JP4767531B2 - 像振れ補正装置および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、像振れ補正装置および撮像装置、特に、本体と前記本体に対し回動可能な回動部とから構成される撮像装置に搭載される像振れ補正装置および撮像装置に関する。

ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像センサ及び信号処理回路の集積度が向上し、かつ安価に提供できるようになったため、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ（以下、単にデジタルカメラという）が急速に普及している。

また、近年ではデジタルカメラを搭載した携帯電話端末や個人情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等が人気を博している。さらに、今後は、監視カメラや車載カメラなどの分野でも、デジタルカメラのさらなる普及が予想されている。

デジタルカメラ、デジタルカメラを搭載した機器およびその他の撮像装置は、撮像部を備えている。一般に、撮像部は、光学系と、光学系を保持する鏡筒と、撮像センサとを含む。
近年の撮像装置、特に小型のデジタルカメラでは、例えば「自分撮り」に代表される撮影、すなわちカメラ部を自由なアングルにした撮影が行えるように、本体に対して撮像部を回転させる回転機能を有するカメラが主流となってきている。

さらに、撮像装置の小型化に伴い、撮影時の手振れなどによる大きな像振れが発生するようになってきている。そのため、像振れを補正する、いわゆる「手振れ補正機能」を行うものが注目されてきている。
手振れ補正機能として、いくつかの方式が実用化されている。

光学的に手振れを補正するものとしては、例えば、角速度などの振動を検出する検出センサからの出力に応じて、（１）光学系を構成する所定のレンズ素子の保持機構を、モータを用いて駆動し、レンズ素子を光軸に垂直な平面上の互いに直行する方向に移動させるものと、（２）レンズ素子の光軸と直交しかつ互いに直交する２つの回転軸により、撮像部を互いに独立した方向に回転可能に支持する機構（ジンバル機構）で保持された撮像部を回転させるものとがある。

また、光学式以外の手振れ補正手段としては、電子手振れ補正がある。電子手振れ補正は、角速度などの振動検出センサからの出力に応じて、ＣＣＤ上に結像された像を電気的に平行移動させて像振れを補正するものである。
何れの手振れ補正手段においても、撮像部と振動検出センサとの相対位置が固定されており、振動の方向と像振れの補正方向とが一義的に特定される構成となっている。

光学式手振れ補正の一例として、複数のレンズを含む撮像光学系および振れ補正機構からなるレンズ鏡筒と、振動検出センサとを分離して設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。この構造では、デジタルカメラ本体側に振動検出センサが設けられており、レンズ鏡筒は、本体から分離可能な構造となっている。この構造は交換レンズにおいても安価に手振れ補正を行うためのものであり、撮影時には、本体側にレンズ鏡筒が固定されるため、レンズ鏡筒と振動検出センサとの相対位置は固定される。
特許第３２１５７０８号公報

回転機構を有する撮像装置において、デザインの自由度に対する要求や装置全体の小型化に対する要求を満足させるためには、回転部分をできる限り小さくする必要がある。
一方、従来の技術では、撮像光学系を含む撮像部と角速度検出センサとは、相対的な位置関係を固定した状態で使う必要がある。この技術を、例えば、自分撮りが可能なように回転部分が回転する撮像装置に応用した場合、回転部分に撮像部と角速度検出センサとの両方を搭載する必要があり、回転部分の大型化が避けられないという問題を有している。具体的には、小型の角速度検出センサでも、数ミリから十ミリ程度の大きさが必要であるため、回転部分が大型化してしまう。

このため、従来の技術では、デザインの自由度や撮像装置全体の小型化が求められる際に、回転機能と手振れ補正機能とを両立させることは困難となっている。
そこで、本発明は、回転機能と手振れ補正機能とを有する撮像装置であり、かつコンパクトな撮像装置、の提供に貢献する像振れ補正装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記の機能を備えたコンパクトな撮像装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る撮像装置は、被写体の光学的な像を電気的な画像信号として出力する装置であって、本体と、回動部と、撮像光学系と、撮像センサと、振動検出センサと、補正量導出手段と、像振れ補正手段と、を備えている。回動部は、本体に対し回動可能に配置されている。撮像光学系は、光軸を有し、本体に対する光軸の角度が変化するように回動部と一体回転可能に配置され、被写体の光学的な像を形成する。撮像センサは、撮像光学系によって形成された光学的な像を受光し、光学的な像を電気的な画像信号に変換する。振動検出センサは、本体に少なくとも１つ設けられ、振動を検出する。補正量導出手段は、振動検出センサの出力に基づいて、回動部の本体に対する回転位相に応じた像振れ補正量を導出する。像振れ補正手段は、像振れ補正量に基づいて、像振れ補正を行う。

ここで、像振れ補正手段は、光学式の手振れ補正手段であってもよいし、電子式の手振れ補正手段であってもよい。像振れ補正手段は、例えば、本体に発生した振動をキャンセルするように光学系を動作させる、あるいは撮影された像を電気的に移動させる手段である。

第１の特徴に係る撮像装置は、本体側に振動検出センサを有しており、回動部の回転機能と手振れ補正機能とを有しかつコンパクトな撮像装置の提供に貢献することが可能となる。
第１の特徴に係る撮像装置は、好ましくは、回動部の本体に対する回転位相を取得する回転位相取得手段をさらに備えている。補正量導出手段は、振動検出センサの出力と、回転位相取得手段の取得した回転位相とに基づいて、像振れ補正量を導出する。

回転位相取得手段を有するこの撮像装置は、回動部の本体に対する回転位相を取得し、撮像光学系の向きに応じた像振れ補正を行う。
また、回転位相取得手段を有する第１の特徴に係る撮像装置では、好ましくは、回転位相取得手段は、回動部の本体に対する回転位相を検出し、回転位相に応じた信号を出力する手段である。補正量導出手段は、例えば、回転位相取得手段の出力に応じて定められる係数を振動検出センサの出力に乗じ、像振れ補正量を導出する。

この撮像装置は、回動部の回転位相と振動検出センサの出力とに応じた像振れ補正を行う。
第１の特徴に係る撮像装置では、振動検出センサは、回動部の回動軸と略平行の検出軸回りの角速度を検出する少なくとも一つの角速度検出センサを含んでいてもよい。

この角速度検出センサにより、回動部の回転に依存しない方向の振動を検出することが可能となる。
角速度検出センサを含むこの撮像装置によれば、回動部の回転に依存しない方向の像振れ補正を行うことが可能となる。

回転位相取得手段を有する第１の特徴に係る撮像装置は、回転位相取得手段の出力が所定の範囲内の場合、補正量導出手段は、係数を零とし、像振れ補正手段は、少なくとも１つの方向に対する像振れ補正を行わない構成を有していてもよい。
この撮像装置は、回転位相取得手段の出力が所定の範囲内の場合に、少なくとも１つの方向に対する像振れ補正を行わない。このため、像振れ補正を必要な範囲で適切に行いつつ、装置における回路構成を簡易にすることが可能となる。

回転位相取得手段を有する第１の特徴に係る撮像装置では、回転位相取得手段は、回転位相に関する情報の入力を受け付ける手段であってもよい。
ここで、回転位相取得手段とは、例えば、撮像装置の操作者に回動部の回転位相を入力させるためのボタンなどである。

この撮像装置は、より簡易な構成で回動部の回転位相に応じた像振れ補正を実現する。
第２の特徴に係る撮像装置は、被写体の光学的な像を電気的な画像信号として出力する装置であって、本体と、回動部と、撮像光学系と、撮像センサと、振動検出センサと、補正量導出手段と、像振れ補正手段と、を備えている。回動部は、本体に対し回動可能に配置されている。撮像光学系は、光軸を有し、本体に対する光軸の角度が変化するように回動部と一体回転可能に配置され、被写体の光学的な像を形成する。撮像センサは、撮像光学系によって形成された光学的な像を受光し、光学的な像を電気的な画像信号に変換する。振動検出センサは、第１の振動検出センサと第２の振動検出センサとを含んでいる。第１の振動検出センサは、本体に設けられ、回動部の回動軸と略平行の検出軸回りの振動を検出する。第２の振動検出センサは、回動部に設けられ、第１の振動検出センサの検出軸と直交する検出軸回りの振動を検出する。補正量導出手段は、第１および第２の振動検出センサのそれぞれの出力に基づいて、異なる方向の像振れ補正を行うための第１像振れ補正量および第２像振れ補正量を出力する。像振れ補正手段は、第１像振れ補正量および第２像振れ補正量に基づいて、像振れ補正を行う。

第２の特徴に係る撮像装置では、第１の振動検出センサにより、回動部の回転に依存しない方向の振動を検出することが可能となる。第２の振動検出センサにより、回動部の回転に応じた方向の振動を検出することが可能となる。
この撮像装置では、回動部の回動軸と直交する方向に検出軸を有する振動検出センサのみを回動部に設けている。このため、回動部の体積を大きくすることなく、回転位相に応じた像振れを実現する撮像装置を提供することが可能となる。

第２の特徴に係る撮像装置では、好ましくは、第１および第２の振動検出センサは、それぞれの検出軸回りの角速度を検出する角速度検出センサである。
前述の第１の特徴に係る撮像装置では、振動検出センサは、本体に設けられるとともに、少なくとも２方向の振動を検出する本体側センサを含んでいてもよい。この場合に、補正量導出手段は、少なくとも２方向についての本体側センサのそれぞれの出力から１方向の像振れ補正量を導出する。

この撮像装置では、例えば、２方向についての本体側センサの出力から回転位相に応じた１方向の像振れ補正量を導出することが可能となる。このため、回動部の体積を大きくすることなく、回転位相に応じた像振れを実現する撮像装置を提供することが可能となる。

本体側センサを有する第１の特徴に係る撮像装置では、本体側センサは、第１〜第３の検出センサにより構成されていてもよい。ここで、第１の検出センサは、回動部の回動軸と略平行の第１検出軸回りの角速度を検出する。第２の検出センサは、第１検出軸と直交する第２検出軸回りの角速度を検出する。第３の検出センサは、第１検出軸および第２検出軸と直交する第３検出軸回りの角速度を検出する。補正量導出手段は、第１補正量導出回路と第２補正量導出回路とから構成されている。第１補正量導出回路は、第１の検出センサの出力に基づいて第１像振れ補正量を導出する。第２補正量導出回路は、第２の検出センサの出力および第３の検出センサの出力と回転位相とに基づいて１方向の像振れ補正量である第２像振れ補正量を導出する。像振れ補正手段は、第１像振れ補正量と第２像振れ補正量とのそれぞれに基づいて、像振れ補正を行う。

この撮像装置では、第１の検出センサにより、回動部の回転に依存しない方向の振動を検出することが可能となる。また、第２および第３の検出センサにより、回動部の回転位相に応じた像振れ補正を行うことが可能となる。
第１〜第３の検出センサを有する第１の特徴に係る撮像装置では、回動部の回動軸は、撮像光学系の光軸と直交していてもよい。また、補正量導出手段は、第２の検出センサの出力および第３の検出センサの出力と回転位相とに基づいて光軸を中心とした回転方向の像振れ補正量である第３像振れ補正量を導出する第３補正量導出回路をさらに有していてもよい。この撮像装置では、像振れ補正手段は、第１像振れ補正量に基づいて光軸と直交する第１方向の像振れを補正し、第２像振れ補正量に基づいて光軸および第１方向と直交する第２方向の像振れを補正し、第３像振れ補正量に基づいて光軸を中心とした回転方向の像振れを補正する。

この撮像装置では、第２および第３の検出センサにより光軸を中心とした回転方向の像振れ補正を行うことが可能となる。よって、さらに像振れ補正の効果を高めることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、レンズ鏡筒と振動検出センサとの位置が相対的に変化しても、像振れを適切に補正することが可能となる。また、振動検出センサを本体に備えるため、回動部の小型化が実現できる。よって、カメラの回転機能と手振れ補正機能とを両立させるコンパクトな像振れ補正装置を提供することが可能となる。また、上記の機能を備えたコンパクトな撮像装置を提供することが可能となる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の斜視図である。図１において、デジタルカメラを構成する撮像装置１は、本体７と、本体７に回動軸を備えた回転位相検出部４により回転軸２ａを中心に回動可能に支持された回転部２と、像振れ補正装置３４とを備えている。

像振れ補正装置３４は、角速度センサ５，６と、回転位相検出部４と、像振れ補正回路３１，３２と、振れ補正機構３３とを含む。
本体７は、回転軸２ａと平行な検出軸６ａ回りの角速度を検出する角速度センサ６と、角速度センサ６の検出軸６ａと直交する検出軸５ａ回りの角速度を検出する角速度センサ５と、液晶表示部９と、シャッターボタン８と、各種操作ボタン１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）とを含む。

回転部２は、撮像部３と回転位相検出部４とを含む。回転部２は、回転軸２ａを中心に１８０度回転可能となっており、図１のように液晶表示部９側に撮像部３を向けることで撮影者が本人を撮影可能な、いわゆる、自分撮りモードとすることができる。
図２は、撮像部３の要部側断面図である。図２において、撮像部３は、光軸１１を有する３枚のレンズ群からなる光学系１８（被写体側から１８ａ，１８ｂ，１８ｃとする）と、レンズ群を保持するレンズ枠３’からなるレンズ鏡筒３８と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像センサ１７とを含む。さらに、撮像部３は、回転部２において振れ補正機構３３により保持されている。

図３は、光学的に像振れを補正する振れ補正機構３３の説明図である。図３（ａ）は、要部平面図、図３（ｂ）は、側面図、図３（ｃ）は、背面図、図４は、断面Ａ−Ａ図、図５は、断面Ｂ−Ｂ図である。
図３、図４、図５において、３ａ，３ｂは、撮像部３と一体に形成された軸Ｙ方向（図３の上下方向）に突出した回動軸である。回動軸３ａ，３ｂは、内枠１２の上下側に設けられた２つの穴（図示せず）に支持される。これにより、撮像部３は、軸Ｙ回りに回転可能となっている。さらに、内枠１２の外周には、回動軸１２ａ，１２ｂが軸Ｘ方向（図３の左右方向）に一体的に形成されている。回動軸１２ａ，１２ｂは、外枠１３の左右側に設けられた２つの穴（図示せず）に支持される。これにより、内枠１２は、撮像部３と一体的に軸Ｘ回りに回転可能となっている。

回動軸３ａ，３ｂと回動軸１２ａ，１２ｂとは、共に光軸１１に対して垂直であり、かつ互いに直交する。また、回動軸３ａ，３ｂの回転中心となるＹ軸は、撮像部３の重心を通り、回動軸１２ａ，１２ｂの回転中心となるＸ軸は、撮像部３と内枠１２との重心を通過する位置となっている。

このように内枠１２は、光学系１８と撮像センサ１７とを含む撮像部３を、Ｙ軸回りに回動可能に支持している。また、外枠１３は、内枠１２を、Ｘ軸回りに回動可能に支持している。
内枠１２と外枠１３とは、ガラスを含有したポリカーボネイト材を使った成型部品とすることで、質量を小さくしている。さらに、各軸（３ａ，３ｂ，１２ａ，１２ｂ）を各々の回転体の重心に配置することで、慣性モーメントを小さく抑えている。

１５は、バイモルフである。バイモルフ１５は、電圧により歪む２枚の電歪素子により電極を挟んだ構成である。バイモルフ１５の一端は、内枠１２に接着固定され、他端は、ピン１５ａに可撓性接着剤で接着されている。さらに、ピン１５ａは、撮像センサ１７に固定されている。これにより、バイモルフ１５が歪むと、内枠１２と撮像センサ１７とがＹ軸回りに相対回転する。

１６は、１５と同様に、バイモルフである。バイモルフ１６の一端は、外枠１３に固定され、他端は、ピン１６ａに可撓性接着剤で固定されている。さらに、ピン１６ａは、内枠１２に固定されている。これにより、バイモルフ１６が歪むと、外枠１３と内枠１２とがＸ軸回りに相対回転する。

図６は、バイモルフ１５に固定されたピン１５ａと内枠１２の回動軸３ａ，３ｂの回転中心となるＹ軸、およびバイモルフ１６に固定されたピン１６ａと外枠１３の回動軸１２ａ、１２ｂの回転中心となるＸ軸との位置関係を示す図である。
実験により、撮像部３の光軸１１を±１度の範囲で回転補正できれば、９５％以上の像振れを補正が可能となることが確認されている。この±１度の補正角度とバイモルフ１５、１６の駆動量との関係を説明する。

図６において、ピン１５ａは、Ｙ軸からδｙの距離で撮像部３を駆動する。ピン１６ａは、Ｘ軸からδｘの距離で内枠１２を駆動する。図６の紙面に対し垂直方向へのピン１５ａの移動量をＬｙ、とすれば、撮像部３の回転角度αｙとの関係は、ｔａｎ（αｙ）＝（Ｌｙ／δｙ）で近似される。同様に、ピン１６ａの移動量Ｌｘと内枠１２の回転角度αｘも、同様にｔａｎ（αｘ）＝（Ｌｘ／δｘ）で近似される。本実施の形態では、距離δｙ＝δｘ＝２ｍｍとしており、±１度の補正角度を得るためには、移動量Ｌｙ＝Ｌｘ＝０．０３５ｍｍが必要となる。このような移動量でバイモルフ１５を駆動することにより、Ｙ軸を中心に撮像部３が十分な角度で回転する。また、このような移動量でバイモルフ１６を駆動することにより、Ｘ軸を中心に撮像部３が十分な角度で回転する。以上のように、バイモルフ１５，１６を駆動することにより、撮像部３をヨー方向（Ｙ軸回り）、ピッチ方向（Ｘ軸回り）に駆動することが可能となっている。

なお、バイモルフ１５，１６への電圧印加による撓みとＹ軸、Ｘ軸回りの回転により、ピン１５ａ、およびピン１６ａには曲げモーメントが生じるが、可撓性接着剤により吸収される構成となっている。
２１（図４参照）は、ピン１５ａの移動量を検出する変位センサである。２２（図４参照）も同様にピン１６ａの移動量を検出する変位センサである。変位センサ２１，２２共に、外枠１３に固定されている。変位センサ２１と２２とは、反射型フォトインタラプタにより、ピン１５ａとピン１６ａとからの反射光をそれぞれ検出し、変位センサ２１，２２とピン１５ａ，１６ａとの距離の変化を測定している。

図７は、本体７に設けられた角速度センサ５，６の検出軸５ａ，６ａと振れ補正機構３３の回転軸となるＹ軸、Ｘ軸との関係を示す図である。検出軸６ａとＸ軸は平行な位置関係に構成されている。角速度センサ５は、検出軸５ａ回りの角速度ωｙにより水晶振動子に作用するコリオリ力を検出し、角速度ωｙを測定する振動型角速度センサである。角速度センサ５の出力電圧Ｖｙは、角速度ωｙに比例した値が出力される。角速度センサ６は、検出軸６ａ回りの角速度ωｘを検出し、角速度センサ５と同様に、角速度ωｘの大きさに比例した電圧Ｖｘを出力する。

図８は、回転部２と本体７との回転位相を検出する回転位相検出部４の構造について説明する説明図である。図８（ａ）は、回転位相検出部４の主要部側断面図、図８（ｂ）は、検出センサ部の平面図である。図８（ａ）、図８（ｂ）において、回転位相検出部４の円筒状に突出した回転軸部４ａは、本体７の穴部（図示せず）に勘合され、本体７に対し回転軸２ａを中心に回転可能となっている。回転位相検出部４の面４ｂには回転部２が固定される。また、回転位相検出部４内には、磁石１９が取り付けられている。磁石１９は、矩形状の単極磁石でありＳＮ極が回転軸２ａに対し半径方向（図８では上下方向）に配置されている。さらに、Ｎ極に対向する位置の本体７側には、磁気センサ２０が配置されている。磁気センサ２０は、ホール効果を利用して、磁束密度強度に比例した電圧を出力するホール素子である。

回転位相検出部４が、θの方向に回転したときの回転位相と磁気センサ２０の出力電圧との関係を図９に示す。ここで、θの値は、図１のように液晶表示部９側に撮像部３を向けている場合を０度とし、回転軸２ａに沿って本体７側から回転部２に向かう方向に対して右回りに正の値をとる。図９に示すように、回転位相検出部４は、０度位置で最大電圧Ｖｍａｘを出力し、１８０度位置で最小電圧Ｖｍｉｎを出力する。さらに、θの値が０度と１８０度との中間角度である場合、回転位相検出部４は、電圧０を出力する。以上の磁気センサ２０の出力電圧により、本体７に対する、回転部２の回転位相、すなわち撮像部３の光軸１１の方向が検出される。

図１０は、ヨー方向、すなわちＹ軸回りの像振れ補正回路３１のブロック図であり、図１１は、ピッチ方向、すなわちＸ軸回りの像振れ補正回路３２のブロックである。
図１０において、Ｙ軸回りの角速度ωｙが角速度センサ５により検出される。また、磁気センサ２０の出力電圧が回転位相判別器４２に入力され、回転部２の回転位相が認識される。具体的には、回転位相判別器４２は、図９に示した特性に基づいて、磁気センサ２０の出力電圧から回転位相を認識する。

補正値設定器２３は、回転位相判別器４２の出力信号により補正値の設定を行う。具体的には、回転位相θ＝０度の場合は、補正値を１とする。また、回転位相θ＝１８０度の場合には、角速度センサ５の検出軸５ａと撮像部３の回転軸となるＹ軸との向きが逆となるため、補正値を−１とする。また、回転位相が０＜θ＜１８０度の範囲においては、補正値を０とし、バイモルフ１５の駆動が行われないようにされている。

補正値設定器２３からの出力は、角速度センサ５により検出された角速度ωｙに、それぞれの補正値を乗じた値であり、ωｙ（θ＝０度）、−ωｙ（θ＝１８０度）、０（０＜θ＜１８０度）などとなる。
補正角度変換器２４は、補正値設定器２３からの角速度をサンプリング時間で積分し角度αｙに変換する。本実施形態では、サンプリング時間は２０ｍｓｅｃとしている。ピン移動量変換器２５は、先に説明した近似式により、補正角度αｙを移動量Ｌｙに変換する。駆動電圧変換器２６は、ピン移動量Ｌｙをバイモルフ１５への印加電圧Ｖｙに変換する。変位センサ２１からの変位量とピン移動量変換器２５からの移動量設定値とを比較し、設定値となるまでフィードバック制御が行われる。また、駆動電圧変換器２６には、定常誤差を無くす補償機能も含まれている。

図１１において、図１０とブロック内の名称が同じものは、同一の働きを行うため説明は省略する。図１０との違いは、補正値設定器２７が回転部２の回転位相に依存しない補正値を設定する点である。すなわち、回転部２の回転軸２ａと角速度センサ６の検出軸６ａとが平行であるため、補正値設定器２７は、回転位相に関係なく常に補正値を１とする。これにより、補正値設定器２７からの出力は、角速度センサ６により検出された角速度ωｘに、補正値１を乗じた値であり、ωｘとなる。

このように、ピッチ方向（Ｘ軸回り）の補正では、補正値を回転位相に関係なく常に１としているが、ヨー方向（Ｙ軸回り）の補正では、補正値を１（θ＝０度）、−１（θ＝１８０度）とし、符号を逆転させている。
このような構成において、実際に撮影が行われる場合の撮像装置１の具体的な動作について以下説明を加える。

撮像装置１で撮影を行う場合、電源ボタン１０ａにより電源が投入され撮影が可能な撮影モードとなる。
回転部２が図１の状態にある時、磁気センサ２０の出力電圧は、最大値Ｖｍａｘを示す。このため、回転位相判別器４２は、回転部２が自分撮りモードの位置、すなわち回転位相θ＝０度であることを認識できる。

この状態で、操作者によりシャッターボタン８が操作されると、図１０および図１１を用いて説明した処理が行われる。
図１２に、角速度センサ５，６の検出軸５ａ，６ａにωｙ，ωｘの角速度が発生した場合のヨー方向（Ｙ軸）、ピッチ方向（Ｘ軸）回りの像振れ補正方向を示す。

像振れ補正回路３１および振れ補正機構３３は、バイモルフ１５を用いて、角速度ωｙをキャンセルする方向（−ωｙ）に撮像部３を駆動する。同様に、像振れ補正回路３２および振れ補正機構３３は、バイモルフ１６を用いて、角速度ωｘをキャンセルする方向（−ωｘ）に内枠１２を駆動する。これにより、像振れが補正される。

回転部２が図１の自分撮りモードの位置から１８０度回転した状態にある時、磁気センサ２０の出力電圧は、最小値Ｖｍｉｎを示す。このため、回転位相判別器４２は、回転部２が通常撮影モードの位置、すなわち回転位相θ＝１８０度であることを認識できる。
この状態で、操作者によりシャッターボタン８が操作されると、図１０および図１１を用いて説明した処理が行われる。

図１３に、角速度センサ５，６の検出軸５ａ，６ａにωｙ，ωｘの角速度が発生した場合のヨー方向（Ｙ軸）、ピッチ方向（Ｘ軸）回りの像振れ補正方向を示す。
θ＝１８０度の位置においては、像振れ補正回路３１および振れ補正機構３３は、バイモルフ１５を用いて、角速度ωｙをキャンセルする方向（＋ωｙ）に撮像部３を駆動する。同様に、像振れ補正回路３２および振れ補正機構３３は、バイモルフ１６を用いて、角速度ωｘをキャンセルする方向（−ωｘ）に内枠１２を駆動する。これにより像振れが補正される。

また、回転部２が回転位相角度θ（０度＜θ＜１８０度）の状態にある時、バイモルフ１５は駆動されない。一方、像振れ補正回路３２および振れ補正機構３３は、バイモルフ１６を駆動し、角速度センサ６からの検出値に応じた補正を行う。
図１２、図１３において、ピッチ方向（Ｘ軸回り）においては、検出軸６ａと補正軸Ｘ軸の向きは、常に同方向であるため、回転位相θに関係なく、検出軸６ａで検出した角速度＋ωｘに対して、常に−ωｘ方向に補正すれば良い。しかし、ヨー方向（Ｙ軸回り）においては、検出軸５ａと補正軸Ｙ軸の向きは、θ＝０度位置とθ＝１８０度位置とでは逆方向となる。このため、検出軸５ａで検出した角速度＋ωｙに対して、θ＝０度では、−ωｙ方向に補正し、θ＝１８０度では、＋ωｙ方向に補正している。

このように、角速度センサ５，６に対して相対的に回転する撮像部３を有する撮像装置１であっても、回転位相を検出し、補正方向を設定することが可能となる。このため、像振れを補正することができる。
さらに、角速度センサ６の検出軸６ａと、撮像部３を保持する回転部２の回転軸２ａとを平行に配置しているため、回転部２の回転位相に関係なくピッチ方向（Ｘ軸回り）の像振れを補正することができる。

このように、本発明の第１の実施形態に係る像振れ補正装置３４により、撮像部３を回転可能な構成としつつ、確実に像振れを補正することが可能となる。
また、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１は、上記の像振れ補正装置３４を備えるため、コンパクトな回転部２を有しつつ像振れ補正することが可能となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る撮像装置として、撮影者により入力された回転部の回転位相を用いて像振れ補正を行う撮像装置について説明を行う。
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置である。なお、第２の実施形態に係る撮像装置は、第１の実施形態に係る撮像装置１とほぼ同様の構成を持つ。以下、第２の実施形態に係る撮像装置と第１の実施形態に係る撮像装置１との相違点である回転位相検出方法について説明する。

図１４において、３５は、撮影モード選択ボタンである。撮影モード選択ボタン３５は、撮像部３が自分撮り位置にあるのか、または、自分撮り位置から１８０度対向する通常撮影モード位置にあるかを操作者が選択するボタンである。すなわち、撮影モード選択ボタン３５により、回転部２の回転位相が、θ＝０度とθ＝１８０度とのどちらであるかが選択される。

図１５は、回転位相検出部４’の側面図である。図１６は、ヨー方向の像振れ補正回路のブロック図である。ピッチ方向の像振れ補正については、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
回転位相検出部４’は、図１５に示すように、回転部２に固定される面４ｂを有する円筒部と、面４ｂと軸方向反対側から突出する小径の回転軸部４ａ’とを有している。回転軸部４ａ’の先端には、径方向１８０度対向した位置に２箇所の切欠き部４ｃが設けられている。さらに、回転軸部４ａ’の先端には、アーム３６の一端が係合しており、アーム３６は、回転軸部４ａ’の回転に応じて回転軸３６ａを中心に揺動可能となっている。

具体的には、アーム３６は、バネ３７によって回転軸３６ａを中心に反時計方向に付勢されている。回転位相がθ＝０度とθ＝１８０度の位置においては、アーム３６の先端が切欠き部４ｃに係合した実線で示す状態にある。また、回転位相が、０＜θ＜１８０度の範囲においては、アーム３６は、回転位相検出部４’の先端部４ｄにより時計方向に回動され、破線で示す状態となる。

アーム３６が実線で示す状態にある場合、撮影者は、撮影モード選択ボタン３５を操作して撮影モードを選択することが可能となる。一方、アーム３６が破線で示す状態にある場合、アーム３６の一部（アーム３６の他端側）が、撮影モード選択ボタン３５の下側に設けられたスイッチ（図示せず）をロックする。これにより、アーム３６が破線で示す状態にある場合、撮影者は、撮影モード選択ボタン３５を操作しても撮影モードを選択することができなくなる。

アーム３６が実線で示す状態にある場合、撮影者が撮影モード選択ボタン３５の下側に設けられたスイッチを１回押すごとに、撮影モードは、「自分撮りモード」（θ＝０度位置）、「通常撮影モード」（θ＝１８０度位置）に順次切り替わる。さらに、１秒以上押し続ける、いわゆる長押しにより、撮影モードは、「その他モード」（０＜θ＜１８０度位置）に切り替わるよう設定されている。

それぞれの撮影モードにおける像振れ補正処理は、図１６に示すように第１の実施形態とほぼ同様であるが、回転位相を撮影モード選択ボタン３５からの入力により判断している点で第１の実施形態と相違している。また、「その他モード」では、第１の実施形態と同様に、ヨー方向（Ｙ軸回り）の像振れ補正は行われない。すなわち、バイモルフ１５（図３参照）の駆動は行われず、ピッチ方向（Ｘ軸回り）の像振れ補正のみが行われる。

このように、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置によれば、回転部２の回転位相検出センサを設けることなく、安価な構成で回転位相を取得することが可能となる。さらに、回転位相を取得して像振れ補正を行うため、誤った方向に像振れ補正を行うことが防止でき、良好な振れ補正が可能となる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る撮像装置として、回転部側と本体側とのそれぞれに角速度センサを有する撮像装置について説明を行う。
図１７は、本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の斜視図である。図１７において、デジタルカメラを構成する撮像装置１０１は、本体１０７と、本体１０７に回動軸を備えた回転位相検出部１０４により回転軸１０２ａを中心に回動可能に支持された回転部１０２と、像振れ補正装置１３４とを備えている。

像振れ補正装置１３４は、角速度センサ１０５，１０６と、回転位相検出部１０４と、像振れ補正回路１３１、１３２と、振れ補正機構１３３とを含む。
本体１０７は、回転軸１０２ａと平行な検出軸１０６ａ回りの角速度を検出する角速度センサ１０６と、液晶表示部１０９と、シャッターボタン１０８と、各種操作ボタン１１０（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ）とを含む。

回転部１０２は、撮像部１０３と、回転位相検出部１０４と、角速度センサ１０６の検出軸１０６ａと直交する検出軸１０５ａ回りの角速度を検出する角速度センサ１０５と、を含む。回転部１０２は、回転軸１０２ａを中心に１８０度回転可能となっており、図１７のように液晶表示部１０９側に撮像部１０３を向けることで撮影者が本人を撮影可能な、いわゆる、自分撮りモードとすることができる。

撮像部１０３、回転位相検出部１０４および回転部１０２において撮像部１０３を保持する振れ補正機構１３３の構成は、図２〜図６および図８を用いて第１実施形態で説明した撮像部３、回転位相検出部４および振れ補正機構３３の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。

ただし、回転位相検出部１０４がθの方向に回転したときの回転位相と磁気センサの出力電圧との関係は、図１８に示すようなものである。この磁気センサの出力電圧により、本体１０７に対する、回転部１０２の回転位相、すなわち撮像部１０３の光軸１１１の方向が検出される。検出された回転位相は、自分撮りモードと通常撮影モードを判別し、液晶表示部９への表示画像の上下の向きを反転させために用いられる。

次に、撮像装置１０１における像振れ補正の処理について説明を行う。
図１９は、回転部１０２と本体１０７にそれぞれ設けられた、角速度センサ１０５，１０６の検出軸１０５ａ，１０６ａと振れ補正機構１３３の回転軸となるＹ軸、Ｘ軸との関係を示す図である。検出軸１０６ａとＸ軸は平行な位置関係に構成されている。角速度センサ１０５は、検出軸１０５ａ回りの角速度ωｙにより水晶振動子に作用するコリオリ力を検出し、角速度ωｙを測定する振動型角速度センサである。角速度センサ１０５の出力電圧Ｖｙは、角速度ωｙに比例した値が出力される。角速度センサ１０６は、検出軸１０６ａ回りの角速度ωｘを検出し、角速度センサ１０５と同様に、角速度ωｘの大きさに比例した電圧Ｖｘを出力する。

図２０は、ヨー方向、すなわちＹ軸回りの像振れ補正回路１３１のブロック図であり、図２１は、ピッチ方向、すなわちＸ軸回りの像振れ補正回路１３２のブロックである。
図２０において、Ｙ軸回りの角速度ωｙが角速度センサ１０５により検出される。補正角度変換器１２４は、補正値設定器１２３からの角速度をサンプリング時間で積分し角度αｙに変換する。本実施形態では、サンプリング時間は２０ｍｓｅｃとしている。ピン移動量変換器１２５は、第１の実施形態で説明した近似式により、補正角度αｙを移動量Ｌｙに変換する。駆動電圧変換器１２６は、ピン移動量Ｌｙをバイモルフ１１５への印加電圧Ｖｙに変換する。変位センサ１２１からの変位量とピン移動量変換器１２５からの移動量設定値とを比較し、設定値となるまでフィードバック制御が行われる。また、駆動電圧変換器１２６には、定常誤差を無くす補償機能も含まれている。

図２１において、各ブロックは、図１１で説明した各ブロックと同様の動作を行うため説明は省略する。
このような構成において、実際に撮影が行われる場合の撮像装置１０１の具体的な動作について以下説明を加える。

撮像装置１０１で撮影を行う場合、電源ボタン１１０ａにより電源が投入され撮影が可能な撮影モードとなる。
回転部１０２が図１７の状態にある時、磁気センサ１２０の出力電圧は、最大値Ｖｍａｘを示す。このため、撮像装置１０１は、回転部１０２が自分撮りモードの位置、すなわち回転位相θ＝０度であることを認識できる。

この状態で、操作者によりシャッターボタン１０８が操作されると、図２０および図２１に示す処理が行われる。
図２２に、角速度センサ１０５，１０６の検出軸１０５ａ，１０６ａにωｙ，ωｘの角速度が発生した場合のヨー方向（Ｙ軸）、ピッチ方向（Ｘ軸）回りの像振れ補正方向を示す。

像振れ補正回路１３１および振れ補正機構１３３は、バイモルフ１１５を用いて、角速度ωｙをキャンセルする方向（−ωｙ）に撮像部１０３を駆動する。同様に、像振れ補正回路１３２および振れ補正機構１３３は、バイモルフ１１６を用いて、角速度ωｘをキャンセルする方向（−ωｘ）に内枠１１２を駆動する。これにより、像振れが補正される。

回転部１０２が図１７の自分撮りモードの位置から１８０度回転した状態にある時、磁気センサ１２０の出力電圧は、最小値Ｖｍｉｎを示す。このため、撮像装置１０１は、回転部１０２が通常撮影モードの位置、すなわち回転位相θ＝１８０度であることを認識できる。

この状態で、操作者によりシャッターボタン１０８が操作されると、図２０および図２１を用いて説明した処理が行われる。
図２３に、角速度センサ１０５，１０６の検出軸１０５ａ，１０６ａにωｙ，ωｘの角速度が発生した場合のヨー方向（Ｙ軸）、ピッチ方向（Ｘ軸）回りの像振れ補正方向を示す。

θ＝１８０度の位置においては、像振れ補正回路１３１および振れ補正機構１３３は、バイモルフ１１５を用いて、角速度ωｙをキャンセルする方向（−ωｙ）に撮像部１０３を駆動する。同様に、像振れ補正回路１３２および振れ補正機構１３３は、バイモルフ１１６を用いて、角速度ωｘをキャンセルする方向（−ωｘ）に内枠１１２を駆動する。これにより像振れが補正される。

また、液晶表示部１０９の表示画面は、磁気センサ１２０の出力が０Ｖを通過したときに、上下反転するように設定されている。すなわち、θ＝３０度と１５０度付近で、液晶表示部１０９への表示画像の向きが変更される（図１８参照）。
また、回転部１０２が回転位相角度θ（０度＜θ＜１８０度）の状態にある時、バイモルフ１１５、およびバイモルフ１１６は、角速度センサ１０５，１０６からの検出値に応じて像振れ補正回路１３１，１３２および振れ補正機構１３３により駆動され、像振れ補正が行なわれる。

図２２、図２３に示す、ヨー方向（Ｙ軸回り）およびピッチ方向（Ｘ軸回り）の像振れ補正では、検出軸１０５ａと補正軸Ｙ軸との向きおよび検出軸１０６ａと補正軸Ｘ軸との向きは、それぞれ常に同方向である。このため、回転位相θに関係なく、検出軸１０５ａ、１０６ａで検出した角速度＋ωｙ、＋ωｘに対して、常に−ωｙ、−ωｘ方向への補正を行えば良い。このため、図２０および図２１に示す回路では、取得した回転位相に応じた像振れ補正を行う必要がなく、より簡易な回路構成を実現することが可能となる。

また、撮像装置１０１が、本体１０７側に角速度センサ１０６を有し、撮像部１０３を保持する回転部１０２側に角速度センサ１０５のみを有する構造を採用している。このため、回転部１０２の大きさを小さくすることができる。さらに、角速度センサ１０６の検出軸１０６ａと、撮像部１０３を保持する回転部１０２の回転軸１０２ａとが平行に配置されており、回転部１０２の回転位相に関係なくヨー方向（Ｙ軸回り）およびピッチ方向（Ｘ軸回り）の像振れを補正することができる。

このように、本発明の第３の実施形態に係る像振れ補正装置１３４により、撮像部１０３を回転可能な構成としつつ、確実に像振れを補正することが可能となる。
また、本発明の第３の実施形態に係る撮像装置１０１は、上記の像振れ補正装置１３４を備えるため、コンパクトな回転部１０２を有しつつ像振れを補正することが可能となる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る撮像装置として、本体側に３つの角速度センサを有する撮像装置について説明を行う。
図２４は、本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の斜視図である。図２４において、デジタルカメラを構成する撮像装置２０１は、本体２０７と、本体２０７に回動軸を備えた回転位相検出部２０４により軸２０２ａを中心に回動可能に支持された回転部２０２と、像振れ補正装置２３４とを備えている。

像振れ補正装置２３４は、角速度センサ２０５，２０６，２３５と、回転位相検出部２０４と、像振れ補正回路２３１，２３２と、振れ補正機構２３３とを含む。
本体２０７は、軸２０２ａと平行な検出軸２０６ａ回りの角速度を検出する角速度センサ２０６と、角速度センサ２０６の検出軸２０６ａと直交する検出軸２０５ａ回りの角速度を検出する角速度センサ２０５と、角速度センサ２０５および角速度センサ２０６と直交する検出軸２３５ａ回りの角速度を検出する角速度センサ２３５（図２４では、検出軸２３５ａと光軸２１１は平行となっている）と、液晶表示部２０９と、シャッターボタン２０８と、各種操作ボタン２１０（２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ）とを含む。

回転部２０２は、撮像部２０３と、回転位相検出部２０４とを含む。回転部２０２は、軸２０２ａを中心に１８０度回転可能となっており、図２４のように液晶表示部２０９側に撮像部２０３を向けることで撮影者が本人を撮影可能な、いわゆる、自分撮りモードとすることができる。

撮像部２０３、回転部２０２において撮像部２０３を保持する振れ補正機構２３３の構成は、図２〜図６および図８を用いて第１実施形態で説明した撮像部３、振れ補正機構３３の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
次に、撮像装置２０１における像振れ補正の処理について説明を行う。

図２５は、本体２０７に設けられた角速度センサ２０５，２０６，２３５の検出軸２０５ａ，２０６ａ，２３５ａと振れ補正機構２３３の回転軸となるＹ軸、Ｘ軸との関係を示す図である。検出軸２０６ａとＸ軸は平行な位置関係に構成されている。角速度センサ２０５は、検出軸２０５ａ回りの角速度ωｙ１により水晶振動子に作用するコリオリ力を検出し、角速度ωｙ１を測定する振動型角速度センサである。角速度センサ２０５の出力電圧Ｖｙ１は、角速度ωｙ１に比例した値が出力される。角速度センサ２３５は、検出軸２３５ａ回りの角速度ωｙ２を検出し、角速度センサ２０５と同様に、角速度ωｙ２の大きさに比例した電圧Ｖｙ２を出力する。角速度センサ２０６は、検出軸２０６ａ回りの角速度を検出し、角速度センサ２０５と同様に、角速度ωｘの大きさに比例した電圧Ｖｘを出力する。

図２６は、回転部２０２と本体２０７との回転位相を検出する回転位相検出部２０４の構造について説明する説明図である。図２６（ａ）は、回転位相検出部２０４の主要部側断面図、図２６（ｂ）は、検出センサ部の平面図である。回転位相検出部２０４の構造は、図８を用いて説明した回転位相検出部４とほぼ同様の構造であるが、円筒状の磁石２１９を備える点において相違している。以下、回転位相検出部２０４の構造について詳しく説明する。

図２６（ａ）、図２６（ｂ）において、回転位相検出部２０４の円筒状に突出した軸２０４ａは、本体２０７の穴部（図示せず）に勘合され、本体２０７に対し軸２０２ａを中心に回転可能となっている。回転位相検出部２０４の面２０４ｂには回転部２０２が固定される。また、回転位相検出部２０４内には、磁石２１９が取り付けられている。磁石２１９は、円筒状の単極磁石でありＳＮ極が回転軸２０２ａに対し円周方向に着磁されている。さらに、Ｎ極に対向する位置の本体２０７側には、磁気センサ２２０が配置されている。磁気センサ２２０は、ホール効果を利用して、磁束密度強度に比例した電圧を出力するホール素子である。

回転位相検出部２０４が、θの方向に回転したときの回転位相と磁気センサ２２０の出力電圧との関係を図２７に示す。ここで、θの値は、図２４のように液晶表示部２０９側に撮像部２０３を向けている場合を０度とし、回転軸２０２ａに沿って本体２０７側から回転部２０２に向かう方向に対して右回りに正の値をとる。図２７に示すように、回転位相検出部２０４は、０度位置で最大電圧Ｖｍａｘを出力し、１８０度位置で最小電圧Ｖｍｉｎを出力する。磁気センサ２２０の出力電圧により、本体２０７に対する、回転部２０２の回転位相、すなわち撮像部２０３の光軸２１１の方向が検出される。

さらに、図２５、図２６を用いて、回転部２０２の回転位相θに対する、本体２０７側の角速度センサ（２０５，２０６，２３５）の検出軸（２０５ａ，２０６ａ，２３５ａ）と、振れ補正機構２３３の回転軸（Ｘ，Ｙ）との関係を説明する。
回転位相θの値に関係なく、検出軸２０６ａとピッチ方向の補正回転軸Ｘ軸とも平行である。さらに、回転部２０２を支持する回転位相検出部２０４の回転軸２０２ａとピッチ方向の補正回転軸Ｘ軸と検出軸２０６ａとは平行である。このため、回転部２０２の本体２０７に対する回転位相θの値に関係なく、常に補正回転軸Ｘ軸の方向と検出軸２０６ａの方向とは一致する。従って、補正回転軸Ｘ軸回りの補正量は、角速度センサ２０６の検出出力に比例した値とすればよい。

一方、ヨー方向の像振れ補正では、回転位相θの影響を考慮する必要がある。これは、回転位相θ＝０度の場合には、検出軸２０５ａとヨー方向の補正回転軸Ｙ軸とは平行であるが、回転部２０２の回転により、それぞれの軸は平行で無くなるためである。具体的には、ヨー方向の補正回転軸Ｙ軸と回転部２０２の回転軸２０２ａは、直交しており、Ｙ軸と検出軸２０５ａ、検出軸２３５ａとの方向は回転位相θに応じて変化する。

そこで、ヨー方向の像振れ補正では、回転位相θの影響を考慮して、検出された角速度を補正した値が用いられる。
例えば、回転位相θと、角速度センサ２０５で検出された角速度ωｙ１と、角速度センサ２３５で検出された角速度ωｙ２と、補正すべきヨー方向の補正回転角速度Ｈωｙとの関係は次式で表せる。

Ｈωｙ＝ωｙ１×ＣＯＳθ＋ωｙ２×ＣＯＳ（θ―９０） ・・・ （１）式
このように、回転軸２０２ａと直交する平面内の２つの角速度センサ２０５および角速度センサ２３５と、回転位相θとを変数とした（１）式を計算することにより、ヨー方向の補正回転軸Ｙ軸回りの角速度Ｈωｙを求められる。

以上により、振れ補正機構２３３が設けられた回転部２０２と、角速度センサ（２０５，２０６，２３５）が設けられた本体２０７とが相対的に回転しても、常に正確な補正角速度を求めることが可能となる。
次に、補正角速度を求め、バイモルフ２１５，２１６を動作させる像振れ補正回路２３１，２３２の具体的な構成について説明する。

図２８はヨー方向、すなわちＹ軸回りの像振れ補正回路２３１のブロック図であり、図２９は、ピッチ方向、すなわちＸ軸回りの像振れ補正回路２３２のブロックである。
図２８において、検出軸２０５ａ軸回りの角速度ωｙ１が角速度センサ２０５により検出され、検出軸２３５ａ回りの角速度ωｙ２が角速度センサ２３５により検出される。また、磁気センサ２２０の出力電圧が回転位相判別器２４２に入力され、回転部２０２の回転位相θが認識される。具体的には、回転位相判別器２４２は、図２７に示した特性に基づいて、磁気センサ２２０の出力電圧から回転位相を認識する。

補正角速度変換器２２３は、回転位相判別器２４２の出力信号が示すθの値と、角速度センサ２０５，２３５により検出された角速度ωｙ１，ωｙ２とを用いて（１）式を計算し、補正角速度Ｈωｙを求める。例えば、回転位相θ＝０度の場合は、補正角速度Ｈωｙ＝ωｙ１となる。また、回転位相θ＝１８０度の場合には、補正角速度Ｈωｙ＝−ωｙ１となる。

補正角度変換器２２４は、補正角速度変換器２２３からの補正角速度をサンプリング時間で積分し角度αｙに変換する。本実施形態では、サンプリング時間は５ｍｓｅｃとしている。ピン移動量変換器２２５は、第１の実施形態で説明した近似式により、補正角度αｙを移動量Ｌｙに変換する。駆動電圧変換器２２６は、ピン移動量Ｌｙをバイモルフ２１５への印加電圧Ｖｙに変換する。変位センサ２２１からの変位量とピン移動量変換器２２５からの移動量設定値とを比較し、設定値となるまでフィードバック制御が行われる。また、駆動電圧変換器２２６には、定常誤差を無くす補償機能も含まれている。

図２８と図２９とにおいて、同じ名称のブロックは、同一の働きを行うため、像振れ補正回路２３２の各ブロックについての説明は省略する。なお、図２９に示す像振れ補正回路２３２は、回転位相θに関係なく、角速度センサ２０６からの角速度ωｘを補正角度変換器２２８で直接処理する点において、図２８に示す像振れ補正回路２３１と相違している。すなわち、回転部２０２の回転軸２０２ａと角速度センサ２０６の検出軸２０６ａを平行としているため、回転位相に関係なく、検出軸２０６ａと補正回転軸Ｘ軸とは常に一致している。

このように、ピッチ方向（Ｘ軸回り）の補正では、回転位相θに関係なく、角速度センサ２０６の出力を補正角度変換器２２８で直接処理しているが、ヨー方向（Ｙ軸回り）の補正では、回転位相θと角速度センサ２０５の出力と角速度センサ２３５の出力とを、補正角速度変換器２２３により変換処理している。

このような構成において、実際に撮影が行われる場合の撮像装置２０１の具体的な動作について以下説明を加える。
撮像装置２０１で撮影を行う場合、電源ボタン２１０ａにより電源が投入され撮影が可能な撮影モードとなる。

回転部２０２が図２４の状態にある時、磁気センサ２２０の出力電圧は、最大値Ｖｍａｘを示す。このため、回転位相判別器２４２は、回転部２０２が自分撮りモードの位置、すなわち回転位相θ＝０度であることを認識できる。
この状態で、操作者によりシャッターボタン２０８が操作されると、図２８および図２９を用いて説明した処理が行われる。

図３０に、角速度センサ２０５，２０６の検出軸２０５ａ，２０６ａにωｙ，ωｘの角速度が発生した場合のヨー方向（Ｙ軸）、ピッチ方向（Ｘ軸）回りの像振れ補正方向を示す。
像振れ補正回路２３１および振れ補正機構２３３は、バイモルフ２１５を用いて、角速度ωｙをキャンセルする方向（−ωｙ）に撮像部２０３を駆動する。同様に、像振れ補正回路２３２および振れ補正機構２３３は、バイモルフ２１６を用いて、角速度ωｘをキャンセルする方向（−ωｘ）に内枠２１２を駆動する。これにより、像振れが補正される。

回転部２０２が図２４の自分撮りモードの位置から１８０度回転した状態にある時、磁気センサ２２０の出力電圧は、最小値Ｖｍｉｎを示す。このため、回転位相判別器２４２は、回転部２が通常撮影モードの位置、すなわち回転位相θ＝１８０度であることを認識できる。

この状態で、操作者によりシャッターボタン２０８が操作されると、図２８および図２９を用いて説明した処理が行われる。
図３１に、角速度センサ２０５，２０６の検出軸２０５ａ，２０６ａにωｙ，ωｘの角速度が発生した場合のヨー方向（Ｙ軸）、ピッチ方向（Ｘ軸）回りの像振れ補正方向を示す。

θ＝１８０度の位置においては、像振れ補正回路２３１および振れ補正機構２３３は、バイモルフ２１５を用いて、角速度ωｙをキャンセルする方向（＋ωｙ）に撮像部２０３を駆動する。同様に、像振れ補正回路２３２および振れ補正機構２３３は、バイモルフ２１６を用いて、角速度ωｘをキャンセルする方向（−ωｘ）に内枠２１２を駆動する。これにより像振れが補正される。

また、回転部２が回転位相角度θ（０度＜θ＜１８０度）の状態にある時でも、像振れ補正回路２３１は、（１）式を用いて補正角速度Ｈωｙを求め、バイモルフ２１５を用いて、撮像部２０３を駆動する。また、像振れ補正回路２３２は、検出された角速度ωｘに応じて駆動されるバイモルフ２１６を用いて、内枠２１２を駆動する。

このように、角速度センサ２０５，２０６，２３５に対して相対的に回転する撮像部２０３を有する撮像装置２０１であっても、回転位相を検出し、補正角速度を演算することが可能となる。このため、像振れを補正することができる。
さらに、角速度センサ２０６の検出軸２０６ａと、撮像部２０３を保持する回転部２０２の回転軸２０２ａとを平行に配置しているため、回転部２０２の回転位相に関係なくピッチ方向（Ｘ軸回り）の像振れを補正することができる。

このように、本発明の第４の実施形態に係る像振れ補正装置２３４により、撮像部２０３を回転可能な構成としつつ、確実に像振れを補正することが可能となる。
また、本発明の第４の実施形態に係る像振れ補正撮像装置２０１は、上記の像振れ補正装置２３４を備えるため、コンパクトな回転部２０２を有しつつ像振れを補正することが可能となる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る撮像装置として、光軸回りの像振れ補正を行う撮像装置について説明を行う。
図３２は、本発明の第５の実施形態に係る撮像装置である。なお、第５の実施形態に係る撮像装置は、第４の実施形態に係る撮像装置２０１とほぼ同様の構成を持つ。以下、第５の実施形態に係る撮像装置と第４の実施形態に係る撮像装置２０１との相違点である回転方向像振れ補正処理回路を用いた回転方向の補正角速度検出方法について説明する。

図３２において、２２７は、光軸２１１を中心とした回転方向の像振れを補正する処理回路である。
図３３は、光軸２１１回りの角速度が発生した場合に、ＣＣＤ２３６（撮像センサ１７（図２参照）に相当）に取り込まれた回転方向の像振れについて説明する説明図である。

図３３（ａ）は、像振れが発生していない場合を示す図であり、図３３（ｂ）は、光軸２１１中心に角度βだけ本体２０７が回転した場合を示す図である。
光軸２１１回りの補正角速度をＨωａとすれば、補正角速度Ｈωａは、（１）式で示した補正角速度Ｈωｙと同様に次式で表すことができる。

Ｈωａ＝ωｙ２×ＣＯＳθ＋ωｙ１×（θ−９０） ・・・ （２）式
このように、回転部２０２に設けられた撮像部２０３が本体２０７に対して相対的に回転しても、回転軸２０２ａに対して直交する２つの検出軸２０５ａおよび検出軸２３５ａ回りの角速度を検出し、（２）式を計算することにより、光軸２１１回りの補正角速度Ｈωａを求めることが可能となる。

図３４は、回転方向の像振れ補正処理回路２２７のブロック図である。像振れ補正処理回路２２７は、主には、マイクロコンピュータ２４１により構成される。
図３４において、ＣＣＤ２３６に取り込まれた信号は、Ａ／Ｄ変換器２３７でデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は、ＲＧＢ画像としてカメラ信号処理部２３８にて処理され、画像メモリ２３９に蓄積される。

一方、マイクロコンピュータ２４１は、角速度センサ２０５，２３５により検出された角速度と回転位相判別器２４２により検出された回転位相θとを変数とした（２）式を計算することにより、光軸２１１回りの補正角速度Ｈωａを求める。さらに、マイクロコンピュータ２４１は、補正角速度Ｈωａを補正すべき角度βに変換する。この変換は、図２８や図２９を用いて説明した補正角度変換器と同様にして行われる。

本実施形態では、ＣＣＤ２３６の信号の読み出し速度は、１／６０秒であり、角速度から角度に変換するサンプリング時間も約１６．７ｍｓｅｃとしている。
次いで、マイクロコンピュータ２４１は、１／６０秒ごとに蓄積された画像メモリ２３９の画像を補正すべき角度βだけ逆回転させ、再び画像メモリ２３９に保存する。

なお、信号処理により像振れ補正を行うために、ＣＣＤ２３６は、有効画像エリアに対して約１．２倍程度の大きさの画像を切と取り回転補正処理を行っている。
また、ＣＣＤ２３６からの信号読み出し周波数以上の像振れ周波数については、残像として残るが、回転方向の像振れ角度βは、ピッチ方向、ヨー方向の振れ角度に比べ小さい。また、特に静止画においては、シャッター速度が１／１６秒よりも遅い時に、残像として画質劣化が目立つようになる。これらのことから、本実施形態では、回転像振れ補正を信号処理で行っている。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、像振れ補正装置は、光学的に光学系１８全体を回動させる構成としたが、これに限られない。像振れ補正装置として、レンズ群を固定して、撮像センサのみを光軸に対し垂直な平面内で変位させる構成としても良い。また、撮像センサを固定して、レンズ群を光軸に対し垂直な平面内を変位させる構成としても良い。

さらに、光学的に補正する構成に限られない。角速度センサからの、振れ情報を基に撮像センサでの結像位置を電気的にずらす構成としても良い。
また、振れ補正機構は、バイモルフによる駆動構成としたが、これに限られない。駆動構成としては、電磁式駆動構成としても良い。

さらに、回転部の回転角度は１８０度としたが、これに限られるものではない。回転角度として、９０度でも良いし、３００度でも良い。
また、振動検出センサは、角速度センサとしたが、これに限られるものではない。加速度センサを複数個用い、角速度を検出する方法でも良い。

また、角速度センサが複数搭載される場合には、それぞれ直交する軸回りの角速度を検出するとしたが、これに限られるものではない。それぞれの検出軸が直交していなくても、それぞれの角速度センサの位置関係が分かれば、検出した値を補正して用いることが可能である。また、角速度センサ６，１０６，２０６の検出軸は、回転軸２ａ，１０２ａ，２０２ａとそれぞれ平行で無くてもよい。それぞれの角速度センサと回転軸との位置関係が分かれば、検出した値を補正して用いることが可能である。

それぞれの実施形態では、必要に応じて角速度センサの個数を増減可能である。例えば、第１の実施形態〜第３の実施形態では、２つのうちの一方の角速度センサを搭載せず、１方向のみの像振れ補正を行うものであってもよい。また、第４の実施形態〜第５の実施形態では、３つのうちの１つ又は２つの角速度センサを搭載せず、１方向あるいは２方向のみの像振れ補正を行うものであってもよい。

また、第２の実施形態では、アームにより、撮影モード選択ボタンをロックしたが、これに限られるものではない。例えば、撮影モード選択ボタン３５により、液晶表示部９に撮影モード選択画面を表示させる。次いで、操作ボタン１０ｂを押すことで、自分撮りモード（θ＝０度位置）に設定し、操作ボタン１０ｄを押すことで、通常撮影モード（θ＝１８０度位置）に設定し、操作ボタン１０ｃを押すことで、その他（０度＜θ＜１８０度位置）に設定するようにしても良い。

さらに、第５の実施形態では、回転像振れ補正を撮像センサの情報のみの回転にて補正を行ったが、これに限るものではない。電磁式のモータにより、撮像部全体を、光軸を中心に回転させても良い。

本発明の像振れ補正装置ならびに撮像装置は、小型化と高性能化が要望されている、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ機能付きの携帯電話端末及びＰＤＡ等に好適である。

本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の斜視図 本発明の第１の実施形態に係る撮像部の側断面図 本発明の第１の実施形態に係る振れ補正機構の平面図、側面図、背面図 本発明の第１の実施形態に係る振れ補正機構のＡ−Ａ断面図 本発明の第１の実施形態に係る振れ補正機構のＢ−Ｂ断面図 本発明の第１の実施形態に係る振れ補正機構の駆動点と回動軸との関係図 本発明の第１の実施形態に係る角速度検出軸と振れ補正機構の回動軸との関係図 本発明の第１の実施形態に係る回転位相検出部の説明図 本発明の第１の実施形態に係る回転位相検出センサの回転位相と出力電圧との関係図 本発明の第１の実施形態に係るヨー方向（Ｙ軸回り）の像振れ補正回路のブロック図 本発明の第１の実施形態に係るピッチ方向（Ｘ軸回り）の像振れ補正回路のブロック図 本発明の第１の実施形態に係る回転位相０度における角速度検出方向と振れ補正方向との関係図 本発明の第１の実施形態に係る回転位相１８０度における角速度検出方向と振れ補正方向との関係図 本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の斜視図 本発明の第２の実施形態に係る回転位相検出部の平面図 本発明の第２の実施形態に係るヨー方向（Ｙ軸回り）の像振れ補正回路のブロック図 本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の斜視図 本発明の第３の実施形態に係る回転位相検出センサの回転位相と出力電圧との関係図 本発明の第３の実施形態に係る角速度検出軸と振れ補正機構の回動軸との関係図 本発明の第３の実施形態に係るヨー方向（Ｙ軸回り）の像振れ補正回路のブロック図 本発明の第３の実施形態に係るピッチ方向（Ｘ軸回り）の像振れ補正回路のブロック図 本発明の第３の実施形態に係る回転位相０度における角速度検出方向と振れ補正方向との関係図 本発明の第３の実施形態に係る回転位相１８０度における角速度検出方向と振れ補正方向との関係図 本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の斜視図 本発明の第４の実施形態に係る角速度検出軸と振れ補正機構の回動軸との関係図 本発明の第４の実施形態に係る回転位相検出部の説明図 本発明の第４の実施形態に係る回転位相検出センサの回転位相と出力電圧との関係図 本発明の第４の実施形態に係るヨー方向（Ｙ軸回り）の像振れ補正回路のブロック図 本発明の第４の実施形態に係るピッチ方向（Ｘ軸回り）の像振れ補正回路のブロック図 本発明の第４の実施形態に係る回転位相０度における角速度検出方向と振れ補正方向との関係図 本発明の第４の実施形態に係る回転位相１８０度における角速度検出方向と振れ補正方向との関係図 本発明の第５の実施形態に係る撮像装置の斜視図 本発明の第５の実施形態に係る回転による像振れ説明図 本発明の第５の実施形態に係る回転像振れ補正回路のブロック図

符号の説明

２，１０２，２０２ 回転部
３，１０３，２０３ 撮像部
４，１０４，２０４ 回転位相検出部
５，６，３５，１０５，１０６，１３５，２０５，２０６，２３５ 角速度センサ
１１，１１１，２１１ 光軸
１８ 光学系
１７ 撮像センサ
２２７ 回転像振れ補正回路
３３，１３３，２３３ 振れ補正機構
３５ 撮像モード選択ボタン

Claims (14)

1. 被写体の光学的な像を電気的な画像信号として出力する撮像装置であって、
   本体と、
   前記本体に対し回動可能に配置された回動部と、
   光軸を有し、前記本体に対する前記光軸の角度が変化するように前記回動部と一体回転可能に配置され、前記被写体の光学的な像を形成する撮像光学系と、
   前記撮像光学系によって形成された前記光学的な像を受光し、前記光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像センサと、
   前記本体に少なくとも１つ設けられ、振動を検出する振動検出センサと、
   前記振動検出センサの出力に基づいて、前記回動部の前記本体に対する回転位相に応じた像振れ補正量を導出する補正量導出手段と、
   前記像振れ補正量に基づいて、像振れ補正を行う像振れ補正手段と、
   を備える撮像装置。
2. 前記回動部の前記本体に対する回転位相を取得する回転位相取得手段、
   をさらに備え、
   前記補正量導出手段は、前記振動検出センサの出力と、前記回転位相取得手段の取得した前記回転位相とに基づいて、像振れ補正量を導出する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記回転位相取得手段は、前記回動部の前記本体に対する前記回転位相を検出し、回転位相に応じた信号を出力する手段であり、
   前記補正量導出手段は、前記回転位相取得手段の出力に応じて定められる係数を前記振動検出センサの出力に乗じ、前記像振れ補正量を導出する、
   請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記振動検出センサは、前記回動部の回動軸と略平行の検出軸回りの角速度を検出する少なくとも一つの角速度検出センサを含んでいる、
   請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記振動検出センサは、前記本体に配置され前記回動部の回動軸と略平行の検出軸回りの振動を検出する本体側センサを含んでいる、
   請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
6. 前記補正量導出手段は、前記本体側センサの出力に基づいて、前記検出軸を中心とした回転方向の像振れ補正量を前記回転位相に依存することなく導出し、
   前記像振れ補正手段は、前記検出軸を中心とした回転方向の前記像振れ補正量に基づいて、前記検出軸を中心とした回転方向の像振れを補正する、
   請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記回転位相取得手段の出力が所定の範囲内の場合、前記補正量導出手段は、前記係数を零とし、前記像振れ補正手段は、少なくとも１つの方向に対する像振れ補正を行わない、
   請求項３に記載の撮像装置。
8. 前記回転位相取得手段は、前記回転位相に関する情報の入力を受け付ける手段である、
   請求項２に記載の撮像装置。
9. 前記回動部の回動軸は、前記撮像光学系の前記光軸と直交している、
   請求項１に記載の撮像装置。
10. 被写体の光学的な像を電気的な画像信号として出力する撮像装置であって、
    本体と、
    前記本体に対し回動可能に配置された回動部と、
    光軸を有し、前記本体に対する前記光軸の角度が変化するように前記回動部と一体回転可能に配置され、前記被写体の光学的な像を形成する撮像光学系と、
    前記撮像光学系によって形成された前記光学的な像を受光し、前記光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像センサと、
    前記本体に設けられ、前記回動部の回動軸と略平行の検出軸回りの振動を検出する第１の振動検出センサと、前記回動部に設けられ、前記第１の振動検出センサの検出軸と直交する検出軸回りの振動を検出する第２の振動検出センサと、を含む振動検出センサと、
    前記第１および第２の振動検出センサのそれぞれの出力に基づいて、異なる方向の像振れ補正を行うための第１像振れ補正量および第２像振れ補正量を出力する補正量導出手段と、
    前記第１像振れ補正量および第２像振れ補正量に基づいて、像振れ補正を行う像振れ補正手段と、
    を備える撮像装置。
11. 前記第１および第２の振動検出センサは、それぞれの検出軸回りの角速度を検出する角速度検出センサである、
    請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記振動検出センサは、本体に設けられるとともに、少なくとも２方向の振動を検出する本体側センサを含んでおり、
    前記補正量導出手段は、前記少なくとも２方向についての前記本体側センサのそれぞれの出力から１方向の像振れ補正量を導出する、
    請求項１または２に記載の撮像装置。
13. 前記本体側センサは、前記回動部の回動軸と略平行の第１検出軸回りの角速度を検出する第１の検出センサと、前記第１検出軸と直交する第２検出軸回りの角速度を検出する第２の検出センサと、前記第１検出軸および前記第２検出軸と直交する第３検出軸回りの角速度を検出する第３の検出センサと、から構成され、
    前記補正量導出手段は、前記第１の検出センサの出力に基づいて第１像振れ補正量を導出する第１補正量導出回路と、前記第２の検出センサの出力および第３の検出センサの出力と前記回転位相とに基づいて前記１方向の像振れ補正量である第２像振れ補正量を導出する第２補正量導出回路と、から構成され、
    前記像振れ補正手段は、前記第１像振れ補正量と前記第２像振れ補正量とのそれぞれに基づいて、像振れ補正を行う、
    請求項１２に記載の撮像装置。
14. 前記回動部の前記回動軸は、前記撮像光学系の光軸と直交しており、
    前記補正量導出手段は、前記第２の検出センサの出力および第３の検出センサの出力と前記回転位相とに基づいて前記光軸を中心とした回転方向の像振れ補正量である第３像振れ補正量を導出する第３補正量導出回路をさらに有し、
    前記像振れ補正手段は、前記第１像振れ補正量に基づいて前記光軸と直交する第１方向の像振れを補正し、前記第２像振れ補正量に基づいて前記光軸および前記第１方向と直交する第２方向の像振れを補正し、前記第３像振れ補正量に基づいて前記光軸を中心とした回転方向の像振れを補正する、
    請求項１３に記載の撮像装置。

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