具有照相抖动补偿功能的照相机转让专利
申请号 : CN200510082862.4
文献号 : CN1719329B
文献日 : 2010-05-05
发明人 : 垣内伸一
申请人 : HOYA株式会社
摘要 :
具有照相抖动补偿功能的照相机包括照相抖动检测器、拍摄模式选择器、调整器和抗抖动机构。照相抖动检测器检测相机的抖动量。拍摄模式选择器选择拍摄模式。调整器通过拍摄模式选择其选择的拍摄模式，对照相抖动检测器的输出信号进行调整。根据调整器的输出信号，防抖动机构对要消除的照相抖动进行补偿。
权利要求 :
1.具有照相抖动补偿功能的照相机，包括：
检测抖动量的照相抖动检测器；
选择拍摄模式的拍摄模式选择器；
调整器，其根据拍摄模式选择器选择的拍摄模式，对照相抖动检测器的输出信号进行调整；以及抗抖动机构，其基于调整后的信号补偿照相抖动，照相抖动补偿处理器，根据调整器调整后的信号计算得到消除抖动的驱动数据，计算出的驱动数据传输给抗抖动机构，其中，所述调整器，根据所述拍摄模式，从输出信号中提取预先设定的频率成分，所述拍摄模式，根据下面信息的至少一种进行分类：目标的大小、所述目标的距离、放大倍数、图像平面移动量、快门速度、全景拍摄和使用三脚架。
2.根据权利要求1所述的照相机，其中所述调整器，当拍摄模式设为天文拍摄模式时，在高频率范围提取输出信号的频率成分；
当拍摄模式设置为飞鸟拍摄时，在高频到第一中频的范围中提取输出信号的频率成分；
当拍摄模式设置为列车模式时，在高频到低于第一中频的第二中频的范围中提取输出信号的频率成分；
当拍摄模式设置为人物拍摄时，在第一中频到低频的范围中提取输出信号的频率成分；以及当拍摄模式设置为夜间拍摄时，在低频率范围中提取输出信号的频率成分，其中所述高频在30Hz，所述第一中频在20Hz，所述低频在10Hz，所述第二中频低于第一中频而高于低频。
3.根据权利要求2所述的照相机，其中所述照相抖动检测器包括陀螺传感器，所述调整器包括多个具有不同频带的带通滤波器和将陀螺传感器选择性地连接到所述的带通滤波器之一的开关。
说明书 :
技术领域
本发明涉及抖动补偿装置，特别是用于照相机、双目望远镜等类似光学仪器的照相抖动补偿装置(抗抖动装置)。
背景技术
普遍而言，一些光学设备，如照相机和双目望远镜都具有照相抖动补偿功能。传统的照相抖动补偿设备的操作(或者额外的补偿操作)，例如，光学仪器的照相抖动(照相抖动的方向和数值)，是通过陀螺传感器来完成的。对于数码相机而言，固态成像装置(例如CCD)可以用来消除检测到的照相抖动，此外，在银卤化物照相机(或者电影摄像机)和双目望远镜中，光学补偿系统(目标光学系统的一部分)消除检测到的照相抖动。因此，由手持或者其他类似原因引起的照相抖动都可以得到补偿，从而得到满意的图像。
使用照相机拍照时，目标的色温和环境的温度根据所处的天气、位置、时间和季节有所改变。而且，距离也会由于所选择的目标有所不同。此外，拍高速运动的目标时，摄影师需要手持相机跟随运动的目标，而不像拍摄其它对象时可以把相机安装在三脚架上。因而拍摄的条件往往并不相同。
但是，传统的照相抖动补偿并没有把上述的拍摄情况考虑进去。也就是说，在任何情况下，光学系统和CCD的运动补偿是仅由陀螺传感器的输出控制的。因此，目前还没有基于拍摄条件的精密照相抖动补偿。
本发明的其中的一个目的就是提供与拍摄条件相关的精密照相抖动补偿。
使用照相机拍照时，目标的色温和环境的温度根据所处的天气、位置、时间和季节有所改变。而且，距离也会由于所选择的目标有所不同。此外，拍高速运动的目标时，摄影师需要手持相机跟随运动的目标，而不像拍摄其它对象时可以把相机安装在三脚架上。因而拍摄的条件往往并不相同。
但是，传统的照相抖动补偿并没有把上述的拍摄情况考虑进去。也就是说，在任何情况下，光学系统和CCD的运动补偿是仅由陀螺传感器的输出控制的。因此，目前还没有基于拍摄条件的精密照相抖动补偿。
本发明的其中的一个目的就是提供与拍摄条件相关的精密照相抖动补偿。
发明内容
根据本发明，具有照相抖动补偿功能的照相机包含照相抖动检测器、拍摄模式选择器、调整器和抗抖动机构。
照相抖动检测器可以检测照相机的抖动量。拍摄模式选择器用来选择拍摄模式。调整器根据选择器选择的拍摄模式，调整来自检测器的输出信号。在调整器对输出信号调整的基础上，抗抖动机构可以对需要消除的照相抖动进行补偿。
根据拍摄模式，调整器可以从输出信号中提取预定频率成分。
拍摄模式可以根据下面信息的至少一种进行分类：目标的大小、目标的距离、图像的放大倍率、画面移动量、快门速度、是否摇动镜头(即全景拍摄)和使用三脚架。
当拍摄模式设置为天文拍摄模式时，调整器可以从输出信号中提取高频率成分。当拍摄模式设置为飞鸟拍摄时，调整器将从输出信号的高频到大约第一中频的范围中提取频率成分。当拍摄模式设置为列车模式时，调整器将从输出信号的高频到低于第一中频的大约第二中频的范围中提取频率成分。当摄影模式设置为人物拍摄时，调整器可以从输出信号的大约中频到大约低频的范围中提取成分。当摄影模式设置为夜间拍摄时，调整器可以从输出信号的低或者更低的频率中提取成分。
照相抖动检测器包括陀螺传感器.而且调整器包括了多个具有不同频带的带通滤波器和将陀螺传感器选择性地连接到带通滤波器之一的开关.
高频可以取值30Hz，第一中频可以是20Hz，而低频则可以是10Hz。
照相抖动检测器可以检测照相机的抖动量。拍摄模式选择器用来选择拍摄模式。调整器根据选择器选择的拍摄模式，调整来自检测器的输出信号。在调整器对输出信号调整的基础上，抗抖动机构可以对需要消除的照相抖动进行补偿。
根据拍摄模式，调整器可以从输出信号中提取预定频率成分。
拍摄模式可以根据下面信息的至少一种进行分类：目标的大小、目标的距离、图像的放大倍率、画面移动量、快门速度、是否摇动镜头(即全景拍摄)和使用三脚架。
当拍摄模式设置为天文拍摄模式时，调整器可以从输出信号中提取高频率成分。当拍摄模式设置为飞鸟拍摄时，调整器将从输出信号的高频到大约第一中频的范围中提取频率成分。当拍摄模式设置为列车模式时，调整器将从输出信号的高频到低于第一中频的大约第二中频的范围中提取频率成分。当摄影模式设置为人物拍摄时，调整器可以从输出信号的大约中频到大约低频的范围中提取成分。当摄影模式设置为夜间拍摄时，调整器可以从输出信号的低或者更低的频率中提取成分。
照相抖动检测器包括陀螺传感器.而且调整器包括了多个具有不同频带的带通滤波器和将陀螺传感器选择性地连接到带通滤波器之一的开关.
高频可以取值30Hz，第一中频可以是20Hz，而低频则可以是10Hz。
附图说明
通过下面的描述，借助于附图，本发明的目的和优势可以得到更好的理解。
图1例示了作为本发明实施例的数码相机的内部组成。
图2为数码相机的方块图。
图3为表示每个滤波器提取的频带的图形，以及
图4为本发明实施例的图像拍摄操作的流程图。
图1例示了作为本发明实施例的数码相机的内部组成。
图2为数码相机的方块图。
图3为表示每个滤波器提取的频带的图形，以及
图4为本发明实施例的图像拍摄操作的流程图。
具体实施方式
本发明借助附图中实施例的参考具体描述如下。
图1例示了作为本发明实施例的数码相机的内部组成。CPU10是通常控制数码相机1的微处理器。电池90独立安装在数码相机1内。靠近电池90的加热器91是为了防止电池90温度下降。因此，即使是低温条件下进行拍摄，加热器91可以保证电池90工作的正常温度。靠近镜头26，透镜加热器27也是为了防止镜头26周围的温度下降。因此，即使是低温条件下进行拍摄，加热器27可以防止镜头26产生水珠凝结。靠近CCD20，是如珀耳帖(peltier)装置的降温装置28。温度传感器92位于数码相机1的上面的部分。CPU10根据传感器92检测到的温度，控制电池加热器91和透镜加热器27的启动。另外，数码相机1的顶部是可以缩回照相机1内的闪光灯93。
图2是数码相机1的方块图。数码相机1的外表面上的电源按钮(图中未示)控制电源开关的开关状态，当电源开关合上时，电池90对CPU10供电。
当外表面的快门按钮(图中未示)出于半闭合状态时，测光开关SWS被打开。当测光开关SWS接通，CPU10进行光度和距离测量。也就是，曝光值根据测光装置11的输入进行计算，所以，拍摄中所需的光圈值、快门速度和成像装置20的充电时间，都可由上述的曝光值得出。
此外，根据距离测量装置12的距离测量值可以计算聚焦(图中未示)驱动值，同时控制信号传输到聚焦镜头驱动21。从而，聚焦驱动21的驱动信号输出给聚焦镜头。
当快门按钮完全按下时，则合上了快门开关SWR。当快门开关SWR接通，CPU10从来自测光操作中的光圈值计算出光圈驱动机构(图中未示)和快门(图中未示)的驱动值。根据计算结果，控制信号传输给光圈驱动22和快门驱动23。光圈驱动22将驱动信号传输给光圈驱动机构，以便于驱动该光圈驱动机构。当该光圈驱动机构被驱动，该机构的电源就传输给光圈机构(图中未示)，所以，光圈的直径要和预先设定的大小一样。此外，快门驱动23的驱动信号传输给闪光灯，以便闪光灯按照预先设定的时间周期打开。通过上述操作，光穿过镜头26在成像装置20的成像表面成像。
进一步讲，根据上述的充电积累时间，控制信号传输给成像装置驱动24。而成像装置驱动24的驱动信号传输给成像装置20。在成像装置20，目标的光学图像在光接收区域形成，经过光电转换，通过成像装置20作为模拟图像信号输出。模拟信号通过A/D模数转换为数字信号，然后传输给CPU10。
在CPU10的控制下，数字图像信号进行预定的图像处理。处理过程中，图像数据暂存在DRAM 30中。经过处理的图像数据可在相机背面的LCD(液晶显示器)上显示。
用于操作相机的程序存放在EEPROM 32中。此外，当目标的光度不足时，CPU将驱动闪光电路33，使闪光灯工作。
X轴陀螺传感器40X，与传感器的输出系统相连，输出与X轴的角速度相对应的电压信号，该X轴位于与相机光轴垂直的平面。X轴陀螺传感器通过开关50X与第一BPF(带通滤波器)51X、第二BPF(带通滤波器)52X、第三BPF(带通滤波器)53X、第四BPF(带通滤波器)54X、或者第五BPF(带通滤波器)55X中的一个相连接。
图3为每个带通滤波器提取的频率图。第一BPF 51X提取的频率成分大约为30Hz(曲线C1所示)。第二BPF 52X提取频率范围为30Hz高频到20Hz的中频频率成分(曲线C2所示)。第三BPF 53X提取频率范围为大约30Hz高频到低于20Hz范围的中频频率成分(曲线C3所示)。第四BPF 54X提取频率范围为大约20Hz的中频到大约10Hz的范围的低频频率成分(曲线C4所示)。第五BPF55X提取频率范围为大约10Hz或者更低部分的频率成分(曲线C5所示)。也就是说，通过开关50X的运行，预定的频带可以被选择，在这些频带中，来自X轴陀螺传感器40X的电压信号的频率成分被提取。
Y轴陀螺传感器40Y，与Y轴陀螺传感器输出系统相连，输出与Y轴角速度对应的电压信号，该Y轴垂直于与相机光轴垂直的平面中的X轴。Y轴传感器通过开关50Y与第一BPF 51Y、第二BPF 52Y、第三BPF 53Y、第四BPF 54Y或者第五BPF 55Y其中之一相连。
与第一BPF 51X相同，，第一BPF 51Y提取大约30Hz的高频率成分。与第二BPF 52X相同，第二BPF 52Y提取30Hz高频到20Hz的中频频率。与第三BPF 53X相同，第三BP F53Y提取大约30Hz高频到低于20Hz范围的中频频率成分。与第四BPF 54X相同，第四BPF 54Y提取大约20Hz的中频到大约10Hz的范围的低频频率成分。与第五BPF 55X相同，第五BPF 55Y提取大约10Hz或者更低频率范围的频率成分。也就是说，通过开关50Y的运行，预定的频带可以被选择，在这些频带中，来自Y轴陀螺传感器40Y的电压信号的频率成分被提取。
每个X轴陀螺传感器输出系统的第一到第五BPF 51X、BPF 52X、BPF 53X、BPF 54X和BPF 55X，以及每个Y陀螺传感器输出系统的第一到第五BPF 51Y、BPF 52Y、BPF 53Y、BPF 54Y和BPF 55Y都与照相抖动补偿处理器70相连接。从X轴陀螺传感器提取的电压信号，仅包含由开关50X从第一BPF 51X到第五BPF 55X选择的BPF的频率成分，应用于照相抖动补偿处理器70。相似的，从Y陀螺传感器提取的电压信号，仅包含由开关50Y从第一BPF 51Y到第五BPF55Y选择的BPF的频率成分，也应用于照相抖动补偿处理器70。
照相抖动补偿处理器70根据电压输入信号，实现对X轴与Y轴的角速度的合成。
因此，可以得出相机的X轴和Y轴的角偏移或者位置偏移的信息。从而计算出X轴和Y轴的抖动量。
进一步，为了消除计算出的抖动，照相抖动补偿处理器70也计算出成像装置20的驱动数据。驱动数据包括在与拍摄镜头26的光轴相垂直的平面内的驱动移动方向和移动量。计算出的驱动数据传输给抗抖动机构80。成像装置20通过抗抖动机构在与拍摄镜头26的光轴相垂直的平面进行移动。
CPU10根据由温度传感器92给出的温度控制电池加热器91和透镜加热器27启动.如果在拍摄过程中，温度传感器92检测到的温度低于预定的极限温度，启动电池加热器21和透镜加热器27.因此，电池90和拍摄镜头26可以保持适当的温度，因此，可以保护电池90的正常开启，并防止拍摄镜头26的表面凝结.进一步，CPU10根据成像装置20的充电时间控制降温装置28.当成像装置20的充电时间较长时，由于持续地供电提高了成像装置20的温度，以致于提高了暗电流(dark current)的噪声。因此，当充电时间比预定的设限时间长的时候，CPU10启动降温设备28，来抑制成像装置20的温度的上升。
图4是当前实施例的图像拍摄操作的流程图。步骤S100检查测光开关SWS的状态，从而判断数码相机外表面的快门按钮是否在半按下状态。如果快门在半按下状态，同时SWS已经打开，则进行下一步S102。步骤S102是执行光度测量和距离测量的操作。
步骤S104，从CPU10的存储器读出由摄影师设定的拍摄模式。在当前实施例，拍摄模式是从下面五个之中选择的：“天文拍摄模式”、“飞鸟拍摄模式”、“列车拍摄模式”、“人物拍摄模式”和“夜间拍摄模式”。上述的拍摄模式通过由数码相机1的外表面的转盘来选定，同时选定的模式的信息存于CPU10中。步骤S106～S114决定了拍摄模式。
当拍摄模式设置为“天文拍摄模式”时，流程进入步骤S116。在这种情况下，拍摄的目标是天体。因此，目标很小，距离目标的距离也很远，图像的放大倍数很低，而且图像平面的模糊或者移动也很小。另外，在天文拍摄模式下，通常相机放在三脚架上进行拍摄，并使用长曝光时间，从而基本没有相机移动。因而，照相抖动补偿操作仅仅是补偿高频率的照相抖动。因此，在步骤S116，开关50X和50Y分别将X轴陀螺传感器40X连接到第一BPF 51X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第一BPF 51Y。因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提取频率仅为大约30Hz的电压信号，然后传输给照相抖动补偿处理器70。
流程进入步骤S118。通常，天文拍摄的适当的条件是冬季的夜晚。换而言之，当选定“天文拍摄模式”作为拍摄时，可以假定数码相机1在冬季的晚间使用。因此，在作为第一特殊功能的步骤S118，尽管加热器91和27是根据温度传感器92检测到的温度而启动的，此时电池加热器91和镜头加热器27已经自动启用。进一步，降温设备28也被驱动。由于电池加热器91的启用防止了电池90的由于低温的失效。镜头加热器27防止了由于镜头26表面凝结和结冰产生的图像模糊。而且，启用降温设备28可以防止成像装置20由于长时间曝光的温度升高造成的暗电流的噪声的增加。需要指出的是，在启用降温设备28时产生的热量也可以代替电池加热器91和镜头加热器27加热电池90和拍摄镜头26。
另外，在步骤S118，一个用于提高图像信噪比的附加的流程被执行。由于热噪声随机分布在图像中，预置的消除热噪声的操作对于混合模式噪声效用不佳。因此，在图像中的目标没有显著移动情况下，可以通过反复增加在一定间隔时间中获得的图像数据，提高在每个像素上获得的信号，相对的降低图像数据的噪声成分。
步骤S108确定了拍摄模式为“飞鸟拍摄模式”时，流程进入到步骤S120。因为目标是一只飞鸟，通常，目标的体积很小，到目标的距离也很远，图像的放大倍数高，而且图像平面模糊或移动也很大。另外，拍摄飞鸟时，通常不使用三脚架，快门的速度也很高。有时，相机需要迅速移动或者摇动镜头跟踪飞行目标。因此，照相抖动补偿操作仅仅需要补偿高频到中频范围的抖动。因而，在步骤S120，控制开关50X和50Y，分别将X轴陀螺传感器40X连接到第二BPF 52X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第二BPF 52Y.因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提仅取频率为大约30Hz的高频信号到大约20Hz的中频信号，然后传输给照相抖动补偿处理器70.
流程进入步骤S122，飞鸟通常是室外拍摄。因此，在第二特殊功能步骤S122，启用电池加热器91。因此，即使在冬季，启用电池加热器91可以防止由于低温对电池90造成的失效。另外，当图片放大倍数很高时，需要在一定距离范围内进行聚焦。也就是说，拍摄镜头26的范围是受限制的，并且需要进行区域聚焦，因此通过降低AF(自动聚焦)操作的聚焦范围，促进聚焦操作。具体说来，限制AF操作是为了放大倍数根据需要拍摄的图像的区域是飞鸟大小的区域(例如50cm×75cm)，设置为一定的数值。
在步骤S110，当拍摄模式设为“列车拍摄模式”时，流程进入步骤S124。因为目标是列车，通常，目标的体积很大，离目标的距离也很远，图像的放大倍数小。图像平面模糊或移动也很小。此外，通常是列车停止时进行拍摄。因此，通常采用三脚架同时快门速度设为中速。而且，很少移动相机。因而，照相抖动补偿操作只是对中频或者稍低于中频的范围进行补偿。
因此，在步骤S124，开关50X和50Y分别将X轴陀螺传感器40X连接到第三BPF 53X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第三BPF 53Y。因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提取频率范围在高频(大约30Hz)到中频(低于20Hz)的部分，然后传输给照相抖动补偿处理器70。
流程进入步骤S126。列车通常是室外拍摄。因此，在第三特殊功能步骤S126，启用电池加热器91。因此，即使在冬季，通过启用电池加热器91可以防止由于低温对电池90造成的失效。进一步说，在图像放大倍数很低的范围内，可以进行聚焦。具体而言，由于目标是列车，AF操作局限于一定的可以抓拍列车合适的大小尺寸(例如5m×7.5m)，这比拍摄飞鸟时要大一些。
在步骤S112，当拍摄模式设为“人物拍摄模式”时，流程进入步骤S128。因为目标是人物，普通而言，目标的体积较大，距离很近，图像的放大倍数很低，而且图像水平摇动或移动也很小。进一步说，通常拍摄人物时不使用三脚架，快门的速度也设为中速。从而，相机可以在一些位置很快的移动。因而，照相抖动补偿操作仅仅在中频到低频范围内进行照相抖动补偿。因此，在步骤S128，开关50X和50Y分别将X轴陀螺传感器40X连接到第四BPF 54X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第四BPF 54Y。因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提取频率范围在大约20Hz中频到大约10Hz低频的成分，然后传输给照相抖动补偿处理器70。
流程进入步骤S130。在第四特殊功能步骤S130，日光同步模式被设定。就是说，闪光速度和测光值预先设为与日光同步的适当值，而且闪光灯93也被启用，以便在拍摄时闪光。
在步骤S114，当拍摄模式设为“夜间拍摄模式”时，流程进入步骤S132。因为目标在夜间观查，通常，目标的体积很大，离目标的距离很近，图像的放大倍数低。图像平面的模糊或移动也很小。此外，通常采用三脚架进行拍摄，同时快门速度预设为低速，也不移动相机。因此，照相抖动补偿操作只是对低频范围进行补偿。因而，在步骤S132，开关50X和50Y分别将X轴陀螺传感器40X连接到第三BPF53X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第三BPF 53Y.因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提取频率范围在低于10Hz的成分，然后传输给照相抖动补偿处理器70.
流程进入步骤S134。在步骤S134的第五特殊功能，日光同步模式设定。就是说，闪光速度和测光值预先设为与夜间拍摄同步的适当值，同时闪光灯93也被启用，以便在拍摄时闪光。进一步，在该步骤中，执行上面提到的图像附加流程从而提高信噪比。
如上所述，执行步骤S118、S122、S126、S130和S134的特殊功能流程(启动电池加热器和透镜加热器，同步摄影操作等等)。需要指出的是，根据摄影师的喜好和摄影条件的不同，可以改变这些功能。例如，在夏天进行天文拍摄时，可以停用电池加热器91。
！！当根据拍摄模式之一，一个特殊功能被在步骤S118、S122、S126、S130或者S134中设置时，流序进入步骤S136。在步骤S136，检查快门开关SWR以便确认数码相机1的快门是否完全按下。当确定快门完全按下时，流序进入S138。在步骤S138中，CPU10将控制信号传输给成像驱动装置24，然后成像驱动装置24将驱动信号传输给成像装置20。此时，成像装置20执行拍摄操作。当在步骤S136确定快门没有完全按下时，流程返回步骤S100重复上述的程序。
在照相抖动补偿操作中，步骤S116、S120、S124、S128或者S132对X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号进行调整(或者滤波)。同时特殊功能在步骤S118、S122、S126、S130或S134中被设定。进一步，这些流程被重复进行。，。
需要指出的是，在当前实施例中，照相抖动可以通过成像装置20的移动来抵消。然而，照相抖动补偿的机制并不局限于这种类型。基于拍摄模式从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的电压信号中提取频率成分的方法，还可以应用到照相抖动补偿机构以驱动补偿光学系统(其包括拍摄透镜26的一部分)，来抵消照相抖动。
如上所述，根据当前实施例，作为照相抖动补偿前题条件的照相抖动频率是由摄影师选定的拍摄模式决定的。从而可以对任何一种拍摄模式实现照相抖动补偿功能。
尽管本发明的实施例已经在此借助附图进行了描述，明显的，本领域技术人员仍可以对本发明进行很多的修改和变化而不超出本发明的范围。
图1例示了作为本发明实施例的数码相机的内部组成。CPU10是通常控制数码相机1的微处理器。电池90独立安装在数码相机1内。靠近电池90的加热器91是为了防止电池90温度下降。因此，即使是低温条件下进行拍摄，加热器91可以保证电池90工作的正常温度。靠近镜头26，透镜加热器27也是为了防止镜头26周围的温度下降。因此，即使是低温条件下进行拍摄，加热器27可以防止镜头26产生水珠凝结。靠近CCD20，是如珀耳帖(peltier)装置的降温装置28。温度传感器92位于数码相机1的上面的部分。CPU10根据传感器92检测到的温度，控制电池加热器91和透镜加热器27的启动。另外，数码相机1的顶部是可以缩回照相机1内的闪光灯93。
图2是数码相机1的方块图。数码相机1的外表面上的电源按钮(图中未示)控制电源开关的开关状态，当电源开关合上时，电池90对CPU10供电。
当外表面的快门按钮(图中未示)出于半闭合状态时，测光开关SWS被打开。当测光开关SWS接通，CPU10进行光度和距离测量。也就是，曝光值根据测光装置11的输入进行计算，所以，拍摄中所需的光圈值、快门速度和成像装置20的充电时间，都可由上述的曝光值得出。
此外，根据距离测量装置12的距离测量值可以计算聚焦(图中未示)驱动值，同时控制信号传输到聚焦镜头驱动21。从而，聚焦驱动21的驱动信号输出给聚焦镜头。
当快门按钮完全按下时，则合上了快门开关SWR。当快门开关SWR接通，CPU10从来自测光操作中的光圈值计算出光圈驱动机构(图中未示)和快门(图中未示)的驱动值。根据计算结果，控制信号传输给光圈驱动22和快门驱动23。光圈驱动22将驱动信号传输给光圈驱动机构，以便于驱动该光圈驱动机构。当该光圈驱动机构被驱动，该机构的电源就传输给光圈机构(图中未示)，所以，光圈的直径要和预先设定的大小一样。此外，快门驱动23的驱动信号传输给闪光灯，以便闪光灯按照预先设定的时间周期打开。通过上述操作，光穿过镜头26在成像装置20的成像表面成像。
进一步讲，根据上述的充电积累时间，控制信号传输给成像装置驱动24。而成像装置驱动24的驱动信号传输给成像装置20。在成像装置20，目标的光学图像在光接收区域形成，经过光电转换，通过成像装置20作为模拟图像信号输出。模拟信号通过A/D模数转换为数字信号，然后传输给CPU10。
在CPU10的控制下，数字图像信号进行预定的图像处理。处理过程中，图像数据暂存在DRAM 30中。经过处理的图像数据可在相机背面的LCD(液晶显示器)上显示。
用于操作相机的程序存放在EEPROM 32中。此外，当目标的光度不足时，CPU将驱动闪光电路33，使闪光灯工作。
X轴陀螺传感器40X，与传感器的输出系统相连，输出与X轴的角速度相对应的电压信号，该X轴位于与相机光轴垂直的平面。X轴陀螺传感器通过开关50X与第一BPF(带通滤波器)51X、第二BPF(带通滤波器)52X、第三BPF(带通滤波器)53X、第四BPF(带通滤波器)54X、或者第五BPF(带通滤波器)55X中的一个相连接。
图3为每个带通滤波器提取的频率图。第一BPF 51X提取的频率成分大约为30Hz(曲线C1所示)。第二BPF 52X提取频率范围为30Hz高频到20Hz的中频频率成分(曲线C2所示)。第三BPF 53X提取频率范围为大约30Hz高频到低于20Hz范围的中频频率成分(曲线C3所示)。第四BPF 54X提取频率范围为大约20Hz的中频到大约10Hz的范围的低频频率成分(曲线C4所示)。第五BPF55X提取频率范围为大约10Hz或者更低部分的频率成分(曲线C5所示)。也就是说，通过开关50X的运行，预定的频带可以被选择，在这些频带中，来自X轴陀螺传感器40X的电压信号的频率成分被提取。
Y轴陀螺传感器40Y，与Y轴陀螺传感器输出系统相连，输出与Y轴角速度对应的电压信号，该Y轴垂直于与相机光轴垂直的平面中的X轴。Y轴传感器通过开关50Y与第一BPF 51Y、第二BPF 52Y、第三BPF 53Y、第四BPF 54Y或者第五BPF 55Y其中之一相连。
与第一BPF 51X相同，，第一BPF 51Y提取大约30Hz的高频率成分。与第二BPF 52X相同，第二BPF 52Y提取30Hz高频到20Hz的中频频率。与第三BPF 53X相同，第三BP F53Y提取大约30Hz高频到低于20Hz范围的中频频率成分。与第四BPF 54X相同，第四BPF 54Y提取大约20Hz的中频到大约10Hz的范围的低频频率成分。与第五BPF 55X相同，第五BPF 55Y提取大约10Hz或者更低频率范围的频率成分。也就是说，通过开关50Y的运行，预定的频带可以被选择，在这些频带中，来自Y轴陀螺传感器40Y的电压信号的频率成分被提取。
每个X轴陀螺传感器输出系统的第一到第五BPF 51X、BPF 52X、BPF 53X、BPF 54X和BPF 55X，以及每个Y陀螺传感器输出系统的第一到第五BPF 51Y、BPF 52Y、BPF 53Y、BPF 54Y和BPF 55Y都与照相抖动补偿处理器70相连接。从X轴陀螺传感器提取的电压信号，仅包含由开关50X从第一BPF 51X到第五BPF 55X选择的BPF的频率成分，应用于照相抖动补偿处理器70。相似的，从Y陀螺传感器提取的电压信号，仅包含由开关50Y从第一BPF 51Y到第五BPF55Y选择的BPF的频率成分，也应用于照相抖动补偿处理器70。
照相抖动补偿处理器70根据电压输入信号，实现对X轴与Y轴的角速度的合成。
因此，可以得出相机的X轴和Y轴的角偏移或者位置偏移的信息。从而计算出X轴和Y轴的抖动量。
进一步，为了消除计算出的抖动，照相抖动补偿处理器70也计算出成像装置20的驱动数据。驱动数据包括在与拍摄镜头26的光轴相垂直的平面内的驱动移动方向和移动量。计算出的驱动数据传输给抗抖动机构80。成像装置20通过抗抖动机构在与拍摄镜头26的光轴相垂直的平面进行移动。
CPU10根据由温度传感器92给出的温度控制电池加热器91和透镜加热器27启动.如果在拍摄过程中，温度传感器92检测到的温度低于预定的极限温度，启动电池加热器21和透镜加热器27.因此，电池90和拍摄镜头26可以保持适当的温度，因此，可以保护电池90的正常开启，并防止拍摄镜头26的表面凝结.进一步，CPU10根据成像装置20的充电时间控制降温装置28.当成像装置20的充电时间较长时，由于持续地供电提高了成像装置20的温度，以致于提高了暗电流(dark current)的噪声。因此，当充电时间比预定的设限时间长的时候，CPU10启动降温设备28，来抑制成像装置20的温度的上升。
图4是当前实施例的图像拍摄操作的流程图。步骤S100检查测光开关SWS的状态，从而判断数码相机外表面的快门按钮是否在半按下状态。如果快门在半按下状态，同时SWS已经打开，则进行下一步S102。步骤S102是执行光度测量和距离测量的操作。
步骤S104，从CPU10的存储器读出由摄影师设定的拍摄模式。在当前实施例，拍摄模式是从下面五个之中选择的：“天文拍摄模式”、“飞鸟拍摄模式”、“列车拍摄模式”、“人物拍摄模式”和“夜间拍摄模式”。上述的拍摄模式通过由数码相机1的外表面的转盘来选定，同时选定的模式的信息存于CPU10中。步骤S106～S114决定了拍摄模式。
当拍摄模式设置为“天文拍摄模式”时，流程进入步骤S116。在这种情况下，拍摄的目标是天体。因此，目标很小，距离目标的距离也很远，图像的放大倍数很低，而且图像平面的模糊或者移动也很小。另外，在天文拍摄模式下，通常相机放在三脚架上进行拍摄，并使用长曝光时间，从而基本没有相机移动。因而，照相抖动补偿操作仅仅是补偿高频率的照相抖动。因此，在步骤S116，开关50X和50Y分别将X轴陀螺传感器40X连接到第一BPF 51X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第一BPF 51Y。因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提取频率仅为大约30Hz的电压信号，然后传输给照相抖动补偿处理器70。
流程进入步骤S118。通常，天文拍摄的适当的条件是冬季的夜晚。换而言之，当选定“天文拍摄模式”作为拍摄时，可以假定数码相机1在冬季的晚间使用。因此，在作为第一特殊功能的步骤S118，尽管加热器91和27是根据温度传感器92检测到的温度而启动的，此时电池加热器91和镜头加热器27已经自动启用。进一步，降温设备28也被驱动。由于电池加热器91的启用防止了电池90的由于低温的失效。镜头加热器27防止了由于镜头26表面凝结和结冰产生的图像模糊。而且，启用降温设备28可以防止成像装置20由于长时间曝光的温度升高造成的暗电流的噪声的增加。需要指出的是，在启用降温设备28时产生的热量也可以代替电池加热器91和镜头加热器27加热电池90和拍摄镜头26。
另外，在步骤S118，一个用于提高图像信噪比的附加的流程被执行。由于热噪声随机分布在图像中，预置的消除热噪声的操作对于混合模式噪声效用不佳。因此，在图像中的目标没有显著移动情况下，可以通过反复增加在一定间隔时间中获得的图像数据，提高在每个像素上获得的信号，相对的降低图像数据的噪声成分。
步骤S108确定了拍摄模式为“飞鸟拍摄模式”时，流程进入到步骤S120。因为目标是一只飞鸟，通常，目标的体积很小，到目标的距离也很远，图像的放大倍数高，而且图像平面模糊或移动也很大。另外，拍摄飞鸟时，通常不使用三脚架，快门的速度也很高。有时，相机需要迅速移动或者摇动镜头跟踪飞行目标。因此，照相抖动补偿操作仅仅需要补偿高频到中频范围的抖动。因而，在步骤S120，控制开关50X和50Y，分别将X轴陀螺传感器40X连接到第二BPF 52X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第二BPF 52Y.因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提仅取频率为大约30Hz的高频信号到大约20Hz的中频信号，然后传输给照相抖动补偿处理器70.
流程进入步骤S122，飞鸟通常是室外拍摄。因此，在第二特殊功能步骤S122，启用电池加热器91。因此，即使在冬季，启用电池加热器91可以防止由于低温对电池90造成的失效。另外，当图片放大倍数很高时，需要在一定距离范围内进行聚焦。也就是说，拍摄镜头26的范围是受限制的，并且需要进行区域聚焦，因此通过降低AF(自动聚焦)操作的聚焦范围，促进聚焦操作。具体说来，限制AF操作是为了放大倍数根据需要拍摄的图像的区域是飞鸟大小的区域(例如50cm×75cm)，设置为一定的数值。
在步骤S110，当拍摄模式设为“列车拍摄模式”时，流程进入步骤S124。因为目标是列车，通常，目标的体积很大，离目标的距离也很远，图像的放大倍数小。图像平面模糊或移动也很小。此外，通常是列车停止时进行拍摄。因此，通常采用三脚架同时快门速度设为中速。而且，很少移动相机。因而，照相抖动补偿操作只是对中频或者稍低于中频的范围进行补偿。
因此，在步骤S124，开关50X和50Y分别将X轴陀螺传感器40X连接到第三BPF 53X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第三BPF 53Y。因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提取频率范围在高频(大约30Hz)到中频(低于20Hz)的部分，然后传输给照相抖动补偿处理器70。
流程进入步骤S126。列车通常是室外拍摄。因此，在第三特殊功能步骤S126，启用电池加热器91。因此，即使在冬季，通过启用电池加热器91可以防止由于低温对电池90造成的失效。进一步说，在图像放大倍数很低的范围内，可以进行聚焦。具体而言，由于目标是列车，AF操作局限于一定的可以抓拍列车合适的大小尺寸(例如5m×7.5m)，这比拍摄飞鸟时要大一些。
在步骤S112，当拍摄模式设为“人物拍摄模式”时，流程进入步骤S128。因为目标是人物，普通而言，目标的体积较大，距离很近，图像的放大倍数很低，而且图像水平摇动或移动也很小。进一步说，通常拍摄人物时不使用三脚架，快门的速度也设为中速。从而，相机可以在一些位置很快的移动。因而，照相抖动补偿操作仅仅在中频到低频范围内进行照相抖动补偿。因此，在步骤S128，开关50X和50Y分别将X轴陀螺传感器40X连接到第四BPF 54X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第四BPF 54Y。因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提取频率范围在大约20Hz中频到大约10Hz低频的成分，然后传输给照相抖动补偿处理器70。
流程进入步骤S130。在第四特殊功能步骤S130，日光同步模式被设定。就是说，闪光速度和测光值预先设为与日光同步的适当值，而且闪光灯93也被启用，以便在拍摄时闪光。
在步骤S114，当拍摄模式设为“夜间拍摄模式”时，流程进入步骤S132。因为目标在夜间观查，通常，目标的体积很大，离目标的距离很近，图像的放大倍数低。图像平面的模糊或移动也很小。此外，通常采用三脚架进行拍摄，同时快门速度预设为低速，也不移动相机。因此，照相抖动补偿操作只是对低频范围进行补偿。因而，在步骤S132，开关50X和50Y分别将X轴陀螺传感器40X连接到第三BPF53X，Y轴陀螺传感器40Y连接到第三BPF 53Y.因此，从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号中提取频率范围在低于10Hz的成分，然后传输给照相抖动补偿处理器70.
流程进入步骤S134。在步骤S134的第五特殊功能，日光同步模式设定。就是说，闪光速度和测光值预先设为与夜间拍摄同步的适当值，同时闪光灯93也被启用，以便在拍摄时闪光。进一步，在该步骤中，执行上面提到的图像附加流程从而提高信噪比。
如上所述，执行步骤S118、S122、S126、S130和S134的特殊功能流程(启动电池加热器和透镜加热器，同步摄影操作等等)。需要指出的是，根据摄影师的喜好和摄影条件的不同，可以改变这些功能。例如，在夏天进行天文拍摄时，可以停用电池加热器91。
！！当根据拍摄模式之一，一个特殊功能被在步骤S118、S122、S126、S130或者S134中设置时，流序进入步骤S136。在步骤S136，检查快门开关SWR以便确认数码相机1的快门是否完全按下。当确定快门完全按下时，流序进入S138。在步骤S138中，CPU10将控制信号传输给成像驱动装置24，然后成像驱动装置24将驱动信号传输给成像装置20。此时，成像装置20执行拍摄操作。当在步骤S136确定快门没有完全按下时，流程返回步骤S100重复上述的程序。
在照相抖动补偿操作中，步骤S116、S120、S124、S128或者S132对X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的输出信号进行调整(或者滤波)。同时特殊功能在步骤S118、S122、S126、S130或S134中被设定。进一步，这些流程被重复进行。，。
需要指出的是，在当前实施例中，照相抖动可以通过成像装置20的移动来抵消。然而，照相抖动补偿的机制并不局限于这种类型。基于拍摄模式从X轴陀螺传感器40X和Y轴陀螺传感器40Y的电压信号中提取频率成分的方法，还可以应用到照相抖动补偿机构以驱动补偿光学系统(其包括拍摄透镜26的一部分)，来抵消照相抖动。
如上所述，根据当前实施例，作为照相抖动补偿前题条件的照相抖动频率是由摄影师选定的拍摄模式决定的。从而可以对任何一种拍摄模式实现照相抖动补偿功能。
尽管本发明的实施例已经在此借助附图进行了描述，明显的，本领域技术人员仍可以对本发明进行很多的修改和变化而不超出本发明的范围。