(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換レンズと、前記交換レンズが装着されるカメラ本体とを有するカメラシステムであって、
前記交換レンズは、
光軸と直交する方向に駆動される防振用光学系を少なくとも有し、像面に像を結像する撮像光学系と、
前記カメラシステムのぶれ量を取得するぶれ量取得部と、
前記ぶれ量に応じた駆動量で前記防振用光学系を駆動するぶれ補正制御部と、
を具備し、
前記カメラ本体は、
前記撮像光学系により結像された像を撮像し撮像画像を取得する撮像素子と、
前記撮像光学系の歪曲収差を補正する為の歪曲収差補正情報と、前記防振用光学系の駆動量に応じた前記像面上での歪曲収差の形状と前記光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量に応じた前記像面上での歪曲収差の形状との相関関係を示す関数と、を含む第１のレンズ情報を取得する第１の情報取得部と、
前記関数を用いて前記光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量を変換して変換ずれ量を算出するずれ量変換部と、
前記歪曲収差補正情報と、前記変換ずれ量と、に基づいて前記撮像画像に対して歪曲収差補正を行う歪曲収差補正部と、
を具備するカメラシステム。
【請求項２】
前記カメラ本体は、
前記防振用光学系の駆動量を含む第２のレンズ情報を前記交換レンズから取得する第２の情報取得部をさらに具備し、
前記ずれ量変換部は、前記駆動量に基づいて前記ずれ量を算出する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項３】
前記交換レンズは、
前記第１のレンズ情報を記憶するメモリをさらに具備し、
前記第１の情報取得部は、前記交換レンズから前記第１のレンズ情報を取得する請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項４】
前記第１の情報取得部は、前記交換レンズと接続されてから最初の通信時に前記交換レンズから前記第１のレンズ情報を取得し、
前記第２の情報取得部は、前記交換レンズから周期的に前記第２のレンズ情報を取得する請求項３に記載のカメラシステム。
【請求項５】
前記第１の情報取得部は、ネットワークを介して外部機器から前記第１のレンズ情報を取得し、
前記第２の情報取得部は、前記交換レンズから周期的に前記第２のレンズ情報を取得する請求項３に記載のカメラシステム。
【請求項６】
前記第２の情報取得部は、前記撮像素子により撮像画像の取得を行っている場合に前記交換レンズから周期的に前記第２のレンズ情報を取得する請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項７】
前記第２の情報取得部は、前記撮像素子により撮像画像を取得する場合に前記交換レンズから周期的に前記第２のレンズ情報を取得する請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項８】
前記関数は、換算中心ずれ量を、前記防振用光学系の駆動量に、一定定数となる係数を乗算する形式の関数であり、
前記ずれ量変換部は、前記光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量に前記係数を乗算して変換ずれ量を算出する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項９】
前記関数は、前記防振用光学系の偏心移動量に基づく歪曲収差の変形を前記光軸と画像中心のずれ量に基づく歪曲収差の変形により近似する近似式である請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項１０】
前記撮像光学系は、焦点距離を変更するズーム光学系と、像の合焦状態を変更するフォーカス光学系とを有し、
前記第１のレンズ情報は、ズーム位置と、フォーカス位置との組合せ毎に前記関数を有し、
前記第２のレンズ情報は、前記撮像光学系のズーム位置とフォーカス位置とをさらに含み、
前記ずれ量変換部は、前記ズーム位置と、フォーカス位置と、に基づいて前記関数を特定し、特定した前記関数を用いて前記ずれ量を変換して変換ずれ量を算出する請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項１１】
前記第１の情報取得部は、前記交換レンズと接続されてから最初の通信時に前記交換レンズから前記第１のレンズ情報を取得し、
前記第２の情報取得部は、前記交換レンズから周期的に前記第２のレンズ情報を取得し、
前記ずれ量変換部は、前記撮像素子により撮像画像を取得する毎に前記関数を用いて前記光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量を変換して変換ずれ量を算出する請求項１０に記載のカメラシステム。
【請求項１２】
前記カメラ本体は、
前記ぶれ量に応じた駆動量で前記撮像素子を前記光軸と直交する方向に駆動する撮像素子駆動部と、
前記防振用光学系と前記撮像素子駆動部による補正量の比率と、前記撮像素子駆動部の駆動量とに応じて前記防振用光学系の駆動量を推定する推定部と、
をさらに具備する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項１３】
前記変換ずれ量は、前記撮像素子駆動部の駆動量と、推定した前記防振用光学系の駆動量を前記関数により変換した値との和である請求項１２に記載のカメラシステム。
【請求項１４】
前記撮像光学系は、焦点距離を変更するズーム光学系と、像の合焦状態を変更するフォーカス光学系とを有し、
前記第１のレンズ情報は、ズーム位置と、フォーカス位置との組合せ毎に前記関数を有し、
前記カメラ本体は、
前記撮像光学系のズーム位置とフォーカス位置を含む第２のレンズ情報を前記交換レンズから取得する第２の情報取得部をさらに具備する請求項１３に記載のカメラシステム。
【請求項１５】
交換レンズが装着されるレンズマウントと、
前記交換レンズの撮像光学系により結像された像を撮像し撮像画像を取得する撮像素子と、
前記撮像光学系の歪曲収差を補正する為の歪曲収差補正情報と、前記交換レンズの防振用光学系の駆動量に応じた前記撮像光学系により結像された像面上での歪曲収差の形状に対して前記撮像光学系の光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量に応じた前記撮像光学系により結像された像面上での歪曲収差の形状との相関関係を示す関数と、を含むレンズ情報を取得する情報取得部と、
前記関数を用いて前記光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量を変換して変換ずれ量を算出するずれ量変換部と、
前記歪曲収差補正情報と、前記変換ずれ量と、に基づいて前記撮像画像に対して歪曲収差補正を行う歪曲収差補正部と、
を具備するカメラ本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラシステム、及びカメラ本体に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置における手ぶれ等に起因する撮像画像におけるぶれ（像ぶれ）を抑制するための手法として、撮像光学系の一部を構成するように設けられた防振用光学系を発生したぶれに応じて駆動する光学式のぶれ抑制処理が知られている。また、撮像光学系を介して得られる撮像画像は、撮像光学系の歪曲収差等の影響によって歪む。このような歪曲収差等は、通常、幾何変換処理によって補正される。特許文献１において提案されている撮像装置は、防振用光学系の駆動による撮像光学系の偏心で変化する成分（動的成分）と変化しない成分（静的成分）とを分け、それぞれの成分を個別に歪曲収差補正することにより、収差補正の精度を向上させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０１５５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の手法は、２つの歪曲収差補正を行う為処理負荷が大きくなる。また、それぞれの歪曲収差補正に用いる補正用のパラメータが必要になる為、必要なメモリのリソースが大きくなる。
【０００５】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な手法によって防振用光学系の偏心による像面上での歪曲収差の形状変化をも考慮した精度のよい歪曲収差補正を行うことができるカメラシステム、及びカメラ本体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】
本発明の第１の態様のカメラシステムは、交換レンズと、前記交換レンズが装着されるカメラ本体とを有するカメラシステムであって、前記交換レンズは、光軸と直交する方向に駆動される防振用光学系を少なくとも有し、像面に像を結像する撮像光学系と、前記カメラシステムのぶれ量を取得するぶれ量取得部と、前記ぶれ量に応じた駆動量で前記防振用光学系を駆動するぶれ補正制御部と、を具備し、前記カメラ本体は、前記撮像光学系により結像された像を撮像し撮像画像を取得する撮像素子と、前記撮像光学系の歪曲収差を補正する為の歪曲収差補正情報と、前記防振用光学系の駆動量に応じた前記像面上での歪曲収差の形状と前記光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量に応じた前記像面上での歪曲収差の形状との相関関係を示す関数と、を含む第１のレンズ情報を取得する第１の情報取得部と、前記関数を用いて前記光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量を変換して変換ずれ量を算出するずれ量変換部と、前記歪曲収差補正情報と、前記変換ずれ量と、に基づいて前記撮像画像に対して歪曲収差補正を行う歪曲収差補正部と、を具備する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な手法によって防振用光学系の偏心による像面上での歪曲収差の形状変化をも考慮した精度のよい歪曲収差補正を行うことができるカメラシステム、及びカメラ本体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】像ぶれについて説明するための図である。
【図２】図２（ａ）は光学系シフト式のぶれ抑制処理について説明するための図であり、図２（ｂ）は撮像素子シフト式のぶれ抑制処理について説明するための図であり、図２（ｃ）は電子式のぶれ抑制処理について説明するための図である。
【図３】図３（ａ）は像ぶれが発生していない撮像画像を示す図であり、図３（ｂ）は像ぶれが発生した撮像画像を示す図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）の像ぶれに対して撮像素子シフト式又は電子式のぶれ抑制処理が適用された後の撮像画像を示す図である。
【図４】図３（ｂ）の像ぶれに対して光学系シフト式のぶれ抑制処理が適用された後の撮像画像を示す図である。
【図５】防振用光学系の偏心による歪曲収差の形状変化と画像中心と撮影光学系の光軸中心とのずれによる歪曲収差の形状変化との関係の一例を示す図である。
【図６】像面上での歪曲収差の形状が類似している防振用光学系の駆動量と撮像素子の駆動量との相関関係の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る撮像システムの交換レンズ及びカメラ本体の外観を示す図である。
【図８】第１の実施形態における撮像システムの制御系の構成例を示す図である。
【図９】システムコントローラが有する機能をブロックとして示すブロック図である。
【図１０】光学系駆動部の防振用光学系を駆動する為の構成の例を示す説明図である。
【図１１】ＬＣＵが有する機能をブロックとして示すブロック図である。
【図１２】補正量算出部の動作について説明するための説明図である。
【図１３】カメラ本体及び交換レンズの歪曲収差補正に係る動作の例を示すフローチャートである。
【図１４】基準位置変換関数の例を示す説明図である。
【図１５】第２の実施形態に係る撮像システムの構成を示す図である。
【図１６】ブレ補正マイコンの有する機能をブロックとして示すブロック図である。
【図１７】補正量算出部の動作について説明するための説明図である。
【図１８】補正量算出部の動作について説明するための説明図である。
【図１９】撮像素子駆動部の撮像素子を駆動する為の構成の例を示す説明図である。
【図２０】第２の実施形態に係るシステムコントローラが有する機能をブロックとして示すブロック図である。
【図２１】第２の実施形態に係るＬＣＵ内の補正量算出部の動作について説明する為の説明図である。
【図２２】第２の実施形態に係るカメラ本体及び交換レンズの歪曲収差補正に係る動作の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の各実施形態に係る歪曲収差補正の原理を説明する。このために、像ぶれの抑制処理（防振処理）について説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、像ぶれについて説明するための図である。図１（ａ）は、撮像装置にぶれが生じていないときの被写体と撮像装置との関係を示している。図１（ｂ）は、撮像装置の画像中心に角θの角度ぶれが生じているときの被写体と撮像装置との関係を示している。図１（ａ）及び図１（ｂ）のｚ軸は例えば地面に水平な方向であり、ｙ軸は例えば地面に垂直な方向である。
【００１０】
被写体の任意の物点からの光束は、瞳位置で像を結び、その後に防振用光学系２を通って、撮像素子１の像面において再結像される。これらの光束の入射角と射出角はともにωである。ここでは、撮像光学系を１つのレンズ（合成レンズ）としてみなした場合の主点を主面と垂直な方向に通る光線の方向を、撮影光学系の光軸として定義する。また図１（ａ）及び図１（ｂ）では、撮像光学系の光軸と、防振用光学系２との光軸が一致する位置にあるものとする。ここで、撮像装置にぶれが生じていないときには、図１（ａ）に示すように、撮像光学系の瞳位置における光軸のｙ軸位置と、撮像素子の像面中心（画像中心と一致しているとする）とのｙ軸位置は一致する。したがって、撮像光学系の光軸を通る光（主光線）は、防振用光学系２の光軸を通って撮像素子１の像面中心ＰＯに入射する。一方、図１（ｂ）に示すように撮像装置に角θの像ぶれが生じると、撮像光学系の瞳位置における光軸のｙ軸位置と、撮像素子１の像面中心のｙ軸位置との間にはずれが生じる。このずれの大きさにより、被写体の同一の物点から射出された光束は、撮像素子への結像位置は、ぶれが生じていない時とは異なる位置に結像する。この結像位置のずれによって像ぶれが生じる。なお、このような像ぶれは、角度ぶれに限らずに撮像装置が像面と平行な方向に移動するシフトぶれによっても生じる。
【００１１】
像ぶれを抑制するためのぶれ抑制方法としては、主に、光学系シフト式、撮像素子シフト式、電子式の３つの方法が知られている。光学系シフト式のぶれ抑制処理は、図２（ａ）に示すように、検出されたぶれに応じて撮像光学系の一部である防振用光学系２を撮像光学系の光軸に直交する面内で駆動することでぶれを抑制する処理である。すなわち、光学系シフト式のぶれ抑制処理では、像面中心ＰＯは移動せずに光束の結像位置がＰ１に移動される。撮像素子シフト式のぶれ抑制処理は、図２（ｂ）に示すように、検出されたぶれに応じて撮像素子１を撮像光学系の光軸に直交する面内で駆動することでぶれを抑制する処理である。すなわち、撮像素子シフト式のぶれ抑制処理では、像面中心ＰＯがＰ１に移動される。電子式のぶれ抑制処理は、検出されたぶれに応じて撮像画像（光軸に直交する面内）の切り出し範囲を変更することでぶれを抑制する処理である。すなわち、電子式のぶれ抑制処理では、図２（ｃ）に示すように、像面中心ＰＯも結像位置も移動せずに撮像画像の切り出し範囲のみが変更される。
【００１２】
図３（ａ）は、像ぶれが発生していない撮像画像を示している。撮像光学系の光軸が被写体に合わせられているとすると、像ぶれがない場合には、像面上での被写体Ｏの位置は画像中心ＰＯの位置と一致する。また、撮像光学系の光軸と像面の交点位置は、画像中心ＰＯと一致する。たる型の歪曲収差であっても糸巻型の歪曲収差であっても、収差は、撮像光学系の光軸を中心に点対称に発生する。したがって、図３（ａ）の場合、撮像画像に影響を与える収差Ｄは、画像中心ＰＯを中心として点対称形状をしている。
【００１３】
図３（ｂ）は、像ぶれが発生した撮像画像を示している。撮像装置のぶれによって撮像光学系の光軸が被写体から外れてしまうので、像面上での被写体Ｏの位置は画像中心ＰＯの位置から移動してしまう。一方、ぶれ抑制処理が行われていないときには、撮像光学系の光軸と像面の交点位置は、画像中心ＰＯと一致する。したがって、図３（ｂ）の場合、撮像画像に影響を与える収差Ｄは、画像中心ＰＯを中心として点対称形状をしている。
【００１４】
図３（ｂ）は像ぶれが発生した撮像画像を示す図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）の像ぶれに対して撮像素子シフト式又は電子式のぶれ抑制処理が適用された後の撮像画像を示している。ぶれ抑制処理により、画像中心ＰＯは被写体Ｏの位置に合わせられる。一方、撮像光学系の光軸と像面の交点位置Ｐ１は、画像中心ＰＯとずれてしまう。したがって、図３（ｃ）の場合、撮像画像に影響を与える収差Ｄは、非点対称形状になる。図３（ｃ）の収差Ｄと図３（ａ）及び図３（ｂ）の収差Ｄとを比較すると、図３（ｃ）の収差Ｄの形状はぶれ抑制処理によって変形したように見えてしまう。
【００１５】
一方、図４は、図３（ｂ）の像ぶれに対して光学系シフト式のぶれ抑制処理が適用された後の撮像画像を示している。図４に示すように、光学系シフト式のぶれ抑制処理の場合、ぶれ抑制処理により、撮像光学系２１の光軸を通る光線が像面との交点となる位置ＰＯは被写体Ｏの位置に合わせられる。前述したように、収差は、撮像光学系の光軸を中心に点対称に発生する。このため、ぶれ抑制処理前は、防振用光学系２を駆動前となる撮像光学系２１光軸と像面との交点Ｐ２を中心に点対称に発生していた収差Ｄは、ぶれ抑制処理の結果として防振用光学系２の駆動後での撮像光学系２１の光軸を通る光（主光線）と像面との交点ＰＯを中心に非点対称に発生してしまう。図４の収差Ｄと図３（ａ）又は図３（ｂ）の収差Ｄとを比較すると、図４の収差Ｄの形状はぶれ抑制処理によって変形したように見えてしまう。
【００１６】
ぶれ抑制処理に伴う歪曲収差の形状変化を正確に補正するための方法として、歪曲収差形状の変化を考慮して歪曲収差補正をする方法が考えられる。通常の歪曲収差補正では、理想像高Y（補正後の像高）と実像高Y’（補正前の像高）との関係が予め歪曲収差の補正用の情報（歪曲収差補正情報）として定義されている。この関係は、例えば式（１）のような近似多項式で定義される。そして、実際の処理では予め定義された関係を用いた座標変換によって歪曲収差補正が行われる。具体的には、定義式を用いて補正前の画像と補正後の画像との対応座標が算出され、この対応座標に従って補正前の画像における各画素を再配置することで補正が行われる。
【００１７】
Y ＝ D0 ＋ D1Y' ＋ D2Y'2 ＋ D3Y'3 ＋ …                  式（１）
撮像素子シフト式又は電子式のぶれ抑制処理の後の撮像画像に対する歪曲収差補正では、画像中心と撮像光学系の光軸とのずれ量を考慮した通常通りの歪曲収差補正によって収差形状の変化を含めた補正が可能である。即ち、画像における撮像光学系の光軸に対応する画素位置を基準位置として上記の式（１）を用いて歪曲収差補正を行う。
【００１８】
一方、防振用光学系の偏心による歪曲収差の形状変化と画像中心と撮像光学系の光軸とのずれによる歪曲収差の形状変化とはその発生原理において異なっているため、仮に画像中心と撮像光学系の光軸とのずれ量を考慮した通常通りの歪曲収差補正をしたとしても補正残りが生じる。
【００１９】
ここで、防振用光学系の偏心による歪曲収差の形状変化と画像中心と撮像光学系の光軸とのずれによる歪曲収差の形状変化とはその発生原理において異なっているものの、概ね似たような性質を持つ。図５は、防振用光学系の偏心による歪曲収差の形状変化と画像中心と撮像光学系の光軸とのずれによる歪曲収差の形状変化との関係の一例を示す図である。ここで、図５では歪曲収差形状の変化のみを分かり易く示すために、撮影対象の被写体は格子模様の被写体であるとする。また、図５の左側は、撮像システム（撮像光学系が装着された状態の撮像装置）を垂直0mm、垂直0.05mm、垂直0.1mmだけシフトさせ、これらのシフトによる像ぶれが補正されるように撮像素子を垂直0mm、垂直0.05mm、垂直0.1mmだけ駆動した状態で被写体を撮像したときの撮像画像における歪曲収差形状を示している。図５の右側は、撮像システム（撮像光学系が装着された状態の撮像装置）を図５の左側と同じ条件である垂直0mm、垂直0.05mm、垂直0.1mmだけシフトさせ、これらのシフトによる像ぶれが補正されるように防振用光学系を垂直0mm、垂直0.05mm、垂直0.1mmだけ駆動した状態で被写体を撮像したときの撮像画像における歪曲収差形状を示している。なお、図５では、説明の簡略化のため、防振用光学系が1mm駆動された際には像面上で像は1mm移動することを想定している。防振用光学系の構造によっては、防振用光学系の駆動量dと像面上での移動量mは必ずしも一致せず、式（２）で表すような比例関係になる。図５においては、式（２）の像面移動量感度sが１であると考えている。このとき、同じぶれを抑制するために必要な駆動量は、撮像素子と防振用光学系とで等しくなる。  
m ＝s × d                                                式（２）
ただし、s ＝（1−β２）×β３                                   式（３）
（β２：防振用光学系の倍率、β３：撮像光学系の防振用光学系より後群の倍率）
図５から分かるように、撮像素子と防振用光学系とを同一量駆動した状態のそれぞれの歪曲収差形状を比較しても両者の歪曲収差形状は一致しない。しかしながら、図５の場合、防振用光学系が0.05mm駆動された状態と撮像素子が0.1mm駆動された状態の両者の歪曲収差形状は似ている。
【００２０】
したがって、防振用光学系を0.05mm駆動した状態の撮像画像を補正したい場合、式（１）等の「撮像光学系の光軸が結像する位置に対して点対称に発生する歪曲収差を、画像中心と撮像光学系の光軸が結像する位置とのずれを考慮して補正できる機構」があれば、この機構に対し、画像中心と光軸中心とのずれ量として0.1mmを与えればよい。これにより、防振用光学系の駆動に伴う歪曲収差の形状変化（歪曲収差形状の非点対称化）を概ね補正することが可能である。
【００２１】
具体的な処理では、例えば、像面上での歪曲収差の形状が類似している防振用光学系の駆動量と撮像素子の駆動量との相関関係を予め定義しておき、防振用光学系の駆動が行われたときには、防振用光学系の駆動量が対応する撮像素子の駆動量に換算し、換算後の駆動量に従って例えば式（１）に基づく歪曲収差補正を行う。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、像面上での歪曲収差の形状が類似している防振用光学系の駆動量と撮像素子の駆動量との相関関係の一例である。図６（ａ）は、相関関係が線形になる例である。相関関係が線形の場合には、歪曲収差補正の際には、防振用光学系の駆動量に所定の係数が乗算されることで換算が行われる。一方、図６（ｂ）は、相関関係が非線形になる例である。非線形の場合には、その曲線を表す近似式が予め定義される。そして、歪曲収差補正の際には、防振用光学系の駆動量は近似式を用いて換算される。図６（ｂ）の関係は、例えば二次式で近似される。しかしながら、必ずしも二次式で近似される必要はない。図６（ｂ）の関係は、三次式以上の適切な次数の式で近似しているが、これに限らない。また、多項式に限らず適切な数式で近似されてよい。
【００２２】
即ち、上記のように、防振用光学系の駆動量に応じた撮像素子の像面上での歪曲収差の形状と、撮像光学系の光軸と撮像画像の画像中心とのずれ量に応じた撮像素子の像面上での歪曲収差の形状との相関関係を示す関数（基準位置変換関数）を取得し、この基準位置変換関数を用いて防振用光学系の駆動量を撮像素子の駆動量に換算し、換算した結果を用いて歪曲収差補正を行うことにより、撮像装置は、簡易な手法によって精度のよい歪曲収差補正を行うことができる。
【００２３】
［第１の実施形態］
図７及び図８は、第１の実施形態に係る撮像システム３の構成例を示す図である。図７は、撮像システム３の交換レンズ４及びカメラ本体５の外観を示す図である。図８は、撮像システム３の制御系の構成例を示す図である。撮像システム３は、交換レンズ４とカメラ本体５とを有している。交換レンズ４とカメラ本体５とは、レンズマウント６を介して通信自在に接続されている。レンズマウント６は、交換レンズ４とカメラ本体５とにそれぞれ構成され、互いに勘合することによって交換レンズ４とカメラ本体５とが固定されるとともに、交換レンズ４とカメラ本体５とが通信可能な状態で接続される。
【００２４】
以下の説明では、カメラ本体５の左右方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向とする。撮像素子１２の像面は、このＸ方向及びＹ方向に平行に構成される。ここでは、カメラ本体５を被写体側から見た場合でのＸ方向における右方向を＋方向とし、左方向を−方向とする。また、Ｙ方向における上方向を＋方向とし、下方向を−方向とする。また、交換レンズ４の撮像光学系２１の光軸方向をＺ方向とし、被写体側を＋方向とし、その逆を−方向とする。
【００２５】
またさらに、例えば、撮像素子１２の撮像面の水平方向であるＸ方向を軸とした回転運動をピッチ方向の回転運動、撮像面の垂直方向であるＹ方向を軸とした回転運動をヨー方向の回転運動、撮像光学系２１の光軸であるＺ方向を軸とした回転運動をロール方向の回転運動とそれぞれ称する。なお、図に示す各矢印の方向を＋方向の回転とし、その逆を−方向の回転とする。なお、上記の正負の関係は、角速度センサ２３の仕様により定まるものであり、正負が逆であってもよい。
【００２６】
交換レンズ４は、カメラ本体５とレンズマウント６を介して装着される。交換レンズ４がカメラ本体５に装着された場合、カメラ本体５の制御に従って動作する。交換レンズ４は、撮像光学系２１、レンズコントロールユニット（ＬＣＵ）２２、角速度センサ２３、及び光学系駆動部２４を有している。
【００２７】
撮像光学系２１は、像面に像を結像する撮像レンズである。撮像光学系２１は、図示しない被写体からの光束をカメラ本体５の撮像素子１２の像面上に結像させる。撮像光学系２１は、例えば、撮像光学系２１の焦点距離を変更する為の光学系（ズーム光学系）２１ａ、ピント位置を動かして像の合焦状態を変更する為の光学系（フォーカス光学系）２１ｂ、及び撮像光学系２１の光軸と直交する方向に駆動される防振用光学系２１ｃを有する。
【００２８】
ＬＣＵ２２は、例えば、ＣＰＵ、及びメモリなどを含むコントローラであり、交換レンズ４の動作を制御する。例えば、ＬＣＵ２２は、カメラ本体５のシステムコントローラ１３からの指示に応じて、撮像光学系２１のレンズ及び絞りなどの駆動を制御する。
【００２９】
ＬＣＵ２２は、交換レンズ４の撮像光学系２１の光学特性を示す情報（第１のレンズ情報）をメモリに保持する。ＬＣＵ２２は、例えば、第１のレンズ情報として、撮像光学系２１の焦点距離、ズーム光学系２１ａを駆動可能な位置（ズーム位置）、フォーカス光学系２１ｂを駆動可能な位置（フォーカス位置）、撮像光学系２１の歪曲収差を補正する為の歪曲収差補正情報、及び基準位置変換関数等をメモリに保持する。歪曲収差補正情報及び基準位置変換関数は、例えば、それぞれズーム位置とフォーカス位置との組合せごとに構成される。ＬＣＵ２２は、システムコントローラ１３からの指示に応じて、メモリに記憶されている第１のレンズ情報をカメラ本体５に供給する。
【００３０】
また、ＬＣＵ２２は、フォーカス位置、ズーム位置、及び防振用光学系２１ｃの駆動量をそれぞれ認識し、認識した情報（第２のレンズ情報）をカメラ本体５に供給する。
【００３１】
角速度センサ２３は、カメラ本体５に装着された交換レンズ４の姿勢の変化に伴って生じる回転運動を角速度信号として検出する。角速度センサ２３は、例えば、上記のヨー方向及びピッチ方向の回転運動を検出し、角速度信号を生成する。角速度センサ２３は、ヨー方向の回転運動を検出する角速度センサ２３ａと、ピッチ方向の回転運動を検出する角速度センサ２３ｂとを有する。
【００３２】
光学系駆動部２４は、ＬＣＵ２２の制御に従って撮像光学系２１のズーム光学系２１ａ、フォーカス光学系２１ｂ、及び防振用光学系２１ｃをそれぞれ駆動する。光学系駆動部２４は、ズーム光学系２１ａを駆動して光軸上での位置を変更することにより、撮像光学系２１の焦点距離を変更する。また、光学系駆動部２４は、フォーカス光学系２１ｂを駆動して光軸上での位置を変更することにより、撮像光学系２１のピント位置を変更する。また、光学系駆動部２４は、防振用光学系２１ｃを光軸と直交する方向に駆動することにより、撮像光学系２１により像面に結像される像の位置を変えることによって像ぶれを抑制する。
【００３３】
ＬＣＵ２２は、角速度センサ２３により検出された角速度信号に基づいて撮像システム３のぶれ量を算出するぶれ量取得部として機能する。本実施形態では、ＬＣＵ２２は、角速度信号に基づいて撮像光学系２１のぶれ量を撮像システム３のぶれ量として算出する。具体的には、ぶれ量は、撮像光学系２１の光軸のヨー方向への回転運動、及び撮像光学系２１の光軸のピッチ方向への回転運動である。ＬＣＵ２２は、ぶれ量と、撮像光学系２１の光学特性とに基づいて、像面における像の移動量（ずれ量）を算出する。ＬＣＵ２２は、算出したずれ量に基づいて防振用光学系２１ｃの駆動量を光学系駆動部２４に指示することにより、像面における像のずれを打ち消すことができる。
【００３４】
カメラ本体５は、シャッタ１１、撮像素子１２、システムコントローラ１３、及び操作部１４を備える。
【００３５】
シャッタ１１は、撮像光学系２１と撮像素子１２との間に設けられ、撮像光学系２１を透過して撮像素子１２に入射する光の光量を調整する機構である。シャッタ１１は、例えばフォーカルプレーンシャッタである。シャッタ１１は、シャッタ幕を開閉動作することにより撮像素子１２に光が入射する時間である露光時間を制御する。
【００３６】
撮像素子１２は、撮像光学系２１の後部、即ちカメラ本体５の筐体の内部側に設けられる。撮像素子１２は、光を光電変換し電荷を蓄える撮像用画素が複数配列されて構成された像面を備える。撮像素子１２は、例えば、Complementary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ）イメージセンサ、または他の撮像素子により構成される。撮像素子１２は、撮像光学系２１を介して集光されて像面に結像された像（被写体像）を光量に応じた電気信号に変換することにより、画像信号を生成する。撮像素子１２は、システムコントローラ１３からの制御信号に応じて画像信号をシステムコントローラ１３に供給する。
【００３７】
システムコントローラ１３は、例えばＣＰＵ、及びメモリなどを含み、カメラ本体５の動作を制御するコントローラである。また、システムコントローラ１３は、レンズマウント６を介して交換レンズ４のＬＣＵ２２と通信することにより、交換レンズ４の動作を制御する。
【００３８】
例えば、システムコントローラ１３は、交換レンズ４のＬＣＵ２２に対し、露出調整のための絞りの駆動の指示、フォーカス位置の指示、及びズーム位置の指示などを行う。また、システムコントローラ１３は、図示されない表示手段への画像表示の制御、図示されない記録媒体への画像ファイルの記録、操作部１４の操作に従って動作モードを切り替える制御、及び撮影動作の開始又は終了の制御などを行う。
【００３９】
また、システムコントローラ１３は、撮像素子１２から画像信号を読み出し、読み出した画像信号に信号処理を施し画像データ（撮像画像）を取得する。さらに、システムコントローラ１３は、撮像画像に対して種々の画像処理を施す。この画像処理は、上記の歪曲収差補正を含む。この為にシステムコントローラ１３は、上記の第１のレンズ情報及び第２のレンズ情報を取得し、取得した第１のレンズ情報及び第２のレンズ情報に基づいて歪曲収差を補正する。
【００４０】
操作部１４は、ユーザによって操作される操作部材を備える。例えば、操作部１４は、操作部材としてレリーズボタン、及び動画記録ボタンなどを備える。レリーズボタンは、カメラ本体５による静止画撮影処理を実行させる為のボタンである。また、動画記録ボタンは、カメラ本体５に動画記録処理を実行させる為のボタンである。またさらに、操作部１４は、カメラ本体５の動作モード、または露出制御などの種々の設定を変更する為のボタンを操作部材として備えていてもよい。例えば、操作部１４は、歪曲収差補正の実施／非実施の設定を変更する為のボタンを操作部材として備えていてもよい。
【００４１】
次に、システムコントローラ１３の内部における処理について説明する。図９は、システムコントローラ１３が有する機能をブロックとして示すブロック図である。システムコントローラ１３は、画像生成部１３１、メモリ１３２、基準位置算出部１３３、及び画像処理部１３４などを有する。
【００４２】
画像生成部１３１は、撮像素子１２から読み出した画像信号を画像処理が可能な画像データ（撮像画像）に変換する。画像生成部１３１は、変換した画像データをメモリ１３２に供給する。
【００４３】
メモリ１３２は、データを保存する記憶領域である。メモリ１３２は、画像生成部１３１から供給された画像データを保存する。また、メモリ１３２は、上記の第１のレンズ情報及び第２のレンズ情報を保存する。
【００４４】
基準位置算出部１３３は、メモリ１３２に保存された第１のレンズ情報及び第２のレンズ情報に基づいて、撮像光学系２１の光軸と撮像画像の画像中心とのずれ量を算出する。例えば、基準位置算出部１３３は、第１のレンズ情報及び第２のレンズ情報に基づいて撮像光学系２１の光学特性と、防振用光学系２１ｃの駆動量とを認識する。より具体的には、基準位置算出部１３３は、第１のレンズ情報及び第２のレンズ情報に基づいて撮像光学系２１の焦点距離と、防振用光学系２１ｃの駆動量とを認識する。基準位置算出部１３３は、認識した撮像光学系２１の焦点距離と、防振用光学系２１ｃの駆動量とに基づいて、上記のずれ量を算出する。
【００４５】
さらに、基準位置算出部１３３は、算出したずれ量を第１のレンズ情報及び第２のレンズ情報に基づいて変換する。基準位置算出部１３３は、第２のレンズ情報から撮像光学系２１のフォーカス位置とズーム位置とを認識し、認識結果に応じて第１のレンズ情報から１つの基準位置変換関数を特定する。基準位置算出部１３３は、特定した基準位置変換関数を用いて上記のずれ量を変換して変換ずれ量を算出する。即ち、基準位置算出部１３３は、ずれ量の算出と、ずれ量の変換を行うずれ量変換部として機能する。基準位置算出部１３３は、算出した変換ずれ量に応じて、歪曲収差補正の為の基準位置を算出する。
【００４６】
例えば、防振用光学系２１ｃの駆動量に応じた像面上での歪曲収差の形状と光軸と撮像画像の画像中心とのずれ量に応じた像面上での歪曲収差の形状とがαを係数とする一次関数の関係である場合、基準位置変換関数を  
変換ずれ量＝ずれ量×α  （式４）  
と表すことができる。
【００４７】
画像処理部１３４は、第１のレンズ情報と、基準位置と、に基づいて、撮像画像に対して歪曲収差補正を行う。例えば、画像処理部１３４は、基準位置を歪曲収差補正の中心として第１のレンズ情報の歪曲収差補正情報に基づいて撮像画像を歪曲収差補正する。
【００４８】
上記したように、システムコントローラ１３は、算出した撮像光学系２１の焦点距離と防振用光学系２１ｃの駆動量とに基づいて算出した光軸と撮像画像の画像中心とのずれ量を予め設定された基準位置変換関数により変換した変換ずれ量に基づいて歪曲収差補正を行う。これにより、システムコントローラ１３は、防振用光学系２１ｃの駆動量に応じた像面上での歪曲収差の形状を、光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量に応じた像面上での歪曲収差の形状として近似して歪曲収差補正を行うことができる。
【００４９】
次に、交換レンズ４における処理について説明する。図１０は、光学系駆動部２４の防振用光学系２１ｃを駆動する為の構成の例を示す説明図である。光学系駆動部２４は、例えば、防振用光学系２１ｃと連動して動作する可動部２４４と、可動部２４４を支持する支持部２４３と、可動部２４４を駆動する駆動部２４１及び駆動部２４２を備える。
【００５０】
駆動部２４１及び駆動部２４２は、ＬＣＵ２２の制御に応じて可動部２４４を撮像光学系２１の光軸と直交する方向に駆動する。駆動部２４１及び駆動部２４２は、例えば可動部２４４に設けられた電磁コイルと、支持部２４３に設けられ電磁コイルと磁気的に接続された固定磁石と、から構成される電磁式リニアモーター（ヴォイスコイルモーター等）を備える。
【００５１】
駆動部２４１及び駆動部２４２は、防振用光学系２１ｃの駆動量（撮像光学系の光軸と防振用光学系２１ｃの光軸が一致する位置からの移動量と方向）に応じたＬＣＵ２２からの駆動電流が電磁式リニアモーターを構成する電磁コイルに流れた場合に電磁コイルと固定磁石との間に発生する磁界の相互作用によって可動部２４４が撮像光学系２１の光軸と直交する方向に駆動するように構成されている。例えば駆動部２４１は、磁界の相互作用によって可動部２４４をＸ方向に駆動するように構成されている。また例えば駆動部２４２は、磁界の相互作用によって可動部２４４をＹ方向に駆動するように構成されている。
【００５２】
図１１は、ＬＣＵ２２が有する機能をブロックとして示すブロック図である。ＬＣＵ２２は、アナログディジタルコンバータ（ＡＤＣ）２２１ａ、ＡＤＣ２２１ｂ、補正量算出部２２２ａ、補正量算出部２２２ｂ、駆動量算出部２２３、駆動ドライバ２２４ａ、駆動ドライバ２２４ｂ、メモリ２２５、及び通信部２２６を備える。
【００５３】
ＡＤＣ２２１ａは、角速度センサ２３ａから出力されたヨー方向の角速度信号をディジタル値に変換する。ＡＤＣ２２１ｂは、角速度センサ２３ｂから出力されたピッチ方向の角速度信号をディジタル値に変換する。
【００５４】
補正量算出部２２２ａは、ヨー方向の角速度信号と撮像光学系２１の光学特性とに基づいて、像面に生じるＹ方向の像ぶれの量（ずれ量）を算出する。補正量算出部２２２ｂは、ピッチ方向の角速度信号と撮像光学系２１の光学特性とに基づいて、像面に生じるＸ方向の像ぶれの量（ずれ量）を算出する。図１２は、補正量算出部２２２ａ及び補正量算出部２２２ｂの動作について説明するための説明図である。具体的には、補正量算出部２２２ａ及び補正量算出部２２２ｂは、入力されたディジタルの角速度信号に対して撮像光学系２１の焦点距離に応じた光学特性ＯＰを乗算し、乗算した値を積算することによりずれ量を補正量として算出する。
【００５５】
光学特性ＯＰは、例えば焦点距離をｆとし、防振用光学系２１ｃの補正感度をＫとした場合  
光学特性ＯＰ＝ｆ／Ｋ  （式５）  
によって表される。
【００５６】
ＬＣＵ２２は、ずれ量の算出に光学特性ＯＰを用いる為に、撮像光学系２１のズーム位置を定期的に検出することによって焦点距離ｆを検出する。
【００５７】
補正感度Ｋは、ある焦点距離ｆにおける、防振用光学系２１ｃの駆動量に対する像面での像のずれ量の割合（変化率）である。
【００５８】
交換レンズ４での補正では、防振用光学系２１ｃの駆動量に対して撮像素子１２の像面上での像のずれ量が一致しない。この為、上記の式（５）を用いて像面における像のずれ量を、補正感度Ｋに基づいて、防振用光学系２１ｃの駆動量に換算する。
【００５９】
上記のように、補正量算出部２２２ａは、ヨー方向の角速度に光学特性ＯＰを乗算することにより像面に生じるＸ方向のずれ量を算出する。また、補正量算出部２２２ｂは、ピッチ方向の角速度に光学特性ＯＰを乗算することにより像面に生じるＹ方向のずれ量を算出する。
【００６０】
駆動量算出部２２３は、補正量算出部２２２ａ及び補正量算出部２２２ｂで算出されたＸ方向及びＹ方向のずれ量に基づいて、防振用光学系２１ｃのＸ方向及びＹ方向の駆動量を算出する。
【００６１】
駆動ドライバ２２４ａは、防振用光学系２１ｃのＸ方向の駆動量に応じた電流波形である駆動パルスを光学系駆動部２４に出力する。また、駆動ドライバ２２４ｂは、防振用光学系２１ｃのＹ方向の駆動量に応じた電流波形である駆動パルスを光学系駆動部２４に出力する。
【００６２】
メモリ２２５は、第１のレンズ情報を記憶するメモリである。例えば、メモリ２２５は、撮像光学系２１の焦点距離、ズーム光学系２１ａのズーム位置、フォーカス光学系２１ｂのフォーカス位置、撮像光学系２１の歪曲収差を補正する為の歪曲収差補正情報、及び基準位置変換関数などを記憶する。また、メモリ２２５は、第２のレンズ情報をさらに記憶してもよい。例えば、メモリ２２５は、ＬＣＵ２２により認識された撮像光学系２１の現在のフォーカス位置、ズーム位置、及び防振用光学系２１ｃの駆動量などを第２のレンズ情報として記憶する。
【００６３】
通信部２２６は、レンズマウント６を介してカメラ本体５と通信を行う。これにより、通信部２２６は、カメラ本体５から防振用光学系２１ｃによるぶれ補正の開始と終了とを示す通知、露出調整のため制御信号、フォーカス位置の指示、及びズーム位置の指示などを受けとる。通信部２２６は、例えば、カメラ本体５のシステムコントローラ１３からの要求に応じて第１のレンズ情報及び第２のレンズ情報を送信する。
【００６４】
次に、撮像システム３のカメラ本体５及び交換レンズ４の歪曲収差補正に係る動作について説明する。図１３は、カメラ本体５及び交換レンズ４の歪曲収差補正に係る動作の例を示すフローチャートである。
【００６５】
カメラ本体５は、撮像素子１２により撮像画像を取得した場合に、歪曲収差補正が有効であるか否かを判断し、歪曲収差補正が有効である場合に歪曲収差補正を実行する。カメラ本体５は、まず交換レンズ４が装着された直後であるか否か判断する（ステップＳ１１）。カメラ本体５は、交換レンズ４が装着されたであると判断した場合（ステップＳ１１、ＹＥＳ）、交換レンズ４から基準位置変換関数を受信して取得する（ステップＳ１２）。
【００６６】
図１４は、基準位置変換関数の例を示す説明図である。基準位置変換関数は、ズーム光学系２１ａのズーム位置と、フォーカス光学系２１ｂのフォーカス位置との組合せごとに設定された関数である。例えば、カメラ本体５は、基準位置変換関数を含む第１のレンズ情報を交換レンズ４から取得する。また、例えば、カメラ本体５は、交換レンズ４に対して基準位置変換関数を送信するように要求してもよい。なお、撮像光学系２１がズーム光学系２１ａを備えていない場合、基準位置変換関数は、フォーカス位置毎に構成されていてもよい。
【００６７】
また、カメラ本体５は、交換レンズ４が装着されたであると判断した場合（ステップＳ１１、ＮＯ）、ステップＳ１３の処理に移行する。
【００６８】
カメラ本体５は、交換レンズ４における手ブレ補正が有効であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。例えば、カメラ本体５は、交換レンズ４における手ぶれ補正が有効であると判断した場合、交換レンズ４に対して手ぶれ補正を行うように制御信号を送信してもよい。
【００６９】
カメラ本体５は、交換レンズ４における手ぶれ補正が有効であると判断した場合（ステップＳ１３、ＹＥＳ）、防振用光学系２１ｃの駆動量と、ズーム位置と、フォーカス位置とを交換レンズ４から取得する（ステップＳ１４）。即ち、カメラ本体５は、第２のレンズ情報を交換レンズ４から取得する。例えば、カメラ本体５は、交換レンズ４に対して第２のレンズ情報を送信するように要求してもよい。また、カメラ本体５は、交換レンズ４における手ぶれ補正が有効ではないと判断した場合（ステップＳ１３、ＮＯ）、ステップＳ１６の処理に移行する。
【００７０】
カメラ本体５は、取得したズーム位置と、フォーカス位置と、防振用光学系２１ｃの駆動量とに基づいて基準位置を算出する（ステップＳ１５）。例えば、カメラ本体５は、取得したズーム位置とフォーカス位置とに基づいて、ズーム位置とフォーカス位置との組合せごとの基準位置変換関数から１つの基準位置変換関数を特定する。また、カメラ本体５は、防振用光学系２１ｃの駆動量と、ズーム位置（撮像光学系２１の焦点距離）とに基づいてずれ量を算出する。さらに、カメラ本体５は、ずれ量を基準位置変換関数により変換することにより変換ずれ量を算出する。カメラ本体５は、変換ずれ量に基づいて歪曲収差補正に用いる基準位置を算出する。
【００７１】
カメラ本体５は、撮像光学系２１の歪曲収差補正情報と、変換ずれ量から算出した基準位置と、に基づいて撮像画像に対して歪曲収差補正を行う（ステップＳ１６）。なお、交換レンズ４における手ぶれ補正が有効な場合は、算出した基準位置を基準として歪曲収差補正を行うが、交換レンズ４における手ぶれ補正が無効な場合は、撮像素子１２の像面上にある、撮像光学系２１の光軸に対応する結像位置を基準として歪曲収差補正を行う。
【００７２】
交換レンズ４は、基準位置変換関数をカメラ本体５に対して送信する（ステップＳ１７）。交換レンズ４は、例えば、カメラ本体５からの基準位置変換関数の要求に応じて基準位置変換関数を送信する構成であってもよいし、カメラ本体５との接続を検知した場合に基準位置変換関数を送信する構成であってもよい。
【００７３】
交換レンズ４は、撮像システム３のぶれ量を検出し、防振用光学系２１ｃの駆動量を算出する（ステップＳ１８）。交換レンズ４は、算出した駆動量に応じて防振用光学系２１ｃを駆動する。なお、交換レンズ４は、カメラ本体５から手ぶれ補正を行うことを支持する制御信号を受信した場合にステップＳ１８の処理を実行する構成であってもよいし、この制御信号の受信の有無に関わらず防振用光学系２１ｃの駆動量を算出する構成であってもよい。
【００７４】
交換レンズ４は、撮像光学系２１のズーム光学系２１ａの位置と、撮像光学系２１のフォーカス光学系２１ｂの位置と、をそれぞれ検出し、ズーム位置とフォーカス位置とを取得する（ステップＳ１９）。交換レンズ４は、ステップＳ１８及びステップＳ１９の処理により第２のレンズ情報を生成する。
【００７５】
交換レンズ４は、防振用光学系２１ｃの駆動量と、ズーム位置と、フォーカス位置とをカメラ本体５に送信する（ステップＳ２０）。即ち、交換レンズ４は、第２のレンズ情報をカメラ本体５に送信する。例えば、交換レンズ４は、カメラ本体５から第２のレンズ情報を要求された場合に第２のレンズ情報をカメラ本体５に送信する構成であってもよいし、周期的に第２のレンズ情報をカメラ本体５に送信する構成であってもよい。これにより、交換レンズ４は、カメラ本体５が歪曲収差補正を行うのに必要な情報を送信する。
【００７６】
カメラ本体５は、上記のステップＳ１１乃至ステップＳ１６を撮像画像の取得中に周期的に実行する。例えば、カメラ本体５は、上記のステップＳ１１乃至ステップＳ１６の一連の処理ステップを、撮像画像取得する毎に実行する。これにより、カメラ本体５は、撮像画像毎に第２のレンズ情報を取得することができる。この結果、カメラ本体５は、各撮像画像の歪曲収差補正に必要な情報を取得することができる。
【００７７】
上記した実施形態によると、撮像システム３は、算出した撮像光学系２１の焦点距離と防振用光学系２１ｃの駆動量とに基づいて算出した光軸と撮像画像の画像中心とのずれ量を予め設定された基準位置変換関数により変換した変換ずれ量に基づいて歪曲収差補正の基準位置を設定し、歪曲収差補正を行う。これにより、撮像システム３は、防振用光学系２１ｃの駆動量に応じた像面上での歪曲収差の形状を、光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量に応じた像面上での歪曲収差の形状として近似して歪曲収差補正を行うことができる。即ち、撮像システム３は、簡易な処理で防振用光学系２１ｃの駆動量に応じた像面上での歪曲収差の形状を、光軸と前記撮像画像の画像中心とのずれ量に応じた像面上での歪曲収差の形状とを考慮した歪曲収差補正を行うことができる。
【００７８】
また、上記した実施形態によると、撮像システム３は、カメラ本体５が、ズーム位置とフォーカス位置との組合せごとの基準位置変換関数を含む第１のレンズ情報を予め取得してメモリ１３２に保持し、撮像画像の取得に応じてズーム位置とフォーカス位置と防振用光学系２１ｃの駆動量とを含む第２のレンズ情報を交換レンズ４から取得する。これにより、カメラ本体５は、第１のレンズ情報を取得した後は簡易な構成の第２のレンズ情報を取得することにより、適切な歪曲収差補正を行うことが可能になる。これにより、カメラ本体５と交換レンズ４との間における歪曲収差補正を行う為に必要な情報の通信の容量を抑制することができる。
【００７９】
またこのような構成によると、撮影中にカメラ本体５と交換レンズ４との間における歪曲収差補正を行う為に必要な情報の通信の容量を抑制することができる。このため、動画撮影、またはライブビュー表示などのように画像を連続して取得する場合に交換レンズ４とカメラ本体５との間での通信の遅れによって処理が遅延することを防ぐことができる。
【００８０】
特に基準位置変換関数は、レンズにより異なる為、レンズに基準位置変換関数を持たせておくことにより、カメラ本体５にどのようなレンズが装着された場合であってもカメラ本体５は、適切な歪曲収差補正を行う為の情報を取得することが可能になる。また、カメラ本体５は、装着可能な全てのレンズの基準位置変換関数を保持する必要が無い為、使用するメモリの容量を抑えることができる。
【００８１】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。図１５は、第２の実施形態に係る撮像システム３Ａの構成を示す図である。なお、第１の実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付し詳細な説明を省略する。撮像システム３Ａは、交換レンズ４、及びカメラ本体５Ａを備える。カメラ本体５Ａは、シャッタ１１、撮像素子１２、システムコントローラ１３Ａ、操作部１４、ブレ補正マイコン１５、角速度センサ１６、及び撮像素子駆動部１７を備える。
【００８２】
ブレ補正マイコン１５は、像ぶれ抑制処理に関する制御を行うマイクロコンピュータである。ブレ補正マイコン１５は、角速度センサ１６により検出された角速度信号に基づいて撮像システム３のぶれ量を算出するぶれ量取得部として機能する。本実施形態では、ブレ補正マイコン１５は、角速度信号に基づいてカメラ本体５のぶれ量を撮像システム３のぶれ量として算出する。具体的には、ぶれ量は、カメラ本体５のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の回転運動である。ブレ補正マイコン１５は、ぶれ量の検出結果と、撮像光学系２１の光学特性とに基づいて、撮像素子１２の像面に生じる像ぶれの量であるずれ量を算出し、ずれ量に応じて撮像素子駆動部１７による撮像素子１２の駆動量を算出する。ブレ補正マイコン１５は、算出した像ぶれを打ち消す方向に撮像素子１２の像面を駆動するように撮像素子駆動部１７を制御することにより、像ぶれを補正する。
【００８３】
角速度センサ１６は、カメラ本体５Ａの姿勢の変化に伴って生じる回転運動を角速度信号として検出する。角速度センサ１６は、例えば、ヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の回転運動に応じた角速度信号を生成する。角速度センサ１６は、ヨー方向の回転運動を検出する角速度センサ１６ａと、ピッチ方向の回転運動を検出する角速度センサ１６ｂと、ロール方向の回転運動を検出する角速度センサ１６ｃとを有する。
【００８４】
撮像素子駆動部１７は、ブレ補正マイコン１５の制御に応じて撮像素子１２の像面を撮像光学系２１の光軸と直交する方向に移動させることにより、カメラ本体５Ａの姿勢変化に伴って生じる像面上の像ぶれを補正する。
【００８５】
図１６は、ブレ補正マイコン１５の有する機能をブロックとして示すブロック図である。
【００８６】
ブレ補正マイコン１５は、アナログディジタルコンバータ（ＡＤＣ）１５１ａ、ＡＤＣ１５１ｂ、ＡＤＣ１５１ｃ、補正量算出部１５２ａ、補正量算出部１５２ｂ、補正量算出部１５２ｃ、駆動量算出部１５３、駆動ドライバ１５４ａ、駆動ドライバ１５４ｂ、駆動ドライバ１５４ｃ、及び通信部１５５を備える。
【００８７】
ＡＤＣ１５１ａは、角速度センサ１６ａから出力されたヨー方向の角速度信号をディジタル値に変換する。ＡＤＣ１５１ｂは、角速度センサ１６ｂから出力されたピッチ方向の角速度信号をディジタル値に変換する。ＡＤＣ１５１ｃは、角速度センサ１６ｃから出力されたロール方向の角速度信号をディジタル値に変換する。
【００８８】
補正量算出部１５２ａは、ヨー方向の角速度信号と撮像光学系２１の光学特性とに基づいて、像面に生じるＸ方向の像ぶれの量（ずれ量）を算出する。補正量算出部１５２ｂは、ピッチ方向の角速度信号と撮像光学系２１の光学特性とに基づいて、像面に生じるＹ方向の像ぶれの量（ずれ量）を算出する。図１７は、補正量算出部１５２ａ及び補正量算出部１５２ｂの動作について説明するための説明図である。具体的には、補正量算出部１５２ａ及び補正量算出部１５２ｂは、入力されたディジタルの角速度信号に対して撮像光学系２１の焦点距離に応じた光学特性ＯＰを乗算し、乗算した値に対してカメラ本体５Ａにおける像ぶれ補正の比率（像ぶれ補正比率）を乗算し、乗算した値を積算することによりずれ量を補正量として算出する。
【００８９】
カメラ本体５Ａにおける像ぶれ補正比率は、交換レンズ４に対するカメラ本体５Ａの像ぶれ補正の比率を示すものである。像ぶれ補正比率は、例えば１：１などの予め設定された任意の値であってもよいし、交換レンズ４における像ぶれ補正の性能（例えば防振用光学系２１ｃの駆動量の最大値）と、カメラ本体５Ａにおける像ぶれ補正の性能（例えば撮像素子１２の駆動量の最大値）とに基づいて設定されてもよい。像ぶれ補正比率が例えば１：１である場合、補正量算出部１５２ａ及び補正量算出部１５２ｂは、角速度に光学特性ＯＰを乗算した値に像ぶれ補正比率として１／２を乗算する。
【００９０】
補正量算出部１５２ｃは、ロール方向の角速度信号に基づいて、像面に生じるロール方向の像ぶれの量（ずれ量）を算出する。図１８は、補正量算出部１５２ｃの動作について説明するための説明図である。具体的には、補正量算出部１５２ｃは、入力されたロール方向のディジタルの角速度信号が示す角速度を積算することによりずれ量を補正量として算出する。
【００９１】
駆動量算出部１５３は、補正量算出部１５２ａ、補正量算出部１５２ｂ、及び補正量算出部１５２ｃで算出されたずれ量に基づいて、撮像素子駆動部１７による撮像素子１２の駆動量を算出する。具体的には、駆動量算出部１５３は、補正量算出部１５２ａ及び補正量算出部１５２ｂで算出されたＸ方向及びＹ方向のずれ量に基づいて、撮像素子駆動部１７による撮像素子１２のＸ方向及びＹ方向の駆動量を算出する。また、駆動量算出部１５３は、補正量算出部１５２ｃで算出されたロール方向のずれ量に基づいて、撮像素子駆動部１７による撮像素子１２のロール方向の駆動量を算出する。
【００９２】
駆動ドライバ１５４ａは、撮像素子駆動部１７による撮像素子１２のＸ方向の駆動量に応じた電流波形である駆動パルスを撮像素子駆動部１７に出力する。駆動ドライバ１５４ｂは、撮像素子駆動部１７による撮像素子１２のＹ方向の駆動量に応じた電流波形である駆動パルスを撮像素子駆動部１７に出力する。駆動ドライバ１５４ｃは、撮像素子駆動部１７による撮像素子１２のロール方向の駆動量に応じた電流波形である駆動パルスを撮像素子駆動部１７に出力する。
【００９３】
通信部１５５は、システムコントローラ１３Ａと通信し、撮像光学系２１の光学特性を取得する。また、通信部１５５は、システムコントローラ１３Ａと通信し、像ぶれ補正の開始と終了を指示する制御信号を取得する。
【００９４】
次に、撮像素子駆動部１７における処理について説明する。図１９は、撮像素子駆動部１７の撮像素子１２を駆動する為の構成の例を示す説明図である。撮像素子駆動部１７は、例えば、撮像素子１２と連動して動作する可動部１７５と、可動部１７５を支持する支持部１７４と、可動部１７５を駆動する駆動部１７１、駆動部１７２、及び駆動部１７３を備える。
【００９５】
駆動部１７１及び駆動部１７２は、可動部１７５をＸ方向に駆動する。駆動部１７３は、可動部１７５をＹ方向に駆動する。駆動部１７１及び駆動部１７２は、駆動部１７１と駆動部１７２との駆動量の差によって可動部１７５をロール方向に駆動する。即ち、駆動部１７１及び駆動部１７２は、Ｘ方向の駆動量とロール方向の駆動量とに応じて可動部１７５をＸ方向及びロール方向に駆動する。駆動部１７３は、Ｙ方向の駆動量に応じて可動部１７５をＹ方向に駆動する。
【００９６】
駆動部１７１、駆動部１７２及び駆動部１７３は、例えば可動部１７５に設けられた電磁コイルと、支持部１７４に設けられ電磁コイルと磁気的に接続された固定磁石と、から構成される電磁式リニアモーター（ヴォイスコイルモーター等）を備える。
【００９７】
駆動部１７１、駆動部１７２及び駆動部１７３は、撮像素子１２の駆動量に応じたブレ補正マイコン１５からの駆動電流が電磁式リニアモーターを構成する電磁コイルに流れた場合に電磁コイルと固定磁石との間に発生する磁界の相互作用によって可動部１７５がＸ方向、Ｙ方向、及びロール方向に駆動するように構成されている。
【００９８】
撮像素子１２に対するロール方向の駆動量（回転移動角）は、回転移動角が微小値であれば、回転移動角＝Ｌ・（駆動部１７２の移動量−駆動部１７１の移動量）  （式７）により算出される。なお、Ｌは、可動部１７５に対する駆動部１７１及び駆動部１７２の配置により定まる定数である。
【００９９】
次に、システムコントローラ１３Ａの内部における処理について説明する。図２０は、システムコントローラ１３Ａが有する機能をブロックとして示すブロック図である。システムコントローラ１３Ａは、画像生成部１３１、メモリ１３２、基準位置算出部１３３Ａ、及び画像処理部１３４などを有する。
【０１００】
基準位置算出部１３３Ａは、メモリ１３２に保存された基準位置変換関数と撮像素子駆動部１７の駆動量に応じた像面での像移動量とから基準位置を算出する。
【０１０１】
上記したように、本実施例では、カメラ本体５Ａと交換レンズ４とで像ぶれ補正比率に応じた比率で像ぶれ補正を分割して行う。そのため、基準位置を算出するには撮像素子駆動部１７と光学系駆動部２４双方の補正量（駆動量）が必要となる。しかし、撮像素子駆動部１７の補正量と光学系駆動部２４の補正量は、像ぶれ補正比率によって定まる為、一方の補正量を算出することができれば、他方の補正量を推定することができる。
【０１０２】
基準位置算出部１３３Ａは、例えば像ぶれ補正比率が１：１である場合、基準位置を  
基準位置＝撮像素子駆動部１７の駆動量＋撮像素子駆動部１７の駆動量×α  （式８）  
に基づいて算出する。即ち、基準位置算出部１３３Ａは、撮像素子駆動部１７の駆動量と、推定した防振用光学系２１ｃの駆動量との和に基づいて基準位置を算出する。
【０１０３】
また、ＬＣＵ２２も、第１の実施形態に対してＬＣＵ２２内の補正量算出部２２２ａ及び２２２ｂの構成が異なる。図２１は、第２の実施形態に係るＬＣＵ２２内の補正量算出部２２２ａ及び２２２ｂの動作について説明する為の説明図である。第２の実施形態における補正量算出部２２２ａ及び２２２ｂは、角速度に対して撮像光学系２１の焦点距離に応じた光学特性ＯＰを乗算し、乗算した値に対して交換レンズ４における像ぶれ補正の比率（像ぶれ補正比率）を乗算し、乗算した値を積算することによりずれ量を補正量として算出する。この為に、ＬＣＵ２２は、システムコントローラ１３から交換レンズ４における像ぶれ補正比率を取得する。
【０１０４】
次に、第２の実施形態に係る撮像システム３Ａのカメラ本体５Ａ及び交換レンズ４の歪曲収差補正に係る動作について説明する。図２２は、カメラ本体５Ａ及び交換レンズ４の歪曲収差補正に係る動作の例を示すフローチャートである。なお、ステップＳ３１乃至ステップＳ３３の処理は、図１３のステップＳ１１乃至ステップＳ１３にそれぞれ対応する為、説明を省略する。
【０１０５】
カメラ本体５Ａは、交換レンズ４における手ぶれ補正が有効であると判断した場合（ステップＳ３３、ＹＥＳ）、角速度センサ１６により検出された角速度に基づいて撮像素子駆動部１７の駆動量を算出し、撮像素子駆動部１７の駆動量と、カメラ本体５Ａと交換レンズ４との像ぶれ補正比率とに基づいて、防振用光学系２１ｃの駆動量を推定する（ステップＳ３４）。さらに、カメラ本体５Ａは、算出した駆動量に応じて撮像素子駆動部１７により撮像素子１２を駆動する。
【０１０６】
カメラ本体５Ａは、ズーム位置と、フォーカス位置とを交換レンズ４から取得する（ステップＳ３５）。
【０１０７】
カメラ本体５Ａは、取得したズーム位置と、フォーカス位置と、撮像素子駆動部１７の駆動量と、推定した防振用光学系２１ｃの駆動量とに基づいて基準位置を算出する（ステップＳ３６）。
【０１０８】
カメラ本体５Ａは、撮像光学系２１の歪曲収差補正情報と、基準位置と、に基づいて撮像画像に対して歪曲収差補正を行う（ステップＳ３７）。
【０１０９】
交換レンズ４は、基準位置変換関数をカメラ本体５Ａに対して送信する（ステップＳ３８）。
【０１１０】
交換レンズ４は、撮像システム３のぶれ量を検出し、防振用光学系２１ｃの駆動量を算出する（ステップＳ３９）。交換レンズ４は、算出した駆動量に応じて防振用光学系２１ｃを駆動する。
【０１１１】
交換レンズ４は、撮像光学系２１のズーム光学系２１ａの位置と、撮像光学系２１のフォーカス光学系２１ｂの位置と、をそれぞれ検出し、ズーム位置とフォーカス位置とを取得する（ステップＳ４０）。
【０１１２】
交換レンズ４は、ズーム位置と、フォーカス位置とをカメラ本体５Ａに送信する（ステップＳ４１）。
【０１１３】
カメラ本体５Ａは、上記のステップＳ３１乃至ステップＳ３７を撮像画像の取得中に周期的に実行する。例えば、カメラ本体５Ａは、上記のステップＳ３１乃至ステップＳ３７を撮像画像を取得する毎に実行する。これにより、カメラ本体５Ａは、撮像画像毎に第２のレンズ情報を取得することができる。この結果、カメラ本体５Ａは、各撮像画像の歪曲収差補正に必要な情報を取得することができる。なお、カメラ本体５Ａは、交換レンズ４と接続されてから最初の通信時に交換レンズ４から第１のレンズ情報を取得し、交換レンズ４から周期的に第２のレンズ情報を取得し、撮像素子１２により撮像画像を取得する毎に基準位置換算関数を用いて光軸と撮像画像の画像中心とのずれ量を変換して変換ずれ量を算出する構成であってもよい。
【０１１４】
上述した第２の実施形態によると、撮像システム３Ａは、カメラ本体５が交換レンズ４から防振用光学系２１ｃの駆動量を取得するのではなく、カメラ本体５が算出した撮像素子駆動部１７の駆動量と、カメラ本体５と交換レンズ４とにおける補正比率とに基づいて防振用光学系２１ｃの駆動量を推定する。これにより、カメラ本体５と交換レンズ４との間の通信量を削減するとともに、精度の高い歪曲収差補正を行うことができる。
【０１１５】
なお、上述した第２の実施形態では、カメラ本体５は、交換レンズ４から第１のレンズ情報を取得すると説明したが、この構成に限定されない。カメラ本体５は、ネットワークに接続する通信部を備え、この通信部によりネットワークを介して接続可能なサーバから第１のレンズ情報を取得する構成であってもよい。また、カメラ本体５は、複数の交換レンズ４の第１のレンズ情報を予めメモリ１３２に記憶しておく構成であってもよい。
【０１１６】
また、上述した第２の実施形態では、カメラ本体５Ａが撮像素子１２を駆動する撮像素子駆動部１７を備える例について説明したがこの構成に限定されない。カメラ本体５Ａの撮像素子駆動部１７は、撮像素子１２の像面において画像を撮像する領域（切出し範囲）をずれ量に応じて移動させる電子式ぶれ補正の機能で置き換えられてもよい。またさらに、カメラ本体５Ａは、撮像素子駆動部１７によるぶれ補正と、電子式ぶれ補正とを組み合わせて実行する構成であってもよい。
【０１１７】
また、上述した第２の実施形態では、交換レンズ４が角速度センサ２３を備える構成として説明したがこの構成に限定されない。第２の実施形態に係る交換レンズ４は、ぶれ量をカメラ本体５Ａから取得する構成であってもよい。このような構成によると、交換レンズ４は、角速度センサ２３を省略することができる。
【０１１８】
また、上述した第２の実施形態では、交換レンズ４における補正と、カメラ本体５による補正とを周波数成分で分離して適用する構成であってもよい。
例えば、交換レンズ４における補正が高周波数で生じるぶれに対して有効な構成であり、カメラ本体５における補正が低周波数で生じるぶれに対して有効な構成である場合、交換レンズ４により高周波数のぶれを補正し、カメラ本体５により低周波数のぶれを補正することにより、さらに適正なブレ補正を行うことができる。なお、交換レンズ４とカメラ本体５とがどのような成分の補正を担当するかは、最初の接続時に決定してもよいし、逐次判断して切り替える構成であってもよい。
【０１１９】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。また、前述の各動作フローチャートの説明において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて動作を説明しているが、この順で動作を実施することが必須であることを意味するものではない。
【０１２０】
また、前述した実施形態による各処理は、コンピュータとしてのＣＰＵ等に実行させることができるプログラムとして記憶させておくこともできる。この他、メモリカード、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に格納して配布することができる。そして、ＣＰＵ等は、この外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１…撮像素子、２…防振用光学系、３…撮像システム、４…交換レンズ、５…カメラ本体、６…レンズマウント、１１…シャッタ、１２…撮像素子、１３…システムコントローラ、１４…操作部、１５…ブレ補正マイコン、１６…角速度センサ、１７…撮像素子駆動部、２１…撮像光学系、２１ａ…ズーム光学系、２１ｂ…フォーカス光学系、２１ｃ…防振用光学系、２２…レンズコントロールユニット、２３…角速度センサ、２４…光学系駆動部、１３１…画像生成部、１３２…メモリ、１３３…基準位置算出部、１３４…画像処理部、１５２ａ…補正量算出部、１５２ｂ…補正量算出部、１５２ｃ…補正量算出部、１５３…駆動量算出部、１５５…通信部、１７１…駆動部、１７２…駆動部、１７３…駆動部、１７４…支持部、１７５…可動部、２２２ａ…補正量算出部、２２２ｂ…補正量算出部、２２３…駆動量算出部、２２５…メモリ、２２６…通信部、２４１…駆動部、２４２…駆動部、２４３…支持部、２４４…可動部。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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