JP2017138493A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振れ信号を検出し、これに基づき振れ補正が可能な撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus capable of detecting a shake signal and correcting the shake based on the detected shake signal.
従来、カメラの振れによる振れ信号を検出してその振れ信号に基づいて撮像素子などを動かすことで振れを抑制するカメラが知られている。振れ信号を検出するために用いられるジャイロセンサにはオフセット電流が含まれる。このためジャイロセンサによって検出される振れ信号には低周波ノイズが含まれる。この低周波ノイズはハイパスフィルタに通すことで除去される。また、カメラの静止状態で検出されるジャイロセンサの低周波ノイズ値に基づくオフセット補償値を予め記録しておき、検出された振れ信号から記録されたオフセット補償値を差し引く構成が知られている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a camera that suppresses shake by detecting a shake signal due to camera shake and moving an image sensor or the like based on the shake signal. The gyro sensor used to detect the shake signal includes an offset current. For this reason, the vibration signal detected by the gyro sensor includes low frequency noise. This low frequency noise is removed by passing through a high pass filter. Further, a configuration is known in which an offset compensation value based on a low-frequency noise value of a gyro sensor detected in a camera stationary state is recorded in advance, and the recorded offset compensation value is subtracted from the detected shake signal ( Patent Document 1).
しかし、特許文献1の構成ではジャイロセンサのオフセット補償値はカメラの静止状態で取得されるので、静止状態が検出されないときオフセット補償値が得られない。オフセット補償値が得られないと振れ信号に対してオフセット補償を行うことができないため、適正な振れ信号が得られないという問題があった。
However, in the configuration of
本発明は、常に振れ信号に対して適正なオフセット補償を行うことを目的としている。 An object of the present invention is to always perform appropriate offset compensation for a shake signal.
本発明に係る撮像装置は、振れ検出手段と、振れ検出手段から出力される振れ信号から低周波成分を除去するハイパスフィルタと、第1のタイミングで、ハイパスフィルタにおける演算値を記録する記録手段と、第2のタイミングで、記録された演算値をハイパスフィルタの初期値に設定する初期値設定手段とを備える。 An imaging apparatus according to the present invention includes a shake detection unit, a high-pass filter that removes a low-frequency component from a shake signal output from the shake detection unit, and a recording unit that records a calculation value in the high-pass filter at a first timing. And an initial value setting means for setting the recorded operation value to the initial value of the high-pass filter at the second timing.
第1のタイミングは、レリーズ動作に基づくタイミングであることが好ましい。レリーズ動作に基づく所定のタイミングで演算値を記録することで、撮影環境に適した演算値を記録できる。 The first timing is preferably a timing based on the release operation. By recording the calculated value at a predetermined timing based on the release operation, the calculated value suitable for the shooting environment can be recorded.
ハイパスフィルタにおける演算値は、ハイパスフィルタにおける演算過程の中間値をローパスフィルタに通して得られる値であってもよい。オフセット成分のみを抽出することができる。 The calculation value in the high-pass filter may be a value obtained by passing an intermediate value of the calculation process in the high-pass filter through the low-pass filter. Only the offset component can be extracted.
第2のタイミングは、ハイパスフィルタをリセットするタイミングでもよい。ハイパスフィルタのリセット後直ちにオフセット補償値を得ることができる。 The second timing may be a timing for resetting the high pass filter. An offset compensation value can be obtained immediately after resetting the high pass filter.
第2のタイミングは、撮像装置の起動時のタイミングでもよい。撮像装置の起動後直ちにオフセット補償値を得ることができる。 The second timing may be a timing when the imaging apparatus is activated. An offset compensation value can be obtained immediately after the imaging apparatus is activated.
ハイパスフィルタにおける演算値の妥当性を判断し、妥当性に応じて演算値を記録手段へ記録するか否かを決定することが好ましい。妥当性の高い演算値のみを記録することができるのでオフセット補償値の精度を高く保つことができる。 It is preferable to determine the validity of the calculated value in the high-pass filter and determine whether to record the calculated value in the recording unit according to the validity. Since only highly valid calculation values can be recorded, the accuracy of the offset compensation value can be kept high.
記録された演算値の妥当性を判断し、妥当性に応じて演算値をハイパスフィルタの初期値として設定するか否かを決定することが好ましい。精度の高いオフセット補償値が初期値として設定される。 It is preferable to determine the validity of the recorded calculation value and determine whether or not to set the calculation value as the initial value of the high-pass filter according to the validity. A highly accurate offset compensation value is set as an initial value.
妥当性の判断において、妥当性が低いと判断されたとき、ハイパスフィルタの初期値を所定の値に設定し、ハイパスフィルタの特性を変更してもよい。精度の低いオフセット補償値が設定されたとき、これによるオフセットずれ防止することができる。 In the determination of validity, when it is determined that the validity is low, the initial value of the high-pass filter may be set to a predetermined value, and the characteristics of the high-pass filter may be changed. When an offset compensation value with low accuracy is set, offset deviation due to this can be prevented.
記録手段は複数であって、第1のタイミングにおいて、ハイパスフィルタにおける演算値を複数の記録手段に順次記録し、第2のタイミングにおいて、記録された複数の演算値を読み出し、複数の演算値から算出された値をハイパスフィルタの初期値として設定することが好ましい。例えば、複数のオフセット値の平均をとることによって、より精度の高いオフセット補償値を初期値として設定することができる。 There are a plurality of recording means, and at the first timing, the calculated values in the high-pass filter are sequentially recorded in the plurality of recording means, and at the second timing, the plurality of recorded calculated values are read out from the plurality of calculated values. It is preferable to set the calculated value as the initial value of the high-pass filter. For example, by taking an average of a plurality of offset values, a more accurate offset compensation value can be set as an initial value.
本発明に係る撮像装置の制御プログラムは、振れを演算する振れ演算ステップを作動させる撮像装置の制御プログラムであって、第1のタイミングで振れ演算ステップにおいて用いられるハイパスフィルタの演算値を記録手段へ記録し、第2のタイミングで演算値を記録手段から読み出してハイパスフィルタの初期値として設定することを特徴とする。 The control program for an imaging apparatus according to the present invention is a control program for an imaging apparatus that activates a shake calculation step for calculating shake, and the calculation value of the high-pass filter used in the shake calculation step at the first timing is stored in the recording means. Recording is performed, and the calculated value is read from the recording means at the second timing and set as the initial value of the high-pass filter.
本発明によれば、常に振れ信号に対して適正なオフセット補償を行うことができる。 According to the present invention, appropriate offset compensation can always be performed on a shake signal.
以下、図面を用いて第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。 The first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
デジタルカメラ(撮像装置)10は、カメラ全体を制御するCPU18を備える。デジタルカメラ10は、電源ボタン(図示せず)の操作によって電源スイッチSWMAINがオン/オフされる。電源スイッチSWMAINがオン状態のとき電池14からCPU18に電力が供給されてカメラ10が作動する。
The digital camera (imaging device) 10 includes a
測光スイッチSWSはシャッターボタン(図示せず)が半押しされるとオン状態になる。測光スイッチSWSがオン状態のときCPU18は測光装置11からの入力信号に基づいて測光処理を行い、また測距装置12からの入力信号に基づいて測距処理を行う。測光処理によって絞り値、および露光時間が算出される。測距処理によって撮影レンズ16の駆動量が算出される。フォーカス駆動回路21は駆動量に基づいて撮影レンズ16を駆動する。
The metering switch SWS is turned on when a shutter button (not shown) is half-pressed. When the photometry switch SWS is on, the
レリーズスイッチSWRはシャッターボタン(図示せず)が全押しされるとオン状態になる。レリーズスイッチSWRがオン状態のときCPU18は、絞り値に基づいて絞り(図示せず)絞り駆動量を算出する。絞り駆動回路22は絞り駆動量に基づいて絞りを駆動する。レリーズスイッチSWRがオン状態のときCPU18はシャッタースピードと露光時間に基づいてシャッター(図示せず)のシャッター駆動量を算出する。シャッター駆動回路23はシャッター駆動量に基づいてシャッターを駆動する。光量が不十分なときCPU18はフラッシュ回路33を駆動することでフラッシュ光が被写体に照射される。
The release switch SWR is turned on when a shutter button (not shown) is fully pressed. When the release switch SWR is in the ON state, the
撮像素子20はシャッターおよび絞りの駆動によって所定の時間露光される。撮像素子20は受光面に結像した光学像に対して光電変換を行う。撮像素子20に生じた電荷は撮像素子駆動回路24の信号にしたがってアナログ信号に変換されたのちA/Dコンバータ25においてデジタル画像信号に変換される。デジタル画像信号はCPU18の制御に基づいて所定の画像処理がなされてLCDモニタ31に表示される。所定の画像処理は例えばAWBセンサ60によって検出される撮影シーンに応じたホワイトバランス補正である。DRAM30およびEEPROM32は画像処理や各種制御の過程で使用されるメモリである。
The
手ぶれ補正機構80は振れ検出センサ81において検出された手振れを補正する。振れ検出センサ81で検出された振れは所定の信号に変換されてセンサ信号処理部82に送られる。センサ信号処理部82は制御目標値Gを算出する。手ぶれ補正機構80は制御目標値Gに基づいて手振れ補正を行う。手振れ補正は例えば手振れが生じたとき、撮像素子20や光学素子を移動させることで手振れを相殺するものである。以下ではセンサ信号処理部82の構成が詳細に説明される。
The camera
図2は、センサ信号処理部82(図1参照)に設けられたハイパスフィルタの構成の一例である。図2において、ハイパスフィルタ100の入力値をVin(i)101、そのときの出力値をVout(i)104としている。ハイパスフィルタ100の加算器103は入力値Vinを時定数に対応する所定時間にわたりVin(i−1)まで順次積分する。平均値算出回路102では、加算器103で演算された積分値Addをハイパスフィルタの時定数で除算し入力値Vinの所定時間にわたる移動平均値Subを算出する。ハイパスフィルタ100では、入力値Vin(i)から移動平均値Subを引き、Vin(i)から低周波ノイズ、すなわち振れ検出センサ81のオフセット値を除去し、ハイパスフィルタ100の出力値Vout(i)とする。したがって、本実施形態では、移動平均値Subを振れ検出センサ81のオフセット補償値と見なして、移動平均値Sub(演算値)または積分値Add(中間値)をメモリに記録する。なお、以下の説明では、積分値Addをメモリにオフセット補償値として記録する。
FIG. 2 is an example of a configuration of a high-pass filter provided in the sensor signal processing unit 82 (see FIG. 1). In FIG. 2, the input value of the high-
図3を参照して第1の実施形態におけるオフセット補償値の記録動作の全体の流れを説明する。ステップS201においてカメラ10が起動する。以下で詳述するようにステップS201では、CPU18からセンサ信号処理部82に対して、加算器103の初期値をオフセット補償値の初期値に設定する。次にステップS202においてセンサ信号処理部82による振れ演算が行われる。
The overall flow of the offset compensation value recording operation in the first embodiment will be described with reference to FIG. In step S201, the
ステップS203においてカメラの電源ボタンが押下されたか否かが判定される。カメラ10の電源を切る要求があるときステップS210において、CPU18は加算器103の値をオフセット補償値としてEEPROM32に保存して処理は終了する。
In step S203, it is determined whether the power button of the camera has been pressed. When there is a request to turn off the power of the
ステップS203においてカメラの電源を切る要求がないときステップS204に進みハイパスフィルタ100のリセット要求の有無が判定される。リセット要求があるときステップS205においてハイパスフィルタ100のリセット処理がなされる。リセット要求がないときはそのままステップS206に進む。
When there is no request to turn off the camera in step S203, the process proceeds to step S204, where it is determined whether or not there is a reset request for the high-
ステップS206においてレリーズ動作に入ったか否かが判定される。レリーズ動作に入らないとき、レリーズ動作に入るまでステップS203からステップS206までの処理が繰り返される。ステップS206においてレリーズ動作に入ったと判断されるとステップS207においてオフセット補償値の記録要求の有無が判定される。オフセット補償値の記録要求はレリーズ動作に基づく所定のタイミングで行われる。例えば、レリーズ動作が短時間に頻繁に行われるとき記録要求は発行されず、レリーズ動作の間隔がある程度空いたときに記録要求が発行されてもよい。また、記録要求はCPU18から発行されるか、あるいはセンサ信号処理部82からCPU18へ発行される。
In step S206, it is determined whether or not a release operation has been started. When the release operation is not entered, the processing from step S203 to step S206 is repeated until the release operation is entered. If it is determined in step S206 that the release operation has been started, it is determined in step S207 whether or not an offset compensation value recording request has been made. The offset compensation value recording request is made at a predetermined timing based on the release operation. For example, the recording request may not be issued when the release operation is frequently performed in a short period of time, and the recording request may be issued when the interval between the release operations is left to some extent. The recording request is issued from the
オフセット補償値の記録要求があるときステップS208においてオフセット補償値はEEPROM32に記録される。オフセット補償値の記録要求が無いときには直ちにステップS209に進む。ステップS209では、Vout(i)から算出される制御目標値Gに基づいて、手ぶれ補正機構80によってレリーズ動作中の防振動作が行われたのち、レリーズ動作が終了するまでステップS206からS209までの動作が繰り返される。このように、第1の実施形態ではレリーズ動作の度に加算器103の値をオフセット補償値として記録するか否かが判定される。
When there is a request for recording the offset compensation value, the offset compensation value is recorded in the
図4を参照して図3のステップS201の処理を説明する。カメラ10(図1参照)が起動するとステップS301では、CPU18がEEPROM32に記録保存されていたオフセット補償値を読み出す。ステップS302において読み出されたオフセット補償値は所定時間ハイパスフィルタ100の初期値として設定される。このように、カメラ10の起動時EEPROM32から即座にオフセット補償値が得られるため、オフセット補償値の算出時間が削減され、起動すると直ちに適正な振れ信号を得られるという利点がある。また、定期的にオフセット補償値が更新されると、撮影時に比較的近い時点での撮影環境におけるオフセット補償値が記録されているので、振れ検出センサ81からの振れ信号はより精度の高いオフセット補償値によって処理される。
The process of step S201 in FIG. 3 will be described with reference to FIG. When the camera 10 (see FIG. 1) is activated, the
図5を参照して図3のステップS205の処理を説明する。カメラ10がパンニングなどで大きく振れるとき、振れ検出センサ81における過渡応答の悪影響を排除するために、ハイパスフィルタ100はリセットされることが望ましい。カメラの振れの大きさは、CPU18がセンサ信号処理部82の出力値をモニタすることで判定される。CPU18はパンニングに対応する振れ信号を受信したとき、センサ信号処理部82をリセットする。リセット信号がCPU18からセンサ信号処理部82へ送られるとハイパスフィルタ100のリセット処理が開始される。リセット処理は、ステップS401において加算器103の初期値としてEEPROM32に記録されているオフセット補償値が設定されることで完了する。
The process of step S205 in FIG. 3 will be described with reference to FIG. When the
図6を参照して、第2の実施形態について説明する。EEPROM32に記録するためのオフセット補償値の一例について説明する。第1の実施形態との違いは、ハイパスフィルタ100にローパスフィルタ501が追加されることである。ハイパスフィルタ100の加算器103の積分値は手振れの大きさに応じて増減するが、オフセット成分の時間変化は振れによる積分値の増減に対して非常に緩やかである。そこで、第2の実施形態では加算器103の積分値Add(中間値)をローパスフィルタ501に通して得られる値をオフセット補償値としてEEPROM32に記録する。このように、積分値をローパスフィルタ501に通すことにより第2の実施形態ではより精度の高いオフセット補償値502が得られる。
The second embodiment will be described with reference to FIG. An example of an offset compensation value for recording in the
図7を参照して第3の実施形態について説明する。第3実施形態では記録されたオフセット補償値の妥当性を検証する。図7に示される処理は、図3のステップS201において行われるカメラ10の起動時の処理である。他の構成は第1の実施形態と同じである。ステップS600においてカメラ10の起動時、EEPROM32に記録されているオフセット補償値が読み出される。ステップS601において、読み出された記録用オフセット補償値の妥当性が判断される。読み出されたオフセット補償値の妥当性が高いと判断されるとステップS604に進み、読み出されたオフセット補償値は加算器103の初期値として設定される。ステップS601において妥当性が低いと判断されるとステップS602に進み、ハイパスフィルタ100の初期値は所定の値、例えばゼロに設定される。ステップS603においてCPU18からハイパスフィルタ100のカットオフ周波数の変更が行われる。カットオフ周波数の変更は、オフセットずれの影響を抑えるために行われる。なお、カットオフ周波数は、例えばハイパスフィルタ500の時定数を変更して行われる。
A third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the validity of the recorded offset compensation value is verified. The process shown in FIG. 7 is a process when the
振れ検出センサ81のオフセット成分である低周波ノイズは温度の影響を受けて変化するため、第3の実施形態における妥当性の検証は、例えば温度を基準としてもよい。このとき、温度情報が図3のステップS208においてオフセット補償値と共にEEPROM32に記録される。ステップS601における妥当性の判断において、現在の温度情報とEEPROM32から読み出された温度情報とが比較される。現在の温度情報と読み出された温度情報との間に所定以上の差があったとき読み出されたオフセット補償値の妥当性は低いと判断される。このように、第3の実施形態では、撮影環境に適したオフセット補償値を加算器103の初期値として設定するので、より精度の高い振れ信号を得ることが出来る。
Since the low-frequency noise that is an offset component of the
図8を参照して第4の実施形態における、レリーズ動作時のオフセット補償値の記録処理について説明する。図8に示される処理は、図3のステップS208において行われる。他の構成は第1の実施形態と同じである。オフセット補償値を記録するとき、ステップS701において値の妥当性が判断される。値の妥当性が高いと判断されるとステップS702に進み、オフセット補償値がEEPROM32へ記録される。ステップS701において値の妥当性が低いと判断されるとオフセット補償値は記録されずに処理は終了する。
The offset compensation value recording process during the release operation in the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The process shown in FIG. 8 is performed in step S208 of FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment. When the offset compensation value is recorded, the validity of the value is determined in step S701. If it is determined that the validity of the value is high, the process proceeds to step S702, and the offset compensation value is recorded in the
第4の実施形態における妥当性の判断は、カメラ10の振れの大きさに基づいて行われる。例えばカメラの振れが大きいとき、流し撮りがされているとき、またはパンニングが生じているときは妥当性が低いと判断される。なお、妥当性が低いと判断されるとき、オフセット補償値として所定の値、例えばゼロが記録されてもよい。このように、第4の実施形態では妥当性の低いオフセット補償値は記録されないので、オフセット補償値の精度が落ちるのを防止することができる。なお、ステップS701におけるオフセット補償値の妥当性は、オフセット補償値の値として予め設定された範囲を超えるか否かによって判断されてもよい。
The validity determination in the fourth embodiment is performed based on the magnitude of the shake of the
図9を参照して第5の実施形態に係る、オフセット補償値の記録処理について説明する。本実施形態における処理は図3のステップS208において行われる。第1の実施形態ではオフセット補償値を記録するためのメモリがEEPROM32の1つであるが、本実施形態ではオフセット補償値を記録するためのメモリが複数設けられる。
The offset compensation value recording process according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The processing in this embodiment is performed in step S208 in FIG. In the first embodiment, the memory for recording the offset compensation value is one of the
メモリ901はn個設けられる。nは2以上の値である。1回目のレリーズ動作によるオフセット補償値をC1とすると、2回目のレリーズ動作によるオフセット補償値はC2となり、n回目のレリーズ動作によるオフセット補償値はCnである。図9(1)に示されるように、n回目のレリーズ動作まで、C1〜Cnまでの値がレリーズ動作の度に順次n個のメモリに記録される。次にn+1回目のレリーズ動作が行われたとき、図9(2)に示されるように最も古いオフセット補償値であるC1はメモリから消去されて最も新しいオフセット補償値であるCn+1が記録される。そして記録されたn個のオフセット補償値の平均値として算出された値がオフセット補償値の初期値として設定される。
このように第5の実施形態では、過去のレリーズ動作によって記録された複数のオフセット補償値(演算値)から算出された値、例えば平均値がオフセット補償値の初期値として設定される。これによりオフセット補償値の信頼性が向上する。 Thus, in the fifth embodiment, a value calculated from a plurality of offset compensation values (calculated values) recorded by past release operations, for example, an average value is set as an initial value of the offset compensation value. This improves the reliability of the offset compensation value.
なお、本発明の実施形態は、第1の実施形態に第2の実施形態から第5の実施形態のうちのいずれかの実施形態、もしくは複数の実施形態を組み合わせることによって変形されてもよい。 The embodiment of the present invention may be modified by combining the first embodiment with any one of the second to fifth embodiments or a plurality of embodiments.
18 CPU(初期値設定手段)
32 EEPROM(記録手段)
81 振れ検出センサ(振れ検出手段)
100、500 ハイパスフィルタ
102 Sub(演算値)
103 Add(演算値、中間値)
S201 カメラ起動(第2のタイミング)
S202 振れ演算ステップ
S205 リセット処理(第2のタイミング)
S207 記録要求(第1のタイミング)
18 CPU (initial value setting means)
32 EEPROM (Recording means)
81 Vibration detection sensor (vibration detection means)
100, 500 High-
103 Add (calculated value, intermediate value)
S201 Camera activation (second timing)
S202 Runout calculation step S205 Reset processing (second timing)
S207 Recording request (first timing)
Claims (10)
前記振れ検出手段から出力される振れ信号から低周波成分を除去するハイパスフィルタと、
第1のタイミングで、前記ハイパスフィルタにおける演算値を記録する記録手段と、
第2のタイミングで、記録された前記演算値を前記ハイパスフィルタの初期値に設定する初期値設定手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 Shake detection means;
A high-pass filter that removes a low-frequency component from a shake signal output from the shake detection means;
Recording means for recording an operation value in the high-pass filter at a first timing;
An image pickup apparatus comprising: an initial value setting unit configured to set the recorded calculation value as an initial value of the high-pass filter at a second timing.
前記第1のタイミングにおいて、前記ハイパスフィルタにおける演算値を複数の前記記録手段に順次記録し、前記第2のタイミングにおいて、記録された複数の前記演算値を読み出し、複数の前記演算値から算出された値を前記ハイパスフィルタの初期値として設定することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の撮像装置。 The recording means is plural,
At the first timing, the operation values in the high-pass filter are sequentially recorded in the plurality of recording units, and at the second timing, the plurality of operation values recorded are read out and calculated from the plurality of operation values. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the obtained value is set as an initial value of the high-pass filter.
第1のタイミングで振れ演算ステップにおいて用いられるハイパスフィルタの演算値を記録手段へ記録し、第2のタイミングで前記演算値を前記記録手段から読み出して前記ハイパスフィルタの初期値として設定することを特徴とする撮像装置の制御プログラム。 A control program for an imaging apparatus that operates a shake calculation step for calculating shake,
The calculated value of the high-pass filter used in the shake calculation step at the first timing is recorded on the recording means, and the calculated value is read from the recording means at the second timing and set as the initial value of the high-pass filter. An imaging device control program.
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