(57)【要約】【課題】少なくとも交換レンズ側の手振れ補正機構を用いながら、カメラ本体でレンズ特性を補正する場合に交換レンズとカメラ本体の間の通信遅延の影響を軽減する。【解決手段】本実施形態に係る撮像装置は、振れを検出する第１振れ検出手段と、第１振れ検出手段からの振れ信号に基づく振れ補正量で光学系を移動させて振れを補正する第１防振手段とを有する交換レンズを取り付け可能な撮像装置であって、振れを検出する第２振れ検出手段と、第２振れ検出手段からの振れ信号に基づいて、第１防振手段が用いる振れ補正量を推定する推定手段と、第１防振手段が振れを補正した状態で撮像された画像信号におけるレンズ特性を、推定された振れ補正量に基づいて補正するレンズ特性補正手段と、を有する。【選択図】図１
2019145958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振れを検出する第１振れ検出手段と、前記第１振れ検出手段からの振れ信号に基づく振れ補正量で光学系を移動させて振れを補正する第１防振手段とを有する交換レンズを取り付け可能な撮像装置であって、
振れを検出する第２振れ検出手段と、
前記第２振れ検出手段からの振れ信号に基づいて、前記第１防振手段が用いる振れ補正量を推定する推定手段と、
前記第１防振手段が振れを補正した状態で撮像された画像信号におけるレンズ特性を、前記推定された振れ補正量に基づいて補正するレンズ特性補正手段と、を有する、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２振れ検出手段からの振れ信号に基づく振れ補正量で撮像素子を移動させて振れを補正する第２防振手段を更に有し、
前記レンズ特性補正手段は、前記第１防振手段と前記第２防振手段とが振れを補正した状態で撮像された画像信号におけるレンズ特性を、前記推定された振れ補正量と前記第２振れ手段からの振れ信号に基づく振れ補正量とに基づいて補正する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記第２振れ検出手段からの振れ信号を所定の分割方法で分割した第１の振れ信号に基づいて、前記第１防振手段が用いる振れ補正量を推定し、
前記第２防振手段は、前記第２振れ検出手段からの振れ信号を前記所定の分割方法で分割した第２の振れ信号に基づく振れ補正量を使用する、
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記交換レンズと前記所定の分割方法を通信する通信手段を更に有し、
前記通信手段により通信される前記所定の分割方法が第１の分割方法から第２の分割方法に変更された場合、前記第２振れ検出手段からの振れ信号は、前記第２の分割方法で分割される、ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記推定手段は、前記第２振れ検出手段からの振れ信号のうちの所定の周波数より低い低周波成分に基づいて、前記第１防振手段が用いる振れ補正量を推定する、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記推定手段は、前記第２振れ検出手段からの振れ信号のうちの所定の周波数より低い低周波成分に基づいて、前記第１防振手段が用いる振れ補正量を推定し、
前記第２防振手段は、前記第２振れ検出手段からの振れ信号のうちの前記所定の周波数より高い高周波成分に基づく振れ補正量を使用し、
前記レンズ特性補正手段は、前記撮像された画像信号におけるレンズ特性を、前記低周波成分に基づく振れ補正量と前記高周波成分に基づく振れ補正量とに基づいて補正する、ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記推定手段は、前記第２振れ検出手段からの振れ信号のうち、所定の割合で分割した信号に基づいて、前記第１防振手段が用いる振れ補正量を推定する、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記レンズ特性補正手段は、振れ補正量に応じて移動した基準点からの距離が大きくなるほど大きな補正値を適用する、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記レンズ特性補正手段は、前記推定された振れ補正量と前記第２振れ手段からの振れ信号に基づく振れ補正量との和に応じて移動した基準点からの距離が大きくなるほど大きな補正値を適用する、ことを特徴とする請求項２から４、及び６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記交換レンズは、ズームレンズ、フォーカスレンズ、絞りの少なくとも一つ以上の光学部材を更に備え、
前記レンズ特性補正手段は、前記光学部材の状態に基づいて、前記推定された振れ補正量を調整する、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像された画像信号におけるレンズ特性は、周辺光量、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差の少なくともいずれかを含む、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
振れを検出する第１振れ検出手段と、前記第１振れ検出手段からの振れ信号に基づく振れ補正量で光学系を移動させて振れを補正する第１防振手段とを有する交換レンズを取り付け可能な撮像装置の制御方法であって、
第２振れ検出手段が、振れを検出する第２振れ検出工程と、
推定手段が、前記第２振れ検出手段からの振れ信号に基づいて、前記第１防振手段が用いる振れ補正量を推定する推定工程と、
レンズ特性補正手段が、前記第１防振手段が振れを補正した状態で撮像された画像信号におけるレンズ特性を、前記推定された振れ補正量に基づいて補正するレンズ特性補正工程と、を有する、ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１３】
コンピュータを、請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手ぶれ補正を行う撮像装置およびその制御方法ならびにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光学系を通して撮像素子に投影される被写体像は、光学レンズ特性の影響によって撮像素子の周辺ほど光量が低下したり、収差が発生したりするため、画質が低下してしまうことが知られている。また、光学レンズを備える撮像装置において手振れ補正制御を行う場合、撮像装置に加わる振動に応じて手振れ補正レンズや撮像素子などの手振れ補正駆動部が移動するため、撮像素子の周辺ではさらに画質は低下する。このような課題に対し、撮像素子の中心と光学系の光軸中心との相対的な位置に応じて、レンズ特性を補正する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
また、駆動部の可動範囲を広げてより大きな手振れに対処するために複数の手振れ補正駆動部を備えた撮像装置が登場しており、このような複数の手振れ補正駆動部を有する撮像装置において周辺光量を補正する技術も提案されている（特許文献２）。
【０００４】
特許文献１に記載の撮像装置では、手振れ補正機構により撮像素子の中心と撮影光学系の光軸中心とが相対的に動かされた位置に応じて、撮像素子によって撮影された被写体像の光学歪補正またはシェーディング補正を行う。このような技術により、手振れ補正レンズや撮像素子などの位置の移動による撮像素子周辺の画質悪化を低減することができる。
【０００５】
一方、特許文献２に記載の撮像装置は、手振れ補正レンズを移動させて手振れ補正を行うレンズ駆動部と、撮像素子を移動させて手振れ補正を行う撮像素子駆動部とを有する。この撮像装置では、レンズ駆動部による手振れ補正と撮像素子による手振れ補正とを切り替えた場合に、撮像素子で撮像された画像の周辺光量の補正量を変更する。このような構成により、手振れ補正制御として選択されている駆動部がいずれであるかに応じて適切に周辺光量を補正することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許５７３６５１２号公報
【特許文献２】特開２０１６―１６７８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、手振れ補正レンズを備える交換レンズを用いる撮像装置において手振れ補正やレンズ特性補正を行う場合、交換レンズと撮像装置との間の通信による時間遅延のために、手振れ補正とレンズ特性補正とのタイミングにずれが生じることになる。手振れ補正とレンズ特性補正のタイミングにずれが顕著になれば、画像に対する補正量過多や補正量不足の状態で画像補正処理を行うことになるため、画像の品位が低下する恐れがある。この点、特許文献１では、交換レンズと撮像装置との通信による遅延時間について考慮されていない。また、特許文献２では、レンズ駆動部と撮像素子駆動部とを同時に駆動させる手振れ補正を考慮していないが、撮像装置側にレンズ特性補正手段があるため、交換レンズから撮像装置への測定情報の送信や、撮像装置から交換レンズへ制御値の送信が必要となる。すなわち、レンズ特性を補正する際には交換レンズと撮像装置との間で通信が必要であり、通信遅延による影響が生じ得るところ、その通信遅延について考慮されていない。
【０００８】
このように、手振れ補正レンズを備える交換レンズを用いる撮像装置において、手振れ補正レンズを用いた手振れ補正を行いながら、手振れ補正機構の状態に応じてリアルタイムにレンズ特性を補正することは困難である。すなわち、送信される補正量の通信遅延により、そのタイミングの画像に対する補正量が補正量過多や補正量不足となり、適切な補正結果が得られない場合がある。
【０００９】
本発明は、上述課題に鑑みてなされ、その目的は、少なくとも交換レンズ側の手振れ補正機構を用いながら、カメラ本体でレンズ特性を補正する場合に交換レンズとカメラ本体の間の通信遅延の影響を軽減する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するため、例えば本発明の撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、振れを検出する第１振れ検出手段と、前記第１振れ検出手段からの振れ信号に基づく振れ補正量で光学系を移動させて振れを補正する第１防振手段とを有する交換レンズを取り付け可能な撮像装置であって、振れを検出する第２振れ検出手段と、前記第２振れ検出手段からの振れ信号に基づいて、前記第１防振手段が用いる振れ補正量を推定する推定手段と、前記第１防振手段が振れを補正した状態で撮像された画像信号におけるレンズ特性を、前記推定された振れ補正量に基づいて補正するレンズ特性補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、少なくとも交換レンズ側の手振れ補正機構を用いながら、カメラ本体でレンズ特性を補正する場合に交換レンズとカメラ本体の間の通信遅延の影響を軽減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの構成例を示す図
【図２】実施形態１に係るデジタルカメラの回転軸を説明するための図
【図３】実施形態１に係るデジタルカメラにおける、手振れ補正処理の一連の動作を示すフローチャート
【図４】実施形態１に係る交換レンズにおける、手振れ補正処理の一連の動作を示すフローチャート
【図５】実施形態１に係る手振れ補正量の時系列波形を示す図
【図６】実施形態１に係る他の手振れ補正量の時系列波形を示す図
【図７】実施形態１に係る周辺光量特性の補正を説明する図
【図８】実施形態１に係るレンズ特性補正処理の一連の動作を示すフローチャート
【図９】実施形態２に係る歪曲補正を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では撮像装置の一例として、交換式のレンズを装着可能であって、手ぶれ補正が可能なデジタルカメラを用いる例を説明する。しかし、本実施形態は、デジタルカメラに限らず、交換式のレンズを装着可能であって、手ぶれ補正が可能な他の機器にも適用可能である。これらの機器には、例えば、スマートフォンを含む携帯電話機、ゲーム機、医療機器、車載用システムの機器、撮像した画像に基づいて判断を行うロボット機器、ドローン等の飛行用機器などが含まれてよい。
【００１４】
（撮像システムの構成）
図１（ａ）は、本実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラ２００と交換レンズ１００を有する撮像システムの機能構成例を示すブロック図である。なお、図１に示す機能ブロックの１つ以上は、ＡＳＩＣやプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ＣＰＵやＭＰＵ等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
【００１５】
本実施形態では、デジタルカメラ２００が、交換レンズ１００内の手振れ補正レンズとデジタルカメラ２００内の撮像素子とを同時に駆動させて手振れを補正するレンズ特性補正処理を実行する例について説明する。
【００１６】
交換レンズ１００は、大まかに光学ブロック１１０と、レンズ制御ブロック１３０と、レンズマウント部１５１と、レンズコントローラ１２１とを有する。光学ブロック１１０は、ズームレンズ１１１と、手振れ補正レンズ１１２と、焦点調整レンズ１１３と、絞り１１４とを含む。ズームレンズ１１１は、進退可能に構成され、ズーム制御部１３１の制御に応じて進退することにより、デジタルカメラ２００の撮像素子に結像される光学像を拡大又は縮小させる。手振れ補正レンズ１１２は、手振れ補正制御部１３２による制御に応じてその位置を変更することにより、手振れを補正する。焦点調整レンズ１１３は、進退可能に構成され、フォーカス制御部１３３による制御に応じて進退することにより焦点位置を変化させる。絞り１１４は、絞り制御部１３４による制御に応じて絞り径を変化させることにより、デジタルカメラ２００の撮像素子に入射する光量を増減させる。
【００１７】
レンズ制御ブロック１３０は、光学ブロック１１０に含まれる各構成部材を駆動させるための制御手段を含み、ズーム制御部１３１、手ぶれ補正制御部１３２、フォーカス制御部１３３、絞り制御部１３４などを含む。これらの制御部は、それぞれ制御回路、レンズコントローラ１２１からの指示に応じて、光学ブロック１１０のうちの対応するレンズの駆動を制御する。
【００１８】
レンズコントローラ１２１は、例えばＣＰＵ（或いはＭＰＵ）、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含み、当該ＲＯＭに記憶させたプログラムをＲＡＭに展開、実行することにより、交換レンズ１００全体の動作を制御したり、各部の間のデータ転送を制御したりする。また、レンズコントローラ１２１は、後述する手ぶれ補正制御部１３２において実行される演算の一部又は全部を、手振れ補正制御部１３２の代わりに実行してもよい。
【００１９】
手振れ検出部１４１は、例えば角速度センサ（ジャイロスコープ）等を含む、交換レンズ１００に加わる振動を検出する。手振れ補正制御部１３２は手振れ検出部１４１の出力に基づいて手振れを補正する。レンズマウント部１５１は、デジタルカメラ２００と機械的、電気的に接続可能であり、デジタルカメラ２００から制御コマンドやその他データを受信したり、電力を受け取ることができる。
【００２０】
次に、デジタルカメラ２００について説明する。デジタルカメラ２００は撮像装置の本体であり、以下の構成を含む。撮像素子２５１は、光電変換素子を有する画素が複数、２次元的に配列された構成を有し、交換レンズ１００を介して入射した光学像を電気信号に変換してアナログ画像信号を出力する。撮像制御部２３３は、撮像素子２５１による画像信号の出力タイミング等を制御する。撮像素子２５１は、光軸に対する撮像素子の位置を変更するための駆動部を有する。撮像素子２５１は、当該駆動部が手振れ補正制御部２３２で生成される位置制御信号に応じて光軸に対する撮像素子の位置を変更することで、防振機能を発揮することができる。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器２５２は、撮像素子２５１から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。画像入力部２５３は、バスに対する画像信号のインタフェースを含み、Ａ／Ｄ変換器２５２から出力されたデジタル画像信号は、画像入力部２５３とバスを介して内部メモリ２７３に格納される。メモリ制御部２７１は、システムコントローラ２２１の指示に応じて、内部メモリ２７３へのデータの書き込み及び内部メモリ２７３からのデータの読み出しを制御する。そのほか、メモリ制御部２７１は、Ａ／Ｄ変換器２５２、画像処理部２６１、圧縮伸長部２７２を制御して、記録メディア２７４へのデータの記録も制御する。
【００２２】
画像処理部２６１は、例えば画像処理用のＡＳＩＣやＧＰＵ等の演算回路を含み、Ａ／Ｄ変換器２５２或いはメモリ制御部２７１からの画像信号に対して、画素補間処理や色変換処理等の所定の処理を実行する。所定の処理には、例えば後述するレンズ特性の補正処理が含まれる。なお、画像処理部２６１が実行する処理の一部又は全部は、画像処理部２６１に代わってシステムコントローラ２２１が実行してもよい。
【００２３】
シャッタ制御部２３１は、システムコントローラ２２１からのトリガ信号に応じてシャッタ２１１の動作を制御する。シャッタ２１１は、シャッタ制御部２３１の制御に応じてシャッタを動作させる。
【００２４】
手振れ検出部２４１は、例えば角速度センサ（ジャイロセンサ）等を含み、デジタルカメラ２００に加わる振動を検出する。手振れ補正制御部２３２は、手振れ検出部２４１からの出力に基づき、手振れを補正する。
【００２５】
画像表示制御部２８１は、ＴＦＴ又はＬＣＤ等から成る画像表示部２０６に対する、動画や静止画、メニュー画面等の表示を制御する。内部メモリ２７３に書き込まれた表示用の画像信号は、画像表示制御部２８１を介して画像表示部２０６により表示される。内部メモリ２７３は、例えば半島体メモリ等の揮発性のメモリを含み、撮影した静止画像や動画像を格納するための内蔵メモリである。また、内部メモリ２７３は、システムコントローラ２２１の作業領域としても使用することも可能である。圧縮伸張部２７２は、画像信号を圧縮・伸長する圧縮・伸長回路を含み、内部メモリ２７３に格納された画像を読み込んで圧縮処理あるいは伸長処理を行い、処理を終えたデータを再び内部メモリ２７３に書き込む。
【００２６】
本体マウント部２０１は、交換レンズ１００と機械的、電気的に接続可能であり、システムコントローラ２２１からの制御信号や電源２９１からの電力を、レンズマウント部１５１を介して交換レンズ１００へと供給する。
【００２７】
システムコントローラ２２１は、例えば、ＣＰＵ（或いはＭＰＵ）等の演算回路を含み、記録メディア２７４に記憶されたプログラムを内部メモリ２７３に展開、実行して、デジタルカメラ２００の各部を制御したり、各部の間のデータ転送を制御したりする。記録メディア２７４は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体を含み、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。記録メディア２７４は、システムコントローラのためのプログラムや動作用の定数などを記憶する。
【００２８】
電源ボタン２０２、レリーズスイッチ２０３、メニュー操作キー２０４は、システムコントローラ２２１に対する各種の動作指示を入力するための操作部材を含み、スイッチやダイアル、タッチパネル等の単数あるいは複数の組み合わせで構成される。電源ボタン２０２は、デジタルカメラ２００の電源をＯＮ又はＯＦＦするトリガを発生させる操作部材である。レリーズスイッチ２０３は、静止画を記録するためのシャッタを動作させるトリガ信号や、動画記録をスタートやストップさせるためのトリガ信号を発生させるための操作部材である。メニュー操作キー２０４は、撮像装置の設定するための信号を発生させる操作部材である。
【００２９】
電源制御部２９２は、電源ボタン２０２によって発生された信号をトリガとして電源２９１からの電力をデジタルカメラ２００の各部に供給する。
【００３０】
（手振れ補正処理に係る構成と一連の動作）
まず、図３を参照して、撮像素子２５１の位置を制御して手振れ補正を行う、手振れ補正処理に係る一連の動作について説明する。また、手振れ補正処理に係る一連の動作の説明を、図１（ｂ）に示す、交換レンズ１００の手振れ補正制御部１３２とデジタルカメラ２００の手振れ補正制御部２３２の詳細な機能構成例を参照しながら説明する。
【００３１】
なお、本処理は、デジタルカメラ２００のシステムコントローラ２２１が記録メディア２７４に記憶されたプログラムを内部メモリ２７３に展開、実行するとともにデジタルカメラ２００の各部を制御することにより実現される。また、図３に示す一連の動作は、ユーザがデジタルカメラ２００を手に保持して所定の被写体に対する撮影又は撮影準備を開始したときから開始される。
【００３２】
ステップＳ３０１において、手振れ検出部２４１は、例えば角速度で表される、デジタルカメラ２００に加わる手振れ量を検出する。手振れ検出部２４１は、例えば、図２に示すような直行座標系において、デジタルカメラ２００におけるピッチ方向（ピッチ軸回りの回転）、ヨー方向（ヨー軸回りの回転）の振動を検出することができる。
【００３３】
ステップＳ３０２において、手振れ補正制御部２３２は手振れ補正量を算出する。具体的には、まず、手振れ検出部２４１によって取得された手振れ信号が、手振れ補正制御部２３２に入力される。アンプ２３２１は、手振れ検出部２４１からの手振れ信号を取得して、取得した手振れ信号を所定の倍率だけ増幅する。Ａ／Ｄ変換器２３２２は、アンプ２３２１で増幅された手振れ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。フィルタ２３２３は、Ａ／Ｄ変換器２３２２でデジタルに変換された手振れ信号にフィルタ処理を施し、設定された所定のカットオフ周波数で一部の信号を遮断する処理を行う。例えば、高周波ノイズを除去するためにローパスフィルタを用いたり、オフセット成分を除去するためにハイパスフィルタを用いたりする。
【００３４】
続いて、フィルタ２３２３は、これまで求めた手振れ信号を、撮像素子２５１を駆動させて補正する分と、手振れ補正レンズ１１２を駆動させて補正する分とに分割する。具体的には、手振れ信号のうち所定周波数よりも低い低周波成分は交換レンズ１００の手振れ補正制御部１３２によって補正する分に対応する。一方、高周波成分をデジタルカメラ２００の手振れ補正制御部２３２によって補正する分に対応する。
【００３５】
なお、このように分割するのは、交換レンズ１００側とデジタルカメラ２００側とで互いに分担して手振れ補正を行うためである。別途後述するように、交換レンズ１００においても、手振れ検出部１４１において同等の手振れ信号を検出する。そして、同様に、撮像素子２５１を駆動させて補正する分と、手振れ補正レンズ１１２を駆動させて補正する分とを求める。そして、交換レンズ１００とデジタルカメラ２００側とでは、それぞれ独立して求めた同様の手振れ補正量を用いて、手振れ補正レンズ１１２又は撮像素子２５１を駆動する。
【００３６】
図５（ａ）と図５（ｂ）は、所定の周波数で手振れ信号を分割した場合の例を示している。なお、いずれの図も横軸は時間を表し、縦軸は手振れ信号の信号値を表している。図５（ａ）に示す実線は、手振れ補正制御部１３２が補正する手振れ信号であり、総手振れ信号のうち所定の周波数より低い低周波成分を抽出したものである。一方、図５（ｂ）に示す実線は、手振れ補正制御部２３２が補正する手振れ信号であり、総手振れ信号のうち所定の周波数より高い高周波成分を示している。このように手振れ信号を分けることにより、１つの駆動部を用いて手振れ補正を行うよりも大きな手振れを補正することができる。
【００３７】
フィルタ２３２３は、手振れ信号の分割が終了すると、デジタルカメラ２００で適用する手振れ補正量を算出するために分割した高周波成分を積分する。
【００３８】
次に、手振れ補正量演算部２３２４は、フィルタ２３２３で得た手振れ補正量を、ズームレンズやフォーカスレンズ等の光学部材の位置、およびこれらより求められる焦点距離や撮影倍率に基づいて増幅し、（撮像素子を駆動する）手振れ補正量を調整する。このようにするのは、焦点距離や撮影倍率等の光学的な変化により、手振れ補正のストロークに対する撮像面上のブレ補正の敏感度が変化することに対処するためである。
【００３９】
ステップＳ３０３において、手振れ補正制御部２３２は、撮像素子の現在の位置を検出する。可動部である撮像素子の位置を検出するセンサを含む撮像素子位置検出部２３２６は、当該センサから撮像素子の位置を検出する位置信号を出力する。アンプ２３２７は、検出された位置信号を所定の倍率だけ増幅し、その後Ａ／Ｄ変換器２３２８が位置信号をデジタル信号に変換して手振れ補正量演算部２３２４に入力する。
【００４０】
ステップＳ３０４において、手振れ補正制御部２３２は、撮像素子２５１の目標位置を算出する。具体的には、手振れ補正量演算部２３２４は、ステップＳ３０２で求めた撮像素子２５１を駆動させて補正する手振れ補正量と、ステップＳ３０３で求めた撮像素子２５１の位置とに基づいて、撮像素子２５１の目標位置を算出する。そして、当該目標位置を表す位置制御信号を生成する。
【００４１】
ステップＳ３０５において、手振れ補正制御部２３２は、撮像素子２５１の位置を制御する。具体的には、ドライバ２３２５は、ステップＳ３０４で生成された位置制御信号に応じて、撮像素子２５１を駆動するための駆動電流を手振れ補正アクチュエータに流す。手振れ補正アクチュエータは受け付けた電流により可動部である撮像素子２５１を駆動する。手振れ補正制御部２３２は、手振れ補正制御に係る処理を定期的に繰り返し、その後終了する。
【００４２】
次に、図４を参照して、交換レンズ１００における手振れ補正制御について説明する。なお、本処理は交換レンズ１００のレンズコントローラ１２１がＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開、実行するとともに各部を制御することにより実現される。
【００４３】
ステップＳ４０１において、手振れ検出部１４１は手振れ量を検出する。手振れ検出部１４１は、交換レンズ１００に実装された角速度センサ等により、交換レンズ１００に加わる例えば角速度で表される手振れ信号を取得する。
【００４４】
ステップＳ４０２において、手振れ補正制御部１３２は、手振れ補正量を算出する。具体的には、まず、手振れ補正制御部１３２は、手振れ検出部１４１から出力される手振れ信号を取得する。アンプ１３２６は、手振れ補正制御部１３２に入力された手振れ信号を所定の倍率に増幅する。Ａ／Ｄ変換器１３２７は、アンプ１３２４で増幅された手振れ信号をデジタル信号に変換する。フィルタ１３２８は、Ａ／Ｄ変換器１３２７でデジタル信号に変換された手振れ信号にフィルタ処理を行う。具体的に、フィルタ１３２８は、設定された所定のカットオフ周波数で手振れ信号の一部を遮断する。たとえば、高周波ノイズを除去するためにローパスフィルタを用いたり、オフセット成分を除去するためにハイパスフィルタを用いたりする。
【００４５】
続いて、フィルタ１３２８は、これまで求めた手振れ信号を、撮像素子２５１を駆動させて補正する分と、手振れ補正レンズ１１２を駆動させて補正する分とに分割する。分割方法については、Ｓ３０２において上述したように、総手振れ信号を所定周波数に対する低周波成分と高周波成分とに分割する。フィルタ１３２８は、分割処理が完了すると、交換レンズ１００に適用する手振れ補正量を算出するために分割した低周波成分を積分する。
【００４６】
次に、手振れ補正量演算部２３２４は、フィルタ２３２３において算出された手振れ補正量を、ズームレンズやフォーカスレンズ等の光学部材の位置、およびこれらより求められる焦点距離や撮影倍率に基づいて増幅し、手振れ補正量を調整する。上述したように、このようにするは焦点距離や撮影倍率等の光学的な変化により、手振れ補正のストロークに対する撮像面上のブレ補正の敏感度が変化することに対処するためである。
【００４７】
ステップＳ４０３において、手振れ補正制御部１３２は、手振れ補正レンズ１１２の位置を取得する。具体的には、手振れ補正レンズ位置検出部１３２３は、駆動部である手振れ補正レンズ１１２の位置を検出し、検出した位置を表す位置信号を出力する。アンプ１３２４は、位置信号を所定の倍率に増幅し、更に、Ａ／Ｄ変換器１３２５は位置信号をデジタル信号に変換して手振れ補正量演算部１３２１に出力する。
【００４８】
ステップＳ４０４において、手振れ補正制御部１３２は、手振れ補正レンズの目標位置を算出する。手振れ補正量演算部１３２１は、撮像素子２５１を駆動する場合と同様、ステップＳ４０２で求めた（手振れ補正レンズ１１２を駆動させて補正する）手振れ補正量と、ステップＳ４０３で取得した位置信号とに基づいて、位置制御信号を算出する。
【００４９】
ステップＳ４０５において、ドライバ１３２２は、ステップＳ４０４で算出した位置制御信号に応じて、手振れ補正レンズ１１２を駆動するための駆動電流を不図示の補正アクチュエータに流す。この電流を得て、手振れ補正アクチュエータは手振れ補正レンズ１１２を駆動する。なお、手振れ補正アクチュエータは、手振れ補正制御部１３２に含まれてよい。手振れ補正制御部１３２は、手振れ補正制御に係る処理を定期的に繰り返し、その後終了する。
【００５０】
このようにデジタルカメラ２００と交換レンズ１００とは、各々の手振れ検出部を用いて独立に手振れ信号を分割し、補正レンズの位置又は撮像素子の位置を制御するための補正量を算出するようにした。このとき、デジタルカメラ２００と交換レンズ１００は、予め定められた手振れ信号の分割方法に基づいて、それぞれが手振れ信号を分割した。しかし、デジタルカメラ２００に備わるレンズマウント部１５１と交換レンズ１００に備わる本体マウント部２０１は、双方に備わる手振れ補正駆動部の分割方法に関する情報を通信し、必要に応じて分割方法を切り替えてもよい。たとえば、撮影焦点距離に応じて分割する周波数を変更したり、撮影シーンによって分割方法を変更したりする際に分割方法に関する情報等をやり取りすると、適応的に制御することができる。
【００５１】
ここで、本実施形態の特長について、図５を参照して説明する。本実施形態では、デジタルカメラ２００と交換レンズ１００との間で手振れ補正量を通信する必要がないため、通信遅延による影響がないという利点がある。
【００５２】
まず、交換レンズ１００とデジタルカメラ２００との間の通信を介して手振れ信号をデジタルカメラ２００から交換レンズ１００へと送信する場合を考える。図５（ａ）には、時刻ｔにおいてデジタルカメラ２００側の手振れ補正制御部２３２で算出される交換レンズ１００の手振れ信号を点５０１で示している。仮に、この手振れ信号が通信によって交換レンズへと送信され、その通信に時間ｔｄを要する場合、手振れ補正レンズ１１２が実際に駆動する時刻は、およそｔ＋ｔｄとなる。このタイミングを点５０２で示している。同様に手振れ信号が、常に一定の通信時間ｔｄの分だけ遅延すると仮定する場合、手振れ補正レンズ１１２の駆動は、図５（ａ）に示す破線で示す軌跡となる。すなわち、通信先の駆動部は、遅延時間を伴って手振れ補正を行うことになる。
【００５３】
これに対して、本実施形態ではデジタルカメラ２００と交換レンズ１００とが独立して手振れ補正量を求め、手振れ補正量を通信しないため、通信による遅延は生じない。すなわち、デジタルカメラ２００に備わる手振れ補正と交換レンズ１００に備わる手振れ補正との間に遅延時間が生じず、いずれの手振れ補正もほぼリアルタイムに行うことができる。
【００５４】
これまで、総手振れ信号を所定の周波数で分割し、高周波領域を撮像素子２５１で補正し、低周波領域を手振れ補正レンズ１１２が補正する場合について説明した。一方で、所定の周波数よりも高域側を手振れ補正レンズ１１２の手振れ補正制御に使用し、低域側を撮像素子２５１の手振れ補正制御に用いてもよい。これらは、制御分解能、手振れ補正可動範囲、検出素子などの特性によって適当な割り当てにすることが望ましい。
【００５５】
また、所定の周波数で分割する方法に限らず他の分割方法を用いてもよい。例えば、図６には、手振れ信号を所定の割合で分割する場合の例を示している。図６では、図５と同様に、横軸は時間、縦軸は手振れ信号を表している。図６（ａ）に示す実線は、交換レンズ１００において補正する手振れ信号の成分であり、総手振れ信号に所定の割合を乗算したものである。また、図６（ｂ）に示す実線は撮像素子２５１において補正するための手振れ信号の成分を示しており、総手振れ信号から交換レンズ１００で補正する成分を引いたものである。
【００５６】
このように複数の駆動部を用いて手振れ補正量を分担する構成にすることによって、複数の駆動部間の遅延を低減することができ、結果として大きな手振れの補正や長秒の撮影が可能になる。
【００５７】
（レンズ特性の補正）
本実施形態では、レンズ特性を補正する例として周辺光量を補正する場合を例に説明する。手振れ補正制御部１３２が中央位置に固定されているときの周辺光量特性は、図７（ａ）に示す実線のようになる。なお、横軸は像高、縦軸は光量比を示している。すなわち、この特定は、光学系の中心（すなわち像高が０となる位置）の光量を１．０とした場合、光学中心より離れるほど光量は低下するような特性を有する。なお、図７（ａ）に示す点線については、手振れ補正可動部の位置に応じた周辺光量の補正において後述する。
【００５８】
一方、図７（ｂ）に示す実線は、図７（ａ）に示す周辺光量補正のためのゲイン特性を表している。画像処理部２６１は、周辺光量補正を行うために、増高及び補正ゲインに従って入力信号をゲインアップする。周辺光量補正のためのゲインは、ズームレンズやフォーカスレンズ、絞りなど光学系の状態に応じたテーブルデータとして交換レンズ１００内の、例えばレンズコントローラ１２１のＲＡＭに記憶されている。デジタルカメラ２００は、このゲインのテーブルデータを電源投入後にレンズコントローラ１２１から受信して一時的に内部メモリ２７３に格納する。画像処理部２６１は、格納したゲインのテーブルデータと、撮像素子２５１のセンササイズやマウント等の設計値や光学系の状態とに応じて、周辺光量補正に使用するパラメータを変更する。なお、この周辺光量補正のためのゲインは、電源投入前には交換レンズ１００内に記憶されているものとしたが、電源投入前からデジタルカメラ２００に格納されていてもよい。図７（ｃ）に示す実線は、周辺光量補正後の周辺光量の特性を表している。図７（ｃ）に示す特性は、増高によらず周辺光量比が一定（例えば１．０倍）となることが望ましい。
【００５９】
（手振れ補正可動部の位置に応じたレンズ特性補正処理）
手振れ補正処理は、例えば、手振れ量に応じて手振れ補正制御部２３２が撮像素子２５１の位置を変更することによりなされる。このため、手振れ補正を有効にするように設定されている場合、撮像素子２５１の位置に応じてレンズ特性を補正する必要がある。
【００６０】
例えば、手振れ補正によって交換レンズ１００とデジタルカメラ２００との相対的な位置が変化した場合の周辺光量特性を、図７（ａ）の破線として示している。図７（ａ）に示す破線のように交換レンズ１００とデジタルカメラ２００との相対的な位置が変化する場合、図７（ｂ）に示す破線のように、図７（ａ）に示した破線に対応した、周辺光量補正のゲインを適用する必要がある。すなわち、振れ補正量に応じて基準点（像高０の位置）が移動し、当該基準点からの距離が大きくなるほど大きな補正値を適用する。このような図７（ｂ）に示すゲインによって入力信号を補正した場合、図７（ｃ）に示す実線のような、周辺光量比を増高によらず一定（例えば１．０倍）とする補正結果を得ることができる。
【００６１】
ところが、周辺光量補正に使用する撮像素子２５１の位置が、（通信遅延等によって）実際の撮像素子２５１の位置と異なる場合、適用する補正ゲインの特性が本来適用すべき補正ゲインの特性とずれた特性になる。このため、過度に補正される部分と補正が不足する部分とが現れ、図７（ｃ）に示したような周辺光量比が一定となるような補正結果を得ることができない。つまり、デジタルカメラ２００と交換レンズ１００との間で手振れ補正量を随時通信して取得することは、レンズ特性補正において補正過多や補正不足の要因となる。すなわち、手振れ補正を有効にするように設定されている場合、周辺光量を適切に補正するために、周辺光量を補正するタイミングにおける手振れ補正駆動部の位置を取得する必要がある。
【００６２】
これに対し、本実施形態では、デジタルカメラ２００に備わる手振れ検出部２４１を用いて交換レンズ１００の手振れ補正量を推定することができる。すなわち、デジタルカメラ２００と交換レンズ１００はそれぞれ、手振れ信号を所定周波数で分割し、分割した手振れ信号のうち対応する成分に応じて各駆動部がそれぞれ防振機構を制御する。従って、デジタルカメラ２００は、撮像素子２５１を駆動させる成分だけでなく、交換レンズ１００が手振れ補正レンズ１１２を駆動させる成分についても算出することができる。すなわち、デジタルカメラ２００では、手振れ検出部２４１からの手振れ信号に基づいて、交換レンズ１００の手振れ補正レンズ１１２に適用する振れ補正量を推定する。
【００６３】
図８を参照して、手振れ補正制御部１３２が制御するレンズの位置に応じた、レンズ特性補正処理に係る一連の動作を説明する。なお、本処理は、システムコントローラ２２１が記録メディア２７４に記憶されたプログラムを内部メモリ２７３に展開、実行するとともにデジタルカメラ２００の各部を制御することにより実現される。
【００６４】
ステップＳ９０１において、システムコントローラ２２１は、手振れ補正制御部１３２を介して、撮像素子２５１の位置を検出する。具体的には、撮像素子位置検出部２３２６が撮像素子の位置信号を取得する。例えば、上述のステップＳ３０４において用いた、撮像素子２５１の位置を制御するための目標位置を、撮像素子２５１の位置として使用しても構わない。
【００６５】
ステップＳ９０２において、システムコントローラ２２１は、交換レンズ１００に備わる手振れ補正レンズ１１２の位置を推定する。具体的には、ステップＳ３０２で取得された、時刻ｔにおける撮像素子２５１が補正する手振れ信号をＴａｒｇｅｔＩＩＳ（ｔ）、時刻ｔにおける手振れ補正レンズ１１２が補正する手振れ信号をＴａｒｇｅｔＯＩＳ（ｔ）とする。ここで、総手振れ信号をＴｏｔａｌＴａｒｇｅｔ（ｔ）とおくと、ＴａｒｇｅｔＯＩＳ（ｔ）は、以下のようになる。
ＴａｒｇｅｔＯＩＳ（ｔ）＝ＴｏｔａｌＴａｒｇｅｔ（ｔ）−ＴａｒｇｅｔＩＩＳ（ｔ）
【００６６】
ここで、手振れ信号ＴａｒｇｅｔＯＩＳ（ｔ）に対して、手振れ補正レンズは追従可能であること、また、デジタルカメラ２００に備わる手振れ検出部２４１と交換レンズ１００に備わる手振れ検出部１４１とが、ほぼ等しい手振れ量を検出するものとする。そうすると、デジタルカメラ２００に備わる手振れ検出部２４１が検出した手振れ信号に基づいて、（手振れ補正レンズ１１２の手振れ補正量を求めることができ、結果として）手振れ補正レンズ１１２の位置を推定することができる。
【００６７】
ステップＳ９０３において、システムコントローラ２２１は、Ｓ９０１で求めた撮像素子の位置と、Ｓ９０２で求めた手振れ補正レンズの位置とに基づいて、光軸位置を演算し、内部メモリ２７３に格納する。
【００６８】
ステップＳ９０４において、画像処理部２６１は、内部メモリ２７３に格納された撮像素子２５１の位置と手振れ補正レンズ１１２の推定位置とに基づいて、周辺光量に対する補正ゲインを求める。そして、撮像素子２５１と手振れ補正レンズ１１２とがそれぞれ手振れを補正する位置となった状態で撮像された画像信号に対し、撮像時の周辺光量を補正する。なお、本実施形態のように、複数の手振れ補正のための駆動部が存在する場合、駆動部によって周辺光量特性が異なる場合がある。このような場合、例えば、撮像素子２５１と手振れ補正レンズ１１２とのそれぞれについて、位置に応じた周辺光量の補正ゲイン特性を予め定めたテーブルを備えておき、それぞれの位置に応じて周辺光量の補正処理を行えばよい。システムコントローラ２２１は、画像処理部２６１による周辺光量を補正する処理が完了すると、本一連の処理を終了する。
【００６９】
以上説明したように本実施形態では、交換レンズ１００側で制御される手振れ補正レンズの位置を推定し、推定した手振れ補正レンズ１１２の位置を考慮してレンズ特性を補正するための補正ゲインを適用するようにした。このようにすることで、交換レンズ１００とデジタルカメラ２００のそれぞれで手振れ補正を実行する場合に、間の通信による遅延時間の影響を受けることなく、適切にレンズ特性を補正することができる。すなわち、少なくとも交換レンズ側の手振れ補正機構を用いながら、カメラ本体でレンズ特性を補正する場合に交換レンズとカメラ本体の間の通信遅延の影響を軽減することができる。
【００７０】
（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。実施形態１では、レンズ特性として周辺光量を補正する場合を例に説明した。本実施形態では、レンズ特性として歪曲収差を補正する（単に歪曲補正ともいう）場合を例に説明する。交換レンズ１００に含まれる撮影光学系には光収差があり、この光収差によって撮像素子２５１に結像される画像の周辺部に歪みが生じる。なお、本実施形態に係る交換レンズ１００及びデジタルカメラ２００の構成は実施形態１と実質的に同一である。このため、同一の構成については同一の参照番号を参照して重複する説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００７１】
（レンズ特性補正処理）
歪曲収差に対する補正パラメータは、補正中心Ｏｃを基準とした同心円状のパラメータとして表すことができるため、補正中心Ｏｃからの距離によって各画素の補正を行うことができる。例えば、図９（ａ）には、手振れ補正レンズ１１２が中央位置（光軸の位置）に固定されている場合の歪曲補正の例を模式的に示している。補正中心Ｏｃを中心とする円は、同一の補正値が適用される位置を示しており、補正中心Ｏｃから遠ざかる程、強い補正値が適用される。図９（ａ）に示す例では、画像９００に対し、光軸中心Ｐｏを中心として歪曲補正を行う。例えば画像処理部２６１は、Ｏｃからの距離に応じて予め定めた補正値を内部メモリ２７３から読み出して、画像の周辺部に対して補正処理を行うことにより、画像の周辺に歪みが発生することを防止することができる。
【００７２】
一方、図９（ｂ）は、手振れ補正レンズ１１２が手振れ補正によってその光軸を下側にシフトさせた場合における歪曲補正の例を模式的に示している。手振れ補正レンズ１１２が移動すると光収差も変化するため、手振れ補正レンズ１１２の位置に応じて歪曲補正を行う必要がある。つまり、手振れ補正レンズ１１２の位置に応じて、歪曲補正の補正中心Ｏｃを変更する必要がある。
【００７３】
図９（ｂ）に示す補正を実現するため、画像処理部２６１は、撮影領域の上側の画素に対する補正量が大きくなり、撮影領域の下側の画素に対して補正量が小さくなるようにした（Ｏｃからの距離が離れるほど強い補正値を適用）補正値を適用する。この処理によって、撮影領域の上側の画像の伸びが大きく、撮影領域の下側の画像の伸びが小さくなる。
【００７４】
図９（ｃ）は、手振れ補正レンズ１１２が手振れ補正によって光軸を上側にシフトさせた場合における歪曲補正の例を示している。上述の通り、手振れ補正レンズ１１２の位置に応じて、歪曲補正の補正中心Ｏｃも変更させるため、画像処理部２６１は、撮影領域の上側の画素に対して補正量が小さくなり、撮影領域の下側の画素に対して補正量が大きくなるようにした補正値を適用する。この処理によって、撮影領域の上側の画像の伸びが小さく、撮影領域の下側の画像の伸びが大きくなる。
【００７５】
このように、手振れ補正レンズ１１２の位置に応じて、歪曲補正パラメータを決定することにより、光収差による画像の伸び縮みを補正することができる。なお、上記の例は、手振れ補正レンズ１１２を駆動させて手振れ補正を行う場合について説明したが、撮像素子２５１の位置を駆動させた場合についても同様に適用可能である。
【００７６】
（手振れ補正駆動部の位置に応じたレンズ特性補正処理）
実施形態２におけるレンズ特性の補正は、手振れ補正レンズ１１２及び撮像素子２５１の位置に基づいて歪曲補正を行う。
【００７７】
まず、システムコントローラ２２１は、上述したＳ９０１〜Ｓ９０３の処理を実行して、撮像素子２５１の位置と、手振れ補正レンズ１１２の位置と、光軸位置とを求める。その後、これらの結果から、画像処理部２６１は、撮像素子２５１の位置と手振れ補正レンズ１１２の推定位置とに基づいて、歪曲補正パラメータを求め、歪曲収差を補正する。なお、本実施形態のように、複数の手振れ補正のための駆動部が存在する場合、駆動部によって周辺光量特性が異なる場合がある。このような場合、例えば、撮像素子２５１と手振れ補正レンズ１１２とのそれぞれについて、補正中心Ｏｃの位置に応じた歪曲補正パラメータを予め定めたテーブルを備えておき、それぞれの位置に応じてレンズ特性補正処理を行えばよい。システムコントローラ２２１は、画像処理部２６１による周辺光量を補正する処理が完了すると、レンズ特性補正処理を終了する。
【００７８】
このように本実施形態では、交換レンズ１００とデジタルカメラ２００のそれぞれで手振れ補正を実行する場合であっても、間の通信による遅延時間の影響を受けることなく、適切にレンズ特性を補正することができる。すなわち、少なくとも交換レンズ側の手振れ補正機構を用いながら、カメラ本体でレンズ特性を補正する場合に交換レンズとカメラ本体の間の通信遅延の影響を軽減することができる。
【００７９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、レンズ特性として周辺光量と歪曲収差を例に説明したが、上述の実施形態は、同様に倍率色収差、コマ収差等の補正にも適用可能である。
【００８０】
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。
【符号の説明】
【００８１】
１１２…手振れ補正レンズ、１２１…レンズコントローラ、１３２…手振れ補正制御部、１４１…手振れ検出部、２２１…システムコントローラ、２４１…手振れ検出部、２５１…撮像素子
【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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