JP6327838B2 - Image shake correction apparatus, control method therefor, optical apparatus, and imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、手振れ等により生じ得る像振れを複数の補正手段により補正する像振れ補正技術に関するものである。 The present invention relates to an image blur correction technique in which image blur that may occur due to camera shake or the like is corrected by a plurality of correction units.
撮像装置の振れを検出して、振れに起因する像振れを補正するべく光学部材を駆動制御する像振れ補正装置が知られている。補正レンズ等の光学部材を駆動する方式の補正機能を光学式像振れ補正という。
特許文献1に開示の像ブレ補正装置は、固定部材を挟んで前後にそれぞれ、第1補正部材を保持する第1可動鏡筒と、第2補正部材を保持する第2可動鏡筒を配置することで、各可動鏡筒を独立して駆動できる。これにより、像振れ補正可能な角度範囲を増加させることができる。
2. Description of the Related Art There is known an image blur correction device that detects a shake of an imaging device and drives and controls an optical member to correct an image blur caused by the shake. A correction function of a method of driving an optical member such as a correction lens is called optical image shake correction.
In the image blur correction apparatus disclosed in
一般的に制御対象に対する外乱補償では、実際の制御対象の逆モデルから、その伝達関数を理論的に求め、実際の制御対象からの出力を入力することにより、制御対象への入力信号(外乱を含む)を推定する。外乱を含んだ推定信号から、制御対象への入力信号を差し引くことで、外乱が算出される。推定によって求めた外乱を、制御対象への入力信号から減算し、外乱入力を抑制することができる。 Generally, in disturbance compensation for a controlled object, the transfer function is theoretically obtained from the inverse model of the actual controlled object, and the output from the actual controlled object is input, and the input signal to the controlled object (disturbance is reduced). Including). The disturbance is calculated by subtracting the input signal to the controlled object from the estimated signal including the disturbance. The disturbance obtained by the estimation can be subtracted from the input signal to the controlled object to suppress the disturbance input.
しかしながら、外乱の推定精度は、制御対象の出力信号の検出精度に依存する。つまり、その分解能が低い場合、外乱の推定精度も低くなる。特許文献1のような、2つの独立した制御対象では、駆動位置検出の分解能が同じであった場合、光学敏感度の違いにより、駆動ストロークが異なる。よって、駆動ストロークに対する検出分解能に違いが生じる。2つの独立した制御対象に対して一般的な外乱補償を施した場合、一方の制御対象では外乱補償の精度は高いが、もう一方の制御対象では外乱補償の精度が低くなるといった課題がある。
本発明の目的は、複数の補正手段を用いて像振れを補正する像振れ補正装置において、複数の補正手段に係る外乱補償の精度低下を抑えて、ロバスト性を高めることである。
However, the estimation accuracy of the disturbance depends on the detection accuracy of the output signal to be controlled. That is, when the resolution is low, the estimation accuracy of the disturbance is also low. In two independent control objects such as
An object of the present invention is to improve robustness by suppressing deterioration in the accuracy of disturbance compensation related to a plurality of correction means in an image shake correction apparatus that corrects image blur using a plurality of correction means.
上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、第1の光学補正手段及び第2の光学補正手段により像振れを補正する像振れ補正装置であって、振れ検出手段によって検出された振れ検出信号を取得して前記第1の光学補正手段の目標位置及び前記第2の光学補正手段の目標位置を算出する算出手段と、前記第1の光学補正手段の位置及び前記第2の光学補正手段の位置を検出する位置検出手段と、前記第1の光学補正手段の位置を、前記算出手段が算出した目標位置に収束させる帰還制御を行う第1制御手段と、前記第2の光学補正手段の位置を、前記算出手段が算出した目標位置に収束させる帰還制御を行う第2制御手段と、前記第1の光学補正手段への外乱を演算する第1外乱推定手段と、前記第2の光学補正手段への外乱を演算する第2外乱推定手段と、前記第1制御手段の出力から、前記第1外乱推定手段の出力を減算することにより、前記第1制御手段に対する外乱補償を行う第1外乱補償手段と、前記第2制御手段の出力から、前記第2外乱推定手段の出力を減算することにより、前記第2制御手段に対する外乱補償を行う第2外乱補償手段と、前記第1外乱推定手段の推定精度及び前記第2外乱推定手段の推定精度を決定するリミッタ手段と、前記第2外乱推定手段の方が、前記第1外乱推定手段より推定精度が高い場合、前記第1外乱推定手段による第1演算データに対し、前記リミッタ手段により決定される閾値以下の下位ビットをマスクするマスク手段と、前記第2外乱推定手段による第2演算データにおける前記閾値以下の下位ビットの信号を前記マスク手段の出力に加算する加算手段と、を有する。
In order to solve the above-described problems, an apparatus according to the present invention is an image shake correction apparatus that corrects an image shake by the first optical correction unit and the second optical correction unit, and the shake detected by the shake detection unit. A calculation means for obtaining a detection signal and calculating a target position of the first optical correction means and a target position of the second optical correction means; a position of the first optical correction means; and a second optical correction. position detecting means for detecting the position of means, the position of the first optical compensation means, a first control means for performing feedback control to converge to the target position where the calculating means is calculated, the second optical compensation means The second control means for performing feedback control for converging the position to the target position calculated by the calculation means, the first disturbance estimation means for calculating the disturbance to the first optical correction means, and the second optical Calculate the disturbance to the correction means A second disturbance estimating means; a first disturbance compensating means for performing disturbance compensation for the first control means by subtracting an output of the first disturbance estimating means from an output of the first control means; and By subtracting the output of the second disturbance estimation means from the output of the control means, a second disturbance compensation means for compensating for the disturbance to the second control means, the estimation accuracy of the first disturbance estimation means, and the second When the estimation accuracy of the limiter unit that determines the estimation accuracy of the disturbance estimation unit and the second disturbance estimation unit is higher than that of the first disturbance estimation unit, the first calculation data by the first disturbance estimation unit is Mask means for masking lower bits less than or equal to a threshold determined by the limiter means, and signals of lower bits less than or equal to the threshold in the second operation data by the second disturbance estimation means Having, adding means for adding the output of the unit.
本発明によれば、複数の補正手段を用いて像振れを補正する像振れ補正装置において、複数の補正手段に係る外乱補償の精度低下を抑えて、ロバスト性を高めることができる。 According to the present invention, in an image blur correction apparatus that corrects image blur using a plurality of correction units, it is possible to improve robustness by suppressing a decrease in the accuracy of disturbance compensation related to the plurality of correction units.
以下に、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、撮像素子により撮像した画像の像振れを複数の補正手段で補正する撮像装置を例示する。装置の振れ検出情報に応じて像振れを補正する複数の補正手段は、撮像光学系を構成する可動光学部材とする。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, an image pickup apparatus that corrects image shake of an image picked up by an image pickup device using a plurality of correction units is illustrated. A plurality of correction means for correcting the image shake according to the shake detection information of the apparatus are movable optical members constituting the imaging optical system.
図1は、本実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。この撮像装置は、主に静止画像と動画像の撮影を行うデジタルカメラである。
ズームユニット101は、変倍を行うズームレンズを含む。ズーム駆動制御部102は、ズームユニット101を駆動制御する。第1像振れ補正ユニット103は、被写体像と撮像素子との相対位置を結像平面内で変化させる第1光学部材を備える。第1光学部材は、例えば、撮像光学系の光軸に直交する方向に移動可能な補正レンズ(シフトレンズ)である。第1像振れ補正制御部104は第1像振れ補正ユニット103を駆動制御する。第2像振れ補正ユニット105は、被写体像と撮像素子との相対位置を結像平面内で変化させる第2光学部材を備える。第2光学部材は、例えば、撮像光学系の光軸に直交する方向に移動可能な補正レンズ(シフトレンズ)である。第2像振れ補正制御部106は第2像振れ補正ユニットを駆動制御する。絞り・シャッタユニット107は絞りとシャッタを備える。絞り・シャッタ駆動制御部108は、絞り・シャッタユニット107を駆動制御する。フォーカスユニット109は焦点調節を行うフォーカスレンズを含む。フォーカス駆動制御部110は、フォーカスユニット109を駆動制御する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to the present embodiment. This imaging apparatus is a digital camera that mainly captures still images and moving images.
The zoom unit 101 includes a zoom lens that performs zooming. The zoom
撮像部111は撮像素子を備え、各レンズ群を通して結像される光を光電変換によって電気信号に変換する。撮像信号処理部112は、撮像部111が出力する電気信号を映像信号に変換処理する。映像信号処理部113は、撮像信号処理部112が出力する映像信号を取得して用途に応じて加工する。表示部114は、映像信号処理部113が出力する信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。電源部115は、カメラシステムの構成部に対して用途に応じて電源を供給する。外部入出力端子部116は、外部装置との間で通信信号及び映像信号の入出力に使用する。操作部117はユーザがカメラ操作に使用し、操作指示信号をカメラシステム制御部120に出力する。記憶部118は、映像情報等の様々なデータを記憶する。振れ検出部119は撮像装置に加わる振れ量を検出し、振れ検出信号をカメラシステム制御部120に出力する。システム全体を制御するカメラシステム制御部120はCPU(中央演算処理装置)等を備え、メモリから読み出したプログラムを実行することでカメラ動作を制御する。例えば、カメラシステム制御部120は、ズーム駆動制御部102に制御指令を送信してズーム駆動制御を行い、第1像振れ補正制御部104および第2像振れ補正制御部106に制御指令を送信して像振れ補正制御を行う。また、カメラシステム制御部120は、絞り・シャッタ駆動制御部108に制御指令を送信して絞り調整やシャッタ駆動を制御し、フォーカス駆動制御部110に制御指令を送信して焦点調節制御を行う。尚、撮像された画像を記録媒体に記録する記録処理部等が設けられるが、本発明に直接の関連がない構成部の説明は省略する。
The
次に、上記構成を持つ撮像装置の概略動作について説明する。
操作部117には、像振れ補正ON/OFFを選択可能にする防振ON/OFFスイッチが含まれる。防振スイッチにより像振れ補正のONが選択されると、カメラシステム制御部120が第1像振れ制御部104、第2像振れ制御部106に像振れ補正動作を指示する。この指示を受けた第1像振れ補正制御部104、第2像振れ補正制御部106はOFF指示がなされるまで像振れ補正動作を続行する。
Next, a schematic operation of the imaging apparatus having the above configuration will be described.
The
操作部117は、押し込み量に応じて第1スイッチ(SW1)および第2スイッチ(SW2)が順にオンするように構成されたシャッタレリーズスイッチを含む。シャッタレリーズボタンが約半分押し込まれたときにスイッチSW1がオンし、シャッタレリーズボタンが最後まで押し込まれたときにスイッチSW2がオンする。スイッチSW1がオンされると、フォーカス駆動制御部110がフォーカスユニット109を駆動して焦点調節を行うとともに、絞り・シャッタ駆動制御部108が絞り・シャッタユニット107を駆動して適正な露光量に設定する。スイッチSW2がオンされると、撮像部111に露光された光像から得られた画像データが記憶部118に記憶される。
The
また操作部117には動画記録スイッチが含まれる。動画記録スイッチの押下後に動画撮影が開始し、記録中に再度スイッチを押すと記録が終了する。動画撮影中にSW1およびSW2が操作されると、動画記録中の静止画撮影にも対応できる。操作部117には再生モードを選択する再生モード選択スイッチも含まれており、再生モード時には防振動作が停止する。
操作部117は、ズーム変倍を指示するための変倍スイッチを含む。変倍スイッチによりズーム変倍の指示があると、カメラシステム制御部120を介して指示を受けたズーム駆動制御部102がズームユニット101を駆動して、指示されたズーム位置にズームユニット101を移動させる。それとともに、撮像部111から送られた各信号処理部(112,113)にて処理された画像情報に基づいて、フォーカス駆動制御部110がフォーカスユニット109を駆動して焦点調節を行う。
The
The
図2は、第1および第2像振れ補正制御部104、106とカメラシステム制御部120の関係をより詳細に説明したブロック図である。尚、ピッチ(Pitch)方向とヨー(Yaw)方向とで同じ構成となるため、一方の軸についてのみ説明する。また第1像振れ補正制御部104と第2像振れ補正制御部106の構成は同じであり、よって後者の説明を割愛する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating the relationship between the first and second image blur
振れ検出部119はジャイロセンサ等を用いて角速度データを検出し、振れ検出電圧を出力する。角速度検出用AD(Analog to Digital)変換部201は、振れ検出部119の出力電圧をデジタルデータに変換してHPF(ハイパスフィルタ)202に出力する。HPF202は、振れ検出信号の示す角速度データに含まれるオフセット成分や、温度ドリフト成分を除去する。LPF(ローパスフィルタ)203は、角速度データを積分し、角度データに変換する。振れ補正敏感度の乗算部204は、角度データに敏感度を乗算し、角度データを振れ補正レンズのシフト量(移動量)に変換する。この敏感度は焦点距離ごとに異なった値をもち、焦点距離が変わると敏感度も変更される。出力切替部205は、操作部117による振れ補正のON(動作)指令またはOFF(不動作)指令を受けて、出力を切り替える。つまり、OFF指令の場合には強制的に出力が停止される。振れ補正量に対するリミッタ206は像振れ補正量を、光学性能を満たす範囲内にクランプして、減算部DECに出力する。減算部DECはリミッタ206の出力から、後述のAD変換部211の出力を減算し、減算結果を出力する。
The
PID制御部207は、像振れ補正レンズの位置制御するためのコントローラである。PID制御部207は、減算部DECの出力に応じて、P(比例)制御、I(積分)制御、D(微分)制御に係る各演算を実行し、像振れ補正量を示す信号をドライバ部208に出力する。PID制御部207は、位置検出部210よって検出された、第1振れ補正ユニット103の像振れ補正レンズ209の位置を、目標位置に収束させる帰還制御ループを構成する。
ドライバ部208は、像振れ補正量の信号を電圧に変換し、像振れ補正レンズ209を駆動するための電流をアクチュエータコイルに供給する。像振れ補正レンズ209は撮像光学系の一部をなし、光軸に対して垂直な平面上で移動するシフトレンズである。像振れ補正レンズ209はアクチュエータコイルの通電によって移動して像振れを光学的に補正する。位置検出部210は、像振れ補正レンズ209の位置を検出し、位置検出情報に応じた検出電圧を出力する。AD変換部211は、像振れ補正レンズ209の位置検出電圧(アナログ電圧)をデジタルデータに変換した後、減算部DECに出力する。
The
The
次に、図3を参照して、一般的な外乱オブザーバについて説明する。下記の諸量を定義する。
・u:制御対象301への入力(外乱を受ける前)。
・y:制御対象301の出力。
・G(s):制御対象301の伝達関数。
・d:制御対象301に加わる外乱。
・H(s):理論的に求めた制御対象301の伝達関数。
・e:推定外乱。
Next, a general disturbance observer will be described with reference to FIG. The following quantities are defined.
U: Input to the control target 301 (before receiving a disturbance).
Y: Output of the
G (s): Transfer function of the
D: Disturbance applied to the
H (s): The transfer function of the controlled
E: Estimated disturbance.
一般的に制御対象が機械的構造をもつ場合、制御対象の伝達関数G(s)は非線形成分を有するので、理論的に求めた伝達関数H(s)を一致させることは難しい。このため、G(s)≒H(s)ではあるが、厳密にはG(s)≠H(s)である。制御対象301への入力は、制御部からの入力uと外乱dを足し合わせたものである(加算部303参照)。制御対象301では、その入力に従って出力が生成される。その出力yを、理論的に求めた制御対象301の伝達関数の逆モデル302に入力することによって、制御対象301に入力された入力信号の推定処理が行われる。前述の通り、G(s)≒H(s)であるため、入力は実際の入力と厳密には一致しない。そのため、この入力はあくまでも推定された信号である。推定された入力は、制御部からの入力uと外乱dの和として推定されるため、その推定入力信号から、実際の制御部からの入力信号uを差し引くこと(減算部305参照)で、外乱を推定できる。推定された外乱eは、制御部からの入力uから事前に引いておくこと(減算部304参照)で、後に加わる実際の外乱が補償される。外乱オブザーバは、伝達関数「1/H(s)」で示す逆モデル302および減算部305から構成される。
以上により、外乱の推定精度は、制御対象301の逆モデル302の伝達関数の近似精度や、観測できる入出力信号の分解能に依存することがわかる。
In general, when the controlled object has a mechanical structure, the transfer function G (s) of the controlled object has a nonlinear component, so it is difficult to match the theoretically obtained transfer function H (s). Therefore, although G (s) ≈H (s), strictly speaking, G (s) ≠ H (s). The input to the
From the above, it can be seen that the estimation accuracy of the disturbance depends on the approximation accuracy of the transfer function of the
次に図4を参照して、外乱オブザーバを振れ補正制御部に適用した場合の構成例を説明する。
先ず、入力信号は減算部DEC1を介してPID制御部207に送られる。PID制御部207の出力は減算部DEC2を介してドライバ部208と外乱オブザーバ401に出力される。ドライバ部208から出力される駆動信号(電流)によって、第1振れ補正ユニット103が駆動される。この時、外乱(主に加速度外乱)が、制御対象である第1振れ補正ユニット103に加わると、外乱が加わった動きとなる。この動きは位置検出部210により検出される。位置検出信号は、AD変換部211がデジタルデータに変換する。AD変換された位置検出信号は外乱オブザーバ401、および減算部DEC1に出力される。
Next, with reference to FIG. 4, a configuration example in the case where the disturbance observer is applied to the shake correction control unit will be described.
First, the input signal is sent to the
外乱オブザーバ401は、AD変換された位置信号から、実際の外乱を含まない制御指令信号を減算することで外乱を推定する。演算結果を減算部DEC2に出力することで外乱補償処理が実行される。尚、減算部DEC1は、入力信号からAD変換部211の出力信号を減算した信号をPID制御部207に出力する。また、減算部DEC2は、PID制御部207の出力信号から外乱オブザーバ401の出力信号を減算して、減算後の信号を出力する。
The
次に、図5を参照して、第1振れ補正制御部104、および第2振れ補正制御部106の詳細を説明する。一例として、第1振れ補正ユニット103の方が第2振れ補正ユニット105よりも駆動ストロークが大きく、位置検出信号の分解能が低い場合を想定する。図5の構成例では、第1振れ補正ユニット103と第2振れ補正ユニット105をそれぞれ制御する制御部に対して、各外乱オブザーバが設けられている。そして、各制御部の出力から外乱オブザーバの出力をそれぞれ減算して外乱補償を行う複数の外乱補償部が設けられている。
Next, details of the first shake
第1振れ補正制御部104では、減算部DEC41にて入力信号から、第1AD変換部504の出力が減算され、第1制御部501に送られる。減算部DEC41への入力信号は、振れ検出部119による振れ検出信号に応じてカメラシステム制御部120が算出した第1振れ補正ユニット103の駆動制御に係る目標位置信号である。
In the first shake
第1制御部501は、第1振れ補正ユニット103の像振れ補正レンズの位置を目標位置に収束させる帰還制御ループを構成する。第1制御部501の制御出力は減算部DEC42(第1減算部)に送られて、第1ゲイン部507の出力が減算される。減算部DEC42の出力は第1ドライバ部502、および第1外乱オブザーバ505に送られる。第1ドライバ部502の出力に従って第1振れ補正ユニット103が駆動され、第1位置検出部503が位置検出を行う。位置検出信号は、第1AD変換部504がデジタル信号に変換した後、減算部DEC41および第1外乱オブザーバ505に送られる。減算部DEC42、第1ゲイン部507、後述のマスク部506、加算部ADD、推定外乱リミッタ514等は第1外乱補償部を構成する。
第2振れ補正制御部106では、減算部DEC61にて入力信号から、第2AD変換部511の出力が減算され、第2制御部501に送られる。減算部DEC61への入力信号は、振れ検出部119による振れ検出信号に応じてカメラシステム制御部120が算出した第2振れ補正ユニット105の駆動制御に係る目標位置信号である。
The
In the second shake
第2制御部501は、第2振れ補正ユニット105の像振れ補正レンズの位置を目標位置に収束させる帰還制御ループを構成する。第2制御部501の制御出力は減算部DEC62(第2減算部)に送られて、第2ゲイン部513の出力が減算される。減算部DEC62の出力は第2ドライバ部502および第2外乱オブザーバ512に送られる。第2ドライバ部509の出力に従って第2振れ補正ユニット105が駆動され、第2位置検出部510が位置検出を行う。位置検出信号は第2AD変換部511によってデジタル信号に変換された後、減算部DEC61および第2外乱オブザーバ512に送られる。第2外乱オブザーバ512の演算出力は、第2ゲイン部513および推定外乱リミッタ514に送られる。第2ゲイン部513によりゲイン係数が乗算された後の出力は減算部DEC62に出力される。第2ゲイン部513と減算部DEC62は第2外乱補償部を構成する。
The
第1外乱オブザーバ505の出力である推定外乱(第1演算データ)は、第2外乱オブザーバ512の出力である推定外乱(第2演算データ)に比べて精度が低い。このため、第1外乱オブザーバ505の出力である推定外乱の下位ビットはノイズであることが想定される。このノイズを含んだ推定外乱を用いて外乱補償を行うと、重畳されたノイズによる微小駆動ノイズを引き起こす可能性がある。そこで、精度の低い第1外乱オブザーバ505の出力の下位ビットは、ノイズとしてマスク部506がマスクする。つまり、第1外乱オブザーバ505による第1演算データに対し、推定外乱リミッタ514により決定される閾値以下の下位ビットがマスクされるため、下位ビットのデータは使用しない。マスク部506の出力は加算部ADDに送られる。
The estimated disturbance (first calculation data) that is the output of the
推定外乱リミッタ514は、第2外乱オブザーバ512により演算された精度の高い外乱推定出力(第2演算データ)にリミット処理を施して加算部ADDに出力する。つまり、第2外乱オブザーバ512による第2演算データにおける閾値以下の下位ビットが抽出される。加算部ADDはマスク部506による精度の低い第1外乱オブザーバ505の出力に対し、リミット処理後の出力を加算する。加算部ADDの出力は第1ゲイン部507でゲイン係数が乗算された後、減算部DEC42に出力される。これにより、第1外乱補償部と第2外乱補償部ともに高い精度を実現できる。
The estimated
本実施形態ではさらにゲイン調整部515が設けられる。ゲイン調整部515は、第1および第2外乱オブザーバの各演算データを取得し、第1ゲイン部507、第2ゲイン部513のゲイン係数をそれぞれ調整する。ゲイン調整部515は、ノイズ成分でない上位ビットの推定外乱を、第1推定外乱と第2推定外乱とで比較し、その差分に応じて第1ゲイン部507、第2ゲイン部513の各ゲイン係数を切り替える。同じ撮像装置中の外乱であるため、第1外乱推定量と第2外乱推定量とが厳密に一致はしなくとも、上位ビットは近い値になることが想定される。そのため、ゲイン調整部515は第1推定外乱と第2推定外乱との差分を算出する。差分が小さいほど第1ゲイン部507、第2ゲイン部513のゲイン係数が1に近い値に制御され、また差分が大きいほど各ゲイン係数が小さい値に制御されて、外乱補償を弱める処理が実行される。これにより、外乱の誤推定による補正レンズの誤動作を防ぐことができる。
In this embodiment, a
また、図5に示すように、推定外乱リミッタ514の閾値を変更するリミッタ変更部516が設けられる。リミッタ変更部516は、ズームユニット101の位置検出情報を取得し、焦点距離に応じて推定外乱リミッタ514の閾値を制御する。例えば、閾値を大きくすることにより、マスクレベルを上げて第1外乱オブザーバ505の推定精度を低く設定できる。尚、ズーム駆動制御部102により撮像光学系のズーム駆動を行う駆動部や焦点距離情報の取得については既知であるため、その詳細な説明は割愛する。
Further, as shown in FIG. 5, a
本実施形態によれば、複数の像振れ補正手段を備える撮像装置において、各像振れ補正手段に対する外乱補償の精度低下を抑えて制御を行い、ロバスト性を向上させることができる。尚、本実施形態では2系統の像振れ補正手段を使用する例を説明したが、本発明は3以上の像振れ補正手段を備える撮像装置や各種光学機器(レンズ鏡筒やレンズ装置、双眼鏡等)に適用可能である。 According to the present embodiment, in an imaging apparatus including a plurality of image blur correction units, it is possible to perform control while suppressing degradation in accuracy of disturbance compensation for each image blur correction unit, and to improve robustness. In the present embodiment, an example in which two systems of image shake correction means are used has been described. However, the present invention provides an image pickup apparatus and various optical devices (lens barrels, lens devices, binoculars, etc.) having three or more image shake correction means. ).
103 第1像振れ補正ユニット
104 第1像振れ補正制御部
105 第2像振れ補正ユニット
106 第2像振れ補正制御部
111 撮像部
119 振れ検出部
120 カメラシステム制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
振れ検出手段によって検出された振れ検出信号を取得して前記第1の光学補正手段の目標位置及び前記第2の光学補正手段の目標位置を算出する算出手段と、
前記第1の光学補正手段の位置及び前記第2の光学補正手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記第1の光学補正手段の位置を、前記算出手段が算出した目標位置に収束させる帰還制御を行う第1制御手段と、
前記第2の光学補正手段の位置を、前記算出手段が算出した目標位置に収束させる帰還制御を行う第2制御手段と、
前記第1の光学補正手段への外乱を演算する第1外乱推定手段と、
前記第2の光学補正手段への外乱を演算する第2外乱推定手段と、
前記第1制御手段の出力から、前記第1外乱推定手段の出力を減算することにより、前記第1制御手段に対する外乱補償を行う第1外乱補償手段と、
前記第2制御手段の出力から、前記第2外乱推定手段の出力を減算することにより、前記第2制御手段に対する外乱補償を行う第2外乱補償手段と、
前記第1外乱推定手段の推定精度及び前記第2外乱推定手段の推定精度を決定するリミッタ手段と、
前記第2外乱推定手段の方が、前記第1外乱推定手段より推定精度が高い場合、前記第1外乱推定手段による第1演算データに対し、前記リミッタ手段により決定される閾値以下の下位ビットをマスクするマスク手段と、
前記第2外乱推定手段による第2演算データにおける前記閾値以下の下位ビットの信号を前記マスク手段の出力に加算する加算手段と、を有することを特徴とする像振れ補正装置。 An image blur correction apparatus that corrects image blur by a first optical correction unit and a second optical correction unit ,
Calculating means for obtaining a shake detection signal detected by the shake detection means and calculating a target position of the first optical correction means and a target position of the second optical correction means ;
Position detection means for detecting the position of the first optical correction means and the position of the second optical correction means ;
First control means for performing feedback control for converging the position of the first optical correction means to the target position calculated by the calculation means;
Second control means for performing feedback control for converging the position of the second optical correction means to the target position calculated by the calculation means;
First disturbance estimation means for calculating a disturbance to the first optical correction means;
Second disturbance estimation means for calculating a disturbance to the second optical correction means;
First disturbance compensation means for performing disturbance compensation on the first control means by subtracting the output of the first disturbance estimation means from the output of the first control means;
Second disturbance compensation means for performing disturbance compensation for the second control means by subtracting the output of the second disturbance estimation means from the output of the second control means;
Limiter means for determining the estimation accuracy of the first disturbance estimation means and the estimation accuracy of the second disturbance estimation means;
When the second disturbance estimation means has higher estimation accuracy than the first disturbance estimation means, the lower-order bits below the threshold value determined by the limiter means are applied to the first calculation data by the first disturbance estimation means. Mask means for masking;
An image blur correction apparatus comprising: addition means for adding a signal of lower bits not more than the threshold in the second calculation data by the second disturbance estimation means to the output of the mask means .
前記ゲイン調整手段によってゲイン係数が変更される第1ゲイン手段と、
前記第1制御手段の出力から前記第1ゲイン手段の出力を減算する第1減算手段を備え、
前記第2外乱補償手段は、
前記ゲイン調整手段によってゲイン係数が変更される第2ゲイン手段と、
前記第2制御手段の出力から前記第2ゲイン手段の出力を減算する第2減算手段を備えており、
前記第1ゲイン手段は、前記加算手段の出力にゲイン係数を乗算して前記第1減算手段に出力し、前記第2ゲイン手段は、前記第2外乱推定手段の出力にゲイン係数を乗算して前記第2減算手段に出力することを特徴とする請求項2に記載の像振れ補正装置。 The first disturbance compensation means,
First gain means whose gain coefficient is changed by the gain adjusting means;
First subtracting means for subtracting the output of the first gain means from the output of the first control means;
The second disturbance compensation means,
Second gain means whose gain coefficient is changed by the gain adjusting means;
A second subtracting means for subtracting the output of the second gain means from the output of the second control means;
The first gain means multiplies the output of the addition means by a gain coefficient and outputs the result to the first subtraction means, and the second gain means multiplies the output of the second disturbance estimation means by a gain coefficient. The image blur correction apparatus according to claim 2 , wherein the image blur correction apparatus outputs the second subtraction means.
撮像光学系および撮像素子と、を備え、
前記撮像素子により撮像される画像の像振れを前記第1の光学補正手段及び前記第2の光学補正手段により補正することを特徴とする撮像装置。 An image blur correction device according to any one of claims 1 to 3 ,
An imaging optical system and an imaging device,
An image pickup apparatus, wherein image blur of an image picked up by the image pickup device is corrected by the first optical correction unit and the second optical correction unit .
前記ズーム駆動に係る位置検出情報を取得して前記リミッタ手段の閾値を変更するリミッタ変更手段を備えることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 Driving means for performing zoom driving of the imaging optical system;
The imaging apparatus according to claim 5 , further comprising a limiter changing unit that acquires position detection information related to the zoom drive and changes a threshold value of the limiter unit.
振れ検出手段によって検出された振れ検出信号を取得して前記第1の光学補正手段の目標位置及び前記第2の光学補正手段の目標位置を算出手段が算出する算出ステップと、
位置検出手段によって前記第1の光学補正手段の位置及び前記第2の光学補正手段の位置を検出する位置検出ステップと、
第1制御手段が、前記第1の光学補正手段の位置を、前記算出手段が算出した目標位置に収束させる帰還制御を行う第1制御ステップと、
第2制御手段が、前記第2の光学補正手段の位置を、前記算出手段が算出した目標位置に収束させる帰還制御を行う第2制御ステップと、
前記第1の光学補正手段への外乱を第1外乱推定手段が演算する第1外乱推定ステップと、
前記第2の光学補正手段への外乱を第2外乱推定手段が演算する第2外乱推定ステップと、
前記第1制御手段の出力から、前記第1外乱推定手段の出力を減算することにより、第1外乱補償手段が前記第1制御手段に対する外乱補償を行う第1外乱補償ステップと、
前記第2制御手段の出力から、前記第2外乱推定手段の出力を減算することにより、第2外乱補償手段が前記第2制御手段に対する外乱補償を行う第2外乱補償ステップと、
前記第1外乱推定手段の推定精度及び前記第2外乱推定手段の推定精度をリミッタ手段が決定するステップと、
前記第2外乱推定手段の方が、前記第1外乱推定手段より推定精度が高い場合、前記第1外乱推定手段による第1演算データに対し、前記リミッタ手段により決定される閾値以下の下位ビットをマスク手段がマスクするステップと、
前記第2外乱推定手段による第2演算データにおける前記閾値以下の下位ビットの信号を前記マスク手段の出力に加算するステップと、を有することを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。
A control method executed by an image blur correction apparatus that corrects an image blur by a first optical correction unit and a second optical correction unit ,
A calculation step in which a calculation unit calculates a target position of the first optical correction unit and a target position of the second optical correction unit by acquiring a shake detection signal detected by the shake detection unit;
A position detection step of detecting a position of the first optical correction means and a position of the second optical correction means by a position detection means ;
A first control step in which a first control means performs feedback control to converge the position of the first optical correction means to the target position calculated by the calculation means;
A second control step in which a second control unit performs feedback control to converge the position of the second optical correction unit to the target position calculated by the calculation unit;
A first disturbance estimation step in which a first disturbance estimation unit calculates a disturbance to the first optical correction unit;
A second disturbance estimation step in which a second disturbance estimation unit calculates a disturbance to the second optical correction unit;
A first disturbance compensation step in which the first disturbance compensation unit performs disturbance compensation on the first control unit by subtracting the output of the first disturbance estimation unit from the output of the first control unit;
A second disturbance compensation step in which the second disturbance compensation means performs disturbance compensation on the second control means by subtracting the output of the second disturbance estimation means from the output of the second control means;
A limiter means determining the estimation accuracy of the first disturbance estimation means and the estimation accuracy of the second disturbance estimation means;
When the second disturbance estimation means has higher estimation accuracy than the first disturbance estimation means, the lower-order bits below the threshold value determined by the limiter means are applied to the first calculation data by the first disturbance estimation means. Masking means for masking;
And a step of adding a lower bit signal equal to or lower than the threshold in the second calculation data by the second disturbance estimating means to the output of the masking means .
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