JP6223195B2 - Image blur correction apparatus, control method therefor, optical apparatus, and imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複数の像ブレ補正手段を用いて画像のブレを補正する技術に関する。 The present invention relates to a technique for correcting image blur using a plurality of image blur correction means.
近年、撮像装置は小型化や光学系の高倍率化に伴い、装置の振れ等が撮影画像の品位を低下させる原因となっていることに着目し、振れ等により生じる撮影画像のブレを補正するブレ補正機能が種々提案されている。特許文献1には、撮像装置に搭載されるブレ補正機能として、複数のブレ補正手段を併用して制御する方法が開示されている。角速度センサ信号を低周波数帯域と高周波数帯域に分離し、各々のブレ補正手段によって撮像装置の像ブレ補正が行われる。
In recent years, attention has been paid to the fact that image pickup devices have become a cause of deterioration in quality of captured images due to downsizing and higher magnification of optical systems, and correction of image blur caused by shakes is corrected. Various blur correction functions have been proposed.
前記特許文献1に開示の技術では、2つのブレ補正手段に係る低周波数帯域での補正と高周波数帯域での補正との割り当てが固定である。しかし、例えば変倍光学系を備えた撮像装置の場合、2つのブレ補正手段の補正可能量が、図5に示すようにズーム倍率によって変化することがある。各ブレ補正手段の補正可能量は、撮影光学系の光量バランスやMTF(Modulation Transfer Function)特性等で決定される。
In the technique disclosed in
撮像装置に加えられる振れには、低周波ほど振幅が大きく、高周波ほど振幅が小さくなるという特性がある。このため、2つのブレ補正手段について、補正可能量が大きい方に低周波数帯域での補正を割り当て、補正可能量が小さい方に高周波数帯域での補正を割り当てる制御が考えられる。図5のように、ズーム倍率が変化したときに2つのブレ補正手段の補正可能量の大小関係が変化する場合、2つのブレ補正手段に対する高周波数帯域での補正と低周波数帯域での補正の割り当てを変更した方が、最適なブレ補正制御を行うことができる。
本発明は、振れ検出信号の低周波成分および高周波成分に基づいて複数の像ブレ補正手段を制御する像ブレ補正装置において、高周波数帯域と低周波数帯域とで補正の割り当てを切り替える際、補正信号を滑らかに変化させることを目的とする。
The shake applied to the imaging apparatus has a characteristic that the amplitude is larger as the frequency is lower and the amplitude is smaller as the frequency is higher. For this reason, it is conceivable to control the two shake correcting means to assign correction in the low frequency band to the larger correctable amount and assign correction in the high frequency band to the smaller correctable amount. As shown in FIG. 5, when the magnitude relationship between the correction amounts of the two shake correcting means changes when the zoom magnification changes, the correction in the high frequency band and the correction in the low frequency band for the two shake correcting means are performed. If the assignment is changed, optimal blur correction control can be performed.
The present invention relates to an image blur correction apparatus for controlling a plurality of image blur correction means based on a low frequency component and a high frequency component of a shake detection signal, and a correction signal when switching correction allocation between a high frequency band and a low frequency band. The purpose of this is to change smoothly.
上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、複数の像ブレ補正手段により画像のブレを補正する像ブレ補正装置であって、振れ検出手段から出力された振れ検出信号をデジタルフィルタにより低周波信号と高周波信号に分離する信号分離手段と、前記高周波信号から第1補正量を算出し、かつ前記低周波信号から第2補正量を算出するか、または前記低周波信号から第1補正量を算出し、かつ前記高周波信号から第2補正量を算出する算出手段と、前記信号分離手段を制御する制御手段と、を備える。
前記制御手段は、前記高周波信号から前記算出手段が前記第1補正量を算出して前記複数の像ブレ補正手段のうちの第1像ブレ補正手段に出力し、かつ前記低周波信号から前記算出手段が前記第2補正量を算出して前記複数の像ブレ補正手段のうちの第2像ブレ補正手段に出力する第1制御と、前記低周波信号から前記算出手段が前記第1補正量を算出して前記第1像ブレ補正手段に出力し、かつ前記高周波信号から前記算出手段が前記第2補正量を算出して前記第2像ブレ補正手段に出力する第2制御とを切り替える際に、前記デジタルフィルタの演算結果として保持されている中間値を変更して前記第1補正量および第2補正量の信号を連続的に変化させる制御を行う。
In order to solve the above problems, the device according to the present invention, there is provided a image blur correction apparatus for correcting image blur by a plurality of image blur correction means, de a shake detection signal output from the shake detection means digital filter And a signal separation means for separating the signal into a low frequency signal and a high frequency signal, a first correction amount is calculated from the high frequency signal and a second correction amount is calculated from the low frequency signal, or a first correction amount is calculated from the low frequency signal. It calculates a correction amount, and comprises calculation means for calculating a second correction amount from said high-frequency signal, and a control means for controlling the pre-SL signal separating means.
The control means calculates the first correction amount from the high frequency signal and outputs the first correction amount to the first image blur correction means of the plurality of image blur correction means , and the calculation from the low frequency signal. A first control unit that calculates the second correction amount and outputs the second correction amount to a second image blur correction unit of the plurality of image blur correction units; and the calculation unit calculates the first correction amount from the low-frequency signal. When calculating and outputting to the first image blur correcting unit, and switching the second control from which the calculating unit calculates the second correction amount based on the high-frequency signal and outputs the second correction amount to the second image blur correcting unit. Then, control is performed to continuously change the signals of the first correction amount and the second correction amount by changing the intermediate value held as the calculation result of the digital filter.
本発明によれば、振れ検出信号の低周波成分および高周波成分に基づいて複数の像ブレ補正手段を制御する像ブレ補正装置において、高周波数帯域と低周波数帯域とで補正の割り当てを切り替える際、補正信号を滑らかに変化させることができる。 According to the present invention, in the image blur correction device that controls a plurality of image blur correction means based on the low frequency component and the high frequency component of the shake detection signal, when switching the allocation of correction between the high frequency band and the low frequency band, The correction signal can be changed smoothly.
以下、本発明の各実施形態について図面を用いて説明する。本発明は、デジタル一眼レフカメラに装着される交換レンズやレンズ鏡筒のような光学機器、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、Webカメラ等の撮像装置、携帯電話やタブレット端末等の撮像装置を具備する電子機器に適用できる。なお、以下の説明では、画像の横方向または縦方向のいずれか一方の像ブレ補正制御に関して説明する(他の方向の像ブレ補正制御については同様であるため、説明を省略する)。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention includes an optical device such as an interchangeable lens and a lens barrel attached to a digital single lens reflex camera, an imaging device such as a digital video camera, a surveillance camera, and a Web camera, and an imaging device such as a mobile phone and a tablet terminal. Applicable to electronic equipment. In the following description, image blur correction control in either the horizontal direction or the vertical direction of an image will be described (the image blur correction control in the other direction is the same, and thus the description is omitted).
[第1実施形態]
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る像ブレ補正装置100の各構成部とその動作例について具体的に説明する。図1は像ブレ補正装置100の構成例を示すブロック図である。
[First Embodiment]
With reference to FIG. 1, each component of the image
角速度センサ101は、像ブレ補正装置100に加わる振れを検出する。振れ検出信号である角速度信号は低周波成分減衰部102に供給される。低周波成分減衰部102は、角速度センサ101からの角速度信号に含まれる低周波数成分を減衰させて高周波数帯域の信号を出力する。低周波数成分の減衰には、例えばHPF(ハイパスフィルタ)を用いる。信号分離を行う周波数分離部103は、低周波成分減衰部102の出力を取得して更に、高周波角速度信号と低周波角速度信号に分離する。分離された各信号はそれぞれ敏感度演算部104、108に送られる。周波数分離部103の構成例を図2に示す。
The
図2(A)に示す例では、周波数分離部103に対する入力信号がHPF(ハイパスフィルタ)201と減算部202で処理される。入力信号をHPF201に通した後の出力は高周波角速度信号となる。また、減算部202は入力信号からHPF201の出力を減算し、減算出力は低周波角速度信号となる。スイッチ203および204は出力信号の切替部を構成する。スイッチ203はHPF201の出力段に設けられ、スイッチ204は減算部202の出力段に設けられる。スイッチ203および204は、敏感度演算部104に供給される信号Out1_1と、敏感度演算部108に供給される信号Out1_2について、高周波角速度信号と低周波角速度信号のどちらを供給するかを選択する役割を有する。図2(A)では、信号Out1_1を高周波角速度信号とし、信号Out1_2を低周波角速度信号とする。このような切替制御は、後述する周波数分離制御部112からの制御信号による指示に従って行われる。
In the example shown in FIG. 2A, an input signal to the
図2(B)に示す例では、周波数分離部103に対する入力信号がLPF(ローパスフィルタ)211と減算部212で処理される。入力信号をLPF211に通した後の出力は低周波角速度信号となる。また、減算部212は入力信号からLPF211の出力を減算し、減算出力は高周波角速度信号となる。スイッチ213および214は出力信号の切替部を構成する。スイッチ213は減算部212の出力段に設けられ、スイッチ214はLPF211の出力段に設けられる。スイッチ213および214は、敏感度演算部104に供給される信号Out2_1と、敏感度演算部108に供給される信号Out2_2について、高周波角速度信号と低周波角速度信号のどちらを供給するかを選択する役割を有する。図2(B)では、信号Out2_1を高周波角速度信号とし、信号Out2_2を低周波角速度信号とする。
In the example shown in FIG. 2B, an input signal to the
図2(C)に示す例は、図2(A)に対して、信号Out1_1が低周波角速度信号となり、信号Out1_2が高周波角速度信号となるように、スイッチ203およびスイッチ204の接続状態を変更した例を示す。同様に、図2(D)に示す例は、図2(B)に対して信号Out2_1が低周波角速度信号となり、信号Out2_2が高周波角速度信号となるように、スイッチ213およびスイッチ214の接続状態を変更した例を示す。このような切替制御は、後述する周波数分離制御部112からの制御信号による指示に従って行われる。
In the example shown in FIG. 2C, the connection state of the switch 203 and the
図2(A)乃至(D)に示すHPF201またはLPF211はデジタルフィルタであり、例えば、図3に示す一般的な再帰型デジタルフィルタ(IIRフィルタ)の構成をもつ。ゲイン部a,b,cは、各入力信号に対して係数a,b,cをそれぞれ乗算して出力する。HPF201の場合には係数a,bが正値であり、係数cは負値である。また、LPF211の場合には、係数a,b,cはいずれも正値である。Z-1(遅延素子)は、入力信号を1サンプリング時間だけ遅延させて出力する。HPF201またはLPF211において、nサンプリング目の入力信号をFIL_IN[n]とし、出力信号をFIL_OUT[n]とし、Z-1へ供給される信号(以下、フィルタ中間値という)をZ[n]とする。FIL_OUT[n]とZ[n]の計算値は以下のようになる。
The
FIL_OUT[n]=b・Z[n]+c・Z[n−1] …(式1)
Z[n]=FIL_IN[n]+a・Z[n−1] …(式2)
(式1)と(式2)の演算を繰り返し行うことにより、周波数分離部103に対する入力信号について、HPF201では低周波数帯域の信号を減衰させ、LPF211では高周波数帯域の信号を減衰させて出力する。なお、本実施形態においては、簡単のため遅延素子が1つの一次IIRフィルタを用いて説明するが、2つ以上の遅延素子を有する高次のフィルタを用いてもよい。
FIL_OUT [n] = b · Z [n] + c · Z [n−1] (Formula 1)
Z [n] = FIL_IN [n] + a · Z [n−1] (Formula 2)
By repeatedly performing the operations of (Equation 1) and (Equation 2), the
図1の敏感度演算部104、積分部105、リミッタ106は、周波数分離部103から取得した高周波角速度信号または低周波角速度信号に基づいて、第1像ブレ補正量(第1補正量)を演算する第1算出ブロックを構成する。本実施形態では、低周波角速度信号および高周波角速度信号の一方の信号から第1補正量を算出する第1算出処理と、後述のように他方の信号から第2補正量を算出する第2算出処理が実行される。第1像ブレ補正量の信号は第1像ブレ補正部107に出力される。敏感度演算部104は、角速度センサ101が検出した振れを補正するために敏感度を演算する。この敏感度は、第1像ブレ補正部107をどれだけ駆動すればよいかを示す係数であり、該係数を角速度信号に乗算した結果が積分部105に出力される。積分部105は、敏感度演算部104からの出力を積分し、第1像ブレ補正部107の補正量を算出する。リミッタ106は、第1像ブレ補正部107が補正可能範囲内で駆動されるように、積分部105の出力を制限する。リミッタ106の出力は第1像ブレ補正量の信号として第1像ブレ補正部107に出力される。
The
一方、敏感度演算部108、積分部109、リミッタ110は、周波数分離部103から取得した低周波角速度信号または高周波角速度信号に基づいて、第2像ブレ補正量(第2補正量)を演算する第2算出ブロックを構成する。第2像ブレ補正量の信号は第2像ブレ補正部111に出力される。各部108〜110については、敏感度演算部108へ入力される周波数帯域が異なること、およびリミッタ110の出力先が第2像ブレ補正部111であること以外、各部104〜106と同様であるため、説明を省略する。
On the other hand, the
第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111の構成として、図4(A)乃至(C)に例示する。
図4(A)は、補正光学系305の可動光学部材(補正レンズ等)を光軸と垂直な方向にシフトさせ、あるいは光軸上の任意の点を中心に回動させる等の動作により、像ブレ補正を行う場合の構成例を示す。減算部301は、入力信号(像ブレ補正量の信号)から、補正光学系305の位置を検出する位置検出部306の出力を減算する。その減算結果(差分)である偏差データは制御フィルタ302に供給される。制御フィルタ302は、入力データを所定のゲインで増幅する増幅部、および位相補償フィルタで構成される。減算部301からの偏差データは、制御フィルタ302にて増幅および位相補償処理が行われた後、モータ駆動部303に出力される。モータ駆動部303に接続されたモータ304は、補正光学系305の駆動用のボイス・コイル型モータである。モータ304の駆動により、補正光学系305の可動光学部材が移動される。位置検出部306は、磁石とそれに対向する位置に備えられたホール・センサとを備え、補正光学系305の可動光学部材の移動量を検出する。その検出結果を示す信号は減算部301に出力される。これによって、入力信号に対して、補正光学系305に係る移動量を追従させるフィードバック制御系が構成される。補正光学系305は、可動光学部材の移動量に応じて光軸の向きを偏向する、光学的に像ブレ補正可能な補正系である。リミッタ106(またはリミッタ110)の出力に従って補正レンズ等を駆動することにより、像ブレを補正することができる。
The configurations of the first image
In FIG. 4A, the movable optical member (correction lens or the like) of the correction
図4(B)は、撮像素子310を光軸と垂直な方向にシフトさせる場合の像ブレ補正部の構成例を示す。図4(A)との相違点は、像ブレ補正の駆動対象が補正光学系305から撮像素子310に変更されたことである。よって、図4(A)と同様の構成部の説明は省略する。
図4(C)は、像ブレを電子的に補正する場合の像ブレ補正部の構成例を示す。図4(C)に示す画像メモリ321、信号処理部322、撮像素子323、記録媒体・表示デバイス324は、像ブレ補正装置100を搭載した撮像装置が備えている。撮像素子323は、撮像装置の撮影光学系によって結像された被写体像を撮像画像信号に変換して信号処理部322に供給する。信号処理部322は、撮像素子323から取得した信号に基づき、NTSC(National Television System Committee)フォーマット等に準拠した映像信号を生成して画像メモリ321に記憶させる。メモリ読み出し制御部320は、リミッタ106(またはリミッタ110)の出力する像ブレ補正量(第1補正量または第2補正量)に従って、画像メモリ321からの画像の読み出し位置を変更する。これにより、電子的に像ブレが補正された映像信号が画像メモリ321から出力される。メモリ読み出し制御部320は更に、記録媒体・表示デバイス324に映像信号を出力する。つまり、表示デバイスの画面上に像ブレ補正後の画像が表示され、また像ブレ補正後の画像データが記録媒体に記録される。なお、表示デバイスは画像を表示する液晶表示素子(LCD)等のデバイスであり、記録媒体は、ハードディスク等の磁気記録媒体や半導体メモリ等の情報記録媒体である。
FIG. 4B shows a configuration example of an image blur correction unit when the
FIG. 4C shows an example of the configuration of an image blur correction unit when image blur is corrected electronically. An
第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111の割り当てにおいては、図4(A)〜(C)のいずれかを任意に変更することができる。例えば、第1像ブレ補正部107が図4(A)に示す構成であって、第2像ブレ補正部111が図4(B)または(C)に示す構成とされる。または、撮影光学系にて2種類の補正光学系が存在する場合に、第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111ともに図4(A)に示す構成にしてもよい。
In the assignment of the first image
次に図1の周波数分離制御部112について説明する。
周波数分離制御部112は、像ブレ補正装置100を搭載する撮像装置のズーム位置情報等に基づいて、周波数分離部103の制御状態を変更する。図5は、第1像ブレ補正部107の補正可能量(実線)および第2像ブレ補正部111の補正可能量(点線)を例示したグラフである。横軸は像ブレ補正装置100を搭載した撮像装置における撮影光学系のズーム倍率を示し、縦軸に補正可能量を示す。上述したように、撮像装置に加えられる振れは、低周波ほど振幅が大きく、高周波ほど振幅が小さくなるという特性がある。このため、2つの像ブレ補正部について、補正可能量が大きい方に低周波数帯域での補正を割り当て、補正可能量が小さい方に高周波数帯域での補正を割り当てる制御を行う方が補正可能量を有効に使用することができる。以下では、高周波信号から算出される第1補正量を第1像ブレ補正部107に出力するとともに低周波信号から算出される第2補正量を第2像ブレ補正部111に出力する制御を「第1制御」とする。これとは逆に、低周波信号から算出される第1補正量を第1像ブレ補正部107に出力するとともに高周波信号から算出される第2補正量を第2像ブレ補正部111に出力する制御を「第2制御」とする。なお、第1制御と第2制御との変更については、撮影光学系の光学情報や撮影条件等を示す変数値が予め設定された閾値以上であるか、または閾値未満であるかに応じて行われる。
Next, the frequency
The frequency
例えば、周波数分離制御部112は、撮影光学系のズーム倍率を図5に示した倍率X(閾値)と比較して、以下の制御を行う。
(1)ズーム倍率がXより小さい場合:第1像ブレ補正部107によって低周波数帯域での像ブレ補正が行われるように周波数分離部103の動作を変更すること。
(2)ズーム倍率がX以上である場合:第1像ブレ補正部107によって高周波数帯域でのブレ補正が行われるように周波数分離部103の動作を変更すること。
第2像ブレ補正部111については、周波数分離制御部112が、撮影光学系のズーム倍率を図5に示した倍率Xと比較して、以下の制御を行う。
(3)ズーム倍率がXより小さい場合:第2像ブレ補正部111によって高周波数帯域での像ブレ補正が行われるように周波数分離部103の動作を変更すること。
(4)ズーム倍率がX以上である場合:第2像ブレ補正部111によって低周波数帯域でのブレ補正が行われるように周波数分離部103の動作を変更すること。
For example, the frequency
(1) When the zoom magnification is smaller than X: The operation of the
(2) When the zoom magnification is X or more: The operation of the
For the second image
(3) When the zoom magnification is smaller than X: The operation of the
(4) When the zoom magnification is X or more: The operation of the
具体的には、周波数分離制御部112は、前記(1)の場合、周波数分離部103を図2(C)または図2(D)の状態にする制御を行う。また周波数分離制御部112は、前記(2)の場合、周波数分離部103を図2(A)または図2(B)の状態にする制御を行う。
ここで、高周波数帯域での像ブレ補正と低周波数帯域での像ブレ補正を、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111とで入れ替える際には、以下に示す問題が生じ得る。
Specifically, in the case of (1), the frequency
Here, when the image blur correction in the high frequency band and the image blur correction in the low frequency band are replaced by the first image
図6は敏感度演算部への入力信号の時間的変化を例示したグラフであり、横軸に時間を示す。図6(A)は、図2(A)乃至(D)に示した信号Out1_1またはOut2_1、即ち敏感度演算部104への入力信号について時間的変化を示す。また、図6(B)は、図2(A)乃至(D)に示した信号Out1_2またはOut2_2、即ち敏感度演算部108への入力信号について時間的変化を示す。図6(A)および(B)において、時刻0から時刻T10までの期間中、周波数分離部103は図2(C)および(D)に示す状態になっている。この場合、信号Out1_1またはOut2_1は低周波角速度信号であり、信号Out1_2またはOut2_2は高周波角速度信号である。実線のグラフは、時刻T10にて周波数分離制御部112によって、高周波信号と低周波信号との入れ替えが行われた場合の信号変化を示す。また、点線のグラフは上記信号の入れ替えが行われなかった場合の信号変化を示す。
FIG. 6 is a graph illustrating the temporal change of the input signal to the sensitivity calculation unit, and the horizontal axis indicates time. FIG. 6A shows temporal changes of the signal Out1_1 or Out2_1 shown in FIGS. 2A to 2D, that is, the input signal to the
信号Out1_1またはOut2_1は、積分部105で積分された後に駆動目標位置として第1像ブレ補正部107に供給される。つまり、積分前の信号Out1_1またはOut2_1は、第1像ブレ補正部107の駆動目標位置に関する速度(駆動速度)を示す。同様に、信号Out1_2またはOut2_2の信号は第2像ブレ補正部111の駆動目標位置に関する速度(駆動速度)を示す。図6(A)および(B)に実線のグラフで示すように、時刻T10では信号の大きさが急峻に変化している。これによって、第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111に係る駆動速度が大きく変化する。このため、第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111が駆動速度の変化に追従し得ない場合、そのときの追従誤差によって撮影画像に影響を及ぼす現象が生じる可能性がある。
The signal Out1_1 or Out2_1 is integrated by the
このような現象を回避するために、周波数分離制御部112は、高周波角速度信号と低周波角速度信号との間で入れ替えたときに、入れ替え後の各信号が連続的に変化するように制御を行う。この制御は、信号Out1_1,Out1_2,Out2_1,Out2_2に関して行われる。具体的には、HPF201またはLPF211のフィルタ中間値を書き換える処理が行われる。例えば、図2(C)の状態から図2(A)の状態への切替を行う場合、切替前のHPF201の出力は信号Out1_2として出力され、切替後には信号Out1_1として出力される。よって周波数分離制御部112は、切替が行われる直前の信号と切替後のHPF201の出力とが略一致するように制御を行う。この切替直前の信号Out1_1の出力を、図6(A)に示すMID1とする。切替後のHPF201の出力がMID1から変化するように、フィルタ中間値を下式に従って書き換える処理が行われる。
In order to avoid such a phenomenon, the frequency
Z[n−1]=(MID1−b・FIL_IN[n−1])/(a・b+c) …(式3)
このとき、(式2)に(式3)を代入すると、以下の式となる。
Z[n]=FIL_IN[n]+a・(MID1−b・FIL_IN[n−1])/(a・b+c) …(式4)
また、(式1)に(式3)および(式4)を代入すると、以下の式となる。
FIL_OUT[n]=MID1+b・(FIL_IN[n]−FIL_IN[n−1]) …(式5)
(式5)より、左辺に示すHPF201の出力は、MID1と、周波数分離部103への入力信号の1サンプリング期間の変化分(入力信号の差分)に係数bを乗算した数値とを加算した値となる。フィルタ演算が行われるサンプリング周波数は、像ブレ補正装置100に加えられる振れ周波数よりも、十分小さい値に設定される。このため、入力信号の差分が小さな値となり、上記切替が行われる前後で信号Out1_1は連続的な信号となる。信号Out1_2についても、周波数分離部103への入力信号からHPF201の出力を減算した信号であるため、同様に上記切替の前後で連続的な信号となる。
Z [n-1] = (MID1-b.FIL_IN [n-1]) / (a.b + c) (Formula 3)
At this time, when (Expression 3) is substituted into (Expression 2), the following expression is obtained.
Z [n] = FIL_IN [n] + a. (MID1-b.FIL_IN [n-1]) / (a.b + c) (Formula 4)
Further, when (Expression 3) and (Expression 4) are substituted into (Expression 1), the following expression is obtained.
FIL_OUT [n] = MID1 + b. (FIL_IN [n] −FIL_IN [n−1]) (Formula 5)
From (Equation 5), the output of the
また、図2(D)の状態から図2(B)の状態に切替を行う場合、切替前のLPF211の出力は信号Out2_1として出力され、切替後のLPF211の出力は信号Out2_2として出力される。よって周波数分離制御部112は、上記切替が行われる直前の信号と切替後のLPF211の出力とが略一致するように制御を行う。具体的には、上記切替が行われる直前の信号Out2_2を、図6(B)に示すMID2とする。切替後のLPF211の出力がMID2から変化するように、フィルタ中間値を下式に従って書き換える処理が行われる。
When switching from the state of FIG. 2D to the state of FIG. 2B, the output of the
Z[n−1]=(MID2−b・FIL_IN[n−1])/(a・b+c) …(式6)
このとき、(式4),(式5)と同様の計算を行うと、以下の式となる。
FIL_OUT[n]=MID2+b・(FIL_IN[n]−FIL_IN[n−1]) …(式7)
(式7)より、左辺に示すLPF211の出力は、MID2と、周波数分離部103への入力信号の差分に係数bを乗算した数値とを加算した値となり、上記切替が行われる前後で信号Out2_2は連続的な信号となる。信号Out2_2についても、周波数分離部103への入力信号からHPF201の出力を減算した信号であるため、同様に上記切替前後で連続的となる。
Z [n-1] = (MID2-b.FIL_IN [n-1]) / (a.b + c) (Formula 6)
At this time, if the same calculation as in (Expression 4) and (Expression 5) is performed, the following expression is obtained.
FIL_OUT [n] = MID2 + b · (FIL_IN [n] −FIL_IN [n−1]) (Expression 7)
From (Equation 7), the output of the
図6(C)は、上記したフィルタ中間値の書き換えを行ったときの信号Out1_1またはOut2_1の時間的変化を示したグラフである。図6(D)は、上記したフィルタ中間値の書き換えを行ったときの信号Out1_2またはOut2_2の時間的変化を示したグラフである。
図6(A)および(B)において時刻T10で生じていた急激な信号変化による不連続は、図6(C)および(D)では生じず、切替の前後で信号が滑らかにつながっている。時刻T10で高周波角速度信号と低周波角速度信号の切替が行われた後には、HPF201またはLPF211の時定数に従って徐々に信号レベルが変化し、フィルタ中間値の書き換えによって生じたオフセット成分は収束していく。このオフセット成分の変化についてはHPF201またはLPF211の時定数によって調整可能である。したがって、図6(A)および(B)に実線で示すグラフで説明したような、駆動速度の急峻な変化を抑制できるので、第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111の追従誤差が映像に及ぼす影響に起因する現象の発生を防止することができる。
FIG. 6C is a graph showing temporal changes in the signal Out1_1 or Out2_1 when the filter intermediate value is rewritten. FIG. 6D is a graph showing temporal changes in the signal Out1_2 or Out2_2 when the filter intermediate value is rewritten.
6 (A) and 6 (B), the discontinuity due to the rapid signal change that occurred at time T10 does not occur in FIGS. 6 (C) and 6 (D), and the signals are smoothly connected before and after switching. After switching between the high-frequency angular velocity signal and the low-frequency angular velocity signal at time T10, the signal level gradually changes according to the time constant of the
本実施形態では、周波数分離部103にて、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111に対する高周波角速度信号と低周波角速度信号の出力先が切替可能である。更には、信号の切替前後で信号が連続的になるように、周波数分離部103が有するHPFまたはLPFのフィルタ中間値を変更する処理が行われる。これによって、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111の高周波数帯域での補正と低周波数帯域での補正について割り当てを変更する際、信号を滑らかに切り替えることができる。
本実施形態によれば、振れ検出信号(角速度信号)を低周波数帯域と高周波数帯域の各成分に分離し、高周波数帯域での補正と低周波数帯域での補正の割り当てを切り替えて最適な像ブレ補正性能を実現することができる。
In the present embodiment, the output of the high frequency angular velocity signal and the low frequency angular velocity signal to the first image
According to the present embodiment, the shake detection signal (angular velocity signal) is separated into each component of the low frequency band and the high frequency band, and an optimum image is switched by switching between correction in the high frequency band and correction in the low frequency band. Blur correction performance can be realized.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を説明する。図7は、第2実施形態に係る像ブレ補正装置120の構成例を示すブロック図である。第1実施形態に係る図1の構成と同様の部分については既に使用した符号を用いることで、それらの詳細な説明を省略し、相違点を説明する。なお、このような説明の省略については、後述の実施形態でも同様である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the image
本実施形態では、図1に示す積分部105および積分部109に代えて、周波数分離部103の前段に積分部121を配置した点が異なる。積分部121は、低周波成分減衰部102からの信号を積分することで、角度信号を生成して周波数分離部103に供給する。周波数分離部103は、積分部121の角度信号を高周波角度信号と低周波角度信号に分離し、各信号を敏感度演算部104,108にそれぞれ出力する。
The present embodiment is different in that an integrating
周波数分離部103の構成については、図2(A)乃至(D)に示す高周波角速度信号を高周波角度信号と読み替え、低周波角速度信号を低周波角度信号と読み替えればよい。敏感度演算部104,108は、周波数分離部103からの低周波角度信号または高周波角度信号を補正するために、第1像ブレ補正部107、第2像ブレ補正部111の各敏感度を角度信号に乗算してリミッタ106,110にそれぞれ供給する。第1像ブレ補正部107,第2像ブレ補正部111は、リミッタ106,110の各出力に従って像ブレ補正動作を行う。
Regarding the configuration of the
本実施形態と第1実施形態は、速度情報を角度情報または位置情報に変換するための積分部の配置に関し、周波数分離部103の前であるか後であるかという点で相違する。第1実施形態においては、図6(A)および(B)に示す実線のグラフにて、時刻T10での信号の不連続性について、第1像ブレ補正部107,第2像ブレ補正部111に係る駆動速度の変化が急峻になることを説明した。本実施形態の場合、図2(A)乃至(D)に示す出力信号Out1_1,Out1_2またはOut2_1,Out2_2に対して、敏感度演算部104および敏感度演算部108にて敏感度が乗算される。乗算結果はリミッタ106,110を介して第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111にそれぞれ供給される。そのため、図6(A)および(B)に示す実線のグラフにて、時刻T10に示すような急峻な変化が生じると、第1像ブレ補正部107,第2像ブレ補正部111がステップ駆動されることとなる。その結果、高周波角度信号と低周波角度信号との切替時に映像が動いてしまうことが避けられない。特に像ブレ補正部が、図4(A)および(B)に示すような機械的に可動部が動く構成を有する場合、ステップ駆動の瞬間だけでなく、駆動後も暫くの間、リンギングによって映像が動き続ける現象が生じる可能性がある。
The present embodiment and the first embodiment are different in respect of the arrangement of the integration unit for converting the speed information into angle information or position information in that it is before or after the
そこで、本実施形態において、第1実施形態の場合と同様、(式3)および(式6)に示したように、周波数分離部103の内部の一時記憶部に保持されるフィルタ中間値の書き換え処理が行われる。これによって、図6(C)および(D)に示すように、周波数分離部103にて高周波角度信号と低周波角度信号との切替時に信号を滑らかにつなぐことができる。即ち、第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111がステップ駆動されることによって映像に不自然な動きが生じる現象を防止できる。
Therefore, in the present embodiment, as in the case of the first embodiment, as shown in (Equation 3) and (Equation 6), rewriting of the filter intermediate value held in the temporary storage unit inside the
本実施形態に係る像ブレ補正装置においては、周波数分離部103の前に積分部121が配置され、角度信号または位置信号を高周波成分および低周波成分に分離する処理が行われる。周波数分離部103にて第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111に対する高周波角度信号と低周波角度信号の出力先の切替を行う際、切替前後で信号が連続的になるように、フィルタ中間値が更新される。フィルタとは周波数分離部103が有するHPFまたはLPFである。本実施形態によれば、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111に係る高周波数帯域での補正と低周波数帯域での補正との割り当てを変更する際に、信号を滑らかに切り替えることで良好な像ブレ補正性能を実現できる。
In the image blur correction apparatus according to the present embodiment, the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を説明する。本実施形態に係る像ブレ補正装置の構成は図1に示す第1実施形態の場合と同様であるが、周波数分離部103の内部構成が図2とは異なり、図8に示す構成である。
図8(A)にて、周波数分離部103に対する入力信号はHPF311Hおよび減算部312で処理される。入力信号をHPF311Hに通した後の出力信号が高周波角速度信号であり、減算部312が入力信号からHPF311Hの出力を減算した出力信号が低周波角速度信号である。また、図8(B)にて、周波数分離部103に対する入力信号はLPF311Lおよび減算部312で処理される。入力信号をLPF311Lに通した後の出力信号が低周波角速度信号であり、減算部312が入力信号からLPF311Lの出力を減算した出力信号が高周波角速度信号である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the image blur correction apparatus according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, but the internal configuration of the
In FIG. 8A, the input signal to the
本実施形態において、周波数分離制御部112は、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111により、高周波数帯域での補正と低周波数帯域での補正とを切り替える際、周波数分離部103内部のフィルタの特性を、HPFとLPFとの間で入れ替える。即ち、図8に示すHPF311HとLPF311Lとを相互に入れ替える処理が実行される。これによって、敏感度演算部104への出力信号Out3_1と敏感度演算部108への出力信号Out3_2について、高周波角速度信号と低周波角速度信号との間で切り替えることができる。
In this embodiment, the frequency
HPF311HやLPF311Lは、図3に示すような一般的なIIRフィルタの構成を有する。IIRフィルタをHPFとして構成するか、またはLPFとして構成するかについては、ゲイン係数a,b,cの値を変更することにより実現できる。つまり、図3の構成例においてHPFを構成する場合のゲイン係数を、a=HPF_a,b=HPF_b,c=HPF_cとし、LPFを構成する場合のゲイン係数を、a=LPF_a,b=LPF_b,c=LPF_cとする。これらのゲイン係数を相互に入れ替えることによって、図8(A)に示すハイパスフィルタ特性の状態と、図8(B)に示すローパスフィルタ特性の状態との間で相互変換を行うことができる。
The
フィルタの特性をLPFとHPFとの間で入れ替えることによって、高周波数帯域での像ブレ補正と低周波数帯域での像ブレ補正を、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111に対して入れ替える場合には、図6(A)および(B)に示す問題が生じる。ただし、図6の縦軸については「Out1_1又はOut2_1」を「Out3_1」と読み替え、「Out1_2又はOut2_2」を「Out3_2」と読み替えて、以下に説明する。
図6(A)および(B)において、時刻0から時刻T10までの期間中、周波数分離部103は図8(B)に示す状態である。つまり、信号Out3_1は低周波角速度信号であり、信号Out3_2は高周波角速度信号である。図6(A)および(B)に示す実線のグラフは、時刻T10において周波数分離制御部112によって、高周波角速度信号と低周波角速度信号との入れ替えが行われた場合の信号変化を示す。また、点線のグラフは上記信号の入れ替えが行われなかった場合の信号変化を示す。
By switching the filter characteristics between LPF and HPF, image blur correction in the high frequency band and image blur correction in the low frequency band can be performed on the first image
6A and 6B, the
信号Out3_1は、積分部105で積分された後に駆動目標位置として第1像ブレ補正部107に供給される。つまり、積分前の信号Out3_1は、第1像ブレ補正部107の駆動速度を示す。同様に、信号Out3_2は第2像ブレ補正部111の駆動速度を示す。図6(A)に実線グラフでは、時刻T10にてLPF311LをHPF311Hに切り替えた瞬間に、信号の大きさが急峻に変化している。これによって、第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111の駆動速度が大きく変化する。このため、第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111が駆動速度の変化に追従し得ない場合、そのときの追従誤差によって撮影画像に影響を及ぼす現象が生じる可能性がある。
The signal Out3_1 is integrated by the
このような現象を回避するために、周波数分離制御部112は、信号Out3_1,Out3_2について、高周波角速度信号と低周波角速度信号とを入れ替えたときに、入れ替えた後の各信号が連続的になるように制御を行う。つまり、第1実施形態の場合と同様、LPF311LまたはHPF311Hのフィルタ中間値を書き換える処理が行われる。例えば、図8(B)の状態から図8(A)の状態への切替を行う場合、切替前のフィルタはローパスフィルタ特性、LPF311Lとして機能しており、切替後にはハイパスフィルタ特性、HPF311Hとして機能する。よって周波数分離制御部112は、切替が行われる直前のLPF311Lの出力と、切替後のHPF311Hの出力とが略一致するように制御を行う。この切替直前のLPF311Lの出力を、図6(A)に示したMID1とする。切替後のHPF311Hの出力がMID1から変化するように、フィルタ中間値を以下の式に従って書き換える処理が行われる。
In order to avoid such a phenomenon, the frequency
Z[n−1]=(MID1−HPF_b・FIL_IN[n−1])/(HPF_a・HPF_b+HPF_c)…(式8)
このとき、(式4)および(式5)と同様の計算を行うと、以下の式となる。
FIL_OUT[n]=MID1+HPF_b・(FIL_IN[n]−FIL_IN[n−1]) …(式9)
(式9)より、左辺に示すHPF311Hの出力は、MID1と、周波数分離部103への入力信号の1サンプリング期間の変化分(入力信号の差分)に係数HPF_bを乗算した数値とを加算した値となる。フィルタ演算が行われるサンプリング周波数は、像ブレ補正装置100に加えられる振れ周波数よりも、十分小さい値に設定される。このため、入力信号の差分も小さな値となり、上記切替が行われる前後で信号Out3_1は連続的な信号となる。信号Out3_2についても、周波数分離部103への入力信号からHPF311Hの出力を減算した信号であるため、同様に上記切替の前後で連続的な信号となる。
Z [n-1] = (MID1-HPF_b.FIL_IN [n-1]) / (HPF_a.HPF_b + HPF_c) (Expression 8)
At this time, if the same calculation as in (Expression 4) and (Expression 5) is performed, the following expression is obtained.
FIL_OUT [n] = MID1 + HPF_b. (FIL_IN [n] −FIL_IN [n−1]) (Formula 9)
From (Equation 9), the output of the
一方、図8(A)の状態から図8(B)の状態に切替を行う場合も同様に、フィルタ中間値を下式に従って書き換えることによって、切替の前後で連続的な信号にすることができる。
Z[n−1]=(MID1−LPF_b・FIL_IN[n−1])/(LPF_a・LPF_b+LPF_c)…(式10)
フィルタ中間値の書き換え処理を行った場合における、信号Out3_1,Out3_2の時間的変化は、図6(C)および(D)に示すグラフとなる。図6(C)および(D)では、時刻T10において、図8(B)から図8(A)の状態への切り替え時に不連続は生じず、切替の前後で信号が滑らかにつながっている。時刻T10で高周波角速度信号と低周波角速度信号の切替を行った後には、HPF311Hの時定数に従って徐々に信号レベルが変化し、フィルタ中間値の書き換えによって生じたオフセット成分は収束していく。このオフセット成分の変化はHPF311Hの時定数によって調整可能である。したがって、前記実施形態の場合と同様、第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111の追従誤差が映像に及ぼす影響に起因する現象の発生を防止できる。
On the other hand, when switching from the state shown in FIG. 8A to the state shown in FIG. 8B, similarly, by rewriting the filter intermediate value according to the following equation, a continuous signal can be obtained before and after switching. .
Z [n-1] = (MID1-LPF_b.FIL_IN [n-1]) / (LPF_a.LPF_b + LPF_c) (Expression 10)
The temporal changes of the signals Out3_1 and Out3_2 when the filter intermediate value rewriting process is performed are shown in the graphs of FIGS. 6 (C) and 6 (D), at time T10, there is no discontinuity when switching from the state of FIG. 8 (B) to the state of FIG. 8 (A), and the signals are smoothly connected before and after the switching. After switching between the high-frequency angular velocity signal and the low-frequency angular velocity signal at time T10, the signal level gradually changes according to the time constant of
第3実施形態では、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111に対する高周波角速度信号と低周波角速度信号の切替を、周波数分離部103が有するフィルタ特性の変更により行う。即ち、HPF311HとLPF311Lとの間で相互の切り替えが行われる。これによって、簡単な構成で第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111に対する高周波角速度信号と低周波角速度信号の切替を行える。更に、切替の際にはHPFまたはLPFのフィルタ中間値を変更する処理が行われる。よって、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111による、高周波数帯域での補正と低周波数帯域での補正について割り当てを変更する際、信号を滑らかに切り替えて良好な像ブレ補正性能を実現することができる。
In the third embodiment, the high frequency angular velocity signal and the low frequency angular velocity signal for the first image
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を説明する。本実施形態に係る像ブレ補正装置の構成は図7のブロック図に示す通りであり、周波数分離部103の構成は図8のブロック図に示す通りである。また、図6(A)乃至(D)を参照する場合、縦軸の「Out1_1又はOut2_1」を「Out3_1」と読み替え、「Out1_2又はOut2_2」を「Out3_2」と読み替えるものとする。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the image blur correction apparatus according to the present embodiment is as shown in the block diagram of FIG. 7, and the configuration of the
本実施形態と第3実施形態との差異は、速度情報を角度情報または位置情報に変換するための積分部121(図7参照)が、周波数分離部103の前に位置する点である。第3実施形態では、図6(A)および(B)に示す実線のグラフにおいて時刻T10での信号の不連続性について、第1像ブレ補正部107、第2像ブレ補正部111の速度変化が急峻になることを説明した。本実施形態では、図8(A)または(B)での出力信号Out3_1、Out3_2に対して、敏感度演算部104および敏感度演算部108が敏感度をそれぞれ乗算する。これらの演算結果は、リミッタ106,110を介して第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111にそれぞれ供給される。そのため、図6(A)および(B)の実線のグラフにて時刻T10で急峻な変化が生じると、第1像ブレ補正部107、第2像ブレ補正部111がステップ駆動されることとなる。その結果、高周波角度信号と低周波角度信号との切替時に映像が動いてしまう可能性がある。
The difference between the present embodiment and the third embodiment is that an integration unit 121 (see FIG. 7) for converting speed information into angle information or position information is located in front of the
そこで、本実施形態では、周波数分離部103内部のLPFとHPFとの切替の際に、第実施形態の場合と同様に(式8)および(式10)に示した、フィルタ中間値の書き換えを行う。これによって、図6(C)および(D)に示すように、周波数分離部103における高周波角度信号と低周波角度信号との切替時に信号を滑らかにつなぐことができる。したがって第1像ブレ補正部107および第2像ブレ補正部111がステップ駆動されることで映像の動きが見えてしまう現象の発生を防止できる。
Therefore, in the present embodiment, when switching between the LPF and HPF in the
本実施形態では、周波数分離部103の前段に積分部を配置した構成の像ブレ補正装置において、周波数分離部103が有するフィルタの特性をHPFとLPFとの間で切り替える際、HPFまたはLPFのフィルタ中間値を変更する。切替の前後で信号が連続的になるので、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111による、高周波数帯域での補正と低周波数帯域での補正の割り当てを変更する際、信号が滑らかにつながり、良好な像ブレ補正性能を実現することができる。
In the present embodiment, in the image blur correction apparatus having the configuration in which the integration unit is arranged in front of the
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態を説明する。図9は、本実施形態に係る像ブレ補正装置130の構成例を示すブロック図である。図9の構成と図1の構成との相違点は下記の通りである。
・ズーム制御部131が追加されていること。
・周波数分離制御部112は、ズーム制御部131から情報を取得し、積分部105,109またはリミッタ106,110、あるいは両方を制御すること。
本実施形態では、像ブレ補正装置130を搭載した撮像装置がズーミング動作中である場合、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111による、高周波数帯域での補正と低周波数帯域での補正の割り当てを切り替える処理について説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the image
A
The frequency
In the present embodiment, when an imaging apparatus equipped with the image
ズーム制御部131は、ズームレンズの位置検出情報に基づいて、像ブレ補正装置130を搭載した撮像装置がズーミング動作中であるか否かを判定する。判定の結果、撮像装置がズーミング動作中である場合、ズーム制御部131は周波数分離制御部112に対してズーミング動作中であることを通知する。周波数分離制御部112は、この通知に従って積分部105,109、さらにはリミッタ106,110を制御する。
The
図10(A)は、周波数分離制御部112が行う処理の流れを示したフローチャートである。本処理は、所定の時間間隔(例えば60分の1秒等)で繰り返し行われる。
S200で周波数分離制御部112はズーム制御部131から情報を取得し、撮像装置がズーミング動作中であるか否かを判定する。周波数分離制御部112は、ズーム制御部131からの位置検出情報等に基づいてズーミング動作中と判定した場合、S201に処理を進め、ズーミング動作中でないと判定した場合にはS204に移行する。
FIG. 10A is a flowchart showing a flow of processing performed by the frequency
In step S200, the frequency
S201で周波数分離制御部112は、積分部105,109のうち、低周波数帯域での補正に割り当てられている方の積分部の時定数を短くする。ズーミング動作時には撮影者により、撮像装置のズーム操作部材が操作されるので、低周波数帯域のブレが生じ易い。そのため、低周波数帯域での補正を、ズーミング動作中でない状態と同様に行った場合、補正部材(補正レンズ等)が補正可能限界に達してしまう可能性が高くなる。これを防ぐために、ズーミング動作中には、低周波数帯域での補正量算出用の積分部の時定数を短くする処理が実行される。時定数を小さくすることは、できるだけ補正しないように第1補正量または第2補正量を低減させて補正効果を抑制する作用をもつ。なお、積分部の時定数を短くする処理例に限らず、他の方法を採用してもよい。例えば、低周波数帯域での補正を停止する方法等のように、補正部材が補正可能限界に到達してしまうことを防止する処理であれば、如何なる処理を行ってもよい。S201の処理の後、S202に進む。
In S201, the frequency
S202は、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111による、低周波数帯域での補正と高周波数帯域での補正の切替、つまり周波数割り当ての切替を、周波数分離部103に対して行うか否かの判定処理である。本判定処理では、第1実施形態にて図5を用いて説明したように、撮像装置のズーム倍率が変化することによって、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111との間で補正可能量の大きさの比率が逆転した際、肯定的判定結果(Yes)が下される。S202にて周波数の割り当てを切り替えることが判定された場合、S203の処理に進み、切り替えないことが判定された場合には処理を終了する。S203で周波数分離制御部112は、周波数分離部103に対して高周波数帯域と低周波数帯域の切替を行うかどうかを示すフラグ(CHANGE_FLAG)をセットして、本処理を終了する。
In S202, the first image
一方、S204で周波数分離制御部112は、CHANGE_FLAGがセットされているか否かを判定する。S204でCHANGE_FLAGがセットされていない場合、本処理は終了となる。またS204でCHANGE_FLAGがセットされている場合、S205に処理を進め、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111に対する低周波数帯域での補正と高周波数帯域での補正の切替処理が実行される。S205の後にS206に進み、CHANGE_FLAGがリセットされた後に本処理を終了する。
On the other hand, in S204, the frequency
次に、図10(A)の処理を行った場合の効果について、図11を参照して説明する。図11(A)および(C)では、横軸を時間軸とし、積分部105の出力信号の時間的変化を示す。また、図11(B)および(D)では、横軸を時間軸とし、積分部109の出力信号の時間的変化を示す。図11(A)乃至(D)では、時刻T30から時刻T32までの期間に撮像装置のズーミング動作が行われ、それ以外の期間ではズーミング動作が行われていないものとする。
Next, the effect when the processing of FIG. 10A is performed will be described with reference to FIG. In FIGS. 11A and 11C, the horizontal axis is the time axis, and the temporal change in the output signal of the
図11(A)および(B)は、図10(A)で説明した処理を行わない場合の、積分部105,109の各出力変化を示す。時刻0から時刻T31までの期間中、第1像ブレ補正部107によって低周波数帯域での補正を行い、時刻T31以降には高周波数帯域での補正を行った場合を説明する。時刻T30でズーミング動作が開始すると、低周波数帯域での補正量を算出する積分部105の時定数を設定値よりも短くする処理が実行される。このため、時刻T30から時刻T31にかけて積分部105の出力はゼロに収束する。時刻T31は、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111との間で補正可能量の大きさの比率に逆転が生じるタイミングを示す。つまり時刻T31にて、低周波数帯域と高周波数帯域での補正の割り当てが切り替わる。時刻T31以降、第2像ブレ補正部111によって低周波数帯域の補正が行われる。このため、積分部105の時定数を元の設定値に戻し、積分部109の時定数を短くする処理が実行される。これによって、時刻T31から時刻T32にかけて積分部109の出力がゼロに収束していく。そして、時刻T32でズーミング動作が終了すると、積分部109の時定数を元の設定値に戻す処理が行われ、第2像ブレ補正部111による低周波数帯域での像ブレ補正が行われる。
FIGS. 11A and 11B show changes in outputs of the
図10(A)の処理を行わない場合には、ズーミング動作の開始直後に低周波数帯域での補正を行っている像ブレ補正部を、その補正可能範囲に中心位置に戻す制御が行われる。その後のズーミング動作中に低周波数帯域での補正と高周波数帯域での補正の切替を行った直後には、新たに低周波数帯域での補正を行う像ブレ補正部を、その補正可能範囲の中心位置に戻す制御が行われる。この場合、ズーミング動作中に撮影者が意図しない画像の動きが複数回発生すると、撮影者に違和感を与える可能性がある。 When the processing of FIG. 10A is not performed, control is performed to return the image blur correction unit that performs correction in the low frequency band to the center position within the correctable range immediately after the start of the zooming operation. Immediately after switching between the correction in the low frequency band and the correction in the high frequency band during the subsequent zooming operation, the image blur correction unit that newly performs the correction in the low frequency band is set to the center of the correctable range. Control to return to the position is performed. In this case, if the movement of the image that is not intended by the photographer occurs a plurality of times during the zooming operation, the photographer may feel uncomfortable.
これに対して、図10(A)の処理を行った場合の積分部105,109の各信号変化を図11(C)および(D)に示す。図11(C)および(D)にて、時刻T31は、低周波数帯域と高周波数帯域での補正の割り当てを切り替えるタイミングを示している。しかし、図10(A)のS202、S203の処理により、ズーミング動作中には周波数の割り当ての切替が行われない。そしてズーミング動作が終了する時刻T32において、S205の処理によって、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111に対する周波数の割り当ての切替が行われる。
図10(A)の処理においては、ズーミング動作中に周波数割り当ての切替を行わず、ズーミング動作の終了後に切替を行うので、撮影者が意図しない画像の動きが発生するタイミングを、ズーム動作終了の直後のみに限定することができる。よって、複数回の画像の動きによって撮影者に違和感を与えてしまうことを回避できる。
In contrast, FIGS. 11C and 11D show changes in the signals of the integrating
In the process of FIG. 10A, since the frequency assignment is not switched during the zooming operation, and the switching is performed after the zooming operation is finished, the timing at which the movement of the image unintended by the photographer occurs is determined at the end of the zoom operation. It can be limited to just after. Therefore, it is possible to avoid giving the photographer a sense of incongruity due to a plurality of image movements.
本実施形態においては、第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111に対する高周波角速度信号と低周波角速度信号の出力先の切替を、ズーミング動作の終了後に行う。第1像ブレ補正部107と第2像ブレ補正部111による、高周波数帯域での補正と低周波数帯域での補正の割り当てを変更する際、信号を滑らかに切り替えて良好な像ブレ補正性能を実現することができる。
In the present embodiment, the output destination of the high frequency angular velocity signal and the low frequency angular velocity signal for the first image
次に、図10(B)および図12を参照して、本実施形態の変形例を説明する。変形例では周波数分離制御部112が積分部105,109およびリミッタ106,110を制御する。
図10(B)は、周波数分離制御部112が行う処理の流れを示したフローチャートである。図10(A)に対して追加したS210およびS211の処理を主に説明する。
S200でズーミング動作中と判定された場合、S201の後でS210に処理を進める。S210で周波数分離制御部112はリミッタ106,110の設定値(上限値)を変更する。各リミッタの設定値については、ズーム位置毎に予め決められた設定値に比べて、高周波数帯域での補正用リミッタの設定値が大きい値に変更され、低周波数帯域での補正用リミッタの設定値が小さい値に変更される。
Next, a modified example of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the modification, the frequency
FIG. 10B is a flowchart showing the flow of processing performed by the frequency
If it is determined in S200 that the zooming operation is being performed, the process proceeds to S210 after S201. In S210, the frequency
また、S200でズーミング動作中でない判定された場合、S211に処理を進める。S211では、S210の処理によってズーミング動作中のリミッタの設定値の変更が行われていた場合に、リミッタ106,110の設定値をズーム位置毎に決められた本来の設定値に戻す処理が行われる。S211の後、S204に処理を進める。
次に、図10(B)の処理を行った場合の効果について、図12を参照して説明する。図12(A)および(C)では、横軸を時間軸とし、積分部105の出力信号(細線)とリミッタ106の設定値(太線)の時間的変化を示す。また、図12(B)および(D)は、横軸を時間軸とし、積分部109の出力信号(細線)とリミッタ110の設定値(太線)の時間的変化を示す。図12(A)乃至(D)では、時刻T40から時刻T41までの期間にズーミング動作が行われ、それ以外の期間ではズーミング動作が行われていないものとする。また、時刻0から時刻T41までの期間には、第1像ブレ補正部107により低周波数帯域での補正を行い、第2像ブレ補正部111により高周波数帯域での補正を行い、時刻T41にて周波数の割り当ての切替が行われるものとする。
If it is determined in S200 that the zooming operation is not being performed, the process proceeds to S211. In S211, when the setting value of the limiter during the zooming operation has been changed by the processing in S210, processing for returning the setting value of the
Next, the effect when the process of FIG. 10B is performed will be described with reference to FIG. 12A and 12C, the horizontal axis represents the time axis, and the temporal change in the output signal (thin line) of the
図12(A)および(B)は、図10(B)の処理を行わない場合の、積分部105,109の各出力とリミッタ106,110の各設定値の変化を示す。図12(B)に示すように、時刻0から時刻T41までの期間中、高周波数帯域での補正を行う第2像ブレ補正部111の補正可能範囲、つまりリミッタ110の設定値は、ズーミング動作中に一旦小さくなる。その後にリミッタ110の設定値が大きくなる。この例では、リミッタ110の設定値が小さくなったときに、積分部109の出力がリミッタ110の設定値よりも大きくなってしまう。そのため、高周波数帯域側の補正が正しく行われなくなる可能性がある。
12A and 12B show changes in the outputs of the
これに対して、図10(B)の処理を行った場合の、各リミッタの設定値の変化を図12(C)および(D)に示す。太線で示す実線のグラフは、リミッタ106,110の各設定値の時間的変化を示している。また点線のグラフは、ズーム位置毎に決められた、リミッタ106,110の各設定値の変化を示している。図10(B)のS210の処理によって、リミッタ106,110の各設定値が実線のグラフで示すように変化する。
時刻T40から、低周波数帯域側での補正を行う第1像ブレ補正部107の補正目標位置となる、積分部105の出力は、図12(C)にて細線で示す実線のグラフのように、ゼロに向かって収束していく。そのため、リミッタ106の設定値については、図12(C)にて太線で示す実線のグラフのように、S210の処理でズーム位置毎に決められた設定値より小さくしても、積分部105の出力に変化はない。一方、リミッタ110の設定値については、リミッタ106の設定値を小さく制限した分だけ大きくすることができる。つまり、図12(D)にて太線で示すグラフのように、ズーミング動作中(時刻T40からT41までの期間)において、S210の処理によってリミッタ110の設定値が、ズーム位置毎に決められた設定値よりも大きくなるように変更される。したがって、図12(B)で説明した、積分部109の出力がリミッタ110の設定値よりも大きくなってしまうことを防止し、高周波数帯域での補正を正しく行うことができる。
In contrast, FIGS. 12C and 12D show changes in the set values of the limiters when the process of FIG. 10B is performed. A solid line graph indicated by a thick line indicates a temporal change of each set value of the
From time T40, the output of the
第5実施形態の変形例では、ズーミング動作中、低周波数帯域での補正を行う像ブレ補正部のリミッタの設定値を小さくし、かつ高周波数帯域での補正を行う像ブレ補正部のリミッタの設定値を大きくする制御を行う。これによって、高周波数帯域での補正を行う像ブレ補正部について、ズーム位置毎に決められた補正可能範囲がズーミング動作中に小さくなるような場合に当該像ブレ補正部が補正可能限界に到達することを回避できる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない様々な形態も本発明の技術的範囲に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
In the modification of the fifth embodiment, during the zooming operation, the set value of the limiter of the image blur correction unit that performs correction in the low frequency band is reduced, and the limiter of the image blur correction unit that performs correction in the high frequency band is used. Control to increase the set value. As a result, with respect to the image blur correction unit that performs correction in the high frequency band, when the correctable range determined for each zoom position becomes smaller during the zooming operation, the image blur correction unit reaches the correctable limit. You can avoid that.
The present invention has been described in detail on the basis of the preferred embodiments thereof, but the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms that do not depart from the gist of the present invention are also possible. Included in the range. A part of the above-described embodiments may be appropriately combined.
100,120,130 像ブレ補正装置
101 角速度センサ
103 周波数分離部
105,109,121 積分部
107 第1像ブレ補正部
111 第2像ブレ補正部
112 周波数分離制御部
131 ズーム制御部
100, 120, 130 Image
Claims (8)
振れ検出手段から出力された振れ検出信号をデジタルフィルタにより低周波信号と高周波信号に分離する信号分離手段と、
前記高周波信号から第1補正量を算出し、かつ前記低周波信号から第2補正量を算出するか、または前記低周波信号から第1補正量を算出し、かつ前記高周波信号から第2補正量を算出する算出手段と、
前記信号分離手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記高周波信号から前記算出手段が前記第1補正量を算出して前記複数の像ブレ補正手段のうちの第1像ブレ補正手段に出力し、かつ前記低周波信号から前記算出手段が前記第2補正量を算出して前記複数の像ブレ補正手段のうちの第2像ブレ補正手段に出力する第1制御と、前記低周波信号から前記算出手段が前記第1補正量を算出して前記第1像ブレ補正手段に出力し、かつ前記高周波信号から前記算出手段が前記第2補正量を算出して前記第2像ブレ補正手段に出力する第2制御とを切り替える際に、前記デジタルフィルタの演算結果として保持されている中間値を変更して前記第1補正量および第2補正量の信号を連続的に変化させる制御を行うことを特徴とする像ブレ補正装置。 An image blur correction apparatus for correcting image blur by a plurality of image blur correction means,
A signal separating means for separating the low frequency signal and a high frequency signal by the shake digital filter the outputted vibration detection signal from the detection means,
A first correction amount is calculated from the high frequency signal and a second correction amount is calculated from the low frequency signal, or a first correction amount is calculated from the low frequency signal and a second correction amount is calculated from the high frequency signal. a calculation means for calculating,
And a control means for controlling a pre-SL signal separating means, and
The control means calculates the first correction amount from the high frequency signal and outputs the first correction amount to the first image blur correction means of the plurality of image blur correction means , and the calculation from the low frequency signal. A first control unit that calculates the second correction amount and outputs the second correction amount to a second image blur correction unit of the plurality of image blur correction units; and the calculation unit calculates the first correction amount from the low-frequency signal. When calculating and outputting to the first image blur correcting unit, and switching the second control from which the calculating unit calculates the second correction amount based on the high-frequency signal and outputs the second correction amount to the second image blur correcting unit. An image blur correction apparatus that performs control to continuously change signals of the first correction amount and the second correction amount by changing an intermediate value held as a calculation result of the digital filter.
前記算出手段は、前記切替手段から取得した前記低周波信号または高周波信号から前記第1補正量を算出する第1算出手段、および前記切替手段から取得した前記低周波信号または高周波信号から前記第2補正量を算出する第2算出手段を有することを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。 The signal separation means has switching means for switching the output destination of the low frequency signal and the high frequency signal by a control signal from the control means,
The calculation means includes first calculation means for calculating the first correction amount from the low frequency signal or high frequency signal acquired from the switching means, and the second from the low frequency signal or high frequency signal acquired from the switching means. The image blur correction apparatus according to claim 1, further comprising a second calculation unit that calculates a correction amount.
前記算出手段は、前記デジタルフィルタの出力信号または前記差分の信号を取得して前記第1補正量を算出する第1算出手段、および前記デジタルフィルタの出力信号または前記差分の信号を取得して前記第2補正量を算出する第2算出手段を有することを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。 The digital filter has a high-pass filter characteristic or a low-pass filter characteristic, and the signal separation means calculates a difference between the shake detection signal and the output signal of the digital filter,
The calculation means obtains an output signal of the digital filter or the difference signal to calculate the first correction amount, and obtains an output signal of the digital filter or the difference signal to obtain the first correction amount. The image blur correction apparatus according to claim 1, further comprising a second calculation unit configured to calculate a second correction amount.
前記信号分離手段は前記振れ検出信号として前記積分手段からの信号を取得して低周波信号と高周波信号に分離することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。 An integration means for converting the angular velocity signal of the shake into an angle signal or a position signal;
4. The image blur correction according to claim 1, wherein the signal separation unit acquires a signal from the integration unit as the shake detection signal and separates the signal into a low frequency signal and a high frequency signal. apparatus.
制御手段により制御される信号分離手段が、振れ検出手段から出力された振れ検出信号をデジタルフィルタにより低周波信号と高周波信号に分離する信号分離ステップと、
算出手段が、前記高周波信号から第1補正量を算出し、かつ前記低周波信号から第2補正量を算出するか、または前記低周波信号から第1補正量を算出し、かつ前記高周波信号から第2補正量を算出する算出ステップと、を有し、
前記算出ステップにて前記制御手段は、前記高周波信号から前記算出手段が算出する前記第1補正量を前記複数の像ブレ補正手段のうちの第1像ブレ補正手段に出力し、かつ前記低周波信号から前記算出手段が前記第2補正量を前記複数の像ブレ補正手段のうちの第2像ブレ補正手段に出力する第1制御と、前記低周波信号から前記算出手段が算出する前記第1補正量を前記第1像ブレ補正手段に出力し、かつ前記高周波信号から前記算出手段が算出する前記第2補正量を前記第2像ブレ補正手段に出力する第2制御とを切り替える際に、前記デジタルフィルタの演算結果として保持されている中間値を変更して前記第1補正量および第2補正量の信号を連続的に変化させる制御を行うことを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。 A control method executed by an image blur correction apparatus that corrects image blur by a plurality of image blur correction means,
Signal separating means controlled by the control means, a signal separation step for separating a low frequency signal and a high frequency signal by the shake digital filter the outputted vibration detection signal from the detection means,
The calculating means calculates a first correction amount from the high-frequency signal and calculates a second correction amount from the low-frequency signal, or calculates a first correction amount from the low-frequency signal and calculates from the high-frequency signal It includes a calculation step of calculating a second correction amount, and
In the calculating step, the control unit outputs the first correction amount calculated by the calculating unit from the high-frequency signal to a first image blur correcting unit of the plurality of image blur correcting units , and the low frequency A first control in which the calculation means outputs the second correction amount to a second image blur correction means of the plurality of image blur correction means from a signal; and the first control means that the calculation means calculates from the low frequency signal. When switching between the second control for outputting the correction amount to the first image blur correcting unit and outputting the second correction amount calculated by the calculating unit from the high-frequency signal to the second image blur correcting unit, A control method for an image blur correction apparatus, wherein control is performed to continuously change signals of the first correction amount and the second correction amount by changing an intermediate value held as a calculation result of the digital filter. .
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