JP2016057361A - 撮像装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの像振れ補正部材を同時に駆動することによって像振れ補正を行う装置において、良好な像振れ補正を実現する。
【解決手段】撮像装置の振れを検出する振れ検出部と、振れにより生ずる被写体像の像振れを補正する第１および第２の像振れ補正部と、第１および第２の像振れ補正部のそれぞれの像振れ補正のゲインを設定する設定部とを備え、設定部は、第１の像振れ補正部と第２の像振れ補正部を１８０度位相が逆になるように駆動させたときに、画面の揺れ残り量が極小になるように第２の像振れ補正部の像振れ補正ゲインを設定する。
【選択図】図９

Description

本発明は、像振れ補正機能を有する撮像装置に関するものである。

デジタルカメラ等の撮像装置による画像撮像時に、カメラ本体を保持するユーザの手が揺れる（手振れが発生する）ことにより、被写体像に振れ（像振れ）が生ずる場合がある。この像振れを補正する像振れ補正機構を備える撮像装置が提案されている。

像振れ補正機構による補正処理としては、従来より光学像振れ補正処理や、電子的像振れ補正処理が用いられている。光学式像振れ補正処理では、角速度センサ等でカメラ本体に加えられた振動を検出し、検出結果に応じて撮像光学系内部に設けられた振れ補正レンズを移動させる。これにより、撮像光学系の光軸の向きを変化させて撮像素子の受光面に結像される像を移動させることによって像振れを補正する。また、電子式像振れ補正処理では、撮像画像に対して画像を切り出す位置を変更させて、擬似的に像振れを補正する。

従来の像振れ補正機構による像振れ補正の性能は、例えば、撮影状況の違い、撮影者の手振れ特性の違いなどによって影響を受けやすい。撮影者の手振れ特性の違いとしては、撮影者によって手振れの大きい周波数帯域が異なることがある。また、撮影状況の違いとしては、例えば、乗り物に乗りながら撮影する状況や、歩き撮り撮影する状況などが考えられる。このような状況では、像振れ量が大きいので、像振れ補正機構の補正できる振れ量を大きくする必要があるが、像振れ補正量を大きくするためには、像振れ補正機構が大型化してしまう。

特許文献１は、固定部材を挟んで前後にそれぞれ第１の補正部材を保持する第１の可動鏡筒と、第２の補正部材を保持する第２の可動鏡筒が配置された像振れ補正装置を開示している。

特開２００９−２５８３８９号公報

特許文献１に開示されている像振れ補正装置は、第１の補正部材と第２の補正部材を逆向きに駆動することで、少ない駆動ストロークで大きな補正角を得ることができる。しかし、第１の補正部材と第２の補正部材の駆動が合わないと最適な補正が行えないという問題がある。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、２つの像振れ補正部材を同時に駆動することによって像振れ補正を行う装置において、良好な像振れ補正を実現することである。

本発明に係わる撮像装置は、撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、前記振れにより生ずる被写体像の像振れを補正する第１および第２の像振れ補正手段と、前記第１および第２の像振れ補正手段のそれぞれの像振れ補正のゲインを設定する設定手段と、を備え、前記設定手段は、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段を１８０度位相が逆になるように駆動させたときに、画面の揺れ残り量が極小になるように前記第２の像振れ補正手段の像振れ補正ゲインを設定することを特徴とする。

本発明によれば、２つの像振れ補正部材を同時に駆動することによって像振れ補正を行う装置において、良好な像振れ補正を実現することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の構成を示す図。 第１の実施形態の像振れ補正装置の構成を示す図。 第１振れ補正レンズ駆動部の構成を示す分解斜視図。 第１および第２振れ補正レンズ駆動部の位置関係を示す図。 第１の実施形態の振れ補正レンズ駆動部の構成を示すブロック図。 第１位置検出部の構成を示す図。 ホール調整を示す図。 第１および第２振れ補正レンズの駆動量の調整誤差を示す図。 第１の実施形態のホール調整を示す図。 第２の実施形態の振れ補正レンズ駆動部の構成を示すブロック図。 第３の実施形態の振れ補正レンズ駆動部の構成を示すブロック図。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の構成を示す図である。図１に示す撮像装置は、デジタルスチルカメラである。なお、本実施形態の撮像装置は、動画撮影機能を有していてもよい。

図１に示す撮像装置は、ズームユニット１０１乃至制御部１１９を備える。ズームユニット１０１は、撮影光学系を構成する、倍率が可変な撮影レンズの一部である。ズームユニット１０１は、撮影レンズの倍率を変更するズームレンズを含んでいる。ズーム駆動部１０２は、制御部１１９の制御に従ってズームユニット１０１の駆動を制御する。第１振れ補正レンズ１０３は、像振れを補正する補正部材である。第１振れ補正レンズ１０３は、撮影レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能に構成されている。第１振れ補正レンズ駆動部１０４は、第１振れ補正レンズ１０３の駆動を制御する。第２振れ補正レンズ１１３は、第１振れ補正レンズ１０３と同等の構成を有する。また、第２振れ補正レンズ駆動部１１４は、第２振れ補正レンズ１１３の駆動を制御する。

絞り・シャッタユニット１０５は、絞り機能を有するメカニカルシャッタである。絞り・シャッタ駆動部１０６は、制御部１１９の制御に従って絞り・シャッタユニット１０５を駆動する。フォーカスレンズ１０７は撮影レンズの一部であり、撮影レンズの光軸に沿って位置を変更可能に構成される。フォーカス駆動部１０８は、制御部１１９の制御に従ってフォーカスレンズ１０７を駆動する。

撮像部１０９は、撮影レンズにより結像された被写体像を、ＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を用いて画素単位の電気信号に変換する。ＣＣＤは、Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅの略称である。ＣＭＯＳは、Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅの略称である。撮像信号処理部１１０は、撮像部１０９から出力された電気信号に対して、Ａ／Ｄ変換、相関二重サンプリング、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、色補間処理等を行い、映像信号に変換する。映像信号処理部１１１は、撮像信号処理部１１０から出力された映像信号を、用途に応じて加工する。具体的には、映像信号処理部１１１は、表示用の映像を生成したり、記録用に符号化やデータファイル化を行ったりする。

表示部１１２は、映像信号処理部１１１が出力する表示用の映像信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。電源部１１５は、撮像装置全体に、用途に応じて電源を供給する。外部入出力端子部１１６は、外部装置との間で通信信号及び映像信号を入出力する。操作部１１７は、撮像装置にユーザが指示を与えるためのボタンやスイッチなどを有する。記憶部１１８は、映像情報など様々なデータを記憶する。制御部１１９は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵで実行することによって撮像装置の各部を制御し、以下に説明する様々な動作を含む撮像装置の動作を実現する。ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略称である。ＲＯＭは、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略称である。ＲＡＭは、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略称である。

操作部１１７は、押し込み量に応じて第１スイッチ（ＳＷ１）および第２スイッチ（ＳＷ２）が順にオンするように構成されたレリーズボタンを有する。レリーズボタンが、半押しされた場合にレリーズスイッチＳＷ１がオンし、レリーズボタンが最後まで押し込まれたときにレリーズスイッチＳＷ２がオンする。レリーズスイッチＳＷ１がオンすると、制御部１１９が、映像信号処理部１１１が表示部１１２に出力する表示用の映像信号に基づいてＡＦ評価値を算出する。そして、制御部１１９が、ＡＦ評価値に基づいて、フォーカス駆動部１０８を制御することにより自動焦点調節を行う。

また、制御部１１９は、映像信号の輝度情報と、予め定められたプログラム線図とに基づいて、適切な露光量を得るための絞り値及びシャッタスピードを決定するＡＥ処理を行う。レリーズスイッチＳＷ２がオンされると、制御部１１９は、決定した絞り及びシャッタ速度で撮影を行い、撮像部１０９で得られた画像データを記憶部１１８に記憶するように各処理部を制御する。

操作部１１７は、さらに、振れ補正モードを選択可能にする振れ補正スイッチを有する。振れ補正スイッチにより振れ補正モードが選択されると、制御部１１９が、第１振れ補正レンズ駆動部１０４および第２振れ補正レンズ駆動部１１４に振れ補正動作を指示する。そして、これを受けた第１振れ補正レンズ駆動部１０４および第２振れ補正レンズ駆動部１１４が、振れ補正オフの指示がなされるまで振れ補正動作を行う。また、操作部１１７は、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を選択可能な撮影モード選択スイッチを有する。撮影モード選択スイッチの操作による撮影モードの選択を通じて、制御部１１９は、第１振れ補正レンズ駆動部１０４と第２振れ補正レンズ駆動部１１４の動作条件を変更することができる。第１振れ補正レンズ駆動部１０４と第２振れ補正レンズ駆動部１１４とによって、本実施形態の像振れ補正装置が構成される。

また、操作部１１７は、再生モードを選択するための再生モード選択スイッチも有する。再生モード選択スイッチの操作によって、再生モードが選択されると、制御部１１９が振れ補正動作を停止する。また、操作部１１７には、ズーム倍率変更の指示を行う倍率変更スイッチが含まれる。倍率変更スイッチの操作によって、ズーム倍率変更の指示がなされると、制御部１１９を介して指示を受けたズーム駆動部１０２が、ズームユニット１０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームユニット１０１を移動させる。

図２は、本実施形態の像振れ補正装置の構成を示す図である。第１振動センサ２０１は、例えば角速度センサであり、通常姿勢（画像の長さ方向が水平方向とほぼ一致する姿勢）における、撮像装置の垂直方向（ピッチ方向）の振動を検出する。第２振動センサ２０２は例えば角速度センサであり、通常姿勢における撮像装置の水平方向（ヨー方向）の振動を検出する。第１振れ補正制御部２０３は、ピッチ方向における振れ補正レンズの補正位置制御信号を出力し、振れ補正レンズの駆動を制御する。第２振れ補正制御部２０４は、ヨー方向における振れ補正レンズの補正位置制御信号を出力し、振れ補正レンズの駆動を制御する。

第１レンズ位置制御部２０５は、第１振れ補正制御部２０３からのピッチ方向での補正位置制御信号と、ホール素子からなる第１位置検出部２０９からの振れ補正レンズのピッチ方向での位置情報とから、フィードバック制御を行う。これにより、第１レンズ位置制御部２０５は、例えば、アクチュエータである第１ドライブ部２０７を駆動する。同様に、第２レンズ位置制御部２０６は、第２振れ補正制御部２０４からのヨー方向での補正位置制御信号と、ホール素子からなる第２位置検出部２１０からの振れ補正レンズのヨー方向での位置情報とから、フィードバック制御を行う。これにより、第２レンズ位置制御部２０６は、例えば、アクチュエータである第２ドライブ部２０８を駆動する。

次に、第１振れ補正レンズ駆動部１０４による第１振れ補正レンズ１０３の駆動制御動作について説明する。

第１振れ補正制御部２０３、第１振動センサ２０１から撮像装置のピッチ方向の振れを表す振れ信号（角速度信号）が供給される。また、第２振れ補正制御部２０４には、第２振動センサ２０２から撮像装置のヨー方向の振れを表す振れ信号（角速度信号）が供給される。

第１振れ補正制御部２０３は、供給された振れ信号に基づいて、ピッチ方向に振れ補正レンズ１０３を駆動する補正位置制御信号を生成し、第１レンズ位置制御部２０５に出力する。また、第２振れ補正制御部２０４は、供給された振れ信号に基づいて、ヨー方向に振れ補正レンズ１０３を駆動する補正位置制御信号を生成し、第２レンズ位置制御部２０６に出力する。

第１位置検出部２０９は、第１振れ補正レンズ１０３に設けられた磁石による磁場の強さに応じた電圧を有する信号を、第１振れ補正レンズ１０３のピッチ方向における位置情報として出力する。第１位置検出部２０９の詳細は後に説明する。第２位置検出部２１０は、第１振れ補正レンズ１０３に設けられた磁石による磁場の強さに応じた電圧を有する信号を、第１振れ補正レンズ１０３のヨー方向における位置情報として出力する。位置情報は、第１レンズ位置制御部２０５、第２レンズ位置制御部２０６に供給される。

第１レンズ位置制御部２０５は、第１位置検出部２０９からの信号値が、第１振れ補正制御部２０３からの補正位置制御信号値に収束するよう、第１ドライブ部２０７を駆動しながらフィードバック制御する。また、第２レンズ位置制御部２０６は、第２位置検出部２１０からの信号値が、第２振れ補正制御部２０４からの補正位置制御信号値に収束するよう、第２ドライブ部２０８を駆動しながらフィードバック制御する。

なお、第１位置検出部２０９、第２位置検出部２１０から出力される位置信号値にはバラツキがあるので、所定の補正位置制御信号に対して第１振れ補正レンズ１０３が所定の位置に移動するように、第１及び第２位置検出部２０９，２１０の出力調整を行う。この出力調整については後に説明する。

第１振れ補正制御部２０３は、第１振動センサ２０１からの振れ情報に基づき、被写体像の画像振れを打ち消すように第１振れ補正レンズ１０３の位置を移動させる補正位置制御信号を出力する。第２振れ補正制御部２０４は、第２振動センサ２０２からの振れ情報に基づき、画像振れを打ち消すように第１振れ補正レンズ１０３の位置を移動させる補正位置制御信号を出力する。

例えば、第１振れ補正制御部２０３、第２振れ補正制御部２０４は、振れ情報（角速度信号）または振れ情報にフィルタ処理等を行うことにより、補正速度制御信号または補正位置制御信号を生成する。以上の動作により、撮影時に手振れ等の振動が撮像装置に存在しても、ある程度の振動までは画像振れを防止できる。また、第１振れ補正制御部２０３、第２振れ補正制御部２０４は、第１振動センサ２０１、第２振動センサ２０２からの振れ情報と、第１位置検出部２０９、第２位置検出部２１０の出力に基づいて、撮像装置のパンニング状態を検出し、パンニング制御を行う。

第２振れ補正レンズ駆動部１１４による第２振れ補正レンズ１１３の駆動制御動作は、第１振れ補正レンズ駆動部１０４による第１振れ補正レンズ１０３の駆動制御動作と同様である。すなわち、第１振れ補正制御部２０３が、供給された振れ信号に基づいて、ピッチ方向に第２振れ補正レンズ１１３を駆動する補正位置制御信号を生成し、第３レンズ位置制御部２１１に出力する。また、第２振れ補正制御部２０４が、供給された振れ信号に基づいて、ヨー方向に第２振れ補正レンズ１１３を駆動する補正位置制御信号を生成し、第４レンズ位置制御部２１２に出力する。

第３レンズ位置制御部２１１は、第３位置検出部２１６からの信号値が、第１振れ補正制御部２０３からの補正位置制御信号値に収束するよう、第３ドライブ部２１４を駆動しながらフィードバック制御する。また、第４レンズ位置制御部２１２は、第４位置検出部２１３からの信号値が、第２振れ補正制御部２０４からの補正位置制御信号値に収束するよう、第４ドライブ部２１５を駆動しながらフィードバック制御する。

本実施形態では、第１振れ補正制御部２０３、第１レンズ位置制御部２０５および第１ドライブ部２０７が、ピッチ方向の振れ信号の低周波成分を補正する。また、第１振れ補正制御部２０３、第３レンズ位置制御部２１１および第３ドライブ部２１４が、ピッチ方向の振れ信号の高周波成分を補正する。

また、第２振れ補正制御部２０４、第２レンズ位置制御部２０６および第２ドライブ部２０８が、ヨー方向の振れ信号の低周波成分を補正する。また、第２振れ補正制御部２０４、第４レンズ位置制御部２１２および第４ドライブ部２１５が、ヨー方向の振れ信号の高周波成分を補正する。

図３は、第１振れ補正レンズ駆動部１０４の構造を示す分解斜視図である。第１振れ補正レンズ駆動部１０４は、第１振れ補正レンズ１０３、可動鏡筒１２２、固定地板１２３、転動ボール１２４、第１電磁駆動部２０７、第２電磁駆動部２０８を備える。また、第１振れ補正レンズ駆動部１０４は、付勢ばね１２７、第１位置検出部２０９、第２位置検出部２１０、検出部（センサ）ホルダー１２９を備える。

第１電磁駆動部２０７は、第１磁石１２５１、第１コイル１２５２、第１ヨーク１２５３を備える。第２電磁駆動部２０８は、第２磁石１２６１、第２コイル１２６２、第２ヨーク１２６３を備える。

第１振れ補正レンズ１０３は、光軸を偏心させることのできる第１の補正光学部材である。第１振れ補正レンズ１０３は、第１振れ補正制御部２０３、第２振れ補正制御部２０４により駆動制御される。これにより、撮像光学系を通過した光像を移動させる像振れ補正動作が行われ、撮像面での像の安定性を確保することができる。なお、本実施形態では、補正光学系として補正レンズを用いているが、撮影光学系に対してＣＣＤなどの撮像素子を光軸と垂直な方向に駆動することでも、撮像面での像の安定性を確保できる。すなわち、撮像素子を、像振れを補正する手段として用いてもよい。

可動鏡筒１２２は、中央の開口部に第１振れ補正レンズ１０３を保持する第１の可動部である。可動鏡筒１２２は、第１磁石１２５１および第２磁石１２５２を保持する。また、可動鏡筒１２２は、転動ボール受け部を３個備えており、転動ボール１２４によって、光軸と直交する面内で移動可能に転動支持される。また、可動鏡筒１２２は、ばねかけ部を３個所備えており、付勢ばね１２７の一端を保持できる。

固定地板１２３は、円筒形状に形成される第１の固定部材である。固定地板１２３は、外周部の３個所にフォロワー１２３１を備える。固定地板１２３の中央の開口部に、可動鏡筒１２２が配置されている。これにより、可動鏡筒１２２の可動量を制限することができる。

また、固定地板１２３は、第１磁石１２５１の着磁面と対向する個所において、第１のコイル１２５２および第１のヨーク１２５３を保持する。また、固定地板１２３は、第２磁石１２６１の着磁面と対向する個所において、第２のコイル１２６２および第２のヨーク１２６３を保持する。また、固定地板１２３は、転動ボール受け部を３個備え、可動鏡筒１２２を、転動ボール１２４を介して、光軸と直交する面内で移動可能に支持する。また、固定地板１２３は、ばねかけ部を３個備える。これにより、付勢ばね１２７の一端を保持する。

第１電磁駆動部２０７は、この例では、公知のボイスコイルモータである。固定地板１２３に取り付けられた第１コイル１２５２に電流を流すことで、可動鏡筒１２２に固定された第１磁石１２５１との間にローレンツ力を発生させ、可動鏡筒１２２を駆動することができる。第２電磁駆動部２０８は、第１電磁駆動部２０７と同様のボイスコイルモータを９０°回転させて配置したものであるので、詳しい説明は省略する。

付勢ばね１２７は、変形量に比例する付勢力を発生する引っ張りばねである。付勢ばね１２７は、一端を可動鏡筒１２２に固定され、他端を固定地板１２３に固定され、その間に付勢力を発生させる。この付勢力により、転動ボール１２４が挟持され、転動ボール１２４は固定地板１２３と可動鏡筒１２２との接触状態を保つことができる。

第１位置検出部２０９および第２位置検出部２１０は、第１磁石１２５１および第２磁石１２６１の磁束を読み取るホール素子を利用した２つの磁気センサであり、その出力変化から、可動鏡筒１２２の平面内の移動を検出することができる。

検出部ホルダー１２９は、概略円盤状に構成され、固定地板１２３に固定される。２つの位置検出部２０９，２１０を、第１磁石１２５１および第２磁石１２６１と対向する位置に保持することができる。また、検出部ホルダー１２９は、固定地板１２３とともに形成された内部の空間に可動鏡筒１２２を収納することができる。これにより、像振れ補正装置に衝撃力がかかったときや、姿勢が変化したときでも、内部の部品の脱落を防ぐことができる。上述した構成により、第１振れ補正レンズ駆動部１０４は、光軸と直交する面上の任意の位置に第１振れ補正レンズ１０３を移動させることができる。

図４は、第１振れ補正レンズ駆動部１０４と第２振れ補正レンズ駆動部１１４の位置関係を示す図である。図４では、説明を分かりやすくするために、振れ補正レンズ駆動部の一部を分解・省略して示す。可動鏡筒１３２は、第２振れ補正レンズ駆動部１１４が備える第２の可動部である。可動鏡筒１３２は、中央の開口部に第２振れ補正レンズ１１３を保持する。固定地板１３３は、第２振れ補正レンズ駆動部１１４が備える第２の固定部材である。第２振れ補正レンズ駆動部１１４は、レンズの形状およびそれを保持する可動鏡筒１３２の形状以外は、第１振れ補正レンズ駆動部と同様の構成であるため、詳しい説明は省略する。

図５は、本実施形態の像振れ補正装置が備えるピッチ方向の振れ信号を補正する構成を示す図である。第２振れ補正制御部２０４、第２レンズ位置制御部２０６、第４レンズ位置制御部２１２、第２ドライブ部２０８、第４ドライブ部２１５によって実現されるヨー方向の振れ信号を補正する機構については、図５に示す構成と同様であるので、説明を省略する。

図５において、第１振動センサ２０１は、撮像装置に加わる振れ情報信号（角速度信号）を検出する。第１振れ補正制御部２０３は、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）３０１，３０３，３０４、パン判定部３０２、減算器３００を備える。ＬＰＦ３０１は、第１振動センサ２０１が検出した振れ信号から、低周波成分を抽出する。ＬＰＦ３０１により抽出された低周波の手振れ信号は、フィルタ安定までの時定数が変更可能なＬＰＦ３０３により積分処理され、低周波成分のみ抽出された振れ角度信号が生成される。フィルタ安定までの時定数が変更可能とは、例えば、フィルタの係数を変更することによりカットオフ周波数を変更可能であること、もしくは、フィルタの演算内の演算結果（中間値）を保持するバッファを任意のタイミングで自由に書き換えられることを意味する。

パン判定部３０２は、撮像装置のパン動作を判定し、ＬＰＦ３０３およびＬＰＦ３０４のフィルタ安定までの時定数変更処理を行う。具体的には、パン判定部３０２は、第１振動センサ２０１が検出した振れ信号が規定値以上となった場合に、パン動作がなされたと判定する。パン判定部３０２が、第１振れ補正レンズ１０３の現在位置、第２振れ補正レンズ１１３の現在位置が規定値以上となった場合に、パン動作がなされたと判定してもよい。また、パン判定部３０２が、第１振れ補正レンズ１０３の目標位置、第２振れ補正レンズ１１３の目標位置が規定値以上となった場合に、パン動作がなされたと判定してもよい。これにより、大きな振れが撮像装置に加わった場合に、第１振れ補正レンズ１０３、第２振れ補正レンズ１１３が可動範囲以上に駆動してしまうことを防止し、パン動作直後の揺れ戻しにより撮影画像が不安定になることを防止することができる。

減算器３００は、第１振動センサ２０１で検出された手振れ信号からＬＰＦ３０１で抽出された低周波成分を減算することで、手振れ信号から高周波成分を抽出する。ＬＰＦ３０４は、抽出された高周波成分を、積分処理することで角速度情報から角度情報に変換し、高周波成分のみ抽出された手振れ角度信号を生成する。なお、ＬＰＦ３０３およびＬＰＦ３０４の係数を変更することで、フィルタの出力を任意の倍率で出力することが可能である。

以上のように生成された手振れ角度信号の低周波成分から生成された振れ補正レンズ目標位置が、第１レンズ位置制御部２０５へ入力される。同様に手振れ角度信号の高周波成分から生成された振れ補正レンズ目標位置が、第３レンズ位置制御部２１１へ入力される。

第１位置検出部２０９で検出された第１振れ補正レンズ１０３の位置情報が、ローパスフィルタ３０３から出力されたレンズ目標位置と比較される。そして、第１ドライブ部２０７を介して、位置フィードバック制御により振れ補正動作が実行される。

また、第３位置検出部２１６で検出された第２振れ補正レンズ１１３の位置情報が、ローパスフィルタ３０４から出力されたレンズ目標位置と比較される。そして、第３ドライブ部２１４を介して位置フィードバック制御により振れ補正動作が実行される。第１レンズ位置制御部２０５および第３レンズ位置制御部２１１については、任意の制御演算器を使用してもよい。この例では、第１レンズ位置制御部２０５および第３レンズ位置制御部２１１としてＰＩＤ制御器を使用する。

次に、図６を用いて第１位置検出部２０９による位置検出について説明する。先述したように、第１位置検出部２０９の位置センサ２０９ａおよび第２位置検出部２１０の位置センサは、第１磁石１２５１および第２磁石１２６１の磁束を読み取るホール素子を利用した２つの磁気センサであり、その出力変化から、可動鏡筒１２２の平面内の移動を検出することができる。

ここで位置センサ２０９ａの出力処理について説明する。位置センサ２０９ａによって出力された電圧信号は増幅部５０１によって増幅される。この増幅部５０１はオペアンプが用いられる。この増幅部５０１によって増幅された電圧信号は、第１レンズ位置ＡＤ変換部によってＡ／Ｄ変換される。このＡ／Ｄ変換された位置情報を用いて第１レンズ位置制御部２０５で位置フィードバック制御が行われる。

次に位置センサ２０９ａの出力調整について説明する。位置センサ出力オフセット調整部５０２はホール素子出力の増幅部に電圧を印加することにより増幅後のホール出力に電圧オフセットを与え、振れ補正レンズの位置を調整することが出来る。また、位置センサ出力ゲイン調整部５０３はホール素子の入力部に所定の電圧を印加することによりホール素子の出力を制御する。

ここでは第１位置検出部２０９による位置検出とホール素子の出力調整について説明したが、第２、第３、第４の位置検出部２１０、２１６、２１３も図６と同様の構成をしているためそれらの詳細な説明は省略する。

次に、位置センサ出力オフセット調整部５０２によって振れ補正レンズの駆動中心位置を決める方法と、位置センサ出力ゲイン調整部５０３によって所定の振れ補正指令に対して画角変化量が合うように振れ補正レンズの駆動量を設定する方法について説明する。

図７に本実施形態におけるホール素子出力の調整方法を示す。位置センサ出力オフセット調整部５０２を用いた振れ補正レンズの移動のメカ中心の算出は、次のように行われる。まず、振れ補正レンズをメカ駆動範囲の水平垂直方向の限界まで駆動させるような移動指令を位置センサ出力オフセット調整部５０２へ通知し、振れ補正レンズを駆動させる。このときの駆動範囲の各限界点の中点がメカ的な中心となる（このメカ中心出しを位置センサ出力オフセット調整部５０２で行うことをホールオフセット調整という）。この結果得られた振れ補正レンズの中心位置をメカ中心と呼び、振れ補正時の駆動中心位置となる。（図７（ａ）参照）。またこのメカ中心が光軸中心となるようにメカ機構が設計されていると駆動中心が光軸中心となる。本実施形態ではメカ中心＝光軸中心としている。

位置センサ出力ゲイン調整部５０３を用いた振れ補正レンズ駆動量設定の方法は（図７（ｂ）参照）、次のように行われる。まず、振れ補正レンズをメカ駆動範囲面上の水平垂直方向に所定量駆動させるような移動指令を第１レンズ位置制御部２０５へ通知し、振れ補正レンズを駆動させる。この時の画角の変化量が所定量（例えば０．１度）になるように位置センサ出力ゲイン調整部５０３の値を設定する。この結果得られた値をホールゲイン値と呼び、この調整をホールゲイン調整と呼ぶ。このホールゲイン調整において０．１度の画角移動量に対しての振れ補正レンズ駆動量が決定される。ここでホールオフセット調整とホールゲイン調整を合わせてホール調整と呼ぶ。なお、ここではホール調整はテレ端位置で行うものとする。

ここで第１振れ補正レンズと第２振れ補正レンズのそれぞれに対してホール調整を個別に行った場合の様子を図８に示す。所定の指令値に対して画角の変化量が所定量になるように第１振れ補正レンズと第２振れ補正レンズを調整した場合でも調整結果には微量ながらも誤差が生じる。図５を用いて詳細を説明したように角速度センサからの出力を低周波帯域と高周波帯域に分けて第１、第２振れ補正レンズのそれぞれに補正量を振り分けた時に、第１と第２の振れ補正レンズの駆動量が一致していないと揺れ残りが生じてしまう。

このように個別にホール調整を行った場合、調整の誤差が生じたときに補正の効果が下がってしまう。そこで本実施形態では第１振れ補正レンズの駆動量に第２振れ補正レンズの駆動量を合わせ込むことによって調整のずれによる補正効果の劣化を防ぐことを行う。その様子を図９に示す。

図９では本実施形態における第１および第２の振れ補正レンズの調整方法について説明する。ステップ１において第１振れ補正レンズのホール調整を行う。詳細は図７と同様で、駆動中心をメカ中心（＝光軸中心）となるようにホールオフセット調整を行い、また所定の指令駆動量に対して画角の変化量が所望の値になるようにホールゲイン調整を行う。第２の振れ補正レンズはホール調整を行っていないので駆動中心とメカ中心は異なる（駆動中心≠メカ中心）。

ステップ２において、加振台を用いて第１振れ補正レンズの抑振調整を行う。所定の周波数、振幅の振動で加振台を揺らし（例えば２Ｈｚ，±０．１度）、画面の揺れが止まるような抑振ゲイン量を設定する。本実施形態ではＬＰＦ３０３およびＬＰＦ３０４の係数を変更することで抑振ゲイン量を設定する。

また、本実施形態では角速度センサからの出力を低周波数帯と高周波数帯に分けて、第１と第２の振れ補正レンズのそれぞれに振り分ける振れ補正制御方法を用いる。しかし、調整ステップにおいては周波数帯における振り分けを行わず、第１と第２の振れ補正レンズのそれぞれにおいて所定の出力信号を用いて調整を行うことが可能であり、本実施形態では所定の指令値で駆動させる。

次に、ステップ３において第２振れ補正レンズのホールオフセット調整を行う。第２振れ補正レンズも同様に駆動中心がメカ中心になるようにホールオフセット値を設定する。ここで第１振れ補正レンズは駆動中心に固定している。

ここで第２振れ補正レンズのホールゲイン調整を行うのであるが、従来の設定方法とは異なり第１振れ補正レンズの駆動量に合わせるように調整を行う。この様子をステップ４に示す。まず第１振れ補正レンズを所定の指令値だけ駆動し（例えば０．１度相当の駆動量で上方向）、次に第２振れ補正レンズを同じ指令値で逆位相（この場合下方向、１８０度位相がずれた状態）に駆動する。この時に元の画角と変わらないように（元の画角とのずれが極小となるように）ホールゲイン値を設定する。ここで第２の振れ補正レンズのホールゲイン調整値の設定の分解能を第１の振れ補正レンズよりも高くしておくとより精密に合わせることが可能となる。

このように第２の振れ補正レンズを第１の振れ補正レンズと逆位相に同じ指令値で駆動させ、画角が変わらなければ第１と第２の振れ補正レンズの振幅特性は合致することになる。これにより調整誤差により補正効果が劣化することを防ぐことが出来る。ここで本実施形態では第２の振れ補正レンズのゲインを補正することを述べたが、第１の振れ補正レンズを用いてゲインを補正するとしても良い。

第１の実施形態ではホールゲイン調整による第２の振れ補正レンズの補正ゲインの合わせ込みを行ったが、角速度センサ出力から求められた振れ補正量（指令駆動量）に補正ゲインをかけることによっても合わせ込むことが出来る。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では振れ補正量（指令駆動量）による第２の振れ補正レンズの第１の振れ補正レンズへの駆動振幅の合わせ込みについて説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同じ構成である部分には同じ符号を付して説明は省略する。

図１０に第２の実施形態における振れ補正ブロック図を示す。第１の振れ補正レンズの駆動は第１の実施形態と同様であるが、第２の振れ補正レンズの制御が第１の実施形態と異なる。

ＬＰＦ３０１は、第１振動センサ２０１が検出した振れ信号から、低周波成分を抽出する。減算器３００は、第１振動センサ２０１で検出された手振れ信号からＬＰＦ３０１で抽出された低周波成分を減算することで、手振れ信号から高周波成分を抽出する。ＬＰＦ３０４は、抽出された高周波成分を、積分処理することで角速度情報から角度情報に変換し、高周波成分のみ抽出された手振れ角度信号を生成する。このＬＰＦ３０４で積分された出力信号に対してゲイン補正部６０５で信号の出力調整を行い、増幅または減少させる。ここで本実施形態では第２の振れ補正レンズのゲインを補正することを述べたが、第１の振れ補正レンズを用いてゲインを補正するとしても良い。

このゲイン補正部を用いるホール調整方法は次の様になる。図９のステップ１からステップ３までは同様の調整を行い、ステップ４では第２の振れ補正レンズのホール調整値を固定値とする（例えば複数サンプルの平均値などを用いる）。そして、第１の振れ補正レンズの指令駆動量と逆位相に駆動させた時に、画角の変化が起きないようにゲイン補正部６０５を用いて指令駆動量に対する駆動のゲインを設定する。このゲイン補正部を用いた補正方法の場合ファームの演算上での合わせ込みになるので細かな設定を行うことが可能となる。

（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では第２の振れ補正レンズの振幅の合わせ込みのみを行ったが、第１の振れ補正レンズと第２の振れ補正レンズの駆動の周波数応答特性が異なる場合、振幅が合っていても駆動位相（像振れ補正位相）のずれによって像振れ補正に揺れ残りが生じてしまう。以下、第３の実施形態では振れ補正量（指令駆動量）による第２の振れ補正レンズの第１の振れ補正レンズへの駆動振幅の合わせ込みとともに位相も合わせる方法について説明する。本実施形態では、第１、第２の実施形態と同じ構成である部分には同じ符号を付して説明は省略する。

図１１に第３の実施形態における振れ補正ブロック図を示す。第１の振れ補正レンズの駆動は第１の実施形態と同様であるが、第２の振れ補正レンズの制御が第１の実施形態と異なる。

ＬＰＦ３０１は、第１振動センサ２０１が検出した振れ信号から、低周波成分を抽出する。減算器３００は、第１振動センサ２０１で検出された手振れ信号からＬＰＦ３０１で抽出された低周波成分を減算することで、手振れ信号から高周波成分を抽出する。ＬＰＦ３０４は、抽出された高周波成分を、積分処理することで角速度情報から角度情報に変換し、高周波成分のみ抽出された手振れ角度信号を生成する。このＬＰＦ３０４で積分された出力信号に対してゲイン補正部６０５で信号の出力調整を行い、増幅または減少させる。

ここでゲイン補正部６０５での出力に対して位相を変化させるために位相補正部７０６を用いる。例えばフェーズリードフィルタ（ＰＬＦ）やフェーズディレイフィルタ（ＰＤＦ）などを用いるとしてもよい。

これは振れ補正レンズの周波数応答特性が異なる場合に振幅だけを合わせても揺れ残りが生じてしまうので、位相補正部７０６で位相を揃えることにより揺れ残りを無くし、第１および第２の振れ補正レンズの両方を用いて最適な振れ補正を行えるようにする。ここで本実施形態では第２の振れ補正レンズのゲインと位相を補正することを述べたが、第１の振れ補正レンズを用いてゲインと位相を補正するとしても良い。

このゲイン補正部を用いるホール調整方法は以下の様になる。図９のステップ１からステップ３までは同様の調整を行い、ステップ４では第２の振れ補正レンズのホール調整値を固定値とする（例えば複数サンプルの平均値などを用いる）。そして、第１の振れ補正レンズの指令駆動量と逆位相に連続駆動させた時に、画角の変化が起きないようにゲイン補正部６０５と位相補正部７０６を用いて指令駆動量に対する駆動のゲインと位相を設定する。連続駆動は例えばサイン波を用いて行うと良い（例、３Ｈｚ，±０．１度のサイン波）。

ここでは３Ｈｚの駆動周波数について合わせ込みを行う例を示したが、例えば体揺れで起きやすい１Ｈｚ付近や歩き撮り時の２Ｈｚ付近、片手持ち時の５Ｈｚ、１０Ｈｚ付近などいくつかの周波数でのゲインおよび位相補正情報を記憶しておき、カメラの撮影シーンや撮影時の振れ特性に応じて制御シーケンスが自動で選択するとしても良い。

以上、ここまでの実施形態では第１の振れ補正レンズと第２の振れ補正レンズの駆動特性の調整方法について説明したが、通常のカメラ動作時において撮影待機中の間所定のタイミングで自動補正を行うとしても良い。具体的には机の上や三脚台に取り付けている時など振れが小さい時に、角速度センサの出力が所定閾値以下の状態が所定時間続いたならば（例えば３秒）、第１の振れ補正レンズと第２の振れ補正レンズを逆位相で連続駆動させ、画角が変わらなくなるようにゲイン補正と位相補正を自動で行う。例えば撮影環境が変わり低温下や高温下、多湿の条件などで振れ補正レンズの駆動特性に変化があった時に補正が行われるとより良好な振れ補正効果を期待出来る。 またはメニュー設定において自動補正の項目を追加し、ユーザが望む時に実施出来るとするとしても良い。

以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、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。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を像振れ補正装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを像振れ補正装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

上記の制御方法および制御プログラムの各々は、少なくとも選択ステップおよび制御ステップを有している。

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。

１０３：第１振れ補正レンズ、１０４：第１振れ補正レンズ駆動部、１１３：第２振れ補正レンズ、１１４：第２振れ補正レンズ駆動部、１１９：制御部

Claims (10)

1. 撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、
   前記振れにより生ずる被写体像の像振れを補正する第１および第２の像振れ補正手段と、
   前記第１および第２の像振れ補正手段のそれぞれの像振れ補正のゲインを設定する設定手段と、を備え、
   前記設定手段は、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段を１８０度位相が逆になるように駆動させたときに、画面の揺れ残り量が極小になるように前記第２の像振れ補正手段の像振れ補正ゲインを設定することを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１および第２の像振れ補正手段の少なくとも１つは、撮影光学系に設けられ、該撮影光学系の光軸と直交する方向に移動する像振れ補正レンズであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１および第２の像振れ補正手段の少なくとも１つは、被写体像を撮像する撮像素子を光軸と直交する方向に移動させる駆動手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記第１および第２の像振れ補正手段のそれぞれの位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力を増幅する増幅手段とをさらに備え、前記像振れ補正ゲインは前記増幅手段により設定されることを特徴とする請求項第１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記振れ検出手段の出力から補正量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された補正量を増幅するゲイン手段とをさらに備え、前記像振れ補正ゲインは前記ゲイン手段により設定されることを特徴とする請求項第１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記第１および第２の像振れ補正手段のそれぞれの像振れ補正の位相を調整する調整手段をさらに備え、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段を１８０度位相が逆になるように連続駆動させ、画面の揺れ残り量が極小になるように前記第２の像振れ補正手段の補正ゲインを設定するとともに、前記第２の像振れ補正手段の像振れ補正位相を調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記撮像装置が撮影を待機している間、前記振れ検出手段の出力が所定の値より小さい状態が所定の時間続いた場合、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段を１８０度位相が逆になるように連続駆動させ、画面の揺れ残り量が極小になるように前記第２の像振れ補正手段の補正ゲインと像振れ補正位相を自動で設定する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、前記振れにより生ずる被写体像の像振れを補正する第１および第２の像振れ補正手段とを備える撮像装置を制御する方法であって、
   前記第１および第２の像振れ補正手段のそれぞれの像振れ補正のゲインを設定する設定工程を備え、
   前記設定工程では、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段を１８０度位相が逆になるように駆動させたときに、画面の揺れ残り量が極小になるように前記第２の像振れ補正手段の像振れ補正ゲインを設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
9. 請求項８に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 請求項８に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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