JP4377988B2 - Optical equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手持ちもしくは支持部材に支持されて使用される像振れ補正機能付き光学機器の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、カメラを初めとする光学系の振れ補正、つまり手振れなどによる振動を抑制して像安定を行うための装置が提案されている。カメラ等に用いられる振れ補正方式のうちの一つの典型的なものとしては、振れ検出センサにて検出したカメラの振れ情報に基づき、撮影光学系の一部、或いは全部を駆動して結像面上の像振れを抑制するというものである。この種の像振れ補正装置として、例えば特開平9−43658号を挙げることができる。
【0003】
しかしながら、従来の像振れ補正装置は、一般に手振れ振動、或いはそれに類似する周波数分布を持った振れ振動を良好に補正すべく、それに見合った振れ検出センサや振れ補正光学系の選択、及び上記センサや駆動機構の応答周波数帯域の設定がなされている。従って、このような像振れ補正装置を三脚等の支持部材に取り付けて使用する場合には、以下のような欠点を生じる。
【0004】
1)振れ補正がほとんど必要ない場合でも振れ補正機構は作動しており、消費電力が大きくなる。
【0005】
2)スチルカメラでは、レリーズ時のクイックリターンミラー、或いはシャッタ機構により微小変位振幅ではあるが高周波の衝撃を生じ、これが振れ検出センサの誤出力の原因となることがある。
【0006】
この場合、振れ補正機構はカメラの振れとは関係のない振れ補正を行い、像振れを助長してしまう。
【0007】
3)振れが生じていない場合でも、振動検出手段から出力される低周波のドリフト信号(ゆらぎ)により、振れ補正機構はカメラの振れとは関係のない振れ補正を行い、像振れを助長してしまう。
【0008】
これらの欠点を解消するために、像振れ補正装置が三脚等の支持部材に取付けられていることを検出したら、像振れ補正駆動を禁止したり、像振れ補正制御の特性を変更するなどして、上記1)〜3)の欠点を改善しようとする技術が開示されている。像振れ補正駆動を禁止する方法としては、例えば特開平4−56831号があり、像振れ補正制御の特性を変更する方法としては、例えば特開平4−328534号がある。
【0009】
ここで、上記2)において説明したレリーズ時のシャッタ部材の機械的な作用により生じる高周波微小振幅の振れに対する補正について説明する。
【0010】
通常、撮影者の手振れ周波数の帯域は1〜15Hz程度であり、この程度の周波数であれば現状のセンサ(例えば振動ジャイロ等)及び補正光学系(例えばシフト補正光学系)で充分追従出来る範囲である。しかしながら、フォーカルプレーンタイプのシャッタを持つカメラ等では、先幕と後幕の走行によってそれぞれ100〜200Hz程度の周波数が発生する為、この周波数に対しては現状のセンサ及び補正系では充分追従出来るとは言えない。
【0011】
図5はカメラを手持ち支持した時のシャッタ走行時の振れ波形の様子を示したものであり、(a)で示した先幕走行開始のタイミングにて、(c)で示した本来の振れ波形は下方向に急速に低下し、先幕走行完了のタイミングでこの波形は今度は上方向に急速に上昇する。
【0012】
これに対し実際のセンサ及び補正系の動き出力は、(d)で示したように本来の振れに対して遅れが生じる為、結果として実際の像面上に生じる振れは、(e)に示した様に、先幕の走行開始から所定時間経過する迄非常に大きいものになってしまう。又、後幕走行の場合も同様に、(b)に示した後幕走行開始及び後幕走行終了に同期して振れが発生し、像面上に振れが生じるが、後幕の場合は露光完了に近いタイミングなので先幕走行に比べるとその影響度は少ない。
【0013】
このようなシャッタ振れの影響は低速シャッタになれば全体の露光時間に比べてこの影響が生じる時間の割合が少なくなるので問題がなくなってくるし、又、より高速シャッタの場合には露光時間そのものが短いのでこの場合も問題はない。従って、シャッタ速度が1/60〜1/250秒程度の中速シャッタで大きな問題となる。
【0014】
そこで、このような問題に対しては、特開平9−33971号に記載されるような方法がある。これは、機器の機械的作用部が所定の状態にあるときの該機器の所定の振れ状態に相応する信号を記憶する記憶部と、振動検出部の出力と記憶部に記憶された所定の振れ状態に相応する信号を加算して、像振れ補正を動作させないための信号を形成する信号形成部とを有し、記憶部により記憶された信号と振動検出部の出力とを加算して、像振れ補正手段を適正に動作させることのできる適正な信号を形成するものである。前記方法の具体的制御について、以下に説明する。
【0015】
まず初めに、シャッタ駆動時の振れ状況、振れ信号等の状態を図6のタイミングチャートを用いて説明する。図6のタイミングチャートは、シャッタ先幕、後幕駆動に伴う実際の振れ状態、振れセンサ出力等の変動を示すものである。なお、同図において、(a)はシャッタ先幕駆動状況、(b)はシャッタ後幕駆動状況、(c)は実際のカメラの振れ状態、(d)振れセンサ出力や補正系の変位、(e)は後述する補正データ、(f)は振れセンサ出力と補正データとを加算した結果、及びそれに応じて動作する補正系の変位、(g)は(f)に示されるように補正系が動作した場合の像面上の像面残り量をそれぞれ示している。
【0016】
図6(c)に示される様に、先幕の駆動走行開始時には、カメラ本体には手振れに比べると遥かにスピードの速い振れが下向きに発生し、先幕走行が終了すると同時に今度は上向きに振れが生じる様になる。これはあくまで、先幕の走行、停止の反作用よりカメラ本体が動いている事によるものである。
【0017】
一方、これに対して実際の振れセンサ出力は(d)の実線で示した様に、振れの発生タイミング及びピークタイミング(本来の振れピークからセンサ出力ピークまでの遅れt1 )がそれぞれ遅れているが、これは振れセンサ自体の高周波性能の悪化によるものである。更に、この振れセンサ出力に基づき補正光学系が駆動された場合の駆動変位、つまり不図示の補正光学系位置検出手段の出力は、図6(d)の点線で示した様になっており、この波形は振れセンサ出力に比較して更に遅れが生じているが、これは補正系自体の高周波性能の悪化によるものである。
【0018】
そこで、図6(e)に示すような、ある所定の単調増加の後、レベル保持するような任意波形をセンサ出力に加算することを考える。この波形を振れセンサ出力に加算された結果が図6(f)に示されているが、図6(d)と比較しても明らかな様に、先幕走行完了からΔtの期間、(c)で示した本来の波形に対して(d)の場合は逆方向に補正が為されているのに対し、(f)の場合は完全に追従していないものの、(c)の実際の振れと同方向に補正が為されていることが判る。この様な補正動作によって得られる最終的な像面上の振れ量が図6(g)に示されているが、これを図5(e)と比較すると、シャッタ全開となる前のタイミングでは却って補正残りが大きくなっているが、この期間の実際の露光に寄与する割合は全開状態に比べるとわずかであり、一方、シャッタ全開後は図5(e)と比較すると遥かに像振れ補正残り量が小さくなっており、実際の露光での振れ低減が可能となる。
【0019】
なお、後幕走行の場合も先幕走行の場合と同様に、図6(c)で示した様な振れ波形が生じるが、シャッタ幕が閉じていく方向なので実際の露光への影響は先幕に比べて小さいものとなるので、撮影結果への影響は少ない。
【0020】
以上に説明したような振れ補正を行うことにより、通常のセンサや補正系では適正に検出、補正出来ない様な振れ、例えば上述のような高周波数の振れが発生しているときでも適正な像振れ補正を行うことができるというものである。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような機器の機械的作用部が作用することにより生じる高周波の振れは、機器の支持状態が手持ち支持であるか、三脚等の支持部材に据え付けられているかで若干異なってくることが分かってきた。
【0022】
図7は像振れ補正機能付き光学機器の一例として、一眼レフカメラを通常の撮影位置で手持ち支持した場合と、三脚支持した場合の重力方向に生じる露光前後の振れ波形の一例を簡単に示した図である。
【0023】
これによれば、手持ち支持時にはまず、ミラーアップによる振れ(約30Hz)が発生し、次にシャッタ先幕走行による振れ(約100〜200Hz)が発生し、露光時間後にシャッタ後幕走行による振れ(約100〜200Hz)が発生し、最後にミラーダウンによる振れ(約30Hz前後)が発生する。また、手持ち支持状態であるので更に(約1〜15Hz)の手振れも加わっている。
【0024】
次に、三脚支持時に着目すると、まず同様にミラーアップによる振れ(約10〜30Hz)が発生しているが、次のシャッタ先幕走行による振れ及び露光時間後のシャッタ後幕走行による振れは殆ど生じていない。そして、最後に再びミラーダウンによる振れ(約10〜30Hz)が発生する。また、三脚支持状態であるので手振れ(約1〜15Hz)は存在せず、露光中に(露光後においても)存在するのはミラーアップによる振れの余波のみによるものである。
【0025】
このように、支持状態の違いにより露光前後に生じる振れが若干異なってくることがわかる。これは、三脚支持状態では、ミラーアップ動作によって三脚による共振が明確に現れるため、バネ性が強く粘性が弱い系であり、また手持ち支持状態では、逆にバネ性は弱く粘性の強い系であるという支持状態系の相違に関連しているものと考えられる。
【0026】
よって、機器が撮影者の手で支持されている状態にある時に機器の機械的作用部が作用する際に発生し、振動検出手段が適正に検出できない高周波の振れに対して像振れ補正手段をより適正に動作させるように制御する適正動作制御手段を備えた像振れ補正機能付き光学機器を三脚等に据え付けて使用すると、手持ち支持状態において最適化された前記適正動作制御を行ってしまうことになり、換言すれば、三脚等に据え付けて使用するには適さない動作制御が行われてしまうことになり、結果として却って像振れを拡大してしまう場合があるという問題が生じる。具体的には図6(e)に示すような手持ち支持時に最適化された補正データを加算してしまうことになる。
【0027】
(発明の目的)
本発明の目的は、支持部材に取り付けられて使用されているのに、手で支持されている状態時に適正となる動作制御がなされることにより、却って像振れを拡大してしまうことを防止することのできる像振れ補正機能付き光学機器を提供しようとするものである。
【0028】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光学機器は、光学機器に加わる振動を検出する振動検出手段と、前記振動による像振れを補正する補正手段と、前記光学機器が有するフォーカルプレーンシャッタの先幕駆動時及び後幕駆動時に発生する特定の振動成分による像振れを補正するための補正データを記憶し、前記振動検出手段からの信号と前記補正データとに基づいて前記補正手段の駆動を制御し、像振れ補正を行わせる像振れ補正制御手段とを有し、前記像振れ補正制御手段が、前記光学機器の支持状態を前記振動検出手段からの信号に基づいて判定し、前記支持状態が撮影者による支持であると判定した場合には、前記振動検出手段からの信号に前記補正データを加算した信号に基づいて前記補正手段の駆動を制御し、前記支持状態が三脚による支持であると判定した場合には、前記補正データを用いずに前記振動検出手段からの信号に基づいて前記補正手段の駆動を制御する
ことを特徴とするものである。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態では像振れ補正機能付き光学機器として、一眼レフカメラとその交換レンズに適用される場合について説明する。
【0030】
図1は本発明の実施の一形態に係るカメラの電気的構成を示すブロック図であり、同図において、101は像振れ補正制御,支持状態判定,適正動作制御,動作禁止等、種々の制御を行うレンズマイコンであり、カメラボディ側から通信用の接点109c(クロック信号用),109d(ボディ→レンズ信号伝達用)を通じて通信を受け、その指令値によって、振れ補正系102,フォーカス駆動系104,絞り駆動系105の動作を行う。
【0031】
前記振れ補正系102は、振れを検出する振動検出手段の一例である振れセンサ106,補正レンズ変位検出用の位置センサ107、及び、前記振れセンサ106と位置センサ107の出力を基にレンズマイコン101にて算出された制御信号によって補正レンズを駆動して振れ補正動作を行う振れ補正駆動系108から成る。また、124(SWIS)は振れ補正動作を選択する為の防振スイッチであり、振れ補正動作を選択する場合はこの防振スイッチ124をONにする。
【0032】
前記フォーカス駆動系104は、レンズマイコン101からの指令値によって、焦点調節用のレンズを駆動してフォーカシングを行う。前記絞り駆動系105は、レンズマイコン101からの指令値によって、絞りを設定された位置まで絞る又は開放状態に復帰させるという動作を行う。また、前記レンズマイコン101は、レンズ内の状態(フォーカス位置,絞り値の状態など)や、レンズに関する情報(開放絞り値,焦点距離,測距演算に必要なデータなど)を通信用の接点109e(レンズ→ボディ信号伝達用)よりボディ側に伝達することも行う。
【0033】
前述のレンズマイコン101,振れ補正系102,フォーカス駆動系104,絞り駆動系105からレンズ電気系110が構成される。そして、このレンズ電気系110に対しては、電源電圧接点109a,グランド接点109bを通じてカメラ内電源118から給電が行われる。
【0034】
カメラボディ内部には、カメラボディ内電気系111として、測距部112,測光部113,シャッタ部114,表示部115,その他の制御部116、及び、これらの動作開始,停止などの管理,露出演算,測距演算などを行うカメラマイコン117が内蔵されている。これらカメラ内電気系111に対しても、その電源はカメラ内電源118より供給される。また、121(SW1)は測光や測距の撮影準備動作を開始させる為のスイッチであり、122(SW2)はレリーズ動作を開始させる為のレリーズスイッチであり、これらは一般的には2段ストロークスイッチであって、レリーズボタンの第1ストロークでスイッチ121がONし、第2ストロークでレリーズスイッチ122がONになるように構成されている。123(SWM)は露出モード選択スイッチであり、露出モード変更は、該スイッチのON,OFFで行ったり、該スイッチ123と他の操作部材との同時操作により行う方法等がある。
【0035】
図2は上記レンズマイコン101内での具体的動作を示したフローチャートであり、以下これにしたがって説明する。
【0036】
像振れ補正動作は一定周期毎に発生する割り込み処理によって行われる。そして、第1の方向、例えばピッチ方向(縦方向)の制御と、第2の方向、例えばヨー方向(横方向)の制御を交互に行う。割り込みが発生すると、レンズマイコン101は図3のステップ#101からの動作を開始する。
【0037】
ステップ#101においては、今回の制御方向はピッチ方向であるかヨー方向であるかの判定を行う。もしピッチ方向であればステップ#102へ進み、各種フラグや係数、計算結果等をピッチデータとして読み書きできるようにデータアドレスを設定してステップ#104へ進む。また、ヨー方向であればステップ#103へ進み、各種フラグや係数、計算結果等をヨーデータとして読み書きできるようにデータアドレスを設定してステップ#104へ進む。
【0038】
ステップ#104においては、振れセンサ106としての角速度センサの出力をA/D変換し、その結果をRAMの予め定義されたAD_DATA に格納する。次のステップ#105においては、像振れ補正開始の指示が為されたか否かを判定する。これは、例えばスイッチSWISのONとスイッチSW1のONの論理積によって像振れ補正開始とする。開始の指示が為されていればステップ#106へ進み、指示が為されていなければステップ#118へ進む。ここでは像振れ補正開始の指示が為されており、ステップ#106へ進むものとする。
【0039】
ステップ#106においては、支持状態判定のための判定時間が経過したか否かを示すフラグの判定を行う。所定時間が経過していなければ判定時間経過フラグ=Lレベルであるのでステップ#107へ進み、支持状態判定演算を行う。詳細は後述の図3のフローチャートを基に説明する。その後はステップ#108へ進む。また、所定時間が経過していれば判定時間経過フラグ=Hレベルであるので支持状態判定演算は行わずにステップ#106からステップ#108へ進み、ここでは支持部材を検知しているか否かの判定を行う。上記ステップ#107の演算にて検知していなければ支持部材検知フラグ=Lレベルであるので、ステップ#109へ進み、検知していれば支持部材検知フラグ=Hレベルであるのでステップ#112へ進む。
【0040】
ステップ#109へ進んだ場合、ここでは通常の防振制御のためのハイパスフィルタ(HPF)演算を行う。そして、次のステップ#110において、通常の防振制御のための積分演算を行い、像振れの角変位信号(BURE_DATA )へ変換する。続くステップ#111においては、カメラが撮影者の手で支持されている状態にある時にシャッタが作用する際に発生する振れセンサ106が適正に検出できない高周波の振れに対して、振れ補正系100をより適正に動作させるように制御する信号を形成する演算を行う。詳細は後述する図4のフローチャートを基に説明する。
【0041】
また、上記ステップ#108にて支持部材を検知していれば支持部材検知フラグ=Hレベルであるので、前述したようにステップ#112へ進み、ここでは低周波の振れが少なく高周波の振れが多いので通常のハイパスフィルタ(HPF)演算時よりも遮断周波数を高めに設定し、低周波成分をより減少させる。そして、次のステップ#113において、支持部材検知時の防振制御を行う。これは、例えば、シフト光学系を有する像振れ補正装置の場合、光軸偏心の位置を一定とした制御を行うために積分信号=一定としたり、低周波成分よりも高周波成分をより補正する像振れ補正制御を行うために積分の時定数をより小さくしたりする(積分信号=(BURE1_DATA))。
【0042】
また、ステップ#113の後は支持部材を検知している状態なので、上述したステップ#111のシャッタ振れ補正用の信号形成演算は行わないようにしている。
【0043】
次のステップ#114においては、補正レンズの位置を検出する位置センサ107の出力を取り込み、A/D変換する(変換後=PSD_DATA)。そして、次のステップ#115において、フィードバック演算{(BURE(1)_DATA)−(PSD_DATA)}を行う。続くステップ#116においては、安定な制御系にするために位相補償演算を行う。なお、ここでは位相補償特性はそのままとしているが、支持状態に応じて位相補償特性を変更してもよい。そして、ステップ#117において、上記ステップ#116にて得られた演算結果を不図示の出力ポートに出力する。出力ポートから出力された信号は振れ補正駆動系108に入力し、これにより補正レンズが駆動され、像振れ補正が行われる。
【0044】
また、上記ステップ#105にて像振れ補正開始の指示が為されていなければ、前述したようにステップ#118へ進み、ここではハイパスフィルタ(HPF)演算、積分演算の初期化を行う。
【0045】
次に、前述した図2のステップ#107にて実行される支持状態判定演算について、図3のフローチャートを基に説明する。
【0046】
まず、ステップ#201において、支持状態判定のための時間計測用タイマをスタートさせる。そして、次のステップ#202において、支持状態の判定信号を形成するため、DC成分を素早く除去するハイパスフィルタ演算を行う。但し、入力信号は図2のステップ#104のAD_DATA である。続くステップ#203においては、さらに高周波ノイズ除去のためローパスフィルタ演算を行う(出力信号=HANTEI_DATA )。そして、ステップ#204において、HANTEI_DATA 信号のピークホールド演算を行う。すなわち、HANTEI_DATA 信号の最大値(ピッチ:MAXDATAP, ヨー:MAXDATAY)と最小値(ピッチ:MINDATAP, ヨー:MINDATAY)をホールドし、RAMに記憶させておく。
【0047】
次のステップ#205においては、支持部材検知の所定の演算時間が経過したか否かを判別し、経過していなければそのまま終了するが、経過していればステップ#206へ進み、所定時間経過しているので、判定時間経過フラグ=Hレベルとする。ここで、最終的に支持部材が取付けられているか否かの判定を行う。判定方法としては、上記ステップ#204にて得られた振れ信号の最大ピーク値(MAXDATA )と最小ピーク値(MINDATA )から振幅を算出し、それをスレッショルドレベルと比較することにより支持部材に取付けられているか否かを判定するようにしている。次のステップ#207においては、ピッチ方向の振幅(MAXDATAP − MINDATAP )とヨー方向の振幅(MAXDATAY − MINDATAY )を計算する。
【0048】
ステップ#208においては、ヨー方向の振幅がスレッショルドレベル以上であるかを判定する。もしスレッショルドレベル以上であれば振れ量が大きいので支持部材に取付けられていないと判定し、ステップ#211へ進み、支持部材検知フラグ=Lレベルとして終了する。また、所定値未満であればステップ#209へ進み、もう一方の軸方向で判定する。つまり、ピッチ方向の振幅がスレッショルドレベル以上であるかを判定する。スレッショルドレベル以上であれば振れ量が大きいので支持部材に取付けられていないと判定し、前述したステップ#211へ進むが、所定値未満であれば両軸方向ともに所定値未満ということになり、支持部材に取付けられていると判定してステップ#210へ進む。そして、このステップ#210においては、支持部材検知フラグ=Hレベルとして終了する。
【0049】
なお、支持状態判定演算過程でステップ#201〜#205は所定時間に達するまで割り込み毎に行われ、ステップ#206〜#211は所定時間経過後、最終判定のために1回のみ行われる。
【0050】
次に、前述した図2のステップ#111にて実行されるシャッタ駆動時の高周波振れ補正用の信号形成演算について、図4のフローチャートを基に説明する。どのようなタイミングで、どのような制御をするかは従来例にて説明した通りである(図6参照)。
【0051】
まず、ステップ#301において、カメラのスイッチSW2(図1の122)がONされたか否かを判定し、ONされていればステップ#302へ進み、OFFならばステップ#310へ進む。
【0052】
ステップ#302においては、例えばシャッタ秒時が1/60秒以上1/250秒未満であるかの判定を行う。ここではシャッタ振れの影響の出易い中速秒時でのみ補正を行うようにしている。条件を満たせばステップ#303へ進み、満たさない場合はステップ#310へ進む。ステップ#303においては、タイマをリセットし、ステップ#304へ進む。
【0053】
ステップ#304においては、先幕走行開始からT0 が経過したか否かの判定を行う。T0 に達していない場合は、ステップ#305へ進み、高周波振れ用補正データ出力を0クリアしたままとなり、センサ出力(ここでは積分信号)に加算されるデータは0のままとなる。また、T0 に達している場合はステップ#306へ進み、今度はタイマの値がT1 を超えたか否かの判定を行う。T1 を経過していなければステップ#307へ進み、ここでは高周波振れ補正用データが図6(e)に示すように発生しているので、この出力を振れセンサ出力(ここでは積分信号)に加算する。ここではT0 時間経過よりある一定の傾きで単調増加する補正データが形成される。また、タイマの値がT1 を経過していればステップ#307からステップ#308へ進み、ここでは上記ステップ#307で発生した高周波振れ用補正データの出力増加を停止し、以降露光期間中その値を保持することになる。
【0054】
次のステップ#309においては、今度はタイマの値がT3 を超えたか否かの判定を行う。T3 を経過していなければステップ#304へ戻るが、経過していればステップ#310へ進み、高周波振れ用補正データ出力を0クリアする。センサ出力(ここでは積分信号)に加算されるデータは0のままとなる。
【0055】
以上の実施の形態によれば、カメラが三脚等に据え付けられて使用される場合に、撮影者が手持ち支持で該カメラのフォーカルプレーンシャッタが作用する際に発生する高周波の振れを補正しようとして却って像振れを拡大してしまうことを防止することができる。
【0056】
(変形例)
以上の実施の形態では、振れセンサとして、角速度センサを使用した例を示しているが、角加速度センサ、加速度センサ、速度センサ、角変位センサ、変位センサ等、振れが検出できる手段であればどのようなものであってもよい。
【0057】
また、本発明の補正手段として、光軸に垂直な面内で光学部材を動かすシフト光学系や可変頂角等の光束変更手段や、光軸に垂直な面内で撮影画面を動かすもの等、像振れが補正できるものであればどのようなものであってもよい。
【0058】
また、本発明は、請求項又は実施の形態の各構成また一部の構成が別個の装置に設けられていてもよい。例えば、振れ検出装置がカメラ本体に、振れ補正装置が前記カメラに装着されるレンズ鏡筒に、それらを制御する制御装置が中間アダプタに設けられていてもよい。
【0059】
また、カメラに適用した例を示しているが、上記の様な課題を有する光学機器であれば同様に適用できるものである。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、支持部材に取り付けられて使用されているのに、手で支持されている状態時に適正となる動作制御がなされることにより、却って像振れを拡大してしまうことを防止することができる像振れ補正機能付き光学機器を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係るカメラ及びレンズの電気的構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の一形態における像振れ補正割込み動作のフローチャートである。
【図3】図2のステップ#107での動作の詳細を示すフローチャートである。
【図4】図2のステップ#111での動作の詳細を示すフローチャートである。
【図5】従来の像振れ補正機能付き光学機器の問題点を説明するためのタイミングチャートである。
【図6】従来の像振れ補正機能付き光学機器の問題点を解消するための制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図7】像振れ補正機能付き光学機器の支持状態の相違による高周波振れ波形の相違を示す図である。
【符号の説明】
101 レンズマイコン
102 振れ補正系
106 振れセンサ
107 位置センサ
108 振れ補正駆動系
110 レンズ電気系
111 カメラ電気系
117 カメラマイコン
124 スイッチ(SWIS)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an optical apparatus with an image blur correction function that is used by being held or supported by a support member.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an apparatus for performing image stabilization by suppressing vibration due to camera shake correction, that is, camera shake or the like, including a camera. A typical one of the shake correction methods used in cameras and the like is that an imaging surface is driven by driving part or all of the photographing optical system based on camera shake information detected by a shake detection sensor. The above image blur is suppressed. As this type of image blur correction apparatus, for example, JP-A-9-43658 can be cited.
[0003]
However, the conventional image shake correction device generally selects a shake detection sensor or a shake correction optical system corresponding to the shake vibration having a frequency distribution similar to that of the hand shake vibration, or the above-described sensor, The response frequency band of the drive mechanism is set. Accordingly, when such an image blur correction apparatus is used while attached to a support member such as a tripod, the following drawbacks occur.
[0004]
1) Even when shake correction is almost unnecessary, the shake correction mechanism operates and power consumption increases.
[0005]
2) In a still camera, a quick return mirror or shutter mechanism at the time of release causes a high-frequency impact although it is a minute displacement amplitude, which may cause an erroneous output of the shake detection sensor.
[0006]
In this case, the shake correction mechanism performs shake correction that is not related to camera shake, and promotes image shake.
[0007]
3) Even when there is no shake, the low-frequency drift signal (fluctuation) output from the vibration detection means causes the shake correction mechanism to perform shake correction that is not related to camera shake, thereby promoting image shake. End up.
[0008]
In order to eliminate these drawbacks, if it is detected that the image blur correction device is attached to a support member such as a tripod, image blur correction drive is prohibited, or the characteristics of image blur correction control are changed. A technique for improving the above-mentioned disadvantages 1) to 3) is disclosed. For example, JP-A-4-56831 discloses a method for prohibiting image blur correction driving, and JP-A-4-328534 discloses a method for changing the characteristics of image blur correction control.
[0009]
Here, the correction for the shake of the high frequency minute amplitude caused by the mechanical action of the shutter member at the time of the release described in the above 2) will be described.
[0010]
Usually, the camera shake frequency band of the photographer is about 1 to 15 Hz, and if this frequency is within this range, the current sensor (for example, vibration gyroscope) and the correction optical system (for example, shift correction optical system) can sufficiently follow. is there. However, in a camera having a focal plane type shutter or the like, a frequency of about 100 to 200 Hz is generated by the traveling of the front curtain and the rear curtain, and the current sensor and correction system can sufficiently follow this frequency. I can't say that.
[0011]
FIG. 5 shows the state of the shake waveform during the shutter running when the camera is held by hand, and the original shake waveform shown in (c) at the timing of the start of the front curtain running shown in (a). Decreases rapidly in the downward direction, and this waveform increases rapidly in the upward direction at the timing when the first curtain travel is completed.
[0012]
On the other hand, the motion output of the actual sensor and the correction system is delayed with respect to the original shake as shown in (d), and the resulting shake on the actual image plane is shown in (e). As described above, it becomes very large until a predetermined time elapses from the start of traveling of the front curtain. Similarly, in the case of rear curtain travel, shake occurs in synchronization with the start of rear curtain travel and the end of rear curtain travel shown in FIG. Since it is close to completion, the impact is less than that of the front curtain.
[0013]
The effect of such shutter shake is reduced when a low-speed shutter is used, since the proportion of time during which this effect occurs is reduced compared to the overall exposure time, and the problem is eliminated. In the case of a higher-speed shutter, the exposure time itself is reduced. There is no problem in this case because it is short. Therefore, it becomes a big problem with a medium-speed shutter whose shutter speed is about 1/60 to 1/250 seconds.
[0014]
Therefore, there is a method as described in JP-A-9-33971 for such a problem. This includes a storage unit that stores a signal corresponding to a predetermined vibration state of the device when the mechanical action unit of the device is in a predetermined state, an output of the vibration detection unit, and a predetermined vibration stored in the storage unit. A signal forming unit for adding a signal corresponding to the state to form a signal for preventing the image blur correction operation, and adding the signal stored in the storage unit and the output of the vibration detecting unit to An appropriate signal that can properly operate the shake correction means is formed. Specific control of the method will be described below.
[0015]
First, the state of the shake, the state of the shake signal, etc. when driving the shutter will be described with reference to the timing chart of FIG. The timing chart of FIG. 6 shows fluctuations in the actual shake state, shake sensor output, and the like accompanying the shutter front curtain and rear curtain drive. In this figure, (a) is the shutter front curtain drive status, (b) is the shutter rear curtain drive status, (c) is the actual camera shake status, (d) the shake sensor output and the displacement of the correction system, ( e) is correction data to be described later, (f) is a result of adding the shake sensor output and the correction data, and displacement of the correction system operating in response thereto, and (g) is the correction system as shown in (f). The remaining image plane amounts on the image plane when operated are shown.
[0016]
As shown in FIG. 6 (c), when the driving of the front curtain is started, the camera body has a shake that is much faster than the camera shake downwards. Shake occurs. This is due to the fact that the camera body is moving due to the reaction of the front curtain running and stopping.
[0017]
On the other hand, as shown by the solid line in (d), the actual shake sensor output is the occurrence timing and peak timing of the shake (the delay t from the original shake peak to the sensor output peak).1 ) Are delayed due to the deterioration of the high frequency performance of the vibration sensor itself. Furthermore, the drive displacement when the correction optical system is driven based on the output of the shake sensor, that is, the output of the correction optical system position detection means (not shown) is as shown by the dotted line in FIG. This waveform is more delayed than the shake sensor output.Has occurredHowever, this is due to the deterioration of the high frequency performance of the correction system itself.
[0018]
Therefore, consider adding an arbitrary waveform that maintains the level after a certain monotonous increase as shown in FIG. 6E to the sensor output. The result of adding this waveform to the shake sensor output is shown in FIG. 6 (f). As is apparent from the comparison with FIG. 6 (d), during the period Δt from the completion of the leading curtain travel, (c In the case of (d), the correction is made in the reverse direction with respect to the original waveform shown in (), whereas in the case of (f), the actual fluctuation of (c) is not followed completely. Correction in the same direction asHas been doneI understand that. The final shake amount on the image plane obtained by such a correction operation is shown in FIG. 6G. Compared with FIG. 5E, the final shake amount is shown at the timing before the shutter is fully opened. Although the amount of correction remains large, the ratio that contributes to the actual exposure during this period is small compared to the fully opened state, whereas after the shutter is fully opened,FIG. 5 (e)Compared to the above, the remaining amount of image blur correction is much smaller, and the blur in actual exposure can be reduced.
[0019]
In the case of the rear curtain travel, the shake waveform as shown in FIG. 6C is generated as in the case of the front curtain travel. However, since the shutter curtain is in the closing direction, the influence on the actual exposure is Therefore, the effect on the shooting result is small.
[0020]
By performing the shake correction as described above, a proper image can be obtained even when a shake that cannot be properly detected and corrected by a normal sensor or a correction system, for example, a high-frequency shake as described above occurs. This means that shake correction can be performed.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
However, the high-frequency vibration generated by the action of the mechanical action part of the equipment as described above is slightly different depending on whether the equipment is supported by hand or installed on a support member such as a tripod. I understand.
[0022]
FIG. 7 simply shows an example of a shake waveform before and after exposure that occurs in the direction of gravity when a single-lens reflex camera is held by hand at a normal shooting position and when a tripod is supported as an example of an optical apparatus with an image shake correction function. FIG.
[0023]
According to this, at the time of hand-held support, first, shake due to mirror up (about 30 Hz) occurs, then shake due to shutter front curtain travel (about 100 to 200 Hz) occurs, and shake due to shutter rear curtain travel after the exposure time ( About 100 to 200 Hz) occurs, and finally, shake due to mirror down (about 30 Hz) occurs. In addition, since it is in a hand-held support state, hand shake (about 1 to 15 Hz) is further added.
[0024]
Next, when focusing on the tripod support, a shake (approximately 10 to 30 Hz) due to the mirror-up is generated in the same manner. However, the shake due to the next shutter front curtain running and the shake due to the shutter rear curtain running after the exposure time are almost the same. It has not occurred. Finally, shake (about 10 to 30 Hz) due to mirror down occurs again. Further, since the camera is in a tripod support state, there is no camera shake (about 1 to 15 Hz), and it exists only during the exposure (even after the exposure) due to the after-effect of the shake caused by the mirror up.
[0025]
Thus, it can be seen that the shake that occurs before and after the exposure slightly differs depending on the support state. In the tripod support state, resonance by the tripod appears clearly due to the mirror-up operation, so the spring property is strong and the viscosity is weak. In the hand-held support state, the spring property is weak and the viscosity is strong. This is considered to be related to the difference in the support state system.
[0026]
Therefore, image shake correction means is provided for high-frequency shake that is generated when the mechanical action part of the equipment acts when the equipment is supported by the photographer's hand and cannot be properly detected by the vibration detection means. If an optical device with an image blur correction function provided with a proper operation control means for controlling the device to operate more properly is installed on a tripod or the like and used, the proper operation control optimized in a handheld support state is performed. In other words, operation control that is not suitable for installation on a tripod or the like is performed, and as a result, there is a problem that image blur may be enlarged. Specifically, correction data optimized during hand-held support as shown in FIG. 6E is added.
[0027]
(Object of invention)
An object of the present invention is to prevent the image blur from being enlarged on the contrary by performing an appropriate operation control when being supported by a hand while being attached to a support member. It is an object of the present invention to provide an optical apparatus with an image blur correction function that can be used.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present inventionOptical equipmentA vibration detection unit that detects vibration applied to the optical device, a correction unit that corrects image blur due to the vibration, and the optical device.When driving the front curtain and the rear curtain of the focal plane shutterSpecific vibration component generated inStores correction data for correcting image blur caused by, The signal from the vibration detecting means and theCorrection data andImage blur correction control means for controlling the driving of the correction means based on theHave,The image blur correction control means isBased on the signal from the vibration detection means, the support state of the optical deviceJudgment,When it is determined that the support state is support by a photographer, the driving of the correction unit is controlled based on a signal obtained by adding the correction data to the signal from the vibration detection unit, and the support state is determined by a tripod. If it is determined to be support, the drive of the correction unit is controlled based on the signal from the vibration detection unit without using the correction data.
It is characterized by.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a single-lens reflex camera and its interchangeable lens will be described as an optical apparatus with an image blur correction function.
[0030]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a camera according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1,
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
Inside the camera body, as a camera body electrical system 111, a
[0035]
FIG. 2 is a flowchart showing a specific operation in the
[0036]
The image blur correction operation is performed by an interrupt process that occurs at regular intervals. Then, control in the first direction, for example, the pitch direction (vertical direction) and control in the second direction, for example, the yaw direction (lateral direction) are alternately performed. When the interruption occurs, the
[0037]
In
[0038]
In
[0039]
In
[0040]
When the process proceeds to step # 109, a high-pass filter (HPF) calculation for normal image stabilization control is performed here. Then, in the
[0041]
If the support member is detected in
[0042]
Further, since the support member is being detected after
[0043]
In the
[0044]
If the instruction to start image blur correction is not issued in
[0045]
Next, the support state determination calculation executed in
[0046]
First, in step # 201, a time measuring timer for determining the support state is started. In the next step # 202, a high-pass filter operation for quickly removing the DC component is performed in order to form a support state determination signal. However, the input signal is step # in FIG.104AD_DATA. In the subsequent step # 203, a low-pass filter operation is further performed to remove high-frequency noise (output signal = HANTEI_DATA). In
[0047]
In the
[0048]
In
[0049]
In the support state determination calculation process, steps # 201 to # 201 are performed.# 205Is performed for each interruption until the predetermined time is reached, and steps # 206 to # 211 are performed only once for the final determination after the predetermined time has elapsed.
[0050]
Next, the signal formation calculation for high-frequency shake correction at the time of shutter driving executed in step # 111 of FIG. 2 will be described based on the flowchart of FIG. The timing at which the control is performed is as described in the conventional example (see FIG. 6).
[0051]
First, in
[0052]
In
[0053]
In
[0054]
In the
[0055]
According to the above embodiment, when the camera is used by being mounted on a tripod or the like, the photographer tries to correct the high-frequency shake that occurs when the camera's focal plane shutter acts with a handheld support. It is possible to prevent the image blur from being enlarged.
[0056]
(Modification)
In the above embodiment, an example is shown in which an angular velocity sensor is used as a shake sensor. However, any means that can detect shake, such as an angular acceleration sensor, an acceleration sensor, a speed sensor, an angular displacement sensor, or a displacement sensor, is used. It may be something like this.
[0057]
Further, as the correction means of the present invention, a shift optical system that moves the optical member in a plane perpendicular to the optical axis, a light flux changing means such as a variable apex angle, a thing that moves the photographing screen in a plane perpendicular to the optical axis, etc. Any image can be used as long as image blur can be corrected.
[0058]
Further, in the present invention, each component or part of the configuration of the claims or the embodiments may be provided in a separate device. For example, the shake detection device may be provided in the camera body, the shake correction device may be provided in the lens barrel attached to the camera, and a control device for controlling them may be provided in the intermediate adapter.
[0059]
Moreover, although the example applied to the camera is shown, if it is an optical apparatus which has the above subjects, it can apply similarly.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the image blur is magnified on the contrary by performing an appropriate motion control when being supported by a hand although it is attached to a support member and used. Therefore, it is possible to provide an optical apparatus with an image blur correction function that can prevent the occurrence of the image blur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a camera and a lens according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of an image blur correction interrupt operation according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing details of the operation in
FIG. 4 is a flowchart showing details of an operation in step # 111 of FIG.
FIG. 5 is a timing chart for explaining problems of a conventional optical apparatus with an image blur correction function.
FIG. 6 is a timing chart for explaining control for solving the problems of a conventional optical apparatus with an image blur correction function.
FIG. 7 is a diagram illustrating a difference in high-frequency shake waveform due to a difference in support state of an optical apparatus with an image shake correction function.
[Explanation of symbols]
101 Lens microcomputer
102 Shake correction system
106 Runout sensor
107 Position sensor
108 Shake correction drive system
110 Lens electrical system
111 Camera electrical system
117 Camera microcomputer
124 switch (SWIS)
Claims (1)
前記振動による像振れを補正する補正手段と、
前記光学機器が有するフォーカルプレーンシャッタの先幕駆動時及び後幕駆動時に発生する特定の振動成分による像振れを補正するための補正データを記憶し、前記振動検出手段からの信号と前記補正データとに基づいて前記補正手段の駆動を制御し、像振れ補正を行わせる像振れ補正制御手段とを有し、
前記像振れ補正制御手段は、前記光学機器の支持状態を前記振動検出手段からの信号に基づいて判定し、
前記支持状態が撮影者による支持であると判定した場合には、前記振動検出手段からの信号に前記補正データを加算した信号に基づいて前記補正手段の駆動を制御し、
前記支持状態が三脚による支持であると判定した場合には、前記補正データを用いずに前記振動検出手段からの信号に基づいて前記補正手段の駆動を制御することを特徴とする光学機器。Vibration detecting means for detecting vibration applied to the optical device;
Correction means for correcting image blur due to the vibration;
Stores correction data for correcting image blur due to a specific vibration component generated at the time of front curtain driving and rear curtain driving of the focal plane shutter of the optical device, and a signal from the vibration detection means and the correction data DOO controls the driving of said correction means based on, and a image shake correction control means to perform image blur correction,
The image blur correction control means determines on the basis of the supporting state of the optical apparatus to a signal from said vibration detecting means,
When it is determined that the support state is support by a photographer, the driving of the correction unit is controlled based on a signal obtained by adding the correction data to the signal from the vibration detection unit,
An optical apparatus characterized in that, when it is determined that the support state is support by a tripod, the drive of the correction unit is controlled based on a signal from the vibration detection unit without using the correction data .
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