像抖动校正装置以及摄像装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及校正基于摄影时的手抖引起的像抖动而产生的画质劣化的像抖动校 正装置以及搭载了该像抖动校正装置的摄像装置。
【背景技术】
[0002] 近些年来，搭载了手抖校正功能的照相机得以普及。在这种照相机中，即使在进行 手持摄影时，摄影者即使不特别注意手抖，也能够拍摄不存在像抖动的图像。
[0003] -般来说，照相机的手抖校正功能的校正性能利用能够对像抖动进行校正的快门 速度（曝光时间）的值来表示。这是利用在不执行手抖校正功能而拍摄的图像中开始出现 由手抖引起的像抖动的影响的快门速度（也称作手抖极限快门速度）和在执行手抖校正功 能而拍摄的图像中开始出现由手抖引起的像抖动的影响的快门速度的比率来表示。
[0004] 但是，以往以来公知的照相机的手抖校正的结构例如如下所述。首先，利用与手抖 检测部对应的陀螺仪传感器等，检测像抖动量（像面移动量），该像抖动量（像面移动量） 基于由手抖引起的照相机主体的姿势变化。然后，根据由手抖检测部检测出的像抖动量，计 算像抖动校正量。并且，进行像抖动校正的像抖动校正部基于所计算出的像抖动校正量，使 光学系统或摄像元件向抵消由手抖检测部检测出的像抖动量的方向移动。由此，抑制在摄 像面上产生的像抖动。
[0005] 但是，在从由手抖检测部检测出像抖动量开始到实际上校正了像抖动为止（进行 了光学系统或摄像元件的移动为止），存在响应延迟，该响应延迟成为使手抖校正功能的校 正性能下降的主要原因之一。
[0006] 此外，存在照相机的摄影光学系统中的焦距越长，则手抖校正功能的校正性能越 下降的倾向。这是因为：焦距越长，由于手抖产生的像面的移动量越大，所以例如需要更早 地响应由像抖动校正部带来的光学系统或摄像元件的移动等、用于根据像面的移动量来校 正像抖动的条件变得严格。
[0007] 因此，在焦距较长的望远区域中的摄影的情况、或在摄影倍率增大的近距离拍摄 的情况、或摄影者的手抖的频率较高的情况等下，由上述响应延迟带来的影响也进一步增 大。
[0008] 针对这样的问题，在现有技术中存在如下的方法。
[0009] 例如，在专利文献1所公开的方法中，具有：角速度传感器，其对手抖进行检测；高 通滤波器，其针对所检测出的抖动信号，对低于第1折点频率的频率的抖动信号进行衰减 处理；相位补偿滤波器，其针对由该高通滤波器处理后的信号，补偿其与被处理之前的信号 的相位之间的相位偏差；以及抖动校正部，其基于由该相位补偿滤波器补偿了相位偏差后 的抖动信号，对摄像装置的像抖动进行校正，通过利用相位补偿滤波器来改变相位以抵消 由高通滤波器产生的相位偏差，由此防止由相位偏差带来的校正性能的下降。
[0010] 此外，例如，在专利文献2所公开的方法中，以固定周期读入（采样）陀螺仪传感 器的角速度输出，进行时间积分运算而计算出角速度的积分值，根据所计算出的积分值和 上次积分值的差分求出积分值的变化量，基于变化量和由抖动校正模块确定出的延迟时间 和控制时间，为了获得能够抵消镜头的光轴的斜率的移位镜头移动量而计算相加值，使用 将本次累计值加上相加值后的值，计算用于使移位镜头移动的控制值并进行驱动，由此获 得无抖动的摄影图像。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本特开2011-145354号公报
[0014] 专利文献2 :日本特开2006-139095号公报
【发明内容】
[0015] 发明所要解决的问题
[0016] 但是，上述的专利文献1所公开的方法针对由高通滤波器引起的相位偏差进行相 位调整，未考虑伴随校正量的运算的延迟时间、伴随由驱动部的响应延迟等带来的延迟时 间的性能下降。此外，在相位补偿滤波器中，由于仅是针对特定的频率范围进行相位补偿， 所以未必能说是针对如在照相机的手抖状态下产生的像抖动信号那样包含各种频率成分 的像抖动信号，完全地补偿了相位偏差（延迟）。
[0017] 此外，在上述的专利文献2所公开的方法中，将对角速度进行了积分得到的校正 量的变化量、即基于距紧前的角速度的延迟时间的变化量与校正量相加，由此能够在角速 度的变化较小的区间内获得运算误差较小的校正量，但是，可能在角速度的变化较大的区 间内获得运算误差较大的校正量。此外，原理上来说，被相加的变化量是用线性近似的方 法计算出的变化量，所以如果上述延迟时间变长，则相加值的误差增大，有可能导致错误校 正。
[0018] 这样，专利文献1和2所公开的方法未必能说是在各种频率混杂的手抖中进行了 充分的手抖校正。此外，在其他现有技术中也同样。
[0019] 本发明正是着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供一种通过简单的运算来高 精度地预测由手抖校正产生的延迟时间之后的手抖的状态，由此抵消延迟时间，实现高校 正性能的手抖校正装置和搭载了该手抖校正装置的摄像装置。
[0020] 用于解决问题的手段
[0021] 本发明的第1方式提供一种像抖动校正装置，其对基于摄像装置的姿势变化的像 抖动进行校正，其中，该像抖动校正装置具有：光学系统，其对被摄体像进行成像；摄像元 件，其拍摄由所述光学系统成像的被摄体像；抖动校正部，其使在所述光学系统中包含的镜 头相对于光轴在垂直方向上移动，或者使所述摄像元件在成像面上移动，由此对像抖动进 行校正；抖动检测部，其对所述摄像装置的姿势变化量进行检测；保持部，其对由所述抖动 检测部在不同的时刻检测出的3个以上的姿势变化量进行保持；预测部，其基于被所述保 持部保持的3个以上的姿势变化量，并根据基于所述姿势变化量的时间变化的近似函数， 计算规定时间后的姿势变化量的预测值；抖动量计算部，其基于由所述预测部计算出的预 测值，计算像抖动量；以及驱动控制部，其基于由所述抖动量计算部计算出的像抖动量，计 算由所述抖动校正部带来的所述镜头或所述摄像元件的移动量。
[0022] 本发明的第2方式提供一种像抖动校正装置，其对基于摄像装置的姿势变化的像 抖动进行校正，其中，该像抖动校正装置具有：光学系统，其对被摄体像进行成像；摄像元 件，其拍摄由所述光学系统成像的被摄体像；抖动校正部，其使在所述光学系统中包含的镜 头相对于光轴在垂直方向上移动，或者使所述摄像元件在成像面上移动，由此对像抖动进 行校正；抖动检测部，其对基于所述摄像装置的姿势变化量的像面移动量进行检测；保持 部，其对由所述抖动检测部在不同的时刻检测出的3个以上的姿势变化量进行保持；预测 部，其基于被所述保持部保持的3个以上的像面移动量，并根据基于所述像面移动量的时 间变化的近似函数，计算规定时间后的像面移动量的预测值；以及驱动控制部，其基于由所 述预测部计算出的预测值，计算由所述抖动校正部带来的所述镜头或所述摄像元件的移动 量。
[0023] 本发明的第3方式提供一种像抖动校正装置，在第1或第2方式中，由所述预测部 在所述近似函数的计算时使用的3个以上的姿势变化量或像面移动量是在当前时点到规 定时间之间由所述抖动检测部检测出的3个以上的姿势变化量或像面移动量。
[0024] 本发明的第4方式提供一种像抖动校正装置，在第1或第2方式中，由所述预测部 计算出的预测值是与从进行了由所述抖动检测部进行的检测开始到进行了由所述抖动校 正部进行的校正为止的处理时间相当的时间后的值。
[0025] 本发明的第5方式提供一种像抖动校正装置，在第1或第2方式中，由所述预测部 在所述近似函数的计算时使用的3个以上的姿势变化量或像面移动量包含由所述抖动检 测部检测出的最新的姿势变化量或像面移动量。
[0026] 本发明的第6方式提供一种像抖动校正装置，在第1或第2方式中，由所述预测部 在所述近似函数的计算时使用的3个以上的姿势变化量或像面移动量被所述抖动检测部 检测出的时刻的时间间隔为2的幂的时间。
[0027] 本发明的第7方式提供一种摄像装置，具有第1至6的任意一个方式所述的像抖 动校正装置。
[0028] 发明效果
[0029] 根据本发明，能够提供一种通过简单的运算来高精度地预测由手抖校正产生的延 迟时间后的手抖的状态，由此抵消延迟时间，实现较高的校正性能的手抖校正装置和搭载 了该手抖校正装置的摄像装置。
【附图说明】
[0030] 图1是示出像抖动校正涉及的控制的流程和处理时间的一例的图。
[0031] 图2是说明对延迟时间后的手抖的状态进行预测的方法的一例的图。
[0032]图3是示出包含本发明的第1实施方式的像抖动校正装置的照相机的结构例的 图。
[0033]图4是示出第1实施方式的抖动校正微型计算机的结构例的图。
[0034] 图5是示出第1实施方式的角速度预测部的结构例的图。
[0035] 图6是示出第1实施方式的角速度预测部中的、输入角速度的时间变化和预测角 速度的时间变化的关系的一例的图。
[0036]图7是示出第2实施方式的抖动校正微型计算机的结构例的图。
[0037] 图8是示出第2实施方式的校正量预测部的结构例的图。
[0038] 图9是示出第2实施方式的校正量预测部中的、X方向或Y方向上涉及的、计算校 正量的时间变化和预测校正量的时间变化的关系的一例的图。
[0039] 图10是示出包含第3实施方式的像抖动校正装置的照相机的结构例的图。
[0040] 图11是示出第3实施方式的抖动校正微型计算机的结构例的图。
[0041] 图12是示出第3实施方式的校正量运算部的结构例的图。
【具体实施方式】
[0042] 本发明的后述的各实施方式的像抖动校正装置是对基于摄像装置的姿势变化的 像抖动进行校正的装置。首先，使用图1和图2