JP2024071858A - Image stabilizer, image stabilizer method, and image capture device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影時のブレを補正するブレ補正装置及び方法、及び撮像装置に関する。 The present invention relates to a blur correction device and method for correcting blur during shooting, and an imaging device.
近年、撮像装置の高性能化により多くの撮像装置および撮影レンズにブレ補正機構が搭載されている。ブレ補正機構により、ユーザーは撮像装置を用いて撮影を行う際に、撮影画像に対してブレの影響を少なくすることが可能になる。撮像装置に用いられるブレ補正機構の方式はいくつかの種類が提案されており、例えば撮影光学系のレンズの一部を駆動させることによってブレ補正を行う方式や、撮像素子を駆動させることによってブレ補正を行う方式が知られている。レンズ交換式の撮像装置において、前者は交換可能なレンズ鏡筒内の撮影光学系の一部のレンズを駆動させてブレ補正を行う方式であり、後者はカメラ本体内の撮像素子を駆動させてブレ補正を行う方式である。また両者を組み合わせ、撮影光学系の一部のレンズおよび撮像素子の双方を駆動させてブレ補正を行う方式も知られている。 In recent years, as imaging devices have become more powerful, many imaging devices and photographing lenses are equipped with image stabilization mechanisms. The image stabilization mechanism allows users to reduce the effect of blur on the captured image when taking pictures using an imaging device. Several types of image stabilization mechanisms have been proposed for use in imaging devices, including a method that performs image stabilization by driving a part of the lens in the photographing optical system, and a method that performs image stabilization by driving the image sensor. In lens-interchangeable imaging devices, the former is a method in which image stabilization is performed by driving a part of the lens in the photographing optical system inside an interchangeable lens barrel, and the latter is a method in which image sensor in the camera body is driven to perform image stabilization. A combination of the two is also known, where image stabilization is performed by driving both a part of the lens in the photographing optical system and the image sensor.
このようなブレ補正機構を用いた撮像装置では、シャッターなどの撮像装置内の駆動部の駆動によって発生する振動が手ブレを検出するために設けられたブレ検出手段に伝わり、ブレ補正機構が手ブレとは関係なく動作してしまうという課題がある。 In imaging devices that use such image stabilization mechanisms, there is a problem in that vibrations generated by the operation of drive units within the imaging device, such as the shutter, are transmitted to the shake detection means provided to detect camera shake, causing the image stabilization mechanism to operate regardless of camera shake.
そのような課題に対して、撮像装置内の駆動部の動作中にはブレ検出手段の信号処理を変更し、振動の影響を軽減させる技術が知られている。 To address this issue, a technique is known that changes the signal processing of the shake detection means while the drive unit in the imaging device is operating, thereby reducing the effects of vibration.
しかしながら、特許文献1では、ブレ補正機構が動いたことによって発生する振動がブレ検出手段に作用し得る点についての言及はない。 However, Patent Document 1 does not mention that vibrations generated by the movement of the image stabilization mechanism may affect the image stabilization means.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ブレ補正機構が動いたことによって発生する振動の影響を軽減してブレ補正を制御することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to control blur correction by reducing the effects of vibrations caused by movement of the blur correction mechanism.
本発明の一側面としてのブレ補正制御装置は、ブレ検出手段から、撮像装置のブレ検出信号を取得する取得手段と、前記ブレ検出手段から取得されたブレ検出信号に基づいてブレ補正手段の駆動指令信号を取得し、ブレ補正手段に対して駆動信号を出力することでブレ補正を制御するブレ補正制御手段と、を備え、前記ブレ補正制御手段は、前記ブレ検出信号と、前回の前記駆動指令信号とに基づいて今回の駆動指令信号を取得することを特徴とする。本発明のその他の側面については、以下で説明する実施の形態で明らかにする。 A blur correction control device according to one aspect of the present invention includes an acquisition means for acquiring a blur detection signal of an imaging device from a blur detection means, and a blur correction control means for acquiring a drive command signal for the blur correction means based on the blur detection signal acquired from the blur detection means and controlling blur correction by outputting a drive signal to the blur correction means, the blur correction control means acquiring a current drive command signal based on the blur detection signal and the previous drive command signal. Other aspects of the present invention will be made clear in the embodiments described below.
ブレ補正機構が動いたことによって発生する振動の影響を軽減してブレ補正を制御することができる。 The image stabilization can be controlled by reducing the effects of vibrations caused by the movement of the image stabilization mechanism.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following embodiments are described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although the embodiments describe multiple features, not all of these multiple features are necessarily essential to the invention, and multiple features may be combined in any manner. Furthermore, in the attached drawings, the same reference numbers are used for the same or similar configurations, and duplicate explanations are omitted.
以下、図1から図4を参照して、本発明の実施例1における撮像装置について説明する。図1(a)は本実施例における撮像システムの概略図、図1(b)は当該撮像システムの電気的構成を示すブロック図である。 The imaging device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to Figs. 1 to 4. Fig. 1(a) is a schematic diagram of the imaging system according to the present embodiment, and Fig. 1(b) is a block diagram showing the electrical configuration of the imaging system.
図1(a)には、三脚にカメラ本体1およびレンズ鏡筒2からなる撮像システムを固定した場合の状態を表している。
Figure 1(a) shows an imaging system consisting of a camera body 1 and a
カメラ本体1とレンズ鏡筒(交換式レンズ)2は、カメラ本体1にレンズ鏡筒2が装着された時に、カメラ本体1側とレンズ鏡筒2側の電気接点11を介して、電気的に接続される。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒2がカメラ本体1に対して着脱可能な、所謂レンズ交換式カメラについて説明するが、本発明はこれに限られるものでは無く、カメラ本体1にレンズ鏡筒2が固定されたレンズ一体型の撮像装置に適用することもできる。
When the
カメラ本体1の構成を説明する。カメラ本体部1は、カメラシステム制御部5、撮像素子6、画像処理部7、メモリ部8、表示部9、操作検出部10、電気接点11、カメラ側ブレ補正部14、カメラ側ブレ検出部15、シャッター17を備える。
The configuration of the camera body 1 will be described. The camera body 1 includes a camera
カメラシステム制御部5は、CPU(中央演算処理装置)や演算回路等を備え、撮像システム全体の制御を行う。また、カメラシステム制御部5は、カメラ本体部1にレンズ装置2が装着された接続状態において、カメラ本体部1とレンズ装置2の通信を行う電気接点11を介して、レンズ装置2に設けられたレンズシステム制御部12と通信可能である。また、カメラシステム制御部5は、外部操作に応動して撮像の際のタイミング信号などを生成して出力し、撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。例えば、不図示のシャッターレリーズ釦の押下を操作検出部10で検出し、カメラシステム制御部5が、撮像素子6の駆動、画像処理部7の動作、圧縮処理などを制御する。
The camera
撮像素子6は、例えばCCDやCMOSセンサ等であり、レンズ装置2の撮像光学系3を通過した被写体の光束を光電変換し電気信号に変換する。また、撮像素子6は、撮影光学系3の光軸4に垂直な平面において駆動可能(変位可能)に設けられている。
The
画像処理部7は、撮像素子6の出力である撮像信号を取得して画像処理を行う。画像処理部7は、その内部にA/D変換器、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、補間演算回路、色補間処理回路等を有し、所定の画素補間処理や色変換処理を行って、記録用の画像データ及び表示用の画像データを生成することができる。色補間処理回路は、ベイヤ配列の信号から色補間(デモザイキング)処理を施してカラー画像を生成する。また、画像処理部7は、予め定められた方法を用いて画像、動画、音声などの圧縮を行う。更に、画像処理部7は撮像素子から得られた複数の画像間の比較に基づいてブレ検出信号を生成することも可能であるため、撮像素子6と画像処理部7とでカメラ側ブレ検出部12を構成してもよい。
The
記録再生は、メモリ部8、表示部9を用いて行われる。メモリ部8は記憶部を備えており、表示部9は、背面表示装置やカメラ本体1の上面に設けられた撮影情報を表示する不図示の小型表示パネル、EVFとも呼ばれる不図示の電子ビューファインダーを包含する。カメラシステム制御部5は、メモリ部8の記録部へ出力を行うとともに、表示部9にユーザーに提示する像を表示する。さらにカメラシステム制御部5は、表示部9によって情報表示を行う情報表示装置の各セグメントの状態を制御する。尚、表示部9に含まれる背面表示装置をタッチパネルとし、表示部9と操作部の役割を兼ねるように構成してもよい。
Recording and playback are performed using a memory unit 8 and a
操作検出部10は、不図示のシャッターレリーズボタン等による操作スイッチや、各種の操作部材による信号を検出して検出信号をカメラシステム制御部5に出力する。
The
シャッター17は撮像素子6の前面に設けられ、カメラシステム制御部5からの制御に基づいて開閉されることで撮影が行われる。
The
カメラ側ブレ補正部14は、カメラシステム制御部5からのブレ目標信号に基づいて撮像素子6の駆動指令信号を生成し、撮像素子6を光軸4に対して垂直な平面で駆動(変位)させる。カメラ側ブレ補正部14は、駆動指令信号により不図示のボイスコイルモータや超音波モータ等のアクチュエータを制御し、これにより撮像素子6を用いたブレ補正が行われる。
The camera-side
カメラ側ブレ検出部15は、撮像システムに加わる光軸4に対する回転ブレを検出可能であり、例えば角速度センサを用いて実現することができる。さらにカメラ側ブレ検出部15は、撮像システムに加わる平行移動ブレを検出可能であり、例えば加速度センサを用いて実現することができる。したがって、カメラ側ブレ補正部14はカメラ側ブレ検出部15において検出された回転ブレおよび平行移動ブレに基づいて、撮像素子6を光軸4に対して垂直な平面で駆動させることでブレ補正を行う。カメラ側ブレ検出部15により検出されたブレ検出信号は、カメラシステム制御部5に出力される。
Camera-side
レンズ装置2の構成を説明する。レンズ装置2は、複数のレンズを有する撮像光学系3、レンズシステム制御部12、撮像システムのブレ量を検出するレンズ側ブレ検出部16、ブレ補正用レンズ3aを光軸4に垂直な平面で駆動させて像ブレを補正するレンズ側ブレ補正部13を備える。なお、レンズシステム制御部12は、ブレ補正用レンズ3aの他に、不図示のフォーカスレンズや、絞りなどを不図示の駆動部を用いて駆動することも可能である。
The configuration of the
レンズシステム制御部12はCPUや演算回路等を備え、レンズ装置2が備える各構成部の制御を行う。
The lens
レンズ側ブレ補正部13は、レンズシステム制御部12からの制御信号に従って、ブレ補正用レンズ3aを光軸4に垂直な平面で駆動(変位)することで像ブレ補正を行う。レンズ側ブレ補正部13は、ボイスコイルモータや超音波モータ等のアクチュエータを含み、このアクチュエータがレンズシステム制御部12により駆動制御されることでブレ補正が行われる。
The lens side image
レンズ側ブレ検出部16は、撮像システムに加わる光軸4に対する回転ブレを検出可能であり、例えば角速度センサを用いて実現することができる。レンズ側ブレ検出部16により検出されたブレ検出信号は、レンズシステム制御部12に出力される。
The lens-side
本実施形態においては、カメラ本体部1とレンズ装置2がそれぞれに像ブレ補正手段を備える。つまり、カメラ側ブレ補正部14は第1の像ブレ補正手段を構成し、レンズ側ブレ補正部13aは第2の像ブレ補正手段を構成する。また、カメラ側ブレ検出部15は第1のブレ検出部を構成し、レンズ側ブレ検出部16は第2のブレ検出部を構成する。
In this embodiment, the camera body 1 and the
なお、本実施例においてはレンズ側ブレ補正部13およびカメラ側ブレ補正部14の2つのブレ補正部を持つ構成の撮像システムについて説明するが、本発明はその限りではない。本発明は、レンズ側ブレ補正部13もしくはカメラ側ぶれ補正部14のいずれか一方しか持たないような構成の撮像システムについても有効である。
Note that, although this embodiment describes an imaging system having two shake correction units, lens side
上記構成を有する撮像システムにおいて、撮像手段は撮像光学系3と撮像素子6を含み、撮影光学系3を介して撮像素子6の撮像面近傍に結像する。撮像素子6の出力から焦点状態検出用評価量および測光量が得られるので、撮像光学系3の焦点調節と撮像素子6の露光制御を行うことができる。
In the imaging system having the above configuration, the imaging means includes an imaging
撮像システムの制御は、主にカメラシステム制御部5、操作検出部10、レンズシステム制御部12を用いて行われる。カメラシステム制御部5は撮像の際のタイミング信号等を生成して各部に出力することで、操作信号に応動して撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。それにより、静止画および動画の撮影が可能となっている。例えば、操作検出部10がシャッターレリーズ釦の押下を検出した場合、カメラシステム制御部5は、撮像素子6の駆動、画像処理部7の動作、圧縮処理等の制御を行い、表示部9による情報表示の制御を行う。表示部9がタッチパネルを備える場合にカメラシステム制御部5は、表示画面上での操作に応じた各種の処理を実行する。
The imaging system is controlled mainly by the camera
制御系による光学系の調整動作について説明する。カメラシステム制御部5には画像処理部7が接続されており、撮像素子6からの信号に基づいて適切な焦点位置(フォーカスレンズの位置)、絞り位置(絞り量)を求める。そして、カメラシステム制御部5は、電気接点11を介して、適切な焦点位置及び絞り位置を示す情報をレンズシステム制御部12に通知する。レンズシステム制御部12は、電気接点11を介して受信した通知に基づいて、不図示のフォーカスレンズ駆動部および絞り駆動部を適切に制御する。これにより、適切な光量の被写体光を撮像素子に露光するとともに、撮像素子6近傍で被写体像を結像させることができる。
The adjustment operation of the optical system by the control system will be described. The camera
さらに、ブレ補正を行うモードにおいては、カメラシステム制御部5はカメラ側ブレ検出部15によって検出されたブレの検出信号に基づいて、カメラ側ブレ補正部14を適切に制御する。同様に、レンズシステム制御部12はレンズ側ブレ検出部16によって検出されたブレ検出信号に基づいてレンズブレ補正部13を適切に制御する。ブレ補正制御手段の基本的な制御動作としては、まずカメラシステム制御部5および、レンズシステム制御部12がそれぞれ、カメラ側ブレ検出部15およびレンズ側ブレ検出部16によって検出されたブレ検出信号(回転ブレおよび平行移動ブレ)を取得する。取得したブレ検出信号に基づいて、カメラシステム制御部5および、レンズシステム制御部12がそれぞれ、像ブレを補正するための、撮像素子6およびブレ補正用レンズ3aの駆動量を算出する。その後、算出された駆動量をカメラ側ブレ補正部14およびレンズ側ブレ補正部13へ指令値として送出することで、撮像素子6およびブレ補正用レンズ3aを用いたブレ補正制御を行う。
Furthermore, in the shake correction mode, the camera
次に、図2を用いて、本実施例における、カメラシステム制御部5およびカメラ側ブレ補正部14を用いたブレ補正について説明する。尚、ここでは、カメラ側のブレ補正について説明をするが、レンズシステム制御部12とレンズ側ブレ補正部16を用いたブレ補正にも適用することができる。図2はカメラ本体1に設けられたブレ補正システムの制御ブロック図である。
Next, using FIG. 2, we will explain the shake correction using the camera
図2において、カメラシステム制御部5は、カメラ側ブレ検出部15の出力であるブレ検出信号を取得して、カメラ側ブレ補正部14へ出力するブレ目標信号を生成する。カメラ側ブレ補正部14は、カメラ制御部5から出力されたブレ目標信号に基づいて駆動指令信号を生成し、撮像素子6は駆動指令信号に基づいて駆動することでブレ補正動作を行う。カメラシステム制御部5がブレ目標信号を生成する構成について説明をする。カメラシステム制御部5は、補正されたブレ検出信号に対してフィルタ処理を行うカメラ側フィルタ処理部5aと位相補償をする位相補償器5bとゲイン補償器5cとを備える。カメラ側フィルタ処理部5aの特性は、カメラ側ブレ検出部15の特性に対応して決定される。位相補償器5bは、カメラ側フィルタ処理部5aから出力された信号に対して位相調整を行う。ゲイン補償器5cは、位相補償器5bから出力された信号に対して所定のゲイン値を乗算することでゲイン処理を行うことでブレ目標信号を生成してカメラ側ブレ補正部14に送出する。
In FIG. 2, the camera
カメラシステム制御部5は、更に、カメラ側ブレ補正部14において生成された駆動指令信号を取得し、取得した駆動指令信号に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理部5fとフィルタ処理部5fの出力に対して位相補償をする位相補償器5dとゲイン補償器5eとを備える。これらのフィルタ処理、位相補償処理、ゲイン補償処理により、前回の駆動指令信号に基づいて撮像素子6が駆動することにより生じる振動に相当する信号を取得する。
The camera
そして、加算器5gにより、フィルタ処理部5f、位相補償器5d、ゲイン補償器5eにより信号処理された駆動指令信号を、カメラ側ブレ検出部15から出力されるブレ検出信号から減算することで、ブレ検出信号を補正し、ブレ検出補正信号を生成する。このブレ検出補正信号に基づいて、ブレ補正目標信号が作られ、カメラ側ブレ補正部14において駆動指令信号が生成され、撮像素子6が駆動されることにより、ブレ補正動作が行われる。駆動指令信号用フィルタ処理部5fおよび、位相補償器5d、ゲイン補償器5eにおける信号処理の詳細については図3を用いて説明する。
Then,
図2のように、駆動指令信号を信号処理した信号をブレ検出信号から減算してブレ検出補正信号を取得することによる効果について説明する。ブレ補正部14の指令によって撮像素子6が駆動することによる振動がカメラ側ブレ検出部15に伝わってしまう場合がある。その場合、手ブレとは関係のない信号がカメラ側ブレ検出部15において検出され、それに応じて撮像素子撮像素子6が駆動するため、手ブレ補正できないという問題が起こりうる。本実施例では、上述のように、フィルタ処理部5fからゲイン補償器5dまでの処理により撮像素子6が駆動することにより生じる振動に相当する信号を取得し、これをカメラ側ブレ検出部15から出力されたブレ検出信号から減算する。これにより、手ブレとは関係のない信号(撮像素子6の駆動により生じる信号)の影響を軽減してブレ目標信号、及び駆動指令信号に基づいてブレ補正を行うことが可能になる。
The effect of obtaining a shake detection and correction signal by subtracting a signal obtained by signal processing the drive command signal from the shake detection signal as shown in FIG. 2 will be described. There are cases where vibration caused by driving the
尚、この効果は、手持ちで撮影している場合に限定されない。例えば、図1において説明したように、三脚にカメラシステムをのせて撮影を行うような場合には、撮像素子6の駆動による振動によって、三脚の固定部となる一点を中心にカメラシステム全体が動くため、上記のような課題が起きやすい。そのため、カメラシステムが、三脚への固定を検出した際に、図2のようにカメラ側ブレ補正部14の生成した駆動指令信号に応じて、カメラ側ブレ検出部15から出力されるブレ検出信号を信号処理し、ブレ検出補正信号を生成する構成としてもよい。
This effect is not limited to handheld shooting. For example, as explained in FIG. 1, when shooting with the camera system mounted on a tripod, the vibration caused by driving the
次に、図3を用いて、駆動指令信号に基づいてカメラ側ブレ検出部15の信号から撮像素子6が駆動することにより生じる振動に相当する信号を減算してブレ検出補正信号を生成する処理について説明する。
Next, using FIG. 3, we will explain the process of subtracting a signal corresponding to vibrations caused by the
図3(a)はある期間におけるカメラ側ブレ検出部15から出力されるブレ検出信号を表しており、図3(b)は同じ期間におけるカメラ側ブレ補正部14で生成された駆動指令信号の出力を表している。なお、図3ではカメラ側ブレ検出部15から出力されるブレ検出信号として、ジャイロセンサの出力を用いて説明するが、カメラシステムのブレを検出するものであればその限りではなく、加速度センサの出力を用いて同じような処理を行っても構わない。図3(c)は図3(a)で示したジャイロ信号に対して図3(b)で示した駆動指令信号を重畳して表示した状態を表しており、図3(d)は、図3(b)に示した前回の駆動指令信号及び今回のジャイロ信号に基づいて生成したブレ検出補正信号を表している。
Figure 3(a) shows the shake detection signal output from camera-side
図3(a)には、時刻32のタイミングで手ブレが発生し、手ブレがジャイロセンサに入力された際のブレ検出信号31の例を示す。図3(b)には、図3(a)に示したブレ検出信号31(図3(b)では点線で示す)に基づいてカメラ側ブレ補正部14で生成された駆動指令信号33を示す。駆動指令信号33は、基本的にはブレ検出信号31に比例した信号が生成される。図3(c)には、ブレ検出信号34を示す。ブレ検出信号34は、図3(a)と同じくジャイロセンサの出力を示すが、時刻35以降に駆動指令信号33によって撮像素子6が駆動した際に発生する振動がジャイロセンサの出力(ブレ検出信号)に影響を与えている様子も示している。図3(d)には、駆動指令信号33の位相を調整した位相調整信号37、位相調整信号37をさらにゲイン調整した位相・ゲイン調整信号38、更に、位相・ゲイン調整信号38によりブレ検出信号34を補正したブレ検出補正信号36を示す。尚、位相調整信号37は位相補償器5dの出力であり、位相調整は、時刻32と時刻35との差を調整するように行われる。また、位相・ゲイン調整信号38はゲイン補償器5fの出力である。
3(a) shows an example of a
図3(a)に示したように、カメラシステムに対してブレが入力され、ブレ検出信号31のようにそのブレが検出された際、図3(b)に示すような駆動指令信号33がカメラ側ブレ補正部14から出力される。駆動指令信号33に基づいて撮像素子6は駆動するが、その駆動による振動をジャイロセンサでも検出し、図3(c)に示したように、ジャイロセンサ出力34にも表れる。
As shown in FIG. 3(a), when a shake is input to the camera system and the shake is detected as shown in the
駆動指令信号33を生成する段階で、ジャイロセンサ出力34の時刻35以降に生じる出力信号の変化は想定可能なため、時刻35にあうように位相を調整した位相調整信号37、さらにゲインを調整した位相・ゲイン調整信号38を生成することも可能である。そして、位相・ゲイン調整信号38をブレ検出信号34から減算することで、カメラシステム制御部5はブレ検出補正信号36を生成する。
At the stage of generating the
なお、ゲインを調整する際には、カメラシステムの焦点距離や、撮像素子6を駆動させる駆動部の重力に基づいてゲインを調整するようにしても良い。これは、カメラシステムの焦点距離によって、ブレ検出部への影響を与える程度が異なることや、駆動部の重量によって、ブレ検出部へ入力される振動の大きさの程度が異なるためである。尚、焦点距離が変更可能な場合(撮影光学系が所謂ズームレンズを備える場合)、現在の焦点距離をレンズ装置2から取得し、ゲイン補償器5fはレンズ装置2から取得した焦点距離に基づいてゲインを調整してもよい。
When adjusting the gain, the gain may be adjusted based on the focal length of the camera system or the gravity of the drive unit that drives the
また、位相・ゲイン調整信号38を生成する際には、図2で示したカメラ側フィルタ部5fにおいて、その他のフィルタを通しても構わない。
In addition, when generating the phase/
位相・ゲイン調整信号38を生成する際に調整する位相の量や、ゲインの倍率の決定方法に関しては、設計の段階で焦点距離に応じた値を決定しておき、焦点距離に応じて値を参照することで決定してもよい。また、焦点距離だけでなく、アクセサリの取り付け状態(アクセサリの種類や重量)に応じて位相の量や倍率を決めておいてもよい。また、例えばカメラ1の製造工程において、所定の駆動指令信号を与え、その際のカメラ側ブレ検出部15の出力をモニタすることで、位相の量や倍率を決定することで、カメラ本体1の個体差にも対応してもよい。
The amount of phase to be adjusted when generating the phase/
以上説明したように、生成したブレ検出補正信号を用いて、ブレ補正を行うことにより、撮像素子6が駆動することによって撮像装置内に発生した振動がカメラ側ブレ検出部15に伝達する場合であっても、その振動の影響を軽減することができる。
As described above, by performing shake correction using the generated shake detection and correction signal, the effects of vibrations generated within the imaging device as a result of the
なお本実施例では、ある一つのジャイロセンサ出力に対して、補正を行うことについて説明したが、多くのカメラシステムには、複数のジャイロセンサが用いられる。そこで各ジャイロセンサ出力に対して同様に補正を行うことで、さらに撮像素子6の駆動に伴って生じる振動の影響を軽減してブレ補正を行うことが可能となる。また、レンズ装置2もブレ補正部を備える場合、ブレ補正用レンズ3aの駆動に伴う振動の影響を軽減するために、ブレ補正用レンズ3aの駆動信号を取得し、ブレ検出信号をブレ補正量レンズ3aの駆動信号にも基づいて補正してもよい。補正の方法は、撮像素子の駆動信号に基づく補正と同様に、レンズ側の駆動信号の位相・ゲインを調整した信号を減算すれば良い。
In this embodiment, correction is performed on one gyro sensor output, but many camera systems use multiple gyro sensors. By performing a similar correction on each gyro sensor output, it is possible to perform blur correction by further reducing the effects of vibrations that occur when the
次に、図4を用いて本実施例における撮像素子6を用いたブレ補正の制御フローについて説明する。図4は本実施例における撮像素子6を用いたブレ補正の制御フローチャートであり、このフローは、撮像装置1の電源が入るとともにスタートする。
Next, the control flow of the blur correction using the
ステップS4001では、カメラシステム制御部5はブレ検出補正信号を使用するか否かを判定し、使用する場合はステップS4002へ、使用しない場合はステップS4005へ進む。ステップS4001において、ブレ検出補正信号を使用するか否かは、撮像素子6の駆動に伴う振動がカメラ側ブレ検出部15の検出結果に影響を受ける程度が大きいことが想定されるか否かに応じて判定する。例えば、カメラシステムが三脚に据えられているか否かを判定する三脚状態判定部を備え、その判定結果に応じてブレ検出補正信号を使用するか否の判定を行うといった方法でもかまわない。上述のように、三脚に据えられている場合は、撮像素子6の駆動に伴う振動の影響を受けやすいため、三脚に据えられていると判定された場合はステップS4002へ進み、そうでない場合はステップS4005へ進む。
In step S4001, the camera
ステップS4002では、カメラシステム制御部5は、カメラシステムの焦点距離や撮像素子6の駆動部の重量などを参照し、ブレ検出補正信号を生成するためのゲイン調整値、つまり、ゲイン補償器5eで乗算するゲインを決定し、ステップS4003へ進む。
In step S4002, the camera
ステップS4003では、カメラシステム制御部5は、ブレ検出補正信号を生成するための位相調整値、言い換えると、位相補償器5dにより調整する位相量を決定し、ステップS4004へ進む。なお、ステップS4002およびステップS4003において決定するゲイン及び位相の調整値に関しては、カメラシステムの製造中に決定されるものであっても、毎回の撮影毎に決定されるような値であっても構わない。カメラシステムの製造中に決定される固定値を調整値として用いる場合は、ステップS4002、S4003を省略することができる。
In step S4003, the camera
ステップS4004では、カメラシステム制御部5は、ステップS4002~S4003において決定した調整値および、カメラ側ブレ検出部15から出力されるブレ検出信号に基づいてブレ検出補正信号(図3(d)におけるブレ検出補正信号36)を生成する。ブレ検出補正信号を生成すると、ステップS4005へ進む。
In step S4004, the camera
ステップS4005では、カメラシステム制御部5は、ブレ検出補正信号に基づいてブレ目標信号を生成し、カメラ側ブレ補正部14へ出力する。カメラ側ブレ補正部14は、カメラシステム制御部5から入力されたブレ目標信号に基づいて駆動指令信号を生成し、撮像素子6の駆動を開始して、ステップS4006へ進む。
In step S4005, the camera
ステップS4006では、カメラシステム制御部5は、撮影動作を行い、ステップS4007へ進む。ステップS4007では、カメラシステム制御部5はユーザーの入力などを基にして、撮影を終了するか否かを判定し、撮影を終了する場合はフローを終了し、終了しない場合は、ステップS4001へ戻る。
In step S4006, the camera
以上説明したように、本実施例では、カメラ側ブレ補正部14で生成された駆動指令信号に基づいて信号処理を行い、カメラ側ブレ検出部15から出力されるブレ検出信号から減算することで、手ブレとは関係のない信号を除去し、ブレ検出補正信号を生成する。そのブレ検出補正信号に基づいて、カメラシステム制御部5及びカメラ側ブレ補正部14において駆動指令信号を生成することで、適切にブレ補正を行うことが可能になる。
As described above, in this embodiment, signal processing is performed based on the drive command signal generated by the camera-side
以下、図5~6を参照して、本発明の実施例2に係る撮像システムについて説明する。本実施例は、監視カメラのように、天井や壁、床などに設置された撮像システムにおける実施形態である。 Below, an imaging system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 5 and 6. This embodiment is an embodiment of an imaging system that is installed on a ceiling, wall, floor, etc., such as a surveillance camera.
図5では、天井から吊り下げられるように設置された監視カメラの構成について説明する。基本的な構成については図1および図2を用いて説明した実施例1の構成と同様であるため、差異のある箇所についてのみ詳細に説明する。 Figure 5 describes the configuration of a surveillance camera that is installed so as to be suspended from the ceiling. The basic configuration is similar to that of Example 1 described using Figures 1 and 2, so only the differences will be described in detail.
実施例1においては、カメラ側ブレ補正部14による撮像素子6の駆動に伴って生じる振動がカメラ側ブレ検出部15に与える影響を軽減する構成について説明した。本実施例では、監視カメラの基部であるパンチルト雲台(パンチルター)の駆動による振動がブレ検出部に与える影響を軽減させる構成について説明をする。
In the first embodiment, a configuration was described that reduces the effect on the camera-side
図5(a)は本実施例における撮像システムの概略図、図5(b)は当該撮像システムの電気的構成を示すブロック図である。図5(a)に示すように、本実施例における撮像システムは、カメラ本体51がパンチルト雲台52に装着され、パンチルト駆動を受ける。カメラ本体51は、カメラシステム制御部5、撮像素子6、画像処理部7、メモリ部8を備える。これらの構成については実施例1と同様である。本実施例のカメラ本体51は、更に、ブレ補正用レンズ3aを有する撮像光学系3と、ブレ検出部56と撮像素子6とブレ補正用レンズ3aとを駆動するブレ補正部57とパンチルト雲台52と通信する通信部53とを備える。
Fig. 5(a) is a schematic diagram of the imaging system in this embodiment, and Fig. 5(b) is a block diagram showing the electrical configuration of the imaging system. As shown in Fig. 5(a), the imaging system in this embodiment has a
パンチルト雲台52は、パンチルト雲台52の駆動を制御するパンチルトシステム制御部54と、パンチルトシステム制御部54により制御され、パンチルト雲台を駆動することで装着されたカメラ本体51をパンニング及びチルティング駆動するパンチルト駆動部を備える。
The
パンチルト雲台52の駆動により、カメラ本体51の動き(ブレ)とは異なる振動が、ブレ検出部56に入力されてしまった場合、その振動によって、ブレ補正部57を駆動してしまい、ブレ補正の精度が低下する可能性がある。本実施例では、パンチルト駆動部55により生成された駆動指令信号を、パンチルトシステム制御部54および通信部53を介してカメラシステム制御部5へ送信することで、実施例1と同様にカメラシステム制御部5はブレ検出補正信号を生成する。そのブレ検出補正信号を用いてブレ補正部57を駆動することで、パンチルト駆動に伴う振動の影響を軽減することが可能となる。
If vibrations different from the movement (shake) of the
図6を用いて、本実施例におけるカメラシステム制御部5及びブレ補正部57を用いたブレ補正について説明をする。図6は、カメラ本体51に設けられたブレ補正システムのブロック図である。基本的には図2を用いて説明した実施例1と同様のブロック図であるが、異なる部分についてのみ、詳細に説明する。
The blur correction using the camera
図6に示すように、本実施例では図2に示した実施例1とは異なり、カメラシステム制御部5は、パンチルトシステム駆動部55から出力される駆動指令信号を、パンチルトシステム制御部54と通信部53とを介して入手する。そして、この駆動指令信号に基づいてブレ検出部56から出力されるブレ検出信号を補正する。ブレ検出部56から出力されるブレ検出信号に対して、ブレ検出補正信号を生成する方法については、実施例1と同様であるため、説明は割愛する。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, unlike the first embodiment shown in FIG. 2, the camera
本実施例では、パンチルト雲台52によるパンチルト駆動に伴って発生する振動によるブレ検出部56の検出結果に与える影響を軽減する形態について説明したが、その他の構成をとることもできる。例えば、撮像システムが2つのブレ補正部を備え、一方のブレ補正部の駆動指令信号を用いて、もう一方のブレ補正部を駆動するためのブレ検出部の検出信号を補正するような構成をとっても良い。
In this embodiment, a configuration has been described in which the effect of vibrations generated by pan-tilt driving using the
以上説明したように、パンチルト駆動部55で生成された駆動指令信号に基づいて信号処理を行うことで、ブレ補正を行う駆動部の駆動に伴う振動に影響を取得することができる。ブレ検出部56の出力から取得した影響を減算して取得したブレ検出補正信号に基づいて、ブレ補正部57が駆動指令信号を生成することで、適切にブレ補正を行うことが可能になる。
As described above, by performing signal processing based on the drive command signal generated by the pan/
以下、図7~8を参照して、本発明の実施例3に係る撮像システムについて説明する。本実施例は、ジンバルスタビライザーのように、撮像装置を取り付けて大きなブレを補正するような装置を用いた場合の撮像システムにおける実施形態である。 Below, an imaging system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 7 and 8. This embodiment is an embodiment of an imaging system that uses a device such as a gimbal stabilizer to which an imaging device is attached to correct large shakes.
図7では、ジンバルスタビライザー(以下、ジンバル)にカメラ本体が設置された構成について説明する。基本的な構成については、図1および図2を用いて説明した実施例1の構成と同様であるため、差異のある箇所についてのみ詳細に説明する。 Figure 7 describes a configuration in which a camera body is installed on a gimbal stabilizer (hereinafter, gimbal). The basic configuration is similar to that of Example 1 described using Figures 1 and 2, so only the differences will be described in detail.
実施例1においては、カメラ側ブレ補正部14による撮像素子6の駆動に伴って生じる振動がカメラ側ブレ検出部15に与える影響を軽減する構成について説明した。本実施例では、ジンバル72の駆動による振動がブレ検出部に与える影響を軽減する構成について説明をする。
In the first embodiment, a configuration was described that reduces the influence of vibrations caused by the driving of the
図7(a)は本実施例における撮像システムの概略図、図7(b)は当該撮像システムの電気的構成を示すブロック図である。図7(a)に示すように、本実施例における撮像システムは、カメラ本体71がジンバル72に装着されるころで構成されている。カメラ本体71は、カメラシステム制御部5、撮像素子6、画像処理部7、メモリ部8、表示部9とを備える。これらの構成については実施例1と同様である。本実施例のカメラ本体51は、更に、ブレ補正用レンズ3aを有する撮像光学系3と、ブレ検出部78と撮像素子6とブレ補正用レンズ3aとを駆動するブレ補正部79を備える。カメラ本体51は更に、カメラ本体に設けられた操作部(不図示)を介して入力されたユーザ操作を検出するカメラ側操作検出部80と、ジンバル72と通信する通信部73とを備える。
7(a) is a schematic diagram of the imaging system in this embodiment, and FIG. 7(b) is a block diagram showing the electrical configuration of the imaging system. As shown in FIG. 7(a), the imaging system in this embodiment is configured by a
ジンバル72は、ジンバル72の駆動を制御するジンバルシステム制御部74と、ジンバル72に設けられた操作部(不図示)を介して入力されたユーザー操作を検出するジンバル側操作検出部75とを備える。ジンバル72は更に、ジンバル72に入力されるブレを検出するジンバル側ブレ検出部76と、ジンバル72を駆動するジンバル側ブレ補正部77を備える。
The
ジンバル72の駆動によって発生する振動を、カメラ本体72におけるブレ検出部78で検出してしまうと、意図しないブレ補正つまり、ジンバル72の駆動に伴って発生する振動を補正しようとするブレ補正動作が行われる。本実施例はこの意図しないブレ補正動作が生じにくい構成となっている。
If the vibrations caused by driving the
ジンバル72の駆動により、カメラ本体71の動き(ブレ)とは異なる振動が、ブレ検出部78に入力されてしまった場合、その振動によって、ブレ補正部79を駆動してしまい、ブレ補正の精度が低下する可能性がある。本実施例では、ジンバル側ブレ補正部77により生成された駆動指令信号を、ジンバルシステム制御部74および通信部73を介してカメラシステム制御部5へ送信することで、実施例1と同様にカメラシステム制御部5はブレ検出補正信号を生成する。そのブレ検出補正信号を用いてブレ補正部79を駆動することで、ジンバルの駆動に伴う振動の影響を軽減することが可能となる。
If vibrations different from the movement (shake) of the
図8を用いて、本実施例におけるカメラシステム制御部5及びブレ補正部79を用いたブレ補正について説明をする。図8は、カメラ本体71に設けられたブレ補正システムのブロック図である。基本的には図2を用いて説明した実施例1と同様のブロック図であるが、異なる部分についてのみ、詳細に説明する。
The blur correction using the camera
図8に示すように、本実施例では図2に示した実施例1とは異なり、カメラシステム制御部5は、ジンバル側ブレ補正部77から出力される駆動指令信号を、ジンバルシステム制御部74と通信部73とを介して入手する。そして、この駆動指令信号に基づいてブレ検出部79から出力されるブレ検出信号を補正する。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, unlike the first embodiment shown in FIG. 2, the camera
ブレ検出部78から出力されるブレ検出信号に対して、ブレ検出補正信号を生成する方法については、実施例1と同様であるため、説明は割愛する。本実施例では、ジンバル72の駆動に伴って発生する振動によるブレ検出部78の検出結果に与える影響の軽減する形態について説明したが、その他の構成をとることもできる。例えば、実施例1と同様に、ジンバル72の駆動で発生する振動によるジンバル側ブレ検出部76に与える影響の軽減を行うような構成としてもよい。この場合、ジンバル側ブレ補正部77からの駆動指令信号に基づいてジンバル側ブレ検出信号76から出力されるブレ検出信号と(カメラ本体側の)ブレ検出部78から出力されるブレ検出信号とを補正し、2つのブレ検出補正信号を生成してもよい。
The method of generating the shake detection correction signal from the shake detection signal output from the
以上説明したように、ジンバル側ブレ補正部77で生成された駆動指令信号に基づいて信号処理を行うことでブレ補正を行う駆動部の駆動に伴う振動に影響を取得することができる。ブレ検出部78の出力からこの影響を減算して取得したブレ検出補正信号に基づいてブレ補正部79が駆動指令信号を生成することで、適切にブレ補正を行うことが可能になる。
As described above, the influence of vibrations caused by driving the drive unit that performs shake compensation can be obtained by performing signal processing based on the drive command signal generated by the gimbal-side
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 The above describes preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the invention.
3 撮影光学系
5 カメラシステム制御部
6 撮像素子
12 レンズシステム制御部
13 レンズ側ブレ補正部
14 カメラ側ブレ補正部
15 カメラ側ブレ検出部
16 レンズ側ブレ検出部
3 Photographing
Claims (10)
前記ブレ検出手段から取得されたブレ検出信号に基づいてブレ補正手段の駆動指令信号を取得し、ブレ補正手段に対して駆動信号を出力することでブレ補正を制御するブレ補正制御手段と、を備え、
前記ブレ補正制御手段は、前記ブレ検出信号と、前回の前記駆動指令信号とに基づいて今回の駆動指令信号を取得することを特徴とするブレ補正制御装置。 an acquisition means for acquiring a shake detection signal of the imaging device from the shake detection means;
a shake correction control means for acquiring a drive command signal for a shake correction means based on the shake detection signal acquired from the shake detection means, and controlling shake correction by outputting a drive signal to the shake correction means,
The blur correction control device according to claim 1, wherein the blur correction control means obtains a current drive command signal based on the blur detection signal and the previous drive command signal.
前記ブレ補正制御手段は、前記ブレ検出手段から得られるブレ検出信号と、前記ブレ補正手段の駆動指令信号および、前記三脚状態判定手段の判定結果に応じて算出されるブレ検出補正信号に基づいて、ブレ補正制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のブレ補正制御装置。 a tripod state determination means for determining whether the imaging device is mounted on a tripod;
2. The image stabilization control device according to claim 1, wherein the image stabilization control means performs image stabilization control based on a blur detection signal obtained from the image stabilization means, a drive command signal for the image stabilization means, and a blur detection and correction signal calculated in accordance with a result of determination by the tripod state determination means.
撮影光学系からの被写体光を撮影する撮像素子と、
前記ブレ検出手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 A blur correction control device according to any one of claims 1 to 8,
an image sensor that captures subject light from an imaging optical system;
an imaging apparatus comprising:
取得されたブレ検出信号に基づいてブレ補正手段の駆動指令信号を取得し、ブレ補正手段に対して駆動信号を出力することでブレ補正を制御する制御工程と、を有し
前記制御工程において、前記ブレ検出信号と、前回の前記駆動指令信号とに基づいて今回の駆動指令信号を取得することを特徴とするブレ補正制御方法。
An acquisition step of acquiring a shake detection signal of an imaging device;
a control step of acquiring a drive command signal for the shake correction means based on the acquired shake detection signal, and controlling shake correction by outputting a drive signal to the shake correction means, wherein in the control step, a current drive command signal is acquired based on the shake detection signal and the previous drive command signal.
Priority Applications (1)
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| JP2022182322A JP2024071858A (en) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | Image stabilizer, image stabilizer method, and image capture device |
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