JP6318502B2 - Blur correction device and optical apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ブレ補正装置及び光学機器に関するものである。 The present invention relates to a shake correction apparatus and an optical apparatus.
角速度センサ(ジャイロ)の信号を基に、光学手ブレ補正を行う技術がある。この技術においては、角速度センサの基準値(0deg/s時のジャイロ出力値)を正確に求める必要があるが、角速度センサの基準値は、起動直後のドリフト特性や、温度特性等により変化するため、正確に求めるのは困難である。
そこで、角速度センサの出力信号をLPF(ローパスフィルタ)処理により算出し、更に、動きベクトル情報を用いて、基準値を補正する技術が提案されている(特許文献1参照)。
ここで、「動きベクトル」とは、被写体の動きではなく、「手振れに対応した動きベクトル」のことである。
There is a technique for performing optical image stabilization based on a signal from an angular velocity sensor (gyro). In this technique, it is necessary to accurately obtain the reference value (gyro output value at 0 deg / s) of the angular velocity sensor. It is difficult to find accurately.
Therefore, a technique has been proposed in which the output signal of the angular velocity sensor is calculated by LPF (low-pass filter) processing, and the reference value is corrected using motion vector information (see Patent Document 1).
Here, the “motion vector” is not a motion of the subject but a “motion vector corresponding to camera shake”.
しかし、動きベクトル情報を用いることで、基準値を補正する場合、通常、動きベクトルの演算間隔よりも基準値の演算間隔の方が短い。そのため、動きベクトル算出時以外も基準値が更新され、基準値の精度を悪化させるという問題がある。
本発明の課題は、精度の良い基準値補正が可能なブレ補正装置及び光学機器を提供することである。
However, when the reference value is corrected by using the motion vector information, the calculation interval of the reference value is usually shorter than the calculation interval of the motion vector. Therefore, there is a problem that the reference value is updated even when the motion vector is not calculated, and the accuracy of the reference value is deteriorated.
An object of the present invention is to provide a shake correction apparatus and an optical apparatus capable of correcting a reference value with high accuracy.
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。
請求項1に記載の発明は、光学部材のブレを補正するブレ補正装置において、前記光学部材の角速度を検出する角速度センサと、前記角速度センサの出力信号の基準値を演算する基準値演算部と、入力した被写体像光に基づき、2つのフレームの画像信号を生成する撮像素子と、前記画像信号を基に、2つの前記フレームに基づいて画像の動きベクトルを演算する動きベクトル演算部と、前記動きベクトルを基に、前記基準値を補正する基準値補正部と、前記角速度センサの前記出力信号及び前記補正後の基準値を基に、前記光学部材をブレ補正させるために移動させる光学素子の目標位置を演算する目標位置演算部と、前記目標位置演算部により演算された目標位置に基づいて、前記光学素子を駆動する光学素子駆動部と、を備え、前記基準値補正部は、前記基準値を補正した後、前記動きベクトルが更新されるまで、前記基準値の補正後の値を保持すること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のブレ補正装置であって、前記動きベクトル演算部が演算する間隔は、可変であること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のブレ補正装置であって、前記基準値補正部が前記基準値を補正した後、前記基準値演算部は基準値の演算を停止すること、を特徴とするブレ補正装置である。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のブレ補正装置を備える光学機器である。
なお、上記構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
The present invention solves the above problems by the following means.
According to a first aspect of the present invention, in the shake correction device for correcting the shake of the optical member, an angular velocity sensor that detects an angular velocity of the optical member, and a reference value calculation unit that calculates a reference value of an output signal of the angular velocity sensor; , based on the inputted object image light, an imaging element for generating an image signal of two frames, based on the previous SL image signal, the motion vector calculating unit for calculating the motion vector of the image based on two of the frame And a reference value correction unit that corrects the reference value based on the motion vector, and the optical member is moved for blur correction based on the output signal of the angular velocity sensor and the corrected reference value. A target position calculation unit that calculates a target position of the optical element, and an optical element drive unit that drives the optical element based on the target position calculated by the target position calculation unit, Reference value correction unit, after correcting the reference value, until said motion vector is updated to hold the corrected value of the reference value, a motion compensation device according to claim.
A second aspect of the present invention is the blur correction apparatus according to the first aspect, wherein the motion vector calculation unit calculates a variable interval.
The invention according to
Invention of
In addition, the said structure may be improved suitably, and at least one part may substitute for another structure.
本発明によれば、精度の良い基準値補正が可能なブレ補正装置及び光学機器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the blurring correction apparatus and optical apparatus which can correct | amend a reference value with a sufficient precision can be provided.
(第1実施形態)
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態のブレ補正装置を備えるカメラ1を模式的に示す断面図である。
カメラ1は、デジタル一眼レフカメラであり、カメラ筐体1Aと、このカメラ筐体1Aに対して着脱自在に装着されるレンズ鏡筒(光学部材)1Bとを備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and the like.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a
The
カメラ筐体1Aは、カメラCPU2A、撮像素子3、記録媒体13、EEPROM14、信号処理回路15、AFセンサ16、レリーズスイッチ17、背面液晶18、ミラー19、サブミラー19a及びシャッタ20を備えている。
The
カメラCPU2Aは、カメラ1の全体の制御を行う中央処理装置であり、本実施形態のブレ補正装置の一部を構成する。
撮像素子3は、撮影レンズ(4,5,6)により形成された被写体像を撮像する素子であり、被写体光を露光して電気的な画像信号に変換し、信号処理回路15へ出力する。撮像素子3は、例えばCCD、CMOSなどの素子により構成されている。
The
The
記録媒体13は、撮像された画像データを記録するための媒体であり、SDカード、CFカード等が使用される。
EEPROM14は、角速度センサ12のゲイン値などの調整値情報、レンズ鏡筒固有の情報等を記憶するメモリであって、カメラCPU2Aに出力する。
信号処理回路15は、撮像素子3からの出力を受けて、ノイズ処理やA/D変換等の処理を行う回路である。
The
The EEPROM 14 is a memory that stores adjustment value information such as a gain value of the
The
AFセンサ16は、AF(自動焦点調節)を行うためのセンサであって、CCD等を用いることができる。
レリーズスイッチ17は、カメラ1の撮影操作を行う部材であって、シャッタ駆動のタイミング等を操作するスイッチである。
The
The release switch 17 is a member that performs a photographing operation of the
背面液晶18は、カメラ1のカメラ筐体1Aの背面に設けられ、撮像素子3で撮影した被写体像(再生画像、ライブビュー画像)や操作に関連した情報(メニュー)などを表示するカラー液晶ディスプレイである。
The rear liquid crystal 18 is provided on the rear surface of the
シャッタ20は、ミラー19の後方に配置されている。シャッタ20には、ミラー19が上へ回転して撮影可能状態となったときに、被写体光が入射される。シャッタ20は、レリーズスイッチ17などによる撮影指示に応じてシャッタ幕を走行させ、撮像素子3に入射する被写体光を制御する。ミラー19の後方には、サブミラー19aが設けられており、被写体光をAFセンサ16に導いている。
The
レンズ鏡筒1Bは、ズームレンズ群4、フォーカスレンズ群5、ブレ補正レンズ群(光学素子)6、ズームレンズ群駆動機構7、フォーカスレンズ群駆動機構8、ブレ補正レンズ群駆動機構(光学素子駆動部)9、絞り10、絞り駆動機構11、角速度センサ12、及びレンズCPU2Bを備える。
The lens barrel 1B includes a
レンズCPU2Bは、ズームレンズ群4、フォーカスレンズ群5、ブレ補正レンズ群6等のレンズ群の移動量演算を行う。ズームレンズ群駆動機構7、フォーカスレンズ群駆動機構8、ブレ補正レンズ群駆動機構9、及び絞り駆動機構11に移動量を指示してズームレンズ群4、フォーカスレンズ群5、ブレ補正レンズ群6を移動させる。
The
ズームレンズ群4は、ズームレンズ群駆動機構7により駆動され、光軸方向に沿って移動することにより、像の倍率を連続的に変化させるレンズ群である。
フォーカスレンズ群5は、フォーカスレンズ群駆動機構8により駆動され、光軸方向に移動して、焦点を合わせるレンズ群である。
ブレ補正レンズ群6(光学素子)は、VCM等のブレ補正レンズ群駆動機構9により光学的にブレ補正駆動され、光軸に垂直な面上で可動なレンズ群である。
The
The
The shake correction lens group 6 (optical element) is a lens group that is optically shake-corrected and driven on a plane perpendicular to the optical axis by a shake correction lens
絞り10は、絞り駆動機構11に駆動され、撮影レンズ(4,5,6)を通過する被写体光の光量を制御する機構である。
角速度センサ12は、それぞれセンサユニットに生じる振れの角速度を検出するセンサである。
The
The
図2は、本実施形態のブレ補正装置100のブロック図である。
ブレ補正装置100は、カメラCPU2A、レンズCPU2B、角速度センサ12、ブレ補正レンズ群駆動機構(レンズ駆動部)9、レンズ位置検出部21、及びブレ補正レンズ群6を備える。
FIG. 2 is a block diagram of the
The
カメラCPU2Aは、撮像素子3、信号処理部40及び動きベクトル演算部41を備える。
レンズCPU2Bは、第1A/D変換部32、第2A/D変換部33、基準値演算部34、基準値補正量演算部35、積分部を内部に含む目標位置演算部36、センタバイアス演算部37、センタバイアス除去部38、駆動量演算部39を備える。
角速度センサ12は、レンズ鏡筒1BのX軸回り(Pitch)、Y軸回り(Yaw)、(X軸は、カメラの正位置での撮像素子3の受光面の水平方向の軸、Y軸は、鉛直方向の軸である)の角速度を検出する振動ジャイロ等のセンサである。
The
The
The
増幅部31は、角速度センサ12の出力を増幅する。
第1A/D変換部32は、増幅部31の出力をA/D変換する。
基準値演算部34は、角速度センサ12から得られた振動検出信号(第1A/D変換部32の出力)の基準値(補正角速度基準値)を演算する。
そして、基準値演算部34において演算された基準値を、第1A/D変換部32の出力から減算部43において減算する。
目標位置演算部36は、減算部43において基準値が減算された後の角速度センサ12の出力を基に、ブレ補正レンズ群6の目標位置を演算する。
The amplifying
The first A /
The reference
Then, the reference value calculated by the reference
The target
センタバイアス演算部37は、目標位置演算部36によって算出された像振れ補正レンズ6の目標位置に基づいて、像振れ補正レンズ6を、その可動範囲の中心に向かって移動させるための向心力をバイアス量として演算する。
そして、像振れ補正レンズ6の目標位置から、算出したバイアス量を減算することにより像振れ補正レンズ6の制御位置を算出する。
このようにセンタリングバイアス処理を行うことで、像振れ補正レンズ6がハードリミットに衝突することを有効に防止することができ、さらには、撮影画像の見栄えを向上させることができる。
The center
Then, the control position of the image
By performing the centering bias processing in this way, it is possible to effectively prevent the image
駆動量演算部39は、目標位置演算部36からの目標位置と、レンズ位置検出部21により検出され、第2A/D変換部33によりA/D変換された値から求められたブレ補正レンズ群6の現在位置から、ブレ補正レンズ群駆動機構9の駆動量を演算する。
The drive
撮像素子3は、撮影光学系の予定焦点面に設けられている。撮像素子3はCCDやCMOSなどのデバイスから構成され、入力される被写体の像を光電変換してアナログ画像信号を生成する。
信号処理部40は、撮像素子3により生成された画像信号について、所定の処理を行なう。実際には、図1の構成で動きベクトルを得るためには、ミラーアップし、スルー画(ライブビュー)を得て、撮像素子3に光(像)が届いた状態で演算する。
The
The
動きベクトル演算部41は、信号処理部40により処理された撮影された画像から、像の動き(動き方向、動き量)を示す動きベクトル(第1動きベクトル)を演算する。
具体的には、動きベクトル演算部41は、撮像素子3により撮像された連続する2つのフレーム画像データに含まれる輝度情報を比較することで、像の動き方向および動き量を検出し、第1動きベクトルを演算する。実際には、像の動きから手振れ相当の動きベクトルの演算を行う。
The motion
Specifically, the motion
センタバイアス除去部38は、動きベクトル演算部41の出力である第1動きベクトル(MV1)から、センタバイアス演算部37において演算された(像振れ補正レンズ6の目標位置から減算された)バイアス量を減算する。
基準値補正量演算部(基準値補正部)35は、センタバイアス除去部35においてセンタバイアス量が除去された第2動きベクトル(MV2)をもとに、基準値補正量を演算する。
そして、減算部(基準値補正部)42は、基準値演算部34の出力から、基準値補正量演算部35により求めた基準値補正量を減算する。
The center
The reference value correction amount calculation unit (reference value correction unit) 35 calculates a reference value correction amount based on the second motion vector (MV2) from which the center bias amount has been removed by the center
Then, the subtraction unit (reference value correction unit) 42 subtracts the reference value correction amount obtained by the reference value correction
次に、本実施形態のブレ補正装置100の動作の流れについて説明する。
図3は、本実施形態のブレ補正装置100の動作の流れを示したフローチャートである。
Next, an operation flow of the
FIG. 3 is a flowchart showing an operation flow of the
カメラ1の電源がONにされた後、ブレ補正装置100は光学防振の為の演算を開始する。カメラによっては、半押しスイッチ45が押された場合、ブレ補正装置100が光学防振の為の演算を開始する(ステップS001)。
After the
角速度センサ12の出力を、増幅部31で増幅した後、第1A/D変換部32によりA/D変換する(ステップS002)。
基準値演算部34は、角速度センサ12の出力のA/D変換後の信号を基に、演算上の角速度の基準値(ゼロdeg/s相当の値)を算出する。角速度の基準値は、温度特性や、起動直後のドリフト特性等により変化するため、例えば、工場出荷時における角速度センサ12の静止時出力を基準値に用いることはできない。
After the output of the
The reference
基準値を算出方法について、所定時間の移動平均を演算する方法や、LPF処理により演算する方法が知られている。本実施形態では、LPF処理による基準値演算を用いることとする。 As a method for calculating the reference value, a method of calculating a moving average for a predetermined time and a method of calculating by LPF processing are known. In the present embodiment, reference value calculation by LPF processing is used.
図4は基準値演算部34を説明する図であり、図4(a)は、基準値演算部34(HPF)、図4(b)は基準値演算部34のLPF34aを示した図である。
4A and 4B are diagrams for explaining the reference
LPF34のカットオフ周波数fcは、0.1[Hz]程度の低い周波数に設定するのが一般的である。これは、手ブレは1〜10[Hz程度の周波数が支配的であることに起因する。0.1[Hz]のfcであれば、手ブレ成分に与える影響は少なく、良好なブレ補正を行うことができる。
The cut-off frequency fc of the
しかしながら、実際の撮影時には、構図の微調整(パンニング検出できないレベルの)等、低周波の動きが加わるため、ω0演算結果に誤差を持ってしまうこともある。また、fcが低い(時定数が大きい)為に、一端誤差が大きくなってしまった場合、真値に収束するまでに時間を要してしまうという課題がある。本実施形態は、このω0の誤差を補正するものである。 However, during actual shooting, low-frequency motion such as fine adjustment of the composition (a level at which panning cannot be detected) is added, which may cause an error in the ω0 calculation result. In addition, since fc is low (time constant is large), there is a problem that it takes time to converge to a true value when the error is once increased. In the present embodiment, this ω0 error is corrected.
図3に戻り、第1動きベクトルMV1の情報が更新された場合(S004,YES)、S005へ進み、更新されていない場合(S004,NO)は、S006へ進む。なお、このS004〜S005の説明については後に詳述する。
また、露光中は第1動きベクトルMV1の情報が得られないため、このステップは、露光直前までの実施となる。
基準値減算後の角速度センサ12の出力を積算し、焦点距離、被写体距離、撮影倍率、ブレ補正レンズ特性情報を基に、ブレ補正レンズ群6の目標位置を演算する(S006)。
ブレ補正レンズ群6が可動端へ到達することを防ぐため、センタバイアス処理を行う(S007)。
Returning to FIG. 3, when the information of the first motion vector MV1 is updated (S004, YES), the process proceeds to S005, and when it is not updated (S004, NO), the process proceeds to S006. The description of S004 to S005 will be described later in detail.
In addition, since information on the first motion vector MV1 cannot be obtained during exposure, this step is performed until immediately before the exposure.
The outputs of the
Center bias processing is performed to prevent the blur
センタバイアス処理の方法については、目標位置情報に応じてバイアス量を設定する方法や、HPF処理(S006にて)等、種々あるが、ここでは方法は問わない。 There are various methods for the center bias processing, such as a method for setting a bias amount in accordance with the target position information, an HPF processing (in S006), and the method is not limited here.
センタバイアス成分を加味した目標位置情報と、ブレ補正レンズ位置情報の差分から、レンズ駆動量を演算する(S008)。
ブレ補正レンズ群6を目標位置まで駆動させ(S009)、S002へ戻る。
The lens driving amount is calculated from the difference between the target position information including the center bias component and the blur correction lens position information (S008).
The blur
次に、基準値補正(S004〜S005、S011〜S016)について説明する。図5は、基準値補正演算を示すフローチャートである。
上述のように、第1動きベクトルMV1の情報が更新された場合(S004)、S005へ進む。更新されていない場合は、S006へ進む。
光学ブレ補正の制御周期は、MV1の更新周期に対して十分早い為、MV1が更新されるまでは、通常の防振と同様の演算処理を行う。ここでは、光学ブレ補正の制御周期1[ms]、第1動きベクトルMV1の更新周期:33[ms](=30[fps])とする。第1動きベクトルMV1の演算方法については、公知技術を用いる。
Next, reference value correction (S004 to S005, S011 to S016) will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the reference value correction calculation.
As described above, when the information of the first motion vector MV1 is updated (S004), the process proceeds to S005. If it has not been updated, the process proceeds to S006.
Since the optical blur correction control cycle is sufficiently early with respect to the MV1 update cycle, the same arithmetic processing as normal image stabilization is performed until the MV1 is updated. Here, it is assumed that the control period of optical blur correction is 1 [ms] and the update period of the first motion vector MV1 is 33 [ms] (= 30 [fps]). A well-known technique is used for the calculation method of the first motion vector MV1.
受信した第1動きベクトルMV1を全て合計する(S011)。
S007にて演算したセンタバイアス成分を、第1動きベクトルMV1と同一スケールに換算する(S012)。
換算方法は、焦点距離、被写体距離、撮影倍率、第1動きベクトルMV1の分解能情報を基に演算する。
Bias_MV=Bias_θ*f(1+β)/MV_pitch
Bias_MV:センタバイアス成分(動きベクトル同一スケール)
Bias_θ:センタバイアス成分(角度)
f:焦点距離
β:撮影倍率
MV_pitch:MV1ピッチサイズ
All the received first motion vectors MV1 are summed (S011).
The center bias component calculated in S007 is converted to the same scale as the first motion vector MV1 (S012).
The conversion method is calculated based on the focal length, the subject distance, the shooting magnification, and the resolution information of the first motion vector MV1.
Bias_MV = Bias_θ * f (1 + β) / MV_pitch
Bias_MV: Center bias component (same motion vector scale)
Bias_θ: Center bias component (angle)
f: Focal length β: Image magnification MV_pitch: MV1 pitch size
また、第1動きベクトルMV1は検出するまでに遅れ時間が発生するため、センタバイアス成分も、第1動きベクトルMV1と同等の遅れ時間を持たせることが好ましい。例えば、30[fps]で、3フレーム分の遅れ時間を持っている場合、約100[ms]遅れることになる。このため、100[ms]前のバイアス情報を用いることで、より正確に第1動きベクトルMV1に含まれる、センタバイアス成分が演算できる。 In addition, since a delay time occurs until the first motion vector MV1 is detected, it is preferable that the center bias component also has a delay time equivalent to that of the first motion vector MV1. For example, if there is a delay time of 3 frames at 30 [fps], the delay is about 100 [ms]. Therefore, the center bias component included in the first motion vector MV1 can be calculated more accurately by using the bias information before 100 [ms].
S012で演算したセンタバイアス成分を第1動きベクトルMV1から減算する(S013)。これにより、基準値誤差による第2動きベクトルMV2の情報を取得することができる。
最新の第2動きベクトルMV2(n)と1フレーム前の第2動きベクトルMV2(n−1)の差分:MV_diffを取得(S014)。
MV_diffを基に、基準値を補正する量を設定する。基準値は、以下の考えにより、補正量を設定する(S015)。
MV_diff>0:ω0_comp=−ω0_comp_def
MV_diff<0:ω0_comp=+ω0_comp_def
MV_diff=0:ω0_comp=0
ω0_comp :基準値補正量
ω0_comp_def:基準値補正常数
The center bias component calculated in S012 is subtracted from the first motion vector MV1 (S013). Thereby, the information of the second motion vector MV2 due to the reference value error can be acquired.
A difference: MV_diff between the latest second motion vector MV2 (n) and the second motion vector MV2 (n-1) one frame before is acquired (S014).
An amount for correcting the reference value is set based on MV_diff. As the reference value, a correction amount is set based on the following idea (S015).
MV_diff> 0: ω0_comp = −ω0_comp_def
MV_diff <0: ω0_comp = + ω0_comp_def
MV_diff = 0: ω0_comp = 0
ω0_comp: reference value correction amount ω0_comp_def: reference value correction constant
S015にて演算したω0_compをS003にて演算した基準値から減算する(S016)。具体的には、図4(b)中の、V4’の値を補正する。 Ω0_comp calculated in S015 is subtracted from the reference value calculated in S003 (S016). Specifically, the value of V4 ′ in FIG. 4B is corrected.
図6(a)は、図4(b)中の、V4’の値を補正した基準値と経過時間との関係示したグラフである。図中点線は本実施形態による補正しなかった場合の基準値を示し、図中実線は、本実施形態により補正した場合の基準値を示す。
図6(b)はMV_diffと経過時間との関係を示したグラフである。
例えば、図6(b)の時刻t1のように、MV_diffがプラス方向の場合、(a)に示すように基準値はマイナスに補正される。
FIG. 6A is a graph showing the relationship between the reference value obtained by correcting the value of V4 ′ in FIG. 4B and the elapsed time. A dotted line in the figure indicates a reference value when correction is not performed according to the present embodiment, and a solid line in the figure indicates a reference value when correction is performed according to the present embodiment.
FIG. 6B is a graph showing the relationship between MV_diff and elapsed time.
For example, when MV_diff is in the plus direction as shown at time t1 in FIG. 6B, the reference value is corrected to minus as shown in (a).
時間0の位置より2フレーム目(T=2)に動きベクトルの出力(プラス方向)があり、3、4、5フレーム目にも同様の出力がある。また、6、7フレーム目には動きベクトルの出力は無く、さらに8フレーム目には逆方向のMV_diff出力(マイナス方向に1ピクセル)がある。
From the position of
これらMV_diff情報を用い、補正後の基準値を演算した結果が図6(a)のグラフである。時間0の位置より2フレーム目まではMV_diffの情報が得られないため、基準値は角速度の基準値をそのまま出力している。
The result of calculating the corrected reference value using these MV_diff information is the graph of FIG. Since the MV_diff information is not obtained from the
次に、2フレーム目のMV_diffの情報より、角速度の基準値を補正し(MV_diffがプラス方向であったため、基準値から固定値を減算)、補正後の基準値を出力する。この値は次(3フレーム目)のMV_diffの情報を収得するまで一定値として保持される。
なお、減算される固定値は、これに限定されるものではなく、この値は、実験等で求められる。
Next, the reference value of the angular velocity is corrected from the information of MV_diff in the second frame (since MV_diff is in the positive direction, a fixed value is subtracted from the reference value), and the corrected reference value is output. This value is held as a constant value until the next (third frame) MV_diff information is acquired.
Note that the fixed value to be subtracted is not limited to this, and this value can be obtained through experiments or the like.
同様に、次フレーム以降、MV_diffの情報により基準値は補正される。すなわち、MV_diffがプラス方向なら固定値を減算、MV_diffがマイナス方向なら固定値を加算、MV_diffが0なら値を継続する。そして、各フレームの間は補正角速度基準値は保持される。 Similarly, after the next frame, the reference value is corrected by the information of MV_diff. That is, if MV_diff is in the positive direction, the fixed value is subtracted. If MV_diff is in the negative direction, the fixed value is added. If MV_diff is 0, the value is continued. The corrected angular velocity reference value is held during each frame.
このように、本実施形態では、MV_diffが求まる周期、すなわち、動きベクトルの検出周期に対応して、基準値は補正される。そして、フレーム間で基準値は一定値として保持される。このため、レンズCPU2Aには基準値演算部34における基準値の演算負荷が加わらず、センタバイアス除去部38におけるセンタバイアス成分を除去する演算等を迅速に行うことができるようになる。その結果、次フレームでの基準値の演算結果の精度が向上する。
As described above, in the present embodiment, the reference value is corrected in accordance with the cycle in which MV_diff is obtained, that is, the motion vector detection cycle. The reference value is held as a constant value between frames. For this reason, the
なお、動きベクトルの検出精度が良い場合には基準値演算部34における基準値の演算を停止してもよい。そして、前フレーム時の基準値と、現フレームの動きベクトルと、現フレームのセンタバイアス量と、のみで現フレームの補正角速度基準値を算出することが可能となり、レンズCPU2B演算負荷を下げることができる。
また、動きベクトルの検出精度が悪い場合には、角速度基準値演算を停止せずに、一定時間経過後に、再度、角速度基準値演算と動きベクトルを用い補正角速度基準値を算出してもよい。
Note that when the motion vector detection accuracy is good, the calculation of the reference value in the reference
If the motion vector detection accuracy is poor, the corrected angular velocity reference value may be calculated again using the angular velocity reference value calculation and the motion vector again after a certain period of time without stopping the angular velocity reference value calculation.
図7は、本実施形態の基準値に対する補正を行った場合(実線)と、基準値に対する補正を行わなかった場合(点線)との演算誤差を比較したグラフである。図示するように本実施形態によると、真値に対する演算誤差が小さくなる。 FIG. 7 is a graph comparing the calculation errors when the correction for the reference value according to the present embodiment is performed (solid line) and when the correction for the reference value is not performed (dotted line). As shown in the figure, according to the present embodiment, the calculation error for the true value is reduced.
なお、動きベクトルを用いて基準値を補正することは、露光準備期間(半押し防振中、動画撮影時)のみであり、露光中は基準値を一定値とする。
図示するように、本実施形態によると、露光準備期間のみの基準値補正であるが、露光直前の基準値が、より真値に近い状態で露光を開始することが可能となるため、露光中においても、良好なブレ補正が可能となる。
The reference value is corrected using the motion vector only during the exposure preparation period (during half-push vibration isolation and during moving image shooting), and the reference value is set to a constant value during exposure.
As shown in the figure, according to the present embodiment, the reference value correction is performed only during the exposure preparation period, but the exposure can be started in a state where the reference value immediately before the exposure is closer to the true value. In this case, it is possible to perform good blur correction.
(第2実施形態)
図8は本発明の第2実施形態を示す図6に対応する図である。第2実施形態では、時間が経過するに従い、動きベクトルの計算を1フレーム間隔から2フレーム間隔、3フレーム間隔と大きくしている。その他の処理については、第1実施形態と同様であるのでその説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 6 showing a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the motion vector calculation is increased from 1 frame interval to 2 frame intervals and 3 frame intervals as time passes. Since other processes are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
これは、基準値の精度が高まると、動きベクトルの大きさが小さくなり、動きベクトル検出分解能以下(実施例の場合1ピクセル)になってしまう可能性がある。この場合、動きベクトルの検出が不可能になるため、検出分解能以上の動きベクトルの大きさを確保するため、動きベクトルの計算の間隔となるフレーム数を増加させる。
なお、基準値が真値に近づき、また、センタバイアス成分も少ない場合には、動きベクトルは、「基準値の誤差+センタバイアス成分」であるため、その大きさは小さくなる。
基準値が安定するまでは1フレーム間の動きベクトルを使用し、安定後は離れたフレーム間の動きベクトルを使用する。これにより、基準値の収束を早めることができ、また、安定後の基準値の精度を確保することができるからである。
When the accuracy of the reference value is increased, the size of the motion vector is reduced, and there is a possibility that the motion vector detection resolution or lower (1 pixel in the embodiment) is obtained. In this case, since it becomes impossible to detect a motion vector, the number of frames serving as a motion vector calculation interval is increased in order to secure a motion vector size greater than the detection resolution.
When the reference value approaches the true value and the center bias component is small, the motion vector is “reference value error + center bias component”, and thus the size of the motion vector decreases.
A motion vector between one frame is used until the reference value is stabilized, and a motion vector between separated frames is used after stabilization. This is because the convergence of the reference value can be accelerated and the accuracy of the stabilized reference value can be ensured.
(変形形態)
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態では、ブレ補正レンズ群を移動させることによりブレ補正を行う形態について説明したが、これに限定されない。例えば、撮像素子を移動させることによりブレ補正を行うものであっても良く、またブレ補正レンズ群と撮像素子とを移動させることによりブレ補正を行うものであっても良い。
(2)また、例えば、以下の条件において基準値補正を実施しないこととしてもよい。
・ブレ補正レンズが可動端(演算上のリミット値)を超えた場合
これは、動きベクトル情報に手ブレ成分が加わるため、基準値補正を行うことができない為である。
・動きベクトル情報に被写体ブレが含まれていると判定した場合
これは、基準値誤差と被写体ブレの切り分けができない為である。
・動きベクトル情報の信頼性が低いと判定された場合
なお、信頼性判定については、公知技術の為、説明は割愛する。
・構図変更判定中
・三脚判定中
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
(Deformation)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes as described below are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the present embodiment, the mode of performing the blur correction by moving the blur correction lens group has been described, but the present invention is not limited to this. For example, blur correction may be performed by moving the image sensor, or blur correction may be performed by moving the blur correction lens group and the image sensor.
(2) Further, for example, the reference value correction may not be performed under the following conditions.
When the blur correction lens exceeds the movable end (calculation limit value) This is because the reference value cannot be corrected because a camera shake component is added to the motion vector information.
When it is determined that subject blur is included in the motion vector information, this is because the reference value error and subject blur cannot be separated.
-When it is determined that the reliability of the motion vector information is low Note that the reliability determination is omitted because it is a known technique.
・ During composition change determination / tripod determination In addition, although embodiment and a deformation | transformation form can also be used suitably combining, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiment described above.
1:カメラ、1A:カメラ筐体、1B:レンズ鏡筒、2A:カメラCPU、2B:レンズCPU、3:撮像素子、4:ズームレンズ群、5:フォーカスレンズ群、6:ブレ補正レンズ群、7:ズームレンズ群駆動機構、8:フォーカスレンズ群駆動機構、9:ブレ補正レンズ群駆動機構、12:角速度センサ、21:レンズ位置検出部、31:増幅部、32:第1A/D変換部、33:第2A/D変換部、34:基準値演算部、35:センタバイアス除去部、35:基準値補正量演算部、36:目標位置演算部、37:センタバイアス演算部、38:センタバイアス除去部、39:駆動量演算部、40:信号処理部、41:ベクトル演算部、42:基準値補正部、43:減算部、100,200:ブレ補正装置 1: camera, 1A: camera housing, 1B: lens barrel, 2A: camera CPU, 2B: lens CPU, 3: image sensor, 4: zoom lens group, 5: focus lens group, 6: blur correction lens group, 7: Zoom lens group drive mechanism, 8: Focus lens group drive mechanism, 9: Blur correction lens group drive mechanism, 12: Angular velocity sensor, 21: Lens position detection unit, 31: Amplification unit, 32: First A / D conversion unit 33: second A / D conversion unit, 34: reference value calculation unit, 35: center bias removal unit, 35: reference value correction amount calculation unit, 36: target position calculation unit, 37: center bias calculation unit, 38: center Bias removal unit, 39: drive amount calculation unit, 40: signal processing unit, 41: vector calculation unit, 42: reference value correction unit, 43: subtraction unit, 100, 200: blur correction device
Claims (4)
前記光学部材の角速度を検出する角速度センサと、
前記角速度センサの出力信号の基準値を演算する基準値演算部と、
入力した被写体像光に基づき、2つのフレームの画像信号を生成する撮像素子と、
前記画像信号を基に、2つの前記フレームに基づいて画像の動きベクトルを演算する動きベクトル演算部と、
前記動きベクトルを基に、前記基準値を補正する基準値補正部と、
前記角速度センサの前記出力信号及び前記補正後の基準値を基に、前記光学部材をブレ補正させるために移動させる光学素子の目標位置を演算する目標位置演算部と、
前記目標位置演算部により演算された目標位置に基づいて、前記光学素子を駆動する光学素子駆動部と、
を備え、
前記基準値補正部は、前記基準値を補正した後、前記動きベクトルが更新されるまで、前記基準値の補正後の値を保持すること、
を特徴とするブレ補正装置。 In the shake correction device for correcting the shake of the optical member,
An angular velocity sensor for detecting an angular velocity of the optical member;
A reference value calculation unit for calculating a reference value of the output signal of the angular velocity sensor;
An image sensor that generates image signals of two frames based on the input subject image light;
Based on the prior SL image signal, the motion vector calculating unit for calculating the motion vector of the image based on two of the frame,
A reference value correction unit for correcting the reference value based on the motion vector;
A target position calculation unit that calculates a target position of an optical element that is moved to correct the shake of the optical member based on the output signal of the angular velocity sensor and the corrected reference value;
An optical element driving unit for driving the optical element based on the target position calculated by the target position calculating unit;
With
The reference value correction unit holds the corrected value of the reference value until the motion vector is updated after correcting the reference value;
A blur correction device characterized by the above.
前記動きベクトル演算部が演算する間隔は、可変であること、
を特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 1,
The interval calculated by the motion vector calculation unit is variable,
A blur correction device characterized by the above.
前記基準値補正部が前記基準値を補正した後、前記基準値演算部は基準値の演算を停止すること、
を特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 1 or 2,
After the reference value correcting unit corrects the reference value, the reference value calculating unit stops calculating the reference value;
A blur correction device characterized by the above.
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