圖像抖動校正設備及其控制方法、鏡筒、光學設備和攝像設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及圖像抖動校正設備及其控制方法、鏡筒、光學設備和攝像設備。CPU獲取角速度傳感器的輸出并且進行圖像抖動校正。角度1計算單元對偏移成分被去除的信號進行積分以計算角度1。角速度相減量計算單元基于通過從角速度傳感器的輸出中減去第一偏移所獲得的信號和通過從角度2計算單元的輸出中減去第二偏移所獲得的信號來計算角速度相減量。角度2計算單元對通過從角速度傳感器的輸出中減去角速度相減量所獲得的信號進行積分以計算角度2。CPU在對釋放SW進行操作之前，基于角度1來進行圖像抖動校正，而CPU在操作了釋放SW之后，基于角度2來進行圖像抖動校正。
【專利說明】圖像抖動校正設備及其控制方法、鏡筒、光學設備和攝像設 備
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于對由于諸如手抖動等的抖動所引起的圖像抖動進行校正的圖像 抖動校正技術，并且還涉及用于平滑地校正抖動的低頻成分的校正處理。
【背景技術】
[0002] 在安裝有用于防止由于手抖動等所引起的圖像抖動的圖像抖動校正設備的照相 機中，即使在快門釋放時發(fā)生手抖動的情況下，也可以進行無圖像抖動的拍攝。檢測由于手 抖動等所引起的照相機的角度抖動，然后根據(jù)檢測值來驅動圖像抖動校正透鏡（以下稱為 "校正透鏡"）。此時，需要正確地檢測照相機振動以對由于抖動所引起的光軸變化進行校 正。原理上，在照相機中安裝有被配置為獲得諸如角速度等的檢測結果的振動檢測單元和 被配置為基于計算處理的結果來使校正透鏡移位的驅動控制單元，從而抑制圖像抖動。
[0003] 用于檢測照相機振動的傳感器的輸出信號包含由于傳感器的個體差異所引起的 諸如基準電壓的變化等的直流成分，并且根據(jù)溫度變化而漂移。如果傳感器輸出包含低頻 成分噪聲，則這種低頻成分噪聲可能導致校正精度下降。因而，為了去除偏移成分，通常使 用HPF(高通濾波器）來從傳感器的輸出信號中去除低頻成分，以獲得圖像抖動校正信號。
[0004] 在用戶進行諸如平搖或俯仰等的、用于使攝像設備在相對較長的時間內在一個方 向上移動的操作的情況下，傳感器的輸出信號包含大量低頻成分，因而在圖像抖動校正時 需要衰減這些低頻成分。已知有如下控制：基于角速度的數(shù)據(jù)和通過對角速度進行積分所 獲得的角度的數(shù)據(jù)來判斷是否正進行平搖或俯仰，以切換至適合平搖或俯仰的校正特性。 進行如下控制：通過使HPF或積分濾波器的截止頻率轉變至較高頻率側，圖像抖動校正不 對低頻率作出響應。日本特開平5-323436公開了平搖狀態(tài)或俯仰狀態(tài)下的圖像抖動校正 控制，其中該圖像抖動校正控制能夠在抑制低頻率的響應的同時，進行高頻率的圖像抖動 校正。日本特開平10-010596公開了在攝像（曝光）期間無需進行HPF處理的情況下、通 過固定攝像期間的偏移來進行防抖控制。
[0005] 在使用用于去除偏移成分的HPF來衰減低頻成分的傳統(tǒng)結構中，發(fā)生以下現(xiàn)象。 如果在基于角速度傳感器的輸出進行圖像抖動校正時、角速度傳感器的輸出包含低頻噪聲 成分，則對實際照相機抖動進行了不適當?shù)男Ｕ?。另外，由于平搖等，因而圖像抖動校正可 能不利地受到包括二次HPF的濾波器特性的影響。由于平搖等所引起的振動的發(fā)生而導 致振幅大的低頻成分被衰減，并且例如在平搖完成時生成與平搖方向相反的方向上的信號 (所謂的"擺回現(xiàn)象（swing-backphenomenon)"）。然后，該信號緩慢地收斂為零。然而， 如果基于該信號來進行圖像抖動校正，則利用與攝像設備的實際抖動不同的信號來計算校 正量，這可能導致校正精度下降。
[0006] 如果在包括HPF的濾波器結構中將HPF的截止頻率設置得低，則可以提高針對與 拍攝者身體的振動等相關聯(lián)的低頻成分的圖像抖動校正的性能。在這種情況下，在發(fā)生了 由于平搖等所引起的大的振動之后，擺回信號的大小變大、并且直到信號收斂至零為止所 需的時間變長。因而，僅在拍攝者以用手牢固地把持照相機而不會引起攝像設備的抖動的 狀態(tài)進行攝像的情況下，才可以獲得適當?shù)膱D像抖動校正效果。
【發(fā)明內容】
[0007] 本發(fā)明提供用于即使在由于平搖等而發(fā)生大的抖動的情況下、也能在寬的頻帶內 實現(xiàn)穩(wěn)定的圖像抖動校正的技術。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種圖像抖動校正設備，包括：抖動檢測單元，用于 檢測抖動；計算單元，用于通過獲取從所述抖動檢測單元所輸出的抖動檢測信號來計算圖 像抖動校正量；以及抖動校正單元，用于根據(jù)所述計算單元所計算出的所述圖像抖動校正 量來校正圖像抖動，其特征在于，所述計算單元包括：第一偏移計算單元，用于根據(jù)所述抖 動檢測信號來計算第一偏移；第二偏移計算單元，用于根據(jù)所述抖動檢測信號來計算第二 偏移；以及相減量計算單元，用于通過獲取如下的兩個信號來計算相減量：通過從所述抖 動檢測信號中減去所述第一偏移所獲得的信號以及通過從所述圖像抖動校正量中減去所 述第二偏移所獲得的信號，以及所述計算單元對通過從所述抖動檢測信號中減去所述相減 量計算單元所計算出的所述相減量所獲得的信號進行積分，以計算所述圖像抖動校正量。
[0009] 根據(jù)基于上述第一方面的第二方面，優(yōu)選地，所述計算單元還包括：第一計算單 元，用于通過獲取所述抖動檢測信號來計算第一圖像抖動校正量；第二計算單元，用于通過 獲取所述抖動檢測信號來計算第二圖像抖動校正量；以及切換單元，用于在所述第一圖像 抖動校正量和所述第二圖像抖動校正量之間進行切換，其中，基于所述第一圖像抖動校正 量或所述第二圖像抖動校正量來進行圖像抖動校正。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種鏡筒，包括：上述第一方面的圖像抖動校正設 備。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種光學設備，包括：上述第一方面的圖像抖動校正 設備。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種攝像設備，包括：上述第三方面的鏡筒。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種攝像設備，包括：上述第二方面的圖像抖動校正 設備，其中，所述切換單元在攝像期間選擇所述第二圖像抖動校正量，并且所述切換單元在 攝像之前選擇所述第一圖像抖動校正量，以使得所述抖動校正單元進行圖像抖動校正。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種控制方法，其由圖像抖動校正設備來執(zhí)行，所述 圖像抖動校正設備包括：抖動檢測單元，用于檢測抖動；計算單元，用于通過獲取從所述抖 動檢測單元所輸出的抖動檢測信號來計算圖像抖動校正量；以及抖動校正單元，用于根據(jù) 所述計算單元所計算出的所述圖像抖動校正量來校正圖像抖動，所述控制方法的特征在于 包括以下步驟：利用所述計算單元，根據(jù)所述抖動檢測信號來計算第一偏移和第二偏移； 利用所述計算單元，通過獲取如下的兩個信號來計算相減量：通過從所述抖動檢測信號中 減去所述第一偏移所獲得的信號以及通過從所述圖像抖動校正量中減去所述第二偏移所 獲得的信號；以及利用所述計算單元，通過對從所述抖動檢測信號中減去所述相減量所獲 得的信號進行積分，來計算所述圖像抖動校正量。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種用于即使在平搖等而發(fā)生大的抖動的情況下、也能在 寬的頻帶內實現(xiàn)穩(wěn)定的圖像抖動校正的技術。
[0016] 通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是示出與根據(jù)本發(fā)明的圖像抖動校正有關的抖動方向的說明圖。
[0018] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的攝像設備的頂視圖和控制框圖。
[0019] 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的相減量計算單元的說明圖。
[0020] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的抖動校正量計算處理的說明圖。
[0021] 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的攝像期間和除攝像期間以外的時間段的 抖動校正量計算處理的說明圖。
[0022] 圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的濾波器的增益特性的說明圖。
[0023] 圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的圖像抖動校正的流程圖。
[0024] 圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的攝像設備的頂視圖和控制框圖。
[0025] 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的攝像設備的頂視圖和控制框圖。
[0026] 圖IOA?IOC是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的抖動判斷單元的說明圖。
[0027] 圖IlA?IlC是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的抖動校正量計算處理的說明圖。
[0028] 圖12D?12G是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的角速度相減處理的說明圖。
[0029] 圖13H?13K是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的抖動校正量計算時的角速度相減 處理的圖。
[0030] 圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的抖動校正量計算的角度計算結果的圖。
[0031] 圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的攝像設備的頂視圖和控制框圖。
【具體實施方式】
[0032] 以下將參考附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。本發(fā)明可應用于例如安裝至數(shù)字 單鏡頭反光照相機的可更換鏡頭、諸如鏡筒等的光學設備、諸如數(shù)字攝像機、監(jiān)視照相機或 Web照相機等的攝像設備、以及諸如移動電話或平板終端等的包括攝像設備的電子設備。
[0033] 首先，將說明圖像抖動校正設備中所使用的（包括在以下要說明的角度計算單元 中的）角度計算濾波器?；诮撬俣葌鞲衅鞯妮敵鰜磉M行圖像抖動校正的情況下所使用的 角度計算濾波器是如以下公式（1)的左側所示將積分器和HPF相組合的濾波器。如以下公 式（1)的右側所示，這與通過將具有時間常數(shù)T的低通濾波器（LPF)乘以時間常數(shù)T所獲 得的公式相同。
[0034]公式1
[0035]
【權利要求】
1. 一種圖像抖動校正設備，包括： 抖動檢測單元，用于檢測抖動； 計算單元，用于通過獲取從所述抖動檢測單元所輸出的抖動檢測信號來計算圖像抖動 校正量；W及 抖動校正單元，用于根據(jù)所述計算單元所計算出的所述圖像抖動校正量來校正圖像抖 動， 其特征在于，所述計算單元包括： 第一偏移計算單元，用于根據(jù)所述抖動檢測信號來計算第一偏移； 第二偏移計算單元，用于根據(jù)所述抖動檢測信號來計算第二偏移；W及 相減量計算單元，用于通過獲取如下的兩個信號來計算相減量；通過從所述抖動檢測 信號中減去所述第一偏移所獲得的信號W及通過從所述圖像抖動校正量中減去所述第二 偏移所獲得的信號，W及 所述計算單元對通過從所述抖動檢測信號中減去所述相減量計算單元所計算出的所 述相減量所獲得的信號進行積分，W計算所述圖像抖動校正量。
2. 根據(jù)權利要求1所述的圖像抖動校正設備，其中，所述相減量計算單元將通過從所 述圖像抖動校正量中減去所述第二偏移計算單元的輸出所獲得的信號與闊值進行比較W 計算增益系數(shù)，然后將通過從所述抖動檢測信號中減去所述第一偏移所獲得的信號乘W所 述增益系數(shù)W計算所述相減量。
3. 根據(jù)權利要求2所述的圖像抖動校正設備，其中，隨著通過從所述圖像抖動校正量 中減去所述第二偏移計算單元的輸出所獲得的信號和所述闊值之間的差的增大，所述相減 量計算單元將所述增益系數(shù)的值設置得越大。
4. 根據(jù)權利要求1所述的圖像抖動校正設備，其中，所述第二偏移計算單元通過從前 次采樣獲取所述圖像抖動校正量來計算所述第二偏移。
5. 根據(jù)權利要求1所述的圖像抖動校正設備，其中，所述第二偏移計算單元進行裝置 的抖動判斷，然后根據(jù)判斷值來改變向著所述圖像抖動校正量的跟隨性，W計算所述第二 偏移。
6. 根據(jù)權利要求5所述的圖像抖動校正設備，其中，所述第二偏移計算單元包括低通 濾波器和用于通過獲取所述抖動檢測信號來進行裝置的抖動判斷的判斷單元，并且所述第 二偏移計算單元使用所述判斷單元所進行的抖動判斷的判斷值來改變所述低通濾波器的 截止頻率。
7. 根據(jù)權利要求6所述的圖像抖動校正設備，其中，在所述判斷單元判斷為裝置的抖 動大于闊值的情況下，將所述低通濾波器的截止頻率設置得較低，而在所述判斷單元判斷 為裝置的抖動小于闊值的情況下，將所述低通濾波器的截止頻率設置得較高。
8. 根據(jù)權利要求1所述的圖像抖動校正設備，其中，所述第二偏移計算單元獲取所述 第一偏移計算單元的輸出，然后將該輸出乘W時間常數(shù)W計算所述第二偏移。
9. 根據(jù)權利要求1所述的圖像抖動校正設備，其中，所述計算單元還包括： 第一計算單元，用于通過獲取所述抖動檢測信號來計算第一圖像抖動校正量； 第二計算單元，用于通過獲取所述抖動檢測信號來計算第二圖像抖動校正量；W及 切換單元，用于在所述第一圖像抖動校正量和所述第二圖像抖動校正量之間進行切 換， 其中，基于所述第一圖像抖動校正量或所述第二圖像抖動校正量來進行圖像抖動校 正。
10. 根據(jù)權利要求9所述的圖像抖動校正設備，其中，所述第一計算單元對通過從所述 抖動檢測信號中去除偏移所獲得的信號進行積分W計算所述第一圖像抖動校正量，W及 所述相減量計算單元使用通過從所述抖動檢測信號中減去所述第一偏移計算單元的 輸出所獲得的信號和通過從前次采樣獲取到的所述第二圖像抖動校正量中減去所述第二 偏移計算單元的輸出所獲得的信號來計算所述相減量，然后所述第二計算單元對通過從所 述抖動檢測信號中減去所述相減量所獲得的信號進行積分W計算所述第二圖像抖動校正 量。
11. 根據(jù)權利要求10所述的圖像抖動校正設備，其中，所述第一計算單元使用高通濾 波器來從所述抖動檢測信號中去除偏移。
12. 根據(jù)權利要求9所述的圖像抖動校正設備，其中， 所述第一計算單元從前次采樣獲取到的所述第二圖像抖動校正量中減去所述第二偏 移計算單元的輸出W計算所述第一圖像抖動校正量，W及 所述相減量計算單元使用通過從所述抖動檢測信號中減去所述第一偏移計算單元的 輸出所獲得的信號和通過從前次采樣獲取到的所述第二圖像抖動校正量中減去所述第二 偏移計算單元的輸出所獲得的信號來計算所述相減量，然后所述第二計算單元對通過從所 述抖動檢測信號中減去所述相減量所獲得的信號進行積分W計算所述第二圖像抖動校正 量。
13. -種鏡向，包括： 根據(jù)權利要求1所述的圖像抖動校正設備。
14. 一種光學設備，包括： 根據(jù)權利要求1所述的圖像抖動校正設備。
15. -種攝像設備，包括： 根據(jù)權利要求13所述的鏡筒。
16. -種攝像設備，包括： 根據(jù)權利要求9所述的圖像抖動校正設備， 其中，所述切換單元在攝像期間選擇所述第二圖像抖動校正量，并且所述切換單元在 攝像之前選擇所述第一圖像抖動校正量，W使得所述抖動校正單元進行圖像抖動校正。
17. -種控制方法，其由圖像抖動校正設備來執(zhí)行，所述圖像抖動校正設備包括；抖動 檢測單元，用于檢測抖動；計算單元，用于通過獲取從所述抖動檢測單元所輸出的抖動檢測 信號來計算圖像抖動校正量；W及抖動校正單元，用于根據(jù)所述計算單元所計算出的所述 圖像抖動校正量來校正圖像抖動，所述控制方法的特征在于包括W下步驟： 利用所述計算單元，根據(jù)所述抖動檢測信號來計算第一偏移和第二偏移； 利用所述計算單元，通過獲取如下的兩個信號來計算相減量：通過從所述抖動檢測信 號中減去所述第一偏移所獲得的信號W及通過從所述圖像抖動校正量中減去所述第二偏 移所獲得的信號；W及 利用所述計算單元，通過對從所述抖動檢測信號中減去所述相減量所獲得的信號進行 積分，來計算所述圖像抖動校正量。
【文檔編號】G03B17/00GK104345516SQ201410378394
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權日:2013年8月1日
【發(fā)明者】若松伸茂 申請人:佳能株式會社