像抖動校正裝置以及攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及校正基于攝影時的手抖引起的像抖動而產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化的像抖動校 正裝置以及搭載了該像抖動校正裝置的攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，搭載了手抖校正功能的照相機得以普及。在這種照相機中，即使在進(jìn)行 手持?jǐn)z影時，攝影者即使不特別注意手抖，也能夠拍攝不存在像抖動的圖像。
[0003] -般來說，照相機的手抖校正功能的校正性能利用能夠?qū)ο穸秳舆M(jìn)行校正的快門 速度（曝光時間）的值來表示。這是利用在不執(zhí)行手抖校正功能而拍攝的圖像中開始出現(xiàn) 由手抖引起的像抖動的影響的快門速度（也稱作手抖極限快門速度）和在執(zhí)行手抖校正功 能而拍攝的圖像中開始出現(xiàn)由手抖引起的像抖動的影響的快門速度的比率來表示。
[0004] 但是，以往以來公知的照相機的手抖校正的結(jié)構(gòu)例如如下所述。首先，利用與手抖 檢測部對應(yīng)的陀螺儀傳感器等，檢測像抖動量（像面移動量），該像抖動量（像面移動量） 基于由手抖引起的照相機主體的姿勢變化。然后，根據(jù)由手抖檢測部檢測出的像抖動量，計 算像抖動校正量。并且，進(jìn)行像抖動校正的像抖動校正部基于所計算出的像抖動校正量，使 光學(xué)系統(tǒng)或攝像元件向抵消由手抖檢測部檢測出的像抖動量的方向移動。由此，抑制在攝 像面上產(chǎn)生的像抖動。
[0005] 但是，在從由手抖檢測部檢測出像抖動量開始到實際上校正了像抖動為止（進(jìn)行 了光學(xué)系統(tǒng)或攝像元件的移動為止），存在響應(yīng)延遲，該響應(yīng)延遲成為使手抖校正功能的校 正性能下降的主要原因之一。
[0006] 此外，存在照相機的攝影光學(xué)系統(tǒng)中的焦距越長，則手抖校正功能的校正性能越 下降的傾向。這是因為：焦距越長，由于手抖產(chǎn)生的像面的移動量越大，所以例如需要更早 地響應(yīng)由像抖動校正部帶來的光學(xué)系統(tǒng)或攝像元件的移動等、用于根據(jù)像面的移動量來校 正像抖動的條件變得嚴(yán)格。
[0007] 因此，在焦距較長的望遠(yuǎn)區(qū)域中的攝影的情況、或在攝影倍率增大的近距離拍攝 的情況、或攝影者的手抖的頻率較高的情況等下，由上述響應(yīng)延遲帶來的影響也進(jìn)一步增 大。
[0008] 針對這樣的問題，在現(xiàn)有技術(shù)中存在如下的方法。
[0009] 例如，在專利文獻(xiàn)1所公開的方法中，具有：角速度傳感器，其對手抖進(jìn)行檢測；高 通濾波器，其針對所檢測出的抖動信號，對低于第1折點頻率的頻率的抖動信號進(jìn)行衰減 處理；相位補償濾波器，其針對由該高通濾波器處理后的信號，補償其與被處理之前的信號 的相位之間的相位偏差；以及抖動校正部，其基于由該相位補償濾波器補償了相位偏差后 的抖動信號，對攝像裝置的像抖動進(jìn)行校正，通過利用相位補償濾波器來改變相位以抵消 由高通濾波器產(chǎn)生的相位偏差，由此防止由相位偏差帶來的校正性能的下降。
[0010] 此外，例如，在專利文獻(xiàn)2所公開的方法中，以固定周期讀入（采樣）陀螺儀傳感 器的角速度輸出，進(jìn)行時間積分運算而計算出角速度的積分值，根據(jù)所計算出的積分值和 上次積分值的差分求出積分值的變化量，基于變化量和由抖動校正模塊確定出的延遲時間 和控制時間，為了獲得能夠抵消鏡頭的光軸的斜率的移位鏡頭移動量而計算相加值，使用 將本次累計值加上相加值后的值，計算用于使移位鏡頭移動的控制值并進(jìn)行驅(qū)動，由此獲 得無抖動的攝影圖像。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011-145354號公報
[0014] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2006-139095號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明所要解決的問題
[0016] 但是，上述的專利文獻(xiàn)1所公開的方法針對由高通濾波器引起的相位偏差進(jìn)行相 位調(diào)整，未考慮伴隨校正量的運算的延遲時間、伴隨由驅(qū)動部的響應(yīng)延遲等帶來的延遲時 間的性能下降。此外，在相位補償濾波器中，由于僅是針對特定的頻率范圍進(jìn)行相位補償， 所以未必能說是針對如在照相機的手抖狀態(tài)下產(chǎn)生的像抖動信號那樣包含各種頻率成分 的像抖動信號，完全地補償了相位偏差（延遲）。
[0017] 此外，在上述的專利文獻(xiàn)2所公開的方法中，將對角速度進(jìn)行了積分得到的校正 量的變化量、即基于距緊前的角速度的延遲時間的變化量與校正量相加，由此能夠在角速 度的變化較小的區(qū)間內(nèi)獲得運算誤差較小的校正量，但是，可能在角速度的變化較大的區(qū) 間內(nèi)獲得運算誤差較大的校正量。此外，原理上來說，被相加的變化量是用線性近似的方 法計算出的變化量，所以如果上述延遲時間變長，則相加值的誤差增大，有可能導(dǎo)致錯誤校 正。
[0018] 這樣，專利文獻(xiàn)1和2所公開的方法未必能說是在各種頻率混雜的手抖中進(jìn)行了 充分的手抖校正。此外，在其他現(xiàn)有技術(shù)中也同樣。
[0019] 本發(fā)明正是著眼于上述問題而完成的，其目的在于提供一種通過簡單的運算來高 精度地預(yù)測由手抖校正產(chǎn)生的延遲時間之后的手抖的狀態(tài)，由此抵消延遲時間，實現(xiàn)高校 正性能的手抖校正裝置和搭載了該手抖校正裝置的攝像裝置。
[0020] 用于解決問題的手段
[0021] 本發(fā)明的第1方式提供一種像抖動校正裝置，其對基于攝像裝置的姿勢變化的像 抖動進(jìn)行校正，其中，該像抖動校正裝置具有：光學(xué)系統(tǒng)，其對被攝體像進(jìn)行成像；攝像元 件，其拍攝由所述光學(xué)系統(tǒng)成像的被攝體像；抖動校正部，其使在所述光學(xué)系統(tǒng)中包含的鏡 頭相對于光軸在垂直方向上移動，或者使所述攝像元件在成像面上移動，由此對像抖動進(jìn) 行校正；抖動檢測部，其對所述攝像裝置的姿勢變化量進(jìn)行檢測；保持部，其對由所述抖動 檢測部在不同的時刻檢測出的3個以上的姿勢變化量進(jìn)行保持；預(yù)測部，其基于被所述保 持部保持的3個以上的姿勢變化量，并根據(jù)基于所述姿勢變化量的時間變化的近似函數(shù)， 計算規(guī)定時間后的姿勢變化量的預(yù)測值；抖動量計算部，其基于由所述預(yù)測部計算出的預(yù) 測值，計算像抖動量；以及驅(qū)動控制部，其基于由所述抖動量計算部計算出的像抖動量，計 算由所述抖動校正部帶來的所述鏡頭或所述攝像元件的移動量。
[0022] 本發(fā)明的第2方式提供一種像抖動校正裝置，其對基于攝像裝置的姿勢變化的像 抖動進(jìn)行校正，其中，該像抖動校正裝置具有：光學(xué)系統(tǒng)，其對被攝體像進(jìn)行成像；攝像元 件，其拍攝由所述光學(xué)系統(tǒng)成像的被攝體像；抖動校正部，其使在所述光學(xué)系統(tǒng)中包含的鏡 頭相對于光軸在垂直方向上移動，或者使所述攝像元件在成像面上移動，由此對像抖動進(jìn) 行校正；抖動檢測部，其對基于所述攝像裝置的姿勢變化量的像面移動量進(jìn)行檢測；保持 部，其對由所述抖動檢測部在不同的時刻檢測出的3個以上的姿勢變化量進(jìn)行保持；預(yù)測 部，其基于被所述保持部保持的3個以上的像面移動量，并根據(jù)基于所述像面移動量的時 間變化的近似函數(shù)，計算規(guī)定時間后的像面移動量的預(yù)測值；以及驅(qū)動控制部，其基于由所 述預(yù)測部計算出的預(yù)測值，計算由所述抖動校正部帶來的所述鏡頭或所述攝像元件的移動 量。
[0023] 本發(fā)明的第3方式提供一種像抖動校正裝置，在第1或第2方式中，由所述預(yù)測部 在所述近似函數(shù)的計算時使用的3個以上的姿勢變化量或像面移動量是在當(dāng)前時點到規(guī) 定時間之間由所述抖動檢測部檢測出的3個以上的姿勢變化量或像面移動量。
[0024] 本發(fā)明的第4方式提供一種像抖動校正裝置，在第1或第2方式中，由所述預(yù)測部 計算出的預(yù)測值是與從進(jìn)行了由所述抖動檢測部進(jìn)行的檢測開始到進(jìn)行了由所述抖動校 正部進(jìn)行的校正為止的處理時間相當(dāng)?shù)臅r間后的值。
[0025] 本發(fā)明的第5方式提供一種像抖動校正裝置，在第1或第2方式中，由所述預(yù)測部 在所述近似函數(shù)的計算時使用的3個以上的姿勢變化量或像面移動量包含由所述抖動檢 測部檢測出的最新的姿勢變化量或像面移動量。
[0026] 本發(fā)明的第6方式提供一種像抖動校正裝置，在第1或第2方式中，由所述預(yù)測部 在所述近似函數(shù)的計算時使用的3個以上的姿勢變化量或像面移動量被所述抖動檢測部 檢測出的時刻的時間間隔為2的冪的時間。
[0027] 本發(fā)明的第7方式提供一種攝像裝置，具有第1至6的任意一個方式所述的像抖 動校正裝置。
[0028] 發(fā)明效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種通過簡單的運算來高精度地預(yù)測由手抖校正產(chǎn)生的延 遲時間后的手抖的狀態(tài)，由此抵消延遲時間，實現(xiàn)較高的校正性能的手抖校正裝置和搭載 了該手抖校正裝置的攝像裝置。
【附圖說明】
[0030] 圖1是示出像抖動校正涉及的控制的流程和處理時間的一例的圖。
[0031] 圖2是說明對延遲時間后的手抖的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測的方法的一例的圖。
[0032]圖3是示出包含本發(fā)明的第1實施方式的像抖動校正裝置的照相機的結(jié)構(gòu)例的 圖。
[0033]圖4是示出第1實施方式的抖動校正微型計算機的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0034] 圖5是示出第1實施方式的角速度預(yù)測部的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0035] 圖6是示出第1實施方式的角速度預(yù)測部中的、輸入角速度的時間變化和預(yù)測角 速度的時間變化的關(guān)系的一例的圖。
[0036]圖7是示出第2實施方式的抖動校正微型計算機的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0037] 圖8是示出第2實施方式的校正量預(yù)測部的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0038] 圖9是示出第2實施方式的校正量預(yù)測部中的、X方向或Y方向上涉及的、計算校 正量的時間變化和預(yù)測校正量的時間變化的關(guān)系的一例的圖。
[0039] 圖10是示出包含第3實施方式的像抖動校正裝置的照相機的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0040] 圖11是示出第3實施方式的抖動校正微型計算機的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0041] 圖12是示出第3實施方式的校正量運算部的結(jié)構(gòu)例的圖。
【具體實施方式】
[0042] 本發(fā)明的后述的各實施方式的像抖動校正裝置是對基于攝像裝置的姿勢變化的 像抖動進(jìn)行校正的裝置。首先，使用圖1和圖2