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_2

文档序号:8395355阅读:来源:国知局
像数据以将该数据存储至存储单元118等。
[0029]操作单元117包括用于选择图像抖动校正模式的图像抖动校正开关。如果通过图像抖动校正开关的操作而选择了图像抖动校正模式,则系统控制单元119向抖动校正透镜驱动控制单元104,提供抖动校正操作的指令。被指示的抖动校正透镜驱动控制单元104继续抖动校正的操作,直到发出了“图像抖动校正OFF (关)”的指令为止。另外,操作单元117包括模式选择开关,该模式选择开关用于选择静止图像摄影模式或运动图像摄影模式等。操作单元117能够改变在各选择的摄影模式下抖动校正透镜驱动控制单元104的操作条件。操作单元117还包括用于选择播放模式的播放模式选择开关,并且在播放模式下停止抖动校正的操作。操作单元117包括倍率改变开关,该倍率改变开关用于进行改变变焦倍率的指示。当通过倍率改变开关的操作进行了改变变焦倍率的指示时,经由系统控制单元119接收到该指示的变焦驱动控制单元102驱动变焦单元101,以将变焦透镜移动到指示的位置,从而使倍率变化。
[0030]接下来,将参照图2A来描述抖动校正透镜驱动控制单元104的结构。图2A是例示抖动校正透镜驱动单元104的功能结构的示例的框图。抖动检测单元包括第一抖动传感器201及第二抖动传感器202,以检测多个方向上的各抖动。
[0031]第一抖动传感器201是例如角速度传感器,并且在自然姿态(图像的纵向方向与水平方向紧密匹配的基准姿态)下检测与摄像装置垂直的方向(俯仰方向)上的抖动。第一抖动传感器201将抖动检测信号输出到第一抖动校正控制单元203。第二抖动传感器202是例如角速度传感器,并且在自然姿态下检测与摄像装置平行的方向(偏转方向)上的抖动。第二抖动传感器202将抖动检测信号输出到第二抖动校正控制单元204。
[0032]第一抖动校正控制单元203及第二抖动校正控制单元204分别确定校正透镜103在俯仰方向和偏转方向上的目标位置,以输出关于目标位置的校正位置控制信号,从而控制校正透镜103的驱动。第一抖动校正控制单元203将校正位置控制信号输出到第一透镜位置控制单元205,并且,第二抖动校正控制单元204将校正位置控制信号输出到第二透镜位置控制单元206。
[0033]第一透镜位置控制单元205通过反馈控制,来进行包括例如致动器的第一驱动单元207的驱动控制。基于来自第一抖动校正控制单元203的俯仰方向上的校正位置控制信号,以及如后所述的位置检测信号,来执行该反馈控制。另外,第二透镜位置控制单元206通过反馈控制,来进行包括致动器的第二驱动单元208的驱动控制。基于来自第二抖动校正控制单元204的偏转方向上的校正位置控制信号,以及如后所述的位置检测信号,来执行该反馈控制。
[0034]校正透镜103的位置检测单元包括第一霍尔(Hall)元件209及第二霍尔元件210,以获得与两个方向相对应的位置信息。第一霍尔元件209检测校正透镜103在俯仰方向上的位置,以将检测出的位置信息输出到第一透镜位置控制单元205。此外,第二霍尔元件210检测校正透镜103在偏转方向上的位置,以将检测出的位置信息输出到第二透镜位置控制单元206。
[0035]接下来,将描述由抖动校正透镜驱动控制单元104进行的校正透镜103的驱动控制。第一抖动校正控制单元203及第二抖动校正控制单元204分别获得表示摄像装置在俯仰方向和偏转方向上的抖动的抖动检测信号(角速度信号)。第一抖动校正控制单元203及第二抖动校正控制单元204基于抖动检测信号,来生成用于在俯仰方向和偏转方向上驱动校正透镜103的校正位置控制信号,以将这些信号分别输出到第一透镜位置控制单元205及第二透镜位置控制单元206。
[0036]第一霍尔元件209及第二霍尔元件210依据配设在包括校正透镜103的单元中的磁铁的磁场强度,来输出电压信号,作为校正透镜103在俯仰方向和偏转方向上的位置信息。各类型的位置信息分别被输出到第一透镜位置控制单元205及第二透镜位置控制单元206。第一透镜位置控制单元205及第二透镜位置控制单元206分别进行第一驱动单元207和第二驱动单元208的驱动控制。换言之,第一霍尔元件209及第二霍尔元件210的各信号值代表校正透镜103的位置。可以通过如下的方式来实现反馈控制,即,使得各信号值分别收敛至来自第一抖动校正控制单元203及第二抖动校正控制单元204的校正位置控制信号值(代表校正透镜103的目标位置)。请注意,从第一霍尔元件209及第二霍尔元件210输出的位置信号值是可变的。因此,调整第一霍尔元件209及第二霍尔元件210的输出,使得针对校正位置控制信号,校正透镜103移动到预定的位置。
[0037]第一抖动校正控制单元203及第二抖动校正控制单元204分别基于来自第一抖动传感器201及第二抖动传感器202的抖动检测信息,输出用于移动校正透镜103的位置以消除图像抖动的校正位置控制信号。例如,第一抖动校正控制单元203及第二抖动校正控制单元204由具有抖动检测信息的角速度信号或者用于对角速度信号进行滤波处理的信号,生成校正的速度或位置的控制信号。
[0038]通过上述操作,如果在摄影时,诸如手抖等的振动被施加于摄像装置,则能够针对一定程度的振动来校正图像抖动。另外,第一抖动校正控制单元203及第二抖动校正控制单元204基于第一抖动传感器201及第二抖动传感器202的检测信息,以及第一霍尔元件209及第二霍尔元件210的输出,来检测摄像装置的抖动状态,从而进行平移(或倾斜)的控制。
[0039]接下来,将参照图3来描述抖动校正机构单元。图3是例示具体的抖动校正机构单元的示例性结构的分解透视图。抖动校正机构单元包括校正透镜103、抖动校正透镜驱动控制单元104、光圈快门单元105及光圈快门驱动控制单元106。
[0040]基座301是抖动校正机构单元的基座,并且被固定至光圈快门单元105及ND (中性密度)滤波器机构。基座301与两个从动销302以及可移动从动销(未示出)被配设在一起。在基座301的径向方向上向外布置的、凸轮筒(未示出)中的3个凸轮槽被配置为与这些从动销嵌合,并且沿凸轮槽在光轴的方向上前进和返回。
[0041]校正透镜103通过铆接爪(未示出)而被支架316保持。透镜盖303包括用于限制穿过校正透镜103的光通量的开口。透镜盖303在侧面包括3个臂单元304。臂单元304包括开口 305,并且在配设于支架316的侧面的突起315处的3个位置嵌合,以将透镜盖303 —体地保持至支架316。支架316 —体地保持磁铁312及313。
[0042]支架316通过3个球(ball) 307被压焊至基座301,并且被球307滚动支持,以使得支架能够在与光轴垂直的平面中的任意方向上移动。与用于通过导杆来引导支架的结构相比,用于通过球307来保持支架316的结构能够以较小的振幅,实现更为快速的移动。因此,即使在具有高像素数的摄像元件的摄像装置中,本发明也能够以优良的图像抖动校正来提供图像抖动校正。
[0043]推力弹簧314的一端被接合至支架316的突起315,并且推力弹簧314的另一端被接合至配设在基座301中的突起(未示出)。推力弹簧314被保持在伸展状态下,并且将支架316推动至基座301。径向弹簧317及318具有防止支架316的转动的作用。树脂制成的绕线管317及318与金属制成的销构造在一起,并且被附着至线圈308及309的端部。柔性印刷电路(FPC) 324的焊盘通过焊接等被电连接到绕线管310及311的销,从而形成至线圈308及309的电力供给电路。
[0044]第一霍尔元件209及第二霍尔元件210被分别配设在磁铁312及313附近,并且检测由磁铁312及313产生的磁场。第一霍尔元件209及第二霍尔元件210被安装在FPC324上,以通过FPC 324来供给电力。FPC327形成向光圈快门单元105及ND滤波器驱动单元供给电力的电路。FPC324及327通过突起321而被固定至支架320。
[0045]接下来,将参照图2B及图4,来描述第一抖动校正控制单元203及第一透镜位置控制单元205的内部结构。请注意,第二抖动校正控制单元204及第二透镜位置控制单元206具有与第一抖动校正控制单元203及第一透镜位置控制单元205类似的结构,因而将省略重复的描述。
[0046]在图2B中,充当抖动检测单元的第一抖动传感器201检测施加于摄像装置的抖动,并且依据抖动而输出抖动信号(角速度信号)。在第一抖动校正控制单元203中处理抖动信号,并且将信号输出到减法单元406。第一抖动校正控制单元203的结构如稍后利用图4所述。
[0047]减法单元406从由第一抖动校正控制单元203生成的信号中,减去第一霍尔元件209的位置检测信号,并且将校正透镜的目标位置的信号输出到透镜位置控制单元407。透镜位置控制单元407包括控制运算器,并且例如通过PID控制器来进行P (比例)控制、I (积分)控制及D (微分)控制的计算。透镜位置控制单元407将校正透镜103的驱动信号输出到第一驱动单元207。针对校正透镜的目标位置,根据由第一霍尔元件209检测出的位置信息的反馈控制,来执行图像抖动校正。
[0048]图4是例示第一抖动校正控制单元203的示例性结构的框图。高通滤波器(以下称为“HPF”)是用于从输出自第一抖动传感器201的抖动信号中、去除相对较低频率的偏移分量的数字滤波器,并且能够改变自身的截止频率。在减法单元517中,从去除偏移分量之前的抖动信号中,减去已由HPF 501去除了偏移分量的抖动信号,以提取抖动信号的偏移分量
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