JP2018185499A - 像ブレ補正装置、レンズ装置、撮像装置、像ブレ補正装置の制御方法、制御プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】状態変化によらず、小さなメモリ容量で高精度な像ブレ補正を行うことが可能な像ブレ補正装置を提供する。【解決手段】像ブレ補正装置（１０６）は、ブレ検出手段（１０７）のオフセット値を取得する取得手段（１１８）と、取得手段により取得されたオフセット値と温度とを関連付けて温度ごとに複数のオフセット値を記憶する記憶手段（１０８）と、ブレ検出手段の出力信号から該当温度に対応するオフセット値を減算して補正信号を生成し、補正信号に基づいて像ブレ補正を行う補正手段（１１６、１１７）とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、光学機器に用いられる像ブレ補正装置に関する。

従来から、カメラなどの光学機器に搭載された像ブレ補正装置において、振動検出には角速度を検出するジャイロセンサが一般的に使用されている。ジャイロセンサは、温度変化や経年変化などにより生じるオフセット成分（ＤＣオフセット成分）を有する。オフセット成分は、像ブレ補正への影響が大きいため、検出信号から除去する必要がある。オフセット成分の除去方法として、例えば、工場出荷時に測定したオフセット成分をメモリに記憶しておき、像ブレ補正時にジャイロセンサ信号からオフセット成分を差し引く方法がある。しかし、このような方法では、ジャイロセンサの温度変化や経年変化に対応できない。

特許文献１には、静止状態を検出したタイミングでジャイロセンサのオフセット補償演算を行い、補償値をメモリに保存する方法が開示されている。特許文献２には、静止状態を検出して温度とセンサ出力を保存し、その値から温度補正式を算出してオフセットキャリブレーションを行う方法が開示されている。

特開２００２−２６７６８５号公報 特開２０１５−１７９８８７号公報

しかしながら、特許文献２に開示されている方法において正確な温度補正式を得るには、複数の温度とセンサ出力の情報が必要である。また、高温から低温まで幅広い温度状態に対応するオフセット値を記憶する必要があるため、オフセット値の記憶領域を確保するためのメモリ容量が増大する。また、オフセット値の経年変化により、温度補正式の精度が低下する。

そこで本発明は、温度変化や経年変化などの状態変化によらず、小さなメモリ容量で高精度な像ブレ補正を行うことが可能な像ブレ補正装置、レンズ装置、撮像装置、像ブレ補正装置の制御方法、制御プログラム、および、記憶媒体を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての像ブレ補正装置は、ブレ検出手段のオフセット値を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記オフセット値と温度とを関連付けて温度ごとに複数のオフセット値を記憶する記憶手段と、前記ブレ検出手段の出力信号から前記温度に対応する前記オフセット値を減算して補正信号を生成し、該補正信号に基づいて像ブレ補正を行う補正手段とを有する。

本発明の他の側面としてのレンズ装置は、補正レンズを含む撮像光学系と、前記像ブレ補正装置とを有する。

本発明の他の側面としての撮像装置は、前記レンズ装置と、前記撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有する。

本発明の他の側面としての像ブレ補正装置の制御方法は、ブレ検出手段のオフセット値を温度と関連付けて記憶する記憶手段を備えた像ブレ補正装置の制御方法であって、温度を検出するステップと、前記記憶手段から前記温度に対応するオフセット値を取得するステップと、前記ブレ検出手段の出力信号から前記温度に対応する前記オフセット値を減算して補正信号を生成し、該補正信号に基づいて像ブレ補正を行うステップとを有する。

本発明の他の側面としての像ブレ補正装置の制御プログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。

本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記制御プログラムを記憶している。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、温度変化や経年変化などの状態変化によらず、小さなメモリ容量で高精度な像ブレ補正を行うことが可能な像ブレ補正装置、レンズ装置、撮像装置、像ブレ補正装置の制御方法、制御プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。

本実施形態における撮像システムのブロック図である。 本実施形態におけるオフセット記憶処理のフローチャートである。 本実施形態におけるオフセット設定処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施形態における像ブレ補正機能を有するカメラシステムの構成を説明する。図１は、カメラシステム１０（撮像装置）のブロック図である。図１に示されるように、カメラシステム１０は、カメラ本体１００（撮像装置本体）と、カメラ本体１００に着脱可能な交換レンズ１０１（レンズ装置）とを備えて構成される。

カメラ本体１００は、カメラＭＰＵ１０２、操作部１０３、バッテリ１０４、カメラ側接点端子１０５、および、撮像素子１２２を有する。撮像素子１２２は、像ブレ補正レンズ１１１を含む撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する。カメラＭＰＵ１０２は、カメラ本体１００の制御全般を行う制御装置であり、カメラ本体１００に具備された各種操作スイッチである操作部１０３からの入力信号に応じて、測光や露光などの種々の処理を行う。またカメラＭＰＵ１０２は、バッテリ１０４を制御し、カメラ側接点端子１０５を介して交換レンズ１０１への電源の供給および交換レンズ１０１との各種情報のやり取りを行う。カメラＭＰＵ１０２は、消費電力を低減するため、操作部１０３が一定時間操作されていないことを検出した場合、交換レンズ１０１をスリープ状態に移行するように命令する。

交換レンズ１０１は、交換レンズ１０１の各種制御を行うレンズＭＰＵ１０６、角速度（装置のブレ）を検出するジャイロセンサ１０７（角速度センサ、ブレ検出手段）、各種情報やジャイロセンサ１０７のオフセット値を保持する不揮発性のメモリ１０８を有する。また交換レンズ１０１は、温度を検出する温度センサ１０９、および、カメラ本体１００との情報のやり取りおよびカメラ本体１００から電源供給を受けるためのレンズ側接点端子１１０を有する。

レンズＭＰＵ１０６（像ブレ補正装置）は、ジャイロセンサ１０７からの信号に基づいてモータドライバ１１２を制御し、位置センサ１１３からの信号を用いてフィードバック制御を行う。これにより、レンズＭＰＵ１０６は、像ブレ補正レンズ１１１（補正レンズ）を光軸ＯＡに直交する方向に駆動することで像ブレ補正を行う。具体的には、レンズＭＰＵ１０６は以下の処理を行う。

まずレンズＭＰＵ１０６は、ジャイロセンサ１０７から得られた角速度信号から、オフセット設定手段１１９（設定手段）により設定される所定のオフセット値をオフセット減算手段１２０により減算した信号を、ＨＰＦ１１４（ハイパスフィルタ）へ出力する。ここで所定のオフセット値とは、メモリ１０８から読み出された調整値（調整オフセット値）、または、後述のオフセット取得手段１１８により得られたオフセット値であり、詳細な説明については後述する。

続いて、積分手段１１５は、ＨＰＦ１１４からの出力信号である角速度信号を角度信号に変換する。ブレ補正信号生成手段１１６は、積分手段１１５から出力される角度信号に対してゲイン演算や適切な位相補償演算を行い、ブレ補正信号を生成する。フィードバック演算手段１１７は、ブレ補正信号生成手段１１６から出力されるブレ補正信号と、位置センサ１１３からの信号とに基づいて、像ブレ補正レンズ１１１を駆動するためのフィードバック演算を行う。このように本実施形態において、ブレ補正信号生成手段１１６およびフィードバック演算手段１１７は、ジャイロセンサ１０７の出力信号から温度に対応するオフセット値を減算して補正信号を生成し、補正信号に基づいて像ブレ補正を行う補正手段を構成する。

オフセット取得手段１１８（取得手段）は、ジャイロセンサ１０７のオフセット値（ＤＣオフセット成分）を取得する。具体的には、オフセット取得手段１１８は、ジャイロセンサ１０７の出力信号に基づいて、ジャイロセンサ１０７のオフセット値を取得する。オフセット更新判定手段１２１（判定手段）は、オフセット取得手段１１８がオフセット値を取得した場合に、メモリ１０８に記憶されたオフセット値を更新するか否かを判定する。本実施形態において、オフセット更新判定手段１２１は、オフセット取得時のブレ量やオフセット取得に要した時間などの情報に基づいて、オフセット取得手段１１８により得られたオフセット値に対する信頼性評価値を決定する。オフセット更新判定手段１２１は、オフセット値の信頼性評価値が所定値よりも大きい場合、メモリ１０８に記憶するオフセット値の更新の必要性を判定する。

メモリ１０８（記憶手段）は、複数のオフセット値を記憶する記憶領域を有する。メモリ１０８は、例えば、製造工程における調整値を保存する記憶領域、高温時オフセット記憶領域、低温時オフセット記憶領域、および、常温時オフセット記憶領域を有する。高温時オフセット記憶領域は、所定の温度Ａよりも高温状態でのオフセット値を記憶する記憶領域である。低温時オフセット記憶領域は、所定の温度Ａよりも低温である所定の温度Ｂよりも低温状態でのオフセット値を記憶する記憶領域である。常温時オフセット記憶領域は、所定の温度Ｂ以上かつ所定の温度Ａ以下の温度状態でのオフセット値を記憶する記憶領域である。

本実施形態では、前述のように温度状態を三つの状態に分類し、各々の温度状態に対応する複数の記憶領域をメモリ１０８に用意しているが、これに限定されるものではない。少なくとも、メモリ１０８に設けられた複数の記憶領域は、第１の温度に対応する第１のオフセット値を記憶する第１の記憶領域と、第２の温度に対応する第２のオフセット値を記憶する第２の記憶領域とを含んでいればよい。このようにメモリ１０８は、オフセット取得手段１１８により取得されたオフセット値と温度（温度状態）とを関連付けて温度ごとに複数のオフセット値を記憶する複数の記憶領域を有する。後述のように、メモリ１０８は、オフセット取得手段１１８がオフセット値を取得した際の温度に応じて、複数の記憶領域のうちの一つの記憶領域にオフセット値を記憶する。好ましくは、複数の記憶領域は、像ブレ補正装置の製造工程で調整された第３のオフセット値を記憶する第３の記憶領域を含む。

また、メモリ１０８の容量の許容範囲内において、温度状態をさらに詳細に分類して各温度状態に対応するオフセット記憶領域をメモリ１０８に用意してもよい。オフセット減算手段１２０により減算するオフセット値は、メモリ１０８に記憶されている複数のオフセット値の中から、温度センサ１０９により検出される温度（温度センサ１０９の出力信号）に応じて適切に選択される。

次に、図２を参照して、本実施形態におけるオフセット記憶処理（オフセット更新処理）を説明する。図２は、オフセット記憶処理のフローチャートである。図２の各ステップは、主に、レンズＭＰＵ１０６の各部により実行される。交換レンズ１０１に電源が供給され、レンズＭＰＵ１０６が像ブレ補正処理を開始すると、オフセット記憶処理（オフセット更新処理）が開始する。なお、本実施形態における像ブレ補正処理は、一定周期ごとに発生するタイマ割り込み処理である。

まずステップＳ２０１において、オフセット取得手段１１８は、ジャイロセンサ１０７の出力信号からジャイロセンサ１０７のオフセット値を取得する。続いてステップＳ２０２において、オフセット更新判定手段１２１は、ステップＳ２０１にて取得したオフセット値の信頼性評価値を決定する。具体的には、オフセット更新判定手段１２１は、オフセット値を取得する際のカメラシステム１０のブレ量やオフセット値の取得に要した時間などのパラメータを用いて、オフセット値の信頼性評価値を決定する（信頼性を評価する）。

続いてステップＳ２０３において、オフセット更新判定手段１２１は、ステップＳ２０２にて決定した信頼性評価値が所定値以上であるか否かを判定する。例えば、オフセット値を取得する際のカメラシステム１０のブレ量が所定の値よりも低い場合、かつ、オフセット値を取得するための演算開始から所定時間以上経過している場合、オフセット更新判定手段１２１は、取得したオフセット値の信頼性が高いと判定する。信頼性評価値が所定値より低い場合、本フローを終了する。一方、信頼性評価値が所定値以上である場合、ステップＳ２０４へ進む。

ステップＳ２０４において、オフセット更新判定手段１２１は、温度センサ１０９の出力信号（温度情報）を取得する。続いてステップＳ２０５において、オフセット更新判定手段１２１は、ステップＳ２０１にてオフセット取得手段１１８により取得されたオフセット値をメモリ１０８に記憶する。このときオフセット更新判定手段１２１は、ステップＳ２０４にて温度センサ１０９から取得した温度情報に基づいて、メモリ１０８に確保された、取得した温度情報に対応する記憶領域（オフセット記憶領域）にオフセット値を記憶する。取得した温度情報に対応するオフセット記憶領域に既にオフセット値が記憶されている場合、新しい情報を上書きする。

このようにオフセット更新判定手段１２１は、オフセット取得手段１１８により取得されたオフセット値の信頼性があると判定した場合、メモリ１０８に記憶されたオフセット値を更新する。より具体的には、オフセット更新判定手段１２１は、オフセット取得手段１１８がオフセット値を取得した際のブレおよびオフセット値の算出に要した時間の少なくとも一つに基づいて、オフセット値の信頼性評価値を決定する。そしてオフセット更新判定手段１２１は、信頼性評価値が所定値以上である場合、メモリ１０８に記憶されたオフセット値を更新する。これにより、ジャイロセンサ１０７の経年劣化などによるオフセット値の経年変化に対応することができる。

次に、図３を参照して、本実施形態におけるオフセット設定処理（オフセット更新処理）を説明する。図３は、オフセット設定処理のフローチャートである。図２の各ステップは、主に、レンズＭＰＵ１０６の各部により実行される。交換レンズ１０１に電源が供給され、レンズＭＰＵ１０６が像ブレ補正処理を開始すると、オフセット設定処理（オフセット更新処理）が開始する。

まずステップＳ３０１において、オフセット更新判定手段１２１は、温度センサ１０９の出力信号（温度情報）を取得する。続いてステップＳ３０２において、オフセット更新判定手段１２１は、ステップＳ３０１にて取得した温度情報に基づいて、該当温度に対応するオフセット値がメモリ１０８に記憶されているか否かを判定する。該当温度に対応するオフセット値がメモリ１０８に記憶されている場合、ステップＳ３０３へ進む。一方、該当温度に対応するオフセット値がメモリ１０８に記憶されていない場合、ステップＳ３０４へ進む。

ステップＳ３０３において、オフセット設定手段１１９は、メモリ１０８の該当温度に対応する記憶領域（オフセット記憶領域）からオフセット値を読み出す。すなわちオフセット設定手段１１９は、メモリ１０８に記憶された複数のオフセット値の中から該当温度に対応する一つのオフセット値を選択して設定する。ステップＳ３０４において、オフセット設定手段１１９は、メモリ１０８（製造工程における調整値を保存する記憶領域）から、製造工程で調整されたオフセット値（調整値）を読み出す。続いてステップＳ３０５において、オフセット減算手段１２０は、オフセット設定手段１１９により設定されたオフセット値（メモリ１０８から読み出された一つのオフセット値）をジャイロセンサ１０７の出力信号（角速度信号）から減算して、本フローを終了する。

このように補正手段は、ジャイロセンサ１０７の出力信号から、オフセット設定手段１１９により設定された一つのオフセット値を減算して補正信号を生成する。好ましくは、オフセット設定手段１１９は、該当温度に対応するオフセット値がメモリ１０８に記憶されている場合、メモリ１０８に記憶された複数のオフセット値の中から該当温度に対応する一つのオフセット値を設定する。一方、オフセット設定手段１１９は、該当温度に対応するオフセット値がメモリ１０８に記憶されていない場合、メモリ１０８に記憶された複数のオフセット値の中から、製造工程の際に調整されたオフセット値を設定する。

以上のように、本実施形態は、温度ごとのジャイロセンサのオフセット値をメモリに記憶し、像ブレ補正処理において適切なオフセット値を選択する。これにより、メモリの限られた記憶領域を有効に活用して、ジャイロセンサのオフセット値の温度変化や経年変化に対応して、適切な像ブレ補正処理を行うことができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

本実施形態によれば、温度変化や経年変化などの状態変化によらず、小さなメモリ容量で高精度な像ブレ補正を行うことが可能な像ブレ補正装置、レンズ装置、撮像装置、像ブレ補正装置の制御方法、制御プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本実施形態は、レンズ交換式カメラシステムの交換レンズに搭載される像ブレ補正装置について説明したが、カメラ本体やコンパクトカメラなどの他の形式の像ブレ補正装置を備えたカメラにも適用可能である。

１０６ レンズＭＰＵ（像ブレ補正装置）
１０８ メモリ（記憶手段）
１１６ ブレ補正信号生成手段（補正手段）
１１７ フィードバック演算手段（補正手段）
１１８ オフセット取得手段（取得手段）

Claims (13)

1. ブレ検出手段のオフセット値を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された前記オフセット値と温度とを関連付けて温度ごとに複数のオフセット値を記憶する記憶手段と、
   前記ブレ検出手段の出力信号から前記温度に対応する前記オフセット値を減算して補正信号を生成し、該補正信号に基づいて像ブレ補正を行う補正手段と、を有することを特徴とする像ブレ補正装置。
2. 前記記憶手段は、前記取得手段が前記オフセット値を取得した際の前記温度に応じて、複数の記憶領域のうちの一つの記憶領域に該オフセット値を記憶し、
   前記複数の記憶領域は、第１の温度に対応する第１のオフセット値を記憶する第１の記憶領域と、第２の温度に対応する第２のオフセット値を記憶する第２の記憶領域と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
3. 前記複数の記憶領域は、前記像ブレ補正装置の製造工程で調整された第３のオフセット値を記憶する第３の記憶領域を含むことを特徴とする請求項２に記載の像ブレ補正装置。
4. 前記取得手段が前記オフセット値を取得した場合に、前記記憶手段に記憶された前記オフセット値を更新するか否かを判定する判定手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
5. 前記判定手段は、前記取得手段により取得された前記オフセット値の信頼性があると判定した場合、前記記憶手段に記憶された前記オフセット値を更新することを特徴とする請求項４に記載の像ブレ補正装置。
6. 前記判定手段は、
   前記取得手段が前記オフセット値を取得した際のブレおよび該オフセット値の算出に要した時間の少なくとも一つに基づいて、前記オフセット値の信頼性評価値を決定し、
   前記信頼性評価値が所定値以上である場合、前記記憶手段に記憶された前記オフセット値を更新することを特徴とする請求項５に記載の像ブレ補正装置。
7. 前記記憶手段に記憶された前記複数のオフセット値の中から前記温度に対応する一つのオフセット値を選択して設定する設定手段を更に有し、
   前記補正手段は、前記ブレ検出手段の出力信号から、前記設定手段により設定された前記一つのオフセット値を減算して前記補正信号を生成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
8. 前記設定手段は、
   前記温度に対応するオフセット値が前記記憶手段に記憶されている場合、該記憶手段に記憶された前記複数のオフセット値の中から該温度に対応する前記一つのオフセット値を設定し、
   前記温度に対応するオフセット値が前記記憶手段に記憶されていない場合、該記憶手段に記憶された前記複数のオフセット値の中から、製造工程の際に調整されたオフセット値を設定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. 補正レンズを含む撮像光学系と、
   ブレ検出手段のオフセット値を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された前記オフセット値と温度とを関連付けて温度ごとに複数のオフセット値を記憶する記憶手段と、
   前記ブレ検出手段の出力信号から前記温度に対応する前記オフセット値を減算して補正信号を生成し、該補正信号に基づいて前記補正レンズを駆動して像ブレ補正を行う補正手段と、を有することを特徴とするレンズ装置。
10. 請求項９に記載のレンズ装置と、
    前記撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
11. ブレ検出手段のオフセット値を温度と関連付けて記憶する記憶手段を備えた像ブレ補正装置の制御方法であって、
    温度を検出するステップと、
    前記記憶手段から前記温度に対応するオフセット値を取得するステップと、
    前記ブレ検出手段の出力信号から前記温度に対応する前記オフセット値を減算して補正信号を生成し、該補正信号に基づいて像ブレ補正を行うステップと、を有することを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。
12. ブレ検出手段のオフセット値を温度と関連付けて記憶する記憶手段を備えた像ブレ補正装置の制御プログラムであって、
    温度を検出するステップと、
    前記記憶手段から前記温度に対応するオフセット値を取得するステップと、
    前記ブレ検出手段の出力信号から前記温度に対応する前記オフセット値を減算して補正信号を生成し、該補正信号に基づいて像ブレ補正を行うステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする像ブレ補正装置の制御プログラム。
13. 請求項１２に記載の制御プログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。