JP6728825B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、手振れなどに起因する像ブレを抑えるブレ補正装置を備えた撮像装置に関し、特に、手振れによって検出される像ブレ量の演算処理に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus including an image blur correction device that suppresses image blur caused by camera shake and the like, and more particularly to arithmetic processing of an image blur amount detected by camera shake.
デジタルカメラなどでは、手振れによる画質低下を防ぐため、光学レンズ、あるいはCCD、CMOSセンサなどの撮像素子を光軸直交平面に沿って移動させる手振れ/像ブレ補正装置が設けられている。そこでは、カメラの回転による角度振れとともに、カメラの平行移動による並進振れから像ブレ量を演算し、像ブレ補正処理が実行される。 A digital camera or the like is provided with a camera shake/image blur correction device that moves an optical lens or an image sensor such as a CCD or a CMOS sensor along a plane orthogonal to the optical axis in order to prevent deterioration of image quality due to camera shake. There, the image shake amount is calculated from the translational shake due to the parallel movement of the camera as well as the angular shake due to the rotation of the camera, and the image shake correction processing is executed.
具体的には、ジャイロセンサなどの角度振れを検出する角速度センサとともに、加速度センサを設置し、加速度センサ出力値から並進振れに対する像ブレ補正量を算出する。このとき、加速度センサからの出力値には重力加速度成分が含まれているため、加速度センサからの出力値をそのまま並進振れ成分とすることができない。そこで、加速度センサからの出力値と、角速度センサからの出力値の両方を用いて、並進振れ成分を検出する。 Specifically, an acceleration sensor is installed together with an angular velocity sensor such as a gyro sensor that detects angular shake, and an image blur correction amount for translational shake is calculated from the output value of the acceleration sensor. At this time, since the output value from the acceleration sensor includes the gravitational acceleration component, the output value from the acceleration sensor cannot be directly used as the translational shake component. Therefore, the translational shake component is detected using both the output value from the acceleration sensor and the output value from the angular velocity sensor.
例えば、撮影レンズ内に加速度センサを配置したカメラの場合、加速度センサからの出力値を直接使用せず、その出力値から求められる回転中心から加速度センサまでの距離Lに角速度センサからのを出力値を乗じた値だけ減じることで、並進振れに起因する加速度を求める(特許文献1参照)。 For example, in the case of a camera in which an acceleration sensor is arranged in the photographing lens, the output value from the acceleration sensor is not directly used, but the output value from the angular velocity sensor is set to the distance L from the rotation center to the acceleration sensor, which is obtained from the output value. The acceleration resulting from the translational shake is obtained by subtracting the value obtained by multiplying by (see Patent Document 1).
また、ジャイロセンサに対して通過帯域が狭く時定数の短いフィルタをかけ、フィルタから出力される信号を使って、加速度センサの出力信号に含まれる重力加速度成分を短時間で除去する。一方、加速度センサの出力信号に対しては、通過帯域が広く時定数の大きいフィルタをかけることによって、低周波〜高周波までの並進振れ成分を取得する(特許文献2参照)。 Further, a filter having a narrow pass band and a short time constant is applied to the gyro sensor, and the gravitational acceleration component included in the output signal of the acceleration sensor is removed in a short time by using the signal output from the filter. On the other hand, with respect to the output signal of the acceleration sensor, a translational shake component from a low frequency to a high frequency is obtained by applying a filter having a wide pass band and a large time constant (see Patent Document 2).
加速度センサからの出力値と、角速度センサからの出力値には、いずれも検出誤差量が含まれている。両方の出力値を用いて並進振れに対する像ブレ補正量を算出すると、誤差量が大きくなって精度よく像ブレ補正を行うことが難しい。 The output value from the acceleration sensor and the output value from the angular velocity sensor both include the detection error amount. If the image blur correction amount for translational shake is calculated using both output values, the error amount becomes large, and it is difficult to perform the image blur correction accurately.
したがって、加速度センサからの出力信号だけでも、像ブレ量を高精度かつ迅速に演算できることが求められる。 Therefore, it is required that the image blur amount can be calculated with high accuracy and speed only by the output signal from the acceleration sensor.
本発明の撮像装置は、装置の加速度を検出する加速度センサと、加速度センサからの出力信号に基づき、並進振れによるブレ量を演算する演算部と、ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正処理部とを備える。演算部は、加速度センサの出力信号の重力加速度成分を除去し、互いにカットオフ周波数の異なる複数のハイパスフィルタを有する。 The image pickup apparatus of the present invention includes an acceleration sensor that detects the acceleration of the apparatus, a calculation unit that calculates a shake amount due to translational shake based on an output signal from the acceleration sensor, and a lens in a photographing optical system according to the shake amount. An image blur correction processing unit that drives an image sensor and executes image blur correction. The calculation unit removes the gravitational acceleration component of the output signal of the acceleration sensor and has a plurality of high-pass filters having different cutoff frequencies.
本発明では、演算部が、撮影シーケンスに連動して、相対的に高いカットオフ周波数をもつ第1ハイパスフィルタの演算値に対して係数を乗じた値を、相対的に低いカットオフ周波数をもつ第2ハイパスフィルタの演算値とする。短時間で得られた第1ハイパスフィルタの積分値を利用することにより、並進振れによる像ブレ量を短時間で演算することができる。例えば、演算部は、加速度センサからの出力信号を、第1ハイパスフィルタ側と第2ハイパスフィルタ側へ分岐させ、第2ハイパスフィルタの出力信号から像ブレ量を演算する回路構成にすることができる。 In the present invention, the calculation unit has a relatively low cutoff frequency, which is a value obtained by multiplying the calculated value of the first high-pass filter having a relatively high cutoff frequency by a coefficient in association with the shooting sequence. The calculated value of the second high pass filter is used. By using the integrated value of the first high-pass filter obtained in a short time, the image blur amount due to translational shake can be calculated in a short time. For example, the calculation unit may have a circuit configuration in which the output signal from the acceleration sensor is branched to the first high-pass filter side and the second high-pass filter side, and the image blur amount is calculated from the output signal of the second high-pass filter. ..
演算部は、第1ハイパスフィルタの積分器の積分値に対し、第1ハイパスフィルタと第2ハイパスフィルタとのカットオフ周波数比である係数を乗じ、その値を第2ハイパスフィルタの演算値とすればよい。第2ハイパスフィルタの周波数特性に適合した演算値に代替することができる。 The calculation unit multiplies the integrated value of the integrator of the first high-pass filter by a coefficient that is the cutoff frequency ratio between the first high-pass filter and the second high-pass filter, and uses the value as the calculated value of the second high-pass filter. Good. The calculated value can be substituted for the frequency characteristic of the second high pass filter.
演算部は、電源立ち上げ後から第1ハイパスフィルタにおける演算処理を実行させることができる。一方、ユーザによる撮影は、電源ON状態になってから十分な期間を経てレリーズ半押し、全押し操作を行う場合、立ち上げ後すぐにレリーズボタンを半押しする場合、あるいは、立ち上げ後すぐにレリーズ全押し操作に至る(レリーズ一気押し)場合など様々である。これらに対処するため、撮影シーケンスに連動しながら、電源立ち上げ後から電源OFFになるまでの間の一部期間において、前記第1ハイパスフィルタの演算値に対して係数を乗じた値を、前記第2ハイパスフィルタの演算値にすればよい。例えば演算部は、電源立ち上げ後からレリーズボタン全押しまでの全期間あるいはその一部期間において、第1ハイパスフィルタの演算値に対して係数を乗じた値を、第2ハイパスフィルタの演算値にすることができる。電源立ち上げ後レリーズ一気押しがされても、並進振れを正確に検知することができる。あるいは、内部演算処理のステップにおける、1ステップ、あるいは、複数のステップであって良い。また、演算部は、レリーズボタンの半押し期間もしくは合焦動作期間の少なくとも一部期間において、第1ハイパスフィルタの演算値に対して係数を乗じた値を、第2ハイパスフィルタの演算値にすることもできる。撮影直後にレリーズボタンを半押ししても、並進振れを正確に検知することができる。また、手振れがあまり生じないレリーズボタン半押し期間(合焦動作期間)の少なくとも一部期間において第1ハイパスフィルタの積分値の利用を行うことで、積分値の利用によっても正確に重力加速度成分を除去した並進振れ成分を抽出することができる。さらに、レリーズ全押し後(露光期間)においては積分値の利用を停止することにより、低周波帯域の手振れも確実に検出することができる。 The calculation unit can execute the calculation process in the first high-pass filter after the power is turned on. On the other hand, when a user takes a picture, if the release button is pressed halfway and fully after a sufficient period after the power is turned on, if the release button is pressed halfway immediately after startup, or immediately after startup. There are various cases such as when the release is pressed all the way down (release is pressed all at once). In order to deal with these problems, the value obtained by multiplying the calculated value of the first high-pass filter by a coefficient during a part of the period from when the power is turned on to when the power is turned off is linked with the shooting sequence. The calculated value of the second high pass filter may be used. For example, the calculation unit sets, as the calculation value of the second high-pass filter, a value obtained by multiplying the calculation value of the first high-pass filter by a coefficient in the whole period after the power is turned on until the release button is fully pressed or a part of the period. can do. Even if the release is pushed all the way after the power is turned on, translational shake can be accurately detected. Alternatively, it may be one step or a plurality of steps in the step of the internal arithmetic processing. In addition, the calculation unit sets a value obtained by multiplying the calculation value of the first high-pass filter by a coefficient in the calculation value of the second high-pass filter during at least a part of the half-pressing period of the release button or the focusing operation period. You can also Even if the release button is pressed halfway immediately after shooting, translational shake can be accurately detected. Also, by using the integrated value of the first high-pass filter during at least a part of the halfway release button half-press period (focusing operation period) in which camera shake does not occur much, the gravitational acceleration component can be accurately calculated by using the integrated value. The removed translational shake component can be extracted. Furthermore, by stopping the use of the integrated value after the release has been fully pressed (exposure period), it is possible to reliably detect camera shake in the low frequency band.
加速度センサは、イメージセンサの並進振れをそのまま検出するため、撮像装置の光軸上に沿ってイメージセンサ背面付近に配置されているのが好ましい。 The acceleration sensor is preferably arranged near the back surface of the image sensor along the optical axis of the imaging device in order to detect the translational shake of the image sensor as it is.
このように本発明によれば、加速度センサの出力信号によって、並進振れに対する像ブレ補正を効果的に行うことができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to effectively perform image blur correction for translational shake by the output signal of the acceleration sensor.
以下では、図面を参照して本実施形態について説明する。 The present embodiment will be described below with reference to the drawings.
図1は、第1の実施形態であるデジタルカメラの概略的背面図であり、図2は、デジタルカメラの内部構成を概略的に示した図である。図3は、デジタルカメラのブロック図である。 FIG. 1 is a schematic rear view of the digital camera according to the first embodiment, and FIG. 2 is a diagram schematically showing an internal configuration of the digital camera. FIG. 3 is a block diagram of a digital camera.
図1に示すように、デジタルカメラ10は、カメラ本体20と、カメラ本体20に着脱自在に装着される撮影レンズ30とを備え、撮影レンズ30には、固定レンズ群31A、変倍レンズ群31B、フォーカシングレンズ群31Cを含む複数のレンズ群から成る撮影光学系31が収納されている(図3参照)。カメラ上部にはレリーズボタン11が設けられており、カメラ背面20BにはLCDなどの画像モニタ24が設置されている。
As shown in FIG. 1, the
DSP(Digital Signal Processor)などで構成されるシステムコントロール回路40は、レリーズボタン11さらには電源ボタン(図示せず)など操作部材に対する入力操作に応じて、撮影動作、画像記録処理、再生表示処理などカメラ全体の動作制御を行なう。カメラ動作制御に関するプログラムは、ROM(図示せず)などのメモリに記憶されている。
The
スルー画像を表示する場合、撮影光学系31、絞り32を通った被写体からの光が、イメージセンサ22の受光面に結像する。システムコントロール回路40では、イメージセンサ22から順次読み出される1フィールド又は1フレーム分の画素信号に対し、ホワイトバランス調整、色変換処理などの画像信号処理などを施し、カラー画像データを生成する。生成された画像データにより、リアルタイムの動画像がスルー画像として画像モニタ24に表示される。
When displaying a through image, the light from the subject that has passed through the photographing
システムコントロール回路40は、レリーズボタン11が半押しされると、撮影操作スイッチ26からの信号によって半押し操作を検出する。そして、コントラスト方式によるAF処理を実行し、フォーカシングレンズ群31Cを駆動して焦点調整を行う。また、生成される画像データから被写体像の明るさが検出されることにより、シャッタスピード、絞り値などの露出値を演算する。
When the
さらにシステムコントロール回路40は、撮影操作スイッチ26からの信号によってレリーズボタン11の全押しを検出すると、絞り/シャッタ駆動回路23を制御し、演算された露出値に基づいて絞り32、シャッタ21等を駆動する。これによって、1フレーム分の画像信号がイメージセンサ22から読み出される。
Further, when the
システムコントロール回路40は、読み出された1フレーム分の画素信号に基づいて静止画像データを生成する。生成された静止画像データは、画像メモリ25に記録される。再生モードが設定されると、画像メモリ25に記憶された一連の記録画像のうち選択された画像が読み出され、画像モニタ24に再生表示される。
The
撮影レンズ30は、撮影光学系31の解像力、絞り32の開口径などのレンズ情報のデータを記憶する通信用メモリ33を備えている。撮影レンズ30がカメラ本体20に装着されると、記憶されたデータがシステムコントロール回路40へ送られる。
The taking
図2に示すように、カメラ本体20内には、像ブレ補正装置(手振れ補正装置)50が撮影光学系31の後方に配置されている。像ブレ補正装置50は、光軸Lの垂直面に平行であって所定間隔離れた前側ヨーク板51A、後側ヨーク板51Bから成る固定支持基板51と、光軸Lの垂直平面に沿って移動可能な可動ステージ54とを備え、前側ヨーク板51A、後側ヨーク板51Bは、可動ステージ54を間に挟むように対向配置されている。
As shown in FIG. 2, an image shake correction device (camera shake correction device) 50 is arranged in the
カメラ10に固定された固定支持基板51には、可動ステージ54の複数個所において光軸Lの方向に沿って接触する複数のボール対53Aと、各ボールを回転自在に保持するリテーナ53Bとから構成されるガイド機構53が設けられている。
The fixed
図4は、可動ステージ54を前方(撮影レンズ側)から見た平面図である。イメージセンサ22の背面は回路基板22bに装着されており、回路基板22bの開口部54a中央部に位置するように、回路基板22bが可動ステージ54に取り付け固定されている。回路基板22bの背面にはイメージセンサ駆動用FPC(Flexible Printed Circuits )55が接続されている。
FIG. 4 is a plan view of the
可動ステージ54の前面には、一対の駆動用巻き線コイル(ボイスコイル)C1、C2が、イメージセンサ22の下方側に所定間隔離れて配置されており、また、イメージセンサ22の左右両サイドに一対の駆動用巻き線コイルC3、C4が配置されている。巻き線コイルC1、C2、C3、C4は、可動ステージ54の裏面に固定された駆動制御用FPC56に実装されており、可動ステージ54に形成された開口部54b1、54b2、54b3、54b4から可動ステージ54の前面側に露出している。
On the front surface of the
駆動制御用FPC56に実装された巻き線コイルC1、C2、C3の略中央には、ホールセンサH1、H2、H3が実装されている。前側ヨーク板51Aの裏面(イメージセンサ22と向かい合う面)には、巻き線コイルC1、C2、C3、C4と対向する位置に永久磁石(図示せず)が配置されている。
Hall sensors H1, H2, H3 are mounted at substantially the center of the winding coils C1, C2, C3 mounted on the
巻き線コイルC3、C4に駆動電流が流れると、巻き線コイルC3、C4は電磁石として機能し、コイル近傍において磁界変化が生じる。前側ヨーク板51Aに設けられた永久磁石と巻き線コイルC3、C4との磁気相互作用により、可動ステージ54がX方向(カメラ横方向)に沿って移動する。また、巻き線コイルC1、C2に駆動電流が流れると、同様に磁気相互作用によって可動ステージ54がY方向(カメラ縦方向)に移動する。
When a drive current flows through the winding coils C3 and C4, the winding coils C3 and C4 function as electromagnets and a magnetic field change occurs near the coils. The
ジャイロセンサ28(図3参照)は、カメラ10のヨーイング、ピッチングなど、手振れのうち角度振れが生じたときの角速度を検知する。演算器(演算部)80は、ジャイロセンサ28からの出力信号に基づいて角度振れによる像ブレ量(変位量)を算出する。一方、加速度センサ29は、手振れのうち併進振れが生じたときの加速度を検知する。図2に示すように、加速度センサ29は、イメージセンサ22背面付近で光軸上に沿った場所に配置されており、可動ステージ54に固定された支持板54Cに取り付けられている。
The gyro sensor 28 (see FIG. 3) detects an angular velocity when an angular shake occurs in a shake such as yawing or pitching of the
なお、加速度センサ29は、カメラ10を通常姿勢でユーザが保持したときの水平方向に対応するX方向(カメラ横方向)に沿った加速度検出用のセンサと、それに垂直なY方向に沿った加速度検出用のセンサをそれぞれ備え、X方向、Y方向に沿ってカメラ10が変位したときの加速度をそれぞれ検出する。演算器(演算部)60は、加速度センサ29からの出力信号に基づいて像ブレ量(変位量)を算出する。
The
システムコントロール回路40は、ジャイロセンサ28、加速度センサ29からの出力信号に基づいて像ブレ補正量を演算する。そして、移動部材駆動回路59へ駆動信号を出力し、手振れによる像ブレを相殺するように可動ステージ54を移動させる。このとき、ホールセンサH1〜H3からの信号に基づいて可動ステージ54の位置をフィードバック制御する。
The
加速度センサ29からの出力信号には、手振れによって生じる併進方向の加速度成分だけでなく、重力加速度成分が含まれている。演算部60は、ジャイロセンサ28からの出力信号を用いずに重力加速度成分を除去する。以下、これについて詳述する。
The output signal from the
図5は、演算部60のブロック図である。ここでは、Y方向に応じた加速度センサ出力信号に対する演算部の構成について説明する。X方向に応じた加速度センサ出力信号に対しても、同様の構成となる。
FIG. 5 is a block diagram of the
演算部60は、ローパスフィルタ(LPF)62とハイパスフィルタ(HPF)64とを備え、さらに、HPF66、積分器68、HPF70、積分器72とを備える。HPF64、66は、重力加速度成分を除去する機能をもち、積分器68、HPF70、積分器72によって重力加速度成分を除いた並進振れ成分の像ブレ量を演算する。加速度センサ29から出力された信号は、LPF62の側(以下、サブ側という)とHPF66の側(以下、メイン側という)に分岐される。
The
演算部60のサブ側では、LPF62によって高周波ノイズが除去された後、HPF64によって重力加速度成分が除去される。重力加速度(=9.8m/s2)は一定値であり、その周波数は極めて小さいものとみなせる。HPF64は、重力加速度成分を短時間で正確に取り除く機能を有し、ここではHPF64のカットオフ周波数fmが、比較的大きな5Hzに定められている。
On the sub side of the
図6は、HPF64の電気回路図である。HPF64は、積分器63を備えており、重力加速度成分に応じた値が積算される。カットオフ周波数fm=5Hzの場合、時定数(=1/2πfm)はおよそ0.03秒となる。一般的に時定数の6倍で100%近く収束することから、およそ0.18秒程度で収束する。
FIG. 6 is an electric circuit diagram of the
一方、メイン側に送られた加速度センサ29からの出力信号は、HPF66へ入力され、重力加速度成分が除去される。重力加速度成分除去後の信号は、並進振れに応じた加速度成分に相当し、積分器68、HPF70、積分器72を経由することで2回積分される。これにより、手振れ(並進振れ)による像ブレ量の値がシステムコントロール回路40へ入力される。システムコントロール回路40では、撮影倍率に応じて像ブレ量が補正される。なお、演算部60において撮影倍率に応じた補正部を設ける構成にしてもよい。
On the other hand, the output signal from the
HPF66は、HPF64と同様の回路構成であって、加速度センサ29からの出力信号が入力されると、重力加速度成分に応じた値が積分器に積算される。手振れの周波数が1Hz〜10Hzの範囲にあり、1Hz前後の並進振れ成分もHPF66を通過させることから、HPF66のカットオフ周波数fnは、サブ側のHPF64と比べて小さく設定されている。ここでは、カットオフ周波数fnが0.1Hzに定められており、時定数はおよそ1.6秒程度、100%収束するのに10秒程度要する。
The
HPF66の非常に小さいカットオフ周波数fnでは、カメラ10の姿勢変化が生じてから並進振れの検出を有効に行うまでに10秒ほどかかり、その間有効に像ブレ補正を行うことができない。そこで本実施形態では、サブ側のHPF64の積分値を利用したメイン側のHPF66の演算処理を、撮影シーケンスに応じて行う。以下、これについて説明する。
With a very small cut-off frequency fn of the
図7は、システムコントロール回路40によって実行されるHPF66の演算処理の制御を示したフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing the control of the arithmetic processing of the
電源がON状態になると、サブ側ではHPF64までの演算処理と、メイン側ではHPF66までの演算処理が行われる(S101)。ただし、メイン側での演算処理は、演算処理低減のためにHPF66までとしているが、HPF66以降の演算処理を行ってもよい。
When the power is turned on, the sub-side performs the arithmetic processing up to the
レリーズボタン11が半押しされると、HPF64の積分値を用いて、HPF66における重力加速度除去成分の除去を行う(S102、S103)。具体的には、HPF64の積分器63において収束した積分値に対して所定の係数を乗じた値を、HPF66の積分器に入力させる。係数は、HPF66のカットオフ周波数fnとHPF64のカットオフ周波数fmとの比であり、ここでは5/0.1=50に設定される。レリーズボタン11の半押し状態の間、加速度センサ29からの出力信号はHPF66の積分器に入力されない。
When the
レリーズボタン11が半押しされてからおよそ1秒間以内にAF処理(合焦動作)が実行され、シャッタスピード、絞り値などが演算される。そのため、短期間で収束するHPF64の積分値に係数を乗じた値をHPF66の積分値として用いることにより、短期間で重力加速度成分を除去する。また、レリーズボタン11が半押しされている状態では、ユーザが撮影の構えをしているため、手振れ(並進振れ)の度合いが比較的小さい。そのため、HPF64の積分値を用いても正確な重力加速度成分の除去を行うことができる。なお、レリーズボタン11半押し状態期間の代わりに、合焦動作期間においてステップS103を実行してもよい。
AF processing (focusing operation) is executed within about 1 second after the
レリーズボタン11が全押しされると、HPF64の積分値を利用したHPF66の演算処理を実行させない。すなわち、HPF64の積分値をHPF66に入力させない。加速度センサ29からの出力信号はHPF66に入力され、HPF66の積分器において積分される(S104、S105)。その結果、露光期間中、1Hz前後という周波数の低い並進振れも抽出し、像ブレ量を取得することが可能となる。また、レリーズボタン11の全押しに伴う手振れは角度振れ成分が相対的に多く占め、並進振れ成分は比較的少ない。したがって、HPF64によって重力加速度成分を除去しても、検出される像ブレ量に大きく影響しない。電源OFF状態になるまで処理が実行される(S106)。
When the
このように本実施形態によれば、ジャイロセンサ28、加速度センサ29からの出力信号から像ブレ量を演算する演算部60と、像ブレ量に基づいてイメージセンサ22を装着した可動ステージ54を移動させる像ブレ補正装置50とを備えたデジタルカメラ10において、演算部60が、重力加速度成分を短期間で正確に検出するサブ側と、低〜高周波数に渡る並進振れ成分を取得するメイン側に分岐しており、サブ側には、時定数の小さい、すなわち大きなカットオフ周波数fmをもつHPF64を設け、積分器68、72を設けて像ブレ量を演算するメイン側には、時定数の大きい、すなわち小さなカットオフ周波数fnをもつHPF66を設ける。
As described above, according to the present embodiment, the
そして、電源が立ち上がると、HPF64とHPF66両方において内部演算処理が行われ、レリーズボタン11が半押し状態になると、サブ側のHPF64の積分値に対してカットオフ周波数比fm/fnを乗じた値を、HPF66に入力し、HPF66の積分値として出力させる。さらにレリーズボタン11が全押しされると、HPF64からHPF66への積分値入力を停止する。
Then, when the power is turned on, internal calculation processing is performed in both the
撮影シーケンスに応じて、HPF64の積分値に対してカットオフ周波数比を乗じた値をHPF66にコピーすることにより、HPF66の周波数特性に関係なく、短時間で重力加速度成分を除去することができる。特に、電源立ち上げ直後からHPF64の内部演算処理を実行することにより、電源立ち上げ直後にレリーズボタン半押し状態になっても、効果的に像ブレ補正を行うことができる。
By copying the value obtained by multiplying the integrated value of the
また、加速度センサ29がイメージセンサ22の背面付近で光軸Lに沿って配置されるため、抽出された並進振れ成分から演算される変位量をイメージセンサ22の変位量としてそのまま用いることで、像ブレ補正を効果的に行うことができる。
Further, since the
次に、図8、9を用いて、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、メイン側のHPFのカットオフ周波数が第1の実施形態と比べて大きい回路構成とし、その下でサブ側のHPFの積分値の初期値を重力加速度成分相応の収束値に設定する。それ以外については第1の実施形態と実質的に同じであり、同じ構成要素については同符号を用いる。 Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the circuit configuration is such that the cutoff frequency of the HPF on the main side is larger than that of the first embodiment, and below that, the initial value of the integrated value of the HPF on the sub side is set to a convergence value corresponding to the gravity acceleration component. Set to. Other than that, it is substantially the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are used for the same components.
図8は、サブ側のHPF64の積分器63における、重力加速度成分相当の積分値のグラフを示した図である。ただし、カメラ10を水平姿勢で保持したときに収束する積分値を示す。収束値は、1Gの重力加速度成分に相応する値となる。カットオフ周波数fm’は第1の実施形態と同じ5Hzであるため、収束するまでに、約0.2秒かかる。
FIG. 8 is a diagram showing a graph of an integrated value corresponding to the gravitational acceleration component in the
第1の実施形態と同様、レリーズボタン11の半押し状態になると、HPF64の積分値を用いてHPF66の演算処理を行う。この場合、積分器63の積算値に対し、HPF66のカット周波数fnとHPF64のカットオフ周波数fm’の比である50を乗じ、この値をHPF66の積分器に入力させる。そして、レリーズボタン11が全押しされてからの露光期間中は、HPF66の積分器にHPF64の積分値を入力させない。
Similar to the first embodiment, when the
一方、HPF64の積分器64の収束時間が多少あるため、電源ON状態に切り替えると同時に撮影を行っても、HPF66に対してHPF64の積分値に係数を乗じた値を入力することができず、像ブレ補正効果を伴う撮影が不可能となる。そこで本実施形態では、重力加速度成分が一定値であることを考慮し、HPF64の収束値を、積分値の初期値として設定する。
On the other hand, since there is some convergence time of the
図9は、収束値を初期値として設定した場合の積分値を示したグラフである。図9に示すように、収束値を初期設定することにより、実質的に収束時間がゼロとなる。そのため、電源ON直後に撮影を行っても、レリーズ半押し状態で積分器63の積分値が重力加速度相当の値であり、これがHPF66へ入力されることによって並進振れを抑える手振れ補正を効果的に実行することができる。
FIG. 9 is a graph showing the integral value when the convergence value is set as the initial value. As shown in FIG. 9, by initializing the convergence value, the convergence time becomes substantially zero. Therefore, even if shooting is performed immediately after the power is turned on, the integral value of the
なお、HPF64の積分器の収束値をあらかじめROMなどのメモリなどに記憶させておけばよい。また、カメラ出荷時にメモリに記憶されていなくても、最初の手振れ補正において取得された積分値をメモリに記憶し、それ以降の手振れ補正処理において利用してもよい。
The convergence value of the
通常カメラ10の保持姿勢は通常横姿勢であることを踏まえれば、十分に手振れ補正効果を得ることができるがカメラ10を横姿勢ではなく縦姿勢にして撮影する場合も考慮すれば、初期設定する収束値を1Gの半分の値に設定すればよい。この場合、縦姿勢、横姿勢いずれにおいてもある程度の手振れ補正の効果を得ることができる。
Considering that the holding posture of the
なお、第2の実施形態の収束値を初期値として設定する構成は、図5に示す演算部の回路構成以外についても適用することが可能である。第1の実施形態においても、同様に他の回路構成に適用することが可能である。 The configuration of setting the convergent value as the initial value in the second embodiment can be applied to a configuration other than the circuit configuration of the arithmetic unit shown in FIG. The first embodiment can be similarly applied to other circuit configurations.
サブ側のハイパスフィルタの積分値に乗じる係数は、カットオフ周波数比のそのものではなく、重力加速度成分をある程度精度よく除去できる係数であってもよい。また、レリーズ半押し期間(合焦動作期間)全体ではなく、その一部期間(例えば、半押し開始から途中まで)において、サブ側のハイパスフィルタの積分値をメイン側のハイパスフィルタに対してコピーする構成にしてもよい。 The coefficient by which the integral value of the high-pass filter on the sub side is multiplied may not be the cutoff frequency ratio itself but may be a coefficient that can remove the gravitational acceleration component with a certain degree of accuracy. In addition, the integrated value of the high-pass filter on the sub side is copied to the high-pass filter on the main side during a partial period (for example, from the start of half-press to the middle) of the release half-press period (focusing period). It may be configured to.
次に、図10を用いて、第3の実施形態であるデジタルカメラについて説明する。第3の実施形態では、電源立ち上げからレリーズ全押しまでの期間、サブ側ハイパスフィルタの積分値に係数を乗じた値をメイン側のハイパスフィルタの積分値に設定する。それ以外の構成については、実質的に第1の実施形態と同じである。 Next, a digital camera according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, a value obtained by multiplying the integral value of the sub-side high-pass filter by a coefficient is set as the integral value of the main-side high-pass filter during the period from power-on to full-pressing. The other configurations are substantially the same as those in the first embodiment.
図10は、第3の実施形態におけるHPFの演算処理の制御を示したフローチャートである。電源ON状態になると、第1の実施形態と同様(図7のS101参照)、サブ側ではHPF64までの演算処理と、メイン側ではHPF66までの演算処理が行われる(S201)。メイン側での演算処理は、演算処理低減のためにHPF66までとしているが、HPF66以降の演算処理を行ってもよい。
FIG. 10 is a flowchart showing the control of the HPF arithmetic processing according to the third embodiment. When the power is turned on, similar to the first embodiment (see S101 of FIG. 7), the sub-side performs the arithmetic processing up to the
ステップS202では、HPF64の積分器63において収束した積分値に対して所定の係数を乗じた値を、HPF66の積分器に入力させる。これにより、HPF64の積分値を用いて、HPF66における重力加速度除去成分の除去を行う。
In step S202, a value obtained by multiplying the integrated value converged by the
ステップS203では、レリーズボタンが全押しされたか否かが判断される。レリーズボタンが全押しされていない場合、ステップS202へ戻る。レリーズボタンが全押しされたと判断されると、HPF64の積分値をHPF66に入力停止とし、HPF64の積分値を利用したHPF66の演算処理を実行させない(S204)。電源OFF状態になるまで処理が実行される(S205)。
In step S203, it is determined whether or not the release button has been fully pressed. If the release button has not been fully pressed, the process returns to step S202. When it is determined that the release button has been fully pressed, the integrated value of the
電源立ち上げ直後に撮影する場合、レリーズ半押し期間が非常に短く、そのままレリーズ全押し状態までレリーズボタンが押下される、いわゆるレリーズ一気押しが行われることがある。本実施形態によれば、電源ON状態からレリーズ全押しされるまで、HPF64の積分値をHPF66へ入力させ、積分値に係数を乗じた値をHPF66の積分値とする。そのため、レリーズ一気押しの操作がされた場合でも、確実に重力加速度成分を除去することができる。一方、電源ONからレリーズボタン全押し直前の短い期間は、ユーザの撮影構えによって並進振れの度合いは比較的小さい。そのため、HPF64の積分値を利用しても、正確に重力加速度成分の除去を行うことができ、適切な手振れ補正を実行することができる。
When taking a picture immediately after the power is turned on, the release half-press period is very short, and the release button may be pressed until the release button is fully pressed. According to the present embodiment, the integral value of the
なお、積分値利用期間は、電源ONからレリーズ全押しまでの全期間ではなく、電源ONからその途中までの期間であってもよい。さらには、撮影シーケンスに連動して、電源ONから電源OFFまでの間の一部期間において、サブ側のHPF64の積分値を利用し、積分値に係数を乗じた値をメイン側にコピーすればよい。例えば、一部期間とは、内部演算処理のステップにおける、1ステップ、あるいは、複数のステップであって良い。
Note that the integral value utilization period may be a period from the power-on to the middle thereof instead of the entire period from the power-on to the full pressing of the release. Furthermore, in conjunction with the shooting sequence, the integrated value of the
次に、図11を用いて、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、レリーズボタン全押し前に、サブ側のHPFの積分値入力を停止させる。 Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the input of the integrated value of the HPF on the sub side is stopped before the release button is fully pressed.
図11は、第4の実施形態におけるHPFの演算処理の制御を示したフローチャートである。ステップS301、S302の実行は、図10のステップS201、S202の実行と同じである。ステップS303では、HPF64の積分値をHPF66へ入力させるのを停止し、レリーズ全押しされるまでHPF66における積分値の演算処理を実行させる(S304)。電源OFFになると終了する(S305)。
FIG. 11 is a flowchart showing the control of the HPF arithmetic processing according to the fourth embodiment. The execution of steps S301 and S302 is the same as the execution of steps S201 and S202 in FIG. In step S303, the input of the integrated value of the
サブ側HPF64の積分値に係数を乗じた値(コピー値)は、メイン側HPF66の積分値と僅かに相違する。これは、HPF64、HPF66のカットオフ周波数の差による位相差に起因する。この微小誤差を含んだままメイン側HPF66で積分処理を行うと、像ブレ補正に微小ではあるが誤差が生じる。そこで第4の実施形態では、サブ側HPF64からメイン側HPF66へのコピー値入力後に入力停止し、HPF66の演算処理を続いて実行させる。これによって、レリーズ全押しされるまでの期間(収束期間)に微小誤差がゼロに収束し、より適切な手振れ補正を行うことができる。このように電源ONから電源OFFまでの間の一部期間において積分値利用を適用することができる。
A value (copy value) obtained by multiplying the integral value of the
加速度センサの位置は、イメージセンサの背面付近に限定されない。手振れ補正装置の構成としては、光学レンズを移動させる構成であってもよい。この場合、撮影レンズ内に加速度センサを設けてもよい。また、撮像装置としてカメラ以外の携帯電話機など撮影機能を備えた電子機器に適用してもよい。 The position of the acceleration sensor is not limited to the vicinity of the back surface of the image sensor. As the configuration of the camera shake correction device, a configuration in which an optical lens is moved may be used. In this case, an acceleration sensor may be provided inside the taking lens. Further, it may be applied to an electronic device having a photographing function such as a mobile phone other than a camera as an imaging device.
10 デジタルカメラ(撮像装置)
22 イメージセンサ
29 加速度センサ
40 システムコントロール回路(像ブレ補正処理部)
50 像ブレ補正装置(像ブレ補正処理部)
54 可動ステージ
59 移動部材駆動回路(像ブレ補正処理部)
60 演算部
63 積分器
64 HPF(第1ハイパスフィルタ)
66 HPF(第2ハイパスフィルタ、並進振れ検出用ハイパスフィルタ)
10 Digital camera (imaging device)
22
50 Image blur correction device (image blur correction processing unit)
54
60
66 HPF (second high-pass filter, translational shake detection high-pass filter)
Claims (10)
前記加速度センサからの出力信号に基づき、並進振れによるブレ量を演算する演算部と、
ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正処理部とを備え、
前記演算部が、前記加速度センサの出力信号の重力加速度成分を除去し、互いにカットオフ周波数の異なる複数のハイパスフィルタを有し、
前記演算部が、撮影シーケンスに連動して、相対的に高いカットオフ周波数をもつ第1ハイパスフィルタの演算値に対して係数を乗じた値を、相対的に低いカットオフ周波数をもつ第2ハイパスフィルタの演算値とし、
前記係数が、前記第2ハイパスフィルタにおいて重力加速度成分を除去できる係数であることを特徴とする撮像装置。 An acceleration sensor that detects the acceleration of the device,
Based on the output signal from the acceleration sensor, a calculation unit that calculates a shake amount due to translational shake,
An image blur correction processing unit that drives a lens or an image sensor in the photographing optical system according to the amount of blur and executes image blur correction,
The arithmetic unit removes the gravitational acceleration component of the output signal of the acceleration sensor, and has a plurality of high-pass filters with different cutoff frequencies,
The calculation unit, in conjunction with the imaging sequence, multiplies a value obtained by multiplying a calculation value of the first high pass filter having a relatively high cutoff frequency by a coefficient, and a second high pass filter having a relatively low cutoff frequency. As the calculated value of the filter ,
The image pickup device , wherein the coefficient is a coefficient capable of removing a gravitational acceleration component in the second high-pass filter .
前記加速度センサからの出力信号に基づき、並進振れによるブレ量を演算する演算部と、
ブレ量に応じて撮影光学系内のレンズもしくはイメージセンサを駆動し、像ブレ補正を実行する像ブレ補正処理部とを備え、
前記演算部が、前記加速度センサの出力信号の重力加速度成分を除去し、互いにカットオフ周波数の異なる複数のハイパスフィルタを有し、
前記演算部が、撮影シーケンスに連動して、相対的に高いカットオフ周波数をもつ第1ハイパスフィルタの演算値に対して係数を乗じた値を、相対的に低いカットオフ周波数をもつ第2ハイパスフィルタの演算値とし、
前記演算部が、前記第1ハイパスフィルタの積分器の積分値に対し、前記第1ハイパスフィルタと前記第2ハイパスフィルタとのカットオフ周波数比である係数を乗じ、その値を前記第2ハイパスフィルタの演算値とすることを特徴とする撮像装置。 An acceleration sensor that detects the acceleration of the device,
Based on the output signal from the acceleration sensor, a calculation unit that calculates a shake amount due to translational shake,
An image blur correction processing unit that drives a lens or an image sensor in the photographing optical system according to the amount of blur and executes image blur correction,
The arithmetic unit removes the gravitational acceleration component of the output signal of the acceleration sensor, and has a plurality of high-pass filters with different cutoff frequencies,
The calculation unit, in conjunction with the imaging sequence, multiplies a value obtained by multiplying a calculation value of the first high pass filter having a relatively high cutoff frequency by a coefficient, and a second high pass filter having a relatively low cutoff frequency. As the calculated value of the filter ,
The arithmetic unit multiplies the integrated value of the integrator of the first high-pass filter by a coefficient that is a cutoff frequency ratio between the first high-pass filter and the second high-pass filter, and the value is multiplied by the second high-pass filter. calculated value and imaging device characterized in that the.
An electronic apparatus comprising the image pickup device according to claim 1.
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