CN101202832B - 成像装置 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的成像装置包括:模糊检测部分,其检测图像中的模糊;高通滤波器,其与模糊检测部分相连接;电位差检测部分,其检测在组成高通滤波器的无源电路元件两端之间电位差;基准电压调整部分,其用于调整施加到高通滤波器的基准电压以便使电位差检测部分检测的电位差处于预设的允许范围;以及模糊校正部分,其校正由模糊检测部分检测的所述模糊。利用这种配置,能够实时检测高通滤波器的电位差,并且在直接监控电位差的同时校正模糊输出。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2006年12月12日申请的日本专利申请No.2006-334001的优先权,其公开内容通过引用全部结合于此。
技术领域
本发明涉及对成像装置的改进和修改,该成像装置包括校正图像中的模糊(blur)的校正部分。
背景技术
已知的成像装置,诸如相机,包括例如陀螺传感器(gyro-sensor)作为模糊检测装置来检测相机主体的模糊。该陀螺传感器与由例如电阻器和电容器组成的高通滤波器相连接,该高通滤波器的一端连接到陀螺传感器的输出端,而另一端被施加有基准电压。该高通滤波器用来去除作为陀螺传感器的输出电压的波动的DC分量,而模糊检测装置输出去除了DC分量后的模糊信号(由于模糊导致的AC分量)。
为了校正图像模糊,首先,将陀螺传感器的输出端的输出电压与基准电压之间的差(电位差)除以模糊输出灵敏度(当陀螺传感器每秒钟旋转一次时相对于相机主体旋转角度的输出mV/deg/sec)以获得角速度。然后对角速度进行积分以获得相机主体的移动量。因此,根据相机主体的移动量,通过由模糊校正装置移动例如CCD来校正图像模糊。
但是,高通滤波器具有这样一个缺点:当成像装置通电(power-on)时,它需要被充电其电位差的量。这导致其响应滞后。而且,在通电之后不能立即执行模糊校正。特别地,当使用具有较大时间常数并具有可检测到的更低频率分量的高通滤波器时,这个问题就变得更加突出,因为它需要大量时间来给电容器充电。
为了解决通电时的响应滞后并且实现高速启动(startup)以及防止过充电(electric overcharge),有一种已知的结合了高速充电电路的成像装置,该高速充电电路改变高通滤波器的时间常数。但是,即使使用这种高速充电电路也存在另一个问题:因为高速充电电路根据高通滤波器的输出来工作,而高通滤波器的输出是模糊校正的目标值;因此,高通滤波器的基准电压无法被设置。考虑到消除响应滞后的原因,2006-214799号日本公开专利申请公报提出了一种通过调整基准电压使高通滤波器的电位差为零来缩短启动时间的技术。
然而,在上述文件中所公开的技术需要单独地对高通滤波器的输入电压和输出电压执行模/数(A/D)转换,以便通过平均运算(averaging operation)来找到校正值。这是有问题的,因为A/D转换是耗时的,并且不能得到准确的数据。而且,当相机主体抖动或移动时也很难找到校正值。
发明内容
为了解决上述问题已经提出了本发明。本发明的目的是为了提供一种成像装置,该成像装置能够实时检测高通滤波器的电位差,并且在直接监控电位差的同时校正模糊输出。
根据本发明的一个方面,成像装置包括:模糊检测部分,其检测图像中的模糊;高通滤波器,其与模糊检测部分相连接;电位差检测部分,其检测组成高通滤波器的无源电路元件(passive circuit element)两端之间的电位差;基准电压调整部分,其调整施加到高通滤波器的基准电压,以便由电位差检测部分检测的电位差处于预设允许范围;以及模糊校正部分,其校正由模糊检测部分检测的模糊,其中,根据所述高通滤波器两端之间的电位差来校正由所述模糊检测部分检测的模糊输出,并将其校正到预定值。
根据本发明的另一个方面,成像装置包括:模糊检测部分,其检测图像中的模糊;高通滤波器,其与模糊检测部分相连接;电位差检测部分,其检测组成高通滤波器的无源电路元件两端之间的电位差;基准电压校正部分,其根据由电位差检测部分检测的电位差,通过算术运算校正施加到高通滤波器的基准电压;以及模糊校正部分,其根据由基准电压校正部分校正的结果,校正由模糊检测部分检测的模糊,其中,根据所述高通滤波器两端之间的电位差来校正由所述模糊检测部分检测的模糊输出,并将其校正到预定值。
在根据本发明的成像装置中,最好所述无源电路元件是电容器,并且包括以高速对所述电容器进行充电的高速充电电路,并且最好当所述电容器两端的电位差落在预设允许范围之外时,驱动所述高速充电电路以高速对所述电容器进行充电。
在根据本发明的成像装置中,最好在以高速对所述电容器进行充电时调整所述基准电压。
最好,根据本发明的成像装置包括温度检测部分,其检测相机主体的内部温度,其中所述预设允许范围根据温度检测部分的内部温度信息而改变。
最好,根据本发明的成像装置还包括放大器电路,其放大由模糊检测部分检测的模糊输出,其中电位差检测部分包括放大器,并且所述预定值通过该放大器的增益和该放大器电路的增益来确定。
在根据本发明的成像装置中,所述电位差检测部分最好由差分放大器电路组成。
在根据本发明的成像装置中,最好所述基准电压校正部分在预定定时存储由电位差检测部分检测的电位差,并根据检测的电位差校正模糊输出的波动的量。
根据本发明,能够检测高通滤波器的电位差,并在直接监控所述电位差的同时校正所述模糊输出。因此,能够改善成像装置的响应特性和模糊校正精度。
附图说明
图1示出了根据本发明的数码相机的前视图;
图2示出了根据本发明的数码相机的后视图;
图3示出了根据本发明的数码相机的顶视图;
图4A到4D示出了根据本发明的数码相机的电路框图;
图5是示出图4B中所示模糊检测部分的例子的电路框图;
图6是示出图5中所示的陀螺传感器、高通滤波器、电位差检测电路、以及放大器电路的详细配置的电路图;
图7是描述图4C中所示的处理器的基准电压调整步骤的流程图;
图8A示出了用于描述图6中所示的高通滤波器的电位差相对于基准电压调整部分的波动的图形;
图8B示出了用于描述图6中所示的高通滤波器的电位差相对于高速充电操作的波动的图形;
图9是描述图6中所示高通滤波器的电位差进入稳态所用时间的图形;
图10是描述图6中所示高速充电电路的操作步骤的流程图;
图11是示出图4B中所示模糊检测部分的另一个例子的电路框图;
图12是示出图11中所示的陀螺传感器、高通滤波器、电位差检测电路、以及放大器电路的详细配置的电路图;
图13是描述图11所示的处理器的基准电压的算术运算的流程图;以及
图14是描述图11所示高速充电电路的操作步骤的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图对作为根据本发明的成像装置的例子的数码相机进行描述。
(数码相机的一般配置)
图1是作为根据本发明的成像装置的一个例子的数码相机的前视图,图2是其后视图,图3是其顶视图,而图4A到4D是示出数码相机内部的示意性系统配置的电路框图。
在图1中,在相机主体的顶部平面(当面向目标的平面是前面时)上布置了释放开关(快门(release shutter))SW1、模式转盘SW2、以及图3中所示的副液晶显示器(副LCD)。
在相机主体的前面(目标侧)上,提供有包括照相镜头的透镜镜筒单元(lens barrel unit)7、光学取景器4、频闪光发射部分3、测距单元5、以及遥控光接收部分6。
如图2所示,在相机主体的背面(摄影师侧)上,提供有通电开关SW13、LCD监视器10、自动聚焦LED 8、频闪LED 9、光学取景器4、广角方向变焦开关SW3、长焦方向变焦开关SW4、自动定时器设定/释放开关SW5、菜单开关SW6、上移/频闪设定开关、右移开关SW8、显示器开关SW9、下移/微动开关(micro switch)SW10、左移/图像检查开关SW11、OK开关SW12、以及模糊校正开关SW14。在相机主体的背面提供了用于存储卡/电池装载室的盖子2。
接下来将描述相机内部的系统配置。在图4C中,数字104表示数码相机处理器(digital still camera processor)(以下,称为处理器)。
处理器104包括A/D转换器10411、第一CCD信号处理块1041、第二CCD信号处理块1042、CPU块1043、本地SRAM 1044、USB块1045、串行块1046、JPEG/CODEC块(用于JPEG压缩/解压缩)1047、RESIZE块(用于通过插值处理对图像数据的大小进行扩大和缩小)1048、TV信号显示块(用于将图像数据转换为视频信号,以供在诸如液晶监视器或TV这样的显示设备上进行显示)1049、以及存储卡控制器块(用于控制记录所拍摄的图像数据的存储卡)10410。这些块经由总线互相连接。
在处理器104的外部布置有SDRAM 103,用于在其中存储(进行了白平衡设定和伽马设定的)RAW-RGB图像数据、(执行了亮度数据和色差数据转换的)YUV图像数据、以及(以JPEG压缩的)JPEG图像数据。经由存储器控制器(未示出)和总线将SDRAM 103连接到处理器104。
在处理器104的外部,还布置有RAM 107、内装式存储器120(用于存储所拍摄的图像数据,而不需要安装在存储卡槽中的存储卡)、以及其中存储有控制程序、参数等的ROM 108。这些部分经由总线连接到处理器104。
当接通相机的通电开关SW13时,存储在ROM 108中的控制程序被载入处理器104的主存储器(未示出)中。处理器104根据控制程序控制各个部分的操作,并在RAM 107等中临时存储控制数据、参数等。
透镜镜筒单元7包括由作为透镜系统的光学变焦系统71、作为透镜系统的光学聚焦系统72、孔径光阑单元73、以及机械快门单元74组成的透镜镜筒。其中光学变焦系统71具有变焦透镜71a,光学聚焦系统72具有聚焦透镜72a,孔径光阑单元73具有孔径光阑73a,机械快门单元74具有机械快门74a。
变焦光学系统71、光学聚焦系统72、孔径光阑单元73、以及机械快门单元74分别由变焦电机71b、聚焦电机72b、孔径光阑电机73b、以及机械快门电机74b驱动。
这些电机的每一个均由电机驱动器75驱动,并且电机驱动器75由处理器104的CPU块1043控制。
通过透镜镜筒单元7的透镜系统的每一个,目标图像在CCD 101上形成,并且CCD 101将目标图像转换为图像信号,以便将图像信号输出到F/E-IC102。F/E-IC 102包括:CDS 1021,其执行用于从图像中消除噪声的相关联的双重采样(double sampling)、用于增益调整的AGC 1022、以及用于模拟/数字转换的A/D转换器1023。更具体地讲,F/E-IC 102对图像信号进行预定处理,以便将模拟图像信号转换为数字信号,并将数字信号输出到处理器104的第一CCD信号处理块1041。
这些信号控制处理是经由TG 1024,通过从处理器104的第一CCD信号处理块1041输出的垂直同步信号VD和水平同步信号HD来执行的。TG 1024根据垂直同步信号VD和水平同步信号HD生成驱动定时信号。
处理器104的CPU块1043被配置为控制音频记录电路1151的音频记录操作。用麦克风1153将音频转换为音频记录信号。音频记录电路1151根据命令记录通过用麦克风放大器1152放大音频记录信号而获得的信号。CPU块1043控制音频再现(audio reproducing)电路1161的操作,其被配置为根据命令适当再现存储在存储器中的音频信号,并将再现的信号输出到音频放大器1162,以便从扬声器1163输出声音。
CPU块1043控制频闪电路114以便从频闪光发射部分3发射照明光(illumination light)。CPU块1043还控制测距单元5。
CPU块1043被连接到处理器104的副CPU 109。副CPU 109经由LCD驱动器111控制副LCD 1上的显示。副CPU 109还连接到AF LED 8、频闪LED 9、遥控光接收部分6、具有操作开关SW1-SW14的操作键单元以及蜂鸣器113。
USB块1045被连接到USB连接器122。串行块1046经由串行驱动电路1231连接到RS-232C连接器1232。TV信号显示块1049通过LCD驱动器117连接到LCD监视器10,并且经由视频放大器118(用于将从TV信号显示块1049输出的视频信号转换为75Ω阻抗)连接到视频插孔(video jack)(用于将相机连接到诸如TV这样的外部显示设备)。存储卡控制器块10410连接到具有存储卡槽121的卡触点的触点。
LCD驱动器117驱动LCD监视器10,并将从TV信号显示块1049输出的视频信号转换为用于在LCD监视器10上显示的信号。LCD监视器10被用于监视拍照前目标的状况、检查所拍摄的图像、以及显示记录在存储卡或内装式存储器120中的图像数据。
数码相机的主体提供有组成透镜镜筒单元7的一部分的固定外壳(未示出)。固定外壳被提供有可在X-Y方向移动的CCD级(CCD stage)1251。CPU 101被安装在组成模糊检测部分5A的一部分的CCD级1251中。对CCD级1251的详细机械结构的描述将被省略。
CCD级1251由激励器1255驱动,而激励器1255由驱动器1254驱动,该驱动器1254包括第一线圈驱动MD1和第二线圈驱动MD2。驱动器1254与连接到CPU块1043的模拟/数字转换器IC1相连接。控制数据被从CPU块1043输入到模拟/数字转换器IC1。
固定外壳被提供有基准位置强制保持机制1263,该基准位置强制保持机制1263在模糊校正开关SW14被断电并且通电开关SW13被断电时将CCD级1251保持在中心位置。基准位置强制保持机制1263受到作为由驱动器1261驱动的激励器的步进电机STM1的控制。控制被从ROM 108输出到驱动器1261。
CCD级1251被提供有位置检测元件1252。位置检测元件1252的检测输出被输入到运算放大器1253并在此进行放大,然后放大后的检测输出被输入到A/D转换器10411。相机主体提供有陀螺传感器1240,该陀螺传感器1240组成模糊检测部分5B的一部分并能够检测相机在俯仰方向(pitch direction)和侧转方向(yaw direction)上的旋转。在通过高通滤波器1241之后,陀螺传感器1240的检测输出经由也被用作低通滤波器的放大器1242被输入到A/D转换器10411。
接下来,示意性地描述根据本发明的相机的一般操作。
当在模式转盘SW2被设定在拍照模式时按下通电开关SW13、时,相机在拍照模式下被激活。而且,当在模式转盘SW2被设定在再现模式下时按下通电开关SW13时,相机在再现模式下被激活。处理器104确定模式转盘SW2的开关处于拍照模式和再现模式中的哪一个。
处理器104控制电机驱动器75将透镜镜筒单元7的透镜镜筒移动到可拍照位置。而且,处理器104接通CCD 101、F/E-IC 102、LCD监视器10等的各个电路以开始它们的操作。当各个电路通电时,在取景模式下开始操作。
在取景模式下,通过每个透镜系统入射到摄像器(image pick-up device)(CCD 101)的入射光(light incident)被光电转换,并传输到CDS电路1021和A/D转换器1023作为RGB模拟信号。A/D转换器1023将该模拟信号转换为数字信号。在数字信号处理IC(SDRAM 103)中,数字信号被YUV转换器转换为YUV图像数据,并由存储器控制器(未示出)写入帧存储器。
YUV信号由存储器控制器读取,并经由用于显示所拍摄的图像的TV信号显示块1049传输到TV(未示出)或LCD监视器10。这个处理以1/30秒的间隔执行;因此,在取景模式中,拍摄图像的显示以每1/30秒的速度更新。也就是,执行监控处理。然后,处理器104确定是否改变了模式转盘SW2的设定。当模式转盘SW2的设定没有变化时,根据对快门开关SW1的操作来执行拍照处理。
在再现模式下,处理器104允许LCD监视器10显示所拍摄的图像。然后,处理器104确定模式转盘SW2的设定是否变化。当模式转盘SW2的设定变化时,处理过程转回初始处理。
由于上述电路的配置是公知的,因此将省略对其的详细描述。以下,将对本发明的特征部分的模糊检测部分5B、温度检测部分5C、以及处理器104之间的关系进行描述。
(第一实施例)
如图5和6所示,模糊检测部分5B由侧转方向检测部分10A和俯仰方向检测部分10B组成,该侧转方向检测部分10A用于侧转方向上的检测,而该俯仰方向检测部分10B用于俯仰方向上的检测。
侧转方向检测部分10A包括:陀螺传感器S1,作为在侧转方向上进行检测的模糊检测部分;数字/模拟转换器(DAC)20A,组成基准电压调整部分的一部分;高通滤波器(HPF)21A;放大器电路(LPF)22A;以及电位差检测电路(电位差检测部分)23A。
俯仰方向检测部分10B包括:陀螺传感器S2,作为在俯仰方向上进行检测的模糊检测部分;数字/模拟转换器(DAC)20B,组成基准电压调整部分的一部分;高通滤波器(HPF)21B;放大器电路(LPF)22B;以及电位差检测电路(电位差检测部分)23B。
这里,数字/模拟转换器(DAC)20A和20B的各自由具有两个通道的单一电路元件组成,串行时钟信号SCK、芯片选择信号CS、以及通道选择信号/DA转换数据DI被从处理器104输入到所述通道。
俯仰方向基准电压信号线PL和侧转方向基准电压信号线YL从数字/模拟转换器(DAC)20A伸出。侧转方向基准电压信号线YL用于提供侧转方向基准电压YV给高通滤波器(HPF)21A,而俯仰方向基准电压信号线PL用于提供俯仰方向基准电压PV给高通滤波器(HPF)21B。请注意,基准电压YV和PV是在模糊信号不是被从陀螺传感器的输出端(稍后描述)输出时的电压,并为了设计目的而对基准电压进行定义。
根据芯片选择信号CS和通道选择信号/DA转换数据DI来调整侧转方向基准电压以及设定俯仰方向基准电压PV。数字/模拟转换器20A和20B与用于供电的电容器C31相连接。电容器C31在其正极侧提供预定电压,而其负极侧接地。
陀螺传感器S1的第一端S1a连接到用于供电的电容器C13的正极侧,电容器C13的负极侧接地。电容器C13的正极侧的电极被提供有预定电压。
高通滤波器(HPF)21A包括作为无源电路元件的电容器、电阻器R11和R12、以及选择器开关ASW1。陀螺传感器S1的第二端(输出端)S1b连接到电容器C11的一侧。陀螺传感器S1的第三端S1c接地,而其第四端S1d为开路。
电容器C11的另一侧被连接到电阻器R11的一侧和电阻器R12的一侧。电阻器R11的另一侧被连接到侧转方向基准电压信号线YL。电阻器R12的另一侧被经由选择器开关ASW1连接到侧转方向基准电压信号线YL,并且高速充电信号被从处理器104输入到选择器开关ASW1。
这里,电容器C11和电阻器R11组成高通滤波器,而电阻器R12和选择器开关ASW1组成高速充电电路。电阻器R11被设定为具有大于电阻器R12的值。当选择器开关ASW1被来自处理器104的高速充电信号接通时,电容器C11经由电阻R12以高速进行充电。
放大器电路(LPF)22A包括运算放大器OP11、电容器C12、电阻器R14、以及电阻器R13。陀螺传感器S1的输出信号经由电容器C11输入到运算放大器OP11的正极端。运算放大器OP11的负极端经由电阻器R13连接到侧转方向基准电压信号线YL,而其输出端连接到电容器C12的一侧。电容器C12的另一侧连接到运算放大器OP11的负极侧。电容器C12和电阻器R14组成低通滤波器。
高通滤波器(HPF)21A去除陀螺传感器S1的输出信号的直流分量,以便防止图像的抖动,而放大器电路(LPF)22A利用低通滤波器去除噪声信号,并放大输出信号以输出侧转方向上的模糊输出到处理器104的ADC/INY2端,以便改善图像质量。
电位差检测电路23A由运算放大器OP12和OP13以及电阻器R15、R16和R17组成。运算放大器OP12的正极端连接到电容器C11的另一侧、运算放大器OP11的正极端、电阻器R11的一侧、以及电阻器R12的一侧。高通滤波器在其输出具有高阻抗,以便运算放大器OP12担当用于阻抗变换的缓冲电路。
运算放大器OP12的输出端经由电阻器R16连接到运算放大器OP13的正极端,并连接到运算放大器OP12的负极侧。运算放大器OP13的负极端经由电阻器R15连接到陀螺传感器S1的第二端S1b。运算放大器OP13的输出端经由电阻器R17连接到运算放大器OP13的负极端。电阻器18的一端连接到运算放大器OP13的正极端,另一端连接到侧转方向基准电压信号线YL。侧转方向上的电位差被从运算放大器OP13的输出端输出到处理器104的ADC/INY1端。
电阻器R15和R16被设定为具有相同的电阻值,而电阻器R17和R18被设定为具有相同的电阻值。在运算放大器OP13的输入端检测来自基准电压YV的高通滤波器的电位差。从运算放大器OP13的输出端,输出的是被放大了(α=电阻器17的电阻值/电阻器15的电阻值)倍的侧转方向上的电位差的输出α·SYV。
因此,通过在从放大器电路的电阻器13和14确定的放大器电路(LPF)22A的增益和从电位差检测电路23A的电阻器17和15确定的增益之间设定一定的关系,能够找到由于高通滤波器的电位差SYV造成的侧转方向上模糊输出YBV的波动量,这使得能够校正由于错误充电所造成的侧转方向上模糊输出YBV中的错误。
请注意,在侧转方向上模糊输出YBV的校正值通过以下表达式获得:
校正值=(电位差SYV×K)-基准电压YV (1)
其中K是假设要在放大器电路(LPF)22A的增益和电位差检测电路23A的增益之间建立一定比例关系时的比例系数。
而且,陀螺传感器S2的第一端S2a连接到用于供电的电容器C23的正极侧,而电容器C23的负极侧接地。电容器C23的正极侧的电极被施加以预定电压。
高通滤波器(HPF)21B包括电容器C21、电阻器R21和R22、以及选择器开关ASW2。陀螺传感器S2的第二端(输出端)S2b连接到电容器C21的一侧。陀螺传感器S2的第三端S2c接地,而其第四端S2d为开路。
电容器C21的另一侧连接到电阻器R21的一侧以及选择器开关ASW2的一侧。电阻器R21的另一侧连接到俯仰方向基准电压信号线PL。选择器开关ASW2的另一侧经由电阻器R22连接到俯仰方向基准电压信号线PL。选择器开关ASW2被输入来自处理器104的高速充电信号。
这里,电容器C21和电阻器R21组成高通滤波器,而电阻器R22和选择器开关ASW2组成高速充电电路。电阻器R21被设定为具有大于电阻器R22的值。当选择器开关ASW2由来自处理器104的高速充电信号接通时,电容器C21经由电阻器R22以高速进行充电。
放大器电路(LPF)22B包括运算放大器OP21、电容器C22、电阻器R23、以及电阻器R24。陀螺传感器S2的输出信号经由电容器C21被输入到运算放大器OP21的正极端。运算放大器OP21的负极端经由电阻器R23被连接到俯仰方向基准电压信号线PL,而其输出端被连接到电容器C22的一侧。电容器C22的另一侧被连接到运算放大器OP21的负极端。电容器C22和电阻器R24组成低通滤波器。
高通滤波器(HPF)21B去除陀螺传感器S2的输出信号的直流分量,以便防止图像抖动,同时放大器电路(LPF)22B以低通滤波器去除噪声信号,并放大输出信号以输出俯仰方向上的模糊输出到处理器104的ADC/INP2端,以便改善图像质量。
电位差检测电路23B由运算放大器OP22和OP23以及电阻器R25、R26和R27组成。运算放大器OP22的正极端被连接到电容器C21的另一侧、运算放大器OP21的正极端、电阻器R21的一侧、以及电阻器R22的一侧。高通滤波器在其输出具有高阻抗,以便运算放大器OP22担当用于阻抗变换的缓冲电路。
运算放大器OP22的输出端经由电阻器R26连接到运算放大器OP23的正极端。运算放大器OP23的负极端经由电阻器R25连接到陀螺传感器S2的第二端S2b。运算放大器OP23的输出端经由电阻器R27连接到运算放大器OP23的负极端。电阻器28在一侧连接到运算放大器OP23的正极端,而在另一侧连接到俯仰方向基准电压信号线PL。俯仰方向上的电位差被从运算放大器OP23的输出端输出到处理器104的ADC/INP1端。
电阻器R25和R26被设定为具有相同的电阻值,而电阻器R27和R28被设定为具有相同的电阻值。在运算放大器OP23的输入端处检测来自基准电压PV的高通滤波器的电位差SPV。从运算放大器OP23的输出端输出的是被放大了(β=电阻器27的电阻值/电阻器25的电阻值)倍的俯仰方向上的电位差的输出β·SPV。
因此,通过在从放大器电路的电阻器23和24确定的放大器电路(LPF)22B的增益和从电位差检测电路23B的电阻器27和25确定的增益之间设定一定的关系,能够找到由于高通滤波器的电位差SPV造成的俯仰方向上模糊输出PBV的波动量,这使得能够校正由于错误充电造成的俯仰方向上模糊输出PBV中的错误。
请注意,在俯仰方向上模糊输出PBV的校正值通过以下表达式获得:
校正值=(电位差SPV×K)-基准电压PV (2)
其中K是假设要在放大器电路(LPF)22B的增益和电位差检测电路23B的增益之间建立一定比例关系时的比例系数。
处理器104改变数字模拟转换器(DAC)20A、20B的基准电压YV、PV,以便使高通滤波器的侧转方向上的电位差SYV及其俯仰方向上的电位差SPV等于或小于电位差的预定的允许值。
如图7的流程图中所示,当被根据对释放开关SW1的操作设定在基准电压调整模式下时,处理器104允许电位差检测电路23A、23B读取高通滤波器21A、21B的电位差SYV、SPV(S1)。然后,处理器104读取根据陀螺传感器S1、S2的特性而预先确定的电位差SYV、SPV的允许值BV(S2)。其后,处理器104确定电位差SYV、SPV是否大于/小于允许值BV(S3)。
当电位差SYV、SPV小于允许值BV时,处理器104维持在先前处理中获得的基准电压YV、PV。另一方面,如果电位差SYV、SPV大于允许值BV,则通过以下表达式找出数字-模拟转换数据X(S4):
X=电位差/K值,其中K值是用于1位AD转换器(ADC)和1位DA转换器(DAC)的电压转换系数。
然后,处理器104将DA转换数据X输出到DA转换器(DAC)20A、20B,以调整其基准电压YV、PV。因此,处理器104还担当基准电压调整部分。
陀螺传感器S1、S2的第二端S1b、S2b具有与电容器C11、C21的另一侧的预定电位差,并且这其间除了电位差还存在漂移,这在图8A的图中示出。陀螺传感器S1、S2具有在除了电位差波动VV以外的漂移所造成的电位差波动DV,所述电位差波动W由于它们个体差异造成。考虑到所述波动来确定允许值BV(允许值的上限和下限),并且允许值的中心值被设定在基准电压Vr(将被用作PV和YV的通称)。因此,当电位差SYV、SPV的绝对值大于允许值BV的绝对值时,以箭头P的方向调整基准电压Vr,以便电位差SYV、SPV落在允许范围内。
根据照相条件,基于陀螺传感器S1、S2的输出波动的模糊校正给出了不同的效果。例如,当模糊输出敏感度为50mV/deg/sec、焦距为100mm、快门速度为1/10秒、模糊输出波动为100mV(其中高通滤波器中基准电压的电压差为2mV,放大器电路(LPF)20A、20B的增益为50)时,错误模糊将是60μm,这在CCD的像素间距为2μm时相当于30个像素。
这里,例如,在高通滤波器的电容器C11的容量为10μF、电阻器R11的阻抗值为100KΩ、稳定高通滤波器的电位差为0.1V、当被减小到放大器电路(LPF)22A的侧转方向模糊输出时的错误模糊的允许范围为+2mV到-2mV的情况下,如图9所示将用大约4秒来使错误模糊等于或低于2mV。但是,当电位差为0.01V时,所述时间将减少到大约1.7秒。请注意,τ=C×R表示图9中的时间常数。
考虑到上述情况,根据DA转换数据X设定基准电压Vr(PV、YV),以便电位差SPV、SYV能够为例如0.01V。这能够改善模糊校正部分在接通通电开关SW13时的响应特性。
处理器104根据模糊输出YBV、PBV获得校正值(通过表达式(1)、(2)获得),并且例如通过传统表达式获得CCD的移动量。换句话说,首先由DAC限定相对于基准电压Vr的波动量,以便找到模糊校正量。
相机的抖动或移动,例如移摇镜头(panning),导致在陀螺传感器S1、S2的第二端S1b、S2b和电容器C11、C21的另一端之间的电位差变得大于允许值BV(允许范围之外)。当这发生时,如图10所示,处理器104将高速充电信号输出到高速充电电路,并在电位差SYV、SPV大于允许值BV时继续输出,而当电位差SYV、SPV变得小于允许值BV时释放高速充电信号。换句话说,电位差在箭头P′所指示的方向上减少,由此可以防止对电容器的过充电。
在这种情况下,当假设高速充电电路的电阻器R12的电阻值为1KΩ、而过充电量为100mV时,要用0.04秒来使模糊输出小于或等于2mV。
如上所述,减少高通滤波器的电位差可以导致改善其响应性。而且,当发生过充电时,可以使能快速的放电。请注意,在高速充电电路的充电期间可以调整基准电压。
此外,由于陀螺传感器的输出波动取决于其温度特性以及DA转换器(DAC)和各个放大器(差分放大器电路)的温度特性,因此温度变化导致高通滤波器的电位差的波动。为了防止这种情况的发生,最好相机主体结合有温度检测部分5C,以便处理器104根据来自温度检测部分5C的、有关相机主体的内部温度的信息改变允许值。
请注意,温度检测部分5C可以是热敏电阻、正温度系数电阻器、以及诸如半导体元件的温度传感器。
(第二实施例)
在第二实施例中,与第一实施例中相同的组件将被给予相同的标号和代码。
如图11所示,模糊检测部分5B由用于在侧转方向进行检测的侧转方向检测部分10A和在俯仰方向进行检测的俯仰方向检测部分10B组成。
侧转方向检测部分10A包括用于在侧转方向进行检测的陀螺传感器S1、高通滤波器(HPF)21A、放大器电路(LPF)22A和电位差检测电路23A。
俯仰方向检测部分10B包括用于在俯仰方向进行检测的陀螺传感器S2、高通滤波器(HPF)21B、放大器电路(LPF)22B和电位差检测电路23B。
陀螺传感器S1的第一端S1a连接到用于供电的电容器C13的正极侧,而电容器C13的负极侧接地。其正极侧的电极被施加以预定电压。
高通滤波器(HPF)21A包括电容器C11、电阻器R11和R12、以及选择器开关ASW1。陀螺传感器S1的第二端S1b连接到电容器C11的一侧。陀螺传感器S1的第三端S1c接地,而其第四端S1d被用作基准电压提供端。
电容器C11的另一侧连接到电阻器R11的一侧和电阻器R12的一侧。电阻器R11的另一侧连接到从第四端S1d伸出的侧转方向基准电压信号线YL。电阻器R12的另一侧经由从处理器104输入高速充电信号的选择器ASW1连接到侧转方向基准电压信号线YL。
这里,电容器C11和电阻器R11组成高通滤波器,电阻器R12和选择器开关ASW1组成高速充电电路。电阻器R11被设定为具有大于电阻器R12的值。当选择器开关ASW1由来自处理器104的高速充电信号接通时,电容器C11被经由电阻器R12以高速进行充电。
放大器电路(LPF)22A包括运算放大器OP11、电容器C12、电阻器R13、以及电阻器R14。陀螺传感器S1的输出信号经由电容器C11被输入到运算放大器OP11的正极端。运算放大器OP11的负极端经由电阻器R13被连接到侧转方向基准电压信号线YL,而其输出端被连接到电容器C12的一侧。电容器C12的另一侧被连接到运算放大器OP11的负极侧。电容器C12和电阻器R14组成低通滤波器。
高通滤波器(HPF)21A去除陀螺传感器S1的输出信号的直流分量,以便防止图像抖动,同时放大器电路(LPF)22A用低通滤波器去除噪声信号,并放大输出信号以将侧转方向上的模糊信号输出到处理器104的ADC/INY2端,以便改善图像质量。
电位差检测电路23A由运算放大器OP12和OP13以及电阻器R15、R16和R17。运算放大器OP12的正极端被连接到电容器C11的另一侧、运算放大器OP11的正极端、电阻器R11的一侧、以及电阻器R12的一侧。高通滤波器在其输出具有高阻抗,以便运算放大器OP12担当用于阻抗变换的缓冲电路。
运算放大器OP1的输出端经由电阻器R16被连接到运算放大器OP13的正极端,并且被连接到运算放大器OP12的负极侧。运算放大器OP13的负极端经由电阻器R15被连接到陀螺传感器S1的第二端S1b。运算放大器OP13的输出端经由电阻器R17被连接到运算放大器OP13的负极端。电阻器18在一侧连接到运算放大器OP13的正极端,而在另一侧连接到侧转方向基准电压信号线YL。侧转方向上的电位差被从运算放大器OP13的输出端输出到处理器104的ADC/INY1端。
电阻器R15和R16被设定为具有相同的电阻值,并且电阻器R17和R18被设定为具有相同的电阻值。在运算放大器OP13的输入端处检测来自基准电压YV的高通滤波器的电位差。从运算放大器OP13的输出端输出的是被放大了(α=电阻器17的电阻值/电阻器15的电阻值)倍的侧转方向上的电位差输出α·SYV。
因此,通过在从其电阻器13和14确定的放大器电路(LPF)22A的增益和从电位差检测电路23A的电阻器17和15确定的增益之间设定一定的关系,能够找到基于高通滤波器的电位差的侧转方向上模糊输出YBV的波动量,这使得能够校正由于错误充电所造成的侧转方向上的模糊输出YBV中的错误。
请注意,在侧转方向上的模糊输出YBV的校正值通过以下表达式获得:
校正值=(电位差SYV×K)-基准电压YV (3)
其中K是假设要在放大器电路(LPF)22A的增益和电位差检测电路23A的增益之间建立一定比例关系时的比例系数。
而且,陀螺传感器S2的第一端S2a被连接到用于供电的电容器C23的正极侧,而电容器23的负极侧接地。电容器C23的正极侧的电极被施加以预定电压。
高通滤波器(HPF)21B包括电容器C21、电阻器R21和R22、以及选择器开关ASW2。陀螺传感器S2的第二端S2b被连接到电容器C21的一侧。陀螺传感器S2的第三端S2c接地,而其第四端S2d被用作基准电压提供端。
电容器C21的另一侧被连接到电阻器R21的一侧以及选择器开关ASW2的一侧。电阻器R21的另一侧被连接到从第一端S2d伸出的俯仰方向基准电压信号线PL。选择器开关ASW2的另一侧经由电阻器R22连接到俯仰方向基准电压信号线PL。选择器开关ASW2被输入来自处理器104的高速充电信号。
这里,电容器C21和电阻器R21组成高通滤波器,而电阻器R22和选择器开关ASW2组成高速充电电路。电阻器R21被设定为具有大于电阻器R22的值。当选择器开关ASW2由来自处理器104的高速充电信号接通时,电容器C21被经由电阻器R22以高速进行充电。
放大器电路(LPF)22B包括运算放大器OP21、电容器C22、电阻器R23、以及电阻器R24。陀螺传感器S2的输出信号经由电容器C21被输入到运算放大器OP21的正极端。运算放大器OP21的负极端经由电阻器R23被连接到俯仰方向基准电压信号线PL,而其输出端被连接到电容器C22的一侧。电容器C22的另一侧被连接到运算放大器OP21的负极侧。电容器C22和电阻器R24组成低通滤波器。
高通滤波器(HPF)21B去除陀螺传感器S2的输出信号的直流分量,以便防止图像抖动,同时放大器电路(LPF)22B用低通滤波器去除噪声信号,并放大输出信号以输出俯仰方向上的模糊信号到处理器104的ADC/INP2端,以便改善图像质量。
电位差检测电路23B由运算放大器OP22和OP23以及电阻器R25、R26和R27组成。运算放大器OP22的正极端被连接到电容器C21的另一侧、运算放大器OP21的正极端、电阻器R21的一侧、以及电阻器R22的一侧。高通滤波器在其输出具有高阻抗,以便运算放大器OP22担当用于阻抗变换的缓冲电路。
运算放大器OP22的输出端经由电阻器R26被连接到运算放大器OP23的正极端,并连接到运算放大器OP22的负极端。运算放大器OP23的负极端经由电阻器R25被连接到陀螺传感器S2的第二端S2b。运算放大器OP23的输出端经由电阻器R27被连接到运算放大器OP23的负极端。电阻器28在一侧连接到运算放大器OP23的正极端,而在另一侧连接到俯仰方向基准电压信号线PL。俯仰方向上的电位差被从运算放大器OP23的输出端输出到处理器104的ADC/INP1端。
电阻器R25和R26被设定为具有相同的电阻值,而电阻器R27和R28被设定为具有相同的电阻值。在运算放大器OP23的输入端处检测来自基准电压PV的高通滤波器的电位差SPV。从运算放大器OP23的输出端输出的是被放大了(β=电阻器27的电阻值/电阻器25的电阻值)倍的俯仰方向上的电位差输出β·SPV。
因此,通过在从其电阻器23和24确定的放大器电路(LPF)22B的增益和从电位差检测电路23B的电阻器27和25确定的增益之间设定一定的关系,能够找到由于高通滤波器的电位差SPV造成的俯仰方向上模糊输出PBV的波动量,这使得能够校正由于错误充电所造成的俯仰方向上的模糊输出PBV中的错误。
请注意,在俯仰方向上的模糊输出PBV的校正值通过以下表达式获得:
校正值=(电位差SPV×K)-基准电压PV (4)
其中K是假设要在放大器电路(LPF)22B的增益和电位差检测电路23B的增益之间建立一定比例关系时的比例系数。
处理器104改变数字模拟转换器(DAV)20A、20B的基准电压YV、PV,以便使高通滤波器的侧转方向上的电位差SYV及其俯仰方向上的电位差SPV等于或小于电位差的预定的允许值。
如图13的流程图中所示,当被根据对释放开关SW1的操作设定在基准电压调整模式下时,处理器104从电位差检测电路23A、23B的电位差输出读取高通滤波器21A、21B的电位差SYV、SPV,并临时存储它们(S1)。然后,处理器104读取根据陀螺传感器S1、S2的特性而预先确定的电位差SYV、SPV的允许值BV(S2)。其后,处理器104确定电位差SYV、SPV是否大于/小于允许值BV(S3)。当电位差SYV、SPV小于允许值BV时,处理器104维持在先前处理中所获得的基准电压YV、PV。
另一方面,如果电位差SYV、SPV大于允许值BV,则通过以下表达式找出数字-模拟转换数据X(S4):
X=电位差/K值,其中K值是用于1位AD转换器(ADC)和1位DA转换器(DAC)的电压转换系数。
然后,处理器104通过以下表达式找到在曝光时的新模糊基准电压Pi(YV,PV):
新模糊基准电压Pi=先前模糊基准电压Pi-1+X (5)
处理器104使用在接通释放开关(曝光)时的新模糊基准电压Pi(YV,PV)找出模糊输出的波动量。
因此,处理器104以预定间隔重复检测电位差,并根据先前模糊基准电压Pi-1找出新模糊基准电压Pi。新模糊基准电压Pi被设定为在相机主体没有模糊(当固定时)时从放大器电路22A、22B输入到处理器的ADC/INP2、以及ADC/INY2的模糊输出。然后,通过根据与在曝光前所获得的新模糊基准电压Pi相关联的模糊输出的表达式(3)和(4),能够校正在曝光期间侧转方向上模糊输出中的波动量。因此,处理器104还担当基准电压校正部分。
相机的抖动或移动,例如移摇镜头,导致在陀螺传感器S1、S2的第二端S1b、S2b和电容器的另一端之间的电位差变得大于允许值BV(允许范围之外)。当这发生时,如图14所示,处理器104将高速充电信号输出到高速充电电路,并在电位差SYV、SPV大于允许值BV时继续输出,而当电位差SYV、SPV变得小于允许值BV时释放高速充电信号。
在第二实施例中高速充电电路的操作与第一实施例中的一样。而且在第二实施例中,最好如第一实施例一样基于内部温度信息改变允许范围。
虽然已经根据示范性实施例描述了本发明,但是本发明并不局限于此。本领域技术人员应当理解,在不脱离如以下权利要求书所定义的本发明的范围的情况下,可以对所描述的实施例进行各种改变。
Claims (13)
1.一种成像装置,包括:
模糊检测部分,其检测图像中的模糊;
高通滤波器,其与所述模糊检测部分相连接;
电位差检测部分,其检测在组成所述高通滤波器的无源电路元件两端之间的电位差;
基准电压调整部分,其调整被施加到所述高通滤波器的基准电压,以便使所述电位差检测部分检测到的电位差处于预设的允许范围中;以及
模糊校正部分,其校正由所述模糊检测部分检测到的模糊;
其中,根据所述高通滤波器两端之间的电位差来校正由所述模糊检测部分检测的模糊输出,并将其校正到预定值。
2.根据权利要求1所述的成像装置,其中:
所述无源电路元件是电容器,并且所述无源电路元件包括以高速对所述电容器进行充电的高速充电电路;并且
当所述电容器两端的电位差落在所述预设的允许范围之外时,所述高速充电电路被驱动来以高速对所述电容器进行充电。
3.根据权利要求2所述的成像装置,其中
在所述电容器被以高速进行充电的同时,所述基准电压被调整。
4.根据权利要求1所述的成像装置,还包括
温度检测部分,其检测相机主体的内部温度,其中
所述预设的允许范围根据所述温度检测部分的内部温度信息而变化。
5.根据权利要求1所述的成像装置,还包括
放大器电路,其放大由所述模糊检测部分检测到的模糊输出,其中:
所述电位差检测部分包括放大器;并且
所述预定值由所述放大器的增益和所述放大器电路的增益来确定。
6.根据权利要求1所述的成像装置,其中
所述电位差检测部分由差分放大器电路组成。
7.一种成像装置,包括:
模糊检测部分,其检测图像中的模糊;
高通滤波器,其与所述模糊检测部分相连接;
电位差检测部分,其检测在组成所述高通滤波器的无源电路元件两端之间的电位差;
基准电压校正部分,其根据由所述电位差检测部分检测到的电位差,通过算术运算校正被施加到所述高通滤波器的基准电压;以及
模糊校正部分,其根据由所述基准电压校正部分校正的结果,校正由所述模糊检测部分检测到的模糊;
其中,根据所述高通滤波器两端之间的电位差来校正由所述模糊检测部分检测的模糊输出,并将其校正到预定值。
8.根据权利要求7所述的成像装置,其中:
所述无源电路元件是电容器,并且所述无源电路元件包括以高速对所述电容器进行充电的高速充电电路;并且
当所述电容器两端的电位差落在所述预设的允许范围之外时,所述高速充电电路被驱动来以高速对所述电容器进行充电。
9.根据权利要求8所述的成像装置,其中
在所述电容器被以高速进行充电的同时,所述基准电压被调整。
10.根据权利要求7所述的成像装置,还包括
温度检测部分,其检测相机主体的内部温度,其中
所述预设的允许范围根据所述温度检测部分的内部温度信息而变化。
11.根据权利要求7所述的成像装置,其中
所述电位差检测部分由差分放大器电路组成。
12.根据权利要求7所述的成像装置,其中
所述基准电压校正部分在预定定时存储由所述电位差检测部分检测到的电位差,并根据检测到的电位差校正模糊输出的波动量。
13.根据权利要求12所述的成像装置,还包括
放大器电路,其放大由所述模糊检测部分检测到的模糊输出,其中:
所述电位差检测部分包括放大器;并且
所述预定值由所述放大器的增益和所述放大器电路的增益来确定。
Applications Claiming Priority (2)
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