图像稳定装置及图像稳定装置的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种图像稳定装置及图像稳定装置的控制方法。
【背景技术】
[0002]存在这样的情况:在使用诸如数字相机等的摄像装置拍摄图像时，握着相机主体的用户的手的移动而引起的相机抖动导致被摄体的模糊(相机抖动)，并且已提出了包括用于校正相机抖动的图像稳定系统的摄像装置。
[0003]传统上，光学图像稳定处理或电子图像稳定处理被用作为图像稳定系统的校正处理。在一般的光学图像稳定处理中，由角速度传感器等来检测施加给相机主体的振动，并且配设在摄像光学系统中的相机抖动校正透镜根据该检测结果在与光轴垂直的方向上移动。因此，通过移动入射光的路径、从而移动形成在图像传感器的光接收表面上的图像来校正相机抖动。另一方面，在一般的电子图像稳定处理中，通过改变所拍摄图像的切出范围(cut-out range)来虚拟校正相机抖动。
[0004]作为包括传统相机抖动校正单元的摄像透镜，日本特开第2001-249276号公报提出了一种通过在与光轴不同的方向上移动多个校正透镜来校正相机抖动的摄像透镜。
[0005]日本特开第2001-249276号公报中公开了在具有图像稳定功能的摄像透镜中，要么由多个校正透镜构成的校正透镜组在与光轴方向不同的方向上整体移动，要么校正透镜组以稳定透镜组的重心附近为中心整体旋转。因此，与利用一个校正透镜执行图像稳定的情况相比，图像的移动量针对稳定透镜组的驱动量而增加，并且将移动校正透镜组时出现的光学性能的劣化(主要是偏心像差)抑制到低水平。另外，公开了通过使用相同的驱动机构来整体执行稳定透镜组的驱动从而抑制了装置尺寸的增大。
[0006]然而，如日本特开第2001-249276号公报中那样，在由相同的驱动装置整体驱动稳定透镜组的情况下，总是同步驱动透镜，因此在诸如步行时进行运动图像摄影等的相机抖动大的场景中，多个透镜同时达到可能进行相机抖动校正的范围的极限。因此，存在图像稳定性能劣化的可能。
【发明内容】
[0007]考虑到上述情形而做出本发明，并且本发明在抑制诸如主要是像散性(astigmatism)和场曲(field curvature)等光学性能的劣化的同时实现了良好的图像稳定。
[0008]根据本发明，提供了一种图像稳定装置，所述装置包括:第一光学校正单元；在所述第一光学校正单元的光轴方向上配置在与所述第一光学校正单元不同的位置处的第二光学校正单元；以及控制单元，用于执行第一控制模式，在第一控制模式中，通过基于从相机抖动检测单元的输出中计算出的相机抖动校正信号在与光轴不同的方向上移动所述第一光学校正单元从而光学地校正相机抖动，并在与所述光轴不同的方向上移动所述第二光学校正单元以便校正由于在与所述光轴不同的方向上移动所述第一光学校正单元而出现的像差。
[0009]根据本发明，提供了一种图像稳定装置的控制方法，所述图像稳定装置包括第一光学校正单元以及在所述第一光学校正单元的光轴方向上配置在与所述第一光学校正单元不同的位置处的第二光学校正单元，所述方法包括:第一校正步骤，其通过基于从相机抖动检测单元的输出中计算出的相机抖动校正信号在与光轴不同的方向上移动所述第一光学校正单元来光学地校正相机抖动；以及第二校正步骤，其在与所述光轴不同的方向上移动所述第二光学校正单元以校正由于在与所述光轴不同的方向上移动所述第一光学校正单元而出现的像差。
[0010]根据以下(参照附图)对示例性实施例的详细描述，本发明的其他特征将变得清
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【附图说明】
[0011]附图包含在说明书中并构成说明书的一部分，附图描述了本发明的示例性实施方式，并和说明书一起用于解释本发明的原理。
[0012]图1是示出根据本发明的实施例的摄像装置的示意性结构的框图。
[0013]图2是示出根据实施例的图像稳定装置的结构的框图。
[0014]图3Α和图3Β是示出根据实施例的第一相机抖动校正控制单元的内部结构的示例的框图。
[0015]图4是示出根据实施例的第一相机抖动校正控制单元的LPF 503和HPF 504的结构示例的图。
[0016]图5是示出相机抖动校正透镜驱动单元的机械结构示例的分解透视图。
[0017]图6是示出相机抖动校正透镜驱动单元中第一相机抖动校正透镜和第二相机抖动校正透镜间的位置关系的透视图。
[0018]图7Α是示出由实施例的第一控制模式驱动的相机抖动校正透镜的位置示例的图。
[0019]图7Β是示出由实施例的第二控制模式驱动的相机抖动校正透镜的位置示例的图。
[0020]图8Α和图8Β是用于描述根据实施例的相机抖动校正透镜的目标位置计算处理的流程图。
[0021]图9是示出根据实施例的第一控制模式和第二控制模式的特性以及根据图像摄影条件的关系的图。
[0022]图10Α和图10Β是示出根据实施例的第一相机抖动校正透镜和第二相机抖动校正透镜的屈折力的极性(power polarity)关系的图。
【具体实施方式】
[0023]以下将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
[0024]图1是示出根据本发明的实施例的摄像装置的示意性结构的框图。在本实施例中，将数字相机描述为摄像装置的示例。注意，本实施例的摄像装置可以包括运动图像摄影功能。
[0025]在图1中，变焦透镜101构成摄像光学系统，并且变焦驱动单元102根据控制单元119执行的控制、在摄像光学系统的光轴方向上控制变焦透镜101的驱动，从而改变焦距。第一相机抖动校正透镜103是校正相机抖动的校正部件，其被配置为能够在与摄像光学系统的光轴正交的方向上移动，并经受相机抖动校正透镜驱动单元104的驱动控制。第二相机抖动校正透镜113具有与第一相机抖动校正透镜103相同的结构，并通过经受相机抖动校正透镜驱动单元104的驱动控制来光学校正相机抖动。
[0026]光圈/快门单元105是具有光圈功能的机械快门，并且光圈/快门驱动单元106根据控制单元119执行的控制来驱动光圈/快门单元105。调焦透镜107构成摄像光学系统，并被配置为能够在摄像光学系统的光轴方向上向前及向后移动。调焦驱动单元108根据控制单元119的控制驱动调焦透镜107。
[0027]图像传感单元109利用诸如(XD图像传感器或CMOS图像传感器等图像传感元件将经由摄像光学系统入射的被摄体的光学图像转换成电信号。图像传感信号处理单元110对从图像传感单元109输出的电信号执行诸如Α/D转换、相关二重采样、伽马校正、白平衡校正及颜色插值处理等预定处理，并将其转换成视频信号。视频信号处理单元111根据用途操纵从图像传感信号处理单元110输出的视频信号。具体地，视频信号处理单元111执行用于显示的视频信号的生成、用于记录的编码处理、数据文件创建等。必要时，显示单元112基于从视频信号处理单元111输出的用于显示的视频信号来执行图像显示。
[0028]电源单元115根据用途对整个摄像装置供电。外部输入/输出终端单元116与外部装置执行通信信号和视频信号的输入和输出。操作单元117具有按钮、开关等以便用户向摄像装置给出指令，并且，操作单元117包括释放按钮，释放按钮被配置为根据按压量而顺次打开第一开关(SW1)和第二开关(SW2)。如果释放按钮被半按下，则打开第一开关SW1，而当释放按钮被按到其所能到达的最下方时，打开第二开关SW2。存储单元118存储包括视频信号的各种数据。
[0029]控制单元119具有例如CPU、ROM及RAM，并通过将存储在ROM中的由CPU执行的控制程序展开到RAM中来控制摄像装置的各单元，并实现摄像装置的包括以下所述的各种操作的操作。另外，基于视频信号的亮度信息和预定程序线形图，控制单元119执行AE处理，该AE处理确定用于获得合适的曝光量的快门速度和光圈值。
[0030]当第一开关SW1打开时，控制单元119基于视频信号处理单元111向显示单元112输出的用于显示的视频信号来计算AF评估值。然后，控制调焦驱动单元108的控制单元119基于AF评估值而执行自动调焦。另外，如果打开操作单元117中包括的第二开关SW2，则控制单元119利用确定的光圈和快门速度执行图像摄影，并且控制处理单元，以将通过处理从图像传感单元109读出的电信号所获得的视频信号存储在存储单元118中。
[0031]此外，操作单元117具有相机抖动校正开关，通过该开关能够选择相机抖动校正模式为开启或关闭。当通过相机抖动校正开关开启相机抖动校正模式时，控制单元119对相机抖动校正透镜驱动单元104给出相机抖动校正操作指令，接收到该指令的相机抖动校正透镜驱动单元104执行相机抖动校正操作，直至具有关闭相机抖动校正操作的指令为止。另外，操作单元117具有允许在静止图像摄影模式和运动图像摄影模式间选择