CN101762940A - 模糊校正设备、模糊校正方法和图像拾取装置 - Google Patents

Abstract

一种模糊校正设备，包括：振动检测单元，配置为检测振动，并且输出指示检测的结果的检测信号；驱动单元，配置为相对于光轴位移透镜单元和图像拾取元件之间的相对位置关系，使得在所述图像拾取元件的图像拾取表面上形成的光学图像的位置在所述图像拾取表面上位移；以及控制单元，配置为当由所述检测信号指示的振动量大于预定水平时，增加位移范围，根据所述检测信号在增加的位移范围内位移所述透镜单元和所述图像拾取元件之间的所述相对位置关系，从而校正由所述振动检测单元检测的振动造成的在所述图像拾取表面上的光学图像的模糊。

Description

模糊校正设备、模糊校正方法和图像拾取装置

技术领域

本发明涉及模糊校正设备、模糊校正方法和图像拾取装置。具体地，本发明涉及一种技术，其使得即使当图像拾取装置显著振动时也可能获得校正模糊的图像。

背景技术

在现有技术中，为了防止光学图像在图像拾取表面上的位置由于振动而移动，图像拾取装置的模糊校正机制具有例如用于校正光轴的校正透镜。

在该模糊校正机制中，在变焦位置(zoom position)在广角端(wide end)的情况下光轴可以由校正透镜校正的角度、大于变焦位置在远端(tele end)的情况下光轴可以由校正透镜校正的角度。此外，当在广角端由校正透镜进行的校正量与在远端由校正透镜进行的校正量相同时，在广角端由校正透镜进行的校正的角度大于在远端由校正透镜进行的校正的角度。如在日本未审专利申请公开No.5-66450(对应于美国专利No.5845156A)中所述，在广角端校正的角度较大的事实意味着在广角端图像拾取光学系统中的像差较大。日本未审专利申请公开No.5-66450公开了一种技术，其中根据焦距限制校正透镜的位移范围。这防止在大的光学像差的条件下执行模糊校正，并且改进了摇动(panning)操作的性能。

发明内容

当根据焦距限制校正透镜的位移范围以便防止在大的光学像差的条件下执行模糊校正时，例如，如果在大光学像差出现的广角端正执行图像拾取操作时图像拾取装置显著振动，则因为限制了校正镜头的位移，所以难以适当地执行模糊校正。这意味着当变焦位置处于广角端时，例如，如果用户在行走时执行图像拾取操作，则当图像拾取装置显著振动时不执行模糊校正。结果，难以获得优良的不模糊拾取图像。

因此，希望提供一种模糊校正设备、模糊校正方法和图像拾取装置，其使得可能执行模糊校正，其中可以实现拾取图像的劣化的减小以及模糊校正性能的改进。

根据本发明实施例的模糊校正设备包括：振动检测单元，配置为检测振动，并且输出指示检测的结果的检测信号；驱动单元，配置为相对于光轴位移透镜单元和图像拾取元件之间的相对位置关系，使得在所述图像拾取元件的图像拾取表面上形成的光学图像的位置在所述图像拾取表面上位移；以及控制单元，配置为当由所述检测信号指示的振动量大于预定水平时，增加位移范围，根据所述检测信号在增加的位移范围内位移所述透镜单元和所述图像拾取元件之间的所述相对位置关系，从而校正由所述振动检测单元检测的振动造成的在所述图像拾取表面上的光学图像的模糊。

可以根据变焦位置预先将所述透镜单元或所述图像拾取元件的位移范围限制为比最大位移范围窄的范围。然后，可以根据所述检测信号在该位移范围中位移所述透镜单元和所述图像拾取元件之间的相对位置关系。例如，可以相对于所述图像拾取元件或所述光轴位移所述透镜单元，使得在所述图像拾取元件的图像拾取表面上形成的光学图像的位置在所述图像拾取表面上移动。因此，以将优先级给予图像质量的方式校正在所述图像拾取表面上形成的光学图像的模糊。当由所述振动检测单元检测的振动量大于预定水平时，可以移除置于位移范围的限制，以增加所述位移范围。通过根据所述检测信号在增加的位移范围内位移所述透镜单元和所述图像拾取元件之间的相对位置关系，以将优先级给予模糊校正性能的方式校正在所述图像拾取表面上形成的光学图像的模糊。基于通过所述振动检测单元生成的检测信号，可以进行关于是否正在执行摇动操作或倾斜操作的确定。当确定没有正在执行摇动或倾斜操作时，可以增加所述透镜单元的位移范围。可能选择以下操作模式的任何，也就是说，当由所述振动检测单元检测的振动大于所述预定水平时增加所述位移范围、以执行所述光学图像的模糊的校正的操作模式；不执行所述光学图像的模糊的校正的操作模式；以及固定所述位移范围以执行所述光学图像的模糊的校正而不管由所述振动检测单元检测的振动的操作模式。

根据本发明的另一实施例的模糊校正方法包括以下步骤：检测振动，并且输出指示检测结果的检测信号；相对于光轴位移透镜单元和图像拾取元件之间的相对位置关系，使得在所述图像拾取元件的图像拾取表面上形成的光学图像的位置在所述图像拾取表面上位移；以及当由所述检测信号指示的振动量大于预定水平时，增加位移范围，根据所述检测信号在增加的位移范围内位移所述透镜单元和所述图像拾取元件之间的所述相对位置关系，从而校正由检测的振动造成的在所述图像拾取表面上的光学图像的模糊。

根据本发明的另一实施例的图像拾取装置包括：振动检测单元，配置为检测振动，并且输出指示检测的结果的检测信号；驱动单元，配置为相对于光轴位移透镜单元和图像拾取元件之间的相对位置关系，使得在所述图像拾取元件的图像拾取表面上形成的光学图像的位置在所述图像拾取表面上位移；信号处理单元，配置为使用由所述图像拾取元件生成的图像信号执行相机信号处理；以及控制单元，配置为当由所述检测信号指示的振动量大于预定水平时，增加位移范围，根据所述检测信号在增加的位移范围内位移所述透镜单元和所述图像拾取元件之间的所述相对位置关系，从而校正由所述振动检测单元检测的振动造成的在所述图像拾取表面上的光学图像的模糊。

根据本发明的实施例，根据由所述振动检测单元检测的振动改变所述透镜单元或所述图像拾取元件的位移范围，使得当检测的振动量大时，加宽所述位移范围。当检测的振动量小时，使所述位移范围变窄，使得执行不显著地劣化图像的模糊校正。另一方面，当检测的振动量大时，加宽所述位移范围，使得执行高性能模糊校正。因此，可能执行其中可以实现图像劣化的减小和模糊校正性能的改进的模糊校正。

附图说明

图1图示包括模糊校正设备的图像拾取装置的配置。

图2是示出相差的出现相对于校正透镜单元的位移量的示例的曲线图。

图3是示出焦距与位移量的限制值之间的示例性关系的曲线图。

图4是图示模糊校正设备的第一操作的流程图。

图5是图示确定限制条件的处理的流程图。

图6是图示摇动/倾斜确定的处理的流程图。

图7是示出焦距和位移范围之间的示例性关系的曲线图；

图8(A)-8(D)图示根据从振动检测单元获得的检测信号、由控制单元执行的示例性操作。

图9是图示模糊校正设备的第二操作的流程图。

图10是图示用于确定限制条件的另一操作的流程图。

具体实施方式

此后，将以以下顺序描述用于执行本发明的实施例。

1.图像拾取装置的配置

2.模糊校正设备的操作

3.模糊校正设备的第一操作

4.模糊校正设备的第二操作

5.用于确定限制条件的另一操作

(1.图像拾取装置的配置)

图1是图示根据本发明实施例的、包括模糊校正设备的图像拾取装置的配置的框图。图像拾取装置10包括图像拾取光学系统块11、驱动器12、图像拾取光学系统传感器13、图像拾取元件21、定时信号生成(TG)单元22、模拟前端(AFE)单元23、信号处理单元24以及检测器单元25。图像拾取装置10还包括图像输出单元31、显示单元32、记录/再现单元33、操作单元41、振动检测单元42以及控制单元50。

图像拾取光学系统块11包括：执行变焦的变焦透镜111；执行聚焦的聚焦透镜112、在图像拾取元件21的图像拾取表面上移动在图像拾取表面上形成的光学图像的位置的校正透镜单元113；以及调整光量的光圈机制114。

校正透镜单元113例如包括校正透镜和致动器。安排校正透镜使得其光轴与图像拾取光学系统的光轴一致。致动器在垂直于图像拾取光学系统的光轴的方向位移(displace)校正透镜。在该配置的情况下，校正透镜单元113在垂直于图像拾取光学系统的光轴的方向位移校正透镜，使得在图像拾取表面上形成的光学图像的位置在图像拾取表面上移动。

变角棱镜(variangle prism)单元可以用作校正透镜单元113。变角棱镜单元包括进入端板和输出端板，其是半透明的(translucent)并且布置在柔性管(如波纹管(bellow))的端面。该管用具有希望的折射率的半透明液体填充。当使用变角棱镜单元时，确保进入端板和输出端板之一在固定位置，而另一个由致动器驱动以形成光楔。在该配置的情况下，校正透镜单元113例如相对于进入端板位移输出端板的倾斜角度，使得在图像拾取表面上形成的光学图像的位置在图像拾取表面上移动。

驱动器12基于来自控制单元50的透镜控制信号，驱动变焦透镜111、聚焦透镜112和校正透镜单元113的致动器。此外，驱动器12基于来自控制单元50的光圈控制信号驱动光圈机制114。

图像拾取光学系统传感器13检测变焦透镜111、聚焦透镜112和校正透镜单元113的透镜位置、以及光圈机制114的设置位置。然后，图像拾取光学系统传感器13将对应于检测到的位置的位置信号提供到控制单元50。

图像拾取元件21例如可以是电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。图像拾取元件21将通过图像拾取光学系统块11在图像拾取表面上形成的被摄体图像转换为电信号，并且输出该电信号到AFE单元23。

TG单元22生成图像拾取元件21输出表示拾取的图像的电信号所需的各种驱动脉冲、以及用于控制图像拾取元件21的电荷累积时间的电子快门脉冲。

AFE单元23对从图像拾取元件21输出的电信号(图像信号)执行降噪处理(如相关双采样(CDS))、以及用于将图像拾取信号的信号电平调整为希望的电平的自动增益控制(AGC)。此外，AFE单元23将降噪的、增益控制的模拟图像拾取信号转换为数字信号，并且输出该数字信号到信号处理单元24。

信号处理单元24执行相机信号预处理、相机信号处理、分辨率转换处理和压缩/解压处理。在相机信号预处理中，从AFE单元23提供的图像信号经历用于校正图像拾取元件21中的缺陷像素的信号的缺陷校正、以及用于校正在透镜边缘处的光下降的阴影校正。相机信号处理涉及白平衡调整和亮度校正。对于数字相机，可以在图像拾取元件21的前面提供滤色镜阵列，使得可以从单个图像拾取元件21获得红色、绿色和蓝色信号。在此情况下，相机信号处理涉及去马赛克(demosaic)处理，其中通过内插生成每个像素中缺失的颜色分量的信号，所述内插使用相邻像素的信号。在分辨率转换处理中，将经历相机信号处理的图像信号或解压-解码的图像信号转换为预定分辨率的图像信号。在压缩/解压处理中，将经历相机信号处理的图像信号或分辨率转换的图像信号压缩-编码，使得例如生成JPEG编码信号。压缩/解压处理还涉及JPEG编码信号的解压-解码。在压缩/解压处理中，静态图像的图像信号可以通过不同于JPEG方法的方法压缩-编码。此外，在压缩/解压处理中，运动图像的图像信号可以通过运动图像压缩方法压缩-编码。

检测器单元25使用提供到信号处理单元24的图像拾取信号来检测亮度的水平和拾取图像的聚焦状态，生成指示亮度的水平和聚焦状态的检测器信号，并且将检测器信号提供到控制单元50。

图像输出单元31将由信号处理单元24处理的图像信号转换为具有适于连接到图像拾取装置10的外部设备的格式的图像信号。

显示单元32显示由图像拾取装置10拾取的图像和由记录/再现单元33再现的拾取图像。显示单元32还显示用于对图像拾取装置10进行设置的菜单。

在记录/再现单元33中使用如闪存、光盘或磁带的记录介质。记录/再现单元33在记录介质中记录图像信号或从信号处理单元24输出的拾取图像的编码信号。记录/再现单元33读取在记录介质中记录的图像信号，并且将图像信号提供到图像输出单元31和显示单元32。记录/再现单元33还读取在记录介质中记录的编码信号，并且将编码信号提供到信号处理单元24。记录/再现单元33的配置不限于可以对其插入记录介质和可以从其移除记录介质的单元。例如，硬盘设备可以用作图像拾取装置10中的记录/再现单元33。

操作单元41包括在显示单元32的屏幕上的触摸板和操作按钮。操作单元41生成对应于用户操作的操作信号，并且将操作信号提供到控制单元50。

振动检测单元42包括振动检测传感器(如陀螺仪(gyroscope))，其检测图像拾取装置10的振动。振动检测传感器包括：偏转(yawing)角速度传感器，其例如响应于偏转方向的振动检测角速度；以及纵摇(pitching)角速度传感器，其例如响应于纵摇方向的振动检测角速度。当没有给出角速度时，从偏转角速度传感器和纵摇角速度传感器输出的检测信号的电平例如等于参考值VL0。当图像拾取装置10在一个方向(正常方向)旋转时，取决于角速度，检测信号的信号电平变得高于参考值VL0。当图像拾取装置10在另一方向(相反方向)旋转时，取决于角速度，检测信号的信号电平变得低于参考值VL0。

振动检测单元42包括对检测信号执行信号处理的处理电路。例如，处理电路滤波检测信号以移除不想要的信号分量，如噪声分量、高于角速度值的信号分量的频率分量、以及谐振频率分量。此外，处理电路校正随着温度和时间变化而出现的偏移，将检测信号转换为数字信号，并且将数字信号提供到控制单元50。当振动检测单元42配置为输出检测信号为模拟信号时，控制单元50可以将检测信号转换为数字信号，并且使用该数字信号。

振动检测单元42不限于包括角速度传感器的振动检测单元。例如，振动检测单元42可以包括加速度传感器或用于检测重力以执行振动检测的G传感器。当使用加速度传感器时，积分加速度传感器的输出以确定速度。然后，因为可以通过积分速度确定移动的距离，所以可以基于加速度传感器的输出确定振动量。

控制单元50包括中央处理单元(CPU)和存储器，所述存储器存储由CPU执行的各种数据和程序。存储器是非易失性存储器，如电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)或闪存。控制单元50中的CPU执行在存储器中存储的程序，以基于在存储器中存储的各种数据和从操作单元41提供的操作信号，控制图像拾取装置10的每个部分，使得图像拾取装置10根据用户的操作而操作。例如，当用户执行快门操作时，控制单元50控制TG单元22的操作，以将以希望的快门速度拾取的静态图像的编码信号记录在记录/再现单元33的记录介质中。当用户执行开始记录运动图像的操作时，控制单元50控制TG单元22的操作，以将运动图像的编码信号记录在记录/再现单元33的记录介质中。

基于从图像拾取光学系统传感器13提供的位置信号和从检测器单元25提供的检测器信号，控制单元50生成透镜控制信号和光圈控制信号，并且将这些信号提供到驱动器12。因此，驱动器12驱动聚焦透镜112和光圈机制114，使得可以获得具有希望的亮度的聚焦中(in-focus)拾取图像。当用户执行变焦操作时，控制单元50生成透镜控制信号，并且将透镜控制信号提供到驱动器12。因此，驱动器12驱动变焦透镜111，使得可以获得具有希望的变焦率的拾取图像。

在如上所述配置的图像拾取装置10中，模糊校正设备包括图像拾取光学系统块11、驱动器12、图像拾取光学系统传感器13、振动检测单元42和控制单元50。基于从振动检测单元42提供的检测信号和从图像拾取光学系统传感器13提供的位置信号，控制单元50生成透镜控制信号，并且将透镜控制信号提供到驱动器12。透镜控制信号用于驱动校正透镜单元113，使得可以防止拾取图像模糊。基于透镜控制信号，驱动器12驱动图像拾取光学系统块11的校正透镜单元113。因此，通过基于来自振动检测单元42的检测信号驱动校正透镜单元113，相对于光轴位移校正透镜单元113和图像拾取元件21之间的相对位置关系。这移动在图像拾取元件21的图像拾取表面上形成的光学图像的位置，并且允许进行模糊校正。代替驱动校正透镜单元113进行模糊校正，模糊校正设备可以基于检测信号驱动图像拾取元件21，如由图1中的交替长短虚线所示。因此，相对于光轴位移校正透镜单元113和图像拾取元件21之间的相对位置关系，并且可以进行模糊校正。以下描述示例，其中通过移动校正透镜单元113，相对于光轴位移校正透镜单元113和图像拾取元件21之间的相对位置关系，使得进行模糊校正。

(2.模糊校正设备的操作)

现在将描述模糊校正设备的操作。具有模糊校正功能的图像拾取光学系统根据指示图像拾取装置10的振动量的检测信号，位移校正透镜单元113。因此，校正由图像拾取装置10的振动导致的在图像拾取表面上的光学图像的模糊。对于模糊校正设备，希望即使在位移校正透镜单元113直到达到最大位移范围时，在整个变焦区域中也不出现像差。然而，由于各种限制，像差可能不一定能够被完全校正。因为模糊校正的必要性在远端比在广角端更重要，所以图像拾取光学系统典型地设计为减少在远端的像差。这使得在模糊校正期间在广角端出现显著的像差。

图2是示出像差的出现相对于校正透镜单元113的位移量的示例的曲线图。在图2中，水平轴代表位移的绝对量Ad，而垂直轴代表对应于像差量的图像劣化量Ae。

例如，在远端的位移量和图像劣化量之间的关系由实线代表，而在广角端的位移量和图像劣化量之间的关系由虚线代表。也就是说，为了限制图像劣化量Ae为“RL”，对于远端需要限制位移的绝对量为位移范围“dt”，而对于广角端需要限制位移的绝对量为位移范围“dw”，位移范围“dw”比对于远端的“dt”窄。

图3是示出在图像劣化量Ae限制为“RL”的状态下、焦距f和位移量的限制值Adm之间的示例性关系的曲线图。在图3中，水平轴代表焦距f，而垂直轴代表位移量的限制值Adm。

如图3所示，当变焦位置在远端时，对应于焦距f的位移量的限制值Adm是“dt”。随着焦距向广角端减小，位移量的限制值Adm减小。当焦距进一步减小并且到达广角端时，位移量的限制值Adm变为“dw”。因此，为了限制图像劣化量Ae为“RL”，需要设置校正透镜单元113的最大位移范围为“dt”，并且根据变焦位置限制位移范围，如由图3中的实线所示。当限制位移范围时，例如，如果当变焦位置处于广角端时振动量大，则因为限制的位移范围而难以执行模糊校正。因此，当振动量大时，移除对位移范围设置的限制，例如，如由图3中的虚线所示，使得位移范围设为最大位移范围。如此可能改进在广角端的模糊校正性能，并且获得校正模糊的拾取图像。

(3.模糊校正设备的第一操作)

图4是图示模糊校正设备的第一操作的流程图。该操作基于这样的配置，其中振动检测单元42包括角速度传感器，通过其将作为角速度数据的检测信号转换为数字信号，并且提供到控制单元50。

在步骤ST1，控制单元50对检测信号执行高通滤波。这从检测信号移除直流分量。然后，处理进到步骤ST2。

在步骤ST2，控制单元50对检测信号执行积分。也就是说，控制单元50对振动检测信号执行积分，以将角速度转换为角度。然后，处理进到步骤ST3。

在步骤ST3，控制单元50计算校正量。控制单元50基于从图像拾取光学系统传感器13提供的位置信号确定焦距。此外，基于在步骤ST2确定的角度和确定的焦距，控制单元50计算要由校正透镜单元113进行的校正量。然后，处理进到步骤ST4。

在步骤ST4，控制单元50确定限制条件。图5是图示确定限制条件的处理的流程图。在步骤ST11，控制单元50更新用于在确定中使用的角速度数据历史。为了确定限制条件，控制单元50将某一时间段的角速度数据存储为角速度数据历史。然后，处理进到步骤ST12。

在步骤ST12，控制单元50执行摇动/倾斜确定。图6是图示摇动/倾斜确定的处理的流程图。在步骤ST31中，控制单元50确定角速度数据的水平是否高于或等于预定水平。如果控制单元50确定角速度数据的水平高于或等于预定水平，则处理进到步骤ST32。如果控制单元50确定角速度数据的水平低于预定水平，则处理进到步骤ST34。

在步骤ST32，控制单元50确定其中角速度数据的水平高于或等于预定水平的持续时间是否长于或等于预定持续时间。如果控制单元50确定其中角速度数据的水平大于或等于预定水平的状态持续少于预定持续时间，则处理进到步骤ST34。

在步骤ST33，控制单元50确定正在执行摇动/倾斜操作，并且终止摇动/倾斜确定的处理。例如，当图像拾取方向以大于或等于预定水平的角速度向右或向左改变预定持续时间或更长时，控制单元50确定正在执行摇动操作。例如，当图像拾取方向以大于或等于预定水平的角速度向上或向下改变预定持续时间或更长时，控制单元50确定正在执行倾斜操作。

在步骤ST34，控制单元50确定没有正在执行摇动/倾斜操作，并且终止摇动/倾斜确定的处理。因为图像拾取方向没有以大于或等于预定水平的角速度持续改变预定持续时间或更长，所以控制单元50确定没有正在执行摇动/倾斜操作，并且终止处理。

返回参照图5，在步骤ST13中，控制单元50确定是否正在执行摇动/倾斜操作。如果在步骤ST12中的摇动/倾斜确定的处理中，控制单元50确定正在执行摇动/倾斜操作，则处理进到步骤ST14。如果在步骤ST12中的摇动/倾斜确定的处理中，控制单元50确定没有正在执行摇动/倾斜操作，则处理进到步骤ST15。

在步骤ST14中，控制单元50将上述角速度数据历史重置为零。然后，处理进到步骤ST17。

在步骤ST15，控制单元50确定大于或等于阈值的角速度数据的比率是否大于或等于预定值。如果控制单元50确定大于或等于阈值的角速度数据的比率大于或等于预定值，则处理进到步骤ST16。如果控制单元50确定大于或等于阈值的角速度数据的比率小于预定值，则处理进到步骤ST17。

在步骤ST16，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为用于模糊校正性能优先模式的位移范围。处理从步骤ST13经由步骤ST15进到步骤ST16的情况是其中振动量大的情况。因此，为了执行其中将优先级给予模糊校正性能的操作，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为通过移除置于位移范围的某种限制而获得的位移范围，如由图3中的虚线所指示的。

在步骤ST17，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为用于图像质量优先模式的位移范围。也就是说，因为振动量小或因为正在执行摇动/倾斜操作，所以控制单元50确定不需要将优先级给予模糊校正性能。为了获得经历较小像差的高质量拾取图像，控制单元50执行其中将优先级给予图像质量的操作。因此，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为如由图3中的实线所指示的限制的位移范围。

返回参照图4，在步骤ST5，控制单元50允许反映在步骤ST4中进行的确定的结果。如果在步骤ST3中计算的校正量超过在步骤ST4中确定限制条件的处理中设置的位移范围，则控制单元50将校正量设置为在步骤ST4中设置的位移范围。如果在步骤ST3中计算的校正量不超过在步骤ST4中设置的位移范围，则控制单元50使用校正量而不限制它。

在步骤ST6中，控制单元50输出图像稳定目标位置。具体地，控制单元50将在要校正图像拾取表面上形成的光学图像的模糊的方向上、通过移动在步骤ST5中确定的校正量而达到的位置，定义为在校正透镜单元113中的校正透镜的图像稳定目标位置。此外，控制单元50生成透镜控制信号并且将该透镜控制信号输出到驱动器12，以便将校正透镜单元113中的校正透镜移动到图像稳定目标位置。基于从控制单元50提供的透镜控制信号，驱动器12驱动校正透镜单元113中的致动器，以将校正透镜移动到图像稳定目标位置。

在上述处理的情况下，当控制单元50检测到振动量大时，将模糊校正性能优先模式设为操作模式。结果，移除置于位移范围的限制，并且增加位移范围。因此，例如，当变焦位置位于广角端时，当用户在行走的同时执行图像拾取操作时，可能实现其中校正图像模糊的图像拾取操作。

当用户在行走的同时执行图像拾取操作时，如果变焦位置处于远端，则难以保持图像拾取装置10，使得希望的被摄体持续地位于屏幕的中央。因此，当用户在行走的同时执行图像拾取操作时，变焦位置典型地处于广角端。然后，当振动量大时，如果将校正透镜单元113的位移范围从具有由图3中的实线代表的特性的位移范围改变为具有由图3中的虚线代表的特性的位移范围，则位移范围在广角端加宽。因此，可能执行其中校正图像模糊的图像拾取操作。

当变焦位置处于远端时，为了改进模糊校正性能，也可以加宽用于远端的位移范围。例如，如图7所示，最大位移范围可以设为“du”，其比“dt”宽，使得校正透镜单元113的位移范围从由图7中的实线(等价于图3中的实线)指示的位移范围改变为由图7中的虚线指示的位移范围。

当控制单元50没有检测到振动量大时，将图像质量优先模式设为操作模式，使得根据变焦位置限制位移范围。因此，例如，当变焦位置处于广角端的同时用户执行图像拾取操作时，可能减少由模糊校正导致的图像质量的劣化。此外，当控制单元50检测到没有正在执行摇动/倾斜操作、并且振动量超过预定水平时，增加校正透镜单元113的位移范围。也就是说，当正在执行摇动操作或倾斜操作时，根据变焦位置限制位移范围。因此，可能防止这样的情况，其中执行模糊校正来校正由摇动操作或倾斜操作导致的模糊，因此被摄体没有响应于摇动操作和倾斜操作而平滑地移动。

如上所述，因为基于振动量改变校正透镜单元113的位移范围，所以可能执行图像拾取操作，其中可以实现图像劣化的减小和模糊校正性能的改进两者。此外，即使当正在执行摇动操作或倾斜操作时，也可能防止由模糊校正导致的不利影响。

图8图示根据从振动检测单元42获得的检测信号、由控制单元50执行的示例性操作。

图8(A)是示出检测信号的信号电平如何随着时间改变的曲线图。在该曲线图中，如上所述，当没有检测到振动时获得的检测信号的信号电平定义为参考值“VL0”。阈值“VLth1”是用于将校正透镜单元113的位移范围改变为用于模糊校正性能优先模式的位移范围或用于图像质量优先模式的位移范围的阈值。阈值“VLth2”是用于确定是否正在执行摇动操作或倾斜操作的阈值。

图8(B)示出关于是否正在执行摇动操作或倾斜操作的确定的结果。具体地，“是”指示正在执行摇动操作或倾斜操作，而“否”指示没有正在执行摇动操作或倾斜操作。

图8(C)是示出超过阈值“VLth1”的检测信号的比率的曲线图。在该曲线图中，阈值“VRth”是用于将校正透镜单元113的位移范围改变为用于模糊校正性能优先模式的位移范围或用于图像质量优先模式的位移范围的阈值。

图8(D)示出校正透镜单元113的位移范围，并且指示为其选择模糊校正性能优先模式和图像质量优先模式的位移范围。

例如，当关于是否正在执行摇动操作或倾斜操作的确定结果是“否”、并且校正透镜单元113的位移范围设为用于图像质量优先模式的位移范围时，控制单元50开始操作。

例如，当在时间点t1用户开始行走并且图像拾取装置10的振动量增加时，检测信号的信号电平相对于参考值“VL0”的改变量增加，如图8(A)所示。当图像拾取装置10的振动量增加、并且超过阈值“VLth1”的检测信号的比率增加时，超过阈值“VRth”的检测信号的比率增加，如图8(C)所示。

当在时间点t2比率超过阈值“VRth”时，关于是否正在进行摇动操作或倾斜操作的确定的结果是“否”，如图8(B)所示。因为当没有正执行摇动或倾斜操作时比率超过阈值“VRth”，所以控制单元50将校正透镜单元113的位移范围改变为用于模糊校正性能优先模式的位移范围，如图8(D)所示。

如由图3中的虚线所指示的，用于模糊校正性能优先模式的位移范围是通过移除置于位移范围的某种限制而获得的。因此，模糊校正的范围比校正透镜单元113的位移范围设为用于图像质量优先模式的位移范围的情况下的模糊校正的范围宽。因此，即使在图像拾取元件21的图像拾取表面上形成的光学图像的模糊量由于例如在行走期间的振动而增加，也可能校正光学图像的模糊。因此，即使在行走的同时，用户也可以执行其中校正图像模糊的图像拾取操作。

例如，在时间点t3，用户停止行走并且开始执行摇动操作或倾斜操作。然后，当检测信号的信号电平超过阈值“VLth2”时，如图8(A)所示，控制单元50开始测量持续时间。具体地，当在时间点t4检测信号的信号电平超过阈值“VLth2”时，控制单元50开始测量其中检测信号的信号电平超过阈值“VLth2”的持续时间。

当在时间点t5持续时间变得大于或等于预定持续时间时，控制单元50确定正在执行摇动操作或倾斜操作。然后，如图8(B)所示，控制单元50输出“是”作为关于是否正在执行摇动操作或倾斜操作的确定的结果。同时，控制单元50将角速度数据历史重置为零。当角速度数据历史重置为零时，超过阈值“VLth1”的检测信号的比率变为“0”，如图8(C)所示。因为比率变为低于或等于阈值“VRth”，所以控制单元50将校正透镜单元113的位移范围改变为用于图像质量优先模式的位移范围。

然后，当摇动或倾斜操作结束时，在时间点t6检测信号的信号电平变为例如低于或等于阈值“VLth2”，如图8(A)所示。在该点，控制单元50确定摇动或倾斜操作已经结束。然后，如图8(B)所示，控制单元50输出“否”作为关于是否正在执行摇动操作或倾斜操作的确定的结果。

如上所述，基于检测信号进行关于振动量和是否正在执行摇动操作或倾斜操作的确定。然后，基于确定，改变校正透镜单元113的位移范围。因此，如上所述，可能执行其中可以实现图像劣化的减小和模糊校正性能的改进这两者的图像拾取操作。

在图8(A)的示例中，检测信号的信号电平与阈值“VLth1”和“VLth2”比较。替代地，可以计算从检测信号的参考值“VL0”改变的量的绝对值，并且将其与阈值“VLth1”和“VLth2”比较。当如此使用绝对值时，可以进行关于振动量和是否正在执行摇动操作或倾斜操作的确定而不管移动的方向。

当振动量大时，只要位移范围改变为用于模糊校正性能优先模式的位移范围，就可以不基于超过阈值“VLth1”的检测信号的比率进行位移范围的改变。例如，当每单位时间检测信号的信号电平已经超过阈值的次数超过预定次数时，可以将位移范围改变为用于模糊校正性能优先模式的位移范围。

(4.模糊校正设备的第二操作)

作为模糊校正设备的第二操作，将描述当用户可以选择模糊校正的操作模式时执行的操作。图9是图示模糊校正设备的第二操作的流程图。在第二操作中，提供关闭模式、标准模式和活动(active)模式作为操作模式。关闭模式是其中不执行模糊校正的操作模式。标准模式是允许模糊校正的操作模式，其中不管振动量，将校正透镜单元113的位移范围限制为比最大位移范围窄的范围。活动模式是允许模糊校正的操作模式，其中通过根据振动量改变校正透镜单元113的位移范围，实现图像劣化的减小和模糊校正性能的改进这两者。

在步骤ST41，控制单元50对检测信号执行高通滤波。这从检测信号移除直流分量。然后，处理进到步骤ST42。

在步骤ST42，控制单元50对检测信号执行积分。也就是说，控制单元50对振动检测信号执行积分以将角速度转换为角度。然后，处理进到步骤ST43。

在步骤ST43，控制单元50计算校正量。控制单元50基于从图像拾取光学系统传感器13提供的位置信号确定焦距。此外，基于确定的焦距和在步骤ST42确定的角度，控制单元50计算要由校正透镜单元113进行的校正量。然后，处理进到步骤ST44。

在步骤ST44，控制单元50确定设置哪个模式作为操作模式。例如，如果通过对操作单元41的用户操作，控制单元50确定将关闭模式设为操作模式，则处理进到步骤ST45。如果控制单元50确定将标准模式设为操作模式，则处理进到步骤ST46。如果控制单元50确定将活动模式设为操作模式，则处理进到步骤ST47。

在步骤ST45，控制单元50设置校正量为“0”。也就是说，控制单元50持续地设置在步骤ST43中计算的校正量为“0”，以便防止执行模糊校正。然后，处理进到步骤ST49。

在步骤ST46，控制单元50限制位移范围。通过限制位移范围(如由图3中的实线所指示的位移范围)，控制单元50执行其中优先级给予图像质量的模糊校正。因此，当在步骤ST43计算的校正量超过位移范围时，控制单元50将校正量限制为位移范围。然后，处理进到步骤ST49。

在步骤ST47，控制单元50确定限制条件。具体地，控制单元50以与上述步骤ST4的方式类似的方式确定限制条件，并且设置校正透镜单元113的位移范围。然后，处理进到步骤ST48。

在步骤ST48，控制单元50允许反映在步骤ST47中进行的确定的结果。如果在步骤ST43中计算的校正量超过在步骤ST47中确定限制条件的处理中设置的位移范围，则控制单元50将校正量限制为在步骤ST47设置的位移范围。如果在步骤ST43中计算的校正量不超过在步骤ST47设置的位移范围，则控制单元50使用该校正量而不限制它。

在步骤ST49，控制单元50输出图像稳定目标位置。具体地，控制单元50将通过在要校正在图像拾取表面上形成的光学图像的模糊的方向上、移动步骤ST45、ST46或ST48确定的校正量而达到的位置，定义为在校正透镜单元113中的校正透镜的图像稳定目标位置。此外，控制单元50生成透镜控制信号并且输出该透镜控制信号到驱动器12，以便将校正透镜单元113中的校正透镜移动到图像稳定目标位置。基于从控制单元50提供的透镜控制信号，驱动器12驱动校正透镜单元113中的致动器，以将校正透镜移动到图像稳定目标位置。

因此，例如，当使用三脚架执行图像拾取操作时，用户可以通过选择关闭模式停止模糊校正功能。当在静止时由手保持图像拾取装置10的同时执行图像拾取操作时，用户可以通过选择标准模式来校正手振动并且将优先级给予图像质量。当在可能出现比手振动更大的振动的状态下执行图像拾取操作时，例如，当在行走或处于运动的车辆中的同时执行图像拾取操作时，用户可以选择活动模式。当选择活动模式时，因为执行其中实现图像劣化的减小和模糊校正性能的改进的模糊校正，所以可能校正在标准模式中可能难以完全校正的模糊。因此，即使在标准模式中拾取图像可能模糊的情况下，也可以获得校正模糊的拾取图像。在活动模式中为了将优先级给予模糊校正性能，使得用于活动模式的位移范围比用于标准模式的位移范围宽。因此，当振动量大时，在活动模式中实现的图像质量可能低于在标准模式中实现的图像质量。

(5.用于确定限制条件的另一操作)

在图5图示的确定限制条件的处理中，将校正透镜单元113的位移范围设为用于模糊校正性能优先模式和图像质量优先模式的任一的位移范围。然而，可以更精确地设置位移范围。

图10是图示用于确定限制条件的另一操作的流程图。在该操作中，位移范围可以设为三个不同水平。在步骤ST61，控制单元50更新用于在确定限制条件中使用的角速度数据历史。为了确定限制条件，控制单元50将某一时间段的角速度数据存储为角速度数据历史。然后，处理进到步骤ST62。

在步骤ST62，控制单元50执行图6中图示的摇动/倾斜确定，并且获得确定的结果。然后，处理进到步骤ST63。

在步骤ST63，控制单元50确定是否正在执行摇动/倾斜操作。如果在步骤ST62中的摇动/倾斜确定的处理中、控制单元50确定正在执行摇动操作或倾斜操作，则处理进到步骤ST64。如果在步骤ST62中的摇动/倾斜确定的处理中、控制单元50确定没有正在执行摇动或倾斜操作，则处理进到步骤ST65。

在步骤ST64，控制单元50将上述角速度数据历史重置为零。然后，处理进到步骤ST68。

在步骤ST65，控制单元50确定大于或等于阈值的角速度数据的比率是否大于或等于第一预定值。如果控制单元50确定大于或等于阈值的角速度数据的比率大于或等于第一预定值，则处理进到步骤ST67。如果控制单元50确定大于或等于阈值的角速度数据的比率小于第一预定值，则处理进到步骤ST66。

在步骤ST66，控制单元50确定大于或等于阈值的角速度数据的比率是否大于或等于第二预定值，该第二预定值小于第一预定值。如果控制单元50确定大于或等于阈值的角速度数据的比率大于或等于第二预定值，则处理进到步骤ST69。如果控制单元50确定大于或等于阈值的角速度数据的比率小于第二预定值，则处理进到步骤ST68。

在步骤ST67，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为第一位移范围。第一位移范围比下述第二位移范围和第三位移范围宽。例如，如由图3中的虚线所指示的，将通过移除置于位移范围的某种限制而获得的范围定义为第一位移范围。

处理从步骤ST63经由步骤ST65进到步骤ST67的情况是振动量大的情况。因此，为了执行其中将优先级给予模糊校正性能的操作，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为第一位移范围。

在步骤ST68，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为第三位移范围。第三位移范围比下述第二位移范围窄。例如，如由图3中的实线所指示的，将通过将某种限制置于位移范围而得到的范围定义为第三位移范围。

处理从步骤ST63经由步骤ST65和步骤ST66进到步骤ST68的情况是振动量小的情况。处理从步骤ST63经由步骤ST64进到步骤ST68的情况是正在执行摇动/倾斜操作的情况。因此，为了防止响应于摇动操作和倾斜操作被摄体没有平滑移动的情况、并且为了执行其中将优先级给予图像质量的操作，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为第三位移范围。

在步骤ST69中，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为第二位移范围。如上所述，第二位移范围比第一位移范围窄而比第三位移范围宽。处理从步骤ST63经由步骤ST65和步骤ST66进到步骤ST69的情况是振动量小于在位移范围设为第一位移范围的情况下的振动量、而大于在位移范围设为第三位移范围的情况下的振动量的情况。因此，为了执行其中将比位移范围设为第一位移范围的情况下的优先级更高的优先级给予图像质量、并且将比位移范围设为第三位移范围的情况下的优先级更高的优先级给予模糊校正性能的操作，控制单元50将校正透镜单元113的位移范围设为第二位移范围。

在上述处理的情况下，可能根据振动量，将校正透镜单元113的位移范围从其中最高优先级给予图像质量的范围(该范围比最大位移范围窄)改变到其中最高优先级给予模糊校正性能的最大位移范围。

本发明不应理解为限制于上述实施例。例如，配置不限于上述配置，只要通过根据滤波的振动检测信号，位移校正透镜单元和图像拾取元件之间的相对位置关系，校正由通过振动检测单元检测的振动导致的在图像拾取表面上的光学图像的模糊。此外，振动检测单元不限于包括上述角速度传感器或加速度传感器的振动检测单元，只要振动检测单元能够检测图像拾取装置的振动。例如，振动检测单元可以从拾取图像检测图像拾取装置的振动。此外，只要基于来自振动检测单元的检测信号确定振动量，并且基于确定结果设置校正透镜单元的位移范围，就不一定必须基于具有超过阈值的信号电平的检测信号的比率确定振动量。

可以在可移除透镜中或图像拾取装置的主体中提供模糊校正设备。替代地，可以在可移除透镜中仅提供部分模糊校正设备(如仅仅校正透镜单元和驱动校正透镜单元的驱动单元)，而模糊校正设备的其它组件可以提供在图像拾取装置的主体中。此外，替代校正透镜单元，可以基于来自振动检测单元的检测信号，在要校正图像拾取元件的图像拾取表面上形成的光学图像的模糊的方向上布置图像拾取元件。

本发明包含涉及于2008年12月11日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-315428中公开的主题，在此通过引用并入其全部内容。

上述实施例以示例的形式公开了本发明。对于本领域的技术人员显而易见的是可以进行修改和更改而不背离本发明的范围。因此，应该参考权利要求确定本发明的范围。

Claims (9)

1.一种模糊校正设备，包括：

振动检测单元，配置为检测振动，并且输出指示检测的结果的检测信号；

驱动单元，配置为相对于光轴位移透镜单元和图像拾取元件之间的相对位置关系，使得在所述图像拾取元件的图像拾取表面上形成的光学图像的位置在所述图像拾取表面上位移；以及

控制单元，配置为当由所述检测信号指示的振动量大于预定水平时，增加位移范围，根据所述检测信号在增加的位移范围内位移所述透镜单元和所述图像拾取元件之间的所述相对位置关系，从而校正由所述振动检测单元检测的振动造成的在所述图像拾取表面上的光学图像的模糊。

2.根据权利要求1所述的模糊校正设备，其中所述控制单元预先将所述位移范围限制为比最大位移范围窄的范围，以执行模糊校正，并且当由所述检测信号指示的振动量大于预定水平时，移除限制以增加所述位移范围。

3.根据权利要求2所述的模糊校正设备，其中根据由所述检测信号指示的振动量，所述控制单元将所述位移范围从比所述最大位移范围窄的范围改变为所述最大位移范围。

4.根据权利要求1所述的模糊校正设备，其中根据变焦位置，所述控制单元预先将所述位移范围限制到比最大位移范围窄的范围。

5.根据权利要求1所述的模糊校正设备，其中所述控制单元基于所述检测信号确定是否正执行摇动操作或倾斜操作，并且当没有正在执行摇动或倾斜操作时，增加所述位移范围。

6.根据权利要求1所述的模糊校正设备，其中当指示振动量的所述检测信号的信号电平的分布超过阈值时，所述控制单元检测到由所述振动检测单元检测的振动大于所述预定水平，并且增加所述位移范围。

7.根据权利要求1所述的模糊校正设备，其中所述控制单元能够选择以下任何操作模式：不执行所述光学图像的模糊的校正的操作模式；当由所述振动检测单元检测的振动大于所述预定水平时增加所述透镜单元或所述图像拾取元件的位移范围、以执行所述光学图像的模糊的校正的操作模式；以及固定所述位移范围以执行所述光学图像的模糊的校正、而不管由所述振动检测单元检测的振动的操作模式。

8.一种模糊校正方法，包括以下步骤：

检测振动，并且输出指示检测的结果的检测信号；

相对于光轴位移透镜单元和图像拾取元件之间的相对位置关系，使得在所述图像拾取元件的图像拾取表面上形成的光学图像的位置在所述图像拾取表面上位移；以及

当由所述检测信号指示的振动量大于预定水平时，增加位移范围，根据所述检测信号在增加的位移范围内位移所述透镜单元和所述图像拾取元件之间的所述相对位置关系，从而校正由检测的振动造成的在所述图像拾取表面上的光学图像的模糊。

9.一种图像拾取装置，包括：

振动检测单元，配置为检测振动，并且输出指示检测结果的检测信号；

驱动单元，配置为相对于光轴位移透镜单元和图像拾取元件之间的相对位置关系，使得在所述图像拾取元件的图像拾取表面上形成的光学图像的位置在所述图像拾取表面上位移；

信号处理单元，配置为使用由所述图像拾取元件生成的图像信号执行相机信号处理；以及

控制单元，配置为当由所述检测信号指示的振动量大于预定水平时，增加位移范围，根据所述检测信号在增加的位移范围内位移所述透镜单元和所述图像拾取元件之间的所述相对位置关系，从而校正由所述振动检测单元检测的振动造成的在所述图像拾取表面上的光学图像的模糊。

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