JP2016080892A - Image blur correction device, focus adjustment device, control unit, and optical instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像ぶれ補正装置、焦点調節装置、制御ユニットおよび光学機器に関する。 The present invention relates to an image blur correction device, a focus adjustment device, a control unit, and an optical apparatus.
特許文献１は、レンズ群を保持する鏡枠の移動を制御する制御部と、指の移動を検出して移動の信号を制御部に送出する接触式検知部材と、を有するレンズ鏡筒を提案している。制御部は、接触検知部材から送出された信号を基に指の移動方向、移動量、移動速度を算出し、それに基づいて鏡枠を光軸方向に移動させる。特許文献１によれば、指の移動によって鏡枠を光軸方向に移動させることができるため操作リングが不要となり、操作リング回転時の負荷による撮像装置のぶれがなくなり高品質な画像を提供することができる。 Patent Document 1 proposes a lens barrel having a control unit that controls movement of a lens frame that holds a lens group, and a contact-type detection member that detects movement of a finger and sends a movement signal to the control unit. doing. The control unit calculates the movement direction, movement amount, and movement speed of the finger based on the signal sent from the contact detection member, and moves the lens frame in the optical axis direction based on the calculation. According to Patent Document 1, since the lens frame can be moved in the optical axis direction by moving the finger, an operation ring is not necessary, and the image pickup apparatus is not shaken by a load when the operation ring is rotated, and a high-quality image is provided. be able to.
撮像装置のぶれを補正する場合、各種センサによって検出される実際の振動(入力信号)と検出された信号(出力信号)に差がなく、ぶれ補正の駆動源が入力信号に対して遅滞なく応答できることが好ましい。しかし、実際には入力信号に対する出力信号は周波数ごとのゲインが異なり、位相ずれも生じる。これらの誤差を減らすためにフィルタ特性、位相補償など電気的な補正が必要となるが、全周波数に対する位相ずれをなくすことはできないため、対象周波数を限定し、これに対する位相ずれがなくなるような処理が行われている。 When correcting camera shake, there is no difference between the actual vibration (input signal) detected by various sensors and the detected signal (output signal), and the shake correction drive source responds to the input signal without delay. Preferably it can be done. However, in reality, the output signal with respect to the input signal has a different gain for each frequency, and a phase shift also occurs. In order to reduce these errors, electrical correction such as filter characteristics and phase compensation is required, but the phase shift for all frequencies cannot be eliminated, so the target frequency is limited and the phase shift for this is eliminated. Has been done.
ところが、撮影者が撮像装置を支える位置によって撮像装置の振動が変わる場合がある。例えば、撮像装置を撮像素子に近い位置で支えると、高い周波数で振動し、遠い位置で支えると低い周波数で振動する。これは撮影者自身の手ぶれに加えてシャッタによる振動など様々な要因が原因である。このため、手ぶれ補正性能を更に向上する需要があった。 However, the vibration of the imaging device may change depending on the position where the photographer supports the imaging device. For example, if the image pickup apparatus is supported at a position close to the image pickup element, it vibrates at a high frequency, and if it is supported at a far position, it vibrates at a low frequency. This is due to various factors such as vibration caused by the shutter in addition to the camera shake of the photographer himself. For this reason, there has been a demand for further improving camera shake correction performance.
本発明は、支持状態に応じて精度良く撮影画像のぶれを抑えることが可能な像ぶれ補正装置、焦点調節装置、制御ユニットおよび光学機器を提供することを例示的な目的とする。 An object of the present invention is to provide an image blur correction device, a focus adjustment device, a control unit, and an optical apparatus that can suppress blurring of a photographed image with high accuracy according to a support state.
本発明の像ぶれ補正装置は、振動を表す角速度信号を角変位信号に変換する積分フィルタと、前記積分フィルタによって変換された前記角変位信号に基づいて、前記振動による角変位が減少するように被写体像を形成する光学系の一部または前記被写体像を光電変換する撮像素子を駆動させる信号を生成する駆動制御手段と、前記光学系を保持する鏡筒を支持する第１の支持位置と、前記光学系および撮像素子を有する撮像装置の前記第１の支持位置とは異なる第２の支持位置と、に依存する前記振動の周波数の情報と、取得した前記第１の支持位置の情報と、に基づいて、前記積分フィルタのカットオフ周波数を調整する調整手段と、を有し、前記調整手段は、前記第１の支持位置が前記第２の支持位置に近いほど前記カットオフ周波数を高く設定することを特徴とする。 An image blur correction device according to the present invention is configured to reduce an angular displacement due to vibration based on an integration filter that converts an angular velocity signal representing vibration into an angular displacement signal and the angular displacement signal converted by the integration filter. A drive control means for generating a signal for driving a part of an optical system that forms a subject image or an image sensor that photoelectrically converts the subject image; a first support position that supports a lens barrel that holds the optical system; Information on the frequency of the vibration depending on the second support position different from the first support position of the image pickup apparatus having the optical system and the image sensor, and information on the acquired first support position; And adjusting means for adjusting the cutoff frequency of the integral filter based on the first filter position, the adjusting means is configured to adjust the cutoff frequency as the first support position is closer to the second support position. Ku and setting.
本発明によれば、支持状態に応じて精度良く撮影画像のぶれを抑えることが可能な像ぶれ補正装置、焦点調節装置、制御ユニットおよび光学機器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image blur correction device, a focus adjustment device, a control unit, and an optical apparatus that can suppress blurring of a captured image with high accuracy according to a support state.
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図１は、実施例１の撮像システム（カメラシステム）の構成例を示す模式図である。図１では、左側が被写体側で、右側が像側である。また、一点鎖線で示す撮影光学系の光軸(または撮影光軸)ＡＸＬの方向をＺ方向、光軸ＡＸＬに対して直交する方向であって、撮像素子１４の撮像面に平行な２方向のうち横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向に設定されている。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an imaging system (camera system) according to the first embodiment. In FIG. 1, the left side is the subject side and the right side is the image side. In addition, the direction of the optical axis (or imaging optical axis) AXL of the imaging optical system indicated by the alternate long and short dash line is the Z direction, the direction orthogonal to the optical axis AXL, and two directions parallel to the imaging surface of the imaging device 14 Of these, the horizontal direction is set to the X direction and the vertical direction is set to the Y direction.
撮像システムは、カメラ本体（撮像装置）１０と、カメラ本体１０に交換可能に装着されたレンズユニット（交換レンズ）２０と、から構成されているが、本発明は、レンズユニット２０がカメラ本体１０と一体的に構成された撮像装置にも適用することができる。レンズユニット２０とカメラ本体１０は相互に通信可能であり、レンズユニット２０はカメラ本体１０から電源を供給される。 The imaging system includes a camera body (imaging device) 10 and a lens unit (interchangeable lens) 20 that is replaceably attached to the camera body 10. In the present invention, the lens unit 20 is the camera body 10. The present invention can also be applied to an imaging device that is configured integrally with the camera. The lens unit 20 and the camera body 10 can communicate with each other, and the lens unit 20 is supplied with power from the camera body 10.
カメラ本体１０は、メインミラー１１、サブミラー１２、焦点検出ユニット１３、撮像素子１４、ファインダ光学系を有する一眼レフカメラであるが、メインミラー１１とサブミラー１２を有しないミラーレスカメラなどこれに限定されるものではない。 The camera body 10 is a single-lens reflex camera having a main mirror 11, a sub mirror 12, a focus detection unit 13, an image sensor 14, and a finder optical system, but is not limited to this, such as a mirrorless camera not having the main mirror 11 and the sub mirror 12. It is not something.
メインミラー１１とサブミラー１２は、光軸ＡＸＬ上に配置される図１に示すミラーダウン位置と、光軸ＡＸＬから退避する不図示のミラーアップ位置と、の間で不図示の駆動機構により一体的に移動する。ミラーダウン状態では、メインミラー１１は、光束の一部を反射してファインダ光学系に導き、かつ残りの光束を透過させる。また、ミラーダウン状態では、サブミラー１２は、メインミラー１１の像側に配置され、メインミラー１１を透過した光束を反射して焦点検出ユニット１３に導く。 The main mirror 11 and the sub mirror 12 are integrated by a driving mechanism (not shown) between the mirror down position shown in FIG. 1 arranged on the optical axis AXL and the mirror up position (not shown) retracted from the optical axis AXL. Move to. In the mirror-down state, the main mirror 11 reflects a part of the light beam, guides it to the finder optical system, and transmits the remaining light beam. In the mirror-down state, the sub mirror 12 is disposed on the image side of the main mirror 11, reflects the light beam that has passed through the main mirror 11, and guides it to the focus detection unit 13.
焦点検出ユニット１３は、いわゆる公知の位相差検出方式で焦点検出(撮影光学系の焦点状態の検出)を行う。撮像素子１４は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成され、撮像光学系が形成した被写体像を光電変換して撮像信号を出力する。撮像素子１４の前には不図示のシャッタが設けられている。撮像素子１４の受光面(撮像面)上には撮影光学系によって被写体像が形成される。 The focus detection unit 13 performs focus detection (detection of the focus state of the photographing optical system) by a so-called known phase difference detection method. The image sensor 14 is composed of a CCD or CMOS sensor, and photoelectrically converts a subject image formed by the image pickup optical system and outputs an image pickup signal. A shutter (not shown) is provided in front of the image sensor 14. A subject image is formed on the light receiving surface (imaging surface) of the image sensor 14 by a photographing optical system.
なお、焦点検出ユニット１３を設ける代わりに、撮像素子１４に撮像面位相差検出方式のＡＦを行うための像信号を生成する焦点検出用画素（ＡＦ用画素）を設けてもよい。また、撮像素子１４から得られる信号に基づいてコントラスト検出方式で焦点検出を行ってもよい。 Instead of providing the focus detection unit 13, a focus detection pixel (AF pixel) that generates an image signal for performing imaging plane phase difference detection AF may be provided in the image sensor 14. Further, focus detection may be performed by a contrast detection method based on a signal obtained from the image sensor 14.
ファインダ光学系は、ペンタプリズム１５、ファインダ１６を有する。ペンタプリズム１５はメインミラー１１によって反射された被写体像を逆転し、ファインダ１６は撮影者に被写体像を観察することを可能にする。 The finder optical system includes a pentaprism 15 and a finder 16. The pentaprism 15 reverses the subject image reflected by the main mirror 11, and the finder 16 enables the photographer to observe the subject image.
その他、カメラ本体１０には、画像処理手段、表示手段、操作手段、カメラ制御手段１７が設けられている。 In addition, the camera body 10 is provided with image processing means, display means, operation means, and camera control means 17.
画像処理手段は、撮像素子１４から得られる信号に様々な処理を施す。表示手段は、液晶ディスプレイなどから構成され、撮影前の被写体像、画像処理手段から出力される撮像画像、その他の情報を表示する。操作手段は、撮影者が操作するスイッチ、ダイヤル、ボタン、レバーなどの各種の構成を含む。例えば、操作手段は、像ぶれ補正（防振）を機能させるスイッチ、焦点検出位置を選択するスイッチ、シャッタスピードやＩＳＯ感度を指定するスイッチなどを有してもよい。 The image processing means performs various processes on the signal obtained from the image sensor 14. The display means includes a liquid crystal display or the like, and displays a subject image before photographing, a captured image output from the image processing means, and other information. The operation means includes various configurations such as switches, dials, buttons, and levers operated by the photographer. For example, the operation means may include a switch for functioning image blur correction (anti-vibration), a switch for selecting a focus detection position, a switch for designating a shutter speed and ISO sensitivity, and the like.
カメラ制御手段１７は、カメラ本体１０の各部を制御し、マイクロコンピュータから構成される。カメラ制御手段１７は、更に、不図示の操作手段からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、ＡＦ制御の開始、記録映像の確認等の機能を実行する。また、カメラ制御手段１７は、レンズユニット２０の制御命令・制御情報をレンズ制御手段５０に送ったり、レンズユニット２０の情報をレンズ制御手段５０から取得したりする。 The camera control means 17 controls each part of the camera body 10 and is composed of a microcomputer. The camera control unit 17 further executes functions such as power ON / OFF, setting change, AF control start, and recorded video confirmation in response to an input from an operation unit (not shown). Further, the camera control unit 17 sends a control command / control information of the lens unit 20 to the lens control unit 50 and acquires information of the lens unit 20 from the lens control unit 50.
レンズユニット２０は、撮影光学系、ぶれ補正駆動手段２７、位置検出手段２８、接触式検知手段３０、ぶれ検出手段４０およびレンズ制御手段５０を有する。 The lens unit 20 includes a photographing optical system, a shake correction drive unit 27, a position detection unit 28, a contact type detection unit 30, a shake detection unit 40, and a lens control unit 50.
撮像光学系は、被写体像を形成し、フォーカスレンズ２１、ズームレンズ、絞りユニット２３、補正レンズ２４などを含む。フォーカスレンズ２１はフォーカス駆動手段２２によって光軸方向に移動されて焦点調節を行う。フォーカス駆動手段２２は、ステッピングモータの回転をリードスクリューにより直動に変換するが、これに限らず振動波モータや他の駆動方式を使用してもよい。ズームレンズ（変倍レンズ）は、光軸方向に移動されて焦点距離を変更し、例えば、フォーカスレンズ２１の像側にあるレンズであってもよい。絞りユニット２３は、カメラ本体１０の撮像素子１４に入射する光量を調節する。補正レンズ２４は、光軸に直交する方向に移動されて像ぶれを補正する防振レンズである。なお、「直交する方向」は光軸に直交する成分があれば足り、光軸に斜めに移動されてもよい。 The imaging optical system forms a subject image and includes a focus lens 21, a zoom lens, a diaphragm unit 23, a correction lens 24, and the like. The focus lens 21 is moved in the optical axis direction by the focus driving means 22 to adjust the focus. The focus driving unit 22 converts the rotation of the stepping motor into a linear motion by a lead screw, but is not limited to this, and a vibration wave motor or another driving method may be used. The zoom lens (magnification lens) may be a lens that is moved in the optical axis direction to change the focal length, and is on the image side of the focus lens 21, for example. The aperture unit 23 adjusts the amount of light incident on the image sensor 14 of the camera body 10. The correction lens 24 is an anti-vibration lens that is moved in a direction orthogonal to the optical axis to correct image blur. The “perpendicular direction” only needs to have a component orthogonal to the optical axis, and may be moved obliquely with respect to the optical axis.
ぶれ補正駆動手段２７は、例えば、マグネットとコイル等から構成され、コイルに電流を流すことによって生じる推力により補正レンズ２４を駆動する。ぶれ補正駆動手段２７とレンズ制御手段５０は不図示のフレキシブルプリント基板で接続されている。位置検出手段２８は、補正レンズ２４の実際の位置を検出する。 The shake correction drive means 27 is composed of, for example, a magnet and a coil, and drives the correction lens 24 with a thrust generated by passing a current through the coil. The blur correction driving means 27 and the lens control means 50 are connected by a flexible printed board (not shown). The position detection unit 28 detects the actual position of the correction lens 24.
接触式検知手段３０は、レンズユニット２０の撮影光学系を保持する鏡筒の外周（撮影光学系の光軸周り）を覆うように配置されたタッチセンサなどから構成され、外部部材の接触を検出する接触検出部材である。接触式検知手段３０は、例えば、外部部材である撮影者の左手の指がレンズユニット２０を支持している支持位置（第１の支持位置）Ａを検出する。支持位置Ａを正確に検出するためにレンズユニット２０の光軸方向の全長に亘って外周側面を覆うことが好ましいが、これに限定されず、側面の一部に接触式検知手段３０を配置していない箇所があってもよい。 The contact type detection means 30 includes a touch sensor disposed so as to cover the outer periphery (around the optical axis of the photographing optical system) of the lens barrel that holds the photographing optical system of the lens unit 20, and detects contact of an external member. It is the contact detection member which does. The contact type detection means 30 detects, for example, a support position (first support position) A where the photographer's left hand finger, which is an external member, supports the lens unit 20. In order to accurately detect the support position A, it is preferable to cover the outer peripheral side surface over the entire length of the lens unit 20 in the optical axis direction. However, the present invention is not limited to this, and the contact type detection means 30 is disposed on a part of the side surface. There may be places that are not.
接触式検知手段３０とレンズ制御手段５０とは不図示のフレキシブルプリント基板で接続され、接触式検知手段３０は支持位置Ａに関する情報（支持位置Ａが検出できなかった情報も含む）をレンズ制御手段５０に提供する。 The contact type detection unit 30 and the lens control unit 50 are connected by a flexible printed circuit board (not shown), and the contact type detection unit 30 includes information on the support position A (including information that the support position A could not be detected) as a lens control unit. 50.
接触式検知手段３０で検知した情報によって撮影光学系の一部を光軸方向に移動させることができるため、操作リングが不要となる。この結果、より高い防滴構造を設けることができ、操作リングを回転する際の負荷による撮像システムのぶれを防止することができる。 Since a part of the photographing optical system can be moved in the optical axis direction based on the information detected by the contact type detection means 30, an operation ring is not necessary. As a result, a higher drip-proof structure can be provided, and shaking of the imaging system due to a load when rotating the operation ring can be prevented.
ぶれ検出手段４０は、振動を検出する振動検出手段であって、角速度センサや加速度センサから構成されている。なお、本実施例では、ぶれ検出手段４０はレンズユニット２０に設けられているが、カメラ本体１０に設けられていてもよい。ぶれ検出手段４０とレンズ制御手段５０とは不図示のフレキシブルプリント基板で接続され、ぶれ検出手段４０は検出結果をレンズ制御手段５０に送信する。 The shake detection unit 40 is a vibration detection unit that detects vibration, and includes an angular velocity sensor and an acceleration sensor. In the present embodiment, the shake detection unit 40 is provided in the lens unit 20, but may be provided in the camera body 10. The shake detection unit 40 and the lens control unit 50 are connected by a flexible printed board (not shown), and the shake detection unit 40 transmits the detection result to the lens control unit 50.
以下の説明では、ぶれ検出手段４０が角速度センサ（角速度検出手段）から構成される場合について説明する。この場合、角速度センサは撮像システムの角速度を計測して、計測された角速度に対応する信号（角速度信号）を出力し、例えば、ジャイロセンサから構成される。角速度センサは、ヨー（Ｙａｗ）方向の角速度を計測する角速度センサと、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向の角速度を計測する角速度センサと、を有してもよいが、互いに直交する２軸または３軸方向の角速度を検出可能な１つの角速度センサを用いてもよい。 In the following description, a case will be described in which the shake detection unit 40 includes an angular velocity sensor (angular velocity detection unit). In this case, the angular velocity sensor measures the angular velocity of the imaging system, outputs a signal (angular velocity signal) corresponding to the measured angular velocity, and is constituted by, for example, a gyro sensor. The angular velocity sensor may include an angular velocity sensor that measures an angular velocity in the yaw direction and an angular velocity sensor that measures an angular velocity in the pitch direction, but in a biaxial or triaxial direction orthogonal to each other. One angular velocity sensor that can detect the angular velocity may be used.
レンズ制御手段５０は、ぶれ検出手段４０によって検出されたぶれ量に基づいて、ぶれ補正駆動手段２７を駆動制御する補正信号を生成する像ぶれ補正装置として機能するが、カメラ制御手段１７がこの機能を有してもよい。即ち、像ぶれ補正装置を有する光学機器はレンズユニット２０でもよいし、カメラ本体１０でもよい。補正信号の演算はヨー方向、ピッチ方向それぞれ別個に行われる。また、本実施形態では、レンズ制御手段５０は補正レンズ２４を駆動するが、撮像素子１４を光軸直交方向に駆動する補正信号を生成してもよい。 The lens control unit 50 functions as an image blur correction device that generates a correction signal for driving and controlling the blur correction driving unit 27 based on the blur amount detected by the blur detection unit 40. The camera control unit 17 uses this function. You may have. That is, the optical device having the image blur correction device may be the lens unit 20 or the camera body 10. The calculation of the correction signal is performed separately for each of the yaw direction and the pitch direction. In this embodiment, the lens control unit 50 drives the correction lens 24. However, a correction signal for driving the image sensor 14 in the direction orthogonal to the optical axis may be generated.
例えば、レンズ制御手段５０は、少なくとも２軸方向の角速度信号から得られた角変位信号に基づいて補正レンズ２４を駆動する信号を生成してもよい。 For example, the lens control unit 50 may generate a signal for driving the correction lens 24 based on an angular displacement signal obtained from at least the biaxial angular velocity signals.
図２は、レンズ制御手段５０の構成例を示すブロック図である。上述したように、カメラ制御手段１７がかかる構成を有してもよい。レンズ制御手段５０は、図２に示すように、Ａ／Ｄコンバータ５１、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）５２、位相進み補償手段５３、積分フィルタ５４、積分特性調整手段５５、および、駆動制御手段５６を有する。これらの一又は複数の構成要素はソフトウェアとして構成されてもよいし、ハードウェアとして構成されてもよい。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the lens control unit 50. As described above, the camera control means 17 may have such a configuration. As shown in FIG. 2, the lens control unit 50 includes an A / D converter 51, a high-pass filter (HPF) 52, a phase advance compensation unit 53, an integration filter 54, an integral characteristic adjustment unit 55, and a drive control unit 56. . These one or more components may be configured as software, or may be configured as hardware.
ぶれ検出手段４０からにより得られた角速度信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄコンバータ５１により、デジタル信号に変換される。デジタル化された角速度信号は、ＨＰＦ５２を通過することにより、ＤＣ成分（低周波成分またはドリフト成分）がカットされた角速度信号になる。 The angular velocity signal (analog signal) obtained from the shake detection means 40 is converted into a digital signal by the A / D converter 51. The digitized angular velocity signal becomes an angular velocity signal from which the DC component (low frequency component or drift component) has been cut by passing through the HPF 52.
位相進み補償手段５３は、ＨＰＦ５２の出力に対し、ぶれ検出手段４０からの入力信号と駆動制御手段５６からの出力信号を比較したときに必要な周波数帯域での位相遅れが減少するように位相進み補償を行う。 The phase advance compensation unit 53 compares the output of the HPF 52 with a phase advance so that the phase delay in the necessary frequency band is reduced when the input signal from the shake detection unit 40 and the output signal from the drive control unit 56 are compared. Compensate.
積分フィルタ５４は、振動を表す角速度信号を角変位信号に変換する。積分特性調整手段５５は、接触式検知手段３０の検知結果に基づいて積分フィルタ５４の特性を調整する。積分特性調整手段５５によって現在の支持状態に適した積分特性の調整がなされると、角速度信号はその積分特性を適用した積分フィルタ５４を通過し、角変位信号に変換される。 The integral filter 54 converts an angular velocity signal representing vibration into an angular displacement signal. The integral characteristic adjustment unit 55 adjusts the characteristic of the integral filter 54 based on the detection result of the contact type detection unit 30. When the integral characteristic adjustment means 55 adjusts the integral characteristic suitable for the current support state, the angular velocity signal passes through the integral filter 54 to which the integral characteristic is applied and is converted into an angular displacement signal.
駆動制御手段５６は、積分フィルタ５４を通過して得られた角変位信号を用いて、撮像システムのぶれによる移動方向とは逆方向に、補正レンズ２４を光軸直交方向であるヨー方向およびピッチ方向に移動させるように、ぶれ補正駆動手段２７を駆動制御する。即ち、駆動制御手段５６は、振動による角変位が減少するようにぶれ補正駆動手段２７を駆動制御する。 The drive control means 56 uses the angular displacement signal obtained by passing through the integration filter 54 to move the correction lens 24 in the direction opposite to the moving direction due to the shake of the imaging system and the yaw direction and pitch that are orthogonal to the optical axis. The blur correction drive means 27 is drive-controlled so as to move in the direction. That is, the drive control means 56 controls the shake correction drive means 27 so that the angular displacement due to vibration is reduced.
補正レンズ２４が光軸ＡＸＬに対して垂直に移動すると、通過光束が曲げられて、撮像素子１４上に結像している被写体像の位置が移動する。このときの像の移動量を実際に撮影装置が傾いたことによって像が移動する方向と逆に同じ大きさだけ移動するようにレンズ制御手段５０で制御することによって、像ぶれ補正を実現することができる。 When the correction lens 24 moves perpendicularly to the optical axis AXL, the passing light beam is bent, and the position of the subject image formed on the image sensor 14 moves. Image blur correction is realized by controlling the amount of movement of the image at this time by the lens control unit 50 so that the moving amount of the image is moved by the same amount as the moving direction of the image when the photographing apparatus is actually tilted. Can do.
駆動制御手段５６は、ぶれ補正駆動手段２７に補正レンズ２４を駆動させるが、位置検出手段２８が検出した補正レンズ２４の実際の位置に基づいて、目標値との偏差量を再入力するフィードバックも行う。なお、本発明は必ずしもフィードバック制御を行わなくてもよい。また、フィードバックするのは目標位置に限らず、目標速度、目標加速度であってもよい。 The drive control unit 56 causes the shake correction driving unit 27 to drive the correction lens 24. Based on the actual position of the correction lens 24 detected by the position detection unit 28, feedback for re-inputting the deviation amount from the target value is also provided. Do. Note that the present invention does not necessarily need to perform feedback control. Further, the feedback is not limited to the target position, but may be a target speed or a target acceleration.
レンズ制御手段５０の不図示のメモリ（記憶手段）には、第１の支持位置とは異なる撮像システムの支持位置（第２の支持位置）Ｂと、支持位置ＡとＢに依存する振動の周波数の情報が予め格納されている。支持位置Ｂは、カメラ本体１０のグリップ位置、もしくはカメラ本体１０やレンズユニット２０に設けられた三脚の取り付け位置などである。 In a memory (storage means) (not shown) of the lens control unit 50, a support position (second support position) B of the imaging system different from the first support position, and a vibration frequency depending on the support positions A and B are provided. Are stored in advance. The support position B is a grip position of the camera body 10 or a mounting position of a tripod provided in the camera body 10 or the lens unit 20.
図３は、レンズ制御手段５０の入力に対する出力を見たボード線図であり、上図は、入力信号の角周波数（Ｈｚ）（横軸）に対するゲイン（ｄＢ）（縦軸）、即ち、入力信号と出力信号の比を示すグラフである。下図は、入力信号の角周波数（Ｈｚ）（横軸）に対する出力信号の位相（度）（縦軸）を示すグラフである。図３（Ａ）に対して積分特性を高周波側に変更したものが図３（Ｂ）である。図３に示すように、ゲインが略一定で位相遅れが略０となる周波数帯域を変更することが可能となる。 FIG. 3 is a Bode diagram showing the output with respect to the input of the lens control means 50, and the upper diagram shows the gain (dB) (vertical axis) with respect to the angular frequency (Hz) (horizontal axis) of the input signal, that is, the input. It is a graph which shows ratio of a signal and an output signal. The lower graph is a graph showing the phase (degree) (vertical axis) of the output signal with respect to the angular frequency (Hz) (horizontal axis) of the input signal. FIG. 3B is a diagram in which the integration characteristic is changed to the high frequency side with respect to FIG. As shown in FIG. 3, it is possible to change the frequency band where the gain is substantially constant and the phase delay is substantially zero.
ゲインが略一定で位相遅れが略０、すなわち入力に対する出力の振幅が一定で遅れがない周波数帯域では、入力に対してぶれ補正の補正残りが少ない。一方、この周波数帯域以外の入力がぶれ検出手段４０から入力されると補正残りが生じやすい。撮影者の手ぶれや不図示のシャッタによる振動などが同じであっても支持位置Ａによってぶれの周波数が変化する。特に、シャッタによる振動は短い時間で衝撃の加わるため影響が大きい。 In a frequency band in which the gain is substantially constant and the phase delay is substantially zero, that is, the output amplitude with respect to the input is constant and there is no delay, there is little residual correction for shake correction relative to the input. On the other hand, if an input other than this frequency band is input from the shake detection means 40, a residual correction tends to occur. Even if the camera shake of the photographer or the vibration caused by the shutter (not shown) is the same, the frequency of the shake varies depending on the support position A. In particular, the vibration due to the shutter has a large influence because an impact is applied in a short time.
撮像システムが剛体であれば周波数の変化は起きないが、実際は多少の変形を伴うため支持位置Ａ、Ｂを節とした振動をする。支持位置Ａが支持位置Ｂから離れている場合、撮影者の手ぶれ、シャッタなどに起因する撮像システムのぶれは低周波側に移動する。支持位置Ａが支持位置Ｂに近づくにつれて撮像システムのぶれは高周波側に移動する。また、撮像システムを支持位置Ｂのみで支えている場合は、振動の節がないので撮像システムのぶれは低周波側に移動する。 If the imaging system is a rigid body, the frequency does not change. However, since it is actually accompanied by some deformation, it vibrates with the support positions A and B as nodes. When the support position A is away from the support position B, the image pickup system shake caused by the camera shake of the photographer, the shutter, etc. moves to the low frequency side. As the support position A approaches the support position B, the shake of the imaging system moves to the high frequency side. In addition, when the imaging system is supported only by the support position B, there is no vibration node, and the blur of the imaging system moves to the low frequency side.
本実施例においては、接触式検知手段３０が検出した支持位置Ａの情報と不図示のメモリに格納された情報に基づいて積分特性調整手段５５が、撮影光学系を通したぶれの周波数を推定し、積分フィルタ５４の積分特性（図３のゲインも含む）を変化させる。この結果、撮影光学系を通した像のぶれ補正残り量を減らし、ぶれ補正性能を向上させることができる。 In the present embodiment, the integral characteristic adjusting unit 55 estimates the frequency of blurring through the imaging optical system based on the information on the support position A detected by the contact detection unit 30 and the information stored in the memory (not shown). Then, the integration characteristic (including the gain of FIG. 3) of the integration filter 54 is changed. As a result, it is possible to reduce the remaining blur correction amount of the image passing through the photographing optical system and improve the blur correction performance.
図３（Ａ）に対してカットオフ周波数を高周波側に変更したものが図３（Ｂ）であり、図３（Ａ）におけるカットオフ周波数Ｆ１、Ｆ２と、図３（Ａ）におけるカットオフ周波数Ｆ３、Ｆ４にはＦ１＜Ｆ３、Ｆ２＜Ｆ４の関係がある。カットオフ周波数は値が高いほど、補正レンズ２４を光軸中心に向かわせる向心力が強くなり、応答性は良くなる。メカストローク上のレンズ駆動限界範囲が一定のとき、向心力が小さいほど補正レンズ２４の駆動範囲は広くなる。図３（Ａ）は、カットオフ周波数が低いため、補正レンズ２４の駆動範囲が広く大きな像ぶれ補正が可能であるが応答性が低い。図３（Ｂ）は、カットオフ周波数が高いため、補正レンズ２４の駆動範囲が狭く小さな像ぶれ補正が可能であるが応答性が高い。 FIG. 3B is a diagram in which the cut-off frequency is changed to the high frequency side with respect to FIG. 3A, and the cut-off frequencies F1 and F2 in FIG. 3A and the cut-off frequency in FIG. F3 and F4 have a relationship of F1 <F3 and F2 <F4. The higher the cutoff frequency, the stronger the centripetal force that directs the correction lens 24 toward the center of the optical axis, and the better the response. When the lens driving limit range on the mechanical stroke is constant, the driving range of the correction lens 24 becomes wider as the centripetal force becomes smaller. In FIG. 3A, since the cut-off frequency is low, the correction lens 24 has a wide driving range and large image blur correction is possible, but the response is low. In FIG. 3B, since the cutoff frequency is high, the driving range of the correction lens 24 is narrow and small image blur correction is possible, but the response is high.
積分特性をどのように変化させるかについては、支持位置Ａに対する振動の仕方、すなわち、支持位置Ａと撮影光学系を通した像ぶれの関係を実験やシミュレーションにより求め、その情報を不図示のメモリに格納しておく。これにより、支持位置Ａに適した積分フィルタ５４の特性（カットオフ周波数）を選択することができる。 Regarding how to change the integral characteristic, the vibration method with respect to the support position A, that is, the relationship between the support position A and the image blurring through the photographing optical system is obtained by experiments and simulations, and the information is stored in a memory (not shown). Store it in Thereby, the characteristic (cut-off frequency) of the integral filter 54 suitable for the support position A can be selected.
ぶれ検出手段４０が検出した周波数に基づいて積分フィルタ５４の特性を変更しようとしても、シャッタによる振動は短い時間で衝撃が伝わるため、処理が間に合わない。本実施例は、支持位置Ａの情報とメモリの情報から振動する周波数を推定し、その周波数での補正残りが少なくなるよう予め位相進み補償の特性を変更する。 Even if an attempt is made to change the characteristics of the integration filter 54 based on the frequency detected by the shake detection means 40, the vibrations caused by the shutter are transmitted in a short period of time, so that the processing is not in time. In the present embodiment, the frequency of vibration is estimated from the information on the support position A and the information in the memory, and the phase advance compensation characteristic is changed in advance so that the remaining correction at that frequency is reduced.
次に、補正する周波数をどのような計算方法で変更するかについての一例を説明する。補正する周波数帯域をＸ―ｄ／２からＸ＋ｄ／２とし、撮影者の支持位置Ａと撮像装置の支持位置Ｂの撮像素子からの光軸方向距離をそれぞれａ、ｂとすると、支持位置Ａが検出できない場合には補正する周波数帯域の中心値Ｘを次のように設定する。 Next, an example of how to change the frequency to be corrected will be described. When the frequency band to be corrected is changed from X−d / 2 to X + d / 2, and the distances in the optical axis direction from the image sensor at the support position A of the photographer and the support position B of the imaging device are a and b, respectively, the support position A is If it cannot be detected, the center value X of the frequency band to be corrected is set as follows.
Ｘ＝ｅ（ａ―ｂ）＋ｆ （１）
支持位置Ａの情報が検出できない場合（レンズ制御手段５０が支持位置Ａの情報を取得できない場合）には、Ｘを次のように設定する。これにより、予め定められた積分フィルタのカットオフ周波数を設定する
Ｘ＝ｇ （２）
ここで、ａは、撮影者の支持位置Ａから撮像素子１４までの光軸ＡＸＬに平行な距離、ｂは、グリップ位置Ｂから撮像素子１４までの光軸ＡＸＬに平行な距離、ｄは補正帯の幅のレンジ、ｅは距離ａに対する負の比例係数であり、ｆは係数である。（１）式のＸよりも（２）式のＸが高くなる。
X = e (ab) + f (1)
When the information on the support position A cannot be detected (when the lens control unit 50 cannot acquire the information on the support position A), X is set as follows. This sets a predetermined cutoff frequency of the integral filter. X = g (2)
Here, a is a distance parallel to the optical axis AXL from the support position A of the photographer to the image sensor 14, b is a distance parallel to the optical axis AXL from the grip position B to the image sensor 14, and d is a correction band. , E is a negative proportional coefficient with respect to the distance a, and f is a coefficient. X in equation (2) is higher than X in equation (1).
支持位置Ａが検出できない場合としては、レンズ鏡筒を支えていない場合、三脚や一脚を使用している場合がある。これらはぶれ検出手段４０で検出したぶれの振幅から判別でき、例えば、振幅が予め定めた値よりも大きい場合にはレンズ鏡筒を支えていないと判断し、Ｘ＝ｇとする。また、振幅が小さい場合には三脚や一脚を使用していると判断し、Ｘをｇよりも高い周波数ｈとしてもよい。なお、中心値Ｘを距離ａに対して線形として取り扱わず、非線形関数として取り扱ってもよい。 As a case where the support position A cannot be detected, a tripod or a monopod may be used when the lens barrel is not supported. These can be discriminated from the amplitude of the shake detected by the shake detection means 40. For example, when the amplitude is larger than a predetermined value, it is determined that the lens barrel is not supported, and X = g. If the amplitude is small, it is determined that a tripod or a monopod is used, and X may be set to a frequency h higher than g. The center value X may be handled as a non-linear function instead of being handled linearly with respect to the distance a.
その他、補正する周波数を計算した結果、ぶれ補正駆動手段２７で補正することでの悪影響の方が大きいと判断した場合には手ぶれ補正駆動手段を駆動しない、もしくは補正量を減らす（ゲインを下げる）という方法も考えられる。以上の方法により、撮像装置の様々な支え方に対して撮影画像（静止画像、動画像のどちらでもよい）の像ぶれを抑えることが可能となる。 In addition, as a result of calculating the frequency to be corrected, if it is determined that the adverse effect of correcting by the shake correction driving means 27 is larger, the camera shake correction driving means is not driven or the correction amount is reduced (gain is decreased). The method of thinking is also conceivable. With the above method, it is possible to suppress image blurring of a captured image (either a still image or a moving image) with respect to various support methods of the imaging apparatus.
図４は、実施例２の撮像システムの構成例を示す断面図である。実施例２、３では、カメラ制御手段１７の不図示のメモリ（記憶手段）には、撮像システムの重心位置Ｃに関する情報が予め格納されている。レンズユニット２０がカメラ本体１０に交換可能に装着される場合であっても、それぞれの重心位置と質量から撮像システムの重心位置Ｃを計算することができる。 FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the imaging system according to the second embodiment. In the second and third embodiments, information about the gravity center C of the imaging system is stored in advance in a memory (storage unit) (not shown) of the camera control unit 17. Even when the lens unit 20 is replaceably mounted on the camera body 10, the center-of-gravity position C of the imaging system can be calculated from the respective center-of-gravity position and mass.
以下の説明において、支持位置Ａを通り光軸と直交する平面が光軸と交わる位置（第１の位置）も便宜上、支持位置Ａと呼ぶ場合がある。また、支持位置Ｂを通り光軸と直交する平面が光軸と交わる位置（第２の位置）も便宜上、支持位置Ｂと呼ぶ場合がある。また、重心位置を通り光軸と直交する平面が光軸と交わる位置（第３の位置）も便宜上、重心位置Ｃと呼ぶ場合がある。 In the following description, the position (first position) where the plane passing through the support position A and orthogonal to the optical axis intersects the optical axis may also be referred to as the support position A for convenience. Further, a position (second position) where a plane passing through the support position B and orthogonal to the optical axis intersects with the optical axis may be referred to as the support position B for convenience. Further, a position (third position) where a plane passing through the center of gravity and intersecting the optical axis intersects with the optical axis may be referred to as a center of gravity position C for convenience.
カメラ制御手段１７は焦点調節装置として機能する。図５は、カメラ制御手段１７のブロック図である。カメラ制御手段１７は、設定手段１７ａと駆動制御手段１７ｂを有する。設定手段１７ａは、光軸上の第１の位置、第２の位置および第３の位置の関係に基づいて、撮影者が選択可能な複数の焦点検出点を含む焦点検出範囲を設定する。駆動制御手段１７ｂは、焦点検出ユニット１３から選択された焦点検出点の焦点状態の情報を取得し、この情報に基づいてフォーカスレンズ２１または撮像素子１４を駆動させる信号（ここではフォーカスレンズ２１を駆動する信号）を生成する。カメラ制御手段１７は、この信号をレンズ制御手段５０に送信する。レンズ制御手段５０はこれに基づいてフォーカス駆動手段２２を駆動制御する。 The camera control means 17 functions as a focus adjustment device. FIG. 5 is a block diagram of the camera control means 17. The camera control unit 17 includes a setting unit 17a and a drive control unit 17b. The setting unit 17a sets a focus detection range including a plurality of focus detection points that can be selected by the photographer based on the relationship between the first position, the second position, and the third position on the optical axis. The drive control unit 17b acquires information on the focus state of the selected focus detection point from the focus detection unit 13, and drives the focus lens 21 or the image sensor 14 based on this information (here, the focus lens 21 is driven). Signal). The camera control unit 17 transmits this signal to the lens control unit 50. Based on this, the lens control means 50 controls the focus drive means 22.
ここで、設定手段１７ａは、第１の位置と第２の位置の間に第３の位置がある場合よりも第１の位置と第２の位置の間に第３の位置がない場合の焦点検出範囲を広く設定する。即ち、カメラ制御手段１７は、支持位置ＡとＢの光軸上に間に重心位置Ｃがある場合（光軸方向において重心位置Ｃの両側を支えている場合）、第１の焦点検出範囲で自動焦点調節（ＡＦ）を行う。また、カメラ制御手段１７は、それ以外の場合には、第１の焦点検出範囲よりも広い焦点検出範囲でＡＦを行う。 Here, the setting means 17a has a focal point when the third position is not between the first position and the second position, compared to when the third position is between the first position and the second position. Set a wide detection range. In other words, the camera control means 17 uses the first focus detection range when the center of gravity C is between the support axes A and B (when both sides of the center of gravity C are supported in the optical axis direction). Performs automatic focusing (AF). In other cases, the camera control means 17 performs AF in a focus detection range wider than the first focus detection range.
重心位置Ｃの両側で支持する場合は支持が安定してぶれの振幅が小さくなり、それ以外の場合、例えば、支持位置Ａが重心位置Ｃと支持位置Ｂの間にある場合やグリップ位置のみで支える場合は、支持が不安定となりぶれの振幅が大きくなると考えられるからである。 When supported on both sides of the center of gravity position C, the support is stable and the amplitude of blurring is reduced. In other cases, for example, when the support position A is between the center of gravity position C and the support position B, or only at the grip position. This is because, in the case of supporting, it is considered that the support becomes unstable and the amplitude of shaking increases.
焦点検出範囲は、ファインダや表示手段において、撮影者が焦点検出を行いたい位置（焦点検出点）を選択することができる範囲である。通常は、焦点検出範囲自体は、撮影者には表示されず、撮影者が選択できる焦点検出点の数が増減するだけである。焦点検出範囲を狭くするとスポット的に焦点調節を行うことができるため合焦精度は高くなるが、少しの画角変化により合焦位置がずれ易くなる。一方、焦点検出範囲を広くすると多少の画角変化があっても合焦位置はずれないが指定した焦点検出範囲内で平均的に合焦判定を行うようになるため、合焦精度は低くなる。 The focus detection range is a range in which a photographer can select a position (focus detection point) at which the photographer wants to perform focus detection in the finder or display means. Normally, the focus detection range itself is not displayed to the photographer, and only the number of focus detection points that can be selected by the photographer is increased or decreased. When the focus detection range is narrowed, focus adjustment can be performed spot-wise, so that the focusing accuracy is high, but the focus position is easily shifted by a slight change in the angle of view. On the other hand, if the focus detection range is widened, the focus position does not deviate even if there is a slight change in the angle of view, but the focus determination is performed on average within the designated focus detection range, so the focus accuracy is low.
次に、焦点検出範囲の変更方法について説明する。焦点検出範囲をＸ、撮像素子１４から撮影者の支持位置Ａ、Ｂ、重心位置Ｃのそれぞれの光軸方向の距離をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｆを基準の焦点検出範囲、ｇをｆよりも大きい値、ｅを距離ａに対する比例係数とする。 Next, a method for changing the focus detection range will be described. The focus detection range is X, the distances from the image sensor 14 to the photographer's support positions A and B, and the center of gravity C in the optical axis direction are a, b, c, and f, respectively, the reference focus detection range, and g is f And e is a proportional coefficient for the distance a.
ｃ＞ａ＞ｂの場合（支持位置Ａが支持位置Ｂと重心位置Ｃの間にある場合）には次式が成立する。 When c> a> b (when the support position A is between the support position B and the gravity center position C), the following equation is established.
Ｘ＝ｅ（ｃ−ａ）／（ｃ−ｂ）＋ｆ （３）
それ以外の場合にはＸを次式のように設定する。数式（３）のＸは数式４のＸよりも大きく設定される。
X = e (ca) / (cb) + f (3)
In other cases, X is set as follows. X in Expression (3) is set larger than X in Expression 4.
Ｘ＝ｆ （４）
支持位置Ａが検出できない場合にはＸを次式のように設定する。これにより、設定手段１７ａは、支持位置Ａの情報を取得できなかった場合、第１の位置と第２の位置の間に第３の位置がある場合よりも広い焦点検出範囲を設定する。
X = f (4)
If the support position A cannot be detected, X is set as follows: Thereby, when the information on the support position A cannot be acquired, the setting unit 17a sets a wider focus detection range than when the third position is between the first position and the second position.
Ｘ＝ｇ （５）
支持位置Ａが検出できない場合としては、レンズ鏡筒を支えていない場合、三脚や一脚を使用している場合がある。これらはぶれ検出手段４０で検出したぶれの振幅から判別でき、例えば、振幅が予め定めた値よりも大きい場合にはレンズ鏡筒を支えていないと判断し、Ｘ＝ｇとする。また、振幅が小さい場合には三脚や一脚を使用していると判断し、このときはどの位置を手で支えるよりも安定していると考えられるのでＸをｇよりも狭い焦点検出範囲ｈとしてもよい。なお、焦点検出範囲Ｘを距離ａに対して線形として取り扱わず、非線形関数として取り扱ってもよい。
X = g (5)
As a case where the support position A cannot be detected, a tripod or a monopod may be used when the lens barrel is not supported. These can be discriminated from the amplitude of the shake detected by the shake detection means 40. For example, when the amplitude is larger than a predetermined value, it is determined that the lens barrel is not supported, and X = g. If the amplitude is small, it is determined that a tripod or a monopod is used. At this time, since it is considered that the position is more stable than being supported by a hand, X is a focus detection range h narrower than g. It is good. Note that the focus detection range X may not be handled as linear with respect to the distance a, but may be handled as a nonlinear function.
このように、撮像システムが不安定に支持されている場合は、焦点検出範囲を広げ、多少の画角の変化があっても合焦した被写体から合焦位置が移りにくくし、安定して支持されている場合には焦点検出範囲を狭め、合焦精度を向上させる。これにより、様々な撮像システムの支え方に対して像ぶれをより抑えることができる。 In this way, when the imaging system is supported in an unstable manner, the focus detection range is expanded, and even if there is a slight change in the angle of view, the in-focus position does not easily move from the in-focus subject and is supported stably. If it is, the focus detection range is narrowed to improve the focusing accuracy. As a result, image blur can be further suppressed with respect to how to support various imaging systems.
焦点検出範囲の代わりに、合焦追従時間を使用してもよい。合焦追従時間は、ＡＦを行った被写体から別の被写体（第２の被写体）に向けたとき(ＡＦを行う撮像面上の位置をずらしたとき)に、現在の焦点位置の被写体（第１の被写体）に焦点調節を維持する時間である。 Instead of the focus detection range, the focus tracking time may be used. The focus follow-up time is determined when the subject at the current focal position (first subject) is shifted from the subject on which AF has been performed toward another subject (second subject) (when the position on the imaging surface on which AF is to be performed is shifted). It is time to maintain focus adjustment on the subject.
この場合、設定手段１７ａは、第１の位置、第２の位置、第３の位置の関係に基づいて合焦追従時間を設定し、第１の位置と第２の位置の間に第３の位置がある場合よりも第１の位置と第２の位置の間に第３の位置がない場合の合焦追従時間を長く設定する。設定手段１７ａは、第１の支持位置の情報を取得できなかった場合、第１の位置と第２の位置の間に第３の位置がある場合よりも長い合焦追従時間を設定する。また、駆動制御手段１７ｂは、合焦追従時間が経過した後でフォーカスレンズ２１を駆動させる信号を生成する。 In this case, the setting unit 17a sets the focusing follow time based on the relationship between the first position, the second position, and the third position, and the third position is set between the first position and the second position. The focus follow-up time is set longer when there is no third position between the first position and the second position than when there is a position. When the information on the first support position cannot be acquired, the setting unit 17a sets a focusing follow-up time longer than that in the case where the third position is between the first position and the second position. The drive control unit 17b generates a signal for driving the focus lens 21 after the in-focus follow-up time has elapsed.
合焦追従時間が短い、すなわち今の合焦位置に居続ける時間が短いほど、別の被写体に向けた際に合焦するまでの時間は高速になるが、手ぶれなどで意図せず画角がずれたときに合焦位置がずれる場合がある。一方、合焦追従時間を長くすると、手ぶれなどで意図せず画角がずれた場合であっても合焦位置はずれにくい。 The shorter the focus tracking time, i.e., the shorter the time of staying at the current focus position, the faster the time to focus when turning to another subject. In some cases, the in-focus position may be shifted when it is deviated. On the other hand, if the in-focus follow-up time is lengthened, the in-focus position is difficult to shift even when the angle of view shifts unintentionally due to camera shake or the like.
本実施例において、カメラ制御手段１７は、支持位置Ａと位置Ｂの間に重心位置Ｃがある場合、第１の合焦追従時間でＡＦを行い、それ以外の場合には第１の合焦追従時間よりも長い時間でＡＦを行う。このように、撮像システムが不安定に支持されている場合には、合焦追従時間を長くして、多少の画角の変化があっても合焦した被写体から合焦位置が移りにくくし、安定して支持されている場合には合焦追従時間を短くして合焦精度を向上させる。 In the present embodiment, the camera control means 17 performs AF during the first focus follow-up time when the center of gravity C is between the support position A and the position B, and otherwise the first focus. AF is performed in a time longer than the tracking time. In this way, when the imaging system is supported in an unstable manner, the focus tracking time is lengthened so that the focus position does not easily shift from the focused subject even if there is a slight change in the angle of view. When it is supported stably, the focusing follow-up time is shortened to improve the focusing accuracy.
合焦追従時間においても焦点検出範囲と同様の計算方法を適用することができる。この場合、合焦追従時間がＸ、ｆは基準の合焦追従時間、ｇはｆよりも大きい値、ｅは距離ａに対する比例係数である。合焦追従時間Ｘを支持位置Ａと距離ａに対して線形とて取り扱ってもよいし、非線形関数としても取り扱ってもよい。 The same calculation method as that in the focus detection range can be applied during the focusing follow-up time. In this case, the focus tracking time X, f is a reference focus tracking time, g is a value larger than f, and e is a proportional coefficient with respect to the distance a. The focus follow-up time X may be handled linearly with respect to the support position A and the distance a, or may be handled as a nonlinear function.
本実施例によれば、撮像システムの様々な支え方に対して撮影画像（静止画像、動画像のどちらでもよい）の像ぶれを抑えることができる。 According to the present embodiment, it is possible to suppress image blurring of a captured image (either a still image or a moving image) with respect to various support methods of the imaging system.
実施例３の撮像システムの構成例は図４と同様である。本実施例のカメラ制御手段１７は、露光時間を設定する制御ユニットとして機能する。カメラ制御手段１７は設定手段を有する。設定手段は、実施例２で説明した、第１の位置、第２の位置および第３の位置の関係に基づいて、撮影者が選択可能な露光時間を設定する。そして、設定手段は、第１の位置と第２の位置の間に第３の位置がある場合よりも第１の位置と第２の位置の間に第３の位置がない場合の露光時間を短く設定する。 The configuration example of the imaging system of the third embodiment is the same as that in FIG. The camera control means 17 of this embodiment functions as a control unit that sets the exposure time. The camera control means 17 has setting means. The setting means sets the exposure time that can be selected by the photographer based on the relationship between the first position, the second position, and the third position described in the second embodiment. Then, the setting means sets the exposure time when there is no third position between the first position and the second position, compared to when there is a third position between the first position and the second position. Set it short.
カメラ制御手段１７は、支持位置ＡとＢの光軸上の間に重心位置Ｃがある場合、第１の露光時間で撮影し、それ以外の場合には、第１の露光時間よりもより短い露光時間で撮影するように絞り値と露光感度（ＩＳＯ感度）を制御する。具体的には、カメラ制御手段１７は、撮影者が選択できるシャッタスピード、絞り値、ＩＳＯ感度に制限を加える。これにより、撮像システムが安定して支持されている場合には露光時間に幅を持たせ撮影の幅を広げる一方、不安定に支持されている場合には、露光時間、すなわちシャッタスピードを上げることで撮影画像のぶれを少なくする。これにより、様々なレンズの支え方に対して撮影画像のぶれをより抑えた撮影が可能となる。 The camera control means 17 shoots at the first exposure time when the center of gravity position C is between the support positions A and B on the optical axis, otherwise it is shorter than the first exposure time. The aperture value and exposure sensitivity (ISO sensitivity) are controlled so as to capture images with the exposure time. Specifically, the camera control means 17 places restrictions on the shutter speed, aperture value, and ISO sensitivity that can be selected by the photographer. As a result, when the imaging system is stably supported, the exposure time is widened to widen the shooting range, while when it is supported unstable, the exposure time, that is, the shutter speed is increased. To reduce the blur of the shot image. As a result, it is possible to perform shooting with reduced blurring of the captured image with respect to various ways of supporting the lens.
次に、露光時間の変更方法について説明する。露光時間をＸ、焦点検出範囲をＸ、撮像素子１４から支持位置Ａ、Ｂ、重心位置Ｃのそれぞれの光軸方向の距離をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｆを基準の露光時間、ｇをｆよりも小さい値、ｅを距離ａに対する比例係数とする。 Next, a method for changing the exposure time will be described. The exposure time is X, the focus detection range is X, the distances from the image sensor 14 to the support positions A and B, and the center of gravity C in the optical axis direction are a, b, c, and f, respectively. The smaller value, e, is a proportional coefficient for the distance a.
ｃ＞ａ＞ｂの場合（支持位置Ａが支持位置Ｂと重心位置Ｃの間にある場合）には次式が成立する。 When c> a> b (when the support position A is between the support position B and the gravity center position C), the following equation is established.
Ｘ＝ｅ（ｃ−ａ）／（ｃ−ｂ）＋ｆ （６）
それ以外の場合にはＸを次式のように設定する。
X = e (c−a) / (c−b) + f (6)
In other cases, X is set as follows.
Ｘ＝ｆ （７）
支持位置Ａが検出できない場合にはＸを次式のように設定する。これにより、設定手段は、支持位置Ａの情報を取得できなかった場合、第１の位置と第２の位置の間に第３の位置がある場合よりも短い露光時間を設定する。
X = f (7)
If the support position A cannot be detected, X is set as follows: Thereby, when the information on the support position A cannot be acquired, the setting unit sets a shorter exposure time than when the third position is between the first position and the second position.
Ｘ＝ｇ （８）
支持位置Ａが検出できない場合としては、レンズ鏡筒を支えていない場合、三脚や一脚を使用している場合がある。これらはぶれ検出手段４０で検出したぶれの振幅から判別でき、例えば、振幅が予め定めた値よりも大きい場合にはレンズ鏡筒を支えていないと判断し、Ｘ＝ｇとする。また、振幅が小さい場合には三脚や一脚を使用していると判断し、Ｘをｇよりも長い露光時間ｈとしてもよい。なお、露光時間Ｘを距離ａに対して線形として取り扱わず、非線形関数として取り扱ってもよい。
X = g (8)
As a case where the support position A cannot be detected, a tripod or a monopod may be used when the lens barrel is not supported. These can be discriminated from the amplitude of the shake detected by the shake detection means 40. For example, when the amplitude is larger than a predetermined value, it is determined that the lens barrel is not supported, and X = g. If the amplitude is small, it is determined that a tripod or a monopod is used, and X may be an exposure time h longer than g. Note that the exposure time X may not be handled as linear with respect to the distance a, but may be handled as a nonlinear function.
シャッタスピードを上げる際に、露光量を同じにするためには撮像装置の露光感度を上げるもしくは絞り値を小さくすればよいが、絞り値を変更することにより被写界深度も変わることから露光感度を変更する方が好ましい。 In order to make the exposure amount the same when increasing the shutter speed, the exposure sensitivity of the imaging device can be increased or the aperture value can be reduced. However, changing the aperture value also changes the depth of field, so exposure sensitivity It is preferable to change
本実施例では、カメラ制御手段１７は、支持位置Ａに基づいて撮像システムのぶれ量が大きいと判断される場合には露光時間を短くし、これによってぶれの影響を少なくしている。本実施例は、実施例１と組み合わせてもよい。例えば、撮像システムのぶれの周波数が高すぎて実施例１のカットオフ周波数帯を変更しても対応できない場合には、露光時間を短くしてもよい。 In this embodiment, the camera control means 17 shortens the exposure time when it is determined that the blur amount of the imaging system is large based on the support position A, thereby reducing the influence of the blur. This embodiment may be combined with the first embodiment. For example, the exposure time may be shortened when the blur frequency of the imaging system is too high to cope with the change in the cutoff frequency band of the first embodiment.
本実施例によれば、撮像システムの様々な支え方に対して撮影画像（静止画像、動画像のどちらでもよい）の像ぶれを抑えることができる。 According to the present embodiment, it is possible to suppress image blurring of a captured image (either a still image or a moving image) with respect to various support methods of the imaging system.
本発明は、上記実施例を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、該システム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行することによっても実現される。 The present invention supplies the software (program) for realizing the above embodiment to a system or apparatus via a network or various storage media, and the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads out and executes the program. It is also realized by doing.
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be variously modified and changed within the scope of the gist thereof.
本発明は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、テレビカメラ、監視カメラなどの各種撮像装置の分野に適用可能である。 The present invention is applicable to the field of various imaging devices such as a digital camera, a digital video camera, a television camera, and a surveillance camera.
５０・・・レンズ制御手段（像ぶれ補正装置、設定手段、焦点調節装置）、５４・・・積分フィルタ、５５・・・積分特性調整手段、５６・・・駆動制御手段 50 ... Lens control means (image blur correction device, setting means, focus adjustment device), 54 ... integral filter, 55 ... integral characteristic adjustment means, 56 ... drive control means
Claims (12)
前記積分フィルタによって変換された前記角変位信号に基づいて、前記振動による角変位が減少するように被写体像を形成する光学系の一部または前記被写体像を光電変換する撮像素子を駆動させる信号を生成する駆動制御手段と、
前記光学系を保持する鏡筒を支持する第１の支持位置と、前記光学系および撮像素子を有する撮像装置の前記第１の支持位置とは異なる第２の支持位置と、に依存する前記振動の周波数の情報と、取得した前記第１の支持位置の情報と、に基づいて、前記積分フィルタのカットオフ周波数を調整する調整手段と、
を有し、
前記調整手段は、前記第１の支持位置が前記第２の支持位置に近いほど前記カットオフ周波数を高く設定することを特徴とする像ぶれ補正装置。 An integration filter that converts an angular velocity signal representing vibration into an angular displacement signal;
Based on the angular displacement signal converted by the integration filter, a signal for driving a part of an optical system that forms a subject image or an image sensor that photoelectrically converts the subject image so that the angular displacement due to the vibration is reduced. Drive control means to generate,
The vibration that depends on a first support position that supports a lens barrel that holds the optical system and a second support position that is different from the first support position of the imaging device that includes the optical system and the imaging element. Adjusting means for adjusting the cut-off frequency of the integral filter based on the information on the frequency of the first and the acquired information on the first support position;
Have
The image blur correction apparatus according to claim 1, wherein the adjustment unit sets the cutoff frequency higher as the first support position is closer to the second support position.
選択された前記焦点検出点の焦点状態に基づいて前記光学系の一部または前記被写体像を光電変換する撮像素子を駆動させる信号を生成する駆動制御手段と、
を有し、
前記設定手段は、前記第１の位置と前記第２の位置の間に前記第３の位置がある場合よりも前記第１の位置と前記第２の位置の間に前記第３の位置がない場合の前記焦点検出範囲を広く設定することを特徴とする焦点調節装置。 A first position at which a plane perpendicular to the optical axis of the optical system passes through a first support position that supports a lens barrel that holds an optical system that forms a subject image, and an imaging that includes the lens barrel A second position where a plane orthogonal to the optical axis passes through a second support position different from the first support position of the apparatus and intersects with the optical axis; and a position where the center of gravity of the imaging apparatus passes and is orthogonal to the optical axis Setting means for setting a focus detection range including a plurality of focus detection points that can be selected by the photographer based on a relationship of a third position where a plane to intersect with the optical axis;
Drive control means for generating a signal for driving a part of the optical system or an image sensor for photoelectrically converting the subject image based on the focus state of the selected focus detection point;
Have
The setting means does not have the third position between the first position and the second position than when the third position is between the first position and the second position. A focus adjustment device characterized in that the focus detection range is set wide.
前記設定手段によって設定された前記合焦追従時間が経過した後で前記光学系の一部または前記被写体像を光電変換する撮像素子を駆動させる信号を生成する駆動制御手段と、
を有し、
前記設定手段は、前記第１の位置と前記第２の位置の間に前記第３の位置がある場合よりも前記第１の位置と前記第２の位置の間に前記第３の位置がない場合の前記合焦追従時間を長く設定することを特徴とする焦点調節装置。 A first position at which a plane perpendicular to the optical axis of the optical system passes through a first support position that supports a lens barrel that holds an optical system that forms a subject image, and an imaging that includes the lens barrel A second position where a plane orthogonal to the optical axis passes through a second support position different from the first support position of the apparatus and intersects with the optical axis; and a position where the center of gravity of the imaging apparatus passes and is orthogonal to the optical axis The focus adjustment is maintained on the first subject when the photographer changes the subject whose focus is adjusted from the first subject to the second subject based on the relationship of the third position where the plane to intersect intersects the optical axis. Setting means for setting the focusing follow-up time, which is the time to perform,
Drive control means for generating a signal for driving a part of the optical system or an image sensor for photoelectrically converting the subject image after the in-focus tracking time set by the setting means has elapsed;
Have
The setting means does not have the third position between the first position and the second position than when the third position is between the first position and the second position. A focus adjustment device characterized in that the focusing follow-up time is set longer.
前記設定手段は、前記第１の位置と前記第２の位置の間に前記第３の位置がある場合よりも前記第１の位置と前記第２の位置の間に前記第３の位置がない場合の前記露光時間を短く設定することを特徴とする制御ユニット。 A first position at which a plane perpendicular to the optical axis of the optical system passes through a first support position that supports a lens barrel that holds an optical system that forms a subject image, and an imaging that includes the lens barrel A second position where a plane orthogonal to the optical axis passes through a second support position different from the first support position of the apparatus and intersects with the optical axis; and a position where the center of gravity of the imaging apparatus passes and is orthogonal to the optical axis A setting unit that sets an exposure time that can be selected by the photographer based on the relationship of the third position where the plane that intersects the optical axis;
The setting means does not have the third position between the first position and the second position than when the third position is between the first position and the second position. A control unit characterized in that the exposure time is set short.
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