图像模糊修正装置的制作方法

专利名称：图像模糊修正装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在修正图像的模糊时，在预先规定的可动范围内恰当地控 制可动折射元件的移动量的图像模糊修正装置。
背景技术：
在专利文献1~3中，提出了一种图像模糊修正装置，其具备一对使向光学
透镜入射的光的折射方向变化的可动折射元件，检测在摄像设备中产生的抖 动，为了抵消检测到的抖动，使这一对可动折射元件在与光轴垂直的方向上独 立地转动，由此来修正图#^莫糊。
根据这些图像模糊修正装置，可以提供结构筒单、制造容易的图^^莫糊修 正装置。
专利文献l:特开平03-094214号 专利文献2:特开平04-352124号 专利文献3:特开昭63-169614号

发明内容
但是，在这些图像模糊修正装置中，在朝向光轴方向向正方向转动的两个 可动折射元件的正方向的转动量、和朝向光轴方向向负方向转动的两个可动折 射元件的负方向的转动量相等的情况下，才艮据这些转动量决定的正负方向的图 像位移角矢量的大小一般为非对称。
具体地说，第一象限图像位移角矢量和第三象限图像位移矢量的大小不 同，第一象限图像位移角矢量是根据正方向的转动量决定的两个可动折射元件 的图像位移角矢量的矢量和，第三象限图像位移矢量是根据负方向的转动量决 定的两个可动折射元件的图像位移角矢量的矢量和。
动范围相等，则可动折射元件的转动量偏向可动范围的正方向的上限，难以恰 当地进行控制以使可动折射元件的转动角不超过可动范围。本发明是鉴于以上的课题而提出的，其目的在于提供一种在对图像的模糊 进行^f多正时，可以在可动范围内恰当地控制可动折射元件的转动量的图^^莫糊 修正装置。
本发明的图像模糊修正装置的第一特征为具备抖动检测单元，其检测 在摄像装置中产生的水平或垂直方向的抖动，根据检测到的抖动输出抖动信 号；第一可动折射元件，其被配置在向光学透镜的入射光路上，使向所述光学 透镜入射的光的折射方向在水平方向上变化；第二可动折射元件，其被配置在 向光学透镜的入射光路上，使向所述光学透镜入射的光的折射方向在垂直方向 上变化；第一转动单元，其使第一可动折射元件朝着光向光学透镜的入射方向， 以顺时针方向作为正方向，以逆时4十方向作为负方向，在预定的可动范围内进 行转动；第二转动单元，其使第二可动折射元件朝着光向光学透镜的入射方向， 以逆时针方向作为正方向，以顺时4十方向作为负方向，在预定的可动范围内进
行转动；转动控制量计算单元，其根据由抖动检测单元输出的抖动信号计算所
述第一以及第二转动单元的转动控制量，来消除水平或垂直方向的抖动；以及 转动控制单元，其才艮据由转动控制量计算单元计算出的转动控制量，控制所述 第一以及第二转动单元，第一以及第二转动单元把从正方向最大转动量到负方 向最大转动量的转动量作为可动范围，所述正方向最大转动量表示根据向正方 向进行了转动的第 一 以及第二可动折射元件的转动量决定的第 一 象限图像位 移角、和根据向负方向进行了转动的第一以及第二可动折射元件的转动量决定 的第三象限图像位移角一致时的正方向的最大的转动量，所述负方向最大转动 量表示此时的负方向的最大的转动量。
本发明的图像模糊修正装置的第二特征为具备抖动检测单元，其检测 在摄像装置中产生的水平或垂直方向的抖动，根据检测到的抖动输出抖动信 号；第一可动折射元件，其被配置在向光学透镜的入射光路上，使向所述光学 透镜入射的光的折射方向在水平方向上变化；第二可动折射元件，其被配置在 向光学透镜的入射光路上，使向所述光学透镜入射的光的折射方向在垂直方向 上变化；第一转动单元，其使第一可动折射元件朝着光向光学透镜的入射方向， 以顺时针方向作为正方向，以逆时针方向作为负方向，在预定的可动范围内进 行转动；第二转动单元，其使第二可动折射元件朝着光向光学透镜的入射方向，
6以逆时针方向作为正方向，以顺时针方向作为负方向，在预定的可动范围内进
行转动；转动控制量计算单元，其根据由抖动检测单元输出的抖动信号计算第
一以及第二转动单元的转动控制量，来消除水平或垂直方向的^H"动；以及转动
控制单元，其根据由转动控制量计算单元计算出的转动控制量，控制第一以及 第二转动单元，第一以及第二转动单元把从正方向最大转动量到负方向最大转 动量的转动量作为所述可动范围，所述正方向最大转动量表示根据向正方向进 行了转动的第一以及第二可动折射元件的转动量决定的第一象限图像位移角、 和根据向负方向进行了转动的第 一 以及第二可动折射元件的转动量决定的第 三象限图像位移角的差为规定范围内时的正方向的最大的转动量，所述负方向 最大转动量表示此时的负方向的最大的转动量。


图1是表示本发明实施方式的图像模糊修正装置的结构的方框图。
图2是表示图1所示的图像模糊修正装置的修正部的概要图，图2 (a) 是概要正面图，图2 ( b )是概要侧面图。
图3是图2所示的修正部的结构图，图3(a)是正面图，图3(b)是从 图2 (a)所示的B方向观看的截面图，图3 (c)是从图2 (a)所示的A方向 观看的截面图。
图4是图3所示的修正部具备的固定棱镜的立体图。
图5是图3所示的修正部具备的驱动器和传感器的配置图，图5 (a)是 概要侧面图，图5 (b)是可动棱镜10A的驱动器和传感器的配置图，图5(c) 是可动棱镜10B的驱动器和传感器的配置图。
图6对基于棱镜的拍摄物图像的移动进行说明，图6 (a)说明基于棱镜 的光的折射，图6 (b)是在图6 (a)中从正面方向观看棱镜的图。
图7表示可动棱镜不转动时的图像位移角矢量。
图8对可动棱镜进行了转动时的拍摄物图像的移动进行说明，图8 (a) 表示可动棱镜进行了转动时的图像位移角矢量，图8 (b)是取出了图8 (a) 所示的图像位移角矢量的变化量的图。
图9表示拍摄物图像(拍摄物)的平行移动的形式，图9 (a)是移动到 第二象限的图，图9 (b)是移动到第一象限的图，图9(c)是移动到第三象限的图，图9 (d)是移动到第四象限的图。
图10 (a)是表示使可动棱镜的图像位移角矢量的大小相等时的合成图像 位移角矢量的大小的说明图，图10 (b)是表示使合成图^象位移角矢量的大小 相等时的可动棱镜的图像位移角矢量的大小的说明图。
图11 (a)是表示可动棱镜的合成图像位移角矢量的说明图，图11 (b) 是表示可动棱镜的图像位移角矢量的说明图。
图12说明换算焦点距离和位移面，图12 U)说明换算焦点距离，图12 (b)说明位移量。
图13对手抖动修正进行说明，图13 (a)说明由于手抖动引起的拍摄物 图像的移动，图13 (b)说明手抖动修正。
图14是表示本实施方式的图像模糊修正装置的手抖动控制的处理流程的 流程图。
图15表示第一象限图像位移角矢量和第三象限图像位移角矢量的差为规 定范围时的可动棱镜的图像位移角矢量的大小。
图16是表示本实施方式的变形例2的图像模糊修正装置的处理流程的流 程图。
图17是手抖动控制开始单元在判断为旋转角a10、 a20和旋转角al、 a2 为相等的值时的手抖动控制开始判定处理的说明图，图17 (a)表示与时间t
对应的、可动棱镜IOA、 10B的为了修正图像的模糊所需要的手抖动角e*，
图17 (b)表示通过变形例2的图像模糊修正装置开始了手抖动修正控制的手
抖动角e*。
图18是手抖动控制开始单元在判断为旋转角alO、 a20和旋转角od、 a2 的差的绝对值为最小时的手抖动控制开始判定处理的说明图，图18 (a)表示 与时间t对应的、可动棱镜IOA、 10B的为了修正图像的模糊所需要的手抖动 角0*,图18 (b)表示通过变形例2的图^^莫糊修正装置开始了手抖动修正控 制的手抖动角e*。
图19是手抖动控制开始单元在判断为旋转角a10、 a20和旋转角al、 a2 的差的绝对值在预定的旋转角允许范围内时的手抖动控制开始判定处理的说 明图，图19 U)表示与时间t对应的、可动棱镜IOA、 10B的为了修正图像的模糊所需要的手抖动角e*，图19 (b)表示通过本实施方式的图像模糊修正 装置开始了手抖动修正控制的手抖动角e*。
图20是表示本实施方式的变形例4的图像模糊修正装置的功能结构的方 框图。
图21是表示变形例4的图i^^莫糊修正装置的处理流程的流程图。 图22是变形例4的图像模糊修正装置中的手抖动控制开始判定处理的说 明图。
图23表示图1中的透镜系统。
图24表示图1所示的修正部和透镜系统的其他的配置关系，图24 (a) 是将修正部配置在透镜系统内的图，图24 (b)是将修正部配置在透镜系统的 后方的图。
图25表示作为本实施方式的修正部的其他结构的、没有固定棱镜的修正 部，图25(a)是正面图，图25(b)是平面图，图25(c)是侧面图。
图26表示作为本实施方式的修正部的其他的结构的、具有两个固定棱镜 的修正部，图26(a)是正面图，图26(b)是平面图，图26(c)是侧面图。
图27表示本实施方式的棱镜的其他结构，图27 (a)表示单体棱镜，图 27 (b)表示复合棱镜，图27 (c)表示具有棱镜效应的平行板。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，举例来 说明为了使修正图像模糊所需要的可动棱镜的转动量不超过可动范围，在预定 的可动范围内恰当地控制可动棱4I的转动量的图1象模糊^^正装置。
图1是表示本发明的图像模糊修正装置的一个实施方式的方框图。本发明 的图像模糊修正装置例如被设置在作为摄像装置的摄像机1内。
本实施方式的摄像机1具备修正部2，其具备固定棱镜9和将光轴la 作为旋转中心可以独立地进行转动的一对可动棱镜IOA、 10B;对拍摄物进行 拍摄的透镜系统3; CCD部13,使从透镜系统3入射的光成像，将成像的拍 摄物图像转换为电信号；前处理用IC部19,其具备CDS功能、AGC功能、 以及A/D转换功能；照相机DSP部20，其对来自前处理用IC部19的输入信 号实施各种数字处理；驱动器(actuator) 4A、 4B,其分别使修正部2内的一
9对可动棱镜独立地在预定的规定可动范围内进行转动；手抖动检测部5，其根 据由手抖动等引起的摄像机l的角速度等检测抖动，输出手抖动信号；进行各 种控制的CPU6;电动机驱动电路(MDE) 7,其根据来自CPU6的控制信号 使驱动器4A、 4B进行驱动；传感器8A、 8B,其检测修正部2内的一对可动 棱镜的旋转状态；存储部24，其存储手抖动控制所需要的数据等；以及外部 操作系统26，其具有操作按钮等。
CPU6具备转动控制量计算单元6A，其为了消除由抖动检测部5检测 到的抖动，而计算驱动器4A、 4B的转动控制量；转动控制单元6B,其才艮据 由转动控制量计算单元6A计算出的转动控制量控制驱动器4A、 4B;以及手 抖动控制开始单元6D,其对转动控制单元6B发送开始进行驱动器4A、 4B的 控制的手抖动控制开始信号。
如图2所示，修正部2被配置在透镜系统3和覆盖该透镜系统3的前面的 盖部lb之间，如图3 (a) (c)所示，具备固定配置的固定棱镜9和以光轴 为旋转中心可以转动的一对可动棱镜IOA、 IOB。
如图4所示，固定棱镜9是形成了相对于光轴la垂直的第一面9a、以及 相对于第一面9a具有微小角度的倾斜而相对的第二面9b的、由压克力(acryl) 等形成的棱镜。可动棱镜10A、 IOB也是相同的形状、材质。
图5是图3所示的修正部2具备的驱动器和传感器的配置图，图5 (a) 为概要侧面图，图5 (b)为可动棱镜10A的驱动器和传感器的配置图，图5 (c)为可动棱镜10B的驱动器和传感器的配置图。驱动器和传感器被安装在 修正部2中。并且，如图5(b)、 (c)所示，驱动器4A和传感器8A用于可 动棱镜10A,驱动器4B和传感器8B用于可动棱镜IOB。
驱动器4A、 4B根据来自CPU6的转动控制单元6B的控制信号，使可动 棱镜10A、 IOB在预定的可动棱镜IOA、 IOB的可动范围内进行转动。驱动器 4A、 4B由负载转矩小的小型脉冲电动机或小型线性电动机、小型超声波电动 机等构成。
传感器8A、 8B由小型光断续器(Photo Interrupter). MR元件、霍尔元件 等构成，^r测可动棱镜10A、10B的转动状态，将转动状态的信息输出给CPU6。 在作为传感器8A、 8B而使用小型光断续器时，与脉沖电动机组合使用，遮蔽可动棱镜10A、 IOB的外周侧，在该遮蔽(masking)上分別设置孔10a、 10b。以可动棱镜10A、 10B成为初始位置时到达传感器8A、 8B的位置的方 式来设置孔10a。 10b。
小型光断续器具备红外线发光二极管和光电晶体管，按照使可动棱镜10A 或10B配置在红外线发光二极管和光电晶体管之间的方式来设置该小型光断 续器。
小型光断续器在电源接通时使可动棱镜IOA、 IOB转动，通过由光电晶体 管接收通过孔10a、 10b的红外线发光二极管的光来^f企测原点位置。通过将原 点位置的脉冲作为零来对转动时的脉沖数进行计数，来取得可动棱镜IOA、 10B 的转动状态的信息。
此外，在作为传感器8A、 8B而使用MR元件或霍尔元件时，分别在可动 棱镜10A、 IOB上安装磁性体来取代设置孔10a、 10b。
MR元件或霍尔元件，通过检测与可动棱镜IOA、 IOB—同转动的磁性体 的磁场的变化，来检测转动状态的信息。
图6对由于棱镜导致的拍摄物图像的移动进行说明。图6 (a)说明由于 棱镜引起的光的折射，图6 (b)是在图6 (a)中从正面方向(a方向)观察 棱镜的图，在图6 (b)中使图6 (a)所示的棱镜11在与a方向垂直的面上旋 转a。如图6 (a)、 6 (b)所示，入射的光通过棱镜11以折射角i，进行折射， 结果，拍摄物A的图像向P点方向偏移(平行移动)到A'。
在图6 (a)、 6 (b)中，"i，，为棱镜11的棱镜角(光的入射角)，"L"为棱
镜长，"s，，为棱镜高，"sr为最薄部分的棱镜高，"N"为折射率，"i"，为光的折
射角，"e，，为图像位移角(偏角)，"a"为棱镜旋转角，"W'为棱镜旋转量，"vectore" 为图像位移方向的单位矢量，"vectore，，为图像位移角矢量。在此，设记号 "vector,，表示矢量。此外，在图6以及以后的图中，代替"vector，，用粗体字表示 这些矢量。 在此，
vector9二Qvectore (式1 )
如图6 (a)所示，在棱镜角(入射角)i和折射角i，和图像位移角(偏角)
e之间，e= i，漏i(式2 )
成立。并且，根据司乃尔定律，
Sini，=Nsini(式3 ) 成立g
在此，当假设棱镜角i较小时，(式3)可以近似为 i，=Ni(式4 )
所以，当把式(4)代入到式(2)中时， 0= (N陽l ) i式(5)。
此外，根据图6 (a)、 (b)，在棱镜旋转量La和棱镜旋转角a之间，
<formula>formula see original document page 12</formula> (式6 )
<formula>formula see original document page 12</formula> (式7)
成立。此外，
<formula>formula see original document page 12</formula> (式8 )
<formula>formula see original document page 12</formula> (式9)成立。
图7表示可动棱镜IOA、 10B不进行旋转时(初始状态)的图像位移角矢 量。在图7中，vectore!、 vector02、 vector03分别是由于固定棱镜9 、可动棱镜 IOA、 IOB产生的图像位移角矢量。如图7所示，设定固定棱镜9、可动棱镜 IOA、 IOB的位置，以使vectore!抵消vector02和vector03的合成矢量。由此， 通过固定棱镜9、可动棱镜10A、 10B这三个棱镜与平行平板等价，修正部2 的入射角和出射角相同，拍摄物的图像不移动。
图8说明可动棱镜IOA、 IOB进行了旋转时的拍摄物图像的移动，图8(a) 表示可动棱镜进行了旋转时的图像位移角矢量，图8 (b)是取出了图8 (a) 所示的图^象位移角矢量的变化量的图。
在图8 (a)中，将可动棱镜IOA、 10B分别旋转了 a" a2时的图像位移 角矢量分别设为vectore2，、 vectore3，。在此，将图8 (a)所示的旋转方向设 为W、 ct2的正方向。即，将可动棱镜IOA朝着光向透镜系统3的入射方向顺 时针旋转设为正方向，将逆时针旋转设为负方向，将可动棱镜10B朝着光向 透镜系统3的入射方向逆时针旋转设为正方向，将顺时针旋转设为负方向。此外，
<formula>formula see original document page 13</formula>(式IO)
<formula>formula see original document page 13</formula>(式11)
于是，如图8(b)所示，拍摄物A的图像平行移动到A，。此时，该图像 位移角矢量作为vector0a和vectoreb的合成矢量vectore,
成立。在jt匕，02表示vector92的才示量，03表示vector93的才示量。 在此，考虑将ap ot2作为成分的矢量vectora= (a" a2 )。
当关于 、a2 对(式13 )以及(式14 )进行求解时，得到 a产士cos" (C/D) +a/ (式15) a尸士cos-1([ ( ex+e3) -e^nc^]/ 03}(式16 ) 在此，
c=[A2+B2+e22 - e32]/2e2(式17)
D= (A2+B2) 1/2 (式18)
c^二士cos—1 ( A/D ) (选择B的符号) (式19 )
A= ( eY+e2) (式20 )
B=(ex+e3) (式21)
在此，在a,的符号为"-"时，a2的符号选择eY的符号，在a!的符号为
"+"时，(X2的才+号选^奪"+"。
图9表示拍摄物图像(拍摄物)的平行移动的形式，图9 (a)是拍摄物 移动到第二象限的图，图9 (b)是拍摄物移动到第一象限的图，图9(c)是 拍摄物移动到第三象限的图，图9 (d)是拍摄物移动到第四象限的图。
在拍摄物移动到第一象限时，如图9(b)所示，ex>0， eY>0,所以ct^0, a2>0。此外，在拍摄物移动到第二象限时，如图9(a)所示，ex<o, eY>o， 所以ai<0, a2>0。此外，在拍摄物移动到第三象限时，如图9(c)所示,ex<0, eY<0，所以wO, a2<0。此外，在拍摄物移动到第四象限时，如图9(d)所
vectorQ=vectorQa+vector9b= ( 0: 此时，根据图8 (a)、 8(b), 0X =02sinai - 93 (1 - cosa2 ) 6Y ,sina2 — 02 ( 1 — cosot)示，9X>0， 0Y<O,所以a>0， a2<0。
在此，图9 (b)所示的ai>0, (X2X3的第一象限的图像位移角矢量vectore 的大小和图9(c)所示的a,O, a2<0的第三象限的图1"象位移角矢量vectore 的大小不同。
其原因在于，如本实施方式的图像模糊修正装置那样在使用可动棱镜修正 图像模糊时，如图9 (a) 9 (d)所示，作为可动棱镜10A、 IOB的图像位移 角矢量的vector6a和vector0b的方向与x坐标方向、y坐才示方向不一至丈，向正 方向或负方向的某一方产生偏移。
因此，当使可动棱镜10A、 IOB正方向以及负方向的可动范围相等时，可 动棱镜10A、 10B的旋转角a" (X2偏向可动范围的正方向的上限。
因此，为使可动棱镜10A、 IOB的旋转角a,、 (X2不超过可动范围，预先以 位移角矢量的大小非对称的方式设定可动棱镜10A、 IOB的旋转角ai、 (X2的可 动范围。
具体地说，在把根据可动棱镜10A、 IOB的旋转角w、 ct2而决定的第一象 限图像位移角矢量的大小、和根据向负方向进行了转动的可动棱镜10A、 10B
的旋转角Cd、(X2而决定的第三象限图像位移角矢量的大小一致时的正方向的最
大的旋转角作为正方向最大旋转角，将负方向的最大的旋转角作为负方向最大 旋转角时，把从该正方向最大旋转角到该负方向最大旋转角的旋转角作为可动 范围。
图10 (a)表示使可动棱镜10A、 10B的图像位移角矢量的大小相等时的 合成图像位移角矢量的大小的说明图，图10 (b)是表示使合成图像位移角矢 量的大小相等时的可动棱镜10A、 10B的图像位移角矢量的大小的说明图。
在图10( a)中，a一0， a2>0的第一象限图像位移角矢量105的大小和a!O， 012<0的第三象限图像位移矢量106的大小不同。即，与可动棱镜10A、 10B向 负方向转动而得到的图像位移角矢量106相比，可动棱镜10A、 10B向正方向 转动而得到的图^象位移角矢量105小。因此，在第一和第三象限中，为了得到 相同量的合成图像位移角矢量，需要使可动棱镜10A、 10B向正方向进行更大 的转动，所以在可动棱镜10A、 10B的可动范围在正方向、负方向上相等时， 可动棱镜10A、 10B的旋转角a]、 cx2偏向可动范围的正方向的上限。
14另一方面，在图10(b)中，表示了根据可动棱镜IOA、 IOB的旋转角a!、 (X2决定的第一象限图像位移角矢量105的大小、和根据向负方向进行了转动的 可动棱镜IOA、 10B的旋转角ai、 cc2决定的第三象限图像位移角矢量106的大 小一致时的可动棱镜IOA、 IOB的可动范围。
此时，可动棱镜IOA、 10B的正方向的位移角矢量101、 102和负方向的 位移角矢量103、 104的大小不同。由此，对于需要进4亍更大转动的正方向， 可动棱镜10A、 IOB的可动范围变大，所以可动棱镜10A、 10B的旋转角a!、 a2不会偏向可动范围的正方向的上限，可以恰当地进^f亍控制以使可动棱镜 IOA、 10B的旋转角cd、 ci2不超过可动范围。
图11 (a)表示可动棱镜IOA、 10B的合成图像位移角矢量，图11 (b) 表示可动棱镜10A的图像位移角矢量。
如图ll(a)所示，即使在可动棱镜10A、 10B的合成图像位移角矢量110 为正弦波的情况下，也会为了根据可动棱镜IOA、 IOB的旋转角a" a2决定的 第一象限图像位移角矢量105的大小、和根据向负方向进行了转动的可动棱镜 IOA、 IOB的旋转角a!、 a2决定的第三象限图像位移角矢量106的大小一致而 决定可动棱镜10A、 IOB的可动范围，所以如图ll(b)所示，可动棱镜10A 的可动范围向正方向偏移。因此，即使在像可动棱镜10A的图像位移角矢量 111那样，正方向需要进行更大的转动时，也可以恰当地进行控制以使可动棱 镜10A的旋转角不超过可动范围。
此外，该可动棱镜10A、 10B的可动范围可以通过机械式制动器来实现， 还可以作为电气式的限位器来实现。
图12说明换算焦点距离和位移量，图12 (a)说明换算焦点距离，图l2 (b)说明位移量。
在图12(a)中，Sf是从拍撮物A到透镜系统3的第一主点的距离，f是 透镜系统3的焦点距离。此时，换算焦点距离fm是从透镜系统3的第二主点 到形成拍摄物图像14A的CCD部13的距离，通过
fm=f+SB (式22 )
SB=f2/SF (式23 )
来表示o
15然后，如图12(b)所示，通过插入修正部2拍摄物图像14A移动到拍才聂 物图像14A',当把该图像位移角设为e时，位移量S由 S= fmtane (式24 )
来表示o
图13对手抖动修正进行说明，图13 (a)说明由于手抖动导致的拍摄物 图像的移动，图13 (b)说明手抖动修正。
如图13 (a)所示，当透镜系统3相对于摄像机等本体向上方旋转时，拍 摄物A相对地向下方旋转。因此，拍摄物图像14A偏移为拍摄物图像14A，。 在此，vector『是手抖动角矢量，当把手抖动角设为0*,把手抖动方向的单位 矢量设为vectore ( = - vectore)时，
vector0*=9* vectore* (式25 )。
然后，如图13(b)所示，当在透镜系统3的前方插入了修正部2时，在 基于修正部2的图像位移矢量vectore和手抖动角矢量vectore"离足手抖动修正 条件
vector9= - vectorO* (式26 ) 时，拍摄物图像14A，移动到拍摄物图像14A的位置，修正了手抖动。 (手抖动修正控制) 接着，对本实施方式的图像模糊修正装置的手抖动修正控制进行说明。 图14是表示本实施方式的图像模糊修正装置的手抖动控制的处理流程的
流程图。
首先，CPU6的手抖动控制开始单元6D，在通过外部操作系统26接受的 使用者的按4丑操作等接收到手抖动修正开始请求信号时，向转动控制单元6B 发送手抖动控制开始信号(步骤S101)。
然后，接收到手抖动控制信号的转动控制单元6B对转动控制量计算单元 6A发送手抖动角的计算命令，接收到手抖动角的计算命令的转动控制量计算 单元6A每隔规定的时间从手抖动检测器5接收手抖动信号，根据接收到的手 抖动信号计算手抖动角(步骤S105、 S107)。
具体地说，手抖动检测部5检测由于手抖动导致的摄像机1的抖动，将其 作为手抖动信号输出给CPU6的转动控制量计算单元6A。在CPU6的转动控制量计算单元6A中根据该手抖动信号，通过
vectored ( 9*x , e*Y) *(式27 )
计算表示抖动的大小及方向的手抖动角矢量vectored在此，通过(式26)
成为
(ex ， eY) = ( - e*x ， - e*Y)(式28 )。
然后，转动量控制计算单元6A根据在步骤S105计算出的手抖动角，通 过(式15 ) ~ (式21 )计算为了进行手抖动修正所需要的可动棱镜10A、 10B 的旋转角 、a2 (步骤S107)。
然后，CPU6的转动控制单元6B接收由转动控制量计算单元6A计算出的 旋转角q、 a2，对电动机驱动电路7输出控制信号，以使可动棱镜10A、 10B 的旋转角为od、 a2 (步骤S109 )。
电动机驱动电路7根据来自CPU6的转动控制单元6B的控制信号使驱动 器4A、 4B进行驱动，驱动器4A、 4B在预定的可动范围内使可动棱镜10A、 IOB进行旋转，以使其旋转角成为a!、 a2。
然后，CPU6的转动控制单元6B在接收到来自CPU6的手抖动控制开始 单元6D的手抖动控制停止信号之前，重复上述步骤S103 S109的处理(步骤 Slll )。
如此，把^ot方向最大转动量到负方向最大转动量的转动量作为可动棱4竟 IOA、 IOB的可动范围，其中正方向最大转动量表示根据朝向光轴向正方向进 行了转动的可动棱镜IOA、 IOB的转动量而决定的第一象限图像位移角、和根 据向负方向进行了转动的可动棱镜IOA、 10B的转动量而决定的第三象限图像 位移角 一致时的正方向的最大的转动量，负方向最大转动量表示此时的负方向 的最大的转动量，为了消除由手抖动检测部5检测到的抖动而使可动棱镜IOA、 IOB转动，修正由手抖动引起的图^#糊，因此，为了使修正图像模糊所需要 的可动棱镜10A、 10B的转动量不超过可动范围，可以在预定的可动范围内恰 当地控制可动棱镜10A、 IOB的转动量。 (本实施方式的变形例) (变形例1)
本实施方式的图像模糊修正装置把从正方向最大转动量到负方向最大转动量的转动量作为可动棱镜IOA、 IOB的可动范围，其中正方向最大转动量表 示根据朝向光轴向正方向进行了转动的可动棱镜10A、 10B的转动量而决定的 第一象限图像位移角、和根据向负方向进行了转动的可动棱镜10A、 IOB的转 动量而决定的第三象限图像位移角一致时的正方向的最大的转动量，负方向最 大转动量表示此时的负方向的最大的转动量。
另一方面，在变形例1中，把从正方向最大转动量到负方向最大转动量的 转动量作为可动棱镜IOA、 IOB的可动范围，其中，正方向最大转动量表示第 一象限图像位移角矢量和第三象限图像位移角矢量的差为规定范围时的正方 向的最大的转动量，负方向最大转动量表示此时的负方向的最大的转动量。
图15是表示第 一象限图像位移角矢量和第三象限图像位移角矢量的差为 规定范围时的可动棱镜IOA、 10B的图像位移角矢量的大小的说明图。
在图15中，决定可动棱镜IOA、 10B的可动范围，以使根据可动棱镜IOA、 10B的旋转角ai、 (X2决定的第一象限图像位移角矢量105的大小、和根据向负 方向进行了转动的可动棱镜IOA、 IOB的旋转角ai、 ct2决定的第三象限图像位 移角矢量106的大小的差为规定的范围。
因此，可动棱镜IOA、 10B的正方向的位移角矢量101、 102和负方向的 位移角矢量103、 104的大小不同，此外，第一象限图像位移角矢量105和第 三象限图像位移角矢量106的大小也不同。由此，可以恰当地进行控制，以便 在保持可动棱4竟IOA、 10B的图4象位移角矢量和各合成图像位移角矢量的大小 的平衡的同时，使可动棱镜10A、 10B的旋转角a,、 (X2不超过可动范围。 .(变形例2)
在本实施方式的图像模糊修正装置中，举例说明以下的图像模糊修正装 置在预定的可动范围内恰当地控制可动棱镜的转动量，以使修正图^^莫糊所 需要的可动棱镜的转动量不超过可动范围。
在变形例2中，说明通过调整开始手抖动修正控制的时刻，在预定的可动 范围内恰当地控制可动棱镜的转动量的图像模糊修正装置。
具体地说，对以下的图像模糊修正装置进行说明从传感器8A、 8B接收 可动棱镜10A、 IOB的旋转角信息，根据由手抖动检测部5检测到的抖动，计 算为了修正手抖动所需要的可动棱镜10A、 IOB的旋转角，将计算出的旋转角与根据接收到的旋转角信息计算出的旋转角进行比较，在它们一致、或者它们
的差的绝对值达到最小时，向转动控制单元6B发送开始驱动器4A、 4B的控 制的手抖动控制开始信号。
变形例2的图像模糊修正装置的特征为除了图1所示的图像模糊修正装 置的结构之外，CPU6的手抖动控制开始单元6D在通过外部操作接收到手抖 动修正开始请求信号之后，在由传感器8A、 8B检测出的旋转角a1Q、 ot2o和由 转动控制量计算单元6A计算出的旋转角cd、 (X2—致时，或者在旋转角a1()、 a2() 和旋转角cxi、 ci2的差的绝对值达到最小时，对转动控制单元6B发送使两个驱 动器4A、 4B的控制开始的手抖动控制开始信号。
图16是表示变形例2的图像模糊修正装置的处理流程的流程图。 首先，CPU6的手抖动控制开始单元6D，在通过外部操作系统26接受的 使用者的按钮操作等而接收到手抖动修正开始请求信号时(步骤S201),接收 由传感器8A、 8B检测到的可动棱镜IOA、 10B的旋转信息，来计算旋转角a10、 a20 (步骤S203 )。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D向转动控制量计算单元6A发送 手抖动的计算命令，接收到手抖动角矢量vectoW的计算命令的转动控制量计 算单元6A从手抖动检测器5接收手抖动信号，根据接收到的手抖动信号计算 手抖动角矢量vector^ (步骤S205、 S207 )。
然后，转动控制量计算单元6A根据在步骤S207中计算出的该手抖动角 矢量vector^,计算进行手抖动修正所需要的可动棱镜10A、 10B的旋转角a" a2 (步骤S209 )。
具体地说，手抖动检测部5检测由于手抖动引起的摄像机1的抖动，将其 作为手抖动信号输出给CPU6的转动控制量计算单元6A。 CPU6的转动控制 量计算单元6A根据该手抖动信号，通过(式27 )、(式28 )计算表示抖动的 大小以及方向的4牛动角矢量vectored
然后，CPU6的转动控制量计算单元6A根据(式15 ) ~ (式21 )计算作 为矢量vectora的成分的a!、 a2。 (手抖动控制开始判定处理)
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D进行是否开始手抖动修正控制的判定(步骤S211至步骤S215 )。
具体地说，CPU6的手抖动控制开始单元6D比较根据由传感器8A、 8B 检测到的可动棱镜IOA、 10B的旋转信息而计算出的旋转角a川、(X2o和由CPU6 的转动控制量计算单元6A计算出的可动棱镜10A、 10B的旋转角(n、 a2。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D在旋转角 aio、 ct2o和^走转角(x!、 a2 为相等的值时(步骤S211)，或者旋转角a1()、 a加和旋转角ai、 ci2的差的绝对 值达到最小时，对CPU6的转动控制单元6B发送开始两个驱动器4A、 4B的 控制的手抖动控制开始信号。
图17是CPU6的手抖动控制开始单元6D在判定为旋转角a1()、 012()和旋转 角ai、 ct2为相等的值时的手抖动控制开始判定处理的说明图。图17 (a)表示 可动棱镜10A、 10B的与时间t对应的、为了修正图^^莫糊所需要的手抖动角 0*,图17 (b)表示通过变形例2的图像模糊修正装置，开始了手抖动修正控
制的手抖动角e*。
此外，在变形例2的图像模糊修正装置中，可动棱镜10A、 IOB可以在垂 直方向以及水平方向上独立地进4亍移动，所以独立地计算垂直方向以及水平方
向的手抖动角e、进行手抖动开始判定处理，但在图17中为了简单起见表示 了通过可动棱镜ioA进行修正的垂直方向的手抖动角e*。
在图17(a)中，手抖动角曲线171表示了可动棱镜10A的与时间t对应
的、为了修正图^^莫糊所需要的手抖动角e*，由于上述的合成图像位移角矢量
的非对称性，手抖动角曲线171的振动的中心从手抖动角修正零位置向正侧偏
移紙
然后，在时刻Tl, CPU6在通过使用者等进行的外部操作而接收到手抖动 修正开始请求信号时，开始手抖动控制开始判定处理。
首先，CPU6的手抖动控制开始单元6D在时刻Tl，接收由传感器SA检 测到的可动棱镜10A的旋转信息，得到与"cO"对应的旋转角(x,o的值。"cO" 表示通过使用者等进行的外部操作而接收到手抖动修正开始请求信号时的可 动棱镜10A的初始位置。
因此，CPU6的手抖动控制开始单元6D对转动控制量计算单元6A发送 手抖动角的计算命令，在时刻T1及以后，转动控制量计算单元6A从手抖动检测器5接收手抖动信号，根据接收到的手抖动信号计算手抖动角e*。
并且，在时刻T1及以后，转动控制量计算单元6A根据计算出的手4牛动 角0*，通过(式15) (式21)计算进行手抖动修正所需要的可动棱镜10A 的旋转角ai。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D比较根据由传感器8A检测到的 可动棱镜10A的旋转信息计算出的旋转角(xw和由CPU6的转动控制量计算单 元6A计算出的可动棱镜10A的旋转角ai。
在图17 (a)中，在时刻T2,与各个旋转角au)和旋转角cd对应的手抖动 角^都成为"CO",所以CPU6的手^f动控制开始单元6D对CPU6的转动控 制单元6B发送开始两个驱动器4A、 4B的控制的手抖动控制开始信号。
然后，从手抖动控制开始单元6D接收到手抖动控制开始信号的CPU6的 转动控制单元6B开始手抖动修正控制。
由此，如图17 (b)的手抖动修正曲线172所示，CPU6的转动控制单元 6B从时刻T2开始手抖动修正控制。此外，如上所述，设定可动棱镜IOA、 10B 的旋转角w、 (X2的可动范围，使可动棱镜10A、 IOB位移角矢量的大小成为非 对称，所以可动棱镜10A、 IOB的旋转角a!、 ot2的可动范围向正侧偏移了 AH。 由此，手抖动修正曲线172的振动的中心与可动棱镜10A的预定的可动范围 的中心一致，可以在可动范围内恰当地控制可动棱镜10A的转动量，以使手 抖动修正曲线172不超过可动范围。
图18是CPU6的手抖动控制开始单元6D在判定为旋转角a1()、 &0和旋转 角ai、 a2的差的绝对值为最小值时的手抖动控制开始判定处理的说明图。图 18 (a)所示的手抖动角曲线181表示可动棱镜10A、 10B的与时间t对应的、 为了修正图像模糊所需要的手抖动角e*，由于上述的合成图像位移角矢量的非 对称性，手抖动角曲线181的抖动的中心从手抖动角修正零位置向正侧偏移了 △ H。图18 (b)表示通过变形例2的图像模糊修正装置开始了手抖动修正控
制的手抖动角e*。
此外，在图18中与图17相同，为了简单起见而表示了通过可动棱镜10A 进行修正的垂直方向的手抖动角曲线。
首先，CPU6的手抖动控制开始单元6D在时刻Tl,在通过外部操作接收
21到手抖动修正开始请求信号时，CPU6开始手抖动控制开始判定处理。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D在时刻T1接收由传感器8A检测 到的可动棱镜IOA的旋转信息，得到与"cl"对应的旋转角otw的值。
因此，CPU6的手抖动控制开始单元6D对转动控制量计算单元6A发送 手抖动角的计算命令，在时刻T1及以后，转动控制量计算单元6A从手抖动 检测器5接收手抖动信号，根据接收到的手抖动信号计算手抖动角e*。
并且，在时刻T1及以后，转动控制量计算单元6A根据计算出的手抖动 角0*,通过(式15) (式21 )计算进行手抖动修正所需要的可动棱镜10A 的旋转角a"
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D比较^f艮据由传感器8A纟企测到的 可动棱镜10A的旋转信息计算出的旋转角(Xk)和由CPU6的转动控制量计算单 元6A计算出的可动棱镜10A的旋转角ai。
然后，CPU6的转动控制量计算单元6A计算旋转角011()和旋转角a，的差 的绝对值来作为旋转角相位差，向存储部24存储计算出的旋转角相位差。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D读出向存储部24存储的旋转角相 位差，在根据读出的旋转角相位差和新计算出的旋转角相位差，旋转角相位差 为最小时，即，由转动控制量计算单元6A计算出的可动棱镜10A的旋转角的 绝对值未达到与"cl"对应的旋转角a,。的绝对值，由转动控制量计算单元6A 计算出的可动棱镜10A的旋转角w和与"cl"对应的力走转角011()的差的绝对值 成为最小时，判定为手抖动角9*的值的绝对值成为极小值，对CPU6的转动控 制单元6B发送开始两个驱动器4A、 4B的控制的控制开始信号。
在图18中，在时刻T2，手抖动角6*的绝对值成为极小值，即，可动棱镜 10A的旋转角a,和与"cl"对应的旋转角aw的差的绝对值成为最小，所以 CPU6的手抖动控制开始单元6D在超过时刻T2时，对CPU6的转动控制单元 6B发送开始两个驱动器4A、 4B的控制的控制开始信号。
然后，CPU6的转动控制单元6B在从手抖动控制开始单元6D接收到控制 开始信号时，开始手抖动修正控制。
由此，如图18 (b)的手4+动>修正曲线182所示，CPU6的转动控制单元 6B从时刻T2开始手抖动修正控制，与从时刻Tl开始手抖动修正控制的情况相比，手抖动修正曲线182的振动的中心向可动棱镜10A的可动范围的中心 侧偏移。此外，如上所述，使可动棱镜10A、 IOB位移角矢量的大小成为非对 称地设定了可动棱镜IOA、 10B的旋转角ai、 ct2的可动范围，所以可动棱镜 IOA、 10B的旋转角ai、 ct2的可动范围向正侧偏移AH,所以，可以在可动范 围内恰当地控制可动棱镜10A的转动量，以使手抖动修正曲线182不超过可 动范围。
如上所述，在通过外部操作接收到手抖动修正开始请求信号之后，由传感 器8A、 8B检测到的转动量和由转动控制量计算单元6A计算出的转动控制量 一致，或者转动量和转动控制量的差的绝对值达到最小时，向转动控制单元 6B发送开始两个驱动器4A、 4B的控制的手抖动控制开始信号，由此可以在 规定的可动范围内恰当地控制可动棱镜IOA、 10B的转动量，使可动棱镜IOA、 10B的用于修正图像模糊所需要的手抖动修正量不超过可动范围。
此外，在变形例2的图像模糊修正装置中，比较旋转角aw和旋转角ai, 向转动控制单元6B发送控制开始信号，但还可以由手^f动控制开始单元6D 根据传感器8A、 8B检测到的转动量计算手抖动角，将计算出的手抖动角与转 动控制量计算单元6A根据来自手抖动检测器5的手抖动信号计算出的手抖动 角进行比较，根据该比较结果，手抖动控制开始单元6D向转动控制单元6B 发送控制开始信号。
(变形例3)
在变形例2中，在由传感器8A、 8B4佥测出的转动量和转动控制量计算单 元6A计算出的转动控制量一致，或者转动量和转动控制量的差的绝对值达到 最小时，对转动控制单元6B发送开始两个驱动器4A、 4B的控制的手抖动控 制开始信号。与此相对，在变形例3中，在由传感器8A、 8B检测出的转动量 和转动控制量计算单元6A计算出的转动控制量的差的绝对值在预定的旋转角 允许范围内时，或者转动量和转动控制量的差的绝对值达到最小时，对转动控 制单元6B发送开始两个驱动器4A、 4B的控制的手抖动控制开始信号。
图19是CPU6的手抖动控制开始单元6D在判定为旋转角a10、 012()和旋转 角a,、(X2的差的绝对值在预定的旋转角允许范围内时的手抖动控制开始判定处 理的说明图。图19 (a)表示可动棱镜IOA、 10B的与时间t对应的、为了修正图像模糊所需要的手抖动角6*,图19 (b)表示通过本实施方式的图^^莫糊
修正装置进行了手抖动动作开始控制的手抖动角e*。
此外，在图19中与图17相同，为了简单而表示了与通过可动棱镜10A
进行修正的垂直方向有关的手抖动角e
在图19(a)中，手抖动角曲线191表示了可动棱镜10A的与时间t对应
的、为了修正图^4莫糊所需要的手抖动角e\由于上述的合成图像位移角矢量
的非对称性，手抖动角曲线191的振动的中心从手抖动角修正零位置向正侧偏 移了 AH。
在时刻Tl,当通过使用者等进行的外部操作接收到手抖动修正开始请求 信号时，CPU6开始手抖动控制开始判定处理。
首先，CPU6的手抖动控制开始单元6D在时刻Tl,接收由传感器8A检 测到的可动棱镜10A的旋转信息，得到与"c2"对应的旋转角au)的值。
因此，CPU6的手抖动控制开始单元6D对转动控制量计算单元6A发送 手抖动角的计算命令，在时刻Tl及以后，转动控制量计算单元6A从手抖动 检测器5接收手抖动信号，根据接收到的手抖动信号通过(式15 ) ~ (式21 ) 计算手抖动角e
并且，在时刻T1及以后，转动控制量计算单元6A根据计算出的手抖动 角e、计算进行手抖动修正所需要的可动棱镜10A的旋转角ai。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D将根据由传感器8A检测到的可 动棱镜10A的旋转信息计算出的旋转角(Xk)和由CPU6的转动控制量计算单元 6A计算出的可动棱镜10A的旋转角a,的差的绝对值与从存储部24读出的旋 转角允许范围K进行比较。
然后，在时刻T2,旋转角otu)和旋转角w的差的绝对值未达到旋转角允 许范围K，所以CPU6的手抖动控制开始单元6D对CPU6的转动控制单元6B 发送开始两个驱动器4A、 4B的控制的控制开始信号。
该旋转角允许范围K的值成为用于开始手抖动修正控制的条件，根据允 许可动棱镜10A、 10B的可动范围对于手抖动修正范围的何种程度的偏差，来 进行设定。该值越大，越可以更快地在通过使用者进行的按钮操作等接收到手 抖动修正开始请求信号之后开始手抖动修正控制，该值越小，越可以减小可动
24棱镜10A、 10B的为了修正图像模糊所需要的手抖动修正量的振动的中心与可 动棱镜10A、 10B的可动范围的中心的偏差，手抖动修正量难以超过可动棱镜 IOA、 IOB的可动范围。
此外，该旋转角允许范围K由图像模糊修正装置的提供者等预先设定， 存储在存储部24中。
由此，如图19 (b)的手抖动修正曲线192所示，从时刻T2开始手抖动 修正控制，所以与变形例2的图像模糊修正装置相比，可以提前与预定的旋转 角允许范围K相对应的时间来开始手抖动修正控制。
此外，如上所述，设定了可动棱镜IOA、 10B的旋转角ai、 (X2的可动范围， 使可动棱镜IOA、 IOB位移角矢量的大小成为非对称，所以可动棱镜IOA、 10B 的旋转角a,、 (X2的可动范围向正侧偏移AH，因此，可以在可动范围内恰当地 控制可动棱镜10A的转动量，以使手抖动修正曲线192不超过可动范围。 (变形例4)
在本实施方式的图像模糊修正装置中，举例说明以下的图像模糊修正装 置在预定的可动范围内恰当地控制可动棱镜的转动量，以使修正图像模糊所 需要的可动棱镜的转动量不超过可动范围。
在变形例4中，说明以下的图像模糊修正装置进一步在手抖动修正开始 之前，调整可动棱镜的初始位置，由此在预定的可动范围内恰当地控制可动棱' 镜的转动量。
图20是表示变形例4中的图像模糊修正装置的功能结构的方框图。 如图20所示，变形例4的图像才莫糊修正装置的特征为除了图l所示的 图像模糊^修正装置的结构之外，还具有初始控制单元6C,其4艮据由转动控制 量计算单元6A计算出的规定时间的转动控制量的最大值以及最小值计算转动 控制量的振幅，通过对计算出的振幅乘以预定的设定值振幅倍数来计算旋转角 开始设定值K，对驱动器4A、 4B进行初始控制，以使由传感器8A、 8B检测 出的旋转角a10、 (X2。与该转动量开始设定值A1、 A2相等；手抖动控制开始单 元6D在通过外部操作接收到手4牛动修正开始请求信号之后，向初始控制单元 6C发送开始驱动器4A、 4B的初始控制的初始控制开始信号，在由转动控制 量计算单元6A计算出的旋转角a,、 tX2和由初始控制单元6C计算出的转动量
25开始设定值A1、 A2相等时，向转动控制单元6B发送开始驱动器4A、 4B的
控制的手抖动控制开始信号。
图21是表示变形例4的图像模糊修正装置的处理流程的流程图。
首先，CPU6的手抖动控制开始单元6D在通过外部操作系统26接受的使
用者的按钮操作等，接收到手抖动修正开始请求信号时(步骤S301),接收由
传感器8A、 8B检测到的可动棱镜IOA、 IOB的旋转信息，来计算旋转角a10、
a20 (步骤S303 )。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D向转动控制量计算单元6A发送 手抖动角的计算命令，接收到手抖动角矢量vector^的计算命令的转动控制量 计算单元6A从手抖动检测器5接收手抖动信号，根据接收到的手抖动信号计 算手抖动角矢量vector^ (步骤S305、 S307 )。
然后，转动控制量计算单元6A根据在步骤S307中计算出的该手抖动角 矢量vectore、计算进行手抖动修正所需要的可动棱镜IOA、 10B的旋转角ct,、 a2 (步骤S309 )。
具体地说，手抖动检测部5检测由于手抖动引起的摄像机1的抖动，将其 作为手抖动信号输出给CPU6的转动控制量计算单元6A。 CPU6的转动控制 量计算单元6A根据该手抖动信号，通过(式27 )、(式28 )计算表示抖动的 大小以及方向的手抖动角矢量vectore* 。
然后，CPU6的转动控制量计算单元6A根据(式15 ) (式21 )计算作 为矢量vectora的成分的a" a2。
然后，CPU6的转动控制量计算单元6A把在经过规定时间之前计算出的
向存储部24存储旋转角ai、 ct2的规定时间需要预先至少设定为手抖动周期的 1/2以上，以便包含手抖动振幅的最大值以及最小值。
然后，对变形例4的图像模糊修正装置的手抖动控制开始判定处理进行说明。
(手抖动控制开始判定处理) CPU6的手抖动控制开始单元6D进行是否开始手抖动修正控制的判定(步 骤S313至步骤S327)。具体地说，首先，CPU6的手抖动控制开始单元6D向初始控制单元6C 发送开始驱动器4A、 4B的初始控制的初始控制开始信号(步骤S313 )。
接收到初始控制开始信号的初始控制单元6C从存储部24中存^f渚的旋转 角a、ct2的值中提取最大值以及最小值(步骤S315)。
然后，初始控制单元6C根据在步骤S315中提取的旋转角a" a2的最大 值、最小值计算手抖动的振幅，根据计算出的手抖动的振幅计算转动量开始设 定值A1、 A2 (步骤S317)。
具体地说，CPU6的初始控制单元6C对根据旋转角ai、 ci2的最大值、最 小值计算出的手抖动的振幅乘以从存储部24读出的设定值振幅倍数，由此来 设定转动量开始设定值A1、 A2。该设定值振幅倍数可以在0~1之间自由地设 定，预先由图像模糊修正装置的提供者等设定，并存储在存储部24中。
然后，CPU6的初始控制单元6C控制驱动器4A、 4B,以使根椐从传感器 8A、 8B接收到的旋转角信息计算出的旋转角a1()、 ot2o与该转动量开始设定值 △ 1、 A2相等(步骤S319)。由此，转动可动棱镜IOA、 10B直到可动棱镜 10A、10B的旋转角w、(X2成为与转动量开始设定值Al、A2对应的旋转角a100、
a200为止。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D对转动控制量计算单元6A发送 手抖动角矢量vector^的计算命令，接收到该计算命令的转动控制量计算单元 6A从手抖动检测器5接收手抖动信号，根据接收到的手抖动信号计算手抖动 角矢量vector^,转动控制量计算单元6A根据该手抖动角矢量vector0、计算 进行手抖动修正所需要的可动棱镜IOA、 10B的旋转角a,、 a2 (步骤 S321 S325 )。
具体地说，手抖动检测部5每隔规定时间检测由于手抖动引起的摄像机1 的抖动，将其作为手抖动信号输出给CPU6的转动控制量计算单元6A。在 CPU6的转动控制量计算单元6A中根据该手抖动信号，通过(式27 )、(式28 ) 计算表示抖动的大小以及方向的手抖动角矢量vector^。
然后，CPU6的转动控制量计算单元6A根据(式15 ) ~ (式21 )计算作 为矢f vectora的A》的c^、 a2。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D比较由转动控制量计算单元6A计算出的可动棱镜10A、 lOB的旋转角w、 (X2和与转动量开始设定值A1、 A2 对应的旋转角a1()0、 a,(步骤S327)。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D在判断为旋转角ai、 a2和旋转角 a咖、a，成为相等的值时，向初始控制单元6C发送初始控制停止信号，为了 成为由转动控制量计算单元6A计算出的旋转角，向转动控制单元6B发送开 始驱动器4A、 4B的控制的手抖动控制开始信号(步骤S329 )。
图22是变形例4的图像;溪糊修正装置中的手抖动控制开始判定处理的说 明图。图22 (a)表示可动棱4竟IOA、 10B的与时间t对应的、为了4奮正图^象 模糊所需要的手抖动角e 图22 (b)表示通过本实施方式的图^^莫糊修正装
置，开始了手抖动修正控制的手抖动角e*。
此外，在本实施方式的图像模糊修正装置中，可动棱镜10A、 IOB可以在 垂直方向以及水平方向上独立地进行变动，所以独立地计算垂直方向以及水平
方向的手抖动角e、进^^手抖动开始判定处理，但在图22中，为了简单而表 示了与通过可动棱镜ioA进行修正的垂直方向有关的手抖动角e*。
在图22(a)中，手抖动角曲线221表示了可动棱镜10A的与时间t对应
的、为了修正图^^莫糊所需要的手抖动角e*，由于上述的合成图像位移角矢量
的非对称性，手抖动角曲线221的抖动的中心从手抖动角修正零位置向正侧偏 移了AH。
然后，在时刻Tl,在通过使用者等进行的外部操作接收到手抖动修正开 始请求信号时，CPU6开始手抖动控制开始判定处理。
首先，如图22(b)所示，CPU6的转动控制量计算单元6A在时刻Tl， 接收由传感器8A检测到的可动棱镜10A的旋转信息，得到与"cO"对应的旋 转角a,。的值。"cO，，表示通过使用者等进行的外部操作接收到手抖动修正开始 请求信号时的可动棱镜10A的初始位置。
因此，CPU6的手抖动控制开始单元6D对转动控制量计算单元6A发送 手抖动角的计算命令，在时刻T1及以后，按照规定的时间间隔，转动控制量 计算单元6A从手抖动检测器5接收手抖动信号，根据接收到的手抖动信号计 算手抖动角e*。
并且，在时刻T1及以后，转动控制量计算单元6A根据计算出的手抖动角9*，通过(式l5) ~ (式21)计算进行手抖动修正所需要的可动棱镜10A 的旋转角0H。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D在经过了规定时间的时刻T2,向 初始控制单元6C发送开始驱动器4A的初始控制的初始控制开始信号。
接收到初始控制开始信号的初始控制单元6C计算转动量开始设定值A 1, 在时刻T2及以后，对驱动器4A进行初始控制使可动棱镜10A的旋转角a10 成为与转动量开始设定值A 1对应的旋转角a100。
在图22 (b)中，在时刻T3,旋转角ccu)达到与转动量开始设定值Al对 应的旋转角a100。
然后，CPU6的手抖动控制开始单元6D比较与转动量开始设定值A1对 应的旋转角a,o()和由CPU6的转动控制量计算单元6A计算出的可动棱镜10A 的旋转角w。
在图22(b)中，在时刻T4， CPU6的手抖动控制开始单元6D判断为旋 转角a咖和旋转角a! —致，所以对CPU6的转动控制单元6B发送开始驱动器 4A的控制的手抖动控制开始信号。
然后，从手抖动控制开始单元6D接收到手抖动控制开始信号的CPU6的 转动控制单元6B开始手^t牛动修正控制。
由此，如图22 (b)的手抖动修正曲线222所示，CPU6的转动控制单元 6B从时刻T4开始手抖动修正控制。此外，如上所述，设定可动棱镜IOA、 10B 的旋转角c^、 ct2的可动范围，使可动棱镜10A、 IOB位移角矢量的大小成为非 对称，所以可动棱镜10A、 IOB的旋转角ai、 cc2的可动范围向正侧偏移了 AH。 由此，手抖动修正曲线222的振动的中心与可动棱镜10A的预定的可动范围 的中心一致，可以在可动范围内恰当地控制可动棱镜10A的转动量，以使手 抖动修正曲线222不超过可动范围。
(变形例5)
在图1所示的本实施方式的摄像机1中，将透镜系统3描绘为1个块，但 也可以构成为多个透镜组。图23表示图1中的透镜系统3，图24(a)是在透 镜系统3内配置了修正部2的图，图24 (b)是在透镜系统3的后方配置了修 正部2的图。透镜系统3具备第一至第四透镜组3a 3d。在透镜系统3的后方设置抑制 噪音(伪信号)的光学低通滤波器16和形成拍摄物图像的CCD部13。
在图1中，将修正部2如图23所示配置在透镜系统3的前方，但也可以 如图24 (a)所示，配置在透镜系统3的内部，或者如图24 (b)所示，配置 在透镜系统3的后方。由此，成为在正在通过透镜系统3，或已通过透镜系统 3的光束窄的地方配置修正部2，所以可以使修正部2小型化。
此外，如图3所示，说明了修正部2具有固定棱镜9、可动棱镜10A、 10B 的结构，但也可以为除去固定棱镜9，或者追加一个固定棱镜的结构。图25 表示没有固定棱镜的修正部，图25 (a)为正面图，图25 (b)为平面图，图 25(c)为侧面图。此外，图26表示具有两个固定棱镜的修正部，图26(a) 为正面图，图26(b)为平面图，图26(c)为侧面图。
在图26的情况下，为了使初始状态下的修正部2的入射角和出射角相同， 调整各棱镜的位置。关于其他的动作，在图25、图26任意一种情况下都与上 述的实施方式相同，可以得到相同的效果。
此外，在图25的情况下，成为只具有两个可动棱镜IOA、 IOB的结构， 根据图8 (b)可知，在初始状态下图像偏移了图像位移角e,这与图像模糊修 正没有直接关系。
但是，删除了固定棱镜9的图25的情况与图3、图26的情况相比，色像 差引起的图像偏移变大。即，在图3、图26的情况下，通过固定棱镜9，修正 部2的入射角和出射角在初始状态下相同，这是为了将图像模糊修正时的棱镜 作用导致的色像差的影响抑制为最小，减小由色像差引起的图像偏移修正。与 此相对，在图25的情况下删除了固定棱镜9,所以入射角和出射角在初始状 态下变得不同。因此，与图3、图26的情况相比，色像差导致的图像偏移变 大。另一方面，在图25所示的没有固定棱镜的结构中，可以缩短修正部2的 光轴方向的长度、实现小型化。
此外，还可以平衡地兼顾色像差引起的图像偏移抑制和小型化这两方面的 效果。色像差引起的图像偏移没有图25的情况大，并且与图3以及图26的情 况相比使修正部2小型化。即，还可以调整固定棱镜9的棱镜角，以使在图 25的情况和图3以及图26的情况下，由色像差引起的图像偏移量成为中间量。
30由此，可以取得色像差引起的图像偏移的抑制和修正部2小型化的平衡。
此外，可以使图3、图25以及图26所示的实施方式中的各个棱镜为单体， 也可以为复合棱镜。此外，还可以为具有棱镜效应的平行板。图27 (a)表示 单体棱镜，图27 (b)表示复合棱镜，图27 (c)表示具有棱镜效应的平行^1。
例如，可以将可动棱镜IOA构成为图27 (b)所示的、将具有微小角度的 两个棱镜10Aa、 10Ab粘合后的复合棱镜。当为复合棱镜时，可以增大单体棱 镜的角度，可以容易地制作在单体棱镜中难以形成的微小角的棱镜。
此外，如图27 ( c )所示，可以使用折射率N例如从N二1.5变化为N=1.4、 具有棱镜效应的平行板17来代替各个棱镜。棱镜需要倾角的生产管理，但如 果是平行板17则可以容易地进行加工。
产业上的应用
根据本发明的图像才莫糊f^正装置，可以在预定的可动范围内恰当地控制可 动折射元件的转动量，以使修正图像模糊所需要的可动折射元件的转动量不超 过可动范围。
权利要求
1. 一种图像模糊修正装置，其对具有光学透镜的摄像装置在拍摄过程中的抖动引起的拍摄图像的模糊进行修正，其特征在于，具备抖动检测单元，其检测在所述摄像装置中产生的水平或垂直方向的抖动，根据检测到的抖动输出抖动信号；第一可动折射元件，其被配置在向所述光学透镜的入射光路上，使向所述光学透镜入射的光的折射方向在水平方向上变化；第二可动折射元件，其被配置在向所述光学透镜的入射光路上，使向所述光学透镜入射的光的折射方向在垂直方向上变化；第一转动单元，其使所述第一可动折射元件朝着光向所述光学透镜的入射方向，以顺时针方向作为正方向，以逆时针方向作为负方向，在预定的可动范围内进行转动；第二转动单元，其使所述第二可动折射元件朝着光向所述光学透镜的入射方向，以逆时针方向作为正方向，以顺时针方向作为负方向，在预定的可动范围内进行转动；转动控制量计算单元，其根据由所述抖动检测单元输出的抖动信号计算所述第一以及第二转动单元的转动控制量，来消除所述水平或垂直方向的抖动；以及转动控制单元，其根据由所述转动控制量计算单元计算出的转动控制量，控制所述第一以及第二转动单元，所述第一以及第二转动单元把从正方向最大转动量到负方向最大转动量的转动量作为所述可动范围，所述正方向最大转动量表示根据向所述正方向进行了转动的所述第一以及第二可动折射元件的转动量决定的第一象限图像位移角、和根据向所述负方向进行了转动的所述第一以及第二可动折射元件的转动量决定的第三象限图像位移角一致时的正方向的最大的转动量，所述负方向最大转动量表示此时的负方向的最大的转动量。
2. —种图像模糊修正装置，其对具有光学透镜的摄像装置在拍摄过程中 的抖动引起的拍摄图像的模糊进行修正，其特征在于，具备抖动检测单元，其检测在所述摄像装置中产生的水平或垂直方向的 抖动，根据检测到的抖动输出抖动信号；第一可动折射元件，其被配置在向所述光学透镜的入射光^各上，使向所述 光学透镜入射的光的折射方向在水平方向上变化；第二可动折射元件，其被配置在向所述光学透镜的入射光路上，使向所述光学透镜入射的光的折射方向在垂直方向上变化；第一转动单元，其〗吏所述第一可动折射元件朝着光向所述光学透镜的入射方向，以顺时针方向作为正方向，以逆时针方向作为负方向，在预定的可动范 围内进行转动；第二转动单元，其〗吏所述第二可动折射元件朝着光向所述光学透镜的入射 方向，以逆时针方向作为正方向，以顺时针方向作为负方向，在预定的可动范 围内进行转动；转动控制量计算单元，其根据由所述抖动检测单元输出的抖动信号计算所 述第一以及第二转动单元的转动控制量，来消除所述水平或垂直方向的抖动； 以及转动控制单元，其才艮据由所述转动控制量计算单元计算出的转动控制量， 控制所述第 一以及第二转动单元，所述第一以及第二转动单元把从正方向最大转动量到负方向最大转动量 的转动量作为所述可动范围，所述正方向最大转动量表示根据向所述正方向进 行了转动的所述第一以及第二可动折射元件的转动量决定的第一象限图像位 移角、和根据向所述负方向进行了转动的所述第一以及第二可动折射元件的转 动量决定的第三象限图像位移角的差在规定范围内时的正方向的最大的转动 量，所述负方向最大转动量表示此时的负方向的最大的转动量。
3.根据权利要求1或2所述的图像模糊修正装置，其特征在于，还具备转动量检测单元，其检测所述第一以及第二可动折射元件中的至少一方的转动量；以及手抖动控制开始单元，其在通过外部操作接收到手抖动修正开始请求信号 之后，在所述转动量一全测单元检测到的转动量和所述转动控制量计算单元计算 出的转动控制量一致时，或者在所述转动量和所述转动控制量的差的绝对值达到最小时，向所述转动控制单元发送开始所述第一以及第二转动单元中的至少 一方的控制的手抖动控制开始信号。
4.根据权利要求1或2所述的图^^莫糊修正装置，其特征在于， 还具备转动量检测单元，其一全测所述第一以及第二可动折射元件中的至 少一方的转动量；初始控制单元，其根据由所述转动控制量计算单元计算出的规定时间的转 动控制量的最大值以及最小值计算转动控制量的振幅，通过对计算出的振幅乘 以预定的设定值振幅倍数来计算转动量开始设定值，对所述第一以及第二转动 单元中的至少一方进行初始控制，以使由所述转动量检测单元4企测到的转动量 等于该转动量开始设定值；以及手抖动控制开始单元，其在通过外部操作接收到手抖动修正开始请求信号 之后，向所述初始控制单元发送开始所述转动单元的初始控制的初始控制开始 信号，在所述转动控制量计算单元计算出的转动控制量和所述初始控制单元计 算出的转动量开始设定值相等时，向所述转动控制单元发送开始所述第一以及 第二转动单元中的至少 一方的控制的手抖动控制开始信号。
全文摘要
图像模糊修正装置具备检测在摄像装置中产生的抖动的抖动检测单元(5)；配置在向光学透镜(3)的入射光路上，使向光学透镜入射的光的折射方向变化的两个可动折射元件(10A、10B)；使两个可动折射元件(10A、10B)各自围绕光轴在预定的规定的可动范围内进行转动的两个转动单元(4A、4B)；计算两个转动单元(4A、4B)的转动控制量，来消除抖动检测单元检测到的抖动的转动控制量计算单元(6A)；以及根据由转动控制量计算单元(6A)计算出的转动控制量，控制两个转动单元(4A、4B)的转动控制单元(6B)。
文档编号G03B5/00GK101454715SQ20078001928
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月10日 优先权日2006年5月26日
发明者大竹与志知 申请人:日本胜利株式会社