圖像抖動(dòng)校正裝置及其控制方法、光學(xué)裝置以及攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于校正光學(xué)裝置、攝像裝置等中的圖像抖動(dòng)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于在拍攝圖像時(shí)握持照相機(jī)主體的用戶(hù)的手的抖動(dòng)，可能在由諸如數(shù)字照相機(jī)等的攝像裝置拍攝的圖像上產(chǎn)生圖像抖動(dòng)。因此，存在一些裝置，其具有檢測(cè)對(duì)照相機(jī)主體施加的振動(dòng)，以對(duì)被攝體圖像的圖像抖動(dòng)進(jìn)行校正的功能。在這種技術(shù)中，已知有光學(xué)圖像抖動(dòng)校正處理和電子圖像抖動(dòng)校正處理。光學(xué)圖像抖動(dòng)校正處理使用角速度傳感器等檢測(cè)照相機(jī)主體的抖動(dòng)，以移動(dòng)攝影光學(xué)系統(tǒng)中的光學(xué)構(gòu)件(校正透鏡)，從而改變攝影光學(xué)系統(tǒng)中的光軸的方向。由此，可以移動(dòng)聚焦在攝像元件的光接收面中的圖像，以對(duì)抖動(dòng)進(jìn)行校正。此外，電子圖像抖動(dòng)校正處理是通過(guò)對(duì)拍攝圖像進(jìn)行圖像處理來(lái)對(duì)圖像抖動(dòng)進(jìn)行人工校正的處理。
[0003]從角速度傳感器等輸出的抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)包括由于諸如應(yīng)當(dāng)被校正的手抖動(dòng)等的振動(dòng)而產(chǎn)生的信號(hào)。另外，抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)包括由于根據(jù)攝影者的意圖而對(duì)照相機(jī)的操作(例如平移操作)而產(chǎn)生的信號(hào)等。由此，當(dāng)僅基于抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)校正透鏡時(shí)，對(duì)例如平移或者傾斜操作(下文中稱(chēng)為“平移操作等”)期間的大的抖動(dòng)，進(jìn)行圖像抖動(dòng)校正。因此，校正透鏡的目標(biāo)位置可能超出其可移動(dòng)范圍。作為另選方案，在平移操作等之后，可能出現(xiàn)圖像擺動(dòng)(回?cái)[)，從而導(dǎo)致用戶(hù)對(duì)照相機(jī)的操作或者圖像感到不舒服。如果確定角速度傳感器的抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)是由于平移操作等而產(chǎn)生的，則對(duì)回?cái)[進(jìn)行校正的處理使圖像抖動(dòng)校正停止。使校正透鏡返回到可移動(dòng)范圍的中心(沒(méi)有位移的基準(zhǔn)位置)并停止。
[0004]在這種情況下，當(dāng)在平移操作等結(jié)束時(shí)，發(fā)生角速度信號(hào)的一些快速變化時(shí)，由于檢測(cè)信號(hào)處理系統(tǒng)的高通濾波器(HPF)或者積分器的殘留信號(hào)等，抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)可能不嚴(yán)格為0，而是漸近地接近于O。因此，當(dāng)恢復(fù)圖像抖動(dòng)校正時(shí)，通過(guò)抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)使校正透鏡明顯移動(dòng)，從而導(dǎo)致圖像回?cái)[。為了解決該問(wèn)題，日本特開(kāi)第2006-113264號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種設(shè)備，其通過(guò)在平移操作等結(jié)束時(shí)，逐漸改變角速度的基于信號(hào)處理的濾波器的截止頻率，來(lái)對(duì)圖像抖動(dòng)進(jìn)行校正。此外，日本特開(kāi)第2011-118073號(hào)公報(bào)公開(kāi)了如下一種方法，其依據(jù)角速度通過(guò)速度控制對(duì)校正透鏡進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而不使用在導(dǎo)致回?cái)[的角速度的基于信號(hào)處理的濾波器中具有明顯更低的截止頻率的HPF或者LPF(積分器)。此外，日本特開(kāi)第2010-004370號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種設(shè)備，其基于角速度傳感器檢測(cè)到的抖動(dòng)信號(hào)通過(guò)校正透鏡對(duì)抖動(dòng)進(jìn)行校正，并且基于低頻分量的抖動(dòng)信號(hào)通過(guò)電子圖像抖動(dòng)校正對(duì)抖動(dòng)進(jìn)行校正。由此，該設(shè)備能夠針對(duì)由于平移操作等而產(chǎn)生的大的抖動(dòng)，保證校正透鏡的足夠的驅(qū)動(dòng)范圍。
[0005]然而，在日本特開(kāi)第2006-113264號(hào)公報(bào)中描述的技術(shù)對(duì)緊接在平移操作等之后的圖像抖動(dòng)校正具有弱效果。此外，在日本特開(kāi)第2011-118073號(hào)公報(bào)中描述的技術(shù)中，因?yàn)椴贿M(jìn)行曝光時(shí)通過(guò)位置控制將校正透鏡的位置居中的操作，致使對(duì)于諸如用戶(hù)的身體的擺動(dòng)等的、抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)的低通分量，圖像抖動(dòng)校正的效果變?nèi)?。此外，由于這種技術(shù)不使用HPF，因此如果角速度傳感器的偏移和溫度波動(dòng)大，并且在行走等同時(shí)進(jìn)行攝影期間，低頻抖動(dòng)相對(duì)大，則校正透鏡的位置從可移動(dòng)范圍的中心偏離。如果使用具有小的偏移和溫度波動(dòng)的水晶陀螺儀傳感器等，則成本可能增加。此外，在日本特開(kāi)第2010-004370號(hào)公報(bào)中描述的技術(shù)在無(wú)法進(jìn)行電子圖像抖動(dòng)校正的情況下，會(huì)降低曝光期間的針對(duì)低頻的圖像抖動(dòng)校正的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種使得在裝置處發(fā)生大的抖動(dòng)的情況下能夠成功地進(jìn)行圖像抖動(dòng)校正的圖像抖動(dòng)校正裝置。
[0007]根據(jù)本實(shí)施例，提供一種圖像抖動(dòng)校正裝置，其用于通過(guò)校正單元的驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行圖像抖動(dòng)校正，所述圖像抖動(dòng)校正裝置包括:高通濾波器，其被構(gòu)造為去除抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)的低通分量；劃分單元，其被構(gòu)造為將抖動(dòng)檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)信號(hào)，劃分為多個(gè)頻率分量；以及控制單元，其被構(gòu)造為包括第一控制模式和第二控制模式，所述第一控制模式用于使用通過(guò)所述劃分單元對(duì)所述高通濾波器處理的所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行劃分而獲得的信號(hào)，來(lái)進(jìn)行所述圖像抖動(dòng)校正，所述第二控制模式用于使用通過(guò)所述劃分單元對(duì)所述高通濾波器未處理的所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行劃分而獲得的信號(hào)，來(lái)進(jìn)行所述圖像抖動(dòng)校正。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的圖像抖動(dòng)校正裝置即使裝置經(jīng)受大的抖動(dòng)也能夠?qū)崿F(xiàn)良好的圖像抖動(dòng)校正。
[0009]從以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是例示結(jié)合圖2A至圖11例示本發(fā)明的實(shí)施例的攝像裝置的功能配置的示例的框圖。
[0011]圖2A是例示抖動(dòng)校正透鏡驅(qū)動(dòng)單元的示例性配置的框圖。
[0012]圖2B是例示抖動(dòng)校正控制單元和透鏡位置控制單元內(nèi)部的示例性配置的框圖。
[0013]圖3是例示抖動(dòng)校正機(jī)構(gòu)單元的示例性配置的分解立體圖。
[0014]圖4是例示抖動(dòng)校正控制單元內(nèi)部的示例性配置的框圖。
[0015]圖5是例示抖動(dòng)校正控制單元的處理的流程圖。
[0016]圖6是例示從圖5繼續(xù)的抖動(dòng)校正控制單元的處理的流程圖。
[0017]圖7是例示從圖5繼續(xù)的第一控制方法的處理的流程圖。
[0018]圖8是例示與第一控制方法中的處理相關(guān)聯(lián)的抖動(dòng)校正控制單元內(nèi)部的配置的框圖。
[0019]圖9是例示與第二控制方法中的處理相關(guān)聯(lián)的抖動(dòng)校正控制單元內(nèi)部的配置的框圖。
[0020]圖10是例示控制切換確定單元的處理的流程圖。
[0021]圖11例示了示出遞歸數(shù)字濾波器的示例性配置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下文中，參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明能夠應(yīng)用于安裝在數(shù)字單鏡頭反射照相機(jī)上的可互換鏡頭、諸如鏡頭筒的光學(xué)裝置、諸如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、監(jiān)視攝像頭、Web (網(wǎng)絡(luò))攝像頭等的攝像裝置以及諸如移動(dòng)電話(huà)、平板終端等的包括攝像裝置的電子設(shè)備。注意，本發(fā)明不旨在局限于下面的實(shí)施例，而僅例示了在實(shí)施本發(fā)明時(shí)具有一些優(yōu)點(diǎn)的具體示例。此外，所有在下面的實(shí)施例中描述的特征的組合對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不總是必不可少的。
[0023]圖1是例示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的攝像裝置的功能配置的示例的框圖。雖然例示了數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)作為根據(jù)該實(shí)施例的攝像裝置，但是可以使用具有運(yùn)動(dòng)圖像攝影功能的照相機(jī)。構(gòu)成攝影光學(xué)系統(tǒng)(聚焦光學(xué)系統(tǒng))的變焦單元101是具有可變倍率的攝影鏡頭設(shè)備的一部分，并且包括用于改變攝影鏡頭設(shè)備的倍率的變焦透鏡。變焦驅(qū)動(dòng)控制單元102根據(jù)系統(tǒng)控制單元119的控制指令，對(duì)變焦單元101的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。抖動(dòng)校正透鏡(下文中稱(chēng)為“校正透鏡”)103是如下的光學(xué)部件，其構(gòu)成用作圖像抖動(dòng)校正部件的攝影光學(xué)系統(tǒng)的一部分。校正透鏡103是能夠沿與攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸不同的方向(例如與光軸垂直的方向)移動(dòng)的移位透鏡。抖動(dòng)校正透鏡驅(qū)動(dòng)控制單元104根據(jù)系統(tǒng)控制單元119的控制指令，對(duì)校正透鏡103進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0024]光圈-快門(mén)單元105包括具有光圈功能的機(jī)械快門(mén)。光圈-快門(mén)驅(qū)動(dòng)控制單元106根據(jù)系統(tǒng)控制單元119的控制指令，對(duì)光圈-快門(mén)單元105進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。聚焦單元107是攝影鏡頭的一部分，并且包括能夠沿著攝影鏡頭的光軸改變其位置的聚焦透鏡。聚焦驅(qū)動(dòng)控制單元108根據(jù)系統(tǒng)控制單元119的控制指令，對(duì)聚焦單元107進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)操作。
[0025]攝像單元109包括諸如CXD (電荷耦合器件)圖像傳感器和CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器等的攝像元件。攝像元件將由攝影光學(xué)系統(tǒng)形成的光學(xué)圖像光電轉(zhuǎn)換為以像素為單位的電信號(hào)。攝像信號(hào)處理單元I1對(duì)攝像單元109輸出的電信號(hào)，進(jìn)行A(模擬)/D(數(shù)字)轉(zhuǎn)換、相關(guān)雙采樣、伽馬校正、白平衡校正、顏色插值處理等，以將由攝像單元109輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)。視頻信號(hào)處理單元111依據(jù)用途，對(duì)從攝像信號(hào)處理單元110輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行處理。更具體來(lái)說(shuō)，視頻信號(hào)處理單元111生成用于顯示的視頻信號(hào)，并且進(jìn)行編碼處理和數(shù)據(jù)歸檔，以進(jìn)行記錄。
[0026]顯示單元112根據(jù)需要，基于視頻信號(hào)處理單元111輸出的用于顯示的視頻信號(hào)顯示圖像。電源單元115依據(jù)使用，向整個(gè)攝像裝置提供電源。外部輸入和輸出端單元116用于在外部輸入和輸出端單元116與外部設(shè)備之間輸入和輸出通信信號(hào)和視頻信號(hào)。當(dāng)用戶(hù)操作攝像裝置時(shí)，使用操作單元117，操作單元117包括按鈕、開(kāi)關(guān)等，用于向攝像裝置提供指令。存儲(chǔ)單元118存儲(chǔ)諸如視頻信息等的多種數(shù)據(jù)。用于控制照相機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)控制單元119包括CPU(中央處理單元)、R0M(只讀存儲(chǔ)器)、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等?？刂茊呜?19將存儲(chǔ)在ROM中的控制程序展開(kāi)到RAM，以在CPU中執(zhí)彳丁指令。由此，能夠?qū)z像裝置的各個(gè)單元進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)如下面所描述的多種操作。
[0027]操作單元117包括釋放開(kāi)關(guān)，釋放開(kāi)關(guān)被配置為依據(jù)釋放按鈕的按下量，依次接通第一開(kāi)關(guān)(稱(chēng)為SWl)和第二開(kāi)關(guān)(稱(chēng)為SW2)。當(dāng)將釋放按鈕被半按下時(shí)，Sffl接通，并且當(dāng)將釋放按鈕被全按下時(shí)，SW2接通。當(dāng)SWl接通時(shí)，系統(tǒng)控制單元119控制聚焦驅(qū)動(dòng)控制單元108，以基于AF(自動(dòng)聚焦)評(píng)價(jià)值調(diào)節(jié)焦點(diǎn)。例如，基于視頻信號(hào)處理單元111向顯示單元112輸出的用于顯示的視頻信號(hào)，生成AF評(píng)價(jià)值。
[0028]系統(tǒng)控制單元119獲得關(guān)于視頻信號(hào)的亮度的信息，并且進(jìn)行AE(自動(dòng)曝光)處理，例如基于預(yù)定程序圖確定光圈值