CN101106653A - 防抖装置 - Google Patents

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CN101106653A
CN101106653A CNA2007101360574A CN200710136057A CN101106653A CN 101106653 A CN101106653 A CN 101106653A CN A2007101360574 A CNA2007101360574 A CN A2007101360574A CN 200710136057 A CN200710136057 A CN 200710136057A CN 101106653 A CN101106653 A CN 101106653A
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Abstract

一种用于图像稳定的防抖装置,包括角速度传感器和控制器。角速度传感器检测角速度。控制器控制角速度传感器,并基于角速度传感器的输出信号来执行防抖操作;控制器在防抖操作的预定时间段里减小输出信号的值,而在预定时间段以外,不执行减小操作。

Description

防抖装置
技术领域
本发明涉及用于拍照设备的防抖装置,尤其涉及在防抖操作的预定时间段内,减小角速度传感器的输出信号。
背景技术
提出了用于拍照设备的防抖装置。该防抖装置通过将手抖动校正镜头或成像设备,对应于成像处理时产生的手抖动量,在与光轴垂直的平面上移动来校正手抖动的影响。
日本未审查专利公开(KOKAI)2003-43544揭示了一种防抖装置,其包括基于由快门的打开/关闭操作引起的震动来检测振动,并考虑这种震动来正确地检测手抖动量的检测装置。
但是,在这种情况下,需要含有检测除角速度传感器以外的振动的检测装置,这导致防抖装置的结构变得很复杂。
发明内容
因此,本发明的目标是提供一种在防抖操作的预定时间段内正确地检测手抖量,而不具有复杂结构的防抖装置(图像稳定装置)。
根据本发明,防抖装置包括角速度传感器和控制器。角速度传感器检测角速度。控制器控制角速度传感器,并基于角速度传感器的输出信号来执行防抖操作;控制器在防抖操作的预定时间段内减小输出信号的值,而在预定时间段以外,不执行减小操作。
附图说明
通过参照后附的附图,可从下面的说明中更好地理解本发明的目标和优势,其中:
图1是拍照设备的第一和第二实施例的后视的透视图;
图2是拍照设备的前视图;
图3是第一实施例中的拍照设备的电路结构图;
图4显示了第一和第二实施例中的拍照设备的主要操作的流程图;
图5显示了第一实施例中计时器中断过程的细节的流程图;
图6显示了第一和第二实施例中的防抖操作中的计算;
图7是显示第一实施例中震动增益计算的细节的流程图;
图8是第二实施例中的拍照设备的电路结构图;
图9显示了第二实施例中计时器中断过程的细节的流程图;
图10是显示第二实施例中DLPF计算的细节的流程图;
具体实施方式
下面参照附图中所示的第一和第二实施例来描述本发明。在第一和第二实施例中,拍照设备1是数码单反相机。拍照设备1的相机镜头67具有光轴LX。
为了解释第一和第二实施例中的方向,定义了第一方向x、第二方向y、和第三方向z(见图1)。第一方向x是与光轴LX垂直的方向。第二方向y是与光轴LX和第一方向x垂直的方向。第三方向z是与光轴LX平行并且与第一方向x和第二方向y垂直的方向。
第一实施例的解释如下。
该拍照设备1的成像部分包括PON按钮11、PON开关11a、测光开关12a、释放按钮13、释放开关13a、防抖按钮14、防抖开关14a、诸如LCD显示器等的指示单元17、反光镜光圈快门单元18,DSP 19、CPU 21、AE(自动曝光)单元23、AF(自动对焦)单元24、防抖单元30中的成像单元39a、以及相机镜头67(见图1、2及3)。该PON开关11a是在ON状态还是OFF状态,是由PON按钮11的状态确定,所以该拍照设备1的ON/OFF状态对应于PON开关11a的ON/OFF状态。
拍照对象图像由成像单元39a通过相机镜头67作为光学图像来捕捉,捕捉到的图像显示在指示单元17上。可通过光学取景器(未图示)用眼睛观察该拍照对象图像。
当操作者将该释放按钮13部分按下时,测光开关12a变为ON状态以执行测光操作、AF感应操作、以及对焦操作。
当操作者将该释放按钮13全部按下时,释放开关13a变为ON状态以由成像单元39a(成像装置)执行成像操作,并且存储捕捉到的图像。
在第一实施例中,防抖操作从释放开关13a被设置为ON的状态开始执行,直到释放顺序操作(拍照操作)结束。
反光镜光圈快门单元18连接至CPU21的端口P7,并执行镜面的抬起/放下操作(反光镜抬起,mirror-up操作和反光镜放下mirror-down操作)、光圈的打开/关闭操作、以及快门的打开/关闭操作,所有操作对应于释放开关13a的ON状态。
当执行反光镜18a的抬起操作时,或当反光镜抬起开关(未示出)被设置为ON状态以执行快门18b的前帘的运动时,前帘运动信号(未示出)被设置为ON状态。
DSP 19与CPU 21的端口P9连接,并与成像单元39a连接。根据来自CPU 21的命令,DSP 19对通过成像单元39a的成像操作得到的图像信号,执行诸如图像处理操作等的计算操作。
CPU 21是控制拍照设备1关于成像操作和防抖操作(即图像稳定操作)的每一部分的控制装置。防抖操作包括可移动单元30a的移动和位置检测效果两者。
此外,CPU21存储确定拍照设备1是否处于防抖模式的防抖参数IS的值、震动增益参数GAIN的值、与反光镜18a的抬起操作的震动相关的第一时间计数器MR的值、与快门18b的打开操作的震动相关的第二时间计数器ST的值、以及释放状态参数RP的值。
释放状态参数RP的值根据释放顺序操作变化。当执行释放顺序操作时,将释放状态参数RP的值设置为1(见图4中步骤S21至S30),并且当完成释放顺序操作时,将释放状态参数RP的值设置(重设置)为0(见图4中步骤S13和S30)。
第一时间计数器MR是计算从反光镜18a的抬起操作开始的消耗时间的时间计数器,在预定条件下,其通过以1ms的预定时间间隔发生的中断过程把第一时间计数器MR的值增加1来起作用(见图7中步骤S80),
第二时间计数器ST是计算从快门18b的前帘运动开始的消耗时间的时间计数器,在预定条件下,其通过以1ms的预定时间间隔发生的中断过程把第二时间计数器ST的值增加1来起作用(见图7中步骤S90),
震动增益参数GAIN是用于通过调整对应于反光镜18a的反光镜抬起操作和反光镜放下操作以及快门18b的打开/关闭操作、从第一和第二增益前(before-gain)数字角速度信号BVxn和BVyn所引起的震动(冲击)来计算第一和第二数字角速度信号Vxn和Vyn的增益的值。换言之,在增益的调整中,第一和第二增益前数字角速度信号BVxn和Bvyn的值被减小(缩小),因此,第一和第二数字角速度信号Vxn和Vyn的值分别是减小了的第一和第二增益前数字角速度信号BVxn和Bvyn的值。
在第一实施例中,通过对基于第一角速度vx的第一增益前数字角速度信号BVxn执行增益调整来计算第一数字角速度信号Vxn
同样地,通过对基于第二角速度vy的第二增益前数字角速度信号BVyn执行增益调整来计算第二数字角速度信号Vyn
当第一时间计数器MR的值小于或等于用于反光镜抬起操作的第一参考时间SMT时,或当第二时间计数器ST的值小于或等于用于快门18b的前帘运动的第二参考时间SST的值时,执行使用震动增益参数GAIN的增益调整。
根据第一时间计数器MR的值、第二时间计数器ST的值、第一和第二角速度传感器26a和26b的温度来设置震动增益参数GAIN(增益的值)的值(震动增益的计算见图5中步骤S52),
特别地,当第一时间计数器MR的值小于或等于第一参考时间SMT,并当第一和第二角速度传感器26a和26b的温度高于第一温度T1时,震动增益参数GAIN的值被设置为1/4(见图7中步骤S76)。
当第一时间计数器MR的值小于或等于第一参考时间SMT,并当第一和第二角速度传感器26a和26b的温度高于第二温度T2并低于或等于第一温度T1时,震动增益参数GAIN的值被设置为1/8(见图7中步骤S78)。
当第一时间计数器MR的值小于或等于第一参考时间SMT,并当第一和第二角速度传感器26a和26b的温度低于或等于第二温度T2时,震动增益参数GAIN的值被设置为1/16(见图7中步骤S79)。
当第二时间计数器ST的值小于或等于第二参考时间SST,并当第一和第二角速度传感器26a和26b的温度高于第一温度T1时,震动增益参数GAIN的值被设置为1/4(见图7中步骤S86)。
当第二时间计数器ST的值小于或等于第二参考时间SST,并当第一和第二角速度传感器26a和26b的温度高于第二温度T2并低于或等于第一温度T1时,震动增益参数GAIN的值被设置为1/8(见图7中步骤S88)。
当第二时间计数器ST的值小于或等于第二参考时间SST,并当第一和第二角速度传感器26a和26b的温度低于或等于第二温度T2时,震动增益参数GAIN的值被设置为1/16(见图7中步骤S89)。
第一参考时间SMT定义为从反光镜18a的反光镜抬起操作开始到反光镜18a的反光镜抬起操作结束(到由反光镜18a的反光镜抬起操作引起的振动被稳定时)所消耗的第一时间。
第二参考时间SST定义为从快门18b的前帘运动开始到快门18b的前帘运动结束(到由快门18b的前帘运动引起的振动被稳定时)所消耗的第二时间。
但是,第二参考时间SST可以被定义为从快门18b的前帘运动之后经过了预定时间开始,到快门18b的前帘运动结束。
在第一实施例中,第一温度T1被设置为10℃,第二温度T2被设置为0℃。
第一温度T1的值、第二温度T2的值、第一参考时间SMT的值、第二参考时间SST的值都是固定值,并存储在CPU 21中。
释放顺序操作中反光镜18a的抬起操作和快门18b的前帘运动引起的振动传播到第一和第二角速度传感器26a和26b中。在这种情况下,第一和第二角速度传感器26a和26b检测到震动(角速度),该震动包括反光镜18a的抬起操作和快门18b的前帘运动引起的震动。
此外,因为角速度传感器的反应特性随温度升高而提高,因此角速度传感器检测到的震动量随温度而变化,因此不能正确执行第一和第二角速度传感器26a和26b的角速度检测操作。
但是,在第一实施例中,在反光镜抬起操作和前帘运动过程中,根据第一和第二角速度传感器26a和26b的温度来执行数字角速度信号的增益调整。因此,即使振动与第一和第二角速度传感器26a和26b检测到的手抖动量对应的振动不同,也可以正确执行防抖操作。释放开关13a被置为ON状态后,CPU21执行释放顺序操作。
此外,CPU 21存储了第一增益前数字角速度信号BVxn的值、第二增益前数字角速度信号BVyn的值、第一数字角速度信号的初始值IVx、第二数字角速度信号的初始值IVy、第一数字角速度信号Vxn、第二数字角速度信号Vyn、第一数字角速度VVxn、第二数字角速度VVyn、第一数字位移角Bxn、第二数字位移角Byn、位置Sn在第一方向x中的坐标:Sxn、位置Sn在第二方向y中的坐标:Syn、第一驱动力Dxn、第二驱动力Dyn、A/D转换后的位置Pn在第一方向x中的坐标pdxn、A/D转换后的位置Pn在第二方向y中的坐标pdyn、第一减少值exn、第二减少值eyn、第一比例系数Kx、第二比例系数Ky、防抖操作的采样周期θ、第一积分系数Tix、第二积分系数Tiy、第一微分系数Tdx、第二微分系数Tdy。
AE单元(曝光计算单元)23根据正被拍照的对象,执行测光操作并计算测光值。AE单元23还计算与测光值相关的光圈值和曝光时间长度,二者都是成像所需的。AF单元24执行AF感应操作及相应的对焦操作,二者都是成像所需的。在对焦操作中,将相机镜头67在LX方向沿光轴重新调整位置。
拍照设备1的防抖部分(防抖装置)包括防抖按钮14、防抖开关14a、指示单元17、CPU 21、角速度检测单元25、驱动器电路29、防抖单元30、霍尔元件信号处理单元45(磁场变化检测元件)、以及照相机镜头67。
当使用者按下防抖按钮14时,防抖开关14a变为ON状态以便在预定时间间隔执行防抖操作,其中与诸如测光操作等其它操作相独立的驱动角速度检测单元25和防抖单元30。当防抖开关14a处于ON状态,也就是处于防抖模式时,防抖参数IS设置为1(IS=1)。当防抖开关14a未处于ON状态,也就是处于非防抖模式时,将防抖参数IS设置为0(IS=0)。在第一实施例中,预定时间间隔的值设置为1ms。
通过CPU 21来控制对应这些开关的输入信号的各种输出命令。
将测光开关12a是处于ON状态或OFF状态的信息以一位的数字信号输入到CPU 21的端口P12。将释放开关13a是处于ON状态或OFF状态的信息以一位的数字信号输入到CPU 21的端口P13。将防抖开关14a是处于ON状态或OFF状态的信息以一位的数字信号输入到CPU21的端口P14。
AE单元23与CPU 21的端口P4相连接用于输入和输出信号。AE单元24与CPU 21的端口P5相连接用于输入和输出信号。指示单元17与CPU 21的端口P6相连接以用于输入和输出信号。
接下来,解释在CPU 21和角速度检测单元25、驱动器电路29、防抖单元30、以及霍尔元件信号处理单元45间的输入和输出关系。
角速度检测单元25具有第一角速度传感器26a、第二角速度传感器26b、第一温度传感器26c、第二温度传感器26d、第一高通滤波器电路27a、第二高通滤波器电路27b、第一放大器28a和第二放大器28b。
第一角速度传感器26a检测拍照设备1相对于第二方向y的轴的旋转运动(偏航)的角速度(拍照设备1的角速度在第一方向x的速度分量)。第一角速度传感器26a是检测偏航角速度的陀螺(gyro)传感器。
第二角速度传感器26b检测拍照设备1相对于第一方向x的轴的旋转运动(俯仰)的角速度(检测拍照设备1的角速度在第二方向y的速度分量)。第二角速度传感器26b是检测俯仰角速度的陀螺传感器。
第一高通滤波器电路27a去掉第一角速度传感器26a输出的信号的低频分量,因为第一角速度传感器26a输出的信号的低频分量包含基于零电压和摇摄运动(panning-motion)的信号成分,二者都与手抖动无关。
第二高通滤波器电路27b去掉第二角速度传感器26b输出的信号的低频分量,因为第二角速度传感器26b输出的信号的低频分量包含基于零电压和摇摄运动的信号成分,二者都与手抖动无关。
第一放大器28a放大其低频率分量已被去掉的偏航角速度的信号,并把模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 0作为第一角速度vx。
第二放大器28b放大其低频率分量已被去掉的俯仰角速度的信号,并把模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 1作为第二角速度vy。
去掉低频率信号分量为两步骤的过程;通过第一和第二高通滤波器电路27a和27b首先执行作为模拟高通滤波处理操作的第一部分处理操作,随后由CPU 21执行作为数字高通滤波处理操作的第二部分处理操作。
数字高通滤波处理操作的第二部分的截止频率高于模拟高通滤波处理操作的第一部分的截止频率。
在数字高通滤波处理操作中,可以容易地改变时间常数值(第一高通滤波器时间常数hx和第二高通滤波器常数hy)。
第一温度传感器26c检测第一角速度传感器26a的温度。第二温度传感器26d检测第二角速度传感器26b的温度。由第一温度传感器26c检测到的第一角速度传感器26a的温度的信息输出CPU 21的A/D转换器A/D 4中。类似地,由第二温度传感器26d检测到的第二角速度传感器26b的温度的信息输出CPU 21的A/D转换器A/D 5中。但是,角速度检测单元25可能只具有一个检测第一角速度传感器26a和第二角速度传感器26b的至少一个的温度的温度传感器。
此外,根据第一和第二角速度传感器26a和26b的温度值,可以使用拍照设备1的温度值,因为拍照设备1的温度值是在AE单元23的测光操作或AF单元24的AF感测操作中获得。在这种情况下,就不需要第一和第二温度传感器26c和26d。
对应以1ms的预定时间间隔进行的中断过程,可以以1ms的预定时间间隔执行第一和第二角速度传感器26a和26b的温度检测,或者只在防抖操作开始时(当释放顺序操作开始时,见图4中步骤S21)执行一次检测。
在将PON开关11a设置为ON状态(将主电源供电设置为ON状态)后,对CPU 21和角速度检测单元25的每部分开始电源供电。在将PON开关设置为ON状态后开始手抖动量的计算。
CPU 21将输入到A/D转换器A/D 0的第一角速度vx转换为第一增益前数字角速度信号BVxn(A/D转换操作);计算第一数字角速度信号Vxn(通过根据由反光镜18a的抬起操作引起的震动、快门18b的前帘运动引起的震动、和第一和第二角速度传感器26a和26b的温度进行的增益调整);由于第一数字角速度信号Vxn的低频分量包含基于零电压和摇摄运动的信号成分,二者都与手抖动无关,所以通过去掉第一数字角速度信号Vxn(数字高通滤波处理操作)的低频分量来计算第一数字角速度VVxn;并通过对第一数字角速度VVxn积分(积分处理操作)来计算手抖动量(手抖动位移角:第一数字位移角Bxn)。
类似地,CPU 21将输入到A/D转换器A/D1的第二角速度vy转换为第二增益前数字角速度信号BVyn(A/D转换操作);计算第二数字角速度信号Vyn(通过根据由反光镜18a的抬起操作引起的震动、快门18b的前帘运动引起的震动、和第一和第二角速度传感器26a和26b的温度进行的增益调整);由于第二数字角速度信号Vyn的低频分量包含基于零电压和摇摄运动的信号成分,二者都与手抖动无关,所以通过去掉第二数字角速度信号Vyn(数字高通滤波处理操作)的低频分量来计算第二数字角速度VVyn;并通过对第二数字角速度VVyn积分(积分处理操作)来计算手抖动量(手抖动位移角:第二数字位移角Byn)。从而,如上所述,CPU 21和角速度检测单元25使用函数来计算手抖动量。
“n”是大于1的整数,并指示从计时器的中断过程开始,(t=0,见图4中步骤S12)到执行最近的防抖操作(t=n)的时间长度(ms)。
在第一方向x的增益调整,即第一数字角速度信号Vxn的计算(见图6中(1)的“计算”),由基于第一增益前数字角速度信号BVxn、第一数字角速度信号初始值IVx、和震动增益参数GAIN的计算来执行(Vxn=(BVxn-IVx)×GAIN+IVx,见图7中步骤S91)
类似地,在第二方向y的增益调整,即第二数字角速度信号Vyn的计算,由基于第二增益前数字角速度信号BVyn、第二数字角速度信号初始值IVy、和震动增益参数GAIN的计算来执行(Vyn=(BVyn-IVy)×GAIN+IVy)
当反光镜抬起操作开始时,即MR=0,或当前帘运动开始时,即ST=0时,第一数字角速度信号初始值Ivx的值被设置为第一数字角速度信号Vxn的值(见图7中步骤S73和S83)。
类似地,当反光镜抬起操作开始时,即MR=0,或当前帘运动开始时,即ST=0时,第二数字角速度信号初始值IVy的值被设置为第二数字角速度信号Vyn的值。
除了在执行反光镜抬起操作或执行前帘运动时(在其他时间),不执行增益调整。
在第一方向x的数字高通滤波处理操作中,通过将(最近的防抖操作执行之前的)1ms预定时间间隔前计时器的中断过程计算出的第一数字角速度VVx1至VVxn-1的总合除以第一高通滤波器时间常数hx,再由第一数字角速度信号Vxn减去该结果商,计算出第一数字角速度VVxn(VVxn=Vxn-(∑VVxn-1)÷hx,见图6中(1))。
在第二方向y的数字高通滤波处理操作中,通过将(最近的防抖操作执行之前的)1ms预定时间间隔前计时器的中断过程计算出的第二数字角速度VVy1至VVyn-1的总和除以第二高通滤波器时间常数hy,再由第二数字角速度信号Vyn减去该结果商,计算出第二数字角速度VVyn(VVyn=Vyn-(∑VVyn-1)÷hy)。
在第一实施例中,在(部分)中断过程中的角速度检测操作包含角速度检测单元25中的过程和将第一和第二角速度vx和vy从角速度检测单元25输入到CPU 21的过程。
在第一方向x的积分处理操作中,通过求从计时器的中断过程开始时的第一数字角速度VVx1,t=1(见图4中步骤S12)到执行最近的(t=n)防抖操作时的第一数字角速度VVxn的总和来计算第一数字位移角Bxn(Bxn=∑VVxn,见图6中(3))。
类似地,在第二方向y的积分处理操作中,通过通过从计时器的中断过程开始时的第二数字角速度VVy1到执行最近的防抖操作时的第一数字角速度VVyn的总合来计算第二数字位移角Byn(Byn=∑VVyn)。
CPU 21计算成像单元39a(可移动单元30a)应该移动的位置Sn,其对应于基于位置转换系数zz(在第一方向x的第一位置转换系数zx、在第二方向y的第二位置转换系数zy)为第一方向x和第二方向y计算的手抖动量(第一和第二数字位移角Bxn和Byn)。
位置Sn在第一方向x中的坐标定义为Sxn,位置Sn在第二方向y中的坐标定义为Syn。包含成像单元39a的移动单元30a的运动通过使用电磁力来执行,并在后面进行描述。
为了将可移动单元30a移动到位置Sn,驱动力Dn驱动驱动器电路29。将驱动力Dn在第一方向x的坐标定义为第一驱动力Dxn(在D/A转换后:第一PWM功率dx)。将驱动力Dn在第二方向y的坐标定义为第二驱动力Dyn(在D/A转换后:第二PWM功率dy)。
在关于第一方向x的定位操作中,将位置Sn在第一方向x的坐标定义为Sxn,并且是最近的第一数字位移角Bxn和第一位置转换系数zx的乘积(Sxn=zx×Bxn,见图6中(3))。
在关于第二方向y的定位操作中,将位置Sn在第二方向y的坐标定义为Syn,并且是最近的第二数字位移角Byn和第二位置转换系数zy的乘积(Syn=zy×Byn)。
防抖单元30是用于校正手抖动影响的装置,其通过将成像单元39a移动到位置Sn、通过取消成像单元39a的成像设备的成像表面上的拍照对象图像的滞后、以及通过在曝光和执行防抖操作时(IS=1)稳定显示在成像设备的成像表面的拍照对象的图像,来校正手抖动的影响。
防抖单元30具有固定单元30b,以及包含成像单元39a并可相对于xy平面移动的可移动单元30a。
在不执行防抖操作时(IS=0)的曝光时间中,将可移动单元30a固定在(保持在)预定位置。在第一实施例中,预定位置处于移动范围的中央。
防抖单元30不具有固定定位机构,该机构在不驱动可移动单元30a时(驱动OFF状态)保持可移动单元30a处于固定位置。
通过具有从CPU 21的PWM 0输入的第一PWM功率dx以及从CPU 21的PWM 1输入的第二PWM功率dy的驱动器电路29,由用于驱动的线圈单元和用于驱动的磁体单元的电磁力来执行防抖装置30的可移动单元30a的驱动,包含移动到固定的(保留的)预定位置(见图6中(5))。
在由驱动器电路29引起的移动前或移动后,通过霍尔元件单元44a和霍尔元件信号处理单元45来检测可移动单元30a的检测位置Pn
将在第一方向x上的检测位置Pn的第一坐标的信息,也就是第一检测位置信号px,输入到CPU 21的A/D转换器A/D 2(见图6中(2))。第一位置检测信号px为模拟信号,并通过A/D转换器A/D 2(A/D转换操作)转换为数字信号。在A/D转换操作后,将第一方向x上的检测位置Pn的第一坐标定义为pdxn,对应于第一检测位置信号px。
将在第二方向y上的检测位置Pn的第二坐标的信息,也就是第二检测位置信号py,输入到CPU 21的A/D转换器A/D 3。第二位置检测信号py为模拟信号,并通过A/D转换器A/D 3(A/D转换操作)转换为数字信号。在A/D转换操作后,将第二方向y上的检测位置Pn的第二坐标定义为pdyn,对应于第二检测位置信号py。在A/D转换操作后,将第二方向y上的检测位置Pn的第二坐标定义为pdyn,对应于第二检测位置信号py。
PID(比例积分微分)控制基于移动后的检测位置Pn(pdxn,pdyn)和位置Sn(Sxn,Syn)的坐标数据来计算第一和第二驱动力Dxn和Dyn
第一驱动力Dxn的计算是根据第一减少值exn、第一比例系数Kx、采样周期θ、第一积分系数Tix、以及第一微分系数Tdx(Dxn=Kx×{exn+θ÷Tix×∑exn+Tdx÷θ×(exn-exn-1)},见图6中(4))。第一减少值exn是通过将位置Sn在第一方向x的坐标Sxn减去在A/D转换后检测位置Pn在第一方向x的坐标pdxn计算得出(exn=Sxn-pdxn)。
第二驱动力Dyn的计算是根据第二减少值eyn、第二比例系数Ky、采样周期θ、第二积分系数Tix、以及第二微分系数Tdy(Dyn=Ky×{eyn+θ÷Tiy×∑eyn+Tdy÷θ×(eyn-eyn-1)})。第二减少值eyn是通过将的位置Sn在第二方向y的坐标Syn减去在A/D转换后检测位置Pn在第二方向y的坐标pdyn计算得出(eyn=Syn-pdyn)。
将采样周期θ的值设置为1ms的预定时间间隔。
当拍照设备1处于防抖开关14a被设置为ON状态的防抖模式时(IS=1),将可移动单元30a驱动到对应于执行的PID控制的防抖操作的位置Sn(Sxn,Syn)。
当防抖参数IS为0时,执行不对应于防抖操作的PID控制,所以将可移动单元30a移动到移动范围的中央(预定位置)。
可移动单元30a具有由第一驱动线圈31a和第二驱动线圈32a组成的线圈单元、具有成像设备的成像单元39a,以及作为磁场改变检测元件单元的霍尔元件44a。在第一实施例中,成像设备为CCD;然而,该成像设备可以是诸如CMOS等其它成像设备。
固定单元30b具有由第一位置检测及驱动磁体411b和第二位置检测及驱动磁体412b构成的用于驱动的磁体单元、第一位置检测及驱动轭(driving yoke)431b、以及第二位置检测及驱动轭432b。
在第一方向x和第二方向y中,固定单元30b可移动地支持可移动单元30a。
当成像设备的中央区被相机镜头67的光轴LX穿过时,设置可移动单元30a的位置和固定单元30b的位置之间的关系,使得可移动单元30a定位于第一方向x和第二方向y的移动范围的中央,以便利用成像设备的成像范围的全部尺寸。
构成成像设备的成像表面的矩形,具有两条对角线。在第一实施例中,成像设备的中心是这两条对角线的交点。
第一驱动线圈31a、第二驱动线圈32a、以及霍尔元件单元44a附于可移动单元30a上。
第一驱动线圈31a形成底座及螺旋型的线圈模式。第一驱动线圈31a的线圈模式具有与第二方向y相平行的线,这样产生第一电磁力来在第一方向x中移动包含第一驱动线圈31a的可移动单元30a。
第一电磁力是根据第一驱动线圈31a的电流方向和第一位置检测和驱动磁体411b的磁场方向而出现。
第二驱动线圈32a形成底座及螺旋型的线圈模式。第二驱动线圈32a的线圈模式具有与第一方向x相平行的线,这样产生第二电磁力来在第二方向y中移动包含第二驱动线圈32a的可移动单元30a。
第二电磁力是根据第二驱动线圈32a的电流方向和第二位置检测和驱动磁体412b的磁场方向而出现。
第一和第二驱动线圈31a和32a与驱动器电路29相连接,驱动电路29通过柔性电路板(没有描述)来驱动第一和第二驱动线圈31a和32a。第一PWM功率dx从CPU 21的PWM 0输入到驱动器电路29,第二PWM功率dy从CPU 21的PWM 1输入到驱动器电路29。驱动器电路29为对应于第一PWM功率dx的第一驱动线圈31a供电,驱动器电路29为对应第二PWM功率dy的第二驱动线圈32a供电,来驱动可移动单元30a。
第一位置检测和驱动磁体411b附于固定单元30b的可移动单元端(side),第一位置检测和驱动磁体411b面对第一驱动线圈31a和在第三方向z中水平的霍尔元件hh10。
第二位置检测和驱动磁体412b附于固定单元30b的可移动单元端,第二位置检测和驱动磁体412b面对第二驱动线圈32a和在第三方向z中垂直的霍尔元件hv10。
在N磁极和S磁极沿第一方向x布置的情况下,第一位置检测和驱动磁体411b附于第一位置检测和驱动轭431b上。第一位置检测和驱动轭431b附于固定单元30b,在可移动单元30a一侧,沿着第三方向z。
在N磁极和S磁极沿第二方向y布置的情况下,第二位置检测和驱动磁体412b附于第二位置检测和驱动轭432b上。第二位置检测和驱动轭432b附于固定单元30b上,在可移动单元30a一侧,沿着第三方向z。
第一和第二位置检测和驱动轭431b、432b是由软磁材料制成。
第一位置检测和驱动轭431b防止第一位置检测和驱动磁体411b的磁场分散到周围,并且提高第一位置检测和驱动磁体411b和第一驱动线圈31a之间的、以及第一位置检测和驱动磁体411b和水平霍尔元件hh10之间的磁通密度。
第二位置检测和驱动轭432b防止第二位置检测和驱动磁体412b的磁场分散到周围,并且提高第二位置检测和驱动磁体412b和第二驱动线圈32a之间的、以及第二位置检测和驱动磁体412b和垂直霍尔元件hv10之间的磁通密度。
霍尔元件单元44a是单轴单元,包含两个电磁转换元件(磁场改变检测元件),利用霍尔效应分别检测可移动单元30a的当前位置P的指定在第一方向x中的第一坐标和在第二方向y中的第二坐标的第一检测位置信号px和第二检测位置信号py。
两个霍尔元件之一是水平霍尔元件hh10,用于在第一方向x中检测可移动单元30a的位置Pn的第一坐标,另一个是垂直霍尔元件hv10,用于在第二方向y中检测可移动单元30a的位置Pn的第二坐标。
水平霍尔元件hh10附于可移动单元30a,在第三方向z中面对固定单元30b的第一位置检测和驱动磁体411b。
垂直霍尔元件hv10附于可移动单元30a,在第三方向z中面对固定单元30b的第二位置检测和驱动磁体412b。
当成像设备的中央与光轴LX相交时,需要将水平霍尔元件hh10放置在霍尔元件单元44a上面对第一位置检测和驱动磁体411b的N磁极和P磁极之间的在第一方向x中的中间区,如从第三方向z看去。在这个位置中,水平霍尔元件hh10使用最大范围,其中可基于单轴霍尔元件的输出改变(线性)执行准确的位置检测操作。
类似地,当成像设备的中央与光轴LX相交时,需要将垂直霍尔元件hv10放置在霍尔元件单元44a上面对第二位置检测和驱动磁体412b的N磁极和P磁极之间的在第二方向y中的中间区,如从第三方向看去。
霍尔元件信号处理单元45具有第一霍尔元件信号处理电路450和第二霍尔元件信号处理电路460。
第一霍尔元件信号处理电路450基于水平霍尔元件hh10的输出信号,在水平霍尔元件hh10的输出端之间检测水平电势差值x10。
第一霍尔元件信号处理电路450将第一检测位置信号px输出到CPU 21的A/D转换器A/D 2,该信号以水平电势差值x10为基础,指定可移动单元30a的位置Pn在第一方向x中的第一坐标。
第二霍尔元件信号处理电路460基于垂直霍尔元件hv10的输出信号,在垂直霍尔元件hv10的输出端之间检测垂直电势差值y10。
第二霍尔元件信号处理电路460将第二检测位置信号py输出到CPU 21的A/D转换器A/D 3,该信号以垂直电势差值y10为基础,指定可移动单元30a的位置Pn在第二方向y中的第二坐标。
接下来,第一实施例中的拍照设备1的主要操作将通过使用图4的流程图来解释。
当拍照设备1设置为ON状态时,向角速度检测单元25供电,使得角速度检测单元25在步骤S11中设置为ON状态。
在步骤S12,计时器的中断过程以预定时间间隔(1ms)开始。在步骤S13中,将释放状态参数RP的值设置为0。下面将通过使用图5的流程图来解释第一实施例中计时器中断过程的细节。
在步骤S14中,确定测光开关12a是否设置为ON状态。当确定测光开关12a没有设置为ON状态时,操作返回到步骤S14并且重复步骤S14的过程。否则,操作继续到步骤S15。
在步骤S15中,确定防抖开关14a是否设置为ON状态。当确定防抖开关14a未设置为ON状态时,在步骤S16中把防抖参数IS的值设置为0。否则,在步骤S17将防抖参数IS的值设置为1。在步骤S18,驱动AE单元23的AE传感器,执行测光操作,并且计算光圈值和曝光时间。
在步骤S19中,驱动AF单元24的AF传感器和镜头控制电路以分别执行AF感测和对焦操作。
在步骤S20中,确定释放开关13a是否设置为ON状态。当确定释放开关13a没有设置为ON状态时,操作返回到步骤S14并且重复从步骤S14到步骤S19的过程。否则,操作继续到步骤S21并且开始释放顺序操作。
在步骤S21,释放状态参数RP的值设置为1。
在步骤S22中,第一时间计数器MR的值和第二时间计数器ST的值设置为0。
在步骤S23中,通过反光镜光圈快门单元18来执行对应于预设或计算出的光圈值的反光镜18a的反光镜抬起操作和光圈关闭操作。
结束反光镜抬起操作后,在步骤S24中,开始快门18b的打开操作(移动快门的前帘)。
在步骤S25中,执行曝光操作,换言之,执行成像设备(CCD等)的电荷聚集。在曝光时间过去后,在步骤S26中通过反光镜光圈快门单元18执行快门的关闭操作(快门后帘的移动)、反光镜放下操作、以及光圈的打开操作。
在步骤S27中,读取在曝光时间中成像设备积累的电荷量。在步骤S28中,CPU 21与DSP 19通信,以便基于从成像设备读取的电荷聚集来执行图像处理操作。将执行图像处理操作的图像存储在拍照设备1的存储其中。在步骤S29中,将该存储在存储其中的图像显示在指示单元17中。在步骤S30中,将释放状态参数RP的值设置为0以便完成该释放顺序操作,并且该操作返回到步骤S14,也就是将拍照设备1设置为可执行下一个成像操作的状态。
下面,通过使用图5的流程图来解释在图4的步骤S12中开始的、并以独立于其它操作的预定时间间隔(1ms)执行的计时器的中断过程。
当计时器的中断过程开始时,在步骤S51中将由角速度检测单元25输出的第一角速度vx输入到CPU 21的A/D转换器A/D 0中,并转换为第一增益前数字角速度信号BVxn。将同样由角速度检测单元25输出的第二角速度vy,输入到CPU 21的A/D转换器A/D 1,并转换为第二增益前数字角速度信号BVyn(角速度检测操作)。
在步骤S52中,执行震动增益计算。具体地,根据由反光镜18a的抬起操作引起的抖动、由快门18b的前帘运动引起的抖动、和第一和第二角速度传感器26a和26b的温度调节第一和第二增益前数字角速度信号BVxn和BVyn。然后,计算第一和第二数字角速度信号Vxn和Vyn。但是,除在执行反光镜18a的抬起操作和快门18b的前帘运动时以外,不执行增益的调整,并且第一和第二数字角速度信号Vxn和Vyn被分别设置为第一和第二增益前数字角速度信号BVxn和BVyn的值。下面将使用图7的流程图来解释第一实施例中震动增益计算的细节。
在数字高通滤波处理操作(第一和第二数字角速度VVxn和VVyn)中去除第一和第二数字角速度信号Vxn和Vyn的低频(部分)。
在步骤S53中,确定释放状态参数RP的值是否设置为1。当确定释放状态参数RP的值没有设置为1时,在步骤S54中驱动可移动单元30a被设置为OFF状态,或防抖单元30被设置为不执行可移动单元30a的驱动控制的状态。否则,操作直接地继续到步骤S55。
在步骤S55中,霍尔元件单元44a检测可移动单元30a的位置,并且霍尔元件信号处理单元45计算第一和第二检测位置信号px和py。将第一检测位置信号px输入到CPU 21的A/D转换器A/D 2并转换为数字信号pdxn,反之将第二检测位置信号py输入到CPU 21的A/D转换器A/D 3并转换为数字信号pdyn,从而二者确定可移动单元30a的当前位置Pn(pdxn,pdyn)。
在步骤S56中,确定防抖参数IS的值是否设置为0。当确定防抖参数的值IS为0(IS=0)时,也就是当拍照设备没有处于防抖模式时,在步骤S57中将可移动单元30a(成像单元39a)应该移动的位置Sn(Sxn,Syn),设置到可移动单元30a的移动范围的中央。当确定防抖参数的值IS不为0(IS=1)时,也就是当拍照设备处于防抖模式时,在步骤S58中以第一和第二角速度vx和vy为基础,计算可移动单元30a(成像单元39a)应该移动的位置Sn(Sxn,Syn)。
在步骤S59中,以步骤S57或步骤S58中确定的位置Sn(Sxn,Syn)、以及当前位置Pn(pdxn,pdyn)为基础,计算将可移动单元30a移动到位置Sn的驱动力Dn的第一驱动力Dxn(第一PWM功率dx)及第二驱动力Dyn(第二PWM功率dy)。
在步骤S60中,通过驱动器电路29使用第一PWM功率dx驱动第一驱动线圈单元31a,并通过驱动器电路29使用第二PWM功率dy驱动第二驱动线圈单元32a,以便将可移动单元30a移动到位置Sn(Sxn,Syn)。
步骤S59和S60的过程为自动控制运计算,PID自动控制使用该计算以执行一般(普通的)的比例、积分、微分计算。
下面,使用图7中的流程图揭示图5中步骤S52中的震动增益计算的细节。
当确定反光镜抬起开关被设置为ON状态时,操作继续到步骤S72。否则,操作直接继续到步骤S81。
在步骤S72中,确定第一时间计数器MR的值是否设置为0。当确定第一时间计数器MR的值设置为0时,在步骤S73中,数字角速度信号的第一初始值IVx的值被设置为第一数字角速度信号Vxn的值,数字角速度信号的第二初始值IVy的值被设置为第二数字角速度信号Vyn的值。然后操作继续到步骤S74。否则,操作直接地继续到步骤S74。
在步骤S74中,确定第一时间计数器MR的值是否小于或等于第一参考时间SMT。当确定第一时间计数器MR的值小于或等于第一参考时间SMT时,操作继续到步骤S75。否则,操作直接继续到步骤S81。
在步骤S75中,确定第一和第二角速度传感器26a和26b的温度是否高于第一温度T1。当确定第一和第二角速度传感器26a和26b的温度高于第一温度T1时,在步骤S76中把震动增益参数GAIN的值设置为1/4,然后操作直接进行到步骤S80。
否则,在步骤S77中,确定第一和第二角速度传感器26a和26b的温度是否高于第二温度T2。当确定第一和第二角速度传感器26a和26b的温度高于第二温度T2时,在步骤S78中把震动增益参数GAIN的值设置为1/8,然后操作直接进行到步骤S80。否则,在步骤S79中,把震动增益参数GAIN的值设置为1/16,然后操作继续到步骤S80。
在步骤S80中,第一时间计数器MR的值增加1,操作直接前进到步骤S91。
在步骤S81中,确定指示快门18b的前帘运动的前帘运动符号(未示出)是否被设置为ON状态。
当确定前帘运动符号被设置为ON状态时,操作继续到步骤S82。否则,结束操作(震动增益计算)。
在步骤S82中,确定第二时间计数器ST的值是否设置为0。当确定第二时间计数器ST的值被设置为0时,在步骤S83中,数字角速度信号的第一初始值IVx的值被设置为第一数字角速度信号Vxn的值,数字角速度信号的第二初始值IVy的值被设置为第二数字角速度信号Vyn的值。然后操作继续到步骤S84。否则,操作直接继续到步骤S84。
在步骤S84中,确定第二时间计数器ST的值是否小于或等于第二参考时间SST。当确定第二时间计数器ST的值小于或等于第二参考时间SST时,操作继续到步骤S85。否则,结束操作(震动增益计算)。
在步骤S85中,确定第一和第二角速度传感器26a和26b的温度是否高于第一温度T1。当确定第一和第二角速度传感器26a和26b的温度高于第一温度T1时,在步骤S86中把震动增益参数GAIN的值设置为1/4,然后操作直接进行到步骤S90。否则,在步骤S87中,确定第一和第二角速度传感器26a和26b的温度是否高于第二温度T2。当确定第一和第二角速度传感器26a和26b的温度高于第二温度T2时,在步骤S88中把震动增益参数GAIN的值设置为1/8,然后操作直接进行到步骤S90。
否则,在步骤S89中,把震动增益参数GAIN的值设置为1/16,然后操作继续到步骤S90。
在步骤S90中,第二时间计数器ST的值增加1,操作直接前进到步骤S91。
在步骤S91中,基于第一增益前数字角速度信号BVxn、数字角速度信号Ivx的第一初始值、和震动增益参数GAIN来计算第一数字角速度信号Vxn(Vxn=(BVxn-IVx)×GAIN+IVx)。
类似地,基于第二增益前数字角速度信号BVyn、数字角速度信号IVy的第二初始值、和震动增益参数GAIN来计算第二数字角速度信号Vxn(Vyn=(BVyn-IVy)×GAIN+IVy)。然后结束操作(震动增益计算)。
在第一实施例中,当执行反光镜18a的反光镜抬起操作或当执行快门18b的前帘运动时,根据第一和第二角速度传感器26a和26b的温度来调整数字角速度信号的增益。
释放顺序操作中反光镜18a的抬起操作和快门18b的前帘运动引起的抖动传播到第一和第二角速度传感器26a和26b中。在这种情况下,第一和第二角速度传感器26a和26b检测到震动(角速度),该震动包括反光镜18a的抬起操作和快门18b的前帘运动引起的震动,因此不能正确的执行第一和第二角速度传感器26a和26b的角速度检测操作(手抖量检测)。
但是,在第一实施例中,在反光镜抬起操作和前帘运动过程中,根据第一和第二角速度传感器26a和26b的温度来执行数字角速度信号的增益调整。因此,即使震动与第一和第二角速度传感器26a和26b检测到的手抖动引起的震动不同,也可以正确执行防抖操作。此外,在第一实施例中,除了角速度传感器,没有其他检测装置检测由与手抖动引起的震动不同的振动引起的震动。因此,即使第一和第二角速度传感器26a和26b检测到了与手抖动引起的震动不同的振动,为了能正确地执行防抖操作,并避免防抖装置的结构复杂性,除了此角速度传感器,不需要包含其他检测装置。
此外,因为角速度传感器的反应特性随温度升高而提高,因此角速度传感器检测到的震动量随温度而变化,因此不能正确执行第一和第二角速度传感器26a和26b的角速度检测操作(手抖动量检测)。
但是,在第一实施例中,通过使用温度传感器考虑了角速度传感器的温度,进而进行增益调整。因此,可以正确执行防抖操作。
下面,解释第二实施例。在第一实施例中,为了正确执行防抖操作,执行了数字角速度信号的增益调整。在第二实施例中,为了正确执行防抖操作(正确地检测手抖量),对数字角速度信号执行了低通滤波操作。与第一实施例不同的地方解释如下。
第一时间计数器MR是计算从反光镜18a的抬起操作开始所经过时间的时间计数器,在预定条件下,其通过以1ms的预定时间间隔发生的中断过程把第一时间计数器MR的值增加1来起作用(见图10中步骤S174),
第二时间计数器ST是计算从快门18b的前帘运动开始所经过时间的时间计数器,在预定条件下,其通过以1ms的预定时间间隔发生的中断过程把第二时间计数器ST的值增加1来起作用(见图10中步骤S179),
第一参考时间SMT定义为从反光镜18a的抬起操作开始到反光镜18a的抬起操作结束(到由反光镜18a的抬起操作引起的振动被稳定时)所经过的第一时间。
第二参考时间SST定义为从快门18b的前帘运动开始到快门18b的前帘运动结束(到由快门18b的前帘运动引起的振动被稳定时)所经过的第二时间。
但是,第二参考时间SST可以被定义为从快门18b的前帘运动之后经过了预定时间开始,到快门18b的前帘运动结束。
第一参考时间SMT的值和第二参考时间SST的值都是固定值,并存储在CPU21中。
此外,CPU 21存储了第一DLPF处理前数字角速度信号CVxn、第二DLPF处理前数字角速度信号CVyn、第一反光镜震动参考值MVx、第二反光镜震动参考值MVy、第一快门震动参考值SVx、第二快门震动参考值SVy、第一数字角速度信号Vxn、第二数字角速度信号Vyn、第一数字角速度VVxn、第二数字角速度VVyn、第一数字位移角Bxn、第二数字位移角Byn、Sn在第一方向x中的坐标Sxn、位置Sn在第二方向y中的坐标Syn、位置第一驱动力Dxn、第二驱动力Dyn、A/D转换后的位置Pn在第一方向x中的坐标pdxn、A/D转换后的位置Pn在第二方向y中的坐标pdyn、第一减少值exn、第二减少值eyn、第一比例系数Kx、第二比例系数Ky、防抖操作的采样周期θ、第一积分系数Tix、第二积分系数Tiy、第一微分系数Tdx、第二微分系数Tdy。在第二实施例中,通过对基于第一角速度vx的第一DLPF处理前数字角速度信号CVxn执行增益调整来计算第一数字角速度Vx。
类似地,通过对基于第二角速度vy的第二DLPF处理前数字角速度信号CVyn执行增益调整来计算第二数字角速度vy。
在数字低通滤波处理操作中,与由反光镜18a的反光镜抬起操作和反光镜放下操作以及快门18b的打开/关闭操作引起的震动(冲击)对应的输出被抑制;即对应数字输出信号的高频分量被减少。换言之,在数字低通滤波处理操作中,第一和第二DLPF处理前数字角速度信号CVxn和CVyn的值被减小,从而第一和第二数字角速度信号Vxn和Vyn的值被分别从第一和第二DLPF处理前数字角速度信号CVxn和CVyn的值中减去高频分量。
当第一时间计数器MR的值小于或等于用于反光镜抬起操作的第一参考时间SMT时,或当第二时间计数器ST的值小于或等于用于快门18b的前帘运动的第二参考时间SST的值时,执行数字低通滤波处理操作。
释放顺序操作中反光镜18a的抬起操作和快门18b的前帘运动引起的抖动传播到第一和第二角速度传感器26a和26b中。在这种情况下,第一和第二角速度传感器26a和26b检测到震动(角速度),该震动包括反光镜18a的抬起操作和快门18b的前帘运动引起的震动,从而不能正确执行第一和第二角速度传感器26a和26b的角速度检测操作。
但是,在第二个实施例中,在反光镜抬起操作和前帘运动过程中,执行了数字低通滤波处理操作。因此,即使震动与第一和第二角速度传感器26a和26b检测到的手抖引起的震动不同,也可以正确执行防抖操作。如图8所示,角速度检测单元25具有第一角速度传感器26a、第二角速度传感器26b、第一高通滤波器电路27a、第二高通滤波器电路27b、第一放大器28a和第二放大器28b。
CPU 21将输入到A/D转换器A/D 0的第一角速度vx转换为第一DLPF处理前数字角速度信号CVxn(A/D转换操作);计算第一数字角速度信号Vxn(对应于由反光镜18a的抬起操作引起的震动和快门18b的前帘运动引起的震动的数字低通滤波处理操作);由于第一数字角速度信号Vxn的低频分量包含基于零电压和摇摄运动的信号成分,二者都与手抖动无关,所以通过去掉第一数字角速度信号Vxn(数字高通滤波处理操作)的低频分量来计算第一数字角速度VVxn;并通过对第一数字角速度VVxn积分(积分处理操作)来计算手抖动量(手抖动位移角:第一数字位移角Bxn)。类似地,CPU 21将输入到A/D转换器A/D1的第二角速度vy转换为第二DLPF处理前数字角速度信号CVyn(A/D转换操作);计算第二数字角速度信号Vyn(对应于由反光镜18a的抬起操作引起的震动和快门18b的前帘运动引起的震动的数字低通滤波处理操作);由于第二数字角速度信号Vyn的低频分量包含基于零电压和摇摄运动的信号成分,二者都与手抖动无关,所以通过去掉第二数字角速度信号Vyn(数字高通滤波处理操作)的低频分量来计算第二数字角速度VVyn;并通过对第二数字角速度VVyn积分(积分处理操作)来计算手抖动量(手抖动位移角:第一数字位移角Byn)。从而,CPU 21和角速度检测单元25使用函数来计算手抖动量。
对应于由反光镜抬起操作引起的震动的第一方向x的数字低通滤波处理操作,即第一数字角速度信号Vxn的计算(见图6中(1)的计算
Figure A20071013605700251
),由基于第一DLPF处理前数字角速度信号CVxn和第一反光镜震动参考值MVx的计算来执行(Vxn=(CVxn+MVx)÷2,见图10中步骤S173)。
类似地,对应于由反光镜抬起操作引起的震动的第二方向y的数字低通滤波处理操作,即第二数字角速度信号Vyn的计算,由基于第一DLPF处理前数字角速度信号CVyn和第一反光镜震动参考值MVy的计算来执行(Vyn=(CVyn+MVy)÷2)。
第一反光镜震动参考值MVx的值被设置为第一数字角速度信号Vxn的值,Vxn的值的计算在计时器的中断过程即将开始之前进行(1ms的预定时间之前;见图10中步骤S173和S175)。
类似地,第二反光镜震动参考值MVy的值被设置为第二数字角速度信号Vyn的值,Vyn的值的计算在计时器的中断过程即将开始之前进行(1ms的预定时间之前)。
对应于由前帘运动引起的震动的第一方向x的数字低通滤波处理操作,即第一数字角速度信号Vxn的计算(见图6中(1)的计算
Figure A20071013605700252
),由基于第一DLPF处理前数字角速度信号CVxn和第一快门震动参考值SVx的计算来执行(Vxn=(CVxn+SVx)÷2,见图10中步骤S178)。
类似地,对应于由前帘运动引起的震动的第二方向y的数字低通滤波处理操作,即第二数字角速度信号Vyn的计算,由基于第二DLPF处理前数字角速度信号CVyn和第二快门震动参考值SVy的计算来执行(Vyn=(CVyn+SVy)÷2)。
第一快门震动参考值SVx的值被设置为第一数字角速度信号Vxn的值,Vxn的值的计算在计时器的中断过程即将开始之前进行(1ms的预定时间之前;见图10中步骤S178和S180)。
类似地,第二快门震动参考值SVy的值被设置为第二数字角速度信号Vyn的值,Vyn的值的计算在计时器的中断过程即将开始之前进行(1ms的预定时间之前)。
除在执行反光镜抬起操作或前帘运动时,不执行数字低通滤波处理操作。
第二实施例中的拍照设备1的主要操作与图4中的第一实施例相同。
下面,通过使用图9的流程图来解释第二实施例中,在图4的步骤S12中开始的、并以独立于其它操作的预定时间间隔(1ms)执行的计时器的中断过程。
当即时器的中断过程开始时,在步骤S151中将由角速度检测单元25输出的第一角速度vx输入到CPU 21的A/D转换器A/D 0中,并转换为第一DLPF处理前数字角速度信号CVxn。将同样由角速度检测单元25输出的第二角速度vy,输入到CPU 21的A/D转换器A/D 1,并转换为第二DLPF处理前数字角速度信号CVyn(角速度检测操作)。
在步骤S152中,执行DLPF(数字低通滤波)计算;具体地,根据由反光镜18a的抬起操作和由快门18b的前帘运动引起的抖动,去除第一和第二DLPF处理前数字角速度信号CVxn和CVyn的高频分量,然后计算和第一和第二数字角速度信号Vxn和Vyn。但是,除在执行反光镜18a的反光镜抬起操作和快门18b的前帘运动时以外,不执行DLPF计算,从而第一和第二数字角速度信号Vxn和Vyn的值被分别设置为与第一和第DLPF处理前数字角速度信号CVxn和CVyn相同的值。下面将使用图10的流程图来解释第二实施例中DLPF计算的细节。
在数字高通滤波处理操作(第一和第二数字角速度VVxn和VVyn)中去除第一和第二数字角速度信号Vxn和Vyn的低频(部分)。
在步骤S153中,确定释放状态参数RP的值是否设置为1。当确定释放状态参数RP的值没有设置为1时,在步骤S154中驱动可移动单元30a被设置为OFF状态,或防抖单元30被设置为不执行可移动单元30a的驱动控制的状态。否则,操作直接地继续到步骤S155。
在步骤S155中,霍尔元件单元44a检测可移动单元30a的位置,并且霍尔元件信号处理单元45计算第一和第二检测位置信号px和py。将第一检测位置信号px输入到CPU 21的A/D转换器A/D 2并转换为数字信号pdxn,反之将第二检测位置信号py输入到CPU 21的A/D转换器A/D 3并转换为数字信号pdyn,从而二者确定可移动单元30a的当前位置pn(pdxn,pdyn)。
在步骤S156中,确定防抖参数IS的值是否设置为0。当确定防抖参数的值IS为0(IS=0)时,也就是当拍照设备没有处于防抖模式时,在步骤S74中将可移动单元30a(成像单元39a)应该移动的位置Sn(Sxn,Syn),设置到可移动单元30a的移动范围的中央。当确定防抖参数的值IS不为0(IS=1)时,也就是当拍照设备处于防抖模式时,在步骤S158中以第一和第二角速度vx和vy为基础,计算可移动单元30a(成像单元39a)应该移动的位置Sn(Sxn,Syn)。
在步骤S159中,以步骤S57或步骤S158中确定的位置Sn(Sxn,Syn)、以及当前位置Pn(pdxn,pdyn)为基础,计算将可移动单元30a移动到位置Sn的驱动力Dn的第一驱动力Dxn(第一PWM功率dx)及第二驱动力Dyn(第二PWM功率dy)。
在步骤S160中,通过驱动器电路29使用第一PWM功率dx驱动第一驱动线圈单元31a,并通过驱动器电路29使用第二PWM功率dy驱动第二驱动线圈单元32a,以便将可移动单元30a移动到位置Sn(Sxn,Syn)。
步骤S159和S160的过程为自动控制运计算,PID自动控制使用该计算以执行一般(普通的)的比例、积分、微分计算。
下面,使用图10中的流程图解释图9中步骤S152中的DLPF计算的细节。当DLPF计算开始,在步骤S171中确定用于反光镜18a的反光镜抬起操作的反光镜抬起开关(未描述)是否设置为ON状态。
当确定反光镜抬起开关被设置为ON状态时,操作继续到步骤S172。否则,操作直接地继续到步骤S175。
在步骤S172中,确定第一时间计数器MR的值是否小于或等于第一参考时间SMT。当确定第一时间计数器MR的值小于或等于第一参考时间SMT时,操作继续到步骤S173。否则,操作直接地继续到步骤S175。
在步骤S173中,基于第一DLPF处理前数字角速度信号CVxn和第一反光镜震动参考值MVx计算第一数字角速度信号Vxn(Vxn=(CVxn+MVx)÷2);然后第一反光镜震动参考值MVx被设置为在步骤S173中计算的第一数字角速度信号Vxn的值。
类似地,基于第二DLPF处理前数字角速度信号CVyn和第二反光镜震动参考值MVy计算第二数字角速度信号Vyn(Vyn=(CVyn+MVy)÷2);然后第二反光镜震动参考值MVy被设置为在步骤S173中计算的第二数字角速度信号Vyn的值。
在步骤S174中,第一时间计数器MR的值增加1,操作直接前进到步骤S176。
在步骤S175中,确定反光镜抬起操作未被执行,然后第一反光镜震动参考值MVx的值被设置为第一数字角速度信号Vxn的值,第二反光镜震动参考值MVy的值被设置为第二数字角速度信号Vyn的值。
在步骤S176中,确定指示快门18b的前帘运动的前帘运动符号(未示出)是否被设置为ON状态。
当确定前帘运动符号被设置为ON状态时,操作继续到步骤S177。否则,操作直接地继续到步骤S180。
在步骤S177中,确定第二时间计数器ST的值是否小于或等于第二参考时间SST。当确定第二时间计数器ST的值小于或等于第二参考时间SST时,操作继续到步骤S178。否则,操作直接地继续到步骤S180。
在步骤S178中,基于第一DLPF处理前数字角速度信号CVxn和第一快门震动参考值SVx计算第一数字角速度信号Vxn(Vxn=(CVxn+SVx)÷2);然后第一快门震动参考值SVx的值被设置为在步骤S178中计算的第一数字角速度信号Vxn的值。
类似地,基于第二DLPF处理前数字角速度信号CVyn和第二快门震动参考值SVy计算第二数字角速度信号Vyn(Vyn=(CVyn+SVy)÷2);然后第二快门震动参考值SVy的值被设置为在步骤S178中计算的第二数字角速度信号Vyn的值。
在步骤S179中,第二时间计数器ST的值增加1,操作(DLPF计算)结束。
在步骤S180中,确定前帘运动未被执行,然后第一快门震动参考值SVx的值被设置为第一数字角速度信号Vxn的值,第二快门震动参考值SVy的值被设置为第二数字角速度信号Vyn的值。然后操作结束(DLPF计算)。
在第二实施例中,当执行反光镜18a的反光镜抬起操作或当执行快门18b的前帘运动时,也执行数字角速度信号的数字低通滤波处理操作。
释放顺序操作中反光镜18a的抬起操作和快门18b的前帘运动引起的抖动传播到第一和第二角速度传感器26a和26b中。在这种情况下,第一和第二角速度传感器26a和26b检测到震动(角速度),该震动包括反光镜18a的抬起操作和快门18b的前帘运动引起的震动,因此不能正确的执行第一和第二角速度传感器26a和26b的角速度检测操作(手抖量检测)。
但是,在第二实施例中,在反光镜抬起操作和前帘运动过程中,为了抑制对应于震动的输出(通过在数字输出信号中去除对应于震动的高频分量),为数字角速度信号执行了数字低通滤波处理操作。因此,即使第一和第二角速度传感器26a和26b检测到了与手抖引起的震动不同的震动,也能正确执行防抖操作。
此外,在第二实施例中,除了角速度传感器,没有其他检测装置检测由与手抖引起的震动不同的抖动引起的震动。因此,即使第一和第二角速度传感器26a和26b检测到了与手抖引起的震动不同的抖动,为了能正确地执行防抖操作,并避免防抖装置的结构复杂性,除了此角速度传感器,不需要包含其他检测装置,
在第二实施例中,数字低通滤波处理操作被解释为角速度传感器输出的信号的数字低通滤波处理操作。但是,可以在角速度传感器输出信号的数字低通滤波处理操作中使用模拟低通滤波器和可以转换是否执行模拟滤波处理操作的开关。在这种情况下,在CPU 21的A/D 0和A/D1中的A/D转换之前执行低通滤波处理操作。
在第一和第二实施例中,解释了为了降低与来自手抖的震动不同的震动所产生的影响,在反光镜18a的反光镜抬起操作和快门18b的前帘运动过程中,CPU21减小了角速度传感器的输出信号。但是,这种来自角速度传感器的输出信号的减小可以在包含与手抖引起的震动不同的另一大震动的另一时间段内执行。
此外,说明了可移动单元30a具有成像设备;然而,可移动单元30a可具有替代该成像设备的手抖校正镜头。
此外,说明了作为磁场变化检测元件的用于位置检测的霍尔元件。然而,另一个检测元件,诸如高频载波型磁场传感器的MI(磁阻抗)传感器,磁共振型磁场检测元件,或MR(磁致电阻作用)元件可用于位置检测的目的。当使用MI传感器、磁共振型磁场检测元件或MR元件中的一种,与使用霍尔元件类似,可通过检测磁场变化来获得可移动单元位置的相关信息。
尽管这里通过参考后附的附图来描述了本发明的实施例,但显然所属领域的技术人员可做出未背离本发明范围的更改和改变。

Claims (8)

1.一种用于图像稳定的防抖装置,包括:
检测角速度的角速度传感器;以及
控制器,控制所述角速度传感器并基于所述角速度传感器的输出信号执行防抖操作;所述控制器在所述防抖操作的预定时间段内执行所述输出信号值的减小操作。
2.如权利要求1所述的防抖装置,其中所述预定时间段是执行包含所述防抖装置的拍照设备的反光镜的反光镜抬起操作的时间段。
3.如权利要求1所述的防抖装置,其中所述预定时间段是执行包含所述防抖装置的拍照设备的快门的前帘运动的时间段。
4.如权利要求1所述的防抖装置,其中所述控制器调整所述输出信号的增益,以执行所述减小操作。
5.如权利要求1所述的防抖装置,其中所述增益的值根据所述角速度传感器的温度来设置。
6.如权利要求1所述的防抖装置,其中所述控制器执行所述输出信号的低通滤波处理操作,以执行所述减小操作。
7.如权利要求1所述的防抖装置,其中除了所述预定时间段,所述控制器不执行所述减小操作。
8.一种拍照设备,包括:
检测角速度的角速度传感器;以及
控制器,控制所述角速度传感器并基于所述角速度传感器的输出信号执行防抖操作;所述控制器在拍照操作的所述防抖操作的预定时间段内执行所述输出信号值的减小操作。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101978686B (zh) * 2008-04-25 2013-03-13 三洋电机株式会社 振动校正控制电路及装载该电路的摄像装置
CN108777763A (zh) * 2018-06-20 2018-11-09 维沃移动通信有限公司 一种拍照方法及终端设备
CN109845240A (zh) * 2017-06-28 2019-06-04 深圳市大疆创新科技有限公司 控制装置、摄像系统、移动体、控制方法及程序

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5383216B2 (ja) * 2009-01-21 2014-01-08 キヤノン株式会社 振れ補正機能を有する光学機器
CN113395445A (zh) * 2021-05-21 2021-09-14 江西晶浩光学有限公司 摄像头模组及电子设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01300221A (ja) * 1988-05-30 1989-12-04 Canon Inc 光学機器の防振装置
JP2959727B2 (ja) * 1990-10-22 1999-10-06 オリンパス光学工業株式会社 ブレ防止カメラ
JPH112852A (ja) * 1997-06-11 1999-01-06 Minolta Co Ltd 光学装置の手振れ補正制御装置及び振れ補正機能付きカメラ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101978686B (zh) * 2008-04-25 2013-03-13 三洋电机株式会社 振动校正控制电路及装载该电路的摄像装置
CN109845240A (zh) * 2017-06-28 2019-06-04 深圳市大疆创新科技有限公司 控制装置、摄像系统、移动体、控制方法及程序
CN108777763A (zh) * 2018-06-20 2018-11-09 维沃移动通信有限公司 一种拍照方法及终端设备
CN108777763B (zh) * 2018-06-20 2020-08-28 维沃移动通信有限公司 一种拍照方法及终端设备

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