本發(fā)明涉及用于對(duì)在攝像設(shè)備上所進(jìn)行的圖像穩(wěn)定中由于移位透鏡的驅(qū)動(dòng)所引起的散焦進(jìn)行校正的技術(shù)。

背景技術(shù)：

由于近來(lái)的諸如靜態(tài)照相機(jī)和攝像機(jī)等的攝像設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更高的倍率，因此由攝像設(shè)備的搖動(dòng)(通常為照相機(jī)抖動(dòng))導(dǎo)致的圖像模糊在遠(yuǎn)攝側(cè)變得更容易被注意到，這導(dǎo)致圖像穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的性能方面的進(jìn)一步改善的需求。該圖像穩(wěn)定機(jī)構(gòu)檢測(cè)由拍攝者所引起的照相機(jī)抖動(dòng)，并且通過(guò)在與光軸大體垂直的方向上驅(qū)動(dòng)構(gòu)成攝像光學(xué)系統(tǒng)的一部分透鏡(移位透鏡)來(lái)抵消由拍攝者所引起的照相機(jī)抖動(dòng)導(dǎo)致的圖像模糊。也就是說(shuō)，圖像穩(wěn)定機(jī)構(gòu)進(jìn)行用于使移位透鏡相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)整體的光軸偏離以抵消由照相機(jī)抖動(dòng)導(dǎo)致的圖像模糊的操作。如先前所述，為了滿(mǎn)足圖像穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的圖像穩(wěn)定性能方面的改善的需求，需要顯著地移動(dòng)移位透鏡，這使得與以往相比，移位透鏡相對(duì)于光軸的偏離更為顯著。

另一方面，近來(lái)的攝像設(shè)備的像素?cái)?shù)量的增大使得甚至細(xì)微的散焦也容易被注意到，因而產(chǎn)生了對(duì)更高精度的調(diào)焦的需求。調(diào)焦方法的一個(gè)示例是三角測(cè)量法，其通過(guò)使用外部安裝的測(cè)距傳感器來(lái)測(cè)量到被攝體的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)聚焦。調(diào)焦方法的另一示例是對(duì)比度自動(dòng)調(diào)焦(af)方法，其使用通過(guò)從自圖像傳感器所獲得的亮度信號(hào)通過(guò)濾波器處理而提取特定頻率成分所獲得的af評(píng)價(jià)值來(lái)進(jìn)行自動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。此外，存在用于減弱照相機(jī)抖動(dòng)對(duì)聚焦精度的影響的技術(shù)(日本特開(kāi)2009-145852)；根據(jù)該技術(shù)，基于照相機(jī)抖動(dòng)的程度來(lái)改變使用三角測(cè)量法所獲得的第一聚焦位置的權(quán)重和使用對(duì)比度af方法所獲得的第二聚焦位置的權(quán)重，以得到第三聚焦位置。

如果將移位透鏡驅(qū)動(dòng)至其相對(duì)于光軸顯著偏離的點(diǎn)，則圖像的中心部的被攝體的對(duì)比度降低，這降低了光學(xué)性能。在開(kāi)始曝光之前的直通鏡頭圖像的情況下，對(duì)比度af方法將調(diào)焦透鏡驅(qū)動(dòng)至產(chǎn)生高被攝體對(duì)比度以使預(yù)定被攝體聚焦的位置，并且一旦使該被攝體聚焦，則將調(diào)焦透鏡維持在該位置。然而，如果在被攝體處于聚焦?fàn)顟B(tài)期間照相機(jī)由于例如由拍攝者所引起的照相機(jī)抖動(dòng)而搖動(dòng)，則照相機(jī)檢測(cè)到該抖動(dòng)，并且移動(dòng)移位透鏡以抵消該抖動(dòng)。

此時(shí)，如果移位透鏡相對(duì)于光軸顯著偏離，則在直通鏡頭圖像的中心部的被攝體的對(duì)比度降低，這使得將直通鏡頭圖像置于所謂的散焦?fàn)顟B(tài)，并使得拍攝者感到不適。一旦圖像傳感器進(jìn)行了曝光，則在曝光期間調(diào)焦透鏡不會(huì)被驅(qū)動(dòng)而是被固定地保持。然而，由于即使在曝光期間檢測(cè)到由拍攝者所引起的照相機(jī)抖動(dòng)，照相機(jī)也驅(qū)動(dòng)移位透鏡，因此存在在曝光下所拍攝的圖像呈現(xiàn)出低被攝體對(duì)比度的可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是考慮到上述問(wèn)題而做出的，并且提供在阻止了所拍攝圖像的圖像質(zhì)量的降低的同時(shí)實(shí)現(xiàn)需要的圖像穩(wěn)定效果的圖像穩(wěn)定設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種圖像穩(wěn)定設(shè)備，包括：驅(qū)動(dòng)控制單元，用于驅(qū)動(dòng)圖像穩(wěn)定單元，以對(duì)由裝置的抖動(dòng)所引起的被攝體圖像的圖像模糊進(jìn)行光學(xué)校正，其中所述圖像穩(wěn)定單元使所述被攝體圖像在攝像單元的畫(huà)面上移動(dòng)；以及調(diào)焦控制單元，用于進(jìn)行控制，以與所述圖像穩(wěn)定單元的操作連動(dòng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡，其中所述調(diào)焦透鏡用于進(jìn)行攝像光學(xué)系統(tǒng)中的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種圖像穩(wěn)定設(shè)備的控制方法，所述控制方法包括以下步驟：驅(qū)動(dòng)圖像穩(wěn)定單元，以對(duì)由裝置的抖動(dòng)所引起的被攝體圖像的圖像模糊進(jìn)行光學(xué)校正，其中所述圖像穩(wěn)定單元使所述被攝體圖像在攝像單元的畫(huà)面上移動(dòng)；以及進(jìn)行控制，以與所述圖像穩(wěn)定單元的操作連動(dòng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡，其中所述調(diào)焦透鏡用于進(jìn)行攝像光學(xué)系統(tǒng)中的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖像穩(wěn)定設(shè)備的控制方法的程序，其特征在于，所述方法包括：驅(qū)動(dòng)圖像穩(wěn)定單元，以對(duì)由裝置的抖動(dòng)所引起的被攝體圖像的圖像模糊進(jìn)行光學(xué)校正，其中所述圖像穩(wěn)定單元使所述被攝體圖像在攝像單元的畫(huà)面上移動(dòng)；以及進(jìn)行控制，以與所述圖像穩(wěn)定單元的操作連動(dòng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡，其中所述調(diào)焦透鏡用于進(jìn)行攝像光學(xué)系統(tǒng)中的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。

通過(guò)以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。

附圖說(shuō)明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鏡頭的整體結(jié)構(gòu)。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鏡頭的整體結(jié)構(gòu)。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鏡頭的整體結(jié)構(gòu)。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鏡頭的變焦驅(qū)動(dòng)單元的詳情圖。

圖5a和5b是分別根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的第二組件單元的正面圖和截面圖。

圖6a和6b是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的第三組件單元的展開(kāi)圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的攝像設(shè)備的框圖。

圖8a～8d示出由移位透鏡的移動(dòng)所引起的被攝體對(duì)比度的降低。

圖9示出移位透鏡的移動(dòng)量和針對(duì)調(diào)焦透鏡的校正量之間的關(guān)系。

圖10是根據(jù)第一實(shí)施例的焦點(diǎn)校正操作的流程圖。

圖11是根據(jù)第二實(shí)施例的焦點(diǎn)校正操作的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下參考附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。

第一實(shí)施例

圖1～3示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的攝像設(shè)備中的鏡頭(攝像光學(xué)系統(tǒng))200的整體結(jié)構(gòu)。在圖1～3中，根據(jù)本實(shí)施例的用于形成被攝體圖像的鏡頭200包括三個(gè)透鏡組件。具體地，鏡頭200包括第一組件單元，其中該第一組件單元包括：第一透鏡組件保持框11，用于保持第一透鏡組件1；以及第一組件基板12，用于保持第一透鏡組件保持框11并且包括透鏡保護(hù)用的鏡筒構(gòu)件。鏡頭200還包括：光圈單元21，其在攝像期間用作光量調(diào)整構(gòu)件；第二組件單元，其包括用于保持第二透鏡組件2的第二透鏡組件保持框31以及具有未示出的快門(mén)構(gòu)件的第二組件基板32；以及第三組件單元，其包括用于保持第三透鏡組件3的第三透鏡組件保持框41。第一組件單元、光圈單元和第二組件單元是變倍透鏡組件。第二組件單元(移位透鏡)具有圖像穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，并且通過(guò)在攝像期間在與光軸大體垂直的方向上移動(dòng)第二透鏡組件保持框31來(lái)對(duì)由例如攝像期間的照相機(jī)抖動(dòng)導(dǎo)致的畫(huà)面上的圖像模糊進(jìn)行校正。第三透鏡組件3是用于使被攝體聚集的調(diào)焦透鏡組件。

圖1示出透鏡組件處于縮回狀態(tài)、即容納狀態(tài)的攝像待機(jī)狀態(tài)，而圖2示出第一透鏡組件保持框11、第二透鏡組件保持框31和第三透鏡組件保持框41在光軸方向上伸出的攝像狀態(tài)。傳感器保持器單元500包括傳感器保持器501、第三透鏡組件3和圖像傳感器5。傳感器保持器501經(jīng)由傳感器板505來(lái)支持圖像傳感器5，并且將插入于傳感器保持器501和未示出的傳感器橡膠之間的光學(xué)濾波器4設(shè)置在圖像傳感器5的前方。如圖3的立體圖所示，在本實(shí)施例中，通過(guò)將作為變焦機(jī)構(gòu)的組件的固定凸輪環(huán)504旋擰至傳感器保持器單元500來(lái)構(gòu)建一個(gè)鏡筒。

如圖3和4所示，傳感器保持器501設(shè)置有變焦馬達(dá)601和齒輪系603～606。齒輪602安裝至變焦馬達(dá)601的驅(qū)動(dòng)軸；變焦馬達(dá)601的驅(qū)動(dòng)力使齒輪602轉(zhuǎn)動(dòng)，并且該轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)由齒輪系603～606而傳遞至鏡筒構(gòu)件。結(jié)果，沿著光軸直進(jìn)驅(qū)動(dòng)鏡筒。齒輪系603～606包括各自具有大直徑齒輪部和小直徑齒輪部的階式齒輪，這些階式齒輪具有不同數(shù)量的齒且同軸配置。與移動(dòng)凸輪環(huán)503嚙合的最終齒輪606同樣是具有大直徑齒輪部和小直徑齒輪部的階式齒輪，該階式齒輪具有沿著光軸的縱向維度。

現(xiàn)在，說(shuō)明用于在光軸方向上移動(dòng)透鏡組件的筒構(gòu)件和變焦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖1和2所示，圍繞透鏡組件的外周配置移動(dòng)凸輪環(huán)503。如圖3所示，在移動(dòng)凸輪環(huán)503的內(nèi)周形成有具有不同軌跡的三個(gè)類(lèi)型的凸輪槽503a、503b和503c。在第一組件基板12、光圈單元21和第二組件基板32的外周所形成的從動(dòng)銷(xiāo)12a、21a和32a與這些凸輪槽接合，以跟隨移動(dòng)凸輪環(huán)503的移動(dòng)。

如圖1～3所示，直進(jìn)引導(dǎo)筒502設(shè)置于移動(dòng)凸輪環(huán)503的內(nèi)周，以限制透鏡組件移動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)。直進(jìn)引導(dǎo)筒502和移動(dòng)凸輪環(huán)503通過(guò)所謂的卡口式機(jī)構(gòu)而彼此連接，并且以大體上一體化的方式沿著光軸移動(dòng)；此外，移動(dòng)凸輪環(huán)503相對(duì)于直進(jìn)引導(dǎo)筒502可轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3所示，直進(jìn)引導(dǎo)筒502具有沿著光軸延伸的長(zhǎng)槽502a、502b和502c。由于第一組件基板12、光圈單元21和第二組件基板32的轉(zhuǎn)動(dòng)被這些長(zhǎng)槽502a、502b和502c限制，因此第一組件基板12、光圈單元21和第二組件基板32沿著光軸直進(jìn)移動(dòng)。

凸輪槽504a和作為直線槽的直進(jìn)引導(dǎo)槽504b形成于固定凸輪環(huán)504的內(nèi)周。如圖3所示，在移動(dòng)凸輪環(huán)503的外周所形成的從動(dòng)銷(xiāo)503d與凸輪槽504a接合并跟隨凸輪槽504a。直進(jìn)引導(dǎo)筒502還具有可滑動(dòng)地配合于引導(dǎo)槽504b中的直進(jìn)限制構(gòu)件502d。如圖3所示，在移動(dòng)凸輪環(huán)503的外周形成有齒輪部503e。一旦開(kāi)始了對(duì)變焦馬達(dá)601的驅(qū)動(dòng)，則驅(qū)動(dòng)力從齒輪系603～606的最終齒輪606傳遞至移動(dòng)凸輪環(huán)503的齒輪部503e，由此發(fā)起轉(zhuǎn)動(dòng)操作。因此，移動(dòng)凸輪環(huán)503不僅在與固定凸輪環(huán)504的內(nèi)周所形成的凸輪槽504a接合并且跟隨該凸輪槽504a的情況下圍繞光軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還沿著光軸直進(jìn)移動(dòng)。

凸輪環(huán)503的齒輪部503e與最終齒輪606的小直徑齒輪部嚙合。最終齒輪606的大直徑齒輪部沿著光軸配置在該小直徑齒輪部的后方(與該小直徑齒輪部相比更靠近圖像傳感器)，并且與齒輪605嚙合。最終齒輪606的長(zhǎng)齒輪部具有沿著光軸方向的縱向維度，以與移動(dòng)凸輪環(huán)503沿著光軸的移動(dòng)一致，從而與移動(dòng)凸輪環(huán)503的伸出量相對(duì)應(yīng)。直進(jìn)引導(dǎo)筒502沿著光軸與移動(dòng)凸輪環(huán)503一體地移動(dòng)。注意，由于直進(jìn)引導(dǎo)筒502的轉(zhuǎn)動(dòng)被可滑動(dòng)地配合在固定凸輪環(huán)504的直進(jìn)引導(dǎo)槽504b中的直進(jìn)引導(dǎo)筒502的直進(jìn)引導(dǎo)構(gòu)件502d限制，因此直進(jìn)引導(dǎo)筒502僅直進(jìn)移動(dòng)。

利用上述結(jié)構(gòu)，移動(dòng)凸輪環(huán)503的轉(zhuǎn)動(dòng)操作使跟隨移動(dòng)凸輪環(huán)503的第一組件單元、光圈單元21和第二組件單元在轉(zhuǎn)動(dòng)方面被限制的同時(shí)沿著光軸直進(jìn)移動(dòng)。如圖1～3所示，由于通過(guò)將固定凸輪環(huán)504旋擰至傳感器保持器501而與傳感器保持器501呈一體化，因此固定凸輪環(huán)504既不沿著光軸移動(dòng)也不轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖5a和5b示出圖像穩(wěn)定設(shè)備的結(jié)構(gòu)；具體地，圖5a是從被攝體觀看的第二組件單元的正面圖，以及圖5b是沿著與圖5a所示的透鏡中心交叉的線截取的截面圖?，F(xiàn)在，將參考圖5a和5b來(lái)說(shuō)明圖像穩(wěn)定設(shè)備。

在圖5a和5b中，透鏡驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置在第二組件基板32的外周附近；如稍后將詳細(xì)說(shuō)明的，透鏡驅(qū)動(dòng)單元在與光軸垂直的方向上移動(dòng)第二透鏡組件保持框31，其中第二透鏡組件保持框31包括磁體37和線圈38并且保持用作移位透鏡(光學(xué)元件)的第二透鏡組件2。在第二組件基板32上在第二透鏡組件2的外周附近設(shè)置未示出的用于驅(qū)動(dòng)快門(mén)機(jī)構(gòu)的快門(mén)驅(qū)動(dòng)單元，并且在第二組件基板32上在攝像面附近設(shè)置未示出的用于驅(qū)動(dòng)nd濾波器的nd驅(qū)動(dòng)單元。

第二透鏡組件保持框31和第二組件基板32通過(guò)兩個(gè)拉伸彈簧(未示出)沿光軸彼此連接。由于這兩個(gè)拉伸彈簧所產(chǎn)生的力，導(dǎo)致沿著光軸朝向第二組件基板32推進(jìn)第二透鏡組件保持框31，其中，在第二透鏡組件保持框31和第二組件基板32之間插入有球狀物35。球狀物35的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)使得用于保持第二透鏡組件2的第二透鏡組件保持框31在與光軸垂直的方向上移動(dòng)。

在第二組件基板32的面向被攝體的部分上，配置有霍爾傳感器保持單元34?？扉T(mén)柔性印刷電路(fpc)33在連接至透鏡驅(qū)動(dòng)單元、快門(mén)驅(qū)動(dòng)單元和nd驅(qū)動(dòng)單元的情況下被放置在霍爾傳感器保持單元34上，并且沿著霍爾傳感器保持單元34的外周部處的引出面而朝向攝像面引出。在快門(mén)fpc33上以90度的圓周間隔安裝有用于檢測(cè)第二透鏡組件2的位置的兩個(gè)霍爾傳感器36。霍爾傳感器36經(jīng)由快門(mén)fpc33而與未示出的鏡筒fpc電連接?？扉T(mén)fpc33固定至霍爾傳感器保持單元34，并且霍爾傳感器保持單元34通過(guò)扣合連接機(jī)構(gòu)而固定至第二組件基板32，其中，在霍爾傳感器保持單元34和第二組件基板32之間，插入有第二透鏡組件2。

第二透鏡組件保持框31設(shè)置有以霍爾傳感器36位于北極和南極之間的方式被磁化的磁體37，并且照相機(jī)主體的控制單元基于來(lái)自這兩個(gè)霍爾傳感器36的輸出來(lái)檢測(cè)穿過(guò)磁體37的磁場(chǎng)。第二透鏡組件保持框31在與光軸垂直的平面上的移動(dòng)導(dǎo)致穿過(guò)霍爾傳感器36的磁場(chǎng)改變，并且導(dǎo)致霍爾傳感器36的輸出變化；基于此，可以檢測(cè)到第二透鏡組件保持框31在與光軸垂直的方向上的位置(驅(qū)動(dòng)量的檢測(cè))。

線圈38被配置成與磁體37相對(duì)，以使得在光軸方向上前者與后者相比更靠近攝像面；線圈38安裝至第二組件基板32。線圈38經(jīng)由快門(mén)fpc33而電連接至未示出的鏡筒fpc，因而接收到從照相機(jī)主體的電源單元供給的電力。流經(jīng)線圈38的電流生成電磁力，由此可以在與光軸垂直的方向上驅(qū)動(dòng)第二透鏡組件保持框31。

以下參考圖3、6a和6b來(lái)說(shuō)明安裝在傳感器保持器單元500中的調(diào)焦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。第三透鏡組件保持框41被傳感器保持器501支持，以使得第三透鏡組件保持框41能夠在光軸方向上直進(jìn)移動(dòng)。也就是說(shuō)，如圖3、6a和6b所示，通過(guò)按壓配合來(lái)將與攝像光軸平行的主引導(dǎo)軸42固定在傳感器保持器501的孔部中，并且通過(guò)以與主引導(dǎo)軸42類(lèi)似的方式按壓配合來(lái)將用于限制轉(zhuǎn)動(dòng)的副引導(dǎo)軸43固定在傳感器保持器501的孔部中。

如圖6a和6b所示，調(diào)焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)44旋擰固定至傳感器保持器501。第三透鏡組件保持框41具有套筒41a。套筒41a具有與主引導(dǎo)軸42接合的套筒孔。第三透鏡組件保持框41還具有與副引導(dǎo)軸43接合的u形槽41b。第三透鏡組件保持框41還具有位于套筒41a附近以支持齒條45的支持孔41c。

齒條45包括與同馬達(dá)輸出軸一體化的導(dǎo)螺桿44a嚙合的嚙合齒45a以及與嚙合齒45a相對(duì)的施力齒45b。齒條45還包括與第三透鏡組件保持框41的支持孔41c接合的支持軸。施力齒45b在與導(dǎo)螺桿44a嚙合的方向上被螺旋形線圈彈簧46的臂部按壓，并且螺旋形線圈彈簧46的臂部鉤住于齒條45的背面部。因此，施力齒45b和嚙合齒45a始終與導(dǎo)螺桿44a嚙合，其中，導(dǎo)螺桿44a插入于施力齒45b和嚙合齒45a之間。

此外，螺旋形線圈彈簧46在朝向第三透鏡組件保持框41在光軸方向上的端面的方向上向齒條45施加力，以防止齒條45和第三透鏡組件保持框41的滑動(dòng)；這使得能夠在光軸方向上進(jìn)行穩(wěn)定且高精度的驅(qū)動(dòng)。利用上述結(jié)構(gòu)，調(diào)焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)44的導(dǎo)螺桿44a的轉(zhuǎn)動(dòng)使得第三透鏡組件保持框41由于齒條45和導(dǎo)螺桿44a之間的嚙合而沿著光軸直進(jìn)地伸出和縮回。

圖7是示出數(shù)字照相機(jī)100的典型結(jié)構(gòu)的框圖。盡管根據(jù)該結(jié)構(gòu)，照相機(jī)主體和鏡頭200是一體化的，但是鏡頭200能夠可拆卸地安裝至照相機(jī)主體。在圖7中，利用保持在鏡頭200內(nèi)部的透鏡組件來(lái)進(jìn)行透鏡驅(qū)動(dòng)。盡管圖7所示的鏡頭200與圖1～圖6b所示的鏡頭200相同，但是其在圖7中采用簡(jiǎn)化方式示出，以便于該結(jié)構(gòu)的理解。第一透鏡組件(變焦透鏡組件)1通過(guò)調(diào)整焦距來(lái)以光學(xué)方式改變視角。第二透鏡組件2是在與光軸方向不同的方向上可移動(dòng)的移位透鏡，并且校正圖像模糊。第三透鏡組件(調(diào)焦透鏡組件)3調(diào)整焦點(diǎn)。光圈/快門(mén)105調(diào)整曝光控制用的光量。注意，如圖1～6b所示，實(shí)際的光圈21插入于第一透鏡組件和第二透鏡組件2之間，并且快門(mén)插入于第二透鏡組件和第三透鏡組件之間。然而，在圖7中，光圈21和快門(mén)統(tǒng)一示出為光圈/快門(mén)105，以便于說(shuō)明的理解。

圖像傳感器106例如使用電荷耦合器件(ccd)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)傳感器來(lái)接收穿過(guò)了鏡頭200的光，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。該電信號(hào)被輸入至圖像處理電路107，經(jīng)過(guò)像素插值處理和顏色轉(zhuǎn)換處理等，然后被發(fā)送至內(nèi)部存儲(chǔ)器108作為圖像數(shù)據(jù)。

顯示單元109將經(jīng)由攝像所獲得的圖像數(shù)據(jù)連同例如攝像信息一起顯示。壓縮/解壓縮處理單元110根據(jù)圖像格式來(lái)對(duì)內(nèi)部存儲(chǔ)器108中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和解壓縮。存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器111存儲(chǔ)包括參數(shù)的各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)。控制臺(tái)單元112是進(jìn)行各種類(lèi)型的菜單操作和模式切換操作的用戶(hù)接口。例如，控制臺(tái)單元112可以基于用戶(hù)操作來(lái)在靜止圖像和運(yùn)動(dòng)圖像之間以及手動(dòng)調(diào)焦和自動(dòng)調(diào)焦之間進(jìn)行切換。

抖動(dòng)檢測(cè)單元113檢測(cè)攝像設(shè)備的抖動(dòng)和搖動(dòng)。光圈/快門(mén)驅(qū)動(dòng)單元114驅(qū)動(dòng)光圈/快門(mén)105。亮度信號(hào)計(jì)算單元121根據(jù)從圖像傳感器106輸出的電信號(hào)來(lái)計(jì)算被攝體的亮度。曝光控制單元120基于亮度信號(hào)計(jì)算單元121所獲得的亮度信息來(lái)計(jì)算曝光控制值(f值和快門(mén)速度)。

調(diào)焦透鏡驅(qū)動(dòng)單元115驅(qū)動(dòng)第三透鏡組件(調(diào)焦透鏡)3。調(diào)焦控制單元(調(diào)焦透鏡控制單元)123控制調(diào)焦透鏡3的驅(qū)動(dòng)方向和驅(qū)動(dòng)量。掃描控制單元124向調(diào)焦控制單元123發(fā)出用于在預(yù)定范圍內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的指示，并且參考作為評(píng)價(jià)值計(jì)算單元122在調(diào)焦透鏡3的預(yù)定位置處的計(jì)算結(jié)果而獲得的評(píng)價(jià)值(輸出信號(hào))，來(lái)計(jì)算對(duì)比度的形狀。通過(guò)使用產(chǎn)生最高對(duì)比度的焦點(diǎn)位置(焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果)作為光束在圖像傳感器106的平面上聚焦的位置，來(lái)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦(af)控制。

移位透鏡驅(qū)動(dòng)單元116驅(qū)動(dòng)移位透鏡2。移位透鏡當(dāng)前位置檢測(cè)單元117檢測(cè)移位透鏡2的當(dāng)前位置?；趤?lái)自抖動(dòng)檢測(cè)單元113的信息，圖像穩(wěn)定控制單元(用于移位透鏡的驅(qū)動(dòng)控制單元)125計(jì)算用于抵消由攝像設(shè)備的抖動(dòng)導(dǎo)致的圖像模糊的移位透鏡2的移動(dòng)方向和移動(dòng)量。通過(guò)基于該計(jì)算的結(jié)果驅(qū)動(dòng)移位透鏡2來(lái)抵消圖像模糊。焦點(diǎn)校正單元126根據(jù)移位透鏡2的位置來(lái)校正調(diào)焦透鏡3的位置。

變焦透鏡驅(qū)動(dòng)單元118驅(qū)動(dòng)第一透鏡組件(變焦透鏡組件)1。變焦控制單元127根據(jù)來(lái)自控制臺(tái)單元112的變焦操作指示來(lái)控制變焦透鏡組件1的驅(qū)動(dòng)方向和驅(qū)動(dòng)量。系統(tǒng)控制單元119包括諸如中央處理單元(cpu)等的計(jì)算設(shè)備，并根據(jù)用戶(hù)操作來(lái)執(zhí)行在內(nèi)部存儲(chǔ)器108中所存儲(chǔ)的各種類(lèi)型的控制程序；控制程序的示例包括用于進(jìn)行ae控制、af控制、圖像穩(wěn)定控制和變焦控制等的程序。

控制臺(tái)單元112包括根據(jù)按壓量來(lái)連續(xù)接通第一開(kāi)關(guān)(sw1)和第二開(kāi)關(guān)(sw2)的釋放按鈕。這里，在釋放按鈕接近半按下的情況下，第一開(kāi)關(guān)sw1接通，以及在釋放按鈕完成按下的情況下，第二開(kāi)關(guān)sw2接通。一旦第一開(kāi)關(guān)sw1被接通，則曝光控制單元120基于亮度信號(hào)計(jì)算單元121所獲得的亮度信息來(lái)計(jì)算曝光控制值(f值和快門(mén)速度)，并且向光圈/快門(mén)驅(qū)動(dòng)單元114通知該計(jì)算的結(jié)果。相應(yīng)地，進(jìn)行自動(dòng)曝光(ae)控制。評(píng)價(jià)值計(jì)算單元122在從亮度信號(hào)計(jì)算單元121所計(jì)算出的亮度信號(hào)中提取出特定頻率成分之后計(jì)算af評(píng)價(jià)值。

一旦釋放按鈕的第二開(kāi)關(guān)sw2被接通，則曝光控制單元120基于所確定出的f值和快門(mén)速度來(lái)進(jìn)行攝像，并且將圖像傳感器106所獲得的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器111中。為了顯示在釋放按鈕處于非按壓狀態(tài)下時(shí)所獲得的所謂的實(shí)時(shí)取景圖像，曝光控制單元120為了準(zhǔn)備靜止攝像用的曝光、以預(yù)定間隔來(lái)初步確定基于與視頻信號(hào)有關(guān)的上述亮度信息并且基于程序圖的f值和快門(mén)速度。

參考圖8a～8d，以下說(shuō)明在作為具有圖像穩(wěn)定功能的光學(xué)系統(tǒng)的特征的移位透鏡相對(duì)于光軸發(fā)生了偏離的情況下發(fā)生的被攝體的散焦?fàn)顟B(tài)。在圖8a～8d中，x軸表示調(diào)焦透鏡的位置，以及y軸表示被攝體對(duì)比度的評(píng)價(jià)值；這些圖示出調(diào)焦透鏡的位置和被攝體對(duì)比度的評(píng)價(jià)值相對(duì)于預(yù)定被攝體的變動(dòng)。

如圖8a～8d所示，被攝體對(duì)比度的評(píng)價(jià)值根據(jù)調(diào)焦透鏡3的位置而改變，并且高對(duì)比度和低對(duì)比度之間的差由峰狀表示。峰狀的頂點(diǎn)與產(chǎn)生最高被攝體對(duì)比度的位置相對(duì)應(yīng)，并且在調(diào)焦透鏡3處于該位置處時(shí)實(shí)現(xiàn)聚焦?fàn)顟B(tài)。

圖8a～8b示出針對(duì)移位透鏡2與其它透鏡組件一起處于光軸上的情況下的被攝體對(duì)比度的評(píng)價(jià)值和調(diào)焦透鏡的位置，以及圖8c和8d示出針對(duì)移位透鏡2相對(duì)于其它透鏡組件所位于的光軸的中心發(fā)生了偏離的情況的被攝體對(duì)比度的評(píng)價(jià)值和調(diào)焦透鏡的位置。注意，圖8b是用于描繪抖動(dòng)校正透鏡與其它透鏡組件一起處于光軸上的情況的示意圖，以及圖8d是用于描繪抖動(dòng)校正透鏡相對(duì)于其它透鏡組件所位于的光軸的中心發(fā)生了偏離的情況的示意圖。

在移位透鏡如圖8b所示那樣處于光軸上的情況下，在調(diào)焦透鏡處于如圖8a所示的位置x1時(shí)，產(chǎn)生針對(duì)對(duì)比度的最大評(píng)價(jià)值。如果該狀態(tài)改變成圖8d所示的狀態(tài)，即，如果移位透鏡2被驅(qū)動(dòng)并相對(duì)于光軸的中心偏離，則被攝體對(duì)比度的評(píng)價(jià)值和調(diào)焦透鏡的位置將滿(mǎn)足圖8c所示的關(guān)系。結(jié)果，表示被攝體對(duì)比度的評(píng)價(jià)值的峰狀如圖8c所示那樣向右偏移。也就是說(shuō)，產(chǎn)生被攝體對(duì)比度的最大評(píng)價(jià)值的調(diào)焦透鏡位置從x1偏移至x2。

假定在移位透鏡2與其它透鏡組件一起處于光軸上的情況下通過(guò)將調(diào)焦透鏡3移動(dòng)至位置x1并且將其保持在位置x1而使被攝體聚焦的情況。在這種情況下，如果在調(diào)焦透鏡3保持在位置x1處的情況下移位透鏡2移動(dòng)，則如圖8c所示，被攝體對(duì)比度的評(píng)價(jià)值從y1下降至y2。如果在該狀態(tài)下進(jìn)行攝像操作，則對(duì)比度的評(píng)價(jià)值保持為小。此外，由于由拍攝者引起的照相機(jī)抖動(dòng)不是恒定的并且隨時(shí)間變化，因此移位透鏡的移動(dòng)不是恒定的，并且被攝體對(duì)比度恒定改變。

現(xiàn)在，將說(shuō)明在本實(shí)施例中移位透鏡2和調(diào)焦透鏡3在攝像前后如何進(jìn)行操作以解決上述問(wèn)題。圖9示出移位透鏡位置和針對(duì)調(diào)焦透鏡位置的校正量之間的關(guān)系。

在該圖中，y軸表示移位透鏡2相對(duì)于光軸的位置，以及x軸表示當(dāng)驅(qū)動(dòng)移位透鏡2時(shí)要校正調(diào)焦透鏡3的位置所利用的校正量。在圖9中，移位透鏡2位于位置mov0意味著移位透鏡2位于位置0，即，光軸中心。當(dāng)移位透鏡2位于位置mov0時(shí)，針對(duì)調(diào)焦透鏡位置的校正量是comp0。mov0和comp0的具體數(shù)值分別為0。

另一方面，在圖9中，移位透鏡2位于位置mov5意味著移位透鏡2距離光軸中心最遠(yuǎn)。當(dāng)移位透鏡2位于位置mov5時(shí)，針對(duì)調(diào)焦透鏡3的位置的校正量是comp5。將移位透鏡2的位置和調(diào)焦透鏡3的移動(dòng)量之間的上述關(guān)系存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器108中。因此，在預(yù)定被攝體的攝像期間，由于將調(diào)焦透鏡3移動(dòng)了與由拍攝者所引起的照相機(jī)抖動(dòng)量(移位透鏡2的移動(dòng)量)相對(duì)應(yīng)的量，因此被攝體對(duì)比度在實(shí)時(shí)取景上不會(huì)降低。

包括mov5和comp5的數(shù)值的這些數(shù)值根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的特性而變化。盡管移位透鏡2的位置和針對(duì)調(diào)焦透鏡3的位置的校正量之間的關(guān)系在圖9中由直線來(lái)表示，但是根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的特性，其可以由曲線來(lái)表示。

如上所述，在本實(shí)施例中，將移位透鏡2的位置和針對(duì)調(diào)焦透鏡3的位置的校正量之間的關(guān)系存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器108中。然而，在靜止圖像的曝光期間與移位透鏡2的移動(dòng)連動(dòng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡3很可能改變視角，并且周邊區(qū)域中的圖像質(zhì)量劣化。有鑒于此，系統(tǒng)控制單元119可以根據(jù)靜止圖像的曝光時(shí)長(zhǎng)來(lái)限制調(diào)焦透鏡3的移動(dòng)量。

同樣地，在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝期間，與移位透鏡2的移動(dòng)連動(dòng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡3很可能改變視角，并且使得用戶(hù)感到不適。有鑒于此，在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝期間，可以限制與焦點(diǎn)校正有關(guān)的調(diào)焦透鏡3的移動(dòng)量和移動(dòng)速度，以防止視角的突然變化。

此外，與移位透鏡2的移動(dòng)連動(dòng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡3產(chǎn)生功耗增大的問(wèn)題，這降低了可拍攝的圖像的數(shù)量。有鑒于此，在由于移位透鏡2的移動(dòng)量小而導(dǎo)致焦點(diǎn)的變動(dòng)小的情況下，可以跳過(guò)對(duì)調(diào)焦透鏡3的驅(qū)動(dòng)，或者可以限制其驅(qū)動(dòng)量。

此外，通過(guò)用戶(hù)對(duì)手動(dòng)調(diào)焦模式的選擇可以使得能夠選擇與移位透鏡2的移動(dòng)連動(dòng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡3的模式，或者不進(jìn)行對(duì)調(diào)焦透鏡3的這種驅(qū)動(dòng)的模式。這使得用戶(hù)能夠自由進(jìn)行攝像。

圖10是基于在照相機(jī)上所進(jìn)行的攝像中移位透鏡的移動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡的處理的流程圖。注意，圖10的流程圖的處理在系統(tǒng)控制單元119的控制下執(zhí)行。

首先，在步驟s101中，在照相機(jī)的電源被接通的情況下，系統(tǒng)控制單元119在步驟s102中根據(jù)拍攝者所引起的照相機(jī)抖動(dòng)量來(lái)開(kāi)始圖像穩(wěn)定控制。在步驟s103中，根據(jù)利用移位透鏡2的圖像穩(wěn)定量，來(lái)開(kāi)始使用調(diào)焦透鏡3的焦點(diǎn)校正控制。在步驟s104中，判斷是否通過(guò)按下釋放按鈕而接通了第二開(kāi)關(guān)(sw2)。如果在步驟s104中尚未接通第二開(kāi)關(guān)(sw2)，則在正顯示實(shí)時(shí)取景圖像的情況下使處理返回至步驟s102，并且重復(fù)步驟s103和s104的操作。

另一方面，如果在步驟s104中接通了第二開(kāi)關(guān)(sw2)，則在步驟s105中開(kāi)始靜止圖像拍攝操作和曝光。在步驟s106中，為了圖像穩(wěn)定的目的，系統(tǒng)控制單元119根據(jù)曝光期間的照相機(jī)抖動(dòng)量來(lái)驅(qū)動(dòng)移位透鏡2。一旦開(kāi)始了曝光，則判斷為攝像處于執(zhí)行中，并且處理進(jìn)入步驟s111，其中在步驟s111中，系統(tǒng)控制單元119開(kāi)始與移位透鏡2的移動(dòng)連動(dòng)地移動(dòng)調(diào)焦透鏡3，由此進(jìn)行焦點(diǎn)校正操作。之后，處理進(jìn)入結(jié)束曝光的步驟s112。

第二實(shí)施例

現(xiàn)在，說(shuō)明本發(fā)明的攝像設(shè)備的第二實(shí)施例。由于根據(jù)第二實(shí)施例的攝像設(shè)備是以與根據(jù)第一實(shí)施例的攝像設(shè)備相同的方式配置的，因此以下將僅說(shuō)明第一實(shí)施例和本實(shí)施例之間的不同。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于在被攝體曝光期間移動(dòng)移位透鏡和調(diào)焦透鏡的操作。

圖11是基于在照相機(jī)上所進(jìn)行的攝像中的移位透鏡的移動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡的處理的流程圖。注意，圖11的流程圖的處理是在系統(tǒng)控制單元119下執(zhí)行的。

首先，在步驟s201中，在照相機(jī)的電源被接通的情況下，系統(tǒng)控制單元119在步驟s202中根據(jù)由拍攝者所引起的照相機(jī)抖動(dòng)量來(lái)開(kāi)始圖像穩(wěn)定控制。在步驟s203中，根據(jù)利用移位透鏡2的圖像穩(wěn)定量，來(lái)開(kāi)始使用調(diào)焦透鏡3的焦點(diǎn)校正控制。在步驟s204中，判斷是否通過(guò)按下釋放按鈕而接通了第二開(kāi)關(guān)(sw2)。如果在步驟s204中尚未接通第二開(kāi)關(guān)(sw2)，則在正顯示實(shí)時(shí)取景圖像的情況下處理返回至步驟s202，并且重復(fù)步驟s203和s204的操作。

另一方面，如果在步驟s204中接通了第二開(kāi)關(guān)(sw2)，則在步驟s205中開(kāi)始靜止圖像拍攝操作和曝光。在步驟s206中，為了圖像穩(wěn)定的目的，系統(tǒng)控制單元119根據(jù)曝光期間的照相機(jī)抖動(dòng)量來(lái)驅(qū)動(dòng)移位透鏡2。一旦開(kāi)始了曝光，則系統(tǒng)控制單元119判斷為攝像處于執(zhí)行中，并且處理進(jìn)入步驟s207，以判斷所計(jì)算出的曝光時(shí)間段是否等于或短于預(yù)定時(shí)間段。如果在步驟s207中曝光時(shí)間段長(zhǎng)于預(yù)定時(shí)間段，則系統(tǒng)控制單元119進(jìn)入步驟s208，并且限制調(diào)焦透鏡3的用于焦點(diǎn)校正的可移動(dòng)范圍、或者防止其移動(dòng)。之后，處理進(jìn)入結(jié)束曝光的步驟s212。

如果在步驟s207中曝光時(shí)間段等于或短于預(yù)定時(shí)間段，則系統(tǒng)控制單元119進(jìn)入步驟s209，并且判斷所計(jì)算出的調(diào)焦透鏡3的移動(dòng)量是否等于或小于預(yù)定量。如果在步驟s209中調(diào)焦透鏡3的移動(dòng)量等于或小于預(yù)定量，則系統(tǒng)控制單元119進(jìn)入步驟s210，并且限制調(diào)焦透鏡的移動(dòng)范圍和移動(dòng)速度其中之一、或者防止其移動(dòng)。之后，處理進(jìn)入結(jié)束曝光的步驟s212。

另一方面，如果在步驟s209中調(diào)焦透鏡3的移動(dòng)量大于預(yù)定量(預(yù)定閾值)，則系統(tǒng)控制單元119進(jìn)入步驟s211，并且開(kāi)始與移位透鏡2的移動(dòng)連動(dòng)地移動(dòng)調(diào)焦透鏡3，由此進(jìn)行焦點(diǎn)校正操作。之后，處理進(jìn)入結(jié)束曝光的步驟s212。

盡管上述的本實(shí)施例介紹了基于曝光時(shí)間段來(lái)限制調(diào)焦透鏡的移動(dòng)量的操作，但是一些光學(xué)系統(tǒng)可以不需要對(duì)調(diào)焦透鏡的移動(dòng)量的這種限制。因此，本發(fā)明的操作不限于圖11的流程圖。

盡管使用攝像設(shè)備作為示例說(shuō)明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且包括本發(fā)明的原理的范圍內(nèi)的各種實(shí)施例。

例如，盡管上述實(shí)施例中與曝光期間的移位透鏡的移動(dòng)連動(dòng)地使用調(diào)焦透鏡進(jìn)行焦點(diǎn)校正，但是由于由調(diào)焦透鏡的移動(dòng)所引起的視角變化而使周邊區(qū)域中的圖像質(zhì)量劣化，因此可以在曝光期間進(jìn)行用于防止調(diào)焦透鏡的移動(dòng)的控制。

盡管在上述實(shí)施例中變焦透鏡被描述為包括三個(gè)組件的鏡筒，但是鏡筒可以不是包括三個(gè)組件。此外，盡管移位透鏡被描述為一個(gè)透鏡組件，但是還可以在使用兩個(gè)移位透鏡組件來(lái)進(jìn)行圖像穩(wěn)定的情況下(在設(shè)置有多個(gè)移位透鏡的情況下)應(yīng)用本發(fā)明。在這種情況下，只要根據(jù)兩個(gè)移位透鏡組件的圖像穩(wěn)定量來(lái)計(jì)算利用調(diào)焦透鏡的焦點(diǎn)校正量就足夠了。

代替鏡頭，圖像傳感器可以通過(guò)在與光軸垂直的平面上移動(dòng)來(lái)進(jìn)行圖像穩(wěn)定。

移位透鏡不僅可以被配置為在與光軸垂直的平面上移動(dòng)，而且還可以繞作為光軸上的任意中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸傾斜。

其它實(shí)施例

本發(fā)明的實(shí)施例還可以通過(guò)如下的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者各種存儲(chǔ)介質(zhì)將執(zhí)行上述實(shí)施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)或是中央處理單元(cpu)、微處理單元(mpu)讀出并執(zhí)行程序的方法。

盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開(kāi)的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書(shū)的范圍符合最寬的解釋?zhuān)园羞@類(lèi)修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。