CN101142813B

CN101142813B - 成像装置

Info

Publication number: CN101142813B
Application number: CN2005800491498A
Authority: CN
Inventors: 弓木直人
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2025-12-08
Also published as: CN101142813A; JP4441565B2; US8031240B2; WO2006100804A1; JPWO2006100804A1; US20090027510A1

Abstract

数字拍摄设备机体1处于水平拍摄姿态(a)还是处于垂直拍摄姿态(b)(c)通过使用图像模糊补偿装置的驱动单元进行检测。在聚焦驱动单元检测到数字拍摄设备机体1处于向上姿态(d)或向下姿态(e)的情况下，输入其拍摄姿态。输入的拍摄姿态与图像一起被记录，从而图像以与拍摄时相同的方向被显示，尽管图像是以向上的姿态(d)或向下的姿态(e)被拍摄。

Description

成像装置

技术领域

本发明涉及成像装置的拍摄姿态，更具体的讲，是涉及在向上拍摄或向下拍摄时准确确定拍摄状态的成像装置。

背景技术

最近，像CCD(电流接合装置)和CMOS(复合金属-氧化物-半导体)这样的成像传感器，以及信号处理电路在综合密度方面被日益改进并且可以很便宜的得到。相应地，可以把被拍摄物的光学图像转化为电信号，并且将电信号输出的数字照相机和数字摄像机(在下文中称为“数字拍摄设备”)越来越受欢迎。

关于数字拍摄设备的拍摄姿态，在如风景这样的水平方向上的长被拍摄物被拍摄时，摄影师拿着数字拍摄设备以使其在水平的姿态。在人或建筑物这样的垂直方向的长被拍摄物被拍摄时，被拍摄物在数字拍摄设备被保持在垂直姿态时被拍摄。注意：在快门按钮的按压方向平行于重力方向时，数字拍摄设备的姿态被称为水平拍摄姿态。另一方面，在快门按钮的按压方向正交于重力方向时，数字拍摄设备的姿态被称为垂直拍摄姿态。

进一步，在上述的各拍摄姿态下被拍摄的图像分别被称为水平拍摄图像和垂直拍摄图像。在以上面描述的拍摄姿态下得到的图像被再现和显示的情况下，为了匹配拍摄时的方向和再现时的方向，姿态探测装置被提供给成像装置。拍摄时，成像装置的姿态信息被写入所拍摄图像中，当所拍摄图像被显示时，姿态信息与拍摄图像被同时读出，显示图像的方向对应于拍摄时的方向。

当数字拍摄设备在向下的姿态时，数字拍摄设备不能确定是在水平的拍摄姿态或是在垂直的拍摄姿态。因而，提出了这样的系统，当数字拍摄设备被探测到在向下的姿态时，摄影师输入水平拍摄姿态或垂直拍摄姿态，其中拍摄图像的显示方向对应于拍摄时的方向。(专利文件1)。

专利文件1：日本公开专利公布号2004-88439

发明内容

本发明所解决的问题

传统的成像装置可以检测向下的姿态，但是不能检测向上的姿态。绝大多数的最新数字拍摄设备能使用于远距离拍摄，并且拍摄在天空飞行的飞机或类似物的机会在增加。在这样的情况下，数字拍摄设备需要向上取角进行拍摄。因而，在向上的姿态的情况下，数字拍摄设备不能确定是在水平的拍摄姿态还是在垂直的拍摄姿态。进一步，姿态检测传感器需要被额外提供，这导致费用的增加。

因而，本发明的一个目标是提供可以准确确定成像装置是在水平的拍摄姿态还是在垂直的拍摄姿态而不考虑向上的姿态或向下的姿态。

问题的解决

本发明的目标通过具有下述方面的成像装置被实现。作为具体的例子，将被拍摄物的光学图像作为电图像信号输出的成像装置包括产生被拍摄物的光学图像的成像光学系统，接收由成像光学系统产生的光学图像并且将光学图像转换为电图像信号的成像单元；检测成像装置是处于水平姿态还是垂直姿态，并且产生姿态检测信号的第一姿态检测单元；检测成像装置在拍摄时是处于向上的姿态还是向下的姿态的第二姿态检测单元；记录姿态确定信号与成像单元输出的拍摄图像的图像记录单元；其中，当基于所述第二姿态检测单元的检测结果，确定所述成像装置处于向上姿态或者向下姿态时，在所述成像装置完成拍摄后，所述第一姿态检测单元检测所述成像装置是水平姿态还是垂直姿态并产生姿态确定信号，以及在所述成像装置完成拍摄后由所述第一姿态检测单元产生的所述姿态确定信号与被拍摄的图像一起被记录在图像记录单元中。

在这个构造的基础上，一个水平拍摄姿态，两个垂直拍摄姿态，数字拍摄设备的机体的向上姿态和向下姿态被检测，靠的是即使利用数字拍摄设备在向上的姿态或向下的姿态拍摄，以水平拍摄姿态拍摄到的图像和以垂直拍摄姿态拍摄到的图像可能各产生一个对应于显示时的图像方位的拍摄时的图像方位，在其中没有错误。

作为具体的例子，成像装置可以包括用于检测施加到成像装置上的振动并且在与光轴正交的两个方向驱动成像光学系统的补偿透镜的图像模糊补偿装置。并且，第一姿态探测单元可以通过检测用于驱动补偿透镜的信号确定成像装置的姿态。

在这个构造的基础上，包括图像模糊补偿装置的成像装置可以检测成像装置的姿态而不需要新的用于检测成像装置在拍摄时处于水平姿态或垂直姿态的结构。

作为具体的例子，成像装置可以包括用于检测施加到成像装置的振动并且在与光轴正交的两个方向驱动成像光学系统的补偿透镜的图像模糊补偿装置。图像模糊补偿装置包括用于驱动补偿透镜的第一致动器和第二致动器，和可以依照第一致动器和第二致动器中的至少一个的驱动电流值确定成像装置的姿态的检测装置。

在这个构造的基础上，可以通过检测第一致动器和第二致动器中至少一个的驱动电流值很容易地检测到成像装置的姿态。

作为具体的例子，成像装置包括用于驱动该成像光学系统中的聚焦透镜单元的线性致动器，并且第二姿态检测单元可以通过检测驱动聚焦透镜单元的信号确定成像装置的姿态。

在这个构造的基础上，包括线性致动器的成像装置可以检测成像装置的姿态而不需要增加新的用于检测成像装置在拍摄时处于水平姿态或垂直姿态的结构。

作为具体的例子，在成像装置处于向上姿态的情况下，可以移动该成像光学系统中的聚焦透镜以在无穷远的位置聚焦。

在这个构造的基础上，聚焦透镜单元可以被驱动以在无穷远的位置聚焦，从而可能实现快速拍摄。

作为具体的例子，在成像装置处于向下姿态的情况下，该成像光学系统中的聚焦透镜单元可以被移动到实现微距拍摄的位置。

在这个构造的基础上，聚焦透镜可以被驱动到实现微距拍摄的位置，从而可能实现快速拍摄。

本发明的效果

如上面所描述，依照基于本发明的成像装置，通过检测一个水平拍摄姿态，两个垂直拍摄姿态，数字拍摄设备的机体的向上姿态和向下姿态，即使数字拍摄设备在向上的拍摄姿态或向下的拍摄姿态进行拍摄，对于在水平拍摄姿态的拍摄图像和在垂直拍摄姿态拍摄的图像，都能够无误地使拍摄时的图像方向与显示时的图像方向对应。

附图说明

图1是示出依照本发明的实施例1的成像装置的控制系统的框图。

图2是示出依照本发明的实施例1的成像装置的顶部和背部的图。

图3是示出依照本发明的实施例1的成像装置的图像模糊补偿装置的控制系统的框图。

图4是示出依照本发明的实施例1的成像装置的图像模糊补偿机构的分解透视图。

图5是示出依照本发明的实施例1的成像装置的线性致动器的透视图。

图6依照本发明的实施例1的成像装置的线性致动器的轭调节部分的透视图。

图7是示出依照本发明的实施例1的成像装置的各种姿态的图。

图8是图解检测依照本发明的实施例1的图像模糊补偿机构的姿态的图。

图9是示出向依照本发明的实施例1的各拍摄姿态下的成像装置的图像模糊补偿机构的线圈提供电流的图。

图10是图解依照本发明的实施例1的各拍摄姿态下的成像装置的姿态确定信号的图。

图11是图解在显示部件55上显示依照本发明的实施例1的成像装置拍摄的图像的方法的图。

图12是示出依照本发明的实施例1的成像装置的线性致动器的控制系统的结构图。

图13是示出依照本发明的实施例1的成像装置的线性致动器的姿态的图。

图14是图解向依照本发明的实施例1的各拍摄姿态下的成像装置的线性驱动器的线圈提供电流的图。

图15是图解依照本发明的实施例1的成像装置的从记录开始到记录结束的操作的流程图。

图16是图解输入依照本发明的实施例1的成像装置的拍摄方法和拍摄姿态的菜单的图。

图17是图解依照本发明的实施例2的成像装置的从记录开始到记录结束的操作的流程图。

图18是图解依照本发明的实施例2的拍摄之后的拍摄设备的姿态的改变的图。

参考字符的说明

1数字拍摄设备

1a 机架

2 透镜筒

3 微型计算机

3A 信号处理部件

4 成像传感器

5 CCD驱动控制部件

6 模拟信号处理部件

7 A/D转换部件

8 数字信号处理部件

9 缓冲存储器

10 图像压缩部件

11 图像记录控制部件

12 图像记录部件

13 图像显示控制部件

14x 偏转驱动控制部件

14y 俯仰驱动控制部件

15 位置检测部件

16 图像模糊补偿装置

15A 移动补偿部件

17x，17y D/A转换部件

18A 移动检测部件

18x 偏转角速率传感器

18y 俯仰角速率传感器

19x，19y A/D转换部件

20 图像模糊补偿机构

21 俯仰保持机座

22 偏转保持机座

23 俯仰轴

24x，24y 线圈

25 固定机座

26a，26b 偏转轴

27x，27y 磁铁

28x，28y 轭

29x，29y 致动器

30 发光元件

31 光检测元件

32A 拍摄姿态检测部件

32x 偏转电流值检测部件

32y 俯仰电流值检测部件

35 电源开关

36 快门操作部件

37 拍摄/再现切换操作部件

38 十字操作键

39 菜单设置操作部件

40 设置操作部件

41 快门控制部件

42 快门驱动马达

50 内存储器

51 可移动存储器

55 显示部件

57 缩放操作部件

60 姿态确定信号

72 聚焦电流值检测部件

83 线性致动器

84 定子

85 主磁铁

86 主轭

87 侧轭

88 磁性电路

89 可移动元件

90 线圈

L 成像光学系统

L1 第一透镜单元

L2 第二透镜单元

L3 第三透镜单元

具体实施方式

(实施例1)

图1是示出依照本发明实施例1的数字拍摄设备1的大体构造的结构图。数字拍摄设备1包括成像光学系统L，微型计算机3，成像传感器4，CCD驱动控制部件5，模拟信号处理部件6，A/D转换部件7，数字信号处理部件8，缓冲存储器9，图像压缩部件10，图像记录控制部件11，图像记录部件12，图像显示控制部件13，显示部件55，快门控制部件41和快门驱动马达42。

成像光学系统L是包括三个透镜单元L1，L2和L3的光学系统。第一透镜单元L1和第二透镜单元L2(图像模糊补偿透镜单元)在光轴方向移动，从而实现缩放。第三透镜单元(聚焦透镜单元)在光轴方向移动，实现聚焦。进一步，第二透镜单元L2是补偿透镜单元，并且通过在正交于光轴的平面上移动以偏离光轴来补偿图像的移动。

当拍摄者导致的机械振动或抖动被施加到数字拍摄设备1时，从被拍摄物向透镜发射的光的光轴偏离透镜的光轴。因而，在这样的情况下获得的图像是模糊的。用于防止这种情况的机构被称为图像模糊补偿机构。注意到在本实施例中，图像模糊补偿机构也可以被用作数字拍摄设备1的姿态检测方法。其中的结构和操作将在下面被描述。

微型计算机3控制数字拍摄设备1的所有控制部件。进一步，微型计算机3能够接收对应的来自电源开关35，快门操作部件36，拍摄/再现切换操作部件37，十字操作键38，菜单设置操作部件39，设置操作部件40的信号。

根据快门操作部件36的操作产生的时间信号，快门控制部件41依照微型计算机3输出的控制信号驱动快门驱动马达42，然后致动快门。

成像传感器4更适宜于被配置具有CCD，并且把成像光学系统L产生的光学图像转换为电信号。成像传感器4被CCD驱动控制部件5驱动控制。成像传感器可以被配置CMOS。

由成像传感器4输出的图像信号依次经由模拟信号处理部件6，A/D转换部件7，数字信号处理部件8，缓冲存储器9，图像压缩部件10处理。在模拟信号处理部件6中，由成像传感器4输出的图像信号进行如灰度处理的模拟信号处理。A/D转换部件7将模拟信号处理部件6输出的模拟信号转换为数字信号。在数字信号处理部件8中，由A/D转换部件7转换为数字信号的图像信号被进行如噪音减少和边缘增强的数字信号处理。缓冲存储器9是RAM(随机存储器)，暂时存储被数字信号处理部件8处理的图像信号。

进一步，保存在数字信号处理部件8的图像信号经由图像压缩部件10到图像记录部件12被处理。保存在缓冲存储器9的图像信号依照图像记录控制部件11的指令被传输到图像压缩部件10，并且图像信号的数据被压缩到预定的大小。在这种情况，图像信号以预定的比例被压缩到小于原始数据的数据大小。作为一种示范性的压缩方法，JPEG(联合照像专家组)方法被使用。同时，图像压缩部件10产生对应于用于初步显示或类似的拍摄图像的减小的图像信号。此后，被压缩的图像信号和减小的图像信号被传输到图像记录部件12。

图像记录部件12由被提供给数字拍摄设备1的内部存储器50(没有显示)和/或可移动存储器51组成。依照图像记录控制部件11发出的指令，图像记录部件12相互关连并记录图像信号，与其对应的减小的图像信号，将被记录的预定的信息。将与图像信号一起被记录的预定信息包括图像被拍摄的时间，在下面被描述的拍摄设备1的焦距信息，快门速度信息，光圈值信息，拍摄模式信息和姿态信息。

图像显示控制部件13被由微型计算机3传输的控制信号控制。依照来自图像显示控制部件13的指令，显示部件55将存储在图像记录部件12或缓冲存储器9的图像信号显示为可见图像。就显示模式而言，显示部件55有只用于显示图像信号的模式和用于显示图像信号拍摄时的信息的模式。图像信号拍摄时的信息包括焦距信息，快门速度信息，光圈值信息，拍摄模式信息，聚焦以外状态信息和姿态信息。这些信息通过操作菜单设置操作部件39被显示。

接下来，参考图2描述依照实施例1的数字拍摄设备1的结构。图2(a)是数字拍摄设备1的俯视图，图2(b)是数字拍摄设备1的背视图。

外壳1a具有包括透镜2的成像光学系统的前表面，也具有后表面，其上具有电源开关35，拍摄/再现切换操作部件37，十字操作键38，菜单设置操作部件39，设置操作部件40，由LCD监视器组成的显示部件55。进一步，外壳1a具有上表面，快门操作部件36和缩放操作部件位于该上表面。

缩放操作部件57可旋转地位于快门操作部件36的附近以与快门操作部件36共轴。电源开关35是打开/关闭数字拍摄设备1的操作构件。拍摄/再现切换操作部件37是在拍摄模式和再现模式之间转换的操作构件，控制杆每被转动一次，模式转换被执行。在选择拍摄模式的情况下，缩放操作部件被向右转动时，成像光学系统被微型机算机3控制以实现远距离拍摄，缩放操作部件被向左旋转时，成像光学系统被微机算机3控制以实现宽角度拍摄。

菜单设置操作部件39是用于在显示部件55上显示各种菜单的操作构件。十字操作键38是在按压上、下、左和右四个部分中任何一个部分的基础上，用于依照菜单设置操作部件39的操作选择显示在显示部件55的各种操作菜单中的任何一个操作菜单。当各种操作菜单中的任何一个在十字操作键38的基础上被选择，微型计算机3发出执行对应于已被选择的操作菜单的操作命令。设置操作部件40是用于将各种操作菜单的显示返回到该显示之前的状态的构件。

接下来，参考图3描述图像模糊补偿装置的控制系统。如在图3所示，图像模糊补偿装置16包括移动补偿部件15A，拍摄姿态检测部件32A，移动检测部件18A和信号处理部件3A。用于控制成像光线的光轴AZ的移动补偿部件15A包括第二透镜单元L2，偏转驱动控制部件14x，俯仰驱动控制部件14y和位置检测部件15。第二透镜单元L2在正交于光轴AZ的平面上移动以致偏离光轴，因而起到用于补偿图像的移动的补偿透镜单元的功能。第二透镜单元L2在正交于光轴AZ的两个方向(方向X和Y)被偏转驱动控制部件14x和俯仰驱动控制部件14y驱动控制。在下文，X方向被称为偏转方向，Y方向被称为俯仰方向。位置检测部件15检测第二透镜单元L2的位置，并且形成用于控制第二透镜单元L2与偏转驱动控制部件14x和俯仰驱动控制部件14y结合的反馈控制回路。

拍摄姿态检测部件32A包括偏转电流值检测部件32x和俯仰电流值检测部件32y。偏转电流值检测部件32x检测当下面描述的致动器29x被致动时被提供给线圈90的电流的值。以类似的方法，俯仰电流值检测部件32y检测当下面描述的致动器29y被致动时被提供给线圈90的电流的值。

移动检测部件18A包括偏转角速率传感器18x和俯仰角速率传感器18y。偏转角速率传感器18x和俯仰角速率传感器18y各是检测包括成像光学系统L的成像装置的移动的传感器，移动由手模糊或其它的振动引起。偏转角速率传感器18x和俯仰角速率传感器18y分别在偏转方向和俯仰方向检测移动。偏转角速率传感器18x和俯仰角速率传感器18y以数字拍摄设备1在静态时的输出为参考，根据数字拍摄设备1移动的方向，输出正的和负的角速率信号。输出的信号被信号处理部件处理。

信号处理部件3A包括微型计算机3，D/A转换部件17x和17y，A/D转换部件19x和A/D转换部件19y。偏转角速率传感器18x和俯仰角速率传感器18y分别输出的信号被进行过滤处理和放大处理以及类似的处理，被A/D转换部件19x和A/D转换部件19y分别转变为数字信号，接着被提供给微型计算机3。微型计算机3容许分别由偏转角速率传感器18x和俯仰角速率传感器18y输出及通过A/D转换部件19x和A/D转换部件19y输入的信号接受如过滤、集成处理，相位补偿、增益调整、削波以及类似的处理。

在上面描述的各种类型的处理的基础上，微型计算机3计算第二透镜单元L2的对移动补偿必要的驱动控制的量，从而产生控制信号。产生的控制信号分别通过D/A转换部件17x和D/A转换部件17y输出到偏转驱动控制部件14x和俯仰驱动控制部件14y。对应的，偏转驱动控制部件14x和俯仰驱动控制部件14y依照控制信号驱动第二透镜单元L2，从而补偿图像的移动。

接下来，参考图4，在本实施例中使用的图像模糊补偿装置16的图像模糊补偿机构20的构造将被描述。如在图4中所示，图像模糊补偿机构20包括俯仰保持机座21，偏转保持机座22，固定机座25，偏转致动器29x，俯仰致动器29y，发光元件30和光检测元件31。

俯仰保持机座21有线圈24x和线圈24y。第二透镜单元L2和发光元件30被固定于俯仰保持机座21。俯仰保持机座21通过俯仰轴23a和23b与接合偏转保持机座22连接以致可以在Y方向移动。

偏转保持机座22通过偏转轴26a和偏转轴26b接合与固定机座25连接以致可以在X方向移动。

致动器29x有磁体27x和轭28x，并且接合与固定机座25连接。以相似的方法，致动器29y有磁体27y和轭28y，并且接合与固定机座25连接。

光检测元件31被固定于固定机座25，接收从发光元件30发射的光线，并且检测二维位置坐标。当摄影师拍摄时，图像模糊补偿装置16使偏转角速率传感器18x和俯仰角速率传感器18y检测施加在数字拍摄设备1上的手抖动引起的模糊。此后，微型计算机3发出指令以致补偿检测到的手抖动引起的模糊。电流从外电路被提供到俯仰保持机座21的线圈24x和线圈24y。致动器29x和致动器29y各形成磁性电路。俯仰保持机座21在由X方向和Y方向定义的正交于光轴AZ的平面(称为XY平面)移动。

进一步，俯仰保持机座21的位置被光检测元件31检测，从而能够执行高精确位置检测。换言之，第二透镜单元L2通过使用图像模糊补偿机械20在正交于光轴AZ的XY平面移动，从而能够补偿通过成像光学系统L入射到成像传感器上的图像。同样，在抑制手抖动导致的模糊的同时能够拍摄高质量的图像。

接下来，参考图8和图9描述通过使用偏转电流值检测部件32x和俯仰电流值检测部件32y检测电流值的方。图8说明图像模糊补偿机构20的姿态。更具体的，图8(a)示出图像模糊补偿机械20在以水平拍摄姿态拍摄时的姿态，图8(b)示出图像模糊补偿机构20在以垂直的拍摄姿态拍摄时的姿态，图8(c)示出俯仰保持机座21被沿着Y轴观察时的外观。

在如图8(a)所示的水平拍摄姿态下，第二透镜单元L2，俯仰保持机座21，线圈24x和线圈24y，偏转保持机座22的重量均被施加在Y方向，也就是重力方向。在这种情况，第二透镜单元L2需要被保持并且位于光轴的中心以致得到合适的图像。对应的，需要产生电磁力以支持第二透镜单元L2的自重。为了产生必要的电磁力，电流Iy1被提供给线圈24y。另一方面，在X方向，因为第二透镜单元L2被保持并且在光轴的中心，不需要考虑支持自重的力。因而，提供到线圈24x的电流Ix2的值小于提供于线圈24y的电流Iy1的值。

图8(b)示出图像模糊补偿机构20的姿态从水平拍摄姿态绕光轴旋转90度到垂直拍摄姿态的图。第二透镜单元L2、俯仰保持机座21、线圈24x和24y、偏转保持机座22的重量被施加在X方向，也就是重力方向。在这种情况，第二透镜单元L2需要被保持并且位于光轴的中心。因而，需要在X轴方向产生支持机座22的自重和第二透镜单元L2的自重的电磁力。

对应的，为了产生必需的电磁力，电流Ix1被提供给线圈24x。考虑到偏转保持机座22的自重，电流Ix1的值大于在水平拍摄情况下提供给线圈24y的电流Iy1的值。换言之，在Y方向，不需要考虑支持第二透镜单元L2的自重以致保持第二透镜单元L2位于光轴中心的力，因而，被提供给线圈24y的电流Iy2的值小于被提供给线圈24x的电流Ix1的值。

如上所述，提供给各线圈24x和24y的电流的值取决于数字拍摄设备1的拍摄姿态。换言之，通过检测流经线圈24x和24y的电流值能够确定图像模糊补偿机构20和数字拍摄设备1的拍摄姿态。因而，图像模糊补偿机械20能够不仅被用于阻止图像模糊还可作为检测拍摄设备1的姿态的装置。

进一步，如下面所描述，拍摄设备1的拍摄姿态被确定。假定数字拍摄设备处于水平拍摄姿态是参考姿态，在这个姿态的角度是0度。换言之，图7(a)所示的状态是水平拍摄状态。处于垂直拍摄位置的数字拍摄设备1的姿态是数字拍摄设备1绕着光轴旋转90度或-90度的状态。图7(b)所示的状态是旋转90度的垂直的拍摄姿态1，图7(c)所示的状态是旋转-90度的垂直拍摄姿态2。

接下来，将描述摄影师以水平拍摄姿态拍摄像风景这样的水平方向的被拍摄物。数字拍摄设备1的姿态在偏转电流值检测部件32x和俯仰电流值检测部件32y检测得到的电流值的基础上被确定。

如图7(a)所示的以水平拍摄姿态拍摄的情况下，也就是在0度姿态，偏转电流值检测部件32x和俯仰电流值检测部件32y分别检测分别流经图像模糊补偿机构20的线圈24x和24y的电流Ix2和Iy1的值。根据电流值，微型计算机3确定数字拍摄设备1处于水平拍摄姿态。在这种状态，摄影师按快门操作部件36，并且拍摄被拍摄物。被拍摄的图像被记录在图像记录部件12中。

在这种情况，如图10所示，图像记录控制部件11向缓冲存储器9输出的图像信号增加表示数字拍摄设备1的拍摄姿态是在0度的姿态确定信号60(0)。姿态确定信号60被记录在，比如，图形信号的页脚部分或页眉部分。姿态确定信号60可以被记录在缓冲存储器9或者图像记录部件12。

对应的，在再现时，被记录在所拍摄的图像中的姿态确定信号60(0)被读出，从而在水平拍摄姿态拍摄的图像被显示，被显示的图像的方向对应于如图11(a)所示的数字拍摄设备1拍摄时的图像的方向。

另一方面，在摄影师保持数字拍摄设备1在垂直的拍摄姿态，拍摄如人这样的垂直方向的被拍摄物的情况下，与水平拍摄姿态的情况一样，数字拍摄设备1的姿态在由偏转电流值检测部件32x和俯仰电流值检测部件32y检测得到的电流值的基础上被确定。

以垂直拍摄姿态拍摄的情况下，也就是在如图7(b)所示的90度姿态，偏转电流值检测部件32x和俯仰电流值检测部件32y分别检测分别流经图像模糊补偿机构20的线圈24x和24y的电流Ix1和Iy2的值。根据电流值，微型计算机3确定数字拍摄设备1处于垂直拍摄姿态1。在这种状态，摄影师按快门操作部件36，并且拍摄被拍摄物。被拍摄的图像被记录在图像记录部件12中。在这种情况，图像记录控制部件11将表示数字拍摄设备1的拍摄姿态是从水平拍摄姿态绕光轴转动90度的垂直拍摄姿态的姿态确定信号60(1)增加到缓冲存储器9输出的图像信号。

对应的，在再现时，记录在所拍摄图像上的姿态确定信号60(1)被读取，这样以垂直拍摄姿态1拍摄的图像被旋转-90度并且被显示，使得所显示的图像的方向对应于如图11(b)所示的数字拍摄设备1拍摄时的图像的方向。

在从如图7(c)所示的位置旋转180度到垂直拍摄姿态2的情况下，如图10所示的流经线圈24x的电流Ix1的绝对值很难改变，电流Ix1的极性被转变(从正值变为负值)。对应的，从水平拍摄姿态旋转-90度得到的垂直拍摄姿态2被确定。在这种情况，摄影师按快门操作部件36，并且拍摄被拍摄物。拍摄的图像被记录在图像记录部件12中。在这种情况，图像记录控制部件11将表示数字拍摄设备1的拍摄姿态是从水平拍摄姿态绕光轴转动-90度的垂直拍摄姿态的姿态确定信号60(2)增加到由缓冲存储器9输出的图像信号。

对应的，在再现时，记录在所拍摄图像上的姿态确定信号60(1)被读取，以垂直拍摄姿态2拍摄的图像被旋转-90度，并且被显示，显示的图像的方向对应于如图11(b)所示的数字拍摄设备1拍摄时的图像的方向。

接下来，参考图5和图6描述驱动第三透镜单元L3(聚焦透镜单元)的聚焦透镜驱动致动器的构造。聚焦透镜支撑机座81支撑第三透镜单元L3，并且平行于光轴AZ以致沿着末端部分分别固定在透镜筒(没有显示)的引导杆82a和82b在光轴方向移动。在光轴AZ的方向驱动聚焦透镜支撑机座81的线性致动器83的定子84是由磁正交于驱动方向(Z方向)的主磁体85，U形主轭86和平面侧轭87构成。

进一步，两个接合突出物86a被提供在主轭86的Z方向的正的一侧的主轭86的上部和下部，并且被形成为与被提供在透镜筒的固定机座79的突出物容纳部分79a接合。进一步包括定子84的磁性电路88被形成为具有从驱动方向观察对称的形状(在X方向)，同时在驱动方向(Z方向)具有近似对称的形状。

另一方面，线性致动器83的可移动元件89的组成部件线圈90被固定在81以向主磁体85提供预定量的空间。电流被应用到线圈90以致正交于主磁体85产生的磁通量，从而聚焦透镜支撑机座81在光轴AZ方向被驱动。位置检测装置由磁尺92和用于探测磁尺92的信号的磁传感器91形成，磁尺92与聚焦透镜支撑机座81集成。

接下来，参考图12将描述使用线性致动器83的聚焦装置的控制系统。第三透镜单元L3是通过平行光轴AZ移动以聚焦的聚焦透镜单元。第三透镜单元L3被聚焦驱动控制部件70沿着平行于光轴AZ的Z轴驱动控制。位置检测部件71是用于检测第三透镜单元L3的位置的检测部件，并且与聚焦驱动控制部件70结合形成用于控制第三透镜单元L3的移动的反馈控制回路。

拍摄姿态检测部件32A包括聚焦电流值检测部件72。聚焦电流值检测部件72检测线性致动器83被致动时流经线圈的电流值。

参考图13和14将描述利用聚焦电流值检测部件72检测电流值的方法。图13示出线性致动器83的姿态。也就是，图13(a)示出线性致动器83在以向上的姿态拍摄时的姿态，图13(b)示出线性致动器83在以向下的姿态拍摄时的姿态。

在图13(a)所示的向上的姿态的情况中，第三透镜单元L3，聚焦透镜支撑机座81，线圈90的重量都被施加于重力方向的-Z方向。这种情况下，第三透镜单元L3需要被支撑以被移动到预定的聚焦位置。因而，需要产生电磁力以支撑第三透镜单元L3的自重。对应的，为了产生必需的电磁力，电流If1被提供给线圈90。

另外一方面，在图13(b)所示的向上的姿态的情况中，第三透镜单元L3，聚焦透镜支撑机座81，线圈90的重量都被施加于重力方向的Z方向。这种情况下，第三透镜单元L3需要被支撑以被移动到预定的聚焦位置。因而，需要产生电磁力以支撑第三透镜单元L3的自重。对应的，为了产生必需的电磁力，电流If2被提供给线圈90。

如上面所述，流经线圈90的电流的值取决于数字拍摄设备1的拍摄姿态。也就是，线性致动器83和数字拍摄设备1的姿态可以通过检测流经线圈90的电流的绝对值被确定。对应的，线性致动器83驱动第三透镜单元L3，也起到检测数字拍摄设备1的向上的姿态和向下的姿态的作用。

进一步，下面描述数字拍摄设备1的拍摄姿态被确定。在摄影师将以向上的姿态拍摄的情况下，也就是将用远距离拍摄透镜拍摄在天空飞行的飞机，聚焦电流值检测部件72检测流经线性致动器83的线圈90的电流If1的值。在检测的电流值的基础上，微型计算机3确定数字拍摄设备1处于向上的姿态。在这种情况下，摄影师按下快门操作部件36，并且拍摄被拍摄物。被拍摄的图像被记录在图像记录部件12中。

另外一方面，在摄影师将以向下的姿态拍摄的情况下，也就是将用显微镜透镜拍摄花或类似物，聚焦电流值检测部件72检测流经线性致动器83的线圈90的电流If2的值。在检测的电流值的基础上，微型计算机3确定数字拍摄设备1处于向下的姿态。在这种情况下，摄影师按下快门操作部件36，并且拍摄被拍摄物。被拍摄的图像被记录在图像记录部件12中。

对应的，拍摄姿态检测部件32A能够确定数字拍摄设备1的5种姿态，它们是如图7(a)所示的水平拍摄姿态，图7(b)所示的垂直拍摄姿态1，图7(c)所示的垂直拍摄姿态2，图7(d)所示的向上的拍摄姿态，和图7(e)所示的向下的拍摄姿态。

下文中，参考图15所示的流程图，利用由上面描述的方法构成的成像装置拍摄图像的操作将依据拍摄姿态进行描述。为了开始拍摄，摄影师打开电源开关35，并以预定的姿态拿着数字拍摄设备1。

首先，在步骤S2，拍摄姿态检测部件32A检测数字拍摄设备1的姿态。

在步骤S4，确定拍摄姿态是否是向上的姿态。在拍摄的姿态是向上的姿态的情况，被确定为“是”，控制进入到步骤S30。另一方面，如果是非向上的姿态，被确定为“否”，控制进入到步骤S6。

在步骤S6，确定是否是向下的拍摄姿态。在拍摄的姿态是向下的姿态的情况，被确定为“是”，控制进入到步骤S20。另一方面，如果是非向下的姿态，被确定为“否”，控制进入到步骤S14。

在步骤S14，也就是在快门操作部件36被操作，而拍摄姿态既不是向上的姿态也不是向下的姿态的情况下，微型计算机3向数字信号处理部件8传送指令。作为对接收到的指令的回应，数字信号处理部件8依照接收到的图像信号计算曝光值。微型计算机3依照计算的曝光值自动设置合适的快门速度，从而光测量过程结束。进一步，线性致动器83被驱动以使图像信号的差值达到峰值并执行聚焦处理。从而，距离测量处理结束，指定的图形被拍摄。

在步骤S16，依照拍摄姿态检测部件32A发出的指令，姿态确定信号60(0)，60(1)和60(2)中的任何一个被记录在拍摄的图像上。拍摄的图像接着被记录在图像记录部件12中。

在步骤S30，也就是在前面描述的步骤S4，在向上的姿态被检测到的情况下，图16(a)所示的三个菜单被显示在数字拍摄设备1的显示部件55上，这样摄影师就可以选择当前拍摄姿态。

在步骤S32，摄影师利用十字操作键38选择水平拍摄姿态，垂直拍摄姿态1，垂直拍摄姿态2中的任何一个，并且通过使用设置操作部件40确认这样的选择，从而表示当前拍摄姿态的姿态确定信号60被暂时保存在缓冲存储器9。

在图16所示的菜单被以垂直拍摄姿态1或垂直拍摄姿态2显示的情况下，将被显示的菜单也如图16(b)所显示的被旋转和显示，从而摄影师易于从菜单进行选择。

在步骤S34，当快门操作部件36被操作时，微型计算机3向数字信号处理部件8发送指令。作为对接收到的指令的回应，数字信号处理部件8依照接收到的图像信号计算曝光值。微型计算机3依照计算的曝光值自动设置合适的快门速度，光测量过程结束。进一步，线性致动器83被驱动以使图像信号的差值达到峰值，并且聚焦过程被执行。对应的，距离测量过程结束，指定的图形被拍摄。

在步骤S36，暂时保存在缓冲存储器9的姿态确定信号被读取，姿态确定信号60(0)，60(1)和60(2)中的任何一个被记录在拍摄的图像上。拍摄的图像接着被记录在图像记录部件12中。

在步骤S20，在向下的姿态在上述步骤S6被检测到的情况下，图16所示的三个菜单被显示在数字拍摄设备1的显示部件55上，摄影师可以选择当前拍摄姿态。

在步骤S22，摄影师利用十字操作键38选择水平拍摄姿态，垂直拍摄姿态1，垂直拍摄姿态2中的任何一个，并且通过使用设置操作部件40确认这样的选择，从而表示当前拍摄姿态的姿态确定信号60被暂时保存在缓冲存储器9中。

在步骤S24，当快门操作部件36被操作时，微型计算机3向数字信号处理部件8发送指令。作为对接收到的指令的回应，数字信号处理部件8依照接收到的图像信号计算曝光值。微型计算机3依照计算的曝光值自动设置合适的快门速度，光测量过程结束。进一步，线性致动器83被驱动以使图像信号的对比值达到峰值，并且聚焦过程被执行。对应的，距离测量过程结束，指定的图形被拍摄。

在步骤S36，暂时保存在缓冲存储器9中的姿态确定信号被读取，姿态确定信号60(0)，60(1)和60(2)中的任何一个被记录在拍摄的图像上。拍摄的图像接着被记录在图像记录部件12中。

如上描述，依照本发明的实施例1，数字拍摄设备机体的水平拍摄姿态，两个垂直拍摄姿态，向上姿态，向下姿态被检测。当数字拍摄设备处于水平拍摄姿态或垂直拍摄姿态时，拍摄操作被通过使用图像模糊补偿装置的姿态检测方法进行控制。当数字拍摄设备处于向上的或向下的姿态时，摄影师可以输入数字拍摄设备的姿态。作为结果，即使在数字拍摄设备被以向上的姿态或向下的姿态拿着的时候进行拍摄，以水平拍摄姿态拍摄的图像和以垂直拍摄姿态拍摄的图像都能够使拍摄时的图像方向无误地对应于显示被拍摄的图像时的图像方向。

进一步，当数字拍摄设备的姿态被使用图像模糊补偿装置和线性聚焦致动器检测时，没有必要额外布置用于检测数字拍摄设备的姿态的姿态检测传感器或类似装置。对应的，可能实现减少元件数量和费用。进一步，在图像模糊补偿装置被安装的情况下，能够拍摄图像而不产生模糊。通过使用线性聚焦致动器，能够实现增强跟踪能力和减小能量消耗的聚焦系统。

光学系统不是必须与成像装置集成，可以采用可互换的光学系统，也就是所谓的可互换透镜系统。即使在这样的情况，图像模糊补偿装置可以与与光学系统集成在一起，或者可以内置入成像装置的机体。

(实施例2)

接下来，结合图17和18将描述依照本发明的实施例2的成像装置。在本实施例中，尽管数字拍摄设备的组成方法与实施例1中所描述方法相同，拍摄操作是不同的。

如图17的流程图所示，在依照本实施例的成像装置的情况下，当摄影师打开电源开关35并在拍摄时以预定的姿态拿着数字拍摄设备1时，拍摄姿态检测部件32A在步骤S2检测数字拍摄设备1的姿态。

在步骤S4，确定拍摄姿态是否是向上的姿态。在拍摄的姿态是向上的姿态的情况，被确定为“是”，控制进入到步骤S54。在非向上的姿态的情况，被确定为“否”，控制进入到步骤S6。

在步骤S6，确定是否是向下的拍摄姿态。在拍摄的姿态是向下的姿态的情况，被确定为“是”，控制进入到步骤S44。在非向下的姿态的情况，被确定为“否”，控制进入到步骤S14。

在步骤S14，也就是在快门操作部件36被操作而拍摄姿态既不是向上的姿态也不是向下的姿态的情况下，微型计算机3向数字信号处理部件8传送指令。作为对接收到的指令的回应，数字信号处理部件8依照接收到的图像信号计算曝光值。微型计算机3依照计算的曝光值自动设置合适的快门速度，光测量过程结束。进一步，线性致动器83被驱动，图像信号的对比值达到峰值，并且聚焦过程被执行。对应的，距离测量过程结束，指定的图形被拍摄。

在步骤S17，依照拍摄姿态检测部件32A发出的指令，姿态确定信号60(0)，60(1)和60(2)中的任何一个被记录在拍摄的图像上。拍摄的图像接着被记录在图像记录部件12中。

在步骤S54，也就是在向上的姿态被检测到的情况下，当快门操作部件36被操作时，微型计算机3向数字信号处理部件8发送指令。作为对接收到的指令的回应，数字信号处理部件8依照接收到的图像信号计算曝光值。微型计算机3依照计算的曝光值自动设置合适的快门速度，光测量过程结束。进一步，线性致动器83被驱动，图像信号的对比值达到峰值，并且聚焦过程被执行。对应的，距离测量过程结束，指定的图形被拍摄。

在步骤S55，拍摄的图像被暂时保存在缓冲存储器9中。

在步骤S56，根据摄影师引起的数字拍摄设备1的移动，确定数字拍摄设备1处于水平拍摄姿态还是垂直拍摄姿态。这样的确定过程是在认为摄影师普遍会在完成拍摄之后，以图18中的箭头所示的方向旋转和移动数字拍摄设备1的姿态以确认显示在内部存储器50的拍摄的图像的基础上被执行的。具体的，如在图18(a)所示，在向上的姿态和水平拍摄姿态的情况下，在完成拍摄后，摄影师如箭头所示将数字拍摄设备旋转和移动到图18(b)所示的状态以确定拍摄的图像。也就是，图18(b)所示的图像是水平拍摄姿态。

在步骤S57，当数字拍摄设备1的姿态从图18(a)所示的状态变到图18(b)所示的状态时，姿态确定信号60(0)被自动记录在暂时保存在缓冲存储器9中的拍摄图像上。以类似的方法，在数字拍摄设备1处于垂直拍摄姿态1的情况，当数字拍摄设备1的姿态被从图18(c)所示的状态改变到图18(d)所示的状态时，姿态确定信号60(1)被自动记录。进一步，在垂直拍摄姿态2的情况，姿态确定信号60(2)被自动记录，尽管其中的描述在此被省略。

在步骤S44，也就是在向下的姿态被检测到的情况下，当快门操作部件36被操作时，微型计算机3向数字信号处理部件8发送指令。作为对接收到的指令的回应，数字信号处理部件8依照接收到的图像信号计算曝光值。微型计算机3依照计算的曝光值自动设置合适的快门速度，光测量过程结束。进一步，线性致动器83被驱动，图像信号的对比值达到峰值，并且聚焦过程被执行。对应的，距离测量过程结束，指定的图形被拍摄。

在步骤S45，拍摄的图像被暂时保存在缓冲存储器9中。

在步骤S46，以与上面描述的步骤S56相同的方法，根据摄影师引起的数字拍摄设备1的移动，数字拍摄设备1的姿态被确定。也就是，在完成拍摄之后，数字拍摄设备1的姿态普遍地被以图18中的箭头所示的方向旋转和移动以确定显示在内部存储器50中的拍摄图像。

因而，在步骤S47，基于与向上姿态的情况下所描述的相同的原则，在水平拍摄姿态的情况下，姿态确定信号60(0)在数字拍摄设备1的角度被改变时被自动记录在暂时保存在缓冲存储器9中的拍摄图像上。以类似的方法，在垂直拍摄姿态1的情况下，姿态确定信号60(1)被自动记录，在垂直拍摄姿态2的情况下，姿态确定信号60(2)被自动记录。

如上描述，除了实施例1中所述的效果之外，本发明的实施例2有这样的效果：甚至在向上姿态或向下姿态拍摄的情况下，表示数字拍摄设备的拍摄姿态是水平拍摄姿态或垂直拍摄姿态的信息被自动确定而不需要由用户输入，这导致功能的进一步增强。

对于如实施例1和2中所述的确定向上姿态或向下姿态的功能，可以设置成只有摄影师使用该功能，该功能才被启动。

在本实施例1和2，尽管拍摄姿态在由俯仰电流值检测部件和偏转电流值检测部件各自检测的电流值的基础上被确定，拍摄姿态可以在至少一个电流值的基础上被确认。在这种情况，如在实施例2中描述，即使电流值检测部件中的一个，也就是俯仰电流值检测部件或偏转电流值检测部件起作用，由于两个电流值被检测到，拍摄姿态能够被准确地确定。

在本实施例1和2，尽管拍摄姿态在由俯仰电流值检测部件和偏转电流值检测部件各自检测的电流值的基础上被确定，拍摄姿态的确定不被限制于此。比如，通过测量电压值可以得到类似的效果。进一步，在检测线性致动器83的情况，不用限于电流值，电压值可以被使用。

在实施例1和2，图像模糊补偿装置可以被分开提供的专用角度检测传感器代替。进一步，尽管采用具有一个快门操作部件36的成像装置，但并不限于此。比如，用于在水平拍摄姿态拍摄的快门操作部件36和用于在垂直拍摄姿态拍摄的快门操作部件被分别并分开安装，从而拍摄姿态可以通过使用快门操作部件36被确定。

在本实施例1和2，尽管拍摄图像是静态图像的情况被描述，在运动的图像或简单运动的图像的情况下可以得到类似效果。

在本实施例1和2，尽管采用了用于增加作为姿态确认信号的信号(0)到(2)的方法，但是不限于此。比如，信号可以只在垂直拍摄的情况下被增加。进一步，姿态确定信号不是必须被记录在拍摄的图像上。姿态确定信号可以被记录在一个文件中而不是拍摄的图像上，记录姿态确定信号的文件与拍摄的图像相关联。

进一步，在本实施例1和2，在检测到向上的姿态的情况，通常是飞机或类似物被拍摄的情况。因而，可以导致线性致动器83自动移动以致第三透镜单元被移动以聚焦在无穷远位置。另一方面，在向下的姿态被检测到的情况，通常是如拍摄花这样的微距拍摄。因而，可以导致线性致动器83自动移动以致第三移动单元被移动至微距拍摄。

在本实施例1和2，尽管向上姿态和向下姿态通过使用线性致动器83被检测到，但是只使用图像模糊补偿机构20就能够检测到姿态是向上姿态和向下姿态中的至少一种。也就是，如在图8(c)所示，在向上姿态的情况，不需要考虑俯仰保持机座21和偏转保持机座22的各自自重，因此分别被提供给线圈24x和24y的电流Iy2和Ix2的值如在图9所示。依照这些电流值，是向上姿态还是向下姿态可以被确定。因而，即使在是以向上的姿态或向下姿态拍摄的情况，通过使用由图像模糊补偿机构20实现的信号姿态检测装置，以水平拍摄姿态拍摄到的图像和以垂直拍摄姿态拍摄到的图像都能够使得拍摄时的图像的方向无误地对应于显示时的图像方向。

成像光学系统L，图像模糊补偿装置，线性聚焦驱动器的形状和构造不被限制于本发明的实施例1和2的描述。比如，在成像光学系统L，图像模糊补偿透镜单元和聚焦透镜单元的位置结构可以依照特定的光学设计随意的确定。进一步，依照在本发明的实施例1和2中描述的图像模糊补偿装置，线圈被绕着透镜光轴形成，线圈可以在正交于透镜光轴的方向被形成。

进一步，就确定水平姿态，垂直姿态，向上姿态和向下姿态的方法而言，不被限制于在本发明的实施例1和2中所描述的方法。也就是，在本发明的实施例1和2中，采用了通过使用图像模糊补偿装置的两个致动器检测水平姿态和垂直姿态，以及通过使用线性致动器检测向上和向下姿态的方法。但是，可以采用选择其中一种方法。作为示例性的可选方法，致动器可以被应用于透镜筒使得通过使用图像模糊补偿装置的两个致动器中的一个检测水平拍摄姿态和垂直拍摄姿态，向上拍摄姿态和向下拍摄姿态通过使用图像模糊补偿装置的另一个致动器被检测。

产业应用

本发明的成像装置，显示控制设备和显示设备可以应用于数字静态照相机，数字摄像机，可视便携电话和显示令人满意的拍摄图像所必需的其他产品被拍摄物。

Claims

1.一种用于将被拍摄物的光学图像作为电图像信号输出的成像装置，其特征在于，包括：

用于产生被拍摄物的光学图像的成像光学系统；

用于接收由所述成像光学系统产生的光学图像并将所述光学图像转换为电图像信号的成像单元；

用于检测所述成像装置是处于水平姿态还是垂直姿态，并且产生姿态确定信号的第一姿态检测单元；

用于检测所述成像装置在拍摄时是处于向上姿态还是向下姿态的第二姿态检测单元；和

记录姿态确定信号和从所述成像单元输出的拍摄图像的图像记录单元；

其中，当基于所述第二姿态检测单元的检测结果，确定所述成像装置处于向上姿态还是向下姿态时，在所述成像装置完成拍摄后，所述第一姿态检测单元检测所述成像装置是水平姿态还是垂直姿态并产生姿态确定信号，以及

在所述成像装置完成拍摄后由所述第一姿态检测单元产生的所述姿态确定信号与被拍摄的图像一起被记录在图像记录单元中。

2.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，进一步包括：

用于检测施加到所述成像装置上的振动并且在与光轴正交的两个方向驱动所述成像光学系统的补偿透镜的图像模糊补偿装置；其中

所述第一姿态检测单元根据用于驱动所述补偿透镜的信号确定所述成像装置的姿态。

3.如权利要求2所述的成像装置，其特征在于，

所述图像模糊补偿装置包括用于在与光轴正交的两个方向驱动所述补偿透镜的第一致动器和第二致动器，和

所述第一姿态检测单元依照所述第一致动器和第二致动器中的至少一个的驱动电流值确定所述成像装置的姿态。

4.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，进一步包括：

用于驱动所述成像光学系统中的聚焦透镜单元的线性致动器，其中

第二姿态检测单元根据用于驱动所述聚焦透镜单元的信号确定所述成像装置的姿态。

5.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，其中

当所述成像装置处于向上姿态时，移动所述成像光学系统中的聚焦透镜单元以在无穷远的位置聚焦。

6.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，其中

所述成像装置处于向下的姿态时，所述成像光学系统中的聚焦透镜单元移动到实现微距拍摄的位置。