圖像穩(wěn)定控制設(shè)備和攝像設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及圖像穩(wěn)定控制設(shè)備和攝像設(shè)備。公開了一種包括在移動時產(chǎn)生振動的機械裝置的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備。該設(shè)備包括振動校正單元，該振動校正單元用于校正由于施加至圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動。根據(jù)基于振動的角速度和加速度的信號來計算振動的角速度的校正值，其中，這些信號的頻帶變窄。在機械裝置正在移動期間，通過基于利用在該機械裝置移動之前計算出的校正值進行校正后的振動的角速度驅(qū)動振動校正單元，來校正圖像抖動。
【專利說明】圖像穩(wěn)定控制設(shè)備和攝像設(shè)備
[0001]本申請是申請日為2009年7月10日、國家申請?zhí)枮?00980127984.7、發(fā)明名稱為“圖像穩(wěn)定控制設(shè)備和攝像設(shè)備”的PCT申請(國際申請?zhí)枮镻CT/JP2009/062935)的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種用于校正或防止由于諸如手抖動等的振動而發(fā)生的圖像抖動或圖像劣化的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備和攝像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，可以自動進行諸如用于確定曝光的操作和聚焦操作等的對于攝像而言重要的照相機的所有操作。因此，即使不習慣使用照相機的用戶也幾乎總是可以成功拍攝高質(zhì)量圖片。
[0004]另外，近來市場上的照相機包括以下的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備:該圖像穩(wěn)定控制設(shè)備包含振動校正單元、驅(qū)動單元和振動檢測單元，并且這些單元被配置為防止由于振動而發(fā)生的圖像抖動。通過使用最近的這些照相機，拍攝者幾乎總是可以成功拍攝高質(zhì)量圖片。
[0005]以下簡要說明被配置為防止圖像抖動的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備。拍攝期間照相機可能發(fā)生的手抖動是頻率通常為I?IOHz的振動。為了即使在按下快門釋放按鈕時對照相機施加這種振動時也拍攝無任何圖像抖動的照片，需要檢測施加至照相機的振動，并且根據(jù)檢測到的值來使用于校正圖像抖動的透鏡(以下簡稱為“校正透鏡”)移位。
[0006]因此，為了即使當照相機受到振動時也拍攝無任何圖像抖動的圖像，需要準確檢測照相機的振動等級，并且校正由于該振動而發(fā)生的光軸變化。原則上，可以通過使用照相機上設(shè)置的振動檢測單元來計算(照相機的)振動。更具體地，這種振動檢測單元檢測加速度、角加速度、角速度和角位移，并且執(zhí)行與其輸出有關(guān)的運算，以校正圖像抖動。
[0007]在通常的拍攝條件下，根據(jù)照相機的姿態(tài)而可能發(fā)生的角度振動(轉(zhuǎn)動振動)是可能存在的振動的主要原因。因此，傳統(tǒng)的照相機包括僅用以檢測振動的角速度計。在該照相機中，意圖通過利用驅(qū)動單元驅(qū)動根據(jù)來自振動檢測單元的信號使光軸移位的振動校正單元(即，校正透鏡)來抑制圖像抖動。
[0008]同時，當在近距離處拍攝圖像時(在使用高攝像倍率的拍攝條件下)，除了由于照相機的姿態(tài)而可能發(fā)生的角度振動以外，由于平行振動而引起的圖像劣化也是難以忽視的，其中，在其它情況下，由于平行振動而引起的圖像劣化小。在如微距拍攝的情況那樣在約20cm的近被攝體距離處拍攝被攝體圖像的拍攝條件下，或者在即使當確保了 I米的充足的被攝體距離時攝像光學系統(tǒng)的焦距也非常大(例如，400mm)的情況下，需要積極檢測平行振動并驅(qū)動振動校正單元。
[0009]對此，在日本特開平07-225405號公報所論述的方法中，設(shè)置了被配置為檢測加速度的加速度計來檢測平行振動，并根據(jù)檢測到的平行振動值和來自單獨設(shè)置的角速度計的輸出來驅(qū)動振動校正單元。[0010]此外，日本特開2002-359769號公報所論述的方法在改變振動的校正量時校正圖像抖動。在該方法中，照相機的圖像傳感器在校正圖像抖動期間，獲取所拍攝圖像的運動信息。該方法通過根據(jù)來自圖像傳感器的輸出評價圖像抖動校正的精度來設(shè)置最佳振動校正量。
[0011]然而，對此，在日本特開平07-225405號公報所論述的方法中，來自在檢測平行振動時使用的加速度計的輸出信號可能由于干擾噪聲或諸如溫度變化等的環(huán)境變化而變化。因此，難以以高精度校正平行振動。
[0012]此外，在日本特開2002-359769號公報所論述的方法中，設(shè)置最佳振動特性需要大量的時間。因此，照相機的用戶可操作性可能下降。另外，為了實現(xiàn)可變的振動校正量，振動校正單元的機械裝置部件變大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明提供一種可操作性高并且針對由于平行振動引起的圖像抖動的校正精度高的小型圖像穩(wěn)定控制設(shè)備及其控制方法。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的方面，提供一種圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其具有用以允許用戶指示所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備執(zhí)行攝像準備操作和攝像操作的指示單元，所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備包括:振動校正單元，用于校正由于施加至所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的加速度；計算單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出和所述第二振動檢測單元的輸出來計算校正值；輸出校正單元，用于使用所述校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出，并輸出校正后的輸出；以及驅(qū)動單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出或所述輸出校正單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元，其中，在所述攝像操作期間，所述輸出校正單元使用在所述指示單元指示執(zhí)行所述攝像操作之前計算出的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，包括:攝像倍率能夠變化的攝像光學系統(tǒng)；以及指示單元，用于允許用戶指示所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備執(zhí)行攝像準備操作和攝像操作，所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備包括:振動校正單元，用于校正由于施加至所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的加速度；計算單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出和所述第二振動檢測單元的輸出來計算校正值；輸出校正單元，用于使用所述校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出，并輸出校正后的輸出；驅(qū)動單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出或所述輸出校正單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元；主點移動檢測單元，用于檢測并輸出由于所述攝像倍率的變化引起的所述攝像光學系統(tǒng)的主點的變化；以及校正值校正單元，用于基于所述主點移動檢測單元的輸出來校正所述校正值。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其具有用以允許用戶指示所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備執(zhí)行攝像準備操作和攝像操作的指示單元，所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備包括:振動校正單元，用于校正由于施加至所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的加速度；計算單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出和所述第二振動檢測單元的輸出來計算校正值；輸出校正單元，用于使用所述校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出，并輸出校正后的輸出；驅(qū)動單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出或所述輸出校正單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元；以及可靠性判斷單元，用于判斷所述校正值的可靠性，其中，如果所述可靠性判斷單元判斷為所述可靠性低，則所述輸出校正單元使用預(yù)先存儲的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的還一方面，提供一種攝像設(shè)備，其具有用以允許用戶指示所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備執(zhí)行攝像準備操作和攝像操作的指示單元，所述攝像設(shè)備包括:圖像傳感器；振動校正單元，用于校正由于施加至所述攝像設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于基于來自所述攝像單元的在時間上連續(xù)的兩個圖像之間的運動矢量，檢測并輸出所述振動的位移；計算單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出或者基于所述第一振動檢測單元的輸出和所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值；輸出校正單元，用于使用所述校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出，并輸出校正后的輸出；以及驅(qū)動單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出或所述輸出校正單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種攝像設(shè)備，包括:攝像單元；攝像倍率能夠變化的攝像光學系統(tǒng)；以及指示單元，用于允許用戶指示所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備執(zhí)行攝像準備操作和攝像操作，所述攝像設(shè)備包括:圖像傳感器；振動校正單元，用于校正由于施加至所述攝像設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于基于來自所述攝像單元的在時間上連續(xù)的兩個圖像之間的運動矢量，檢測并輸出所述振動的位移；計算單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出和所述第二振動檢測單元的輸出來計算校正值；輸出校正單元，用于使用所述校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出，并輸出校正后的輸出；驅(qū)動單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出或所述輸出校正單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元；主點移動檢測單元，用于檢測并輸出由于所述攝像倍率的變化引起的所述攝像光學系統(tǒng)的主點的變化；以及校正值校正單元，用于基于所述主點移動檢測單元的輸出來校正所述校正值。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種攝像設(shè)備，其具有用以允許用戶指示所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備執(zhí)行攝像準備操作和攝像操作的指示單元，所述攝像設(shè)備包括:圖像傳感器；振動校正單元，用于校正由于施加至所述攝像設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于基于來自所述攝像單元的在時間上連續(xù)的兩個圖像之間的運動矢量，檢測并輸出所述振動的位移；計算單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出或者基于所述第一振動檢測單元的輸出和所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值；輸出校正單元，用于使用所述校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出，并輸出校正后的輸出；驅(qū)動單元，用于基于所述第一振動檢測單元的輸出或所述輸出校正單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元；以及可靠性判斷單元，用于判斷所述校正值的可靠性，其中，如果所述可靠性判斷單元判斷為所述可靠性低，則所述輸出校正單元使用預(yù)先存儲的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，包括:振動校正單元，用于校正由于施加至所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的加速度；計算單元，用于基于來自所述第一振動檢測單元的輸出和來自所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值；輸出校正單元，用于校正所述第一振動檢測單元的輸出，其中所述輸出校正單元使用計算出的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出；以及驅(qū)動單元，用于基于所述輸出校正單元校正后的所述第一振動檢測單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，包括:攝像倍率能夠變化的攝像光學系統(tǒng)；以及在移動時產(chǎn)生振動的機械裝置，所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備包括:振動校正單元，用于校正由于施加至所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的加速度；計算單元，用于基于來自所述第一振動檢測單元的輸出和來自所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值；輸出校正單元，用于校正所述第一振動檢測單元的輸出，其中所述輸出校正單元用于在所述機械裝置正在移動期間，使用在所述機械裝置開始移動之前計算出的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出；驅(qū)動單元，用于基于所述輸出校正單元校正后的所述第一振動檢測單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元；主點移動檢測單元，用于檢測并輸出所述攝像光學系統(tǒng)的主點的相對變化；以及校正值校正單元，用于基于所述主點移動檢測單元的輸出來校正所述校正值。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其包括在移動時產(chǎn)生振動的機械裝置，所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備包括:振動校正單元，用于校正由于施加至所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的加速度；計算單元，用于基于來自所述第一振動檢測單元的輸出和來自所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值；輸出校正單元，用于校正所述第一振動檢測單元的輸出，其中所述輸出校正單元用于在所述機械裝置正在移動期間，使用在所述機械裝置開始移動之前計算出的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出；驅(qū)動單元，用于基于所述輸出校正單元校正后的所述第一振動檢測單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元；以及可靠性判斷單元，用于判斷所述校正值的可靠性，其中，如果所述可靠性判斷單元判斷為所述可靠性低，則所述輸出校正單元使用預(yù)先存儲的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種攝像設(shè)備，其包括攝像單元和在移動時產(chǎn)生振動的機械裝置，所述攝像設(shè)備包括:振動校正單元，用于校正由于施加至所述攝像設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于基于來自所述攝像單元的在時間上連續(xù)的兩個圖像之間的運動矢量，檢測并輸出所述振動的位移；計算單元，用于基于來自所述第一振動檢測單元的輸出和來自所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值；輸出校正單元，用于校正所述第一振動檢測單元的輸出，其中所述輸出校正單元用于在所述機械裝置正在移動期間，使用在所述機械裝置開始移動之前計算出的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出；以及驅(qū)動單元，用于基于所述輸出校正單元校正后的所述第一振動檢測單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種攝像設(shè)備，包括:攝像單元；攝像倍率能夠變化的攝像光學系統(tǒng)；以及在移動時產(chǎn)生振動的機械裝置，所述攝像設(shè)備包括:振動校正單元，用于校正由于施加至所述攝像設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于基于來自所述攝像單元的在時間上連續(xù)的兩個圖像之間的運動矢量，檢測并輸出所述振動的位移；計算單元，用于基于來自所述第一振動檢測單元的輸出和來自所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值；輸出校正單元，用于校正所述第一振動檢測單元的輸出，其中所述輸出校正單元用于在所述機械裝置正在移動期間，使用在所述機械裝置開始移動之前計算出的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出；驅(qū)動單元，用于基于所述輸出校正單元校正后的所述第一振動檢測單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元；主點移動檢測單元，用于檢測并輸出所述攝像光學系統(tǒng)的主點的相對變化；以及校正值校正單元，用于基于所述主點移動檢測單元的輸出來校正所述校正值。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種攝像設(shè)備，其包括攝像單元和在移動時產(chǎn)生振動的機械裝置，所述攝像設(shè)備包括:振動校正單元，用于校正由于施加至所述攝像設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動；第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度；第二振動檢測單元，用于基于來自所述攝像單元的在時間上連續(xù)的兩個圖像之間的運動矢量，檢測并輸出所述振動的位移；計算單元，用于基于來自所述第一振動檢測單元的輸出和來自所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值；輸出校正單元，用于校正所述第一振動檢測單元的輸出，其中所述輸出校正單元用于在所述機械裝置正在移動期間，使用在所述機械裝置開始移動之前計算出的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出；驅(qū)動單元，用于基于所述輸出校正單元校正后的所述第一振動檢測單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元；以及可靠性判斷單元，用于判斷所述校正值的可靠性，其中，如果所述可靠性判斷單元判斷為所述可靠性低，則所述輸出校正單元使用預(yù)先存儲的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的攝像設(shè)備。
[0027]通過以下參考附圖對典型實施例的詳細說明，本發(fā)明的其它特征和方面將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]包含在說明書中并構(gòu)成說明書一部分的附圖示出本發(fā)明的典型實施例、特征和方面，并和說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
[0029]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的單鏡頭反光照相機的示例的平面圖。
[0030]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的單鏡頭反光照相機的示例的側(cè)視圖。
[0031]圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的單鏡頭反光照相機中包括的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例。
[0032]圖4示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0033]圖5示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0034]圖6示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0035]圖7示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0036]圖8示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備中的示例波形。
[0037]圖9示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備中的示例波形。[0038]圖10示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0039]圖11示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的照相機的示例振動。
[0040]圖12示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的加速度計的示例。
[0041]圖13示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的加速度計的示例頻率特性。
[0042]圖14示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0043]圖15示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0044]圖16示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0045]圖17示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0046]圖18示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0047]圖19示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的另一示例結(jié)構(gòu)。
[0048]圖20示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的轉(zhuǎn)動半徑的示例頻率特性。
[0049]圖21示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0050]圖22示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0051]圖23示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例頻率特性。
[0052]圖24示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的又一示例結(jié)構(gòu)。
[0053]圖25是示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的又一示例結(jié)構(gòu)的框圖。
[0054]圖26示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的又一示例結(jié)構(gòu)。
[0055]圖27示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備中的示例波形。
[0056]圖28示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備中的示例波形。
[0057]圖29示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備中的示例波形。
[0058]圖30是示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例操作的時序圖。
[0059]圖31示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的照相機的示例振動。
[0060]圖32是示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的主要組件的示例操作的流程圖。
[0061]圖33示出驅(qū)動根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的振動校正單元的信號處理系統(tǒng)的示例。
[0062]圖34示出用于驅(qū)動根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的振動校正單元的示例波形。
[0063]圖35示出來自根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的加速度計的輸出的示例波形。
[0064]圖36示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的照相機的示例振動。
[0065]圖37示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的照相機的示例振動。
[0066]圖38示出根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的輸出校正單元的示例內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0067]圖39示出根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)。
[0068]圖40是示出根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的轉(zhuǎn)動半徑的移動平均的時序圖。
[0069]圖41示出根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的另一示例結(jié)構(gòu)。
[0070]圖42示出根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的加速度輸出的示例波形。[0071]圖43是示出用于控制根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的加速度計的示例處理的流程圖。
[0072]圖44是示出根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例操作的流程圖。
[0073]圖45是示出根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的操作的示例的時序圖。
[0074]圖46示出根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的照相機的振動的示例。
[0075]圖47示出根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的照相機的振動的示例。
[0076]圖48示出根據(jù)本發(fā)明第三典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)。
[0077]圖49示出根據(jù)本發(fā)明第三典型實施例的加速度輸出的示例波形。
[0078]圖50示出根據(jù)本發(fā)明第三典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動的示例波形。
[0079]圖51示出根據(jù)本發(fā)明第三典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動的示例波形。
[0080]圖52示出根據(jù)本發(fā)明第三典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動的示例波形。
[0081]圖53示出根據(jù)本發(fā)明第三典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的另一示例結(jié)構(gòu)。
[0082]圖54示出根據(jù)本發(fā)明第四典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)。
[0083]圖55示出來自根據(jù)本發(fā)明第四典型實施例的加速度計的輸出的示例波形。
[0084]圖56示出根據(jù)本發(fā)明第五典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)。
[0085]圖57示出根據(jù)本發(fā)明第六典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)。
[0086]圖58A?58H各自示出根據(jù)本發(fā)明第六典型實施例的照相機的姿態(tài)。
[0087]圖59示出根據(jù)本發(fā)明第七典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)。
[0088]圖60是示出根據(jù)本發(fā)明第八典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
[0089]圖61示出根據(jù)本發(fā)明第九典型實施例的照相機和圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)。
[0090]圖62A和62B各自示出根據(jù)本發(fā)明第九典型實施例的振動校正單元的示例結(jié)構(gòu)。
[0091]圖63是示出根據(jù)本發(fā)明第九典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例操作的流程圖。
[0092]圖64示出根據(jù)本發(fā)明第十典型實施例的照相機和圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)。
[0093]圖65示出根據(jù)本發(fā)明第十典型實施例的運動矢量的示例。
[0094]圖66示出根據(jù)本發(fā)明第十典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動的示例波形。
[0095]圖67示出根據(jù)本發(fā)明第十典型實施例的照相機和圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的另一示例結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0096]以下將參考附圖來詳細說明本發(fā)明的各種典型實施例、特征和方面。這些實施例中設(shè)置的組件的相對配置、數(shù)字表達式和數(shù)值并不意圖限制本發(fā)明的范圍。
[0097]以下說明本發(fā)明的第一典型實施例。圖1和2是示出具有根據(jù)本典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的單鏡頭反光照相機的示例的平面圖和側(cè)視圖。[0098]參考圖1，在照相機本體6804上安裝具有振動校正單元的可交換拍攝鏡頭6801。以下詳細說明振動校正單元。為了簡要說明振動校正單元，該振動校正單元執(zhí)行諸如在光軸6082的垂直或水平方向上發(fā)生的振動等的圖像抖動的校正。在下文，將光軸的垂直或水平方向上發(fā)生的振動統(tǒng)一簡稱為“角度振動”。在圖1和2中，由箭頭6803p和6803y表示角度振動。
[0099]在本典型實施例中，向表示相對于照相機本體6804垂直的方向上(在由圖1和2中的箭頭6806p和IOlpb所表示的俯仰方向上)可能發(fā)生的照相機的振動的附圖數(shù)字添加附圖符號“P”。另一方面，向表不相對于照相機本體6804水平的方向上(在由圖1和2中的箭頭6806y和IOlyb所表示的橫擺方向上)可能發(fā)生的照相機的振動的附圖數(shù)字添加附圖符號“y”。
[0100]另外，照相機本體6804包括釋放按鈕6804a、(包括主開關(guān)的)模式撥盤6804b、可伸縮閃光燈單元6804c、照相機中央處理單元(CPU)6804d和圖像傳感器6805。此外，振動校正單元6806包括校正透鏡6806a、線圈和永磁體。驅(qū)動單元向線圈供電。以下詳細說明該驅(qū)動單元。最前透鏡6810、校正透鏡6806a和未指定的透鏡一起構(gòu)成攝像倍率可變的攝像光學系統(tǒng)。通過線圈和永磁體的作用，校正透鏡6806a可以在由箭頭6806p和6806y所表示的方向上自由移動。因而，可以校正在由箭頭6803p和6803y所表示的方向上發(fā)生的圖像抖動。
[0101]角速度計(以下稱為“陀螺儀(gyro) ”)6807p和6807y各自檢測在箭頭6803p和6803y附近的部位所發(fā)生的振動。陀螺儀6807p和6807y具有由箭頭6807pa和6807ya所表示的檢測靈敏度方向。鏡頭CPU6808計算陀螺儀6807p和6807y所檢測到的角速度的輸出。鏡頭CPU6808將所輸入的角速度輸出轉(zhuǎn)換成振動校正單元6806(即，校正透鏡6806a)的驅(qū)動目標值。
[0102]當用戶半按下照相機本體6804上設(shè)置的釋放按鈕6804a時(B卩，當用戶按下開關(guān)Si以執(zhí)行諸如測光操作和聚焦操作等的拍攝準備操作時)，將驅(qū)動目標值輸入至驅(qū)動單元(驅(qū)動器)6809。此外,驅(qū)動單元6809驅(qū)動振動校正單元6806的線圈。因此,如上所述,通過線圈和永磁體的作用，可以使校正透鏡6806a在與光軸垂直的平面上在校正圖像抖動的方向上(在由圖1和2中的箭頭6806p和6806y所表示的方向上)移動。因而，箭頭6803p和6803y的方向上的圖像抖動的校正開始。
[0103]圖像穩(wěn)定控制設(shè)備包括振動校正單元6806、陀螺儀6807p和6807y、鏡頭CPU6808和驅(qū)動單元6809。
[0104]傳統(tǒng)的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備使用陀螺儀6807p和6807y來檢測諸如手抖動等的振動。然而，除了在箭頭6803p和6803y附近發(fā)生的角度振動以外,如利用箭頭IOlpb和IOlyb所示，向照相機本體6804施加平移振動(以下簡稱為“平行振動”)。因此，鏡頭的主點處的平移運動可能成為圖像抖動的原因之一。
[0105]在一般的拍攝條件下，在箭頭6803p和6803y表示的部位附近發(fā)生的角度振動(轉(zhuǎn)動振動)顯著，而由于箭頭IOlpb和IOlyb所表示的平行振動而引起的圖像劣化小。因此，在這種情況下，僅設(shè)置陀螺儀6807p和6807y來檢測振動就足夠了。
[0106]另一方面，除了陀螺儀6807p和6807y以外，作為檢測由圖1和2中的箭頭IOlpb和IOlyb所表示的施加至照相機(圖像穩(wěn)定控制設(shè)備)的平行振動的振動檢測單元，本典型實施例還包括被配置為檢測加速度的加速度計(以下稱為“ACC”)IOlp和101y。
[0107]箭頭IOlpa和IOlya分別表示ACClOlp和IOly的加速度檢測中心。將來自陀螺儀6807p和6807y以及ACClOlp和IOly的輸出輸入至鏡頭CPU6808。驅(qū)動單元6809根據(jù)這些輸出驅(qū)動振動校正單元6806。
[0108]圖3是示出根據(jù)本典型實施例的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的示例的框圖。在圖3所示的例子中，僅說明俯仰方向上的示例結(jié)構(gòu)，然而在照相機的橫擺方向上也設(shè)置了相同的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)彼此大致相同。因此，在以下說明中，僅說明俯仰方向上的結(jié)構(gòu)。
[0109]以下參考圖3來詳細說明角度振動的校正。將來自陀螺儀6807p的角速度信號輸入至鏡頭CPU6808。然后，將該角速度信號輸入至高通濾波器(HPF)積分濾波器301。HPF積分濾波器301從該角速度信號中濾除直流(DC)成分，并對過濾后的信號進行積分，以將該角速度信號轉(zhuǎn)換成角度信號?？梢酝ㄟ^在鏡頭CPU6808內(nèi)執(zhí)行算術(shù)運算來實現(xiàn)HPF處理和積分?？梢允褂帽娝苤牟罘址匠淌絹磉M行HPF處理和積分?？蛇x地，在信號輸入至鏡頭CPU6808之前，模擬電路也可以通過利用電容器或電阻器來實現(xiàn)HFP處理和積分。
[0110]在本典型實施例中，振動的頻帶的范圍為I?10Hz。因此，HPF積分濾波器301具有用于濾除與振動的頻帶極大不同的0.1Hz以下的頻率成分的一階HPF特性。以下將HPF積分濾波器301的該HPF特性簡稱為“0.1Hz拐點頻率一階HPF處理”。
[0111]圖4和5是各自示出包括“0.1Hz拐點頻率一階HPF處理”的HPF特性的伯德(Bode)圖。在圖4和5中，在橫軸上示出頻率，而在縱軸上示出增益和相位。箭頭404表示振動頻帶。對于增益，以分貝(db)為單位表示HPF積分濾波器301相對于來自陀螺儀6807p的輸出的輸出比。
[0112]在本典型實施例中，在圖4所示的“1Hz拐點頻率一階HPF處理”中，濾除增益401的IHz以下的頻率。然而,在振動下限頻率IHz處,增益衰減了 6db。此外，如箭頭403所示，在IHz處，相位402超前了 45度。更具體地，不能以高精度檢測IHz的振動。因此，在這種情況下，可能并未最佳地校正圖像抖動。
[0113]另一方面，在圖5所示的“0.1Hz拐點頻率一階HPF處理”的情況下，增益501在振動下限頻率IHz處略微衰減，并且如箭頭503所示，相位502在IHz處超前了小至5度的角度。因此，在這種情況下，針對IHz的振動，可以以高精度校正圖像抖動。
[0114]這同樣適用于積分。更具體地，在本典型實施例中，振動頻帶的范圍為I?10Hz。因此，HFP積分濾波器301具有按一階對與振動頻帶極大不同的0.1Hz以上的頻率成分進行積分的積分特性。以下將HPF積分濾波器301的該積分特性簡稱為“0.1Hz拐點頻率一階積分處理”。
[0115]圖6和7是各自示出包括“0.1Hz拐點頻率一階積分處理”的積分特性的伯德圖。在圖6和7中,在橫軸上示出頻率,而在縱軸上示出增益和相位。箭頭404表示振動頻帶。對于增益，以分貝(db)為單位表示HPF積分濾波器301相對于來自陀螺儀6807p的輸出的輸出比。
[0116]在本典型實施例中，通過執(zhí)行圖6所示的“1Hz拐點頻率一階積分處理”，獲取在IHz以上的頻率范圍中增益601與頻率成比例地衰減的一階積分特性。然而，在振動下限頻率IHz處，增益衰減了 22db。
[0117]此外，如利用箭頭603所示，在IHz處，相位602超前了 45度。更具體地，不能以高精度檢測IHz的振動。因此，在這種情況下，不能充分校正圖像抖動。
[0118]更具體地說明在IHz處增益衰減了 6db的原因。在諸如0.0lHz或0.1Hz等的不進行積分的頻率處，增益為_16db。如果從IHz處的增益開始進行積分，則在IHz處，增益的衰減量應(yīng)為16db。然而，在IHz處，增益實際為_22db。也就是說，在IHz處，增益衰減了額外的6db。
[0119]另一方面，在圖7所示的“0.1Hz拐點頻率一階積分處理”中，在振動下限頻率IHz處，增益701少量衰減。如利用箭頭703所示，相位702在IHz處僅提前了 5度。因此，在這種情況下，針對IHz的振動，可以以高精度校正圖像抖動。
[0120]以下參考實際振動、陀螺儀6807p檢測到的振動和未校正振動的波形來詳細說明上述振動校正處理。
[0121]圖8示出振動的波形以及執(zhí)行“1Hz拐點頻率一階HPF處理”和“1Hz拐點頻率一階積分處理”的結(jié)果。在圖8所示的例子中，在橫軸上示出時間。在這些圖的縱軸上，從上到下分別示出實際振動角度、陀螺儀6807p檢測到的振動的角速度、HPF處理之后的振動的角速度、通過對HPF處理之后的角速度輸出進行積分計算出的積分角度、以及作為實際振動角度和積分角度之間的差的未校正振動。
[0122]參考圖8，波形801表示作為實際振動的下限頻率的IHz的振動角度。波形802表示當輸入振動時陀螺儀6807p所檢測到的角速度。在陀螺儀6807p的實際輸出中，DC偏壓成分和長期漂移成分重疊。因此，當通過執(zhí)行“ IHz拐點頻率一階HPF處理”來衰減上述噪聲成分時，獲取得到波形803。
[0123]波形803的振幅被衰減至波形802的振幅的一半，并且波形803的相位提前了 45度。由于作為振動下限頻率的IHz的波形已經(jīng)進行了 “1Hz拐點頻率一階HPF處理”，因此發(fā)生該現(xiàn)象。
[0124]當對上述波形803進行“1Hz拐點頻率一階積分處理”時，獲取得到波形804。由于與上述原因相同的原因，振幅被衰減至波形803的振幅的一半，并且相位偏移。與實際振動角度波形801相比較，振幅已被大幅衰減，并且相位超前了 90度。
[0125]更具體地，如上所述，相位超前了 90度，這是因為相位利用一階HPF超前了 45度并且利用一階積分進一步提前了 45度，因此相位總共超前了 90度。
[0126]波形805是指作為實際振動和通過對實際振動角度波形801進行運算所計算出的積分角度之間的差的未校正振動。波形805的振幅與實際振動角度波形801的振幅沒有太大不同。因此，可能少量地校正了該頻率的圖像抖動。
[0127]圖9示出當執(zhí)行“0.1Hz拐點頻率一階HPF處理”和“0.1Hz拐點頻率一階積分處理”時所獲取的示例波形。
[0128]同樣在圖9所示的例子中，在橫軸上示出時間。在這些圖的縱軸上，從上到下分別示出實際振動角度、陀螺儀6807p所檢測到的振動的角速度、HPF處理之后的振動的角速度、通過對HPF處理之后的角速度輸出進行積分所計算出的積分角度、以及作為實際振動角度和積分角度之間的差的未校正振動。
[0129]參考圖9，波形901表示作為實際振動的下限頻率的IHz的振動角度。波形902表示當振動被輸入時陀螺儀6807p所檢測到的角速度。在陀螺儀6807p的實際輸出中，DC偏壓成分和長期漂移成分重疊。因此，當通過執(zhí)行“0.1Hz拐點頻率一階HPF處理”來衰減上述噪聲成分時，獲取到波形903。
[0130]波形903的振幅并未與波形902的振幅太大不同。相位相對于波形902的相位僅提前了 5度。這是因為:如上所述，已經(jīng)通過執(zhí)行頻率極大低于振動下限頻率IHz的“0.1Hz拐點頻率一階HPF處理”而處理了角速度信號。
[0131]當對上述波形903進行“0.1Hz拐點頻率一階積分處理”時，獲取到波形904。由于與以上所述的原因相同的原因，波形904的振幅僅被衰減了較小的量。此外，與實際振動角度波形901相比較，波形904的相位僅超前了 10度。相位總共超前了 10度，這是因為相位通過執(zhí)行一階HPF處理提前了 5度并且當執(zhí)行積分時進一步提前了 5度。
[0132]波形905是指作為實際振動和通過對實際振動角度波形901進行運算所計算出的積分角度之間的差的未校正振動。波形905的振幅已近似衰減至實際振動角度波形901的振幅的四分之一。因此，可以通過還在極大低于振動下限頻率的頻率范圍中執(zhí)行HPF處理和積分來有效地校正圖像抖動。
[0133]返回至圖3，將來自HPF積分濾波器301的輸出(角度信號Θ )輸入至靈敏度調(diào)整單元303。靈敏度調(diào)整單元303根據(jù)從調(diào)焦編碼器或變焦編碼器輸入至鏡頭CPU6808的變焦和調(diào)焦信息302、以及能夠根據(jù)變焦和調(diào)焦信息302計算出的攝像倍率，對來自HPF積分濾波器301的輸出進行放大。此外，靈敏度調(diào)整單元303將放大后的來自HPF積分濾波器301的輸出設(shè)置為角度振動校正目標值。
[0134]如上所述，使用放大后的來自HPF積分濾波器301的輸出作為角度振動校正目標值，從而對與振動校正單元6806的振動校正沖程相對的、照相機的像面上的變化的振動校正靈敏度進行校正，其中，該振動校正靈敏度由于諸如鏡頭的聚焦狀態(tài)或變焦狀態(tài)等的光學狀態(tài)的變化而變化。
[0135]鏡頭CPU6808將計算出的角度振動校正目標值輸出至驅(qū)動單元6809，以驅(qū)動振動校正單元6806。因此，校正了圖像抖動。本典型實施例按上述方式校正角度振動。
[0136]在本典型實施例中，通過使用將(以下要說明的)平行振動校正目標值與角度振動校正目標值相加所計算出的值來驅(qū)動振動校正單元6806。
[0137]圖10示出整體振動校正處理的頻率特性的示例。在圖10所示的例子中，在橫軸上示出頻率。在縱軸上示出以db為單位表示振動校正單元6806的校正操作相對于振動角度的比的增益1001、以及相位1002。
[0138]在圖6和7所示的例子中，將振動角速度與其積分值進行比較，并且說明了該積分值的頻率特性。因此，在圖6和7所示的例子中，在振動頻帶404內(nèi)，增益601和701與頻率成比例地衰減，并且相位602和702延遲了 90度。
[0139]另一方面，在圖10所示的例子中，將振動角度與角度振動校正目標值進行比較，并且說明了該角度振動校正目標值(通過對陀螺儀6807p所檢測到的振動進行運算所獲取的振動角度)的頻率特性。也就是說，在圖10所示的例子中說明了角度的比較結(jié)果。因此，在振動頻帶中，增益1001大致恒定，并且相位1002大致為“O”。
[0140]在圖10所示的例子中，由于上述“0.1Hz拐點頻率一階HPF處理”和“0.1Hz拐點頻率一階積分處理”，因此在增益1001的低頻區(qū)域中(在低于0.1Hz的頻率的范圍中)，增益1001衰減。
[0141]如上所述，在圖10所示的例子中，比較對象與圖6和7的比較對象不同(例如，在圖6和7的例子中，將振動角速度和其積分值彼此進行比較，而在圖10所示的例子中，相互比較這些角度)。因此，圖10所示的積分處理的波形與可能衰減0.1Hz以下的頻率的HPF處理的波形相同。
[0142]在圖10所示的例子中，波形1001的高頻區(qū)域(與IOOHz —樣高或高于IOOHz的頻帶)由于振動校正單元6806的機械應(yīng)答特性而衰減。
[0143]如上所述，通過執(zhí)行HPF處理、積分處理和機械應(yīng)答來設(shè)置振動校正帶。因而，校正了由箭頭404所表示的振動帶中的圖像抖動。
[0144]如上所述，當機械應(yīng)答特性高時(即，如果振動校正單元對IOHz或更高的頻帶未作出應(yīng)答)以及當積分處理中的拐點頻率接近振動頻帶時，不能以高精度校正圖像抖動。對此，在本典型實施例中，與振動帶相對應(yīng)地，以高精度執(zhí)行并設(shè)置HPF處理、積分運算和機械應(yīng)答特性。
[0145]返回至圖3，以下詳細說明用于校正平行振動的結(jié)構(gòu)。
[0146]將陀螺儀6807p的輸出輸入至鏡頭CPU6808。此外，隨后將該輸出輸入至HPF積分濾波器310。然后，HPF積分濾波器310從該輸出濾除DC成分。此外，HPF積分濾波器310對該輸出執(zhí)行積分以將角速度輸出ω轉(zhuǎn)換成角度輸出Θ。
[0147]HPF積分濾波器310的積分拐點頻率由于以下要詳細說明的原因而不同于HPF積分濾波器301的積分拐點頻率。
[0148]將HPF積分濾波器310的輸出輸入至增益調(diào)整濾波器(以下稱為“增益調(diào)整單元”)311。以下詳細說明增益調(diào)整單元311的操作和作用。
[0149]以下詳細說明的輸出校正單元309對增益調(diào)整單元311的輸出進行校正。此外，使用增益調(diào)整單元311的輸出作為平行振動校正目標值，并且將該輸出與上述角度振動校正目標值相加。
[0150]此外，與上述處理同時地，將陀螺儀6807ρ的輸出輸入至HPF相位調(diào)整濾波器(以下簡稱為“HPF相位調(diào)整單元”)304。HPF相位調(diào)整單元304濾除重疊在陀螺儀6807ρ的輸出上的DC成分。另外，HPF相位調(diào)整單元304調(diào)整信號的相位。以下詳細說明HPF拐點頻率和相位調(diào)整。
[0151]陀螺儀帶通濾波器(BPF)單元(帶通單元)306針對預(yù)定帶中的頻率成分，濾除HPF相位調(diào)整單元304的輸出。
[0152]將ACClOlp的輸出輸入至HPF積分濾波器305。HPF積分濾波器305濾除重疊在ACClOlp上的DC成分。此外，HPF積分濾波器305對ACClOlp的輸出執(zhí)行一階積分，以將該輸出轉(zhuǎn)換成速度V。以下詳細說明HPF拐點頻率和積分拐點頻率。
[0153]將HPF積分濾波器305的輸出輸入至ACC BPF單元(帶通濾波器)307。ACC BPF單元307僅提取預(yù)定帶的頻率成分。比較單元308將陀螺儀BPF單元306的輸出和ACC BPF單元307的輸出進行比較，以計算用于校正增益調(diào)整單元311的輸出的校正值。
[0154]還將變焦和調(diào)焦信息302輸入至輸出校正單元309。輸出校正單元309基于變焦和調(diào)焦信息302計算攝像倍率。此外，輸出校正單元309通過使用計算出的攝像倍率和上述校正值來校正增益調(diào)整單元311的輸出。另外，輸出校正單元309將校正后的輸出設(shè)置為平行振動校正目標值。
[0155]將計算出的平行振動校正目標值與上述角度振動校正目標值相加。然后，將相加有平行振動校正目標值的角度振動校正目標值輸出至驅(qū)動單元6809。按上述方式，驅(qū)動單元6809驅(qū)動振動校正單元6806，并且校正了角度振動和平行振動這兩個圖像抖動。
[0156]對于上述結(jié)構(gòu)，首先，以下說明從比較單元308輸出的校正值。
[0157]圖11示出施加至照相機的角度振動6803p和平行振動lOlpb。參考圖11，拍攝鏡頭6801的攝像光學系統(tǒng)的主點處的平行振動(Y) IOlpb和角度振動(θ )6803p、以及繞轉(zhuǎn)動中心(0)1102p的轉(zhuǎn)動半徑(L) IlOlp可以滿足以下表達式(I)和(2):
[0158]Y=L Θ(I)
[0159]V=L ω(2)
[0160]其中，轉(zhuǎn)動半徑LllOlp表示轉(zhuǎn)動中心1102ρ和ACClOlp之間的距離。
[0161]在本典型實施例中，表達式(I)是當通過對ACClOlp的輸出進行二階積分來計算位移Y并且對陀螺儀6807P的輸出進行一階積分以計算角度Θ時用于計算轉(zhuǎn)動半徑L的表達式。表達式(2)是當通過對ACClOlp的輸出進行一階積分來計算速度V時并且當基于陀螺儀6807p的輸出計算角速度ω時用于計算轉(zhuǎn)動半徑L的表達式?？梢允褂帽磉_式(I)和(2)這兩者來計算轉(zhuǎn)動半徑L。
[0162]可以通過以下表達式(3)來計算像面上可能發(fā)生的振動δ:
[0163]δ =(1+β )f θ +β Y (3)
[0164]其中，“Y”表示攝像光學系統(tǒng)的主點處的平行振動，“ Θ ”表示攝像光學系統(tǒng)的振動角度，“f”表示攝像光學系統(tǒng)的焦距，并且“ β ”表示攝像倍率。
[0165]可以基于與攝像光學系統(tǒng)的變焦和調(diào)焦有關(guān)的信息、攝像倍率β和焦距信息f來計算表達式(3)右側(cè)第一項的符號“`f”和“β”?？梢曰谕勇輧x6807ρ進行積分的結(jié)果來計算振動角度Θ。因此，如以上參考圖3所述，可以通過使用上述信息來校正角度振動。
[0166]可以利用ACClOlp的二階積分值Y、變焦和調(diào)焦信息302以及基于變焦和調(diào)焦信息302計算出的攝像倍率β，基于ACClOlp的二階積分值Y和攝像倍率β來計算表達式(3)右側(cè)的第二項。因此，如以上參考圖3所述，通過使用上述的信息來校正平行振動。
[0167]然而，在本典型實施例中，對于能夠通過作為表達式(3)的變形的以下表達式(4)獲取得到的振動I執(zhí)行圖像抖動的校正:
[0168]δ =(1+β )f θ +β L θ(4)
[0169]更具體地，對于平行振動，本典型實施例不使用可以基于ACClOlp的檢測結(jié)果直接計算出的位移Y。
[0170]在本典型實施例中，基于可以根據(jù)表達式(I)或(2)計算出的轉(zhuǎn)動半徑L，并且還基于對陀螺儀6807p的輸出進行積分的結(jié)果以及能夠根據(jù)變焦和調(diào)焦信息計算出的攝像倍率β，來校正圖像抖動。對于表達式(4)，右側(cè)的第一項是角度振動校正目標值，并且右側(cè)的第二項是平行振動校正目標值。
[0171]在本典型實施例中，ACClOlp設(shè)置在攝像光學系統(tǒng)的鏡頭的主點處。轉(zhuǎn)動半徑LllOlp等同于轉(zhuǎn)動中心1102p和攝像光學系統(tǒng)的鏡頭的主點之間的距離。
[0172]可以通過對ACClOlp的輸出進行二階積分來計算上述的值Y。因此，可以根據(jù)表達式(3)校正平行振動。然而，由于以下原因，本典型實施例使用表達式(4)來校正平行振動。
[0173]圖12是示出根據(jù)本典型實施例的ACClOlp的信號檢測系統(tǒng)的示例的框圖。更具體地，圖12示出繞轉(zhuǎn)動中心1102p (圖11)的振動角度Θ、以及當輸入振動角度Θ時可能發(fā)生的鏡頭主點處的平行振動的位移YlOlpb之間的關(guān)系。
[0174]當振動角度為Θ的振動輸入至ACClOlp時，ACClOlp檢測由于振動所引起的照相機的傾斜而施加的重力成分的變化。在振動角度Θ不大的范圍內(nèi)，根據(jù)所施加的重力的變化而輸出的重力加速度α I (電路單元1201的輸出)與振動角度Θ成比例。
[0175]可以通過將振動角度Θ乘以轉(zhuǎn)動半徑LllOlp(圖11)來獲取平行振動位移Y’(電路單元1202的輸出)。ACClOlp輸出通過利用電路單元1203對平行振動位移Y’進行二階微分所能獲取到的平行振動加速度α2。
[0176]此外，ACClOlp的輸出可能包括重疊在該輸出上的噪聲。該噪聲包括無論頻率如何均恒定的噪聲以及根據(jù)實際情況的頻率而變化的噪聲。在本典型實施例中，假定噪聲與頻率無關(guān)，并且與振動角度Θ成比例地變化。
[0177]在本典型實施例中，噪聲處理電路單元1204輸出噪聲加速度α 3。從ACClOlp輸出加速度α 1、α 2和α 3的總和。電路單元1205對ACClOlp的輸出進行二階積分。因而，可以獲取得到平行振動位移Y。
[0178]可以通過以下表達式(5)來表示圖12所示的信號檢測系統(tǒng):
[0179]
【權(quán)利要求】
1.一種圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，包括:攝像倍率能夠變化的攝像光學系統(tǒng)；以及在移動時產(chǎn)生振動的機械裝置，所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備包括: 振動校正單元，用于校正由于施加至所述圖像穩(wěn)定控制設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動； 第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度； 第二振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的加速度； 計算單元，用于基于來自所述第一振動檢測單元的輸出和來自所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值； 輸出校正單元，用于校正所述第一振動檢測單元的輸出，其中所述輸出校正單元用于在所述機械裝置正在移動期間，使用在所述機械裝置開始移動之前計算出的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出； 驅(qū)動單元，用于基于所述輸出校正單元校正后的所述第一振動檢測單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元； 主點移動檢測單元，用于檢測并輸出所述攝像光學系統(tǒng)的主點的相對變化；以及 校正值校正單元，用于基于所述主點移動檢測單元的輸出來校正所述校正值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其中，所述機械裝置是鏡單元、快門機械裝置、光圈單元和自動調(diào)焦單元至少之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其中，所述校正值校正單元校正所述校正值，以使得當所述攝像光學系統(tǒng)的攝像倍率最大時，基于所述輸出校正單元的輸出校正所述圖像抖動的精度最大。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其中，所述第二振動檢測單元位于當所述攝像光學系統(tǒng)的攝像倍率最大時的所述攝像光學系統(tǒng)的主點處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其中，所述第一振動檢測單元是角速度計， 所述第二振動檢測單元是加速度計，以及 所述校正值等同于從所述攝像光學系統(tǒng)的主點附近的位置到所述振動的轉(zhuǎn)動中心的距離，所述距離是根據(jù)基于所述角速度計的輸出的信號和基于所述加速度計的輸出的信號而計算出的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其中，還包括可靠性判斷單元，所述可靠性判斷單元用于判斷所述校正值的可靠性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其中，如果計算所述校正值的時間段的長度短于預(yù)定時間段的長度，則所述可靠性判斷單元判斷為所述校正值的可靠性低。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其中，如果所述校正值大于預(yù)定值，則所述可靠性判斷單元判斷為所述校正值的可靠性低。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其中，在所述機械裝置正在移動期間，所述可靠性判斷單元判斷為所述可靠性低。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備，其中，如果所述可靠性判斷單元判斷為所述可靠性低，則所述輸出校正單元使用預(yù)先存儲的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出。
11.一種攝像設(shè)備，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的圖像穩(wěn)定控制設(shè)備。
12.—種攝像設(shè)備，包括:攝像單元；攝像倍率能夠變化的攝像光學系統(tǒng)；以及在移動時產(chǎn)生振動的機械裝置，所述攝像設(shè)備包括: 振動校正單元，用于校正由于施加至所述攝像設(shè)備的振動而發(fā)生的圖像抖動； 第一振動檢測單元，用于檢測并輸出所述振動的角速度； 第二振動檢測單元，用于基于來自所述攝像單元的在時間上連續(xù)的兩個圖像之間的運動矢量，檢測并輸出所述振動的位移； 計算單元，用于基于來自所述第一振動檢測單元的輸出和來自所述第二振動檢測單元的輸出，計算校正值； 輸出校正單元，用于校正所述第一振動檢測單元的輸出，其中所述輸出校正單元用于在所述機械裝置正在移動期間，使用在所述機械裝置開始移動之前計算出的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出； 驅(qū)動單元，用于基于所述輸出校正單元校正后的所述第一振動檢測單元的輸出來驅(qū)動所述振動校正單元； 主點移動檢測單元，用于檢測并輸出所述攝像光學系統(tǒng)的主點的相對變化；以及 校正值校正單 元，用于基于所述主點移動檢測單元的輸出來校正所述校正值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攝像設(shè)備，其中，所述機械裝置是鏡單元、快門機械裝置、光圈單元和自動調(diào)焦單元至少之一。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攝像設(shè)備，其中，所述校正值校正單元校正所述校正值，以使得當所述攝像光學系統(tǒng)的攝像倍率最大時，基于所述輸出校正單元的輸出校正所述圖像抖動的精度最大。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攝像設(shè)備，其中，還包括可靠性判斷單元，所述可靠性判斷單元用于判斷所述校正值的可靠性。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的攝像設(shè)備，其中，如果計算所述校正值的時間段的長度短于預(yù)定時間段的長度，則所述可靠性判斷單元判斷為所述校正值的可靠性低。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的攝像設(shè)備，其中，如果所述校正值大于預(yù)定值，則所述可靠性判斷單元判斷為所述校正值的可靠性低。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的攝像設(shè)備，其中，在所述機械裝置正在移動期間，所述可靠性判斷單元判斷為所述可靠性低。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的攝像設(shè)備，其中，如果所述可靠性判斷單元判斷為所述可靠性低，則所述輸出校正單元使用預(yù)先存儲的校正值來校正所述第一振動檢測單元的輸出。
【文檔編號】G03B5/00GK103763468SQ201410003624
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2008年7月15日
【發(fā)明者】鷲巢晃一, 能登悟郎, 齋藤潤一 申請人:佳能株式會社