[发明专利]光学装置、图像拍摄装置以及光学装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及校正或防止因诸如手抖的抖动而出现的图像抖动或图像劣化的图像稳定性(stabilization)控制技术。

背景技术

近年来，对于图像拍摄重要的所有摄像机操作，如用于确定曝光的操作和聚焦操作，都可以自动执行。因此，即便不熟悉使用摄像机的用户也可以几乎总是成功地拍摄高质量图片。例如，有这样一种功能，用于在运动图像拍摄期间，或者在连续拍摄电子取景器(EVF)图像以使与图像拍摄装置相关联的显示设备用作EVF期间，利用图像处理技术在自动聚焦(AF)处理中执行连续聚焦。这称为“连续AF功能”。为了防止因手抖等造成的图像抖动，包括图像稳定性控制装置的摄像机消除了导致拍摄者的拍摄错误的几乎全部因素，其中该图像稳定性控制装置包括抖动校正单元、驱动单元、抖动检测单元等。

下面，简要描述图像稳定性控制装置。在图像拍摄期间摄像机可能发生的手抖是频率为大概1到10Hz的抖动。为了即便在释放快门时对摄像机施加了这种手抖的情况下也没有任何图像抖动地拍摄照片，需要检测因手抖而施加给摄像机的角旋转抖动，并且根据检测值使用于校正图像抖动的镜头(以下，简称为“校正镜头”)位移。

而且，当在短距离(在使用高摄像倍率的拍摄条件下)拍摄图像时，因平移(translational)抖动引起的图像劣化可能不能忽略，仅通过角速度传感器可能检测不到这种平移抖动，并且这种平移抖动被施加在垂直于摄像机的光轴的平面内的水平方向或垂直方向。例如，当在微距拍摄的情况下在约20cm的近物距下拍摄被摄体图像时，必须主动检测并校正平移抖动。在即使确保了1米的物距时摄像光学系统的焦距也非常大(例如，400mm)的拍摄条件下，同样必须检测并校正平移抖动。

日本特开平第7-225405号公报公开了一种技术，其中，提供了被配置为检测加速度的加速度计，以通过对所检测的加速度进行二次积分来确定平移抖动，并且根据所检测的平移抖动值和来自单独提供的角速度计的输出来驱动抖动校正部。日本特开第2010-25962号公报公开了一种技术，其中，通过获取旋转中心远离摄像机时的角旋转抖动，来确定平移抖动。

然而，在利用图像稳定性控制校正平移抖动时，摄像面上因平移抖动而造成的待校正抖动量因在近距离拍摄被摄体和在远距离拍摄被摄体之间的差别(即，摄像倍率的不同)而大不相同。在此情况下，利用已通过关于变焦镜头和聚焦镜头的位置信息获得的图像拍摄镜头的摄像倍率，来计算用于校正因平移抖动出现的图像抖动的抖动校正量。

即便摄像机的平移抖动量相同，摄像倍率也可能会在AF操作期间随时间而变化。因此，要在摄像面上校正的平移抖动校正量也根据摄像倍率而变化。如果在摄像机通过对比度AF操作搜索AF评价的峰值的同时，根据关于从变焦或聚焦状态获得的摄像倍率的信息执行图像稳定性控制，则图像稳定性能可能会劣化。

更具体地说，当在增大摄像倍率的方向上驱动聚焦镜头(拉近运动)时，平移抖动校正量变得过量，从而导致对抖动校正的不利影响。此外，校正镜头因过量的控制立即到达其控制终点，从而导致图像稳定性控制性能的劣化。

本发明提供了一种以高精度执行对平移抖动的图像抖动校正、同时减小与在摄像期间的摄像倍率陡变相关联的图像稳定性控制性能的劣化的装置，以及用于该装置的控制方法。

发明内容

鉴于前述，根据本发明的一个方面，提供了一种具有摄像光学系统的光学装置，该摄像光学系统至少包括聚焦镜头，该光学装置包括：第一检测单元，其被配置为检测角旋转抖动；第二检测单元，其被配置为以不同于所述第一检测单元的方式检测平移抖动；控制单元，其被配置为通过基于所述第一检测单元的输出和所述第二检测单元的输出，生成针对所述角旋转抖动的校正量和针对所述平移抖动的校正量，来计算图像抖动校正量；以及驱动单元，其被配置为根据所述图像抖动校正量来驱动抖动校正单元。所述控制单元利用关于所述光学系统的变焦镜头和聚焦镜头的位置信息来计算用于控制图像稳定性的摄像倍率，并且计算所述图像抖动校正量，以在所述光学系统的摄像倍率增大的方向上抑制所述用于控制图像稳定性的摄像倍率的增大。

根据本发明，能够以高精度执行对平移抖动的图像抖动校正，同时减小与在摄像期间的摄像倍率陡变相关联的图像稳定性控制性能的劣化。

根据以下参照附图对示例性实施方式的描述，本发明进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是安装有图像稳定性系统的摄像机的俯视示意图，用于结合图2到图10解释本发明的第一实施方式。

图2是图1所示的摄像机的侧视示意图。