CN104793429A - 图像抖动校正设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像抖动校正设备及其控制方法。该图像抖动校正设备包括角速度传感器。频率分离单元通过滤波将抖动检测信号分离成低频信号和高频信号。第一图像抖动校正单元基于高频信号和低频信号中的一个信号来进行图像抖动校正，并且第二图像抖动校正单元基于另一信号来进行图像抖动校正。频率分离控制单元根据摄像设备的光学系统的变焦位置来确定分别被应用低频信号和高频信号的图像抖动校正单元。频率分离控制单元在变焦位置改变操作期间禁止频率分离单元的控制的改变，而在变焦位置改变操作完成之后改变频率分离单元的控制。

Description

图像抖动校正设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及用于使用多个图像抖动校正单元来校正图像抖动的技术。
背景技术
近年来，伴随着摄像设备的小型化和光学系统的高倍率化，摄像设备的抖动等成为导致所拍摄图像的质量下降的一大原因。在这方面，提出了对由设备的抖动等所引起的所拍摄图像的图像抖动进行校正的各种图像抖动校正功能。日本专利4518197公开了组合使用多个抖动校正单元作为摄像设备中所安装的抖动校正功能的控制方法。将角速度传感器信号分离成低频带和高频带，从而利用这些抖动校正单元来进行摄像设备的图像抖动校正。
在日本专利4518197所公开的技术中，将低频带中的校正和高频带中的校正固定地分配至两个抖动校正单元。然而，在例如包括变焦光学系统的摄像设备的情况下，两个抖动校正单元的可校正量可能根据如图5所示的变焦倍率而改变。各抖动校正单元的可校正量是由摄像光学系统的光量平衡和MTF(调制传递函数)特性等所确定的。
施加于摄像设备的抖动具有在较低频率处振幅增大而在较高频率处振幅减小的特性。因而，考虑以下：对于两个抖动校正单元，将低频带中的校正分配至这两个抖动校正单元中的可校正量大的抖动校正单元，并且将高频带中的校正分配至可校正量小的抖动校正单元。在如图5所示、两个抖动校正单元的可校正量之间的大小关系根据变焦倍率的变化而改变的情况下，可以通过改变针对两个抖动校正单元的高频带中的校正和低频带中的校正的分配来进行最佳的抖动校正控制。
发明内容
本发明提供通过将抖动检测信号分离成低频带成分和高频带成分来控制多个图像抖动校正单元的图像抖动校正设备，从而平滑地切换高频带中的校正和低频带中的校正的分配。
根据本发明的方面，提供一种图像抖动校正设备，用于使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述图像抖动校正设备包括：信号分离单元，用于将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及控制单元，用于进行第一控制和第二控制之间的切换操作，其中所述第一控制通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，以及所述第二控制通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，其中，所述控制单元在所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小大于所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小的情况下，进行所述第一控制，而在所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小大于所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小的情况下，进行所述第二控制。
根据本发明的方面，提供一种图像抖动校正设备，用于使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述图像抖动校正设备包括：信号分离单元，用于将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及控制单元，用于进行第一控制和第二控制之间的切换操作，其中所述第一控制通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，以及所述第二控制通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，其中，所述控制单元在变焦位置改变操作期间禁止所述切换操作，而在所述变焦位置改变操作完成之后进行所述切换操作。
根据本发明的方面，提供一种图像抖动校正设备，用于使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述图像抖动校正设备包括：信号分离单元，用于将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及控制单元，用于根据随变焦倍率而改变的、所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小与所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小之间的关系，来在如下两者之间进行切换操作：所述第一图像抖动校正单元基于所述低频信号校正图像抖动并且所述第二图像抖动校正单元基于所述高频信号校正图像抖动；以及，所述第一图像抖动校正单元基于所述高频信号校正图像抖动并且所述第二图像抖动校正单元基于所述低频信号校正图像抖动。
根据本发明的方面，提供一种图像抖动校正设备要执行的控制方法，所述图像抖动校正设备使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述控制方法包括以下步骤：将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及控制步骤，用于进行第一控制和第二控制之间的切换操作，其中所述第一控制通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，以及所述第二控制通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，其中，在所述控制步骤中，在所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小大于所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小的情况下，进行所述第一控制，而在所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小大于所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小的情况下，进行所述第二控制。
根据本发明的方面，提供一种图像抖动校正设备要执行的控制方法，所述图像抖动校正设备使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述控制方法包括以下步骤：将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及控制步骤，用于进行第一控制和第二控制之间的切换操作，其中所述第一控制通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，以及所述第二控制通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，其中，在所述控制步骤中，在变焦位置改变操作期间禁止所述切换操作，而在所述变焦位置改变操作完成之后进行所述切换操作。
根据本发明的方面，提供一种图像抖动校正设备要执行的控制方法，所述图像抖动校正设备使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述控制方法包括以下步骤：将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及根据随变焦倍率而改变的、所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小与所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小之间的关系，来在如下两者之间进行切换操作：所述第一图像抖动校正单元基于所述低频信号校正图像抖动并且所述第二图像抖动校正单元基于所述高频信号校正图像抖动；以及，所述第一图像抖动校正单元基于所述高频信号校正图像抖动并且所述第二图像抖动校正单元基于所述低频信号校正图像抖动。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例、第三实施例和第四实施例的图像抖动校正设备的结构示例的框图。
图2A～2D是各自示出根据本发明的第一实施例和第二实施例的频率分离单元的结构示例的框图。
图3是示出频率分离单元的内部滤波器的结构示例的框图。
图4A～4C是各自示出第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元的结构示例的框图。
图5是示出第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元的可校正量根据变焦倍率的变化的示例的曲线图。
图6的A～D是各自示出根据本发明的第一实施例～第三实施例和第五实施例的频率分离控制单元所执行的控制的效果的曲线图。
图7是示出根据本发明的第二实施例和第五实施例的图像抖动校正设备的结构示例的框图。
图8A和8B是各自示出根据本发明的第三实施例～第五实施例的频率分离单元的结构示例的框图。
图9A和9B是各自示出根据本发明的第四实施例的频率分离控制单元所进行的处理的流程图。
图10的A～D是各自示出根据本发明的第四实施例的频率分离控制单元所执行的控制的效果的曲线图。
图11是示出根据本发明的第六实施例的图像抖动校正设备的结构示例的框图。
图12A和12B是各自示出根据本发明的第六实施例的频率分离控制单元所进行的处理的流程图。
图13的A～D是各自示出根据本发明的第六实施例的频率分离控制单元所执行的控制的效果的曲线图。
图14的A～D是各自示出根据本发明的第六实施例的变形例的频率分离控制单元所执行的控制的效果的曲线图。
具体实施方式
以下将参考附图来说明本发明的优选实施例。本发明可应用于诸如安装在数字单镜头反光照相机中的可更换镜头或镜筒等的光学仪器，诸如数字摄像机、监控照相机或Web照相机等的摄像设备，以及诸如移动电话或平板终端等的包括摄像设备的电子器材。在以下说明中，将说明针对图像的水平方向和垂直方向中的任一方向上的图像抖动校正控制(由于这同样应用于其它方向上的图像抖动校正控制，因此将省略针对这些控制的说明)。
第一实施例
将参考图1来具体说明根据本发明的第一实施例的图像抖动校正设备100的各组件及其所进行的示例性操作。图1是示出该图像抖动校正设备100的结构示例的框图。
角速度传感器101检测施加于图像抖动校正设备100的抖动。将作为抖动检出信号的角速度信号供给至低频成分衰减单元102。低频成分衰减单元102使来自角速度传感器101的角速度信号中所包含的低频成分衰减，以输出高频带信号。例如，使用HPF(高通滤波器)来使低频成分衰减。用于进行信号分离的频率分离单元103获取低频成分衰减单元102的输出，并且进一步将该输出分离成高频角速度信号和低频角速度信号。将分离得到的信号分别发送至灵敏度计算单元104和108。图2A～2D示出频率分离单元103的结构示例。
在图2A所示的示例中，利用HPF(高通滤波器)201和相减单元202处理对频率分离单元103的输入信号。在该输入信号穿过HPF 201之后所获得的输出变为高频角速度信号。相减单元202还从该输入信号中减去HPF 201的输出，并且由此得到的相减输出变为低频角速度信号。开关203和204构成输出信号切换单元。开关203设置在HPF 201的输出级，并且开关204设置在相减单元202的输出级。开关203和204具有对于供给至灵敏度计算单元104的信号Out1_1和供给至灵敏度计算单元108的信号Out1_2，选择要供给高频角速度信号和低频角速度信号中的哪个信号的作用。在图2A中，信号Out1_1是高频角速度信号，并且信号Out1_2是低频角速度信号。这种切换控制根据来自以下要说明的频率分离控制单元112的控制信号所给出的指示来进行。
在图2B所示的示例中，利用LPF(低通滤波器)211和相减单元212处理对频率分离单元103的输入信号。在该输入信号穿过LPF 211之后所获得的输出变为低频角速度信号。相减单元212还从该输入信号中减去LPF 211的输出，并且由此得到的相减输出变为高频角速度信号。开关213和214构成输出信号切换单元。开关213设置在相减单元212的输出级，并且开关214设置在LPF211的输出级。开关213和214具有对于供给至灵敏度计算单元104的信号Out2_1和供给至灵敏度计算单元108的信号Out2_2，选择要供给高频角速度信号和低频角速度信号中的哪个信号的作用。在图2B中，信号Out2_1是高频角速度信号，并且信号Out2_2是低频角速度信号。
与图2A相对比，图2C示出改变开关203和开关204的连接状态，以使得信号Out1_1变为低频角速度信号、并且信号Out1_2变为高频角速度信号的示例。同样，与图2B相对比，图2D示出改变开关213和开关214的连接状态，以使得信号Out2_1变为低频角速度信号、并且信号Out2_2变为高频角速度信号的示例。这种切换控制根据来自以下要说明的频率分离控制单元112的控制信号所给出的指示来进行。
图2A～2D所示的HPF 201或LPF 211是数字滤波器，并且具有图3所示的典型递归型数字滤波器(IIR滤波器)的结构。增益单元a、b和c将各个输入信号分别乘以系数a、b和c，以输出由此得到的信号。在HPF 201的情况下，系数a和b是正值并且系数c是负值。在LPF 211的情况下，系数a、b和c是正值。Z-1(延迟元件)通过使输入信号延迟1个采样时间来输出该输入信号。在HPF201或LPF 211中，将第n次采样的输入信号定义为FIL_IN[n]，将输出信号定义为FIL_OUT[n]，并且将要供给至Z-1的信号(以下称为“滤波器中间值”)称为Z[n]。FIL_OUT[n]和Z[n]的计算值如下所述：
公式1
FIL_OUT[n]＝b·Z[n]+c·Z[n-1]
公式2
Z[n]＝FIL_IN[n]+a·Z[n-1]
重复(公式1)和(公式2)的计算，以使得关于频率分离单元103的输入信号，HPF 201通过使低频带信号衰减来进行输出，并且LPF 211通过使高频带信号衰减来进行输出。在本实施例中，尽管为了便于说明而通过使用具有一个延迟元件的初级IIR滤波器来进行说明，但还可以使用具有两个以上的延迟元件的高阶滤波器。
图1所示的灵敏度计算单元104、积分单元105和限幅器106构成第一计算块，其中该第一计算块用于基于从频率分离单元103获取到的高频角速度信号或低频角速度信号来计算第一图像抖动校正量(第一校正量)。在本实施例中，执行用于根据低频角速度信号和高频角速度信号中的一个信号来计算第一校正量的第一计算处理、以及以下要说明的用于根据低频角速度信号和高频角速度信号中的另一信号来计算第二校正量的第二计算处理。将第一图像抖动校正量的信号输出至第一图像抖动校正单元107。灵敏度计算单元104计算对角速度传感器101所检测到的抖动进行校正所用的灵敏度。该灵敏度是表示对第一图像抖动校正单元107进行驱动的程度的系数，并且将通过使该系数乘以角速度信号所获得的结果输出至积分单元105。积分单元105对来自灵敏度计算单元104的输出进行积分，以计算第一图像抖动校正单元107的校正量。限幅器106对积分单元105的输出进行限制，以使得在可校正范围内驱动第一图像抖动校正单元107。将限幅器106的输出作为第一图像抖动校正量的信号输出至第一图像抖动校正单元107。
另一方面，灵敏度计算单元108、积分单元109和限幅器110构成第二计算块，其中该第二计算块用于基于从频率分离单元103获取到的低频角速度信号或高频角速度信号来计算第二图像抖动校正量(第二校正量)。将第二图像抖动校正量的信号输出至第二图像抖动校正单元111。由于除了向灵敏度计算单元108输入的频带不同并且限幅器110的输出目的地是第二图像抖动校正单元111以外、各组件108～110与各组件104～106相同，因此将省略针对这些组件的说明。
图4A～4C示出第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的结构。
图4A示出如下情况下的示例性结构：校正光学系统305的可动光学构件(校正透镜等)在与光轴垂直的方向上偏移、或者以光轴上的任意点为中心转动，由此进行图像抖动校正。相减单元301从输入信号(图像抖动校正量信号)中减去用于检测校正光学系统305的位置的位置检测单元306的输出。将作为相减结果(差)的偏差数据供给至控制滤波器302。控制滤波器302由被配置为以预定增益放大输入数据的放大单元和相位补偿滤波器构成。来自相减单元301的偏差数据由控制滤波器302进行放大和相位补偿处理，然后被输出至马达驱动单元303。连接至马达驱动单元303的马达304是用于驱动校正光学系统305的音圈马达。通过马达304的驱动来使校正光学系统305的可动光学构件移动。位置检测单元306包括磁体和设置在与该磁体相对的位置处的孔传感器，并且检测校正光学系统305的可动光学构件的移动量。将表示检测结果的信号输出至相减单元301。这样，构成使与校正光学系统305有关的移动量跟随输入信号的反馈控制系统。校正光学系统305是能够通过根据可动光学构件的移动量使光轴的取向发生偏转来以光学方式校正图像抖动的校正系统。根据限幅器106(或限幅器110)的输出来驱动校正透镜等，由此可以实现图像抖动校正。
图4B示出在摄像元件310在与光轴垂直的方向上偏移的情况下、图像抖动校正单元的示例性结构。与图4A的不同之处在于：图像抖动校正的驱动对象从校正光学系统305改变为摄像元件310。因而，将省略针对与图4A的组件相同的组件的说明。图4C示出在以电子方式校正图像抖动的情况下、图像抖动校正单元的示例性结构。图4C所示的图像存储器321、信号处理单元322、摄像元件323和记录介质/显示装置324设置在安装有图像抖动校正设备100的摄像设备中。摄像元件323将摄像设备的摄像光学系统所成像的被摄体图像转换成所拍摄图像信号，然后将该所拍摄图像信号供给至信号处理单元322。信号处理单元322基于从摄像元件323获取到的信号来生成符合NTSC(国家电视系统委员会)格式等的视频信号，并且将该视频信号存储在图像存储器321中。存储器读取控制单元320根据从限幅器106(或限幅器110)输出的图像抖动校正量(第一校正量或第二校正量)来改变来自图像存储器321的图像的读取位置。这样，从图像存储器321输出以电子方式校正了图像抖动的视频信号。存储器读取控制单元320进一步将该视频信号输出至记录介质/显示装置324。换句话说，在显示装置的画面上显示经过了图像抖动校正的图像、或者在记录介质中记录经过了图像抖动校正的图像数据。注意，显示装置是诸如用于显示图像的液晶显示元件(LCD)等的装置，并且记录介质是如硬盘那样的磁性记录介质或半导体存储器等的信息记录介质。
可以将第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的分配改变为图4A～4C中的任一个。例如，第一图像抖动校正单元107具有图4A所示的结构，并且第二图像抖动校正单元111具有图4B或4C所示的结构。在摄像光学系统中存在两种类型的校正光学系统的情况下，第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111可以均具有图4A所示的结构。
接着，将说明图1所示的频率分离控制单元112。频率分离控制单元112基于安装有图像抖动校正设备100的摄像设备的变焦位置信息等来改变频率分离单元103的控制状态。图5是示出第一图像抖动校正单元107的可校正量(实线)和第二图像抖动校正单元111的可校正量(虚线)的曲线图，其中横轴标绘安装有图像抖动校正设备100的摄像设备中的摄像光学系统的变焦倍率，并且纵轴标绘可校正量。如上所述，施加于摄像设备的抖动具有在较低频率处振幅增大而在较高频率处振幅减小的特性。因而，对于两个图像抖动校正单元，将低频带中的校正分配至这两个图像抖动校正单元中的可校正量大的一个图像抖动校正单元，并且将高频带中的校正分配至可校正量小的另一图像抖动校正单元，由此能够有效地使用可校正量。在下文，将用于将根据高频信号所计算出的第一校正量输出至第一图像抖动校正单元107并将根据低频信号所计算出的第二校正量输出至第二图像抖动校正单元111的控制称为“第一控制”。作为对比，将用于将根据低频信号所计算出的第一校正量输出至第一图像抖动校正单元107并将根据高频信号所计算出的第二校正量输出至第二图像抖动校正单元111的控制称为“第二控制”。注意，第一控制和第二控制根据表示摄像光学系统的光学信息和摄像条件等的变量值是等于或大于预设阈值还是小于该阈值而改变。
例如，频率分离控制单元112通过将摄像光学系统的变焦倍率与图5所示的倍率X(阈值)进行比较，来进行以下控制。
(1)变焦倍率小于X的情况：改变频率分离单元103的操作，以使得利用第一图像抖动校正单元107来进行低频带中的图像抖动校正。
(2)变焦倍率等于或大于X的情况：改变频率分离单元103的操作，以使得利用第一图像抖动校正单元107来进行高频带中的图像抖动校正。
对于第二图像抖动校正单元111，频率分离控制单元112通过将摄像光学系统的变焦倍率与图5所示的倍率X进行比较，来进行以下控制。
(3)变焦倍率小于X的情况：改变频率分离单元103的操作，以使得利用第二图像抖动校正单元111来进行高频带中的图像抖动校正。
(4)变焦倍率等于或大于X的情况：改变频率分离单元103的操作，以使得利用第二图像抖动校正单元111来进行低频带中的图像抖动校正。
更具体地，在(1)的情况下，频率分离控制单元112将频率分离单元103控制为处于图2C或图2D所示的状态。在(2)的情况下，频率分离控制单元112将频率分离单元103控制为处于图2A或图2B所示的状态。
这里，高频带中的图像抖动校正和低频带中的图像抖动校正在第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111之间切换的情况下，可能发生以下问题。
图6的A～D是示出至灵敏度计算单元的输入信号随时间变化的曲线图，其中横轴标绘时间。图6A示出图2A～2D所示的信号Out1_1或Out2_1(即至灵敏度计算单元104的输入信号)随时间的变化。图6B示出图2A～2D所示的信号Out1_2或Out2_2(即至灵敏度计算单元108的输入信号)随时间的变化。在图6A和6B中，在时刻0～时刻T10的时间段内，频率分离单元103处于图2C和2D所示的状态。在这种情况下，信号Out1_1或Out2_1是低频角速度信号，并且信号Out1_2或Out2_2是高频角速度信号。实线的曲线图示出在时刻T10利用频率分离控制单元112进行高频信号和低频信号的切换的情况下的信号变化。虚线所示的曲线图示出在不进行上述信号的切换的情况下的信号变化。
信号Out1_1或Out2_1由积分单元105进行积分，然后作为驱动目标位置被供给至第一图像抖动校正单元107。换句话说，积分之前的信号Out1_1或Out2_1示出与第一图像抖动校正单元107的驱动目标位置有关的速度(驱动速度)。同样，信号Out1_2或Out2_2示出与第二图像抖动校正单元111的驱动目标位置有关的速度(驱动速度)。如图6A和6B中的实线的曲线图所示，在时刻T10，信号的大小急剧改变。这样，与第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111有关的驱动速度大幅改变。因而，在第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111不跟随驱动速度的变化的情况下，可能发生所拍摄图像受到此时的跟随误差的不利影响的现象。
为了避免这种现象，频率分离控制单元112进行控制，以使得在高频角速度信号和低频角速度信号之间进行切换时，切换之后的高频角速度信号和低频角速度信号连续地改变。关于信号Out1_1、Out1_2、Out2_1和Out2_2进行这种控制。更具体地，进行用于重写HPF 201或LPF 211的滤波器中间值的处理。例如，在进行从图2C所示的状态向图2A所示的状态的切换的情况下，将切换之前的HPF 201的输出作为信号Out1_2输出，并且将切换之后的HPF201的输出作为信号Out1_1输出。因而，频率分离控制单元112进行控制，以使得紧挨切换之前的信号与切换之后的HPF 201的输出大致一致。将紧挨切换之前的信号Out1_1的输出定义为图6A所示的“MID1”。进行用于根据以下公式来重写滤波器中间值的处理，以使得切换之后的HPF 201的输出从MID1开始变化。
公式3
Z[n-1]＝(MID1-b·FIL_IN[n-1])/(a·b+c)
此时，在将(公式3)代入(公式2)的情况下，获得以下公式。
公式4
Z[n]＝FIL_IN[n]+a·(MID1-b·FIL_IN[n-1])/(a·b+c)
此外，在将(公式3)和(公式4)代入(公式1)的情况下，获得以下公式。
公式5
FIL_OUT[n]＝MID1+b·(FIL_IN[n]-FIL_IN[n-1])
作为(公式5)的左侧项的HPF 201的输出是MID1与通过将至频率分离单元103的输入信号在1个采样时间段内的变化(输入信号之间的差)乘以系数b所获得的数值之和。将要进行滤波器计算的采样频率设置为与要应用于图像抖动校正设备100的抖动频率相比充分小的值。因而，输入信号之间的差减小，由此信号Out1_1在切换之前和之后变为连续信号。同样，信号Out1_2是通过从至频率分离单元103的输入信号中减去HPF 201的输出所获得的信号，因而在切换之前和之后变为连续信号。
在进行从图2D所示的状态向图2B所示的状态的切换的情况下，将切换之前的LPF 211的输出作为信号Out2_1输出，并且将切换之后的LPF 211的输出作为信号Out2_2输出。因而，频率分离控制单元112进行控制，以使得紧挨切换之前的信号与切换之后的LPF 211的输出大致一致。更具体地，可以将紧挨切换之前的信号Out2_2定义为图6B所示的“MID2”。进行用于根据以下公式来重写滤波器中间值的处理，以使得切换之后的LPF 211的输出相对于MID2改变。
公式6
Z[n-1]＝(MID2-b·FIL_IN[n-1])/(a·b+c)
此时，在进行与(公式4)和(公式5)中的计算相同的计算的情况下，获得以下公式。
公式7
FIL_OUT[n]＝MID2+b·(FIL_IN[n]-FIL_IN[n-1])
作为(公式7)的左侧项的LPF 211的输出是MID2与通过将至频率分离单元103的输入信号之间的差乘以系数b所获得的数值之和，并且信号Out2_1在切换之前和之后变为连续信号。同样，信号Out2_2是通过从至频率分离单元103的输入信号中减去LPF 211的输出所获得的信号，因而在切换之前和之后变为连续信号。
图6C是示出在重写滤波器中间值时、信号Out1_1或Out2_1的时间变化的曲线图。图6D是示出在重写滤波器中间值时、信号Out1_2或Out2_2的时间变化的曲线图。在图6C和6D中没有发生图6A和6B所示的、由于时刻T10的信号水平的急剧变化所引起的不连续性，由此在切换之前和之后信号平滑地相互连接。在时刻T10进行高频角速度信号和低频角速度信号的切换之后，信号水平根据HPF 201或LPF 211的时间常数而逐渐改变，由此由于滤波器中间值的重写所引起的偏移成分收敛。可以利用HPF 201或LPF 211的时间常数来调整偏移成分的变化。因而，可以抑制如前面参考图6A和6B示出的实线的曲线图所述的驱动速度的急剧变化，由此可以防止由于第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的跟随误差对视频的不利影响所引起的现象发生。
在本实施例中，可以利用频率分离单元103来切换针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频角速度信号和低频角速度信号的输出目的地。此外，进行用于改变频率分离单元103中所设置的HPF或LPF的滤波器中间值的处理，以使得这些信号在切换之前和之后是连续的。这样，在改变针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频带中的校正和低频带中的校正的分配时，信号可以平滑地切换。
根据本实施例，将抖动检测信号(角速度信号)分离成低频带成分和高频带成分，并且切换高频带中的校正和低频带中的校正的分配，由此可以实现最佳的图像抖动校正性能。
第二实施例
接着，将说明本发明的第二实施例。图7是示出根据第二实施例的图像抖动校正设备120的结构示例的框图。在第二实施例中，利用相同的附图标记来指定与根据第一实施例的图1所示的组件相同的组件，并且将省略针对这些组件的说明。将主要说明与第一实施例的不同之处。在以下要说明的实施例中，将同样省略这种说明。
本实施例与第一实施例的不同之处在于：代替图1所示的积分单元105和积分单元109，在频率分离单元103的前级设置积分单元121。积分单元121对来自低频成分衰减单元102的信号进行积分以生成角度信号，从而将该角度信号供给至频率分离单元103。频率分离单元103将积分单元121的该角度信号分离成高频角度信号和低频角度信号，然后将这些信号分别输出至灵敏度计算单元104和108。
除利用高频角度信号和低频角度信号来分别替换图2A～2D所示的高频角速度信号和低频角速度信号以外，频率分离单元103的结构与第一实施例的频率分离单元103的结构相同。为了对来自频率分离单元103的低频角度信号或高频角度信号进行校正，灵敏度计算单元104和108将第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的各灵敏度分别乘以角度信号，并且将相乘结果分别供给至限幅器106和110。第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111分别根据限幅器106和110的输出来进行图像抖动校正操作。
本实施例与第一实施例的不同之处在于：在频率分离单元103的前级或后级设置用于将速度信息转换成角度信息或位置信息的积分单元。在第一实施例中，给出了以下说明：针对图6A和6B所示的实线的曲线图中时刻T10处的信号的不连续性，与第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111有关的驱动速度急剧改变。在本实施例中，灵敏度计算单元104和灵敏度计算单元108将图2A～2D所示的输出信号Out1_1和Out1_2或者输出信号Out2_1和Out2_2乘以灵敏度。相乘结果经由限幅器106和110分别供给至第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111。因而，在如图6A和6B所示的实线的曲线图中发生如时刻T10所示的急剧变化的情况下，第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111被阶梯式驱动。结果，无法避免在高频角度信号和低频角度信号之间进行切换时视频发生运动。特别地，在图像抖动校正单元具有如图4A和4B所示的可动单元机械地运动的结构的情况下，可能发生如下现象：不仅在阶梯式驱动的瞬时、而且还在驱动之后的若干时间内，视频由于振荡而继续运动。
因此，与第一实施例相同，在本实施例中，如(公式3)和(公式6)所示进行用于重写要存储在频率分离单元103中所设置的临时存储单元内的滤波器中间值的处理。这样，如图6C和6D所示，在利用频率分离单元103在高频角度信号和低频角度信号之间进行切换时，信号能够平滑地相互连接。更具体地，可以防止由于第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的阶梯式驱动而发生视频的不自然运动的现象。
在本实施例的图像抖动校正设备中，在频率分离单元103的前级设置积分单元121，以进行用于将角度信号或位置信号分离成高频成分和低频成分的处理。在利用频率分离单元103切换针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频角度信号和低频角度信号的输出目的地的情况下，更新滤波器中间值，以使得这些信号在切换之前和之后是连续的。术语“滤波器”是指频率分离单元103中所设置的HPF或LPF。根据本实施例，在改变针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频带中的校正和低频带中的校正的分配时，信号平滑地切换，由此能够实现良好的图像抖动校正性能。
第三实施例
现在将说明本发明的第三实施例。除了频率分离单元103的内部结构不是图2A～2D所示的内部结构而是如图8A和8B所示以外，本实施例的图像抖动校正设备的结构与图1所示的第一实施例的图像抖动校正设备的结构相同。
在图8A中，利用HPF 311H和相减单元312处理对频率分离单元103的输入信号。在该输入信号穿过HPF 311H之后所获得的输出信号变为高频角速度信号。通过利用相减单元312从输入信号中减去HPF 311H的输出所获得的输出信号变为低频角速度信号。在图8B中，利用LPF 311L和相减单元312来处理针对频率分离单元103的输入信号。在该输入信号穿过LPF 311L之后所获得的输出信号变为低频角速度信号。通过利用相减单元312从输入信号中减去LPF 311L的输出所获得的输出信号变为高频角速度信号。
在本实施例中，在高频带中的校正和低频带中的校正在第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111之间切换的情况下，频率分离控制单元112使频率分离单元103的内部滤波器的特性在HPF和LPF之间切换。更具体地，执行用于在图8A和8B所示的HPF 311H和LPF 311L之间相互切换的处理。这样，可以使向灵敏度计算单元104的输出信号Out3_1和向灵敏度计算单元108的输出信号Out3_2在高频角速度信号和低频角速度信号之间切换。
HPF 311H和LPF 311L各自具有如图3所示的典型IIR滤波器的结构。可以通过改变增益系数a、b和c的值来实现将IIR滤波器配置为HPF还是配置为LPF。换句话说，在图3所示的示例性实施例中，在将IIR滤波器配置为HPF的情况下的增益系数是a＝HPF_a、b＝HPF_b和c＝HPF_c，并且在将IIR滤波器配置为LPF的情况下的增益系数是a＝LPF_a、b＝LPF_b和c＝LPF_c。可以通过相互切换这些增益系数来进行图8A所示的高通滤波器特性的状态和图8B所示的低通滤波器特性的状态之间的相互转换。
在通过使滤波器特性在LPF和HPF之间切换来使高频带中的图像抖动校正和低频带中的图像抖动校正在第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111之间切换的情况下，可能发生如图6A和6B所示的以下问题。应当注意，将基于如下假设来给出以下说明：在图6的A～D所示的纵轴上，利用“Out3_1”替换“Out1_1或Out2_1”，并且利用“Out3_2”替换“Out1_2或Out2_2”。在图6A和6B中，在时刻0～时刻T10的时间段内，频率分离单元103处于图8B所示的状态。换句话说，信号Out3_1是低频角速度信号，并且信号Out3_2是高频角速度信号。图6A和6B所示的实线的曲线图示出在时刻T10利用频率分离控制单元112进行高频角速度信号和低频角速度信号的切换的情况下的信号变化。虚线所示的曲线图示出在不进行信号的切换的情况下的信号变化。
信号Out3_1由积分单元105进行积分，然后作为驱动目标位置被供给至第一图像抖动校正单元107。换句话说，积分之前的信号Out3_1示出第一图像抖动校正单元107的驱动速度。同样，信号Out3_2示出第二图像抖动校正单元111的驱动速度。在图6A的实线的曲线图中，在时刻T10，在将LPF 311L切换为HPF 311H的瞬时，信号的大小急剧改变。这样，第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的驱动速度大幅改变。因而，在第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111不跟随驱动速度的变化的情况下，可能发生所拍摄图像受到此时的跟随误差的不利影响的现象。
为了避免这种现象，频率分离控制单元112对信号Out3_1和Out3_2进行控制，以使得在高频角速度信号和低频角速度信号之间进行切换时，切换之后的高频角速度信号或低频角速度信号连续地改变。换句话说，与第一实施例相同，进行用于重写LPF 311L或HPF 311H的滤波器中间值的处理。例如，在进行从图8B所示的状态向图8A所示的状态的切换的情况下，切换之前的滤波器具有低通滤波器特性并且用作LPF 311L，而切换之后的滤波器具有高通滤波器特性并且用作HPF 311H。因而，频率分离控制单元112进行控制，以使得紧挨切换之前的LPF 311L的输出与切换之后的HPF 311H的输出大致一致。将紧挨切换之前的LPF 311L的输出定义为图6A所示的“MID1”。进行用于根据以下公式来重写滤波器中间值的处理，以使得切换之后的HPF 311H的输出从MID1开始变化。
公式8
Z[n-1]＝(MID1-HPF_b·FIL_IN[n-1])/(HPF_a·HPF_b+HPF_c)
此时，在进行与(公式4)和(公式5)中的计算相同的计算的情况下，获得以下公式。
公式9
FIL_OUT[n]＝MID1+HPF_b·(FIL_IN[n]-FIL_IN[n-1])
作为(公式9)的左侧项的HPF 311H的输出是MID1与通过将至频率分离单元103的输入信号在1个采样时间段内的变化(输入信号之间的差)乘以系数HPF_b所获得的数值之和。将要进行滤波器计算的采样频率设置为与要应用于图像抖动校正设备100的抖动频率相比充分小的值。因而，输入信号之间的差减小，由此信号Out3_1在切换之前和之后变为连续信号。同样，信号Out3_2是通过从至频率分离单元103的输入信号中减去HPF 311H的输出所获得的信号，因而在切换之前和之后变为连续信号。
另一方面，在进行从图8A所示的状态向图8B所示的状态的切换的情况下，可以通过根据以下公式重写滤波器中间值，来在切换之前和之后获得连续信号。
公式10
Z[n-1]＝(MID1-LPF_b·FIL_IN[n-1])/(LPF_a·LPF_b+LPF_c)
在重写滤波器中间值时、信号Out3_1和Out3_2的时间变化如图6C和6D的曲线图所示。在图6C和6D中没有发生在时刻T10从图8B的状态切换为图8A的状态时的不连续性，由此在切换之前和之后信号平滑地相互连接。在时刻T10在高频角速度信号和低频角速度信号之间进行切换之后，信号水平根据HPF 311H的时间常数而逐渐改变，以使得通过滤波器中间值的重写所引起的偏移成分收敛。可以利用HPF 311H的时间常数来调整该偏移成分的变化。因而，与上述实施例相同，可以防止由于第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的跟随误差对视频的不利影响所引起的现象发生。
在第三实施例中，通过改变频率分离单元103的滤波器特性来进行针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频角速度信号和低频角速度信号的切换。更具体地，在HPF 311H和LPF 311L之间进行相互切换。这样，可以利用简单的结构来进行针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频角速度信号和低频角速度信号的切换。此外，在切换时进行用于改变HPF或LPF的滤波器中间值的处理。因而，在改变针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频带中的校正和低频带中的校正的分配时，信号平滑地切换，由此可以实现良好的图像抖动校正性能。
第四实施例
接着将说明本发明的第四实施例。根据本实施例的图像抖动校正设备的结构如图1的框图所示，并且频率分离单元103的结构如图8A和8B的框图所示。然而，在本实施例中，不进行第三实施例所述的HPF或LPF的滤波器中间值的更新。以下将说明用于使频率分离单元103的滤波器特性在HPF和LPF之间切换的处理。
图9A是示出频率分离控制单元112所进行的处理的流程的流程图。该处理是在使频率分离单元103的频率特性在HPF和LPF之间切换的情况下所进行的处理的示例，并且是按预定的时间间隔(例如，1/60秒)重复的。
在步骤S100中，频率分离控制单元112判断关于频率分离单元103的滤波器特性是否进行HPF 311H和LPF 311L的切换。在该判断中，如第一实施例中已经说明的，在通过改变摄像设备的变焦倍率来反转第一图像抖动校正单元107的可校正量的大小与第二图像抖动校正单元111的可校正量的大小的比率的情况下，获得肯定的判断结果(“是”)。如果在步骤S100中判断为进行HPF 311H和LPF 311L的切换，则处理进入步骤S101，而如果在步骤S100中获得否定的判断结果(“否”)，则处理结束。
在步骤S101中，将HPF 311H的输出或LPF 311L的输出的绝对值与预定值进行比较。该预定值是判断所用的阈值，并且例如被设置为接近零的水平。频率分离单元103在图8A所示的状态下判断HPF 311H的输出的绝对值是否小于预定值，而在图8B所示的状态的情况下判断LPF 311L的输出的绝对值是否小于预定值。如果在步骤S101中判断为滤波器输出的绝对值小于阈值，则处理进入步骤S102，而如果在步骤S101中判断为滤波器输出的绝对值等于或大于阈值，则处理结束。
在步骤S102中进行滤波器切换处理。如果频率分离单元103的内部滤波器是LPF，则将LPF切换为HPF，或者如果频率分离单元103的内部滤波器是HPF，则将HPF切换为LPF，然后处理结束。
在图9A所示的处理的示例中，在步骤S101中频率分离单元103的内部HPF或LPF的输出的绝对值小于阈值之后，进行HPF和LPF的切换。换句话说，在不进行步骤S101的判断处理而立即进行切换的情况下，如在第三实施例中参考图6A和6B已经说明的，在切换时第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的驱动速度大幅改变。因而，第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111无法跟随驱动速度的变化，使得可能发生视频受到此时的跟随误差的不利影响的现象。
以下将参考图10A和10B来说明图9A所示的处理的效果。图10A示出图8A和8B所示的信号Out3_1(即，至灵敏度计算单元104的输入信号)的时间变化，其中横轴标绘时间。图10B示出图8A和8B所示的信号Out3_2(即，至灵敏度计算单元108的输入信号)的时间变化，其中横轴标绘时间。在时刻0～时刻T21的时间段内，频率分离单元103处于图8B所示的状态。时刻T20表示在图9A所示的步骤S100中判断为进行滤波器切换的时间点。时刻T21表示在图9A所示的步骤S101中判断为滤波器输出的绝对值小于阈值的时间点。在时刻T20之后，保持图8B所示的状态，直到时刻T21为止，但在时刻T21处，在LPF311L的输出的绝对值小于阈值的情况下，该状态切换为图8A所示的状态。
在时刻T21，没有发生如图6A和6B的实线的曲线图所示的在时刻T10进行切换时的不连续性，由此信号平滑地相互连接。这样，与上述实施例相同，可以防止由于第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的跟随误差对视频的不利影响所引起的现象发生。
接着，作为本实施例的变形例，将说明图9B所示的处理。与图9A所示的处理的不同之处是步骤S103的处理。如果在步骤S100中判断为针对频率分离单元103中所设置的滤波器进行HPF和LPF的切换，则处理进入步骤S103。在步骤S103中，频率分离控制单元112增大低频成分衰减单元102的截止频率，然后处理进入步骤S101。
将参考图10C和10D来说明图9B所示的处理的效果。图10C示出图8A和8B所示的信号Out3_1(即，至灵敏度计算单元104的输入信号)的时间变化，其中横轴标绘时间。图10D示出图8A和8B所示的信号Out3_2(即，至灵敏度计算单元108的输入信号)的时间变化，其中横轴标绘时间。在图10C和10D中，在时刻0～时刻T22的时间段内，频率分离单元103处于图8B所示的状态。时刻T20如上所述，并且时刻T22表示在图9B所示的步骤S101中判断为滤波器输出的绝对值小于阈值的时间点。在时刻T20～T22的时间段内，进行增大低频成分衰减单元102的截止频率的控制。如果低频成分衰减单元102的截止频率增大，则低频成分从输入至频率分离单元103的信号开始衰减。因而，如图10C所示，LPF 311L的输出在时刻T20～T22内收敛为零。与图10A相比较，可以看出从时刻T20起直到进行步骤S102的处理的时刻为止的时间缩短。
如上所述，根据图9B所示的处理，与图9A的情况相同，在频率分离单元103的内部LPF或HPF的输出小于预定值的情况下，进行LPF和HPF的切换，以使得在切换之前和之后信号平滑地相互连接。另外，能够缩短从判断为进行LPF和HPF的切换的时刻T20起直到实际进行滤波器切换的时刻T22为止所需的时间。
在本实施例中，在切换针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频角速度信号和低频角速度信号的输出目的地时，进行用于使频率分离单元103的滤波器特性在HPF和LPF之间进行切换的处理。该定时是HPF或LPF的输出的绝对值小于预定值的时间点。这样，在改变针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频带中的校正和低频带中的校正的分配时，信号平滑地切换，由此能够实现良好的图像抖动校正性能。
第五实施例
接着，将说明本发明的第五实施例。根据本实施例的图像抖动校正设备的结构如图7的框图所示，并且频率分离单元103的结构如图8A和8B的框图所示。在参考图6的A～D的情况下，假定在纵轴上，利用“Out3_1”来替换“Out1_1或Out2_1”，并且利用“Out3_2”来替换“Out1_2或Out2_2”。
本实施例与第三实施例的不同之处在于：在频率分离单元103的前级设置有用于将速度信息转换成角度信息或位置信息的积分单元121(参见图7)。在第三实施例中，给出了以下说明：针对图6A和6B所示的采用实线的曲线图中时刻T10处的信号的不连续性，与第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111有关的驱动速度急剧改变。在本实施例中，灵敏度计算单元104和灵敏度计算单元108将图8A或8B所示的输出信号Out3_1和Out3_2乘以灵敏度。将相乘结果经由限幅器106和110分别供给至第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111。因而，在图6A和6B所示的实线的曲线图中发生如时刻T10所示的急剧变化的情况下，第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111被阶梯式驱动。结果，在高频角度信号和低频角度信号之间进行切换时，视频可能运动。
因此，与第三实施例相同，在本实施例中，在频率分离单元103的内部LPF和HPF之间进行切换时，进行如(公式8)和(公式10)所示的用于重写滤波器中间值的处理。这样，如图6C和6D所示，在利用频率分离单元103在高频角度信号和低频角度信号之间进行切换时，信号可以平滑地相互连接。因而，可以防止由于第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的阶梯式驱动而发生视频的可视运动的现象。
在本实施例中，在频率分离单元103的前级设置有积分单元的图像抖动校正设备中使频率分离单元103的滤波器特性在HPF和LPF之间切换时，HPF或LPF的滤波器中间值被改变，因而在切换之前和之后可以获得连续信号。结果，在改变针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频带中的校正和低频带中的校正的分配时，信号可以平滑地相互连接，由此可以实现良好的图像抖动校正性能。
第六实施例
接着，将说明本发明的第六实施例。图11是示出根据本实施例的图像抖动校正设备130的结构示例的框图。图11所示的结构和图1所示的结构之间的不同之处如下所述。
·附加设置有变焦控制单元131。
·频率分离控制单元112从变焦控制单元131获取信息以控制积分单元105和109或限幅器106和110或这两者。
在本实施例中，将说明用于在安装有图像抖动校正设备130的摄像设备处于变焦操作的情况下、切换针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频带中的校正和低频带中的校正的分配的处理。
变焦控制单元131基于变焦透镜位置检测信息来判断安装有图像抖动校正设备130的摄像设备是否处于变焦操作中。如果作为判断的结果、摄像设备处于变焦操作中，则变焦控制单元131向频率分离控制单元112通知摄像设备处于变焦操作中这一事实。频率分离控制单元112根据该通知来控制积分单元105和109以及限幅器106和110。
图12A是示出频率分离控制单元112所进行的处理的流程的流程图。该处理按预定的时间间隔(例如，1/60秒)重复。
在步骤S200中，频率分离控制单元112从变焦控制单元131获取信息以判断摄像设备是否处于变焦操作中。如果频率分离控制单元112基于来自变焦控制单元131的位置检测信息等判断为摄像设备处于变焦操作中，则处理进入步骤S201，而如果频率分离控制单元112判断为摄像设备不是处于变焦操作中，则处理转变至步骤S204。
在步骤S201中，频率分离控制单元112缩短积分单元105和109中的、分配了低频带中的校正的一个积分单元的时间常数。在变焦操作期间，用户或拍摄者对摄像设备的变焦操作构件进行操作，这导致容易发生低频带的抖动。因而，如果以与不处于变焦操作中的状态相同的方式进行低频带中的校正，则校正构件(例如，校正透镜)极有可能到达其可校正界限。为了防止该情况，在变焦操作期间执行用于缩短低频带中的校正量的计算所用的积分单元的时间常数的处理。缩短时间常数具有通过减少第一校正量或第二校正量从而使校正尽可能小来抑制校正效果的作用。注意，并不限制于缩短积分单元的时间常数的处理，而是还可以采用其它方法。例如，可以进行诸如用于停止低频带中的校正的方法等的任何处理，只要该处理防止了校正构件到达其可校正界限即可。在步骤S201的处理之后，处理进入步骤S202。
在步骤S202中，判断针对频率分离单元103是否进行针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的低频带中的校正和高频带中的校正的切换、即频率分配切换。如在第一实施例中参考图5已经说明的，在该判断处理中，在通过改变摄像设备的变焦倍率来反转第一图像抖动校正单元107的可校正量的大小与第二图像抖动校正单元111的可校正量的大小的比率的情况下，获得肯定的判断结果(“是”)。如果在步骤S202中判断为进行频率分配切换，则处理进入步骤S203，而如果在步骤S202中判断为不进行频率分配切换，则处理结束。在步骤S203中，频率分离控制单元112设置表示针对频率分离单元103是否进行高频带和低频带的切换的标志(CHANGE_FLAG)，并且处理结束。
另一方面，在步骤S204中，频率分离控制单元112判断是否设置了CHANGE_FLAG。如果在步骤S204中没有设置CHANGE_FLAG，则处理结束。如果在步骤S204中设置了CHANGE_FLAG，则处理进入步骤S205，并且执行针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的低频带中的校正和高频带中的校正的切换处理。在步骤S205之后，处理进入步骤S206，并且重置CHANGE_FLAG。然后，处理结束。
接着，将参考图13的A～D来说明图12A所示的处理的效果。图13A和13C各自示出积分单元105的输出信号的时间变化，其中横轴标绘时间。图13B和13D各自示出积分单元109的输出信号的时间变化，其中横轴标绘时间。假定在图13的A～D中，在时刻T30～时刻T32的时间段内进行摄像设备的变焦操作，而在其它时间段内不进行变焦操作。
图13A和13B示出在不进行参考图12A所述的处理的情况下，积分单元105和109的输出的变化。将说明第一图像抖动校正单元107在时刻0～时刻T31的时间段内进行低频带中的校正、而在时刻T31之后进行高频带中的校正的情况。在时刻T30变焦操作开始的情况下，执行用于使计算低频带中的校正量所用的积分单元105的时间常数缩短得小于设置值的处理。因而，在时刻T30～时刻T31内，积分单元105的输出收敛为零。时刻T31示出第一图像抖动校正单元107的可校正量的大小与第二图像抖动校正单元111的可校正量的大小的比率发生反转的定时。换句话说，在时刻T31切换低频带中的校正和高频带中的校正的分配。在时刻T31之后，利用第二图像抖动校正单元111进行低频带中的校正。因而，执行用于使积分单元105的时间常数返回至其原始设置值以缩短积分单元109的时间常数的处理。这样，在时刻T31～时刻T32内，积分单元109的输出收敛为零。然后，在时刻T32变焦操作完成时，进行用于使积分单元109的时间常数返回至其原始设置值的处理，并且利用第二图像抖动校正单元111进行低频带中的图像抖动校正。
如果不进行图12A所示的处理，则将用于紧挨在变焦操作开始之后进行低频带中的校正的图像抖动校正单元控制为返回至其可校正范围的中心位置。紧挨在后续变焦操作中在低频带中的校正和高频带中的校正之间进行切换之后，将新进行低频带中的校正的图像抖动校正单元控制为返回至其可校正范围的中心位置。在这种情况下，如果在变焦操作期间多次发生用户或拍摄者并不期望的图像的运动，则可能会给用户或拍摄者带来不自然感。
作为对比，图13C和13D示出在进行参考图12A所述的处理的情况下积分单元105和109的信号输出的变化。在图13C和13D中，时刻T31表示切换低频带中的校正和高频带中的校正的分配的定时。然而，通过图12A所示的步骤S202和S203的处理，在变焦操作期间没有进行频率分配切换。在变焦操作完成的时刻T32，通过步骤S205的处理来切换针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的频率分配。
在图12A所示的处理中，在变焦操作期间没有进行频率分配切换，而是在变焦操作完成之后进行频率分配切换，因此可以将用户或拍摄者所不期望的图像的运动的发生的定时限制在仅紧挨变焦操作完成之后。因而，可以避免给用户或拍摄者带来由于图像的多次运动所引起的不自然感。
在本实施例中，在变焦操作完成之后，切换针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频角速度信号和低频角速度信号的输出目的地。更具体地，在变焦操作期间禁止向第一控制或第二控制的改变，而是在变焦位置的改变操作完成之后进行向第一控制或第二控制的改变。因而，在改变针对第一图像抖动校正单元107和第二图像抖动校正单元111的高频带中的校正和低频带中的校正的分配时，信号平滑地切换，由此可以实现良好的图像抖动校正性能。
接着，将参考图12B和图14的A～D来说明本实施例的变形例。在该变形例中，频率分离控制单元112控制积分单元105和109以及限幅器106和110。
图12B是示出频率分离控制单元112所进行的处理的流程的流程图。将主要说明相比图12A所示的处理添加的步骤S210和S211的处理。
如果在步骤S200中判断为摄像设备处于变焦操作中，则在步骤S201之后处理进入步骤S210。在步骤S210中，频率分离控制单元112改变限幅器106和110的设置值(上限值)。与针对各变焦位置所预先确定的限幅器的设置值相比，高频带中的校正所用的一个限幅器的设置值改变为较大值，并且低频带中的校正所用的另一限幅器的设置值改变为较小值。
如果在步骤S200中判断为摄像设备没有处于变焦操作中，则处理进入步骤S211。如果通过步骤S210的处理改变了在变焦操作中的限幅器106和110的设置值，则在步骤S211中进行用于使限幅器106和110的设置值返回至针对各变焦位置所预先确定的其原始设置值的处理。在步骤S211之后，处理进入步骤S204。
接着，将参考图14的A～D来说明图12B所示的处理的效果。图14A和14C各自示出积分单元105的输出信号(细线)的时间变化和限幅器106的设置值(粗线)的时间变化，其中横轴标绘时间。图14B和14D各自示出积分单元109的输出信号(细线)的时间变化和限幅器110的设置值(粗线)的时间变化，其中横轴标绘时间。在图14A～14D中，假定在时刻T40～时刻T41的时间段内进行摄像设备的变焦操作，而在其它时间段内不进行变焦操作。在时刻0～时刻T41的时间段内，第一图像抖动校正单元107进行低频带中的校正并且第二图像抖动校正单元111进行高频带中的校正，并且在时刻T41切换频率分配。
图14A和14B各自示出在不进行图12B所示的处理的情况下、积分单元105和109的输出以及限幅器106和110的设置值的变化。如图14B所示，在时刻0～时刻T41的时间段内，进行高频带中的校正的第二图像抖动校正单元111的可校正范围、即限幅器110的设置值在变焦操作期间暂时变小。然后，限幅器110的设置值增大。在该示例中，在限幅器110的设置值变小的情况下，积分单元109的输出变得大于限幅器110的设置值。因而，可能无法正确地进行高频带中的校正。
作为对比，图14C和14D各自示出在进行图12B所示的处理的情况下、限幅器106和110的设置值的变化。粗实线所示的曲线图示出限幅器106和110的设置值的时间变化。虚线所示的曲线图示出针对各变焦位置所预先确定的限幅器106和110的设置值的变化。通过图12B所示的步骤S210的处理，限幅器106和110的设置值如实线示出的曲线图所示改变。
从时刻T40起，如图14C的细实线示出的曲线图所示，作为用于进行低频带中的校正的第一图像抖动校正单元107的校正目标位置的积分单元105的输出向着零收敛。因而，即使在通过步骤S210的处理使得如图14C的粗实线示出的曲线图所示的限幅器106的设置值小于针对各变焦位置所预先确定的设置值的情况下，积分单元105的输出也不发生变化。另一方面，能够使限幅器110的设置值增大限幅器106的设置值的减小量。换句话说，在变焦操作期间(在时刻T40～T41的时间段内)，通过步骤S210的处理使得如图14D的粗实线示出的曲线图所示的限幅器110的设置值改变为大于针对各变焦位置所预先确定的设置值。因而，如参考图14B已经说明的，防止了积分单元109的输出大于限幅器110的设置值，由此可以正确地进行高频带中的校正。
在第六实施例的变形例中，在变焦操作期间进行控制，以使得将用于进行低频带中的校正的图像抖动校正单元的限幅器的设置值设置得小，并且将用于进行高频带中的校正的图像抖动校正单元的限幅器的设置值设置得大。这样，在变焦操作期间针对各变焦位置所预先确定的可校正范围变小的情况下，可以防止用于进行高频带中的校正的图像抖动校正单元到达其可校正界限。
如上所述，尽管已经基于本发明的优选实施例给出了详细说明，但本发明不限于这些具体实施例，而且没有背离本发明的精神的各种实施例也可以包括在本发明的技术范围内。还可以适当组合上述实施例的一部分。
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。所附权利要求书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。
本申请要求2014年1月16日提交的日本专利申请2014-006224的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

Claims (10)

1.一种图像抖动校正设备，用于使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述图像抖动校正设备包括：
信号分离单元，用于将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及
控制单元，用于进行第一控制和第二控制之间的切换操作，其中所述第一控制通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，以及所述第二控制通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，
其中，所述控制单元在所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小大于所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小的情况下，进行所述第一控制，而在所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小大于所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小的情况下，进行所述第二控制。
2.根据权利要求1所述的图像抖动校正设备，其中，所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小和所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小之间的关系根据变焦倍率而反转。
3.根据权利要求2所述的图像抖动校正设备，其中，所述控制单元在变焦位置改变操作期间禁止所述切换操作，而在所述变焦位置改变操作完成之后进行所述切换操作。
4.根据权利要求1所述的图像抖动校正设备，其中，在变焦位置改变操作期间，所述控制单元将高通滤波器的截止频率设置为大于预定值，从而减小根据所述低频信号所计算出的抖动校正量。
5.根据权利要求2所述的图像抖动校正设备，其中，在变焦位置改变操作期间，所述控制单元停止使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号的图像抖动校正，从而将通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号所控制的图像抖动校正单元置于中心，并且扩展用于确定根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号的上限值的限幅器。
6.一种图像抖动校正设备，用于使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述图像抖动校正设备包括：
信号分离单元，用于将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及
控制单元，用于进行第一控制和第二控制之间的切换操作，其中所述第一控制通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，以及所述第二控制通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，
其中，所述控制单元在变焦位置改变操作期间禁止所述切换操作，而在所述变焦位置改变操作完成之后进行所述切换操作。
7.一种图像抖动校正设备，用于使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述图像抖动校正设备包括：
信号分离单元，用于将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及
控制单元，用于根据随变焦倍率而改变的、所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小与所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小之间的关系，来在如下两者之间进行切换操作：所述第一图像抖动校正单元基于所述低频信号校正图像抖动并且所述第二图像抖动校正单元基于所述高频信号校正图像抖动；以及，所述第一图像抖动校正单元基于所述高频信号校正图像抖动并且所述第二图像抖动校正单元基于所述低频信号校正图像抖动。
8.一种图像抖动校正设备要执行的控制方法，所述图像抖动校正设备使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述控制方法包括以下步骤：
将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及
控制步骤，用于进行第一控制和第二控制之间的切换操作，其中所述第一控制通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，以及所述第二控制通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，
其中，在所述控制步骤中，在所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小大于所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小的情况下，进行所述第一控制，而在所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小大于所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小的情况下，进行所述第二控制。
9.一种图像抖动校正设备要执行的控制方法，所述图像抖动校正设备使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述控制方法包括以下步骤：
将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及
控制步骤，用于进行第一控制和第二控制之间的切换操作，其中所述第一控制通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，以及所述第二控制通过使用根据所述高频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第一图像抖动校正单元来校正图像抖动，并且通过使用根据所述低频信号所计算出的抖动校正信号控制所述第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，
其中，在所述控制步骤中，在变焦位置改变操作期间禁止所述切换操作，而在所述变焦位置改变操作完成之后进行所述切换操作。
10.一种图像抖动校正设备要执行的控制方法，所述图像抖动校正设备使用第一图像抖动校正单元和第二图像抖动校正单元来校正图像抖动，所述控制方法包括以下步骤：
将抖动检测单元所检测到的抖动信号分离成低频信号和高频信号；以及
根据随变焦倍率而改变的、所述第一图像抖动校正单元的可校正范围的大小与所述第二图像抖动校正单元的可校正范围的大小之间的关系，来在如下两者之间进行切换操作：所述第一图像抖动校正单元基于所述低频信号校正图像抖动并且所述第二图像抖动校正单元基于所述高频信号校正图像抖动；以及，所述第一图像抖动校正单元基于所述高频信号校正图像抖动并且所述第二图像抖动校正单元基于所述低频信号校正图像抖动。
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