[發明專利]圖像穩定控制設備及其控制方法、光學設備和攝像設備

有效

• 申請號: 201110227744.3
• 申請日: 2011-08-09
• 公開（公告）號: CN102377941A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 若松伸茂
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 北京魏啟學律師事務所 11398
• 代理人: 魏啟學

技術領域

本發明涉及一種補償由諸如手抖動等的抖動所引起的圖像模糊(圖像劣化)的圖像穩定控制設備，而且涉及用于這類圖像穩定控制設備的控制方法、光學設備和攝像設備。

背景技術

當前，設置有如下圖像穩定控制設備的照相機已成為商業產品，該圖像穩定控制設備用于防止由手抖動所引起的圖像模糊，并且配置有例如抖動補償單元、驅動單元和抖動檢測單元，結果，由用戶導致的拍攝錯誤正在減少。

而且，作為有用的圖像模糊補償技術，在各種類型的光學設備中采用圖像穩定控制設備，其中，圖像穩定控制設備使用角速度傳感器檢測轉動抖動，并且通過移動部分透鏡或圖像傳感器等，抑制圖像傳感器面上的圖像模糊。

然而，當在近距離拍攝和以高倍率拍攝等時，不能忽視由所謂的“平移抖動”導致的圖像劣化，其中，“平移抖動”發生在相對于照相機光軸的平行方向或垂直方向上，并且不能單獨通過角速度傳感器檢測到。例如，在下面的情況下必須積極檢測并補償平移抖動：如微距拍攝那樣距被攝體約20cm來拍攝圖像的情況、以及在照相機距被攝體約1m遠時攝像光學系統的焦距很長(例如，400mm)的情況等。

日本特開平7-225405號公報公開了這樣一種技術：設置檢測加速度的加速度傳感器，通過由加速度傳感器獲得的加速度的二階積分求出平移抖動，并且基于平移抖動和分開的角速度傳感器的輸出來驅動抖動補償單元。

然而，檢測平移抖動所使用的加速度傳感器的輸出易受諸如來自干擾的噪聲和溫度變化等的環境變化的影響，并且由于這些不穩定因素通過進行二階積分而增強，所以存在難以實現高精度的平移抖動補償的問題。

此外，日本特開2010-25962號公報公開了將平移抖動作為在轉動的中心位于遠離照相機的位置時的轉動抖動進行處理。對于該方法，設置角速度傳感器和加速度傳感器，并且通過基于來自這些傳感器的輸出來求出使用轉動抖動的轉動半徑的補償值和角度，進行抖動補償；以此求出被限制在不易受干擾影響的頻帶的轉動中心。這樣做使得可以減少上述加速度傳感器中的不穩定因素。

對于使用轉動抖動的轉動半徑來進行平移抖動補償的方法，需要精確求出轉動半徑，因此，在使用加速度傳感器和角速度傳感器計算轉動半徑的情況下，這些傳感器的檢測精度十分重要。然而，在傳感器噪聲的影響大的情況下，難以求出精確的轉動半徑，這又使得難以實現想要的平移抖動補償效果。在傳感器噪聲與加速度傳感器的輸出的比特別高的情況下，存在下面的風險：轉動半徑可能被錯誤估計，平移抖動的補償量將增大，而且穩定性能因過校正而變差。

一般而言，不管加速度的量如何，傳感器噪聲的量都是恒定的，因而在平移抖動大的情況下，或者換句話說，在加速度傳感器輸出高的值的情況下，傳感器噪聲對轉動半徑的估計的影響很小，而且可以求出平移抖動的精確補償量。然而，在平移抖動十分小的情況下，或者換句話說，在加速度傳感器輸出低的值的情況下，傳感器噪聲對轉動半徑的估計的影響明顯，因此難以求出平移抖動的精確補償量。換句話說，平移抖動的檢測精度因由不同拍攝位置等所導致的不穩定性量的差異而有所不同，或者換句話說，發生了穩定效果的差異。

此外，存在下面的狀況：用戶在通過跟蹤被攝體來對他或她想要拍攝的被攝體進行取景的同時進行拍攝操作的狀況、以及用戶在調整因手抖動而發生的視角的偏移的同時進行拍攝操作的狀況等。在諸如這些狀況等的情況下，除因用戶無意的手抖動所導致的平移抖動以外，還發生由用戶有意移動照相機而導致的平移抖動。如果此時進行使用轉動抖動的轉動半徑的平移抖動補償，則由于在平搖操作或俯仰操作期間轉動半徑具有很高的值，導致在緊接著平搖操作或俯仰操作之后的拍攝期間可能錯誤地估計轉動半徑。具體地，存在下面的狀況：在緊接著平搖操作或俯仰操作之后的拍攝期間所使用的平移抖動的過補償量對抖動補償的穩定效果具有負面影響。

發明內容

考慮到上述情況做出了本發明，并且本發明使得能夠使用尺寸小且可移動性強的圖像穩定控制設備對平移抖動進行高度精確的抖動補償。