JP6242145B2 - 像振れ補正装置、その制御方法および撮像装置 - Google Patents
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Description
第1振動センサ201は、例えば角速度センサであり、通常姿勢(画像の長さ方向が水平方向とほぼ一致する姿勢)における、撮像装置の垂直方向(ピッチ方向)の振動を検出する。第2振動センサ202は例えば角速度センサであり、通常姿勢における撮像装置の水平方向(ヨー方向)の振動を検出する。第1防振制御部203は、ピッチ方向における防振レンズの補正位置制御信号を出力し、防振レンズの駆動を制御する。第2防振制御部204は、ヨー方向における防振レンズの補正位置制御信号を出力し、防振レンズの駆動を制御する。
第1防振制御部203、第1振動センサ201から撮像装置のピッチ方向の振れを表す振れ信号(角速度信号)が供給される。また、第2防振制御部204には、第2振動センサ202から撮像装置のヨー方向の振れを表す振れ信号(角速度信号)が供給される。
第1防振レンズ駆動部104は、第1防振レンズ103、可動鏡筒122、固定地板123、転動ボール124、第1電磁駆動部207、第2の電磁駆動部208を備える。また、第1防振レンズ駆動部104は、付勢ばね127、第1位置センサ209、第2位置センサ210、センサーホルダー129を備える。
次に、第1駆動リミット505が、LPF503の出力値を所定の大きさに制限する(ステップS109)。そして、第1駆動リミット505が、LPF503の出力値を第1レンズ位置制御部205へ入力する(ステップS110)。これにより、第1防振レンズ103が駆動される。
第1の補正手段の防振周波数帯域は、振れ信号の低周波成分である。第2の補正手段の防振周波数帯域は、振れ信号の高周波成分である。
第1の補正手段による防振の補正角度は、第2の補正手段による防振の補正角度に比べて広く設定する。これは、一般的に、振れ信号の低周波成分は、高周波成分に比べて大きく、防振角度が多く必要となるからである。これにより、第1の補正手段に比べて、第2の補正手段に対応するメカ構成を小さくすることができる。
一般的に、振れ信号を補正する手段の駆動量が大きくなると、周辺光量、解像度、収差などが劣化する傾向がある。したがって、防振のため駆動量が大きくなりやすい第1の補正手段については、第2の補正手段に比べて、レンズ駆動による光学性能を劣化しにくい構成に設定する。
防振レンズの駆動方式は、公知である光軸に対してチルトする方式の駆動方法の方が、光軸に直交する面にシフトする方式に比べて、光学性能の劣化が小さい。したがって、第1の補正手段が備える第1防振レンズ103は、チルト方向へ駆動する方式とし、第2の補正手段が備える第2防振レンズ113は、シフト駆動する方式とする。
本実施例では、第1の補正手段の補正角度は第2の補正手段の補正角度より大きく設定される。したがって、第1防振レンズ103は、第2防振レンズ113よりも、光学性能の劣化が少ない被写体側に近い方へ配置する。
ホール素子が出力する信号(ホール素子信号)は、防振レンズの位置検出信号である。ホール素子信号を所定の倍率に増幅する位置検出信号増幅器の増幅率については、ホール素子信号の増幅率が大きい方が、位置検出に対する分解能は向上する。しかし、増幅後の電気信号をデジタル的にADコンバータなどで取得する場合には、限られた電圧レンジ内でダイナミックレンジが広くとれない場合が多い。したがって、分解能とダイナミックレンジとを両立させるために、ダイナミックレンジの必要な低周波振れを補正する第1の補正手段に対応するホール素子信号の増幅率を小さく設定する。一方、高周波で細かな振れが多い第2の補正手段に対応するホール素子信号の増幅率を大きく設定することで、位置検出の分解能を高くする。具体的には、第1の信号増幅手段である第1位置検出信号増幅器507による信号増幅率を、第2の信号増幅手段である第3位置検出信号増幅器508による信号増幅率よりも小さくする。
防振調整周波数は、補正手段による防振の効果が最も高くなる周波数である。本実施例では、第1の補正手段の防振調整周波数を、第2の補正手段の防振調整周波数に比べて低く設定する。
図8(A)は、従来の像振れ補正装置の防振性能を示す。図8(B)は、本実施例の像振れ補正装置の防振性能を示す。図8(A),(B)における縦軸は、抑振率を示す。横軸は、手振れ周波数を示す。抑振率は、手振れ性能を示す指標である。抑振率は、例えば、以下の式で表される。
上記式より、手振れ補正入り時の揺れ残りがなくなれば(0となれば)、抑振率は100%となる。
図7の説明に戻る。第2の補正手段は、高周波側の防振を主に行う。したがって、第2の補正手段の現在位置をフィードバック制御する第1のフィードバック制御手段の周波数帯域を、第2の補正手段の現在位置をフィードバック制御する第2のフィードバック制御手段の周波数帯域より高く設定する。第1レンズ位置制御部205が、第1のフィードバック制御手段に相当する。また、第3レンズ位置制御部211が、第2のフィードバック制御手段に相当する。
防振レンズの光学特性上、同じ駆動ストロークに対して得られる防振角度は異なる。より大きな防振角度に必要な低周波を主に防振する第1の補正手段として、第2の補正手段に比べて、駆動ストロークに対して得られる防振角度の大きいレンズを使用する。
本実施形態の像振れ補正装置は、第1、第2の補正手段を、振れ周波数の大きさに対応して別々に設計する。これにより、装置を大型化することなく撮影条件、撮影者等の振れ量、振れ周波数の違いによる振れ補正性能への影響を受けにくい、防振効果の高い、像振れ補正処理を実行することができる。
113 第2防振レンズ
119 制御部
Claims (13)
- 振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段から出力される振れ信号を用いて像振れを光学的に補正する第1の補正手段及び前記第1の補正手段とは異なる第2の補正手段と、
前記第1の補正手段の位置検出信号を増幅する第1の信号増幅手段と、
前記第2の補正手段の位置検出信号を増幅する第2の信号増幅手段と、を備え、
前記第1の補正手段を用いて前記振れ信号の所定周波数よりも低い周波数成分に基いて像振れを光学的に補正し、
前記第2の補正手段を用いて前記振れ信号の前記所定周波数よりも高い周波数成分に基いて像振れを光学的に補正し、
前記第1の信号増幅手段による信号増幅率が、前記第2の信号増幅手段による信号増幅率に比べて小さいことを特徴とする像振れ補正装置。 - 前記第1の補正手段の防振の補正角度は、前記第2の補正手段の防振の補正角度に比べて広いことを特徴とする請求項1に記載の像振れ補正装置。
- 前記第1の補正手段は、第2の補正手段に比べて、駆動による光学性能劣化が小さくなるように構成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の像振れ補正装置。 - 前記第1の補正手段の駆動方式は、前記第1の補正手段をチルトする駆動方式であり、
前記第2の補正手段の駆動方式は、前記第2の補正手段をシフトする駆動方式であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の像振れ補正装置。 - 前記第1の補正手段は、前記第2の補正手段に比べて、被写体に近い位置に配置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の像振れ補正装置。
- 前記第1の補正手段は、前記第1の信号増幅手段により増幅された信号を用いて像振れを光学的に補正し、
前記第2の補正手段は、前記第2の信号増幅手段により増幅された信号を用いて像振れを光学的に補正することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の像振れ補正装置。 - 振れを検出する振れ検出工程と、
前記振れ検出工程で検出された振れ信号の所定周波数よりも低い周波数成分に基いて第1の補正手段を用いて像振れを光学的に補正する第1の補正工程と、
前記振れ信号の前記所定周波数よりも高い周波数成分に基いて前記第1の補正手段とは異なる第2の補正手段を用いて像振れを光学的に補正する第2の補正工程と、
前記第1の補正手段の位置検出信号を増幅する信号増幅率が、前記第2の補正手段の位置検出信号を増幅する信号増幅率に比べて小さい信号増幅工程と、を有することを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の像振れ補正装置を備える撮像装置。
- 振れを検出する振れ検出手段から出力される振れ信号に基づいて、第1の補正手段及び前記第1の補正手段とは異なる第2の補正手段を用いて像振れを光学的に補正する撮像装置であって、
前記第1の補正手段は、前記第2の補正手段により用いられる前記振れ信号の周波数成分より低い前記振れ信号の周波数成分と、前記第2の補正手段の位置検出信号に対する信号増幅率より小さい信号増幅率で増幅された前記第1の補正手段の位置検出信号と、を用いて、像振れを光学的に補正することを特徴とする撮像装置。 - 振れを検出する振れ検出手段から出力される振れ信号に基づいて、第1の補正手段及び前記第1の補正手段とは異なる第2の補正手段を用いて像振れを光学的に補正する撮像装置であって、
前記第2の補正手段は、前記第1の補正手段により用いられる前記振れ信号の周波数成分より高い前記振れ信号の周波数成分と、前記第1の補正手段の位置検出信号に対する信号増幅率より大きい信号増幅率で増幅された前記第2の補正手段の位置検出信号と、を用いて、像振れを光学的に補正することを特徴とする撮像装置。 - 前記第1の補正手段または前記第2の補正手段は、撮像手段であることを特徴とする請求項9または10に記載の撮像装置。
- 振れを検出する振れ検出手段から出力される振れ信号に基づいて、第1の補正手段及び前記第1の補正手段とは異なる第2の補正手段を用いて像振れを光学的に補正する撮像装置の制御方法であって、
前記第2の補正手段により用いられる前記振れ信号の周波数成分より低い前記振れ信号の周波数成分と、前記第2の補正手段の位置検出信号に対する信号増幅率より小さい信号増幅率で増幅された前記第1の補正手段の位置検出信号と、を用いて、前記第1の補正手段により像振れを光学的に補正する補正工程を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 振れを検出する振れ検出手段から出力される振れ信号に基づいて、第1の補正手段及び前記第1の補正手段とは異なる第2の補正手段を用いて像振れを光学的に補正する撮像装置の制御方法であって、
前記第1の補正手段により用いられる前記振れ信号の周波数成分より高い前記振れ信号の周波数成分と、前記第1の補正手段の位置検出信号に対する信号増幅率より大きい信号増幅率で増幅された前記第2の補正手段の位置検出信号と、を用いて、前記第2の補正手段により像振れを光学的に補正する補正工程を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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