CN100451811C - 防震装置 - Google Patents

Abstract

摄像设备的防震装置包括可移动单元和控制单元。可移动单元具有成像器件，可以在第一和第二方向移动。控制单元移动可移动单元到第一、第二、第三和第四位置，完成获得第一、第二、第三和第四成像操作及获得防震图像信号的组合操作，在所述防震图像信号中由于手震产生的延迟被校正。在第一成像操作中，计算第一成像框的第一成像位置，在所述第一位置对应于第一手震量的延迟被校正，获得在第一位置的成像器件成像场与第一成像框之间的重叠区域内所成像的第一图像信号。在组合操作中，通过组合第一、第二、第三和第四图像信号获得防震图像信号。

Description

防震装置

技术领域

本发明涉及一种用于摄像设备的防震装置，特别涉及一种用于获得校正手震的图像信号的图像合成装置。

背景技术

已经提出用于摄像设备的防震装置。所述防震装置对应于照相过程中出现的手震量通过移动垂直于光轴的平面上的成像面矫正手震效果。

公开号为H01-053957审结日本专利公开了电子防震装置，该装置根据在成像器件的成像场的一部分上所成像的图像信号获得防震(校正手震)图像。对应于手震量，所述部分成像场可以在整个成像场内移动。所述部分成像场等于可以在垂直于光轴的平面上移动的成像面。

然而，在该电子防震装置中，与利用成像器件的整个成像场完成成像操作时比较，防震图像的图像质量下降，视场角变窄。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种有效利用成像器件的成像场的防震装置。

根据本发明，摄像设备的防震装置包括：手震量检测单元、可移动单元、固定单元和控制单元。

手震量检测单元检测有关成像装置手震的第一、第二、第三、第四信息。

固定单元在第一和第二两个方向上可以滑动地支撑可移动单元。

控制单元移动可移动单元到可移动单元移动范围内的第一、第二、第三和第四位置，以完成获得第一图像信号的第一成像操作、获得第二图像信号的第二成像操作、获得第三图像信号的第三成像操作、获得第四图像信号的第四成像操作、及获得防震图像信号的组合操作，在所述防震图像信号中由于手震产生的延迟被校正。

在第一成像操作中，检测第一信息并输入控制单元。由第一信息计算出第一手震量。而且，根据第一手震量计算第一成像框的第一成像位置，在所述第一成像框内对应于第一手震量的延迟被校正。然后，然后获得在第一位置的成像器件成像场与第一成像框之间的重叠区域内所成像的第一图像信号。

在第二成像操作中，检测第二信息并输入控制单元。由第二信息计算出第二手震量。而且，根据第二手震量计算第二成像框的第二成像位置，在第二成像框内对应于第二手震量的延迟被校正。然后，然后获得在第二位置的成像器件成像场与第二成像框之间的重叠区域内所成像的第二图像信号。

在第三成像操作中，检测第三信息并输入控制单元。由第三信息计算出第三手震量。而且，根据第三手震量计算第三成像框的第三成像位置，在所述第三成像框内对应于第三手震量的延迟被校正。然后，然后获得在第三位置的成像场与第三成像框之间的重叠区域内所成像的第三图像信号。

在第四成像操作中，检测第四信息并输入控制单元。由第信息计算出第四手震量。而且，根据第四手震量计算第四成像框的第四成像位置，在所述第四成像框内对应于第四手震量的延迟被校正。然后，然后获得在第四位置的成像场与第四成像框之间的重叠区域内所成像的第四图像信号。

在组合操作中，通过组合第一、第二、第三和第四图像信号获得防震图像信号。

附图说明

通过下面结合附图的描述将能更好地理解本发明的目的和优点，其中：

图1是实施例的摄像装置从摄像装置的后面看的透视图；

图2是摄像装置的正视图；

图3是实施例的摄像装置的电路结构图；

图4是简单示出当可动单元在第一位置时可动单元和固定单元之间的位置关系的结构图；

图5是简单示出当可动单元在第二位置时可动单元和固定单元之间的位置关系的结构图；

图6是简单示出当可动单元在第三位置时可动单元和固定单元之间的位置关系的结构图；

图7是简单示出当可动单元在第四位置时可动单元和固定单元之间的位置关系的结构图；

图8是示出当可动单元在第一位置时成像场的位置关系；

图9是示出当可动单元在第二位置时成像场的位置关系；

图10是示出当可动单元在第三位置时成像场的位置关系；

图11是示出当可动单元在第四位置时成像场的位置关系；

图12是简单示出第一、第二、第三和第四成像场之间的位置关系的结构图；

图13是防震单元的结构图；

图14是沿着图13中的A-A线剖开的截面图；

图15是实施例中成像操作的流程图；

图16是第一、第二、第三和第四成像操作的流程的第一部分；

图17是第一、第二、第三和第四成像操作的流程的第二部分。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例描述本发明。在该实施例中，摄像装置1是数字照相机。摄像装置1具有光轴LX。

附图1至3示出该实施例中成像装置的结构。附图4至7是示出可动单元30a与固定单元30b之间位置关系的结构图。图8至11是示出成像器件39a1的成像场IF与成像场的移动范围R1之间的位置关系的结构图。

为了解释该实施例中的方向，定义了第一方向x、第二方向y和第三方向z(见图1)。第一方向x是垂直于光轴LX的水平方向，第二方向y是垂直于光轴LX和第一方向x的铅直方向。第三方向z是平行于光轴LX并垂直于第一方向x和第二方向y的水平方向。

图14示出沿着图13中的A-A线剖面的结构图。

摄像装置1的成像部分包括Pon按钮11、Pon开关11a、光度开关12a、释放按钮13、释放开关13a、诸如LCD监视器等的监视单元17、存储器18、CPU 21、成像模块22、AE(自动曝光)单元23、AF(自动聚焦)单元24、和防震单元30中的成像单元39a、照相光学系统67(见图1、2和3)。

Pon开关11a是处于接通状态还是断开状态由Pon按钮11的状态确定，这样摄像装置1的接通/断开状态对应于Pon开关11a的接通/断开状态而变化。

通过照相光学系统67在成像器件39a1的成像场IF内获得成像物体图像作为光学图像。成像器件39a1通过光电转换把光学图像变换为电信号。通过成像器件39a1累积超过预定时间长度，从光信号变换而来而且以读出电荷为依据的电信号通过成像模块22和CPU单元21等的DSP(数字信号处理器)变化为可以在指示单元17上指示并可以存储在存储器18中的图像信号，。

指示单元17指示图像信号作为成像物体图像。成像物体图像可以通过光学取景器(未示出)用光学方法进行观察。指示单元17与CPU 21的端口P6连接。

存储器18存储图像信号。存储器18与CPU 21的端口P7连接。

CPU单元21是控制装置，其控制摄像装置1每部分与成像有关的操作，并控制摄像装置1每部分与防震有关的操作，包括控制移动和位置检测操作。防震操作控制可移动单元30a的移动并控制可移动单元30a的位置检测。

当操作者把释放按钮13按下一半时，光度开关12a变成接通状态，以便完成测光操作、AF感应操作、和聚焦操作。

当操作者把释放按钮13完全按下时，释放开关13a变成接通状态，以便完成摄像操作，并存储所成的像。

成像模块22驱动成像单元39a。AE单元23完成对被摄物体的测光操作，计算光度值，并计算与光度值对应的成像所需要的孔径值和曝光时间。AF单元24完成AF感应操作，并完成对应于AF感应操作结果的成像所需要的聚焦操作。在聚焦操作中，照相光学系统67的位置在光轴LX方向上移动。

摄像装置1的防震部分包括防震按钮14、防震开关14a、指示单元17、存储器18、CPU 21、成像模块22、角速度检测单元25、驱动器电路29、防震单元30和照相光学系统67。

当操作者把防震按钮14完全按下时，防震开关14a变成接通状态，以便在每一个第二预定时间间隔当角速度检测单元25和防震单元30被驱动时完成防震操作(防震模式)，而与包括测光操作等的其他操作无关。当防震开关14a处于接通状态时，成像装置1设置成防震模式。当防震开关14a未处于接通状态时，成像装置1设置成非防震模式。在该实施例中，第二预定时间间隔为1ms。

对应于这些开关的输入信号的不同输出命令由CPU 21控制。

关于光度开关12a处于接通状态还是断开状态的信息被作为一位数字信号输入到CPU 21的端口P12。关于释放开关13a处于接通状态还是断开状态的信息被作为一位数字信号输入到CPU 21的端口P13。关于防震开关14a处于接通状态还是断开状态的信息被作为一位数字信号输入到CPU 21的端口P14。

成像模块22与用于输入和输出信号的CPU 21的端口P3连接。AE单元23与用于输入和输出信号的CPU 21的端口P4连接。AF单元24与用于输入和输出信号的CPU 21的端口P5连接。

下面，详细说明角速度检测单元25、驱动器电路29、防震单元30与CPU 21之间的输入输出关系。

角速度检测单元25具有第一角速度传感器26、第二角速度传感器27和组合放大器和高通滤波器电路28。第一角速度传感器26在每个第二预定时间间隔(1ms)检测照相装置1的角速度在第一方向x上的速度分量。第二角速度传感器27在每个第二预定时间间隔(1ms)检测照相装置1的角速度在第二方向y上的速度分量。

组合放大器和高通滤波器电路28放大关于角速度在第一方向x上的信号(角速度在第一方向x上的速度分量)，减小第一角速度传感器26的零电压和摇拍(panning)，并把模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 0作为第一角速度vx。

组合放大器和高通滤波器电路28放大关于角速度在第二方向y上的信号(角速度在第二方向y上的速度分量)，减小第二角速度传感器27的零电压和摇拍，并把模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 1，作为第二角速度vy。

CPU 21把输入到A/D转换器A/D 0的第一角速度vx和输入A/D转换器A/D 1的第二角速度vy转换为数字信号(A/D转换操作)，并其中考虑聚焦，根据转换的数字信号和转换系数计算在预定时间(1ms)产生的手震量。因此，CPU 21和角速度检测单元25具有计算手震量的功能。

在成像装置1处于防震模式时，CPU 21对应于计算的手震量计算成像框F在第一方向x和第二方向y应该被移动的位置S。

成像框的位置S在第一方向x的位置S定义为sx，成像框的位置S第二方向y的位置S定义为sy。成像框是位于包括成像器件39a1的成像场IF的平面内的场，所述成像器件39a1的成像场没有成像物体图像的延迟或者所述成像器件39a1的成像场IF应该被移动以便校正手震效果。成像框F的尺寸与成像场IF的尺寸相同。成像框F的位置S设置在成像场IF的移动范围R1内。

当成像装置1处于非防震模式时，CPU 21把成像框F的位置S(位置SF)设置在移动范围R1的中心。

在该实施例中，成像框F的尺寸与成像场IF的尺寸相同。然而，成像框F的尺寸可以大于成像场IF的尺寸，条件是成像框F的尺寸等于或小于在成像场IF的移动范围R1。

当成像装置1处于防震模式时，防震单元30获得防震(校正手震)的图像信号Pss，该图像信号Pss是组合的第一图像信号Pss1、一部分第二图像信号Pss2、一部分第三图像信号Pss3和一部分第四图像信号Pss4de1一部分。

第一图像信号Ps1在移动可动单元30a并与第一角边缘点pe1接触条件下通过成像操作(第一成像操作)获得。

第二图像信号Ps2在移动可动单元30a并与第二角边缘点pe2接触条件下通过成像操作(第二成像操作)获得。

第三图像信号Ps3在移动可动单元30a并与第三角边缘点pe3接触条件下通过成像操作(第三成像操作)获得。

第四图像信号Ps4在移动可动单元30a并与第四角边缘点pe4接触条件下通过成像操作(第四成像操作)获得。

根据防震(校正手震)的图像信号Pss，在监视器17的指示场内指示防震(校正手震)的图像信号PicS。

防震单元30是其通过消除包括成像器件39a1的成像场IF的平面内的成像物体图像延迟，和通过稳定到达包括成像器件39a1的成像场IF的平面的成像物体图像的矫正手震效果的装置。

防震单元30具有包括成像单元39a的可动单元30a和固定单元30b。

在防震模式下，通过线圈和磁铁产生的电磁力把可动单元30a移动到可动单元30a与第一角边缘点pe1、第二角边缘点pe2、第三角边缘点pe3或第四角边缘点pe4接触的位置。

在非防震模式下，通过线圈和磁铁产生的电磁力把可动单元30a移动到它的移动范围中心。

电磁力的大小和方向由流过线圈的电流的大小和方向及磁铁磁场的大小和方向确定。

驱动驱动电路29以便移动可动单元30a的驱动力D具有第一PWM负荷dx作为在第一方向x上的驱动力分量和第二PWM负荷dy作为在第二方向y上的驱动力分量。

可动单元30a可以在第一方向x和第二方向y两个方向上，然而照相光学系统67不移动(固定)。因此，成像视场IF对应于可动单元30a的移动而移动，然而光轴LX的方向不变。

第一角边缘点pe1是可动单元30a在第一方向x的移动范围内的两个角边缘点之一，而且是可动单元30a在第二方向y的移动范围内的两个角边缘点中的另一个。当可动单元30a接触第一角边缘点pe1，可动单元30a的成像器件39a1的中心位置定义为第一位置S1(见图4)。

第二角边缘点pe2是可动单元30a在第一方向x的移动范围内的两个角边缘点中的另一个，而且是可动单元30a在第二方向y的移动范围内的两个角边缘点中的另一个。当可动单元30a接触第二角边缘点pe2时，可动单元30a的成像器件39a1的中心位置定义为第二位置S2(见图5)。

第三角边缘点pe3是可动单元30a在第一方向x的移动范围内的两个角边缘点中的另一个，而且是可动单元30a在第二方向y的移动范围内的两个角边缘点中的另一个。当可动单元30a接触第三角边缘点pe3，可动单元30a的成像器件39a1的中心位置定义为第三位置S3(见图6)。

第四角边缘点pe4是可动单元30a在第一方向x的移动范围内的两个角边缘点之一，而且是可动单元30a在第二方向y的移动范围内的两个角边缘点中的另一个。当可动单元30a接触第四角边缘点pe4时，可动单元30a的成像器件39a1的中心位置定义为第四位置S4(见图7)。

可动单元的移动范围(可动单元30a的成像器件39a1的中心移动范围)等于第一角边缘点pe1、第二角边缘点pe2、第三角边缘点pe3和第四角边缘点pe4连接并包围的区域。

当进行防震操作时，在可动单元30a移动到第一位置S1之前，计算手震量，以便根据手震量计算成像框F的位置S。

在可动单元30a移动到第一位置S1之前计算的成像框F的位置S定义为第一成像框F的第一成像位置SS1。

在可动单元30a移动到第一位置S1之后、移动到第二位置S2之前计算的成像框F的位置S定义为第二成像框F的第二成像位置SS2。

在可动单元30a移动到第二位置S2之后、移动到第三位置S2之前计算的成像框F的位置S定义为第三成像框F的第三成像位置SS3。

在可动单元30a移动到第三位置S3之后、移动到第四位置S4之前计算的成像框F的位置S定义为第四成像框F的第四成像位置SS4。

当不进行防震操作时，位于居中成像框FF的居中位置SF的成像框F的位置S设置在成像场IF的移动范围中心。

当可动单元30a被移动到第一位置S1时，在成像器件39a1的第一预定区域获得的图像信号定义为第一图像信号Ps1(第一成像操作)。成像器件39a1的第一预定区域是位于第一位置S1的可动单元30a的成像器件39a1的成像场IF与防震操作的第一成像框F1(见图8)或不进行防震操作时居中成像框FF之间的重叠区域。在图8中，第一位置S1的可动单元30a的成像器件39a1的成像场IF用阴影区域示出，第一成像框F1用虚线示出。

当可动单元30a被移动到第二位置S2时，在成像器件39a1的第二预定区域获得的图像信号定义为第二图像信号Ps2(第二成像操作)。成像器件39a1的第二预定区域是位于第二位置S2的可动单元30a的成像器件39a1的成像场IF与防震操作的第二成像框F2(见图9)或不进行防震操作时居中成像框FF之间的重叠区域。在图9中，第二位置S2的可动单元30a的成像器件39a1的成像场IF用阴影区域示出，第二成像框F2用虚线示出。

当可动单元30a被移动到第三位置S3时，在成像器件39a1的第三预定区域获得的图像信号定义为第三图像信号Ps3(第三成像操作)。成像器件39a1的第三预定区域是位于第三位置S3的可动单元30a的成像器件39a1的成像场IF与防震操作的第三成像框F3(见图10)或不进行防震操作时居中成像框FF之间的重叠区域。在图10中，第三位置S3的可动单元30a的成像器件39a1的成像场IF用阴影区域示出，第三成像框F3用虚线示出。

当可动单元30a被移动到第四位置S4时，在成像器件39a1的第四预定区域获得的图像信号定义为第四图像信号Ps4(第四成像操作)。成像器件39a1的第四预定区域是位于第四位置S4的可动单元30a的成像器件39a1的成像场IF与防震操作的第四成像框F4(见图11)或不进行防震操作时居中成像框FF之间的重叠区域。在图11中，第四位置S4的可动单元30a的成像器件39a1的成像场IF用阴影区域示出，第四成像框F4用虚线示出。

CPU 21控制可动单元30a的移动顺序为从第三方向z看时为(按照第一、第二、第三和第四成像操作的顺序)为右手或左手螺旋方向是理想的。在该实施例中，可动单元30a的移动顺序为从第三方向z看时是右手螺旋方向，第一移动是移动到第一位置S1，第二移动是移动到第二位置S2，第三移动是移动到第三位置S3，第四移动是移动到第四位置S4。

驱动防震单元30的可动单元30a通过驱动电路29完成，所述驱动电路29具有从CPU 21的PWM 0输入的第一PWM负荷dx和从CPU 21的PWM 1输入的第二PWM负荷dy。

把可动单元30a移动到第一、第二、第三和第四位置S1、S2、S3和S4的第一和第二负荷PWM的数值dx和dy存储在CPU 21中。因此，在防震模式下，当可动单元30a移动到到第一、第二、第三和第四位置S1、S2、S3和S4时，可以不进行PID(比例积分微分)控制。

考虑到重力作用等，预先设置把可动单元30a移动到第一、第二、第三和第四位置S1、S2、S3和S4的第一和第二负荷PWM的数值dx和dy，第一和第二负荷PWM的作用通过支撑照相装置1的方向变化。

可动单元30a具有第一线圈31a、第二线圈32a、成像单元39a、可动电路板49a、移动轴50a、用于水平移动的第一轴承单元51a、用于水平移动的第二轴承单元52a、用于水平移动的第三轴承单元53a和板64a(见图13和14)。

固定单元30b具有第一磁铁411b、第二磁铁412b、第一磁轭431b、第二磁轭432b、用于垂直移动的第一轴承单元54b、用于垂直移动的第二轴承单元55b、用于垂直移动的第三轴承单元56b、用于垂直移动的第四轴承单元57b和基板65b。

从第三方向z看可动单元30a的移动轴50a呈沟道形状。用于垂直移动的第一、第二、第三和第四轴承单元54b、55b、56b和57b连接到固定单元30b的基板65b。通过第一、第二、第三和第四轴承单元54b、55b、56b和57b在垂直方向(第二方向y)可滑动地支撑移动轴50a。

用于垂直移动的第一和第二轴承单元54b、55b具有在第二方向y延伸的槽。

因此，可动单元30a可以相对于固定单元30b在垂直方向(第二方向y)线性移动。

可动单元30a的用于水平移动的第一轴承单元51a、第二轴承单元52a和第三轴承单元53a在水平方向(第一方向x)可滑动地支撑移动轴50a。因此，可动单元30a除了移动轴50a之外可以相对于固定单元30b和移动轴50a在水平方向(第一方向x)线性移动。

成像器件具有成像视场IF，该成像视场在第一方向x具有第一长度L1，在第二方向y具有第二长度L2。

当可动单元30a移动到第一位置S1时，成像视场IF的第二位置S2一侧的区域和当可动单元30a移动到第二位置S2时成像视场IF的第一位置S1一侧的区域具有重叠区域，该重叠区域在第一方向x上具有第一宽度W1，在第二方向y上具有第二长度L2(见图8和9)。

当可动单元30a移动到第二位置S2时成像视场IF的第三位置S3一侧的区域和当可动单元30a移动到第三位置S3时成像视场IF的第二位置S2一侧的区域具有重叠区域，该重叠区域在第一方向x上具有第一长度L1，在第二方向y上具有第二宽度W2(见图9和10)。

成像视场IF在第一方向x和第二方向y上的移动范围R1在图像环的范围R2之内(见图10)。图像环等于通过照相光学系统67的光线在成像器件39a1的成像面上的成像范围。

因此，在上述条件下把第一宽度W1和第二宽度W2设置成尽可能短是理想的，以便与第一宽度W1和第二宽度W2设置较长情况下比较在较宽范围内实现宽角度成像操作。

当进行获得防震图像信号的Pss的防震操作时，在可动单元30a被移动到第一位置S1条件下完成第一成像操作，以便第一图像信号Ps1暂时存储在CPU 21内。在可动单元30a被移动到第二位置S2条件下完成第二成像操作，以便第二图像信号Ps2暂时存储在CPU 21内。在可动单元30a被移动到第三位置S3条件下完成第三成像操作，以便第三图像信号Ps3暂时存储在CPU 21内。在可动单元30a被移动到第四位置S4条件下完成第四成像操作，以便第四图像信号Ps4暂时存储在CPU21内。

根据第一图像信号Ps1的第一图像Pic1、根据第二图像信号Ps2的第二图像Pic2、根据第三图像信号Ps3的第一图像Pic3和根据第四图像信号Ps4的第四图像Pic4之间的重叠区域重叠，以便第一图像信号Ps1、第二图像信号Ps2、第三图像信号Ps3和第四图像信号Ps4彼此连接。然后，通过组合获得防震图像信号Pss。对应于重叠区域的图像信号是第一图像信号Ps1、第二图像信号Ps2、第三图像信号Ps3和第四图像信号Ps4之一。换句话说，在第一图像信号Ps1、第二图像信号Ps2、第三图像信号Ps3和第四图像信号Ps4组合中，对于重叠区域访问每个信号，并关于非重叠区域增加每个信号。

第一图像Pic1、第二图像Pic2、第三图像Pic3和第四图像Pic4之间的重叠区域大小和位置根据成像视场IF的大小确定(第一和第二长度L1和L2的长度)以及第一和第二宽度的长度W1和W2。第一和第二长度L1和L2以及第一和第二宽度的W1和W2的数值由成像装置1的设计条件确定。

有关第一图像Pic1、第二图像Pic2、第三图像Pic3和第四图像Pic4之间的重叠区域大小和位置的信息作为坐标数据存储在CPU 21的存储器中。坐标数据具有对应于可动单元30a被移动到第一位置S1时的第一坐标数据D1和第一边缘点坐标数据T1，具有对应于可动单元30a被移动到第二位置S2时的第二坐标数据D2和第二边缘点坐标数据T2，具有对应于可动单元30a被移动到第三位置S3时的第三坐标数据D3和第三边缘点坐标数据T3，具有对应于可动单元30a被移动到第四位置S4时的第四坐标数据D4和第四边缘点坐标数据T4，

当可动单元30a在第一位置S1时，第一坐标数据D1和第一边缘点坐标数据T1用作成像器件39a1的相应坐标信息(见图8)。

边线平行于第一方向x并通过第一坐标数据D1、边线平行于第二方向y并通过第一坐标数据D1、边线平行于第一方向x并通过第一边缘点坐标数据T1、边线平行于第二方向y并通过第一边缘点坐标数据T1的长方形区域形成成像器件39a1的像素场，该像素场当可动单元30a在第二位置S2、第三位置S3、第四位置S4时用于成像并重叠。

第一边缘点坐标数据T1是构成成像器件39a1的成像视场IF的四个坐标数据之一。

当可动单元30a在第二位置S2时，第二坐标数据D2和第二边缘点坐标数据T2用作成像器件39a1的相应坐标信息(见图9)。

边线平行于第一方向x并通过第二坐标数据D2、边线平行于第二方向y并通过第二坐标数据D2、边线平行于第一方向x并通过第二边缘点坐标数据T2、边线平行于第二方向y并通过第二边缘点坐标数据T2的长方形区域形成成像器件39a1的像素场，当可动单元30a在第一位置S1、第三位置S3、第四位置S4时像素场用于成像并重叠。

第二边缘点坐标数据T2是构成成像器件39a1的成像视场IF的四个坐标数据之一。

当可动单元30a在第三位置S3时，第三坐标数据D3和第三边缘点坐标数据T3用作成像器件39a1的相应坐标信息(见图10)。

边线平行于第一方向x并通过第三坐标数据D3、边线平行于第二方向y并通过第三坐标数据D3、边线平行于第一方向x并通过第三边缘点坐标数据T3、边线平行于第二方向y并通过第三边缘点坐标数据T3的长方形区域形成成像器件39a1的像素场，当可动单元30a在第一位置S1、第二位置S2、第四位置S4时像素场用于成像并重叠。

第三边缘点坐标数据T3是构成成像器件39a1的成像视场IF的四个坐标数据之一。

当可动单元30a在第四位置S4时，第四坐标数据D4和第四边缘点坐标数据T4用作成像器件39a1的相应坐标信息(见图11)。

边线平行于第一方向x并通过第四坐标数据D4、边线平行于第二方向y并通过第四坐标数据D4、边线平行于第一方向x并通过第四边缘点坐标数据T4、边线平行于第二方向y并通过第四边缘点坐标数据T4的长方形区域形成成像器件39a1的像素场，当可动单元30a在第一位置S1、第二位置S2、第三位置S3时用于成像并重叠。

第四边缘点坐标数据T4是构成成像器件39a1的成像视场IF的四个坐标数据之一。

CPU 21根据第一坐标数据D1、第二坐标数据D2、第三坐标数据D3、第四坐标数据D4、第一边缘点坐标数据T1、第二边缘点坐标数据T2、第三边缘点坐标数据T3和第四边缘点坐标数据T4识别重叠成像视场，并组合第一图像信号Ps1、第二图像信号Ps2、第三图像信号Ps3和第四图像信号Ps4，以便获得防震图像信号PsW。

在第一、第二、第三和第四成像操作之后，在指示单元17的指示视场上指示根据防震图像信号Pss的防震图像PicS。防震图像信号Pss存储在存储器18中。

只有关于重叠区域的图像信号之一可以暂时存储在CPU 21。

因此，由根据累积电荷的电信号转换来的图像信号作为第一、第二、第三和第四图像信号Ps1、Ps2、Ps3和Ps4可以暂时存储在CPU 21中，所述累积电荷对于组合所需要的成像视场IF部分读出。

因此，可以降低暂时存储所需要的CPU 21的存储器容量，以便可以提高操作响应速度。

在这种情况下，在第一图像Pic1、第二图像Pic2、第三图像Pic3和第四图像Pic4彼此连接起来条件下，由第一、第二、第三和第四图像信号Ps1、Ps2、Ps3和Ps4形成防震图像信号Pss。

在该实施例中，当可动单元30a位于第一位置S1时，在可动单元30a位于第二位置S2或第三位置S3或第四位置S4时成像视场IF的不重叠成像区域定义为第一成像视场IF1。根据在第一成像视场IF1，与第一成像框F1和居中成像框FF之一的重叠区域累积的电荷的第一图像信号Ps1暂时存储在CPU 21。在图12中，第一成像框F1用阴影区域示出。第一成像视场IF1是长方形，并且在第一方向x具有第三长度L3，在第二方向y具有第四长度L4(见图12)。

当可动单元30a位于第二位置S1时，在可动单元30a位于第三位置S3或第四位置S4时成像视场IF的不重叠成像区域定义为第二成像视场IF2。根据在第二成像视场IF2，与第二成像框F2和居中成像框FF之一的重叠区域累积的电荷的第二图像信号Ps2暂时存储在CPU 21。在图12中，第二成像框F2用阴影区域示出。第二成像视场IF2是长方形，在第一方向x具有第一长度L1，在第二方向y具有第四长度L4。

当可动单元30a位于第三位置S3时，在可动单元30a位于第四位置S4时成像视场IF的不重叠成像区域定义为第三成像视场IF3。根据在第三成像视场IF3，与第三成像框F3和居中成像框FF之一的重叠区域累积的电荷的第三图像信号Ps3暂时存储在CPU 21。在图12中，第三成像框F3用阴影区域示出。第三成像视场IF3是长方形，在第一方向x具有第三长度L3，在第二方向y具有第二长度L2。

当可动单元30a位于第四位置S4时，成像视场IF的一个区域定义为第四成像视场IF4。根据在第四成像视场IF4，与第四成像框F4和居中成像框FF之一的重叠区域累积的电荷的第四图像信号Ps4暂时存储在CPU 21。在图12中，第四成像视框F4用阴影区域示出。第四成像视场IF4是长方形，在第一方向x具有第一长度L1，在第二方向y具有第二长度L2。

当成像器件39a1的成像视场IF中心区域位于照相光学系统67的光轴LX上时，设置可动单元30a和固定单元30b之间的位置关系使成像视场IF在第一方向位于x和第二方向y上均位于它的移动范围R1的中心。

形成成像器件39a1的成像面(有效像素区域)并且是成像视场IF的长方形形状具有两条对角线。在该实施例中，成像视场IF的中心是两条对角线的交点。

在该实施例中，成像视场IF的中心与有效像素区域的长方形形状的重力中心一致。因此，当可动单元30a位于它的移动范围R1的中心时，有效像素区域的长方形形状的重力中心位于照相光学系统67的光轴LX上。

根据像素单元，CPU 21确认第一成像框F1的第一成像位置SS1、第二成像框F2的第二成像位置SS2、第三成像框F3的第三成像位置SS3、第四成像框F4的第四成像位置SS4，作为在第一方向x和第二方向y两个方向上距离可动单元30a的移动范围中心的移动量。例如，CPU21确认在第一方向x和第二方向y两个方向上第一成像位置SS1与可动单元30a的移动范围中心的像素单元数目。

此外，CPU 21通过像素单元确认位于第一位置S1的成像场IF与第一成像框F1之间、位于第二位置S2的成像场IF与第二成像框F2之间、位于第三位置S3的成像场IF与第三成像框F3之间、位于第四位置S4的成像场IF与第四成像框F2之间的重叠区域。

利用第一电磁力实现在第一方向x上移动可动单元30a。

利用第二电磁力实现在第二方向y上移动可动单元30a。

根据流过第一线圈31a的电流方向和第一磁铁411b的磁场方向产生第一电磁力。

根据流过第二线圈32a的电流方向和第二磁铁412b的磁场方向产生第二电磁力。

从照相光学系统67一侧看，成像单元39a、平板64a、可动电路板49a按照该顺序沿着光轴LX方向连接。成像单元39a具有成像器件39a1、平台39a2、支撑单元39a3、光学低通滤波器39a4。平台39a2和平板64a在光轴LX方向支撑并固定成像器件39a1、支撑单元39a3和光学低通滤波器39a4。

用于水平移动的第一、第二和第三轴承单元51a、52a和53a连接到平台39a2。成像器件39a1连接到平板64a上，以便在成像器件39a1垂直于照相光学系统67光轴LX情况下实现成像器件39a1的定位。在平板64a由金属材料制成情况下，通过与成像器件39a1接触，平板64a具有对成像器件39a1散热的作用。

成像器件39a1是可以读出特定部分积累的电荷的成像器件，诸如CMOS等。

第一线圈31a、第二线圈32a连接到可动电路板49a上。

第一线圈31a形成一个座和螺旋形状线圈形式。在通过第一电磁力使包括第一线圈31a的可动单元30a在第一方向x上移动时，第一线圈31a的线圈形式具有平行于第二方向y的线段。平行于第二方向y的线段用于在第一方向x上移动可动单元30a。平行于第二方向y的线段具有第一有效长度LE1。

第二线圈32a形成一个座和螺旋形状线圈形式。在通过第二电磁力使包括第二线圈32a的可动单元30a在第二方向y上移动时，第二线圈32a的线圈形式具有平行于第一方向x的线段。平行于第一方向x的线段用于在第二方向y上移动可动单元30a。平行于第一方向x的线段具有第二有效长度LE2。

第一和第二线圈31a和32a与通过柔性电路板(未示出)驱动第一和第二线圈31a和32a的驱动器电路29连接。第一PWM负荷dx从CPU21的PWM 0输入驱动器电路29，第二PWM负荷dy从CPU 21的PWM1输入驱动器电路29。驱动器电路29向第一线圈31a提供对应于第一PWM负荷dx的数值的功率，向第二线圈32a提供对应于第二PWM负荷dy的数值的功率，以便驱动可动单元30a。

第一磁铁411b连接到固定单元30b的可动单元一侧，其中第一磁铁411b在第三方向z对着第一线圈31a。

第二磁铁412b连接到固定单元30b的可动单元一侧，其中第二磁铁412b在第三方向z对着第二线圈32a。

第一磁铁411b连接到第一磁轭431b上，条件是N极和S极设置在第一方向x上。在第三方向z上位于可动单元30a一侧，第一磁轭431b连接在固定单元30b的基板65b上。

第一磁铁411b在第二方向y上的长度比第一线圈31a的第一有效长度LE1长。影响第一线圈31a的磁场在可动单元30a在第二方向y上移动期间不变。

第二磁铁412b连接到第二磁轭432b上，条件是N极和S极设置在第二方向y上。在第三方向z上位于可动单元30a一侧，第二磁轭432b连接在固定单元30b的基板65b上。

第二磁铁412b在第一方向x上的长度比第二线圈32a的第二有效长度LE2长。影响第二线圈32a的磁场在可动单元30a在第一方向x上移动期间不变。

第一磁轭431b由软磁材料制成，并且从第二方向y上看时形成为正方U形。第一磁铁411b、第一线圈31a位于第一磁轭431b的沟道内。

第一磁轭431b与第一磁铁411b接触的一边防止第一磁铁411b的磁场泄露到周围。

第一磁轭431b的另一边(对着第一磁铁411b、第一线圈31a和可动电路板49a)提高第一磁铁411b与第一线圈31a之间的磁通量场强度。

第二磁轭432b由软磁材料制成，从第一方向x上看时形成未正方U形。第二磁铁412b、第二线圈32a位于第二磁轭432b的沟道内。

第二磁轭431b与第二磁铁412b接触的一边防止第二磁铁412b的磁场泄露到周围。

第二磁轭431b的另一边(对着第二磁铁411b、第二线圈31a和可动电路板49a)提高第二磁铁412b与第二线圈32a之间的磁通量场强度。

基板65b是板状元件，其成为固定第一磁轭431b等的基板，并设置成平行于成像器件39a1的成像面。

下面，利用图15中的流程图解释成像操作的流程(CPU 21的操作流程)。

在步骤S101，Pon按钮11a设置在接通状态(接通电源)，以便成像装置1的电源设置成接通状态。在步骤S102，通过驱动AE单元23的AE传感器完成测光操作，以便计算曝光期间的孔径值和时间长度。在步骤S103，通过驱动AF单元24的AF传感器完成AF传感操作，以便通过驱动AF单元24的透镜控制电路完成聚焦操作。

在步骤S104，第一图像信号PS1被输入并暂时存储到CPU 21(第一成像操作)，第二图像信号Ps2被输入并暂时存储到CPU 21(第二成像操作)，第三图像信号Ps3被输入并暂时存储到CPU 21(第三成像操作)，第四图像信号Ps4被输入并暂时存储到CPU 21(第四成像操作)。

在步骤S105，把第一图像信号PS2、第二图像信号Ps2、第三图像信号Ps3和第四图像信号Ps4组合作为防震图像信号Pss。该组合包括数据的变薄操作或者压缩数据的制作操作。

在步骤S106，在指示单元17的指示视场内指示防震图像PicS，换句话说指示通过图像。

在步骤S107，判断操作者是否把释放开关13a设置成接通状态。当释放开关13a未设置成接通状态时，处理返回到步骤S102，以便反复成像操作。当释放开关13a设置成接通状态时，在步骤S108，第一图像信号PS1被输入并暂时存储到CPU 21(第一成像操作)，第二图像信号Ps2被输入并暂时存储到CPU 21(第二成像操作)，第三图像信号Ps3被输入并暂时存储到CPU 21(第三成像操作)，第四图像信号Ps4被输入并暂时存储到CPU 21(第四成像操作)。

在步骤S109，把第一图像信号PS2、第二图像信号Ps2、第三图像信号Ps3和第四图像信号Ps4组合作为防震图像信号Pss。该组合包括数据的变薄操作或者压缩数据的制作操作。

在步骤S109，把防震图像信号Pss存储在存储器18中。

在步骤S110，在指示单元17的指示视场内指示防震图像PicS，换句话说指示所成并存储的图像。

下面，利用图16和17中的流程图解释图17中的步骤S104和步骤S108中的第一、第二、第三和第四成像操作的流程。

在步骤S151，开始第一成像操作。

在步骤S152，判断防震开关14a是否设置成接通状态。在步骤S153，当判断防震开关14a设置成接通状态时，从角速度检测单元25输出的第一角速度vx被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 0并变换为数字信号。从角速度检测单元25输出的第二角速度vy被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 1并变换为数字信号。

在步骤S154，根据手震量计算第一成像框F1的第一成像位置SS1。根据在步骤S153检测的第一和第二角速度vx和vy计算手震量。

当防震开关14a未设置成接通状态时，在步骤S155，把成像框F的位置S设置在居中成像框FF的居中位置SF。在步骤S156，可动单元30a被移动到第一位置S1。在步骤S157，在成像器件39a1中累积电荷。在步骤S158，读在成像器件39a1中累积的电荷。在步骤S159，根据所读电荷的电信号被变换为第一图像信号Ps1，而且第一图像信号Ps1被暂时存储在CPU 21中作为所成像的第一图像Pic1。然后结束第一成像操作。

当防震开关14a设置成接通状态时，第一图像信号Ps1是在位于第一位置S1的成像场IF与第一成像框F1之间的重叠区域所成图像的信号。

当防震开关14a未设置成接通状态时，第一图像信号Ps1是在位于第一位置S1的成像场IF与居中成像框FF之间的重叠区域所成图像的信号。

在结束第一成像操作之后，开始第二成像操作。

在步骤S160，判断防震开关14a是否设置成接通状态。当判断防震开关14a设置成接通状态时，在步骤S161从角速度检测单元25输出的第一角速度vx被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 0并变换为数字信号。从角速度检测单元25输出的第二角速度vy被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 1并变换为数字信号。

在步骤S162，根据手震量计算第二成像框F2的第二成像位置SS2。根据在步骤S161检测的第一和第二角速度vx和vy计算手震量。

当防震开关14a未设置成接通状态时，在步骤S163，把成像框F的位置S设置在居中成像框FF的居中位置SF。在步骤S164，可动单元30a被移动到第二位置。在步骤S165，在成像器件39a1中累积电荷。在步骤S166，读在成像器件39a1中累积的电荷。在步骤S167，根据所读电荷的电信号被变换为第二图像信号Ps2，而且第二图像信号Ps2被暂时存储在CPU 21中作为所成像的第二图像Pic2。然后结束第二成像操作。

当防震开关14a设置成接通状态时，第二图像信号Ps2是在位于第二位置S2的成像场IF与第二成像框F2之间的重叠区域所成图像的信号。

当防震开关14a未设置成接通状态时，第二图像信号Ps2是在位于第二位置S2的成像场IF与居中成像框FF之间的重叠区域所成图像的信号。

在结束第二成像操作之后，开始第三成像操作。

在步骤S168，判断防震开关14a是否设置成接通状态。当判断防震开关14a设置成接通状态时，在步骤S169从角速度检测单元25输出的第一角速度vx被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 0并变换为数字信号。从角速度检测单元25输出的第二角速度vy被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 1并变换为数字信号。

在步骤S170，根据手震量计算第三成像框F3的第三成像位置SS3。根据在步骤S169检测的第一和第二角速度vx和Vy计算手震量。

当防震开关14a未设置成接通状态时，在步骤S171，把成像框F的位置S设置在居中成像框FF的居中位置SF。在步骤S172，可动单元30a被移动到第三位置S3。在步骤S173，在成像器件39a1中累积电荷。在步骤S174，读在成像器件39a1中累积的电荷。在步骤S175，根据所读电荷的电信号被变换为第三图像信号Ps3，而且第三图像信号Ps3被暂时存储在CPU 21中，作为所成像的第三图像Pic3。然后结束第三成像操作。

当防震开关14a设置成接通状态时，第三图像信号Ps3是在位于第三位置S3的成像场IF与第三成像框F3之间的重叠区域所成图像的信号。

当防震开关14a未设置成接通状态时，第三图像信号Ps3是在位于第三位置S2的成像场IF与居中成像框FF之间的重叠区域所成图像的信号。

在结束第三成像操作之后，开始第四成像操作。

在步骤S176，判断防震开关14a是否设置成接通状态。当判断防震开关14a设置成接通状态时，在步骤S177从角速度检测单元25输出的第一角速度vx被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 0并变换为数字信号。从角速度检测单元25输出的第二角速度vy被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 1并变换为数字信号。

在步骤S178，根据手震量计算第四成像框F4的第四成像位置SS4。根据在步骤S177检测的第一和第二角速度vx和vy计算手震量。

当防震开关14a未设置成接通状态时，在步骤S179，把成像框F的位置S设置在居中成像框FF的居中位置SF。在步骤S180，可动单元30a被移动到第四位置。在步骤S181，在成像器件39a1中累积电荷。在步骤S182，读在成像器件39a1中累积的电荷。在步骤S183，根据所读电荷的电信号被变换为第四图像信号Ps4，而且第四图像信号Ps4被暂时存储在CPU 21中，作为所成像的第四图像Pic4。然后结束第四成像操作，过程到图15中的步骤S105或者步骤S109。

当防震开关14a设置成接通状态时，第四图像信号Ps4是在位于第四位置S4的成像场IF与第四成像框F4之间的重叠区域所成图像的信号。

当防震开关14a未设置成接通状态时，第四图像信号Ps4是在位于第四位置S4的成像场IF与居中成像框FF之间的重叠区域所成图像的信号。

在该实施例中，在防震操作期间，把图像信号(Ps1、Ps2、Ps3和Ps4)组合以便获得防震图像信号Pss和防震图像PicS。然而，与利用成像器件的整个成像场进行成像操作比较，通过所述组合获得的防震图像PicS的图像质量不下降，视场角不变窄。

而且，已经解释第一位置S1是可动单元30a与第一角边缘点pe1接触的位置。在这种情况下，利用驱动力D把可动单元30a驱动到可动单元30a与第一角边缘点pe1接触，以便可动单元30a可以到达第一位置S1。驱动力D的数值可以考虑重力的作用和每个元件的特性等预先确定，并根据成像装置1的支撑方式而变化。因此，可以省略计算移动到第一位置S1的驱动力D的过程、及检测要移动到的第一位置S1的过程。对于第二、第三和第四位置S2、S3和S4也类似。

而且，已经解释第一和第二磁铁411b和412b连接到固定单元30b上，然而，磁铁可以连接到可动单元上。

产生磁场的磁铁可以是总产生磁场的永久磁铁，或者是在需要时产生磁场的电磁铁。

而且，移动可动单元30a不限于通过线圈和磁铁利用电动力。

虽然参考附图描述了本发明的实施例，显然本领域普通技术人员在不脱离本发明范围情况下可以对本发明进行各种改进和变化。

Claims (7)

1、一种摄像设备的防震装置，包括：

手震量检测单元，其检测有关所述成像装置手震的第一、第二、第三、第四信息；

可移动单元，其具有可以在第一和第二方向移动的成像器件，所述第一方向垂直于所述摄像设备的照相光学系统光轴，所述第二方向垂直于所述光轴和所述第一方向；

固定单元，其在第一和第二两个方向上可以滑动地支撑可移动单元；

控制单元，其控制所述可移动单元到所述可移动单元移动范围内的第一、第二、第三和第四位置并完成获得第一图像信号的第一成像操作、获得第二图像信号的第二成像操作、获得第三图像信号的第三成像操作、获得第四图像信号的第四成像操作及获得防震图像信号的组合操作，在所述防震图像信号中手震产生的延迟被校正；

在所述第一成像操作中，检测所述第一信息并输入所述控制单元，由所述第一信息计算出第一手震量，根据第一手震量计算第一成像框的第一成像位置，其中在所述第一位置对应于第一手震量的延迟被校正，以及获得在第一位置的成像场与第一成像框之间的重叠区域内所成像的第一图像信号；

在所述第二成像操作中，检测第二信息并输入控制单元，由第二信息计算出第二手震量，根据第二手震量计算第二成像框的第二成像位置，在所述第二位置对应于第二手震量的延迟被校正，以及获得在第二位置的成像场与第二成像框之间的重叠区域内所成像的第二图像信号；

在第三成像操作中，检测第三信息并输入控制单元，由第三信息计算出第三手震量，根据第三手震量计算第三成像框的第三成像位置，在所述第三位置对应于第三手震量的延迟被校正，以及获得在第三位置的成像场与第三成像框之间的重叠区域内所成像的第三图像信号；

在第四成像操作中，检测第四信息并输入控制单元，由第四信息计算出第四手震量，根据第四手震量计算第四成像框的第四成像位置，在所述第四位置对应于第四手震量的延迟被校正，以及获得在第四位置的成像场与第四成像框之间的重叠区域内所成像的第四图像信号；

在组合操作中，通过组合第一、第二、第三和第四图像信号获得防震图像信号。

2、根据权利要求1所述的防震装置，其中所述第一位置是可动单元接触接触第一角边缘点，所述第一角边缘点是可动单元在所述第一方向x的移动范围内的两个角边缘点之一，而且是可动单元在第二方向的移动范围内的两个角边缘点中之一；

所述第二位置是可动单元接触接触第二角边缘点，所述第二角边缘点是可动单元在所述第一方向x的移动范围内的两个角边缘点中的另一个，而且是可动单元在所述第二方向的移动范围内的两个角边缘点中之一；

所述第三位置是可动单元接触接触第三角边缘点，所述第三角边缘点是可动单元在所述第一方向x的移动范围内的两个角边缘点中的另一个，而且是可动单元在第二方向的移动范围内的两个角边缘点中的另一个；

所述第四位置是可动单元接触接触第四角边缘点，所述第四角边缘点是可动单元在所述第一方向x的移动范围内的两个角边缘点之一，而且是可动单元在所述第二方向的移动范围内的两个角边缘点中的另一个。

3、根据权利要求2所述的防震装置，其中所述可动单元移动到所述第一、第二、第三和第四位置的顺序为从平行于光轴的第三方向看时为按照右手或左手螺旋方向。

4、根据权利要求1所述的防震装置，其中所述可动单元和所述固定单元之一具有用于在所述第一方向移动所述可动单元的第一线圈，并具有用于在所述第二方向移动所述可动单元的第二线圈；以及

所述可动单元和所述固定单元中的另一个具有用于在所述第一方向移动所述可动单元的第一磁铁，并具有用于在所述第二方向移动所述可动单元的第二磁铁。

5、根据权利要求1所述的防震装置，其中所述成像器件可以部分读出累积电荷；以及所述第一、第二、第三和第四图像信号根据累积电荷获得，对于需要组合的成像视场的部分读取所述累积电荷。

6、根据权利要求1所述的防震装置，其中所述成像视场移动范围在成像环内，所述成像环等于通过所述照相光学系统的光线的成像范围。

7、根据权利要求1所述的防震装置，其中所述第一成像框的第一成像位置在可动单元移动到第一位置之前计算；

所述第二成像框的第二成像位置在可动单元移动到第二位置之前计算；

所述第三成像框的第三成像位置在可动单元移动到第三位置之前计算；

所述第四成像框的第四成像位置在可动单元移动到第四位置之前计算。

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