專利名稱:光學(xué)裝置、圖像拍攝裝置以及光學(xué)裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及校正或防止因諸如手抖的抖動(dòng)而出現(xiàn)的圖像抖動(dòng)或圖像劣化的圖像穩(wěn)定性(stabilization)控制技術(shù)。
背景技術(shù):
近年來(lái),對(duì)于圖像拍攝重要的所有攝像機(jī)操作,如用于確定曝光的操作和聚焦操作,都可以自動(dòng)執(zhí)行。因此,即便不熟悉使用攝像機(jī)的用戶也可以幾乎總是成功地拍攝高質(zhì)量圖片。例如,有這樣一種功能,用于在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝期間,或者在連續(xù)拍攝電子取景器 (EVF)圖像以使與圖像拍攝裝置相關(guān)聯(lián)的顯示設(shè)備用作EVF期間,利用圖像處理技術(shù)在自動(dòng)聚焦(AF)處理中執(zhí)行連續(xù)聚焦。這稱為“連續(xù)AF功能”。為了防止因手抖等造成的圖像抖動(dòng),包括圖像穩(wěn)定性控制裝置的攝像機(jī)消除了導(dǎo)致拍攝者的拍攝錯(cuò)誤的幾乎全部因素, 其中該圖像穩(wěn)定性控制裝置包括抖動(dòng)校正單元、驅(qū)動(dòng)單元、抖動(dòng)檢測(cè)單元等。下面,簡(jiǎn)要描述圖像穩(wěn)定性控制裝置。在圖像拍攝期間攝像機(jī)可能發(fā)生的手抖是頻率為大概ι到IOHz的抖動(dòng)。為了即便在釋放快門時(shí)對(duì)攝像機(jī)施加了這種手抖的情況下也沒(méi)有任何圖像抖動(dòng)地拍攝照片,需要檢測(cè)因手抖而施加給攝像機(jī)的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng),并且根據(jù)檢測(cè)值使用于校正圖像抖動(dòng)的鏡頭(以下,簡(jiǎn)稱為“校正鏡頭”)位移。而且,當(dāng)在短距離(在使用高攝像倍率的拍攝條件下)拍攝圖像時(shí),因平移 (translational)抖動(dòng)引起的圖像劣化可能不能忽略,僅通過(guò)角速度傳感器可能檢測(cè)不到這種平移抖動(dòng),并且這種平移抖動(dòng)被施加在垂直于攝像機(jī)的光軸的平面內(nèi)的水平方向或垂直方向。例如,當(dāng)在微距拍攝的情況下在約20cm的近物距下拍攝被攝體圖像時(shí),必須主動(dòng)檢測(cè)并校正平移抖動(dòng)。在即使確保了 1米的物距時(shí)攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦距也非常大(例如, 400mm)的拍攝條件下,同樣必須檢測(cè)并校正平移抖動(dòng)。日本特開(kāi)平第7-225405號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種技術(shù),其中,提供了被配置為檢測(cè)加速度的加速度計(jì),以通過(guò)對(duì)所檢測(cè)的加速度進(jìn)行二次積分來(lái)確定平移抖動(dòng),并且根據(jù)所檢測(cè)的平移抖動(dòng)值和來(lái)自單獨(dú)提供的角速度計(jì)的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)抖動(dòng)校正部。日本特開(kāi)第 2010-25962號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種技術(shù),其中,通過(guò)獲取旋轉(zhuǎn)中心遠(yuǎn)離攝像機(jī)時(shí)的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng), 來(lái)確定平移抖動(dòng)。然而,在利用圖像穩(wěn)定性控制校正平移抖動(dòng)時(shí),攝像面上因平移抖動(dòng)而造成的待校正抖動(dòng)量因在近距離拍攝被攝體和在遠(yuǎn)距離拍攝被攝體之間的差別(即,攝像倍率的不同)而大不相同。在此情況下,利用已通過(guò)關(guān)于變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息獲得的圖像拍攝鏡頭的攝像倍率,來(lái)計(jì)算用于校正因平移抖動(dòng)出現(xiàn)的圖像抖動(dòng)的抖動(dòng)校正量。即便攝像機(jī)的平移抖動(dòng)量相同,攝像倍率也可能會(huì)在AF操作期間隨時(shí)間而變化。 因此,要在攝像面上校正的平移抖動(dòng)校正量也根據(jù)攝像倍率而變化。如果在攝像機(jī)通過(guò)對(duì)比度AF操作搜索AF評(píng)價(jià)的峰值的同時(shí),根據(jù)關(guān)于從變焦或聚焦?fàn)顟B(tài)獲得的攝像倍率的信息執(zhí)行圖像穩(wěn)定性控制,則圖像穩(wěn)定性能可能會(huì)劣化。更具體地說(shuō),當(dāng)在增大攝像倍率的方向上驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭(拉近運(yùn)動(dòng))時(shí),平移抖動(dòng)校正量變得過(guò)量,從而導(dǎo)致對(duì)抖動(dòng)校正的不利影響。此外,校正鏡頭因過(guò)量的控制立即到達(dá)其控制終點(diǎn),從而導(dǎo)致圖像穩(wěn)定性控制性能的劣化。本發(fā)明提供了一種以高精度執(zhí)行對(duì)平移抖動(dòng)的圖像抖動(dòng)校正、同時(shí)減小與在攝像期間的攝像倍率陡變相關(guān)聯(lián)的圖像穩(wěn)定性控制性能的劣化的裝置,以及用于該裝置的控制方法。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種具有攝像光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)裝置,該攝像光學(xué)系統(tǒng)至少包括聚焦鏡頭,該光學(xué)裝置包括第一檢測(cè)單元,其被配置為檢測(cè)角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng);第二檢測(cè)單元,其被配置為以不同于所述第一檢測(cè)單元的方式檢測(cè)平移抖動(dòng);控制單元,其被配置為通過(guò)基于所述第一檢測(cè)單元的輸出和所述第二檢測(cè)單元的輸出,生成針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的校正量和針對(duì)所述平移抖動(dòng)的校正量,來(lái)計(jì)算圖像抖動(dòng)校正量;以及驅(qū)動(dòng)單元,其被配置為根據(jù)所述圖像抖動(dòng)校正量來(lái)驅(qū)動(dòng)抖動(dòng)校正單元。所述控制單元利用關(guān)于所述光學(xué)系統(tǒng)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息來(lái)計(jì)算用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率,并且計(jì)算所述圖像抖動(dòng)校正量,以在所述光學(xué)系統(tǒng)的攝像倍率增大的方向上抑制所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的增大。根據(jù)本發(fā)明,能夠以高精度執(zhí)行對(duì)平移抖動(dòng)的圖像抖動(dòng)校正,同時(shí)減小與在攝像期間的攝像倍率陡變相關(guān)聯(lián)的圖像穩(wěn)定性控制性能的劣化。根據(jù)以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施方式的描述,本發(fā)明進(jìn)一步的特征將變得清楚。
圖1是安裝有圖像穩(wěn)定性系統(tǒng)的攝像機(jī)的俯視示意圖,用于結(jié)合圖2到圖10解釋本發(fā)明的第一實(shí)施方式。圖2是圖1所示的攝像機(jī)的側(cè)視示意圖。圖3是例示圖像穩(wěn)定性控制裝置的示例構(gòu)成的框圖。圖4是角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的旋轉(zhuǎn)中心和旋轉(zhuǎn)半徑的例示圖。圖5是例示圖3中所示的比較單元308的示例構(gòu)成的框圖。圖6是例示攝像機(jī)操作的流程圖。圖7是例示根據(jù)圖像穩(wěn)定性控制的抖動(dòng)校正處理的流程圖。圖8是例示用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的計(jì)算處理的框圖。圖9A是例示在AF操作的微小驅(qū)動(dòng)操作期間聚焦鏡頭的運(yùn)動(dòng)與AF評(píng)價(jià)值的變化之間的關(guān)系的圖。圖9B是例示在微小驅(qū)動(dòng)操作期間攝像倍率“ β ”與在本實(shí)施方式中使用的用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”的變化的圖。圖IOA是例示在AF操作的爬山驅(qū)動(dòng)期間聚焦鏡頭的運(yùn)動(dòng)和AF評(píng)價(jià)值的圖。圖IOB是例示在AF操作的爬山驅(qū)動(dòng)期間聚焦鏡頭的運(yùn)動(dòng)和聚焦鏡頭的位置的圖。圖IOC是例示在AF操作的爬山驅(qū)動(dòng)期間聚焦鏡頭的運(yùn)動(dòng)和攝像倍率的圖。圖11是例示用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的計(jì)算處理的圖,以便結(jié)合圖11描述本發(fā)明的第二實(shí)施方式。
圖12是例示當(dāng)變焦位置固定時(shí)從攝像機(jī)到被攝體的物距與攝像倍率之間的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式下面,將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)圖1和圖2各自示出了用作包括根據(jù)第一實(shí)施方式的圖像穩(wěn)定性控制裝置的光學(xué)裝置的攝像機(jī)的示例構(gòu)成。圖1是攝像機(jī)的俯視示意圖。圖2是攝像機(jī)的側(cè)視示意圖。圖 1和圖2中的虛線所示的軸線表示攝像機(jī)101的攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸102。在攝像機(jī)101 上安裝的圖像穩(wěn)定性系統(tǒng)中,基于相對(duì)于光軸102的由箭頭103p和103y所示的抖動(dòng)(以下,稱為“角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)”)和由箭頭104p和104y所示的抖動(dòng)(以下,稱為“平移抖動(dòng)”),來(lái)執(zhí)行圖像抖動(dòng)校正。對(duì)附圖標(biāo)號(hào)添加附圖標(biāo)記“P”,以指示俯仰(Pitch)方向,對(duì)附圖標(biāo)號(hào)添加附圖標(biāo)記“y”,以指示偏航(yaw)方向。俯仰方向和偏航方向相互正交,并且這兩個(gè)方向都與光軸正交。在攝像機(jī)主體101上安裝有釋放按鈕105,通過(guò)操作該按鈕而輸入的開(kāi)關(guān)打開(kāi)/關(guān)閉信號(hào)被傳送給攝像機(jī)CPU (中央處理單元)106。在本實(shí)施方式中,設(shè)置了兩級(jí)(two-step) 開(kāi)關(guān),在該兩級(jí)開(kāi)關(guān)中,當(dāng)釋放按鈕105被半按壓時(shí),第一開(kāi)關(guān)(以下稱為“SW1”)被切換到 “接通(ON)”狀態(tài),當(dāng)釋放按鈕105被全按壓時(shí),第二開(kāi)關(guān)(以下稱為“SW2”)被切換到“接通”狀態(tài)。攝像機(jī)CPU 106控制攝像機(jī)操作,并且負(fù)責(zé)控制圖像抖動(dòng)校正。攝像部件107將通過(guò)攝像光學(xué)系統(tǒng)的鏡頭獲得的被攝體像轉(zhuǎn)換為電信號(hào),該電信號(hào)被輸出給信號(hào)處理單元 (未示出)。角速度檢測(cè)單元和加速度檢測(cè)單元構(gòu)成了對(duì)攝像機(jī)的抖動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的抖動(dòng)檢測(cè)單元。角速度傳感器108p和108y是分別被配置為檢測(cè)繞箭頭IOSpa和IOSya的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的角速度檢測(cè)單元。此外,加速度計(jì)109p和109y是分別被配置為檢測(cè)由箭頭109pa和 109ya所示的平移抖動(dòng)的加速度檢測(cè)單元。由角速度傳感器108p和108y和加速度計(jì)109p 和109y檢測(cè)的信號(hào)被輸入給攝像機(jī)CPU 106。抖動(dòng)校正單元110在垂直于光軸的方向上,更具體地說(shuō),在由圖1中的箭頭1 IOy 所示的方向上和在由圖2中的箭頭IlOp所示的方向上,驅(qū)動(dòng)校正鏡頭111,并且在考慮角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)和平移抖動(dòng)兩者的情況下執(zhí)行抖動(dòng)校正。驅(qū)動(dòng)單元112根據(jù)攝像機(jī)CPU 106給出的控制命令來(lái)驅(qū)動(dòng)抖動(dòng)校正單元110。利用該結(jié)構(gòu),執(zhí)行抖動(dòng)校正操作。在本實(shí)施方式中,采用光學(xué)圖像穩(wěn)定性系統(tǒng),來(lái)基于攝像機(jī)CPU 106計(jì)算出的校正量在與光軸正交的平面內(nèi)移動(dòng)校正鏡頭111?;谛U康男U椒ú幌抻诠鈱W(xué)圖像穩(wěn)定性,也可以采用另外的方法。 例如,可以采用用于通過(guò)在與光軸正交的平面內(nèi)移動(dòng)攝像部件107來(lái)防止抖動(dòng)的圖像穩(wěn)定性方法,或者用于通過(guò)改變由攝像部件輸出的各攝像幀的裁剪位置來(lái)減小抖動(dòng)影響的電子圖像穩(wěn)定性方法。也可以采用適當(dāng)?shù)亟M合這些方法的校正方法。圖3是例示根據(jù)本實(shí)施方式的圖像穩(wěn)定性控制裝置的示例構(gòu)成的框圖。圖3僅示出了在攝像機(jī)101的垂直方向上生成的抖動(dòng)(俯仰方向由圖2中的箭頭103p和104p所示的方向)的構(gòu)成。然而,對(duì)于在攝像機(jī)的水平方向上生成的抖動(dòng)(偏航方向由圖1中的箭頭103y和104y所示的方向)也提供了同樣的構(gòu)成。由于它們基本上具有相同的構(gòu)成, 下面僅描述在俯仰方向上的構(gòu)成。圖3示出了由攝像機(jī)CPU 106執(zhí)行的處理的功能框圖。 攝像機(jī)CPU 106解釋并執(zhí)行存儲(chǔ)器(未示出)中所存儲(chǔ)的程序,由此執(zhí)行各個(gè)處理。下面參照?qǐng)D3描述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正。由第一檢測(cè)單元檢測(cè)角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng),由此在攝像機(jī)CPU 106的控制下執(zhí)行抖動(dòng)校正。來(lái)自角速度傳感器108p的角速度信號(hào)被輸入給攝像機(jī)CPU 106的HPF積分濾波器301。HPF積分濾波器301對(duì)已被HPF(高通濾波器)去除了 DC(直流)分量的信號(hào)進(jìn)行積分,由此將其轉(zhuǎn)換為角度信號(hào)。手抖的頻帶落在大約1到IOHz的范圍內(nèi)。HPF積分濾波器301的HPF具有阻止充分遠(yuǎn)離手抖頻帶的頻率分量(例如,0. IHz或更低)的一次HPF特性。HPF積分濾波器301的輸出被輸入給靈敏度調(diào)整單元303。此時(shí),從角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元313獲得的信息也被輸入給靈敏度調(diào)整單元303。角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元313接收變焦和聚焦信息(位置信息)302,并且基于通過(guò)該信息確定的焦距和攝像倍率計(jì)算第一校正系數(shù)(以下稱為“角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)”),由此將第一校正系數(shù)輸出給靈敏度調(diào)整單元303。下面詳細(xì)描述用于計(jì)算角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)的方法。當(dāng)將角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元313的輸出輸入給靈敏度調(diào)整單元303時(shí),靈敏度調(diào)整單元303放大 HPF積分濾波器301的輸出,以獲得角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正目標(biāo)值。根據(jù)該配置,校正了攝像機(jī)的圖像平面對(duì)于抖動(dòng)校正單元110的抖動(dòng)校正行程的抖動(dòng)校正靈敏度變化,該變化是由諸如鏡頭位置的聚焦或變焦的光學(xué)信息的變化引起的。靈敏度調(diào)整單元303將所確定的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正目標(biāo)值發(fā)送給加法器312。加法器312的輸出作為圖像抖動(dòng)校正量被發(fā)送給驅(qū)動(dòng)單元112。驅(qū)動(dòng)單元112驅(qū)動(dòng)抖動(dòng)校正單元110,由此執(zhí)行圖像抖動(dòng)校正。接下來(lái),將描述平移抖動(dòng)校正。由第二檢測(cè)單元來(lái)檢測(cè)裝置中在與攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的平面中的水平方向或垂直方向上生成的平移抖動(dòng),因此,在攝像機(jī)CPU 106 的控制下執(zhí)行抖動(dòng)校正。角速度傳感器108p的輸出被輸入給HPF積分濾波器309。隨后,HPF積分濾波器 309的HPF從該輸出中濾除DC分量。而且,將該輸出進(jìn)行積分以轉(zhuǎn)換成角度信號(hào)。HPF積分濾波器309的輸出被輸入給增益調(diào)整單元310。增益調(diào)整單元310和HPF積分濾波器309 對(duì)要經(jīng)受平移抖動(dòng)校正的頻帶中的增益和相位特性進(jìn)行調(diào)整。由下面要描述的輸出校正單元311校正增益調(diào)整單元310的輸出,以獲得平移抖動(dòng)校正目標(biāo)值。該平移抖動(dòng)校正目標(biāo)值被發(fā)送給加法器312,以與上述的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正目標(biāo)值相加。通過(guò)將平移抖動(dòng)校正量與角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量相加所獲得的相加結(jié)果是圖像抖動(dòng)校正量。另外,與上述處理并行,角速度傳感器108p的輸出被輸入給HPF相位調(diào)整單元 304。HPF相位調(diào)整單元304濾除與角速度傳感器108p的輸出重疊的DC分量,并且調(diào)整該信號(hào)的相位。這里,將截止頻率調(diào)整為與下面要描述的HPF積分濾波器305的HPF的截止頻率相匹配,使得頻率特性相互匹配。HPF相位調(diào)整單元304的輸出被發(fā)送給用作帶通單元的角速度傳感器BPF (帶通濾波器)單元306,由此提取預(yù)定頻帶中的頻率分量。加速度計(jì)109p的輸出被輸入給HPF積分濾波器305。隨后,HPF積分濾波器305 的HPF從該輸出中濾除DC分量。隨后,將該輸出進(jìn)行積分以轉(zhuǎn)換為速度信號(hào)。如上所述, HPF積分濾波器305的HPF的截止頻率被設(shè)置為與HPF相位調(diào)整單元304的HPF的頻率特性相匹配。HPF積分濾波器305的輸出被發(fā)送給用作帶通單元的加速度計(jì)BPF(帶通濾波器)單元307,由此提取預(yù)定頻帶中的頻率分量。角速度傳感器BPF單元306的輸出和加速度計(jì)BPF單元307的輸出被輸入給比較單元308。比較單元308計(jì)算用于校正增益調(diào)整單元310的輸出的校正量(校正系數(shù)),并且將所計(jì)算出的校正量輸出給輸出校正單元311。下面描述用于由比較單元308計(jì)算校正量的方法。還將平移抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元314的輸出輸入給輸出校正單元311。角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元313接收變焦和聚焦信息302,并且基于通過(guò)這些位置信息確定的攝像倍率計(jì)算第二校正系數(shù)(以下稱為“平移抖動(dòng)校正系數(shù)”)。下面詳細(xì)描述用于計(jì)算平移抖動(dòng)校正系數(shù)的方法。將平移抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元314的輸出輸入給輸出校正單元311。 輸出校正單元311基于所計(jì)算出的平移抖動(dòng)校正系數(shù)校正增益調(diào)整單元310的輸出,由此獲得平移抖動(dòng)校正目標(biāo)值。加法器312將平移抖動(dòng)校正目標(biāo)值與前述的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正目標(biāo)值相加,隨后將結(jié)果作為圖像抖動(dòng)校正量輸出給驅(qū)動(dòng)單元112。這樣,通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元112 來(lái)驅(qū)動(dòng)抖動(dòng)校正單元110,因此,針對(duì)角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)和平移抖動(dòng)兩者校正了圖像抖動(dòng)。接下來(lái),描述用于基于從比較單元308輸出的校正量以及從角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元313和平移抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元314輸出的校正系數(shù),計(jì)算圖像抖動(dòng)校正量的方法。圖4示出了攝像機(jī)101的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)103p和平移抖動(dòng)104p。在攝像鏡頭(即, 攝像機(jī)101的攝像光學(xué)系統(tǒng))的主點(diǎn)位置,平移抖動(dòng)104p的幅度用“Y”表示,角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng) 103p的幅度(S卩,角位移)用“ θ ”表示。當(dāng)限定了角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的旋轉(zhuǎn)中心401ρ時(shí),旋轉(zhuǎn)半徑402ρ的長(zhǎng)度用“L”表示。長(zhǎng)度“L”對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)中心401ρ與加速度計(jì)109ρ之間的距離。另外,角速度用“ ω,,表示,速度用“V”表示,加速度用“Α”表示,角加速度用“ ω a”表示。此時(shí),以下關(guān)系得到滿足。Y = LXe(1)V = LX ω(2)A = LXcoa (3)在此,公式(1)中的位移“Y”通過(guò)對(duì)加速度計(jì)109ρ的輸出進(jìn)行二階積分來(lái)計(jì)算, 角位移“ θ ”通過(guò)對(duì)角速度傳感器108ρ的輸出進(jìn)行一階積分來(lái)計(jì)算。因此,當(dāng)將“Y”除以 “ θ ”時(shí),計(jì)算出了旋轉(zhuǎn)半徑的長(zhǎng)度“L”。另外,公式(2)中的速度“V”通過(guò)對(duì)加速度計(jì)109ρ 的輸出進(jìn)行一階積分來(lái)計(jì)算,角速度“ ω ”通過(guò)角速度傳感器108ρ的輸出來(lái)計(jì)算。因此,當(dāng)將“V”除以“ω”時(shí),計(jì)算出了旋轉(zhuǎn)半徑的長(zhǎng)度“L”。公式(3)中的加速度“Α”通過(guò)加速度計(jì)109ρ的輸出來(lái)計(jì)算,角加速度“ ω a”通過(guò)對(duì)角速度傳感器108p的輸出進(jìn)行一階微分來(lái)計(jì)算。因此,當(dāng)將“A”除以“《a”時(shí),計(jì)算出了旋轉(zhuǎn)半徑的長(zhǎng)度“L”??梢允褂霉舰胖罥J (3)中的任一個(gè)來(lái)計(jì)算值L??梢酝ㄟ^(guò)以下公式(4),使用攝像光學(xué)系統(tǒng)的主點(diǎn)位置處的平移抖動(dòng)“Y”、攝像光學(xué)系統(tǒng)的抖動(dòng)角“ θ ”和焦距“f”以及攝像倍率“β ”,來(lái)計(jì)算可能在攝像面上出現(xiàn)的抖動(dòng)量 “δ,,。δ = (1+β ) XfX θ +β XY (4)可以基于關(guān)于攝像光學(xué)系統(tǒng)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息以及由此獲得的攝像倍率和焦距,來(lái)計(jì)算公式(4)中的右側(cè)第一項(xiàng)的“f”和“β ”值。抖動(dòng)角“ θ ”可以通過(guò)對(duì)角速度傳感器108ρ的輸出進(jìn)行一階積分來(lái)計(jì)算。相應(yīng)地,可以根據(jù)參照?qǐng)D3描述的信息來(lái)校正角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)。對(duì)于公式(4)的右側(cè)的第二項(xiàng),可以基于關(guān)于變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息以及由此獲得的攝像倍率來(lái)計(jì)算符號(hào)“ β ”,并且可以通過(guò)對(duì)加速度計(jì)109ρ的輸出進(jìn)行二階積分來(lái)計(jì)算值“Y”。相應(yīng)地,可以根據(jù)參照?qǐng)D3描述的信息來(lái)校正平移抖動(dòng)。然而,在本實(shí)施方式中,針對(duì)可以通過(guò)以下公式(5)(其是公式(4)的變型)獲得的抖動(dòng)量“ S ”來(lái)執(zhí)行圖像抖動(dòng)校正δ = (1+β ) XfX θ + β XLX θ (5)換句話說(shuō),針對(duì)平移抖動(dòng)“Y”,本實(shí)施方式不使用可以基于對(duì)加速度計(jì)109ρ的輸出的積分而計(jì)算出的平移抖動(dòng)的位移。使用公式(1)、公式(2)或公式(3)來(lái)計(jì)算旋轉(zhuǎn)半徑的長(zhǎng)度“L”,并且基于值“L”、角速度傳感器108ρ的輸出的積分結(jié)果“ θ,,以及攝像倍率 “ β ”來(lái)計(jì)算抖動(dòng)量“ δ ”。角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元313計(jì)算作為公式(5)右側(cè)第一項(xiàng)的校正系數(shù)“(l+β) Xf ”,并且平移抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元314計(jì)算作為公式(5)右側(cè)第二項(xiàng)的校正系數(shù)“β”。圖5是例示在校正量計(jì)算處理中使用的圖3所示的比較單元308的示例內(nèi)部構(gòu)成的框圖。角速度傳感器BPF單元306和加速度計(jì)BPF單元307的輸出被發(fā)送給旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算單元501,并且旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算單元501使用以下公式(6)來(lái)計(jì)算旋轉(zhuǎn)半徑的長(zhǎng)度“L”。L = V/ω (6)在本實(shí)施方式中,利用公式(2)來(lái)計(jì)算值L??梢酝ㄟ^(guò)速度“V”和角速度“ ω ”各自在預(yù)定時(shí)間(例如,當(dāng)角速度傳感器BPF單元306和加速度計(jì)BPF單元307 二者的截止頻率都是5Hz時(shí),該時(shí)間被設(shè)置為200ms)內(nèi)的最大振幅峰值之比來(lái)計(jì)算旋轉(zhuǎn)半徑“L”。而且,可以針對(duì)已計(jì)算了速度“V”和角速度“ ω,, 的各個(gè)時(shí)刻更新旋轉(zhuǎn)半徑“L”。此時(shí),對(duì)于速度“V”和角速度“ ω ”中的每一個(gè)都進(jìn)行了時(shí)間順序平均,并且通過(guò)低通濾波器(LPF)濾除了高頻分量。因此,當(dāng)計(jì)算旋轉(zhuǎn)半徑時(shí),可以計(jì)算去除了高頻噪聲分量的旋轉(zhuǎn)半徑。旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算單元501將所計(jì)算出的值L發(fā)送給靜止圖像限制處理單元502和運(yùn)動(dòng)圖像限制處理單元504。靜止圖像限制處理單元502利用針對(duì)拍攝靜止圖像而設(shè)置的上限值來(lái)執(zhí)行計(jì)算處理。當(dāng)由旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算單元501輸出的值L等于或大于用于拍攝靜止圖像的上限值時(shí),該值L被固定為上限值。當(dāng)由旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算單元501輸出的值L小于用于拍攝靜止圖像的上限值時(shí),將由旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算單元501輸出的值L照原樣輸出。運(yùn)動(dòng)圖像限制處理單元504利用針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像拍攝操作而設(shè)置的上限值來(lái)執(zhí)行計(jì)算處理。當(dāng)由旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算單元501輸出的值L等于或大于用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的上限值時(shí),該值L被固定為上限值。當(dāng)由旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算單元501輸出的值L小于用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的上限值時(shí),將由旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算單元501輸出的值L照原樣輸出。靜止圖像限制處理單元502和運(yùn)動(dòng)圖像限制處理單元504的輸出值分別被發(fā)送給校正信號(hào)整流單元503和校正信號(hào)整流單元505。校正信號(hào)整流單元503和校正信號(hào)整流單元505分別針對(duì)靜止圖像限制處理單元502和運(yùn)動(dòng)圖像限制處理單元504的輸出值執(zhí)行整流處理,使得在校正信號(hào)中不會(huì)出現(xiàn)階狀變化。這里,由用于信號(hào)整流的LPF(低通濾波器)濾除高頻分量。LPF的截止頻率例如被設(shè)置為0. 5Hz或更低的頻率。另選的是,可以通過(guò)針對(duì)預(yù)定時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)平均計(jì)算來(lái)執(zhí)行信號(hào)整流。校正信號(hào)整流單元503和校正信號(hào)整流單元505的輸出被發(fā)送給校正信號(hào)選擇單元507。校正信號(hào)整流單元503和校正信號(hào)整流單元505的輸出以及指示攝像模式506的信號(hào)被輸入給校正信號(hào)選擇單元507。根據(jù)下面描述的圖7所示的流程圖執(zhí)行校正信號(hào)選擇處理,并且校正信號(hào)選擇單元507將所選擇的校正信號(hào)輸出給輸出校正單元311。接下來(lái),參照?qǐng)D9A、圖9B、圖10A、圖IOB和圖IOC描述在AF操作期間的微小驅(qū)動(dòng)操作和爬山驅(qū)動(dòng)操作。首先,參照?qǐng)D9A和圖9B描述微小驅(qū)動(dòng)操作。圖9A是例示在微小驅(qū)動(dòng)操作期間聚焦鏡頭的運(yùn)動(dòng)與AF評(píng)價(jià)值的變化之間的關(guān)系的圖。在橫軸上標(biāo)繪時(shí)間,在縱軸上標(biāo)繪聚焦鏡頭的位置。圖9A的上部所示的矩形信號(hào)表示視頻信號(hào)的垂直同步信號(hào)。另一方面,圖9B 是例示在微小驅(qū)動(dòng)操作期間攝像倍率“ β ”和在本實(shí)施方式中使用的用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”的變化的圖。下面將描述它們的細(xì)節(jié),其中,在橫軸上標(biāo)繪時(shí)間,在縱軸上標(biāo)繪攝像倍率“β”。圖9Α中的附圖標(biāo)記“EVA”表示與在時(shí)間段“Α”已在攝像部件107中累積的電荷對(duì)應(yīng)的AF評(píng)價(jià)值,并且該AF評(píng)價(jià)值由攝像機(jī)CPU 106在時(shí)間Ta獲取。另外,附圖標(biāo)記“EVB” 表示與在下一時(shí)間段“B”已往攝像部件107中累積的電荷對(duì)應(yīng)的AF評(píng)價(jià)值,并且該AF評(píng)價(jià)值由攝像機(jī)CPU 106在時(shí)間Tb獲取。在時(shí)間Tc,攝像機(jī)CPU 106比較AF評(píng)價(jià)值EVa和EVB。 如果EVb > EVaJU攝像機(jī)CPU 106進(jìn)行控制以移動(dòng)聚焦鏡頭的微小驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)(抖動(dòng))中心。更具體地說(shuō),驅(qū)動(dòng)振幅是抖動(dòng)振幅和中心移動(dòng)振幅的和,并且通過(guò)增加聚焦鏡頭的中心移動(dòng)振幅來(lái)偏移聚焦鏡頭的驅(qū)動(dòng)中心。另一方面,如果EVa > EVbJU攝像機(jī)CPU 106 執(zhí)行控制,以不移動(dòng)聚焦鏡頭的抖動(dòng)中心(驅(qū)動(dòng)振幅=抖動(dòng)振幅)。如上所述,將用于檢測(cè)在移動(dòng)聚焦鏡頭時(shí)AF評(píng)價(jià)值增大的方向的操作或者用于搜索AF評(píng)價(jià)值成為最大值的聚焦鏡頭位置(峰值位置)的操作稱為“微小驅(qū)動(dòng)操作”。如參照公式(4)和(5)所述,當(dāng)執(zhí)行圖像穩(wěn)定性控制時(shí),利用攝像光學(xué)系統(tǒng)的變焦和聚焦位置信息和由此獲得的攝像倍率“ β ”和焦距“f”,來(lái)計(jì)算控制量。隨著圖9A所示的聚焦鏡頭的位置移動(dòng),攝像倍率“ β ”如圖9Β中所示的曲線901所示地變化。注意,通過(guò)如上所述的微小驅(qū)動(dòng)操作執(zhí)行鏡頭驅(qū)動(dòng),并且聚焦鏡頭不必聚焦在目標(biāo)被攝體上。當(dāng)在圖像穩(wěn)定性控制期間攝像倍率“ β ”值增大時(shí),圖像穩(wěn)定性控制量也增大。這里,如果未針對(duì)目標(biāo)被攝體正確設(shè)置攝像倍率“ β ”,則當(dāng)攝像倍率“ β ”小于目標(biāo)攝像倍率時(shí)(在被攝體處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的位置處)圖像穩(wěn)定性控制是不足的。相反,如果攝像倍率“ β,, 大于目標(biāo)攝像倍率,則圖像穩(wěn)定性控制是過(guò)校正的。角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量的值和平移抖動(dòng)校正量的值隨著攝像倍率“ β,,的增大而增大。因此,當(dāng)在攝像倍率“ β ”增大的方向上執(zhí)行誤差計(jì)算時(shí),大大影響了圖像穩(wěn)定性控制。在此情況下,有可能在圖像穩(wěn)定性控制期間,出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝期間的圖像穩(wěn)定性能的劣化,或者出現(xiàn)在拍攝之前正準(zhǔn)備拍攝時(shí)被攝體在取景器中的呈現(xiàn)劣化。
鑒于以上,代替照原樣使用對(duì)應(yīng)于聚焦鏡頭位置的攝像倍率“ β,,(參見(jiàn)實(shí)線指示的曲線901)來(lái)控制圖像穩(wěn)定性,通過(guò)下面參照?qǐng)D6到圖8描述的方法來(lái)計(jì)算用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c” (參見(jiàn)虛線指示的曲線902),以供在圖像穩(wěn)定性控制中使用。接下來(lái),參照?qǐng)D10Α、圖IOB和圖IOC描述爬山驅(qū)動(dòng)操作。在爬山驅(qū)動(dòng)操作中,高速驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭,檢測(cè)使在聚焦鏡頭移動(dòng)期間獲得的AF評(píng)價(jià)值達(dá)到最大的峰值位置或其鄰域。圖IOA是例示在爬山驅(qū)動(dòng)操作期間聚焦鏡頭的運(yùn)動(dòng)與AF評(píng)價(jià)值之間的示例關(guān)系的圖。圖IOB是例示在爬山驅(qū)動(dòng)操作期間聚焦鏡頭的運(yùn)動(dòng)與聚焦鏡頭的位置之間的示例關(guān)系的圖。圖IOC是例示在爬山驅(qū)動(dòng)操作期間聚焦鏡頭的運(yùn)動(dòng)與聚焦鏡頭的攝像倍率之間的示例關(guān)系的圖。圖IOA中的縱軸表示AF評(píng)價(jià)值,圖IOB中的縱軸表示聚焦鏡頭的位置,圖IOC 中縱軸表示聚焦鏡頭的攝像倍率。圖10Α、圖IOB和圖IOC中橫軸表示時(shí)間。在圖IOA中,AF評(píng)價(jià)值與聚焦鏡頭的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地增大,并且AF評(píng)價(jià)值在時(shí)間點(diǎn) “C”處達(dá)到最大,隨后減小。由于能夠在此點(diǎn)確認(rèn)峰值位置(聚焦位置)的存在,所以聚焦鏡頭的位置被控制為在圖IOB所示的時(shí)間T1返回。當(dāng)聚焦鏡頭到達(dá)使AF評(píng)價(jià)值在時(shí)間T3 達(dá)到最大的聚焦位置時(shí),爬山驅(qū)動(dòng)操作結(jié)束,并且切換到微小驅(qū)動(dòng)操作。另一方面,當(dāng)AF評(píng)價(jià)值沒(méi)有峰值并且單調(diào)遞減時(shí),確定聚焦鏡頭的驅(qū)動(dòng)方向不正確。在此情況下,反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方向,并且繼續(xù)爬山驅(qū)動(dòng)操作。在圖IOC中,由實(shí)線表示的曲線1001表示對(duì)應(yīng)于聚焦鏡頭位置的攝像倍率“ β ” 的變化。另外,由虛線表示的曲線1002表示通過(guò)下面參照?qǐng)D6到圖8描述的方法計(jì)算的用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”,下面描述其細(xì)節(jié)。接下來(lái),參照?qǐng)D6所示的流程圖描述攝像機(jī)101的整體操作。通過(guò)開(kāi)啟攝像機(jī)101 的主電源來(lái)開(kāi)始下面要描述的處理。為了解釋本發(fā)明的主要構(gòu)成以便于理解,將省略攝像機(jī)101執(zhí)行的各種控制操作(例如,電池檢查、測(cè)光、針對(duì)AF操作的鏡頭驅(qū)動(dòng)、電子閃光燈充電、拍攝操作等)。此外,不管執(zhí)行了任何步驟,當(dāng)關(guān)閉了攝像機(jī)101的主電源時(shí),流程圖中所示的處理都將結(jié)束。在本實(shí)施方式中的連續(xù)AF模式中,即使拍攝者沒(méi)有按壓第一開(kāi)關(guān) SWl,也將針對(duì)被攝體重復(fù)連續(xù)聚焦操作。當(dāng)攝像機(jī)101不處于連續(xù)AF模式時(shí),可以采用手動(dòng)聚焦模式或單AF模式,其中,在手動(dòng)聚焦模式中手動(dòng)執(zhí)行攝像機(jī)101的調(diào)焦,單AF模式在AF掃描操作之后聚焦在被攝體上,以在此后維持聚焦鏡頭位置。首先,在步驟S601,攝像機(jī)CPU 106檢測(cè)運(yùn)動(dòng)圖像開(kāi)關(guān)(以下稱為“運(yùn)動(dòng)圖像SW”) 的狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)圖像SW是設(shè)置在操作單元(未示出)處且在拍攝者拍攝運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)采用的操作指令單元。當(dāng)運(yùn)動(dòng)圖像SW處于“接通”狀態(tài)時(shí),處理進(jìn)行到步驟S602,而當(dāng)運(yùn)動(dòng)圖像SW 處于“斷開(kāi)(OFF)”狀態(tài)時(shí),處理進(jìn)行到步驟S606。在步驟S602,開(kāi)始運(yùn)動(dòng)圖像的記錄。在步驟S603,攝像機(jī)CPU 106執(zhí)行連續(xù)AF處理。在步驟S604,攝像機(jī)CPU 106檢測(cè)運(yùn)動(dòng)圖像 Sff的狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)圖像SW處于“接通”狀態(tài)時(shí),處理返回到步驟S603,而當(dāng)運(yùn)動(dòng)圖像SW處于“斷開(kāi)”狀態(tài)時(shí),處理進(jìn)行到步驟S605。在步驟S605,結(jié)束運(yùn)動(dòng)圖像的記錄,并且處理返回到步驟S601。另一方面,在步驟S606,攝像機(jī)CPU 106確定攝像機(jī)101的當(dāng)前模式是否是連續(xù) AF模式。如果當(dāng)前模式是連續(xù)AF模式,則處理進(jìn)行到步驟S607。攝像機(jī)CPU 106執(zhí)行連續(xù)AF處理,隨后處理進(jìn)行到步驟S608。如果在步驟S606中當(dāng)前模式不是連續(xù)AF模式,則處理進(jìn)行到步驟S608。在步驟S608中,攝像機(jī)CPU 106確定第一開(kāi)關(guān)SWl的狀態(tài)。如果第一開(kāi)關(guān)SWl處于“接通”狀態(tài), 則處理進(jìn)行到步驟S609。如果第一開(kāi)關(guān)SWl處于“斷開(kāi)”狀態(tài),則處理返回到步驟S601。在步驟S609,攝像機(jī)CPU 106基于圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行AE處理。根據(jù)該配置,適當(dāng)?shù)卮_定光圈量和快門速度值。接下來(lái),在步驟S610,攝像機(jī)CPU 106執(zhí)行AF處理。注意,如果設(shè)置了手動(dòng)聚焦模式,則攝像機(jī)CPU 106不執(zhí)行AF處理。在步驟S611中,攝像機(jī)CPU 106確定第二開(kāi)關(guān) SW2的狀態(tài)。如果第二開(kāi)關(guān)SW2處于“接通”狀態(tài),則處理進(jìn)行到步驟S613。如果第二開(kāi)關(guān) SW2處于“斷開(kāi)”狀態(tài),則處理進(jìn)行到步驟S612。在步驟S613,攝像機(jī)CPU 106控制攝像操作,并且處理返回到步驟S601。在步驟S612中,攝像機(jī)CPU 106確定第一開(kāi)關(guān)SWl的狀態(tài)。 如果第一開(kāi)關(guān)SWl處于“斷開(kāi)”狀態(tài),則處理返回到步驟S601。如果第一開(kāi)關(guān)SWl處于“接通”狀態(tài),則處理返回到步驟S611。在SW2處于“接通”狀態(tài)或SWl處于“斷開(kāi)”狀態(tài)之前, 聚焦位置都被鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢?。接下?lái),參照?qǐng)D7所示的流程圖描述根據(jù)本實(shí)施方式的用于控制圖像穩(wěn)定性的總體操作。通過(guò)開(kāi)啟攝像機(jī)101的主電源來(lái)開(kāi)始該處理,并且按照預(yù)定采樣時(shí)段(間隔)來(lái)執(zhí)行該處理。首先,在步驟S701,攝像機(jī)CPU 106檢測(cè)圖像穩(wěn)定性開(kāi)關(guān)(以下稱為“圖像穩(wěn)定性 Sff")的狀態(tài)。圖像穩(wěn)定性SW是設(shè)置在操作單元(未示出)處且在拍攝者指示攝像機(jī)101 是執(zhí)行抖動(dòng)校正(圖像穩(wěn)定性SW處于“接通”狀態(tài))還是不執(zhí)行抖動(dòng)校正(圖像穩(wěn)定性SW 處于“斷開(kāi)”狀態(tài))時(shí)采用的操作指令單元。如果圖像穩(wěn)定性SW處于“接通”狀態(tài),則處理進(jìn)行到步驟S702。如果圖像穩(wěn)定性SW處于“斷開(kāi)”狀態(tài),則處理進(jìn)行到步驟S718。在步驟S702,攝像機(jī)CPU 106捕獲來(lái)自加速度計(jì)109p的加速度檢測(cè)信號(hào),并且捕獲來(lái)自角速度傳感器108p的角速度檢測(cè)信號(hào)。接下來(lái),在步驟S703,攝像機(jī)CPU 106確定是否能夠執(zhí)行抖動(dòng)校正。例如,在步驟S703確定從開(kāi)啟電源的時(shí)間點(diǎn)到加速度計(jì)109p和角速度傳感器108p的輸出得到穩(wěn)定的時(shí)間點(diǎn)不能執(zhí)行抖動(dòng)校正。另外,在步驟S703確定在加速度計(jì)109p和角速度傳感器108p的輸出已穩(wěn)定之后能夠執(zhí)行抖動(dòng)校正。當(dāng)在剛剛開(kāi)啟電源之后檢測(cè)值不穩(wěn)定時(shí),圖像穩(wěn)定性能不夠。步驟S703中的確定處理被設(shè)置為在此狀態(tài)下不執(zhí)行抖動(dòng)校正。注意,可以通過(guò)從開(kāi)啟電源起經(jīng)過(guò)的時(shí)間、檢測(cè)信號(hào)變化量等來(lái)確定是穩(wěn)定加速度檢測(cè)信號(hào)還是穩(wěn)定角速度檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)確定能夠執(zhí)行抖動(dòng)校正時(shí),處理進(jìn)行步驟S704,而當(dāng)確定不能執(zhí)行抖動(dòng)校正時(shí),處理進(jìn)行到步驟S718。在步驟S704,攝像機(jī)CPU 106利用參照?qǐng)D3描述的方法來(lái)計(jì)算角度。該角度是圖 3中所示的HPF積分濾波器301的輸出值。接下來(lái),攝像機(jī)CPU 106在步驟S705中計(jì)算針對(duì)靜止圖像的旋轉(zhuǎn)半徑L2,并且在步驟S706計(jì)算針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像的旋轉(zhuǎn)半徑Ll。攝像機(jī)CPU 106中的比較單元308執(zhí)行計(jì)算,并且可以采用圖5中描述的上限值。例如,靜止圖像限制處理單元502利用針對(duì)拍攝靜止圖像而設(shè)置的上限值來(lái)執(zhí)行計(jì)算處理。當(dāng)針對(duì)靜止圖像的旋轉(zhuǎn)半徑L2等于或大于用于拍攝靜止圖像的上限值時(shí),靜止圖像限制處理單元502將L2 設(shè)置為上限值。當(dāng)針對(duì)靜止圖像的旋轉(zhuǎn)半徑L2小于用于拍攝靜止圖像的上限值時(shí),照原樣輸出L2。另一方面,運(yùn)動(dòng)圖像限制處理單元504利用用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的上限值來(lái)執(zhí)行計(jì)算處理。當(dāng)針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像的旋轉(zhuǎn)半徑Ll等于或大于用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的上限值時(shí),將Ll 設(shè)置為上限值,而當(dāng)針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像的旋轉(zhuǎn)半徑Ll小于用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的上限值時(shí),照原樣輸出Li。作為圖5中所示的校正信號(hào)調(diào)整單元503和505的輸出值,獲得了計(jì)算結(jié)果。
接下來(lái),在步驟S707中,攝像機(jī)CPU 106確定第二開(kāi)關(guān)SW2的狀態(tài)。如果第二開(kāi)關(guān)SW2處于“接通”狀態(tài),則處理進(jìn)行到步驟S708。如果第二開(kāi)關(guān)SW2處于“斷開(kāi)”狀態(tài),則處理進(jìn)行到步驟S709。在步驟S708和S709,攝像機(jī)CPU 106計(jì)算通過(guò)公式(5)右側(cè)第一項(xiàng)的表達(dá)式確定的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量。將在步驟S709中將攝像倍率“ β ”設(shè)置為用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的攝像倍率“ β Cl”時(shí)獲得的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量稱為“角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量1”,而將在步驟S708中將攝像倍率“ β,,設(shè)置為用于拍攝靜止圖像的攝像倍率“ β c2”時(shí)獲得的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量稱為“角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量2”。角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量1 = (1+β cl) XfX θ (7)角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量2 = (l+β c2) XfX θ (8)注意,下面將描述用于計(jì)算在圖像穩(wěn)定性控制中使用的攝像倍率“β C”(β Cl, β c2)的方法。在執(zhí)行步驟S708之后,處理前進(jìn)到步驟S710,并且攝像機(jī)CPU 106利用在步驟 S705中計(jì)算出的用于拍攝靜止圖像的旋轉(zhuǎn)半徑L2和公式(5)右側(cè)第二項(xiàng)的表達(dá)式來(lái)計(jì)算用于拍攝靜止圖像的平移抖動(dòng)校正量。用于拍攝靜止圖像的平移抖動(dòng)校正量=β XL2X θ (9)如在步驟S708 —樣,將這里采用的攝像倍率“ β ”設(shè)置為用于拍攝靜止圖像的攝像倍率“0c2”。隨后,處理進(jìn)行到步驟S716。在執(zhí)行步驟S709之后,處理進(jìn)行到步驟S711,攝像機(jī)CPU 106確定AF模式是否是連續(xù)AF模式。如果AF模式是連續(xù)AF模式,則處理進(jìn)行到步驟S712。如果AF模式不是連續(xù)AF模式,則處理進(jìn)行到步驟S713。在步驟S712,攝像機(jī)CPU 106利用在步驟S706計(jì)算的用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的旋轉(zhuǎn)半徑Ll和公式(5)右側(cè)第二項(xiàng)的表達(dá)式來(lái)計(jì)算用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的平移抖動(dòng)校正量。用于拍攝靜止圖像的平移抖動(dòng)校正量=β XLlX θ (10)如在步驟S709 —樣,將這里采用的攝像倍率“ β ”設(shè)置為用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的攝像倍率“β Cl”。隨后,處理進(jìn)行到步驟S716。在步驟S713中,攝像機(jī)CPU 106確定第一開(kāi)關(guān)SWl的狀態(tài)。如果第一開(kāi)關(guān)SWl處于“接通”狀態(tài),則處理進(jìn)行到步驟S714。如果第一開(kāi)關(guān)SWl處于“斷開(kāi)”狀態(tài),則處理進(jìn)行到步驟S715。在步驟S714,如在步驟S712 —樣計(jì)算用于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的平移抖動(dòng)校正量, 并且處理進(jìn)行到步驟S716。另一方面,在步驟S715,攝像機(jī)CPU 106將平移抖動(dòng)校正量設(shè)置為0。在此情況下,由于AF模式被設(shè)置為單AF模式,所以很可能在按下SWl執(zhí)行AF操作之前,被攝體不處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。因此,將平移抖動(dòng)校正量設(shè)置為0。隨后,處理進(jìn)行到步驟 S716。在步驟S716,生成抖動(dòng)校正量,并且攝像機(jī)CPU 106將已計(jì)算出的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量和平移抖動(dòng)校正量相加,由此計(jì)算圖像抖動(dòng)校正量。在步驟S717,攝像機(jī)CPU 106根據(jù)所生成的圖像抖動(dòng)校正量來(lái)執(zhí)行對(duì)校正鏡頭的驅(qū)動(dòng)控制。具體地說(shuō),驅(qū)動(dòng)單元112基于圖像抖動(dòng)校正量驅(qū)動(dòng)抖動(dòng)校正單元110,隨后驅(qū)動(dòng)校正鏡頭。當(dāng)處理從步驟S701和步驟S703進(jìn)行到步驟S718時(shí),攝像機(jī)CPU 106停止驅(qū)動(dòng)校正鏡頭。在步驟S717和步驟S718之后,結(jié)束抖動(dòng)校正例程。隨后,攝像機(jī)CPU 106處于待機(jī)模式,直到到達(dá)下一采樣時(shí)間點(diǎn),此時(shí)再次開(kāi)始抖動(dòng)校正例程。接下來(lái),將描述用于計(jì)算步驟S708中的“角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量2”和步驟S709中的 “角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正量1”以及設(shè)置在步驟S710、步驟S712和步驟S714中的計(jì)算中使用的用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”的方法。圖8示出了由角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元313和平移抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元314執(zhí)行的處理的示例。這里,平移抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元314輸出用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”,角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元313向用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”加1,隨后將該結(jié)果乘以由變焦和聚焦信息302確定的焦距“f”,由此輸出值 ((l+β c) Xf)。下面,將描述用于計(jì)算用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β C”的方法。變焦和聚焦信息302包括關(guān)于變焦鏡頭位置和聚焦鏡頭位置的信息,并且被輸入給攝像倍率計(jì)算單元801。攝像倍率計(jì)算單元801計(jì)算攝像倍率“ β ”,并且將該攝像倍率 “ β ”發(fā)送給攝像倍率計(jì)算單元802以進(jìn)行控制。該計(jì)算單元計(jì)算用于在控制圖像穩(wěn)定性中使用的攝像倍率“β C”。將攝像倍率計(jì)算單元801的輸出值作為Xl發(fā)送給狀態(tài)比較器804,并且還將它作為正輸入發(fā)送給減法器803。將狀態(tài)比較器804的輸出值經(jīng)由延遲單元807提供給減法器 803的負(fù)輸入。延遲器807的輸出是在狀態(tài)比較器804的輸出之前一個(gè)周期的采樣數(shù)據(jù), 并且減法器803從攝像倍率計(jì)算單元801的輸出值中減去一個(gè)周期前的采樣數(shù)據(jù)。減法器 803的輸出標(biāo)記為“diff ”,它被輸入給狀態(tài)比較器804。狀態(tài)比較器804確定diff是否小于預(yù)定值(標(biāo)記為“X”)。當(dāng)diff小于預(yù)定值X時(shí),狀態(tài)比較器804選擇作為攝像倍率計(jì)算單元801的輸出值的攝像倍率XI,并且將該攝像倍率Xl輸出給LPF (低通濾波器)808。由減法器803輸出的diff被發(fā)送給乘法器805,并且被乘以預(yù)設(shè)增益(標(biāo)記為 “Kd”)。這里,當(dāng)增益Kd的值被設(shè)為小于1的值(例如,0.1)時(shí),diff是正數(shù)值和較大的值,并且攝像倍率被設(shè)置為不經(jīng)歷陡變。加法器806將乘法器805的輸出與通過(guò)延遲單元 807的一個(gè)周期之前的采樣數(shù)據(jù)相加,并且將相加結(jié)果作為X2發(fā)送給狀態(tài)比較器804。當(dāng) diff等于或大于預(yù)定值X時(shí),狀態(tài)比較器804選擇X2,并將X2輸出給LPF 808。作為判斷基準(zhǔn)的預(yù)定值X被設(shè)置為正值。因此,如果diff是負(fù)值,則狀態(tài)比較器 804始終選擇作為攝像倍率計(jì)算單元801的輸出值的XI。因此,狀態(tài)比較器804的輸出值在減小方向上無(wú)延遲地轉(zhuǎn)變。然而,當(dāng)diff是正值并且在增大方向上具有大變化量時(shí),抑制用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的陡變。LPF 808接收狀態(tài)比較器804的輸出值,從該輸出中濾除高頻分量,并且將用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“β c”輸出給靈敏度調(diào)整單元303或輸出校正單元311。LPF 808 還提供了抑制用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的陡變的效果。下面參照?qǐng)D9Β和圖IOC來(lái)描述用于在圖8所示的控制下控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“β c”的變化。在橫軸上標(biāo)繪時(shí)間,并且在縱軸上標(biāo)繪攝像倍率。圖9Β是例示在微小驅(qū)動(dòng)操作期間攝像倍率“ β ”和用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”的變化的示例的圖。 圖IOC是例示在爬山驅(qū)動(dòng)操作期間攝像倍率“ β ”和用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c” 的變化的示例的圖。在圖8所示的控制操作中,代替照原樣使用對(duì)應(yīng)于聚焦鏡頭位置的攝像倍率“ β ”(參見(jiàn)由實(shí)線指示的曲線901)來(lái)控制圖像穩(wěn)定性,使用了用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c” (參見(jiàn)由虛線指示的曲線902)。用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”是由攝像倍率計(jì)算單元802輸出的用于控制的攝像倍率。在攝像倍率增大的聚焦驅(qū)動(dòng)方向上,β c 變化以逐漸趨近攝像倍率“ β,,(參見(jiàn)曲線901),以便防止圖像穩(wěn)定性控制劣化。另外,在攝像倍率減小的聚焦驅(qū)動(dòng)方向上,用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”變化以立即趨近攝像倍率“ β,,(參見(jiàn)曲線901),以便防止圖像穩(wěn)定性控制劣化。因此,能夠減小與在攝像倍率“ β ”增大的方向上的陡變相關(guān)聯(lián)的圖像穩(wěn)定性控制效果。在圖IOC中,由實(shí)線表示的曲線1001表示對(duì)應(yīng)于聚焦鏡頭位置的攝像倍率“ β ” 的變化。由虛線指示的曲線1002指示用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”的變化,該攝像倍率“ β C”已由圖8所示的方法計(jì)算出并且以使得在攝像倍率增大時(shí)逐漸趨近攝像倍率 “ β ”(參見(jiàn)曲線1001)的方式變化。在時(shí)間T1,將聚焦鏡頭臨時(shí)驅(qū)動(dòng)到超出AF評(píng)價(jià)值的峰值位置(聚焦位置)之外的位置。在時(shí)間T3,聚焦鏡頭到達(dá)AF評(píng)價(jià)值的峰值位置(聚焦位置)。這里,用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”的值在時(shí)間到達(dá)時(shí)間T1和T3之間的時(shí)間T2之前,小于攝像倍率“ β,,的值,并且變化以逐漸趨近攝像倍率“ β ”。在時(shí)間T2之后, 攝像倍率“ β,,的值減小,并且用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”的值以與攝像倍率 “ β ”基本相同的方式變化。注意,LPF 808的作用在針對(duì)攝像倍率“ β ”調(diào)整用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”時(shí)提供了一些延遲。如上所述,用于控制的攝像倍率計(jì)算單元802在攝像倍率增大的方向上抑制了用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的增大。在攝像倍率減小的方向上,不抑制用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的減小,或者抑制程度相比于攝像倍率增大的方向變小。因此,為了在利用 AF操作的聚焦驅(qū)動(dòng)期間控制圖像穩(wěn)定性,能夠防止出現(xiàn)對(duì)由攝像倍率的陡變引起的圖像穩(wěn)定性的過(guò)校正。因此,即使在諸如運(yùn)動(dòng)圖像拍攝等的AF操作期間,也能夠執(zhí)行針對(duì)角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)和平移抖動(dòng)的圖像穩(wěn)定性控制。根據(jù)第一實(shí)施方式,能夠以高精度執(zhí)行對(duì)平移抖動(dòng)的校正,同時(shí)減小與在攝像期間的攝像倍率陡變相關(guān)聯(lián)的圖像穩(wěn)定性控制性能的劣化。(第二實(shí)施方式)接下來(lái),將描述本發(fā)明第二實(shí)施方式。根據(jù)第二實(shí)施方式的圖像拍攝裝置的基本構(gòu)成與第一實(shí)施方式中的相同,下面僅描述它們之間的區(qū)別。用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)指示與第一實(shí)施方式中的組件對(duì)應(yīng)或類似的組件,因此省略了對(duì)這些組件的解釋。圖11是例示根據(jù)第二實(shí)施方式由角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元313和平移抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元314執(zhí)行的用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的計(jì)算處理的示例的框圖。在變焦和聚焦信息302與用于控制的物距計(jì)算單元1102之間設(shè)置有物距計(jì)算單元1101,并且攝像倍率計(jì)算單元801設(shè)置在用于控制的物距計(jì)算單元1102的模塊下游。攝像倍率計(jì)算單元801輸出用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率。物距計(jì)算單元1101使用變焦和聚焦信息302來(lái)計(jì)算物距,即,從攝像機(jī)101到被攝體的距離(物距)。所計(jì)算出的距離信息被發(fā)送給用于控制的物距計(jì)算單元1102,該用于控制的物距計(jì)算單元1102計(jì)算在控制圖像穩(wěn)定性時(shí)使用的物距。用于控制的物距計(jì)算單元1102的內(nèi)部構(gòu)成與在第一實(shí)施方式中描述的如圖8所示的用于控制的攝像倍率計(jì)算單元802的內(nèi)部構(gòu)成基本相同,除去在減法器1104與圖8中所示的減法器803之間反轉(zhuǎn)了正/負(fù)輸入外。換句話說(shuō),物距計(jì)算單元1101的輸出值是減法器1104的負(fù)輸入,延遲器807 的輸出值是減法器1104的正輸入。這是因?yàn)?,需要按以下方式?lái)計(jì)算用于控制的物距,即, 使得在物距減小的方向上的攝像倍率陡變得到抑制,而在物距增大的方向上的攝像倍率的變化不受抑制。將由用于控制的物距計(jì)算單元1102輸出的用于控制圖像穩(wěn)定性的物距輸入給攝像倍率計(jì)算單元801。攝像倍率計(jì)算單元801使用物距和變焦位置信息來(lái)計(jì)算用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β c”。圖12示出了當(dāng)變焦位置固定時(shí)攝像倍率相對(duì)于物距的變化。在橫軸上標(biāo)繪物距, 并且在縱軸上標(biāo)繪攝像倍率。隨著從攝像機(jī)到被攝體的距離變短,攝像倍率逐漸增大。根據(jù)第二實(shí)施方式,在物距減小的方向(攝像倍率增大的方向)上抑制用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的陡變。另外,在物距增大的方向(攝像倍率減小的方向)上,不抑制用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的變化,或者抑制程度相比于物距減小的方向變小。因此,為了在利用AF操作的聚焦驅(qū)動(dòng)期間控制圖像穩(wěn)定性,能夠防止對(duì)由攝像倍率的陡變引起的圖像穩(wěn)定性的過(guò)校正。因此,即使在諸如運(yùn)動(dòng)圖像拍攝等的AF操作期間,也能夠執(zhí)行針對(duì)角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)和平移抖動(dòng)的圖像穩(wěn)定性控制。相比于根據(jù)第一實(shí)施方式的用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率“ β C”的計(jì)算,能夠獲得抑制攝像倍率的陡變的效果。本發(fā)明的圖像穩(wěn)定性控制裝置可以安裝在數(shù)字單反鏡頭攝像機(jī)或數(shù)字小型攝像機(jī)中。本發(fā)明不限于此。該圖像穩(wěn)定性控制裝置也可以安裝在諸如數(shù)字錄像機(jī)、監(jiān)視攝像機(jī)、Web攝像機(jī)或移動(dòng)電話的各種光學(xué)裝置中。盡管已參照示例實(shí)施方式描述了本發(fā)明的實(shí)施方式,但是應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施方式。應(yīng)對(duì)所附權(quán)利要求的范圍給予最寬的解釋,以使其涵蓋所有這種變型以及等同結(jié)構(gòu)和功能。本申請(qǐng)要求2010年10月19日提交的日本專利申請(qǐng)2010-234207號(hào)的優(yōu)先權(quán),通過(guò)引用將該日本專利申請(qǐng)全部并入于此。
權(quán)利要求
1.一種具有攝像光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)裝置,該攝像光學(xué)系統(tǒng)至少包括聚焦鏡頭,該光學(xué)裝置包括第一檢測(cè)單元,其被配置為檢測(cè)角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng);第二檢測(cè)單元,其被配置為以不同于所述第一檢測(cè)單元的方式檢測(cè)平移抖動(dòng);控制單元,其被配置為通過(guò)基于所述第一檢測(cè)單元的輸出和所述第二檢測(cè)單元的輸出,生成針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的校正量和針對(duì)所述平移抖動(dòng)的校正量,來(lái)計(jì)算圖像抖動(dòng)校正量;以及驅(qū)動(dòng)單元,其被配置為根據(jù)所述圖像抖動(dòng)校正量來(lái)驅(qū)動(dòng)抖動(dòng)校正單元,其中,所述控制單元利用關(guān)于所述光學(xué)系統(tǒng)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息來(lái)計(jì)算用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率,并且計(jì)算所述圖像抖動(dòng)校正量,以在所述光學(xué)系統(tǒng)的攝像倍率增大的方向上抑制所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置,其中,所述控制單元包括校正系數(shù)計(jì)算單元,該校正系數(shù)計(jì)算單元被配置為利用關(guān)于所述光學(xué)系統(tǒng)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息來(lái)計(jì)算針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的第一校正系數(shù)和針對(duì)所述平移抖動(dòng)的第二校正系數(shù),并且其中,所述控制單元基于所述第一檢測(cè)單元的輸出以及由所述校正系數(shù)計(jì)算單元計(jì)算出的、包括所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的所述第一校正系數(shù),來(lái)計(jì)算針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的校正量,并且基于所述第二檢測(cè)單元的輸出以及由所述校正系數(shù)計(jì)算單元計(jì)算出的、包括所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的所述第二校正系數(shù),來(lái)計(jì)算針對(duì)所述平移抖動(dòng)的校正量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)裝置,其中,所述校正系數(shù)計(jì)算單元在所述光學(xué)系統(tǒng)的攝像倍率增大的方向上抑制所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)的變化,并且在所述光學(xué)系統(tǒng)的攝像倍率減小的方向上不抑制所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)的變化,或者與所述攝像倍率增大的方向相比減小抑制程度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置,該光學(xué)裝置還包括距離計(jì)算單元,其被配置為利用關(guān)于所述光學(xué)系統(tǒng)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息來(lái)計(jì)算距被攝體的距離,其中,所述控制單元利用關(guān)于由所述距離計(jì)算單元計(jì)算出的所述距被攝體的距離的信息,來(lái)計(jì)算所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)裝置,該光學(xué)裝置還包括校正系數(shù)計(jì)算單元,其被配置為利用關(guān)于由所述距離計(jì)算單元計(jì)算出的所述距被攝體的距離的信息,來(lái)計(jì)算針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的第一校正系數(shù)和針對(duì)所述平移抖動(dòng)的第二校正系數(shù),其中,所述控制單元基于所述第一檢測(cè)單元的輸出以及由所述校正系數(shù)計(jì)算單元計(jì)算出的、包括所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的所述第一校正系數(shù),來(lái)計(jì)算針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的校正量,并且基于所述第二檢測(cè)單元的輸出以及由所述校正系數(shù)計(jì)算單元計(jì)算出的、包括所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的所述第二校正系數(shù),來(lái)計(jì)算針對(duì)所述平移抖動(dòng)的校正量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)裝置,其中,所述校正系數(shù)計(jì)算單元在所述距被攝體的距離減小的方向上抑制所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)的變化,并且在所述距被攝體的距離增大的方向上不抑制所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)的變化,或者與所述距被攝體的距離減小的方向相比減小抑制程度。
7.一種圖像拍攝裝置,該圖像拍攝裝置包括攝像部件,其將由光學(xué)系統(tǒng)獲得的被攝體的光圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào);以及根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像拍攝裝置,其中,所述控制單元包括校正系數(shù)計(jì)算單元, 該校正系數(shù)計(jì)算單元被配置為利用關(guān)于所述光學(xué)系統(tǒng)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息來(lái)計(jì)算針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的第一校正系數(shù)和針對(duì)所述平移抖動(dòng)的第二校正系數(shù),并且所述校正系數(shù)計(jì)算單元在連續(xù)聚焦模式下抑制所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)的變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像拍攝裝置,其中,所述第二檢測(cè)單元計(jì)算所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的旋轉(zhuǎn)半徑,并且根據(jù)由所述第一檢測(cè)單元獲得的檢測(cè)值來(lái)檢測(cè)所述平移抖動(dòng)的量。
10.一種具有攝像光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)裝置的控制方法,該攝像光學(xué)系統(tǒng)至少包括聚焦鏡頭,該控制方法包括第一檢測(cè)步驟,在該第一檢測(cè)步驟中檢測(cè)角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng);第二檢測(cè)步驟,在該第二檢測(cè)步驟中以不同于所述第一檢測(cè)步驟的方式檢測(cè)平移抖動(dòng);控制步驟,在該控制步驟中通過(guò)基于所述第一檢測(cè)步驟的輸出和所述第二檢測(cè)步驟的輸出,生成針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的校正量和針對(duì)所述平移抖動(dòng)的校正量,來(lái)計(jì)算圖像抖動(dòng)校正量;以及驅(qū)動(dòng)步驟,在該驅(qū)動(dòng)步驟中根據(jù)所述圖像抖動(dòng)校正量來(lái)驅(qū)動(dòng)抖動(dòng)校正單元,其中,在所述控制步驟中,利用關(guān)于所述光學(xué)系統(tǒng)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息來(lái)計(jì)算用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率,并且計(jì)算所述圖像抖動(dòng)校正量,以在所述光學(xué)系統(tǒng)的攝像倍率增大的方向上抑制所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的增大。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制方法,其中,所述控制步驟包括校正系數(shù)計(jì)算步驟,該校正系數(shù)計(jì)算步驟利用關(guān)于所述光學(xué)系統(tǒng)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息來(lái)計(jì)算針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的第一校正系數(shù)和針對(duì)所述平移抖動(dòng)的第二校正系數(shù),并且其中,在所述控制步驟中,基于所述第一檢測(cè)步驟的輸出以及由所述校正系數(shù)計(jì)算步驟計(jì)算出的、包括所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的所述第一校正系數(shù),來(lái)計(jì)算針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的校正量,并且基于所述第二檢測(cè)步驟的輸出以及由所述校正系數(shù)計(jì)算步驟計(jì)算出的、包括所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的所述第二校正系數(shù),來(lái)計(jì)算針對(duì)所述平移抖動(dòng)的校正量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制方法,其中,在所述校正系數(shù)計(jì)算步驟中,在所述光學(xué)系統(tǒng)的攝像倍率增大的方向上抑制所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)的變化,并且在所述光學(xué)系統(tǒng)的攝像倍率減小的方向上不抑制所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)的變化,或者與所述攝像倍率增大的方向相比減小抑制程度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制方法,該控制方法還包括距離計(jì)算步驟,在該距離計(jì)算步驟中利用關(guān)于所述光學(xué)系統(tǒng)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置信息,計(jì)算距被攝體的距離,其中,在所述控制步驟中,利用關(guān)于由所述距離計(jì)算步驟計(jì)算出的所述距被攝體的距離的信息,來(lái)計(jì)算所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法,該控制方法還包括校正系數(shù)計(jì)算步驟,在該校正系數(shù)計(jì)算步驟中,利用關(guān)于由所述距離計(jì)算步驟計(jì)算出的所述距被攝體的距離的信息,來(lái)計(jì)算針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的第一校正系數(shù)和針對(duì)所述平移抖動(dòng)的第二校正系數(shù),其中,在所述控制步驟中,基于所述第一檢測(cè)步驟的輸出以及由所述校正系數(shù)計(jì)算步驟計(jì)算出的、包括所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的所述第一校正系數(shù),來(lái)計(jì)算針對(duì)所述角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的校正量,并且基于所述第二檢測(cè)單元的輸出以及由所述校正系數(shù)計(jì)算步驟計(jì)算出的、包括所述用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的所述第二校正系數(shù),來(lái)計(jì)算針對(duì)所述平移抖動(dòng)的校正量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制方法,其中,在所述校正系數(shù)計(jì)算步驟中,在所述距被攝體的距離減小的方向上抑制所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)的變化,并且在所述距被攝體的距離增大的方向上不抑制所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)的變化,或者與所述距被攝體的距離減小的方向相比減小抑制程度。
全文摘要
本發(fā)明提供了光學(xué)裝置、圖像拍攝裝置以及光學(xué)裝置的控制方法。圖像拍攝裝置利用角速度傳感器和加速度計(jì)來(lái)檢測(cè)裝置中生成的角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)和平移抖動(dòng)。角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元利用變焦鏡頭位置及聚焦鏡頭位置計(jì)算第一校正系數(shù)。平移抖動(dòng)校正系數(shù)計(jì)算單元利用攝像光學(xué)系統(tǒng)的攝像倍率計(jì)算第二校正系數(shù)。攝像機(jī)CPU(106)由角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的檢測(cè)值和第一校正系數(shù)計(jì)算角旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的校正量,由平移抖動(dòng)的檢測(cè)值和第二校正系數(shù)計(jì)算平移抖動(dòng)的校正量,生成兩校正量以計(jì)算圖像抖動(dòng)校正量,以在攝像倍率增大的方向抑制用于控制圖像穩(wěn)定性的攝像倍率的增大。驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)圖像抖動(dòng)校正量驅(qū)動(dòng)抖動(dòng)校正單元,抖動(dòng)校正單元校正攝像光學(xué)系統(tǒng)的圖像面中生成的圖像抖動(dòng)。
文檔編號(hào)G02B27/64GK102455567SQ20111032500
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者若松伸茂 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社