JP7346076B2 - 制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、および、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、像ブレ補正を行うことが可能な制御装置、レンズ装置、および、撮像装置に関する。

近年、デジタルカメラやビデオカメラなどの光学機器に加わる手ブレなどによって生じた撮影画像のブレを補正する様々なブレ補正機構が提案されている。ブレ補正機構は、ジャイロセンサなどのブレ角速度を検出するセンサ出力に応じて、光学系の光軸の位置をずらすことでブレ補正を行う。また、光軸位置をずらす方法としては、撮影レンズの一部や撮像素子を光軸直交方向に移動させる方法が広く用いられている。

また、ブレ補正機構によってブレ補正したブレ残りを、撮像素子によって画像から動きベクトル（動きベクトル量）として検出する方法がある。動きベクトルは、画像における特徴点をフレームごとの動き量として検出したものである。よって、動きベクトルをフレーム間の時間で除算することにより、撮像素子の像面移動速度を算出することができる。また、撮像光学系の実焦点距離が分かれば、ｆ×ｔａｎθの関係から像面移動速度を角速度に変換することができるため、動きベクトル量からブレ残りの角速度を検出することが可能である。

特許文献１には、光学的なブレ補正手段を用いてブレ補正を行った後のブレ残り量を動きベクトル情報として検出し、その動きベクトル情報をブレ補正手段の目標値としてフィードバックすることで、より精度のよい像ブレ補正を行う撮像装置が開示されている。

特許第３６１０２１０号公報

特許文献１に開示された撮像装置において、動きベクトルとして検出したブレ残り量は、基本的に静止した被写体に対するベクトル情報である必要がある。これは、動く被写体の動きベクトルを検出して光学的なブレ補正手段にフィードバックすると、動く被写体に追従するようにブレ補正手段を駆動することになり、高精度の像ブレ補正を行うことができないためである。すなわち、静止した被写体つまり背景の動きベクトルを正確に検出することが重要になるが、背景の動きベクトルを正確に検出することは困難である。

そこで本発明は、高精度な像ブレ補正を行うことが可能な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、撮像素子からの撮像信号を用いて算出された動きベクトルに基づく第１ブレ情報を取得する第１取得手段と、ブレ検出手段からのブレ信号に基づく第２ブレ情報を取得する第２取得手段と、前記第１ブレ情報と前記第２ブレ情報を合成することにより得られた第３ブレ情報に基づいて、像ブレ補正素子の駆動制御を行う制御手段と、を有し、前記動きベクトルは、前記像ブレ補正素子が移動しているときの撮像信号に基づいて計算され、前記第１ブレ情報はブレ残りを示し、前記第２ブレ情報はブレ補正対象に加わったブレを示し、前記第３ブレ情報を得る際に用いられる前記第１ブレ情報に対する重みは、前記第１ブレ情報と前記第２ブレ情報の比較に基づいて、前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第２ブレ情報の示すブレ量より大きい場合における前記重みが、前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第２ブレ情報の示すブレ量より小さい場合における前記重みよりも小さくなるように決定されることを特徴とする。

本発明の他の側面としてのレンズ装置は、撮像光学系と前記制御装置とを有する。

本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系を介して形成される光学像を光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、前記制御装置とを有する。

本発明の他の側面としての制御方法は、撮像素子からの撮像信号を用いて算出された動きベクトルに基づく第１ブレ情報を取得する第１取得ステップと、ブレ検出手段からのブレ信号に基づく第２ブレ情報を取得する第２取得ステップと、前記第１ブレ情報と前記第２ブレ情報を合成することにより得られた第３ブレ情報に基づいて、像ブレ補正素子の駆動制御を行う補正ステップと、を有し、前記動きベクトルは、前記像ブレ補正素子が移動しているときの撮像信号に基づいて計算され、前記第１ブレ情報はブレ残りを示し、前記第２ブレ情報はブレ補正対象に加わったブレを示し、前記補正ステップにおいて、前記第３ブレ情報を得る際に用いられる前記第１ブレ情報に対する重みは、前記第１ブレ情報と前記第２ブレ情報の比較に基づいて、前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第２ブレ情報の示すブレ量より大きい場合における前記重みが、前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第２ブレ情報の示すブレ量より小さい場合における前記重みよりも小さくなるように決定される。

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、高精度な像ブレ補正を行うことが可能な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。

各実施形態におけるカメラシステムのブロック図である。 第１の実施形態における制御装置のブロック図である。 第１の実施形態における動きベクトル情報コントロール処理のフローチャートである。 第２の実施形態における制御装置のブロック図である。 第２の実施形態における動きベクトルフィードバック量コントロール処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

〔第１の実施形態〕
まず、図１を参照して、本実施形態におけるカメラシステム（撮像システム）の構成について説明する。カメラシステム（撮像システム）１００は、カメラ本体（撮像装置）１０１と、カメラ本体１０１に着脱可能かつ通信可能な交換レンズ（レンズ装置）１０２とを備えて構成される。

撮影動作を行う前（いわゆるエイミング中）は、フォーカルプレーンシャッタ１０３が開いた状態になっており、被写体からの撮影光束は、交換レンズ１０２の撮像光学系を通り、撮像部（撮像手段）（撮像素子）１０４上に結像する。撮像部１０４に結像した画像はＬＣＤ１０５に表示される。これによりユーザは、エイミング中の被写体像を視認することができる。撮像部１０４はＣＭＯＳセンサであり、撮像光学系を介して形成された被写体像（光学像）を光電変換する。

撮影動作（静止画露光を開始する動作）に入ると、フォーカルプレーンシャッタ１０３がシャッタ駆動回路１０６により駆動される。露光開始前のシャッタ動作は、カメラ設定に応じて異なる。例えば先幕メカシャッタ動作を行う設定である場合、露光前にフォーカルプレーンシャッタ１０３が閉じて撮像部１０４の蓄積信号リセットを行った後、フォーカルプレーンシャッタ１０３が開き、露光処理が始まる。一方、先幕電子シャッタ動作を行う設定である場合、フォーカルプレーンシャッタ１０３は閉じずに撮像部１０４の蓄積信号リセットが行われ、その後に露光処理が始まる。露光処理が始まると、撮影光束が撮影光学画像として撮像部１０４面上に結像する。その撮影光学画像は、撮像部１０４によって光電変換され撮像信号となる。

タイミングジェネレータ１０７は、撮像部１０４の蓄積動作、読み出し動作、および、リセット動作等を制御する。ＣＤＳ回路１０８（２重相関サンプリング回路）は、撮像部１０４の蓄積電荷ノイズを低減するための回路である。ゲインコントロール回路１０９は、撮像信号を増幅する回路である。Ａ／Ｄ変換器１１０は、増幅された撮像信号（アナログ信号）をデジタル信号である画像データへ変換する。映像信号処理回路１１１は、Ａ／Ｄ変換器１１０でデジタル化された画像データに対して、フィルタ処理、色変換処理、および、ガンマ処理等の信号処理を行う。また映像信号処理回路（ベクトル算出手段）１１１は、撮像部１０４からの撮像信号を用いて動きベクトル（動きベクトル情報）を算出（生成）し、カメラＭＰＵ１１５へ出力する。映像信号処理回路１１１で信号処理された画像信号は、バッファメモリ１１２に格納され、ＬＣＤ１０５に表示され、または着脱可能なメモリカード１１３に記録される。

操作部１１４は、カメラ本体１０１における撮影モードの設定、記録画像ファイルサイズの設定、撮影動画のサイズの設定、フレームレートの設定、静止画撮影時のレリーズ、動画撮影時の録画開始／停止等を行うためのスイッチ類である。ユーザが操作部１１４によって撮影モードとして動画モードを選択した場合、フォーカルプレーンシャッタ１０３は開いた状態となり、基本的には静止画露光を行う際と同じ順序で信号処理が行われ画像信号へと変換される。ユーザによる操作部１１４の操作によって動画撮影が開始した場合、画像信号が繋ぎ合わされることで動画となり、メモリカード１１３に撮影動画の記録が行われる。

カメラＭＰＵ（制御装置）１１５は、カメラ本体１０１の前述の各動作を制御する。またカメラＭＰＵ１１５は、カメラ本体１０１のインターフェース回路（カメラ側インターフェース回路）１１６および交換レンズ１０２のインターフェース回路（レンズ側インターフェース回路）１１７を介して、レンズＭＰＵ１１８と相互に通信する。この通信では、カメラ本体１０１と交換レンズ１０２との間で様々なデータのやり取りを行う。またカメラＭＰＵ１１５は、ローリングシャッタの歪み補正値を算出する算出部を有する。この歪み補正値は、映像信号処理回路１１１内のローリングシャッタ歪み補正部に入力され、歪みの補正処理が行われる。

温度センサ１１９は、サーミスタ等の温度センサである。温度センサ１１９の出力信号は、カメラＭＰＵ１１５に入力され、カメラ制御に利用され、またはインターフェース回路１１６、１１７を介してレンズＭＰＵ１１８に入力されレンズ制御に利用される。

交換レンズ１０２は、撮像光学系の一部として、フォーカスレンズ１２０、ズームレンズ１２１、補正レンズ（像ブレ補正素子）１２２、および、絞り１２３を有する。フォーカスレンズ１２０は、レンズＭＰＵ１１８からの制御信号に従って、フォーカス制御回路１２４およびフォーカスレンズ駆動用モータ１２５を介して、光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に駆動される。フォーカス制御回路１２４は、フォーカスレンズ１２０を駆動する駆動回路、および、フォーカスレンズ１２０の移動に応じたゾーンパターン信号やパルス信号を出力するフォーカスエンコーダを含む。被写体距離は、フォーカスエンコーダにより検知することができる。

ズームレンズ１２１は、ユーザが不図示のズーム操作環を操作することにより光軸方向に移動する。ズームエンコーダ１２６は、ズームレンズ１２１の移動に応じたゾーンパターン信号を出力する。撮影像倍率は、レンズＭＰＵ１１８がフォーカスエンコーダとズームエンコーダ１２６からの信号を読み取り、被写体距離と焦点距離との組み合わせにより予め記憶されている撮影像倍率データを読み出すことによって得られる。

補正レンズ１２２は、像ブレ補正制御回路１２７およびリニアモータ１２８を介して、光軸ＯＡに直交する方向など、光軸方向とは異なる方向に駆動される。像ブレ補正は、次のようにして行われる。すなわち、ブレ検出手段としての角速度センサ１２９が、交換レンズ１０２に加わった回転ブレを検出し、その回転ブレの程度を示す角速度信号を出力する。以下、角速度センサ１２９から出力される角速度信号を、ブレ信号ともいう。角速度センサ１２９は、例えばジャイロセンサである。Ａ／Ｄ変換器１３０は角速度センサ１２９から出力されたブレ検出信号をデジタル信号に変換し、レンズＭＰＵ１１８に入力する。

レンズＭＰＵ１１８は、各種信号処理を行うとともに、補正レンズ駆動目標信号を算出する。またレンズＭＰＵ１１８は、補正レンズ駆動目標信号と補正レンズエンコーダ１３１から出力される補正レンズ位置信号との差に応じた駆動信号を像ブレ補正制御回路１２７に出力する。このように像ブレ補正は、補正レンズエンコーダ１３１から出力される補正レンズ位置信号を像ブレ補正制御回路１２７にフィードバックすることで行われる。なお像ブレ補正制御は、カメラ本体１０１を中心として、上下方向の傾きを検出するためのピッチ軸、および、左右方向の傾きを検出するためのヨー軸の２軸それぞれにおいて行われる。またレンズＭＰＵ１１８は、像ブレ補正を行うため、像ブレ補正手段１１８ａおよびフィードバック制御手段１１８ｂを有する。なお、これらの機能については、後述する。

絞り１２３は、レンズＭＰＵ１１８からの制御信号に従って、絞り制御回路１３２およびステッピングモータ１３３を介して駆動される。スイッチ（ＳＷ）１３４は、レンズ像ブレ補正ＯＮ／ＯＦＦの選択用スイッチである。

次に、図２を参照して、本実施形態におけるカメラＭＰＵ１１５が動きベクトルを取得してから交換レンズ１０２の像ブレ補正制御回路１２７へ入力するレンズ目標信号になるまでの流れを説明する。図２は、制御装置のブロック図である。

カメラＭＰＵ１１５は、動きベクトル取得部１１５１およびフィルタ処理部１１５２を有する。動きベクトル取得部１１５１は、映像信号処理回路１１１から動きベクトル情報を取得する。そしてフィルタ処理部１１５２は、取得した動きベクトル情報に対してノイズ除去などの各種フィルタ処理を行う。フィルタ処理された動きベクトル情報は、インターフェース回路１１６、１１７を通じて、レンズＭＰＵ１１８に入力される。

レンズＭＰＵ１１８は、角速度変換処理部（第１取得手段）１１８１、動きベクトル処理部（第２取得手段）（動きベクトル情報コントロール処理部）１１８２、フィルタ処理部１１８３、１１８４、加算器１１８５、積分フィルタ１１８６、および、レンズ移動量変換処理部１１８７を有する。角速度変換処理部１１８１、動きベクトル処理部１１８２、および、フィルタ処理部１１８３は、フィードバック制御手段１１８ｂを構成する。フィルタ処理部１１８４、加算器１１８５、積分フィルタ１１８６、および、レンズ移動量変換処理部１１８７は、像ブレ補正手段（制御手段）１１８ａを構成する。

レンズＭＰＵ１１８の角速度変換処理部１１８１は、入力された動きベクトル情報（像面移動速度情報）（第１ブレ情報）を角速度情報に変換する。続いて動きベクトル処理部１１８２は、動きベクトル情報コントロール処理を行う。なお、動きベクトル情報コントロール処理の詳細に関しては、後述する。その後、フィルタ処理部１１８３は、ノイズ除去やブレ補正精度向上のための各種フィルタ処理を行う。

角速度センサ１２９で得られたブレ信号（角速度信号）は、Ａ／Ｄ変換器１３０を通じてデジタル信号に変換され、レンズＭＰＵ１１８に入力される。デジタル信号に変換されたブレ信号（第２ブレ情報）は、動きベクトル処理部１１８２に入力される。またフィルタ処理部１１８４は、デジタル信号に変換されたブレ信号に対して、ノイズ除去やブレ補正精度向上のための各種フィルタ処理を行う。続いて加算器１１８５は、動きベクトル情報に基づいて得られた角速度信号（フィルタ処理部１１８３の出力信号）と、角速度センサ１２９から得られた角速度信号（フィルタ処理部１１８４の出力信号）とを加算し第３ブレ情報を生成する。積分フィルタ１１８６は、加算後の角速度信号を角度信号に変換する。

続いてレンズ移動量変換処理部１１８７は、角度信号に対してレンズ移動量変換処理を行い、補正レンズ１２２を移動するための目標信号を生成する。この目標信号は、前述したように補正レンズエンコーダ１３１との差分を取ることで補正レンズ１２２を駆動するための駆動信号になり、像ブレ補正制御回路１２７に入力される。このように、動きベクトル情報から得られたブレ残り（ブレ残り信号）を補正レンズ１２２の駆動信号にフィードバックすることで、より高精度のブレ補正を行うことができる。

次に、図３を参照して、レンズＭＰＵ１１８（動きベクトル処理部１１８２）における動きベクトル情報コントロール処理に関して説明する。図３は、動きベクトル情報コントロール処理のフローチャートである。図３の各ステップは、主に、レンズＭＰＵ１１８のフィードバック制御手段１１８ｂ（動きベクトル処理部１１８２）により実行される。レンズＭＰＵ１１８が動きベクトル情報コントロール処理を開始すると、ステップＳ３０１から処理が開始する。

まずステップＳ３０１において、レンズＭＰＵ１１８（動きベクトル処理部１１８２）は、角速度センサ１２９の出力信号（ブレ信号、角速度信号）と、角速度変換後の動きベクトル（動きベクトル情報）の大きさとを比較する。動きベクトル情報はブレ残り情報であるため、背景の動きベクトルを正確に検出できていれば、実際に発生しているブレより大きくなることは基本的には考えにくい。このためレンズＭＰＵ１１８は、実際に発生しているブレ（すなわち、角速度センサ１２９のブレ信号）よりも動きベクトルに基づいて検出されたブレ残り（ブレ残り信号）が大きい場合、動きベクトル情報を誤検出している可能性が高いと判定する。

ステップＳ３０１にて角速度センサ１２９の出力信号が角速度変換後の動きベクトル情報よりも大きい場合、ステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２において、レンズＭＰＵ１１８は、動きベクトルをそのまま用いる。すなわちレンズＭＰＵ１１８は、動きベクトルに基づいて算出されたブレ残りをそのまま像ブレ補正手段１１８ａにフィードバックする。

一方、ステップＳ３０１にて角速度センサ１２９の出力信号の大きさが角速度変換後の動きベクトルの大きさ以下である場合、ステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３において、レンズＭＰＵ１１８（動きベクトル処理部１１８２）は、動きベクトルの絶対値が所定値以上であるか否かを判定する。動きベクトルの絶対値が所定値以上である場合、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において、レンズＭＰＵ１１８は、動きベクトルを０、すなわち動きベクトルに基づいて算出されたブレ残りを０にして像ブレ補正手段１１８ａにフィードバックする。一方、動きベクトルの絶対値が所定値よりも小さい場合、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５において、レンズＭＰＵ１１８は、動きベクトルに０．５を乗算、すなわちブレ残りに０．５を乗算して像ブレ補正手段１１８ａにフィードバックする。

動きベクトル情報を誤検出している状態の場合、そのまま動きベクトル情報を補正レンズ１２２の駆動信号へフィードバックしてしまうと、正しいブレ補正ができずユーザに違和感を持たれる可能性が高い。このためフィードバック制御手段１１８ｂ（動きベクトル処理部１１８２）は、動きベクトル情報を誤検出していると判定した場合、動きベクトル情報をそのまま使わずに小さな値に設定する。本実施形態では、特に絶対値が大きい場合、より値を小さくするために動きベクトルを０にする。これは、誤検出の際にフィードバックする動きベクトルの値が大きいほど、補正レンズ１２２の駆動信号への影響度が大きくなるためである。

このように本実施形態では、動きベクトルを誤検出した可能性が高い場合、補正レンズ１２２への駆動信号として加算する動きベクトル情報（ブレ残り信号）を適切にコントロールすることができる。また本実施形態では、動きベクトル情報コントロール処理の後段にフィルタ処理部１１８３を挿入することにより、動きベクトル情報コントロール処理後の信号変位が滑らかになるメリットがある。

〔第２の実施形態〕
次に、図４および図５を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。なお本実施形態において、カメラシステムの基本構成は、図１を参照して説明した構成と同様であるため、その説明は省略する。

図４を参照して、本実施形態におけるカメラＭＰＵ１１５が動きベクトルを取得してから交換レンズ１０２の像ブレ補正制御回路１２７へ入力するレンズ目標信号になるまでの流れを説明する。図４は、制御装置のブロック図である。

フィードバック制御手段１１８ａは、角速度変換処理部１１８１、フィルタ処理部１１８８、および、動きベクトル処理部（第２取得手段）（動きベクトルフィードバック量コントロール処理部）１１８９を有する。角速度変換処理部１１８１は、入力された動きベクトル情報（像面移動速度情報）を角速度情報に変換する。角速度変換処理部１１８１からの出力信号（角速度変換後の動きベクトル情報）は、動きベクトル処理部１１８９へも入力される。続いてフィルタ処理部１１８８は、ノイズ除去やブレ補正精度向上のための各種フィルタ処理を行う。その後、動きベクトル処理部１１８９は、動きベクトルフィードバック量コントロール処理を行う。なお、動きベクトルフィードバック量コントロール処理の詳細に関しては、後述する。

角速度センサ１２９で得られたブレ信号は、Ａ／Ｄ変換器１３０を通じてデジタル信号に変換され、レンズＭＰＵ１１８に入力される。デジタル信号に変換されたブレ信号は、動きベクトル処理部１１８９に入力される。またフィルタ処理部１１８４は、デジタル信号に変換されたブレ信号に対して、ノイズ除去やブレ補正精度向上のための各種フィルタ処理を行う。続いて加算器１１８５は、動きベクトル情報に基づいて得られた角速度信号（動きベクトル処理部１１８９の出力信号）と、角速度センサ１２９から得られた角速度信号（フィルタ処理部１１８４の出力信号）とを加算する。積分フィルタ１１８６は、加算後の角速度信号を角度信号に変換する。

続いてレンズ移動量変換処理部１１８７は、角度信号に対してレンズ移動量変換処理を行い、補正レンズ１２２を移動するための目標信号を生成する。この目標信号は、前述したように補正レンズエンコーダ１３１との差分を取ることで補正レンズ１２２を駆動するための駆動信号になり、像ブレ補正制御回路１２７に入力される。このように、動きベクトル情報から得られたブレ残り（ブレ残り信号）を補正レンズ１２２の駆動信号にフィードバックすることで、より高精度のブレ補正を行うことができる。

次に、図５を参照して、レンズＭＰＵ１１８（動きベクトル処理部１１８９）における動きベクトルフィードバック量コントロール処理に関して説明する。図５は、動きベクトルフィードバック量コントロール処理のフローチャートである。図５の各ステップは、主に、レンズＭＰＵ１１８のフィードバック制御手段１１８ｂ（動きベクトル処理部１１８９）により実行される。レンズＭＰＵ１１８が動きベクトルフィードバック量コントロール処理を開始すると、ステップＳ５０１から処理が開始する。

まずステップＳ５０１において、レンズＭＰＵ１１８（動きベクトル処理部１１８９）は、角速度センサ１２９の出力信号（ブレ信号、角速度信号）と、角速度変換後の動きベクトル（動きベクトル情報）の大きさとを比較する。

ステップＳ５０１にて角速度センサ１２９の出力信号が角速度変換後の動きベクトル情報よりも大きい場合、ステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２において、レンズＭＰＵ１１８は、フィードバック量に１を乗算する。すなわちレンズＭＰＵ１１８は、動きベクトルに基づいて算出されたブレ残りのフィードバック量を１として像ブレ補正手段１１８ａにフィードバックする。

一方、ステップＳ５０１にて角速度センサ１２９の出力信号の大きさが角速度変換後の動きベクトルの大きさ以下である場合、ステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０３において、レンズＭＰＵ１１８（動きベクトル処理部１１８９）は、動きベクトルの絶対値が所定値以上であるか否かを判定する。動きベクトルの絶対値が所定値以上である場合、ステップＳ５０４に進む。ステップＳ５０４において、レンズＭＰＵ１１８は、フィードバック量に０を乗算する、すなわち動きベクトルに基づいて算出されたブレ残りのフィードバック量を０にして像ブレ補正手段１１８ａにフィードバックする。一方、動きベクトルの絶対値が所定値よりも小さい場合、ステップＳ５０５に進む。ステップＳ５０５において、レンズＭＰＵ１１８は、フィードバック量に０．５を乗算する、すなわちブレ残りのフィードバック量に０．５を乗算して像ブレ補正手段１１８ａにフィードバックする。

このように本実施形態では、動きベクトルを誤検出した可能性が高い場合、補正レンズ１２２への駆動信号として加算する動きベクトル情報（ブレ残り信号）を適切にコントロールすることができる。また本実施形態では、動きベクトルフィードバック量コントロール処理を角速度加算（加算器１１５５）の直前に挿入することにより、誤検出した動きベクトル情報の反映をより早く反映させないようにできるメリットがある。

各実施形態において、制御装置（レンズＭＰＵ１１８）は、像ブレ補正手段１１８ａおよびフィードバック制御手段１１８ｂを有する。像ブレ補正手段１１８ａは、角速度センサ１２９からのブレ信号と、撮像部１０４からの撮像信号を用いて算出された動きベクトルとに基づいて、光軸に対して直交方向の成分を含む方向に補正レンズ１２２を移動させる。このように補正レンズ１２２を移動させることによって、像ブレ補正手段１１８ａは、撮像部１０４に対する撮像光学系の光軸の位置を移動させる。フィードバック制御手段は、像ブレ補正手段１１８ａが光軸の位置を移動させる際に、動きベクトルを用いて算出されたブレ残り（ブレ残り信号）を像ブレ補正手段にフィードバックする。またフィードバック制御手段は、ブレ信号と動きベクトルとに基づいて、ブレ残りのフィードバック量を変更する。

好ましくは、フィードバック制御手段は、ブレ信号および動きベクトルのそれぞれの大きさに基づいて、フィードバック量を変更する。また好ましくは、フィードバック制御手段は、ブレ信号および動きベクトルのそれぞれの所定期間における平均値の大きさに基づいて、フィードバック量を変更する。また好ましくは、フィードバック制御手段は、ブレ信号（角速度信号）が角速度変換後の動きベクトルよりも大きいか否かに基づいて、フィードバック量を変更する（Ｓ３０１、Ｓ５０１）。また好ましくは、フィードバック制御手段は、動きベクトルの絶対値が所定値よりも大きいか否かに基づいて、フィードバック量を変更する（Ｓ３０３、Ｓ５０３）。また好ましくは、フィードバック制御手段は、ブレ信号および動きベクトルのそれぞれの周波数に基づいて、フィードバック量を変更する。

好ましくは、フィードバック制御手段は、動きベクトルを角速度に変換し、角速度変換後の動きベクトルを制御して、フィードバック量を変更する（図２）。また好ましくは、フィードバック制御手段は、動きベクトルを角速度に変換してフィルタ処理を行い、角速度変換後かつフィルタ処理後の動きベクトルを制御して、フィードバック量を変更する（図４）。

なお各実施形態では、ステップＳ３０３またはステップＳ５０３において、動きベクトルの絶対値が所定値以上であるか否かを判定しているが、これに限定されるものではない。例えば、角速度センサ１２９の出力信号が角速度変換後の動きベクトルよりも小さい場合、常に動きベクトルを０に設定（または、フィードバック量に０を乗算）してもよい。または、常に動きベクトルを０以外の一定値に設定（または、フィードバック量に一定値を乗算）してもよい。また、動きベクトルの絶対値を判定するための所定値を複数の段階に分けて、乗算する値をより細かくコントロールしてもよい。また、例えば動きベクトルの大きさに応じたゲインを算出し、それを乗算するようにしてもよい。

また各実施形態では、角速度センサ１２９の出力信号の大きさと、角速度変換後の動きベクトルの大きさとを比較することで動きベクトル情報が誤検出しているか否かを判定しているが、これに限定されるものではない。動きベクトル情報は、基本的にフレーム毎に更新される情報であるため、角速度センサ１２９の出力信号をその更新周期に合わせて取得して比較に用いることが好ましい。これにより、より精度の高い検出が可能になる。また、ベクトルを更新する周期（フレームレート）間の角速度センサ１２９の出力信号の平均値を比較に用いることにより、衝撃などにより角速度センサ１２９にステップ的な出力が発生した場合でも、その影響を少なくすることができる。また、角速度センサ１２９の出力信号の周波数と動きベクトル情報の周波数との関係も動きベクトルの誤検出を判定する情報になり得る。例えば、角速度センサ１２９で検出しているブレ周波数の分布と、動きベクトル情報によるブレ残り周波数分布とが大きく異なる場合、動きベクトルを誤検出している可能性が高いと判定することができる。

また各実施形態では、交換レンズ１０２の補正レンズ１２２を光軸直交方向にずらすことによって像ブレ補正を行う構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、カメラ本体１０１の撮像部１０４を光軸直交方向にずらすことで像ブレ補正を行う構成でも、各実施形態と同様の効果を得ることができる。また、カメラ本体１０１と交換レンズ１０２に共に光学的なブレ補正機構が存在する構成であれば、補正量を分割することでより大きなブレまで補正可能にすることができる。

また各実施形態では、制御装置としてのレンズＭＰＵ１１８が像ブレ補正手段１１８ａおよびフィードバック制御手段１１８ｂを有するが、これに限定されるものではない。制御装置としてのカメラＭＰＵ１１５が像ブレ補正手段およびフィードバック制御手段としての機能の少なくとも一部を有していてもよい。また各実施形態では、交換レンズ１０２に角速度センサ（ブレ検出手段）１２９を設けた構成について説明したが、交換レンズ１０２の代わりにカメラ本体１０１に同様の角速度センサを設けてもよい。また、カメラ本体１０１と交換レンズ１０２の両方に角速度センサを設けて、両方の角度センサの出力信号のうちの少なくとも一方を用いてもよい。両方の角速度センサの出力信号を使用する場合は、カメラ本体１０１と交換レンズ１０２のそれぞれに設けた角速度センサの出力の平均値を使用してもよい。

（その他の実施形態）
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。

各実施形態では、ブレ検出手段の出力信号に基づいて補正レンズを駆動し、ブレ補正後のブレ残りを動きベクトル情報として検出し、検出した動きベクトル情報をブレ補正機構にフィードバックして高精度の像ブレ補正を行う。また、ブレ検出手段の出力信号と動きベクトル情報とを比較して、動きベクトル情報が正しくブレ残りを検出できていないと判定される場合、フィードバック量を少なくする。これにより、動きベクトル情報が誤検出されている場合でも、ユーザに違和感を与えることなく適切なブレ補正が可能になる。このため各実施形態によれば、高精度な像ブレ補正を行うことが可能な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１１８ レンズＭＰＵ（制御装置）
１１８ａ 像ブレ補正手段
１１８ｂ フィードバック制御手段

Claims (14)

1. 撮像素子からの撮像信号を用いて算出された動きベクトルに基づく第１ブレ情報を取得する第１取得手段と、
   ブレ検出手段からのブレ信号に基づく第２ブレ情報を取得する第２取得手段と、
   前記第１ブレ情報と前記第２ブレ情報を合成することにより得られた第３ブレ情報に基づいて、像ブレ補正素子の駆動制御を行う制御手段と、を有し、
   前記動きベクトルは、前記像ブレ補正素子が移動しているときの撮像信号に基づいて計算され、前記第１ブレ情報はブレ残りを示し、前記第２ブレ情報はブレ補正対象に加わったブレを示し、
   前記第３ブレ情報を得る際に用いられる前記第１ブレ情報に対する重みは、前記第１ブレ情報と前記第２ブレ情報の比較に基づいて、前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第２ブレ情報の示すブレ量より大きい場合における前記重みが、前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第２ブレ情報の示すブレ量より小さい場合における前記重みよりも小さくなるように決定されることを特徴とする制御装置。
2. 前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第２ブレ情報の示すブレ量より大きい場合において、前記第１ブレ情報の示すブレ量が第１ブレ量であるときの前記重みは、前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第１ブレ量よりも小さい第２ブレ量であるときの前記重みよりも、小さいことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１ブレ情報の示すブレ量および前記第２ブレ情報の示すブレ量はそれぞれ、所定期間における前記第１ブレ情報の平均値および前記第２ブレ情報の平均値に基づいて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記重みは、前記第１ブレ情報の周波数特性と前記第２ブレ情報の周波数特性を比較することにより決定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. ブレ検出手段は角速度センサであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記ブレ信号は、角速度信号であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 撮像光学系と、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制御装置と、を有することを特徴とするレンズ装置。
8. ブレを検出して前記ブレ信号を出力するブレ検出手段を更に有することを特徴とする請求項７に記載のレンズ装置。
9. 前記制御手段は、前記像ブレ補正素子である前記撮像光学系に含まれる補正レンズを光軸に対して直交方向の成分を含む方向に移動させることを特徴とする請求項７または８に記載のレンズ装置。
10. 撮像光学系を介して形成される光学像を光電変換して撮像信号を出力する撮像素子と、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。
11. 前記撮像素子からの前記撮像信号を用いて前記第１ブレ情報を算出するベクトル算出手段を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記制御手段は、前記像ブレ補正素子である前記撮像素子の位置を光軸に対して直交方向に移動させることを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
13. 撮像素子からの撮像信号を用いて算出された動きベクトルに基づく第１ブレ情報を取得する第１取得ステップと、
    ブレ検出手段からのブレ信号に基づく第２ブレ情報を取得する第２取得ステップと、
    前記第１ブレ情報と前記第２ブレ情報を合成することにより得られた第３ブレ情報に基づいて、像ブレ補正素子の駆動制御を行う補正ステップと、を有し、
    前記動きベクトルは、前記像ブレ補正素子が移動しているときの撮像信号に基づいて計算され、前記第１ブレ情報はブレ残りを示し、前記第２ブレ情報はブレ補正対象に加わったブレを示し、
    前記補正ステップにおいて、前記第３ブレ情報を得る際に用いられる前記第１ブレ情報に対する重みは、前記第１ブレ情報と前記第２ブレ情報の比較に基づいて、前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第２ブレ情報の示すブレ量より大きい場合における前記重みが、前記第１ブレ情報の示すブレ量が前記第２ブレ情報の示すブレ量より小さい場合における前記重みよりも小さくなるように決定されることを特徴とする制御方法。
14. 請求項１３に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。