圖像捕捉裝置及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種圖像捕捉裝置及其控制方法。所述圖像捕捉裝置根據與起作用的抖動相對應的抖動信號來確定抖動校正透鏡的目標位置，并且執行用于使所述抖動校正透鏡的位置收斂到所述目標位置的反饋控制。劃分單元將所述抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分。第一低通濾波器對所述高頻成分執行積分，第二低通濾波器對所述低頻成分執行積分。合成單元將來自所述第一低通濾波器的輸出信號與來自所述第二低通濾波器的輸出信號合成，并且將合成的信號作為所述目標位置而輸出。在判斷所述裝置正在搖攝或傾斜時，將所述第二低通濾波器的截止頻率設置成比所述裝置既未搖攝也未傾斜時的截止頻率的值更大的值。
【專利說明】圖像捕捉裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種圖像捕捉裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002]在由諸如數字照相機的圖像捕捉裝置捕捉的圖像中，例如在保持照相機體的用戶的手在圖像捕捉時晃動導致引起所謂的照相機抖動(446)時，被攝體圖像有時會模糊。大多數的數字照相機具有對由于作用在照相機體上的振動而使圖像捕捉屏上出現的被攝體圖像的模糊執行校正的功能。
[0003]傳統上，已知光學圖像模糊校正處理及電子圖像模糊校正處理作為圖像模糊校正處理。在光學圖像模糊校正處理中，利用角速度傳感器等來檢測照相機體的振動，并且使成像光學系統中的防振透鏡移動以改變成像光學系統的光軸方向。相應的是，使圖像傳感器的光接收面上所形成的圖像移動以校正圖像模糊。在電子圖像模糊校正處理中，對所捕獲的圖像執行圖像處理以偽校正(￠8611(10 001-1-601:)圖像模糊。
[0004]除了由于要校正的振動(例如，照相機抖動)而產生的信號以外，從角速度傳感器輸出的抖動信號還包括例如由于用戶有意的照相機操作(例如，搖攝操作)而產生的信號。如果簡單地基于抖動信號來驅動防振透鏡，則即使對諸如搖攝或傾斜的大幅的抖動也執行圖像模糊校正。然而，對搖攝操作或傾斜操作執行圖像模糊校正處理是不可取的。這是因為，防振透鏡可能超出可驅動的范圍，或者在搖攝或傾斜之后出現圖像擺動(回擺
)，并且照相機操作或視頻變得不自然。
[0005]為了解決該問題，存在已知的回擺校正，其中，在確定從角速度傳感器輸出的抖動信號是由于搖攝操作或傾斜操作而產生時，停止圖像模糊校正，并且使防振透鏡返回到可移動范圍的中心(位移量為0的基準位置)并停止。
[0006]在搖攝操作或傾斜操作結束時，由于例如在照相機的角速度突然改變時來自檢測信號處理系統中的高通濾波器(即?)或積分器的殘留信號，使得抖動信號并不嚴格地變成0，而是逐漸地接近0。在重新開始圖像模糊校正時，防振透鏡根據抖動信號而大幅地移動，引起圖像的回擺。
[0007]作為用于防止回擺的技術，日本專利特開第2006-113264號公報公開了一種圖像模糊校正，其中，在搖攝操作結束時階梯式地改變角速度信號處理系統濾波器的截止頻率。日本專利特開第2011-118073號公報公開了以下方法:執行與用于驅動防振透鏡的角速度相對應的速度控制，而不在作為回擺的原因的角速度信號處理系統濾波器中使用截止頻率超低的即？或積分器)。日本專利特開第2010-004370號公報公開了以下技術:基于由角速度傳感器檢測到的抖動信號通過抖動校正透鏡來校正抖動，并且基于低頻成分的圖像模糊信號通過電子隔振VI131-81: 1011 1801^1:1011)來校正抖動。即使由于搖攝操作或傾斜操作等而產生大幅的抖動，也能令人滿意地確保防振透鏡的驅動范圍。
[0008]在日本專利特開第2006-113264號公報中所描述的方法中，緊隨在搖攝操作或傾斜操作之后的隔振變弱。
[0009]在日本專利特開第2011-118073號公報中所描述的方法中，在除曝光以外的其它所有時間通過位置控制來使防振透鏡位于中心，并且防振性能針對與主體的擺動等相對應的抖動信號的低頻成分而變弱。在角速度傳感器的偏移或溫度波動很大時，因為不存在即？，所以防振透鏡快速地從中心移開。這樣，幾乎沒有偏移或溫度波動的昂貴的傳感器(例如，石英陀螺儀)成為必需。
[0010]在日本專利特開第2010-004370號公報中所描述的方法中，抖動校正性能針對不能執行電子隔振的曝光時的低頻而下降。
【發明內容】
[0011]本發明解決上述問題中的至少一個問題，并且即使在由于搖攝操作或傾斜操作等而產生大幅的抖動時也能實現令人滿意的圖像模糊校正。
[0012]本發明的一方面旨在一種圖像捕捉裝置，其包括:抖動校正透鏡；檢測單元，其被構造成檢測所述圖像捕捉裝置的抖動、并且輸出與所述抖動相對應的抖動信號；確定單元，其被構造成根據所輸出的抖動信號來確定所述抖動校正透鏡的目標位置；以及位置控制器，其被構造成執行用于使所述抖動校正透鏡的位置收斂到所確定的目標位置的反饋控制，其中，所述確定單元包括:劃分單元，其被構造成將所述抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分；第一低通濾波器，其被構造成對所述高頻成分執行積分；第二低通濾波器，其具有可變的截止頻率，并且被構造成對所述低頻成分執行積分；合成單元，其被構造成將來自所述第一低通濾波器的輸出信號與來自所述第二低通濾波器的輸出信號合成、并且將合成的信號作為所述目標位置而輸出；判斷單元，其被構造成判斷所述圖像捕捉裝置的搖攝操作及傾斜操作中的一個；以及設置單元，其被構造成，在所述判斷單元判斷所述圖像捕捉裝置正在搖攝或傾斜時，將所述第二低通濾波器的所述截止頻率設置成比所述圖像捕捉裝置既未搖攝也未傾斜時的截止頻率的值更大的值。
[0013]本發明的另一方面旨在一種圖像捕捉裝置，其包括:抖動校正透鏡；檢測單元，其被構造成檢測所述圖像捕捉裝置的抖動、并且輸出與所述抖動相對應的抖動信號；確定單元，其被構造成根據所輸出的抖動信號來確定所述抖動校正透鏡的目標位置及目標速度；位置控制器，其被構造成執行用于使所述抖動校正透鏡的位置收斂到所確定的目標位置的反饋控制；以及速度控制器，其被構造成執行用于使所述抖動校正透鏡的速度收斂到所確定的目標速度的反饋控制，其中，所述確定單元包括:劃分單元，其被構造成將所述抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分、并且將所述高頻成分作為所述目標速度而輸出給所述速度控制器；第二低通濾波器，其具有可變的截止頻率，并且被構造成對所述低頻成分執行積分、并將所述低頻成分作為所述目標位置而輸出給所述位置控制器；判斷單元，其被構造成判斷所述圖像捕捉裝置的搖攝操作及傾斜操作中的一個；以及設置單元，其被構造成，在所述判斷單元判斷所述圖像捕捉裝置正在搖攝或傾斜時，將所述第二低通濾波器的所述截止頻率設置成比所述圖像捕捉裝置既未搖攝也未傾斜時的截止頻率的值更大的值。
[0014]本發明的還一方面旨在一種控制包括抖動校正透鏡的圖像捕捉裝置的方法，其包括:檢測步驟，檢測所述圖像捕捉裝置的抖動，并且輸出與所述抖動相對應的抖動信號；確定步驟，根據所輸出的抖動信號來確定所述抖動校正透鏡的目標位置；以及位置控制步驟，執行用于使所述抖動校正透鏡的位置收斂到所確定的目標位置的反饋控制，其中，所述確定步驟包括:將所述抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分的步驟；第一低通濾波器對所述高頻成分執行積分的步驟；具有可變的截止頻率的第二低通濾波器對所述低頻成分執行積分的步驟；將來自所述第一低通濾波器的輸出信號與來自所述第二低通濾波器的輸出信號合成、并且將合成的信號作為所述目標位置而輸出的步驟；判斷所述圖像捕捉裝置的搖攝操作及傾斜操作中的一個的判斷步驟；以及在所述判斷步驟中判斷所述圖像捕捉裝置正在搖攝或傾斜時將所述第二低通濾波器的所述截止頻率設置成比所述圖像捕捉裝置既未搖攝也未傾斜時的截止頻率的值更大的值的步驟。
[0015]本發明的又一方面旨在一種控制包括抖動校正透鏡的圖像捕捉裝置的方法，其包括以下步驟:檢測單元檢測所述圖像捕捉裝置的抖動以輸出與所述抖動相對應的抖動信號；確定單元根據所輸出的抖動信號來確定所述抖動校正透鏡的目標位置及目標速度；位置控制器執行用于使所述抖動校正透鏡的位置收斂到所確定的目標位置的反饋控制；以及速度控制器執行用于使所述抖動校正透鏡的速度收斂到所確定的目標速度的反饋控制，其中，所述確定步驟包括:將所述抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分、并且將所述高頻成分作為所述目標速度而輸出給所述速度控制器的步驟；具有可變的截止頻率的第二低通濾波器對所述低頻成分執行積分、并且將所述低頻成分作為所述目標位置而輸出給所述位置控制器的步驟；判斷所述圖像捕捉裝置的搖攝操作及傾斜操作中的一個的判斷步驟；以及在判斷所述圖像捕捉裝置正在搖攝或傾斜時，將所述第二低通濾波器的所述截止頻率設置成比在所述圖像捕捉裝置既未搖攝也未傾斜時的截止頻率的值更大的值的步驟。
[0016]根據以下(參照附圖)對示例性實施例的描述，本發明的其它特征將變得清楚。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是示出根據實施例的圖像捕捉裝置的功能布置的示例的框圖；
[0018]圖2是示出根據實施例的防振透鏡驅動單元的布置的示例的框圖；
[0019]圖3是示出根據第一實施例的抖動校正機構的布置的示例的分解透視圖；
[0020]圖4是示出根據第一實施例的防振控制器及透鏡控制器的內部布置的框圖；
[0021]圖5是示出根據第二實施例的防振控制器及透鏡控制器的內部布置的框圖；
[0022]圖6是示出根據第一實施例的防振控制器的處理的流程圖；以及
[0023]圖7是示出根據第二實施例的防振控制器的處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下文將參照附圖詳細地描述本發明的各示例性實施例、特征、及方面。應當注意的是，以下實施例并不旨在限制本發明，而僅是對于實踐本發明有利的示例。并且，并非實施例中所描述的特征的所有的組合對于根據本發明來解決問題的手段而言都是必不可少的。
[0025]圖1是示出根據本發明實施例的圖像捕捉裝置的功能布置的示例的框圖。在該實施例中，圖像捕捉裝置是數字靜態照相機，但是可以具有運動圖像捕捉功能。
[0026]變焦單元101是構成成像光學系統并且能夠改變倍率的成像透鏡的一部分。變焦單元101包括改變成像透鏡的倍率的變焦透鏡。變焦驅動單元102在控制器119的控制下控制變焦單元101的驅動。防振透鏡103沿垂直于成像透鏡的光軸的方向可移動。防振透鏡驅動單元104在控制器119的控制下驅動防振透鏡103。
[0027]光圈/快門單元105是具有光圈功能的機械快門。光圈/快門驅動單元106在控制器119的控制下驅動光圈/快門單元105。聚焦透鏡107是成像透鏡的部分，并且被構造成使得能夠沿成像透鏡的光軸來改變位置。聚焦驅動單元108在控制器119的控制下驅動聚焦透鏡107。
[0028]成像單元109通過使用諸如冗0圖像傳感器或0103圖像傳感器的圖像傳感器來將由成像透鏡形成的光學圖像轉換成各像素的電信號。圖像信號處理器110對從成像單元109輸出的電信號執行八/0轉換、相關雙采樣、伽馬校正、白平衡校正、顏色插值處理等，并且將電信號轉換成視頻信號。視頻信號處理器111根據應用目的來對從圖像信號處理器110輸出的視頻信號執行處理。更具體地說，視頻信號處理器111生成用于顯示的視頻，或者執行用于記錄的編碼處理及數據文件處理。
[0029]根據需要，顯示單元112基于從視頻信號處理器111輸出的用于顯示的視頻信號來顯示圖像。電源單元115根據應用目的而對整個圖像捕捉裝置供電。外部輸入/輸出終端單元116從/向外部裝置接收/輸出通信信號及視頻信號。操作單元117包括用于將來自用戶的指令給到圖像捕捉裝置的按鈕及開關。存儲單元118存儲諸如視頻信息的各種數據。控制器119包括例如及狀1。控制器119通過將801中所存儲的控制程序加載到狀1中并且通過0^來執行該程序從而控制圖像捕捉裝置的各單元。因此，控制器119實現圖像捕捉裝置中的操作，包括下文將描述的各種操作。
[0030]操作單元117包括被構造成根據按壓量來順序地打開第一開關311及第二開關312的釋放按鈕。在釋放按鈕被按壓到將近一半時，釋放開關311被打開。在釋放按鈕被完全按下時，釋放開關312被打開。在釋放開關311被打開時，控制器119通過根據例如基于從視頻信號處理器111輸出到顯示單元112的用于顯示的視頻信號的他評價值控制焦點驅動單元108，來執行自動聚焦檢測。并且，控制器119基于視頻信號的亮度信息及例如預定的程序圖來執行仙處理以確定用于獲得適當的曝光量的？數及快門速度。在釋放開關812被打開時，控制器119控制各單元以按所確定的？數及快門速度來捕捉圖像，并且將由成像單元109獲得的圖像數據存儲在存儲單元118中。
[0031]操作單元117包括能夠選擇抖動校正(防振)模式的防振開關。在利用防振開關而選擇了抖動校正模式時，控制器119指示防振透鏡驅動單元104關于防振操作。在接收到該指令時，防振透鏡驅動單元104執行防振操作，直到其接收到防振操作停止指令為止。操作單元117包括能夠選擇靜止圖像捕捉模式及運動圖像捕捉模式中的任一個的圖像捕捉模式選擇開關。在各圖像捕捉模式中，能夠改變防振透鏡驅動單元104的操作條件。操作單元117還包括用于選擇回放模式的回放模式選擇開關。在回放模式中，停止防振操作。操作單元117還包括用于輸入變焦率改變指令的倍率改變開關。在用戶經由倍率改變開關而輸入變焦率改變指令時，變焦驅動單元102經由控制器119而接收指令，并且驅動變焦單元101以將變焦單元101移動到所指示的變焦位置。
[0032](防振透鏡驅動單元104的配置)
[0033]圖2是示出防振透鏡驅動單元104的功能布置的示例的框圖。第一振動傳感器201例如是角速度傳感器，并且檢測在正常姿態(圖像的長軸方向與水平方向幾乎一致的姿態)下圖像捕捉裝置沿垂直方向(俯仰方向，(111-601:1011)的振動。第二振動傳感器202例如是角速度傳感器，并且檢測正常姿態下圖像捕捉裝置沿水平方向(偏擺方向，1柳的振動。第一防振控制器203及第二防振控制器204分別地確定防振透鏡沿俯仰方向及沿偏擺方向的目標位置，輸出關于目標位置的校正位置控制信號，并且控制防振透鏡的驅動。
[0034]通過反饋控制，第一透鏡控制器205驅動第一驅動單元207 (例如是執行器)。該反饋控制是基于來自第一防振控制器203的沿俯仰方向的校正位置控制信號及來自第一霍爾元件209的防振透鏡沿俯仰方向的位置信息來執行的。類似的是，通過反饋控制，第二透鏡控制器206驅動第二驅動單元208 (例如是執行器)。該反饋是基于來自第二防振控制器204的沿偏擺方向的校正位置控制信號及來自第二霍爾元件210的防振透鏡沿偏擺方向的位置信息來執行的。
[0035](防振透鏡驅動單元104的操作)
[0036]接下來，將解釋圖2中所示的防振透鏡驅動單元104對防振透鏡103的驅動控制操作。第一振動傳感器201及第二振動傳感器202分別地將代表圖像捕捉裝置沿俯仰方向及沿偏擺方向的抖動的抖動信號(角速度信號)提供給第一防振控制器203及第二防振控制器204。基于所提供的抖動信號，第一防振控制器203及第二防振控制器204生成用于沿俯仰方向及沿偏擺方向驅動防振透鏡103的校正位置控制信號，并且將它們輸出給第一透鏡控制器205及第二透鏡控制器206。
[0037]第一霍爾元件209及第二霍爾元件210將各自具有與由防振透鏡103的磁體生成的磁場的強度相對應的電壓的信號作為防振透鏡103沿俯仰方向及沿偏擺方向的位置信息而輸出。將位置信息提供給第一透鏡控制器205及第二透鏡控制器206。第一透鏡控制器205及第二透鏡控制器206在驅動第一驅動單元207及第二驅動單元208的同時執行反饋控制，以使得來自第一霍爾元件209及第二霍爾元件210的信號值(代表防振透鏡的位置)收斂到來自第一防振控制器203及第二防振控制器204的校正位置控制信號值(代表防振透鏡的目標位置
[0038]應當注意的是，從第一霍爾元件209及第二霍爾元件210輸出的位置信號值不同。因此，根據預定的校正位置控制信號來調整來自第一霍爾元件209及第二霍爾元件210的輸出以將防振透鏡103移動到預定位置。
[0039]第一防振控制器203及第二防振控制器204基于來自第一振動傳感器201及第二振動傳感器202的抖動信息而分別地輸出校正位置控制信號以移動防振透鏡103的位置從而消除圖像模糊。例如，第一防振控制器203及第二防振控制器204能夠基于抖動信息(角速度信號)或者通過對抖動信息執行濾波處理等來生成校正速度或校正位置控制信號。
[0040]通過上述操作，即使在圖像捕捉時諸如照相機抖動的振動作用在圖像捕捉裝置上的情況下，也能夠針對一定程度的振動而防止圖像模糊。第一防振控制器203及第二防振控制器204基于來自第一振動傳感器201及第二振動傳感器202的抖動信息以及來自第一霍爾元件209及第二霍爾元件210的輸出來檢測圖像捕捉裝置的搖攝狀態并且執行搖攝控制。
[0041]?第一實施例?
[0042](抖動校正機構)
[0043]圖3是示出相當于防振透鏡103、防振透鏡驅動單元104、光圈/快門單元105、及光圈/快門驅動單元106的抖動校正機構的具體布置的示例的分解透視圖。
[0044]基部301是抖動校正機構的基部，并且光圈/快門單元105及冊濾波器機構也固定到基部301。基部301上一體地形成有圖3中所示的兩個隨動釘302以及可移動隨動釘(未示出)。這三個隨動釘沿徑向裝配在基部301的外部的凸輪圓筒(未示出)的三個凸輪槽中，并且在光軸方向上沿著凸輪槽往復運動。
[0045]保持件316使用柳接爪冊0 (未不出)來保持防振透鏡103。透鏡蓋303具有限制透過防振透鏡103的光束的開口。在沿側表面延伸的三個臂304中分別地形成開口 305。在保持件316的側表面上的三個部分處所形成的凸部315裝配在開口 305中，并且通過保持件316而一體地保持透鏡蓋303。保持件316 —體地保持前述的磁體312及磁體313。
[0046]使保持件316經由三個球307而與基部301壓接觸，并且保持件316能夠隨著球307滾動而在垂直于光軸的平面內沿任意方向移動。相比于導向桿對保持件導向的布置，球307保持保持件316的布置能夠實現振幅更小的更短周期的振動。因此，即使在包括許多像素的圖像傳感器的圖像捕捉裝置中也能實現令人滿意的校正。
[0047]推力彈簧314在一端處與保持件316的凸部315相哨合，在另一端處與基部301的凸部(未示出)相嚙合。推力彈簧314被拉伸地保持，從而使保持件316偏向基部301。徑向彈簧317及徑向彈簧318防止保持件316的旋轉。
[0048]在樹脂管310及樹脂管311的遠端處一體地形成有金屬釘，并且線圈308及線圈309的端部被綁定。在柔性板(1^0324上，盤325通過焊接等而電連接到管310及管311的釘，并且形成對線圈308及線圈309供電的電路。
[0049]第一霍爾元件209及第二霍爾元件210布置在磁體312及磁體313附近，并且檢測由磁體312及磁體313生成的磁場。第一霍爾元件209及第二霍爾元件210安裝在324上，并且經由？?324而接收電力。
[0050]327形成對光圈/快門單元105及冊濾波器驅動單元供電的電路。324及？?327經由凸部321而固定到保持件320。
[0051](防振控制器及透鏡控制器的布置)
[0052]圖4是示出第一防振控制器203及第一透鏡控制器205的內部布置的框圖。應當注意，第二防振控制器204及第二透鏡控制器206的內部布置也與第一防振控制器203及第一透鏡控制器205的內部布置相同，因此將省略對第二防振控制器204及第二透鏡控制器206的描述。
[0053]在圖4中，第一振動傳感器201檢測作用在圖像捕捉裝置上的抖動，并且輸出與該抖動相對應的抖動信號(角速度信號)。402從自振動傳感器201輸出的抖動信號中提取低頻成分。減法器410將由402提取的低頻成分從自振動傳感器201輸出的抖動信號中減去，由此獲取抖動信號的高頻成分。更具體地說，在該實施例中，402及減法器410構成將抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分的劃分單元。401(第一低通濾波器)對所獲取的抖動信號的高頻成分執行積分。通過由化？401對抖動信號的高頻成分執行積分，角速度信息被轉換成角度信息，生成其中僅提取了高頻成分的抖動角度信號。相對照的是，具有可變的截止頻率的403(第二低通濾波器)類似地對由I？？ 402提取的抖動信號的低頻成分執行積分，生成其中僅提取了低頻成分的抖動角度信號。在下列情況下，搖攝確定單元404確定圖像捕捉裝置正在搖攝或傾斜:
[0054](1)通過搖攝操作或傾斜操作而大幅地抖動圖像捕捉裝置并且由402(第三低通濾波器)提取的低頻成分超過預定值的情況；以及
[0055](2)防振透鏡位置大大地偏離透鏡的中心位置的情況。
[0056]在接收到搖攝確定單元404的確定結果時，I？？ 403將403的截止頻率設置成大的值。在大幅的抖動作用在圖像捕捉裝置上時，該處理防止防振透鏡的驅動超出可移動范圍，并且防止所捕捉的圖像由于緊隨在搖攝操作之后的回擺而變得不穩定。
[0057]將所生成的抖動信號的低頻抖動角度信號與高頻抖動角度信號合成，并且將合成的信號作為防振透鏡目標位置而輸入給透鏡位置控制器407。透鏡位置控制器407通過關于防振透鏡目標位置的、對由霍爾元件209檢測到的位置信息反饋控制來執行防振操作。透鏡位置控制器407能夠使用任意的控制運算單元來構成，并且能夠采用例如？10控制。
[0058]在從振動傳感器201的輸出中減去I？？ 403的輸出然后輸入到1？？401時，開關405切換成是保持更新402的輸出值還是輸出預定值。開關406切換到是否將其中僅提取了由I？？ 403計算出的低頻的照相機抖動角度信號作為防振透鏡目標位置而輸入給第一透鏡控制器205。
[0059]將參照圖6解釋具有上述布置的圖像捕捉裝置中要執行的防振透鏡控制方法。圖6是示出圖像捕捉裝置中要執行的防振處理的流程圖。
[0060]以預定的周期間隔執行防振控制計算。首先，從第一振動傳感器201獲取抖動信號(步驟3102)，并確定是否正在執行曝光(步驟3103)。如果未在執行曝光，則執行I？？402的計算以劃分抖動信號的頻帶(步驟3104)，并且將計算結果作為抖動信號的低頻成分保存在緩沖器中(步驟3106)。如果正在執行曝光，則停止I？？ 402的計算(步驟3105)。然后，將由I？？ 402計算的照相機抖動的低頻成分從抖動信號中減去以提取高頻成分(步驟3107)0以該方式，402以所設置的截止頻率將抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分。401對在步驟3107中提取的照相機抖動的高頻成分執行積分，并且將其從角速度信號轉換成角度信號(步驟3108).將所獲得的角度信號保存在緩沖器中(步驟3109)0
[0061]其后，搖攝確定單元404確定圖像捕捉裝置是否正在搖攝(步驟3110)。如果搖攝確定單元404確定圖像捕捉裝置正在搖攝，則將I？？ 403的截止頻率改變到與圖像捕捉裝置靜止的情況相比更高的頻率側(步驟3112〉。如果搖攝確定單元404確定圖像捕捉裝置未正在搖攝，則將1？？403的截止頻率設置成預定的靜止狀態中的截止頻率。
[0062]將在步驟3106中保存在緩沖器中的照相機抖動的低頻成分讀出(步驟3111)。在步驟3113中403對所讀出的信號執行積分，將其從角速度信息轉換成角度信息，并且保存在緩沖器中(步驟3114〉。然后，確定是否正在執行曝光(步驟3115〉。如果未在執行曝光，則將在步驟3109及步驟3114中保存在緩沖器中的照相機抖動的角度信息的低頻成分與高頻成分相加(步驟3118〉。將相加結果作為防振透鏡目標位置而輸出(步驟3119〉。如果正在執行曝光，則將在步驟3109中保存的照相機抖動的角度信息的低頻成分仏?？ 401的輸出值)作為防振透鏡目標位置而直接地輸出(步驟3116〉。將所輸出的防振透鏡目標位置輸入給第一透鏡控制器205 (步驟3120)。
[0063]通過執行用于使得防振透鏡位置跟隨所計算出的透鏡目標位置的反饋控制，將作用在圖像捕捉裝置上的照相機抖動的影響去除。按照使得高頻帶中的信號包含其中照相機抖動的影響嚴重的頻帶的方式來確定402的截止頻率(以該頻率來劃分抖動信號)。例如，當在大約3取至5取的頻率處包含很多抖動信號時，將截止頻率設置成等于或低于至少3泡。
[0064]在本實施例中，將抖動信號劃分成低頻及高頻，并且各信號分別地經受信號處理并被相加。將作為結果的信號用作防振透鏡目標位置。僅對包含在其處不執行隔振的頻率成分(例如，搖攝)的低頻側抖動信號執行衰減抖動信號的處理，例如，積分的截止頻率的改變。這是本實施例的一個特征處理。如果像傳統技術中那樣，在不按頻率劃分抖動信號的情況下應用衰減信號以防止防振透鏡跟隨除照相機抖動以外的其它不必要的信號(例如，搖攝)的處理，則這會使原本對于照相機抖動的影響嚴重的頻率所必需的防振性能劣化。在本實施例中，不執行針對搖攝的處理的高頻側信號覆蓋包含很多照相機抖動的頻帶，并且將其余的低頻信號衰減。因此，即使在搖攝期間及緊隨搖攝之后也不會使針對照相機抖動的校正劣化，并且能夠去除由搖攝導致的所捕捉的圖像的回擺的影響。
[0065]如果在步驟3103中確定正在執行曝光，則停止I？？ 402的計算，從而不更新來自I？？ 402的輸出。當在步驟3106中保存I？？ 402的輸出值時，將緊隨在其期間停止I？？ 402的計算的曝光之前的值直接地保持而不更新該值。在步驟3107中，將緊隨曝光之前的I？？402的輸出信號從抖動信號中減去以僅去除信號傳感器的％偏移成分，而不劃分抖動信號的頻率。如果在步驟3115中確定正在執行曝光，則在步驟3116中僅將I？？ 401的輸出值設置為防振透鏡目標。在曝光期間，能夠基于僅從其去除％成分而未去除低頻成分的抖動信號來執行防振控制。以這樣的方式，在曝光期間改變處理。即使在由于在長曝光拍攝等
8^001:1118)中的主體的抖動等而在相對低的頻率處生成抖動信號時，也能夠以及至低頻的方式執行隔振。即使在對照相機抖動不利的條件(例如，長曝光拍攝)下也能夠增強抖動校正效果。
[0066](第二實施例)
[0067]圖5是示出根據第二實施例的第一防振控制器203及第一透鏡控制器205的內部布置的框圖。圖7是示出根據第二實施例的要在圖像捕捉裝置中執行的防振處理的流程圖。將僅解釋與第一實施例的不同之處。
[0068]在圖5的布置中，在防振控制器203中既不存在I？？ 401也不存在開關406。圖5的布置附加地包括通過將來自被構造成檢測防振透鏡位置的第一霍爾元件209的信號執行微分來計算透鏡速度的微分器502。此外，圖5的布置附加地包括透鏡速度控制器501。透鏡速度控制器501控制透鏡以跟隨通過將由微分器502計算出的透鏡速度從由振動傳感器201檢測到的抖動信號中減去而提取的高頻成分的信號(角速度此外，添加有開關503用以選擇是否將由透鏡位置控制器504計算出的受控變量加到要被輸入給第一驅動單元207的受控變量。
[0069]在圖7中，將由402計算出的低頻成分從抖動信號中減去(步驟3107)，提取抖動信號的高頻成分。與第一實施例的步驟3108不同的是，不對計算結果執行積分，而是將其保存在緩沖器中(步驟3200。在步驟3113中對抖動信號的低頻成分執行積分，并且在步驟3114中將其保存在緩沖器中。對于通過劃分成低頻及高頻而計算出的防振目標，將高頻成分作為速度控制器501的透鏡目標速度來控制(步驟3202)，而將低頻成分作為位置控制器504的透鏡目標位置來控制(步驟3203)。
[0070]在曝光期間，如同第一實施例中那樣，停止用于從抖動信號中提取低頻的403的計算。作為結果，將僅從抖動信號中去除％偏移成分的信號輸入給速度控制器。通過在曝光期間關閉開關503，透鏡能夠僅跟隨目標速度，而不反饋透鏡位置。
[0071]本實施例具有以下優點:不需要對從抖動信號中提取的高頻路徑側使用用于積分的I？？。由于未使用積分…？，因此能夠更有效地減小計算中的計算誤差的影響以及在I？？的截止頻率的影響下的回擺的影響。
[0072](其它實施例)
[0073]本發明的實施例還可以通過讀出并執行記錄在存儲介質(例如，非臨時性計算機可讀存儲介質)上的用于執行本發明的上述實施例中的一個或更多個實施例的功能的計算機可執行指令的系統或裝置的計算機來實現，以及通過由系統或裝置的計算機例如從存儲介質讀出并執行用于執行上述實施例中的一個或更多個實施例的功能的計算機可執行指令來執行的方法來實現。計算機可以包括中央處理單元⑴、微處理單元(吧⑴、或其它電路中的一個或更多個，并且可以包括單獨的計算機或單獨的計算機處理器的網絡。例如可以從網絡或存儲介質向計算機提供計算機可執行指令。存儲介質可以包括例如硬盤、隨機存取存儲器(狀的、只讀存儲器￠01)、分布式計算系統的存儲器、光盤(例如，壓縮盤(⑶〉、數字多用途光盤(070)、或藍光盤(80)11)、閃存設備、存儲卡等中的一個或更多個。
[0074]雖然參照示例性實施例對本發明執行了描述，但是應當理解，本發明并不局限于所公開的示例性實施例。應當對下列權利要求的范圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結構及功能。
【權利要求】
1.一種圖像捕捉裝置，包括: 抖動校正透鏡； 檢測單元，其被構造成檢測所述圖像捕捉裝置的抖動、并且輸出與所述抖動相對應的抖動信號； 確定單元，其被構造成根據所輸出的抖動信號來確定所述抖動校正透鏡的目標位置；以及 位置控制器，其被構造成執行用于使所述抖動校正透鏡的位置收斂到所確定的目標位置的反饋控制， 其中，所述確定單元包括: 劃分單元，其被構造成將所述抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分； 第一低通濾波器，其被構造成對所述高頻成分執行積分； 第二低通濾波器，其具有可變的截止頻率，并且被構造成對所述低頻成分執行積分； 合成單元，其被構造成將來自所述第一低通濾波器的輸出信號與來自所述第二低通濾波器的輸出信號合成、并且將合成的信號作為所述目標位置而輸出； 判斷單元，其被構造成判斷所述圖像捕捉裝置的搖攝操作及傾斜操作中的一個；以及設置單元，其被構造成，在所述判斷單元判斷所述圖像捕捉裝置正在搖攝或傾斜時，將所述第二低通濾波器的所述截止頻率設置成比所述圖像捕捉裝置既未搖攝也未傾斜時的截止頻率的值更大的值。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述劃分單元包括: 第三低通濾波器，其被構造成提取所述低頻成分；以及 減法器，其被構造成將由所述第三低通濾波器提取的所述低頻成分從所述抖動信號中減去，由此獲取所述高頻成分。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中，在所述圖像捕捉裝置正在執行曝光時，停止所述第三低通濾波器的計算，從而不更新來自所述第三低通濾波器的輸出。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中，在所述圖像捕捉裝置正在執行曝光時，所述合成單元將來自所述第一低通濾波器的所述輸出信號作為所述目標位置而直接地輸出。
5.一種圖像捕捉裝置，包括: 抖動校正透鏡； 檢測單元，其被構造成檢測所述圖像捕捉裝置的抖動、并且輸出與所述抖動相對應的抖動信號； 確定單元，其被構造成根據所輸出的抖動信號來確定所述抖動校正透鏡的目標位置及目標速度； 位置控制器，其被構造成執行用于使所述抖動校正透鏡的位置收斂到所確定的目標位置的反饋控制；以及 速度控制器，其被構造成執行用于使所述抖動校正透鏡的速度收斂到所確定的目標速度的反饋控制， 其中，所述確定單元包括: 劃分單元，其被構造成將所述抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分、并且將所述高頻成分作為所述目標速度而輸出給所述速度控制器； 第二低通濾波器，其具有可變的截止頻率，并且被構造成對所述低頻成分執行積分、并將所述低頻成分作為所述目標位置而輸出給所述位置控制器； 判斷單元，其被構造成判斷所述圖像捕捉裝置的搖攝操作及傾斜操作中的一個；以及設置單元，其被構造成，在所述判斷單元判斷所述圖像捕捉裝置正在搖攝或傾斜時，將所述第二低通濾波器的所述截止頻率設置成比在所述圖像捕捉裝置既未搖攝也未傾斜時的截止頻率的值更大的值。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中，所述劃分單元包括: 第三低通濾波器，其被構造成提取所述低頻成分；以及 減法器，其被構造成將由所述第三低通濾波器提取的所述低頻成分從所述抖動信號中減去，由此獲取所述高頻成分。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中，在所述圖像捕捉裝置正在執行曝光時，停止所述第三低通濾波器的計算，從而不更新來自所述第三低通濾波器的輸出。
8.一種控制包括抖動校正透鏡的圖像捕捉裝置的方法，包括: 檢測步驟，檢測所述圖像捕捉裝置的抖動，并且輸出與所述抖動相對應的抖動信號；確定步驟，根據所輸出的抖動信號來確定所述抖動校正透鏡的目標位置；以及位置控制步驟，執行用于使所述抖動校正透鏡的位置收斂到所確定的目標位置的反饋控制， 其中，所述確定步驟包括: 將所述抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分的步驟； 第一低通濾波器對所述高頻成分執行積分的步驟； 具有可變的截止頻率的第二低通濾波器對所述低頻成分執行積分的步驟； 將來自所述第一低通濾波器的輸出信號與來自所述第二低通濾波器的輸出信號合成、并且將合成的信號作為所述目標位置而輸出的步驟； 判斷所述圖像捕捉裝置的搖攝操作及傾斜操作中的一個的判斷步驟；以及在所述判斷步驟中判斷所述圖像捕捉裝置正在搖攝或傾斜時將所述第二低通濾波器的所述截止頻率設置成比所述圖像捕捉裝置既未搖攝也未傾斜時的截止頻率的值更大的值的步驟。
9.一種控制包括抖動校正透鏡的圖像捕捉裝置的方法，包括: 檢測單元檢測所述圖像捕捉裝置的抖動以輸出與所述抖動相對應的抖動信號； 確定單元根據所輸出的抖動信號來確定所述抖動校正透鏡的目標位置及目標速度；位置控制器執行用于使所述抖動校正透鏡的位置收斂到所確定的目標位置的反饋控制；以及 速度控制器執行用于使所述抖動校正透鏡的速度收斂到所確定的目標速度的反饋控制， 其中，所述確定步驟包括: 將所述抖動信號劃分成低頻成分及高頻成分、并且將所述高頻成分作為所述目標速度而輸出給所述速度控制器的步驟； 具有可變的截止頻率的第二低通濾波器對所述低頻成分執行積分、并且將所述低頻成分作為所述目標位置而輸出給所述位置控制器的步驟； 判斷所述圖像捕捉裝置的搖攝操作及傾斜操作中的一個的判斷步驟；以及在判斷所述圖像捕捉裝置正在搖攝或傾斜時將所述第二低通濾波器的所述截止頻率設置成比所述圖像捕捉裝置既未搖攝也未傾斜時的截止頻率的值更大的值的步驟。
【文檔編號】H04N5/232GK104427250SQ201410440829
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月1日 優先權日:2013年9月2日
【發明者】竹內謙司 申請人:佳能株式會社