JP2010096938A - 像ブレ補正機能を有する光学機器及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 露光時間によらず、マクロ撮影時の手ブレによる像ブレを適正に補正する。
【解決手段】 シフトブレの周波数成分における複数の周波数において、角度ブレとみなしたときの回転半径をそれぞれ求める。このとき、露光時間を検出し、その結果に基づいて、前記各回転半径に重みを付けた合成を行い、最終的な補正量を決定することを特徴とする。
【選択図】 図6
【解決手段】 シフトブレの周波数成分における複数の周波数において、角度ブレとみなしたときの回転半径をそれぞれ求める。このとき、露光時間を検出し、その結果に基づいて、前記各回転半径に重みを付けた合成を行い、最終的な補正量を決定することを特徴とする。
【選択図】 図6
Description
本発明は、像ブレを補正することでブレによる撮影画像の劣化を防止する防振システムに関し、特に撮影倍率の大きな撮影条件においても良好な像ブレ補正を行える像ブレ補正機能を有する光学機器とその制御方法に関するものである。
カメラ等の撮影装置に加わるブレは、しばしば像ブレとなって撮影画像の像劣化を引き起こす。
そのブレの影響を低減するために、角速度計を用いてブレを検知し、レンズの一部を動かすことによって撮像素子面上の像ブレを低減させる、像ブレ補正の技術がある。
撮影装置に加わるブレの中で、この技術で検出できるいわゆる角度ブレは、ほとんどの撮影条件においてその影響が大きいので、この技術は現在有効な像ブレ補正機能として様々な光学機器に搭載されている。
しかし、至近距離での撮影(撮影倍率の高い撮影条件)では、角速度計のみでは検出できない、カメラの光軸に対して平行あるいは垂直な方向に加わる、いわゆるシフトブレによる像劣化も無視できない。
例えば、被写体に20cm程度まで接近して撮影する条件や、被写体は1m程度に位置していても、撮影光学系の焦点距離が非常に大きい場合(例えば400mm)では、積極的にシフトブレを検出して補正を行う必要がでてくる。
特許文献1では、カメラ本体の加速度を検出する加速度計を設け、加速度計の出力の二階積分からシフトブレを求め、別に設けた角速度計出力の積分から角度ブレを求め、それらの合成信号でブレ補正を行う開示が有る。
しかし、加速度計の出力は、特に手ブレの周波数域において外乱ノイズや温度などの環境変化の影響を受けやすい。二階積分することでそれらの不安定要因はさらに拡大され、シフトブレの高精度な補正が難しいという問題がある。
また、特許文献2では、シフトブレをカメラから離れた場所に回転中心がある時の角度ブレとみなして求める開示が有る。
この方法は、角速度計と加速度計を設け、それらの出力から角度ブレの回転半径と角度を求め、ブレ補正を行う。
この方法では、加速度計の出力の一階積分の出力から回転半径の算出ができるため、上記のような加速度計の不安定要因を軽減することができる。
特開平7−225405号公報
特開2005−114845号公報
角度ブレの回転半径を用いてシフトブレを求める方法においては、回転半径を正確に求める必要がある。
しかし、カメラに加わるブレは通常複数の周波数成分を持ち、各周波数において回転半径が異なる場合が多い。
従って、各周波数に応じた回転半径を求めなければ、正確な補正が難しいという問題がある。単一の周波数から求めた回転半径のみを使用すると、他の周波数成分のシフトブレが正確に補正できず大きな補正残りとなってしまう場合がある。
さらに、撮像素子の露光時間によってどの周波数成分のブレの影響が大きくなるかが異なってくる。
露光時間が長い場合には、低周波のブレが大きく影響を及ぼし、露光時間が短い場合には、高周波のブレが大きく影響を及ぼすことになる。
上記問題に鑑み、本発明の目的は、至近距離での撮影(撮影倍率の高い撮影条件)時、露光時間に応じた最適なブレ補正を行える防振システムを実現することである。
本発明は請求項1に記載のとおり、像ブレ補正機能を有する光学機器であって、前記像ブレを補正するために必要な補正量を決定する補正量決定手段と、前記補正量に基づいて前記像ブレを補正するブレ補正手段と、を有し、前記補正量決定手段は、前記光学機器の露光時間の情報を取得し、前記光学機器に加わるブレの回転半径を異なる複数の周波数においてそれぞれ取得し、前記露光時間の値が所定値より小さい場合、前記複数の周波数のうち高い周波数における回転半径に、低い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けて、前記露光時間の値が前記所定値より大きい場合、前記複数の周波数のうち低い周波数における回転半径に、高い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けて、その結果を基に前記補正量を決定することを特徴とする。
また本発明は請求項4に記載のとおり前記重み付けステップにより得られた結果を基に像ブレを補正するために必要な像ブレ補正機能を有する光学機器の制御方法であって、前記光学機器の露光時間の情報を取得する露光時間取得ステップと、前記光学機器に加わるブレの回転半径を異なる複数の周波数においてそれぞれ取得する回転半径取得ステップと、前記露光時間の値が所定値より小さいか否かを判定する露光時間判定ステップと、前記露光時間の値が所定値より小さい場合、前記複数の周波数のうち高い周波数における回転半径に、低い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けて、前記露光時間の値が前記所定値より大きい場合、前記複数の周波数のうち低い周波数における回転半径に、高い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付ける重み付けステップと、前記重み付けステップにより得られた結果を基に像ブレを補正するために必要な補正量を決定する決定ステップと、を有することを特徴とする。
撮影倍率の高い撮影条件において、露光時間に応じた好適なブレ補正を行える防振システムを実現することが可能である。
本発明に利用できる像ブレ補正機能を有する光学機器の例を示す。
図1は、一眼レフカメラの平面図であり、図2は、その側面図である。
このカメラに装着される交換レンズ101に搭載される防振システムは、光軸102に対して矢印103p、103yで示すブレ(以下角度ブレ)、及び矢印104pa、104yaで示すブレ(以下、シフトブレ)に対しブレ補正を行う。
カメラ本体105の中で105aはレリーズボタン、105bはモードダイアル(メインスイッチを含む)、105cはリトラクタブルストロボ、105dはカメラCPUである。106は撮像素子、107p、107yは各々矢印103p、103y回りの角度ブレを検出する角速度検出手段(以下角速度計)である(矢印107pa、107yaは各々の検出感度方向である)。
また、104p、104yは各々矢印104pa、104yaで示すシフトブレを検出する加速度検出手段(以下加速度計)である。108はコイルであり、ブレ補正レンズ108aを図1、図2の矢印108p、108y方向に自在に駆動して、角度ブレ、シフトブレの両方を加味したブレ補正を行う。
ここで、角速度計107p、107y、及び加速度計104p、104yの出力は、レンズCPU109でその信号を演算されて像ブレ補正に必要な補正量が取得される。
すなわち、本実施例では、レンズCPU109が補正量決定手段として機能する。
レリーズボタン104aの半押し(以降S1:撮影準備の為に測光、ピント合わせを指令する操作)に同期して、補正量に従い、アクチュエータ110がコイル108を介してブレ補正レンズ108aを駆動する。
すなわち、本実施例では、アクチュエータ110、コイル108、ブレ補正レンズ108aをもってブレ補正手段とする。
ここで、本実施例では、ブレ補正手段として、算出された補正量に基づいてブレ補正レンズを光軸に垂直な面内で移動させる、いわゆる光学防振を用いている。しかし補正量に基づいた補正の方法は光学防振に限らず、特開2008−048013号公報に示されるような方法でもよい。
すなわち、撮像素子が出力する各撮影フレームの切り出し位置を変更することでブレの影響を軽減させる電子防振を用いたり、それらの組み合わせで補正を行ったりすることによっても本発明の目的は達成できる。
電子防振を用いる場合、ブレ補正手段はカメラCPU及び撮像素子となり、光学防振と電子防振の組み合わせでは本実施例の構成にカメラCPU及び撮像素子が加わることとなる。
本実施例では、シフトブレを、カメラから離れた場所に回転中心がある時の角度ブレとみなして求める。
図3は、カメラに加わるシフトブレY(104pb)と角度ブレθ(103pb)を示した図である。
なお、図3ではピッチ方向のシフトブレについてしか示していないが、ヨー方向も同様に算出できるため、ここではピッチ方向のみ説明する。
撮影光学系の主点位置におけるシフトブレY(104pb)と角度ブレθ(103pb)と、ブレの回転中心O(302p)を定めた場合の回転半径L(301p)は下記の式で表すことができる。
なお、回転半径L(301p)は回転中心O(302p)から加速度計104pまでの距離である。
L=Y/tanθ・・・・(1)
L=V/tanω・・・・(2)
式(1)は、加速度計104の出力を2回積分して算出したシフトブレY(104a)と、角速度計107の出力を1回積分した角度ブレθ(103b)から回転半径L(301)を求めた式である。
L=Y/tanθ・・・・(1)
L=V/tanω・・・・(2)
式(1)は、加速度計104の出力を2回積分して算出したシフトブレY(104a)と、角速度計107の出力を1回積分した角度ブレθ(103b)から回転半径L(301)を求めた式である。
式(2)は、加速度計104の出力を1回積分して算出した速度Vと角速度計107の出力である角速度ωから回転半径L(301)を求めた式であり、式(1)、(2)のいずれの方法でも回転半径L(301)を求めることができる。
ここで、ブレの角度、角速度は小さいため、式(1)、(2)は下記の式で近似することができる。
L=Y/θ・・・・(3)
L=V/ω・・・・(4)
式(3)は、加速度計104の出力を2回積分して求めた変位Yと、角速度計107の出力を1回積分して求めた角度θから求めた回転半径Lである。式(4)は加速度計104の出力を1回積分して求めた速度Vと、角速度計107の出力である角速度ωから回転半径Lを求めたものであるが、式(3)、式(4)のいずれの方法でも回転半径を求めることができる。
L=Y/θ・・・・(3)
L=V/ω・・・・(4)
式(3)は、加速度計104の出力を2回積分して求めた変位Yと、角速度計107の出力を1回積分して求めた角度θから求めた回転半径Lである。式(4)は加速度計104の出力を1回積分して求めた速度Vと、角速度計107の出力である角速度ωから回転半径Lを求めたものであるが、式(3)、式(4)のいずれの方法でも回転半径を求めることができる。
ここで、撮影光学系の撮像面に生じるブレδについて説明する。撮影光学系の主点位置におけるシフトブレYと撮影光学系の角度ブレθ及び、撮影光学系の焦点距離f、撮影倍率βより撮像面に生じるブレδは下記の式(5)で求められる。
δ=(1+β)fθ+βY・・・・(5)
ここで、右辺第1項は角度ブレ量であり、右辺第2項はシフトブレ量である。右辺第1項の焦点距離f、撮影倍率βは撮影光学系のズーム及びフォーカス情報により得られ、角度θは角速度計の積分結果より求まるため、その情報に応じて後述する図4のブロック図のように角度ブレ補正を行うことができる。
δ=(1+β)fθ+βY・・・・(5)
ここで、右辺第1項は角度ブレ量であり、右辺第2項はシフトブレ量である。右辺第1項の焦点距離f、撮影倍率βは撮影光学系のズーム及びフォーカス情報により得られ、角度θは角速度計の積分結果より求まるため、その情報に応じて後述する図4のブロック図のように角度ブレ補正を行うことができる。
右辺第2項では、加速度計の2回積分値であるシフトブレYとズーム及びフォーカス情報によって得られる撮影倍率βから、シフトブレ量を求めることができる。
しかし、本発明においては、式(5)を下記の式(6)のように書き直したブレδに対してブレ補正を行っている。
δ=(1+β)fθ+βLθ・・・・(6)
即ち、シフトブレに関しては加速度計出力を2回積分することで求められるシフトブレ変位Yを用いるのではなく、一度式(4)により、回転半径Lを求める。
δ=(1+β)fθ+βLθ・・・・(6)
即ち、シフトブレに関しては加速度計出力を2回積分することで求められるシフトブレ変位Yを用いるのではなく、一度式(4)により、回転半径Lを求める。
そして、回転半径Lと、角速ブレθとズーム及びフォーカス情報によって得られる撮影倍率βによりシフトブレ補正量を算出している。
前述した通り、シフトブレは複数の周波数成分を含んでおり、そのそれぞれで回転半径が異なる場合が多い。
そこで本実施例ではシフトブレによる像ブレを補正する補正量の決定において、複数の周波数それぞれの回転半径を取得する。以下に示す各実施例では、異なる3つの周波数においてそれぞれ回転半径を取得している。さらに得られた複数の回転半径を合成し、補正量を決定する。
回転半径の合成を行う際、露光時間に応じて各周波数成分の回転半径に重み付けをして合成を行うことを本実施例の特徴とする。ここで重み付けとは複数の成分を合成する際、各成分に、ある指標に基づいた係数を掛けて演算を行うことを指す。
以下に実施例を示し、詳細に説明する。
図4は、本実施例における防振システムのブロック図である。尚、このブロック図ではカメラの鉛直方向に生じるブレ(ピッチ方向)の構成を示しており、同様なブロックはカメラの水平方向に生じるブレ(ヨー方向)にも設けられている。この2つのブロックは基本的には同じ構成になっているので、ここではピッチ方向のみ説明する。
まず、先行技術にも開示がある角度ブレの補正について説明を行う。
角速度計107の出力は、レンズCPU109に取り込まれる。そして、その出力は、ハイパスフィルタ(以下、HPF)401に入力され、直流成分がカットされる。
HPF401の出力は、積分フィルタ402により積分され、角度出力θに変換される。なお、これらHPFや積分フィルタ処理は、量子化された角速度計107pの出力をレンズCPU109内で演算処理することで得られ、公知の差分方程式などで実現可能である。また、レンズCPU109に入力される前に、コンデンサや抵抗を利用してアナログ回路で実現することも可能である。
ここで、HPF401と積分フィルタ402のカットオフ周波数について説明する。一般的にブレの周波数域は、1Hzから10Hzであるため、カットオフ周波数はブレの周波数域から離れた、0.1Hz以下の周波数成分をカットする1次のフィルタ特性にしている。
積分フィルタ402の出力は、敏感度調整手段403に入力される。敏感度調整手段403は不図示のフォーカスエンコーダやズームエンコーダからレンズCPU109に入力される、ズーム及びフォーカス情報404の出力に基づいて積分フィルタ202の出力を調整して、角度ブレ補正の目標値を算出する。
敏感度調整手段403で調整を行う理由は、ズームやフォーカスなどレンズの光学状態の変化によって、コイル105のブレ補正ストロークに対する、カメラ像面でのブレ補正の敏感度が変化するためである。
角度ブレ補正の目標値である敏感度調整手段403の出力は、ブレ補正の目標値としてレンズCPU109から出力される。
レンズCPU109から出力された補正量は、アクチェータ110によってコイル108に入力され、ブレ補正レンズ108aを駆動させてブレ補正が行われる。なお、本発明では、角度ブレ補正の目標値である敏感度調整手段403の出力と、後述するシフトブレ補正の目標値である出力補正手段420の出力が、レンズCPU109で加算されて、アクチュエータ110に出力される。
次にシフトブレ補正のブロックについて説明する。
角速度計107pの出力はレンズCPU109に取り込まれる。そして、その出力は、HPF401に入力され、直流成分がカットされる。HPF401の出力は、位相調整フィルタ405により位相調整が行われる。ここで位相調整フィルタ405で位相調整を行うのは、後述する積分フィルタ210の出力との位相を合わせるためである。積分フィルタ410のカットオフ周波数は0.1Hzであるため、位相調整フィルタ405も0.1HzのHPFとなっている。位相調整フィルタ405の出力は、帯域抽出手段としてバンドパスフィルタ(以下、BPF)である角速度BPF406、407、408に入力され、それぞれのフィルタに設定された帯域の周波数成分が抽出され、出力される。
本実施例では、帯域抽出手段の役割を補正量決定手段であるレンズCPU109が兼ねているが、別途、帯域抽出手段としてアナログのBPFなどを用いてもよい。
加速度計104の出力はHPF409に入力され、直流成分がカットされる。HPF409の出力は、積分フィルタ410に入力され、速度に変換される。
このときのHPF409のカットオフ周波数は、HPF401と同じ0.1Hzであり、積分フィルタ410のカットオフ周波数は前述した通り、位相調整フィルタ405と同じ0.1Hzとなっている。
積分フィルタ410は、ローパスフィルタ(以下、LPF)で構成されている。また位相調整フィルタ405は入力からLPF演算結果を減算することによってHPF演算を行っているため、積分フィルタ410と出力の位相は一致している。積分フィルタ410の出力は、速度BPF411、412、413に入力され、それぞれ設定されたあるピークを有する所定帯域の周波数成分が出力される。
ここで、第1の角速度BPF406、第1の速度BPF411は、透過帯域が等しくピークが2Hzの信号を出力する。
第2の角速度BPF407、第2の速度BPF412は透過帯域が等しくピークが5Hzの信号、第3の角速度BPF408、第3の速度BPF413は透過帯域が等しくピークが10Hzの信号を出力する。
第1の角速度BPF406と第1の速度BPF411の出力は第1の回転半径演算手段414に入力される。同様に第2の角速度BPF407と第2の速度BPF412の出力は第2の回転半径演算手段415に入力される。さらに第3の角速度BPF408と第3の速度BPF413の出力は第3の回転半径演算手段416に入力されて、式(4)によってそれぞれの回転半径が算出される。回転半径演算手段414、415、416の出力は合成比補正手段419に入力される。
次に、露光時間取得手段417は取得した露光時間の情報を演算変更手段418に出力する。
演算変更手段418は露光時間取得手段の結果を回転半径の合成に反映させる信号を、合成比補正手段419に出力する。合成比補正手段419内で、回転半径演算手段414、415、416の出力の合成比を調整し、出力補正手段420に出力する。合成比補正手段419での処理については後述する。
出力補正手段420では、積分フィルタ402の出力である角度θと合成比補正手段419の出力である回転半径Lから、シフトブレ量Yを算出する。
さらに、ズーム及びフォーカス情報404の出力に基づいてシフトブレ量Yを補正し、シフトブレ補正目標値を算出する。
出力補正手段420の出力である補正量は、敏感度調整手段403の出力である角度ブレ補正目標値と加算され、補正量としてレンズCPU109より出力される。
レンズCPU109の出力は、アクチェータ110によってコイル108に入力され、ブレ補正レンズ108aを駆動させてブレ補正が行われる。
合成比補正手段419での演算方法について説明する。回転半径演算手段414、415、416により得られる回転半径をそれぞれL_2Hz、L_5Hz、L_10Hzとすると、合成比補正手段419で求められる最終的な回転半径Lは以下のように表される。
L=0.2×L_2Hz+0.3×L_5Hz+0.5×L_10Hz・・・(7)
式(7)における各回転半径に掛かる係数が、各周波数成分に対する重み付けを表している。このように各周波数の回転半径を平均的に用いることで安定したシフトブレ補正が行える。
L=0.2×L_2Hz+0.3×L_5Hz+0.5×L_10Hz・・・(7)
式(7)における各回転半径に掛かる係数が、各周波数成分に対する重み付けを表している。このように各周波数の回転半径を平均的に用いることで安定したシフトブレ補正が行える。
しかしながら、撮影において設定された露光時間によって、そのブレ補正に適切な重み付けの割合は変わってくる。
図6は、各回転半径に掛かる重み付け係数を変えたときの各露光時間における振れ補正残り量を示した波形である。図6において、横軸が露光時間t、縦軸がブレ量V、Aが補正前の振れ波形である。
Bは、例えば式(7)のように、高周波側に重み付けをした振れ補正後の振れ残り波形である。
Cは、例えば式(8)のように低周波側に重み付けをした振れ補正後の振れ残り波形である。
L=0.5×L_2Hz+0.3×L_5Hz+0.2×L_10Hz・・・(8)
また、t1、及びt2は露光時間を示し、時間t=0に露光開始した時の露光終了タイミングを示している。すなわち、t1は露光時間が短い場合、t2は露光時間が長い場合の露光終了タイミングを示している。また、露光時間t1の波形B及び波形Cの振れ量がそれぞれV1、V2であり、露光時間t2の波形B及び波形Cの振れ量がそれぞれV4、V3である。
L=0.5×L_2Hz+0.3×L_5Hz+0.2×L_10Hz・・・(8)
また、t1、及びt2は露光時間を示し、時間t=0に露光開始した時の露光終了タイミングを示している。すなわち、t1は露光時間が短い場合、t2は露光時間が長い場合の露光終了タイミングを示している。また、露光時間t1の波形B及び波形Cの振れ量がそれぞれV1、V2であり、露光時間t2の波形B及び波形Cの振れ量がそれぞれV4、V3である。
ここで、露光時間がt1の場合、V2>V1であるので、波形Bすなわち高周波側に重み付けをした方が振れ残り量は少ない。また、露光時間がt2の場合、V4>V3であるので、波形Cすなわち低周波側に重み付けをした方が振れ残り量は少ない。
カメラに大きな影響を与えるブレは、大別して以下の2つのブレが考えられる。1つはカメラから比較的近い位置にある手、腕に回転中心をもつ高周波数で小振幅のブレである。もう1つはカメラから比較的遠い位置にあるその他の体全体のどこかを中心とする低周波数で大振幅のブレである。
露光時間が短い場合、緩やかな変化の低周波数のブレよりも高周波数のブレの方が大きな影響を及ぼす。対して露光時間が長い場合には、大振幅である低周波数のブレが大きな影響を及ぼす。
従って露光時間が長いときには、低周波数側に重みを付けて補正を行う方がより良好な補正が行えると言える。
そこで、本実施例では、露光時間取得手段417により、露光時間を取得し、露光時間に応じて上記重み付けを変更することで、より適正な平行ブレ補正を行うことが可能となる。
本実施例の実施に必要なデータの通信を含む、カメラからレンズ側への通信の流れを図5のフローチャートに示す。
カメラ104側で操作が行われると、カメラ104内のCPU104dを介して、レンズへシリアル通信がなされ、レンズ101内のレンズCPU109では、シリアル通信の処理を行う。
なお、シリアル通信処理は割り込み処理によって行われる。そして、通信データのデコードによってレリーズボタンの半押し、レリーズボタンの全押し、露光時間(シャッター速度)、カメラの機種等も判別することができる。
ステップ100でカメラからの命令(コマンド)解析を行い、各命令に応じた処理へと分岐する。
ステップ101では、フォーカス駆動命令を受信したので、ステップ102で目標駆動パルス数に応じて、フォーカスレンズ駆動用モータの速度設定を行い、フォーカスレンズ駆動を開始する。
ステップ103では、絞り駆動命令を受信したので、送信されてきた絞り駆動データを元に絞りを駆動するため、ステップ104でステッピングモータの駆動パターンを設定し、設定した駆動パターンをステッピングモータに出力し、絞りを駆動する。
ステップ105では、カメラレンズステータス通信を受信したので、ステップ106で、レンズの焦点距離情報、手ブレ補正動作状態などをカメラに送信したり、カメラのステータス状態(レリーズスイッチの状態、撮影モード、露光時間など)を受信したりする。本実施例で用いるカメラ104からの露光時間情報はこのステップで露光時間取得手段417に取得される。
ステップ107では、その他の命令、例えばレンズのフォーカス敏感度データ通信や、レンズ光学データ通信などであり、ステップ108でもそれらの処理を行う。
次に、ブレ補正のためにレンズCPU109で行われる処理を図5のフローチャートを用いて説明する。なお、ここでもピッチ方向のみのブレについて示しているが、ヨー方向も同様である。
ブレ補正は一定周期毎に発生するタイマー割り込み処理により行われる。本実施例ではステップ400が角速度検出ステップ、ステップ401加速度検出ステップ、ステップ406が速度取得ステップ、ステップ407〜412が帯域抽出ステップを担っている。
また、ステップ413〜415が回転半径取得ステップ、ステップ416が露光時間判定ステップ、ステップ417、418が重み付けステップ、ステップ419が決定ステップである。
(ステップ400)角速度計107pの信号をA/D変換したものを、VAD_DATで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ401)加速度計104pの信号をA/D変換したものを、ACCAD_DATで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ402)角速度計107pの信号VAD_DATを入力として、HPF401で演算を行う。
(ステップ403)ステップ402の演算結果を入力として、積分フィルタ202で積分演算を行う。その結果をDEG_DATで設定される不図示のRAM領域に格納する。DEG_DATはブレ角変位信号である。
(ステップ404)ステップ402の演算結果を入力として、位相調整フィルタ205で位相調整の演算を行う。この処理は、この後行われる加速度計104pの信号処理(HPF及び積分)と位相を合わせるために行われる。
(ステップ405)ACCAD_DATを入力として、HPF209で演算を行う。
(ステップ406)ステップ405の演算結果を入力として、積分フィルタ210で積分演算を行う。この演算結果はシフトブレの速度Vを表す信号ということになる。
(ステップ407)ステップ404の演算結果を入力として、透過率のピークを2Hzとする第1の角速度BPF406で演算を行う。この結果をW_BPF2HZ_DATで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ408)ステップ404の演算結果を入力として、透過率のピークを5Hzとする第2の角速度BPF407で演算を行う。この結果をW_BPF5HZ_DATで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ409)ステップ404の演算結果を入力として、透過率のピークを10Hzとする第3の角速度BPF408で演算を行う。この結果をW_BPF10HZ_DATで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ410)ステップ406の演算結果を入力として、透過率のピークを2Hzとする第1の速度BPF411で演算を行う。この結果をV_BPF2HZ_DATで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ411)ステップ406の積分演算結果を入力として、透過率のピークを5Hzとする第2の速度BPF412で演算を行う。この結果をV_BPF5HZ_DATで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ412)ステップ406の積分演算結果を入力として、透過率のピークを10Hzとする第3の速度BPF413で演算を行う。この結果をV_BPF10HZ_DATで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ413)W_BPF2HZ_DATとV_BPF2HZ_DATを比較し、回転半径L_2Hzを取得する。
(ステップ414)W_BPF5HZ_DATとV_BPF5HZ_DATを比較し、回転半径L_5Hzを取得する。
(ステップ415)W_BPF10HZ_DATとV_BPF10HZ_DATを比較し、回転半径L_10Hzを取得する。
(ステップ416)露光時間TVが所定値TVC以下であるか否かの判定を行う。TVC以下であればステップ417に進み、TVCより大きければステップ418に進む。
(ステップ417)露光時間TVが所定値TVC以下であるので、高周波に重み付けを行った回転半径Lを算出する。
L=0.2×L_2Hz+0.3×L_5Hz+0.5×L_10Hz・・・(7)
(ステップ418)露光時間TVが所定値TVCより大きいので、低周波に重み付けを行った回転半径Lを算出する。
L=0.5×L_2Hz+0.3×L_5Hz+0.2×L_10Hz・・・(8)
(ステップ419)ズーム・フォーカス204のポジションから算出される撮影倍率β、焦点距離f、ステップ403で算出されたブレ角変位DEG_DAT、光学防振敏感度補正値αから、以下のような演算を行い、補正量を決定する。その演算結果は、SFTDRVで設定される不図示のRAM領域に格納する。
α{(1+β)×f×DEG_DAT+β×L×DEG_DAT}
(ステップ420)ブレ補正レンズの変位信号をA/D変換し、A/D結果をSFTPST で設定される不図示のRAM領域に格納する。
L=0.2×L_2Hz+0.3×L_5Hz+0.5×L_10Hz・・・(7)
(ステップ418)露光時間TVが所定値TVCより大きいので、低周波に重み付けを行った回転半径Lを算出する。
L=0.5×L_2Hz+0.3×L_5Hz+0.2×L_10Hz・・・(8)
(ステップ419)ズーム・フォーカス204のポジションから算出される撮影倍率β、焦点距離f、ステップ403で算出されたブレ角変位DEG_DAT、光学防振敏感度補正値αから、以下のような演算を行い、補正量を決定する。その演算結果は、SFTDRVで設定される不図示のRAM領域に格納する。
α{(1+β)×f×DEG_DAT+β×L×DEG_DAT}
(ステップ420)ブレ補正レンズの変位信号をA/D変換し、A/D結果をSFTPST で設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ421)フィードバック演算(SFTDRV−SFTPST)を行う。演算結果はSFT_DTで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ422)ループゲインLPG_DTとSFT_DTを乗算する。演算結果はSFT_PWMで設定される不図示のRAM領域に格納する。
(ステップ423)安定な制御系にするために位相補償演算を行う。
(ステップ424)ステップ423の演算結果をブレ補正駆動信号としてドライバ104に出力しブレ補正を行う。
以上のように、図5のステップ416〜ステップ419において、露光時間が所定値以下の場合は、高周波に重み付けを行った回転半径Lを算出し、所定値より大きい場合は低周波に重み付けを行った回転半径Lを算出する。これにより露光時間に応じた適正なシフトブレ補正を行うことが可能となる。重み付けの演算式は特に式(7)、(8)に限らず、露光時間が短いときには、高周波数域の回転半径により大きい重みが付き、長いときには、低周波数域の回転半径により大きい重みが付くような演算式であればよい。
また、本実施例では露光時間の長さを露光時間の値が所定値以下か、所定値より大きいかの2つに分割したが、この限りではない。すなわち、3つ以上複数に分割し、それぞれの重み付けを本発明の主旨に則って変化させると、より一層の効果が期待できる。本発明の主旨とは、露光時間が短いときには、高周波数域の回転半径により大きい重みを付け、長いときには、低周波数域の回転半径により大きい重みを付けることである。
本実施例では露光時間に応じた重み付けの変更例を示したが、上記に限らず、機器の持つ特性に合わせて適切な値を適用するのも望ましい。
ここで言う機器の持つ特性とは、例えばカメラ、レンズの重量、大きさ、形状や、レンズの焦点距離等である。
従って、本実施例に示した重み付けの数値はほんの一例に過ぎず、露光時間検出手段の判定結果が反映されていれば、他のパラメータ等を考慮した上で、最終的な重み付けの数値が決定されても差し支えない。
また、回転半径の算出は、その瞬間ごとに行っても良いし、所定のサンプリング時間でサンプリングした波形の振幅等から算出しても良い。
更に回転半径の更新は算出された瞬間ごとに行っても良いし、時系列的に平均化(例えば、移動平均等)を行っても良い。
本発明は、デジタル一眼レフカメラやデジタルコンパクトカメラの防振システム限らず、デジタルビデオカメラの撮影や、携帯電話などの撮影装置にも搭載できる。
101 レンズ
102 光軸
103y ヨー方向の角度ブレ
103p ピッチ方向の角度ブレ
104p 加速度計
104pa 加速度計の検出方向
104pb 縦方向の検出方向
104y 加速度計
104ya 加速度計の検出方向
104yb 横方向の検出方向
105 カメラ
105a レリーズスイッチ
105b モードダイアル
105c リトラクタブルストロボ
105d カメラCPU
105e 電子ファインダ
106 撮像素子
107p 角速度計
107pa 角速度計の検出方向
107y 角速度計
107ya 角速度計の検出方向
108 コイル
108a ブレ補正レンズ
108y ブレ補正レンズ駆動方向
108p ブレ補正レンズ駆動方向
109 レンズCPU
110 アクチュエータ
102 光軸
103y ヨー方向の角度ブレ
103p ピッチ方向の角度ブレ
104p 加速度計
104pa 加速度計の検出方向
104pb 縦方向の検出方向
104y 加速度計
104ya 加速度計の検出方向
104yb 横方向の検出方向
105 カメラ
105a レリーズスイッチ
105b モードダイアル
105c リトラクタブルストロボ
105d カメラCPU
105e 電子ファインダ
106 撮像素子
107p 角速度計
107pa 角速度計の検出方向
107y 角速度計
107ya 角速度計の検出方向
108 コイル
108a ブレ補正レンズ
108y ブレ補正レンズ駆動方向
108p ブレ補正レンズ駆動方向
109 レンズCPU
110 アクチュエータ
Claims (6)
- 像ブレ補正機能を有する光学機器であって、
前記像ブレを補正するために必要な補正量を決定する補正量決定手段と、
前記補正量に基づいて前記像ブレを補正するブレ補正手段と、を有し、
前記補正量決定手段は、前記光学機器の露光時間の情報を取得し、
前記光学機器に加わるブレの回転半径を異なる複数の周波数においてそれぞれ取得し、
前記露光時間の値が所定値より小さい場合、前記複数の周波数のうち高い周波数における回転半径に、低い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けて、前記露光時間の値が前記所定値より大きい場合、前記複数の周波数のうち低い周波数における回転半径に、高い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けて、その結果を基に前記補正量を決定することを特徴とする光学機器。 - 更に、前記光学機器の角速度を検出する角速度検出手段と、
前記光学機器の加速度を検出する加速度検出手段と、を備え、
前記補正量決定手段は、前記加速度の情報を基に前記光学機器の速度を決定し、前記複数の周波数における前記角速度と前記速度の比によって前記ブレの回転半径を取得することを特徴とする請求項1に記載の光学機器。 - 更に、帯域抽出手段を備え、
前記補正量決定手段は、前記帯域抽出手段により前記角速度検出手段及び前記加速度検出手段の出力から異なる複数の周波数の成分をそれぞれ抽出した出力に基づいて求められた前記回転半径を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学機器。 - 像ブレ補正機能を有する光学機器の制御方法であって、
前記光学機器の露光時間の情報を取得する露光時間取得ステップと、
前記光学機器に加わるブレの回転半径を異なる複数の周波数においてそれぞれ取得する回転半径取得ステップと、
前記露光時間の値が所定値より小さいか否かを判定する露光時間判定ステップと、
前記露光時間の値が所定値より小さい場合、前記複数の周波数のうち高い周波数における回転半径に、低い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けて、前記露光時間の値が前記所定値より大きい場合、前記複数の周波数のうち低い周波数における回転半径に、高い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付ける重み付けステップと、
前記重み付けステップにより得られた結果を基に像ブレを補正するために必要な補正量を決定する決定ステップと、
を有することを特徴とする光学機器の制御方法。 - 前記光学機器の角速度を検出する角速度検出ステップと、前記光学機器の加速度を検出する加速度検出ステップと、前記加速度の情報を基に前記光学機器の速度を取得する速度取得ステップと、を有し、前記回転半径演算ステップは前記複数の周波数における前記角速度と前記速度の比によって前記ブレの回転半径を取得することを特徴とする請求項4に記載の光学機器の制御方法。
- 前記回転半径取得ステップは、帯域抽出ステップにより前記角速度検出ステップ及び前記加速度検出ステップの出力から異なる複数の周波数の成分をそれぞれ抽出した出力に基づいて求められた前記回転半径を取得することを特徴とする請求項4又は5に記載の光学機器の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008267074A JP2010096938A (ja) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | 像ブレ補正機能を有する光学機器及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008267074A JP2010096938A (ja) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | 像ブレ補正機能を有する光学機器及びその制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010096938A true JP2010096938A (ja) | 2010-04-30 |
Family
ID=42258672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008267074A Pending JP2010096938A (ja) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | 像ブレ補正機能を有する光学機器及びその制御方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2010096938A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016194307A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Shake correction device, image pickup apparatus, and shake correction method |
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-
2008
- 2008-10-16 JP JP2008267074A patent/JP2010096938A/ja active Pending
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JP7281957B2 (ja) | 2019-05-07 | 2023-05-26 | キヤノン株式会社 | 防振制御装置及び方法、及び撮像システム |
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