JP2020091355A - 撮像装置およびその制御方法、並びにレンズ装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ装置と撮像装置本体部がそれぞれ備える振れ検出手段の性能差の影響に対して、像ブレ補正性能を向上させる。【解決手段】撮像システムは、交換レンズと撮像装置本体部を備える。交換レンズが備えるレンズ振れ検出部１７と、本体部が備えるカメラ振れ検出部１２から取得される各振れ検出信号に基づいて、レンズ振れ補正部１８が補正レンズを駆動し、撮像素子の振れ補正部１３が撮像素子を駆動することで像ブレ補正が行われる。振れ検出信号の補正部３０６は、カメラ振れ検出部１２による振れ検出信号とレンズ振れ検出部１７による振れ検出信号のうち、いずれか一方がもう一方の信号に近づくように振れ検出信号の補正量を算出する。像ブレ補正の制御部は検出性能の低い振れ検出部による振れ検出信号を、検出性能の高い振れ検出部による振れ検出信号で補正した振れ検出信号を用いて像ブレ補正の制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の振れ検出手段を有する撮像システムの像ブレ補正の制御に関する。

ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、交換レンズ等の光学機器が有する像ブレ補正機能は手振れ等による画像の像ブレを補正する機能である。レンズ交換式カメラの場合、振れ検出手段と像ブレ補正手段が、交換式レンズとカメラ本体部の少なくとも一方に設けられる。

特許文献１には、撮像光学系内の補正レンズを移動させることで像ブレ補正を行う機構と、撮像素子を光軸と垂直な面内で移動させる機構を備えた撮像装置が開示されている。交換式レンズまたはカメラ本体に設けられたぶれ検出部の出力から、ぶれ補正量が演算される。レンズ駆動部および素子駆動部の一方は、高周波領域のぶれ補正量に基づいて像ぶれ補正を行い、他方は低周波領域のぶれ補正量に基づいて像ぶれ補正を行う。

特許文献２には、撮像レンズとカメラボディの双方が振れ補正部材および振れ検出手段を有するカメラシステムが開示されている。カメラボディ内の駆動機構の動作中には、撮影レンズ内の角速度センサの出力に基づいてブレ補正機構が制御され、撮影レンズ内の駆動機構の動作中は、カメラボディ内の角速度センサの出力に基づいてブレ補正機構が制御される。

特許文献３に開示されたカメラシステムは、レンズとボディの双方がブレ量検出部とブレ補正部を備える。それぞれのブレ量検出部により検出されたブレ量から基準値を減算した上で、所定期間のブレ量の基準値を減算した双方のブレ量の平均値の差分に基づいて基準値を補正する処理が行われる。

特開２０１５−１９４７１１号公報 特開２００７−５２２３５号公報 特開２０１６−１１４７９２号公報

レンズ交換式のカメラシステムでは、交換レンズとカメラ本体部の双方が備える振れ検出部の性能差が像ブレ補正性能に影響を及ぼすことが懸念される。特許文献１に開示の装置では、例えば振れ補正目標値を低周波および高周波に分離するローパスフィルタのカットオフ周波数に関し、交換レンズとカメラ本体部との通信による時間遅れを抑えるように決定する必要があるので設計上の制約がある。特許文献２に開示の装置では、複数の振れ検出部に性能差がある場合、複数の振れ補正部材が一定の補正比率で駆動されずに像ブレ補正性能が低下する可能性がある。特許文献３に開示の装置では、複数のブレ検出信号に高周波ノイズや位相のずれが生じた場合、ブレ検出信号の基準値を正確に求めることができない。また基準値の算出に時間がかかると、正確でない基準値信号に基づく補正量によって補正が行われるので像ブレ補正性能が低下する可能性がある。
本発明は、レンズ装置と撮像装置本体部がそれぞれ備える振れ検出手段の性能差の影響に対して、像ブレ補正性能を向上させることを目的とする。

本発明の実施形態の撮像装置は、レンズ装置を本体部に装着可能な撮像装置であって、画像の像ブレを補正する、前記レンズ装置または本体部が備える振れ補正手段と、前記レンズ装置が備える第１の振れ検出手段により検出される第１の振れ検出信号および前記本体部が備える第２の振れ検出手段により検出される第２の振れ検出信号を取得し、前記第２の振れ検出信号に基づく前記第１の振れ検出信号の補正量または前記第１の振れ検出信号に基づく前記第２の振れ検出信号の補正量を算出して補正を行う振れ検出信号の補正手段と、前記補正量により補正された前記第１または第２の振れ検出信号を用いて前記振れ補正手段を制御することで像ブレ補正の制御を行う制御手段と、を備える。

本実施形態の撮像装置によれば、レンズ装置と撮像装置本体部がそれぞれ備える振れ検出手段の性能差の影響に対して、像ブレ補正性能を向上させることができる。

撮像装置の中央断面図および電気的構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る像ブレ補正制御部の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る振れ検出信号の補正部の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係るフィードバック制御系の周波数特性を表す図である。 振れ検出部に係る補正モードの決定処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態に係る像ブレ補正を説明するフローチャートである。 補正制御器のゲインと補正帯域制限部による帯域設定を表す図である。 第１実施形態に係る第１の設定時の波形例を示す図である。 第１実施形態に係る第２の設定時の波形例を示す図である。 第１実施形態の変形例の構成を表すブロック図である。 第２実施形態に係る像ブレ補正制御部の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る振れ検出信号の補正部の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る像ブレ補正を説明するフローチャートである。 第２実施形態の変形例の構成を表すブロック図である。 第３実施形態に係る像ブレ補正制御部の構成を表すブロック図である。 第３実施形態に係る像ブレ補正を説明するフローチャートである。 図１６に続く処理を説明するフローチャートである。

以下に本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。各実施形態では、静止画または静止画および動画の撮影が可能なレンズ交換式の撮像システムを例示する。

［第１実施形態］
図１を参照して、本発明の実施形態の撮像装置の構成について説明する。図１（Ａ）は本発明の実施形態の撮像装置を示す中央断面図である。図１（Ｂ）は撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。

本実施形態では、撮像装置１の本体部にレンズ装置を装着可能な撮像システムを説明する。ユーザは、撮像装置１の本体部に交換レンズ２を装着した状態で被写体を撮影することができる。撮像光学系３は複数のレンズや絞り等の光学部材を備え、撮像光学系の光軸４を１点鎖線で図示している。交換レンズ２に設けられた像ブレ補正レンズユニット１９は、手振れ等による画像のブレを補正する補正レンズ（シフトレンズ等）を備え、手振れ等の動きを打ち消すように駆動制御が行われる。交換レンズ２は、電気接点１４によって撮像装置１の本体部と電気的に接続される。

撮像装置本体部（以下、単に本体部という）は、撮像素子６と背面表示装置１０ａを備える。本体部は、撮像光学系３を介して撮像素子６によって撮像された被写体の画像のデータを処理して、背面表示装置１０ａの画面に撮影画像を表示可能である。

図１（Ｂ）を参照して、本体部および交換レンズ２の構成を説明する。まず、本体部は撮像システムの制御を統括するカメラシステム制御部５を備える。カメラシステム制御部（以下、カメラ制御部という）５はＣＰＵ（中央演算処理装置）を備え、カメラ側操作部９の操作指示信号を受け付けて、ＣＰＵがメモリ８に記憶されたプログラムを実行することにより、各種の処理を行う。画像処理部７は撮像素子６によって取得された画像信号の画像処理を行い、画像処理済みのデータをメモリ８に記憶する。

画像処理部７は、内部にＡ／Ｄ変換器、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、補間演算回路等を有しており、記録用の画像データを生成する。例えば、画像処理部７はベイヤ配列の信号から色補間（デモザイキング）処理を施してカラー画像を生成する。また画像処理部７は、予め定められた方法で画像、動画、音声等のデータ圧縮を行う。

メモリ８は、カメラ制御部５の制御指令にしたがって記憶された画像データを不図示の記録媒体へ出力して記録し、また表示用データを表示部１０に出力する処理に用いられる。表示部１０は表示用データにしたがって画面に画像を表示してユーザに提示する。

カメラ振れ検出部１２は角速度センサ等を備え、本体部の振れ量を検出して検出信号をカメラ制御部５に出力する。振れ検出用センサを用いる方法以外に、撮像素子６および画像処理部７を用いて撮像画像から振れを検出する方法がある。この場合、画像処理部７は撮像素子６から得られた撮像時刻の異なる複数の画像を比較して動き量を算出し、振れ検出信号を生成する。

撮像素子の振れ補正部１３は、カメラ制御部５の制御指令にしたがって撮像素子６を駆動することにより、像ブレ補正を行う。像ブレ補正方法には、像ブレ補正レンズユニット１９の駆動制御を行う第１の方法と、撮像素子６を移動させる機構部の駆動制御を行う第２の方法と、これらの方法を組み合わせた方法がある。第２の方法では、例えば位置検出部２１が撮像素子６の位置を検出し、位置検出信号を用いて振れ補正部１３が撮像素子６の駆動制御を行う。

交換レンズ２はレンズシステム制御部（以下、レンズ制御部という）１５を備える。レンズ制御部１５はＣＰＵを備え、電気接点１４を介してカメラ制御部５と通信可能である。レンズ制御部１５はレンズ側操作部１６の操作指示信号を受け付けて、交換レンズ２の動作制御を行う。

レンズ振れ検出部１７は角速度センサ等を備え、交換レンズ２の振れ量を検出して検出信号をレンズ制御部１５に出力する。レンズ振れ補正部１８は、レンズ制御部１５の制御指令にしたがって像ブレ補正レンズユニット１９を駆動することで像ブレ補正を行う。その際、レンズ振れ補正部１８は、レンズ位置検出部２０による補正レンズの位置検出信号を用いて像ブレ補正を行う。焦点距離変更部２２はレンズ制御部１５の制御指令にしたがってズームレンズの駆動制御を行い、撮影画角を変更する。またフォーカスレンズの駆動制御によって撮像光学系３の焦点調節が行われ、絞りの駆動制御によって露光量の制御が行われる。

次に、本体部および交換レンズ２を備える撮像システムの動作に関して、撮像処理、画像処理、記録再生処理、および各種の制御を説明する。撮像処理は、撮像光学系３と撮像素子６を用いて行われ、撮像光学系３の制御をレンズ制御部１５が担当し、撮像素子６の制御をカメラ制御部５が担当して連携した処理を行う。被写体からの光は撮像光学系３を介して撮像素子６の撮像面に結像し、撮像素子６が光電変換によって電気信号に変換する。その際、撮像光学系３の自動焦点調節（ＡＦ）や自動露出制御（ＡＥ）が行われる。撮像された画像のデータは画像処理部７により画像処理されてメモリ８に記憶される。

記録再生処理は、メモリ８と表示部１０を用いて行われる。表示部１０は背面表示装置１０ａや、本体部の上面に設けられていて撮影情報を表示する不図示の小型表示パネル、ＥＶＦ（電子ビューファインダ）等を含み、画像や各種の情報を表示する。なお、背面表示装置１０ａがタッチパネルを有する場合には表示機能と操作入力機能を兼ね備える。

像ブレ補正の制御については、本体部でカメラ制御部５、カメラ振れ検出部１２、撮像素子の振れ補正部１３、位置検出部２１により行われる。交換レンズ２ではレンズ制御部１５、レンズ振れ検出部１７、レンズ振れ補正部１８、レンズ位置検出部２０により行われる。カメラ振れ検出部１２とレンズ振れ検出部１７はジャイロセンサ等を用いて振れ検出を行う。レンズ振れ補正部１８は、第１の方法にて像ブレ補正レンズユニット１９を構成する補正レンズを光軸４に垂直な平面上でシフト駆動またはチルト駆動させることで像ブレを補正する。また撮像素子の振れ補正部１３は、第２の方法にて撮像素子６の移動部材を、光軸４に垂直な平面上で並進移動させるか、または光軸回りに回動させることで像ブレを補正する。

カメラ制御部５は撮像の際にタイミング信号等を生成して撮像素子６の制御を行い、操作指示信号に応動して撮像処理、画像処理、記録再生処理に関する制御を行う。例えばカメラ制御部５は、カメラ側操作部９に含まれるシャッタレリーズ釦の押下を検出すると、撮像素子６、画像処理部７、メモリ８、表示部１０等を制御する。

撮像光学系３の光学部材の制御において、カメラ制御部５は撮像素子６からの信号およびカメラ側操作部９による操作指示信号に基づいて焦点位置や絞り位置を算出する。カメラ制御部５は、電気接点１４を介してレンズ制御部１５に制御指令を送り、レンズ制御部１５は焦点距離変更部２２によりズーム制御を行い、また絞りやフォーカスレンズの駆動制御を行う。

次に、本実施形態に係る像ブレ補正の制御部の構成を説明する。図２は、レンズ制御部１５およびカメラ制御部５によって実行される像ブレ補正に関連する構成を詳細に示すブロック図である。図３は振れ検出信号の補正部３０６の内部構成を詳細に示すブロック図である。以下では、手振れ等による画像のブレを補正する処理が行われるモードを、像ブレ補正モードという。像ブレ補正モードでは、カメラ振れ検出部１２およびレンズ振れ検出部１７による各検出信号と、レンズ位置検出部２０および撮像素子の位置検出部２１による各検出信号に基づいて、撮像素子の振れ補正部１３およびレンズ振れ補正部１８が制御される。

図２にて、レンズ振れ検出部１７の検出信号を取得して処理するレンズ制御部１５は、加算器３０１，３０４と、レンズ側の目標生成部３０２および補正比率ゲイン部３０３、サーボ制御器３０５、振れ検出信号の補正部３０６を備える。レンズ制御部１５はレンズ位置検出部２０から位置検出信号を取得して、レンズ振れ補正部１８の制御を行う。

カメラ振れ検出部１２の検出信号を取得して処理するカメラ制御部５は、カメラ側の目標生成部３０７および補正比率ゲイン部３０８、加算器３０９、サーボ制御器３１０を備える。カメラ制御部５は撮像素子の位置検出部２１から位置検出信号を取得して、撮像素子の振れ補正部１３の制御を行う。なお、本明細書において加算器については、減算を負値の加算として加算演算に含めて説明する。

撮像素子の振れ補正部１３およびレンズ振れ補正部１８は、例えばマグネットと平板コイルを用いた電磁駆動部として実現できる。またレンズ位置検出部２０および撮像素子の位置検出部２１は、例えばマグネットとホール素子を用いた磁気検出部として実現できる。

まず、レンズ制御部１５が行う制御を説明する。レンズ制御部１５はレンズ振れ検出部１７から振れ検出信号を取得し、加算器３０１が振れ検出信号から補正量の信号を減算する。振れ検出信号の補正部３０６によって算出される補正量については図３を用いて後述する。

目標生成部３０２は積分器を備え、加算器３０１により出力される、補正された振れ検出信号を積分することで、レンズ振れ補正部１８に対する振れ補正量を算出する。補正比率ゲイン部３０３は、目標生成部３０２により算出された振れ補正量に対して、所定の補正比率のゲインを乗算する。このゲインが乗算された振れ補正量は、レンズ制御部１５が行う制御の目標値に相当する。加算器３０４は、補正比率ゲイン部３０３の出力から、レンズ位置検出部２０の出力を減算して偏差をサーボ制御器３０５に出力する。

サーボ制御器３０５は、加算器３０４の出力に基づいて駆動信号を生成し、レンズ振れ補正部１８へ出力する。この駆動信号は、振れ補正量に基づいてレンズ振れ補正部１８により、像ブレ補正レンズユニット１９を駆動させるための駆動量に対応する信号である。サーボ制御器３０５はＰＩＤ（比例、積分、微分）制御器のようなフィードバック制御器として構成される。

このようにしてレンズ制御部１５は、レンズ振れ検出部１７により検出された振れ検出量のうち、補正比率ゲイン部３０３により設定された所定の割合の振れ成分を算出する。レンズ振れ補正部１８は、振れ成分に対応する駆動量の指令値にしたがって像ブレ補正レンズユニット１９を駆動する。レンズ位置検出部２０により検出される補正レンズの位置が指令値に追従するようにフィードバック制御が行われて、補正レンズの移動により像ブレが補正される。

次に、カメラ制御部５が行う制御を説明する。カメラ制御部５は、カメラ振れ検出部１２から振れ検出信号を取得して目標生成部３０７により振れ補正量を算出する。目標生成部３０７は積分器を備え、振れ検出信号を積分することで、撮像素子の振れ補正部１３に対する振れ補正量を算出する。補正比率ゲイン部３０８は、目標生成部３０７により算出された振れ補正量に対して、所定の補正比率のゲインを乗算する。このゲインが乗算された振れ補正量は、カメラ制御部５が行う制御の目標値に相当する。加算器３０９は、補正比率ゲイン部３０８の出力から、撮像素子の位置検出部２１の出力を減算して偏差をサーボ制御器３１０に出力する。

サーボ制御器３１０は、加算器３０９の出力に基づいて駆動信号を生成し、振れ補正部１３へ出力する。この駆動信号は、振れ補正量に基づいて振れ補正部１３により撮像素子６を駆動させるための駆動量に対応する信号である。サーボ制御器３１０はＰＩＤ制御器のようなフィードバック制御器として構成される。

このようにしてカメラ制御部５は、カメラ振れ検出部１２により検出された振れ検出量のうち、補正比率ゲイン部３０８により設定された所定の割合の振れ成分を算出する。撮像素子６の振れ補正部１３は、振れ成分に対応する駆動量の指令値にしたがって撮像素子６を駆動する。位置検出部２１により検出される撮像素子６の位置が指令値に追従するようにフィードバック制御が行われて、撮像素子６の移動や回動によって像ブレが補正される。

以上のように構成される撮像装置において、レンズ側およびカメラ（本体部）側の振れ検出部１７，１２の両方の振れ検出情報に基づいて、レンズ振れ補正部１８および撮像素子の振れ補正部１３を同時に駆動する制御が行われる。そのときに発生する問題は、振れ補正部１８，１３を、振れ検出部１７，１２の振れ検出情報に基づいて、それぞれ同じように駆動した場合、実際に検出される振れに対して２重に補正が行われることである。例えば、過剰な補正によって像ブレ補正効果が低下する可能性がある。

そこで本実施形態では、レンズ側の補正比率ゲイン部３０３と、カメラ側の補正比率ゲイン部３０８により、実際に検出された振れ量に対して像ブレ補正の分担の比率が決められている。つまり、補正比率ゲイン部３０３，３０８によって設定されるゲインは、それぞれの振れ補正部１８，１３がどの程度の割合で像ブレ補正を行うかを表す比率に対応している。例えば、レンズ側の補正比率ゲインとカメラ側の補正比率ゲインをそれぞれ５割に設定した場合を想定する。この場合、振れ補正部１８，１３はそれぞれ、検出された振れ量の半分ずつを分担して像ブレ補正を行うので、同時の駆動制御では１０割の像ブレ補正を行うことができる。なお、レンズ側の各種情報および本体部側の各種情報については双方で受け渡しを行う必要があるため、本体部を主機とし、交換レンズ２を従機として電気接点１４を介して通信による情報の送受信が行われる。

交換レンズ２が本体部に装着された状態において、レンズ振れ検出部１７およびカメラ振れ検出部１２のそれぞれが、撮像装置の振れを同じように正しく検出できていればなんら問題はない。それらの検出信号を用いてレンズ振れ補正部１８および撮像素子の振れ補正部１３を所定の割合で同時に駆動することで良好に像ブレ補正を行える。しかし、実際のレンズ交換式システムにおいて、交換レンズ２と本体部の組み合わせによっては、レンズ振れ検出部１７とカメラ振れ検出部１２との検出性能に差がある場合が多い。検出性能の差とは、例えば、各振れ検出部における同じ振れに対する出力の差（感度差）や低周波の揺れに対する検出性能差等である。具体的な検出性能については、角速度センサの特性として温度に対する振れ検出信号の基準値の変動（温度ドリフト）や、静止状態における振れ検出信号の基準値の変動（低周波な出力揺らぎ）等から決定される。あるいは静止状態においてあらかじめ定められた時間での振れ検出信号の変化量から検出性能が決定される。複数の振れ検出部に検出性能差が存在する場合、複数の像ブレ補正部が同時に駆動されたときに、あらかじめ決められた分担の割合で像ブレ補正部が駆動されないと、良好な像ブレ補正を行えないという問題が発生する。

本実施形態では、撮像装置の本体部および交換レンズにそれぞれ搭載された振れ検出部に検出性能の差がある場合、補正部３０６によって振れ検出信号の補正処理が行われる。補正部３０６は、相対的に検出性能の低い振れ検出部による振れ検出信号を、相対的に検出性能の高い振れ検出部による振れ信号を用いて補正することによって、良好な像ブレ補正を実現する。

図３に示す振れ検出信号の補正部３０６は、加算器３１１，３１４と、積分器３１２，３１５と、補正制御器３１３と、補正帯域制限部３１６を備える。補正部３０６は、まずレンズ振れ検出部１７による振れ検出信号（Ｔ１と表記する）を取得する。加算器３１１は、レンズ振れ検出部１７による振れ検出信号から、後述する補正制御器３１３が算出した振れ検出信号の補正量を減算した信号を第１の積分器３１２に出力する。第１の積分器３１２は積分演算によってレンズ振れ角度信号を算出して加算器３１４に出力する。

さらに補正部３０６は、カメラ振れ検出部１２により検出されたカメラ振れ検出信号（Ｔ２と表記する）を取得する。つまり、カメラ振れ検出信号Ｔ２は、電気接点１４を介した通信によってカメラ制御部５から取得される。第２の積分器３１５は、カメラ振れ検出信号の積分演算を行うことにより、カメラ振れ角度信号を算出して加算器３１４に出力する。加算器３１４は、レンズ振れ角度信号からカメラ振れ角度信号を減算することで、振れ角度の角度信号差に相当する差分信号を算出して補正制御器３１３に出力する。

補正制御器３１３は、加算器３１４から差分信号を取得して振れ検出信号の補正量を算出し、補正量を加算器３１１および補正帯域制限部３１６に出力する。振れ検出信号の補正量については、複数の振れ検出信号から算出される角度信号差（差分信号）を負帰還によりフィードバック制御する構成となっている。補正制御器３１３は差分信号を入力信号として制御信号を出力するフィードバック制御器である。補正制御器３１３には公知の制御器を使用可能であり、例えば比例制御器および積分制御器が使用され、ＰＩ制御でのフィードバック制御器として構成することができる。

図３の構成において、レンズ振れ検出信号から算出されるレンズ振れ角度信号は、カメラ振れ検出信号から算出されるカメラ振れ角度信号との差がゼロとなるように、補正制御器３１３を用いたフィードバック制御により補正される。補正帯域制限部３１６は、上記フィードバック制御において補正制御器３１３が出力する補正量に対して、周波数帯域の制限を行った振れ検出信号の補正量を算出して加算器３０１に出力する。補正帯域制限部３１６は、例えばローパスフィルタ（ＬＰＦとも記す）等を備え、補正制御器３１３が出力する信号の低周波成分を抽出する。

加算器３０１は、レンズ振れ検出信号から、補正帯域制限部３１６の出力する帯域制限された振れ検出信号の補正量の信号を減算する。これにより、レンズ振れ検出信号の低周波振れ信号成分が補正される。補正後の信号（Ｔ３と表記する）はレンズ側の目標生成部３０２に入力される。目標生成部３０２は、低周波振れ信号成分が補正されたレンズ振れ検出信号を用いて、レンズ振れ補正部１８の目標値の演算を行う。

次に図４のボード線図を参照して、振れ検出信号の補正量によるレンズ振れ補正部１８の目標値の補正にかかわる周波数特性について説明する。図４（Ａ）は補正部３０６内の補正制御器３１３により構成される閉ループ系と補正帯域制限部３１６により決まる周波数特性を表している。上図は横軸（周波数軸）に対するゲイン特性を表し、下図は横軸（周波数軸）に対する位相特性を表している。

図４（Ａ）に点線で示すグラフ線Ｌ１８およびＬ１９と、実線で示すグラフ線Ｌ１７およびＬ２０は、補正制御器３１３のゲインと補正帯域制限部３１６の制限帯域を第１の設定にした場合の伝達特性を例示する。グラフ線Ｌ１８は図３にてレンズ振れ検出信号Ｔ１から低周波補正後のレンズ振れ検出信号出力Ｔ３までの伝達特性（ゲイン特性）を表し、グラフ線Ｌ１９はＴ１からＴ３までの伝達特性（位相特性）を表す。グラフ線Ｌ１７は図３にてカメラ振れ検出信号Ｔ２から低周波補正後のレンズ振れ検出信号出力Ｔ３までの伝達特性（ゲイン特性）を表し、グラフ線Ｌ２０はＴ２からＴ３までの伝達特性（位相特性）を表す。

図４（Ｂ）に点線で示すグラフ線Ｌ２２およびＬ２３と、実線で示すグラフ線Ｌ２１およびＬ２４は、補正制御器３１３のゲインと補正帯域制限部３１６の制限帯域を第２の設定にした場合の伝達特性を例示する。グラフ線Ｌ２２は図３にてレンズ振れ検出信号Ｔ１から低周波補正後のレンズ振れ検出信号出力Ｔ３までの伝達特性（ゲイン特性）を表し、グラフ線Ｌ２３はＴ１からＴ３までの伝達特性（位相特性）を表す。グラフ線Ｌ２１は図３にてカメラ振れ検出信号Ｔ２から低周波補正後のレンズ振れ検出信号出力Ｔ３までの伝達特性（ゲイン特性）を表し、グラフ線Ｌ２４はＴ２からＴ３までの伝達特性（位相特性）を表す。

図４に実線のグラフ線Ｌ１７，Ｌ２１で示すゲイン特性からわかるように、カメラ振れ検出信号Ｔ２から低周波補正後のレンズ振れ検出信号出力Ｔ３までの伝達特性はローパスフィルタに近い特性となっている。つまり、カメラ振れ検出信号Ｔ２の低周波成分を通過させ、高周波成分を遮断する特性である。また、図４に点線のグラフ線Ｌ１８，Ｌ２２で示すゲイン特性からわかるように、レンズ振れ検出信号Ｔ１から低周波補正後のレンズ振れ検出信号出力Ｔ３までの伝達特性はハイパスフィルタに近い特性となっている。つまり、レンズ振れ検出信号Ｔ１の低周波成分を遮断し、高周波成分を通過させる特性である。

低周波補正後のレンズ振れ検出信号は、Ｔ１からＴ３およびＴ２からＴ３の各周波数特性の信号を合成した信号である。これらの信号の合成により、全周波数帯域での振れ信号が再現される。つまり低周波補正後のレンズ振れ検出信号の特性は、補正部３０６内の補正制御器３１３により構成される閉ループ系と補正帯域制限部３１６により決まる周波数伝達特性をＫと表記したとき、下記式（１）のように近似して表すことができる。
低周波補正後のレンズ振れ検出信号 ＝ （１−Ｋ）×レンズ振れ検出信号＋Ｋ×カメラ振れ検出信号 ・・・（１）

本実施形態では、式（１）の周波数伝達特性Ｋにより、レンズ振れ検出信号の高周波成分とカメラ振れ検出信号の低周波成分を周波数で分離して合成する処理が行われる。相対的に低周波振れ検出性能の低いレンズ振れ検出部による振れ検出信号を、相対的に低周波振れ検出性能の高いカメラ振れ検出部による振れ信号を用いて補正することができる。すなわち、本実施形態では、レンズ振れ検出信号の低周波成分を、カメラ振れ検出信号の低周波成分で補う構成となっている。

ここで、図３に示す補正制御器３１３におけるゲインを高くし、また補正帯域制限部３１６が備えるＬＰＦのカットオフ周波数（ｆｃ）を高くするほど、レンズ振れ検出信号Ｔ１の高周波成分とカメラ振れ検出信号Ｔ２の低周波成分との分離周波数は高くなる。低周波補正後のレンズ振れ検出信号の低周波成分としては、より積極的にカメラ振れ検出信号が使用されることになる。図４で示した第１の設定は、第２の設定に比べて補正制御器３１３のゲインが高く、補正帯域制限部３１６の備えるＬＰＦのｆｃが高い設定となっている。

本実施形態では、補正制御器３１３のゲインと補正帯域制限部３１６の帯域の変更によって、振れ検出信号に係る補正の比率を動的に変更することが可能である。この比率は、どの程度の周波数帯域まで、低周波振れ検出性能の高い振れ検出部による振れ検出信号を、低周波振れ検出性能の低い振れ検出部による振れ検出信号の代わりに使用するかの割合を表す。例えば、低周波振れ検出性能が相対的に高い振れ検出部による検出信号はカメラ振れ検出信号であり、低周波振れ検出性能が相対的に低い振れ検出部による検出信号はレンズ振れ検出信号である。なお、検出性能の高低については複数の振れ検出部の間の相対関係であって、特定の振れ検出部の検出性能が著しく低いことを意味する訳ではない。

次に図５および図６を参照して、本実施形態における像ブレ補正処理について説明する。図５は交換レンズの振れ検出部と本体部の振れ検出部のどちらの検出信号を補正するかを決定する処理を説明するフローチャートである。また、図６はレンズ制御部１５およびカメラ制御部５による像ブレ補正処理を説明するフローチャートである。レンズ制御部１５およびカメラ制御部５は並列に処理を実行する。また、図５のＳ１からＳ８の処理や、図６にてレンズ制御部１５によるＳ９からＳ１９の処理、およびカメラ制御部５によるＳ２０からＳ２８の処理については、所定の周期で繰り返し実行される。

図５に示すＳ１で処理が開始されると、Ｓ２でカメラ制御部５は、カメラ側操作部９により電源投入の操作が行われたかどうかを判断する。ユーザによる電源投入の操作が行われない間は、Ｓ７へ進んで動作を停止する。また、電源投入の操作が行われたと判断された場合、Ｓ３の処理へ進む。

次にＳ３でカメラ制御部５は、像ブレ補正モードがＯＦＦの設定であるか否かを判定する。カメラ側操作部９のユーザ操作により像ブレ補正モードがＯＦＦの設定であることが判定された場合、Ｓ７に進んで動作を停止する。また、像ブレ補正モードがＯＮの設定であると判定された場合にはＳ４の処理へ進む。

Ｓ４でカメラ制御部５は、レンズ振れ検出部１７の検出性能情報をレンズ制御部１５から取得する。検出性能情報として、例えば、角速度センサの温度ドリフト性能、低周波揺らぎ性能、基準信号オフセット量等の振れ検出の低周波検出性能に関する情報の他、角速度センサの製品型番等のような角速度センサを識別するための情報が用いられる。次のＳ５でカメラ制御部５はレンズ振れ検出部１７およびカメラ振れ検出部１２の性能情報を比較する。カメラ制御部５はレンズ振れ検出部１７よりもカメラ振れ検出部１２の検出性能が高いと判断した場合、Ｓ６へ処理を進める。また、カメラ制御部５はレンズ振れ検出部１７の方がカメラ振れ検出部１２より検出性能が高いと判断した場合、Ｓ８へ処理を進める。

Ｓ６にてカメラ制御部５は、カメラ振れ検出部１２の検出信号に基づいてレンズ振れ検出部１７の検出信号を補正する第１のモードを設定する。またＳ８にてカメラ制御部５は、レンズ振れ検出部１７の検出信号に基づいてカメラ振れ検出部１２の検出信号を補正する第２のモードを設定する。Ｓ６またはＳ８の次にＳ７へ進み、動作を停止する。

本実施形態では、レンズ振れ検出部１７に比べてカメラ振れ検出部１２の検出性能が高いと判断され、Ｓ６で第１のモードが設定される場合の動作について説明する。なお、Ｓ８で第２のモードが設定される場合の動作については後述の第２実施形態で説明する。

Ｓ６にて第１のモードに設定されると、図６のＳ９およびＳ２０でレンズ側の動作およびカメラ側の動作がそれぞれ開始される。先ず、交換レンズ２の動作から説明する。Ｓ１０でレンズ振れ検出部１７により、レンズ側の振れ量を取得する処理が行われる。次のＳ１１にてレンズ制御部１５は、通信によってカメラ制御部５から送信されたカメラ側の振れ量を受信する。カメラ側の振れ量はカメラ振れ検出部１２によって既に取得されているものとする。

Ｓ１２で振れ検出信号の補正部３０６は、前記処理によってレンズ側の振れ検出信号に対する補正量を算出する。Ｓ１３では、レンズ振れ検出部１７により検出された振れ量からＳ１２で算出済みの補正量を減算する処理が行われる。つまりレンズ側の振れ検出信号の低周波信号成分がカメラ側の振れ検出信号で補正される。さらに、Ｓ１４で目標生成部３０２は、低周波信号成分が補正された振れ検出信号から目標値に対応する振れ補正量を算出する。

次のＳ１５で補正比率ゲイン部３０３は、レンズ振れ補正部１８の補正割合を決定するための補正比率に対応するゲインを、目標生成部３０２の出力に乗算して加算器３０４へ出力する。Ｓ１６では、レンズ位置検出部２０により補正レンズの位置情報が取得される。Ｓ１７にて加算器３０４はＳ１５で算出された像ブレ補正の目標位置と、Ｓ１６で取得された補正レンズの検出位置との差を算出し、サーボ制御器３０５は差に対応するフィードバック制御量を算出する。Ｓ１８でレンズ振れ補正部１８は、Ｓ１７で演算されたフィードバック制御量に応じて補正レンズを移動させることで像ブレ補正を行う。Ｓ１９で一連の処理を終える。

一方、レンズ側の像ブレ補正動作と並行して、Ｓ２０よりカメラ側の像ブレ補正動作が実行される。Ｓ２１ではカメラ振れ検出部１２によりカメラ側の振れ量を取得する処理が行われる。次にＳ２２でカメラ制御部５は、Ｓ２１でカメラ振れ検出部１２により検出されたカメラ側の振れ量をレンズ制御部１５へ送信する。次にＳ２３でカメラ側の目標生成部３０７は、カメラ振れ検出部１２による検出信号（角速度信号等）を、不図示の積分器で積分処理することにより、カメラ側の目標値に対応する振れ補正量を算出する。

さらにＳ２４では補正比率ゲイン部３０８が、撮像素子の振れ補正部１３の補正割合を決定するための補正比率に対応するゲインを、目標生成部３０７の出力に乗算して加算器３０９へ出力する。Ｓ２５では、位置検出部２１により撮像素子の位置情報が取得される。Ｓ２６にて加算器３１４は、Ｓ２４で算出された像ブレ補正の目標値と、Ｓ２５で取得された撮像素子６の検出位置との差を算出し、サーボ制御器３１０は差に対応するフィードバック制御量を算出する。Ｓ２７にて撮像素子の振れ補正部１３は、Ｓ２６で演算されたフィードバック制御量に応じて撮像素子６を移動させることで像ブレ補正を行う。Ｓ２８で一連の処理を終える。

以上のように、交換レンズ２および本体部がそれぞれ備える振れ検出部により検出された振れ量に対して、補正比率にしたがってレンズ振れ補正部１８および撮像素子の振れ補正部１３を同時に駆動することで像ブレ補正が行われる。

次に図７（Ａ）および（Ｂ）を参照して、補正制御器３１３のゲインと補正帯域制限部３１６の制限帯域の変更について説明する。図７（Ａ）は横軸に示す本体部と交換レンズとの間の通信周期（通信時間間隔）と、縦軸に示す補正制御器３１３のゲイン値との関係を表す。図７（Ｂ）は横軸に示す通信周期と、縦軸に示す補正帯域制限部３１６の制限周波数との関係を表す。

本実施形態では、カメラ制御部５が電気接点１４を介した通信により、カメラ振れ検出信号をレンズ制御部１５へ送信する。そのため、通信周期が長くなるにつれてカメラ振れ検出信号には、実際の振れに対して時間の遅れが発生する。振れ検出信号の補正部３０６では、受信されたカメラ振れ検出信号とレンズ振れ検出信号から振れ角度信号を生成する際、通信遅れによってレンズ振れ信号とカメラ振れ信号との間に位相ずれが発生する。位相ずれの影響は検出された振れの周波数が高くなるほど大きくなる。そのため、より高い周波数帯域まで位相ずれが発生したカメラ振れ検出信号でレンズ振れ検出信号を補正した場合、高周波な振れ検出信号に検出誤差が発生する可能性がある。そこで図７（Ａ）に示すように、本体部と交換レンズ２との間の通信周期が長くなるほど、補正制御器３１３のゲインを小さくする制御が行われる。また図７（Ｂ）に示すように、通信周期が長くなるほど、補正帯域制限部３１６の制限周波数を低くする設定が行われる。

次に図７（Ｃ）および（Ｄ）を参照して、カメラ振れ検出部１２の低周波ノイズ量と、補正制御器３１３のゲインおよび補正帯域制限部３１６の帯域制限との関係について説明する。低周波ノイズはドリフト成分、基準値オフセット成分、揺らぎ量等の成分である。図７（Ｃ）は、横軸に示すカメラ振れ検出部１２の低周波ノイズ量と、縦軸に示す補正制御器３１３のゲイン値との関係を表す。図７（Ｄ）は、横軸に示すカメラ振れ検出部１２の低周波ノイズ量と、縦軸に示す補正帯域制限部３１６の制限周波数との関係を表す。本実施形態は、低周波振れ検出性能の低い振れ検出部によるレンズ振れ検出信号を、低周波振れ検出性能の高い振れ検出部によるカメラ振れ検出信号で補正する構成である。この場合、カメラ振れ検出部１２の内部温度が高くなる等の要因によって、その低周波の温度ドリフト、低周波の揺らぎ量が大きくなった場合、レンズ振れ検出信号の低周波信号成分の誤補正が懸念される。そこで本実施形態では、図７（Ｃ）に示すように、カメラ振れ検出部１２の低周波ノイズ量が大きくなるほど、補正制御器３１３のゲインを小さくする制御が行われる。また図７（Ｄ）に示すように、カメラ振れ検出部１２の低周波ノイズ量が大きくなるほど、補正帯域制限部３１６の制限周波数を低くする設定が行われる。

以上に説明した各条件に応じて、補正制御器３１３のゲインの制御および補正帯域制限部３１６の制限帯域の設定変更が行われるので、振れ検出性能、ひいては像ブレ補正性能を向上させることが可能である。

図８および図９を参照して、本実施形態の効果について説明する。図８は、補正制御器３１３のゲインおよび補正帯域制限部３１６の制限帯域を第１の設定にしたときの、振れ検出情報および補正量の関係を表す波形の一例を示す。また、図９は、補正制御器３１３のゲインおよび補正帯域制限部３１６の制限帯域を第２の設定にしたときの、振れ検出情報および補正量の関係を表す波形の一例を示す。第１の設定において補正部３０６内の補正制御器３１３により構成される閉ループ系と補正帯域制限部３１６により決まる周波数特性は図４（Ａ）に対応する。第１の設定に比べて低い第２の設定における周波数特性は図４（Ｂ）に対応する。各図の横軸は時間軸であり、縦軸は諸量を表している。

図８（Ａ）に示す点線のグラフ線Ｌ１は、レンズ振れ検出部１７によって検出された振れ検出信号の波形を示す。実線のグラフ線Ｌ２はカメラ振れ検出部１２によって検出された振れ検出信号の波形を示す。１点鎖線のグラフ線Ｌ３は、第１の設定で振れ検出信号の補正部３０６が算出した振れ検出信号の補正量を示している。縦軸は角速度で表した振れ量のデジタル値を示している。レンズ振れ検出信号に係る振れ量（Ｌ１参照）はカメラ振れ検出信号に係る振れ量（Ｌ２参照）に対して、基準値のオフセット（波形の振れ基準値がゼロからプラス方向にずれている成分）があり、位相がずれている。第１の設定で補正部３０６により算出された振れ検出信号の補正量（Ｌ３参照）からわかるように、時刻０から基準オフセットずれ量が推定される。２つの波形（Ｌ１とＬ２）の位相ずれ成分の誤差量が高周波まで推定されている。

図８（Ｂ）に示すグラフ線Ｌ４は、振れ検出信号の補正部３０６が算出した補正量を用いて補正されたレンズ振れ検出信号から、レンズ側の目標生成部３０２が算出した目標値に対応する信号（目標信号という）を表す。１点鎖線のグラフ線Ｌ４は実線のグラフ線Ｌ５とほぼ一致しているため、グラフ線同士が重なっている。実線のグラフ線Ｌ５は、カメラ振れ検出信号からカメラ側の目標生成部３０７が算出した目標信号を表す。点線のグラフ線Ｌ６は、振れ検出信号の補正部３０６が算出した補正量を用いる補正が行われない場合（非補正時）の、レンズ振れ検出信号から目標生成部３０２が算出した目標信号を表す。縦軸は角度振れ量のデジタル値を示している。点線のグラフ線Ｌ６に示すように、非補正時のレンズ側の目標信号は、レンズ振れ検出信号に含まれる低周波ノイズの影響を受けて、目標生成部３０２内の積分誤差によるドリフトが発生している。一方、グラフ線Ｌ４を参照すると、振れ検出信号の補正量を用いて補正が行われる場合には、低周波ノイズが補正されるので、レンズ側の目標信号とカメラ側の目標信号とがほぼ一致していることがわかる。つまり良好な補正量が算出されている。

図８（Ｃ）に示す点線のグラフ線Ｌ７は、実際の振れ量と、非補正時のレンズ側の目標信号との差分である、補正残り信号を表す。実線のグラフ線Ｌ８は、実際の振れ量と、振れ検出信号の補正量を用いて補正が行われたときのレンズ側の目標信号との差分である、補正残り信号を表す。縦軸は角度振れ補正残り量のデジタル値を示している。グラフ線Ｌ７では目標信号の積分ドリフト誤差の影響で補正残りが大きく発生しているのに対して、グラフ線Ｌ８では補正残りが殆ど発生せず、良好に像ブレ補正が行われていることがわかる。

図９には、第２の設定において、振れ検出信号の補正部３０６が算出した補正量を用いた場合を示す。各波形（実線、１点鎖線、点線のグラフ）については図８で説明した物理量と同様のものを示し、各グラフ線Ｌ９からＬ１６は図８のＬ１からＬ８にそれぞれ対応している。図９での相違点は、第１の設定に対して第２の設定の場合、補正制御器３１３のゲインが低く、また補正帯域制限部３１６のＬＰＦのカットオフ周波数が低いことである。そのため、レンズ振れ検出信号の低周波信号成分を、カメラ振れ検出信号の低周波信号成分で補正する際の周波数帯域が低くなっている。グラフ線Ｌ１６を参照すると、レンズ振れ検出信号に含まれる低周波揺らぎ成分が除去しきれずに、第１の設定時と比べて振れ補正残りが発生している。

本実施形態にて、振れ検出信号の補正部３０６はレンズ振れ検出信号の低周波成分を、カメラ振れ検出信号の低周波成分で補うことで、像ブレ補正性能の向上を実現できる。また補正制御器３１３のゲインと補正帯域制限部３１６の帯域の変更によって、補正の割合を変更することができる。つまり、どの程度の周波数帯域まで、カメラ振れ検出信号をレンズ振れ検出信号の代わりに使用するかを決定する割合を動的に変更可能である。よって、振れ検出部のノイズ状況によらずに像ブレ補正性能を向上させることができる。

［第１実施形態の変形例］
図１０を参照して、第１実施形態の変形例について説明する。以下では第１実施形態との相違点を説明する。なお、第１実施形態と同様の事項については既に使用した符号や記号を用いることにより、それらの詳細な説明を省略する。このような説明の省略方法については後述の実施形態や変形例でも同じである。

第１実施形態では、レンズ振れ補正部１８および撮像素子の振れ補正部１３を有していて、複数の振れ補正部材を同時に駆動可能な像ブレ補正システムにおいて、レンズ制御部１５が振れ検出信号の補正部を有する構成を説明した。本発明の適用上、撮像装置の本体部とレンズ装置がそれぞれ振れ検出部を備えていればよく、本体部とレンズ装置がそれぞれ振れ補正部材を備える必要はない。本変形例では、レンズ装置だけが振れ補正部材を備える構成を説明する。

図１０（Ａ）は、交換レンズ２がレンズ振れ補正部１８を有し、本体部が撮像素子の振れ補正部１３を有していない例を示すブロック図である。レンズ制御部１５は振れ検出信号の補正部３０６を有しており、レンズ振れ補正部１８のみで像ブレ補正が行われる。よって、補正比率を決定するためのレンズ側の補正比率ゲイン部３０３は設けられていない。

図１０（Ｂ）は、カメラ制御部５が振れ検出信号の補正部３０６を備える例を示すブロック図である。レンズ振れ補正部１８のみで像ブレ補正が行われる点は、図１０（Ａ）と同じであるが、レンズ制御部１５は、振れ検出信号の補正部３０６による補正量の信号をカメラ制御部５から受信する。レンズ制御部１５の処理負荷や処理能力に制約がある場合には、カメラ制御部５が補正部３０６を備える方がよい。ただし、この構成では、カメラ制御部５は通信によってレンズ振れ検出信号をレンズ制御部１５から取得して振れ検出信号の補正量を演算し、補正量の信号をレンズ制御部１５へ送信する必要がある。そのため、カメラ制御部５およびレンズ制御部１５は通信による遅延時間の影響に対処した処理を行う。

本変形例によれば、振れ検出部をそれぞれ有する本体部とレンズ装置から成る撮像システムが複数の振れ補正部材を備えていない場合でも、像ブレ補正性能を向上させることができる。

［第２実施形態］
図１１から図１３を参照して、本実施形態の撮像装置について説明する。本実施形態では、図５のＳ５にて、レンズ振れ検出部１７に比べてカメラ振れ検出部１２の検出性能が低いと判定され、Ｓ８で第２のモードが設定される。第１実施形態との相違点のみ説明する。

図１１は、本実施形態のレンズ制御部１５およびカメラ制御部５の構成を示すブロック図である。カメラ振れ検出信号は、レンズ振れ検出信号に基づいて補正される。つまりカメラ制御部５は振れ検出信号の補正部７０１を備え、加算器７０２は、補正部７０１が算出した振れ検出信号の補正量を、カメラ振れ検出信号から減算する。目標生成部３０７は加算器７０２の出力である、補正されたカメラ振れ検出信号から、撮像素子の振れ補正部１３の目標信号を演算して補正比率ゲイン部３０８に出力する。

図１２は振れ検出信号の補正部７０１の構成を示すブロック図である。第１の積分器３１２はレンズ振れ検出信号の積分処理を行い、加算器３１４へ出力する。補正制御器３１３は加算器３１４の出力を取得して補正量を算出する。補正制御器３１３の出力は加算器３１１，７０２にそれぞれ送られる。加算器３１１はカメラ振れ検出信号から補正制御器３１３の出力を減算して第２の積分器３１５へ出力する。第２の積分器３１５は加算器３１１の出力の積分処理を行い、加算器３１４へ出力する。加算器３１４は第２の積分器３１５の出力から第１の積分器３１２の出力を減算して補正制御器３１３へ出力する。加算器７０２はカメラ振れ検出信号から補正制御器３１３の出力を減算して目標生成部３０７へ出力する。

図１３は、本実施形態におけるレンズ制御部１５およびカメラ制御部５による像ブレ補正処理を説明するフローチャートである。図６との相違点は以下のとおりである。
・レンズ側の像ブレ補正処理から、Ｓ１１（カメラ側振れ量受信）、Ｓ１２（レンズ側振れ検出信号補正量算出）、Ｓ１３（レンズ側振れ量から検出信号補正量減算）の各ステップが削除されていること。
・Ｓ８１（カメラにレンズ側振れ量送信）がＳ１０の次に追加されていること。本実施形態ではレンズ制御部１５からカメラ制御部５へレンズ振れ検出信号が送信される。
・カメラ側の像ブレ補正処理にてＳ２１とＳ２３との間に、Ｓ８２〜Ｓ８４のステップが追加されていること。

カメラ制御部５はＳ８２でレンズ側の振れ量の信号を受信し、次のＳ８３でカメラ側の振れ検出信号の補正量を算出する。そしてＳ８４でカメラ制御部５は、カメラ側の振れ量を示す振れ検出信号から補正量の信号を減算する処理を行う。

本実施形態では、カメラ振れ検出部１２の方がレンズ振れ検出部１７よりも低周波振れ検出性能が低いことを前提とする。補正部７０１がカメラ振れ検出信号の低周波成分をレンズ振れ検出信号の低周波成分で補うことにより、像ブレ補正性能の向上を実現できる。

［第２実施形態の変形例］
図１４を参照して、第２実施形態の変形例を説明する。図１４（Ａ）に示す構成が図１１と異なる点は、撮像システムが撮像素子の振れ補正部１３のみを有し、レンズ振れ補正部１８を有していないことである。この場合、カメラ制御部５は振れ検出信号の補正部７０１を有しており、撮像素子の振れ補正部１３のみで像ブレ補正を行う。そのため、補正比率を決定するための補正比率ゲイン部３０８は設けられていない。

図１４（Ｂ）は、本体部が撮像素子の振れ補正部１３を備える点で図１４（Ａ）と同様であるが、レンズ制御部１５が振れ検出信号の補正部７０１を備える例を示す。第１実施形態の変形例と同様に、カメラ制御部５の処理負荷や処理能力の制約によっては、補正部７０１をレンズ制御部１５が備えることが有効である。ただし、この場合にはレンズ制御部１５が通信によってカメラ振れ検出信号をカメラ制御部５から取得し、振れ検出信号の補正量を演算してカメラ制御部５へ送信する必要がある。そのため、カメラ制御部５およびレンズ制御部１５は通信による遅延時間の影響に対処した処理を行う。

本変形例によれば、振れ検出部をそれぞれ有する本体部とレンズ装置から成る撮像システムが複数の振れ補正部材を備えていない場合でも、像ブレ補正性能を向上させることができる。

［第３実施形態］
図１５から図１７を参照して、本実施形態の撮像装置について説明する。本実施形態においては第１実施形態と同様に、レンズ振れ検出部１７の方がカメラ振れ検出部１２よりも低周波振れ検出性能が低いことを前提とする。すなわち、振れ検出信号の補正部３０６によって、レンズ振れ検出信号の低周波成分をカメラ振れ検出信号の低周波成分で補う構成である。レンズ振れ検出信号およびカメラ振れ検出信号からそれぞれ算出される目標信号に基づいてレンズ振れ補正部１８および撮像素子の振れ補正部１３が駆動される。本実施形態は、振れ補正部材の実際の位置から逆算した補正目標位置に誤差が生じた場合に補正する手段を有する点で第１実施形態と異なる。

図１５は、本実施形態のレンズ制御部１５およびカメラ制御部５によって実行される像ブレ補正に関連する構成を詳細に示すブロック図である。図２との相違点は以下のとおりである。
・加算器１００１が加算器３０１と目標生成部３０２との間に配置されていること。
・加算器１００９が目標生成部３０２と補正比率ゲイン部３０３との間に配置されていること。
・レンズ側の補正比率逆ゲイン部１００６と加算器１００７が設けられていること。
・速度補正制御器１００２、微分器１００３、位置補正制御器１００４、帯域制限部１００５が追加されていること。
これらの構成要素はレンズ制御部１５内に構成されている。
・カメラ制御部５内には補正比率逆ゲイン部１００８が設けられていること。

以上の構成を有する撮像装置における振れ補正部材の位置補正処理について説明する。まずレンズ制御部１５は、レンズ振れ検出部１７から振れ検出信号を取得する。加算器３０１は、取得した振れ検出信号から、補正部３０６が算出した補正量の信号を減算して加算器１００１へ出力する。

加算器１００１は、加算器３０１の出力から、後述する速度補正制御器１００２の出力を減算して目標生成部３０２へ出力する。目標生成部３０２は積分器により、加算器１００１の出力に対する積分処理を行い、レンズ振れ補正部１８に対する振れ補正量を算出する。加算器１００９は目標生成部３０２により算出された振れ補正量から、後述の位置補正制御器１００４により演算された位置補正量を減算する。補正比率ゲイン部３０３は加算器１００９の出力に対して補正比率に対応するゲインを乗算することで、所定の割合の振れ補正目標値の信号を加算器３０４へ出力する。

加算器３０４は振れ補正目標値の信号から、レンズ位置検出部２０による位置検出信号を減算して、レンズ側のサーボ制御器３０５に出力する。サーボ制御器３０５はレンズ振れ補正部１８への駆動信号を生成して補正レンズを駆動する。このようにして、レンズ振れ検出部１７によって検出された振れ量のうち、補正比率ゲイン部３０３により決定された所定の割合の振れ量がレンズ振れ補正部１８により補正される。

一方、カメラ制御部５はカメラ振れ検出部１２から振れ検出信号を取得する。目標生成部３０７は積分器により振れ検出信号を積分することで、撮像素子の振れ補正部１３に対する振れ補正量を算出する。補正比率ゲイン部３０８は、目標生成部３０７により算出された振れ補正量に対して補正比率に対応するゲインを乗算することで、所定の割合の振れ補正目標値の信号を加算器３０９へ出力する。

加算器３０９は、振れ補正目標値の信号から、撮像素子の位置検出部２１による位置検出信号を減算してカメラ側のサーボ制御器３１０へ出力する。サーボ制御器３１０は加算器３０９の出力に基づき、撮像素子の振れ補正部１３への駆動信号を生成して撮像素子６を駆動する。このようにして、カメラ振れ検出部１２によって検出された振れ量のうち、補正比率ゲイン部３０８により決定された所定の割合の振れ量が振れ補正部１３により補正される。

ここまでは、レンズ振れ検出部１７およびカメラ振れ検出部１２のそれぞれが、撮像装置の振れを同程度に正しく検出できている場合を想定している。この場合、レンズ振れ補正部１８および撮像素子振れ補正部１３を所定の割合で同時に駆動することで良好に像ブレ補正を行うことができる。しかし、実際の撮像システムにおいて、交換レンズ２および本体部の組み合わせによっては、レンズ振れ検出部１７およびカメラ振れ検出部１２の検出性能の差が閾値以上の場合もあり得る。この場合、振れ検出信号の補正部３０６は、複数の振れ検出部の検出性能差に関する補正を行うが、実際にはその後段の目標値の演算処理の演算誤差等の要因によって、レンズ側目標値とカメラ側目標値とが厳密には一致しないことが懸念される。像ブレ補正の目標値の演算誤差が許容誤差を超えると、複数の振れ補正部が同時に駆動されたときに、あらかじめ決められた割合で駆動が行われず、良好な像ブレ補正を行えなくなるという問題が発生する。

そこで本実施形態では、以下の制御が行われる。まず、カメラ側の補正比率逆ゲイン部１００８は撮像素子６の位置検出部２１による位置検出信号を取得する。この位置検出信号のもつ情報は、カメラ側の補正比率ゲイン部３０８により所定の割合のゲインが乗算された信号に対応する情報である。補正比率逆ゲイン部１００８は補正比率ゲイン部３０８のゲイン値の逆数を算出し、逆数を位置検出部２１による位置検出信号に乗算してレンズ制御部１５へ送信する。レンズ制御部１５は電気接点１４を介した通信により、補正比率逆ゲイン部１００８の出力信号を取得し、当該信号は加算器１００７に入力される。

レンズ側の補正比率逆ゲイン部１００６はレンズ位置検出部２０による位置検出信号を取得し、補正比率ゲイン部３０３のゲイン値の逆数を算出する。補正比率逆ゲイン部１００６は、逆数をレンズ位置検出部２０による位置検出信号に乗算して加算器１００７へ出力する。レンズ制御部１５では、補正比率逆ゲイン部１００６，１００８の出力信号の処理を加算器１００７が行う。加算器１００７は、カメラ側の補正比率逆ゲイン部１００８の出力から、レンズ側の補正比率逆ゲイン部１００６の出力を減算し、差分値の信号を帯域制限部１００５に出力する。

帯域制限部１００５は、加算器１００７の出力に対して所定の周波数帯域の信号に制限する。帯域制限部１００５は入力信号から低周波成分を抽出するローパスフィルタ、または、特定の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタを備える。帯域制限された信号は位置補正制御器１００４および微分器１００３に入力される。

位置補正制御器１００４は帯域制限部１００５の出力に基づいて位置補正量を算出して加算器１００９へ出力する。位置補正制御器１００４は比例制御、積分制御等によるフィードバック制御器を用いて実現できる。加算器１００９は目標生成部３０２の出力から位置補正量を減算して補正比率ゲイン部３０３へ出力する。位置補正量は、レンズ振れ補正部１８に対する振れ補正量と撮像素子の振れ補正部１３に対する振れ補正量との差に対応する位置差を帯域制限した値から演算される補正量である。

また、微分器１００３によって帯域制限部１００５の出力に対して微分演算を行うことで振れ補正速度の差分値が算出される。速度補正制御器１００２は微分器１００３による振れ補正速度の差分値から速度補正量を算出して加算器１００１へ出力する。速度補正制御器１００２は比例制御、積分制御等によるフィードバック制御器を用いて実現できる。

加算器１００１は、加算器３０１の出力から、速度補正制御器１００２による速度補正量を減算する。速度補正量は、レンズ振れ補正部１８に対する振れ補正量と撮像素子の振れ補正部１３に対する振れ補正量との差に対応する位置差を帯域制限して微分した値から演算される補正量である。

本実施形態では、位置補正制御器１００４により、振れ補正量の差分値がゼロになるように算出された位置補正量が加算器１００９を介してフィードバックされる。さらには速度補正制御器１００２により、振れ補正速度の差分値がゼロになるように算出された速度補正量が加算器１００１を介してフィードバックされる。加算器１００９から出力される、レンズ振れ検出信号に基づいて算出される振れ補正量は、カメラ振れ検出信号に基づいて算出される振れ補正量に一致し、または両者の差が低減されるように補正される。

本実施形態では、位置補正制御器１００４および速度補正制御器１００２を用いる構成を説明したが、どちらか一方のみを使用する実施形態でもよい。レンズ振れ検出部１７とカメラ振れ検出部１２との特性差によって、レンズ側の目標生成部３０２およびカメラ側の目標生成部３０７がそれぞれ算出する目標信号に対応する補正量にずれが生じたとしても、補正制御器により両者が一致するように補正される。よって、レンズ振れ補正部１８および撮像素子振れ補正部１３の同時駆動時に良好に像ブレ補正を行うことができる。また速度補正制御器１００２、微分器１００３、位置補正制御器１００４、帯域制限部１００５、加算器１００１，１００７，１００９をカメラ制御部５内に設けて目標信号に対応する補正量のずれを補正する実施形態が可能である。

次に図１６および図１７のフローチャートを参照して、本実施形態における像ブレ補正処理について第１実施形態との相違点のみ説明する。レンズ側の像ブレ補正動作では、Ｓ１１０１で加算器１００１が、Ｓ１３で算出された補正量の減算後のレンズ振れ検出信号から、速度補正制御器１００２が算出した速度補正量を減算する。Ｓ１１０２で加算器１００９は、目標生成部３０２によりＳ１４で算出された振れ補正量から、位置補正制御器１００４により算出された位置補正量を減算する。

図１７にてＳ１８の次のＳ１１０３で補正比率逆ゲイン部１００６は、補正レンズの位置検出信号に対してレンズ側補正比率の逆ゲインを乗算することで、レンズ振れ検出信号に基づく振れ補正量を算出する。さらにＳ１１０４にてレンズ制御部１５は通信によって、カメラ制御部５から送信された補正比率逆ゲイン部１００８の出力信号を受信する。

Ｓ１１０５で加算器１００７は、Ｓ１１０３およびＳ１１０４で取得されたレンズ側とカメラ側の振れ補正量の誤差を算出する。Ｓ１１０６で位置補正制御器１００４は振れ補正量の誤差をゼロにする位置補正量を算出して加算器１００９へ出力する。加算器１００９は目標生成部３０２から位置補正量を減算する（Ｓ１１０２参照）。

Ｓ１１０７で微分器１００３は、Ｓ１１０６で算出された位置補正量の誤差の微分値、つまり振れ補正量の速度誤差を算出する。さらにＳ１１０８で速度補正制御器１００２は速度誤差をゼロにする速度補正量を算出して加算器１００１へ出力する。加算器１００１は加算器３０１の出力から速度補正量を減算する（Ｓ１１０１参照）。その後、Ｓ１９へ進む。

一方、カメラ側の像ブレ補正動作では、図１６のＳ２７の次に図１７のＳ１１０９に進む。Ｓ１１０９にて補正比率逆ゲイン部１００８は、撮像素子６の位置検出信号に対してカメラ側補正比率の逆ゲインを乗算することで、カメラ振れ検出信号に基づく振れ補正量を算出する。Ｓ１１１０にてカメラ制御部５は補正比率逆ゲイン部１００８の出力信号をレンズ制御部１５へ送信する。その後、Ｓ２８へ進む。

以上のように位置補正量および速度補正量によって、レンズ振れ補正量がカメラ振れ補正量に一致し、または両者の差が低減されるように補正されるので、検出性能の異なる振れ検出部を用いる場合でも振れ補正量のずれを補正することができる。本実施形態によれば第１実施形態の効果に加えて、レンズ振れ補正部１８および撮像素子の振れ補正部１３の同時駆動時における補正目標位置のずれを補正できる。

前記実施形態では、撮像システムが備える複数の振れ検出信号の差を低減する補正量によっていずれかの振れ検出信号を補正する処理が行われる。よって、交換レンズと本体部の双方が備える振れ検出部に性能差がある場合でも、通信による位相遅れの影響を受けずに、像ブレ補正性能を向上させることができる。

５ カメラシステム制御部
６ 撮像素子
１２ カメラ振れ検出部
１３ 撮像素子の振れ補正部
１５ レンズシステム制御部
１７ レンズ振れ検出部
１８ レンズ振れ補正部

Claims (21)

1. レンズ装置を本体部に装着可能な撮像装置であって、
   画像の像ブレを補正する、前記レンズ装置または本体部が備える振れ補正手段と、
   前記レンズ装置が備える第１の振れ検出手段により検出される第１の振れ検出信号および前記本体部が備える第２の振れ検出手段により検出される第２の振れ検出信号を取得し、前記第２の振れ検出信号に基づく前記第１の振れ検出信号の補正量または前記第１の振れ検出信号に基づく前記第２の振れ検出信号の補正量を算出して補正を行う振れ検出信号の補正手段と、
   前記補正量により補正された前記第１または第２の振れ検出信号を用いて前記振れ補正手段を制御することで像ブレ補正の制御を行う制御手段と、を備える
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記振れ検出信号の補正手段は、前記第１の振れ検出信号と前記第２の振れ検出信号との差を低減する前記補正量を算出して前記第１または第２の振れ検出信号の補正を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記振れ検出信号の補正手段は、前記第１の振れ検出信号を積分した信号と前記第２の振れ検出信号を積分した信号との差分信号を用いて比例制御または積分制御により前記補正量を算出する
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記本体部および前記レンズ装置は互いに信号を送受信する通信手段を有しており、
   前記振れ検出信号の補正手段は、前記通信手段による通信の時間間隔に対応するゲインを前記差分信号に乗算する補正制御手段を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記補正制御手段は、前記通信の時間間隔が第１の値である場合に第１のゲイン値を決定し、前記通信の時間間隔が当該第１の値よりも長い第２の値である場合に当該第１のゲイン値よりも小さい第２のゲイン値を決定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記振れ検出信号の補正手段は、前記補正制御手段の出力信号を取得して該出力信号の周波数帯域を制限する帯域制限手段を有し、前記帯域制限手段は前記通信手段による通信の時間間隔に対応する制限周波数を設定する
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記帯域制限手段は、前記通信の時間間隔が第１の値である場合に前記制限周波数を第１の周波数の値に決定し、前記通信の時間間隔が当該第１の値よりも長い第２の値である場合に前記制限周波数を当該第１の周波数の値よりも小さい第２の周波数の値に決定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記振れ検出信号の補正手段は、前記第２の振れ検出信号に含まれる低周波ノイズ量に対応するゲインを前記差分信号に乗算する補正制御手段を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
9. 前記補正制御手段は前記低周波ノイズ量が第１の値である場合に第１のゲイン値を決定し、前記低周波ノイズ量が当該第１の値よりも大きい第２の値である場合に当該第１のゲイン値よりも小さい第２のゲイン値を決定する
   ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記振れ検出信号の補正手段は、前記補正制御手段の出力信号を取得して該出力信号の周波数帯域を制限する帯域制限手段を有し、前記帯域制限手段は前記第２の振れ検出信号に含まれる低周波ノイズ量に対応する制限周波数を設定する
    ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記帯域制限手段は、前記低周波ノイズ量が第１の値である場合に前記制限周波数を第１の周波数の値に決定し、前記低周波ノイズ量が当該第１の値よりも大きい第２の値である場合に前記制限周波数を当該第１の周波数の値よりも小さい第２の周波数の値に決定する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記振れ検出信号の補正手段は、前記第１および第２の振れ検出手段の検出性能を比較し、前記第１の振れ検出手段の検出性能が前記第２の振れ検出手段よりも低い場合、前記第２の振れ検出信号に基づく前記第１の振れ検出信号の補正量を算出して前記第１の振れ検出信号の補正を行う
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
13. 前記振れ検出信号の補正手段は、前記第１および第２の振れ検出手段の検出性能を比較し、前記第２の振れ検出手段の検出性能が前記第１の振れ検出手段よりも低い場合、前記第１の振れ検出信号に基づく前記第２の振れ検出信号の補正量を算出して前記第２の振れ検出信号の補正を行う
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
14. 前記振れ検出手段の検出性能は、温度に対する前記振れ検出信号の基準値の変動、または静止状態における前記振れ検出信号の基準値の変動、または静止状態においてあらかじめ定められた時間での前記振れ検出信号の変化量から決定される
    ことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の撮像装置。
15. 前記レンズ装置が第１の振れ補正手段を備え、前記本体部が第２の振れ補正手段を備える場合、
    前記制御手段は、前記第１の振れ検出信号を用いて算出される第１の補正量と前記第２の振れ検出信号を用いて算出される第２の補正量とのずれを補正する
    ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
16. 撮像装置の本体部に装着可能なレンズ装置であって、
    前記レンズ装置の振れを検出する第１の振れ検出手段と、
    前記本体部が備える第２の振れ検出手段の振れ検出信号を取得する取得手段と、
    画像の像ブレを補正する振れ補正手段と、
    前記第１の振れ検出手段により検出される第１の振れ検出信号および前記第２の振れ検出手段により検出される第２の振れ検出信号を用いて、前記第２の振れ検出信号に基づく前記第１の振れ検出信号の補正量を算出して補正を行う振れ検出信号の補正手段と、
    前記補正量により補正された前記第１の振れ検出信号を用いて前記振れ補正手段を制御することで像ブレ補正の制御を行う制御手段と、を備える
    ことを特徴とするレンズ装置。
17. 前記レンズ装置が第１の振れ補正手段を備え、前記本体部が第２の振れ補正手段を備える場合、
    前記制御手段は、前記第１の振れ検出信号を用いて算出される第１の補正量と前記第２の振れ検出信号を用いて算出される第２の補正量とのずれを補正する
    ことを特徴とする請求項１６に記載のレンズ装置。
18. 撮像装置の本体部に装着可能なレンズ装置であって、
    前記レンズ装置の振れを検出する第１の振れ検出手段と、
    前記本体部が備える第２の振れ検出手段の振れ検出信号を取得する取得手段と、
    前記第１の振れ検出手段により検出される第１の振れ検出信号および前記第２の振れ検出手段により検出される第２の振れ検出信号を用いて、前記第１の振れ検出信号に基づく前記第２の振れ検出信号の補正量を算出する算出手段と、
    前記算出手段によって算出された前記補正量の信号を前記本体部に送信する通信手段と、を備える
    ことを特徴とするレンズ装置。
19. レンズ装置を本体部に装着可能な撮像装置にて実行される制御方法であって、
    前記レンズ装置が備える第１の振れ検出手段により検出される第１の振れ検出信号および前記本体部が備える第２の振れ検出手段により検出される第２の振れ検出信号を取得する工程と、
    前記第２の振れ検出信号に基づく前記第１の振れ検出信号の補正量または前記第１の振れ検出信号に基づく前記第２の振れ検出信号の補正量を算出して振れ検出信号の補正を行う工程と、
    前記補正量により補正された前記第１または第２の振れ検出信号を用いて、前記レンズ装置または本体部が備える振れ補正手段を制御することにより、画像の像ブレ補正の制御を行う工程と、を有する
    ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
20. 振れを検出する第１の振れ検出手段および画像の像ブレを補正する振れ補正手段を備え、撮像装置の本体部に装着可能なレンズ装置にて実行される制御方法であって、
    前記本体部が備える第２の振れ検出手段の振れ検出信号を取得する工程と、
    前記第１の振れ検出手段により検出される第１の振れ検出信号および前記第２の振れ検出手段により検出される第２の振れ検出信号を用いて、前記第２の振れ検出信号に基づく前記第１の振れ検出信号の補正量を算出して前記第１の振れ検出信号の補正を行う工程と、
    前記補正量により補正された前記第１の振れ検出信号を用いて前記振れ補正手段を制御することにより、像ブレ補正の制御を行う工程と、を有する
    ことを特徴とするレンズ装置の制御方法。
21. 振れを検出する第１の振れ検出手段を備え、撮像装置の本体部に装着可能なレンズ装置にて実行される制御方法であって、
    前記本体部が備える第２の振れ検出手段の振れ検出信号を取得する工程と、
    前記第１の振れ検出手段により検出される第１の振れ検出信号および前記第２の振れ検出手段により検出される第２の振れ検出信号を用いて、前記第１の振れ検出信号に基づく前記第２の振れ検出信号の補正量を算出する工程と、
    算出された前記補正量の信号を前記本体部に送信する工程と、を有する
    ことを特徴とするレンズ装置の制御方法。
    
    
    
    

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