CN101118365B - 光学设备与照相机系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学设备与照相机系统。该光学设备包括基部构件；图像稳定透镜；透镜保持构件，其安装到所述基部构件上，所述透镜保持构件被配置为保持所述图像稳定透镜；驱动单元，其被配置为沿与光轴垂直的方向驱动所述透镜保持构件；多个弹性构件，其被固定在所述基部构件和所述透镜保持构件之间；振动检测单元，其被配置为检测振动；以及控制电路，其被配置为基于来自所述振动检测单元的振动信息控制所述透镜保持构件的位置。基于在输入第一触发信号的时刻和输入第二触发信号的时刻之间的预定时间段期间获得的振动信息，来控制所述图像稳定透镜的驱动范围的中心位置。

Description

光学设备与照相机系统

技术领域

本发明涉及一种具有图像稳定功能的镜头、照相机等光学设备以及包含该镜头的照相机系统。 

背景技术

日本特开2004-258250号公报提出了一种图像稳定设备，其中，当判断为图像稳定单元到达能够驱动该图像稳定单元以使图像稳定的区域的边缘时，使图像稳定单元返回其初始位置。 

在该图像稳定设备中，将初始位置设置在从图像稳定范围的中心开始偏移在曝光期间所估计的移动量的位置。 

日本特开2005-181712号公报提出了一种图像稳定设备(图像稳定照相机系统)，其中，根据在操作构件的图像捕获操作期间所获取的过去的振动模式信息来进行图像稳定。 

然而，在第一公开文献中公开的图像稳定设备中，当判断为图像稳定单元到达能够驱动该图像稳定单元以使图像稳定的范围的边缘时，使图像稳定单元返回其从图像稳定范围的中心开始偏移在曝光期间所估计的移动量的初始位置。 

由于该原因，根据所估计的移动量，通过偏移所估计的移动量使沿朝图像稳定范围的边缘的方向的驱动冲程减小。 

如果实际上在与所预测的方向相反的方向上发生振动，则图像稳定范围将变得极窄。因此，难以良好地校正振动。 

在第二公开文献中公开的图像稳定设备中，根据过去的振动模式信息执行图像稳定控制。因此，当在与过去的模式不同的状况下使用图像稳定设备时，在图像捕获期间不保证足够的图像稳定性能。 

为了克服该问题，对应于多个振动模式设置了选择开关等。然而，操作该选择开关很麻烦。此外，如果操作者进行切换失败，则继续进行图像捕获而没有足够的图像稳定性能。 

在上述已知图像稳定设备中，用于图像稳定的能量消耗很高，因此，趋于以高速率消耗电池能量。 

发明内容

本发明提供一种光学设备和照相机系统，其中，即使当在图像捕获准备状态和图像捕获状态之间产生了意外的大的振动时，也可以良好地进行图像稳定。 

根据本发明的一个方面的光学设备包括：基部构件；图像稳定透镜；透镜保持构件，其安装到所述基部构件上，所述透镜保持构件被配置为保持所述图像稳定透镜；驱动单元，其被配置为沿与光轴垂直的方向驱动所述透镜保持构件；多个弹性构件，其被固定在所述基部构件和所述透镜保持构件之间；振动检测单元，其被配置为检测振动；以及控制电路，其被配置为基于来自所述振动检测单元的振动信息控制所述透镜保持构件的位置。基于在输入用于转换到图像捕获准备状态的第一触发信号的时刻和输入用于转换到图像捕获状态的第二触发信号的时刻之间的预定时间段期间获得的振动信息，来控制所述图像稳定透镜的驱动范围的中心位置。 

根据本发明的另一个方面的照相机系统包括：可互换镜头；以及可拆卸地安装有所述可互换镜头的照相机。所述可互换镜头包括：基部构件；图像稳定透镜；透镜保持构件，其安装到所述基部构件上，所述透镜保持构件被配置为保持所述图像稳定透镜；驱动单元，其被配置为沿与光轴垂直的方向驱动所述透镜保持构件；多个弹性构件，其被固定在所述基部构件和所述透镜保持构件之间；振动检测单元，其被配置为检测振动；以及控制电路，  其被配置为基于来自所述振动检测单元的振动信息控制所述透镜保持构件的位置。所述照相机包括：释放开关，其被配置为输出用于转换到图像捕获准备状态的第一触发信号和用于转换到图像捕获状态的第二触发信号。所述可互换镜头基于在输出所述第一触发信号的时刻和输出所述第二触发信号的时刻之间的预定时间段期间获得的振动信息，来控制所述图像稳定透镜的驱动范围的中心位置。 

根据以下参考附图对示例性实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。 

附图说明

图1是示出安装有根据本发明第一实施例的图像稳定单元的(包括可互换镜头系统的)自动调焦(AF)单镜头反射照相机(single-lens reflex camera)的结构的框图。 

图2是图像稳定单元的分解立体图。 

图3是从光轴方向观察的处于装配状态的图像稳定单元的正视图。 

图4是示出包含从与光轴垂直的方向观察的处于装配状态的图像稳定单元的侧视图的驱动控制系统的说明图。 

图5是示出第一实施例中的图像稳定过程的流程图。 

图6是示出第一实施例中沿图像捕获系统的光轴方向观察的图像稳定驱动范围的例子的概念图。 

图7是示出第一实施例中沿图像捕获系统的光轴方向观察的图像稳定驱动范围的另一个例子的概念图。 

图8是示出根据本发明第二实施例的图像稳定过程的流程图。 

具体实施方式

现在，参考附图对本发明的示例性实施例进行说明。 

第一示例性实施例

首先，对包含照相机和安装有根据本发明第一示例性实施例的图像稳定单元的可互换镜头的照相机系统的结构进行说明。 

图1是示出安装有图像稳定单元的(包括可互换镜头系统的)自动调焦(AF)单镜头反射照相机的结构的框图。 

如图1中所示，照相机体200包含由微型计算机形成的照相机CPU 201。照相机CPU 201控制将在下面进行说明的设置在照相机体200中的各种单元205、206、207、208和209的操作。 

下面将说明的可互换镜头体300可拆卸地安装在照相机体200上。当将可互换镜头体300安装在照相机体200上时，镜头接点302和照相机接点202被连接，从而能够在可互换镜头体300和照相机CPU 201之间交换数据。 

能够从外部操作照相机体200中的电源开关203，电源开关203用于启动照相机CPU 201，使得可以向系统中的致动器、传感器等供电，系统可以工作。 

照相机体200中的释放开关204是能够从外部操作的二冲程释放开关。将接通每一个冲程开关的信号输入到照相机CPU 201中。 

也就是说，当释放开关204的第一冲程开关接通(ON)时，输出用于转换到图像捕获准备状态的命令(第一触发信号SW1)。当释放开关204的第二冲程开关接通时，输出用于转换到图像捕获状态的命令(第二触发信号SW2)。用来接通第二冲程开关的冲程比用来接通第一冲程开关的冲程长。 

更具体地，当从外部接通释放开关204的第一冲程开关(输出触发信号SW1)时，在照相机CPU 201的控制下进行以下操作使得进入图像捕获准备状态。 

即，在照相机CPU 201的控制下，确定测光单元205的曝光，下面说明的调焦单元根据距离测量单元208测量的到被摄体的距  离进行调焦以及调焦检查。 

相反，当从外部接通第二冲程开关(输出触发信号SW2)时，从照相机CPU 201输出以下各种命令，进入图像捕获状态。 

从照相机CPU 201输出的命令之一是输入到可互换镜头体300中的镜头CPU 301以驱动光圈单元307的驱动命令。在接收到该驱动命令后，镜头CPU 301区动光圈单元307，并向照相机CPU 201发送利用曝光单元206开始曝光的命令，从而曝光单元206进行曝光操作。 

在通过照相机CPU 201接收到曝光结束信号之后，镜头CPU301向照相机CPU 201发送在存储单元207中开始记录的命令，从而存储单元207存储捕获的图像。 

照相机CPU 201根据从识别出第一触发信号SW1时到识别出第二触发信号SW2时的第一时间段中的振动信息，来控制将在下面说明的图像稳定透镜的图像稳定驱动范围的中心位置。 

然而，从处理速度的观点来看，优选镜头CPU 301或图像稳定单元305具体地控制图像稳定透镜的图像稳定驱动范围的中心位置。 

可以通过执行控制使得中心位置处于通过重力保持在弹性构件上的图像稳定透镜的光轴和图像捕获光学系统的光轴之间的范围内，来进行图像稳定。 

显示单元209显示例如f值、快门速度、捕获图像的数量、电池的充电状态等各种图像捕获条件以及根据来自照相机CPU 201的指示的各种模式。例如，显示单元209是液晶显示器。 

可以从可互换镜头体300的外部操作图像稳定开关(下文中称为IS开关)303，IS开关303用于选择将在下面说明的图像稳定操作(下文中称为IS操作)(当接通开关IS 303时，选择IS操作)。 

可互换镜头体300中的图像稳定单元305大致分为下面四个单  元。第一单元是包含图像稳定透镜和透镜保持构件的图像稳定光学系统。第二单元是驱动图像稳定光学系统的驱动单元。第三单元是检测图像稳定光学系统的移动位置的位置检测单元。第四单元是检测垂直或水平方向上的振动的加速度或速度并检测要校正的振动状态的振动检测单元。 

可互换镜头体300中的调焦单元306包含下面四个单元。第一单元包含调焦透镜和透镜保持件。第二单元是将调焦透镜驱动到目标位置的调焦透镜驱动单元。第三单元是传送作为移动调焦透镜的力的调焦透镜驱动单元的驱动力的传送机构。第四单元是调焦透镜驱动电路，其将驱动命令传送到镜头CPU 301根据从照相机CPU 201发送的关于调焦透镜的移动量的信息所控制的调焦透镜驱动单元。 

可互换镜头体300中的光圈单元307包含下面三个单元。第一单元是设置光圈面积的光圈机构。第二单元是驱动光圈机构的光圈机构驱动单元。第三单元是光圈驱动电路，其将驱动命令传送到镜头CPU 301根据从照相机CPU 201发送的光圈操作命令所控制的光圈机构驱动单元。 

镜头CPU 301和图像稳定单元305构成控制电路，其根据来自下面将说明的振动检测单元的振动信息来控制下面将说明的透镜保持构件的位置。 

图2是本发明第一示例性实施例中的图像稳定单元305的分解立体图。图3是从光轴方向观察的处于装配状态的图像稳定单元305的正视图。图4是示出包含从与光轴垂直的方向观察的处于装配状态的图像稳定单元305的侧视图的驱动控制系统的说明图。下面，参考图2～4说明图像稳定单元305。 

图3和4所示的粘合透镜(cemented lens)(图像稳定光学系统，下文中称为图像稳定透镜)L1配合在透镜支持框(透镜保持构件)1  中，由填缝件固定(参见图3)。 

透镜支持框1能够在垂直于光轴的平面内相对于基部构件(设备体)2进行两维(沿垂直于光轴的方向)运动(见图3)。 

如图2中所示，在基部构件2的外围垂直于光轴的同一平面上设置三个滑动凸轮2a。三个金属滑动销5分别穿过滑动凸轮2a压靠配合在设置透镜支持框1中的孔1a中。 

因此，透镜支持框1通过滑动销5和滑动凸轮2a连接至基部构件2，透镜支持框1可以在垂直于光轴的平面上沿全部方向移动，而而将其位置基本限制在光轴方向上。 

通过调节滑动销5的厚度可以校正滑动销5和滑动凸轮2a之间的运动(即，透镜支持框1沿光轴方向的运动)。 

如图2中所示，基部构件2的外直径在三个位置减小以形成凹槽2b，将滑动凸轮2a分别设置在凹槽2b内侧。 

可以将其它构件放置在凹槽2b内以连接布置在镜筒或照相机内的图像稳定单元305前后的构件。 

在基部构件2的外围表面设置三个支持孔2c，支持孔2c允许图像稳定单元305被支持在光学设备中。能够通过在支持孔2c中放置图4中示出的辊10等其它构件并用螺钉11紧固辊10将图像稳定单元305保持在光学设备中。 

如上所述，当通过改变滑动销5的厚度来校正透镜支持框1沿光轴方向的运动时，透镜支持框1可以相对于光轴倾斜。 

但是，当三个辊10中的一个或两个是由偏心辊形成的时，仅通过转动偏心辊可使整个图像稳定单元305相对于光学设备的光轴倾斜。 

由于该原因，通过校正透镜支持框1相对于光轴的倾斜可以充分地减少实际问题，通过充分地利用偏心辊可以相对于光轴调节透镜支持框1。 

如图2所示，第一磁体4p和4y通过磁耦合固定到第一磁轭3。第二磁体7p和7y通过磁性连接至第二磁轭8。 

第一磁体4p和4y的位置由设置在第一磁轭3上的突起3a来限制，第二磁体7p和7y的位置由类似地设置在第二磁轭8上的突起(未示出)来限制。 

每一个磁体4p、4y、7p和7y在靠近光轴的侧和远离光轴的侧之间沿不同的方向被磁化，并且在其中央附近具有非磁性区域。 

这是因为驱动力是通过将光轴方向上与磁体4p、4y、7p和7y相对的线圈绕组6p和6y与磁体4p、4y、7p和7y的磁性区域对准来有效地产生的。 

磁体4p、4y、7p和7y的磁化方向由图4中的箭头示出，下面详细地说明。 

如图2中所示，通过设置在第一磁轭3中的两个孔3b内配合设置在基部构件2上的两个突起2d，相对于基部构件2定位第一磁轭3。 

此外，通过将螺钉(未示出)插入并拧紧到设置在第一磁轭3中的三个孔3c和设置在基部构件2中的三个孔2e中，将第一磁轭3固定到基部构件2上。 

在制造过程中，在将滑动销5压靠配合在透镜支持框1中之前，将第一磁轭3固定到基部构件2上。 

通过将设置在基部构件2上的两个突起2f配合到设置在第二磁轭8中的孔8b和凹槽8c中，相对于基部构件2定位第二磁轭8。 

此外，通过将螺钉(未示出)插入并拧紧到设置在第二磁轭8中的三个孔8d和设置在基部构件2中的三个孔2g中，将第二磁轭8固定到基部构件2上。 

线圈6p和6y中的每一个包含卷绕有导电材料的绕组部分6a以及在其处将线圈6p或6y固定到透镜支持框1的树脂支持部分6b。 

在支持部分6b与透镜支持框1上设置的臂1b接触的状态下，通过将透镜支持框1的突起1c与支持部分6b中设置的孔(未示出)配合，相对于透镜支持框1定位线圈6p和6y。 

此外，通过将支持部分6p连接至透镜支持框1上，将线圈6p和6y固定在透镜支持框1上。 

在第一实施例中，将线圈6p和6y布置在环形闭合磁路中，如图2和4中所示，该磁路由第一磁轭3、第一磁体4、第二磁体7和第二磁轭8组成。 

因为该原因，当对线圈6p和6y的绕组部分6a提供电流时，沿垂直于光轴方向的俯仰方向(P)和首摇方向(Y)驱动线圈6p和6y、透镜支持框1以及图像稳定透镜L1。 

这是因为安装在光学设备上的振动检测单元(例如，包含加速度传感器和积分电路；未示出)检测光学设备的振动作为俯仰分量和首摇分量。俯仰方向和首摇方向分别是指垂直方向和水平方向。 

例如，在输出第一触发信号后的第一时间段内，上述振动检测单元产生关于俯仰方向和首摇方向上的实际振动量的振动信息。这里，“在第一时间段内”在概念上包含从输出第一触发信号到输出第二触发信号的时间段。 

将振动检测单元产生的振动信息输出到例如照相机201、或镜头CPU 301和图像稳定单元305。该振动信息用作用于控制图像稳定透镜L1的图像稳定驱动范围的中心位置的参数。 

首先，能够通过将上述中心位置控制在通过重力保持在下面将说明的弹性构件(例如塑料构件比如压缩线圈弹簧)上的图像稳定透镜L1的光轴到图像捕获系统的光轴之间的范围内，来进行图像稳定。 

其次，当振动检测单元在第一时间段内获得的振动输出(振动量)小于或等于预定值时，能够参考将图像稳定透镜L1通过重力保  持在弹性构件上的状态来控制该中心位置。 

第三，当振动检测单元在第一时间段内获得的振动输出大于该预定值时，能够参考将图像稳定透镜L1从通过重力将其保持在弹性构件上的位置向图像捕获光学系统光轴方向抬起的状态来控制中心位置。 

用于沿垂直于光轴的方向驱动透镜支持框(透镜保持构件)1的驱动源由第一磁轭3、磁体4p、4y、7p和7y、第二磁轭8和线圈6p和6y组成。 

在图像稳定期间，例如，驱动源在镜头CPU 301或图像稳定单元305的控制下驱动透镜支持框1，以根据上述振动信息控制图像稳定透镜L1的图像稳定驱动范围的中心位置。 

从柔性电路板(未示出)向线圈6p和6y供给电流。控制设备所需的各种电元件安装在电路板(驱动源的一部分)上。 

电路板固定在第二磁轭8的前侧或基部构件2的后侧。连接部分从电路板伸出以允许与另一电路板的连接。 

如图2和3所示，基部构件2中设置了伸出部分2h，用于接收连接部分。使用比如双面带将连接部分固定在伸出部分2h上。 

例如，电路板根据来自镜头CPU 301或图像稳定单元305的控制命令进行操作。即电路板能进行图像稳定。 

电路板可以具有根据在输出第一触发信号和输出第二触发信号之间的第一时间段内获得的振动信息来控制图像稳定透镜L1的图像稳定驱动范围的中心位置的指示功能。 

电路板(控制电路)例如包含图4中示出的控制电路44p和44y。 

控制电路44p包含用于检测振动信息的检测电路15p、用于计算图像稳定控制量的计算电路16p、用于去除无用信号的滤波器17p、以及用于根据控制量驱动上述驱动源的驱动电路18p。 

类似地，控制电路44y包含用于检测振动信息的检测电路15y、  用于计算图像稳定控制量的计算电路16y、用于去除无用信号的滤波器17y、以及用于根据控制量驱动上述驱动源的驱动电路18y。 

检测电路15p和15y、计算电路16p和16y以及驱动电路18p和18y能够处理除了关于图像稳定的信息之外的关于驱动控制的信息，例如，能够控制光圈、调焦等。 

如图2～4中示出，作为弹性构件的压缩线圈弹簧9pa和9pb设置在透镜支持框1和基部构件2之间的两个位置。沿俯仰方向在压缩线圈弹簧9pa和9pb之间夹紧透镜支持框1。 

此外，作为弹性构件的压缩线圈弹簧9ya和9yb设置在透镜支持框1和基部构件2之间的两个位置。沿首摇方向在压缩线圈弹簧9ya和9yb之间夹紧透镜支持框1。 

接近光轴的压缩线圈弹簧9pa、9pb、9ya和9yb的端面与作为透镜支持框1中设置的凹槽的底面的平面部分1d接触。 

突起1e设置在平面部分1d中的每一个上，并配合在相应的线圈弹簧内，从而防止线圈弹簧与平面部分1d脱离。 

压缩线圈弹簧9pa、9pb、9ya和9yb远离光轴的端面与作为基部构件2中设置的凹槽的底面的平面部分2i接触，如图2和3中所示。 

突起2j设置在平面部分2i中的每一个上，并配合在相应的线圈弹簧内，从而防止线圈弹簧与平面部分2i脱离。 

在图3和4中示出的装配状态中，压缩线圈弹簧9pa、9pb、9ya和9yb被压缩以保持(suspend)透镜支持框1。 

图像稳定单元305包含检测图像稳定透镜L1位置的位置检测单元(未示出)。例如，如日本特开平11-212133号公报所公开的，位置检测单元可以包含位置检测目标构件、光反射器等。可选地，如日本特开2005-227329号公报所公开的，位置检测单元可以包含LED等光发射元件和PSD等光接受器。 

对应于图像稳定的目标驱动值来确定输入到线圈6p和6y的电  压(电源)。根据来自上述振动检测单元的检测输出(振动信息)和来自位置检测单元的检测输出设置目标驱动值。 

压缩线圈弹簧9pa、9pb、9ya和9yb具有线性特性，针对线圈6p和6y的目标输入值(电压)与产生的推力之间的关系也具有线性特性。 

因为该原因，优选预先识别压缩线圈弹簧9pa、9pb、9ya和9yb的弹性常数(对应于位移的弹性力)以及线圈6p和6y的推力常数(对应于输入电压的推力)。通过根据该弹性常数和该推力常数调节针对线圈6p和6y的输入电压，可以将图像稳定透镜L1偏移所需的量。因此，可以省去检测图像稳定透镜L1位置的位置检测单元。 

在上述第一实施例的结构中，与已知的图像稳定单元不同，可以省去将图像稳定透镜L1锁定在预定初始位置的锁定机构。 

此外，还可以省去防止图像稳定透镜L1相对于光轴倾斜的防翻滚机构组件。这允许通过相当简单的结构实现充分的图像稳定功能。 

参考图5中的流程图，给出对将包含具有上述结构的图像稳定单元305的镜头体300连接到照相机体300时进行的图像捕获过程示的例子的说明。 

首先，在对照相机体200接通电源(步骤S101)后，可以判断是否输出了对应于图像捕获准备状态的第一触发信号SW1(步骤S102)。 

当已输出信号SW1时，判断用于图像稳定的IS开关303是否接通(ON)(步骤S103)。如果是，利用振动陀螺仪等传感器开始对振动量的检测(开始振动检测)(步骤S104)。 

在进行自动调焦和测光(步骤S105)之后，振动检测单元检测第一时间段内的振动量(步骤S106)，判断由振动量计算得出的图像稳定中心位置是否在预定范围之外(步骤S107)。 

当图像稳定中心位置在预定范围之外时，计算图像稳定范围的中心位置(步骤S108)，并开始图像稳定透镜L1的位置检测(步骤S109)。然后，将图像稳定范围移动到计算得出的中心位置，并开始用于图像稳定的驱动(步骤S110)。 

现在，对步骤S106至步骤S110进行更详细的说明。提取由传感器如振动陀螺仪检测的振动量(事实上是来自传感器的输出量，或是以该输出为基础计算得出的表示振动量的值)。 

在这种情况下，紧接在接通第一冲程开关(输出第一触发信号SW1)之后，开始在预定时间段内提取振动量(S106)。 

例如，该预定时间段是指直到接通第二冲程开关(输出第二触发信号SW2)为止所用的的时间段。 

将所提取的振动量中用于校正最大振动的图像稳定范围的中心位置与存储在照相机体200的存储单元207中的预定范围进行比较，判断中心位置是否在预定范围之外(S107)。 

当中心位置在预定范围之外时，计算图像稳定范围的中心位置的偏移量(步骤S108)。 

将参考图6和7给出用于计算图像稳定范围的中心位置的偏移量的方法的详细说明。图6和7是概念性地示出从图像捕获光学系统的光轴观察的图像稳定范围。 

在图6和图7中，水平轴表示首摇方向Y，垂直轴表示俯仰方向P。图像稳定可能范围20意为图像稳定透镜L1的光轴能够移动的范围。例如，该范围20是规定的机械运动范围。 

在实际图像稳定期间，驱动源在比图像稳定可能范围20稍窄的范围内进行驱动，例如，图6和7中的图像稳定范围(图像稳定透镜L 1的光轴为了图像稳定而移动的范围)21、22和23。 

例如，该实际范围是规定的电移动范围。在图6和7中，点A、B和C分别示出了图像稳定范围21、22和23的中心位置。下面说明  范围24。 

在图6中示出的例子中，中心位置A与光轴基本一致，图像稳定范围21设置在图像稳定可能范围20之内(小于该范围)。 

在该状态下，需要持续供供电以反抗重力将图像稳定透镜L1保持在光学中心。这增加了电能的消耗。 

然而，在第一实施例的图像稳定单元305中，将图像稳定透镜L1保持如下位置：因为图像稳定透镜L1的重量使其光轴沿重力方向从图像捕获光学系统的光轴稍微偏移的位置。因此，通过将该位置设备为图像稳定范围的中心位置，将消除持续供应能量以反抗重力将图像稳定透镜L1保持在光学中心的需要。这有效地减少了能量消耗。 

因为图像稳定透镜L1通过其自己的重量被保持，所以重力方向上的图像稳定范围窄。例如，在当保持图像稳定透镜L1时中心位置位于B的情况下，图像稳定范围从图像稳定可能范围20突出了L。 

由于该原因，当发生大的振动时，不能完全校正该振动。这可能降低捕获图像的质量。 

因此，紧接在输出第一触发信号SW1之后，开始提取振动量，提取预定时间段内的振动量。然后，计算出用于校正提取出的振动量中最大的一个的图像稳定范围的中心位置。 

当作为在预定时间段内获得的振动输出的图像稳定量小于或等于预定值时，参考通过重力将图像稳定透镜L1保持在弹性构件上状态来控制中心位置。 

当中心位置存储在照相机内的预定范围之外时，向光轴抬起图像稳定透镜L1，使得图像稳定范围的中心位置进入预定范围内。 

具体而言，能够以第一模式进行图像稳定。即将中心位置控制在通过重力保持在弹性构件(压缩线圈弹簧)上的图像稳定透镜  L1的光轴和图像捕获光学系统的光轴之间的范围内。 

可选地，在第二模式中，当振动检测单元在第一时间段内获得的振动输出(振动量)小于或等于预定值时，参考通过重力将图像稳定透镜L1保持在弹性构件上的状态来控制中心位置。 

可选地，在第三模式中，当振动检测单元在第一时间段内获得的振动输出大于该预定值时，参考将图像稳定透镜L1从例如通过重力保持在弹性构件上的位置向光轴方向抬起的状态来控制中心位置。 

当计算校正最大振动时的图像稳定范围的中心位置时，计算可以校正最大振动的最宽的图像稳定范围中心位置，以使图像稳定透镜L1向光轴抬起的量最小化。这将进一步减少能量消耗。 

照相机中存储的预定范围是图6和7中示出的范围24。只要中心位置在该范围24内，图像稳定范围将不超出图像稳定可能范围20。 

图7示出了当将中心位置从B偏移(抬起)至C时采用的图像稳定范围23。中心位置C在预定范围24之内，图像稳定范围23在图像稳定可能范围20之内。 

由于该原因，甚至可以校正大的振动。通过将中心位置抬起到的中心位置C设置为尽可能靠近预定范围24内的边界，可以使能量消耗比将中心位置抬起到光轴的情况下的少。 

在上述说明中，紧接在输出第一触发信号SW1之后开始提取，提取预定时间段内的振动量。然后，计算当校正最大振动时的图像稳定范围的中心位置。 

当正在提取振动量期间输出第二触发信号SW2时，可以采用之前获取的最大振动量、或是在第一时间段内提取的振动量的平均值。 

提取振动量的第一时间段可以是从输出第一触发信号SW1时  至输出第二触发信号SW2时之间所花费的时间段。在这种情况下，可以获取很多振动信息，可以更适当地设置图像稳定范围的中心位置。 

可以在输出一第触发信号SW1之后经过一段等待时间时开始提取振动量。紧接在输出第一触发信号SW1之后提取的振动量不如紧接在图像捕获操作之前提取的振动量稳定。因此，在这种情况下，可以更可靠地设置图像稳定范围的中心位置。 

虽然能以这种方式适当地检查输出第一触发信号SW1之后的振动状态，但是用于计算图像稳定范围的中心位置的方法不限于上述方法。 

再次参考图5，当在步骤S107中振动校正量不超出预定值时，开始图像稳定透镜L1的位置检测(步骤S114)。 

当将图像稳定范围的中心位置设置在图像稳定透镜L1的光轴通过其自身的重量沿重力方向从图像捕获光学系统的光轴稍微偏移的位置(由线圈弹簧保持的图像稳定透镜L1的自然位置)时，开始用于图像稳定的驱动(步骤S115)。 

用于图像稳定的驱动能量大致分为两种能量，即反抗重力将移动构件保持在光学中心的能量以及用于图像稳定的从光学中心偏移移动构件的能量。 

因为起初由弹簧保持图像稳定透镜L1，通过将用于图像稳定的偏移后的中心设置在将图像稳定透镜L1通过其自身重量沿重力方向相对于光轴稍微偏移的位置(自然位置)，可以减少能量消耗。 

由于该原因，能够节省用于图像稳定驱动的能量，由于图像稳定透镜L1从光轴向自然位置运动，所以能量消耗降低。因此，使将图像稳定透镜L1从自然位置抬起的量减到最小，可以进一步减少能量消耗。 

然后，判断是否输出了第二触发信号SW2(步骤S111)。当输出  了第二触发信号SW2时，进行曝光(步骤S112)，存储图像(步骤S113)，完成图像捕获处理。相反，当没有输出第二触发信号SW2时，再一次进行步骤S102。 

当在步骤S103中IS开关303断开(OFF)时，与步骤S105类似，进行自动调焦和测光(步骤S116)，与步骤S109类似，开始位置检测(步骤S117)。 

然后，开始驱动(用于中心保持的驱动)，使得将图像稳定透镜L1保持在从光轴沿重力方向稍微偏移的位置(自然位置)(步骤S118)。 

随后，判断是否输出了第二触发信号SW2(步骤S111)。如果是，将进行上述步骤S112和随后的步骤。如果否，再次进行步骤S102。 

如上述说明，以输出第一触发信号SW1之后的振动状态为基础控制图像稳定范围的中心位置。因此，即使当在图像捕获准备状态和图像捕获操作之间发生了意外的大的振动时，也可以适当地进行图像稳定。 

也就是说，因为以输出第一触发信号SW1之后的振动状态为基础控制图像稳定范围的中心位置，所以即使在校正大的振动时仍能获取足够的图像稳定冲程。这增强了图像稳定性能并提高了捕获图像的质量。 

通常将图像稳定范围的中心位置设置在自然位置，当检测到大的振动时使用最小的能量可以保证图像稳定范围。根据该观点，可以实现能量的节省。 

第二实施例

现在，说明本发明的第二示例性实施例。 

在上述第一示例性实施例中，紧接在输出第一触发信号SW1之后的预定时间段内提取振动量，但是如果在输出信号SW1之后经过了相对长的时间，关于紧接在输出信号SW1之后的振动的信  息变旧，由该信息表示的振动状态可能与图像捕获操作期间的状态不同。 

因此，在第二示例性实施例中，在输出第二触发信号SW2之后，提取之前的振动状态。将参考图8中的流程图对第二示例性实施例进行详细说明。 

首先，当对照相机体200接通电源(步骤S210)时，判断是否已输出用于图像捕获准备状态的第一触发信号SW1(步骤S202)。 

当输出了第一触发信号SW1时，判断IS开关303是否接通(ON)(步骤S 203)。当IS开关303接通时，利用传感器如振动陀螺仪开始检测振动量(振动检测)(步骤S204)。 

随后，进行自动调焦和测光(步骤S205)，检测图像稳定透镜L1的位置(步骤S206)。 

然后，当将图像稳定范围的中心位置设置在图像稳定透镜L1的光轴通过图像稳定透镜L1的重量沿重力方向从图像捕获光学系统的光轴稍微偏移的位置(由线圈弹簧保持的图像稳定透镜L1的自然位置)时，开始用于图像稳定的驱动(步骤S207)。 

然后，判断是否已经输出第二触发信号SW2(步骤S208)。当已经输出信号SW2时，提取第一时间段内的振动量(步骤S209)。当还未输出信号SW2时，再次进行步骤S202。 

判断从振动量计算得出的图像稳定中心位置是否位于预定范围之外(步骤S210)。当图像稳定中心位置在预定范围之外时，计算图像稳定范围的中心位置(步骤S211)。 

然后，将图像稳定范围偏移到算出的中心位置，开始图像稳定(图像稳定驱动)(步骤S212)。 

更详细地说明步骤S209至S212。首先，提取由传感器如振动陀螺仪检测到的振动量(实际上，是来自传感器的输出值或从该输出值计算得出的表示振动量的值)。 

在这种情况下，紧接在输出第二触发信号SW2之后，提取前一预定时间段内的振动量。该用于校正最大振动的图像稳定范围的中心位置与照相机中存储的预定范围进行比较。 

作为比较的结果，当中心位置超出该预定范围时，计算出图像稳定范围的中心位置的偏移量。以与参考图6和7说明的在第一示例性实施例中采用的方式相同的方式进行计算。 

这里，紧接在输出第二触发信号SW2之后，提取前一预定时间段内的振动量，计算校正最大的振动时所采用的图像稳定范围的中心位置。 

可选地，仅能够从已提取的振动量中进一步提取大于预定值的振动量，可以采用其平均值。可以采用第一时间段内提取的全部振动量的平均值。 

简而言之，计算方法将不限于上述方法，只要能够检查紧接在输出第二触发信号SW2之前(或者紧接在曝光之前)的振动状态即可，能够计算图像稳定范围的中心位置。 

当在图8中示出的步骤S210中振动校正量小于或等于预定值时，将图像稳定范围的中心位置设置在图像稳定透镜L1的光轴通过图像稳定透镜L1的重量沿重力方向从图像捕获光学系统的光轴稍微偏移的位置(保持状态下图像稳定透镜L1的自然位置)。 

也就是说，当作为在第一时间段内获得的振动输出的振动校正量小于或等于预定值时，参考通过重力将图像稳定透镜L1保持在弹性构件上的状态来控制中心位置。 

然后，当将图像稳定范围的中心位置设置在图像稳定透镜L1的光轴通过图像稳定透镜L1的重量沿重力方向从图像捕获光学系统的光轴稍微偏移的位置(保持状态下图像稳定透镜L1的自然位置)时，开始用于图像稳定的驱动(步骤S213)。 

随后，进行曝光(步骤S219)，存储图像(步骤S220)，图像捕获  处理完成。 

因为起初由弹簧保持图像稳定透镜L1，通过参考将图像稳定透镜L1通过其自身重量沿重力方向从光轴稍微偏移的位置(自然位置)来进行驱动，可以减少能量消耗。 

由于该原因，能够节省用于图像稳定驱动的能量，由于图像稳定透镜L1从光轴向自然位置运动，所以能量消耗降低。因此，使将图像稳定透镜L1从自然位置抬起的量减到最小，可以进一步减少能量消耗。 

当在步骤S203中IS开关303断开时，与步骤S205类似，进行自动调焦和测光(步骤S214)，步骤S206类似，开始位置检测(步骤S215)。 

然后，开始驱动，使得在图像稳定透镜L1通过其自身重量沿重力方向从光轴稍微偏移的同时，保持图像稳定透镜L1(开始用于中心保持的驱动)(步骤S216)。 

然后，判断是否已输出第二触发信号SW2(步骤S217)。当已输出信号SW2时，进行步骤S219。当没有输出信号SW2时，再次进行步骤S202。 

在上述过程中，以关于在时间上接近在曝光期间的振动的紧接在曝光之前的振动的信息为基础，控制图像稳定范围的中心位置。因此，即使当校正大的振动时，也可以更可靠地获得足够的图像稳定冲程。这增强了图像稳定性能并提高捕获图像的质量。 

在通常情况下，将图像稳定范围的中心位置设置在自然位置，当检测到大的振动时，使用最少的能量保证图像稳定范围。这能够减少能量消耗。 

虽然以上参考示例性实施例说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围符合最宽的解释，以覆盖全部变形、等同结构和功能。 

例如，在具有不同图像质量模式或不同能量消耗模式的照相机中，当选择了高图像质量模式时，能够进行图像稳定，将图像稳定范围的中心位置一直设置在光轴附近。 

在标准或低图像质量模式下、或者节能模式下，能够使用根据本发明的方法进行图像稳定。在这种情况下，可以满足不同用户的需求。 

根据上述示例性实施例，以从输出第一触发信号时到输出第二触发信号时所花费的第一时间段内获得的振动信息为基础，控制图像稳定透镜的图像稳定驱动范围的中心位置。 

由于该原因，不需要持续供应能量以反抗重力将图像稳定透镜L1保持在光学中心。从这个观点来看，能够使用最少的能量保证图像稳定范围。这减少了能量消耗，增加了使用相同的电池容量能够捕获的图像的数量。 

此外，根据上述示例性实施例，将中心位置控制在通过重力保持在弹性构件上的图像稳定透镜的光轴和图像捕获光学系统的光轴之间的范围内。 

也就是说，因为以图像稳定透镜被重力影响的状态为基础控制图像稳定范围的中心，所以即使当校正意外的大的振动时，也可以获得足够的图像稳定冲程。因此，可以实现高的图像稳定性能和高质量的捕获图像。 

此外，在通常情况下，将图像稳定范围的中心位置设置在自然位置，当检测到大的振动时，使用最少的能量保证图像稳定范围。因此，减少了能量消耗。 

此外，当振动检测单元在第一时间段内获得的振动输出小于或等于预定值时，参考通过重力将图像稳定透镜保持在弹性构件上的位置控制中心位置。 

当在第一时间段内获得的振动输出大于该预定值时，参考将  图像稳定透镜从通过重力保持在弹性构件上的位置向图像捕获光学系统的光轴抬起的位置来控制中心位置。 

因此，即使当在图像捕获准备状态和图像捕获操作之间发生了意外的大的振动时，也可以保证图像稳定范围，适当地进行图像稳定，并且可以在各种图像捕获条件下捕获高质量的图像。 

此外，参考将图像稳定透镜通过其自身的重量沿重力方向从光轴偏移的位置(自然位置)来进行用于图像稳定的驱动。因此，可以减少能量消耗，可以利用更少的能量进行用于图像稳定的驱动。 

尤其是，即使当在第一时间段内获得的振动输出很大时，因为图像稳定透镜从光轴向自然位置运动，随意能量消耗降低，可以将图像稳定透镜从自然位置抬起的量减到最小。从这个观点来看，也可以减少能量消耗。 

Claims (2)

1.一种光学设备，包括：

基部构件；

图像稳定透镜；

透镜保持构件，其安装到所述基部构件上，所述透镜保持构件被配置为保持所述图像稳定透镜；

驱动单元，其被配置为沿与光轴垂直的方向驱动所述透镜保持构件；

多个弹性构件，其被固定在所述基部构件和所述透镜保持构件之间；

振动检测单元，其被配置为检测振动；以及

控制电路，其被配置为基于来自所述振动检测单元的振动信息控制所述透镜保持构件的位置，

其中，基于在输入用于转换到图像捕获准备状态的第一触发信号的时刻和输入用于转换到图像捕获状态的第二触发信号的时刻之间的预定时间段期间获得的振动信息，来控制所述图像稳定透镜的驱动范围的中心位置，

将所述中心位置控制在如下范围内：在将所述图像稳定透镜通过重力保持在所述弹性构件上的状态下，在所述图像稳定透镜的光轴和图像捕获光学系统的光轴之间的范围，以及

当所述振动检测单元在所述预定时间段内获得的振动输出小于或等于预定值时，参考通过重力将所述图像稳定透镜保持在所述弹性构件上的位置来控制所述中心位置，当所述振动检测单元在所述预定时间段内获得的振动输出大于所述预定值时，参考将所述图像稳定透镜从通过重力保持在所述弹性构件上的位置向所述图像捕获光学系统的光轴抬起的位置来控制所述中心位置。

2.一种照相机系统，包括：

可互换镜头；以及

可拆卸地安装有所述可互换镜头的照相机，

其中，所述可互换镜头包括：

基部构件；

图像稳定透镜；

透镜保持构件，其安装到所述基部构件上，所述透镜保持构件被配置为保持所述图像稳定透镜；

驱动单元，其被配置为沿与光轴垂直的方向驱动所述透镜保持构件；

多个弹性构件，其被固定在所述基部构件和所述透镜保持构件之间；

振动检测单元，其被配置为检测振动；以及

控制电路，其被配置为基于来自所述振动检测单元的振动信息控制所述透镜保持构件的位置，

其中，所述照相机包括：

释放开关，其被配置为输出用于转换到图像捕获准备状态的第一触发信号和用于转换到图像捕获状态的第二触发信号，以及

其中，所述可互换镜头基于在输出所述第一触发信号的时刻和输出所述第二触发信号的时刻之间的预定时间段期间获得的振动信息，来控制所述图像稳定透镜的驱动范围的中心位置，

将所述中心位置控制在如下范围内：在将所述图像稳定透镜通过重力保持在所述弹性构件上的状态下，在所述图像稳定透镜的光轴和图像捕获光学系统的光轴之间的范围，以及

当所述振动检测单元在所述预定时间段内获得的振动输出小于或等于预定值时，参考通过重力将所述图像稳定透镜保持在所述弹性构件上的位置来控制所述中心位置，当所述振动检测单元在所述预定时间段内获得的振动输出大于所述预定值时，参考将所述图像稳定透镜从通过重力保持在所述弹性构件上的位置向所述图像捕获光学系统的光轴抬起的位置来控制所述中心位置。

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