CN109791342B - 摄像装置及其抖动检测装置、抖动校正装置、抖动检测方法 - Google Patents

摄像装置及其抖动检测装置、抖动校正装置、抖动检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够进行高精度的抖动检测及抖动校正的摄像装置的抖动检测装置、抖动校正装置、摄像装置及抖动检测方法。抖动检测装置(100)从陀螺仪传感器(102)的传感器输出中减去基准值，并分别由LPF(121)及BPF(122)从减去基准值后的传感器输出中提取低频成分及高频成分。第1判定部(124)根据LPF输出和BPF输出而判定摄像装置是否处于定点摄影状态，若判定为处于定点摄影状态，则基准值偏差量计算部(123)根据判定期间的LPF输出而计算相对于基准值的偏差量即基准值偏差量，减法运算部(110)通过从减去基准值后的传感器输出中减去基准值偏差量而校正基准值，由HPF(112)从基准值偏差量校正后的传感器输出中去除低频噪声，进行高精度的抖动检测。

Description

摄像装置及其抖动检测装置、抖动校正装置、抖动检测方法
技术领域
本发明涉及一种摄像装置的抖动检测装置、抖动校正装置、摄像装置及抖动检测方法，尤其涉及一种能够进行高精度的抖动检测及抖动校正的技术。
背景技术
以往，在相机的抖动校正中所需要的相机的抖动(角速度)检测中使用陀螺仪传感器。陀螺仪传感器的输出由于基准值(静止时的输出)漂移，因此使用高通滤波器等从陀螺仪传感器的输出中去除包括漂移及噪声的低频成分，由此减小对陀螺仪传感器的输出的积分值的影响。
陀螺仪传感器的基准值因环境温度的变化而发生变化，但为了去除发生变化的基准值而需要强化高通滤波器(降低截止频率)。该情况下，存在陀螺仪传感器的低频输出也被去除、无法应对慢快门、抖动校正效果降低等问题。
相对于此，提出有如下技术：在相机的动作中，根据陀螺仪传感器的传感器输出(角速度输出)而检测基准值，并更新基准值(专利文献1)。
专利文献1中记载的抖动校正装置具备：直流成分检测部，根据陀螺仪传感器的传感器输出而检测直流成分并输出；及摇拍检测部，根据陀螺仪传感器的传感器输出而检测相机的摇拍，在摇拍检测部未检测出摇拍时，根据从直流成分检测部输出的直流成分的值而更新传感器输出的基准值。
并且，专利文献2中记载有根据角速度传感器的传感器输出而判定相机的摇拍或俯仰拍的判定方法。该判定方法如下：当摇拍或俯仰拍时，利用角速度传感器的传感器输出(角速度输出)具有符号在同一方向上且持续某一定水平以上的状态的倾向，例如若通过角速度传感器而得到的角速度输出在一定时间内持续某一阈值以上，则判定为是摇拍或俯仰拍。而且，专利文献2中所记载的图像移动校正装置若判定为是摇拍或俯仰拍，则变更高通滤波器的截止频率等，以便在摇拍或俯仰拍时限制校正性能。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-178503号公报
专利文献2：日本特开2002-359768号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
专利文献1中记载的摇拍检测部根据陀螺仪传感器的传感器输出的直流成分的时间变化量而检测摇拍，因此例如能够检测角速度递增的摇拍，但无法检测通常的角速度一定的摇拍。并且，由于将减去基准值之前的传感器输出的直流成分使用于摇拍检测中，因此无法判别是传感器输出的漂移还是极低速的摇拍动作。由此，存在误检测陀螺仪传感器的基准值、抖动检测精度(抖动校正精度)降低等问题。
并且，在专利文献2中记载的摇拍等的判定方法中，由高通滤波器从角速度传感器的传感器输出中去除包括在该传感器输出中的不必要频带成分中的例如直流漂移成分，并根据去除后的传感器输出而判定摇拍等，因此无法判定漂移程度极低速的摇拍。而且，专利文献2中记载的发明并不是如下方式：由高通滤波器去除包括在角速度传感器的传感器输出中的漂移成分等，并从传感器输出中减去基准值(静止时的输出)而检测角速度。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种即使摄像装置处于手持状态也能够高精度地计算抖动检测传感器的基准值的偏差量，由此能够进行高精度的抖动检测及抖动校正的摄像装置的抖动检测装置、抖动校正装置、摄像装置及抖动检测方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置具备：抖动检测传感器，检测摄像装置产生的抖动；存储部，存储与摄像装置处于静止状态的抖动检测传感器的输出对应的基准值；减法运算部，从抖动检测传感器的输出中减去基准值；第1滤波器，从通过减法运算部减去基准值之后的输出中提取低频成分；第2滤波器，从通过减法运算部减去基准值之后的输出中提取高频成分；第1判定部，根据第1滤波器的输出和第2滤波器的输出而判定摄像装置是否处于手持状态且定点摄影状态；基准值偏差量计算部，若由第1判定部判定为摄像装置处于手持状态且定点摄影状态，则根据判定期间的第1滤波器的输出而计算相对于基准值的基准值偏差量；校正部，根据基准值偏差量而校正通过减法运算部减去基准值之后的输出；及第3滤波器，从基准值偏差量校正后的输出中去除低频噪声。
根据本发明的一方式，分别由第1滤波器及第2滤波器从减去基准值后的输出中分别提取低频成分及高频成分，所述减去基准值后的输出为从抖动检测传感器的输出中减去与静止状态的抖动检测传感器的输出对应的基准值的输出。然后，根据由第1滤波器提取的低频成分的输出和由第2滤波器提取的高频成分的输出而判定摄像装置是否处于手持状态且定点摄影状态。由此，即使基准值因漂移而变动，也能够与极低速的摇拍动作区别判定手持状态且定点摄影状态。若判定为摄像装置处于手持状态且定点摄影状态，则根据判定期间的第1滤波器的输出而计算相对于基准值的偏差量(基准值偏差量)，因此能够高精度地计算抖动检测传感器的基准值偏差量，并根据所算出的基准值偏差量而校正减去基准值后的输出。然后，由第3滤波器从基准值偏差量校正后的输出中去除低频噪声，进行高精度的抖动检测。
本发明的其他方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选在第1滤波器的输出在规定时间内为第1输出宽度以内，且规定时间内的第2滤波器的输出的符号变化的次数为阈值以上，且第2滤波器的输出在规定时间内为第2输出宽度以内的情况下，第1判定部判定为摄像装置处于手持状态且定点摄影状态。在此，规定时间优选例如为从1秒钟至几秒钟左右。并且，第1输出宽度优选根据基准值因漂移而可能变化的偏差量而确定。并且，在摄像装置处于手持状态的情况下(手持摄影的情况)，抖动的频率为10Hz左右，抖动的角速度为±0.017～0.052(rad/s)左右，因此优选根据这些值来确定阈值及第2输出宽度。
在极低速的摇拍动作的情况下，规定时间内的第2滤波器的输出的符号变化的次数为阈值以上，而且第2滤波器的输出在规定时间内可能成为第2输出宽度以内，但第1滤波器的输出在规定时间内不会满足第1输出宽度以内的条件，能够进行极低速的摇拍状态和手持状态且定点摄影状态的判别。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选校正部从通过减法运算部减去基准值之后的输出中减去基准值偏差量。由此，能够单独地处理基准值和基准值偏差量。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选具备第2判定部，该第2判定部判定由基准值偏差量计算部计算出的基准值偏差量是否在指定范围内，在由第2判定部判定为基准值偏差量在指定范围内的情况下，校正部根据基准值偏差量而校正通过减法运算部减去基准值之后的输出。在计算出包括除漂移以外的噪声等的基准值偏差量、且所计算出的基准值偏差量超出指定范围的情况下，不将该计算出的基准值偏差量(不正确的基准值偏差量)使用于校正中。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选具备：温度传感器，检测抖动检测传感器的温度；及设定部，根据由温度传感器检测到的温度而设定指定范围。基准值偏差量是因抖动检测传感器的输出的漂移而产生的，但漂移的大小受到抖动检测传感器的温度的影响。从而，检测抖动检测传感器的温度，并根据检测到的温度而设定指定范围(基准值偏差量因漂移而可能发生变化的范围)，由此能够适当地判定所计算出的基准值偏差量是否仅由漂移引起。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选具备第1滤波器特性设定部，若根据在判定为摄像装置处于手持状态且定点摄影状态的情况下计算出的基准值偏差量而校正减去基准值后的输出，则与校正前相比，将去除低频噪声的第3滤波器的截止频率设定于低频侧。通过根据基准值偏差量来校正减去基准值后的输出而能够适当地去除漂移成分，因此与反映基准值偏差量之前相比，将第3滤波器的截止频率设定于低频侧，以免去除低频的有效的成分。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选具备判定摄像装置是否处于静止状态的第3判定部，若由第3判定部判定为摄像装置处于静止状态，则基准值偏差量计算部优先于基于第1判定部的判定结果，根据判定为处于静止状态的期间的第1滤波器的输出而计算相对于基准值的基准值偏差量。例如如摄像装置安装于三脚架上的情况那样不是手持状态的情况下，抖动检测传感器的输出成为摄像装置处于静止状态时的输出。从而，减去基准值后的输出与抖动检测传感器的输出的漂移对应，因此该情况下计算出的基准值偏差量比在由第1判定部判定为摄像装置处于手持状态且定点摄影状态的情况下计算出的基准值偏差量可靠性更高。因此，若由第3判定部判定为摄像装置处于静止状态，则优先于基于第1判定部的判定结果，根据判定为处于静止状态的期间的第1滤波器的输出而计算相对于基准值的基准值偏差量。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选第3判定部根据第2滤波器的输出、第3滤波器的输出，或者根据检测摄像装置安装于三脚架上的情况的三脚架检测传感器的输出，判定摄像装置是否处于静止状态。在第2滤波器的输出或第3滤波器的输出中不存在与手持摄影对应的高频成分的情况下，能够判定为摄像装置处于静止状态，并且，若根据三脚架检测传感器的输出而检测摄像装置安装于三脚架上的情况，则能够判定为摄像装置处于静止状态。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选具备第2滤波器特性设定部，在基准值偏差量计算部根据第1滤波器的输出而计算相对于基准值的基准值偏差量时，若由第3判定部判定为摄像装置处于静止状态，则与由第1判定部判定为摄像装置处于手持状态且定点摄影状态的情况相比，将第1滤波器的截止频率设定于低频侧。在摄像装置处于静止状态的情况下(非手持状态的情况下)，由于抖动检测传感器的输出原来只是摄像装置处于静止状态时的输出，因此与判定为处于手持状态且定点摄影状态的情况相比，将第1滤波器的截止频率设定于低频侧，以使仅提取漂移成分。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选具备：第1滤波器特性设定部，若根据在判定为摄像装置处于手持状态且定点摄影状态的情况下计算出的基准值偏差量而校正减去基准值后的输出，则与校正前相比，将去除低频噪声的第3滤波器的截止频率设定于低频侧；及第3滤波器特性设定部，若根据在判定为摄像装置处于静止状态的情况下计算出的基准值偏差量而校正减去基准值后的输出，则与由第1滤波器特性设定部设定的截止频率相比，将去除低频噪声的第3滤波器的截止频率设定于低频侧。在摄像装置处于静止状态的情况下，所计算出的基准值偏差量的精度变得更高，根据该基准值偏差量而校正减去基准值后的输出的传感器输出被良好地去除漂移成分。从而，该情况下，与由第1滤波器特性设定部设定的截止频率相比，第3滤波器特性设定部将去除低频噪声的第3滤波器的截止频率设定于低频侧，以免去除低频的有效成分。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置中，优选具备判定摄像装置是否在平摇俯仰中的第4判定部，若由第4判定部判定摄像装置未在平摇俯仰中，则第1判定部判定摄像装置是否处于手持状态且定点摄影状态。摄像装置在平摇俯仰中的情况下，由于摄像装置不是处于手持状态且定点摄影状态，因此不需要判定摄像装置是否处于手持状态且定点摄影状态。从而，只有在判定为摄像装置未在平摇俯仰中的情况下，进行摄像装置是否处于手持状态且定点摄影状态的判定。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测装置，优选第4判定部根据第3滤波器的输出而判定摄像装置是否在平摇俯仰中。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动校正装置具备：上述任一项所记载的摄像装置的抖动检测装置；抖动角计算部，将第3滤波器的输出进行积分，计算摄像装置的抖动角；抖动校正机构，驱动摄像装置的抖动校正光学系统或成像元件；及抖动控制部，根据由抖动角计算部计算出的抖动角而控制抖动校正机构。
根据本发明的另一方式，由摄像装置的抖动检测装置进行高精度的抖动检测，因此能够根据该抖动检测而进行高精度的抖动校正。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置具备：摄像部，包括摄像光学系统及成像元件；及上述摄像装置的抖动校正装置。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置的抖动检测方法包括：获得检测摄像装置产生的抖动的抖动检测传感器的输出的步骤；从所获得的抖动检测传感器的输出中，减去与摄像装置处于静止状态的抖动检测传感器的输出对应的基准值的步骤；从减去基准值后的输出中提取低频成分的步骤；从减去基准值后的输出中提取高频成分的步骤；根据所提取的低频成分和高频成分而判定摄像装置是否处于手持状态且定点摄影状态的步骤；若判定为摄像装置处于手持状态且定点摄影状态，则根据判定期间的低频成分而计算相对于基准值的基准值偏差量的步骤；根据基准值偏差量而校正减去基准值后的输出的步骤；及从基准值偏差量校正后的输出中去除低频噪声的步骤。
发明效果
根据本发明，即使摄像装置处于手持状态也能够高精度地计算抖动检测传感器的基准值的偏差量，由此能够进行高精度的抖动检测。并且，能够通过高精度的抖动检测而高精度地进行摄像装置的抖动校正。
附图说明
图1是表示本发明的摄像装置1的概略结构的框图。
图2是示出摄像装置1的光学系统的图。
图3是表示包括第1实施方式的抖动检测装置100的抖动校正装置的实施方式的框图。
图4是表示由第1判定部124进行的定点摄影状态的判定处理的流程图。
图5是表示由第1判定部124进行的定点摄影状态的判定处理的其他流程图。
图6是表示摇拍时的角速度输出及BPF输出的时间变化的曲线图。
图7是表示由图3所示的第1实施方式的抖动检测装置100进行的第1校正处理的流程图。
图8是表示包括第2实施方式的抖动检测装置100A的抖动校正装置的实施方式的框图。
图9是表示由图8所示的第2实施方式的抖动检测装置100A进行的第2校正处理的流程图。
图10是表示包括第3实施方式的抖动检测装置100B的抖动校正装置的实施方式的框图。
图11是表示由图10所示的第3实施方式的抖动检测装置100B进行的第3校正处理的流程图。
图12是表示包括第4实施方式的抖动检测装置100C的抖动校正装置的实施方式的框图。
图13是表示由图12所示的第4实施方式的抖动检测装置100C进行的第4校正处理的流程图。
图14是表示根据图12所示的第4实施方式的抖动检测装置100C的变形例而进行的第5校正处理的流程图。
图15是作为本发明的摄像装置的一实施方式的智能手机的外观图。
图16是表示智能手机的结构的框图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明所涉及的摄像装置的抖动检测装置、抖动校正装置、摄像装置及抖动检测方法的优选实施方式进行说明。
＜摄像装置的概略结构＞
图1是表示本发明所涉及的摄像装置1的概略结构的框图。
如图1所示，本实施方式的摄像装置1是具备构成摄像部的摄影透镜(摄像光学系统)10及成像元件11、CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)15、成像元件驱动部20、操作部21、模拟信号处理部22、A/D(Analog/Digital：模拟/数字)转换器23、数字信号处理部26、作为抖动校正光学系统而发挥功能的校正透镜41、抖动校正机构42、抖动控制部50及抖动检测装置100等而构成的数码相机。
各部被CPU15控制而进行动作，CPU15根据来自操作部21的输入而执行指定的控制程序，由此控制摄像装置1的各部。
CPU15内置有程序ROM(Read Only Memory：只读存储器)，该程序ROM中除了CPU15所执行的控制程序以外，还记录有控制所需各种数据等。CPU15将记录在该程序ROM中的控制程序读出到主存储器24并依次执行，由此控制摄像装置1的各部。
另外，该主存储器24除了作为程序的执行处理区域而被利用以外，还作为图像数据等的临时存储区域及各种工作区域而被利用。
操作部21包括释放按钮、电源开关、摄影模式转盘、抖动校正开关等相机的通常的操作机构，将与操作对应的信号输出到CPU15。
摄影透镜10包括变焦透镜10a及聚焦透镜10b(参考图2)而构成。透镜驱动部18通过根据来自CPU15的指令使变焦透镜10a在其光轴上前后移动而进行视角的变更，并通过使聚焦透镜10b在其光轴上前后移动而进行焦点的调整。
透射摄影透镜10的被摄体光经由校正透镜41、光圈12、红外截止滤光片14而被成像元件11接收。
校正透镜41通过抖动校正机构42而被驱动。抖动校正机构42将校正透镜41支撑为在相对于光轴垂直的平面内的正交的两个方向(X方向及Y方向)上移动自如，并且通过未图示的音圈马达而使校正透镜41分别沿X方向及Y方向移动。
抖动检测装置100为了检测摄像装置1的抖动(振动)而设置，并输出与摄像装置1的偏航及间距的角速度对应的信号。抖动控制部50根据抖动检测装置100的输出信号将抖动校正机构42控制成使校正透镜41在与光轴垂直的平面内沿XY方向移动。关于抖动校正的详细内容将进行后述。
12为光圈，光圈驱动部19根据来自CPU15的指令而控制光圈12的开口量，并以成像元件11的曝光量成为适当的曝光量的方式进行调整。
红外截止滤光片14去除入射于成像元件11的被摄体光的红外成分。
成像元件11由CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互补型金属氧化物半导体)型彩色图像传感器构成。另外，成像元件11并不限定于CMOS型，也可以是XY地址型或CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)型的图像传感器。
成像元件11通过以指定的图案排列(拜耳排列、X-Trans(注册商标)排列、蜂窝排列等)配置成矩阵状的多个像素而构成，各像素包括微透镜、红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)的滤色器及光电转换部(光电二极管等)而构成。
被摄体光经由摄影透镜10而成像于成像元件11的受光面上，并通过各受光元件而转换成电信号。即，成像元件11的各像素蓄积与所入射的光量对应的电荷，从成像元件11，与蓄积在各像素中的电荷量对应的电信号作为图像信号而被读出。
成像元件驱动部20按照CPU15的指令从成像元件11读出图像信号并进行控制。并且，成像元件驱动部20具有根据来自CPU15的电子快门控制信号同时排出(一同复位)蓄积在成像元件11的各像素中的电荷而开始进行曝光的电子快门功能。
模拟信号处理部22对通过成像元件11拍摄被摄体而得到的模拟图像信号实施各种模拟信号处理。模拟信号处理部22包括采样保持电路、分色电路及AGC电路等而构成。AGC电路作为调整摄像时的灵敏度(ISO灵敏度(ISO：International Organization forStandardization：国际标准化组织))的灵敏度调整部而发挥功能，调整放大所输入的图像信号的放大器的增益，以使图像信号的信号水平包括在适当的范围内。
A/D转换器23将从模拟信号处理部22输出的模拟图像信号转换成数字图像信号。另外，成像元件11为CMOS型成像元件的情况下，模拟信号处理部22及A/D转换器23内置于成像元件11内的情况较多。
在控制总线33及数据总线34上，除了CPU15、存储器控制部25以外，还连接有数字信号处理部26、压缩扩展处理部27、累计部28、外部存储器控制部30及显示控制部32等，这些被设为经由控制总线33及数据总线34而能够彼此收发信息。
当拍摄静态图像或动画时，经由成像元件11、模拟信号处理部22及A/D转换器23而输出的每一个RGB像素的图像数据(马赛克图像数据)经由存储器控制部25而输入到主存储器24，并临时被存储。
数字信号处理部26对存储在主存储器24中的图像数据实施各种数字信号处理。该例的数字信号处理部26适当地读出存储在主存储器24中的图像数据，对所读出的图像数据进行偏移处理、包括灵敏度校正的增益控制处理、γ校正处理、去马赛克处理(也称作颜色插值处理、同步处理)、RGB/YCrCb转换处理等数字信号处理，使数字信号处理后的图像数据再次存储于主存储器24中。另外，去马赛克处理是例如在由RGB三色的滤色器构成的成像元件的情况下，从由RGB构成的马赛克图像中按每一个像素计算出所有RGB的颜色信息的处理，从马赛克数据(点顺序的RGB数据)中生成同步的RGB三色的图像数据。
RGB/YCrCb转换处理是将同步的RGB数据转换成亮度数据(Y)及色差数据(Cr、Cb)的处理。
压缩扩展处理部27在记录静态图像或动画时，对暂且存储在主存储器24中的非压缩的亮度数据Y及色差数据Cb、Cr实施压缩处理。在静态图像的情况下，例如以JPEG(JointPhotographic coding Experts Group：联合摄影专家组)形式进行压缩，在动画的情况下，例如以H.264形式进行压缩。由压缩扩展处理部27压缩的图像数据经由外部存储器控制部30而记录在存储卡29中。并且，压缩扩展处理部27在再生模式时经由外部存储器控制部30对从存储卡29得到的被压缩的图像数据实施扩展处理，生成非压缩的图像数据。
累计部28按照CPU15的指令而读取存储在主存储器24中的R、G、B的图像信号，计算AE(Auto Exposure：自动曝光)控制所需要的累计值。CPU15根据累计值计算亮度值，并根据亮度值求出曝光值。并且，根据曝光值，按照指定的程序线图而确定光圈值及快门速度。
外部存储器控制部30进行将在压缩扩展处理部27中被压缩的图像数据记录于存储卡29的控制。并且，外部存储器控制部30进行从存储卡29中读出被压缩的图像数据的控制。
显示控制部32进行使存储在主存储器24(或未图示的视频存储器)中的非压缩的图像数据显示于显示部31的控制。显示部31例如通过液晶显示设备、有机电致发光等显示设备而构成。
在显示部31显示即时预览图像的情况下，在数字信号处理部26中连续生成的数字图像信号临时存储在主存储器24中。显示控制部32将临时存储在该主存储器24中的数字图像信号转换成显示用信号形式，并依次输出到显示部31。由此，在显示部31实时显示摄像图像，并能够将显示部31作为电子取景器而使用。
并且，显示部31也可作为用户界面用显示画面而被利用。
＜手抖校正的原理＞
接着，关于摄像装置1的抖动校正原理进行说明。
摄像装置1中，用户能够通过操作部21而切换手抖开启模式和手抖关闭模式。在手抖开启模式中，对校正透镜41进行移动控制，以取消由摄像装置1的抖动(手抖)引起的被摄体图像模糊(图像模糊)。在手抖关闭模式中，以使校正透镜41成为保持停止状态的方式进行控制。
图2是示出摄像装置1的光学系统的图。
摄像装置1的光学系统由变焦透镜10a、聚焦透镜10b、校正透镜41构成。该光学的系统的光轴a上配置有成像元件11，成像元件11将如上所述接收到的被摄体光转换成电信号。
若在摄像装置1中产生手抖，则在1帧内被摄体图像在成像元件11上移动，因此从成像元件11产生抖动图像的电信号。为了检测该手抖的产生，抖动检测装置100设置于摄像装置1的相机机身内。
抖动检测装置100包括作为抖动检测传感器而发挥功能的陀螺仪传感器102(图3)，检测摄像装置1的左右方向(偏航)及上下方向(间距)的角速度。另外，摄像装置1的左右方向及上下方向分别相当于由抖动校正机构42驱动校正透镜41的X方向及Y方向。
抖动检测装置100检测摄像装置1的2轴(偏航及间距)的角速度，并输出表示所检测到的角速度的角速度信号。
抖动控制部50将从抖动检测装置100输入的偏航及间距的角速度信号进行积分，实时生成表示摄像装置1的偏航及间距的抖动角的角度信号(偏航角信号及间距角信号)，为了根据所生成的偏航角信号及间距角信号而抵消伴随摄像装置1的偏航及间距的手抖而产生的图像模糊，经由抖动校正机构42而使校正透镜41在左右方向(X方向)及上下方向(Y方向)上移动。
另外，关于抖动检测装置100及抖动控制部50的详细内容将进行后述。
未产生手抖时，校正透镜41的光轴与光学系统的光轴a一致。若由抖动检测装置100来检测手抖，则根据手抖的大小和方向，校正透镜41通过抖动校正机构42沿X方向和/或Y方向移动。由此，成为形成于成像元件11上的图像几乎停止的状态，表示清晰的图像的图像信号从成像元件11输出。
在此，示出通过使校正透镜41沿X方向、Y方向移动而校正图像模糊的例子，但也可以以通过抖动校正机构42使成像元件11沿X方向及Y方向移动而校正图像模糊的方式构成。
[抖动校正装置]
接着，关于摄像装置的抖动校正装置进行说明。
图3是表示本发明所涉及的摄像装置的抖动校正装置的实施方式的框图。
图3所示的抖动校正装置主要由校正透镜41、抖动校正机构42、抖动控制部50及抖动检测装置100构成，尤其，其特征在于抖动检测装置100。
构成抖动校正装置的抖动检测装置100如上所述检测摄像装置1的2轴(偏航及间距)的角速度，并输出表示所检测到的角速度的角速度信号，但图3中为了简化说明而输出偏航或间距的1轴的角速度信号，关于抖动控制部50校正偏航或间距的1轴的图像模糊的情况进行说明。
抖动控制部50由积分电路51、高通滤波器(High-pass filter:HPF)52、灵敏度设定部53、减法运算部54及驱动器55等构成。
从抖动检测装置100输出偏航或间距的1轴的数字角速度信号，并追加到积分电路51。
积分电路51作为通过积分所输入的角速度信号而实时计算(检测抖动角)角度信号的抖动角检测部而发挥功能。所计算出的角度信号输出到HPF52，在此仅提取与由手抖引起的角速度对应的角度信号，并输出到后阶段的灵敏度设定部53。从而，若手抖减弱，则能够从HPF52直接输出表示0°的角度信号，并能够输出使校正透镜41的光轴快速移动(中心)到光学系统的光轴a上的信号。
从HPF52输出的角度信号输入到灵敏度设定部53。在灵敏度设定部53中，从CPU15追加有表示变焦透镜10a的变焦倍率的变焦信息，灵敏度设定部53根据变焦信息对所输入的角度信号相乘与变焦信息(变焦倍率)对应的校正增益值，将表示校正透镜41的目标位置的目标位置指令值输出到减法运算部54。
在减法运算部54的其他输入中，从抖动校正机构42追加有表示当前的校正透镜41的位置的位置检测值，减法运算部54将目标位置指令值与位置检测值的差分值输出到驱动器55。
驱动器55以与所输入的差分值的大小对应的电流值，将与所输入的差分值的符号对应方向的电流供给到抖动校正机构42的未图示的音圈马达，由此使校正透镜41以所希望的量和方向移动。
而且，驱动校正透镜41，以使目标位置指令值与位置检测值的差分值始终成为零，由此即使在摄像装置1中产生手抖，也能够避免在成像元件11的被受光的被摄体像上产生图像模糊。
＜抖动检测装置的第1实施方式＞
接着，关于本发明所涉及的抖动检测装置的第1实施方式进行说明。
图3所示的抖动校正装置包括第1实施方式的抖动检测装置100而构成。
抖动检测装置100主要由作为抖动检测传感器而发挥功能的陀螺仪传感器102、A/D转换器104、减法运算部106、110、存储部108、作为第3滤波器而发挥功能的HPF112及基准值校正部120构成。
陀螺仪传感器102分别检测摄像装置1的2轴(偏航及间距)的角速度，并输出表示所检测到的角速度的模拟角速度信号，但如上所述在图3中，为了简化说明而输出偏航或间距的1轴的角速度信号。
从陀螺仪传感器102输出的角速度信号通过A/D转换器104转换成数字角速度信号，并输出到减法运算部106。
在减法运算部106的其他输入中追加有存储在存储部108中的基准值，减法运算部106从角速度信号中减去基准值，并将减去基准值后的角速度信号输出到作为基准值的校正部而发挥功能的减法运算部110及基准值校正部120。
在此，存储在存储部108中的基准值是相当于摄像装置1处于静止状态时的A/D转换器104的输出的值。该基准值优选为在陀螺仪传感器102为基准温度(例如20℃)时输出(测定)的值。其理由在于陀螺仪传感器102的输出在处于静止状态的情况下也不会成为零，而偏置值(基准值)重叠。
并且，该基准值(也称作“零点”)根据周围的温度、经时变化等而发生变化(漂移)，因此若对角速度值进行积分而求出角度，则即使在静止状态下，也因漂移而导致角度发生变化。基准值校正部120是计算由漂移引起的基准值的偏差量(基准值偏差量)的部分。
在输入减去基准值后的角速度信号的减法运算部110的其他输入中追加有由基准值校正部120计算出的基准值偏差量，减法运算部110从减去基准值后的角速度信号中进一步减去基准值偏差量，并将减去基准值偏差量后的角速度信号输出到HPF112。
HPF112从由减法运算部110输入的减去基准值偏差量后的角速度信号中去除低频噪声，并将去除低频噪声的角速度信号输出到抖动控制部50的积分电路51。另外，在摄像装置1处于手持状态的情况下(手持摄影的情况)，抖动频率为10Hz左右，因此优选根据该抖动频率来确定去除低频噪声的HPF112的截止频率。
接着，关于基准值校正部120进行说明。
基准值校正部120主要由作为第1滤波器而发挥功能的低通滤波器(Low-passfilter:LPF)121、作为第2滤波器而发挥功能的带通滤波器(Band-pass filter:BPF)122、基准值偏差量计算部123、第1判定部124、第2判定部125、第3判定部126及第4判定部127构成。
从减法运算部106输出的减去基准值后的角速度信号分别追加到LPF121及BPF122。
LPF121从所输入的减去基准值后的角速度信号中提取低频成分，并将所提取的低频成分(以下，称作“LPF输出”)分别发送到基准值偏差量计算部123、第1判定部124、第3判定部126及第4判定部127。
并且，BPF122从所输入的减去基准值后的角速度信号中提取高频成分，并将所提取的高频成分(以下，称作“BPF输出”)发送到第1判定部124。另外，在减去基准值后的角速度信号中不包括高频噪声的情况下，也可以使用HPF来代替BPF122。
第1判定部124根据LPF输出及BPF输出而判定摄像装置1是否处于手持状态且定点摄影状态。在此，定点摄影状态是摄像装置1被保持成朝向静止的主要被摄体(定点)的状态，摄像装置1处于不进行平摇俯仰的状态。
第3判定部126根据LPF输出而判定摄像装置1是否处于静止状态。在此，静止状态是指摄像装置1不处于手持状态，例如摄像装置1固定于三脚架上等，摄像装置1中未产生手抖的状态。另外，第3判定部126也可以根据未图示的三脚架检测传感器的输出而进行静止状态的判定。
并且，第4判定部127中追加有从HPF112输出的角速度信号，第4判定部127根据所输入的角速度信号来判定摄像装置1是否处于平摇俯仰中。关于由第4判定部127进行的是否在平摇俯仰中的判定，根据所输入的角速度信号，在角速度的符号为同一方向且角速度为一定值以上的状态持续的情况下能够判定为在平摇俯仰(摇拍或俯仰拍)中。
基于第3判定部126及第4判定部127的判定结果追加到第1判定部124，在由第3判定部126判定为非静止状态、且由第4判定部127判定为摄像装置1未在平摇俯仰中的情况下，第1判定部124进行定点摄影状态的判定处理。在摄像装置1处于静止状态的情况及摄像装置1在平摇俯仰中的情况下，很明显不是定点摄影状态，其理由在于，这些情况下不需要进行定点摄影状态的判定处理。
另外，由第4判定部127进行的未在平摇俯仰中的判定，并不是指不包括极低速的摇拍动作中及俯仰拍动作中的定点摄影状态的判定。并且，由第4判定部127进行的是否在平摇俯仰中的判定，并不限定于根据从HPF112输出的角速度信号判定的情况，例如也能够根据从BPF输出或积分电路51输出的角度信号进行判定。
若由第1判定部124判定为摄像装置1处于手持状态且定点摄影状态，则基准值偏差量计算部123根据判定期间的LPF输出而计算相对于基准值的基准值偏差量。
＜定点摄影状态的判定处理＞
接着，关于由第1判定部124进行的定点摄影状态的判定处理进行说明。
图4及图5是表示由第1判定部124进行的定点摄影状态的判定处理的流程图。
图4中，第1判定部124判定是否实施定点摄影状态的检测(步骤S10)。例如在摄像装置1设定为再生模式等的情况下，不需要实施定点摄影状态的检测，因此第1判定部124按照流线150而转移到图5的步骤S52，在步骤S52、S54、S56中，将3个计数(角速度计数、符号变化计数及校正前基准值范围计数)清零，进而将状态标志设定为“非定点摄影”(步骤S58)。
步骤S10中，在实施定点摄影状态的检测的情况下(“是”的情况)，转移到步骤S12。
步骤S12中，判别是否为对象摄影模式、平摇俯仰控制状态是否为“正常”、及静止判定状态是否为“非静止”。在此，关于是否为对象摄影模式，例如在摄影模式中为手抖开启模式的情况下能够判定为对象摄影模式。关于平摇俯仰控制状态是否为“正常”，能够根据基于第4判定部127的是否在平摇俯仰中的判定结果来进行判定，平摇俯仰控制状态为“正常”是指在非平摇俯仰中。并且，关于静止判定状态是否为“非静止”，能够根据基于第3判定部126的静止状态的判定结果来进行判别。
步骤S12中，在满足对象摄影模式、平摇俯仰控制状态为“正常”及静止判定状态为“非静止”这3个条件的情况下(“是”的情况)转移到步骤S14，而在不满足3个条件中的1个以上的条件的情况下，按照流线150转移到图5的步骤S52。
步骤S14中判别减去基准值后的LPF输出的绝对值是否小于阈值(LPF输出在第1输出宽度以内)。在小于阈值的情况下(“是”的情况)，将校正前基准值范围计数仅增加1(步骤S16)，并转移到步骤S18。另一方面，在阈值以上的情况下(“否”的情况)，按照流线150转移到图5的步骤S52。
另外，阈值(第1输出宽度)优选与陀螺仪传感器102的“漂移宽度”对应地进行确定。由此，能够区别LPF输出是由陀螺仪传感器102的漂移引起的输出，还是由极低速的摇拍动作、俯仰拍动作引起的输出。
步骤S18中判别校正前基准值范围计数是否为规定值以上，在规定值以上的情况下(“是”的情况)，将校正前基准值范围计数限制为规定值之后(步骤S20)转移到图5的步骤S30。在小于规定值的情况下(“否”的情况)，跳过步骤S20转移到图5的步骤S30。
在此，定点摄影状态的判定处理以一定的周期(例如从陀螺仪传感器102输出的角速度信号的A/D转换器104中的采样周期)重复执行，但校正前基准值范围计数的规定值优选与从1至几秒钟左右的规定时间内连续计数的校正前基准值范围计数对应地进行确定。
图5中，在步骤S30中判别减去基准值后的BPF输出的绝对值是否小于角速度阈值(BPF输出在第2输出宽度内)。在小于角速度阈值的情况下(“是”的情况)，仅增加角速度计数1(步骤S32)，并转移到步骤S34。另一方面，在角速度阈值以上的情况下(“否”的情况)转移到步骤S52。
另外，步骤S30中的判别基准的“角速度阈值”优选与相机的通常的手抖的角速度对应地进行确定。其理由在于，在产生有超出手抖的角速度的角速度的情况下不是定点摄影状态。顺便说一下，在手持摄影的情况下，手抖的角速度为±0.017～0.052(rad/s)左右。
步骤S34中判别角速度计数是否为规定值以上，在规定值以上的情况下(“是”的情况)，将角速度计数限制为规定值之后(步骤S36)转移到步骤S38。在小于规定值的情况下(“否”的情况)，跳过步骤S36转移到步骤S38。
步骤S38中判别减去基准值后的BPF输出的符号是否发生了变化。在BPF输出的符号发生了变化的情况下(“是”的情况)，仅增加符号变化计数1(步骤S40)，并转移到步骤S42。另一方面，在BPF输出的符号未发生变化的情况下(“否”的情况)跳到步骤S46。
步骤S42中判别符号变化计数是否为规定值以上，在规定值以上的情况下(“是”的情况)，将符号变化计数限制为规定值之后(步骤S44)转移到步骤S46。在小于规定值的情况下(“否”的情况)，跳过步骤S44转移到步骤S46。
另外，步骤S42中的判别基准的规定值优选与因相机的通常的手抖而在指定的规定时间(从1至几秒钟左右)内角速度信号(BPF输出)的符号发生变化的次数对应地进行确定。顺便说一下，在手持摄影的情况下，手抖的频率为10Hz左右。
步骤S46中判别3个计数(角速度计数、符号变化计数及校正前基准值范围计数)是否分别成为规定值。然后，在3个计数分别成为规定值的情况下(“是”的情况)，将状态标志设定为“定点摄影”(步骤S48)，而在3个计数中的1个以上未达到规定值的情况下(“否”的情况)，将状态标志设定为“非定点摄影”(步骤S50)。
如上所述，在判定摄像装置1处于手持状态(非静止)且未在平摇俯仰中(正常)，根据LPF输出及BPF输出进一步判定是否处于定点摄影状态。
在此，定点摄影状态的判定不仅根据BPF输出在规定时间内小于阈值、且规定时间内的BPF输出的符号变化次数为规定值以上来进行判定，而且也根据LPF输出在规定时间内小于阈值来进行判定。由此，能够检测根据包括在减去规定值后的角速度信号中的高频噪声无法判定的微小的角速度信号。
并且，图6是表示摇拍时的角速度输出及BPF输出的时间变化的曲线图，用实线来表示角速度输出，用虚线来表示BPF输出。如图6所示，BPF输出相对于摇拍时的一定的角速度输出的输入，随着时间的经过而减少。从而，若仅通过BPF输出，则因被去除的直流成分而无法检测低速的摇拍，但能够根据LPF输出而判定低速的摇拍。
即，根据LPF输出及BPF输出能够高精度地判定是否为定点摄影状态，不会将极低速的摇拍动作中或俯仰拍动作中误判定为定点摄影状态。
返回到图3，如上所述，若由第1判定部124判定为摄像装置1处于手持状态且定点摄影状态，则基准值偏差量计算部123根据判定期间的LPF输出而计算相对于基准值的基准值偏差量。即，在定点摄影状态(状态标志为“定点摄影”)时，基准值偏差量计算部123根据将LPF输出测量一定时间的结果，通过计算LPF输出的平均值、中央值或最频值等方法而计算基准值偏差量，并将所计算出的基准值偏差量输出到第2判定部125。
第2判定部125将从基准值偏差量计算部123输入的基准值偏差量在一定的条件下设为基准值的校正项，并输出到减法运算部110。
如上所述，减法运算部110从减去规定值后的角速度信号中进一步减去基准值偏差量，并将减去基准值偏差量后的角速度信号输出到HPF112。
＜第1校正处理＞
接着，关于校正陀螺仪传感器102的基准值的偏差的第1校正处理进行说明。
图7是表示由图3所示的第1实施方式的抖动检测装置100进行的第1校正处理的流程图。
图7中，第2判定部125判别是否根据基准值偏差量而实施基准值的校正(步骤S60)，在实施的情况下(“是”的情况)，进而判别当前的模式是否为摄影模式且能够进行基准值校正的摄影时刻(步骤S62)。在“是”的情况下转移到步骤S64，在此，判别基准值偏差量校正状态是否成为“定点摄影中的基准值偏差量的反映结束”。另外，如后述步骤S72、S74所示，在由基准值偏差量计算部123计算出的基准值偏差量作为基准值的校正项而被采用的情况下，基准值偏差量校正状态设为“定点摄影中的基准值偏差量的反映结束”。
步骤S64中，若判别为基准值偏差量校正状态不是“定点摄影中的基准值偏差量的反映结束”(“否”的情况)，则判别在定点摄影中进行的基准值偏差量的计算是否结束、以及判别是否在定点摄影中(步骤S66、S68)。
步骤S66、S68中，若分别判别为“是”，则第2判定部125判别所计算出的间距(P)及偏航(Y)各自的基准值偏差量的绝对值是否均为阈值以下(基准值偏差量在指定范围内)(步骤S70)。该阈值例如优选与陀螺仪传感器102的温度漂移等对应地进行确定。
而且，在所计算出的基准值偏差量的绝对值均为阈值以下的情况下(“是”的情况)，第2判定部125将在定点摄影中计算出的基准值偏差量(从基准值偏差量计算部123输入的基准值偏差量)设为基准值的校正项(基准值偏差量校正项)(步骤S72)。
第2判定部125若采用在定点摄影中计算出的基准值偏差量作为基准值偏差量校正项，则将该基准值偏差量校正项输出到减法运算部110。由此，减去基准值后的角速度信号由减法运算部110来进行基准值偏差量校正。
并且，第2判定部125在采用由基准值偏差量计算部123计算出的基准值偏差量作为基准值偏差量校正项的情况下，将基准值偏差量校正状态设为“定点摄影中的基准值偏差量的反映结束”(步骤S74)。
＜抖动检测装置的第2实施方式＞
接着，关于本发明所涉及的抖动检测装置的第2实施方式进行说明。
图8所示的抖动校正装置包括第2实施方式的抖动检测装置100A而构成。另外，图8中对与图3所示的第1实施方式的抖动检测装置100相同的部分标注同一符号，并省略其详细说明。
图8所示的第2实施方式的抖动检测装置100A中，基准值校正部120A与第1实施方式的抖动检测装置100的基准值校正部120不同。尤其，基准值校正部120A被追加温度传感器128，且第2判定部125A的判定内容与第1实施方式的抖动检测装置100的基准值校正部120不同。
温度传感器128检测摄像装置1(陀螺仪传感器102)的温度，并将表示所检测到的温度的温度信息输出到第2判定部125A。
第2判定部125A根据从温度传感器128输入的温度信息，进而判别将在定点摄影中计算出的基准值偏差量是否作为基准值的校正项而反映。即，第2判定部125A在判别为测定存储在存储部108中的基准值时的基准温度与当前温度的差分成为规定值以上，且在定点摄影中计算出的基准值偏差量在与当前温度对应地设定的指定范围内的情况下，使基准值偏差量作为基准值的校正项而反映。
其理由在于，基准值偏差量主要因陀螺仪传感器102的温度漂移而产生，并且温度漂移与陀螺仪传感器102的温度相关联。
＜第2校正处理＞
图9是表示由图8所示的第2实施方式的抖动检测装置100A进行的第2校正处理的流程图。另外，对与图7所示的第1校正处理相同的部分标注同一步骤编号，并省略其详细说明。
如图9所示，第2校正处理在步骤S66与步骤S68之间追加有步骤S80的处理，并且，进行步骤S82的处理来代替图7所示的第1校正处理的步骤S70，在这一点上与第1校正处理不同。
步骤S80中判别测定存储在存储部108中的基准值时的基准温度与由温度传感器128检测到的当前温度的差分的绝对值是否为规定值以上。
在小于规定值的情况下(“否”的情况)，判别为在定点摄影中计算出的基准值偏差量不是由陀螺仪传感器102的温度漂移引起的，从而所计算出的基准值偏差量不会作为基准值的校正项而反映。
并且，在规定值以上的情况下(“是”的情况)，判别在定点摄影中(步骤S68)，间距(P)及偏航(Y)各自的基准值偏差量的绝对值是否均为各温度的阈值以下(与由温度传感器128检测到的温度对应地设定的各温度的指定范围内)(步骤S82)。各温度的阈值按各温度而设定，因此能够设定为与陀螺仪传感器102的温度漂移对应的更高精度的阈值。由此，能够判定所计算出的基准值偏差量是否正确，并能够校正高精度的基准值偏差。
＜抖动检测装置的第3实施方式＞
接着，关于本发明所涉及的抖动检测装置的第3实施方式进行说明。
图10所示的抖动校正装置包括第3实施方式的抖动检测装置100B而构成。另外，图10中，对与图8所示的第2实施方式的抖动检测装置100A相同的部分标注同一符号，并省略其详细说明。
图10所示的第3实施方式的抖动检测装置100B中，基准值校正部120B与第2实施方式的基准值校正部120A不同，尤其，HPF112A及第2判定部125B与第2实施方式的抖动检测装置100A的HPF112及第2判定部125A不同。
第2判定部125B具有与第2实施方式的抖动检测装置100A的第2判定部125A相同的功能，并且具有作为设定HPF112A的截止频率的第1滤波器特性设定部的功能。即，第2判定部125B在使由基准值偏差量计算部123计算出的基准值偏差量作为基准值的校正项而反映的情况下，将使HPF112A的截止频率变更为低频侧的指令输出到HPF112A。
另一方面，HPF112A能够根据来自第2判定部125B的指令而变更截止频率，至少在基准值偏差量作为基准值的校正项而反映之前的截止频率(第1截止频率)与反映后的截止频率(第2截止频率)之间进行变更。另外，第1截止频率优选设为与HPF112的截止频率相同，且与第1截止频率相比，第2截止频率优选设定于低频侧。
由此，若由基准值偏差量计算部123计算出的基准值偏差量作为基准值的校正项而反映，则HPF112A的截止频率(第1截止频率)设定变更为低频侧的第2截止频率，HPF112A能够使相比第1截止频率作为低频噪声而被去除的低频的有效的角速度信号通过。
另外，由于基准值偏差量作为基准值的校正项而反映的角速度信号中没有漂移成分，因此作为HPF112A的截止频率，能够设定仅去除低频噪声的第2截止频率。
＜第3校正处理＞
图11是表示由图10所示的第3实施方式的抖动检测装置100B进行的第3校正处理的流程图。另外，与图9所示的第2校正处理相同的部分标注同一步骤编号，并省略其详细说明。
如图11所示，第3校正处理在步骤S73的后阶段追加有步骤S90～步骤S98，在这一点上与图9所示的第2校正处理不同。
步骤S90中，由图10所示的第2判定部125B判定是否被命令变更HPF112A的截止频率(从第1截止频率向第2截止频率的变更)。
在被命令变更HPF112A的截止频率的情况下(“是”的情况)，停止通过抖动控制部50、抖动校正机构42及校正透镜41等进行的抖动校正(步骤S92)，进行HPF112A的初始化及复位(步骤S94、S96)。HPF112A例如能够由FIR(Finite impulse response：有限脉冲响应)型或IIR(Infinite impulse response：无限脉冲响应)型数字滤波器构成，步骤S94中将数字滤波器的滤波器系数进行初始化，步骤S96中，作为数字滤波器的滤波器系数而设定截止频率成为第2截止频率的滤波器系数。
如上所述，在变更了HPF112A的截止频率之后，通过抖动控制部50等重新开始抖动校正(步骤S98)。另外，当然在偏航及间距的方向上一同实施步骤S90～步骤S98的处理。
＜抖动检测装置的第4实施方式＞
接着，关于本发明所涉及的抖动检测装置的第4实施方式进行说明。
图12所示的抖动校正装置包括第4实施方式的抖动检测装置100C而构成。另外，图12中，对与图8所示的第2实施方式的抖动检测装置100A相同的部分标注同一符号，并省略其详细说明。
图12所示的第4实施方式的抖动检测装置100C中，基准值校正部120C与第2实施方式的基准值校正部120A不同，尤其，LPF121A、第1判定部124A及第3判定部126A与第2实施方式的抖动检测装置100A的LPF121、第1判定部124及第3判定部126不同。
LPF121A能够根据第1判定部124A或第3判定部126A的判别结果(表示“定点摄影中”或“静止中”的信息)变更截止频率，至少在定点摄影中的截止频率(第1截止频率)与静止中的截止频率(第2截止频率)之间进行变更。另外，第1截止频率优选设为与第2实施方式的抖动检测装置100A的LPF121(图8)的截止频率相同，且与第1截止频率相比，第2截止频率设定于更低频侧。
第1判定部124A及第3判定部126A分别具有与第2实施方式的抖动检测装置100A的第1判定部124及第3判定部126相同的功能，并且具有设定LPF121A的截止频率的第2滤波器特性设定部的功能。即，第2判定部125B若判别为摄像装置1处于定点摄影状态，则将表示“定点摄影中”的信息输出到LPF121A，第3判定部126A若判别为摄像装置1处于静止状态，则将表示“静止中”的信息输出到LPF121A。
LPF121A根据从第1判定部124A或第3判定部126A输入的表示“定点摄影中”或“静止中”的信息而变更截止频率，在“静止中”的情况下，与“定点摄影中”的情况相比，将截止频率设定于低频侧。
另外，摄像装置1为“静止中”的情况下，从陀螺仪传感器102不输出低频的角速度信号。从而，通过将LPF121A的截止频率设定于更低频侧而能够从LPF121A仅提取漂移成分。
并且，在基准值偏差量计算部123中，从第1判定部124A及第3判定部126A追加有判定结果，基准值偏差量计算部123在“定点摄影中”和“静止中”结束基准值偏差量的计算的情况下，将在“静止中”中计算出的基准值偏差量优先输出到第2判定部125A。
由此，能够使更高精度的基准值偏差量作为基准值的校正项而反映。
＜第4校正处理＞
图13是表示由图12所示的第4实施方式的抖动检测装置100C进行的第4校正处理的流程图。是表示由第2判定部125A等进行的校正陀螺仪传感器102的基准值的偏差的第4校正处理的流程图。另外，对与图9所示的第2校正处理相同的部分标注同一步骤编号，并省略其详细说明。
如图13所示，第4校正处理在步骤S60与步骤S62之间追加有步骤S102～步骤S106，在步骤S62与步骤S64之间追加有步骤S110～步骤S116，在这一点上与图9所示的第2校正处理不同。
步骤S102中判别基准值偏差量校正状态是否成为“静止中的基准值偏差量的反映结束”。另外，如后述步骤S114、S116所示，在采用由基准值偏差量计算部123在静止中计算出的基准值偏差量作为基准值的校正项的情况下，基准值偏差量校正状态设为“静止中的基准值偏差量的反映结束”。
步骤S102中，若判别为基准值偏差量校正状态不是“静止中的基准值偏差量的反映结束”(“否”的情况)，则经过步骤S62转移到步骤S110，在此，判别间距及偏航一同在静止中进行的基准值偏差量的计算是否结束。
步骤S110中，若判别为静止中的基准值偏差量的计算结束(“是”的情况)，则转移到步骤S112，在此，判别测定存储在存储部108中的基准值时的基准温度与由温度传感器128检测到的当前温度的差分的绝对值是否为规定值以上。在小于规定值的情况下(“否”的情况)判别为在静止中计算出的基准值偏差量不是由陀螺仪传感器102的温度漂移引起的，从而所计算出的基准值偏差量不会作为基准值的校正项而反映。
另一方面，在规定值以上的情况下(“是”的情况)，将在静止中计算出的基准值偏差量设为基准值的校正项(基准值偏差量校正项)(步骤S114)，将基准值偏差量校正状态设为“静止中的基准值偏差量的反映结束”(步骤S116)。
另一方面，步骤S110中，若判别为静止中的基准值偏差量的计算未结束(“否”的情况)，则转移到步骤S64，执行使在定点摄影中计算出的基准值偏差量作为基准值的校正项而反映的校正处理。
如此，在静止中的基准值偏差量的计算结束的情况下，优先于在定点摄影中计算的基准值偏差量，静止中的基准值偏差量作为校正项而反映。
并且，步骤S102中，若判别为基准值偏差量校正状态为“静止中的基准值偏差量的反映结束”(“是”的情况)，则转移到步骤S104，在此，判别间距及偏航中至少一个在静止中的基准值偏差量是否被更新。
而且，在被更新的情况下(“是”的情况)判别间距及偏航是否均在静止中，在静止中的情况下转移到步骤S114。
＜第5的校正处理＞
图14是表示由图12所示的第4实施方式的变形例的抖动检测装置进行的第5校正处理的流程图。
另外，第4实施方式的变形例的抖动检测装置在使静止中的基准值偏差量作为校正项而反映的情况下，与使定点摄影中的基准值偏差量作为校正项而反映的情况相比，将HPF112的截止频率设定于低频侧，该情况下的第2判定部125A作为设定变更HPF112的滤波器特性(截止频率)的第3滤波器特性设定部而发挥功能。并且，对与图13所示的第4校正处理相同的部分标注同一步骤编号，并省略其详细说明。
如图14所示，第5校正处理在步骤S116的后阶段追加有步骤S190～步骤S198，在这一点上与图13所示的第4校正处理不同。
步骤S190～步骤S198设为与图11所示的步骤S90～步骤S98相同，并使HPF112的截止频率(第1截止频率)设定变更为低频侧的第2截止频率。其理由在于，在静止中计算出的基准值偏差量作为校正项而反映的情况下，从角速度信号中适当地去除漂移成分，因此能够将由HPF112去除的低频噪声限制于更低频侧。
图14中，在步骤S190中由第2判定部125A判别是否命令变更HPF112的截止频率。
在被命令变更HPF112的截止频率的情况下(“是”的情况)，停止基于抖动控制部50、抖动校正机构42及校正透镜41等的抖动校正(步骤S192)，并进行HPF112的初始化及复位(步骤S194、S196)。
如上所述，在将HPF112的截止频率(第1截止频率)变更为低频侧的第2截止频率之后，通过抖动控制部50等重新开始抖动校正(步骤S198)。另外，当然在偏航及间距的方向上一同实施步骤S190～步骤S198的处理。
并且，本发明所涉及的摄像装置1除了能够将摄像作为主要功能的数码相机以外，还能够应用于在摄像功能的基础上还具备除了摄像以外的其他功能(通话功能、通信功能、其他计算机功能)的移动设备。作为能够应用本发明的其他方式，例如可举出具有相机功能的移动电话或智能手机、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)及便携式游戏机。以下，关于能够适用本发明的智能手机的一例进行说明。
＜智能手机的结构＞
图15是表示作为本发明的摄像装置的一实施方式的智能手机201的外观的图。图15所示的智能手机201具有平板状框体202，在框体202的一面具备作为显示部的显示面板221和作为输入部的操作面板222成为一体的显示输入部220。并且，这种框体202具备扬声器231、麦克风232、操作部240及相机部241。另外，框体202的结构并不限定于此，例如也能够采用显示部和输入部独立的结构，或者采用具有折叠构造或滑动机构的结构。
图16是表示图15所示的智能手机201的结构的框图。如图16所示，作为智能手机的主要构成要件，具备无线通信部210、显示输入部220、通话部230、操作部240、相机部241、存储部250、外部输入输出部260、GPS(Global Positioning System：全球定位系统)接收部270、动作传感器部280、电源部290及主控制部200。并且，作为智能手机201的主要功能，具备经由基站和移动通信网络的进行移动无线通信的无线通信功能。
无线通信部210按照主控制部200的命令对收纳于移动通信网络中的基站进行无线通信。使用该无线通信进行语音数据、图像数据等各种文件数据、电子邮件数据等的收发、Web数据及流数据等的接收。
显示输入部220为所谓的触摸面板，其通过主控制部200的控制而显示图像(静态图像及动态图像)或文字信息等，并以视觉的方式将信息传递给用户，检测与所显示的信息对应的用户操作，所述显示输入部220具备显示面板221和操作面板222。
显示面板221将LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)、OELD(OrganicElectro-Luminescence Display：有机电致发光显示器)等作为显示设备而使用。操作面板222是以能够辨识显示于显示面板221的显示面上的图像的方式载置，并检测通过用户的手指或手写笔而操作的一个或多个坐标的设备。若通过用户的手指或手写笔而操作这种设备，则将因操作而产生的检测信号输出到主控制部200。接着，主控制部200根据接收到的检测信号来检测显示面板221上的操作位置(坐标)。
如图15所示，作为本发明的摄像装置的一实施方式而例示的智能手机201的显示面板221和操作面板222成为一体而构成显示输入部220，但操作面板222配置成完全覆盖显示面板221。在采用这种配置的情况下，操作面板222在除了显示面板221以外的区域也可以具备检测用户操作的功能。换言之，操作面板222也可以具备与显示面板221重叠的重叠部分的检测区域(以下，称作显示区域)、及除此以外的不与显示面板221重叠的外缘部分的检测区域(以下，称作非显示区域)。
另外，显示区域的大小和显示面板221的大小可以完全一致，但无需使两者一定一致。并且，操作面板222也可以具备外缘部分和除此以外的内侧部分的两个感应区域。而且，外缘部分的宽度根据框体202的大小等适当地设计。并且，作为在操作面板222中所采用的位置检测方式，可举出矩阵开关方式、电阻膜方式、表面声波方式、红外线方式、电磁感应方式、静电电容方式等，也能够采用任一种方式。
通话部230具备扬声器231和麦克风232，将通过麦克风232输入的用户的语音转换成在主控制部200中能够处理的语音数据并输出到主控制部200，或者将由无线通信部210或外部输入输出部260接收到的语音数据进行解码并从扬声器231输出。并且，如图15所示，例如能够将扬声器231、麦克风232搭载于与设置有显示输入部220的面相同的面上。
操作部240是使用了键开关等的硬件键，其接收来自用户的命令。例如如图15所示，操作部240搭载于智能手机201的框体202的侧面，是用手指等按下时开启，手指离开时因弹簧等的复原力而成为关闭状态的按钮式开关。
存储部250存储主控制部200的控制程序、控制数据、应用软件、将通信对方的名称及电话号码等建立对应关联的地址数据、收发电子邮件数据、通过Web浏览器下载的Web数据及下载的内容数据，并且临时存储流数据等。并且，存储部250由智能手机内置的内部存储部251和具有装卸自如的外部存储器用的插槽的外部存储部252构成。另外，构成存储部250的每一个内部存储部251和外部存储部252使用闪存式(flash memory type)、硬盘式(hard disk type)、微型多媒体卡式(multimedia card micro type)及卡式的存储器(例如Micro SD(注册商标)存储器等)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等记录介质而实现。
外部输入输出部260发挥与连结于智能手机201上的所有外部设备的接口的作用，用于通过通信等(例如通用串行总线(USB)及IEEE1394等)或网络(例如互联网、无线LAN(Local Area Network：局域网)、蓝牙(Bluetooth)(注册商标)、RFID(Radio FrequencyIdentification：射频识别)、红外线通信(Infrared Data Association(红外数据组织)：IrDA)(注册商标)、UWB(Ultra Wideband：超宽带)(注册商标)、紫蜂(ZigBee)(注册商标)等)直接或间接地连接于其它外部设备。
作为连结于智能手机201的外部设备，例如有：有线/无线头戴式耳机、有线/无线外部充电器、有线/无线数据端口、经由卡插槽连接的存储卡(Memory card)、SIM(Subscriber Identity Module：用户身份模块)/UIM(User Identity Module：用户识别模块)卡、或经由音频-视频I/O(Input/Output：输入/输出)端子而连接的外部音频视频设备、无线连接的外部音频视频设备、有线/无线连接的智能手机、有线/无线连接的个人计算机、有线/无线连接的PDA(掌上电脑)及耳机等。外部输入输出部能够将从这种外部设备接收到的传输数据传递给智能手机201内部的各构成要件，或者能够将智能手机201内部的数据传输到外部设备。
GPS接收部270按照主控制部200的指令而接收从GPS卫星ST1～STn发送的GPS信号，执行基于所接收到的多个GPS信号的定位运算处理，检测由智能手机201的纬度、经度及高度构成的位置。GPS接收部270能够从无线通信部210或外部输入输出部260(例如无线LAN)获得位置信息时，也能够使用该位置信息来检测位置。
动作传感器部280具备例如3轴加速度传感器及陀螺仪传感器等，并按照主控制部200的命令而检测智能手机201的物理动作。通过检测智能手机201的物理动作，可检测智能手机201的移动方向和加速度。该检测结果被输出到主控制部200。
电源部290按照主控制部200的命令，对智能手机201的各部供给蓄积在电池(未图示)中的电力。
主控制部200具备微处理器，按照存储部250存储的控制程序及控制数据而进行动作，通过总括控制智能手机201的各部而进行控制。并且，主控制部200为了通过无线通信部210进行语音通信和数据通信而具备对通信系统的各部进行控制的移动通信控制功能和应用处理功能。
应用处理功能通过主控制部200按照存储部250所存储的应用软件进行动作而实现。作为应用处理功能，例如有通过控制外部输入输出部260而与对象设备进行数据通信的红外线通信功能、或进行收发电子邮件的电子邮件功能、浏览Web页的Web浏览功能等。
并且，主控制部200具备根据接收数据和下载的流数据等图像数据(静态图像、动态图像的数据)将影像显示于显示输入部220等的图像处理功能。图像处理功能是指主控制部200对上述图像数据进行解码，并对这种解码结果实施图像处理，从而将图像显示于显示输入部220的功能。
另外，主控制部200执行对显示面板221的显示控制、以及通过操作部240、操作面板222而检测用户操作的操作检测控制。
通过执行显示控制，主控制部200显示用于启动应用软件的图标及滚动条等软件键，或者显示用于创建电子邮件的窗口。另外，滚动条是指关于无法落入显示面板221的显示区域的大图像等，用于接收移动图像的显示部分的命令的软件键。
并且，通过执行操作检测控制，主控制部200通过操作部240而检测用户操作，或者通过操作面板222而接收对图标的操作、以及对窗口的输入栏输入字符串，或者通过滚动条而接收显示图像的滚动请求。
另外，通过执行操作检测控制，主控制部200具备如下触控面板控制功能：判定对操作面板222的操作位置是与显示面板221重叠的重叠部分(显示区域)，还是除此以外的不与显示面板221重叠的外缘部分(非显示区域)，并控制操作面板222的感应区域及软件键的显示位置。
并且，主控制部200还能够检测对操作面板222的手势操作，并根据检测到的手势操作执行预先设定的功能。手势操作并非是指以往单纯的触摸操作，而是指通过手指等描绘轨迹或同时指定多个位置，或者将它们进行组合而从多个位置至少对1个位置描绘轨迹的操作。
相机部241为使用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补型金属氧化物半导体)和CCD(Charge-Coupled Device：电荷耦合器件)等成像元件进行电子摄影的数码相机，且相当于图1所示的摄像装置1。并且相机部241能够通过主控制部200的控制，将通过拍摄而得到的图像数据转换成例如JPEG(Joint Photographic coding ExpertsGroup：联合图像专家组)等被压缩的图像数据并记录于存储部250，或者能够通过外部输入输出部260和无线通信部210而输出。如图15所示，在智能手机201中，相机部241搭载于与显示输入部220相同的面上，但相机部241的搭载位置并不限定于此，还可以搭载于显示输入部220的背面，或者也可以搭载有多个相机部241。另外，在搭载有多个相机部241的情况下，还能够切换供拍摄的相机部241而单独进行拍摄，或者同时使用多个相机部241进行拍摄。
并且，相机部241能够利用于智能手机201的各种功能。例如能够在显示面板221上显示通过相机部241而获得的图像，或者作为操作面板222的操作输入之一而能够利用相机部241的图像。并且，在GPS接收部270检测位置时，能够参考来自相机部241的图像来检测位置。另外，还能够参考来自相机部241的图像，不使用3轴加速度传感器或者并用3轴加速度传感器(陀螺仪传感器)而判断智能手机201的相机部241的光轴方向，并能够判断当前的使用环境。当然也可以将来自相机部241的图像利用于应用软件中。
此外，对静态图像或动画的图像数据附加通过GPS接收部270而获得的位置信息、由麦克风232获得的语音信息(也可以通过主控制部等进行语音文本转换而成为文本信息)、由动作传感器部280获得的姿势信息等并且记录于存储部250，或者能够通过外部输入输出部260和无线通信部210而输出。
本发明并不限定于上述实施方式，当然在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形。
符号说明
1-摄像装置，10-摄影透镜，10a-变焦透镜，10b-聚焦透镜，11-成像元件，12-光圈，14-红外截止滤光片，15-CPU，18-透镜驱动部，19-光圈驱动部，20-成像元件驱动部，21-操作部，22-模拟信号处理部，23-A/D转换器，24-主存储器，25-存储器控制部，26-数字信号处理部，27-压缩扩展处理部，28-累计部，29-存储卡，30-外部存储器控制部，31-显示部，32-显示控制部，33-控制总线，34-数据总线，41-校正透镜，42-抖动校正机构，50-抖动控制部，51-积分电路，52-HPF，53-灵敏度设定部，54-减法运算部，55-驱动器，100、100A、100B、100C-抖动检测装置，102-陀螺仪传感器，104-A/D转换器，106-减法运算部，108-存储部，110-减法运算部，112、112A-HPF，120-基准值校正部，120A-基准值校正部，120B-基准值校正部，120C-基准值校正部，121、121A-LPF，122-BPF，123-基准值偏差量计算部，124、124A-第1判定部，125、125A、125B-第2判定部，126、126A-第3判定部，127-第4判定部，128-温度传感器，150-流线，200-主控制部，201-智能手机，202-框体，210-无线通信部，220-显示输入部，221-显示面板，222-操作面板，230-通话部，231-扬声器，232-麦克风，240-操作部，241-相机部，250-存储部，251-内部存储部，252-外部存储部，260-外部输入输出部，270-GPS接收部，280-动作传感器部，290-电源部，S10～S98、S102～S116、S190～S198-步骤。

Claims (15)

1.一种摄像装置的抖动检测装置，其具备：
抖动检测传感器，检测摄像装置产生的抖动；
存储部，存储与所述摄像装置处于静止状态的所述抖动检测传感器的输出对应的基准值；
减法运算部，从所述抖动检测传感器的输出中减去所述基准值；
第1滤波器，从通过所述减法运算部减去所述基准值之后的输出中提取低频成分；
第2滤波器，从通过所述减法运算部减去所述基准值之后的输出中提取高频成分；
第1判定部，根据所述第1滤波器的输出和所述第2滤波器的输出而判定所述摄像装置是否处于手持状态且定点摄影状态；
基准值偏差量计算部，若由所述第1判定部判定为所述摄像装置处于手持状态且定点摄影状态，则根据进行所述判定的期间的所述第1滤波器的输出而计算相对于所述基准值的基准值偏差量；
校正部，根据所述基准值偏差量而校正通过所述减法运算部减去所述基准值之后的输出；及
第3滤波器，从所述基准值偏差量校正后的输出中去除低频噪声。
2.根据权利要求1所述的摄像装置的抖动检测装置，其中，
在所述第1滤波器的输出在规定时间内为第1输出宽度以内，且所述规定时间内的所述第2滤波器的输出的符号变化的次数为阈值以上，且所述第2滤波器的输出在所述规定时间内为第2输出宽度以内的情况下，所述第1判定部判定为所述摄像装置处于手持状态且定点摄影状态。
3.根据权利要求1或2所述的摄像装置的抖动检测装置，其中，
所述校正部从通过所述减法运算部减去所述基准值之后的输出中减去所述基准值偏差量。
4.根据权利要求1或2所述的摄像装置的抖动检测装置，其具备：
第2判定部，判定由所述基准值偏差量计算部计算出的所述基准值偏差量是否在指定范围内，
在由所述第2判定部判定为所述基准值偏差量在所述指定范围内的情况下，所述校正部根据所述基准值偏差量而校正通过所述减法运算部减去所述基准值之后的输出。
5.根据权利要求4所述的摄像装置的抖动检测装置，其具备：
温度传感器，检测所述抖动检测传感器的温度；及
设定部，根据由所述温度传感器检测到的温度而设定所述指定范围。
6.根据权利要求1或2所述的摄像装置的抖动检测装置，其具备：
第1滤波器特性设定部，若根据在判定为所述摄像装置处于手持状态且定点摄影状态的情况下计算出的所述基准值偏差量而校正减去所述基准值后的输出，则与校正前相比，将去除所述低频噪声的所述第3滤波器的截止频率设定于低频侧。
7.根据权利要求1或2所述的摄像装置的抖动检测装置，其具备：
第3判定部，判定所述摄像装置是否处于静止状态，
若由所述第3判定部判定为所述摄像装置处于静止状态，则所述基准值偏差量计算部优先于基于所述第1判定部的判定结果，根据判定为处于所述静止状态的期间的所述第1滤波器的输出而计算相对于所述基准值的基准值偏差量。
8.根据权利要求7所述的摄像装置的抖动检测装置，其中，
所述第3判定部根据所述第2滤波器的输出、所述第3滤波器的输出，或者检测所述摄像装置安装于三脚架上的情况的三脚架检测传感器的输出，判定所述摄像装置是否处于静止状态。
9.根据权利要求7所述的摄像装置的抖动检测装置，其具备：
第2滤波器特性设定部，在所述基准值偏差量计算部根据所述第1滤波器的输出而计算相对于所述基准值的基准值偏差量时，若由所述第3判定部判定为所述摄像装置处于静止状态，则与由所述第1判定部判定为所述摄像装置处于手持状态且定点摄影状态的情况相比，将所述第1滤波器的截止频率设定于低频侧。
10.根据权利要求7所述的摄像装置的抖动检测装置，其具备：
第1滤波器特性设定部，若根据在判定为所述摄像装置处于手持状态且定点摄影状态的情况下计算出的所述基准值偏差量而校正减去所述基准值后的输出，则与校正前相比，将去除所述低频噪声的所述第3滤波器的截止频率设定于低频侧；及
第3滤波器特性设定部，若根据在判定为所述摄像装置处于静止状态的情况下计算出的所述基准值偏差量而校正减去所述基准值后的输出，则与由所述第1滤波器特性设定部设定的截止频率相比，将去除所述低频噪声的所述第3滤波器的截止频率设定于低频侧。
11.根据权利要求1或2所述的摄像装置的抖动检测装置，其具备：
第4判定部，判定所述摄像装置是否在平摇俯仰中，
若由所述第4判定部判定所述摄像装置未在平摇俯仰中，则所述第1判定部判定所述摄像装置是否处于手持状态且定点摄影状态。
12.根据权利要求11所述的摄像装置的抖动检测装置，其中，
所述第4判定部根据所述第3滤波器的输出而判定所述摄像装置是否在平摇俯仰中。
13.一种摄像装置的抖动校正装置，其具备：
权利要求1至12中任一项所述的摄像装置的抖动检测装置；
抖动角计算部，将所述第3滤波器的输出进行积分，计算所述摄像装置的抖动角；
抖动校正机构，驱动所述摄像装置的抖动校正光学系统或成像元件；及
抖动控制部，根据由所述抖动角计算部计算出的抖动角而控制所述抖动校正机构。
14.一种摄像装置，其具备：
摄像部，包括摄像光学系统及成像元件；及
权利要求13所述的摄像装置的抖动校正装置。
15.一种摄像装置的抖动检测方法，其包括：
获得检测摄像装置产生的抖动的抖动检测传感器的输出的步骤；
从所获得的所述抖动检测传感器的输出中，减去与所述摄像装置处于静止状态的所述抖动检测传感器的输出对应的基准值的步骤；
从减去所述基准值后的输出中提取低频成分的步骤；
从减去所述基准值后的输出中提取高频成分的步骤；
根据所提取的所述低频成分和所述高频成分而判定所述摄像装置是否处于手持状态且定点摄影状态的步骤；
若判定为所述摄像装置处于手持状态且定点摄影状态，则根据进行所述判定的期间的所述低频成分而计算相对于所述基准值的基准值偏差量的步骤；
根据所述基准值偏差量而校正减去所述基准值后的输出的步骤；及
从所述基准值偏差量校正后的输出中去除低频噪声的步骤。
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