專利名稱：圖像拾取設(shè)備、其照相機主體、以及可互換式透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及校正手抖動從而改進(jìn)拾取圖像的精確度的圖像拾取設(shè)備、其照相機主體、以及可互換式透鏡。
本發(fā)明尤其涉及實現(xiàn)用于手抖動的校正性能的改進(jìn)的圖像拾取設(shè)備、其照相機主體、以及可互換式透鏡。
背景技術(shù)：
在如今的照相機中，諸如曝光確定和聚焦的對于拍攝很重要的操作都是自動化的，且即使對照相機操作不熟練的人員引起拍攝失敗的可能性也已經(jīng)變得很小。
并且最近，已經(jīng)研究了用于防止施加在照相機上的手抖動的系統(tǒng)，并且引起拍攝者錯誤拍攝的因素已經(jīng)幾乎沒有了。
在此將簡短地描述防止手抖動的圖像穩(wěn)定器系統(tǒng)。
拍攝期間照相機的手抖動通常是頻率為1Hz到10Hz的振動，但是作為即使在曝光時間點造成這種手抖動也使得能夠拍攝沒有圖像模糊的照片的基本概念，檢測手抖動引起的照相機的振動，并且依照此檢測結(jié)果在正交于其光軸的平面上布置校正透鏡是必要的(光學(xué)圖像穩(wěn)定器系統(tǒng))。
即，為了即使發(fā)生照相機的振動也能拍攝沒有圖像模糊的照片，以下處理是必要的首先精確地檢測照相機的振動、其次校正手抖動引起的光軸上的改變。
通過由角速度傳感器等檢測照相機的振動，并且基于所檢測到的照相機振動信息驅(qū)動用于使拍攝光軸偏離的校正光學(xué)設(shè)備，從而執(zhí)行圖像模糊校正(例如見日本專利申請公開No.H07-218967)。
并且，為了改進(jìn)拍攝距離短的近距攝影期間的圖像模糊校正的精確度，已經(jīng)提出了其上帶有加速度傳感器和角速度傳感器的設(shè)備，該設(shè)備不僅檢測旋轉(zhuǎn)振動而且還檢測平行振動，并校正這兩種振動(例如見日本專利申請公開No.H03-46642)。
并且，當(dāng)使用加速度傳感器時，由于重力加速度的影響，可能發(fā)生對平行振動檢測的錯誤，因此還提出了一種設(shè)備，該設(shè)備從六軸傳感器的信號(XYZ軸的加速度和關(guān)于各軸的角速度)計算靜止坐標(biāo)系和照相機坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣，并且消除重力加速度的影響(例如見日本專利申請公開No.H09-80523)。
在如日本專利申請公開No.H09-80523所公開的情況中，六軸傳感器用于進(jìn)行姿態(tài)計算，并且消除加速度傳感器的重力加速度分量，該結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。
這導(dǎo)致了系統(tǒng)的較大尺寸和成本增長、以及需要高速計算處理系統(tǒng)。
作為截去象直流的重力分量的方法，有一種插入高通濾波器從而截去直流分量的方法。
在此，將具體說明重力加速度對平行振動檢測的影響。
例如在附圖的圖9A所示的狀態(tài)中，其中照相機平置在正規(guī)位置，加速度傳感器92輸出對應(yīng)重力加速度G的信號。
當(dāng)要檢測平行振動時，由高通濾波器(HPF)截去此重力加速度分量，并且進(jìn)行兩次積分(二重積分)，從而可以計算出平行振動位移。
然而，當(dāng)如附圖的圖9B所示，照相機從正規(guī)位置傾斜角度α?xí)r，加速度傳感器92的重力加速度分量從G變?yōu)镚eosα。
此改變量也由HPF截去，但是HPF具有必需檢測手抖動分量的特性，因此將截止頻率設(shè)定為低級別(例如0.05Hz)是必要的。
因此，當(dāng)象直流的重力加速度分量改變時，直到改變量被完全截去且輸出信號變得穩(wěn)定之前需要很長時間。結(jié)果，圖像模糊校正的精確度會降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種圖像拾取設(shè)備和透鏡可互換式照相機系統(tǒng)，該圖像拾取設(shè)備和透鏡可互換式照相機系統(tǒng)在取景改變(framing change)期間快速實現(xiàn)平行振動檢測信號的穩(wěn)定，并且對微距攝影期間的振動校正也是有效的。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明特征在于，平行振動檢測裝置(例如加速度傳感器)的信號處理的濾波器特性依照旋轉(zhuǎn)振動檢測裝置(例如角速度傳感器)的輸出信號改變。
從而，可以快速消除取景改變引起的加速度傳感器的重力加速度分量中的任何改變，并且可以快速實現(xiàn)平行振動檢測信號的穩(wěn)定。結(jié)果，可以實現(xiàn)精確的圖像模糊校正。
從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的以上和其他目的、特征、和優(yōu)勢將變得更加明顯。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的照相機系統(tǒng)的配置的框圖。
圖2是示出了圖1的系統(tǒng)中的平行振動檢測裝置和旋轉(zhuǎn)振動檢測裝置的信號處理的框圖。
圖3是圖1的系統(tǒng)中的平行振動和旋轉(zhuǎn)振動的說明圖。
圖4是示出了圖1的系統(tǒng)中的照相機主體的操作的流程圖。
圖5是示出了圖1的系統(tǒng)中的可互換式透鏡的操作的流程圖。
圖6是示出了圖1的系統(tǒng)中的該可互換式透鏡的操作的流程圖。
圖7是示出了圖1的系統(tǒng)中的圖像模糊校正操作的流程圖。
圖8是示出了圖1的系統(tǒng)中的圖像模糊校正操作的流程圖。
圖9A和9B是用于說明圖1的系統(tǒng)中的加速度傳感器接收到的重力加速度的影響的視圖。
圖10是示出了圖1的系統(tǒng)中的高通濾波器的一個具體例子的電路圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例。
圖1示出了包括照相機主體1和可互換式透鏡2的照相機系統(tǒng)。
來自要被拍攝的對象的拍攝光束通過可互換式透鏡2的攝影光學(xué)系統(tǒng)，且其中一部分由照相機主體1的快速復(fù)原主反射鏡3反射，其中該照相機主體1的快速復(fù)原主反射鏡3的中心部分在準(zhǔn)備拍攝期間提供副反射鏡。
之后，光束變?yōu)槲謇忡R4中的直立圖像，并且拍攝者可以通過光學(xué)取景器(OVF)5確認(rèn)它作為對象圖像。
并且，參考標(biāo)號6表示測光電路，它測量未示出的聚焦板(focusing plate)上的亮度，并且將測量結(jié)果輸入到照相機系統(tǒng)控制MPU 7。
基于前述測量的結(jié)果，照相機系統(tǒng)控制MPU 7確定例如曝光時間和孔徑的拍攝條件。
測光電路6中的測光傳感器被劃分為多個區(qū)域，并且可以逐個區(qū)域地獲得測光結(jié)果。
參考標(biāo)號8表示布置在快速復(fù)原主反射鏡3的背面的副反射鏡。
副反射鏡8執(zhí)行使光束通過快速復(fù)原主反射鏡3的副反射鏡表面以入射到距離測量裝置9的功能。
距離測量裝置9對入射光束進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和信號處理，并且將其輸入到照相機系統(tǒng)控制MPU 7。
當(dāng)進(jìn)入拍攝操作時，快速復(fù)原主反射鏡3和副反射鏡8縮回到五棱鏡4側(cè)。
焦面快門10由快門驅(qū)動電路11驅(qū)動，并且拍攝光束成像在圖像拾取部分(CCD或CMOS)12的表面上。接著，拍攝的光學(xué)圖像被光電轉(zhuǎn)換為圖像拾取信號。
并且，參考標(biāo)號13表示定時產(chǎn)生器，它控制圖像拾取部分12的積累操作、讀出操作、復(fù)位操作等。
參考標(biāo)號14表示降低圖像拾取部分12的所積累的電荷噪聲的CDS電路(雙重校正采樣電路)，參考標(biāo)號15表示放大圖像拾取信號的增益控制電路，并且參考標(biāo)號16表示將放大的圖像拾取信號從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器。
參考標(biāo)號17表示對數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理、顏色轉(zhuǎn)換處理、伽瑪處理等的圖像信號處理電路。
經(jīng)過信號處理的圖像信號被存儲到緩沖存儲器18中，顯示在LCD 19上，并且記錄在可拆卸安裝的存儲卡20中。
操作部分21包括用于進(jìn)行照相機的拍攝模式設(shè)定、記錄的圖形文件大小的設(shè)定、以及釋放和拍攝的開關(guān)。
照相機系統(tǒng)控制MPU 7用于控制照相機主體1的上述操作。
它通過照相機主體1側(cè)的接口電路22和可互換式透鏡2側(cè)的接口電路23與透鏡MPU 24相互通信。
它發(fā)送聚焦驅(qū)動命令，并且發(fā)送和接收諸如照相機主體1和可互換式透鏡2的操作狀態(tài)和內(nèi)部的光學(xué)信息的數(shù)據(jù)。
在可互換式透鏡2中布置聚焦透鏡25、變焦透鏡26、圖像模糊校正透鏡27以及孔徑28，作為攝影光學(xué)系統(tǒng)的一部分。
聚焦透鏡25借助于來自透鏡MPU 24的控制信號，通過聚焦控制電路29和聚焦透鏡驅(qū)動電機30進(jìn)行驅(qū)動。
在聚焦控制電路28中，除了聚焦透鏡驅(qū)動電路以外，還包括聚焦編碼器，該聚焦編碼器輸出依照聚焦透鏡移動的區(qū)域圖案信號和脈沖信號等?？梢杂纱司劢咕幋a器檢測物距。
由操作未示出的變焦操作環(huán)的拍攝者移動變焦透鏡26。
變焦編碼器31輸出依照變焦透鏡移動的區(qū)域圖案信號。
透鏡MPU 24從聚焦編碼器和變焦編碼器31讀取信號，并且讀出通過物距和焦距的組合而事先存儲的拍攝圖像放大倍率數(shù)據(jù)，從而獲得拍攝圖像放大倍率。
通過圖像模糊校正控制電路32和線性電機33驅(qū)動圖像模糊校正透鏡27。
用于檢測旋轉(zhuǎn)振動的角速度傳感器35和用于檢測平行振動的加速度傳感器37的振動信號分別由信號處理電路36和38進(jìn)行信號處理。
經(jīng)過信號處理的振動信號輸入到透鏡MPU 24。
由透鏡MPU 24計算校正透鏡驅(qū)動目標(biāo)信號，從校正透鏡編碼器34輸出的校正透鏡位置信號被反饋，并且驅(qū)動信號輸出到圖像模糊校正控制電路32。以這種方式進(jìn)行圖像模糊校正。
來自透鏡MPU 24的控制信號通過孔徑控制電路39和步進(jìn)電機40驅(qū)動孔徑28。
在此，將參考圖2的框圖，描述從角速度傳感器35和加速度傳感器37的信號由透鏡MPU 24通過信號處理電路36和38進(jìn)行信號處理之后直到獲得旋轉(zhuǎn)振動和平行振動的詳細(xì)處理。
加速度傳感器37的輸出信號其中包括平行振動加速度分量、照相機的姿態(tài)引起的重力加速度分量、以及旋轉(zhuǎn)振動引起的重力加速度變化分量。
通過模擬高通濾波器41消除照相機的姿態(tài)引起的重力加速度分量和偏移分量，并且通過放大電路42實現(xiàn)預(yù)定倍數(shù)(K1)的信號放大。
之后，前述輸出信號由透鏡MPU 24中的A/D轉(zhuǎn)換器43A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
接著，實現(xiàn)數(shù)字高通濾波器44進(jìn)行的處理，之后消除從后面將描述的角位移信號計算的旋轉(zhuǎn)振動所引起的重力加速度變化分量，并且抽取平行振動加速度分量。之后，由積分器45和46進(jìn)行兩次積分處理，從而獲得平行振動位移信號S。
并且，角速度傳感器35的輸出信號的偏移分量由模擬高通濾波器47消除。之后，放大電路49執(zhí)行預(yù)定倍數(shù)(K2)的信號放大，且透鏡MPU 24中的A/D轉(zhuǎn)換器49將前述輸出信號A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
接著，實現(xiàn)數(shù)字高通濾波器50和積分器51進(jìn)行的信號處理，并且獲得旋轉(zhuǎn)振動角位移信號θ。
并且，此旋轉(zhuǎn)振動角位移信號θ乘以增益K3，從而計算旋轉(zhuǎn)振動引起的重力加速度變化分量，并且如前所述將其從高通濾波器44的輸出中減去，從而消除旋轉(zhuǎn)振動引起的重力加速度變化分量。
然而，所消除的重力加速度變化分量僅是由旋轉(zhuǎn)振動引起的象交流的變化。
因此，由高通濾波器44消除取景變化(照相機姿態(tài)的變化)引起的象直流的重力加速度變化。
圖3是用于說明平行振動和旋轉(zhuǎn)振動的視圖。為了簡單起見，僅示出了縱向的振動。
在圖3中，當(dāng)攝影光學(xué)系統(tǒng)由于拍攝者的手抖動而從線A移動到線B時，通過攝影光學(xué)系統(tǒng)的前側(cè)主點C且與線A平行的線D與線A之間的距離Yp成為平行振動。
并且，線B和線D之間形成的角度成為旋轉(zhuǎn)振動。
平行振動Yp造成的成像平面上的圖像模糊位移Ysp如下Ysp＝Y(jié)p·β，...(式1)其中β是拍攝圖像放大倍率。
在此，用于平行振動檢測的加速度傳感器37如果放置得接近前側(cè)主點，則它可以在計算平行振動Yp的計算中更加簡化。
并且，旋轉(zhuǎn)振動θp造成的成像平面上的圖像模糊位移Yrp如下Yrp＝f(1+β)tanθp，...(式2)其中f是焦距，且項(1+β)是表示通過完全放出(whole pay-away)型透鏡的聚焦在焦距中的明顯變化的項。在部分放出型透鏡的情況下，它遵循每個透鏡固有的校正表達(dá)式。
檢測旋轉(zhuǎn)振動和平行振動，并且驅(qū)動圖像模糊校正透鏡27，使得消除上述圖像模糊，從而即使在拍攝距離很短的近距拍攝期間，也可以改進(jìn)圖像模糊校正的精確度。
現(xiàn)在將參考圖4所示的流程圖描述照相機主體1側(cè)(照相機系統(tǒng)MPU 7)的拍攝操作。
當(dāng)在照相機主體1側(cè)，主開關(guān)被接通時，從步驟100開始操作。
(步驟100)判斷照相機主體1的操作部分21中的釋放開關(guān)是否已經(jīng)按下一半(SW1接通)。
如果它被按下一半，前進(jìn)到步驟101，并且如果它沒有被按下一半，前進(jìn)到步驟120，并且終止此處的處理。
(步驟101)經(jīng)由接口電路22和23通過透鏡MPU 24執(zhí)行照相機透鏡狀態(tài)通信。
在此，照相機的狀態(tài)(釋放開關(guān)的狀態(tài)SW1接通、拍攝模式、快門速度等)被傳送到透鏡，并且接收透鏡的狀態(tài)(焦距、孔徑的狀態(tài)、聚焦透鏡的驅(qū)動狀態(tài)等)。
雖然在本發(fā)明的流程圖中，只示出了關(guān)于照相機透鏡狀態(tài)通信的主要部分，然而在照相機狀態(tài)改變時或當(dāng)照相機想要確認(rèn)透鏡狀態(tài)時的任何時間都執(zhí)行該通信。
(步驟102)由于釋放開關(guān)已經(jīng)被按下一半(SW1接通)，通過距離測量裝置9執(zhí)行距離測量，并且計算用于使透鏡聚焦在待拍攝對象上的聚焦透鏡驅(qū)動量。
(步驟103)聚焦透鏡驅(qū)動量被傳送給可互換式透鏡2。傳送此數(shù)據(jù)例如作為聚焦編碼器的驅(qū)動目標(biāo)脈沖量。
(步驟104)當(dāng)聚焦透鏡驅(qū)動結(jié)束時，再次執(zhí)行距離測量。
(步驟105)判斷透鏡是否在對焦深度內(nèi)，如果它在對焦深度內(nèi)，前進(jìn)到步驟106。
(步驟106)由于透鏡在對焦深度內(nèi)，執(zhí)行對焦顯示。這是通過接通照相機主體1的光學(xué)取景器5中的LED或者是通過產(chǎn)生聲音來完成的。
(步驟107)從測光電路6獲得測光(亮度)結(jié)果，從而計算曝光時間Tv和孔徑值(孔徑驅(qū)動量)。
(步驟108)判斷照相機主體1的操作部分21中的釋放開關(guān)是否被完全按下(SW2接通)。當(dāng)它已經(jīng)被完全按下時，前進(jìn)到步驟109。
(步驟109)升高快速復(fù)原主反射鏡3。此時，副反射鏡8也與主反射鏡3一同被驅(qū)動到五棱鏡4側(cè)。
(步驟110)在步驟107獲得的孔徑驅(qū)動量被傳送到可互換式透鏡2，從而執(zhí)行孔徑28的驅(qū)動。
(步驟111)驅(qū)動前端幕簾。
(步驟112)對象圖像對圖像拾取部分12曝光，并且積累電荷。
(步驟113)當(dāng)經(jīng)過曝光時間時，后端幕簾被驅(qū)動，從而結(jié)束曝光。
(步驟114)執(zhí)行從圖像拾取部分12的電荷轉(zhuǎn)移(讀出)。
(步驟115)讀出的所拍攝圖像信號通過CDS電路14、增益控制電路15和A/D轉(zhuǎn)換器16被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且保留在緩沖存儲器18中。
(步驟116)孔徑打開命令被傳送到可互換式透鏡2，從而打開孔徑28。
(步驟117)降下快速復(fù)原主反射鏡3和副反射鏡8。
(步驟118)執(zhí)行諸如伽瑪校正和壓縮處理的圖像校正處理。
(步驟119)接受了圖像校正處理的圖像數(shù)據(jù)顯示在LCD 19上，并且還記錄在存儲卡20上，并且直到拍攝的一系列操作結(jié)束。
現(xiàn)在將參考圖5、6和7所示的流程圖描述可互換式透鏡2側(cè)(透鏡MPU 24)的操作。
當(dāng)透鏡安裝在照相機上時，從照相機到透鏡進(jìn)行串行通信，并且該操作從圖5的步驟200開始。
(步驟200)執(zhí)行用于透鏡控制和圖像模糊校正控制的初始設(shè)定。
(步驟201)執(zhí)行未示出的開關(guān)的狀態(tài)的檢測以及變焦透鏡的位置檢測。
這些開關(guān)例如是自動聚焦和手動聚焦的切換開關(guān)，以及具有圖像模糊校正功能的接通/關(guān)斷開關(guān)等。
(步驟202)判斷是否已經(jīng)有來自照相機的聚焦驅(qū)動命令。如果已經(jīng)接收到聚焦驅(qū)動命令，前進(jìn)到步驟203，并且如果還沒有接收到，則前進(jìn)到步驟207。
(步驟203)在來自照相機的聚焦驅(qū)動命令通信中，還傳送聚焦透鏡的目標(biāo)驅(qū)動量(脈沖數(shù)目)，檢測聚焦控制電路29中的聚焦編碼器的脈沖數(shù)目，從而執(zhí)行聚焦驅(qū)動控制，以便通過目標(biāo)脈沖數(shù)目驅(qū)動聚焦透鏡。
(步驟204)判斷是否已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)脈沖數(shù)目P。如果已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)，前進(jìn)到步驟205，如果還沒有達(dá)到目標(biāo)，前進(jìn)到步驟206。
(步驟205)由于已經(jīng)達(dá)到了目標(biāo)脈沖數(shù)目，聚焦透鏡的驅(qū)動停止。
(步驟206)由于還沒有達(dá)到目標(biāo)脈沖數(shù)目，與剩余驅(qū)動脈沖數(shù)目一致地執(zhí)行聚焦透鏡驅(qū)動電機29的速度設(shè)定。隨著剩余驅(qū)動脈沖數(shù)目變得更小，電機29的速度衰減。
(步驟207)如果在步驟201，已經(jīng)檢測到圖像模糊校正功能接通/關(guān)斷開關(guān)的關(guān)斷，圖像模糊校正透鏡26關(guān)于其光軸被鎖定。
如果通過照像機透鏡狀態(tài)通信已經(jīng)檢測到接通，并且已經(jīng)檢測到照相機的釋放開關(guān)SW1接通，釋放鎖定(解鎖)，從而獲得可以執(zhí)行圖像模糊校正操作的狀態(tài)。
(步驟208)判斷是否已經(jīng)從照相機接收到用于停止整體驅(qū)動(停止透鏡中的致動器的整體驅(qū)動)的命令。
如果在照相機側(cè)沒有執(zhí)行操作，過一會兒從照相機傳送此用于停止整體驅(qū)動的命令。
(步驟209)執(zhí)行整體驅(qū)動停止控制。在此，整體致動器驅(qū)動停止，從而使微計算機進(jìn)入睡眠(停止)狀態(tài)。
對圖像模糊校正裝置的電源也停止。
之后，當(dāng)在照相機側(cè)執(zhí)行一些操作時，照相機向透鏡發(fā)送通信，從而釋放睡眠狀態(tài)。
如果在這些操作過程中，來自照相機的通信具有用于串行通信中斷和圖像模糊校正控制中斷的命令，則執(zhí)行這些中斷處理。
關(guān)于串行通信中斷處理，進(jìn)行通信數(shù)據(jù)的解碼，并且與該解碼結(jié)果一致地執(zhí)行諸如例如孔徑驅(qū)動和聚焦透鏡驅(qū)動的透鏡處理。
通過通信數(shù)據(jù)的解碼，也可以識別SW1接通、SW2接通、快門速度、照相機的種類等。
并且，圖像模糊校正中斷是在每個預(yù)定周期發(fā)生的定時器中斷，并且執(zhí)行俯仰方向(縱向方向)和偏轉(zhuǎn)方向(橫向方向)中的圖像模糊校正控制。
首先，將參考圖6的流程圖描述串行通信中斷。
當(dāng)它從照相機接收通信時，透鏡MPU 24從步驟300開始操作。
在步驟300，它分析來自照相機的命令，并且分支到確認(rèn)每個命令的處理。
在步驟301，它接收聚焦驅(qū)動命令，并從而在步驟302與目標(biāo)驅(qū)動脈沖數(shù)目一致地執(zhí)行聚焦透鏡驅(qū)動電機30的速度設(shè)定，并且開始聚焦透鏡驅(qū)動。
在步驟303，它接收孔徑驅(qū)動命令，并從而基于所傳送的孔徑驅(qū)動數(shù)據(jù)驅(qū)動孔徑28。
在步驟304，它設(shè)定步進(jìn)電機40的驅(qū)動圖樣，并且將所設(shè)定的驅(qū)動圖樣經(jīng)由孔徑控制電路39輸出到步進(jìn)電機40，從而驅(qū)動孔徑28。
在步驟305，它接收照相機透鏡狀態(tài)通信，并從而在步驟306將透鏡的焦距信息、IS操作狀態(tài)等傳送給照相機。并且，它接收照相機的狀態(tài)(諸如釋放開關(guān)的狀態(tài)、拍攝模式和快門速度)。
在步驟307，它接收其他命令，并且在步驟308，它執(zhí)行諸如透鏡的聚焦敏感度數(shù)據(jù)通信以及透鏡光學(xué)數(shù)據(jù)通信的處理。
現(xiàn)在，將參考圖7的流程圖描述圖像模糊校正中斷。
當(dāng)透鏡的主要操作期間發(fā)生圖像模糊校正中斷時，透鏡MPU 24從圖7的步驟400開始圖像模糊校正的控制。
(步驟400)它對角速度傳感器35的信號被信號處理電路36(圖2中的高通濾波器47和放大處理48)處理而獲得的輸出信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
(步驟401)它執(zhí)行高通濾波器計算(圖2中的高通濾波器50)，以截去低頻分量。在從開始計算起的預(yù)定時間內(nèi)，它執(zhí)行高通濾波器的時間常數(shù)的切換，并且還執(zhí)行用于快速穩(wěn)定信號的操作。此計算的結(jié)果被存儲在未示出的由透鏡MPU 24中的ANGLE-VY設(shè)定的RAM區(qū)域中。
(步驟402)它以高通濾波器50的計算結(jié)果作為輸入執(zhí)行積分計算。
此結(jié)果是角位移數(shù)據(jù)，并且被存儲在未示出的由透鏡MPU 24中的ANGLE-HY設(shè)定的RAM區(qū)域中。
(步驟403)它對加速度傳感器37的信號被信號處理電路38(圖2中的高通濾波器41和放大處理42)處理而獲得的輸出信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
(步驟404)它執(zhí)行高通濾波器計算(圖2中的高通濾波器44)，以截去低頻分量。此高通濾波器計算是在步驟409或步驟411設(shè)定的截止頻率DHFC的高通濾波器特性，將在后面描述。并且，在從開始計算起的預(yù)定時間，它執(zhí)行高通濾波器的時間常數(shù)的切換，并且還執(zhí)行用于快速穩(wěn)定信號的操作。此計算的結(jié)果被存儲在未示出的由透鏡MPU 24中的SHIFT-AC1Y設(shè)定的RAM區(qū)域中。
(步驟405)從SHIFT-AC1Y中減去通過用步驟402獲得的角位移數(shù)據(jù)ANGLE-HY乘以增益K3得到的結(jié)果，從而消除旋轉(zhuǎn)振動造成的象交流的重力加速度變化。此計算結(jié)果是平行振動速度數(shù)據(jù)，并且被存儲在未示出的由透鏡MPU 24中的SHIFT-AC2Y設(shè)定的RAM區(qū)域中。
(步驟406)它以SHIFT_AC2Y作為輸入執(zhí)行兩次積分計算。此計算的結(jié)果是平行振動位移數(shù)據(jù)，并且被存儲在未示出的由透鏡MPU 24中的SHIFT-HY設(shè)定的RAM區(qū)域中。
(步驟407)判斷步驟401的高通濾波器計算結(jié)果ANGLE-VY是否大于預(yù)定值CNST-VY。如果它大于預(yù)定值CNST-VY，則判斷已經(jīng)改變了取景，并且前進(jìn)到步驟408。
(步驟408)在步驟408，高通濾波器計算結(jié)果ANGLE_VY大于預(yù)定值CNST-VY，因此判斷已經(jīng)改變了取景，并且將高通濾波器41的截止頻率HFC設(shè)定為高頻側(cè)HFC_H。
(步驟409)圖2中的高通濾波器44的截止頻率DHFC被設(shè)定為高頻側(cè)DHFC_H。從而下一圖像模糊校正中斷中在步驟404的高通濾波器計算的截止頻率DHFC變?yōu)楦哳l側(cè)DHFC_H的特性。
(步驟410)在步驟407，高通濾波器計算結(jié)果ANGEL_VY小于預(yù)定值CNST_VY，因此將高通濾波器41的截止頻率HFC設(shè)定為一般頻率側(cè)HFC_DF(低于HFC_H的頻率側(cè))。
如果在上一圖像模糊校正中斷中，截止頻率HFC是HFC_H，則判斷取景改變已經(jīng)結(jié)束，并且呈現(xiàn)出將HFC_H返回到一般頻率HFC_DF的操作。
(步驟411)圖2中的高通濾波器44的截止頻率DHFC被設(shè)定為一般頻率DHFC_DF(低于DHFC_H的頻率側(cè))。
從而，在下一圖像模糊校正中斷中步驟404的高通濾波器計算的截止頻率DHFC變?yōu)橐话泐l率DHFC_DF的特性。
在此，將具體地描述模擬高通濾波器41的截止頻率的改變。
模擬高通濾波器41如果是例如圖10中所示的電路，它可以通過由透鏡MPU 24的未示出的輸出端口進(jìn)行接通/關(guān)斷控制的模擬開關(guān)ASW1，執(zhí)行其截止頻率的改變。
當(dāng)截止頻率HFC被設(shè)定為高頻側(cè)HFC_H時，模擬開關(guān)ASW1被接通，并且當(dāng)它被設(shè)定為一般頻率HFC_DF時，模擬開關(guān)ASW1被關(guān)斷。
(步驟412)由于用于校正旋轉(zhuǎn)振動角位移ANGLE_HY以及平行振動位移SHIFT_HY引起的圖像模糊的圖像模糊校正透鏡27的偏心量通過聚焦位置和變焦位置改變，因此對其進(jìn)行調(diào)整。
具體地，來自變焦編碼器31和聚焦編碼器的信號的、用于校正旋轉(zhuǎn)振動角位移ANGLE_HY的偏心量調(diào)整數(shù)據(jù)K和用于校正平行振動位移SHIFT_HY的偏心量調(diào)整數(shù)據(jù)L從表格數(shù)據(jù)中讀出，并且轉(zhuǎn)換成校正透鏡驅(qū)動數(shù)據(jù)。
此計算結(jié)果被存儲在由透鏡MPU 24中的SFTDRV設(shè)定的未示出的RAM區(qū)域中。
(步驟413)檢測圖像模糊校正透鏡27的偏心量的校正透鏡編碼器34的信號被A/D轉(zhuǎn)換，該A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果被存儲在透鏡MPU 24中的SFTPST設(shè)定的RAM區(qū)域中。
(步驟414)執(zhí)行反饋計算(SFTDRV-SFTPST)。計算結(jié)果被存儲在透鏡MPU 24中的SFT_DT設(shè)定的RAM區(qū)域中。
(步驟415)用環(huán)路增益LPG_DT乘以步驟414的計算結(jié)果SFT_DT。
計算結(jié)果被存儲在透鏡MPU 24中的SFT_PWM設(shè)定的RAM區(qū)域中。
(步驟416)執(zhí)行相位補償計算，以產(chǎn)生穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。
(步驟417)步驟416的計算結(jié)果作為PWM輸出到透鏡MPU 24的端口，并且圖像模糊校正中斷完成。
此輸出被輸入到IS控制電路32中的驅(qū)動電路，并且由線性電機33驅(qū)動圖像模糊校正透鏡27，從而執(zhí)行圖像模糊校正。
如上所述，當(dāng)從圖7的步驟407到步驟411中，如果旋轉(zhuǎn)振動角速度信號呈現(xiàn)為預(yù)定值或大于預(yù)定值，則可互換式透鏡2提高用于平行振動檢測的加速度傳感器信號處理部分的高通濾波器的截止頻率。
從而，能夠迅速消除取景改變引起的加速度傳感器的重力加速度分量的任何變化，并且能夠迅速完成平行振動檢測信號的穩(wěn)定化，結(jié)果，能夠執(zhí)行精確的圖像模糊校正。
雖然在本實施例中，作為切換用于加速度傳感器信號處理的高通濾波器的截止頻率的參照的角速度信號的電平設(shè)定為一個，但是可能設(shè)定多個電平，并且切換它們，從而進(jìn)行更精細(xì)的圖像模糊校正控制。
并且，雖然在本實施例中，作為切換用于加速度傳感器信號處理的高通濾波器的截止頻率的參照的旋轉(zhuǎn)振動信號電平被用作為角速度信號的電平，但是也可以使用角位移信號的電平。
現(xiàn)在，將詳細(xì)描述本發(fā)明的第二實施例。此實施例的構(gòu)造與圖1所示的第一實施例相似，因此不需要描述。
在第二實施例中，當(dāng)所拍攝的圖像放大倍率β小于預(yù)定值時，不改變用于加速度傳感器信號處理的高通濾波器的截止頻率。
當(dāng)β等于或大于預(yù)定值時，與旋轉(zhuǎn)振動角速度信號的電平一致地提高用于平行振動檢測的加速度傳感器信號處理部分的高通濾波器的截止頻率。
現(xiàn)在將參考圖8所示的流程圖描述可互換式透鏡2側(cè)的操作。
在步驟501到503中示出了主要部分的操作，其他部分的操作與第一實施例中的相似，因此給予其與第一實施例中相同的步驟標(biāo)號，并且不需要描述。
(步驟501)從聚焦編碼器以及變焦編碼器31的信號中讀出預(yù)存儲的拍攝圖像放大倍率數(shù)據(jù)β，并且判斷拍攝圖像放大倍率β是否等于或大于0.3倍。
如果β等于或大于0.3倍，前進(jìn)到步驟407，如果不是，則前進(jìn)到步驟502。
(步驟502)在步驟501中，拍攝圖像放大倍率β小于0.3倍，因此，高通濾波器41(圖2)的截止頻率HFC被設(shè)定為HFC_M(高于HFC_DF的頻率側(cè))。
如果拍攝圖像放大倍率小，平行振動對拍攝圖像的影響變小，因此最好降低低頻特性并截去低頻信號的波動。
(步驟503)圖2中的高通濾波器44的截止頻率DHFC被設(shè)定為DHFC_M(高于DHFC_DF的頻率側(cè))。
如果拍攝圖像放大倍率小，平行振動對拍攝圖像的影響變小，因此最好降低低頻特性并截去低頻信號的波動。
如上所述，當(dāng)在圖8中的步驟501到步驟503和步驟407到步驟411時，拍攝圖像放大倍率β小于預(yù)定值，可互換式透鏡2不改變用于加速度傳感器信號處理的高通濾波器的截止頻率。
當(dāng)β等于或大于預(yù)定值時，與旋轉(zhuǎn)振動角速度信號的電平一致地提高用于平行振動檢測的加速度傳感器信號處理部分的高通濾波器的截止頻率。
通過這樣操作，即使在平行振動容易影響拍攝圖像的拍攝圖像放大倍率情況下，也能夠迅速消除由取景改變引起的加速度傳感器的重力加速度分量的任何變化，并且能夠快速完成平行振動檢測信號的穩(wěn)定化。
結(jié)果，能夠執(zhí)行精確的圖像模糊校正。
雖然在本實施例中，從焦距(變焦位置)和對象距離(聚焦位置)計算拍攝圖像放大倍率，但在單焦點透鏡的情況下，可以與物距一致地執(zhí)行與上述相似的操作。
并且，雖然在上述實施例中，已經(jīng)示出了應(yīng)用加速度傳感器作為平行振動檢測裝置的例子，也可以應(yīng)用照相機主體的圖像拾取元件。
并且，雖然在上述實施例中，已經(jīng)示出了當(dāng)旋轉(zhuǎn)振動角速度信號已經(jīng)呈現(xiàn)為等于或大于預(yù)定值，用于平行振動檢測的加速度傳感器信號處理部分的模擬高通濾波器和數(shù)字高通濾波器的截止頻率都提高的例子，但也可以改變截止頻率之一。
并且，雖然在上述實施例中，已經(jīng)示出了本發(fā)明應(yīng)用于數(shù)字單透鏡反射式照相機系統(tǒng)的可互換式透鏡的例子，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于銀鹽照相機、緊湊照相機、攝像機等。
由于可以做出本發(fā)明的很多明顯廣泛不同的實施例，而不背離本發(fā)明的精神和范圍，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于其具體實施例，除非定義在所附的權(quán)利要求書中。
此申請要求2005年1月27日申請的日本專利申請No.2005-019976的優(yōu)先權(quán)，在此將該專利申請引做參考。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)設(shè)備，包括平行振動檢測裝置，用于檢測與圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行或垂直的方向上的振動；旋轉(zhuǎn)振動檢測裝置，用于檢測圍繞圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的光軸或圍繞垂直于該光軸的軸的旋轉(zhuǎn)振動；平行振動信號處理裝置，用于對所述平行振動檢測裝置的輸出信號進(jìn)行濾波處理；旋轉(zhuǎn)振動信號處理裝置，用于對所述旋轉(zhuǎn)振動檢測裝置的輸出信號進(jìn)行濾波處理；以及信號處理控制裝置，用于與所述旋轉(zhuǎn)振動信號處理裝置的輸出信號一致地改變所述平行振動信號處理裝置的濾波器特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)振動檢測裝置的輸出信號呈現(xiàn)為等于或大于預(yù)定值時，所述信號處理控制裝置改變所述平行振動信號處理裝置的濾波器特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)設(shè)備，其中當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)振動檢測裝置的輸出信號呈現(xiàn)為等于或大于該預(yù)定值時，所述信號處理控制裝置將所述平行振動處理裝置的濾波器特性的截止頻率改變到高頻側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，進(jìn)一步具有拍攝圖像放大倍率檢測裝置，用于檢測拍攝圖像放大倍率，以及其中，所述信號處理控制裝置進(jìn)一步與所述拍攝圖像放大倍率檢測裝置的檢測結(jié)果一致地改變所述平行振動信號處理裝置的濾波器特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)設(shè)備，其中當(dāng)所述拍攝圖像放大倍率檢測裝置的檢測結(jié)果等于或大于預(yù)定放大倍率，并且所述旋轉(zhuǎn)振動檢測裝置的輸出信號呈現(xiàn)為等于或大于預(yù)定值時，所述信號處理控制裝置改變所述平行振動信號處理裝置的濾波器特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)設(shè)備，其中當(dāng)所述拍攝圖像放大倍率檢測裝置的檢測結(jié)果等于或大于預(yù)定放大倍率，且所述旋轉(zhuǎn)振動檢測裝置的輸出信號呈現(xiàn)為等于或大于該預(yù)定值時，所述信號處理控制裝置將所述平行振動信號處理裝置的濾波器特性的截止頻率改變到高頻側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述拍攝圖像放大倍率檢測裝置基于物距和焦距中至少之一的信息來檢測拍攝圖像放大倍率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求4所述的光學(xué)設(shè)備，進(jìn)一步具有圖像模糊校正裝置，用于基于所述平行振動信號處理裝置的輸出信號和所述旋轉(zhuǎn)振動信號處理裝置的輸出信號來驅(qū)動透鏡，從而校正圖像模糊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述平行振動檢測裝置是加速度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述旋轉(zhuǎn)振動檢測裝置是角速度傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，它包括可互換式透鏡和在其上可拆卸地安裝該可互換式透鏡的照相機主體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種照相機系統(tǒng)，它設(shè)置有信號處理控制裝置，該信號處理控制裝置用于與旋轉(zhuǎn)振動信號處理裝置的輸出信號一致地改變平行振動信號處理裝置的濾波器特性，從而即使在微距拍攝期間也可以拍攝圖像而不會模糊。
文檔編號G03B5/00GK1812502SQ20061000242
公開日2006年8月2日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月27日
發(fā)明者今田信司 申請人:佳能株式會社