CN101551576A - 照相装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种照相装置，包括活动平台、平移运动开关、旋转运动开关、以及控制器。活动平台具有成像器，并能够在xy面内移动和转动。平移运动开关用于选择包括第一稳定和第二稳定的平移运动的ON/OFF状态。第一稳定沿x方向移动活动平台，以校正偏航引起的手抖动。第二稳定沿y方向移动活动平台，以校正俯仰引起的手抖动。旋转运动开关用于选择在xy面内转动活动平台的旋转运动的ON/OFF状态。控制器根据平移运动开关的状态控制活动平台的平移运动，并根据旋转运动开关的状态控制旋转运动。

Description

照相装置
技术领域
本发明涉及一种照相装置，特别是涉及一种执行诸如倾斜校正等旋转运动的照相装置。
背景技术
已知一类用于照相装置的图像稳定(也称为防抖，但在下文中简称为“稳定”)装置。根据成像过程中发生的手抖动的量，图像稳定装置在与照相装置的拍摄镜头的光轴垂直的xy面内通过移动包括图像稳定镜头的活动平台或通过移动成像器(成像传感器)来校正手抖动的影响。
日本未审专利公开(KOKAI)No.2006-71743公开了一种图像稳定装置，其根据由偏航、俯仰和滚动引起的手抖动计算手抖动量，再根据手抖动量(第一、第二和第三手抖动角)执行稳定。
在该稳定操作中，执行下列稳定功能：包括第一稳定和第二稳定的平移运动、以及包括第三稳定的旋转运动，其中第一稳定用于校正由偏航引起的手抖动，第二稳定用于校正由俯仰引起的手抖动，第三稳定用于校正由滚动引起的手抖动。
在平移运动中，在xy面内移动活动平台，而不进行旋转运动。
在旋转运动中，在xy面内转动活动平台。
但是，活动平台的用于第三稳定的旋转运动限制了活动平台的在x方向和y方向上的平移运动(第一和第二稳定)的有效活动范围。
当活动平台的平移运动的有效活动范围被限制时，无法精确地执行平移运动。
相反，平移运动限制了活动平台的旋转运动的活动范围，从而妨碍了旋转运动的精确执行。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种有效地执行旋转运动和平移运动两者的照相装置。
根据本发明，照相装置包括活动平台、平移运动开关、旋转运动开关、以及控制器。活动平台具有通过拍摄镜头捕捉光学图像的成像器，并能够在与拍摄镜头的光轴垂直的xy面内移动和转动。平移运动开关用于选择包括第一稳定和第二稳定至少之一的平移运动的ON/OFF(开/关)状态。第一稳定沿x方向移动活动平台，以校正偏航引起的手抖动。第二稳定沿y方向移动活动平台，以校正俯仰引起的手抖动。x方向垂直于光轴。y方向垂直于x方向和光轴。旋转运动开关用于选择在xy面内转动活动平台的旋转运动的ON/OFF状态。控制器根据平移运动开关的状态控制活动平台的平移运动，并根据旋转运动开关的状态控制旋转运动。
附图说明
参照附图，由下面的描述，将能更好地理解本发明的目的和优点，其中：
图1是从后方观察到的照相装置的实施例的透视图；
图2是当照相装置被保持在第一水平取向时照相装置的前视图；
图3是照相装置的电路结构图；
图4是显示照相装置的主操作的流程图；
图5是显示定时中断过程的细节的流程图；
图6图解了稳定和倾斜校正所涉及的计算；
图7是活动平台的结构图；
图8是显示第三数字位移角的计算的细节的流程图；
图9是当照相装置被保持在第二水平取向时照相装置的前视图；
图10是当照相装置被保持在第一垂直取向时照相装置的前视图；
图11是当照相装置被保持在第二垂直取向时照相装置的前视图；
图12是照相装置的前视图，Kθn是从前方观察当照相装置沿逆时针方向转动(倾斜)时与第一水平取向形成的夹角；
图13是照相装置的前视图，Kθn是从前方观察当照相装置沿逆时针方向转动(倾斜)时与第一垂直取向形成的夹角；
图14是照相装置的前视图，Kθn是从前方观察当照相装置沿逆时针方向转动(倾斜)时与第二水平取向形成的夹角；
图15是照相装置的前视图，Kθn是从前方观察当照相装置沿逆时针方向转动(倾斜)时与第二垂直取向形成的夹角；
图16是从后方观察到的照相装置的实施例的透视图，在下表面上具有第二倾斜校正按钮；
图17是当照相装置被保持在第一水平取向时照相装置的前视图，在下表面上具有第二倾斜校正按钮；
图18是照相装置的电路结构图，具有第二倾斜校正按钮；
图19是从后方观察到的照相装置的实施例的透视图，在下表面上靠近三脚架孔处具有第二倾斜校正按钮；
图20是当照相装置被保持在第一水平取向时的前视图，在下表面上靠近三脚架孔处具有第二倾斜校正按钮；
图21显示了成像器的成像表面、运动范围、转动前的活动范围Hsxn和Hsyn以及转动后的活动范围Rx和Ry之间的位置关系。
具体实施方式
下面参照附图所示的实施例描述本发明。在本实施例中，照相装置1是数码相机。照相装置1的相机镜头(即拍摄镜头)67具有光轴LX。
通过实施例中的取向方式，定义x方向、y方向和z方向(见图1)。x方向是与光轴LX垂直的方向。y方向是与光轴LX和x方向垂直的方向。z方向是与光轴LX平行并与x方向和y方向垂直的方向。
重力方向与x方向、y方向以及z方向之间的关系根据照相装置1的取向变化。
例如，当照相装置1被保持在第一水平取向时，换言之，当照相装置1被保持水平且照相装置1的上表面朝上时(见图2)，x方向和z方向垂直于重力方向，且y方向平行于重力方向。
当照相装置1被保持在第二水平取向时，换言之，当照相装置1被保持水平且照相装置1的下表面朝上时(见图9)，x方向和z方向垂直于重力方向，且y方向平行于重力方向。
当照相装置1被保持在第一垂直取向时，换言之，当照相装置1被保持垂直且照相装置1的一侧表面朝上时(见图10)，x方向平行于重力方向，且y方向和z方向垂直于重力方向。
当照相装置1被保持在第二垂直取向时，换言之，当照相装置1被保持垂直且照相装置1的另一侧表面朝上时(见图11)，x方向平行于重力方向，且y方向和z方向垂直于重力方向。
当照相装置1的前表面朝向重力方向时，x方向和y方向垂直于重力方向，且z方向平行于重力方向。照相装置1的前表面是与相机镜头67相连的一侧。
照相装置1的成像部件包括PON按钮11、PON开关11a、测光开关12a、快门释放按钮13、用于曝光操作的快门释放开关13a、稳定按钮14、稳定开关14a、第一倾斜校正按钮15、第一倾斜校正开关15a、诸如LCD监视器等显示器17、反光镜光圈快门单元18、DSP 19、CPU21、AE(自动曝光)单元23、AF(自动对焦)单元24、校正单元30中的成像单元39a、以及相机镜头67(见图1、2和3)。
通过PON按钮11的状态确定PON开关11a处于ON(开)状态还是OFF(关)状态。照相装置1的ON/OFF状态对应于PON开关11a的ON/OFF状态。
成像单元39a通过相机镜头67捕捉对象图像作为光学图像，并将捕捉到的图像显示在显示器17上。可通过光学取景器(未示出)光学地观察对象图像。
当操作者部分按下快门释放按钮13时，测光开关12a切换到ON状态，从而执行测光操作、AF传感操作和对焦操作。
当操作者完全按下快门释放按钮13时，快门释放开关13a切换到ON状态，从而通过成像单元39a(成像装置)执行成像操作，并且存储捕捉到的图像。
CPU 21执行释放顺序操作，该释放顺序操作包括在快门释放开关13a被设置为ON状态之后的成像操作。
反光镜光圈快门单元18连接到CPU 21的端口P7并对应于快门释放开关13a的ON状态执行反光镜的向上/向下操作(反光镜向上操作和反光镜向下操作)、光圈的打开/关闭操作、以及快门的打开/关闭操作。
相机镜头67是照相装置1的可互换镜头并且连接到CPU 21的端口P8。当照相装置1被设置为ON状态时，相机镜头67将相机镜头67的内置ROM中存储的包括镜头系数F等的镜头信息输出到CPU 21。
DSP 19连接到CPU 21的端口P9和成像单元39a。根据来自CPU21的指令，DSP 19对通过成像单元39a的成像操作所获得的图像信号执行诸如图像处理操作等的计算操作。
CPU 21是在成像操作、稳定(即防抖)和倾斜校正中控制照相装置1的每个部件的控制装置。
稳定和倾斜校正包括活动平台30a的运动控制和位置检测工作两者。
在本实施例中，稳定包括沿x方向移动活动平台30a的第一稳定和沿y方向移动活动平台30a的第二稳定。
此外，CPU 21存储指示照相装置1是否处于稳定模式的稳定参数SR的值、指示照相装置1是否处于倾斜校正模式的倾斜校正参数INC的值、释放状态参数RP的值、以及反光镜状态参数MP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，释放状态参数RP的值被设置为1(见图4中的步骤S24至S31)，否则，释放状态参数RP的值被设置(重置)为0(见图4中的步骤S13和S31)。
当在用于成像操作的曝光操作之前执行反光镜向上操作时，反光镜状态参数MP的值被设置为1(见图4中的步骤S25)；否则，反光镜状态参数MP的值被设置为0(见图4中的步骤S27)。
通过检测机械开关(未示出)的ON/OFF状态确定照相装置1的反光镜向上操作是否完成。通过检测快门充电(shutter charge)的完成来确定照相装置1的反光镜向下操作是否完成。
此外，CPU 21存储下列值：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、第一数字加速度信号Dahn、第二数字加速度信号Davn、第一数字加速度Aahn、第二数字加速度Aavn、第一数字位移角Kxn(偏航引起的手抖动角)、第二数字位移角Kyn(俯仰引起的手抖动角)、第三数字位移角Kθn(照相装置1的倾斜角)、位置Sn的水平方向分量Sxn、位置Sn的垂直方向分量Syn、位置Sn的转动方向分量(倾斜角)Sθn、第一驱动点的第一垂直方向分量Syln、第二驱动点的第二垂直方向分量Syrn、水平驱动力Dxn、第一垂直驱动力Dyln、第二垂直驱动力Dyrn、A/D转换后的位置Pn的水平方向分量pdxn、A/D转换后的位置Pn的第一垂直方向分量pdyln、A/D转换后的位置Pn的第二垂直方向分量pdyrn、镜头系数F、以及霍尔传感器距离系数HSD。霍尔传感器距离系数HSD是初始状态下第一垂直霍尔传感器hv1与第二垂直霍尔传感器hv2在x方向上的相对距离(见图7)。
在初始状态下，活动平台30a在x方向和y方向均位于其运动范围的中心，构成成像器(成像传感器)39a1的成像表面轮廓的矩形的四条边中的每一条平行于x方向或y方向。
AE单元(曝光计算单元)23基于正被拍照的对象执行测光操作并计算光度值。AE单元23还根据光度值计算成像操作所需的光圈值和曝光操作的持续时间。AF单元24执行成像操作所需的AF传感操作和相应的对焦操作。在对焦操作中，将相机镜头67沿光轴LX重新定位。
照相装置1的稳定和倾斜校正部件(稳定和倾斜校正装置)包括稳定按钮14、稳定开关14a、第一倾斜校正按钮15、第一倾斜校正开关15a、显示器17、CPU 21、检测单元25、驱动器电路29、校正单元30、霍尔传感器信号处理单元45、以及相机镜头67。
稳定开关14a的ON/OFF状态根据稳定按钮14的操作状态变化。
具体而言，当操作者按下稳定按钮14时，稳定开关14a(平移运动开关)切换到ON状态，从而以预定时间间隔执行至少包括第一稳定和第二稳定之一的平移运动，在所述平移运动中，独立于包括测光操作等的其他操作驱动检测单元25和校正单元30。
第一稳定沿x方向移动活动平台30a，以校正偏航引起的手抖动，而第二稳定沿y方向移动活动平台30a，以校正俯仰引起的手抖动。
当稳定开关14a处于ON状态(换言之，处于稳定模式)时，稳定参数SR被设置为1(SR＝1)。当稳定开关14a未处于ON状态(换言之，处于非稳定模式)时，稳定参数SR被设置为0(SR＝0)。在本实施例中，预定时间间隔的值被设置为1ms。
第一倾斜校正开关15a的ON/OFF状态根据第一倾斜校正按钮15的操作状态变化。
具体而言，当操作者按下第一倾斜校正按钮15时，第一倾斜校正开关15a(旋转运动开关)切换到ON状态，从而以预定时间间隔执行倾斜校正(旋转运动)，在所述倾斜校正中，独立于包括测光操作等的其他操作驱动检测单元25和校正单元30。当第一倾斜校正开关15a处于ON状态(换言之，处于倾斜校正模式)时，倾斜校正参数INC被设置为1(INC＝1)。当第一倾斜校正开关15a未处于ON状态(换言之，处于非倾斜校正模式)时，倾斜校正参数INC被设置为0(INC＝0)。
在本实施例中，操作者可以根据照相场景、照相装置1的取向等，独立地手动选择稳定的ON/OFF状态以及倾斜校正的ON/OFF状态。
例如，当稳定开关14a和第一倾斜校正开关15a被设置为ON状态时，执行稳定和倾斜校正两者。
但是，在这种情况下，活动平台30a的用于倾斜校正的旋转运动限制了活动平台30a的在x方向和y方向上的平移运动(第一稳定和第二稳定，见图21)的有效活动范围。
当活动平台30a的平移运动的有效活动范围被限制时，无法精确执行平移运动。
类似地，活动平台30a的用于稳定的平移运动限制了活动平台30a的旋转运动(倾斜校正)的有效转角(活动平台30a在x方向和y方向的活动范围)。
当活动平台30a的旋转运动的有效活动范围被限制时，无法精确执行旋转运动。
此外，当稳定开关14a被设置为OFF状态并且第一倾斜校正开关15a被设置为ON状态时，对于稳定的优先级不如倾斜校正的优先级高的拍摄情境可能有利，诸如照相装置1被固定到三角架上的时候等等。
此外，将稳定开关14a设置为ON状态并将第一倾斜校正开关15a设置为OFF状态可能适合于稳定优先于倾斜校正的拍摄情境。
图21显示了成像器39a1的成像表面的运动范围，包括成像表面在x方向和y方向的活动范围；但是，其可被显示为活动平台30a的运动范围，包括活动平台30a在x方向和y方向的活动范围。
通过CPU 21控制与这些开关的输入信号对应的各种输出指令。
将指示测光开关12a处于ON状态还是OFF状态的信息输入到CPU 21的端口P12作为一位数字信号。将指示快门释放开关13a处于ON状态还是OFF状态的信息输入到CPU 21的端口P13作为一位数字信号。同样地，将指示稳定开关14a处于ON状态还是OFF状态的信息输入到CPU 21的端口P14作为一位数字信号。同样地，将指示第一倾斜校正开关15a处于ON状态还是OFF状态的信息输入到CPU 21的端口P15作为一位数字信号。
AE单元23连接到CPU 21的用于输入和输出信号的端口P4。AF单元24连接到CPU 21的用于输入和输出信号的端口P5。显示器17连接到CPU 21的用于输入和输出信号的端口P6。
接下来，解释CPU 21与检测单元25、驱动器电路29、校正单元30、以及霍尔传感器信号处理单元45之间的输入和输出关系的细节。
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、加速度传感器26c、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、第二放大器28b、第三放大器28c、以及第四放大器28d。
第一角速度传感器26a检测照相装置1绕y方向轴的旋转运动(偏航)的角速度。换言之，第一角速度传感器26a是检测偏航角速度的陀螺传感器。
第二角速度传感器26b检测照相装置1绕x方向轴的旋转运动(俯仰)的角速度。换言之，第二角速度传感器26b是检测俯仰角速度的陀螺传感器。
加速度传感器26c检测第一重力分量和第二重力分量。第一重力分量是重力加速度在x方向的水平分量。第二重力分量是重力加速度在y方向的垂直分量。
第一高通滤波器电路27a减小从第一角速度传感器26a输出的信号的低频分量，因为从第一角速度传感器26a输出的信号的低频分量包含基于零位电压和摇镜头运动(panning motion)的信号成分，二者均与手抖动无关。
类似地，第二高通滤波器电路27b减小从第二角速度传感器26b输出的信号的低频分量，因为从第二角速度传感器26b输出的信号的低频分量包含基于零位电压和摇镜头运动的信号成分，二者均与手抖动无关。
第一放大器28a对表示低频分量已被减小的偏航角速度的信号进行放大，并将模拟信号输出到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对表示低频分量已被减小的俯仰角速度的信号进行放大，并将模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 1作为第二角速度vy。
第三放大器28c对表示从加速度传感器26c输出的第一重力分量的信号进行放大，并将模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 2作为第一加速度ah。
第四放大器28d对表示从加速度传感器26c输出的第二重力分量的信号进行放大，并将模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 3作为第二加速度av。
低频分量的减小为两步过程。首先通过第一和第二高通滤波器电路27a和27b执行模拟高通滤波的主要部分，随后通过CPU 21执行数字高通滤波的次要部分。
数字高通滤波的次要部分的截止频率高于模拟高通滤波的主要部分的截止频率。
在数字高通滤波中，可以容易地改变第一高通滤波器时间常数hx和第二高通滤波器时间常数hy的值。
在PON开关11a被设置为ON状态之后(即当主电源被设置为ON状态时)，开始向CPU 21和检测单元25的每一部分供电。在PON开关11a被设置为ON之后，开始手抖动量(第一数字位移角Kxn和第二数字位移角Kyn)和倾斜角(第三数字位移角Kθn)的计算。
CPU 21将输入到A/D转换器A/D 0的第一角速度vx转换为第一数字角速度信号Vxn(A/D转换操作)。CPU 21也通过减小第一数字角速度信号Vxn的低频分量(数字高通滤波)来计算第一数字角速度VVxn，因为第一数字角速度信号Vxn的低频分量包含基于零位电压和摇镜头运动的信号成分，而二者均与手抖动无关。CPU 21还通过对第一数字角速度VVxn积分(积分)来计算手抖动量(绕y方向的手抖动位移角：偏航引起的第一数字位移角Kxn)。
类似地，CPU 21将输入到A/D转换器A/D 1的第二角速度vy转换为第二数字角速度信号Vyn(A/D转换操作)。CPU 21也通过减小第二数字角速度信号Vyn的低频分量(数字高通滤波)来计算第二数字角速度VVyn，因为第二数字角速度信号Vyn的低频分量包含基于零位电压和摇镜头运动的信号成分，而二者均与手抖动无关。CPU 21还通过对第二数字角速度VVyn积分(积分)来计算手抖动量(绕x方向的手抖动位移角：俯仰引起的第二数字位移角Kyn)。
此外，CPU 21将输入到A/D转换器A/D 2的第一加速度ah转换为第一数字加速度信号Dahn(A/D转换操作)。CPU 21还通过减小第一数字加速度信号Dahn的高频分量(数字低通滤波)来计算第一数字加速度Aahn，以便减小第一数字加速度信号Dahn中的噪声分量。
类似地，CPU 21将输入到A/D转换器A/D 3的第二加速度av转换为第二数字加速度信号Davn(A/D转换操作)。CPU 21还通过减小第二数字加速度信号Davn的高频分量(数字低通滤波)来计算第二数字加速度Aavn，以便减小第二数字加速度信号Davn中的噪声分量。
CPU 21还根据第一数字加速度Aahn的绝对值与第二数字加速度Aavn的绝对值之间的数量关系来计算照相装置1的倾斜角(第三数字位移角Kθn)，该倾斜角是由照相装置1绕其光轴LX的转动形成的，相对于与重力方向垂直的水平面来测量。
照相装置1的倾斜角(第三数字位移角Kθn)根据照相装置1的取向变化，并且相对于第一水平取向、第二水平取向、第一垂直取向、以及第二垂直取向来测量。因此，通过x方向或y方向与水平面的交角表示照相装置1的倾斜角。
当x方向和y方向之一与水平面的交角为0度时，并且当x方向和y方向中的另一个与水平面的交角为90度时，照相装置1处于非倾斜状态。
因此，CPU 21和检测单元25具有计算手抖动量和倾斜角的功能。
第一数字加速度Aahn(第一重力分量)和第二数字加速度Aavn(第二重力分量)根据照相装置1的取向变化，并在-1至+1之间取值。
例如，当照相装置1被保持在第一水平取向时，换言之，当照相装置1被保持水平且照相装置1的上表面朝上时(见图2)，第一数字加速度Aahn为0且第二数字加速度Aavn为+1。
当照相装置1被保持在第二水平取向时，换言之，当照相装置1被保持水平且照相装置1的下表面朝上时(见图9)，第一数字加速度Aahn为0且第二数字加速度Aavn为-1。
当照相装置1被保持在第一垂直取向时，换言之，当照相装置1被保持垂直且照相装置1的一侧表面朝上时(见图10)，第一数字加速度Aahn为+1且第二数字加速度Aavn为0。
当照相装置1被保持在第二垂直取向时，换言之，当照相装置1被保持垂直且照相装置1的另一侧表面朝上时(见图11)，第一数字加速度Aahn为-1且第二数字加速度Aavn为0。
当照相装置1的前表面朝向重力方向或相反方向时，换言之，当照相装置1的前表面朝上或朝下时，第一数字加速度Aahn和第二数字加速度Aavn为0。
当从前方观察，照相装置1从第一水平取向沿逆时针方向转动(倾斜)角Kθn时(见图12)，第一数字加速度Aahn为+sin(Kθn)且第二数字加速度Aavn为+cos(Kθn)。
因此，可以通过对第一数字加速度Aahn进行反正弦(arcsine)变换或者通过对第二数字加速度Aavn进行反余弦(arccosine)变换来计算倾斜角(第三数字位移角Kθn)。
但是，当倾斜角(第三数字位移角Kθn)的绝对值非常小，换言之，接近于0时，正弦(sine)函数的变化大于余弦(cosine)函数的变化，因此最好使用反正弦变换而不是反余弦变换来计算倾斜角(Kθn＝+Sin-1(Aahn)，见图8中的步骤S76)。
当从前方观察，照相装置1从第一垂直取向沿逆时针方向转动(倾斜)角Kθn时(见图13)，第一数字加速度Aahn为+cos(Kθn)且第二数字加速度Aavn为-sin(Kθn)。
因此，可以通过对第一数字加速度Aahn进行反余弦变换或者通过对第二数字加速度Aavn进行反正弦变换并取负来计算倾斜角(第三数字位移角Kθn)。
但是，当倾斜角(第三数字位移角Kθn)的绝对值非常小，换言之，接近于0时，正弦函数的变化大于余弦函数的变化，因此最好使用反正弦变换而不是反余弦变换来计算倾斜角(Kθn＝-Sin-1(Aavn)，见图8中的步骤S73)。
当从前方观察，照相装置1从第二水平取向沿逆时针方向转动(倾斜)角Kθn时(见图14)，第一数字加速度Aahn为-sin(Kθn)且第二数字加速度Aavn为-cos(Kθn)。
因此，可以通过对第一数字加速度Aahn进行反正弦变换并取负或者通过对第二数字加速度Aavn进行反余弦变换并取负来计算倾斜角(第三数字位移角Kθn)。
但是，当倾斜角(第三数字位移角Kθn)的绝对值非常小，换言之，接近于0时，正弦函数的变化大于余弦函数的变化，因此最好使用反正弦变换而不是反余弦变换来计算倾斜角(Kθn＝-Sin-1(Aahn)，见图8中的步骤S77)。
当从前方观察，照相装置1从第二垂直取向沿逆时针方向转动(倾斜)角Kθn时(见图15)，第一数字加速度Aahn为-cos(Kθn)且第二数字加速度Aavn为+sin(Kθn)。
因此，可以通过对第一数字加速度Aahn进行反余弦变换并取负或者通过对第二数字加速度Aavn进行反正弦变换来计算倾斜角(第三数字位移角Kθn)。
但是，当倾斜角(第三数字位移角Kθn)的绝对值非常小，换言之，接近于0时，正弦函数的变化大于余弦函数的变化，因此最好使用反正弦变换而不是反余弦变换来计算倾斜角(Kθn＝+Sin-1(Aavn)，见图8中的步骤S74)。
当照相装置1的前表面基本朝上或朝下时，第一数字加速度Aahn和第二数字加速度Aavn接近于0。在这种情况下，这意味着倾斜校正(也就是根据倾斜角的旋转运动)不是必要的。理想的是，执行最小倾斜角的稳定和倾斜校正。
但是，当对接近于0的第一数字加速度Aahn或第二数字加速度Aavn进行反余弦变换时，倾斜角(第三数字位移角Kθn)的绝对值是大值。在这种情况下，即使当根据倾斜角的旋转运动不是必要的时，也执行大倾斜角的稳定和倾斜校正。因此，无法正确执行倾斜校正。
因此，为了消除倾斜角，必须使用附加确定因素来确定照相装置1的前表面基本朝上还是朝下。
附加确定因素的示例是确定第一数字加速度Aahn的绝对值与第二数字加速度Aavn的绝对值之和是否小于阈值。
另一方面，当对接近于0的第一数字加速度Aahn或第二数字加速度Aavn进行反正弦变换时，倾斜角(第三数字位移角Kθn)的绝对值是小值(接近于0)。在这种情况下，可以执行小倾斜角的稳定和倾斜校正。因此，不必使用附加确定因素来确定照相装置1的前表面基本朝上还是朝下。
值“n”是大于等于0的整数，并指示从定时中断过程开始的时间点(t＝0，见图4中的步骤S12)到执行最后的定时中断过程时(t＝n)的持续时间，以毫秒为单位。
在涉及偏航的数字高通滤波中，通过用第一数字角速度VVx0至VVxn-1(在执行最后的定时中断过程之前，在1ms预定时间间隔之前通过定时中断过程计算)之和除以第一高通滤波器时间常数hx，再用第一数字角速度信号Vxn减去得到的商，来计算第一数字角速度VVxn(VVxn＝Vxn-(∑VVxn-1)÷hx，见图6中的(1))。
在涉及俯仰的数字高通滤波中，通过用第二数字角速度VVy0至VVyn-1(在执行最后的定时中断过程之前，在1ms预定时间间隔之前通过定时中断过程计算)之和除以第二高通滤波器时间常数hy，再用第二数字角速度信号Vyn减去得到的商，来计算第二数字角速度VVyn(VVyn＝Vyn-(∑VVyn-1)÷hy，见图6中的(1))。
在涉及偏航的积分中，通过对在定时中断过程开始的时间点(t＝0)的第一数字角速度VVx0(见图4中的步骤S12)与执行最后的定时中断过程的时间点(t＝n)的第一数字角速度VVxn之间所有的第一数字角速度求和来计算第一数字位移角Kxn(Kxn＝∑VVxn，见图6中的(7))。
类似地，在涉及俯仰的积分中，通过对在定时中断过程开始的时间点的第二数字角速度VVy0与执行最后的定时中断过程的时间点的第二数字角速度VVyn之间所有的第二数字角速度求和来计算第二数字位移角Kyn(Kyn＝∑VVyn，见图6中的(7))。
通过对第一数字加速度Aahn的绝对值和第二数字加速度Aavn的绝对值中的较小值进行反正弦变换并通过添加正号或负号来计算倾斜角，换言之，第三数字位移角Kθn(Kθn＝+Sin-1(Aahn)、-Sin-1(Aahn)、+Sin-1(Aavn)、或-Sin-1(Aavn)，见图6中的(8))。
根据第一数字加速度Aahn的绝对值和第二数字加速度Aavn的绝对值中的较大值以及该较大值未取绝对值时的符号来确定添加正号还是负号(见图8中的步骤S72和S75)。
在本实施例中，在定时中断过程中的角速度和加速度检测操作包括在检测单元25中的过程以及将第一角速度vx、第二角速度vy、第一加速度ah、以及第二加速度av从检测单元25输入到CPU 21。
在第三数字位移角Kθn的计算中，不进行积分，因为积分是不必要的。因此，直流偏差(DC-offset)不影响第三数字位移角Kθn的计算，所以能够精确计算倾斜角。
当使用包括直流偏差的积分时，即使倾斜角是0，第三数字位移角Kθn也表示非特定值(unspecified value)。因此，相较于初始状态，转动(倾斜)包括成像器39a1的活动平台30a，以便校正表示非特定值的第三数字位移角Kθn。
由于在这种情况下活动平台30a的位移意味着成像器39a1的倾斜，所以显示器17上显示的捕捉到的图像是倾斜的。当操作者在显示器17上见到倾斜的图像时，即使倾斜非常小，操作者也必须目测所显示的图像的倾斜。
但是，在本实施例中，由于不存在直流偏差，所以不存在由直流偏差导致的成像器39a1的倾斜。
基于镜头系数F和霍尔传感器距离系数HSD，CPU 21根据对x方向、y方向和转动方向计算的手抖动量(第一和第二数字位移角Kxn和Kyn)和倾斜角(第三数字位移角Kθn)来计算成像单元39a(活动平台30a)应移动到的位置Sn(Sxn＝F×tan(Kxn)，Syn＝F×tan(Kyn)，以及Sθn＝HSD÷2×sin(Kθn))。在该计算中，既要考虑活动平台30a在xy面内的平移(直线)运动，也要考虑活动平台30a在xy面内的旋转运动。
位置Sn的水平方向分量被定义为Sxn，位置Sn的垂直方向分量被定义为Syn，位置Sn的转动(倾斜)方向分量被定义为Sθn。
通过对活动平台30a上的第一驱动点和第二驱动点沿y方向施加不同的力来执行活动平台30a的转动。通过对活动平台30a上的第一驱动点和第二驱动点沿y方向施加相同的驱动力来执行活动平台30a沿y方向的移动。第一驱动点是基于第一垂直线圈32a1的第一垂直电磁力的施加点。第二驱动点是基于第二垂直线圈32a2的第二垂直电磁力的施加点。第一驱动点被设置在靠近第一垂直霍尔传感器hv1的位置。第二驱动点被设置在靠近第二垂直霍尔传感器hv2的位置。
与位置Sn对应的第一驱动点的第一垂直方向分量被定义为Syln。与位置Sn对应的第二驱动点的第二垂直方向分量被定义为Syrn。
根据位置Sn的垂直方向分量Syn和位置Sn的转动方向分量Sθn来计算第一驱动点的第一垂直方向分量Syln和第二驱动点的第二垂直方向分量Syrn(Syln＝Syn+Sθn，Syrn＝Syn-Sθn，见图6中的(4))。
根据稳定参数SR的值和倾斜参数INC的值来确定是否执行下列值的计算：第一数字位移角Kxn、第二数字位移角Kyn、第三数字位移角Kθn、位置Sn的水平方向分量Sxn、位置Sn的垂直方向分量Syn、位置Sn的转动方向分量Sθn、第一驱动点的第一垂直方向分量Syln、以及第二驱动点的第二垂直方向分量Syrn。
使用电磁力来执行包括成像单元39a的活动平台30a的运动，稍后将进行描述。
驱动力Dn用于驱动驱动器电路29，以便将活动平台30a移动到位置Sn。
驱动力Dn的用于第一水平线圈31a1和第二水平线圈31a2的水平方向分量被定义为水平驱动力Dxn(在D/A转换后，水平PWM负荷dx)。
驱动力Dn的用于第一垂直线圈32a1的垂直方向分量被定义为第一垂直驱动力Dyln(在D/A转换后，第一垂直PWM负荷dyl)。
驱动力Dn的用于第二垂直线圈32a2的垂直方向分量被定义为第二垂直驱动力Dyrn(在D/A转换后，第二垂直PWM负荷dyr)。
校正单元30是通过以下方式来校正手抖动的影响的装置：将成像单元39a移动到位置Sn，消除成像单元39a的成像器39a1的成像表面上的对象图像的滞后，以及稳定成像器39a1的成像表面上显示的对象图像。
校正单元30具有固定单元30b和活动平台30a，活动平台30a包括成像单元39a并能够在xy面内移动。
通过沿x方向移动活动平台30a，执行用于校正由偏航引起的手抖动的第一稳定；以及通过沿y方向移动活动平台30a，执行用于校正由俯仰引起的手抖动的第二稳定(平移运动)。
此外，校正单元30通过绕平行于光轴LX的轴转动包括成像单元39a的活动平台30a来执行用于校正(减小)照相装置1的倾斜的倾斜校正(旋转运动)，其中倾斜是由照相装置1绕其光轴LX的转动形成的，并相对于与重力方向垂直的水平面来测量。
换言之，在倾斜校正中，运动控制将活动平台30a重新定位，使得构成成像器39a1的成像表面轮廓的矩形的上下边垂直于重力方向，且左右边平行于重力方向。
因此，不使用水平仪气泡(level vial)就可以使成像器39a1自动水平。当照相装置1对包括水平线的对象成像时，可以在执行成像操作时令构成成像器39a1的成像表面轮廓的矩形的上下边平行于水平线。
此外，由于倾斜校正，构成成像器39a1的成像表面轮廓的矩形的上下边保持垂直于重力方向，而构成成像器39a1的成像表面轮廓的矩形的左右边保持平行于重力方向。因此，倾斜校正也校正了由滚动引起的手抖动。换言之，在xy面内为了倾斜校正而转动活动部件30a也实现了用于校正由滚动引起的手抖动的稳定。
当执行稳定和倾斜校正时，换言之，当稳定参数SR被设置为1并且倾斜校正参数INC被设置为1(SR＝1且INC＝1)时，执行活动平台30a的用于稳定和倾斜校正的、包括旋转运动的运动控制。
在这种情况下，执行第一数字位移角Kxn、第二数字位移角Kyn、第三数字位移角Kθn、位置Sn的水平方向分量Sxn、位置Sn的垂直方向分量Syn、位置Sn的转动方向分量Sθn、第一驱动点的第一垂直方向分量Syln、以及第二驱动点的第二垂直方向分量Syrn的计算(见图5的步骤S62至S65)。
当不执行稳定但执行倾斜校正时，换言之，当稳定参数SR被设置为0并且倾斜校正参数INC被设置为1(SR＝0且INC＝1)时，执行活动平台30a用于倾斜校正的旋转运动控制，但是不执行活动平台30a从预定位置沿x方向和y方向的运动控制。在本实施例中，预定位置是x方向和y方向的运动范围的中心。
在这种情况下，假设不发生偏航引起的手抖动和俯仰引起的手抖动，将第一数字位移角Kxn和第二数字位移角Kyn设置为0(Kxn＝Kyn＝0)。
根据第一数字位移角Kxn和第二数字位移角Kyn的这些值，执行第三数字位移角Kθn、位置Sn的水平方向分量Sxn、位置Sn的垂直方向分量Syn、位置Sn的转动方向分量Sθn、第一驱动点的第一垂直方向分量Syln、以及第二驱动点的第二垂直方向分量Syrn的计算(见图5的步骤S56至S59，Sxn＝Syn＝0)。
当执行稳定但不执行倾斜校正时，换言之，当稳定参数SR被设置为1并且倾斜校正参数INC被设置为0(SR＝1且INC＝0)时，执行活动平台30a沿x方向和y方向的用于稳定的运动控制，但是不执行活动平台30a的旋转运动控制。
在这种情况下，假设不发生倾斜，将第三数字位移角Kθn设置为0(Kθn＝0)。
根据第三数字位移角Kθn的这个值，执行第一数字位移角Kxn、第二数字位移角Kyn、位置Sn的水平方向分量Sxn、位置Sn的垂直方向分量Syn、位置Sn的转动方向分量Sθn、第一驱动点的第一垂直方向分量Syln、以及第二驱动点的第二垂直方向分量Syrn的计算(见图5的步骤S61、S64和S65，Sθn＝0)。
当不执行稳定和倾斜校正时，换言之，当稳定参数SR被设置为0并且倾斜校正参数INC被设置为0(SR＝0且INC＝0)时，活动平台30a应移动到的位置Sn(Sxn、Syln、Syrn)被设置为初始状态(见图5中的步骤S55，Sxn＝Syln＝Syrn＝0)。
通过具有从CPU 21的PWM 0输入的水平PWM负荷dx、从CPU21的PWM 1输入的第一垂直PWM负荷dyl以及从CPU 21的PWM 2输入的第二垂直PWM负荷dyr的驱动器电路29，由线圈单元和磁体单元的电磁力执行活动平台30a的驱动，包括移动到初始状态下的固定(保持)位置(见图6中的(6))。
不管在通过驱动器电路29实现的移动之前还是之后，都通过霍尔传感器单元44a和霍尔传感器信号处理单元45检测活动平台30a的被测位置Pn。
将被测位置Pn的水平方向分量的相关信息，也就是水平被测位置信号px，输入到CPU 21的A/D转换器A/D 4(参见图6中的(2))。水平被测位置信号px是模拟信号，通过A/D转换器A/D 4将该模拟信号转换为数字信号(A/D转换操作)。A/D转换操作之后的被测位置Pn的水平方向分量被定义为pdxn，对应于水平被测位置信号px。
将被测位置Pn的垂直方向分量之一的相关信息，也就是第一垂直被测位置信号pyl，输入到CPU 21的A/D转换器A/D 5。第一垂直被测位置信号pyl是模拟信号，通过A/D转换器A/D 5将该模拟信号转换为数字信号(A/D转换操作)。A/D转换操作之后的被测位置Pn的第一垂直方向分量被定义为pdyln，对应于第一垂直被测位置信号pyl。
将被测位置Pn的垂直方向分量中的另一个的相关信息，也就是第二垂直被测位置信号pyr，输入到CPU 21的A/D转换器A/D 6。第二垂直被测位置信号pyr是模拟信号，通过A/D转换器A/D 6将该模拟信号转换为数字信号(A/D转换操作)。A/D转换操作之后的被测位置Pn的第二垂直方向分量被定义为pdyrn，对应于第二垂直被测位置信号pyr。
PID(比例积分微分)控制根据被测位置Pn(pdxn、pdyln、pdyrn)和移动后的位置Sn(Sxn、Syln、Syrn)的坐标数据来计算水平驱动力Dxn以及第一垂直驱动力Dyln和第二垂直驱动力Dyrn(见图6中的(5))。
当照相装置1处于稳定开关14a被设置为ON状态的稳定模式(SR＝1)时，或者当照相装置1处于第一倾斜校正开关15a被设置为ON状态的倾斜校正模式(INC＝1)时，执行与PID控制的稳定和倾斜校正对应的驱动，将活动平台30a驱动到位置Sn(Sxn、Syln、Syrn)。
当稳定参数SR为0并且倾斜校正参数INC为0时，执行与稳定和倾斜校正无关的PID控制，从而将活动平台30a移动到初始状态下的预定位置(运动范围的中心)，使得构成成像单元39a的成像器39a1的成像表面轮廓的四条边中的每一条平行于x方向或y方向，换言之，使得活动平台30a不被转动(倾斜)。
活动平台30a具有由第一水平线圈31a1、第二水平线圈31a2、第一垂直线圈32a1以及第二垂直线圈32a2组成的用于驱动的线圈单元，具有成像器39a1的成像单元39a，以及作为磁场变化检测元件单元的霍尔传感器单元44a(见图7)。在本实施例中，成像器39a1是CCD；但是，成像器39a1也可以是其它类型的，诸如CMOS等。
固定单元30b具有由第一水平磁体411b1、第二水平磁体411b2、第一垂直磁体412b1、第二垂直磁体412b2、第一水平磁轭431b1、第二水平磁轭431b2、第一垂直磁轭432b1、以及第二垂直磁轭432b2组成的磁性位置检测及驱动单元。
固定单元30b使用球体等在xy面内的移动范围内可移动地且可转动地支撑活动平台30a。球排列在固定单元30b与活动平台30a之间。
当成像器39a1的中心区域与相机镜头67的光轴LX相交时，设置活动平台30a的位置与固定单元30b的位置之间的关系，使得活动平台30a在x方向和y方向均位于其运动范围的中心，以便利用成像器39a1的成像范围的全部尺寸。
成像器39a1的成像表面的矩形形状具有两条对角线。在本实施例中，成像器39a1的中心处于这两条对角线的交点。
此外，在PON开关11a被设置为ON状态后紧接着的初始状态下，活动平台30a在x方向和y方向均位于其运动范围的中心，构成成像器39a1的成像表面轮廓的四条边中的每一条平行于x方向或y方向(见图4的步骤S11)。然后，开始稳定和倾斜校正操作。
第一水平线圈31a1、第二水平线圈31a2、第一垂直线圈32a1、第二垂直线圈32a2、以及霍尔传感器单元44a与活动平台30a相连。
第一水平线圈31a1形成底座(seat)和螺旋形线圈模式(pattern)。第一水平线圈31a1的线圈模式具有平行于y方向的线，从而产生第一水平电磁力，以沿x方向移动包括第一水平线圈31a1的活动平台30a。
通过第一水平线圈31a1的电流方向和第一水平磁体411b1的磁场方向产生第一水平电磁力。
第二水平线圈31a2形成底座和螺旋形线圈模式。第二水平线圈31a2的线圈模式具有平行于y方向的线，从而产生第二水平电磁力，以沿x方向移动包括第二水平线圈31a2的活动平台30a。
通过第二水平线圈31a2的电流方向和第二水平磁体411b2的磁场方向产生第二水平电磁力。
第一垂直线圈32a1形成底座和螺旋形线圈模式。第一垂直线圈32a1的线圈模式具有平行于x方向的线，从而产生第一垂直电磁力，以沿y方向移动包括第一垂直线圈32a1的活动平台30a并转动活动平台30a。
通过第一垂直线圈32a1的电流方向和第一垂直磁体412b1的磁场方向产生第一垂直电磁力。
第二垂直线圈32a2形成底座和螺旋形线圈模式。第二垂直线圈32a2的线圈模式具有平行于x方向的线，从而产生第二垂直电磁力，以沿y方向移动包括第二垂直线圈32a2的活动平台30a并转动活动平台30a。
通过第二垂直线圈32a2的电流方向和第二垂直磁体412b2的磁场方向产生第二垂直电磁力。
第一水平线圈31a1和第二水平线圈31a2以及第一垂直线圈32a1和第二垂直线圈32a2通过柔性电路板(未示出)连接到驱动器电路29，驱动器电路29驱动第一水平线圈31a1和第二水平线圈31a2以及第一垂直线圈32a1和第二垂直线圈32a2。
将水平PWM负荷dx，即PWM脉冲的占空比，从CPU 21的PWM0输入到驱动器电路29。将第一垂直PWM负荷dyl，即PWM脉冲的占空比，从CPU 21的PWM 1输入到驱动器电路29。将第二垂直PWM负荷dyr，即PWM脉冲的占空比，从CPU 21的PWM 2输入到驱动器电路29。
对应于水平PWM负荷dx的值，驱动器电路29对第一水平线圈31a1和第二水平线圈31a2等值供电，以沿x方向移动活动平台30a。
对应于第一垂直PWM负荷dyl的值，驱动器电路29对第一垂直线圈32a1供电，以及对应于第二垂直PWM负荷dyr的值，对第二垂直线圈32a2供电，以便沿y方向移动活动平台30a并转动活动平台30a。
在初始状态下，确定第一水平线圈31a1和第二水平线圈31a2之间的位置关系，使得在x方向上，光轴LX位于第一水平线圈31a1和第二水平线圈31a2之间。换言之，在初始状态下，将第一水平线圈31a1和第二水平线圈31a2设置为以光轴LX为中心对称排列在x方向上。
在初始状态，将第一垂直线圈32a1和第二垂直线圈32a2设置在x方向上。
设置第一水平线圈31a1和第二水平线圈31a2，使得成像器39a1的中心区域与第一水平线圈31a1的中心区域在x方向上的距离等于成像器39a1的中心与第二水平线圈31a2的中心区域在x方向上的距离。
设置第一垂直线圈32a1和第二垂直线圈32a2，使得在初始状态下，成像器39a1的中心区域与第一垂直线圈32a1的中心区域在y方向上的距离等于成像器39a1的中心区域与第二垂直线圈32a2的中心区域在y方向上的距离。
第一水平磁体411b1与固定单元30b的活动平台侧相连，在z方向上，第一水平磁体411b1面对第一水平线圈31a1和水平霍尔传感器hh10。
第二水平磁体411b2与固定单元30b的活动平台侧相连，在z方向上，第二水平磁体411b2面对第二水平线圈31a2。
第一垂直磁体412b1与固定单元30b的活动平台侧相连，在z方向上第一垂直磁体412b1面对第一垂直线圈32a1和第一垂直霍尔传感器hv1。
第二垂直磁体412b2与固定单元30b的活动平台侧相连，在z方向上，第二垂直磁体412b2面对第二垂直线圈32a2和第二垂直霍尔传感器hv2。
第一水平磁体411b1与第一水平磁轭431b1相连，使得N极和S极被设置在x方向上。第一水平磁轭431b1与固定单元30b相连。
同样地，第二水平磁体411b2与第二水平磁轭431b2相连，使得N极和S极被设置在x方向上。第二水平磁轭431b2与固定单元30b相连。
第一垂直磁体412b1与第一垂直磁轭432b1相连，使得N极和S极被设置在y方向上。第一垂直磁轭432b1与固定单元30b相连。
同样地，第二垂直磁体412b2与第二垂直磁轭432b2相连，使得N极和S极被设置在y方向上。第二垂直磁轭432b2与固定单元30b相连。
第一水平磁轭431b1和第二水平磁轭431b2由软磁材料制成。
第一水平磁轭431b1防止第一水平磁体411b1的磁场耗散到周围，并且提高第一水平磁体411b1与第一水平线圈31a1之间以及第一水平磁体411b1与水平霍尔传感器hh10之间的磁通密度。
类似地，第二水平磁轭431b2防止第二水平磁体411b2的磁场耗散到周围，并且提高第二水平磁体411b2与第二水平线圈31a2之间的磁通密度。
第一垂直磁轭432b1和第二垂直磁轭432b2由软磁材料制成。
第一垂直磁轭432b1防止第一垂直磁体412b1的磁场耗散到周围，并且提高第一垂直磁体412b1与第一垂直线圈32a1之间以及第一垂直磁体412b1与第一垂直霍尔传感器hv1之间的磁通密度。
类似地，第二垂直磁轭432b2防止第二垂直磁体412b2的磁场耗散到周围，并且提高第二垂直磁体412b2与第二垂直线圈32a2之间以及第二垂直磁体412b2与第二垂直霍尔传感器hv2之间的磁通密度。
第一水平磁轭431b1和第二水平磁轭431b2以及第一垂直磁轭432b1和第二垂直磁轭432b2可以由一体或分体构成。
霍尔传感器单元44a是具有三个分量霍尔传感器的单轴霍尔传感器，其中所述分量霍尔传感器是利用霍尔效应的电磁转换元件(磁场变化检测元件)。霍尔传感器单元44a检测水平被测位置信号px、第一垂直被测位置信号pyl、以及第二垂直被测位置信号pyr。
三个霍尔传感器之一是用于检测水平被测位置信号px的水平霍尔传感器hh10，三个霍尔传感器中的另一个是用于检测第一垂直被测位置信号pyl的第一垂直霍尔传感器hv1，第三个是用于检测第二垂直被测位置信号pyr的第二垂直霍尔传感器hv2。
水平霍尔传感器hh10与活动平台30a相连，在z方向上，水平霍尔传感器hh10面对固定单元30b的第一水平磁体411b1。
在y方向上，可将水平霍尔传感器hh10设置在第一水平线圈31a1的螺旋绕组之外。但是，理想的是，将水平霍尔传感器hh10设置在第一水平线圈31a1的螺旋绕组之内，并且在x方向上沿第一水平线圈31a1的螺旋绕组的外圆周居中(见图7)。
在z方向上，水平霍尔传感器hh10在第一水平线圈31a1上成层状。因此，共用产生用于位置检测操作的磁场的区域和产生用于驱动活动平台30a的磁场的区域。因此，能够缩短第一水平磁体411b1在y方向的长度和第一水平磁轭431b1在y方向的长度。
第一垂直霍尔传感器hv1连接到活动平台30a，在z方向上，第一垂直霍尔传感器hv1面对固定单元30b的第一垂直磁体412b1。
第二垂直霍尔传感器hv2连接到活动平台30a，在z方向上，第二垂直霍尔传感器hv2面对固定单元30b的第二垂直磁体412b2。
在初始状态，将第一垂直霍尔传感器hv1和第二垂直霍尔传感器hv2设置在x方向上。
在x方向上，可将第一垂直霍尔传感器hv1设置在第一垂直线圈32a1的螺旋绕组之外。但是，理想的是，将第一垂直霍尔传感器hv1设置在第一垂直线圈32a1的螺旋绕组之内，并且在y方向上沿第一垂直线圈32a1的螺旋绕组的外圆周居中。
在z方向上，第一垂直霍尔传感器hv1在第一垂直线圈32a1上成层状。因此，共用产生用于位置检测操作的磁场的区域和产生用于驱动活动平台30a的磁场的区域。因此，能够缩短第一垂直磁体412b1在x方向的长度和第一垂直磁轭432b1在x方向的长度。
在x方向上，可将第二垂直霍尔传感器hv2设置在第二垂直线圈32a2的螺旋绕组之外。但是，理想的是，将第二垂直霍尔传感器hv2设置在第二垂直线圈32a2的螺旋绕组之内，并且在y方向上沿第二垂直线圈32a2的螺旋绕组的外圆周居中。
在z方向上，第二垂直霍尔传感器hv2在第二垂直线圈32a2上成层状。因此，共用产生用于位置检测操作的磁场的区域和产生用于驱动活动平台30a的磁场的区域。因此，能够缩短第二垂直磁体412b2在x方向的长度和第二垂直磁轭432b2在x方向的长度。
此外，基于第一垂直线圈32a1施加第一垂直电磁力的第一驱动点可以靠近第一垂直霍尔传感器hv1的位置检测点，以及基于第二垂直线圈32a2施加第二垂直电磁力的第二驱动点可以靠近第二垂直霍尔传感器hv2的位置检测点。因此，可以执行活动平台30a的精确驱动控制。
在初始状态，理想的是，在x方向上，从z方向观察，水平霍尔传感器hh10在霍尔传感器单元44a上处于面对第一水平磁体411b1的N极和S极之间的中间区域的位置，以便利用能够根据单轴霍尔传感器的线性输出变化(线性度)执行精确位置检测操作的全部范围执行位置检测操作。
类似地，在初始状态，理想的是，在y方向上，从z方向观察，第一垂直霍尔传感器hv1在霍尔传感器单元44a上处于面对第一垂直磁体412b1的N极和S极之间的中间区域的位置。
同样地，在初始状态，理想的是，在y方向上，从z方向观察，第二垂直霍尔传感器hv2在霍尔传感器单元44a上处于面对第二垂直磁体412b2的N极和S极之间的中间区域的位置。
第一霍尔传感器信号处理单元45具有磁场变化检测元件的信号处理电路，由第一霍尔传感器信号处理电路450、第二霍尔传感器信号处理电路460、以及第三霍尔传感器信号处理电路470组成。
第一霍尔传感器信号处理电路450根据水平霍尔传感器hh 10的输出信号，检测水平霍尔传感器hh10的输出端之间的水平电势差。
第一霍尔传感器信号处理电路450根据水平电势差将水平被测位置信号px输出到CPU 21的A/D转换器A/D 4。水平被测位置信号px表示具有水平霍尔传感器hh10的活动平台30a的部件在x方向的位置。
第一霍尔传感器信号处理电路450通过柔性电路板(未示出)连接到水平霍尔传感器hh10。
第二霍尔传感器信号处理电路460根据第一垂直霍尔传感器hv1的输出信号，检测第一垂直霍尔传感器hv1的输出端之间的第一垂直电势差。
第二霍尔传感器信号处理电路460根据第一垂直电势差将第一垂直被测位置信号pyl输出到CPU 21的A/D转换器A/D 5。第一垂直被测位置信号pyl表示具有第一垂直霍尔传感器hv1的活动平台30a的部件在y方向的位置(第一垂直霍尔传感器hv1的位置检测点)。
第二霍尔传感器信号处理电路460通过柔性电路板(未示出)连接到第一垂直霍尔传感器hv1。
第三霍尔传感器信号处理电路470根据第二垂直霍尔传感器hv2的输出信号，检测第二垂直霍尔传感器hv2的输出端之间的第二垂直电势差。
第三霍尔传感器信号处理电路470根据第二垂直电势差将第二垂直被测位置信号pyr输出到CPU 21的A/D转换器A/D 6。第二垂直被测位置信号pyr表示具有第二垂直霍尔传感器hv2的活动平台30a的部件在y方向的位置(第二垂直霍尔传感器hv2的位置检测点)。
第三霍尔传感器信号处理电路470通过柔性电路板(未示出)连接到第二垂直霍尔传感器hv2。
在本实施例中，三个霍尔传感器(hh10、hv1和hv2)用于指定活动平台30a的位置，包括转动(倾斜)角。
使用三个霍尔传感器中的两个(hv1和hv2)来确定活动平台30a上的两点在y方向的位置。使用三个霍尔传感器中的另一个(hh10)来确定活动平台30a上的一点在x方向的位置。可以根据所述一点在x方向的位置和所述两点在y方向的位置的相关信息来确定活动平台30a的位置，包括在xy面内的转动(倾斜)角。
接下来，使用图4的流程图解释本实施例中的照相装置1的主操作。
当PON开关11a被设置为ON状态时，对检测单元25供电，从而在步骤S11中，检测单元25被设置为ON状态，作为初始状态。在初始状态，活动平台30a位于x方向和y方向的运动范围的中心，并且构成成像器39a1的成像表面轮廓的四条边中的每一条平行于x方向或y方向。此外，将包括镜头系数F的镜头信息从相机镜头67传送到CPU21。
在步骤S12中，以预定时间间隔(1ms)开始定时中断过程。在步骤S13中，释放状态参数RP的值被设置为0。稍后使用图5的流程图解释本实施例中的定时中断过程的细节。
在步骤S 14中，确定测光开关12a是否被设置为ON状态。当确定测光开关12a未被设置为ON状态时，操作返回到步骤S14并重复步骤S14中的操作。否则，操作继续到步骤S15。
在步骤S15中，确定稳定开关14a是否被设置为ON状态。当确定稳定开关14a未被设置为ON状态时，在步骤S16中将稳定参数SR的值设置为0。否则，在步骤S17中将稳定参数SR的值设置为1。
在步骤S18中，确定第一倾斜校正开关15a是否被设置为ON状态。当确定第一倾斜校正开关15a未被设置为ON状态时，在步骤S19中将倾斜校正参数INC的值设置为0。否则，在步骤S20中将倾斜校正参数INC的值设置为1。
当测光开关12a被设置为ON状态时，在步骤S21中驱动AE单元23的AE传感器，执行测光操作，并且计算曝光操作的光圈值和持续时间。
在步骤S22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传感操作和对焦操作。
在步骤S23中，确定快门释放开关13a是否被设置为ON状态。当快门释放开关13a未被设置为ON状态时，操作返回到步骤S14并且重复步骤S14至S22中的过程。否则，操作继续到步骤S24。
在步骤S24中，将释放状态参数RP的值设置为1，于是释放顺序操作开始。
在步骤S25中，将反光镜状态参数MP的值设置为1。
在步骤S26中，通过反光镜光圈快门单元18执行与预置的或计算出的光圈值对应的反光镜向上操作和光圈关闭操作。
在反光镜向上操作完成后，在步骤S27中将反光镜状态参数MP的值设置为0。在步骤S28中，开始快门的打开操作(快门的前遮光帘的运动)。
在步骤S29中，执行曝光操作，也就是成像器39a1(CCD等)的电荷积累。在曝光时间过去后，在步骤S30中通过反光镜光圈快门单元18执行快门的关闭操作(快门的后遮光帘的移动)、反光镜向下操作以及光圈的打开操作。
在步骤S31中，将释放状态参数RP的值设置为0，从而将测光开关12a和快门释放开关13a设置为OFF状态并且释放顺序操作完成。在步骤S32中，读取在曝光时间中成像器39a1中积累的电荷。在步骤S33中，CPU 21与DSP 19通信，从而基于从成像器39a1读取的电荷执行图像处理操作。将执行了图像处理操作的图像存储在照相装置1的存储器中。在步骤S34中，将存储器中存储的图像显示在显示器17上，然后操作返回到步骤S14。换言之，照相装置1返回到可执行下一次成像操作的状态。
接下来，使用图5的流程图解释本实施例中的定时中断过程，所述定时中断过程开始于图4中的步骤S12，并且独立于其他操作，每隔预定时间间隔(1ms)执行一次。
当定时中断过程开始时，在步骤S51中，从检测单元25输出的第一角速度vx被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 0中，并被转换为第一数字角速度信号Vxn。同样从检测单元25输出的第二角速度vy被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 1中，并被转换为第二数字角速度信号Vyn(角速度检测操作)。
此外，同样从检测单元25输出的第一加速度ah被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 2中，并被转换为第一数字加速度信号Dahn。类似地，同样从检测单元25输出的第二加速度av被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 3中，并被转换为第二数字加速度信号Davn(加速度检测操作)。
在数字高通滤波中减小第一数字角速度信号Vxn和第二数字角速度信号Vyn的低频(第一数字角速度VVxn和第二数字角速度VVyn，见图6中的(1))。
在数字低通滤波中减小第一数字加速度信号Dahn和第二数字加速度信号Davn的高频(第一数字加速度Aahn和第二数字加速度Aavn，见图6中的(1))。
在步骤S52中，霍尔传感器单元44a检测活动平台30a的位置。霍尔传感器信号处理单元45计算水平被测位置信号px以及第一垂直被测位置信号pyl和第二垂直被测位置信号pyr。然后水平被测位置信号px被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 4并被转换为数字信号pdxn，第一垂直被测位置信号pyl被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 5中并被转换为数字信号pdyln，第二垂直被测位置信号pyr被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 6中并被转换为数字信号pdyrn，从而二者确定活动平台30a的当前位置Pn(pdxn、pdyln、pdyrn)(见图6中的(2))。
在步骤S53中，确定稳定参数SR的值是否为0。当确定稳定参数SR的值为0(SR＝0)，换言之，照相装置1未处于稳定模式时，操作继续到步骤S54。当确定稳定参数SR的值为1(SR＝1)，换言之，照相装置1处于稳定模式时，操作进行到步骤S60。
在步骤S54中，确定倾斜校正参数INC的值是否为0。当确定倾斜校正参数INC的值为0(INC＝0)，换言之，照相装置1未处于倾斜校正模式时，在步骤S55中将活动平台30a应移动到的位置Sn(Sxn、Syln、Syrn)设置到初始状态(Sxn＝Syln＝Syrn＝0)(见图6中的(4))。
当确定倾斜校正参数INC的值不为0(INC＝1)时，换言之，当照相装置1处于倾斜校正模式时，在步骤S56中根据第一数字加速度Aahn和第二数字加速度Aavn计算第三数字位移角Kθn(见图6中的(8))。
在步骤S57中，根据第三数字位移角Kθn和霍尔传感器距离系数HSD计算位置Sn的转动(倾斜)方向分量Sθn(见图6中的(3))。
稍后将使用图8的流程图解释本实施例中的第三数字位移角Kθn的计算的细节。
在步骤S58中，假设不发生偏航引起的手抖动和俯仰引起的手抖动，将第一数字位移角Kxn和第二数字位移角Kyn设置为0(Kxn＝Kyn＝0)。
在步骤S59中，根据第一数字位移角Kxn、第二数字位移角Kyn和镜头系数F，计算位置Sn的水平方向分量Sxn和位置Sn的垂直方向分量Syn(Sxn＝Syn＝0，见图6中的(3))。
然后，根据位置Sn的垂直方向分量Syn和位置Sn的转动(倾斜)方向分量Sθn，计算第一驱动点的第一垂直方向分量Syln和第二驱动点的第二垂直方向分量Syrn(见图6中的(4))。
在步骤S60中，确定倾斜校正参数INC的值是否为0。
当确定倾斜校正参数INC的值为0(INC＝0)，换言之，照相装置1不处于倾斜校正模式时，假设不发生倾斜，在步骤S61中将第三数字位移角Kθn和位置Sn的转动(倾斜)方向分量Sθn设置为0(Kθn＝Sθn＝0)。然后，操作进行到步骤S64。
当确定倾斜校正参数INC的值不为0(INC＝1)时，换言之，当照相装置1处于倾斜校正模式时，操作进行到步骤S62。
在步骤S62中，根据第一数字加速度Aahn和第二数字加速度Aavn计算第三数字位移角Kθn(见图6中的(8))。
在步骤S63中，根据第三数字位移角Kθn和霍尔传感器距离系数HSD，计算位置Sn的转动(倾斜)方向分量Sθn(见图6中的(3))。
稍后将使用图8的流程图解释本实施例中的第三数字位移角Kθn计算的细节。
在步骤S64中，根据第一数字角速度VVxn和第二数字角速度VVyn，计算第一数字位移角Kxn和第二数字位移角Kyn(见图6中的(7))。
在步骤S65中，根据第一数字位移角Kxn、第二数字位移角Kyn和镜头系数F，计算位置Sn的水平方向分量Sxn和位置Sn的垂直方向分量Syn(见图6中的(3))。
然后，根据位置Sn的垂直方向分量Syn和位置Sn的转动(倾斜)方向分量Sθn，计算第一驱动点的第一垂直方向分量Syln和第二驱动点的第二垂直方向分量Syrn(见图6中的(4))。
在步骤S66中，根据在步骤S55、S59或S65中确定的位置Sn(Sxn、Syln、Syrn)以及当前位置Pn(pdxn、pdyln、pdyrn)，计算将活动平台30a移动到位置Sn的驱动力Dx的水平驱动力Dxn(水平PWM负荷dx)、第一垂直驱动力Dyln(第一垂直PWM负荷dyl)和第二垂直驱动力Dyrn(第二垂直PWM负荷dyr)(见图6中的(5))。
在步骤S67中，通过向驱动器电路29施加水平PWM负荷dx，驱动第一水平线圈31a1和第二水平线圈31a2；通过向驱动器电路29施加第一垂直PWM负荷dyl，驱动第一垂直线圈32a1；以及通过向驱动器电路29施加第二垂直PWM负荷dyr，驱动第二垂直线圈32a2，从而将活动平台30a移动到位置Sn(Sxn、Syln、Syrn)(见图6中的(6))。
步骤S66和S67的过程是通过PID自动控制执行的自动控制计算，用于执行一般(正常)的比例、积分和微分计算。
接下来，使用图8的流程图解释在图5中的步骤S55和S62中执行的第三数字位移角Kθn的计算。
当第三数字位移角Kθn的计算开始时，在步骤S71中，确定第二数字加速度Aavn的绝对值是否大于或等于第一数字加速度Aahn的绝对值。
当确定第二数字加速度Aavn的绝对值大于或等于第一数字加速度Aahn的绝对值时，操作进行到步骤S75，否则，操作继续到步骤S72。
在步骤S72中，确定第一数字加速度Aahn是否小于0。当确定第一数字加速度Aahn小于0时，操作进行到步骤S74，否则，操作继续到步骤S73。
在步骤S73中，CPU 21确定照相装置1被近似保持在第一垂直取向，并且通过对第二数字加速度Aavn进行反正弦变换并取负，来计算倾斜角(第三数字位移角Kθn)(Kθn＝-Sin-1(Aavn))。
在步骤S74中，CPU 21确定照相装置被近似保持在第二垂直取向，并且通过对第二数字加速度Aavn进行反正弦变换，来计算倾斜角(第三数字位移角Kθn)(Kθn＝+Sin-1(Aavn))。
在步骤S75中，确定第二数字加速度Aavn是否小于0。当确定第二数字加速度Aavn小于0时，操作进行到步骤S77，否则，操作继续到步骤S76。
在步骤S76中，CPU 21确定照相装置1被近似保持在第一水平取向，并且通过对第一数字加速度Aahn进行反正弦变换，来计算倾斜角(第三数字位移角Kθn)(Kθn＝+Sin-1(Aahn))。
在步骤S77中，CPU 21确定照相装置被近似保持在第二水平取向，并且通过对第一数字加速度Aahn进行反正弦变换并取负，来计算倾斜角(第三数字位移角Kθn)(Kθn＝-Sin-1(Aahn))。
此外，解释了霍尔传感器作为磁场变化检测元件用于位置检测。但是，其他检测元件也可以用于位置检测的目的，例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(磁阻效应)元件。当使用MI传感器、磁共振型磁场检测元件或MR元件之一时，与使用霍尔传感器时类似，可以通过检测磁场变化获得活动平台的位置的相关信息。
此外，在本实施例中，取决于平移运动开关(稳定开关14a)的ON状态，执行包括第一稳定和第二稳定的平移运动，以及取决于旋转运动开关(第一倾斜校正开关15a)的ON状态，执行作为倾斜校正的旋转运动。
但是，可执行用于校正滚动引起的手抖动的第三稳定，代替倾斜校正作为旋转运动。
在这种情况下，与第三数字位移角Kθn对应的由滚动引起的手抖动角可以通过加速度传感器26c计算，但也可以通过诸如角速度传感器等其他传感器计算。
此外，在本实施例中，不限制第一倾斜校正按钮15的位置，所以将第一倾斜校正按钮15设置在照相装置1的后表面上是作为示例。因此，可将第二倾斜校正按钮16设置在照相装置1的下表面上。
具体而言，将第二倾斜校正按钮16设置在照相装置1的下表面上，使得第二倾斜校正按钮16远离快门释放按钮13，并且光轴LX被设置在第二倾斜校正按钮16与快门释放按钮13之间(见图16至18)。
因此，当用左手拿着照相装置1时，可以通过左手对倾斜校正的ON/OFF控制进行操作。
在这种情况下，可以使用第二倾斜校正开关16a、反相器(inverter)16b、以及CPU的端口P16，代替第一倾斜校正开关15a和CPU 21的端口P15。
第二倾斜校正开关16a是自动复位(auto regression)型开关，其只有在按下(或滑动)第二倾斜校正按钮16时，才被设置到ON状态，当不按下(滑动)第二倾斜校正按钮16时，第二倾斜校正开关16a被设置到OFF状态。
反相器16b基于第二倾斜校正开关16a的OFF状态，将Lo信号输出到CPU 21的端口P16，并且基于第二倾斜校正开关16a的ON状态，将Hi信号输入到CPU 21的端口P16。
当将Hi信号输入到CPU 21的端口P16时，将倾斜校正参数INC的值设置为0。当将Lo信号输入到CPU 21的端口P16时，将倾斜校正参数INC的值设置为1。
换言之，当按下(或滑动)第二倾斜校正按钮16从而将第二倾斜校正开关16a设置为ON状态时，倾斜校正被暂停或禁止。当未按下(或未滑动)第二倾斜校正按钮16从而将第二倾斜校正开关16a设置为OFF状态时，执行倾斜校正。
第二倾斜校正按钮16的按下和第二倾斜校正按钮16的不按都易于操作者在拿着照相装置1的时候操作。
因此，当操作者希望沿倾斜取向拍摄时，通过按下第二倾斜校正按钮16的简单操作，可以防止倾斜校正。
否则，可以通过释放第二倾斜校正按钮16的简单操作，重启倾斜校正操作。
此外，可将第二倾斜校正按钮16设置在照相装置1的下表面上，靠近照相装置1的三脚架孔50，以便在照相装置1连接到三角架上时，与三脚架上的相机架接触(见图19和20)。
在这种情况下，当照相装置1连接到三脚架上时，第二倾斜校正按钮16被三角架的相机架按下。
因此，可以通过将照相装置1附在三脚架上来操作倾斜校正的ON/OFF控制，拿着照相装置1的操作者无需手动操作。
虽然在此参照附图描述了本发明的实施例，但是显而易见，本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下进行多种修改和变化。

Claims (10)

1、一种照相装置，包括：
活动平台，具有通过拍摄镜头捕捉光学图像的成像器，并能够在与所述拍摄镜头的光轴垂直的xy面内移动和转动；
平移运动开关，用于选择包括第一稳定和第二稳定至少之一的平移运动的ON/OFF状态，所述第一稳定沿x方向移动所述活动平台，以校正偏航引起的手抖动，所述第二稳定沿y方向移动所述活动平台，以校正俯仰引起的手抖动，所述x方向垂直于所述光轴，所述y方向垂直于所述x方向和所述光轴；
旋转运动开关，用于选择在所述xy面内转动所述活动平台的旋转运动的ON/OFF状态；以及
控制器，根据所述平移运动开关的状态控制所述活动平台的所述平移运动，并根据所述旋转运动开关的状态控制所述旋转运动。
2、根据权利要求1所述的照相装置，其中所述旋转运动是基于所述照相装置的倾斜角的倾斜校正，所述倾斜角是由所述照相装置绕所述光轴的转动形成的，相对于与重力方向垂直的水平面来测量。
3、根据权利要求2所述的照相装置，进一步包括检测第一重力分量和第二重力分量的加速度传感器，所述第一重力分量是重力加速度在所述x方向的分量，以及所述第二重力分量是重力加速度在所述y方向的分量；
其中所述控制器根据所述第一重力分量的绝对值与所述第二重力分量的绝对值之间的数量关系来计算所述倾斜角，并根据所述倾斜角为倾斜校正控制所述活动平台。
4、根据权利要求3所述的照相装置，其中所述控制器通过对所述第一重力分量的绝对值和所述第二重力分量的绝对值中的较小值进行反正弦变换来计算所述倾斜角。
5、根据权利要求3所述的照相装置，其中当所述照相装置被保持水平且所述照相装置的上表面或者下表面朝上时，所述x方向垂直于重力方向且所述y方向平行于重力方向；以及
当所述照相装置被保持垂直且所述照相装置的任一侧表面朝上时，所述x方向平行于重力方向且所述y方向垂直于重力方向。
6、根据权利要求1所述的照相装置，其中所述旋转运动是用于校正由滚动引起的手抖动的第三稳定。
7、根据权利要求1所述的照相装置，进一步包括操作构件；
其中所述旋转运动开关的ON/OFF状态根据所述操作构件的操作状态变化；以及
其中设置所述操作构件，使得所述光轴被设置在所述操作构件与所述照相装置的快门释放按钮之间。
8、根据权利要求1所述的照相装置，进一步包括操作构件；
其中所述旋转运动开关的ON/OFF状态根据所述操作构件的操作状态变化；以及
其中将所述操作构件设置在所述照相装置的下表面上。
9、根据权利要求1所述的照相装置，进一步包括操作构件；
其中所述旋转运动开关的ON/OFF状态根据所述操作构件的操作状态变化；以及
其中将所述操作构件设置在所述照相装置的下表面上靠近所述照相装置的三脚架孔的位置，当所述照相装置与三脚架相连时，所述操作构件与所述三脚架的相机架在所述位置接触。
10、根据权利要求1所述的照相装置，进一步包括操作构件；
其中所述旋转运动开关的ON/OFF状态根据所述操作构件的操作状态变化；以及
其中所述旋转运动开关是自动复位型开关，只有当所述操作构件被操作时，所述自动复位型开关才被设置到ON状态，当所述操作构件的操作被取消时，所述自动复位型开关被设置到OFF状态。
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