[发明专利]抖动补偿控制设备和方法、光学装置以及摄像设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过补偿由照相机抖动等导致的振动引起的图像抖动来防止图像劣化的抖动补偿的控制技术。

背景技术

市面上的照相机包括抖动补偿控制设备，该抖动补偿控制设备包括用于防止由于照相机抖动等引起的图像抖动的抖动补偿单元、驱动单元和振动检测单元等，从而减少导致拍摄者的摄像失误的因素。

在下文中将简要说明一种抖动补偿控制设备。为了即使在摄像操作期间发生照相机抖动的情况下也能进行没有图像抖动的摄像，检测由照相机抖动引起的照相机的抖动并且根据检测值来执行图像抖动补偿透镜(以下称为“抖动补偿透镜(图像模糊校正透镜)”)或摄像元件的移动控制。该处理要求精确检测照相机抖动并补偿由于抖动引起的光轴变化。原理上，通过振动检测单元计算诸如转动速度等的检测结果来执行振动检测。可以通过基于计算处理结果而控制振动检测单元来移动抖动补偿透镜(图像模糊校正透镜)或摄像元件，从而抑制图像抖动。

各种光学装置包括用于使用转动速度计来检测转动抖动并驱动摄像透镜或摄像元件以减少图像抖动的设备。然而，当在近距离处摄像时(与高摄像倍率相关联的摄像条件)，仅使用转动速度计不能检测到的振动发生。例如，不能忽略由在与照相机的光轴垂直的平面上在水平或垂直方向上施加的抖动、换句话说、所谓的平移抖动所导致的振动而引起的图像劣化。例如，通过与被摄体相距大约20cm而进行的微距摄像要求实时检测和补偿平移抖动。即使被摄体位于离照相机大约一米的距离处，在摄像光学系统的焦距非常大(例如，400mm)的条件下，也需要在摄像期间检测和补偿平移抖动。

日本特开平7-225405中所公开的技术通过对加速度计所检测到的加速度应用二阶积分来计算平移抖动，从而通过包括分离设置的转动速度计的输出来驱动抖动补偿单元。然而，在平移抖动的检测中使用的加速度计的输出容易受到诸如干扰、噪声或温度变化等的环境变化的影响。结果，由于通过所检测到的加速度的二阶积分而进一步增大了这些不稳定因素的影响，因而难以进行平移抖动的高精度补偿。

日本特开2010-25962公开了通过将平移抖动作为在转动中心位于远离照相机的位置处时的转动抖动来计算平移抖动。该方法通过设置转动速度计和加速度计、并使用这些转动速度计和加速度计的输出来计算使用转动抖动的转动半径的补偿值和角度，从而执行抖动补偿。通过计算转动中心并且限制为干扰的影响低的频带，可以减轻上述加速度计的由不稳定因素所引起的精度降低。

在传统技术中，平移抖动的补偿与以下条件相关联。尽管在用于执行平移抖动的补偿的检测单元中使用加速度计的方法中，优选为加速度计的安装位置是透镜主点，但是难以将加速度计设置在透镜主点附近。

日本特开2010-25962公开了代替作为抖动检测单元的加速度计而使用摄像单元的输出来检测抖动的方法。在使用摄像单元的输出来检测抖动的情况下，可以使用如下方法，其中，紧挨在摄像操作之前根据图像抖动和转动抖动之间的关系来计算补偿系数(校正系数)，并且在摄像操作期间对转动抖动进行补偿。在该情况下，仅在摄像操作期间不进行平移抖动补偿。

日本特开2010-25962还公开了代替作为抖动检测单元的加速度计而根据驱动线圈中流动的电流来检测平移抖动的加速度的方法。然而，该方法不能在紧挨在摄像操作之前实现抖动补偿单元的性能。

本发明的目的在于利用小型化的结构提高操作特性并且在不依赖焦距或抖动补偿范围的变化的情况下针对平移抖动进行高精度的图像抖动补偿。

发明内容

根据本发明的解决上述情况的设备是抖动补偿控制设备，用于检测施加至包括摄像光学系统的设备的抖动来补偿图像抖动。所述抖动补偿控制设备包括：抖动补偿单元；补偿量计算单元，用于使用所述设备的抖动量来计算补偿量，其中，所述设备的抖动量包括在所述设备沿着与摄像光学系统的光轴垂直的方向行进的方向上所产生的平移抖动；估计单元，用于通过输入被驱动单元的位置检测信号和针对所述被驱动单元的驱动指示信号来估计所述平移抖动，其中，所述被驱动单元构成所述抖动补偿单元；以及驱动单元，用于根据所述补偿量来驱动所述抖动补偿单元，其中，当基于从所述估计单元获得的平移抖动的估计量来计算所述平移抖动的补偿量时，所述补偿量计算单元进行计算以使得在所述摄像光学系统的焦距增大的情况下减小所述平移抖动的补偿量。