[发明专利]图像抖动校正设备及其控制方法、镜筒、光学设备和摄像设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于对由于诸如手抖动等的抖动所引起的图像抖动进行校正的图像抖动校正技术。特别地，本发明涉及用于在确保紧挨电源接通之后的稳定性能的同时、平滑地校正抖动的低频成分的技术。

背景技术

在安装有用于防止由于手抖动等所引起的图像抖动的图像抖动校正设备的照相机中，即使在快门释放时发生手抖动的情况下，也可以进行无图像抖动的拍摄。检测由于手抖动等所引起的照相机的角度抖动，然后根据检测值来驱动图像抖动校正透镜(以下称为“校正透镜”)。此时，需要正确地检测照相机振动以对由于抖动所引起的光轴变化进行校正。原理上，在照相机中安装有被配置为获得诸如角速度等的检测结果的振动检测单元和被配置为基于计算处理的结果来使校正透镜移位的驱动控制单元，从而抑制图像抖动。

用于检测照相机振动的传感器的输出信号包含由于传感器的个体差异所引起的诸如基准电压的变化等的直流成分，并且根据温度变化而漂移。如果传感器输出包含低频成分噪声，则这种低频成分噪声可能导致校正精度下降。因而，为了去除偏移成分，通常使用HPF(高通滤波器)来从传感器的输出信号中去除低频成分，以获得图像抖动校正信号。

在用户进行诸如平摇或俯仰等的、用于使摄像设备在相对较长的时间内在一个方向上移动的操作的情况下，传感器的输出信号包含大量低频成分，因而在图像抖动校正时需要衰减这些低频成分。已知有如下控制：基于角速度的数据和通过对角速度进行积分所获得的角度的数据来判断是否正进行平摇或俯仰，以切换至适合平摇或俯仰的校正特性。进行如下控制：通过使HPF或积分滤波器的截止频率转变至较高频率侧，图像抖动校正不对低频率作出响应。日本特开平5-323436公开了平摇状态或俯仰状态下的图像抖动校正控制，其中该图像抖动校正控制能够在抑制低频率的响应的同时，进行高频率的图像抖动校正。日本特开平10-010596公开了在摄像(曝光)期间无需进行HPF处理的情况下、通过固定摄像期间的偏移来进行防抖控制。

在使用用于去除偏移成分的HPF来衰减低频成分的传统结构中，发生以下现象。如果在基于角速度传感器的输出进行图像抖动校正时、角速度传感器的输出包含低频噪声成分，则对实际照相机抖动进行了不适当的校正。另外，由于平摇等，因而图像抖动校正可能不利地受到包括二次HPF的滤波器特性的影响。由于平摇等所引起的振动的发生而导致振幅大的低频成分被衰减，并且例如在平摇完成时生成与平摇方向相反的方向上的信号(所谓的“摆回现象(swing-back phenomenon)”)。然后，该信号缓慢地收敛为零。然而，如果基于该信号来进行图像抖动校正，则利用与摄像设备的实际抖动不同的信号来计算校正量，这可能导致校正精度下降。

如果在包括HPF的滤波器结构中将HPF的截止频率设置得低，则可以提高针对与拍摄者身体的振动等相关联的低频成分的图像抖动校正的性能。在这种情况下，在发生了由于平摇等所引起的大的振动之后，摆回信号的大小变大、并且直到信号收敛至零为止所需的时间变长。因而，仅在拍摄者以用手牢固地把持照相机而不会引起摄像设备的抖动的状态进行摄像的情况下，才可以获得适当的图像抖动校正效果。

在日本特开平10-010596所公开的技术中，在紧挨摄像之前角速度偏移固定并且在该固定的角速度偏移中产生误差的情况下，在与实际的手抖动不同的状态下进行校正。换句话说，在紧挨摄像之前的角速度中产生偏移误差的情况下，在摄像期间将该偏移误差的角速度与手抖动成分信号连续相加的状态下，执行手抖动校正。因而，在不期望的方向上进行图像抖动校正，这导致校正效果下降。

因而，优选地，没有设置HPF，从而提高低频范围中的图像抖动校正效果。然而，在这种情况下，由于在角速度检测所用的传感器之间存在个体差异，因此可以预见直流成分由于基准电压的变化等而改变的温度漂移可能产生不利影响。如果在电源接通时产生大的角速度偏移，则直到滤波器变得稳定为止所需的时间较长。在紧挨在向着传感器的电源接通之后的长时间段内，担心图像抖动校正性能的下降。因而，需要通过在电源接通的情况下从传感器的输出中减去偏移值来计算目标值，但难以紧挨在电源接通之后立即计算传感器的偏移值。

发明内容

本发明提供用于在紧挨抖动检测开始之后确保稳定的图像抖动校正性能的同时、实现宽的频带内的图像抖动校正的技术。