(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像ぶれを補正するための補正レンズを含む複数のレンズからなる光学系と、
前記補正レンズを光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれ補正を行うレンズ駆動部と、
前記光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれ補正を行う素子駆動部と、
前記撮像素子で撮像された画像を補正する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記レンズ駆動部による像ぶれ補正と、前記素子駆動部による像ぶれ補正とを互いに切替えた際に、前記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撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記レンズ駆動部による像ぶれ補正と、前記素子駆動部による像ぶれ補正とを互いに切替えた際に、前記撮像素子の一端の周辺光量の補正量を大きくし、前記撮像素子の前記一端に対向する他端の周辺光量の補正量を小さくする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
像ぶれを補正するための補正レンズを含む複数のレンズからなる光学系と、
前記補正レンズを光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれ補正を行うレンズ駆動部と、
前記光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれ補正を行う素子駆動部と、
前記撮像素子で撮像された画像を補正する制御部と、
前記制御部で補正された画像を表示する表示部と、を備え、
所定タイミングまでは前記像ぶれを補正するために前記レンズ駆動部は前記補正レンズを移動させ、前記素子駆動部は前記撮像素子を移動させず、
前記制御部は、前記所定タイミングで前記補正レンズをセンターにシフトさせ、かつ当該補正レンズのシフトに伴う画角のずれ分を前記撮像素子をシフトすることによって補正する際に、前記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撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記所定タイミングの前後で、前記撮像素子の一端の周辺光量の補正量を大きくし、前記撮像素子の前記一端に対向する他端の周辺光量の補正量を小さくする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学系と前記レンズ駆動部とを含む交換レンズと、
前記撮像素子と前記素子駆動部と前記制御部とを含むカメラ本体と、を有し、
前記交換レンズと前記カメラ本体とは着脱可能な請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
補正レンズを含む光学系により形成された被写体像を撮像素子で撮像する撮像ステップと、
前記補正レンズを光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれを補正する第１の像ぶれ補正ステップと、
前記撮像素子を光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれを補正する第２の像ぶれ補正ステップと、
前記撮像素子で撮像された画像を補正する画像補正ステップと、を有し、
前記画像補正ステップは、前記第１の像ぶれ補正ステップによる像ぶれ補正と、前記第２の像ぶれ補正ステップによる像ぶれ補正とを互いに切替えた際に、画像の周辺光量の補正量を変更する撮像方法。
【請求項７】
コンピュータに、
補正レンズを含む光学系により形成された被写体像を撮像素子で撮像する撮像ステップと、
前記補正レンズを光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれを補正する第１の像ぶれ補正ステップと、
前記撮像素子を光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれを補正する第２の像ぶれ補正ステップと、
前記撮像素子で撮像された画像を補正する画像補正ステップと、を実行させるための撮像プログラムであって、
前記画像補正ステップは、前記第１の像ぶれ補正ステップによる像ぶれ補正と、前記第２の像ぶれ補正ステップによる像ぶれ補正とを互いに切替えた際に、画像の周辺光量の補正量を変更する撮像プログラム。
【請求項８】
前記所定タイミングは露光開始を指示するタイミングであり、前記所定タイミングの前は前記表示部でライブビュー表示が行われる請求項３に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レンズ及びカメラ本体の双方において手振れ補正機能を備えた撮像装置、撮像方法及び撮像プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自装置のぶれを検出する検出手段（ジャイロセンサ等）を搭載した撮像装置が存在する。レンズ交換式のカメラの場合、撮像装置のぶれを検出する検出手段（ジャイロセンサ等）は、交換レンズおよびカメラ本体の少なくとも一方に設けられる（例えば、特許文献１参照）。検出手段が交換レンズに設けられている場合、その検出手段の検出結果に基づき交換レンズ内に備えられたぶれ補正用のレンズの位置がシフトされる。一方、検出手段がカメラ本体に設けられている場合、その検出手段の検出結果に基づきカメラ本体内に備えられた撮像素子（画像センサ）の位置がシフトされる。
【０００３】
このような撮像装置においては、撮影者の手ぶれに起因する１〜１０Ｈｚ程度の周波数帯域の振動を検出手段で検出し、この検出結果に基づいて交換レンズ内のレンズ及びカメラ本体内の撮像センサのいずれか、または両方を駆動することで撮影画像中のぶれの影響を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５１４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像装置においてレンズを通して撮像素子に投影される被写体像は撮像素子の周辺ほど光量が低減するという特性がある。撮像装置のぶれに応じて補正用レンズや撮像素子をシフトして、撮影画像中のぶれの影響を低減する場合には、補正用レンズによるシフトや撮像素子のシフトによって撮像素子に投影される被写体像は撮像素子の周辺ほど光量がさらに低減する。このため、撮影された画像の品位が低下するといった問題があった。本開示は、補正用レンズや撮像素子をシフトすることによって撮影中のぶれの影響を低減する撮像装置において、撮像素子に投影される被写体像が撮像素子の周辺で低下することによる撮影画像の品位低下を防ぎ、良好な撮影画像を提供することを目的とする。また、その撮像方法及び撮像プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の撮像装置は、光学系と、レンズ駆動部と、撮像素子と、素子駆動部と、制御部と、を備える。光学系は、像ぶれを補正するための補正レンズを含む複数のレンズからなる。レンズ駆動部は、補正レンズを光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれ補正を行う。撮像素子は、光学系により形成された被写体像を撮像する。素子駆動部は、撮像素子を光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれ補正を行う。制御部は、撮像素子で撮像された画像を補正し、レンズ駆動部による像ぶれ補正と素子駆動部による像ぶれ補正とを互いに切替えた際に、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。
【０００７】
本開示の撮像方法は、撮像ステップと、第１の像ぶれ補正ステップと、第２の像ぶれ補正ステップと、画像補正ステップと、を有する。撮像ステップは、補正レンズを含む光学系により形成された被写体像を撮像素子で撮像する。第１の像ぶれ補正ステップは、補正レンズを光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれを補正する。第２の像ぶれ補正ステップは、撮像素子を光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれを補正する。画像補正ステップは、撮像素子で撮像された画像を補正し、第１の像ぶれ補正ステップによる像ぶれ補正と第２の像ぶれ補正ステップによる像ぶれ補正とを互いに切替えた際に、画像の周辺光量の補正量を変更する。
【０００８】
本開示の撮像プログラムは、コンピュータに、撮像ステップと、第１の像ぶれ補正ステップと、第２の像ぶれ補正ステップと、画像補正ステップと、を実行させるための撮像プログラムである。撮像ステップは、補正レンズを含む光学系により形成された被写体像を撮像素子で撮像する。第１の像ぶれ補正ステップは、補正レンズを光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれを補正する。第２の像ぶれ補正ステップは、撮像素子を光軸と垂直な面内で移動させることにより像ぶれを補正する。画像補正ステップは、撮像素子で撮像された画像を補正し、第１の像ぶれ補正ステップによる像ぶれ補正と第２の像ぶれ補正ステップによる像ぶれ補正とを互いに切替えた際に、画像の周辺光量の補正量を変更する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、撮像装置において撮像素子に投影される被写体像が撮像素子の周辺で低下することによる撮影画像の品位低下を防ぎ、良好な撮影画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１のデジタルカメラの構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１のデジタルカメラにおけるＯＩＳ処理部の構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１のデジタルカメラにおけるＢＩＳ処理部の構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１のデジタルカメラにおける周辺光量落ちの原理説明図
【図５】（ａ）は実施の形態１のデジタルカメラにおける周辺光量落ち原理図、（ｂ）は実施の形態１のデジタルカメラにおける周辺光量落ちの特性グラフ
【図６】（ａ）は実施の形態１のデジタルカメラにおける周辺光量落ちの特性グラフ、（ｂ）は実施の形態１のデジタルカメラにおける周辺光量補正ゲインの特性グラフ、（ｃ）は実施の形態１のデジタルカメラにおける周辺光量補正後の特性グラフ
【図７】（ａ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＯＩＳレンズシフト時の周辺光量特性の原理説明図、（ｂ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＯＩＳレンズシフトによる手ぶれ補正原理図
【図８】（ａ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＣＣＤシフト時の周辺光量特性の原理説明図、（ｂ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＣＣＤシフトによる手ぶれ補正原理図
【図９】（ａ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＯＩＳレンズシフト後の周辺光量特性グラフ、（ｂ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＯＩＳレンズシフト後の周辺光量補正ゲインの特性グラフ、（ｃ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＯＩＳレンズシフト後の周辺光量補正後の特性グラフ
【図１０】（ａ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＣＣＤシフト後の周辺光量特性グラフ、（ｂ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＣＣＤシフト後の周辺光量補正ゲインの特性グラフ、（ｃ）は実施の形態１のデジタルカメラにおけるＣＣＤシフト後の周辺光量補正後の特性グラフ
【図１１】実施の形態２のデジタルカメラにおけるＯＩＳ処理部の構成を示すブロック図
【図１２】実施の形態２のデジタルカメラにおけるＢＩＳ処理部の構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態２のデジタルカメラにおけるぶれ補正処理を示すフローチャート
【図１４】実施の形態２のぶれ補正処理における、ぶれ検出信号、ＢＩＳ制御信号、ＯＩＳ制御信号の変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１２】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。以下では、撮像装置の一例としてデジタルカメラを例として用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
本実施の形態のデジタルカメラは、交換レンズおよびカメラ本体のそれぞれにおいて、撮像画像へのカメラのぶれの影響を低減するぶれ補正機能（像ぶれ補正を行う機能）を備える。以下、本実施の形態のカメラの構成および動作を詳述する。
【００１４】
なお、以下の説明では、交換レンズ内の補正用レンズをシフトしてぶれを補正する機能を「ＯＩＳ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）機能」という。また、カメラ本体内の撮像素子をシフトしてぶれを補正する機能を「ＢＩＳ（Ｂｏｄｙ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）機能」という。また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１では、ＯＩＳ機能はＢＩＳ機能に比べて高精度に補正可能であるとする。
【００１５】
１．構成
図１は、本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１は、カメラ本体１００とそれに着脱可能な交換レンズ２００とから構成される。
【００１６】
１−１．カメラ本体
カメラ本体１００は、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）１１０と液晶モニタ１２０とカメラコントローラ１４０とボディマウント１５０と電源１６０とカードスロット１７０とを備える。
【００１７】
カメラコントローラ１４０は、レリーズ釦１３０からの指示に応じて、ＣＣＤ１１０等の構成要素を制御することでデジタルカメラ１全体の動作を制御する。カメラコントローラ１４０は、垂直同期信号をタイミング発生器（ＴＧ）１１２に送信する。これと並行して、カメラコントローラ１４０は、露光同期信号を生成する。カメラコントローラ１４０は、生成した露光同期信号を、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、レンズコントローラ２４０に周期的に送信する。カメラコントローラ１４０は、制御動作や画像処理動作の際に、ＤＲＡＭ１４１をワークメモリとして使用する。
【００１８】
ＣＣＤ１１０は、交換レンズ２００を介して入射される被写体像を撮像して画像データを生成する。生成された画像データは、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１１１でデジタル化される。デジタル化された画像データは、カメラコントローラ１４０により所定の画像処理が施される。所定の画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、ＪＰＥＧ圧縮処理である。
【００１９】
ＣＣＤ１１０は、タイミング発生器１１２により制御されるタイミングで動作する。ＣＣＤ１１０の動作としては、静止画像の撮像動作、スルー画像の撮像動作等が挙げられる。スルー画像は、主に動画像であり、ユーザが静止画像の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ１２０に表示される。
【００２０】
液晶モニタ１２０は、カメラコントローラ１４０で画像処理された表示用画像データが示す画像を表示する。液晶モニタ１２０は、動画像も静止画像も選択的に表示可能である。
【００２１】
カードスロット１７０は、メモリカード１７１を装着可能であり、カメラコントローラ１４０からの制御に基づいてメモリカード１７１を制御する。デジタルカメラ１は、メモリカード１７１に対して画像データを格納したり、メモリカード１７１から画像データを読み出したりすることができる。
【００２２】
電源１６０は、デジタルカメラ１内の各要素に電力を供給する。
【００２３】
ボディマウント１５０は、交換レンズ２００のレンズマウント２５０と機械的及び電気的に接続可能である。カメラ本体１００と交換レンズ２００は、ボディマウント１５０とレンズマウント２５０に設置されたコネクタを介して、データを送受信可能である。ボディマウント１５０は、カメラコントローラ１４０から受信した露光同期信号を、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラ２４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、カメラコントローラ１４０から受信したその他の制御信号を、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラ２４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラ２４０から受信した信号をカメラコントローラ１４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、電源１６０からの電力を、レンズマウント２５０を介して交換レンズ２００全体に供給する。
【００２４】
また、カメラ本体１００は、ＢＩＳ機能（ＣＣＤ１１０のシフトにより手振れを補正する機能）を実現する構成として、カメラ本体１００のぶれを検出するジャイロセンサ１８４と、ジャイロセンサ１８４の検出結果に基づきぶれ補正処理を制御するＢＩＳ処理部１８３とをさらに備える。さらに、カメラ本体１００は、ＣＣＤ１１０を移動させるＣＣＤ駆動部１８１と、ＣＣＤ１１０の位置を検出する位置センサ１８２とを備える。ＣＣＤ駆動部１８１は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。位置センサ１８２は、光学系の光軸に垂直な面内におけるＣＣＤ１１０の位置を検出するセンサである。位置センサ１８２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。ＢＩＳ処理部１８３は、ジャイロセンサ１８４からの信号及び位置センサ１８２からの信号に基づき、ＣＣＤ駆動部１８１を制御して、カメラ本体１００のぶれを相殺するようにＣＣＤ１１０を光軸に垂直な面内でシフトさせる。
【００２５】
ここで、カメラ本体１００に備える撮像センサはＣＣＤとしたが、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等別の撮像センサを用いてもよい。また、ＣＣＤ駆動部１８１はステッピングモータ、超音波モータ等そのほかのアクチュエータを用いても構わない。尚、アクチュエータにステッピングモータを用いた場合、オープン制御が可能となり、それに伴って、位置センサを不要とすることも可能である。
【００２６】
１−２．交換レンズ
交換レンズ２００は、光学系とレンズコントローラ２４０とレンズマウント２５０とを備える。光学系はズームレンズ２１０、ＯＩＳレンズ２２０、フォーカスレンズ２３０を含む。また、交換レンズ２００は、ＤＲＡＭ１４１とフラッシュメモリ２４２とを備える。
【００２７】
ズームレンズ２１０は、光学系で形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ２１０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。ズームレンズ駆動部２１１は、使用者が操作可能なズームリング等を含み、使用者による操作をズームレンズ２１０に伝え、ズームレンズ２１０を光学系の光軸方向に沿って移動させる。
【００２８】
フォーカスレンズ２３０は、光学系でＣＣＤ１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ２３０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。
【００２９】
フォーカスレンズ駆動部２３３はモータを含み、レンズコントローラ２４０の制御に基づいてフォーカスレンズ２３０を光学系の光軸に沿って移動させる。フォーカスレンズ駆動部２３３は、ＤＣモータ、ステッピングモータ、サーボモータ、または超音波モータなどで実現できる。
【００３０】
ＯＩＳレンズ２２０は、ＯＩＳ機能（ＯＩＳレンズ２２０のシフトにより手振れを補正する機能）において、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。ＯＩＳレンズ２２０は、デジタルカメラ１のぶれを相殺する方向に移動することにより、ＣＣＤ１１０上の被写体像のぶれを小さくする。ＯＩＳレンズ２２０は１枚又は複数枚のレンズで構成される。ＯＩＳ駆動部２２１は、ＯＩＳ処理部２２３からの制御を受けて、光学系の光軸に垂直な面内でＯＩＳレンズ２２０をシフトする。
【００３１】
ＯＩＳ駆動部２２１は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。位置センサ２２２は、光学系の光軸に垂直な面内におけるＯＩＳレンズ２２０の位置を検出するセンサである。位置センサ２２２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。ＯＩＳ処理部２２３は、位置センサ２２２の出力及びジャイロセンサ２２４（ぶれ検出器）の出力に基づいてＯＩＳ駆動部２２１を制御する。ここで、ＯＩＳ駆動部２２１は超音波モータ等そのほかのアクチュエータを用いても構わない。
【００３２】
ジャイロセンサ１８４または２２４は、デジタルカメラ１の単位時間あたりの角度変化すなわち角速度に基づいて、ヨーイング方向及びピッチング方向のぶれ（振動）を検出する。ジャイロセンサ１８４または２２４は、検出したぶれの量（角速度）を示す角速度信号をＯＩＳ処理部２２３またはＢＩＳ処理部１８３に出力する。ジャイロセンサ１８４または２２４によって出力された角速度信号は、手ぶれやメカノイズ等に起因した幅広い周波数成分を含み得る。本実施の形態では、角速度検出手段としてジャイロセンサを使用するが、ジャイロセンサに代えて、デジタルカメラ１のぶれを検出できるものであれば他のセンサを使用することもできる。
【００３３】
カメラコントローラ１４０及びレンズコントローラ２４０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。
【００３４】
１−３．ＯＩＳ処理部
図２を用いて、交換レンズ２００におけるＯＩＳ処理部２２３の構成を説明する。ＯＩＳ処理部２２３は、ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換）／ＬＰＦ（ロー・パス・フィルタ）３０５と、ＨＰＦ（ハイ・パス・フィルタ）３０６と、位相補償部３０７と、積分器３０８と、ＬＰＦ３０９と、加算器３１０と、ＰＩＤ（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ-ｉｎｔｅｇｒａｌ-ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御部３１１とを含む。
【００３５】
ＡＤＣ／ＬＰＦ３０５は、ジャイロセンサ２２４からの角速度信号をアナログ形式からデジタル形式へ変換する。さらに、ＡＤＣ／ＬＰＦ３０５は、ノイズを排除してデジタルカメラ１のぶれのみを抽出するために、デジタル形式に変換された角速度信号の高周波成分を遮断する。撮影者の手ぶれの周波数が１〜１０Ｈｚ程度の低周波であり、この点を考慮してＬＰＦのカットオフ周波数が設定される。ノイズが問題とならない場合はＬＰＦの機能を省略することができる。
【００３６】
ＨＰＦ３０６は、ドリフト成分を遮断するため、ＡＤＣ／ＬＰＦ３０５から受信した信号に含まれる所定の低周波成分を遮断する。位相補償部３０７は、ＨＰＦ３０６から受信した信号に対して、ＯＩＳ駆動部２２１やレンズ−ボディ間通信（後述）などに起因する位相遅れを補正する。
【００３７】
積分器３０８は、位相補償部３０７から入力したぶれ（振動）の角速度を示す信号を積分して、ぶれ（振動）の角度を示す信号を生成する。以下、積分器３０８によって生成された信号を「ぶれ検出信号」という。
【００３８】
積分器３０８からのぶれ検出信号は、ＬＰＦ３０９及び加算器３１０に入力される。ＬＰＦ３０９は、ぶれ検出信号の高域成分をカットして低域成分（以下「低周波ぶれ信号」という）を通過させる。低周波ぶれ信号は低周波領域のぶれに関するぶれ補正量を示す信号である。ここで、ＬＰＦ３０９のカットオフ周波数は手ぶれの周波数（１〜１０Ｈｚ）を考慮して例えば５Ｈｚに設定される。ここで、低周波成分ぶれ信号生成にＬＰＦを用いたが、別のフィルタ、例えばＬＳＦ（ローシェルフフィルタ）等の高周波成分をカットするフィルタであればどのようなフィルタを用いてもよい。また、フィルタ構成はこの構成に限らず、例えば、ＨＰＦ３０６と積分器３０８の順序を入れ替える等の別構成としても構わない。
【００３９】
加算器３１０は、積分器３０８から入力したぶれ検出信号から、ＬＰＦ３０９で抽出されたぶれ検出信号の低域成分を減算することで、ぶれ検出信号の高周波成分（以下「高周波ぶれ信号」という）を抽出する。高周波ぶれ信号は高周波領域のぶれに関するぶれ補正量を示す信号である。高周波ぶれ信号はＰＩＤ制御部３１１に入力される。一方、低周波ぶれ信号はカメラ本体１００に送信される。
【００４０】
ＰＩＤ制御部３１１は、入力した高周波ぶれ信号と、位置センサ２２２から受信したＯＩＳレンズ２２０の現在の位置情報との差分に基づきＰＩＤ制御を行ない、ＯＩＳ駆動部２２１に対する駆動信号を生成し、ＯＩＳ駆動部２２１に送る。ＯＩＳ駆動部２２１は駆動信号に基づいてＯＩＳレンズ２２０を駆動する。
【００４１】
１−４．ＢＩＳ処理部
図３を用いて、カメラ本体１００におけるＢＩＳ処理部１８３の構成を説明する。ＢＩＳ処理部１８３は、ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換部）／ＬＰＦ（ロー・パス・フィルタ）４０５と、ＨＰＦ（ハイ・パス・フィルタ）４０６と、位相補償部４０７と、積分器４０８と、セレクタ４１２と、ＰＩＤ制御部４１０とを含む。
【００４２】
ＡＤＣ／ＬＰＦ４０５、ＨＰＦ４０６、位相補償部４０７、積分器４０８およびＰＩＤ制御部４１０の基本的な機能は、ＯＩＳ処理部２２３における対応する要素の機能と同じである。
【００４３】
ＢＩＳ処理部１８３は、特に、カメラ本体１００内に設けられたジャイロセンサ１８４の出力（積分器４０８の出力）と、交換レンズ２００から受信した低周波ぶれ信号とのうちのいずれか一方に基づき、ぶれ補正処理を行うように構成されている。このため、ＢＩＳ処理部１８３は、カメラ本体１００内に設けられたジャイロセンサ１８４の出力（積分器４０８の出力）と、交換レンズ２００から受信した低周波ぶれ信号とのうちのいずれか一方を選択してＰＩＤ制御部４１０に出力するセレクタ４１２を備えている。交換レンズがぶれ補正機能を備えていない場合等、カメラ本体１００側でぶれ補正機能を実現する際には、セレクタ４１２はジャイロセンサ１８４の出力（積分器４０８の出力）を選択する。セレクタ４１２はカメラコントローラ１４０により制御される。
【００４４】
ＰＩＤ制御部４１０は、位置センサ１８２からの出力と、積分器４０８からの出力または交換レンズ２００からの低周波ぶれ信号とに基づいて、ＣＣＤ１１０をシフトさせるための駆動信号を生成してＣＣＤ駆動部１８１へ出力する。ＣＣＤ駆動部１８１は駆動信号に基づいてＣＣＤ１１０を駆動する。
【００４５】
２．動作
２−１．ぶれ補正処理
以上のように構成されるデジタルカメラ１におけるぶれ補正処理について説明する。なお、以下の説明では、２つあるジャイロセンサ２２４、１８４のうちレンズ側に設けられたジャイロセンサ２２４からの信号に基づいてＯＩＳレンズ２２０及びＣＣＤ１１０を駆動する例を説明する。すなわち、デジタルカメラ１は、レンズ側に設けられたジャイロセンサ２２４を使用する。このとき、ＢＩＳ処理部１８３内のセレクタ４１２は、低周波ぶれ信号を選択し、ＰＩＤ制御部４１０に出力するように制御されている。またこのとき、デジタルカメラ１は、使用するジャイロセンサ２２４を有している交換レンズ２００をマスタとし、他方のカメラ本体１００をスレーブとして作動する。
【００４６】
ＯＩＳ処理部２２３はジャイロセンサ２２４から検出信号を受信し、受信した検出信号からぶれ検出信号を生成する。そして、ぶれ検出信号を、高周波ぶれ信号と、低周波ぶれ信号とに分離する。ＯＩＳ処理部２２３は、高周波ぶれ信号と位置センサ２２２からの位置情報とに基づき、ＯＩＳレンズ２２０をシフトさせるための駆動信号を生成し、ＯＩＳ駆動部２２１に出力する。ＯＩＳ駆動部２２１は、ＯＩＳ処理部２２３からの駆動信号にしたがい、ジャイロセンサ２２４で検出された高周波のぶれをキャンセルするようにＯＩＳレンズ２２０を光軸に垂直な面上でシフトさせる。
【００４７】
ＯＩＳ処理部２２３において生成された低周波ぶれ信号は、レンズマウント２５０及びボディマウント１５０を介した交換レンズ―カメラ本体間の通信を用いて、カメラ本体１００に送信される。このとき、カメラ本体１００のＢＩＳ処理部１８３において、セレクタ４１２は、交換レンズ２００からの低周波ぶれ信号を選択するように制御されている。ＢＩＳ処理部１８３は、交換レンズ２００からの低周波ぶれ信号と位置センサ１８２からの位置情報に基づき、ＣＣＤ１１０を駆動するための駆動信号を生成し、ＣＣＤ駆動部１８１へ送信する。ＣＣＤ駆動部１８１は、ＢＩＳ処理部１８３からの駆動信号にしたがい、ジャイロセンサ２２４で検出された低周波のぶれをキャンセルするようにＣＣＤ１１０を光軸に垂直な面上でシフトさせる。ここで、交換レンズ−カメラ本体間の通信は、レンズマウント２５０及びボディマウント１５０を介して行っているが、光通信や無線を用いた通信で行っても構わない。
【００４８】
以上のように、本実施の形態のデジタルカメラ１は、検出されたぶれ信号における高周波成分に基づいて交換レンズ２００側のぶれ補正機能を作動させ、検出されたぶれ信号における低周波成分に基づいてカメラ本体１００側のぶれ補正機能を作動させる。このように、本実施の形態では、ぶれ補正機能をカメラ本体１００と交換レンズ２００とで分担させることで、交換レンズ２００側においては、高周波のぶれのみを補正すればよくなる。このため、交換レンズ２００側においてＯＩＳレンズ２２０の補正範囲を有効活用することが可能になる。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、交換レンズ２００側をマスタとしたが、カメラ本体１００側をマスタとして用いてもよい。すなわち、カメラ本体１００のジャイロセンサ１８４からの出力に基づきＯＩＳ機能及びＢＩＳ機能を制御してもよい。この場合は、ＢＩＳ処理部１８３が、図２に示すような、ジャイロセンサ１８４からの検出信号に基づくぶれ信号を低周波ぶれ信号と高周波ぶれ信号に分離する構成を有するのが好ましい。低周波ぶれ信号は、カメラ本体１００から交換レンズ２００に送信され、交換レンズ２００側で、低周波ぶれ信号に基づいてＯＩＳレンズ２２０の駆動が制御される。一方、カメラ本体１００側では、高周波ぶれ信号に基づいてＣＣＤ１１０の駆動が制御される。この場合、カメラ本体１００側においてＢＩＳによる補正範囲を有効活用することができる。
【００５０】
すなわち、交換レンズ２００及びカメラ本体１００のうちの、マスタとして使用される一方のぶれ補正機能を高周波ぶれ信号に基づき制御し、他方のぶれ補正機能を低周波ぶれ信号に基づき制御するようにすればよい。
【００５１】
ここで、カメラ本体１００および交換レンズ２００からマスタを選択する基準は、ＯＩＳ機能及びＢＩＳ機能によるぶれ補正の精度に基づいて決められることが好ましい。本実施の形態におけるデジタルカメラ１は、ＯＩＳ機能の方がＢＩＳ機能より高精度にぶれ補正を行うことができるため、交換レンズ２００側をマスタとした。このように構成することで、２つのぶれ補正機能を効率的に活用することができる。本実施の形態におけるデジタルカメラ１は、高精度に補正可能なＯＩＳ機能を用いて、ぶれ検出信号の高周波成分を補正する一方、ＯＩＳ機能に比べて補正精度の劣るＢＩＳ機能を用いて、ぶれ検出信号の低周波成分を補正する。そのために、デジタルカメラ１は、ぶれ検出信号の低周波成分をマスタから積極的に送信するようにしている。
【００５２】
２−２．周辺光量補正の基本原理
上述のように、本実施の形態のデジタルカメラ１は、交換レンズ２００とカメラ本体１００を備え、交換レンズ２００側のＯＩＳ機能と、カメラ本体１００のＢＩＳ機能とを連携動作することにより、像ぶれを補正する。このようなデジタルカメラ１における周辺光量補正の基本原理について、以下に説明する。
【００５３】
図４は本実施の形態のデジタルカメラにおける周辺光量落ちの原理説明図である。光学系はズームレンズ２１０、ＯＩＳレンズ２２０、フォーカスレンズ２３０を含む。撮像素子はＣＣＤ１１０で構成される。ＯＩＳレンズ２２０は光軸方向に垂直方向にシフトさせることによって手ぶれを補正する機能を有する。ここではＯＩＳレンズ２２０がセンターに保持されている例を示す。被写体像を捉えることができる光線範囲の境界Ｌ１およびＬ２を図４に示す。被写体像を捉える光線範囲Ｌ１からＬ２までは、ＣＣＤ１１０側の光線範囲Ｌ３からＬ４までに対応する。一方、ＣＣＤ１１０に撮像される光線範囲の境界Ｌ３０およびＬ４０を図４に示す。ＣＣＤ１１０に撮像される光線範囲Ｌ３０からＬ４０までは、被写体側（ズームレンズ２１０の左側）の光線範囲Ｌ１０からＬ２０までに対応する。また、図中の点ＡはＣＣＤ１１０の表面の延長線と光線範囲Ｌ３との交点を示し、図中の点ＢはＣＣＤ１１０の端点と光線範囲Ｌ３０との交点を示す。これらの交点ＡおよびＢに関する詳細は図５を用いて説明する。
【００５４】
一般的な光学系では撮像素子の周辺ほど撮像される光量が低下する。具体的には図４において、ＣＣＤ１１０に沿って一点鎖線で示す光軸中心から上側垂直方向にＬ３０からＬ３に掛けて徐々に光量が低下し、ＣＣＤ１１０に沿って一点鎖線で示す光軸中心から下側垂直方向にＬ４０からＬ４に掛けて徐々に光量が低下する。
【００５５】
図５（ａ）は周辺光量落ち原理図を示し、図５（ｂ）は周辺光量落ちの特性グラフを示す。図５（ａ）に、ズームレンズ２１０とＯＩＳレンズ２２０、フォーカスレンズ２３０を通したＣＣＤ１１０側の被写体像の光量分布Ｃを示す。また、ＣＣＤ１１０の外形Ｄを示す。なお、ＣＣＤ１１０側の被写体像の光量分布Ｃを有効像円と呼称し、この有効像円より外側では適正な光量が得られない、いわゆるケラレを生じる。一点鎖線と光量分布Ｃの外形とが交差した点Ａは、先に説明した図４の交点Ａに対応する。また、一点鎖線とＣＣＤ１１０の外形Ｄとが交差した点Ｂは、先に説明した図４の交点Ｂに対応する。
【００５６】
図５（ｂ）において、横軸は像高を示し、図５（ａ）の一点鎖線に沿った座標に対応する。また、縦軸は周辺光量比を示し、図５（ａ）の光量分布Ｃの中心を像高０として周辺光量比を１．０とし、図５（ａ）の一点鎖線に沿う像高が大きくなるほど周辺光量が低下する特性を示す。ここでは、像高が１．０を図５（ａ）の一点鎖線とＣＣＤ１１０の外形Ｄとが交差する点Ｂとする。なお、交点Ａより外側（像高が１．２を超える領域）ではケラレが発生して正常な光量が得られない領域を示し、図５（ｂ）の特性グラフではカットしている。図５（ｂ）の周辺光量落ちの特性グラフでは、具体例として像高が１．０のときの周辺光量比を０．５とし、像高が１．２のときの周辺光量比を０．３５としている。また、像高が０を中心として周辺光量落ちの特性グラフは左右対称の形状となる。像高が０から左側の座標は−として−１．２の像高までの特性グラフを示す。
【００５７】
次に、図６を用いて周辺光量補正を行う具体例を示す。図６（ａ）は周辺光量落ちの特性グラフを示し、図６（ｂ）は周辺光量補正ゲインの特性グラフを示し、図６（ｃ）は周辺光量補正後の特性グラフを示す。図６（ａ）においては、先に説明した図５（ｂ）の周辺光量落ちの特性グラフと同じだが、ＣＣＤ１１０に投影される光量に限定してグラフ化しているために横軸を像高が−１．０〜１．０に制限している。図６（ｂ）においては、図６（ａ）の周辺光量落ちの特性に応じて周辺光量補正を行う場合の周辺光量補正ゲインの特性グラフを示す。図１におけるカメラコントローラ１４０内において、ＣＣＤ１１０、ＡＤＣ１１１を通じてカメラコントローラ１４０に入力された画像データを像高および補正ゲインに応じてゲインアップを行うことによって周辺光量を補正する。図６（ｃ）においては、図６（ａ）の周辺光量落ちの特性と図６（ｂ）の周辺光量補正ゲインの特性とを像高ごとに掛け合わせることによって、像高に係わらず周辺光量比を１．０に補正することが可能となる例を示す。図６（ｃ）において、破線の周辺光量落ちの特性グラフ（図６（ａ）の特性グラフと同じ）が、補正により実線の周辺光量補正後の特性グラフとなる。
【００５８】
２−３．手ぶれ補正システムにおける周辺光量補正の原理
ＣＣＤ１１０に投影される被写体像は、補正用レンズ（以下では、ＯＩＳレンズと称す）によるシフトや撮像素子（以下では、ＣＣＤと称す）によるシフトによって、ＣＣＤ１１０の周辺ほど光量がさらに低減する。ここでは、このようにして撮影された画像の品位が低下するという課題を解決するための具体的な実施の形態について説明する。
【００５９】
２−３−１．ＯＩＳレンズシフトによる周辺光量特性の原理
図７（ａ）はＯＩＳレンズシフト時の周辺光量特性の原理説明図を示し、図７（ｂ）はＯＩＳレンズシフトによる手ぶれ補正原理図を示す。図７（ｂ）においては、カメラ本体１００にはＣＣＤ１１０、交換レンズ２００にはＯＩＳレンズ２２０で構成されるデジタルカメラ１として、説明のポイントとなる要件のみを記載している。デジタルカメラ１が手ぶれによってＯＩＳレンズ２２０を中心に光軸Ｌ５に対して角度θ回転したと仮定すると、光軸Ｌ５がＯＩＳレンズ２２０を中心に角度θ回転した光軸Ｌ５０まで回転する。この場合にはＯＩＳレンズ２２０を手ぶれによるデジタルカメラ１の回転した角度θに応じてシフト量Ｘ１だけシフトさせることによって、回転した光軸Ｌ５０をＯＩＳレンズ２２０の右側において光軸Ｌ５に一致させるように補正を行う。これにより、デジタルカメラ１が手ぶれによって回転した場合でも被写体像をぶれることなくＣＣＤ１１０に結像させることができる。一例として、交換レンズ２００の焦点距離ｆを１５０ｍｍ、デジタルカメラ１の手ぶれによる回転した角度θを０．３度とすると、ＣＣＤ１１０上では光軸Ｌ５が回転した光軸Ｌ５０まで回転することによって約０．７８ｍｍだけ結像位置がずれることになる。そこで、ＯＩＳレンズ２２０をシフトさせることによって、この結像位置のずれを補正することができる。この場合のＯＩＳレンズ２２０のシフト量については光学設計に依存するが、例えばシフト量Ｘ１を０．３ｍｍとしたときに結像位置が０．７８ｍｍだけずれた分戻るようにすることで手ぶれ補正機能を実現することができる。
【００６０】
図７（ａ）において、ＯＩＳレンズ２２０は光軸方向に垂直方向にシフトさせることによって手ぶれを補正する機能を有するが、まずはセンターに保持されている場合について説明する。図７（ａ）に、ＯＩＳレンズ２２０がセンターに保持されている場合において、被写体像を捉えることができる光線範囲の境界Ｌ１およびＬ２を示す。被写体像を捉える光線範囲Ｌ１からＬ２までは、ＣＣＤ１１０側の光線範囲Ｌ３からＬ４までに対応する。一方、図７（ａ）に、ＣＣＤ１１０に撮像される光線範囲の境界Ｌ３０およびＬ４０を示す。ＣＣＤ１１０に撮像される光線範囲の境界Ｌ３０からＬ４０までは、被写体側（ズームレンズ２１０の左側）の光線範囲Ｌ１０からＬ２０までに対応する。ここで、図７（ｂ）を用いて説明したようにデジタルカメラ１が手ぶれによってＯＩＳレンズ２２０を中心に角度θだけ回転した場合には、ＯＩＳレンズ２２０を光軸に対して垂直方向にシフト量Ｘ１だけシフトすることによって、手ぶれによる被写体像のＣＣＤ１１０への結像位置のずれを補正することができる。このときには、ＣＣＤ１１０に投影される光線範囲Ｌ３０からＬ４０までに対応する被写体側（ズームレンズ２１０の左側）の光線範囲Ｌ１０からＬ２０までは、光線範囲Ｌ１００からＬ２００までに移動する。このように、ＯＩＳレンズ２２０のシフトによる手ぶれ補正によって被写体側の光線範囲が移動することによって、光線範囲の境界Ｌ２０は光線範囲の境界Ｌ２００に移動して被写体を捉えることのできる光線範囲の境界Ｌ２に近づくことでＣＣＤ１１０側に対応する光線Ｌ３０の光量がやや低下する。一方、光線範囲の境界Ｌ１０は光線範囲の境界Ｌ１００に移動して被写体を捉えることのできる光線範囲の境界Ｌ１から遠のくことでＣＣＤ１１０側に対応する光線Ｌ４０の光量がやや増加することになる。
【００６１】
２−３−２．ＣＣＤシフトによる周辺光量特性の原理
図８（ａ）はＣＣＤシフト時の周辺光量特性の原理説明図を示し、図８（ｂ）はＣＣＤシフトによる手ぶれ補正原理図を示す。図８（ｂ）においては、カメラ本体１００にはＣＣＤ１１０、交換レンズ２００にはＯＩＳレンズ２２０で構成されるデジタルカメラ１として、説明のポイントとなる要件のみを記載している。光軸Ｌ５に対してデジタルカメラ１が手ぶれによってＯＩＳレンズ２２０を中心に角度θ回転したと仮定すると、光軸Ｌ５が回転した光軸Ｌ５０までＯＩＳレンズ２２０を中心に角度θ回転する。この場合にはＣＣＤ１１０を手ぶれによるデジタルカメラ１の回転角度θに応じてＸ２だけシフトさせることによって、光軸Ｌ５によるＣＣＤ１１０上の交点座標を光軸Ｌ５０によるＣＣＤ１１０上の交点座標と一致させるように補正を行う。これにより、デジタルカメラ１が手ぶれによって回転した場合でも被写体像をぶれることなくＣＣＤ１１０に結像させることができる。一例として、交換レンズ２００の焦点距離ｆを１５０ｍｍ、デジタルカメラ１の手ぶれによる回転角度θを０．３度とすると、ＣＣＤ１１０上では光軸Ｌ５が光軸Ｌ５０まで回転することによって約０．７８ｍｍだけ結像位置がずれることになる。そこで、ＣＣＤ１１０を約０．７８ｍｍシフトさせることによって、この結像位置のずれを補正することができる。
【００６２】
図８（ａ）において、ＣＣＤ１１０は光軸方向に垂直方向にシフトさせることによって手ぶれを補正する機能を有するが、まずはセンターに保持されている場合について説明する。図８（ａ）に、ＣＣＤ１１０がセンターに保持されている場合において、被写体像を捉えることができる光線範囲の境界Ｌ１およびＬ２を示す。被写体像を捉える光線範囲Ｌ１からＬ２までは、ＣＣＤ１１０側の光線範囲Ｌ３からＬ４までに対応する。一方、図８（ａ）に、ＣＣＤ１１０に撮像される光線範囲の境界Ｌ３０およびＬ４０を示す。ＣＣＤ１１０に撮像される光線範囲Ｌ３０からＬ４０までは、被写体側（ズームレンズ２１０の左側）の光線範囲Ｌ１０からＬ２０までに対応する。
【００６３】
ここで、図８（ｂ）を用いて説明したようにデジタルカメラ１が手ぶれによってＯＩＳレンズ２２０を中心に角度θだけ回転した場合には、ＣＣＤ１１０を光軸に対して垂直方向にシフト量Ｘ２だけシフトすることによって、手ぶれによる被写体像のＣＣＤ１１０への結像位置のずれを補正することができる。ＣＣＤ１１０シフト前においては、ＣＣＤ１１０に投影される光線範囲Ｌ３０からＬ４０までは被写体側（ズームレンズ２１０の左側）の光線範囲Ｌ１０からＬ２０までに対応する。ＣＣＤ１１０のシフト量Ｘ２のシフト後においては、ＣＣＤ１１０に投影される光線範囲Ｌ３００からＬ４００までは被写体側（ズームレンズ２１０の左側）の光線範囲Ｌ１００からＬ２００までに対応する。光線範囲Ｌ１００からＬ２００までは、先に説明したＯＩＳレンズ２２０のシフトによる手ぶれ補正時と同様の範囲となる。すなわち、デジタルカメラ１の手ぶれによる回転角度をθとした場合に被写体側の捉えるべき画角は互いに同じである。
【００６４】
ここでも同様に、被写体側（ズームレンズ２１０の左側）の光線範囲のうち光線範囲の境界Ｌ１０は境界Ｌ１００に移動することで被写体を捉えることのできる光線範囲の境界であるＬ１から遠のくために境界Ｌ１００の光線がＣＣＤ１１０側に投影される光量はやや増加する。一方、被写体側（ズームレンズ２１０の左側）の光線範囲のうち光線範囲の境界Ｌ２０は境界Ｌ２００に移動することで被写体を捉えることのできる光線範囲の境界であるＬ２に近づくために境界Ｌ２００の光線がＣＣＤ１１０側に投影される光量はやや低下する。また、ＣＣＤ１１０のシフト量Ｘ２のシフト後において、ＣＣＤ１１０に投影される光線範囲の境界Ｌ３００は有効像円の外形に対応する光線の境界Ｌ３に近づくためにＣＣＤ１１０に投影される境界Ｌ３００の光線による光量はさらに低下する。すなわち、光線の境界Ｌ２００による交換レンズ２００に入射する光量の低下に加えて光線の境界Ｌ２００に対応する光線の境界Ｌ３００の光量の低下によってさらに光量が低下することになる。一方、ＣＣＤ１１０のシフト量Ｘ２のシフト後において、ＣＣＤ１１０に投影される光線範囲の境界Ｌ４００は有効像円の外形に対応する光線の境界Ｌ４から遠のくためにＣＣＤ１１０に投影される境界Ｌ４００の光線による光量はさらに増加する。すなわち、光線の境界Ｌ１００による交換レンズ２００に入射する光量の増加に加えて光線の境界Ｌ１００に対応する光線の境界Ｌ４００の光量の増加によってさらに光量が増加することになる。
【００６５】
したがって、手ぶれ補正によるＯＩＳレンズまたはＣＣＤのシフトによって周辺光量が落ちる領域においては、ＯＩＳレンズシフト時に比べてＣＣＤシフト時の方が、周辺光量がより大きく落ちることになる。一方、手ぶれ補正によるＯＩＳレンズまたはＣＣＤのシフトによって周辺光量が上がる領域においては、ＯＩＳレンズシフト時に比べてＣＣＤシフト時の方が、周辺光量がより大きく上がることになる。
【００６６】
２−３−３．ＯＩＳレンズシフトによる周辺光量特性の補正方法
図９を用いてＯＩＳレンズシフトによって生じた周辺光量特性の変化を補正する具体例を説明する。図９（ａ）はＯＩＳレンズシフト後の周辺光量特性グラフを示し、図９（ｂ）は周辺光量補正ゲインの特性グラフ（ＯＩＳレンズシフト後）を示し、図９（ｃ）は周辺光量補正後の特性グラフ（ＯＩＳレンズシフト後）を示す。
【００６７】
図９（ａ）においては、ＣＣＤ１１０上の中心の像高を０として、ＣＣＤ１１０上の角の像高を−１．０および１．０で示し、像高に対応する周辺光量比を表している。破線のグラフはＯＩＳレンズシフト前の周辺光量の特性を表したグラフである。実線のグラフはＯＩＳレンズシフト後、すなわち光軸に対して垂直方向にシフト量Ｘ１だけシフトした状態における周辺光量の特性を表したグラフである。このグラフでは、先に説明したように、ＯＩＳレンズシフトによって像高が１．０ではＯＩＳレンズシフト前の周辺光量よりやや低下する様子を示しており、像高が−１．０ではＯＩＳレンズシフト前の周辺光量よりやや増加する様子を示している。
【００６８】
図９（ｂ）においては、図９（ａ）の周辺光量落ちの特性に応じて周辺光量補正を行う場合の周辺光量補正ゲインの特性グラフを示す。ここでは、ＯＩＳレンズシフト後の周辺光量補正を行う例を示しているので、図９（ａ）の実線で示すグラフに対応している。図１におけるカメラコントローラ１４０内において、ＣＣＤ１１０、ＡＤＣ１１１を通じてカメラコントローラ１４０に入力された画像データを像高および補正ゲインに応じてゲインアップを行うことによって周辺光量を補正する。図９（ｃ）においては、図９（ａ）の実線で示す周辺光量落ちの特性と図９（ｂ）の周辺光量補正ゲインの特性とを像高ごとに掛け合わせることによって、像高に係わらず周辺光量比を１．０に補正することが可能となる例を示す。図９（ｃ）において、破線の周辺光量落ちの特性グラフ（図９（ａ）の実線で示す特性グラフと同じ）が、補正により実線の周辺光量補正後の特性グラフとなる。
【００６９】
図９（ｂ）において、像高が１．０でのゲインをＧ１として、像高が−１．０でのゲインをＧ２として定義しておき、後述するＣＣＤシフトによる周辺光量特性の補正方法における説明のなかで本ゲインＧ１およびＧ２を用いる。
【００７０】
２−３−４．ＣＣＤシフトによる周辺光量特性の補正方法
図１０を用いてＣＣＤシフトによって生じた周辺光量特性の変化を補正する具体例を説明する。図１０（ａ）はＣＣＤシフト後の周辺光量特性グラフを示し、図１０（ｂ）は周辺光量補正ゲインの特性グラフ（ＣＣＤシフト後）を示し、図１０（ｃ）は周辺光量補正後の特性グラフ（ＣＣＤシフト後）を示す。
【００７１】
図１０（ａ）においては、ＣＣＤ１１０上の中心の像高を０として、ＣＣＤ１１０上の角の像高を−１．０および１．０で示し、像高に対応する周辺光量比を表している。破線のグラフはＣＣＤシフト前の周辺光量の特性を表したグラフである。実線のグラフはＣＣＤシフト後、すなわち光軸に対して垂直方向にＸ２だけシフトした状態における周辺光量の特性を表したグラフである。このグラフでは、先に説明したように、ＣＣＤシフトによって像高が１．０ではＣＣＤシフト前の周辺光量より低下する様子を示しており、像高が−１．０ではＣＣＤシフト前の周辺光量よりやや増加する様子を示している。特に、図１０（ａ）と図９（ａ）とを比較すると、像高が１．０ではＣＣＤシフト前あるいはＯＩＳレンズシフト前の周辺光量に対して、ＣＣＤシフト後の方がＯＩＳレンズシフト後より大きく周辺光量が低下している様子を示している。また、図１０（ａ）と図９（ａ）とを比較すると、像高が−１．０ではＣＣＤシフト前あるいはＯＩＳレンズシフト前の周辺光量に対して、ＣＣＤシフト後の方がＯＩＳレンズシフト後より大きく周辺光量が増加している様子を示している。
【００７２】
図１０（ｂ）においては、図１０（ａ）の周辺光量落ちの特性に応じて周辺光量補正を行う場合の周辺光量補正ゲインの特性グラフを示す。図１０（ｂ）は、ＣＣＤシフト後の周辺光量補正を行う例を示しているので、図１０（ａ）の実線で示すグラフに対応している。図１におけるカメラコントローラ１４０内において、ＣＣＤ１１０、ＡＤＣ１１１を通じてカメラコントローラ１４０に入力された画像データを像高および補正ゲインに応じてゲインアップを行うことによって周辺光量を補正する。図１０（ｃ）においては、図１０（ａ）の実線で示す周辺光量落ちの特性と図１０（ｂ）の周辺光量補正ゲインの特性とを像高ごとに掛け合わせることによって、像高に係わらず周辺光量比を１．０に補正することが可能となる例を示す。図１０（ｃ）において、破線の周辺光量落ちの特性グラフ（図１０（ａ）の実線で示す特性グラフと同じ）が、補正により実線の周辺光量補正後の特性グラフとなる。
【００７３】
図１０（ｂ）において、像高が１．０でのゲインをＧ３として、像高が−１．０でのゲインをＧ４として定義する。ＯＩＳレンズシフトによる周辺光量特性の補正方法の説明のなかで定義したゲインＧ１およびＧ２と、図１０（ｂ）において定義したゲインＧ３およびＧ４との大小関係を比較する。像高が１．０においてはＧ３＞Ｇ１の関係になっており、像高が−１．０においてはＧ４＜Ｇ２の関係になっている。すなわち、デジタルカメラ１の同じ手ぶれ回転分θに対して、像高が１．０ではＯＩＳレンズシフト後に比べてＣＣＤシフト後の方がより周辺光量の落ちが大きいために結果として周辺光量補正ゲインをＯＩＳレンズシフト時よりＣＣＤシフト時の方が大きく設定する。一方、デジタルカメラ１の同じ手ぶれ回転角度θに対して、像高が−１．０ではＯＩＳレンズシフト後に比べてＣＣＤシフト後の方がより周辺光量の落ちが小さいために結果として周辺光量補正ゲインをＯＩＳレンズシフト時よりＣＣＤシフト時の方が小さく設定する。
【００７４】
３．まとめ
本実施の形態においては、ＣＣＤの一方の角の周辺光量の低下とＣＣＤの他方の角の周辺光量の低下を適正に補正して、撮影画像の品位の低下を防ぎ、良好な撮影画像を提供することができる具体例を示した。
【００７５】
本実施の形態は、手ぶれによる撮影中の撮影画像へのぶれの影響を低減するために、ＯＩＳレンズ２２０やＣＣＤ１１０をシフトすることによって手ぶれ補正を行うデジタルカメラ１に関する。デジタルカメラ１において、ＣＣＤ１１０上の周辺光量は、手ぶれ補正を行わない場合と比較して、ある手ぶれ量に対してＯＩＳレンズ２２０をシフトすることによって落ちる。さらに、ＣＣＤ１１０上の周辺光量は、同じ手ぶれ量に対してＯＩＳレンズ２２０をシフトする場合と比較して、ＣＣＤ１１０をシフトすることによる方がより大きく落ちる。そこで、この場合にはＣＣＤシフトすることによって生じた周辺光量補正をＯＩＳレンズシフトすることによって生じた周辺光量補正より大きくすることで、撮影画像中の手ぶれや周辺光量落ちによる画像の品位低下を解消することができる。
【００７６】
一方、ある手ぶれ量に対してＯＩＳレンズ２２０をシフトすることによってＣＣＤ１１０上の周辺光量が手ぶれ補正を行わない場合と比較して上がる場合があるが、同じ手ぶれ量に対してＣＣＤ１１０をシフトすることによる方がＣＣＤ１１０上の周辺光量がより大きく上がる。そこで、この場合にはＣＣＤシフトすることによって生じた周辺光量補正をＯＩＳレンズシフトすることによって生じた周辺光量補正より小さくすることで、撮影画像中の手ぶれや周辺光量落ちによる画像の品位低下を解消することができる。
【００７７】
特に、これらを双方組合せることによって、撮影画像中の周辺光量落ちの左右の落差を低減することができ、より品位の高い画像を提供することができる。
【００７８】
すなわち、デジタルカメラ１は、ある手ぶれ量に対して、ＯＩＳレンズシフトによる補正からＣＣＤシフトによる補正に切り替えた場合、またはＣＣＤシフトによる補正からＯＩＳレンズシフトによる補正に切り替えた場合に、周辺光量の補正量を変更する。これにより、撮影画像中の手ぶれや周辺光量落ちによる画像の品位低下を解消することができる。
【００７９】
（実施の形態２）
１．構成
ぶれ補正を実現するデジタルカメラの別の構成例を説明する。本実施の形態のデジタルカメラの構成は、ＯＩＳ処理部およびＢＩＳ処理部を除き、実施の形態１のものと同じである。
【００８０】
図１１は、本実施の形態のデジタルカメラ１におけるＯＩＳ処理部２２３の構成を示した図である。本実施の形態のＯＩＳ処理部２２３は、ＡＤＣ／ＬＰＦ３０５と、ＨＰＦ３０６と、位相補償部３０７と、積分器３０８と、ＰＩＤ制御部３１１とを含む。これらの構成要素の機能は実施の形態１で示したものと同様である。本実施の形態のＯＩＳ処理部２２３はさらに、レンズコントローラ２４０からの指示にしたがい、ＯＩＳレンズ２２０の移動の中心位置をシフトする位置シフト部３１２を備える。すなわち、位置シフト部３１２は、積分器３０８からの出力（ぶれ検出信号）において、ＯＩＳレンズ２２０の移動の中心位置を反映させる。以下、位置シフト部３１２から出力される信号を「ＯＩＳ制御信号」という。
【００８１】
図１２は、本実施の形態のデジタルカメラ１におけるＢＩＳ処理部１８３の構成を示した図である。本実施の形態のＢＩＳ処理部１８３は、ＡＤＣ／ＬＰＦ４０５と、ＨＰＦ４０６と、位相補償部４０７と、積分器４０８と、ＰＩＤ制御部４１０とを含む。これらの構成要素の機能は実施の形態１で示したものと同様である。本実施の形態のＢＩＳ処理部１８３はさらに、位置設定部４１３と、セレクタ４１４とを含む。位置設定部４１３は、ＣＣＤ１１０の位置を設定するための信号を出力する。セレクタ４１４は、ＰＩＤ制御部４１０の出力と、位置設定部４１３の出力のいずれかを選択してＣＣＤ駆動部１８１に出力する。位置設定部４１３及びセレクタ４１４はカメラコントローラ１４０により制御される。以下、位置設定部４１３の出力を「ＢＩＳ制御信号」という。
【００８２】
本実施の形態では、ぶれ補正を行うために、交換レンズ２００側のＯＩＳ機能のみを使用する。このため、ＢＩＳ処理部１８３のセレクタ４１４は位置設定部４１３の出力を選択している。なお、交換レンズがぶれ補正機能を備えていない場合等、カメラ本体１００側でぶれ補正機能を実現する際には、セレクタ４１４はＰＩＤ制御部４１０の出力を選択する。
【００８３】
２．動作
２−１．ぶれ補正処理
本実施の形態のぶれ補正処理においては、特に、露光期間の開始時にＯＩＳレンズ２２０をセンタリング（中心位置にシフト）し、露光期間中のぶれ補正を行う。ＯＩＳレンズ２２０をセンタリングすることにより、露光期間中のＯＩＳレンズ２２０による補正範囲を有効活用することができる。
【００８４】
図１３は、本実施の形態のデジタルカメラ１におけるぶれ補正処理を示すフローチャートである。デジタルカメラ１は、前述のように、露光していない状態（ライブビュー表示状態）においては、ＯＩＳ機能のみを作動させている（Ｓ１１）。ユーザによりレリーズ釦１３０が押下されると（Ｓ１２でＹＥＳ）、カメラコントローラ１４０は、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介してレンズコントローラ２４０に対して、レリーズ釦１３０が押下されたことを示すレリーズ信号を送信する。レンズコントローラ２４０はレリーズ信号を受信すると、ＯＩＳレンズ２２０の現在位置を示す情報をＤＲＡＭ２４１に記憶するとともに、ＯＩＳレンズ２２０の位置をセンタリング（中心位置に移動）するようにＯＩＳ処理部２２３を制御する（Ｓ１３）。このとき、位置シフト部３１２により、ＯＩＳレンズ２２０の移動の中心位置がシフトするようなＯＩＳ制御信号が生成される。さらに、レンズコントローラ２４０は、ＤＲＡＭ２４１に記憶したＯＩＳレンズ２２０の位置情報を、レンズマウント２５０及びボディマウント１５０を介してカメラ本体１００に送信する（Ｓ１４）。
【００８５】
カメラ本体１００のカメラコントローラ１４０は、交換レンズ２００からＯＩＳレンズ２２０の位置情報を受信すると、受信した位置情報（すなわち、センタリング直前のＯＩＳレンズ２２０の位置）に基づき、ＣＣＤ１１０の移動量に換算し、ＣＣＤ１１０の目標移動位置を求める。カメラコントローラ１４０は、目標移動位置にＣＣＤ１１０を移動させるようにＢＩＳ処理部１８３を制御する（Ｓ１５）。このとき、位置設定部４１３により、目標移動位置にＣＣＤ１１０を移動させるためのＢＩＳ制御信号が生成される。その後露光の間、ＢＩＳ処理部１８３はＣＣＤ１１０の位置をその移動させた位置に保持する（Ｓ１６）。
【００８６】
露光が終了すると、カメラコントローラ１４０はレンズコントローラ２４０に露光の終了を通知する。レンズコントローラ２４０は、ＤＲＡＭ２４１に記憶されたＯＩＳレンズ２２０の位置情報を読み出し、その位置情報が示す位置にＯＩＳレンズ２２０を移動させるようにＯＩＳ処理部２２３を制御する（Ｓ１７）。このとき、位置設定部４１３により、位置情報が示す位置にＣＣＤ１１０を移動させるためのＢＩＳ制御信号が生成される。また、ＢＩＳ処理部１８３は、ＣＣＤ１１０をＣＣＤ１１０に対する所定の中心位置に戻す（Ｓ１８）。このとき、位置設定部４１３により、所定の中心位置にＣＣＤ１１０を移動させるためのＢＩＳ制御信号が生成される。
【００８７】
図１４は、以上のようなぶれ補正処理における、ぶれ検出信号（積分器３０８の出力）、ＯＩＳ制御信号（位置シフト部３１２の出力）、ＢＩＳ制御信号（位置設定部４１３の出力）の変化の例を示した図である。同図に示すように、露光期間中、ＯＩＳレンズ２２０が中心位置にシフトされ、その中心位置を中心として駆動されるように制御される。一方、ＣＣＤ１１０は、センタリング直前のＯＩＳレンズ２２０の位置に応じた位置にシフトされて固定される。露光期間以外の期間は、ＯＩＳレンズ２２０は本来の中心位置を中心として駆動されるように制御され、ＣＣＤ１１０も本来の中心位置に固定される。
【００８８】
以上のように本実施の形態のデジタルカメラ１は、露光期間の開始時において、ＯＩＳレンズ２２０をセンタリングするとともに、ＣＣＤ１１０の位置を、ＯＩＳレンズ２２０のセンタリングの移動量に対応した分だけシフトさせる。そして、露光期間中、ＣＣＤ１１０の位置をその位置に固定した状態でＯＩＳ機能を実行する。露光が終了すると、ＯＩＳレンズ２２０の位置をセンタリング直前の位置に戻すとともに、ＣＣＤ１１０を所定の中心位置に戻す。
【００８９】
このように露光開始時にＯＩＳレンズ２２０をセンタリングすることで露光中のＯＩＳレンズ２２０による補正範囲を有効活用ことができる。また、ＯＩＳレンズ２２０をセンタリングした分をＣＣＤ１１０の移動により補償することにより、センタリングに起因する画角のずれを防止できる。これにより、ユーザは露光前に確認していた画角と同じ画角で撮影できるとともに、デジタルカメラ１は、像ぶれ補正を有効活用できる。
【００９０】
２−２．手ぶれ補正システムにおける周辺光量補正
実施の形態１で説明した周辺光量補正を、本実施の形態のデジタルカメラ１に適用する。本実施の形態において説明した図１４の例においては、タイミングＴ０にて画角を合わせ、かつ手ぶれの補正効果を高めるために、ＯＩＳレンズ２２０をセンターにシフトさせる。これと同時にＯＩＳレンズ２２０をセンターにシフトさせるときに生じる画角のずれ分を、ＣＣＤ１１０をシフトすることによって補正する。ここでは、Ｔ０の直前にはＯＩＳレンズ２２０の手ぶれ角度に対応する振幅をＡ１とすると、Ｔ０の直後にはＣＣＤ１１０の手ぶれ角度に対応する振幅が同じＡ１となる。この場合に、Ｔ０の直前でのＯＩＳレンズ２２０のシフトによって生じる周辺光量の補正と、Ｔ０の直後でのＣＣＤ１１０のシフトによって生じる周辺光量の補正についても実施の形態１において説明した方法で同様に補正する。すなわち、カメラコントローラ１４０は、Ｔ０の前後で、像高が１．０ではＯＩＳレンズシフトに比べてＣＣＤシフトの方がより周辺光量の落ちが大きいために、周辺光量補正ゲインを大きく設定する。一方、カメラコントローラ１４０は、像高が−１．０ではＯＩＳレンズシフト後に比べてＣＣＤシフト後の方がより周辺光量の落ちが小さいために、周辺光量補正ゲインを小さく設定する。
【００９１】
３．まとめ
本実施の形態において、デジタルカメラ１は、タイミングＴ０にて画角を合わせ、かつ手ぶれの補正効果を高めるために、ＯＩＳレンズ２２０をセンターにシフトさせる。これと同時にＯＩＳレンズ２２０をセンターにシフトさせるときに生じる画角のずれ分を、ＣＣＤ１１０をシフトすることによって補正する。この場合に、Ｔ０の直前でのＯＩＳレンズ２２０のシフトによって生じる周辺光量の補正量と、Ｔ０の直後でのＣＣＤ１１０のシフトによって生じる周辺光量の補正量を変更することにより、Ｔ０の直前および直後での画像品位を確保することが可能になる。
【００９２】
（他の実施の形態）
上記実施の形態の思想は、以上で説明された実施の形態に限定されない。種々の実施の形態が考えられてもよい。以下、上記実施の形態の思想を適用できる他の実施の形態について説明する。
【００９３】
実施の形態１および２において、交換レンズとカメラ本体とを用いた例で説明したが、レンズ一体型のカメラであってもよい。
【００９４】
また、実施の形態１および２において、前述した機能は、記憶媒体からソフトウエアをコンピュータとしての撮像装置、スマートフォン等に読み込ませることなどにより、ソフトウエアと撮像装置、スマートフォン等のハードウエアとの協動により実現してもよい。また、前述した機能を達成するプログラムをサーバから撮像装置、スマートフォン等にダウンロードし、インストールするようにして実現してもよい。さらに、前述した機能は、半導体集積回路等の電子回路による制御部を実装することで実現してもよい。
【００９５】
以上、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、詳細な説明および添付の図面を開示した。よって、詳細な説明および添付の図面に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須でない構成要素が含まれることがある。したがって、それらの必須でない構成要素が、詳細な説明および添付の図面に記載されているからといって、それらの必須でない構成要素が必須であると直ちに認定されるべきではない。
【００９６】
上記実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものである。よって、上記実施の形態は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置換、付加および／または省略等を行なわれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本開示の思想は、手ぶれ補正機能を備えた電子装置（デジタルカメラやカムコーダ等の撮像装置、携帯電話、スマートフォン等）に適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１    デジタルカメラ
１００    カメラ本体
１１０    ＣＣＤ
１４０    カメラコントローラ
１５０    ボディマウント
１８４，２２４    ジャイロセンサ
１８１    ＣＣＤ駆動部
１８２，２２２    位置センサ
１８３    ＢＩＳ処理部
２００    交換レンズ
２２０    ＯＩＳレンズ
２２１    ＯＩＳ駆動部
２２３    ＯＩＳ処理部
２４０    レンズコントローラ
２５０    レンズマウント
【図１】
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【図２】
0006500238.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006500238.tif 000007
【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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【図１４】
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