CN104683688B - 摄像装置和摄像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置和摄像方法。该摄像装置包括：抖动检测单元，其检测上述摄像装置的抖动；第一光学校正单元和第二光学校正单元，其使用从上述抖动检测单元输出的抖动信号以光学方式对图像抖动进行校正；第一位置检测单元，其检测上述第一光学校正单元的位置，输出第一位置检测信号；以及计算单元，其根据上述抖动信号来计算用于控制上述第一光学校正单元的目标位置信号，其中，上述计算单元使用从上述目标位置信号中减去检测以上述目标位置信号控制的第一光学校正单元的位置得到的第一位置检测信号而得到的信号来计算用于控制上述第二光学校正单元的目标位置信号。

Description

摄像装置和摄像方法

技术领域

本发明涉及一种摄像装置和摄像方法。

背景技术

在利用数字照相机等摄像装置拍摄图像时，把持照相机本体的用户的手晃动(发生手抖动)，有时被摄体像会因此而产生抖动(图像抖动)。于是提出了一种具备用于校正该图像抖动的图像抖动校正单元的摄像装置。

以往，作为图像抖动校正单元的校正处理而使用光学图像抖动校正处理、电子图像抖动校正处理。在光学图像抖动校正处理中，通过角速度传感器等来检测施加于照相机本体的振动，根据检测结果来使设置于摄像光学系统内部的图像抖动校正透镜移动。由此，通过使摄像光学系统的光轴方向变化而使在摄像元件的受光面上成像的像移动来对图像抖动进行校正。另外，电子图像抖动校正处理是如下处理：对拍摄图像进行图像处理，虚拟地对图像抖动进行校正。

以往的图像抖动校正单元的图像抖动校正性能例如易受拍摄条件的差异、拍摄者手抖动特性的差异等影响。作为拍摄者手抖动特性的差异，拍摄者固有的手抖动的大的频带会有所不同。另外，作为拍摄条件的差异，例如考虑一边乘车一边拍摄的状况、边走边拍的状况等。在这种状况下，图像抖动量大，因此需要使图像抖动校正单元能够校正的抖动量增大，但是为了使图像抖动校正量增大而会导致图像抖动校正单元大型化。

在日本特开2009-258389号公报中公开了如下图像抖动校正装置：以隔着固定部件的方式在前后分别配置第一可动镜筒和第二可动镜筒，该第一可动镜筒保持第一校正部件，该第二可动镜筒保持第二校正部件。

日本特开2009-258389号公报所公开的图像抖动校正装置通过将第一校正部件与第二校正部件朝相反的方向驱动，能够以少的驱动行程获得大的校正角。但是，如果像该图像抖动校正装置那样仅使校正角度增大，则会由于拍摄者手抖动特性的差异、拍摄条件的差异而导致图像抖动校正性能降低。

发明内容

本发明提供一种用于防止因拍摄者手抖动特性的差异、拍摄条件的差异导致图像抖动校正性能降低的摄像装置。

本发明的一个实施方式的摄像装置，具备：抖动检测单元，其检测上述摄像装置的抖动；第一光学校正单元和第二光学校正单元，其使用从上述抖动检测单元输出的抖动信号以光学方式对图像抖动进行校正；第一位置检测单元，其检测上述第一光学校正单元的位置，输出第一位置检测信号；以及计算单元，其根据上述抖动信号来计算用于控制上述第一光学校正单元的目标位置信号，其中，上述计算单元使用从上述目标位置信号中减去检测以上述目标位置信号控制的第一光学校正单元的位置得到的第一位置检测信号而得到的信号来计算用于控制上述第二光学校正单元的目标位置信号。

本发明的另一实施方式的摄像装置，具备：抖动检测单元，其检测上述摄像装置的抖动；第一光学校正单元和第二光学校正单元，其使用从上述抖动检测单元输出的抖动信号以光学方式对图像抖动进行校正；第一位置检测单元，其检测上述第一光学校正单元的位置，输出第一位置检测信号；以及计算单元，其根据上述抖动信号来计算用于控制上述第一光学校正单元的目标位置信号，其中，上述计算单元使用如下信号来计算用于控制上述第二光学校正单元的目标位置信号，上述计算单元使用的该信号是使用上述目标位置信号以及检测以上述目标位置信号控制的第一光学校正单元的位置得到的第一位置检测信号而计算出的。

本发明的又一实施方式的摄像方法，包括以下步骤：抖动检测单元检测上述摄像装置的抖动；第一光学校正单元和第二光学校正单元使用从上述抖动检测单元输出的抖动信号以光学方式对图像抖动进行校正；检测上述第一光学校正单元的位置，输出第一位置检测信号；以及计算步骤，根据上述抖动信号来计算用于控制上述第一光学校正单元的目标位置信号，其中，在上述计算步骤中，使用从上述目标位置信号中减去检测以上述目标位置信号控制的第一光学校正单元的位置得到的第一位置检测信号而得到的信号来计算用于控制上述第二光学校正单元的目标位置信号。

本发明的再一实施方式的摄像方法，包括以下步骤：抖动检测单元检测上述摄像装置的抖动；第一光学校正单元和第二光学校正单元使用从上述抖动检测单元输出的抖动信号以光学方式对图像抖动校正；检测上述第一光学校正单元的位置，输出第一位置检测信号；以及计算步骤，根据上述抖动信号来计算用于控制上述第一光学校正单元的目标位置信号，其中，在上述计算步骤中，使用如下信号来计算用于控制上述第二光学校正单元的目标位置信号，在上述计算步骤中使用的该信号是使用上述目标位置信号以及检测以上述目标位置信号控制的第一光学校正单元的位置得到的第一位置检测信号计算出的。

根据本发明的摄像装置，能够实现不易受拍摄条件、拍摄者等的抖动量、抖动频率的差异所导致的图像抖动校正性能降低影响的良好的图像抖动校正。

以下(参考附图)通过对典型实施例进行说明，来说明本发明的特征。

附图说明

图1是表示本实施方式的摄像装置的结构例的图。

图2是表示本实施方式的图像抖动校正装置的结构的图。

图3是图像抖动校正透镜驱动部的分解立体图的例子。

图4是表示图像抖动校正透镜驱动部的结构的图。

图5是表示第一实施方式所涉及的图像抖动校正控制部和透镜控制部的内部结构的框图。

图6是说明第一实施方式所涉及的图像抖动校正透镜的目标位置计算处理的流程图。

图7是表示第二实施方式所涉及的图像抖动校正控制部和透镜控制部的内部结构的框图。

图8是说明第二实施方式所涉及的图像抖动校正透镜的目标位置计算处理的流程图。

图9(A)和9(B)是表示第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜的控制条件的表。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1是表示本实施方式的摄像装置的结构例的图。图1所示的摄像装置是数字静态相机(Digital Still Camera,DSC)。此外，本实施方式的摄像装置也可以具有运动图像拍摄功能。

图1所示的摄像装置具备变焦部件101至控制部119。变焦部件101是构成成像光学系统的、倍率可变摄像透镜的一部分。变焦部件101包括用于变更摄像透镜的倍率的变焦透镜。变焦驱动部102按照控制部119的控制来对变焦部件101的驱动进行控制。第一图像抖动校正透镜103是用于校正图像抖动的校正部件。第一图像抖动校正透镜103构成为能够在与摄像透镜的光轴正交的方向上进行移动。图像抖动校正透镜驱动部104对第一图像抖动校正透镜103的驱动进行控制。第二图像抖动校正透镜113具有与第一图像抖动校正透镜103相同的结构，同样地由图像抖动校正透镜驱动部104进行驱动控制。

光圈/快门部件105是具有光圈功能的机械快门。光圈/快门驱动部106按照控制部119的控制来驱动光圈/快门部件105。聚焦透镜107是摄像透镜的一部分，构成为能够沿着摄像透镜的光轴变更位置。聚焦驱动部108按照控制部119的控制来驱动聚焦透镜107。

摄像部109使用CCD图像传感器、CMOS图像传感器等摄像元件将摄像透镜的光学像转换为像素单位的电信号。CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合元件)的简称。CMOS是Complementary Metal-Oxide(互补金属氧化物半导体)的简称。摄像信号处理部110对从摄像部109输出的电信号进行A/D转换、相关双重采样、伽马校正、白平衡校正、颜色插值处理等，将其转换为影像信号。影像信号处理部111根据用途来对从摄像信号处理部110输出的影像信号进行加工。具体地说，影像信号处理部111生成显示用影像，或者为了用于记录而进行编码处理、数据文件化。

显示部112基于影像信号处理部111所输出的显示用影像信号，根据需要进行图像显示。电源部115根据用途对摄像装置整体提供电源。在外部输入输出端子部116与外部装置之间输入输出通信信号和影像信号。操作部117具有用于用户对摄像装置发出指示的按钮、开关等。存储部118存储影像信息等各种数据。控制部119例如具有CPU、ROM、RAM，通过将ROM中存储的控制程序加载到RAM中并利用CPU执行该控制程序，来对摄像装置的各部进行控制，实现包括以下说明的各种动作的摄像装置的动作。CPU为Central Processing Unit(中央处理器)的简称。ROM为Read Only Memory(只读存储器)的简称。RAM为Random AccessMemory(随机存取存储器)的简称。

操作部117具有释放按钮，该释放按钮构成为根据按下量来使第一开关(SW1)和第二开关(SW2)依次接通。在释放按钮被半按下的情况下释放开关SW1接通，在释放按钮被按到底时，释放开关SW2接通。当释放开关SW1接通时，控制部119根据影像信号处理部111对显示部112输出的显示用影像信号来计算AF评价值。而且，控制部119根据AF评价值来控制聚焦驱动部108，由此进行自动焦点检测。

另外，控制部119根据影像信号的亮度信息和预定的程序图来进行AE处理，该AE处理决定用于得到适当的曝光量的光圈值和快门速度。当释放开关SW2接通时，控制部119控制各处理部，使得根据所决定的光圈值和快门速度来进行拍摄，将由摄像部109得到的图像数据存储于存储部118。

操作部117还具有能够选择抖动校正模式的图像抖动校正开关。当利用图像抖动校正开关选择抖动校正模式时，控制部119对图像抖动校正透镜驱动部104指示图像抖动校正动作，接收到该指示的图像抖动校正透镜驱动部104进行图像抖动校正动作直到得到图像抖动校正关闭的指示为止。另外，操作部117具有能够选择静止图像拍摄模式或运动图像拍摄模式的拍摄时模式选择开关。控制部119能够通过利用拍摄模式选择开关的操作进行的拍摄模式选择来变更图像抖动校正透镜驱动部104的动作条件。由图像抖动校正透镜驱动部104构成本实施方式的图像抖动校正装置。

另外，操作部117还具有用于选择再现模式的再现模式选择开关。当通过再现模式选择开关的操作来选择再现模式时，控制部119停止图像抖动校正动作。另外，操作部117还包括用于进行变焦倍率变更的指示的倍率变更开关。当通过倍率变更开关的操作而作出变焦倍率变更的指示时，经由控制部119接收到指示的变焦驱动部102驱动变焦部件101，以使变焦部件101移动至所指示的变焦位置。

图2是表示本实施方式的图像抖动校正装置的结构的图。

第一振动传感器201例如是角速度传感器，检测通常姿势(图像的长度方向与水平方向大致一致的姿势)的、摄像装置在垂直方向(俯仰方向)上的振动。第二振动传感器202例如是角速度传感器，检测通常姿势的摄像装置在水平方向(横摆方向)上的振动。第一图像抖动校正控制部203输出俯仰方向上的图像抖动校正透镜的校正位置控制信号，控制图像抖动校正透镜的驱动。第二图像抖动校正控制部204输出横摆方向上的图像抖动校正透镜的校正位置控制信号，控制图像抖动校正透镜的驱动。

第一透镜位置控制部205根据来自第一图像抖动校正控制部203的俯仰方向上的校正位置控制信号以及来自第一霍尔元件209的图像抖动校正透镜在俯仰方向上的位置信息来进行反馈控制。由此，第一透镜位置控制部205驱动例如作为致动器的第一驱动部207。同样地，第二透镜位置控制部206根据来自第二图像抖动校正控制部204的横摆方向上的校正位置控制信号以及来自第二霍尔元件210的图像抖动校正透镜在横摆方向上的位置信息来进行反馈控制。由此，第二透镜位置控制部206驱动例如作为致动器的第二驱动部208。

接着，说明图像抖动校正透镜驱动部104对第一图像抖动校正透镜103的驱动控制动作。

从第一振动传感器201向第一图像抖动校正控制部203提供表示摄像装置在俯仰方向上的抖动的抖动信号(角速度信号)。另外，从第二振动传感器202向第二图像抖动校正控制部204提供表示摄像装置在横摆方向上的抖动的抖动信号(角速度信号)。

第一图像抖动校正控制部203根据所提供的抖动信号来生成在俯仰方向上驱动第一图像抖动校正透镜103的校正位置控制信号，输出到第一透镜位置控制部205。另外，第二图像抖动校正控制部204根据所提供的抖动信号来生成在横摆方向上驱动第一图像抖动校正透镜103的校正位置控制信号，输出到第二透镜位置控制部206。

第一霍尔元件209将具有与设置于第一图像抖动校正透镜103的磁体的磁场强度相应的电压的信号作为第一图像抖动校正透镜103在俯仰方向上的位置信息而输出。第二霍尔元件210将具有与设置于第一图像抖动校正透镜103的磁体的磁场强度相应的电压的信号作为第一图像抖动校正透镜103在横摆方向上的位置信息而输出。位置信息被提供给第一透镜位置控制部205、第二透镜位置控制部206。

第一透镜位置控制部205一边驱动第一驱动部207一边进行反馈控制，以使来自第一霍尔元件209的信号值收敛于来自第一图像抖动校正控制部203的校正位置控制信号值。另外，第二透镜位置控制部206以使来自第二霍尔元件210的信号值收敛于来自第二图像抖动校正控制部204的校正位置控制信号值的方式，一边驱动第二驱动部208一边进行反馈控制。

此外，从第一霍尔元件209、第二霍尔元件210输出的位置信号值存在偏差，因此进行第一霍尔元件209和第二霍尔元件210的输出调整，以使第一图像抖动校正透镜103相对于规定的校正位置控制信号移动到规定位置。

第一图像抖动校正控制部203根据来自第一振动传感器201的抖动信息，输出为了消除被摄体像的图像抖动而使第一图像抖动校正透镜103的位置移动的校正位置控制信号。第二图像抖动校正控制部204根据来自第二振动传感器202的抖动信息，输出为了消除图像抖动而使第一图像抖动校正透镜103的位置移动的校正位置控制信号。

例如，第一图像抖动校正控制部203、第二图像抖动校正控制部204基于抖动信息(角速度信号)或者通过对抖动信息进行滤波处理等，来生成校正速度控制信号或者校正位置控制信号。通过上述动作，即使在拍摄时摄像装置存在手抖动等振动，也能够在某种程度的振动以下防止图像抖动。另外，第一图像抖动校正控制部203、第二图像抖动校正控制部204根据来自第一振动传感器201、第二振动传感器202的抖动信息和第一霍尔元件209、第二霍尔元件210的输出来检测摄像装置的平摇状态，进行平摇控制。

图像抖动校正透镜驱动部104对第二图像抖动校正透镜113的驱动控制动作与图像抖动校正透镜驱动部104对第一图像抖动校正透镜103的驱动控制动作相同。即，第一图像抖动校正控制部203根据所提供的抖动信号来生成在俯仰方向上驱动第二图像抖动校正透镜113的校正位置控制信号，输出到第三透镜位置控制部211。另外，第二图像抖动校正控制部204根据所提供的抖动信号来生成在横摆方向上驱动第二图像抖动校正透镜113的校正位置控制信号，输出到第四透镜位置控制部212。

第三透镜位置控制部211一边驱动第三驱动部214一边进行反馈控制，以使来自第三霍尔元件216的信号值收敛于来自第一图像抖动校正控制部203的校正位置控制信号值。另外，第四透镜位置控制部212一边驱动第四驱动部215一边进行反馈控制，以使来自第四霍尔元件213的信号值收敛于来自第二图像抖动校正控制部204的校正位置控制信号值。

在本实施方式中，第一图像抖动校正控制部203、第一透镜位置控制部205和第一驱动部207对俯仰方向上的抖动信号的低频成分进行校正。另外，第一图像抖动校正控制部203、第三透镜位置控制部211和第三驱动部214对俯仰方向上的抖动信号的高频成分进行校正。

另外，第二图像抖动校正控制部204、第二透镜位置控制部206和第二驱动部208对横摆方向上的抖动信号的低频成分进行校正。另外，第二图像抖动校正控制部204、第四透镜位置控制部212和第四驱动部215对横摆方向上的抖动信号的高频成分进行校正。

图3是图像抖动校正透镜驱动部104的分解立体图的例子。

图像抖动校正透镜驱动部104具备第一图像抖动校正透镜103、可动镜筒122、固定基板123、滚珠124、第一电磁驱动部207以及第二电磁驱动部208。另外，图像抖动校正透镜驱动部104还具备施力弹簧127、第一位置传感器209、第二位置传感器210以及传感器保持件129。

第一电磁驱动部207具备第一磁体1251、第一线圈1252以及第一磁轭1253。第二电磁驱动部208具备第二磁体1261、第二线圈1262以及第二磁轭1263。

第一图像抖动校正透镜103是能够使光轴偏心的第一校正光学部件。由第一图像抖动校正控制部203、第二图像抖动校正控制部204对第一图像抖动校正透镜103进行驱动控制。由此，能够进行使通过了摄像光学系统的光学像移动的图像抖动校正动作，确保像在摄像面上的稳定性。此外，虽然在本实施方式中使用校正透镜作为校正光学系统，但是通过对摄像光学系统驱动CCD等摄像单元，也能够确保像在摄像面上的稳定性。即，也可以将摄像单元用作对图像抖动进行校正的单元。

可动镜筒122是在中央开口部保持第一图像抖动校正透镜103的第一可动部。可动镜筒122保持第一磁体1251和第二磁体1252。另外，可动镜筒122具备三个滚珠承，以能够在与光轴正交的面内转动移动的方式被滚珠124支承。另外，可动镜筒122在三个位置处具备拉簧钩部，能够保持施力弹簧127的一端。

固定基板123是形成为圆筒形状的第一固定部件。固定基板123在外周部的三个位置处具备从动件1231。在固定基板123中央开口部配置有可动镜筒122。由此，能够限制可动镜筒122的可动量。

另外，固定基板123在与第一磁体1251的磁化面相向的位置处保持第一线圈1252和第一磁轭1253。另外，固定基板123在与第二磁体1261的磁化面相向的位置处保持第二线圈1262和第二磁轭1263。另外，固定基板123具备三处滚珠承，通过滚珠124将可动镜筒122支承为能够在与光轴正交的面内进行移动。另外，固定基板123具备三个拉簧钩部。由此，对施力弹簧127的一端进行保持。

在本例中，第一电磁驱动部207是公知的音圈马达(Voice Coil Motor)。通过使电流流过安装于固定基板123的第一线圈1252，能够在该第一线圈1252与固定于可动镜筒122的第一磁体1251之间产生洛伦兹力，驱动可动镜筒122。第二电磁驱动部208是将与第一电磁驱动部207相同的音圈马达旋转90°地配置而得到的，因此省略详细说明。

施力弹簧127是用于产生与变形量成比例的作用力的拉伸弹簧。施力弹簧127的一端固定于可动镜筒122，另一端固定于固定基板123，在此之间产生作用力。通过该作用力来夹持滚珠124，以使滚珠124能够保持与固定基板123和可动镜筒122的接触状态。

位置传感器209和位置传感器210是利用读取第一磁体1251和第二磁体1261的磁通量的霍尔元件而得到的两个磁传感器，能够根据其输出变化来检测可动镜筒122在平面内的移动。

传感器保持件129大致构成在圆盘上，固定于固定基板123。能够将两个位置传感器209、210保持在与第一磁体1251和第二磁体1261相向的位置。另外，能够在传感器保持件129与固定基板123一起形成的内部空间内收纳可动镜筒122。由此，即使在对图像抖动校正装置施加了冲击力时、姿势差发生了变化时，也能够防止内部部件的脱落。通过上述结构，图像抖动校正透镜驱动部104能够使第一图像抖动校正透镜103移动至与光轴正交的面上的任意位置。

图4是表示分别具备第一图像抖动校正透镜103和第二图像抖动校正透镜113的图像抖动校正透镜驱动部的位置关系的图。在图4中，为了便于说明而分解并省略示出图像抖动校正透镜驱动部的一部分。可动镜筒132是在中央开口部保持第二图像抖动校正透镜113的、图像抖动校正透镜驱动部104所具备的第二可动部。固定基板133是图像抖动校正透镜驱动部104所具备的第二固定部件，该图像抖动校正透镜驱动部104具备第二图像抖动校正透镜113。具备第二图像抖动校正透镜113的图像抖动校正透镜驱动部104的结构除了透镜的形状以及保持该透镜的可动镜筒132的形状以外，与具备第一图像抖动校正透镜103的图像抖动校正透镜驱动部104相同，因此省略详细说明。

图5是表示本实施方式的图像抖动校正装置所具备的对俯仰方向的抖动信号进行校正的机构的图。由第二图像抖动校正控制部204、第二透镜位置控制部206、第四透镜位置控制部212、第二驱动部208以及第四驱动部215实现的、对横摆方向的抖动信号进行校正的机构与图4所示的机构相同，因此省略说明。

在图5中，第一振动传感器201检测施加于摄像装置的抖动信息信号(角速度信号)。第一图像抖动校正控制部203具备LPF(Low Pass Filter：低通滤波器)503、平摇判断部502以及第一驱动限制器505。利用滤波稳定前时间常数可变的LPF 503对第一振动传感器201检测出的图像抖动信号进行积分处理，生成仅提取出低频成分的抖动角度信号。滤波稳定前时间常数可变是指，例如能够通过变更滤波器系数来变更截止频率或者可以在任意时刻自由地重写保持有滤波运算中的运算结果(中间值)的缓存器。

平摇判断部502判断摄像装置的平摇动作，进行LPF 503的滤波稳定前时间常数变更处理。具体地说，在第一振动传感器201检测出的抖动信号为规定值以上的情况下，平摇判断部502判断为进行了平摇动作。也可以是，在第一图像抖动校正透镜103的当前位置、第二图像抖动校正透镜113的当前位置为规定值以上的情况下，平摇判断部502判断为进行了平摇动作。另外也可以是，在第一图像抖动校正透镜103的目标位置、第二图像抖动校正透镜113的目标位置为规定值以上的情况下，平摇判断部502判断为进行了平摇动作。由此，在对摄像装置施加了大幅度抖动的情况下，能够防止将第一图像抖动校正透镜103、第二图像抖动校正透镜113驱动到可动范围以外，从而防止由于紧接着平摇动作之后的回摆而使摄像图像变得不稳定。

在通过第一驱动限制器505对根据上述那样生成的手抖动角度信号的低频成分而生成的第一图像抖动校正透镜目标位置限制了驱动量之后，输入到第一透镜位置控制部205。另外，将第一图像抖动校正透镜目标位置与由第一位置检测信号放大器507放大后的第一图像抖动校正透镜103的位置信息相减而得到的信号保持为第二图像抖动校正透镜113的目标位置。

在利用第一位置检测信号放大器507将由第一霍尔元件209检测出的第一图像抖动校正透镜103的位置信息放大到规定大小之后，将其与从第一驱动限制器505输出的透镜目标位置进行比较。而且，经由第一驱动部207，通过位置反馈控制来执行图像抖动校正动作。

另外，在利用第三位置检测信号放大器508将由第三霍尔元件216检测出的第二图像抖动校正透镜113的位置信息放大到规定大小之后，将其与所保持的第二图像抖动校正透镜目标位置进行比较。而且，经由第三驱动部214，通过位置反馈控制来执行图像抖动校正动作。

这样，第一图像抖动校正透镜的目标位置与第一位置检测信号放大器507的减法结果意味着第一图像抖动校正透镜的图像抖动校正残余。为了通过第二图像抖动校正透镜的驱动来去除该图像抖动校正残余量而决定第二图像抖动校正透镜113的目标位置。作为第一图像抖动校正透镜产生校正残余的原因，考虑是受到第一图像抖动校正透镜的驱动特性(摩擦影响、姿势等干扰影响)、第一透镜位置控制部的响应性、控制频带等影响。

也可以对第一透镜位置控制部205和第三透镜位置控制部211使用任意的控制运算器。在本例中，使用PID控制器作为第一透镜位置控制部205和第三透镜位置控制部211。

图6是说明本实施方式的摄像装置的图像抖动校正透镜的目标位置计算处理的流程图。以固定周期间隔来执行图像抖动校正控制运算。首先，当处理开始时(步骤S101)，第一振动传感器201获取图像抖动信号(步骤S102)。

接着，平摇判断部502判断摄像装置是否处于平摇动作(panning)中(步骤S105)。在判断为摄像装置处于平摇中的情况下，进行用于缩短LPF 503的运算稳定前时间常数的运算处理(步骤S201)。在判断为不是处于平摇中的情况下，不进行时间常数变更处理，处理进入到步骤S108。

在步骤S108中，LPF 503对获取到的输出值进行积分，将该输出值从角速度信息变换为角度信息(步骤S108)。接着，第一驱动限制器505将LPF 503的输出值限制为规定大小(步骤S109)。

然后，在步骤S109中通过第一驱动限制器505将LPF 503的输出值限制为规定大小之后，输入到第一透镜位置控制部205(步骤S116)。由此，驱动第一图像抖动校正透镜。

接着，从第一位置检测放大器507获取第一图像抖动校正透镜103的当前位置(步骤S117)。然后，从在步骤S109中计算出的第一图像抖动校正透镜目标位置减去在步骤S117中获取到的当前位置，保存为第二图像抖动校正透镜目标位置(步骤S118)。

接着，将在步骤S118中保存的第二透镜目标位置输入到第三透镜位置控制部211(步骤S119)。由此，驱动第二图像抖动校正透镜。这样，通过驱动第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜，来对施加于摄像装置的图像抖动信号去除施加于摄像装置的图像抖动的影响。

此外，在本实施方式中，由于针对第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜各自的驱动行程的图像抖动校正角度的关系相同，所以直接将第一图像抖动校正透镜的目标位置与当前位置的减法值作为第二图像抖动校正透镜的目标位置而输入。然而，在针对第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜驱动行程的校正角度不同的情况下，使第一图像抖动校正透镜的目标位置与当前位置的减法值乘以考虑了针对第二图像抖动校正透镜的驱动行程的图像抖动校正角度而得出的系数。在该情况下，需要向第三透镜位置控制部输入第二透镜目标位置。

在此，参照图9(A)和9(B)来说明本实施方式的图像抖动校正装置所具备的第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元的驱动条件。在本例中，第一图像抖动校正透镜103作为第一图像抖动校正单元而发挥功能。另外，第二图像抖动校正透镜113作为第二图像抖动校正单元而发挥功能。此外，在本实施方式中，第一图像抖动校正单元是移轴透镜，第二图像抖动校正单元是移位透镜，但是并不限定于该结构，也可以是相反的结构。

(图像抖动校正目标位置)

在第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元的图像抖动校正目标位置的决定方法中，首先按照图像抖动信号来驱动第一图像抖动校正单元，由此进行图像抖动校正。接着，将根据第一图像抖动校正单元的目标位置和当前位置的减法值计算出的第一图像抖动校正单元的图像抖动校正残余设为第二图像抖动校正单元的图像抖动校正目标位置。

(图像抖动校正的校正角度)

将第一图像抖动校正单元的图像抖动校正角度设定得比第二图像抖动校正单元的图像抖动校正角度宽。这是因为，在通过第一图像抖动校正单元去除了大的图像抖动成分之后，将第一图像抖动校正单元未校正完的校正残余量设为第二图像抖动校正单元的目标位置。另外，还因为与第一图像抖动校正单元的目标位置相比，第二图像抖动校正单元的目标位置通常更小。这样，通过在图像抖动校正的方法中的作用分为以大驱动行程来主要进行校正的校正单元和仅以小行程来辅助地去除校正残余的校正单元，能够使第二图像抖动校正单元的机械结构小于第一图像抖动校正单元。

(因透镜驱动引起的光学性能劣化)

通常，当图像抖动校正单元的驱动量变大时，周边光量、分辨率、像差等存在劣化的趋势。因此，将由于进行图像抖动校正而驱动量容易变大的第一图像抖动校正单元设定为相比于第二图像抖动校正单元更不易发生因透镜驱动引起的光学性劣化的结构。

(图像抖动校正透镜的驱动方式)

关于图像抖动校正透镜的驱动方式，与在与光轴正交的面上移位的方式相比，公知的相对于光轴倾斜的方式的驱动方法中光学性能的劣化更小。因而，将第一校正单元所具备的第一图像抖动校正透镜103设为朝倾斜方向驱动方式，将第二校正单元所具备的第二图像抖动校正透镜113设为移位驱动方式。

(透镜配置位置)

通常，关于配置于被摄体侧的透镜，对图像抖动校正单元的驱动量的图像抖动校正角度大而光学性能的劣化小。因此，在本实施方式中，将第一图像抖动校正透镜103配置在比第二图像抖动校正透镜113更靠近被摄体图像侧的位置。

(位置检测信号放大率)

霍尔元件所输出的信号(霍尔元件信号)是图像抖动校正透镜的位置检测信号。关于将用于检测图像抖动校正单元的位置的霍尔元件信号放大到规定倍率的位置检测信号放大器的放大率，将第一图像抖动校正单元的放大率设定为小于第二图像抖动校正单元的放大率。这是因为，对于位置检测信号放大器的霍尔信号放大率较大的一方而言，其对于位置检测的分辨率提高，但是在通过AD转换器等以数字方式获取放大后的电信号的情况下，多会产生在所限定的电压范围内不能设定较大的动态范围的情况。为了兼顾分辨率与动态范围，进行较大地驱动的可能性设定得高，动态范围内的第一图像抖动校正单元的位置检测放大率设定得小。另外，仅进行第一图像抖动校正透镜的校正残余的驱动行程小，但是通过将细微的抖动多的第二图像抖动校正单元的位置检测放大率设定得大来提高位置检测的分辨率。具体地说，将作为第一信号放大单元的第一位置检测信号放大器507的信号放大率设为小于作为第二信号放大单元的第三位置检测信号放大器508的信号放大率。

(反馈控制单元频带)

由第一图像抖动校正单元未校正的校正残余成分主要被去除了低频且大振幅的大成分。另外，由于干扰影响等而产生的校正残余成分通常高频成分大。因此，将对第一图像抖动校正单元的图像抖动校正残余进行校正的第二图像抖动校正单元的反馈控制单元(第二反馈控制单元)的频带设定为高于第一图像抖动校正单元的反馈控制单元(第一反馈控制单元)的频带。

(对透镜驱动行程的图像抖动校正角度)

由于图像抖动校正透镜的光学特性，对相同驱动行程得到的图像抖动校正角度不同。与第二图像抖动校正单元相比，需要更大的图像抖动校正角度的第一图像抖动校正单元使用对驱动行程得到的图像抖动校正角度大的透镜。

通过像以上那样进行设定，根据本实施方式，能够提供如下图像抖动校正装置：能够尽可能缩小需要大的驱动行程的第一图像抖动校正单元的机械结构，实现了显著的抖动校正效果而不会使装置大型化。

(第二实施方式)

在本实施方式中，除了图像抖动校正控制部203的结构以外，第一图像抖动校正透镜和第三图像抖动校正透镜的驱动条件等具备与第一实施方式相同的结构，因此省略其说明。图7是表示第一图像抖动校正控制部203、第一透镜位置控制部205以及第三透镜位置控制部211的内部结构的框图。此外，第二图像抖动校正控制部204、第二透镜位置控制部206以及第四透镜位置控制部212也具有图7所示的内部结构，因此省略其说明。

在图7中，低通滤波器(LPF)501从第一振动传感器201检测出的图像抖动信号中提取低频成分。在平摇判断部502判断为平摇动作的情况下，进行LPF 503和LPF 504的滤波稳定前时间常数变更处理。利用滤波稳定前时间常数可变的LPF 503对由LPF 501提取出的低频的图像抖动信号进行积分处理，生成仅提取出低频成分的抖动角度信号。

通过从由第一振动传感器201检测出的图像抖动信号中减去由LPF 501提取出的低频成分，来从图像抖动信号中提取高频成分。通过LPF 504对提取出的高频成分进行积分处理，对图像抖动信号的高频成分进行积分，由此从角速度信息变换为角度信息，生成仅提取出高频成分的抖动角度信号。对于这样生成的低频和高频的抖动角度信号，通过第一驱动限制器505来对根据低频成分生成的图像抖动校正透镜目标位置限制驱动量。另外，在通过第三驱动限制器506来对根据高频成分生成的图像抖动校正透镜目标位置限制驱动量之后，进行合计。然后，作为第一图像抖动校正透镜的目标位置而输入到第一透镜位置控制部206。另外，将从第一图像抖动校正透镜目标位置与由第一位置检测信号放大器507放大后的第一图像抖动校正透镜103的位置信息相减而得到的信号作为第二图像抖动校正透镜113的目标位置而输入到第三透镜位置控制部211。

图8是说明本实施方式的摄像装置进行的图像抖动校正透镜目标位置计算处理的流程图。首先，当开始进行处理时(步骤S101)，第一振动传感器201获取图像抖动信号(步骤S102)。接着，LPF 501进行用于分割手抖动信号的频带的运算(步骤S103)，将LPF 501的运算结果作为手抖动信号的低频成分而保存于存储器(步骤S104)。

接着，平摇判断部502判断摄像装置是否处于平摇动作(平摇)中(步骤S105)。在判断为摄像装置处于平摇中的情况下，进行用于缩短LPF 503、LPF 504的运算稳定前时间常数的处理(步骤S107)。在判断为不处于平摇中的情况下，不进行时间常数变更的处理，处理进入到步骤S106。

在步骤S106中，LPF 503获取在步骤S104中保存到存储器的LPF 501的输出值(步骤S106)。然后，LPF 503对获取到的输出值进行积分，将该输出值从角速度信息变换为角度信息(步骤S108)。

接着，第一驱动限制器505将LPF 503的输出值限制为规定大小(步骤S109)。然后，第一驱动限制器505向第一透镜位置控制部205输入LPF 503的输出值(步骤S110)。由此，对第一图像抖动校正透镜103进行驱动。

接着，从在步骤S102中获取到的图像抖动信号中减去在步骤S104中保存的LPF501的输出值(步骤S111)来提取图像抖动信号的高频率成分。这样，利用在LPF 501中设定的截止频率将手抖动信号分割为低频成分与高频成分。

LPF 504通过对提取出的手抖动信号的高频成分进行积分来使该手抖动信号从角速度信号变换为角度信号(步骤S112)。然后，第三驱动限制器506将LPF 504的输出值限制为规定大小(步骤S113)，保存于存储器(步骤S114)。

接着，将在步骤S109、步骤S113中运算得到的图像抖动校正单元目标值的高频与低频信号相加，保存为第一透镜目标位置(步骤S115)。然后，向第一透镜位置控制部206输入所保存的第一透镜目标位置(步骤S116)。由此，对第一图像抖动校正透镜103进行驱动。

接着，从第一位置检测放大器507获取第一图像抖动校正透镜103的当前位置(步骤S117)。然后，从在步骤S109中计算出的第一图像抖动校正透镜目标位置减去在步骤S117中获取到的当前位置而保存为第二图像抖动校正透镜目标位置(步骤S118)。

接着，将在步骤S118中保存的第二透镜目标位置输入到第三透镜位置控制部211(步骤S119)。由此，对第二图像抖动校正透镜进行驱动。这样，通过驱动第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜，来对施加于摄像装置的图像抖动信号去除施加于摄像装置的图像抖动的影响。

如上所述，在本实施方式中，也能够提供一种防止由拍摄者手抖动特性的差异、拍摄条件的差异引起图像抖动校正性能降低的图像抖动校正装置。

其它实施方式

还可以通过读出并执行存储介质(例如，非瞬态计算机可读存储介质)中记录的计算机可执行指令以发挥本发明的一个或多个上述实施例的功能的系统中的计算机或设备、和系统中的计算机或设备所执行的方法来实现本发明的实施例，其中，该系统中的计算机或设备所执行的方法例如是通过从存储介质读出计算机可执行指令并执行该计算机可执行指令来发挥一个或多个上述实施例的功能。该计算机可以包括中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)或其它电路中的一个或多个，并且可以包括单独计算机或单独计算机处理器的网络。例如可以从网络或存储介质将这些计算机可执行指令提供至计算机。该存储介质例如可以包括硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算机系统的存储器、光盘(诸如致密盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘(BD)TM等)、闪速存储装置和存储卡等中的一个或多个。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

本申请主张2013年11月27日提交的日本专利申请2013-244530的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

Claims (10)

1.一种摄像装置，具备：

抖动检测单元，其检测上述摄像装置的抖动；以及

第一光学校正单元和第二光学校正单元，其使用从上述抖动检测单元输出的抖动信号以光学方式对图像抖动进行校正，

其特征在于，还具备：

第一位置检测单元，其检测上述第一光学校正单元的位置，输出第一位置检测信号；以及

计算单元，其根据上述抖动信号来计算用于控制上述第一光学校正单元的目标位置信号，

其中，上述计算单元使用从上述目标位置信号中减去检测以上述目标位置信号控制的第一光学校正单元的位置得到的上述第一位置检测信号、并且将相减结果乘以与针对上述第二光学校正单元的驱动行程的图像抖动校正角度有关的系数而得到的信号，来计算用于控制上述第二光学校正单元的位置的目标位置信号，

使用用于控制上述第二光学校正单元的位置的目标位置信号来驱动上述第二光学校正单元，以对图像抖动进行校正。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

还具备第二位置检测单元，该第二位置检测单元检测上述第二光学校正单元的位置，输出第二位置检测信号，

上述第一位置检测单元的位置检测范围比上述第二位置检测单元的位置检测范围宽。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

上述第一光学校正单元所使用的抖动信号即第一抖动信号是从上述抖动检测单元所输出的抖动信号中提取出的低频成分的信号，上述第二光学校正单元所使用的抖动信号即第二抖动信号是从上述抖动检测单元所输出的抖动信号中提取出的高频成分的信号。

4.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

上述第一光学校正单元的图像抖动校正角度比上述第二光学校正单元的图像抖动校正角度宽。

5.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

与上述第二光学校正单元相比，上述第一光学校正单元是光学性能劣化小的光学元件。

6.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

上述第一光学校正单元的驱动方式是使上述第一光学校正单元相对于上述摄像装置的摄像光学系统的光轴倾斜的驱动方式，

上述第二光学校正单元的驱动方式是使上述第二光学校正单元在与上述光轴正交的方向上移位的驱动方式。

7.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

上述第一光学校正单元配置于在光轴方向上比上述第二光学校正单元接近被摄体图像的位置。

8.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

上述第一光学校正单元的位置检测分辨率比上述第二光学校正单元的位置检测分辨率低。

9.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

还具备：

第一反馈控制单元，其对上述第一光学校正单元的当前位置进行反馈控制；以及

第二反馈控制单元，其对上述第二光学校正单元的当前位置进行反馈控制，

其中，上述第二反馈控制单元的频带比上述第一反馈控制单元的频带宽。

10.一种摄像方法，包括以下步骤：

抖动检测单元检测摄像装置的抖动；以及

第一光学校正单元使用从上述抖动检测单元输出的抖动信号以光学方式对图像抖动进行校正，

其特征在于，还包括：

计算步骤，根据上述抖动信号来计算用于控制上述第一光学校正单元的目标位置信号；以及

检测以上述目标位置信号控制的第一光学校正单元的位置，输出第一位置检测信号，

其中，在上述计算步骤中，还使用从上述目标位置信号中减去检测以上述目标位置信号控制的第一光学校正单元的位置得到的上述第一位置检测信号、并且将相减结果乘以与针对第二光学校正单元的驱动行程的图像抖动校正角度有关的系数而得到的信号，来计算用于控制上述第二光学校正单元的位置的目标位置信号，

使用用于控制上述第二光学校正单元的位置的目标位置信号来驱动上述第二光学校正单元，以对图像抖动进行校正。