JP4064001B2 - camera - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カメラに関し、詳細には、装置のぶれおよび被写体像のぶれを検出する手ぶれ検出装置および手ぶれ検出装置で検出した手ぶれを補正する手ぶれ補正装置を有するカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、カメラ等の光学装置を使用する場合に、光学装置等の振動によるぶれが問題となっている。かかるぶれを防止する方式としては、例えば、以下に示すような方式が提案されている。
【0003】
第1の方式としては、例えば、特公昭56−21133号公報「カメラ等の光学装置の像安定化方式」に記載されているように、ジャイロスコープ等を用いて光学装置自体の振動を検出して、その振動を相殺するように光学系の一部または全体を変位させ、光学像の位置を変位させ光学像の位置を変位させることで防振する方法がある。
【0004】
第2の方式としては、例えば、特開平7−177419号公報「テレビジョンカメラ」に記載されているように、撮像素子で被写体像を撮像し、撮像素子から得られた被写体信号により画面内での被写体像の動きを検出し、この動き信号を相殺するように光学像を変位させたり、被写体がテレビジョン等の画面内で一定の位置にくるように、表示領域を切り出して表示する方式がある。
【0005】
上記第1の方式は、光学装置自体の振動を検出しているのでリアルタイムで振動が検出でき、ぶれ補正をリアルタイムで行うことができるというメリットがある反面、振動を検出する検出器が高価でまたその構成が大型化するというデメリットがある。
【0006】
上記第2の方式は、像ぶれの検出に撮像素子を用いているので、テレビカメラ等では安価に行うことができる。しかるに、像のぶれを画像処理で検出しているので、リアルタイムで振動を検出ができない。また、像のぶれを画像処理で処理する一般的な動き検出は、2次元的な複数の画像の中でパターンマッチングを行うので処理が複雑で時間を要するという問題がある。
【0007】
また、簡易的なぶれ補正方式として、2次元の情報の内、行方向を平均化して、一次元情報とし、列方向(上下方向)の動きを検出し、また、2次元の情報の内、行方向を平均化して、一次元情報として行方向(左右方向)の動きを検出するものもあるが、平均化により画像のコントラストが低下するという問題がある。
【0008】
そこで、上記各方式の問題を解決するものとして、第1の方式と第2の方式とを組み合わせた方式として、例えば、特開平2−75284号公報の「撮像装置」、特開平4−163534号公報「カメラのブレ防止装置」、特開平4−163535号公報「カメラのブレ防止装置」、特開平4−215623号公報「カメラのぶれ防止装置」や、特開平5−14801号公報「手振れ防止装置」に記載されたものがある。
【0009】
上記公報に記載された方式は、いずれの方式も、第1・第2の方式の双方を使用してお互いの短所を補うものである。具体的には、メカ的ぶれを検出するぶれ検出手段と被写体像のぶれを検出するぶれ検出手段の双方の検出信号であるぶれ信号と像ぶれ信号を状況に応じて使い分けることで短所を補うものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第1と第2の方式を組み合わせた方式は、▲1▼単純に第1の方式と第2の方式を組み合わせた構成であるので装置が高価となり、▲2▼像ぶれ信号を検出する場合に複雑な動き検出処理が必要となり時間を要し、リアルタイムの処理ができず、▲3▼ぶれ検出手段については角速度センサー等を使用しているので十分な検出精度が得られない等の問題を有している。
【0011】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、安価な構成で手ぶれを高速に検出可能な手ぶれ検出装置および手ぶれ補正装置を有するカメラを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1に係るカメラは、被写体像を受光する撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像する光学系と、前記撮像素子の受光平面の一方向へのぶれ成分を検出するぶれ検出手段と、被写体像の像ぶれを検出し、前記ぶれ成分に基づき特定される前記受光平面の一方向と直交する方向への当該像ぶれのぶれ成分を検出する像ぶれ検出手段と、を備え、前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ成分および前記像ぶれ検出手段により検出した前記ぶれ成分に基づいて、装置のぶれに基づく被写体像の移動方向および移動量を検出する手ぶれ検出装置と、検出された被写体像の移動方向および移動量に基づいて、装置のぶれを相殺するように、前記撮像素子、または前記光学系の一部を駆動する手ぶれ補正装置と、を備えたものである。
【0013】
また、請求項2記載のカメラは、請求項1記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、被写体像を複数回撮像し、当該複数回撮像して得られた被写体信号に基づき、像ぶれを検出するものである。
【0014】
また、請求項3記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記複数回の撮像で得られた被写体信号を相関法に基づいた位相差検出法で像ぶれを検出するものである。
【0015】
また、請求項4記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ成分に基づいて、撮像タイミングを決定して像ぶれを検出するものである。
【0016】
また、請求項5記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ成分に基づいて、複数の被写体信号の一部を選択して像ぶれを検出するものである。
【0017】
また、請求項6記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ成分に基づいて、前記光学系の光軸を変更し、変更して得られた被写体信号に基づき像ぶれを検出するものである。
【0018】
また、請求項7記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記像ぶれの前記ぶれ成分に基づいて、新たにぶれ成分を検出するものである。
【0019】
また、請求項8記載のカメラは、請求項1記載のカメラにおいて、前記ぶれ検出手段は、前記ぶれ成分として、前記装置の重力方向に対する傾きを示す信号を出力するものである。
【0020】
また、請求項9記載のカメラは、請求項1記載のカメラにおいて、前記ぶれ検出手段は、前記ぶれ成分として、装置の角速度に対応する信号を出力するものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る手ぶれ検出装置および手ぶれ補正装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態では、この発明の一実施の形態としてデジタルカメラを例に挙げて説明する。
【0023】
(実施の形態1)
実施の形態1に係るデジタルカメラを図1〜図3を参照して説明する。
【0024】
図1は本発明の実施の形態1によるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。同図において、100はデジタルカメラを示し、かかるデジタルカメラ100は、レンズ101、オートフォーカス等を含むメカ機構102、CCD103A、CDS(相関2重サンプリング)回路104、A/D変換器105、デジタル信号処理部106、DCT107、コーダー108、MCC109、バッファメモリ110、ビデオアンプ111、内部メモリ112、コントローラ121、表示部122、操作部123、パラメータメモリ124、モータドライバ125、SG(制御信号生成)部126、手ぶれ検出装置130、手ぶれ補正部131などを備えている。
【0025】
レンズユニットは、レンズ101、オートフォーカス(AF)・絞り・フィルタ部を含むメカ機構102等からなり、メカ機構102のメカニカルシャッターは2つのフィールドの同時露光を行う。CCD(撮像素子)103は、レンズユニットを介して入力した映像を電気信号(アナログ画像データ)に変換する。
【0026】
CDS回路104は、CCD型撮像素子に対する低雑音化のための回路である。またA/D変換器105は、CDS回路104を介して入力したCCD103からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。すなわち、CCD103の出力信号は、CDS回路104を通してA/D変換器105で最適なサンプリング周波数(例えば、NTSC信号のサブキャリア周波数の整数倍)にてデジタル信号に変換される。
【0027】
また、デジタル信号処理部106は、A/D変換器105から入力したデジタル画像データを色差と輝度に分けて各種処理、補正および画像圧縮/伸長のためのデータ処理を施す。DCT(Discrete Cosine Transform)107は、例えばJPEG準拠の画像圧縮・伸長の一過程である直交変換を行い、そしてコーダー(Huffman Encoder/decoder)108は、JPEG準拠の画像圧縮・伸長の一過程であるハフマン符号化・複合化等を行う。
【0028】
またMCC(Memory Card Controller)109は、圧縮処理された画像と図示せぬマイクから取り込まれてデジタル化された音声を一旦蓄え、同時処理して内部メモリ112またはメモリカードへの記録・読み出しを行う。コントローラ121は、操作部123からの指示、或いは図示しないリモコン等の外部動作指示に従い、デジタルカメラの各部の動作を制御する。
【0029】
表示部122は、LCD,LED,EL等で実現されており、撮影したデジタル画像データや伸長処理された記録画像データに基づく画像を表示すると共に、当該デジタルカメラの状態等を表示する。また、操作部123は、機能選択、撮影指示、およびその他の各種設定を外部から行うためのボタンを備える。この操作部123は、レリーズボタン123Aを有しており、このレリーズボタン123Aの操作によりコントローラ121へレリーズ信号を出力する。
【0030】
手ぶれ検出装置128は、手ぶれを検出して検出結果をコントローラ121に出力する。手ぶれ補正部129は、コントローラ121から出力される制御信号に従って、CCD103を手ぶれを補正する方向に移動させ手ぶれ補正を行う。
【0031】
上記構成において、手ぶれ検出装置128、手ぶれ補正部129,およびコントローラ121は、手ぶれ補正装置を構成する。
【0032】
図2は、上記デジタルカメラの手ぶれ補正装置の構成を模式的に示す図である。上記手ぶれ検出装置128は、デジタルカメラ100の機械的なぶれを検出して、ぶれ量に応じたぶれ信号を像ぶれ検出手段131およびコントローラ121に出力するぶれ検出手段130と、ぶれ信号に基づき被写体像の像ぶれを検出して、像ぶれに応じた像ぶれ信号をコントローラ121に出力する像ぶれ検出手段131とを備えている。上記コントローラ121は、ぶれ信号および像ぶれ信号に基づき、手ぶれを補正すべく、検出された手ぶれを相殺させるように、手ぶれ補正部129を動作させる。上記手ぶれ補正部129は、例えば、CCD103を変位させるためのムービングコイル129Aおよびムービングコイル129Aを駆動するための駆動部129Bからなる。かかる手ぶれ補正部129は、コントローラ121により制御され、検出された手ぶれを相殺するようにCCD103を変位させて手ぶれを補正する。図3はムービングコイル129Aの外観構成例を示す図である。
【0033】
なお、手ぶれ補正を行う場合に、前述の如くCCD103を動かす替わりに、光学系の一部を動かすことにしても良い。また、手ぶれ補正する手段としては、上記したムービングコイルを用いた構成に限られるものではなく、圧電素子等のアクチュエータを用いて構成しても良い。
【0034】
以上説明したように、本実施の形態1では、ぶれ検出手段130が、装置のぶれを検出し、当該検出した装置のぶれに応じたぶれ信号を出力し、そして、像ぶれ検出手段131が、当該ぶれ信号に基づいて被写体像の像ぶれを検出し、当該検出した像ぶれに応じた像ぶれ信号を出力することとしたので、ぶれ信号により被写体の位置を特定でき、像ぶれ信号の検出を正確かつ高速に行うことができる。
【0035】
(実施の形態2)
実施の形態2に係る像ぶれ検出手段131を図4〜図11を参照して説明する。デジタルカメラの基本構成は、実施の形態1と同様な構成で実現できる。まず、の実施の形態2における手ぶれ検出方法を図4〜図6を参照して説明する。
【0036】
図4〜図6は、手ぶれ検出原理を説明するための図である。図4に示すように、デジタルカメラ100が、撮影される被写体に対して手ぶれ等によりぶれたとすると、図5に示すように、撮影光学系に入射する被写体からの光線の角度が変わり、撮像素子(CCD)103に結像される被写体像の位置が、当初Aの位置であったのが、Δt時間後、例えばA’の位置に移動することになる。この被写体像の移動を撮像素子面上の像として表すと、図6に示すように、Aの位置にあった被写体像が、Δt時間後、A’に移動した場合、2次元的には、X方向にΔX、Y方向にΔY移動したことになる。従って、このX方向とY方向の移動量ΔX、ΔYを検出すれば被写体像の移動方向と移動量を検出することができる。
【0037】
図7は実施の形態2における像ぶれ検出手段131の検出部の一例を示す。像ぶれ検出手段131は、図7に示す如く、Pの間隔で配置された主・副の2本のラインセンサを備えている。ここで、例えば、当初被写体像がBの位置にあったものが、Δt時間後に、X方向にΔX、Y方向にΔY=Pだけ移動して、B’の位置に移動した場合を考える。ここで、ぶれ検出手段130はY方向のぶれΔYを検出し、また、像ぶれ検出手段131はX方向のぶれを検出する。より具体的には、まず、像ぶれ検出手段131の主ラインセンサが、Bの位置にある被写体像を検出する。つづいて、ぶれ検出手段130が、被写体像がBの位置からB’への移動、すなわち、被写体像のΔYの移動を検出する。そして、像ぶれ検出手段131は、ぶれ検出手段130が被写体像のΔY=Pの移動を検出した時点で、その副ラインセンサにより被写体像を検出する。
【0038】
図8は像ぶれ検出手段の被写体像の検出タイミングを示す。図8に示すように、像ぶれ検出手段131の主ラインセンサが被写体信号を検出すると、B主・副2本のラインセンサの間隔Pと同じ量だけ被写体像が移動するまで、ぶれ検出手段131がぶれ量ΔYを測定し、ぶれ量としてΔY=Pを検出した時点で、像ぶれ検出手段131の副ラインセンサで被写体信号を検出する。そして、図9に示すように、得られた主・副2つの被写体信号(C、C’)により、被写体像のX方向の動きΔXを検出する。
【0039】
すなわち、ぶれ検出手段130によりY方向のぶれ成分を検出し、ぶれ検出手段130のぶれ信号に基づき、像ぶれ検出手段131を動作させ、X方向のぶれ成分を検出する。
【0040】
つぎに、図9におけるΔX、すなわち1対のラインセンサによる2つの被写体信号の位相差ΔXの検出方法を図10を参照して説明する。位相差ΔXの検出方法として、例えば、オートフォーカス等に使用される位相差検出方式を用いることができる。すなわち、図10に示すように、A,Bの2つの信号の位相差を求める場合、AまたはBをシフトさせる双方の相関の度合い、すなわち波形の一致度合いを検出し、A,Bが最も一致したシフト量が位相差となる。
【0041】
ここで、一致度合いの検出は、一般に、Σ|A−B|で表すことができる。これを図式化したものが図11である。同図に示す如く、Σ|A−B|が最小になった点が最もA,Bが一致しており、その場合のシフト量が位相差ΔXとなる。
【0042】
また、本実施の形態2では、像ぶれ検出手段131は、ぶれ信号に基づいて、撮像タイミングを決定し、像ぶれ信号を検出することとしたので、像ぶれ検出手段の撮像手段の構成を簡単かつ安価に構成することが可能となる。
【0043】
(実施の形態3)
実施の形態3に係る像ぶれ検出手段131を図12〜図16を参照して説明する。上記実施の形態2では、ぶれ検出手段130が検出したぶれ信号に応じて、像ぶれ検出手段131の被写体像の時間的なサンプリング間隔を決定することとしたが、実施の形態3では、ある一定時間間隔でぶれ量を検出して、像ぶれ検出手段131を動作させる場合を説明する。デジタルカメラの基本構成は、実施の形態1と同様な構成で実現できる。
【0044】
図12は、実施の形態3に係る像ぶれ検出手段131の検知部の構成を示す。像ぶれ検出手段131は、同図に示す如く、複数(1〜n)本のラインセンサを間隔Pで垂直方向に並列された構成である。実施の形態2と同様にして、ぶれ検出手段130が、デジタルカメラ100の機械的なぶれを検出し、図12に示す像ぶれ検出手段131が、一定時間間隔で複数回、被写体像を撮像する。
【0045】
図13は、上記図12に示した像ぶれ検出手段131の像ぶれ検出原理を説明するための図である。図13において、まず、ある地点で、被写体像がBの位置にあるとし、一定時間後、手ぶれ等により、被写体像が、B’の位置に移動したとする。ここで、被写体像のY成分の移動量ΔYは、ΔY=P(定数)・ΔIで表すことができ、さらに、Pは定数であるので、ΔI=ΔY/Pと表すことができる。また、実施の形態2と同様にΔYはぶれ検出手段130により検出する。同図に示す例では、ラインセンサでn=2上にあった被写体像が、ラインセンサの(n=2)+ΔI上に移動することになる。
【0046】
すなわち、像ぶれ検出手段131は、ラインセンサでn=2と、(n=2)+ΔIの被写体信号を取り出して、実施の形態2と同様に、上記図9に示したように、両者を比較してΔXを検出する。すなわち、像ぶれ検出手段131は、ある時点で得られた被写体信号と、その地点からぶれ量ΔYずれた被写体信号とを検出して比較することによりΔXを検出する。
【0047】
以上説明したように、像ぶれ検出手段131において、ぶれ信号に基づいて、複数の被写体信号の一部を選択して像ぶれ信号を検出することとしたので、正確に被写体信号を選択できる。
【0048】
以上説明したように、本実施の形態3では、像ぶれ検出手段131は、複数回撮像して得られた複数の被写体信号により像ぶれを検出することとしたので、像ぶれ信号を連続的に検出することが可能となる。
【0049】
図14は、像ぶれ検出手段131の検知部の他の構成例を示す。図14に示す像ぶれ検出手段131は、主ラインセンサの両側に副ラインセンサが設けられており、上・下どちらに被写体が動いても検出できるようにしている。
【0050】
図7に示す像ぶれ検出手段131では、前もって、ぶれ検出手段130により検出されたぶれ信号のY成分の方向により、2本のラインセンサの主・副の順位を決定することにしても良い。具体的には、例えば上記図6で示したように、被写体像が上方向に移動する場合には、下側のラインセンサを主ラインセンサとして先に蓄積を開始して被写体像信号を検出し、つぎに、副ラインセンサを動作させる。逆に、下方向に移動した場合には、上側のラインセンサを主ラインセンサとして先に蓄積を開始し、下側のラインセンサを副ラインセンサとしてつぎに蓄積する。
【0051】
また、図15に示すように、主・副ラインセンサの被写体信号を記録させるためのラインメモリをそれぞれ設け、主・副双方のラインメモリを動作させ、双方の被写体信号を記憶させる。図16はこの場合の被写体信号の検出タイミングを示す。すなわち、図16に示すように、ある時点での被写体信号▲1▼▲2▼と、つぎにの時点の被写体信号▲1▼’▲2▼’があるとすると、ぶれ検出手段130により検出されたぶれ信号が大きくて被写体像が、ラインセンサ間隔Pに相当する量だけ動いたことを検出した場合は、被写体像の移動方向により、▲1▼と▲2▼’または▲1▼’と▲2▼の時点で得られた被写体信号を比較して像ぶれ信号を検出すれば良い。
【0052】
また、被写体像の移動量がラインセンサ間隔Pよりも小さく、被写体像が主ラインセンサから副ラインセンサまで動かない場合には、▲1▼と▲1▼’もしくは▲2▼と▲2▼’の時点で得られた被写体信号を比較して像ぶれを検出すれば良い。
【0053】
なお、上述の像ぶれ検出手段を組み合わせても良く、例えば、上記像検出手段131として上記図12の如き複数のラインセンサを用い、上記図16のように複数回繰り返して蓄積して、複数の時点で複数のラインの被写体信号を取得することにしても良い。そして、繰り返しのタイミングは被写体像がmライン移動する時間間隔までのぶれ検出手段130のぶれ信号に基づき、決定することにしても良い。
【0054】
ここで、ぶれ量が大きいときは、mライン被写体像が移動するので、mラインの間隔でラインセンサ同士を比較すれば良いが、ぶれ量が小さいときにはある設定した時間で強制的に被写体検出信号を取得する。この場合は、ぶれ検出手段130が、被写体像のlライン(l≦m)の移動を検出し、像ぶれ検出手段131がそれに対応するlライン間隔のラインセンサの被写体信号を比較すれば良い。
【0055】
(実施の形態4)
実施の形態4に係る像ぶれ検出手段131を図17および図18を参照して説明する。上記実施の形態2および実施の形態3では、ぶれ検出手段130により検出されたぶれ信号に対応したぶれ検出手段130のラインセンサの被写体信号により、像ぶれ信号を検出することにしたが、実施の形態4では、ぶれ検出手段130によりY成分のぶれ信号を検出し、検出されたY成分のぶれ信号を相殺する量だけ像ぶれ検出手段131の撮像素子をY方向に移動させ、像ぶれ検出手段131で、X方向に移動する像ぶれ信号を検出する。なお、デジタルカメラの基本構成は、実施の形態1と同様な構成で実現できる。
【0056】
図17は実施の形態4の像ぶれ検出手段131を模式的に示している。図18は図17の像ぶれ検出手段の検出部(ラインセンサ)の構成を示す。図18に示す像ぶれ検出手段131は、一本のラインセンサを備えている。
【0057】
まず、ぶれ検出手段130により、検出されたぶれ信号のY成分のぶれ信号を検出し、つぎに、図17に示すように、検出されたY成分のぶれ信号を相殺する量だけ像ぶれ検出手段をY方向に移動することで、像ぶれ検出手段上に結像される像のY成分の移動をうち消し、図18に示すように、像ぶれ検出手段131の一つのラインセンサ上で時系列的にX方向に移動する像ぶれ信号を検出する。
【0058】
(実施の形態5)
実施の形態5に係る像ぶれ検出手段131を図19を参照して説明する。なお、デジタルカメラの基本構成は、実施の形態1と同様な構成で実現できる。実施の形態5に係る像ぶれ検出手段131は、撮像光学系の光軸を変更して、像ぶれ信号を検出する。
【0059】
図19は、像ぶれ検出手段131の周辺の構成を模式的に示しており、光学系の前に可変頂プリズム(バリアングルプリズム)を設け、ぶれ検出手段により、検出されたぶれ信号に基づいて、可変長プリズムの頂角を変更して、光軸を変更する。そして、像ぶれ検出手段131は、光軸が変更された被写体信号に基づき像ぶれを検出して像ぶれ信号を出力する。
【0060】
可変頂プリズムは、手ぶれによる光軸の変化を光学系の一部を変動することにより打ち消して補正する。この可変頂プリズムは、2枚の板ガラスの間を特殊なフィルムでできた蛇腹でつなぎ、内部を透明な高屈折率液体で満たしたプリズムである。正常な状態では、可変頂プリズムの2枚の板ガラスは平行に保たれているが、手ぶれが生じた場合は、図19に示すように、頂角を変化させることにより、手ぶれによる視野の移動を打ち消す方向に撮像光学系の視野をシフトさせる。
【0061】
以上説明したように、本実施の形態5では、撮像光学系の光軸を変更し、像ぶれ信号を検出することとしたので、被写体像の移動を相殺することで像ぶれ検出手段の撮像素子の構成を簡単な安価な構成とすることが可能となる。
【0062】
(実施の形態6)
実施の形態6に係る像ぶれ検出手段131を図20を参照して説明する。なお、デジタルカメラの基本構成は、実施の形態1と同様な構成で実現できる。図20は実施の形態6に係る像ぶれ検出手段131を説明するための図である。図20に示すように、ΔX、ΔYは被写体像がエリアセンサで構成された像ぶれ検出手段上で移動した場合、まず、ぶれ検出手段により検出されたぶれ信号によりΔYだけはなれた2つの行情報により、像ぶれ信号ΔXを検出する。
【0063】
つぎに、このΔXを使用して、ΔXだけはなれた2つの行情報より像ぶれ信号ΔY’を検出する。つまり、この実施例においては、ΔX、ΔY’双方とも像ぶれ検出手段により検出されるので、ΔX、ΔY’ともに像ぶれ信号により正確に像を安定させられる。
【0064】
以上説明したように、本実施の形態6では、像ぶれ検出手段131は、検出された像ぶれ信号に基づいて、新たに像ぶれ信号を検出することとしたので、正確に像ぶれを検出することが可能となる。
【0065】
なお、上記した実施の形態1〜6では、像ぶれ検出手段をデジタルカメラの撮像素子と別個にする構成を示したが、画像記録用のCCDを像ぶれ検出手段として使用することにしても良い。この場合、像ぶれ検出手段とカメラの撮像素子の2つを使用する必要がなく、安価な構成とすることができる。
【0066】
(実施の形態7)
実施の形態7に係るぶれ検出手段130を図21〜図34を参照して説明する。なお、デジタルカメラの基本構成は、実施の形態1と同様な構成で実現できる。まず、装置(デジタルカメラ)によるぶれの原理を図21を参照して説明する。図21において、装置におもりを糸でつるした場合、糸の方向は重力方向でたえず重力の方向に向いている。これに対して、装置の底面の垂線方向と重力方向とのなす角θは装置の傾きとなる。すなわち、このθを検出すれば装置の傾きがわかり、このθの変化が装置のぶれにつながる。
【0067】
そこで、図22に示すように、直交するX,Y,Z方向の重力を検出する検出手段として、例えば加速度センサを設け、各方向の加速度ax 、ay 、az を検出することで重力方向を検出できる。
【0068】
ここで、説明を簡単にするため、図23に示すように、X方向、Y方向の2軸で説明すると、加速度の出力は、重力によりX方向ax 、Y方向ay となり、Y軸と重力とのなす角度θは、tanθ=ax /ay で算出できる。すなわち、重力を検出する加速度センサを複数軸方向に設け、各加速度センサの値を比較することで、重力方向と軸方向とのなす角が検出でき、この角度の時間的変化を検出することでぶれを検出できる。
【0069】
図24および図25は、ぶれ検出手段130と像ぶれ検出手段131を模式的に示しており、図24はデジタルカメラが傾いていない場合を示し、図25はデジタルカメラがΔθ傾いた場合を示している。図24に示すような状態の場合には、上記した如く、加速度センサを用いたぶれ検出手段がax 、ay を出力したとすると、重力方向と加速度センサの1つの軸であるY軸となす角θは、tanθ=ax /ay となる。そして、デジタルカメラが、図25に示すように、Δθだけ傾いた状態になった場合に、すなわち、像ぶれ検出手段の2本のラインセンサの間隔をP、光学系の焦点距離をfとしたとき、tanΔθ=P/fだけ被写体像が上下に移動したときに、被写体像を検出する。
【0070】
以下、このtanΔθ(=P/f)の検出方法を詳細に説明する。このP/fは、以下の如くして算出する。
【0071】
【数1】
【0072】
すなわち、Pおよびfは設定値なので、図24の状態で加速度センサーの出力がax 、ay のときの上記式▲1▼を満足するa’x 、a’y になったときが、図25に示す状態で、その時につぎにの被写体像を検出し像ぶれ量を検出すれば良い。
【0073】
このように、複数軸に対して加速度センサーを設け、その値により像ぶれ検出手段をコントロールすることで、像の移動方向が左右方向のみとなり、ラインセンサにより簡単に像の移動を検出できる。
【0074】
つぎに、上記図22で示したように、加速度センサを3軸に設定した場合は、図26に示すように、装置の2つの方向の傾きが検出できる。これを像ぶれ検出手段の撮像面から見ると、図27に示すように、上下方向のY軸と回転方向のθ軸を検出できる。
【0075】
この具体例を図28〜図30を参照して説明する。図28に示すように、Aの位置にある被写体が、ある時間経過後にΔθ回転し、また、ΔY移動して、A’に移動した場合を考える。図29、図30は、それぞれ、図28の移動前Aと、図28の移動後A’を示している。すなわち、図29に示すように、Aの位置の被写体信号を検出後、図30に示すように、ΔY、Δθだけ移動したA’の位置の被写体信号を検出することにより、ΔXを検出する。
【0076】
すなわち、3軸の加速度センサと像ぶれ検出手段を使用することで、ΔX、ΔY,Δθ、すなわち、図21に示すような装置の3軸の回軸が検出できる。
【0077】
また、図32に示すように、装置をたて位置にした場合にも対応させるためには、像ぶれ検出手段として2次元的に撮像素子が配列されたエリアセンサを用い、図33に示すように、横位置では行方向の情報を使用して像ぶれ量を検出し、また、図34に示すように、縦位置では列方向の情報を使用して像ぶれ量を検出すれば良い。
【0078】
以上説明したように、ぶれ検出手段130は、重力方向に対する傾きを示す信号を出力することとしたので、重力方向に対する傾きをぶれ検出手段130で検出し、重力方向に対する傾きで検出できないぶれ成分を像ぶれ検出手段131で検出することで、安価かつ正確に装置のぶれを検出することが可能となる。
【0079】
これまでの説明では、ぶれ検出手段としては、加速度センサを使用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、角速度センサを用いてぶれ検出手段を構成しても良く、また、他の振動センサを使用しても良い。
【0080】
また、ぶれ検出手段130は、装置の角速度に対応する信号を出力することとしたので、重力方向に影響されず任意の軸の装置の角速度が検出できる。
【0081】
以上説明したように、本発明によれば、装置のぶれをぶれ信号として検出し、また、当該ぶれ信号に基づいて像ぶれを検出することとしたので、複雑な動き検出等が必要でなく、安価かつ高速に手ぶれを検出できる。その結果、手ぶれ補正を行う場合には、高速な手ぶれについても対応でき、また、正確な像ぶれ補正を行うことが可能となる。
【0082】
また、デジタルカメラ等の手ぶれ補正の場合には、像ぶれ検出手段を画像記録用の撮像素子と共用し、また、ぶれ検出手段として、2軸・3軸の加速度センサもしくは角速度センサを1つ使用することで手ぶれ検出装置を構成でき、安価な構成とすることができる。
【0083】
なお、本実施の形態では、本発明に係る手ぶれ検出装置および手ぶれ補正装置を、デジタルカメラに適用して例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、ビデオカメラ、光学式のカメラや防振装置等に広く適用可能である。
【0084】
また、ビデオカメラ等のぶれ補正については、本発明の像ぶれ信号およびぶれ信号により、画像を記録するための領域を設定しても良く、また、全体の撮像画像とぶれ信号のみを記憶しておき、再生時に表示する領域を本発明を用いて設定しても良い。
【0085】
また、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で、適宜変更して実施可能である。
【0086】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項1記載のカメラは、被写体像を受光する撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像する光学系と、前記撮像素子の受光平面の一方向へのぶれ成分を検出するぶれ検出手段と、被写体像の像ぶれを検出し、前記ぶれ成分に基づき特定される前記受光平面の一方向と直交する方向への当該像ぶれのぶれ成分を検出する像ぶれ検出手段と、を備え、前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ成分および前記像ぶれ検出手段により検出した前記ぶれ成分に基づいて、装置のぶれに基づく被写体像の移動方向および移動量を検出する手ぶれ検出装置と、検出された被写体像の移動方向および移動量に基づいて、装置のぶれを相殺するように、前記撮像素子、または前記光学系の一部を駆動する手ぶれ補正装置と、を備えたこととしたので、安価な構成で高速に手ぶれを検出することが可能となる。
【0087】
また、請求項2記載のカメラは、請求項1記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、被写体像を複数回撮像し、当該複数回撮像して得られた被写体信号に基づき、像ぶれを検出することとしたので、像ぶれを連続的に検出することが可能となる。
【0088】
また、請求項3記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記複数回の撮像で得られた被写体信号を相関法に基づいた位相差検出法で像ぶれを検出することとしたので、正確かつ高速に像ぶれ信号を検出することが可能となる。
【0089】
また、請求項4記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ成分に基づいて、撮像タイミングを決定して像ぶれを検出することとしたので、像ぶれ検出手段を簡単かつ安価に構成することが可能となる。
【0090】
また、請求項5記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ成分に基づいて、複数の被写体信号の一部を選択して、像ぶれを検出することとしたので、正確に被写体信号を選択できる。
【0091】
また、請求項6記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ成分に基づいて、前記光学系の光軸を変更し、変更して得られた被写体信号に基づき像ぶれを検出して像ぶれ信号を出力することとしたので、前記像ぶれ検出手段の構成を簡単かつ安価な構成とすることが可能となる。
【0092】
また、請求項7記載のカメラは、請求項2記載のカメラにおいて、前記像ぶれ検出手段は、前記像ぶれの前記ぶれ成分に基づいて、新たにぶれ成分を検出することとしたので、より正確に像ぶれを検出することが可能となる。
【0093】
また、請求項8記載のカメラは、請求項1記載のカメラにおいて、前記ぶれ検出手段は、ぶれ成分として、装置の重力方向に対する傾きを示す信号を出力することとしたので、安価かつ正確に装置のぶれを検出することが可能となる。
【0094】
また、請求項9記載のカメラは、請求項1記載のカメラにおいて、前記ぶれ検出手段は、ぶれ成分として、装置の角速度に対応する信号を出力することとしたので、重力方向に影響されず任意の軸の装置の角速度を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1によるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1によるデジタルカメラの手ぶれ補正装置の構成を模式的に示す図である。
【図3】実施の形態1によるムービングコイルの外観構成例を示す図である。
【図4】実施の形態2による手ぶれ検出原理を説明するための図である。
【図5】実施の形態2による手ぶれ検出原理を説明するための図である。
【図6】実施の形態2による手ぶれ検出原理を説明するための図である。
【図7】実施の形態2による像ぶれ検出手段の構成を説明するための図である。
【図8】実施の形態2による像ぶれ検出手段の被写体像の検出タイミングを示す図である。
【図9】実施の形態2による像ぶれ検出手段の被写体像の検出タイミングを示す図である。
【図10】実施の形態2による2つの被写体信号の位相差の検出方法を説明するための図である。
【図11】実施の形態2による2つの被写体信号の位相差の検出方法を説明するための図である。
【図12】実施の形態3による像ぶれ検出手段の構成を説明するための図である。
【図13】実施の形態3による像ぶれ検出手段の像ぶれ検出原理を説明するための図である。
【図14】実施の形態3による像ぶれ検出手段の他の構成例を説明するための図である。
【図15】実施の形態3による被写体信号を記録させるためのラインメモリを説明するための図である。
【図16】実施の形態3による被写体信号の検出タイミングを示す図である。
【図17】実施の形態4による像ぶれ検出手段の構成を説明するための図である。
【図18】実施の形態4による像ぶれ検出手段の構成を説明するための図である。
【図19】実施の形態5による像ぶれ検出手段の構成を説明するための図である。
【図20】実施の形態6による像ぶれ検出手段の構成を説明するための図である。
【図21】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図22】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図23】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図24】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図25】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図26】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図27】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図28】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図29】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図30】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図31】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図32】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図33】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【図34】実施の形態7に係るぶれ検出手段を説明するための図である。
【符号の説明】
100 デジタルカメラ
101 レンズ
102 メカ機構
103 CCD
104 CDS回路
105 A/D変換器
106 デジタル信号処理部
107 DCT
108 コーダー
109 MCC
110 バッファメモリ
111 ビデオアンプ
112 メモリ
121 コントローラ
122 表示部
123 操作部
124 パラメータメモリ
125 モータドライバ
126 SG
127 ストロボ
128 手ぶれ検出装置
129 手ぶれ補正部
129A コイル
129B 駆動部
130 ぶれ検出手段
131 像ぶれ検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention camera More specifically, a camera shake detection device that detects camera shake and subject image shake and a camera shake correction device that corrects camera shake detected by the camera shake detection device Having a camera About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when an optical device such as a camera is used, vibration due to vibration of the optical device or the like has been a problem. As a method for preventing such blurring, for example, the following method has been proposed.
[0003]
As the first method, for example, as described in Japanese Patent Publication No. 56-21133 “Image Stabilization Method of Optical Device such as Camera”, vibration of the optical device itself is detected using a gyroscope or the like. Then, there is a method of preventing vibration by displacing a part or the whole of the optical system so as to cancel the vibration, displacing the position of the optical image, and displacing the position of the optical image.
[0004]
As a second method, for example, as described in JP-A-7-177419 “Television Camera”, a subject image is picked up by an image pickup device, and a subject signal obtained from the image pickup device is used within the screen. This method detects the movement of the subject image, displaces the optical image so as to cancel this motion signal, and cuts out and displays the display area so that the subject is at a fixed position in the screen of a television or the like. is there.
[0005]
The first method detects vibrations of the optical device itself, so that vibrations can be detected in real time and shake correction can be performed in real time, but a detector for detecting vibrations is expensive. There is a demerit that the configuration becomes larger.
[0006]
Since the second method uses an image sensor for detecting image blur, it can be performed at low cost in a television camera or the like. However, since image blur is detected by image processing, vibration cannot be detected in real time. In addition, general motion detection in which image blur is processed by image processing has a problem that processing is complicated and requires time because pattern matching is performed in a plurality of two-dimensional images.
[0007]
As a simple shake correction method, the row direction is averaged in two-dimensional information to obtain one-dimensional information, the movement in the column direction (vertical direction) is detected, and in the two-dimensional information, There is a technique that averages the row direction and detects the movement in the row direction (left-right direction) as one-dimensional information, but there is a problem that the contrast of the image is lowered by the averaging.
[0008]
Therefore, as a method for solving the problems of the above-mentioned respective methods, as a method combining the first method and the second method, for example, “imaging device” in Japanese Patent Laid-Open No. 2-75284, Japanese Patent Laid-Open No. 4-163534 Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-163535, “Camera anti-shake device”, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-215623, “Camera shake prevention device”, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-14801, “Anti-shake prevention device” There are those described in "Apparatus".
[0009]
Each of the systems described in the above publications uses both the first and second systems to make up for each other's disadvantages. Specifically, it compensates for the shortcomings by using the blur signal and image blur signal, which are the detection signals of both the blur detection unit that detects mechanical blur and the blur detection unit that detects blur of the subject image, depending on the situation. It is.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the combination of the above first and second methods is (1) simply a combination of the first method and the second method, so the apparatus becomes expensive, and (2) image blur signal is detected. In such cases, complicated motion detection processing is required, time is required, real-time processing cannot be performed, and (3) the use of an angular velocity sensor or the like for the shake detection means does not provide sufficient detection accuracy. Have a problem.
[0011]
The present invention has been made in view of the above, and a camera shake detection device and a camera shake correction device capable of detecting camera shake at high speed with an inexpensive configuration. Having a camera The purpose is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, it is according to
[0013]
Further, according to
[0014]
Further, according to
[0015]
Further, according to claim 4 camera According to claim 2 camera In the image blur detecting means, The blur component detected by the blur detection means Based on the above, image pickup timing is determined to detect image blur.
[0016]
Further, according to claim 5 camera According to claim 2 camera In the image blur detecting means, The blur component detected by the blur detection means Based on the above, image blur is detected by selecting a part of the plurality of subject signals.
[0017]
Further, according to claim 6 camera According to claim 2 camera In the image blur detecting means, The blur component detected by the blur detection means On the basis of the, Said Change the optical axis of the optical system, Obtained by changing The image blur is detected based on the subject signal.
[0018]
Further, according to claim 7 camera According to claim 2 camera In the image blur detecting means, The blur component of the image blur Based on the above, a new shake component is detected.
[0019]
Further, according to
[0020]
Further, according to claim 9 camera According to claim 1 camera The blur detection means is component As described above, a signal corresponding to the angular velocity of the apparatus is output.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of a camera shake detection device and a camera shake correction device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiment described below, a digital camera will be described as an embodiment of the present invention.
[0023]
(Embodiment 1)
A digital camera according to
[0024]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital camera according to
[0025]
The lens unit includes a lens 101, a
[0026]
The
[0027]
The digital
[0028]
Further, an MCC (Memory Card Controller) 109 temporarily stores the compressed image and the voice captured from a microphone (not shown) and digitized, and simultaneously records and reads it to / from the
[0029]
The
[0030]
The camera
[0031]
In the above configuration, the camera
[0032]
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the camera shake correction apparatus for the digital camera. The camera
[0033]
In the case of performing camera shake correction, a part of the optical system may be moved instead of moving the
[0034]
As described above, in the first embodiment, the
[0035]
(Embodiment 2)
The image
[0036]
4 to 6 are diagrams for explaining the principle of camera shake detection. As shown in FIG. 4, when the
[0037]
FIG. 7 shows an example of a detection unit of the image
[0038]
FIG. 8 shows the detection timing of the subject image of the image blur detection means. As shown in FIG. 8, when the main line sensor of the image blur detection means 131 detects the subject signal, the blur detection means 131 until the subject image moves by the same amount as the interval P between the B main and sub two line sensors. When the blur amount ΔY is measured and ΔY = P is detected as the blur amount, the subject signal is detected by the sub-line sensor of the image blur detection means 131. Then, as shown in FIG. 9, the motion ΔX in the X direction of the subject image is detected from the obtained main and sub two subject signals (C, C ′).
[0039]
That is, the blur component in the Y direction is detected by the
[0040]
Next, a method of detecting ΔX in FIG. 9, that is, a phase difference ΔX between two subject signals by a pair of line sensors will be described with reference to FIG. As a method of detecting the phase difference ΔX, for example, a phase difference detection method used for autofocus or the like can be used. That is, as shown in FIG. 10, when obtaining the phase difference between the two signals A and B, the degree of correlation between both A and B is detected, that is, the degree of coincidence of the waveforms is detected, and A and B are the best match. The shifted amount becomes the phase difference.
[0041]
Here, the detection of the degree of coincidence can be generally expressed by Σ | A−B |. FIG. 11 is a schematic representation of this. As shown in the figure, the point where Σ | A−B | is the smallest is the same between A and B, and the shift amount in that case is the phase difference ΔX.
[0042]
In the second embodiment, the image
[0043]
(Embodiment 3)
The image
[0044]
FIG. 12 shows a configuration of a detection unit of the image
[0045]
FIG. 13 is a diagram for explaining the principle of image blur detection of the image blur detecting means 131 shown in FIG. In FIG. 13, first, it is assumed that the subject image is at the position B at a certain point, and the subject image is moved to the position B ′ due to camera shake after a certain time. Here, the movement amount ΔY of the Y component of the subject image can be expressed by ΔY = P (constant) · ΔI. Furthermore, since P is a constant, it can be expressed as ΔI = ΔY / P. Similarly to the second embodiment, ΔY is detected by the shake detection means 130. In the example shown in the figure, the subject image that was on n = 2 by the line sensor moves to (n = 2) + ΔI of the line sensor.
[0046]
That is, the image
[0047]
As described above, since the image
[0048]
As described above, in the third embodiment, the image
[0049]
FIG. 14 shows another configuration example of the detection unit of the image
[0050]
In the image
[0051]
Further, as shown in FIG. 15, line memories for recording subject signals of the main and sub line sensors are provided, both main and sub line memories are operated, and both subject signals are stored. FIG. 16 shows the detection timing of the subject signal in this case. That is, as shown in FIG. 16, if there is a subject signal (1) (2) at a certain time point and a subject signal (1) (2) at the next time point, it is detected by the shake detection means 130. When it is detected that the shake signal is large and the subject image has moved by an amount corresponding to the line sensor interval P, (1) and (2) 'or (1)' and ▲ depending on the moving direction of the subject image. It is only necessary to detect the image blur signal by comparing the subject signals obtained at the time 2).
[0052]
Further, when the movement amount of the subject image is smaller than the line sensor interval P and the subject image does not move from the main line sensor to the sub line sensor, (1) and (1) 'or (2) and (2)'. Image blurring may be detected by comparing the subject signals obtained at the time of.
[0053]
Note that the above-described image blur detection means may be combined. For example, a plurality of line sensors as shown in FIG. 12 are used as the image detection means 131 and accumulated repeatedly as shown in FIG. You may decide to acquire the object signal of a plurality of lines at the time. The repetition timing may be determined based on a shake signal from the
[0054]
Here, when the blur amount is large, the m-line subject image moves, so it is sufficient to compare the line sensors with each other at an interval of m lines, but when the blur amount is small, the subject detection signal is forcibly set at a set time. To get. In this case, the
[0055]
(Embodiment 4)
An image
[0056]
FIG. 17 schematically shows the image
[0057]
First, the
[0058]
(Embodiment 5)
The image
[0059]
FIG. 19 schematically shows a peripheral configuration of the image
[0060]
The variable apex prism corrects the change in the optical axis due to camera shake by canceling out part of the optical system. This variable apex prism is a prism in which two plate glasses are connected by a bellows made of a special film, and the inside is filled with a transparent high refractive index liquid. In the normal state, the two glass plates of the variable apex prism are kept in parallel, but when camera shake occurs, as shown in FIG. 19, the movement of the visual field due to camera shake is changed by changing the apex angle. The field of view of the imaging optical system is shifted in the direction to cancel.
[0061]
As described above, in the fifth embodiment, since the optical axis of the imaging optical system is changed and the image blur signal is detected, the image sensor of the image blur detection unit is canceled by canceling the movement of the subject image. It is possible to make the configuration of the above simple and inexpensive.
[0062]
(Embodiment 6)
The image
[0063]
Next, using this ΔX, an image blur signal ΔY ′ is detected from two pieces of row information separated by ΔX. In other words, in this embodiment, both ΔX and ΔY ′ are detected by the image blur detecting means, so that both ΔX and ΔY ′ can be accurately stabilized by the image blur signal.
[0064]
As described above, in the sixth embodiment, the image
[0065]
In the first to sixth embodiments described above, the configuration in which the image blur detection unit is separated from the image sensor of the digital camera is shown. However, an image recording CCD may be used as the image blur detection unit. . In this case, it is not necessary to use two of the image blur detection means and the image sensor of the camera, and an inexpensive configuration can be achieved.
[0066]
(Embodiment 7)
A
[0067]
Therefore, as shown in FIG. 22, for example, an acceleration sensor is provided as detection means for detecting gravity in the orthogonal X, Y, and Z directions, and the direction of gravity is detected by detecting accelerations ax, ay, and az in each direction. it can.
[0068]
Here, for the sake of simplicity, as shown in FIG. 23, the description will be made with the two axes of the X direction and the Y direction, and the output of acceleration becomes the X direction ax and the Y direction ay due to gravity. Can be calculated by tan θ = ax / ay. In other words, by providing acceleration sensors that detect gravity in multiple axis directions and comparing the values of each acceleration sensor, the angle between the gravity direction and the axial direction can be detected, and changes in this angle over time can be detected. Can detect blur.
[0069]
24 and 25 schematically show the
[0070]
Hereinafter, a method for detecting the tan Δθ (= P / f) will be described in detail. This P / f is calculated as follows.
[0071]
[Expression 1]
[0072]
That is, since P and f are set values, FIG. 25 shows that when the output of the acceleration sensor becomes a′x and a′y satisfying the above expression (1) when the output of the acceleration sensor is ax and ay in FIG. In this state, the next subject image may be detected at that time to detect the image blur amount.
[0073]
In this way, by providing acceleration sensors for a plurality of axes and controlling the image blur detection means based on the values, the moving direction of the image becomes only the horizontal direction, and the movement of the image can be easily detected by the line sensor.
[0074]
Next, as shown in FIG. 22, when the acceleration sensor is set to three axes, the inclination of the device in two directions can be detected as shown in FIG. When this is viewed from the imaging surface of the image blur detection means, as shown in FIG. 27, the Y axis in the vertical direction and the θ axis in the rotation direction can be detected.
[0075]
A specific example of this will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 28, a case is considered in which the subject at position A rotates Δθ after a certain period of time, moves ΔY, and moves to A ′. 29 and 30 respectively show A before movement in FIG. 28 and A ′ after movement in FIG. That is, as shown in FIG. 29, after detecting the subject signal at the position A, ΔX is detected by detecting the subject signal at the position A ′ moved by ΔY and Δθ as shown in FIG.
[0076]
That is, by using a triaxial acceleration sensor and image blur detection means, it is possible to detect ΔX, ΔY, Δθ, that is, the triaxial rotation axis of the apparatus as shown in FIG.
[0077]
Further, as shown in FIG. 32, in order to cope with the case where the apparatus is set to the vertical position, an area sensor in which image pickup elements are two-dimensionally arranged is used as image blur detection means, as shown in FIG. In addition, the image blur amount may be detected using the information in the row direction at the horizontal position, and the image blur amount may be detected using the information in the column direction at the vertical position as shown in FIG.
[0078]
As described above, since the
[0079]
In the above description, the case where an acceleration sensor is used as the shake detection means has been described. However, the present invention is not limited to this, and the shake detection means may be configured using an angular velocity sensor. Other vibration sensors may be used.
[0080]
In addition, since the
[0081]
As described above, according to the present invention, since the shake of the apparatus is detected as a shake signal and the image shake is detected based on the shake signal, complicated motion detection or the like is not necessary. Camera shake can be detected at low cost and at high speed. As a result, when camera shake correction is performed, high-speed camera shake can be dealt with, and accurate image blur correction can be performed.
[0082]
In addition, in the case of camera shake correction for a digital camera or the like, the image blur detection means is shared with the image recording image pickup device, and one 2-axis or 3-axis acceleration sensor or angular velocity sensor is used as the shake detection means. By doing so, a camera shake detection device can be configured, and an inexpensive configuration can be achieved.
[0083]
In the present embodiment, the camera shake detection device and the camera shake correction device according to the present invention are applied to a digital camera. However, the present invention is not limited to this example. It can be widely applied to cameras and vibration isolators of the type.
[0084]
In addition, for blur correction of a video camera or the like, an area for recording an image may be set by the image blur signal and blur signal of the present invention, and only the entire captured image and blur signal are stored. Alternatively, an area to be displayed during reproduction may be set using the present invention.
[0085]
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications within a range not changing the gist of the invention.
[0086]
【The invention's effect】
As described above, the
[0087]
Further, according to
[0088]
Further, according to
[0089]
Further, according to claim 4 camera According to
[0090]
Further, according to claim 5 camera According to
[0091]
Further, according to claim 6 camera According to
[0092]
Further, according to claim 7 camera According to
[0093]
Further, according to
[0094]
Further, according to claim 9 camera According to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital camera according to
2 is a diagram schematically showing a configuration of a camera shake correction apparatus for a digital camera according to
FIG. 3 is a diagram showing an external configuration example of a moving coil according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of camera shake detection according to the second embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of camera shake detection according to the second embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of camera shake detection according to the second embodiment.
7 is a diagram for explaining a configuration of image blur detection means according to
FIG. 8 is a diagram illustrating detection timing of a subject image of an image blur detection unit according to the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating detection timing of a subject image of an image blur detection unit according to the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of detecting a phase difference between two subject signals according to the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining a method for detecting a phase difference between two subject signals according to the second embodiment;
FIG. 12 is a diagram for explaining the configuration of image blur detection means according to the third embodiment.
FIG. 13 is a diagram for explaining the principle of image blur detection performed by an image blur detection unit according to the third embodiment.
FIG. 14 is a diagram for explaining another configuration example of the image blur detection unit according to the third embodiment.
FIG. 15 is a diagram for explaining a line memory for recording a subject signal according to the third embodiment;
FIG. 16 is a diagram illustrating detection timing of a subject signal according to the third embodiment.
FIG. 17 is a diagram for explaining a configuration of image blur detection means according to the fourth embodiment.
FIG. 18 is a diagram for explaining a configuration of image blur detection means according to the fourth embodiment.
FIG. 19 is a diagram for explaining the configuration of image blur detection means according to the fifth embodiment.
FIG. 20 is a diagram for explaining a configuration of image blur detection means according to the sixth embodiment.
FIG. 21 is a diagram for explaining a shake detection unit according to the seventh embodiment;
FIG. 22 is a diagram for explaining a shake detection unit according to the seventh embodiment.
FIG. 23 is a diagram for explaining shake detection means according to the seventh embodiment;
FIG. 24 is a diagram for explaining shake detection means according to the seventh embodiment.
FIG. 25 is a diagram for explaining shake detection means according to the seventh embodiment;
FIG. 26 is a diagram for explaining a shake detection unit according to the seventh embodiment.
FIG. 27 is a diagram for explaining a shake detection unit according to the seventh embodiment;
FIG. 28 is a diagram for explaining a shake detection unit according to the seventh embodiment.
FIG. 29 is a diagram for explaining a shake detection unit according to the seventh embodiment;
30 is a diagram for explaining a shake detection unit according to the seventh embodiment. FIG.
FIG. 31 is a diagram for explaining shake detection means according to the seventh embodiment;
32 is a diagram for explaining a shake detection unit according to the seventh embodiment. FIG.
FIG. 33 is a diagram for explaining a shake detection unit according to the seventh embodiment;
FIG. 34 is a diagram for explaining shake detection means according to the seventh embodiment;
[Explanation of symbols]
100 digital camera
101 lens
102 Mechanical mechanism
103 CCD
104 CDS circuit
105 A / D converter
106 Digital signal processor
107 DCT
108 coder
109 MCC
110 Buffer memory
111 Video amplifier
112 memory
121 controller
122 Display section
123 Operation unit
124 Parameter memory
125 motor driver
126 SG
127 Strobe
128 Camera shake detection device
129 Image stabilizer
129A coil
129B Drive unit
130 Shake detection means
131 Image blur detection means
Claims (9)
前記撮像素子に被写体像を結像する光学系と、
前記撮像素子の受光平面の一方向へのぶれ成分を検出するぶれ検出手段と、被写体像の像ぶれを検出し、前記ぶれ成分に基づき特定される前記受光平面の一方向と直交する方向への当該像ぶれのぶれ成分を検出する像ぶれ検出手段と、を備え、前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ成分および前記像ぶれ検出手段により検出した前記ぶれ成分に基づいて、装置のぶれに基づく被写体像の移動方向および移動量を検出する手ぶれ検出装置と、
検出された被写体像の移動方向および移動量に基づいて、装置のぶれを相殺するように、前記撮像素子、または前記光学系の一部を駆動する手ぶれ補正装置と、
を備えたことを特徴とするカメラ。 An image sensor for receiving a subject image;
An optical system for forming a subject image on the image sensor;
A blur detection unit that detects a blur component in one direction of the light receiving plane of the image sensor, detects an image blur of the subject image, and moves in a direction orthogonal to the one direction of the light receiving plane specified based on the blur component. Image blur detection means for detecting a blur component of the image blur, and based on the blur of the apparatus based on the blur component detected by the blur detection means and the blur component detected by the image blur detection means A camera shake detection device that detects a moving direction and a moving amount of a subject image;
A camera shake correction device that drives the imaging device or a part of the optical system so as to cancel the camera shake based on the detected moving direction and moving amount of the subject image;
A camera characterized by comprising
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