圖像抖動(dòng)校正設(shè)備及其控制方法、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)裝置或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，已經(jīng)有一些裝置具有如下的功能，即檢測(cè)施加于照相機(jī)主機(jī)的振動(dòng)，以校正被攝體圖像的圖像抖動(dòng)。在這種技術(shù)中，已知有光學(xué)圖像抖動(dòng)校正處理及電子圖像抖動(dòng)校正處理。光學(xué)圖像抖動(dòng)校正處理利用角速度傳感器等來(lái)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)部件(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，在攝像元件的光接收面中聚焦的圖像能夠被移動(dòng)，以校正抖動(dòng)。此外，電子圖像抖動(dòng)校正處理是通過(guò)對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行圖像處理來(lái)人工地校正圖像抖動(dòng)的處理。
[0003]從角速度傳感器等輸出的抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)包括由于諸如手抖等應(yīng)當(dāng)被校正的振動(dòng)導(dǎo)致的信號(hào)。此外，抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)包括由于依據(jù)攝影者的目的而對(duì)照相機(jī)的操作(例如平移操作)導(dǎo)致的信號(hào)等。由此，當(dāng)僅基于抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)校正透鏡時(shí)，對(duì)例如在平移(panning)或傾斜操作(以下稱為“平移操作等”)期間的大抖動(dòng)進(jìn)行圖像抖動(dòng)校正。因此，校正透鏡的目標(biāo)位置可能超出校正透鏡的可移動(dòng)范圍。另選地，在平移操作等之后可能發(fā)生圖像擺動(dòng)(回?cái)[)，從而使用戶對(duì)照相機(jī)的操作或者圖像感到不適。如果角速度傳感器的抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)被確定為是由于平移操作等導(dǎo)致的，則用于校正回?cái)[的處理停止圖像抖動(dòng)校正。校正透鏡返回到可移動(dòng)范圍的中心(不具有位移的基準(zhǔn)位置)，從而被停止。
[0004]在這方面，當(dāng)在平移操作等結(jié)束時(shí)發(fā)生角速度信號(hào)的某些急劇改變時(shí)，由于檢測(cè)信號(hào)系統(tǒng)的高通濾波器(HPF)或積分器的殘留信號(hào)等，抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)可能不嚴(yán)格為0，而是漸近接近于O。因此，當(dāng)圖像抖動(dòng)校正被恢復(fù)時(shí)，校正透鏡因抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)而被移動(dòng)很多，從而導(dǎo)致圖像的回?cái)[。為了解決該問(wèn)題，日本特開第2006-113264號(hào)公報(bào)公開了如下的設(shè)備，該設(shè)備用于在平移操作等結(jié)束時(shí)，逐漸地改變角速度的基于信號(hào)處理的濾波器的截止頻率，由此校正圖像抖動(dòng)。另外，日本特開第2011-118073號(hào)公報(bào)公開了如下的方法，即通過(guò)依賴于角速度的速度控制，來(lái)進(jìn)行校正透鏡的驅(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極低截止頻率的HPF或LPF(積分器)。另外，日本特開第2010-004370號(hào)公報(bào)公開了如下的設(shè)備，該設(shè)備用于基于由角速度傳感器檢測(cè)的抖動(dòng)信號(hào)，通過(guò)校正透鏡來(lái)校正抖動(dòng)，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)校正來(lái)校正抖動(dòng)。由此，該設(shè)備能夠針對(duì)由于平移操作等導(dǎo)致的大的抖動(dòng)，確保校正透鏡的足夠的驅(qū)動(dòng)范圍。
[0005]然而，日本特開第2006-113264號(hào)公報(bào)中記載的技術(shù)對(duì)于緊接在平移操作等之后的圖像抖動(dòng)校正具有弱的效果。另外，在日本特開第2011-118073號(hào)公報(bào)中記載的技術(shù)中，因?yàn)樵谖丛谶M(jìn)行曝光時(shí)通過(guò)位置控制來(lái)使校正透鏡的位置位于中心的操作，致使對(duì)于諸如用戶身體的擺動(dòng)等的、抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)的低通分量，圖像抖動(dòng)校正的效果被削弱。另外，由于該技術(shù)不使用HPF，因此，如果角速度傳感器的偏移以及溫度波動(dòng)是大的，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及溫度波動(dòng)的水晶陀螺儀傳感器，則成本可能增加。此外，日本特開第2010-004370號(hào)公報(bào)中記載的技術(shù)在不能進(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)明提供一種圖像抖動(dòng)校正設(shè)備，該圖像抖動(dòng)校正設(shè)備使得即使在平移操作等期間發(fā)生大的抖動(dòng)的情況下，也能夠成功地校正圖像抖動(dòng)。
[0007]根據(jù)本實(shí)施例，提供了一種圖像抖動(dòng)校正設(shè)備，其用于通過(guò)校正單元的驅(qū)動(dòng)來(lái)校正圖像抖動(dòng)，該圖像抖動(dòng)校正設(shè)備包括:劃分單元，其被構(gòu)造為將由抖動(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)造為在根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)確定了平移或傾斜的情況下，檢測(cè)平移或傾斜的速度，以基于所檢測(cè)出的速度，分別針對(duì)所劃分的多個(gè)頻率分量，來(lái)改變?yōu)V波器計(jì)算的各截止頻率或者通過(guò)所述濾波器計(jì)算而計(jì)算出的各中間值，并且合成通過(guò)進(jìn)行所述濾波器計(jì)算而獲得的信號(hào)，以生成所述校正單元的控制信號(hào)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的圖像抖動(dòng)校正設(shè)備即使在平移操作等期間發(fā)生了大的抖動(dòng)的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)良好的圖像抖動(dòng)校正。
[0009]通過(guò)以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是例示攝像裝置的功能結(jié)構(gòu)的示例的框圖。
[0011]圖2A是例示抖動(dòng)校正透鏡驅(qū)動(dòng)單元的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
[0012]圖2B是例示抖動(dòng)校正控制單元及透鏡位置控制單元的內(nèi)部的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
[0013]圖3是例示抖動(dòng)校正機(jī)構(gòu)單元的示例性結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
[0014]圖4是例示抖動(dòng)校正控制單元的內(nèi)部的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
[0015]圖5是例示抖動(dòng)校正控制單元的處理的前半部分的流程圖。
[0016]圖6是例示接續(xù)圖5的、抖動(dòng)校正控制單元的處理的流程圖。
[0017]圖7是例示用于檢測(cè)快速平移的示例性處理的流程圖。
[0018]圖8A及圖8B是例不用于檢測(cè)緩慢平移的不例性處理的流程圖。
[0019]圖9是例示用于檢測(cè)快速平移的確定標(biāo)志的定時(shí)的圖。
[0020]圖10是例示遞歸數(shù)字濾波器的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在下文中，將參照附圖來(lái)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、諸如鏡頭筒等的光學(xué)裝置、諸如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、監(jiān)控?cái)z像頭或網(wǎng)絡(luò)攝像頭等的攝像裝置，以及諸如移動(dòng)電話或平板電腦終端等的包括攝像裝置的電子設(shè)備。請(qǐng)注意，本發(fā)明并不意圖限于以下的實(shí)施例，并且僅例示了在本發(fā)明的實(shí)施中具有一定優(yōu)勢(shì)的具體示例。此外，對(duì)于解決本發(fā)明的問(wèn)題而言，在以下實(shí)施例中描述的特征的所有組合并非始終都是必需的。
[0022]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結(jié)構(gòu)的示例的框圖。數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)被例示作為根據(jù)本實(shí)施例的攝像裝置。然而，也可以使用具有運(yùn)動(dòng)圖像攝影的功能的照相機(jī)。
[0023]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的控制的指令，來(lái)控制變焦單元101的驅(qū)動(dòng)。抖動(dòng)校正透鏡(以下稱為“校正透鏡”)103是如下的光學(xué)部件，其構(gòu)成充當(dāng)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是如下的移位透鏡，其能夠在與攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸不同的方向(例如與光軸垂直的方向)上移動(dòng)。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的控制的指令，來(lái)驅(qū)動(dòng)校正透鏡103。
[0024]光圈快門單元105包括具有光圈功能的機(jī)械快門。光圈快門驅(qū)動(dòng)控制單元106根據(jù)系統(tǒng)控制單元119的控制的指令，來(lái)驅(qū)動(dòng)光圈快門單元105。聚焦單元107是攝影鏡頭的一部分，并且包括聚焦透鏡，該聚焦透鏡能夠沿?cái)z影鏡頭的光軸來(lái)改變自身的位置。聚焦驅(qū)動(dòng)控制單元108根據(jù)系統(tǒng)控制單元119的控制的指令來(lái)驅(qū)動(dòng)聚焦單元107，以進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)操作。
[0025]攝像單元109包括諸如(XD (電荷親合器件)圖像傳感器及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110對(duì)由攝像單元109輸出的電信號(hào)，進(jìn)行A (模擬)/D (數(shù)字)轉(zhuǎn)換、相關(guān)二重采樣、伽馬校正、白平衡校正及顏色插值處理等，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，來(lái)處理從攝像信號(hào)處理單元110輸出的視頻信號(hào)。具體而言，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)行用于記錄的編碼處理及數(shù)據(jù)歸檔。
[0026]顯示單元112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)，根據(jù)需要顯示圖像。電源單元115依據(jù)用途來(lái)對(duì)整個(gè)攝像裝置提供電源。外部輸入及輸出端子單元116用來(lái)在外部輸入及輸出端子單元116與外部設(shè)備之間，輸入及輸出通信信號(hào)及視頻信號(hào)。操作單元117在用戶操作攝像裝置時(shí)被使用，并且包括用來(lái)向攝像裝置提供指令的按鈕或開關(guān)等。存儲(chǔ)單元118存儲(chǔ)諸如視頻信息等的各種數(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)、ROM (只讀存儲(chǔ)器)及RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等?？刂茊卧?19將存儲(chǔ)在ROM中的控制程序展開至RAM，以在CPU中執(zhí)行指令。由此，攝像裝置的各單元能夠被控制，以實(shí)現(xiàn)如下所述的各種操作。
[0027]操作單元117包括釋放開關(guān)，該釋放開關(guān)被配置為依據(jù)釋放按鈕的按下量，依次使第一開關(guān)(稱為SWl)和第二開關(guān)(稱為SW2)接通(0N)。當(dāng)釋放按鈕被半按下時(shí)，Sffl接通，并且當(dāng)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基于AF (自動(dòng)聚焦)評(píng)價(jià)值來(lái)控制聚焦驅(qū)動(dòng)控制單元108，以調(diào)節(jié)焦點(diǎn)。例如，基于由視頻信號(hào)處理單元111輸出到顯示單元112的用于顯示的視頻信號(hào)，來(lái)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)定的程序圖，來(lái)確定用來(lái)獲得適當(dāng)曝光量的光圈值及快門速度。當(dāng)SW2接通時(shí)，系統(tǒng)控制單元119以確定的光圈及快門速度進(jìn)行攝影，并且控制由攝像單元109獲得的圖