防抖装置的制作方法

专利名称：防抖装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于拍照设备的防抖装置，特别涉及在防抖操作的预 定时间的来自角速度传感器的输出信号的补偿输出的修改。
背景技术：
提出了一种用于拍照设备的防抖装置。防抖装置通过使手震动校 正镜头或者成像装置在与光轴垂直的平面上运动，且移动的量与在成 像过程中所发生的手震动的量相对应，以此来校正手震动影响。
日本未审专利公开(K0KAI) No.H09-51465公开了一种防抖装置， 当产生电力变化时，其在电力变化检测的基础上，通过改变对来自角 速度传感器(陀螺传感器)的输出信号的滤波的滤波器的特性，来检 测电源电力并减少包括在来自角速度传感器的输出信号中的补偿输 出。
但是，除角速度传感器以外，还需要包括检测电源电力的检测装 置，于是使防抖装置的构造变得复杂。

发明内容
因此，本发明的目标在于提供一种防抖装置(图像稳定装置)，其 在防抖操作的预定时间段内正确检测手震动的量而不使防抖装置的构 造变得复杂。
根据本发明，用于图像稳定的防抖装置包括角速度传感器和控制 器。角速度传感器检测角速度。控制器控制角速度传感器并在角速度 传感器的输出信号的基础上执行防抖操作。控制器在防抖操作的预定 时间段内执行输出信号值中的补偿输出的修改，并且除预定时间段期 间以外不执行修改。


通过下列说明并参照附图本发明的目的和优点将更好理解，其中
图1是从后侧观察的拍照设备的实施方式的后透视图2是拍照设备的主视图3是拍照设备的电路构造原理图4是显示拍照设备的主要操作的流程图5是显示定时器的中断过程的细节的流程图6是显示防抖操作中的计算的图；和
图7是显示漂移插值(drift interpolation)处理操作的细节的 流程图。
具体实施例方式
下面参照附图中显示的实施方式对本发明进行描述。在实施方式 中，拍照设备1是一个数码相机，该拍照设备1的照相机镜头67具有 光轴LX。
为了解释实施方式中的方向，第一方向x、第二方向y和第三方向 z被定义(见图l)。第一方向x是与光轴LX垂直的方向。第二方向y 是与光轴LX和第一方向x垂直的方向。第三方向z是与光轴LX平行 并与第一方向x和第二方向y都垂直的方向。
拍照设备1的成像部分包括P0N按钮11、 P0N开关lla、测光开关 12a、释放按钮13、释放开关13a、防抖按钮14、防抖开关14a、指示 器17诸如LCD监测器等、反光镜光圈快门单元18、 DSP 19、 CPU 21、 AE (自动曝光)单元23、 AF (自动对焦)单元24、防抖单元30中的 成像单元39a和照相机镜头67 (见图1、 2和3)。
PON开关lla是处于ON状态还是处于OFF状态，是通过PON按钮 11的状态被测定，从而使拍照设备1的ON/OFF状态对应于PON开关 lla的ON/OFF状态。
摄影对象的图像通过照相机镜头67由成像单元39a采集，作为光 学图像，采集的图像被显示在指示器17上。摄影对象的图像可由光学 取景器(未示出)观察。
当释放按钮13被操作者部分压縮时，测光开关12a变成ON状态， 使光度测定操作、AF感知操作和聚焦操作被执行。
当释放按钮13由操作者完全压縮时，释放开关13a变成ON状态， 使成像单元39a进行成像操作，并且采集的图像被存储。
在该实施方式中，防抖操作从当释放开关13a被设定成ON状态时 的点开始执行到当释放顺序操作(摄影操作)结束时的点。但是，防 抖操作可在处释放顺序操作期间之外被执行。
反光镜光圈快门单元18与CPU 21的端口 P7连接并执行反光镜18a 的UP/D0丽操作(反光镜抬起操作和反光镜放下操作)，光圈的 OPEN/CLOSE操作和与释放开关13a的ON状态对应的快门18b的 OPEN/CLOSE操作。
在反光镜18a抬起操作被执行的同时，或者在抬起开关(未示出) 被设定ON状态以便使快门的前帘(front curtain)进行运动的同时， 前帘运动信号(未示出)被设定为ON状态。
DSP 19与CPU 21的端口 P9连接并且它与成像单元39a连接。基 于来自CPU 21的指令，DSP 19对由成像单元39a的成像操作所采集的 图像信号执行计算操作，诸如成像处理操作等。
CPU 21是控制装置，控制与成像操作和防抖操作(即图像稳定操 作)有关的拍照设备1的每个部件。防抖操作包括可运动单元30a和 位置检测作用两种运动。
此外，CPU 21存储确定拍照设备1是否处于防抖模式下的防抖参 数IS的值、释放时间计算器RLST、和释放状态参数RP。
释放状态参数RP的值相对于释放顺序操作而变化。当进行释放顺 序操作时，释放状态参数RP的值被设定为1 (见图4中的步骤S21到 S30)，当释放顺序操作结束时，释放状态参数RP的值被设定(重新设 定)为0 (见图4中的步骤S13到S30)
释放时间计算器RLST是从当释放顺序操作开始起所经过的时间的 计数器，其通过发生在预定状态下在预定时间间隔为1ms内的每个中 断过程时，起到将释放时间计算器RLST的值增加1起作用(见图7中 的步骤S73)。
在释放开关13a被设定为ON状态之后CPU 21执行释放顺序操作。 此外，CPU 21存储第一前漂移插值数字角速度信号BVxn，第二前 漂移插值数字角速度信号BVyn，第一数字角速度信号Vx。，第二数字角
速度信号Vyn，第一数字角速度VVxn，第二数字角速度VVy。，数字位移 角Bxn，第二数字位移角Byn，位置S。在第一方向x中的坐标Sxn，位 置Sn在第二方向y中的坐标Syn，第一驱动力Dxn，第二驱动力Dyn， 位置Pn在A/D转换后在第一方向x中的坐标pdxn，位置&在A/D转 换后在第二方向y中的坐标pdyn，第一减去值exn，第二减去值eyn， 第一比例系数Kx，第二比例系数Ky，防抖操作的取样周期e，第一积 分系数Tix，第二积分系数Tiy ，第一微分系数Tdx和第二微分系数Tdy 。 在该实施方式中，第一数字角速度信号Vi通过在以第一角速度 vx为基础的第一前漂移插值数字角速度信号BVxn上执行漂移插值处理 操作来计算。
同样，第二数字角速度信号Vy。通过在以第二角速度vy为基础的 第二前漂移插值数字角速度信号BVyn上执行漂移插值处理操作来计 算。
在漂移插值处理操作中，与电力的较大变化对应的补偿输出基于 释放操作被插值，该释放操作是在释放顺序操作开始后(释放开关13a 被设置为0N状态)的预定时间段(漂移插值参考时间GTC:第一时间) 发生的，例如反光镜18a抬起操作等；换言之，角速度检测单元25的 输出的补偿成分被减少。或者，第一和第二前漂移插值数字角速度信 号BV&和Bvy 的值被减小，因此第一和第二数字角速度信号Vl和Vyn 的值分别被减小为第一和第二前漂移插值数字角速度信号BV&和nBVyn 的值的补偿成分。
当释放时间计数器RLST的值小于或等于漂移插值参考时间GTC的 值时，漂移插值处理操作被执行。
漂移插值参考时间GTC的值被设定为第一和第二高通滤波电路 27a和27b的时间常数的两倍，并被存在在CPU 21中。
当释放顺序操作开始时，拍照设备1的主电源的电力的较大变化 影响回转信号处理电路的高阻抗部分，诸如第一高通滤波电路27a等， 使补偿(参考值滞后)在角速度检测单元25的输出中发生(补偿输出 发生)。
在手震动的量和防抖操作的可运动单元30a应当运动到的位置的 计算中，角速度检测单元的输出信号被积分；因此，在防抖操作期间
由补偿输出引起的输出信号值的变化引起可运动单元30a的运动的漂 移。这种不需要的运动意味着防抖操作由于漂移而没有被正确执行。
补偿输出表示在释放操作开始后的即时最大补偿输出值0F，随后 补偿输出逐渐下降，持续漂移插值参考时间GTC，该参考时间为第一和 第二高通滤波电路27a和27b的时间常数的两倍。
在漂移插值参考时间GTC期间补偿输出的减少的倾斜实际上是非 线性的，但是，在漂移插值处理操作中它可以被认为是线性的。
在该实施方式中，在释放顺序操作开始之后在预定时间段期间(漂 移插值参考时间GTC)漂移插值处理操作被执行。在漂移插值处理操作 中，角速度检测单元25的输出的补偿成分(第一和第二前获得数字角 速度信号BVl和BVy ，见图5中的步骤S25)被减小(修改)为补偿 输出的减小，与释放顺序操作开始时的经过的时间相对应，几乎是线 性的。因此，防抖操作(手震动的量的检测)可被正确执行，即便角 速度检测单元25的发生偏移也是这样。
最大补偿输出值0F在生产的调节过程中被计算并被存在在CPU 21中。
AE单元(曝光计算单元)23执行光度测定操作并基于被摄影对象 计算光度测定值。AE单元23还计算相对于光度测定值的光圈值和曝光 的时间长度，二者对于成像来说都是需要的。AF单元24执行AF感知 操作和相应的聚焦操作，二者对于成像来说都是需要的。在聚焦操作 中，照相机镜头67沿着LX方向沿光轴重新定位。
拍照设备1的防抖部件(防抖装置)包括防抖按钮14，防抖开关 14a、指示器17、 CPU 21、角速度检测单元25、驱动电路29、防抖单 元30、霍尔元件信号处理单元45 (磁场变化检测元件)和照相机镜头 67。
当防抖按钮14被操作者压下时，防抖开关14a改变成0N状态， 从而使得防抖操作在预定的时间间隔被执行，其中角速度检测单元25 和防抖单元30独立于包括光度测定操作等的其它操作被驱动防抖。当 防抖开关14a处于0N状态时，换言之，处于防抖模式下，防抖参数IS 被设定为1 (IS=1)。当防抖开关14a没有处于0N状态时，换言之处于 非防抖模式下，防抖参数IS被设定为O (IS=0)。在该实施方式中，预
定时间间隔值被设定为lms。
与这些开关的输入信号对应的各种输出指令由CPU 21控制。
有关测光开关12a是否处于ON状态或者OFF状态的信息被输入到 CPU 21的端口 P12中作为1-位数字信号。有关释放开关13a是否处于 ON状态或者OFF状态的信息被输入到CPU 21的端口 P13中作为1-位 数字信号。有关防抖开关14a是否处于ON状态或者OFF状态的信息被 输入到CPU 21的端口 P14中作为l-位数字信号。
AE单元23与CPU 21的端口 P4连接，用于输入和输出信号。AF 单元24与CPU 21的端口 P5连接，用于输入和输出信号。指示器17 与CPU 21的端口P6连接，用于输入和输出信号。
接着，解释CPU 21和角速度检测单元25、驱动电路29、防抖单 元30和霍尔元件信号处理单元45之间的输入和输出关系的细节。
角速度检测单元25具有第一角速度传感器26a、第一高通滤波电 路27a、第二高通滤波电路27b，第一放大器28a和第二放大器28b。
第一角速度传感器26a检测拍照设备1围绕第二方向y的旋转(偏 转)运动的角速度(沿着拍照设备1的角速度的第一方向x的速度分 量)。第一角速度传感器26a是陀螺传感器，检测偏转角速度。
第二角速度传感器26b检测拍照设备1围绕第一方向x的旋转(倾 斜)运动的角速度(检测拍照设备1的角速度的第二方向y的速度分 量)。第二角速度传感器26b是陀螺传感器，检测倾斜角速度。
第一高通滤波电路27a减少了来自第一角速度传感器26a的信号 输出的低频成分，因为来自第一角速度传感器26a的信号输出的低频 信号包括以零电压和摇摄运动(panning motion)为基础的信号元， 它们都与手震动无关。
第二高通滤波电路27b减少了来自第二角速度传感器26b的信号 输出的低频成分，因为来自第二角速度传感器26b的信号输出的低频 元件包括以零电压摇摄运动(panning motion)为基础的信号元，它 们都与手震动无关。
第一放大器28a将与低频成分已经被减少的偏转角速度有关的信 号放大，并将模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 0作为第二角
速度VXo
第二放大器28b将与低频成分已经被减少的俯仰角速度有关的信
号放大，并将模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D1作为第一角 速度vy。
低频信号成分的减少是两步过程；模拟高通滤波处理操作的基本 部分首先由第一和第二高通滤波电路27a和27b执行，接着数字高通 滤波处理操作的次级部分由CPU 21执行。
数字高通滤波处理操作的次级部分临界频率(cut off frequency) 比模拟高通滤波处理操作的基本部分的临界频率高。
在数字高通滤波处理操作中，时间常数值(第一高通滤波时间常 数hx和第二高通滤波时间常数hy)可以很容易被改变。
到CPU 21和角速度检测单元25的每个部分的电力供应在PON开 关lla被设定为ON状态(主电源被设定为ON状态)之后开始。手震 动量的计算在PON开关lla被设定为ON状态后开始。
CPU 21将输入A/D转换器A/D 0的第一角速度vx转换成第一前漂 移插值数字角速度信号BVxn (A/D转换操作)；计算第一数字角速度信 号Vx (与释放顺序操作期间的补偿输出对应的漂移插值处理操作)； 通过减少第一数字角速度信号Vxn (数字高通滤波处理操作)的低频成 分来计算第一数字角速度VVxn，因为第一数字角速度信号Vxn的低频成 分包括以零电压和摇摄运动为基础的信号成分，它们都与手震动无关； 并通过积分第一数字角速度VVxn (积分处理操作)计算手震动的量(手 震动位移角第一数字位移角Bxn)。
类似地，CPU 21将输入A/D转换器A/D 1的第二角速度vy转换成 第二数字角速度信号BVyn (A/D转换操作)；计算第二数字角速度信号 Vy (与释放顺序操作期间的补偿输出对应的漂移插值处理操作)；通过 减少第二数字角速度信号Vyn (数字高通滤波处理操作)的低频成分来 计算第二数字角速度VVxn，因为第二数字角速度信号Vyn的低频元包括 以零电压和摇摄运动为基础的信号元件，它们都与手震动无关；并通 过积分第二数字角速度VVyn (积分处理操作)计算手震动的量(手震 动位移角第二数字位移角By》。
因此，CPU 21和角速度检测单元25使用函数来计算手震动的量。
值"nn"是大于1的整数，并表示从定时开始(t=l，见图4中的
步骤S12)的中断过程的点到进行最近防抖操作的点(t二n)的时间长 度(ms)。
与第一方向x有关的漂移插值处理处理操作即第一数字角速度信 号Vxn (见图6中的1的"插值")的计算，通过基于第一前漂移插值 数字角速度信号BVxn、漂移插值参考时间GTC、最大补偿输出值OF和 释放时间计算器RLST的计算来执行(Vxn=BVxn- (OF-0FXRLST + GTC， 见图7中的步骤S72)。
类似地，与第二方向y有关的漂移插值处理处理操作即第二数字 角速度信号Vyn的计算，通过基于第二前漂移插值数字角速度信号BVyn、 漂移插值参考时间GTC、最大补偿输出值OF和释放时间计算器RLST 的计算来执行(Vyn=BVyn- (OF-OFXRLST + GTC))。
在释放顺序操作开始后，除预定时间段(漂移插入参考时间GTC) 期间外，漂移插值处理操作没有被执行。
在与第一方向x有关的数字高通滤波处理操作中，第一数字角速 度VVxn通过将第一数字角速度VVxl的到由在1ms的预定时间间隔之前 的定时中断过程(在执行最近防抖操作之前)计算的VVx^的总和除以 第一高通滤波时间常数hx，然后从第一数字角速度信号Vi中减去该 商(Wxn=Vxn- (SVVxh) +hx，见图6中的(l))来计算。
在与第二方向y有关的数字高通滤波处理操作中，第二数字角速 度VVyn通过将第二数字角速度VVyJ勺到由在1ms的预定时间间隔之前 的定时中断过程(在执行最晚防抖操作之前)计算的VVy^的总和除以 第一高通滤波时间常数hy，然后从第一数字角速度信号Vy。中减去该 商(VVyn=Vyn- (2VVy^) +hy)来计算。
在该实施方式中，定时的中断操作(部分的)中角速度检测操作 包括在角速度检测单元25内的处理以及将第一和第二角速度vx和vy 从第一角速度检测单元25输入到CPU 21的处理。
在与第一方向x有关的积分处理操作中，第一数字位移角Bi通过 将从定时中断过程开始的t^ (见图4中的步骤S12)时的点处的第一 数字角速度VVXi到进行最近防抖操作时的点(t=n)处的第一数字角速 度VVxn加和来计算(Bxn=2VVx ，见图6中的(3))。
类似地，在与第二方向y有关的积分处理操作中，第二数字位移
角By。通过将从定时中断过程开始的t二l (见图4中的步骤S12)时的 点处的第二数字角速度VVyl到进行最近防抖操作时的点(t=n)处的 第二数字角速度VVyn加和来计算(Byn=2VVyn)。
CPU21计算成像单元39a (可运动单元30a)应当被运动到的位置 Sn，其与基于位置转换系数zz (用于第一方向x的第一位置转换系数 zx和用于第二方向y的第二位置转换系数zy)计算的用于第一方向x 和第二方向y的手震动的量(第一和第二数字位移角B&和Byn)对应。
位置Sn在第一方向x中的坐标被定义为Sxn，位置Sn在第二方向y 中的坐标被定义为Syn。包括成像单元39a的可运动单元30a的运动通 过使用电磁力来执行并在后面描述。
驱动力a驱动驱动电路29以便将可运动单元30a运动到位置Sn。 驱动力Dn在第一方向x中的坐标被定义为第一驱动力Dxn (在D/A转换 之后第一 P観功率dx)。驱动力Dn在第二方向y中的坐标被定义为 第二驱动力Dy。(在D/A转换之后第二P丽功率dy)。
在有关第一方向x的定位操作中，位置Sn在第一方向x中的坐标 被定义为Sxn，并且是最近第一数字位移角Bx。和第一位置转换系数zx (Sxn=zxXBx ，见图6中的(3))乘积的结果。
在有关第二方向y的定位操作中，位置S-在第二方向y中的坐标 被定义为Syn，并且是最近第二数字位移角By。和第二位置转换系数zy (Syn=zyXByn)乘积的结果。
防抖单元30是通过使成像单元39a运动到位置Sn，通过在曝光时 间期间和当防抖操作被执行时(IS二1)消除成像单元39a的成像装置 的成像表面上的摄影对象图像的滞后以及通过稳定显示在成像装置的 成像表面上的摄影对象图像来校正手震动效果的装置。
防抖单元30具有固定单元30b和包括成像单元39a并可围绕xy 平面运动的可运动单元30a。
在当防抖操作没有被执行(IS=0)的曝光时间过程中，可运动单 元30a被固定到(保持在)预定位置。在该实施方式中，预定位置是 运动范围的中心。
防抖单元30不具有当可运动单元30a没有被驱动(驱动OFF状态) 时将可运动单元30a保持在固定位置中的固定定位机构。
防抖单元30的可运动单元30a的驱动，包括运动到预定的固定(保 持)位置，是由用于驱动的线圈单元和用于驱动的磁单元的电磁力执 行的，通过具有从CPU 21的P丽0输入的第一 P丽功率dx和从CPU 21 的P麵1输入的第一P丽功率dy的驱动电路29实现(见图6中的(5))。
可运动单元30a的检测位置Pn，在由驱动电路29影响的运动之前 或之后，由霍尔元件单元44a和霍尔元件信号处理电路45检测。
与检测位置h在第一方向x中的第一坐标有关的信息，换言之第 一检测位置信号px被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 2中(见图6 中的(2))。第一检测位置信号px是模拟信号，由A/D转换器A/D 2 (A/D转换操作)转换成数字信号。检测位置h在第一方向x中的第 一坐标在A/D转换操作之后被定义为pdxn并对应于第一检测位置信号
与检测位置R在第二方向y中的第二坐标有关的信息，换言之第 二检测位置信号py被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 3中。第二检 测位置信号py是模拟信号，由A/D转换器A/D 3 (A/D转换操作)转 换成数字信号。检测位置h在第二方向y中的第二坐标在A/D转换操 作之后被定义为pdy。并对应于第二检测位置信号py。
PID (比例积分微分)控制器基于用于检测位置Pn (pdx ， pdyn) 和位置Sn (sx ， sy )的随后运动的坐标数据的基础上计算第一和第二 驱动力Dxn和Dy。。
第一驱动力Dxn的计算是基于第一减去值exn，第一比例系数Kx、 取样周期e ，第一积分系数Tix和第一微分系数Tdx (Dxn=KxX {ex + 0 +TixXEexn+Tdx+ e X (ex「ex^) }，见图6中的(4))。第一减 去值e&通过在A/D转换操作pdi之后从位置Sn在第一方向x中的坐
标SXn中减去检测位置Pn在第一方向X中的第一坐标来计算
(exn=Sxn-pdxn)。
第二驱动力D^的计算是基于第二减去值eyn，第二比例系数Ky、 取样周期9 ，第二积分系数Tiy和第二微分系数Tdy (Dyn=KyX {eyn+ e +TiyXEeyn+Tdy+ e X (eyn-eyn—》})。第二减去值ey。通过在A/D 转换操作pdyn之后从位置Sn在第二方向y中的坐标Sy。中减去检测位 置Pn在第二方向y中的第二坐标来计算(eyn=Syn-pdyn)。
取样周期e的值被设定为lms的预定时间间隔。
当拍照设备1处于防抖模式(IS二1)时，将可运动单元30a驱动 到与PID控制器的防抖操作对应的位置Sn (Sx ， Syn)被执行，在该模 式中防抖开关14a被设定为0N状态。
当防抖参数IS为0时，不与防抖操作对应的PID控制器被执行， 使可运动单元30a运动到运动范围的中心(预定位置)。
可运动单元30a具有用于驱动包括第一驱动线圈31a和第二驱动 线圈32a的线圈单元，具有成像装置的成像单元39a，和作为磁场变化 检测元件单元的霍尔元件44a。在该实施方式中，成像装置是CCD;但 是，成像装置可以是另一种成像装置，诸如CMOS等。
固定单元30b具有用于驱动的磁单元，包括第一位置检测和驱动 磁体411b，第二位置检测和驱动磁体412b，第一位置检测和驱动轭 431b，和第二位置检测和驱动轭432b。
固定单元30b沿第一方向x和第二方向y可运动支撑可运动单元
30a。
当成像装置的中心区域与照相机镜头67的光轴LX相交时，可运 动单元30a的位置和固定单元30b的位置之间的关系被布置成使可运 动单元30a沿着第一方向x和第二方向y都定位在其运动范围的中心， 以便利用成像装置的成像范围的全部大小。
作为成像装置的成像表面的形式的矩形形状具有两个对角线。在 该实施方式中，成像装置的中心位于这两条对角线的交点处。
第一驱动线圈31a、第二驱动线圈32a和霍尔单元44a与可运动单 元30a连接。
第一驱动线圈31a形成座位和螺旋状线圈模式。第一驱动线圈31a 的线圈模式具有与第二方向y平行的线，因而形成第一电磁力使包括 第一驱动线圈31a的可运动单元30a沿着第一方向x运动。
第一电磁力在第一驱动线圈31a的电流方向和第一位置检测和驱 动磁体411b的磁场方向的基础上产生。
第二驱动线圈32a形成座位和螺旋状线圈模式。第二驱动线圈32a 的线圈模式具有与第一方向x平行的线，因而形成第二电磁力使包括 第二驱动线圈32a的可运动单元30a沿着第二方向y运动。
第二电磁力在第二驱动线圈32a的电流方向和第二位置检测和驱 动磁体412b的磁场方向的基础上产生。
第一和第二驱动线圈31a和32b与驱动电路29连接，该驱动电路 通过柔性电路板(未示出)驱动第一和第二驱动线圈31a和32b。第一 P丽功率dx从CPU 21的P丽0输入到驱动电路29，第二 PWM功率dy 从CPU 21的P丽1输入到驱动电路29。驱动电路29为对应于第一 P丽 功率dx值的第一驱动线圈31a供电，并为对应于第二 P丽功率dy值 的第二驱动线圈32a供电，以驱动可运动单元30a。
第一位置检测和驱动磁体411b与固定单元30b的可运动单元侧连 接，其中第一位置检测和驱动磁体411b沿第三方向z朝向第一驱动线 圈31a和水平霍尔元件hhlO。
第二位置检测和驱动磁体412b与固定单元30b的可运动单元侧连 接，其中第二位置检测和驱动磁体412b沿第三方向z朝向第二驱动线 圈32a和的垂直霍尔元件hvlO。
在N极和S极沿着第一方向x设置的情况下，第一位置检测和驱 动磁体411b与第一位置检测和驱动轭431b连接。第一位置检测和驱 动轭431b与可运动单元30a的侧面上的固定单元30b沿着第三方向z 连接。
在N极和S极沿着第二方向y设置的情况下，第二位置检测和驱 动磁体412b与第二位置检测和驱动轭432b连接。第二位置检测和驱 动轭432b与可运动单元30a的侧面上的固定单元30b沿着第三方向z 连接。
第一和第二位置检测和驱动轭431b、 432b由软磁材料制成。 第一位置检测和驱动轭431b防止第一位置检测和驱动磁体411b 的磁场消散到周围，并增加第一位置检测和驱动磁体411b和第一驱动 线圈31a之间以及第一位置检测和驱动磁体411b和水平霍尔元件hh10 之间的磁通密度。
第二位置检测和驱动轭432b防止第二位置检测和驱动磁体412b 的磁场消散到周围，并增加第二位置检测和驱动磁体412b和第二驱动 线圈32a之间以及第二位置检测和驱动磁体412b和垂直霍尔元件hvlO 之间的磁通密度。
霍尔元件单元44a是单轴元件，包括两个利用霍尔效应来检测分 别指定可运动单元30a的所述位置PJ勺在第一方向x中的第一坐标和 在第二方向y中的第二坐标的第一检测位置信号ps和第二检测位置信 号py的磁电转换元件(磁场变化检测元件)。
一个霍尔元件是水平霍尔元件hh10，用于检测可运动单元30a在 第一方向x中的位置Pn的第一坐标，另一个是垂直霍尔元件hv10，用 于检测可运动单元30a在第二方向y中的位置Pn的第二坐标。
水平霍尔元件hhlO与可运动单元30a连接，其中水平霍尔元件 hhlO朝向沿第三方向z的固定单元30b的第一位置检测和驱动磁体 411b。
垂直霍尔元件hvl0与可运动单元30a连接，其中垂直霍尔元件 hvl0朝向沿第三方向z的固定单元30b的第二位置检测和驱动磁体 412b。
当成像装置的中心与光轴LX相交时，理想的是当从第三方向z观 察时，水平霍尔元件hhlO沿第一方向x定位在朝向第一位置检测和驱 动磁体411b的N极和S极之间的中间区域的霍尔单元44a上。在该位 置，水平霍尔元件hhlO利用其中可基于单轴霍尔元件的线性输出变化 (线性)来进行精确位置检测操作的最大范围。
类似地，当成像装置的中心与光轴LX相交时，理想的是当从第三 方向z观察时，垂直霍尔元件hvl0沿第二方向y定位在朝向第二位置 检测和驱动磁体412b的N极和S极之间的中间区域的霍尔单元44a上。
霍尔元件信号处理单元45具有第一霍尔元件信号处理电路450和 第二霍尔元件信号处理电路460。
第一霍尔元件信号处理电路450基于水平霍尔元件hhlO的输出信 号检测水平霍尔元件hhlO的输出端子之间的水平电势差xlO。
第一霍尔元件信号处理电路450基于水平电势差xlO将第一检测 位置信号px输出到CPU 21的A/D转换器A/D 2，第一检测位置信号 px指定可移动单元30a的位置h在第一方向x的第一坐标。
第二霍尔元件信号处理电路460基于垂直霍尔元件hvlO的输出信 号检测垂直霍尔元件hvlO的输出端子之间的垂直电势差ylO。
第二霍尔元件信号处理电路460基于垂直电势差ylO将第二检测
位置信号py输出到CPU 21的A/D转换器A/D 3，第二检测位置信号 py指定可移动单元30a的位置K在第二方向y的第二坐标。
接着，使用图4中的流程图来解释在实施方式中的拍照设备1的 主要操作。
当拍照设备1被设定为0N状态时，电力被供应到角速度检测单元 25，使角速度检测单元25在步骤Sll中被设定为ON状态。
在步骤S12中，定时器在预定时间间隔(lms)的中断过程开始。 在步骤S13，释放状态参数RP的值被设定为0。在该实施方式中定时 器的中断过程的细节在后面使用图5中的流程图来解释。
在步骤S14，测定测光开关12a是否被设置为0N状态。当确定测 光开关12a没有被设置在ON状态时，操作返回到步骤S14并重复步骤 S14中的过程。否则，操作继续步骤S15。
在步骤S15，确定防抖开关14a是否被设置为0N状态。当防抖开 关14a没有被设置为ON状态时，防抖参数IS的值在步骤S16中被设 定为0。否则，防抖参数IS的值在步骤S17中被设定为1。
在歩骤S18， AE传感器的AE单元23被驱动，光度测定操作被执 行，光圈值和曝光时间被计算。
在步骤S19， AF传感器和AF单元24的镜头控制电路被驱动以分 别执行AF感知和聚焦操作。
在步骤S20，确定释放开关13a是否被设置为ON状态。当释放开 关13a没有被设置为ON状态时，操作返回到步骤S14并重复步骤S14 到S19中的过程。否则，操作继续步骤S21然后释放顺序操作开始。
在步骤S21，释放状态参数RP的值被设定为1。
在步骤S22，释放状时间计算器RLST的值被设定为0。
在步骤S23，反光镜18a抬起操作和与重新设定或者计算的光圈值 对应的光圈关闭操作由反射镜光圈快门单元18执行。
在完成反光镜抬起操作之后，快门18b的打开操作(快门18b的 前幕的运动)在步骤S24中开始。
在步骤S25，曝光操作即成像装置(CCD等)的电荷聚积被执行。 在曝光时间过去之后，快门18b的关闭操作(快门18b中后帘的运动)， 反光镜18a放下操作和光圈的打开操作由反射镜光圈快门单元18在步
骤S26中执行。
在步骤S27，在曝光时间过程中已经聚积在成像装置中的电荷被读 取。在步骤S28， CPU 21与DSP 19通讯，使图像处理操作在从成像装 置读取的电荷的基础上被执行。图像处理操作在其上进行处理的图像 被存储在拍照设备1中的存储器中。在步骤S29，存储在存储器中的图 像被显示在指示器17上。在步骤S30,释放状态参数RP的值被设定为 0，使释放顺序操作完成，然后操作返回到步骤S14，换言之拍照设备 1被设定为可进行下一个成像操作的状态。
接着，在该实施方式中定时器的中断操作，其在图4中的步骤S12 开始并在每个预定时间间隔(lms)独立于其它操作被执行，使用图5 中的流程图来解释。
当定时器的中断操作开始时，在步骤S25中，从角速度检测单元 25输出的第一角速度vx被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 0并被转 换成第一前漂移插值数字角速度信号BVxn。同样从角速度检测单元25 输出的第二角速度vy被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 1并被转换 成第二前漂移插值数字角速度信号BVyn (角速度检测操作)。
在步骤S52漂移插值处理操作被执行；在第一和第二前漂移插值 数字角速度信号BVxn和BVyn中的漂移成分对应于释放顺序操作期间的 补偿输出而减少，第一和第二漂移插值数字角速度信号Vi和Vyj皮计 算。但是，除了释放顺序操作开始之后预定时间段期间(漂移插值参 考时间GTC)以外，漂移插值处理操作不被执行，于是第一和第二漂移 插值数字角速度信号Vl和Vy。的值分别被设置为与第一和第二前漂移 插值数字角速度信号BVx。和BVy。的值相同。在该实施方式中的漂移插 值处理操作的细节在后面使用图7中的流程图来解释。
第一和第二数字角速度信号Vi和Vyn的低频率在数字高通滤波处 理操作中被减少(第一和第二数字角速度VV&和VVyn)。
在步骤S53，确定释放状态参数RP的值是否被设置为1。当确定 释放状态参数RP的值被设置为1时，驱动可运动单元30a被设置为OFF 状态，或者防抖单元30被设置为可运动单元30a的驱动控制在步骤S54 中没有被执行的状态。否则，操作直接进行到步骤S55。
在步骤S55，霍尔元件单元44a检测可运动单元30a的位置，并且
第一和第二检测位置信号pv和py由霍尔元件处理单元45计算。第一 检测位置信号px然后输入到CPU 21的A/D转换器A/D 2并被转换成 数字信号Pdxn，而第二检测位置信号py然后输入到CPU 21的A/D转 换器A/D 3并也被转换成数字信号pdyn， 二者都由此确定可运动单元 30a的所述位置Pn (pdxn， pdy丄
在步骤S56，确定防抖参数IS的值是否为0。当确定防抖参数IS 的值为O (IS=0)时，换言之当拍照设备没有处于防抖模式下时，其中 可运动单元30a (成像单元39a)应当被运动的位置Sn (Sx ， Syn)在 步骤S57中被设置在可运动单元30a的运动范围的中心。当确定防抖 参数IS的值不为0 (IS二1)时，换言之当拍照设备处于防抖模式下时， 其中可运动单元30a (成像单元39a)应当被运动到的位置Sn (Sxn， Syn) 在步骤S58中在第一和第二角速度和vy的基础上被计算。
在步骤S59中，使可运动单元30a运动到位置SJ勺驱动力a中的 第一驱动力Dxn (第一P丽功率dx)和第二驱动力Dyn (第二PWM功率 dy)在步骤S57或者S58中确定的位置S。 (Sxn， Syn)以及当前位置Pn (pdxn， pdyn)的基础上被计算。
在步骤S60中，第一驱动线圈单元31a通过将第一 P観功率dx施 加到驱动电路29来驱动，第二驱动线圈单元32a通过将第二 P丽功率 dy施加到驱动电路29来驱动，使可运动单元30a运动到Sn (Sxn， Syn)。
步骤S59和S60的过程是使用用于执行一般(正常)比例、积分 和微分计算的PID自动控制的自控控制计算。
接着，图5中步骤S52的漂移插值处理操作的细节使用图7中的 流程图来解释。当漂移插值处理操作开始时，在步骤S71中确定释放 时间计算器RLST是否小于或等于漂移插值参考时间GTC。
当确定释放时间计算器RLST的值小于或等于漂移插值参考时间 GTC时，操作继续步骤S72。否则，操作(漂移插值处理操作操作)结 束。
在步骤S72，在第一前漂移插值数字角速度信号BVxn、漂移插值参 考时间GTC、最大补偿输出值OF和释放时间计算器RLST的基础上计算 第一数字角速度信号Vxn (Vxn=BVxn- (OF-OFXRLST+GTC))。
类似地，在第二前漂移插值数字角速度信号BVyn、漂移插值参考
时间GTC、最大补偿输出值OF和释放时间计算器RLST的基础上计算第 二数字角速度信号Vy。 (Vyn=BVyn－(OF-OF×RLST÷GTC))。
在步骤S73，释放时间计算器RLST的值被增加值1，然后操作(漂 移插值处理操作)结束。
在该实施方式中，在预定时间段(漂移插值参考时间GTC)期间和 释放顺序操作开始之后数字角速度信号的漂移插值处理操作被执行。
当释放顺序操作开始时，拍照设备1的主电源的电力的较大变化 发生，影响回转信号处理电路的高阻抗部分，诸如第一高通滤波电路 27a等，使角速度检测单元25的输出中发生补偿(补偿输出发生)。
在手震动的量和对于防抖操作来说可运动单元30a应当被运动到 其中的位置的计算中，角速度检测单元25的输出信号被积分；因此， 在防抖操作期间由补偿输出引起的输出信号值的变化引起可运动单元 30a的运动的漂移。对于防抖操作来说这是不需要的运动，于是防抖操 作由于漂移而没有被正确执行。
但是，由于在该实施方式中的漂移插值处理操作，与拍照设备1 的主电源的电力变化对应的补偿输出大致被线性减小，使防抖操作(手 震动的量检测)可被正确执行。
此外，在该实施方式中，用于检测拍照设备1的主电源的电力变 化的电压没有通过使用角速度传感器以外的检测装置来检测。因此， 不需要包括与角速度传感器不同的另外的检测装置，于是防抖操作(手 震动量的检测)可被正确执行，即使角速度检测单元25的偏差发生时 也是如此，而不会使防抖装置复杂化。
此外，已经解释了在预定第一时间段(漂移插值参考时间GTC)内 和释放开关13a被设置为0N状态(释放顺序操作开始)之后CPU 21 修改(减少)角速度传感器的输出信号的补偿输出。但是，角速度传 感器的输出信号的补偿输出的这种修改在另一防抖操作时间段内可被 执行，当拍照设备1的主电源的电力的较大变化发生时诸如拍照设备1 的电闪(频闪光，未示出)的充电阶段，可在除释放顺序期间之外被 执行。
此外，解释了可运动单元30a具有成像装置；但是，可运动单元 30a也可具有手震动校正镜头来代替成像装置。
此外，解释了霍尔元件作为磁场变化检测元件被用于位置检测。 但是，另一种检测元件，MI (磁阻抗)传感器诸如高频载体型磁场传 感器、磁共振型磁场检测元件或者MR (磁阻抗效应)元件也可被用于
位置检测目的。当使用MI传感器、磁共振型磁场检测元件或者MR元
件中的一个时，有关可运动单元的位置信息可通过检测磁场变化来采 集，这与使用霍尔元件类似。
虽然在本文中已经参照附图描述了本发明的实施方式，显而易见 的是，许多修改和变化可由本领域技术人员在不偏离本发明的范围的 情况下来进行。
权利要求
1、一种用于图像稳定的防抖装置，包括角速度传感器，其检测角速度；和控制器，其控制所述角速度传感器并在所述角速度传感器的输出信号的基础上执行防抖操作，所述控制器在所述防抖操作的预定时间段内执行所述输出信号值中的补偿输出的修改。
2、 根据权利要求1所述的防抖装置，其中所述预定时间段是在包 括所述防抖装置的拍照设备的释放开关被设置为0N状态之后经过的第 一时间的时间段。
3、 根据权利要求2所述的防抖装置，其中所述第一时间的长度是 所述角速度传感器的所述输出信号上执行高通滤波处理操作的时间常 数的两倍。
4、 根据权利要求1所述的防抖装置，其中在所述补偿输出从所述 预定时间段开始的点到所述预定时间段结束的点线性下降时，所述修 改被执行。
5、 根据权利要求1所述的防抖装置，其中除所述预定时间段以外 所述控制器不执行所述修改。
6、 一种拍照设备，包括 角速度传感器，其检测角速度；和控制器，其控制所述角速度传感器并在所述角速度传感器的输出 信号的基础上执行用于图像稳定的防抖操作，所述控制器在拍照设备 的所述防抖操作的预定时间段内执行所述输出信号值中的补偿输出的 修改。
全文摘要
一种用于图像稳定的防抖装置，包括角速度传感器和控制器。角速度传感器检测角速度。控制器控制角速度传感器并在角速度传感器的输出信号的基础上执行防抖操作。控制器在防抖操作的预定时间段内执行输出信号值中的补偿输出的修改，并且除预定时间段期间以外不执行修改。
文档编号G03B5/00GK101106651SQ20071013605
公开日2008年1月16日 申请日期2007年7月13日 优先权日2006年7月13日
发明者上中行夫 申请人:宾得株式会社