專利名稱：振動(dòng)校正設(shè)備、振動(dòng)校正方法和成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動(dòng)(shake)校正設(shè)備、振動(dòng)校正方法和成像裝置，更特別地，涉及有 效地使用校正區(qū)域執(zhí)行適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)校正。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，在成像裝置的振動(dòng)校正機(jī)制中，通過位移(displace)校正光學(xué)系 統(tǒng)(例如，校正透鏡)而不通過設(shè)備的振動(dòng)移動(dòng)光學(xué)圖像在成像面上的位置來校正振動(dòng)。
在這樣的振動(dòng)校正機(jī)制中，如果變焦位置(zoom position)在廣角端(wideside) 而不是在遠(yuǎn)攝端(tel印hoto side)，則可使用校正透鏡校正的光軸的角度增加。此外，當(dāng)各 校正透鏡的校正量相同時(shí)，在廣角端使用校正透鏡校正的校正角度大于在遠(yuǎn)攝端使用校正 透鏡校正的校正角度。在廣角端的大校正角度指示成像光學(xué)系統(tǒng)的像差在廣角端也增加， 如在日本未審專利申請公開No. 5-66450 (對應(yīng)的美國專利US5845156)中所述。因此，在 日本未審專利申請公開No. 5-66450中，通過根據(jù)焦距限制校正透鏡的位移范圍，避免了當(dāng) 光學(xué)像差大時(shí)的振動(dòng)校正，使得改進(jìn)了搖鏡頭(pa皿ing)可操作性。 在日本未審專利申請公開No. 2-287423 (對應(yīng)的美國專利US5243462)中，當(dāng)執(zhí)行 搖鏡頭/傾斜(tilting)操作時(shí)，在一個(gè)方向大量地位移校正光學(xué)系統(tǒng)，使得避免大量地位 移校正光學(xué)系統(tǒng)以及避免校正光學(xué)系統(tǒng)由于大的位移而與透鏡鏡筒的內(nèi)壁碰撞。在日本未 審專利申請公開No. 2-287423中，與透鏡的位置相應(yīng)，相對于校正光學(xué)系統(tǒng)生成向心力，使 得在不達(dá)到振動(dòng)校正限制的范圍內(nèi)執(zhí)行振動(dòng)校正。 此外，在日本未審專利申請公開No. 2004-117418 (對應(yīng)的美國專利US7209165) 中，使用振動(dòng)頻率執(zhí)行振動(dòng)校正。在日本未審專利申請公開No. 2004-117418中，通過使用 高通波段可變單元基于振動(dòng)檢測信號計(jì)算振動(dòng)校正信號，控制振動(dòng)校正單元。當(dāng)檢測到振 動(dòng)校正控制范圍內(nèi)的高頻時(shí)，優(yōu)選地執(zhí)行高頻的振動(dòng)校正，使得由于高頻波段的振動(dòng)造成 的拍攝圖像的分辨率的劣化減小。此外，如果檢測到超過振動(dòng)校正控制范圍的高頻，則高通 波段可變單元的高通波段逐漸從定義值向高通端偏移，使得可以不執(zhí)行振動(dòng)校正。因此，停 止振動(dòng)校正，并且由于可以不執(zhí)行振動(dòng)校正控制的波段的高頻振動(dòng)造成的拍攝圖像的分辨 率的劣化以及拍攝圖像的擾動(dòng)減小。

發(fā)明內(nèi)容
如果使用用于將校正光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)向中心(centering)的控制單元，則生成即使當(dāng) 振動(dòng)大時(shí)也沒有達(dá)到校正限制的向心力。在此情況下，如果振動(dòng)的幅度正常，則即使當(dāng)不需 要向心時(shí)，也生成根據(jù)透鏡的位置的向心力。因此，相對小振動(dòng)的相機(jī)振動(dòng)校正性能可能劣 化。 此外，當(dāng)通過使用高通波段可變單元基于振動(dòng)檢測信號計(jì)算振動(dòng)校正信號以便執(zhí) 行振動(dòng)校正時(shí)，在現(xiàn)有技術(shù)中沒有考慮的、由于在行走的同時(shí)的拍攝者的動(dòng)作造成的振動(dòng) 頻率的低頻分量可能由高通波段可變單元截止。如果截止振動(dòng)頻率的低頻分量，則即使當(dāng)使用具有能夠消除大振動(dòng)操作的校正范圍的校正光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，也難以執(zhí)行用于有效地消除 振動(dòng)的控制。 希望提供一種振動(dòng)校正設(shè)備、振動(dòng)校正方法和成像裝置，其能夠使用校正區(qū)域有 效地執(zhí)行適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)校正。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種振動(dòng)校正設(shè)備，包括振動(dòng)檢測單元，檢測振動(dòng)以 便生成振動(dòng)檢測信號；驅(qū)動(dòng)單元，相對于光軸位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān) 系，以便在所述成像面上位移在所述成像設(shè)備的成像面上形成的光學(xué)圖像的位置；位移檢 測單元，檢測校正透鏡單元或成像設(shè)備的位移狀態(tài)；濾波處理單元，執(zhí)行所述振動(dòng)檢測信號 的濾波處理；以及校正控制單元，根據(jù)濾波處理的振動(dòng)檢測信號位移透鏡單元和成像設(shè)備 之間的相對位置關(guān)系，以便校正由通過所述振動(dòng)檢測單元檢測到的振動(dòng)生成的在所述成像 面上的所述光學(xué)圖像的振動(dòng)，其中所述濾波處理單元根據(jù)由所述位移檢測單元檢測到的位 移狀態(tài)改變?yōu)V波處理特性，并且隨著檢測的位移狀態(tài)變得接近位移限制而限制光學(xué)圖像的 振動(dòng)校正。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，隨著所述位移狀態(tài)變得接近所述位移限制，所述濾波處理
單元可以限制所述振動(dòng)檢測信號的低頻分量，以便限制所述低頻分量的振動(dòng)校正。例如，隨
著所述位移狀態(tài)變得接近所述位移限制，限制所述振動(dòng)檢測信號的預(yù)定低頻分量，以便限
制所述低頻分量的振動(dòng)校正。隨著所述位移狀態(tài)變得接近所述位移限制，所述濾波處理單
元執(zhí)行高通濾波處理，并且增加所述高通濾波處理的截止頻率，以便限制具有低于截止頻
率的頻率的低頻分量的振動(dòng)校正。當(dāng)所述位移狀態(tài)比預(yù)定狀態(tài)更接近所述位移限制時(shí)，所
述濾波處理單元順序地增強(qiáng)(reinforce)所述低頻分量的限制，而當(dāng)所述位移狀態(tài)比所述
預(yù)定狀態(tài)離開所述預(yù)定限制時(shí)，所述濾波處理單元順序地放松(ease)限制。 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種振動(dòng)校正方法，包括以下步驟通過振動(dòng)檢測
單元，檢測振動(dòng)以便生成振動(dòng)檢測信號；通過驅(qū)動(dòng)單元，相對于光軸位移透鏡單元和成像設(shè)
備之間的相對位置關(guān)系，以便在所述成像面上位移在所述成像設(shè)備的成像面上形成的光學(xué)
圖像的位置；通過位移檢測單元，檢測校正透鏡單元或成像設(shè)備的位移狀態(tài)；通過濾波處
理單元，執(zhí)行所述振動(dòng)檢測信號的濾波處理；以及通過校正控制單元，根據(jù)濾波處理的振動(dòng)
檢測信號位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，以便校正由通過所述振動(dòng)檢測單
元檢測到的振動(dòng)生成的在所述成像面上的光學(xué)圖像的振動(dòng)，其中，在執(zhí)行所述濾波處理的
步驟中，根據(jù)在檢測所述位移狀態(tài)的步驟中檢測到的所述位移狀態(tài)改變?yōu)V波處理特性，并
且隨著檢測的位移狀態(tài)變得接近位移限制而限制所述光學(xué)圖像的振動(dòng)校正。 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種成像裝置，包括振動(dòng)檢測單元，檢測振動(dòng)以
便生成振動(dòng)檢測信號；驅(qū)動(dòng)單元，相對于光軸位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)
系，以便在所述成像面上位移在所述成像設(shè)備的成像面上形成的光學(xué)圖像的位置；位移檢
測單元，檢測校正透鏡單元或成像設(shè)備的位移狀態(tài)；濾波處理單元，執(zhí)行所述振動(dòng)檢測信號
的濾波處理；信號處理單元，使用由所述成像設(shè)備生成的圖像信號執(zhí)行相機(jī)信號處理；以
及校正控制單元，根據(jù)濾波處理的振動(dòng)檢測信號位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置
關(guān)系，以便校正由通過所述振動(dòng)檢測單元檢測到的振動(dòng)生成的在所述成像面上的光學(xué)圖像
的振動(dòng)，其中所述濾波處理單元根據(jù)由所述位移檢測單元檢測到的位移狀態(tài)改變?yōu)V波處理
特性，并且隨著檢測的位移狀態(tài)變得接近位移限制而限制光學(xué)圖像的振動(dòng)校正。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，根據(jù)由位移檢測單元檢測到的位移狀態(tài)改變振動(dòng)檢測信號的濾波處理特性，并且隨著檢測到的位移狀態(tài)變得接近位移限制而限制光學(xué)圖像的振動(dòng)校正。為此，當(dāng)所述位移狀態(tài)離開所述預(yù)定限制時(shí)，相對于小振動(dòng)或大振動(dòng)(如當(dāng)在行走的同時(shí)拾取圖像時(shí))使用校正區(qū)域有效地執(zhí)行振動(dòng)校正。此外，隨著所述位移狀態(tài)變得接近所述位移限制，限制振動(dòng)校正。例如，相對于小振動(dòng)(如相機(jī)振動(dòng))執(zhí)行振動(dòng)校正，相對于大振動(dòng)(如當(dāng)在行走的同時(shí)拾取圖像時(shí))限制振動(dòng)校正，并且避免校正透鏡單元與透鏡鏡筒的內(nèi)壁碰撞。因此，可以使用校正區(qū)域有效地執(zhí)行合適的振動(dòng)校正。


圖l是示出成像裝置的配置的圖。圖2是示出其中相對于校正透鏡單元的位移量出現(xiàn)像差的情況的圖。圖3是示出焦距和位移量的限制值之間的關(guān)系的圖。圖4是示出算術(shù)處理單元的配置的圖。圖5是示出振動(dòng)檢測信號的幅度和振動(dòng)檢測信號的頻率之間的關(guān)系的圖。圖6是示出濾波處理單元的第一配置的圖。圖7是示出其中校正透鏡單元的位移范圍劃分為多個(gè)區(qū)域的情況的圖。圖8是示出低通信號限制值的切換操作的流程圖。圖9A和9B是示出低通信號限制值的切換操作的圖。圖10是示出濾波處理單元的第二配置的圖。圖11是示出截止頻率的設(shè)置的圖。圖12是示出濾波設(shè)置值的切換操作的流程圖。圖13A和13B是示出濾波設(shè)置值的切換操作的圖。圖14是示出濾波處理單元的第三配置的圖。
具體實(shí)施方式
下文中，將描述本發(fā)明的實(shí)施例。此外，將以以下順序進(jìn)行描述。1.當(dāng)振動(dòng)校正設(shè)備應(yīng)用到成像裝置時(shí)的配置2.振動(dòng)校正設(shè)備的操作3.算術(shù)處理單元的配置4.濾波處理單元的第一配置5.濾波處理單元的第一配置的操作6.濾波處理單元的第二配置7.濾波處理單元的第二配置的操作8.濾波處理單元的第三配置1.當(dāng)振動(dòng)校正設(shè)備應(yīng)用到成像裝置時(shí)的配置圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、使用振動(dòng)校正設(shè)備的成像裝置的配置的框圖。
成像裝置10包括成像光學(xué)系統(tǒng)塊11、驅(qū)動(dòng)器12、成像光學(xué)系統(tǒng)傳感器13、成像設(shè)備21、定時(shí)信號生成(TG)單元22、模擬前端(AFE)單元23、信號處理單元24和檢測單元25。此外，成像裝置10還包括圖像輸出單元31、顯示單元32、記錄/再現(xiàn)單元33、操作單元41、振動(dòng)
6校正單元42和控制單元50。 成像光學(xué)系統(tǒng)塊11包括用于改變放大率的變焦透鏡111、用于執(zhí)行聚焦的聚焦透鏡112、用于在成像面上移動(dòng)在下述成像設(shè)備21的成像面上形成的光學(xué)圖像的位置的校正透鏡單元113、以及用于調(diào)整光量的光圈機(jī)制114。 校正透鏡單元113包括校正透鏡，提供來使得其光軸與成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致；以及致動(dòng)器，用于在垂直于成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向上位移校正透鏡。具有上述配置的校正透鏡單元在垂直于成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向上位移校正透鏡，并且移動(dòng)在成像面上形成的光學(xué)圖像在成像面上的位置。 校正透鏡單元113可以使用可變定點(diǎn)棱鏡(variable vertex prism)單元?？勺兌c(diǎn)棱鏡單元通過在柔性圓柱體(如波紋管(bellow))的端面上提供具有半透明度(translucency)的發(fā)光端板和入射端板、并且將具有希望的折射率的半透明液體密封在圓柱體中來獲得。如果使用可變定點(diǎn)棱鏡單元，則固定入射端板或發(fā)光端板之一，并且通過致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)其另一個(gè)，從而形成光楔(optical wedge)。例如，具有這種配置的校正透鏡單元位移發(fā)光端板相對于入射端板的傾斜角度，并移動(dòng)在成像面上形成的光學(xué)圖像在成像面上的位置。 驅(qū)動(dòng)器12基于來自下述控制單元50的透鏡控制信號，驅(qū)動(dòng)變焦透鏡111或聚焦透鏡112以及校正透鏡單元113的致動(dòng)器。此外，驅(qū)動(dòng)器12基于來自控制單元50的光圈控制信號，驅(qū)動(dòng)光圈機(jī)制114。 成像光學(xué)系統(tǒng)傳感器13檢測變焦透鏡111或聚焦透鏡112的透鏡位置、校正透鏡單元113的位移狀態(tài)(等價(jià)于校正透鏡單元113的位移位置或校正角度)以及光圈機(jī)制114的設(shè)置位置，并且將位置信號提供到控制單元50。 例如，使用如電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器的成像設(shè)備作為成像設(shè)備21。成像設(shè)備21將由成像光學(xué)系統(tǒng)塊11在成像面上形成的被攝體圖像轉(zhuǎn)換為電信號，并且將該電信號輸出到AFE單元23。 TG單元22生成輸出指示成像設(shè)備21的拾取的圖像的電信號所需的各種類型的驅(qū)動(dòng)脈沖，以及用于控制成像設(shè)備21的電荷累積時(shí)間的電子快門脈沖。 AFE單元23執(zhí)行如相關(guān)倍采樣(CDS)處理的噪聲消除處理，以及相對于從成像設(shè)備21輸出的電信號(圖像信號)將成像信號設(shè)置為希望的信號電平的自動(dòng)增益控制(AGC)處理。AFE單元23將經(jīng)歷噪聲消除處理和增益控制處理的模擬成像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且將該數(shù)字信號輸出到信號處理單元24。 信號處理單元24執(zhí)行相機(jī)信號預(yù)處理、相機(jī)信號處理、分辨率轉(zhuǎn)換處理和壓縮/擴(kuò)展處理等。在相機(jī)信號預(yù)處理中，對于從AFE單元23提供的圖像信號，執(zhí)行校正成像設(shè)備21的缺陷像素的信號的缺陷校正處理、校正透鏡的外圍光量的下降的黑斑校正(shadingcorrection)處理等。在相機(jī)信號處理中，執(zhí)行調(diào)整白平衡或校正亮度的處理等。在數(shù)字相機(jī)等中，通過在成像設(shè)備的前表面上提供濾色鏡陣列，可以通過一個(gè)成像設(shè)備獲得紅色、綠色和藍(lán)色信號。在此情況下，在相機(jī)信號處理中，執(zhí)行去馬賽克(demosaic)處理，并且通過使用外圍像素的信號的內(nèi)插，生成像素中缺失的顏色信號。在分辨率轉(zhuǎn)換處理中，將經(jīng)歷相機(jī)信號處理的圖像信號或擴(kuò)展解碼的圖像信號轉(zhuǎn)換為預(yù)定分辨率。在壓縮/擴(kuò)展處理中，將相機(jī)信號處理之后的圖像信號或經(jīng)歷分辨率轉(zhuǎn)換處理的圖像信號壓縮編碼，以便形成例如JPEG編碼信號。在壓縮/擴(kuò)展處理中，擴(kuò)展解碼JPEG編碼信號。此外，在壓縮/擴(kuò)展處
理中，可以通過不同于JPEG方法的方法壓縮編碼靜態(tài)圖像的圖像信號。此外，在壓縮/擴(kuò)
展處理中，可以通過運(yùn)動(dòng)圖像壓縮方法壓縮編碼運(yùn)動(dòng)圖像的圖像信號。 檢測單元25使用提供到信號處理單元24的圖像信號檢測拾取的圖像的亮度級別
或聚焦?fàn)顟B(tài)，并且生成和提供指示亮度級別或聚焦?fàn)顟B(tài)的檢測信號到控制單元50。 圖像輸出單元31將通過信號處理單元24處理的圖像信號轉(zhuǎn)換為具有對應(yīng)于連接
到成像裝置10的外部設(shè)備的格式的圖像信號，并且輸出該圖像信號。 顯示單元32顯示由成像裝置10拾取的圖像或者由記錄/再現(xiàn)單元33再現(xiàn)的拾 取圖像。此外，顯示單元32執(zhí)行用于設(shè)置成像設(shè)備10等的菜單顯示。
在記錄/再現(xiàn)單元33中，例如，使用如閃存、光盤或磁帶的記錄介質(zhì)。記錄/再現(xiàn) 單元33將從信號處理單元24輸出的拾取圖像的圖像信號或編碼信號記錄在記錄介質(zhì)上。 此外，記錄/再現(xiàn)單元33執(zhí)行讀取在記錄介質(zhì)上記錄的圖像信號并且將其提供到圖像輸出 單元31或顯示單元32的處理，或者讀取在記錄介質(zhì)上記錄的編碼信號并且將其提供到信 號處理單元24的處理。記錄/再現(xiàn)單元33不限于其中附接或拆卸記錄介質(zhì)的配置。例如， 可以安裝硬盤設(shè)備等作為記錄/再現(xiàn)單元33。 操作單元41包括操作按鈕或在顯示單元32的屏幕上提供的觸摸面板。操作單元 41根據(jù)對控制單元50的用戶操作生成并且提供操作信號。 振動(dòng)檢測單元42包括用于檢測成像裝置10的振動(dòng)的振動(dòng)檢測傳感器，如陀螺傳 感器。振動(dòng)檢測傳感器包括偏轉(zhuǎn)(yawing)角速度傳感器，用于例如根據(jù)偏轉(zhuǎn)方向的振動(dòng)， 檢測角速度；以及傾斜(pitching)角速度傳感器，用于例如根據(jù)傾斜方向的振動(dòng)，檢測角 速度。在振動(dòng)檢測單元42中，提供用于執(zhí)行檢測信號的信號處理的處理電路。例如，在處 理電路中，從檢測信號消除不需要的信號分量，如噪聲分量或比角速度值的信號分量更高 的頻率分量、共振頻率分量等。在處理電路中，執(zhí)行校正由于溫度變化或時(shí)間變化而生成的 偏移的處理、將檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并將該數(shù)字信號提供到控制單元50的處理等。如 果從振動(dòng)檢測單元42輸出作為模擬信號的檢測信號，則控制單元50可以將該振動(dòng)檢測信 號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并使用該數(shù)字信號。 此外，振動(dòng)檢測單元42不限于使用角速度傳感器的配置。例如，可以使用加速度 傳感器等檢測振動(dòng)。如果使用加速度傳感器，則可以積分該加速度傳感器的輸出以便計(jì)算 速度。因?yàn)榭梢酝ㄟ^積分速度計(jì)算移動(dòng)距離，所以可以基于加速度傳感器的輸出確定振動(dòng) 的級別。 控制單元50包括中央處理單元(CPU)、存儲器等。在存儲器中，存儲由CPU執(zhí)行 的程序或各種數(shù)據(jù)。例如，使用如電可擦除可編程ROM(EEPROM)的非易失性存儲器或閃存。 控制單元50的CPU執(zhí)行在存儲器中存儲的程序，并且基于在存儲器中存儲的各種數(shù)據(jù)或從 操作單元41提供的操作信號控制各單元，使得成像裝置10的動(dòng)作變?yōu)楦鶕?jù)用戶操作的動(dòng) 作。例如，當(dāng)用戶執(zhí)行快門操作時(shí)，控制單元50控制TG單元22的動(dòng)作，并且將用希望的快 門速度拾取的靜態(tài)屏幕的編碼信號記錄在記錄/再現(xiàn)單元33的記錄介質(zhì)上。當(dāng)執(zhí)行運(yùn)動(dòng) 圖像記錄開始操作時(shí)，將運(yùn)動(dòng)圖像的編碼信號等記錄在記錄/再現(xiàn)單元33的記錄介質(zhì)上。
控制單元50基于從成像光學(xué)系統(tǒng)傳感器13提供的位置信號或從檢測單元25提 供的檢測信號，生成并且提供透鏡控制信號或光圈控制信號到驅(qū)動(dòng)器12。因此，通過驅(qū)動(dòng)器12驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡112或光圈機(jī)制114，使得獲得用希望的亮度聚焦的拾取圖像。當(dāng)用戶 執(zhí)行變焦操作時(shí)，控制單元50生成并且提供透鏡控制信號到驅(qū)動(dòng)器12，并且驅(qū)動(dòng)變焦透鏡 111，使得獲得具有希望的變焦率的拾取圖像。 在具有這種配置的成像裝置10中，振動(dòng)檢測設(shè)備包括成像光學(xué)系統(tǒng)塊11、驅(qū)動(dòng)器 12、成像光學(xué)系統(tǒng)傳感器13、振動(dòng)檢測單元42和控制單元50?？刂茊卧?0基于從振動(dòng)檢 測單元42提供的檢測信號或從成像光學(xué)系統(tǒng)傳感器13提供的位置信號，生成用于驅(qū)動(dòng)校 正透鏡單元113的透鏡控制信號，使得拾取圖像不振動(dòng)，并且將透鏡控制信號提供到驅(qū)動(dòng) 器12。驅(qū)動(dòng)器12基于透鏡控制信號驅(qū)動(dòng)成像光學(xué)系統(tǒng)塊11的校正透鏡單元113。通過基 于來自振動(dòng)檢測單元42的檢測信號驅(qū)動(dòng)校正透鏡單元113，相對于光軸位移透鏡單元和成 像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，并且在成像面上移動(dòng)在成像設(shè)備的成像面上形成的光學(xué)圖像 的位置，從而執(zhí)行振動(dòng)校正。此外，代替用于位移校正透鏡單元113以便執(zhí)行振動(dòng)校正的操 作，振動(dòng)校正設(shè)備可以基于如由圖1的虛線_點(diǎn)線表示的檢測信號驅(qū)動(dòng)成像設(shè)備21 ，并且相 對于光軸位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，以便執(zhí)行振動(dòng)校正。在以下描述 中，將描述通過移動(dòng)校正透鏡單元113相對于光軸位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位 置關(guān)系，并且執(zhí)行振動(dòng)校正的情況。
2.振動(dòng)校正設(shè)備的操作 接下來，將描述振動(dòng)校正設(shè)備的操作。在具有振動(dòng)校正功能的成像光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu) 選的是即使當(dāng)校正透鏡單元位移到最大位移范圍時(shí)，在整個(gè)變焦區(qū)域上也不出現(xiàn)像差。然 而，難以通過各種限制完全地避免像差的出現(xiàn)。同時(shí)，因?yàn)檎駝?dòng)校正的必要性在遠(yuǎn)攝端中比 廣角端重要，所以在設(shè)計(jì)成像光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，通常減小遠(yuǎn)攝端的像差。結(jié)果，增加了在振動(dòng)校 正期間廣角端的像差。 圖2是示出其中相對于校正透鏡單元的位移量出現(xiàn)像差的情況的圖。此外，在圖 2中，水平軸表示位移量的絕對值A(chǔ)d，而垂直軸表示對應(yīng)于像差量的圖像劣化量。
這里，在遠(yuǎn)攝端的圖像劣化量和位移量之間的關(guān)系具有例如由實(shí)線表示的特性。 此外，在廣角端的圖像劣化量和位移量之間關(guān)系具有例如由點(diǎn)線表示的特性。也就是說，為 了將圖像劣化量抑制到"RL"，將在遠(yuǎn)攝端的位移量的絕對值限制為"dt"的位移范圍。此 外，將在廣角端的位移量的絕對值限制為"dw"的位移范圍，其比在遠(yuǎn)攝端的"dt"窄。
圖3是示出當(dāng)將圖像劣化量抑制到"RL"時(shí)、焦距f和位移量的限制值A(chǔ)dm之間的 關(guān)系的圖。此外，在圖3中，水平軸表示焦距f ，而垂直軸表示位移量的限制值A(chǔ)dm。
如圖3所示，當(dāng)變焦位置處于遠(yuǎn)攝端時(shí)，相對于焦距f的位移量的限制值A(chǔ)dm變?yōu)?"dt"。此外，如果焦距縮短并且向廣角端移動(dòng)，則位移量的限制值A(chǔ)dm減小。如果焦距縮短 并且移動(dòng)到廣角端，則位移量的限制值A(chǔ)dm變?yōu)?dw"。因此，為了將圖像劣化量Ae抑制到 "RL"，將校正透鏡單元113的最大位移范圍設(shè)為"dt"，并且根據(jù)變焦位置限制位移范圍，如 由圖3的實(shí)線所示。如果限制位移范圍，例如，如果當(dāng)變焦位置在廣角端時(shí)振動(dòng)大，則限制 了位移范圍并且可能不執(zhí)行振動(dòng)校正。因此，當(dāng)振動(dòng)大時(shí)，例如，如由圖3的點(diǎn)線所示釋放 位移范圍，并且位移范圍設(shè)為最大位移范圍，使得改進(jìn)廣角端的振動(dòng)校正性能并且獲得經(jīng) 歷振動(dòng)校正的拾取圖像。此外，如果位移范圍的限制大于由點(diǎn)線表示的值，則可能在遠(yuǎn)攝端 以及廣角端改進(jìn)振動(dòng)校正性能。 這里，如果釋放位移范圍的限制以便改進(jìn)振動(dòng)校正性能并且校正透鏡單元113的圍的限制，則當(dāng)振動(dòng)大時(shí)校正透鏡單元113與校正端接觸，因而不能 平滑地執(zhí)行振動(dòng)校正。此外，校正端控制校正透鏡單元113的位移。因此，在用于執(zhí)行控制 單元50中的防振目標(biāo)位置的運(yùn)算的算術(shù)處理單元51中，執(zhí)行根據(jù)校正透鏡單元113的位 移狀態(tài)或變焦位置的振動(dòng)校正，并且使用校正區(qū)域有效地執(zhí)行合適的振動(dòng)校正。
3.算術(shù)處理單元的配置 圖4是示出用于執(zhí)行控制單元50中的防振目標(biāo)位置的運(yùn)算的算術(shù)處理單元51的 配置的圖。 通過A/D轉(zhuǎn)換單元513將從成像光學(xué)系統(tǒng)傳感器13輸出的位置信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字 信號。此外，將位置信號中指示校正透鏡單元113的位移狀態(tài)(等價(jià)于校正透鏡單元113 的位移位置或校正角度)的信號提供到濾波處理單元520，并且將指示變焦位置的信號提 供到校正量計(jì)算單元532。通過A/D轉(zhuǎn)換單元511將從振動(dòng)檢測單元42輸出的振動(dòng)檢測信 號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便提供到預(yù)處理單元512。此外，如果從振動(dòng)檢測單元42輸出的振動(dòng) 檢測信號是數(shù)字信號，則將其提供到預(yù)處理單元512而不用通過A/D轉(zhuǎn)換單元511。
預(yù)處理單元512執(zhí)行從振動(dòng)檢測信號消除DC分量的濾波處理，并且將濾波處理之 后的振動(dòng)檢測信號提供到濾波處理單元520。 當(dāng)基于位置信號確定頻繁生成其中校正透鏡單元113接近位移范圍的限制的狀 態(tài)時(shí)，濾波處理單元520切換濾波處理特性，并且執(zhí)行振動(dòng)檢測信號的濾波處理，以便使用 校正區(qū)域有效地執(zhí)行合適的振動(dòng)校正。 圖5是示出振動(dòng)檢測信號的幅度和振動(dòng)檢測信號的頻率之間的關(guān)系的圖。例如， 由相機(jī)振動(dòng)生成的振動(dòng)檢測信號的頻率(相機(jī)振動(dòng)頻率)分布在例如1到幾十Hz的范圍 中。此外，由當(dāng)用戶在行走的同時(shí)拾取圖像時(shí)的振動(dòng)生成的振動(dòng)檢測信號的頻率(運(yùn)動(dòng)振 動(dòng)頻率)分布在低于相機(jī)振動(dòng)頻率的范圍中。當(dāng)頻率低時(shí)，由當(dāng)在行走的同時(shí)拾取圖像時(shí) 的相機(jī)振動(dòng)或振動(dòng)生成的振動(dòng)檢測信號的幅度增加。 因此，濾波處理單元520根據(jù)校正透鏡單元113的位移限制改變?yōu)V波處理特性，并 且處理振動(dòng)檢測信號，使得隨著檢測到的位移狀態(tài)接近位移限制，限制光學(xué)圖像的振動(dòng)校 正。隨著校正透鏡單元113接近位移限制，濾波處理單元520限制對應(yīng)于振動(dòng)檢測信號的 大振動(dòng)的頻率分量，也就是說，對應(yīng)于如對于圖5描述的大振動(dòng)的低頻分量。隨著校正透鏡 單元113接近位移限制，濾波處理單元520限制頻率分量，使得校正透鏡單元113大量位移 以便導(dǎo)致與校正端接觸，從而執(zhí)行平滑的振動(dòng)校正。此外，當(dāng)位移狀態(tài)比預(yù)定狀態(tài)更接近位 移限制時(shí)，濾波處理單元520順序地增強(qiáng)低頻分量的限制，而當(dāng)位移狀態(tài)比預(yù)定狀態(tài)進(jìn)一 步離開位移限制時(shí)，濾波處理單元520順序地放松限制。濾波處理單元520將濾波處理之 后的振動(dòng)檢測信號輸出到積分單元531。 積分單元531積分濾波處理之后的振動(dòng)檢測信號，并且計(jì)算角度。校正量計(jì)算單 元532和防振目標(biāo)位置計(jì)算單元533配置校正控制單元，其例如根據(jù)經(jīng)歷濾波處理的振動(dòng) 檢測信號位移校正透鏡單元113，并且校正由通過振動(dòng)檢測單元42檢測到的振動(dòng)生成的在 成像面上的光學(xué)圖像的振動(dòng)。校正量計(jì)算單元532從由積分單元531計(jì)算的角度和由位置 信號指示的變焦位置計(jì)算校正量。防振目標(biāo)位置計(jì)算單元533將校正透鏡單元113設(shè)置為 防振目標(biāo)位置，其可以基于由校正量計(jì)算單元532計(jì)算的校正量，將根據(jù)振動(dòng)生成的成像 面上的光學(xué)圖像的位置的移動(dòng)校正到防振目標(biāo)位置。此外，生成其中將校正透鏡單元113
10設(shè)置為防振目標(biāo)位置的控制信號，并且輸出到驅(qū)動(dòng)器12。
4.濾波處理單元的第一配置 圖6是示出濾波處理單元的第一配置的圖。濾波處理單元520a根據(jù)校正透鏡單 元113的位移狀態(tài)限制振動(dòng)檢測信號的低頻分量的信號電平。 濾波處理單元520a的預(yù)處理單元512將處理之后的振動(dòng)檢測信號提供到高通濾 波器(HPF) 5201和低通濾波器(LPF)5202。 HPF 5201提取振動(dòng)檢測信號的高頻分量，并且 將高通信號輸出到加法器5204。低通濾波器5202提取振動(dòng)檢測信號的低頻分量，并且將低 通信號輸出到低通信號處理單元5203。 將指示校正透鏡單元113的位移狀態(tài)的信號提供到濾波處理單元520a的低通信 號處理單元5203。低通信號處理單元5203使用低通信號限制值執(zhí)行低通信號的信號電平 限制處理，并且將處理之后的低通信號輸出到加法器5204。低通信號限制值是用于限制低 通信號的信號電平的閾值，并且可以在預(yù)定上限值和下限值之間的范圍內(nèi)改變。當(dāng)?shù)屯ㄐ?號的信號電平超過低通信號限制值時(shí)，低通信號處理單元5203將低通信號的信號電平限 制為低通信號限制值，并且將低通信號輸出到加法器5204。此外，低通信號處理單元5203 根據(jù)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)切換低通信號限制值。 從低通信號的幅度的電平設(shè)置低通信號限制值的上限值，所述低通信號希望經(jīng)歷 振動(dòng)校正。此外，考慮振動(dòng)檢測信號和透鏡的行為不失去連續(xù)性，將低通信號限制值的下限 值設(shè)為合適的值。 加法器5204將從HPF 5201提供的高通信號和從低通信號處理單元5203提供的 低通信號相加，并且將相加的結(jié)果作為濾波處理之后的振動(dòng)檢測信號輸出到積分單元531。
5.濾波處理單元的第一配置的操作 圖7是示出其中校正區(qū)域(S卩，校正透鏡單元113的位移范圍)劃分為多個(gè)區(qū)域 的情況的圖。例如，在圖7中，位移范圍ARm劃分為5個(gè)區(qū)域AR0、AR1、AR2、AR3和AR4。此 外，位移范圍ARm的中心設(shè)為位置PSO，區(qū)域ARO和區(qū)域AR1之間的邊界設(shè)為位置PS1，區(qū)域 AR1和區(qū)域AR2之間的邊界設(shè)為位置PS2，區(qū)域AR2和區(qū)域AR3之間的邊界設(shè)為位置PS3，并 且區(qū)域AR3和區(qū)域AR4之間的邊界設(shè)為位置PS4。 圖8是示出當(dāng)如圖7所示劃分位移范圍Arm時(shí)、低通信號限制值的切換操作的流 程圖。 在步驟ST1，低通信號處理單元5203確定校正透鏡單元113的位移狀態(tài)是否在區(qū) 域ARO中。當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域ARO中時(shí)，低通信號處理單元5203進(jìn)到 步驟ST2，而當(dāng)位移狀態(tài)不在區(qū)域AR0中時(shí)，進(jìn)到步驟ST3。 在步驟ST2，低通信號處理單元5203執(zhí)行低通信號限制值的第一限制放松處理。 作為第一限制放松處理，低通信號處理單元5203將第一限制調(diào)整量加到當(dāng)前的低通信號 限制值，并且放松低通信號的信號電平。此外，第一限制調(diào)整量是大于用于下述第二限制放 松處理的第二限制調(diào)整量的值。此外，如果將第一限制調(diào)整量加到低通信號限制值的結(jié)果 超過低通信號限制值的上限值，則低通信號處理單元5203將低通信號限制值設(shè)為該上限 值。 當(dāng)步驟ST1進(jìn)到步驟ST3時(shí)，在步驟ST3，低通信號處理單元5203確定校正透鏡單 元113的位移狀態(tài)是否在區(qū)域AR1中。當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR1中時(shí)，
11低通信號處理單元5203進(jìn)到步驟ST4，而當(dāng)位移狀態(tài)不在區(qū)域AR1中時(shí)，進(jìn)到步驟ST5。
在步驟ST4，低通信號處理單元5203執(zhí)行低通信號限制值的第二限制放松處理。 第二限制放松處理比第一限制放松處理進(jìn)一步減少限制調(diào)整量，以便放松低通信號的信號 電平的限制。作為第二限制放松處理，低通信號處理單元5203將第二限制調(diào)整量加到當(dāng)前 的低通信號限制值，以便放松低通信號的信號電平的限制。此外，第二限制調(diào)整量是小于用 于上述第一限制放松處理的第一限制調(diào)整量的值。此外，如果將第二限制調(diào)整量加到低通 信號限制值的結(jié)果超過低通信號限制值的上限值，則低通信號處理單元5203將低通信號 限制值設(shè)為該上限值。 當(dāng)步驟ST3進(jìn)到步驟ST5時(shí)，在步驟ST5，低通信號處理單元5203確定校正透鏡單 元113的位移狀態(tài)是否在區(qū)域AR2中。當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR2中時(shí)， 低通信號處理單元5203不改變低通信號限制值。此外，當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)不 在區(qū)域AR2中時(shí)，低通信號處理單元5203進(jìn)到步驟ST6。 當(dāng)步驟ST5進(jìn)到步驟ST6時(shí)，在步驟ST6，低通信號處理單元5203確定校正透鏡單 元113的位移狀態(tài)是否在區(qū)域AR3中。當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR3中時(shí)， 低通信號處理單元5203進(jìn)到步驟ST7，而當(dāng)位移狀態(tài)不在區(qū)域AR3中時(shí)(S卩，校正透鏡單元 113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR4中)，低通信號處理單元5203進(jìn)到步驟ST8。
在步驟ST7，低通信號處理單元5203執(zhí)行低通信號限制值的第二限制增強(qiáng)處理。 作為第二限制增強(qiáng)處理，低通信號處理單元5203從當(dāng)前低通信號限制值減去第三限制調(diào) 整量，以便增強(qiáng)低通信號的信號電平的限制。此外，第三限制調(diào)整量是小于用于下述第一限 制增強(qiáng)處理的第四限制調(diào)整量的值。此外，如果從當(dāng)前低通信號限制值減去第三限制調(diào)整 量的結(jié)果超過低通信號限制值的下限值，則低通信號處理單元5203將低通信號限制值設(shè) 為該下限值。 在步驟ST8，低通信號處理單元5203執(zhí)行低通信號限制值的第一限制增強(qiáng)處理。 作為第一限制增強(qiáng)處理，低通信號處理單元5203從當(dāng)前低通信號限制值減去第四限制調(diào) 整量，以便增強(qiáng)低通信號的信號電平的限制。此外，第四限制調(diào)整量是大于用于上述第二限 制增強(qiáng)處理的第三限制調(diào)整量的值。此外，如果從當(dāng)前低通信號限制值減去第四限制調(diào)整 量的結(jié)果超過低通信號限制值的下限值，則低通信號處理單元5203將低通信號限制值設(shè) 為該下限值。 例如，上述處理在采樣校正透鏡單元113的位移狀態(tài)的間隔重復(fù)執(zhí)行，并且基于 由濾波處理單元520a處理的振動(dòng)檢測信號，生成用于設(shè)置校正透鏡單元113到防振目標(biāo)位 置的控制信號，并且將該控制信號提供到驅(qū)動(dòng)器12。 圖9是示出低通信號處理單元5203的低通信號限制值切換操作的圖。此外，圖9A 示出隨著時(shí)間變化的校正透鏡單元113的位移狀態(tài)。圖9B示出隨著時(shí)間變化的低通信號 限制值。在操作開始時(shí)的校正透鏡單元113的位移狀態(tài)例如在區(qū)域ARO中，并且低通信號 限制值例如設(shè)為上限值LMa。此外，下限值是"LMb"。 如果執(zhí)行振動(dòng)校正并且校正透鏡單元113的位移狀態(tài)如圖9A所示變化，則在從操 作開始的時(shí)段內(nèi)執(zhí)行第一限制放松處理，其中校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域ARO中。 此后，當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR1中時(shí)，執(zhí)行第二限制放松處理。這里，因 為在操作開始時(shí)的低通信號限制值設(shè)為上限值LMa，所以即使當(dāng)執(zhí)行第一限制放松處理或第二限制放松處理時(shí)，低通信號限制值也變?yōu)樯舷拗礚Ma。此外，當(dāng)校正透鏡單元113的位 移狀態(tài)在區(qū)域AR2中時(shí)，對于低通信號限制值不執(zhí)行限制放松處理或限制增強(qiáng)處理。因此， 在從操作開始時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t0到時(shí)間點(diǎn)tl的時(shí)段內(nèi)，其中校正透鏡單元113的位移狀態(tài)移 動(dòng)到區(qū)域AR3，低通信號限制值變?yōu)樯舷拗礚Ma。 當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR3中時(shí)，低通信號處理單元5203執(zhí)行第 二限制增強(qiáng)處理。因此，在從時(shí)間點(diǎn)tl到時(shí)間點(diǎn)t2的時(shí)段內(nèi)，其中校正透鏡單元113的位 移狀態(tài)在區(qū)域AR3中，重復(fù)執(zhí)行第二限制增強(qiáng)處理，并且隨著時(shí)間的過去減小低通信號限 制值。 此后，當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR4中時(shí)，低通信號處理單元5203 執(zhí)行第一限制增強(qiáng)處理。因此，在從時(shí)間點(diǎn)t2到時(shí)間點(diǎn)t3的時(shí)段內(nèi)，其中校正透鏡單元 113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR4中，重復(fù)執(zhí)行第一限制增強(qiáng)處理，并且隨著時(shí)間的過去減小低通 信號限制值。此外，第一限制增強(qiáng)處理的限制調(diào)整量大于第二限制增強(qiáng)處理的限制調(diào)整量。 因此，當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR4中時(shí)低通信號限制值的變化大于當(dāng)校正 透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR3中時(shí)低通信號限制值的變化。 在從時(shí)間點(diǎn)t3到時(shí)間點(diǎn)t4的時(shí)段內(nèi)，校正透鏡單元113的位移狀態(tài)主要在區(qū)域 AR1、 AR2和AR3中，并且其中位移狀態(tài)在區(qū)域AR0和AR4中的時(shí)段短。因?yàn)榭梢越惶嫔?其中位移狀態(tài)在區(qū)域AR1中的時(shí)段和其中位移狀態(tài)在區(qū)域AR3中的時(shí)段，所以執(zhí)行其中低 通信號限制值不顯著變化的處理。此后，當(dāng)在時(shí)間點(diǎn)t4之后持續(xù)其中校正透鏡單元113的 位移狀態(tài)在區(qū)域AR0和AR1中的狀態(tài)時(shí)，低通信號限制值逐漸增大，并且放松低通信號的限 制。 當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)離開位移限制時(shí)，低通信號處理單元5203執(zhí)行限 制放松處理，而當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)接近位移限制時(shí)，低通信號處理單元5203 執(zhí)行限制增強(qiáng)處理。為此，例如，如果通過在行走的同時(shí)拾取圖像，增加了振動(dòng)檢測信號的 低頻分量的信號電平，則當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)離開位移限制時(shí)，順序地放松振 動(dòng)檢測信號的低頻分量的限制。因此，可以校正由于在行走時(shí)的振動(dòng)造成的振動(dòng)。此外，隨 著校正透鏡單元113的位移狀態(tài)變得接近位移限制，順序地增強(qiáng)振動(dòng)檢測信號的低頻分量 的限制。因此，不執(zhí)行其中校正透鏡單元113的位移大的振動(dòng)校正，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比， 可以有效地使用校正區(qū)域執(zhí)行合適的振動(dòng)校正。
6.濾波處理單元的第二配置 然而，根據(jù)校正透鏡單元的位移狀態(tài)限制振動(dòng)檢測信號的低通頻率的信號電平的 處理不限于使用像第一配置的低通信號的情況。例如，通過根據(jù)校正透鏡單元的位移狀態(tài) 切換濾波特性，可以根據(jù)校正透鏡單元的位移狀態(tài)限制振動(dòng)檢測信號的低頻分量。
接下來，作為濾波處理單元的第二配置，將描述根據(jù)校正透鏡單元的位移狀態(tài)切
換濾波特性的情況。圖io是示出濾波處理單元的第二配置的圖。 濾波處理單元520b的預(yù)處理單元512提供處理之后的振動(dòng)檢測信號到可變高通 濾波器(可變HPF)5206。將指示校正透鏡單元113的位移狀態(tài)的信號提供到濾波處理單元 520b的分離頻率設(shè)置單元5205。 分離頻率設(shè)置單元5205基于指示校正透鏡單元113的位移狀態(tài)的信號，生成用 于設(shè)置由可變HPF 5206限制的頻率分量的濾波設(shè)置值，并且將濾波設(shè)置值輸出到可變HPF
135206。 可變HPF 5206基于從分離頻率設(shè)置單元5205提供的濾波設(shè)置值設(shè)置濾波特性， 并且通過設(shè)置的濾波特性執(zhí)行振動(dòng)檢測信號的濾波處理。此外，可變HPF 5206將濾波處理 之后的振動(dòng)檢測信號輸出到積分單元531。 如圖11所示，可變HPF 5206例如基于濾波設(shè)置值設(shè)置截止頻率。當(dāng)濾波設(shè)置值 為低限制值"FS"時(shí)，可變HPF 5206設(shè)置截止頻率為"f0"。此外，當(dāng)增加濾波設(shè)置值以便變 為上限值"FS+a "時(shí)，截止頻率增加到"fO+f a "，并且增加限制的低頻分量。
因?yàn)閺钠渲写嬖诙喾N類型的振動(dòng)的觀點(diǎn)來看，濾波設(shè)置值的低限制值是低值以便 不執(zhí)行截止，所以截止頻率設(shè)為小值，例如，O到O. lHz。因?yàn)闉V波設(shè)置值的上限值可以在獲 得截止效果的同時(shí)，在相機(jī)振動(dòng)分量的具有小幅度的小范圍中校正振動(dòng)，所述振動(dòng)變得有 力(nervous)，所以截止頻率設(shè)為例如3到4Hz。
7.濾波處理單元的第二配置的操作 圖12是示出當(dāng)如圖7所示劃分位置范圍ARm時(shí)、濾波設(shè)置值的切換操作的流程 圖?？勺僅PF 5206的濾波設(shè)置值和濾波特性具有圖10中示出的關(guān)系。
在步驟ST11，分離頻率設(shè)置單元5205確定校正透鏡單元113的位移狀態(tài)是否在區(qū) 域ARO中。當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域ARO中時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205進(jìn)到 步驟ST12，而當(dāng)位移狀態(tài)不在區(qū)域ARO中時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205進(jìn)到步驟ST13。
在步驟ST12，分離頻率設(shè)置單元5205執(zhí)行第一波段(band)放大處理。作為第一 波段放大處理，分離頻率設(shè)置單元5205例如從當(dāng)前濾波設(shè)置值減去第一設(shè)置調(diào)整量，以便 減小濾波設(shè)置值。此外，第一設(shè)置調(diào)整量是大于用于下述第二波段放大處理的第二設(shè)置調(diào) 整量。此外，如果從當(dāng)前濾波設(shè)置值減去第一設(shè)置調(diào)整量的結(jié)果小于下限值，則分離頻率設(shè) 置單元5205將濾波設(shè)置值設(shè)為該下限值。 當(dāng)步驟ST11進(jìn)到步驟ST13時(shí)，在步驟ST13，分離頻率設(shè)置單元5205確定校正透 鏡單元113的位移狀態(tài)是否在區(qū)域AR1中。當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR1中 時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205進(jìn)到步驟ST14，而當(dāng)位移狀態(tài)不在區(qū)域AR1中時(shí)，分離頻率設(shè)置 單元5205進(jìn)到步驟ST15。 在步驟ST14，分離頻率設(shè)置單元5205執(zhí)行第二波段放大處理。第二波段放大處 理比第一波段放大處理進(jìn)一步減小設(shè)置調(diào)整量，以便放大通過波段。作為第二波段放大處 理，分離頻率設(shè)置單元5205例如從當(dāng)前濾波設(shè)置值減去第二設(shè)置調(diào)整量，以便減小濾波設(shè) 置值。此外，第二設(shè)置調(diào)整量是小于用于上述第一波段放大處理的第一設(shè)置調(diào)整量的值。此 外，如果從當(dāng)前濾波設(shè)置值減去第二設(shè)置調(diào)整量的結(jié)果小于下限值，則分離頻率設(shè)置單元 5205將濾波設(shè)置值設(shè)為該下限值。 當(dāng)步驟ST13進(jìn)到步驟ST15時(shí)，在步驟ST15，分離頻率設(shè)置單元5205確定校正透 鏡單元113的位移狀態(tài)是否在區(qū)域AR2中。當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR2中 時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205不改變波段。此外，當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)不在區(qū)域 AR2中時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205進(jìn)到步驟ST16。 當(dāng)步驟ST15進(jìn)到步驟ST16時(shí)，在步驟ST16，分離頻率設(shè)置單元5205確定校正透 鏡單元113的位移狀態(tài)是否在區(qū)域AR3中。當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR3中 時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205進(jìn)到步驟ST17，而當(dāng)當(dāng)位移狀態(tài)不在區(qū)域AR3中時(shí)(S卩，校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR4中)，分離頻率設(shè)置單元5205進(jìn)到步驟ST18。 在步驟ST17中，分離頻率設(shè)置單元5205執(zhí)行第二波段減小處理。作為第二波段
減小處理，分離頻率設(shè)置單元5205將第三設(shè)置調(diào)整量加到當(dāng)前濾波設(shè)置值，以便增加濾波
設(shè)置值。此外，第三設(shè)置調(diào)整量是小于用于下述第一波段減小處理的第四設(shè)置調(diào)整量的值。
此外，如果將第三設(shè)置調(diào)整量加到當(dāng)前濾波設(shè)置值的結(jié)果大于上限值，則分離頻率設(shè)置單
元5205將濾波設(shè)置值設(shè)為該上限值。 在步驟ST18中，分離頻率設(shè)置單元5205執(zhí)行第一波段減小處理。作為第一波段 減小處理，分離頻率設(shè)置單元5205將第四設(shè)置調(diào)整量加到當(dāng)前濾波設(shè)置值，以便增加濾波 設(shè)置值。此外，第四設(shè)置調(diào)整量是大于用于上述第二波段減小處理的第三設(shè)置調(diào)整量的值。 此外，如果將第四設(shè)置調(diào)整量加到當(dāng)前濾波設(shè)置值的結(jié)果大于上限值，則分離頻率設(shè)置單 元5205將濾波設(shè)置值設(shè)為該上限值。 例如，上述處理在采樣校正透鏡單元113的位移狀態(tài)的間隔重復(fù)執(zhí)行，并且基于 由濾波處理單元520b處理的振動(dòng)檢測信號，生成用于設(shè)置校正透鏡單元113到防振目標(biāo)位 置的控制信號，并且將該控制信號提供到驅(qū)動(dòng)器12。 圖13是示出分離頻率設(shè)置單元5205的濾波設(shè)置值的切換操作的圖。此外，圖13A 示出隨著時(shí)間變化的校正透鏡單元113的位移狀態(tài)。圖13B示出隨著時(shí)間變化的濾波設(shè)置 值。在操作開始時(shí)的校正透鏡單元113的位移狀態(tài)例如在區(qū)域ARO中，并且濾波設(shè)置值例 如設(shè)為下限值FMb。此外，上限值是"FMa"。 如果執(zhí)行振動(dòng)校正并且校正透鏡單元113的位移狀態(tài)如圖13A所示變化，則在則 在從操作開始的時(shí)段內(nèi)執(zhí)行第一波段放大處理，其中校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域 ARO中。此后，當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR1中時(shí)，執(zhí)行第二波段放大處理。 這里，因?yàn)樵诓僮鏖_始時(shí)的濾波設(shè)置值設(shè)為下限值，所以即使當(dāng)執(zhí)行第一波段放大處理或 第二波段放大處理時(shí)，濾波設(shè)置值也變?yōu)橄孪拗?。此外，?dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在 區(qū)域AR2中時(shí)，不執(zhí)行波段放大處理或波段減小處理。因此，在從操作開始時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t0 到時(shí)間點(diǎn)tll的時(shí)段內(nèi)，其中校正透鏡單元113的位移狀態(tài)移動(dòng)到區(qū)域AR3，濾波設(shè)置值變 為下限值FMb。 當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR3中時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205執(zhí)行第 二波段減小處理。因此，在從時(shí)間點(diǎn)tll到時(shí)間點(diǎn)t12的時(shí)段內(nèi)，其中校正透鏡單元113的 位移狀態(tài)在區(qū)域AR3中，重復(fù)執(zhí)行第二波段減小處理，并且隨著時(shí)間的過去增加濾波設(shè)置值。 此后，當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR4中時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205 執(zhí)行第一波段減小處理。因此，在從時(shí)間點(diǎn)t12到時(shí)間點(diǎn)t13的時(shí)段內(nèi)，其中校正透鏡單元 113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR4中，重復(fù)執(zhí)行第一波段減小處理，并且隨著時(shí)間的過去增加濾波 設(shè)置值。此外，第一波段減小處理的限制調(diào)整量大于第二波段減小處理的限制調(diào)整量。因 此，當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR4中時(shí)濾波設(shè)置值的變化大于當(dāng)校正透鏡單 元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR3中時(shí)濾波設(shè)置值的變化。 在從時(shí)間點(diǎn)t13到時(shí)間點(diǎn)t14的時(shí)段內(nèi)，校正透鏡單元113的位移狀態(tài)主要在區(qū) 域AR1 、AR2和AR3中，并且其中位移狀態(tài)在區(qū)域ARO和AR4中的時(shí)段短。因?yàn)榭梢越惶嫔?其中位移狀態(tài)在區(qū)域AR1中的時(shí)段和其中位移狀態(tài)在區(qū)域AR3中的時(shí)段，所以執(zhí)行其中濾
15波設(shè)置值不顯著變化的處理。此后，當(dāng)在時(shí)間點(diǎn)t4之后持續(xù)其中校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域AR0和AR1中的狀態(tài)時(shí)，濾波設(shè)置值逐漸減小，并且加寬可變HPF的通過波段。
此外，當(dāng)在預(yù)定時(shí)段中持續(xù)維持其中校正透鏡單元113的位移狀態(tài)在區(qū)域ARO中的狀態(tài)時(shí)，通過從濾波設(shè)置值減去大值，可以將濾波設(shè)置值設(shè)為下限值FMb。在此情況下，可能以高速執(zhí)行轉(zhuǎn)換。 當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)離開位移限制時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205執(zhí)行波段放大處理。也就是說，分離頻率設(shè)置單元5205執(zhí)行波段放大處理，以便放松振動(dòng)檢測信號的低頻分量的限制。此外，當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)接近位移限制時(shí)，分離頻率設(shè)置單元5205執(zhí)行波段減小處理。也就是說，分離頻率設(shè)置單元5205執(zhí)行波段減小處理，以便增強(qiáng)振動(dòng)檢測信號的低頻分量的限制。為此，例如，如果通過在行走的同時(shí)拾取圖像，增加了振動(dòng)檢測信號的低頻分量的信號電平，則當(dāng)校正透鏡單元113的位移狀態(tài)離開位移限制時(shí)，順序地放松振動(dòng)檢測信號的低頻分量的限制。因此，可以校正由于在行走時(shí)的振動(dòng)造成的振動(dòng)。此外，隨著校正透鏡單元113的位移狀態(tài)變得接近位移限制，順序地增強(qiáng)振動(dòng)檢測信號的低頻分量的限制。因此，不執(zhí)行其中校正透鏡單元113的位移大的振動(dòng)校正，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比可以有效地使用校正區(qū)域執(zhí)行合適的振動(dòng)校正。
8.濾波處理單元的第三配置 圖14是示出濾波處理單元的第三配置的圖。在第三配置中示出的濾波處理單元520c執(zhí)行用于執(zhí)行通過濾波處理振動(dòng)檢測信號而得到的低通信號的限制的可變HPF的波段調(diào)整以及振動(dòng)檢測信號的濾波處理。 預(yù)處理單元512提供處理之后的振動(dòng)檢測信號到可變高通濾波器(可變HPF)5208和可變低通濾波器(可變LPF)5209。將指示校正透鏡單元113的位移狀態(tài)的信號提供到分離頻率設(shè)置單元5207和低通信號處理單元5210。 分離頻率設(shè)置單元5207基于指示校正透鏡單元113的位移狀態(tài)的信號，生成用于設(shè)置由可變HPF 5208限制的頻率分量的濾波設(shè)置值，并且將濾波設(shè)置值輸出到可變HPF
5208。 此外，分離頻率設(shè)置單元5207基于指示校正透鏡單元113的位移狀態(tài)的信號，生成用于設(shè)置由可變LPF 5209限制的頻率分量的濾波設(shè)置值，并且將濾波設(shè)置值輸出到可變LPF
5209。 可變HPF 5208基于從分離頻率設(shè)置單元5207提供的濾波設(shè)置值設(shè)置濾波特性，并且通過設(shè)置的濾波特性執(zhí)行振動(dòng)檢測信號的濾波處理。此外，可變HPF 5208將作為濾波處理之后的振動(dòng)檢測信號的高通信號輸出到加法器5211。 可變LPF 5209基于從分離頻率設(shè)置單元5207提供的濾波設(shè)置值設(shè)置濾波特性，并且通過設(shè)置的濾波特性執(zhí)行振動(dòng)檢測信號的濾波處理。此外，可變LPF 5209將作為濾波處理之后的振動(dòng)檢測信號的高通信號輸出到低通信號處理單元5210。 低通信號處理單元5210使用低通信號限制值執(zhí)行低通信號的信號電平限制處理，并且將處理之后的低通信號輸出到加法器5211。 加法器5211將從可變HPF 5208提供的高通信號和從低通信號處理單元5210提供的低通信號相加，并且將相加的結(jié)果作為濾波處理之后的振動(dòng)檢測信號輸出到積分單元531。 如果如上所述配置濾波處理單元520c，則限制可變LPF 5209的通過波段或者低通信號處理單元5210的低通信號，使得當(dāng)例如執(zhí)行搖鏡頭操作或傾斜操作時(shí)，限制振動(dòng)檢測信號。此外，例如，控制可變HPF 5208的通過波段，使得當(dāng)例如執(zhí)行取景操作時(shí)，通過振動(dòng)檢測信號。 在搖鏡頭操作或傾斜操作中，振動(dòng)大并且振動(dòng)頻率低。在取景操作中，振動(dòng)大并且振動(dòng)頻率高于搖鏡頭操作或傾斜操作的振動(dòng)頻率。因此，對于取景操作，當(dāng)校正透鏡單元113位于位移范圍的端側(cè)時(shí)，通過分離頻率設(shè)置單元5207和可變HPF 5208執(zhí)行振動(dòng)校正的限制。當(dāng)校正透鏡單元113位于位移范圍的中間側(cè)時(shí)，校正在取景操作時(shí)生成的振動(dòng)。此外，對于搖鏡頭操作或傾斜操作，通過分離頻率設(shè)置單元5207或可變LPF 5209和低通信號處理單元5210限制振動(dòng)校正。 當(dāng)執(zhí)行這種處理時(shí)，因?yàn)樵谌【安僮鞯拈_始時(shí)，校正透鏡單元位于位移范圍的中間側(cè)，所以執(zhí)行振動(dòng)校正。然而，如果持續(xù)執(zhí)行取景操作使得校正透鏡單元到達(dá)位移范圍的端側(cè)，則以自然的方式限制振動(dòng)校正。因此，可能執(zhí)行用于校正振動(dòng)的操作，而不中斷取景操作。當(dāng)執(zhí)行搖鏡頭操作或傾斜操作時(shí)，不校正通過這些操作出現(xiàn)在成像面上的光學(xué)圖像的振動(dòng)，并且可以獲得其中根據(jù)搖鏡頭操作或傾斜操作平滑地移動(dòng)被攝體的拾取圖像。
因?yàn)榭梢栽趶V角端增加校正透鏡單元的校正角度，所以校正透鏡單元的位移范圍大。因此，與遠(yuǎn)攝端相比，難以確定校正透鏡單元位于位移范圍的端側(cè)。也就是說，難以執(zhí)行低通頻率的限制或用于將截止頻率增加到高通頻率的頻率限制。也就是說，當(dāng)變焦位移狀態(tài)變?yōu)檫h(yuǎn)攝端使得校正角度減小時(shí)，盡管輸入與廣角端相同的振動(dòng)檢測信號，但是如果變?yōu)檫h(yuǎn)攝端并且因而執(zhí)行用于限制振動(dòng)檢測信號的低頻分量的操作，則容易確定校正透鏡單元位于位移范圍的端側(cè)。也就是說，當(dāng)校正范圍小時(shí)，如果變?yōu)檫h(yuǎn)攝端，則執(zhí)行低通限制處理，其中除了在其中拍攝者停止的狀態(tài)下生成的小振動(dòng)信號，不執(zhí)行振動(dòng)校正。因此，可以根據(jù)變焦位移狀態(tài)，以高速簡單地執(zhí)行合適的振動(dòng)校正。 本發(fā)明不限于本發(fā)明的上述實(shí)施例。例如，如果通過根據(jù)濾波處理后的振動(dòng)檢測
信號位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，校正由通過振動(dòng)檢測單元檢測的振動(dòng)
生成的在成像面上光學(xué)圖像的振動(dòng)，則本發(fā)明不限于所述配置。例如，可以位移成像設(shè)備。
此外，如果振動(dòng)檢測單元可以檢測成像設(shè)備的振動(dòng)，則本發(fā)明不限于使用如上所述的角速
度傳感器或加速度傳感器的配置。例如，可以從拾取圖像檢測成像裝置的振動(dòng)。 在提供可以替換透鏡的成像裝置中，振動(dòng)校正設(shè)備可以在透鏡側(cè)提供，或者振動(dòng)
校正設(shè)備可以在成像裝置的主體側(cè)提供。此外，振動(dòng)校正設(shè)備的一部分(例如，僅僅校正透
鏡單元和用于驅(qū)動(dòng)校正透鏡單元的驅(qū)動(dòng)單元)可以在透鏡側(cè)提供，而其它組件可以在成像
裝置的主體側(cè)提供。此外，除了位移校正透鏡單元的情況，可以基于來自振動(dòng)檢測單元檢測
信號位移成像設(shè)備，以便校正在成像設(shè)備的成像面上形成的光學(xué)圖像的振動(dòng)。 本發(fā)明包含涉及于2008年12月11日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請
JP 2008-315429中公開的主題，在此通過引用并入其全部內(nèi)容。 本發(fā)明的實(shí)施例以示例性形式公開了本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是可以修改或替換實(shí)施例而不背離本發(fā)明的范圍。也就是說，根據(jù)權(quán)利要求來確定本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
一種振動(dòng)校正設(shè)備，包括振動(dòng)檢測單元，檢測振動(dòng)以便生成振動(dòng)檢測信號；驅(qū)動(dòng)單元，相對于光軸位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，以便在所述成像面上位移在所述成像設(shè)備的成像面上形成的光學(xué)圖像的位置；位移檢測單元，檢測校正透鏡單元或成像設(shè)備的位移狀態(tài)；濾波處理單元，執(zhí)行所述振動(dòng)檢測信號的濾波處理；以及校正控制單元，根據(jù)濾波處理后的振動(dòng)檢測信號位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，以便校正由通過所述振動(dòng)檢測單元檢測到的振動(dòng)生成的在所述成像面上的所述光學(xué)圖像的振動(dòng)，其中所述濾波處理單元根據(jù)由所述位移檢測單元檢測到的位移狀態(tài)改變?yōu)V波處理特性，并且隨著檢測到的位移狀態(tài)變得接近位移限制而限制光學(xué)圖像的振動(dòng)校正。
2. 如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)校正設(shè)備，其中隨著所述位移狀態(tài)變得接近所述位移限 制，所述濾波處理單元限制所述振動(dòng)檢測信號的低頻分量，以便限制所述低頻分量的振動(dòng) 校正。
3. 如權(quán)利要求2所述的振動(dòng)校正設(shè)備，其中當(dāng)所述位移狀態(tài)比預(yù)定狀態(tài)接近所述位移 限制時(shí)，所述濾波處理單元順序地增強(qiáng)所述低頻分量的限制，而當(dāng)所述位移狀態(tài)比所述預(yù) 定狀態(tài)離開所述預(yù)定限制時(shí)，所述濾波處理單元順序地放松限制。
4. 如權(quán)利要求3所述的振動(dòng)校正設(shè)備，其中所述濾波處理單元限制所述振動(dòng)檢測信號 的所述低頻分量的信號電平，以便限制所述低頻分量。
5. 如權(quán)利要求3所述的振動(dòng)校正設(shè)備，其中所述濾波處理單元執(zhí)行高通濾波處理，并 且增加所述高通濾波處理的截止頻率，以便限制所述低頻分量。
6. 如權(quán)利要求3所述的振動(dòng)校正設(shè)備，其中所述濾波處理單元執(zhí)行高通濾波處理和低 通濾波處理，增加所述高通濾波處理的截止頻率，并且限制通過所述低通濾波處理得到的 所述低頻分量的信號電平，以便限制所述低頻分量。
7. —種振動(dòng)校正方法，包括以下步驟 通過振動(dòng)檢測單元，檢測振動(dòng)以便生成振動(dòng)檢測信號；通過驅(qū)動(dòng)單元，相對于光軸位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，以便在所 述成像面上位移在所述成像設(shè)備的成像面上形成的光學(xué)圖像的位置； 通過位移檢測單元，檢測校正透鏡單元或成像設(shè)備的位移狀態(tài)； 通過濾波處理單元，執(zhí)行所述振動(dòng)檢測信號的濾波處理；以及通過校正控制單元，根據(jù)濾波處理的振動(dòng)檢測信號位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相 對位置關(guān)系，以便校正由通過所述振動(dòng)檢測單元檢測到的振動(dòng)生成的在所述成像面上的光 學(xué)圖像的振動(dòng)，其中，在執(zhí)行所述濾波處理的步驟中，根據(jù)在檢測所述位移狀態(tài)的步驟中檢測到的所 述位移狀態(tài)改變?yōu)V波處理特性，并且隨著檢測到的位移狀態(tài)變得接近位移限制而限制所述 光學(xué)圖像的振動(dòng)校正。
8. —種成像裝置，包括振動(dòng)檢測單元，檢測振動(dòng)以便生成振動(dòng)檢測信號；驅(qū)動(dòng)單元，相對于光軸位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，以便在所述成像面上位移在所述成像設(shè)備的成像面上形成的光學(xué)圖像的位置； 位移檢測單元，檢測校正透鏡單元或成像設(shè)備的位移狀態(tài)； 濾波處理單元，執(zhí)行所述振動(dòng)檢測信號的濾波處理；信號處理單元，使用由成像設(shè)備生成的圖像信號執(zhí)行相機(jī)信號處理；以及 校正控制單元，根據(jù)濾波處理的振動(dòng)檢測信號位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，以便校正由通過所述振動(dòng)檢測單元檢測到的振動(dòng)生成的在所述成像面上的光學(xué)圖像的振動(dòng)，其中所述濾波處理單元根據(jù)由所述位移檢測單元檢測到的位移狀態(tài)改變?yōu)V波處理特 性，并且隨著檢測到的位移狀態(tài)變得接近位移限制而限制光學(xué)圖像的振動(dòng)校正。
全文摘要
一種振動(dòng)校正設(shè)備，包括振動(dòng)檢測單元，檢測振動(dòng)以便生成振動(dòng)檢測信號；驅(qū)動(dòng)單元，相對于光軸位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，以便在所述成像面上位移在所述成像設(shè)備的成像面上形成的光學(xué)圖像的位置；位移檢測單元，檢測校正透鏡單元或成像設(shè)備的位移狀態(tài)；濾波處理單元，執(zhí)行所述振動(dòng)檢測信號的濾波處理；以及校正控制單元，根據(jù)濾波處理的振動(dòng)檢測信號位移透鏡單元和成像設(shè)備之間的相對位置關(guān)系，以便校正由通過所述振動(dòng)檢測單元檢測到的振動(dòng)生成的在所述成像面上的所述光學(xué)圖像的振動(dòng)。
文檔編號G02B27/64GK101750755SQ200910253248
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者田中風(fēng)人 申請人:索尼株式會社