CN109729245A - 摄像装置、支撑装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置、支撑装置及其控制方法。该摄像装置具有用于进行摄像的可移动单元和支撑可移动单元的支撑单元，可移动单元包括拍摄被摄体的摄像单元，并且支撑单元包括：驱动单元，其以改变可移动单元的朝向的方式进行驱动；位置检测单元，其检测可移动单元的位置；抖动检测单元，其检测摄像装置的抖动；确定单元，其基于由抖动检测单元检测到的抖动，来确定驱动单元的驱动目标位置；以及控制单元，其控制驱动单元，使得由位置检测单元检测到的可移动单元的位置收敛于由确定单元确定的驱动目标位置。

Description

摄像装置、支撑装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及具有图像模糊校正功能的摄像装置。

背景技术

近年来，许多云台摄像装置已经商业化，通过操作诸如电机等的致动器，所述云台摄像装置能够全方向地改变照相机的方向，包括平移(pan)和倾斜(tilt)操作。利用这些云台摄像装置，增加旋转速度并能够快速地将照相机指向被摄体变得越来越重要，以能够顺序地跟踪多个被摄体。

在这种云台摄像装置中，经常使用万向节结构，以全方向地连续跟踪目标。另一方面，作为用于使照相机全方位地定向的结构，不使用诸如万向节结构的旋转轴，已经提出了一种结构，其通过使用压电元件的摩擦来旋转地驱动包含作为可移动单元的照相机的球体。

此外，光学图像模糊校正被用作校正由抖动(shake)(例如传送到诸如静态照相机或摄像机的摄像装置的照相机抖动)引起的图像模糊的方法。在光学图像模糊校正中，从在图像传感器上形成的图像检测到抖动，基于检测到的抖动量计算移位透镜的目标位置，并且移位透镜在垂直于光轴的方向上移动到目标位置。此时，例如，进行用于将目标位置与实际位置之间的偏差减小到零的反馈控制。还使用通过将拍摄图像与随后的拍摄图像进行比较并计算移动量来移动摄像区域的电子图像模糊校正。

上述图像模糊校正控制也应用于云台摄像装置。具体地，通过检测施加到云台摄像装置的振动(vibration)并基于检测到的抖动量对照相机的朝向(orientation)进行平移或倾斜，并且还通过应用电子图像模糊校正，来校正云台摄像装置的图像模糊。

在日本专利第5383926号公报和日本特开2014-175774号公报中公开了相关技术。

传统上，具有透镜光学系统和图像传感器的照相机的被驱动的主体侧电子电路，和具有用于控制整个摄像装置的中央处理单元并支撑照相机的基座的驱动侧电子电路，通过电缆等连接。此时，基座侧的电子电路和照相机侧的电子电路被构造为电气地以一体方式移动。

然而，在通过电缆等连接照相机和基座的情况下，存在这样的问题：作为被驱动体的照相机相对于基座的可移动范围受到电布线的限制。鉴于此，为了消除由于有线连接对可移动范围的限制，可以想到在照相机与基座之间无线地进行数据传输。然而，当通过无线数据通信在照相机与基座之间发送云台摄像装置的抖动检测数据时，出现这样的问题：由于传输延迟而不能在适当的定时进行图像模糊校正。

发明内容

考虑到上述问题做出了本发明，并且本发明提供了一种即使在照相机与基座之间的数据传输的情况下也能够抑制图像模糊校正性能下降的摄像装置。

根据本发明的第一方面，提供一种摄像装置，所述摄像装置包括：可移动单元，其被构造为进行摄像；以及支撑单元，其被构造为支撑可移动单元，其中，可移动单元包括：摄像单元，被构造为拍摄被摄体，并且支撑单元包括：驱动单元，其被构造为，以改变可移动单元的朝向的方式进行驱动；位置检测单元，其被构造为检测可移动单元的位置；抖动检测单元，其被构造为检测摄像装置的抖动；确定单元，其被构造为基于由抖动检测单元检测到的抖动，来确定驱动单元的驱动目标位置；以及控制单元，其被构造为控制驱动单元，使得由位置检测单元检测到的可移动单元的位置收敛于由确定单元确定的驱动目标位置。

根据本发明的第二方面，提供了一种支撑装置，其支撑包括摄像单元的可移动单元，所述摄像单元被构造为拍摄被摄体，所述支撑装置包括：驱动单元，其被构造为以改变可移动单元的朝向的方式进行驱动；位置检测单元，其被构造为检测可移动单元的位置；抖动检测单元，其被构造为检测支撑装置的抖动；确定单元，其被构造为基于由抖动检测单元检测到的抖动，来确定驱动单元的驱动目标位置；以及控制单元，其被构造为控制驱动单元，使得由位置检测单元检测到的可移动单元的位置收敛于由确定单元确定的驱动目标位置。

根据本发明的第三方面，提供了一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括：可移动单元，其具有被构造为拍摄被摄体的摄像单元；以及支撑单元，其被构造为支撑可移动单元，所述控制方法包括：驱动步骤，以改变可移动单元的朝向的方式进行驱动；位置检测步骤，检测可移动单元的位置；抖动检测步骤，检测摄像装置的抖动；确定步骤，基于在抖动检测中检测到的抖动，来确定驱动中的驱动目标位置；以及控制步骤，对驱动步骤进行控制，使得在位置检测步骤中检测到的可移动单元的位置收敛于在确定步骤中确定的驱动目标位置。

根据本发明的第四方面，提供了一种支撑装置的控制方法，所述支撑装置被构造为支撑包括摄像单元的可移动单元，所述摄像单元被构造为拍摄被摄体，所述控制方法包括：驱动步骤，以改变可移动单元的朝向的方式进行驱动；位置检测步骤，检测可移动单元的位置；抖动检测步骤，检测支撑装置的抖动；确定步骤，基于在抖动检测步骤中检测到的抖动，来确定驱动步骤中的驱动目标位置；以及控制步骤，对驱动步骤进行控制，使得在位置检测步骤中检测到的可移动单元的位置收敛于在确定步骤中确定的驱动目标位置。

根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的摄像装置的框图。

图2A是第一实施例的摄像装置的外部透视图。

图2B是第一实施例的摄像装置的外部透视图。

图3是示出用于校正图像模糊的构造的框图。

图4是示出用于电子校正图像模糊的构造的框图。

图5是示出第一实施例中的摄像操作的流程图。

图6A是第二实施例的摄像装置的外部透视图。

图6B是第二实施例的摄像装置的平面图。

图7A和图7B是示出第二实施例中的坐标系的图。

图8是示出第二实施例中的用于校正图像模糊的构造的框图。

图9是示出第二实施例中的摄像操作的流程图。

图10是根据第三实施例的摄像装置的框图。

图11是示出第三实施例中的用于电子校正图像模糊的构造的框图。

图12是示出第三实施例中的摄像操作的流程图。

图13是示出第三实施例中的摄像数据和抖动信号的同步的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。

第一实施例

图1是示出根据本发明第一实施例的摄像装置的构造的框图。在图1中，摄像装置100被构造为包括可移动单元110和固定单元130，可移动单元110包括透镜单元，固定单元130包括进行可移动单元110的驱动控制和整个摄像装置的控制的中央控制单元(CPU)。

首先，将描述可移动单元110的构造。透镜单元(摄像光学系统)111被构造为包括变焦单元、光圈/快门单元和聚焦单元，并在摄像单元112上形成被摄体图像。摄像单元112包括由CMOS传感器、CCD传感器等组成的图像传感器，对由透镜单元111形成的光学图像进行光电转换，并输出电信号。摄像数据存储单元113存储摄像单元112的输出数据，并将存储的摄像数据发送到可移动单元数据无线单元114。可移动单元数据无线单元114包括发送和接收天线，并实现可移动单元110与固定单元130之间的数据的无线通信。这里，当通过无线通信将输出数据从摄像单元112发送到固定单元130时，输出数据按照存储在摄像数据存储单元113中的摄像数据的时间顺序发送。

透镜致动器控制单元116包括电机驱动器IC，并且驱动透镜单元111的各种致动器，透镜单元111包括变焦单元、光圈/快门单元和聚焦单元。基于由可移动单元数据无线单元114接收的透镜单元111的致动器驱动指令数据来驱动各种致动器。无线电力接收单元115从固定单元130无线地接收电力，并且根据应用将所接收的电力供应给可移动单元110的整体(各个元件)。

接下来，将描述固定单元(支撑单元)130的构造。中央控制单元131由CPU组成，并控制整个摄像装置100。固定单元数据无线单元136通过无线通信在可移动单元110与固定单元130之间实现由可移动单元110的摄像单元112获得的摄像数据的接收和用于透镜单元111的各种致动器的驱动指令信号的发送。

抖动检测单元139检测施加到摄像装置100的抖动(振动)，并且图像模糊校正控制单元140基于由抖动检测单元139输出的抖动信号，计算校正由摄像装置100的抖动引起的图像模糊所需的可移动单元的驱动量。可移动单元位置检测单元142检测可移动单元110的平移和倾斜位置。可移动单元控制单元141包括驱动单元，驱动单元将可移动单元110旋转驱动到平移和倾斜位置，并且驱动可移动单元110，使得由可移动单元位置检测单元142输出的可移动单元110的平移和倾斜位置移动到期望位置。配设操作单元132以操作摄像装置100，并且在从操作单元132输入用于开启图像模糊校正功能的指令的情况下，图像模糊校正控制单元140指示可移动单元控制单元141进行图像模糊校正操作。

摄像信号处理单元137将由固定单元数据无线单元136输出的摄像单元112的电信号转换为视频信号。视频信号处理单元138根据应用来处理由摄像信号处理单元137输出的视频信号。视频信号的处理还包括通过图像分割和旋转处理的电子图像模糊校正操作。

电源单元134根据应用向摄像装置的整体(各个元件)供电。无线电力发送单元135无线地向可移动单元110发送电力。存储单元133存储通过摄像获得的诸如视频信息等的各种数据。显示单元143配设有诸如LCD的显示器，并且在需要时基于视频信号处理单元138输出的信号进行图像显示。外部I/O端子单元144从外部装置输入发送信号和视频信号并向外部装置输出发送信号和视频信号。

接下来，将描述用于改变摄像方向的摄像装置100的平移和倾斜机构。图2A和图2B是示出摄像装置100的平移和倾斜机构的图。

图2A是摄像装置100的侧视图，其中平移机构的旋转单元由底壳201和转盘202构成，并且转盘202围绕平移转轴203旋转。另外，围绕可移动单元110的透镜光轴204的旋转被称为滚转(roll)方向旋转。

图2B是摄像装置100的正视图。在图2B中，倾斜机构的旋转单元由透镜支撑件206构成，并且，可移动单元110绕倾斜旋转轴205旋转。固定单元130设置在底壳201内，并且即使在平移和倾斜机构操作时也不移动。相对照，透镜支撑件206固定到转盘202，并且与平移机构的旋转操作一起转动。此外，透镜支撑件206包括用于倾斜旋转的驱动致动器和倾斜角度位置检测元件，并且电连接到固定单元130。例如，使用连接电缆或电刷触点的滑环构造被用作为电连接方法。

接下来，将参照图3描述校正由于摄像装置100的抖动引起的图像模糊的方法。图3是示出抖动检测单元139、图像模糊校正控制单元140、可移动单元控制单元141和可移动单元位置检测单元142的构造的框图。

抖动检测单元139配设有平移方向抖动检测单元301a和倾斜方向抖动检测单元301b，平移方向抖动检测单元301a检测施加到摄像装置100的平移方向上的抖动(振动)，倾斜方向抖动检测单元301b检测倾斜方向上的抖动。平移方向抖动检测单元301a和倾斜方向抖动检测单元301b构成为包括例如角速度传感器或速度传感器。平移方向抖动检测单元301a检测在正常姿势(attitude)(图像框的纵向方向基本上与水平方向一致的姿势)下摄像装置100的水平方向(平移方向)上的抖动，并输出抖动信号。倾斜方向抖动检测单元301b检测在正常姿势下摄像装置100的垂直方向(倾斜方向)上的抖动，并输出抖动信号。

图像模糊校正控制单元140被构造为包括平移方向图像模糊校正计算单元302a、平移方向PID单元303a、倾斜方向图像模糊校正计算单元302b和倾斜方向PID单元303b。平移方向图像模糊校正计算单元302a基于平移方向抖动检测单元301a输出的抖动信号，计算可移动单元110在平移方向上的控制信号。类似地，倾斜方向图像模糊校正计算单元302b基于倾斜方向抖动检测单元301b输出的抖动信号，计算可移动单元110在倾斜方向上的控制信号。

可移动单元位置检测单元142配设有平移位置检测单元305a和倾斜位置检测单元305b，并且这些检测单元分别与平移旋转轴203和倾斜旋转轴205相对应地安装。平移位置检测单元305a检测转盘202相对于底壳201的旋转角度。倾斜位置检测单元305b检测可移动单元110相对于透镜支撑件206的旋转角度。

平移方向PID单元303a和倾斜方向PID单元303b均具有进行比例控制的比例控制单元，进行积分控制的积分控制单元，以及进行微分控制的微分控制单元。作为这种构造的结果，平移方向PID单元303a基于由平移方向图像模糊校正计算单元302a输出的可移动单元110的控制信号与由平移位置检测单元305a输出的位置信号之间的偏差来计算控制量，并输出驱动命令信号。倾斜方向PID单元303b也类似地基于由倾斜方向图像模糊校正计算单元302b输出的可移动单元110的控制信号与由倾斜位置检测单元305b输出的位置信号之间的偏差来计算控制量，并且输出驱动命令信号。

可移动单元控制单元141被构造为包括平移方向驱动单元304a和倾斜方向驱动单元304b。平移方向驱动单元304a和倾斜方向驱动单元304b均具有致动器(或电机)。平移方向驱动单元304a和倾斜方向驱动单元304b基于平移方向PID单元303a和倾斜方向PID单元303b输出的驱动指令信号(驱动控制信号)来驱动可移动单元110在平移和倾斜方向上的朝向。

这样，平移方向PID单元303a进行反馈控制，使得平移位置检测单元305a输出的位置信号收敛于由平移方向图像模糊校正计算单元302a输出的可移动单元110的控制信号。倾斜方向PID单元303b也类似地进行反馈控制，使得倾斜位置检测单元305b输出的位置信号收敛于由倾斜方向图像模糊校正计算单元302b输出的可移动单元110的控制信号。

由平移方向图像模糊校正计算单元302a基于平移方向抖动检测单元301a输出的抖动信号计算的可移动单元在平移方向上的控制信号是表示平移方向上的驱动目标位置(抖动校正位置)的信号。类似地，由倾斜方向图像模糊校正计算单元302b基于倾斜方向抖动检测单元301b输出的抖动信号计算的可移动单元在倾斜方向上的控制信号是表示倾斜方向上的驱动目标位置(抖动校正位置)的信号。因此，基于由平移方向图像模糊校正计算单元302a和倾斜方向图像模糊校正计算单元302b输出的可移动单元的控制信号，在校正由于摄像装置100的抖动引起的图像模糊的方向上移动可移动单元110。以这种方式，由于可移动单元110的方向在与光轴正交的方向(平移方向和倾斜方向)上移动，即使在摄像装置100中发生诸如照相机抖动的振动的情况下，也可以减少图像模糊。

接下来，将参照图4描述电子校正由于摄像装置100的抖动引起的图像模糊的方法。图4是示出抖动检测单元139、图像模糊校正控制单元140、摄像信号处理单元137和视频信号处理单元138的构造的框图。

抖动检测单元139配设有滚转方向抖动检测单元301c，其检测施加到摄像装置100的滚转方向上的抖动(振动)。滚转方向抖动检测单元301c被构造为包括：例如，角速度传感器或速度传感器。滚转方向抖动检测单元301c检测在正常姿势(图像框的纵向方向基本上与水平方向一致的姿势)下围绕摄像装置100的光轴的旋转方向(滚转方向)上的抖动，并输出抖动信号。

图像模糊校正控制单元140被构造为包括滚转方向图像模糊校正计算单元302c。滚转方向图像模糊校正计算单元302c基于由滚转方向抖动检测单元301c输出的抖动信号，计算滚转方向上的旋转角度，并计算用于在滚转方向上旋转的控制信号。

摄像信号处理单元137将由固定单元数据无线单元136输出的摄像单元112的电信号转换为视频信号。在视频信号处理单元138中，基于由滚转方向图像模糊校正计算单元302c计算的用于在滚转方向上旋转的控制信号，对由摄像信号处理单元137输出的视频信号进行分割和旋转处理。由此进行电子校正，以校正由于在滚转方向上的旋转而产生的视频的倾斜。以这种方式，即使在摄像装置100中发生围绕可移动单元110的光轴的方向(滚转方向)旋转的诸如照相机抖动的振动的情况下，也可以减少图像模糊。

接下来，将参照图5描述包括本实施例的图像模糊校正操作的摄像操作。图5是示出摄像操作的流程图。主要基于来自摄像装置100的中央控制单元131的命令来执行图5的处理。

首先，当在步骤S501中用户对摄像装置100通电时，中央控制单元131在步骤S502中进行控制，使得可移动单元控制单元141进行用于将可移动单元110固定在预定的平移和倾斜位置处的初始化操作。

接下来，在步骤S503中，中央控制单元131确定可移动单元图像模糊校正模式(可移动单元图像模糊校正功能)是否开启。如果中央控制单元131确定可移动单元图像模糊校正模式开启，则处理进入步骤S504。在步骤S504中，中央控制单元131进行控制，使得图像模糊校正控制单元140进行如下的图像模糊校正操作：用于计算摄像装置100的抖动(振动)幅度，并且根据计算的幅度在平移方向和倾斜方向上驱动可移动单元110。这里，通过以规则周期(例如，每250微秒)发生的中断处理来进行图像模糊校正操作。此外，在本实施例中，进行在平移方向(横向方向)和倾斜方向(纵向方向)中的各个上的图像模糊校正控制。

另一方面，如果在步骤S503中，中央控制单元131确定可移动单元图像模糊校正模式关闭，则中央控制单元131进行控制以维持可移动单元110固定在初始化操作位置处的状态。

接下来，在步骤S505中，中央控制单元131确定电子图像模糊校正模式(电子图像模糊校正功能)是否开启。如果中央控制单元131确定电子图像模糊校正模式开启，则处理进入步骤S506。在步骤S506中，中央控制单元131进行控制，使得图像模糊校正控制单元140计算摄像装置100的抖动幅度。此外，中央控制单元131进行控制，使得视频信号处理单元138对视频进行分割和旋转处理，并校正由滚转方向上的旋转产生的视频倾斜，以实现电子图像模糊校正。

另一方面，如果在步骤S505中，中央控制单元131确定电子图像模糊校正模式关闭，则中央控制单元131进行控制，使得视频信号处理单元138不实现基于图像模糊校正控制单元140的输出的、对视频信号的处理。

如上所述，在本实施例中，用于图像模糊校正的控制单元、抖动检测单元，计算单元、位置检测单元和驱动单元都设置在固定单元中，计算单元根据抖动检测单元的输出计算用于图像模糊校正的可移动单元的驱动量，位置检测单元检测可移动单元的位置，驱动单元用于驱动可移动单元以进行图像模糊校正。由于不需要在固定单元与可移动单元之间交换用于图像模糊校正的数据，因此即使在可移动单元与固定单元之间无线地进行数据传输的情况下，也可以抑制图像模糊校正的性能下降。

第二实施例

接下来，图6A和图6B是用于改变本发明第二实施例的摄像装置600中的摄像方向的球形机构的说明图。注意，由于本实施例中的摄像装置的基本构造与第一实施例类似，因此对共同的部分给予相同的附图标记，并且省略其描述。

图6A是摄像装置600的侧视图。可移动单元610由球体构成，并且底壳601被构造为包括支撑球形可移动单元610的支撑件603,604和605。固定单元630设置在底壳601内，并且即使在可移动单元610操作时也不移动。而且，围绕可移动单元610的透镜光轴602的旋转被称为滚转方向旋转。

图6B是摄像装置600的平面图，其中具有球形结构的可移动单元610由支撑件603,604和605支撑，支撑件603,604和605以120度的规则间隔设置。振动致动器安装在各个支撑件603,604和605中，并且可以将可移动单元610沿期望的方向驱动到期望的旋转角度。也就是说，可以自由地改变可移动单元610的透镜单元111的朝向。

图7A是示出用于描述可移动单元610相对于底壳601的朝向(照相机朝向方向)的球面坐标系的图。球面坐标系是用一个径向坐标和两个角坐标表示的极坐标系。第一角度是由特定轴和移动半径形成的角度，并且，第二角度是由垂直于该特定轴的面中的另一轴线和该面上的移动半径的投影形成的角度。通常，使用符号r表示径向坐标，使用θ表示第一角度坐标，并且，使用φ表示第二角度坐标。

图7B是关于抖动检测单元139的抖动检测轴的说明图。抖动检测单元139设置在底壳601内，并且被构造为包括检测围绕彼此正交的X轴、Y轴和Z轴的角速度的角速度传感器。

接下来，将参照图8描述校正由摄像装置600的抖动引起的图像模糊的方法。图8是示出抖动检测单元139、图像模糊校正控制单元140、可移动单元控制单元141和可移动单元位置检测单元142的构造的框图。

抖动检测单元139配设有图7B所示的X轴旋转方向抖动检测单元801a、Y轴旋转方向抖动检测单元801b和Z轴旋转方向抖动检测单元801c，作为对施加到摄像装置600的抖动进行检测的抖动检测单元。检测在正常姿势下在摄像装置600的水平方向(平移方向)上的抖动，在正常姿势下在摄像装置600的垂直方向(倾斜方向)上的抖动，以及围绕可移动单元610的透镜光轴602的旋转方向(滚转方向)上的抖动，并输出抖动信号。注意，正常姿势表示图像框的纵向方向基本上与水平方向一致的姿势。

图像模糊校正控制单元140被构造为包括X轴图像模糊校正计算单元802a，X轴PID单元803a，Y轴图像模糊校正计算单元802b，Y轴PID单元803b，Z轴图像模糊校正计算单元802c和Z轴PID单元803c。X轴图像模糊校正计算单元802a基于由X轴旋转方向抖动检测单元801a输出的抖动信号，计算可移动单元610绕X轴的驱动控制信号。类似地，Y轴图像模糊校正计算单元802b基于由Y轴旋转方向抖动检测单元801b输出的抖动信号，计算可移动单元610绕Y轴的驱动控制信号。类似地，Z轴图像模糊校正计算单元802c基于由Z轴旋转方向抖动检测单元801c输出的抖动信号，计算可移动单元610绕Z轴的驱动控制信号。

可移动单元位置检测单元142是用于检测可移动单元610的朝向的位置检测单元，并且可移动单元位置检测单元142用于例如使用图像传感器拍摄可移动单元610的表面，并根据由图像处理表示的特征点的移动量来测量可移动单元610旋转移动量。由可移动单元位置检测单元142检测的可移动单元610的朝向可以由如图7A所示的球面坐标表示。

X轴PID单元803a、Y轴PID单元803b和Z轴PID单元803c均具有进行比例控制的比例控制单元，进行积分控制的积分控制单元和进行微分控制的微分控制单元。由于这种构造，由X轴图像模糊校正计算单元802a、Y轴图像模糊校正计算单元802b和Z轴图像模糊校正计算单元802c输出的可移动单元610的控制信号分别输入到X轴PID单元803a、Y轴PID单元803b和Z轴PID单元803c。X轴PID单元803a、Y轴PID单元803b和Z轴PID单元803c各自基于与可移动单元位置检测单元142的位置信号的偏差来计算控制量，并输出驱动命令信号。

可移动单元控制单元141由分别设置在支撑件603,604和605中的振动致动器构成。可移动单元控制单元141基于由X轴PID单元803a、Y轴PID单元803b和Z轴PID单元803c输出的驱动命令信号(驱动控制信号)驱动可移动单元610在平移、倾斜和滚转方向上的朝向。

这样，X轴PID单元803a进行反馈控制，使得可移动单元位置检测单元142输出的位置信号收敛于由X轴图像模糊校正计算单元802a输出的可移动单元的控制信号。类似地，Y轴PID单元803b进行反馈控制，使得由可移动单元位置检测单元142输出的位置信号收敛于由Y轴图像模糊校正计算单元802b输出的可移动单元的控制信号。类似地，Z轴PID单元803c进行反馈控制，使得由可移动单元位置检测单元142输出的位置信号收敛于由Z轴图像模糊校正计算单元802c输出的可移动单元的控制信号。

以这种方式，即使在摄像装置600中发生诸如照相机抖动等的振动的情况下，通过在与光轴正交的方向(平移方向和倾斜方向)上和在绕光轴的旋转方向上驱动可移动单元610，也可以减少图像模糊。

接下来，将描述电子校正由摄像装置600的抖动引起的图像模糊的方法。

可移动单元控制单元141被构造为包括设置在各个支撑件603,604和605中的振动致动器。此外，基于由X轴PID单元803a、Y轴PID单元803b和Z轴PID单元803c输出的驱动命令信号(驱动控制信号)来确定在滚转方向上的驱动。此时，如果在诸如滚转方向上的驱动量大等的情况下由可移动单元控制单元141限制滚转驱动范围，则可能无法通过可移动单元控制单元141利用滚转驱动来校正图像模糊，并且可能会发生残留模糊。关于发生该残留模糊的旋转角度，视频信号处理单元138实现电子校正(图像模糊校正控制)来对视频进行分割和旋转处理，并校正由于在滚转方向上的旋转而产生的视频倾斜。

接下来，将参照图9描述包括本实施例的图像模糊校正操作的摄像操作。图9是示出摄像操作的流程图。主要基于来自摄像装置600的中央控制单元131的命令来进行图9的处理。

首先，当在步骤S901中用户对摄像装置600通电时，中央控制单元131在步骤S902中进行控制，使得可移动单元控制单元141进行用于驱动可移动单元610到预定的初始位置并将可移动单元610固定在初始位置处的初始化操作。

接下来，在步骤S903中，中央控制单元131确定可移动单元图像模糊校正模式(可移动单元图像模糊校正功能)是否开启。如果中央控制单元131确定可移动单元图像模糊校正模式开启，则处理进入步骤S904。在步骤S904中，中央控制单元131进行控制，使得图像模糊校正控制单元140进行图像模糊校正操作，用于计算摄像装置600的抖动(振动)幅度，并且根据计算的幅度在平移方向、倾斜方向和滚转方向上驱动可移动单元610。这里，通过以规则周期(例如，每250微秒)发生的中断处理来进行图像模糊校正操作。此外，在本实施例中，进行在平移方向(横向方向)、倾斜方向(纵向方向)和滚转方向(旋转方向)中的各个中的控制。

另一方面，在步骤S903中，如果中央控制单元131确定可移动单元图像模糊校正模式关闭，则中央控制单元131进行控制以维持可移动单元610固定在初始化操作位置处的状态。

接下来，在步骤S905中，中央控制单元131确定是否开启电子图像模糊校正模式(电子图像模糊校正功能)。如果中央控制单元131确定电子图像模糊校正模式开启，则处理进入步骤S906。在步骤S906中，中央控制单元131进行控制，使得图像模糊校正控制单元140计算摄像装置600的抖动幅度。此外，中央控制单元131进行控制，使得视频信号处理单元138对视频进行分割和旋转处理，并校正由滚转方向上的旋转产生的视频倾斜，以实现电子图像模糊校正。另外，如果在步骤S904中实现了在滚转方向上驱动的图像模糊校正操作，则对在步骤S904中发生残留校正的滚转方向上的旋转进行视频的分割和旋转处理。以这种方式，实现电子图像模糊校正，以校正由于在滚转方向上的旋转而产生的视频的倾斜。

另一方面，如果在步骤S905中，中央控制单元131确定电子图像模糊校正模式关闭，则中央控制单元131进行控制，使得视频信号处理单元138不实现基于图像模糊校正控制单元140的输出的对视频信号的处理。

如上所述，在本实施例中，用于图像模糊校正的控制单元、抖动检测单元，计算单元、位置检测单元和驱动单元也都设置在固定单元中，计算单元根据抖动检测单元的输出计算用于图像模糊校正的可移动单元的驱动量，位置检测单元检测可移动单元的位置，驱动单元用于驱动可移动单元以进行图像模糊校正。由于不需要在固定单元与可移动单元之间交换用于图像模糊校正的数据，因此即使在可移动单元与固定单元之间无线地进行数据传输的情况下，也可以抑制图像模糊校正的性能下降。

第三实施例

上述第一实施例和第二实施例说明了，作为用于图像模糊校正的控制单元、抖动检测单元、根据抖动检测单元的输出计算用于图像模糊校正的可移动单元的驱动量的计算单元、检测可移动单元的位置的位置检测单元和用于驱动可移动单元以进行图像模糊校正的驱动单元也都设置在固定单元中的结果，即使在可移动单元与固定单元之间无线地进行数据传输的情况下，也可以抑制图像模糊校正的性能下降。

然而，实际上，还以无线方式发送摄像数据。因此，在无线通信条件劣化并且可移动单元不能在正确定时将摄像数据发送到固定单元的情况下，用于电子图像模糊校正的校正数据与摄像数据之间的对应性发生偏移。由此可能无法正确地进行电子图像模糊校正。

鉴于此，在本实施例中，采用这样的构造，其中对顺序获取的用于电子图像模糊校正的校正数据进行存储，并且将存储的校正数据分配给从可移动单元发送的摄像数据。由此，即使在可移动单元不能正确地发送摄像数据的情况下，也可以有效地进行采用电子图像模糊校正的校正操作。在下文中，将具体描述该构造。注意，由于该第三实施例的摄像装置的构造中的许多部分与第一实施例的摄像装置的构造相同，因此对相同的部分给出相同的附图标记，并且省略其描述。

图10是示出根据本发明第三实施例的摄像装置的构造的框图。在图10中，摄像装置1010被构造为包括可移动单元110和固定单元1030，可移动单元110包括透镜单元，固定单元130包括进行可移动单元110的驱动控制和整个摄像装置的控制的中央控制单元(CPU)。

在图10中，可移动单元110的外部构造类似于第一实施例。可移动单元110与第一实施例的不同之处在于可移动单元数据无线单元114的操作。可移动单元数据无线单元114包括发送和接收天线，并且通过无线通信在可移动单元110与固定单元1030之间实现数据通信。这里，当通过无线通信将输出数据从摄像单元112发送到固定单元1030时，输出数据按照摄像数据存储在摄像数据存储单元113中的时间顺序发送。此外，当将摄像数据发送到固定单元1030时，可移动单元数据无线单元114还发送所存储的摄像数据的时间序列号。例如，可以通过将摄像数据被摄像单元112拍摄的顺序包括在摄像数据的头(header)中来传送序列号。此外，每次摄像数据存储单元113存储摄像数据时，可以对其进行计数，并且计数数量可以用作序列号。

此外，在图10中，固定单元1030与第一实施例的不同之处在于具有数据丢失检测单元1045。数据丢失检测单元1045检查从可移动单元数据无线单元114发送到固定单元数据无线单元136的摄像数据中是否存在任何数据丢失。例如，数据丢失检测单元1045从可移动单元数据无线单元114发送的数据中提取摄像数据的时间序列号，并在序列号不连续的情况下判断摄像数据中发生了数据丢失。

接下来，将参照图11描述电子校正由于摄像装置1010的抖动引起的图像模糊的方法。图11是示出抖动检测单元139、图像模糊校正控制单元140、摄像信号处理单元137和视频信号处理单元138的构造的框图。

抖动检测单元139配设有滚转方向抖动检测单元1101c，其检测施加到摄像装置1010的滚转方向上的抖动(振动)。滚转方向抖动检测单元1101c被构造为包括：例如，角速度传感器或速度传感器。滚转方向抖动检测单元1101c检测在正常姿势(图像框的纵向方向基本上与水平方向一致的姿势)下围绕摄像装置1010的光轴的旋转方向(滚转方向)上的抖动，并输出抖动信号。

图像模糊校正控制单元140被构造为包括滚转方向图像模糊校正计算单元1102c和存储单元1103c。滚转方向图像模糊校正计算单元1102c基于由滚转方向抖动检测单元1101c输出的抖动信号，计算滚转方向上的旋转角度，并计算用于在滚转方向上旋转的控制信号。存储单元1103c存储由滚转方向图像模糊校正计算单元1102c输出的旋转控制信号。

摄像信号处理单元137将由固定单元数据无线单元136输出的摄像单元112的电信号转换为视频信号。视频信号处理单元138基于由存储单元1103c存储的用于在滚转方向上旋转的控制信号，对由摄像信号处理单元137输出的视频信号进行分割和旋转处理。由此进行电子校正，以校正由于在滚转方向上的旋转而产生的视频的倾斜。

这里，当将旋转控制信号输出到视频信号处理单元138时，按存储在存储单元1103c中的旋转控制信号的时间顺序发送旋转控制信号。输出到视频信号处理单元138的旋转控制信号可以从存储单元1103c中丢弃。以这种方式，即使在摄像装置1010中发生诸如围绕光轴的旋转方向(滚转方向)上的照相机抖动等的振动的情况下，也可以减少图像模糊。

由于如上所述构成的本实施例的摄像装置1010的操作类似于图5所示的第一实施例的操作，所以省略其描述。

接下来，将参照图12描述在可移动单元110与固定单元1030之间的无线通信条件劣化并且可移动单元不能正确地将摄像数据发送到固定单元的情况下的包括电子图像模糊校正的摄像操作。这里，假设图5中描述的电子图像模糊校正模式开(on)并且可移动单元图像模糊校正模式关(off)。主要基于来自摄像装置1010的中央控制单元131的命令来进行图12的处理。

首先，在步骤S1201中，中央控制单元131进行控制，使得摄像单元112开始摄像。在步骤S1202中，中央控制单元131进行控制，使得滚转方向图像模糊校正计算单元1102c基于由滚转方向抖动检测单元1101c输出的抖动信号，来计算摄像装置1010的抖动幅度。在步骤S1203中，中央控制单元131进行控制，使得存储单元1103c存储由滚转方向图像模糊校正计算单元1102c输出的旋转控制信号。

接下来，在步骤S1204中，中央控制单元131进行控制，使得可移动单元数据无线单元114开始将存储在摄像数据存储单元113中的摄像数据和摄像数据的时间序列号发送到固定单元数据无线单元136。

在步骤S1205中，中央控制单元131进行控制，使得固定单元数据无线单元136从可移动单元数据无线单元114接收摄像数据和摄像数据的时间序列号。

在步骤S1206中，中央控制单元131使用数据丢失检测单元1045，根据由固定单元数据无线单元136接收的摄像数据的时间序列号，确定摄像数据中是否存在数据丢失。如果中央控制单元131确定序列号是不连续的并且摄像数据中存在数据丢失，则处理进入步骤S1207。

在步骤S1207中，中央控制单元131进行控制以经由固定单元数据无线单元136，将丢失的摄像数据的重发请求(retransmission request)和丢失的序列号的重发请求发送到可移动单元数据无线单元114。

在步骤S1208中，中央控制单元131进行控制以丢弃具有在从可移动单元数据无线单元114发送的丢失的摄像数据之后的序列号的摄像数据。在步骤S1209中，中央控制单元131进行控制，使得接收到摄像数据的重发请求的可移动单元数据无线单元114，从丢失的序列号按顺序开始重发摄像数据。

另一方面，如果在步骤S1206中，中央控制单元131确定序列号不是不连续的并且没有丢失的摄像数据，则处理进入步骤S1210。在步骤S1210中，中央控制单元131进行控制，使得视频信号处理单元138基于在由存储单元1103c存储的用于在滚转方向上旋转的控制信号，对由摄像信号处理单元137输出的视频信号进行分割和旋转处理。

在步骤S1210中，为了进行分割和旋转处理而从其导出存储在存储单元1103c中的旋转控制信号的抖动信号需要是当获取从其导出由摄像信号处理单元137输出的视频信号的摄像数据时获取的抖动信号。这里，将参照图13描述由摄像单元112获取的摄像数据和由滚转方向抖动检测单元1101c获取的抖动信号的获取定时的示例。

图13是示出由滚转方向抖动检测单元1101c与由摄像单元112获取的各个帧的摄像数据的获取定时同步地获取的抖动信号，以及与各摄像数据相关联的获取的抖动信号的图。

摄像数据获取开始指令1301是用于使摄像单元112开始摄像的信号。摄像单元112在接收到摄像数据获取开始指令1301的情况下开始摄像。即，摄像单元112开始曝光，并且在进行曝光预定时间段之后开始读出。

第一同步信号1302和第n同步信号1303类似地从中央控制单元131发送到摄像单元112，并控制摄像单元112开始接收光的定时。第一摄像数据1305是由摄像单元112获取的摄像数据，并且在摄像单元112中与从中央控制单元131发送的摄像数据获取开始指令1301一起被获取。在摄像数据获取开始指令1301之后，与第一同步信号1302一起在摄像单元112中及时获取第二摄像数据1306。此外，在摄像数据获取开始指令1302之后，与第n同步信号1303一起在摄像单元112中及时获取第n摄像数据1307。

此外，第一抖动信号1308、第二抖动信号1309和第n抖动信号1310是由滚转方向抖动检测单元1101c获取的抖动信号。滚转方向抖动检测单元1101c与从中央控制单元131发送的摄像数据获取开始指令1301一起获取第一抖动信号1308。采用该构造使得能够与第一摄像数据1305的获取定时同步地获取第一抖动信号1308。此外，通过将抖动信号与摄像数据获取开始指令1301相关联地存储，第一抖动信号1308可以与第一摄像数据1305相关联。

滚转方向抖动检测单元1101c类似地与由中央控制单元131生成的第一同步信号1302和第n同步信号1303一起获取第二抖动信号1309和第n抖动信号1310。采用此构造使得能够与第二摄像数据1306和第n摄像数据1307的获取定时同步地获取第二抖动信号1309和第n抖动信号1310。此外，通过将抖动信号与各同步信号相关联地存储，第二抖动信号1309可以与第二摄像数据1306相关联，并且第n抖动信号1310可以与第n摄像数据1307相关联。

在图12的流程图中，如果在步骤S1209中重新发送第n摄像数据1307，则第n抖动信号1310与第n摄像数据1307相关联。因此，可以在视频信号处理单元138中以正确的组合进行处理。

这样，即使可移动单元110与固定单元1030之间的无线通信条件劣化并且无法将摄像数据从可移动单元正确地发送到固定单元，也可以通过使用电子图像模糊校正操作来减少图像模糊。

在本实施例中，如果存在丢失的摄像数据，则在步骤S1208中丢弃具有在丢失的摄像数据之后的序列号的摄像数据，但是本发明不限于此。

例如，可以采用这样的方法，其中，将具有在丢失的摄像数据之后的序列号的摄像数据存储在存储单元133中。然后，在步骤S1209中，使可移动单元仅重发丢失的摄像数据，并且视频信号处理单元138优先对重发的摄像数据进行处理。在重发的摄像数据的处理结束之后，按序列号的顺序处理存储在存储单元133中的摄像数据。

其它实施例

另外，可以通过读出并执行记录在存储介质(也可更完整地称为“非临时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多个程序)以执行上述实施例中的一个或更多个的功能、并且/或者包括用于执行上述实施例中的一个或更多个的功能的一个或更多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，来实现本发明的实施例，并且，可以利用通过由所述系统或装置的所述计算机例如读出并执行来自所述存储介质的所述计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能、并且/或者控制所述一个或更多个电路执行上述实施例中的一个或更多个的功能的方法，来实现本发明的实施例。所述计算机可以包括一个或更多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或所述存储介质被提供给计算机。所述存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)^TM)、闪存设备以及存储卡等中的一个或更多个。

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。

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。

虽然参照示例性实施例描述了本发明，但是，应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以涵盖所有这类变型例以及等同的结构和功能。

Claims (16)

1.一种摄像装置，所述摄像装置包括：

可移动单元，其被构造为进行摄像；以及

支撑单元，其被构造为支撑可移动单元，

其中，所述可移动单元包括：

摄像单元，被构造为拍摄被摄体，并且

所述支撑单元包括：

驱动单元，其被构造为以改变可移动单元的朝向的方式进行驱动；

位置检测单元，其被构造为检测可移动单元的位置；

抖动检测单元，其被构造为检测摄像装置的抖动；

确定单元，其被构造为基于由抖动检测单元检测到的抖动，来确定驱动单元的驱动目标位置；以及

控制单元，其被构造为控制驱动单元，使得由位置检测单元检测到的可移动单元的位置收敛于由确定单元确定的驱动目标位置。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述可移动单元还包括：

发送单元，其被构造为至少将由摄像单元获得的摄像数据无线发送到支撑单元，并且

所述支撑单元还包括：

接收单元，其被构造为接收从所述发送单元发送的信号。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述可移动单元还包括：

电力接收单元，其被构造为从支撑单元无线地接收电力供应，并且

所述支撑单元还包括：

电力发送单元，其被构造为向可移动单元无线供电。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述支撑单元还包括：

信号处理单元，其被构造为基于由抖动检测单元检测到的抖动，对由摄像单元获得的摄像数据进行信号处理。

5.根据权利要求4所述的摄像装置，

其中，信号处理单元通过分割来自摄像数据的图像并使分割的图像旋转，来校正围绕光轴的摄像数据的模糊。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述可移动单元还包括：

第一存储单元，其被构造为按拍摄顺序存储由摄像单元获得的摄像数据，并且

可移动单元从第一存储单元读出摄像数据，并以拍摄顺序将读取的摄像数据发送到支撑单元。

7.根据权利要求6所述的摄像装置，

其中，第一存储单元还存储关于摄像单元获取摄像数据的顺序的信息，并且

可移动单元将顺序信息与摄像数据一起发送到支撑单元。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，

其中，所述支撑单元还包括：

第二存储单元，其被构造为存储从可移动单元接收的顺序信息。

9.根据权利要求7所述的摄像装置，

其中，所述支撑单元还包括：

确定单元，其被构造为基于顺序信息，来确定在从可移动单元接收的摄像数据中是否存在数据丢失。

10.根据权利要求9所述的摄像装置，

其中，在确定单元确定摄像数据中存在数据丢失的情况下，支撑单元使可移动单元重新发送丢失的摄像数据。

11.根据权利要求1所述的摄像装置，

其中，驱动单元围绕多个轴旋转地驱动可移动单元。

12.根据权利要求11所述的摄像装置，

其中，驱动单元在摄像单元的平移方向和倾斜方向上驱动可移动单元。

13.根据权利要求11所述的摄像装置，

其中，可移动单元是球体，并且

驱动单元将振动施加到球体的表面以旋转球体。

14.一种支撑装置，其支撑包括摄像单元的可移动单元，所述摄像单元被构造为拍摄被摄体，所述支撑装置包括：

驱动单元，其被构造为以改变可移动单元的朝向的方式进行驱动；

位置检测单元，其被构造为检测可移动单元的位置；

抖动检测单元，其被构造为检测支撑装置的抖动；

确定单元，其被构造为基于由抖动检测单元检测到的抖动，来确定驱动单元的驱动目标位置；以及

控制单元，其被构造为控制驱动单元，使得由位置检测单元检测到的可移动单元的位置收敛于由确定单元确定的驱动目标位置。

15.一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括：可移动单元，其具有被构造为拍摄被摄体的摄像单元；以及支撑单元，其被构造为支撑可移动单元，所述控制方法包括：

驱动步骤，以改变可移动单元的朝向的方式进行驱动；

位置检测步骤，检测可移动单元的位置；

抖动检测步骤，检测摄像装置的抖动；

确定步骤，基于在抖动检测步骤中检测到的抖动，来确定驱动步骤中的驱动目标位置；以及

控制步骤，对驱动步骤进行控制，使得在位置检测步骤中检测到的可移动单元的位置收敛于在确定步骤中确定的驱动目标位置。

16.一种支撑装置的控制方法，所述支撑装置被构造为支撑包括摄像单元的可移动单元，所述摄像单元被构造为拍摄被摄体，所述控制方法包括：

驱动步骤，以改变可移动单元的朝向的方式进行驱动；

位置检测步骤，检测可移动单元的位置；

抖动检测步骤，检测支撑装置的抖动；

确定步骤，基于在抖动检测步骤中检测到的抖动，来确定驱动步骤中的驱动目标位置；以及

控制步骤，对驱动步骤进行控制，使得在位置检测步骤中检测到的可移动单元的位置收敛于在确定步骤中确定的驱动目标位置。