抖動量檢測裝置、拍攝裝置和抖動量檢測方法
2023-08-02 06:20:51 4
抖動量檢測裝置、拍攝裝置和抖動量檢測方法
【專利摘要】即使在產生由於快門等可動部引起的衝擊的情況下也能夠檢測準確的移動量。本發明的抖動量檢測裝置的特徵在於，執行以下處理：旋轉半徑計算處理，根據對加速度進行時間積分而得到的速度變化和角速度來計算旋轉半徑；速度計算處理，從曝光開始起規定的時間中，根據角速度和在曝光開始以前計算出的旋轉半徑來計算速度，在經過規定的時間後，對在規定的時間中計算出的速度累積加上加速度來計算速度；以及移動量計算處理，對通過速度計算處理計算出的速度進行時間積分來計算移動量。
【專利說明】抖動量檢測裝置、拍攝裝置和抖動量檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對因手抖等產生的抖動量進行檢測的抖動量檢測裝置以及搭載有抖動量檢測裝置的拍攝裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，搭載有手抖校正功能的拍攝裝置(照相機)變得普遍，在不使用三腳架等而手持照相機進行拍攝的手持拍攝中，即使不特別留意也能夠拍攝沒有圖像抖動的良好的圖像。
[0003]但是，手抖校正的性能尚未十分完善，尤其是在曝光時間較長的長時間曝光拍攝時，有時不能充分地校正手抖，拍攝裝置的手抖校正性能對拍攝圖像的質量影響較大。尤其是，在進行微距區域的長時間曝光拍攝時，當前所使用的手抖校正功能往往不能得到足夠的性能。
[0004]手抖可分為因拍攝裝置的光軸的角度發生變化而產生的所謂角度抖動和因照相機主體在與光軸垂直的方向上移動而產生的所謂平移抖動。當前所應用的手抖校正功能大多停留於只對角度抖動進行校正，沒有進行平移抖動校正。該平移抖動在像倍率較低的情況下不是特別引人注意，隨著像倍率增高，平移抖動對拍攝圖像的質量帶來的影響也變大。因此，在當前所應用的手抖校正功能中，如上述那樣，在微距區域不能得到足夠的性能。
[0005]作為解決上述問題的方法，在專利文獻1中，公開了如下的圖像抖動校正照相機，其具有:加速度檢測裝置，其檢測作用於照相機的三軸方向的加速度；角速度檢測裝置，其檢測作用於照相機的繞三軸的角速度；姿勢檢測單元，其根據三軸方向的加速度和繞三軸的角速度，運算照相機坐標系與靜止坐標系之間的坐標轉換矩陣；以及重力加速度成分運算單元，其根據所述坐標矩陣，運算照相機坐標系中的重力加速度成分，在該圖像抖動校正照相機中，從加速度檢測裝置的輸出中去除所述重力加速度成分，計算平移運動的位置，校正驅動量運算單元11根據這些值來計算圖像抖動量。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開平7-225405號公報
【發明內容】
[0009]發明所要解決的課題
[0010]在專利文獻1的方法中，對從相對於照相機的攝像面是縱向以及橫向的加速度檢測結果中去除了重力加速度影響後的加速度進行積分，來計算速度，並通過對該速度進行積分來計算平移移動量。
[0011]另一方面，在具有快門和快返鏡等可動部的單反照相機中，可動部運動時的衝擊成問題。一般來說，加速度傳感器對衝擊比較敏感，尤其在快門行進時，由於衝擊的影響，而輸出與施加到照相機主體的加速度不同的檢測結果。因此，在直接對來自加速度傳感器的輸出進行了積分的情況下，會計算出不同的速度，因此為了進行適當的校正，需要對可動部的衝擊實施一些對策。
[0012]但是，在專利文獻1所記載的照相機中，關於此點未做任何公開。本申請的目的在於提供即使在產生上述那樣的可動部引起的衝擊的情況下，也能夠去除對抖動檢測結果的影響從而準確地檢測移動量的抖動量檢測裝置、拍攝裝置和抖動量檢測方法。
[0013]用於解決課題的手段
[0014]因此，本發明的抖動量檢測裝置的特徵在於，具有:
[0015]角速度檢測部，其檢測與殼體的旋轉運動相關的角速度；
[0016]加速度檢測部，其檢測施加到所述殼體的加速度；以及
[0017]計算部，其根據所述角速度和所述加速度來計算所述殼體的移動量，
[0018]所述計算部執行如下處理:
[0019]旋轉半徑計算處理，根據對所述加速度進行時間積分而得到的速度變化和所述角速度來計算旋轉半徑；
[0020]速度計算處理，從曝光開始起規定的時間中，根據所述角速度和在曝光開始以前計算出的所述旋轉半徑來計算速度，在經過所述規定的時間後，對在所述規定的時間中計算出的所述速度累積加上所述加速度來計算所述速度；以及
[0021]移動量計算處理，對通過所述速度計算處理計算出的所述速度進行時間積分來計算所述移動量。
[0022]並且本發明的拍攝裝置的特徵在於，具有:
[0023]上述抖動量檢測裝置；
[0024]光學系統，其使來自被攝體的光成像為被攝體像；
[0025]攝像元件，其將由所述光學系統成像的被攝體像轉換為影像信號；以及
[0026]驅動部，其朝向抵消由所述抖動量檢測裝置計算出的所述移動量的方向，驅動所述光學系統和所述攝像元件中的至少一方。
[0027]並且本發明的抖動量檢測方法的特徵在於，執行以下處理:
[0028]檢測與殼體的旋轉運動相關的角速度；
[0029]檢測施加到所述殼體的加速度；以及
[0030]計算處理，根據所述角速度和所述加速度來計算所述殼體的移動量，
[0031]所述計算處理包含:
[0032]旋轉半徑計算處理，根據對所述加速度進行時間積分而得到的速度變化和所述角速度來計算旋轉半徑；
[0033]速度計算處理，從曝光開始起規定的時間中，根據所述角速度和在曝光開始以前計算出的所述旋轉半徑來計算速度，在經過所述規定的時間後，對在所述規定的時間中計算出的所述速度累積加上所述加速度來計算所述速度；以及
[0034]移動量計算處理，對通過所述速度計算處理計算出的所述速度進行時間積分來計算所述移動量。
[0035]發明的效果
[0036]根據本發明的抖動量檢測裝置、拍攝裝置和抖動量檢測方法，即使在產生由於快門等可動部引起的衝擊的情況下也能夠檢測準確的移動量。【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1是說明本發明實施方式的拍攝裝置中產生的旋轉運動的種類的圖。
[0038]圖2是說明在本發明實施方式的拍攝裝置中產生偏航旋轉、俯仰旋轉、滾動旋轉時的向x、y、z方向的移動量的圖。
[0039]圖3是示出本發明實施方式的拍攝裝置的結構的框圖。
[0040]圖4是示出本發明實施方式的抖動量校正微型計算機的結構的框圖。
[0041]圖5是示出本發明實施方式的拍攝裝置的時序圖的圖。
[0042]圖6是示出本發明實施方式的焦面快門的原理的示意圖。
[0043]圖7是示出本發明實施方式的平移抖動校正部的結構的框圖。
[0044]圖8是示出本發明實施方式的平移移動量檢測控制的流程圖。
【具體實施方式】
[0045]以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的實施方式。圖1?圖8是示出本發明的實施方式的圖，圖1是用於說明拍攝裝置中產生的旋轉運動的種類的立體圖。
[0046]首先，參照圖1，說明對拍攝裝置1 (拍攝裝置1隻要是具有拍攝功能的裝置即可，廣泛包括數位照相機、攝像機、帶照相機功能的行動電話等各種裝置，而以下作為代表適當地稱作照相機1等)設定的坐標系和旋轉方向。
[0047]照相機1具有將來自被攝體的光成像為被攝體像的光學系統2，將該光學系統2的光軸方向設為ζ方向。此處，設正的Ζ方向為從照相機1朝向被攝體的方向。此外，在照相機1的標準姿勢(所謂橫向位置)中，將照相機1的水平方向設為X方向。此處，設正的X方向為從被攝體側觀察照相機1的朝右方向(即，從拍攝者觀察照相機1的朝左方向)。此外，在照相機1的標準姿勢中，將照相機1的垂直方向設為Υ方向。此處，將正的Υ方向設為標準姿勢中的朝上方向。
[0048]另外，在圖1中，為了防止坐標系與照相機1重合而難以觀察，使坐標系的原點位置偏移而進行了描繪，但是坐標系的原點為攝像元件4 (參照圖3)的攝像面的中心，通常是攝像面與光學系統2的光軸交叉的點。該坐標系是在照相機1中固定的坐標系，如果照相機1移動或者旋轉，則坐標系也相對於地球移動或者旋轉。此外，在該坐標系中，X-Υ平面是與攝像面一致的面。
[0049]並且，在這樣的坐標系中，繞Ζ軸的旋轉運動為滾動，繞X軸的旋轉運動為俯仰，繞Υ軸的旋轉運動為偏航。並且，在以下說明中，例如，將從原點觀察ζ軸正向時繞Ζ軸的朝左旋轉設為滾動的正向旋轉，將從原點觀察X軸正向時繞X軸的朝左旋轉設為俯仰的正向旋轉，將從原點觀察Υ軸正向時繞Υ軸的朝右旋轉設為偏航的正向旋轉。
[0050]另外，上述坐標軸的正負方向和旋轉方向的正負是取決於後述的角速度傳感器8和加速度傳感器9 (參照圖3等)的安裝方向的簡單記述，理論上不限於上述方式。
[0051]接下來，在上述坐標系中，在旋轉中心位於原點(或者包括原點在內，旋轉中心位於照相機1內)的情況下，主要帶來角度抖動，在旋轉中心位於照相機1外部的情況下，除了角度抖動外，還會帶來平移抖動。因此也可以將產生需要進行抖動校正那樣的平移抖動的情況認為是實質上旋轉中心位於照相機1的外部時。[0052]首先，關於角度抖動，描述為繞原點的旋轉運動即可。即，眾所周知，由於偏航方向的旋轉運動，光軸左右擺動，在攝像元件4上成像的被攝體範圍左右移動，由於俯仰方向的旋轉運動，光軸上下擺動，在攝像元件4上成像的被攝體範圍上下移動。此外,眾所周知,滾動方向的旋轉運動會帶來畫面的橫向位置或縱向位置、及其中間的傾斜位置的移動。
[0053]另一方面，關於平移抖動，如上所述，可以記述為旋轉中心位於照相機1外部的旋轉運動。圖2的(A)是示出拍攝裝置因偏航旋轉而產生X方向的移動量的情形的圖，圖2的(B)是示出拍攝裝置因俯仰旋轉而產生Y方向的移動量的情形的圖，圖2的(C)是示出拍攝裝置因滾動旋轉而產生X方向和Y方向的移動量的情形的圖。
[0054]如圖2的(A)所示，當照相機1產生了偏航方向的旋轉運動時，會產生X方向的移動量，其中，所述偏航方向的旋轉運動的旋轉中心Cyaw位於照相機1的外部且和原點的距離(旋轉半徑)為Ryaw的位置處。此外，如圖2的(B)所示，當照相機1產生了俯仰方向的旋轉運動時，會產生Y方向的移動量，其中，所述俯仰方向的旋轉運動的旋轉中心Cpitch位於照相機1的外部且和原點的距離(旋轉半徑)為Rpitch的位置處。並且，如圖2的(C)所示，當照相機1產生了滾動方向的旋轉運動時，通常會產生包含朝X方向的移動量成分和朝Y方向的移動量成分在內的移動量，其中，所述滾動方向的旋轉運動的旋轉中心Croll位於照相機1的外部且和原點的距離(旋轉半徑)為Rroll的位置處。
[0055]並且，在角度抖動與平移抖動中，對於前者的角度抖動，可以適當使用公知的技術，因此在本實施方式中，主要對後者的平移抖動進行說明。
[0056]首先，圖3是示出拍攝裝置1的結構的框圖。作為拍攝裝置的照相機1具有光學系統2、焦面快門3、攝像元件4、驅動部5、系統控制器6、抖動校正微型計算機7、角速度傳感器8a?8c、加速度傳感器9、釋放開關10、EVF (電子取景器)11和內部快閃記憶體13。此外，在圖3中，還記載有存儲卡12，但存儲卡12例如可以構成為相對於照相機1拆裝自如，因此，存儲卡12可以不是照相機1固有的結構。
[0057]光學系統2使來自被攝體的光作為被攝體像在攝像元件4的攝像面上成像。
[0058]焦面快門3配置在攝像元件4的前面(光學系統2側)，通過進行開閉動作控制曝光時間。即，通過打開焦面快門3使攝像元件4成為曝光狀態，通過關閉焦面快門3使攝像元件4成為遮光狀態。
[0059]攝像元件4根據系統控制器6的指示，將在攝像面上成像的被攝體像轉換為電信號。該轉換後的電信號被系統控制器6作為影像信號讀出。
[0060]驅動部5支撐攝像元件4，使其能夠在攝像面內平行的2維方向上移動，並根據來自抖動校正微型計算機7的指示，在圖1等所示的X方向和Y方向上驅動攝像元件4。
[0061]系統控制器6是綜合地進行包含上述影像信號的讀出在內的、與照相機1整體的功能有關的各種控制的控制部。如以下說明的那樣，系統控制器6還進行如下控制:使抖動校正微型計算機7進行抖動檢測，並使其根據抖動檢測結果進行抖動校正。
[0062]角速度傳感器8 (本發明的「角速度檢測部」)是構成為檢測施加到攝像裝置1的殼體的旋轉運動的角速度檢測部的傳感器，檢測每個單位時間的角度變化作為角速度，並輸出到抖動校正微型計算機7。角速度傳感器8構成為包含:偏航角速度傳感器8a，其為檢測圖2的A所示那樣的繞Y軸(第2軸)的偏航旋轉運動的偏航角速度的偏航角速度檢測部(第2角速度檢測部);俯仰角速度傳感器8b，其為檢測圖2的B所示那樣的繞X軸(第1軸)的俯仰旋轉運動的俯仰角速度的俯仰角速度檢測部(第1角速度檢測部)；以及滾動角速度傳感器8c，其為檢測圖2的C所示那樣的繞Z軸(第3軸)的滾動旋轉運動的滾動角速度的滾動角速度檢測部(第3角速度檢測部)，所述角速度傳感器8檢測旋轉方向的3個自由度的角速度。
[0063]這些偏航角速度傳感器8a、俯仰角速度傳感器8b和滾動角速度傳感器8c例如使用相同設備型號的傳感器，而使安裝方向不同，由此檢測繞各軸的旋轉運動。
[0064]加速度傳感器9 (本發明的「加速度檢測部」)是至少檢測施加到拍攝裝置1的殼體的X軸方向的加速度(X加速度)和Y軸方向的加速度(Y加速度)的加速度檢測部，在本實施方式中，還採用了可檢測ζ軸方向的加速度(Z加速度)的傳感器。並且，加速度傳感器9將檢測出的朝各方向的加速度輸出到抖動校正微型計算機7。
[0065]抖動校正微型計算機7基於系統控制器6的指示，根據角速度傳感器8的輸出和加速度傳感器9的輸出，計算照相機1的抖動量。並且，抖動校正微型計算機7向驅動部5輸出如下指示:朝向與檢測出的抖動方向相反的方向驅動攝像元件4,驅動的量為檢測出的抖動量。由此，驅動部5驅動攝像元件4以抵消攝像面上的抖動，因此能夠抑制拍攝圖像中產生的抖動。另外，此處是驅動攝像元件4進行了抖動校正，但是也可以代替該方式，或者在該方式之上，驅動光學系統2進行抖動校正。
[0066]並且，將抖動校正微型計算機7、角速度傳感器8、加速度傳感器9包含在內構成抖動量檢測裝置，將該抖動量檢測裝置與驅動部5包含在內構成抖動校正裝置。
[0067]釋放開關10是與系統控制器6連接的例如2級式的按壓開關，通過第1級按壓(半按或者第1釋放)進行AF或AE，通過第2級按壓(全按或者第2釋放)開始曝光。
[0068]EVF11是包含液晶面板等而構成的顯示部，EVF11以用戶能夠視覺識別的方式，對從攝像元件4讀出且在系統控制器6等中被轉換為可顯示的形式的影像信號進行顯示。
[0069]存儲卡12是記錄從攝像元件4讀出且在系統控制器6等中被轉換為可記錄的形式的影像信號的非易失性記錄介質，如上所述，存儲卡12例如構成為相對於照相機1拆裝自如。
[0070]內部快閃記憶體13是記錄系統控制器6執行的照相機1的控制程序以及在控制中使用的各種參數等的非易失性記錄介質。
[0071]圖4是示出抖動校正微型計算機7的結構的框圖。抖動校正微型計算機7具有CPU70、ADC (模擬 / 數字轉換器)71a ?71c、SIO (Serial Input/Output:串行輸入輸出)72a、72b和驅動器73。
[0072]ADC71a?71c將從角速度傳感器8a?8c輸入的模擬信號分別轉換為數位訊號。
[0073]S1072a、72b是CPU70通過串行接口與外部器件進行通信的通信部，S1072a被用於CPU70讀出由加速度傳感器9檢測出的加速度值，S1072b被用於CPU70與系統控制器6進行命令交換的通信。
[0074]驅動器73根據由CPU70計算出的校正量，輸出用於對驅動部5進行驅動的信號。
[0075]CPU70具有加速度取得部702、角度抖動校正部703、平移抖動校正部704、通信部705以及加法部706作為由例如作為內部程序的固件而構成的功能(不過，也可以構成為硬體)，CPU70根據角速度傳感器8和加速度傳感器9的檢測結果，計算角度抖動和平移抖動的校正量。[0076]加速度取得部702經由S1072a，從加速度傳感器讀出獨立的3軸方向的加速度，並分解成圖2等所示的X軸、Y軸、Z軸各方向上的加速度信息。並且，加速度取得部702將所取得的X加速度、Y加速度輸出到平移抖動校正部704。
[0077]角度抖動校正部703根據偏航旋轉運動和俯仰旋轉運動，計算與角度變化相伴的抖動量(角度抖動)，而關於該角度抖動，可以適當使用公知的技術，因此不再記述詳細情況。
[0078]平移抖動校正部704 (相當於本發明的「計算部」)根據加速度和角速度，計算照相機1的平移移動量，將計算出的移動量轉換成攝像面上的被攝體像的抖動量，並作為校正量傳遞到驅動部5。
[0079]通信部705經由S1072b與系統控制器6進行通信。
[0080]加法部706將由角度抖動校正部703計算出的角度抖動量與由平移抖動校正部704計算出的平移抖動量相加，將總的抖動量輸出到驅動器73。
[0081]此外，為了對ADC71a~71c的輸出以及加速度取得部702輸出的X~Z各方向的加速度去除低頻成分，可以進行高通處理或者零點校正處理。此處，關於待去除的低頻成分，例如舉出了 1Hz以下的頻率成分，但是不限於該頻帶。通過實驗確認到，基於手抖的頻率為1Hz~10Hz左右之間，由此，能夠去除由手抖以外的因素引起的傳感器的運動(例如漂移等)所導致的經時變化的成分。
[0082]並且，針對由加速度取得部702取得的與各方向相關的加速度，進行與重力相關的校正，由此，能夠實現 平移抖動校正部704中的抖動量計算的精度提高。
[0083]圖5是示出本發明實施方式的拍攝裝置的時序圖的圖。圖5的(a)、圖5的(b)分別是前簾控制信號和後簾控制信號，是控制焦面快門3的各簾的信號。前簾(後簾)在該前簾(後簾)控制信號處於高電平的狀態時，通過磁力被吸附。
[0084]圖5的(c)是加速度、且是加速度傳感器9的輸出，在時序圖中可看出焦面快門3的動作引起的衝擊噪聲。
[0085]圖5的(d)是角速度、且是角速度傳感器8的輸出，與加速度同樣，可看到焦面快門3的動作造成的影響。但是，受到的影響沒有加速度所受到的影響那麼大。
[0086]圖5中的&至&示出了與通過焦面快門3的動作產生的衝擊相關的時刻。圖6中示出了焦面快門3的動作。焦面快門3構成為具備光學開口 33，以及可移動的前簾31和後簾32。光學開口 33是形成在光學系統2與攝像元件4之間的開口，該光學開口 33在不被前簾31、後簾32遮蔽時使攝像元件4成為曝光狀態。
[0087]在時序圖中，&是大致相當於拍攝開始指示的輸入時刻的時刻。該拍攝開始指示根據用戶對拍攝裝置1的釋放開關(釋放SW)的操作等而產生。此外，該h與焦面快門3的簾的吸附引起的衝擊開始的時刻大體一致。在A時，恰好是前簾31和後簾32從圖5的(a)的狀態移動到圖5的(b)的狀態時產生的衝擊。該前簾31和後簾32的移動通過使前簾31和後簾32移動的杆(未圖示)來進行。t2是基於在吸附簾的杆退避時產生的衝擊的時刻。
[0088]在t3時，是前簾31關閉時、即前簾31從圖5的(b)的狀態移動到圖5的(c)的狀態時產生的衝擊。此外，從圖5的(c)可看出，〖3相當於光學開口 33被釋放的曝光開始時刻。
[0089]t4示出了從t3起經過了規定的時間tpl後、且前簾31的衝擊對加速度的影響收斂的時刻。衝擊的收斂時間根據焦面快門3的特性等、拍攝裝置2自身的特性、以及用戶對拍攝裝置2的保持狀態等各種條件而發生變化，但在本實施方式中，根據以各種條件假定的最長的收斂時間進行設定。或者，該規定的時間tpl還能夠採用根據加速度的狀態進行調整的方式。具體而言，監視加速度隨時間的變化，能夠通過設判斷為在t3產生的衝擊收斂的時刻為t4，來設為與所產生的衝擊對應的時間長度的規定的時間tpl。
[0090]在t5時，是後簾32關閉時、即後簾31從圖5的(c)的狀態移動到圖5的(d)的狀態時產生的衝擊。此外，從圖5的(d)可看出，〖5相當於光學開口 33被遮蔽的曝光結束時亥IJ。因此，t3~t5的期間是光學開口 33成為釋放狀態的曝光期間。
[0091]在本實施方式中，根據圖5的(c)所示的加速度、圖5的(d)所示的角速度，在tpi(t3~t4的期間)示出的曝光開始起的規定的時間中以及規定的時間之後的曝光期間中，計算速度和平移抖動量(本發明中的「移動量」)。在本實施方式中，在tpl的期間中，根據在h緊前面計算出的旋轉半徑和角速度來計算速度。此外，在tp2的期間中，通過對使用tpl期間的方法計算出的t4時間點的速度累積加上加速度來計算速度。通過針對在各時間點計算出的速度進行時間積分，計算平移抖動量。
[0092]這樣在本實施方式中，在曝光期間中，從快門等可動部引起的衝擊的影響較大的曝光開始起規定的時間內，使用在衝擊產生前(在本實施方式中h的緊前面)計算出的旋轉半徑來計算速度，從而抑制了衝擊造成的影響。
[0093]另一方面，在經過認為衝擊收斂的規定的時間後(t4~t5)，通過隨時對t4時間點的初始速度累積加上加速度來計算速度。其理由是因為，若長時間進行利用加速度的累積相加的速度計算，則誤差增大，但如果是限於曝光期間的短時間，則伴隨累積而產生的誤差較少，從而能夠檢測比較準確的速度變化。另一方面，在使用了旋轉半徑的速度計算中，為了計算準確的旋轉半徑，對該計算的時刻進行限定，限定為在滾動角速度為0時等。因此，在本實施方式中，在曝光期間中經過規定的時間後，通過對t4時間點的初始速度累積加上加速度，實現了速度計算的精度提高。
[0094]圖5的(e)是根據角速度、和在h緊前面計算出的半徑而計算出的速度，是用於在期間tpl中計算平移抖動量的值。
[0095]圖5的(f)是在期間tp2中對加速度進行積分而計算出的速度變化。通過將該速度變化與t4時間點的基於旋轉半徑的速度相加，在期間tp2內計算用於計算平移抖動量的速度。
[0096]圖5的(g)示出了將圖5的(e)和圖5的(f)進行相加後的值。該值是為了在曝光期間(t3~t5)中計算平移抖動量而使用的速度。
[0097]圖5的(h)是將圖5的(g)所示出的速度進行時間積分後的值，是相當於平移抖動
量的值。
[0098]如以上所說明的那樣，到拍攝開始的緊前面為止(h的緊前面)計算旋轉半徑，在從曝光開始時刻(t3)起的存在快門衝擊的影響的期間(t3~t4)內，根據比較難以受到衝擊的影響的角速度的檢測結果來計算平移抖動量，在衝擊的影響收斂後(t4~t5)，根據加速度的值計算平移抖動量。
[0099]由此，能夠抑制基於旋轉半徑的校正期間，能夠抑制旋轉半徑的變化造成的影響。此外，隨時將加速度與在衝擊收斂緊前面根據旋轉半徑計算出的速度進行累積相加，因此不會產生由於長時間積分而引起的誤差的蓄積，還能夠避免快門的衝擊。
[0100]圖7中示出了表示平移抖動校正部704的詳細結構的框圖。此處示出了檢測相對於攝像面的X方向平移抖動量的結構，但關於Y方向的檢測，也能夠同樣地構成。用於Y方向檢測的結構的不同之處僅在於，輸入信號不是偏航角速度而是俯仰角速度，不是X加速度而是Y加速度。除此以外的結構相同，因此省略此處的說明和圖。
[0101]平移抖動校正部704由以下部件構成:積分部7041a~c、旋轉半徑計算部7042、速度計算部7043、加法部7044、乘法部7045和期間控制部7046。
[0102]積分部7041a對所輸入的加速度(X加速度)進行時間積分，計算用於計算旋轉半徑的速度。 [0103]積分部7041b也對所輸入的加速度(X加速度)進行時間積分，但此處的積分是對由期間控制部7046檢測出的積分期間的加速度進行積分。即，在用圖5的(f)所說明的期間tp2中對加速度進行時間積分。
[0104]積分部7041c對計算出的攝像面上的平移速度進行積分來計算X方向平移抖動量。其是平移抖動校正部704的輸出，是與圖5的(h)相當的值。積分部7041c與本發明的移動量計算處理相當。
[0105]旋轉半徑計算部7042執行根據所輸入的角速度(偏航角速度、滾動角速度)、和由積分部7041a計算出的速度來計算旋轉半徑的旋轉半徑計算處理。此處，計算偏航方向的旋轉半徑和滾動方向的旋轉半徑。其理由是，如在圖2的(A)、(C)中說明的那樣，對X方向的影響包括偏航方向的旋轉運動、和滾動方向的旋轉運動的影響。另外，關於Y方向的旋轉半徑，根據圖2的(B)、(C)所示的俯仰、和滾動的關係來求出。
[0106]具體而言，當設X方向的速度為Vx、偏航方向的旋轉半徑(偏航半徑)為Ryaw、偏航角速度為ω胃、與滾動方向的旋轉半徑影射到Ζ-X平面上的射影半徑相當的ΧΖ滾動半徑為RMllx、滾動角速度為ωΜ?1時，根據旋轉半徑和角速度，以下的關係成立。
[01 07]
【權利要求】
1.一種抖動量檢測裝置，其特徵在於，具有:角速度檢測部，其檢測與殼體的旋轉運動相關的角速度；加速度檢測部，其檢測施加到所述殼體的加速度；以及計算部，其根據所述角速度和所述加速度來計算所述殼體的移動量，所述計算部執行如下處理:旋轉半徑計算處理，根據所述角速度和對所述加速度進行時間積分而得到的速度變化來計算旋轉半徑；速度計算處理，從曝光開始起的規定的時間中，根據所述角速度和在所述曝光開始以前計算出的所述旋轉半徑來計算速度，在經過所述規定的時間後，對在所述規定的時間中計算出的所述速度累積加上所述加速度來計算所述速度；以及移動量計算處理，對通過所述速度計算處理計算出的所述速度進行時間積分來計算所述移動量。
2.根據權利要求1所述的抖動量檢測裝置，其特徵在於，在所述速度計算處理中使用的所述旋轉半徑是在由根據拍攝開始指示而進行動作的可動部引起的衝擊產生之前，通過所述旋轉半徑計算處理計算出的。
3.根據權利要求1或2所述的抖動量檢測裝置，其特徵在於，所述速度計算部根據所述旋轉半徑、繞與作為移動量的檢測對象方向的第1軸向垂直的第2軸的角速度、和繞與所述第1軸以及所述第2軸垂直的第3軸的角速度，計算所述第1軸向的所述速度。
4.根據權利要求1~3中的任意一項所述的抖動量檢測裝置，其特徵在於，所述速度計算部根據所述旋轉半徑、繞與作為移動量的檢測對象方向的第2軸向垂直的第1軸的角速度、和繞與所述第1軸以及所述第2軸垂直的第3軸的角速度，計算所述第2軸向的所述速度。
5.根據權利要求1~4中的任意一項所述的抖動量檢測裝置，其特徵在於，所述規定的時間根據由所述加速度檢測部檢測出的所述加速度而進行調整。
6.一種拍攝裝置，其特徵在於，具有:權利要求1~5中的任意一項所述的抖動量檢測裝置；光學系統，其使來自被攝體的光成像為被攝體像；攝像元件，其將由所述光學系統成像的被攝體像轉換為影像信號；以及驅動部，其朝向抵消由所述抖動量檢測裝置計算出的所述移動量的方向，驅動所述光學系統和所述攝像元件中的至少一方。
7.一種抖動量檢測方法，其特徵在於，執行以下處理:檢測與殼體的旋轉運動相關的角速度；檢測施加到所述殼體的加速度；以及計算處理，根據所述角速度和所述加速度來計算所述殼體的移動量，所述計算處理包 含:旋轉半徑計算處理，根據所述角速度和對所述加速度進行時間積分而得到的速度變化來計算旋轉半徑；速度計算處理，從曝光開始起的規定的時間中，根據所述角速度和在曝光開始以前計算出的所述旋轉半徑來計算速度，在經過所述規定的時間後，對在所述規定的時間中計算出的所述速度累積加上所述加速度來計算所述速度；以及移動量計算處理，對通過所述速度計算處理計算出的所述速度進行時間積分來計算所述移動量。`
【文檔編號】H04N5/232GK103718097SQ201380002516
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年2月7日 優先權日:2012年7月31日
【發明者】土屋仁司, 竹內壽, 田中潔, 小俁芳信 申請人:奧林巴斯株式會社