CN117641123A - 图像稳定控制装置和方法以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供图像稳定控制装置和方法以及存储介质。所述图像稳定控制装置通过控制驱动成像光学系统中包括的校正透镜的第一校正部和驱动图像传感器的第二校正部，并通过基于所述成像光学系统的焦距选择包括第一控制方法和第二控制方法的多个控制方法中的一个、并基于来自检测部的抖动量和由选择部选择的控制方法，来进行图像稳定。所述第一控制方法进行使用第一校正部的过度校正以及使用第二校正部的逆校正。

Description

图像稳定控制装置和方法以及存储介质

技术领域

本发明涉及图像稳定控制装置和方法以及存储介质。

背景技术

最近的摄像装置(诸如照相机和摄像机等)通常具有图像稳定功能。特别是，光学图像稳定功能有以下两种类型。一种是主要通过在垂直于光轴的平面上移动专用于图像稳定的校正透镜来实现图像稳定操作的类型(以下称为“光学图像稳定器(OIS)”)。另一种是通过在垂直于图像传感器的平面上移动图像传感器来实现图像稳定操作的类型(以下称为“内置图像稳定器(IBIS)”)。

另一方面，相对于摄像装置的基准朝向，已知的照相机抖动的方向包括俯仰抖动(即，绕垂直于光轴的水平轴的抖动)、横摆抖动(即，绕垂直于光轴的垂直轴的抖动)和侧倾抖动(即，绕光轴的抖动)。

IBIS不仅可以在垂直于光轴的平面上移动图像传感器时校正俯仰抖动和横摆抖动，而且可以在绕光轴的旋转方向进一步移动图像传感器时校正侧倾抖动。另一方面，OIS可以校正俯仰抖动和横摆抖动，但即使旋转校正透镜也无法校正侧倾抖动。

鉴于此，通过同时驱动OIS和IBIS(以下称为“协调控制”)，与仅驱动其中一个的情况相比，针对俯仰抖动和横摆抖动可以增大图像稳定范围，此外还可以校正侧倾抖动。

在进行这种协调控制时，可以通过适当设置基于OIS的抖动校正量和基于IBIS的抖动校正量的百分比，将校正范围增大到最大(参见日本专利第6410431号)。

然而，已经发现，由于与照相机抖动相对应的最佳抖动校正量随各图像高度而变化，因此在某些情况下，画面周边的抖动校正残余会很明显。

日本专利第6410431号中公开的方法没有考虑针对上述问题的措施。

发明内容

针对上述问题做出了本发明，并且本发明提供了一种即使在发生的模糊量根据图像高度而变化的情况下、也能适当减轻照相机抖动的影响的控制装置。

根据本发明，提供了一种图像稳定控制装置，用于通过控制第一校正部和第二校正部来进行图像稳定，所述第一校正部用于通过在垂直于光轴的方向驱动成像光学系统中所包括的校正透镜来校正照相机抖动，所述第二校正部用于通过在垂直于所述光轴的方向驱动图像传感器来校正照相机抖动，所述图像传感器用于对经由所述成像光学系统入射的光进行光电转换并输出图像信号，所述图像稳定控制装置包括：获得部，其被配置为从检测部获得抖动量；选择部，其被配置为基于所述成像光学系统的焦距，选择包括第一控制方法和第二控制方法的多个控制方法其中之一，其中所述多个控制方法用于控制要由所述第一校正部校正的抖动量与要由所述第二校正部校正的抖动量之间的比率；以及计算部，其被配置为基于抖动量并且基于所述选择部所选择的控制方法，获得所述第一校正部和所述第二校正部至少之一的校正量，其中，所述第一控制方法是用于在所述第一校正部能够被驱动的范围内进行使用所述第一校正部的过度校正、并且还进行使用所述第二校正部的用以抵消被过度校正的量的逆校正的方法，其中在所述过度校正中以超出抖动量的方式进行校正。

此外，根据本发明，提供了一种图像稳定控制方法，用于通过控制第一校正部和第二校正部来进行图像稳定，所述第一校正部用于通过在垂直于光轴的方向驱动成像光学系统中所包括的校正透镜来校正照相机抖动，所述第二校正部用于通过在垂直于所述光轴的方向驱动图像传感器来校正照相机抖动，所述图像传感器用于对经由所述成像光学系统入射的光进行光电转换并输出图像信号，所述图像稳定控制方法包括：从检测部获得抖动量；基于所述成像光学系统的焦距，选择包括第一控制方法和第二控制方法的多个控制方法其中之一，其中所述多个控制方法用于控制要由所述第一校正部校正的抖动量与要由所述第二校正部校正的抖动量之间的比率；以及基于抖动量并且基于所述选择中所选择的控制方法，获得所述第一校正部和所述第二校正部至少之一的校正量，其中，所述第一控制方法是用于在所述第一校正部能够被驱动的范围内进行使用所述第一校正部的过度校正、并且还进行使用所述第二校正部的用以抵消被过度校正的量的逆校正的方法，其中在所述过度校正中以超出抖动量的方式进行校正。

此外，根据本发明，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述存储介质存储有能够由计算机执行的程序，其中，所述程序包括用于使所述计算机用作图像稳定控制装置的程序代码，所述图像稳定控制装置用于通过控制第一校正部和第二校正部来进行图像稳定，所述第一校正部用于通过在垂直于光轴的方向驱动成像光学系统中所包括的校正透镜来校正照相机抖动，所述第二校正部用于通过在垂直于所述光轴的方向驱动图像传感器来校正照相机抖动，所述图像传感器用于对经由所述成像光学系统入射的光进行光电转换并输出图像信号，所述图像稳定控制装置包括：获得部，其被配置为从检测部获得抖动量；选择部，其被配置为基于所述成像光学系统的焦距，选择包括第一控制方法和第二控制方法的多个控制方法其中之一，其中所述多个控制方法用于控制要由所述第一校正部校正的抖动量与要由所述第二校正部校正的抖动量之间的比率；以及计算部，其被配置为基于抖动量并且基于所述选择部所选择的控制方法，获得所述第一校正部和所述第二校正部至少之一的校正量，其中，所述第一控制方法是用于在所述第一校正部能够被驱动的范围内进行使用所述第一校正部的过度校正、并且还进行使用所述第二校正部的用以抵消被过度校正的量的逆校正的方法，其中在所述过度校正中以超出抖动量的方式进行校正。

通过以下参照附图对实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图例示了本发明的实施例，并且与说明一起用来解释本发明的原理。

图1A和图1B是示出根据本发明的实施例的数字照相机的配置的框图。

图2是示出根据实施例的图像稳定系统的具体配置的框图。

图3A和图3B是用于描述根据实施例的各协调控制方法的特征的示意图。

图4是用于描述根据第一实施例的变焦透镜的焦距与协调控制方法之间的关系的示意图。

图5A和图5B示出了根据第一实施例的照相机侧图像稳定控制的流程图。

图6是根据第一实施例的镜头侧图像稳定控制的流程图。

图7是根据第二实施例的照相机侧图像稳定控制的流程图。

具体实施方式

下文中将参照附图详细描述实施例。注意，以下实施例并不意图限制本发明的范围，并且并不限于需要在实施例中描述的所有特征的组合的发明。可以适当组合在实施例中描述的多个特征中的两个或更多个。此外，对相同或相似的配置赋予相同的附图标记，并且省略其冗余描述。

图1A和图1B是数字照相机的配置的框图，该数字照相机是本发明的摄像装置的实施例；该数字照相机主要由照相机主体100和镜头单元200组成。

虽然将与在可更换镜头数字照相机上实现本发明的情况相关地描述本实施例，但是也可以在具有照相机功能的电子设备上实现本发明，该电子设备可以是诸如数字照相机和数字摄像机等的照相机，或者可以是配备有照相机的移动电话、配备有照相机的计算机、游戏设备等。此外，镜头可以与照相机主体一体配置。

首先，将描述镜头单元200的配置。

镜头单元200包括配设有变焦透镜101、图像稳定透镜102、聚焦透镜103和光圈104的成像光学系统150、以及控制成像光学系统150的镜头侧控制系统160。

变焦透镜101在光轴方向的移动在光学上改变成像光学系统150的焦距，从而改变拍摄视角。图像稳定透镜102通过在垂直于光轴的方向移动，在光学上校正由摄像装置的抖动引起的照相机抖动。聚焦透镜103通过在光轴方向移动，在光学上调整对焦位置。光圈104用于调整进入照相机主体100的光量。

在镜头侧控制系统160中，变焦透镜控制单元127经由镜头侧通信单元128从包括在照相机主体100中的操作单元114接收变焦操作指令，并经由变焦透镜驱动单元124驱动变焦透镜101。结果，镜头单元200的视角(焦距)被改变。

聚焦透镜驱动单元121基于经由镜头侧通信单元128从照相机主体100接收到的针对聚焦透镜103的驱动指令，来驱动聚焦透镜103。

光圈驱动单元120基于经由镜头侧通信单元128从照相机主体100接收到的f值，来驱动光圈104。

镜头侧抖动检测单元125检测镜头单元200的抖动，并输出与检测到的抖动有关的信息。陀螺仪通常用作检测抖动的传感器部件；陀螺仪检测抖动的角速度并将其输出到镜头侧图像稳定控制单元126。

透镜图像稳定位置检测单元123检测图像稳定透镜102在垂直于光轴的方向的位置，并将检测到的位置信息输出到镜头侧图像稳定控制单元126。

照相机信息管理单元129在镜头单元200侧保持和管理照相机主体100的设置信息以及图像传感器106的当前位置和驱动极限的信息。

镜头侧图像稳定控制单元126基于镜头侧抖动检测单元125检测到的抖动量、透镜图像稳定位置检测单元123检测到的图像稳定透镜102的位置信息以及照相机信息管理单元129管理的信息，获得用于抑制抖动的抖动校正量和校正方向。然后，镜头侧图像稳定控制单元126基于获得的抖动校正量和校正方向来控制透镜图像稳定驱动单元122，以在图像抖动校正方向上利用抖动校正量驱动图像稳定透镜102。

接下来，将描述照相机主体100的配置。

快门105是机械焦平面快门，并且包括前帘和后帘。快门驱动单元136驱动快门105。在拍摄运动图像期间，前帘和后帘处于被固定在光路之外的位置(曝光位置)的状态，允许经由镜头单元200进入的光通过，从而使光的图像形成在图像传感器106上。

此外，在拍摄静止图像期间，当后帘处于被保持在曝光位置的状态时，前帘进行从光路上的遮光位置移动到曝光位置的曝光移动，从而允许光通过。然后，在自前帘移动起经过了预设的曝光时段(快门速度)之后，后帘进行从曝光位置移动到遮光位置的遮光移动；由此，完成了与单拍相关联的曝光操作。利用快门105的上述前帘和后帘调整曝光时段的曝光操作被称为所谓的“机械快门方法”。

此外，还已知所谓“电子前帘快门方法”，即基于图像传感器106(电子前帘)的电复位扫描和快门105的后帘的移动的组合，来控制曝光时段。

穿过成像光学系统150和快门105的光由图像传感器106接收并被光电转换为电信号，其中图像传感器106使用例如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。注意，本实施例的图像传感器106具有用于通过在垂直于光轴的方向移动来在光学上校正照相机抖动的功能。

AD转换器107通过对从图像传感器106读出的电信号(图像信号)执行降噪处理、增益调整处理和AD转换处理，来生成图像数据。根据来自照相机控制单元143的命令，时序发生器108控制图像传感器106的驱动定时和AD转换器107的驱动定时。图像处理电路109对从AD转换器107输出的图像数据执行像素插值处理、颜色转换处理等，然后将处理后的图像数据发送到内部存储器110。

显示单元111显示内部存储器110中保持的图像数据、拍摄信息等。

压缩/解压缩处理单元112根据图像格式对存储在内部存储器110中的图像数据执行压缩处理，并将所得图像数据存储到存储用存储器113中。此外，压缩/解压缩处理单元112从存储用存储器113中读出压缩后的图像数据，执行解压缩处理，并将其结果存储到内部存储器110中。存储用存储器113除了存储图像数据之外，还存储各种类型的数据，诸如参数等。

操作单元114是用户接口，以供用户发出包括变焦操作指令和拍摄指令的各种类型的指令并进行各种类型的菜单操作和模式切换操作。

在照相机侧控制系统115中，照相机控制单元143由诸如中央处理单元(CPU)等的计算装置组成，并根据经由操作单元114进行的用户操作，通过执行存储在内部存储器110中的各种类型的控制程序来控制整个摄像装置。控制程序例如包括用于进行变焦控制、图像稳定控制、自动曝光控制、自动焦点调整控制、检测被摄体面部的处理等的程序。在可更换镜头照相机的情况下，照相机侧通信单元135和镜头侧通信单元128进行与照相机主体100与镜头单元200之间的信息通信有关的控制。

亮度信号检测单元142从自AD转换器107输出的图像数据中检测被摄体和整个图像的亮度。

曝光控制单元139基于亮度信号检测单元142获得的亮度信息计算曝光值(f值和曝光时段)，并经由照相机侧通信单元135将f值输出到镜头单元200的光圈驱动单元120，并将曝光时段输出到快门驱动单元136。此外，基于经由操作单元114进行的用户操作或基于根据亮度自动设置的感光度，曝光控制单元139还同时对由AD转换器107针对从图像传感器106读出的摄像信号执行的增益调整处理进行控制。由此，进行自动曝光控制(AE控制)。

评估值计算单元141从由亮度信号检测单元142获得的亮度信息中提取特定频率成分，并据此计算对比度评估值。聚焦透镜控制单元140发出用于在整个预定范围上以预定驱动量驱动聚焦透镜103的命令，并且还获得各聚焦透镜位置处的对比度评估值，这些评估值是评估值计算单元141进行的计算的结果。然后，基于与对比度评估值的变换曲线的顶点相对应的聚焦透镜位置，根据对比度AF方法计算散焦量，并经由照相机侧通信单元135将散焦量发送到镜头单元200的聚焦透镜驱动单元121。聚焦透镜驱动单元121以散焦量驱动聚焦透镜103；结果，进行用于将光束聚焦在图像传感器106的摄像表面上的自动聚焦控制(AF控制)。注意，尽管上文描述了对比度AF方法，但也可以使用相位差AF方法。由于相位差AF方法是已知的，因此省略对其的描述。

照相机侧抖动检测单元134检测照相机主体100的抖动，并输出与检测到的抖动有关的信息。与镜头侧抖动检测单元125类似，陀螺仪通常用作检测抖动的振动的传感器部件；陀螺仪检测抖动的角速度并将其输出到照相机侧图像稳定控制单元133。

图像传感器图像稳定位置检测单元132检测图像传感器106在垂直于光轴的方向的位置，并将检测到的位置信息输出到照相机侧图像稳定控制单元133。

镜头信息管理单元137在照相机主体100侧保持和管理图像稳定透镜102的光学特性信息以及与当前位置和驱动极限有关的信息。

照相机侧图像稳定控制单元133基于照相机侧抖动检测单元134检测到的抖动量、图像传感器图像稳定位置检测单元132检测到的图像传感器106的位置信息、以及镜头信息管理单元137管理的信息，获得用于抑制抖动的抖动校正量和校正方向。然后，基于所获得的抖动校正量和校正方向，照相机侧图像稳定控制单元133控制图像传感器图像稳定驱动单元130以在图像抖动校正方向上将图像传感器106驱动抖动校正量。

图像合成处理单元131通过添加适当的系数，将照相机侧图像稳定控制单元133计算出的抖动校正量转换为图像之间的图像位移量。通过基于该图像位移量适当控制接下来要拍摄的图像的扫描范围，可以校正在图像之间出现的照相机抖动。连续执行该操作实现了抑制由照相机抖动引起的图像劣化的电子图像稳定。

图2是示出镜头单元200侧的图像稳定系统(OIS)和照相机主体100侧的图像稳定系统(IBIS)的具体配置的框图。

首先，将描述照相机主体100侧的图像稳定系统(IBIS)。

通过进行由照相机侧图像稳定控制单元133的照相机侧积分单元161执行的积分处理，将由照相机侧抖动检测单元134检测到的抖动的角速度转换为抖动角度。照相机侧抖动校正量计算单元162进行计算，以获得抖动校正量，其中在考虑到抖动角度的频带和图像传感器106可被驱动的范围的情况下，利用该抖动校正量来抵消抖动角度。

照相机侧控制方法确定单元166进行用于选择基于IBIS和OIS的协调控制方法(周边抖动校正方法、协调控制方法1和协调控制方法2中的一个)的确定。注意，各方法的细节和由照相机侧控制方法确定单元166执行的处理的细节将在后面描述。

照相机侧百分比相乘单元163基于由照相机侧控制方法确定单元166选择的协调控制方法，将照相机侧抖动校正量计算单元162获得的抖动校正量乘以与IBIS有关的抖动校正量的百分比。

在要以抖动校正量将图像传感器106驱动到的目标位置超过图像传感器106的驱动极限的情况下，照相机侧驱动范围限制单元164对抖动校正量施加限制。

照相机侧PID控制单元165使用由图像传感器图像稳定位置检测单元132获得的图像传感器106的当前位置进行反馈控制，以跟踪要将图像传感器106驱动到的目标位置。注意，由于PID控制是常用技术，因此省略其细节。此外，反馈控制方法并不限于PID控制。

此外，照相机侧图像稳定控制单元133计算图像之间的图像位移量，并指示图像合成处理单元131进行电子图像稳定控制。

接下来，将描述镜头单元200侧的图像稳定系统(OIS)。

通过进行由镜头侧图像稳定控制单元126的镜头侧积分单元151执行的积分处理，将由镜头侧抖动检测单元125检测到的抖动的角速度转换为抖动角度。镜头侧抖动校正量计算单元152进行计算，以获得抖动校正量，其中在考虑到抖动角度的频带和图像稳定透镜102可被驱动的范围的情况下，利用该抖动校正量来抵消抖动角度。

镜头侧百分比相乘单元153基于由照相机侧控制方法确定单元166选择的基于IBIS和OIS的协调控制方法，将镜头侧抖动校正量计算单元152获得的抖动校正量乘以与OIS有关的抖动校正量的百分比。

在要以抖动校正量将图像稳定透镜102驱动到的目标位置超过图像稳定透镜102的驱动极限的情况下，镜头侧驱动范围限制单元154对抖动校正量施加限制。

图像稳定透镜PID控制单元155使用由透镜图像稳定位置检测单元123获得的图像稳定透镜102的当前位置进行反馈控制，以跟踪要将图像稳定透镜102驱动到的目标位置。注意，由于PID控制是常用技术，因此省略其细节。此外，反馈控制方法并不限于PID控制。

参照图3A和图3B，下面描述根据本实施例的同时驱动OIS和IBIS的上述协调控制的类型、以及各类型的协调控制下的图像稳定的特征。在图3A和图3B所示的各曲线图中，X轴表示可基于OIS和IBIS进行校正的范围内的抖动量，而Y轴表示抖动校正量。

在图3A和图3B所示的三种类型的控制方法中，协调控制方法1和2是进行控制使得基于OIS的被摄体图像和图像传感器的相对移动方向与基于IBIS的被摄体图像和图像传感器的相对移动方向一致的方法。

在协调控制方法1和2中，分别基于OIS和IBIS的抖动校正量的百分比是低于100％的百分比，并且是从OIS和IBIS的各自可移动范围计算出的。也就是说，基于OIS的校正量和基于IBIS的校正量都不会超过与检测到的抖动相对应的校正量(用于校正检测到的抖动的校正量)。

另一方面，在周边抖动校正方法中，基于OIS的抖动校正量的百分比被控制在超过100％的状态(以下称为“过度校正控制”)。此外，通过将基于IBIS的抖动校正量的百分比控制在基于OIS的抖动校正量中的超过100％的部分被抵消的方向上，也就是说，控制在为负值的状态(以下称为“逆校正控制”)，来校正照相机抖动。也就是说，基于OIS的校正量超过了与检测到的抖动相对应的校正量，而基于IBIS的校正量的符号和与检测到的抖动相对应的校正量的符号相反(驱动方向相反)。下面将详细描述。

在基于协调控制方法1的图像稳定中，以与抖动量相等的量来进行校正，因此抖动量与抖动校正量之间的关系为Y＝X。考虑到这一点，呈现出基于OIS的抖动校正量与基于IBIS的抖动校正量之间的比率。在协调控制方法1中，在基于OIS驱动的图像稳定透镜102的最大可移动范围内，各抖动校正量增加，而基于OIS的抖动校正量与基于IBIS的抖动校正量之间的比率保持为恒定比率。该恒定比率是根据基于OIS驱动的图像稳定透镜102的最大可移动范围与基于IBIS驱动的图像传感器106的最大可移动范围之间的比率而确定的。例如，如果图像稳定透镜102和图像传感器106的最大可移动范围相同，则恒定比率为50％。注意，最大可移动范围之间的比率并不表示可实际驱动图像稳定透镜102和图像传感器106的距离之间的比率，而是表示由于驱动图像稳定透镜102和图像传感器106而可能发生被摄体图像和图像传感器的图像表面的相对移动的距离之间的比率。

在根据周边抖动校正方法的抖动校正中，在基于OIS驱动的图像稳定透镜102的最大可移动范围内进行基于OIS的抖动校正量超过抖动量的过度校正控制。另一方面，进行如下逆校正控制，其中，基于IBIS的抖动校正量是抵消基于OIS的抖动校正量中的超过抖动量的过量部分的抖动校正量。

如前所述，与图像抖动相对应的最佳抖动校正量随各图像高度而变化。抖动校正量随各图像高度的变化在IBIS的情况下更急剧，但变化程度根据透镜特性而不同。因此，当同时驱动上述两种类型的图像稳定功能时，使基于OIS的抖动校正量的百分比高于基于IBIS的抖动校正量的百分比会使得抖动校正量随各图像高度的变化是渐进的，从而使画面周边的抖动校正残余不那么明显。

因此，在周边抖动校正方法中，通过利用OIS进行过度校正控制并利用IBIS进行逆校正控制，使画面周边的抖动校正残余最小化。在逆校正控制中，图像传感器的移动方向和与抖动相关联地发生被摄体图像和图像传感器的摄像表面的相对移动的方向相同；因此，逆校正控制是在没有基于OIS的过度校正的情况下进一步增加抖动的控制。

特别是，如果移动图像稳定透镜102使得基于OIS的抖动校正量处于最大百分比的抖动量的区间是区间A，并且图像稳定透镜102的最大可移动范围内的剩余区间是区间B，则区间A是OIS和IBIS分别进行过度校正和逆校正的区间，而区间B是与该过度校正相关联的过量抖动校正量和与逆校正相关联的抖动校正量逐渐减少的区间。

此外，如果图像稳定透镜102的最大可移动范围之外的抖动量的区间是区间C，则由于在区间C中无法基于OIS进行进一步的图像稳定，因此其中仅增加基于IBIS的抖动校正量。因此，在区间C中，基于OIS的抖动校正量与基于IBIS的抖动校正量之间的比率是波动的，而不是保持恒定的。

此外，在周边抖动校正方法中，由于与协调控制方法1相比，百分比的计算负荷明显较高，因此为了抑制该计算负荷，限制了以IBIS使用的图像传感器106的可移动范围。因此，在周边抖动校正方法中，与协调控制方法1相比，同时驱动OIS和IBIS的情况下的图像稳定范围较小。因此，就图像稳定性能而言，协调控制方法1更具优势。

周边抖动校正方法的问题在于：虽然在焦距较短(广角侧)时，图像稳定性能由于针对相同大小的照相机抖动而言抖动校正量较小而不会受到很大影响，但在焦距较长(远摄侧)时，所需的抖动校正量往往较大，并且如果可移动范围较小，则图像稳定性能将会下降。因此，在本实施例中，进行与根据焦距的图像稳定性能的特性相对应的图像稳定。

在基本概念方面与协调控制方法1相同的协调控制方法2中，考虑到透镜的光学特性，基于OIS的抖动校正量的百分比特别高。这是因为，通过使随各图像高度的变化较小的基于OIS的抖动校正量占据较大部分，可以减少图像周边部分的抖动校正残余。

如果在基于OIS驱动的图像稳定透镜102的最大可移动范围内、基于OIS的抖动校正量占据较大部分的抖动量的区间为区间D，则由于在区间D之外的区间E中无法基于OIS进行进一步的图像稳定，因此其中仅增加基于IBIS的抖动校正量。因此，在区间E中，基于OIS的抖动校正量与基于IBIS的抖动校正量之间的比率是波动的，而不是保持恒定的。

<第一实施例>

现在描述本发明的第一实施例。

图4是用于描述根据本发明的第一实施例的变焦透镜的焦距和控制的变化的示意图；垂直轴表示与变焦透镜的类型相对应的焦距，并且焦距向垂直轴的上侧增大。

变焦透镜1表示广角变焦透镜的示例。在焦距较短的情况下，抖动校正量较小，但画面周边的抖动校正残余往往很明显。因此，在变焦透镜1可以改变的整个焦距范围内选择周边抖动校正方法。

变焦透镜2表示远摄侧的焦距长于第二预定值的中远摄变焦透镜的示例。在焦距较长的情况下，抖动校正量较大，因此如果可移动范围较小，则图像稳定性能劣化。然而，当焦距较长时，与焦距较短时相比，与照相机抖动相对应的最佳抖动校正量随各图像高度而变化的速率较小，因此画面周边的抖动校正残余并不明显。鉴于此，当焦距长于第一预定值时，应用图像稳定范围大的协调控制方法1，以及当焦距等于或短于第一预定值时，应用周边抖动校正方法。注意，第一预定值是图像稳定性能和画面周边的抖动校正残余达到平衡的预定值。

变焦透镜3表示广角端与远摄端之间的差等于或大于第五预定值(也就是说，焦距范围较大)的变焦透镜的示例。在这种情况下，在当前焦距等于或短于第四预定值的情况下应用周边抖动校正方法，并且在焦距长于第三预定值的情况下应用图像稳定范围大的协调控制方法1。此外，在焦距长于第四预定值且等于或短于第三预定值的情况下，应用在周边抖动校正方法与协调控制方法1之间实现平衡的协调控制方法2。

接下来，将参考图5A和图5B以及图6的流程图来描述根据本实施例的上述控制的流程。图5A和图5B示出了根据第一实施例的照相机侧图像稳定控制的流程图，并且图6是根据第一实施例的镜头侧图像稳定控制的流程图。例如，当镜头单元200附接到照相机主体100时，或者根据对照相机主体100的操作单元114进行的变焦操作，执行图5A和图5B以及图6的控制。

首先，将参照图5A和图5B的流程图描述照相机侧图像稳定控制。

一旦开始了照相机侧图像稳定控制，在步骤S101中，照相机侧控制方法确定单元166确定镜头单元200在远摄侧的焦距与其在广角侧的焦距之间的差是否等于或大于第五预定值，其中当镜头单元200附接到照相机主体100时经由初始化通信获得了该差。在此，例如，可以从镜头单元200获得与焦距范围有关的信息，或者可以基于镜头单元200的型号信息等获得预先存储在照相机主体100的内部存储器110中的与焦距范围有关的信息。

在焦距的差等于或大于第五预定值的情况下，处理进入步骤S102，并确定当前焦距(以下简称为“焦距”)是否等于或短于第四预定值。在焦距等于或短于第四预定值的情况下，即在广角侧，处理进入步骤S104，并且照相机侧控制方法确定单元166设置周边抖动校正方法，以便优先减轻与周边的图像质量有关的抖动校正残余。因此，照相机主体100开始准备基于IBIS的逆校正。

在焦距长于第四预定值的情况下，在步骤S103中确定焦距是否长于第三预定值。在焦距较长的情况下，即在远摄侧，处理进入步骤S105，并且照相机侧控制方法确定单元166设置协调控制方法1，以便优先图像稳定性能。

在当前焦距等于或短于第三预定值的情况下，即在焦距具有中间长度的情况下，处理进入步骤S106，并且照相机侧控制方法确定单元166设置协调控制方法2，这是在图像稳定性能与减轻与周边图像质量有关的抖动残余之间实现平衡的控制。

另一方面，如果在步骤S101中确定为镜头单元200在远摄侧的焦距与其在广角侧的焦距之间的差小于第五预定值，则处理进入步骤S107，并确定镜头单元200在远摄侧的焦距是否长于第二预定值。在等于或短于第二预定值的情况下，处理进入步骤S104，并且照相机侧控制方法确定单元166设置周边抖动校正方法。因此，照相机主体100开始准备基于IBIS的逆校正。

另一方面，在镜头单元200在远摄侧的焦距长于第二预定值的情况下，处理进入步骤S108，并确定焦距是否等于或短于第一预定值。在焦距等于或短于第一预定值的情况下，即在广角侧，处理进入步骤S104，并且照相机侧控制方法确定单元166设置周边抖动校正方法，以便优先减轻与周边图像质量有关的抖动校正残余。

在焦距长于第一预定值的情况下，即在远摄侧，处理进入步骤S105，并且照相机侧控制方法确定单元166设置协调控制方法1，以便优先图像稳定性能。

当通过上述处理将周边抖动校正方法、协调控制方法1和协调控制方法2中的一个设置为图像稳定控制方法时，在步骤S111中从镜头单元200接收镜头信息。这里，镜头信息包括基于OIS的图像稳定透镜102的最大可移动范围、基于OIS的抖动校正量的最大百分比、以最大百分比移动图像稳定透镜102的抖动量范围、以及图像稳定透镜102的当前位置。在进行基于IBIS的逆校正时，这些在百分比计算中是必要的。

在步骤S112中，照相机信息以及由照相机侧控制方法确定单元166通过步骤S101至S108的处理而设置的图像稳定控制方法被发送到镜头单元200。这里，照相机信息包括基于IBIS的图像传感器106的最大可移动范围和图像传感器106的当前位置。当镜头单元200进行基于OIS的过度校正时，这些信息在百分比计算中是必要的。

在步骤S113中，确定是否开始静止图像拍摄。在要开始静止图像拍摄的情况下，在步骤S114中从照相机侧抖动检测单元134获得抖动量。此时，抖动量的单位是角速度。然后，在步骤S115中，照相机侧积分单元161针对抖动量执行积分处理，并将角速度转换为角度(抖动角度)。

在步骤S116中，照相机侧抖动校正量计算单元162在考虑到抖动角度的频带和图像传感器106可被驱动的范围的情况下，获得用于抵消抖动角度的校正量。然后，在步骤S117中，照相机侧百分比相乘单元163将获得的校正量乘以基于由照相机侧控制方法确定单元166设置的图像稳定控制方法而计算出的百分比。在周边抖动校正方法的情况下，在检测到的抖动角度小于预定值的范围(图3A中的范围A和B)内，IBIS的百分比具有负值，但这取决于抖动角度的大小。

在步骤S118中，在抖动校正量超过图像传感器106可被驱动的范围的情况下，照相机侧驱动范围限制单元164执行用于在图像传感器106可被驱动的范围内限制抖动校正量的处理。然后，在步骤S119中，照相机侧PID控制单元165对图像传感器106进行反馈控制。

另一方面，在步骤S113中未开始静止图像拍摄的情况下，进行反馈控制，使得在步骤S120中将图像传感器106保持在中心位置。

然后，在步骤S119或S120中的反馈控制结束后，结束照相机侧图像稳定控制。

接下来，将参照图6的流程图描述镜头侧图像稳定控制。

首先，在步骤S201中向照相机主体100发送镜头信息，并且在步骤S202中从照相机主体100接收照相机信息、以及由照相机侧控制方法确定单元166通过上述步骤S101至S108的处理而设置的图像稳定控制方法。

然后，在步骤S203中，根据所获得的图像稳定控制方法，在步骤S204至S206中设置周边抖动校正方法、协调控制方法1和协调控制方法2中的一个。

在步骤S207中，镜头侧抖动检测单元125获得抖动量。此时，抖动量的单位为角速度。然后，在步骤S208中，镜头侧积分单元151针对抖动量执行积分处理，并将角速度转换为角度(抖动角度)。

在步骤S209中，镜头侧抖动校正量计算单元152在考虑到抖动角度的频带和照相机可被驱动的范围的情况下，获得用于抵消抖动角度的校正量。然后，在步骤S210中，镜头侧百分比相乘单元153将获得的校正量乘以基于在步骤S204至S206中的一个中所设置的图像稳定控制方法而计算出的百分比。在周边抖动校正方法的情况下，在检测到的抖动角度小于预定值的范围(图3A中的范围A和B)内，基于OIS的校正的百分比超过校正量的100％，但这取决于抖动角度的大小。

在步骤S211中，在抖动校正量超过图像稳定透镜102可被驱动的范围的情况下，镜头侧驱动范围限制单元154执行用于在图像稳定透镜102可被驱动的范围内限制抖动校正量的处理。然后，图像稳定透镜PID控制单元155在步骤S212中针对图像稳定透镜102执行反馈控制，并且镜头侧图像稳定控制结束。

注意，为了最大限度地利用在协调控制期间的可移动范围往往较小的IBIS，在曝光时，OIS不会保持在中心位置，摄影师有意关闭图像稳定功能的情况除外。因此，镜头侧图像稳定控制不包括取决于开始静止图像拍摄的分支处理，如照相机侧图像稳定控制中的图5A的步骤S107那样。

如上所述，第一实施例能够根据变焦透镜的类型及其各自的焦距，进行在图像稳定性能与减轻画面周边的抖动校正残余之间实现平衡的控制。

<第二实施例>

接下来，将描述本发明的第二实施例。

在第一实施例中，图像稳定控制方法不仅根据当前焦距来设置，还根据镜头单元200可以改变的焦距范围来设置。与之相对，将与仅根据当前焦距以简化方式设置图像稳定控制方法的情况相关地描述第二实施例。

图7是根据第二实施例的照相机侧图像稳定控制的流程图。

一旦开始了照相机侧图像稳定控制，在步骤S301中确定镜头单元200的焦距是否等于或短于第一预定值。例如，该第一预定值可以与图4中所示的第一预定值相同。在焦距等于或短于第一预定值的情况下，即在广角侧，处理进入步骤S302，并且照相机侧控制方法确定单元166设置周边抖动校正方法，以便优先减轻与周边图像质量有关的抖动校正残余。因此，照相机主体100开始准备基于IBIS的逆校正。

另一方面，在焦距长于第一预定值的情况下，即在远摄侧，处理进入步骤S303，并且照相机侧控制方法确定单元166设置协调控制方法1，以便优先图像稳定性能。

由于步骤S111以后的处理与图5B中的步骤S111以后的处理类似，因此被赋予相同的步骤编号，并省略其描述。

关于镜头侧图像稳定控制，进行与上文参照图6的流程图描述的控制类似的控制。然而，在步骤S202中，接收由照相机侧控制方法确定单元166通过上述步骤S301至S303的处理(而不是步骤S101至S108的处理)而设置的图像稳定控制方法。

如上所述，根据第二实施例，可以根据焦距以更简化的方式进行在图像稳定性能与减轻画面周边的抖动校正残余之间实现平衡的控制。

注意，虽然以上与由照相机主体100设置图像稳定控制方法的情况相关地描述了第一实施例和第二实施例，但本发明并不局限于此，并且图像稳定控制方法可以由镜头单元200设置。在这种情况下，镜头单元200可以配设有与照相机侧控制方法确定单元166相当的控制方法确定单元，执行图5A中的步骤S101至S108的处理，并将所设置的内容通知给照相机主体100。因此，在镜头单元200中设置了变焦透镜的操作部件的情况下，可以不必为了设置图像稳定控制方法而将焦距通知给照相机主体100。此外，照相机主体100和镜头单元200各自可以确定图像稳定控制方法。在这种情况下，无需通知所设置的内容。

此外，以上与照相机主体100和镜头单元200各自获得分别基于IBIS和OIS的抖动校正量的情况相关地描述了第一实施例和第二实施例。然而，照相机主体100和镜头单元200中的一个可以获得抖动校正量；在这种情况下，可以提供IBIS和OIS被通知所获得的抖动校正量的配置。

此外，以上与切换三种类型的控制方法的情况相关地描述了第一实施例和第二实施例。然而，通过根据焦距在周边抖动校正方法与协调控制方法1或2之间进行切换，可以实现类似的有益效果，周边抖动校正方法进行其中基于OIS的抖动校正量超过与检测到的抖动相对应的校正量的过度校正控制并且在与OIS的方向相反的方向进行基于IBIS的校正，在协调控制方法1或2中，基于OIS的抖动校正量等于或小于与检测到的抖动相对应的校正量并且在同一方向利用IBIS和OIS进行校正。注意，在与OIS的方向相反的方向进行校正并不意味着图像传感器的实际驱动方向与图像稳定透镜102的驱动方向相反，而是指与驱动相关联地发生的图像传感器和被摄体图像的相对移动的方向相反。

(其他实施例)

注意，本发明可以应用于由多个设备组成的系统，或者可以应用于由一个设备组成的装置。

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。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (13)

1.一种图像稳定控制装置，用于通过控制第一校正部和第二校正部来进行图像稳定，所述第一校正部用于通过在垂直于光轴的方向驱动成像光学系统中所包括的校正透镜来校正照相机抖动，所述第二校正部用于通过在垂直于所述光轴的方向驱动图像传感器来校正照相机抖动，所述图像传感器用于对经由所述成像光学系统入射的光进行光电转换并输出图像信号，所述图像稳定控制装置包括：

获得部，其被配置为从检测部获得抖动量；

选择部，其被配置为基于所述成像光学系统的焦距，选择包括第一控制方法和第二控制方法的多个控制方法其中之一，其中所述多个控制方法用于控制要由所述第一校正部校正的抖动量与要由所述第二校正部校正的抖动量之间的比率；以及

计算部，其被配置为基于抖动量并且基于所述选择部所选择的控制方法，获得所述第一校正部和所述第二校正部至少之一的校正量，

其中，所述第一控制方法是用于在所述第一校正部能够被驱动的范围内进行使用所述第一校正部的过度校正、并且还进行使用所述第二校正部的用以抵消被过度校正的量的逆校正的方法，其中在所述过度校正中以超出抖动量的方式进行校正。

2.根据权利要求1所述的图像稳定控制装置，其中，

所述选择部被配置为在所述焦距等于或短于预设的第一预定值的情况下，选择所述第一控制方法，以及在所述焦距长于所述第一预定值的情况下，选择所述第二控制方法。

3.根据权利要求1或2所述的图像稳定控制装置，其中，

所述第二控制方法是在不超过抖动量的范围中进行校正的方法。

4.根据权利要求3所述的图像稳定控制装置，其中，

所述第二控制方法是在能够校正抖动量的整个范围上使用针对所述第一校正部和所述第二校正部的预设的恒定比率来校正抖动量的方法。

5.根据权利要求3所述的图像稳定控制装置，其中，

所述第二控制方法是使所述第一校正部优先于所述第二校正部来校正抖动量的方法。

6.根据权利要求1或2所述的图像稳定控制装置，其中，

所述多个控制方法还包括第三控制方法，

所述选择部被配置为进一步根据所述成像光学系统能够改变所述焦距的范围，来选择所述第一控制方法、所述第二控制方法和所述第三控制方法其中之一，以及

所述第三控制方法是使所述第一校正部优先于所述第二校正部来校正抖动量的方法。

7.根据权利要求6所述的图像稳定控制装置，其中，

所述选择部被配置为在所述焦距能够被改变的范围比预设的第二预定值窄的情况下，选择所述第一控制方法或所述第二控制方法。

8.根据权利要求7所述的图像稳定控制装置，其中，

所述选择部还被配置为在所述焦距能够被改变的范围包括比预设的第三预定值长的焦距的情况下，基于所述焦距来选择所述第一控制方法或所述第二控制方法，以及在述焦距能够被改变的范围不包括比所述第三预定值长的焦距的情况下，选择所述第一控制方法。

9.根据权利要求6所述的图像稳定控制装置，其中，

所述选择部被配置为在所述焦距能够被改变的范围等于或宽于预设的第二预定值并且所述焦距等于或短于预设的第四预定值的情况下，选择所述第一控制方法，在所述焦距长于比所述第四预定值大的预设的第五预定值的情况下，选择所述第二控制方法，以及在所述焦距长于所述第四预定值并且等于或短于所述第五预定值的情况下，选择所述第三控制方法。

10.根据权利要求1或2所述的图像稳定控制装置，还包括通知部，

其中，所述计算部被配置为基于抖动量并且基于所述选择部选择的控制方法，来获得所述第一校正部和所述第二校正部中的一个的校正量，以及

其中，所述通知部被配置为将所述选择部选择的控制方法通知给用于获得所述第一校正部和所述第二校正部中的另一个的校正量的部件。

11.根据权利要求1或2所述的图像稳定控制装置，其中，所述计算部被配置为基于抖动量并且基于所述选择部选择的控制方法，来获得所述第一校正部和所述第二校正部各自的校正量。

12.一种图像稳定控制方法，用于通过控制第一校正部和第二校正部来进行图像稳定，所述第一校正部用于通过在垂直于光轴的方向驱动成像光学系统中所包括的校正透镜来校正照相机抖动，所述第二校正部用于通过在垂直于所述光轴的方向驱动图像传感器来校正照相机抖动，所述图像传感器用于对经由所述成像光学系统入射的光进行光电转换并输出图像信号，所述图像稳定控制方法包括：

从检测部获得抖动量；

基于所述成像光学系统的焦距，选择包括第一控制方法和第二控制方法的多个控制方法其中之一，其中所述多个控制方法用于控制要由所述第一校正部校正的抖动量与要由所述第二校正部校正的抖动量之间的比率；以及

基于抖动量并且基于所述选择中所选择的控制方法，获得所述第一校正部和所述第二校正部至少之一的校正量，

其中，所述第一控制方法是用于在所述第一校正部能够被驱动的范围内进行使用所述第一校正部的过度校正、并且还进行使用所述第二校正部的用以抵消被过度校正的量的逆校正的方法，其中在所述过度校正中以超出抖动量的方式进行校正。

13.一种非暂态计算机可读存储介质，所述存储介质存储有能够由计算机执行的程序，其中，所述程序包括用于使所述计算机用作图像稳定控制装置的程序代码，所述图像稳定控制装置用于通过控制第一校正部和第二校正部来进行图像稳定，所述第一校正部用于通过在垂直于光轴的方向驱动成像光学系统中所包括的校正透镜来校正照相机抖动，所述第二校正部用于通过在垂直于所述光轴的方向驱动图像传感器来校正照相机抖动，所述图像传感器用于对经由所述成像光学系统入射的光进行光电转换并输出图像信号，所述图像稳定控制装置包括：

获得部，其被配置为从检测部获得抖动量；

选择部，其被配置为基于所述成像光学系统的焦距，选择包括第一控制方法和第二控制方法的多个控制方法其中之一，其中所述多个控制方法用于控制要由所述第一校正部校正的抖动量与要由所述第二校正部校正的抖动量之间的比率；以及

计算部，其被配置为基于抖动量并且基于所述选择部所选择的控制方法，获得所述第一校正部和所述第二校正部至少之一的校正量，

其中，所述第一控制方法是用于在所述第一校正部能够被驱动的范围内进行使用所述第一校正部的过度校正、并且还进行使用所述第二校正部的用以抵消被过度校正的量的逆校正的方法，其中在所述过度校正中以超出抖动量的方式进行校正。