JP2015102755A - Shake correction device, lens barrel, and camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブレ補正装置、レンズ鏡筒及びカメラに関するものである。 The present invention relates to a shake correction device, a lens barrel, and a camera.
角速度センサ(ジャイロ)の信号を基に、光学手ブレ補正を行う技術がある。この技術においては、角速度センサの基準値(0deg/s時のジャイロ出力値)を正確に求める必要があるが、角速度センサの基準値は、起動直後のドリフト特性や、温度特性等により変化するため、正確に求めるのは困難である。
そこで、角速度センサの出力信号をLPF(ローパスフィルタ)処理により算出し、更に、動きベクトル情報を用いて、基準値を補正する技術が提案されている(特許文献1参照)。
There is a technique for performing optical image stabilization based on a signal from an angular velocity sensor (gyro). In this technique, it is necessary to accurately obtain the reference value (gyro output value at 0 deg / s) of the angular velocity sensor, but the reference value of the angular velocity sensor changes depending on drift characteristics immediately after startup, temperature characteristics, and the like. It is difficult to find accurately.
Therefore, a technique has been proposed in which the output signal of the angular velocity sensor is calculated by LPF (low-pass filter) processing, and the reference value is corrected using motion vector information (see Patent Document 1).
しかし、従来の一眼レフタイプのカメラ(ミラー搭載)では、通常、静止画撮影前には撮像素子に像が結ばないため、動きベクトルの検出が不可能である。
また、ハーフミラーを備えた一眼レフタイプのカメラでは、静止画撮影前に、撮像用の素子を用いて動きベクトルを検出することは可能であるが、静止画撮影中の検出はできない。
本発明の課題は、静止画撮影前後で基準値補正が可能なブレ補正装置、レンズ鏡筒及びカメラを提供することである。
However, in a conventional single-lens reflex type camera (with a mirror), it is usually impossible to detect a motion vector because an image is not formed on the image sensor before taking a still image.
In addition, in a single-lens reflex camera equipped with a half mirror, a motion vector can be detected using an imaging element before still image shooting, but detection during still image shooting cannot be performed.
An object of the present invention is to provide a shake correction device, a lens barrel, and a camera capable of correcting a reference value before and after taking a still image.
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、記録画像を撮像する第1撮像部と、測光演算に用いられる画像を撮像する前記第1撮像部とは異なる第2撮像部と、前記第2撮像部の出力を用いて動きベクトルを演算し、像ブレを補正する制御を行う制御部に前記動きベクトルを出力する動きベクトル演算部と、を備え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、角速度を検出する角速度センサと、前記角速度センサの出力信号と、前記動きベクトル演算部から出力された前記動きベクトルとを用いて像ブレを補正する制御を行う制御部とを含む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、前記角速度センサの出力信号の基準値を演算する基準値演算部と、前記動きベクトルを用いて、前記基準値を補正する基準値補正部とを含み、前記制御部は、前記角速度センサの前記出力信号及び補正後の前記基準値を用いて演算した目標位置を用いて像ブレを補正する制御を行う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1から3のいずれか1項に記載のブレ補正装置と、前記第2撮像部は、前記第1撮像部よりもフレームレートが高い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4に記載のブレ補正装置であって、被写体光を前記第1撮像部に導く第1経路と、前記被写体光を前記第2撮像部に導く第2経路とに分離する分離部を備え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5に記載のブレ補正装置であって、前記分離部はクイックリターンミラーであって、前記クイックリターンミラーが、前記第1撮像部への被写体光路を遮断した状態にある場合、前記動きベクトル演算部は、前記第2撮像部により撮像された画像により前記動きベクトルを演算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5または6に記載のブレ補正装置であって、前記分離部が前記第1撮像部への被写体光路から退避した状態にあって前記第1撮像部が動画撮影を行っている際、前記動きベクトル演算部は、前記第1撮像部により撮像された画像より前記動きベクトルを演算す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5に記載のブレ補正装置であって、前記分離部はハーフミラーであって、前記第1撮像部が、前記ハーフミラーを透過した被写体光で静止画撮影を行っている際に、前記動きベクトル演算部は、前記第2撮像部により撮像された画像により前記動きベクトルを演算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5から8のいずれか1項に記載のブレ補正装置であって、像ブレを補正する振れ補正光学系、及び、前記第1撮像部の少なくとも一方を駆動する駆動部を有し、前記制御部は、前記駆動部を制御することにより像ブレを補正する制御を行う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、角速度を検出する角速度センサの出力信号の基準値を演算する基準値演算部と、測光演算に用いられる画像を撮像する測光センサの出力を用いて動きベクトルを演算する動きベクトル演算部と、前記動きベクトルを用いて、前記基準値を補正する基準値補正部と、前記角速度センサの前記出力信号及び補正後の前記基準値を用いて演算した目標位置を用いて像ブレを補正する制御を行う制御部とを備えることを特徴とするブレ補正装置である。
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載のブレ補正装置であって、前記測光センサにより撮像された画像をもとに、特定被写体が動的被写体であるかを判断し、前記動的被写体である場合、前記基準値補正部は、基準値の補正を行わないこと、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項12に記載の発明は、請求項10に記載のブレ補正装置であって、前記測光センサにより撮像された画像をもとに、前記被写体が流し撮りされているか否かを判断し、前記流し撮りされている場合、前記基準値補正部は、基準値の補正を行わないこと、を特徴とするブレ補正装置である。
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 claim 2 is the shake correction apparatus according to
The invention according to
The invention described in
According to a fifth aspect of the present invention, in the blur correction device according to the fourth aspect, a first path for guiding subject light to the first imaging unit, and a second path for guiding the subject light to the second imaging unit. A blur correction apparatus including a separation unit that separates a path.
The invention according to
The invention according to
The invention according to claim 8 is the shake correction apparatus according to
A ninth aspect of the present invention is the blur correction device according to any one of the fifth to eighth aspects, wherein at least one of a shake correction optical system that corrects image blur and the first imaging unit is provided. The blur correction apparatus includes a drive unit that drives, and the control unit performs control to correct image blur by controlling the drive unit.
According to the tenth aspect of the present invention, a motion vector is calculated using a reference value calculation unit that calculates a reference value of an output signal of an angular velocity sensor that detects an angular velocity, and an output of a photometric sensor that captures an image used for photometry calculation. Using a motion vector calculation unit, a reference value correction unit that corrects the reference value using the motion vector, and a target position calculated using the output signal of the angular velocity sensor and the corrected reference value And a control unit that performs control for correcting image blur.
An eleventh aspect of the invention is the shake correction apparatus according to the tenth aspect of the invention, in which it is determined whether the specific subject is a dynamic subject based on an image captured by the photometric sensor, and the motion The blur correction device is characterized in that the reference value correction unit does not correct the reference value when the subject is a subject.
The invention according to
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、静止画撮影前後で基準値補正が可能なブレ補正装置、レンズ鏡筒及びカメラを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a shake correction device, a lens barrel, and a camera that can correct a reference value before and after taking a still image.
(第1実施形態)
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1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。
なお、図1では本実施形態と直接関係のないカメラ1の機器および回路についての図示と説明を省略する。
本実施形態のカメラ1は、カメラ本体1Aにレンズ鏡筒1Bが交換可能に装着される。
カメラ本体1Aには被写体像を撮像して画像を記録するための第1撮像素子4が設けられる。この第1撮像素子4はCCDやCMOSなどにより構成することができる。撮影時にはクイックリターンミラー5およびサブミラー6が実線で示す撮影光路外の位置に退避してシャッタ7が開放され、レンズ鏡筒1Bの撮影光学系により第1撮像素子4の受光面に被写体像が結像される。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and the like.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a
In FIG. 1, illustration and description of devices and circuits of the
In the
The
カメラ本体1Aの底部には、レンズ鏡筒1Bの焦点調節状態を検出するための焦点検出光学系9と測距素子10が設けられている。この本実施形態の形態では、瞳分割型位相差検出方式による焦点検出方法を採用した例を示す。
焦点検出光学系9は、レンズ鏡筒1Bを通過した対の焦点検出用光束を測距素子10の受光面へ導き、対の光像を結像させる。
測距素子10は例えば対のCCDラインセンサーを備え、対の光像に応じた焦点検出信号を出力する。撮影前にはクイックリターンミラー5およびサブミラー6が破線で示すような撮影光路内の位置に設定されており、レンズ鏡筒1Bからの対の焦点検出用光束はクイックリターンミラー5のハーフミラー部を透過し、サブミラー6により反射されて焦点検出光学系9および測距素子10へ導かれる。
At the bottom of the
The focus detection
The
カメラ本体1Aの上部にはファインダー光学系が設けられている。撮影前にはクイックリターンミラー5およびサブミラー6が破線で示す位置にあり、レンズ鏡筒1Bからの被写体光はクイックリターンミラー5に反射されて焦点板11へ導かれ、焦点板11上に被写体像が結像する。
A finder optical system is provided above the
液晶表示素子12は、焦点板11上に結像された被写体像に焦点検出エリアマークなどの情報を重畳表示するとともに、被写体像外の位置に露出値などの種々の撮影情報を表示する。焦点板11上の被写体像はペンタダハプリズム13および接眼レンズ14を介して接眼窓15へ導かれ、撮影者が被写体像を視認することができる。
The liquid
また、カメラ本体1A上部のファインダー光学系には、(被写体追尾や)測光のために被写体像を撮像する第2撮像素子16が設けられる。焦点板11に結像した被写体像は、ペンタダハプリズム13、プリズム17および結像レンズ18を介して第2撮像素子16の受光面に再結像される。第2撮像素子16は被写体像に応じた画像信号を出力する。
In addition, the finder optical system at the top of the
撮影前に焦点板11上に結像された被写体像は、ペンタダハプリズム13、プリズム17および結像レンズ18を介して第2撮像素子16へ導かれ、第2撮像素子16の受光面に被写体像が再結像される。
The subject image formed on the focusing
カメラ本体1Aにはまた、カメラCPU2A、操作部材20などが設けられる。
カメラCPU2Aは、詳細を後述するマイクロコンピューターとメモリ、A/D変換器などの周辺部品から構成され、カメラ1の種々の制御と演算を行う。
操作部材20には、シャッターボタン、焦点検出エリア選択スイッチ、撮影モード選択スイッチなどのカメラ1を操作するためのスイッチやセレクターが含まれる。
また、カメラ本体1Aには、後述するレンズCPU2B及び角速度センサ52と通信可能な接続部23を備える。
The
The camera CPU 2 </ b> A is composed of peripheral components such as a microcomputer, a memory, and an A / D converter, the details of which will be described later, and performs various controls and calculations of the
The
Further, the
レンズ鏡筒1Bは、ズームレンズ群54、フォーカスレンズ群55、ブレ補正レンズ群(光学素子)56、ズームレンズ群駆動機構57、フォーカスレンズ群駆動機構58、ブレ補正レンズ群駆動機構(光学素子駆動部)59、絞り50、絞り駆動機構51、角速度センサ52、及びレンズCPU2Bを備える。
The
レンズCPU2Bは、ズームレンズ群54、フォーカスレンズ群55、ブレ補正レンズ群56等のレンズ群の移動量演算を行う。ズームレンズ群駆動機構57、フォーカスレンズ群駆動機構58、ブレ補正レンズ群駆動機構59、及び絞り駆動機構51に移動量を指示してズームレンズ群54、フォーカスレンズ群55、ブレ補正レンズ群56を移動させる。
The
ズームレンズ群54は、ズームレンズ群駆動機構57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。
フォーカスレンズ群55は、フォーカスレンズ群駆動機構58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。
ブレ補正レンズ群56(光学素子)は、VCM等のブレ補正レンズ群駆動機構59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
The
The shake correction lens group 56 (optical element) is a lens group that is optically shake-corrected by a shake correction lens
絞り50は、絞り駆動機構51に駆動され、撮影レンズ(54,55,56)を通過する被写体光の光量を制御する機構である。
角速度センサ52は、それぞれセンサユニットに生じる振れの角速度を検出するセンサである。
The
Each of the
図2は、本実施形態のブレ補正装置100のブロック図である。
ブレ補正装置100は、第2撮像素子16、第1カメラCPU2A、レンズCPU2B、角速度センサ52、ブレ補正レンズ群駆動機構(レンズ駆動部)59、レンズ位置検出部21、及びブレ補正レンズ群6を備える。
FIG. 2 is a block diagram of the
The
カメラCPU2Aは、信号処理部40及び動きベクトル演算部41を備える。
レンズCPU2Bは、増幅部31と、第1A/D変換部32、第2A/D変換部33、基準値演算部34、基準値補正量演算部35、積分部を内部に含む目標位置演算部36、センタバイアス演算部37、センタバイアス除去部38、駆動量演算部39を備える。
角速度センサ52は、レンズ鏡筒1Bの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。
The
The
The
増幅部31は、角速度センサ52の出力を増幅する。
第1A/D変換部32は、増幅部31の出力をA/D変換する。
基準値演算部34は、角速度センサ52から得られた振動検出信号(第1A/D変換部32の出力)の基準値を演算する。
そして、基準値演算部34において演算された基準値を、第1A/D変換部32の出力から減算部43において減算する。
目標位置演算部36は、減算部43において基準値が減算された後の角速度センサ52の出力を基に、ブレ補正レンズ群6の目標位置を演算する。
The amplifying
The first A /
The reference
Then, the reference value calculated by the reference
The target
センタバイアス演算部37は、目標位置演算部36によって算出された像振れ補正レンズ6の目標位置に基づいて、像振れ補正レンズ6を、その可動範囲の中心に向かって移動させるための向心力をバイアス量として演算する。
そして、像振れ補正レンズ6の目標位置から、算出したバイアス量を減算することにより像振れ補正レンズ6の制御位置を算出する。
このようにセンタリングバイアス処理を行うことで、像振れ補正レンズ6がハードリミットに衝突することを有効に防止することができ、さらには、撮影画像の見栄えを向上させることができる。
The center
Then, the control position of the image
By performing the centering bias processing in this way, it is possible to effectively prevent the image
駆動量演算部39は、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、第2A/D変換部33によりA/D変換された値から求められたブレ補正レンズ群6の現在位置から、ブレ補正レンズ群駆動機構59の駆動量を演算する。
The drive
撮像素子3は、撮影光学系の予定焦点面に設けられている。撮像素子3はCCDやCMOSなどのデバイスから構成され、入力される被写体の像を光電変換してアナログ画像信号を生成する。
信号処理部40は、撮像素子3により生成された画像信号について、所定の処理を行なう。
The
The
動きベクトル演算部41は、信号処理部40により処理された撮影された画像から、像の動き(動き方向、動き量)を示す動きベクトル(第1動きベクトル)を演算する。
具体的には、動きベクトル演算部41は、撮像素子3により撮像された連続する2つのフレーム画像データに含まれる輝度情報を比較することで、像の動き方向および動き量を検出し、第1動きベクトルを演算する。
The motion
Specifically, the motion
センタバイアス除去部38は、動きベクトル演算部41の出力である第1動きベクトル(MV1)から、センタバイアス演算部37において演算された(像振れ補正レンズ6の目標位置から減算された)バイアス量を減算する。
基準値補正量演算部(基準値補正部)35は、センタバイアス除去部38においてセンタバイアス量が除去された第2動きベクトル(MV2)をもとに、基準値補正量を演算する。
そして、減算部(基準値補正部)42は、基準値演算部34の出力から、基準値補正量演算部35により求めた基準値補正量を減算する。
The center
The reference value correction amount calculation unit (reference value correction unit) 35 calculates a reference value correction amount based on the second motion vector (MV2) from which the center bias amount has been removed by the center
Then, the subtraction unit (reference value correction unit) 42 subtracts the reference value correction amount obtained by the reference value correction
次に、本実施形態のブレ補正装置100の動作の流れについて説明する。
図3は、本実施形態のブレ補正装置100の動作の流れを示したフローチャートである。
Next, an operation flow of the
FIG. 3 is a flowchart showing an operation flow of the
カメラ1の電源がONにされた後、ブレ補正装置100は光学防振の為の演算を開始する。カメラによっては、半押しスイッチが押された場合、ブレ補正装置100が光学防振の為の演算を開始する(ステップS001)。
After the
角速度センサ52の出力を、増幅部31で増幅した後、第1A/D変換部32によりA/D変換する(ステップS002)。
基準値演算部34は、角速度センサ52の出力のA/D変換後の信号を基に、演算上の角速度の基準値(ゼロdeg/s相当の値)を算出する。角速度の基準値は、温度特性や、起動直後のドリフト特性等により変化するため、例えば、工場出荷時における角速度センサ52の静止時出力を基準値に用いることはできない。
After the output of the
Based on the signal after A / D conversion of the output of the
基準値を算出方法について、所定時間の移動平均を演算する方法や、LPF処理により演算する方法が知られている。本実施形態では、LPF処理による基準値演算を用いることとする。 As a method for calculating the reference value, a method of calculating a moving average for a predetermined time and a method of calculating by LPF processing are known. In the present embodiment, reference value calculation by LPF processing is used.
図4は基準値演算部34を説明する図であり、図4(a)は、基準値演算部34(HPF)、図4(b)は基準値演算部34のLPF34aを示した図である。
4A and 4B are diagrams for explaining the reference
LPF34のカットオフ周波数fcは、0.1[Hz]程度の低い周波数に設定するのが一般的である。これは、手ブレは1〜10[Hz程度の周波数が支配的であることに起因する。0.1[Hz]のfcであれば、手ブレ成分に与える影響は少なく、良好なブレ補正を行うことができる。
The cut-off frequency fc of the
しかしながら、実際の撮影時には、構図の微調整(パンニング検出できないレベルの)等、低周波の動きが加わるため、ω0演算結果に誤差を持ってしまうこともある。また、fcが低い(時定数が大きい)為に、一端誤差が大きくなってしまった場合、真値に収束するまでに時間を要してしまうという課題がある。本実施形態は、このω0の誤差を補正するものである。 However, during actual shooting, low-frequency motion such as fine adjustment of the composition (a level at which panning cannot be detected) is added, which may cause an error in the ω0 calculation result. In addition, since fc is low (time constant is large), there is a problem that it takes time to converge to a true value when the error is once increased. In the present embodiment, this ω0 error is corrected.
図3に戻り、第1動きベクトルMV1の情報が更新された場合(S004,YES)、S005へ進み、更新されていない場合(S004,NO)は、S006へ進む。なお、このS004〜S005の説明については後に詳述する。
また、露光中は第1動きベクトルMV1の情報が得られないため、このステップは、露光直前までの実施となる。
基準値減算後の角速度センサ52の出力を積算し、焦点距離、被写体距離、撮影倍率、ブレ補正レンズ特性情報を基に、ブレ補正レンズ群6の目標位置を演算する(S006)。
ブレ補正レンズ群6が可動端へ到達することを防ぐため、センタバイアス処理を行う(S007)。
Returning to FIG. 3, when the information of the first motion vector MV1 is updated (S004, YES), the process proceeds to S005, and when it is not updated (S004, NO), the process proceeds to S006. The description of S004 to S005 will be described later in detail.
In addition, since information on the first motion vector MV1 cannot be obtained during exposure, this step is performed until immediately before the exposure.
The outputs of the
Center bias processing is performed to prevent the blur
センタバイアス処理の方法については、目標位置情報に応じてバイアス量を設定する方法や、HPF処理、不完全積分処理(S006にて)等、種々あるが、ここでは方法は問わない。 There are various center bias processing methods such as a method of setting a bias amount according to target position information, HPF processing, incomplete integration processing (in S006), and the method is not limited here.
センタバイアス成分を加味した目標位置情報と、ブレ補正レンズ位置情報の差分から、レンズ駆動量を演算する(S008)。
ブレ補正レンズ群6を目標位置まで駆動させ(S009)、S002へ戻る。
The lens driving amount is calculated from the difference between the target position information including the center bias component and the blur correction lens position information (S008).
The blur
次に、基準値補正(S004〜S005、S011〜S016)について説明する。図5は、基準値補正演算を示すフローチャートである。
上述のように、第1動きベクトルMV1の情報が更新された場合(S004)、S005へ進む。更新されていない場合は、S006へ進む。
光学ブレ補正の制御周期は、MV1の更新周期に対して十分早い為、MV1が更新されるまでは、通常の防振と同様の演算処理を行う。ここでは、光学ブレ補正の制御周期1[ms]、第1動きベクトルMV1の更新周期:33[ms](=30[fps])とする。第1動きベクトルMV1の演算方法については、公知技術を用いる。
Next, reference value correction (S004 to S005, S011 to S016) will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the reference value correction calculation.
As described above, when the information of the first motion vector MV1 is updated (S004), the process proceeds to S005. If it has not been updated, the process proceeds to S006.
Since the optical blur correction control cycle is sufficiently early with respect to the MV1 update cycle, the same arithmetic processing as normal image stabilization is performed until the MV1 is updated. Here, it is assumed that the control period of optical blur correction is 1 [ms] and the update period of the first motion vector MV1 is 33 [ms] (= 30 [fps]). A well-known technique is used for the calculation method of the first motion vector MV1.
受信した第1動きベクトルMV1を全て合計する(S011)。
S007にて演算したセンタバイアス成分を、第1動きベクトルMV1と同一スケールに換算する(S012)。
換算方法は、焦点距離、被写体距離、撮影倍率、第1動きベクトルMV1の分解能情報を基に演算する。
Bias_MV=Bias_θ*f1+β/MV_pitch
Bias_MV:センタバイアス成分(動きベクトル同一スケール)
Bias_θ:センタバイアス成分(角度)
f:焦点距離
β:撮影倍率
MV_pitch:MV1ピッチサイズ
All the received first motion vectors MV1 are summed (S011).
The center bias component calculated in S007 is converted to the same scale as the first motion vector MV1 (S012).
The conversion method is calculated based on the focal length, the subject distance, the shooting magnification, and the resolution information of the first motion vector MV1.
Bias_MV = Bias_θ * f1 + β / MV_pitch
Bias_MV: Center bias component (same motion vector scale)
Bias_θ: Center bias component (angle)
f: Focal length β: Image magnification MV_pitch: MV1 pitch size
また、第1動きベクトルMV1は検出するまでに遅れ時間が発生するため、センタバイアス成分も、第1動きベクトルMV1と同等の遅れ時間を持たせることが好ましい。例えば、30[fps]で、3フレーム分の遅れ時間を持っている場合、約100[ms]遅れることになる。このため、100[ms]前のバイアス情報を用いることで、より正確に第1動きベクトルMV1に含まれる、センタバイアス成分が演算できる。 In addition, since a delay time occurs until the first motion vector MV1 is detected, it is preferable that the center bias component also has a delay time equivalent to that of the first motion vector MV1. For example, if there is a delay time of 3 frames at 30 [fps], the delay is about 100 [ms]. Therefore, the center bias component included in the first motion vector MV1 can be calculated more accurately by using the bias information before 100 [ms].
S012で演算したセンタバイアス成分を第1動きベクトルMV1から減算する(S013)。これにより、基準値誤差による第2動きベクトルMV2の情報を取得することができる。
最新の第2動きベクトルMV2(n)と1フレーム前の第2動きベクトルMV2(n−1)の差分:MV_diffを取得(S014)。
MV_diffを基に、基準値を補正する量を設定する。基準値は、以下の考えにより、補正量を設定する(S015)。
MV_diff>0:ω0_comp=−ω0_comp_def
MV_diff<0:ω0_comp=+ω0_comp_def
MV_diff=0:ω0_comp=0
ω0_comp :基準値補正量
ω0_comp_def:基準値補正常数
The center bias component calculated in S012 is subtracted from the first motion vector MV1 (S013). Thereby, the information of the second motion vector MV2 due to the reference value error can be acquired.
A difference: MV_diff between the latest second motion vector MV2 (n) and the second motion vector MV2 (n-1) one frame before is acquired (S014).
An amount for correcting the reference value is set based on MV_diff. As the reference value, a correction amount is set based on the following idea (S015).
MV_diff> 0: ω0_comp = −ω0_comp_def
MV_diff <0: ω0_comp = + ω0_comp_def
MV_diff = 0: ω0_comp = 0
ω0_comp: reference value correction amount ω0_comp_def: reference value correction constant
S015にて演算したω0_compをS003にて演算した基準値から減算する(S016)。具体的には、図4(b)中の、V4’の値を補正する。 Ω0_comp calculated in S015 is subtracted from the reference value calculated in S003 (S016). Specifically, the value of V4 ′ in FIG. 4B is corrected.
次に図6を用い、本実施形態の動作タイミングの概略について説明する。シャッターボタン(操作部材)20が押されると半押し信号が発生し、防振動作が開始される(角速度センサの基準値も計算が開始される)。 Next, the outline of the operation timing of this embodiment will be described with reference to FIG. When the shutter button (operation member) 20 is pressed, a half-press signal is generated, and the image stabilization operation is started (calculation of the reference value of the angular velocity sensor is also started).
また、同時に第2撮像素子16上の被写体像により動きベクトルMVの計算も開始され、さらに、動きベクトルMVによる基準値の補正も開始される。
At the same time, the calculation of the motion vector MV is started from the subject image on the
次にレリーズボタン20がさらに押し込まれ、全押し状態になると、トリガー信号が発生し、動きベクトルMVの取得は終了し、基準値の補正は終了する。
そして、ミラーアップ、シャッタの駆動(開)、露光、シャッタの駆動(閉)、ミラーダウンといった一連の撮影動作が行われる。
Next, when the
Then, a series of photographing operations such as mirror up, shutter drive (open), exposure, shutter drive (close), and mirror down are performed.
図7(a)は、図4(b)中の、V4’の値を補正した基準値を示したグラフである。図中点線は本実施形態による補正しなかった場合の基準値を示し、図中実線は、本実施形態により補正した場合の基準値を示す。
図7(b)は第2動きベクトルMV2の方向を示したグラフである。例えば、図7(b)の時刻t1のように、第2動きベクトルMV2がプラス方向の場合、(a)に示すように基準値はマイナスに補正する。
FIG. 7A is a graph showing a reference value obtained by correcting the value of V4 ′ in FIG. A dotted line in the figure indicates a reference value when correction is not performed according to the present embodiment, and a solid line in the figure indicates a reference value when correction is performed according to the present embodiment.
FIG. 7B is a graph showing the direction of the second motion vector MV2. For example, when the second motion vector MV2 is in the plus direction as shown at time t1 in FIG. 7B, the reference value is corrected to minus as shown in (a).
その後、時刻t3まで基準値は、基準値演算部34で演算される値に従い変化する。
時刻t3において、第2動きベクトルMV2がプラス方向に確認されると、また基準値をマイナスに補正する。本実施形態では、このときの補正量は時刻t1のときと一定とする。
その後も、第2動きベクトルMV2が確認される時刻と時刻の間、基準値は、基準値演算部34で演算される値に従い変化する。
また、第2動きベクトルMV2がプラス方向に確認されると、基準値を一定量マイナスに補正する。
また、図中の時刻t22やt25のように第2動きベクトルMV2がマイナス方向に確認されると、基準値を一定量プラスに補正する。
Thereafter, the reference value changes according to the value calculated by the reference
When the second motion vector MV2 is confirmed in the positive direction at time t3, the reference value is corrected to a negative value. In the present embodiment, the correction amount at this time is constant as at time t1.
Thereafter, the reference value changes according to the value calculated by the reference
When the second motion vector MV2 is confirmed in the positive direction, the reference value is corrected to a certain amount minus.
Further, when the second motion vector MV2 is confirmed in the minus direction at times t22 and t25 in the figure, the reference value is corrected to a certain amount plus.
以上のように基準値を補正することにより、図7(a)に示すように、補正値は、真値に近い値をとることができる。 By correcting the reference value as described above, as shown in FIG. 7A, the correction value can take a value close to the true value.
図8は本実施形態の基準値に対する補正を行った場合(実線)と、基準値に対する補正を行わなかった場合(点線)とを比較したグラフである。(a)は演算誤差を示し、(b)は像面ブレ量を示す。図示するように本実施形態によると、真値に対する演算誤差は小さくなる。そして、基準値に対する補正を行わなかった場合に比べ、基準値に対する補正を行った場合、像面ブレ量は低減する。 FIG. 8 is a graph comparing the case where the correction with respect to the reference value according to the present embodiment is performed (solid line) and the case where the correction with respect to the reference value is not performed (dotted line). (A) shows the calculation error, and (b) shows the image plane blurring amount. As shown in the figure, according to the present embodiment, the calculation error for the true value is reduced. In addition, when the correction is performed on the reference value, the image plane blurring amount is reduced as compared with the case where the correction on the reference value is not performed.
図9は露光中の像面ブレ量を比較したグラフである。図中、ブレ補正を行わなかった場合を破線で示し、本実施形態による補正を行った場合を一点差線で示す。 FIG. 9 is a graph comparing image plane blurring amount during exposure. In the figure, the case where the blur correction is not performed is indicated by a broken line, and the case where the correction according to the present embodiment is performed is indicated by a one-point difference line.
なお、第2動きベクトルMV2を用いて基準値を補正することは、露光準備期間(半押し防振中、動画撮影時)のみであり、露光中は通常の基準値演算を実施する。
図示するように、本実施形態によると、露光準備期間のみの基準値補正であるが、露光直前の基準値が、より真値に近い状態で露光を開始することが可能となるため、露光中においても、良好なブレ補正が可能となる。
The correction of the reference value using the second motion vector MV2 is only during the exposure preparation period (during half-press vibration isolation and during moving image shooting), and normal reference value calculation is performed during exposure.
As shown in the figure, according to the present embodiment, the reference value correction is performed only during the exposure preparation period, but the exposure can be started in a state where the reference value immediately before the exposure is closer to the true value. In this case, it is possible to perform good blur correction.
以上、本実施形態によると、一眼レフタイプのカメラにおいて、(ミラーで反射された)像より測光センサを用い動きベクトルを検出することができる。この、動きベクトルを角速度センサの基準値の補正に用いることにより、角速度センサの基準値の高精度化を実現することができる。
また、測光に用いる第2撮像素子16のフレームレートは240〜960fpsであり、第1撮像素子4のフレームレートは30〜60fpsである。本実施形態では第2撮像素子16により動きベクトルを求めるので、より高精度に動きベクトルを求めることができる。
第1撮像素子4に比べて第2撮像素子16の画素数が、1/100程度であるので、第1撮像素子4の画像を用いて動きベクトルを求める場合に比べて演算時間が短縮される。
As described above, according to the present embodiment, in a single-lens reflex camera, a motion vector can be detected from an image (reflected by a mirror) using a photometric sensor. By using the motion vector for correcting the reference value of the angular velocity sensor, it is possible to achieve high accuracy of the reference value of the angular velocity sensor.
The frame rate of the
Since the number of pixels of the
(第2実施形態)
第2実施形態は、図1で示すミラー5がハーフミラーの場合の実施形態である。図10は、第2実施形態の動作タイミングである。第2実施形態は、図1で示すミラー5がハーフミラーである以外は第1実施形態と同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
操作部材20のシャッターボタンが押されると半押し信号が発生し、防振動作が開始される(ジャイロ基準値も計算開始)。また、同時に第2撮像素子16上の被写体像により動きベクトルMVの計算も開始され、さらに、動きベクトルMVによるジャイロ基準値の補正も開始される。
(Second embodiment)
The second embodiment is an embodiment in which the
When the shutter button of the
次に、レリーズボタン20がさらに押し込まれ、全押し状態になると、トリガー信号が発生し、シャッタの駆動(開)、露光、シャッタの駆動(閉)の一連の撮影動作が行われる。
本実施例ではハーフミラーであるため、シャッタの状態によらず、また、静止画撮影中も第2撮像素子16より動きベクトルMVが算出可能、かつ、動きベクトルMVによるジャイロ基準値の補正が可能なため、より正確なブレ検出が可能である。
また、ハーフミラーを備えた一眼レフタイプのカメラでは、さらに静止画撮影中の動きベクトルも検出可能となり、静止画撮影中でも前記動きベクトルをジャイロの基準値の補正に用いることができ、より高精度なジャイロの基準値の補正が可能となる。
Next, when the
Since the present embodiment is a half mirror, the motion vector MV can be calculated from the
In addition, a single-lens reflex camera equipped with a half mirror can also detect a motion vector during still image shooting, and the motion vector can be used for correcting the reference value of the gyro even during still image shooting. It is possible to correct the reference value of the gyro.
(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。
(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)本実施形態では、ブレ補正レンズ群を移動させることによりブレ補正を行う形態について説明したが、これに限定されない。例えば、撮像素子を移動させることによりブレ補正を行うものであっても良く、またブレ補正レンズ群と撮像素子とを移動させることによりブレ補正を行うものであっても良い。 (1) In the present embodiment, the mode of performing the blur correction by moving the blur correction lens group has been described, but the present invention is not limited to this. For example, blur correction may be performed by moving the image sensor, or blur correction may be performed by moving the blur correction lens group and the image sensor.
(2)カメラCPU2Aは、測光部により撮像された画像をもとに、被写体が動的被写体であるかを判断し、動的被写体である場合、動きベクトルのフィードバックを停止し、また基準値の更新を停止することが好ましい。動的被写体の場合、手振れによる動きベクトルの検出が困難であるからである。
(2) The
(3)カメラCPU2Aは、測光部により撮像された画像をもとに、被写体が流し撮りされているか否かを判断し、流し撮りされている場合、動きベクトルのフィードバックを停止し、また基準値の更新を停止することが好ましい。流し撮りの場合、手振れによる動きベクトルの検出が困難であるからである。
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。
(3) The
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.
1A:カメラ本体、1B:レンズ鏡筒、2A:カメラCPU、2B:レンズCPU、4:第1撮像素子、5:クイックリターンミラー、16:第2撮像素子、17:プリズム、20:レリーズボタン、20:操作部材、21:レンズ位置検出部、23:接続部、34:基準値演算部、35:基準値補正量演算部、36:目標位置演算部、37:センタバイアス演算部、38:センタバイアス除去部、39:駆動量演算部、40:信号処理部、41:ベクトル演算部、43:減算部、52:角速度センサ、56:ブレ補正レンズ群、59:ブレ補正レンズ群駆動機構、100:ブレ補正装置 1A: camera body, 1B: lens barrel, 2A: camera CPU, 2B: lens CPU, 4: first image sensor, 5: quick return mirror, 16: second image sensor, 17: prism, 20: release button, 20: operation member, 21: lens position detection unit, 23: connection unit, 34: reference value calculation unit, 35: reference value correction amount calculation unit, 36: target position calculation unit, 37: center bias calculation unit, 38: center Bias removal unit, 39: drive amount calculation unit, 40: signal processing unit, 41: vector calculation unit, 43: subtraction unit, 52: angular velocity sensor, 56: blur correction lens group, 59: blur correction lens group drive mechanism, 100 : Shake correction device
Claims (12)
測光演算に用いられる画像を撮像する前記第1撮像部とは異なる第2撮像部と、
前記第2撮像部の出力を用いて動きベクトルを演算し、像ブレを補正する制御を行う制御部に前記動きベクトルを出力する動きベクトル演算部と
を備えることを特徴とするブレ補正装置。 A first imaging unit for imaging a recorded image;
A second imaging unit different from the first imaging unit that captures an image used for photometric calculation;
A blur correction apparatus comprising: a control unit that calculates a motion vector using an output of the second imaging unit and performs control for correcting image blur; and a motion vector calculation unit that outputs the motion vector.
角速度を検出する角速度センサと、
前記角速度センサの出力信号と、前記動きベクトル演算部から出力された前記動きベクトルとを用いて像ブレを補正する制御を行う制御部とを含むことを特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 1,
An angular velocity sensor for detecting angular velocity;
A blur correction apparatus comprising: a control unit that performs control to correct image blur using an output signal of the angular velocity sensor and the motion vector output from the motion vector calculation unit.
前記角速度センサの出力信号の基準値を演算する基準値演算部と、
前記動きベクトルを用いて、前記基準値を補正する基準値補正部とを含み、
前記制御部は、前記角速度センサの前記出力信号及び補正後の前記基準値を用いて演算した目標位置を用いて像ブレを補正する制御を行うことを特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 1 or 2,
A reference value calculation unit for calculating a reference value of the output signal of the angular velocity sensor;
A reference value correction unit that corrects the reference value using the motion vector;
The blur correction apparatus, wherein the control unit performs control to correct image blur using a target position calculated using the output signal of the angular velocity sensor and the corrected reference value.
前記第2撮像部は、前記第1撮像部よりもフレームレートが高いことを特徴とするブレ補正装置。 The blur correction device according to any one of claims 1 to 3,
The blur correction device, wherein the second imaging unit has a higher frame rate than the first imaging unit.
被写体光を前記第1撮像部に導く第1経路と、前記被写体光を前記第2撮像部に導く第2経路とに分離する分離部を備えることを特徴とするブレ補正装置。 The blur correction device according to claim 4,
A blur correction apparatus comprising: a separation unit that separates a subject path into a first path that guides the subject light to the first imaging unit and a second path that guides the subject light to the second imaging unit.
前記分離部はクイックリターンミラーであって、
前記クイックリターンミラーが、前記第1撮像部への被写体光路を遮断した状態にある場合、
前記動きベクトル演算部は、前記第2撮像部により撮像された画像により前記動きベクトルを演算することを特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 5,
The separation part is a quick return mirror,
When the quick return mirror is in a state of blocking the subject optical path to the first imaging unit,
The motion correction apparatus according to claim 1, wherein the motion vector calculation unit calculates the motion vector from an image captured by the second imaging unit.
前記分離部が前記第1撮像部への被写体光路から退避した状態にあって前記第1撮像部が動画撮影を行っている際、前記動きベクトル演算部は、前記第1撮像部により撮像された画像より前記動きベクトルを演算することを特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 5 or 6,
When the separation unit is retracted from the subject optical path to the first imaging unit and the first imaging unit is shooting a moving image, the motion vector calculation unit is captured by the first imaging unit. A blur correction apparatus that calculates the motion vector from an image.
前記分離部はハーフミラーであって、
前記第1撮像部が、前記ハーフミラーを透過した被写体光で静止画撮影を行っている際に、
前記動きベクトル演算部は、前記第2撮像部により撮像された画像により前記動きベクトルを演算することを特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 5,
The separation unit is a half mirror,
When the first imaging unit is performing still image shooting with subject light transmitted through the half mirror,
The motion correction apparatus according to claim 1, wherein the motion vector calculation unit calculates the motion vector from an image captured by the second imaging unit.
像ブレを補正する振れ補正光学系、及び、前記第1撮像部の少なくとも一方を駆動する駆動部を有し、
前記制御部は、前記駆動部を制御することにより像ブレを補正する制御を行うことを特徴とするブレ補正装置。 The blur correction device according to any one of claims 5 to 8,
A shake correction optical system that corrects image blur, and a drive unit that drives at least one of the first imaging unit,
The blur correction apparatus, wherein the control unit performs control to correct image blur by controlling the driving unit.
測光演算に用いられる画像を撮像する測光センサの出力を用いて動きベクトルを演算する動きベクトル演算部と、
前記動きベクトルを用いて、前記基準値を補正する基準値補正部と、
前記角速度センサの前記出力信号及び補正後の前記基準値を用いて演算した目標位置を用いて像ブレを補正する制御を行う制御部とを備えることを特徴とするブレ補正装置。 A reference value calculation unit for calculating the reference value of the output signal of the angular velocity sensor for detecting the angular velocity;
A motion vector computing unit that computes a motion vector using an output of a photometric sensor that captures an image used for photometric computation;
A reference value correction unit that corrects the reference value using the motion vector;
A blur correction apparatus comprising: a control unit that performs control for correcting image blur using a target position calculated using the output signal of the angular velocity sensor and the corrected reference value.
前記測光センサにより撮像された画像をもとに、特定被写体が動的被写体であるかを判断し、前記動的被写体である場合、前記基準値補正部は、基準値の補正を行わないこと、を特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 10,
Based on the image captured by the photometric sensor, it is determined whether the specific subject is a dynamic subject.If the specific subject is the dynamic subject, the reference value correction unit does not correct the reference value. A blur correction device characterized by the above.
前記測光センサにより撮像された画像をもとに、前記被写体が流し撮りされているか否かを判断し、前記流し撮りされている場合、前記基準値補正部は、基準値の補正を行わないこと、を特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 10,
Based on the image captured by the photometric sensor, it is determined whether or not the subject has been panned. If the subject has been panned, the reference value correction unit does not correct the reference value. A blur correction device characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (1)
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US11196925B2 (en) | 2019-02-14 | 2021-12-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus that detects motion vectors, method of controlling the same, and storage medium |
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