專利名稱：防抖裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于拍照設備的防抖裝置，特別涉及在防抖操作的預 定時間的來自角速度傳感器的輸出信號的補償輸出的修改。
背景技術：
提出了一種用于拍照設備的防抖裝置。防抖裝置通過使手震動校 正鏡頭或者成像裝置在與光軸垂直的平面上運動，且移動的量與在成 像過程中所發(fā)生的手震動的量相對應，以此來校正手震動影響。
日本未審專利公開(K0KAI) No.H09-51465公開了一種防抖裝置， 當產(chǎn)生電力變化時，其在電力變化檢測的基礎上，通過改變對來自角 速度傳感器(陀螺傳感器)的輸出信號的濾波的濾波器的特性，來檢 測電源電力并減少包括在來自角速度傳感器的輸出信號中的補償輸 出。
但是，除角速度傳感器以外，還需要包括檢測電源電力的檢測裝 置，于是使防抖裝置的構造變得復雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標在于提供一種防抖裝置(圖像穩(wěn)定裝置)，其 在防抖操作的預定時間段內(nèi)正確檢測手震動的量而不使防抖裝置的構 造變得復雜。
根據(jù)本發(fā)明，用于圖像穩(wěn)定的防抖裝置包括角速度傳感器和控制 器。角速度傳感器檢測角速度。控制器控制角速度傳感器并在角速度 傳感器的輸出信號的基礎上執(zhí)行防抖操作。控制器在防抖操作的預定 時間段內(nèi)執(zhí)行輸出信號值中的補償輸出的修改，并且除預定時間段期 間以外不執(zhí)行修改。


通過下列說明并參照附圖本發(fā)明的目的和優(yōu)點將更好理解，其中
圖1是從后側觀察的拍照設備的實施方式的后透視圖2是拍照設備的主視圖3是拍照設備的電路構造原理圖4是顯示拍照設備的主要操作的流程圖5是顯示定時器的中斷過程的細節(jié)的流程圖6是顯示防抖操作中的計算的圖；和
圖7是顯示漂移插值(drift interpolation)處理操作的細節(jié)的 流程圖。
具體實施例方式
下面參照附圖中顯示的實施方式對本發(fā)明進行描述。在實施方式 中，拍照設備1是一個數(shù)碼相機，該拍照設備1的照相機鏡頭67具有 光軸LX。
為了解釋實施方式中的方向，第一方向x、第二方向y和第三方向 z被定義(見圖l)。第一方向x是與光軸LX垂直的方向。第二方向y 是與光軸LX和第一方向x垂直的方向。第三方向z是與光軸LX平行 并與第一方向x和第二方向y都垂直的方向。
拍照設備1的成像部分包括P0N按鈕11、 P0N開關lla、測光開關 12a、釋放按鈕13、釋放開關13a、防抖按鈕14、防抖開關14a、指示 器17諸如LCD監(jiān)測器等、反光鏡光圈快門單元18、 DSP 19、 CPU 21、 AE (自動曝光)單元23、 AF (自動對焦)單元24、防抖單元30中的 成像單元39a和照相機鏡頭67 (見圖1、 2和3)。
PON開關lla是處于ON狀態(tài)還是處于OFF狀態(tài)，是通過PON按鈕 11的狀態(tài)被測定，從而使拍照設備1的ON/OFF狀態(tài)對應于PON開關 lla的ON/OFF狀態(tài)。
攝影對象的圖像通過照相機鏡頭67由成像單元39a采集，作為光 學圖像，采集的圖像被顯示在指示器17上。攝影對象的圖像可由光學 取景器(未示出)觀察。
當釋放按鈕13被操作者部分壓縮時，測光開關12a變成ON狀態(tài)， 使光度測定操作、AF感知操作和聚焦操作被執(zhí)行。
當釋放按鈕13由操作者完全壓縮時，釋放開關13a變成ON狀態(tài)， 使成像單元39a進行成像操作，并且采集的圖像被存儲。
在該實施方式中，防抖操作從當釋放開關13a被設定成ON狀態(tài)時 的點開始執(zhí)行到當釋放順序操作(攝影操作)結束時的點。但是，防 抖操作可在處釋放順序操作期間之外被執(zhí)行。
反光鏡光圈快門單元18與CPU 21的端口 P7連接并執(zhí)行反光鏡18a 的UP/D0麗操作(反光鏡抬起操作和反光鏡放下操作)，光圈的 OPEN/CLOSE操作和與釋放開關13a的ON狀態(tài)對應的快門18b的 OPEN/CLOSE操作。
在反光鏡18a抬起操作被執(zhí)行的同時，或者在抬起開關(未示出) 被設定ON狀態(tài)以便使快門的前簾(front curtain)進行運動的同時， 前簾運動信號(未示出)被設定為ON狀態(tài)。
DSP 19與CPU 21的端口 P9連接并且它與成像單元39a連接。基 于來自CPU 21的指令，DSP 19對由成像單元39a的成像操作所采集的 圖像信號執(zhí)行計算操作，諸如成像處理操作等。
CPU 21是控制裝置，控制與成像操作和防抖操作(即圖像穩(wěn)定操 作)有關的拍照設備1的每個部件。防抖操作包括可運動單元30a和 位置檢測作用兩種運動。
此外，CPU 21存儲確定拍照設備1是否處于防抖模式下的防抖參 數(shù)IS的值、釋放時間計算器RLST、和釋放狀態(tài)參數(shù)RP。
釋放狀態(tài)參數(shù)RP的值相對于釋放順序操作而變化。當進行釋放順 序操作時，釋放狀態(tài)參數(shù)RP的值被設定為1 (見圖4中的步驟S21到 S30)，當釋放順序操作結束時，釋放狀態(tài)參數(shù)RP的值被設定(重新設 定)為0 (見圖4中的步驟S13到S30)
釋放時間計算器RLST是從當釋放順序操作開始起所經(jīng)過的時間的 計數(shù)器，其通過發(fā)生在預定狀態(tài)下在預定時間間隔為1ms內(nèi)的每個中 斷過程時，起到將釋放時間計算器RLST的值增加1起作用(見圖7中 的步驟S73)。
在釋放開關13a被設定為ON狀態(tài)之后CPU 21執(zhí)行釋放順序操作。 此外，CPU 21存儲第一前漂移插值數(shù)字角速度信號BVxn，第二前 漂移插值數(shù)字角速度信號BVyn，第一數(shù)字角速度信號Vx。，第二數(shù)字角
速度信號Vyn，第一數(shù)字角速度VVxn，第二數(shù)字角速度VVy。，數(shù)字位移 角Bxn，第二數(shù)字位移角Byn，位置S。在第一方向x中的坐標Sxn，位 置Sn在第二方向y中的坐標Syn，第一驅動力Dxn，第二驅動力Dyn， 位置Pn在A/D轉換后在第一方向x中的坐標pdxn，位置&在A/D轉 換后在第二方向y中的坐標pdyn，第一減去值exn，第二減去值eyn， 第一比例系數(shù)Kx，第二比例系數(shù)Ky，防抖操作的取樣周期e，第一積 分系數(shù)Tix，第二積分系數(shù)Tiy ，第一微分系數(shù)Tdx和第二微分系數(shù)Tdy 。 在該實施方式中，第一數(shù)字角速度信號Vi通過在以第一角速度 vx為基礎的第一前漂移插值數(shù)字角速度信號BVxn上執(zhí)行漂移插值處理 操作來計算。
同樣，第二數(shù)字角速度信號Vy。通過在以第二角速度vy為基礎的 第二前漂移插值數(shù)字角速度信號BVyn上執(zhí)行漂移插值處理操作來計 算。
在漂移插值處理操作中，與電力的較大變化對應的補償輸出基于 釋放操作被插值，該釋放操作是在釋放順序操作開始后(釋放開關13a 被設置為0N狀態(tài))的預定時間段(漂移插值參考時間GTC:第一時間) 發(fā)生的，例如反光鏡18a抬起操作等；換言之，角速度檢測單元25的 輸出的補償成分被減少?；蛘撸谝缓偷诙捌撇逯禂?shù)字角速度信 號BV&和Bvy 的值被減小，因此第一和第二數(shù)字角速度信號Vl和Vyn 的值分別被減小為第一和第二前漂移插值數(shù)字角速度信號BV&和nBVyn 的值的補償成分。
當釋放時間計數(shù)器RLST的值小于或等于漂移插值參考時間GTC的 值時，漂移插值處理操作被執(zhí)行。
漂移插值參考時間GTC的值被設定為第一和第二高通濾波電路 27a和27b的時間常數(shù)的兩倍，并被存在在CPU 21中。
當釋放順序操作開始時，拍照設備1的主電源的電力的較大變化 影響回轉信號處理電路的高阻抗部分，諸如第一高通濾波電路27a等， 使補償(參考值滯后)在角速度檢測單元25的輸出中發(fā)生(補償輸出 發(fā)生)。
在手震動的量和防抖操作的可運動單元30a應當運動到的位置的 計算中，角速度檢測單元的輸出信號被積分；因此，在防抖操作期間
由補償輸出引起的輸出信號值的變化引起可運動單元30a的運動的漂 移。這種不需要的運動意味著防抖操作由于漂移而沒有被正確執(zhí)行。
補償輸出表示在釋放操作開始后的即時最大補償輸出值0F，隨后 補償輸出逐漸下降，持續(xù)漂移插值參考時間GTC，該參考時間為第一和 第二高通濾波電路27a和27b的時間常數(shù)的兩倍。
在漂移插值參考時間GTC期間補償輸出的減少的傾斜實際上是非 線性的，但是，在漂移插值處理操作中它可以被認為是線性的。
在該實施方式中，在釋放順序操作開始之后在預定時間段期間(漂 移插值參考時間GTC)漂移插值處理操作被執(zhí)行。在漂移插值處理操作 中，角速度檢測單元25的輸出的補償成分(第一和第二前獲得數(shù)字角 速度信號BVl和BVy ，見圖5中的步驟S25)被減小(修改)為補償 輸出的減小，與釋放順序操作開始時的經(jīng)過的時間相對應，幾乎是線 性的。因此，防抖操作(手震動的量的檢測)可被正確執(zhí)行，即便角 速度檢測單元25的發(fā)生偏移也是這樣。
最大補償輸出值0F在生產(chǎn)的調(diào)節(jié)過程中被計算并被存在在CPU 21中。
AE單元(曝光計算單元)23執(zhí)行光度測定操作并基于被攝影對象 計算光度測定值。AE單元23還計算相對于光度測定值的光圈值和曝光 的時間長度，二者對于成像來說都是需要的。AF單元24執(zhí)行AF感知 操作和相應的聚焦操作，二者對于成像來說都是需要的。在聚焦操作 中，照相機鏡頭67沿著LX方向沿光軸重新定位。
拍照設備1的防抖部件(防抖裝置)包括防抖按鈕14，防抖開關 14a、指示器17、 CPU 21、角速度檢測單元25、驅動電路29、防抖單 元30、霍爾元件信號處理單元45 (磁場變化檢測元件)和照相機鏡頭 67。
當防抖按鈕14被操作者壓下時，防抖開關14a改變成0N狀態(tài)， 從而使得防抖操作在預定的時間間隔被執(zhí)行，其中角速度檢測單元25 和防抖單元30獨立于包括光度測定操作等的其它操作被驅動防抖。當 防抖開關14a處于0N狀態(tài)時，換言之，處于防抖模式下，防抖參數(shù)IS 被設定為1 (IS=1)。當防抖開關14a沒有處于0N狀態(tài)時，換言之處于 非防抖模式下，防抖參數(shù)IS被設定為O (IS=0)。在該實施方式中，預
定時間間隔值被設定為lms。
與這些開關的輸入信號對應的各種輸出指令由CPU 21控制。
有關測光開關12a是否處于ON狀態(tài)或者OFF狀態(tài)的信息被輸入到 CPU 21的端口 P12中作為1-位數(shù)字信號。有關釋放開關13a是否處于 ON狀態(tài)或者OFF狀態(tài)的信息被輸入到CPU 21的端口 P13中作為1-位 數(shù)字信號。有關防抖開關14a是否處于ON狀態(tài)或者OFF狀態(tài)的信息被 輸入到CPU 21的端口 P14中作為l-位數(shù)字信號。
AE單元23與CPU 21的端口 P4連接，用于輸入和輸出信號。AF 單元24與CPU 21的端口 P5連接，用于輸入和輸出信號。指示器17 與CPU 21的端口P6連接，用于輸入和輸出信號。
接著，解釋CPU 21和角速度檢測單元25、驅動電路29、防抖單 元30和霍爾元件信號處理單元45之間的輸入和輸出關系的細節(jié)。
角速度檢測單元25具有第一角速度傳感器26a、第一高通濾波電 路27a、第二高通濾波電路27b，第一放大器28a和第二放大器28b。
第一角速度傳感器26a檢測拍照設備1圍繞第二方向y的旋轉(偏 轉)運動的角速度(沿著拍照設備1的角速度的第一方向x的速度分 量)。第一角速度傳感器26a是陀螺傳感器，檢測偏轉角速度。
第二角速度傳感器26b檢測拍照設備1圍繞第一方向x的旋轉(傾 斜)運動的角速度(檢測拍照設備1的角速度的第二方向y的速度分 量)。第二角速度傳感器26b是陀螺傳感器，檢測傾斜角速度。
第一高通濾波電路27a減少了來自第一角速度傳感器26a的信號 輸出的低頻成分，因為來自第一角速度傳感器26a的信號輸出的低頻 信號包括以零電壓和搖攝運動(panning motion)為基礎的信號元， 它們都與手震動無關。
第二高通濾波電路27b減少了來自第二角速度傳感器26b的信號 輸出的低頻成分，因為來自第二角速度傳感器26b的信號輸出的低頻 元件包括以零電壓搖攝運動(panning motion)為基礎的信號元，它 們都與手震動無關。
第一放大器28a將與低頻成分已經(jīng)被減少的偏轉角速度有關的信 號放大，并將模擬信號輸出到CPU 21的A/D轉換器A/D 0作為第二角
速度VXo
第二放大器28b將與低頻成分已經(jīng)被減少的俯仰角速度有關的信
號放大，并將模擬信號輸出到CPU 21的A/D轉換器A/D1作為第一角 速度vy。
低頻信號成分的減少是兩步過程；模擬高通濾波處理操作的基本 部分首先由第一和第二高通濾波電路27a和27b執(zhí)行，接著數(shù)字高通 濾波處理操作的次級部分由CPU 21執(zhí)行。
數(shù)字高通濾波處理操作的次級部分臨界頻率(cut off frequency) 比模擬高通濾波處理操作的基本部分的臨界頻率高。
在數(shù)字高通濾波處理操作中，時間常數(shù)值(第一高通濾波時間常 數(shù)hx和第二高通濾波時間常數(shù)hy)可以很容易被改變。
到CPU 21和角速度檢測單元25的每個部分的電力供應在PON開 關lla被設定為ON狀態(tài)(主電源被設定為ON狀態(tài))之后開始。手震 動量的計算在PON開關lla被設定為ON狀態(tài)后開始。
CPU 21將輸入A/D轉換器A/D 0的第一角速度vx轉換成第一前漂 移插值數(shù)字角速度信號BVxn (A/D轉換操作)；計算第一數(shù)字角速度信 號Vx (與釋放順序操作期間的補償輸出對應的漂移插值處理操作)； 通過減少第一數(shù)字角速度信號Vxn (數(shù)字高通濾波處理操作)的低頻成 分來計算第一數(shù)字角速度VVxn，因為第一數(shù)字角速度信號Vxn的低頻成 分包括以零電壓和搖攝運動為基礎的信號成分，它們都與手震動無關； 并通過積分第一數(shù)字角速度VVxn (積分處理操作)計算手震動的量(手 震動位移角第一數(shù)字位移角Bxn)。
類似地，CPU 21將輸入A/D轉換器A/D 1的第二角速度vy轉換成 第二數(shù)字角速度信號BVyn (A/D轉換操作)；計算第二數(shù)字角速度信號 Vy (與釋放順序操作期間的補償輸出對應的漂移插值處理操作)；通過 減少第二數(shù)字角速度信號Vyn (數(shù)字高通濾波處理操作)的低頻成分來 計算第二數(shù)字角速度VVxn，因為第二數(shù)字角速度信號Vyn的低頻元包括 以零電壓和搖攝運動為基礎的信號元件，它們都與手震動無關；并通 過積分第二數(shù)字角速度VVyn (積分處理操作)計算手震動的量(手震 動位移角第二數(shù)字位移角By》。
因此，CPU 21和角速度檢測單元25使用函數(shù)來計算手震動的量。
值"nn"是大于1的整數(shù)，并表示從定時開始(t=l，見圖4中的
步驟S12)的中斷過程的點到進行最近防抖操作的點(t二n)的時間長 度(ms)。
與第一方向x有關的漂移插值處理處理操作即第一數(shù)字角速度信 號Vxn (見圖6中的1的"插值")的計算，通過基于第一前漂移插值 數(shù)字角速度信號BVxn、漂移插值參考時間GTC、最大補償輸出值OF和 釋放時間計算器RLST的計算來執(zhí)行(Vxn=BVxn- (OF-0FXRLST + GTC， 見圖7中的步驟S72)。
類似地，與第二方向y有關的漂移插值處理處理操作即第二數(shù)字 角速度信號Vyn的計算，通過基于第二前漂移插值數(shù)字角速度信號BVyn、 漂移插值參考時間GTC、最大補償輸出值OF和釋放時間計算器RLST 的計算來執(zhí)行(Vyn=BVyn- (OF-OFXRLST + GTC))。
在釋放順序操作開始后，除預定時間段(漂移插入?yún)⒖紩r間GTC) 期間外，漂移插值處理操作沒有被執(zhí)行。
在與第一方向x有關的數(shù)字高通濾波處理操作中，第一數(shù)字角速 度VVxn通過將第一數(shù)字角速度VVxl的到由在1ms的預定時間間隔之前 的定時中斷過程(在執(zhí)行最近防抖操作之前)計算的VVx^的總和除以 第一高通濾波時間常數(shù)hx，然后從第一數(shù)字角速度信號Vi中減去該 商(Wxn=Vxn- (SVVxh) +hx，見圖6中的(l))來計算。
在與第二方向y有關的數(shù)字高通濾波處理操作中，第二數(shù)字角速 度VVyn通過將第二數(shù)字角速度VVyJ勺到由在1ms的預定時間間隔之前 的定時中斷過程(在執(zhí)行最晚防抖操作之前)計算的VVy^的總和除以 第一高通濾波時間常數(shù)hy，然后從第一數(shù)字角速度信號Vy。中減去該 商(VVyn=Vyn- (2VVy^) +hy)來計算。
在該實施方式中，定時的中斷操作(部分的)中角速度檢測操作 包括在角速度檢測單元25內(nèi)的處理以及將第一和第二角速度vx和vy 從第一角速度檢測單元25輸入到CPU 21的處理。
在與第一方向x有關的積分處理操作中，第一數(shù)字位移角Bi通過 將從定時中斷過程開始的t^ (見圖4中的步驟S12)時的點處的第一 數(shù)字角速度VVXi到進行最近防抖操作時的點(t=n)處的第一數(shù)字角速 度VVxn加和來計算(Bxn=2VVx ，見圖6中的(3))。
類似地，在與第二方向y有關的積分處理操作中，第二數(shù)字位移
角By。通過將從定時中斷過程開始的t二l (見圖4中的步驟S12)時的 點處的第二數(shù)字角速度VVyl到進行最近防抖操作時的點(t=n)處的 第二數(shù)字角速度VVyn加和來計算(Byn=2VVyn)。
CPU21計算成像單元39a (可運動單元30a)應當被運動到的位置 Sn，其與基于位置轉換系數(shù)zz (用于第一方向x的第一位置轉換系數(shù) zx和用于第二方向y的第二位置轉換系數(shù)zy)計算的用于第一方向x 和第二方向y的手震動的量(第一和第二數(shù)字位移角B&和Byn)對應。
位置Sn在第一方向x中的坐標被定義為Sxn，位置Sn在第二方向y 中的坐標被定義為Syn。包括成像單元39a的可運動單元30a的運動通 過使用電磁力來執(zhí)行并在后面描述。
驅動力a驅動驅動電路29以便將可運動單元30a運動到位置Sn。 驅動力Dn在第一方向x中的坐標被定義為第一驅動力Dxn (在D/A轉換 之后第一 P観功率dx)。驅動力Dn在第二方向y中的坐標被定義為 第二驅動力Dy。(在D/A轉換之后第二P麗功率dy)。
在有關第一方向x的定位操作中，位置Sn在第一方向x中的坐標 被定義為Sxn，并且是最近第一數(shù)字位移角Bx。和第一位置轉換系數(shù)zx (Sxn=zxXBx ，見圖6中的(3))乘積的結果。
在有關第二方向y的定位操作中，位置S-在第二方向y中的坐標 被定義為Syn，并且是最近第二數(shù)字位移角By。和第二位置轉換系數(shù)zy (Syn=zyXByn)乘積的結果。
防抖單元30是通過使成像單元39a運動到位置Sn，通過在曝光時 間期間和當防抖操作被執(zhí)行時(IS二1)消除成像單元39a的成像裝置 的成像表面上的攝影對象圖像的滯后以及通過穩(wěn)定顯示在成像裝置的 成像表面上的攝影對象圖像來校正手震動效果的裝置。
防抖單元30具有固定單元30b和包括成像單元39a并可圍繞xy 平面運動的可運動單元30a。
在當防抖操作沒有被執(zhí)行(IS=0)的曝光時間過程中，可運動單 元30a被固定到(保持在)預定位置。在該實施方式中，預定位置是 運動范圍的中心。
防抖單元30不具有當可運動單元30a沒有被驅動(驅動OFF狀態(tài)) 時將可運動單元30a保持在固定位置中的固定定位機構。
防抖單元30的可運動單元30a的驅動，包括運動到預定的固定(保 持)位置，是由用于驅動的線圈單元和用于驅動的磁單元的電磁力執(zhí) 行的，通過具有從CPU 21的P麗0輸入的第一 P麗功率dx和從CPU 21 的P麵1輸入的第一P麗功率dy的驅動電路29實現(xiàn)(見圖6中的(5))。
可運動單元30a的檢測位置Pn，在由驅動電路29影響的運動之前 或之后，由霍爾元件單元44a和霍爾元件信號處理電路45檢測。
與檢測位置h在第一方向x中的第一坐標有關的信息，換言之第 一檢測位置信號px被輸入到CPU 21的A/D轉換器A/D 2中(見圖6 中的(2))。第一檢測位置信號px是模擬信號，由A/D轉換器A/D 2 (A/D轉換操作)轉換成數(shù)字信號。檢測位置h在第一方向x中的第 一坐標在A/D轉換操作之后被定義為pdxn并對應于第一檢測位置信號
與檢測位置R在第二方向y中的第二坐標有關的信息，換言之第 二檢測位置信號py被輸入到CPU 21的A/D轉換器A/D 3中。第二檢 測位置信號py是模擬信號，由A/D轉換器A/D 3 (A/D轉換操作)轉 換成數(shù)字信號。檢測位置h在第二方向y中的第二坐標在A/D轉換操 作之后被定義為pdy。并對應于第二檢測位置信號py。
PID (比例積分微分)控制器基于用于檢測位置Pn (pdx ， pdyn) 和位置Sn (sx ， sy )的隨后運動的坐標數(shù)據(jù)的基礎上計算第一和第二 驅動力Dxn和Dy。。
第一驅動力Dxn的計算是基于第一減去值exn，第一比例系數(shù)Kx、 取樣周期e ，第一積分系數(shù)Tix和第一微分系數(shù)Tdx (Dxn=KxX {ex + 0 +TixXEexn+Tdx+ e X (ex「ex^) }，見圖6中的(4))。第一減 去值e&通過在A/D轉換操作pdi之后從位置Sn在第一方向x中的坐
標SXn中減去檢測位置Pn在第一方向X中的第一坐標來計算
(exn=Sxn-pdxn)。
第二驅動力D^的計算是基于第二減去值eyn，第二比例系數(shù)Ky、 取樣周期9 ，第二積分系數(shù)Tiy和第二微分系數(shù)Tdy (Dyn=KyX {eyn+ e +TiyXEeyn+Tdy+ e X (eyn-eyn—》})。第二減去值ey。通過在A/D 轉換操作pdyn之后從位置Sn在第二方向y中的坐標Sy。中減去檢測位 置Pn在第二方向y中的第二坐標來計算(eyn=Syn-pdyn)。
取樣周期e的值被設定為lms的預定時間間隔。
當拍照設備1處于防抖模式(IS二1)時，將可運動單元30a驅動 到與PID控制器的防抖操作對應的位置Sn (Sx ， Syn)被執(zhí)行，在該模 式中防抖開關14a被設定為0N狀態(tài)。
當防抖參數(shù)IS為0時，不與防抖操作對應的PID控制器被執(zhí)行， 使可運動單元30a運動到運動范圍的中心(預定位置)。
可運動單元30a具有用于驅動包括第一驅動線圈31a和第二驅動 線圈32a的線圈單元，具有成像裝置的成像單元39a，和作為磁場變化 檢測元件單元的霍爾元件44a。在該實施方式中，成像裝置是CCD;但 是，成像裝置可以是另一種成像裝置，諸如CMOS等。
固定單元30b具有用于驅動的磁單元，包括第一位置檢測和驅動 磁體411b，第二位置檢測和驅動磁體412b，第一位置檢測和驅動軛 431b，和第二位置檢測和驅動軛432b。
固定單元30b沿第一方向x和第二方向y可運動支撐可運動單元
30a。
當成像裝置的中心區(qū)域與照相機鏡頭67的光軸LX相交時，可運 動單元30a的位置和固定單元30b的位置之間的關系被布置成使可運 動單元30a沿著第一方向x和第二方向y都定位在其運動范圍的中心， 以便利用成像裝置的成像范圍的全部大小。
作為成像裝置的成像表面的形式的矩形形狀具有兩個對角線。在 該實施方式中，成像裝置的中心位于這兩條對角線的交點處。
第一驅動線圈31a、第二驅動線圈32a和霍爾單元44a與可運動單 元30a連接。
第一驅動線圈31a形成座位和螺旋狀線圈模式。第一驅動線圈31a 的線圈模式具有與第二方向y平行的線，因而形成第一電磁力使包括 第一驅動線圈31a的可運動單元30a沿著第一方向x運動。
第一電磁力在第一驅動線圈31a的電流方向和第一位置檢測和驅 動磁體411b的磁場方向的基礎上產(chǎn)生。
第二驅動線圈32a形成座位和螺旋狀線圈模式。第二驅動線圈32a 的線圈模式具有與第一方向x平行的線，因而形成第二電磁力使包括 第二驅動線圈32a的可運動單元30a沿著第二方向y運動。
第二電磁力在第二驅動線圈32a的電流方向和第二位置檢測和驅 動磁體412b的磁場方向的基礎上產(chǎn)生。
第一和第二驅動線圈31a和32b與驅動電路29連接，該驅動電路 通過柔性電路板(未示出)驅動第一和第二驅動線圈31a和32b。第一 P麗功率dx從CPU 21的P麗0輸入到驅動電路29，第二 PWM功率dy 從CPU 21的P麗1輸入到驅動電路29。驅動電路29為對應于第一 P麗 功率dx值的第一驅動線圈31a供電，并為對應于第二 P麗功率dy值 的第二驅動線圈32a供電，以驅動可運動單元30a。
第一位置檢測和驅動磁體411b與固定單元30b的可運動單元側連 接，其中第一位置檢測和驅動磁體411b沿第三方向z朝向第一驅動線 圈31a和水平霍爾元件hhlO。
第二位置檢測和驅動磁體412b與固定單元30b的可運動單元側連 接，其中第二位置檢測和驅動磁體412b沿第三方向z朝向第二驅動線 圈32a和的垂直霍爾元件hvlO。
在N極和S極沿著第一方向x設置的情況下，第一位置檢測和驅 動磁體411b與第一位置檢測和驅動軛431b連接。第一位置檢測和驅 動軛431b與可運動單元30a的側面上的固定單元30b沿著第三方向z 連接。
在N極和S極沿著第二方向y設置的情況下，第二位置檢測和驅 動磁體412b與第二位置檢測和驅動軛432b連接。第二位置檢測和驅 動軛432b與可運動單元30a的側面上的固定單元30b沿著第三方向z 連接。
第一和第二位置檢測和驅動軛431b、 432b由軟磁材料制成。 第一位置檢測和驅動軛431b防止第一位置檢測和驅動磁體411b 的磁場消散到周圍，并增加第一位置檢測和驅動磁體411b和第一驅動 線圈31a之間以及第一位置檢測和驅動磁體411b和水平霍爾元件hh10 之間的磁通密度。
第二位置檢測和驅動軛432b防止第二位置檢測和驅動磁體412b 的磁場消散到周圍，并增加第二位置檢測和驅動磁體412b和第二驅動 線圈32a之間以及第二位置檢測和驅動磁體412b和垂直霍爾元件hvlO 之間的磁通密度。
霍爾元件單元44a是單軸元件，包括兩個利用霍爾效應來檢測分 別指定可運動單元30a的所述位置PJ勺在第一方向x中的第一坐標和 在第二方向y中的第二坐標的第一檢測位置信號ps和第二檢測位置信 號py的磁電轉換元件(磁場變化檢測元件)。
一個霍爾元件是水平霍爾元件hh10，用于檢測可運動單元30a在 第一方向x中的位置Pn的第一坐標，另一個是垂直霍爾元件hv10，用 于檢測可運動單元30a在第二方向y中的位置Pn的第二坐標。
水平霍爾元件hhlO與可運動單元30a連接，其中水平霍爾元件 hhlO朝向沿第三方向z的固定單元30b的第一位置檢測和驅動磁體 411b。
垂直霍爾元件hvl0與可運動單元30a連接，其中垂直霍爾元件 hvl0朝向沿第三方向z的固定單元30b的第二位置檢測和驅動磁體 412b。
當成像裝置的中心與光軸LX相交時，理想的是當從第三方向z觀 察時，水平霍爾元件hhlO沿第一方向x定位在朝向第一位置檢測和驅 動磁體411b的N極和S極之間的中間區(qū)域的霍爾單元44a上。在該位 置，水平霍爾元件hhlO利用其中可基于單軸霍爾元件的線性輸出變化 (線性)來進行精確位置檢測操作的最大范圍。
類似地，當成像裝置的中心與光軸LX相交時，理想的是當從第三 方向z觀察時，垂直霍爾元件hvl0沿第二方向y定位在朝向第二位置 檢測和驅動磁體412b的N極和S極之間的中間區(qū)域的霍爾單元44a上。
霍爾元件信號處理單元45具有第一霍爾元件信號處理電路450和 第二霍爾元件信號處理電路460。
第一霍爾元件信號處理電路450基于水平霍爾元件hhlO的輸出信 號檢測水平霍爾元件hhlO的輸出端子之間的水平電勢差xlO。
第一霍爾元件信號處理電路450基于水平電勢差xlO將第一檢測 位置信號px輸出到CPU 21的A/D轉換器A/D 2，第一檢測位置信號 px指定可移動單元30a的位置h在第一方向x的第一坐標。
第二霍爾元件信號處理電路460基于垂直霍爾元件hvlO的輸出信 號檢測垂直霍爾元件hvlO的輸出端子之間的垂直電勢差ylO。
第二霍爾元件信號處理電路460基于垂直電勢差ylO將第二檢測
位置信號py輸出到CPU 21的A/D轉換器A/D 3，第二檢測位置信號 py指定可移動單元30a的位置K在第二方向y的第二坐標。
接著，使用圖4中的流程圖來解釋在實施方式中的拍照設備1的 主要操作。
當拍照設備1被設定為0N狀態(tài)時，電力被供應到角速度檢測單元 25，使角速度檢測單元25在步驟Sll中被設定為ON狀態(tài)。
在步驟S12中，定時器在預定時間間隔(lms)的中斷過程開始。 在步驟S13，釋放狀態(tài)參數(shù)RP的值被設定為0。在該實施方式中定時 器的中斷過程的細節(jié)在后面使用圖5中的流程圖來解釋。
在步驟S14，測定測光開關12a是否被設置為0N狀態(tài)。當確定測 光開關12a沒有被設置在ON狀態(tài)時，操作返回到步驟S14并重復步驟 S14中的過程。否則，操作繼續(xù)步驟S15。
在步驟S15，確定防抖開關14a是否被設置為0N狀態(tài)。當防抖開 關14a沒有被設置為ON狀態(tài)時，防抖參數(shù)IS的值在步驟S16中被設 定為0。否則，防抖參數(shù)IS的值在步驟S17中被設定為1。
在歩驟S18， AE傳感器的AE單元23被驅動，光度測定操作被執(zhí) 行，光圈值和曝光時間被計算。
在步驟S19， AF傳感器和AF單元24的鏡頭控制電路被驅動以分 別執(zhí)行AF感知和聚焦操作。
在步驟S20，確定釋放開關13a是否被設置為ON狀態(tài)。當釋放開 關13a沒有被設置為ON狀態(tài)時，操作返回到步驟S14并重復步驟S14 到S19中的過程。否則，操作繼續(xù)步驟S21然后釋放順序操作開始。
在步驟S21，釋放狀態(tài)參數(shù)RP的值被設定為1。
在步驟S22，釋放狀時間計算器RLST的值被設定為0。
在步驟S23，反光鏡18a抬起操作和與重新設定或者計算的光圈值 對應的光圈關閉操作由反射鏡光圈快門單元18執(zhí)行。
在完成反光鏡抬起操作之后，快門18b的打開操作(快門18b的 前幕的運動)在步驟S24中開始。
在步驟S25，曝光操作即成像裝置(CCD等)的電荷聚積被執(zhí)行。 在曝光時間過去之后，快門18b的關閉操作(快門18b中后簾的運動)， 反光鏡18a放下操作和光圈的打開操作由反射鏡光圈快門單元18在步
驟S26中執(zhí)行。
在步驟S27，在曝光時間過程中已經(jīng)聚積在成像裝置中的電荷被讀 取。在步驟S28， CPU 21與DSP 19通訊，使圖像處理操作在從成像裝 置讀取的電荷的基礎上被執(zhí)行。圖像處理操作在其上進行處理的圖像 被存儲在拍照設備1中的存儲器中。在步驟S29，存儲在存儲器中的圖 像被顯示在指示器17上。在步驟S30,釋放狀態(tài)參數(shù)RP的值被設定為 0，使釋放順序操作完成，然后操作返回到步驟S14，換言之拍照設備 1被設定為可進行下一個成像操作的狀態(tài)。
接著，在該實施方式中定時器的中斷操作，其在圖4中的步驟S12 開始并在每個預定時間間隔(lms)獨立于其它操作被執(zhí)行，使用圖5 中的流程圖來解釋。
當定時器的中斷操作開始時，在步驟S25中，從角速度檢測單元 25輸出的第一角速度vx被輸入到CPU 21的A/D轉換器A/D 0并被轉 換成第一前漂移插值數(shù)字角速度信號BVxn。同樣從角速度檢測單元25 輸出的第二角速度vy被輸入到CPU 21的A/D轉換器A/D 1并被轉換 成第二前漂移插值數(shù)字角速度信號BVyn (角速度檢測操作)。
在步驟S52漂移插值處理操作被執(zhí)行；在第一和第二前漂移插值 數(shù)字角速度信號BVxn和BVyn中的漂移成分對應于釋放順序操作期間的 補償輸出而減少，第一和第二漂移插值數(shù)字角速度信號Vi和Vyj皮計 算。但是，除了釋放順序操作開始之后預定時間段期間(漂移插值參 考時間GTC)以外，漂移插值處理操作不被執(zhí)行，于是第一和第二漂移 插值數(shù)字角速度信號Vl和Vy。的值分別被設置為與第一和第二前漂移 插值數(shù)字角速度信號BVx。和BVy。的值相同。在該實施方式中的漂移插 值處理操作的細節(jié)在后面使用圖7中的流程圖來解釋。
第一和第二數(shù)字角速度信號Vi和Vyn的低頻率在數(shù)字高通濾波處 理操作中被減少(第一和第二數(shù)字角速度VV&和VVyn)。
在步驟S53，確定釋放狀態(tài)參數(shù)RP的值是否被設置為1。當確定 釋放狀態(tài)參數(shù)RP的值被設置為1時，驅動可運動單元30a被設置為OFF 狀態(tài)，或者防抖單元30被設置為可運動單元30a的驅動控制在步驟S54 中沒有被執(zhí)行的狀態(tài)。否則，操作直接進行到步驟S55。
在步驟S55，霍爾元件單元44a檢測可運動單元30a的位置，并且
第一和第二檢測位置信號pv和py由霍爾元件處理單元45計算。第一 檢測位置信號px然后輸入到CPU 21的A/D轉換器A/D 2并被轉換成 數(shù)字信號Pdxn，而第二檢測位置信號py然后輸入到CPU 21的A/D轉 換器A/D 3并也被轉換成數(shù)字信號pdyn， 二者都由此確定可運動單元 30a的所述位置Pn (pdxn， pdy丄
在步驟S56，確定防抖參數(shù)IS的值是否為0。當確定防抖參數(shù)IS 的值為O (IS=0)時，換言之當拍照設備沒有處于防抖模式下時，其中 可運動單元30a (成像單元39a)應當被運動的位置Sn (Sx ， Syn)在 步驟S57中被設置在可運動單元30a的運動范圍的中心。當確定防抖 參數(shù)IS的值不為0 (IS二1)時，換言之當拍照設備處于防抖模式下時， 其中可運動單元30a (成像單元39a)應當被運動到的位置Sn (Sxn， Syn) 在步驟S58中在第一和第二角速度和vy的基礎上被計算。
在步驟S59中，使可運動單元30a運動到位置SJ勺驅動力a中的 第一驅動力Dxn (第一P麗功率dx)和第二驅動力Dyn (第二PWM功率 dy)在步驟S57或者S58中確定的位置S。 (Sxn， Syn)以及當前位置Pn (pdxn， pdyn)的基礎上被計算。
在步驟S60中，第一驅動線圈單元31a通過將第一 P観功率dx施 加到驅動電路29來驅動，第二驅動線圈單元32a通過將第二 P麗功率 dy施加到驅動電路29來驅動，使可運動單元30a運動到Sn (Sxn， Syn)。
步驟S59和S60的過程是使用用于執(zhí)行一般(正常)比例、積分 和微分計算的PID自動控制的自控控制計算。
接著，圖5中步驟S52的漂移插值處理操作的細節(jié)使用圖7中的 流程圖來解釋。當漂移插值處理操作開始時，在步驟S71中確定釋放 時間計算器RLST是否小于或等于漂移插值參考時間GTC。
當確定釋放時間計算器RLST的值小于或等于漂移插值參考時間 GTC時，操作繼續(xù)步驟S72。否則，操作(漂移插值處理操作操作)結 束。
在步驟S72，在第一前漂移插值數(shù)字角速度信號BVxn、漂移插值參 考時間GTC、最大補償輸出值OF和釋放時間計算器RLST的基礎上計算 第一數(shù)字角速度信號Vxn (Vxn=BVxn- (OF-OFXRLST+GTC))。
類似地，在第二前漂移插值數(shù)字角速度信號BVyn、漂移插值參考
時間GTC、最大補償輸出值OF和釋放時間計算器RLST的基礎上計算第 二數(shù)字角速度信號Vy。 (Vyn=BVyn－(OF-OF×RLST÷GTC))。
在步驟S73，釋放時間計算器RLST的值被增加值1，然后操作(漂 移插值處理操作)結束。
在該實施方式中，在預定時間段(漂移插值參考時間GTC)期間和 釋放順序操作開始之后數(shù)字角速度信號的漂移插值處理操作被執(zhí)行。
當釋放順序操作開始時，拍照設備1的主電源的電力的較大變化 發(fā)生，影響回轉信號處理電路的高阻抗部分，諸如第一高通濾波電路 27a等，使角速度檢測單元25的輸出中發(fā)生補償(補償輸出發(fā)生)。
在手震動的量和對于防抖操作來說可運動單元30a應當被運動到 其中的位置的計算中，角速度檢測單元25的輸出信號被積分；因此， 在防抖操作期間由補償輸出引起的輸出信號值的變化引起可運動單元 30a的運動的漂移。對于防抖操作來說這是不需要的運動，于是防抖操 作由于漂移而沒有被正確執(zhí)行。
但是，由于在該實施方式中的漂移插值處理操作，與拍照設備1 的主電源的電力變化對應的補償輸出大致被線性減小，使防抖操作(手 震動的量檢測)可被正確執(zhí)行。
此外，在該實施方式中，用于檢測拍照設備1的主電源的電力變 化的電壓沒有通過使用角速度傳感器以外的檢測裝置來檢測。因此， 不需要包括與角速度傳感器不同的另外的檢測裝置，于是防抖操作(手 震動量的檢測)可被正確執(zhí)行，即使角速度檢測單元25的偏差發(fā)生時 也是如此，而不會使防抖裝置復雜化。
此外，已經(jīng)解釋了在預定第一時間段(漂移插值參考時間GTC)內(nèi) 和釋放開關13a被設置為0N狀態(tài)(釋放順序操作開始)之后CPU 21 修改(減少)角速度傳感器的輸出信號的補償輸出。但是，角速度傳 感器的輸出信號的補償輸出的這種修改在另一防抖操作時間段內(nèi)可被 執(zhí)行，當拍照設備1的主電源的電力的較大變化發(fā)生時諸如拍照設備1 的電閃(頻閃光，未示出)的充電階段，可在除釋放順序期間之外被 執(zhí)行。
此外，解釋了可運動單元30a具有成像裝置；但是，可運動單元 30a也可具有手震動校正鏡頭來代替成像裝置。
此外，解釋了霍爾元件作為磁場變化檢測元件被用于位置檢測。 但是，另一種檢測元件，MI (磁阻抗)傳感器諸如高頻載體型磁場傳 感器、磁共振型磁場檢測元件或者MR (磁阻抗效應)元件也可被用于
位置檢測目的。當使用MI傳感器、磁共振型磁場檢測元件或者MR元
件中的一個時，有關可運動單元的位置信息可通過檢測磁場變化來采 集，這與使用霍爾元件類似。
雖然在本文中已經(jīng)參照附圖描述了本發(fā)明的實施方式，顯而易見 的是，許多修改和變化可由本領域技術人員在不偏離本發(fā)明的范圍的 情況下來進行。
權利要求
1、一種用于圖像穩(wěn)定的防抖裝置，包括角速度傳感器，其檢測角速度；和控制器，其控制所述角速度傳感器并在所述角速度傳感器的輸出信號的基礎上執(zhí)行防抖操作，所述控制器在所述防抖操作的預定時間段內(nèi)執(zhí)行所述輸出信號值中的補償輸出的修改。
2、 根據(jù)權利要求1所述的防抖裝置，其中所述預定時間段是在包 括所述防抖裝置的拍照設備的釋放開關被設置為0N狀態(tài)之后經(jīng)過的第 一時間的時間段。
3、 根據(jù)權利要求2所述的防抖裝置，其中所述第一時間的長度是 所述角速度傳感器的所述輸出信號上執(zhí)行高通濾波處理操作的時間常 數(shù)的兩倍。
4、 根據(jù)權利要求1所述的防抖裝置，其中在所述補償輸出從所述 預定時間段開始的點到所述預定時間段結束的點線性下降時，所述修 改被執(zhí)行。
5、 根據(jù)權利要求1所述的防抖裝置，其中除所述預定時間段以外 所述控制器不執(zhí)行所述修改。
6、 一種拍照設備，包括 角速度傳感器，其檢測角速度；和控制器，其控制所述角速度傳感器并在所述角速度傳感器的輸出 信號的基礎上執(zhí)行用于圖像穩(wěn)定的防抖操作，所述控制器在拍照設備 的所述防抖操作的預定時間段內(nèi)執(zhí)行所述輸出信號值中的補償輸出的 修改。
全文摘要
一種用于圖像穩(wěn)定的防抖裝置，包括角速度傳感器和控制器。角速度傳感器檢測角速度?？刂破骺刂平撬俣葌鞲衅鞑⒃诮撬俣葌鞲衅鞯妮敵鲂盘柕幕A上執(zhí)行防抖操作?？刂破髟诜蓝恫僮鞯念A定時間段內(nèi)執(zhí)行輸出信號值中的補償輸出的修改，并且除預定時間段期間以外不執(zhí)行修改。
文檔編號G03B5/00GK101106651SQ20071013605
公開日2008年1月16日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權日2006年7月13日
發(fā)明者上中行夫 申請人:賓得株式會社