JP6444733B2 - 像振れ補正装置と像振れ補正方法および撮像装置 - Google Patents

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Description

この技術は、像振れ補正装置と像振れ補正方法および撮像装置に関し、像振れ補正性能を向上できるようにする。
ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置には、撮像時の手振れ等によって生じる撮像画像の像振れを補正する像振れ補正装置が設けられているものがある。
例えば、特許文献１では、レンズと撮像素子を有するレンズユニットが、外筐に対してレンズの光軸に直交する第１の支点軸の軸回り方向である第１の方向に回転可能とされている。さらに、レンズユニットは、光軸および第１の支点軸にともに直交する第２の支点軸の軸回り方向である第２の方向に回転可能とされている。レンズユニットは、第１の支点軸を支点としてヨーイング方向へ回転されると共に第２の支点軸を支点としてピッチング方向へ回転されて、像振れの補正が行われる。また、特許文献１では、レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向へ回転させるための駆動部として、複数のコイル部、マグネットおよびヨークをそれぞれ有する２つの駆動モータ（扁平モータ）が用いられている。
特開平７−２７４０５６号公報
ところで、フォーカス調整動作やズーム動作が行われると、レンズユニット内に設けられているフォーカスレンズやズームレンズが移動されて、レンズユニットの重心位置が変化する。したがって、レンズユニットに加わる振れに応じてレンズユニットを回転させて像振れ補正を行う場合、レンズユニットの重心位置の変化によって最適な像振れ補正を行うことができないおそれがある。例えば、レンズユニットの重心位置が上述の支点軸の位置から離れると、レンズユニットを回転させるために必要な駆動力が大きくなる。したがって、レンズユニットに加わる振れに応じてレンズユニットを回転させることが困難となり、最適な像振れ補正を行うことができなくなってしまう。
そこで、この技術では、像振れ補正性能を向上できる像振れ補正装置と像振れ補正方法および撮像装置を提供する。
この技術の第１の側面は、
撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有してヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されているレンズユニットと、
前記レンズユニットに加わる振れを検出する振れ検出部と、
前記レンズユニットの位置を検出する位置検出部と、
前記レンズユニットの重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記レンズユニットの後端面に設けたマグネットの磁界と、前記レンズユニットを保持するユニット保持部における前記レンズユニットの後端面との対向面に設けた駆動コイルで発生させた磁界とによって、前記レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する駆動部と、
前記画像信号の生成時に、前記振れ検出部で振れ検出と前記位置検出部で位置の検出を繰り返し行い、前記レンズユニットで重心位置の変化を生じる動作が行われたことを判別したとき、前記重心位置算出部で前記レンズユニットの重心位置の算出を行い、前記重心位置算出部で算出された前記レンズユニットの重心位置に応じて設定したパラメータを用いて、前記振れ検出部で検出された振れに基づいて算出した前記レンズユニットの目標位置と前記位置検出部で検出された前記レンズユニットの位置との偏差、および前記レンズユニットの重心位置に応じて、比例制御と微分制御と積分制御を組み合わせて行い、前記レンズユニットの位置が目標位置と一致するように前記駆動部の駆動動作を制御して、前記撮像画像の像振れを補正する振れ補正制御部と
を備える像振れ補正装置にある。
この技術においては、撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有するレンズユニットは、例えばジンバル機構によってヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されており、駆動部によってヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動される。振れ検出部ではレンズユニットに加わる振れが検出される。重心位置算出部では、レンズユニットの重心位置が算出される。位置検出部では、レンズユニットの現在位置が検出される。像振れ補正制御部では、振れ検出部で検出された振れと、位置検出部で検出されたレンズユニットの位置と、レンズユニットの重心位置に基づいて、駆動部の駆動動作を制御して撮像画像の像振れの補正が行われる。像振れ補正制御部は、例えば振れ検出部で検出された振れに基づいて算出したレンズユニットの目標位置と位置検出部で検出したレンズユニットの現在位置との偏差、および重心位置算出部で算出されたレンズユニットの重心位置に応じて、比例制御と微分制御と積分制御を組み合わせて行い、前記レンズユニットの位置が目標位置と一致するようにレンズユニットの回転駆動動作を制御する。また、積分制御では、レンズユニットの重心位置に応じて変化する荷重を打ち消すように補正値を設定して、この補正値を用いて積分制御を行う。また、レンズユニットに対するアクセサリの装着の検出を行い、検出結果を用いてレンズユニットのヨーイング方向およびピッチング方向の回転駆動動作が制御される。
この技術の第２の側面は、
撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有してヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されているレンズユニットに加わる振れを検出する工程と、
前記レンズユニットの位置を検出する工程と、
前記レンズユニットの重心位置を算出する工程と、
前記レンズユニットの後端面に設けたマグネットの磁界と、前記レンズユニットを保持するユニット保持部における前記レンズユニットの後端面との対向面に設けた駆動コイルで発生させた磁界とによって、前記レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する工程と、
前記画像信号の生成時に、前記振れ検出と前記位置の検出を繰り返し行い、前記レンズユニットで重心位置の変化を生じる動作が行われたことを判別したとき、前記レンズユニットの重心位置の算出を行い、算出された前記レンズユニットの重心位置に応じて設定したパラメータを用いて、前記振れ検出で検出された振れに基づいて算出した前記レンズユニットの目標位置と前記位置の検出で検出された前記レンズユニットの位置との偏差、および前記レンズユニットの重心位置に応じて、比例制御と微分制御と積分制御を組み合わせて行い、前記レンズユニットの位置が目標位置と一致するように前記レンズユニットの回転駆動動作を制御して、前記撮像画像の像振れを補正する工程と
を含む像振れ補正方法にある。
この技術の第３の側面は
撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有してヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されているレンズユニットと、
前記レンズユニットに加わる振れを検出する振れ検出部と、
前記レンズユニットの位置を検出する位置検出部と、
前記レンズユニットの重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記レンズユニットの後端面に設けたマグネットの磁界と、前記レンズユニットを保持するユニット保持部における前記レンズユニットの後端面との対向面に設けた駆動コイルで発生させた磁界とによって、前記レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する駆動部と、
前記画像信号の生成時に、前記振れ検出部で振れ検出と前記位置検出部で位置の検出を繰り返し行い、前記レンズユニットで重心位置の変化を生じる動作が行われたことを判別したとき、前記重心位置算出部で前記レンズユニットの重心位置の算出を行い、前記重心位置算出部で算出された前記レンズユニットの重心位置に応じて設定したパラメータを用いて、前記振れ検出部で検出された振れに基づいて算出した前記レンズユニットの目標位置と前記位置検出部で検出された前記レンズユニットの位置との偏差、および前記レンズユニットの重心位置に応じて、比例制御と微分制御と積分制御を組み合わせて行い、前記レンズユニットの位置が目標位置と一致するように前記駆動部の駆動動作を制御して、前記撮像画像の像振れを補正する振れ補正制御部と、
前記振れ補正制御部の動作を制御する制御部と
を備える撮像装置にある。
この技術によれば、撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有するレンズユニットがヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されて、レンズユニットに加わる振れとレンズユニットの位置とレンズユニットの重心位置に基づき、レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する駆動部の駆動動作が制御されて撮像画像の像振れの補正が行われる。このため、フォーカス調整動作やズーム動作等によってレンズユニットの重心位置が変動しても、最適な像振れ補正を行うことが可能となり、像振れ補正性能を向上できる。
像振れ補正装置の外観を示す斜視図である。 ユニット保持部で保持されているレンズユニットの正面図を示す図である。 ユニット保持部の断面概略図である。 駆動部の構成を示す斜視図である。 駆動部の動作を説明するための図である。 第１の実施の形態の構成を例示した図である。 振れ補正制御部の構成を例示した図である。 サーボ演算部の構成を例示した図である。 第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の構成を例示した図である。 第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
以下、本技術を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．像振れ補正装置の構成
２．第１の実施の形態
２−１．第１の実施の形態の構成
２−２．第１の実施の形態の動作
３．第２の実施の形態
３−１．第２の実施の形態の構成と動作
＜１．像振れ補正装置の構成＞
像振れ補正装置は、レンズユニット、振れ検出部、重心位置算出部、位置検出部、駆動部、振れ補正制御部を有している。レンズユニットは、撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有しており、ヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されている。振れ検出部は、レンズユニットに加わる振れを検出する。重心位置算出部は、レンズユニットの重心位置を算出する。位置検出部は、レンズユニットの位置を検出する。駆動部は、レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する。また、振れ補正制御部は、振れ検出部で検出された振れと、位置検出部で検出されたレンズユニットの位置と、レンズユニットの重心位置に基づいて、駆動部の駆動動作を制御して撮像画像の像振れを補正する。
図１は、像振れ補正装置の外観を示す斜視図である。像振れ補正装置では、レンズユニット２０をヨーイング方向およびピッチング方向へ回転可能にユニット保持部４２で保持する。また、像振れ補正装置は、振れ補正制御部からの駆動信号に基づきレンズユニット２０をヨーイング方向およびピッチング方向へ回転して、レンズユニット２０に加わる振れによって生ずる撮像画像の像振れを補正する。また、レンズユニット２０の鏡筒２１は、例えばズーム倍率の変更等に応じて撮像レンズの光軸方向に伸縮される。
図２は、ユニット保持部で保持されているレンズユニットの正面図、図３はユニット保持部の断面概略図である。なお、図３は、レンズユニットの光軸方向の断面（図１のＡ−Ａ’線で示す位置の断面）を示している。
レンズユニット２０の鏡筒２１には、撮像レンズの光軸上の所定の位置を中心位置ＣＰとした球面の一部である凸面が転動面２２として、鏡筒２１の表面の周方向に帯状に形成されている。ユニット保持部４２において、鏡筒２１に形成された転動面２２と対向する面にはボール保持部４３が形成されており、ボール保持部４３によってボール４４が転動面２２上を転動可能に保持されている。ボール保持部４３は、転動面２２の頭頂部を挟むように複数形成されている。例えば図３では、転動面２２の頭頂部を挟むように２つ形成されている。さらに、ボール保持部４３は、鏡筒２１の位置が径方向に移動することのないように、ユニット保持部４２に対して鏡筒２１の周方向に複数設けられている。例えば図２に示すように、ボール保持部４３の間隔が１２０度となるように設けられている。
したがって、レンズユニット２０は、ユニット保持部４２に保持された状態で、転動面２２の中心位置ＣＰを基準として、ヨーイング方向およびピッチング方向へ回転可能となる。なお、ユニット保持部４２は、例えば後述する筐体４１に形成されている。
図４は、レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する駆動部の構成を示す斜視図である。駆動部４５は、レンズユニット２０の後端面と対向する筐体面に設けられている。駆動部４５は、レンズユニット２０をヨーイング方向に回転させる駆動コイル４５ｙａ，４５ｙｂと、レンズユニット２０をピッチング方向に回転させる駆動コイル４５ｐａ，４５ｐｂを用いて構成されている。また、レンズユニット２０の後端面には、駆動コイル４５ｙａと対応する位置にマグネット２５ｙａが設けられている。同様に、駆動コイル４５ｙｂ，４５ｐａ，４５ｐｂと対応する位置にマグネット２５ｙｂ，２５ｐａ，２５ｐｂが設けられている。
マグネット２５ｙａは、駆動コイル４５ｙａと対向する面の磁極がＳ極であるマグネットとＮ極であるマグネットを水平方向に並べた構成とされている。なお、図４では、駆動コイルと対向する面の磁極がＳ極であるマグネットを斜線で示している。マグネット２５ｙｂは、駆動コイル４５ｙｂと対向する面の磁極がＳ極であるマグネットとＮ極であるマグネットを水平方向に並べた構成とされている。
マグネット２５ｐａは、駆動コイル４５ｐａと対向する面の磁極がＳ極であるマグネットとＮ極であるマグネットを垂直方向に並べた構成とされている。マグネット２５ｐｂは、駆動コイル４５ｐｂと対向する面の磁極がＳ極であるマグネットとＮ極であるマグネットを垂直方向に並べた構成とされている。
マグネット２５ｙａ（２５ｙｂ）と駆動コイル４５ｙａ（４５ｙｂ）は、レンズユニット２０が中央位置（回転範囲の中央位置）とされている状態で、マグネット２５ｙａ（２５ｙｂ）において水平方向に並んだ２つのマグネット間の中央位置が駆動コイル４５ｙａ（４５ｙｂ）の中央位置となるように配設されている。同様に、マグネット２５ｐａ（２５ｐｂ）と駆動コイル４５ｐａ（４５ｐｂ）は、レンズユニット２０が中央位置とされている状態で、マグネット２５ｐａ（２５ｐｂ）において垂直方向に並んだ２つのマグネット間の中央位置が駆動コイル４５ｐａ（４５ｐｂ）の中央位置となるように配設されている。
さらに、駆動コイル４５ｙａ（４５ｙｂ），４５ｐａ（４５ｐｂ）の内側には、マグネット２５ｙａ（２５ｙｂ），２５ｐａ（２５ｐｂ）によって生じた磁界を検出することで、レンズユニット２０の回転位置を判別するための位置検出部４６が設けられている。位置検出部４６は、例えばホール素子４６ｙａ（４６ｙｂ），４６ｐａ（４６ｐｂ）を用いて構成されている。
図５は、駆動部の動作を説明するための図である。なお、図５では、ピッチング方向の回転動作を例示している。また、駆動部４５は、レンズユニット２０の後端面と対向する筐体面４１１に設けられている。
レンズユニット２０は、上述のように転動面２２とユニット保持部４２のボール保持部４３との間にボール４４が設けられていることから、転動面２２の中心位置ＣＰを回転支点として、回転可能に保持されている。
また、レンズユニット２０が中央位置（回転可能範囲の中央位置）とされている状態で、マグネット２５ｐａ（２５ｐｂ）において垂直方向に並んだ２つのマグネット間の中央位置が駆動コイル４５ｐａ（４５ｐｂ）の中央位置となるように配設されている。ここで、駆動コイル４５ｐａ（４５ｐｂ）に電流を供給すると、供給された電流に応じて磁界が発生して、発生した磁界によってマグネット２５ｐａ（２５ｐｂ）が垂直方向に移動させる。すなわち、レンズユニット２０に加わるピッチング方向の振れに応じて、駆動コイル４５ｐａ（４５ｐｂ）に電流を供給してレンズユニット２０を回転させることで、ピッチング方向の像振れを補正することができる。また、図示せずも、レンズユニット２０に加わるヨーイング方向の振れに応じて、駆動コイル４５ｙａ（４５ｙｂ）に電流を供給してレンズユニット２０を回転させることで、ヨーイング方向の像振れを補正することができる。
このようにして、レンズユニット２０に加わる振れに応じて駆動部４５によってレンズユニット２０を回転させることで、像振れを補正することができる。
なお、レンズユニット２０をヨーイング方向およびピッチング方向に回転する構成は、図１乃至図５に示した構成に限られない。例えばレンズユニットに対して垂直方向（水平方向）に第１回転軸を設けて、第１回転軸を内フレームで回転自在に保持する。また、第１回転軸をモータ等でヨーイング方向（ピッチング方向）に回転させる。さらに、内フレームに対して水平方向（垂直方向）に第２回転軸を設けて、第２回転軸を外フレームで回転自在に保持する。また、第２回転軸をモータ等でピッチング方向（ヨーイング方向）に回転させる。このように、レンズユニット２０を第１回転軸と第２回転軸で回転自在に支持して、第１回転軸と第２回転軸をそれぞれモータ等で回転させる構成等であってもよい。
＜２．第１の実施の形態＞
［２−１．第１の実施の形態の構成］
図６は、第１の実施の形態の構成を例示している。像振れ補正装置を用いた撮像装置１０は、レンズユニット２０、駆動部４５、位置検出部４６、画像処理部５１、表示部５２、記録部５３、振れ検出部６１、重心位置算出部６２、振れ補正制御部７０、ユーザインタフェース部８１、制御部８５を有している。
レンズユニット２０には、撮像光学系３１、撮像光学系駆動部３２、撮像部３３が設けられている。
撮像光学系３１は、フォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２等で構成されている。撮像光学系３１では、例えばフォーカスレンズ３１１を光軸方向に移動してフォーカス調整を行う。また、ズームレンズ３１２を光軸方向に移動して焦点距離を可変する。
撮像光学系駆動部３２は、後述する制御部８５からの制御信号に基づき、フォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２を駆動する。
撮像部３３は、撮像素子、前処理部、撮像駆動部等で構成されている。撮像素子は、光電変換処理を行い、撮像光学系３１によって撮像面に結像された光学像を電気信号に変換する。撮像素子は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等が用いられる。前処理部は、撮像素子で生成された電気信号に対してＣＤＳ（correlated double sampling：相関２重サンプリング）等のノイズ除去処理を行う。また、前処理部は、電気信号の信号レベルを所望の信号レベルとするゲイン調整を行う。さらに、前処理部は、Ａ／Ｄ変換処理を行い、ノイズ除去処理やゲイン調整が行われた電気信号であるアナログの画像信号を、ディジタルの画像信号に変換して、画像処理部５１へ出力する。撮像駆動部は、後述する制御部８５からの制御信号に基づき、撮像素子を駆動するために必要な動作パルス等の生成を行う。例えば、電荷を読み出すための電荷読出パルス、垂直方向や水平方向の転送を行うための転送パルス、電子シャッター動作を行うためのシャッターパルス等の生成を行う。
駆動部４５は、振れ補正制御部７０から供給された駆動信号に基づき、上述のようにレンズユニット２０をヨーイング方向およびピッチング方向に回転させる。また、位置検出部４６は、レンズユニット２０の位置に応じた検出信号を生成して振れ補正制御部７０へ出力する。例えばホール素子４６ｙａ（４６ｙｂ），４６ｐａ（４６ｐｂ）で生成された検出信号を振れ補正制御部７０へ出力する。
画像処理部５１は、撮像部３３から出力されたディジタルの画像信号に対してカメラプロセス処理等を行う。画像処理部５１は、例えば画像信号に対してガンマ補正やニー補正等の非線形処理、色補正処理、輪郭強調処理等を行う。画像処理部５１は処理後の画像信号を表示部５２や記録部５３へ出力する。
表示部５２は、表示パネルや電子ビューファインダを構成しており、画像処理部５１から出力された画像信号に基づきカメラスルー画像の表示等を行う。また、表示部５２は、撮像装置１０の動作設定を行うためのメニュー表示や動作状態表示等も行う。なお、表示部５２は、表示画素数が撮像画像よりも少ない場合、撮像画像を表示画像数の表示画像に変換する処理を行う。
記録部５３は、画像処理部５１から出力された画像信号を記録媒体に記録する。記録媒体としては、メモリカードや光ディスク、磁気テープ等のように着脱可能であってもよく、固定タイプのＨＤＤ（Hard Disk Drive）や半導体メモリモジュール等であってもよい。また、記録部５３に、エンコーダやデコーダを設けて画像信号の圧縮符号化や伸張復号化を行い、記録媒体には符号化信号を記録するようにしてもよい。なお、記録部５３では、記録媒体に記録されている画像信号や符号化信号を読み出して、記録されている画像を表示部５２に表示するようにしてもよい。
振れ検出部６１は、撮像装置１０（レンズユニット２０）に加わる振れを検出するセンサ、例えば加速度センサやジャイロセンサ等を用いて構成されている。振れ検出部６１は、撮像装置１０（レンズユニット２０）に加わる振れを検出して、検出結果を振れ補正制御部７０へ出力する。
重心位置算出部６２は、撮像光学系３１のフォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２の位置および鏡筒２１の繰り出し状態に応じて変化するレンズユニット２０の重心位置を算出する。例えば、フォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２の位置および鏡筒２１の繰り出し状態毎に重心位置を予め算出して重心位置算出部６２にテーブル化して記憶させておく。重心位置算出部６２は、レンズユニット２０からフォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２の位置および鏡筒２１の繰り出し状態を示す情報を取得して、取得した情報に対応する重心位置をテーブルから選択することで、レンズユニット２０の重心位置の算出を行う。また、重心位置算出部６２は、撮像光学系３１のフォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２の位置および鏡筒２１の繰り出し状態に基づき、その都度演算を行って、レンズユニット２０の重心位置を算出してもよい。さらに、重心位置算出部６２は、制御部８５から撮像光学系駆動部３２に供給される制御信号を利用して、レンズユニット２０の重心位置を算出してもよい。例えば、重心位置算出部６２は、撮像光学系駆動部３２に供給される制御信号に基づきフォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２の位置および鏡筒２１の繰り出し状態を判別して、判別結果に基づきレンズユニット２０の重心位置を算出する。重心位置算出部６２は、レンズユニット２０の重心位置を振れ補正制御部７０へ出力する。
振れ補正制御部７０は、振れ検出部６１で検出された振れと、位置検出部４６で検出されたレンズユニット２０の位置に基づき駆動信号を生成する。振れ補正制御部７０は、生成した駆動信号を駆動部４５に供給して、像振れが補正されている撮像画像の画像信号を撮像部３３で生成できるようにする。また、振れ補正制御部７０は、重心位置算出部６２で算出された重心位置に基づき駆動信号の生成を制御して、レンズユニット２０の重心位置が変動しても、像振れが補正されている撮像画像の画像信号を撮像部３３で安定して生成できるようにする。
ユーザインタフェース（ユーザＩ／Ｆ）部８１は、ズームレバーや撮影ボタン等で構成されている。ユーザＩ／Ｆ部８１は、ユーザ操作に応じた操作信号を生成して制御部８５に出力する。
制御部８５は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)と、ＲＯＭ(Read Only Memory)と、ＲＡＭ(Random Access Memory)を備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラムを必要に応じて読み出して実行する。ＲＯＭには、ＣＰＵにおいて実行されるプログラムや各種の処理において必要となるデータ等が予め記憶されている。ＲＡＭは、処理の途中結果などを一時記憶するいわゆる作業領域として用いられるメモリである。また、ＲＯＭまたはＲＡＭは、各種の制御情報や補正データ等を記憶する。制御部８５は、ユーザＩ／Ｆ部８１からの操作信号等に応じて各部の制御を行い、ユーザ操作に応じた動作を撮像装置１０で行わせる。また、制御部８５は、振れ補正制御部７０を制御して、像振れ補正動作を行わせる。
図７は、振れ補正制御部の構成を例示している。振れ補正制御部７０は、振れ量算出部７１、目標位置算出部７２、現在位置算出部７３、演算部７４、パラメータ設定部７５、サーボ演算部７６、駆動信号出力部７７を備えている。
振れ量算出部７１は、振れ検出部６１から供給された検出信号に基づき、撮像装置１０（レンズユニット２０）に加わる振れの振れ量を算出する。振れ量算出部７１は、算出した振れ量を目標位置算出部７２へ出力する。
目標位置算出部７２は、振れ量算出部７１で算出された振れ量に基づき、撮像部３３で像振れの生じていない撮像画像の画像信号を生成できるレンズユニット２０の位置を算出して、算出した位置を目標位置として演算部７４へ出力する。
現在位置算出部７３は、位置検出部４６からの検出信号、例えばホール素子４６ｙａ（４６ｙｂ），４６ｐａ（４６ｐｂ）で生成された検出信号に基づき、レンズユニット２０の現在位置を算出する。現在位置算出部７３は、算出した現在位置を演算部７４は演算部７４へ出力する。
演算部７４は、目標位置と現在位置の誤差を算出して、算出した誤差量を示す位置誤差信号をサーボ演算部７６へ出力する。
パラメータ設定部７５は、制御部８５からの制御信号に基づいて、サーボ演算部７６で用いられるパラメータの設定を行う。また、パラメータ設定部７５は、重心位置算出部６２で算出された重心位置に基づき、レンズユニット２０の重心位置が変動しても、像振れが補正されている撮像画像の画像信号を撮像部３３で安定して生成できるようにパラメータを変更する。
サーボ演算部７６は、パラメータ設定部７５で設定されたパラメータを用いてサーボ動作を行い、演算部７４で算出される誤差量が「０」となるように制御信号を生成して駆動信号出力部７７へ出力する。
駆動信号出力部７７は、サーボ演算部７６から供給された制御信号に基づき駆動信号を生成して駆動部４５に供給することで、レンズユニット２０が目標位置算出部７２で算出された目標位置となるように駆動部４５でレンズユニット２０を駆動させる。
このように、振れ補正制御部７０は、振れ検出部６１の検出結果やレンズユニットの重心位置と現在位置に基づきフィードバック制御を行い、撮像部３３で像振れが補正された撮像画像の画像信号を生成できるようにする。
次に、サーボ演算部について説明する。サーボ演算部７６は、例えば比例制御（Ｐ制御）と積分制御（Ｉ制御部）および微分制御（Ｄ制御）を選択的に組み合わせたＰＩＤ制御によるフィードバック制御を行う。ＰＩＤ制御において、微分制御（Ｄ制御）は、比例制御（Ｐ制御）の過制御によるゲイン余裕および位相余裕の低下を改善して、フィードバック制御の安定性を向上させるために用いられる。積分制御（Ｉ制御）は、フィードバック制御のオフセット特性を改善するために用いられる。これらの比例制御と微分制御と積分制御を、必要に応じて選択して組み合わせることでＰＩＤ制御が行われる。
比例制御では、式（１）の演算を行い制御出力を算出する。
偏差×比例ゲイン＝比例制御出力 ・・・（１）
微分制御では、式（２）の演算を行い制御出力を算出する。
（偏差−前回演算時の偏差）×微分ゲイン＝微分制御出力 ・・・（２）
積分制御では、式（３）の演算を行い制御出力を算出する。
（偏差の積分値＋偏差）×積分ゲイン＝積分制御出力 ・・・（３）
図８は、サーボ演算部の構成を例示している。サーボ演算部７６は、増幅部７６１，７６４，７６７、遅延部７６２，７６６、演算部７６３，７６５，７６９を有している。
増幅部７６１は、演算部７４から供給された位置誤差信号に、パラメータ設定部７５で設定された比例ゲインＫｐを乗じて比例制御出力である比例制御信号を生成する。増幅部７６１は、生成した比例制御信号を演算部７６９へ出力する。
遅延部７６２は、演算部７４から供給された位置誤差信号を１サンプリング期間遅延して演算部７６３へ出力する。
演算部７６３は、演算部７４から供給された位置誤差信号に対して、遅延部７６２から出力された位置誤差信号を減算する演算処理を行い、位置誤差の微分信号を生成して増幅部７６４へ出力する。
増幅部７６４は、演算部７６３から供給された微分信号に、パラメータ設定部７５で設定された微分ゲインＫｄを乗じて微分制御出力である微分制御信号を生成する。増幅部７６４は、生成した微分制御信号を演算部７６９へ出力する。
演算部７６５は、演算部７４から供給された位置誤差信号に対して、遅延部７６６から出力された信号を加算する演算処理を行い、位置誤差の積分信号を生成して増幅部７６７へ出力する。
遅延部７６６は、演算部７６５から供給された積分信号を１サンプリング期間遅延して演算部７６５へ出力する。
増幅部７６７は、演算部７６５から供給された積分信号に、パラメータ設定部７５で設定された積分ゲインＫｉを乗じて積分制御出力である積分制御信号を生成する。増幅部７６７は、生成した積分制御信号を演算部７６８へ出力する。
演算部７６８は、増幅部７６７から供給された積分制御信号に対して、パラメータ設定部７５から供給された重力補償信号を加算して演算部７６９へ出力する。なお、重力補償信号は、重力による荷重を打ち消すための信号であり、詳細は後述する。
演算部７６９は、増幅部７６１から供給された比例制御信号と、増幅部７６４から供給された微分制御信号と、演算部７６８から供給された積分制御信号（重力補償信号の加算後）を加算して、加算後の制御信号を駆動信号出力部７７へ出力する。
なお、積分制御信号の生成では、増幅部７６７に供給される積分信号に対して重力による荷重に応じた信号を加算したのち増幅部７６７で積分ゲインＫｉを乗じて、重力補償信号が加算された積分制御信号と同等の制御信号を生成してもよい。また、重力による荷重に応じたゲイン（重力補償ゲイン）を積分ゲインＫｉに加算して、重力補償信号が加算された積分制御信号と同等の制御信号を生成してもよい。また、制御方法はＰＩＤ制御に限らず他の制御方法を用いるようにしてもよい。
［２−２．第１の実施の形態の動作］
図９は、第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１で振れ補正制御部７０は、重心位置を判別する。振れ補正制御部７０は、重心位置算出部６２で算出されたレンズユニット２０の重心位置を取得して重心位置の判別を行いステップＳＴ２に進む。
ステップＳＴ２で振れ補正制御部７０は、パラメータ設定を行う。振れ補正制御部７０は、制御部８５からの制御信号に基づきパラメータを設定する。また、振れ補正制御部７０は、レンズユニット２０の重心位置に応じてパラメータの変更を行いステップＳＴ３に進む。
ステップＳＴ３で振れ補正制御部７０は目標位置を算出する。振れ補正制御部７０は、振れ検出部６１から供給された検出信号に基づき、撮像装置１０（レンズユニット２０）に加わる振れの振れ量を算出する。振れ補正制御部７０は、算出した振れ量に基づき撮像部３３で像振れの生じていない撮像画像の画像信号を生成できるレンズユニット２０の位置を算出して目標位置としてステップＳＴ４に進む。
ステップＳＴ４で振れ補正制御部７０は現在位置を判別する。振れ補正制御部７０は、位置検出部４６から検出信号を取得して、取得した検出信号に基づきレンズユニット２０の現在位置を算出して、現在位置の判別を行いステップＳＴ５に進む。
ステップＳＴ５で振れ補正制御部７０は位置誤差の算出を行う。振れ補正制御部７０は、目標位置と現在位置の誤差を算出して、算出した誤差を示す位置誤差信号を生成してステップＳＴ６に進む。
ステップＳＴ６で振れ補正制御部７０は、比例制御信号の生成を行う。振れ補正制御部７０は、上述の式（１）に示す演算を行い、位置誤差信号に比例ゲインＫｐを乗じて比例制御信号の生成を行いステップＳＴ７に進む。
ステップＳＴ７で振れ補正制御部７０は、微分制御信号の生成を行う。振れ補正制御部７０は、上述の式（２）に示す演算を行い、位置誤差信号から微分信号を生成して微分ゲインＫｄを乗じて微分制御信号の生成を行いステップＳＴ８に進む。
ステップＳＴ８で振れ補正制御部７０は、積分制御信号の生成を行う。振れ補正制御部７０は、上述の式（３）に示す演算を行い、位置誤差信号から積分信号を生成して積分ゲインＫｉを乗じて積分制御信号の生成を行う。また、振れ補正制御部７０は、重力補償信号を積分制御信号に加算してステップＳＴ９に進む。
ステップＳＴ９で振れ補正制御部７０は、駆動信号の出力を行う。振れ補正制御部７０は、比例制御信号と微分制御信号と積分制御信号を加算して、加算後の制御信号に基づき駆動信号を生成する。振れ補正制御部７０は、生成した駆動信号を駆動部４５へ出力してステップＳＴ１０に進む。
ステップＳＴ１０で振れ補正制御部７０は、重心位置の変化があるか判別する。振れ補正制御部７０は、フォーカスレンズやズームレンズの移動動作，鏡筒の伸縮動作が行われて重心位置の変化を生じるか判別する。振れ補正制御部７０は、重心位置の変化があると判別した場合にはステップＳＴ１に戻り、重心位置の変化があると判別されない場合にはステップＳＴ３に戻る。
なお、ステップＳＴ３とステップＳＴ４の処理は何れを先に行ってもよい。また、ステップＳＴ６乃至ステップＳＴ８の処理は、図に示す順序に限られない。
次に、振れ補正制御部７０で行われるパラメータ設定動作について説明する。振れ補正制御部７０のパラメータ設定部７５は、例えば重心位置が所定の位置にある場合において安定した像振れ補正を行うことができる比例ゲインＫｐと微分ゲインＫｄと積分ゲインＫｉを、制御部８５からの制御信号に基づき設定する。パラメータ設定部７５は、設定したパラメータをサーボ演算部７６に供給する。また、重心位置算出部６２で算出された重心位置が所定の位置と異なる場合、例えばレンズユニット２０を回転可能に支持している支持位置から離れた位置となる場合、レンズユニット２０を回転させるためにより大きい駆動力が必要となる。すなわち、駆動部４５においてレンズユニット２０のイナーシャが増加した場合と同様になる。このような場合、パラメータ設定部７５は、重心位置に基づき、イナーシャの増加に応じて比例ゲインＫｐを大きくして、レンズユニット２０の駆動力を高める。さらに、パラメータ設定部７５は、比例ゲインＫｐを大きくしても、良好な像振れ補正を行うことができるように微分ゲインＫｄや積分ゲインＫｉを調整する。例えば、比例ゲインＫｐを大きくした場合でも良好な応答性を得ることができ、発振を生じることなくフィードバック制御を安定して行うことができるように微分ゲインＫｄを調整する。また、比例ゲインＫｐを大きくした場合でも、確実にレンズユニット２０が目的位置となるようにフィードバック制御のオフセット特性が良好となるように積分ゲインＫｉを調整する。
さらに、重心位置がレンズユニット２０の支持位置から離れるに伴い、レンズユニット２０には重力による荷重（回転方向の荷重）が大きくなる。したがって、サーボ動作では、レンズユニットの重心位置に応じた補正値を用いて積分制御を行う。例えば、上述のように、レンズユニットの重心位置によって変化する荷重（重力による回転方向の荷重）を打ち消すための重力補償信号が加算された積分制御信号を生成する。または、積分信号に対して重力による荷重に応じた信号を加算したのち積分ゲインＫｉを乗じて、重力補償信号が加算された積分制御信号と同等の制御信号を生成する。または、重力による荷重に応じた重力補償ゲインを積分ゲインＫｉに加算して、重力補償信号が加算された積分制御信号と同等の制御信号を生成する。このように積分制御信号を生成すれば、レンズユニット２０が目的位置に近づく前に重力の影響によってレンズユニット２０が傾きを生じてしまうことを防止できる。なお、積分値が安定すると、重力による加重を含めてサーボ動作が行われることから、重力補償信号または重力補償ゲインの加算は、制御開始から積分値が安定するまでの所定の期間行えばよい。
このように、レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転させることで、振れ補正が可能な振れ範囲を広くする場合、第１の実施の形態によれば、振れ補正制御部７０では、フォーカスレンズやズームレンズの移動動作，鏡筒の伸縮動作等が行われたことにより生じたレンズユニット２０の重心位置の移動に応じてサーボ動作のパラメータが変更される。したがって、例えば撮像装置でフォーカス調整動作やズーム動作等が行われてレンズユニットの重心位置が変動しても、最適な像振れ補正を行うことが可能となり、像振れ補正性能を向上できる。また、重心位置の移動に応じてサーボ動作のパラメータが変更されることから、レンズユニット２０を回転させる場合の駆動力が過大となってしまうことがなく、消費電力が大きくなってしまうことを防止して、効率よく像振れ補正を行うことができる。
＜３．第２の実施の形態＞
ところで、レンズユニットの重心位置の変動は、フォーカス調整動作やズーム動作に限られない。例えば、レンズユニットの先端にコンバージョンレンズ等のアクセサリが装着された場合、レンズユニットの重心が前方に移動する。また、アクセサリが装着されたことによりレンズユニットの重量が増加する。そこで、第２の実施の形態では、アクセサリの装着状況に応じて像振れ補正における制御動作を切り替える場合について説明する。
［３−１．第２の実施の形態の構成と動作］
図１０は、第２の実施の形態の構成を例示している。像振れ補正装置を用いた撮像装置１１は、レンズユニット２０、駆動部４５、位置検出部４６、画像処理部５１、表示部５２、記録部５３、振れ検出部６１、重心位置算出部６２、アクセサリ検出部６３、振れ補正制御部７０、ユーザインタフェース（ユーザＩ／Ｆ）部８１、制御部８５を有している。
レンズユニット２０には、撮像光学系３１、撮像光学系駆動部３２、撮像部３３が設けられている。
撮像光学系３１は、フォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２等で構成されている。撮像光学系３１では、例えばフォーカスレンズ３１１を光軸方向に移動してフォーカス調整を行う。また、ズームレンズ３１２を光軸方向に移動して焦点距離を可変する。
撮像光学系駆動部３２は、後述する制御部８５からの制御信号に基づき、フォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２を駆動する。
撮像部３３は、撮像素子、前処理部、撮像駆動部等で構成されている。撮像素子は、光電変換処理を行い、撮像光学系３１によって撮像面に結像された光学像を電気信号に変換する。撮像素子は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等が用いられる。前処理部は、撮像素子で生成された電気信号に対してＣＤＳ（correlated double sampling：相関２重サンプリング）等のノイズ除去処理を行う。また、前処理部は、電気信号の信号レベルを所望の信号レベルとするゲイン調整を行う。さらに、前処理部は、Ａ／Ｄ変換処理を行い、ノイズ除去処理やゲイン調整が行われた電気信号であるアナログの画像信号を、ディジタルの画像信号に変換して、画像処理部５１へ出力する。撮像駆動部は、後述する制御部８５からの制御信号に基づき、撮像素子を駆動するために必要な動作パルス等の生成を行う。例えば、電荷を読み出すための電荷読出パルス、垂直方向や水平方向の転送を行うための転送パルス、電子シャッター動作を行うためのシャッターパルス等の生成を行う。
駆動部４５は、振れ補正制御部７０から供給された駆動信号に基づき、上述のようにレンズユニット２０をヨーイング方向およびピッチング方向に回転させる。また、位置検出部４６は、レンズユニット２０の位置に応じた検出信号を生成して振れ補正制御部７０へ出力する。例えばホール素子４６ｙａ（４６ｙｂ），４６ｐａ（４６ｐｂ）で生成された検出信号を振れ補正制御部７０へ出力する。
画像処理部５１は、撮像部３３から出力されたディジタルの画像信号に対してカメラプロセス処理等を行う。画像処理部５１は、例えば画像信号に対してガンマ補正やニー補正等の非線形処理、色補正処理、輪郭強調処理等を行う。画像処理部５１は処理後の画像信号を表示部５２や記録部５３へ出力する。
表示部５２は、表示パネルや電子ビューファインダを構成しており、画像処理部５１から出力された画像信号に基づきカメラスルー画像の表示等を行う。また、表示部５２は、撮像装置１１の動作設定を行うためのメニュー表示や動作状態表示等も行う。なお、表示部５２は、表示画素数が撮像画像よりも少ない場合、撮像画像を表示画像数の表示画像に変換する処理を行う。
記録部５３は、画像処理部５１から出力された画像信号を記録媒体に記録する。記録媒体としては、メモリカードや光ディスク、磁気テープ等のように着脱可能であってもよく、固定タイプのＨＤＤ（Hard Disk Drive）や半導体メモリモジュール等であってもよい。また、記録部５３に、エンコーダやデコーダを設けて画像信号の圧縮符号化や伸張復号化を行い、記録媒体には符号化信号を記録するようにしてもよい。なお、記録部５３では、記録媒体に記録されている画像信号や符号化信号を読み出して、記録されている画像を表示部５２に表示するようにしてもよい。
振れ検出部６１は、撮像装置１１（レンズユニット２０）に加わる振れを検出するセンサ、例えば加速度センサやジャイロセンサ等を用いて構成されている。振れ検出部６１は、撮像装置１１（レンズユニット２０）に加わる振れを検出して、検出結果を振れ補正制御部７０へ出力する。
重心位置算出部６２は、撮像光学系３１のフォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２の位置および鏡筒２１の繰り出し状態に応じて変化するレンズユニット２０の重心を算出する。例えば、フォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２の位置および鏡筒２１の繰り出し状態毎に重心位置を予め算出して重心位置算出部６２に記憶させておく。重心位置算出部６２は、レンズユニット２０からフォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２の位置および鏡筒２１の繰り出し状態を示す情報を取得して、取得した情報に対応する重心位置を選択することで、レンズユニット２０の重心を算出する。また、重心位置算出部６２は、制御部８５から撮像光学系駆動部３２に供給される制御信号を利用して、レンズユニット２０の重心を算出してもよい。例えば、重心位置算出部６２は、撮像光学系駆動部３２に供給される制御信号に基づきフォーカスレンズ３１１やズームレンズ３１２の位置および鏡筒２１の繰り出し状態を判別して、判別結果に基づきレンズユニット２０の重心位置を算出する。重心位置算出部６２は、レンズユニット２０の重心位置を振れ補正制御部７０へ出力する。
アクセサリ検出部６３は、レンズユニット２０にアクセサリが装着された否かを検出する。また、複数種類のアクセサリが装着可能である場合、どのようなアクセサリが装着されているか検出する。例えばアクセサリ検出部６３は、コンバージョンレンズ等のアクセサリがレンズユニット２０の先端に装着されたか否かを自動的に検出する。装着の検出はスイッチやフォトリフレクタ等の光学的検知手段等を用いてアクセサリが装着されたことを検出してもよく、アクセサリと通信を行ってアクセサリの装着の検出において、アクセサリに関する情報を取得するようにしてもよい。アクセサリは、レンズユニットに装着されるテレコンバータやワイドコンバータ等のコンバージョンレンズ、フィルタ、フード等をいう。アクセサリ検出部６３は、検出結果を振れ補正制御部７０へ出力する。
振れ補正制御部７０は、振れ検出部６１で検出された振れと、位置検出部４６で検出されたレンズユニット２０の位置に基づき駆動信号を生成する。振れ補正制御部７０は、生成した駆動信号を駆動部４５に供給して、像振れが補正されている撮像画像の画像信号を撮像部３３で生成できるようにする。また、振れ補正制御部７０は、重心位置算出部６２で算出された重心位置に基づき駆動信号の生成を制御して、レンズユニット２０の重心位置が変動しても、像振れが補正されている撮像画像の画像信号を撮像部３３で安定して生成できるようにする。さらに、振れ補正制御部７０は、アクセサリ検出部６３の検出結果に基づき駆動信号の生成を制御して、レンズユニット２０の重心位置の変動や重量の増加を生じても、像振れが補正されている撮像画像の画像信号を撮像部３３で安定して生成できるようにする。
ユーザＩ／Ｆ部８１は、ズームレバーや撮影ボタン等で構成されている。ユーザＩ／Ｆ部８１は、ユーザ操作に応じた操作信号を生成して制御部８５に出力する。
制御部８５は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)と、ＲＯＭ(Read Only Memory)と、ＲＡＭ(Random Access Memory)を備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラムを必要に応じて読み出して実行する。ＲＯＭには、ＣＰＵにおいて実行されるプログラムや各種の処理において必要となるデータ等が予め記憶されている。ＲＡＭは、処理の途中結果などを一時記憶するいわゆる作業領域として用いられるメモリである。また、ＲＯＭまたはＲＡＭは、各種の制御情報や補正データ等を記憶する。制御部８５は、ユーザＩ／Ｆ部８１からの操作信号等に応じて各部の制御を行い、ユーザ操作に応じた動作を撮像装置１１で行わせる。また、制御部８５は、振れ補正制御部７０を制御して、像振れ補正動作を行わせる。
図１１は、第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ２１で振れ補正制御部７０は、アクセサリの検出を行う。振れ補正制御部７０は、アクセサリ検出部６３の検出結果に基づき、どのようなアクセサリがレンズユニット２０に装着されているか検出してステップＳＴ２２に進む。
ステップＳＴ２２で振れ補正制御部７０は、重心位置を判別する。振れ補正制御部７０は、重心位置算出部６２で算出されたレンズユニット２０の重心位置を取得して重心位置の判別を行いステップＳＴ２３に進む。
ステップＳＴ２３で振れ補正制御部７０は、パラメータ設定を行う。振れ補正制御部７０は、制御部８５からの制御信号に基づきパラメータを設定する。また、振れ補正制御部７０は、レンズユニット２０の重心位置に応じてパラメータの変更を行いステップＳＴ２４に進む。
ステップＳＴ２４で振れ補正制御部７０は目標位置を算出する。振れ補正制御部７０は、振れ検出部６１から供給された検出信号に基づき、撮像装置１１（レンズユニット２０）に加わる振れの振れ量を算出する。振れ補正制御部７０は、算出した振れ量に基づき撮像部３３で像振れの生じていない撮像画像の画像信号を生成できるレンズユニット２０の位置を算出して目標位置としてステップＳＴ２５に進む。
ステップＳＴ２５で振れ補正制御部７０は現在位置を判別する。振れ補正制御部７０は、位置検出部４６から検出信号を取得して、取得した検出信号に基づきレンズユニット２０の現在位置を算出して、現在位置の判別を行いステップＳＴ２６に進む。
ステップＳＴ２６で振れ補正制御部７０は位置誤差の算出を行う。振れ補正制御部７０は、目標位置と現在位置の誤差を算出して、算出した誤差を示す位置誤差信号を生成してステップＳＴ２７に進む。
ステップＳＴ２７で振れ補正制御部７０は、比例制御信号の生成を行う。振れ補正制御部７０は、上述の式（１）に示す演算を行い、位置誤差信号に比例ゲインＫｐを乗じて比例制御信号の生成を行いステップＳＴ２８に進む。
ステップＳＴ２８で振れ補正制御部７０は、微分制御信号の生成を行う。振れ補正制御部７０は、上述の式（２）に示す演算を行い、位置誤差信号から微分信号を生成して微分ゲインＫｄを乗じて微分制御信号の生成を行いステップＳＴ２９に進む。
ステップＳＴ２９で振れ補正制御部７０は、積分制御信号の生成を行う。振れ補正制御部７０は、上述の式（３）に示す演算を行い、位置誤差信号から積分信号を生成して積分ゲインＫｉを乗じて積分制御信号の生成を行う。また、振れ補正制御部７０は、重力補償信号を積分制御信号に加算してステップＳＴ３０に進む。
ステップＳＴ３０で振れ補正制御部７０は、駆動信号の出力を行う。振れ補正制御部７０は、比例制御信号と微分制御信号と積分制御信号を加算して、加算後の制御信号に基づき駆動信号を生成する。振れ補正制御部７０は、生成した駆動信号を駆動部４５へ出力してステップＳＴ３１に進む。
ステップＳＴ３１で振れ補正制御部７０は、アクセサリの変更が生じていないか判別する。振れ補正制御部７０は、アクセサリ検出部６３の検出結果に基づき、アクセサリの変更すなわち、アクセサリの着脱状態の変更や異なるアクセサリへの変更が行われていないか判別する。振れ補正制御部７０は、アクセサリの変更が生じていない場合にステップＳＴ３２に進み、アクセサリの変更が生じた場合にステップＳＴ２１に戻る。
ステップＳＴ３２で振れ補正制御部７０は、重心位置の変化があるか判別する。振れ補正制御部７０は、フォーカスレンズやズームレンズの移動動作，鏡筒の伸縮動作が行われて重心位置の変化を生じるか判別する。振れ補正制御部７０は、重心位置の変化があると判別した場合にはステップＳＴ２２に戻り、重心位置の変化があると判別されない場合にはステップＳＴ２４に戻る。
なお、ステップＳＴ２４とステップＳＴ２５の処理は何れを先に行ってもよい。また、ステップＳＴ２７乃至ステップＳＴ２９の処理は、図に示す順序に限られない。
このように、レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転させることで、振れ補正が可能な振れ範囲を広くする場合、第２の実施の形態によれば、振れ補正制御部７０では、フォーカスレンズやズームレンズの移動動作，鏡筒の伸縮動作等が行われたことにより生じたレンズユニット２０の重心位置の移動に応じてサーボ動作のパラメータが変更される。さらに、アクセサリの着脱状態や装着されているアクセサリに応じてサーボ動作のパラメータが変更される。したがって、例えば撮像装置でフォーカス調整動作やズーム動作等が行われてレンズユニットの重心位置が変動しても、また、アクセサリを用いても、最適な像振れ補正を行うことが可能となり、像振れ補正性能を向上できる。また、重心位置の移動に応じてサーボ動作のパラメータが変更されることから、レンズユニット２０を回転させる場合の駆動力が過大となってしまうことがなく、消費電力が大きくなってしまうことを防止できる。また、アクセサリを装着してレンズユニットの重量が増加しても、レンズユニット２０を回転させる場合の駆動力が不足することがなく、効率よく像振れ補正を行うことができる。
また、明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させる。または、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
例えば、プログラムは記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory）に予め記録しておくことができる。あるいは、プログラムはフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory），ＭＯ（Magneto optical）ディスク，ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、磁気ディスク、半導体メモリカード等のリムーバブル記録媒体に、一時的または永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。
また、プログラムは、リムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトからＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等のネットワークを介して、コンピュータに無線または有線で転送してもよい。コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。
また、本技術は、上述した技術の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。この技術の実施の形態は、例示という形態で本技術を開示しており、本技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本技術の要旨を判断するためには、請求の範囲を参酌すべきである。
なお、本技術の像振れ補正装置は以下のような構成も取ることができる。
（１） 撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有してヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されているレンズユニットと、
前記レンズユニットに加わる振れを検出する振れ検出部と、
前記レンズユニットの位置を検出する位置検出部と、
前記レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する駆動部と、
前記振れ検出部で検出された振れと、前記位置検出部で検出された位置と、前記レンズユニットの重心位置に基づいて、前記駆動部の駆動動作を制御して前記撮像画像の像振れを補正する振れ補正制御部と
を備える像振れ補正装置。
（２） 前記振れ補正制御部は、前記振れ検出部で検出された振れに基づいて算出した前記レンズユニットの目標位置と前記位置検出部で検出された前記レンズユニットの位置との偏差、および前記レンズユニットの重心位置に応じて、比例制御と微分制御と積分制御を組み合わせて行い、前記レンズユニットの位置が目標位置と一致するように前記駆動動作を制御する（１）に記載の像振れ補正装置。
（３） 前記積分制御では、前記レンズユニットの重心位置に応じた補正値を用いて前記積分制御を行う（２）に記載の像振れ補正装置。
（４） 前記補正値は、前記レンズユニットの重心位置によって変化する荷重を打ち消すように設定する（３）に記載の像振れ補正装置。
（５） 前記レンズユニットの重心位置を算出する重心位置算出部を備え、
前記重心位置算出部は、前記レンズユニットのレンズ位置および前記レンズユニットの鏡筒の繰り出し状態に基づいて前記重心位置を算出する（１）乃至（４）の何れかに記載の像振れ補正装置。
（６） 前記レンズユニットに対するアクセサリの装着を検出するアクセサリ検出部をさらに備え、
前記振れ補正制御部は、前記アクセサリ検出部の検出結果を用いて前記駆動部の駆動動作を制御する（１）乃至（５）の何れかに記載の像振れ補正装置。
この技術の像振れ補正装置と像振れ補正方法および撮像装置では、撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有するレンズユニットがヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されて、レンズユニットに加わる振れとレンズユニットの位置とレンズユニットの重心位置に基づき、レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する駆動部の駆動動作が制御されて撮像画像の像振れの補正が行われる。このため、フォーカス調整動作やズーム動作等によってレンズユニットの重心位置が変動しても、最適な像振れ補正を行うことが可能となり、像振れ補正性能を向上できる。
したがって、例えばフォーカス調整動作やズーム動作等によってレンズ鏡筒の長さが変化する電子機器に適している。
１０，１１・・・撮像装置、２０・・・レンズユニット、２１・・・鏡筒、２２・・・転動面、２５ｐａ，２５ｐｂ，２５ｙａ，２５ｙｂ・・・マグネット、３１・・・撮像光学系、３２・・・撮像光学系駆動部、３３・・・撮像部、４１・・・筐体、４２・・・ユニット保持部、４３・・・ボール保持部、４４・・・ボール、４５・・・駆動部、４５ｐａ，４５ｐｂ，４５ｙａ，４５ｙｂ・・・駆動コイル、４６・・・位置検出部、４６ｐａ，４６ｐｂ，４６ｙａ，４６ｙｂ・・・ホール素子、５１・・・画像処理部、５２・・・表示部、５３・・・記録部、６１・・・振れ検出部、６２・・・重心位置算出部、６３・・・アクセサリ検出部、７０・・・振れ補正制御部、７１・・・振れ量算出部、７２・・・目標位置算出部、７３・・・現在位置算出部、７４，７６３，７６５，７６８，７６９・・・演算部、７５・・・パラメータ設定部、７６・・・サーボ演算部、７７・・・駆動信号出力部、８１・・・ユーザインタフェース（ユーザＩ／Ｆ）部、８５・・・制御部、３１１・・・フォーカスレンズ、３１２・・・ズームレンズ、４１１・・・筐体面、７６１，７６４，７６７・・・増幅部、７６２，７６６・・・遅延部

Claims (7)

  1. 撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有してヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されているレンズユニットと、
    前記レンズユニットに加わる振れを検出する振れ検出部と、
    前記レンズユニットの位置を検出する位置検出部と、
    前記レンズユニットの重心位置を算出する重心位置算出部と、
    前記レンズユニットの後端面に設けたマグネットの磁界と、前記レンズユニットを保持するユニット保持部における前記レンズユニットの後端面との対向面に設けた駆動コイルで発生させた磁界とによって、前記レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する駆動部と、
    前記画像信号の生成時に、前記振れ検出部で振れ検出と前記位置検出部で位置の検出を繰り返し行い、前記レンズユニットで重心位置の変化を生じる動作が行われたことを判別したとき、前記重心位置算出部で前記レンズユニットの重心位置の算出を行い、前記重心位置算出部で算出された前記レンズユニットの重心位置に応じて設定したパラメータを用いて、前記振れ検出部で検出された振れに基づいて算出した前記レンズユニットの目標位置と前記位置検出部で検出された前記レンズユニットの位置との偏差、および前記レンズユニットの重心位置に応じて、比例制御と微分制御と積分制御を組み合わせて行い、前記レンズユニットの位置が目標位置と一致するように前記駆動部の駆動動作を制御して、前記撮像画像の像振れを補正する振れ補正制御部と
    を備える像振れ補正装置。
  2. 前記積分制御では、前記レンズユニットの重心位置に応じた補正値を用いて前記積分制御を行う
    請求項１に記載の像振れ補正装置。
  3. 前記補正値は、前記レンズユニットの重心位置によって変化する荷重を打ち消すように設定する
    請求項２に記載の像振れ補正装置。
  4. 前記重心位置算出部は、前記レンズユニットのレンズ位置および前記レンズユニットの鏡筒の繰り出し状態に基づいて前記重心位置を算出する
    請求項１に記載の像振れ補正装置。
  5. 前記レンズユニットに対するアクセサリの装着を検出するアクセサリ検出部をさらに備え、
    前記振れ補正制御部は、前記アクセサリ検出部の検出結果を用いて前記駆動部の駆動動作を制御する
    請求項１に記載の像振れ補正装置。
  6. 撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有してヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されているレンズユニットに加わる振れを検出する工程と、
    前記レンズユニットの位置を検出する工程と、
    前記レンズユニットの重心位置を算出する工程と、
    前記レンズユニットの後端面に設けたマグネットの磁界と、前記レンズユニットを保持するユニット保持部における前記レンズユニットの後端面との対向面に設けた駆動コイルで発生させた磁界とによって、前記レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する工程と、
    前記画像信号の生成時に、前記振れ検出と前記位置の検出を繰り返し行い、前記レンズユニットで重心位置の変化を生じる動作が行われたことを判別したとき、前記レンズユニットの重心位置の算出を行い、算出された前記レンズユニットの重心位置に応じて設定したパラメータを用いて、前記振れ検出で検出された振れに基づいて算出した前記レンズユニットの目標位置と前記位置の検出で検出された前記レンズユニットの位置との偏差、および前記レンズユニットの重心位置に応じて、比例制御と微分制御と積分制御を組み合わせて行い、前記レンズユニットの位置が目標位置と一致するように前記レンズユニットの回転駆動動作を制御して、前記撮像画像の像振れを補正する工程と
    を含む像振れ補正方法。
  7. 撮像光学系と撮像画像の画像信号を生成する撮像部を有してヨーイング方向およびピッチング方向に回転可能に支持されているレンズユニットと、
    前記レンズユニットに加わる振れを検出する振れ検出部と、
    前記レンズユニットの位置を検出する位置検出部と、
    前記レンズユニットの重心位置を算出する重心位置算出部と、
    前記レンズユニットの後端面に設けたマグネットの磁界と、前記レンズユニットを保持するユニット保持部における前記レンズユニットの後端面との対向面に設けた駆動コイルで発生させた磁界とによって、前記レンズユニットをヨーイング方向およびピッチング方向に回転駆動する駆動部と、
    前記画像信号の生成時に、前記振れ検出部で振れ検出と前記位置検出部で位置の検出を繰り返し行い、前記レンズユニットで重心位置の変化を生じる動作が行われたことを判別したとき、前記重心位置算出部で前記レンズユニットの重心位置の算出を行い、前記重心位置算出部で算出された前記レンズユニットの重心位置に応じて設定したパラメータを用いて、前記振れ検出部で検出された振れに基づいて算出した前記レンズユニットの目標位置と前記位置検出部で検出された前記レンズユニットの位置との偏差、および前記レンズユニットの重心位置に応じて、比例制御と微分制御と積分制御を組み合わせて行い、前記レンズユニットの位置が目標位置と一致するように前記駆動部の駆動動作を制御して、前記撮像画像の像振れを補正する振れ補正制御部と、
    前記振れ補正制御部の動作を制御する制御部と
    を備える撮像装置。
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