成像装置制造方法
【专利摘要】为了即使在成像装置中的可移动部分的操作期间也对抖动的手精确地校正，角速度传感器(14)检测当手的抖动出现时的角速度(ω)。旋转角度计算单元(45)对角速度(ω)积分并且检测角度振动(θ)。平移加速度计算单元(55)从由加速度传感器(15)检测的第一平移加速度(Acc1)减去在透镜装置(11a)的操作期间产生的内部加速度，并且计算第二平移加速度(Acc2)。平移速度计算单元(57)对第二平移加速度(Acc2)积分并计算平移速度(V)。旋转半径计算单元(61)从角速度(ω)和平移速度(V)来计算旋转半径(R)。振动量计算单元(62)基于角度振动(θ)和旋转半径(R)来计算振动量(δ)。致动器(23a)驱动振动校正透镜(23)从而抵消振动量(δ)。
【专利说明】成像装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有相机抖动校正功能的图像拾取装置。
【背景技术】
[0002]作为图像拾取装置，如所公知的，存在数字相机和监控相机等。图像拾取装置一般被提供有自动对焦机构和自动曝光控制机构。近来，图像拾取装置还被提供有相机抖动校正机构，从而抑制由于相机抖动而导致出现的拍摄图像的图像质量劣化。当图像拾取装置根据持有图像拾取装置的手或手臂的移动而旋转或移位时，相机抖动出现。相机抖动是在I至IOHz的数量级上的低频振动。因此，为了校正相机抖动的目的，检测图像拾取装置的低频振动，并且然后，使得成像设备或在图像拾取透镜中包含的校正透镜移动从而消除低频振动。由此，抑制在屏幕上的图像模糊的出现。
[0003]当按下释放按钮等时，由于图像拾取装置的旋转导致的图像模糊(以下称为角度相机抖动)出现。另一方面，例如当持有相机的手臂移动时，由于图像拾取装置的平行移位导致的图像模糊(以下称为移位相机抖动)出现。在高放大率的大图像拍摄等中，移位相机抖动比角度相机抖动更不利地影响拍摄的图像。能够通过角速度传感器来检测角度相机抖动。然而，角速度传感器难以精确地检测移位相机抖动。鉴于上面的情况，近来，除了角速度传感器之外，还向图像拾取装置提供加速度传感器，从而检测图像拾取装置由于其平行移位导致的加速度，并且基于所检测的加速度来检测移位相机抖动的出现(专利文件I和2)。
[0004]现有技术文件
[0005]专利文件
[0006]专利文件1:日本专利特开公布N0.2010-286721
[0007]专利文件2:日本专利特开公布N0.2010-025961
【发明内容】
[0008]本发明要解决的问题
[0009]在专利文件I和2的每个中公开的图像拾取装置中，能够校正角度相机抖动和移位相机抖动。然而，仅当在图像拾取装置中的机械可移动部不操作时才能够精确地校正角度相机抖动和移位相机抖动。这是因为，在可移动部操作的同时，根据由于可移动部而导致的图像拾取装置的内部加速度，图像拾取装置的振动在角速度传感器和加速度传感器中弓I起噪声。在透镜单元中，机械可移动部是放大透镜、对焦透镜和孔径光阑等。在专利文件I和2的每一个中公开的图像拾取装置中，在透镜单元操作的同时，暂停相机抖动校正机构，并且在透镜停止单元的操作停止后，恢复相机抖动校正机构的操作。
[0010]在大多数情况下，在执行变焦操作、对焦或曝光控制等的同时，用户在监控器屏幕上观察直通图像(through-1mage)或者通过光学取景器来观看,从而确定要拍摄的图像的取景。因为在透镜单元操作的同时暂停相机抖动校正机构，所以直通图像或通过取景器观看的图像的图像质量由于相机抖动而劣化，并且由此，变得更难确定要拍摄的图像的取景。在大图像拍摄中，具体地说，因为放大率高，所以即使当略微的相机抖动出现时，图像质量的劣化也很显著。而且，在运动图像拍摄中，与图像拍摄相结合地执行变焦操作等。因此，存在下述问题:运动图像的图像质量劣化，因为每次执行变焦操作等时暂停相机抖动校正机构。
[0011]本发明的目的是提供一种图像拾取装置，该图像拾取装置即使在机械可移动部的操作期间也能够精确地执行相机抖动校正。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]为了实现上面和其他目的，本发明的图像拾取装置包括:角速度检测器、加速度检测器、平移加速度计算器、平移速度计算器、旋转半径计算器、旋转角度计算器、抖动量计算器以及驱动器。而且，在图像拾取装置中布置了在成像光轴上布置的成像设备、用于在成像设备上形成被摄体的图像的成像光学系统以及在其操作期间伴随内部加速度的出现的可移动部。角速度检测器根据图像拾取装置的旋转来检测角速度。加速度检测器根据图像拾取装置的平移运动来检测第一平移加速度。平移加速度计算器通过从第一平移加速度减去内部加速度来计算由外部因素对于图像拾取装置引起的第二平移加速度。平移速度计算器通过对第二平移加速度积分来计算平移速度。旋转半径计算器基于角速度和平移速度来计算旋转半径。旋转角度计算器通过对角速度积分来计算旋转角度。抖动量计算器基于旋转角度和旋转半径来计算包含角度相机抖动和移位相机抖动的相机抖动量，角度相机抖动由于成像光轴的旋转而出现，并且移位相机抖动由于成像光轴的平行移位而出现。驱动器在用于消除相机抖动量的方向上移动成像光学系统整体或构成成像光学系统的光学部件，或者移动成像设备，从而校正角度相机抖动和移位相机抖动。
[0014]优选的是，图像拾取装置进一步包括高通滤波器，用于从第一平移加速度去除重力加速度的分量。在该情况下，平移加速度计算器将内部加速度的频率分量与高通滤波器的截止频率作比较。当内部加速度的频率分量低于截止频率时，平移加速度计算器将第一平移加速度输出为第二平移加速度，而不从第一平移加速度减去内部加速度。当内部加速度的频率分量高于截止频率时，平移加速度计算器输出通过从第一平移加速度减去内部加速度而获得的值，来作为第二平移加速度。
[0015]平移加速度计算器优选地在可移动部的操作期间获取可移动部的位置信息，并且将位置信息二次微分，从而计算内部加速度。
[0016]通常，通过预定特定驱动样式来驱动可移动部。因此，优选的是，图像拾取装置进一步包括内部加速度计算器，用于基于驱动样式来计算内部加速度。
[0017]作为特定驱动样式，存在一种速度控制的样式，其中用于图示速度改变的图形具有梯形的形状。在该情况下，内部加速度计算器基于用于确定梯形速度控制的方面的参数来计算内部加速度。
[0018]作为特定驱动样式，存在基于三次或更高阶样条函数的样式。在该情况下，内部加速度计算器通过二次微分样条函数来计算内部加速度。
[0019]作为驱动样式，存在基于通过使用初始位置X(l、目标位置Xf、时间t和目标到达时间tf表达的下面的五次函数的样式。在该情况下，内部加速度计算器通过将五次函数二次微分来计算内部加速度。
【权利要求】
1.一种图像拾取装置，具有在成像光轴上布置的成像设备、用于在所述成像设备上形成被摄体图像的成像光学系统、和在其操作期间伴随内部加速度的出现的可移动部，所述图像拾取装置包括: 角速度检测器，所述角速度检测器用于根据所述图像拾取装置的旋转来检测角速度； 加速度检测器，所述加速度检测器用于根据所述图像拾取装置的平移运动来检测第一平移加速度； 平移加速度计算器，所述平移加速度计算器用于通过从所述第一平移加速度减去所述内部加速度，来计算由外部因素对于所述图像拾取装置引起的第二平移加速度； 平移速度计算器，所述平移速度计算器用于通过对所述第二平移加速度积分，来计算平移速度； 旋转半径计算器，所述旋转半径计算器用于基于所述角速度和所述平移速度来计算旋转半径； 旋转角度计算器，所述旋转角度计算器用于通过对所述角速度积分来计算旋转角度； 抖动量计算器，所述抖动量计算器用于基于所述旋转角度和所述旋转半径，来计算包含角度相机抖动和移位相机抖动的相机抖动量，所述角度相机抖动由于所述成像光轴的旋转而出现，以及所述移位相机抖动由于所述成像光轴的平行移位而出现；以及 驱动器，所述驱动器用于在消除所述相机抖动量的方向上，移动所述成像光学系统整体或构成所述成像光学系统的光学部件，或者移动所述成像设备，从而校正所述角度相机抖动和所述移位相机抖动。
2.根据权利要求1所述的图像拾取装置，进一步包括高通滤波器，所述高通滤波器用于从所述第一平移加速度 中去除重力加速度的分量，其中， 所述平移加速度计算器将所述内部加速度的频率分量与所述高通滤波器的截止频率作比较，以及当所述内部加速度的所述频率分量低于所述截止频率时，将所述第一平移加速度输出为所述第二平移加速度，而不从所述第一平移加速度减去所述内部加速度，以及当所述内部加速度的所述频率分量高于所述截止频率时，将通过从所述第一平移加速度减去所述内部加速度而获得的值输出作为所述第二平移加速度。
3.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述平移加速度计算器在所述可移动部的操作期间获取所述可移动部的位置信息，并且将所述位置信息二次微分，从而计算所述内部加速度。
4.根据权利要求1所述的图像拾取装置，进一步包括内部加速度计算器，所述内部加速度计算器用于基于用于驱动所述可移动部的预定驱动样式，来计算所述内部加速度。
5.根据权利要求4所述的图像拾取装置，其中 基于梯形速度控制来限定所述驱动样式，以及 所述内部加速度计算器基于用于确定所述梯形速度控制方面的参数，来计算所述内部加速度。
6.根据权利要求4所述图像拾取装置，其中 基于三次或更高阶样条函数来限定所述驱动样式，以及 所述内部加速度计算器通过将所述样条函数二次微分，来计算所述内部加速度。
7.根据权利要求4所述的图像拾取装置，其中基于下面的五次函数来限定所述驱动样式，通过使用初始位置X(l、目标位置Xf、时间t和目标到达时间tf来表达所述下面的五次函数，以及 所述内部加速度计算器通过将所述下面的五次函数二次微分来计算所述内部加速度。
8.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述可移动部是所述成像光学系统的部件。
9.根据权利要求8所述的图像拾取装置，其中，所述可移动部是在变焦时沿着所述成像光轴移动的放大透镜，或者是用于驱动所述放大透镜的透镜驱动机构。
10.根据权利要求8所述的图像拾取装置，其中，所述可移动部是在对焦时沿着所述成像光轴移动的对焦透镜，或者是用于驱动所述对焦透镜的透镜驱动机构。
11.根据权利要求8所述的图像拾取装置，其中，所述可移动部是用于在调整曝光量时通过多个光阑叶片在所述成像光轴上形成孔径开口的孔径光阑设备，或者是用于移动所述光阑叶片的孔径驱动机构。
12.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述可移动部是在取景器的光学路径上能移动的光学部件。
13.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述抖动量计算器获取图像放大率和焦距，并且通过使用所述图像放大率、所述焦距、所述旋转角度和所述旋转半径来计算所述相机抖动量。
14.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述相机抖动校正器通过驱动在所述成像光学系统中包含的相机抖动校正透镜，来校正所述角度相机抖动和所述移位相机抖动。
【文档编号】H04N5/232GK103477277SQ201280018411
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年4月11日 优先权日:2011年4月12日
【发明者】今西一刚 申请人:富士胶片株式会社