Устройство для стабилизации изображения и устройство для захвата изображения

Устройство для стабилизации изображения и устройство для захвата изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству для стабилизации изображения, которое предотвращает снижение качества изображения на снимке путем коррекции размытости изображения из-за дрожания, а также к устройству для съемки изображения, включающему в себя устройство для стабилизации изображения.

Предшествующий уровень техники

На фиг.23 представлен вид, где показан эскиз устройства для стабилизации изображения, заключенного в обычном фотоаппарате. Дрожание, воздействию которого подвергается фотоаппарат, имеет в общей сложности шесть степеней свободы, причем трем степеням свободы соответствуют повороты, которыми являются движения тангажа, рыскания и крена, а еще трем степеням свободы соответствуют поступательные движения, которые являются движениями в направлениях оси Х, оси Y и оси Z. Устройства для стабилизации изображения, которые в настоящее время выпускаются промышленностью, обычно корректируют размытость изображения из-за поворотов, соответствующих двум степеням свободы и представляющих собой движения тангажа и рыскания.

Движение фотоаппарата оперативно контролируется датчиком 130 угловой скорости. В качестве датчика угловой скорости обычно используется пьезоэлектрический датчик угловой скорости колебаний, который обнаруживает силу Кориолиса, обуславливаемую поворотом. Датчик 130 угловой скорости содержит три детектора, которые осуществляют обнаружение движения тангажа, представляющего собой поворот вокруг оси Z на фиг.23, обнаружение движения рыскания, представляющего собой поворот вокруг оси Y на фиг.23, и обнаружение движения крена, представляющего собой поворот вокруг оси Х (оптической оси) на фиг.23.

Когда надо скорректировать размытость изображения из-за дрожания, выходной сигнал датчика 130 угловой скорости посылается в центральный процессор (ЦП) 106 объектива и вычисляется целевое положение, обуславливаемое приводом, корректирующей линзы 101 для стабилизации изображения. Чтобы привести корректирующую линзу 101 в движение к целевому положению, обуславливаемому приводом, командные сигналы посылаются в формирователи 161x и 161y напряжения и эти формирователи 161x и 161y напряжения отрабатывают командные сигналы, которые посылаются также в блоки 120x и 120y привода приводимой в движение линзы. Положение корректирующей линзы 101 оперативно контролируется детекторами 110х и 110y положения линзы и подается обратно в ЦП 106 объектива. ЦП 106 объектива осуществляет управление позиционированием корректирующей линзы 101 на основании целевого положения, обуславливаемого приводом, и текущего положения корректирующей линзы 101. За счет осуществляемого подобно этому методу привода корректирующей линзы в движение в соответствии с дрожанием можно скорректировать размытость изображения, обуславливаемую дрожанием.

Однако обнаружение движения фотоаппарата из-за дрожания, происходящее в вышеупомянутом устройстве для стабилизации изображения, осуществляется лишь с помощью датчика 130 угловой скорости, и поэтому можно оперативно контролировать угловое движение (поворот), а движение, которое обуславливает параллельное вертикальное или поперечное движение оптической оси (именуемое далее параллельным движением), оперативно контролировать нельзя. Поэтому стабилизацию изображения можно осуществлять только для движений, соответствующих двум степеням свободы и представляющих собой движения тангажа и рыскания.

В данном случае в качестве примера будет описана размытость изображения, обуславливаемая параллельным движением в случае проведения фотосъемки с использованием микрообъектива с фокусным расстоянием 100 мм. Когда с помощью этого объектива проводят съемку пейзажа на бесконечном расстоянии, если выходной сигнал датчика угловой скорости составляет, по существу, 0,8°/с, скорость движения плоскости изображения - исходя из фокусного расстояния - составляет примерно 1,40 мм/с (=100×sin 0,8). Поэтому ширина движения плоскости изображения благодаря угловому движению при съемке с экспозицией 1/15 секунды становится равной 93 мкм (=1,40 мм/15). Далее, если - помимо углового движения - фотоаппарат совершает параллельное движение в вертикальном направлении со скоростью 1,0 мм/с, составляющая скорости этого параллельного движения не влияет на съемку, а размытость изображения из-за параллельного движения не возникает, поскольку в случае съемки на бесконечном расстоянии увеличение β при съемке является, по существу, нулевым.

Вместе с тем, когда осуществляется съемка крупным планом, чтобы сфотографировать цветок или аналогичный объект, увеличение при съемке очень велико и игнорировать влияние увеличения при съемке нельзя. Например, когда увеличение при съемке является увеличением, равным единице (β=1), а скорость движения в вертикальном направлении составляет 1 мм/с, изображение на плоскости изображения тоже движется со скоростью 1 мм/с. Ширина движения в плоскости изображения в момент осуществления съемки со временем экспозиции 1/15 секунды становится равной 67 мкм, и размытость изображения из-за параллельного движения проигнорировать нельзя.

Далее будет описан распространенный в физике и технике способ (модель и математическое выражение), помогающий выразить движение объекта в пространстве. В данном случае о модели, выражающей движение объекта в пространстве, можно сказать, что для облегчения описания будет описан простой объект. В этом случае, если определены три степени свободы объекта, то можно однозначно определить движение и положение этого объекта.

Первой является модель, выражающая параллельное движение и поворот (см. фиг.24А и 24В). В связанной системе координат O-XY в плоскости с осью абсцисс, заданной как ось Х, и перпендикулярной ей осью, заданной как ось Y, положение объекта можно определить, если определены три степени свободы, т.е. заданы положение X(t) в направлении оси X, положение Y(t) в направлении оси Y и угол θ(t) поворота самогό объекта, как показано на фиг.24A. Движение объекта (вектор скорости) можно выразить тремя составляющими - скоростью Vx(t) поступательного движения в направлении оси Х, скоростью Vy(t) поступательного движения базисной точки (начала О₂ отсчета), заданной на объекте, в направлении оси Y и угловой скоростью (t) поворота вокруг начала координат на объекте, как показано на фиг.24В. Эта модель является наиболее распространенной.

Второй является модель, выражающая мгновенный центр поворота и радиус поворота (см. фиг.25). В связанной системе координат O-XY в плоскости XY объект полагается поворачивающимся при скорости (t) поворота с радиусом R(t) поворота вокруг некоторой точки f(t)=(X(t), Y(t)), задаваемой как мгновенный центр поворота в некоторый момент времени. Подобно этому движение в пределах плоскости можно выразить траекторией f(t) мгновенного центра поворота и скоростью (t) поворота в упомянутый момент времени. Эту модель часто используют при анализе стержневого механизма в механике.

Недавно в выложенной заявке №H07-225405 на патент Японии и выложенной заявке №2004-295027 на патент Японии предложены фотоаппараты, наделенные функцией коррекции параллельного движения. Можно сказать, что в выложенной заявке №H07-225405 на патент Японии движение фотоаппарата в трехмерном пространстве выражается поступательным движением и поворотом на основании значений, измеренных с помощью трех акселерометров и трех датчиков угловой скорости.

Кроме того, в выложенной заявке №2004-295027 на патент Японии при движении фотоаппарата, включающем в себя угловое движение и параллельное движение, как показано на фиг.2 этого патентного документа, вычисляется расстояние n центра поворота от фокальной плоскости. В математическом выражении 1 выложенной заявки №2004-295027 на патент Японии в первой половине вычисляется величина перемещения при угловом движении, которое происходит, когда фокальная плоскость задана как центр поворота, а в последней половине вычисляется величина перемещения при параллельном движении, которое происходит благодаря поступательному движению. Величина перемещения при параллельном движении согласно последней половине представляет собой член коррекции, который учитывают, заменяя поворотом в положении, отстоящем от фокальной плоскости на расстояние n. В способе получения положения n центра поворота, показанном на фиг.3 в выложенной заявке №2004-295027 на патент Японии, используется концепция мгновенного центра, которая часто используется в механике при создании модели, выражающей движение в пространстве. Она основана на идее, заключающейся в том, что движение в пространстве можно выразить последовательностью поворота, т.е. движение в пространстве является поворотом с некоторым радиусом и с некоторой точкой в качестве центра в данный момент времени и является поворотом радиуса со следующей некоторой точкой в качестве центра в следующий момент времени. Поэтому можно сказать, что в выложенной заявке №2004-295027 на патент Японии движение фотоаппарата из-за дрожания моделируется как последовательность поворота, имеющего мгновенный центр.

Однако способ, описанный в выложенной заявке № H07-225405 на патент Японии, создает проблему, заключающуюся в том, что объем вычислений для получения величины размытости в плоскости изображения оказывается громадным, а алгоритм вычисления оказывается очень сложным. Кроме того, не упоминаются вычисления, связанные с коррекцией применительно к размытости в направлении оптической оси (т.е. к расфокусировке). Помимо этого, можно сказать, что в выложенной заявке №2004-295027 на патент Японии движение фотоаппарата моделируется как последовательность поворота, имеющего мгновенный центр поворота, как описано выше, а проблема, создаваемая моделью и математическим выражением, заключается в том, что, как описано в абзаце [0047] самой выложенной заявки № 2004-295027 на патент Японии, в случае F1≈F2 (т.е. равенства сил, прикладываемых к двум акселерометрам) положением n центра поворота становится ∞ и провести вычисления невозможно. Помимо этого, тот факт, что положением n центра поворота становится ∞, означает, что движение из-за угла в направлении тангажа или в направлении рыскания отсутствует и это движение нельзя обнаружить с помощью датчика угловой скорости. Величину коррекции можно вычислить, воспользовавшись выходным сигналом двух датчиков ускорения, но точность при этом мала, а объем вычислений становится громадным. Кроме того, посредством математического выражения, применяемого в этом случае, нельзя провести коррекционный расчет движения в направлении оптической оси.

Помимо этого, при изменении положения главной точки съемочной оптической системы из датчика ускорения (акселерометра) выдается составляющая ошибки коррекции, которая будет описана ниже, но в выложенной заявке № H07-225405 на патент Японии и выложенной заявке №2004-295027 на патент Японии нет никакого технического описания коррекции.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение сделано ввиду вышеупомянутых проблем и имеет задачей разработку устройства для стабилизации изображения и устройства для захвата изображения, которые гарантируют точную стабилизацию изображения без отказа управления, уменьшают объем вычислений и могут минимизировать величину ошибки, сопровождающую изменение положения главной точки съемочной оптической системы при любом состоянии, в котором сосуществуют угловое движение и параллельное движение.

Чтобы решить вышеупомянутую задачу, устройство для стабилизации изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения заимствует конструкцию, характеризующуюся тем, что она имеет съемочную оптическую систему, которая осуществляет съемку объекта, при этом главная точка съемочной оптической системы перемещается во второе положение главной точки из первого положения главной точки в направлении оптической оси съемочной оптической системы и детектор ускорения, который обнаруживает ускорение, прикладываемое к устройству для стабилизации изображения, выдает это ускорение и располагается между первым положением главной точки и вторым положением главной точки в направлении оптической оси съемочной оптической системы.

Другие задачи и признаки настоящего изобретения станут понятными из нижеследующего описания и чертежей.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая основную часть устройства для захвата изображения, которое представляет собой вариант 1 осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 представлен упрощенный чертеж состояния фотоаппарата в проекции на плоскость XY согласно варианту 1 осуществления.

На фиг.3 представлен чертеж, иллюстрирующий положение главной точки и положение акселерометра в варианте 1 осуществления.

На фиг.4А и 4В представлены диаграммы, иллюстрирующие функции коэффициента ошибок выходных сигналов акселерометра в состоянии согласно фиг.3.

На фиг.5 показана диаграмма, иллюстрирующая функцию коэффициента ошибок выходного сигнала акселерометра в положении «бесконечность».

На фиг.6 показана диаграмма, иллюстрирующая положение, в котором коэффициент ошибок выходного сигнала акселерометра в состоянии согласно фиг.3 становится минимальным.

На фиг.7, которая состоит из фиг.7A и 7B, представлены блок-схемы последовательности операций, иллюстрирующие работу согласно варианту 1 осуществления.

На фиг.8А представлен чертеж, иллюстрирующий систему координат, связанную с фотоаппаратом.

На фиг.8В представлен чертеж, иллюстрирующий вид сверху фотоаппарата.

На фиг.8С представлен чертеж, иллюстрирующий вид спереди фотоаппарата.

На фиг.8D представлен чертеж, иллюстрирующий вид сбоку фотоаппарата.

На фиг.9 представлен вид, где иллюстрируется только оптическая система фотоаппарата в трехмерном пространстве.

На фиг.10А и 10В представлены виды, иллюстрирующие полярную систему координат и прямоугольную систему координат с главной точкой A.

На фиг.11 представлена координатная сетка при проецировании на плоскость X₉Y₉ и плоскость Z₉X₉.

На фиг.12 представлен чертеж, иллюстрирующий состояние фотоаппарата в проекции на плоскость X₉Y₉.

На фиг.13 представлен чертеж, иллюстрирующий состояние фотоаппарата в проекции на плоскость Z₉X₉.

На фиг.14 представлен вид исходного состояния фотоаппарата в исходный момент времени t=0.

На фиг.15 представлен вид исходного состояния фотоаппарата в системе координат О-XYZ.

На фиг.16 представлен базовый пояснительный чертеж полярной системы координат.

На фиг.17 представлен чертеж, иллюстрирующий состояние фотоаппарата в проекции на двумерную систему координат XY.

На фиг.18 представлен чертеж, иллюстрирующий состояние фотоаппарата в проекции на двумерную систему координат ZX.

На фиг.19А и 19В представлены диаграммы, иллюстрирующие функции коэффициента ошибок выходных сигналов акселерометра в соответствии с вариантом 2 осуществления.

На фиг.20 представлена диаграмма, иллюстрирующая положение, в котором коэффициент ошибок в соответствии с вариантом 2 осуществления становится минимальным.

На фиг.21 представлена диаграмма, иллюстрирующая положение, в котором коэффициент ошибок в соответствии с модифицированным примером варианта 1 осуществления становится минимальным.

На фиг.22, которая состоит из фиг.22A и 22B, представлены блок-схемы последовательности операций, иллюстрирующие работу согласно варианту 3 осуществления.

На фиг.23 представлен вид, иллюстрирующий устройство для стабилизации изображения фотоаппарата согласно традиционному примеру.

На фиг.24А и 24В представлены чертежи, иллюстрирующие определения положения объекта и скорости объекта в обычной двумерной системе координат.

На фиг.25 представлен чертеж, иллюстрирующий определение обычной траектории мгновенного центра поворота.

Описание вариантов осуществления

Способы осуществления настоящего изобретения являются такими, как представленные в нижеследующих вариантах 1-3 осуществления.

Вариант 1 осуществления

В нижеследующем варианте осуществления движение дрожания фотоаппарата, удерживаемого руками человека, и движение изображения, которое происходит по плоскости изображения в результате движения дрожания фотоаппарата, будут выражены термином «выражение поворота и кругового движения», при этом модель движения выражается путем объединения поворота и кругового движения в оптико-геометрическом выражении.

Данный вариант осуществления представляет собой устройство для стабилизации изображения, которое вычисляет движение фотоаппарата исходя из значений, измеренных акселерометром и датчиком угловой скорости, и выражения поворота и кругового движения, а также вычисляет перемещение изображения. Размытость изображения корректируется за счет осуществления привода части или всего съемочного объектива либо части или всего устройства для захвата изображения на основании вычисленного значения перемещения изображения. В альтернативном варианте настоящее изобретение обеспечивает устройство для стабилизации изображения, которое корректирует размытость изображения путем осуществления обработки изображения применительно к изображению на снимке, проводимой на основании вычисленного значения перемещения изображения, полученного из выражения поворота и кругового движения.

На фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая основную часть устройства для захвата изображения, которое представляет собой вариант 1 осуществления настоящего изобретения. Части, которые выполняют те же функции, что и в известных технических решениях, обозначены теми же позициями и символами, а избыточные описания будут надлежащим образом опущены.

Устройство для стабилизации изображения в соответствии с вариантом 1 осуществления предусмотрено в тубусе 102 объектива, прикрепляемом к корпусу 201 фотоаппарата и открепляемом от него, и осуществляет коррекцию размытости применительно к направлениям, соответствующим пяти степеням свободы, т.е. направлениям тангажа (поворота вокруг оси Z₂), рыскания (поворота вокруг оси Y₂), направления оси Y₂, направления оси Z₂ и направления Х₂ (оптической оси). Вместе с тем, на фиг.1 показаны и в нижеследующем описании рассмотрены система стабилизации изображения при повороте по тангажу и система стабилизации изображения в направлении оптической оси, т.е. в направлении оси Х₂ (оптической оси), а система стабилизации изображения при повороте по рысканию и движения в направлении оси Z₂ является такой же, как система стабилизации изображения для поворота по тангажу и движения в направлении оси Y₂.

Датчик 130 угловой скорости представляет собой детектор угловой скорости, который имеет плавающую опору относительно тубуса 102 объектива и обнаруживает угловую скорость движения, которое происходит в корпусе 201 фотоаппарата (тубусе 102 объектива). Датчик 130 угловой скорости в соответствии с вариантом 1 осуществления представляет собой пьезоэлектрический датчик угловой скорости колебаний, который обнаруживает силу Кориолиса, создаваемую за счет поворота. Датчик 130 угловой скорости представляет собой датчик угловой скорости, внутри имеющий оси чувствительности для трехосного поворота, т.е. тангажа, крена и рыскания. Причина, по которой датчик 130 угловой скорости имеет плавающую опору, заключается в том, что надо как можно лучше исключить влияние механических колебаний, сопровождающих работу механизма фотоаппарата. Датчик 130 угловой скорости выдает сигнал угловой скорости, соответствующий обнаруженной угловой скорости, в фильтр 160c.

Акселерометр 121 представляет собой детектор ускорения, который обнаруживает ускорение движения, которое сообщается корпусу 201 фотоаппарата (тубусу 102 объектива). Акселерометр 121 в соответствии с вариантом 1 осуществления представляет собой трехосный акселерометр, имеющий три оси чувствительности по отношению к трем направлениям - оси X, оси Y и оси Z, и имеющий плавающую опору на тубус 102 объектива. Акселерометр 121 имеет плавающую опору по той же причине, что и в случае датчика 130 угловой скорости. Кроме того, акселерометр 121 является трехосным датчиком ускорения (датчиком ускорения, использующим вес) в данном варианте осуществления и частотные характеристики по двум осям являются одинаково высокими, а частотная характеристика по оставшейся оси является низкой. Следовательно, чтобы обнаружить ускорения в направлении оси Y₂ и направлении оси Z₂, перпендикулярных оптической оси, используют две оси с высокой чувствительностью, а одну ось с низкой характеристикой выравнивают с осью Х₂ (направлением оптической оси). Это нужно для точного обнаружения ускорений в направлении оси Y₂ и направлении оси Z₂, которые оказывают большое влияние на коррекцию размытости изображения.

Выходной сигнал акселерометра 121 подвергается аналого-цифровому преобразованию после прохождения через фильтр нижних частот (ФНЧ), такой как фильтр 160a или аналогичный ему фильтр, и вводится в блок 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения (СИ) в ЦП 106 объектива. Акселерометр 121 может быть установлен на рамку подвижного зеркала, которая движется в направлении оптической оси во время трансфокации или аналогичной операции, рамку, которая удерживает другую оптическую систему, или блок в оптической системе, такой как упор, но в таком случае необходимо гарантировать надлежащее положение акселерометра 121 относительно главной точки после обнаружения трансфокации.

Кроме того, датчик 130 угловой скорости является датчиком гироскопического типа, как описано выше, и совершает колебания на частоте 26 кГц. Соответственно, если бы эти датчики устанавливались на одной и той же подложке, то акселерометр 121, вероятно, улавливал бы колебательный шум, и поэтому акселерометр 121 и датчик 130 угловой скорости устанавливают на отдельных подложках.

Блок 120 привода линзы со стабилизацией изображения представляет собой блок привода (исполнительный механизм), который генерирует движущую силу, чтобы привести в движение корректирующую линзу 101 в пределах плоскости изображения (в пределах плоскости Y₂Z₂), перпендикулярной оптической оси I, для коррекции размытости изображения. Блок 120 привода линзы со стабилизацией изображения генерирует движущую силу в направлении оси Y₂ и приводит в движение корректирующую линзу 101, когда не показанная катушка переводится в возбужденное состояние током возбуждения, который выдается формирователем 161 напряжения.

Детектор 110 положения линзы представляет собой оптический детектор положения, который обнаруживает положение корректирующей линзы 101 в плоскости, перпендикулярной оптической оси I. Детектор 110 положения линзы осуществляет оперативный контроль текущего положения корректирующей линзы 101 и возвращает информацию, касающуюся текущего положения корректирующей линзы 101, в контроллер 108 стабилизации изображения через аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

ЦП 106 объектива представляет собой центральный процессор, который осуществляет различные варианты управления на стороне тубуса 102 объектива. ЦП 106 объектива вычисляет фокусное расстояние на основании импульсного сигнала, выдаваемого детектором 163 фокусного расстояния, и вычисляет расстояние до объекта на основании импульсного сигнала, выдаваемого детектором 164 расстояния до объекта. Кроме того, в ЦП 106 объектива предусмотрены блок 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения, контроллер 108 стабилизации изображения и контроллер 401 линзы автоматической фокусировки. ЦП 106 объектива может осуществлять связь с ЦП 109 корпуса через сочленение 190 объектива, предусмотренное между тубусом 102 объектива и корпусом 201 фотоаппарата. Команда начала коррекции размытости изображения посылается из ЦП 109 корпуса синхронно с полунажатием включения (ВКЛ) спускового переключателя 191 затвора, а команда останова коррекции размытости изображения посылается в ЦП 106 синхронно с полунажатием выключения (ВЫКЛ).

Кроме того, ЦП 106 объектива осуществляет оперативный контроль состояния переключателя 103 коррекции размытости, предусмотренного в тубусе 102 объектива. Если переключатель 103 коррекции размытости находится в состоянии ВКЛ, то ЦП 106 объектива осуществляет управление коррекцией размытости изображения, а если переключатель 103 коррекции размытости находится в состоянии ВЫКЛ, то ЦП 106 объектива игнорирует команду начала коррекции размытости изображения из ЦП 109 корпуса и не осуществляет коррекцию размытости.

Блок 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения представляет собой часть конструкции, которая преобразует выходные сигналы фильтров 160a и 160c в информацию о целевой скорости для приведения тубуса 102 объектива в движение к целевому положению. Контроллер 108 стабилизации изображения, фильтры 160a и 160c, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ) 162, детектор 163 фокусного расстояния и детектор 164 расстояния до объекта соединены с блоком 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения. Контроллер 401 линзы автоматической фокусировки имеет блок 402 вычисления скорости движения в направлении оптической оси, который осуществляет вычисление для проведения коррекции движения в направлении оптической оси путем использования значения выходного сигнала акселерометра из блока 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения, а также выдает результат вычисления в формирователь 172 напряжения линзы автоматической фокусировки.

Линзу 140 автоматической фокусировки можно приводить в движение в направлении оптической оси посредством блока 141 привода линзы автоматической фокусировки с помощью ультразвукового электродвигателя или шагового электродвигателя в качестве источника движущей силы. Формирователь 172 напряжения линзы автоматической фокусировки генерирует напряжение для осуществления управления возбуждением блока 141 привода линзы автоматической фокусировки.

Блок 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения улавливает выходные сигналы (аналоговые сигналы), выдаваемые из датчика 130 угловой скорости и акселерометра 121 через фильтры 160a и 160c путем квантования сигналов посредством аналого-цифрового преобразования. На основании информации о фокусном расстоянии, получаемой из детектора 163 фокусного расстояния, информации о расстоянии до объекта, получаемой из детектора 164 расстояния до объекта, и информации, свойственной исключительно объективу, которая записана в ЭСППЗУ 162, блок 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения преобразует упомянутые сигналы в целевую скорость привода корректирующей линзы 101. Способ преобразования (способ вычисления) к целевому положению привода, воплощаемый блоком 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения, будет подробно описан ниже. Сигнал целевой скорости, который представляет собой информацию о целевой скорости привода, вычисляемой блоком 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения, выдается в контроллер 108 стабилизации изображения.

Контроллер 108 стабилизации изображения представляет собой часть конструкции, которая управляет блоком 120 привода линзы со стабилизацией изображения через формирователь 161 напряжения и осуществляет следящее управление таким образом, что корректирующая линза 101 приводится в движение в соответствии с информацией о целевой скорости привода. Контроллер 108 стабилизации изображения преобразует сигнал обнаружения положения (аналоговый сигнал), выдаваемый детектором 110 положения линзы, в цифровой сигнал. Одна часть входного сигнала, поступающего в контроллер 108 стабилизации изображения, рассматривается как сигнал целевой скорости, преобразованный в целевую скорость привода корректирующей линзы 101, который является выходным сигналом блока 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения, а другая часть входного сигнала рассматривается как информация о положении корректирующей линзы 101, которая получается детектором 110 положения линзы.

В качестве управления в контроллере 108 стабилизации изображения осуществляется управление скоростью путем использования расхождения между целевой скоростью привода корректирующей линзы 101 и информацией о фактической скорости. Контроллер 108 стабилизации изображения вычисляет сигнал возбуждения на основании целевой скорости привода, информации о скорости корректирующей линзы 101 и т.п. и выдает цифровой сигнал возбуждения в формирователь 161 напряжения.

В альтернативном варианте, в качестве управления в контроллере 108 стабилизации изображения можно воспользоваться известным пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) управлением. ПИД-управление осуществляется путем использования информации о целевом положении и информации о текущем положении линзы для корректирующей линзы 101. Контроллер 108 стабилизации изображения вычисляет сигнал возбуждения на основании информации о целевом положении, информации о текущем положении корректирующей линзы 101 и т.п. и выдает цифровой сигнал возбуждения в формирователь 161 напряжения.

Фильтры 160a и 160c представляют собой фильтры, которые удаляют заданные частотные составляющие из выходных сигналов датчика 130 угловой скорости и акселерометра 121 и отсекают шумовую составляющую и составляющую постоянного тока, присутствующие в полосе высоких частот. Фильтры 160a и 160c осуществляют аналого-цифровое преобразование сигналов угловой скорости после удаления заранее определенных частотных составляющих, а потом выдают сигналы угловой скорости в блок 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения.

Формирователь 161 напряжения представляет собой формирователь, который подает электропитание на блок 120 привода стабилизации изображения в соответствии со входным сигналом возбуждения (напряжением возбуждения). Формирователь 161 напряжения осуществляет переключение сигнала возбуждения и прикладывает напряжение к блоку 120 привода линзы со стабилизацией изображения, чтобы осуществить возбуждение блока 120 привода линзы со стабилизацией изображения.

ЭСППЗУ 162 представляет собой энергонезависимое запоминающее устройство, которое хранит данные объектива, представляющие собой разного рода особую информацию, касающуюся тубуса 102 объектива, а также коэффициентов для преобразования импульсных сигналов, выдаваемых детектором 164 расстояния до объекта, в физические величины.

Детектор 163 фокусного расстояния представляет собой кодер трансфокации, который обнаруживает фокусное расстояние. Детектор 163 фокусного расстояния выдает импульсный сигнал, соответствующий значению фокусного расстояния, в блок 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения. Детектор 164 расстояния до объекта представляет собой кодер фокусировки, предназначенный для обнаружения расстояния до объекта. Детектор 164 расстояния до объекта обнаруживает положение съемочной оптической системы 105 (линзы 140 автоматической фокусировки) и выдает импульсный сигнал, соответствующий этому положению, в блок 107 вычисления коррекции объектива со стабилизацией изображения.

Из результатов обнаружения детектором 163 фокусного расстояния и детектором 164 расстояния до объекта вычисляется положение главной точки A съемочной системы координат 105, как будет описано ниже. В альтернативном варианте считывается информация о положении главной точки A съемочной системы координат 105, хранимая в ЭСППЗУ 162, и осуществляется управление, которое будет описано ниже.

ЦП 109 корпуса представляет собой центральный процессор, который осуществляет различные управления всей системой фотоаппарата. ЦП 109 корпуса передает команду начала коррекции размытости в ЦП 106 объектива на основании операции ВКЛ спускового переключателя 191 затвора. В альтернативном варианте ЦП 109 корпуса передает команду останова коррекции размытости в ЦП 106 объектива на основании операции ВЫКЛ спускового переключателя 191 затвора. В альтернативном варианте осуществляется обработка различных типов, отличающаяся от вышеуказанной. Информация о спусковом переключателе 191 затвора вводится в ЦП 109 корпуса, и спусковой переключатель 191 затвора может обнаружить операцию полунажатия или полного нажатия не показанной спусковой кнопки затвора. Спусковой переключатель 191 затвора представляет собой переключатель, который обнаруживает операцию полунажатия не показанной спусковой кнопки затвора, начинает последовательность операций подготовки к съемке, обнаруживает операцию полного нажатия спусковой кнопки затвора и начинает операцию съемки.

Далее будет подробно описана начинка блока 107 вычисления коррекции стабилизации.

Блок 301 вычисления угловой скорости поворота вычисляет угловую скорость _acxy поворота на основании значения выходного сигнала датчика угловой скорости. Значение выходного сигнала датчика угловой скорости и угловая скорость поворота обычно связаны линейной зависимостью, и поэтому угловую скорость поворота можно получить путем умножения значения выходного сигнала датчика угловой скорости на некоторый коэффициент.

Фильтр 303 верхних частот представляет собой фильтр, который передает частотную составляющую, необходимую для коррекции размытости. Блок 304 вычисления угловой скорости кругового движения может получать угловое ускорение _axy кругового движения путем деления составляющей jr_{axy axy} ускорения кругового движения, которая представляет собой значение входного сигнала из фильтра 303 верхних частот, на фокусное расстояние r_axy со стороны объекта. Кроме того, проводя интегрирование по времени углового ускорения кругового движения, получают угловую скорость _axy кругового движения, требующуюся для управления.

Блок 305 вычисления величины стабилизации изображения по разности поворота и кругового движения вычисляет скорость движения изображения в направлении Y₂ поверхности для захвата изображения устройства 203 для захвата изображения путем подстановки увеличения β считываемого изображения, фактического значения f фокусного расстояния, а также угловой скорости _caxy поворота и угловой скорости _axy кругового движения, которые вычисляются в реальном масштабе времени, в следующее выражение (15), которое будет описано ниже.

Полученная скорость движения изображения становится целевой скоростью привода. Скорость движения изображения в направлении Z₂ поверхности для захвата изображения можно аналогичным образом получить из выражения (16), которое будет описано ниже, а здесь это описание будет опущено.

Блок 306 выбора теоретической формулы выбирает либо формулу коррекции движения по разности поворота и кругового движения, предусматривающую использование разности между угловой скоростью поворота и угловой скоростью кругового движения, либо формулу коррекции движения поворота, предусматривающую использование только угловой скорости поворота, в качестве формулы, используемой для вычисления коррекции в соответствии с отношением угловой скорости кругового движения к угловой скорости поворота.

Смысл и способ применения выражения (15) формулы размытости с использованием поворота и кругового движения

В варианте 1 осуществления составляющая дрожания фотоаппарата (движения, обуславливающего угол тангажа, и параллельного движения в направлении