抖動量檢測裝置、攝像裝置、抖動量檢測方法

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抖動量檢測裝置、攝像裝置、抖動量檢測方法
【專利摘要】抖動量檢測裝置具有分別檢測偏航、俯仰、滾動角速度的角速度傳感器(8)；分別檢測X、Y軸方向的X、Y加速度的加速度傳感器(9)；根據(jù)時刻不同的偏航角速度、滾動角速度和X加速度計算偏航半徑的半徑計算部(764a)和計算XZ滾動半徑的半徑計算部(764b)；對偏航角速度乘以偏航半徑來計算X速度的第1分量的速度計算部(765a)；對滾動角速度乘以XZ滾動半徑來計算X速度的第2分量的速度計算部(765b)；對X速度的第1分量和X速度的第2分量進行相加并取得X速度的加法部(766)；以及通過對X速度進行時間積分來計算X軸方向上的移動量的積分部(767)。
【專利說明】抖動里檢測裝直、攝像裝直、抖動里檢測方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及根據(jù)角速度的檢測結果和加速度的檢測結果來檢測移動量的抖動量檢測裝置、具有抖動量檢測裝置的攝像裝置和抖動量檢測方法。

【背景技術】
[0002] 近年來，搭載有抖動校正功能的照相機變得普及，即使在手持拍攝中沒有特別注意，也能夠拍攝圖像抖動不明顯的良好圖像。
[0003] 但是，在曝光時間較長的長時間曝光拍攝時，還不能說抖動校正的性能十分完善，有時無法完全校正。
[0004] 特別是在微距區(qū)域中進行長時間曝光拍攝的情況下，在目前已實用化的抖動校正功能中，多數(shù)情況下無法得到充分的性能。
[0005] 微距區(qū)域中的抖動不能獲得充分的性能是基于如下理由。
[0006] 照相機的抖動可以分類為由于照相機的光軸的角度變化而產生的角度抖動、以及由于照相機在與光軸垂直的方向上移動（移位）而產生的平移抖動。
[0007] 而且，目前已實用化的抖動校正技術大多是僅對前者的角度抖動進行校正的技術。
[0008] 與此相對，關于后者的平移抖動，在像倍率較低的情況下，不會對畫質造成較大影響，但是，隨著像倍率提高，對拍攝圖像的品質造成的影響增大。在目前使用的抖動校正技術中，在微距區(qū)域中無法得到充分的性能正因為此（即，在微距區(qū)域中像倍率提高）。
[0009] 作為用于解決這種課題的技術，例如在日本特開2004-295027號公報中記載了如下技術：具有：加速度傳感器，其檢測對更換鏡頭施加的抖動的加速度；角速度傳感器，其檢測抖動的角速度；以及目標位置轉換部，其根據(jù)加速度傳感器和角速度傳感器的加速度和角速度的檢測結果運算角度抖動的旋轉中心，運算抖動校正鏡頭的目標位置，根據(jù)由該目標位置轉換部得到的運算結果來驅動抖動校正鏡頭，對像的抖動進行校正。
[0010] 并且，在日本特開2010-243824號公報中記載了如下的像抖校正裝置，該像抖校正裝置具有對被攝體進行拍攝的攝影光學系統(tǒng)、檢測并輸出對像抖校正裝置施加的角速度的角速度檢測單元、檢測并輸出對像抖校正裝置施加的加速度的加速度檢測單元、根據(jù)角速度檢測單元的輸出來運算攝影光學系統(tǒng)的主點中心的自轉角速度分量的自轉角速度運算單元、根據(jù)加速度檢測單元的輸出和自轉角速度運算單元的運算結果來運算被攝體中心的公轉角速度分量的公轉角速度運算單元、根據(jù)自轉角速度分量和公轉角速度分量的差分進行像抖校正控制的控制單元。而且，根據(jù)該技術，無論角度抖動和平行抖動在何種狀態(tài)下混合存在，都能夠實現(xiàn)控制沒有破綻的準確的像抖校正，減少了運算量。
[0011] 在上述日本特開2004-295027號公報所記載的技術中，根據(jù)由于偏航方向和俯仰方向的旋轉運動而引起的平移抖動來計算像面的抖動量，但是，沒有考慮由于滾動方向的旋轉運動而引起的平移抖動。由于通過滾動方向的旋轉運動也會產生平移抖動，所以，如果不考慮這點，則不能準確檢測抖動量。
[0012] 參照本申請的圖1和圖2A?圖2C對這點進行說明。
[0013] 首先，如圖1所示，當設光學系統(tǒng)2的光軸方向為Z方向、標準姿態(tài)下的照相機1 的水平方向為X方向、標準姿態(tài)下的照相機1的垂直方向為Y方向時，繞第1軸即Z軸的旋轉運動為滾動，繞第2軸即Y軸的旋轉運動為偏航、繞第3軸即X軸的旋轉運動為俯仰。
[0014] 而且，如圖2A所示，當在照相機1中產生偏航方向的旋轉運動時，產生X方向的移動量，如圖2B所示，當在照相機1中產生俯仰方向的旋轉運動時，產生Y方向的移動量。
[0015] 但是，照相機1中產生的平移抖動不僅是由這些運動引起的，如圖2C所示，可知當在照相機1中產生滾動方向的旋轉運動時，產生包含X方向上的移動量分量和Y方向上的移動量分量的移動量。
[0016] 并且，在上述日本特開2010-243824號公報所記載的技術中，例如使用極坐標系進行考慮了焦點抖動、公轉的向心力、公轉的加速度、科里奧利力、自轉的向心力、自轉的加速度、重力加速度分量等的復雜運算，運算負荷較大，很難確保實時追隨性。
[0017] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供能夠通過比較簡易的處理更加準確地檢測平移抖動量的抖動量檢測裝置、攝像裝置、抖動檢測方法。

【發(fā)明內容】

[0018] 用于解決課題的手段
[0019] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的某個方式的抖動量檢測裝置具有：第1角速度檢測部，其檢測繞第1軸的第1角速度；第2角速度檢測部，其檢測繞與所述第1軸垂直的第2 軸的第2角速度；加速度檢測部，其檢測與所述第1軸和所述第2軸垂直的第3軸方向的第 3加速度；旋轉半徑計算部，其根據(jù)第1時刻的所述第1角速度、所述第2角速度和所述第3 加速度以及第2時刻的所述第1角速度、所述第2角速度和所述第3加速度，計算繞所述第 2軸的旋轉運動的第2半徑，并且，計算將繞所述第1軸的旋轉運動的第1半徑投影到包含所述第1軸和所述第3軸的平面上的第1-3投影半徑；以及抖動量計算部，其根據(jù)所述第2 半徑、所述第1-3投影半徑、所述第1角速度、所述第2角速度，計算所述第3軸方向上的移動量。
[0020] 并且，本發(fā)明的另一個方式的攝像裝置具有：上述方式的抖動量檢測裝置；光學系統(tǒng)，其將來自被攝體的光成像為被攝體像；攝像元件，其將由所述光學系統(tǒng)成像的被攝體像轉換為影像信號；以及驅動部，其在抵消由所述抖動量檢測裝置檢測到的移動量的方向上，驅動所述光學系統(tǒng)和所述攝像元件中的至少一方。
[0021] 本發(fā)明的又一個方式的抖動量檢測方法包含以下步驟：檢測繞第1軸的第1角速度；檢測繞與所述第1軸垂直的第2軸的第2角速度；檢測與所述第1軸和所述第2軸垂直的第3軸方向的第3加速度；根據(jù)第1時刻的所述第1角速度、所述第2角速度和所述第3 加速度以及第2時刻的所述第1角速度、所述第2角速度和所述第3加速度，計算繞所述第 2軸的旋轉運動的第2半徑，并且，計算將繞所述第1軸的旋轉運動的第1半徑投影到包含所述第1軸和所述第3軸的平面上的第1-3投影半徑；以及根據(jù)所述第2半徑、所述第1-3 投影半徑、所述第1角速度、所述第2角速度，計算所述第3軸方向上的移動量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是用于說明本發(fā)明的實施方式1中在攝像裝置中產生的旋轉運動的種類的立體圖。
[0023] 圖2A是示出在上述實施方式1中由于偏航旋轉而在攝像裝置中產生X方向的移動量的狀況的圖。
[0024] 圖2B是示出在上述實施方式1中由于俯仰旋轉而在攝像裝置中產生Y方向的移動量的狀況的圖。
[0025] 圖2C是示出在上述實施方式1中由于滾動旋轉而在攝像裝置中產生X方向和Y 方向的移動量的狀況的圖。
[0026] 圖3是示出上述實施方式1中的攝像裝置的結構的框圖。
[0027] 圖4是示出上述實施方式1中的抖動校正微型計算機的結構的框圖。
[0028] 圖5是示出上述實施方式1中的X方向平移抖動校正部的結構的框圖。
[0029] 圖6是用于說明上述實施方式1中由定時檢測部檢測的半徑計算定時的線圖。
[0030] 圖7是用于對上述實施方式1中在旋轉運動的中心位于照相機的拍攝者側的情況下和位于被攝體側的情況下由半徑計算部計算的半徑的符號不同進行說明的圖。
[0031] 圖8A是用于對上述實施方式1中在旋轉運動的中心位于照相機的左側的情況下和位于右側的情況下由半徑計算部計算的半徑的符號不同進行說明的圖。
[0032] 圖8B是用于對上述實施方式1中在旋轉運動的中心位于照相機的上側的情況下和位于下側的情況下由半徑計算部計算的半徑的符號不同進行說明的圖。
[0033] 圖9是示出上述實施方式1中的抖動量檢測的主控制的流程圖。
[0034] 圖10是示出上述實施方式1中圖9的步驟S6中的旋轉半徑計算的處理的詳細情況的流程圖。
[0035] 圖11是示出上述實施方式1中圖10的步驟S17中的旋轉半徑選擇的處理的詳細情況的流程圖。
[0036] 圖12是示出上述實施方式1中保持在半徑計算部內的存儲器中的正和負旋轉半徑的例子的圖表。
[0037] 圖13是示出上述實施方式1中對半徑賦予的權重的例子的線圖。
[0038] 圖14是示出上述實施方式1中對半徑賦予的加權的一例的圖表。
[0039] 圖15是示出本發(fā)明的實施方式2中的抖動校正微型計算機的結構的框圖。
[0040] 圖16是示出上述實施方式2中的加速度重力校正部的結構的框圖。
[0041] 圖17是示出上述實施方式2中加速度和重力的分量關系的圖。
[0042] 圖18是示出上述實施方式2的照相機中的經時變化校正處理的流程圖。
[0043] 圖19是示出本發(fā)明的實施方式3中的X方向平移抖動校正部的結構的框圖。
[0044] 圖20是用于說明上述實施方式3中計算半徑的時刻的例子的線圖。
[0045] 圖21是用于說明上述實施方式3中角加速度和加速度的周期比計算半徑的時間間隔長時的例子的線圖。
[0046] 圖22是示出上述實施方式3的圖21所示的角加速度和加速度的例子中計算偏航半徑而得到的值的例子的線圖。
[0047] 圖23是示出上述實施方式3的圖21所示的角加速度和加速度的例子中計算滾動半徑而得到的值的例子的線圖。
[0048] 圖24是示出上述實施方式3中的平移抖動量的檢測的主控制的流程圖。
[0049] 圖25是示出上述實施方式3中圖24的步驟S54中的旋轉半徑計算的處理的詳細情況的流程圖。
[0050] 圖26是示出本發(fā)明的實施方式4中的抖動校正微型計算機的結構的框圖。
[0051] 圖27是示出上述實施方式4中圖24的步驟S54中的旋轉半徑計算的處理的詳細情況的流程圖。
[0052] 圖28是示出本發(fā)明的實施方式5中的X方向平移抖動校正部的結構的框圖。
[0053] 圖29是示出上述實施方式5中圖24的步驟S54中的旋轉半徑計算的處理的詳細情況的流程圖。
[0054] 圖30是示出上述實施方式5中圖24的步驟S54中的旋轉半徑計算的處理的變形例的詳細情況的流程圖。
[0055] 圖31是示出本發(fā)明的實施方式6中的X方向平移抖動校正部的結構的框圖。
[0056] 圖32是示出本發(fā)明的實施方式7中的X方向平移抖動校正部的結構的框圖。

【具體實施方式】
[0057] 下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0058] [實施方式1]
[0059] 圖1?圖14示出本發(fā)明的實施方式1，圖1是用于說明攝像裝置中產生的旋轉運動的種類的立體圖。
[0060] 首先，參照圖1對攝像裝置1中設定的坐標系和旋轉方向進行說明。另外，攝像裝置1只要是具有攝像功能的裝置即可，廣泛包括數(shù)字照相機、攝像機、帶照相機功能的便攜電話等各種裝置，但是，下面，作為代表而適當?shù)胤Q為照相機1等。
[0061] 照相機1具有將來自被攝體的光成像為被攝體像的光學系統(tǒng)2,設該光學系統(tǒng)2的光軸方向為z方向。這里，設正的Z方向是從照相機1朝向被攝體的方向。
[0062] 并且，在照相機1的標準姿態(tài)（所謂的橫向位置）中，設照相機1的水平方向為X 方向。這里，設正的X方向是從被攝體側觀察照相機1時的右方向（即，從拍攝者觀察照相機1時的左方向）。
[0063] 進而，在照相機1的標準姿態(tài)中，設照相機1的垂直方向為Y方向。這里，設正的 Y方向是標準姿態(tài)下的上方向。
[0064] 并且，在圖1(和后述圖2A?圖2C)中，為了防止坐標系與照相機1重疊而難以觀察，使坐標系的原點位置偏移進行記載，但是，坐標系的原點是攝像元件4 (參照圖3)的攝像面的中心，一般是攝像面與光學系統(tǒng)2的光軸交叉的點。該坐標系是照相機1中固定的坐標系，如果照相機1移動或旋轉，則坐標系也相對于地球移動或旋轉。并且，在該坐標系中，X-Y平面是與攝像面一致的面。
[0065] 而且，在這種坐標系中，繞Z軸的旋轉運動為滾動，繞X軸的旋轉運動為俯仰，繞Y 軸的旋轉運動為偏航。
[0066] 進而，下面，例如設從原點觀察Z軸正方向時的繞Z軸的左旋轉為滾動的正方向旋轉，設從原點觀察X軸正方向時的繞X軸的左旋轉為俯仰的正方向旋轉，設從原點觀察Y軸正方向時的繞Y軸的右旋轉為偏航的正方向旋轉。
[0067] 另外，為了簡便，上述坐標軸的正負方向和旋轉方向的正負依賴于后述角速度傳感器8和加速度傳感器9 (參照圖3等）的安裝方向，理論上不限于上述情況。
[0068] 接著，在上述坐標系中，在旋轉中心位于原點（或旋轉中心位于包含原點的照相機1內）的情況下，主要導致角度抖動，在旋轉中心位于照相機1的外部的情況下，除了角度抖動以外，還導致平移抖動。因此，實質上也可以認為在旋轉中心位于照相機1的外部時，產生需要進行抖動校正的平移抖動。
[0069] 首先，關于角度抖動，記述為繞原點的旋轉運動即可。S卩，眾所周知，由于偏航方向的旋轉運動，光軸左右抖動，攝像元件4上成像的被攝體范圍左右移動，由于俯仰方向的旋轉運動，光軸上下抖動，攝像元件4上成像的被攝體范圍上下移動。并且，眾所周知,滾動方向的旋轉運動會影響畫面的橫向位置、縱向位置及其中間的傾斜位置。
[0070] 另一方面，關于平移抖動，如上所述，可以記述為旋轉中心位于照相機1的外部的旋轉運動。圖2A是示出由于偏航旋轉而在攝像裝置中產生X方向的移動量的狀況的圖，圖 2B是示出由于俯仰旋轉而在攝像裝置中產生Y方向的移動量的狀況的圖，圖2C是示出由于滾動旋轉而在攝像裝置中產生X方向和Y方向的移動量的狀況的圖。
[0071] 如圖2A所示，當在照相機1中產生在照相機1的外部的與原點之間的距離（旋轉半徑）為Ryaw的位置具有旋轉中心Cyaw的偏航方向的旋轉運動時，產生X方向的移動量。
[0072] 并且，如圖2B所示，當在照相機1中產生在照相機1的外部的與原點之間的距離 (旋轉半徑）為Rpitch的位置具有旋轉中心Cpitch的俯仰方向的旋轉運動時，產生Y方向的移動量。
[0073] 進而，如圖2C所示，當在照相機1中產生在照相機1的外部的與原點之間的距離 (旋轉半徑）為Rroll的位置具有旋轉中心Croll的滾動方向的旋轉運動時，一般產生包含 X方向上的移動量分量和Y方向上的移動量分量的移動量。
[0074] 而且，關于角度抖動和平移抖動中的前者的角度抖動，能夠適當應用公知技術，所以，在本實施方式中，主要對后者的平移抖動進行說明。
[0075] 首先，圖3是示出攝像裝置1的結構的框圖。
[0076] 作為攝像裝置的照相機1具有光學系統(tǒng)2、焦面快門3、攝像元件4、驅動部5、系統(tǒng) 控制器6、抖動校正微型計算機7、角速度傳感器8、加速度傳感器9、釋放開關10、EVF (電子取景器）11、內部閃存13。并且，在圖3中還記載了存儲卡12,但是，存儲卡12例如構成為相對于照相機1拆裝自如，所以，也可以不是照相機1固有的結構。
[0077] 光學系統(tǒng)2將來自被攝體的光作為被攝體像成像在攝像元件4的攝像面上。
[0078] 焦面快門3配設在攝像元件4的前表面（光學系統(tǒng)2側），通過進行開閉動作來控制曝光時間。即，通過打開焦面快門3而使攝像元件4成為曝光狀態(tài)，通過閉合焦面快門3 而使攝像元件4成為遮光狀態(tài)。
[0079] 攝像元件4根據(jù)系統(tǒng)控制器6的指示將攝像面上成像的被攝體像轉換為電信號。通過系統(tǒng)控制器6讀出該轉換后的電信號作為影像信號。
[0080] 驅動部5支承攝像元件4,以使其能夠在攝像面內在平行的二維方向上移動，根據(jù) 來自抖動校正微型計算機7的指示，在圖1等所示的X方向和Y方向上驅動攝像元件4。
[0081] 系統(tǒng)控制器6是統(tǒng)合地進行包含所述影像信號的讀出在內的、與照相機1整體功能有關的各種控制的控制部。如以下說明的那樣，系統(tǒng)控制器6還進行如下控制：使抖動校正微型計算機7進行抖動檢測，根據(jù)抖動檢測結果進行抖動校正。
[0082] 角速度傳感器8是構成為檢測旋轉運動的角速度檢測部的傳感器，檢測每單位時間的角度變化作為角速度，并將其輸出到抖動校正微型計算機7。角速度傳感器8包括檢測圖2A所示的繞Y軸的偏航旋轉運動的偏航角速度的偏航角速度檢測部（第2角速度檢測部）即偏航角速度傳感器8a、檢測圖2B所示的繞X軸的俯仰旋轉運動的俯仰角速度的俯仰角速度檢測部（第3角速度檢測部）即俯仰角速度傳感器8b、檢測圖2C所示的繞Z軸的滾動旋轉運動的滾動角速度的滾動角速度檢測部（第1角速度檢測部）即滾動角速度傳感器 8c，構成為檢測旋轉方向的3個自由度的角速度。另外，這里，偏航角速度傳感器8a是第2 角速度檢測部、俯仰角速度傳感器8b是第3角速度檢測部，但是，也可以是，偏航角速度傳感器8a (偏航角速度檢測部）是第3角速度檢測部、俯仰角速度傳感器8b (俯仰角速度檢測部）是第2角速度檢測部。
[0083] 并且，偏航角速度傳感器8a、俯仰角速度傳感器8b、滾動角速度傳感器8c例如使用相同機型的傳感器，通過使安裝方向不同，檢測繞各軸的旋轉運動。
[0084] 加速度傳感器9是至少檢測X軸方向的加速度（X加速度）和Y軸方向的加速度 (Y加速度）的加速度檢測部，在本實施方式中，還采用能夠檢測Z軸方向的加速度（Z加速度）的傳感器。而且，加速度傳感器9將檢測到的各方向上的加速度輸出到抖動校正微型計算機7。
[0085] 另外，上述角速度傳感器8和加速度傳感器9的檢測時間不同，以時間序列（即每隔規(guī)定時間間隔）進行檢測，逐次將檢測結果輸出到抖動校正微型計算機7。
[0086] 抖動校正微型計算機7根據(jù)系統(tǒng)控制器6的指示，根據(jù)角速度傳感器8的輸出和加速度傳感器9的輸出來計算照相機1的抖動量。而且，抖動校正微型計算機7對驅動部 5輸出如下指示：在檢測到的抖動方向的相反方向上以檢測到的抖動量驅動攝像元件4。由此，驅動部5驅動攝像元件4以抵消攝像面中的抖動，所以，能夠防止拍攝圖像中產生的抖動。另外，這里，驅動攝像元件4進行抖動校正，但是，也可以取而代之或在此基礎上，驅動光學系統(tǒng)2進行抖動校正。
[0087] 而且，包括抖動校正微型計算機7、角速度傳感器8、加速度傳感器9在內構成抖動量檢測裝置，包括該抖動量檢測裝置和驅動部5在內構成抖動校正裝置。
[0088] 釋放開關10是與系統(tǒng)控制器6連接的例如2級式的按壓開關，通過第1級的按壓 (半按或第1釋放）進行AF或AE，通過第2級的按壓（全按或第2釋放）開始進行曝光。
[0089] EVF11是構成為包括液晶面板等的顯示部，顯示從攝像元件4中讀出并在系統(tǒng)控制器6等中轉換為能夠顯示的形式的影像信號，以使得用戶能夠視覺辨認。
[0090] 存儲卡12是記錄從攝像元件4中讀出并在系統(tǒng)控制器6等中轉換為能夠記錄的形式的影像信號的非易失性記錄介質，如上所述，構成為例如相對于照相機1拆裝自如。
[0091] 內部閃存13是記錄系統(tǒng)控制器6執(zhí)行的照相機1的控制程序、控制中使用的各種參數(shù)等的非易失性記錄介質。
[0092] 接著，圖4是示出抖動校正微型計算機7的結構的框圖。
[0093] 抖動校正微型計算機7具有CPU70、ADC (模擬數(shù)字轉換器）71a?71c、SI0(Serial Input/Output :串行輸入輸出）72a、72b、驅動器73。
[0094] ADC71a?71c將從角速度傳感器8a?8c輸入的模擬信號分別轉換為數(shù)字信號。
[0095] SI072a、72b是供CPU70利用串行接口與外部器件進行通信的通信部，SI072a用于供CPU70讀出加速度傳感器9檢測到的加速度的值，SI072b用于CPU70與系統(tǒng)控制器6進行命令交換的通信。
[0096] 驅動器73根據(jù)CPU70計算出的校正量，輸出用于對驅動部5進行驅動的信號。
[0097] CPU70具有例如通過內部程序即固件構成HPF (高通濾波器）701a?701e、加速度取得部702、角度抖動校正部703、平移抖動校正部704、通信部705、加法部706的功能（但是，當然也可以構成為硬件），根據(jù)角速度傳感器8和加速度傳感器9的檢測結果計算角度抖動和平移抖動的校正量。
[0098] HPF701a?701e去除作為數(shù)字數(shù)據(jù)輸入的角速度和加速度的低頻成分。艮口， HPF701a從所輸入的偏航角速度中去除低頻成分，HPF701b從所輸入的俯仰角速度中去除低頻成分，HPF701C從所輸入的滾動角速度中去除低頻成分，HPF701d從所輸入的X加速度中去除低頻成分，HPF701e從所輸入的Y加速度中去除低頻成分。這里，要去除的低頻成分例如舉出1Hz以下的頻率成分，但是不限于該頻帶。通過實驗確認到，基于抖動的頻率在 1Hz?10Hz左右之間，由此，能夠去除由于抖動以外的要因而引起的傳感器的運動（例如漂移（drift)等）所導致的經時變化的成分。
[0099] 并且，加速度取得部702經由SI072a從加速度傳感器中讀出獨立的3軸方向的加速度，將其分割成圖2等所示的X軸、Y軸、Z軸的各方向上的加速度信息。然后，加速度取得部702將X加速度輸出到上述HPF701d，將Y加速度輸出到上述HPF701e。
[0100] 角度抖動校正部703根據(jù)偏航旋轉運動和俯仰旋轉運動計算伴隨角度變化而產生的抖動量（角度抖動），但是，由于該角度抖動能夠適當利用公知技術，所以不進行詳細記載。
[0101] 平移抖動校正部704根據(jù)加速度和角速度計算照相機1的平移移動量，將計算出的移動量轉換為攝像面中的被攝體像的抖動量，作為校正量傳遞到驅動部5。該平移抖動校正部704具有計算X方向的平移抖動量的X方向平移抖動校正部704x、以及計算Y方向的平移抖動量的Y方向平移抖動校正部704y。
[0102] 通信部705經由SI072b而與系統(tǒng)控制器6進行通信。
[0103] 加法部706對由角度抖動校正部703計算出的角度抖動量和由平移抖動校正部 704計算出的平移抖動量進行相加，將總抖動量輸出到驅動器73。
[0104] 圖5是示出X方向平移抖動校正部704x的結構的框圖。
[0105] Y方向平移抖動校正部704y的結構與X方向平移抖動校正部704x相同，僅代替偏航角速度而輸入俯仰角速度、代替X加速度而輸入Y加速度。因此，這里，僅參照圖5對 X方向平移抖動校正部704x進行說明。
[0106] X方向平移抖動校正部704x具有平均部761a?761c、定時檢測部762a、762b、角加速度計算部763a、763b、半徑計算部764a、764b、抖動量計算部785、乘法部768。
[0107] 平均部761a?761c對以時間序列輸入的角速度和加速度進行平均。例如，通過計算4次取樣的數(shù)據(jù)的平均值并作為1個取樣值進行輸出，從而進行該平均。該平均具有抑制通過后級的角加速度計算部763a、763b中的微分運算強調高頻成分的效果，并且，由于數(shù)據(jù)量減少到1/4,所以還具有削減運算量的效果。
[0108] 角加速度計算部763a、763b對平均后的角速度進行微分，計算角加速度。這里計算出的角加速度用于半徑計算部764a、764b中的半徑計算，并且，用于定時檢測部762a、 762b中的表示半徑計算定時的時刻的檢測。
[0109] 定時檢測部762a、762b檢測半徑計算部764a、764b進行半徑計算的定時（時刻）。艮P，在X方向平移抖動校正部704x的情況下，定時檢測部762b設不受滾動旋轉運動影響的定時（時刻）為計算繞Y軸的偏航旋轉運動的偏航半徑（第2半徑）的定時（時刻），定時檢測部762a設不受偏航旋轉運動影響的定時（時刻）為計算繞Z軸的滾動旋轉運動的滾動半徑（第1半徑）的定時（時刻）。
[0110] 這里，如下述數(shù)學式1?數(shù)學式4所示，由于根據(jù)加速度和角加速度計算旋轉半徑，所以，不受滾動旋轉運動影響的定時（時刻）是滾動角加速度為〇的定時（時刻），不受偏航旋轉運動影響的定時（時刻）是偏航角加速度為0的定時（時刻）。但是，如后所述，還可以根據(jù)速度與角速度之間的關系來計算旋轉半徑R，該情況下，不受滾動旋轉運動影響的定時（時刻）是滾動角速度為〇的定時（時刻），不受偏航旋轉運動影響的定時（時刻）是偏航角速度為〇的定時（時刻）。
[0111] 圖6是用于說明通過定時檢測部762a、762b檢測的半徑計算定時的線圖。
[0112] 如圖6所示，計算偏航半徑的定時是根據(jù)滾動角速度計算出的滾動角加速度為0 的定時（在圖6的曲線圖中是滾動角加速度過零（zero cross)的定時，在圖6的例子中是時刻tl和t3)。并且，計算滾動半徑針對Z-X平面（包含Z軸和X軸的平面）的投影半徑即作為第1-3投影半徑的XZ滾動半徑的定時是根據(jù)偏航角速度計算出的偏航角加速度為 0的定時（在圖6的曲線圖中是偏航角速度過零的定時，在圖6的例子中是時刻t2)。
[0113] 同樣，在Y方向平移抖動校正部704y的情況下，定時檢測部762b設不受滾動旋轉運動影響（滾動角加速度（或滾動角速度）為〇)的定時為計算繞X軸的俯仰旋轉運動的俯仰半徑的定時，定時檢測部762a設不受俯仰旋轉運動影響（俯仰角加速度（或俯仰角速度）為〇)的定時為計算滾動半徑針對Z-Y平面（包含Z軸和Y軸的平面）的投影半徑即作為第1-2投影半徑的YZ滾動半徑的定時。
[0114] 半徑計算部764a、764b是如下的旋轉半徑計算部：在由定時檢測部762b、762a分別檢測到的定時，例如在加速度的維度中計算半徑。
[0115] 即，半徑計算部764a在計算偏航半徑的定時，根據(jù)從角加速度計算部763a輸出的偏航角加速度a co_yaw和從平均部761c輸出的平均后的X加速度αν_χ，如以下的數(shù)學式 1所示計算偏航半徑Ryaw。
[0116] [數(shù)學式1]
[0117] Ryaw = α ν_χ/ α ω _yaw
[0118] 并且，半徑計算部764b在計算ΧΖ滾動半徑的定時，根據(jù)從角加速度計算部763b 輸出的滾動角加速度α ω_Γ〇11和從平均部761c輸出的平均后的X加速度αν_χ，如以下的數(shù)學式2所示計算ΧΖ滾動半徑Rrollx。
[0119] [數(shù)學式2]
[0120] Rrollx = α ν_χ/ α ω_Γ〇11
[0121] 同樣，在Υ方向平移抖動校正部704y的半徑計算部764a中，根據(jù)俯仰角加速度 a co_pitch、Y加速度av_y、滾動角加速度a co_roll，通過以下的數(shù)學式3計算俯仰半徑 Rpitch，通過以下的數(shù)學式4計算ΥΖ滾動半徑Rrolly。
[0122] [數(shù)學式3]
[0123] Rpitch = a v_y/α ω-pitch
[0124] [數(shù)學式4]
[0125] Rrolly = a v_y/ α ω_Γ〇11
[0126] 另外，在使用數(shù)學式1?數(shù)學式4進行計算時，假設每單位時間的半徑的變化量較小。并且，在本實施方式中，在計算偏航半徑、俯仰半徑、ΧΖ滾動半徑、ΥΖ滾動半徑時使用平均后的X加速度α ν_χ和平均后的Υ加速度a v_y，但是，也可以使用未進行平均的X加速度和未進行平均的Y加速度。
[0127] 抖動量計算部785具有速度計算部765a、765b、加法部766、積分部767,根據(jù)由半徑計算部764a、764b計算出的半徑和從HPF701a?701c輸入的角速度，在設置在X方向平移抖動校正部704x中的情況下計算X軸方向的移動量，在設置在Y方向平移抖動校正部 704y中的情況下計算Y軸方向的移動量。
[0128] 速度計算部765a、765b根據(jù)由半徑計算部764a、764b計算出的半徑和從 HPF701a?701c輸入的角速度，計算平移速度。
[0129] 即，X方向平移抖動校正部704x的速度計算部765a通過對從半徑計算部764a輸入的偏航半徑Ryaw和從HPF701a輸入的偏航角速度ω yaw進行相乘，計算由于偏航旋轉運動而引起的X方向的平移速度（X軸方向上的X方向速度的第1分量）RyawX coyaw。
[0130] 并且，X方向平移抖動校正部704x的速度計算部765b通過對從半徑計算部 764b輸入的XZ滾動半徑Rrollx和從HPF701C輸入的滾動角速度ω Γ〇11進行相乘，計算由于滾動旋轉運動而引起的X方向的平移速度（X軸方向上的X方向速度的第2分量） RrollxX c〇roll〇
[0131] 加法部766是速度合成部，通過對速度計算部765a的輸出和速度計算部765b的輸出進行相加，如以下的數(shù)學式5所示計算由于偏航旋轉運動和滾動旋轉運動雙方而引起的X方向的平移速度（X方向速度）Vx。
[0132] [數(shù)學式5]
[0133] Vx = RyawX coyaw+Rrollx X ω roll
[0134] 同樣，Y方向平移抖動校正部704y的速度計算部765a、765b分別計算Y方向速度的第1分量RpitchX copitch和Υ方向速度的第2分量RrollyX ωΓ〇11，作為速度合成部的加法部766對它們進行相加，由此，如以下的數(shù)學式6所示計算由于俯仰旋轉運動和滾動旋轉運動雙方而引起的Υ方向的平移速度（Υ方向速度）Vy。
[0135] [數(shù)學式6]
[0136] Vy = RpitchX copitch+RrollyX coroll
[0137] X方向平移抖動校正部704x的積分部767作為第1移動量計算部發(fā)揮功能，如以下的數(shù)學式7所示對計算出的X方向速度Vx進行時間t的積分，計算X軸方向上的移動量 ΛΧ。
[0138] [數(shù)學式7]
[0139] Δ X = / Vxdt
[0140] 同樣，Y方向平移抖動校正部704y的積分部767作為第1移動量計算部發(fā)揮功能，如以下的數(shù)學式8所示對計算出的Y方向速度Vy進行時間t的積分，計算Y軸方向上的移動量ΛΥ。
[0141] [數(shù)學式8]
[0142] AY = f Vydt
[0143] 這樣計算出的移動量Λ X、Λ Y是角速度傳感器8和加速度傳感器9的移動量、即照相機1自身的移動量。與此相對，為了進行抖動校正，需要求出攝像元件4的攝像面上成像的光學像的移動量。因此，乘法部768通過將經由SI072b和通信部705從系統(tǒng)控制器6 輸入的參數(shù)即像倍率f(參照圖9的步驟S3)與從積分部767輸入的移動量Λ X、Λ Y相乘，將其轉換為攝像面中的抖動量，作為校正量D(參照圖9的步驟S3)進行輸出。
[0144] 如上所述，在加法部706中，對這樣計算出的校正量D (平移抖動量）和角度抖動量進行相加。因此，驅動器73根據(jù)相加后的總的抖動量，輸出用于對驅動部5進行驅動的信號。
[0145] 這里，參照圖7、圖8A、圖8B對由半徑計算部764a、764b計算的半徑的符號進行說明。圖7是用于對在旋轉運動的中心位于照相機1的拍攝者側的情況下和位于被攝體側的情況下由半徑計算部764a、764b計算的半徑的符號不同進行說明的圖，圖8A是用于對在旋轉運動的中心位于照相機1的左側的情況下和位于右側的情況下由半徑計算部764a、764b 計算的半徑的符號不同進行說明的圖，圖8B是用于對在旋轉運動的中心位于照相機1的上側的情況下和位于下側的情況下由半徑計算部764a、764b計算的半徑的符號不同進行說明的圖。
[0146] 半徑計算部764a、764b如數(shù)學式1?數(shù)學式4所示，根據(jù)加速度和角加速度計算半徑R。這些加速度和角加速度可以取正值和負值中的任意一方。因此，根據(jù)加速度的符號與角加速度的符號之間的關系，所計算的半徑R的符號有時為正，有時為負。
[0147] 在速度計算部765a、765b直接使用這樣計算出的半徑R計算平移速度分量的情況下，在半徑R的符號為正的情況下和為負的情況下，所計算的速度的朝向相反。
[0148] 例如如圖7所示，在旋轉運動的中心位于比照相機1更靠近前（拍攝者側）的情況下和位于被攝體OBJ側的情況下，所計算的半徑R的符號不同。
[0149] 當設圖7為從左側面方向（從X軸正側的照相機1外部朝向X軸負方向）觀察照相機1的圖時，在角速度傳感器8檢測到正角速度（如圖1俯仰所示，正是指觀察原點時朝右旋轉）的情況下，在旋轉中心Crot位于照相機1的近前（拍攝者側）時計算出的速度為上方向的速度，但是，在旋轉中心Crev位于被攝體OBJ側時計算出的速度為下方向的速度。
[0150] 并且，當設圖7為從上側朝向下側觀察照相機1的圖時，偏航方向的旋轉運動也適用大致相同的說明（但是，如圖1中偏航所示，正是指觀察原點時朝左旋轉，正負與上述相反）。
[0151] 這里，認為旋轉中心Crot位于比照相機1更靠近前（拍攝者側）的情況主要是基于支承照相機1的軸的擺動、即把持照相機1的拍攝者的手擺動的所謂的抖動。
[0152] 并且，認為旋轉中心Crev位于被攝體OBJ側的情況主要是旋轉中心Crev成為被攝體0BJ的情況，S卩，由于目標被攝體0BJ從框架（frame)中心偏離時、要返回框架中心的運動而產生的。多數(shù)情況下，這種運動不連續(xù)。
[0153] 接著，嘗試考慮滾動旋轉運動。由于滾動旋轉運動對X方向的移動量和Y方向的移動量雙方造成影響，所以，分成作為與X方向的移動量有關的系數(shù)的半徑和作為與Y方向的移動量有關的系數(shù)的半徑這兩部分進行考慮。
[0154] 如圖8A所示，根據(jù)旋轉中心位于從照相機1的拍攝者觀察的右側（Cright)還是左側（Cleft)，決定與Y方向的移動量有關的半徑R的符號的正負。
[0155] 并且，如圖8B所示，根據(jù)旋轉中心位于照相機1的上側（Ctop)還是下側 (Cunder)，決定與X方向的移動量有關的半徑R的符號的正負。
[0156] 多數(shù)情況下，與該滾動旋轉運動有關的旋轉中心的位置主要受拍攝姿態(tài)影響。例如，關于與Y方向的移動量有關的、旋轉中心位于照相機1的右側（Cright)還是左側 (Cleft)，根據(jù)拍攝者把持照相機1的握持位置的關系，多數(shù)情況下位于右側（Cright)。并且，關于與X方向的移動量有關的、旋轉中心位于照相機1的上側（Ctop)還是下側 (Cunder)，在正常把持照相機1的情況下，由于拍攝者的肘部位于照相機1下方，所以旋轉中心位于下側（Cunder)，但是，在低角度拍攝的情況下，由于拍攝者的肘部位于照相機1上方，所以旋轉中心位于上側（Ctop)。
[0157] 關于以上所述的半徑的符號的處理，有時成為相反校正，S卩，不要說校正抖動、甚至會放大抖動，所以需要注意。因此，在后面更加詳細地說明如何決定該半徑的符號。
[0158] 接著，對平移抖動校正部704中的抖動量檢測的控制流程進行說明。首先，圖9是示出抖動量檢測的主控制的流程圖。該圖9所示的處理例如是以lms的時間間隔定期地執(zhí) 行的處理。
[0159] 該主控制中的動作被分成檢測角速度和加速度并計算旋轉半徑但不進行抖動校正的檢測期間、以及使用檢測期間內計算出的旋轉半徑進行抖動校正的校正期間這2個控制期間。該控制期間是檢測期間還是校正期間被記錄在開始標志state中。
[0160] 當開始進行該處理后，首先，通過參照開始標志state，判定控制期間是否是校正期間（步驟S1)。
[0161] 這里，在判定為不是校正期間的情況下、即是檢測期間的情況下，進行后面參照圖 10說明的旋轉半徑計算的處理（步驟S6)，設平移速度V為0, S卩，設校正量D為0并進行輸出（步驟S7)。
[0162] 然后，根據(jù)是否經由SI072b和通信部705從系統(tǒng)控制器6通知了曝光開始，來判定是否開始曝光（步驟S8)。
[0163] 在該檢測期間中開始了曝光的情況下，將開始標志state切換為校正期間后（步驟S9)結束該主處理，并且，在未開始曝光的情況下，直接結束該主處理。
[0164] 另一方面，在步驟S1中判定為處于校正期間中的情況下，通過對檢測期間內計算出的半徑R和從角速度傳感器8輸出的角速度ω進行相乘，計算平移速度V (步驟S2)，進而，通過對平移速度進行時間積分并乘以像倍率f，計算攝像面中產生的平移移動量（步驟 S3)。
[0165] 然后，根據(jù)是否經由SI072b和通信部705從系統(tǒng)控制器6通知了曝光結束，來判定曝光是否結束（步驟S4)。
[0166] 這里，在判定為曝光結束的情況下，將開始標志state切換為檢測期間后（步驟 S5)結束該主處理，并且，在曝光未結束而繼續(xù)進行曝光的情況下，直接結束該主處理。
[0167] 圖10是示出圖9的步驟S6中的旋轉半徑計算的處理的詳細情況的流程圖。適當參照圖5對該旋轉半徑計算處理進行說明。
[0168] 另外，對各旋轉軸進行該旋轉半徑計算處理，更詳細地講，分別對偏航半徑Ryaw、俯仰半徑Rpitch、XZ滾動半徑Rrollx、YZ滾動半徑Rrolly進行該旋轉半徑計算處理。
[0169] 首先，通過平均部761a?761c進行角速度平均值c〇ave的計算（步驟S11)以及加速度平均值ct v_ave的計算（步驟S12)。
[0170] 接著，通過角加速度計算部763a、763b對步驟S11中計算出的角速度平均值coave 進行時間微分，計算角加速度ct co_ave (步驟S13)。
[0171] 接著，判定是否通過定時檢測部762a、762b檢測到與同一方向速度的第1分量和第2分量有關的角加速度的另一方過零（步驟S14)。即，在進行與X方向速度的第1分量 RyawXcoyaw有關的處理的情況下，判定滾動角加速度a co_roll是否過零，在進行與X方向速度的第2分量RrollxX coroll有關的處理的情況下，判定偏航角加速度a co_yaw是否過零，在進行與Y方向速度的第1分量RpitchX copitch有關的處理的情況下，判定滾動角加速度α ω_Γ〇11是否過零，在進行與Y方向速度的第2分量Rr〇llyXc〇r〇ll有關的處理的情況下，判定俯仰角加速度a co_pitch是否過零。
[0172] 在該步驟S14中檢測到過零的情況下，通過半徑計算部764a、764b，使用步驟S12 中求出的加速度平均值ct v_ave和步驟S13中求出的角加速度a co_ave，進行數(shù)學式1? 數(shù)學式4所示的運算，從而計算旋轉半徑R (步驟S15)。
[0173] 另外，不限于根據(jù)加速度和角加速度來計算旋轉半徑R，也可以根據(jù)速度與角速度之間的關系來計算旋轉半徑R。但是，在根據(jù)速度與角速度之間的關系進行計算的情況下，需要對由加速度傳感器9檢測到的加速度進行積分來計算速度，但是，通過積分運算會強調加速度傳感器9的漂移等噪聲的影響，可能使計算出的半徑的精度降低。因此，在本實施方式中，根據(jù)加速度和角加速度，在加速度的維度內計算半徑，從而進行精度更高的旋轉半徑的計算。
[0174] 接著，半徑計算部764a、764b還進行步驟S15中計算出的旋轉半徑是否能夠用于速度計算的可靠性判定（步驟S16)。
[0175] 由于通過對旋轉半徑和角速度進行相乘來計算平移速度分量，所以，在旋轉半徑的絕對值較大的情況下，計算出的平移速度分量的絕對值也增大，即，校正量也增大。即，如果在旋轉半徑中包含誤差的情況下，則由于誤差而引起的校正量也增大，可能導致誤校正。
[0176] 因此，對步驟S15中計算出的旋轉半徑和規(guī)定閾值進行比較，在旋轉半徑大于規(guī) 定閾值的情況下，判定為沒有可靠性，不用于速度計算（作為具體處理，將從半徑計算部 764a、764b輸出的旋轉半徑設為0 :S卩，使旋轉半徑清0)。
[0177] 并且，在步驟S15中計算半徑時，如數(shù)學式1?數(shù)學式4所示，將加速度除以角加速度，但是，在角加速度為0附近的值的情況下，計算結果成為極大的值（根據(jù)情況而發(fā) 散）。因此，通過不使用絕對值較大的旋轉半徑，能夠防止這種由于0除法而引起的誤校正。
[0178] 該步驟S16中的可靠性判定的方法不限于上述方法，可以采用其他各種方法。
[0179] 例如，代替根據(jù)旋轉半徑的絕對值的大小進行判定，或者在此基礎上，也可以在角加速度的絕對值小于規(guī)定角加速度閾值、加速度的絕對值小于規(guī)定加速度閾值中的至少一方成立的情況下、即數(shù)學式1?數(shù)學式4中的任意一方的右邊的分母和分子中的至少一方的絕對值較小的情況下，半徑計算部764a、764b判定為通過該數(shù)學式計算出的旋轉半徑沒有可靠性，不使用計算結果，而輸出旋轉半徑0。
[0180] 另外，作為使旋轉半徑清〇的情況，還舉出以下這種情況。
[0181] 使旋轉半徑清0的第1情況是檢測到靜止狀態(tài)的情況。由于在靜止狀態(tài)下沒有抖動，所以，通過使旋轉半徑清0,能夠防止誤校正。作為該靜止狀態(tài)的檢測方法，例如舉出如下方法：除了認為是噪聲等的分量以外，角速度傳感器8的輸出和加速度傳感器9的輸出在規(guī)定時間以上持續(xù)實質上為0。并且，關于檢測為處于靜止狀態(tài)的狀態(tài)的另一例，通過三腳架檢測部等檢測三腳架連接。由于該三腳架連接的檢測方法可以利用公知的各種方法，所以不敘述具體例。
[0182] 使旋轉半徑清0的第2情況是檢測到全景操作的情況。全景操作一般不包含在抖動中，而且在比較大的角度范圍內移動，所以，多數(shù)情況下超過驅動部5的校正范圍。而且，當進行全景操作時，由于之后殘留有HPF(特別是HPF701a和X軸方向的加速度的HPF)的影響，所以，在剛剛進行全景操作后的一定期間內無法計算正常的校正量。因此，通過使根據(jù)全景操作的偏航旋轉運動計算出的旋轉半徑、即通過數(shù)學式1計算出的偏航半徑Ryaw清〇,能夠防止由于全景操作后的HPF701的影響而導致誤校正。另外，關于全景操作的檢測，可以通過檢測角速度傳感器8和加速度傳感器9的檢測值、即來自HPF(特別是HPF701a和 HPF701d)的輸出（檢測值）超過規(guī)定時間而沒有變化、或檢測值的符號超過規(guī)定時間而沒有變化來進行判定。
[0183] 使旋轉半徑清0的第3情況是從曝光開始起的執(zhí)行抖動校正的時間超過規(guī)定時間的情況。
[0184] 在非長時間曝光拍攝的通常拍攝時間的情況下，由于對拍攝圖像造成的影響較小，所以，即使產生誤校正，也幾乎不會對拍攝圖像造成影響。與此相對，在長時間曝光拍攝的情況下，即使校正量較小，由于長時間積累（特別是通過時間進行積分的量長時間積累），（特別是基于所積累的誤差的抖動校正）對拍攝圖像造成的影響也較大。因此，在從曝光開始起的時間超過規(guī)定時間的情況下，使旋轉半徑清〇并停止校正。
[0185] 通過CPU70進行該曝光時間的監(jiān)視，通過定時器對從系統(tǒng)控制器6接收到曝光開始命令后的時間進行計數(shù)，在計數(shù)值超過規(guī)定時間的情況下，使從半徑計算部764a、764b 輸出的旋轉半徑清0。
[0186] 進而，除了上述以外，在判定為要計算的校正量的可靠性較低的情況下，適當使旋轉半徑清0即可。
[0187] 然后，根據(jù)在步驟S15中計算出且在步驟S16中判定為具有可靠性的旋轉半徑，選擇在校正期間內用于運算的半徑（步驟S17)。在后面參照圖11對該步驟S17的旋轉半徑選擇的處理進行說明。
[0188] 然后，在該步驟S17的處理結束、或上述步驟S14中未檢測到過零的情況下，從該旋轉半徑計算處理返回圖9所示的主處理。
[0189] 接著，圖11是示出圖10的步驟S17中的旋轉半徑選擇的處理的詳細情況的流程圖。
[0190] 當開始進行該處理后，首先，從最新的計算值起，根據(jù)半徑的符號的正負，以規(guī)定數(shù)量保持在步驟S15中計算出且在步驟S16中判定為具有可靠性的旋轉半徑（步驟S21)。這里保持的規(guī)定次數(shù)的旋轉半徑是后續(xù)平均處理所需要的次數(shù)，但是，這里，例如從最新的計算值向過去追溯，分別保持5個正旋轉半徑和負旋轉半徑。
[0191] 圖12是示出保持在半徑計算部764a、764b內的存儲器中的正和負旋轉半徑的例子的圖表。如圖所示，在正用存儲器中，保持5個即右下方標注0?4的數(shù)字的、從最新的計算值向過去的計算值追溯的右肩標注+記號的正旋轉半徑R。同樣，在負用存儲器中，保持 5個即右下方標注0?4的數(shù)字的、從最新的計算值向過去的計算值追溯的右肩標注-記號的負旋轉半徑R。而且，當在上述步驟S15和步驟S16中計算具有可靠性的最新半徑后，在該半徑為正半徑的情況下，正用存儲器內的存儲內容向下順延1級，在存儲最新半徑的欄中存儲計算出的最新半徑，在該半徑為負半徑的情況下，在負用存儲器中進行同樣的處理。因此，半徑計算部764a、764b內的存儲器中保存的最早的半徑是從現(xiàn)世代起追溯9世代前或更早之前的半徑。
[0192] 接著，為了減輕半徑的誤計算的影響，進行半徑的平均（步驟S22)。但是，由于半徑中具有正半徑和負半徑，所以，在混合正負進行平均時，相互抵消而接近0。因此，這里，分為半徑為正的情況和半徑為負的情況進行平均。
[0193] 具體而言，如以下的數(shù)學式9所示，對正用存儲器中保存的5個正旋轉半徑R進行平均并計算正平均旋轉半徑AvR+，對負用存儲器中保存的5個負旋轉半徑R進行平均并計算負平均旋轉半徑AvR-。
[0194] [數(shù)學式9]
[0195]

【權利要求】
1. 一種抖動量檢測裝置，其特征在于，該抖動量檢測裝置具有：第1角速度檢測部，其檢測繞第1軸的第1角速度；第2角速度檢測部，其檢測繞與所述第1軸垂直的第2軸的第2角速度；加速度檢測部，其檢測與所述第1軸和所述第2軸垂直的第3軸方向的第3加速度；旋轉半徑計算部，其根據(jù)第1時刻的所述第1角速度、所述第2角速度和所述第3加速度以及第2時刻的所述第1角速度、所述第2角速度和所述第3加速度，計算繞所述第2軸的旋轉運動的第2半徑，并且，計算將繞所述第1軸的旋轉運動的第1半徑投影到包含所述第1軸和所述第3軸的平面上得到的第1-3投影半徑；以及抖動量計算部，其根據(jù)所述第2半徑、所述第1-3投影半徑、所述第1角速度、所述第2 角速度，計算所述第3軸方向上的移動量。
2. 根據(jù)權利要求1所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量計算部具有：速度計算部，其通過對所述第2角速度乘以所述第2半徑，計算所述第3軸方向上的第 3速度的第1分量，通過對所述第1角速度乘以所述第1-3投影半徑，計算所述第3軸方向上的第3速度的第2分量；速度合成部，其對所述第3速度的第1分量和所述第3速度的第2分量進行相加，取得第3速度；以及第1移動量計算部，其通過對所述第3速度進行時間積分，計算所述第3軸方向上的移動量。
3. 根據(jù)權利要求2所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量檢測裝置還具有第3角速度檢測部，該第3角速度檢測部檢測繞所述第3 軸的第3角速度，所述加速度檢測部還檢測所述第2軸方向的第2加速度，所述旋轉半徑計算部還根據(jù)所述第1時刻的所述第1角速度、所述第3角速度和所述第2加速度以及所述第2時刻的所述第1角速度、所述第3角速度和所述第2加速度，計算繞所述第3軸的旋轉運動的第3半徑，并且，計算將繞所述第1軸的旋轉運動的第1半徑投影到包含所述第1軸和所述第2軸的平面上得到的第1-2投影半徑，所述速度計算部還通過對所述第3角速度乘以所述第3半徑，計算所述第2軸方向上的第2速度的第1分量，通過對所述第1角速度乘以所述第1-2投影半徑，計算所述第2軸方向上的第2速度的第2分量，所述速度合成部還對所述第2速度的第1分量和所述第2速度的第2分量進行相加，取得第2速度，所述第1移動量計算部還通過對所述第2速度進行時間積分，計算所述第2軸方向上的移動量。
4. 根據(jù)權利要求2所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述第1軸是與光學系統(tǒng)的光軸相同的Z軸，繞該Z軸的旋轉運動是滾動旋轉運動，所述第1角速度是滾動角速度，所述第1角速度檢測部是滾動角速度檢測部，所述第1半徑是滾動半徑。
5. 根據(jù)權利要求3所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述第1軸是與光學系統(tǒng)的光軸相同的Z軸，繞該Z軸的旋轉運動是滾動旋轉運動，所述第1角速度是滾動角速度，所述第1角速度檢測部是滾動角速度檢測部，所述第1半徑是滾動半徑，所述第2軸是在攝像裝置的標準姿態(tài)下成為垂直方向的軸的Y軸，繞該Y軸的旋轉運動是偏航旋轉運動，所述第2角速度是偏航角速度，所述第2角速度檢測部是偏航角速度檢測部，所述第2加速度是Y加速度，所述第2半徑是偏航半徑，所述第2速度是Y方向速度，所述第3軸是在攝像裝置的標準姿態(tài)下成為水平方向的軸的X軸，繞該X軸的旋轉運動是俯仰旋轉運動，所述第3角速度是俯仰角速度，所述第3角速度檢測部是俯仰角速度檢測部，所述第3加速度是X加速度，所述第3半徑是俯仰半徑，所述第3速度是X方向速度，所述第1-3投影半徑是將所述滾動半徑投影到XZ平面上得到的XZ滾動半徑，所述第 1-2投影半徑是將所述滾動半徑投影到YZ平面上得到的YZ滾動半徑，所述滾動角速度檢測部、所述偏航角速度檢測部、所述俯仰角速度檢測部包含在角速度檢測部中。
6. 根據(jù)權利要求5所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部根據(jù)所述第1時刻T1的由所述滾動角速度得到的滾動角加速度α ω_Γ〇11(Τ1)、由所述偏航角速度得到的偏航角加速度a co_yaw(Tl)和所述X加速度αν_χ(Τ1)以及所述第2時刻T2的由所述滾動角速度得到的滾動角加速度α ω_ roll(T2)、由所述偏航角速度得到的偏航角加速度a co_yaw(T2)和所述X加速度αν_ x(T2)，通過
計算所述偏航半徑Ryaw和所述XZ滾動半徑Rrollx，還根據(jù)所述第1時刻T1的所述滾動角加速度α ω_Γ〇11(Τ1)、由所述俯仰角速度得到的俯仰角加速度a co_pitch(Tl)和所述Υ加速度a v_y(Tl)以及所述第2時刻Τ2的所述滾動角加速度α ω_Γ〇11(Τ2)、由所述俯仰角速度得到的俯仰角加速度a co_pitch(T2)和所述Y加速度a v_y (T2)，通過
計算所述俯仰半徑Rpitch和所述YZ滾動半徑Rrolly。
7. 根據(jù)權利要求5所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部根據(jù)所述第1時刻T1的所述滾動角速度ωroll (T1)、所述偏航角速度ω yaw (T1)和由所述X加速度得到的X速度vx (T1)以及所述第2時刻T2的所述滾動角速度ωΓ〇11(Τ2)、所述偏航角速度c〇yaw(T2)和由所述X加速度得到的X速度vx(T2)，通過
計算所述偏航半徑Ryaw和所述XZ滾動半徑Rrollx，還根據(jù)所述第1時刻T1的所述滾動角速度ωroll (T1)、所述俯仰角速度ωpitch (T1) 和由所述Y加速度得到的Y速度vy(Tl)以及所述第2時刻T2的所述滾動角速度 ωΓ〇11(Τ2)、所述俯仰角速度c〇pitch(T2)和由所述Υ加速度得到的Υ速度vy(T2)，通過
計算所述俯仰半徑Rpitch和所述YZ滾動半徑Rrolly。
8. 根據(jù)權利要求6或7所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，關于所述偏航半徑Ryaw、所述XZ滾動半徑Rrollx、所述俯仰半徑Rpitch和所述YZ滾動半徑Rrolly的各半徑，當所述第2時刻T2在時間上位于所述第1時刻T1之后時，所述旋轉半徑計算部進行根據(jù)從所述第2時刻T2起的時間間隔不同的多個種類的所述第1時刻 T1的檢測值計算出的多個種類的所述各半徑的可靠性判定，計算并輸出被判定為可靠性最高的種類的所述各半徑。
9. 根據(jù)權利要求8所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部將所述多個種類的所述各半徑的計算中的各數(shù)學式的分母的絕對值最大的所述各半徑判定為可靠性最高。
10. 根據(jù)權利要求5或7所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量檢測裝置還具有頻率檢測部，該頻率檢測部檢測由所述角速度檢測部檢測的所述滾動角速度、所述偏航角速度、所述俯仰角速度中的至少一方的頻率，關于所述偏航半徑Ryaw、所述XZ滾動半徑Rrollx、所述俯仰半徑Rpitch和所述YZ滾動半徑Rrolly的各半徑，所述旋轉半徑計算部設定為，由所述頻率檢測部檢測到的頻率越低，所述第1時刻T1與所述第2時刻T2之間的時間間隔越長，從而進行所述各半徑的計算。
11. 根據(jù)權利要求6所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部還根據(jù)所述第1時刻T1的所述滾動角速度ω roll (T1)、所述偏航角速度ω yaw (T1)和由所述X加速度得到的X速度vx (T1)以及所述第2時刻T2的所述滾動角速度ωΓ〇11(Τ2)、所述偏航角速度c〇yaw(T2)和由所述X加速度得到的X速度vx(T2)，通過
計算所述偏航半徑Ryaw和所述XZ滾動半徑Rrollx，根據(jù)所述第1時刻T1的所述滾動角速度ω roll (T1)、所述俯仰角速度ω pitch (T1)和由所述Y加速度得到的Y速度vy(Tl)以及所述第2時刻T2的所述滾動角速度ωΓ〇11(Τ2)、所述俯仰角速度《pitch(T2)和由所述Υ加速度得到的Υ速度vy(T2)，通過
計算所述俯仰半徑Rpitch和所述YZ滾動半徑Rrolly，關于所述偏航半徑Ryaw、所述XZ滾動半徑Rrollx、所述俯仰半徑Rpitch和所述YZ滾動半徑Rrolly的各半徑，進行根據(jù)角加速度和加速度計算出的所述各半徑以及根據(jù)角速度和速度計算出的所述各半徑的可靠性判定，輸出被判定為可靠性更高的所述各半徑。
12. 根據(jù)權利要求11所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部將根據(jù)角加速度和加速度計算出的所述各半徑以及根據(jù)角速度和速度計算出的所述各半徑中的絕對值較小的所述各半徑判定為可靠性更高。
13. 根據(jù)權利要求11所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量檢測裝置還具有頻率檢測部，該頻率檢測部檢測由所述角速度檢測部檢測的所述滾動角速度、所述偏航角速度、所述俯仰角速度中的至少一方的頻率，所述旋轉半徑計算部將與賦予了以下2個絕對值中較大一方的各數(shù)學式相關的所述各半徑判定為可靠性更高，其中上述2個絕對值是：用于根據(jù)角加速度和加速度計算所述各半徑的各數(shù)學式的分母的絕對值、以及對用于根據(jù)角速度和速度計算所述各半徑的各數(shù) 學式的分母乘以由所述頻率檢測部檢測到的頻率而得到的值的絕對值。
14. 根據(jù)權利要求1所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量計算部具有：速度計算部，其通過對所述第2角速度乘以所述第2半徑，計算所述第3軸方向上的第 3速度的第1分量，通過對所述第1角速度乘以所述第1-3投影半徑，計算所述第3軸方向上的第3速度的第2分量；第2移動量計算部，其通過對所述第3速度的第1分量進行時間積分，計算所述第3軸方向上的移動量的第1分量，通過對所述第3速度的第2分量進行時間積分，計算所述第3 軸方向上的移動量的第2分量；以及移動量合成部，其對所述第3軸方向上的移動量的第1分量和所述第3軸方向上的移動量的第2分量進行相加，計算所述第3軸方向上的移動量。
15. 根據(jù)權利要求1所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量計算部具有：角度計算部，其通過對所述第1角速度進行時間積分，計算繞第1軸的角度即第1角度，通過對第2角速度進行時間積分，計算繞第2軸的角度即第2角度；第3移動量計算部，其通過對所述第2半徑和所述第2角度進行相乘，計算所述第3軸方向上的移動量的第1分量，通過對所述第1-3投影半徑和所述第1角度進行相乘，計算所述第3軸方向上的移動量的第2分量；以及移動量合成部，其對所述第3軸方向上的移動量的第1分量和所述第3軸方向上的移動量的第2分量進行相加，計算所述第3軸方向上的移動量。
16. 根據(jù)權利要求2所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述第1時刻是不受繞所述第1軸的旋轉運動影響的時刻，所述第2時刻是不受繞所述第2軸的旋轉運動影響的時刻，所述旋轉半徑計算部根據(jù)所述第1時刻的所述第2角速度和所述第3加速度計算所述第2半徑，并且根據(jù)所述第2時刻的所述第1角速度和所述第3加速度計算所述第1-3投影半徑。
17. 根據(jù)權利要求16所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量檢測裝置還具有第3角速度檢測部，該第3角速度檢測部檢測繞所述第3 軸的第3角速度，所述加速度檢測部還檢測所述第2軸方向的第2加速度，所述旋轉半徑計算部還根據(jù)所述第3角速度和所述第2加速度計算繞所述第3軸的旋轉運動的第3半徑，并且，根據(jù)所述第1角速度和所述第2加速度，計算將繞所述第1軸的旋轉運動的第1半徑投影到包含所述第1軸和所述第2軸的平面上得到的第1-2投影半徑，所述速度計算部還通過對所述第3角速度乘以所述第3半徑，計算所述第2軸方向上的第2速度的第1分量，通過對所述第1角速度乘以所述第1-2投影半徑，計算所述第2軸方向上的第2速度的第2分量，所述速度合成部還對所述第2速度的第1分量和所述第2速度的第2分量進行相加，取得第2速度，所述第1移動量計算部還通過對所述第2速度進行時間積分，計算所述第2軸方向上的移動量。
18. 根據(jù)權利要求16所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述第1軸是與光學系統(tǒng)的光軸相同的Z軸，繞該Z軸的旋轉運動是滾動旋轉運動，所述第1角速度是滾動角速度，所述第1角速度檢測部是滾動角速度檢測部，所述第1半徑是滾動半徑。
19. 根據(jù)權利要求17所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述第1軸是與光學系統(tǒng)的光軸相同的Z軸，繞該Z軸的旋轉運動是滾動旋轉運動，所述第1角速度是滾動角速度，所述第1角速度檢測部是滾動角速度檢測部，所述第1半徑是滾動半徑，所述第2軸是在攝像裝置的標準姿態(tài)下成為垂直方向的軸的Y軸，繞該Y軸的旋轉運動是偏航旋轉運動，所述第2角速度是偏航角速度，所述第2角速度檢測部是偏航角速度檢測部，所述第2加速度是Y加速度，所述第2半徑是偏航半徑，所述第2速度是Y方向速度，所述第3軸是在攝像裝置的標準姿態(tài)下成為水平方向的軸的X軸，繞該X軸的旋轉運動是俯仰旋轉運動，所述第3角速度是俯仰角速度，所述第3角速度檢測部是俯仰角速度檢測部，所述第3加速度是X加速度，所述第3半徑是俯仰半徑，所述第3速度是X方向速度，所述第1-3投影半徑是將所述滾動半徑投影到ΧΖ平面上得到的ΧΖ滾動半徑，所述第 1-2投影半徑是將所述滾動半徑投影到ΥΖ平面上得到的ΥΖ滾動半徑，所述滾動角速度檢測部、所述偏航角速度檢測部、所述俯仰角速度檢測部包含在角速度檢測部中。
20. 根據(jù)權利要求19所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部根據(jù)在不受所述滾動旋轉運動影響的時刻檢測到的所述偏航角速度和所述X加速度計算所述偏航半徑，根據(jù)在不受所述滾動旋轉運動影響的時刻檢測到的所述俯仰角速度和所述Υ加速度計算所述俯仰半徑，根據(jù)在不受所述偏航旋轉運動影響的時刻檢測到的所述滾動角速度和所述X加速度計算所述ΧΖ滾動半徑，根據(jù)在不受所述俯仰旋轉運動影響的時刻檢測到的所述滾動角速度和所述Υ加速度計算所述ΥΖ滾動半徑。
21. 根據(jù)權利要求19所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量檢測裝置還具有平均部，該平均部按照規(guī)定檢測數(shù)計算所述角速度檢測部檢測到的各角速度和所述加速度檢測部檢測到的各加速度各自的平均值，所述旋轉半徑計算部根據(jù)所述平均部進行平均后的各角速度和所述各加速度計算所述各半徑。
22. 根據(jù)權利要求19所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部根據(jù)所述各角速度計算各角加速度，根據(jù)計算出的該各角加速度和所述各加速度計算所述各半徑。
23. 根據(jù)權利要求22所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，在所述角加速度的絕對值小于規(guī)定的角加速度閾值、所述加速度的絕對值小于規(guī)定的加速度閾值中的至少一方成立時，所述旋轉半徑計算部將半徑設為〇并輸出到所述速度計算部。
24. 根據(jù)權利要求19所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部將從最新向過去追溯的規(guī)定數(shù)的半徑的平均值輸出到所述速度計算部。
25. 根據(jù)權利要求24所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部按照所述半徑的不同符號計算該半徑的平均值，計算正半徑的平均值和負半徑的平均值，將符號與該旋轉半徑計算部計算出的最新半徑的符號相同的半徑的平均值輸出到所述速度計算部。
26. 根據(jù)權利要求25所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述旋轉半徑計算部對從最新向過去追溯的規(guī)定數(shù)的半徑賦予隨著從最新向過去追溯而減小的權重，按照所述半徑的不同符號對該權重進行相加來計算相加權重，設定僅能夠取得針對正半徑的相加權重和針對負半徑的相加權重中的任意一方的規(guī)定的閾值，在該針對正半徑的相加權重和該針對負半徑的相加權重中的任意一方為該規(guī)定的閾值以上的情況下，將成為閾值以上的符號的半徑輸出到所述速度計算部，在該針對正半徑的相加權重和該針對負半徑的相加權重均小于閾值的情況下，將半徑設為0并輸出到所述速度計算部。
27. 根據(jù)權利要求19所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量檢測裝置還具有靜止狀態(tài)檢測部，該靜止狀態(tài)檢測部檢測是否處于靜止狀態(tài)，在所述靜止狀態(tài)檢測部檢測到處于靜止狀態(tài)的情況下，所述旋轉半徑計算部將半徑設為〇并輸出到所述速度計算部。
28. 根據(jù)權利要求19所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，在所述偏航角速度檢測部的檢測值恒定的時間超過規(guī)定時間的情況下、或該偏航角速度檢測部的檢測值的符號相同的時間超過規(guī)定時間的情況下，所述旋轉半徑計算部在規(guī)定時間內將半徑設為〇并輸出到所述速度計算部。
29. 根據(jù)權利要求19所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量檢測裝置還具有：存儲部，其存儲與相對于規(guī)定的標準方向的所述角速度檢測部的傾斜和所述加速度檢測部的傾斜相關的檢測部傾斜信息；以及軸校正部，其從所述存儲部中讀出所述檢測部傾斜信息，對所述角速度檢測部的檢測值和所述加速度檢測部的檢測值進行校正，所述旋轉半徑計算部和所述速度計算部使用由所述軸校正部進行校正后的檢測值。
30. 根據(jù)權利要求19所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量檢測裝置還具有加速度重力校正部，該加速度重力校正部根據(jù)所述角速度檢測部的檢測值檢測相對姿態(tài)，根據(jù)該相對姿態(tài)和所述加速度檢測部的檢測值計算絕對姿態(tài)，根據(jù)計算出的該絕對姿態(tài)從所述加速度檢測部的檢測值中去除重力加速度分量，所述旋轉半徑計算部使用去除了所述重力加速度分量后的檢測值。
31. 根據(jù)權利要求19所述的抖動量檢測裝置，其特征在于，所述抖動量檢測裝置還具有：靜止狀態(tài)檢測部，其檢測是否處于靜止狀態(tài)；存儲部，其在所述靜止狀態(tài)檢測部檢測到處于靜止狀態(tài)時，存儲所述加速度檢測部的檢測值即加速度信息；以及加速度靈敏度校正信息計算部，其在所存儲的所述加速度信息的量足以確定所述加速度檢測部的檢測靈敏度的經時變化的情況下，計算所述加速度檢測部的檢測靈敏度的校正中使用的靈敏度校正信息。
32. -種攝像裝置，其特征在于，該攝像裝置具有：權利要求1所述的抖動量檢測裝置；光學系統(tǒng)，其將來自被攝體的光成像為被攝體像；攝像元件，其將由所述光學系統(tǒng)成像的被攝體像轉換為影像信號；以及驅動部，其在抵消由所述抖動量檢測裝置檢測到的移動量的方向上，驅動所述光學系統(tǒng)和所述攝像元件中的至少一方。
33. 根據(jù)權利要求32所述的攝像裝置，其特征在于，在從所述攝像元件的曝光開始起經過規(guī)定時間后，所述旋轉半徑計算部將所述各半徑設為0并輸出到所述速度計算部。
34. -種抖動量檢測方法，其特征在于包含以下步驟：檢測繞第1軸的第1角速度；檢測繞與所述第1軸垂直的第2軸的第2角速度；檢測與所述第1軸和所述第2軸垂直的第3軸方向的第3加速度；根據(jù)第1時刻的所述第1角速度、所述第2角速度和所述第3加速度以及第2時刻的所述第1角速度、所述第2角速度和所述第3加速度，計算繞所述第2軸的旋轉運動的第2 半徑，并且，計算將繞所述第1軸的旋轉運動的第1半徑投影到包含所述第1軸和所述第3 軸的平面上得到的第1-3投影半徑；以及根據(jù)所述第2半徑、所述第1-3投影半徑、所述第1角速度、所述第2角速度，計算所述第3軸方向上的移動量。
35. 根據(jù)權利要求34所述的抖動量檢測方法，其特征在于，在根據(jù)所述第2半徑、所述第1-3投影半徑、所述第1角速度、所述第2角速度計算所述第3軸方向上的移動量的步驟中包含以下步驟：通過對所述第2角速度乘以所述第2半徑，計算所述第3軸方向上的第3速度的第1 分量，并且通過對所述第1角速度乘以所述第1-3投影半徑，計算所述第3軸方向上的第3 速度的第2分量；對所述第3速度的第1分量和所述第3速度的第2分量進行相加，取得第3速度；以及通過對所述第3速度進行時間積分，計算所述第3軸方向上的移動量。
36. 根據(jù)權利要求35所述的抖動量檢測方法，其特征在于，所述第1時刻是不受繞所述第1軸的旋轉運動影響的時刻，所述第2時刻是不受繞所述第2軸的旋轉運動影響的時刻，根據(jù)所述第1時刻的所述第2角速度和所述第3加速度計算所述第2半徑，根據(jù)所述第2時刻的所述第1角速度和所述第3加速度計算所述第1-3投影半徑。
【文檔編號】H04N5/232GK104067166SQ201280067370
【公開日】2014年9月24日申請日期:2012年9月12日優(yōu)先權日:2012年1月19日
【發(fā)明者】土屋仁司, 田中潔, 竹內壽申請人:奧林巴斯株式會社

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