JP7443015B2 - Imaging device, shake correction device, and shake correction method - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置、振れ補正装置および振れ補正方法に関する。 The present invention relates to an imaging device, a shake correction device, and a shake correction method.
像ブレには、平行振れや角度振れ等様々な振れ成分が含まれている。特許文献1は、撮像装置に搭載される平行振れ補正に関する技術を開示している。
Image shake includes various shake components such as parallel shake and angular shake.
しかしながら、特許文献1の技術では、シャッタを押下する等の撮影操作に伴う低周波で大きな平行振れの補正には対応できていない。
However, the technique disclosed in
本発明は、撮影操作に伴う低周波で大きな平行振れも高精度に補正することができる撮像装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging device capable of highly accurately correcting even low-frequency and large parallel vibrations associated with photographing operations.
上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、撮像装置の振れを検出する検出手段が出力する平行振れの成分を含む振れ検出信号に基づいて、振れ補正信号を算出する演算手段と、前記振れ補正信号に基づいて、振れを補正する補正手段と、前記演算手段の位相特性を露光中の時間の経過に応じて変更する特性変更手段と、を備え、前記演算手段は、前記振れ検出信号を積分する積分フィルタを含み、前記特性変更手段は、前記平行振れの成分に対応する周波数の前記積分フィルタの出力信号の位相を遅らせる度合いを、露光開始からの経過時間が露光初期の期間に対応する第1の時間のときは前記経過時間が前記第1の時間よりも長い第2の時間のときよりも強くするように前記演算手段の位相特性を変更する。 In order to solve the above-mentioned problems, an imaging device of the present invention includes a calculation means for calculating a shake correction signal based on a shake detection signal including a parallel shake component outputted by a detection means for detecting shake of the imaging device; A correction means for correcting shake based on the shake correction signal, and a characteristic changing means for changing the phase characteristic of the calculation means according to the elapse of time during exposure, and the calculation means is configured to detect the shake. The characteristic changing means includes an integral filter that integrates a signal, and the characteristic changing means adjusts the degree to which the phase of the output signal of the integral filter having a frequency corresponding to the parallel shake component is delayed based on the elapsed time from the start of exposure to the initial exposure period. The phase characteristic of the arithmetic means is changed so that it is stronger at the corresponding first time than at a second time, where the elapsed time is longer than the first time.
本発明によれば、撮影操作に伴う低周波で大きな平行振れも高精度に補正することができる撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging device that is capable of highly accurately correcting even low-frequency and large parallel vibrations associated with photographing operations.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。カメラ11は、デジタル一眼レフカメラ、ビデオカメラ、コンパクトデジタルカメラ等、像ブレ補正手段を有する撮像装置である。カメラ11は、カメラボディ11aと、カメラボディ11aに着脱可能な交換レンズ11bを備える。なお、本実施形態では、交換レンズ11bがカメラボディ11aに対して着脱可能な撮像装置の例について説明するが、交換レンズ11bとカメラボディ11aが一体となっている撮像装置であってもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an imaging device in the first embodiment. The
交換レンズ11bは、撮影光学系13、第1駆動手段13cを備える。撮影光学系13は、シフトレンズやズームレンズなどの複数のレンズや絞りを含む。撮影光学系13におけるレンズの一部は第1の振れ補正手段であるレンズ振れ補正手段13aを構成する。レンズ振れ補正手段13aを矢印13b方向に第1駆動手段13cで駆動されることで、撮像素子14面上に生ずる像ズレを軽減する。
The
カメラボディ11aは、CPU(Central Processing Unit)12、撮像素子14、第2駆動手段14c、振動検出手段15、演算手段16、撮影操作手段17を備える。なお、図1においてカメラボディ11aにCPU12、振動検出手段15、演算手段16が設けられているが、交換レンズ11b側に設けられてもよいし、カメラボディ11aと交換レンズ11bの両者に設けられてもよい。
The
CPU12は撮影者からの撮影指示操作などに応じて、カメラ11の各ブロックの動作を制御することによって、カメラ11の機能が実現される。撮像素子14は、入力された被写体光束に応答した信号を出力する。撮影光軸10に沿った被写体光束が撮影光学系13を通して撮像手段である撮像素子14に入射する。撮像素子14から出力された撮像素子信号は、不図示の画像処理部で画像処理が行われ、画像処理後の画像情報は不図示の記憶部に記録される。
The
また、撮像素子14は、矢印14bで示す方向に駆動される第2の振れ補正手段である撮像素子振れ補正手段14aを構成している。そして、撮像素子振れ補正手段14aの駆動により撮像素子14面上に生じる像ズレを軽減する。なお、図1では矢印13b、14b方向の像ズレを軽減するブロックのみを記載しているが、例えばそれらの方向と直交する方向等、他の方向の像ズレを軽減するブロックが設けられていてもよい。また、本実施形態では像振れを光学的に補正する例について説明しているが、撮像素子14における像振れ補正は画像切り出し等により電子的に行ってもよい。
Further, the
撮影操作手段17は、シャッタボタンを含み、撮影者はシャッタボタンを押下することでカメラ11に撮影指示を送る。振動検出手段15は、角速度計15aおよび加速度計15bを備える。演算手段16は、第1積分手段16a、第1振幅補正手段16b、第2積分手段16c、バンドパスフィルタ16d、バンドパスフィルタ16e、比較手段16f、位相補償手段16g、第2振幅補正手段16h、駆動配分手段16iを備える。
The photographing operation means 17 includes a shutter button, and the photographer sends a photographing instruction to the
角速度計15aおよび加速度計15bで検出された各々の振れ検出信号は、演算手段16に出力される。具体的には、角速度計15aの振れ検出信号である角速度信号は、第1積分手段16aに入力される。第1積分手段16aは、角速度計15aの角速度信号を積分して角度信号に変換する。変換後の角度信号は、第1振幅補正手段16bにより撮影光学系13の敏感度で利得調整される。第1振幅補正手段16bの振れ補正信号は、駆動配分手段16iを介して第1駆動手段13c、第2駆動手段14cに入力され、レンズ振れ補正手段13aおよび撮像素子振れ補正手段14aを駆動する。これによりカメラに加わる角度振れにより生ずる像面ズレを軽減できる。
Each shake detection signal detected by the
加速度計15bの振れ検出信号は、第2積分手段16cに入力される。第2積分手段16cは、加速度計15bの振れ検出信号を速度に変換する。変換された速度信号は、バンドパスフィルタ16dにより、例えば2Hzの周波数成分など、一部の周波数成分のみ抽出される。バンドパスフィルタ16eは、角速度計15aが検出した角速度信号から、例えば2Hzの周波数成分など、一部の周波数成分のみ抽出する。比較手段16fは、バンドパスフィルタ16dの速度信号とバンドパスフィルタ16eの角速度信号から、互いの関係を示す回転半径を算出する。なお、バンドパスフィルタ16dおよびバンドパスフィルタ16eの詳細に関しては特許文献1に記載されているので具体的説明は省く。
The shake detection signal from the
第1積分手段16aの信号は、後述する特性変更手段である位相補償手段16gを介して第2振幅補正手段16hにて比較手段16fの信号と乗算される。位相補償手段16gは、低周波の平行振れにより生ずる像面ズレの軽減効果を高める為に設けられている。比較手段16fは角速度と速度の回転半径を求めているので、第2振幅補正手段16hは、第1積分手段16aの角度信号に回転半径を乗算することで角度信号を平行振れの変位信号に変換する。
The signal from the
第2振幅補正手段16hの振れ補正信号は、駆動配分手段16iを介して第1駆動手段13cおよび第2駆動手段14cに入力される。第1駆動手段13cおよび第2駆動手段14cは、駆動配分手段16iから入力された信号に応じてレンズ振れ補正手段13aおよび撮像素子振れ補正手段14aを駆動し、平行振れにより生ずる像ブレを補正し軽減する。以上の構成により、角度振れに加えて平行振れによる像面ズレを軽減できる像ブレ補正システムが構成されている。 The shake correction signal from the second amplitude correction means 16h is input to the first drive means 13c and the second drive means 14c via the drive distribution means 16i. The first drive means 13c and the second drive means 14c drive the lens shake correction means 13a and the image sensor shake correction means 14a according to the signal input from the drive distribution means 16i, and correct image blur caused by parallel shake. Reduce. With the above configuration, an image blur correction system that can reduce image plane shift due to parallel shake in addition to angular shake is configured.
図2は、像ブレ補正システムの抑振率を示す図である。図2において、横軸は周波数、縦軸は抑振率を示す。縦軸は紙面下に向かうほど抑振率が大きくなり、防振性能が高いことを表す。本実施形態では、破線21に示す角度振れの防振特性は、周波数ω1(破線22)近傍で抑振率が大きくなる特性に設定している。実線23に示す平行振れの防振特性は、周波数ω1より低周波の周波数ω2(破線24)近傍で抑振率が大きくなる特性に設定している。このように角度振れと平行振れで抑振率の特性を変更しているのは、平行振れには角度振れよりも低周波領域で大きな振れが発生することが分かっている為である。
FIG. 2 is a diagram showing the vibration suppression rate of the image blur correction system. In FIG. 2, the horizontal axis shows frequency and the vertical axis shows vibration suppression rate. On the vertical axis, the vibration damping rate increases as it goes further down the page, indicating higher vibration damping performance. In this embodiment, the angular vibration damping characteristic shown by the
次に、位相補償手段16gが平行振れの低周波領域における抑振率を大きくするために設けられている理由を説明する。まず、像ブレ補正システムにおいて低周波の角度振れおよび低周波である平行振れ検出精度が低い理由を図3および図4を用いて説明する。図3(A)は、第1積分手段利得特性ボード線図である。図3(B)は、第1積分手段位相特性ボード線図である。 Next, the reason why the phase compensation means 16g is provided to increase the vibration suppression rate in the low frequency region of parallel vibration will be explained. First, the reason why the detection accuracy of low frequency angular shake and low frequency parallel shake is low in the image blur correction system will be explained using FIGS. 3 and 4. FIG. 3(A) is a Bode diagram of the gain characteristics of the first integrating means. FIG. 3(B) is a Bode diagram of the phase characteristics of the first integrating means.
図3(A)において、横軸は振れの周波数、縦軸は振動検出手段15の入力に対する第1積分手段16aの出力利得を示している。図3(A)において、線分31は第1積分手段16aの利得特性を表しており、積分開始周波数である折れ点周波数ω3(破線32)より高周波の信号は1階積分の特性(周波数に反比例した利得)になっている。振動検出手段15の角速度信号は第1積分手段16aにより1階積分され、周波数ω3以上の信号は角度信号に変換される。ここで、折れ点周波数ω3は検出したいブレの帯域33の低周波側より低い周波数に設定する。例えば検出したい振れが1Hzから10Hzに分布している場合には折れ点周波数ω3は0.1Hzにする。
In FIG. 3A, the horizontal axis represents the vibration frequency, and the vertical axis represents the output gain of the first integrating
図3(B)において、横軸は振れの周波数、縦軸は振動検出手段15の入力に対する第1積分手段16aの位相差を示している。図3(B)において、線分34は第1積分手段16aの位相特性を表しており、折れ点周波数ω3(破線32)より高周波の信号は周波数が高くなるにつれて位相が-90度に漸近する特性となる。
In FIG. 3(B), the horizontal axis represents the vibration frequency, and the vertical axis represents the phase difference of the first integrating
図4は、第1積分手段16aの積分動作を示す波形を説明する図である。図4(A)および図4(B)において横軸は時間、縦軸は振れの量を示す。図4(A)は、折れ点周波数ω3より高周波である図3(B)の破線35の周波数における例を示している。一方、図4(B)は、折れ点周波数ω3近傍である図3(B)の破線36の周波数における例を示している。なお、破線36の周波数は、ブレの帯域33における低周波限界でもある。
FIG. 4 is a diagram illustrating waveforms showing the integrating operation of the first integrating
図4(A)において、撮像装置に加わる振れの角度を振れ角度波形41、振動検出手段15が検出する角速度を角速度波形42、振動検出手段15の信号を第1積分手段16aで処理した積分信号を角度波形43で示す。図4(A)において、折れ点周波数ω3より高周波の振れ(破線35の周波数)では、角速度波形42を積分した角度波形43は実際の振れ角度波形41と一致する。そのため、角度波形43は実際の振れ角度を正確に検出できている。
In FIG. 4A, a
図4(B)において、撮像装置に加わる振れの角度を振れ角度波形44、振動検出手段15が検出する角速度を角速度波形45、振動検出手段15の信号を第1積分手段16aで処理した積分信号を角度波形46で示す。図4(B)において折れ点周波数ω3近傍の振れ(破線36の周波数)では振れ角速度波形45を積分した角度波形46は、実際の振れ角度波形44に対する理想的な積分遅れ特性である-90度に対してθ1(図3(B)の位相差37)の位相進みが生じている。そのため、カメラ11に加わる振れ角度波形44と一致せず、正確な振れ角度検出が行えていない。このように、カメラ11に加わる振れ波形の中でも低周波の成分は、第1積分手段16aの影響で検出される振れの位相が進み、大きな抑振率(高い防振性能)は得られない。位相補償手段16gは、低周波の位相進みを遅らせるために設けられている。
In FIG. 4B, a
位相補償手段16gは、公知のローパスフィルタや微分フィルタで構成される。各々のフィルタの特性を図5のボード線図を用いて説明する。図5(A)は、ローパスフィルタの利得特性ボード線図である。図5(B)は、ローパスフィルタの位相特性ボード線図である。図5(C)は、微分フィルタの利得特性ボード線図である。図5(D)は、微分フィルタの位相特性ボード線図である。 The phase compensation means 16g is composed of a known low-pass filter or differential filter. The characteristics of each filter will be explained using the Bode diagram shown in FIG. FIG. 5(A) is a Bode diagram of the gain characteristic of the low-pass filter. FIG. 5(B) is a Bode diagram of the phase characteristics of the low-pass filter. FIG. 5C is a Bode diagram of the gain characteristics of the differential filter. FIG. 5(D) is a Bode diagram of the phase characteristics of the differential filter.
図5(A)における線分51は、ローパスフィルタの利得特性であり、折れ点周波数ω4(破線52)より高周波の信号は減衰される。図5(B)における線分53は、ローパスフィルタの位相特性であり、折れ点周波数ω4(破線52)より高周波の信号は周波数が高くなるにつれて位相が遅れる。
A
図5(C)における線分54は、微分フィルタの利得特性であり、折れ点周波数ω5(破線55)より高周波の信号は増幅される。図5(D)における線分56は、微分フィルタの位相特性であり、折れ点周波数ω5(破線55)より高周波の信号は周波数が高くなるにつれて位相が進む。
A
図6はローパスフィルタと微分フィルタを組み合わせた位相補償フィルタのボード線図である。図6(A)は、位相補償フィルタの利得特性ボード線図である。図6(B)は、位相補償フィルタの位相特性ボード線図である。図6(A)では、ローパスフィルタと微分フィルタを組み合わせて、中心周波数ω6(破線62)を有する太い実線61に示される利得特性となる位相補償フィルタを構成している。
FIG. 6 is a Bode diagram of a phase compensation filter that is a combination of a low-pass filter and a differential filter. FIG. 6(A) is a Bode diagram of the gain characteristics of the phase compensation filter. FIG. 6(B) is a Bode diagram of the phase characteristics of the phase compensation filter. In FIG. 6A, a low-pass filter and a differential filter are combined to form a phase compensation filter having a gain characteristic shown by a thick
図6(B)の太い実線64は、図6(A)に示される位相補償フィルタの位相特性である。実線64で示される位相補償フィルタの位相特性は、中心周波数ω6(破線62)において位相遅れが最大になる。本実施形態では、ローパスフィルタと微分フィルタを組み合わせた位相補償フィルタを図1の位相補償手段16gとして用いる。
A thick
図7は、第1積分手段16aと位相補償手段16gを合わせた位相特性ボード線図である。線分71は第1積分手段16aの位相特性を、線分64は位相補償手段16gの位相特性を示している。第1積分手段16aの位相特性(線分71)は、前述したように低周波で位相が進んでおり抑振率低下の原因になっている。そこで、第1積分手段16aに位相補償手段16gを接続すると、第1積分手段16aの位相特性(線分71)に位相補償手段16gの位相特性(線分64)が加算される。線分72は、第1積分手段16aの位相特性(線分71)に位相補償手段16gの位相特性(線分64)を加算した位相特性を示している。線分72に示されるように、位相特性が位相ゼロ(0deg)に近づくことでカメラ11に入力される振れと角速度計15aが検出する振れの位相が揃い、高い抑振率の振れ補正が可能になる。
FIG. 7 is a Bode diagram of the phase characteristics of the first integrating
図2の説明に戻る。線分23で示す平行振れの抑振率が低周波の周波数ω2(破線24)において高いのは、上述した位相補償手段16gを設けているためである。しかしながら、平行振れの抑振率は周波数ω1(破線22)では線分21に示す角度振れの抑振率より低くなってしまう。これは、図6(A)に示される位相補償手段16gの利得特性の差G(矢印63)により検出する振れの振幅が小さくなり、入力される振れの振幅と一致しなくなるためである。そのため、第1積分手段16aに位相補償手段16gを接続すると、低周波の振れが発生している場合のみ高い抑振率を示すことになる。
Returning to the explanation of FIG. 2. The reason why the parallel vibration suppression rate indicated by the
ここで平行振れの特性について説明する。静止画露光開始時等に撮影者が撮影操作手段17のシャッタボタンを押下すると、図1の矢印17a方向に発生する力により低周波の大きな平行振れが発生する。そのため、露光期間中において低周波の大きな平行振れが発生している期間は、露光開始からの一定の期間に限られる。そのため、本実施形態では、露光期間中において低周波の大きな平行振れが発生している期間のみ位相補償手段16gを設け、低周波の大きな平行振れが納まった後は位相補償手段16gの特性を弱めることで高周波の平行振れ抑振率を高める。露光期間中に位相補償手段16gの特性を変更することにより、全露光期間中において高い抑振率が得られる。
Here, the characteristics of parallel runout will be explained. When a photographer presses the shutter button of the photographing operation means 17 at the start of still image exposure, a large parallel shake of low frequency occurs due to the force generated in the direction of the
位相補償手段16gの特性の変更についてその詳細を説明する。位相補償手段16gの特性の変更は、特性変更手段であるCPU12によって行われる。本実施形態において、露光初期には位相補償手段16gを、図6(A)および図6(B)に示す特性で用いる。そして時間の経過と共に折れ点周波数ω5(破線55)を折れ点周波数ω4(破線52)に近づけてゆき、最終的には周波数ω5と周波数ω4を一致させる。これにより位相補償手段16gの特性をなくす。
The details of changing the characteristics of the phase compensation means 16g will be explained. The characteristics of the
図8は、位相補償手段16gの特性の変更について説明する図である。図8(A)は、位相補償手段16gの特性の変更タイミングを説明する図である。図8(B)~図8(D)は、各タイミングにおける位相補償手段16gのボード線図である。図8(A)において、横軸は露光時間の推移、縦軸は図6における周波数ω4と周波数ω5の関係を示している。横軸のS2は、シャッタボタンが押下(全押し)されたタイミング、即ち露光開始時間を示している。
FIG. 8 is a diagram illustrating changes in the characteristics of the phase compensation means 16g. FIG. 8(A) is a diagram illustrating the timing of changing the characteristics of the phase compensation means 16g. FIGS. 8(B) to 8(D) are Bode diagrams of the
線分81は微分フィルタの折れ点周波数ω5を示す。線分81で示されるように、露光初期は周波数ω4と周波数ω5が離れている。露光初期のボート線図である図8(B)において線分64に示されるように、位相補償手段16gは位相遅れの大きな特性になっている。そして、CPU12は露光初期から時間が経過するにつれて周波数ω5を周波数ω4に近づける制御を行う。位相補償手段16gの特性の変更に伴い、露光中期のボート線図である図8(C)、露光終期のボート線図である図8(D)に示すように、位相遅れの小さな特性に変更される。このように、本実施形態では、位相補償手段16gの複数の周波数折れ点(ローパスフィルタの折れ点周波数ω4と微分フィルタの折れ点周波数ω5)を露光時間の経過と共に近づけていく。これにより、位相補償手段16gの低周波における位相補償効果は小さくなるが、位相補償手段16gの利得の差Gも小さくなる為に高周波帯域の抑振率が高くなる。
A
次に、振れ補正ストロークについて説明する。抑振率を高くするためには、周波数特性に加えて振れ補正手段の振れ補正ストロークを大きくする必要もある。平行振れによる撮像面の像ブレは撮影倍率が高いほど大きくなるため、接写撮影における振れ補正手段の振れ補正ストロークは極めて大きくなる。本実施形態においては、レンズ振れ補正手段13aと撮像素子振れ補正手段14aの二つの振れ補正手段を駆動することで大きなストロークに対応している。具体的には、本実施形態では、平行振れの補正は露光中のみ行う方式にするとともに、露光前までは振れ補正を行っていなかった撮像素子振れ補正手段14aに露光開始時点から平行振れ補正信号を入力する。 Next, the shake correction stroke will be explained. In order to increase the vibration suppression rate, it is necessary to increase the vibration correction stroke of the vibration correction means in addition to the frequency characteristics. Since the image blur on the imaging surface due to parallel shake increases as the photographing magnification increases, the shake correction stroke of the shake correction means in close-up photography becomes extremely large. In this embodiment, large strokes are handled by driving two shake correction means, the lens shake correction means 13a and the image sensor shake correction means 14a. Specifically, in this embodiment, parallel shake correction is performed only during exposure, and a parallel shake correction signal is sent from the start of exposure to the image sensor shake correction means 14a, which had not performed shake correction before exposure. Enter.
図9は、第1実施形態における駆動配分手段16iを説明する図である。駆動配分手段16iは、振れ補正信号(第1振幅補正手段16bの角度振れ信号および第2振幅補正手段16hの平行振れ信号)を各駆動手段に配分する。本実施形態の駆動配分手段16iは、スイッチ91を有する。第1振幅補正手段16bの角度振れ信号は、直接第1駆動手段13cに接続している。一方、第2振幅補正手段16hの平行振れ信号は、駆動配分手段16iが備えるスイッチ91を介して第2駆動手段14cに接続している。
FIG. 9 is a diagram illustrating the drive distribution means 16i in the first embodiment. The drive distribution means 16i distributes the shake correction signal (the angular shake signal of the first amplitude correction means 16b and the parallel shake signal of the second amplitude correction means 16h) to each drive means. The drive distribution means 16i of this embodiment includes a
スイッチ91は、CPU12からの撮影者操作状態により以下の様にオンオフされる。
・被写体の撮影倍率が小さい時(焦点距離が短い時、被写体までの撮影距離が長い時)
常にオフ。すなわち、撮像素子振れ補正手段14aは振れ補正を行わない。
・被写体の撮影倍率が大きい時(焦点距離が長い時、被写体まで撮影距離が短い時)
静止画撮影開始時(S2)までオフ。静止画露光中のみオン。
The
- When the shooting magnification of the subject is small (when the focal length is short, when the shooting distance to the subject is long)
Always off. That is, the image sensor shake correction means 14a does not perform shake correction.
・When the magnification of the subject is high (when the focal length is long, when the shooting distance to the subject is short)
Off until the start of still image shooting (S2). On only during still image exposure.
このように、撮像素子振れ補正手段14aは、静止画露光前までは振れ補正を行わないで振れ補正ストロークを温存しておき、露光中のみ平行振れ補正を行う。静止画露光前までは平行振れもさほど大きくならないため、撮像素子振れ補正手段14aによる振れ補正を行わなくても振れ補正ストロークが不足する恐れは低い。 In this way, the image sensor shake correction means 14a preserves the shake correction stroke by not performing shake correction until before still image exposure, and performs parallel shake correction only during exposure. Since the parallel shake does not become very large until the still image is exposed, there is a low possibility that the shake correction stroke will be insufficient even if the image sensor shake correction means 14a does not perform shake correction.
図10は、第1実施形態における像振れ補正を説明する図である。図10(A)は、レンズ振れ補正手段13aによる像振れ補正を説明する図であり、横軸は時間、縦軸はレンズ振れ補正手段ストロークを示している。図10(A)は、撮像素子振れ補正手段14aによる像振れ補正を説明する図であり、横軸は時間、縦軸は撮像素子振れ補正手段ストロークを示している。タイミング1003aは、撮影準備操作である撮影操作手段17のシャッタボタン半押し(S1)のタイミングである。タイミング1003bは、静止画撮影のために撮影操作手段17のシャッタボタンが全押し(S2)される露光開始のタイミングである。タイミング1003cは、露光終了のタイミングである。
FIG. 10 is a diagram illustrating image blur correction in the first embodiment. FIG. 10A is a diagram illustrating image shake correction by the lens shake correction means 13a, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the lens shake correction means stroke. FIG. 10A is a diagram illustrating image blur correction by the image sensor shake correction means 14a, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the stroke of the image sensor shake correction means.
図10(A)において、レンズ振れ補正手段13aは、タイミング1003aから波形1001に示される角度振れ補正を始める。角度振れ補正に関しては、レンズ振れ補正手段13aの補正ストローク範囲(範囲1002aから1002bの間)は十分確保してあるために安定した振れ補正が行える。
In FIG. 10(A), the lens shake correction means 13a starts correcting the angular shake shown by a
図10(B)において、撮像素子振れ補正手段14aが、タイミング1003aから破線の波形1004に示される平行振れ補正を始めたと仮定する。タイミング1003aから平行振れ補正を開始した場合、露光期間中であるタイミング1003bタイミング1003cの間に補正ストローク範囲(1006aから1006bの間)を超えてしまい、振れ補正が出来なくなる。補正ストローク範囲を大きくすることで回避は可能であるが、被写体の撮影倍率が大きい場合には平行振れ補正量も多く必要になるために、カメラボディ11aの大きさが極めて大きくなってしまう。そこで、本実施形態では、波形1005に示すように、撮像素子振れ補正手段14aによる平行振れ補正は露光開始までは行わず、静止画露光開始(タイミング1003b)時点をゼロにしてスタートさせる。これにより露光中に振れ補正ストロークをすべて消費してしまうことを防ぐことができる。
In FIG. 10B, it is assumed that the image sensor shake correction means 14a starts parallel shake correction shown by a
露光中に位相補償手段16gの特性を時間と共に変更してゆく動作と駆動配分手段16iの撮像素子振れ補正手段14aの駆動動作を合わせた像振れ補正システムの動作について、図11のフローチャートを用いて説明する。図11は、第1実施形態における像振れ補正処理を示すフローチャートである。なお、図11のフローはカメラ11における撮影準備動作である撮影操作手段17のシャッタボタン半押し操作(S1)でスタートし、この操作が継続している限りフローは循環される。
The operation of the image blur correction system, which combines the operation of changing the characteristics of the phase compensation means 16g over time during exposure and the driving operation of the image sensor shake correction means 14a of the drive distribution means 16i, will be described using the flowchart of FIG. explain. FIG. 11 is a flowchart showing image blur correction processing in the first embodiment. The flow of FIG. 11 starts with a half-press operation (S1) of the shutter button of the photographing operation means 17, which is a photographing preparation operation in the
ステップS1101で、レンズ振れ補正手段13aによる角度振れ補正を行う。具体的には、振動検出手段15で検出された振れ検出信号を演算手段16で処理し、第1振幅補正手段16bで駆動目標値を生成する。そして、第1駆動手段13cが生成された駆動目標値に基づいてレンズ振れ補正手段13aを駆動して角度振れ補正を行う。 In step S1101, angular shake correction is performed by the lens shake correction means 13a. Specifically, the vibration detection signal detected by the vibration detection means 15 is processed by the calculation means 16, and the drive target value is generated by the first amplitude correction means 16b. Then, the first driving means 13c drives the lens shake correction means 13a based on the generated drive target value to perform angular shake correction.
ステップS1102で、CPU12は、静止画露光の開始か否かを判定する。CPU12は、撮影操作手段17のシャッタボタンが全押し操作(S2)されると静止画露光の開始と判定し、ステップS1103に進む。一方、シャッタボタンの全押しを検知できない場合は、ステップS1101に戻る。
In step S1102, the
ステップS1103で、CPU12は、露光期間中における平行振れ補正の要否を判定する。平行振れ補正の要否は、例えば、撮影操作時に得られた撮影倍率の大きさに基づいて判定する。撮影倍率が所定の倍率より大きい場合は、平行振れ補正が必要であると判定しステップS1104に進む。一方、平行振れ補正が所定の倍率以下である場合は、平行振れ補正が必要ないと判定し、ステップS1105に進む。
In step S1103, the
ステップS1104で、撮像素子振れ補正手段14aを駆動し平行振れ補正を行う。具体的には、振動検出手段15で検出された振れ検出信号を演算手段16で処理し、第2振幅補正手段16hで駆動目標値を生成する。そして、CPU12は、駆動配分手段16iのスイッチ91をONにし、第2駆動手段14cが第2振幅補正手段16hで生成された駆動目標値を取得できるようにする。第2駆動手段14cは、取得した駆動目標値に基づいてレンズ振れ補正手段13aを駆動して角度振れ補正を行う。
In step S1104, the image sensor shake correction means 14a is driven to perform translational shake correction. Specifically, the vibration detection signal detected by the vibration detection means 15 is processed by the calculation means 16, and the drive target value is generated by the second amplitude correction means 16h. Then, the
ステップS1105で、CPU12は、カメラのシャッタを開くなどの動作により静止画の露光を開始する。
ステップS1103で撮影倍率が所定の倍率より大きいと判定され平行振れ補正を行っている場合は、ステップS1106で、CPU12は、図8(A)で説明した特性変更様式に従って、時間の経過と共に位相補償手段16gの特性を変更する。
In step S1105, the
If it is determined in step S1103 that the photographing magnification is larger than the predetermined magnification and parallel shake correction is being performed, in step S1106 the
ステップS1107で、CPU12は、露光時間が終了したか否か判定する。露光時間が終了するまではステップS1106、およびステップS1107を循環する。一方、露光時間が終了し露光が完了した場合は、ステップS1108に進む。
ステップS1108で、CPU12は、第2駆動手段14cによる撮像素子振れ補正手段14aの駆動を停止し、ステップS1102に戻る。
In step S1107, the
In step S1108, the
以上説明したように、本実施形態では、露光を行っている期間のみ撮像素子振れ補正手段14aを駆動して平行振れの補正を行う。そのため、露光中に振れ補正ストロークを超えてしまうことがなく、安定した平行振れ補正が行える。また、位相補償手段16gは静止画露光を行っている時に時間と共にその特性を変更する。露光期間中における特性の変更により、露光初期には低周波の大きな振れを精度よく補正でき、露光後期には高周波の振れを精度よく補正することができる。
As described above, in this embodiment, the image sensor
(第2実施形態)
図12は、第2実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。第1実施形態の撮像装置(図1)と異なる点は、特性変更手段であるCPU12からの信号が対のバンドパスフィルタ16dおよびバンドパスフィルタ16eに入力している点である。第1実施形態においてもCPU12からの信号は演算手段16に入力されており、CPU12は第1積分手段16a第2積分手段16cの時定数変更、位相補償手段16gの特性変更、第1振幅補正手段16bおよび第2振幅補正手段16hの制御を行っている。第2実施形態のCPU12はこれらに加えて、バンドパスフィルタ16dおよびバンドパスフィルタ16eの抽出周波数帯域を静止画露光開始時は低周波側に設定する制御を行う。このように、本実施形態では、バンドパスフィルタ16dおよびバンドパスフィルタ16eの抽出周波数帯域を静止画露光開始時は低周波側に設定することで、低周波の平行振れ検出精度を高める。撮像装置のその他の構成は第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of an imaging device in the second embodiment. The difference from the imaging apparatus of the first embodiment (FIG. 1) is that a signal from the
図13は、バンドパスフィルタの抽出周波数特性の変化を説明する図である。図13のバンドパスフィルタは、対になるバンドパスフィルタ(バンドパスフィルタ16dおよびバンドパスフィルタ16e)である。図13(A)は、バンドパスフィルタの特性の変更タイミングを説明する図である。図13(B)~図13(D)は、各タイミングにおけるバンドパスフィルタのボード線図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating changes in extraction frequency characteristics of a bandpass filter. The bandpass filters in FIG. 13 are a pair of bandpass filters (
図13(A)において、横軸は露光時間の推移、縦軸は抽出周波数を示している。抽出周波数は、露光当初はω7(例えば0.5Hz)であり露光後期にはω6(例えば5Hz)になる。図13(B)~図13(D)において、横軸は周波数、縦軸は周波数ごとの利得を示している。露光初期のボート線図である図13(B)においては、周波数ω7(破線1303)において最も利得が高く、それより低周波、高周波は減衰する特性になっている。そのため、露光初期においてはω7の周波数成分のみ抽出される。露光終期のボート線図である図13(D)においては、周波数ω6(破線1304)において最も利得が高く、それより低周波、高周波は減衰する特性になっている。そのため、露光終期においてはω6の周波数成分のみ抽出される。図13(B)と図13(D)のタイミングの中間に位置する露光中期のボート線図である図13(C)では、図13(B)と図13(D)の中間の周波数を抽出する特性になっている。 In FIG. 13(A), the horizontal axis shows the change in exposure time, and the vertical axis shows the extraction frequency. The extraction frequency is ω7 (for example, 0.5 Hz) at the beginning of exposure, and becomes ω6 (for example, 5 Hz) at the later stage of exposure. In FIGS. 13(B) to 13(D), the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents gain for each frequency. In FIG. 13(B), which is a boat diagram at the initial stage of exposure, the gain is highest at frequency ω7 (broken line 1303), and lower frequencies and higher frequencies are attenuated. Therefore, at the initial stage of exposure, only the frequency component of ω7 is extracted. In FIG. 13(D), which is a boat diagram at the end of exposure, the gain is highest at frequency ω6 (broken line 1304), and lower frequencies and higher frequencies are attenuated. Therefore, only the frequency component of ω6 is extracted at the end of exposure. In FIG. 13(C), which is a boat diagram of the middle period of exposure located between the timings of FIG. 13(B) and FIG. 13(D), the frequency intermediate between FIG. 13(B) and FIG. 13(D) is extracted. It has become a characteristic that
対のバンドパスフィルタ(バンドパスフィルタ16dおよびバンドパスフィルタ16e)は、常に同じ特性となっている。そのため、角速度計15aおよび加速度計15bの振れ検出信号は静止画露光の開始時は低周波(ω7)の成分が抽出され、露光の後期は高周波(ω6)の成分が抽出される。したがって、露光開始時は振れの低周波成分から求まる振れの回転中心に基づいて平行振れ検出を行うことができ、露光後期は振れの高周波成分から求まる振れの回転中心に基づいて平行振れ検出を行うことができる。そのため、露光開始時はその後よりも低周波の平行振れ検出が可能になる。
The pair of bandpass filters (
次に振れ補正手段の動作について説明する。図14は、第2実施形態における駆動配分手段16iを説明する図である。本実施形態の駆動配分手段16iは、スイッチ1401aおよびスイッチ1401bを有する。本実施形態において、第1振幅補正手段16bからの角度振れ信号は、第1駆動手段13cおよび第2駆動手段14cに入力される。取得した角度振れ信号に基づいて、第1駆動手段13cは第1の振れ補正手段であるレンズ振れ補正手段13aを駆動し、第2駆動手段14cは第2の振れ補正手段である撮像素子振れ補正手段14aを駆動する。レンズ振れ補正手段13aおよび撮像素子振れ補正手段14aはそれぞれ角度振れ量の半分を補正することにより、トータルで十分な角度振れ補正を行っている。
Next, the operation of the shake correction means will be explained. FIG. 14 is a diagram illustrating the drive distribution means 16i in the second embodiment. The drive distribution means 16i of this embodiment includes a
第2振幅補正手段16hからの平行振れ信号は、CPU12により制御されるスイッチ1401a、スイッチ1401bを介して、第1駆動手段13c、第2駆動手段14cに入力される。スイッチ1401aは第2振幅補正手段16hと第1駆動手段13cの間に設けられたスイッチであり、スイッチ1401aがONのときに第2振幅補正手段16hからの平行振れ信号が第1駆動手段13cに入力される。スイッチ1401bは第2振幅補正手段16hと第2駆動手段14cの間に設けられたスイッチであり、スイッチ1401aがONのときに第2振幅補正手段16hからの平行振れ信号が第2駆動手段14cに入力される。
The parallel shake signal from the second amplitude correction means 16h is input to the first drive means 13c and the second drive means 14c via a
CPU12は、レンズ振れ補正手段13aからの振れ補正状態信号および撮像素子振れ補正手段14aからの振れ補正状態信号を取得し、振れ補正状態信号に基づいてどちらの振れ補正手段に振れ補正ストロークに余裕があるかを判定する。そして、CPU12は、スイッチ1401aとスイッチ1401bのうち、静止画露光開始時に振れ補正ストロークに余裕のある振れ補正手段に繋がるスイッチをONにする。これにより、第2振幅補正手段16hからの平行振れ信号を、第1駆動手段13cと第2駆動手段14cのいずれかに入力させる。このように、静止画露光開始時に振れ補正ストローク余裕のある振れ補正手段を選択して平行振れ補正を行うことで、露光中の平行振れ補正ストロークの不足を抑制することが出来る。
The
図15は、第2実施形態における像振れ補正処理を示すフローチャートである。第1実施形態(図11)と同じ処理のステップについては同じ符号を付しその説明を省略する。なお、図15のフローはカメラ11における撮影準備動作である撮影操作手段17のシャッタボタン半押し操作(S1)でスタートし、この操作が継続している限りフローは循環される。
FIG. 15 is a flowchart showing image blur correction processing in the second embodiment. The same processing steps as in the first embodiment (FIG. 11) are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. The flow of FIG. 15 starts with a half-press operation (S1) of the shutter button of the photographing operation means 17, which is a photographing preparation operation in the
ステップS1501で、レンズ振れ補正手段13aおよび撮像素子振れ補正手段14aによる角度振れ補正を行う。具体的には、振動検出手段15で検出された振れ検出信号を演算手段16で処理し、第1振幅補正手段16bで駆動目標値を生成する。そして、第1駆動手段13cと第2駆動手段14cがそれぞれ生成された駆動目標値に基づいてレンズ振れ補正手段13aと撮像素子振れ補正手段14aを駆動して角度振れ補正を行う。 In step S1501, angular shake correction is performed by the lens shake correction means 13a and the image sensor shake correction means 14a. Specifically, the vibration detection signal detected by the vibration detection means 15 is processed by the calculation means 16, and the drive target value is generated by the first amplitude correction means 16b. Then, the first drive means 13c and the second drive means 14c drive the lens shake correction means 13a and the image sensor shake correction means 14a based on the generated drive target values, respectively, to perform angular shake correction.
ステップS1502で、CPU12は、静止画露光開始時点においてレンズ振れ補正手段13aの振れ補正ストロークに余裕があるか判定する。振れ補正ストロークに余裕がある場合はステップS1503に進む。一方、振れ補正ストロークに余裕がない場合はステップS1504に進む。
In step S1502, the
レンズ振れ補正手段13aの振れ補正ストロークに余裕がある場合、ステップS1503で、レンズ振れ補正手段13aを駆動し、角度振れ補正に加えて平行振れ補正を行う。
レンズ振れ補正手段13aの振れ補正ストロークに余裕がない場合、ステップS1504で、撮像素子振れ補正手段13aを駆動し、角度振れ補正に加えて平行振れ補正を行う。
If there is a margin in the shake correction stroke of the lens shake correction means 13a, in step S1503, the lens shake correction means 13a is driven to perform translational shake correction in addition to angular shake correction.
If there is not enough margin in the shake correction stroke of the lens shake correction means 13a, in step S1504, the image sensor shake correction means 13a is driven to perform translational shake correction in addition to angular shake correction.
ステップS1505で、CPU12は、時間の経過と共に位相補償手段16gとバンドパスフィルタ16dおよびバンドパスフィルタ16eの特性を変更する。具体的には、CPU12は、図8(A)で説明した特性変更様式に従って、時間の経過と共に位相補償手段16gの特性を変更する。また、図13(A)で説明した特性変更様式に従って、時間の経過と共にバンドパスフィルタ16dおよびバンドパスフィルタ16eの特性を変更する。なお、第1実施形態と同様に、撮影倍率が所定の倍率より大きい場合のみ特性を変更するようにしてもよい。
In step S1505, the
ステップS1506で、CPU12は、レンズ振れ補正手段13aもしくは撮像素子振れ補正手段14aによる平行振れ補正のための駆動のみ停止する。
In step S1506, the
以上説明したように、本実施形態では、静止画露光を行う際に駆動ストロークに余裕のある振れ補正手段を選択して平行振れ補正を行う。そのため、露光中に振れ補正ストロークが不足してしまう恐れがなく、安定した平行振れ補正が可能となる。また、本実施形態では、静止画露光中に時間の経過と共に抽出周波数を低周波から高周波に特性を変更する。これにより、静止画露光の初期では低周波の平行振れ補正に適した特性にすることで、振れの低周波成分を抽出して低周波の振れの回転半径を求め、低周波の大きな平行振れを精度よく補正することができる。そして、静止画露光の後期では高周波の平行振れ補正に適した特性にすることで、振れの高周波成分を抽出して高周波の振れの回転半径を求め、高周波の平行振れも補正することができる。 As described above, in this embodiment, when performing still image exposure, a shake correction means with a sufficient drive stroke is selected to perform translational shake correction. Therefore, there is no fear that the shake correction stroke will be insufficient during exposure, and stable translational shake correction is possible. Furthermore, in this embodiment, the characteristic of the extraction frequency is changed from low frequency to high frequency as time passes during still image exposure. As a result, by setting the characteristics suitable for low-frequency translational shake correction in the early stage of still image exposure, the low-frequency component of the shake is extracted and the radius of rotation of the low-frequency shake is determined, and large low-frequency parallel shake can be corrected. It can be corrected with high precision. Then, in the later stages of still image exposure, by making the characteristics suitable for high-frequency translational shake correction, the high-frequency component of the shake can be extracted, the radius of rotation of the high-frequency shake can be determined, and the high-frequency parallel shake can also be corrected.
(第3実施形態)
図16は、第3実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。第1実施形態(図1)および第2実施形態(図12)との相違点は、演算手段16が、複数の位相補償手段、位相補償選択手段16j、複数のバンドパスフィルタ、複数の比較手段、比較値選択手段16kを備えている点である。
(Third embodiment)
FIG. 16 is a diagram illustrating the configuration of an imaging device in the third embodiment. The difference between the first embodiment (FIG. 1) and the second embodiment (FIG. 12) is that the calculation means 16 includes a plurality of phase compensation means, a phase compensation selection means 16j, a plurality of bandpass filters, and a plurality of comparison means. , a comparison value selection means 16k is provided.
複数の位相補償手段は、第1位相補償手段16g1および第2位相補償手段16g2である。第1位相補償手段16g1は、低周波での位相補償効果が高く、図8(B)に示す低周波の検出精度を高める特性になっている。第2位相補償手段16g2は、高周波での位相補償効果が高く、図8(D)に示す高周波の検出精度を高める特性になっている。位相補償選択手段16jは、CPU12の指示に従って、第1位相補償手段16g1および第2位相補償手段16g2の信号を選択する。
The plurality of phase compensation means are a first phase compensation means 16g1 and a second phase compensation means 16g2. The first phase compensation means 16g1 has a high phase compensation effect at low frequencies, and has a characteristic that improves the low frequency detection accuracy shown in FIG. 8(B). The second phase compensation means 16g2 has a high phase compensation effect at high frequencies, and has a characteristic that improves the detection accuracy of high frequencies as shown in FIG. 8(D). The phase compensation selection means 16j selects the signals of the first phase compensation means 16g1 and the second phase compensation means 16g2 according to instructions from the
複数のバンドパスフィルタは、バンドパスフィルタ16d1、バンドパスフィルタ16e1、バンドパスフィルタ16d2、バンドパスフィルタ16e2である。バンドパスフィルタ16d1およびバンドパスフィルタ16e1(以下、2つを合わせてBPF1ともいう)は、図13(B)に示す低周波を抽出するバンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ16d2およびバンドパスフィルタ16e2(以下、2つを合わせてBPF2ともいう)は、図13(D)に示す高周波を抽出するバンドパスフィルタである。 The plurality of bandpass filters are a bandpass filter 16d1, a bandpass filter 16e1, a bandpass filter 16d2, and a bandpass filter 16e2. The bandpass filter 16d1 and the bandpass filter 16e1 (hereinafter also referred to as BPF1) are bandpass filters that extract the low frequency shown in FIG. 13(B). The bandpass filter 16d2 and the bandpass filter 16e2 (hereinafter also referred to collectively as BPF2) are bandpass filters that extract the high frequency shown in FIG. 13(D).
複数の比較手段は、第1比較手段16f1および第2比較手段16f2である。比較値選択手段16kは、CPU12の指示に従って、第1比較手段16f1および第2比較手段16f2の信号を選択する。
The plural comparison means are a first comparison means 16f1 and a second comparison means 16f2. The comparison value selection means 16k selects the signals of the first comparison means 16f1 and the second comparison means 16f2 according to instructions from the
位相補償選択手段16jおよび比較値選択手段16kと、これらを制御するCPU12は、特性変更手段である。位相補償選択手段16jは、CPU12から信号に基づいて第1位相補償手段16g1および第2位相補償手段16g2のいずれかを選択することで、特性を変更する。比較値選択手段16kは、CPU12から信号に基づいて第1比較手段16f1および第2比較手段16f2のいずれかを選択することで、特性を切り替える。
The phase compensation selection means 16j, the comparison value selection means 16k, and the
図17は、特性変更手段の特性の切り替えタイミングを説明する図である。線分1701は、位相補償選択手段16jおよび比較値選択手段16kの選択状態を示している。静止画露光開始S2から時刻t1までは、位相補償選択手段16jは第1位相補償手段16g1を選択し、比較値選択手段16kは第1比較手段16f1を選択する。そして時刻t1以降において、位相補償選択手段16jは第2位相補償手段16g2を選択し、比較値選択手段16kは第2比較手段16f2を選択する。
FIG. 17 is a diagram illustrating the characteristic switching timing of the characteristic changing means. A
上記の特性の切り替えにより、本実施形態においても第2実施形態と同様に、静止画露光開始時には平行振れの低周波の補正精度を高く、その後は平行振れの高周波の補正精度を高くすることができる。そのため、露光時間全体にわたって平行振れ補正効果を高く維持することができる。また、特性の変更を行った第1および第2実施形態と異なり、本実施形態では特性切り替え方式にしたため、静止画露光中の演算量を軽減することができる。 By switching the above characteristics, in this embodiment as well as in the second embodiment, it is possible to increase the correction accuracy for low frequencies of parallel shake at the start of still image exposure, and thereafter increase the correction accuracy for high frequencies of parallel shake. can. Therefore, it is possible to maintain a high parallel shake correction effect over the entire exposure time. Further, unlike the first and second embodiments in which the characteristics were changed, this embodiment uses a characteristic switching method, so that the amount of calculation during still image exposure can be reduced.
図16の説明に戻る。位相補償選択手段16jの信号は、第1振幅補正手段16bにも入力している。そのため、第1振幅補正手段16bには静止画露光開始時には第1位相補償手段16g1の信号が、その後は第2位相補償手段16g2の信号が入力される。これにより、角度振れに関しても静止画露光開始時に低周波の補正精度を高くして、その後は高周波の補正精度を高くすることができる。ユーザーによる撮影操作手段17の操作で平行振ればかりではなく角度振れも発生するため、角度振れ補正に対しても静止画露光開始時に低周波の振れ補正精度を高めることで効果のある振れ補正を行える。 Returning to the explanation of FIG. 16. The signal from the phase compensation selection means 16j is also input to the first amplitude correction means 16b. Therefore, the signal from the first phase compensation means 16g1 is input to the first amplitude correction means 16b at the start of still image exposure, and thereafter the signal from the second phase compensation means 16g2 is input. As a result, with regard to angular shake, it is possible to increase the low frequency correction accuracy at the start of still image exposure, and thereafter to increase the high frequency correction accuracy. Since not only parallel shake but also angular shake occurs when the user operates the photographing operation means 17, effective shake correction can be achieved by increasing the low frequency shake correction accuracy at the start of still image exposure. .
次に、振れ補正手段の動作について説明する。図18は、第3実施形態における駆動配分手段16iを説明する図である。本実施形態の駆動配分手段16iは、重みづけ手段1802aおよび重みづけ手段1802bを有する。本実施形態において、第1振幅補正手段16bからの角度振れ信号は、第1駆動手段13cおよび第2駆動手段14cに入力される。取得した角度振れ信号に基づいて、第1駆動手段13cはレンズ振れ補正手段13aを、第2駆動手段14cは撮像素子振れ補正手段14aを駆動する。レンズ振れ補正手段13aと撮像素子振れ補正手段14aはそれぞれ角度振れ量の半分を補正する事によりトータルで十分な角度振れ補正を行う。 Next, the operation of the shake correction means will be explained. FIG. 18 is a diagram illustrating the drive distribution means 16i in the third embodiment. The drive distribution means 16i of this embodiment includes weighting means 1802a and weighting means 1802b. In this embodiment, the angular shake signal from the first amplitude correction means 16b is input to the first drive means 13c and the second drive means 14c. Based on the acquired angular shake signal, the first drive means 13c drives the lens shake correction means 13a, and the second drive means 14c drives the image sensor shake correction means 14a. The lens shake correction means 13a and the image sensor shake correction means 14a each correct half of the amount of angular shake, thereby performing sufficient angular shake correction in total.
第2振幅補正手段16hからの平行振れ信号は、CPU12により制御される重みづけ手段1801aおよび重みづけ手段1801bを介して、第1駆動手段13cおよび第2駆動手段14cに入力される。重みづけ手段1801aは、第2振幅補正手段16hと第1駆動手段13cの間に設けられ、重みづけ手段1801bは、第2振幅補正手段16hと第2駆動手段14cの間に設けられている。
The parallel shake signal from the second amplitude correction means 16h is input to the first drive means 13c and the second drive means 14c via weighting means 1801a and weighting means 1801b controlled by the
CPU12は、重みづけ手段1801aおよび重みづけ手段1801bを制御することで、平行振れを補正するためのレンズ振れ補正手段13aと撮像素子振れ補正手段14aそれぞれの駆動量を制御する。具体的には、CPU12は、レンズ振れ補正手段13aからの振れ補正状態信号と撮像素子振れ補正手段14aからの振れ補正状態信号に基づいて、各々の振れ補正手段における振れ補正ストローク余裕の比率を算出する。そして、CPU12は、静止画露光開始時に振れ補正ストローク余裕の比率に基づいて、それぞれの振れ補正手段における駆動量の重みづけを設定する。重みづけ手段1802aおよび重みづけ手段1802bは、設定された重みづけに応じて第2振幅補正手段16hからの平行振れ信号に対して重みづけ処理を行う。重みづけ処理された信号は、静止画露光開始時からそれぞれ第1駆動手段13cと第2駆動手段14cに入力される。
The
例えば、レンズ振れ補正手段13aと撮像素子振れ補正手段14aの振れ補正ストローク余裕の割合が6:4の場合には、重みづけ手段1802aにおける重みづけをA=0.6とする。重みづけ手段1802bによる重みづけは1-A=0.4となる。これにより、静止画露光開始時に平行振れ補正のための駆動量の6割がレンズ振れ補正手段13aに入力され、残りの4割が撮像素子振れ補正手段14aに入力される。このように、本実施形態では、静止画露光開始時における複数の振れ補正手段の振れ補正ストローク余裕比率に基づいて平行振れ補正量を各振れ補正手段に配分することで、露光中に平行振れ補正ストロークが不足することを抑制することができる。 For example, when the ratio of the shake correction stroke allowances of the lens shake correction means 13a and the image pickup element shake correction means 14a is 6:4, the weighting in the weighting means 1802a is set to A=0.6. The weighting by the weighting means 1802b is 1-A=0.4. As a result, at the start of still image exposure, 60% of the drive amount for parallel shake correction is input to the lens shake correction means 13a, and the remaining 40% is input to the image sensor shake correction means 14a. In this way, in this embodiment, parallel shake correction is performed during exposure by distributing the parallel shake correction amount to each shake correction means based on the shake correction stroke allowance ratio of the plurality of shake correction means at the start of still image exposure. It is possible to prevent the stroke from being insufficient.
図19は、第3実施形態における像振れ補正処理を示すフローチャートである。第1実施形態(図11)および第2実施形態(図15)と同じ処理のステップについては同じ符号を付しその説明を省略する。なお、図19のフローはカメラ11における撮影準備動作である撮影操作手段17のシャッタボタン半押し操作(S1)でスタートし、この操作が継続している限りフローは循環される。
FIG. 19 is a flowchart showing image blur correction processing in the third embodiment. The same processing steps as in the first embodiment (FIG. 11) and the second embodiment (FIG. 15) are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted. The flow in FIG. 19 starts with a half-press operation (S1) of the shutter button of the photographing operation means 17, which is a preparatory operation for photographing in the
ステップS1901で、CPU12は、駆動配分手段16iを制御して、第1駆動手段13cおよび第2駆動手段14cに入力される平行振れ駆動量を配分し、レンズ振れ補正手段13aと撮像素子振れ補正手段14aによる平行振れ補正を行う。具体的には、図18で説明したように、静止画露光開始時点においてレンズ振れ補正手段13aと撮像素子振れ補正手段の振れ補正ストローク余裕の比率を検出し、その比率に応じて平行振れ補正のための駆動量を各振れ補正手段に配分する。各振れ補正手段は、平行振れ駆動量の配分に応じた平行振れ補正を行う。
In step S1901, the
ステップS1902で、CPU12は、時間の経過と共に位相補償手段とバイパスフィルタの特性を切り替える。位相補償選択手段16jは、CPU12からの指示に基づき第1位相補償手段16g1と第2位相補償手段16g2のいずれかを選択して、特性を切り替える。比較値選択手段16kは、CPU12からの指示に基づきBPF1とBPF2のいずれかを選択して、特性を切り替える。位相補償選択手段16jが選択した信号は、第1振幅補正手段16bおよび第2振幅補正手段16hに入力される。比較値選択手段16kが選択した信号は、第2振幅補正手段16hに入力される。CPU12は、露光初期には低周波、その後は高周波の平行振れ補正の精度が高くなるよう特性を切り替える。
In step S1902, the
このように、本実施形態では、静止画露光を行う時に駆動ストローク余裕の比率に応じてレンズ振れ補正手段13aと撮像素子振れ補正手段14aとで平行振れ補正量を配分し、平行振れ補正を行う。これにより、露光中における振れ補正ストロークの不足を抑制し、安定した平行振れ補正を行うことができる。 As described above, in this embodiment, when performing still image exposure, the translational shake correction amount is distributed between the lens shake correction means 13a and the image sensor shake correction means 14a according to the ratio of the drive stroke margin, and parallel shake correction is performed. . As a result, it is possible to suppress insufficient shake correction strokes during exposure and perform stable translational shake correction.
また、本実施形態では、静止画露光の時間の経過とともに角度振れ信号および平行振信号の特性を切り替える。特性の変更を行った第1および第2実施形態と異なり、本実施形態では特性切り替え方式にしたため、静止画露光中の演算を軽くすることができる。また、平行振れ特性のみを変更していた第1および第2実施形態と異なり、本実施形態では角度振れ特性も露光中に特性切り替えを行っている。これにより、静止画露光の前半に発生する低周波の角度振れも精度よく補正できるとともに、静止画露光の後半の振れ補正精度の劣化も抑制することができる。 Furthermore, in this embodiment, the characteristics of the angular shake signal and the parallel shake signal are switched as time passes during still image exposure. Unlike the first and second embodiments in which the characteristics were changed, this embodiment adopts a characteristic switching method, so that calculations during still image exposure can be lightened. Further, unlike the first and second embodiments in which only the parallel shake characteristics were changed, in this embodiment, the angular shake characteristics are also changed during exposure. Thereby, it is possible to accurately correct low-frequency angular shake that occurs in the first half of still image exposure, and it is also possible to suppress deterioration in shake correction accuracy in the second half of still image exposure.
第1から第3の実施形態においては、レンズ振れ補正手段13a、撮像素子振れ補正手段14aの2つの振れ補正手段を設けていたが、静止画露光中に像振れ補正システムの特性を変更することに関しては振れ補正手段が複数なくてもよい。例えば、振れ補正手段として撮像素子振れ補正手段14aのみを備える場合にも、本発明は適用可能である。図20は、第3実施形態の変形例における撮像装置の構成を説明する図である。 In the first to third embodiments, two shake correction means, the lens shake correction means 13a and the image sensor shake correction means 14a, are provided, but it is possible to change the characteristics of the image shake correction system during still image exposure. Regarding this, it is not necessary to have a plurality of shake correction means. For example, the present invention is applicable to a case where only the image sensor shake correction means 14a is provided as the shake correction means. FIG. 20 is a diagram illustrating the configuration of an imaging device in a modification of the third embodiment.
図20においては、振れ補正手段として撮像素子振れ補正手段14aのみ設けられている。撮像素子振れ補正手段14aは、第1振幅補正手段16bからの角度振れ信号を駆動配分手段16iを介して取得し、撮影準備動作時点から角度振れ補正を行う。また、撮像素子振れ補正手段14aは、第2振幅補正手段16hからの平行振れ信号を駆動配分手段16iを介して取得し、静止画露光開始時点から平行振れ補正を行う。すなわち静止画露光開始中において、撮像素子振れ補正手段14aは角度振れに加えて平行振れの補正を行う。なお、振れ補正手段としてレンズ振れ補正手段13aのみ設けられている防振システムにおいても本発明は適用可能である。 In FIG. 20, only the image sensor shake correction means 14a is provided as the shake correction means. The image sensor shake correction means 14a acquires the angular shake signal from the first amplitude correction means 16b via the drive distribution means 16i, and performs angular shake correction from the time of photographing preparation operation. Further, the image pickup element shake correction means 14a acquires a parallel shake signal from the second amplitude correction means 16h via the drive distribution means 16i, and performs parallel shake correction from the start of still image exposure. That is, during the start of still image exposure, the image sensor shake correction means 14a corrects parallel shake in addition to angular shake. Note that the present invention is also applicable to an image stabilization system in which only the lens shake correction means 13a is provided as a shake correction means.
また、第1実施形態~第3実施形態で説明した内容は適宜組み合わせ可能である。例えば、第1実施形態で説明した位相補償手段の周波数折れ点の変更と第2実施形態で説明した駆動配分手段を組み合わせてもよい。 Furthermore, the contents described in the first to third embodiments can be combined as appropriate. For example, changing the frequency corner of the phase compensation means described in the first embodiment may be combined with the drive distribution means described in the second embodiment.
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention provides a system or device with a program that implements one or more of the functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.
12 CPU
13a レンズ振れ補正手段
14a 撮像素子振れ補正手段
15 振動検出手段
16 演算手段
16g 位相補償手段
16i 駆動配分手段
12 CPUs
13a Lens shake correction means 14a Image sensor shake correction means
15 vibration detection means 16 calculation means 16g phase compensation means 16i drive distribution means
Claims (9)
前記振れ補正信号に基づいて、振れを補正する補正手段と、
前記演算手段の位相特性を露光中の時間の経過に応じて変更する特性変更手段と、を備え、
前記演算手段は、前記振れ検出信号を積分する積分フィルタを含み、
前記特性変更手段は、前記平行振れの成分に対応する周波数の前記積分フィルタの出力信号の位相を遅らせる度合いを、露光開始からの経過時間が露光初期の期間に対応する第1の時間のときは前記経過時間が前記第1の時間よりも長い第2の時間のときよりも強くするように前記演算手段の位相特性を変更することを特徴とする撮像装置。 a calculation means for calculating a shake correction signal based on a shake detection signal including a parallel shake component outputted by a detection means for detecting shake of the imaging device;
a correction means for correcting shake based on the shake correction signal;
Characteristic changing means for changing the phase characteristic of the calculating means according to the passage of time during exposure,
The calculation means includes an integral filter that integrates the shake detection signal,
The characteristic changing means controls the degree to which the phase of the output signal of the integral filter having a frequency corresponding to the parallel shake component is delayed when the elapsed time from the start of exposure is a first time corresponding to an initial period of exposure. An imaging device characterized in that the phase characteristic of the calculating means is changed so as to be stronger than when the elapsed time is a second time longer than the first time.
前記特性変更手段は、露光中の時間の経過に応じて、前記複数の周波数折れ点を近づけることで前記演算手段の特性を変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The calculation means has a phase compensation means including a filter having a plurality of frequency bending points,
2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the characteristic changing means changes the characteristic of the calculating means by bringing the plurality of frequency bending points closer together as time passes during exposure.
前記特性変更手段は、露光中の時間の経過に応じて、前記バンドパスフィルタの抽出周波数を低周波から高周波に変更することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 The calculation means includes a bandpass filter that extracts a predetermined frequency component from the shake detection signal,
Imaging according to any one of claims 1 to 3, wherein the characteristic changing means changes the extraction frequency of the bandpass filter from a low frequency to a high frequency in accordance with the passage of time during exposure. Device.
前記特性変更手段は、露光中の時間の経過に応じて、第1の位相補償手段から前記第1の位相補償手段よりも前記平行振れの成分に対応する周波数の前記積分フィルタの出力信号の位相を遅らせる度合いが弱い第2の位相補償手段に切り替え、低周波を抽出するバンドパスフィルタから高周波を抽出するバンドパスフィルタに切り替えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The calculation means includes a plurality of phase compensation means and a plurality of bandpass filters,
The characteristic changing means changes the phase of the output signal of the integral filter having a frequency corresponding to the parallel shake component from the first phase compensating means to the first phase compensating means according to the passage of time during exposure. 2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second phase compensation means is switched to a second phase compensation means which has a weaker degree of delay, and the bandpass filter for extracting low frequencies is switched to the bandpass filter for extracting high frequencies.
前記補正手段は、前記平行振れ信号に基づく振れ補正を露光中のみ行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。 The shake correction signal is a parallel shake signal corresponding to the parallel shake component and an angular shake signal corresponding to the angular shake component,
6. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the correction means performs shake correction based on the parallel shake signal only during exposure.
前記補正手段は、前記角度振れ信号に基づく振れ補正を前記第1の振れ補正手段で行い、前記平行振れ信号に基づく振れ補正を前記第2の振れ補正手段で行うことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 The correction means includes a first shake correction means and a second shake correction means,
6. The correcting means is characterized in that the first shake correcting means performs shake correction based on the angular shake signal, and the second shake correcting means performs shake correction based on the parallel shake signal. The imaging device described in .
前記演算手段の位相特性を露光中の時間の経過に応じて変更する特性変更手段と、を備え、
前記演算手段は、前記振れ検出信号を積分する積分フィルタを含み、
前記特性変更手段は、前記平行振れの成分に対応する周波数の前記積分フィルタの出力信号の位相を遅らせる度合いを、露光開始からの経過時間が露光初期の期間に対応する第1の時間のときは前記経過時間が前記第1の時間よりも長い第2の時間のときよりも強くするように前記演算手段の位相特性を変更することを特徴とする振れ補正装置。 a calculation means for calculating a shake correction signal based on a shake detection signal including a component of parallel shake output by the detection means for detecting shake;
Characteristic changing means for changing the phase characteristic of the calculating means according to the passage of time during exposure,
The calculation means includes an integral filter that integrates the shake detection signal,
The characteristic changing means controls the degree to which the phase of the output signal of the integral filter having a frequency corresponding to the parallel shake component is delayed when the elapsed time from the start of exposure is a first time corresponding to an initial period of exposure. A shake correction device characterized in that the phase characteristic of the calculating means is changed so as to be stronger than when the elapsed time is a second time longer than the first time.
撮像装置の振れを検出し振れ検出信号を出力する検出工程と、
前記検出工程において出力された平行振れの成分を含む振れ検出信号を積分フィルタで積分した出力信号に基づいて、振れ補正信号を算出する演算工程と、
前記平行振れの成分に対応する周波数の前記積分フィルタの出力信号の位相を遅らせる度合いを、露光開始からの経過時間が露光初期の期間に対応する第1の時間のときは前記経過時間が前記第1の時間よりも長い第2の時間のときよりも強くするように前記演算工程での位相特性を変更する特性変更手段と、
前記振れ補正信号に基づいて、振れを補正する補正工程と、を有することを特徴とする振れ補正方法。 A shake correction method,
a detection step of detecting shake of the imaging device and outputting a shake detection signal;
a calculation step of calculating a shake correction signal based on an output signal obtained by integrating a shake detection signal including a component of parallel shake output in the detection step with an integral filter;
The degree to which the phase of the output signal of the integral filter of the frequency corresponding to the parallel shake component is delayed is determined by determining the degree of delay of the phase of the output signal of the integral filter having a frequency corresponding to the parallel shake component . Characteristic changing means for changing the phase characteristic in the calculation step so as to make it stronger than during a second time longer than the first time;
A shake correction method comprising the step of correcting shake based on the shake correction signal.
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