像抖动校正装置以及摄像装置的制造方法_3

文档序号:9620757阅读:来源:国知局
抖动。此外,驱动部5对摄像元件4的位置进行检测,将该位置检测信 号输出到抖动校正微型计算机7。另外,驱动部5为通过使摄像元件4在成像面上(摄像面 上)移动来对像抖动进行校正的抖动校正部的一例。
[0091] 图4是示出抖动校正微型计算机7的结构例的图。
[0092] 如图4所示,抖动校正微型计算机7包含:控制部70、信号处理部71 (71a、71b)、驱 动器72、ADC(Analog/digitalconverter:A/D转换器)73和SI0(SerialInput/Output,串 行输入输出)74。此外,控制部70还包括:基准计算部701 (701a、701b)、减法部702 (702a、 702b)、角速度预测部703 (703a、703b)、校正量运算部704、驱动控制部705和通信部706。
[0093] 信号处理部71a对作为角速度传感器8a的输出信号(角速度检测信号)的模拟信 号进行包含模拟/数字转换处理、低通滤波处理、高通滤波处理的信号处理。同样,信号处 理部71b对作为角速度传感器8b的输出信号(角速度检测信号)的模拟信号进行包含模 拟/数字转换处理、低通滤波处理、高通滤波处理的信号处理。信号处理部71a、71b各自中 的信号处理按照与规定的采样率对应的周期进行。例如,在将采样率设为1kHz的情况下, 按照lms的周期进行。另外,分别在信号处理部71a、71b中进行的信号处理可以仅为例如 模拟/数字转换处理。
[0094] 基准计算部701a根据信号处理部71a的输出信号,计算基准值。另外,该基准值 基于照相机1为静止的状态时的角速度传感器8a的输出信号。更详细而言,计算在照相机 1为静止的状态的规定时间期间检测出的角速度的值的平均值(时间平均值),并将其作为 基准值。其中,基准值的计算方法不限于此,只要计算出误差小的基准值即可,可以为任何 方法。同样,基准计算部701b根据信号处理部71b的输出信号,计算基准值。
[0095] 减法部702a从信号处理部71a的输出信号(角速度)中减去基准计算部701a的 输出信号(基准值),并输出带符号的角速度的信号。同样,减法部702b从信号处理部71b 的输出信号(角速度)中减去基准计算部701b的输出信号(基准值),并输出带符号的角 速度的信号。另外,角速度的符号能够作为所检测出的角速度的旋转方向进行处理。
[0096] 角速度预测部703a根据减法部702a的输出信号(也称作输入角速度),根据基于 角速度的时间变化的近似函数,计算规定时间后的角速度(偏航方向的角速度)的预测值 (也称作预测角速度)。同样,角速度预测部703b根据减法部702b的输出信号(也称作输 入角速度),根据基于角速度的时间变化的近似函数,计算规定时间后的角速度(俯仰方向 的角速度)的预测值(也称作预测角速度)。这里,规定时间例如是指与从进行了角速度的 检测后到校正了像抖动为止的处理时间相当的时间。
[0097] 更具体而言,如图5所示,角速度预测部703a、703b分别包含保持缓冲器7031和 预测运算部7032。这里,以角速度预测部703a为例代表地进行说明。
[0098] 保持缓冲器7031保持与由角速度传感器8a在不同的时刻检测出的3个以上的角 速度对应的3个以上的输入角速度。在该情况下,保持缓冲器7031例如保持与在从当前时 间点到规定时间之前的期间由角速度传感器8a检测出的3个以上的角速度对应的3个以 上的输入角速度。这里,该3个以上的输入角速度例如为与在从检测出最新的角速度的时 刻到距该时刻为8ms之前的时刻的期间内以lms的周期检测出的9个角速度对应的9个输 入角速度,按照每个lms的周期进行更新。另外,保持缓冲器7031是保持由抖动检测部在 不同的时刻检测出的3个以上的姿势变化量的保持部的一例。
[0099] 预测运算部7032根据被保持缓冲器7031保持的3个以上的输入角速度,根据基 于角速度的时间变化的近似函数,计算规定时间后的角速度(偏航方向的角速度)的预测 值(预测角速度)。例如,预测运算部7032根据被保持缓冲器7031保持的3个输入角速度 ,根据基于角速度的时间变化的近似函数即式(10),计算与延迟时间相当的2ms后的角速度的预测值。这里,输入角速度ω。为与最新的角速度对应的输入角速度,输 入角速度与距检测出最新的角速度的时刻在4ms(4个周期)之前的角速度对应的输 入角速度,输入角速度《2为与距检测出最新的角速度的时刻在8ms(8个周期)之前的角 速度对应的输入角速度。
[0100] 校正量运算部704根据由角速度预测部703a计算出的预测值,计算X方向的校 正量(像抖动量),并且,根据由角速度预测部703b计算出的预测值,计算Y方向的校正量 (像抖动量)。更详细而言,校正量运算部704具有例如后述的图12所示的包含在校正量 运算部704中的角度抖动校正部7044的结构,使用对角速度预测部703a的输出信号(预 测值)进行时间积分而得到的值和基于镜头特性的参数(焦距、像倍率)来进行乘法运算, 由此计算X方向的校正量(像抖动量),并且使用对角速度预测部703b的输出信号(预测 值)进行时间积分而得到的值和基于镜头特性的参数(焦距、像倍率)来进行乘法运算,由 此计算Y方向的校正量(像抖动量)。
[0101] 驱动控制部705进行下述处理等:根据由校正量运算部704计算出的X方向的校 正量(像抖动量),计算由驱动部5进行的摄像元件4的X方向的移动量,并且根据由校正 量运算部704计算出的Y方向的校正量(像抖动量),计算由驱动部5进行的摄像元件4的 Y方向的移动量。更详细而言,驱动控制部705根据例如由校正量运算部704计算出的X方 向的校正量和Y方向的校正量,确定由驱动部5进行的摄像元件4的移动目标位置,并根据 该移动目标位置、与从驱动部5输出的位置检测信号相应的信号,输出用于在进行反馈控 制的同时利用驱动部5使摄像元件4移动至目标位置的驱动信号。另外,虽然驱动控制部 705这样通过闭环控制来对摄像元件4的移动进行控制,但是例如也可以通过开环控制对 摄像元件4的移动进行控制。
[0102] 驱动器72将来自驱动控制部705的驱动信号转换为对驱动部5进行驱动的信号 形态并输出。由此,根据所输入的驱动信号,由驱动部5进行摄像元件4的移动,其结果是, 进行在摄影图像上产生的抖动的防止。
[0103] ADC73将从驱动部5输出的作为位置检测信号的模拟信号转换为数字信号,并输 出到驱动控制部705。
[0104] 通信部706对作为串行输入/输出接口的SI074进行控制,与外部设备(系统控 制器6)之间进行通信(例如指令的收发等)。
[0105] 这样,由使用图4和图5进行了说明的抖动校正微型计算机7对规定时间后(例 如2ms后)的角速度进行预测,根据该预测来校正像抖动,由此能够对由使用例如图1进行 了说明的从检测出到校正之间的延迟时间带来的响应延迟的影响进行补偿。
[0106] 图6是示出角速度预测部703 (703a或703b)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。
[0107] 在图6中,任意时刻的预测角速度为:在设该时刻的输入角速度为与最新的角速 度对应的输入角速度ω。,设与距检测出该最新的角速度的时刻在4ms(4个周期)之前的角 速度对应的输入角速度为ωι,设与距检测出该最新的角速度的时刻在8ms(8个周期)之前 的角速度对应的输入角速度为ω2时,该任意时刻的预测角速度是根据式(10),由角速度预 测部703计算出的2ms后(距检测出该最新的角速度的时刻在2ms(2个周期)后)的角速 度的预测值。
[0108] 如图6所示,通过由角速度预测部703进行的运算,预测角速度的时间变化为相对 于输入角速度的时间变化超前2ms的状态。
[0109] 另外,如果预测角速度和2ms后的角速度之间的差即预测误差相对于当前的角速 度和2ms后的角速度之间的差而言充分小,则显然由延迟带来的校正性能的下降缩小。
[0110] 以上,根据本实施方式的像抖动校正装置,通过简单的计算,对规定时间后(例如 2ms后)的角速度进行预测,根据该预测值来计算校正量,由此能够抑制运算时间的增加, 并缩短从检测出抖动到校正之间的延迟时间,所以能够防止由响应延迟带来的校正性能的 下降。
[0111] 〈第2实施方式〉
[0112] 包含本发明的第2实施方式的像抖动校正装置的照相机与包含第1实施方式的像 抖动校正装置的照相机相比,抖动校正微型计算机的结构和动作不同。因此,在包含本实施 方式的像抖动校正装置的照相机的说明中,以该不同的内容为中心进行说明。另外,在本实 施方式中,对与在第1实施方式中所说明的结构要素相同的结构要素,标注相同的标号进 行说明。
[0113] 包括本实施方式的像抖动校正装置的照相机1的结构与图3所示的照相机1的结 构相同,所以这里省略说明。
[0114] 图7是示出包含在包含本实施方式的像抖动校正装置的照相机1中的抖动校正微 型计算机7的结构例的图。
[0115] 图7所示的抖动校正微型计算机7与图4所示的抖动校正微型计算机7相比,存 在以下不同。不同点在于:在图7所示的抖动校正微型计算机7中,包含在图4所示的抖动 校正微型计算机7中的角速度预测部703(703a、703b)和校正量运算部704被替换成校正 量运算部707和校正量预测部708。
[0116] 校正量运算部707具有例如后述的图12所示的包含在校正量运算部704中的角 度抖动校正部7044的结构,使用对减法部702a的输出信号(角速度)进行时间积分而得 到的值和基于镜头特性的参数(焦距、像倍率)来进行乘法运算,由此计算X方向的校正量 (像面移动量),并且使用对减法部702b的输出信号(角速度)进行时间积分而得到的值
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