JP2023040890A - 像ブレ抑制装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置の振動検出と補正機構の駆動とが継続する現象の発生を検出し、当該現象の影響を軽減することが可能な像ブレ抑制装置およびその制御方法を提供すること。【解決手段】撮像装置の振れに応じてブレ補正機構を移動させることにより、像ブレを抑制する像ブレ抑制装置であって、振れを補正するためのブレ補正機構の目標位置と、ブレ補正機構の現在位置との偏差を０に近づけるように、ブレ補正機構の移動を制御する制御手段と、振れに含まれる、手ブレによる振動の周波数よりも高い、予め定められた周波数の振動を検出する検出手段と、予め定められた周波数の振動が検出された場合、ブレ補正機構の移動を制御するときの制御ゲインを予め定められた周波数の振動が検出されない場合よりも低減する変更手段と、を有することを特徴とする像ブレ抑制装置である。【選択図】図３

Description

本発明は像ブレ抑制装置およびその制御方法に関する。

撮像装置の振動を打ち消すように補正機構（例えば補正レンズおよび撮像素子の少なくとも一方）を駆動することにより、像ブレを抑制する像ブレ抑制装置が知られている。像ブレ抑制装置は、撮像装置の振動検出と、補正機構の駆動とをフィードバック制御することにより、像ブレ抑制精度を向上させている。

特開平5-66451号公報

撮像装置の筐体に機械的に連結された部材が存在する場合、補正機構の駆動の反作用に起因する撮像装置の微小振動がその部材によって増幅されることがある。微小振動を増幅しうる部材の典型例は、撮像装置の筐体にアームやヒンジを介して連結されている可動部材、アクセサリシューに取り付けられる外付けアクセサリ、特定のレンズユニット（例えば全長および／または重量が閾値以上の交換レンズ）などである。

微小振動が増幅されると、撮像装置の振動検出と補正機構の駆動とが継続する現象（以下、メカニカルフィードバック（ＭＦＢ）という）が発生しうる。ＭＦＢが発生すると、撮像装置が継続的に振動した状態となる。ＭＦＢは、フィードバック制御が安定している場合であっても発生しうること、振動の検知を停止すれば発生しないことにおいて、特許文献１に記載されているフィードバック制御の発振現象とは異なる。そして、従来、ＭＦＢを軽減するための技術は提案されていない。

本発明はその一態様において、撮像装置の振動検出と補正機構の駆動とが継続する現象の発生を検出し、当該現象の影響を軽減することが可能な像ブレ抑制装置およびその制御方法を提供する。

上述の目的は、撮像装置の振れに応じてブレ補正機構を移動させることにより、像ブレを抑制する像ブレ抑制装置であって、振れを補正するためのブレ補正機構の目標位置と、ブレ補正機構の現在位置との偏差を０に近づけるように、ブレ補正機構の移動を制御する制御手段と、振れに含まれる、手ブレによる振動の周波数よりも高い、予め定められた周波数の振動を検出する検出手段と、予め定められた周波数の振動が検出された場合、ブレ補正機構の移動を制御するときの制御ゲインを予め定められた周波数の振動が検出されない場合よりも低減する変更手段と、を有することを特徴とする像ブレ抑制装置によって達成される。

本発明によれば、撮像装置の振動検出と補正機構の駆動とが継続する現象の発生を検出し、当該現象の影響を軽減することが可能な像ブレ抑制装置およびその制御方法を提供することができる。

実施形態に係るブレ抑制装置を適用可能な撮像装置の一例であるデジタルカメラの構成例を示すブロック図 メカニカルフィードバックの発生原理を示す模式図 メカニカルフィードバックの検出処理に関する図 メカニカルフィードバックの周波数検出方法を説明するための図 実施形態における像ブレ補正動作に関するフローチャート 実施形態における制御ゲイン変更処理の詳細に関するフローチャート 実施形態におけるＰＩＤ制御の例に関するボード線図

以下、添付図面を参照して本発明をその例示的な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定しない。また、実施形態には複数の特徴が記載されているが、そ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。

なお、以下の実施形態では、本発明をレンズ交換式デジタルカメラで実施する場合に関して説明する。しかし、本発明は撮像機能を有する任意の電子機器で実施可能である。このような電子機器には、ビデオカメラ、コンピュータ機器（パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、メディアプレーヤ、ＰＤＡなど）、携帯電話機、スマートフォン、ゲーム機、ロボット、ドローン、ドライブレコーダが含まれる。これらは例示であり、本発明は他の電子機器でも実施可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る像ブレ抑制装置を実施可能なレンズ交換式デジタルカメラ１００（以下、カメラ１００という）の機能構成例を示すブロック図である。カメラ１００には、着脱可能なレンズユニット１０１が装着されている。レンズユニット１０１は交換不能であってもよい。

レンズユニット１０１は複数のレンズを有するが、図１ではフォーカスレンズ１０２のみを示している。また、ブレ補正機構として補正レンズを用いる場合には、補正レンズもレンズユニット１０１に含まれる。絞り１０３は、開口量が調整可能な機械絞りである。メカニカルシャッタ１０４（以下、シャッタ１０４という）は、撮像素子１０５の露光を制御する。シャッタ１０４と電子シャッタとを併用したり、シャッタ１０４を用いずに電子シャッタのみを用いてもよい。

レンズユニット１０１は、被写体の光学像を撮像素子１０５上に形成する。撮像素子１０５はそれぞれが光電変換部を有する複数の画素が２次元配列された画素アレイを有する。撮像素子１０５は被写体の光学像を画素信号群（アナログ画像信号）に変換する。撮像素子１０５は公知のＣＣＤもしくはＣＭＯＳイメージセンサであってよい。

本実施形態において、撮像素子１０５は像面位相差検出方式の自動焦点検出（位相差ＡＦ）に対応しており、位相差ＡＦ用の信号対を出力可能である。

本実施形態において、撮像素子１０５は例えば光軸と直交する２方向に移動可能に構成されており、撮像素子１０５およびその駆動回路は像ブレ抑制装置における補正機構として機能する。なお、撮像素子１０５は他の方向、例えば光軸周りの回転方向にも移動可能であってもよい。

カメラ制御部１５０は、プログラムを実行可能な１つ以上のプロセッサ（ＣＰＵ、ＭＰＵなど）を有する。カメラ制御部１５０は、例えば記憶メモリ１１２に記憶されたプログラムを内部メモリ１１０に読み込んで実行し、カメラ１００およびレンズユニット１０１の動作を制御することにより、カメラ１００の各種機能を実現する。カメラ制御部１５０が実現する機能には、例えば像ブレ補正制御、自動露出（ＡＥ）制御、ＡＦ制御などが含まれる。

図１にはカメラ制御部１５０が実現する機能の一部を、機能ブロック１２０～１３５として記載している。したがって、機能ブロック１２０～１３５の動作として説明される事項は、実際にはカメラ制御部１５０がプログラムを実行することによって実現されている。また、機能ブロック１２０～１３５の１つ以上は、カメラ制御部１５０とは別個のハードウェアによって実現されてもよい。なお、本実施形態における像ブレ抑制装置は１５５で示す構成要素を有する。

記憶メモリ１１２は例えば書き換え可能な不揮発性メモリであり、カメラ制御部１５０が実行可能なプログラム、各種の設定値、ＧＵＩデータなどを記憶する。
内部メモリ１１０は例えば揮発性メモリであり、カメラ制御部１５０が実行するプログラムを読み込んだり、プログラムの実行中に必要な値を保存したりするために用いられる。また、内部メモリ１１０の一部領域は、表示部１１１用のビデオメモリとして用いられる。

カメラ制御部１５０は、レンズユニット１０１が着脱可能である場合、レンズユニット１０１が有する不図示のレンズ制御部と通信部１１６を通じて通信する。カメラ制御部１５０は、レンズユニット１０１との通信を通じて、フォーカスレンズ１０２および絞り１０３の駆動を制御したり、レンズユニット１０１の情報を取得したりする。カメラ制御部１５０の動作の詳細については後述する。

ＡＤコンバータ１０６は、撮像素子１０５から読み出されたアナログ画像信号に対してノイズ除去処理、ゲイン調整処理、ＡＤ変換処理を適用し、デジタル画像信号を生成する。ＡＤコンバータ１０６は、生成したデジタル画像信号を、カメラ制御部１５０、位相差ＡＦ信号処理部１０８、および画像処理回路１０９に出力する。

タイミングジェネレータ１０７は、カメラ制御部１５０の制御に従って、撮像素子１０５の駆動タイミングとＡＤコンバータ１０６の出力タイミングとを制御する。

位相差ＡＦ信号処理部１０８は、ＡＤコンバータ１０６の出力するデジタル画像信号から、位相差ＡＦ用の一対の像信号（Ａ像信号およびＢ像信号）を生成する。位相差ＡＦ信号処理部１０８は、生成した一対の像信号に対して加算平均処理を適用してノイズの影響を軽減した後、フィルタ処理を適用して、所定の周波数帯域の信号成分を取り出す。さらに、位相差ＡＦ信号処理部１０８は、フィルタ処理後の信号間の相関が最大になる信号間のずれ量（位相差）を算出し、フォーカス制御部１３１に出力する。

フォーカス制御部１３１は位相差ＡＦ信号処理部１０８から与えられるずれ量をデフォーカス量に変換する。フォーカス制御部１３１は、デフォーカス量に基づくフォーカスレンズ１０２の駆動方向および駆動量をフォーカスレンズ駆動部１３０に出力する。フォーカスレンズ駆動部１３０は、フォーカス制御部１３１から与えられる駆動方向および駆動量に応じてフォーカスレンズ１０２を駆動させる。なお、レンズユニット１０１が交換可能な場合、通信部１１６を通じてレンズユニット１０１にフォーカスレンズ１０２の駆動方向および駆動量を通知し、レンズユニット１０１がフォーカスレンズ１０２の駆動を制御してもよい。

画像処理回路１０９は、ＡＤコンバータ１０６が出力するデジタル画像信号に対して、色補間処理や補正処理などを適用して、記録用および／または表示用のデジタル画像信号を生成する。画像処理回路１０９は、記録用および／または表示用のデジタル画像信号を内部メモリ１１０に格納する。色補間処理は、撮影時に得られない色成分の値を補間する処理であり、デモザイク処理や同時化処理とも呼ばれる。また、補正処理には、ホワイトバランス調整、階調補正（ガンマ処理）、レンズユニット１０１の光学収差や周辺減光の影響を補正する処理、色を補正する処理などが含まれる。なお、これらは画像処理回路１０９が適用可能な画像処理の例示であり、画像処理回路１０９が適用する画像処理を限定するものではない。

画像処理回路１０９は表示部１１１に表示するためのデジタル画像信号を、カメラ１００の情報を示す画像と合成して内部メモリ１１０のビデオメモリ領域に格納する。表示部１１１は、内部メモリ１１０のビデオメモリ領域に格納された画像信号に基づく画像を表示する。表示部１１１は例えばカメラ１００の筐体に固定されたモニタであってもよいし、筐体にアームやヒンジを介して連結され、角度や向きが可変なバリアングルモニタであってよい。

圧縮伸長処理部１１４は内部メモリ１１０に保存されているデジタル画像信号に対して符号化処理を適用して符号化画像データを生成する。また、圧縮伸長処理部１１４は内部メモリ１１０に保存されている符号化画像データに対して復号処理を適用してデジタル画像信号に変換する。

操作部１１５は、ユーザがカメラ１００に対して指示を入力するための入力デバイス群の総称である。レリーズボタン、撮影モード切り替えダイヤル、動画撮影ボタン、撮影モード・再生モード切り替えボタン、方向キー、決定ボタン、メニューボタンなどが操作部１１５に含まれうる。表示部１１１がタッチディスプレイの場合、表示部１１１は操作部１１５としても機能する。

振れ検出部１１３は、カメラ１００の動きを検出する。振れ検出部１１３は例えばジャイロセンサ（以下ジャイロと呼ぶ）であり、例えば、カメラ１００の光軸方向、鉛直方向を含む直交する３軸周りの角速度を検出する。

撮像素子駆動部１２１は撮像素子１０５の移動機構を駆動する。
撮像素子位置検出部１２０は、撮像素子１０５の位置を検出する。撮像素子１０５の位置を検出する方法は限定されず、例えばマグネットとホール素子を用いた磁気を利用した方法や発光部と受光センサを用いた光学的な方法など公知の方法でよい。ここでは、撮像素子１０５が、撮像素子１０５を光軸と垂直な方向に移動可能な移動機構を有するものとする。

撮像素子ＰＩＤ制御部１２２は、撮像素子１０５の目標位置と、撮像素子位置検出部１２０により検出される現在位置との偏差を０に近づけるために、撮像素子駆動部１２１をフィードバック制御（例えばＰＩＤ（比率制御、積分制御、微制御分）制御）する。ＰＩＤ制御は公知技術であるためその詳細についての説明は省略する。

輝度信号検出部１３５は、ＡＤコンバータ１０６が出力するデジタル画像信号から、自動露出制御（ＡＥ）に用いる輝度情報を生成する。
露出制御部１３４は、輝度信号検出部１３５により得られた輝度情報に基づいて、露出条件（シャッタ速度、絞り値など）を決定する。露出制御部１３４は、決定した露出条件そのシャッタ駆動部１３２、絞り駆動部１３３、及び撮影条件判定部１２９へ通知する。

シャッタ駆動部１３２は露出制御部１３４から通知されたシャッタ速度に応じてシャッタ１０４を駆動する。絞り駆動部１３３は露出制御部１３４から通知された絞り値に応じて絞り１０３を駆動する。なお、レンズユニット１０１が交換可能な場合、通信部１１６を通じてレンズユニット１０１に絞り値を通知し、レンズユニット１０１が絞り１０３の駆動を制御してもよい。露出制御部１３４はまた、撮像素子１０５ら読み出されたアナログ撮像信号に適用するゲインを制御する。

次に、撮像素子１０５の目標位置の決定について説明する。振れ検出部１１３が検出した角速度を積分器１２５で積分することにより、角度に変換することができる。積分器１２５で得られる角度は微小なため、定数を乗じることによって位置に変換することができる。これにより、振れ検出部１１３で検出した角速度に応じて撮像素子１０５の目標位置を決定することができる。

振れ補正演算部１２４は、積分部１２５の出力値に対し、通信部１１６を通じてレンズユニット１０１から取得したレンズ敏感度情報を乗算し、振れ補正量を算出する。レンズ敏感度情報はレンズユニット１０１の焦点距離および合焦距離に応じて変化する値である。したがって、レンズユニット１０１ならびにレンズユニット１０１の状態に応じた適切なレンズ敏感度情報を乗算することにより、撮像素子１０５を目標位置に移動させるための適切な振れ補正量が得られる。

制御ゲイン変更部１２３は、振れ補正演算部１２４が算出した振れ補正量と、ＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６から通知される制御ゲインの変更量とに基づいて、撮像素子ＰＩＤ制御部１２２における制御ゲインを変更する。制御ゲイン変更部１２３は、例えば撮像素子ＰＩＤ制御部１２２がフィードバック制御する偏差に対し、制御ゲインの変更量に応じた定数を積算することにより、制御ゲインを変更することができる。フィードバック時の制御ゲインを増加させると、フィードバック制御の追従性が高くなり、防振効果は高くなるが、外乱に対する感度も高くなる。一方、フィードバック時の制御ゲインを減少させると、フィードバック制御の追従性は低くなり、防振効果は低くなるが、外乱に対する感度も低くなる。

上述したように、バリアングルモニタのような、ヒンジやアームなどを介して筐体に連結されている可動部材や、筐体のアクセサリシューに着脱可能な外部アクセサリは、筐体との接続部分がバネ的な性質（バネ成分）を有する。特定のレンズユニット（例えば全長および／または重量が閾値以上である交換レンズ）も、レンズマウント部分がバネ成分を有する。

図２は、カメラ１００のアクセサリシューに外部フラッシュが取り付けられた状態を模式的に示している。振れ検出部１１３が検出した角速度に応じて像ブレ補正機構（撮像素子１０５）を移動させた際に生じる反作用による振動がバネ成分によって増幅される。増幅された振動が振れ検出部１１３によってカメラ１００の動きとして検出されると、振動を抑制するために像ブレ補正機構が移動される。このように、撮像素子１０５の移動の反作用がバネ成分によって増幅されて振れ検出部１１３で検出されると、フィードバック制御が収束することなく継続する現象（メカニカルフィードバック（ＭＦＢ））が発生する。ＭＦＢは、フィードバック制御が安定していても発生し、撮影で得られる画像をブレさせ、画像の鮮鋭度を低下させる。

図３は、本実施形態に係る像ブレ抑制装置の構成および動作を説明するための図である。ここでは、カメラ１００でＭＦＢが発生しているものとする。また、図３の下部のグラフは、振れ検出部１１３が出力する角速度信号が処理の過程でどのように取り扱われるのかを模式的に示しており、横軸が時間、縦軸が角速度を表している。

振れ検出部１１３は、所定のデータレートを有する角速度信号（振れデータ）をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２８に入力する。バンドパスフィルタ１２８は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０１とローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０２との組み合わせで実現することができる。ＢＰＦ１２８は、ＭＦＢの周波数成分を抽出するフィルタである。ＭＦＢの周波数は、外部アクセサリや可動部材の取り付け部分のばね定数に依存する固有振動数によって定まる共振周波数と一致する。共振周波数は、外部アクセサリや可動部材の種類や数に応じて変化する。そのため、通過帯域の異なる複数のバンドバスフィルタ１２８を用いて、外部アクセサリや可動部材の種類や数の組み合わせごとの共振周波数成分を抽出する。

なお、ＭＦＢの周波数は、手ブレによる振動の周波数（１５Ｈｚ以下）よりも高く、例えば５０Ｈｚ以上である。したがって、バンドパスフィルタ１２８の通過帯域は、手ブレによる振動を検出するための通過帯域よりも高い周波数帯域である。

なお、バリアングルモニタの開閉状態や、存在する外部アクセサリの種類、レンズユニット１０１の種類といった情報をユーザに入力させたり自動検出したりして、発生するＭＦＢの周波数を特定することもできる。ＭＦＢの周波数が特定できる場合、特定された周波数の成分を抽出するバンドバスフィルタ１２８のみを用いてもよい。また、通過帯域が固定のバンドパスフィルタ１２８を複数用意する代わりに、可変バンドパスフィルタを用いてバンドパスフィルタ１２８の数を削減してもよい。

ＭＦＢ判定部１２７は、振幅レベル判定部２０３、継続時間測定部２０４、および検出値確定部２０５を有し、バンドパスフィルタ１２８ごとに設けられている。

振幅レベル判定部２０３は、ＢＰＦ１２８が出力する、ＭＦＢの周波数成分の角速度が、所定閾値を上回った回数および下回った回数により、周波数を算出する。図４を用いて、振幅レベル判定部２０３の動作について説明する。

図４（ａ）はバンドパスフィルタ１２８の出力信号の例を示している。バンドパスフィルタ１２８により、出力信号に含まれるノイズ成分（抽出すべきＭＦＢの周波数成分以外の周波数成分）が少ない。そのため、一定期間内に上側閾値を上回った回数および下側閾値を下回った回数（上側閾値を上回る／下回る期間の長さともいえる）により、ＭＦＢの周波数を精度良く算出することができる。ここでは、上側閾値と下側閾値は符号が異なり絶対値が等しい値とする。また、振幅レベル判定部２０３が用いる上側閾値と下側閾値は対応するバンドパスフィルタ１２８で抽出する周波数成分に応じて異なる値を有しうる。

一方、図４（ｂ）は、バンドパスフィルタ１２８を適用しない場合の角速度信号（例えば振れ検出部１１３の出力信号）の例を示している。この場合、角速度信号にはノイズ成分が多く含まれている。そのため、一定の所定期間内に上側閾値を上回った回数および下側閾値を下回った回数によって算出したＭＦＢの周波数の精度は、図４（ａ）の場合よりも低下する。

例えば、２００ｍｓの間に上側閾値を上回った回数および下側閾値を下回った回数の合計が１５回以上であり、上側閾値を上回る期間および下側閾値を下回る期間の長さが９５Ｈｚ～１０５Ｈｚに相当するとする。この場合、振幅レベル判定部２０３は、ＭＦＢの周波数の候補を１００Ｈｚと判定する。なお、上側閾値と下側閾値、２００ｍｓ、１５回といった値は予め設定しておく。

図３に戻り、継続時間測定部２０４は、振幅レベル判定部２０３で判定された周波数の候補が、所定時間もしくは所定回数継続しているか否かを判定する。例えば、振幅レベル判定部２０３が２００ｍｓごとにＭＦＢの周波数の候補の判定するものとする。この場合、継続時間測定部２０４は、振幅レベル判定部２０３が同じ周波数の候補を５回連続で判定した（その候補が１秒間継続した）か否かを判定する。なお、継続時間測定部２０４が判定する所定時間または所定回数は予め設定しておく。

検出値確定部２０５は、継続時間測定部２０４で、振幅レベル判定部２０３が同じ周波数の候補を５回連続で判定した（その候補が１秒間継続した）と判定されれば、その周波数のＭＦＢが発生していると判定する。図３のように検出値確定部２０５が複数存在する場合、異なる周波数のＭＦＢが同時に発生していると判定される場合もある。

ＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６は、検出値確定部２０５が判定したＭＦＢの周波数に応じて、制御ゲインの変更量を決定し、制御ゲイン変更部１２３に通知する。ＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６は、ＭＦＢが発生していれば、ＭＦＢが発生していないときよりもフィードバック時の制御ゲインを低減することにより、外乱に対する感度を低下させ、ＭＦＢがフィードバック制御に与える影響を抑制する。また、ＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６は、発生しているＭＦＢの周波数に応じて、制御ゲインの低減量を変更する（詳細は後述する）。これにより、ＭＦＢに起因するカメラ１００の微小振動、ひいては撮影で得られる画像の鮮鋭度の低下を抑制することができる。

撮影条件判定部１２９は、操作部１１５により、静止画撮影モードと動画撮影モードとの切り替えが行われた場合と、静止画撮影の露光中もしくは連写中の場合には、制御ゲインの変更を禁止するようにＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６に通知する。静止画撮影モードと動画撮影モードとの切り替えが行われた場合には制御ゲインを初期値に戻すためである。また、静止画撮影中に制御ゲインを変更すると、像ブレ補正が不十分になる恐れがあるためである。

図５は、像ブレ抑制装置としてのカメラ制御部１５０が実施する、像ブレ補正動作に関するフローチャートである。像ブレ補正動作は、カメラ１００で像ブレ補正が有効に設定されている際、周期的に実行される。図５では、像ブレ補正動作として周期的に実行されるＳ１０４～Ｓ１１４の処理を、防振制御ループとして示している。

Ｓ１０４でカメラ制御部１５０は、振れ検出部１１３の出力する角速度信号（振れデータ）を取得する。カメラ制御部１５０は、取得した角速度データは内部メモリ１１０に一時的に保存してもよい。取得した振れデータは積分器１２５およびＢＰＦ１２８に入力される。

図５ではＳ１０５～Ｓ１０９の処理が直列に処理されるように示しているが、Ｓ１０５の処理と、Ｓ１０６～Ｓ１０７の処理とは、並列に実行することができる。なお、ここでは２種類の周波数成分を、通過帯域が異なる３つのＢＰＦ１２８を用いて抽出するものとするが、抽出する周波数成分の数に制限はない。

Ｓ１０５でカメラ制御部１５０は、積分部１２５によって振れデータを積分し、角度データに変換する。
Ｓ１０６でカメラ制御部１５０は、振れデータに対して個々のＢＰＦ１２８を適用することにより、ＢＰＦ処理を実施する。
Ｓ１０７でカメラ制御部１５０は、個々のＢＰＦ１２８により抽出された周波数成分について、上述したように、振幅レベル判定部２０３、継続時間測定部２０４、および検出値確定部２０５を用いてＭＦＢが発生しているか否かを判定する。

Ｓ１１０でカメラ制御部１５０は、制御ゲイン変更処理を実行する。制御ゲイン変更処理の詳細については図６を用いて後述する。

Ｓ１１１でカメラ制御部１５０は撮像素子位置検出部１２０により、撮像素子１０５の現在位置を取得する。
Ｓ１１２でカメラ制御部１５０は、Ｓ１１１で取得した現在位置と、Ｓ１０５の積分処理結果に基づいて算出された目標位置との偏差を算出する。

Ｓ１１３でカメラ制御部１５０はＳ１１２で算出した偏差を撮像素子ＰＩＤ制御部１２２に与えることにより、撮像素子１０５の移動に関するフィードバック制御処理を行う。
Ｓ１１４でカメラ制御部１５０は、撮像素子ＰＩＤ制御部１２２が偏差に応じて決定した駆動量を、撮像素子駆動部１２１に出力する。

次に、Ｓ１１０で実施する制御ゲイン変更処理の詳細について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
Ｓ２０２で撮影条件判定部１２９は、撮像モードが静止画モードと動画モードとの一方から他方に切り替えられたか否かを判定し、切り替えられたと判定されればＳ２０３が、判定されなければＳ２０４が実行される。

Ｓ２０３でカメラ制御部１５０は、切り替え前の撮影モードでＭＦＢが発生していたか否かを判定する。切り替え前の撮影モードでＭＦＢが発生していたと判定されれば、Ｓ２１０を実行し、判定されなければ制御ゲインを変更せずに制御ゲイン変更処理を終了する。静止画モードと動画モードとで防振制御特性が異なることに起因して、制御ゲインが異なりうる。撮影モードが切り替えられた場合、切り替え前にＭＦＢが発生していなければ、前回の撮影モード切り替え時に制御ゲインは変更されていないため、制御ゲインを戻す必要がない。一方、切り替え前にＭＦＢが発生していれば、前回の撮影モード切り替え後に制御ゲインが変更されている。そのため、Ｓ２１０でカメラ制御部１５０は、制御ゲインを切り替え後の撮影モードにおける初期値に変更し、制御ゲイン変更処理を終了する。

図７は、本実施形態における制御ゲインの制御の一例に関するボード線図である。図７のボード線図では、位相線図を上に、ゲイン線図を下に示している。位相線図の横軸は周波数［Hz］、縦軸が位相［deg］を表す。また、ゲイン線図の横軸は周波数［Hz］、縦軸はゲイン［dB］を表す。横軸の周波数は両図に共通している。

図７のゲイン線図では、実線で示す静止画モードでＭＦＢが発生していない際の制御ゲインを基準とし、点線で示す動画モードの制御ゲインは基準に対して―１０［dB］であるとする。静止画モードでＭＦＢが発生して、破線で示すように制御ゲインを基準に対して―７［dB］低減していた状態で、静止画モードから動画モードに切り替えられた場合、Ｓ２１０では制御ゲインをさらに―３［dB］低減する。これにより、制御ゲインが基準に対して―１０［dB］となり、動画モードにおける初期値に戻すことができる。

図６に戻り、Ｓ２０２で撮影モードが切り替えられたと判定されない場合、Ｓ２０４で撮影条件判定部１２９は、現在静止画モードで露光中もしくは連写中か否かを判定する。静止画モードで露光中もしくは連写中と判定されれば、カメラ制御部１５０は制御ゲインを変更せずに制御ゲイン変更処理を終了する。露光中や連写中に制御ゲインを変更すると、画質に影響を与えたり、連写した画像間で画質に差が生じるリスクがあるためである。

Ｓ２０４で静止画モードで露光中もしくは連写撮影中と判定されなければ、Ｓ２０５でカメラ制御部１５０は、直近にＭＦＢの発生が判定されてから所定時間を経過したか否かを判定する。直近にＭＦＢの発生が判定されてから所定時間を経過したと判定されない場合および、ＭＦＢの発生が判定されていない場合、カメラ制御部１５０は制御ゲインを変更せずに制御ゲイン変更処理を終了する。一方、直近にＭＦＢの発生が判定されてから所定時間を経過したと判定されれば、カメラ制御部１５０はＳ２０６を実行する。

Ｓ２０６でカメラ制御部１５０は、Ｓ１０７またはＳ１０９でＭＦＢが発生したと判定されているか否かを判定する。ＭＦＢが発生したと判定されていなければカメラ制御部１５０は制御ゲインを変更せずに制御ゲイン変更処理を終了する。一方、Ｓ１０７またはＳ１０９でＭＦＢが発生したと判定されていれば、カメラ制御部１５０はＳ２０７を実行する。

Ｓ２０７でカメラ制御部１５０は、ＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６によってＭＦＢゲイン変更量を決定する。ＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６は、発生しているとＭＦＢ判定部１２７によって判定されたＭＦＢの周波数に応じたゲイン変更量を決定する。例えば、２つのバンドパスフィルタ１２８がそれぞれ、図７に示す６０～７０Ｈｚ、１２０～１４０Ｈｚ、および１９０～２０５Ｈｚの通過帯域を有するものとする。

そして、ＭＦＢの周波数に応じたゲイン変更量が以下の通りであるとする。
周波数６０～７０ＨｚのＭＦＢが発生していると判定される場合：―１０［dB］
周波数１２０～１４０ＨｚのＭＦＢが発生していると判定される場合：―９［dB］
周波数１９０～２０５ＨｚのＭＦＢが発生していると判定される場合：―８［dB］

ＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６は、ＭＦＢの発生を判定しているＭＦＢ判定部１２７が１つであれば、ＭＦＢの周波数に応じたゲイン変更量を決定する。一方、ＭＦＢの発生を判定しているＭＦＢ判定部１２７が複数あれば、ＭＦＢの周波数に応じたゲイン変更量のうち、最も大きなゲイン変更量を決定する。例えば、上述した３つの周波数帯域の全てでＭＦＢが発生していると判定されている場合、ＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６はゲイン変更量―１０［dB］を決定する。

Ｓ２０９でカメラ制御部１５０は、制御ゲイン変更部１２３により、ＭＦＢ制御ゲイン管理部１２６から通知されたゲイン変更量を反映した制御ゲインとなるように、撮像素子ＰＩＤ制御部１２２の制御ゲインを変更し、制御ゲイン変更処理を終了する。

本実施形態によれば、ブレ補正機構の移動の反作用に起因する撮像装置の振動が共振によって増幅されることによって生じる撮像装置の継続的な微小振動（メカニカルフィードバック：ＭＦＢ）を抑制することができる。具体的には、ＭＦＢの発生が検出された場合、には、ブレ補正機構の移動を制御するフィードバック制御における制御ゲインを低減することにより、ＭＦＢを抑制することができる。また、ＭＦＢの周波数に応じて制御ゲインの低減量を異ならせることにより、手ブレの防振効果とＭＦＢの抑制とのバランスを取ることができる。

（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。

本発明は上述した実施形態の内容に制限されず、発明の精神および範囲から離脱することなく様々な変更及び変形が可能である。したがって、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００…レンズ交換式デジタルカメラ、１０１…レンズユニット、１５０…カメラ制御部、１５５…ブレ抑制装置

Claims (14)

1. 撮像装置の振れに応じてブレ補正機構を移動させることにより、像ブレを抑制する像ブレ抑制装置であって、
   前記振れを補正するための前記ブレ補正機構の目標位置と、前記ブレ補正機構の現在位置との偏差を０に近づけるように、前記ブレ補正機構の移動を制御する制御手段と、
   前記振れに含まれる、手ブレによる振動の周波数よりも高い、予め定められた周波数の振動を検出する検出手段と、
   前記予め定められた周波数の振動が検出された場合、前記ブレ補正機構の移動を制御するときの制御ゲインを前記予め定められた周波数の振動が検出されない場合よりも低減する変更手段と、
   を有することを特徴とする像ブレ抑制装置。
2. 前記予め定めた周波数が、１５Ｈｚより高い周波数であることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ抑制装置。
3. 前記予め定められた周波数が、前記撮像装置に取り付けられた部材の共振周波数に基づくことを特徴とする請求項１または２に記載の像ブレ抑制装置。
4. 前記部材と前記撮像装置との接続部分がバネ的な性質を有することを特徴とする請求項３に記載の像ブレ抑制装置。
5. 前記部材が、前記撮像装置の筐体にヒンジもしくはアームを介して取り付けられる可動部材であることを特徴とする請求項３または４に記載の像ブレ抑制装置。
6. 前記部材が、前記撮像装置に着脱可能な外部アクセサリであることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の像ブレ抑制装置。
7. 前記検出手段が、前記撮像装置の角速度が所定期間内に閾値を上回る回数および下回る回数に基づいて前記予め定められた周波数の振動を検出することをと特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の像ブレ抑制装置。
8. 前記撮像装置の撮像モードが切り替えられた場合、前記変更手段は、切り替え後の撮像モードに応じた初期値に前記制御ゲインを戻すことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の像ブレ抑制装置。
9. 前記初期値が、静止画モードと動画モードとで異なり、前記動画モードでは前記静止画モードよりも低い値であることを特徴とする請求項８に記載の像ブレ抑制装置。
10. 静止画撮影の露光中もしくは連写中には前記制御ゲインを変更しないことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の像ブレ抑制装置。
11. 前記ブレ補正機構が撮像素子を含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の像ブレ抑制装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の像ブレ抑制装置を有することを特徴とする撮像装置。
13. 撮像装置の振れに応じてブレ補正機構を移動させることにより、像ブレを抑制する像ブレ抑制装置の制御方法であって、
    前記振れを補正するための前記ブレ補正機構の目標位置と、前記ブレ補正機構の現在位置との偏差を０に近づけるように、前記ブレ補正機構の移動を制御する制御工程と、
    前記振れに含まれる、手ブレによる振動の周波数よりも高い、予め定められた周波数の振動を検出する検出工程と、
    前記予め定められた周波数の振動が検出された場合、前記ブレ補正機構の移動を制御するときの制御ゲインを前記予め定められた周波数の振動が検出されない場合よりも低減する変更工程と、
    を有することを特徴とする像ブレ抑制装置の制御方法。
14. コンピュータを、請求項１から１１のいずれか１項に記載の像ブレ抑制装置が有する各手段として機能させるためのプログラム。

Images