JP6960238B2 - 像ブレ補正装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents
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Description
図2は、本発明の撮像装置の第1の実施形態としてのカメラ101を模式的に示す図である。図2(a)に示すカメラ101には、電源スイッチ、カメラ操作を行うことができる操作部材などが設けられている。撮像を行う撮像光学系としての撮影レンズ群や撮像素子を一体的に含む鏡筒102は、カメラ101に取り付けられている。そして、カメラ101は、鏡筒102を固定部(本体部)103に対して回転駆動(回転可能)できる機構を備えている。
(Wtl:チルト方向角速度、Wx:ピッチ振れ補正角度、Wz:ロール振れ補正角度、θy:正位置に対するパン回転角度)
以上のように算出されたチルト方向角速度を用いて、チルト振れ補正角度算出部404は、チルト回転部408がチルト回転ユニット104を駆動して振れ補正を行うための、チルト振れ補正目標角度を算出する。チルト方向角速度Wtlに対して、HPFで低周波成分をカットした後に積分処理で角度に変換することで、チルト方向の振れ補正目標角度を算出可能である。
tx … 水平並進量
ty … 垂直並進量
θ … 回転角
vx … 水平あおり量
vy … 垂直あおり量
α … せん断の非等方倍率
φ … せん断の方向角
である。
ty=f(−tanθysinθr/cosθp+tanθpcosθr) …(16)
θ=−θr …(17)
vx=−tanθy/f …(18)
vy=−tanθp/(fcosθy) …(19)
s=(cosθycosθp)-3/2 …(20)
α=(cosθpcosθy)1/2 …(21)
tanφ=sinθysinθp/(cosθycosθp)1/2 …(22)
ここで、撮像装置に加わる振れ角度がγのときに、その値が大きくないとするならば、cosγ=1、sinγtanγ=0、sinγsinγ=0と近似することができ、式(15)〜式(22)は式(23)〜式(30)で表すことができる。
ty=ftanθp …(24)
θ=−θr …(25)
vx=−tanθy/f …(26)
vy=−tanθp/f …(27)
s=1 …(28)
α=1 …(29)
tanφ=0 …(30)
以下、図8乃至図13を用いて、本実施形態における画像変形量算出部409の構成とその動作について具体的に説明する。
ここで、3次元空間でのX軸、Y軸、Z軸回りの回転行列は、以下の式(31)〜式(33)で表すことができる。
Wrl=Wpa・sinθtl …(39)
また、KyとKrを式(40)、式(41)のように定義したとき、チルト角度θtlの変化に対する、KyとKrの変化をあらわすグラフは図10(a)のようになる。
Kr=sinθtl …(41)
よって、パン角速度Wpa(PanSpd)を100としたとき、チルト角度に対応したKy,Krの大きさの比率(Ay,Ar)は図10(b)のようになる。ここで、Wyaは撮像面上での横方向の(並進、あおり)像ブレの影響であり、Wrlは撮像面上での回転方向の像ブレの影響である。そのため、並進およびあおりに対する電子補正のための補正制限値と、回転に対する電子補正のための補正制限値の割合もチルト角度に応じて、図10(b)の比率で設定すれば、各振れに対して適切な補正量を確保することができる。
第1の実施形態では、電子式の像ブレ補正の内、並進、あおり、回転の補正制限値を、チルト角度に基づいて変更する方法について説明したが、ローリングシャッタ歪補正を含む構成にしてもよい。第2の実施形態においては、ローリングシャッタ歪補正を含む各補正制限値の設定と制御方法について説明する。
(1)縦ローリングシャッタ歪補正量算出部1302、横ローリングシャッタ歪補正量算出部1303、回転ローリングシャッタ歪補正算出部1304が追加され、それらの出力が画像変形量合成部1305に入力されている。
(2)制限値算出部508が、ローリングシャッタ歪補正用の制限値を算出するために、制限値算出部1301に変更されている。
(3)画像変形量合成部514が、ローリングシャッタ歪補正の入力を含む、画像変形量合成部1305に変更されている。
第1の実施形態及び第2の実施形態では、チルト角度に応じた、電子式の補正における並進、あおり、回転、ローリングシャッタ歪などの補正制限値を変更する動作について説明した。しかし、メカ的に補正ができない軸においても、その同軸上での振れ量が小さければ、その軸での電子式の補正量の制限値を大きくしておく必要はない。第3の実施形態では、チルト角度に加えて、撮像面上の基準における各軸の振れ量の大きさによって、電子式の各補正制限値を設定する方法について説明する。
第1乃至第3の実施形態では、鏡筒を2軸回転させる機構と、電子式振れ補正を組み合わせた像ブレ補正について説明した。しかし、第4の実施形態においては、撮像素子を回転及びシフト移動することで像ブレを補正する、光軸シフト補正及び撮像回転を用いた方法について説明する。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (13)
- 被写体像を結像させる撮像光学系により結像された被写体像を撮像する撮像手段を保持する保持手段と、
前記保持手段を2軸方向に回転させる回転手段と、
装置の振れを検出する振れ検出手段の出力と、前記回転手段を駆動することにより、装置の振れに起因する前記撮像手段の像面上での像ブレを補正する第1の像ブレ補正手段の動き量とに基づいて、前記第1の像ブレ補正手段により像ブレ補正を行った後の像ブレの補正残り量を算出する算出手段と、
前記第1の像ブレ補正手段とは異なる方法で、前記像ブレの補正残り量を補正する第2の像ブレ補正手段と、
前記回転手段の回転角度と、前記像ブレの補正残り量とに基づいて、前記第2の像ブレ補正手段による、前記撮像手段の像面上での縦横方向の像ブレの補正可能範囲と、前記像面上での回転方向の像ブレの補正可能範囲との割り当てを変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする像ブレ補正装置。 - 前記像面上の縦横方向の像ブレの補正量は、被写体像の並進方向の像ブレを補正するための補正量、あおり成分を補正するための補正量、縦横のローリングシャッタ歪を補正するための補正量の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。
- 前記像面上の回転方向の像ブレの補正量は、被写体像の回転方向の像ブレの補正量、回転ローリングシャッタ歪を補正するための補正量の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の像ブレ補正装置。
- 前記第2の像ブレ補正手段は、前記撮像手段からの画像信号に対して画像処理を行うことにより、電子的に像ブレを補正することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 前記第2の像ブレ補正手段は、前記第1の像ブレ補正手段が振れを補正できない軸についての振れを主に補正することを特徴とする請求項4に記載の像ブレ補正装置。
- 前記第2の像ブレ補正手段は、前記撮像手段を移動させることにより像ブレを補正することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 前記第2の像ブレ補正手段は、前記第1の像ブレ補正手段が振れを補正できない軸についての振れを主に補正することを特徴とする請求項6に記載の像ブレ補正装置。
- 前記変更手段は、前記振れ検出手段の出力と前記回転手段の回転角速度とに基づいて、前記像ブレの補正残り量を算出し、前記回転手段の回転角度と前記像ブレの補正残り量とに基づいて、前記像面上での縦横方向の像ブレの補正可能範囲と、前記像面上での回転方向の像ブレの補正可能範囲の割り当てを変更することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 前記振れ検出手段は前記回転手段を保持する本体部に設置され、前記振れ検出手段の出力を、前記回転手段の回転角度に基づいて、前記保持手段の振れに変換する変換手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 前記撮像光学系の焦点距離の情報を検出する焦点距離検出手段をさらに備え、前記変更手段は、前記撮像光学系の焦点距離の大きさに基づいて、前記撮像手段の像面上での縦横方向の像ブレの補正可能範囲と、前記像面上での回転方向の像ブレの補正可能範囲との割り当てを変更することを特徴とする特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 被写体像を結像させる撮像光学系により結像された被写体像を撮像する撮像手段を保持する保持手段と、前記保持手段を2軸方向に回転させる回転手段とを備える像ブレ補正装置を制御する方法であって、
装置の振れを検出する振れ検出手段の出力と、前記回転手段を駆動することにより、装置の振れに起因する前記撮像手段の像面上での像ブレを補正する第1の像ブレ補正手段の動き量とに基づいて、前記第1の像ブレ補正手段により像ブレ補正を行った後の像ブレの補正残り量を算出する算出工程と、
前記第1の像ブレ補正手段とは異なる方法で前記像ブレの補正残り量を補正する第2の像ブレ補正手段により、前記像ブレの補正残り量を補正する工程と、
前記回転手段の回転角度と、前記像ブレの補正残り量とに基づいて、前記第2の像ブレ補正手段による、前記撮像手段の像面上での縦横方向の像ブレの補正可能範囲と、前記像面上での回転方向の像ブレの補正可能範囲との割り当てを変更する変更工程と、
を有することを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。 - 請求項11に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項11に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
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