图像捕捉装置及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种图像捕捉装置及其控制方法。所述图像捕捉装置根据与起作用的抖动相对应的抖动信号来确定抖动校正透镜的目标位置，并且执行用于使所述抖动校正透镜的位置收敛到所述目标位置的反馈控制。划分单元将所述抖动信号划分成低频成分及高频成分。第一低通滤波器对所述高频成分执行积分，第二低通滤波器对所述低频成分执行积分。合成单元将来自所述第一低通滤波器的输出信号与来自所述第二低通滤波器的输出信号合成，并且将合成的信号作为所述目标位置而输出。在判断所述装置正在摇摄或倾斜时，将所述第二低通滤波器的截止频率设置成比所述装置既未摇摄也未倾斜时的截止频率的值更大的值。
【专利说明】图像捕捉装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种图像捕捉装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在由诸如数字照相机的图像捕捉装置捕捉的图像中，例如在保持照相机体的用户的手在图像捕捉时晃动导致引起所谓的照相机抖动(446)时，被摄体图像有时会模糊。大多数的数字照相机具有对由于作用在照相机体上的振动而使图像捕捉屏上出现的被摄体图像的模糊执行校正的功能。
[0003]传统上，已知光学图像模糊校正处理及电子图像模糊校正处理作为图像模糊校正处理。在光学图像模糊校正处理中，利用角速度传感器等来检测照相机体的振动，并且使成像光学系统中的防振透镜移动以改变成像光学系统的光轴方向。相应的是，使图像传感器的光接收面上所形成的图像移动以校正图像模糊。在电子图像模糊校正处理中，对所捕获的图像执行图像处理以伪校正(￠8611(10 001-1-601:)图像模糊。
[0004]除了由于要校正的振动(例如，照相机抖动)而产生的信号以外，从角速度传感器输出的抖动信号还包括例如由于用户有意的照相机操作(例如，摇摄操作)而产生的信号。如果简单地基于抖动信号来驱动防振透镜，则即使对诸如摇摄或倾斜的大幅的抖动也执行图像模糊校正。然而，对摇摄操作或倾斜操作执行图像模糊校正处理是不可取的。这是因为，防振透镜可能超出可驱动的范围，或者在摇摄或倾斜之后出现图像摆动(回摆
)，并且照相机操作或视频变得不自然。
[0005]为了解决该问题，存在已知的回摆校正，其中，在确定从角速度传感器输出的抖动信号是由于摇摄操作或倾斜操作而产生时，停止图像模糊校正，并且使防振透镜返回到可移动范围的中心(位移量为0的基准位置)并停止。
[0006]在摇摄操作或倾斜操作结束时，由于例如在照相机的角速度突然改变时来自检测信号处理系统中的高通滤波器(即?)或积分器的残留信号，使得抖动信号并不严格地变成0，而是逐渐地接近0。在重新开始图像模糊校正时，防振透镜根据抖动信号而大幅地移动，引起图像的回摆。
[0007]作为用于防止回摆的技术，日本专利特开第2006-113264号公报公开了一种图像模糊校正，其中，在摇摄操作结束时阶梯式地改变角速度信号处理系统滤波器的截止频率。日本专利特开第2011-118073号公报公开了以下方法:执行与用于驱动防振透镜的角速度相对应的速度控制，而不在作为回摆的原因的角速度信号处理系统滤波器中使用截止频率超低的即？或积分器)。日本专利特开第2010-004370号公报公开了以下技术:基于由角速度传感器检测到的抖动信号通过抖动校正透镜来校正抖动，并且基于低频成分的图像模糊信号通过电子隔振VI131-81: 1011 1801^1:1011)来校正抖动。即使由于摇摄操作或倾斜操作等而产生大幅的抖动，也能令人满意地确保防振透镜的驱动范围。
[0008]在日本专利特开第2006-113264号公报中所描述的方法中，紧随在摇摄操作或倾斜操作之后的隔振变弱。
[0009]在日本专利特开第2011-118073号公报中所描述的方法中，在除曝光以外的其它所有时间通过位置控制来使防振透镜位于中心，并且防振性能针对与主体的摆动等相对应的抖动信号的低频成分而变弱。在角速度传感器的偏移或温度波动很大时，因为不存在即？，所以防振透镜快速地从中心移开。这样，几乎没有偏移或温度波动的昂贵的传感器(例如，石英陀螺仪)成为必需。
[0010]在日本专利特开第2010-004370号公报中所描述的方法中，抖动校正性能针对不能执行电子隔振的曝光时的低频而下降。
【发明内容】
[0011]本发明解决上述问题中的至少一个问题，并且即使在由于摇摄操作或倾斜操作等而产生大幅的抖动时也能实现令人满意的图像模糊校正。
[0012]本发明的一方面旨在一种图像捕捉装置，其包括:抖动校正透镜；检测单元，其被构造成检测所述图像捕捉装置的抖动、并且输出与所述抖动相对应的抖动信号；确定单元，其被构造成根据所输出的抖动信号来确定所述抖动校正透镜的目标位置；以及位置控制器，其被构造成执行用于使所述抖动校正透镜的位置收敛到所确定的目标位置的反馈控制，其中，所述确定单元包括:划分单元，其被构造成将所述抖动信号划分成低频成分及高频成分；第一低通滤波器，其被构造成对所述高频成分执行积分；第二低通滤波器，其具有可变的截止频率，并且被构造成对所述低频成分执行积分；合成单元，其被构造成将来自所述第一低通滤波器的输出信号与来自所述第二低通滤波器的输出信号合成、并且将合成的信号作为所述目标位置而输出；判断单元，其被构造成判断所述图像捕捉装置的摇摄操作及倾斜操作中的一个；以及设置单元，其被构造成，在所述判断单元判断所述图像捕捉装置正在摇摄或倾斜时，将所述第二低通滤波器的所述截止频率设置成比所述图像捕捉装置既未摇摄也未倾斜时的截止频率的值更大的值。
[0013]本发明的另一方面旨在一种图像捕捉装置，其包括:抖动校正透镜；检测单元，其被构造成检测所述图像捕捉装置的抖动、并且输出与所述抖动相对应的抖动信号；确定单元，其被构造成根据所输出的抖动信号来确定所述抖动校正透镜的目标位置及目标速度；位置控制器，其被构造成执行用于使所述抖动校正透镜的位置收敛到所确定的目标位置的反馈控制；以及速度控制器，其被构造成执行用于使所述抖动校正透镜的速度收敛到所确定的目标速度的反馈控制，其中，所述确定单元包括:划分单元，其被构造成将所述抖动信号划分成低频成分及高频成分、并且将所述高频成分作为所述目标速度而输出给所述速度控制器；第二低通滤波器，其具有可变的截止频率，并且被构造成对所述低频成分执行积分、并将所述低频成分作为所述目标位置而输出给所述位置控制器；判断单元，其被构造成判断所述图像捕捉装置的摇摄操作及倾斜操作中的一个；以及设置单元，其被构造成，在所述判断单元判断所述图像捕捉装置正在摇摄或倾斜时，将所述第二低通滤波器的所述截止频率设置成比所述图像捕捉装置既未摇摄也未倾斜时的截止频率的值更大的值。
[0014]本发明的还一方面旨在一种控制包括抖动校正透镜的图像捕捉装置的方法，其包括:检测步骤，检测所述图像捕捉装置的抖动，并且输出与所述抖动相对应的抖动信号；确定步骤，根据所输出的抖动信号来确定所述抖动校正透镜的目标位置；以及位置控制步骤，执行用于使所述抖动校正透镜的位置收敛到所确定的目标位置的反馈控制，其中，所述确定步骤包括:将所述抖动信号划分成低频成分及高频成分的步骤；第一低通滤波器对所述高频成分执行积分的步骤；具有可变的截止频率的第二低通滤波器对所述低频成分执行积分的步骤；将来自所述第一低通滤波器的输出信号与来自所述第二低通滤波器的输出信号合成、并且将合成的信号作为所述目标位置而输出的步骤；判断所述图像捕捉装置的摇摄操作及倾斜操作中的一个的判断步骤；以及在所述判断步骤中判断所述图像捕捉装置正在摇摄或倾斜时将所述第二低通滤波器的所述截止频率设置成比所述图像捕捉装置既未摇摄也未倾斜时的截止频率的值更大的值的步骤。
[0015]本发明的又一方面旨在一种控制包括抖动校正透镜的图像捕捉装置的方法，其包括以下步骤:检测单元检测所述图像捕捉装置的抖动以输出与所述抖动相对应的抖动信号；确定单元根据所输出的抖动信号来确定所述抖动校正透镜的目标位置及目标速度；位置控制器执行用于使所述抖动校正透镜的位置收敛到所确定的目标位置的反馈控制；以及速度控制器执行用于使所述抖动校正透镜的速度收敛到所确定的目标速度的反馈控制，其中，所述确定步骤包括:将所述抖动信号划分成低频成分及高频成分、并且将所述高频成分作为所述目标速度而输出给所述速度控制器的步骤；具有可变的截止频率的第二低通滤波器对所述低频成分执行积分、并且将所述低频成分作为所述目标位置而输出给所述位置控制器的步骤；判断所述图像捕捉装置的摇摄操作及倾斜操作中的一个的判断步骤；以及在判断所述图像捕捉装置正在摇摄或倾斜时，将所述第二低通滤波器的所述截止频率设置成比在所述图像捕捉装置既未摇摄也未倾斜时的截止频率的值更大的值的步骤。
[0016]根据以下(参照附图)对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是示出根据实施例的图像捕捉装置的功能布置的示例的框图；
[0018]图2是示出根据实施例的防振透镜驱动单元的布置的示例的框图；
[0019]图3是示出根据第一实施例的抖动校正机构的布置的示例的分解透视图；
[0020]图4是示出根据第一实施例的防振控制器及透镜控制器的内部布置的框图；
[0021]图5是示出根据第二实施例的防振控制器及透镜控制器的内部布置的框图；
[0022]图6是示出根据第一实施例的防振控制器的处理的流程图；以及
[0023]图7是示出根据第二实施例的防振控制器的处理的流程图。
【具体实施方式】
[0024]下文将参照附图详细地描述本发明的各示例性实施例、特征、及方面。应当注意的是，以下实施例并不旨在限制本发明，而仅是对于实践本发明有利的示例。并且，并非实施例中所描述的特征的所有的组合对于根据本发明来解决问题的手段而言都是必不可少的。
[0025]图1是示出根据本发明实施例的图像捕捉装置的功能布置的示例的框图。在该实施例中，图像捕捉装置是数字静态照相机，但是可以具有运动图像捕捉功能。
[0026]变焦单元101是构成成像光学系统并且能够改变倍率的成像透镜的一部分。变焦单元101包括改变成像透镜的倍率的变焦透镜。变焦驱动单元102在控制器119的控制下控制变焦单元101的驱动。防振透镜103沿垂直于成像透镜的光轴的方向可移动。防振透镜驱动单元104在控制器119的控制下驱动防振透镜103。
[0027]光圈/快门单元105是具有光圈功能的机械快门。光圈/快门驱动单元106在控制器119的控制下驱动光圈/快门单元105。聚焦透镜107是成像透镜的部分，并且被构造成使得能够沿成像透镜的光轴来改变位置。聚焦驱动单元108在控制器119的控制下驱动聚焦透镜107。
[0028]成像单元109通过使用诸如冗0图像传感器或0103图像传感器的图像传感器来将由成像透镜形成的光学图像转换成各像素的电信号。图像信号处理器110对从成像单元109输出的电信号执行八/0转换、相关双采样、伽马校正、白平衡校正、颜色插值处理等，并且将电信号转换成视频信号。视频信号处理器111根据应用目的来对从图像信号处理器110输出的视频信号执行处理。更具体地说，视频信号处理器111生成用于显示的视频，或者执行用于记录的编码处理及数据文件处理。
[0029]根据需要，显示单元112基于从视频信号处理器111输出的用于显示的视频信号来显示图像。电源单元115根据应用目的而对整个图像捕捉装置供电。外部输入/输出终端单元116从/向外部装置接收/输出通信信号及视频信号。操作单元117包括用于将来自用户的指令给到图像捕捉装置的按钮及开关。存储单元118存储诸如视频信息的各种数据。控制器119包括例如及狀1。控制器119通过将801中所存储的控制程序加载到狀1中并且通过0^来执行该程序从而控制图像捕捉装置的各单元。因此，控制器119实现图像捕捉装置中的操作，包括下文将描述的各种操作。
[0030]操作单元117包括被构造成根据按压量来顺序地打开第一开关311及第二开关312的释放按钮。在释放按钮被按压到将近一半时，释放开关311被打开。在释放按钮被完全按下时，释放开关312被打开。在释放开关311被打开时，控制器119通过根据例如基于从视频信号处理器111输出到显示单元112的用于显示的视频信号的他评价值控制焦点驱动单元108，来执行自动聚焦检测。并且，控制器119基于视频信号的亮度信息及例如预定的程序图来执行仙处理以确定用于获得适当的曝光量的？数及快门速度。在释放开关812被打开时，控制器119控制各单元以按所确定的？数及快门速度来捕捉图像，并且将由成像单元109获得的图像数据存储在存储单元118中。
[0031]操作单元117包括能够选择抖动校正(防振)模式的防振开关。在利用防振开关而选择了抖动校正模式时，控制器119指示防振透镜驱动单元104关于防振操作。在接收到该指令时，防振透镜驱动单元104执行防振操作，直到其接收到防振操作停止指令为止。操作单元117包括能够选择静止图像捕捉模式及运动图像捕捉模式中的任一个的图像捕捉模式选择开关。在各图像捕捉模式中，能够改变防振透镜驱动单元104的操作条件。操作单元117还包括用于选择回放模式的回放模式选择开关。在回放模式中，停止防振操作。操作单元117还包括用于输入变焦率改变指令的倍率改变开关。在用户经由倍率改变开关而输入变焦率改变指令时，变焦驱动单元102经由控制器119而接收指令，并且驱动变焦单元101以将变焦单元101移动到所指示的变焦位置。
[0032](防振透镜驱动单元104的配置)
[0033]图2是示出防振透镜驱动单元104的功能布置的示例的框图。第一振动传感器201例如是角速度传感器，并且检测在正常姿态(图像的长轴方向与水平方向几乎一致的姿态)下图像捕捉装置沿垂直方向(俯仰方向，(111-601:1011)的振动。第二振动传感器202例如是角速度传感器，并且检测正常姿态下图像捕捉装置沿水平方向(偏摆方向，1柳的振动。第一防振控制器203及第二防振控制器204分别地确定防振透镜沿俯仰方向及沿偏摆方向的目标位置，输出关于目标位置的校正位置控制信号，并且控制防振透镜的驱动。
[0034]通过反馈控制，第一透镜控制器205驱动第一驱动单元207 (例如是执行器)。该反馈控制是基于来自第一防振控制器203的沿俯仰方向的校正位置控制信号及来自第一霍尔元件209的防振透镜沿俯仰方向的位置信息来执行的。类似的是，通过反馈控制，第二透镜控制器206驱动第二驱动单元208 (例如是执行器)。该反馈是基于来自第二防振控制器204的沿偏摆方向的校正位置控制信号及来自第二霍尔元件210的防振透镜沿偏摆方向的位置信息来执行的。
[0035](防振透镜驱动单元104的操作)
[0036]接下来，将解释图2中所示的防振透镜驱动单元104对防振透镜103的驱动控制操作。第一振动传感器201及第二振动传感器202分别地将代表图像捕捉装置沿俯仰方向及沿偏摆方向的抖动的抖动信号(角速度信号)提供给第一防振控制器203及第二防振控制器204。基于所提供的抖动信号，第一防振控制器203及第二防振控制器204生成用于沿俯仰方向及沿偏摆方向驱动防振透镜103的校正位置控制信号，并且将它们输出给第一透镜控制器205及第二透镜控制器206。
[0037]第一霍尔元件209及第二霍尔元件210将各自具有与由防振透镜103的磁体生成的磁场的强度相对应的电压的信号作为防振透镜103沿俯仰方向及沿偏摆方向的位置信息而输出。将位置信息提供给第一透镜控制器205及第二透镜控制器206。第一透镜控制器205及第二透镜控制器206在驱动第一驱动单元207及第二驱动单元208的同时执行反馈控制，以使得来自第一霍尔元件209及第二霍尔元件210的信号值(代表防振透镜的位置)收敛到来自第一防振控制器203及第二防振控制器204的校正位置控制信号值(代表防振透镜的目标位置
[0038]应当注意的是，从第一霍尔元件209及第二霍尔元件210输出的位置信号值不同。因此，根据预定的校正位置控制信号来调整来自第一霍尔元件209及第二霍尔元件210的输出以将防振透镜103移动到预定位置。
[0039]第一防振控制器203及第二防振控制器204基于来自第一振动传感器201及第二振动传感器202的抖动信息而分别地输出校正位置控制信号以移动防振透镜103的位置从而消除图像模糊。例如，第一防振控制器203及第二防振控制器204能够基于抖动信息(角速度信号)或者通过对抖动信息执行滤波处理等来生成校正速度或校正位置控制信号。
[0040]通过上述操作，即使在图像捕捉时诸如照相机抖动的振动作用在图像捕捉装置上的情况下，也能够针对一定程度的振动而防止图像模糊。第一防振控制器203及第二防振控制器204基于来自第一振动传感器201及第二振动传感器202的抖动信息以及来自第一霍尔元件209及第二霍尔元件210的输出来检测图像捕捉装置的摇摄状态并且执行摇摄控制。
[0041]?第一实施例?
[0042](抖动校正机构)
[0043]图3是示出相当于防振透镜103、防振透镜驱动单元104、光圈/快门单元105、及光圈/快门驱动单元106的抖动校正机构的具体布置的示例的分解透视图。
[0044]基部301是抖动校正机构的基部，并且光圈/快门单元105及冊滤波器机构也固定到基部301。基部301上一体地形成有图3中所示的两个随动钉302以及可移动随动钉(未示出)。这三个随动钉沿径向装配在基部301的外部的凸轮圆筒(未示出)的三个凸轮槽中，并且在光轴方向上沿着凸轮槽往复运动。
[0045]保持件316使用柳接爪册0 (未不出)来保持防振透镜103。透镜盖303具有限制透过防振透镜103的光束的开口。在沿侧表面延伸的三个臂304中分别地形成开口 305。在保持件316的侧表面上的三个部分处所形成的凸部315装配在开口 305中，并且通过保持件316而一体地保持透镜盖303。保持件316 —体地保持前述的磁体312及磁体313。
[0046]使保持件316经由三个球307而与基部301压接触，并且保持件316能够随着球307滚动而在垂直于光轴的平面内沿任意方向移动。相比于导向杆对保持件导向的布置，球307保持保持件316的布置能够实现振幅更小的更短周期的振动。因此，即使在包括许多像素的图像传感器的图像捕捉装置中也能实现令人满意的校正。
[0047]推力弹簧314在一端处与保持件316的凸部315相哨合，在另一端处与基部301的凸部(未示出)相啮合。推力弹簧314被拉伸地保持，从而使保持件316偏向基部301。径向弹簧317及径向弹簧318防止保持件316的旋转。
[0048]在树脂管310及树脂管311的远端处一体地形成有金属钉，并且线圈308及线圈309的端部被绑定。在柔性板(1^0324上，盘325通过焊接等而电连接到管310及管311的钉，并且形成对线圈308及线圈309供电的电路。
[0049]第一霍尔元件209及第二霍尔元件210布置在磁体312及磁体313附近，并且检测由磁体312及磁体313生成的磁场。第一霍尔元件209及第二霍尔元件210安装在324上，并且经由？?324而接收电力。
[0050]327形成对光圈/快门单元105及冊滤波器驱动单元供电的电路。324及？?327经由凸部321而固定到保持件320。
[0051](防振控制器及透镜控制器的布置)
[0052]图4是示出第一防振控制器203及第一透镜控制器205的内部布置的框图。应当注意，第二防振控制器204及第二透镜控制器206的内部布置也与第一防振控制器203及第一透镜控制器205的内部布置相同，因此将省略对第二防振控制器204及第二透镜控制器206的描述。
[0053]在图4中，第一振动传感器201检测作用在图像捕捉装置上的抖动，并且输出与该抖动相对应的抖动信号(角速度信号)。402从自振动传感器201输出的抖动信号中提取低频成分。减法器410将由402提取的低频成分从自振动传感器201输出的抖动信号中减去，由此获取抖动信号的高频成分。更具体地说，在该实施例中，402及减法器410构成将抖动信号划分成低频成分及高频成分的划分单元。401(第一低通滤波器)对所获取的抖动信号的高频成分执行积分。通过由化？401对抖动信号的高频成分执行积分，角速度信息被转换成角度信息，生成其中仅提取了高频成分的抖动角度信号。相对照的是，具有可变的截止频率的403(第二低通滤波器)类似地对由I？？ 402提取的抖动信号的低频成分执行积分，生成其中仅提取了低频成分的抖动角度信号。在下列情况下，摇摄确定单元404确定图像捕捉装置正在摇摄或倾斜:
[0054](1)通过摇摄操作或倾斜操作而大幅地抖动图像捕捉装置并且由402(第三低通滤波器)提取的低频成分超过预定值的情况；以及
[0055](2)防振透镜位置大大地偏离透镜的中心位置的情况。
[0056]在接收到摇摄确定单元404的确定结果时，I？？ 403将403的截止频率设置成大的值。在大幅的抖动作用在图像捕捉装置上时，该处理防止防振透镜的驱动超出可移动范围，并且防止所捕捉的图像由于紧随在摇摄操作之后的回摆而变得不稳定。
[0057]将所生成的抖动信号的低频抖动角度信号与高频抖动角度信号合成，并且将合成的信号作为防振透镜目标位置而输入给透镜位置控制器407。透镜位置控制器407通过关于防振透镜目标位置的、对由霍尔元件209检测到的位置信息反馈控制来执行防振操作。透镜位置控制器407能够使用任意的控制运算单元来构成，并且能够采用例如？10控制。
[0058]在从振动传感器201的输出中减去I？？ 403的输出然后输入到1？？401时，开关405切换成是保持更新402的输出值还是输出预定值。开关406切换到是否将其中仅提取了由I？？ 403计算出的低频的照相机抖动角度信号作为防振透镜目标位置而输入给第一透镜控制器205。
[0059]将参照图6解释具有上述布置的图像捕捉装置中要执行的防振透镜控制方法。图6是示出图像捕捉装置中要执行的防振处理的流程图。
[0060]以预定的周期间隔执行防振控制计算。首先，从第一振动传感器201获取抖动信号(步骤3102)，并确定是否正在执行曝光(步骤3103)。如果未在执行曝光，则执行I？？402的计算以划分抖动信号的频带(步骤3104)，并且将计算结果作为抖动信号的低频成分保存在缓冲器中(步骤3106)。如果正在执行曝光，则停止I？？ 402的计算(步骤3105)。然后，将由I？？ 402计算的照相机抖动的低频成分从抖动信号中减去以提取高频成分(步骤3107)0以该方式，402以所设置的截止频率将抖动信号划分成低频成分及高频成分。401对在步骤3107中提取的照相机抖动的高频成分执行积分，并且将其从角速度信号转换成角度信号(步骤3108).将所获得的角度信号保存在缓冲器中(步骤3109)0
[0061]其后，摇摄确定单元404确定图像捕捉装置是否正在摇摄(步骤3110)。如果摇摄确定单元404确定图像捕捉装置正在摇摄，则将I？？ 403的截止频率改变到与图像捕捉装置静止的情况相比更高的频率侧(步骤3112〉。如果摇摄确定单元404确定图像捕捉装置未正在摇摄，则将1？？403的截止频率设置成预定的静止状态中的截止频率。
[0062]将在步骤3106中保存在缓冲器中的照相机抖动的低频成分读出(步骤3111)。在步骤3113中403对所读出的信号执行积分，将其从角速度信息转换成角度信息，并且保存在缓冲器中(步骤3114〉。然后，确定是否正在执行曝光(步骤3115〉。如果未在执行曝光，则将在步骤3109及步骤3114中保存在缓冲器中的照相机抖动的角度信息的低频成分与高频成分相加(步骤3118〉。将相加结果作为防振透镜目标位置而输出(步骤3119〉。如果正在执行曝光，则将在步骤3109中保存的照相机抖动的角度信息的低频成分仏?？ 401的输出值)作为防振透镜目标位置而直接地输出(步骤3116〉。将所输出的防振透镜目标位置输入给第一透镜控制器205 (步骤3120)。
[0063]通过执行用于使得防振透镜位置跟随所计算出的透镜目标位置的反馈控制，将作用在图像捕捉装置上的照相机抖动的影响去除。按照使得高频带中的信号包含其中照相机抖动的影响严重的频带的方式来确定402的截止频率(以该频率来划分抖动信号)。例如，当在大约3取至5取的频率处包含很多抖动信号时，将截止频率设置成等于或低于至少3泡。
[0064]在本实施例中，将抖动信号划分成低频及高频，并且各信号分别地经受信号处理并被相加。将作为结果的信号用作防振透镜目标位置。仅对包含在其处不执行隔振的频率成分(例如，摇摄)的低频侧抖动信号执行衰减抖动信号的处理，例如，积分的截止频率的改变。这是本实施例的一个特征处理。如果像传统技术中那样，在不按频率划分抖动信号的情况下应用衰减信号以防止防振透镜跟随除照相机抖动以外的其它不必要的信号(例如，摇摄)的处理，则这会使原本对于照相机抖动的影响严重的频率所必需的防振性能劣化。在本实施例中，不执行针对摇摄的处理的高频侧信号覆盖包含很多照相机抖动的频带，并且将其余的低频信号衰减。因此，即使在摇摄期间及紧随摇摄之后也不会使针对照相机抖动的校正劣化，并且能够去除由摇摄导致的所捕捉的图像的回摆的影响。
[0065]如果在步骤3103中确定正在执行曝光，则停止I？？ 402的计算，从而不更新来自I？？ 402的输出。当在步骤3106中保存I？？ 402的输出值时，将紧随在其期间停止I？？ 402的计算的曝光之前的值直接地保持而不更新该值。在步骤3107中，将紧随曝光之前的I？？402的输出信号从抖动信号中减去以仅去除信号传感器的％偏移成分，而不划分抖动信号的频率。如果在步骤3115中确定正在执行曝光，则在步骤3116中仅将I？？ 401的输出值设置为防振透镜目标。在曝光期间，能够基于仅从其去除％成分而未去除低频成分的抖动信号来执行防振控制。以这样的方式，在曝光期间改变处理。即使在由于在长曝光拍摄等
8^001:1118)中的主体的抖动等而在相对低的频率处生成抖动信号时，也能够以及至低频的方式执行隔振。即使在对照相机抖动不利的条件(例如，长曝光拍摄)下也能够增强抖动校正效果。
[0066](第二实施例)
[0067]图5是示出根据第二实施例的第一防振控制器203及第一透镜控制器205的内部布置的框图。图7是示出根据第二实施例的要在图像捕捉装置中执行的防振处理的流程图。将仅解释与第一实施例的不同之处。
[0068]在图5的布置中，在防振控制器203中既不存在I？？ 401也不存在开关406。图5的布置附加地包括通过将来自被构造成检测防振透镜位置的第一霍尔元件209的信号执行微分来计算透镜速度的微分器502。此外，图5的布置附加地包括透镜速度控制器501。透镜速度控制器501控制透镜以跟随通过将由微分器502计算出的透镜速度从由振动传感器201检测到的抖动信号中减去而提取的高频成分的信号(角速度此外，添加有开关503用以选择是否将由透镜位置控制器504计算出的受控变量加到要被输入给第一驱动单元207的受控变量。
[0069]在图7中，将由402计算出的低频成分从抖动信号中减去(步骤3107)，提取抖动信号的高频成分。与第一实施例的步骤3108不同的是，不对计算结果执行积分，而是将其保存在缓冲器中(步骤3200。在步骤3113中对抖动信号的低频成分执行积分，并且在步骤3114中将其保存在缓冲器中。对于通过划分成低频及高频而计算出的防振目标，将高频成分作为速度控制器501的透镜目标速度来控制(步骤3202)，而将低频成分作为位置控制器504的透镜目标位置来控制(步骤3203)。
[0070]在曝光期间，如同第一实施例中那样，停止用于从抖动信号中提取低频的403的计算。作为结果，将仅从抖动信号中去除％偏移成分的信号输入给速度控制器。通过在曝光期间关闭开关503，透镜能够仅跟随目标速度，而不反馈透镜位置。
[0071]本实施例具有以下优点:不需要对从抖动信号中提取的高频路径侧使用用于积分的I？？。由于未使用积分…？，因此能够更有效地减小计算中的计算误差的影响以及在I？？的截止频率的影响下的回摆的影响。
[0072](其它实施例)
[0073]本发明的实施例还可以通过读出并执行记录在存储介质(例如，非临时性计算机可读存储介质)上的用于执行本发明的上述实施例中的一个或更多个实施例的功能的计算机可执行指令的系统或装置的计算机来实现，以及通过由系统或装置的计算机例如从存储介质读出并执行用于执行上述实施例中的一个或更多个实施例的功能的计算机可执行指令来执行的方法来实现。计算机可以包括中央处理单元⑴、微处理单元(吧⑴、或其它电路中的一个或更多个，并且可以包括单独的计算机或单独的计算机处理器的网络。例如可以从网络或存储介质向计算机提供计算机可执行指令。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(狀的、只读存储器￠01)、分布式计算系统的存储器、光盘(例如，压缩盘(⑶〉、数字多用途光盘(070)、或蓝光盘(80)11)、闪存设备、存储卡等中的一个或更多个。
[0074]虽然参照示例性实施例对本发明执行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于所公开的示例性实施例。应当对下列权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构及功能。
【权利要求】
1.一种图像捕捉装置，包括: 抖动校正透镜； 检测单元，其被构造成检测所述图像捕捉装置的抖动、并且输出与所述抖动相对应的抖动信号； 确定单元，其被构造成根据所输出的抖动信号来确定所述抖动校正透镜的目标位置；以及 位置控制器，其被构造成执行用于使所述抖动校正透镜的位置收敛到所确定的目标位置的反馈控制， 其中，所述确定单元包括: 划分单元，其被构造成将所述抖动信号划分成低频成分及高频成分； 第一低通滤波器，其被构造成对所述高频成分执行积分； 第二低通滤波器，其具有可变的截止频率，并且被构造成对所述低频成分执行积分； 合成单元，其被构造成将来自所述第一低通滤波器的输出信号与来自所述第二低通滤波器的输出信号合成、并且将合成的信号作为所述目标位置而输出； 判断单元，其被构造成判断所述图像捕捉装置的摇摄操作及倾斜操作中的一个；以及设置单元，其被构造成，在所述判断单元判断所述图像捕捉装置正在摇摄或倾斜时，将所述第二低通滤波器的所述截止频率设置成比所述图像捕捉装置既未摇摄也未倾斜时的截止频率的值更大的值。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述划分单元包括: 第三低通滤波器，其被构造成提取所述低频成分；以及 减法器，其被构造成将由所述第三低通滤波器提取的所述低频成分从所述抖动信号中减去，由此获取所述高频成分。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，在所述图像捕捉装置正在执行曝光时，停止所述第三低通滤波器的计算，从而不更新来自所述第三低通滤波器的输出。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述图像捕捉装置正在执行曝光时，所述合成单元将来自所述第一低通滤波器的所述输出信号作为所述目标位置而直接地输出。
5.一种图像捕捉装置，包括: 抖动校正透镜； 检测单元，其被构造成检测所述图像捕捉装置的抖动、并且输出与所述抖动相对应的抖动信号； 确定单元，其被构造成根据所输出的抖动信号来确定所述抖动校正透镜的目标位置及目标速度； 位置控制器，其被构造成执行用于使所述抖动校正透镜的位置收敛到所确定的目标位置的反馈控制；以及 速度控制器，其被构造成执行用于使所述抖动校正透镜的速度收敛到所确定的目标速度的反馈控制， 其中，所述确定单元包括: 划分单元，其被构造成将所述抖动信号划分成低频成分及高频成分、并且将所述高频成分作为所述目标速度而输出给所述速度控制器； 第二低通滤波器，其具有可变的截止频率，并且被构造成对所述低频成分执行积分、并将所述低频成分作为所述目标位置而输出给所述位置控制器； 判断单元，其被构造成判断所述图像捕捉装置的摇摄操作及倾斜操作中的一个；以及设置单元，其被构造成，在所述判断单元判断所述图像捕捉装置正在摇摄或倾斜时，将所述第二低通滤波器的所述截止频率设置成比在所述图像捕捉装置既未摇摄也未倾斜时的截止频率的值更大的值。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述划分单元包括: 第三低通滤波器，其被构造成提取所述低频成分；以及 减法器，其被构造成将由所述第三低通滤波器提取的所述低频成分从所述抖动信号中减去，由此获取所述高频成分。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，在所述图像捕捉装置正在执行曝光时，停止所述第三低通滤波器的计算，从而不更新来自所述第三低通滤波器的输出。
8.一种控制包括抖动校正透镜的图像捕捉装置的方法，包括: 检测步骤，检测所述图像捕捉装置的抖动，并且输出与所述抖动相对应的抖动信号；确定步骤，根据所输出的抖动信号来确定所述抖动校正透镜的目标位置；以及位置控制步骤，执行用于使所述抖动校正透镜的位置收敛到所确定的目标位置的反馈控制， 其中，所述确定步骤包括: 将所述抖动信号划分成低频成分及高频成分的步骤； 第一低通滤波器对所述高频成分执行积分的步骤； 具有可变的截止频率的第二低通滤波器对所述低频成分执行积分的步骤； 将来自所述第一低通滤波器的输出信号与来自所述第二低通滤波器的输出信号合成、并且将合成的信号作为所述目标位置而输出的步骤； 判断所述图像捕捉装置的摇摄操作及倾斜操作中的一个的判断步骤；以及在所述判断步骤中判断所述图像捕捉装置正在摇摄或倾斜时将所述第二低通滤波器的所述截止频率设置成比所述图像捕捉装置既未摇摄也未倾斜时的截止频率的值更大的值的步骤。
9.一种控制包括抖动校正透镜的图像捕捉装置的方法，包括: 检测单元检测所述图像捕捉装置的抖动以输出与所述抖动相对应的抖动信号； 确定单元根据所输出的抖动信号来确定所述抖动校正透镜的目标位置及目标速度；位置控制器执行用于使所述抖动校正透镜的位置收敛到所确定的目标位置的反馈控制；以及 速度控制器执行用于使所述抖动校正透镜的速度收敛到所确定的目标速度的反馈控制， 其中，所述确定步骤包括: 将所述抖动信号划分成低频成分及高频成分、并且将所述高频成分作为所述目标速度而输出给所述速度控制器的步骤； 具有可变的截止频率的第二低通滤波器对所述低频成分执行积分、并且将所述低频成分作为所述目标位置而输出给所述位置控制器的步骤； 判断所述图像捕捉装置的摇摄操作及倾斜操作中的一个的判断步骤；以及在判断所述图像捕捉装置正在摇摄或倾斜时将所述第二低通滤波器的所述截止频率设置成比所述图像捕捉装置既未摇摄也未倾斜时的截止频率的值更大的值的步骤。
【文档编号】H04N5/232GK104427250SQ201410440829
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】竹内谦司 申请人:佳能株式会社