JP6061481B2 - 像振れ補正装置およびそれを備えた光学機器、撮像装置 - Google Patents
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本発明の目的は、斜め方向のパンニングに直交する方向の像振れ補正効果を精度良く得ることができ、露光中の振れ補正演算負荷を軽減することができる像振れ補正装置およびそれを備えた光学機器、撮像装置を提供することである。
[ステップ#311] ヨー方向のパンニング制御サブルーチンへ進む。詳細は後述するが、このサブルーチンでは、ヨー方向のパンニング判定と、ヨー方向のパンニング終了判定と、パンニング終了判定されている場合はヨー方向の振れ補正制御を再開するフローが含まれている。このステップ#311でヨー方向のパンニングが行われていると判定されると、YAWPANFLGが1に変更され、ステップ#312へ進む。
[ステップ#312] ピッチ方向のパンニング制御サブルーチンへ進む。詳細は後述するが、このサブルーチンでは、ピッチ方向のパンニング判定と、ピッチ方向のパンニング終了判定と、パンニング終了判定されている場合はピッチ方向の振れ補正制御を再開するフローが含まれている。このステップ#312でピッチ方向のパンニングが行われていると判定されると、PITCHPANFLGが1に変更され、ステップ#313へ進む。
[ステップ#313] ヨー方向もピッチ方向もパンニング中であるかの判断を行い、YAWPANFLGが1で且つPITCHPANFLGが1であれば、ステップ#314へ進み、そうでなければステップ#320へ進み、総合的パンニング制御を終了する
[ステップ#314] ここでは画面斜め方向へのパンニング中と判断し、ステップ#315へ進む。ステップ#313および#314を実行するレンズマイコン101が、ヨー方向とピッチ方向の両方に対して斜め方向のパンニングを検知するパンニング検知手段に相当する。
[ステップ#315] 露光動作を行うスイッチであるスイッチSW2がオンか否かの判断を行い、オフならばステップ#316へ進み、オンならばステップ#330に進む。
[ステップ#316] スイッチSW2のフラグであるSW2FLGを0(零)に変更し、ステップ#317へ進む。
[ステップ#317] スイッチSW1がオン以降、露光動作以前で 且つ0.5秒過去(設定された時間長)からの時間平均値Ay・Apを演算記憶する。現時刻がT1とすれば、図3の横軸の時刻T1から過去0.5秒間のヨー方向の振れセンサ出力:Yの時間平均値をAy=+5.1[°/秒]として記憶し、ピッチ方向の振れセンサ出力:Pの時間平均値をAp=+2.6[°/秒]として記憶し、ステップ#318へ進む。ステップ#317を実行するレンズマイコン101が、時間平均値算出記憶手段に相当する。このステップでの時間平均値の算出は、像振れ補正動作が一定時間間隔のタイマ割り込みで行われるので、一定時間間隔で行われ、記憶を更新する。
[ステップ#318] 定数(Kyy・Kpy・Kyp・Kpp)を演算記憶し、ステップ#319へ進む。ステップ#318を実行するレンズマイコン101が、定数演算記憶手段に相当する。このステップでの定数の演算は、時間平均値の算出と同様に、一定時間間隔で行われ、記憶を更新する。
[ステップ#319] 総合的パンニング制御を終了する。
[ステップ#330] SW2FLGが1か否かの判断をし、1ならばステップ#340へ進み、1以外ならばステップ#331へ進む。
[ステップ#331] 斜め方向のパンニングに直交する方向の振れ補正を行い、ヨー側コイル87yへIy=Wy・(Y・Kyy−P・Kpy)の電流を通電し、ピッチ側コイル87pへIp=Wp・(−Y・Kyp+P・Kpp)の電流を通電する。Y,Pは補正する当時刻のヨー側およびピッチ側の振れセンサ83y,83pの振れ信号を意味し、Iy,Ipはヨー側およびピッチ側のコイル87y,87pへ入力する指令信号を意味する。また、Wy,Wpは、後述するが、計算値を通電電流値に変換する定数である。そしてステップ#332へ進む。
[ステップ#332] 連続撮影を続けているのかの判断の為、0.1秒前に露光動作をしたか否かを判別する。0.1秒前に露光動作をしていない場合はステップ#333へ進む。0.1秒前に露光動作を行っている場合は、ステップ#334へ進む。
[ステップ#334] スイッチSW2のフラグ(SW2FLG)を1に書き換え、ステップ#333へ進む。
[ステップ#333] 総合的パンニング制御を終了する。
[ステップ#340] ヨ−側振れセンサ出力の0.05秒間の短時間平均値Ay2と、ピッチ側振れセンサ出力の0.05秒間の短時間平均値Ap2を演算する。演算の式は、AyとApと同一であり、平均化する時間が0.05秒と短い点が異なる。
[ステップ#341] 短時間平均値Ay2が、時間平均値Ayの0.8倍から1.2倍の範囲で、かつ短時間平均値Ap2が時間平均値Apの0.8倍から1.2倍の範囲ならば、ステップ#331に進み、範囲外ならばステップ#350へ進む。つまり、第1の短時間平均値Ay2と第1の時間平均値Ayを比較し、第2の短時間平均値Ap2と第2の時間平均値Apを比較している。そして、該比較結果に基づき、像振れ補正動作を継続すると判断すれば、ステップ#331に進む。停止すると判断すれば、ステップ#350へ進む。
[ステップ#350] YAWθ値を0.25度に書き換え、ステップ#351へ進む。
[ステップ#351] PITCHθ値を0.25度に書き換え、ステップ#352へ進む。
[ステップ#352] YAWPANFLG値を0に書き換え、ステップ#353へ進む。
[ステップ#353] PITCHPANFLG値を0に書き換え、ステップ#354へ進む。
[ステップ#354] 総合的パンニング制御を終了する。
[ステップ#11] ヨー方向のパンニング動作中(YAWPANFLG=1)かどうかの判定を行い、ヨー方向のパンニング動作中であればステップ#16へ進み、ヨー方向のパンニング動作中でなければステップ#12へ進む。
[ステップ#12] ヨー方向振れセンサ出力の積分結果の角変位YAWθが0.25°以上であるかどうかの判定を行い、0.25°以上であればステップ#13へ進み、0.25°未満であれば、ヨー方向は通常の撮影時等であるのでステップ#44のヨー方向パンニング制御終了へ進む。
[ステップ#13] 200msec以上、角変位YAWθが0.25°を越える値であるか否かを判定し、この条件下になければステップ#15へ進むが、この条件を満足した場合はステップ#14へ進む。
[ステップ#14] ヨー方向のパンニング動作が開始されたとして、「YAWPANFLG=1」とする。
[ステップ#15] 実際の角変位YAWθに関係なく、この時の角変位YAWθを図6(f)に示す様に0.25°に固定する。図6はYAWθとPITCHθの両方の説明で使用するため、記号のYAWとPITCHは省略している。
[ステップ#16] ヨー方向のパンニング動作が終了(YAWPANSTOP=1)したかどうかの判定を行い、ヨー方向のパンニングが終了していなければステップ#17へ進む。
[ステップ#17] 角変位YAWθが0.25°以上であるかどうかの判定を行い、0.25°以上であればヨー方向のパンニング動作の途中であるのでステップ#20進み、一方、0.25°未満であればステップ#18へ進む。
[ステップ#18] ヨー方向のパンニング動作が終了したか否かを判定する為に、角変位YAWθが150msec以上、0.25°以下であるかどうかを調べる。この結果、この条件下に無ければステップ#20へ進むが、この条件を満足すればヨー方向のパンニング動作が終了したとしてステップ#19へ進む。ステップ#13、#14、#18、#19を実行するレンズマイコン101が、第1のパンニング検知手段に相当する。
[ステップ#19] ヨー方向のパンニング動作が終了したとして、「YAWPANSTOP=1」とする。
[ステップ#20] ヨー方向のパンニング動作終了後の制御に用いるカウンタ(YAWPANCOUNT)をクリアする。
[ステップ#21] カウンタ値(YAWPANCOUNT)を基にテーブルデータからYAWA,YAWBの値を読み出す。
[ステップ#22] YAWθA=YAWA×θを演算する(図6(d)参照)。
[ステップ#23] YAWθB=YAWB×0.25°を演算する(図6(e)参照)。
[ステップ#24] YAWθ=YAWθA+YAWθB を演算し(図6(f)参照)、角変位データθを変更する。この新しい角変位データYAWθによってヨー方向の像振れ補正が行われることになる。
[ステップ#25] YAWPANCOUNTをカウントアップする。
[ステップ#26] YAWPANCOUNTの値が所定カウントYAWTMに達したか否かの判定を行い、達していなければ以下同様の処理を繰り返し、その後所定カウントYAWTMに達することにより、ステップ#27へ進む。
[ステップ#27] フラグYAWPANFLG,YAWPANSTOPをクリアし、ヨー方向のパンニング動作終了後の制御を終了する。
[ステップ#111] ピッチ方向パンニング動作中(PITCHPANFLG=1)かどうかの判定を行い、ピッチ方向パンニング動作中であればステップ#116へ進み、ピッチ方向のパンニング動作中でなければステップ#112へ進む。
[ステップ#112] 積分結果の角変位PITCHθが0.25°以上であるかどうかの判定を行い、0.25°以上であればステップ#113へ進み、0.25°未満であれば、ピッチ方向は通常の撮影時等であるのでステップ#144のピッチ方向パンニング制御終了へ進む。
[ステップ#113] 200msec以上、角変位PITCHθが0.25°を越える値であるか否かを判定し、この条件下になければステップ#115へ進むが、この条件を満足した場合はステップ#114へ進む。
[ステップ#114] ピッチ方向パンニング動作が開始されたとして、「PITCHPANFLG=1」とする。
[ステップ#115] 実際の角変位PITCHθに関係なく、この時の角変位PITCHθを図6(f)に示す様に0.25°に固定する。
[ステップ#116] ピッチ方向のパンニング動作が終了(PITCHPANSTOP=1)したかどうかの判定を行い、ピッチ方向のパンニングが終了していなければステップ#117へ進む。
[ステップ#117] 角変位PITCHθが0.25°以上であるかどうかの判定を行い、0.25°以上であればピッチ方向のパンニング動作の途中であるのでステップ#120進み、一方、0.25°未満であればステップ#118へ進む。
[ステップ#118] ピッチ方向のパンニング動作が終了したか否かを判定する為に、角変位PITCHθが150msec以上、0.25°以下であるかどうかを調べる。この結果、この条件下に無ければステップ#120へ進むが、この条件を満足すればピッチ方向のパンニング動作が終了したとしてステップ#119へ進む。
[ステップ#119] ピッチ方向のパンニング動作が終了したとして、「PITCHPANSTOP=1」とする。ステップ#113、#114、#118、#119を実行するレンズマイコン101が、第2のパンニング検知手段に相当する。
[ステップ#120] ピッチ方向のパンニング動作終了後の制御に用いるカウンタ(PITCHPANCOUNT)をクリアする。
[ステップ#121] カウンタ値(PITCHPANCOUNT)を基にテーブルデータからPITCHA,PITCHBの値を読み出す。
[ステップ#122] PITCHθA=PITCHA×θを演算する(図6(d)参照)。
[ステップ#123] PITCHθB=PITCHB×0.25°を演算する(図6(e)参照)。
[ステップ#124] PITCHθ=PITCHθA+PITCHθBを演算し(図6(f)参照)、角変位データθを変更する。この新しい角変位データPITCHθによってピッチ方向の像振れ補正が行われることになる。
[ステップ#125] PITCHPANCOUNTをカウントアップする。
[ステップ#126] PITCHPANCOUNTの値が所定カウントPITCHTMに達したか否かの判定を行い、達していなければ以下同様の処理を繰り返し、その後所定カウントPITCHTMに達することにより、ステップ#127へ進む。
[ステップ#127] フラグPITCHPANFLG,PITCHPANSTOPをクリアし、ピッチ方向のパンニング動作終了後の制御を終了する。
Yva=Y・Ap/(Ay2+Ap2)0.5
で表される。
Cyy
=Yva・Ap/(Ay2+Ap2)0.5
=Y・Ap2/(Ay2+Ap2)
=Y・Kyy
の式で表される。ここで、Kyy=Ap2/(Ay2+Ap2)とする。Kyyは、コイル87yへの指令信号に関与する成分(Cyy)に比例した第1の定数である。また、そのYva値から、補正光学ユニット85にピッチ方向の推力を与えるコイル87pへの通電制御で用いる部分成分Cpyは、Ay値とAp値の関係から、
Cpy
=−Yva・Ay/(Ay2+Ap2)0.5
=−Y・Ap・Ay/(Ay2+Ap2)
=−Y・Kyp
で表される。ここで、Kyp=Ap・Ay/(Ay2+Ap2)とする。Kypは、コイル87yへの指令信号に関与する成分(Cpy)に比例した第2の定数である。次に、図9で、ピッチ側振れセンサ83pの出力から、コイル87yへの通電制御で用いる部分成分Cypと、コイル87pへの通電制御で用いる部分成分Cppを求める手順を説明する。
そこで、瞬間のピッチ側振れセンサ出力Pの内、流し撮り方向に直交する方向成分Pvaの大きさは、Ay値とAp値の関係から、
Pva=P・Ay/(Ay2+Ap2)0.5
で表される。
Cyp
=−Pva・Ap/(Ay2+Ap2)0.5
=−P・Ay・Ap/(Ay2+Ap2)
=−P・Kpy
の式で表される。ここで、Kpy=Ay・Ap/(Ay2+Ap2)とする。Kpyは、コイル87yへの指令信号に関与する成分(Cyp)に比例した第3の定数である。このKpyは、Kpy=Kypの関係にある。
Cpp
=Pva・Ay/(Ay2+Ap2)0.5
=P・Ay2/(Ay2+Ap2)
=P・Kpp
で表される。ここで、Kpp=Ay2/(Ay2+Ap2)とする。Kppは、コイル87pへの指令信号に関与する成分(Cpp)に比例した第4の定数である。
Iy
=Wy・(Cyy+Cyp)
=Wy・(Y・Kyy−P・Kpy)
(Wyは計算値を通電電流値に変換する定数であり、補正光学ユニット85の設計時に定まる定数である)と表される。
Ip
=Wp・(Cpy+Cpp)
=Wp・(−Y・Kyp+P・Kpp)
(Wpは計算値を通電電流値に変換する定数であり、補正光学装置85の設計時に定まる定数である)
と表される。
上記実施例では、ピッチとヨーのプログラムを共有している例を示したが、別々に設けても構わない。また、デジタル制御で行う例を示したが、アナログ制御で行っても良い。
83p ピッチ側センサ
85 補正光学ユニット
86y ヨー位置検出素子
86p ピッチ位置検出素子
87y ヨー側コイル
87p ピッチ側コイル
101 レンズマイコン
102 振れ補正系
117 カメラマイコン
Claims (6)
- 結像光学系の光軸に直交する2つの互いに異なる第1の軸と第2の軸のそれぞれ周りの振れを検出する第1の振れ検出手段および第2の振れ検出手段と、
前記振れに起因する像振れを補正する振れ補正手段と、
前記振れ補正手段を前記第1の軸の周りの方向に駆動する第1の補正駆動手段と、
前記振れ補正手段を前記第2の軸の周りの方向に駆動する第2の補正駆動手段と、
前記第1の軸の周りの方向と前記第2の軸の周りの方向の両方に対して斜め方向のパンニングを検知するパンニング検知手段と、
前記斜め方向のパンニング中の露光動作以前の時刻に、前記第1の振れ検出手段からの第1の振れ信号の第1の時間平均値、および前記第2の振れ検出手段からの第2の振れ信号の第2の時間平均値をそれぞれ求め、記憶する時間平均値算出記憶手段と、
露光動作が連続する際に、最初の露光動作以前に求めた前記第1の時間平均値および第2の時間平均値と、連続する露光動作の間における前記第1の時間平均値および第2の時間平均値よりも短時間の平均値である第1の短時間平均値および第2の短時間平均値とを比較した結果に基づいて、像振れ補正の動作を行うか否かを判断する判断手段と、を有することを特徴とする像振れ補正装置。 - 前記第1の時間平均値および第2の時間平均値を基に、前記第1の補正駆動手段および第2の補正駆動手段への指令信号を演算する際に用いる定数を演算記憶する定数演算記憶手段を有し、
前記振れ補正手段により像振れを補正する際には、当時刻の前記第1の振れ信号および第2の振れ信号と、前記演算記憶された定数を基に前記指令信号を演算し、前記第1の補正駆動手段および第2の補正駆動手段へ前記指令信号を入力することによって、前記斜め方向のパンニングに直交する方向の像振れを補正することを特徴とする請求項1に記載の像振れ補正装置。 - 前記定数は、補正する当時刻の前記第1の振れ信号が、前記第1の補正駆動手段への指令信号に関与する成分に比例した第1の定数と、前記第2の補正駆動手段への指令信号に関与する成分に比例した第2の定数であり、
補正する当時刻の前記第2の振れ信号が、前記第1の補正駆動手段への指令信号に関与する成分に比例した第3の定数と、前記第2の補正駆動手段への指令信号に関与する成分に比例した第4の定数であることを特徴とする請求項2に記載の像振れ補正装置。 - 前記パンニング検知手段は、前記第1の軸の周りの方向のパンニングを検知する第1のパンニング検知手段と、前記第2の軸の周りの方向のパンニングを検知する第2のパンニング検知手段とを有し、前記第1のパンニング検知手段と前記第2のパンニング検知手段がともにパンニングを検知したことにより前記斜め方向のパンニングを検知したとすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の像振れ補正装置。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の像振れ補正装置を備えた光学機器。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の像振れ補正装置を備えた撮像装置であって、
サーボAFを開始する第1のスイッチと、連続した露光動作を開始する第2のスイッチとを有し、
前記時間平均値算出記憶手段は、前記第1のスイッチがオンであるが前記第2のスイッチがオンでないときに、前記第1の時間平均値および前記第2の時間平均値を求めることを特徴とする撮像装置。
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