JP2015081936A - 像ブレ補正装置およびその制御方法、レンズ鏡筒、光学機器、撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の補正手段を用いて像ブレ補正を行う撮像装置において、撮像光学系の偏心収差を抑えつつ、良好な像ブレ補正効果が得ること。
【解決手段】角速度センサ１０１は撮像装置の振れを検出し、信号分割部１０４は振れ検出信号を分割して第１駆動量演算部１０５と第２駆動量演算部１１６にそれぞれ出力する。分割された振れ検出信号に基づいて第１駆動量および第２駆動量が算出され、第１補正レンズおよび第２補正レンズが各々駆動される。二つの補正レンズの移動によって生じる撮像光学系の偏心収差が大きくならないように、収差判定部１２７は第１駆動量と第２駆動量に基づいて駆動量制限部１１７で用いるリミッタを変更する。駆動量制限部１１７は収差判定結果に従って設定されているリミッタに基づいて駆動量を制限することで、偏心収差を抑えつつ像ブレ補正が行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の補正光学系によって画像ブレを補正する技術に関する。

近年、撮像装置の像ブレ補正技術の進歩に伴い、撮影者が静止状態で撮影を行うときの手振れ等によって発生する画像ブレを補正するだけでなく、撮影者が歩行しながら撮影を行うときに発生する大きな画像ブレを補正する機能が普及している。像ブレ補正を実現するために、二つの補正光学系を使用する補正手段が提案されている。二つの補正光学系の協調作用で補正範囲を広げる構成や、一方を低周波帯域の大きな振れを補正する補正光学系とし、他方を高周波帯域の小さな振れを補正する、軽量化された補正光学系として、広い周波数帯域での補正を目的とする装置がある。

特許文献１には、一眼レフ方式のカメラにおいて、交換レンズ内にレンズシフト方式のブレ補正手段と、ブレ補正機能付きリアコンバーターを併用する場合に、両者を協調駆動させる技術が開示されている。撮像装置の振れ量が、一方の補正光学系での補正限界量を超える場合、その超過分の振れに対して他方の補正光学系を駆動することで、より大きな補正角を実現できる。

特開平７−１０４３３８号公報

従来の装置では、二つの補正光学系を駆動させることによる光学性能の低下に関して考慮されていないことが問題である。二つの補正光学系を各々偏心させて光軸を傾けることで大きな補正角が得られるが、反面では一つの補正光学系を偏心させるときと比較して、撮像光学系の偏心収差量も大きくなる。そのため、撮影された画像の品位に影響を及ぼす可能性がある。
本発明の目的は、複数の補正手段を用いて像ブレ補正を行う像ブレ補正装置において、撮像光学系の偏心収差を抑えつつ、良好な像ブレ補正効果が得られるようにすることである。

上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、撮像光学系を構成する複数の補正手段を用いて像ブレを補正する像ブレ補正装置であって、装置の振れを検出して振れ検出信号を出力する振れ検出手段と、前記振れ検出手段による振れ検出信号を複数の信号に分割する信号分割手段と、前記信号分割手段により分割された前記複数の信号から前記複数の補正手段の駆動量をそれぞれ算出する算出手段と、前記複数の補正手段の駆動量を制限する制限手段と、前記駆動量に従って前記複数の補正手段をそれぞれ駆動する駆動手段と、を備える。前記制限手段は、前記駆動手段により前記複数の補正手段を駆動させて像ブレ補正を行う際、前記撮像光学系の偏心収差が閾値以上である場合に前記複数の補正手段のいずれかの駆動を制限する。

本発明によれば、複数の補正手段を用いて像ブレ補正を行う像ブレ補正装置において、撮像光学系の偏心収差を抑えつつ、良好な像ブレ補正効果が得られる。

本発明の第１実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における収差判定部１２７の処理（Ａ）と駆動量制限部１１７の処理（Ｂ）を説明するフローチャートである。 本発明の第１実施形態における駆動量制限時の駆動量とリミッタを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態における収差判定部２０３の処理（Ａ）と単位換算部２０４の処理（Ｂ）を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態における駆動量制限時の駆動量とリミッタ、角速度データを示す図である。 本発明の第３実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る各実施形態を詳細に説明する。本発明は、デジタル一眼レフカメラに装着される交換レンズやレンズ鏡筒のような光学機器、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ等の撮像装置、携帯電話やタブレット端末等の撮像装置を具備する電子機器に適用できる。尚、本発明の実施形態の説明において、撮像装置に加えられる振動を「振れ」とし、撮像装置に加えられる振れによって発生する撮像画像のフレーム間での被写体像の位置ずれ、または被写体像の暈けを「ブレ」と定義する。よって、画像ブレは、補正光学系を用いた像ブレ補正が行われない場合に発生し得るものであり、補正光学系の制御により補正可能である。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００の一例として、ビデオカメラの構成を示すブロック図である。撮像装置１００は、撮像光学系１３２を構成する第１補正光学系１３３と第２補正光学系１３４を有する。第１補正光学系１３３は第１補正レンズを含み、第２補正光学系１３４は第２補正レンズを含む。撮像装置１００の振れに基づいて各補正レンズが駆動されることで、より大きなブレの補正が可能である。

撮像素子１３５は、撮像光学系１３２により結像される光学像を光電変換し、複数の画素からなる撮像画像を表す画像信号を信号処理部１３６に出力する。信号処理部１３６は、撮像素子１３５から出力された画像信号に利得調整、色バランス調整およびγ補正等の信号処理を施す。画像信号はＮＴＳＣフォーマット等に準拠したビデオ信号（映像信号）に変換され、画像メモリ１３７に記憶される。記録制御部１３８は、記録開始や終了の指示に用いる操作部（不図示）によって映像信号の記録が指示された場合、画像メモリ１３７から映像信号を読み出して記録用の形式に変換し、記録媒体１３９に記録する。記録媒体１３９は、半導体メモリ等の情報記録媒体やハードディスク等の磁気記録媒体である。表示制御部１４０は、画像メモリ１３７から出力された映像信号に基づく画像（スルー画）の他、設定メニュー画像、記録済みの画像等、用途に応じて加工した映像信号を出力して表示デバイス１４１に画像を表示させる。表示デバイス１４１は液晶表示素子（ＬＣＤ）等であり、表示制御部１４０により生成された画像を表示する。

次に、像ブレ補正光学系および制御部を説明する。
角速度センサ１０１は、撮像装置１００の振れ検出手段であり、振れ検出信号として角速度信号を出力する。例えば、撮像光学系１３２の光軸に直交する平面上で、互いに直交した検出軸をなすように、水平方向のヨー（Ｙａｗ）回転軸と垂直方向のピッチ（Ｐｉｔｃｈ）回転軸という、各軸の方向に角速度センサがそれぞれ配置される。そして、検出された各軸に関する補正量を算出する処理が実行され、各軸の方向に第１補正レンズと第２補正レンズが駆動制御される。ヨー回転軸とピッチ回転軸に関する補正量の演算および補正光学系の制御については、方向の違いを除いて同じ処理で実現できる。よって、以下では片方の軸についてのみ説明する。

角速度センサ１０１による角速度信号は、Ａ／Ｄ変換器１０２がデジタル化して、制御部（μＣＯＭ）１０３内部の信号分割部１０４に出力する。制御部１０３にはＣＰＵ（中央演算処理装置）が使用され、図１ではその内部の機能ブロックを示す。これらはＣＰＵがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。以下では、Ａ／Ｄ変換器１０２がデジタル化した角速度信号を、角速度データという。
信号分割部１０４は、角速度データを分割して、第１補正レンズによってブレ補正を行うための第１角速度データと、第２補正レンズによってブレ補正を行うための第２角速度データを生成する。尚、角速度センサ１０１で検出した振れに対し、複数の補正光学系（本例では二つ）を用いて精度良く補正するために信号分割部１０４は、第１角速度データと第２角速度データを互いに相補的な信号として分離する。例えば、信号分割部１０４は、角速度データを所定の倍率Ｋ１で増幅して第１角速度データを出力し、角速度データを所定の倍率Ｋ２で増幅して第２角速度データを出力する。所定の倍率Ｋ１およびＫ２は以下の通りである。

［数式１］
０ ≦ Ｋ１ ≦ １
Ｋ２ ＝ １ − Ｋ１
上記の倍率を設定することで、二つの補正レンズを用いて像ブレ補正を行う場合でも精度良く補正できる。尚、Ｎ個の補正レンズを用いる場合、倍率Ｋｎは「０≦Ｋn≦１」および「ΣＫn ＝１」を満たす(但し、１ ≦ｎ≦ Ｎであり、Σはｎについての和を表す)。
また、他の一例として、信号分割部１０４はＬＰＦ（ローパスフィルタ）を備える。Ａ／Ｄ変換器１０２が出力する角速度データはＬＰＦに通され、その信号が第１角速度データとなる。第２角速度データは角速度データから第１角速度データを減算することで算出される。このように信号分割部１０４が周波数分割処理を行う構成にしてもよい。

第１駆動量演算部１０５は、例えば積分器であり、信号分割部１０４が出力する第１角速度データを取得し、該データに基づいて第１駆動量を算出する。第１駆動量は、第１補正レンズを駆動するための駆動量であり、第１駆動量制限部１０６に出力される。第１駆動量制限部１０６は、撮像光学系１３２の偏心収差が閾値以上である場合に第１駆動量に制限をかけ、第１補正レンズが可動範囲の端部に突き当たることがないように制御する。一例としては、第１駆動量が所定値（以下、リミッタと記す）を超えないように、第１駆動量演算部１０５からの出力を制限した値が、最終的な駆動量（以下、第１リミット駆動量と記す）として出力される。また、第１駆動量制限部１０６は、第１駆動量演算部１０５の出力がリミッタに近づいた場合、第１駆動量演算部１０５の積分時定数を短くして、時間の経過とともに第１リミット駆動量が小さくなるように制御する。また、第１駆動量制限部１０６は、収差判定部１２７の出力に応じてリミッタ値を変更する。

次に、第１補正レンズの駆動制御を行う構成部について説明する。
減算器１０７は、第１駆動量制限部１０６の出力から後述のレンズ位置データを減算する。減算結果は偏差データとして第１制御フィルタ１０８に出力される。第１制御フィルタ１０８は、入力データを所定のゲインで増幅する増幅器、および位相補償フィルタを備える。減算器１０７から供給された偏差データに対し、第１制御フィルタ１０８は増幅器および位相補償フィルタによる信号処理を行い、処理後の信号を第１パルス幅変調部１０９に出力する。

第１パルス幅変調部１０９は、第１制御フィルタ１０８から入力されたデータに基づき、パルス波のデューティ比を変化させるＰＷＭ波形に変調して、第１モータ駆動部１１０に供給する。第１モータ１１１は、第１補正レンズの駆動用のボイス・コイル型モータである。第１モータ駆動部１１０は第１モータ１１１を駆動することにより、第１補正レンズを光軸と垂直な方向に移動させる。図示の端子Ａ１１２と端子Ａ１２８、ならびに端子Ｂ１１３と端子Ｂ１２９は、各々が電気的に接続されていることを示している。

位置検出センサ１１４は、磁石とそれに対向する位置に設けたホール素子を有する。位置検出センサ１１４は、第１補正レンズが光軸と垂直な方向への移動する際の移動量を検出し、その検出信号をＡ／Ｄ変換器１１５に出力する。Ａ／Ｄ変換器１１５は、位置検出センサ１１４の検出信号をデジタルデータであるレンズ位置データに変換した上で減算器１０７に出力する。これによって、第１駆動量制限部１０６の出力に対して、第１補正レンズを光軸と垂直な方向へ移動させるフィードバック制御系が構成される。

次に、第２補正レンズの駆動制御を行う構成部を説明する。尚、基本的な構成は前述した第１補正レンズの駆動制御を行う回路部の構成と同じであるため、簡潔に説明する。
第２駆動量演算部１１６は、信号分割部１０４が出力する第２角速度データを取得し、該データに基づいて第２補正レンズを駆動するための第２駆動量を算出して第２駆動量制限部１１７に出力する。第２駆動量制限部１１７は、撮像光学系１３２の偏心収差が閾値以上である場合に第２駆動量に制限をかける。第２駆動量制限部１１７は、第２補正レンズが機械的な可動端に突き当たることがないように、第２駆動量演算部１１６が算出した第２駆動量に制限をかけて第２リミット駆動量を出力する。

減算器１１８は、第２駆動量制限部１１７の出力から、Ａ／Ｄ変換器１２６の出力するレンズ位置データを減算して得られる偏差データを第２制御フィルタ１１９に出力する。第２制御フィルタ１１９は、減算器１１８から入力された偏差データに対して、増幅器および位相補償フィルタによる信号処理を行い、処理後の信号を第２パルス幅変調部１２０に出力する。
第２パルス幅変調部１２０は、第２制御フィルタ１１９からの入力データに基づき、パルス波のデューティ比を変化させるＰＷＭ波形に変調して、第２モータ駆動部１２１に出力する。第２モータ１２２は、第２補正レンズの駆動用のボイス・コイル型モータである。第２モータ駆動部１２１は第２モータ１２２を駆動することにより、第２補正レンズを光軸と垂直な方向に移動させる。図示の端子Ｃ１２３と端子Ｃ１３０、ならびに端子Ｄ１２４と端子Ｄ１３１は、各々が電気的に接続されていることを示している。

位置検出センサ１２５は、磁石とそれに対向する位置に設けたホール素子を備え、第２補正レンズの光軸と垂直な方向への移動量を検出し、検出信号をＡ／Ｄ変換器１２６に出力する。Ａ／Ｄ変換器１２６は、位置検出センサ１２５の検出信号をレンズ位置データに変換して減算器１１８に出力する。これによって、第２駆動量演算部１１６の出力に対して、第２補正レンズを光軸と垂直な方向へ移動させるフィードバック制御系が構成される。

像ブレ補正光学系（補正手段）を構成する第１補正レンズと第２補正レンズは、例えばシフトレンズであり、光軸に対して垂直な平面上を移動することで光軸を偏向させる役割をもつ。第１補正レンズおよび第２補正レンズの移動により、撮像装置１００の振れによって生じる、撮像面上の被写体像の縦横方向のブレが補正され、像ブレ補正された被写体像が撮像素子１３５に結像される。第１駆動量制限部１０６と第２駆動量制限部１１７から構成される制限部は、収差判定結果に従って第１駆動量もしくは第２駆動量または第１駆動量および第２駆動量を制限することで撮像光学系１３２の偏心収差を閾値未満に低減させる制御を行う。

次に、撮像した画像を保存して表示するまでの処理について説明する。
撮像素子１３５は、第１補正レンズと第２補正レンズを含む撮像光学系１３２により形成される光学像を光電変換する。複数の画素からなる撮像画像を表す画像信号は信号処理部１３６にて所定の信号処理が施される。映像信号に変換された信号は画像メモリ１３７に記憶される。記録制御部１３８は、ユーザ操作によって映像信号の記録が指示された場合、画像メモリ１３７から取得した映像信号を記録媒体１３９への記録に適した形式に変換し、記録媒体１３９に記録する。表示制御部１４０は、画像メモリ１３７から取得した映像信号を出力する。表示デバイス１４１は表示制御部１４０により生成された画像を表示する。

収差判定部１２７は、第１駆動量演算部１０５および第２駆動量演算部１１６の各出力を取得し、第１駆動量と第２駆動量に基づいて、撮像光学系１３２の偏心収差の大きさを判定する。収差判定部１２７は、判定結果を第１駆動量制限部１０６または第２駆動量制限部１１７に出力する。第１駆動量制限部１０６または第２駆動量制限部１１７は、収差判定部１２７の判定結果に基づいて決定したリミッタ値を用いて第１駆動量または第２駆動量に対するリミット処理を施す。尚、収差判定部１２７では実際には、予め算出してあるリミッタをデータ（リミッタデータ）として保持しており、第１駆動量と第２駆動量に基づいて前記リミッタデータの中から適切なリミッタを決定する。第１駆動量制限部１０６や第２駆動量制限部１１７は、決定されたリミッタにしたがって第１駆動量や第２駆動量を制限する。ここで、リミッタデータに関しては、第１補正光学系１３３と第２補正光学系１３４との間の補正レンズの位置関係からシミュレーションを事前に行い、撮像光学系１３２の偏心収差から個々の製品に許容できる偏心収差を定める処理が実行される。この偏心収差を超えないように、レンズ位置関係を駆動量の単位に換算した値がリミッタデータとして設定される。

以下に、収差判定部１２７および第２駆動量制限部１１７の処理の一例について、図２のフローチャートおよび図３を参照して説明する。図２（Ａ）は収差判定部１２７が行う処理例を示し、図２（Ｂ）は第２駆動量制限部１１７が行う処理例を示す。
まず、図２（Ａ）において収差判定部１２７は処理を開始し、Ｓ１００では、不図示のメモリに予め記録されている製品個々のリミッタデータを読み出す。リミッタの種類として、単体リミッタ、相互リミッタ、第１可変リミッタ、第２可変リミッタがあり、各リミッタの値は制限値を表す。各々のリミッタについては以下で説明する。

Ｓ１０１は、第１駆動量と第２駆動量との差分が相互リミッタより大きいか否かの判定処理である。第１駆動量と第２駆動量との差分が相互リミッタよりも大きい場合、Ｓ１０２に処理を進めるが、差分が相互リミッタ以下の場合には処理を終了する。尚、相互リミッタとは、第１駆動量と第２駆動量との差分が大きくなり、収差が大きくなることを防止するために設けられるリミッタである。Ｓ１０２は、第２駆動量が第１可変リミッタより大きいか否かの判定処理である。Ｓ１０１における判定処理にて、第１駆動量と第２駆動量との差分が相互リミッタを超えた場合、その要因として第２駆動量が大きいためであるかどうかについて判定が行われる。本実施形態では、第１駆動量と第２駆動量との差分が大きい場合、さらに第２駆動量の大きさを調べることにより、第２駆動量に対するリミッタを決定する処理が実行される。Ｓ１０２で第２駆動量が第１可変リミッタより大きい場合、Ｓ１０３に処理を進め、また第２駆動量が第１可変リミッタ以下の場合、Ｓ１０４に処理を進める。Ｓ１０３では、リミッタに第１可変リミッタの値を代入する処理が実行される。また、Ｓ１０４では、リミッタに第２可変リミッタの値を代入する処理が実行される。ここで、制限値については「第１可変リミッタ＞第２可変リミッタ」の関係が成り立つものとする。
Ｓ１０３またはＳ１０４の処理を終えると、Ｓ１０５に移行し、収差判定部１２７は前記処理で定めたリミッタの情報を第２駆動量制限部１１７に送信して処理を終了する。

次に、図２（Ｂ）を参照して第２駆動量制限部１１７の処理を説明する。
第２駆動量制限部１１７は、Ｓ２００で収差判定部１２７からリミッタ変更の送信があるか否かを判定する。リミッタ変更の送信とは、収差判定部１２７がリミッタを変更したことを第２駆動量制限部１１７に通知するための送信である。リミッタ変更の送信がある場合、処理をＳ２０１に進めるが、リミッタ変更の送信がない場合にはＳ２０２に移行する。Ｓ２０１では、収差判定部１２７から送信された値をリミッタとして設定する処理が実行される。また、Ｓ２０２では、リミッタを単体リミッタに設定する処理が実行される。単体リミッタとは、第２補正レンズの機械的な可動端または光量等の光学特性に基づいて焦点距離ごとに設計されたリミッタである。第２駆動量制限部１１７はリミッタの初期値として単体リミッタを用いるものとする。
Ｓ２０１またはＳ２０２の後、Ｓ２０３に移行し、現在設定されているリミッタを用いて第２駆動量に対するリミット処理が行われた後、処理を終了する。

図３は、前述の処理を行った場合の第１駆動量および第２駆動量、ならびに第１リミット駆動量および第２リミット駆動量の時間的変化をそれぞれ示している。図３（Ａ）にはリミット前の駆動量を例示し、図３（Ｂ）にはリミット後の駆動量を例示する。横軸は時間を示し、縦軸に示す各駆動量または駆動量の差分は信号の大きさをそれぞれ示している。
図３（Ａ）では時刻Ｔにおいて、第１駆動量と第２駆動量との差分が相互リミッタのレベルを超える。このとき、図３（Ｂ）に示すように、第２駆動量制限部１１７は第２駆動量に対して第１可変リミッタでリミット処理を実行する。尚、前述したように第２駆動量が第１可変リミッタ以下である場合には第２可変リミッタでリミット処理が実行される。

但し、ここまで述べた処理は、第１補正レンズと第２補正レンズとが互いに離れる方向に移動した場合に、撮像光学系１３２の偏心収差が大きくなる光学特性のときに適用される。つまり、第１駆動量と第２駆動量との差を相互リミッタの設定値に相当する第１閾値未満にする制御が行われる。これとは逆に、第１補正レンズの移動方向と第２補正レンズの移動方向とが同じである場合に撮像光学系１３２の偏心収差が大きくなる光学特性のときには以下の処理が実行される。
第１補正レンズと第２補正レンズとの位置の差が所定値（第２閾値）以上に大きくなるように制御するために、図２（Ａ）のＳ１０１に相当する処理では、第１駆動量と第２駆動量との和が相互リミッタより小さいか否かについて判定される。第１駆動量と第２駆動量との和が相互リミッタより小さい場合には、Ｓ１０２以降に相当する処理にて、判定結果に基づいて第１駆動量と第２駆動量との和が所定値未満にならないようにリミッタを設定する処理が行われる。

第１実施形態においては、個々の補正レンズの特性に応じたリミッタの他に、互いの駆動量に基づいて設定する可変リミッタを使用する。これにより、複数の補正光学系を用いて像ブレ補正を行う際、撮像光学系の偏心収差を抑えつつ、良好なブレ補正効果を得ることができる。
尚、本実施形態では撮像装置の振れ検出に角速度センサ１０１を用いたが、加速度センサ等を用いてもよい。また、光学的なブレ補正手段としてシフトレンズ（光学素子）の駆動制御を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光学素子としてプリズムを用いる構成や液体を満たしたレンズの屈折率を可変制御する構成等、種々のブレ補正手段を用いることができる。また、第２駆動量制限部１１７のリミッタを変更する際には、第１駆動量制限部１０６のリミッタも同時に切り替え可能である。リミッタのデータ形式に関しては、例えば焦点距離や絞り値等の情報に応じたリミッタデータを、多次元テーブルデータとしてメモリに保持する形態がある。ここで述べた種々の変形に関しては、以降の実施形態でも同様である。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。
図４は、本実施形態に係る撮像装置２００の要部の構成を示すブロック図である。尚、本実施形態にて第１実施形態の場合と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることによってそれらの詳細な説明および図示を省略し、相違点を説明する。このような説明の省略については後述の実施形態でも同様である。

本実施形態では、以下の点で第１実施形態と相違する。
・第１実施形態では収差判定部１２７の判定結果に基づいてレンズ駆動量にリミット処理を施したが、本実施形態では、信号分割部１０４が出力する角速度データに対してオフセットを付与する処理でレンズ駆動を制限すること。
・第２角速度データに対して制限した分を第１角速度データに加算することで、第１駆動量演算部１０５に入力される第１角速度データと、第２駆動量演算部１１６に入力される第２角速度データとを互いに相補的な信号とすること。

単位換算部２０４の出力は、加算器２０２と減算器２０５に送られ、加算器２０２は信号分割部１０４からの第１角速度データに単位換算部２０４の出力を加算する。一方、減算器２０５は信号分割部１０４からの第２角速度データから単位換算部２０４の出力を減算する。

以下に収差判定部２０３、および単位換算部２０４が行う処理について、図５のフローチャートおよび図６を参照して説明する。収差判定部２０３の処理内容は、基本的には収差判定部１２７の処理と同様である。図５（Ａ）は収差判定部２０３が行う処理例を示し、図５（Ｂ）は単位換算部２０４が行う処理例を示す。
まず、図５（Ａ）のＳ３００で収差判定部１２７は、不図示のメモリに予め記録されている製品個々のリミッタデータを読み出す。尚、リミッタに関しては第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

Ｓ３０１は、第１駆動量と第２駆動量との差分と、相互リミッタとの比較判定処理であり、差分が相互リミッタより大きい場合、Ｓ３０２に処理を進め、差分が相互リミッタ以下の場合には処理を終了する。Ｓ３０２は、第２駆動量と第１可変リミッタとの比較判定処理であり、第２駆動量が第１可変リミッタより大きい場合、Ｓ３０３に移行し、第２駆動量が第１可変リミッタ以下の場合、Ｓ３０４に移行する。Ｓ３０３ではリミッタに第１可変リミッタの値が代入され、Ｓ３０４ではリミッタに第２可変リミッタの値が代入される。「第１可変リミッタ＞第２可変リミッタ」が成り立つものとする。
Ｓ３０３、Ｓ３０４の後、Ｓ３０５に移行し、収差判定部２０３は決定されたリミッタを単位換算部２０４に送信して処理を終了する。

次に、図５（Ｂ）のＳ４００で単位換算部２０４は、収差判定部２０３からリミッタ情報の送信があるか否かを判定する。リミッタ情報の送信がある場合、単位換算部２０４はリミッタ情報を取得してＳ４０１に移行するが、リミッタ情報の送信がない場合には処理を終了する。
Ｓ４０１では、第２駆動量に対してリミット処理を行った分をオフセット量として算出する処理が実行される。すなわち、オフセット量は、第２駆動量から、収差判定部２０３で設定したリミッタの値を減算した値として算出される。Ｓ４０２では、Ｓ４０１で算出したオフセット量を角速度データの単位に換算する処理が実行される。この処理は、具体的には、オフセット量を微分して、角度から角速度に単位換算する処理である。Ｓ４０３で単位換算部２０４は、Ｓ４０２で算出した単位換算したオフセット量を加算器２０２、減算器２０５にそれぞれ出力して処理を終了する。

図６は、前述の処理を行った場合の駆動量や角速度データを示す。図６（Ａ）は、収差判定部２０３での判定に用いる第１駆動量、第２駆動量、第１駆動量と第２駆動量との差分について時間的変化を示す。図６（Ｂ）はオフセット後の第１角速度データおよび第２角速度データの時間的変化を示す。横軸に時間を示し、縦軸に各信号の大きさを示している。
図６（Ａ）の時刻Ｔにおいて、第１駆動量と第２駆動量との差分が相互リミッタのレベルを超えた場合、図６（Ｂ）に示すように、第２駆動量と第１可変リミッタとの差分を角速度に単位換算したオフセットが、第１角速度データに加算される。また、第２駆動量と第１可変リミッタとの差分を角速度に単位換算したオフセットが、第２角速度データから減算される。オフセットを減算した第２角速度データから第２駆動量を算出すると、第１可変リミッタを超えない値が算出できる。また、第２角速度データから減算したオフセット分を第１角速度データに加算することで、互いに相補的な信号が得られるので像ブレ補正性能の低下を防止できる。

但し、ここまで述べた処理は、第１補正レンズと第２補正レンズとが互いに離れる方向に移動した場合に、撮像光学系１３２の偏心収差が大きくなる光学特性のときに適用できる。これとは逆に、第１補正レンズと第２補正レンズとが同じ方向に移動した場合に撮像光学系１３２の偏心収差が大きくなる光学特性のときの処理は以下のようになる。
第１補正レンズと第２補正レンズとの位置の和が所定値以上に大きくなるように制御するため、図５（Ａ）のＳ３０１に相当する処理では、第１駆動量と第２駆動量との和が相互リミッタより小さいか否かについて判定される。第１駆動量と第２駆動量との和が相互リミッタより小さい場合には、Ｓ３０２以降に相当する処理にて、判定結果に基づいて、第１駆動量が第２駆動量との和が所定値未満にならないようにリミッタが設定される。

また、本実施形態に関しては、第１補正レンズの移動により主たる像ブレ補正を行い、第２補正レンズをできる限り駆動中心付近にて補助的に移動させることを基本としている。これは、撮像光学系１３２の光学特性に関し、二つの補正レンズ間の距離が同じであっても、一方の補正レンズが駆動中心付近に位置するように制御したときに偏心収差が小さくなる場合に有効な制御である。これとは逆の場合については以下に説明する。
二つの補正レンズをなるべく駆動中心付近に位置させないように制御するために、前述の例では第２駆動量に対するリミッタを設けたが、ここでは二つの駆動量のうちで大きい方にリミッタを設けるものとする。具体的には、例えば、第２補正レンズの駆動量が大きい場合を説明する。この場合、第２駆動量とリミッタとの差分をオフセット量とし、このオフセット量を角速度データの単位に換算した値を第２角速度データから減算する処理が実行される。また、角速度データに単位換算したオフセット量を第１角速度データに加算する処理が実行される。これにより、駆動量が小さく、駆動中心付近で駆動されている第１補正レンズを極力大きく動かして、両補正レンズを駆動中心付近から外すように駆動制御が行われる。

本実施形態においては、一方の補正レンズの駆動量を制限した分だけ、他方の補正レンズの駆動量に足し合わせて補う制御が行われるので、駆動量を単純に制限する場合に比べて像ブレ補正性能の低下を抑えることができる。

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態を説明する。
図７は、本実施形態に係る撮像装置３００の要部の構成を示すブロック図である。撮像装置３００は、撮影モードとして、像ブレ補正性能優先モードと、画質優先モードとを有する。第１実施形態や第２実施形態で行われる、収差判定に基づく補正レンズの駆動制限は、像ブレ補正性能優先モードでは行わないように設定される。これによって、像ブレ補正性能優先モードでは、収差による制限を行う画質優先モードに比べて、より大きい補正範囲での像ブレ補正が可能となる。

モード選択部３０２は、撮影者が撮影モードの選択操作を行う際に使用する。モード選択部３０２により選択可能なモードは、以下の通りである。
・像ブレ補正の補正範囲をなるべく大きくして像ブレ補正性能を優先させる第１モード（像ブレ補正性能優先モード）。
・偏心収差による画像の品位低下を抑えるために像ブレ補正時の駆動量に制限を加える第２モード（画質優先モード）。
この他、複数の補正レンズの一部だけに対して駆動を制限するモード等を設けてもよい。

モード選択部３０２でのモード選択処理については、例えば、タッチパネルでのメニュー操作でモードを選択する方法や、モード切り替えスイッチ等を用いて選択する方法等がある。モード選択部３０２は、選択されたモードの情報を、制御部３０１内部の補正制御変更部３０３に通知する。補正制御変更部３０３は、モード選択部３０２から通知されたモードに基づいて、偏心収差に基づく補正レンズの駆動制限を行うか否かを決定する。補正制御変更部３０３は補正レンズの駆動制限の有効または無効を指示する信号を収差判定部３０４に出力する。収差判定部３０４は、補正制御変更部３０３からの信号に基づいて、駆動制限方法を変更する。具体的には、収差判定部３０４が駆動制限を無効にする信号を受けた場合、第１駆動量と第２駆動量に基づくリミッタ算出の演算を行わない。または第１実施形態の構成の場合、収差判定部は第２駆動量制限部１１７にリミッタ情報を送信せず、また第２実施形態の構成の場合には単位換算部２０４にリミッタ情報を送信しない。一方、駆動制限を有効にする場合には、第１実施形態や第２実施形態で説明したように、リミッタ情報の送信処理が行われる。

本実施形態では、像ブレ補正性能を優先させる第１モードと、収差を抑える画質優先の第２モードとを撮影者が選択できる。補正レンズの駆動制限を行うか否かを、選択されたモードに応じて切り替えることで、撮影者が所望の撮影を行えるので利便性が高まる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。第１補正光学系と第２補正光学系を備える構成例を説明したが、３以上の補正光学系を使用して像ブレ補正を行う構成形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００，２００，３００ 撮像装置
１０１ 角速度センサ
１０３，２０１，３０１ 制御部
１０４ 信号分割部
１０５，１１６ 駆動量演算部
１０６，１１７ 駆動量制限部
１２７，２０３，３０４ 収差判定部
１３３，１３４ 補正光学系

Claims (13)

1. 撮像光学系を構成する複数の補正手段を用いて像ブレを補正する像ブレ補正装置であって、
   装置の振れを検出して振れ検出信号を出力する振れ検出手段と、
   前記振れ検出手段による振れ検出信号を複数の信号に分割する信号分割手段と、
   前記信号分割手段により分割された前記複数の信号から前記複数の補正手段の駆動量をそれぞれ算出する算出手段と、
   前記複数の補正手段の駆動量を制限する制限手段と、
   前記駆動量に従って前記複数の補正手段をそれぞれ駆動する駆動手段と、を備え、
   前記制限手段は、前記駆動手段により前記複数の補正手段を駆動させて像ブレ補正を行う際、前記撮像光学系の偏心収差が閾値以上である場合に前記複数の補正手段のいずれかの駆動を制限することを特徴とする像ブレ補正装置。
2. 前記複数の補正手段は、前記撮像光学系の光軸に対して垂直方向に移動し得る光学素子をそれぞれ含む第１補正光学系および第２補正光学系を備え、
   前記信号分割手段は、前記振れ検出手段が出力する振れ検出信号を分割して第１信号と第２信号を出力し、
   前記算出手段は、前記第１信号を取得して第１駆動量を算出し、前記第２信号を取得して第２駆動量を算出し、
   前記制限手段は、前記第１駆動量または第２駆動量を制限することを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
3. 前記駆動手段は、前記第１駆動量に従って前記第１補正光学系を駆動させる第１駆動手段、および前記第２駆動量に従って前記第２補正光学系を駆動させる第２駆動手段を有しており、
   前記制限手段は、前記第１駆動手段および第２駆動手段により前記第１補正光学系および第２補正光学系を駆動して像ブレ補正を行う際、前記第１駆動量または第２駆動量を制限して前記撮像光学系の偏心収差を閾値未満に低減させる制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の像ブレ補正装置。
4. 前記撮像光学系の偏心収差を判定する収差判定手段を備え、
   前記撮像光学系の光学特性に関して、前記第１補正光学系の移動方向と前記第２補正光学系の移動方向とが異なるときに前記撮像光学系の偏心収差が大きくなる場合、前記制限手段は、前記収差判定手段の判定結果にしたがって前記第１駆動量または第２駆動量を制限して、前記第１駆動量と第２駆動量との差を第１閾値未満にする制御を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の像ブレ補正装置。
5. 前記撮像光学系の偏心収差を判定する収差判定手段を備え、
   前記撮像光学系の光学特性に関して、前記第１補正光学系の移動方向と前記第２補正光学系の移動方向とが同じであるときに前記撮像光学系の偏心収差が大きくなる場合、前記制限手段は、前記収差判定手段の判定結果にしたがって前記第１駆動量または第２駆動量を制限して、前記第１駆動量と第２駆動量との和を第２閾値以上にする制御を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の像ブレ補正装置。
6. 前記制限手段は、前記第１信号または第２信号に対してオフセットを付与する処理によって前記第１駆動量または第２駆動量を制限することを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
7. 前記第２駆動量から制限値を減算して算出される前記オフセットを単位換算する換算手段と、
   前記第１信号および前記換算手段の出力を取得して前記第１駆動量を算出する第１駆動量演算手段と、
   前記第２信号および前記換算手段の出力を取得して前記第２駆動量を算出する第２駆動量演算手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の像ブレ補正装置。
8. 前記換算手段の出力を前記第１信号に加算する加算手段と、
   前記換算手段の出力を前記第２信号から減算する減算手段を備え、
   前記制限手段が前記第２補正光学系の駆動を制限する場合、
   前記第１駆動量演算手段は、前記加算手段の出力から前記第１駆動量を算出し、
   前記第２駆動量演算手段は、前記減算手段の出力から前記第２駆動量を算出することを特徴とする請求項７に記載の像ブレ補正装置。
9. 複数のモードを選択するモード選択手段を備え、
   前記制限手段は、前記モード選択手段により第１モードが選択された場合、前記補正手段の駆動を制限せず、前記モード選択手段により第２モードが選択された場合、前記補正手段の駆動を制限することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
11. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置を備えることを特徴とする光学機器。
12. 請求項１０に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮像装置。
13. 撮像光学系を構成する複数の補正手段を用いて像ブレを補正する像ブレ補正装置にて実行される制御方法であって、
    振れ検出手段により装置の振れを検出して振れ検出信号を出力する検出ステップと、
    前記振れ検出手段による振れ検出信号を、信号分割手段により複数の信号に分割する信号分割ステップと、
    前記信号分割手段により分割された前記複数の信号から、算出手段により前記複数の補正手段の駆動量をそれぞれ算出する算出ステップと、
    前記複数の補正手段の駆動量を制限手段により制限する制限ステップと、
    前記駆動量に従って前記複数の補正手段を駆動手段によりそれぞれ駆動する駆動ステップと、を有し、
    前記制限ステップでは、前記駆動手段により前記複数の補正手段を駆動させて像ブレ補正を行う際、前記撮像光学系の偏心収差が閾値以上である場合に前記制限手段が前記複数の補正手段のいずれかの駆動を制限することを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。

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