CN105282434B - 图像抖动校正装置及其控制方法和摄像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像抖动校正装置及其控制方法和摄像设备。该图像抖动校正装置包括用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动的第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜。图像抖动校正装置在校正了第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜之间的驱动偏差之后，执行针对第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜的驱动所引起的图像抖动的校正。

Description

图像抖动校正装置及其控制方法和摄像设备

技术领域

本发明涉及图像抖动校正装置及其控制方法和摄像设备。

背景技术

存在如下情况：在利用诸如数字照相机等的摄像设备拍摄图像的情况下，由于保持照相机本体的用户的手晃动(发生手抖动)，因此被摄体图像发生抖动(图像抖动)。已提出了包括用于校正该图像抖动的图像抖动校正单元的摄像设备。

传统上使用了光学式图像抖动校正处理和电子式图像抖动校正处理作为利用图像抖动校正单元的校正处理。光学式图像抖动校正处理通过使用例如角速度传感器来检测施加至照相机本体的振动，并且使摄像光学系统的内部所设置的图像抖动校正透镜根据该检测结果而移动。因而，摄像光学系统的光轴方向发生改变，并且要成像在摄像元件的受光面上的图像移动，由此校正了图像抖动。另外，在电子式图像抖动校正处理中，对所拍摄图像进行图像处理，并且人为地校正图像抖动。

日本特开2001-249276公开了通过使多个透镜组沿与光轴不同的方向移动来校正图像抖动的摄像镜头。

日本特开2001-249276所公开的摄像镜头使多个透镜组沿与光轴不同的方向一体地移动、或者使这些透镜组以这些透镜组的重心位置的附近为中心一体地转动。另外，通过使用同一驱动机构来一体地进行透镜组的驱动，因而使设备的大型化缩减到最低限度。然而，在如该摄像镜头的情况那样、通过使用同一驱动机构来一体地驱动透镜组的情况下，透镜的配置和驱动机构的配置等受到限制，因而设计作业的灵活性可能丢失。

在单独驱动多个透镜的情况下，在用作用于校正图像抖动的校正单元的多个透镜的驱动相位一致并且同步地驱动这些透镜时，没有发生光学性能的劣化。然而，在透镜的驱动相位不一致的情况下，发生光学性能的劣化。因此，特别是在拍摄运动图像期间等有时发生光学性能的劣化的情况下，所拍摄到的运动图像的质量低。

发明内容

本发明提供使得能够同步地驱动多个校正单元并且校正图像抖动的图像抖动校正装置。

本发明的一个实施例的一种图像抖动校正装置，包括：第一校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动；第二校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动，其中所述第一校正单元和所述第二校正单元位于光轴上的不同位置；以及控制单元，用于在校正了所述第一校正单元和所述第二校正单元之间的驱动偏差之后，通过对所述第一校正单元和所述第二校正单元进行控制来控制所述图像抖动的校正的执行。

根据本发明的一种图像抖动校正装置的控制方法，所述图像抖动校正装置包括：第一校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动；以及第二校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动，其中所述第一校正单元和所述第二校正单元位于光轴上的不同位置，所述控制方法包括以下步骤：在校正了所述第一校正单元和所述第二校正单元之间的驱动偏差之后，通过对所述第一校正单元和所述第二校正单元进行控制来控制所述图像抖动的校正的执行。

根据本发明的一种摄像设备，其包括上述的图像抖动校正装置。

根据本发明的图像抖动校正装置，可以同步地驱动多个校正单元并且校正图像抖动。

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是示出本实施例的摄像设备的结构示例的图。

图2是示出本实施例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单元的分解立体图的示例。

图4是示出图像抖动校正透镜驱动单元的结构的图。

图5是示出根据第一实施例的图像抖动校正控制单元和透镜控制单元的内部结构的框图。

图6A和图6B是说明根据第一实施例的图像抖动校正透镜的目标位置计算处理的流程图。

图7是示出根据第一实施例的第一图像抖动校正透镜模型的频率特性的图。

图8A和图8B是示出根据第二实施例的图像抖动校正控制单元和透镜控制单元的内部结构的框图。

图9是说明根据第二实施例的图像抖动校正透镜的目标位置计算处理的流程图。

具体实施方式

第一实施例

图1是示出本实施例的摄像设备的结构示例的图。图1所示的摄像设备是数字静态照相机。注意，本实施例的摄像设备可以具有运动图像拍摄功能。

图1所示的摄像设备包括变焦单元101、变焦驱动单元102、第一图像抖动校正透镜103、图像抖动校正透镜驱动单元104、光圈/快门单元105、光圈/快门驱动单元106、调焦透镜107、调焦驱动单元108、摄像单元109、摄像信号处理单元110、视频信号处理单元111、显示单元112、第二图像抖动校正透镜113、电源单元115、外部输入输出端子单元116、操作单元117、存储单元118和控制单元119。变焦单元101是构成摄像光学系统的倍率可变的摄像镜头的一部分。变焦单元101具有改变摄像镜头的倍率的变焦透镜。变焦驱动单元102根据控制单元119的控制来控制变焦单元101的驱动。第一图像抖动校正透镜103是用于校正施加至该设备的抖动所引起的图像抖动的第一校正单元。第一图像抖动校正透镜103被配置成沿相对于摄像镜头的光轴的垂直的方向可移动。图像抖动校正透镜驱动单元104控制第一图像抖动校正透镜103的驱动。第二图像抖动校正透镜113是用于校正施加至该设备的抖动所引起的图像抖动的第二校正单元。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的结构等同的结构，并且由图像抖动校正透镜驱动单元104进行驱动和控制。

光圈/快门单元105是具有光圈功能的机械快门。光圈/快门驱动单元106根据控制单元119的控制来驱动光圈/快门单元105。调焦透镜107是摄像镜头的一部分，并且被配置成使得能够沿着摄像镜头的光轴改变位置。调焦驱动单元108根据控制单元119的控制来驱动调焦透镜107。

摄像单元109通过使用例如CCD图像传感器或CMOS图像传感器的摄像元件来将摄像镜头所产生的光学图像转换成以像素为单位的电气信号。CCD是“电荷耦合器件”的缩写。CMOS是“互补金属氧化物”的缩写。摄像信号处理单元110例如对从摄像单元109输出的电气信号进行A/D转换、相关双采样、伽玛校正、白平衡校正和颜色插值处理，然后将该结果转换成视频信号。视频信号处理单元111根据用途来加工从摄像信号处理单元110输出的视频信号。具体地，视频信号处理单元111生成显示用视频或者进行编码和数据归档以供记录。

显示单元112基于从视频信号处理单元111输出的显示用视频信号来根据需要显示图像。电源单元115根据用途来向摄像设备整体提供电源。外部输入输出端子单元116与外部装置进行通信信号和视频信号的输入和输出。操作单元117具有用于从用户向摄像设备提供指示的按钮和开关。存储单元118存储包括视频信息的各种数据。控制单元119例如具有CPU、ROM和RAM，将ROM中所存储的控制程序展开至RAM，在CPU中执行该程序，相应地控制摄像设备的各单元，并由此实现包括以下所述的各种操作的摄像设备的操作。CPU是“中央处理单元”的缩写。ROM是“只读存储器”的缩写。RAM是“随机存取存储器”的缩写。

操作单元117具有释放按钮，其中该释放按钮被配置成根据按下量来顺次接通第一开关(SW1)和第二开关(SW2)。在半按下释放按钮的情况下，接通释放开关(SW1)，并且在全按下释放按钮的情况下，接通释放开关(SW2)。在接通释放开关(SW1)的情况下，控制单元119基于由视频信号处理单元111输出至显示单元112的显示用视频信号来计算AF评价值。随后，控制单元119基于该AF评价值，通过控制调焦驱动单元108来进行自动调焦检测。

另外，控制单元119基于视频信号的亮度信息和预先确定的程序图来进行用于确定获得适当的曝光量所用的光圈值和快门速度的AE处理。在接通释放开关(SW2)的情况下，控制单元119使用所确定的光圈值和快门速度来进行拍摄，并且控制各个处理单元以将在摄像单元109中所获得的图像数据存储在存储单元118中。

操作单元117还包括使得能够选择抖动校正模式的图像抖动校正开关。在利用图像抖动校正开关选择抖动校正模式的情况下，控制单元119将针对图像抖动校正操作的指示提供至图像抖动校正透镜驱动单元104，并且接收到该指示的图像抖动校正透镜驱动单元104进行图像抖动校正操作，直到提供了用以关闭图像抖动校正的指示为止。另外，操作单元117具有使得能够选择静止图像拍摄模式和运动图像拍摄模式中的任意模式的拍摄模式选择开关。通过经由拍摄模式选择开关的操作选择拍摄模式，控制单元119可以改变图像抖动校正透镜驱动单元104的操作条件。图像抖动校正透镜驱动单元104构成本实施例的图像抖动校正装置。

另外，操作单元117还具有用于选择重放模式的重放模式选择开关。在通过重放模式选择开关的操作选择了重放模式的情况下，控制单元119停止图像抖动校正操作。另外，操作单元117包括用于提供针对变焦倍率改变的指示的倍率改变开关。在通过倍率改变开关的操作提供了针对变焦倍率改变的指示的情况下，经由控制单元119接收到该指示的变焦驱动单元102驱动变焦单元101，并且使变焦单元101移动至所指示的变焦位置。

图2是示出摄像设备所配备的图像抖动校正装置的结构示例的图。在该示例中，第一振动传感器201是角速度传感器。第一振动传感器201检测处于正常姿势(图像的长度方向与水平方向大致一致的姿势)的摄像设备的垂直方向(纵摇方向)上的振动。第二振动传感器202是角速度传感器，并且检测处于正常姿势的摄像设备的水平方向(横摆方向)上的振动。也就是说，第一振动传感器201和第二振动传感器202用作用于检测施加至该设备的抖动的检测单元。第一图像抖动校正控制单元203输出纵摇方向上的图像抖动校正透镜的校正位置控制信号，并且控制图像抖动校正透镜的驱动。第二图像抖动校正控制单元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，并且控制图像抖动校正透镜的驱动。

第一透镜位置控制单元205通过使用从第一图像抖动校正控制单元203输出的纵摇方向上的校正位置控制信号并且通过使用来自第一霍尔(Hall)元件209的图像抖动校正透镜在纵摇方向上的位置信息来进行反馈控制。因而，第一透镜位置控制单元205例如驱动用作致动器的第一驱动单元207。同样，第二透镜位置控制单元206通过使用从第二图像抖动校正控制单元204输出的横摆方向上的校正位置控制信号并且通过使用来自第二霍尔元件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。因而，第二透镜位置控制单元206例如驱动用作致动器的第二驱动单元208。

接着，将说明图像抖动校正透镜驱动单元104所进行的第一图像抖动校正透镜103的驱动控制操作。将来自第一振动传感器201的表示摄像设备在纵摇方向上的抖动的抖动信号(角速度信号)供给至第一图像抖动校正控制单元203。另外，将表示来自第二振动传感器202的表示摄像设备在横摆方向上的抖动的抖动信号(角速度信号)供给至第二图像抖动校正控制单元204。

第一图像抖动校正控制单元203基于所供给的抖动信号来生成用于沿纵摇方向驱动第一图像抖动校正透镜103的校正位置控制信号，并且将该信号输出至第一透镜位置控制单元205。另外，第二图像抖动校正控制单元204基于所供给的抖动信号来生成用于沿横摆方向驱动第一图像抖动校正透镜103的校正位置控制信号，并且将该信号输出至第二透镜位置控制单元206。

第一霍尔元件209输出用作第一图像抖动校正透镜103在纵摇方向上的位置信息的、电压依赖于由于第一图像抖动校正透镜103的外周所设置的磁体而产生的磁场的强度的信号。第二霍尔元件210输出用作第一图像抖动校正透镜103在横摆方向上的位置信息的、电压依赖于由于第一图像抖动校正透镜103的外周所设置的磁体而产生的磁场的强度的信号。将该位置信息供给至第一透镜位置控制单元205和第二透镜位置控制单元206。

第一透镜位置控制单元205在驱动第一驱动单元207的情况下进行反馈控制，以使得来自第一霍尔元件209的信号值收敛于来自第一图像抖动校正控制单元203的校正位置控制信号值。另外，第二透镜位置控制单元206在驱动第二驱动单元208的情况下进行反馈控制，以使得来自第二霍尔元件210的信号值收敛于来自第二图像抖动校正控制单元204的校正位置控制信号值。

由于在从第一霍尔元件209和第二霍尔元件210所输出的位置信号值中存在变化，因此调整第一霍尔元件209和第二霍尔元件210的输出，以使得第一图像抖动校正透镜103针对预定的校正位置控制信号而移动至预定位置。

第一图像抖动校正控制单元203基于来自第一振动传感器201的抖动信息，来输出使第一图像抖动校正透镜103的位置移动以抵消被摄体图像的图像抖动的校正位置控制信号。

第二图像抖动校正控制单元204基于来自第二振动传感器202的抖动信息，来输出使第一图像抖动校正透镜103的位置移动以抵消被摄体图像的图像抖动的校正位置控制信号。例如，第一图像抖动校正控制单元203和第二图像抖动校正控制单元204对抖动信号(角速度信号)或抖动信息进行滤波处理等，并且生成校正速度控制信号或校正位置控制信号。通过上述操作，即使在拍摄期间在摄像设备中存在包括手抖动的振动，也可以防止由于某种程度的振动的图像抖动。

图像抖动校正透镜驱动单元104所进行的第二图像抖动校正透镜113的驱动控制操作与图像抖动校正透镜驱动单元104所进行的第一图像抖动校正透镜103的驱动控制操作相同。也就是说，第一图像抖动校正控制单元203基于所供给的抖动信号来生成用于沿纵摇方向驱动第二图像抖动校正透镜113的校正位置控制信号，并且将该信号输出至第三透镜位置控制单元211。另外，第二图像抖动校正控制单元204基于所供给的抖动信号来生成用于沿横摆方向驱动第二图像抖动校正透镜113的校正位置控制信号，并且将该信号输出至第四透镜位置控制单元212。

第三透镜位置控制单元211在驱动第三驱动单元214的情况下进行反馈控制，以使得来自第三霍尔元件216的信号值收敛于来自第一图像抖动校正控制单元203的校正位置控制信号值。另外，第四透镜位置控制单元212在驱动第四驱动单元215的情况下进行反馈控制，以使得来自第四霍尔元件213的信号值收敛于来自第二图像抖动校正控制单元204的校正位置控制信号值。

图3是图像抖动校正透镜驱动单元的分解立体图的示例。图像抖动校正透镜驱动单元104包括第一图像抖动校正透镜103、可动镜筒122、固定板123、滚球124、第一电磁驱动单元207和第二电磁驱动单元208。另外，图像抖动校正透镜驱动单元104包括施力弹簧127、第一位置传感器209、第二位置传感器210和传感器保持件129。

第一电磁驱动单元207包括第一磁体1251、第一线圈1252和第一磁轭1253。第二电磁驱动单元208包括第二磁体1261、第二线圈1262和第二磁轭1263。

第一图像抖动校正透镜103是使得能够使光轴偏心的第一校正光学构件。利用第一图像抖动校正控制单元203和第二图像抖动校正控制单元204来驱动并控制第一图像抖动校正透镜103。因而，进行了使穿过摄像光学系统的光像移动的图像抖动校正操作，并且可以确保摄像面上的图像的稳定性。注意，在该示例中，尽管使用校正透镜作为用于校正图像抖动的校正单元，但还可以通过相对于摄像光学系统驱动诸如CCD等的摄像单元来确保摄像面上的图像的稳定性。也就是说，可以使用摄像单元作为用于校正图像抖动的校正单元。

可动镜筒122是在中央的开口部保持第一图像抖动校正透镜103的第一可动单元。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包括三个滚球容纳部，并且利用滚球124以在与光轴垂直的面内可移动的方式滚动支撑。另外，可动镜筒122在三个位置包括弹簧钩部，并且可以保持施力弹簧127的一端。

固定板123是被形成为圆筒状的第一固定构件。固定板123在外周部的三个位置处包括从动件1231。在固定板123的中央的开口部配置可动镜筒122。因而，可以对可动镜筒122的可动量进行限制。

另外，固定板123在面向第一磁体1251的磁化面的位置处保持第一线圈1252和第一磁轭1253。另外，固定板123在面向第二磁体1261的磁化面的位置处保持第二线圈1262和第二磁轭1263。另外，固定板123包括三个滚球容纳部，并且经由滚球124以在与光轴垂直的面内可移动的方式支撑可动镜筒122。另外，固定板123包括三个弹簧钩部。因而，保持了施力弹簧127的一端。

在该示例中，第一电磁驱动单元207是已知的音圈马达。向安装至固定板123的第一线圈1252供给电流，并且在第一线圈1252和固定至可动镜筒122的第一磁体1251之间产生洛伦兹(Lorentz)力以使得可以驱动可动镜筒122。第二电磁驱动单元208是通过使与第一电磁驱动单元207相同的音圈马达以90°进行转动所生成的，因而将省略详细说明。

施力弹簧127是产生与变形量成比例的施力的拉伸弹簧。施力弹簧127的一端固定至可动镜筒122，其另一端固定至固定板123，并且在这两者之间产生施力。利用该施力保持滚球124，并且滚球124可以维持与固定板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的两个磁性传感器，并且可以根据输出变化来检测可动镜筒122在面内的移动。

传感器保持件129被配置为具有大致圆盘状，并且固定至固定板123。可以在面向第一磁体1251和第二磁体1261的位置处保持两个位置传感器128。另外，传感器保持件129可以将可动镜筒122容纳在与固定板123所形成的内部空间中。因而，即使向图像抖动校正装置施加冲击力或者姿势差改变，也可以防止内部的部件发生脱落。通过上述结构，图像抖动校正透镜驱动单元104可以使第一图像抖动校正透镜103移动至与光轴垂直的面上的任何位置。

图4是示出图像抖动校正透镜驱动单元中的第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜之间的位置关系的图。在图4中，为了便于说明，分解或省略图像抖动校正透镜驱动单元的一部分。可动镜筒132是图像抖动校正透镜驱动单元104所配备的、在中央的开口部保持第二图像抖动校正透镜113的第二可动单元。固定板133是图像抖动校正透镜驱动单元104所配备的、包括第二图像抖动校正透镜113的第二固定构件。除透镜形状和保持透镜的可动镜筒132的形状以外，包括第二图像抖动校正透镜113的图像抖动校正透镜驱动单元104具有与包括第一图像抖动校正透镜103的图像抖动校正透镜驱动单元104的结构相同的结构，因而将省略详细说明。

图5是示出第一实施例的图像抖动校正装置的内部结构的图。图5示出用于校正纵摇方向上的抖动信号的机构。由于利用第二图像抖动校正控制单元204、第二透镜位置控制单元206、第四透镜位置控制单元212、第二驱动单元208和第四驱动单元215所实现的用于校正横摆方向上的抖动信号的机构与图5所示的机构相同，因此将省略针对该机构的说明。

第一振动传感器201检测表示施加至摄像设备的抖动的抖动信号(角速度信号)。第一图像抖动校正控制单元203包括LPF(低通滤波器)501和第一图像抖动校正透镜模型502。利用LPF 501对第一振动传感器201所检测到抖动信号进行积分，并且将该抖动信号从角速度信号转换成角度信号。

将从LPF 501输出的角度信号作为表示第一图像抖动校正透镜的目标位置的信号(目标位置信号)输入至第一透镜位置控制单元205。将第一霍尔元件209所检测到的第一图像抖动校正透镜103的位置信息与第一图像抖动校正透镜的目标位置进行比较，并且在第一透镜位置控制单元205中计算控制输出，以使得第一图像抖动校正透镜的目标位置和透镜位置之间的偏差变为零。随后，根据所计算出的控制输出，经由第一驱动单元207来通过位置反馈控制执行图像抖动校正操作。

作为对比，控制单元119将从低通滤波器501输出的角度信号输入至第一图像抖动校正透镜模型502，并且通过使用第一图像抖动校正透镜模型502来进行信号处理。第一图像抖动校正透镜模型502是具有相对于第一图像抖动校正透镜103的目标值的驱动特性(在该示例中为频率特性)的透镜模型。将利用第一图像抖动校正透镜模型502进行了信号处理的角度信号作为表示第二图像抖动校正透镜的目标位置的目标位置信号输入至第三透镜位置控制单元211。将第三霍尔元件216所检测到的第二图像抖动校正透镜113的位置信息与第二图像抖动校正透镜的目标位置进行比较，并且在第三透镜位置控制单元211中计算控制输出，以使得第二图像抖动校正透镜的目标位置和透镜位置之间的偏差变为零。随后，第三驱动单元214根据所计算出的控制输出驱动第二图像抖动校正透镜113，由此执行图像抖动校正操作。

图6A和图6B是示出第一图像抖动校正透镜模型的频率特性的图。图6A示出与频率相对应的、输出信号相对于输入信号的相位差特性。横轴表示频率，并且纵轴表示输出信号相对于输入信号的相位差特性。图6B以分贝为单位示出与频率相对应的、输出信号相对于输入信号的振幅的倍率。图6A和图6B所示的频率特性表示直到相对于从低通滤波器501输出的角度信号的在第一霍尔元件209处所检测到的第一图像抖动校正透镜的位置信号为止的闭环传递特性(频率特性)。第一图像抖动校正透镜模型502是利用表示第一图像抖动校正透镜103的位置相对于第一图像抖动校正透镜103的目标位置的相位差和振幅差(相位特性和增益特性)的频率特性的数学模型构成的。具体地，第一图像抖动校正透镜模型502由数字滤波器和电气电路构成。

可以使用表示上述频率特性的任何透镜模型作为第一图像抖动校正透镜模型502。可以针对包括至少温度变化、驱动振幅和透镜焦距中的任一个的各驱动条件来设置第一图像抖动校正透镜模型502。随后，在频率特性根据包括温度变化、驱动振幅和焦距长度的驱动条件而改变的情况下，控制单元119可以根据驱动条件来改变要使用的第一图像抖动校正透镜模型502。因而，考虑到利用第一图像抖动校正透镜模型502所表示的相位特性和增益特性的信号用作第二图像抖动校正透镜的目标位置信号，由此可以对由于第一图像抖动校正透镜103和第二图像抖动校正透镜113的驱动特性之间的差异所引起的驱动偏差进行校正。假定驱动特性之间的差异影响摩擦特性的差异、透镜应答性和控制带宽。

可以使用任何控制计算器作为第一透镜位置控制单元205和第三透镜位置控制单元211。在该示例中，使用PID控制器作为第一透镜位置控制单元205和第三透镜位置控制单元211。

图7是说明第一实施例的图像抖动校正装置所进行的图像抖动校正透镜的目标位置的计算处理的流程图。按恒定的周期间隔执行图像抖动校正控制的计算。首先，在处理开始的情况下(步骤S101)，第一振动传感器201获得图像抖动信号(步骤S102)。随后，LPF 501对所获得的图像抖动信号的输出值进行积分，将该输出值从角速度信息转换成角度信息(图像抖动角度信号)，并且输出该角度信息(步骤S103)。

接着，控制单元119将LPF 501的输出值输入至第一透镜位置控制单元205(步骤S104)。由此，驱动第一图像抖动校正透镜103并且进行图像抖动校正。随后，控制单元119将步骤S103中所输出的图像抖动角度信号输入至第一图像抖动校正透镜模型502(步骤S105)。

接着，控制单元119利用第一图像抖动校正透镜模型对图像抖动角度信号进行信号处理(步骤S106)。具体地，控制单元119利用表示相对于第一图像抖动校正透镜的目标位置的频率传递特性的数字滤波器来对图像抖动角度信号进行处理，并且输出该图像抖动角度信号。控制单元119将第一图像抖动校正透镜模型的输出输入至第三透镜位置控制单元211。因而，与第一图像抖动校正透镜同步地驱动第二图像抖动校正透镜。也就是说，控制单元119用作如下的控制单元，其中该控制单元在校正了第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜之间的驱动偏差之后，执行由于第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜的驱动所引起的图像抖动的校正。根据本实施例，在减少这些抖动校正透镜的同步驱动的偏差所引起的光学性能劣化的同时，去除了施加至摄像设备的图像抖动的影响。

在第一实施例中，图像抖动校正角度相对于第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜的驱动行程各自的关系被视为相同，并且将第一图像抖动校正透镜的目标位置以及第二图像抖动校正透镜的目标位置输入至第一透镜位置控制单元和第二透镜位置控制单元。在相对于第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜的驱动行程的校正角度不同的情况下，将考虑到相对于第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜的驱动行程的图像抖动校正角度的系数累加至这些图像抖动校正透镜各自的目标位置。

第二实施例

图8A和图8B是示出第二实施例的图像抖动校正装置的内部结构的图。除图像抖动校正控制单元203以外，第二实施例的图像抖动校正装置的结构与第一实施例相同，因而将省略针对该结构的说明。第二图像抖动校正控制单元204、第二透镜位置控制单元206和第四透镜位置控制单元212具有与图8A和图8B所示的结构相同的结构，因而将省略针对这些结构的说明。

如图8A所示，第一振动传感器201所检测到的图像抖动信号由LPF 501进行积分，并且通过使用角速度信息而被转换成角度信息(图像抖动角度信号)。将图像抖动角度信号作为第一图像抖动校正透镜103的目标位置输入至第一透镜位置控制单元205，将该图像抖动角度信号与第一霍尔元件209所检测到的第一图像抖动校正透镜103的位置信息进行比较，并且计算控制输出以使得偏差信号变为零。随后，根据所计算出的控制输出，经由第一驱动单元207来通过位置反馈控制执行图像抖动校正操作。

在第二实施例中，利用第一霍尔元件209所检测到的第一图像抖动校正透镜103的位置信号的高频噪声被LPF 801截除的信号来表示第二图像抖动校正透镜113的目标位置，并且将该信号输入至第三透镜位置控制单元211。对如上所述所输入的第一图像抖动校正透镜103的位置信号和第三霍尔元件216所检测到的第二图像抖动校正透镜113的位置信息进行比较，并且计算控制输出以使得偏差信号变为零。随后，根据所计算出的控制输出，经由第三驱动单元214来通过位置反馈控制驱动第二图像抖动校正透镜。也就是说，控制单元119检测表示要驱动的第一图像抖动校正透镜103的位置的位置信号，并且基于所检测到的位置信号的高频成分已被截除的信号来驱动第二图像抖动校正透镜113。

图9是说明第二实施例的图像抖动校正装置所进行的图像抖动校正透镜的目标位置的计算处理的流程图。S102～S104的步骤与图7的S102～S104的步骤相同。在步骤S901中，控制单元119将第一霍尔元件209所获得的第一图像抖动校正透镜的位置信息输入至LPF 801并且截除高频成分(步骤S901)。随后，控制单元119将高频成分已被截除的第一图像抖动校正透镜的位置信息输入至第三透镜位置控制单元(步骤S902)。因而，以跟随第一图像抖动校正透镜位置的方式驱动第二图像抖动校正透镜。用于利用LPF 801从第一图像抖动校正透镜的位置信息中截除高频成分的原因是防止由于第一图像抖动校正透镜的位置信息中所包含的高频噪声而导致以高频率对第二图像抖动校正透镜进行驱动。

根据第二实施例的摄像设备，与第一图像抖动校正透镜的驱动同步地驱动第二图像抖动校正透镜的位置，因而在减少由于这些抖动校正透镜的同步驱动的偏差所引起的光学性能的劣化的同时，去除了施加至摄像设备的图像抖动的影响。如上所述，第二图像抖动校正透镜的驱动目标位置用作第一图像抖动校正透镜的位置，因而考虑到相对于第一图像抖动校正透镜的图像抖动角度信号的追踪特性的信号变为第二图像抖动校正透镜的目标值。因此，两个透镜之间的驱动特性的差异被吸收，对驱动进行控制，并且由此可以同步地驱动这两个透镜。另外，根据第二实施例的结构，即使第一图像抖动校正透镜的驱动特性针对老化劣化和温度变化等而发生改变，也可以与第一图像抖动校正透镜同步地驱动第二图像抖动校正透镜。

在第一图像抖动校正透镜和第二图像抖动校正透镜的驱动特性接近的情况下，如图8B所示，控制单元119进行用于将通过第一图像抖动校正透镜的位置控制所计算出的控制量与第二图像抖动校正透镜的控制量进行相加的控制。代替利用数学模型来构成已知的模型跟随控制系统的模型，图8B所示的结构利用实际的控制对象，并且代替数学模型而使用第一图像抖动校正透镜作为第二图像抖动校正透镜的基准模型。也就是说，控制单元119通过使用基于抖动信号所计算出的控制信号(第一透镜位置控制单元205的输出信号)来驱动第一图像抖动校正透镜103，并且检测表示第一图像抖动校正透镜103的位置的位置信号(第一霍尔元件209的输出信号)。随后，控制单元119基于所检测到的位置信号的高频成分被截除的信号和上述的控制信号来驱动第二图像抖动校正透镜113。因而，在两个图像抖动校正透镜的驱动特性接近的情况下，将第一图像抖动校正透镜的位置控制量用于第二图像抖动校正透镜的位置控制量，并且由此容易地使得第二图像抖动校正透镜能够进一步跟随第一图像抖动校正透镜的位置。

其它实施例

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以及等同结构和功能。

本申请要求2014年7月16日提交的日本专利申请2014-145760的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

Claims (9)

1.一种图像抖动校正装置，包括：

第一校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动；

第二校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动，其中所述第一校正单元和所述第二校正单元位于光轴上的不同位置；以及

控制单元，用于在校正了所述第一校正单元和所述第二校正单元之间的驱动偏差之后，通过对所述第一校正单元和所述第二校正单元进行控制来控制所述图像抖动的校正的执行，其中，

所述控制单元基于表示检测单元所检测到的抖动的抖动信号来控制所述第一校正单元，以及

所述控制单元通过使用利用表示所述第一校正单元的位置相对于所述第一校正单元的目标位置的相位差和振幅差的频率特性的数学模型构成的透镜模型来对所述抖动信号进行处理，并且基于处理后的抖动信号来控制所述第二校正单元。

2.根据权利要求1所述的图像抖动校正装置，其中，

所述控制单元通过使用所述数学模型来对所述抖动信号进行处理，输出所述第二校正单元的用于控制所述第二校正单元与所述第一校正单元同步的目标位置信号，并且基于所述目标位置信号来控制所述第二校正单元。

3.根据权利要求1所述的图像抖动校正装置，其中，

所述透镜模型是针对包括温度变化、驱动振幅和透镜焦距中的任一个的各驱动条件所设置的，以及

所述控制单元根据所述驱动条件来改变所述抖动信号的处理所使用的透镜模型。

4.一种图像抖动校正装置，包括：

第一校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动；

第二校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动，其中所述第一校正单元和所述第二校正单元位于光轴上的不同位置；以及

控制单元，用于在校正了所述第一校正单元和所述第二校正单元之间的驱动偏差之后，通过对所述第一校正单元和所述第二校正单元进行控制来控制所述图像抖动的校正的执行，其中，

所述控制单元基于表示检测单元所检测到的抖动的抖动信号来控制所述第一校正单元，获得表示要控制的所述第一校正单元的位置的位置信号，并且基于所获得的位置信号的高频成分被截除的信号来控制所述第二校正单元。

5.一种图像抖动校正装置，包括：

第一校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动；

第二校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动，其中所述第一校正单元和所述第二校正单元位于光轴上的不同位置；以及

控制单元，用于在校正了所述第一校正单元和所述第二校正单元之间的驱动偏差之后，通过对所述第一校正单元和所述第二校正单元进行控制来控制所述图像抖动的校正的执行，其中，

所述控制单元通过使用基于表示检测单元所检测到的抖动的抖动信号所计算出的控制信号来控制所述第一校正单元，获得表示要控制的所述第一校正单元的位置的位置信号，并且基于所获得的位置信号的高频成分被截除的信号和所述第一校正单元的控制所使用的所述控制信号来控制所述第二校正单元。

6.一种图像抖动校正装置的控制方法，所述图像抖动校正装置包括：第一校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动；以及第二校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动，其中所述第一校正单元和所述第二校正单元位于光轴上的不同位置，所述控制方法包括以下步骤：

第一控制步骤，用于基于表示检测单元所检测到的抖动的抖动信号来控制所述第一校正单元；

处理步骤，用于通过使用利用表示所述第一校正单元的位置相对于所述第一校正单元的目标位置的相位差和振幅差的频率特性的数学模型构成的透镜模型来对所述抖动信号进行处理；以及

第二控制步骤，用于基于处理后的抖动信号来控制所述第二校正单元。

7.一种图像抖动校正装置的控制方法，所述图像抖动校正装置包括：第一校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动；以及第二校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动，其中所述第一校正单元和所述第二校正单元位于光轴上的不同位置，所述控制方法包括以下步骤：

第一控制步骤，用于基于表示检测单元所检测到的抖动的抖动信号来控制所述第一校正单元；

获得步骤，用于获得表示要控制的所述第一校正单元的位置的位置信号；以及

第二控制步骤，用于基于所获得的位置信号的高频成分被截除的信号来控制所述第二校正单元。

8.一种图像抖动校正装置的控制方法，所述图像抖动校正装置包括：第一校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动；以及第二校正单元，用于校正抖动所引起的被摄体图像的图像抖动，其中所述第一校正单元和所述第二校正单元位于光轴上的不同位置，所述控制方法包括以下步骤：

第一控制步骤，用于通过使用基于表示检测单元所检测到的抖动的抖动信号所计算出的控制信号来控制所述第一校正单元；

获得步骤，用于获得表示要控制的所述第一校正单元的位置的位置信号；以及

第二控制步骤，用于基于所获得的位置信号的高频成分被截除的信号和所述第一校正单元的控制所使用的所述控制信号来控制所述第二校正单元。

9.一种摄像设备，其包括根据权利要求1-5中任一项所述的图像抖动校正装置。