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JP4176935B2 - Imaging device with camera shake prevention function - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラ等の手振れ防止機能付き撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラがビジネスからパーソナルまで幅広く普及し始めてきた。しかしながら、今後、デジタルカメラは、撮影時の手振れによる画像のぼけが大きな問題になると考えられる。その理由としては、以下の要因(1)〜(3)がある。
(1)ユーザからの要求もあり、デジタルカメラは小型軽量化が益々進んでいる。しかし、これにより小型であるが低感度のCCDが採用されるので、露光時間が増えるために手振れが目立つようになる。
(2)液晶ファインダ等の利用により、銀塩カメラのような光学式ファインダを搭載しないものが増えてきた。そのため、デジタルカメラを体から離したり片手で持ったりするなどの撮影スタイルが生じ、撮影時の安定性が減っている。
(3)他社製品との差別化等から高倍率のズームレンズを備えたものが登場すると予想され、高倍率のズームレンズにより手振れが目立つ。
【0003】
ビデオカメラでは、画像の揺れから手振れを検出し、その移動量によってフィールドメモリから切り出す画像領域を制御することにより画像ぶれを抑える方式▲1▼が、たとえば、テレビジョン学会誌,Vol,49,No,2,PP,131−134(1995)などに紹介されている。
また、ビデオカメラに適用できる手振れ防止方式として、レンズの光軸に対する平行移動や、可変頂角プリズムにより、手振れによるカメラの動きに合わせて光軸を動かすことで、ぶれの少ない画像を得る方式▲2▼がある。
【0004】
特許第2672267号公報には、手振れ検出信号の平均値を順次に計算することにより、手振れ検出信号に含まれるオフセット成分を除去する、像ブレ防止装置に適用される信号処理装置が記載されている。
特開平7−20521号公報には、手振れ角加速度のピーク値を検出することにより、手振れ検出信号に含まれるオフセット成分を除去する手振れ検出装置が記載されている。
特開平7−218953号公報には、手振れ角速度の極大値、極小値より、手振れ検出信号に含まれるオフセット成分を除去する手振れ検出装置が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルカメラ(デジタルスチルカメラ)での手振れによる画像ぼけは、1フレームの取り込み時間内のカメラのぶれにより生じているため、上記方式▲1▼はデジタルカメラには使えない。なぜならば、ビデオカメラで用いられている上記方式▲1▼は、フレーム間のずれを補正するものであり、1フレーム取り込み中でのカメラのぶれを考慮したものではないからである。
【0006】
また、デジタルカメラにも適用できる上記方式▲2▼では、手振れ検出には、ジャイロのような、カメラの運動を機械的に検出するセンサが良く用いられている。しかしながら、このようなセンサの信号は、微小であったりノイズが多かったりするため、フィルタ回路や増幅回路などを経るのが一般的である。これらのセンサや回路に生じる僅かなオフセットも手振れ補正の効果に大きく影響してしまうため、できるだけ取り除くことが好ましい。しかし、このオフセット値は温度等の条件で変わってくるため、適応的に除去することが望まれる。
【0007】
一方、上記の問題を解決するため、上記回路からの信号よりオフセット成分を検出する方式が、上記特許第2672267号公報、特開平7−20521号公報、特開平7−218953号公報に記載されている。しかしながら、これらの方式は、手振れを伴った信号の時間平均が0であると仮定したものであり、手振れ補正に失敗する可能性が高い。
【0008】
すなわち、上記特許第2672267号公報記載の像ブレ防止装置に適用される信号処理装置では、正確なオフセット値を求めるには長時間の検出が必要であり、デジタルカメラに用いることができない。上記特開平7−20521号公報記載の手振れ検出装置では、ノイズの影響を受けやすく現実的でない。上記特開平7−218953号公報記載の手振れ検出装置では、想定している理想的な手振れ波形と、実際の露光時間内の手振れ波形とでは異なることが多いため、手振れ補正に失敗する可能性が高い。
【0009】
請求項1に係る発明は、手振れ検出の信頼性を高めることができる手振れ防止機能付き撮像装置を提供することを目的とする。
請求項2に係る発明は、簡単な構成でオフセット除去が可能となる手振れ防止機能付き撮像装置を提供することを目的とする。
請求項3に係る発明は、より適したオフセット値を求めることができ、より高精度にオフセット除去が可能となる手振れ防止機能付き撮像装置を提供することを目的とする。
【0010】
請求項4に係る発明は、手振れ検出の精度を向上させることができる手振れ防止機能付き撮像装置を提供することを目的とする。
請求項5に係る発明は、手振れ検出の信頼性をさらに向上させることができる手振れ防止機能付き撮像装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、手振れを検出する手振れ検出手段と、この手振れ検出手段からの手振れ信号を整形・増幅する信号変換手段と、この信号変換手段からの変換信号を基に手振れによる画像のぼけを抑止する手振れ補正機能とを有する撮像装置において、前記信号変換手段が有するオフセット成分を計測するための参照信号を発生する参照信号発生手段と、前記信号変換手段への入力信号を前記手振れ検出手段からの手振れ信号と参照信号発生手段からの参照信号とのいずれかに切り替え、手振れ検出に先立って前記参照信号発生手段からの参照信号を前記信号変換手段への入力信号とし、手振れ検出を行う場合に前記手振れ検出手段からの手振れ信号を前記信号変換手段への入力信号とする第1切り替え手段と、オフセット電圧を算出し、前記オフセット電圧を利用してオフセット除去後の信号を求めることにより、前記信号変換手段のオフセットを除去する第1オフセット除去手段とを備えたものである。
【0012】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の手振れ防止機能付き撮像装置において、前記参照信号発生手段が接地電圧あるいは所定の直流電圧である参照信号を発生するものである。
【0013】
請求項3に係る発明は、請求項記載の手振れ防止機能付き撮像装置において、前記参照信号発生手段が所定の交流電圧である参照信号を発生するものである。
【0014】
請求項4に係る発明は、請求項1、2又は3記載の手振れ防止機能付き撮像装置において、前記第1オフセット除去手段によって前記信号変換手段のオフセットが除去された信号からさらにオフセットを除去する第2オフセット除去手段を備えたものである。
【0015】
請求項5に係る発明は、請求項1、2、3又は4記載の手振れ防止機能付き撮像装置において、前記手振れ信号のオフセットを除去する第3オフセット除去手段と、前記第1オフセット除去手段と前記第3オフセット除去手段とを切り替える第2切り替え手段とを備えたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施例1における手振れ防止機構の概略を示す。この実施例1は、請求個1〜3に係る発明の実施例であり、手振れ防止機能付きデジタルカメラからなる手振れ防止機能付き撮像装置の例である。この実施例1は、周知のデジタルカメラにおいて、図1に示す手振れ防止機構を設けたものであり、被写体像を撮像部で撮影して該撮像部からの画像信号をフィールドメモリに記憶するとともに、撮像部からの画像信号又はフィールドメモリ内の画像信号により表示装置としてのファインダで被写体像を表示する。
【0017】
手振れ検出手段としての手振れ検出センサ1、2はそれぞれ本実施例1の撮像装置の手振れによる運動を検出し、この手振れ検出センサ1、2からの手振れ信号はそれぞれ信号変換手段としての変換回路3、4により整形・増幅がなされて演算手段としてのマイクロコンピュータ(以下マイコンという)5に入力される。マイコン5はA/D変換機能、D/A変換機能を有し、変換回路3、4からの変換信号をA/D変換機能によりデジタル化し、そのデジタル信号から補正機構6、7の制御目標を算出する。すなわち、手振れ検出センサ1、2が本実施例1の運動を機械的に検出するジャイロであある場合、変換回路3、4からの信号を積分することにより、露光開始時刻t=0の時の本実施例1の姿勢角を基準θ(0)とし、現時刻t=Tにおける本実施例1の姿勢角θ(T)を算出し、このθ(T)によって生じる画像のずれを補正するように補正機構6、7の移動量(制御目標)を算出する。
【0018】
マイコン5は、その制御目標をD/A変換機能によりアナログ信号として駆動回路8、9へ送信し、駆動回路8、9がマイコン5からのアナログ信号により補正機構6、7を駆動して移動させる。補正機構6、7は、像を移動させる補正レンズや可変頂角プリズムであってもよいし、撮影される領域を変えるために撮像素子(あるいは撮像素子を含む基板)を動かす機構であってもよい。
【0019】
図1では、手振れ検出センサ1、2、変換回路3、4からなる手振れ検出系を2組とし、駆動回路8、9、補正気候6、7からなる手振れ補正系を2組として示したが、本実施例1のヨー角、ピッチ角の変化をそれぞれの手振れ検出センサで検出し、それぞれの成分を補正するように補正機構を駆動するのが一般的である。しかし、手振れ検出系と手振れ補正系は、各々1組の場合もあれば、3組以上であってもよい。
【0020】
また、手振れ検出系と手振れ補正系とで組み数が異なってもよい。なお、手振れ検出系、およびマイコン5での演算内容は、上記のものに限られるものではなく、例えばフィールドメモリに蓄えられた画像の切り出し位置を変えるような構成であっても構わない。しかし、スチルカメラへの適用では、前者の例の方が好ましい。
【0021】
図2は上記変換回路3、4の一例を示す。入力端子11には手振れ検出センサの出力信号が入力され、この信号は演算増幅器A1、コンデンサC1,C2及び抵抗R1,R2からなるローパスフィルタと、演算増幅器A2、コンデンサC3及び抵抗R3からなるハイパスフィルタとを経て所定の倍率で増幅され、出力端子12から出力される。
【0022】
人間の手振れには高い周波数が含まれないため、ジャイロ等の手振れ検出センサからの信号の高周波成分を上記ローパスフィルタで除去する。さらに、手振れ検出センサからの信号には一般にオフセット電圧が含まれており、そのオフセット電圧を上記ハイパスフィルタで除去する。そして、この変換回路は上記A/D変換機能で十分な精度が得られるように信号を増幅する。
【0023】
図3は本実施例1の変換回路1入力側を詳しく示す。第1切り替え手段13は手振れ検出センサ1からの信号と参照信号発生手段14からの参照信号とを切り替えて変換回路3へ入力する。
まず、手振れ検出に先立って、第1の切り替え手段13によって、参照信号発生手段14と変換回路3とが接続される。ここで、参照信号発生手段14からの参照信号をO(t)とする。また、O(t)を変換回路3に入力したときに予想される変換回路3の出力値の理想値をV1(t)、実際の変換回路3の出力値をV1‘(t)とし、第1オフセット除去手段15にてV1(t)、V1‘(t)よりオフセット電圧δVを算出する。第1オフセット除去手段15にてV1(t)、V1‘(t)よりオフセット電圧δVを算出する算出式の例を次の(1)式に示す。
【0024】
δV=E(V1‘(t)−V1(t))・・・(1)
ここで、E()は時間平均を意味し、計測時間内の実測値V1‘(t)と理想値V1(t)との差の平均値を求めるものである。第1オフセット除去手段15はそのオフセット電圧δVを内部のメモリに保存する。この時、参照信号O(t)として接地電圧や既知の直流電圧を出力する参照信号発生手段14を用いることにより、参照信号発生手段14の構成が極めて簡単になる。また、参照信号O(t)として手振れに近い類似した波形の交流電圧を出力する参照信号発生手段14を用いることにより、手振れに近い周波数帯でのオフセット特性を知ることができ、より高精度なオフセット除去が実現できる。
【0025】
次に、手振れ検出を行う場合には、第1切り替え手段13によって、手振れ検出センサ1と変換回路3とを接続する。そして、第1オフセット除去手段15は、変換回路3の出力電圧をV2(t)とすると、次の(2)式によってオフセット除去後の信号V3(t)を算出する。
3(t)=V2(t)−δV・・・(2)
マイコン5はそのオフセット除去後の信号V3(t)から補正機構の移動量(制御目標)を算出する。
【0026】
第1オフセット除去手段15は、マイコン5(その周辺回路、ソフトウエアを含む)で実現してもよいし、マイコン5内のソフトウエアとしてもよい。第1切り替え手段13は手振れ検出センサ2からの信号と参照信号発生手段14からの参照信号とを同様に切り替えて変換回路4へ入力し、第1オフセット除去手段15は同様に手振れ検出前にオフセット電圧を算出して手振れ検出時に変換回路4からの信号のオフセット除去を行う。マイコン5はそのオフセット除去後の信号から補正機構の移動量(制御目標)を算出する。
【0027】
この実施例1によれば、手振れを検出する手振れ検出手段としての手振れ検出センサ1、2と、この手振れ検出手段1、2からの手振れ信号を整形・増幅する信号変換手段としての変換回路3、4と、この信号変換手段3、4からの変換信号を基に手振れによる画像のぼけを抑止する手振れ補正機能としてのマイコン5、駆動回路8、9、補正気候6、7とを有する撮像装置において、前記信号変換手段3、4への入力信号を前記手振れ検出手段1、2からの手振れ信号と参照信号発生手段14からの参照信号とのいずれかに切り替える第1切り替え手段13と、前記信号変換手段3、4のオフセットを除去する第1オフセット除去手段15とを備えたので、信号変換手段が有するヤフセット成分を正確に計測することができ、手振れ検出の信頼性を高めることができる。
【0028】
また、この実施例1によれば、前記参照信号発生手段14が接地電圧(0V)あるいは既知の直流電圧である参照信号を発生することにより、参照信号発生手段として特別な機構を組み込むことなく、簡単な構成、省スペース、低コストでオフセット除去が可能となる。
【0029】
また、この実施例1によれば、前記参照信号発生手段14が所定の交流電圧である参照信号を発生することにより、手振れ時に近い回路の特性を再現できて、より適したオフセット値を求めることができ、より高精度にオフセット除去が可能となる。
【0030】
図4は本発明の実施例2におけるオフセット防止系を示す。この実施例2は、請求項4に係る発明の実施例であり、上記実施例1において、第1オフセット除去手段15の後に第2オフセット除去手段16を設けたものである。第2オフセット除去手段16は変換回路3、4が持つオフセット電圧以外のオフセット値を除去する。例えば、手振れ検出センサ1、2としてジャイロを用いる場合、電源投入直後のジャイロには低周波のオフセット変動があり、変換回路3、4内のハイパスフィルタでそのオフセットを除去することが困難である。
【0031】
そこで、第2オフセット除去手段16は、第1オフセット除去手段15の出力信号からジャイロのオフセット電圧を除去する。第2オフセット除去手段16は、ジャイロのオフセット電圧算出では、計時手段で計時した電源投入時からの時間や温度センサで測定した温度などによりルックアップテーブルを参照してジャイロのオフセット電圧を求めて第1オフセット除去手段15の出力信号から除去するようにしてもよいし、従来技術と同様の処理で第1オフセット除去手段15の出力信号からジャイロのオフセット電圧を除去するようにしてもよい。
【0032】
マイコン5は第2オフセット除去手段16からのオフセット除去後の信号から補正機構の移動量(制御目標)を算出する。これにより、さらに、高精度なオフセット除去が実現できる。第2オフセット除去手段16は、マイコン5(その周辺回路、ソフトウエアを含む)で実現してもよいし、マイコン5内のソフトウエアとしてもよい。また、第1オフセット除去手段15に第2オフセット除去手段16の機能を合わせて持たせてもよい。
【0033】
この実施例2によれば、実施例1において、前記第1オフセット除去手段15によって前記信号変換手段2、4のオフセットが除去された信号からさらにオフセットを除去する第2オフセット除去手段16を備えたので、手振れ検出の精度を向上させることができる。
【0034】
図5は本発明の実施例3におけるオフセット防止系を示す。この実施例3は、請求項5に係る発明の実施例であり、上記実施例1において、変換回路3、4と第1オフセット除去手段15との間に第2切り替え手段17を配置し、この第2切り替え手段17により変換回路3、4からの信号を第1オフセット除去手段15と第3オフセット除去手段18とに切り替えて入力する。
【0035】
第3オフセット除去手段18は、参照信号発生手段からの参照信号が入力されず、従来技術と同様の処理で変換回路3、4からの信号よりオフセット成分を除去する。マイコン5は第2切り替え手段17により選択された第1オフセット除去手段15又は第3オフセット除去手段18からのオフセット除去後の信号から補正機構の移動量(制御目標)を算出する。
【0036】
第2切り替え手段17が第1オフセット除去手段15を選択して変換回路3、4からの信号を第1オフセット除去手段15に入力した時に、第1オフセット除去手段15あるいはマイコン5においてオフセット値算出が正常でないと判断された場合には、第2切り替え手段17により第3オフセット除去手段18が選択されて変換回路3、4からの信号が第3オフセット除去手段18に入力される。
【0037】
本発明の実施例4は、請求項5に係る発明の他の実施例であり、上記実施例2において、変換回路3、4と第1オフセット除去手段15との間に第2切り替え手段17を配置し、この第2切り替え手段17により変換回路3、4からの信号を第1オフセット除去手段15と第3オフセット除去手段18とに切り替えて入力する。マイコン5は第2切り替え手段17の選択動作に応じて第2オフセット除去手段16又は第3オフセット除去手段18からのオフセット除去後の信号から補正機構の移動量(制御目標)を算出する。
【0038】
第2切り替え手段17が第1オフセット除去手段15を選択して変換回路3、4からの信号を第1オフセット除去手段15に入力した時に、第1オフセット除去手段15あるいは第2オフセット除去手段16あるいはマイコン5においてオフセット値算出が正常でないと判断された場合には、第2切り替え手段17により第3オフセット除去手段18が選択されて変換回路3、4からの信号が第3オフセット除去手段18に入力される。
【0039】
上記実施例3、4によれば、上記実施例1又は実施例2において、前記手振れ信号のオフセットを除去する第3オフセット除去手段18と、前記第1オフセット除去手段15と前記第3オフセット除去手段18とを切り替える第2切り替え手段17とを備えたので、手振れ検出の信頼性をさらに向上させることができる。
【0040】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、上記実施例以外の撮像装置に同様に適用することが可能である。
【0041】
【発明の効果】
以上のように請求項1に係る発明によれば、手振れ検出の信頼性を高めることができる。
請求項2に係る発明によれば、簡単な構成でオフセット除去が可能となる。 請求項3に係る発明によれば、より適したオフセット値を求めることができ、より高精度にオフセット除去が可能となる。
【0042】
請求項4に係る発明によれば、手振れ検出の精度を向上させることができる。請求項5に係る発明によれば、手振れ検出の信頼性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における手振れ防止機構の概略を示すブロック図である。
【図2】同実施例1における変換回路の一例を示す回路図である。
【図3】同実施例1の変換回路入力側を詳しく示すブロック図である。
【図4】本発明の実施例2におけるオフセット防止系を示すブロック図である。
【図5】本発明の実施例3におけるオフセット防止系を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、2 手振れ検出センサ
3、4 変換回路
5 マイコン
6、7 補正機構
8、9 駆動回路
13 第1切り替え手段
14 参照信号発生手段
15 第1オフセット除去手段
16 第2オフセット除去手段
17 第2切り替え手段
18 第3オフセット除去手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus with a camera shake prevention function, such as a digital camera.
[0002]
[Prior art]
In recent years, digital cameras have begun to spread widely from business to personal. However, in the future, blurring of images due to camera shake at the time of shooting will be a major problem for digital cameras. The reasons include the following factors (1) to (3).
(1) Digital cameras are becoming smaller and lighter due to user demands. However, since a small but low-sensitivity CCD is adopted, the camera shake becomes conspicuous because the exposure time increases.
(2) Due to the use of liquid crystal viewfinders and the like, there are an increasing number of devices that do not have an optical viewfinder such as a silver salt camera. For this reason, a shooting style such as moving the digital camera away from the body or holding it with one hand has arisen, and stability during shooting is reduced.
(3) Due to differentiation from other companies' products, it is expected that a camera with a high-power zoom lens will appear, and camera shake is conspicuous due to the high-power zoom lens.
[0003]
In the video camera, a method {circle around (1)} of detecting image shake from image shake and suppressing image blur by controlling an image area cut out from the field memory according to the amount of movement is described in, for example, the Journal of Television Society, Vol. 49, No. 2, PP, 131-134 (1995).
In addition, as a camera shake prevention method that can be applied to video cameras, a system that obtains an image with little blurring by moving the optical axis in accordance with the movement of the camera due to camera shake using a parallel movement with respect to the optical axis of the lens or a variable apex angle prism. There are 2 ▼.
[0004]
Japanese Patent No. 2672267 describes a signal processing device applied to an image blur prevention device that removes an offset component included in a camera shake detection signal by sequentially calculating an average value of the camera shake detection signal. .
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-20521 describes a camera shake detection apparatus that removes an offset component included in a camera shake detection signal by detecting a peak value of camera shake angular acceleration.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-218953 describes a camera shake detection device that removes an offset component included in a camera shake detection signal from the maximum value and the minimum value of a camera shake angular velocity.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Image blur due to camera shake in a digital camera (digital still camera) is caused by camera shake within the capture time of one frame. Therefore, the method (1) cannot be used for a digital camera. This is because the method {circle around (1)} used in the video camera corrects the shift between frames and does not take into account the camera shake during capturing one frame.
[0006]
In the method {circle around (2)} that can also be applied to a digital camera, a sensor that mechanically detects the motion of the camera, such as a gyro, is often used for camera shake detection. However, since the signal of such a sensor is minute or noisy, it generally passes through a filter circuit or an amplifier circuit. A slight offset generated in these sensors and circuits greatly affects the effect of camera shake correction, and therefore it is preferable to remove as much as possible. However, since this offset value changes depending on conditions such as temperature, it is desirable to remove it adaptively.
[0007]
On the other hand, in order to solve the above problem, methods for detecting an offset component from a signal from the circuit are described in the above-mentioned Japanese Patent No. 2672267, Japanese Patent Laid-Open No. 7-20521, and Japanese Patent Laid-Open No. 7-218953. Yes. However, these methods are based on the assumption that the time average of a signal with camera shake is 0, and there is a high possibility that camera shake correction will fail.
[0008]
That is, in the signal processing device applied to the image blur prevention device described in the above-mentioned Japanese Patent No. 2672267, long time detection is required to obtain an accurate offset value, and it cannot be used for a digital camera. The camera shake detection device described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-20521 is susceptible to noise and is not realistic. In the camera shake detection apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-218953, the assumed ideal camera shake waveform is often different from the camera shake waveform within the actual exposure time. high.
[0009]
An object of the present invention is to provide an imaging apparatus with a camera shake prevention function that can improve the reliability of camera shake detection.
An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus with a camera shake prevention function that enables offset removal with a simple configuration.
An object of the invention according to claim 3 is to provide an image pickup apparatus with a camera shake prevention function that can obtain a more suitable offset value and can remove the offset with higher accuracy.
[0010]
An object of the present invention according to claim 4 is to provide an imaging device with a camera shake prevention function capable of improving the accuracy of camera shake detection.
An object of the invention according to claim 5 is to provide an imaging apparatus with a camera shake prevention function capable of further improving the reliability of camera shake detection.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a camera shake detecting means for detecting a camera shake, a signal converting means for shaping / amplifying a camera shake signal from the camera shake detecting means, and a converted signal from the signal converting means. the in an imaging apparatus having a camera shake correction function to suppress blurring of the image due to camera shake based on a reference signal generating means for generating a reference signal for measuring the offset component included in the signal conversion means, to said signal converting means The reference signal from the reference signal generation means is input to the signal conversion means prior to the detection of the shake, and the input signal is switched to either the shake signal from the shake detection means or the reference signal from the reference signal generation means. and the signal, a first switching means for an input signal to the hand shake signal from the hand shake detecting means when performing vibration detection to said signal converting means , It calculates the offset voltage, by obtaining the signal after the offset removal by using the offset voltage, in which a first offset removing means for removing an offset of the signal converting means.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the imaging apparatus with a camera shake preventing function according to the first aspect, the reference signal generating means generates a reference signal which is a ground voltage or a predetermined DC voltage.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the imaging apparatus with a camera shake preventing function according to the first aspect , the reference signal generating means generates a reference signal that is a predetermined AC voltage.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging apparatus with a camera shake preventing function according to the first, second, or third aspect, the offset is further removed from the signal from which the offset of the signal converting unit is removed by the first offset removing unit. 2 An offset removing means is provided.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the imaging apparatus with a camera shake prevention function according to the first, second, third, or fourth aspect, a third offset removing unit that removes an offset of the camera shake signal, the first offset removing unit, and the Second switching means for switching to third offset removing means is provided.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an outline of a camera shake prevention mechanism in Embodiment 1 of the present invention. The first embodiment is an embodiment of the invention according to claims 1 to 3, and is an example of an imaging apparatus with a camera shake preventing function including a digital camera with a camera shake preventing function. The first embodiment is a well-known digital camera provided with the camera shake prevention mechanism shown in FIG. 1. The subject image is captured by an imaging unit and an image signal from the imaging unit is stored in a field memory. A subject image is displayed by a finder as a display device based on an image signal from an imaging unit or an image signal in a field memory.
[0017]
The camera shake detection sensors 1 and 2 serving as camera shake detection means detect motion caused by camera shake of the image pickup apparatus according to the first embodiment, and the camera shake signals from the camera shake detection sensors 1 and 2 are respectively converted into the conversion circuit 3 serving as signal conversion means, 4 is shaped and amplified, and input to a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 5 as a calculation means. The microcomputer 5 has an A / D conversion function and a D / A conversion function, digitizes the conversion signal from the conversion circuits 3 and 4 by the A / D conversion function, and sets the control target of the correction mechanisms 6 and 7 from the digital signal. calculate. That is, when the camera shake detection sensors 1 and 2 are gyros that mechanically detect the movement of the first embodiment, the signals from the conversion circuits 3 and 4 are integrated to obtain the exposure start time t = 0. The posture angle of the first embodiment is set to the reference θ (0), the posture angle θ (T) of the first embodiment at the current time t = T is calculated, and the image shift caused by this θ (T) is corrected. Then, the movement amount (control target) of the correction mechanisms 6 and 7 is calculated.
[0018]
The microcomputer 5 transmits the control target as an analog signal to the drive circuits 8 and 9 by the D / A conversion function, and the drive circuits 8 and 9 drive and move the correction mechanisms 6 and 7 by the analog signal from the microcomputer 5. . The correction mechanisms 6 and 7 may be a correction lens or a variable apex prism that moves an image, or may be a mechanism that moves an image sensor (or a substrate including the image sensor) in order to change a region to be photographed. Good.
[0019]
In FIG. 1, the camera shake detection system including the camera shake detection sensors 1 and 2 and the conversion circuits 3 and 4 is shown as two sets, and the camera shake correction system including the drive circuits 8 and 9 and the correction climates 6 and 7 is shown as two sets. In general, the change in the yaw angle and pitch angle of the first embodiment is detected by each camera shake detection sensor, and the correction mechanism is generally driven so as to correct each component. However, the camera shake detection system and the camera shake correction system may each be one set or three or more sets.
[0020]
Further, the number of sets may be different between the camera shake detection system and the camera shake correction system. Note that the calculation contents in the camera shake detection system and the microcomputer 5 are not limited to those described above, and may be configured to change the cutout position of an image stored in a field memory, for example. However, in the application to a still camera, the former example is preferable.
[0021]
FIG. 2 shows an example of the conversion circuits 3 and 4. The input terminal 11 receives an output signal of the camera shake detection sensor. This signal is a low-pass filter composed of an operational amplifier A1, capacitors C1, C2 and resistors R1, R2, and a high-pass filter composed of an operational amplifier A2, a capacitor C3 and a resistor R3. Are amplified at a predetermined magnification and output from the output terminal 12.
[0022]
Since human hand shake does not include a high frequency, a high-frequency component of a signal from a hand shake detection sensor such as a gyro is removed by the low-pass filter. Further, the signal from the camera shake detection sensor generally includes an offset voltage, and the offset voltage is removed by the high-pass filter. The conversion circuit amplifies the signal so that sufficient accuracy can be obtained by the A / D conversion function.
[0023]
FIG. 3 shows in detail the input side of the conversion circuit 1 of the first embodiment. The first switching means 13 switches between the signal from the camera shake detection sensor 1 and the reference signal from the reference signal generating means 14 and inputs them to the conversion circuit 3.
First, prior to camera shake detection, the reference signal generating means 14 and the conversion circuit 3 are connected by the first switching means 13. Here, the reference signal from the reference signal generating means 14 is O (t). Further, the ideal value of the output value of the conversion circuit 3 expected when O (t) is input to the conversion circuit 3 is V 1 (t), and the actual output value of the conversion circuit 3 is V 1 ′ (t). The first offset removing means 15 calculates the offset voltage δV from V 1 (t) and V 1 ′ (t). An example of a calculation formula for calculating the offset voltage δV from V 1 (t) and V 1 ′ (t) in the first offset removing means 15 is shown in the following formula (1).
[0024]
δV = E (V 1 '( t) -V 1 (t)) ··· (1)
Here, E () means time average, and the average value of the difference between the actual measurement value V 1 ′ (t) and the ideal value V 1 (t) within the measurement time is obtained. The first offset removing means 15 stores the offset voltage δV in an internal memory. At this time, by using the reference signal generation means 14 that outputs a ground voltage or a known DC voltage as the reference signal O (t), the configuration of the reference signal generation means 14 becomes extremely simple. Further, by using the reference signal generating means 14 that outputs an alternating voltage having a similar waveform close to camera shake as the reference signal O (t), it is possible to know the offset characteristics in a frequency band close to camera shake, and to achieve higher accuracy. Offset removal can be realized.
[0025]
Next, when camera shake detection is performed, the camera shake detection sensor 1 and the conversion circuit 3 are connected by the first switching unit 13. Then, the first offset removing means 15 calculates the signal V 3 (t) after offset removal by the following equation (2), where V 2 (t) is the output voltage of the conversion circuit 3.
V 3 (t) = V 2 (t) -δV ··· (2)
The microcomputer 5 calculates the movement amount (control target) of the correction mechanism from the signal V 3 (t) after the offset removal.
[0026]
The first offset removing unit 15 may be realized by the microcomputer 5 (including its peripheral circuit and software) or may be software in the microcomputer 5. The first switching means 13 similarly switches the signal from the camera shake detection sensor 2 and the reference signal from the reference signal generation means 14 and inputs them to the conversion circuit 4, and the first offset removing means 15 similarly offsets before the camera shake detection. The voltage is calculated, and the offset of the signal from the conversion circuit 4 is removed when camera shake is detected. The microcomputer 5 calculates the movement amount (control target) of the correction mechanism from the signal after the offset removal.
[0027]
According to the first embodiment, camera shake detection sensors 1 and 2 as camera shake detection means for detecting camera shake, and a conversion circuit 3 as signal conversion means for shaping and amplifying the camera shake signals from the camera shake detection means 1 and 2, 4 and an image pickup apparatus having a microcomputer 5, a drive circuit 8, 9 and a correction climate 6, 7 as a camera shake correction function for suppressing blurring of an image due to camera shake based on the converted signals from the signal conversion means 3, 4. A first switching means 13 for switching an input signal to the signal conversion means 3 and 4 to either a shake signal from the shake detection means 1 or 2 and a reference signal from a reference signal generation means 14; Since the first offset removing means 15 for removing the offset of the means 3 and 4 is provided, it is possible to accurately measure the yaw set component possessed by the signal converting means, and to detect camera shake. It is possible to increase the dependability.
[0028]
Further, according to the first embodiment, the reference signal generating means 14 generates a reference signal that is a ground voltage (0 V) or a known DC voltage, without incorporating a special mechanism as the reference signal generating means. Offset removal is possible with a simple configuration, space saving, and low cost.
[0029]
Further, according to the first embodiment, the reference signal generating means 14 generates a reference signal which is a predetermined AC voltage, so that the characteristics of the circuit close to the time of camera shake can be reproduced and a more suitable offset value can be obtained. Thus, offset removal can be performed with higher accuracy.
[0030]
FIG. 4 shows an offset prevention system in Embodiment 2 of the present invention. The second embodiment is an embodiment of the invention according to claim 4, and in the first embodiment, the second offset removing means 16 is provided after the first offset removing means 15. The second offset removing means 16 removes offset values other than the offset voltage that the conversion circuits 3 and 4 have. For example, when gyroscopes are used as the camera shake detection sensors 1 and 2, the gyroscope immediately after power-on has a low-frequency offset variation, and it is difficult to remove the offset with a high-pass filter in the conversion circuits 3 and 4.
[0031]
Therefore, the second offset removing unit 16 removes the gyro offset voltage from the output signal of the first offset removing unit 15. In calculating the gyro offset voltage, the second offset removing means 16 obtains the gyro offset voltage by referring to the look-up table according to the time from the power-on time measured by the time measuring means or the temperature measured by the temperature sensor. The offset signal may be removed from the output signal of the first offset removing means 15, or the gyro offset voltage may be removed from the output signal of the first offset removing means 15 by the same processing as in the prior art.
[0032]
The microcomputer 5 calculates the movement amount (control target) of the correction mechanism from the signal after the offset removal from the second offset removal means 16. As a result, offset removal with higher accuracy can be realized. The second offset removing means 16 may be realized by the microcomputer 5 (including its peripheral circuit and software) or may be software in the microcomputer 5. Further, the first offset removing unit 15 may have the function of the second offset removing unit 16 together.
[0033]
According to the second embodiment, the second offset removing means 16 for further removing the offset from the signal from which the offset of the signal converting means 2 and 4 has been removed by the first offset removing means 15 in the first embodiment is provided. Therefore, the accuracy of camera shake detection can be improved.
[0034]
FIG. 5 shows an offset prevention system in Embodiment 3 of the present invention. The third embodiment is an embodiment of the invention according to claim 5. In the first embodiment, the second switching means 17 is arranged between the conversion circuits 3, 4 and the first offset removing means 15. The second switching means 17 switches the signals from the conversion circuits 3 and 4 to the first offset removing means 15 and the third offset removing means 18 and inputs them.
[0035]
The third offset removing unit 18 does not receive the reference signal from the reference signal generating unit, and removes the offset component from the signals from the conversion circuits 3 and 4 by the same processing as in the prior art. The microcomputer 5 calculates the movement amount (control target) of the correction mechanism from the signal after offset removal from the first offset removal means 15 or the third offset removal means 18 selected by the second switching means 17.
[0036]
When the second switching means 17 selects the first offset removing means 15 and inputs the signals from the conversion circuits 3 and 4 to the first offset removing means 15, the first offset removing means 15 or the microcomputer 5 calculates the offset value. If it is determined that the state is not normal, the second switching unit 17 selects the third offset removing unit 18 and the signals from the conversion circuits 3 and 4 are input to the third offset removing unit 18.
[0037]
The fourth embodiment of the present invention is another embodiment of the invention according to claim 5, and in the second embodiment, the second switching means 17 is provided between the conversion circuits 3 and 4 and the first offset removing means 15. The signals from the conversion circuits 3 and 4 are switched and input to the first offset removing means 15 and the third offset removing means 18 by the second switching means 17. The microcomputer 5 calculates the movement amount (control target) of the correction mechanism from the signal after the offset removal from the second offset removal means 16 or the third offset removal means 18 according to the selection operation of the second switching means 17.
[0038]
When the second switching means 17 selects the first offset removing means 15 and inputs the signals from the conversion circuits 3 and 4 to the first offset removing means 15, the first offset removing means 15 or the second offset removing means 16 or If the microcomputer 5 determines that the offset value calculation is not normal, the second switching means 17 selects the third offset removing means 18 and the signals from the conversion circuits 3 and 4 are input to the third offset removing means 18. Is done.
[0039]
According to the third and fourth embodiments, in the first or second embodiment, the third offset removing unit 18 that removes the offset of the camera shake signal, the first offset removing unit 15, and the third offset removing unit. Since the second switching means 17 for switching to 18 is provided, the reliability of camera shake detection can be further improved.
[0040]
In addition, this invention is not limited to the said Example, It is possible to apply similarly to imaging devices other than the said Example.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the reliability of camera shake detection can be improved.
According to the invention of claim 2, it is possible to remove the offset with a simple configuration. According to the invention of claim 3, a more suitable offset value can be obtained, and offset removal can be performed with higher accuracy.
[0042]
According to the invention of claim 4, the accuracy of camera shake detection can be improved. According to the fifth aspect of the present invention, the reliability of camera shake detection can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an outline of a camera shake prevention mechanism according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a conversion circuit in the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating in detail a conversion circuit input side according to the first embodiment;
FIG. 4 is a block diagram showing an offset prevention system in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing an offset prevention system in Embodiment 3 of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2, camera shake detection sensor 3, 4 conversion circuit 5 microcomputer 6, 7 correction mechanism 8, 9 drive circuit 13 first switching means 14 reference signal generating means 15 first offset removing means 16 second offset removing means 17 second switching means 18 Third offset removing means

Claims (5)

手振れを検出する手振れ検出手段と、この手振れ検出手段からの手振れ信号を整形・増幅する信号変換手段と、この信号変換手段からの変換信号を基に手振れによる画像のぼけを抑止する手振れ補正機能とを有する撮像装置において、
前記信号変換手段が有するオフセット成分を計測するための参照信号を発生する参照信号発生手段と、前記信号変換手段への入力信号を前記手振れ検出手段からの手振れ信号と参照信号発生手段からの参照信号とのいずれかに切り替え、手振れ検出に先立って前記参照信号発生手段からの参照信号を前記信号変換手段への入力信号とし、手振れ検出を行う場合に前記手振れ検出手段からの手振れ信号を前記信号変換手段への入力信号とする第1切り替え手段と、
オフセット電圧を算出し、前記オフセット電圧を利用してオフセット除去後の信号を求めることにより、前記信号変換手段のオフセットを除去する第1オフセット除去手段とを備えたことを特徴とする手振れ防止機能付き撮像装置。
Camera shake detection means for detecting camera shake, signal conversion means for shaping / amplifying a camera shake signal from the camera shake detection means, and a camera shake correction function for suppressing image blur due to camera shake based on the converted signal from the signal conversion means; In an imaging apparatus having
Reference signal generating means for generating a reference signal for measuring an offset component included in the signal converting means, an input signal to the signal converting means, a hand shake signal from the hand shake detecting means, and a reference signal from the reference signal generating means Prior to camera shake detection, the reference signal from the reference signal generator is used as an input signal to the signal converter, and when camera shake is detected, the camera shake signal from the camera shake detector is converted to the signal. First switching means as an input signal to the means;
With a camera shake prevention function , comprising: a first offset removing means for removing an offset of the signal converting means by calculating an offset voltage and obtaining an offset-removed signal using the offset voltage Imaging device.
請求項1記載の手振れ防止機能付き撮像装置において、前記参照信号発生手段が接地電圧あるいは所定の直流電圧である参照信号を発生することを特徴とする手振れ防止機能付き撮像装置。  2. The imaging apparatus with a camera shake preventing function according to claim 1, wherein the reference signal generating means generates a reference signal which is a ground voltage or a predetermined DC voltage. 請求項記載の手振れ防止機能付き撮像装置において、前記参照信号発生手段が所定の交流電圧である参照信号を発生することを特徴とする手振れ防止機能付き撮像装置。2. The imaging apparatus with a camera shake preventing function according to claim 1 , wherein the reference signal generating means generates a reference signal having a predetermined AC voltage. 請求項1、2又は3記載の手振れ防止機能付き撮像装置において、前記第1オフセット除去手段によって前記信号変換手段のオフセットが除去された信号からさらにオフセットを除去する第2オフセット除去手段を備えたことを特徴とする手振れ防止機能付き撮像装置。  4. The imaging apparatus with a camera shake preventing function according to claim 1, further comprising second offset removing means for further removing an offset from the signal from which the offset of the signal converting means has been removed by the first offset removing means. An image pickup apparatus with a camera shake prevention function. 請求項1、2、3又は4記載の手振れ防止機能付き撮像装置において、前記手振れ信号のオフセットを除去する第3オフセット除去手段と、前記第1オフセット除去手段と前記第3オフセット除去手段とを切り替える第2切り替え手段とを備えたことを特徴とする手振れ防止機能付き撮像装置。  5. The imaging apparatus with a camera shake prevention function according to claim 1, wherein the third offset removing means for removing an offset of the camera shake signal, the first offset removing means, and the third offset removing means are switched. An imaging apparatus with a camera shake prevention function, comprising: a second switching unit.
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