图像抖动校正设备和方法、镜筒、光学设备以及摄像设备技术

本发明专利技术提供一种图像抖动校正设备和方法、镜筒、光学设备以及摄像设备。该摄像设备设置有用于检测角度抖动的角速度计和用于检测平移抖动的加速度计。CPU基于抖动检测信号计算图像抖动校正量。抖动校正单元通过根据计算出的图像抖动校正量而驱动校正构件来校正图像抖动。摄像倍率计算单元计算摄像镜头的摄像倍率并且将其输出至信号切换单元。信号切换单元根据摄像倍率的大小，在积分滤波器的输出与HPF的输出之间切换。CPU通过改变校正滤波器的低频范围的追踪性能以及通过计算图像抖动校正量来进行图像抖动校正。

【技术实现步骤摘要】
图像抖动校正设备和方法、镜筒、光学设备以及摄像设备
本专利技术涉及一种用于校正由于手抖动等造成的图像抖动的图像抖动校正设备和摄像设备。特别地，本专利技术涉及一种用于在微距摄影时平滑地校正图像抖动的技术。
技术介绍
对于包括图像抖动校正设备的照相机，为了使得能够进行没有图像抖动的摄像，检测由于手部移动等造成的照相机的角度抖动，并且根据检测值来驱动图像抖动校正透镜(以下称作“校正透镜”)。在这个过程中，必须正确地检测照相机抖动并且校正由于抖动引起的光轴的变化。通过用于获得诸如角速度等的检测结果的振动检测单元(角速度计等)以及用于基于计算处理结果而驱动校正构件(校正透镜等)的驱动控制单元来抑制图像抖动。此外，在近距离拍摄的情况下(高摄像倍率的摄像条件)，存在仅通过角速度计不能检测到的抖动。这被称作平移抖动，其被施加在与照相机的光轴平行或者垂直的方向上，并且不能忽略由此造成的图像劣化。例如，在微距摄影中通过接近至距离被摄体20cm以内来进行摄像的条件下，或者在摄像光学系统的焦距相对于距离照相机1m的被摄体非常大(例如，400mm)的条件下，必须积极地检测平移抖动并且进行校正。日本特开平7-225405公开了一种技术，其中通过加速度计来检测平移抖动、根据加速度计的二阶积分来获得平移抖动，并且根据单独提供的角速度计的输出来驱动抖动校正单元。在这种情况下，加速度计的输出易受到诸如外部噪声或者温度变化的环境变化的影响，由于二阶积分进一步增大不稳定因素，并且由此难以对平移抖动进行高精度的校正。日本特开2010-25962公开了一种技术，其中，通过将平移抖动视为在转动中心的位置远离照相机的情况下的角度抖动来获得平移抖动。根据角速度计和加速度计各自的输出来获得使用角度抖动的转动半径的角度和校正值，并且进行抖动校正。通过限制于不易受外部干扰的频率范围而获得转动中心，能够减轻加速度计的不稳定因素对校正的影响。通常，在将图像抖动校正中所使用的滤波器的截止频率设置为低的情况下并且在扩宽频率范围的情况下，能够通过相对于拍摄者等的身体移动进行低频分量的抖动校正来改进性能。然而，在扩展滤波器的低频侧的频率范围时，由于在校正构件具有有限的可移动范围的情况下，校正构件的位置达到可移动范围的界限，因而反而产生性能劣化的可能性。此外，通过日本特开2010-25962中所公开的使用转动半径的平移抖动校正，难以在低频范围中正确地进行校正。关于转动半径，在预定频率范围中指定转动半径用于计算，并且将所提取的频率主要设置在1Hz至10Hz之间。因此，对于1Hz或者以下的抖动，可能发生不能正确地获得转动半径。此外，在1Hz或者以下的抖动的实际转动半径小于通过计算操作所获得的转动半径的情况下，相对于在1Hz或者以下的低频范围中的校正，可能发生与实际的平移抖动不同的过度的抖动校正。在以上条件的情况下，担心由于与在滤波器的低频侧的频率范围扩展相关联的过度校正，图像抖动校正性能下降。
技术实现思路
本专利技术提高了图像抖动校正设备中的图像抖动校正的精度。根据本专利技术的一方面，一种图像抖动校正设备，包括：抖动检测单元，用于检测包含摄像光学系统的设备的抖动；计算单元，用于通过获取从所述抖动检测单元输出的抖动检测信号来计算图像抖动校正量；以及抖动校正单元，用于根据所述计算单元所计算出的图像抖动校正量来校正图像抖动，其特征在于，所述计算单元计算所述摄像光学系统的摄像倍率，并且根据所述摄像倍率的大小，通过计算校正滤波器的频率范围改变前的第一校正量来计算所述图像抖动校正量，以及通过计算所述频率范围改变后的第二校正量来计算所述图像抖动校正量。根据本专利技术的另一方面，一种镜筒，包括：根据上述的图像抖动校正设备。根据本专利技术的另一方面，一种光学设备，包括：根据上述的图像抖动校正设备。根据本专利技术的另一方面，一种摄像设备，包括：根据上述的镜筒。根据本专利技术的又一方面，一种图像抖动校正设备所执行的控制方法，所述图像抖动校正设备包括：抖动检测单元，用于检测包含摄像光学系统的设备的抖动；计算单元，用于通过获取从所述抖动检测单元输出的抖动检测信号来计算图像抖动校正量；以及抖动校正单元，用于根据所述计算单元所计算出的图像抖动校正量来校正图像抖动，所述控制方法的特征在于包括：所述计算单元计算所述摄像光学系统的摄像倍率；根据所述摄像倍率的大小，所述计算单元通过计算校正滤波器的频率范围改变前的第一校正量来计算所述图像抖动校正量；以及根据所述摄像倍率的大小，所述计算单元通过计算所述频率范围改变后的第二校正量来计算所述图像抖动校正量。根据本专利技术，能够提高图像抖动校正设备中的图像抖动校正的精度。通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。附图说明图1是根据本专利技术的包括图像抖动校正设备的照相机的顶视图。图2是根据本专利技术的包括图像抖动校正设备的照相机的侧视图。图3是示出根据本专利技术第一实施例的图像抖动校正设备的框图。图4是示出本专利技术中抖动的转动中心的说明图。图5是示出根据本专利技术第一实施例的图像抖动校正设备的框图。图6是示出根据本专利技术第一实施例的抖动校正量计算的波形图。图7是示出根据本专利技术第一实施例的滤波器增益特性的说明图。图8是示出根据本专利技术第一实施例的图像抖动校正设备的操作的流程图。图9是示出根据本专利技术第二实施例的图像抖动校正设备的框图。图10是示出根据本专利技术第三实施例的图像抖动校正设备的框图。具体实施方式以下将参考附图说明本专利技术的优选实施例。本专利技术可应用于例如安装至数字单镜头反光照相机的可更换镜头、诸如镜筒等的光学设备、诸如数字摄像机、监视照相机、网络照相机等的摄像设备以及诸如移动电话、平板终端等的包含摄像设备的电子设备。第一实施例图1和图2是示出设置有根据本专利技术第一实施例的图像抖动校正设备的摄像设备的平面图和侧视图。摄像设备中包括的图像抖动校正设备对相对于光轴102、由箭头103p和103y所表示的抖动(以下称作“角度抖动”)、以及由箭头104p和104y所表示的抖动(以下称作“平移抖动”)进行图像抖动校正。摄像设备101设置有使用释放按钮的操作开关(释放SW)105；照相机CPU(中央处理单元)106通过运行控制程序来进行诸如图像抖动校正的各种处理。摄像元件107通过摄像光学系统对形成为图像的被摄体光进行光电转换。角速度检测器(以下称作“角速度计”)108p和108y分别检测围绕箭头108pa和108ya的角度抖动。角度抖动是指围绕与摄像光学系统的光轴正交的轴的抖动；将围绕与光轴正交的第一轴的方向视为俯仰方向p，并且将围绕与光轴和第一轴正交的第二轴的方向视为横摆方向y。加速度检测器(以下称作“加速度计”)109p和109y分别检测由箭头109pa和109ya表示的平移抖动。该平移抖动是在垂直于摄像光学系统的光轴的方向上的抖动；箭头109pa和箭头109ya分别表示纵方向和横方向。镜头驱动单元110在图1和图2的箭头110y和110p的方向上任意驱动校正透镜111以进行考虑到角度抖动和平移抖动两者的图像抖动校正。角速度计108p和108y与加速度计109p和109y的各自输出被输入到照相机CPU106。照相机CPU106基于这些输出通过控制镜头驱动单元110来进行图像抖动校正。关于图像抖动校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像抖动校正设备，包括：抖动检测单元，用于检测包含摄像光学系统的设备的抖动；计算单元，用于通过获取从所述抖动检测单元输出的抖动检测信号来计算图像抖动校正量；以及抖动校正单元，用于根据所述计算单元所计算出的图像抖动校正量来校正图像抖动，其特征在于，所述计算单元计算所述摄像光学系统的摄像倍率，并且根据所述摄像倍率的大小，通过计算校正滤波器的频率范围改变前的第一校正量来计算所述图像抖动校正量，以及通过计算所述频率范围改变后的第二校正量来计算所述图像抖动校正量。

【技术特征摘要】
2013.08.08 JP 2013-1654881.一种图像抖动校正设备，包括：抖动检测单元，用于检测包含摄像光学系统的设备的抖动；计算单元，用于通过获取从所述抖动检测单元输出的抖动检测信号来计算图像抖动校正量；以及抖动校正单元，用于使用校正滤波器根据所述计算单元所计算出的图像抖动校正量来校正图像抖动，其特征在于，所述计算单元计算所述摄像光学系统的摄像倍率，并且根据所述摄像倍率的大小改变所述校正滤波器的频率范围，通过计算所述校正滤波器的频率范围改变前的第一校正量来计算所述图像抖动校正量，以及通过计算所述频率范围改变后的第二校正量来计算所述图像抖动校正量。2.根据权利要求1所述的图像抖动校正设备，其中，所述抖动检测单元检测围绕与所述摄像光学系统的光轴正交的轴的角度抖动，以及所述计算单元获取所述角度抖动的检测信号，并且在所述摄像倍率大于阈值的情况下计算所述第一校正量，以及在所述摄像倍率等于或者小于所述阈值的情况下计算所述第二校正量。3.根据权利要求1所述的图像抖动校正设备，其中，所述抖动检测单元检测相对于所述摄像光学系统的光轴垂直的方向上的平移抖动，以及所述计算单元获取所述平移抖动的检测信号，通过将所述摄像倍率与阈值相比较来改变所述校正滤波器的频率范围，并且计算所述第二校正量。4.根据权利要求1所述的图像抖动校正设备，其中，所述抖动检测单元通过获取拍摄图像来检测运动矢量，以及所述计算单元通过获取所检测到的运动矢量来计算所述图像抖动校正量。5.根据权利要求1所述的图像抖动校正设备，其中，所述计算单元在所述摄像倍率大于阈值的情况下缩窄所述校正滤波器的低频范围，以及在所述摄像倍率等于或者小于所述阈值的情况下加宽所述校正滤波器的低频范围。6.根据权利要求1所述的图像抖动校正设备，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：若松伸茂，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP