JP6485499B2 - 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)。
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).
しかし、動きベクトルとして検出される撮像面上のブレは、基準値の誤差成分と、センタバイアス成分とを含んでいるが、特許文献1では、センタバイアス成分も含んだ動きベクトル情報を用いて基準値を補正しているため、正確な基準値補正を行うことができない。
本発明の課題は、正確な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, the blur on the imaging surface detected as a motion vector includes an error component of a reference value and a center bias component. However, in
An object of the present invention is to provide a shake correction apparatus and an optical apparatus that can accurately correct a reference value.
本発明は、移動することにより被写体像のブレを補正するブレ補正部と、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、前記被写体像を撮像して得られる画像信号からの第1動きベクトルを演算する動きベクトル演算部と、前記第1動きベクトルと、前記ブレ補正部を前記ブレ補正部の可動範囲の中心に向かって移動させる制御量とに基づいて算出した第2動きベクトルにより、前記基準値を補正する補正部と、前記角速度センサの前記出力信号と前記補正部で補正された前記基準値とに基づいて、前記ブレ補正部が移動する目標位置を演算する目標位置演算部と、前記目標位置に基づいて、前記ブレ補正部を駆動する駆動部と、を備えるブレ補正装置に関する。
また、本発明は、上記ブレ補正装置を備える光学機器に関する。
The present invention provides a blur correction unit that corrects blur of a subject image by moving, an angular velocity sensor that detects an angular velocity, a reference value calculation unit that calculates a reference value of an output signal of the angular velocity sensor, and the subject image . a motion vector calculating unit for calculating a first motion vector from an image signal obtained by imaging, and the first motion vector, control for moving the pre-Symbol blur correction unit toward the center of the movable range of the shake correction unit Based on the second motion vector calculated based on the amount, the correction unit corrects the reference value, and the blur correction unit based on the output signal of the angular velocity sensor and the reference value corrected by the correction unit The present invention relates to a shake correction apparatus comprising: a target position calculation unit that calculates a target position at which the camera moves; and a drive unit that drives the shake correction unit based on the target position .
The present invention also relates to an optical apparatus including the shake correction device.
本発明によれば、正確な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 instrument which can correct | amend an exact reference value 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、CPU2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 the 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
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。
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 zoom lens group 4, 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 zoom lens group 4 is a lens group that is driven by the zoom lens
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 diaphragm 10 is a mechanism that is driven by the diaphragm drive mechanism 11 and controls the amount of subject light passing through the photographing lenses (4, 5, 6).
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、増幅部31と、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)、Z軸回り(Roll)の角速度を検出する振動ジャイロ等のセンサである。
The camera CPU 2 </ b> A includes an
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。
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。
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、不完全積分処理(S006にて)等、種々あるが、ここでは方法は問わない。 There are various center bias processing methods such as a method of setting a bias amount according to target position information, HPF processing, incomplete integration 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 in normal image stabilization is performed until 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*f1+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 * f1 + 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を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)は第2動きベクトルMV2の方向を示したグラフである。例えば、図6(b)の時刻t1のように、第2動きベクトルMV2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する。
FIG. 6A is a graph showing a reference value obtained by correcting the value of V4 ′ in FIG. 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 direction of the second motion vector MV2. For example, when the second motion vector MV2 is in the plus direction as shown at time t1 in FIG. 6B, the reference value is corrected to minus as shown in (a).
その後、時刻t3まで基準値は、基準値演算部34で演算される値に従い変化する。
時刻t3において、第2動きベクトルMV2がプラス方向に確認されると、また基準値をマイナスに補正する。本実施形態では、このときの補正量は時刻t1のときと一定とする。
その後も、第2動きベクトルMV2が確認される時刻と時刻の間、基準値は、基準値演算部34で演算される値に従い変化する。
また、第2動きベクトルMV2がプラス方向に確認されると、基準値を一定量マイナスに補正する。
また、図中の時刻t22やt25のように第2動きベクトルMV2がマイナス方向に確認されると、基準値を一定量プラスに補正する。
Thereafter, the reference value changes according to the value calculated by the reference
When the second motion vector MV2 is confirmed in the positive direction at time t3, the reference value is corrected to a negative value. In the present embodiment, the correction amount at this time is constant as at time t1.
Thereafter, the reference value changes according to the value calculated by the reference
When the second motion vector MV2 is confirmed in the positive direction, the reference value is corrected to a certain amount minus.
Further, when the second motion vector MV2 is confirmed in the minus direction at times t22 and t25 in the figure, the reference value is corrected to a certain amount plus.
以上のように基準値を補正することにより、図6(a)に示すように、補正値は、真値に近い値をとることができる。 By correcting the reference value as described above, the correction value can take a value close to the true value as shown in FIG.
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)とを比較したグラフである。(a)は演算誤差を示し、(b)は像面ブレ量を示す。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は小さくなる。そして、基準値に対する補正を行わなかった場合に比べ、基準値に対する補正を行った場合、像面ブレ量は低減する。 FIG. 7 is a graph comparing the case where the correction with respect to the reference value of the present embodiment is performed (solid line) and the case where the correction with respect to the reference value is not performed (dotted line). (A) shows the calculation error, and (b) shows the image plane blurring amount. As shown in the figure, according to the present embodiment, the calculation error for the true value is reduced. In addition, when the correction is performed on the reference value, the image plane blurring amount is reduced as compared with the case where the correction on the reference value is not performed.
図8は露光中の像面ブレ量を比較したグラフである。図中、ブレ補正を行わなかった場合を破線で示し、本実施形態による補正を行った場合を一点差線で示す。なお、実線は、後述の第2実施形態である。 FIG. 8 is a graph comparing image plane blurring amount during exposure. In the figure, the case where no blur correction is performed is indicated by a broken line, and the case where the correction according to the present embodiment is performed is indicated by a one-point difference line. In addition, a continuous line is 2nd Embodiment mentioned later.
なお、第2動きベクトルMV2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、露光中は通常の基準値演算を実施する。
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 correction of the reference value using the second motion vector MV2 is only during the exposure preparation period (during half-press vibration isolation and during moving image shooting), and normal reference value calculation is performed 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)
第2実施形態では、第1実施形態の図5のS015において、基準値を補正する所定値を、基準値の演算時間に応じて変更する。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)
In the second embodiment, in S015 of FIG. 5 of the first embodiment, the predetermined value for correcting the reference value is changed according to the calculation time of the reference value. Since other processes are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
本実施形態において、ブレ補正開始直後は、図9に示すようにゲインを大きくして、補正量を大きくする。そして、ブレ補正演算開始から時間が経過するに従い、小さくし、一定時間経過した後は、補正量を一定量とする。これは、ω0は演算開始時において大きいからである。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。
MV_diff>0:
ω0_comp=−ω0_comp_def*gain(t)
MV_diff<0:
ω0_comp=+ω0_comp_def*gain(t)
ω0_comp:基準値補正量
ω0_comp_def:基準値補正常数
gain(t):補正値ゲイン
In this embodiment, immediately after the start of blur correction, the gain is increased and the correction amount is increased as shown in FIG. Then, the time is reduced as time elapses from the start of blur correction calculation, and after a fixed time has elapsed, the correction amount is set to a fixed amount. This is because ω0 is large at the start of calculation. An amount for correcting the reference value is set based on MV_diff. The reference value is set based on the following idea.
MV_diff> 0:
ω0_comp = −ω0_comp_def * gain (t)
MV_diff <0:
ω0_comp = + ω0_comp_def * gain (t)
ω0_comp: reference value correction amount ω0_comp_def: reference value correction constant gain (t): correction value gain
基準値補正量を時間と共に可変とすることで、図8の実線で示すように、基準値の収束性を早めることが可能となる。 By making the reference value correction amount variable with time, the convergence of the reference value can be accelerated as shown by the solid line in FIG.
(第3実施形態)
図10は、本発明の第3実施形態のブレ補正装置200のブロック図である。第3実施形態は、図2に示す第1実施形態に、基準値補正の実施/非実施の判定部44を設け、切換えスイッチ45を設けたものである。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a block diagram of a
判定部44は、光学情報を基に、基準値補正の実施/非実施を判定する(図8)。具体的には、フォーカス非合焦時、及び、撮影倍率が所定値よりも大きい場合は、動きベクトルを用いた基準値補正を実施しない。 The determination unit 44 determines whether or not the reference value correction is performed based on the optical information (FIG. 8). Specifically, the reference value correction using the motion vector is not performed when the focus is out of focus and when the photographing magnification is larger than a predetermined value.
センタバイアス除去部38においては、距離エンコーダ情報から得られる被写体距離情報を基に、センタバイアス成分を動きベクトルと同一スケールに変換している。フォーカスが非合焦時では、正確な被写体距離情報が得られないため、センタバイアス成分の除去が正確に行えないという問題がある。
The center
また、撮影倍率が所定値よりも大きい場合においては、平行ブレの影響が大きくなるため、検出される動きベクトル情報に、平行ブレ成分も含まれることになる。基準値誤差と平行ブレを切り分けることが困難な為、撮影倍率が大きい場合には、基準値補正を行えないという問題もある。 Further, when the photographing magnification is larger than a predetermined value, the influence of parallel blur becomes large, and thus the detected motion vector information includes a parallel blur component. Since it is difficult to separate the reference value error from the parallel blur, there is a problem that the reference value cannot be corrected when the photographing magnification is large.
以上より、フォーカス非合焦時、及び、撮影倍率が所定値よりも大きい場合は、動きベクトルを用いた基準値補正を実施しない。 As described above, the reference value correction using the motion vector is not performed when the focus is out of focus and when the photographing magnification is larger than a predetermined value.
以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
(1)動きベクトル情報を用いて角速度センサの基準値を補正するにあたり、動きベクトル情報に含まれるセンタバイアス成分を除去する。
この際、レンズの焦点距離、被写体距離、動きベクトル検出時間遅れ、動きベクトル分解能等を考慮し、動きベクトルと同一スケールに換算することにより、センタバイアス成分を、より正確に除去できる。
この動きベクトル情報を用い、1フレーム前の値に対して、プラス側に変化していれば、ジャイロ基準値を所定値マイナス側にオフセットさせ、同様に、マイナス側に変化していれば、基準値を所定値プラスさせる。
この処理により、センタバイアス成分の影響を受けることなく基準値を補正することが可能となる。また、動きベクトルの精度が悪化した場合においても、基準値補正に与える悪影響は少ないため、従来の防振精度に対して悪化するという問題も低減される。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) When correcting the reference value of the angular velocity sensor using the motion vector information, the center bias component included in the motion vector information is removed.
At this time, the center bias component can be more accurately removed by taking into consideration the focal length of the lens, subject distance, motion vector detection time delay, motion vector resolution, and the like, and converting to the same scale as the motion vector.
Using this motion vector information, if the value is changed to the plus side with respect to the value one frame before, the gyro reference value is offset to the minus side of the predetermined value. Similarly, if the value is changed to the minus side, Increase the value by a predetermined value.
With this process, the reference value can be corrected without being affected by the center bias component. In addition, even when the accuracy of the motion vector is deteriorated, since the adverse effect on the reference value correction is small, the problem of deterioration with respect to the conventional image stabilization accuracy is also reduced.
(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。
例えば、第3実施形態と同様の考えにより、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。
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)構図変更判定中
(5)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.
For example, based on the same idea as in the third embodiment, the reference value correction may not be performed under the following conditions.
(1) 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.
(2) 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.
(3) 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.
(4) During composition change determination (5) During tripod determination In addition, although embodiment and a deformation | transformation form can also be used in combination suitably, 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 (9)
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、
前記被写体像を撮像して得られる画像信号からの第1動きベクトルを演算する動きベクトル演算部と、
前記第1動きベクトルと、前記ブレ補正部を前記ブレ補正部の可動範囲の中心に向かって移動させる制御量とに基づいて算出した第2動きベクトルにより、前記基準値を補正する補正部と、
前記角速度センサの前記出力信号と前記補正部で補正された前記基準値とに基づいて、前記ブレ補正部が移動する目標位置を演算する目標位置演算部と、
前記目標位置に基づいて、前記ブレ補正部を駆動する駆動部と、
を備えるブレ補正装置。 A blur correction unit that corrects blur of the subject image by moving;
An angular velocity sensor for detecting angular velocity;
A reference value calculation unit for calculating a reference value of the output signal of the angular velocity sensor ;
A motion vector computing unit for computing a first motion vector from an image signal obtained by capturing the subject image;
Said first motion vector, by pre-Symbol second motion vector calculated on the basis of the control amount for moving the shake correction unit toward the center of the movable range of the blur correction unit, a correcting unit for correcting the reference value ,
A target position calculation unit that calculates a target position at which the blur correction unit moves based on the output signal of the angular velocity sensor and the reference value corrected by the correction unit;
A drive unit that drives the blur correction unit based on the target position;
An image stabilization apparatus comprising:
前記補正部は、前記ブレ補正部を前記ブレ補正部の可動範囲の中心に向かって移動させるための、前記目標位置によるバイアス量を、前記第1動きベクトルから除去した前記第2動きベクトルにより、前記基準値を補正するブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 1,
The correction unit uses the second motion vector obtained by removing the bias amount based on the target position for moving the blur correction unit toward the center of the movable range of the blur correction unit from the first motion vector. A blur correction device for correcting the reference value.
前記目標位置により、前記ブレ補正部を前記ブレ補正部の可動範囲の中心に向かうバイアス量を加えるバイアス演算部と、
前記第1動きベクトルから前記バイアス量を除去した第2動きベクトルを演算するバイアス除去部と、を備え、
前記補正部は、前記第2動きベクトルによって前記基準値を補正するブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 2,
A bias calculation unit that adds a bias amount toward the center of the movable range of the shake correction unit by the target position;
A bias removal unit that calculates a second motion vector obtained by removing the bias amount from the first motion vector,
The blur correction device corrects the reference value by the second motion vector.
前記補正部は、前記第2動きベクトルの符号によって前記基準値を補正するブレ補正装置。 The blur correction device according to any one of claims 1 to 3,
The shake correction apparatus, wherein the correction unit corrects the reference value based on a sign of the second motion vector.
前記バイアス除去部は、
前記被写体像を結像する光学系の光学情報、及び、前記第1動きベクトルの分解能を元に、前記バイアス量を前記第1動きベクトルと同一のスケールに換算するブレ補正装置。 The blur correction device according to claim 3 ,
The bias removing unit includes:
A blur correction device that converts the bias amount into the same scale as the first motion vector based on optical information of an optical system that forms the subject image and resolution of the first motion vector.
前記バイアス量は、前記第1動きベクトルの検出の遅れ時間と同等の遅れ時間を持たせるブレ補正装置。 The blur correction device according to claim 2 or 3 ,
The blur correction device in which the bias amount has a delay time equivalent to a delay time of detection of the first motion vector.
前記補正部は、
前記ブレ補正部が移動するソフトリミットを超えた場合
前記被写体像を結像する光学系が非合焦状態の場合、
前記ブレ補正装置を備えた光学装置が構図変更中の場合、
前記ブレ補正装置を備えた光学装置が三脚使用中の場合、
前記第1動きベクトルが被写体ブレである場合、
前記第1動きベクトル情報の信頼性が低い場合、または
撮影倍率が所定値よりも大きい場合、
前記基準値の補正を実施しないブレ補正装置。 The blur correction apparatus according to any one of claims 2 , 3 , and 6 ,
The correction unit is
When the soft limit for moving the blur correction unit is exceeded When the optical system that forms the subject image is in an in-focus state,
When the optical device including the shake correction device is changing the composition,
When an optical device equipped with the shake correction device is in use of a tripod,
When the first motion vector is subject blur,
When the reliability of the first motion vector information is low, or when the shooting magnification is larger than a predetermined value,
A blur correction device that does not correct the reference value.
前記補正部は、前記基準値の演算開始からの時間が短いほど、前記基準値を補正する量が大きいブレ補正装置。 In the blurring correction apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The shake correction apparatus, wherein the correction unit has a larger amount of correcting the reference value as the time from the start of calculation of the reference value is shorter.
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