KR20190078518A - 화상 흔들림 방지 제어장치, 촬상장치, 촬상 시스템, 제어방법 및 기억매체 - Google Patents

화상 흔들림 방지 제어장치, 촬상장치, 촬상 시스템, 제어방법 및 기억매체 Download PDF

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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

화상 흔들림 방지 제어장치는, 촬상장치에 의해 행해지는 촬상에 관한 셔터 속도에 대한 정보를 취득하고, 촬상장치의 흔들림을 각각 다른 보정방식을 사용하는 제1 보정수단 및 제2 보정수단에게 보정하게 하도록 제어한다. 화상 흔들림 방지 제어장치는, 셔터 속도에 관한 정보에 근거하여, 제1 보정수단 및 제2 보정수단에 대한 흔들림의 보정의 할당을 변경한다.

Description

화상 흔들림 방지 제어장치, 촬상장치, 촬상 시스템, 제어방법 및 기억매체{IMAGE STABILIZATION CONTROL APPARATUS, IMAGE CAPTURING APPARATUS, IMAGE CAPTURING SYSTEM, CONTROL METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 화상 흔들림 방지 제어장치, 촬상장치, 촬상 시스템, 제어방법 및 기억매체에 관한 것으로, 특히 복수 종류의 방식을 사용해서 촬상장치의 흔들림의 영향에 관한 보정을 행하는 기술에 관한 것이다.
최근의 디지털 카메라와 비디오카메라 등의 촬상장치에는, 장치의 흔들림에 의한 촬상 화상에의 영향에 관한 보정을 행하는 기능이 채용되어 있다. 이 기능을 사용함으로써, 장치가 양호한 화질의 촬상 화상을 제공할 수 있다.
촬상장치의 흔들림을 검출해서 흔들림의 영향에 관한 보정을 행하는 다양한 방법이 있으며, 이와 같은 방법은 서로 다른 기구나 다른 소프트웨어를 사용하여 각각 실현된다. 예를 들면, 흔들림에 기인하는 상 블러(image blur)(촬상소자에 결상되는 광학상의 위치의 어긋남)를 보정하기 위해, 촬상광학계에 구비된 화상 흔들림 방지 렌즈 기구를 구동시킴으로써, 상 블러를 저감하는 방식인 광학식 흔들림 보정방식이 있다. 또한, 촬상 화상으로서 출력되는(추출되는) 영역을 촬상소자의 일부 화소 위에 정의하고, 흔들림에 따라 이 추출 영역의 위치를 조정함으로써, 연속해서 출력되는 촬상 화상에 있어서의 피사체 상의 위치를 안정시키는 방식인 전자식 흔들림 보정방식도 있다.
일부 촬상장치는, 전술한 광학식 흔들림 보정방식과 전자식 흔들림 보정방식의 양쪽을 채용함으로써, 각각의 방식의 특성을 고려한 흔들림 보정을 실현한다(일본국 특허 제4518197호 공보).
일본국 특허 제4518197호 공보에 기재되는 촬상장치는, 검출된 흔들림의 성분을 고주파 성분과 저주파 성분으로 분류하고, 광학식 흔들림 보정 방식을 사용하여 고주파 성분의 흔들림에 대응하는 보정을 행하고, 전자식 흔들림 보정 방식을 사용하여 저주파 성분의 흔들림에 대응하는 보정을 행하도록 구성되어 있다.
그런데, 특히 전자식 흔들림 보정을 이용한 화상 흔들림 방지 기능은, 촬상 조건에 따라서는 바람직하게 실현되지 않을 수도 있다. 보다 상세하게는, 예를 들면, 셔터 속도가 저속이 되는 저조도 조건하에 있어서는, 노광중에 광학 상의 결상 위치가 어긋나는 것에 의해 피사체 상에 블러가 발생하는, 소위 "축적 흔들림"이 생길 수 있으므로, 잘라낼 영역을 조정하더라도 바람직한 화상을 얻는 것이 불가능하게 될 수 있다. 즉, 잘라낼 영역을 조정하더라도, 셔터 속도가 저속이 되는 이와 같은 촬상 조건하에 있어서는, 촬상된 화상신호가 이미 축적 흔들림의 영향을 받았기 때문에, 바람직한 출력 화상을 얻는 것이 불가능할 수도 있다. 일본국 특허 제4518197호 공보에 기재된 촬상장치는 이러한 촬상 조건을 전혀 고려하지 않고 있다.
본 발명은 종래기술의 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명은, 셔터 속도에 대응하는 바람직한 흔들림 보정을 실현하는 화상 흔들림 방지 제어장치, 촬상장치, 촬상 시스템, 제어방법 및 기억매체를 제공한다.
본 발명은 제 1 측면에서, 촬상장치의 흔들림을 검출하도록 구성된 검출부와, 상기 촬상장치에 의해 행해지는 촬상에 관한 셔터 속도에 대한 정보를 취득하도록 구성된 취득부와, 상기 검출부에 의해 검출된 흔들림을, 각각 다른 보정방식을 사용하는 제1 보정부 및 제2 보정부에게 보정하게 함으로써, 상기 취득부에 의해 취득된 상기 셔터 속도에 대한 정보에 근거하여, 상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부에 대한 상기 흔들림의 보정의 할당을 변경하는 제어를 행하도록 구성된 제어부를 구비하고, 상기 제2 보정부는, 전자식 흔들림 보정방식을 사용하고, 촬상을 통해 얻어진 화상신호로부터 추출할 영역을 변경함으로써 상기 흔들림을 보정하고,
상기 제어부는, 상기 제2 보정부에 의해 행해진 보정을 겪게 될 상기 화상신호로부터 영역을 추출하는데 사용가능한 가동 범위를, 상기 셔터 속도에 따라 변경하는 화상 흔들림 방지 제어장치를 제공한다.
본 발명은 제 2 측면에서, 촬상장치의 흔들림을 검출하도록 구성된 검출부와, 상기 검출부에 의해 검출된 상기 흔들림에 의한 촬상 화상에의 영향을 보정하고, 서로 다른 보정방식을 사용하는 제1 보정부 및 제2 보정부와, 상기 촬상장치에 의해 행해질 촬상에 관한 셔터 속도에 대한 정보를 취득하도록 구성된 취득부와, 상기 검출부에 의해 검출된 흔들림을, 상기 제1 보정부 및 제2 보정부에게 보정하게 함으로써, 상기 취득부에 의해 취득된 상기 셔터 속도에 대한 정보에 근거하여, 상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부에 대한 상기 흔들림의 보정의 할당을 변경하는 제어를 행하도록 구성된 제어부를 구비하고, 상기 제2 보정부는, 전자식 흔들림 보정방식을 사용하고, 촬상을 통해 얻어진 화상신호로부터 추출할 영역을 변경함으로써 상기 흔들림을 보정하고, 상기 제어부는, 상기 제2 보정부에 의해 행해진 보정을 겪게 될 상기 화상신호로부터 영역을 추출하는데 사용가능한 가동 범위를, 상기 셔터 속도에 따라 변경하는 촬상장치를 제공한다.
본 발명은 제 3 측면에서, 화상 흔들림 방지 제어장치와 촬상장치를 구비한 촬상 시스템으로서, 상기 촬상장치의 흔들림을 검출하도록 구성된 검출부와, 상기 촬상장치에 의해 행해질 촬상에 관한 셔터 속도에 대한 정보를 취득하도록 구성된 취득부와, 상기 검출부에 의해 검출된 상기 흔들림에 의한 촬상 화상에의 영향을 보정하고, 서로 다른 보정방식을 사용하는 제1 보정부 및 제2 보정부와, 상기 검출부에 의해 검출된 흔들림을, 상기 제1 보정부 및 제2 보정부에게 보정하게 함으로써, 상기 취득부에 의해 취득된 상기 셔터 속도에 대한 정보에 근거하여, 상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부에 대한 상기 흔들림의 보정의 할당을 변경하는 제어를 행하도록 구성된 제어부를 구비하고, 상기 제2 보정부는, 전자식 흔들림 보정방식을 사용하고, 촬상을 통해 얻어진 화상신호로부터 추출할 영역을 변경함으로써 상기 흔들림을 보정하고, 상기 제어부는, 상기 제2 보정부에 의해 행해진 보정을 겪게 될 상기 화상신호로부터 영역을 추출하는데 사용가능한 가동 범위를, 상기 셔터 속도에 따라 변경하는 촬상 시스템을 제공한다.
본 발명은 제 4 측면에서, 촬상장치의 흔들림을 검출하는 단계와, 상기 촬상장치에 의해 행해질 촬상에 관한 셔터 속도에 대한 정보를 취득하는 단계와, 검출된 상기 흔들림을, 각각 다른 보정방식을 사용하는 제1 보정부 및 제2 보정부에게 보정하게 함으로써, 취득된 상기 셔터 속도에 대한 정보에 근거하여, 상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부에 대한 상기 흔들림의 보정의 할당을 변경하는 제어를 행하는 단계를 포함하고, 상기 제2 보정부는, 전자식 흔들림 보정방식을 사용하고, 촬상을 통해 얻어진 화상신호로부터 추출할 영역을 변경함으로써 상기 흔들림을 보정하고, 상기 제2 보정부에 의해 행해진 보정을 겪게 될 상기 화상신호로부터 영역을 추출하는데 사용가능한 가동 범위를 상기 셔터 속도에 따라 변경하도록 상기 제어를 행하는 화상 흔들림 방지 제어장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징은 (첨부도면을 참조하여 주어지는) 이하의 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태1 및 변형예에 따른 디지털 카메라(100)의 기능 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태1 및 변형예에 따른 흔들림 보정기능의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 실시형태 및 변형예에 따른, 각속도 신호의 분리를 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시형태1 및 변형예에 따른, 주파수 분리부(203)에 의해 설정되는 분리 주파수를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시형태1에 따른 디지털 카메라(100)에 의해 실행되는 화상 흔들림 방지 제어 처리를 예시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태2에 따른 촬상 시스템(600)의 기능 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태2에 따른 흔들림 보정기능의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태2에 따른 촬상 시스템(600)에 의해 실행되는 화상 흔들림 방지 제어 처리를 예시한 흐름도이다.
실시형태 1
이하, 본 발명의 예시적인 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 이때, 이하에서 설명하는 일 실시형태는, 발생한 흔들림을 검출하고, 이 흔들림에 의한 촬상 화상에의 영향을 2종류의 보정을 행함으로써 저감가능한 화상 흔들림 방지 제어장치의 일례인 디지털 카메라(100)에 본 발명을 적용한 예를 설명한다. 그러나, 본 발명은, 촬상장치의 흔들림을 검출하고, 이 흔들림에 의한 촬상 화상에의 영향을 복수의 방식의 보정을 행함으로써 저감할 수 있는 임의의 기기에 적용가능하다.
디지털 카메라(100)의 구성
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 디지털 카메라(100)의 기능 구성을 나타내는 블럭도다. 본 실시형태에서는, 디지털 카메라(100)는 렌즈와 일체로 되고, 정지화상 촬영 및 동화상 촬영을 행할 수 있다.
줌 유닛(101)은, 촬상 설정 중 초점거리를 변경하는 줌렌즈, 줌 렌즈의 구동기구, 위치 검출 센서 등을 포함하는 렌즈 유닛이다. 줌 유닛(101) 내부의 줌렌즈가 광축방향으로 이동한 결과, 초점거리가 변화되어, 후술하는 촬상부(109)의 촬상소자에 결상되는 광학 상이 변화된다. 줌 유닛(101)에 대한 구동제어는 줌 구동제어부(102)에 의해 행해진다. 줌 구동제어부(102)는, 줌렌즈에 대해 구동제어를 행하므로, 광축상의 줌렌즈의 위치(줌 위치)를 검출 가능하게 구성된다.
흔들림 보정 렌즈 유닛(103)은, 디지털 카메라(100)의 흔들림의 영향(상 블러)에 대한 보정을 행하는 본 실시형태에 따른 디지털 카메라(100)의 1개의 구성이다. 들림 보정 렌즈 유닛(103)은, 흔들림에 기인해서 생기는, 촬상소자 위에 있어서의 피사체의 광학 상의 결상 위치의 어긋남을 보정하기 위한 흔들림 보정 렌즈(시프트 렌즈), 시프트 렌즈의 구동기구, 위치 검출 센서 등을 포함한다. 흔들림 보정 렌즈 유닛(103) 내부의 시프트 렌즈가 광축에 직교하는 방향으로 이동함으로써, 피사체에 관한 광학 상의 결상 위치가 유지되도록, 상 블러가 보정된다. 시프트 렌즈의 이동방향은 특별히 제한되지 않으며, 광축에 직교하는 방향의 성분만을 포함하면 된다. 흔들림 보정 렌즈 유닛(103)에 대한 구동제어는, 광학식 흔들림 보정 제어부(104)에 의해 행해진다. 보다 상세하게는, 광학식 흔들림 보정 제어부(104)는, 보정에 관해 결정한 구동량에 관한 정보(구동신호)를 흔들림 보정 렌즈 유닛(103)에 송출함으로써, 구동제어를 행한다. 본 실시형태에 있어서, 흔들림 보정 렌즈 유닛(103) 및 광학식 흔들림 보정 제어부(104)는, 본 발명에 따른 제1 보정수단으로서의 역할을 하며, 상 블러를 광학적으로 보정하는 광학식 흔들림 보정방식을 사용한 보정기능을 실현한다.
조리개/셔터 유닛(105)은, 조리개와 셔터가 일체가 되어서 구성되는 유닛이다. 조리개는, 촬상부(109)에 입사하는 광량을 조절하고, 셔터는 개폐에 의해 노출량을 제어한다. 조리개/셔터 유닛(105)의 구동제어는, 조리개/셔터 구동제어부(106)에 의해 행해진다.
포커스 유닛(107)은, 초점조절을 행하는 포커스 렌즈, 포커스 렌즈의 구동기구, 위치 검출 센서 등을 포함하는 렌즈 유닛이다. 포커스 유닛(107)의 포커스 렌즈가 광축방향으로 이동한 결과, 촬상소자에 결상되는 광학 상의 초점상태가 변화된다. 포커스 유닛(107)의 구동제어는, 포커스 구동제어부(108)에 의해 행해진다.
이때, 촬상광학계는 줌 유닛(101), 흔들림 보정 렌즈 유닛(103), 조리개/셔터 유닛(105) 및 포커스 유닛(107)을 포함하고, 피사체로부터의 반사광이 이 촬상광학계를 거쳐 디지털 카메라(100)에 입사한다.
촬상부(109)는, 예를 들면, CCD나 CMOS센서 등의 촬상소자를 포함하고, 촬상광학계에 의해 소자의 촬상면에 형성된 광학 상을 광전변환함으로써, 촬상 화상에 관한 아날로그 화상신호(전기신호)를 출력한다. 이때, 촬상 감도는, 제어부(119)의 제어하에서, 예를 들면, 촬상소자에 축적되는 신호 전하의 검출 감도를 변화시키거나, 혹은 증폭회로(미도시)의 증폭 이득을 변화시킴으로써 변경가능하다.
촬상신호 처리부(110)는, A/D변환 처리와 현상 처리 등, 촬상부(109)로부터 출력된 전기신호를 영상신호로 변환하는 처리를 행한다. 또한, 촬상신호 처리부(110)에 의해 행해진 변환으로부터 얻어진 영상신호는, 영상신호 처리부(111)에 의해 용도에 따라 가공된다. 표시부(112)는, 예를 들면, LCD 등의 표시장치이며, 영상신호 처리부(111)로부터 출력된 신호(출력 신호)에 근거하여, 필요에 따라 화상을 표시한다. 표시부(112)는, 촬상의 결과로써 출력된 신호를 스루 더 렌즈(through-the-lens) 표시함으로써, 전자 뷰 파인더로서 기능한다.
전원부(113)는, 디지털 카메라(100)의 각 블록의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 외부 입출력 단자부(114)는, 외부와의 사이에서 통신신호 및 영상신호의 입출력을 행한다. 흔들림 검출부(117)는, 각속도 센서 등을 포함한다. 디지털 카메라(100)에 흔들림이 생기면, 흔들림 검출부(117)는, 회전 방향(피치 방향, 요(yaw) 방향, 및 룰 방향)마다 흔들림 량을 검출하여, 출력한다.
전자식 흔들림 보정제어부(118)는, 디지털 카메라(100)의 흔들림에 의한 영향에 대해 보정을 행하는 본 실시형태에 따른 디지털 카메라(100)의 1개의 구성이다. 전자식 흔들림 보정제어부(118)는, 영상신호 처리부(111)가 촬상부(109)에 의해 연속해서 촬상된 화상신호 중에서, 일정한 피사체 상이 나타나고 있는 영역의 신호를 추출해서 추출된 신호를 출력 신호로서 출력하도록, 영상신호 처리부(111)를 제어함으로써 흔들림 보정을 실현한다. 바꾸어 말하면, 전자식 흔들림 보정제어부(118)는, 출력 신호에 관한 화상에, 특정한 촬상 범위의 피사체 상이 나타나도록 영상신호 처리부(111)의 동작을 제어함으로써 흔들림 보정을 행한다. 이 때문에, 예를 들면, 보정을 행하는 모드에 있어서는, 촬상소자에 의해 광전변환되는 촬상 영역의 화각보다, 출력 신호에 대응하는 영역의 화각이 작게 설정되어 있고, 영상신호 처리부(111)에 입력되는 화상신호는 출력되지 않는 잉여 화소의 신호를 포함한다. 즉, 영상신호 처리부(111)는, 잉여 화소를 포함하는 영역을 사용하여 출력 화상에 관한 범위를 추출할 수 있으며, 해당 범위(가동 범위)에서 흔들림 보정을 실현할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 있어서, 전자식 흔들림 보정제어부(118) 및 영상신호 처리부(111)는, 상 블러를 전자적으로 보정하는 전자식 흔들림 보정방식을 사용하는 보정기능을 실현하는 본 발명에 따른 제2 보정수단으로서 역할을 한다.
제어부(119)는, 예를 들면, 마이크로컴퓨터이며, 디지털 카메라(100)의 각 블록의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 제어부(119)는, 예를 들면, 기억부(116)에 기억되어 있는 각 블록의 동작 프로그램을 판독하고, 메모리(미도시)에 프로그램을 전개해서 프로그램을 실행함으로써 각 블록의 동작을 제어한다. 여기에서, 기억부(116)는, 예를 들면, 불휘발성메모리이며, 각 블록의 동작 프로그램 이외에, 각 블록의 동작에 필요한 파라미터 등을 기억한다. 또한, 기억부(116)는, 출력 신호(영상정보)와 디지털 카메라(100)의 동작에 관한 다양한 데이터를 기억하도록 구성되어 있어도 된다. 본 실시형태에서는, 광학식 흔들림 보정 제어부(104) 및 전자식 흔들림 보정제어부(118)는, 제어부(119)와는 별개인 구성으로서 설명하였다. 그러나, 이들 구성은 제어부(119)에 의해 실현되어도 된다.
조작부(115)는, 예를 들면, 셔터 릴리즈 버튼과 스위치를 포함하는, 디지털 카메라(100)의 유저 인터페이스다. 조작부(115)는, 유저 인터페이스에 대한 조작 입력을 검출하면, 이 조작에 대응하는 제어신호를 제어부(119)에 출력한다.
예를 들면, 조작부(115)는, 흔들림 보정을 행하는 모드(흔들림 보정 모드)를 ON 및 OFF할 수 있도록 구성되는 흔들림 보정 스위치를 포함한다. 흔들림 보정 스위치를 조작하여 흔들림 보정 모드를 실행시키는 상태에서는, 제어부(119)는, 광학식 흔들림 보정 제어부(104) 및 전자식 흔들림 보정제어부(118)에게 이 모드에 대응하는 동작을 행하게 하도록 제어를 행한다. 이 제어에 있어서, 광학식 흔들림 보정 및 전자식 흔들림 보정은 개별적으로 유효/무효가 되도록 설정되어도 된다.
또한, 예를 들면, 조작부(115)는, 정지 화상 촬영 모드 또는 동화상 촬영 모드를 실행할 촬영 모드로서 선택할 수 있게 하는 촬영 모드 선택 스위치를 포함한다. 촬영 모드 선택 스위치의 조작에 응답하여 한개의 촬영 모드가 선택되면, 제어부(119)는 선택된 모드에 따라, 줌 유닛(101), 광학식 흔들림 보정 제어부(104), 조리개/셔터 유닛(105) 및 포커스 유닛(107)을 동작시키도록 제어한다.
또한, 예를 들면, 조작부(115)는, 누름 깊이에 따라 제1스위치(SW1) 및 제2스위치(SW2)가 순차적으로 ON시키도록 구성된 셔터 릴리즈 버튼을 포함한다. 조작부(115)는, 셔터 릴리즈 버튼이 대략 절반만큼 눌러졌을 때에, 스위치 SW1이 ON이 된 것을 나타내는 SW1신호를 출력하고, 셔터 릴리즈 버튼이 끝까지 눌렸을 때에, 스위치 SW2가 ON이 된 것을 나타내는 SW2신호를 출력한다.
SW1 신호가 출력되면, 포커스 구동제어부(108)가, 포커스 유닛(107)을 구동해서 초점맞춤을 행하고, 조리개/셔터 구동제어부(106)가, 조리개/셔터 유닛(105)을 구동해서 적정한 노광량을 설정한다. 이어서, SW2신호가 출력되면, 촬상부(109)에 의해 행해진 노광된 광학 상에 근거하는 화상 데이터가 기억부(116)에 기억된다.
또한, 예를 들면, 조작부(115)는 동화상 기록 스위치를 포함한다. 동화상 기록 스위치가 눌리면, 동화상 촬영이 개시되고, 기록중에 다시 스위치가 눌리면, 기록이 종료한다. 이때, 동화상 촬영중에도, 유저가 셔터 릴리즈 버튼을 누름으로써, 정지 화상 촬영을 행하는 것이 가능하다.
또한, 예를 들면, 조작부(115)는, 재생 모드를 선택하기 위한 재생 모드 선택 스위치를 포함한다. 재생 모드 선택 스위치에 응답하여 재생 모드가 선택되었을 때에는, 제어부(119)는, 흔들림 보정에 관한 동작을 정지시킨다. 이때, 흔들림 보정 렌즈 유닛(103)의 액추에이터에 통전하거나 통전을 끊어, 흔들림 보정 렌즈 유닛(103)이 소정 위치에 고정하도록 해도 된다.
또한, 예를 들면, 조작부(115)는, 줌 배율의 변경을 지시하기 위한 변배 스위치를 가진다. 변배 스위치의 조작에 응답하여 줌 배율의 변경 지시가 행해지면, 제어부(119)를 거쳐 동작 지시를 받은 줌 구동제어부(102)가, 줌 유닛(101)을 구동하여, 지시된 줌 위치로 줌 유닛(101)(줌렌즈)을 이동시킨다.
흔들림 보정기능에 관한 구성
다음에, 본 실시형태에 따른 디지털 카메라(100)에 의해 실현되는 흔들림 보정기능(화상 흔들림 방지기능)에 관한 구성에 대해, 도 2의 블럭도를 참조해서 설명한다. 도 2의 예에서는, 본 기능의 실현에 관한 각종 블록이 광학식 흔들림 보정 제어부(104)에 의해 실현되는 것으로서 나타나 있지만, 본 발명의 실시는 이것에 한정되는 것이 아니다. 즉, 기능 실현에 관한 각종 블록은, 전자식 흔들림 보정제어부(118) 또는 제어부(119)에 의해 실현되거나, 광학식 흔들림 보정 제어부(104), 전자식 흔들림 보정제어부(118) 및 제어부(119)의 일부 또는 전부가 협동함으로써 실현되어도 된다.
흔들림 검출부(117)에 의해 디지털 카메라(100)의 흔들림에 관한 각속도 신호가 출력되면, 이 신호는 A/D 변환부(201)에 있어서 디지털 데이터로 변환된다. 본 실시형태에서는, 흔들림 검출부(117)의 각속도 센서는, 각속도 신호로서 아날로그 신호를 출력하는 센서인 것으로 설명한다. 그러나, 센서에 A/D 변환 기능이 갖추어져도 된다. A/D 변환부(201)에 의해 디지털 데이터로 변환된 각속도 신호는, 흔들림 량의 출력값의 격차를 저감하기 위해서, 자이로 게인부(202)에 의해 출력 조정이 행해지고, 주파수 분리부(203)에 출력된다.
주파수 분리부(203)는, 본 발명에 따른 제1 임계값인 주파수를 기준으로, 입력된 각속도 신호를, 이 임계값보다도 높은 주파수 성분에 대응하는 흔들림을 나타내는 고주파 각속도 신호와, 이 임계값보다도 낮은 주파수 성분에 대응하는 흔들림을 나타내는 저주파 각속도 신호로 분리해서 출력한다. 보다 상세하게는, 주파수 분리부(203)는, 제어부(119)로부터 입력된, 조리개/셔터 구동제어부(106)에 의해 행해진 제어에 관한 셔터 속도에 대한 정보에 근거하여, 임계값으로 사용할 주파수를 결정하고, 이 임계값에 근거하여 각속도 신호의 분리를 행한다.
여기에서, 도 3a 및 도 3b는 주파수 분리부(203)의 구성 예를 나타낸다. 주파수 분리부(203)가 예를 들면 도 3a와 같이 구성될 경우, 입력된 각속도 신호(입력 각속도 신호)가 하이패스 필터(HPF)(301)에 입력됨으로써, 임계값보다도 높은 주파수 성분에 대응하는 흔들림을 나타내는 고주파 각속도 신호가 추출되어서 출력된다. 이 고주파 각속도 신호는 감산기(302)에도 출력된다. 감산기(302)는 입력 각속도 신호로부터 고주파 각속도 신호를 감산함으로써, 저주파 각속도 신호가 출력된다. 주파수 분리부(203)가 예를 들면 도 3b와 같이 구성될 경우, 입력 각속도 신호가 로우패스 필터(LPF)(303)에 입력됨으로써, 임계값보다도 낮은 주파수 성분에 대응하는 흔들림을 나타내는 저주파 각속도 신호가 추출되어서 출력된다. 마찬가지로, 이 저주파 각속도 신호는 감산기(304)에 출력된다. 감산기(304)는 입력 각속도 신호로부터 저주파 각속도 신호를 감산함으로써, 고주파 각속도 신호가 출력된다.
본 실시형태에 따른 주파수 분리부(203)는, 입력 각속도 신호를 고주파 각속도 신호와 저주파 각속도 신호로 분리하는데 사용되는 임계값(분리 주파수: 컷오프 주파수)은 상세한 것은 후술하는 셔터 속도에 따라 변화시 가능하게 구성된다. 예를 들면, 주파수 분리부(203)가 도 3a에 도시된 것과 같이 구성되면, HPF(301)의 주파수 대 게인의 특성은 도 3c에 표시된 것 같이 되어 있어도 된다. 도시된 바와 같이, HPF(301)의 컷오프 주파수를 f0(기준 분리 주파수)로부터 f1(<f0)으로 변경함으로써, 고주파 각속도 신호의 주파수 대역을 저주파측을 향해 시프트할 수 있다. 또한, 예를 들면, 주파수 분리부(203)가 도 3b에 나타낸 것과 같이 구성되면, LPF(303)의 주파수 대 게인의 특성은 도 3d에 표시된 것과 같아져도 된다. 도시된 바와 같이, LPF(303)의 컷오프 주파수를 f0(기준 분리 주파수)로부터 f1(<f0)으로 변경함으로써, 저주파 각속도 신호의 주파수 대역을 저주파측을 향해 시프트할 수 있다. 고주파 각속도 신호는, 입력 신호와 저주파 각속도 신호의 차분이다. 이 때문에, 저주파 각속도 신호의 주파수 대역을 저주파측으로 시프트하는 것은, 고주파 각속도 신호의 주파수 대역을 저주파측을 향해 시프트하는 것과 등가이다. 컷오프 주파수를 저주파수측을 향해 시프트함으로써, 저주파 각속도 신호를 감쇠시키고, 그 감쇠한 저주파 각속도성분을 고주파 각속도 신호에 할당할 수 있다.
입력 각속도 신호의 분리시에. 주파수 분리부(203)는, 분리한 고주파 각속도 신호를 적분기 204에 출력하고, 분리한 저주파 각속도 신호를 적분기 206에 출력한다.
적분기 204 및 흔들림 보정량 산출부 205는, 주파수 분리부(203)로부터 출력된 고주파 각속도 신호에 근거하여, 흔들림 보정 렌즈 유닛(103)에 의해 행해질 보정 동작에 관한 흔들림 보정량을 도출한다. 적분기 204는, 임의의 주파수 대역에서 그 특성을 변경할 수 있는 기능을 갖고 있고, 주파수 분리부(203)로부터 입력된 고주파 각속도 신호를 적분한다. 적분기 204가 적분처리를 행할 때, 패닝 처리부(208)가 주파수 분리부(203)의 출력 또는 적분기의 출력에 따라, 적분기 204의 시정수를 기준 시정수(최초에 설정되는 시정수)로부터 변경하는 처리를 행한다. 이것은 적분기 204의 시정수가 길 경우, 증가된 출력이 제로 부근에 수속하는데 긴 시간이 걸려, 수속 이전에 흔들림 보정 한계에 도달해 버릴 수 있기 때문이다. 즉, 패닝 처리부(208)는, 적분기 204의 출력이 신속하게 제로 부근에 수속하도록, 적분기 204의 시정수를 제어하고 있다.
흔들림 보정량 산출부 205는, 적분기 204의 출력 신호에 근거하여, 광학식의 흔들림 보정에 관한 흔들림 보정 렌즈 유닛(103)에 의해 행해지는 보정량을 도출한다. 이때, 시프트 렌즈에 의해 상 블러에 대해 행해질 수 있는 보정량의 상한은 줌 설정에 따라 변화된다. 따라서, 본 실시형태에 있어서, 흔들림 보정량 산출부 205은, 줌 구동제어부(102)로부터 출력되는 줌 배율의 정보에 근거하여, 광학식 흔들림 보정을 통해 보정 가능한 영역을 특정한다. 그리고, 흔들림 보정량 산출부 205는, 입력된 고주파 각속도 신호에 민감도를 곱해, 시프트 렌즈가 보정 가능 영역 내측에서 구동되도록, 고주파 각속도 신호에 근거하여 결정한 보정량에 제한을 설정해서 최종적인 보정량의 도출을 행한다. 광학식 흔들림 보정 제어부(104)는, 이 도출한 보정량에 근거하여, 흔들림 보정 렌즈 유닛(103)의 구동제어를 행한다.
한편, 적분기 206 및 흔들림 보정량 산출부 207은, 주파수 분리부(203)로부터 출력된 저주파 각속도 신호에 근거하여, 영상신호 처리부(111)에 의해 행해지는 보정동작에 관한 흔들림 보정량을 도출한다. 적분기 206은, 임의의 주파수 대역에서 그 특성을 변경하는 기능을 갖고 있고, 주파수 분리부(203)로부터 입력된 저주파 각속도 신호를 적분한다. 적분기 204와 마찬가지로, 적분기 206이 적분처리를 행할 때, 패닝 처리부(208)가 적분기 206의 시정수를 제어하는 처리를 행한다.
흔들림 보정량 산출부 207은, 적분기 206으로부터의 출력 신호에 근거하여, 전자식의 흔들림 보정에 관한 영상신호 처리부(111)에 의해 행해지는 보정량을 도출한다. 흔들림 보정량 산출부 205와 마찬가지로, 흔들림 보정량 산출부 207에 관해서도, 상 블러에 대해 행해질 수 있는 흔들림 보정에 따른 보정량의 상한이 줌 설정에 따라 변화된다. 따라서, 본 실시형태에 있어서, 흔들림 보정량 산출부 207은, 줌 구동제어부(102)로부터 출력되는 줌 배율의 정보에 근거하여, 전자식 흔들림 보정을 통해 보정가능한 범위(즉 가동 범위)를 특정한다. 그리고, 흔들림 보정량 산출부 207은, 출력 신호에 관한 영역이 가동 범위의 내측에서 추출되도록, 입력된 저주파 각속도 신호에 근거하여 결정한 보정량에 제한을 설정해서, 최종적인 보정량(추출 영역의 시프트량)의 도출을 행한다. 광학식 흔들림 보정 제어부(104)는, 이 도출한 보정량을 전자식 흔들림 보정제어부(118)에 전송하여, 전자식 흔들림 보정제어부(118)에게 이 보정량에 근거하는 영상신호 처리부(111)의 제어를 행하게 한다.
이상, 본 실시형태의 처리는, 하드웨어인 디지털 카메라(100)의 각 블록에 대응한 회로와 프로세서에 의해 실현된다. 그렇지만, 본 발명의 실시는 이것에 한정되는 것은 아니고, 각 블록의 처리가 동일한 처리를 행하는 프로그램에 의해 실현되어도 된다.
보정 할당의 변경
상기한 것과 같이, 본 실시형태에 따른 디지털 카메라(100)는, 광학식의 흔들림 보정과 전자식의 흔들림 보정을 병용하여, 디지털 카메라(100)에 생기는 상 블러를 보정(저감)한다. 보다 상세하게는, 본 실시형태의 디지털 카메라(100)는, 촬상환경에 관한 조건 혹은 촬상 설정에 따라 2종류의 보정방식 각각에 대해 서로 다른 보정량(주파수 대역)을 할당함으로써, 흔들림 보정을 행한다.
상기한 것과 같이, 저조도의 환경하 등에 있어서의 촬상에서는, 셔터 속도가 저속이 되어 노광 시간이 길어진다. 이 때문에, 노광중에 있어서의 축적 흔들림이 발생하기 쉬워진다. 축적 흔들림은, 흔들림의 양이 크고 흔들림의 주파수가 높을 경우에, 촬상 화상에서 현저하게 드러난다. 바꾸어 말하면, 노광 시간이 길면, 흔들림에 의해 피사체의 광학 상이 촬상소자 위에 결상되는 위치가 노광중에 변화할 수도 있다. 그 결과, 촬상된 화상신호에 있어서 이미 피사체 상이 블러된다. 이 때문에, 이 화상신호로부터 블러를 추출해서 전자적인 흔들림 보정을 행하더라도, 바람직하게 흔들림 보정을 행할 수 없다.
따라서, 본 실시형태의 디지털 카메라(100)에서는, 예를 들면, 동화상 촬영시나 스루 더 렌즈 표시시에 있어서 노광 시간이 길어질 경우에, 주파수 분리부(203)의 분리 주파수가, 셔터 속도가 고속 혹은 통상일 경우에 비해 저주파수측으로 시프트한다. 예를 들면, 도 4a에 나타낸 것과 같이, 주파수 분리부(203)는 셔터 속도(Tv)에 따라, 분리의 기준이 되는 임계값(분리 주파수)을 변경 가능하게 구성되어도 된다. 도 4a의 예에서는, 셔터 속도가 소정의 값 Th1(예를 들면, 1/60)보다 빠를 경우, 분리 주파수는, 통상의 광학식 흔들림 보정과 전자식 흔들림 보정의 할당에 관한 기준 분리 주파수 f0(예를 들면, 5Hz)으로 설정된다. 또한, 촬상환경이 보다 저조도이고 셔터 속도가 더 저속(예를 들면, 1/15)인 경우에는, 분리 주파수는 f1(예를 들면, 3Hz)로 변경된다. 마찬가지로, 셔터 속도가 임계값 Th2보다도 저속(예를 들면, 1/4 이하)인 경우에는, 분리 주파수는 f2(예를 들면, 1Hz)로 변경된다. 이에 따라, 전자식의 흔들림 보정에 할당할 주파수대를, 저주파수측으로 시프트시켜서, 고주파수대에 관한 보정을 감쇠시키는 한편, 광학식의 흔들림 보정에, 보다 저주파수대의 흔들림을 할당함으로써, 축적 흔들림을 눈에 띄기 어렵게 한다.
즉, 본 실시형태의 디지털 카메라(100)에서는, 셔터 속도가 저속일 경우는, 셔터 속도가 고속 혹은 통상의 상태일 경우에 비해, 광학식의 흔들림 보정을 겪는 주파수대를 저주파수측을 향해 확장함으로써, 축적 흔들림이 저감된다. 한편, 과보정을 피하기 위해, 전자식의 흔들림 보정을 겪을 주파수 대를, 셔터 속도가 고속 혹은 통상의 상태일 경우에 비해 좁게 한다. 이러한 보정 할당의 변경에 의해, 본 실시형태의 디지털 카메라(100)는, 셔터 속도에 따른 바람직한 상 블러의 보정을 행할 수 있다.
화상 흔들림 방지 제어 처리
이러한 구성을 갖는 본 실시형태의 디지털 카메라(100)에서 실행되는 화상 흔들림 방지 제어 처리에 대해서, 도 5의 흐름도를 참조해서 구체적인 처리를 설명한다. 이 흐름도에 대응하는 처리는, 제어부(119)가, 예를 들면, 기억부(116)에 기억되어 있는 처리에 대응하는 처리 프로그램을 판독하고, 이 프로그램을 메모리(미도시)에 전개해서, 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 이하의 설명의 화상 흔들림 방지 제어 처리는, 예를 들면, 흔들림 보정 모드로 설정된 디지털 카메라(100)가 스루 더 렌즈 표시 혹은 동화상 촬영을 행할 때에 개시된다.
스텝 S501에서, 제어부(119)는, 촬상에 관한 셔터 속도 Tv를 도출한다. 셔터 속도는, 예를 들면, 촬영 환경의 해석 결과에 근거하여 제어부(119)가 결정하고, 조리개/셔터 구동제어부(106)에 공급되어도 되고, 또는 조리개/셔터 구동제어부(106)로부터 취득되어도 된다. 또한, 본 스텝에 있어서 도출되는 셔터 속도는, 촬상을 행하는 프레임에 관해 결정된 것에 한정되지 않고, 가장 최근의 5 프레임에 관한 이동 평균값에 근거하여 도출되어도 된다.
스텝 S502에서, A/D 변환부(201) 및 자이로 게인부(202)는, 흔들림 검출부(117)에 의해 검출된 흔들림에 관한 아날로그 각속도 신호에 근거하여, 본 프레임에 관해 보정할 디지털 각속도 신호를 취득한다.
스텝 S503에서, 주파수 분리부(203)는, 스텝 S501에 있어서 도출된 셔터 속도에 근거하여, 각속도 신호의 분리 주파수를 설정한다. 분리 주파수의 결정은, 예를 들면, 도 4a에 나타낸 것과 같이, 셔터 속도에 관한 임계값과 도출된 셔터 속도의 비교에 의해 행해져도 된다. 도 4a의 예에서는, 셔터 속도가 기준 분리 주파수인 임계값 Th1보다도 빠를 경우에는, 분리 주파수가 f0으로 설정되고, 셔터 속도가 임계값 Th2보다도 빠르고 임계값 Th1 이하일 경우에는, 분리 주파수가 f1로 설정되고, 셔터 속도가 임계값 Th1 이하일 경우에는, 분리 주파수가 f2로 설정된다. 이때, 본 실시형태에서는, 셔터 속도에 대해 임계값을 설정하고, 이 임계값과의 비교에서 분리 주파수를 설정하는 것으로서 가정하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시는 이것에 한정되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이, 셔터 속도가 저속이 될수록, 노광 시간은 장기화하여, 결과적으로, 출력 신호에 대한 축적 흔들림의 영향이 눈에 띌 수 있다. 이 때문에, 본 발명은, 셔터 속도가 저속일수록 분리 주파수를 낮게 하도록 구현해도 된다.
스텝 S504에서, 제어부(119)는, 흔들림 보정 모드가 해제되었는지 아닌지를 판단한다. 제어부(119)는, 흔들림 보정 모드가 해제되었다고 판단한 경우에는 화상 흔들림 방지 제어 처리를 완료한다. 흔들림 보정 모드가 해제되지 않았다고 판단한 경우에는, 제어부(119)가 처리를 스텝 S501로 되돌려, 다음 프레임(혹은 셔터 속도 판단을 행할 프레임)에 대해서 같은 처리를 반복한다.
이렇게 함으로써, 본 실시형태의 화상 흔들림 방지 제어장치에 따르면, 셔터 속도에 따라 광학식의 흔들림 보정과 전자식의 흔들림 보정에 할당되는 보정량을 변경할 수 있어, 촬상 조건을 보다 고려한 바람직한 상 블러 보정을 실현할 수 있다.
변형예
전술한 실시형태에서는, 도 4a에 나타낸 것과 같이, 셔터 속도마다 분리 주파수가 미리 정해져 있고, 입력된 셔터 속도에 근거하여 주파수 분리부(203)가 설정을 변경하는 것으로 가정하여 설명했다. 그러나, 본 발명의 실시는 이것에 한정되는 것은 아니다.
보정 할당의 변경은, 셔터 속도 뿐만 아니라, 그 밖의 촬상 설정 등을 고려해서 결정되어도 된다. 예를 들면, 초점거리 및 줌 배율의 적어도 한개에 근거하여, 광학식의 흔들림 보정 및 전자식의 흔들림 보정에 적용될 수 있는 보정량이 정해진다. 이 때문에, 이것을 고려해서 보정 할당의 변경이 행해져도 된다. 보다 상세하게는, 초점거리 및 줌 배율의 적어도 한개에 따라 영상신호 처리부(111)에 의해 행해지는 보정을 겼게 될 가동 범위가 정해지므로, 주파수 분리부(203)는 이 가동 범위에 근거하여 전자식 흔들림 보정제어부(118)에 할당가능한 주파수대를 특정하면 된다.
이때, 저속인 것으로 셔터 속도가 판단될 때, 축적 흔들림의 영향이 존재할 수 있다. 이 때문에, 영상신호 처리부(111)에 대한 가동 범위를, 셔터 속도에 따라, 초점거리 및 줌 배율의 적어도 한개에 근거해서 정해지는 상한 이하가 되도록 좁힌다. 예를 들면, 도 4b에 나타낸 것과 같이, 가동 범위의 변경은, 상한의 가동 범위에 대한 전자식의 흔들림 보정에 사용된 잉여 화소의 비율(사용률)을, 셔터 속도에 따라 결정함으로써 행해도 된다. 도 4b의 예에서는, 셔터 속도가 소정의 값 Th1보다 빠를 경우에는, 초점거리 및 줌 배율의 적어도 한개에 근거하여 정해지는 가동 범위(상한 범위)의 전체를 전자식 흔들림 보정에 사용하는 것으로서 결정된다. 셔터 속도가 Th1로부터 저속으로 됨에 따라, 가동 범위의 사용률이 50%, 25% 등으로 저하되어, 전자식의 흔들림 보정의 비율이 줄어들도록 제어가 행해진다. 가동 범위가 변경되었을 경우, 해당 범위에서 보정 불능인 주파수대의 각속도 신호가 흔들림 보정 렌즈 유닛(103)에 의해 보정되도록, 주파수 분리부(203)는, 변경후의 가동 범위의 제한에 관한 정보에 근거하여, 분리 주파수를 변경해도 된다.
이렇게 함으로써, 영상신호 처리부(111)에 대해 허용가능한 보정량에 근거하여, 전자식 흔들림 보정제어부(118)에 의해 보정될 주파수 성분을 더욱 바람직하게 결정할 수 있다.
실시형태 2
실시형태1 및 변형예에서는, 렌즈 일체형의 디지털 카메라(100)에 본 발명을 적용한 태양에 대해 설명했다. 그러나, 본 발명의 실시는 이것에 한정되는 것은 아니다. 렌즈를 교환 가능하게 구성된 촬상장치에도 본 발명을 실시 가능한 것은 말할 필요도 없다. 즉, 광학식의 흔들림 보정을 행하는 구성과 전자식의 흔들림 보정을 행하는 구성이 일체가 되어서 사용되는 다른 장치에 각각 구비되는 것이라도, 본 발명은 실시가능하다.
이하의 실시형태에서는, 카메라 본체와 교환 렌즈로 구성되는 촬상 시스템으로서 본 발명을 실시하는 태양에 대해 설명한다. 이때, 본 실시형태의 촬상 시스템은, 전술한 시프트 렌즈 구동에 의한 광학식 흔들림 보정, 및 촬상 화상으로부터 추출할 영역의 제어에 의해 행해지는 전자식 흔들림 보정 이외에, 촬상소자의 위치 및 회전을 제어하는 것에 의해 흔들림 보정을 행하는 기능을 더 포함한다.
촬상 시스템(600)의 구성
우선, 본 실시형태의 촬상 시스템(600)의 기능 구성에 대해서, 도 6의 블럭도를 참조해서 설명한다. 이때, 촬상 시스템(600)의 구성에 있어서, 실시형태1의 디지털 카메라(100)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 붙이고 설명을 생략한다. 이하에서는 본 실시형태의 촬상 시스템(600)의 특징적인 구성에 대해 설명한다.
도 6에 있어서, 촬상 시스템(600)은, 교환 렌즈(610)와 카메라 본체(620)가 접속됨으로써 구성된다. 교환 렌즈(610)와 카메라 본체(620)는, 각각이 갖는 마운트 접점부 611 및 621이 접촉할 때, 통신이 가능하게 구성된다.
교환 렌즈(610)는, 교환 렌즈(610)의 각 블록을 제어하기 위해서, 카메라 본체(620)와는 독립된 렌즈 제어부(612)를 가진다. 렌즈 제어부(612)는, 기억부(미도시0에 격납된 각 블록의 동작 프로그램을 메모리에 전개해서 프로그램을 실행함으로써, 각 블록의 동작을 제어해도 된다. 또한, 교환 렌즈(610)는, 카메라 본체(620)와는 분리되고 그 자체가 흔들림의 발생을 검출 가능하게 구성된 렌즈 흔들림 검출부(613)를 갖는다. 렌즈 흔들림 검출부(613)는 흔들림 검출부(117)와 동일한 구성이어도 된다. 렌즈 흔들림 검출부(613)는 각속도 센서 등에 의해 구성되고, 교환 렌즈(610) 혹은 카메라 본체(620)의 흔들림을 검출하여, 그 흔들림 량을 출력한다. 따라서, 교환 렌즈(610)는, 그 자체가 흔들림 보정기능을 실현 가능하게 구성되어 있고, 마운트 접점부 611 및 621을 거쳐, 흔들림 보정에 관한 각종 제어량 등을 제어부(119)에 전송하는 것도 가능하다. 이때, 교환 렌즈(610)의 구동에 관한 전원은, 카메라 본체(620)의 전원부(113)로부터, 마운트 접점부 611 및 621을 거쳐 공급되어도 된다.
한편, 본 실시형태의 카메라 본체(620)에서는, 촬상부(109)는, 광축 중심으로 회전가능하고, 또한 광축과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 구성된 촬상소자, 촬상소자를 구동하는 구동기구와, 상태 검출 센서 등을 가진다. 촬상소자의 구동제어는, 촬상 흔들림 보정제어부(622)에 의해 행해진다. 즉, 촬상소자와 촬상 흔들림 보정제어부(622)는, 본 실시형태의 촬상 시스템(600)에 있어서, 촬상 시스템(600)의 흔들림에 기인한 상 블러를 보정하는 구성이다. 촬상 흔들림 보정제어부(622)는, 흔들림에 기인한, 촬상소자 위에 형성된 피사체의 광학 상의 결상 위치의 어긋남 및 회전을 보정하도록 촬상소자를 구동함으로써, 상 블러의 보정을 행한다. 따라서, 본 실시형태에 있어서, 촬상소자 및 촬상 흔들림 보정제어부(622)는, 본 발명에 따른 제3 보정수단으로서 기능하여, 상 블러를 기계적으로 보정하는 기계식 흔들림 보정방식의 보정기능을 실현한다.
본 실시형태에서는, 카메라 본체(620)와 교환 렌즈(610)가 각각 흔들림 검출부(117) 및 렌즈 흔들림 검출부(613)를 포함한다. 따라서, 카메라 본체(620)와 교환 렌즈(610)로부터의 각각의 출력을 사용해서 흔들림 보정에 관한 구동제어가 행해져도 된다. 이와 달리, 어느 한쪽의 흔들림 검출부로부터의 출력을 공유하는 장치들에 의해, 흔들림 보정에 관한 구동제어가 행해져도 된다. 본 실시형태에서는, 실시형태1과 마찬가지로, 광학식 흔들림 보정 제어부(104)가 주체가 되어 보정 할당의 변경을 포함하는 화상 흔들림 방지 제어 처리를 행한다. 이 때문에, 교환 렌즈(610)의 렌즈 제어부(612)에 의해 출력되는 흔들림 량의 정보가, 양쪽 장치의 제어에 사용된다. 또한, 조리개/셔터 유닛(105) 및 조리개/셔터 구동제어부(106)는 카메라 본체(620)가 구비하므로, 셔터 속도의 정보는 제어부(119)에 의해, 마운트 접점부 611 및 621을 거쳐 광학식 흔들림 보정 제어부(104)에 공급된다.
흔들림 보정기능에 관한 구성
어어서, 본 실시형태의 촬상 시스템(600)에 의해 실현되는 흔들림 보정기능에 관한 구성에 대해서, 도 7의 블럭도를 참조해서 설명한다. 도 7의 예는 실시형태1과 마찬가지로, 본기능의 실현에 관한 각종 블록이 광학식 흔들림 보정 제어부(104)에 의해 실현되는 것으로서 설명하지만, 본 발명의 실시는 이것에 한정되는 것은 아니다. 이때, 본 실시형태의 흔들림 보정기능에 관한 구성의 설명에 있어서, 실시형태 1의 같은 기능에 관한 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 붙이고 설명을 생략한다.
적분기 206 및 흔들림 보정량 산출부 207은, 주파수 분리부(203)로부터 출력된 저주파 각속도 신호에 근거하여, 카메라 본체(620)에 있어서 행해지는 보정동작에 관한 흔들림 보정량을 도출한다. 본 실시형태에서는, 카메라 본체(620)는, 전자식의 흔들림 보정기능 이외에 기계식의 흔들림 보정기능을 갖기 때문에, 흔들림 보정량 산출부 207은 양쪽 종류의 흔들림 보정에 관한 보정량을 도출한다. 전술한 변형예와 마찬가지로, 초점거리 및 줌 배율의 적어도 한개에 근거하여 정해지는, 영상신호 처리부(111)에 의해 행해지는 전자식 흔들림 보정을 겪게 될 가동 범위를 셔터 속도에 따라 제한하고, 흔들림 보정량 산출부 207은 이 제한을 고려해서 보정량을 도출한다. 보다 상세하게는, 셔터 속도에 따라 설정되는 분리 주파수에 근거하여 주파수 분리부(203)에 의해 분리된 저주파 각속도 신호를 보정하기 위해, 전자식 흔들림 보정방식을 사용하여 행해지는 보정량은 제한된 가동 범위 내에서 보정이 행해지도록 도출된다. 한편, 저주파 각속도 신호는, 해당 제한에 의해 전자식 흔들림 보정을 사용하여 보정되지 않은 주파수 성분을 포함한다. 이 때문에, 본 실시형태의 촬상 시스템(600)은, 이와 같은 성분을 기계식 흔들림 보정에 의해 보정한다. 따라서, 셔터 속도에 따라 제한된 가동 범위에 의해, 흔들림 보정량 산출부 207이 전자식 흔들림 보정을 통해 행해지는 보정량을 저감시키는 제어를 행할 경우에, 이 저감을 보충하도록, 저주파 각속도 신호에 관한 기계식 흔들림 보정을 통해 행해진 보정량을 도출한다. 흔들림 보정량 산출부 207에 의해 도출된 기계식 및 전자식의 흔들림 보정의 보정량은, 마운트 접점부 611 및 621을 거쳐, 전자식 흔들림 보정제어부(118) 및 촬상 흔들림 보정제어부(622)에 전송된다.
이때, 본 실시형태에서는, 흔들림 보정량 산출부 207이 영상신호 처리부(111)에 의해 초점거리 및 줌 배율의 적어도 한개에 근거하여 제한된 가동 범위에 따라, 전자식 흔들림 보정과 기계식 흔들림 보정에 할당할 보정량을 결정한다. 그러나, 본 발명의 실시는 이것에 한정되지 않는다. 주파수 분리부(203)의 경우에서와 같이, 저주파 각속도 신호를 더 작은 주파수 성분으로 분리하는 분리 주파수를 설치하고, 분리 주파수를 셔터 속도에 따라 변화시킴으로써 할당이 행해져도 된다. 이 경우, 축적 흔들림의 영향을 저감하기 위해서, 본 발명에 따른 제2 임계값인 주파수를 기준으로, 저주파 각속도 신호를, 임계값보다도 높은 주파수 성분을 갖는 각속도 신호와, 임계값보다도 낮은 주파수 성분을 갖는 각속도 신호로 분리되어, 적분기 206에 입력된다. 본 실시형태에서는, 해당 분리는 주파수 분리부(203)에 의해 행해진다. 그러나, 셔터 속도, 초점거리 및 줌 배율에 관한 정보 취득을 가능하게 구성된 다른 요소에 의해 분리가 행해져도 된다. 그리고, 적분기 206 및 흔들림 보정량 산출부 207은, 분리된 각 각속도 신호를 처리하여, 전자식 흔들림 보정과 기계식 흔들림 보정에 할당할 보정량을 도출한다.
이렇게 함으로써 본 실시형태의 촬상 시스템(600)은, 축적 흔들림을 억제하기 위해 3종류의 보정에 의해 보정을 행하여, 촬상 시스템(600)의 흔들림에 따르는 출력 신호에의 영향을 저감한다.
화상 흔들림 방지 제어 처리
다음에, 본 실시형태의 촬상 시스템(600)에 의해 실행되는 화상 흔들림 방지 제어 처리에 대해서, 도 8의 흐름도를 참조해서 구체적인 처리를 설명한다. 이 흐름도에 따른 처리는, 제어부(119)가, 예를 들면, 기억부(116)에 기억되어 있는 처리에 대응하는 처리 프로그램을 판독하고, 이 프로그램을 메모리(미도시)에 전개해서 프로그램을 실행함으로써 실현할 수 있다. 이하의 설명에서 화상상 흔들림 방지 제어 처리는, 예를 들면, 흔들림 보정 모드로 설정된 카메라 본체(620)가 스루 더 렌즈 표시 혹은 동화상 촬영을 행해질 때에 개시된다. 이때, 본 실시형태의 화상 흔들림 방지 제어 처리에 있어서, 실시형태1의 화상 흔들림 방지 제어 처리와 같은 처리를 행하는 스텝에 대해서는, 동일한 참조번호를 붙이고 설명을 생략한다. 이하에서는 본 실시형태의 특징적인 처리를 행하는 스텝에 대해 설명한다.
스텝 S501에 있어서, 도출된 셔터 속도를 수신하면, 광학식 흔들림 보정 제어부(104)는 스텝 S801에서, 줌 구동제어부(102) 및 포커스 구동제어부(108)로부터, 촬상에 관한 줌 배율 및 초점거리의 정보를 취득한다.
스텝 S802에서, A/D 변환부(201) 및 자이로 게인부(202)는, 렌즈 흔들림 검출부(613)에 의해 검출된 흔들림에 관한 아날로그 각속도 신호에 근거하여, 본 프레임에 관해 보정할 디지털 각속도 신호를 취득한다.
스텝 S803에서, 주파수 분리부(203)는, 우선, 흔들림 보정 렌즈 유닛(103)에 의해 보정을 행할 고주파 각속도 신호를 분리하기 위한 분리 주파수(제1 분리 주파수)를, 셔터 속도에 근거하여 설정한다. 제1 분리 주파수의 설정은, 실시형태1과 마찬가지로, 도 4a와 같은 미리 정해진 임계값과 셔터 속도의 비교에 의해 행해져도 된다.
스텝 S804에서, 주파수 분리부(203)는, 셔터 속도, 줌 배율 및 초점거리의 정보에 근거하여, 영상신호 처리부(111)에 의해 행해지는 전자식 흔들림 보정을 겪게 될 가동 범위를 특정한다. 구체적으로는, 주파수 분리부(203)는 우선, 줌 배율 및 초점거리의 정보에 근거하여, 셔터 속도에 무관한 전자식 흔들림 보정을 겪을 가동 범위(상한 가동 범위)를 특정한다. 그후, 주파수 분리부(203)는, 셔터 속도에 따라, 보정을 겪을 가동 범위를 제한하는지 아닌지를 판단한다. 이 판단은, 셔터 속도에 대한 미리 정해진 임계값과 셔터 속도를 비교함으로써, 도 4b와 같은 사용률을 특정하는 것에 의해 행해져도 된다. 그리고, 주파수 분리부(203)는, 이 판단을 행한 후, 최종적인 전자식 흔들림 보정을 겪을 가동 범위("상한 가동 범위의 잉여 화소수"X"사용률"+"출력 신호의 화소수"에 대응)를 특정한다.
스텝 S805에서, 주파수 분리부(203)는, 전자식 흔들림 보정과 기계식 흔들림 보정의 각각에 할당하는 주파수 성분들로 각속도 신호를 분리하기 위한 분리 주파수(제2 분리 주파수)를, 전자식 흔들림 보정을 겼을 가동 범위의 정보에 근거하여 설정하고, 처리를 스텝 S504로 되돌린다. 본 스텝에 있어서 설정되는 제2 분리 주파수는, 스텝 S803에 있어서 설정된 제1 분리 주파수와는 달리, 제2 분리 주파수가 제1 분리 주파수보다도 낮고, 저주파 각속도 신호를 2개의 주파수 성분으로 더 분리하는데 사용될 수 있다. 셔터 속도가 낮을수록, 전자식 흔들림 보정을 겪게 될 가동 범위가 상한의 범위에 비해 축소한다. 이 때문에, 셔터 속도에 따라 기계식 흔들림 보정에 할당하는 주파수 대역(제1 분리 주파수를 하회하고, 제2 분리 주파수를 상회하는 주파수 범위)이 확장된다. 이렇게, 본 스텝에서, 전자식 흔들림 보정과 기계식 흔들림 보정에 할당하기 위해 사용되는 제2 분리 주파수가 설정됨으로써, 주파수 분리부(203)는 입력 각속도 신호를, 흔들림 보정 렌즈 유닛(103), 영상신호 처리부(111) 및 촬상소자가 보정을 행할 때의 신호로 분리할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 촬상 시스템에 따르면, 광학식 흔들림 보정기능, 전자식 흔들림 보정기능, 및 기계식 흔들림 보정기능을 갖는 시스템에 있어서도, 축적 흔들림을 억제하고, 셔터 속도에 대응하는 바람직한 흔들림 보정을 실현할 수 있다.
변형예
전술한 실시형태1 및 2에서는, 흔들림 보정이 행해지는 방향에 상관없이, (제1 및 제2의) 분리 주파수를 사용하여, 각각의 흔들림 보정방식에 할당할 성분들로 각속도 신호를 분리한다. 그러나, 흔들림 보정이 행해지는 방향에 따라, (제1 및 제2의) 분리 주파수가 변경되어도 된다. 모든 회전 방향의 흔들림의 각각을, 촬상 시스템(렌즈 일체형의 카메라 또는 카메라 본체와 교환 렌즈)에 채용된 모든 흔들림 보정방식을 사용하여 보정할 필요는 없다. 예를 들면, 실시형태2에서, 광학식 흔들림 보정방식과 전자식 흔들림 보정방식을 사용하여 피치 방향과 요 방향의 흔들림 보정을 행하고, 룰 방향의 흔들림 보정은, 2가지 방법, 즉 전자식 흔들림 보정방식 및 기계식 흔들림 보정방식을 사용하여 행하여도 된다. 이 경우, 실시형태 2에 따라 제1 및 제2 분리 주파수를 사용하여 분리된 피치 방향과 요 방향에 관한 각속도 신호를 각각의 보정방식에 할당하면 된다. 이때, 전자식 흔들림 보정방식과 기계식 흔들림 보정방식에 할당하기 위해 룰 방향에 관한 각속도 신호를 분리하는데 사용되는 주파수도 셔터 속도에 따라 변경하는 것이 바람직하다.
기타 실시형태
본 발명의 실시형태는, 본 발명의 전술한 실시형태(들)의 1개 이상의 기능을 수행하기 위해 기억매체('비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체'로서 더 상세히 언급해도 된다)에 기록된 컴퓨터 실행가능한 명령(예를 들어, 1개 이상의 프로그램)을 판독하여 실행하거나 및/또는 전술한 실시예(들)의 1개 이상의 기능을 수행하는 1개 이상의 회로(예를 들어, 주문형 반도체 회로(ASIC)를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터나, 예를 들면, 전술한 실시형태(들)의 1개 이상의 기능을 수행하기 위해 기억매체로부터 컴퓨터 실행가능한 명령을 판독하여 실행함으로써, 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행되는 방법에 의해 구현될 수도 있다. 컴퓨터는, 1개 이상의 중앙처리장치(CPU), 마이크로 처리장치(MPU) 또는 기타 회로를 구비하고, 별개의 컴퓨터들의 네트워크 또는 별개의 컴퓨터 프로세서들을 구비해도 된다. 컴퓨터 실행가능한 명령은, 예를 들어, 기억매체의 네트워크로부터 컴퓨터로 주어져도 된다. 기록매체는, 예를 들면, 1개 이상의 하드디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 분산 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광 디스크(콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), 또는 블루레이 디스크(BD)TM 등), 플래시 메모리소자, 메모리 카드 등을 구비해도 된다.
본 발명은, 상기한 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실행가능하다. 또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
예시적인 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시형태에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.

Claims (13)

  1. 촬상장치의 흔들림을 검출하도록 구성된 검출부와,
    상기 촬상장치에 의해 행해지는 촬상에 관한 셔터 속도에 대한 정보를 취득하도록 구성된 취득부와,
    상기 검출부에 의해 검출된 흔들림을, 각각 다른 보정방식을 사용하는 제1 보정부 및 제2 보정부에게 보정하게 함으로써, 상기 취득부에 의해 취득된 상기 셔터 속도에 대한 정보에 근거하여, 상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부에 대한 상기 흔들림의 보정의 할당을 변경하는 제어를 행하도록 구성된 제어부를 구비하고,
    상기 제2 보정부는, 전자식 흔들림 보정방식을 사용하고, 촬상을 통해 얻어진 화상신호로부터 추출할 영역을 변경함으로써 상기 흔들림을 보정하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 보정부에 의해 행해진 보정을 겪게 될 상기 화상신호로부터 영역을 추출하는데 사용가능한 가동 범위를, 상기 셔터 속도에 따라 변경하는 화상 흔들림 방지 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 보정부는, 상기 촬상장치의 촬상광학계의 동작을 제어함으로써 촬상소자 위의 결상 위치를 이동시켜 상기 흔들림을 보정하는 광학식 흔들림 보정방식을 사용하는 화상 흔들림 방지 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 셔터 속도가 저속일수록 상기 가동 범위가 좁아지도록, 상기 제2 보정부에 의한 전자식 흔들림 보정의 정도를 변경하는 화상 흔들림 방지 제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가동 범위의 상한은, 상기 촬상장치에 의해 행해지는 촬상에 관한 초점거리 및 줌 배율의 적어도 한개에 근거하여 정해지고,
    상기 제어부는, 상기 셔터 속도에 따라, 상기 가동 범위를 상기 상한 이하의 범위가 되도록 변경하는 화상 흔들림 방지 제어장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 셔터 속도가 저속일수록, 상기 흔들림의 상기 제2 보정부에 대한 보정의 할당을 줄이고, 상기 흔들림의 상기 제1 보정부에 대한 보정의 할당을 늘리는 화상 흔들림 방지 제어장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 흔들림을 주파수 성분들로 분리하고, 상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부 각각에, 보정할 다른 주파수 성분들을 할당하는 화상 흔들림 방지 제어장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 셔터 속도에 따라 상기 흔들림을 주파수 성분들로 분리하는데 사용되는 주파수에 관한 제1 임계값을 설정하도록 구성된 설정부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 임계값을 상회하는 주파수를 갖는 상기 흔들림의 주파수 성분을 상기 제1 보정부에 할당하고, 상기 제1 임계값을 하회하는 주파수를 갖는 상기 흔들림의 주파수 성분을 상기 제2 보정부에 할당하는 화상 흔들림 방지 제어장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부에 의해 사용된 보정방식과 다른 보정방식을 사용하는 제3 보정부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 임계값을 하회하는 주파수를 갖는 상기 흔들림의 주파수 성분들 중에서, 상기 제1 임계값보다도 낮은 제2 임계값을 상회하는 주파수를 갖는 상기 흔들림의 주파수 성분을 상기 제3 보정부에 할당하고, 상기 제2 임계값을 하회하는 주파수를 갖는 상기 흔들림의 주파수 성분을 상기 제2 보정부에 할당하는 화상 흔들림 방지 제어장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제3 보정부는, 상기 촬상장치의 촬상소자의 위치를 이동시킴으로써, 상기 촬상소자 위의 결상 위치를 변경하여 상기 흔들림을 보정하는 화상 흔들림 방지 제어장치.
  10. 촬상장치의 흔들림을 검출하도록 구성된 검출부와,
    상기 검출부에 의해 검출된 상기 흔들림에 의한 촬상 화상에의 영향을 보정하고, 서로 다른 보정방식을 사용하는 제1 보정부 및 제2 보정부와,
    상기 촬상장치에 의해 행해질 촬상에 관한 셔터 속도에 대한 정보를 취득하도록 구성된 취득부와,
    상기 검출부에 의해 검출된 흔들림을, 상기 제1 보정부 및 제2 보정부에게 보정하게 함으로써, 상기 취득부에 의해 취득된 상기 셔터 속도에 대한 정보에 근거하여, 상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부에 대한 상기 흔들림의 보정의 할당을 변경하는 제어를 행하도록 구성된 제어부를 구비하고,
    상기 제2 보정부는, 전자식 흔들림 보정방식을 사용하고, 촬상을 통해 얻어진 화상신호로부터 추출할 영역을 변경함으로써 상기 흔들림을 보정하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 보정부에 의해 행해진 보정을 겪게 될 상기 화상신호로부터 영역을 추출하는데 사용가능한 가동 범위를, 상기 셔터 속도에 따라 변경하는 촬상장치.
  11. 화상 흔들림 방지 제어장치와 촬상장치를 구비한 촬상 시스템으로서,
    상기 촬상장치의 흔들림을 검출하도록 구성된 검출부와,
    상기 촬상장치에 의해 행해질 촬상에 관한 셔터 속도에 대한 정보를 취득하도록 구성된 취득부와,
    상기 검출부에 의해 검출된 상기 흔들림에 의한 촬상 화상에의 영향을 보정하고, 서로 다른 보정방식을 사용하는 제1 보정부 및 제2 보정부와,
    상기 검출부에 의해 검출된 흔들림을, 상기 제1 보정부 및 제2 보정부에게 보정하게 함으로써, 상기 취득부에 의해 취득된 상기 셔터 속도에 대한 정보에 근거하여, 상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부에 대한 상기 흔들림의 보정의 할당을 변경하는 제어를 행하도록 구성된 제어부를 구비하고,
    상기 제2 보정부는, 전자식 흔들림 보정방식을 사용하고, 촬상을 통해 얻어진 화상신호로부터 추출할 영역을 변경함으로써 상기 흔들림을 보정하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 보정부에 의해 행해진 보정을 겪게 될 상기 화상신호로부터 영역을 추출하는데 사용가능한 가동 범위를, 상기 셔터 속도에 따라 변경하는 촬상 시스템.
  12. 촬상장치의 흔들림을 검출하는 단계와,
    상기 촬상장치에 의해 행해질 촬상에 관한 셔터 속도에 대한 정보를 취득하는 단계와,
    검출된 상기 흔들림을, 각각 다른 보정방식을 사용하는 제1 보정부 및 제2 보정부에게 보정하게 함으로써, 취득된 상기 셔터 속도에 대한 정보에 근거하여, 상기 제1 보정부 및 상기 제2 보정부에 대한 상기 흔들림의 보정의 할당을 변경하는 제어를 행하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 보정부는, 전자식 흔들림 보정방식을 사용하고, 촬상을 통해 얻어진 화상신호로부터 추출할 영역을 변경함으로써 상기 흔들림을 보정하고,
    상기 제2 보정부에 의해 행해진 보정을 겪게 될 상기 화상신호로부터 영역을 추출하는데 사용가능한 가동 범위를 상기 셔터 속도에 따라 변경하도록 상기 제어를 행하는 화상 흔들림 방지 제어장치의 제어방법.
  13. 컴퓨터를, 청구항 1에 기재된 화상 흔들림 방지 제어장치의 보정부를 제외한 각 부로서 기능시키기 위한 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독가능한 기억매체.
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