(57)【要約】【課題】振動検出手段のノイズの影響を低減して、像ブレ補正の精度を向上させることができる像ブレ補正装置を提供する。【解決手段】撮像装置１１の本体部１１ａは第１の振動検出部１５ａを備える。本体部１１ａに装着可能な交換レンズ１１ｂは第２の振動検出部１５ｂを備える。本体部１１ａ内の検出方向判別部１７は、第１の振動検出部１５ａの振動検出方向、および第２の振動検出部１５ｂの振動検出方向を判別し、判別信号を演算部１６に出力する。演算部１６は判別信号を取得し、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの振動検出方向が逆相の関係であるか、または同相の関係であるかに基づいて、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号を用いて像ブレ補正の目標値を演算する。算出された目標値にしたがってブレ補正部１４ａにより撮像ユニットが駆動され、撮像画像の像ブレ補正動作が行われる。【選択図】図１
2019159201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像ブレ補正装置を搭載した第１の装置に設けられた第１の振動検出手段と、
前記第１の装置に装着可能な第２の装置に設けられた第２の振動検出手段と、
前記第１および第２の振動検出手段のそれぞれの振動検出方向を判別する判別手段と、
前記判別手段による振動検出方向の判別信号を取得し、前記第１および第２の振動検出手段の出力信号を用いて像ブレ補正の目標値を演算する演算手段と、
前記目標値にしたがって像ブレ補正手段を制御して画像の像ブレを補正する制御手段と、を備え、
前記演算手段は、前記第１の振動検出手段の振動検出方向と前記第２の振動検出手段の振動検出方向との関係を示す前記判別信号によって前記目標値の演算処理を変更する
ことを特徴とする像ブレ補正装置。
【請求項２】
前記判別手段は、前記第１の装置と前記第２の装置に記憶された情報を用いて前記第１および第２の振動検出手段の振動検出方向を判別する
ことを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
【請求項３】
前記判別手段は、前記第１および第２の振動検出手段の出力信号からそれぞれの振動検出方向を判別する
ことを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記第１および第２の振動検出手段のそれぞれの特性に基づく各出力信号の合成により前記目標値を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記第１の振動検出手段の振動検出方向と前記第２の振動検出手段の振動検出方向とが逆相の関係である場合、前記第１および前記第２の振動検出手段の各出力信号の位相関係に対応する重みづけ演算処理によって差動信号を算出して前記目標値の演算を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の像ブレ補正装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記目標値の演算処理の帯域を前記判別信号に対応する帯域に変更する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
【請求項７】
前記演算手段は、
前記第１の振動検出手段の出力信号を処理する第１のフィルタと、
前記第２の振動検出手段の出力信号を処理する第２のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力信号と前記第２のフィルタの出力信号との差動信号を算出する差動手段と、を備える
ことを特徴とする請求項１、３、６のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置を備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
撮像装置である前記第１の装置が備える第１の制御手段は、前記第１の振動検出手段の起動または停止の時点を、前記第２の装置が備える第２の制御手段によって制御される前記第２の振動検出手段の起動または停止の時点と同期させる制御を行う
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置を備える
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項１１】
レンズ装置である前記第１の装置が備える第１の制御手段は、前記第１の振動検出手段の起動または停止の時点を、前記第２の装置が備える第２の制御手段によって制御される前記第２の振動検出手段の起動または停止の時点と同期させる制御を行う
ことを特徴とする請求項１０に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
像ブレ補正装置を搭載した第１の装置に設けられた第１の振動検出手段と、前記第１の装置に装着可能な第２の装置に設けられた第２の振動検出手段によって振動を検出して像ブレ補正を行う像ブレ補正装置にて実行される制御方法であって、
前記第１および第２の振動検出手段のそれぞれの振動検出方向を判別する工程と、
前記振動検出方向の判別信号を取得し、前記第１および第２の振動検出手段の出力信号を用いて像ブレ補正の目標値を演算する工程と、
前記目標値にしたがって像ブレ補正手段を制御して画像の像ブレを補正する工程と、を有し、
前記目標値を演算する工程では、前記第１の振動検出手段の振動検出方向と前記第２の振動検出手段の振動検出方向との関係を示す前記判別信号によって前記目標値の演算処理が変更される
ことを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手振れ等の振動を検出して画像の像ブレを補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
手振れ補正機構が搭載された撮像装置または撮影レンズ装置は、振動検出センサを用いて手振れ等の振動を検出し、振動検出センサの出力に基づいて画像の像ブレ補正を行う。特許文献１には、本体部内に設けられた振動検出手段と、本体部に装着可能な撮影レンズ装置に設けられた振動検出手段とを使い分ける技術が記載されている。本体部内の駆動機構の動作中には、撮影レンズ装置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、撮影レンズ装置内の駆動機構の動作中には、本体部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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５２２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、撮像装置の駆動により振動検出手段に発生するノイズの影響への対策は講じられているが、振動検出手段の起動時におけるドリフト等のノイズ対策が十分でない場合、像ブレ補正精度が低下する可能性がある。本発明は、振動検出手段のノイズの影響を低減して、像ブレ補正の精度を向上させることができる像ブレ補正装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態の像ブレ補正装置は、当該像ブレ補正装置を搭載した第１の装置に設けられた第１の振動検出手段と、前記第１の装置に装着可能な第２の装置に設けられた第２の振動検出手段と、前記第１および第２の振動検出手段のそれぞれの振動検出方向を判別する判別手段と、前記判別手段による振動検出方向の判別信号を取得し、前記第１および第２の振動検出手段の出力信号を用いて像ブレ補正の目標値を演算する演算手段と、前記目標値にしたがって像ブレ補正手段を制御して画像の像ブレを補正する制御手段と、を備える。前記演算手段は、前記第１の振動検出手段の振動検出方向と前記第２の振動検出手段の振動検出方向との関係を示す前記判別信号によって前記目標値の演算処理を変更する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の像ブレ補正装置によれば、振動検出手段のノイズの影響を低減して、像ブレ補正の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における振動検出波形とノイズ波形の説明図である。
【図３】第１実施形態におけるノイズ変化の例を示す説明図である。
【図４】第１実施形態における振動検出部の温度変化の説明図である。
【図５】第１実施形態における目標値演算帯域の説明図である。
【図６】第１実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【図７】図６に続く処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。
【図９】第２実施形態における検出方向判別部の構成を示す図である。
【図１０】第２実施形態における演算部の構成を示す図である。
【図１１】第２実施形態におけるノイズ変化の説明図である。
【図１２】第２実施形態における演算部の特性を示す概略図である。
【図１３】第２実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の各実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。各実施形態では、撮像装置の本体部にレンズ装置を装着可能なレンズ交換式カメラシステムの例を説明する。像ブレ補正用の可動部材等を駆動制御する像ブレ補正装置は、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置や、デジタル一眼レフ用の交換レンズ等の光学機器に搭載可能である。
【０００９】
［第１実施形態］
図１は、像ブレ補正装置を有する撮像装置の構成例を示す概略図である。撮像装置１１は、その本体部１１ａと、本体部１１ａに装着可能な交換レンズ１１ｂにより構成される。図１は撮像装置１１の横断面での構成と制御ブロックの要部を示す。以下では、本体部１１ａが備えるＣＰＵ（中央演算処理装置）を「ボディＣＰＵ」といい、交換レンズ１１ｂが備えるＣＰＵを「レンズＣＰＵ」という。
【００１０】
ボディＣＰＵ１２ａは本体部１１ａに設けられた第１の制御部であり、ユーザの撮影指示操作等に応答して、図１に示す各構成部を制御する。また、レンズＣＰＵ１２ｂは交換レンズ１１ｂに設けられた第２の制御部であり、交換レンズ１１ｂ内の各構成部を制御する。ボディＣＰＵ１２ａとレンズＣＰＵ１２ｂは通信によって、互いの情報を送受する。
【００１１】
交換レンズ１１ｂは、撮像光学系１３を構成するレンズや絞り等の光学部材を備える。図１には撮像光学系１３の光軸１０を一点鎖線で示す。被写体からの光は撮像光学系１３を通して結像され、本体部１１ａ内の撮像素子１４が受光する。
【００１２】
撮像素子１４は被写体の光像を光電変換して電気信号を出力する。撮像素子１４の出力信号は、不図示の画像処理部によって画像処理が行われ、処理後の画像データは記憶部に記憶され、または表示部によってユーザに提示される。
【００１３】
ブレ補正部１４ａは、撮像素子１４を含む撮像ユニットを、撮像光学系１３の光軸１０と直交する平面にて移動させ、または光軸１０に平行な軸を中心として回転させることで像ブレ補正を行う。例えば、撮像ユニットは不図示の駆動機構部により、矢印１４ｂで示すように、光軸１０と直交する方向に駆動される。駆動機構部には、コイルおよび永久磁石を用いた電磁駆動部、または超音波モータ等が使用される。撮像ユニットが移動または回転することで、手振れ等によって撮像素子１４の撮像面で生じる像ブレが補正される。駆動機構部の構成については公知であるため、その詳細な説明を省略する。
【００１４】
第１の振動検出部１５ａは本体部１１ａに設けられており、振動ジャイロセンサ等の角速度センサを備える。第１の振動検出部１５ａは本体部１１ａに加わる振れの角速度を検出して、振れ検出信号をボディＣＰＵ１２ａに出力する。第１の振動検出部１５ａの起動と停止の制御はボディＣＰＵ１２ａによって行われる。
【００１５】
第２の振動検出部１５ｂは交換レンズ１１ｂに設けられており、振動ジャイロセンサ等の角速度センサを備える。第２の振動検出部１５ｂは交換レンズ１１ｂに加わる振れの角速度を検出して、振れ検出信号をレンズＣＰＵ１２ｂに出力する。第２の振動検出部１５ａの起動と停止の制御はレンズＣＰＵ１２ｂによって行われる。なお図１では図示の便宜上、第２の振動検出部１５ｂの出力する振れ検出信号が演算部１６に直接送信されるように記載されている。実際にはレンズＣＰＵ１２ｂが第２の振動検出部１５ｂの振れ検出信号を取得してボディＣＰＵ１２ａに送信し、ボディＣＰＵ１２ａから演算部１６に振れ検出信号が伝達される。
【００１６】
ここで、交換レンズ１１ｂにも振動検出部が設けられている理由を説明する。１つ目の理由として、交換レンズ１１ｂが本体部１１ａとは独立した像ブレ補正部を備えることがある。例えば撮像光学系１３は、光軸１０と直交する方向に移動するシフトレンズや傾動するチルトレンズ等の補正レンズを備える。この場合、レンズＣＰＵ１２ｂは第２の振動検出部１５ｂから振れ検出信号を取得して補正レンズの駆動制御を行う。２つ目の理由は、焦点距離の長い望遠レンズが使用される場合、より高い像ブレ補正精度が必要であることによる。この場合、第１の振動検出部１５ａの精度を補完するために、第２の振動検出部１５ｂが設けられる。
【００１７】
演算部１６は本体部１１ａに設けられ、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂによりそれぞれ検出される角速度信号を取得する。演算部１６は、これらの角速度信号を所定の割合（合成比率）で組み合わせた上で目標値演算（１階積分等）を行い、角度信号に変換する。この角度信号は、ブレ補正部１４ａによる撮像ユニットの駆動制御の目標値に相当する。
【００１８】
第２の振動検出部１５ｂによる角速度信号はレンズＣＰＵ１２ｂが取得し、ボディＣＰＵ１２ａへ送信する。ボディＣＰＵ１２ａは第２の振動検出部１５ｂの角速度信号を受信し、演算部１６と検出方向判別部１７に出力する。交換レンズ１１ｂ内の記憶部１９は、第２の振動検出部１５ｂの振動検出方向（以下、単に検出方向ともいう）のデータを記憶しており、検出方向のデータがレンズＣＰＵ１２ｂを介してボディＣＰＵ１２ａに送信される。ボディＣＰＵ１２ａは第１の振動検出部１５ａの検出方向のデータを記憶部に保持している。検出方向判別部１７は、本体部１１ａと交換レンズ１１ｂの記憶部にそれぞれ記憶されている検出方向の情報を用いて、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの振動検出方向を判別する。検出方向判別部１７は、ボディＣＰＵ１２ａから、それぞれの振動検出部の検出方向および角速度信号を取得して各振動検出部の起動ノイズ特性を求めて演算部１６に出力する。
【００１９】
演算部１６は第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの角速度信号を所定の割合で合成する際に、検出方向判別部１７から取得した情報を使用する。駆動部１８は、演算部１６の演算結果に基づいてブレ補正部１４ａを駆動し、撮像ユニットの移動または回転の制御によって像ブレ補正を行う。
【００２０】
図２（Ａ）を参照して、角速度信号の組み合わせについて説明する。図２（Ａ）は、横軸を任意単位での時間軸とし、縦軸に振れの角速度ω（ｄｅｇｒｅｅ／ｓ）を表したグラフである。第１の振動検出部１５ａの精度を補完する目的で、交換レンズ１１ｂに第２の振動検出部１５ｂが設けられている場合を想定する。第２の振動検出部１５ｂは第１の振動検出部１５ａとほぼ同じ特性であり、振動検出の周波数特性、検出分解能、検出感度等が近いものとする。
【００２１】
図２（Ａ）にて第１の振動検出部１５ａの角速度信号を波形２１で示し、第２の振動検出部１５ｂの角速度信号を波形２２で示す。第１の振動検出部１５ａの振動検出方向と第２の振動検出部１５ｂの振動検出方向は、互いに逆である。つまり、２つの振動検出部の検出方向が逆方向になるように振動検出センサが取り付けられている。その為、撮像装置１１に手振れ等が加わったときの角速度信号は各々、波形２１、２２で示すように、互いに逆相の関係で出力される。波形２１、２２は、各振動検出部の起動直後において振れが発生しているときの出力信号を表しており、角速度信号には起動時のドリフトの影響によるノイズが重畳している。
【００２２】
図２（Ｂ）は、各振動検出部で発生する起動時のドリフトの影響によるノイズを例示したグラフである。横軸を任意単位での時間軸とし、縦軸にノイズ（ｄｅｇｒｅｅ／ｓ）を表している。第１の振動検出部１５ａにおけるノイズ成分をグラフ曲線２４で示し、第２の振動検出部１５ｂにおけるノイズ成分をグラフ曲線２５で示す。図２（Ｂ）はグラフ曲線２４の方がグラフ曲線２５よりもノイズ量が大きい例を示す。各振動検出部の出力におけるノイズ成分は互いに同相の関係で出力されており、起動直後から時間経過につれて、いずれも徐々に上昇している。これは、起動時のドリフトの影響によるノイズが主に、振動検出部を構成する集積回路の起動による温度上昇に起因するためであり、ノイズ量は振動検出部の温度に概ね比例する。なお、一定の熱量が定常的に与えられるときの温度上昇は指数関数で表すことができ、時間経過とともに飽和温度に漸近する。よって、ノイズ量の変化も温度上昇と同様の変化を示す。そこで、演算部１６は第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号の差分を求める。振れによる信号成分は合成されて２倍になるが、ノイズ成分を相殺することができる。
【００２３】
第１の振動検出部１５ａのノイズ特性と、第２の振動検出部１５ｂのノイズ特性とが一致するとは限らないので、本実施形態では以下の演算を行う。ボディＣＰＵ１２ａ、レンズＣＰＵ１２ｂは、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂのノイズ情報をそれぞれの記憶部に保持している。ノイズ情報とは、起動時のドリフトの影響による信号の変動曲線のデータや、起動後に時間が経過して信号が安定した際の信号値等の情報である。ノイズ情報については、あらかじめ測定された結果をメモリに記憶してもよいし、学習を行った結果を示す情報をメモリに記憶してもよい。各々のノイズの大きさに応じた重みづけを行った後に差動演算を行うことでノイズを低減可能である。
【００２４】
例えば、第１の振動検出部１５ａの検出信号をＳｉｇＡと表記し、第２の振動検出部１５ｂの検出信号をＳｉｇＢと表記する。図２（Ｂ）に示す第１の振動検出部１５ａに係るノイズの大きさが、第２の振動検出部１５ｂに係るノイズの大きさに対してα倍（例えば１．３倍）であった場合を想定する。この場合、演算部１６は第２の振動検出部１５ｂの検出信号ＳｉｇＢの信号値をα倍する。演算部１６は、（１）式を用いて振動検出結果である差動信号ＳｉｇＶを算出する。
【数１】
2019159201.tif 000003
【００２５】
第１の振動検出部１５ａの検出信号ＳｉｇＡと、第２の振動検出部１５ｂの検出信号ＳｉｇＢをα倍した信号との差分を、１＋αで除算することにより、正規化された差動信号ＳｉｇＶが得られる。以下では、信号同士の位相関係を考慮した重みづけ演算処理を差動処理という。
【００２６】
図２（Ａ）に示す波形２３は、（１）式により算出された差動信号ＳｉｇＶの時間変化を表している。波形２１、２２と波形２３との比較から分かるように、波形２３ではノイズが低減されて、振れの信号成分だけが抽出されていることを示している。演算部１６は、差動信号ＳｉｇＶを積分して振れの角度に変換した後、駆動部１８に対してブレ角度信号を出力する。駆動部１８はブレ角度信号に基づいてブレ補正部１４ａを駆動することにより、像ブレ補正が行われる。
【００２７】
振動検出部の出力信号に重畳するノイズのうち、像ブレ補正精度の低下への影響に関して支配的な成分は、振動検出部の起動時におけるドリフトの影響により発生する、いわゆるオフセット成分であり、その変化が問題となる。第１の振動検出部１５ａのオフセット成分の値（オフセット値）は、図２（Ｂ）のグラフ曲線２４に示すように変化する。角速度から角度を算出するために積分処理が行われるときに、オフセット成分に起因する積分誤差が発生し、像ブレ補正精度を低下させる原因となる。そのため、像ブレ補正においては、各振動検出部の出力信号のオフセット値の変化を揃えることが、ノイズを相殺する上で重要となる。
【００２８】
本実施形態では、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの起動の時点および停止の時点を同期させる処理が実行される。具体的には、撮影者が本体部１１ａに付設の操作部材を用いて撮影準備の操作を行ってボディＣＰＵ１２ａに指示すると、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂが同期して起動される。ボディＣＰＵ１２ａは、第１の振動検出部１５ａを起動させると共に、レンズＣＰＵ１２ｂを介して第２の振動検出部１５ｂを起動させる。撮影者の操作入力が無くなり、撮影準備状態が終了した後に、所定の閾値時間（例えば５秒）が経過すると、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂがともに振動検出を停止する。２つの振動検出部の起動と停止の時点を揃えることで、温度の上昇曲線の変化を揃えることができる。すなわち、図２（Ｂ）に示すノイズ成分の変化を揃えることができる。図３（Ａ）を参照して具体例を説明する。
【００２９】
図３（Ａ）は、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの起動時刻が異なる場合のノイズ成分の変化を示す。図３（Ａ）の横軸および縦軸の設定については、図２（Ｂ）と同じである。図３（Ａ）において、グラフ曲線２６は第１の振動検出部１５ａの出力信号のノイズ成分（オフセット成分）を示し、グラフ曲線２７は第２の振動検出部１５ｂの出力信号のノイズ成分を示している。図３（Ａ）は、第１の振動検出部１５ａに対して第２の振動検出部１５ｂの起動時点が遅れている例を示す。グラフ曲線２６は図２（Ｂ）に示すグラフ曲線２４と同じである。グラフ曲線２７は図２（Ｂ）に示すグラフ曲線２５を時間軸の経過方向に対応する右側にずらした曲線である。グラフ曲線２７にてノイズの上昇する時点が、グラフ曲線２６の上昇の時点よりも遅れている。このように、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの起動時点が異なる場合、差動処理によるノイズ低減効果が十分でない。グラフ曲線２６、２７に示す各ノイズ成分は同相の関係であるので、ノイズ量を低減することはできるが、ノイズの相殺の効果が十分でない期間が存在する。本実施形態では、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの起動時点を同期させる処理が行われるので、ノイズ低減効果が十分に発揮される。
【００３０】
また、振動検出部１５ａ、１５ｂの起動時点が、前回の停止時点から十分な時間が経過した時点である場合には、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂはほぼ同等の温度になっている。しかし、前回の停止時点からの時間経過が短い場合には、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの温度は十分に低下していない。この状態で振動検出部が起動されると、ノイズの変化量は温度上昇とほぼ比例するので、グラフ曲線２４、２５の途中（飽和値への漸近の途中）に示す大きさの信号が出力される。例えば、前回において、第１の振動検出部１５ａよりも第２の振動検出部１５ｂの停止時点が遅い場合を想定する。第１の振動検出部１５ａは起動前と同じ温度になっている状態（以下、基準温度状態という）であるのに対し、第２の振動検出部１５ｂはまだ温度が十分に下がっておらず、基準温度状態になっていないものとする。その状態から、振動検出部１５ａ、１５ｂを同じ時点で起動させた場合について、図３（Ｂ）を用いて説明する。
【００３１】
図３（Ｂ）は、第１の振動検出部１５ａが基準温度状態で起動し、第２の振動検出部１５ｂが基準温度状態でない状態で起動した場合の各ノイズ成分の変化を示す。図３（Ｂ）の横軸および縦軸の設定については図３（Ａ）と同じである。図３（Ｂ）において、グラフ曲線２８，２９はそれぞれ、第１の振動検出部１５ａおよび第２の振動検出部１５ｂのノイズ成分を示している。グラフ曲線２８は、図３（Ａ）に示すグラフ曲線２６と同様であり、第１の振動検出部１５ａの出力信号のノイズ成分（オフセット成分）が時間経過につれて上昇していく。他方、第２の振動検出部１５ｂは温度が十分に下がっておらず、基準温度状態となっていない状態で起動される。そのため、グラフ曲線２９は図２（Ｂ）に示すグラフ曲線２５の途中の値から変化している。グラフ曲線２９は、図３（Ａ）のグラフ曲線２７を、時間軸にて左側にずらした場合の曲線となる。このように振動検出部の停止時点が異なる場合に上述の差動処理で差分を算出したとしても、ノイズ低減効果が十分に得られない。本実施形態では、振動検出部１５ａ、１５ｂの停止時点を同期させる処理が行われるので、ノイズ低減効果が十分に発揮される。
【００３２】
図４は、第１の振動検出部１５ａの温度変化をグラフで表した図であり、横軸に時間軸をとり、縦軸に温度軸をとって温度変化を表している。点線のグラフ線３２は、第１の振動検出部１５ａの起動時点から温度が上昇していく様子を示している。なお、第２の振動検出部１５ｂについても同じ時点で起動された場合には、グラフ線３２と同様の曲線にしたがって変化する。
【００３３】
図４のグラフ線３１は、第１の振動検出部１５ａが起動した後、時刻ｔ１において一旦停止し、その後の時刻ｔ２で再起動したときの温度変化を示している。停止時刻ｔ１の後、第１の振動検出部１５ａの温度は低下していき、再起動の時刻ｔ２から再び上昇する。時刻ｔ２での温度をＫと表記する。時刻ｔ２からの温度上昇を示す曲線は、時刻ｔ２での温度Ｋと同じ温度である時刻ｔ３から温度上昇を開始した場合の温度上昇の曲線と同じである。上述したように、起動時のドリフトの影響によるノイズは、振動検出部の温度変化に依存する。つまり、ノイズ量は図４と同様の曲線を描いて変化していく。第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの停止時点が同時であって、かつ、再起動時点も同時である場合には、２つの振動検出部の検出素子の温度がほぼ同じとなる。したがって、差動処理により、複数の振動検出部の出力信号のノイズ成分（オフセット成分）を相殺することができる。複数の振動検出部の停止時点を同期させることで、停止後に振動検出部を再起動させた場合に、より高いノイズ低減効果が得られるので、像ブレ補正精度が向上する。本実施形態では、複数の振動検出部の起動および停止の時点を同期させることによって、複数の振動検出部の起動時におけるオフセット成分の変化を揃えることができる。
【００３４】
次に、検出方向判別部１７の判別結果に基づく制御について説明する。これまでは、第１の振動検出部１５ａの振動検出方向と第２の振動検出部１５ｂの振動検出方向は、互いに逆方向であることを前提に説明した。しかし、本体部１１ａに装着される交換レンズ１１ｂの種類によっては、振動検出部１５ａと１５ｂの各振動検出方向が同じ場合、或いは振動検出部１５ｂの振動検出方向が不明の場合もある。そのような場合に対処するべく、演算部１６は検出方向判別部１７の判別信号に基づいて以下の処理を行う。
【００３５】
まず、振動検出方向が同じである場合を説明する。この場合、演算部１６は振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号の加算平均値を算出して目標値演算を行う。起動時のドリフトの影響に起因するノイズは加算平均演算により相殺されないが、同相の振動検出信号を加算平均することで、ランダム性のノイズ成分を低減可能である。
【００３６】
次に、振動検出部１５ｂの振動検出方向が不明である場合を説明する。この場合、演算部１６は第１の振動検出部１５ａの出力信号のみを用いて、目標値演算を行う。あるいは、振動検出方向が逆相の関係である場合の差動処理において、第２の振動検出部１５ｂの出力信号に乗算するαの値をゼロに設定して、（１）式を用いて振動検出結果を算出してもよい。
【００３７】
第２の振動検出部１５ｂの検出方向が第１の振動検出部１５ａの検出方向に対して逆相の関係である場合には差動処理が行われる。この場合、演算部１６は振動検出方向が同相の関係である場合、または振動検出方向が不明である場合よりも、目標値演算の帯域を低周波側に広く設定する。積分処理である目標値演算の帯域を低周波側に広げることで、より低周波数のブレ成分を補正できるので、像ブレ補正精度を高めることができる。但し、振動検出部の出力にノイズが重畳しているときに目標値演算の帯域を広げた場合、目標値演算でノイズ量が増加し、像ブレ補正精度が低下する可能性がある。その理由は、起動時のドリフトの影響によるノイズ成分がごく低周波数の成分であって、目標値演算時に広がった帯域に、このノイズ成分が含まれるからである。一方、差動処理によってノイズが十分に相殺されていれば、目標値演算の帯域を広げたとしても、ノイズ量の増加による像ブレ補正精度の低下の度合いは小さい。よって、第２の振動検出部１５ｂの検出方向が第１の振動検出部１５ａの検出方向に対して逆相の関係である場合には、目標値演算の帯域を広げることで、像ブレ補正精度をより高めることができる。
【００３８】
図５を参照して、目標値演算の帯域の設定について説明する。図５にて横軸は周波数軸であり、縦軸は目標値演算における出力利得を示している。グラフ線４２に示す特性は、第１の振動検出部１５ａの出力だけを用いた場合、或いは振動検出部１５ａと１５ｂの各出力の加算平均信号を用いた場合の積分特性を表す。グラフ線４２は、利得が一定の線分と周波数の増加につれて利得が低下する線分からなる折れ線である。破線４４の位置に示す周波数ｆ０＊よりも高周波帯域での信号は１階積分（周波数に反比例した利得）の特性になっている。周波数ｆ０＊は、積分開始周波数である折れ点周波数である。振動検出部の出力信号は目標値演算により１階積分され、周波数がｆ０＊以上である信号は角度信号に変換される。
【００３９】
ここで、折れ点周波数ｆ０＊の近傍での演算については精度が低いので、折れ点周波数ｆ０＊を、実際に積分される信号帯域に対して、十分に離れた位置の設定するのが一般的である。例えば、図５では、検出対象とするブレの帯域４５を第１の周波数ｆ１から第２の周波数ｆ２までの帯域とする。振れの周波数がｆ１からｆ２の範囲（例えば１Ｈｚから１０Ｈｚ）に分布している場合、折れ点周波数ｆ０＊は帯域４５の低周波側の限界周波数ｆ１（破線４６）よりも低い周波数（例えば０．０５Ｈｚ）に設定される。
【００４０】
図５のグラフ線４１は、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの振動検出方向が逆相の関係である場合の特性を表している。この場合、重みづけ演算による差動信号を用いた像ブレ補正の制御が行われる。そのときの特性は、目標値演算の帯域域を広げた場合の積分特性である。グラフ線４１は、利得が一定の線分と周波数の増加につれて利得が低下する線分からなる折れ線である。破線４３の位置に示す周波数ｆ０は、積分開始周波数である折れ点周波数である。折れ点周波数ｆ０（例えば０．０１Ｈｚ）は、折れ点周波数ｆ０＊（破線４４）よりも低い周波数に設定される。振動検出部の出力信号は目標値演算により１階積分され、周波数が周波数ｆ０以上の信号は角度信号に変換される。折れ点周波数がｆ０＊からｆ０に変更されることで、ブレの帯域４５の低周波側の限界周波数ｆ１（破線４６）から折れ点周波数が更に離れるため、より精度の高い目標値演算が行える。
【００４１】
このように、複数の振動検出部の検出方向が逆相の関係である場合にノイズを相殺できるので、演算部１６が行う目標値演算の帯域を広くすることにより、像ブレ補正精度を高めることができる。
【００４２】
図６および図７を参照して、本実施形態における処理について説明する。図６および図７は、演算部１６およびボディＣＰＵ１２ａ、レンズＣＰＵ１２ｂの処理を示すフローチャートである。以下の処理は、ユーザが交換レンズ１１ｂを本体部１１ａに装着した状態でレリーズスイッチの半押し操作等によって撮影準備動作を撮像装置１１に指示した時点から開始する。なお、演算部１６による目標値演算の帯域については、動作開始時に折れ点周波数がｆ０＊（図５）に設定されているものとする。
【００４３】
Ｓ５０１でボディＣＰＵ１２ａは、ユーザが撮影準備の指示操作を行ったか否かを判定する。撮影準備の指示操作が行われた場合、Ｓ５０２の処理に進み、撮影準備の指示操作が行われない場合には、Ｓ５０１の判定処理が繰り返される。
【００４４】
Ｓ５０２でボディＣＰＵ１２ａとレンズＣＰＵ１２ｂはそれぞれ、第１の振動検出部１５ａと第２の振動検出部１５ｂを同時に起動させる。Ｓ５０３で検出方向判別部１７は、振動検出部１５ａ、１５ｂの各検出方向を判別する。振動検出部１５ａと１５ｂの検出方向が逆相の関係である場合、Ｓ５０５の処理へ進み、振動検出部１５ａと１５ｂの検出方向が逆相の関係でない場合、Ｓ５０４の処理へ進む。
【００４５】
Ｓ５０４で検出方向判別部１７は、振動検出部１５ａと１５ｂの検出方向が同相の関係であるか否かを判別する。振動検出部１５ａと１５ｂの検出方向が同相の関係である場合、Ｓ５０６の処理へ進み、振動検出部１５ｂの検出方向が不明である場合、Ｓ５０７の処理へ進む。
【００４６】
Ｓ５０５で演算部１６は、振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号に対して重みづけ処理を行い、（１）式を用いて差動信号ＳｉｇＶが取得される。Ｓ５０５の次にＳ５０８に進む。Ｓ５０６で演算部１６は振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号の加算平均処理を行う。またＳ５０７で演算部１６は振動検出にて、第１の振動検出部１５ａの出力信号のみを用いるように設定にする。Ｓ５０６またはＳ５０７の後、Ｓ５０９の処理に進む。
【００４７】
Ｓ５０８で演算部１６は目標値演算の帯域の制御に関し、折れ点周波数（図５）を動作開始時のｆ０＊からｆ０に変更する。折れ点周波数が低い周波数に設定され、目標値演算の帯域が拡大される。Ｓ５０９で駆動部１８は、演算部１６の出力する目標値にしたがって撮像ユニットを駆動して、像ブレ補正を開始させ、或いは像ブレ補正を継続する。
【００４８】
そして図７のＳ５１０に進み、ボディＣＰＵ１２ａは、ユーザによる撮影準備の操作が解除されたか否かを判定する。撮影準備の操作が解除された場合、Ｓ５１１の処理に進み、撮影準備の操作が解除されていない場合には、図６のＳ５０３に戻る。Ｓ５１１でボディＣＰＵ１２ａは、動作開始時点から所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は予め設定された閾値時間であり、所定時間が経過した場合、Ｓ５１２の処理へ進む。所定時間が経過しない間は待機状態となり、Ｓ５１１の判定処理が繰り返される。
【００４９】
Ｓ５１２でボディＣＰＵ１２ａ、レンズＣＰＵ１２ｂはそれぞれ、第１の振動検出部１５ａと第２の振動検出部１５ｂを同時に停止させる。Ｓ５１３でボディＣＰＵ１２ａは、ユーザが本体部１１ａの電源のＯＦＦ操作を行ったか否かを判定する。本体部１１ａの電源のＯＦＦ操作が行われた場合、一連の処理を終了し、電源のＯＦＦ操作が行われない場合には、図６のＳ５０１に戻って処理を続行する。
【００５０】
本実施形態では、検出方向判別部１７が第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの各検出方向を判別する。判別された検出方向に応じて演算部１６は目標値演算を行う際の算出方法と演算の帯域を変更する。また、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの起動および停止のタイミングを同期させる制御が行われる。
【００５１】
撮像装置の本体部とレンズ装置がそれぞれ備える振動検出部の振動検出方向が逆相の関係である場合に演算部１６は、振動検出部１５ａ、１５ｂの特性に合わせた重みづけ処理による差動処理を行うので、より精度の高い振動検出を行える。また、それ以外の交換レンズが本体部に装着された場合でも振動検出精度の低下を抑制することが可能である。
【００５２】
本実施形態によれば、複数の振動検出部の出力を用いる像ブレ補正装置において、振動検出部の出力に重畳するノイズの影響を低減させ、より精度の高い像ブレ補正を行うことができる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態では、撮像装置の本体部１１ａに像ブレ補正装置が搭載された例を説明したが、本実施形態では、交換レンズ１１ｂに像ブレ補正装置が搭載された例を説明する。本実施形態において、第１実施形態と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることによって、それらの詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。
【００５４】
図８は、本実施形態に係る撮像装置１１の横断面での構成と制御ブロックの要部を示す概略図である。交換レンズ１１ｂは、撮像光学系１３の一部に補正ユニット１３ａを有する。補正ユニット１３ａは、例えば撮像光学系１３の光軸１０に直交する平面内で移動可能なシフトレンズ等の光学部材を備える。交換レンズ１１ｂは駆動部６１を備え、本体部１１ａの演算部１６により算出される駆動制御の目標値にしたがって補正ユニット１３ａを駆動する。ボディＣＰＵ１２ａは演算部１６の出力に基づく制御信号をレンズＣＰＵ１２ｂに送信し、制御信号を受信したレンズＣＰＵ１２ｂが駆動部６１を制御する。
【００５５】
補正ユニット１３ａは、矢印１３ｂで示すように、光軸１０と直交する方向に駆動され、手振れ等によって撮像素子１４の撮像面で生じる像ブレを補正する。本実施形態の撮像素子１４は像ブレ補正用の駆動が行われないが、第１実施形態と同様に本体部１１ａが駆動部１８を有していてもよい。この場合、本体部１１ａと交換レンズ１１ｂがそれぞれ有するブレ補正部を併用した像ブレ補正が可能である。
【００５６】
検出方向判別部１７は、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの出力信号を取得する。本実施形態の検出方向判別部１７は、振動検出部１５ａ、１５ｂの出力信号から振動検出方向を判別し、判別信号を演算部１６に出力する。なお図８では図示の便宜上、第２の振動検出部１５ｂの出力する振れ検出信号が検出方向判別部１７と演算部１６に直接送信されるように記載されている。実際にはレンズＣＰＵ１２ｂが第２の振動検出部１５ｂの振れ検出信号を取得してボディＣＰＵ１２ａに送信し、ボディＣＰＵ１２ａから検出方向判別部１７と演算部１６に振れ検出信号が伝達される。
【００５７】
図９は検出方向判別部１７の内部構成を示すブロック図である。検出方向判別部１７は差動部１７ａと比較判定部１７ｂを備える。差動部１７ａによって振動検出部１５ａと１５ｂとの出力の差を求めることで、互いの検出方向を判別することができる。差動部１７ａは、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号を取得して差動演算を行い、演算結果を示す信号を比較判定部１７ｂに出力する。例えば、振動検出部１５ａと１５ｂの検出方向が同相の関係である場合、振れによる信号はほぼ相殺される。また振動検出部１５ａ、１５ｂの検出方向が逆相の関係である場合には、差動部１７ａによる演算結果を示す信号の大きさが２倍になる。
【００５８】
比較判定部１７ｂは、差動部１７ａの出力信号と第１の振動検出部１５ａの出力信号とを所定の周波数（例えば５Ｈｚ）で比較し、検出方向を判定して判定信号を出力する。例えば、第１の振動検出部１５ａの出力信号が差動部１７ａの出力信号よりも大きい場合、比較判定部１７ｂは第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの検出方向が同相の関係であると判定する。一方、第１の振動検出部１５ａの出力信号が差動部１７ａの出力信号より小さい場合、第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの検出方向が逆相の関係であると判定する。比較判定部１７ｂは判定結果を示す判定信号を演算部１６に出力する。演算部１６は検出方向判別部１７の出力信号に基づいて、第１実施形態と同様に第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号を組み合わせて使用する。
【００５９】
このように、比較判定部１７ｂは第１の振動検出部１５ａの出力信号と差動部１７ａの出力信号との大小関係を判定するが、信号が安定しない状況も起こりうる。この状況では、信号の大小関係が一定期間内で頻繁に入れ替わるため、比較判定部１７ｂは検出方向を不明と判定し、判定信号を演算部１６に出力する。その場合、第１実施形態と同様に第１の振動検出部１５ａの出力信号のみを用いて目標値演算が行われる。
【００６０】
また、本体部１１ａに装着される交換レンズ１１ｂの種類によっては、第２の振動検出部１５ｂの振動検出方向の情報が記憶されていない場合がある。この場合、第１実施形態では演算部１６が第１の振動検出部１５ａの検出情報のみを用いて演算を行うが、本実施形態では演算部１６が第２の振動検出部１５ｂの振動検出方向を判別して、判別結果に合わせて演算処理を変更する。
【００６１】
図１０を参照して、演算部１６の構成を説明する。図１０は演算部１６の内部構成を示すブロック図である。演算部１６はローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと記す）１６ａ、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦと記す）１６ｂ、差動部１６ｃを備える。ＬＰＦ１６ａは第１の振動検出部１５ａの出力信号を取得してローパスフィルタリング処理を行い、処理後の信号を差動部１６ｃに出力する。ＨＰＦ１６ｂは、第２の振動検出部１５ｂの出力信号を取得してハイパスフィルタリング処理を行い、処理後の信号を差動部１６ｃに出力する。差動部１６ｃはＬＰＦ１６ａおよびＨＰＦ１６ｂの各出力信号を取得して差動演算を行って差動信号を出力する。図１０ではＬＰＦ１６ａとＨＰＦ１６ｂによるフィルタリング処理の例を示すが、所定の通過帯域を有するバンドパスフィルタを使用してもよい。
【００６２】
第１実施形態では検出方向判別部１７の判別信号に基づいて、振動検出部１５ａと１５ｂの各出力信号に対し、所定の割合で重みづけ演算を行ったが、本実施形態では信号を低周波成分と高周波成分に分けるフィルタリングによって同様の処理を行う。例えば、第２の振動検出部１５ｂの出力信号の方が、第１の振動検出部１５ａの出力信号よりもノイズ量が大きい場合を想定する。図１１を参照して具体例を説明する。
【００６３】
図１１は、第１の振動検出部１５ａのノイズをグラフ曲線３３で示し、第２の振動検出部１５ｂのノイズをグラフ曲線３４で示す図である。図１１の横軸および縦軸の設定については、図２（Ｂ）と同じである。本体部１１ａと交換レンズ１１ｂとの組み合わせによっては、振動検出部１５ｂの出力信号に含まれるノイズ量の方が、振動検出部１５ａの出力信号に含まれるノイズ量よりも大きいことがある。この場合、各振動検出部の検出方向が検出され、以下に示す信号処理が行われる。
【００６４】
図１２は、図１０に示すＬＰＦ１６ａ、ＨＰＦ１６ｂのフィルタ特性を表す特性図である。横軸は周波数を表し、縦軸は利得を表す。図１０と図１２を用いてフィルタリング処理を説明する。第１の振動検出部１５ａの出力信号を処理するＬＰＦ１６ａのフィルタ特性９３を、図１２に破線で示す。ＬＰＦ１６ａは折れ点周波数９２（例えば０．５Ｈｚ）より高い周波数成分を減衰させる。また、第２の振動検出部１５ｂの出力信号を処理するＨＰＦ１６ｂのフィルタ特性９１を図１２に実線で示す。ＨＰＦ１６ｂは折れ点周波数９２より低い周波数成分を減衰させる。これにより、図１１にグラフ曲線３４で示すノイズは、グラフ曲線３３に示すノイズ程度にまで減衰する。
【００６５】
ボディＣＰＵ１２ａは、交換レンズ１１ｂに搭載されている第２の振動検出部１５ｂの種類を判別する。判別結果に基づいて演算部１６がＬＰＦ１６ａ、ＨＰＦ１６ｂの折れ点周波数９２を設定する。ＬＰＦ１６ａの特性とＨＰＦ１６ｂの特性は、互いに補完する関係をもつ特性になっているので、差動部１６ｃによる差動信号に関して、２つのフィルタ１６ａと１６ａの周波数特性が打ち消されて平坦なフィルタ特性となる。差動信号では、振動検出部１５ａと１５ｂの検出方向が逆相の関係であるときに検出信号同士が加算されることになる。
【００６６】
本実施形態では、第２の振動検出部１５ｂの出力におけるノイズ成分の大きさがＨＰＦ１６ｂにより調整される。差動部１６ｃは調整後の信号と、ＬＰＦ１６ａを通過した第１の振動検出部１５ａの出力信号とを取得して差動演算を行う。これによって、ノイズ成分が相殺され、振れの検出信号のみを取り出すことができる。
【００６７】
図１３および図７を参照して、本実施形態における処理を説明する。図１３は処理の前半部を示すフローチャートであり、第１実施形態にて説明した図６との相違点は以下の通りである。
・Ｓ５０３に代わりＳ１００１の処理が行われる点
・Ｓ５０５に代わりＳ１００２の処理が行われる点。
【００６８】
Ｓ５０２の次にＳ１００１へ進み、検出方向判別部１７は振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号を比較して検出方向を判別する。振動検出部１５ａの検出方向と振動検出部１５ｂの検出方向が逆相の関係であると判別された場合、Ｓ１００２の処理に進む。また、振動検出部１５ａの検出方向と振動検出部１５ｂの検出方向が逆相の関係でないことが判別された場合、Ｓ５０４の処理に進む。なお、Ｓ１００１では、検出方向判別部１７が第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力の差分値を用いて検出方向を判別する。このとき、差分値が不安定であって判別が不能な場合には、Ｓ５０４にて第２の振動検出部１５ｂの振動検出方向が不明であると判断され、Ｓ５０７の処理に進む。
【００６９】
Ｓ１００２では、振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号に対する上述のフィルタリング処理が行われる。ＬＰＦ１６ａは第１の振動検出部１５ａの出力信号の処理を担当し、ＨＰＦ１６ｂは第２の振動検出部１５ｂの出力信号の処理を担当する。差動部１６ｃはフィルタリング処理後の各信号を取得して差動演算を行う。Ｓ１００２の後にＳ５０８の処理に進む。また、図７のＳ５１３にて電源のＯＦＦ操作が行われないことが判定された場合、図１３のＳ１００１に戻って処理が続行される。
【００７０】
本実施形態では、検出方向判別部１７が第１および第２の振動検出部１５ａ、１５ｂの各出力信号に基づいて振動検出方向を判別する。演算部１６は、ローパスフィルタリングが行われた第１の振動検出部１５ａの出力信号と、ハイパスフィルタリングが行われた第２の振動検出部１５ｂの出力信号を取得して両信号の差動演算を行う。本実施形態によれば、振動検出部のノイズの影響を低減し、より精度の高い像ブレ補正を行える。
【００７１】
前記実施形態では、撮像装置の本体部が演算部１６や検出方向判別部１７を備える例を説明したが、これに限定されない。例えば、レンズ装置が演算部１６と検出方向判別部１７を備えてもよい。あるいは本体部とレンズ装置が検出方向判別部をそれぞれ備え、必要に応じて判別信号を互いに送受する構成でもよく、装置の仕様に応じた各種形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１２ａ  ボディＣＰＵ
１２ｂ  レンズＣＰＵ
１３ａ  補正ユニット
１４ａ  ブレ補正部
１５ａ  第１の振動検出部
１５ｂ  第２の振動検出部
１６  演算部
１７  検出方向判別部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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