JP7451294B2 - 制御装置、撮像装置、レンズ装置、カメラシステム、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、撮像装置、レンズ装置、カメラシステム、制御方法、およびプログラムに関する。

従来、振れを検出する手段が交換式レンズおよびカメラ本体の少なくとも一方に設けられ、振れに起因する画像の像振れを補正する手段が交換式レンズおよびカメラ本体の少なくとも一方に設けられているレンズ交換式カメラシステムが提案されている。

特許文献１には、正確に振れを検出するために、交換レンズおよびカメラ本体のそれぞれの振れ検出手段で検出された振れ量から基準値を引いた値の平均値の差分に基づいて基準値を補正するレンズ交換式カメラが開示されている。

特開２０１６－１１４７９２号公報

しかしながら、特許文献１のカメラでは、振れ信号に高周波ノイズや、位相のずれが生じた場合、正確に基準値を求めることができない。

本発明は、交換レンズおよびカメラ本体の各振れ検出手段の性能差の影響を受けずに振れ補正性能を向上可能な制御装置、撮像装置、レンズ装置、カメラシステム、制御方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、カメラ本体およびカメラ本体に通信可能に装着される交換レンズの一方である第１装置と、他方である第２装置とを有するカメラシステムを制御する制御装置であって、第１装置に設けられた第１振れ検出手段からの第１振れ信号と第２装置に設けられた第２振れ検出手段からの第２振れ信号との位相特性が一致するように、第１および第２振れ信号の少なくとも一方を補償して少なくとも１つの補償信号を取得する補償手段と、第１振れ信号に基づく第１信号、および第２振れ信号に基づく第２信号を用いて第１振れ信号を補正する補正手段とを有し、第１および第２信号の少なくとも一方は、補償信号であることを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての制御方法は、カメラ本体およびカメラ本体に通信可能に装着される交換レンズの一方である第１装置と、他方である第２装置とを有するカメラシステムを制御する制御方法であって、第１装置に設けられた第１振れ検出手段からの第１振れ信号と第２装置に設けられた第２振れ検出手段からの第２振れ信号との位相特性が一致するように、第１および第２振れ信号の少なくとも一方を補償して少なくとも１つの補償信号を取得するステップと、第１振れ信号に基づく第１信号、および第２振れ信号に基づく第２信号を用いて第１振れ信号を補正するステップとを有し、第１および第２信号の少なくとも一方は、補償信号であることを特徴とする。

本発明によれば、交換レンズおよびカメラ本体の各振れ検出手段の性能差の影響を受けずに振れ補正性能を向上可能な制御装置、撮像装置、レンズ装置、カメラシステム、制御方法、およびプログラムを提供することができる。

本発明の実施形態に係るカメラシステムの中央断面図である。 カメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。 実施例１の振れ補正制御部の構成を示すブロック図である。 実施例１の振れ信号補正手段の構成を示すブロック図である。 実施例１の振れ信号補正手段の構成の変形例を示すブロック図である。 実施例１の振れ信号補正手段の構成の変形例を示すブロック図である。 実施例１の振れ信号補正手段の構成の変形例を示すブロック図である。 実施例１の補正制御器により構成される閉ループ系と補正帯域制限部により決まる周波数特性を示す図である。 実施例１の交換レンズ又は撮像装置の振れ検出手段のどちらの振れ信号を補正するかを決定する処理を示すフローチャートである。 実施例１のレンズ制御部およびカメラ制御部による振れ補正処理を示すフローチャートである。 実施例１の補正制御器のゲインと補正帯域制限部の制限周波数の設定の変更を説明する図である。 実施例１の補正制御器のゲインおよび補正帯域制限部の制限周波数を第１の設定にした場合の振れ信号、および振れ信号補正量の関係の一例を示す図である。 実施例１の補正制御器のゲインおよび補正帯域制限部の制限周波数を第２の設定にした場合の振れ信号、および振れ信号補正量の関係の一例を示す図である。 実施例１の振れ補正制御部の構成の変形例を示すブロック図である。 実施例１の振れ補正制御部の構成の変形例を示すブロック図である。 実施例２の振れ補正制御部の構成を示すブロック図である。 実施例２の振れ信号補正手段の構成を示すブロック図である。 実施例２のレンズ制御部およびカメラ制御部による振れ補正処理を示すフローチャートである。 実施例２の振れ補正制御部の構成の変形例を示すブロック図である。 実施例２の振れ補正制御部の構成の変形例を示すブロック図である。

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。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るカメラシステムの中央断面図である。カメラシステムは、撮像装置（カメラ本体）１０１と、撮像装置１０１に着脱可能および通信可能に装着される交換レンズ１０２とを有する。撮像装置１０１および交換レンズ１０２の一方は第１装置、他方は第２装置として構成される。撮像装置１０１と交換レンズ１０２とは、電気接点１０７を介して接続されている。撮像装置１０１は、撮像素子１０５、および背面表示装置１０６を有する。交換レンズ１０２は、複数のレンズからなる撮影光学系１０３、および撮影光学系１０３の一部である防振レンズユニット１０８を有する。

図２は、カメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。撮像装置１０１は、カメラ制御部２０１、画像処理部２０２、メモリ手段２０３、カメラ振れ検出手段２０４、撮像素子振れ補正手段２０５、表示手段２０９、カメラ側操作手段２１０、および撮像素子位置検出手段２１４を有する。交換レンズ１０２は、レンズ制御部２０６、レンズ振れ検出手段２０７、レンズ振れ補正手段２０８、レンズ側操作手段２１１、レンズ位置検出手段２１２、および焦点距離変更手段２１３を有する。

カメラシステムは、撮像手段、画像処理手段、記録再生手段、および制御手段を有する。撮像手段は、撮影光学系１０３、および撮像素子１０５を含む。画像処理手段は、画像処理部２０２を含む。記録再生手段は、メモリ手段２０３、および表示手段２０９（背面表示装置１０６、撮像装置１０１の上面に設けられた撮影情報を表示する不図示の小型表示パネル、およびＥＶＦと呼ばれる不図示の電子ビューファインダーを包含する）を含む。制御手段は、カメラ制御部２０１、カメラ振れ検出手段２０４、撮像素子振れ補正手段２０５、レンズ制御部２０６、レンズ振れ検出手段２０７、レンズ振れ補正手段２０８、カメラ側操作手段２１０、レンズ側操作手段２１１、レンズ位置検出手段２１２、焦点距離変更手段２１３、および撮像素子位置検出手段２１４を含む。なお、レンズ制御部２０６は、防振レンズユニット１０８の他に、不図示のフォーカスレンズ、絞り、およびズームレンズ等を駆動することも可能である。

カメラ振れ検出手段２０４、およびレンズ振れ検出手段２０７は、例えば振動ジャイロ等を含み、カメラシステムに加わる撮影光学系１０３の光軸１０４に対する回転を検出する。撮像素子振れ補正手段２０５、およびレンズ振れ補正手段２０８はそれぞれ、撮像素子１０５および防振レンズユニット１０８を光軸１０４に垂直な平面上でシフト、又はチルト駆動させて像振れを補正する。

撮像手段は、物体からの光を、撮影光学系１０３を介して撮像素子１０５の撮像面に結像する光学処理系である。撮像素子１０５からピント評価量／適当な露光量が得られるので、この信号に基づいて撮影光学系１０３を調整することで、適切な光量の物体光を撮像素子１０５の撮像面に露光するとともに、撮像素子１０５の近傍で被写体像が結像する。

画像処理部２０２は、Ａ／Ｄ変換器、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、および補間演算回路等を有し、記録用の画像を生成する。また、色補間処理手段は、画像処理部２０２に設けられ、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２０２は、画像、動画、および音声等の圧縮を行う。さらに、画像処理部２０２は撮像素子１０５から得られた複数の画像間の比較に基づいて振れ信号を生成することも可能であるため、撮像素子１０５と画像処理部２０２とでカメラ振れ検出手段２０４を構成してもよい。

カメラ制御部２０１は、メモリ手段２０３が備える記録部に出力を行うと共に、表示手段２０９にユーザーに提示する像を表示する。背面表示装置１０６は、タッチパネルで構成され、表示手段２０９とカメラ側操作手段２１０の役割を兼ねてもよい。

カメラ制御部２０１は、撮像の際のタイミング信号等を生成して出力する。また、カメラ制御部２０１は、外部操作に応動して撮像手段、画像処理手段、および記録再生手段を制御する。例えば、カメラ制御部２０１は、シャッターレリーズボタン（不図示）の押下を検出すると、撮像素子１０５、画像処理部２０２、および表示手段２０９を制御する。また、カメラ側操作手段２１０へのユーザー操作に応じて、カメラ制御部２０１が撮像装置１０１の各部の動作を制御することで、静止画および動画の撮影が可能である。

以下、撮影光学系１０３の調整について説明する。カメラ制御部２０１は、撮像素子１０５からの信号、およびカメラ側操作手段２１０による撮影者の操作を基に適切な焦点位置、および絞り位置を求める。カメラ制御部２０１は、電気接点１０７を介してレンズ制御部２０６に指令を出す。レンズ制御部２０６は、焦点距離変更手段２１３、および不図示の絞り駆動手段を適切に制御する。

振れ補正を行うモードでは、カメラ制御部２０１は、各振れ検出手段からの振れ信号と各位置検出手段の情報を基に、撮像素子振れ補正手段２０５およびレンズ振れ補正手段２０８を制御する。撮像素子振れ補正手段２０５およびレンズ振れ補正手段２０８は、例えばマグネットと平板コイルとで実現できる。また、レンズ位置検出手段２１２および撮像素子位置検出手段２１４は、例えばマグネットとホール素子とで実現できる。具体的な制御方法としては、まず、カメラ制御部２０１およびレンズ制御部２０６はそれぞれ、カメラ振れ検出手段２０４およびレンズ振れ検出手段２０７からの振れ信号を取得する。次に、カメラ制御部２０１およびレンズ制御部２０６はそれぞれ、取得した振れ信号を基に、像振れを補正するための、撮像素子１０５および防振レンズユニット１０８の駆動量を算出する。次に、カメラ制御部２０１およびレンズ制御部２０６はそれぞれ、算出した駆動量を撮像素子振れ補正手段２０５およびレンズ振れ補正手段２０８に指令値として送信し、撮像素子１０５および防振レンズユニット１０８を駆動する。その後、カメラ制御部２０１およびレンズ制御部２０６はそれぞれ、レンズ位置検出手段２１２および撮像素子位置検出手段２１４で検出した位置が指令値に追従するようにフィードバック制御を行う。

以下、図３を参照して、本実施例の振れ補正処理について説明する。図３は、本実施例のレンズ制御部２０６およびカメラ制御部２０１からなる振れ補正制御部の構成を示すブロック図である。レンズ制御部２０６は、加算器３０１，３０４、レンズ側目標生成部３０２、レンズ側補正比率ゲイン３０３、レンズ側サーボ制御器３０５、および振れ信号補正手段３０６を有する。カメラ制御部２０１は、カメラ側目標生成部３０７、カメラ側補正比率ゲイン３０８、加算器３０９、およびカメラ側サーボ制御器３１０を有する。

本実施例では、レンズ振れ検出手段２０７およびカメラ振れ検出手段２０４からの振れ情報に基づいて、レンズ振れ補正手段２０８および撮像素子振れ補正手段２０５を同時に駆動する。ここで、レンズ振れ補正手段２０８および撮像素子振れ補正手段２０５を同じように駆動させると、実際に検出された振れに対して２重に補正してしまうことになり、逆に画質を悪化させてしまう問題がある。そこで、レンズ側補正比率ゲイン３０３およびカメラ側補正比率ゲイン３０８により、実際に検出された振れに対して、レンズ振れ補正手段２０８および撮像素子振れ補正手段２０５がどの位ずつ振れ補正を行うかの分担の比率を決める。例えば、レンズ側およびカメラ側の補正比率ゲインをそれぞれ５割に設定すると、それぞれの振れ補正手段は検出された振れの半分ずつを分担して振れ補正を行うことで１０割の振れ補正を行うことができる。なお、本実施例では、レンズ側をスレーブ、カメラ側をマスタとして、レンズ側の各種情報、およびカメラ側の各種情報を互いに送受信する。

加算器３０１は、レンズ振れ検出手段２０７からのレンズ振れ信号から、振れ信号補正手段３０６による振れ信号補正量を減算する。レンズ側目標生成部３０２は、不図示の積分器を用いて加算器３０１からの信号を積分することでレンズ振れ補正手段２０８に対する振れ補正量（レンズ目標値）を算出する。レンズ側補正比率ゲイン３０３では、レンズ側目標生成部３０２により算出された振れ補正量に所定のゲインが乗算される。このように得られた所定の割合の振れ補正目標値は加算器３０４に入力される。加算器３０４は、レンズ側補正比率ゲイン３０３からの振れ補正目標値からレンズ位置検出手段２１２による位置情報を減算する。レンズ側サーボ制御器３０５は、加算器３０４からの信号に基づき、レンズ振れ補正手段２０８を駆動させるための駆動信号を生成し、駆動する。このように、レンズ振れ検出手段２０７で検出された振れのうちレンズ側補正比率ゲイン３０３により設定された所定の割合の振れをレンズ振れ補正手段２０８により防振レンズユニット１０８を駆動させることで補正する。なお、レンズ側サーボ制御器３０５は、ＰＩＤ制御器のようなフィードバック制御器で構成される。

カメラ側目標生成部３０７は、不図示の積分器を用いてカメラ振れ検出手段２０４からのカメラ振れ信号を積分することで撮像素子振れ補正手段２０５に対する振れ補正量（カメラ目標値）を算出する。カメラ側補正比率ゲイン３０８では、カメラ側目標生成部３０７により算出された振れ補正量に所定のゲインが乗算される。このように得られた所定の割合の振れ補正目標値は加算器３０９に入力される。加算器３０９は、カメラ側補正比率ゲイン３０８からの振れ補正目標値から撮像素子位置検出手段２１４による位置情報を減算する。カメラ側サーボ制御器３１０は、加算器３０９からの信号に基づき、撮像素子振れ補正手段２０５を駆動させるための駆動信号を生成し、駆動する。このように、カメラ振れ検出手段２０４で検出された振れのうちカメラ側補正比率ゲイン３０８により設定された所定の割合の振れを撮像素子振れ補正手段２０５により撮像素子１０５を駆動させることで補正する。

レンズ振れ検出手段２０７およびカメラ振れ検出手段２０４のそれぞれが撮像装置１０１の振れを正しく検出できていれば、レンズ振れ補正手段２０８および撮像素子振れ補正手段２０５を所定の割合で同時に駆動することで良好に振れ補正を行うことができる。しかしながら、実際のカメラシステムでは、交換レンズ１０２および撮像装置１０１の組み合わせによって、レンズ振れ検出手段２０７およびカメラ振れ検出手段２０４の検出性能に差がある場合が多い。検出性能の差とは、例えばそれぞれの検出手段の同じ振れに対する出力の差（感度差）や低周波な揺れに対する検出性能等である。低周波な揺れに対する検出性能とは、角速度センサの特性としての環境温度に対する出力値の基準値の変動量（温度ドリフト）、静止状態における出力値の基準値の変動量（低周波揺らぎ）、および静止状態における出力値の所定時間の変化量等である。このように交換レンズ１０２および撮像装置１０１に搭載された振れ検出手段の検出性能に差がある場合、各振れ補正手段が同時に駆動されると、あらかじめ決められた分担割合で駆動されず良好に振れ補正を行うことができない。

そこで、本発明では、良好に振れ補正を行うために、振れ信号補正手段３０６を用いて性能の低い振れ検出手段からの信号を性能の高い振れ検出手段からの信号を用いて補正する。

以下、図４を参照して、振れ信号補正手段３０６による振れ検出手段からの振れ信号の補正処理について説明する。図４は、振れ信号補正手段３０６の構成を示すブロック図である。振れ信号補正手段３０６は、レンズ振れ信号補償部４０１、加算器４０２，４０５、積分器４０３，４０７、補正制御器４０４、カメラ振れ信号補償部４０６、および補正帯域制限部（制限手段）４０８を有する。

レンズ振れ信号補償部４０１は、レンズ振れ検出手段２０７からのレンズ振れ信号の位相特性を補償する。加算器４０２は、レンズ振れ信号補償部４０１からの補償信号から補正制御器４０４により算出した振れ信号補正量を減算する。積分器４０３は、加算器４０２からの信号を積分する。カメラ振れ信号補償部４０６は、カメラ振れ検出手段２０４からのカメラ振れ信号の位相特性を補償する。積分器４０７は、カメラ振れ信号補償部４０６からの補償信号を積分する。加算器４０５は、積分器４０３から出力された積分値から積分器４０７から出力された積分値を減算することで差分値を算出する。補正制御器４０４は、加算器４０５から出力された差分値からレンズ振れ検出手段２０７により検出される振れ角度とカメラ振れ検出手段２０４から算出される振れ角度との差が小さくなるように振れ信号補正量を算出し、加算器４０２に入力する。補正制御器４０４はフィードバック制御器（ネガティブフィードバック）であり、例えば比例制御器および積分制御器で構成されるＰＩ制御を行うフィードバック制御器で構成される。

補正帯域制限部４０８は、ローパスフィルタ等で構成され、振れ信号補正量の低周波成分を抽出する。

加算器３０１は、レンズ振れ信号から補正帯域制限部４０８により帯域制限した振れ信号補正量を減算することで、レンズ振れ信号の低周波成分を補正する。レンズ側目標生成部３０２は、低周波成分が補正されたレンズ振れ信号を取得し、レンズ振れ補正手段２０８の目標値を生成する。

以下、レンズ振れ信号補償部４０１、およびカメラ振れ信号補償部４０６について説明する。レンズ振れ信号Ｔ１とカメラ振れ信号Ｔ２は、デジタルフィルタ特性やアナログ回路特性、およびＡＤコンバータのサンプリング周波数等の影響により位相特性の異なる信号となる。この場合、位相ずれの影響により正確に振れ信号補正量を算出することができない。

そこで、本実施例では、レンズ振れ信号補償部４０１とカメラ振れ信号補償部４０６によって、レンズ振れ信号Ｔ１とカメラ振れ信号Ｔ２の位相特性が一致するように各信号が補償される。なお、「一致」には、実質的に一致する（略一致である）場合も含まれる。レンズ振れ信号補償部４０１とカメラ振れ信号補償部４０６は、ローパスフィルタ等で構成される。ここで、各信号の補償後の位相特性は、予め定められた所定の特性としてもよい。また、撮像装置１０１の種類と交換レンズ１０２の種類との組み合わせにより決定される特性としてもよい。この場合、撮像装置１０１と交換レンズ１０２を判別できるＩＤ等を参照して、レンズ振れ信号補償部４０１とカメラ振れ信号補償部４０６の設定を変更すればよい。また、所定の特性をカメラ制御部２０１等が決定するようにして、システム起動時に電気接点１０７を介した通信によりレンズ制御部２０６に通知するようにしてもよい。

振れ信号補正手段３０６の変形例として、カメラ振れ信号補償部４０６をカメラ制御部２０１内に設けて、補償後のカメラ振れ信号Ｔ２を、電気接点１０７を介した通信によってレンズ制御部２０６に送信するようにしてもよい。

また、レンズ振れ信号Ｔ１に対してカメラ振れ信号Ｔ２の位相が遅れている場合、図５に示されるようにカメラ振れ信号補償部４０６を設ける必要はない。この場合、レンズ振れ信号補償部４０１は、レンズ振れ信号Ｔ１の位相特性をカメラ振れ信号Ｔ２の位相特性に合わせるようにレンズ振れ信号Ｔ１を補償する。

また、カメラ振れ信号Ｔ２に対してレンズ振れ信号Ｔ１の位相が遅れている場合、図６に示されるようにレンズ振れ信号補償部４０１を設ける必要はない。この場合、カメラ振れ信号補償部４０６は、カメラ振れ信号Ｔ２の位相特性をレンズ振れ信号Ｔ１の位相特性に合わせるようにカメラ振れ信号Ｔ２を補償する。

また、本実施例の他の変形例として、図７に示されるようにレンズ振れ信号Ｔ１がレンズ振れ信号補償部７０１とレンズ側目標生成用補償部７０２によって異なる位相特性になるように補償してもよい。これにより、振れ信号補正処理と振れ補正処理のそれぞれに適切な特性の振れ信号を使用することができる。

なお、図４乃至７に示した各構成は、本発明の効果を得るための一例であって、本発明はこれに限られない。図４乃至７の各構成を組み合わせて用いることもできる。加算器４０５に入力される各信号の位相特性が一致するように予め位相特性を補償するようにしさえすれば、どのような構成を採ってもよい。

このように、本実施例およびその変形例では、レンズ振れ検出手段２０７からのレンズ振れ信号を、振れ信号補正手段３０６により得られた振れ信号補正量を用いて補正する。振れ信号補正量はレンズ振れ検出手段２０７の出力に基づく信号（第１信号）と、カメラ振れ検出手段２０４の出力に基づく信号（第２信号）を比較することによって算出される。このとき、第１信号と第２信号の少なくとも一方は、レンズ振れ検出手段２０７の出力に基づく振れ信号とカメラ振れ検出手段２０４の出力に基づく振れ信号の位相特性が一致するように位相特性が補償される。

以下、図８を参照して、レンズ振れ補正手段２０８の目標値補正の周波数特性について説明する。図８は、補正制御器４０４により構成される閉ループ系と補正帯域制限部４０８により決まる周波数特性を示す図である。上図はゲイン特性、下図は位相特性を示している。

図８（ａ）は、補正制御器４０４のゲインと補正帯域制限部４０８の制限周波数（カットオフ周波数）が第１の設定である場合の特性を示している。レンズ振れ信号Ｔ１から低周波成分が補正されたレンズ振れ信号出力Ｔ３までの伝達特性は、Ｌ２およびＬ３の点線で表されている。また、カメラ振れ信号Ｔ２から低周波成分が補正されたレンズ振れ信号出力Ｔ３の出力までの伝達特性は、Ｌ１およびＬ４の実線で表されている。

図８（ｂ）は、補正制御器４０４のゲインと補正帯域制限部４０８の制限周波数が第２の設定である場合の特性を示している。第２の設定は、第１の設定に比べて補正制御器４０４のゲインと補正帯域制限部４０８の制限周波数が低い。レンズ振れ信号Ｔ１から低周波成分が補正されたレンズ振れ信号出力Ｔ３までの伝達特性は、Ｌ６およびＬ７の点線で表されている。また、カメラ振れ信号Ｔ２の出力から低周波成分が補正されたレンズ振れ信号Ｔ３の出力までの伝達特性は、Ｌ５およびＬ８の実線で表されている。

図８のゲイン特性に示されるように、実線で示されるカメラ振れ信号Ｔ２から低周波成分が補正されたレンズ振れ信号出力Ｔ３までの伝達特性は、ローパスフィルタの特性に近く、カメラ振れ信号の低周波成分を通過させ、高周波成分を遮断する。また、点線で示されるレンズ振れ信号Ｔ１から低周波成分が補正されたレンズ振れ信号出力Ｔ３までの伝達特性は、ハイパスフィルタの特性に近く、レンズ振れ信号の低周波成分を遮断し、高周波成分を通過させる。低周波成分が補正されたレンズ振れ信号出力はＴ１からＴ３およびＴ２からＴ３の周波数特性の信号の合成となっており、これらの信号の合成により全周波数帯域の信号を再現している。すなわち、低周波成分が補正されたレンズ振れ信号出力の特性は、補正制御器４０４により構成される閉ループ系と補正帯域制限部４０８により決まる周波数伝達特性をＫとしたとき、以下の式（１）のように近似して表すことができる。

低周波補正後レンズ振れ信号出力＝（１－Ｋ）×レンズ振れ信号＋Ｋ×カメラ振れ信号 （１）
レンズ振れ信号の高周波成分とカメラ振れ信号の低周波成分を周波数で分離し合成することで、低周波振れ検出性能の低いレンズ振れ信号の低周波成分を低周波振れ検出性能の高いカメラ振れ信号の低周波成分で補うことができる。ここで、補正制御器４０４のゲインを高く、また補正帯域制限部４０８の制限周波数を高くすればするほど、レンズ振れ信号の高周波成分とカメラ振れ信号の低周波成分の分離周波数は高くなる。すなわち、低周波成分が補正されたレンズ振れ信号の低周波成分では、より積極的にカメラ振れ信号が使用されていることになる。

以上説明したように、本実施例の構成によれば、低周波振れ検出性能の低いレンズ振れ信号の低周波成分を低周波振れ検出性能の高いカメラ振れ信号の低周波成分で補うことができる。また、補正制御器４０４のゲインと補正帯域制限部４０８の制限周波数を変更することで、低周波振れ検出性能の高いカメラ振れ信号を低周波振れ検出性能の低いレンズ振れ信号の代わりに使用する周波数帯域を変更することも可能である。

以下、図９および図１０を参照して、本実施例の振れ補正処理について説明する。図９は、交換レンズ１０２又は撮像装置１０１の振れ検出手段のどちらの振れ信号を補正するかを決定する処理を示すフローチャートである。図１０は、レンズ制御部２０６およびカメラ制御部２０１による振れ補正処理を示すフローチャートである。図９および図１０のフローは、並列に実行される。また、図９および図１０の処理は、一定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ９０１により処理が開始されると、ステップＳ９０２ではカメラ側操作手段２１０により電源が投入されたかどうかが判断される。電源が投入された場合、ステップＳ９０３に進み、そうでない場合、ステップＳ９０７に進み、本フローを終了する。

ステップＳ９０３では、カメラ側操作手段２１０又はレンズ側操作手段２１１により振れ補正機能がＯＮされたかどうかが判断される。ＯＮされた場合、ステップＳ９０４に進み、そうでない場合、ステップＳ９０７に進み、本フローを終了する。

ステップＳ９０４では、レンズ振れ検出手段２０７の性能情報が取得される。

ステップＳ９０５では、カメラ振れ検出手段２０４の性能がレンズ振れ検出手段２０７の性能より高いかどうかが判断される。ここで、振れ検出手段の性能情報とは、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低周波振れ検出性能に関する情報、又は角速度センサの製品型番等の角速度センサを識別するための情報である。カメラ振れ検出手段２０４の性能がレンズ振れ検出手段２０７の性能より高い場合、ステップＳ９０６に進み、そうでない場合、ステップＳ９０８に進む。

本実施例では、ステップＳ９０６でレンズ振れ検出手段補正モードに設定された場合の動作について説明し、ステップＳ９０８でカメラ振れ検出手段補正モードに設定された場合の動作について実施例２で説明する。

ステップＳ９０６でレンズ振れ検出手段補正モードに設定されると、図１０のステップＳ１００１およびステップＳ１０１１によりレンズ側振れ補正処理およびカメラ側振れ補正処理が開始される。

ステップＳ１００２では、レンズ制御部２０６は、レンズ振れ検出手段２０７からレンズ振れ信号を取得する。

ステップＳ１００３では、レンズ制御部２０６は、カメラ制御部２０１から送信されたカメラ振れ信号を受信する。

ステップＳ１００４では、レンズ制御部２０６は、振れ信号補正手段３０６によりレンズ振れ信号補正量を算出する。

ステップＳ１００５では、レンズ制御部２０６は、レンズ振れ信号からレンズ振れ信号補正量を減算する。これにより、レンズ振れ信号の低周波成分がカメラ振れ信号で補正される。

ステップＳ１００６では、レンズ制御部２０６は、レンズ側目標生成部３０２にて低周波成分が補正されたレンズ振れ信号を用いてレンズ目標値を算出する。

ステップＳ１００７では、レンズ制御部２０６は、レンズ側補正比率ゲイン３０３にてレンズ目標値にレンズ振れ補正手段２０８の補正割合を決定するレンズ補正比率ゲインを乗算する。

ステップＳ１００８では、レンズ制御部２０６は、レンズ位置検出手段２１２からレンズ振れ補正手段２０８の位置を取得する。

ステップＳ１００９では、レンズ制御部２０６は、レンズ側サーボ制御器３０５にてレンズ補正比率ゲインが掛けられたレンズ目標値とレンズ振れ補正手段２０８の位置情報とを用いてレンズ振れ補正量を算出する。

ステップＳ１０１０では、レンズ制御部２０６は、レンズ振れ補正量に応じてレンズ振れ補正手段２０８を駆動することで振れ補正を行う。

一方、レンズ側の振れ補正処理と並行してステップＳ１０１１よりカメラ側の振れ補正処理が実行される。

ステップＳ１０１２では、カメラ制御部２０１は、カメラ振れ検出手段２０４からカメラ振れ信号を取得する。

ステップＳ１０１３では、カメラ制御部２０１は、レンズ制御部２０６にカメラ振れ信号を送信する。

ステップＳ１０１４では、カメラ制御部２０１は、カメラ側目標生成部３０７にてカメラ振れ信号を用いてカメラ目標値を算出する。

ステップＳ１０１５では、カメラ制御部２０１は、カメラ側補正比率ゲイン３０８にてカメラ目標値に撮像素子振れ補正手段２０５の補正割合を決定するカメラ補正比率ゲインを乗算する。

ステップＳ１０１６では、カメラ制御部２０１は、撮像素子位置検出手段２１４から撮像素子振れ補正手段２０５の位置を取得する。

ステップＳ１０１７では、カメラ制御部２０１は、カメラ側サーボ制御器３１０にてカメラ補正比率ゲインが掛けられたカメラ目標値と撮像素子振れ補正手段２０５の位置情報とを用いてカメラ振れ補正量を算出する。

ステップＳ１０１８では、カメラ制御部２０１は、カメラ振れ信号補正量に応じて撮像素子振れ補正手段２０５を駆動することで振れ補正を行う。

以上説明したように、レンズ振れ補正手段２０８および撮像素子振れ補正手段２０５を交換レンズ１０２および撮像装置１００の各振れ検出手段から取得した振れ信号に対して所定の比率で同時に駆動することで振れ補正を行うことができる。

以下、図１１を参照して、補正制御器４０４のゲインと補正帯域制限部４０８の制限周波数の設定の変更について説明する。

図１１（ａ），（ｂ）は、交換レンズ１０２と撮像装置１０１との間の通信周期と、補正制御器４０４のゲイン又は補正帯域制限部４０８の制限周波数との関係を示している。本実施例では、電気接点１０７を介して通信によりカメラ振れ信号をレンズ制御部２０６に送信するため、通信周期が長くなる（遅くなる）につれてカメラ振れ信号に実際の振れに対して時間遅れが発生する。レンズ振れ信号から受信したカメラ振れ信号を減算する際に、カメラ振れ信号の通信による位相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、振れ信号の周波数が高くなれば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の発生したカメラ振れ信号でレンズ振れ信号を補正してしまうと、高周波な振れ信号に検出誤差が発生してしまう。そこで、通信周期が長くなればなるほど、補正制御器４０４のゲインを小さくし、補正帯域制限部４０８の制限周波数を低く設定する。

図１１（ｃ），（ｄ）は、カメラ振れ検出手段２０４の低周波ノイズ（温度ドリフト、基準値オフセット、および揺らぎ量）と、補正制御器４０４のゲイン又は補正帯域制限部４０８の帯域周波数との関係を示している。本実施例では、低周波振れ検出性能の低いレンズ振れ信号を低周波振れ検出性能の高いカメラ振れ信号で補正する。そのため、カメラ振れ検出手段２０４の内部温度が高くなる等の要因によってカメラ振れ検出手段２０４の低周波の温度ドリフトや揺らぎ量が大きくなると、レンズ振れ信号の低周波成分が誤って補正される恐れがある。そこで、カメラ振れ検出手段２０４の低周波ノイズが大きくなるほど、補正制御器４０４のゲインを小さくし、補正帯域制限部４０８の制限周波数を低く設定する。

以上説明したように、条件によって、補正制御器４０４のゲインおよび補正帯域制限部４０８の制限周波数の帯域の設定を変更することで、振れ検出性能を向上させることができると共に、振れ補正性能を向上させることが可能である。

以下、本発明の効果について説明する。図１２は、補正制御器４０４のゲインおよび補正帯域制限部４０８の制限周波数を第１の設定にした場合の振れ信号、および振れ信号補正量の関係の一例を示す図である。

図１２（ａ）において、横軸は時間、縦軸は角度振れ量のデジタル値である。点線で示されるＬ９はレンズ振れ検出手段２０７によって検出されたレンズ振れ信号である。実線で示されるＬ１０は、カメラ振れ検出手段２０４によって検出されたカメラ振れ信号である。一点鎖線で示されるＬ１１は、振れ信号補正手段３０６により算出された振れ信号補正量である。レンズ振れ信号Ｌ９は、カメラ振れ信号Ｌ１０に対して、基準値のオフセットずれ（波形の振れ基準値が０から＋方向にずれている）、かつ位相のずれがある。振れ信号補正量Ｌ１１は、時刻０でのレンズ振れ信号Ｌ９とカメラ振れ信号Ｌ１０との基準値のオフセットずれ量、および２つの信号の位相ずれ成分の高周波までの誤差量を考慮して算出される。

図１２（ｂ）において、横軸は時間、縦軸は角度振れ量のデジタル値である。一点鎖線で示されるＬ１２は、振れ信号補正量で補正されたレンズ振れ信号を用いてレンズ側目標生成部３０２により算出されたレンズ目標値である。実線で示されるＬ１３は、カメラ振れ信号を用いてカメラ側目標生成部３０７により算出したカメラ目標値である。点線で示されるＬ１４は、振れ信号補正量で補正しないレンズ振れ信号を用いてレンズ側目標生成部３０２により算出されたレンズ目標値である。点線で示されるレンズ目標値Ｌ１４は、レンズ振れ信号の持つ低周波ノイズの影響でレンズ側目標生成部３０２内の積分誤差によってドリフトしている。一方、一点鎖線で示されるレンズ目標値Ｌ１２は、カメラ目標値とほぼ一致している。

図１２（ｃ）において、横軸は時間、縦軸は角度振れ補正残り量のデジタル値である。点線で示されるＬ１５は、実際の振れ信号と振れ信号補正量で補正しない場合のレンズ目標値との差分である補正残り信号である。実線で示されるＬ１６は、実際の振れ信号と振れ信号補正量で補正した場合のレンズ目標値との差分である補正残り信号である。補正残り信号Ｌ１５はレンズ目標値の積分ドリフト誤差の影響で大きく発生しているが、補正残り信号Ｌ１６はほぼ発生していない。すなわち、振れ信号補正量で振れ信号を補正することで、良好に振れ補正を実現することができる。

図１３は、補正制御器４０４のゲインおよび補正帯域制限部４０８の制限周波数を第１の設定に比べて低い第２の設定にした場合の振れ信号、および振れ信号補正量の関係の一例を示す図である。Ｌ１７－Ｌ２４はそれぞれ、Ｌ９－Ｌ１６に相当する。第２の設定では、第１の設定に対して、補正制御器４０４のゲイン、および補正帯域制限部４０８の制限周波数を低くしているため、レンズ振れ信号の低周波成分をカメラ振れ信号の低周波成分で補正する周波数帯域が低くなっている。そのため、補正残り信号Ｌ２４には、レンズ振れ信号の持つ低周波揺らぎ成分を除去しきれず、振れ補正残りが補正残り信号Ｌ１７に比べて発生している。

以上説明したように本実施例の構成によれば、振れ信号補正手段３０６によって低周波振れ検出性能の低いレンズ振れ信号の低周波成分を低周波振れ検出性能の高いカメラ振れ信号の低周波成分で補うことができるため、振れ補正性能を向上させることができる。また、補正制御器４０４のゲインと補正帯域制限部４０８の制限周波数を変更することで、低周波振れ検出性能の高いカメラ振れ信号を低周波振れ検出性能の低いレンズ振れ信号の代わりに使用する周波数帯域を変更することが可能である。そのため、振れ検出手段のノイズ状況によらず振れ補正性能を向上させることができる。
（実施例１の変形例）
以下、実施例１の変形例について説明する。主要な構成は図３で示したものと同じであるため、異なる点のみ説明する。本変形例では、振れ補正手段として、レンズ振れ補正手段２０８のみが設けられている。

図１４および図１５は、実施例１の振れ補正制御部の構成の変形例を示すブロック図である。図１４では、振れ信号補正手段３０６は、レンズ制御部２０６内に設けられている。また、レンズ振れ補正手段２０８のみで振れ補正が行われるため、補正割合を決めるためのレンズ側補正比率ゲイン３０３は設けられていない。

図１５では、振れ信号補正手段３０６は、カメラ制御部２０１内に設けられている。レンズ制御部２０６の処理負荷や能力の制約によっては振れ信号補正手段３０６をカメラ制御部２０１内に設けても本発明の効果を得ることができる。ただし、この構成では、カメラ制御部２０１は通信によってレンズ振れ信号を取得し、算出した振れ信号補正量をレンズ制御部２０６に送信する必要があるため、通信による遅れの影響を受けやすい。

本実施例では、図９のステップＳ９０８でカメラ振れ検出手段補正モードに設定された場合の動作について説明する。本実施例では、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。

図１６は、本実施例のレンズ制御部２０６およびカメラ制御部２０１からなる振れ補正制御部の構成を示すブロック図である。図１７は、カメラ制御部２０１に設けられた振れ信号補正手段１６０１の構成を示すブロック図である。

実施例１ではレンズ振れ信号がカメラ振れ信号で補正されるように、振れ信号補正量はレンズ振れ信号に加算されるが、本実施例ではカメラ振れ信号がレンズ振れ信号で補正されるように振れ信号補正量は加算器１６０２によりカメラ振れ信号に加算される。そして、補正されたカメラ振れ信号を用いて、撮像素子振れ補正手段２０５に対するカメラ目標値が算出される。

図１８は、レンズ制御部２０６およびカメラ制御部２０１による振れ補正処理を示すフローチャートである。ステップＳ１８０１およびステップＳ１８０９によりレンズ側振れ補正処理およびカメラ側振れ補正処理が開始される。

ステップＳ１８０２、ステップＳ１８０４－Ｓ１８０８の処理はそれぞれ、図１０のステップＳ１００２、ステップＳ１００６－Ｓ１０１０の処理と同様であるため、各処理の詳細な説明は省略する。

ステップＳ１８０３では、レンズ制御部２０６は、カメラ制御部２０１にレンズ振れ信号を送信する。

ステップＳ１８１０、ステップＳ１８１４－Ｓ１８１８の処理はそれぞれ、図１０のステップＳ１０１２、ステップＳ１０１４－Ｓ１０１８の処理と同様であるため、各処理の詳細な説明は省略する。

ステップＳ１８１１では、カメラ制御部２０１は、レンズ制御部２０６から送信されたレンズ振れ信号を受信する。

ステップＳ１８１２では、カメラ制御部２０１は、振れ信号補正手段１６０１によりカメラ振れ信号補正量を算出する。

ステップＳ１８１３では、カメラ制御部２０１は、カメラ振れ信号からカメラ振れ信号補正量を減算する。

以上説明したように本実施例の構成によれば、振れ信号補正手段１６０１によって低周波振れ検出性能の低いカメラ振れ信号の低周波成分を低周波振れ検出性能の高いレンズ振れ信号の低周波成分で補うことができるため、振れ補正性能を向上させることができる。
（実施例２の変形例）
以下、実施例２の変形例について説明する。主要な構成は図１６で示したものと同じであるため、異なる点のみ説明する。本変形例では、振れ補正手段として撮像素子振れ補正手段２０５のみが設けられている。

図１９および図２０は、実施例２の振れ補正制御部の構成の変形例を示すブロック図である。図１９では、振れ信号補正手段１６０１は、カメラ制御部２０１内に設けられている。また、撮像素子振れ補正手段２０５のみで振れ補正が行われるため、補正割合を決めるためのカメラ側補正比率ゲイン３０８は設けられていない。

図２０では、振れ信号補正手段１６０１は、レンズ制御部２０６内に設けられている。カメラ制御部２０１の処理負荷や能力の制約によっては振れ信号補正手段１６０１をレンズ制御部２０６内に設けても本発明の効果を得ることができる。ただし、この構成では、レンズ制御部２０６は通信によってカメラ振れ信号を取得し、算出した振れ信号補正量をカメラ制御部２０１に送信する必要があるため、通信による遅れの影響を受けやすい。
［その他の実施例］
本発明は、上述の実施例の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。

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。

１０１ 撮像装置（カメラ本体）
１０２ 交換レンズ
２０１ カメラ制御部（制御装置）
２０４ カメラ振れ検出手段
２０６ レンズ制御部（制御装置）
２０７ レンズ振れ検出手段
３０６ 振れ信号補正手段（補正手段）
４０１ レンズ振れ信号補償部（補償手段）
４０６ カメラ振れ信号補償部（補償手段）
１６０１ 振れ信号補正手段（補正手段）

Claims (13)

1. カメラ本体および前記カメラ本体に通信可能に装着される交換レンズの一方である第１装置と、他方である第２装置とを有するカメラシステムを制御する制御装置であって、
   前記第１装置に設けられた第１振れ検出手段からの第１振れ信号と前記第２装置に設けられた第２振れ検出手段からの第２振れ信号との位相特性が一致するように、前記第１および第２振れ信号の少なくとも一方を補償して少なくとも１つの補償信号を取得する補償手段と、
   前記第１振れ信号に基づく第１信号、および前記第２振れ信号に基づく第２信号を用いて前記第１振れ信号を補正する補正手段とを有し、
   前記第１および第２信号の少なくとも一方は、前記補償信号であることを特徴とする制御装置。
2. 前記補正手段は、前記第１信号の積分値と前記第２信号の積分値との差分を用いて前記第１振れ信号を補正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信号の積分値と前記第２信号の積分値との差分値に乗算するためのゲインは、前記第１および第２装置との間の通信周期が長くなるにつれて小さくなるように設定されることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記第１振れ信号を補正するための、前記第１および第２信号に基づく補正信号の周波数帯域を制限する制限手段を更に有し、
   前記制限手段の制限周波数は、前記第１および第２装置との間の通信周期が長くなるにつれて低くなるように設定されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の制御装置。
5. 前記第１振れ検出手段の性能は、前記第２振れ検出手段の性能に比べて低いことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制御装置。
6. 前記第１および第２振れ検出手段の性能は、環境温度に対する各振れ検出手段の出力値の基準値の変動量、静止状態における前記出力値の基準値の変動量、および静止状態における前記出力値の所定時間での変化量の少なくとも１つにより決定されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の制御装置。
7. 前記補償手段は、ローパスフィルタを含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の制御装置。
8. 前記位相特性は、前記カメラ本体と前記交換レンズとの組み合わせに応じて決定されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の制御装置。
9. 撮像素子と、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置とを有することを特徴とする撮像装置。
10. 撮影光学系と、
    請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置とを有することを特徴とするレンズ装置。
11. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の制御装置と、
    前記交換レンズの撮影光学系の一部、および前記カメラ本体の撮像素子の少なくとも一方を駆動することで像振れ補正を行う像振れ補正手段とを有することを特徴とするカメラシステム。
12. カメラ本体および前記カメラ本体に通信可能に装着される交換レンズの一方である第１装置と、他方である第２装置とを有するカメラシステムを制御する制御方法であって、
    前記第１装置に設けられた第１振れ検出手段からの第１振れ信号と前記第２装置に設けられた第２振れ検出手段からの第２振れ信号との位相特性が一致するように、前記第１および第２振れ信号の少なくとも一方を補償して少なくとも１つの補償信号を取得するステップと、
    前記第１振れ信号に基づく第１信号、および前記第２振れ信号に基づく第２信号を用いて前記第１振れ信号を補正するステップとを有し、
    前記第１および第２信号の少なくとも一方は、前記補償信号であることを特徴とする制御方法。
13. 請求項１２に記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。