JP5439733B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関し、傾き補正処理を行う撮像装置に関する。

従来、カメラなどの撮像装置において撮像中に生じた手ブレ量に応じて、像ブレ補正レンズまたは撮像素子を光軸と垂直な平面上を移動させることにより結像面上での像ブレを抑制する像ブレ補正処理を行う装置が提案されている。

特許文献１は、ヨーイング、ピッチング、及びローリングに基づくブレ角度を算出し、これらに基づいて像ブレ補正処理を行う像ブレ補正装置を開示する。
特開２００６−７１７４３号公報

しかし、ローリングに基づくブレ量（ブレ角度）を補正する像ブレ補正処理の際、補正開始時点からの撮像装置の回転角度（ブレ角度）の算出が行われるが、保持状態によって変動する撮像装置の重力方向と垂直な水平面に対する光軸周りの傾きは考慮されていない。像ブレ補正処理を開始した時点で撮像装置が傾いていれば、その傾いた状態を保持するようにローリングに基づく像ブレ補正が行われるため、かかる傾きを無くし撮像装置を水平にする補正は行われない。このため、水平線や地平線などが画像の外形を構成する長方形（または正方形）の上下の対辺と平行でない状態、すなわち傾いた状態の画像が撮像によって得られることになる。

したがって本発明の目的は、撮像素子の重力方向と垂直な水平面に対する光軸周りの傾きを補正する傾き補正処理を行う撮像装置を提供することである。

本発明に係る撮像装置は、レンズを介して入射した光学像を撮像する撮像素子を有し、レンズの光軸に垂直な平面上で回転を含めた移動が可能な可動部と、光軸に垂直な第１方向の第１重力加速度成分と、光軸と第１方向に垂直な第２方向の第２重力加速度成分とを検出する加速度センサと、第１重力加速度成分の絶対値と第２重力加速度成分の絶対値との大小関係に基づいて、撮像素子を含む撮像装置の重力方向と垂直な水平面に対する光軸周りの傾き角度を算出し、傾き角度に基づく傾き補正処理のために可動部の移動制御を行う制御部とを備える。

好ましくは、制御部は、第１重力加速度成分の絶対値と、第２重力加速度成分の絶対値のうち、小さい方の値についてアークサイン変換を施すことにより、傾き角度を算出する。

また、好ましくは、制御部は、前記第２方向に平行な軸周りのヨーイング及び第１方向に平行な軸周りのピッチングの少なくとも一方に基づく像ブレを補正する像ブレ補正処理と傾き補正処理のために可動部の移動制御を行う。

また、好ましくは、撮像装置が水平に保持され且つ撮像装置の上面部または底面部が上を向いた状態である場合に、第１方向は重力方向と垂直で、第２方向は重力方向に平行になり、撮像装置が水平に保持され且つ撮像装置の側面部の一方が上を向いた状態である場合に、第１方向は重力方向と平行で、第２方向は重力方向に垂直になる。

以上のように本発明によれば、撮像素子の重力方向と垂直な水平面に対する光軸周りの傾きを補正する傾き補正処理を行う撮像装置を提供することができる。

以下、本実施形態について、図を用いて説明する。撮像装置１は、デジタルカメラであるとして説明する。なお、方向を説明するために、撮像装置１において撮影レンズ６７の光軸ＬＸと直交する方向を第１方向ｘ、第１方向ｘ及び光軸ＬＸと直交する方向を第２方向ｙ、光軸ＬＸと平行な方向を第３方向ｚとして説明する。

第１方向ｘ、第２方向ｙ、及び第３方向ｚと、重力方向との関係は、撮像装置１の保持姿勢によって変動する。例えば、撮像装置１が、正立横位置姿勢状態にある場合、すなわち、撮像装置１が、水平保持状態で、且つ撮像装置１の上面部が上を向いた状態（図２参照）にある場合は、第１方向ｘと第３方向ｚは重力方向と垂直で、第２方向ｙは重力方向に平行である。撮像装置１が、倒立横位置姿勢状態にある場合、すなわち、撮像装置１が、水平保持状態で、且つ撮像装置１の底面部が上を向いた状態（図９参照）にある場合は、第１方向ｘと第３方向ｚは重力方向と垂直で、第２方向ｙは重力方向に平行である。第１縦位置姿勢状態にある場合、すなわち、撮像装置１が、縦保持状態で、且つ撮像装置１の側面の一方が上を向いた状態（図１０参照）にある場合は、第１方向ｘが重力方向に平行で、第２方向ｙと第３方向ｚが重力方向に垂直である。撮像装置１が、第２縦位置姿勢状態にある場合、すなわち、撮像装置１が、縦保持状態で、且つ撮像装置１の側面の他方が上を向いた状態（図１１参照）にある場合は、第１方向ｘが重力方向に平行で、第２方向ｙと第３方向ｚが重力方向に垂直である。撮像装置１の正面部（撮影レンズ６７がある側）が重力方向を向いた状態にある場合は、第１方向ｘと第２方向ｙが重力方向に垂直で、第３方向ｚが重力方向に平行である。

撮像装置１の撮像に関する部分は、主電源のオンオフ切り替えを行うＰｏｎボタン１１、レリーズボタン１３、補正ボタン１４、ＬＣＤモニタ１７、ミラー絞りシャッタ部１８、ＤＳＰ１９、ＣＰＵ２１、ＡＥ部２３、ＡＦ部２４、補正部３０の撮像部３９ａ、及び撮影レンズ６７から構成される（図１〜３参照）。Ｐｏｎボタン１１の押下に対応してＰｏｎスイッチ１１ａのオンオフ状態が切り替えられ、これにより撮像装置１の主電源のオンオフ状態が切り替えられる。被写体像は、撮像部３９ａによって撮影レンズ６７を介した光学像として撮像され、ＬＣＤモニタ１７によって撮像された画像が表示される。また被写体像は光学ファインダ（不図示）によって光学的に観察することも可能である。

レリーズボタン１３は、半押しすることにより測光スイッチ１２ａがオン状態にされ測光や測距及び合焦動作が行われ、全押しすることによりレリーズスイッチ１３ａがオン状態にされ撮像部３９ａ（撮像手段）による撮像（撮像動作）が行われ、撮影像がメモリされる。

ミラー絞りシャッタ部１８は、ＣＰＵ２１のポートＰ７と接続され、レリーズスイッチ１３ａのオン状態に連動して、ミラーのＵＰ／ＤＯＷＮ、絞りの開閉（閉開）、及びシャッタの開閉動作を行う。

撮影レンズ６７は、撮像装置１の交換レンズであり、ＣＰＵ２１のポートＰ８と接続され、撮影レンズ６７に内蔵されたレンズＲＯＭなどに記録されたレンズ情報（レンズ情報係数ｆなど）を、撮像装置１の電源がオン状態にされた時などにＣＰＵ２１に出力する。

ＤＳＰ１９は、ＣＰＵ２１のポートＰ９、及び撮像部３９ａと接続され、ＣＰＵ２１の指示に基づいて、撮像部３９ａにおける撮像により得られた画像信号について、画像処理などの演算処理を行う。

ＣＰＵ２１は、撮像に関する各部の制御、後述する像ブレ補正及び傾き補正処理に関する各部の制御を行う制御手段である。また、ＣＰＵ２１は、後述する補正モードか否かを判断する補正パラメータＳＲの値、レリーズ状態管理パラメータＲＰ、及びミラー状態管理パラメータＭＰの値をメモリする。

レリーズ状態管理パラメータＲＰは、レリーズシーケンス（レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされることにより開始される撮像部３９ａによる撮像動作）に連動して値が切り替えられ、レリーズシーケンス中に値が１に設定され（図４のステップＳ２１〜Ｓ２８参照）、それ以外の時に値が０に設定される（図４のステップＳ１３、Ｓ２８参照）。

ミラー状態管理パラメータＭＰは、撮像装置１のミラー（不図示）が、撮像動作のために、ミラーアップ動作が行われている間、値が１に設定され（図４のステップＳ２２参照）、それ以外の間は、値が０に設定される（図４のステップＳ２４参照）。

撮像装置１におけるミラーアップ動作が完了したか否かの検知は、メカスイッチ（不図示）のオンオフ状態を検知することにより行われる。ミラーダウン動作が完了したか否かの検知は、シャッタチャージが完了したか否かの状態を検知することにより行われる。

また、ＣＰＵ２１は、後述する第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ、第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ、第１、第２デジタル加速度信号Ｄａｈ_ｎ、Ｄａｖ_ｎ、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎ、第１、第２、第３デジタル角度Ｋｘ_ｎ、Ｋｙ_ｎ、Ｋθ_ｎ、位置Ｓ_ｎの横方向成分Ｓｘ_ｎ、縦方向成分Ｓｙ_ｎ、回転方向成分（傾き補正角度）Ｓθ_ｎ、第１縦方向成分Ｓｙｌ_ｎ、第２縦方向成分Ｓｙｒ_ｎ、横方向駆動力Ｄｘ_ｎ、第１縦方向駆動力Ｄｙｌ_ｎ、第２縦方向駆動力Ｄｙｒ_ｎ、Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの横方向成分ｐｄｘ_ｎ、第１縦方向成分ｐｄｙｌ_ｎ、第２縦方向成分ｐｄｙｒ_ｎ、レンズ情報係数ｆ、及びホール素子間隔係数ｈｓｄ（＝第１、第２縦方向ホール素子ｈｖ１、ｈｖ２の第１方向ｘの間隔）をメモリする。

ＡＥ部２３は、被写体の測光動作を実行して露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間を演算する。ＡＦ部２４は、測距を行い、この測距結果に基づき撮影レンズ６７を光軸方向に変位させ焦点調節を行う。

撮像装置１の像ブレ補正及び傾き補正装置すなわち像ブレ補正及び傾き補正処理に関する部分は、補正ボタン１４、ＬＣＤモニタ１７、ＣＰＵ２１、ブレ量及び傾き検出部２５、駆動用ドライバ回路２９、補正部３０、磁界変化検出素子の信号処理回路としてのホール素子信号処理回路４５、及び撮影レンズ６７から構成される。

補正ボタン１４は、押下することにより補正スイッチ１４ａがオン状態にされ、測光など他の動作と独立して、一定時間ごとに、ブレ量及び傾き検出部２５、及び補正部３０が駆動されて像ブレ補正及び傾き補正処理が行われる。補正スイッチ１４ａがオン状態にされた補正モードの場合に補正パラメータＳＲが１に設定され、補正スイッチ１４ａがオフ状態にされた補正モードでない場合に補正パラメータＳＲが０に設定される。本実施形態ではこの一定時間を１ｍｓであるとして説明する。

これらのスイッチの入力信号に対応する各種の出力はＣＰＵ２１によって制御される。測光スイッチ１２ａ、レリーズスイッチ１３ａ、補正スイッチ１４ａのオン／オフ情報は、それぞれ１ビットのデジタル信号としてＣＰＵ２１のＰ１２、Ｐ１３、Ｐ１４に入力される。ＡＥ部２３、ＡＦ部２４、ＬＣＤモニタ１７は、それぞれポートＰ４、Ｐ５、Ｐ６で信号の入出力が行われる。

次に、ブレ量及び傾き検出部２５、駆動用ドライバ回路２９、補正部３０、ホール素子信号処理回路４５についての詳細、及びＣＰＵ２１との入出力関係について説明する。

ブレ量及び傾き検出部２５は、第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂ、加速度センサ２６ｃ、第１、第２ハイパスフィルタ回路２７ａ、２７ｂ、及び第１、第２、第３、第４アンプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを有する。

第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂは、撮像装置１の第２方向ｙに平行な軸周りのヨーイング角速度及び第１方向ｘに平行な軸周りのピッチング角速度を検出する。第１角速度センサ２６ａはヨーイング角速度を検出するジャイロセンサであり、第２角速度センサ２６ｂはピッチング角速度を検出するジャイロセンサである。

加速度センサ２６ｃは、重力加速度の第１方向ｘ成分（横方向成分）である第１重力加速度成分と、重力加速度の第２方向ｙ成分（縦方向成分）である第２重力加速度成分を検出するセンサである。

第１、第２ハイパスフィルタ回路２７ａ、２７ｂは、第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂからの出力のヌル電圧やパンニングである低周波成分をカットする（アナログハイパスフィルタ処理）。第１、第２アンプ２８ａ、２８ｂは、低周波成分がカットされた角速度に関する信号を増幅し、第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙとしてアナログ信号をＣＰＵ２１のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１に出力する。

第３アンプ２８ｃは、加速度センサ２６ｃから出力された第１重力加速度成分に関する信号を増幅し、第１加速度ａｈとしてアナログ信号をＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２に出力する。第４アンプ２８ｄは、加速度センサ２６ｃから出力された第２重力加速度成分に関する信号を増幅し、第２加速度ａｖとしてアナログ信号をＣＰＵ２１のＡ／Ｄ３に出力する。

低周波成分のカットは、第１、第２ハイパスフィルタ回路２７ａ、２７ｂにおけるアナログハイパスフィルタ処理、及びＣＰＵ２１におけるデジタルハイパスフィルタ処理が行われる。後段のデジタルハイパスフィルタ処理においては、アナログハイパスフィルタ処理におけるカットオフ周波数以上のカットオフ周波数が設定される。後段のデジタルハイパスフィルタ処理では、時定数（第１、第２ハイパスフィルタ時定数ｈｘ、ｈｙ）の値の変更が、容易に行えるメリットを有する。

ＣＰＵ２１、及びブレ量及び傾き検出部２５の各部への電力供給は、Ｐｏｎスイッチ１１ａがオン状態にされた（主電源がオン状態にされた）後に開始される。ブレ量及び傾き検出部２５におけるブレ量及び傾き検出演算は、Ｐｏｎスイッチ１１ａがオン状態にされた（主電源がオン状態にされた）後に開始される。

ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１に入力された第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙをＡ／Ｄ変換し（第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ）、ヌル電圧やパンニングである低周波成分をカットし（デジタルデジタルハイパスフィルタ処理、第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ）、及び積分演算を行い、手ブレ量（手ブレ角度）を求める（ヨーイングに基づくブレ角度：第１デジタル角度Ｋｘ_ｎ、ピッチングに基づくブレ角度：第２デジタル角度Ｋｙ_ｎ）。

また、ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３に入力された第１、第２加速度ａｈ、ａｖをＡ／Ｄ変換し（第１、第２デジタル加速度信号Ｄａｈ_ｎ、Ｄａｖ_ｎ）、ノイズ除去のために高周波成分をカットし（デジタルローパスフィルタ処理、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎ）、撮像装置１の重力方向と垂直な水平面に対する光軸ＬＸ周りの傾き角度（第３デジタル角度Ｋθ_ｎ）を求める。傾き角度（第３デジタル角度Ｋθ_ｎ）は、保持姿勢などにより変動する撮像装置１の傾き角度（水平に保持された状態と比較した光軸ＬＸ周りの傾き度合い）である。言い換えると、撮像装置１の傾きは、重力方向と垂直な水平面と第１方向ｘとのなす角度または水平面と第２方向ｙとのなす角度で表される。第１方向ｘと第２方向ｙの一方と水平面とのなす角度が０度で且つ第１方向ｘと第２方向ｙの他方と水平面とのなす角度が９０度である場合に、撮像装置１が傾いていない状態である。

従って、ブレ量及び傾き検出部２５とＣＰＵ２１は、手ブレ量と傾き角度とを演算する機能を有する。

第１、第２重力加速度成分に相当する第１、第２デジタル加速度Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎは、それぞれ、撮像装置１の保持姿勢によって変動し、−１から＋１までの値を示す。例えば、撮像装置１が、正立横位置姿勢状態にある場合、すなわち、撮像装置１が、水平保持状態で、且つ撮像装置１の上面部が上を向いた状態（図２参照）にある場合は、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎは０で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎは＋１である。撮像装置１が、倒立横位置姿勢状態にある場合、すなわち、撮像装置１が、水平保持状態で、且つ撮像装置１の底面部が上を向いた状態（図９参照）にある場合は、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎは０で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎは−１である。撮像装置１が、第１縦位置姿勢状態にある場合、すなわち、撮像装置１が、縦保持状態で、且つ撮像装置１の側面の一方が上を向いた状態（図１０参照）にある場合は、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎは＋１で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎは０である。撮像装置１が、第２縦位置姿勢状態にある場合、すなわち、撮像装置１が、縦保持状態で、且つ撮像装置１の側面の他方が上を向いた状態（図１１参照）にある場合は、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎは−１で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎは０である。

撮像装置１の正面部（撮影レンズ６７がある側）が重力方向あるいは反重力方向（上または下）を向いた状態にある場合は、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎはいずれも０である。

撮像装置１が、正立横位置姿勢状態から、正面からみて反時計回りにＫθ_ｎだけ回転した（傾いた）場合（図１２参照）は、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎは＋ｓｉｎ（Ｋθ_ｎ）で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎは＋ｃｏｓ（Ｋθ_ｎ）である。従って、傾き角度（第３デジタル角度Ｋθ_ｎ）を求めるには、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎについてアークサイン変換を施すこと、または第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎについてアークコサイン変換を施すことによって求めることが出来る。但し、傾き角度（Ｋθ_ｎ）の絶対値が微少である（０に近い）場合は、余弦関数の変化量よりも、正弦関数の変化量の方が大きいため、アークサイン変換を施す計算の方が、アークコサイン変換を施す計算に比べて、高精度に傾き角度を算出することが可能になる（Ｋθ_ｎ＝Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ_ｎ）、図８のステップＳ７６参照）。

撮像装置１が、第１縦位置姿勢状態から、正面からみて反時計回りにＫθ_ｎだけ回転した（傾いた）場合（図１３参照）は、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎは＋ｃｏｓ（Ｋθ_ｎ）で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎは−ｓｉｎ（Ｋθ_ｎ）である。従って、傾き角度（第３デジタル角度Ｋθ_ｎ）を求めるには、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎについてアークコサイン変換を施すこと、または第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎについてアークサイン変換を施し且つ負符号を付すことによって求めることが出来る。但し、傾き角度（Ｋθ_ｎ）の絶対値が微少である（０に近い）場合は、余弦関数の変化量よりも、正弦関数の変化量の方が大きいため、アークサイン変換を施す計算の方が、アークコサイン変換を施す計算に比べて、高精度に傾き角度を算出することが可能になる（Ｋθ_ｎ＝−Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ_ｎ）、図８のステップＳ７３参照）。

撮像装置１が、倒立横位置姿勢状態から、正面からみて反時計回りにＫθ_ｎだけ回転した（傾いた）場合（図１４参照）は、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎは−ｓｉｎ（Ｋθ_ｎ）で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎは−ｃｏｓ（Ｋθ_ｎ）である。従って、傾き角度（第３デジタル角度Ｋθ_ｎ）を求めるには、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎについてアークサイン変換を施し且つ負符号を付すこと、または第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎについてアークコサイン変換を施し且つ負符号を付すことによって求めることが出来る。但し、傾き角度（Ｋθ_ｎ）の絶対値が微少である（０に近い）場合は、余弦関数の変化量よりも、正弦関数の変化量の方が大きいため、アークサイン変換を施す計算の方が、アークコサイン変換を施す計算に比べて、高精度に傾き角度を算出することが可能になる（Ｋθ_ｎ＝−Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ_ｎ）、図８のステップＳ７７参照）。

撮像装置１が、第２縦位置姿勢状態から、正面からみて反時計回りにＫθ_ｎだけ回転した（傾いた）場合（図１５参照）は、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎは−ｃｏｓ（Ｋθ_ｎ）で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎは＋ｓｉｎ（Ｋθ_ｎ）である。従って、傾き角度（第３デジタル角度Ｋθ_ｎ）を求めるには、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎについてアークコサイン変換を施し且つ負符号を付すこと、または第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎについてアークサイン変換を施すことによって求めることが出来る。但し、傾き角度（Ｋθ_ｎ）の絶対値が微少である（０に近い）場合は、余弦関数の変化量よりも、正弦関数の変化量の方が大きいため、アークサイン変換を施す計算の方が、アークコサイン変換を施す計算に比べて、高精度に傾き角度を算出することが可能になる（Ｋθ_ｎ＝Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ_ｎ）、図８のステップＳ７４参照）。

また、撮像装置１の正面部が上または下を向いた状態にある場合は、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎはいずれも０に近い値を示すが、この場合は、傾き補正を行う必要がないため、傾き角度の影響を小さくした状態で像ブレ補正及び傾き補正処理を行うのが望ましい。しかしながら、アークコサイン変換を施す計算では、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎなどとして０に近い値を入力すると、第３デジタル角度Ｋθ_ｎの絶対値が大きな値を示すため、傾き角度の影響が大きい状態で像ブレ補正及び傾き補正処理を行うことになる。このため、かかる傾き角度の影響を排除するために、別の判断要素を加えて、撮像装置１の姿勢状態を判断する必要が生じる。別の判断要素としては、例えば、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎそれぞれの絶対値の和が閾値未満であるか否かを判断するなどが挙げられる。一方、アークサイン変換を施す計算では、第３デジタル角度Ｋθ_ｎの絶対値が小さな値（０に近い値）を示すため、傾き角度の影響が小さい状態で像ブレ補正及び傾き補正処理を行うことが可能になる。このため、撮像装置１の姿勢状態を判断するなどの別の判断要素を加える必要はない。

ｎは、０以上の整数であり、タイマ割り込み処理開始（ｔ＝０、図４のステップＳ１２参照）から、最新のタイマ割り込み処理を行った時点（ｔ＝ｎ）までの時間（ｍｓ）を示す。

ヨーイングに関するデジタルハイパスフィルタ処理は、第１デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎを、一定時間（１ｍｓ）前までのタイマ割り込み処理で求められた第１デジタル角速度ＶＶｘ_０〜ＶＶｘ_ｎ―１の和ΣＶＶｘ_ｎ−１を第１ハイパスフィルタ時定数ｈｘで割ったもので減算して、第１デジタル角速度ＶＶｘ_ｎを求めることにより行われる（ＶＶｘ_ｎ＝Ｖｘ_ｎ―（ΣＶＶｘ_ｎ−１）／ｈｘ、図６の（１）参照）。

ピッチングに関するデジタルハイパスフィルタ処理は、第２デジタル角速度信号Ｖｙ_ｎを、一定時間（１ｍｓ）前までのタイマ割り込み処理で求められた第２デジタル角速度ＶＶｙ_０〜ＶＶｙ_ｎ―１の和ΣＶＶｙ_ｎ−１を第２ハイパスフィルタ時定数ｈｙで割ったもので減算して、第２デジタル角速度ＶＶｙ_ｎを求めることにより行われる（ＶＶｙ_ｎ＝Ｖｙ_ｎ―（ΣＶＶｙ_ｎ−１）／ｈｙ、図６の（１）参照）。

ヨーイングに関する積分演算処理は、タイマ割り込み処理開始（ｔ＝０、図４のステップＳ１２参照）から、最新の時点（ｔ＝ｎ）の第１デジタル角速度ＶＶｘ_０〜ＶＶｘ_ｎの和を求めることにより行われる（Ｋｘ_ｎ＝ΣＶＶｘ_ｎ、図６の（７）参照）。第２方向ｙ（ピッチング）に関する積分演算処理は、タイマ割り込み処理開始後から最新の第２デジタル角速度ＶＶｙ_０〜ＶＶｙ_ｎの和を求めることにより行われる（Ｋｙ_ｎ＝ΣＶＶｙ_ｎ、図６の（７）参照）。

傾き角度すなわち第３デジタル角度Ｋθ_ｎは、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎと第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎとで絶対値の小さい方の値について、アークサイン変換を行い、プラスまたはマイナスの符号を付すことにより求められる（Ｋθ_ｎ＝＋Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ_ｎ）、−Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ_ｎ）、＋Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ_ｎ）、及び−Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ_ｎのうちいずれか１つ）、図６の（８）参照）。付される符号の正負は、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎと第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎとで絶対値の大きい方の値の符号（０よりも小さいか否か）に基づいて決定される。具体的には、図８のフローチャートを用いて後述する。

本実施形態では、タイマ割り込み処理における角速度及び加速度検出処理は、ブレ量及び傾き検出部２５における処理、及びブレ量及び傾き検出部２５からＣＰＵ２１への第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙ、及び第１、第２加速度ａｈ、ａｖの入力処理を言うものとする。

本実施形態では、第３デジタル角度Ｋθ_ｎの算出に、積分演算は必要ないので用いられない。そのため、算出された第３デジタル角度Ｋθ_ｎに、直流オフセット出力による影響がないため、傾き角度を正確に算出することが可能になる。

直流オフセット出力を積分演算することによる影響分が含まれると、傾き角度がゼロであっても、第３デジタル角度Ｋθ_ｎは不特定の値を有し、可動部３０ａはかかる不特定の値の第３デジタル角度Ｋθ_ｎの傾きを補正するために中心位置から変位する（傾く）。この変位は、撮像素子３９ａ１の傾きでもあるので、僅かな変位量（傾き）であっても使用者が撮像により得られた画像で視認できる。但し、本実施形態では、直流オフセット出力による影響がないため、このような不必要な撮像素子３９ａ１の傾きは生じない。

ＣＰＵ２１は、演算により求められた手ブレ量（手ブレ角度：第１、第２デジタル角度Ｋｘ_ｎ、Ｋｙ_ｎ）、及び傾き角度（第３デジタル角度Ｋθ_ｎ）に応じた撮像素子３９ａ１の（中心点の）移動すべき位置Ｓ_ｎを、焦点距離などを考慮したレンズ情報係数ｆ、及びホール素子間隔係数ｈｓｄに基づいて、第１方向ｘ、第２方向ｙごとに演算し設定する（Ｓｘ_ｎ＝ｆ×ｔａｎ（Ｋｘ_ｎ）、Ｓｙ_ｎ＝ｆ×ｔａｎ（Ｋｙ_ｎ）、Ｓθ_ｎ＝ｈｓｄ÷２×ｓｉｎ（Ｋθ_ｎ））。この演算では、第１方向ｘ、第２方向ｙの直線的な移動だけでなく、ｘｙ平面上の回転角度（傾き）も考慮される。

位置Ｓ_ｎの横方向成分をＳｘ_ｎ、縦方向成分をＳｙ_ｎ、ｘｙ平面上の回転（傾き）角度成分をＳθ_ｎとする。可動部３０ａの回転は、２つの駆動点に第２方向ｙに異なる力を加えることにより行われる。位置Ｓ_ｎの縦方向成分Ｓｙ_ｎ、及び回転方向成分Ｓθ_ｎに基づいて、２つの駆動点の位置Ｓ_ｎの縦方向成分（第１縦方向成分Ｓｙｌ_ｎ、第２縦方向成分Ｓｙｒ_ｎ）が算出される（Ｓｙｌ_ｎ＝Ｓｙ_ｎ＋Ｓθ_ｎ：加算値、Ｓｙｒ_ｎ＝Ｓｙ_ｎ―Ｓθ_ｎ：減算値、図６の（４）参照））。２つの駆動点は、可動部３０ａの第２方向ｙへの駆動に使用されるコイル（第１、第２縦方向コイル３２ａ１、３２ａ２）によって力が加えられる点で、第１、第２縦方向ホール素子ｈｖ１、ｈｖ２と近い位置に設定される。

第１、第２、第３デジタル角度Ｋｘ_ｎ、Ｋｙ_ｎ、Ｋθ_ｎ、位置Ｓ_ｎの回転角度成分Ｓθ_ｎ、位置Ｓ_ｎの横方向成分Ｓｘ_ｎ、縦方向成分（第１縦方向成分Ｓｙｌ_ｎ、及び第２縦方向成分Ｓｙｒ_ｎ）を算出する演算は、補正パラメータＳＲの値が１の場合に行われる（図５のステップＳ５３〜Ｓ５８参照）。

像ブレ補正処理、及び傾き補正処理を行わない場合（ＳＲ＝０）は、可動部３０ａが特定位置で且つ撮像素子３９ａ１の撮像面の外形を構成する４辺が第１方向ｘまたは第２方向ｙに平行な状態で固定されるように位置Ｓ_ｎの回転角度成分Ｓθ_ｎ、位置Ｓ_ｎの横方向成分Ｓｘ_ｎ、縦方向成分（第１縦方向成分Ｓｙｌ_ｎ、及び第２縦方向成分Ｓｙｒ_ｎ）が設定される（図５のステップＳ５４参照、Ｓｘ_ｎ＝Ｓｙｌ_ｎ＝Ｓｙｒ_ｎ＝０）。

撮像部３９ａを含む可動部３０ａの移動は、後述する電磁力によって行われる。可動部３０ａをこの位置Ｓ_ｎまで移動させるために駆動用ドライバ回路２９を介して第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２を駆動する駆動力Ｄ_ｎの横方向成分を横方向駆動力Ｄｘ_ｎ（横方向ＰＷＭデューティｄｘ）、第１縦方向コイル３２ａ１を駆動する縦方向成分を第１縦方向駆動力Ｄｙｌ_ｎ（第１縦方向ＰＷＭデューティｄｙｌ）、第２縦方向コイル３２ａ２を駆動する縦方向成分を第２縦方向駆動力Ｄｙｒ_ｎ（第２縦方向ＰＷＭデューティｄｙｒ）とする。

補正部３０は、像ブレ補正及び傾き補正処理を行う場合（ＳＲ＝１）に、ＣＰＵ２１が演算した移動すべき位置Ｓ_ｎに撮像部３９ａを、移動させることによって、ブレによって生じた被写体像の結像面における光軸ＬＸのずれを無くし、被写体像と結像面位置を一定に保ち、像ブレを補正する（像ブレを少なくする）像ブレ補正処理を行う装置であり、撮像部３９ａを含みｘｙ平面上に移動可能領域をもつ可動部３０ａと、固定部３０ｂとを備える。可動部３０ａを、第１方向ｘに移動させることにより、ヨーイングに基づく像ブレを補正する像ブレ補正処理が行われ、第２方向ｙに移動させることにより、ピッチングに基づく像ブレ補正する像ブレ補正処理が行われる。

また、補正部３０は、撮像装置１の重力方向と垂直な水平面に対する光軸ＬＸ周りの傾きを考慮して、撮像部３９ａを含む可動部３０ａを回転させて、傾きを補正する（傾きを少なくする）傾き補正処理を行う。すなわち、撮像素子３９ａ１の撮像面の外形を構成する長方形（または正方形）の２組の対辺のうち、一方の対辺（上下の対辺）が重力方向と垂直になり、且つ他方の対辺（左右の対辺）が重力方向に平行になるように可動部３０ａが移動制御される。これにより、水準器などを用いることなく、撮像素子３９ａ１の水平状態を自動的に維持することが可能になる、すなわち、水平線や地平線などを撮像する場合に、撮像素子３９ａ１の撮像面の外形を構成する長方形（または正方形）の２組の対辺のうち、一方の対辺（上下の対辺）が水平線や地平線などと平行な状態で撮像することが可能になる。

また、かかる傾き補正処理により、撮像面の外形を構成する長方形（または正方形）の２組の対辺のうち、一方の対辺（上下の対辺）が重力方向と垂直で、且つ他方の対辺（左右の対辺）が重力方向に平行な状態が維持されるため、ローリングに基づく回転ブレについても補正される。すなわち、可動部３０ａを、ｘｙ平面上で回転させることにより、ローリングに基づく回転ブレ（像ブレ）を補正する（像ブレを少なくする）像ブレ補正処理を含む傾き補正処理が行われる。

像ブレ補正及び傾き補正処理を行わない場合（ＳＲ＝０）は、可動部３０ａは、特定位置（本実施形態では移動範囲中心）に固定される。

補正部３０の可動部３０ａの駆動（特定位置への固定を含む）は、ＣＰＵ２１のＰＷＭ０から横方向ＰＷＭデューティｄｘ、ＰＷＭ１から第１縦方向ＰＷＭデューティｄｙｌ、及びＰＷＭ２から第２縦方向ＰＷＭデューティｄｙｒの出力を受けた駆動用ドライバ回路２９を介して、駆動手段に含まれるコイル部、駆動用磁石部による電磁力によって行われる（図６の（６）参照）。可動部３０ａの移動前または移動後の位置Ｐ_ｎはホール素子部４４ａ、ホール素子信号処理回路４５によって検出される。検出された位置Ｐ_ｎの情報は、横方向検出位置信号ｐｘが横方向成分として、２つの第１、第２縦方向検出位置信号ｐｙｌ、ｐｙｒが縦方向成分としてそれぞれＣＰＵ２１のＡ／Ｄ４、Ａ／Ｄ５、Ａ／Ｄ６に入力される（図６の（２）参照）。横方向検出位置信号ｐｘ、第１、第２縦方向検出位置信号ｐｙ１、ｐｙ２はＡ／Ｄ４、Ａ／Ｄ５、Ａ／Ｄ６を介してＡ／Ｄ変換される。

横方向検出位置信号ｐｘに対してＡ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの横方向成分を横方向成分ｐｄｘ_ｎとする。第１、第２縦方向検出位置信号ｐｙｌ、ｐｌｒに対してＡ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの縦方向成分を第１、第２縦方向成分ｐｄｙｌ_ｎ、ｐｄｙｒ_ｎとする。検出された位置Ｐ_ｎ（ｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙｌ_ｎ、ｐｄｙｒ_ｎ）のデータと移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙｌ_ｎ、Ｓｙｒ_ｎ）のデータによりＰＩＤ制御（横方向駆動力Ｄｘ_ｎ、第１縦方向駆動力Ｄｙｌ_ｎ、第２縦方向駆動力Ｄｙｒ_ｎの算出）が行われる（図６の（５）参照）。

像ブレ補正及び傾き補正処理すなわちＰＩＤ制御による像ブレ補正及び傾き補正に対応し回転を含んだ移動すべき位置Ｓ_ｎへの可動部３０ａの駆動は、補正スイッチ１４ａがオン状態にされた補正モード（ＳＲ＝１）の時に行われる。補正パラメータＳＲが０の時には、可動部３０ａは、像ブレ補正及び傾き補正処理に対応しない特定位置へのＰＩＤ制御が行われ、撮像素子３９ａ１の撮像面の外形を構成する長方形（または正方形）の４辺のそれぞれが、第１方向ｘ、第２方向ｙのいずれかに平行な状態で且つ移動中心位置に移動せしめられる。

可動部３０ａは駆動用コイル部として第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２、第１、第２縦方向コイル３２ａ１、３２ａ２、撮像素子３９ａ１を有する撮像部３９ａ、及び磁界変化検出素子部としてのホール素子部４４ａを有する（図７参照）。本実施形態では、撮像素子３９ａ１がＣＣＤであるとして説明するが、ＣＭＯＳなど他の撮像素子であってもよい。

固定部３０ｂは、位置検出及び駆動用磁石部として、第１、第２横方向磁石４１１ｂ１、４１１ｂ２、第１、第２縦方向磁石４１２ｂ１、４１２ｂ２、第１、第２横方向ヨーク４３１ｂ１、４３１ｂ２、及び第１、第２縦方向ヨーク４３２ｂ１、４３２ｂ２を有する。

固定部３０ｂは、ボールなどを使って可動部３０ａを挟み、可動部３０ａをｘｙ平面上での矩形領域内で回転を含む移動が可能な状態を維持する。

撮像素子３９ａ１の撮像範囲を最大限活用して像ブレ補正及び傾き補正処理を行うために、撮影レンズ６７の光軸ＬＸが撮像素子３９ａ１の中心近傍を通る位置関係にある時に、第１方向ｘ、第２方向ｙともに可動部３０ａが移動範囲の中心に位置する（移動中心位置にある）ように可動部３０ａと固定部３０ｂの位置関係を設定する。Ｐｏｎボタン１１の押下に対応してＰｏｎスイッチ１１ａがオン状態されて、像ブレ補正及び傾き補正処理を開始する時点、すなわち初期状態においては、可動部３０ａが移動範囲の中心に位置し、さらに、撮像素子３９ａ１の撮像面の外形を構成する長方形（または正方形）の４辺のそれぞれは、第１方向ｘ、第２方向ｙのいずれかに平行な状態にあるように可動部３０ａと固定部３０ｂの位置関係を設定され、その後、像ブレ補正及び傾き補正処理が開始される（図４のステップＳ１１参照）。撮像素子３９ａ１の中心とは、撮像素子３９ａ１の撮像面を形成する矩形が有する２つの対角線の交点をいう。

可動部３０ａには、シート状でかつ渦巻き状のコイルパターンが形成された第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２、第１、第２縦方向コイル３２ａ１、３２ａ２、及びホール素子部４４ａが取り付けられている。第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２のコイルパターンは、第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２の電流の方向と第１、第２横方向磁石４１１ｂ１、４１１ｂ２の磁界の向きから生じる電磁力により第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２を含む可動部３０ａを第１方向ｘに移動させるべく、第２方向ｙと平行な線分を有する。第１、第２縦方向コイル３２ａ１、３２ａ２のコイルパターンは、第１、第２縦方向コイル３２ａ１、３２ａ２の電流の方向と第１、第２縦方向磁石４１２ｂ１、４１２ｂ２の磁界の向きから生じる電磁力により第１、第２縦方向コイル３２ａ１、３２ａ２を含む可動部３０ａを第２方向ｙの移動やｘｙ平面上の回転移動をさせるべく、第１方向ｘと平行な線分を有する。ホール素子部４４ａについては後述する。

第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２、第１、第２縦方向コイル３２ａ１、３２ａ２は、フレキシブル基板（不図示）を介してこれらを駆動する駆動用ドライバ回路２９と接続される。駆動用ドライバ回路２９は、ＣＰＵ２１のＰＷＭ０、ＰＷＭ１、ＰＷＭ２から横方向ＰＷＭデューティｄｘ、第１、第２縦方向ＰＷＭデューティｄｙｌ、ｄｙｒのそれぞれが入力される。駆動用ドライバ回路２９は、入力された横方向ＰＷＭデューティｄｘの値に応じて第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２に同じ電力を供給し、可動部３０ａを第１方向ｘに駆動する。駆動用ドライバ回路２９は、入力された第１、第２縦方向ＰＷＭデューティｄｙｌ、ｄｙｒの値に応じて第１、第２縦方向コイル３２ａ１、３２ａ２に電力を供給し、可動部３０ａを第２方向ｙに移動させ、可動部３０ａをｘｙ平面上で回転させる。

第１横方向コイル３１ａ１と第２横方向コイル３１ａ２とは、初期状態において、第１方向ｘで撮像素子３９ａ１や光軸ＬＸを挟む位置関係にあり、第１方向ｘに並べられて配置される。第１縦方向コイル３２ａ１と第２縦方向コイル３２ａ２とは、初期状態において、第１方向ｘに並べられて配置される。

撮像素子３９ａ１の中心と第１横方向コイル３１ａ１の中心近傍との第１方向ｘの距離と、撮像素子３９ａ１の中心と第２横方向コイル３１ａ２の中心近傍との第１方向ｘの距離は等しい位置関係になるように、第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２は配置される。

撮像素子３９ａ１の中心と第１縦方向コイル３２ａ１の中心近傍との第２方向ｙの距離と、撮像素子３９ａ１の中心と第２縦方向コイル３２ａ２の中心近傍との第２方向ｙの距離は初期状態において等しい位置関係になるように、第１、第２縦方向コイル３２ａ１、３２ａ２は配置される。

第１横方向磁石４１１ｂ１は、第１横方向コイル３１ａ１及び横方向ホール素子ｈｈ１０と対向するように固定部３０ｂの可動部３０ａ側に取り付けられる。第２横方向磁石４１１ｂ２は、第２横方向コイル３１ａ２と対向するように固定部３０ｂの可動部３０ａ側に取り付けられる。

第１縦方向磁石４１２ｂ１は、第１縦方向コイル３２ａ１及び第１縦方向ホール素子ｈｖ１と対向するように固定部３０ｂの可動部３０ａ側に取り付けられる。第２縦方向磁石４１２ｂ２は、第２縦方向コイル３２ａ２及び第２縦方向ホール素子ｈｖ２と対向するように固定部３０ｂの可動部３０ａ側に取り付けられる。

第１、第２横方向磁石４１１ｂ１、４１１ｂ２は、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第１、第２横方向ヨーク４３１ｂ１、４３１ｂ２の上であって、第１方向ｘにＮ極とＳ極が並べて取り付けられる（不図示）。

第１、第２縦方向磁石４１２ｂ１、４１２ｂ２は、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第１、第２縦方向ヨーク４３２ｂ１、４３２ｂ２の上であって、第２方向ｙにＮ極とＳ極が並べて取り付けられる（不図示）。

第１横方向ヨーク４３１ｂ１、４３１ｂ２は、軟磁性体材料で構成され、固定部３０ｂ上に取り付けられる。第１横方向ヨーク４３１ｂ１は、第１横方向磁石４１１ｂ１の磁界が周囲に漏れないようにする役目、及び第１横方向磁石４１１ｂ１と第１横方向コイル３１ａ１、及び第１横方向磁石４１１ｂ１と横方向ホール素子ｈｈ１０との間の磁束密度を高める役目を果たす。第２横方向ヨーク４３１ｂ２は、第２横方向磁石４１１ｂ２の磁界が周囲に漏れないようにする役目、及び第２横方向磁石４１１ｂ２と第２横方向コイル３１ａ２との間の磁束密度を高める役目を果たす。

第１、第２縦方向ヨーク４３２ｂ１、４３２ｂ２は、軟磁性体材料で構成され、固定部３０ｂ上に取り付けられる。第１縦方向ヨーク４３２ｂ１は、第１縦方向磁石４１２ｂ１の磁界が周囲に漏れないようにする役目、及び第１縦方向磁石４１２ｂ１と第１縦方向コイル３２ａ１、及び第１縦方向磁石４１２ｂ１と第１縦方向ホール素子ｈｖ１との間の磁束密度を高める役目を果たす。第２縦方向ヨーク４３２ｂ２は、第２縦方向磁石４１２ｂ２の磁界が周囲に漏れないようにする役目、及び第２縦方向磁石４１２ｂ２と第２縦方向コイル３２ａ２、及び第２縦方向磁石４１２ｂ２と第２縦方向ホール素子ｈｖ２との間の磁束密度を高める役目を果たす。

なお、第１、第２横方向ヨーク４３１ｂ１、４３１ｂ２、第１、第２縦方向ヨーク４３２ｂ１、４３２ｂ２は、別体構成でも一体構成であってもよい。

ホール素子部４４ａは、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子を３つ有し、可動部３０ａの第１方向ｘ、第２方向ｙの現在位置Ｐ（横方向検出位置信号ｐｘ、第１、第２縦方向検出位置信号ｐｙｌ、ｐｙｒ）を検出する１軸ホール素子である。３つのホール素子のうち第１方向ｘの位置検出用のホール素子を横方向ホール素子ｈｈ１０、第２方向ｙの位置検出用のホール素子を第１、第２縦方向ホール素子ｈｖ１、ｈｖ２とする。

横方向ホール素子ｈｈ１０は、第３方向ｚから見て可動部３０ａ上であって、固定部３０ｂの第１横方向磁石４１１ｂ１と対向する位置に取り付けられる。

横方向ホール素子ｈｈ１０は、第１横方向コイル３１ａ１と、第２方向ｙに並べて配置されてもよいが、第１横方向コイル３１ａ１の巻線内に配置され、特に巻線内の第１方向ｘの中心近傍に配置されるのが望ましい（図７参照）。横方向ホール素子ｈｈ１０は、第１横方向コイル３１ａ１と第３方向ｚに積層される。巻線内配置、及び積層により、位置検出のための磁界発生領域と、可動部３０ａの駆動のための磁界発生領域を共用できるので、第１横方向磁石４１１ｂ１、第１横方向ヨーク４３１ｂ１の第２方向ｙの長さを短くすることができる。

第１縦方向ホール素子ｈｖ１は、第３方向ｚから見て可動部３０ａ上であって、固定部３０ｂの第１縦方向磁石４１２ｂ１と対向する位置に取り付けられる。第２縦方向ホール素子ｈｖ２は、第３方向ｚから見て可動部３０ａ上であって、固定部３０ｂの第２縦方向磁石４１２ｂ２と対向する位置に取り付けられる。

第１縦方向ホール素子ｈｖ１は、第１縦方向コイル３２ａ１と、第１方向ｘに並べて配置されてもよいが、第１縦方向コイル３２ａ１の巻線内に配置され特に巻線内の第２方向ｙの中心近傍に配置されるのが望ましい。第１縦方向ホール素子ｈｖ１は、第１縦方向コイル３２ａ１と第３方向ｚに積層される。巻線内配置、及び積層により、位置検出のための磁界発生領域と、可動部３０ａの駆動のための磁界発生領域を共用できるので、第１縦方向磁石４１２ｂ１、第１縦方向ヨーク４３２ｂ１の第１方向ｘの長さを短くすることができる。

第２縦方向ホール素子ｈｖ２は、第２縦方向コイル３２ａ２と、第１方向ｘに並べて配置されてもよいが、第２縦方向コイル３２ａ２の巻線内に配置され特に巻線内の第２方向ｙの中心近傍に配置されるのが望ましい。第２縦方向ホール素子ｈｖ２は、第２縦方向コイル３１ａ２と第３方向ｚに積層される。巻線内配置、及び積層により、位置検出のための磁界発生領域と、可動部３０ａの駆動のための磁界発生領域を共用できるので、第２縦方向磁石４１２ｂ２、第２縦方向ヨーク４３２ｂ２の第１方向ｘの長さを短くすることができる。

また、第１縦方向コイル３２ａ１によって可動部３０ａを第２方向ｙに移動させる力を加える位置（駆動ポイント）と、第１縦方向ホール素子ｈｖ１による位置検出ポイントとが近接し、第２縦方向コイル３２ａ２によって可動部３０ａを第２方向ｙに移動させる力を加える位置（駆動ポイント）と、第２縦方向ホール素子ｈｖ２による位置検出ポイントとが近接するため、精度の高い駆動制御を行うことが可能になる。

直線的な変化量を使って精度の高い位置検出が行える範囲を最大限活用して位置検出を行うため、横方向ホール素子ｈｈ１０の第１方向ｘの位置は、Ｐｏｎスイッチ１１ａがオン状態にされた直後の初期状態において、撮像素子３９ａ１の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第１横方向磁石４１１ｂ１のＮ極、Ｓ極と等距離近傍にあるのが望ましい。同様に、第１縦方向ホール素子ｈｖ１の第２方向ｙの位置は、初期状態において、撮像素子３９ａ１の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第１縦方向磁石４１２ｂ１のＮ極、Ｓ極と等距離近傍にあるのが望ましい。第２縦方向ホール素子ｈｖ２の第２方向ｙの位置は、初期状態において、撮像素子３９ａ１の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第２縦方向磁石４１２ｂ２のＮ極、Ｓ極と等距離近傍にあるのが望ましい。

ホール素子信号処理回路４５は、第１、第２、第３ホール素子信号処理回路４５０、４６０、４７０を有する。

第１ホール素子信号処理回路４５０は、横方向ホール素子ｈｈ１０の出力信号から横方向ホール素子ｈｈ１０における出力端子間の電位差を検出し、これから可動部３０ａの横方向ホール素子ｈｈ１０がある部分の第１方向ｘの位置を特定する横方向検出位置信号ｐｘをＣＰＵ２１のＡ／Ｄ４に出力する。第１ホール素子信号処理回路４５０は、フレキシブル基板（不図示）を介して、横方向ホール素子ｈｈ１０と接続される。

第２ホール素子信号処理回路４６０は、第１縦方向ホール素子ｈｖ１の出力信号から第１縦方向ホール素子ｈｖ１における出力端子間の電位差を検出し、これから可動部３０ａの第１縦方向ホール素子ｈｖ１がある部分の第２方向ｙの位置を特定する第１縦方向検出位置信号ｐｙｌをＣＰＵ２１のＡ／Ｄ５に出力する。第２ホール素子信号処理回路４６０は、フレキシブル基板（不図示）を介して、第１縦方向ホール素子ｈｖ１と接続される。

第３ホール素子信号処理回路４７０は、第２縦方向ホール素子ｈｖ２の出力信号から第２縦方向ホール素子ｈｖ２における出力端子間の電位差を検出し、これから可動部３０ａの第２縦方向ホール素子ｈｖ２がある部分の第２方向ｙの位置を特定する第２縦方向検出位置信号ｐｙｒをＣＰＵ２１のＡ／Ｄ６に出力する。第３ホール素子信号処理回路４７０は、フレキシブル基板（不図示）を介して、第２縦方向ホール素子ｈｖ２と接続される。

本実施形態では、回転角度を含めた可動部３０ａの位置を特定するために、３つのホール素子を使う。３つのホール素子のうち、２つのホール素子を使って、可動部３０ａ上の２つの点における第２方向ｙの位置を、残る１つのホール素子を使って、可動部３０ａ上の１つの点における第１方向ｘの位置を特定する。これら２つの点における第２方向ｙの位置情報、１つの点における第１方向ｘの位置情報に基づいて、可動部３０ａの回転角度（傾き）を含む位置を特定することが可能である。

次に、撮像装置１のメイン動作について図４のフローチャートで説明する。

Ｐｏｎスイッチ１１ａがオン状態にされ撮像装置１の電源がオンにされると、ステップＳ１１で、ブレ量及び傾き検出部２５に電力が供給され、電源オン状態にされる（初期状態）。かかる初期状態においては、可動部３０ａが移動範囲の中心に位置し、且つ撮像素子３９ａ１の撮像面の外形を構成する長方形（または正方形）の４辺のそれぞれが、第１方向ｘ、第２方向ｙのいずれかに平行な状態にあるように、可動部３０ａが移動せしめられる。また、ＣＰＵ２１と撮影レンズ６７との間で通信が行われ、撮影レンズ６７からレンズ情報が、ＣＰＵ２１に出力される。

ステップＳ１２で、一定時間（１ｍｓ）間隔でタイマ割り込み処理が開始される。ステップＳ１３で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が０に設定される。タイマの割り込み処理の詳細については、図５のフローチャートを使って後述する。

ステップＳ１４で、測光スイッチ１２ａがオン状態にされているか否かが判断される。オン状態にされていない場合は、ステップＳ１４が繰り返され、オン状態にされている場合は、ステップＳ１５に進められる。

ステップＳ１５で、補正スイッチ１４ａがオン状態にされたか否かが判断される。補正スイッチ１４ａがオン状態にされていない場合は、ステップＳ１６で、補正パラメータＳＲの値が０に設定される。補正スイッチ１４ａがオン状態にされている場合は、ステップＳ１７で、補正パラメータＳＲの値が１に設定される。

ステップＳ１８で、ＡＥ部２３のＡＥセンサ駆動により測光が行われ、絞り値や露光時間が演算される。ステップＳ１９で、ＡＦ部２４のＡＦセンサが駆動され測距が行われ、ＡＦ部２４のレンズ制御回路駆動により合焦動作が行われる。

ステップＳ２０で、レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされたか否かが判断される。レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされていない場合には、ステップＳ１４に戻される（ステップＳ１４〜１９を繰り返す）。レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされている場合は、ステップＳ２１に進められる。

ステップＳ２１で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が１に設定され、レリーズシーケンスが開始される。ステップＳ２２で、ミラー状態管理パラメータＭＰの値が１に設定される。ステップＳ２３で、ミラー絞りシャッタ部１８により、ミラーアップ動作、及び絞りの絞り込み動作が行われる。ミラーアップ動作終了後、ステップＳ２４で、ミラー状態管理パラメータＭＰの値が０に設定される。ステップＳ２５で、ミラー絞りシャッタ部１８により、シャッタ開動作（先幕動作）が行われる。

ステップＳ２６で、ＣＣＤの電荷蓄積すなわち露光が行われる。露光時間終了後、ステップＳ２７で、ミラー絞りシャッタ部１８により、シャッタ閉動作（後幕動作）、ミラーダウン動作、及び絞り開放動作が行われる。ステップＳ２８で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が０に設定され、レリーズシーケンスが完了する。ステップＳ２９で、ＣＣＤ入力、すなわち露光時間内の間ＣＣＤに蓄積された電荷が移動せしめられる。ステップＳ３０で、ＣＰＵ２１とＤＳＰ１９との間で通信が行われ、移動された電荷に基づいて画像処理が行われ、画像処理された画像が撮像装置１内の映像メモリに記憶される。ステップＳ３１で、記憶された画像信号は、ＬＣＤモニタ１７によって表示される。その後、ステップＳ１４に戻される（次の撮像動作が可能な状態にされる）。

次に、図４のステップＳ１２で開始され、一定時間（１ｍｓ）間隔で行われるタイマ割り込み処理について図５のフローチャートを用いて説明する。タイマ割り込み処理が開始されると、ステップＳ５１で、ブレ量及び傾き検出部２５から出力された第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙが、ＣＰＵ２１のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１を介しＡ／Ｄ変換され入力される（第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ、角速度検出処理）。また、ブレ量及び傾き検出部２５から出力された第１、第２加速度ａｈ、ａｖが、ＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３を介しＡ／Ｄ変換され入力される（第１、第２デジタル加速度信号Ｄａｈ_ｎ、Ｄａｖ_ｎ、加速度検出処理）。第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎは、ヌル電圧やパンニングである低周波成分がカットされる（第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ、デジタルハイパスフィルタ処理、図６の（１）参照）。第１、第２デジタル加速度信号Ｄａｈ_ｎ、Ｄａｖ_ｎは、ノイズ除去のために高周波成分がカットされる（第１、第２デジタル加速度Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎ、デジタルローパスフィルタ処理、図６の（１）参照）。

ステップＳ５２で、ホール素子部４４ａで位置検出され、ホール素子信号処理回路４５で演算された横方向検出位置信号ｐｘ、第１、第２縦方向検出位置信号ｐｙｌ、ｐｙｒがＣＰＵ２１のＡ／Ｄ４、Ａ／Ｄ５、Ａ／Ｄ６を介しＡ／Ｄ変換され入力され、現在位置Ｐ_ｎ（ｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙｌ_ｎ、ｐｄｙｒ_ｎ）が求められる（図６の（２）参照）。

ステップＳ５３で、補正パラメータＳＲの値が０か否かが判断される。ＳＲ＝０すなわち補正モードでない場合は、ステップＳ５４で、可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙｌ_ｎ、Ｓｙｒ_ｎ）が、可動部３０ａの移動中心位置で且つ撮像素子３９ａ１の撮像面の外形を構成する４辺が第１方向ｘまたは第２方向ｙに平行な状態になるように設定される（Ｓｘ_ｎ＝Ｓｙｌ_ｎ＝Ｓｙｒ_ｎ＝０、図６の（４）参照）。

ＳＲ＝１すなわち補正モードの場合は、ステップＳ５５で、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎに基づいて、第３デジタル角度Ｋθ_ｎが算出され（図６の（８）参照）、ステップＳ５６で、第３デジタル角度Ｋθ_ｎとホール素子間隔係数ｈｓｄとに基づいて、可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ_ｎの回転方向成分Ｓθ_ｎが算出される（図６の（３）参照）。第３デジタル角度Ｋθ_ｎを求める演算の詳細については、図８のフローチャートを使って後述する。

ステップＳ５７で、第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎに基づいて、第１、第２デジタル角度Ｋｘ_ｎ、Ｋｙ_ｎが算出される（図６の（７）参照）。ステップＳ５８で、第１、第２デジタル角度Ｋｘ_ｎ、Ｋｙ_ｎとレンズ情報係数ｆとに基づいて、可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ_ｎの横方向成分Ｓｘ_ｎ、縦方向成分Ｓｙ_ｎが算出される（図６の（３）参照）。可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ_ｎの縦方向成分Ｓｙ_ｎ、回転方向成分Ｓθ_ｎに基づいて、可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ_ｎの第１、第２縦方向成分Ｓｙｌ_ｎ、Ｓｙｒ_ｎが算出される（図６の（４）参照）。

ステップＳ５９で、ステップＳ５４、Ｓ５８のいずれかで設定した位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙｌ_ｎ、Ｓｙｒ_ｎ）と現在位置Ｐ_ｎ（ｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙｌ_ｎ、ｐｄｙｒ_ｎ）より可動部３０ａの移動に必要な駆動力Ｄ_ｎすなわち第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２を駆動するのに必要な横方向駆動力Ｄｘ_ｎ（横方向ＰＷＭデューティｄｘ）と、第１縦方向コイル３２ａ１を駆動するのに必要な第１縦方向駆動力Ｄｙｌ_ｎ（第１縦方向ＰＷＭデューティｄｙｌ）と、第２縦方向コイル３２ａ２を駆動するのに必要な第２縦方向駆動力Ｄｙｒ_ｎ（第２縦方向ＰＷＭデューティｄｙｒ）が演算される（図６の（５）参照）。ステップＳ６０で横方向ＰＷＭデューティｄｘにより駆動用ドライバ回路２９を介し第１、第２横方向コイル３１ａ１、３１ａ２が駆動され、第１縦方向ＰＷＭデューティｄｙｌにより駆動用ドライバ回路２９を介し第１縦方向コイル３２ａ１が駆動され、第２縦方向ＰＷＭデューティｄｙｒにより駆動用ドライバ回路２９を介し第２縦方向コイル３２ａ２が駆動され、可動部３０ａが移動せしめられる（図６の（６）参照）。ステップＳ５９、Ｓ６０の動作は、一般的な比例、積分、微分演算を行うＰＩＤ自動制御で用いられる自動制御演算である。

次に、図５のステップＳ５５で行われる第３デジタル角度Ｋθ_ｎの演算処理について図８のフローチャートを用いて説明する。演算処理が開始されると、ステップＳ７１で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎの絶対値が、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎの絶対値以上に大きいか否かが判断される。大きくない場合には、ステップＳ７２に進められ、大きい場合には、ステップＳ７５に進められる。

ステップＳ７２で、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎが０よりも小さいか否かが判断される。０以上である場合には、撮像装置１が第１縦位置姿勢状態に近い状態で保持されているとして、ステップＳ７３で、第３デジタル角度Ｋθ_ｎに、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎについてアークサイン変換したものに、負符号を付した値が設定される。０よりも小さい場合には、撮像装置１が第２縦位置姿勢状態に近い状態で保持されているとして、ステップＳ７４で、第３デジタル角度Ｋθ_ｎに、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎについてアークサイン変換した値が設定される。

ステップＳ７５で、第２デジタル加速度Ａａｖ_ｎが０よりも小さいか否かが判断される。０以上である場合には、撮像装置１が正立横位置姿勢状態に近い状態で保持されているとして、ステップＳ７６で、第３デジタル角度Ｋθ_ｎに、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎについてアークサイン変換した値が設定される。０よりも小さい場合には、撮像装置１が倒立横位置姿勢状態に近い状態で保持されているとして、ステップＳ７７で、第３デジタル角度Ｋθ_ｎに、第１デジタル加速度Ａａｈ_ｎについてアークサイン変換したものに、負符号を付した値が設定される。

なお、撮像装置１は、磁界変化検出素子としてホール素子を利用したホール素子部４４ａによる位置検出を説明したが、磁界変化検出素子として別の検出素子を利用してもよい。具体的には、磁界の変化を検出することにより可動部の位置検出情報を求めることが可能なＭＩセンサ（高周波キャリア型磁界センサ）、または磁気共鳴型磁界検出素子、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）であり、ホール素子を利用した本実施形態と同様の効果が得られる。

本実施形態における撮像装置の外観を示す背面からみた斜視図である。 撮像装置が正立横位置姿勢状態にある場合の撮像装置の正面図である。 撮像装置の回路構成図である。 撮像装置のメイン動作処理を示すフローチャートである。 割り込み処理を示すフローチャートである。 像ブレ補正及び傾き補正処理における各手順の詳細と演算式を示す図である。 可動部の構成図を示す図である。 第３デジタル角度の演算処理手順を示すフローチャートである。 撮像装置が倒立横位置姿勢状態にある場合の撮像装置の正面図である。 撮像装置が第１縦位置姿勢状態にある場合の撮像装置の正面図である。 撮像装置が第２縦位置姿勢状態にある場合の撮像装置の正面図である。 撮像装置が、正立横位置姿勢状態から、正面からみて反時計回りにＫθ_ｎだけ回転した（傾いた）場合の、撮像装置の正面図である。 撮像装置が、第１縦位置姿勢状態から、正面からみて反時計回りにＫθ_ｎだけ回転した（傾いた）場合の、撮像装置の正面図である。 撮像装置が、倒立横位置姿勢状態から、正面からみて反時計回りにＫθ_ｎだけ回転した（傾いた）場合の、撮像装置の正面図である。 撮像装置が、第２縦位置姿勢状態から、正面からみて反時計回りにＫθ_ｎだけ回転した（傾いた）場合の、撮像装置の正面図である。

符号の説明

１ 撮像装置
１１ Ｐｏｎボタン
１２ａ 測光スイッチ
１３ レリーズボタン
１３ａ レリーズスイッチ
１４ 補正ボタン
１４ａ 補正スイッチ
１７ ＬＣＤモニタ
１８ ミラー絞りシャッタ部
１９ ＤＳＰ
２１ ＣＰＵ
２３ ＡＥ部
２４ ＡＦ部
２５ ブレ量及び傾き検出部
２６ａ、２６ｂ 第１、第２角速度センサ
２６ｃ 加速度センサ
２７ａ、２７ｂ 第１、第２ハイパスフィルタ回路
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ 第１、第２、第３、第４アンプ
２９ 駆動用ドライバ回路
３０ 補正部
３０ａ 可動部
３０ｂ 固定部
３１ａ１、３１ａ２ 第１、第２横方向コイル
３２ａ１、３２ａ２ 第１、第２縦方向コイル
３９ａ 撮像部
３９ａ１ 撮像素子
４１１ｂ１、４１１ｂ２ 第１、第２横方向磁石
４１２ｂ１、４１２ｂ２ 第１、第２縦方向磁石
４３１ｂ１、４３１ｂ２ 第１、第２横方向ヨーク
４３２ｂ１、４３２ｂ２ 第１、第２縦方向ヨーク
４４ａ ホール素子部
４５ ホール素子信号処理回路
６７ 撮影レンズ
ａｈ、ａｖ 第１、第２加速度
Ａａｈ_ｎ、Ａａｖ_ｎ 第１、第２デジタル加速度
Ｋｘ_ｎ、Ｋｙ_ｎ、Ｋθ_ｎ 第１、第２、第３デジタル角度
Ｄａｈ_ｎ、Ｄａｖ_ｎ 第１、第２デジタル加速度信号
ｄｘ 横方向ＰＷＭデューティ
ｄｙ１、ｄｙ２ 第１、第２縦方向ＰＷＭデューティ
Ｄｘ_ｎ 横方向駆動力
Ｄｙｌ_ｎ、Ｄｙｒ_ｎ 第１、第２縦方向駆動力
ｆ レンズ情報係数
ｈｈ１０ 横方向ホール素子
ｈｖ１、ｈｖ２ 第１、第２縦方向ホール素子
ｈｓｄ ホール素子間隔係数
ｈｘ、ｈｙ 第１、第２ハイパスフィルタ時定数
ＬＸ 撮影レンズの光軸
ＭＰ ミラー状態管理パラメータ
ｐｄｘ_ｎ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの横方向成分
ｐｄｙｌ_ｎ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１縦方向成分
ｐｄｙｒ_ｎ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第２縦方向成分
ｐｘ 横方向検出位置信号
ｐｙｌ、ｐｙｒ 第１、第２縦方向検出位置信号
ＲＰ レリーズ状態管理パラメータ
ＳＲ 補正パラメータ
Ｓｘ_ｎ Ｓ_ｎの横方向成分
Ｓｙ_ｎ Ｓ_ｎの縦方向成分
Ｓｙｌ_ｎ、Ｓｙｒ_ｎ Ｓ_ｎの第１、第２縦方向成分
Ｓθ_ｎ Ｓ_ｎのｘｙ平面上の回転角度成分
ｖｘ、ｖｙ 第１、第２角速度
Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ 第１、第２デジタル角速度信号
ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ 第１、第２デジタル角速度

Claims (3)

1. レンズを介して入射した光学像を撮像する撮像素子を有し、前記レンズの光軸に垂直な平面上で回転を含めた移動が可能な可動部と、
   前記光軸に垂直な第１方向の第１重力加速度成分と、前記光軸と前記第１方向に垂直な第２方向の第２重力加速度成分とを検出する加速度センサと、
   前記第１重力加速度成分の絶対値と前記第２重力加速度成分の絶対値との大小関係に基づいて、前記撮像素子を含む撮像装置の重力方向と垂直な水平面に対する前記光軸周りの傾き角度を算出し、前記傾き角度に基づく傾き補正処理のために前記可動部の移動制御を行う制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第２重力加速度成分の絶対値が前記第１重力加速度成分の絶対値以上である場合に、前記第１重力加速度成分に基づいて前記傾き角度を算出し、前記第２重力加速度成分の絶対値が前記第１重力加速度成分の絶対値以上でない場合に、前記第２重力加速度成分に基づいて前記傾き角度を算出することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御部は、前記第２重力加速度成分の絶対値が前記第１重力加速度成分の絶対値以上であり、かつ前記第２重力加速度成分が０未満である場合に、前記第１重力加速度成分をアークサイン変換した値に−１を乗じ、前記第２重力加速度成分の絶対値が前記第１重力加速度成分の絶対値以上でなく、かつ前記第１重力加速度成分が０未満である場合に、前記第２重力加速度成分をアークサイン変換した値に−１を乗じて前記傾き角度を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、前記第２方向に平行な軸周りのヨーイング及び前記第１方向に平行な軸周りのピッチングの少なくとも一方に基づく像ブレを補正する像ブレ補正処理と前記傾き補正処理のために前記可動部の移動制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
   

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