibration control is always performed at 501, the offset of the angle 501 increases due to the temperature drift of the angular velocity offset, and when the time is up, the vibration control movable range is insufficient and the movable end becomes uncontrollable. Therefore, it is detected whether or not the image is being picked up, and the image stabilization control is performed using the signal 502 during the image capturing, and the image stabilization control is performed using the signal 501 during the EVF display or AF / AE operation in the preparation period before the image capturing. To do. As a result, the image stabilization effect is improved by the filter characteristic expanded to the low frequency region during the imaging period, and a certain amount of image stabilization effect can be secured even outside the imaging period. Accordingly, it is possible to improve the AF / AE accuracy and the ease of the photographer's framing operation while viewing the EVF display.

505は撮像開始のタイミングであり、506は撮像終了のタイミングである。撮像中の505から506の期間で波形502の角度目標位置で制御してしまうと、パンニング直後の場合、HPFの影響により揺り戻しが発生し実際の手振れとは異なる防振制御を行ってしまう。そのため、防振制御効果が低下してしまう恐れがあるが、505のタイミングでの501と502の差分をオフセットとして算出し、波形501からオフセットを減算した信号503を、505から506の期間では使用する。506で撮像が終了すると、波形503に一定速度で波形502に戻るような信号を503と502が一致するまで加算する。   Reference numeral 505 denotes an imaging start timing, and reference numeral 506 denotes an imaging end timing. If control is performed at the angle target position of the waveform 502 during the period from 505 to 506 during imaging, shakeback occurs due to the influence of the HPF immediately after panning, and image stabilization control different from actual camera shake is performed. Therefore, there is a possibility that the image stabilization control effect may be reduced, but the difference between 501 and 502 at the timing 505 is calculated as an offset, and the signal 503 obtained by subtracting the offset from the waveform 501 is used in the period 505 to 506. To do. When the imaging is completed at 506, a signal that returns to the waveform 502 at a constant speed is added to the waveform 503 until 503 and 502 match.

以上により、撮像中は、HPFなしで且つパンニング・チルティング直後の揺り戻しがなく、防振フィルタを低周波領域まで拡大して算出した角度によって、防振制御ができるので防振効果を向上することができる。   As described above, during imaging, there is no backlash immediately after panning / tilting without HPF, and the anti-vibration control can be performed by the angle calculated by expanding the anti-vibration filter to the low frequency region, thereby improving the anti-vibration effect. be able to.

図7のフローチャートを参照して、本実施形態の防振制御処理を説明する。本フローはカメラの主電源オンでスタートされ、一定のサンプリング周期で実行される。まず、S701では、防振SWの状態を検出し、ONであればS702へ、OFFであればS716へ処理を進める。S702で、角速度計103の出力の取り込みを行う。次のS703では、振れ補正が可能な状態であるか否かを判定する。振れ補正が可能な状態であるならばS704へ進み、振れ補正が可能な状態でないならばS716へ処理を進める。S703では、例えば電源を供給してから角速度計103の出力が安定するまでの状態は振れ補正が可能な状態でないと判定する。また、角速度計103の出力が安定した後は振れ補正が可能な状態であると判定する。これにより、電源供給直後の出力値が不安定な状態で振れ補正を行うことによる防振性能の悪化を防ぐことができる。   With reference to the flowchart of FIG. 7, the image stabilization control process of this embodiment is demonstrated. This flow starts when the main power of the camera is turned on and is executed at a constant sampling cycle. First, in S701, the state of the image stabilization SW is detected. If it is ON, the process proceeds to S702, and if it is OFF, the process proceeds to S716. In step S702, the output of the angular velocity meter 103 is captured. In next step S703, it is determined whether or not shake correction is possible. If the shake correction is possible, the process proceeds to S704, and if the shake correction is not possible, the process proceeds to S716. In step S <b> 703, for example, it is determined that the state from when the power is supplied until the output of the angular velocity meter 103 is stabilized is not a state in which shake correction is possible. Further, after the output of the angular velocity meter 103 is stabilized, it is determined that shake correction is possible. As a result, it is possible to prevent deterioration in the image stabilization performance due to the shake correction performed when the output value immediately after the power supply is unstable.

S704で角速度のオフセット1を演算し、角速度からオフセット1を減算した後の第1角速度を演算する。S705で、第1角速度を積分し、角度1を演算する。次にS706で、角速度のオフセット2を演算し、角速度からオフセット2を減算した後の第2角速度を演算する。S707で、角度2の前回サンプリングでの値を取得する。S708で、S706で演算した第2角速度と、S707で取得した角度2の前回値とから、角速度減算量を算出する。次にS709で、(オフセット減算前の)角速度から角速度減算量を減算し、S710で角速度から角速度減算量を減算した信号を積分することで角度2を演算する。次に、S711で、撮像中か否かを判定し、撮像中でなければ、S715で目標角度に角度1を設定し、S713に進む。S711で撮像中であると判定すれば、S712で角度2を設定し、図5を用いて説明した方法によって、目標角度を設定する。   In step S704, the angular velocity offset 1 is calculated, and the first angular velocity after subtracting the offset 1 from the angular velocity is calculated. In S705, the first angular velocity is integrated, and angle 1 is calculated. Next, in S706, the angular velocity offset 2 is calculated, and the second angular velocity after subtracting the offset 2 from the angular velocity is calculated. In S707, the value at the previous sampling of the angle 2 is acquired. In S708, the angular velocity subtraction amount is calculated from the second angular velocity calculated in S706 and the previous value of angle 2 acquired in S707. Next, in step S709, the angular velocity subtraction amount is subtracted from the angular velocity (before offset subtraction), and in step S710, an angle 2 is calculated by integrating the signal obtained by subtracting the angular velocity subtraction amount from the angular velocity. Next, in S711, it is determined whether or not an image is being captured. If the image is not being captured, the target angle is set to 1 in S715, and the process proceeds to S713. If it is determined in S711 that an image is being captured, the angle 2 is set in S712, and the target angle is set by the method described with reference to FIG.

次にS713で、ズーム、フォーカス情報107より得られる焦点距離や撮影倍率に基づいた敏感度を目標角度に乗算することで振れ補正目標値が演算される。次にS714で、振れ補正目標値に基づいて振れ補正レンズが駆動された後、振れ補正ルーチンを終了し、次回サンプリング周期まで待つ。S716では振れ補正レンズの駆動を停止し、振れ補正ルーチンを終了し、次回サンプリング周期まで待つ。   In step S713, the shake correction target value is calculated by multiplying the target angle by the sensitivity based on the focal length and the shooting magnification obtained from the zoom and focus information 107. Next, in step S714, after the shake correction lens is driven based on the shake correction target value, the shake correction routine is terminated and the next sampling cycle is awaited. In S716, the driving of the shake correction lens is stopped, the shake correction routine is terminated, and the next sampling cycle is awaited.

上記した実施形態1では、角速度オフセットと角度オフセットをそれぞれ算出する。次に、角速度計からの角速度から角速度オフセットを減算して得た信号と、角速度オフセットから角度オフセットを減算して得た信号とから角速度減算量を求める。そして、角速度計からの角速度から角速度減算量を減算して得た信号を積分して目標振れ角度を求める。これにより、角速度計の出力にオフセットが含まれていても、HPFを設けることなく防振フィルタを形成することが可能となり、パンニング・チルティング直後の防振効果が向上する。また、制御帯域を低域側に拡大することも可能になるので、防振制御効果が向上する。   In the first embodiment described above, the angular velocity offset and the angular offset are respectively calculated. Next, the angular velocity subtraction amount is obtained from the signal obtained by subtracting the angular velocity offset from the angular velocity from the angular velocity meter and the signal obtained by subtracting the angular offset from the angular velocity offset. Then, the target deflection angle is obtained by integrating the signal obtained by subtracting the angular velocity subtraction amount from the angular velocity from the angular velocity meter. Thereby, even if an offset is included in the output of the angular velocity meter, it is possible to form an anti-vibration filter without providing an HPF, and the anti-vibration effect immediately after panning / tilting is improved. In addition, since the control band can be expanded to the low frequency side, the image stabilization control effect is improved.

<実施形態2>
図8は実施形態2に係る撮像装置101の撮像部の構成と、CPU105で実行される像振れ補正処理の機能ブロックを示す。実施形態1に係る図2と実施形態2に係る図8の違いは以下の通りである。
(1)図8には、図2のHPF109と、角度1算出部110がない。
(2)図2では、信号切り替え部118に角度1算出部110の出力が入力されていた。このかわりに、図8では、オフセット減算部114で角度2算出部の出力値から角速度オフセットが減算された信号が、信号切り替え部118に入力される。
<Embodiment 2>
FIG. 8 shows a configuration of the imaging unit of the imaging apparatus 101 according to the second embodiment and functional blocks of image blur correction processing executed by the CPU 105. The difference between FIG. 2 according to the first embodiment and FIG. 8 according to the second embodiment is as follows.
(1) FIG. 8 does not include the HPF 109 and the angle 1 calculation unit 110 of FIG.
(2) In FIG. 2, the output of the angle 1 calculation unit 110 is input to the signal switching unit 118. Instead, in FIG. 8, the signal obtained by subtracting the angular velocity offset from the output value of the angle 2 calculation unit by the offset subtraction unit 114 is input to the signal switching unit 118.

実施形態2では、撮影前はオフセット減算部114の出力を用いて振れ補正を行い、撮影中は角度2算出部117の出力を用いて振れ補正を行う。角度2算出部117では、角速度計103のノイズオフセット成分を含んだ角度が算出されている。しかし、オフセット2算出部113で角度オフセットは求められ、オフセット減算部114で角速度計103のオフセットの影響の角度オフセットはある程度除去されている。よって、オフセット減算部114の出力は、オフセットを除去された後の角度信号であるので、当該出力は0付近で演算されることになる。しかしながら、角速度オフセットや角度オフセットは正確に求めることは難しく、多少の誤差を含んでいる。またオフセット算出にフィルタを用いたり、信号の平均値の算出などを行っている場合、実オフセットに対して位相遅れなども加わってしまう。このオフセット算出誤差の影響により、オフセット減算部114の出力信号をそのまま撮像中は用いていないで、角度2算出部の出力で像振れ補正をしている。しかしながら、撮影前の状態は多少位相遅れなどの影響により防振制御の揺れ残りがあっても支障は小さく、ある程度の像振れは抑制することはできる。実施形態1ではHPFを用いて撮像前の振れ補正量を求めていたが、本実施形態ではHPFを用いないので、特にパンニング直後の揺り戻し影響はなくなり、パンニング直後の防振性能を向上できる。   In the second embodiment, shake correction is performed using the output of the offset subtraction unit 114 before shooting, and shake correction is performed using the output of the angle 2 calculation unit 117 during shooting. The angle 2 calculation unit 117 calculates an angle including the noise offset component of the angular velocity meter 103. However, the angle offset is obtained by the offset 2 calculation unit 113, and the angle offset due to the offset effect of the angular velocity meter 103 is removed to some extent by the offset subtraction unit 114. Therefore, since the output of the offset subtraction unit 114 is an angle signal after the offset is removed, the output is calculated in the vicinity of zero. However, it is difficult to accurately determine the angular velocity offset and the angle offset, and some errors are included. Further, when a filter is used for calculating the offset or when calculating the average value of the signal, a phase delay or the like is added to the actual offset. Due to the influence of the offset calculation error, the output signal of the offset subtraction unit 114 is not used as it is during imaging, and image blur correction is performed by the output of the angle 2 calculation unit. However, in the state before photographing, there is little trouble even if there is a shake remaining in the image stabilization control due to the effect of a phase delay or the like, and a certain amount of image blur can be suppressed. In the first embodiment, the shake correction amount before imaging is obtained using the HPF. However, since the HPF is not used in the present embodiment, the shakeback effect immediately after panning is eliminated, and the image stabilization performance immediately after panning can be improved.

上記した実施形態2によれば、実施形態1のHPF109と積分フィルタ(角度算出部110)を削減することができる。したがって、防振処理回路や防振処理プログラムの大規模化を避けつつ、精度のよい防振制御を行うことができる。   According to the second embodiment described above, the HPF 109 and the integral filter (angle calculation unit 110) of the first embodiment can be reduced. Therefore, it is possible to perform the image stabilization control with high accuracy while avoiding the increase in the scale of the image stabilization processing circuit and the image stabilization processing program.

なお、本実施形態では、補正レンズを光軸に垂直な面内で移動させる、いわゆる光学防振を説明した。しかし、光学防振に限らず、以下のような構成を用いても構わない。
・撮像素子を光軸に垂直な面内で移動させることで振れ補正を行う構成。
・撮像素子が出力する各撮影フレームの切り出し位置を変更することで振れの影響を軽減させる電子防振による構成。
・複数の防振制御を組み合わせて振れ補正を行う構成。
In the present embodiment, the so-called optical image stabilization in which the correction lens is moved in a plane perpendicular to the optical axis has been described. However, it is not limited to optical image stabilization, and the following configuration may be used.
A configuration in which shake correction is performed by moving the image sensor in a plane perpendicular to the optical axis.
A configuration based on electronic image stabilization that reduces the influence of shake by changing the cut-out position of each shooting frame output by the image sensor.
-A configuration that performs shake correction by combining multiple image stabilization controls.

(他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
(Other embodiments)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed. In this case, the program and the storage medium storing the program constitute the present invention.

Claims (6)

撮像装置であって、
前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、
撮像前の画像振れを補正する第1振れ補正量を演算する第1演算手段と、
撮像中の画像振れを補正する第2振れ補正量を演算する第2演算手段と、
前記第1又は第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正する振れ補正手段と、
を備え、
前記第1演算手段は、ハイパスフィルタを用いて前記第1振れ補正量を演算し、
前記第2演算手段は、
前記振れ検出手段の出力の第1オフセット成分を算出する第1オフセット算出手段と、
前記振れ検出手段の出力の第2オフセット成分を算出する第2オフセット算出手段と、
を含み、
前記振れ検出手段の出力から前記第1オフセット成分を減算した信号と、前記第2振れ補正量から前記第2オフセット成分を減算した信号とに基づいて振れ減算量を算出する減算量算出手段を更に備え、
前記第2演算手段は、前記振れ検出手段の出力から前記振れ減算量を減算した信号を積分することで前記第2振れ補正量を演算し、
前記補正手段は、撮像前は、前記第1振れ補正量に基づいて画像振れを補正し、撮像中は、前記第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正する
ことを特徴とする撮像装置。
An imaging device,
Shake detection means for detecting shake of the imaging device;
First computing means for computing a first shake correction amount for correcting image shake before imaging;
Second computing means for computing a second shake correction amount for correcting image shake during imaging;
Shake correction means for correcting image shake based on the first or second shake correction amount;
With
The first calculation means calculates the first shake correction amount using a high-pass filter,
The second calculation means includes
First offset calculating means for calculating a first offset component of the output of the shake detecting means;
Second offset calculating means for calculating a second offset component of the output of the shake detecting means;
Including
Subtraction amount calculation means for calculating a shake subtraction amount based on a signal obtained by subtracting the first offset component from the output of the shake detection means and a signal obtained by subtracting the second offset component from the second shake correction amount. Prepared,
The second calculation means calculates the second shake correction amount by integrating a signal obtained by subtracting the shake subtraction amount from the output of the shake detection means,
The imaging apparatus corrects image blur based on the first shake correction amount before imaging and corrects image blur based on the second shake correction amount during imaging.
撮像装置であって、
前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、
撮像前の画像振れを補正する第1振れ補正量を演算する第1演算手段と、
撮像中の画像振れを補正する第2振れ補正量を演算する第2演算手段と、
前記第1又は第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正する振れ補正手段と、
を備え、
前記第2演算手段は、
前記振れ検出手段の出力の第1オフセット成分を算出する第1オフセット算出手段と、
前記振れ検出手段の出力の第2オフセット成分を算出する第2オフセット算出手段と、
を含み、
前記振れ検出手段の出力から前記第1オフセット成分を減算した信号と、前記第2振れ補正量から前記第2オフセット成分を減算した信号とに基づいて振れ減算量を算出する減算量算出手段を更に備え、
前記第2演算手段は、前記振れ検出手段の出力から前記振れ減算量を減算した信号を積分することで前記第2振れ補正量を演算し、
前記第1演算手段は、前記第2振れ補正量から前記第2オフセット成分を減算した信号を前記第1振れ補正量とし、
前記補正手段は、撮像前は、前記第1振れ補正量に基づいて画像振れを補正し、撮像中は、前記第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正する
ことを特徴とする撮像装置。
An imaging device,
Shake detection means for detecting shake of the imaging device;
First computing means for computing a first shake correction amount for correcting image shake before imaging;
Second computing means for computing a second shake correction amount for correcting image shake during imaging;
Shake correction means for correcting image shake based on the first or second shake correction amount;
With
The second calculation means includes
First offset calculating means for calculating a first offset component of the output of the shake detecting means;
Second offset calculating means for calculating a second offset component of the output of the shake detecting means;
Including
Subtraction amount calculation means for calculating a shake subtraction amount based on a signal obtained by subtracting the first offset component from the output of the shake detection means and a signal obtained by subtracting the second offset component from the second shake correction amount. Prepared,
The second calculation means calculates the second shake correction amount by integrating a signal obtained by subtracting the shake subtraction amount from the output of the shake detection means,
The first calculation means sets a signal obtained by subtracting the second offset component from the second shake correction amount as the first shake correction amount,
The imaging apparatus corrects image blur based on the first shake correction amount before imaging and corrects image blur based on the second shake correction amount during imaging.
前記減算量算出手段は、前記第2振れ補正量から前記第2オフセット成分を減算した信号が所定閾値を超えたときに前記振れ減算量を算出し、前記信号と前記所定閾値との差が大きいほど、前記振れ減算量を大きくすることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。   The subtraction amount calculation means calculates the shake subtraction amount when a signal obtained by subtracting the second offset component from the second shake correction amount exceeds a predetermined threshold, and a difference between the signal and the predetermined threshold is large. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the shake subtraction amount is increased. 撮像装置の制御方法であって、
振れ検出手段が、前記撮像装置の振れを検出する振れ検出ステップと、
第1演算手段が、撮像前の画像振れを補正する第1振れ補正量を演算する第1演算ステップと、
第2演算手段が、撮像中の画像振れを補正する第2振れ補正量を演算する第2演算ステップと、
補正手段が、前記第1又は第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正する補正ステップと、
を有し、
前記第1演算ステップにおいて、前記第1演算手段は、ハイパスフィルタを用いて前記第1振れ補正量を演算し、
前記第2演算ステップは、
前記振れ検出手段の出力の第1オフセット成分を算出するステップと、
前記振れ検出手段の出力の第2オフセット成分を算出するステップと、
を含み、
減算量算出手段が、前記振れ検出手段の出力から前記第1オフセット成分を減算した信号と、前記第2振れ補正量から前記第2オフセット成分を減算した信号とに基づいて振れ減算量を算出する減算量算出ステップを更に有し、
前記第2演算ステップにおいて、前記第2演算手段は、前記振れ検出手段の出力から前記振れ減算量を減算した信号を積分することで前記第2振れ補正量を演算し、
前記補正ステップにおいて、前記補正手段は、撮像前は、前記第1振れ補正量に基づいて画像振れを補正し、撮像中は、前記第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正する
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
A method for controlling an imaging apparatus,
A shake detection unit that detects a shake of the imaging apparatus;
A first calculation step in which a first calculation means calculates a first shake correction amount for correcting image shake before imaging;
A second calculation step in which a second calculation means calculates a second shake correction amount for correcting image shake during imaging;
A correcting step for correcting image blur based on the first or second shake correction amount;
Have
In the first calculation step, the first calculation means calculates the first shake correction amount using a high-pass filter,
The second calculation step includes:
Calculating a first offset component of the output of the shake detection means;
Calculating a second offset component of the output of the shake detection means;
Including
The subtraction amount calculation means calculates a shake subtraction amount based on a signal obtained by subtracting the first offset component from the output of the shake detection means and a signal obtained by subtracting the second offset component from the second shake correction amount. A subtraction amount calculating step;
In the second calculation step, the second calculation means calculates the second shake correction amount by integrating a signal obtained by subtracting the shake subtraction amount from the output of the shake detection means,
In the correction step, the correction unit corrects image shake based on the first shake correction amount before imaging, and corrects image shake based on the second shake correction amount during imaging. A method for controlling the imaging apparatus.
撮像装置の制御方法であって、
振れ検出手段が、前記撮像装置の振れを検出する振れ検出ステップと、
第1演算手段が、撮像前の画像振れを補正する第1振れ補正量を演算する第1演算ステップと、
第2演算手段が、撮像中の画像振れを補正する第2振れ補正量を演算する第2演算ステップと、
補正手段が、前記第1又は第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正する振れ補正ステップと、
を有し、
前記第2演算ステップにおいて、前記第2演算手段は、
前記振れ検出手段の出力の第1オフセット成分を算出するステップと、
前記振れ検出手段の出力の第2オフセット成分を算出するステップと、
を含み、
減算量算出手段が、前記振れ検出手段の出力から前記第1オフセット成分を減算した信号と、前記第2振れ補正量から前記第2オフセット成分を減算した信号とに基づいて振れ減算量を算出する減算量算出ステップを更に有し、
前記第2演算ステップにおいて、前記第2演算手段は、前記振れ検出手段の出力から前記振れ減算量を減算した信号を積分することで前記第2振れ補正量を演算し、
前記第1演算ステップにおいて、前記第1演算手段は、前記第2振れ補正量から前記第2オフセット成分を減算した信号を前記第1振れ補正量とし、
前記補正ステップにおいて、前記補正手段は、撮像前は、前記第1振れ補正量に基づいて画像振れを補正し、撮像中は、前記第2振れ補正量に基づいて画像振れを補正する
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
A method for controlling an imaging apparatus,
A shake detection unit that detects a shake of the imaging apparatus;
A first calculation step in which a first calculation means calculates a first shake correction amount for correcting image shake before imaging;
A second calculation step in which a second calculation means calculates a second shake correction amount for correcting image shake during imaging;
A shake correction step in which the correction unit corrects the image shake based on the first or second shake correction amount;
Have
In the second calculation step, the second calculation means includes:
Calculating a first offset component of the output of the shake detection means;
Calculating a second offset component of the output of the shake detection means;
Including
The subtraction amount calculation means calculates a shake subtraction amount based on a signal obtained by subtracting the first offset component from the output of the shake detection means and a signal obtained by subtracting the second offset component from the second shake correction amount. A subtraction amount calculating step;
In the second calculation step, the second calculation means calculates the second shake correction amount by integrating a signal obtained by subtracting the shake subtraction amount from the output of the shake detection means,
In the first calculation step, the first calculation means sets a signal obtained by subtracting the second offset component from the second shake correction amount as the first shake correction amount,
In the correction step, the correction unit corrects image shake based on the first shake correction amount before imaging, and corrects image shake based on the second shake correction amount during imaging. A method for controlling the imaging apparatus.
コンピュータに、請求項4又は5に記載の制御方法の各ステップを実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform each step of the control method of Claim 4 or 5.
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