[发明专利]复合低频截止滤波器和使用了该滤波器的图像拍摄装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于数字照相机和数字摄像机等图像拍摄装置中的手抖动补偿的低频截止滤波器。

背景技术

在数字照相机和数字摄像机等图像拍摄装置中，有时具有防手抖功能。这种图像拍摄装置具有手抖动补偿系统，由此，对由角速度传感器检测出的角速度进行积分运算而算出手抖动角度，并根据该手抖动角度，来驱动补偿透镜或图像拍摄元件，从而消除手抖动(例如参考专利文献1)。角速度传感器的检测输出除了想要检测出的手抖动角速度的成分之外，还包含极低频的改变成分。因此，在手抖动补偿系统中，在进行积分运算处理的前级设置了对直流成分进行截止用的低频截止滤波器。

并且，在手抖动补偿系统中，为了将角速度传感器检测出的角速度转换为角度，需要设置积分器。积分器理想上最好在作为执行防手抖功能的频率区域的手抖动补偿频带(大概1～20Hz)中具有完全积分的特性。但是，若将完全积分的特性保持到极低频，则放大到了角速度传感器的极低频的改变成分为止，不能得到良好的手抖动补偿性能。因此，积分器具有在极低频中限制频带以使增益不增加的1次延迟系统的特性，并在手抖动补偿频带的下限1Hz中具有相位超前量。

另一方面，现有技术中开发了各种进行相位补偿的滤波器的技术(例如参考专利文献2)。根据专利文献2，公开了通过基本滤波器部和二次以上的滤波器，使得通带的相位特性最佳的手段。

【专利文献1】JP特开2007-324929号公报

【专利文献2】JP特开2006-340190号公报

如前所述，现有的图像拍摄装置中，为了减少角速度传感器的输出信号中含有的角速度之外的极低频的改变成分，在积分器的积分频带上设置有限制，进一步设置了低频截止滤波器。这些积分器的积分频带限制和低频截止滤波器在手抖动补偿频带的低频侧使相位超前了，因此，实际的手抖动角度和补偿角度的相位不一致，所以有补偿残差大，不能确保充分的抑制效果的问题。

还另外存在增加滤波次数而使相位一致的方法，但是有因滤波次数增加而运算算法变复杂、和在由硬件构成的情况下电路变复杂等的问题。

发明内容

本发明为解决这些问题而作出，其目的是提供一种能够通过容易的运算算法使通带中的相位特性最佳的低频截止滤波器。此外，本发明目的是提供一种能够在手抖动补偿频带的低频侧中得到良好的手抖动补偿性能的图像拍摄装置。

本发明的第一方式中，提供了一种具有第一低频截止滤波器、第二低频截止滤波器、和加减法运算器的复合低频截止滤波器。在复合低频截止滤波器中，第二低频截止滤波器输入第一低频截止滤波器的输出。加减法运算器从复合低频截止滤波器的输入中减去第二低频截止滤波器的输出，并将该减法运算结果输出到第一低频截止滤波器。将第一低频截止滤波器的输出作为复合低频截止滤波器的输出来输出。

本发明的第二方式中，提供一种具有防手抖功能的图像拍摄装置。该图像拍摄装置具有：光学系统；手抖动补偿部件，其为了进行手抖动补偿而能够在与光学系统的光轴垂直的面内移动；运动检测单元，其检测图像拍摄装置的运动；复合低频截止滤波器，其输入运动检测单元的输出；控制单元，其基于复合低频截止滤波器的输出，来驱动手抖动补偿部件。复合低频截止滤波器具有：第一低频截止滤波器、第二低频截止滤波器、和加减法运算器。第二低频截止滤波器输入第一低频截止滤波器的输出。加减法运算器从复合低频截止滤波器的输入中减去第二低频截止滤波器的输出，并将该减法运算结果输出到第一低频截止滤波器。将第一低频截止滤波器的输出作为复合低频截止滤波器的输出来输出。

根据本发明，通过组合多个低频截止滤波器来构成低频截止滤波器，可以实现能够通过容易的运算算法在通带中使相位特性最佳的低频截止滤波器。此外，根据本发明的图像拍摄装置，由于在手抖动补偿频带的低频侧中可以使手抖动补偿系统的相位改变为零，所以实际的手抖动和手抖动补偿透镜的运动没有相位差，可以得到良好的手抖动补偿性能。

附图说明

图1是本发明的实施方式的具有手抖动补偿光学系统的图像拍摄装置的示意结构图；

图2是与本发明的实施方式的手抖动补偿系统的信号处理有关的框图；

图3是说明本发明的实施方式的低频截止滤波器的结构例的图；

图4是说明积分器的频率特性的图；

图5是说明现有的低频截止滤波器的结构例的图；

图6是说明现有的低频截止滤波器的频率特性的图；

图7是说明本发明的实施方式中的低频截止滤波器的频率特性的图；

图8是说明现有的手抖动补偿系统的频率特性的图；