图像抖动校正设备及其控制方法、光学装置以及摄像装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于校正光学装置或摄像装置等中的图像抖动的技术。
【背景技术】
[0002]由于在拍摄图像时握持照相机主体的用户的手的抖动，可能在由诸如数字照相机等的摄像装置拍摄的图像上产生图像抖动。因此，已经有一些装置具有如下的功能，即检测施加于照相机主机的振动，以校正被摄体图像的图像抖动。在这种技术中，已知有光学图像抖动校正处理及电子图像抖动校正处理。光学图像抖动校正处理利用角速度传感器等来检测照相机主体的抖动，以移动摄影光学系统中的光学部件(校正透镜)，从而改变摄影光学系统中的光轴的方向。由此，在摄像元件的光接收面中聚焦的图像能够被移动，以校正抖动。此外，电子图像抖动校正处理是通过对拍摄的图像进行图像处理来人工地校正图像抖动的处理。
[0003]从角速度传感器等输出的抖动检测信号包括由于诸如手抖等应当被校正的振动导致的信号。此外，抖动检测信号包括由于依据摄影者的目的而对照相机的操作(例如平移操作)导致的信号等。由此，当仅基于抖动检测信号来驱动校正透镜时，对例如在平移(panning)或倾斜操作(以下称为“平移操作等”)期间的大抖动进行图像抖动校正。因此，校正透镜的目标位置可能超出校正透镜的可移动范围。另选地，在平移操作等之后可能发生图像摆动(回摆)，从而使用户对照相机的操作或者图像感到不适。如果角速度传感器的抖动检测信号被确定为是由于平移操作等导致的，则用于校正回摆的处理停止图像抖动校正。校正透镜返回到可移动范围的中心(不具有位移的基准位置)，从而被停止。
[0004]在这方面，当在平移操作等结束时发生角速度信号的某些急剧改变时，由于检测信号系统的高通滤波器(HPF)或积分器的残留信号等，抖动检测信号可能不严格为0，而是渐近接近于O。因此，当图像抖动校正被恢复时，校正透镜因抖动检测信号而被移动很多，从而导致图像的回摆。为了解决该问题，日本特开第2006-113264号公报公开了如下的设备，该设备用于在平移操作等结束时，逐渐地改变角速度的基于信号处理的滤波器的截止频率，由此校正图像抖动。另外，日本特开第2011-118073号公报公开了如下的方法，即通过依赖于角速度的速度控制，来进行校正透镜的驱动，而不使用在导致回摆的角速度的基于信号处理的滤波器中具有极低截止频率的HPF或LPF(积分器)。另外，日本特开第2010-004370号公报公开了如下的设备，该设备用于基于由角速度传感器检测的抖动信号，通过校正透镜来校正抖动，并且基于低频分量的抖动信号，通过电子图像抖动校正来校正抖动。由此，该设备能够针对由于平移操作等导致的大的抖动，确保校正透镜的足够的驱动范围。
[0005]然而，日本特开第2006-113264号公报中记载的技术对于紧接在平移操作等之后的图像抖动校正具有弱的效果。另外，在日本特开第2011-118073号公报中记载的技术中，因为在未在进行曝光时通过位置控制来使校正透镜的位置位于中心的操作，致使对于诸如用户身体的摆动等的、抖动检测信号的低通分量，图像抖动校正的效果被削弱。另外，由于该技术不使用HPF，因此，如果角速度传感器的偏移以及温度波动是大的，则校正透镜的位置从可移动范围的中心偏离。如果使用具有小的偏移及温度波动的水晶陀螺仪传感器，则成本可能增加。此外，日本特开第2010-004370号公报中记载的技术在不能进行电子图像抖动校正的情况下，会降低曝光期间的低频的图像抖动校正的性能。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种图像抖动校正设备，该图像抖动校正设备使得即使在平移操作等期间发生大的抖动的情况下，也能够成功地校正图像抖动。
[0007]根据本实施例，提供了一种图像抖动校正设备，其用于通过校正单元的驱动来校正图像抖动，该图像抖动校正设备包括:划分单元，其被构造为将由抖动检测单元输出的检测信号划分为多个频率分量；以及控制单元，其被构造为在根据所述检测信号确定了平移或倾斜的情况下，检测平移或倾斜的速度，以基于所检测出的速度，分别针对所划分的多个频率分量，来改变滤波器计算的各截止频率或者通过所述滤波器计算而计算出的各中间值，并且合成通过进行所述滤波器计算而获得的信号，以生成所述校正单元的控制信号。
[0008]根据本发明的图像抖动校正设备即使在平移操作等期间发生了大的抖动的情况下，也能够实现良好的图像抖动校正。
[0009]通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
【附图说明】
[0010]图1是例示摄像装置的功能结构的示例的框图。
[0011]图2A是例示抖动校正透镜驱动单元的示例性结构的框图。
[0012]图2B是例示抖动校正控制单元及透镜位置控制单元的内部的示例性结构的框图。
[0013]图3是例示抖动校正机构单元的示例性结构的分解透视图。
[0014]图4是例示抖动校正控制单元的内部的示例性结构的框图。
[0015]图5是例示抖动校正控制单元的处理的前半部分的流程图。
[0016]图6是例示接续图5的、抖动校正控制单元的处理的流程图。
[0017]图7是例示用于检测快速平移的示例性处理的流程图。
[0018]图8A及图8B是例不用于检测缓慢平移的不例性处理的流程图。
[0019]图9是例示用于检测快速平移的确定标志的定时的图。
[0020]图10是例示递归数字滤波器的示例性结构的框图。
【具体实施方式】
[0021]在下文中，将参照附图来描述本发明的优选实施例。本发明能够应用于安装在数字单镜头反射照相机上的可互换镜头、诸如镜头筒等的光学装置、诸如数字摄像机、监控摄像头或网络摄像头等的摄像装置，以及诸如移动电话或平板电脑终端等的包括摄像装置的电子设备。请注意，本发明并不意图限于以下的实施例，并且仅例示了在本发明的实施中具有一定优势的具体示例。此外，对于解决本发明的问题而言，在以下实施例中描述的特征的所有组合并非始终都是必需的。
[0022]图1是例示根据本发明的实施例的摄像装置的功能结构的示例的框图。数字静态照相机被例示作为根据本实施例的摄像装置。然而，也可以使用具有运动图像摄影的功能的照相机。
[0023]构成摄影光学系统(聚焦光学系统)的变焦单元101是具有可变倍率的摄影镜头设备的一部分，并且包括用于改变摄影镜头设备的倍率的变焦透镜。变焦驱动控制单元102根据系统控制单元119的控制的指令，来控制变焦单元101的驱动。抖动校正透镜(以下称为“校正透镜”)103是如下的光学部件，其构成充当图像抖动校正部件的摄影光学系统的一部分。校正透镜103是如下的移位透镜，其能够在与摄影光学系统的光轴不同的方向(例如与光轴垂直的方向)上移动。抖动校正透镜驱动控制单元104根据系统控制单元119的控制的指令，来驱动校正透镜103。
[0024]光圈快门单元105包括具有光圈功能的机械快门。光圈快门驱动控制单元106根据系统控制单元119的控制的指令，来驱动光圈快门单元105。聚焦单元107是摄影镜头的一部分，并且包括聚焦透镜，该聚焦透镜能够沿摄影镜头的光轴来改变自身的位置。聚焦驱动控制单元108根据系统控制单元119的控制的指令来驱动聚焦单元107，以进行焦点调节操作。
[0025]摄像单元109包括诸如(XD (电荷親合器件)图像传感器及CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器等的摄像元件。摄像元件将由摄影光学系统形成的光学图像，光电转换为以像素为单位的电信号。摄像信号处理单元110对由摄像单元109输出的电信号，进行A (模拟)/D (数字)转换、相关二重采样、伽马校正、白平衡校正及颜色插值处理等，以将由摄像单元109输出的电信号转换为视频信号。视频信号处理单元111依据用途，来处理从摄像信号处理单元110输出的视频信号。具体而言，视频信号处理单元111生成用于显示的视频信号，并且进行用于记录的编码处理及数据归档。
[0026]显示单元112基于视频信号处理单元111输出的用于显示的视频信号，根据需要显示图像。电源单元115依据用途来对整个摄像装置提供电源。外部输入及输出端子单元116用来在外部输入及输出端子单元116与外部设备之间，输入及输出通信信号及视频信号。操作单元117在用户操作摄像装置时被使用，并且包括用来向摄像装置提供指令的按钮或开关等。存储单元118存储诸如视频信息等的各种数据。用于控制照相机系统的系统控制单元119包括CPU (中央处理单元)、ROM (只读存储器)及RAM (随机存取存储器)等。控制单元119将存储在ROM中的控制程序展开至RAM，以在CPU中执行指令。由此，摄像装置的各单元能够被控制，以实现如下所述的各种操作。
[0027]操作单元117包括释放开关，该释放开关被配置为依据释放按钮的按下量，依次使第一开关(称为SWl)和第二开关(称为SW2)接通(0N)。当释放按钮被半按下时，Sffl接通，并且当释放按钮被全按下时，SW2接通。当SWl接通时，系统控制单元119基于AF (自动聚焦)评价值来控制聚焦驱动控制单元108，以调节焦点。例如，基于由视频信号处理单元111输出到显示单元112的用于显示的视频信号，来生成AF评价值。
[0028]系统控制单元119获得关于视频信号的亮度的信息，并且进行AE(自动曝光)处理，例如，基于预定的程序图，来确定用来获得适当曝光量的光圈值及快门速度。当SW2接通时，系统控制单元119以确定的光圈及快门速度进行摄影，并且控制由摄像单元109获得的图