JP2022003789A - ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置、撮像装置本体、ブレ検出方法、ブレ検出プログラム及び記録媒体 - Google Patents

ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置、撮像装置本体、ブレ検出方法、ブレ検出プログラム及び記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP2022003789A
JP2022003789A JP2021142903A JP2021142903A JP2022003789A JP 2022003789 A JP2022003789 A JP 2022003789A JP 2021142903 A JP2021142903 A JP 2021142903A JP 2021142903 A JP2021142903 A JP 2021142903A JP 2022003789 A JP2022003789 A JP 2022003789A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
blur
angular velocity
output
subtraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021142903A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7241138B2 (ja
Inventor
祐樹 杉原
Yuki Sugihara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of JP2022003789A publication Critical patent/JP2022003789A/ja
Priority to JP2023033444A priority Critical patent/JP7451795B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7241138B2 publication Critical patent/JP7241138B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/667Camera operation mode switching, e.g. between still and video, sport and normal or high- and low-resolution modes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/681Motion detection
    • H04N23/6812Motion detection based on additional sensors, e.g. acceleration sensors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/682Vibration or motion blur correction
    • H04N23/685Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • H04N23/687Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation by shifting the lens or sensor position
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02Bodies
    • G03B17/12Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • G03B17/14Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets interchangeably
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007Movement of one or more optical elements for control of motion blur
    • G03B2205/0015Movement of one or more optical elements for control of motion blur by displacing one or more optical elements normal to the optical axis
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007Movement of one or more optical elements for control of motion blur
    • G03B2205/0038Movement of one or more optical elements for control of motion blur by displacing the image plane with respect to the optical axis
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2217/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B2217/005Blur detection
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
  • Exposure Control For Cameras (AREA)

Abstract

【課題】撮像装置のブレを適切に検出できるブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置、撮像装置本体、ブレ検出方法、ブレ検出プログラム及び記録媒体を提供する。【解決手段】デジタルカメラにおいて、地球の自転による影響を排除したブレ量を検出するブレ検出方法であって、撮像装置の角速度を検出するステップと、撮像装置の地球の自転軸に対する姿勢を検出するステップと、姿勢の検出結果に基づいて、角速度の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分を算出するステップと、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分を減算するステップと、減算後の角速度に基づいてブレ量を検出するステップと、を含む。【選択図】図6

Description

本発明はブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置、撮像装置本体、ブレ検出方法、ブレ検出プログラム及び記録媒体に関する。
撮像装置におけるブレ補正の技術は、ブレを検出する技術とブレを補正する技術との組み合わせによって成り立っている。
ブレを検出する技術の一つとして、角速度センサ方式が知られている。角速度センサ方式は、撮像装置に生じる揺れの角速度を角速度センサで検出し、その出力を積分してブレ量を算出する。
しかし、角速度センサ方式は、角速度を検出する方式のため、地球の自転による影響を受けるという問題がある。すなわち、角速度センサの出力に地球の自転による角速度が重畳し、静止していてもブレが検出されるという問題がある。
角速度センサ方式では、従来、角速度センサの出力をハイパスフィルタ処理することにより、地球の自転による影響を排除していた。たとえば、特許文献1では、地球の自転によって発生する低周波振動をカットするようにカットオフ周波数を設定して、角速度センサの出力をハイパスフィルタ処理している。
特開2011-59403号公報
しかしながら、地球の自転による影響を受けないように角速度センサの出力をハイパスフィルタ処理すると、地球の自転よりも遅い角速度を検出できなくなり、低周波のブレを検出できなくなるという欠点がある。また、ブレ補正の性能を確保できる限界の露光時間が短くなるという欠点もある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、撮像装置のブレを適切に検出できるブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置、撮像装置本体、ブレ検出方法、ブレ検出プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための手段は、次のとおりである。
(1)撮像装置の角速度を検出する角速度検出部と、撮像装置の地球の自転軸に対する姿勢を検出する姿勢検出部と、姿勢検出部で検出された撮像装置の姿勢に基づいて、角速度検出部の出力に重畳する地球の自転角速度成分を算出する自転角速度成分算出部と、角速度検出部の出力から自転角速度成分算出部で算出された自転角速度成分を減算する減算部と、減算部の出力に基づいて、撮像装置のブレ量を算出するブレ量算出部と、を備えたブレ検出装置。
本態様によれば、撮像装置の角速度及び撮像装置の地球の自転軸に対する姿勢が検出される。角速度の検出結果は、減算部に加えられる。姿勢の検出結果は、自転角速度成分算出部に加えられる。自転角速度成分算出部は、撮像装置の姿勢の検出結果に基づいて、角速度の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分を算出する。算出結果は、減算部に加えられる。減算部は、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分を減算して出力する。これにより、角速度検出部による角速度の検出結果から地球の自転角速度成分を分離できる。減算部の出力は、ブレ量算出部に加えられる。ブレ量算出部は、減算部の出力に基づいて、撮像装置のブレ量を算出する。減算部の出力は、地球の自転による影響が排除された真の揺れの角速度である。したがって、その出力に基づいてブレ量を検出することにより、地球の自転による影響を排除したブレ量を検出できる。これにより、低周波のブレを適切に検出できる。
(2)減算部の出力をハイパスフィルタ処理するハイパスフィルタ処理部であって、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定されたハイパスフィルタ処理部を更に備えた、上記(1)のブレ検出装置。
本態様によれば、減算部の出力をハイパスフィルタ処理するハイパスフィルタ処理部が更に備えられる。ハイパスフィルタ処理部は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定される。これにより、角速度検出部のオフセット誤差、角速度検出部の出力を増幅する増幅器のドリフト等の零点変動の影響を排除できる。なお、このようにハイパスフィルタ処理部は、角速度検出部の出力の零点変動の影響を排除する目的で備えられることから、そのカットオフ周波数は、当該目的に適う値に設定され、可能な限り低い値に設定される。
(3)減算部の出力先を切り替える切替部を更に備え、切替部は、減算部の出力が閾値以下か否かを判定し、閾値以下の場合、減算部の出力先をブレ量算出部に設定し、閾値を超える場合、減算部の出力先をハイパスフィルタ処理部に設定する、上記(2)のブレ検出装置。
本態様によれば、減算部の出力先を切り替える切替部が更に備えられる。切替部は、いわゆる零点出力に基づいて、減算部の出力先を切り替える。具体的には、減算部の出力が閾値以下か否かを判定し、その判定結果に応じて、減算部の出力先を切り替える。減算部の出力が閾値以下の場合は、零点変動がない又は無視できるほど小さいとみなして、減算部の出力先をブレ量算出部に設定する。これにより、より低周波のブレを適切に検出できる。一方、減算部の出力が閾値を超える場合は、零点変動が大きいとみなして、減算部の出力先をハイパスフィルタ処理部に設定する。これにより、零点変動の影響を適切に排除できる。
(4)減算部の出力をハイパスフィルタ処理する第1ハイパスフィルタ処理部であって、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも高い値に設定された第1ハイパスフィルタ処理部と、減算部の出力をハイパスフィルタ処理する第2ハイパスフィルタ処理部であって、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定された第2ハイパスフィルタ処理部と、撮影条件に基づいて、減算部の出力先を第1ハイパスフィルタ処理部又は第2ハイパスフィルタ処理部に切り替える切替部と、を更に備えた上記(1)のブレ検出装置。
本態様によれば、減算部の出力をハイパスフィルタ処理する処理部として、第1ハイパスフィルタ処理部及び第2ハイパスフィルタ処理部が備えられる。第1ハイパスフィルタ処理部は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも高い値に設定され、第2ハイパスフィルタ処理部は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定される。減算部の出力先は、切替部によって切り替えられる。切替部は、露光時間、撮影モード等の撮影条件に基づいて、減算部の出力先を第1ハイパスフィルタ処理部又は第2ハイパスフィルタ処理部に切り替える。
(5)切替部は、露光時間が閾値以下か否かを判定し、閾値以下の場合、減算部の出力先を第1ハイパスフィルタ処理部に設定し、閾値を超える場合、減算部の出力先を第2ハイパスフィルタ処理部に設定する、上記(4)のブレ検出装置。
本態様によれば、露光時間に基づいて、減算部の出力先が切り替えられる。具体的には、露光時間が閾値以下か否かが判定され、その判定結果に応じて、減算部の出力先が切り替えられる。露光時間が閾値以下の場合は、短時間の露光とみなして、減算部の出力先を第1ハイパスフィルタ処理部に設定する。露光時間が短時間の場合、低周波のブレは、撮像される画像にほとんど影響を与えない。したがって、この場合は、カットオフ周波数が高めに設定された第1ハイパスフィルタ処理部を使用する。これにより、ブレ検出のノイズとなる成分を効率よく排除して、ブレを適切に検出できる。一方、露光時間が閾値を超える場合は、長時間の露光とみなして、減算部の出力先を第2ハイパスフィルタ処理部に設定する。露光時間が長時間の場合、低周波のブレが撮像される画像に影響を及ぼす。したがって、この場合は、カットオフ周波数が低めに設定された第2ハイパスフィルタ処理部を使用する。これにより、低周波のブレを適切に検出できる。
(6)切替部は、露光時間が閾値を超える場合、減算部の出力が閾値以下か否かを更に判定し、閾値以下の場合、減算部の出力先をブレ量算出部に設定し、閾値を超える場合、減算部の出力先を第2ハイパスフィルタ処理部に設定する、上記(5)のブレ検出装置。
本態様によれば、露光時間が閾値を超えると判定されると、更に次の判定が行われる。すなわち、減算部の出力が閾値以下か否かが判定される。判定の結果、減算部の出力が閾値以下の場合、減算部の出力先がブレ量算出部に設定される。一方、減算部の出力が閾値を超える場合は、減算部の出力先が第2ハイパスフィルタ処理部に設定される。減算部の出力が閾値以下の場合は、零点変動がない又は無視できるほど小さいとみなせる。したがって、この場合は、減算部の出力先をブレ量算出部に設定する。これにより、より低周波のブレを適切に検出できる。一方、減算部の出力が閾値を超える場合は、零点変動があるので、減算部の出力先を第2ハイパスフィルタ処理部に設定する。これにより、零点変動の影響を適切に排除できる。
(7)地球の自転によって画素ピッチ分のブレが検出されるのに要する時間を限界露光時間とした場合に、限界露光時間が露光時間の閾値として設定される、上記(5)又は(6)のブレ検出装置。
本態様によれば、限界露光時間が露光時間の閾値として設定される。限界露光時間とは、地球の自転によって画素ピッチ分のブレが検出されるのに要する時間である。これにより、地球の自転の影響を排除して、低周波のブレを適切に検出できる。
(8)切替部は、撮影モードとして長時間露光するモードが選択されているか否かを判定し、長時間露光するモードが選択されていない場合、減算部の出力先を第1ハイパスフィルタ処理部に設定し、長時間露光するモードが選択されている場合、減算部の出力先を第2ハイパスフィルタ処理部に設定する、上記(4)のブレ検出装置。
本態様によれば、撮影モードに応じて、減算部の出力先が切り替えられる。具体的には、撮影モードとして長時間露光するモードが選択されているか否かが判定され、その判定結果に応じて、減算部の出力先が切り替えられる。ここで、長時間露光するモードとは、シャッタスピードを遅くして撮影するモードのことであり、たとえば、夜景モードが、これに該当する。長時間露光するモードが選択されていない場合は、短時間の露光とみなして、減算部の出力先を第1ハイパスフィルタ処理部に設定する。露光時間が短時間の場合、低周波のブレは、撮像される画像にほとんど影響を与えない。したがって、この場合は、カットオフ周波数が高めに設定された第1ハイパスフィルタ処理部を使用する。これにより、補正に必要なブレを適切に検出できる。一方、長時間露光するモードが選択されている場合は、長時間の露光とみなして、減算部の出力先を第2ハイパスフィルタ処理部に設定する。露光時間が長時間の場合、低周波のブレが撮像される画像に影響を及ぼす。したがって、この場合は、カットオフ周波数が低めに設定された第2ハイパスフィルタ処理部を使用する。これにより、低周波のブレを適切に検出できる。
(9)切替部は、長時間露光するモードが選択されている場合、減算部の出力が閾値以下か否かを更に判定し、閾値以下の場合、減算部の出力先をブレ量算出部に設定し、閾値を超える場合、減算部の出力先を第2ハイパスフィルタ処理部に設定する、上記(8)のブレ検出装置。
本態様によれば、長時間露光するモードが選択されていると判定されると、更に次の判定が行われる。すなわち、減算部の出力が閾値以下か否かが判定される。判定の結果、減算部の出力が閾値以下の場合、減算部の出力先がブレ量算出部に設定される。一方、減算部の出力が閾値を超える場合は、減算部の出力先が第2ハイパスフィルタ処理部に設定される。減算部の出力が閾値以下の場合は、零点変動がない又は無視できるほど小さいとみなせる。したがって、この場合は、減算部の出力先をブレ量算出部に設定する。これにより、より低周波のブレを適切に検出できる。一方、減算部の出力が閾値を超える場合は、零点変動があるので、減算部の出力先を第2ハイパスフィルタ処理部に設定する。これにより、零点変動の影響を適切に排除できる。
(10)減算部の出力をハイパスフィルタ処理する第1ハイパスフィルタ処理部であって、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも高い値に設定された第1ハイパスフィルタ処理部と、減算部の出力をハイパスフィルタ処理する第2ハイパスフィルタ処理部であって、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定された第2ハイパスフィルタ処理部と、減算部の出力先を第1ハイパスフィルタ処理部又は第2ハイパスフィルタ処理部に設定する設定部と、を更に備えた上記(1)のブレ検出装置。
本態様によれば、減算部の出力をハイパスフィルタ処理する処理部として、第1ハイパスフィルタ処理部及び第2ハイパスフィルタ処理部が備えられる。第1ハイパスフィルタ処理部は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも高い値に設定され、第2ハイパスフィルタ処理部は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定される。減算部の出力先は、設定部によって設定される。設定部は、ユーザによる設定、設定されている撮影モード、露光時間等に応じて、減算部の出力先を設定する。
(11)減算部の出力先が第2ハイパスフィルタ処理部に設定された場合に、減算部の出力が閾値以下か否かを判定し、閾値以下の場合に、減算部の出力先をブレ量算出部に切り替える自動切替部を更に備えた、上記(10)のブレ検出装置。
本態様によれば、減算部の出力先が、第2ハイパスフィルタ処理部に設定された場合、減算部の出力に応じて、減算部の出力先が自動的に切り替えられる。切り替えは、自動切替部によって行われる。自動切替部は、減算部の出力が閾値以下か否かを判定し、その判定結果に基づいて、減算部の出力先をブレ量算出部に切り替える。具体的には、減算部の出力が閾値以下の場合に、減算部の出力先をブレ量算出部に切り替える。減算部の出力が閾値以下の場合は、零点変動がない又は無視できるほど小さいものとみなし得る。したがって、この場合は、減算部の出力先をブレ量算出部に設定する。これにより、より低周波のブレを適切に検出できる。
(12)ブレ補正レンズと、ブレ補正レンズを移動させてブレを補正するブレ補正機構と、を備えた撮像光学系と、撮像光学系を通る光を受光して画像を撮像するイメージセンサと、上記(1)から(11)のいずれか一のブレ検出装置と、ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出するブレ補正量算出部と、ブレ補正量算出部で算出された補正量に基づいて、ブレ補正機構の駆動を制御するブレ補正制御部と、を備えた撮像装置。
本態様によれば、撮像光学系に備えられたブレ補正レンズによって、ブレが補正される。ブレの補正量は、ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて算出される。
(13)撮像光学系と、撮像光学系を通る光を受光して画像を撮像するイメージセンサと、イメージセンサを移動させてブレを補正するブレ補正機構と、上記(1)から(11)のいずれか一のブレ検出装置と、ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出するブレ補正量算出部と、ブレ補正量算出部で算出された補正量に基づいて、ブレ補正機構の駆動を制御するブレ補正制御部と、を備えた撮像装置。
本態様によれば、イメージセンサを移動させて、ブレが補正される(いわゆるイメージセンサシフト方式)。ブレの補正量は、ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて算出される。
(14)撮像装置本体に着脱自在に装着されるレンズ装置であって、上記(1)から(11)のいずれか一のブレ検出装置を備えた、レンズ装置。
本態様によれば、いわゆるレンズ交換式の撮像装置におけるレンズ装置にブレ検出装置が備えられる。
(15)ブレ補正レンズと、ブレ補正レンズを移動させてブレを補正するブレ補正機構と、ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出するブレ補正量算出部と、ブレ補正量算出部で算出された補正量に基づいて、ブレ補正機構の駆動を制御するブレ補正制御部と、を更に備えた上記(14)のレンズ装置。
本態様によれば、レンズ装置にブレ補正レンズ、ブレ補正機構、ブレ補正量算出部及びブレ補正制御部が備えられる。
(16)レンズ装置が着脱自在に装着される撮像装置本体であって、レンズ装置を通る光を受光して画像を撮像するイメージセンサと、上記(1)から(11)のいずれか一のブレ検出装置と、を備えた撮像装置本体。
本態様によれば、いわゆるレンズ交換式の撮像装置における撮像装置本体にブレ検出装置が備えられる。
(17)イメージセンサを移動させてブレを補正するブレ補正機構と、ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出するブレ補正量算出部と、ブレ補正量算出部で算出された補正量に基づいて、ブレ補正機構の駆動を制御するブレ補正制御部と、を備えた上記(16)の撮像装置本体。
本態様によれば、撮像装置本体にブレ補正機構、ブレ補正量算出部及びブレ補正制御部が備えられる。
(18)撮像装置の角速度を検出するステップと、撮像装置の地球の自転軸に対する姿勢を検出するステップと、検出された撮像装置の姿勢に基づいて、撮像装置の角速度の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分を算出するステップと、算出された自転角速度成分を撮像装置の角速度の検出結果から減算するステップと、減算後の撮像装置の角速度の検出結果に基づいて、撮像装置のブレ量を算出するステップと、を含むブレ検出方法。
本態様によれば、撮像装置の角速度の検出結果から地球の自転角速度成分が除去されて、ブレ量が算出される。これにより、地球の自転の影響を受けずにブレを検出できる。また、低周波のブレを適切に検出できる。
(19)撮像装置の角速度を検出する角速度検出部からの出力を取り込む機能と、撮像装置の地球の自転軸に対する姿勢を検出する姿勢検出部からの出力を取り込む機能と、姿勢検出部で検出された撮像装置の姿勢に基づいて、角速度検出部の出力に重畳する地球の自転角速度成分を算出する機能と、算出された自転角速度成分を角速度検出部の出力から減算する機能と、減算後の角速度検出部の出力に基づいて、撮像装置のブレ量を算出する機能と、をコンピュータに実現させるブレ検出プログラム。
本態様によれば、角速度検出部の出力から地球の自転角速度成分が除去されて、ブレ量が算出される。これにより、地球の自転の影響を受けずにブレを検出できる。また、低周波のブレを適切に検出できる。
本発明によれば、撮像装置のブレを適切に検出できる。
デジタルカメラの概略構成を示すブロック図 ブレ補正レンズの移動の概念図 ブレ補正機構の概略構成を示す図 カメラマイコンが実現する主な機能のブロック図 ブレ検出部の構成を示すブロック図 ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャート ブレ検出部の第1の変形例を示すブロック図 ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャート ブレ検出部の第2の変形例を示すブロック図 ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャート ブレ検出部の第3の変形例を示すブロック図 ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャート ブレ検出部の第4の変形例を示すブロック図 ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャート ブレ検出部の第5の変形例を示すブロック図 ブレ検出部の第6の変形例を示すブロック図 デジタルカメラの第2の実施の形態の概略構成を示すブロック図 ブレ補正機構の概略構成を示す図 デジタルカメラの第3の実施の形態の概略構成を示すブロック図 レンズマイコン及びカメラマイコンが実現する主な機能のブロック図 デジタルカメラの第4の実施の形態の概略構成を示すブロック図 レンズマイコン及びカメラマイコンが実現する主な機能のブロック図
以下、添付図面に従って本発明を実施するための好ましい形態について詳説する。
◆◆第1の実施の形態◆◆
[デジタルカメラの構成]
図1は、デジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
デジタルカメラ10は、撮像装置の一例である。同図に示すように、デジタルカメラ10は、撮像光学系100、イメージセンサ12、イメージセンサ駆動部14、アナログ信号処理部16、デジタル信号処理部18、表示部20、記憶部22、操作部24、角速度検出部30、地磁気検出部40、カメラマイコン50等を備えて構成される。
《撮像光学系》
撮像光学系100は、フォーカスレンズ102及びブレ補正レンズ104を含む複数のレンズを備えて構成される。なお、図1は、便宜上、フォーカスレンズ102及びブレ補正レンズ104のみ図示している。また、撮像光学系100には、その光路上に絞り106が備えられる。
〈フォーカスレンズ〉
フォーカスレンズ102は、焦点調節用のレンズであり、光軸Lに沿って前後移動可能に設けられる。撮像光学系100には、このフォーカスレンズ102を光軸Lに沿って前後移動させるためのフォーカスレンズ駆動機構108が備えられる。フォーカスレンズ駆動機構108は、アクチュエータとしてのリニアモータ、及び、その駆動回路を備えて構成される。フォーカスレンズ駆動機構108は、カメラマイコン50からの指示に応じてリニアモータを駆動し、フォーカスレンズ102を光軸Lに沿って移動させる。
〈ブレ補正レンズ〉
ブレ補正レンズ104は、ブレ補正用のレンズであり、光軸Lに対して垂直な面内で直交する2方向に移動可能に設けられる。
図2は、ブレ補正レンズの移動の概念図である。
同図に示すように、ブレ補正レンズ104は、x軸及びy軸の方向に移動可能に設けられる。x軸及びy軸は、それぞれイメージセンサ12の中心を通り、かつ、互いに光軸Lに直交する軸として設定される。x軸の方向は、デジタルカメラ10の横方向(左右方向)であり、y軸の方向は、デジタルカメラ10の縦方向(上下方向)である。
ブレを補正する場合は、ブレを打ち消す方向にブレ補正レンズ104を移動させる。撮像光学系100には、このブレ補正レンズ104をx軸及びy軸の方向に移動させて、ブレを補正するブレ補正機構110が備えられる。
図3は、ブレ補正機構の概略構成を示す図である。
ブレ補正機構110は、ブレ補正レンズx軸駆動機構110x及びブレ補正レンズy軸駆動機構110yを備えて構成される。
ブレ補正レンズx軸駆動機構110xは、ブレ補正レンズ104をx軸方向に移動させる機構である。ブレ補正レンズx軸駆動機構110xは、アクチュエータとしてのリニアモータ(たとえば、ボイスコイルモータ)、及び、その駆動回路を備えて構成される。ブレ補正レンズx軸駆動機構110xは、カメラマイコン50からの指示に応じてリニアモータを駆動し、ブレ補正レンズ104をx軸方向に移動させる。
ブレ補正レンズy軸駆動機構110yは、ブレ補正レンズ104をy軸方向に移動させる機構である。ブレ補正レンズy軸駆動機構110yは、アクチュエータとしてのリニアモータ(たとえば、ボイスコイルモータ)、及び、その駆動回路を備えて構成される。ブレ補正レンズy軸駆動機構110yは、カメラマイコン50からの指示に応じてリニアモータを駆動し、ブレ補正レンズ104をy軸方向に移動させる。
〈絞り〉
絞り106は、その開口量を調整して、撮像光学系100を通る光の量(光量)を調整する。絞り106は、たとえば、アイリス絞りで構成され、絞り羽根を拡縮させて開口量を調整する。撮像光学系100には、絞り106を駆動するための絞り駆動機構112が備えられる。絞り駆動機構112は、アクチュエータとしてのモータ、及び、その駆動回路を備えて構成される。絞り駆動機構112は、カメラマイコン50からの指示に応じてモータを駆動し、絞り106の羽根を拡縮させて、開口量を調整する。
《イメージセンサ》
イメージセンサ12は、撮像光学系100を通る光を受光して画像を撮像する。イメージセンサ12は、CMOS型(CMOS:Complementary Metal-Oxide Semiconductor)、CCD型(CCD:Charge Coupled Device)等の公知のイメージセンサで構成され、多数の画素が二次元的に配列されたエリアイメージセンサで構成される。
《イメージセンサ駆動部》
イメージセンサ駆動部14は、カメラマイコン50からの指示に応じてイメージセンサ12を駆動する。イメージセンサ駆動部14によってイメージセンサ12を駆動することにより、各画素に蓄積された電荷が画像信号として読み出される。
《アナログ信号処理部》
アナログ信号処理部16は、イメージセンサ12から出力される画素ごとのアナログの画像信号を取り込み、所定の信号処理(たとえば、相関二重サンプリング処理、増幅処理等)を施す。アナログ信号処理部16は、ADC(Analog to Digital Converter/ADコンバータ)を含み、所定の信号処理後のアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換して出力する。
《デジタル信号処理部》
デジタル信号処理部18は、アナログ信号処理部16から出力されるデジタルの画像信号を取り込み、所定の信号処理(たとえば、階調変換処理、ホワイトバランス補正処理、ガンマ補正処理、同時化処理、YC変換処理等)を施して、画像データを生成する。生成された画像データは、カメラマイコン50に出力される。
また、デジタル信号処理部18は、取り込んだ画像信号に基づいて、露出制御に必要な被写体の明るさの情報を検出する。検出された被写体の明るさの情報は、カメラマイコン50に出力される。
更に、デジタル信号処理部18は、取り込んだ画像信号に基づいて、オートフォーカス制御に必要な被写体のコントラストの情報を検出する。検出されたコントラストの情報は、カメラマイコン50に出力される。
《表示部》
表示部20は、画像を含む各種情報を表示する。表示部20は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ(EL:ElectroLuminescent)等の表示デバイス、及び、その駆動回路を備えて構成される。表示部20には、撮影済みの画像の他、ライブビューが表示される。ライブビューとは、イメージセンサがとらえた画像をリアルタイムに表示する機能である。ライブビューを表示することより、表示部20で画像を確認しながら撮影できる。また、表示部20は、各種設定を行う際のユーザインターフェース用の表示画面としても利用される。表示部20への表示は、カメラマイコン50で制御される。
《記憶部》
記憶部22は、画像データを含む各種データを記憶する。記憶部22は、内蔵メモリと、その内蔵メモリに対してデータを読み書きする制御回路と、を備えて構成される。内蔵メモリは、たとえば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性メモリで構成される。記憶部22に対するデータの読み書きは、カメラマイコン50で制御される。
記憶部22は、この他、いわゆるメモリカード等の外部メモリで構成することもできる。この場合、メモリカードを装填するためのカードスロット等がデジタルカメラ10に備えられる。
《操作部》
操作部24は、レリーズボタン、電源スイッチ、撮影モードダイヤル、シャッタースピードダイヤル、露出補正ダイヤル、コマンドダイヤル、メニューボタン、十字キー、決定ボタン、キャンセルボタン、消去ボタン、ブレ補正スイッチ等のデジタルカメラとしての一般的な操作手段を含み、操作に応じた信号をカメラマイコン50に出力する。
ここで、ブレ補正スイッチとは、ブレ補正の機能をオン、オフするスイッチのことである。ブレ補正スイッチをオンすると、ブレ補正の機能がオンされ、ブレ補正スイッチをオフすると、ブレ補正の機能がオフされる。
また、撮影モードダイヤルとは、撮影モードを設定するダイヤルのことである。この撮影モードダイヤルによって、撮影モードが、ポートレートモード、風景モード、夜景モード等に設定される。なお、ポートレートモードとは、ポートレート撮影に適した撮影制御が実施される撮影モードのことである。また、風景モードとは、風景撮影に適した撮影制御が実施される撮影モードのことである。また、夜景モードとは、夜景撮影に適した撮影制御が実施される撮影モードのことである。夜景モードでは、シャッタスピードを落とした撮影が行われる。この他、撮影モードダイヤルでは、シャッタスピード優先モード、絞り優先モード、マニュアルモード等の撮影モードの設定が行われる。
《角速度検出部》
角速度検出部30は、デジタルカメラ10のヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度を検出する。角速度検出部30は、図3に示すように、ヨー方向角速度検出部30A及びピッチ方向角速度検出部30Bを備えて構成される。
ヨー方向角速度検出部30Aは、デジタルカメラ10のヨー方向Yawの角速度を検出する。ヨー方向Yawとは、y軸回りの回転方向であり、デジタルカメラ10の横方向の回転方向である(図2参照)。ヨー方向角速度検出部30Aは、デジタルカメラ10のヨー方向Yawの角速度を検出するヨー方向角速度センサ32Aと、そのヨー方向角速度検出部30Aの出力をデジタル信号に変換するADC(ADコンバータ)34Aと、を備えて構成される。ヨー方向角速度検出部30Aの出力は、ADC34Aでデジタル信号に変換されて、カメラマイコン50に出力される。
ピッチ方向角速度検出部30Bは、デジタルカメラ10のピッチ方向Pitの角速度を検出する。ピッチ方向Pitとは、x軸回りの回転方向であり、デジタルカメラ10の縦方向の回転方向である(図2参照)。ピッチ方向角速度検出部30Bは、デジタルカメラ10のピッチ方向Pitの角速度を検出するピッチ方向角速度センサ32Bと、そのピッチ方向角速度検出部30Bの出力をデジタル信号に変換するADC(ADコンバータ)34Bと、を備えて構成される。ピッチ方向角速度検出部30Bの出力は、ADC34Bでデジタル信号に変換されて、カメラマイコン50に出力される。
《地磁気検出部》
地磁気検出部40は、地磁気を検出する。地磁気検出部40は、図3に示すように、地磁気センサ42と、その地磁気センサ42の出力をデジタル信号に変換するADC(ADコンバータ)44と、を備えて構成される。地磁気センサ42の出力は、ADC44でデジタル信号に変換されて、カメラマイコン50に出力される。カメラマイコン50は、地磁気検出部40の検出結果に基づいて、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢を検出する。この点については、後に詳述する。
《カメラマイコン》
カメラマイコン50は、デジタルカメラ10の全体の動作を統括制御する制御部として機能する。また、カメラマイコン50は、デジタルカメラ10の制御に必要な物理量を演算する演算処理部として機能する。カメラマイコン50は、CPU(Central Processing Unit/中央処理装置)、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)を備えたコンピュータ(マイクロコンピュータ)で構成される。カメラマイコン50は、フォーカス制御プログラム、露出制御プログラム、ブレ検出プログラム等の所定のプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。カメラマイコン50が実行するプログラム、制御に必要な各種データ等は、ROM(非一時的なコンピュータ読取可能な記録媒体)に格納される。
図4は、カメラマイコンが実現する主な機能のブロック図である。
同図に示すように、カメラマイコン50は、フォーカス制御部52、露出設定部54、イメージセンサ駆動制御部56、絞り制御部58、ブレ補正制御部60、表示制御部62、記憶制御部64、ブレ検出部70、ブレ補正量算出部90等として機能する。
〈フォーカス制御部〉
フォーカス制御部52は、いわゆるコントラスト方式のオートフォーカス制御を実施する。すなわち、フォーカスレンズ102を至近端から無限遠端に移動させて、コントラストが最大となる位置を検出し、検出した位置にフォーカスレンズ102を移動させる。
〈露出設定部〉
露出設定部54は、被写体の明るさの検出結果に基づいて、適正露出となるシャッタスピード(露光時間)及び絞り値を設定する。
〈イメージセンサ駆動制御部〉
イメージセンサ駆動制御部56は、露出設定部54で設定されたシャッタスピードで露光されるように、イメージセンサ駆動部14を介してイメージセンサ12の駆動を制御する。
〈絞り制御部〉
絞り制御部58は、露出設定部54で設定された絞り値となるように、絞り駆動機構112を介して、絞り106を制御する。
〈ブレ補正制御部〉
ブレ補正制御部60は、ブレ補正量算出部90で算出されるブレの補正量の情報に基づいて、ブレ補正機構110の駆動を制御し、ブレを補正する。
〈表示制御部〉
表示制御部62は、表示部20の表示を制御する。たとえば、撮像により得られた画像データを表示部20に表示する場合は、当該画像データを表示部20に表示可能なデータ形式に変換して、表示部20に出力する。
〈記憶制御部〉
記憶制御部64は、記憶部22に対するデータの読み書きを制御する。撮像により得られた画像データは、記憶制御部64を介して記憶部22に記憶される。また、記憶部22に記憶された画像データを再生する場合は、記憶制御部64を介して記憶部22から読み出される。
〈ブレ検出部〉
ブレ検出部70は、角速度検出部30及び姿勢検出部の検出結果に基づいて、デジタルカメラ10のブレ量を算出する。
図5は、ブレ検出部の構成を示すブロック図である。
ブレ検出部70は、姿勢算出部72、自転角速度成分算出部74、ヨー方向減算部76A、ピッチ方向減算部76B、ヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bを備えて構成される。
〔姿勢算出部〕
姿勢算出部72は、地磁気検出部40の出力に基づいて、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢を算出する。デジタルカメラ10の姿勢は、地球の自転軸に対するイメージセンサ12の姿勢、より具体的には、地球の自転軸に対するイメージセンサ12のx軸及びy軸の姿勢として算出される。算出結果は、自転角速度成分算出部74に出力される。
本実施の形態のデジタルカメラ10では、姿勢算出部72及び地磁気検出部40が姿勢検出部を構成する。
〔自転角速度成分算出部〕
自転角速度成分算出部74は、姿勢算出部72で算出された地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢に基づいて、角速度検出部30の出力に重畳する地球の自転角速度成分を算出する。
上記のように、角速度検出部30は、ヨー方向角速度検出部30A及びピッチ方向角速度検出部30Bによって、ヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度を検出する。したがって、自転角速度成分算出部74は、ヨー方向角速度検出部30Aの出力に重畳する地球の自転角速度成分、及び、ピッチ方向角速度検出部30Bの出力に重畳する地球の自転角速度成分を算出する。
なお、地球の自転の角速度ωは既知であり、ω≒7.292×10−5[rad/秒]である。自転角速度成分算出部74は、既知の地球の自転の角速度ωの情報に基づいて、ヨー方向角速度検出部30Aの出力に重畳する地球の自転角速度成分、及び、ピッチ方向角速度検出部30Bの出力に重畳する地球の自転角速度成分を算出する。
算出結果は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bに出力される。すなわち、ヨー方向角速度検出部30Aの出力に重畳する地球の自転角速度成分の算出結果が、ヨー方向減算部76Aに出力される。また、ピッチ方向角速度検出部30Bの出力に重畳する地球の自転角速度成分の算出結果が、ピッチ方向減算部76Bに出力される。
〔ヨー方向減算部〕
ヨー方向減算部76Aは、自転角速度成分算出部74の算出結果に基づいて、ヨー方向角速度検出部30Aの出力を減算処理する。具体的には、ヨー方向角速度検出部30Aの出力から自転角速度成分算出部74で算出されたYaw方向の自転角速度成分を減算する。これにより、ヨー方向角速度検出部30Aで検出されるヨー方向Yawの角速度から地球の自転角速度成分を除去できる。ヨー方向減算部76Aの処理結果は、ヨー方向ブレ量算出部78Aに出力される。
〔ピッチ方向減算部〕
ピッチ方向減算部76Bは、自転角速度成分算出部74の算出結果に基づいて、ピッチ方向角速度検出部30Bの出力を減算処理する。具体的には、ピッチ方向角速度検出部30Bの出力から自転角速度成分算出部74で算出されたPit方向の自転角速度成分を減算する。これにより、ピッチ方向角速度検出部30Bで検出されるピッチ方向Pitの角速度から地球の自転角速度成分を除去できる。ピッチ方向減算部76Bの処理結果は、ピッチ方向ブレ量算出部78Bに出力される。
〔ヨー方向ブレ量算出部〕
ヨー方向ブレ量算出部78Aは、ヨー方向減算部76Aの出力に基づいて、デジタルカメラ10のヨー方向Yawのブレ量を算出する。具体的には、ヨー方向減算部76Aから出力される減算処理後のヨー方向Yawの角速度信号を積分し、ヨー方向Yawのブレ量を算出する。ヨー方向ブレ量算出部78Aの処理結果は、ブレ補正量算出部90に出力される。
〔ピッチ方向ブレ量算出部〕
ピッチ方向ブレ量算出部78Bは、ピッチ方向減算部76Bの出力に基づいて、デジタルカメラ10のピッチ方向Pitのブレ量を算出する。具体的には、ピッチ方向減算部76Bから出力される減算処理後のピッチ方向Pitの角速度信号を積分し、ピッチ方向Pitのブレ量を算出する。ピッチ方向ブレ量算出部78Bの処理結果は、ブレ補正量算出部90に出力される。
このように、ブレ検出部70は、角速度検出部30及び姿勢検出部の検出結果に基づいて、デジタルカメラ10のブレ量を算出する。したがって、本実施の形態のデジタルカメラ10では、ブレ検出部70が、角速度検出部30及び姿勢検出部と共にブレ検出装置を構成する。
〈ブレ補正量算出部〉
ブレ補正量算出部90は、ブレ検出部70で検出されたヨー方向Yawのブレ量及びピッチ方向Pitのブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出する。ブレの補正量は、検出されたブレを打ち消すのに必要なブレ補正レンズ104の移動量として算出される。ブレ補正レンズ104は、ブレ補正機構110によって、x軸及びy軸の方向に移動可能に設けられているので、ブレを打ち消すのに必要なブレ補正レンズ104のx軸方向及びy軸方向の移動量として、ブレ補正量が算出される。
ブレ補正量算出部90の算出結果は、図4に示すように、ブレ補正制御部60に出力される。ブレ補正制御部60は、ブレ補正量算出部90で算出されたブレの補正量に基づいて、ブレ補正機構110の駆動を制御し、ブレを補正する。
[デジタルカメラの作用]
ここでは、デジタルカメラ10で実施されるブレの検出方法(ブレ検出方法)、及び、ブレの補正方法(ブレ補正方法)について説明する。
ブレ検出及びブレ補正の機能は、操作部24のブレ補正スイッチがオンされた場合に有効にされる。
図6は、ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャートである。
まず、デジタルカメラ10の角速度が検出される(ステップS1)。角速度は、角速度検出部30で検出され、ヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度が検出される。ここで、角速度検出部30で検出される角速度は、地球の自転による角速度成分を含んだ角速度である。検出されたヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bに加えられる。
次に、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢が検出される(ステップS2)。地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢は、地磁気検出部40の出力に基づいて、姿勢算出部72で算出される。検出されたデジタルカメラ10の姿勢の情報は、自転角速度成分算出部74に加えられる。
次に、デジタルカメラ10の姿勢の検出結果に基づいて、角速度の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分が算出される(ステップS3)。地球の自転角速度成分は、自転角速度成分算出部74で算出され、ヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの自転角速度成分が算出される。算出されたヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの自転角速度成分は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bに加えられる。
次に、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分が減算される(ステップS4)。すなわち、ヨー方向減算部76Aにおいて、ヨー方向角速度検出部30Aの出力からヨー方向Yawの地球の自転角速度成分が減算される。また、ピッチ方向減算部76Bにおいて、ピッチ方向角速度検出部30Bの出力からピッチ方向Pitの地球の自転角速度成分が減算される。これにより、ヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの各方向について、真の揺れの角速度、すなわち、地球の自転角速度成分が除去された純粋な揺れの角速度が求められる。減算処理後のヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度は、ヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに加えられる。
次に、減算処理後のヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度からヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitのブレ量が算出される(ステップS5)。ヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitのブレ量は、ヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bで算出される。ヨー方向Yawのブレ量は、ヨー方向減算部76Aの出力を積分して算出される。また、ピッチ方向Pitのブレ量は、ピッチ方向減算部76Bの出力を積分して算出される。算出されたヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitのブレ量は、ブレ補正量算出部90に加えられる。
次に、算出されたヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitのブレ量に基づいて、ブレの補正量が算出される(ステップS6)。ブレの補正量は、ブレ補正量算出部90で算出される。ブレ補正量は、ブレを打ち消すのに必要なブレ補正レンズ104の移動量として算出され、x軸方向及びy軸方向の各方向について算出される。
次に、算出されたブレの補正量に基づいて、ブレ補正機構110が駆動される(ステップS7)。これにより、発生したブレが打ち消され、ブレが補正される。
このように、本実施の形態のデジタルカメラ10によれば、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分を除去して、ブレを検出するので、地球の自転角速度よりも遅い角速度のブレを適切に検出できる。これにより、地球の自転角速度よりも遅い角速度のブレを適切に補正できる。また、これにより、ブレ補正の性能を確保できる限界の露光時間が長くできる。したがって、夜景撮影などの長時間露光中のブレも適切に検出して、適切に補正できる。
[ブレ検出部の変形例]
《第1の変形例》
〈構成〉
図7は、ブレ検出部の第1の変形例を示すブロック図である。
同図に示すように、本例のブレ検出部70v1は、ヨー方向減算部76Aの出力をHPF処理(HPF:High Pass Filter/ハイパスフィルタ)するヨー方向HPF処理部80A、及び、ピッチ方向減算部76Bの出力をHPF処理するピッチ方向HPF処理部80Bを更に備える点で上記実施の形態のブレ検出部70と相違する。
ヨー方向HPF処理部(ヨー方向ハイパスフィルタ処理部)80Aは、ヨー方向減算部76Aの出力をHPF処理して、ヨー方向ブレ量算出部78Aに出力する。
ピッチ方向HPF処理部(ピッチ方向ハイパスフィルタ処理部)80Bは、ピッチ方向減算部76Bの出力をHPF処理して、ピッチ方向ブレ量算出部78Bに出力する。
ヨー方向HPF処理部80A及びピッチ方向HPF処理部80Bは、角速度検出部30の零点変動の影響を排除するようにカットオフ周波数が設定される。ただし、そのカットオフ周波数は、地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定される。
〈作用〉
図8は、ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャートである。
まず、角速度検出部30において、デジタルカメラ10の角速度が検出される(ステップS11)。
次に、地磁気検出部40の出力に基づいて、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢が検出される(ステップS12)。
次に、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢の検出結果に基づいて、角速度の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分が算出される(ステップS13)。
次に、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bにおいて、ヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度の検出結果から地球の自転角速度成分が減算される(ステップS14)。
次に、減算後のヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度の検出結果がHPF処理される(ステップS15)。すなわち、ヨー方向減算部76Aの出力が、ヨー方向HPF処理部80Aに加えられ、HPF処理される。また、ピッチ方向減算部76Bの出力が、ピッチ方向HPF処理部80Bに加えられ、HPF処理される。ヨー方向HPF処理部80A及びピッチ方向HPF処理部80Bのカットオフ周波数は、地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定されている。したがって、ヨー方向HPF処理部80A及びピッチ方向HPF処理部80BでHPF処理することにより、地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い周波数成分が除去される。
次に、HPF処理後の角速度の検出結果からブレ量が算出される(ステップS16)。すなわち、ヨー方向HPF処理部80Aの出力がヨー方向ブレ量算出部78Aに加えられ、HPF処理後のヨー方向Yawの角速度からヨー方向Yawのブレ量が算出される。また、ピッチ方向HPF処理部80Bの出力がピッチ方向ブレ量算出部78Bに加えられ、HPF処理後のピッチ方向Pitの角速度からピッチ方向Pitのブレ量が算出される。
次に、算出されたヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitのブレ量に基づいて、ブレ補正量算出部90でブレの補正量が算出される(ステップS17)。
次に、算出されたブレの補正量に基づいて、ブレ補正機構110が駆動される(ステップS18)。これにより、発生したブレが打ち消され、ブレが補正される。
このように、本例のブレ検出部70v1によれば、ヨー方向HPF処理部80A及びピッチ方向HPF処理部80Bが備えられ、ヨー方向減算部76Aの出力及びピッチ方向減算部76Bの出力がHPF処理される。ヨー方向HPF処理部80A及びピッチ方向HPF処理部80Bは、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定されている。これにより、角速度検出部のオフセット誤差、角速度検出部の出力を増幅する増幅器のドリフト等の零点変動の影響を排除できる。
なお、このようにヨー方向HPF処理部80A及びピッチ方向HPF処理部80Bは、角速度検出部30の出力の零点変動の影響を排除する目的で備えられることから、そのカットオフ周波数は、当該目的に適う値に設定され、可能な限り低い値に設定される。
《第2の変形例》
〈構成〉
図9は、ブレ検出部の第2の変形例を示すブロック図である。
同図に示すように、本例のブレ検出部70v2は、ヨー方向減算部76Aの出力先を切り替えるヨー方向減算部出力先切替部82A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替えるピッチ方向減算部出力先切替部82Bを更に備える点で上記の第1の変形例のブレ検出部70v1と相違する。
ヨー方向減算部出力先切替部82Aは、いわゆる零点出力に基づいて、ヨー方向減算部76Aの出力先を切り替える。具体的には、ヨー方向減算部76Aの出力が閾値以下か否かを判定し、その判定結果に基づいて、ヨー方向減算部76Aの出力先をヨー方向HPF処理部80A又はヨー方向ブレ量算出部78Aに切り替える。ヨー方向減算部76Aの出力が閾値以下の場合は、零点変動がない、又は、無視できるほど小さいとみなして、ヨー方向減算部76Aの出力先をヨー方向ブレ量算出部78Aに設定する。一方、ヨー方向減算部76Aの出力が閾値を超える場合は、零点変動が大きいとみなして、ヨー方向減算部76Aの出力先をヨー方向HPF処理部80Aに設定する。
ピッチ方向減算部出力先切替部82Bも同様に、ピッチ方向減算部76Bの出力が閾値以下か否かを判定し、その判定結果に基づいて、ピッチ方向減算部76Bの出力先をピッチ方向HPF処理部80B又はピッチ方向ブレ量算出部78Bに切り替える。ピッチ方向減算部76Bの出力が閾値以下の場合は、零点変動がない、又は、無視できるほど小さいとみなして、ピッチ方向減算部76Bの出力先をピッチ方向ブレ量算出部78Bに設定する。一方、ピッチ方向減算部76Bの出力が閾値を超える場合は、零点変動が大きいとみなして、ピッチ方向減算部76Bの出力先をピッチ方向HPF処理部80Bに設定する。
判定に必要な閾値の情報は、ROMに格納される。
〈作用〉
図10は、ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャートである。
まず、角速度検出部30において、デジタルカメラ10の角速度が検出される(ステップS21)。
次に、地磁気検出部40の出力に基づいて、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢が検出される(ステップS22)。
次に、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢の検出結果に基づいて、角速度検出部30の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分が算出される(ステップS23)。
次に、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bにおいて、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分が減算される(ステップS24)。
次に、ヨー方向減算部出力先切替部82A及びピッチ方向減算部出力先切替部82Bにおいて、減算後の角速度の検出結果が、閾値以下か否か判定される(ステップS25)。すなわち、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力が閾値以下か否かが判定される。
減算後の角速度の検出結果が閾値を超える場合、すなわち、零点変動が大きい場合、減算後の角速度の検出結果がHPF処理される(ステップS26)。すなわち、ヨー方向減算部出力先切替部82Aによって、ヨー方向減算部76Aの出力先がヨー方向HPF処理部80Aに設定される。これにより、減算後のヨー方向の角速度の検出結果がヨー方向HPF処理部80Aに加えられ、HPF処理される。また、ピッチ方向減算部出力先切替部82Bによって、ピッチ方向減算部76Bの出力先がピッチ方向HPF処理部80Bに設定される。これにより、減算後のピッチ方向の角速度の検出結果がピッチ方向HPF処理部80Bに加えられ、HPF処理される。
この後、HPF処理後の角速度の検出結果からブレ量が算出される(ステップS27)。すなわち、ヨー方向HPF処理部80Aの出力がヨー方向ブレ量算出部78Aに加えられ、HPF処理後のヨー方向Yawの角速度からヨー方向Yawのブレ量が算出される。また、ピッチ方向HPF処理部80Bの出力がピッチ方向ブレ量算出部78Bに加えられ、HPF処理後のピッチ方向Pitの角速度からピッチ方向Pitのブレ量が算出される。
一方、減算後の角速度の検出結果が閾値以下の場合、すなわち、零点変動が十分に小さい場合、減算後の角速度の検出結果からブレ量が算出される(ステップS27)。すなわち、この場合、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力が、ヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに直接加えられ、ヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitのブレ量が直接算出される(ステップS27)。
ブレ量の算出後、算出されたブレ量に基づいて、ブレ補正量算出部90でブレの補正量が算出される(ステップS28)。また、算出されたブレの補正量に基づいて、ブレ補正機構110が駆動される(ステップS29)。これにより、発生したブレが打ち消され、ブレが補正される。
このように、本例のブレ検出部70v2によれば、角速度センサの零点変動の有無に応じて、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が切り替えられる。これにより、より適切にブレを検出できる。すなわち、零点変動が十分に小さい場合は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力をヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに直接加える。これにより、より低い周波数のブレを適切に検出できる。また、零点変動が十分に小さい場合は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力をヨー方向HPF処理部80A及びピッチ方向HPF処理部80Bに加え、HPF処理後の角速度をヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに加える。これにより、零点変動の影響を適切に除去して、ブレを検出できる。
《第3の変形例》
〈構成〉
図11は、ブレ検出部の第3の変形例を示すブロック図である。
本例のブレ検出部70v3は、2つのHPF処理部を備える点で上記第2の変形例のブレ検出部70v2と相違する。具体的には、ヨー方向減算部76Aの出力先として、ヨー方向第1HPF処理部80A1及びヨー方向第2HPF処理部80A2を備え、かつ、ピッチ方向減算部76Bの出力先として、ピッチ方向第1HPF処理部80B1及びピッチ方向第2HPF処理部80B2を備えている。
ヨー方向第1HPF処理部(ヨー方向第1ハイパスフィルタ処理部)80A1は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも高い値に設定されており、ヨー方向減算部76Aの出力をHPF処理して、ヨー方向ブレ量算出部78Aに出力する。
ヨー方向第2HPF処理部(ヨー方向第2ハイパスフィルタ処理部)80A2は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定されており、ヨー方向減算部76Aの出力をHPF処理して、ヨー方向ブレ量算出部78Aに出力する。
ピッチ方向第1HPF処理部(ピッチ方向第1ハイパスフィルタ処理部)80B1は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも高い値に設定されており、ピッチ方向減算部76Bの出力をHPF処理して、ピッチ方向ブレ量算出部78Bに出力する。
ピッチ方向第2HPF処理部(ピッチ方向第2ハイパスフィルタ処理部)80B2は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定されており、ピッチ方向減算部76Bの出力をHPF処理して、ピッチ方向ブレ量算出部78Bに出力する。
ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先は、それぞれヨー方向減算部出力先切替部82A及びピッチ方向減算部出力先切替部82Bで切り替えられる。
ヨー方向減算部出力先切替部82Aは、露光時間(シャッタスピード)に基づいて、ヨー方向減算部76Aの出力先を切り替える。具体的には、露光時間が閾値以下か否かを判定し、その判定結果に基づいて、ヨー方向減算部76Aの出力先をヨー方向第1HPF処理部80A1又はヨー方向第2HPF処理部80A2に切り替える。露光時間が閾値以下の場合は、短時間の露光とみなして、ヨー方向減算部76Aの出力先をヨー方向第1HPF処理部80A1に設定する。露光時間が短時間の場合、低周波のブレは、撮像される画像にほとんど影響を与えない。したがって、この場合は、カットオフ周波数が高めに設定されたヨー方向第1HPF処理部80A1を使用する。これにより、ブレを検出する際のノイズとなる成分を効率よく除去して、ブレを適切に検出できる。一方、露光時間が閾値を超える場合は、長時間の露光とみなして、ヨー方向減算部76Aの出力先をヨー方向第2HPF処理部80A2に設定する。露光時間が長時間の場合、低周波のブレが撮像される画像に影響を及ぼす。したがって、この場合は、カットオフ周波数が低めに設定されたヨー方向第2HPF処理部80A2を使用する。これにより、低周波のブレを適切に検出できる。
ピッチ方向減算部出力先切替部82Bも同様に、露光時間に基づいて、ピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替える。すなわち、露光時間が閾値以下か否かを判定し、その判定結果に基づいて、ピッチ方向減算部76Bの出力先をピッチ方向第1HPF処理部80B1又はピッチ方向第2HPF処理部80B2に切り替える。露光時間が閾値以下の場合は、短時間の露光とみなして、ピッチ方向減算部76Bの出力先をピッチ方向第1HPF処理部80B1に設定する。一方、露光時間が閾値を超える場合は、長時間の露光とみなして、ピッチ方向減算部76Bの出力先をピッチ方向第2HPF処理部80B2に設定する。
判定に必要な閾値の情報は、ROMに格納される。また、露光時間(シャッタスピード)の情報は、露出設定部54から取得する。
〈作用〉
図12は、ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャートである。
まず、角速度検出部30において、デジタルカメラ10の角速度が検出される(ステップS31)。
次に、地磁気検出部40の出力に基づいて、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢が検出される(ステップS32)。
次に、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢の検出結果に基づいて、角速度検出部30の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分が算出される(ステップS33)。
次に、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bにおいて、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分が減算される(ステップS34)。
次に、ヨー方向減算部出力先切替部82A及びピッチ方向減算部出力先切替部82Bにおいて、露光時間(シャッタスピード)が、閾値以下か否か判定される(ステップS35)。
露光時間が閾値以下の場合、ヨー方向減算部出力先切替部82Aによって、ヨー方向減算部76Aの出力先がヨー方向第1HPF処理部80A1に設定される。また、ピッチ方向減算部出力先切替部82Bによって、ピッチ方向減算部76Bの出力先がピッチ方向第1HPF処理部80B1に設定される。これにより、減算後のヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度の検出結果が、ヨー方向第1HPF処理部80A1及びピッチ方向第1HPF処理部80B1によってHPF処理される(ステップS36)。露光時間が短時間の場合、低周波のブレは、撮像される画像にほとんど影響を与えないので、カットオフ周波数が高めに設定されたヨー方向第1HPF処理部80A1でHPF処理することにより、ブレを検出する際のノイズ成分を効率よく除去して、ブレを適切に検出できる。
一方、露光時間が閾値を超える場合、ヨー方向減算部出力先切替部82Aによって、ヨー方向減算部76Aの出力先がヨー方向第2HPF処理部80A2に設定される。また、ピッチ方向減算部出力先切替部82Bによって、ピッチ方向減算部76Bの出力先がピッチ方向第2HPF処理部80B2に設定される。これにより、減算後のヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度の検出結果が、ヨー方向第2HPF処理部80A2及びピッチ方向第2HPF処理部80B2によってHPF処理される(ステップS37)。露光時間が長時間の場合、低周波のブレが撮像される画像に影響を及ぼすので、カットオフ周波数が低めに設定されたヨー方向第2HPF処理部80A2でHPF処理することにより、低周波のブレを適切に検出できる。
このように、露光時間(シャッタスピード)に応じて、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が設定され、各出力先でHPF処理される。この後、HPF処理後の角速度の検出結果からブレ量が算出される(ステップS38)。すなわち、ヨー方向第1HPF処理部80A1又はヨー方向第2HPF処理部80A2の出力がヨー方向ブレ量算出部78Aに加えられ、HPF処理後のヨー方向Yawの角速度からヨー方向Yawのブレ量が算出される。また、ピッチ方向第1HPF処理部80B1又はピッチ方向第2HPF処理部80B2の出力がピッチ方向ブレ量算出部78Bに加えられ、HPF処理後のピッチ方向Pitの角速度からピッチ方向Pitのブレ量が算出される。
ブレ量の算出後、算出されたブレ量に基づいて、ブレ補正量算出部90でブレの補正量が算出される(ステップS39)。また、算出されたブレの補正量に基づいて、ブレ補正機構110が駆動される(ステップS40)。これにより、発生したブレが打ち消され、ブレが補正される。
このように、本例のブレ検出部70v3によれば、露光時間に応じて、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が切り替えられる。これにより、適切にブレを検出できる。すなわち、露光時間が短い場合は、カットオフ周波数が高めに設定されたヨー方向第1HPF処理部80A1でHPF処理することにより、ブレを検出する際のノイズとなる成分を効率よく除去でき、ブレを適切に検出できる。一方、露光時間が長い場合は、カットオフ周波数が低めに設定されたヨー方向第2HPF処理部80A2でHPF処理することにより、低周波のブレを適切に検出できる。
〈好ましい露光時間の閾値〉
露光時間の閾値は、地球の自転がブレの検出に及ぼす影響を考慮して設定することが好ましい。
いま、地球の自転によって画素ピッチ分のブレが検出されるのに要する時間を限界露光時間とすると、露光時間の閾値には、この限界露光時間を使用することが好ましい。
ここで、画素ピッチとは、イメージセンサの画素の中心線の間隔のことをいう。また、地球の自転によって画素ピッチ分のブレが検出されるのに要する時間とは、地球の自転角速度を積分して算出される角度が、イメージセンサの1画素ピッチ分の角度となる時間のことである。
限界露光時間Tex[sec]は、地球の自転角速度をωe[deg/sec]、イメージセンサの1画素ピッチ当たりの角度をθe[deg]とすると、Tex=θe/ωeにより算出される。
露光時間の閾値を限界露光時間Texに設定することにより、限界露光時間Texよりも長い時間露光する場合に地球の自転の影響を排除して、より低周波のブレを適切に検出できる。
〈撮影条件に基づく減算部の出力先の切り替え〉
上記の例では、露光時間に基づいて、ヨー方向減算部出力先切替部82A及びピッチ方向減算部出力先切替部82Bが、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替える構成としているが、ヨー方向減算部出力先切替部82A及びピッチ方向減算部出力先切替部82Bは、その他の撮影条件に基づいて、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替える構成とすることもできる。
たとえば、撮影モードに応じて、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替える構成とすることもできる。たとえば、撮影モードとして長時間露光するモードが選択されているか否かを判定し、その判定結果に応じて、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替える構成とする。長時間露光するモードとは、シャッタスピードを遅くして撮影するモードのことであり、たとえば、夜景モードがこれに該当する。夜景モードとは、夜景撮影に適した露出制御を行う撮影モードのことである。
夜景モード等の長時間露光するモードが選択されていない場合は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先をヨー方向第1HPF処理部80A1及びピッチ方向第1HPF処理部80B1に設定する。長時間露光するモードが選択されていない場合は、短時間の露光となり、低周波のブレは、撮像される画像にほとんど影響を与えない。したがって、この場合は、カットオフ周波数が高めに設定されたヨー方向第1HPF処理部80A1及びピッチ方向第1HPF処理部80B1を使用して、角速度の検出結果をHPF処理する。これにより、補正に必要なブレを適切に検出できる。
一方、夜景モード等の長時間露光するモードが選択されている場合は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先をヨー方向第2HPF処理部80A2及びピッチ方向第2HPF処理部80B2に設定する。長時間露光するモードが選択されている場合は、長時間の露光となり、低周波のブレが撮像される画像に影響を及ぼす。したがって、この場合は、カットオフ周波数が低めに設定されたヨー方向第2HPF処理部80A2及びピッチ方向第2HPF処理部80B2を使用して、角速度の検出結果をHPF処理する。これにより、低周波のブレを適切に検出できる。
本例では、撮影条件として撮影モードを使用したが、その他の撮影条件に基づいて、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替える構成とすることもできる。また、複数の撮影条件を複合的に判断して、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替える構成とすることもできる。
《第4の変形例》
〈構成〉
図13は、ブレ検出部の第4の変形例を示すブロック図である。
同図に示すように、本例のブレ検出部70v4は、ヨー方向減算部出力先切替部82A及びピッチ方向減算部出力先切替部82Bによって切り替えられるヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が3つ備えられている点で上記第3の変形例のブレ検出部70v3と相違する。
ヨー方向減算部出力先切替部82Aは、露光時間及び零点出力に基づいて、ヨー方向減算部76Aの出力先を切り替える。具体的には、まず、露光時間が閾値以下か否かを判定する。判定の結果、露光時間が閾値以下の場合は、ヨー方向減算部76Aの出力先をヨー方向第1HPF処理部80A1に設定する。一方、露光時間が閾値を超える場合は、ヨー方向減算部76Aの出力が閾値以下か否かを更に判定する。ヨー方向減算部76Aの出力が閾値以下の場合は、ヨー方向減算部76Aの出力先をヨー方向ブレ量算出部78Aに設定する。一方、ヨー方向減算部76Aの出力が閾値を超える場合は、ヨー方向減算部76Aの出力先をヨー方向第2HPF処理部80A2に設定する。
ピッチ方向減算部出力先切替部82Bも同様であり、まず、露光時間が閾値以下か否かを判定する。判定の結果、露光時間が閾値以下の場合は、ピッチ方向減算部76Bの出力先をピッチ方向第1HPF処理部80B1に設定する。一方、露光時間が閾値を超える場合は、ピッチ方向減算部76Bの出力が閾値以下か否かを更に判定する。ピッチ方向減算部76Bの出力が閾値以下の場合は、ピッチ方向減算部76Bの出力先をピッチ方向ブレ量算出部78Bに設定する。一方、ピッチ方向減算部76Bの出力が閾値を超える場合は、ピッチ方向減算部76Bの出力先をピッチ方向第2HPF処理部80B2に設定する。
露光時間が閾値以下の場合は、短時間の露光であり、低周波のブレは撮像される画像にほとんど影響を与えない。したがって、この場合は、カットオフ周波数が高めに設定されたヨー方向第1HPF処理部80A1及びピッチ方向第1HPF処理部80B1をヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先に設定する。これにより、ブレを検出する際のノイズとなる成分を効率よく除去して、ブレを適切に検出できる。
一方、露光時間が閾値を超える場合は、長時間の露光であり、低周波のブレが撮像される画像に影響を及ぼす。この場合、HPF処理しない方が、より低周波のブレを検出できる。しかし、角速度センサの零点変動が大きい場合は、誤検出が発生する。このため、本例では、露光時間が閾値を超える場合、更に、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力が閾値以下か否かを判定し、閾値以下の場合に限って、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先をヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに設定している。これにより、低周波の振動を適切に検出できる。
なお、判定に必要な閾値の情報は、ROMに格納される。
〈作用〉
図14は、ブレ検出を含むブレ補正の手順を示すフローチャートである。
まず、角速度検出部30において、デジタルカメラ10の角速度が検出される(ステップS41)。
次に、地磁気検出部40の出力に基づいて、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢が検出される(ステップS42)。
次に、地球の自転軸に対するデジタルカメラ10の姿勢の検出結果に基づいて、角速度検出部30の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分が算出される(ステップS43)。
次に、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bにおいて、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分が減算される(ステップS44)。
次に、ヨー方向減算部出力先切替部82A及びピッチ方向減算部出力先切替部82Bにおいて、露光時間(シャッタスピード)が、閾値以下か否か判定される(ステップS45)。この判定を第1の判定とする。
露光時間が閾値以下の場合、ヨー方向減算部出力先切替部82A及びピッチ方向減算部出力先切替部82Bによって、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が、ヨー方向第1HPF処理部80A1及びピッチ方向第1HPF処理部80B1に設定される。これにより、減算後のヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitの角速度の検出結果が、ヨー方向第1HPF処理部80A1及びピッチ方向第1HPF処理部80B1によってHPF処理される(ステップS46)。この後、HPF処理後の角速度の検出結果からブレ量が算出される(ステップS49)。すなわち、ヨー方向第1HPF処理部80A1及びピッチ方向第1HPF処理部80B1の出力が、ヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに加えられ、ヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitのブレ量が算出される。
一方、露光時間が閾値を超える場合、減算後の角速度の検出結果が、閾値以下か否かが更に判定される(ステップS47)。すなわち、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力が、閾値以下か否かが判定される。この判定を第2の判定とする。
減算後の角速度の検出結果が閾値を超える場合、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が、ヨー方向第2HPF処理部80A2及びピッチ方向第2HPF処理部80B2に設定される。これにより、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力が、ヨー方向第2HPF処理部80A2及びピッチ方向第2HPF処理部80B2によってHPF処理される(ステップS48)。この後、HPF処理後の角速度の検出結果からブレ量が算出される(ステップS49)。すなわち、ヨー方向第2HPF処理部80A2及びピッチ方向第2HPF処理部80B2の出力が、ヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに加えられ、ヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitのブレ量が算出される。
一方、減算後の角速度の検出結果が閾値以下の場合、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が、ヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに設定される。これにより、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力からヨー方向Yaw及びピッチ方向Pitのブレ量が直接算出される(ステップS49)。
ブレ量の算出後、算出されたブレ量に基づいて、ブレ補正量算出部90でブレの補正量が算出される(ステップS50)。また、算出されたブレの補正量に基づいて、ブレ補正機構110が駆動される(ステップS51)。これにより、発生したブレが打ち消され、ブレが補正される。
このように、本例のブレ検出部70v4によれば、露光時間及び零点変動に基づいて、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が切り替えられる。これにより、適切にブレを検出できる。すなわち、露光時間が短い場合は、カットオフ周波数が高めに設定されたヨー方向第1HPF処理部80A1でHPF処理することにより、ブレを検出する際のノイズとなる成分を効率よく除去でき、ブレを適切に検出できる。一方、露光時間が長い場合は、零点変動の有無に応じて、HPF処理の要否を判定するので、低周波のブレを適切に検出できる。
なお、本例では、露光時間に基づいて第1の判定を行っているが、撮影モード等の他の撮影条件に基づいて第1の判定を行ってもよい。
《第5の変形例》
図15は、ブレ検出部の第5の変形例を示すブロック図である。
本例のブレ検出部70v5は、ヨー方向減算部出力先設定部84A及びピッチ方向減算部出力先設定部84Bを備え、ユーザが手動でヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を設定する点で上記第3の変形例のブレ検出部70v3と相違する。
ヨー方向減算部出力先設定部84A及びピッチ方向減算部出力先設定部84Bは、操作部24の操作に基づいて、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替える。すなわち、ヨー方向減算部76Aについては、ヨー方向第1HPF処理部80A1又はヨー方向第2HPF処理部80A2に設定する。また、ピッチ方向減算部76Bについては、ピッチ方向第1HPF処理部80B1又はピッチ方向第2HPF処理部80B2に設定する。
操作部24は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替えるための操作手段として、たとえば、切替スイッチを備える。切替スイッチは、たとえば、「HIGH」と「LOW」との切り替えが可能に構成される。切替スイッチが「HIGH」に設定されると、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が、ヨー方向第1HPF処理部80A1及びピッチ方向第1HPF処理部80B1に設定される。また、切替スイッチが「LOW」に設定されると、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が、ヨー方向第2HPF処理部80A2及びピッチ方向第2HPF処理部80B2に設定される。
ユーザは、夜景撮影などシャッタスピードを遅くして撮影する場合に切替スイッチを「LOW」に設定する。これにより、地球の自転による影響を排除して、低周波のブレを適切に検出できる。
一方、通常の撮影は、切替スイッチを「HIGH」に設定する。これにより、ブレを検出する際のノイズとなる成分を適切に除去して、ブレを適切に検出できる。
なお、本例では、切替スイッチでヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替える構成としているが、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を切り替えるための操作手段は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、メニュー画面等を利用して、出力先を設定することもできる。
《第6の変形例》
図16は、ブレ検出部の第6の変形例を示すブロック図である。
本例のブレ検出部70v6は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先を自動で切り替えるヨー方向減算部出力自動切替部86A及びピッチ方向減算部出力自動切替部86Bを更に備える点で上記第5の変形例のブレ検出部70v5と相違する。
ヨー方向減算部出力自動切替部86A及びピッチ方向減算部出力自動切替部86Bは、ヨー方向減算部出力先設定部84A及びピッチ方向減算部出力先設定部84Bによって、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先が、ヨー方向第2HPF処理部80A2及びピッチ方向第2HPF処理部80B2に設定された場合において、一定条件の下、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先をヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに自動で切り替える。具体的には、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力が、閾値以下か否かを判定し、閾値以下の場合にヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先をヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに切り替える。これにより、角速度センサの状態に応じて、適切にブレ量を検出できる。すなわち、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力が閾値以下の場合は、零点変動がない、又は、無視できるほど小さい場合である。したがって、この場合は、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先をヨー方向ブレ量算出部78A及びピッチ方向ブレ量算出部78Bに設定する。これにより、より低周波のブレを適切に検出できる。一方、ヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力が閾値を超える場合は、零点変動が大きい場合である。したがって、この場合は、設定された通りヨー方向減算部76A及びピッチ方向減算部76Bの出力先をヨー方向第2HPF処理部80A2及びピッチ方向第2HPF処理部80B2に設定する。これにより、零点変動の影響を排除して、適切にブレを検出できる。
[ブレ補正機構の変形例]
上記実施の形態では、補正レンズを移動させてブレを補正する構成としているが、ブレ補正機構の構成は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、バリアングルプリズムを使用したブレ補正機構等、公知のブレ補正機構を採用できる。
◆◆第2の実施の形態◆◆
[構成]
図17は、デジタルカメラの第2の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、本実施の形態のデジタルカメラ200は、イメージセンサ12を移動させて、ブレを補正する(いわゆるイメージセンサシフト方式)。
ブレ補正機構以外の構成は上記第1の実施の形態のデジタルカメラ10と実質的に同じである。したがって、ここでは、ブレを補正するためのブレ補正機構210の構成についてのみ説明する。
図18は、ブレ補正機構の概略構成を示す図である。
ブレ補正機構210は、イメージセンサx軸駆動機構210x及びイメージセンサy軸駆動機構210yを備えて構成される。
イメージセンサx軸駆動機構210xは、イメージセンサ12をx軸方向に移動させる機構として構成される。イメージセンサx軸駆動機構210xは、アクチュエータとしてのリニアモータ(たとえば、ボイスコイルモータ)、及び、その駆動回路を備えて構成される。イメージセンサx軸駆動機構210xは、カメラマイコン50からの指示に応じてリニアモータを駆動し、イメージセンサ12をx軸方向に移動させる。
イメージセンサy軸駆動機構210yは、イメージセンサ12をy軸方向に移動させる機構として構成される。イメージセンサy軸駆動機構210yは、アクチュエータとしてのリニアモータ(たとえば、ボイスコイルモータ)、及び、その駆動回路を備えて構成される。イメージセンサy軸駆動機構210yは、カメラマイコン50からの指示に応じてリニアモータを駆動し、イメージセンサ12をy軸方向に移動させる。
なお、本実施の形態のデジタルカメラ200は、イメージセンサ12を移動させて、ブレを補正するため、撮像光学系100には、ブレ補正レンズ104及びブレ補正機構110が備えられていない。
[作用]
イメージセンサ12を移動させてブレを補正する以外は、上記第1の実施の形態のデジタルカメラ10と同じ手順でブレが補正される。
まず、デジタルカメラ200の角速度が検出される。次に、地球の自転軸に対するデジタルカメラ200の姿勢が検出される。次に、検出された姿勢に基づいて、角速度の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分が算出される。次に、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分が減算される。これにより、デジタルカメラ200に作用する真の揺れの角速度が求められる。次に、減算処理後の角速度からブレ量が算出される。次に、算出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量が算出される。次に、算出されたブレの補正量に基づいて、ブレ補正機構210が駆動される。これにより、ブレを打ち消す方向にイメージセンサ12が移動され、ブレが補正される。
◆◆第3の実施の形態◆◆
[構成]
図19は、デジタルカメラの第3の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態のデジタルカメラ300は、いわゆるレンズ交換式のデジタルカメラであり、カメラボディ310及び交換レンズ320を備えて構成される。カメラボディ310は、撮像装置本体の一例であり、交換レンズ320は、レンズ装置の一例である。交換レンズ320は、マウントを介してカメラボディ310に着脱自在に装着される。
マウントは、カメラボディ310に備えられるボディ側マウント312と、交換レンズ320に備えられるレンズ側マウント322と、で構成される。ボディ側マウント312には、ボディ側接点314が備えられ、レンズ側マウント322には、レンズ側接点324が備えられる。マウントを介して、交換レンズ320をカメラボディ310に装着すると、レンズ側接点324がボディ側接点314に接続される。これにより、カメラボディ310と交換レンズ320とが電気的に接続され、かつ、通信可能に接続される。
本実施の形態のデジタルカメラ300は、交換レンズ320にブレの検出機構及び補正機能が備えられる。このため、本実施の形態のデジタルカメラ300では、交換レンズ320に撮像光学系100、角速度検出部30、地磁気検出部40、レンズマイコン330等が備えられる。
一方、カメラボディ310には、イメージセンサ12、イメージセンサ駆動部14、アナログ信号処理部16、デジタル信号処理部18、表示部20、記憶部22、操作部24、カメラマイコン50等が備えられる。
図20は、レンズマイコン及びカメラマイコンが実現する主な機能のブロック図である。
レンズマイコン330は、CPU、RAM、ROMを備えたコンピュータ(マイクロコンピュータ)で構成される。レンズマイコン330は、所定のプログラムを実行することにより、ブレ補正制御部60、ブレ検出部70、ブレ補正量算出部90、フォーカスレンズ駆動制御部330a、絞り駆動制御部330b等として機能する。レンズマイコン330が実行するプログラム、制御に必要な各種データ等は、ROMに格納される。
ブレ検出部70は、交換レンズ320がカメラボディ310に装着されることにより、デジタルカメラ300のブレ量を検出する。ブレ検出部70は、角速度検出部30及び姿勢検出部と共にブレ検出装置を構成する。
ブレ補正量算出部90は、ブレ検出部70で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出する。
ブレ補正制御部60は、ブレ補正量算出部90で算出された補正量に基づいて、ブレ補正機構110の駆動を制御し、ブレを補正する。
フォーカスレンズ駆動制御部330aは、カメラマイコン50からの指示に応じて、フォーカスレンズ駆動機構108の駆動を制御する。
絞り駆動制御部330bは、カメラマイコン50からの指示に応じて、絞り駆動機構112の駆動を制御する。
このように、本実施の形態のデジタルカメラ300は、交換レンズ320にブレの検出機構及び補正機能が備えられる。
[作用]
ブレ補正の手順は、上記第1の実施の形態のデジタルカメラ10と同じである。
まず、デジタルカメラ300の角速度が検出される。次に、地球の自転軸に対するデジタルカメラ300の姿勢が検出される。次に、検出された姿勢に基づいて、角速度の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分が算出される。次に、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分が減算される。これにより、デジタルカメラ300に作用する真の揺れの角速度が求められる。次に、減算処理後の角速度からブレ量が算出される。次に、算出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量が算出される。次に、算出されたブレの補正量に基づいて、ブレ補正機構110が駆動される。これにより、ブレが補正される。
このように、本実施の形態のデジタルカメラ300によれば、交換レンズ320でブレを検出でき、かつ、補正できる。
なお、本実施の形態では、交換レンズ320にブレの検出機能を備えているが、カメラボディ310にブレの検出機能を備えてもよい。
また、本実施の形態では、角速度検出部30及び地磁気検出部40の双方を交換レンズ320に備えているが、これらをカメラボディ310に備える構成としてもよい。また、いずれか一方をカメラボディ310に備え、他方を交換レンズ320に備える構成としてもよい。
◆◆第4の実施の形態◆◆
[構成]
図21は、デジタルカメラの第4の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態のデジタルカメラ300Aもレンズ交換式のデジタルカメラであり、カメラボディ310A及び交換レンズ320Aを備えて構成される。本実施の形態のデジタルカメラ300Aは、カメラボディ310Aにブレの検出機能及び補正機能が備えられる点で上記第3の実施の形態のデジタルカメラ300と相違する。
図21に示すように、カメラボディ310Aには、イメージセンサ12、イメージセンサ駆動部14、アナログ信号処理部16、デジタル信号処理部18、表示部20、記憶部22、操作部24、カメラマイコン50等の他、角速度検出部30、地磁気検出部40、ブレ補正機構210等が備えられる。ブレ補正機構210は、イメージセンサ12を移動させてブレを補正する。
交換レンズ320Aには、撮像光学系100、レンズマイコン330等が備えられる。
図22は、レンズマイコン及びカメラマイコンが実現する主な機能のブロック図である。
カメラマイコン50は、所定のプログラムを実行することにより、フォーカス制御部52、露出設定部54、イメージセンサ駆動制御部56、絞り制御部58、表示制御部62、記憶制御部64等として機能する他、ブレ補正制御部60、ブレ検出部70、ブレ補正量算出部90等として機能する。
ブレ検出部70は、デジタルカメラ300Aのブレ量を検出する。ブレ検出部70は、角速度検出部30及び姿勢検出部と共にブレ検出装置を構成する。
ブレ補正量算出部90は、ブレ検出部70で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出する。
ブレ補正制御部60は、ブレ補正量算出部90で算出された補正量に基づいて、ブレ補正機構210の駆動を制御し、ブレを補正する。
レンズマイコン330は、所定のプログラムを実行することにより、フォーカスレンズ駆動制御部330a、絞り駆動制御部330b等として機能する。
このように、本実施の形態のデジタルカメラ300は、カメラボディ310Aにブレの検出機構及び補正機能が備えられる。
[作用]
ブレ補正の手順は、上記第1の実施の形態のデジタルカメラ10と同じである。
まず、デジタルカメラ300Aの角速度が検出される。次に、地球の自転軸に対するデジタルカメラ300Aの姿勢が検出される。次に、検出された姿勢に基づいて、角速度の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分が算出される。次に、角速度の検出結果から地球の自転角速度成分が減算される。これにより、デジタルカメラ300Aに作用する真の揺れの角速度が求められる。次に、減算処理後の角速度からブレ量が算出される。次に、算出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量が算出される。次に、算出されたブレの補正量に基づいて、ブレ補正機構210が駆動される。これにより、ブレが補正される。
なお、本実施の形態では、カメラボディ310Aにブレの検出機能を備えているが、交換レンズ320Aにブレの検出機能を備えてもよい。
また、本実施の形態では、角速度検出部30及び地磁気検出部40の双方をカメラボディ310Aに備えているが、これらを交換レンズ320Aに備える構成としてもよい。また、いずれか一方をカメラボディ310に備え、他方を交換レンズ320に備える構成としてもよい。
◆◆その他の実施の形態◆◆
上記実施の形態では、ブレ検出部、ブレ補正量算出部等の機能をコンピュータで実現させているが、ブレ検出部、ブレ補正量算出部等の機能を実現するためのハードウェア的な構成は、これに限定されるものではない。各種のプロセッサーで実現させることができる。各種のプロセッサーには、ソフトウェア(プログラム)を実行して各種の処理を行う処理部として機能する汎用的なプロセッサーであるCPU、FPGA(FPGA:Field Programmable Gate Array)などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサーであるPLD(PLD:Programmable Logic Device)、ASIC(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサーである専用電気回路などが含まれる。
一つの処理部は、これら各種のプロセッサーのうちの一つで構成されていてもよいし、同種又は異種の二つ以上のプロセッサーで構成されていてもよい。たとえば、複数のFPGAで構成されてもよいし、CPU及びFPGAの組み合わせで構成されてもよい。
また、複数の処理部を一つのプロセッサーで構成してもよい。複数の処理部を一つのプロセッサーで構成する例としては、第1に、クライアント、サーバなどのコンピュータに代表されるように、一つ以上のCPUとソフトウェアとの組合せで一つのプロセッサーを構成し、このプロセッサーが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(SoC:System On Chip)などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を一つのICチップ(IC:Integrated Circuit)で実現するプロセッサーを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサーを一つ以上用いて構成される。
更に、これらの各種のプロセッサーのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路である。
10 デジタルカメラ
12 イメージセンサ
14 イメージセンサ駆動部
16 アナログ信号処理部
18 デジタル信号処理部
20 表示部
22 記憶部
24 操作部
30 角速度検出部
30A ヨー方向角速度検出部
30B ピッチ方向角速度検出部
32A ヨー方向角速度センサ
32B ピッチ方向角速度センサ
34A ADC(ADコンバータ)
34B ADC(ADコンバータ)
40 地磁気検出部
42 地磁気センサ
44 ADC(ADコンバータ)
50 カメラマイコン
52 フォーカス制御部
54 露出設定部
56 イメージセンサ駆動制御部
58 絞り制御部
60 ブレ補正制御部
62 表示制御部
64 記憶制御部
70 ブレ検出部
70v1 ブレ検出部
70v2 ブレ検出部
70v3 ブレ検出部
70v4 ブレ検出部
70v5 ブレ検出部
70v6 ブレ検出部
72 姿勢算出部
74 自転角速度成分算出部
76A ヨー方向減算部
76B ピッチ方向減算部
78A ヨー方向ブレ量算出部
78B ピッチ方向ブレ量算出部
80A ヨー方向HPF処理部
80A1 ヨー方向第1HPF処理部(ヨー方向第1ハイパスフィルタ処理部)
80A2 ヨー方向第2HPF処理部(ヨー方向第2ハイパスフィルタ処理部)
80B ピッチ方向HPF処理部
80B1 ピッチ方向第1HPF処理部(ピッチ方向第1ハイパスフィルタ処理部)
80B2 ピッチ方向第2HPF処理部(ピッチ方向第2ハイパスフィルタ処理部)
82A ヨー方向減算部出力先切替部
82B ピッチ方向減算部出力先切替部
84A ヨー方向減算部出力先設定部
84B ピッチ方向減算部出力先設定部
86A ヨー方向減算部出力自動切替部
86B ピッチ方向減算部出力自動切替部
90 ブレ補正量算出部
100 撮像光学系
102 フォーカスレンズ
104 ブレ補正レンズ
106 絞り
108 フォーカスレンズ駆動機構
110 ブレ補正機構
110x ブレ補正レンズx軸駆動機構
110y ブレ補正レンズy軸駆動機構
112 絞り駆動機構
200 デジタルカメラ
210 ブレ補正機構
210x イメージセンサx軸駆動機構
210y イメージセンサy軸駆動機構
300 デジタルカメラ
300A デジタルカメラ
310 カメラボディ
310A カメラボディ
312 ボディ側マウント
314 ボディ側接点
320 交換レンズ
320A 交換レンズ
322 レンズ側マウント
324 レンズ側接点
330 レンズマイコン
330a フォーカスレンズ駆動制御部
330b 絞り駆動制御部
L 光軸
Pit ピッチ方向
Yaw ヨー方向
S1〜S7 ブレ検出を含むブレ補正の手順
S11〜S18 ブレ検出を含むブレ補正の手順
S21〜S29 ブレ検出を含むブレ補正の手順
S31〜S40 ブレ検出を含むブレ補正の手順
S41〜S51 ブレ検出を含むブレ補正の手順

Claims (20)

  1. 撮像装置の角速度を検出する角速度検出部と、
    前記撮像装置の地球の自転軸に対する姿勢を検出する姿勢検出部と、
    前記姿勢検出部で検出された前記撮像装置の姿勢に基づいて、前記角速度検出部の出力に重畳する地球の自転角速度成分を算出する自転角速度成分算出部と、
    前記角速度検出部の出力から前記自転角速度成分算出部で算出された自転角速度成分を減算する減算部と、
    前記減算部の出力に基づいて、前記撮像装置のブレ量を算出するブレ量算出部と、
    前記減算部の出力をハイパスフィルタ処理するハイパスフィルタ処理部と、
    前記減算部の出力先を切り替える切替部と、を備え、
    前記切替部は、前記減算部の出力が閾値以下か否かを判定し、閾値以下の場合、前記減算部の出力先を前記ブレ量算出部に設定し、閾値を超える場合、前記減算部の出力先を前記ハイパスフィルタ処理部に設定する、
    ブレ検出装置。
  2. 前記ハイパスフィルタ処理部は、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定される、
    請求項1に記載のブレ検出装置。
  3. 前記ハイパスフィルタ処理部は、前記角速度検出部の零点変動の影響を排除するようにカットオフ周波数が設定される、
    請求項1又は2に記載のブレ検出装置。
  4. 前記ハイパスフィルタ処理部は、
    前記減算部の出力をハイパスフィルタ処理する第1ハイパスフィルタ処理部であって、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも高い値に設定された第1ハイパスフィルタ処理部と、
    前記減算部の出力をハイパスフィルタ処理する第2ハイパスフィルタ処理部であって、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定された第2ハイパスフィルタ処理部と、を備え、
    前記切替部は、撮影条件に基づいて、前記減算部の出力先を前記第1ハイパスフィルタ処理部又は前記第2ハイパスフィルタ処理部に切り替える、
    請求項1に記載のブレ検出装置。
  5. 前記切替部は、露光時間が閾値以下か否かを判定し、閾値以下の場合、前記減算部の出力先を前記第1ハイパスフィルタ処理部に設定し、閾値を超える場合、前記減算部の出力先を前記第2ハイパスフィルタ処理部に設定する、
    請求項4に記載のブレ検出装置。
  6. 前記切替部は、前記露光時間が閾値を超える場合、前記減算部の出力が閾値以下か否かを更に判定し、閾値以下の場合、前記減算部の出力先をブレ量算出部に設定し、閾値を超える場合、前記減算部の出力先を前記第2ハイパスフィルタ処理部に設定する、
    請求項5に記載のブレ検出装置。
  7. 地球の自転によって画素ピッチ分のブレが検出されるのに要する時間を限界露光時間とした場合に、前記限界露光時間が前記露光時間の閾値として設定される、
    請求項5又は6に記載のブレ検出装置。
  8. 前記切替部は、撮影モードとして長時間露光するモードが選択されているか否かを判定し、長時間露光するモードが選択されていない場合、前記減算部の出力先を前記第1ハイパスフィルタ処理部に設定し、長時間露光するモードが選択されている場合、前記減算部の出力先を前記第2ハイパスフィルタ処理部に設定する、
    請求項4に記載のブレ検出装置。
  9. 前記切替部は、長時間露光するモードが選択されている場合、前記減算部の出力が閾値以下か否かを更に判定し、閾値以下の場合、前記減算部の出力先をブレ量算出部に設定し、閾値を超える場合、前記減算部の出力先を前記第2ハイパスフィルタ処理部に設定する、
    請求項8に記載のブレ検出装置。
  10. 前記ハイパスフィルタ処理部は、
    前記減算部の出力をハイパスフィルタ処理する第1ハイパスフィルタ処理部であって、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも高い値に設定された第1ハイパスフィルタ処理部と、
    前記減算部の出力をハイパスフィルタ処理する第2ハイパスフィルタ処理部であって、カットオフ周波数が地球の自転により発生するブレの周波数よりも低い値に設定された第2ハイパスフィルタ処理部と、を備え、
    ユーザの選択に応じて、前記減算部の出力先を前記第1ハイパスフィルタ処理部又は前記第2ハイパスフィルタ処理部に設定する設定部と、
    を更に備えた請求項1に記載のブレ検出装置。
  11. 前記減算部の出力先が前記第2ハイパスフィルタ処理部に設定された場合に、前記減算部の出力が閾値以下か否かを判定し、閾値以下の場合に、前記減算部の出力先を前記ブレ量算出部に切り替える自動切替部を更に備えた、
    請求項10に記載のブレ検出装置。
  12. ブレ補正レンズと、前記ブレ補正レンズを移動させてブレを補正するブレ補正機構と、を備えた撮像光学系と、
    前記撮像光学系を通る光を受光して画像を撮像するイメージセンサと、
    請求項1から11のいずれか1項に記載のブレ検出装置と、
    前記ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出するブレ補正量算出部と、
    前記ブレ補正量算出部で算出された補正量に基づいて、前記ブレ補正機構の駆動を制御するブレ補正制御部と、
    を備えた撮像装置。
  13. 撮像光学系と、
    前記撮像光学系を通る光を受光して画像を撮像するイメージセンサと、
    前記イメージセンサを移動させてブレを補正するブレ補正機構と、
    請求項1から11のいずれか1項に記載のブレ検出装置と、
    前記ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出するブレ補正量算出部と、
    前記ブレ補正量算出部で算出された補正量に基づいて、前記ブレ補正機構の駆動を制御するブレ補正制御部と、
    を備えた撮像装置。
  14. 撮像装置本体に着脱自在に装着されるレンズ装置であって、
    請求項1から11のいずれか1項に記載のブレ検出装置を備えた、
    レンズ装置。
  15. ブレ補正レンズと、
    前記ブレ補正レンズを移動させてブレを補正するブレ補正機構と、
    前記ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出するブレ補正量算出部と、
    前記ブレ補正量算出部で算出された補正量に基づいて、前記ブレ補正機構の駆動を制御するブレ補正制御部と、
    を更に備えた請求項14に記載のレンズ装置。
  16. レンズ装置が着脱自在に装着される撮像装置本体であって、
    前記レンズ装置を通る光を受光して画像を撮像するイメージセンサと、
    請求項1から11のいずれか1項に記載のブレ検出装置と、
    を備えた撮像装置本体。
  17. 前記イメージセンサを移動させてブレを補正するブレ補正機構と、
    前記ブレ検出装置で検出されたブレ量に基づいて、ブレの補正量を算出するブレ補正量算出部と、
    前記ブレ補正量算出部で算出された補正量に基づいて、前記ブレ補正機構の駆動を制御するブレ補正制御部と、
    を備えた請求項16に記載の撮像装置本体。
  18. 撮像装置の角速度を検出するステップと、
    前記撮像装置の地球の自転軸に対する姿勢を検出するステップと、
    検出された前記撮像装置の姿勢に基づいて、前記撮像装置の角速度の検出結果に重畳する地球の自転角速度成分を算出するステップと、
    算出された自転角速度成分を前記撮像装置の角速度の検出結果から減算するステップと、
    減算後の前記撮像装置の角速度の検出結果が閾値以下か否かを判定するステップと、
    減算後の前記撮像装置の角速度の検出結果が前記閾値以下の場合に、減算後の前記撮像装置の角速度の検出結果に基づいて、前記撮像装置のブレ量を算出するステップと、
    減算後の前記撮像装置の角速度の検出結果が前記閾値を超える場合に、減算後の前記撮像装置の角速度の検出結果をハイパスフィルタ処理するステップと、
    を含むブレ検出方法。
  19. 撮像装置の角速度を検出する角速度検出部からの出力を取り込む機能と、
    前記撮像装置の地球の自転軸に対する姿勢を検出する姿勢検出部からの出力を取り込む機能と、
    前記姿勢検出部で検出された前記撮像装置の姿勢に基づいて、前記角速度検出部の出力に重畳する地球の自転角速度成分を算出する機能と、
    算出された自転角速度成分を前記角速度検出部の出力から減算する機能と、
    減算後の前記角速度検出部の出力が閾値以下か否かを判定する機能と、
    減算後の前記角速度検出部の出力が前記閾値以下の場合に、減算後の前記角速度検出部の出力に基づいて、前記撮像装置のブレ量を算出する機能と、
    減算後の前記角速度検出部の出力が前記閾値を超える場合に、角速度検出部の出力をハイパスフィルタ処理する機能と、
    をコンピュータに実現させるブレ検出プログラム。
  20. 非一時的かつコンピュータ読取可能な記録媒体であって、前記記録媒体に格納された指令がコンピュータによって読み取られた場合に、
    撮像装置の角速度を検出する角速度検出部からの出力を取り込む機能と、
    前記撮像装置の地球の自転軸に対する姿勢を検出する姿勢検出部からの出力を取り込む機能と、
    前記姿勢検出部で検出された前記撮像装置の姿勢に基づいて、前記角速度検出部の出力に重畳する地球の自転角速度成分を算出する機能と、
    算出された自転角速度成分を前記角速度検出部の出力から減算する機能と、
    減算後の前記角速度検出部の出力が閾値以下か否かを判定する機能と、
    減算後の前記角速度検出部の出力が前記閾値以下の場合に、減算後の前記角速度検出部の出力に基づいて、前記撮像装置のブレ量を算出する機能と、
    減算後の前記角速度検出部の出力が前記閾値を超える場合に、角速度検出部の出力をハイパスフィルタ処理する機能と、
    をコンピュータに実現させる記録媒体。
JP2021142903A 2017-06-12 2021-09-02 ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置、撮像装置本体、ブレ検出方法、ブレ検出プログラム及び記録媒体 Active JP7241138B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023033444A JP7451795B2 (ja) 2017-06-12 2023-03-06 ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置及び撮像装置本体

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017115231 2017-06-12
JP2017115231 2017-06-12
JP2020102841A JP6940656B2 (ja) 2017-06-12 2020-06-15 撮像装置、撮像装置のブレ検出方法、撮像装置のブレ検出プログラム及び記録媒体

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020102841A Division JP6940656B2 (ja) 2017-06-12 2020-06-15 撮像装置、撮像装置のブレ検出方法、撮像装置のブレ検出プログラム及び記録媒体

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023033444A Division JP7451795B2 (ja) 2017-06-12 2023-03-06 ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置及び撮像装置本体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022003789A true JP2022003789A (ja) 2022-01-11
JP7241138B2 JP7241138B2 (ja) 2023-03-16

Family

ID=64659184

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019525270A Active JP6719025B2 (ja) 2017-06-12 2018-05-28 ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置、撮像装置本体、ブレ検出方法及びブレ検出プログラム
JP2020102841A Active JP6940656B2 (ja) 2017-06-12 2020-06-15 撮像装置、撮像装置のブレ検出方法、撮像装置のブレ検出プログラム及び記録媒体
JP2021142903A Active JP7241138B2 (ja) 2017-06-12 2021-09-02 ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置、撮像装置本体、ブレ検出方法、ブレ検出プログラム及び記録媒体
JP2023033444A Active JP7451795B2 (ja) 2017-06-12 2023-03-06 ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置及び撮像装置本体

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019525270A Active JP6719025B2 (ja) 2017-06-12 2018-05-28 ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置、撮像装置本体、ブレ検出方法及びブレ検出プログラム
JP2020102841A Active JP6940656B2 (ja) 2017-06-12 2020-06-15 撮像装置、撮像装置のブレ検出方法、撮像装置のブレ検出プログラム及び記録媒体

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023033444A Active JP7451795B2 (ja) 2017-06-12 2023-03-06 ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置及び撮像装置本体

Country Status (5)

Country Link
US (3) US10771701B2 (ja)
JP (4) JP6719025B2 (ja)
CN (1) CN110710193B (ja)
DE (1) DE112018002967T5 (ja)
WO (1) WO2018230316A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021044585A1 (ja) * 2019-09-05 2021-03-11 オリンパス株式会社 撮像装置、システム、像ぶれ補正方法、プログラム、及び記録媒体

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11295072A (ja) * 1998-04-14 1999-10-29 Japan Aviation Electronics Ind Ltd 方位計
JP2006023631A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Pentax Corp 像ぶれ補正機能を備えたカメラ
JP2008205966A (ja) * 2007-02-21 2008-09-04 Sony Corp 振動検出装置、撮像装置、振動検出方法
JP2008283443A (ja) * 2007-05-10 2008-11-20 Olympus Imaging Corp 撮像装置
JP2011059403A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Tamron Co Ltd モニタ用カメラ

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08261761A (ja) * 1995-03-23 1996-10-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ジャイロ計測におけるオフセットキャンセル方法
JP2000010141A (ja) * 1998-06-26 2000-01-14 Ricoh Co Ltd 手振れ補正機能付きデジタルカメラ
CN1264338C (zh) * 2004-05-10 2006-07-12 东南大学 摄像机图像增稳方法及其辅助装置
JP4615287B2 (ja) * 2004-11-01 2011-01-19 東京計器株式会社 方位姿勢検出装置
JP2007011140A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Olympus Imaging Corp 手振れ補正機能付きカメラシステム
JP2007093926A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Pentax Corp 手ぶれ補正装置
JP2007171043A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Tamagawa Seiki Co Ltd たて抗掘削機用方位検出装置及びそれを用いたたて抗掘削時の方位検出方法
US8005635B2 (en) * 2007-08-14 2011-08-23 Ching-Fang Lin Self-calibrated azimuth and attitude accuracy enhancing method and system (SAAAEMS)
CN101183004A (zh) * 2007-12-03 2008-05-21 哈尔滨工程大学 一种在线实时消除光纤陀螺捷联惯导系统振荡误差的方法
KR101442612B1 (ko) * 2008-03-31 2014-10-30 삼성전자주식회사 흔들림 감지 유닛, 이를 구비한 흔들림 보정 장치, 및흔들림 보정 방법
JP4969508B2 (ja) * 2008-04-25 2012-07-04 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド 振動補正制御回路およびそれを搭載する撮像装置
JP5284169B2 (ja) * 2009-04-07 2013-09-11 キヤノン株式会社 像振れ補正装置およびそれを具備する光学機器、撮像装置
JP4857363B2 (ja) * 2009-06-11 2012-01-18 キヤノン株式会社 像振れ補正装置および撮像装置
US8494225B2 (en) * 2010-02-19 2013-07-23 Julian L. Center Navigation method and aparatus
EP2566149A4 (en) 2010-04-28 2014-03-12 Pentax Ricoh Imaging Co Ltd AUTOMATIC METHOD FOR TRACKING / CAPTURING CELESUM BODY IMAGES AND AUTOMATIC CAMERA FOR TRACKING / CAPTURING CELESTIAL BODY IMAGES
JP5501119B2 (ja) * 2010-06-29 2014-05-21 キヤノン株式会社 撮像装置およびその制御方法
JP5849448B2 (ja) * 2011-06-14 2016-01-27 リコーイメージング株式会社 3軸電子コンパスを用いた方位測定方法および方位測定装置
JP5974442B2 (ja) * 2011-07-01 2016-08-23 株式会社ニコン レンズ鏡筒、カメラシステム及びカメラボディ
CN102665032A (zh) * 2012-04-17 2012-09-12 西北工业大学 一种机载视频稳像方法
US8934023B2 (en) * 2013-03-15 2015-01-13 Freefly Systems, Inc. Method and system for introducing controlled disturbance into an actively stabilized system
JP5840189B2 (ja) * 2013-10-02 2016-01-06 オリンパス株式会社 撮像装置、画像処理装置、および画像処理方法
JP6861355B2 (ja) * 2014-03-28 2021-04-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 撮像装置
CN104034351A (zh) * 2014-06-05 2014-09-10 哈尔滨工程大学 基于增量法的动态条件下高精度光纤陀螺性能测试方法
CN204022032U (zh) * 2014-06-26 2014-12-17 宁波欣达印刷机器有限公司 凹版印刷机自动换卷主动式裁切压辊装置
CN104536558B (zh) * 2014-10-29 2019-01-25 三星电子(中国)研发中心 一种智能指环和控制智能设备的方法
WO2016103976A1 (ja) * 2014-12-22 2016-06-30 富士フイルム株式会社 撮像装置及び像振れ補正方法
CN104655123B (zh) * 2015-01-21 2017-08-11 长安大学 一种利用光纤陀螺测定地球自转角速度的方法
CN104596546B (zh) * 2015-01-27 2017-07-28 北京航空航天大学 一种单轴旋转惯导系统的姿态输出补偿方法
CN105043417B (zh) * 2015-07-31 2018-02-09 上海卫星工程研究所 多目标连续成像偏流角补偿方法
CN106289322B (zh) * 2016-08-23 2019-01-04 北京航空航天大学 一种基于陀螺数据的带旋转机构的惯导系统涡动补偿方法
CN106525073B (zh) * 2016-09-27 2019-07-12 北京控制工程研究所 一种基于三轴转台的惯性空间陀螺标定试验方法
US10816337B2 (en) * 2017-01-27 2020-10-27 Fa Drone Inc. Inertial measurement method, inertial measurement apparatus, and inertial measurement program

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11295072A (ja) * 1998-04-14 1999-10-29 Japan Aviation Electronics Ind Ltd 方位計
JP2006023631A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Pentax Corp 像ぶれ補正機能を備えたカメラ
JP2008205966A (ja) * 2007-02-21 2008-09-04 Sony Corp 振動検出装置、撮像装置、振動検出方法
JP2008283443A (ja) * 2007-05-10 2008-11-20 Olympus Imaging Corp 撮像装置
JP2011059403A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Tamron Co Ltd モニタ用カメラ

Also Published As

Publication number Publication date
DE112018002967T5 (de) 2020-02-20
JP6719025B2 (ja) 2020-07-08
US20200106963A1 (en) 2020-04-02
US11297238B2 (en) 2022-04-05
JP2020160468A (ja) 2020-10-01
JP7241138B2 (ja) 2023-03-16
CN110710193A (zh) 2020-01-17
JP7451795B2 (ja) 2024-03-18
CN110710193B (zh) 2021-02-09
WO2018230316A1 (ja) 2018-12-20
JP2023076452A (ja) 2023-06-01
US20220191399A1 (en) 2022-06-16
JPWO2018230316A1 (ja) 2020-04-02
US10771701B2 (en) 2020-09-08
JP6940656B2 (ja) 2021-09-29
US20200358957A1 (en) 2020-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103533230B (zh) 摄像设备、光学设备、摄像系统和控制方法
CN104065868B (zh) 摄像设备及其控制方法
JP6486656B2 (ja) 撮像装置
KR101527938B1 (ko) 촬상 장치
JP2013017165A (ja) 撮像装置
JP6128458B2 (ja) 撮像装置および画像処理方法
JP7451795B2 (ja) ブレ検出装置、撮像装置、レンズ装置及び撮像装置本体
JP4969182B2 (ja) 手振れ量検出装置及び撮影装置
JP2019145958A (ja) 撮像装置およびその制御方法ならびにプログラム
JP4681925B2 (ja) 手ぶれ補正機能付きカメラ
JP2007240732A (ja) 防振機能付きカメラ
JP2006343645A (ja) 像ぶれ補正装置、光学機器、カメラおよび撮影レンズ
US20220201211A1 (en) Image pickup apparatus, system, image stabilization method and recording medium
JP2011114357A (ja) 撮像装置
US9456140B2 (en) Optimized image stabilization
JP2019145956A (ja) 撮像装置およびその制御方法ならびにプログラム
JP2002359769A (ja) 手振れ補正装置および手振れ補正方法
KR20100009064A (ko) 디지털 촬영 장치의 오동작 방지 방법
JP6656589B2 (ja) 撮像装置及び撮像制御プログラム
JP4476535B2 (ja) カメラ
JP2011250235A (ja) 撮像装置
KR20140124431A (ko) 촬영 장치의 제어 방법
JP2022164000A (ja) ブレ補正装置、レンズ本体および撮影装置
JP2021060450A (ja) 撮像装置
JP2007078957A (ja) 撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210927

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220707

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220901

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221014

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230306

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7241138

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150