JP2022155134A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周辺部に残る振れの影響を軽減するように手振れ補正を制御する制御装置を提供する。【解決手段】 制御装置は、光学素子を移動する第１の像振れ補正手段と、撮像素子を移動する第２の像振れ補正手段との駆動モードを、焦点距離を示す情報に基づいて選択する選択手段と、選択された駆動モードで第１と第２の像振れ補正手段を駆動させる駆動制御手段を備える。選択手段は、焦点距離が第１の値であるときは第１の駆動モード、第１の値よりも長い第２の値のときは第２の駆動モードを選択する。駆動制御手段は、第１の駆動モードが選択されている場合、振れ量が閾値以下の場合は、第１の像振れ補正手段が振れ量に基づいて駆動するように駆動制御する。また、第２の駆動モードが選択されている場合、第１と第２の像振れ補正制御手段とが振れ量と所定の駆動比率とに基づいて駆動するように駆動制御する。【選択図】 図２

Description

本発明は撮像装置に関し、特に像振れ補正のために撮像素子および撮影光学系を駆動制御する手段を有する撮像装置に関する。

デジタルカメラシステムにおいて、たとえば特許文献１に示すような、像振れ補正手段がカメラ本体とレンズ装置との双方に存在し、それらを用いてカメラ本体に加わる振れに起因する画質の低下を防ぐ技術が開示されている。これによれば、カメラ本体に加わる振れ量に基づいて、カメラ本体が備えるカメラ側像振れ補正手段が撮像素子を光軸と垂直な平面において移動させる。これにより、撮影光学系の一部である補正光学系（ブレ補正レンズ群）を光軸と垂直な平面において移動させるだけでは得られない大きな像振れ補正角が得られ、より大きな振れにも対応が可能となる。尚、本明細書において、補正角とは、像振れ補正手段により補正可能な振れ角度のことを指す。

特開２０１５－１４１３９１号公報

一般に、特許文献１のようなカメラシステムにおいて、レンズ装置が有する撮影光学系の焦点距離が短く、レンズ装置がいわゆる広角なレンズである場合、焦点距離が長い場合よりも、撮像素子を駆動するカメラ側像振れ補正手段の像振れ補正角は大きくなる。しかしながら、レンズ装置が広角である場合、カメラ側像振れ補正手段により撮像素子を移動させると、撮像素子の中央部（光軸を通る光が入射する位置）と周辺部（光軸から離れた領域）とで適切な像振れ補正量に差が生じることがある。これにより、中央で像振れの影響による画質低下が軽減されても、周辺では軽減が限定的となることが本発明の発明者らによって明らかになった。この点について図６を用いて詳述する。

図６は、カメラ側像振れ補正手段が撮像素子９０１を、点線で示す位置から、距離ｄ_１０だけ紙面の上方に移動した様子を示す模式図である。これはカメラシステム全体がブレによってθだけ回転したことに対応して、カメラ側像振れ補正手段が撮像素子９０１を距離ｄ_１０移動させたものである。しかしながら、図６に示す撮影光学系９０２は焦点距離ｆが短いため、中央部と周辺部とでは、同じθ回転した場合に生じる像の移動量が一致しないことが分かる。より具体的には、カメラシステム全体がθ回転した場合、撮像素子の中央部では、被写体像の移動量はｄ_１０であるが、周辺部では、被写体像の移動量はｄ_１０＋δとなる。よって、カメラシステムがθ回転したときに撮像素子９０１をｄ_１０移動させると、中央部では像振れ（＝ｄ_１０）の影響は除去できても、周辺部では像振れ（＝ｄ_１０＋δ）の影響は除去しきれないことになる。尚、中央部と周辺部とでの被写体像の移動量の差（δ）は撮影光学系９０２の特性により異なる。

本発明は、中央部と周辺部とでの被写体像の移動量の差が大きい場合であっても周辺部に残るブレの影響を軽減するように、レンズ装置、撮像装置、及びカメラシステムの少なくともいずれかを制御する制御装置を提供することをその目的とするものである。

本発明の一側面としての制御装置は、撮影光学系に含まれる光学素子を移動することで、撮影光学系の光軸の方向を変更する第１の像振れ補正手段と、前記撮影光学系を透過した光により結像された被写体像を撮像する撮像素子を、前記光軸と垂直な平面において移動する第２の像振れ補正手段との駆動を制御する制御装置であって、前記撮影光学系の焦点距離を示す情報を取得し、前記焦点距離を示す情報に基づいて、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段との駆動モードを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された駆動モードで前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段とを駆動させる駆動制御手段と、を備え、前記選択手段は、前記焦点距離が第１の値であるときは第１の駆動モードを選択し、前記焦点距離が前記第１の値よりも長い第２の値のときは前記第１の駆動モードを異なる第２の駆動モードを選択し、前記駆動制御手段は、前記第１の駆動モードが選択されている場合、前記撮像素子を備える撮像装置の振れ量が第１の閾値以下の場合は、前記第１の像振れ補正手段が前記振れ量に基づいて駆動するように駆動制御し、前記振れ量が前記第１の閾値よりも大きい場合、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段とが前記振れ量に基づいて駆動するように駆動制御し、前記第２の駆動モードが選択されている場合、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正制御手段とが前記振れ量と所定の駆動比率とに基づいて駆動するように駆動制御することを特徴とする。本発明のその他の側面については、以下で説明する実施の形態で明らかにする。

本発明により、焦点距離が短い場合に周辺部に残る前述のようなブレの影響を軽減するように、レンズ装置、撮像装置、及びカメラシステムの少なくともいずれかを制御する制御装置が提供可能である。

カメラシステム１０００の構成を説明する概略概念図である。 カメラ本体１の制御によりカメラシステム１０００が実施する像振れ補正動作を説明するためのフロー図である。 カメラ本体１の制御によりカメラシステム１０００が実施するレンズ側優先駆動制御を説明するためのフロー図である。 カメラ本体１の制御によりカメラシステム１０００が実施する協調制御を説明するためのフロー図である。 カメラ本体１の制御によりカメラシステム１０００が実施する像振れ補正動作を説明するための概略概念図である。 像高に応じた像振れ量の差異を説明する概略概念図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。尚、以下の実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。下記実施例には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１は、本実施例の撮像システム１０００の構成を説明する模式図である。図１（ａ）は、撮像システム１０００の中央断面図、図１（ｂ）は、撮像システム１０００の電気的構成を示すブロック図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例の撮像システム１０００は、カメラ本体１と、カメラ本体１に装着可能なレンズ装置２を備える。レンズ装置２は、像振れ補正光学系１９を含む、複数のレンズからなる撮影光学系３を有する。なお、点線４は、撮影光学系３の光軸を示している。また、カメラ本体１は、撮像素子６及び、撮像素子６を光軸と垂直な平面において移動させることで像振れを補正するカメラ側像振れ補正部７を有する。撮像システム１０００はいわゆるレンズ交換式の一眼カメラであって、円形のマウントブロック５を介して各種の交換レンズが着脱可能な構成となっている。マウントブロック５は、電気接点１２を有しており、マウントブロック５を介してレンズ装置２がカメラ本体１に装着されることにより、レンズ装置２とカメラ本体１とが通信可能に接続される。なお、本実施例では、レンズ交換式の一眼カメラを例に説明をするが、これには限定されず、レンズ交換式でないシステムにおいても本発明を適用することができる。

図１（ｂ）は、撮像システム１０００の概略構成を示すブロック図である。撮像システム１０００において、レンズ装置２の撮影光学系３の光軸４を中心とする撮影画角からの光線が撮影光学系３を透過し、カメラ本体１に配設された撮像素子６上に被写体像として結像される。被写体像は、撮像素子６の光電変換部（不図示）において光電変換され、電気信号となって画像処理部１０へと送信される。画像処理部１０では、画像信号が現像処理、ガンマ処理等を経て画像ファイル形式に変換され、カメラ制御部８によって不図示の不揮発性メモリに保存される。

カメラ本体１に配置された撮像素子６は、カメラ側像振れ補正部７によって光軸４に垂直な平面内を移動可能な構成となっている。カメラ側像振れ補正部７は、撮像素子を支持する支持部とアクチュエータとを有し、アクチュエータの駆動により、撮像素子を光軸に垂直な平面において移動させる。カメラ側像振れ補正制御部９は、カメラ制御部８の制御のもとにカメラ側像振れ補正部７を制御することで、カメラ側像振れ補正を行う。また、レンズ装置２の撮影光学系３の一部である像振れ補正光学系１９は、レンズ側像振れ補正制御部１６およびレンズ側像振れ補正部１５によって光軸４に垂直な平面内を移動可能な構成となっている。カメラ側像振れ補正部１５は、補正光学系１９を支持する支持部とアクチュエータとを有し、アクチュエータの駆動により、補正光学系１９を光軸に垂直な平面において移動させる。レンズ側像振れ補正制御部１６は、レンズ制御部１３の制御のもとにレンズ側像振れ補正部１５を制御することで、レンズ側像振れ補正を行う。

カメラ制御部８とレンズ制御部１３は、電気接点１２を介して通信によって協調し、各々カメラ側像振れ補正部７およびレンズ側像振れ補正部１５を用いて、撮像システム１０００に加わる不要な振動を低減するための駆動制御を行う。尚、本実施例では、カメラ制御部８がレンズ制御部１３に対して指示を送信して、レンズ制御部１３を介してレンズ側像振れ補正制御部１６、レンズ側像振れ補正部１５を制御することで、撮像システム１０００全体の像振れ補正を制御する例について説明をする。

レンズ側記憶部１４はレンズ装置２の現在の焦点距離情報や歪曲情報、レンズ側像振れ補正部１５が制御可能な像振れ補正角（補正光学系１９の可動範囲に対応する）などが記憶されている。これら焦点距離情報や歪曲情報、レンズ側像振れ補正部１５の像振れ補正角は、レンズ制御部１３によって、また、電気接点１２を介してカメラ本体１に配設されたカメラ制御部８によって参照される。カメラ制御部８は、受け取ったこれら焦点距離情報や歪曲情報、レンズ側像振れ補正部１５の制御可能な像振れ補正角に基づいて、カメラ側像振れ補正制御部９にカメラ側像振れ補正部７の駆動制御に関する指令を発出する。例えば、カメラ制御部８は、焦点距離に基づいて、カメラ側像振れ補正部７が制御可能な像振れ補正角を算出し、レンズ制御部と、二つの像振れ補正手段の駆動量比率を決定する。また、例えば、カメラ制御部８は、歪曲情報に基づいて、二つの像振れ補正手段の駆動量比率の決定方法を切り換えたりもする。この歪曲情報の利用による像振れ補正手段の制御方法については、その詳細を後述する。

尚、レンズ制御部１３が、カメラ本体１側から与えられる指示に応じて、不図示の各種制御部を介して各種制御手段を駆動制御する。例えば画像処理部１０で得られる被写体の焦点検出情報や測光情報に応じて、レンズ制御部１３は、不図示の焦点調節制御部や絞り制御部を介して不図示の焦点調節手段や絞り手段を駆動制御し、被写体像の結像状態や絞り状態を調節可能となっている。

図２～４は、撮像システム１０００が実行する像振れ補正動作を説明するためのフロー図である。前述の通り、撮像システム１０００が実施する像振れ補正動作は、カメラ制御部８が、レンズ制御部１３と互いに電気接点１２を介して通信を行いながら、レンズ側記憶部１４に記憶された情報等に基づいて２つの像振れ補正制御部の制御量を決定するものである。本フローは、図２に示す像振れ補正動作全体のフローと、図２中の「レンズ側優先制御（第１の駆動モード）」および「協調制御（第２の駆動モード）」と称するサブルーチンを説明するためのフロー（それぞれ図３、および図４）で構成される。

図２に示す像振れ補正動作全体のフローは、撮像システム１０００の電源投入、あるいはスリープ状態からの復帰などでスタートするものである。初めにステップＳ００１において、カメラ制御部８が電気接点１２及びレンズ制御部１３を介して、レンズ側記憶部１４に記憶されている、焦点距離情報ｆおよび歪曲情報ｄを取得する。前述の通り、焦点距離情報ｆは、撮影光学系３の現在の焦点距離情報であり、レンズ装置２がズームレンズの場合には、ズーム環操作等で変動するため、随時通信により更新される。また、歪曲情報ｄは、撮影光学系３が持つ、射影条件を示す情報であり、像の歪曲に帰着するため本明細書ではこのように呼称する。この歪曲情報は単純に射影条件が、カメラ側像振れ補正部７の移動に伴う撮像素子６と射影される像との相対移動量が、中央部（像高０付近）と周辺部（像高が大きい領域）とで所定以上の差があること（もしくは、ないこと）を示すフラグ情報であってもよい。あるいはこの歪曲情報は、カメラ側像振れ補正部７の移動伴う撮像素子６射影される像との相対移動量が、中央部と周辺部とでどのように変化するかを示す関数の形式であってもよい。

ステップＳ００２において、カメラ制御部８は、まずステップＳ００１で取得された焦点距離情報ｆが、あらかじめ定められた焦点距離ｆ_ｗｉｄｅよりも小さい、すなわちより広角であるか否かを判定する。より広角であると判定された場合には、ステップＳ００３へと進み、そうでないと判定された場合にはステップＳ００７へと進む。尚、焦点距離焦点距離ｆ_ｗｉｄｅは、本ステップにより、超広角であるかどうかを判定できる値とすることが好ましい。

ステップＳ００３において、カメラ制御部８は、ステップＳ００１で取得された歪曲情報ｄに基づいて、撮影光学系３があらかじめ定められた歪曲条件を満足するか否かを判定する。本フローにおいて、あらかじめ定められた歪曲条件は、撮像素子６が所定量移動した際に生じる、中央部と周辺部のそれぞれにおける、射影される像と撮像素子との相対移動量（それぞれｄ_０とｄ_ｒ）の比ｄ_ｔｈ（ただしｄ_ｔｈ＝ｄ_ｒ／ｄ_０）で規定される。ステップＳ００１で取得された歪曲情報ｄが閾値ｄ_ｔｈよりも大きければ真と判定する。ステップＳ００３において真であると判定された場合には、ステップＳ００４へと進み、偽と判定された場合にはステップＳ００７へと進む。言い換えると、図６のδに相当する値が閾値を超える場合はＳ００４に、閾値以下であればＳ００７へ進む判定がされる。

ステップＳ００４では、カメラ制御部８から本ステップに進んだことを通知されたレンズ制御部１３の制御により、レンズ側像振れ補正制御部１６が、レンズ側像振れ補正部１５の駆動制御を開始する。すでにこの駆動制御が開始している場合には、駆動制御を継続する。ステップＳ００７もステップＳ００４と同様に、レンズ側像振れ補正制御部１６が、レンズ側像振れ補正部１５の駆動制御を開始する。すでにこの駆動制御が開始している場合には、駆動制御を継続する。ステップＳ００４とステップＳ００７において、これ以降の駆動のために、例えばステップＳ００４での駆動制御ストローク（補正量の上限置）をステップＳ００７のそれよりも小さくしておいても良い。

ステップＳ００４およびステップＳ００７の次には、それぞれステップＳ００５およびステップＳ００８へと進む。ステップＳ００５およびステップＳ０００８では、カメラ制御部８が、撮影開始指示（ＳＷ２と呼ぶ）が入力された否かを判定する。より具体的には、撮像システム１０００に備えられたレリーズボタンが撮影者により押下されたか否かを検出し判定を行うものである。ステップＳ０００５において、レリーズボタンが押下されたことをカメラ制御部８が判定した場合には、ステップＳ００６へと進む。ステップＳ００８において、レリーズボタンが押下されたことをカメラ制御部８が判定した場合には、ステップＳ００９へと進む。ステップＳ００５およびステップＳ００８において、レリーズボタンの押下が検出されない場合には、ステップＳ００１へと戻り、改めて焦点距離情報ｆと歪曲情報ｄを取得する。これは、撮影者がズームレンズで焦点距離を変更する動作およびフォーカス状態を変更する動作の際に、焦点距離情報ｆおよび歪曲情報ｄが変動することに対応するためである。尚、ステップＳ００５、Ｓ００８では、撮影者によるレリーズボタンの押下以外の撮影開始指示の入力の有無を判定してもよい。例えば、カメラ本体１と無線接続された遠隔操作端末から撮影開始指示が入力されたか否かを判定してもよい。また、撮像素子６で得られた画像情報に基づいて、カメラ本体１が自動で撮影条件を検出することで撮影開始指示が入力される構成の場合、この撮影開始指示が入力されたか否かを判定してもよい。

ステップＳ００６では、カメラ制御部８は、レンズ制御部１３に対して後述するレンズ側優先制御を開始する指示を送信し、するレンズ側優先制御を開始する。このレンズ側優先制御は露光時間が完了するまで継続的に実施される。一方、ステップＳ００９では、カメラ制御部８は、レンズ制御部１３に対して後述する協調制御を開始する指示を送信し、後述する協調制御を開始する。この協調制御も露光時間が完了するまで継続的に実施される。つまり、本フローでは、焦点距離情報ｆと歪曲情報ｄとに基づいて、レンズ側優先制御と協調制御とのうち、いずれの駆動モードで像振れ補正を行うかを選択し、選択されたモードに基づいて像振れ補正を行う。尚、カメラ制御部８からレンズ制御部１３への、レンズ側優先制御と協調制御とのうち、いずれにモードで像振れ補正を行うかの指示のタイミングは特に問わない。例えば、ステップＳ００２、Ｓ０００３でどちらのモードを設定するかを決定したら直ちに選択結果に基づいて指示情報を送信してもよい。本実施例ではレンズ側像振れ補正制御部１６とレンズ側像振れ補正部１５も、カメラ制御部８による判定結果に基づいてレンズ側優先制御または協調制御を行う。本明細書では、このようにレンズ制御部１３を介して間接的に制御している場合であっても、カメラ制御部８がレンズ側像振れ補正制御部１６とレンズ側像振れ補正部１５とを制御していると表現する。

ステップＳ００６、ステップＳ００９において露光時間が完了すると、ステップＳ０１０に進み、撮像処理が終了となり、ステップＳ０１１へと進む。ステップＳ０１１では、撮像システム１０００のメインスイッチが切られたか否かを判定する。メインスイッチが切られないと判定された場合には、ステップＳ００１へと戻り、次の撮像に備える。メインスイッチが切られた場合には、カメラの終了処理を行うために、本フローを終了とする。尚、メインスイッチが切られたこと以外に、カメラ本体１が撮影した画像を表示部（不図示）に再生する再生モードに切り替えられたことを判定して、本フローを終了してもよい。

図３は図２のステップＳ００６で実行する、レンズ側優先制御を説明するためのサブルーチンフロー図である。上述のように、像高の低い中央部と像高の高い周辺部とでは、撮像素子の所定量の移動に伴う被写体像と撮像素子との相対移動量が異なる。よって、中央部と周辺部とで相対移動量の差が大きい条件下では、撮像素子を移動させることで像振れ補正を行うカメラ側像振れ補正よりも、補正光学系を移動させることで像振れ補正を行うレンズ側像振れ補正の方が、周辺部でのブレ残りを軽減できる。そこで、本サブルーチンでは、レンズ側像振れ補正部１５を用いた像振れ補正を、カメラ側像振れ補正部７を用いた像振れ補正よりも優先して用いることで、中央部と周辺部との相対移動量の差が大きい条件下でも周辺部でのブレ残りを軽減する。つまり、このサブルーチンに至ったということは、すなわちレンズ側像振れ補正部１５を優先的に用いて手振れ補正を行うほうが、ブレの影響を軽減できる条件に相当した判定されたことを意味する。

具体的には、本サブルーチンでは、撮像システム１０００に加わる振れ量が、カメラ側像振れ補正部７を用いずに補正できる量である場合は、カメラ側像振れ補正部７を用いず、レンズ側像振れ補正部１５を用いて像振れを補正する。一方で、撮像システム１０００に加わる振れ量が大きく、カメラ側像振れ補正部７を用いないと補正角が足りない場合は、レンズ側像振れ補正部１５を用いて像振れ補正を行いつつ、カメラ側振れ補正部７を用いて足りない分の像振れ補正を行う。また、このサブルーチン開始とともに、図２のステップＳ００５で検出したＳＷ２を受けて、撮像素子６は記録画像の撮像のための露光を開始している。本サブルーチン各ステップについて、図３を用いて説明をする。

図３のサブルーチンは、カメラ制御部８とレンズ制御部１３とによる、カメラ側像振れ制御部９、レンズ側像振れ補正制御部１６の制御により実行される。レンズ制御部１３は、レンズ側優先制御を開始する指示を受信すると、レンズ側像振れ補正部１５がレンズ側優先制御で像振れ補正を行うように像振れ補正の駆動モードを設定し、図３のサブルーチンが開始される。

ステップＳ１０１では、レンズ側像振れ補正制御部１６が、レンズ側像振れ補正部１５のみを駆動制御する。レンズ側像振れ補正制御部１６は、撮像システム１０００に加わる振れ量に基づいて補正量を算出し、算出した補正量に基づいて補正光学系１９が移動するようにレンズ側像振れ補正部１５を駆動制御する。振れ量は、角速度センサなどの運動量を物理的に測定するセンサの出力に基づいて取得してもよいし、画像に基づいて取得してもよいし、それらの両方に基づいて取得してもよい。補正量の算出方法は、公知の技術を用いることができるため詳細は省略する。例えば、角速度センサの出力からフィルタを用いてノイズ等をカットした出力を積分して振れ角度を取得し、振れ角度を敏感度（補正光学系の単位移動量当たりの光軸方向変化量）を除して取得することができる。

ステップＳ１０２では、レンズ側像振れ補正部１５が補正光学系１９をその制御範囲（可動範囲）を超えて駆動しようとする、いわゆるストロークアウトの状態に至ったか否かを、レンズ側像振れ補正制御部１６が判定する。ストロークアウト状態と判定された場合にはステップＳ１０３へと進み、ストロークアウト状態でないと判定された場合はステップＳ１０７へと進む。

ステップＳ１０３では、レンズ側像振れ補正制御部１６は、レンズ側像振れ補正部がストロークアウトを迎える位置を保持するように停止させる。ほぼ同時に、カメラ側像振れ補正制御部９は、基準位置（中央と呼ぶ）でそれまで停止していたカメラ側像振れ補正部７の駆動を開始させる。このような駆動制御の受け渡しは、カメラ制御部８とレンズ制御部１３が電気接点を介して通信することで、カメラ側像振れ補正制御部９とレンズ側像振れ補正制御部１６を利用して実行されるものである。より具体的には、レンズ側像振れ補正部１５の位置信号およびレンズ側像振れ補正制御部１６の制御状態から、補正光学系１９の位置が制御範囲の端に到達したことを、レンズ制御部１３、電気接点１２を介してカメラ制御部８に伝達する。これを受けたカメラ制御部８は、カメラ側像振れ補正制御部９に、カメラ側像振れ補正部７の駆動開始を指示するものである。尚、基準位置とは、手振れ補正機能が停止されている場合や、振れ量が０の場合のカメラ側像振れ補正部７の位置であり、一般的には、撮像素子６の受光面のうち、撮像に用いられる範囲（撮像領域と呼ぶ）の中心近傍に光軸が入射する位置のことを指す。その後、ステップＳ１０４へと進む。

ステップＳ１０４では、カメラ側像振れ補正制御部９が、駆動中のカメラ側像振れ補正部７の位置が中央に復帰したか否かを判定する。中央に復帰したと判定された場合にはステップＳ１０５へと進み、中央に復帰していないと判定された場合には、ステップＳ１０６へと進む。ステップＳ１０６では、すでにＳＷ２を受けて開始している露光の動作を開始してから、あらかじめ決められた露光時間が経過したか否かを判定する。経過していないと判定された場合にはステップＳ１０４へと戻り、経過した場合には本サブルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１０５では、カメラ側像振れ補正部７が中央に復帰したタイミングで再度中央位置を保持するよう、カメラ側像振れ補正制御部９が位置決め制御を行い、ステップＳ１０７へと進む。ステップＳ１０７ではステップＳ１０６と同様に、あらかじめ決められた露光時間が経過したか否かを判定する。露光時間が経過していないと判定された場合にはステップＳ１０１へと戻り、経過したと判定された場合には、ステップＳ１０６と同様に本サブルーチンを終了する。本サブルーチンのフローによって、レンズ側像振れ補正部１５がストロークアウトするまではレンズ側像振れ補正部１５による像振れ補正が行われる。そして、レンズ側像振れ補正部１５がストロークアウトした時点で、レンズ側振れ補正部１５で補正できない分の像振れをカメラ側像振れ補正部７が引き継ぐ形で像振れ補正が駆動制御される。尚、レンズ側優先制御はこれに限定されるものではない。例えば、レンズ側像振れ補正部１５がストロークアウトする手前からカメラ側像振れ補正部７を駆動させ始めることで、上記引継ぎがより円滑に実行されるようにしてもよい。

つまり、レンズ側優先制御では、撮像システムの振れ量が閾値以下の場合は、レンズ側像振れ補正部１５が当該振れ量に基づいて駆動（移動）するように制御される。一方で、撮像システムの振れ量が閾値を超える場合は、レンズ側像振れ補正部１５とカメラ側像振れ補正部７とが当該補正量に基づいて駆動するように制御される。振れ量が閾値を超える場合、レンズ側像振れ補正部１５は閾値分の振れ量に基づいて駆動するように制御され、カメラ側像振れ補正部７は、撮像システムの振れ量と閾値との差分に対応する振れ量に基づいて駆動するように制御される。例えば、カメラ制御部８は、振れ量に基づいて取得される第１の補正量と閾値に対応する補正量（図３の場合はストローク）との差分に基づいてカメラ側像振れ補正部７が移動するように、カメラ側像振れ制御部９を介してカメラ側像振れ補正部７を制御する。これにより、補正光学系１９の移動量は、閾値に対応する像振れ補正量以下（ストローク以下）に抑えられる。

図４は、図２のステップＳ００９で実行する、協調制御を説明するためのサブルーチンフロー図である。本サブルーチンでは、撮像システム１０００の振れ量が、レンズ側像振れ補正部１５を用いた像振れ補正のみで補正できる程度の大きさであっても、レンズ側像振れ補正部１５とカメラ側像振れ補正部７とを用いた像振れ補正を行う。上述のレンズ側優先制御では、レンズ側像振れ補正部１５がストロークアウトすると判定されてから、レンズ装置２からカメラ本体に通信によりその旨が通知され、その後カメラ側像振れ補正部７の駆動が開始する。そのため、カメラ側像振れ補正部７の駆動に遅延が生じることがある。また、露光期間中にカメラ本体１とレンズ装置２とが通信を行う必要がある。一般に、カメラ本体１とレンズ装置２との間の通信は、カメラ本体内部やレンズ装置内部での各ブロックの通信よりも時間を要するため、通信遅延の影響で像振れ補正の精度が下がる可能性もある。そこで、本サブルーチンでは、レンズ側像振れ補正部１５とカメラ側像振れ補正部７との振れ補正の分担比率である駆動比率を決定し、それぞれの駆動比率で像振れ補正を行うことにより、これらの通信に伴う遅延の影響を図３のサブルーチンよりも軽減する。つまり、このサブルーチンに至ったということは、レンズ側像振れ補正部１５およびカメラ側像振れ補正部７の両者を用いて手振れ補正を行っても、中央部と周辺部との相対移動量の差が与える周辺部でのブレ残りの影響が小さいと判断されたことを意味する。本サブルーチン各ステップについて、図４を用いて説明をする。

図４のサブルーチンは、カメラ制御部８とレンズ制御部１３とによる、カメラ側像振れ制御部９、レンズ側像振れ補正制御部１６の制御により実行される。レンズ制御部１３は、協調制御を開始する指示を受信すると、レンズ側像振れ補正部１５が協調制御で像振れ補正を行うように像振れ補正の駆動モードを設定し、図４のサブルーチンが開始される。

ステップＳ２０１では、レンズ側像振れ補正制御部１６が、ＳＷ２が判定される直前のレンズ側像振れ補正部１５の現在位置を取得し、ステップＳ２０２へと進む。ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で取得したレンズ側像振れ補正部１５の現在位置から算出される残りのストローク量を加味して、カメラ制御部８が、カメラ側およびレンズ側像振れ補正部が現在持つ補正角を算出する。両像振れ補正部の持つ総補正角については、レンズ装置２が取り付けられた時点、あるいはズーム位置が固定された時点で取得が可能であるが、本ステップではＳＷ２を検出した時点でレンズ側像振れ補正部１５が利用可能なストロークに基づいて再算出がなされる。また、ステップＳ２０２において、カメラ制御部８は、両補正手段の持つストローク量で実現可能なカメラ側およびレンズ側補正角の比率である駆動比率を決定する。駆動比率は、上述のように振れ補正の分担比率である。

ステップＳ２０３において、ステップＳ２０２で取得された駆動比率に基づいて、像振れ補正制御が開始する。例えば、駆動比率がレンズ側４、カメラ側６であり、撮像システム１０００がθ回転した場合、０．４×θ分をレンズ側像振れ補正部１５で補正するように、駆動比率０．４をレンズ側像振れ補正制御部１６に設定する。同様に、０．６×θ分をカメラ側像振れ補正部７で補正するように、駆動比率０．６をカメラ側像振れ補正制御部９に設定する。所定の駆動比率でレンズ側像振れ補正制御部１６とカメラ側像振れ補正制御部９とを駆動制御する方法については公知の方法を用いることができるため、詳細な説明は省略する。例えば、レンズ側像振れ補正制御部１６が撮像システム１０００の振れ量を取得し、振れ量と駆動比率とに基づいてレンズ側像振れ補正量と、カメラ側像振れ補正量とを取得し、カメラ側像振れ補正量をカメラ本体１側に送信することで駆動制御を行ってもよい。また、レンズ装置２とカメラ本体１とのそれぞれが振れ量を取得できる場合、ステップＳ２０２で取得した駆動比率と、それぞれが取得した振れ量とに基づいて、それぞれの像振れ補正制御部（６、９）が補正量を取得してもよい。この方式の場合、カメラ本体１とレンズ装置２のそれぞれがそれぞれの補正量を取得するため、駆動比率を一度レンズ装置２へ送信すればそれぞれが像振れ補正を行うことができるため、通信遅延の影響を受けにくく、通信量を削減できるためより好ましい。本ステップで開始した駆動制御は、露光が完了するまで継続して行う。

その後ステップＳ２０４にて露光が開始され、ステップＳ２０５にて露光が完了し、本サブルーチンが完了する。本サブルーチンによる協調制御によって、両像振れ補正部手段の持つストロークを最大限に活用することができるものである。この際、レンズ装置２が持つ光学的特性から、中央と周辺像高での像振れ補正残りに大きな差を生じることなく、像振れ補正を行うことができるものである。図５は、図３、４で説明したレンズ側優先制御および協調制御における、両像振れ補正部（７、１５）の駆動の様子を説明するための概念図である。ここで、像振れ補正部の駆動とは、像振れ補正部が撮像素子６又は補正光学系１９を移動させるための駆動のことを指し、それぞれの位置を所定の位置で保持するために駆動制御が必要な場合であっても、その駆動は含まないものとする。図５において、横軸は時間を示し、縦軸は両像振れ補正部の補正量を角度で示したものである。露光開始時刻がグラフの左端であり、グラフの時間軸内で露光が継続的に行われているものである。図５（ａ）がレンズ側優先制御、図５（ｂ）が協調制御の駆動の様子を示す。図５（ａ）に示す通り、レンズ側優先制御においては、グラフの左端である制御の初期（つまり露光開始直後）には、レンズ側像振れ補正部１５のみが駆動を行う（図３のステップＳ１０１に相当）。時刻Ｔ１に、駆動範囲と示されているレンズ側像振れ補正部１５が制御端に到達したこと（つまり、ストロークアウト）が検出される（図３のステップＳ１０２に相当）。すると時刻Ｔ１から、レンズ側像振れ補正部１５が制御端で停止し、カメラ側像振れ補正部７が駆動を開始する（図３のステップＳ１０３に相当）。時刻Ｔ２にカメラ側像振れ補正部７が中央に復帰すると、カメラ側像振れ補正部７がその場で保持される（図３のステップＳ１０４、Ｓ１０５に相当）。すると時刻Ｔ２にレンズ側像振れ補正部１５に駆動が引き継がれ（図３のステップＳ１０１の２回目に相当）、時刻Ｔ３で制御端に到達するまでレンズ側像振れ補正部１５のみの駆動が継続される。時刻Ｔ３からＴ４までは時刻Ｔ１からＴ２までと同様にレンズ側像振れ補正部１５が制御端で停止し、カメラ側像振れ補正部７のみが駆動制御される。このように、レンズ側優先制御においては、レンズ側像振れ補正部１５とカメラ側像振れ補正部７が交互に駆動を行うこととなる。このように、レンズ側像振れ補正部を優先的に用いることで、中央部と周辺部とでの補正残りの差が低減され、画像全体でのブレ量が低減されることとなる。

図５（ｂ）では、図４のステップＳ２０２で算出された駆動比率に基づいて協調制御が行われる。すなわち、グラフに示す露光期間において、両像振れ補正部が所定の比率で互いに相似な波形で駆動制御されるものである。図２～５で説明した、レンズ側優先制御および協調制御を焦点距離情報ｆや歪曲情報ｄに応じて切り替えることによって、レンズ装置２の撮影光学系３に適切な像振れ補正動作を実現することが可能となった。

［変形例］
上述の撮像システム１０００において、「協調制御」では、ステップＳ２０２において、ＳＷ２検知の直前のレンズ側像振れ補正部１５の位置に配慮して、その後の両像振れ補正部の駆動比率を決定したが、本発明はこれには限定されない。例えば、レンズ装置２が装着された時点であらかじめ焦点距離情報のみで比率を決定し、焦点距離の変更があると比率を更新するようなものであってもよい。ただし、露光開始時点でのレンズ側像振れ補正部１５の残りの補正角が小さい（制御端に近い）場合でも、駆動比率がそれを考慮して決定されていないため、露光中にレンズ側像振れ補正部１５のストロークが不足する可能性がある。よって、ＳＷ２検知の直前のレンズ側像振れ補正部１５の位置に基づいて比率を決定する方が好ましい。

上述の実施例では、焦点距離情報ｆが所定の焦点距離ｆ_ｗｉｄｅよりも短い（＝広角）ことと、歪曲情報ｄに基づいて撮影光学系の歪曲が所定の歪曲条件ｄ_ｔｈよりも大きいこととが同時に成り立つ際に「レンズ側優先制御」を実施した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、いずれか一方の条件のみで「レンズ側優先制御」を実施しても効果が得られる。例えば、一般的な光学系では、中央部と周辺部との相対移動量の差（図６のδ）が所定値以上になるような焦点距離にｆ_ｗｉｄｅを設定し、歪曲情報での判断（図２のステップＳ２０３）を省略してもよい。

上述の実施例では、レンズ側記憶部１４には、焦点距離情報および歪曲情報を保持していたが、焦点距離情報、歪曲情報を加味して設計の段階で前述のようなフラグ情報として保有していても良い。あるいは、焦点距離情報と歪曲情報の少なくとも一方として、製品ＩＤ情報を用いてもよい。例えば、歪曲情報として製品ＩＤ情報を用いる場合、カメラ側の記憶部が、製品ＩＤと歪曲情報とのテーブルを保持し、カメラ制御部８は、レンズ装置から取得した製品ＩＤと当該テーブルとに基づいて、歪曲情報を取得してもよい。また、レンズ装置２の焦点距離が、ｆ_ｗｉｄｅよりも短くなり得ない場合、カメラ側の記憶部が、製品ＩＤと焦点距離（ズームレンズの場合は可動範囲）とのテーブルを保持しておけば、カメラ制御部８がこのテーブルを参照して協調制御を選択することができる。レンズ装置２の焦点距離が、ｆ_ｗｉｄｅ以上になり得ない場合であっても同様に、カメラ制御部８が製品ＩＤからレンズ側優先制御を選択することができる。

上述の実施例では、カメラ制御部８は、撮影開始指示の入力を受けて、レンズ制御部１３に対してレンズ側優先制御又は協調制御を開始する指示情報を生成して送信した。しかしながら、カメラ制御部８は、いずれの駆動モードで駆動するかを判定してから撮影開始指示が入力されるまでの間に駆動モードの設定指示情報を生成し、レンズ制御部１３へ送信してもよい。この場合、レンズ制御部１３は、設定指示情報を受けて駆動モードを設定し、更にカメラ制御部８から撮影開始の指示情報を受けて設定した駆動モードでの駆動を開始する。

上述の実施例では、レンズ側記憶部１４は、便宜上、レンズ装置２内に配設されていたが、これには限定されず、カメラ本体内あるいは撮像システム１０００との通信可能な外部の記憶部として存在していても、本発明の要旨を逸脱しないものである。

上述の実施例では、カメラ側像振れ補正部７とレンズ側像振れ補正部１５とは、それぞれ、撮像素子６と補正光学系１９とを光軸に垂直な平面において移動させるとしたが、垂直な平面における位置を移動させることができれば、光軸方向にも移動してもよい。つまり、光軸方向をｚ軸方向とした場合、撮像素子６と補正光学系１９のそれぞれのｘｙ座標を変化させることができればよい。また、レンズ側像振れ補正部１５は、補正光学系１９の位置を移動することで撮像素子の受光面に入射する光軸の位置を変更するものとしたが、その他の光学素子を用いてレンズ側像振れ補正を行ってもよい。

上述の実施例では、カメラ制御部８が、レンズ制御部１３との通信により、撮像システム１０００全体の像振れ補正を制御する例について説明をした。しかしながら、レンズ制御部１３が撮像システム１０００全体の像振れ補正を制御してもよいし、カメラ制御部８とレンズ制御部１３との少なくともいずれかと接続可能な別の装置が制御してもよい。また、カメラ制御部８やレンズ制御部１３が行う処理の一部または全部を、別の装置が行うことで、撮像システム１０００全体の像振れ補正を制御してもよい。

「レンズ側優先制御」では、像振れ補正の観点で中央部と周辺部でのブレ残り量の差が小さくなることを目的としてレンズ側像振れ補正部１５を優先的に駆動制御した。実際このような光学系においては、画面全体での歪曲量が大きいことが一般的である。この場合には、上述の像振れ補正を実施したのちに、画像として記録する前に、画像処理として歪曲補正を実施してもよい。画像処理は画像処理方法のみを記録し、後処理できる形式であってもよい。

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ー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。

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および変更が可能である。

１ カメラ本体
２ レンズ装置
３ 撮影光学系
６ 撮像素子
７ カメラ側像振れ補正部
８ カメラ制御部
９ カメラ側像振れ補正制御部
１３ レンズ制御部
１４ レンズ側記憶部
１５ レンズ側像振れ補正部
１６ レンズ側像振れ補正制御部

Claims (14)

1. 撮影光学系に含まれる光学素子を移動することで、撮影光学系の光軸の方向を変更する第１の像振れ補正手段と、
   前記撮影光学系を透過した光により結像された被写体像を撮像する撮像素子を、前記光軸と垂直な平面において移動する第２の像振れ補正手段との駆動を制御する制御装置であって、
   前記撮影光学系の焦点距離を示す情報を取得し、前記焦点距離を示す情報に基づいて、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段との駆動モードを選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された駆動モードで前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段とを駆動させる駆動制御手段と、を備え、
   前記選択手段は、前記焦点距離が第１の値であるときは第１の駆動モードを選択し、前記焦点距離が前記第１の値よりも長い第２の値のときは前記第１の駆動モードを異なる第２の駆動モードを選択し、
   前記駆動制御手段は、
   前記第１の駆動モードが選択されている場合、
   前記撮像素子を備える撮像装置の振れ量が第１の閾値以下の場合は、前記第１の像振れ補正手段が前記振れ量に基づいて駆動するように駆動制御し、前記振れ量が前記第１の閾値よりも大きい場合、前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正手段とが前記振れ量に基づいて駆動するように駆動制御し、
   前記第２の駆動モードが選択されている場合、
   前記第１の像振れ補正手段と前記第２の像振れ補正制御手段とが前記振れ量と所定の駆動比率とに基づいて駆動するように駆動制御することを特徴とする制御装置。
2. 前記駆動制御手段は、
   前記第１の駆動モードが設定されている場合、
   前記光学素子の移動量が前記第１の閾値に対応する像振れ補正量以下となるように前記第１の像振れ補正手段を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１の閾値に対応する像振れ補正量は、
   前記光学素子の基準位置から前記第１の像振れ補正手段による前記光学素子の制御端までの距離であることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記駆動制御手段は、
   前記第１の駆動モードが設定され、前記振れ量が前記第１の閾値よりも大きい場合、
   前記第１の振れ量と前記第１の閾値との差分に対応する振れ補正量に基づいて前記第２の像振れ補正手段が駆動するように駆動制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記選択手段は、
   前記撮影光学系の前記焦点距離と歪曲情報とに基づいて前記駆動モードを選択することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記選択手段は、
   前記撮影光学系の歪曲情報に基づいて、前記撮像素子が所定量移動した場合、前記撮像素子の撮像領域の中央部と周辺部とにおける前記撮像素子と被写体像との相対移動量の差が第２の閾値以下であるか否かを判定し、
   前記焦点距離が前記第１の値であり、且つ、前記相対移動量の差が前記第２の閾値を超える場合は第１の駆動モードを選択し、
   前記焦点距離が前記第２の値の場合と、前記焦点距離が前記第１の値であり、且つ、前記相対移動量の差が前記第２の閾値以下である場合は前記第２の駆動モードを選択することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
7. 撮影開始指示を受け付けたタイミングにおける前記光学素子の位置に基づく前記駆動比率を設定する設定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 撮影開始指示を受け付けたタイミングにおける前記撮影光学系の焦点距離に基づく前記駆動比率を設定する設定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置と、前記撮像素子と、前記第２の像振れ補正手段とを備える撮像装置。
10. 前記撮影光学系を備えるレンズ装置が装着可能であり、
    前記第１の閾値が装着された前記レンズ装置に応じて変更されることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置と、前記撮影光学系と、前記第１の像振れ補正手段とを備えるレンズ装置。
12. 撮像装置に装着可能なレンズ装置であって、
    撮影光学系と、
    前記撮影光学系に含まれる光学素子を移動することで、撮影光学系の光軸の方向を変更する第１の像振れ補正手段と、
    前記撮像装置と通信可能な通信手段と、
    前記通信手段により受信した指示情報に基づいて前記第１の像振れ補正手段の駆動モードを設定する設定手段と、を備え、
    前記通信手段は、
    前記光学素子の可動範囲を示す情報を前記撮像装置に送信し、
    前記指示情報は、
    少なくとも第１の駆動モードと前記第１の駆動モードとは異なる第２の駆動モードとを含む、複数の駆動モードから、前記設定手段が設定する駆動モードを示す情報であり、
    前記設定手段によって前記第１の駆動モードが設定されている場合、
    前記第１の像振れ補正手段は、
    前記撮像装置の振れ量に基づいて前記光学素子を移動させ、
    前記設定手段によって前記第１の駆動モードが設定されている場合、
    前記第１の像振れ補正手段は、
    前記撮像装置が備える像振れ補正手段と前記第１の像振れ補正手段との駆動比率と、前記振れ量とに基づいて前記光学素子を移動させることを特徴とするレンズ装置。
13. 撮像装置に装着可能なレンズ装置であって、
    撮影光学系と、
    前記撮影光学系に含まれる光学素子を移動することで、撮影光学系の光軸の方向を変更する第１の像振れ補正手段と、
    前記撮像装置と通信可能な通信手段と、
    前記通信手段により受信した指示情報に基づいて前記第１の像振れ補正手段の駆動モードを設定する設定手段と、を備え、
    前記指示情報は、
    少なくとも第１の駆動モードと前記第１の駆動モードとは異なる第２の駆動モードとを含む、複数の駆動モードから、前記設定手段が設定する駆動モードを示す情報であり、
    撮像装置の振れ量が０よりも大きい第１の値の場合、
    前記第１の駆動モードが設定されている場合の前記光学素子の移動量と前記第２の駆動モードが設定されている場合の前記光学素子の移動量とは０でなく、前記第１の駆動モードが設定されている場合の前記光学素子の移動量の方が前記第２の駆動モードが設定されている場合の前記光学素子の移動量よりも大きいことを特徴とするレンズ装置。
14. 前記通信手段は、
    前記撮影光学系の焦点距離を示す情報を前記撮像装置に対して送信し、
    前記指示情報は、前記焦点距離を示す情報に基づいて前記撮像装置により生成され、前記通信手段を介して前記設定手段へ送信されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のレンズ装置。

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