专利名称：具有像抖动补偿功能的光学仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有补偿起因于抖动的像抖动的功能的交换透镜、摄像装置(image-taking apparatus)等光学仪器。
前景技术作为搭载在视频摄像机等光学仪器的像抖动补偿功能，以往有如通过使用了角速度传感器、角加速度传感器等的抖动检测器检测出仪器的抖动，进而基于该抖动改变来自摄像元件的信号的读出区域的所谓的电子抖动补偿方式。
此外，作为其他的例子，有通过上述的抖动检测器检测出仪器的抖动，进而基于该抖动让透镜在光轴直角方向移动使光轴偏心的所谓的光学抖动补偿方式。
不管是哪一种抖动补偿方式，都是将来自抖动检测器的输出(经过放大等的信号)施加给高通滤波器(以下称之为HPF)，除去低于截止频率的频率成分，利用积分器积分高于截止频率的高频成分计算抖动补偿量。
在进行上述的电子的或者光学的抖动补偿时，即便是同样的抖动量，与之对应的补偿量也会因据摄像光学系统的焦距不同而不同。这是因为例如，如果将与对应10倍变焦透镜的望远端(telephoto end)的抖动量0.3deg的补偿量相同的补偿量施加给广角端(wide-angleend)，则其补偿量将相当于3.0deg抖动量。
因此，通过基于透镜的焦距信息对积分器的输出进行对应了焦距的补偿，可以与焦距无关地进行稳定的手抖动补偿控制。
另外，在摄像人员进行了摇摄(panning)(或者俯仰拍摄(tilting))时，如果进行正常的抖动补偿控制，则在摇摄开始之后，通过将之作为抖动检测出来并进行抖动补偿控制从而不产生像抖动，但一旦摇摄进展且超过了可进行抖动补偿控制的范围时，象图像突然动起来了那样，在图像的运动方面将产生不连续感。此外，摇摄中达到最大的抖动补偿状态也是不能进行对应摇摄过程中的手抖动的抖动补偿的状态。为了避免这样的问题应进行摇摄控制。
在摇摄控制中，例如，在积分器的输出超过了预先确定的范围时，要较高地变更HPF的截止频率，开始抖动补偿控制的抖动量变大(参照特开平06-165020号公报、特开平11-183951号公报)。
图15所示是摇摄控制中的抖动量的大小(积分器的输出的大小)和HPF的截止波长的关系。同图中的折线表示对应于积分器输出的变化变更HPF的截止频率的情况。在积分器输出超过了预定值A时，随着该积分器输出的大小变大，其截止频率也变大。
这样，通过对应积分器输出的大小变更截止频率，摇摄时可以对抖动补偿控制施加限制，作为结果，将得到接近于摄像人员意图的图像的运动。
这里，作为摇摄控制，除了变更HPF的截止频率的方法外，还有变更积分器的积分常数的方法。
但是，随着透镜高倍率化的进展，在望远端焦距超过1000mm的情况越来越多。如果在望远端附近使用这样的透镜且希望顺畅地拍摄处于非常远距离的被摄物体，则由于摇摄速度极为缓慢，将无法平滑地从正常的手抖动补偿控制转移到摇摄控制。因此，在摇摄中实行的也实行正常的手抖动补偿控制，其结果将是被摄物体像左右等地抖动的结果，所摄取的将是不自然的或者存在不谐和感的图像。
发明内容
本发明的目的之一是提供可以避免因抖动补偿功能带来的不自然的像的运动的光学仪器。
作为观点之一的光学仪器，具有基于使用检测抖动的抖动检测器的输出生成的信号进行像抖动补偿控制的控制器。上述控制器进行对应上述信号的滤波出来。进而，该控制器对应有关形成图像的光学系统的焦距(focal length)的信息以及有关物距(object distance)的信息变更上述滤波处理过程中的截止频率。
此外，作为其他的观点的光学仪器，具有基于使用检测抖动的抖动检测器的输出生成的信号进行像抖动补偿控制的控制器。上述控制器进行对应上述信号的积分处理。进而，该控制器对应有关形成图像的光学系统的焦距(focal length)的信息以及有关物距(objectdistance)的信息变更上述积分处理过程中的积分常数。
通过参照图面的以下的具体的实施例的说明，本发明的光学仪器的特征将进一步明确。
图1所示是作为本发明的实施例1的摄像装置的构成框图；图2A、2B所示是实施例1的摄像装置中的电子图像抖动补偿控制的流程图；图3所示是用图2A的步骤S1103实行的透镜状态判定动作的流程图；图4所示是背聚焦变焦透镜的聚焦凸轮轨迹图；图5所示是实施例1中的焦距以及被摄物体距离与截止频率的关系图；图6所示是实施例1中的积分器的输出与截止频率的关系图；图7所示是作为本发明的实施例2的摄像装置的构成框图；图8A、8B所示是实施例2的摄像装置中的光学图像抖动补偿控制的流程图；图9所示是用图8A的步骤S1403实行的透镜状态判定动作的流程图；图10所示是实施例2中的焦距以及被摄物体距离与积分常数的关系图；图11所示是作为本发明的实施例3的摄像装置(单镜头反光照相机)的构成框图；图12所示是实施例3的摄像装置中的动作的流程图；图13所示是电子图像抖动补偿时的图像切出范围图；图14所示是进行光学图像抖动补偿的摄像光学系统的构成图；图15所示是摇摄控制时的截止频率的变化图。
具体实施例方式
下面，参照图面对本发明的实施例进行说明。
实施例1图1中给出了作为本发明实施例1的具备电子图像抖动补偿功能的视频摄像机等摄像装置(光学仪器)的构成。
同图中，101是摄像光学系统，102是固体摄像元件(CCD传感器或CMOS传感器；以下称之为CCD)，利用摄像光学系统101将被摄物体像成像在CCD102上，该被摄物体像在CCD102中被进行了光电变换。这里的CCD102与采用NTSC方式等电视播放方式所需要的标准CCD相比采用了像素数更多的CCD。
104是驱动CCD102的CCD驱动电路，该CCD驱动电路104可以根据来自后述的摄像机系统控制微型计算机(以下简单地称之为微机)119的控制命令，相关于垂直同步方向而选择从CCD102的哪一行中切出(读出)最终输出的区域。
这里，图13是成像了CCD的摄像区域的图。同图中，601是CCD的全部摄像区域，602、603、604是表示电视播放方式标准尺寸的区域。其中，在不进行抖动补偿时，作为图像切出并输出中央的603区域。在进行抖动补偿时，将切出区域偏离到例如602或604等输出图像，以对应来自抖动检测器的信号除去抖动的影响。
具体言之，例如，在切出从最上行到Δya行之下的ya+1行作为区域时，高速地读出Δya行，并相对于垂直同步信号以使用了标准尺寸的CCD时同样的时序从ya+1行中读出。进而，通过再次高速地读出剩下的Δyb行，可以实际地相关于垂直同步方向切出标准成像尺寸的区域。
返回图1，103是模拟信号处理部，对在CCD102得到的信号实施预定的处理并生成模拟摄像信号。模拟信号处理部103由例如CDS电路(e相关双采样电路)、AGC电路等构成。
106是存储器，通过存储器控制电路107至少可以保存1行左右的数字摄像信号。进而，还可以从存储器106的预定的位置(地址)读出数字摄像信号。
105是内设AD转换器的、可进行数字信号处理的摄像机信号处理部，其生成最终的输出图像信号。在此，与标准成像尺寸相比，保存在存储器106中的数字摄像信号为多像素数不变。存储器控制电路107可以根据来自微机119的控制命令，选择从存储器106读出的最前面的像素并只读出标准成像尺寸程度的像素。
微机119掌管CCD驱动电路104的控制、曝光控制、白色平衡控制、变焦透镜控制、自动聚焦控制、防抖动控制等摄像机系统整体的控制，但图1中只主要示出了与抖动补偿关连的部分。
111是角速度传感器，检测摄像装置的抖动。112是高通滤波器(HPF)，进行角速度传感器111输出的DC成分的截止。113是放大器，放大所检测出来的角速度信号。这里，角速度111等的抖动检测系统分别对间隔(垂直)方向和偏移(水平)方向的2轴方向设置，但图1中只给出了一个方向的轴方向抖动检测系统。抖动检测系统的构成对哪一个轴方向都是相同的。
114是内设于微机119的AD转换器，2轴方向的角速度信号被该AD转换器114变换成数字信号而成为角速度数据。进而，由HPF115、位相补偿滤波器116对该角速度数据实施预定的信号处理，并进一步在通过作为可改变截止频率的截止可变HPF117进行了高通滤波处理后，由积分器118生成间隔方向、偏移方向的抖动补偿信号。
120是补偿系统控制部，相对于所生成的抖动补偿信号将间隔方向的抖动补偿信号传递给CCD驱动电路104，将偏移方向的抖动补偿信号传递给存储器控制电路107。
如先前所述的那样，CCD驱动电路104、存储器控制电路107分别对应于各自的抖动补偿信号改变来自全部摄像区域601的信号的读出区域(切出区域)并进行像抖动补偿。
还有，121是微机119内的透镜系统控制部，进行透镜单元内101的变焦透镜、聚焦透镜的驱动控制等。透镜系统控制部121经由变焦电机驱动器123控制变焦电机122并通过驱动变焦透镜进行变焦动作。此外，还经由聚焦电机驱动器125控制聚焦电机124并通过驱动聚焦透镜进行聚焦动作。在本实施例中，电机使用的是步进电机，通过由透镜系统控制部121管理驱动电机时的驱动脉冲进行透镜的位置检测。
这里，电机也可以使用DC电机或直线电机，此时，可以通过另外设置编码器(码盘)进行透镜位置的检测。进而，根据所检测出来的变焦透镜的位置信息了解现在的透镜单元101的焦距。
补偿系统控制部120基于在透镜系统控制部121检测出来的焦距信息对从积分器118输出的抖动补偿信号进行对应了焦距的补偿，计算出最终的抖动补偿量。进而如前所述的那样，将该最终的抖动补偿量传递给驱动电路104、存储器控制电路107进行抖动补偿。
图2所示是在涉及实施例1的微机119内实行的电子的像抖动补偿控制的流程图，图3所示是在图2的动作中实行的滤波器特性、即有关像抖动补偿控制的特性的变更的部分的流程图。在本实施例1中，作为变更特性的滤波器，使用的是截止可变HPF117。
图2A的步骤S1100～S1109表示主处理，图2B的步骤S1121～S1127表示插入处理。此处的主处理在电视信号的垂直同步期间进行1次。
在图2A的主处理中，首先在步骤S1100在打开摄像装置的电源时进行初始设定。在此也设定插入周期等。
下面，在步骤S1101进行插入计数器是否达到了设定值的判定。在此，一直进行等待处理(waiting processing)直到进行了预定次数的插入处理(图2B的处理)为止。
插入处理也可以通过微机的处理能力进行左右，例如按照900Hz、480Hz等的计时器进行。该频率的设定应使之同步于垂直同步期间进行1次的主处理。在图2B的插入处理中，首先在步骤S1121取入角速度传感器111的输出信号。
在下一个步骤S1122中，利用图1所示的HPF115进行HPF运算，接着在步骤S1123，利用图1所示的位相补偿滤波器116进行位相补偿运算。进而，在步骤S1124，通过图1所示的截止可变HPF117进行变更截止频率的HPF运算，然后，在步骤S1125，通过图1所示的积分器118进行积分运算。
在之后的步骤S1126，计算根据通过本次的插入取进来的数据的像抖动补偿目标值(抖动补偿信号)，在下一个步骤S1127计数插入次数并结束插入处理。
如果上述的插入处理运行了事先设定的次数则在主处理中，从步骤S1101进入步骤S1102，清除插入计数器。进而，在此后的步骤S1103进行透镜单元的状态的判定。这里的处理为图3所示的处理。
图3中，在步骤S201进行现在的焦距是否超过了预定值(第1预定值)的判定，如果是超过了预定值则进入步骤S202，进行被摄物体距离(object distance)是否超过了预定值(第2预定值)的判定。
这里，使用图4对被摄物体距离的判定进行说明。图4给出的是在视频摄像机中使用的背聚焦变焦透镜的凸轮轨迹，在背聚焦变焦透镜中，聚焦透镜也担负着补偿伴随着变焦透镜(magnification varyinglens)的移动的焦点面的变动的补偿透镜的作用。因此，各被摄物体距离的聚焦透镜位置对应于变焦透镜的位置如图4所示的那样变化。
如由图4可知的那样，在广角侧(图4的横轴左侧)几乎不能进行根据聚焦透镜位置的被摄物体距离的判定，但在望远端附近，由于呈现出比较大的对应被摄物体距离的聚焦透镜的位置差，故通过监视聚焦透镜位置，可以进行被摄物体距离的判定。
这里，被摄物体距离的判定并非只限于此，例如，也可以基于变焦用透镜的位置和利用焦点检测计算进行了对焦判定的聚焦透镜的位置求出被摄物体距离信息。此外，使用三角测距法等也可以测量到被摄物体的距离获得被摄物体距离信息。
另外，关于焦距信息，只要是对应变焦透镜的位置得到的信息也可以使用之。
回到图3，在步骤S202判定被摄物体距离超过了预定值时进入步骤S203，设定对应了焦距以及被摄物体距离的截止可变HPF117的截止频率的目标值。这里的截止频率可以设定在如图5所示的值。
即，在焦距以及被摄物体距离分别长于各自的预定值(预定距离、预定被摄物体距离)时，距离越长截止频率就越渐渐地变高，在望远端且在达到了无限远(∞)端时所设定的截止频率将达到最大。
但是，这里所设定的最大的截止频率是去掉了极低频率成分的频率，其设定将尽可能使作为原本的手抖动成分的6～10Hz左右的频带通过。在本实施例1中，假定作为正常(焦距以及被摄物体距离分别短于各自的预定值时)的截止频率为0.1Hz，最大的截止频率为1.5Hz左右。此外，对应了焦距、被摄物体距离的截止频率可以从保存在微机119内的ROM中的数据表读出。
另一方面，在距离短于预定值或者焦距是预定值以上，但被摄物体距离短于预定值时，进入步骤S204，作为截止可变HPF117的截止频率的目标值，设定正常时的截止频率，即图5所示的截止频率。
此后，转移到图2的步骤S1104进行摇摄判定。在此，进行是否是摇摄状态或者俯仰拍摄状态的判定，如果是摇摄状态或者俯仰拍摄状态则作为摇摄控制设定截止可变HPF117的截止频率的目标值。
进而，在下面的步骤S1105，根据与在上述步骤S1103、S1104设定的截止可变HPF117对应的2个截止频率目标值进行实际的截止频率的设定。
这里，在图6中给出了包含了摇摄控制的上述截止频率的变更例。图中的A是焦距最大(望远端)且被摄物体距离为无限远时设定的截止频率，图中的B是焦距是预定值且被摄物体距离为预定值时设定的截止频率。进而，在这些截止频率的可变范围内设定对应了焦距(预定值～望远端)以及被摄物体距离(预定值～无限远)的截止频率(参照图中的C)。并且在这样地焦距为预定值以上且被摄物体距离为预定值以上时，通过较图15所示的正常控制(即焦距较预定值短以及被摄物体距离较预定值短的情况)更高地设定截止频率，可以提高摇摄时对被摄物体的追从性。此外，通过对应焦距、被摄物体距离使截止频率变化(即，焦距、被摄物体距离越长则截止频率越高)，可以最佳化被摄物体追从性。
另外，将通过图2A的步骤S1105设定的截止频率设定为图2B的步骤S1124的截止可变HPF117的截止频率的目标值，慢慢地进行实际的截止频率的变更。例如，在将截止频率从0.1Hz变更到0.9Hz时，通过在1个垂直同步期间各变更0.05Hz，可以不使截止频率的变更引起的滤波器输出的变化变得显眼。
在下一个步骤S1106中，进行基于通过没有图示的外部开关等设定的信息进行像抖动补偿(防抖动image stabilizing)的ON/OFF设定，并在下面的步骤S1107进行根据焦距的像抖动补偿目标值的修正。这是因为可以通过焦距×tanθ(θ为补偿角)计算出来自用于进行像抖动补偿的全摄像区域的切出区域(来自CCD的信号的读出区域)的大小。
进而，在下面的步骤S1 108进行像抖动补偿目标值的选定。像抖动补偿目标值的计算按图2B给出的处理插入周期进行，但实际的像抖动补偿则是以电视信号的垂直同步期间的周期进行。因此，选择要使用通过插入计数值的第几个插入处理得到的像抖动补偿目标值。例如，对应于快门速度进行选择可以使各快门速度的防抖动特性达到最好。此外，在防抖动ON/OFF设定(S1106)为OFF状态时，固定像抖动补偿目标值使切出区域的中心一致于在全摄像区域的中心。最后，在步骤S1109对CCD驱动电路104、存储器控制电路107进行作为像抖动补偿目标值的切出数据的设定。
通过以上的处理，在焦距、被摄物体距离分别长于各自的预定距离、预定被摄物体距离时，与短于该预定值的情况相比可更高地设定截止频率(利用图1的截止可变HPF117设定图6所示的滤波器特性，而不是图15所示的滤波器特性)。进一步详细言之，就是随着焦距变得长于预定焦距或者被摄物体距离长于预定距离，截止频率将进一步变高。由此，由于可以实现避免进行摇摄或流动摄像时的不自然的图像运动(换言之，就是对运动的被摄物体具有良好的追从性)，故对摄像人员而言可以实现无不谐和感的摄像。
在上述实施例1中，虽然没有进行有关对焦状态如何的判定，但在没有对好焦时，因为即便防抖动动作不适宜也难以搞清楚图像的运动，此外，由于如前述那样可以平滑地进行截止频率的变更，故没有伴随聚焦透镜的较大的移动的截止频率的急剧的变化。因而，不会特别地产生不适宜。
实施例2图7所示是涉及本发明的实施例2的摄像装置的电路构成框图。同图中，与图1相同的要素附加同样的符号并省略其说明。
在本实施例2中进行的是光学式像抖动补偿。进而，通过变更积分器的时间常数(积分常数)进行对应于焦距、被摄物体距离的滤波器特性的变更。被摄物体距离的检测在聚焦透镜处于对焦位置的附近时进行。
图7中，901是用于DA变换由微机909通过PWM信号等赋予的抖动补偿信号的低通滤波器(LPF)，902是比较电路，903是放大器，904是用于驱动后述的摄像光学系统的偏移透镜803的驱动器，905是检测偏移透镜803的位置的传感器，906是用于放大传感器905的输出的放大器。910是可变更积分常数的积分器。907是对应积分器910的输出进行对应了焦距的输出数据的校正的焦距校正部，908是校正控制部，911是包含对焦判定部的透镜系统控制部。
图14所示是图7中给出的摄像光学系统的构成。801是固定在没有图示的透镜镜筒上的第1透镜单元(固定透镜)，802是可在光轴方向移动的用于进行变焦的第2透镜单元(变焦透镜)，803是可对应光轴实质地在正交的方向移动的用于使光轴偏心的第3透镜单元(偏移透镜)，804是在光轴方向移动并校正由焦点调节和变焦导致的移动的第4透镜单元(聚焦/调节透镜)。805是固体摄像元件。在该方式中，在上下或者左右方向对应作为抖动检测器的角度传感器111的输出驱动偏移透镜803进行像抖动补偿。
图8A、8B所示是在本实施例2的微机909内运行的光学的防抖动控制的流程图。图9所示是在图8的动作中运行的由焦距以及被摄物体距离导致的滤波器特性(积分常数)的变更动作的流程图。
图8A的步骤S1400～S1406所示是主处理，图8B的步骤S1421～S1429所示是插入处理。
这里的主处理与实施例1同样地在电视信号的垂直同步期间进行1次。
首先在步骤S1400在打开摄像装置的电源时进行初始化设定。这里也进行插入周期等的设定。在下一个步骤S1401进行插入计数器是否达到了设定值的判定。在此一直实施等待，直到进行固定次数的插入处理。
虽然插入处理也受到微机909的处理能力的左右，但与实施例1同样地，例如，也可以通过900Hz、480Hz等的计时器进行。该频率的设定应能够同步于在垂直同步期间进行1次的主处理。
在图8B的插入处理中，首先在步骤S1421通过图7所示的HPF114取入角速度传感器111的输出信号。然后，在下一个步骤S1422利用图7所示的HPF115进行HPF计算，在接着的步骤S1423利用图7所示的位相补偿滤波器116进行位相补偿计算。
进而，在步骤S1424根据需要通过图7所示的截止可变HPF117进行变更截止频率的HPF计算，在下一个步骤S1425利用图7所示的积分器910进行积分计算。
在下面的步骤S1426中，利用图7所示的焦距校正部907进行根据焦距的补偿计算。进而，在接着的步骤S1427对应防抖动ON/OFF的设定(在后述的步骤S1406进行设定)状态切换输出数据。具体言之就是如果是防抖动ON便设定步骤S1425的输出数据，而在是防抖动OFF时设定中心位置数据，以使偏移透镜803的光轴能够一致于摄像光学系统的光轴。在接着的步骤S1428利用PWM信号(抖动补偿信号)输出在该步骤S1427设定的数据。在最后的步骤S1429计数插入次数，结束插入处理。
如果上述的插入处理运行了预先设定的次数，则在主处理中从步骤S1401进入步骤S1402，在此，清除插入计数器。进而，在下面的步骤S1403进行透镜状态的判定。此处的处理为图9所示的处理。
图9中，在步骤S1200进行聚焦透镜804是否位于对焦点附近的判定。该判定既可以根据透镜系统控制部911的聚焦透镜804的驱动信息、对焦信息等进行，也可以根据没有图示的AF评价值信号产生电路(所谓AF评价值信号是指从图像信号抽出的高频成分)的输出进行。如果聚焦透镜804是在对焦点附近，则为了考虑确定被摄物体距离而进入步骤S1201，进行摄像光学系统的焦距是否超过预定值(第1预定值)的判定。如果该结果是焦距超过预定值则进入步骤S1202，进行被摄物体距离是否超过预定值(第2预定值)的判定。如果此处判定为超过预定值则进入步骤S1203，设定对应于焦距以及被摄物体距离的积分器910的积分常数的目标值。
这里的积分常数被设定为如用图10给出的值。即，如果焦距以及被摄物体距离均超过各自的预定值(预定焦距、预定被摄物体距离)则慢慢地降低积分常数，望远端且无限远(∞)端时设定的积分常数为最小。但是，此处设定的最小的积分常数是去除低频成分的常数，是设定在尽可能使作为原本的手抖动成分的6～10Hz左右的频率带域通过的常数。
另一方面，在聚焦透镜不在对焦点附近且焦距、被摄物体距离均小于预定值时进入步骤S1204，设定正常的积分常数为积分器910的积分常数。
此后，进入图8A的步骤S1404进行摇摄判定。在此，进行是否是摇摄状态或者俯仰拍摄状态的判定，如果是摇摄状态或者俯仰拍摄状态则与实施例1同样地，作为摇摄控制进行截止可变HPF117的截止可变频率的目标值的设定。进而，在下一个步骤S1405设定对应在上一个步骤S1404设定的截止可变HPF117的截止频率，或者设定对应在上述步骤S1403设定的积分器910的积分常数。
这里，通过步骤S1405设定的截止频率以及积分常数被设定为对应步骤S1424的HPF运算以及步骤S1425的积分运算的目标值，并与实施例1同样地慢慢地进行直到该目标值的设定变更。
最后，在步骤S1406，基于通过没有图示的外部开关等设定的信息进行防抖动ON/OFF的设定。
经过以上的处理，当聚焦透镜已经追随到对焦点附近时，通过对应焦距、被摄物体距离变更积分器910的时间常数(积分常数)，可以进行滤波器的设定，以使之能够特别地在焦距长于预定焦距且被摄物体距离长于预定被摄物体距离时达到良好的对被摄物体的追从性。因此，对摄像人员来说，可以实现没有不谐和感的摄像。
实施例3下面，对涉及本发明的实施例3的摄像装置进行说明。在本实施例3中，对在照相机体内搭载角速度传感器并构成了防抖动系统的单镜头反光照相机进行说明。
图11所示是涉及实施例3的单镜头反光照相机的电路构成框图，同图中，单点划线的右侧给出了照相机主体，左侧给出了交换透镜。
在照相机主体侧，1001为角速度传感器，1002是HPF，1003是放大器，1004是进行照相机整体的控制的照相机控制微机，1005是设置在照相机控制微机1004内的、用于补偿像抖动的信号处理部。这里，虽然没有进行图示，但在照相机主体中应该设置了CCD传感器、CMOS传感器等摄像元件。
在交换透镜侧，1031是组入交换透镜内的透镜控制微机，1011是该交换透镜具有的摄像光学系统(参照图14)中进行光学像抖动补偿的偏移透镜单元，1012是驱动偏移透镜1011的驱动器。
1013是检测偏移透镜单元1011的运动的位置传感器，系统基于来自照相机控制微机1004的驱动命令以及来自位置传感器1013的信息驱动偏移透镜单元1011。
1021是聚焦透镜单元，1023是驱动聚焦透镜单元1021的聚焦电机。
1022是检测聚焦透镜单元的位置的聚焦编码器。透镜控制微机1031根据来自照相机控制微机1004的驱动命令经由聚焦电机1023驱动聚焦透镜单元1021，此外，取入来自编码器1022的透镜位置信息并将之传送给照相机控制微机1004。
图12所示是在照相机控制微机1004以及透镜控制微机1031中运行的程序的流程中主要关连于像抖动补偿控制的部分。
如果伴随照相机主体电源ON同时开始运行程序，则照相机控制微机1004在步骤S1501进行照相机主体是否安装了交换透镜的判定。如果照相机主体安装了交换透镜，则在下一个步骤S1502，透镜控制微机1031通过通信对照相机控制微机1004发送摄像光学系统的焦距信息、聚焦灵敏度信息、开放F值信息等。进而，在下面的步骤S1503，照相机控制微机1004检测设置在照相机主体的快门按钮的半压状态(开关S1的ON状态)，如果开关S1是OFF则返回步骤S1501，重复同样的动作。
反之，如果开关S1是ON则照相机控制微机1004进入步骤S1504，开始像抖动补偿控制。在此，对角速度传感器等、图11的1001～1003的电路部分供电。
下面，在步骤S1505，照相机控制微机1004从透镜控制微机1031取入聚焦透镜位置信息，在接着的步骤S1506计算用于偏移透镜单元1011的像抖动补偿的驱动量并将驱动命令发送给透镜控制微机1031。
在该偏移透镜单元1011的驱动量计算中，包含在上述实施例1以及实施例2说明过的根据抖动信号的取入设定抖动补偿量的目标值的动作、设定对应了焦距或者被摄物体距离的截止频率或积分常数之类的滤波器特性的动作。
此后，照相机控制微机1004进入步骤S1507，根据来自设置在照相机体内的AF传感器(没有图示)的信息进行焦点检测。进而，在下面的步骤S1508进行对焦判定，在非对焦时进入步骤S1509，根据AF传感器的信息和聚焦灵敏度信息等计算聚焦透镜单元1021的驱动量，在下一个步骤S1510，向透镜控制微机1031发送聚焦透镜单元1021的驱动命令。
另外，在下面的步骤S1511，进行快门按钮是否为半压状态(开关S1的ON)不变的判定，在OFF时返回步骤S1501。
在开关S1为ON时，重复步骤S1501～S1511直到在步骤S1508判定为对焦为止。然后，如果在步骤S1508判定为对焦，则照相机控制微机1004进入步骤S1512，再次进行像抖动补偿驱动量的计算和驱动命令的发送。进而，在下一个步骤S1513，再次进行开关S1是否为ON的检查，如果开关S1为ON则进入步骤S1514，重复步骤S1512～S1514，不断地进行像抖动补偿控制直到快门按钮全部按下(开关S2为ON)为止。
而后，如果开关S2为ON则进入步骤S1515，进行曝光动作，并在下一个步骤S1516切断对角速度传感器1001等的电源，结束像抖动补偿控制。
在上述实施例3中，由于是通过在步骤S1506、S1512的驱动量计算处理，利用与透镜控制微机1031的通信取得焦距信息以及被摄物体距离信息，故可以进行焦距长于预定焦距且被摄物体距离远于预定被摄物体距离之类的条件的判定，以此为基础，可以与实施例1、2同样地进行截止频率或积分常数之类的滤波器特性的变更。
为此，例如在照相机主体安装了单焦点透镜时，如果设该透镜的焦距为1200mm，则在对焦时的被摄物体距离信息远于预定被摄物体距离时，提高截止频率(从图15所示的特性变更到图6所示的特性)或者降低积分常数。由此，可以最佳地设定对流动摄像时(边进行panning边摄像时)的被摄物体的追从性。对摄像人员来说，其结果可以使利用像抖动补偿功能的图像的运动成为没有不谐和感的运动。
此外，在安装了变焦透镜时，将通过设置在该变焦透镜内的没有图示的变焦编码器检测出来的焦距信息取入照相机控制微机1004。因此，可以基于该焦距信息和被摄物体距离信息变更截止频率或积分常数。此时，也可以实现没有长焦侧的不谐和感的摄像。
如以上所说明过的那样，利用上述各实施例，可以避免像抖动补偿功能导致的不自然的图像的运动，可以不给使用人员不谐和感地让之进行摄像或观察。
这里，在上述实施例2、3中，我们对为进行光学的像抖动补偿在光轴正交方向驱动偏移透镜的情况进行了说明，但光学像抖动补偿并非仅限于该方法。例如，也可以通过使可变顶角棱镜的顶角变化或以光轴上的点为中心旋转透镜进行。另外，也可以通过在光轴正交方向偏移摄像元件进行。
进而，在上述实施例3中，我们在单镜头反光照相机中，对在具备抖动检测器的照相机主体上搭载了进行像抖动补偿控制的微机的情况进行了说明，但本发明也适用于在交换透镜上搭载了抖动检测器以及进行像抖动补偿控制的微机的情况、在照相机主体上搭载了抖动检测器以及进行像抖动补偿控制的微机的情况以及在照相机主体上搭载了抖动检测器、在交换透镜上搭载了进行像抖动补偿控制的微机的情况。
还有，在上述各实施例中，我们对具备像抖动补偿功能的摄像装置进行了说明。但本发明也适用于具备像抖动补偿功能的双目镜的观察装置。
权利要求
1.一种光学仪器，是具有根据使用检测抖动的抖动检测器的输出而生成的信号进行像抖动补偿控制的控制器的光学仪器，其特征在于上述控制器进行对上述信号的滤波处理，且对应于与形成物体像的光学系统的焦距有关的信息以及与物距有关的信息而变更上述滤波处理中的截止频率。
2.根据权利要求1的光学仪器，其特征在于上述控制器在上述焦距长于第1预定值且上述物距长于第2预定值时，较上述焦距短于上述第1预定值时以及上述物距短于上述第2预定值时提高上述截止频率。
3.根据权利要求2的光学仪器，其特征在于上述控制器在上述焦距长于第1预定值且上述物距长于第2预定值时，各个上述焦距以及上述物距越长越提高上述截止频率。
4.一种光学仪器，是具有根据使用检测抖动的抖动检测器的输出而生成的信号进行像抖动补偿控制的控制器的光学仪器，其特征在于上述控制器进行对上述信号的积分处理，且对应于与形成物体像的光学系统的焦距有关的信息以及与物距有关的信息而变更上述积分处理中的积分常数。
5.根据权利要求4的光学仪器，其特征在于上述控制器在上述焦距长于第1预定值且上述物距长于第2预定值时，较上述焦距短于上述第1预定值时以及上述物距短于上述第2预定值时减小上述积分常数。
6.根据权利要求5的光学仪器，其特征在于上述控制器在上述焦距长于第1预定值且上述物距长于第2预定值时，各个上述焦距以及上述物距越长越减小上述积分常数。
7.根据权利要求1到3中任一项所述的光学仪器，其特征在于具有光电变换通过上述光学系统形成的物体像的摄像元件，且上述控制器进行使用了来自上述摄像元件的信号的电子像抖动补偿控制。
8.根据权利要求1到3中任一项所述的光学仪器，其特征在于上述控制器进行光学的像抖动补偿控制。
9.根据权利要求4到6中任一项所述的光学仪器，其特征在于具有光电变换通过上述光学系统形成的物体像的摄像元件，且上述控制器进行使用了来自上述摄像元件的信号的电子像抖动补偿控制。
10.根据权利要求4到6中任一项所述的光学仪器，其特征在于上述控制器进行光学的像抖动补偿控制。
全文摘要
提供可以避免像抖动补偿功能导致的不自然的图像的运动的光学仪器。光学仪器具有基于使用检测抖动的抖动检测器的输出生成的信号进行像抖动补偿控制的控制器。上述控制器进行对上述信号的滤波处理或积分处理。该控制器对应有关形成图像的光学系统的焦距的信息以及有关物距(object diatance)的信息而变更上述滤波处理中的截止频率或上述积分处理中的积分常数。
文档编号G03B5/00GK1598681SQ20041007879
公开日2005年3月23日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月18日
发明者山崎龙弥 申请人:佳能株式会社