JP4193235B2

JP4193235B2 - Moving image shooting device

Info

Publication number: JP4193235B2
Application number: JP23584098A
Authority: JP
Inventors: 啓松井; 雅也木下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: JP2000066262A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像のぶれを補正する補正手段としてシフト方式をはじめとする機械的機構による光学的補正手段を用いた、手振れ補正機能付きのビデオカメラ，スチルカメラ，その他の動画または静止画の撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラの手振れ補正システムとしては、画像のぶれを補正する補正手段に、シフトレンズを手振れ量に応じて移動させる「シフト方式」またはバリアングルプリズムを手振れ量に応じて傾ける「ＶＡＰ方式」のような、機械的機構による光学的補正手段を用いたものが存在している。
【０００３】
こうした手振れ補正システムでは、角速度センサ等で検出したビデオカメラの手振れ量をＡ／Ｄ変換したサンプリング値に対し、マイクロコンピュータで積分等の演算を行なうことにより制御目標値を算出し、この制御目標値に基づいて画像のぶれを補正するように光学的補正手段を制御している。
【０００４】
従来、こうした手振れ補正システムでは、このサンプリング値の１サンプル毎のタイミングで（すなわちこのＡ／Ｄ変換や積分等の演算周期と同一の周期で）、当該サンプリング値からそのまま新たな制御目標値を算出していた。換言すれば、従来は、このＡ／Ｄ変換や積分等の演算と制御目標値の更新とを、同一の周波数で行なっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、こうした従来の手振れ補正システムでは、この制御目標値に基づいて光学的補正手段が制御される際に、この制御目標値の更新周波数に依存した騒音（物理的にこの更新周波数の振動が残留することによる騒音）が、光学的補正手段として用いるデバイスから発生していた。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、シフト方式をはじめとする機械的機構による光学的補正手段を用いた手振れ補正機能付きのビデオカメラ，スチルカメラ，デジタルスチルカメラ，その他の動画または静止画の撮影装置であって、こうした制御目標値の更新周波数に依存した光学的補正手段からの騒音を抑制したものを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る動画像撮影装置は、シフトユニットと、シフトユニットとレンズを包含して光学系を形成すると共にレンズ焦点距離情報を出力するレンズユニットと、シフトユニット内に垂直方向及び水平方向にそれぞれ移動可能な状態で支持されているシフトレンズと、シフトユニット内に設けられシフトレンズを垂直方向に駆動する垂直方向駆動コイルと、シフトユニット内に設けられシフトレンズを水平方向に駆動する水平方向駆動コイルと、シフトユニット内に設けられシフトレンズの垂直方向の位置を検出してシフトレンズ垂直方向位置信号を出力する垂直方向位置検出部と、シフトユニット内に設けられシフトレンズの水平方向の位置を検出してシフトレンズ水平方向位置信号を出力する水平方向位置検出部と、レンズユニットの垂直方向及び水平方向の角速度を検出する角速度センサと、角速度センサの出力信号を所定のサンプリング周波数でデジタル変換するＡ／Ｄコンバータと、角速度センサの出力信号の低域周波数成分を遮断する高域通過フィルタと、高域通過フィルタに接続される積分フィルタと、積分フィルタの出力信号をレンズ焦点距離情報に応じて増幅すると共に、サンプリング周波数の周期分の直近の演算値を用いてサンプリング周波数より高い周波数の周期の補完演算を行って制御目標値を出力するゲイン調整部と、ゲイン調整部の制御目標値出力をＰＷＭ変調してシフトレンズ目標位置信号を出力するＰＷＭ出力部と、シフトレンズ目標位置信号とシフトレンズ垂直方向位置信号とシフトレンズ水平方向位置信号を受けて垂直方向駆動コイル及び水平方向駆動コイルを駆動するサーボ回路とを具備するものである。
【０００８】
この撮影装置によれば、手振れ量の検出出力に基づき、補正手段からの騒音を抑制するようなタイミング及び大きさで生成手段により制御目標値が生成され、この制御目標値に基づいて画像のぶれを補正するように補正手段が制御される。
【０００９】
このように、従来のように１サンプル毎のタイミングで（すなわち演算周期と同一の周期で）サンプリング値からそのまま生成した制御目標値ではなく、補正手段からの騒音を抑制するようなタイミング及び大きさで生成した制御目標値に基づいて補正手段による補正が行われるので、補正手段としてシフト方式をはじめとする機械的機構による光学的補正手段を用いる場合にも、制御目標値の更新周波数に依存した光学的補正手段からの騒音が従来よりも抑制されるようになる。
【００１０】
なお、生成手段は、一例として、検出手段の出力をアナログ／デジタル変換したサンプリング値から制御目標値を算出する演算周波数に比べ、制御目標値の更新周波数を大きくするものであることが好適である。
【００１１】
そのようにした場合には、例えば従来と同じカットオフ周波数の低域通過フィルタを用いてこの更新周波数成分を従来よりも多く減衰させることができるので、その結果、この更新周波数に依存した光学的補正手段からの騒音が従来よりも抑制されるようになる。
【００１２】
そして、このように制御目標値の更新周波数を大きくするためには、一例として、現在のサンプリング値から得られる制御目標値と１サンプル前のサンプリング値から得られた制御目標値との差分を算出し、この算出結果を用いて、この１サンプル前の制御目標値からこの現在の制御目標値にまで段階的に制御目標値を遷移させるようにすることが好適である。
【００１３】
しかし、別の例として、現在のサンプリング値から得られる制御目標値及び１サンプル前のサンプリング値から得られた制御目標値から、現在から１サンプリング期間内の所定時間経過後の予測制御目標値を算出し、この算出結果を用いて、この現在の制御目標値から１サンプル後のサンプリング値から得られる制御目標値にまで段階的に制御目標値を遷移させるようにすることが一層好適である。
【００１４】
上記のようにした場合には、現在のサンプリング値から制御目標値を出力するタイミングを、従来の手振れ補正システムにおけるこの制御目標値の出力タイミングから変更することなく、制御目標値の更新周波数を従来よりも大きくすることができる。これにより、制御目標値を離散値として段階的に出力することによる位相遅れが従来よりも小さくなるので、手振れ補正性能の向上も同時に実現されるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をビデオカメラに適用した例について説明する。
図１は、本発明を適用したビデオカメラの手振れ補正システムの全体構成を示すブロック図である。この手振れ補正システムは、角速度センサ１１，アンプ部１２，Ａ／Ｄコンバータ１３，マイクロコンピュータ２１，低域通過フィルタ２６，サーボ回路３１及びレンズユニット４１から成っており、レンズユニット４１中にはシフトユニット４２が含まれている。
【００１６】
角速度センサ１１は、ビデオカメラの手振れ量を角速度Ｓｇｙｒｏとして検出するものである。角速度センサ１１には垂直方向，水平方向の手振れ量検出用の２個の角速度センサが用いられており、従って、角速度センサ１１により検出される角速度も垂直方向，水平方向の２系統のものが存在するが、ここでは、これらの２系統をまとめて角速度Ｓｇｙｒｏと表記し、以後の信号の流れも垂直方向，水平方向の２系統をまとめて１つの記号で表すことにする。
【００１７】
この角速度Ｓｇｙｒｏは、アンプ部１２で増幅され、信号ＳａｍｐとしてＡ／Ｄコンバータ１３に送られる。Ａ／Ｄコンバータ１３は、この信号Ｓａｍｐをサンプリングして、角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐとしてマイクロコンピュータ２１に送る。
【００１８】
マイクロコンピュータ２１は、この角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐと、レンズユニット４１から送られるレンズ焦点距離ｆとに基づき、ズーム位置に応じた最適な手振れ補正に必要なシフトレンズ目標位置（制御目標値）を算出し、このシフトレンズ目標位置を示すＰＷＭ（パルス幅変調）信号Ｓｐｗｍを出力する。このＰＷＭ信号Ｓｐｗｍは、低域通過フィルタ２６で連続量に変換され、シフトレンズ目標位置電圧Ｓｄｓｔとしてサーボ回路３１に送られる。
【００１９】
サーボ回路３１は、このシフトレンズ目標位置電圧Ｓｄｓｔと、シフトユニット４２から送られるシフトレンズ位置Ｓｐｓｄとの差に応じたレベルのドライブ電圧Ｓｄｒｉｖｅをシフトユニット４２に送る。これにより、後述するように、シフトユニット４２内のシフトレンズが目標位置に移動して手振れ補正が実現される。
【００２０】
図２は、マイクロコンピュータ２１が行なう処理を示した機能ブロック図である。角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐは、高域通過フィルタ２２で低域成分をカットされ、信号Ｓｈｐｆとして積分フィルタ２３に送られる。積分フィルタ２３は、信号Ｓｈｐｆを積分して、手振れの角度変位信号Ｓｉｎｔを求める。ゲイン調整部２４は、この角度変位信号Ｓｉｎｔ及びレンズ焦点距離ｆから、ズーム位置に応じた最適な手振れ補正に必要なシフトレンズ目標位置（制御目標値）Ｓｇａｉｎを算出する。ＰＷＭ出力部２５は、このシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎをその信号波の振幅に応じたパルス幅のＰＷＭ信号Ｓｐｗｍに変調して出力する。
【００２１】
図３は、シフトユニット４２の構成を示す図である。シフトユニット４２の筐体内には、シフトレンズ４３が、図示しないピン等の機械的機構により、垂直方向，水平方向にそれぞれ移動可能な状態で支持されている。図１のドライブ電圧Ｓｄｒｉｖｅのうちの垂直方向のドライブ電圧Ｓｄｒｉｖｅ＿ｖが垂直方向駆動コイル５１に印加されると、シフトレンズ４３は垂直方向に駆動されて移動する。またドライブ電圧Ｓｄｒｉｖｅのうちの水平方向のドライブ電圧Ｓｄｒｉｖｅ＿ｈが水平方向駆動コイル６１に印加されると、シフトレンズ４３は水平方向に駆動されて移動する。このようにして、シフトレンズ４３が目標位置に移動する。
【００２２】
シフトレンズ４３の垂直方向の位置は、次のようにして検出される。シフトユニット４２の筐体側に、ＩＲＥＤ（赤外発光ダイオード）５２とＰＳＤ（垂直方向に一次元配列された受光部を有する光検出器）５３とが固定されており、図示しないスリットがシフトレンズ４３側に固定されることによりシフトレンズ４３と共に移動可能になっている。ＩＲＥＤ５２から出た赤外光が、このスリットを通ってＰＳＤ５３の受光部に照射される。シフトレンズ４３の垂直方向の位置が変化するとスリットの垂直方向の位置も変化するので、ＰＳＤ５３の受光部上での赤外光の照射位置が変化する。
【００２３】
垂直方向位置検出回路５４はＩＲＥＤ５２及びＰＳＤ５３を駆動しており、ＰＳＤ５３の受光部上の赤外光の照射位置に応じてシフトレンズ垂直方向位置Ｓｐｓｄ＿ｖを生成する。これにより、シフトレンズ４３の垂直方向の位置がシフトレンズ垂直方向位置Ｓｐｓｄ＿ｖとして検出される。
【００２４】
シフトレンズ４３の水平方向の位置も、同様にして、ＩＲＥＤ６２，スリット，ＰＳＤ６３（水平方向に一次元配列された受光部を有する光検出器）及び水平方向位置検出回路６４によりシフトレンズ水平方向位置Ｓｐｓｄ＿ｈとして検出される。
【００２５】
図４乃至図６は、シフト方式による手振れ補正の原理を示す図である。図４は、手振れのない状態を示しており、この状態ではビデオカメラの撮像デバイスであるＣＣＤ７１上に画像のぶれは発生していない。
【００２６】
図５は、手振れが発生し且つ手振れ補正をしていない状態を示している。この状態では、被写体からの光束がレンズユニット４１内の各レンズ４３，４４及び４５の光軸に対して相対変位することにより、ＣＣＤ７１上に画像のぶれが発生している。
【００２７】
図６は、手振れが発生し且つ手振れ補正をした状態を示している。この状態では、シフトレンズ４３が目標位置に移動することにより光束が偏向し、その結果手振れによる光束とレンズ光軸との相対変位が打ち消されている。これにより、ＣＣＤ７１上での光束の位置が図４の手振れのない状態と同じ位置に保たれるので、画像のぶれが補正される。
【００２８】
以上に説明したのは、従来の手振れ補正システムと本発明とで共通する部分である。次に、本発明の特徴となる部分について、従来の手振れ補正システムと対比しつつ説明する。
【００２９】
図７は、マイクロコンピュータ２１のゲイン調整部２４（図２）が算出するシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの時間的変化の一例を示し、図８は、これに対応して低域通過フィルタ２６（図１）から出力されるシフトレンズ目標位置電圧Ｓｄｓｔの時間的変化の一例を示す。
【００３０】
また図９は、図７において円で囲んだ領域についての、従来の手振れ補正システムにおけるシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新の様子の一例を示す。
この図９にも表れているように、従来は、角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐの１サンプル毎のタイミングで（すなわちＡ／Ｄコンバータ１３やマイクロコンピュータ２１（図１）でのＡ／Ｄ変換や積分等の１演算周期Ｔｓａｍｐと同一の周期Ｔｒｅｓｅｔで）、当該角速度サンプリング値ＳｓａｍｐからＳｇａｉｎ（ｎ），Ｓｇａｉｎ（ｎ＋１）というようにそのまま新たな制御目標値Ｓｇａｉｎを算出していた。換言すれば、従来は、このＡ／Ｄ変換や積分等の演算と制御目標値Ｓｇａｉｎの更新とを、同一の周波数で行なっていた。
【００３１】
ところで、低域通過フィルタ２６から出力されるシフトレンズ目標位置電圧Ｓｄｓｔからは、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍのキャリア周波数成分と共に、シフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新周波数成分も除去されていることが望ましい。
【００３２】
しかし、低域通過フィルタ２６のカットオフ周波数を過度に低く設定した場合には、手振れ補正が行われる周波数領域において低域通過フィルタ２６による位相遅れの度合いが大きくなることにより、手振れ補正の性能が劣化してしまう。したがって、低域通過フィルタ２６のカットオフ周波数は過度に低く設定することはできない。
【００３３】
他方、Ａ／Ｄ変換や積分等の演算周期Ｔｓａｍｐのほうは、マイクロコンピュータ２１の演算処理速度に制約があることから、ある程度よりも短くすることはできない。したがって、演算周期Ｔｓａｍｐを短くする（すなわちシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新周期Ｔｒｅｓｅｔを短くする）ことによってシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新周波数のほうを低域通過フィルタ２６のカットオフ周波数よりも大きくすることにも、限界がある。
【００３４】
このような理由から、従来は、低域通過フィルタ２６のカットオフ周波数をシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新周波数に対して十分に低くしてこの更新周波数成分を十分に除去することができなかったので、低域通過フィルタ２６から出力されるシフトレンズ目標位置電圧Ｓｄｓｔに、シフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新周波数成分が一部残留していた。
【００３５】
前述のように、シフトユニット４２では、このシフトレンズ目標位置電圧Ｓｄｓｔに基づいてシフトレンズ４３が移動することにより画像のぶれが補正される。したがって、従来は、シフトレンズ４３の動きに、物理的にＡ／Ｄ変換や積分等の演算周波数と同一の周波数の振動が含まれるようになり、これが騒音となって聞こえていた。
【００３６】
図１０，１１は、本発明におけるシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新の様子の例を、図９と対比させるようにして示したものである。
このうち図１０は、請求項３に対応する例であり、時刻Ｔ（ｎ）からＴ（ｎ＋１）までの演算周期について代表的に示すように、演算周期Ｔｓａｍｐのうちこの周期のａ倍（０＜ａ＜１）の長さの最初の期間Ｔｒｅｓｅｔ’では、現在の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られる制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ）と、１サンプル前の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られた制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ−１）とから、次式のようにして算出した値を、新たな制御目標値Ｓｇａｉｎとして設定する。
Ｓｇａｉｎ（ｎ）＋ｂ×（Ｓｇａｉｎ（ｎ−１）−Ｓｇａｉｎ（ｎ））
ただし０＜ｂ＜１
【００３７】
そして、演算周期Ｔｓａｍｐのうちの残りの期間（すなわち１サンプル後の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ＋１）が得られるまでの期間）は、この現在の制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ）をそのまま制御目標値Ｓｇａｉｎとして設定する。
【００３８】
これにより、制御目標値Ｓｇａｉｎが、１サンプル前の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られた制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ−１）から現在の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られる制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ）へと段階的に遷移することになる。
【００３９】
ここで、例えばａ＝０．５，ｂ＝０．５とした場合には、演算周期Ｔｓａｍｐの前半の０．５サンプリング周期の長さの期間では、現在の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られる制御目標値と１サンプル前の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られた制御目標値との平均値が制御目標値Ｓｇａｉｎとして設定され、演算周期Ｔｓａｍｐの後半の０．５サンプリング周期の長さの期間では、現在の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られる制御目標値がそのまま制御目標値Ｓｇａｉｎとして設定される。したがって、この場合には、制御目標値Ｓｇａｉｎの更新周波数は、図９の例の場合における更新周波数の２倍の大きさになる。
【００４０】
低域通過フィルタ２６のゲイン特性は、カットオフ周波数以上の周波数領域では、フィルタ１次あたり−６ｄＢ／ＯＣＴである。したがって、例えば低域通過フィルタ２６として３次のフィルタを用いた場合には、制御目標値電圧Ｓｄｓｔに残留する制御目標値Ｓｇａｉｎの更新周波数成分が、従来と比較して１８ｄＢ多く減衰することになる。その結果、この更新周波数に依存してシフトユニット４２から発生する騒音が、大幅に抑制される。
【００４１】
このように、この図１０の例では、１サンプル前の制御目標値から現在の制御目標値にまで制御目標値Ｓｇａｉｎを段階的に遷移させることにより、制御目標値Ｓｇａｉｎの更新周波数が従来よりも大きくなるので、この更新周波数成分を原因としてシフトユニット４２から発生する騒音が従来よりも抑制されるようになる。
【００４２】
次に図１１は、請求項４に対応する例であり、時刻Ｔ（ｎ）からＴ（ｎ＋１）までの演算周期について代表的に示すように、演算周期Ｔｓａｍｐのうちこの周期のａ倍（０＜ａ＜１）の長さの最初の期間Ｔｒｅｓｅｔ’’では、現在の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られる制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ）をそのまま新たな制御目標値Ｓｇａｉｎとして設定する。
【００４３】
そして、この演算周期Ｔｓａｍｐのうちの残りの期間（すなわち１サンプル後の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ＋１）が得られるまでの期間）については、現在の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られる制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ）と１サンプル前の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られた制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ−１）との両者から期間Ｔｒｅｓｅｔ’’経過時点での予測制御目標値を算出し、この予測制御目標値を新たな制御目標値Ｓｇａｉｎとして設定する。
【００４４】
これにより、制御目標値Ｓｇａｉｎが、現在の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られる制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ）から１サンプル後の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られる制御目標値Ｓｇａｉｎ（ｎ＋１）へと段階的に遷移することになる。
【００４５】
ここで、例えばａ＝０．５とした場合には、期間Ｔｒｅｓｅｔ’’経過時点での予測制御目標値を、次式のようにして算出することができる。
Ｓｇａｉｎ（ｎ）＋（Ｓｇａｉｎ（ｎ）−Ｓｇａｉｎ（ｎ−１））／２
【００４６】
この場合、図１０の例において説明したのと同様にして、制御目標値Ｓｇａｉｎの更新周波数が従来の２倍の大きさになるので、フィルタ２６として３次のフィルタを用いた場合には、制御目標値電圧Ｓｄｓｔに残留する制御目標値Ｓｇａｉｎの更新周波数成分が従来と比較してやはり１８ｄＢ多く減衰し、その結果この更新周波数に依存してシフトユニット４２から発生する騒音がやはり大幅に抑制される。
【００４７】
このように、この図１１の例では、現在の制御目標値から１サンプル後の制御目標値にまで制御目標値Ｓｇａｉｎを段階的に遷移させることにより、制御目標値Ｓｇａｉｎの更新周波数がやはり従来よりも大きくなるので、この更新周波数成分を原因としてシフトユニット４２から発生する騒音が従来よりも抑制されるようになる。
【００４８】
しかも、この図１１の例では、現在の角速度サンプリング値Ｓｓａｍｐから得られる制御目標値Ｓｇａｉｎを出力するタイミングを、従来の手振れ補正システムにおけるこの現在の制御目標値Ｓｇａｉｎの出力タイミングから変更することなく、制御目標値Ｓｇａｉｎの更新周波数を従来よりも大きくすることができる。これにより、制御目標値Ｓｇａｉｎを離散値として段階的に出力することによる位相遅れが従来よりも小さくなるので、手振れ補正性能の向上も同時に実現される。
【００４９】
ちなみに、図１１では、描画の都合上、期間Ｔｒｅｓｅｔ’’経過時点での予測制御目標値が当該時点での最適な制御目標値から比較的大きくずれて描かれているが、手振れによるビデオカメラの振動は２０〜３０Ｈｚ程度の周波数のものなので、実際には、この予測制御目標値と最適な制御目標値とのずれはごく僅かである。
【００５０】
以上の図１０，１１の例では、１演算周期毎に制御目標値Ｓｇａｉｎを２段階に遷移させている。しかし、この段階数を増やすほど制御目標値Ｓｇａｉｎの更新周波数を大きくすることができるので、１演算周期毎に３段階以上に制御目標値Ｓｇａｉｎを遷移させるようにしてもよい。
【００５１】
また、以上の例では、手振れ量の検出手段として角速度センサを用いたビデオカメラに本発明を適用しているが、角速度センサ以外の検出手段（例えば加速度センサ）を用いたビデオカメラにも本発明を適用してよい。
【００５２】
また、以上の例では、シフト方式の光学的補正手段を用いたビデオカメラに本発明を適用しているが、シフト方式以外の機械的機構による光学的補正手段（例えばＶＡＰ方式の光学的補正手段）を用いたビデオカメラにも本発明を適用してよい。
【００５３】
また、以上の例ではビデオカメラに本発明を適用しているが、ビデオカメラ以外のスチルカメラ，デジタルスチルカメラ，その他の動画または静止画の撮影装置にも本発明を適用してよい。
また、本発明は、以上の実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとりうることはもちろんである。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来のように１サンプル毎のタイミングで（すなわち演算周期と同一の周期で）サンプリング値からそのまま生成した制御目標値ではなく、この制御目標値に基づいて画像のぶれを補正する補正手段からの騒音を抑制するようなタイミング及び大きさで生成した制御目標値に基づいて、補正手段による補正が行われる。したがって、補正手段としてシフト方式をはじめとする機械的機構による光学的補正手段を用いる場合にも、制御目標値の更新周波数に依存した光学的補正手段からの騒音を従来よりも抑制することができる。
【００５５】
また、請求項２に記載のように、検出手段の出力をアナログ／デジタル変換したサンプリング値から制御目標値を算出する演算周波数に比べ、制御目標値の更新周波数を大きくした場合（より具体的には請求項３に記載のように、現在のサンプリング値から得られる制御目標値と１サンプル前のサンプリング値から得られた制御目標値との差分を算出し、この算出結果を用いて、この１サンプル前の制御目標値からこの現在の制御目標値にまで段階的に制御目標値を遷移させるようにした場合には）には、例えば従来と同じカットオフ周波数の低域通過フィルタを用いてこの更新周波数成分を従来よりも多く減衰させることができるので、その結果、この更新周波数に依存した光学的補正手段からの騒音を従来よりも抑制することができる。
【００５６】
さらに、検出手段の出力をアナログ／デジタル変換したサンプリング値から制御目標値を算出する演算周波数に比べて制御目標値の更新周波数を大きくする具体例として、請求項４に記載のように、現在のサンプリング値から得られる制御目標値及び１サンプル前のサンプリング値から得られた制御目標値から、現在から１サンプリング期間内の所定時間経過後の予測制御目標値を算出し、この算出結果を用いて、この現在の制御目標値から１サンプル後のサンプリング値から得られる制御目標値にまで段階的に制御目標値を遷移させるようにした場合には、現在のサンプリング値から制御目標値を出力するタイミングを、従来の手振れ補正システムにおけるこの制御目標値の出力タイミングから変更することなく、制御目標値の更新周波数を従来よりも大きくすることができる。これにより、制御目標値を離散値として段階的に出力することによる位相遅れが従来よりも小さくなるので、手振れ補正性能の向上も同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したビデオカメラの手振れ補正システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータ２１が行なう処理の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】シフトユニット４２の構成を示す図である。
【図４】シフト方式による手振れ補正の原理を示す図である。
【図５】シフト方式による手振れ補正の原理を示す図である。
【図６】シフト方式による手振れ補正の原理を示す図である。
【図７】シフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの時間的変化の一例を示す図である。
【図８】シフトレンズ目標位置電圧Ｓｄｓｔの時間的変化の一例を示す図である。
【図９】従来の手振れ補正システムにおけるシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新の様子の一例を示す図である。
【図１０】本発明による手振れ補正システムにおけるシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新の様子の一例を示す図である。
【図１１】本発明による手振れ補正システムにおけるシフトレンズ目標位置Ｓｇａｉｎの更新の様子の別の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１角速度センサ、１２アンプ部、１３Ａ／Ｄコンバータ、２１マイクロコンピュータ、２２高域通過フィルタ、２３積分フィルタ、２４ゲイン調整部、２５ＰＷＭ出力部、２６低域通過フィルタ、３１サーボ回路、４１レンズユニット、４２シフトユニット、４３シフトレンズ、５１垂直方向駆動コイル、５２，６２ＩＲＥＤ、５３，６３ＰＳＤ、５４垂直方向位置検出回路、６１水平方向駆動コイル、６４水平方向位置検出回路、７１ＣＣＤ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention captures a video camera, a still camera, and other moving images or still images with a camera shake correction function using optical correction means using a mechanical mechanism such as a shift method as correction means for correcting image blur. Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
As a camera shake correction system for a video camera, a “shift method” in which a shift lens is moved in accordance with the amount of camera shake or a “VAP method” in which a vari-angle prism is tilted in accordance with the amount of camera shake is used as a correction means for correcting image blur. In addition, there is one using an optical correction means by a mechanical mechanism.
[0003]
In such a camera shake correction system, a control target value is calculated by performing calculation such as integration on a sampling value obtained by A / D conversion of the camera shake amount detected by an angular velocity sensor or the like, and this control target value The optical correction means is controlled so as to correct image blur based on the above.
[0004]
Conventionally, in such a camera shake correction system, a new control target value is calculated as it is from the sampling value at the timing of each sampling value of the sampling value (that is, in the same cycle as the calculation cycle of A / D conversion, integration, etc.). Was. In other words, conventionally, the calculation such as A / D conversion and integration and the update of the control target value are performed at the same frequency.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional camera shake correction system, when the optical correction means is controlled based on the control target value, noise depending on the update frequency of the control target value (physically the vibration of the update frequency remains. Noise) from the device used as the optical correction means.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and is a video camera, a still camera, a digital still camera, other moving images with a camera shake correction function using an optical correction means using a mechanical mechanism including a shift method, It is an object of the present invention to provide a still image capturing apparatus that suppresses noise from optical correction means depending on the update frequency of the control target value.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problems, a moving image capturing apparatus according to the present invention includes a shift unit, a lens unit that includes the shift unit and a lens to form an optical system, and outputs lens focal length information. A shift lens supported in a movable state in the vertical direction and the horizontal direction, a vertical drive coil provided in the shift unit for driving the shift lens in the vertical direction, and a shift lens provided in the shift unit. A horizontal driving coil that drives in the horizontal direction, a vertical position detection unit that is provided in the shift unit, detects a vertical position of the shift lens and outputs a shift lens vertical position signal, and is provided in the shift unit. Horizontal position that detects the horizontal position of the shift lens and outputs a shift lens horizontal position signal An output portion, an angular velocity sensor that detects the angular velocity in the vertical direction and the horizontal direction of the lens unit, an A / D converter that digitally converts the output signal of the angular velocity sensor at a predetermined sampling frequency, and a low frequency of the output signal of the angular velocity sensor A high-pass filter that blocks components, an integration filter connected to the high-pass filter, and amplifying the output signal of the integration filter according to lens focal length information, and calculating the nearest calculated value for the sampling frequency period A gain adjustment unit that outputs a control target value by performing a complementary operation of a cycle having a frequency higher than the sampling frequency, and a PWM output unit that outputs a shift lens target position signal by PWM modulating the control target value output of the gain adjustment unit And a shift lens target position signal, a shift lens vertical position signal, and a shift lens horizontal position signal. It is intended to and a servo circuit for driving the vertical drive coil and the horizontal driving coil Te.
[0008]
According to this photographing apparatus, the control target value is generated by the generation unit at a timing and magnitude that suppresses noise from the correction unit, based on the detection output of the camera shake amount, and image blurring is generated based on the control target value. The correcting means is controlled so as to correct.
[0009]
As described above, the control target value is not generated as it is from the sampling value as it is at the timing of each sample (that is, in the same cycle as the calculation cycle) as in the prior art, but the timing and the size that suppress the noise from the correction means. Since the correction by the correction means is performed based on the control target value generated in (5), even when an optical correction means by a mechanical mechanism such as a shift method is used as the correction means, it depends on the update frequency of the control target value. Noise from the optical correction means is suppressed more than before.
[0010]
  The generation means isAs an example,It is preferable that the update frequency of the control target value is made larger than the calculation frequency for calculating the control target value from the sampling value obtained by analog / digital conversion of the output of the detection means.
[0011]
In such a case, this update frequency component can be attenuated more than before by using, for example, a low-pass filter having the same cutoff frequency as the conventional one, and as a result, the optical frequency depending on this update frequency can be reduced. The noise from the correction means is suppressed more than before.
[0012]
  And in order to increase the update frequency of the control target value in this way,As an example,The difference between the control target value obtained from the current sampling value and the control target value obtained from the sampling value of one sample before is calculated, and using this calculation result, the current target value from the control target value of one sample before is calculated. It is preferable to make the control target value transition to the control target value step by step.
[0013]
  But,As another example,From the control target value obtained from the current sampling value and the control target value obtained from the sampling value one sample before, a predicted control target value after the elapse of a predetermined time within one sampling period from the present is calculated, and the calculation result is It is more preferable that the control target value is gradually shifted from the current control target value to the control target value obtained from the sampling value after one sample.
[0014]
  the aboveIn this case, the update frequency of the control target value is changed from the conventional value without changing the output timing of the control target value from the current sampling value from the output timing of the control target value in the conventional camera shake correction system. Can also be increased. As a result, the phase lag due to the stepwise output of the control target value as a discrete value becomes smaller than in the prior art, so that the camera shake correction performance can be improved at the same time.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an example in which the present invention is applied to a video camera will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a camera shake correction system for a video camera to which the present invention is applied. This camera shake correction system includes an angular velocity sensor 11, an amplifier unit 12, an A / D converter 13, a microcomputer 21, a low-pass filter 26, a servo circuit 31, and a lens unit 41. The lens unit 41 includes a shift unit. 42 is included.
[0016]
The angular velocity sensor 11 detects a camera shake amount of the video camera as an angular velocity Sgyro. The angular velocity sensor 11 uses two angular velocity sensors for detecting the amount of camera shake in the vertical direction and the horizontal direction. Accordingly, there are two types of angular velocity detected by the angular velocity sensor 11 in the vertical direction and the horizontal direction. However, here, these two systems are collectively expressed as an angular velocity Sgyro, and the subsequent signal flow is also expressed as one symbol by combining the two systems in the vertical direction and the horizontal direction.
[0017]
The angular velocity Sgyro is amplified by the amplifier unit 12 and sent to the A / D converter 13 as a signal Samp. The A / D converter 13 samples this signal Samp and sends it to the microcomputer 21 as an angular velocity sampling value Ssamp.
[0018]
The microcomputer 21 calculates a shift lens target position (control target value) necessary for optimal camera shake correction according to the zoom position based on the angular velocity sampling value Ssamp and the lens focal length f sent from the lens unit 41. The PWM (pulse width modulation) signal Spwm indicating the shift lens target position is output. The PWM signal Spwm is converted into a continuous amount by the low-pass filter 26 and sent to the servo circuit 31 as the shift lens target position voltage Sdst.
[0019]
The servo circuit 31 sends a drive voltage Sdrive of a level corresponding to the difference between the shift lens target position voltage Sdst and the shift lens position Spsd sent from the shift unit 42 to the shift unit 42. Thereby, as will be described later, the shift lens in the shift unit 42 is moved to the target position, and the camera shake correction is realized.
[0020]
FIG. 2 is a functional block diagram showing processing performed by the microcomputer 21. The angular velocity sampling value Ssamp has its low-frequency component cut by the high-pass filter 22 and is sent to the integration filter 23 as a signal Shpf. The integration filter 23 integrates the signal Shpf to obtain an angular displacement signal Sint of camera shake. The gain adjusting unit 24 calculates a shift lens target position (control target value) Sgain necessary for optimal camera shake correction according to the zoom position from the angular displacement signal Sint and the lens focal length f. The PWM output unit 25 modulates the shift lens target position Sgain into a PWM signal Spwm having a pulse width corresponding to the amplitude of the signal wave, and outputs the PWM signal Spwm.
[0021]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the shift unit 42. In the housing of the shift unit 42, a shift lens 43 is supported by a mechanical mechanism such as a pin (not shown) so as to be movable in the vertical and horizontal directions. When the vertical drive voltage Sdrive_v of the drive voltage Sdrive in FIG. 1 is applied to the vertical drive coil 51, the shift lens 43 is driven in the vertical direction to move. When the horizontal drive voltage Sdrive_h of the drive voltage Sdrive is applied to the horizontal drive coil 61, the shift lens 43 is driven and moved in the horizontal direction. In this way, the shift lens 43 moves to the target position.
[0022]
The position of the shift lens 43 in the vertical direction is detected as follows. An IRED (infrared light emitting diode) 52 and a PSD (photodetector having a light receiving portion arranged one-dimensionally in the vertical direction) 53 are fixed to the housing side of the shift unit 42, and a slit (not shown) is formed in the shift lens 43. It is possible to move together with the shift lens 43 by being fixed to the side. Infrared light emitted from the IRED 52 is irradiated to the light receiving portion of the PSD 53 through this slit. When the vertical position of the shift lens 43 is changed, the vertical position of the slit is also changed, so that the irradiation position of the infrared light on the light receiving portion of the PSD 53 is changed.
[0023]
The vertical position detection circuit 54 drives the IRED 52 and the PSD 53, and generates the shift lens vertical position Spsd_v according to the irradiation position of the infrared light on the light receiving portion of the PSD 53. Thereby, the vertical position of the shift lens 43 is detected as the shift lens vertical position Spsd_v.
[0024]
Similarly, the horizontal position of the shift lens 43 is also determined by the IRED 62, the slit, the PSD 63 (a photodetector having a light receiving portion arranged one-dimensionally in the horizontal direction) and the horizontal position detection circuit 64, and the shift lens horizontal position Spsd_h. Detected as
[0025]
4 to 6 are diagrams illustrating the principle of camera shake correction by the shift method. FIG. 4 shows a state in which there is no camera shake. In this state, no image blur occurs on the CCD 71 which is an imaging device of the video camera.
[0026]
FIG. 5 shows a state in which camera shake occurs and camera shake correction is not performed. In this state, image blur occurs on the CCD 71 due to the relative displacement of the light beam from the subject relative to the optical axes of the lenses 43, 44 and 45 in the lens unit 41.
[0027]
FIG. 6 shows a state in which camera shake has occurred and camera shake correction has been performed. In this state, the light beam is deflected by the shift lens 43 moving to the target position, and as a result, the relative displacement between the light beam and the lens optical axis due to camera shake is cancelled. As a result, the position of the light beam on the CCD 71 is maintained at the same position as that in FIG. 4 where there is no camera shake, so that the image blur is corrected.
[0028]
What has been described above is a common part between the conventional camera shake correction system and the present invention. Next, the characteristic features of the present invention will be described in comparison with a conventional camera shake correction system.
[0029]
FIG. 7 shows an example of the temporal change of the shift lens target position Sgain calculated by the gain adjusting unit 24 (FIG. 2) of the microcomputer 21, and FIG. 8 shows the low-pass filter 26 (FIG. 1) corresponding thereto. ) Shows an example of the temporal change of the shift lens target position voltage Sdst output from the above.
[0030]
FIG. 9 shows an example of how the shift lens target position Sgain is updated in the conventional camera shake correction system for the area circled in FIG.
As shown in FIG. 9, conventionally, at the timing of each sample of the angular velocity sampling value Ssamp (that is, A / D conversion or integration in the A / D converter 13 or the microcomputer 21 (FIG. 1)). From the angular velocity sampling value Ssamp, a new control target value Sgain is calculated as it is, such as Sgain (n), Sgain (n + 1), at the same cycle Reset as one calculation cycle Tsamp). In other words, conventionally, the calculation such as A / D conversion and integration and the update of the control target value Sgain are performed at the same frequency.
[0031]
Incidentally, it is desirable that the shift frequency target position voltage Sdst output from the low-pass filter 26 also removes the update frequency component of the shift lens target position Sgain together with the carrier frequency component of the PWM signal Spwm.
[0032]
However, when the cut-off frequency of the low-pass filter 26 is set too low, the degree of phase delay due to the low-pass filter 26 increases in the frequency region where the camera shake correction is performed, so that the camera shake correction performance is improved. It will deteriorate. Therefore, the cutoff frequency of the low-pass filter 26 cannot be set too low.
[0033]
On the other hand, the calculation cycle Tsamp such as A / D conversion and integration cannot be made shorter than a certain degree because the calculation processing speed of the microcomputer 21 is limited. Therefore, the update frequency of the shift lens target position Sgain is made larger than the cutoff frequency of the low-pass filter 26 by shortening the calculation period Tsamp (that is, shortening the update period Reset of the shift lens target position Sgain). There are also limitations.
[0034]
For this reason, conventionally, the cut-off frequency of the low-pass filter 26 has not been sufficiently reduced by sufficiently reducing the cut-off frequency of the low-pass filter 26 with respect to the update frequency of the shift lens target position Sgain. In the shift lens target position voltage Sdst output from the low-pass filter 26, a part of the update frequency component of the shift lens target position Sgain remains.
[0035]
As described above, in the shift unit 42, image blur is corrected by the shift lens 43 moving based on the shift lens target position voltage Sdst. Therefore, conventionally, the movement of the shift lens 43 physically includes vibration having the same frequency as the operation frequency such as A / D conversion and integration, which has been heard as noise.
[0036]
10 and 11 show an example of how the shift lens target position Sgain is updated in the present invention, as compared with FIG.
Of these, FIG. 10 is an example corresponding to claim 3. As representatively shown for the calculation period from time T (n) to T (n + 1), a times (0) of this period in the calculation period Tsamp. In the first period Reset ′ having a length of <a <1), the control target value Sgain (n) obtained from the current angular velocity sampling value Ssamp and the control target value Sgain obtained from the angular velocity sampling value Ssamp one sample before. From (n-1), a value calculated as in the following equation is set as a new control target value Sgain.
Sgain (n) + b × (Sgain (n−1) −Sgain (n))
However, 0 <b <1
[0037]
In the remaining period of the calculation cycle Tsamp (that is, the period until the control target value Sgain (n + 1) is obtained from the angular velocity sampling value Ssamp after one sample), the current control target value Sgain (n) is used as it is. It is set as the control target value Sgain.
[0038]
Thus, the control target value Sgain is changed from the control target value Sgain (n−1) obtained from the angular velocity sampling value Ssamp one sample before to the control target value Sgain (n) obtained from the current angular velocity sampling value Ssamp. Transition.
[0039]
Here, for example, when a = 0.5 and b = 0.5, the control target obtained from the current angular velocity sampling value Ssamp in the period of the 0.5 sampling period in the first half of the calculation period Tsamp. An average value of the control target value obtained from the value and the angular velocity sampling value Ssamp one sample before is set as the control target value Sgain, and in the period of the 0.5 sampling period in the latter half of the calculation period Tsamp, The control target value obtained from the angular velocity sampling value Ssamp is set as the control target value Sgain as it is. Therefore, in this case, the update frequency of the control target value Sgain is twice as large as the update frequency in the example of FIG.
[0040]
The gain characteristic of the low-pass filter 26 is −6 dB / OCT per filter order in the frequency region above the cutoff frequency. Therefore, for example, when a third-order filter is used as the low-pass filter 26, the update frequency component of the control target value Sgain remaining in the control target value voltage Sdst is attenuated by 18 dB compared to the conventional case. . As a result, the noise generated from the shift unit 42 depending on the update frequency is greatly suppressed.
[0041]
As described above, in the example of FIG. 10, the control target value Sgain is gradually changed from the control target value one sample before to the current control target value, so that the update frequency of the control target value Sgain is higher than that of the conventional example. Since it becomes large, the noise generated from the shift unit 42 due to this update frequency component is suppressed more than before.
[0042]
Next, FIG. 11 is an example corresponding to claim 4 and, as representatively showing the calculation cycle from time T (n) to T (n + 1), a times (0) of this cycle in the calculation cycle Tsamp. In the first period “Treset” having a length of <a <1), the control target value Sgain (n) obtained from the current angular velocity sampling value Ssamp is set as a new control target value Sgain as it is.
[0043]
For the remaining period (that is, the period until the control target value Sgain (n + 1) is obtained from the angular velocity sampling value Ssamp after one sample) in the calculation cycle Tsamp, the control obtained from the current angular velocity sampling value Ssamp is used. A predicted control target value at the time when the time period Reset ′ has elapsed is calculated from both the target value Sgain (n) and the control target value Sgain (n−1) obtained from the angular velocity sampling value Ssamp one sample before, and this prediction is performed. The control target value is set as a new control target value Sgain.
[0044]
As a result, the control target value Sgain gradually changes from the control target value Sgain (n) obtained from the current angular velocity sampling value Ssamp to the control target value Sgain (n + 1) obtained from the angular velocity sampling value Ssamp after one sample. Will do.
[0045]
Here, for example, when a = 0.5, the predicted control target value at the time point when the time period Reset ″ has elapsed can be calculated as follows.
Sgain (n) + (Sgain (n) −Sgain (n−1)) / 2
[0046]
In this case, the update frequency of the control target value Sgain is twice as large as that in the conventional case, as described in the example of FIG. The update frequency component of the control target value Sgain remaining in the target value voltage Sdst is also attenuated by 18 dB compared to the conventional case, and as a result, the noise generated from the shift unit 42 depending on this update frequency is also greatly suppressed. .
[0047]
As described above, in the example of FIG. 11, the control target value Sgain is gradually changed from the current control target value to the control target value after one sample, so that the update frequency of the control target value Sgain is still higher than the conventional one. Therefore, the noise generated from the shift unit 42 due to the updated frequency component is suppressed more than in the past.
[0048]
Moreover, in the example of FIG. 11, the timing for outputting the control target value Sgain obtained from the current angular velocity sampling value Ssamp is not changed from the output timing of the current control target value Sgain in the conventional camera shake correction system. The update frequency of the control target value Sgain can be made larger than before. As a result, the phase delay due to the stepwise output of the control target value Sgain as a discrete value is smaller than in the prior art, so that an improvement in camera shake correction performance is realized at the same time.
[0049]
Incidentally, in FIG. 11, for the convenience of drawing, the predicted control target value at the time point when the period “Treset ″ has elapsed is drawn with a relatively large deviation from the optimal control target value at that time point. Since the vibration has a frequency of about 20 to 30 Hz, the deviation between the predicted control target value and the optimal control target value is actually very small.
[0050]
In the example of FIGS. 10 and 11 described above, the control target value Sgain is shifted in two stages every calculation cycle. However, since the update frequency of the control target value Sgain can be increased as the number of stages is increased, the control target value Sgain may be transitioned to three or more stages every calculation cycle.
[0051]
In the above example, the present invention is applied to a video camera using an angular velocity sensor as a means for detecting the amount of camera shake. However, the present invention is also applied to a video camera using a detecting means other than the angular velocity sensor (for example, an acceleration sensor). May be applied.
[0052]
In the above example, the present invention is applied to a video camera using a shift type optical correction unit. However, an optical correction unit using a mechanical mechanism other than the shift type (for example, a VAP type optical correction unit). The present invention may be applied to a video camera using the above.
[0053]
In the above example, the present invention is applied to a video camera. However, the present invention may be applied to still cameras other than video cameras, digital still cameras, and other moving image or still image photographing apparatuses.
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, based on the control target value, instead of the control target value generated as it is from the sampling value at the timing of each sample (that is, in the same cycle as the calculation cycle) as in the prior art. Correction by the correction unit is performed based on a control target value generated at a timing and magnitude that suppresses noise from the correction unit that corrects image blur. Therefore, even when an optical correction unit using a mechanical mechanism such as a shift method is used as the correction unit, noise from the optical correction unit depending on the update frequency of the control target value can be suppressed more than in the past. .
[0055]
Further, as described in claim 2, when the update frequency of the control target value is increased compared to the calculation frequency for calculating the control target value from the sampling value obtained by analog / digital conversion of the output of the detection means (more specifically, As described in claim 3, the difference between the control target value obtained from the current sampling value and the control target value obtained from the sampling value one sample before is calculated, and using this calculation result, In the case where the control target value is gradually changed from the control target value before the sample to the current control target value), for example, a low-pass filter having the same cutoff frequency as the conventional one is used. Since the update frequency component can be attenuated more than before, as a result, the noise from the optical correction means depending on the update frequency can be suppressed more than before.
[0056]
Furthermore, as a specific example in which the update frequency of the control target value is increased as compared with the calculation frequency for calculating the control target value from the sampling value obtained by analog / digital conversion of the output of the detection means, Based on the control target value obtained from the sampling value and the control target value obtained from the sampling value one sample before, a predicted control target value after the elapse of a predetermined time within one sampling period from the present is calculated, and this calculation result is used. When the control target value is gradually changed from the current control target value to the control target value obtained from the sampling value after one sample, the timing at which the control target value is output from the current sampling value Without changing from the output timing of this control target value in the conventional camera shake correction system, It can be larger than conventional. As a result, the phase lag due to the stepwise output of the control target value as a discrete value is smaller than in the conventional case, so that the camera shake correction performance can be improved at the same time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a camera shake correction system of a video camera to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an example of processing performed by the microcomputer 21 of FIG.
3 is a diagram showing a configuration of a shift unit 42. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of camera shake correction by a shift method.
FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of camera shake correction by a shift method.
FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of camera shake correction by a shift method.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a temporal change of a shift lens target position Sgain.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a temporal change in a shift lens target position voltage Sdst.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of how a shift lens target position Sgain is updated in a conventional camera shake correction system.
FIG. 10 is a diagram showing an example of how the shift lens target position Sgain is updated in the camera shake correction system according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing another example of how the shift lens target position Sgain is updated in the camera shake correction system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
11 angular velocity sensor, 12 amplifier unit, 13 A / D converter, 21 microcomputer, 22 high-pass filter, 23 integral filter, 24 gain adjustment unit, 25 PWM output unit, 26 low-pass filter, 31 servo circuit, 41 lens Unit, 42 shift unit, 43 shift lens, 51 vertical drive coil, 52, 62 IRED, 53, 63 PSD, 54 vertical position detection circuit, 61 horizontal drive coil, 64 horizontal position detection circuit, 71 CCD

Claims

シフトユニットと、A shift unit;
前記シフトユニットとレンズを包含して光学系を形成すると共にレンズ焦点距離情報を出力するレンズユニットと、A lens unit including the shift unit and the lens to form an optical system and outputting lens focal length information;
前記シフトユニット内に垂直方向及び水平方向にそれぞれ移動可能な状態で支持されているシフトレンズと、A shift lens that is supported in the shift unit so as to be movable in a vertical direction and a horizontal direction, and
前記シフトユニット内に設けられ前記シフトレンズを垂直方向に駆動する垂直方向駆動コイルと、A vertical driving coil provided in the shift unit and driving the shift lens in a vertical direction;
前記シフトユニット内に設けられ前記シフトレンズを水平方向に駆動する水平方向駆動コイルと、A horizontal driving coil provided in the shift unit for driving the shift lens in a horizontal direction;
前記シフトユニット内に設けられ前記シフトレンズの垂直方向の位置を検出してシフトレンズ垂直方向位置信号を出力する垂直方向位置検出部と、A vertical position detector provided in the shift unit for detecting a vertical position of the shift lens and outputting a shift lens vertical position signal;
前記シフトユニット内に設けられ前記シフトレンズの水平方向の位置を検出してシフトレンズ水平方向位置信号を出力する水平方向位置検出部と、A horizontal position detector provided in the shift unit for detecting a horizontal position of the shift lens and outputting a shift lens horizontal position signal;
前記レンズユニットの垂直方向及び水平方向の角速度を検出する角速度センサと、An angular velocity sensor for detecting an angular velocity in a vertical direction and a horizontal direction of the lens unit;
前記角速度センサの出力信号を所定のサンプリング周波数でデジタル変換するＡ／Ｄコンバータと、An A / D converter for digitally converting the output signal of the angular velocity sensor at a predetermined sampling frequency;
前記角速度センサの出力信号の低域周波数成分を遮断する高域通過フィルタと、A high-pass filter that blocks a low-frequency component of the output signal of the angular velocity sensor;
前記高域通過フィルタに接続される積分フィルタと、An integration filter connected to the high pass filter;
前記積分フィルタの出力信号を前記レンズ焦点距離情報に応じて増幅すると共に、前記サンプリング周波数の周期分の直近の演算値を用いて前記サンプリング周波数より高い周波数の周期の補完演算を行って制御目標値を出力するゲイン調整部と、Amplifying the output signal of the integration filter according to the lens focal length information, and performing a complementary calculation of a cycle having a frequency higher than the sampling frequency by using the latest calculated value corresponding to the sampling frequency cycle. A gain adjustment unit that outputs
前記ゲイン調整部の前記制御目標値出力をＰＷＭ変調してシフトレンズ目標位置信号を出力するＰＷＭ出力部と、A PWM output unit for PWM-modulating the control target value output of the gain adjustment unit to output a shift lens target position signal;
前記シフトレンズ目標位置信号と前記シフトレンズ垂直方向位置信号と前記シフトレンズ水平方向位置信号を受けて前記垂直方向駆動コイル及び前記水平方向駆動コイルを駆動するサーボ回路とA servo circuit that receives the shift lens target position signal, the shift lens vertical position signal, and the shift lens horizontal position signal, and drives the vertical direction drive coil and the horizontal direction drive coil;
を具備する動画像撮影装置。A moving image photographing apparatus comprising:

前記ゲイン調整部は、現在の制御目標値と前記サンプリング周波数の周期分の直近の制御目標値との差分に１未満の倍数を乗算して補間制御目標値を算出する請求項１記載の動画像撮影装置。2. The moving image according to claim 1, wherein the gain adjustment unit calculates an interpolation control target value by multiplying a difference between a current control target value and a nearest control target value corresponding to a cycle of the sampling frequency by a multiple of less than one. Shooting device.