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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ、ビデオ、双眼鏡などの光学装置におけるブレを補正するブレ補正装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、角速度センサによりカメラのブレを検出し、撮影光学系の一部又は全部を構成するブレ補正光学系をこのブレを打ち消す方向に駆動することによって、フイルム面上の像ブレを補正するブレ補正装置が知られている。カメラに生ずるブレは、ピッチング、ヨーイング及びローリング運動からなる3自由度の回転運動と、x軸、y軸及びz軸方向の運動からなる3自由度の平進運動の6自由度を有している。従来のブレ補正装置は、通常、ピッチング及びヨーイング運動からなる2自由度の運動に対してブレを補正している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
カメラに加わるブレは、大きくわけて2種類が存在する。一つは、撮影者が意図していないブレであり、通常、手ブレと呼ばれるブレである。この手ブレは、撮影に影響を及ぼすために、補正する必要がある。もう一つは、撮影者が意図したブレであり、例えば、パンニング動作や構図変更である。パンニング撮影を撮影者が意図した場合において、被写体を追ってカメラがパンニングしようと始動したときに、従来のブレ補正装置は、パンニング動作と手ブレを区別できないために、始動開始当初にブレ補正動作を行ってしまう。このために、カメラを横に振り始めたにも係わらず、ファインダ内の像が動かないという現象が生じる。
【0004】
同様に、構図変更を撮影者が開始したときにも、従来のブレ補正装置は、構図変更動作と手ブレを区別できないために、構図変更動作を補正してしまい構図変更の動作開始直後にブレ補正光学系を駆動してしまう。その結果、構図を変更しようと撮影者がカメラを動かしたにも係わらず、ファインダ上の像が移動しないことになる。可動範囲リミットまでブレ補正光学系が駆動すると、ブレ補正動作が不可能となるために、この可動範囲リミットまでブレ補正光学系が駆動した段階で初めて、ファインダ上の像が動きはじめることになる。以上の現象は、ブレ補正範囲が広ければ広いほど撮影者には感じやすくなり、撮影者は、ファインダ上で意図した構図を取り難くなってしまうという問題があった。一方、この現象を防ぐために補正範囲を狭くすると、ブレ補正の効果をファインダ上で確認し難くなってしまうという問題があった。
【0005】
本発明の課題は、撮影者に違和感を与えることなくフレーミングを行うことができるブレ補正装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
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。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
すなわち、請求項1の発明は、
ブレを検出し、ブレ検出信号(ω)を出力するブレ検出部(2x,2y)と、ブレを補正するブレ補正光学系(10)と、前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部(3x,3y)と、前記ブレ補正光学系の可動範囲を第1の範囲に設定する可動範囲設定部(55)と、前記ブレ検出信号に基づいて前記ブレが所定範囲より大きいと判断した場合に、前記可動範囲を前記第1の範囲より広い第2の範囲に変更(S160,S230)する可動範囲変更部(54)と、を備えたことを特徴とするブレ補正装置である。
【0007】
請求項2の発明は、ブレを検出し、ブレ検出信号(ω)を出力するブレ検出部(2x,2y)と、ブレを補正するブレ補正光学系(10)と、前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部(3x,3y)と、前記ブレ検出信号に基づいて、前記ブレ補正光学系の目標駆動位置を演算し、目標位置信号(X)を出力する目標駆動位置演算部(53)と、前記ブレ補正光学系の可動範囲を第1の範囲に設定する可動範囲設定部(55)と、前記目標位置信号に基づいて前記ブレが所定範囲より大きいと判断した場合に、前記可動範囲を前記第1の範囲より広い第2の範囲に変更(S160,S230)する可動範囲変更部(54)と、を備えたことを特徴とするブレ補正装置である。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のブレ補正装置において、前記ブレ検出信号又は前記目標位置信号に基づいて、前記駆動部を駆動制御する制御部(58)を備え、前記制御部は、前記可動範囲が前記第1の範囲であるときには、この可動範囲の中心(I)又はその近傍で前記ブレ補正光学系を前記駆動部に駆動させること、を特徴とするブレ補正装置である。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2に記載のブレ補正装置において、前記ブレ検出信号又は前記目標位置信号と比較値とを比較する比較部(54)とを備え、前記比較値は最大設定値(X max )と最小設定値(X min )とからなり、前記可動範囲変更部は、前記比較部により前記ブレ検出信号又は前記目標位置信号が設定時間内に前記最大設定値を越え、かつ、前記最小設定値を下回ったと判断されたときには、前記可動範囲を前記第2の範囲に設定する(S160,S230)こと、を特徴とするブレ補正装置である。
【0011】
請求項5の発明は、請求項4に記載のブレ補正装置において、前記可動範囲変更部は、前記可動範囲を前記第2の範囲に変更した後に、前記ブレ検出信号又は前記目標位置信号が設定時間内に前記最大設定値を越えず、かつ、前記最小設定値を下回らなかったときには、前記可動範囲を前記第1の範囲に復帰させること、を特徴とするブレ補正装置である。
【0012】
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のブレ補正装置において、前記可動範囲変更部は、撮影動作時(S290)には、前記可動範囲を前記第2の範囲に変更すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態について、さらに詳しく説明する。
まず、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置について、ブレ補正装置を搭載した一眼レフカメラを例に挙げて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置を一眼レフカメラに搭載した状態を示す斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置のブロック図である。
【0015】
交換レンズ8は、カメラボディ1に着脱自在に装着されており、交換レンズ8は、角速度センサ2x,2yと、ブレ補正レンズ10と、VCM3x,3yと、位置検出部4x,4yなどを備えている。
【0016】
角速度センサ2x,2yは、カメラボディ1及び交換レンズ8に生ずるブレ運動をモニタするものである。角速度センサ2x,2yは、通常、回転により生ずるコリオリ力を検出する圧電振動式角速度センサが使用される。角速度センサ2xは、図1に示すように、カメラボディ1及び交換レンズ8がピッチングを起こしたときにピッチング方向のブレを角速度情報として検出する角速度計である。角速度センサ2yは、カメラボディ1及び交換レンズ8がヨーイングを起こしたときにヨーイング方向のブレを角速度情報として検出する角速度計である。なお、角速度センサ2x,2yは、同一構造であり、角速度センサ2yは、図2において図示を省略する。角速度センサ2xは、高域のノイズ成分及びDC成分をカットするフィルタ51xに検出した角速度情報(角速度信号)を出力する。
【0017】
ブレ補正CPU5x,5yは、例えば、ブレ量を打ち消す方向にブレ補正レンズ10を駆動するために、ブレ補正量に応じた目標駆動位置情報を演算したり、ボイスコイルモータ(以下、VCMという)3x,3yの駆動又は駆動停止をPWMドライバ53x,53yに指示したりする中央処理部である。ブレ補正CPU5x,5yは、レンズCPU7が送信する焦点距離情報及びレンズデータ、メインCPU6が送信する被写体距離情報並びに角速度信号に基づいて、ブレ補正レンズ10を目標位置に駆動するための目標駆動位置情報を演算する。また、ブレ補正CPU5x,5yは、位置検出部4x,4yが出力する位置検出情報及び演算した目標駆動位置情報に基づいて、VCM3x,3yを駆動制御する。ブレ補正CPU5x,5yには、ON動作によってブレ補正装置を起動するブレ補正起動スイッチ14が接続されている。ブレ補正CPU5x,5yは、フィルタ51x,51yを通過し、A/Dコンバータ52x,52yを介してディジタル化(量子化)した角速度信号をそれぞれ取り込んでいる。ブレ補正CPU5x,5yは、演算した目標駆動位置情報をPWMドライバ53x,53yを介してVCM3x,3yにそれぞれ出力する。なお、ブレ補正CPU5yは、図2において図示を省略する。
【0018】
レンズCPU7は、例えば、焦点距離情報やEEPROMから読み出したレンズデータをブレ補正CPU5x,5yに出力する中央処理部である。レンズCPU7には、交換レンズ8に関する種々の固有情報であるレンズデータを書き込んだEEPROM71が接続されている。また、レンズCPU7には、焦点距離に関する焦点距離情報が入力している。
【0019】
ブレ補正レンズ10は、撮影光学系の一部又は全部を構成し、光軸Iと垂直な方向に駆動することによって、ブレを補正するレンズである。ブレ補正レンズ10は、その外周部がレンズ枠11の内周部により保持されている。
【0020】
VCM3x,3yは、光軸Iと垂直な平面内(図中xy平面内)においてブレ補正レンズ10を駆動するものである。VCM3x,3yは、同一構造であり、VCM3yは、図2において図示を省略するとともに、以下では、VCM3xを中心に説明する。VCM3xは、取付部材30xに取り付けられたヨーク34xと、このヨーク34xとの間に磁界を形成するマグネット32xと、ヨーク34xとマグネット32xとの間に配置され、レンズ枠11に取り付けられたコイル31xと、取付部材35xのレンズ枠11側の面に取り付けられ、マグネット32xを固定するヨーク33xと、xy平面内でレンズ枠11を移動自在に支持する図示しないワイヤとを備えている。VCM3xは、コイル31xが通電状態になると、図中矢印方向の力を発生し、ブレ補正レンズ10を駆動する。なお、VCM3yは、ヨー方向(x軸方向)の駆動力を発生する。
【0021】
位置検出部4x,4yは、光軸Iと垂直な平面内におけるブレ補正レンズ10の位置をモニタするものである。位置検出部4x,4yは、VCM3x,3yと対向する位置に設けられている。位置検出部4x,4yは、同一構造であり、位置検出部4yは、図2において図示を省略する。位置検出部4xは、取付部材40xに取り付けられたIRED41xと、取付部材44xに取り付けられた1次元のPSD43xと、IRED41xとPSD43xとの間に配置され、かつ、レンズ枠11の外周部に取り付けられ、IRED41xからの光束を制限するスリット部材42xとを備えている。位置検出部4xは、IRED41xから投光され、スリット部材42xを通してPSD43xに入射する赤外光を検出する構造となっている。位置検出部4xは、スリット部材42xが移動することにより、PSD43x上で移動する光の位置を検出し、ブレ補正レンズ10の実際の駆動位置を検出する。位置検出部4xは、PSD43xが出力する位置検出信号(位置検出情報)をA/Dコンバータ54xを介して、ブレ補正CPU5xに出力する。なお、位置検出部4yは、ブレ補正レンズ20のヨー方向(x軸方向)の位置を検出する。
【0022】
メインCPU6は、例えば、レリーズスイッチ60のON動作に基づいて、ブレ補正CPU5x,5yにブレ補正レンズ10の駆動を指示したり、フィルム巻き上げ機構部12やシャッタ機構部13を駆動制御したり、ブレ補正CPU5x,5yに被写体距離情報を送信したり、第1タイマ62及び第2タイマ63をON動作したりする中央処理部である。メインCPU6には、レリーズスイッチ60と、フィルムを巻き上げるフィルム巻き上げ機構部12と、シャッタを開閉するシャッタ機構部13と、第1タイマ62と、第2タイマ63とが接続されている。また、メインCPU6には、被写体までの距離に関する被写体距離情報が入力している。メインCPU6は、レンズ接点9を介してブレ補正CPU5x,5yと通信が可能である。
【0023】
レリーズスイッチ60は、一連の撮影準備動作を半押し動作によって開始するとともに、フィルム巻き上げ機構部12やシャッタ機構部13の駆動などの撮影動作を全押し動作によって開始するスイッチである。
【0024】
つぎに、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置の角速度情報から目標駆動位置情報への演算方法を説明する。
図3は、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置におけるブレ補正CPUの演算部のブロック図である。
以下では、角速度センサ2xが出力した角速度情報からブレ補正レンズ10をx軸方向に駆動する場合を例に挙げて説明する。
【0025】
角速度=0アルゴリズム50は、角速度センサ2xの出力信号(角速度情報)ωからその中心値(ω=0(ゼロ)の値)を算出するものである。カメラボディ1及び交換レンズ8が静止しているときに、角速度センサ2xの出力信号ωが変動すると、ブレ補正CPU5xは、カメラボディ1及び交換レンズ8がブレていると誤認し、ブレ補正レンズ10によりブレを補正しようする。このために、角速度センサ2xの出力信号ωの中心値を角速度=0アルゴリズム50によって算出する必要がある。角速度=0アルゴリズム50は、算出した中心値を角速度センサ2xの出力信号ωから減算し、補正が必要な角速度情報を算出する。角速度情報角速度=0アルゴリズム50は、移動平均法やディジタルフィルタなどによって中心値を算出する。
【0026】
積分部51は、補正が必要な角速度情報を角度情報θに積分するためのものである。
【0027】
オーバフロー防止テーブル52は、カメラボディ1及び交換レンズ8のブレを同一方向の角速度成分として角速度センサ2xが長時間検出したときに、積分のオーバフローを防止するものである。
図4は、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置におけるオーバフロー防止テーブルを示す図である。
オーバフロー防止テーブル52は、図4に示すように、積分後の角度情報θの大きさに応じて出力信号を発生する。オーバフロー防止テーブル52は、角度情報が−θ1を越えθ1を下回るときには、出力信号を発生せずゼロである。一方、オーバフロー防止テーブル52は、角度情報が−θ2以上−θ1以下であるときには、負の値の信号を出力し、角度情報がθ1以上θ2以下であるときには、正の値の信号を出力する。オーバフロー防止テーブル52は、発生した出力信号を角速度情報から減算してオーバフローを防止する。なお、オーバフロー防止テーブル52は、露光動作中には使用されない。角度情報θが飽和しかかっている状況下でオーバフロー防止テーブル52を使用すると、その出力信号により角速度情報が変動する。その結果、ブレ補正CPU5xは、この変動値をカメラボディ1及び交換レンズ8のブレと誤認識し、ブレ補正レンズ10が補正してしまうためである。
【0028】
理想目標位置変換部53は、ブレ補正レンズ10の理想的な目標駆動位置情報(以下、目標駆動位置情報という)Xに積分後の角度情報θを変換するものである。理想目標位置変換部53は、図3に示すように、焦点距離情報f、ブレ補正係数α及び被写体距離情報Dに基づいて、目標駆動位置情報Xを演算する。ここで、ブレ補正係数αは、ブレ補正レンズ10の駆動量に対するフィルム面上での補正量の比である。ブレ補正係数αの値が大きくなればなるほど、ブレ補正レンズ10の駆動量は、同じブレに対して少なくて済む。また、ブレ補正係数αは、焦点距離fの関数で表される。目標駆動位置情報Xは、被写体が遠いときには、以下の式で表される。
X=f×θ×β/α(f)
ここで、θは、ブレ角度であり、βは、定数である。また、被写体が近いときには、被写体距離情報Dを用いてブレ補正量を変更する。理想目標位置変換部53は、演算した目標駆動位置情報Xをコンパレータ54に出力する。
【0029】
コンパレータ54は、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax ,Xmin を越えた回数をカウントするものである。コンパレータ54は、目標駆動位置情報Xを予め設定した比較値(設定値)Xmax ,Xmin と比較し、この目標駆動位置情報Xをそのまま出力する。目標駆動位置情報Xから位置バイアステーブル56の出力信号を減算した目標駆動位置情報X’は、可動範囲リミッタ55に入力する。
【0030】
可動範囲リミッタ55は、ブレ補正レンズ10の駆動範囲(可動範囲)をソフト的に規制するものである。可動範囲リミッタ55は、ブレ補正レンズ10の駆動範囲を機械的に規制する機械的リミットの内側に設けられている。可動範囲リミッタ55は、コンパレータ54の比較結果に基づいて、ソフトリミット値を±L1から±L2に広げて、ブレ補正レンズ10の可動範囲を狭い可動範囲(−L1〜L1)から広い可動範囲(−L2〜L2)に変更する。本発明の実施形態では、ソフトリミット値±L2をソフトリミット値±L1の1.5倍から2倍程度に設定することが好ましい。可動範囲リミッタ55は、目標駆動位置情報X’をPID制御部58に出力する。
【0031】
図5は、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置におけるブレ補正CPUの制御部のブロック図である。
PID制御部58は、目標駆動位置情報X’に基づいて、ブレ補正レンズ10を駆動するようにVCM3xを制御するものである。PID制御部58は、PSD43xが出力するブレ補正レンズ10に関する位置検出情報xを目標駆動位置情報X’から減算した情報に基づいてVCM3xを制御する。PID制御部58は、その出力信号から2階微分部59の出力信号を減算した信号を、PWMドライバ53xに出力する。PSD43xは、PID制御部58を通じて駆動するブレ補正レンズ10の位置をモニタし、位置バイアステーブル56及び速度バイアステーブル57に位置検出情報xを出力する。
【0032】
2階微分部59は、PSD43xが出力する位置検出情報xを2階微分して、ブレ補正レンズ10の加速度を演算するものである。2階微分部59は、その出力信号(2階微分値)をPID制御部58の出力信号から減算し、ブレ補正レンズ10に過度の動きが生じないようにしている。
【0033】
位置バイアステーブル56は、ブレ補正レンズ10の駆動量を可動範囲内に収め、かつ、ブレ補正レンズ10の速度変動を最小限に抑えるために、ブレ補正レンズ10の駆動位置を修正するものである。
図6は、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置における位置バイアステーブルを示す図である。
位置バイアステーブル56は、図6に示すように、ブレ補正レンズ10の位置検出情報xが−x1を越えx1を下回るときには、出力信号を発生せずゼロである。一方、位置バイアステーブル56は、位置検出情報xが−L以上−x1以下又はx1以上L以下であるときには、図6に示すような出力信号を発生する。図3に示すように、位置バイアステーブル56の出力信号は、コンパレータ54が出力する目標駆動位置情報Xから減算される。その結果、過大な目標駆動位置情報Xが可動範囲リミッタ55に入力しようとするときに、この目標駆動位置情報Xが位置バイアステーブル56により歪み、ブレ補正レンズ10が可動範囲内(−L1〜L1)で駆動する。また、可動範囲リミット(−L,L)に衝突するような過大なブレが角速度センサ5xに入力したときに、位置バイアステーブル56は、ブレ補正レンズ10の速度変動を最小限に抑える。
【0034】
速度バイアステーブル57は、可動範囲の中心から偏った位置を中心にブレ補正レンズ10が駆動しているときに、可動範囲の中心又はその近傍でブレ補正レンズ10が駆動するように、ブレ補正レンズ10の駆動速度を修正するものである。
図7は、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置における速度バイアステーブルを示す図である。
速度バイアステーブル57は、ブレ補正レンズ10の位置検出情報xが−x1を越えx1を下回るときには、出力信号を発生しないが、−L以上−x1以下又はx1以上L以下であるときには、図7に示すように、出力信号を発生する。図3に示すように、速度バイアステーブル57の出力信号は、補正が必要な角速度情報から減算されて、角速度情報が修正される。
【0035】
つぎに、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明する。
図8は、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明するフローチャートである。図9は、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明する図である。
以下では、コンパレータ54と可動範囲リミッタ55の動作を中心として説明する。
ステップ(以下、Sとする)100において、ソフトリミットが±L1に設定される。レリーズスイッチ60が半押し動作すると、メインCPU6は、ブレ補正CPU5x,5yにブレ補正開始信号を出力し、図示しない電源供給部が角速度センサ2x,2yなどに電源を供給する。また、レリーズスイッチ60が半押し動作に同期して、メインCPU6は、図示しない半押しタイマをON動作する。そして、電源投入直後には、可動範囲リミッタ55のソフトリミット値が±L1に設定されて、ブレ補正レンズ10の可動範囲が狭い可動範囲(−L1〜L1)に規制される。
【0036】
S110において、ブレ補正が開始される。ブレ補正CPU5x,5yは、レンズCPU6のブレ補正開始信号に基づいて、一連のブレ補正動作を開始する。ブレ補正CPU5x,5yは、角速度センサ2x,2yが出力する角速度情報ωに基づいて、理想目標位置変換部53により目標駆動位置情報Xを演算する。図9に示すように、目標駆動位置情報Xは、時間T0 〜T1 の最初の時点では、ブレが小さく、かつ、最小設定値である比較値Xmin よりも大きく最大設定値である比較値Xmax よりも小さい。この状態では、ソフトリミット値は、±L1に設定され、ブレ補正レンズ10の可動範囲は、狭い可動範囲(−L1〜L1)に規制されている。しかし、可動範囲の中心である光軸I又はその近傍でブレ補正レンズ10を駆動させても、ブレが小さいためにブレ補正効果を十分に得ることができる。
【0037】
S120において、第1タイマ62がON動作する。レリーズスイッチ60の半押し動作に同期して、メインCPU6は、第1タイマ62にON動作を指示する。
【0038】
S130において、コンパレータ54は、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax よりも大きいか否かを判断する。目標駆動位置情報Xが比較値Xmax よりも大きいときには、S140に進み、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax よりも小さいときには、S200に進む。
【0039】
S140において、第2タイマ63がON動作する。図9に示すように、ブレ幅が広くなり、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax を越えると同時又は略同時に、メインCPU6によって第2タイマ63がON動作する。
【0040】
S150において、コンパレータ54は、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax よりも小さいか否かを判断する。図9に示すように、第2タイマ63のON動作中(タイムアウトする前)に目標駆動位置情報Xが比較値Xmin を下回ったときには、コンパレータ54は、大きなブレが入力しブレ幅が広くなったと判断し、S160に進む。一方、目標駆動位置情報Xが比較値Xmin よりも大きいときには、S170に進む。
【0041】
S160において、ソフトリミットが±L2に設定される。図9に示すように、目標駆動位置情報Xは、そのブレ幅が大きくなると、ソフトリミット値±L1を越えてしまう。その結果、ブレ補正レンズ10の駆動範囲を狭い可動範囲(−L1〜L1)に設定していると、ブレ補正の効果を得ることができなくなる。コンパレータ54は、第2タイマ63のON動作中に大きなブレが入力したと判断したときには、時間T1 において、可動範囲リミッタ55のソフトリミット値を±L1から±L2に変更する。このために、狭い可動範囲(−L1〜L1)から広い可動範囲(−L2〜L2)にブレ補正レンズ10の可動範囲が変更される。その結果、ソフトリミット値を広くすることによって、大きなブレにも対応が可能となり、ブレ補正効果を十分に得ることができる。
【0042】
S170において、第2タイマ63がアウトしたか否かが判断される。ブレ補正CPU5x,5yは、第2タイマ63がタイムアウトしたか否かを判断し、第2タイマ63がタイムアウトしたときには、S180に進む。第2タイマ63のON動作中に、目標駆動位置情報Xが比較値Xmin を下回らなかったときには、コンパレータ54は、一方向にブレが偏っており、撮影者による構図変更、パンニング又は角速度センサ2x,2yのドリフトと判断する。撮影者による構図変更やパンニング時に、ブレ補正レンズ10の可動範囲を広い可動範囲(−L2〜L2)に変更すると、撮影者の動作に対して像の動きに遅れが生じて、撮影者に違和感を与えてしまう。このために、コンパレータ54は、可動範囲リミッタ55のソフトリミット値を変更しない。第2タイマ63がタイムアウトしていないときには、S150に戻り、コンパレータ54は、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax を下回るか否かを繰り返し判断する。
【0043】
S180において、第2タイマ63がOFF動作して、S190において、第1タイマ62がリセットする。S130において、コンパレータ54は、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax を再び越えるか否かを繰り返し判断する。
【0044】
S200において、コンパレータ54は、目標駆動位置情報Xが比較値Xmin よりも小さいか否かを判断する。目標駆動位置情報Xが比較値Xmax を越えず、かつ、比較値Xmin を下回るときには、S210に進み、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax を越えず、かつ、比較値Xmin を下回らないときには、S270に進む。
【0045】
S210において、第2タイマ63がON動作して、S220において、コンパレータ54は、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax よりも大きいか否かを判断する。目標駆動位置情報Xが比較値Xmax よりも大きいときには、S230に進む。そして、S230において、ソフトリミット値を±L1から±L2に設定して、大きなブレに対応することができる。一方、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax を下回るときには、S240に進む。この場合には、撮影者による構図変更、パンニング又は角速度センサ2x,2yのドリフトであるために、可動範囲リミッタ55は、ソフトリミット値を変更しない。そして、S240において、第2タイマ63がアウトしたか否かを判断し、第2タイマ63がタイムアウトしていないときには、S220に戻る。
【0046】
S250において、第2タイマ63がOFF動作して、S260において、第1タイマ62がリセットする。S130において、コンパレータ54は、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax よりも大きいか否かを繰り返し判断する。
【0047】
S270において、第1タイマ62がタイムアウトしたか否かが判断される。ブレ補正CPU5x,5yは、第1タイマ62がタイムアウトしたか否かを判断し、第1タイマ62がタイムアウトしたときには、S280に進み、第1タイマ62がタイムアウトしていないときには、S290に進む。
【0048】
S280において、ソフトリミットが±L1に設定される。可動範囲リミッタ55がソフトリミット値を±L2に広げている場合であって、第1タイマ62のON動作中(タイムアウトする前)に大きなブレが入力しないときには、可動範囲リミッタ55は、ソフトリミット値を±L2から±L1に復帰する。パンニング又は構図変更などがされても撮影者に違和感を生じさせないように、広い可動範囲(−L2〜L2)から狭い可動範囲(−L1〜L1)にブレ補正レンズ10の可動範囲が戻される。
【0049】
S290において、全押しスイッチがON動作されたか否かを判断する。全押しスイッチがON動作したときには、S300に進み、全押しスイッチがON動作しなかったときには、S310に進む。
【0050】
S300において、ソフトリミットが±L2に設定される。本フローの途中において、レリーズスイッチ60が全押し動作されたときには、ソフトリミット値が±L1から±L2に広げられる。ブレ補正レンズ10の可動範囲(補正範囲)は、撮影動作時には広いほうが撮影結果として優位である。このために、可動範囲リミッタ55は、ブレ補正レンズ10の可動範囲を狭い可動範囲(−L1〜L1)から広い可動範囲(−L2〜L2)に変更して露光に備える。
【0051】
S310において、ブレ補正が終了したか否かが判断される。CPU5x,5yは、ブレ補正起動スイッチ14のOFF動作又は半押しタイマのタイムアウトに基づいて、ブレ補正を終了するか否かを判断し、ブレ補正を終了するときには本フローを終了する。一方、ブレ補正起動スイッチ14がOFF動作又は半押しタイマがタイムアウトしていないときには、S130に戻り、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax よりも大きいか否かが繰り返し判断される。
【0052】
本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置は、電源投入直後には、ブレ補正レンズ10の可動範囲を可動範囲リミッタ55が狭い可動範囲(−L1〜L1)に設定している。このために、ブレ補正レンズ10は、例えば、可動範囲の中心である光軸I又はその近傍において駆動する。その結果、構図変更やパンニングを撮影者がしたときに、ブレ補正レンズ10がブレ補正動作により大きく駆動して、ファインダ内の像が移動しなかったり、ファインダ内の像が遅れて追従するという問題を解決することができる。
【0053】
また、第2のタイマ63のON動作中に、目標駆動位置情報Xが最大設定値である比較値Xmax を越え、かつ、最小設定値である比較値Xmin を下回るときには、狭い可動範囲(−L1〜L1)から広い可動範囲(−L2〜L2)に可動範囲リミッタ55が変更している。このために、狭い可動範囲(−L1〜L1)を越えるような大きなブレが入力するときには、ブレ補正レンズ10の可動範囲を広げて、広い可動範囲(−L2〜L2)内でブレを補正することができる。
【0054】
さらに、広い可動範囲(−L2〜L2)への変更後であって、第1のタイマ62のON動作中に、目標駆動位置情報Xが比較値Xmax を越えず、かつ、比較値Xmin を下回らなかったときには、狭い可動範囲(−L1〜L1)に可動範囲リミッタ55が復帰している。このために、大きなブレが入力していないときには、広い可動範囲(−L2〜L2)から狭い可動範囲(−L1〜L1)に可動範囲リミッタ55が素早く変更し、撮影者によるパンニングや構図変更に対応することができる。
【0055】
(他の実施形態)
以上説明した実施形態に限定されることはなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置は、オーバフロー防止テーブル52、位置バイアステーブル56及び速度バイアステーブル57が不連続なテーブルであるが、これらのテーブルに代えて多項式により演算しても同様の効果を得ることができる。また、ソフトリミット値は、±L1と±L2の2値を用いているが、比較値を複数個設けることによって、狭い可動範囲から広い可動範囲までブレ補正レンズ10の可動範囲を複数の範囲に変更することもできる。さらに、ソフトリミット±L2を省略し、その外側を機械的なリミットとすることもできる。
【0056】
本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置は、目標駆動位置信号Xと比較値Xmax ,Xmin とをコンパレータ55が比較しているが、これに限定するものではない。例えば、角速度センサ2x,2yの出力信号と比較値Xmax ,Xmin とを比較し、その比較結果に基づいて可動範囲リミット55のソフトリミットを変更することもできる。また、本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置は、一眼レフカメラに搭載した場合を例に挙げて説明したが、ビデオカメラ、双眼鏡などにも本発明を適用することができる。
【0057】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、可動範囲規制部は、ブレ検出信号又は目標位置信号に基づいて、可動範囲を変更することができる。このために、この可動範囲を最初に狭く設定することによって、撮影者に違和感を与えないフレーミングが可能となる。また、可動範囲を広く設定することによって、過大なブレが生じたときであってもブレ補正の効果を十分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置を一眼レフカメラに搭載した状態を示す斜視図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置のブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置におけるブレ補正CPUの演算部のブロック図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置におけるオーバフロー防止テーブルを示す図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置におけるブレ補正CPUの制御部のブロック図である。
【図6】本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置における位置バイアステーブルを示す図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置における速度バイアステーブルを示す図である。
【図8】本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明するフローチャートである。
【図9】本発明の第1実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
2x,2y 角速度センサ
3x,3y VCM(ボイスコイルモータ)
5x,5y ブレ補正CPU
10 ブレ補正レンズ
53 理想目標位置変換部
54 コンパレータ
55 可動範囲リミッタ
56 位置バイアステーブル
57 速度バイアステーブル
58 PID制御部
I 光軸
−L1〜L1 狭い可動範囲
−L2〜L2 広い可動範囲
X 目標駆動位置信号
Xmax ,Xmin 比較値
ω 角速度情報[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shake correction apparatus that corrects a shake in an optical apparatus such as a camera, a video, and binoculars.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a camera shake is detected by an angular velocity sensor, and a blur correction optical system that constitutes part or all of the photographing optical system is driven in a direction to cancel the blur, thereby correcting the blur on the film surface. Correction devices are known. The blur generated in the camera has six degrees of freedom, ie, a three-degree-of-freedom rotational movement consisting of pitching, yawing and rolling movements, and a three-degree-of-freedom translational movement consisting of movements in the x-axis, y-axis and z-axis directions. Yes. A conventional shake correction apparatus normally corrects a shake with respect to a two-degree-of-freedom motion including a pitching and yawing motion.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
There are roughly two types of camera shake. One is a blur that is not intended by the photographer, and is usually a blur called a camera shake. This camera shake needs to be corrected to affect the shooting. The other is a blur intended by the photographer, for example, a panning operation or composition change. When the photographer intends to perform panning shooting, when the camera starts to follow the subject and starts to pan, the conventional shake correction device cannot distinguish between panning and camera shake. will have to go. For this reason, a phenomenon occurs in which the image in the finder does not move even though the camera starts to swing sideways.
[0004]
Similarly, when a photographer starts a composition change, the conventional shake correction apparatus cannot distinguish between the composition change operation and the camera shake, and therefore corrects the composition change operation and immediately after the composition change operation starts. The correction optical system is driven. As a result, the image on the viewfinder does not move even though the photographer moves the camera to change the composition. When the blur correction optical system is driven to the movable range limit, the blur correction operation becomes impossible. Therefore, the image on the finder starts to move only when the blur correction optical system is driven to the movable range limit. The above phenomenon has a problem that the wider the blur correction range, the easier it is for the photographer to feel, and it becomes difficult for the photographer to take the intended composition on the viewfinder. On the other hand, if the correction range is narrowed to prevent this phenomenon, there is a problem that it is difficult to confirm the effect of blur correction on the viewfinder.
[0005]
An object of the present invention is to provide a shake correction apparatus that can perform framing without giving a sense of incongruity to a photographer.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
That is, the invention of
A blur detection unit (2x, 2y) that detects a blur and outputs a blur detection signal (ω), a blur correction optical system (10) that corrects the blur, and a drive unit (3x, 2) that drives the blur correction
[0007]
The invention of
[0009]
Claim3The invention of claim1 or claim 2The shake correction apparatus according to
[0010]
Claim4The invention of claim1Or claim2In the shake correction apparatus described inA comparison unit (54) for comparing the blur detection signal or the target position signal with a comparison value, wherein the comparison value is a maximum set value (X max ) And minimum set value (X min )The movable rangeChangeDepartmentBy the comparison unitThe blur detection signal or the target position signal exceeds the maximum set value within a set time and falls below the minimum set value.It was judgedSometimes the movable range isSet to the second range(S160, S230).
[0011]
Claim5The invention of claim4In the shake correction apparatus according to the above, the movable range.ChangePart of the movable rangeSaid second rangeWhen the blur detection signal or the target position signal does not exceed the maximum set value within a set time and does not fall below the minimum set value after changing toSaid first rangeReturn toMakeThis is a shake correction apparatus characterized by the above.
[0012]
Claim6The invention of claim1Claims from5The blur correction device according to any one of the preceding claims, wherein the movable range isChangeThe shooting unit moves the movable range during the shooting operation (S290).Change to the second rangeThis is a shake correction apparatus characterized by the above.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
First, the blur correction apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described using a single-lens reflex camera equipped with the blur correction apparatus as an example.
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a shake correction apparatus according to a first embodiment of the present invention is mounted on a single-lens reflex camera. FIG. 2 is a block diagram of the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The lens CPU 7 is a central processing unit that outputs, for example, focal length information and lens data read from the EEPROM to the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
For example, based on the ON operation of the
[0023]
The
[0024]
Next, a calculation method from the angular velocity information to the target drive position information of the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a block diagram of a calculation unit of the shake correction CPU in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Hereinafter, a case where the
[0025]
The angular velocity = 0
[0026]
The
[0027]
The overflow prevention table 52 prevents an overflow of integration when the
FIG. 4 is a diagram showing an overflow prevention table in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the overflow prevention table 52 generates an output signal according to the magnitude of the angle information θ after integration. When the angle information exceeds −θ1 and falls below θ1, the overflow prevention table 52 is zero without generating an output signal. On the other hand, the overflow prevention table 52 outputs a negative value signal when the angle information is −θ2 or more and −θ1 or less, and outputs a positive value signal when the angle information is θ1 or more and θ2 or less. The overflow prevention table 52 prevents the overflow by subtracting the generated output signal from the angular velocity information. The overflow prevention table 52 is not used during the exposure operation. When the overflow prevention table 52 is used in a situation where the angle information θ is about to be saturated, the angular velocity information varies depending on the output signal. As a result, the
[0028]
The ideal
X = f × θ × β / α (f)
Here, θ is the blur angle, and β is a constant. When the subject is close, the blur correction amount is changed using the subject distance information D. The ideal target
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
FIG. 5 is a block diagram of a control unit of the shake correction CPU in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The
[0032]
The second-
[0033]
The position bias table 56 corrects the drive position of the
FIG. 6 is a diagram showing a position bias table in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the position bias table 56 is zero without generating an output signal when the position detection information x of the
[0034]
The speed bias table 57 is a blur correction lens so that when the
FIG. 7 is a diagram showing a speed bias table in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The speed bias table 57 does not generate an output signal when the position detection information x of the
[0035]
Next, the operation of the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Hereinafter, the operation of the
In step (hereinafter referred to as S) 100, the soft limit is set to ± L1. When the
[0036]
In S110, blur correction is started. The
[0037]
In S120, the
[0038]
In S130, the
[0039]
In S140, the
[0040]
In S150, the
[0041]
In S160, the soft limit is set to ± L2. As shown in FIG. 9, the target drive position information X exceeds the soft limit value ± L1 when the blur width increases. As a result, if the drive range of the
[0042]
In S170, it is determined whether or not the
[0043]
In S180, the
[0044]
In S200, the
[0045]
In S210, the
[0046]
In S250, the
[0047]
In S270, it is determined whether or not the
[0048]
In S280, the soft limit is set to ± L1. When the
[0049]
In S290, it is determined whether or not the full push switch has been turned ON. When the full push switch is turned on, the process proceeds to S300, and when the full push switch is not turned on, the process proceeds to S310.
[0050]
In S300, the soft limit is set to ± L2. In the middle of this flow, when the
[0051]
In S310, it is determined whether the blur correction has been completed. The
[0052]
In the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention, immediately after the power is turned on, the movable range of the
[0053]
Further, during the ON operation of the
[0054]
Further, after the change to the wide movable range (−L2 to L2) and during the ON operation of the
[0055]
(Other embodiments)
It is not limited to embodiment described above, A various deformation | transformation and change are possible, and they are also in the equivalent range of this invention.
For example, in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention, the overflow prevention table 52, the position bias table 56, and the speed bias table 57 are discontinuous tables. The same effect can be obtained. In addition, the soft limit value is a binary value of ± L1 and ± L2, but by providing a plurality of comparison values, the movable range of the
[0056]
The shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a target drive position signal X and a comparison value X.max, XminAre compared by the
[0057]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the movable range restricting unit can change the movable range based on the shake detection signal or the target position signal. For this reason, by first setting the movable range to be narrow, framing that does not give the photographer a sense of incongruity becomes possible. Further, by setting the movable range wide, the effect of blur correction can be sufficiently obtained even when excessive blur occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a shake correction apparatus according to a first embodiment of the present invention is mounted on a single-lens reflex camera.
FIG. 2 is a block diagram of a shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a calculation unit of a shake correction CPU in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an overflow prevention table in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a control unit of a shake correction CPU in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a position bias table in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a speed bias table in the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the shake correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2x, 2y angular velocity sensor
3x, 3y VCM (voice coil motor)
5x, 5y image stabilization CPU
10 Vibration reduction lens
53 Ideal target position converter
54 Comparator
55 Movable range limiter
56 Position bias table
57 Speed bias table
58 PID controller
I Optical axis
-L1 to L1 Narrow range of motion
-L2 to L2 Wide movable range
X Target drive position signal
Xmax, Xmin Comparison value
ω Angular velocity information
Claims (6)
ブレを補正するブレ補正光学系と、
前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部と、
前記ブレ補正光学系の可動範囲を第1の範囲に設定する可動範囲設定部と、
前記ブレ検出信号に基づいて前記ブレが所定範囲より大きいと判断した場合に、前記可動範囲を前記第1の範囲より広い第2の範囲に変更する可動範囲変更部と、
を備えたことを特徴とするブレ補正装置。A shake detection unit that detects a shake and outputs a shake detection signal;
An image stabilization optical system for correcting image blur,
A drive unit for driving the blur correction optical system;
A movable range setting unit that sets a movable range of the blur correction optical system to a first range ;
When the shake based on the shake detection signal is determined to be larger than the predetermined range, the movement range change unit that changes the movable range in the wide second range from said first range,
Shake correction apparatus characterized by comprising a.
ブレを補正するブレ補正光学系と、
前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部と、
前記ブレ検出信号に基づいて、前記ブレ補正光学系の目標駆動位置を演算し、目標位置信号を出力する目標駆動位置演算部と、
前記ブレ補正光学系の可動範囲を第1の範囲に設定する可動範囲設定部と、
前記目標位置信号に基づいて前記ブレが所定範囲より大きいと判断した場合に、前記可動範囲を前記第1の範囲より広い第2の範囲に変更する可動範囲変更部と、
を備えたことを特徴とするブレ補正装置。A shake detection unit that detects a shake and outputs a shake detection signal;
An image stabilization optical system for correcting image blur,
A drive unit for driving the blur correction optical system;
A target drive position calculator that calculates a target drive position of the shake correction optical system based on the shake detection signal and outputs a target position signal;
A movable range setting unit that sets a movable range of the blur correction optical system to a first range ;
If the blur based on the target position signal is determined to be larger than the predetermined range, the movement range change unit that changes the movable range in the wide second range from said first range,
Shake correction apparatus characterized by comprising a.
前記ブレ検出信号又は前記目標位置信号に基づいて、前記駆動部を駆動制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記可動範囲が前記第1の範囲であるときには、この可動範囲の中心又はその近傍で前記ブレ補正光学系を前記駆動部に駆動させること、
を特徴とするブレ補正装置。The blur correction device according to claim 1 or 2 ,
Based on the blur detection signal or the target position signal, a control unit that drives and controls the driving unit,
When the movable range is the first range, the control unit causes the drive unit to drive the blur correction optical system at or near the center of the movable range;
A blur correction device characterized by the above.
前記ブレ検出信号又は前記目標位置信号と比較値とを比較する比較部とを備え、
前記比較値は最大設定値と最小設定値とからなり、前記可動範囲変更部は、前記比較部により前記ブレ検出信号又は前記目標位置信号が設定時間内に前記最大設定値を越え、かつ、前記最小設定値を下回ったと判断されたときには、前記可動範囲を前記第2の範囲に設定すること、
を特徴とするブレ補正装置。The blur correction device according to claim 1 or 2 ,
Comparing the blur detection signal or the target position signal with a comparison value,
The comparison value includes a maximum setting value and a minimum setting value, and the movable range changing unit causes the comparison unit to cause the blur detection signal or the target position signal to exceed the maximum setting value within a set time, and When it is determined that the value is below a minimum set value, the movable range is set to the second range ;
A blur correction device characterized by the above.
前記可動範囲変更部は、前記可動範囲を前記第2の範囲に変更した後に、前記ブレ検出信号又は前記目標位置信号が設定時間内に前記最大設定値を越えず、かつ、前記最小設定値を下回らなかったときには、前記可動範囲を前記第1の範囲に復帰させること、
を特徴とするブレ補正装置。The blur correction device according to claim 4 ,
The movable range changing unit, after changing the movable range to the second range , the shake detection signal or the target position signal does not exceed the maximum set value within a set time, and the minimum set value when not fall below shall be cause returning the movable range in the first range,
A blur correction device characterized by the above.
前記可動範囲変更部は、撮影動作時には、前記可動範囲を前記第2の範囲に変更すること、
を特徴とするブレ補正装置。In the blurring correction apparatus according to any one of claims 1 to 5 ,
The movable range changing unit is configured to change the movable range to the second range during a photographing operation;
A blur correction device characterized by the above.
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