CN108810402A - 图像稳定设备及其控制方法和存储介质 - Google Patents

图像稳定设备及其控制方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种图像稳定设备及其控制方法和存储介质。所述图像稳定设备包括：保持单元，用于保持摄像单元；转动单元，用于使所述保持单元转动；计算单元，用于计算在利用第一图像模糊校正单元进行图像模糊校正之后的图像模糊的残留校正量；第二图像模糊校正单元，用于使用与所述第一图像模糊校正单元的方法不同的方法来校正所述图像模糊的残留校正量；以及改变单元，用于基于所述转动单元的转动角度和所述图像模糊的残留校正量，来改变所述第二图像模糊校正单元对摄像面上的沿水平或垂直方向的图像模糊进行校正的可校正范围以及所述第二图像模糊校正单元的可校正范围之间的分配。

Description

图像稳定设备及其控制方法和存储介质
技术领域
本发明涉及用于校正由设备的抖动引起的图像的图像模糊的技术。
背景技术
传统上，已知有以下方法作为摄像设备中所安装的图像稳定设备的方法。作为一个这种方法，存在用于通过根据照相机抖动量使透镜或图像传感器在与光轴垂直的平面上移动来抑制摄像面上的图像的图像模糊的方法。还存在用于通过使图像传感器绕光轴转动来校正由侧倾转动引起的图像模糊的方法。此外，还存在用于转动地驱动包括拍摄光学系统和图像传感器的镜筒以消除照相机的转动抖动、并且校正图像模糊的方法。
另外，在运动图像拍摄中，存在用于通过电子校正来校正在图像传感器所输出的拍摄帧图像中发生的各种图像模糊的方法。例如，日本特开2011-029735公开了用于计算拍摄图像的图像变形量、并且使图像变形以消除该图像变形量的方法。
此外，专利文献2关于卷帘快门失真的校正，公开了用于校正由拍摄者的手抖动引起的失真的技术。在日本特开2006-186481(专利文献2)所描述的设备中，针对图像传感器的各行改变读出位置以校正水平方向上的照相机抖动，并且在垂直方向上改变要读出的行的位置以校正垂直方向上的照相机抖动。
顺便提及，存在用于使用图像模糊校正机构来校正图像模糊的方法，其中在该图像模糊校正机构中，将用于转动地驱动摄像单元全体的机构并入在摄像设备的一部分、外部云台或电子稳定器中，其中该摄像单元包括：摄像光学系统，用于形成被摄体图像；以及图像传感器，用于拍摄通过了摄像光学系统的被摄体图像。
在采用转动驱动的这种图像模糊校正机构中，期望包括用于三个轴的转动驱动单元，并且如果可以进行用于三个轴的驱动，则可以实现高的图像模糊校正效果。然而，另一方面，存在设备大小的增大和电力消耗的增加等的问题。这里，在进行通过构图改变的被摄体搜索等的情况下，绕光轴的侧倾转动驱动并非是必需的，并且还存在可以进行大量的平摇驱动和倾斜驱动就足够了的情况。在该情况下，不进行侧倾转动驱动，并且通过采用可以进行绕仅两个轴的转动驱动(即，平摇驱动和倾斜驱动)的机械结构，可以防止设备大小的增大和电力消耗的增加。
然而，在仅具有两轴式转动机构的图像稳定设备的情况下，存在以下问题：尽管可以校正两个轴方向上的转动抖动，但不能进行针对剩余的一个轴的图像模糊校正。
例如，如图2A那样，考虑镜筒的光轴的方向与Z轴(即，图2B中的侧倾转动轴)一致的情况。在这种情况下，可以通过驱动平摇转动单元105来进行摄像面上的沿水平方向的图像模糊校正，但不能进行摄像面上的沿转动方向的图像模糊校正。另外，如图2C那样，在镜筒的光轴的方向与Y轴(即，图2B中的横摆转动轴)一致的情况下，可以通过驱动平摇转动单元105来进行摄像面上的沿转动方向的图像模糊校正，但不能进行摄像面上的沿水平方向的图像模糊校正。
发明内容
本发明是有鉴于上述问题而作出的，并且使得可以在仅具有两轴式转动机构的设备中关于不能进行转动的轴实现高的图像模糊校正效果。
根据本发明的第一方面，提供一种图像稳定设备，包括：保持单元，用于保持摄像单元，所述摄像单元用于拍摄摄像光学系统所形成的被摄体图像；转动单元，用于使所述保持单元在两个轴方向上转动；计算单元，用于基于抖动检测单元的输出和第一图像模糊校正单元的移动量，来计算所述第一图像模糊校正单元进行图像模糊校正之后的图像模糊的残留校正量，其中所述抖动检测单元用于检测所述图像稳定设备的抖动，以及所述第一图像模糊校正单元用于通过驱动所述转动单元来校正由所述图像稳定设备的抖动引起的所述摄像单元的摄像面上的图像模糊；第二图像模糊校正单元，用于使用与所述第一图像模糊校正单元的方法不同的方法，来校正图像模糊的残留校正量；以及改变单元，用于基于所述转动单元的转动角度和图像模糊的残留校正量，来改变所述第二图像模糊校正单元对所述摄像单元的摄像面上的沿水平方向或垂直方向的图像模糊进行校正的可校正范围以及所述第二图像模糊校正单元对所述摄像面上的沿转动方向的图像模糊进行校正的可校正范围之间的分配。
根据本发明的第二方面，提供一种图像稳定设备的控制方法，所述图像稳定设备包括：保持单元，用于保持摄像单元，所述摄像单元用于拍摄摄像光学系统所形成的被摄体图像；以及转动单元，用于使所述保持单元在两个轴方向上转动，所述控制方法包括：基于抖动检测单元的输出和第一图像模糊校正单元的移动量，来计算所述第一图像模糊校正单元进行图像模糊校正之后的图像模糊的残留校正量，其中所述抖动检测单元用于检测所述图像稳定设备的抖动，以及所述第一图像模糊校正单元用于通过驱动所述转动单元来校正由所述图像稳定设备的抖动引起的所述摄像单元的摄像面上的图像模糊；利用用于使用与所述第一图像模糊校正单元的方法不同的方法校正图像模糊的残留校正量的第二图像模糊校正单元，来校正图像模糊的残留校正量；以及基于所述转动单元的转动角度和图像模糊的残留校正量，来改变所述第二图像模糊校正单元对所述摄像单元的摄像面上的沿水平方向或垂直方向的图像模糊进行校正的可校正范围以及所述第二图像模糊校正单元对所述摄像面上的沿转动方向的图像模糊进行校正的可校正范围之间的分配。
根据本发明的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其存储程序，所述程序用于使计算机执行图像稳定设备的控制方法的各步骤，所述图像稳定设备包括：保持单元，用于保持摄像单元，所述摄像单元用于拍摄由摄像光学系统形成的被摄体图像；以及转动单元，用于使所述保持单元在两个轴方向上转动，所述控制方法包括：基于抖动检测单元的输出和第一图像模糊校正单元的移动量，来计算所述第一图像模糊校正单元进行图像模糊校正之后的图像模糊的残留校正量，其中所述抖动检测单元用于检测所述图像稳定设备的抖动，以及所述第一图像模糊校正单元用于通过驱动所述转动单元来校正由所述图像稳定设备的抖动引起的所述摄像单元的摄像面上的图像模糊；利用用于使用与所述第一图像模糊校正单元的方法不同的方法校正图像模糊的残留校正量的第二图像模糊校正单元，来校正图像模糊的残留校正量；以及基于所述转动单元的转动角度和图像模糊的残留校正量，来改变所述第二图像模糊校正单元对所述摄像单元的摄像面上的沿水平方向或垂直方向的图像模糊进行校正的可校正范围以及所述第二图像模糊校正单元对所述摄像面上的沿转动方向的图像模糊进行校正的可校正范围之间的分配。
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1A～1F是用于说明本发明实施例中的图像模糊的定义的图。
图2A～2D是示意性示出根据实施例的照相机的图。
图3是示出第一实施例中的照相机的结构的图。
图4A和4B是示出第一实施例中的抖动校正处理的流程图。
图5是第一实施例的控制单元的框图。
图6A和6B是用于说明第一实施例中的轴的定义的图。
图7A和7B是用于说明针孔照相机模型的图。
图8是第一实施例中的图像变形量计算单元的框图。
图9A和9B是第一实施例中的转动轴转换的说明图。
图10A和10B是示出第一实施例中的针对倾斜角度的变化的校正比率的变化的图。
图11是第一实施例中的平移校正量计算单元的框图。
图12是第一实施例中的翻动(elevation)校正量计算单元的框图。
图13是第一实施例中的转动校正量计算单元的框图。
图14是第二实施例中的图像变形量计算单元的框图。
图15是第二实施例的卷帘快门失真校正量计算单元的框图。
图16是第二实施例中的转动卷帘快门失真校正量计算单元的框图。
图17是第三实施例中的图像变形量计算单元的框图。
图18是第四实施例中的摄像设备的结构的图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细说明本发明的实施例。这里，将说明本发明的实施例中的图像模糊的定义。将施加至摄像设备的振动定义为“抖动”，并且将由施加至摄像设备的抖动引起的拍摄图像的变形称为“图像模糊”。具体地，在本发明的实施例中，如图1A～1F所示，将诸如(水平和垂直)平移、转动、(水平和垂直)翻动、放大/缩小和切变等的变形分量统称为“图像模糊”。
第一实施例
图2A～2D是示意性示出作为本发明的摄像设备的第一实施例的照相机101的图。图2A所示的照相机101设置有电源开关和可以进行照相机操作的操作构件等。镜筒102安装至照相机101，其中该镜筒102一体地包括作为进行摄像的摄像光学系统的拍摄透镜组以及图像传感器。此外，照相机101具有使得可以使镜筒102相对于固定单元(主体单元)103转动地驱动(转动)的机构。
倾斜转动单元104具有可以沿图2B所示的俯仰方向转动地驱动镜筒102的马达驱动机构，并且平摇转动单元105具有可以沿图2B所示的横摆方向转动地驱动镜筒102的马达驱动机构。因此，照相机101具有用于沿两个轴方向转动地驱动镜筒102的机构。图2B所示的轴是相对于固定单元103的位置所定义的。在照相机101的固定单元103上安装角速度计106。
图3是示出本实施例的照相机101的全体结构的框图。在图3中，变焦单元201包括进行变倍的变焦透镜。变焦驱动控制单元202控制变焦单元201的驱动，并且检测此时的焦距(焦距检测)。调焦单元203包括进行焦点调整的透镜。调焦驱动控制单元204控制调焦单元203的驱动。摄像单元205具有图像传感器，接收经由透镜组入射的光，并且将与基于该光量的电荷有关的信息作为模拟图像数据输出至图像处理单元206。注意，变焦单元201、调焦单元203和摄像单元205配置在镜筒102内。
图像处理单元206向通过对模拟图像数据进行A/D转换所获取到的数字图像数据应用诸如失真校正、白平衡调整和颜色插值处理等的图像处理，并且输出应用该处理之后所获取到的数字图像数据。将该数字图像数据进一步转换成符合诸如NTSC或PAL等的格式的视频信号，并且将这些视频信号供给至图像存储器207。图像变形单元208基于控制单元213所计算出的图像变形量来使图像存储器207中所存储的图像信号变形，并且输出变形后的图像信号，其中这些变形后的图像信号由图像记录单元209记录在诸如非易失性存储器等的记录介质中。
镜筒转动驱动单元212驱动倾斜转动单元104和平摇转动单元105以使镜筒102在倾斜方向和平摇方向上转动。例如，用于检测照相机101在三个轴方向上的角速度的角速度计(陀螺仪传感器)106并入在设备振动检测单元210中。
操作单元211是为了对系统进行操作所设置的操作构件，并且具有电源按钮和可以改变照相机的设置所利用的按钮等。在操作了电源按钮的情况下，根据用途来向系统全体供给电力，并且使照相机101启动。控制单元213控制照相机101全体。
图4A和4B示出用于说明本实施例的用于校正由照相机101的抖动引起的图像模糊的例程的流程图。该流程图在接通照相机的电源时开始，并且按预定的采样频率重复。
在操作了操作单元211的电源按钮的情况下，在步骤S301中，首先从固定单元103上所安装的角速度计106获取三个轴的角速度输出，并且过程进入步骤S302。
在步骤S302中，镜筒转动驱动单元212根据倾斜转动单元104和平摇转动单元105中分别安装的可以获取转动角度的编码器的输出来获取当前平摇/倾斜角度位置，并且过程进入步骤S303。
图5是示出用于计算平摇/倾斜转动校正量和电子图像模糊校正量的块结构的图。如图2A所示，角速度计106配置在照相机固定单元103上，并且平摇转动单元105的转动轴与角速度计106的横摆方向上的转动轴一致。因而，通过使用HPF(高通滤波器)去除从角速度计106输出的横摆角速度的低频成分、然后通过积分处理进行角度转换，可以计算出平摇方向(横摆方向)上的抖动校正角度。然后，可以通过基于该抖动校正角度转动地驱动平摇转动单元105来进行平摇方向上的抖动校正。因而，为了计算镜筒转动驱动单元212的平摇转动部407的目标角度，在步骤S303中，仅根据角速度计106的横摆角速度输出来计算平摇方向上的抖动校正目标角度，并且过程进入步骤S304。
在步骤S304中，根据角速度计106的俯仰角速度和侧倾角速度的输出以及在步骤S302中获取到的当前平摇角度位置信息来计算倾斜方向上的抖动校正目标角度。关于倾斜方向，在照相机固定单元103上安装角速度计106，因而用于进行倾斜方向上的抖动校正的校正量根据平摇转动单元105的转动角度而改变。
可以在角速度计106的位置、即照相机固定单元103的位置处检测到在如图2B那样定义的轴方向上的角速度。在(当如图6A所示、X轴始终被定位成与光轴垂直时)平摇转动在正位置处发生的情况下，可以进行倾斜方向上的抖动校正的倾斜转动单元的轴与图2B的俯仰轴一致。因此，仅根据俯仰角速度输出来计算倾斜抖动校正目标角度。另外，在(当如图6B所示、Z轴始终被定位成与光轴垂直时)平摇转动角度为从正位置起的90度的情况下，倾斜转动单元的轴与图2B的侧倾轴一致，因而仅根据侧倾角速度输出来计算倾斜抖动校正目标角度。在平摇转动角度位于这些轴之间的角度的情况下，基于该平摇转动角度来合成俯仰角速度和侧倾角速度，进行向倾斜转动单元104的轴的转动方向转换，并且计算倾斜方向上的角速度。
将图5中的倾斜方向角速度转动轴转换单元403内的等式表示为表达式1。
Wtl＝Wx·cosθy+Wz·sinθy…(1)
(Wtl：倾斜方向角速度，
Wx：俯仰抖动校正角度，
Wz：侧倾抖动校正角度，以及
θy：相对于正位置的平摇转动角度)
使用如上所述计算出的倾斜方向角速度，倾斜抖动校正角度计算单元404计算倾斜转动部408驱动倾斜转动单元104以进行抖动校正所用的倾斜抖动校正目标角度。通过使用HPF从倾斜方向角速度Wtl中去除低频成分、然后通过积分处理将该结果转换成角度，可以计算出倾斜方向上的抖动校正目标角度。
在步骤S304中，使用以下方法，根据来自角速度计106的俯仰角速度和侧倾角速度以及来自平摇转动单元105的当前平摇角度来计算倾斜方向抖动校正目标角度，并且过程进入步骤S305。
在步骤S305～S315中，进行用于计算图像变形量的处理以通过图像变形来进行电子抖动校正，但首先将说明用于计算拍摄图像的图像变形量、然后使图像变形以消除该图像变形量的方法。
图像变形单元208例如使用诸如投影转换等的几何转换来进行图像变形。具体地，在变形之前的图像中的像素坐标为(X0,Y0)(注意，将与摄像光学系统的光轴相对应的拍摄图像的中心设置为原点)、并且变形后的图像中的像素坐标为(X1,Y1)的情况下，如果采用齐次坐标来表现，则可以将图像变形描述为表达式2。
表达式2的左侧和右侧具有等价关系(在将左侧或右侧乘以任何乘数时，含义不会改变)，并且如果使用通常的等号，则将表达式2表示为表达式3或4。
在表达式2中，3×3的矩阵通常被称为投影转换矩阵，并且利用图像变形量计算单元409设置矩阵元素h1～h8。注意，在以下说明中，使用投影转换来进行图像变形，但可以使用诸如仿射变换等的任何变形方法。
接着，将详细说明图像变形量计算单元409所进行的处理。图像变形量计算单元409使用摄像面上的残留抖动角度和摄像光学系统的焦距来计算图像变形量。具体地，计算表达式2中的投影转换矩阵。
这里，以下将说明用于使用残留抖动角度和摄像光学系统的焦距来计算投影转换矩阵的方法。图7A示出由摄像设备进行的被摄体在摄像面的投影作为针孔照相机模型。在图7A中，XYZ空间坐标的原点(0,0,0)在针孔照相机模型中的针孔位置处。如果摄像面配置在针孔位置的后侧，则投影在摄像面上的图像倒立，因而图7A示出摄像面I虚拟地位于针孔位置的前方使得图像未倒立并且容易处理。
XYZ空间坐标的原点(0,0,0)和摄像面I之间的Z轴方向上的距离等同于焦距f。将摄像面I上的坐标定义为uv平面坐标，并且uv平面坐标的原点(0,0)与XYZ空间坐标上的(0,0,f)一致。uv平面坐标上的坐标P(u,v)是XYZ空间坐标上的被摄体A(X,Y,Z)在被投影到摄像面I上时的坐标。此时，可以将坐标P表示为表达式5。
在使用齐次坐标的情况下，可以将表达式5表示为表达式6。
在本实施例中，表达式6的3×4的矩阵的第四列中的元素为0，因而将表达式6改变为表达式7不会产生任何差异。
图7B是示出使图7A中的针孔照相机模型进行了R转动的状态的图。在图7B中，将通过使图7A中的XYZ空间坐标进行R转动之后所获取到的坐标称为X’Y’Z’空间坐标。X’Y’Z’空间坐标的原点(0,0,0)与XYZ空间坐标的原点(0,0,0)一致。具体地，图7B以简化方式示出以下状态作为针孔照相机模型：在摄像设备上发生了第三方向(即，拍摄光轴的方向)上的R转动抖动，并且尚未发生作为摄像设备的平行移动的平行抖动。
在图7B的针孔照相机模型中，与图7A相同，摄像面I’配置于与原点(0,0,0)分开了焦距f的位置处。将摄像面I’上的坐标定义为u’v’平面坐标，并且u’v’平面坐标的原点(0,0)与X’Y’Z’空间坐标中的(0,0,f)一致。u’v’平面坐标上的坐标P’(u’,v’)是X’Y’Z’空间坐标上的被摄体A’(X’,Y’,Z’)在投影到摄像面I’上时的坐标。注意，图7A中的被摄体A和图7B中的被摄体A’在世界坐标系中的位置相同(这意味着被摄体尚未移动)。此时，与表达式7相同，如果使用齐次坐标，则可以将坐标P’表示为表达式8。
另外，被摄体A和被摄体A’在世界坐标系中的位置相同，因而可以将这些被摄体的坐标的关系表示为表达式9。
此外，如果对表达式7和8进行变换并代入表达式9，则可以推导出表达式10。
表达式10表示针孔照相机的R转动之前和之后的、摄像面上的被摄体图像的位置的对应关系。具体地，该表达式示出在向摄像设备施加R转动抖动时所拍摄到的图像上的像素的移动的开始点和结束点。因而，进行用于使向摄像设备施加抖动时的像素移动量返回至其原始值以校正图像模糊量的转换，这就足够了。因此，根据表达式11，向摄像设备施加R转动的逆转动。
因而，在施加至摄像设备的抖动为R、摄像光学系统的焦距为f、并且用于进行图像模糊校正的投影转换矩阵为H的情况下，将H表示为表达式12。
注意，在与光轴垂直的平面上的沿第一方向的抖动(其中，该抖动已施加到摄像设备)中的YAW(横摆)方向上的角度抖动量为θy、并且与光轴垂直的平面上的沿与第一方向垂直的第二方向上的抖动中的PITCH(俯仰)方向上的角度抖动量为θp、并且ROLL(侧倾)方向上的角度抖动量为θr的情况下，可以将R表示为表达式13。
可以使用表达式14来将表达式12中的H分解成变形分量，诸如平移放大/缩小s(常数)、转动r(矩阵)、切变k(矩阵)和翻动等。
这里，
tx是水平平移量，
ty是垂直平移量，
θ是转动角度，
vx是水平翻动量，
vy是垂直翻动量，
α是切变的各向异性倍率，以及
是切变的方向角。
在使用表达式12、13和14来求解与各变形分量有关的等式时，获取到表达式15～22。
tx＝f(tanθycosθr/cosθp+tanθpsinθr)…(15)
ty＝f(-tanθysinθr/cosθp+tanθpcosθr)…(16)
θ＝-θr…(17)
vx＝-tanθy/f…(18)
vy＝-tanθp/(fcosθy)…(19)
s＝(cosθycosθp)-3/2…(20)
α＝(cosθpcosθy)1/2…(21)
这里，在施加至摄像设备的抖动角度为γ、并且该值不高的情况下，可以近似成cosγ＝1、sinγtanγ＝0和sinγsinγ＝0，并且可以将表达式15～22表示为表达式23～30。
tx＝ftanθy…(23)
ty＝ftanθp…(24)
θ＝-θr…(25)
vx＝-tanθy/f…(26)
vy＝-tanθp/f…(27)
s＝1…(28)
α＝1…(29)
以下将参考图8～13来具体地说明本实施例中的图像变形量计算单元409的结构和操作。
在本实施例中，并未例示图像变形单元208所进行的图像变形的变形分量中的切变分量和放大/缩小分量。然而，可以采用根据表达式20～22或者表达式28～30来进行与切变分量和放大/缩小分量有关的图像变形的结构。
首先，在图4A的步骤S305中，通过对从安装至固定单元103的角速度计106获取到的三个轴的角速度的输出进行转动转换来计算角速度，其中该转动转换绕相对于包括图像传感器的镜筒的轴进行。
如图9A那样定义相对于照相机固定单元103的轴。绕X轴的转动方向(俯仰)上的角速度为Wx，绕Y轴的转动方向(横摆)上的角速度为Wy，并且绕Z轴的转动方向(侧倾)上的角速度为Wz。另外，如图9B那样将相对于作为照相机转动单元的镜筒102的轴定义为X’、Y’、Z’，并且绕X’轴的转动方向上的角速度为Wx’、绕Y’轴的转动方向上的角速度为Wy’且绕Z’轴的转动方向上的角速度为Wz’。另外，通过使Y轴向着Z轴倾斜所获取到的角度为θx，通过使Z轴向着X轴倾斜所获取到的角度为θy，并且通过使X轴向着Y轴倾斜所获取到的角度为θz。
θx、θy和θz各自是固定单元103和转动单元(镜筒)102之间的差的角度，但可以仅沿着两个轴(即，在倾斜方向和平摇方向上)驱动转动单元102，因而除这两个轴以外的方向θz始终为0。
这里，可以将绕三维空间中的X轴、Y轴和Z轴的转动矩阵表示为以下的表达式31～33。
在图8的转动轴转换单元504中，考虑到镜筒的转动角度，将固定单元103上所配置的角速度计106的输出转换成根据基于摄像面的轴的定义的角速度。可以利用角速度计来检测绕X轴的转动角速度Wx、绕Y轴的转动角速度Wy和绕Z轴的转动角速度Wz。
使用表达式36来将固定单元103的角速度W(表达式34)转换成转动后的镜筒的角速度W’(表达式35)。
W'＝Rx(θx)Ry(θy)W···(36)
通过使用上述方法，可以使用平摇角度和倾斜角度来将在固定单元103处检测到的三个轴的角速度转换成镜筒(转动单元)102的三个轴的角速度(PitchIm、YawIm和RollIm)。
接着，在图4A的步骤S306中，通过微分器501对从平摇/倾斜当前位置401获取到的倾斜角度进行微分来计算倾斜角速度(TiltSpd)。另外，同样通过微分器502对平摇角度进行微分来计算平摇角速度(PanSpd)。然后，该过程进入步骤S307。
在步骤S307中，转动轴转换单元503使用倾斜角度来将平摇角速度(PanSpd)转换成沿着镜筒(转动单元)102的轴的机械校正角速度。具体地，考虑到倾斜角度θtl，将通过对平摇角度进行微分所获取到的平摇角速度Wpa(PanSpd)转换成根据基于摄像面的轴的定义的Yaw角速度Wya(YawPn)和Roll角速度Wrl(RollPn)。此时，倾斜转动轴与摄像面上的俯仰转动轴一致，因而可以忽略俯仰转动轴，并且获取到表达式37。
接着，在步骤S308中，计算倾斜转动单元104的驱动角速度(PitchTlt)。此时，倾斜方向上的驱动在摄像面上的方向上并未受到影响(始终引起垂直抖动)，因而将倾斜角速度(TiltSpd)无改变地设置为机械校正俯仰角速度(PitchTlt)。
在步骤S309中，通过减法器505、506和507从已转换到镜筒102的转动轴的角速度(PitchIm、YawIm和RollIm)中减去机械校正角速度(PitchTlt、YawPn和RollPn)，来分别计算机械残留校正角速度(PitchErr、YawErr和RollErr)。
在步骤S310中，根据摄像光学系统的变焦位置来计算焦距，并且过程进入步骤S311。在步骤S311中，基于来自平摇/倾斜当前位置401的当前倾斜角度，限制值计算单元508计算针对通过图像变形所进行的各种校正的校正限制值。
这里，将详细说明限制值计算单元508。为了通过图像变形来电子地校正图像模糊，需要针对输出图像的大小确保变形所需的额外像素。这里，如果包括了可以沿着两个轴(即，如图2A～2D所示的平摇方向和倾斜方向)转动地驱动的镜筒，则通过关注各抖动分量，可以通过驱动倾斜转动单元104来在光入射到摄像面上之前校正图像中的垂直抖动和垂直翻动。因而，垂直方向上的电子图像模糊校正的可移动范围(可校正范围)无需很大。
然而，在驱动平摇转动单元105以进行抖动校正的情况下，针对摄像面上的抖动的校正的影响根据倾斜角度而不同。例如，在如图2A那样、镜筒的光轴的方向与Z轴(即，图2B的侧倾转动轴)一致的情况下，可以通过驱动平摇转动单元105来进行摄像面上的沿水平方向的(平移方向的、翻动的)图像模糊校正。然而，不能校正摄像面上的沿转动方向的图像模糊。另外，在如图2C那样、镜筒的光轴的方向与Y轴(即，图2B中的横摆转动轴)一致的情况下，可以通过驱动平摇单元来在摄像面上的转动方向上进行图像模糊校正。然而，不能校正摄像面上的沿水平方向的(平移的或翻动的)图像模糊。
图像中的水平方向上的抖动和翻动或者转动抖动根据倾斜单元的角度而改变。根据表达式37，将根据基于摄像面的轴的定义所获取到的Yaw角速度Wya(YawPn)和Roll角速度Wrl(RollPn)分别表示为表达式38和表达式39。
Wya＝Wpa·cosθtl…(38)
Wrl＝Wpa·sinθtl…(39)
另外，在如在表达式40和表达式41中那样定义Ky和Kr的情况下，表示相对于倾斜角度θtl的变化的Ky和Kr的变化的曲线图如图10A所示。
Ky＝cosθtl…(40)
Kr＝sinθtl…(41)
因而，在平摇角速度Wpa(PanSpd)为100的情况下，与倾斜角度相对应的Ky和Kr的大小的比率(Ay,Ar)如图10B所示。这里，Wya表示摄像面上的沿水平方向的(平移或翻动的)图像模糊的影响，并且Wrl表示摄像面上的沿转动方向的图像模糊的影响。因此，如果根据倾斜角度将针对平移和翻动的电子校正的校正限制值相对于针对转动的电子校正的校正限制值的比例设置为图10B的比率，则可以针对各种抖动确保适当的校正量。
例如，在如图2A那样、镜筒的光轴方向和Z轴(即，图2B中的侧倾转动轴)构成小的角度(倾斜转动角度小)的情况下，针对转动的电子校正的校正限制值被设置得高，并且针对平移和翻动的电子校正的校正限制值被设置得低。因此，不能机械地校正的转动方向上的电子校正的抖动校正效果可被设置得高，并且即使在转动方向上发生大的抖动的情况下，也可以进行适当的抖动校正。另外，在如图2C那样、镜筒的光轴方向和Y轴(即，图2B中的横摆转动轴)构成小的角度(倾斜转动角度大)的情况下，针对平移和翻动的电子校正的校正限制值被设置得高，并且针对转动的电子校正的校正限制值被设置得低。因此，不能机械地校正的水平方向上的平移和翻动的电子校正的抖动校正效果可被设置得高，并且即使在水平方向上发生大的抖动的情况下，也可以进行适当的抖动校正。使用上述方法来根据倾斜角度计算平移校正限制值、翻动校正限制值和侧倾校正限制值，并且过程进入步骤S312。
在步骤S312中，基于俯仰残留校正角速度(PitchErr)和焦距来计算垂直平移校正量和垂直翻动校正量。该垂直平移校正量由垂直平移校正量计算单元509来计算。图11示出垂直平移校正量计算单元509的内部块结构。将说明图11中的内部块的操作。
将作为残留校正角速度的Err角速度输入至具有能够改变任何频带处的特性的功能的高通滤波器(以下称为HPF)703，并且遮断角速度数据中所包括的低频成分并输出高频带信号。焦距计算单元702根据变焦单元201的编码器的输出来计算摄像光学系统的焦距，并且设置焦距相乘单元704所进行的计算要使用的焦距。焦距相乘单元704将HPF 703的输出乘以所计算出的焦距f，并且将结果输出至定心单元705。定心单元705进行用于向焦距相乘单元704的输出加上以下的输入值(以下称为定心量)的处理，其中该输入值在发生超过平移校正所用的校正范围的大的角度抖动时，减小校正量。积分器706具有能够改变任何频带处的特性的功能，对来自定心单元705的输出进行积分，并且将结果供给至饱和防止控制单元707。如上所述，限制值计算单元508根据倾斜角度位置来计算限制值，并且将该限制值输入至饱和防止控制单元707。
饱和防止控制单元707进行用以限制来自积分器706的输出的大小的控制，使得来自积分器706的输出不会大于或等于从限制值计算单元508输出的限制值。另外，在来自积分器706的输出的大小接近限制值的情况下，饱和防止控制单元707进行以下控制：将HPF703的截止频率改变为高频侧，缩短积分器706的时间常数，以及增大定心单元705的定心量等。因此，可以使来自积分器706的输出的大小不太可能达到限制值，可以计算适合利用限制值计算单元508进行限制的校正区域的最终平移校正量，并且将该平移校正量输入至图像变形量合成单元514。
接着，利用垂直翻动校正量计算单元510来计算垂直翻动校正量。图12示出垂直翻动校正量计算单元510的内部块结构。将说明图12中的内部块的操作。在图12中，利用801～805表示的块的处理与在图11中利用703～707表示的块的处理大致相同，并且不同之处仅在于焦距相乘单元704被焦距相除单元802替换。因此，将说明焦距相除单元802，并且省略了针对其它块的说明。
焦距相除单元802将HPF 801的输出除以焦距计算单元702所计算出的焦距f，并且将结果供给至定心单元803。除以焦距f是基于用于计算翻动的表达式26和27。饱和防止控制单元805的输出是被输入至图像变形量合成单元514的最终翻动校正量。
在步骤S312中采用上述方法计算出垂直平移校正量和垂直翻动校正量的情况下，过程进入步骤S313。在步骤S313中，根据横摆残留校正角速度(YawErr)和焦距来计算水平平移校正量和水平翻动校正量。
水平平移校正量由水平平移校正量计算单元511来计算，并且水平翻动校正量由水平翻动校正量计算单元512来计算。内部块与图11和12中的内部块相同，并且不同之处仅在于将水平方向上的残留校正角速度YawErr输入至各块，且计算方法也相同，因而省略了针对该计算方法的说明。
在步骤S313中计算出水平平移校正量和水平翻动校正量的情况下，处理然后进入步骤S314。在步骤S314中，根据侧倾残留校正角速度(RollErr)来计算转动校正量。该转动校正量由转动校正量计算单元513来计算。图13示出转动校正量计算单元513的内部块结构。将说明图13中的内部块的操作。
将作为残留校正角速度的Err角速度输入至具有能够改变任何频带处的特性的功能的高通滤波器(以下称为HPF)901，遮断角速度数据中所包括的低频成分，并且输出高频带信号。在图像传感器的侧倾转动方向上发生要校正的过大的角度抖动的情况下，与定心单元705和803相同，定心单元902进行用于向HPF 901的输出加上定心量的处理。积分器903具有能够改变任何频带中的特性的功能，对来自定心单元902的输出进行积分，并且将结果供给至饱和防止控制单元904。饱和防止控制单元904进行用于限制来自积分器903的输出的控制，使得来自积分器903的输出的大小不会大于或等于从限制值计算单元508输出的限制值。另外，在来自积分器903的输出的大小接近极限值的情况下，饱和防止控制单元904进行以下控制：将HPF 901的截止频率改变为高频侧，缩短积分器903的时间常数，以及增大定心单元902的定心量等。因此，可以使来自积分器903的输出的大小不太可能达到限制值，并且可以降低针对抖动的图像模糊校正的追随能力。饱和防止控制单元904输出被输入至图像变形量合成单元514的最终转动校正量。
在步骤S314中计算出转动校正量的情况下，过程进入步骤S315，其中在步骤S315中，通过合成校正量来计算图像变形量。该图像变形量是通过图像变形量合成单元514将平移校正量、翻动校正量和转动校正量合成所计算出的。具体地，根据表达式14来计算表达式2的投影转换矩阵。此时，放大/缩小和切变的变形量采取在表达式28、表达式29和表达式30中示出的值。图像变形量合成单元514将所计算出的投影转换矩阵的各元素的值输出至图像变形单元208。
在步骤S316中，图像变形单元208基于来自图像变形量合成单元514的输出来校正通过图像变形引起的图像模糊，并且过程进入步骤S317。
在步骤S317中，判断用户是否通过针对操作单元211的手动操作给出了用以改变平摇或倾斜方向上的角度的指示。如果给出了用以改变角度的指示，则过程进入步骤S318，其中在步骤S318中，设置已手动设置的目标角度，并且过程进入步骤S319。如果在步骤S317中没有判断为手动给出用以改变角度的指示，则保持前一值作为目标角度，并且过程进入步骤S319。
可以通过操作照相机101中所设置的专用SW以设置平摇/倾斜目标角度来给出针对平摇/倾斜操作的手动指示。可选地，可以采用以下结构：包括可以与照相机101相互通信的外部装置，并且可以通过来自该外部装置的针对操作的指示向照相机101通知目标角度来设置该目标角度。例如，可以使用例如以下的方法来进行设置：设置分别链接至平摇方向右转动、平摇方向左转动、倾斜方向上转动和倾斜方向下转动的按钮，并且根据按下按钮的时间长度来设置目标角度(例如，进行设置，使得在每次经过了时间T时，向目标角度加上α度)；或者可以采用其它方法。
在步骤S319中，根据在步骤S303和S304中分别计算出的平摇抖动校正目标角度和倾斜抖动目标角度、以及直到步骤S318为止所计算出的手动目标角度，来计算最终目标角度。向镜筒转动驱动单元212的平摇转动部407指示的最终目标角度是通过加法器405将平摇抖动校正角度计算单元402的输出和来自操作单元211的平摇方向手动目标角度相加到一起所获取到的值。此外，向倾斜转动部408指示的最终目标角度是通过加法器406将倾斜抖动校正角度计算单元404的输出和来自操作单元211的倾斜方向手动目标角度相加所获取到的值。
在步骤S320中，将在步骤S319中计算出的平摇方向上的目标角度和倾斜方向上的目标角度分别输出至平摇转动部407和倾斜转动部408，由此进行平摇/倾斜驱动。因此，进行平摇方向上的抖动校正和倾斜方向上的抖动校正，并且图像模糊校正例程结束。按预定采样周期进行该处理。
如上所述，在第一实施例中，针对平移和翻动抖动校正量的限制值相对于针对转动抖动校正量的限制值的比例根据倾斜角度而改变，并且根据该比例将电子校正所需的额外像素划分成平移和翻动抖动校正以及转动校正。因此，同样在仅具有用于平摇/倾斜机械驱动等的两轴式转动机构的摄像设备的情况下，通过针对不能进行机械校正的轴确保校正所用的大量额外像素，可以将有限的额外像素有效地用于校正各种图像模糊，并且可以进行有效的图像模糊校正。
第二实施例
在第一实施例中，说明了用于基于倾斜角度来改变电子图像模糊校正中的针对平移、翻动和转动的校正限制值的方法，但可以采用包括卷帘快门失真校正的结构。在第二实施例中，将说明针对包括卷帘快门失真校正的各种校正的限制值的设置及其控制方法。
近年来，在诸如数字照相机和数字摄像机等的摄像设备中，经常使用与CCD相比电力消耗更低的CMOS传感器作为图像传感器。CCD和CMOS传感器不仅在电力消耗方面不同，而且拍摄期间的曝光方法方面也不同。在拍摄一个(拍摄)图像时，CCD中的图像传感器的所有像素中的曝光定时和曝光时间段均相同，而在CMOS传感器中，快门开/闭定时针对构成图像传感器的各行而不同，因而曝光定时不同。将CMOS传感器等的驱动方法称为卷帘快门方法。
如果使用采用这种卷帘快门方法的图像传感器来进行拍摄，则存在以下情况：例如，由于被曝光的被摄体的移动或者在曝光期间保持摄像设备的拍摄者所引起的照相机抖动，因而针对图像传感器的各行，被摄体移动，并且在拍摄图像中发生失真。该失真的现象被称为“卷帘快门问题”或“焦平面现象”。特别地，与利用机械快门的静止图像拍摄相比，在无机械快门的运动图像拍摄中，由于卷帘快门问题而引起的失真可能表现得更加明显。
用于校正由于上述卷帘快门问题而发生的失真中的、由拍摄者引起的照相机抖动所引起的失真的技术是已知的，因而在本实施例中，省略了针对这种技术的具体校正的说明。注意，概要地说，针对各行改变读出位置，从而校正图像的水平方向上的由照相机抖动引起的失真，并且要读出的行的位置在垂直方向上改变，从而校正图像中的垂直方向上的失真。
这里，将说明用于校正卷帘快门失真的方法。将参考图14中的包括卷帘快门失真校正的处理部的框图来说明图像变形量计算单元409的结构和操作。
该第二实施例中的图像变形量计算单元409与图8所示的第一实施例中的图像变形量计算单元的框图的不同之处在于：
1.添加有垂直卷帘快门失真校正量计算单元1302、水平卷帘快门失真校正量计算单元1303和转动卷帘快门失真校正量计算单元1304，并且将这些计算单元的输出输入至图像变形量合成单元1305，
2.限制值计算单元508被限制值计算单元1301替换，以计算用于校正卷帘快门失真的限制值，以及
3.图像变形量合成单元514被包括卷帘快门失真校正的输入的图像变形量合成单元1305替换。
根据残留校正角速度(PitchErr、YawErr和RollErr)来计算根据各卷帘快门失真而引起的成像位置的移动量、以及参考范围信息。具体地，使用残留校正振动量来计算针对卷帘快门失真所校正的各像素位置中的被成像的像素位置对应于存储器中的哪个像素位置，并且计算出这些坐标位置的差作为移动量。另外，参考范围信息是用于校正卷帘快门失真的信息。这样，卷帘快门失真校正量计算单元计算表示为了校正在使用卷帘快门方法的摄像中发生的卷帘快门失真所使用的存储器中的范围的范围信息、以及移动量，并且进行卷帘快门失真校正。
与第一实施例中所述的方法相同，限制值计算单元1301根据倾斜角度来计算针对垂直和水平卷帘快门失真校正量的限制值、以及针对转动卷帘快门失真校正量的限制值。
与参考图10B所述的方法相同，计算限制值。这里，设垂直和水平的卷帘快门失真校正量的比率是Ay、并且转动卷帘快门失真校正量的比率是Ar，获得限制值。将通过根据Ay和Ar的比率分割预先准备的用于校正卷帘快门失真的范围所获取到的值设置为针对各种卷帘快门失真校正的限制值，由此可以根据倾斜角度来确保针对各抖动的适当校正量。
将参考图15来说明用于利用垂直卷帘快门失真校正量计算单元1302和水平卷帘快门失真校正量计算单元1303来计算卷帘快门失真校正量的方法。失真是垂直的还是水平的仅在于输入信号表示PitchErr角速度还是YawErr角速度，并且使用相同方法来进行内部计算。将俯仰残留校正角速度(PitchErr)和来自限制值计算单元1301的垂直卷帘快门失真校正限制值输入至垂直卷帘快门失真校正量计算单元1302。另外，将横摆残留校正角速度(YawErr)和来自限制值计算单元1301的水平卷帘快门失真校正限制值输入至水平卷帘快门失真校正量计算单元1303。
将作为残留校正角速度的Err角速度输入至焦距相乘单元1401。焦距计算单元702根据变焦单元201的编码器的输出来计算摄像光学系统的焦距，并且设置焦距相乘单元1401所进行的计算所要使用的焦距。焦距相乘单元1401将Err角速度乘以焦距计算单元702所计算出的焦距f，并且将结果供给至积分器1402。积分器1402具有能够改变任何频带处的特性的功能，对来自焦距相乘单元1401的输出进行积分，并且将结果供给至饱和防止控制单元1403。这里，积分器1402在图像传感器开始曝光时被初始化为0，并且计算曝光时间段内的抖动量。限制值计算单元1301如上所述根据倾斜角度位置来计算限制值，并且将这些值输入至饱和防止控制单元1403。
饱和防止控制单元1403使用限制值来对来自积分器1402的输出进行钳位，使得来自积分器1402的输出不会大于或等于从限制值计算单元1301输出的限制值。这里，在如图2C那样、倾斜角度(即，镜筒的光轴方向)与Y轴(即，图2B中的横摆转动轴)一致的情况下，可以通过驱动平摇转动单元105来进行摄像面上的沿转动方向的图像模糊校正。然而，不能进行摄像面上的沿水平方向的图像模糊校正，因而期望增加水平方向上的卷帘快门失真校正效果。在这种情况下，设置参数，使得限制值计算单元1301所计算出的限制值增大。另外，如图2A所示，在镜筒的光轴方向与Z轴(即，如图2B那样的侧倾转动轴)一致的情况下，可以通过驱动平摇转动单元105来进行摄像面上的沿水平方向的图像模糊校正。因此，设置参数，使得水平方向上的卷帘快门失真校正效果减少。
饱和防止控制单元1403进行用以限制来自积分器1402的输出的大小的控制。如果积分器1402的时间常数增大，则卷帘快门失真校正的控制带被扩大，以及如果时间常数减小，则控制带被缩小，并且低频控制减弱。这里，考虑以下情况：卷帘快门失真校正的校正范围小，但振动大，并且发生大的卷帘快门失真。在这种情况下，积分后的信号不久就达到限制值，并且存在卷帘快门失真校正仅针对曝光的前半部分的行部分有效并且卷帘快门失真校正对于曝光的后半部分的行部分完全无效的可能性。有鉴于此，在限制值减小的条件下，积分器的时间常数被设置得小，使得尽管针对各校正行的校正效果减弱，但仍可以确保一定量的可校正角度作为整体校正效果。另外，在限制值大的条件下，积分器的时间常数被设置得大，使得卷帘快门失真校正效果增强。
根据上述方法，可以使来自积分器1402的输出的大小不太可能达到限制值，并且可以计算适合限制值计算单元1301所设置的校正区域的最终卷帘快门失真校正量。然后，将所计算出的卷帘快门失真校正量输入至图像变形量合成单元1305，并且转换成与摄像面上的模糊量等价的单位，并且与读出定时相应地确定校正量。
接着，将参考图16来说明用于在转动卷帘快门失真校正量计算单元1304中计算卷帘快门失真校正量的方法。
将作为残留校正角速度的Err角速度输入至积分器1501。积分器1501具有能够改变任何频带处的特性的功能，对Err角速度进行积分，并且将结果供给至饱和防止控制单元1502。这里，积分器1501在图像传感器的曝光开始时被初始化为0，并且计算曝光时间段内的抖动量。如上所述，限制值计算单元1301根据倾斜角度位置来计算限制值，并且将所计算出的限制值输入至饱和防止控制单元1502。
饱和防止控制单元1502使用限制值来对来自积分器1501的输出进行钳位，使得来自积分器1501的输出不会大于或等于从限制值计算单元1301输出的限制值。这里，在如图2A那样、倾斜角度(即，镜筒的光轴方向)与Z轴(即，图2B中的侧倾转动轴)一致的情况下，可以通过驱动平摇转动单元来进行摄像面上的沿水平方向的图像模糊校正。然而，不能进行摄像面上的沿转动方的图像模糊校正，因而期望增加转动方向上的卷帘快门失真校正效果。在这种情况下，设置参数，使得限制值计算单元1301所计算出的限制值增大。另外，在如图2C那样、镜筒的光轴方向与Y轴(即，图2B中的横摆转动轴)一致的情况下，可以通过驱动平摇转动单元105来进行摄像面上的沿转动方向的图像模糊校正。因此，设置参数，使得转动方向上的卷帘快门失真校正效果减少。
另外，如参考图15所述，通过根据限制值改变积分器的时间常数，可以使来自积分器1501的输出的大小不太可能达到限制值。因此，可以计算适合限制值计算单元1301所设置的校正区域的最终转动卷帘快门失真校正量。然后，将所计算出的转动卷帘快门失真校正量输入至图像变形量合成单元1305，转换成与摄像面上的模糊量等价的单位，并且与读出定时相应地确定校正量。
如上所述，在本发明的第二实施例中，针对平移和翻动抖动校正量的限制值与针对转动抖动校正量的限制值、以及另外针对水平或垂直卷帘快门失真校正的限制值与针对转动卷帘快门失真校正的限制值的比例根据倾斜角度而改变。然后，根据该比例，将校正所需的额外像素划分成平移和翻动抖动校正量、转动校正量、水平或垂直卷帘快门失真校正量以及转动卷帘快门失真校正量。因此，即使在仅具有诸如平摇/倾斜机械驱动等的两轴式转动机构的摄像设备的情况下，也可以针对不能进行机械校正的轴确保校正所用的大量额外像素。因此，可以将有限的额外像素有效地用于校正各图像模糊，并且可以进行有效的图像模糊校正。
第三实施例
在第一实施例和第二实施例中，说明了根据倾斜角度来改变针对电子校正中的平移、翻动、转动和卷帘快门失真等的校正限制值的操作。然而，关于不能进行机械校正的轴，如果绕相同轴的抖动量小，则不必将针对绕该轴的电子校正量的限制值设置得大。在第三实施例中，将说明用于除根据倾斜角度外、还根据绕以摄像面为基准的各轴的抖动量的大小来设置电子校正限制值的方法。
图17是用于说明用于在第一实施例的图8的框图的限制值计算单元508中计算限制值的方法的图。除倾斜角度外，还将作为减法器505、506和507的输出的机械残留校正角速度(PitchErr、YawErr和RollErr)新输入至限制值计算单元508。
首先，焦距计算单元702根据变焦单元201的编码器的输出来计算摄像光学系统的焦距，并且设置焦距相乘单元1601和1602所进行的计算所要使用的焦距。
将俯仰残留校正角速度(PitchErr)输入至焦距相乘单元1601，乘以焦距计算单元702所计算出的焦距f，并且输入至振动状态量计算器1603。这里，将说明振动状态量计算器1603的内部计算。首先，将焦距相乘单元1601的输出输入至HPF 1604，并且在被去除了低频成分之后，输入至绝对值转换器1605。然后，计算来自HPF 1604的输出值的绝对值，并且将该绝对值输入至LPF1606。LPF 1606在从绝对值转换器1605输出的角速度绝对值的信号频率成分中遮断超过了所设置的截止频率的高频成分，并且输出低于或等于截止频率的低频成分，由此计算PitchErr方向上的振动状态量。将与所计算出的俯仰校正振动残留角速度相对应的振动状态量输入至信号选择单元1608。
同时，将横摆残留校正角速度(YawErr)输入至焦距相乘单元1602，乘以焦距计算单元702所计算出的焦距f，并且输入至振动状态量计算器1607。之后，使用与振动状态量计算器1603的方法相同的方法，计算与横摆校正残留振动角速度相对应的振动状态量，并且将该振动状态量输入至信号选择单元1608。在信号选择单元1608中，将俯仰方向上的振动状态量计算器1603的输出与横摆方向上的振动状态量计算器1607的输出进行比较，并且将输出值较大的信号输入至各限制值计算单元1612。
同时，将侧倾残留校正角速度(RollErr)输入至乘法器1609，并且乘以预定系数L。然后，振动状态量计算器1610使用与振动状态量计算器1603的方法相同的方法来计算与侧倾校正残留振动角速度相对应的振动状态量，并且将所计算出的振动状态量输入至各限制值计算单元1612。将从摄像中心起的预定距离(例如，在从摄像面的中心起直到传感器的受光区域的角部为止的距离为100％的情况下，在与该距离的80％相对应的位置处)设置为乘法器1609所进行的相乘所使用的值L。
另外，将来自平摇/倾斜位置401的当前倾斜角度位置输入至比率计算单元1611，使用参考第一实施例的图10A和10B所述的方法来基于倾斜角度计算图10A和10B中的Ky和Kr，并且将Ky和Kr输入至各限制值计算单元1612。
这里，设信号选择单元1608的输出为PYErr、振动状态量计算器1610的输出为RErr、并且电子校正的合计区域的值为FlLimit，根据表达式42和表达式43来计算平移校正限制值+翻动校正限制值PYLimit、以及转动校正限制值RLimit。
使用上述方法，根据倾斜角度以及基于机械残留校正角速度(PitchErr、YawErr和RollErr)的振动状态量来将预先设置的电子校正的合计区域的值FlLimit划分成平移校正限制值、翻动校正限制值和转动校正限制值。
如上所述，基于针对摄像面上的各轴的残留振动量以及倾斜角度来计算平移校正限制值、翻动校正限制值和转动校正限制值。因此，即使在仅具有诸如平摇/倾斜机械驱动等的两轴式转动机构的摄像设备的情况下，也可以将有限的额外像素有效地用于校正各图像模糊，并且可以进行有效的图像模糊校正。
第四实施例
在第一实施例至第三实施例中，说明了将用于使镜筒绕两个轴转动的机构与电子抖动校正组合的图像模糊校正。然而，在第四实施例中，将说明用于通过使图像传感器转动和偏移来校正图像模糊的、使用光轴偏移校正和摄像转动的方法。
图18是示出第四实施例中的摄像设备的结构的框图。与图3的框图的不同之处在于：去除了图像变形单元208，并且作为代替，添加了图像传感器偏移和转动单元1701。
图像传感器偏移和转动单元1701具有可以使图像传感器在水平或垂直方向上偏移并转动地移动的机构。然而，与第一实施例所述的平移和转动的电子校正相同，可校正的范围受到限制。第四实施例中的偏移和转动的校正比例也是使用与第一实施例所述的方法相同的方法所计算出的。因此，即使在仅具有诸如平摇/倾斜机械驱动等的两轴式转动机构的摄像设备的情况下，也可以通过对利用图像传感器的偏移和转动所进行的校正进行适当的校正限制，来进行有效的图像模糊校正。
其它实施例
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
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。

Claims (12)

1.一种图像稳定设备，包括：
保持单元，用于保持摄像单元，所述摄像单元用于拍摄摄像光学系统所形成的被摄体图像；
转动单元，用于使所述保持单元在两个轴方向上转动；
计算单元，用于基于抖动检测单元的输出和第一图像模糊校正单元的移动量，来计算所述第一图像模糊校正单元进行图像模糊校正之后的图像模糊的残留校正量，其中所述抖动检测单元用于检测所述图像稳定设备的抖动，以及所述第一图像模糊校正单元用于通过驱动所述转动单元来校正由所述图像稳定设备的抖动引起的所述摄像单元的摄像面上的图像模糊；
第二图像模糊校正单元，用于使用与所述第一图像模糊校正单元的方法不同的方法，来校正图像模糊的残留校正量；以及
改变单元，用于基于所述转动单元的转动角度和图像模糊的残留校正量，来改变所述第二图像模糊校正单元对所述摄像单元的摄像面上的沿水平方向或垂直方向的图像模糊进行校正的可校正范围以及所述第二图像模糊校正单元对所述摄像面上的沿转动方向的图像模糊进行校正的可校正范围之间的分配。
2.根据权利要求1所述的图像稳定设备，其中，
所述摄像面上的沿水平方向或垂直方向的图像模糊的校正量包括以下校正量至少之一：用于校正被摄体图像的沿平移方向的图像模糊的校正量；用于校正翻动分量的校正量；以及用于校正垂直或水平卷帘快门失真的校正量。
3.根据权利要求1所述的图像稳定设备，其中，
所述摄像面上的沿转动方向的图像模糊的校正量包括所述被摄体图像的沿该转动方向的图像模糊的校正量和用于校正转动卷帘快门失真的校正量至少之一。
4.根据权利要求1所述的图像稳定设备，其中，
所述第二图像模糊校正单元通过对来自所述摄像单元的图像信号进行图像处理来电子地校正图像模糊。
5.根据权利要求4所述的图像稳定设备，其中，
所述第二图像模糊校正单元主要对绕所述转动单元能够转动的两个轴以外的轴的抖动进行校正。
6.根据权利要求1所述的图像稳定设备，其中，
所述第二图像模糊校正单元通过使所述摄像单元移动来校正图像模糊。
7.根据权利要求6所述的图像稳定设备，其中，
所述第二图像模糊校正单元主要对绕所述转动单元能够转动的两个轴以外的轴的抖动进行校正。
8.根据权利要求1所述的图像稳定设备，其中，
所述改变单元基于所述抖动检测单元的输出和所述转动单元的转动角度来计算所述摄像面上的图像模糊量的大小，并且基于所述转动单元的转动角度和所述摄像面上的图像模糊量的大小，来改变所述摄像面上的沿水平方向或垂直方向的图像模糊的可校正范围以及所述摄像面上的沿转动方向的图像模糊的可校正范围之间的分配。
9.根据权利要求1所述的图像稳定设备，其中，
所述抖动检测单元安装在用于保持所述转动单元的主体单元中，并且进一步包括转换单元，所述转换单元用于基于所述转动单元的转动角度来将所述抖动检测单元的输出转换成所述保持单元的抖动。
10.根据权利要求1所述的图像稳定设备，其中，还包括：
焦距检测单元，用于检测与所述摄像光学系统的焦距有关的信息，
其中，所述改变单元基于所述摄像光学系统的焦距的大小，来改变所述摄像单元的摄像面上的沿水平方向或垂直方向的图像模糊的可校正范围以及所述摄像面上的沿转动方向的图像模糊的可校正范围之间的分配。
11.一种图像稳定设备的控制方法，所述图像稳定设备包括：保持单元，用于保持摄像单元，所述摄像单元用于拍摄摄像光学系统所形成的被摄体图像；以及转动单元，用于使所述保持单元在两个轴方向上转动，所述控制方法包括：
基于抖动检测单元的输出和第一图像模糊校正单元的移动量，来计算所述第一图像模糊校正单元进行图像模糊校正之后的图像模糊的残留校正量，其中所述抖动检测单元用于检测所述图像稳定设备的抖动，以及所述第一图像模糊校正单元用于通过驱动所述转动单元来校正由所述图像稳定设备的抖动引起的所述摄像单元的摄像面上的图像模糊；
利用用于使用与所述第一图像模糊校正单元的方法不同的方法校正图像模糊的残留校正量的第二图像模糊校正单元，来校正图像模糊的残留校正量；以及
基于所述转动单元的转动角度和图像模糊的残留校正量，来改变所述第二图像模糊校正单元对所述摄像单元的摄像面上的沿水平方向或垂直方向的图像模糊进行校正的可校正范围以及所述第二图像模糊校正单元对所述摄像面上的沿转动方向的图像模糊进行校正的可校正范围之间的分配。
12.一种计算机可读存储介质，其存储程序，所述程序用于使计算机执行图像稳定设备的控制方法的各步骤，所述图像稳定设备包括：保持单元，用于保持摄像单元，所述摄像单元用于拍摄由摄像光学系统形成的被摄体图像；以及转动单元，用于使所述保持单元在两个轴方向上转动，所述控制方法包括：
基于抖动检测单元的输出和第一图像模糊校正单元的移动量，来计算所述第一图像模糊校正单元进行图像模糊校正之后的图像模糊的残留校正量，其中所述抖动检测单元用于检测所述图像稳定设备的抖动，以及所述第一图像模糊校正单元用于通过驱动所述转动单元来校正由所述图像稳定设备的抖动引起的所述摄像单元的摄像面上的图像模糊；
利用用于使用与所述第一图像模糊校正单元的方法不同的方法校正图像模糊的残留校正量的第二图像模糊校正单元，来校正图像模糊的残留校正量；以及
基于所述转动单元的转动角度和图像模糊的残留校正量，来改变所述第二图像模糊校正单元对所述摄像单元的摄像面上的沿水平方向或垂直方向的图像模糊进行校正的可校正范围以及所述第二图像模糊校正单元对所述摄像面上的沿转动方向的图像模糊进行校正的可校正范围之间的分配。
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