JP5244579B2 - 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、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て、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、かかる傾きを無くす補正は行われない。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、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、傾き補正処理のために、傾き角度に基づいて、可動部の移動制御を行う制御部とを備え、制御部は、光軸と重力方向と垂直な水平面とのなす角度を示すあおり角度を算出し、あおり角度を考慮して、傾き角度を算出する。

あおり角度を考慮して算出した傾き角度に基づいて、傾き補正処理を行うため、該あおり角度を考慮しない形態に比べて、高精度に傾き補正処理を行うことが可能になる。

好ましくは、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、光軸に平行な第３方向の第３重力加速度成分とを検出する加速度センサを更に備え、制御部は、第３重力加速度成分に基づいて、あおり角度を算出し、第１重力加速度成分と第２重力加速度成分のいずれか一方と、あおり角度とに基づいて、傾き角度を算出する。

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ＬＬと直交する方向を第１方向ｘ、第１方向ｘ及び光軸ＬＬと直交する方向を第２方向ｙ、光軸ＬＬ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３参照）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４参照）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５参照）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の正面部（撮影レンズ６７がある側）が反重力方向（上）を向いた状態（図６参照）にある場合は、第１方向ｘと第２方向ｙは重力方向と垂直で、第３方向ｚは重力方向に平行で且つ逆方向である。撮像装置１の正面部（撮影レンズ６７がある側）が重力方向（下）を向いた状態（図７参照）にある場合は、第１方向ｘと第２方向ｙは重力方向と垂直で、第３方向ｚは重力方向に平行で且つ同じ方向である。

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、傾き補正オンオフボタン１４、表示部１７、ＤＳＰ１９、ＣＰＵ２１、ＡＥ部２３、ＡＦ部２４、傾き補正部３０の撮像部３９ａ、及び撮影レンズ６７から構成される（図１、図２、図８参照）。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、表示部１７によって撮像された画像が表示される（スルー画像表示）。また被写体像は光学ファインダ１８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、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。レリーズスイッチ１３ａのオン／オフ情報は、１ビットのデジタル信号としてＣＰＵ２１のポートＰ１３に入力される。

表示部１７は、ポートＰ６で信号の入出力が行われ、スルー画像や、撮像により得られた静止画像を表示する。また、カメラ傾き角度Ｋθの絶対値やあおり角度φが大きい場合（｜Ｋθ｜＞θ２、φ＞φ１、ＮＧ表示パラメータＤＩＳ＝１）には、傾き補正処理が行えない旨を示すＮＧ表示を行う。それ以外の場合（ＮＧ表示パラメータＤＩＳ＝０）には、ＮＧ表示が行われない。ＮＧ表示は、スルー画像上に表示する形態であってもよいし、別の表示装置に表示する形態であってもよい。

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、特に、傾き補正を行う際に、可動部３０ａの移動制御を行う制御手段である。

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。ＡＥ部２３、ＡＦ部２４は、それぞれポートＰ４、Ｐ５で信号の入出力が行われる。

撮像装置１の傾き補正装置すなわち傾き補正処理に関する部分は傾き補正オンオフボタン１４、表示部１７、ＣＰＵ２１、傾き検出部２５、駆動用ドライバ回路２９、傾き補正部３０、及び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を有する。

傾き補正オンオフボタン１４は、押下することにより傾き補正スイッチ１４ａがオン状態にされる。この場合、測光など他の動作と独立して、一定時間ごとに、傾き検出部２５、及び傾き補正部３０が駆動されて傾き補正処理が行われる。傾き補正スイッチ１４ａがオン状態にされた傾き補正モードの場合に傾き補正パラメータＣＰが１に設定され、傾き補正スイッチ１４ａがオフ状態にされた傾き補正モードでない場合に傾き補正パラメータＣＰ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。傾き補正スイッチ１４ａのオン／オフ情報は、１ビットのデジタル信号としてＣＰＵ２１のポートＰ１４に入力される。

次に、傾き検出部２５、駆動用ドライバ回路２９、傾き補正部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。

傾き検出部２５は、加速度センサ２６、及び第１〜第３アンプ２８ａ〜２８ｃを有する。加速度センサ２６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重力加速度成分と、重力加速度の第３方向ｚ成分（光軸方向成分）である第３重力加速度成分を検出するセンサである。第１アンプ２８ａは、加速度センサ２６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／Ｄ０に出力する。第２アンプ２８ｂは、加速度センサ２６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／Ｄ１に出力する。第３アンプ２８ｃは、加速度センサ２６から出力された第３重力加速度成分に関する信号を増幅し、第３加速度ａｚとしてアナログ信号をＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２に出力する。

傾き補正部３０は、傾き補正処理を行う場合（ＣＰ＝１）に、撮像装置１の重力方向と垂直な水平面に対する光軸ＬＬ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、かかる場合、ＣＰＵ２１は、傾き補正処理のための可動部３０ａの移動制御を行う。具体的には、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。具体的には、傾き補正部３０は、傾き検出部２５からの情報に基づいて、ＣＰＵ２１が演算した移動すべき位置Ｓに撮像部３９ａを、移動させることによって、傾き補正を行う装置であり、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。

ＣＰＵ２１、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。

ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１、Ａ／Ｄ２に入力された第１、第２、第３加速度ａｈ、ａｖ、ａｚをＡ／Ｄ変換し（第１、第２、第３デジタル加速度信号Ｄａｈ、Ｄａｖ、Ｄａｚ）、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、第３デジタル加速度Ａａｈ、Ａａｖ、Ａａｚ）、撮像装置１の重力方向と垂直な水平面に対する光軸ＬＬ周りの傾き角度（カメラ傾き角度Ｋθ）を求める（図９の（１）参照）。傾き角度（カメラ傾き角度Ｋθ）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ＬＬ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、傾き検出部２５とＣＰＵ２１は、撮像装置１の傾き角度を演算する機能を有する。

第１、第２、第３重力加速度成分に相当する第１、第２デジタル加速度Ａａｈ、Ａａｖ、Ａａｚ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は０で、第２デジタル加速度Ａａｖは＋１、第３デジタル加速度Ａａｚは０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３参照）にある場合は、第１デジタル加速度Ａａｈは０で、第２デジタル加速度Ａａｖは−１、第３デジタル加速度Ａａｚは０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４参照）にある場合は、第１デジタル加速度Ａａｈは−１で、第２デジタル加速度Ａａｖは０、第３デジタル加速度Ａａｚ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５参照）にある場合は、第１デジタル加速度Ａａｈは＋１で、第２デジタル加速度Ａａｖは０、第３デジタル加速度Ａａｚは０である。

撮像装置１の正面部（撮影レンズ６７がある側）が反重力方向（上）を向いた状態（図６参照）にある場合は、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ、Ａａｖはいずれも０であり、第３デジタル加速度Ａａｚは、―１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（下）を向いた状態（図７参照）にある場合は、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ、Ａａｖはいずれも０であり、第３デジタル加速度Ａａｚは、＋１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だけ回転した（傾いた）場合（図１０参照）は、第１デジタル加速度Ａａｈは−ｓｉｎ（Ｋθ）で、第２デジタル加速度Ａａｖは＋ｃｏｓ（Ｋθ）である。従って、傾き角度（カメラ傾き角度Ｋθ）を求めるには、第１デジタル加速度Ａａｈ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）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＝−Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ）、図２１のステップＳ８２参照）。

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だけ回転した（傾いた）場合（図１１参照）は、第１デジタル加速度Ａａｈは−ｃｏｓ（Ｋθ）で、第２デジタル加速度Ａａｖは−ｓｉｎ（Ｋθ）である。従って、傾き角度（カメラ傾き角度Ｋθ）を求めるには、第１デジタル加速度Ａａｈ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）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＝−Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ）、図２１のステップＳ７８参照）。

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は＋ｓｉｎ（Ｋθ）で、第２デジタル加速度Ａａｖは−ｃｏｓ（Ｋθ）である。従って、傾き角度（カメラ傾き角度Ｋθ）を求めるには、第１デジタル加速度Ａａｈ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）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＝＋Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ）、図２１のステップＳ８１参照）。

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は＋ｃｏｓ（Ｋθ）で、第２デジタル加速度Ａａｖは＋ｓｉｎ（Ｋθ）である。従って、傾き角度（カメラ傾き角度Ｋθ）を求めるには、第１デジタル加速度Ａａｈ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）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＝＋Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ）、図２１のステップＳ７９参照）。

傾き角度すなわちカメラ傾き角度Ｋθは、第１デジタル加速度Ａａｈと第２デジタル加速度Ａａｖ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＝＋Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ）、−Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ）、＋Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ）、及び−Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ）のうちいずれか１つ）。付される符号の正負は、第１デジタル加速度Ａａｈと第２デジタル加速度Ａａｖ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２１のフローチャートを用いて後述する。

光軸ＬＬが重力方向と垂直な場合、すなわち撮像装置１の正面部が水平方向を向いた状態にある場合は、上述のように第１、第２デジタル加速度Ａａｈ、Ａａｖのいずれかに基づいて、カメラ傾き角度Ｋθを算出することが出来る。

しかしながら、光軸ＬＬが重力方向と垂直でない場合、すなわち撮像装置１の正面部が水平方向を向いていない場合は、光軸ＬＬと水平面とのなす角度（あおり角度φ（≠０））だけ、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ、Ａａｖが少なくなるため、補正する必要がある。具体的には、第１、第２デジタル加速度Ａａｈ、Ａａｖのいずれか一方に、あおり角度φに対応する補完係数ＺＺ（＝１／｜ｃｏｓφ｜）を乗算したものに基づいて、カメラ傾き角度Ｋθを算出する（Ｋθ＝＋Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ×ＺＺ）、−Ｓｉｎ^−１（Ａａｈ×ＺＺ）、＋Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ×ＺＺ）、及び−Ｓｉｎ^−１（Ａａｖ×ＺＺ）のうちいずれか１つ、図１４参照）。あおり角度φは、第３デジタル加速度Ａａｚに基づいて算出される（φ＝｜Ｓｉｎ^−１（Ａａｚ）｜）。

ただし、あおり角度φが大きい場合（本実施形態ではあおり角度φが角度閾値φ１（＝３０度）より大きい場合）には、誤差が大きく、補完係数を使って補正しても、正確に傾き補正処理を行うことが出来ないため、かかる旨（ＮＧ表示）をスルー画像上に表示する。また、この場合は、カメラ傾き角度Ｋθを０に設定して、傾き補正処理のための移動制御を停止する。

本実施形態では、割り込み処理における加速度検出処理は、傾き検出部２５における処理、及び傾き検出部２５からＣＰＵ２１への第１、第２、第３加速度ａｈ、ａｖ、ａｚの入力処理を言うものとする。カメラ傾き角度Ｋθは、傾き補正処理における可動部３０ａの回転量αの算出に使用される（α＝−Ｋθ）。

ただし、回転量αは、一定条件下で補正される。すなわち、回転量αの絶対値が、第１角度θ１以下である場合（第１傾き状態ＳＴ１）には、回転量αの補正は行わず、回転量αの絶対値が、第１角度θ１より大きく、第２角度θ２（＞θ１）以下である場合（第２傾き状態ＳＴ２）には、回転量αをθ１または−θ１に補正し、回転量αの絶対値が、第２角度θ２より大きい場合（第３傾き状態ＳＴ３）には、回転量αを０に補正する（図１５、図１６参照）。

第１角度θ１は、可動部３０ａが、初期状態（可動部３０ａが移動可能範囲の中心で且つ撮像素子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）から移動可能範囲の中で回転出来る最大回転角度であり、可動部３０ａと可動部３０ａの移動可能範囲の寸法などから予め求められる定数である（例えば、２度）。第２角度θ２は、最大回転角度を少し上回る回転角度であり、これらの値は、実験などにより最適な値が設定されるのが望ましい（例えば、第２角度θ２が５度）。

第１傾き状態ＳＴ１では、回転量αがカメラ傾き角度Ｋθを相殺するように、カメラ傾き角度Ｋθに負符号を付したものに設定された回転量αが、傾き補正処理に使用され、可動部３０ａの重力方向と垂直な水平面に対する光軸ＬＬ周りの傾き角度（可動部傾き角度ＬＶＬ＝Ｋθ＋α）が０になる。このため、傾き補正処理によって、可動部３０ａの水平状態が維持される。

カメラ傾き角度Ｋθの絶対値が、第１角度θ１より大きい場合（第２傾き状態ＳＴ２、第３傾き状態ＳＴ３）は、可動部３０ａを移動可能範囲の中で回転させても、可動部傾き角度ＬＶＬを０にならず、可動部３０ａの水平状態を維持することは出来ない。このため、かかる場合、ＣＰＵ２１は、傾き補正処理のための可動部３０ａの移動制御を停止する。すなわち、本実施形態では、撮像装置１の保持状態が変化して、カメラ傾き角度Ｋθの絶対値が、第１角度θ１よりも大きくなる場合には、傾き補正処理による効果の急激な変化を抑制するように、ＣＰＵ２１は回転量αを変化させる。具体的には、第２傾き状態ＳＴ２では、回転量αは一定角度（＋θ１または−θ１）に補正される。第３傾き状態ＳＴ３では、回転量αは０に補正される。

第２傾き状態ＳＴ２において回転量αが一定角度に維持されるため、第１傾き状態ＳＴと第２傾き状態ＳＴ２とが切り替わる間における構図の変化度合いが小さい。構図の変化度合いが小さいと、かかる切り替え期間に撮像された画像に基づくスルー画像で表示される画像の変化度合いも小さくなり、使用者がスルー画像を見た時に不快感を与える可能性が小さくなる。また、可動部３０ａの回転量の変化度合いも小さくなるため、移動制御のレスポンスの悪化を抑制出来る。

ＣＰＵ２１は、回転量αに対応して移動すべき可動部３０ａの位置Ｓ（可動部３０ａの駆動点の移動位置（Ｓｘ、Ｓｙｌ、Ｓｙｒ））を算出し（図９の（２）参照、図２０のステップＳ５７参照）、算出後、かかる位置Ｓに移動させる。

傾き補正処理を行わない場合（ＣＰ＝０）、ＣＰＵ２１は、可動部３０ａが初期状態で固定されるように、可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ（Ｓｘ、Ｓｙｌ、Ｓｙｒ）を設定し（図９の（６）参照、図２０のステップＳ５５参照）、かかる位置に移動させる。すなわち、かかる場合、ＣＰＵ２１は、傾き補正処理のための可動部３０ａの移動制御を停止する。

可動部３０ａの第１方向ｘへ移動させるための駆動点を横方向駆動点ＤＰｘとし、第２方向ｙへの移動及び回転させるための駆動点を第１縦方向駆動点ＤＰｙｌ、ＤＰｙｒとする（図１７、図１８参照）。横方向駆動点ＤＰｘは、可動部３０ａの第１方向ｘへの駆動に使用されるコイル（横方向コイル３１ａ）によって力が加えられる点で、横方向ホール素子ｈｈ１０と近い位置に設定される。第１縦方向駆動点ＤＰｙｌ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縦方向コイル３２ａ１）によって力が加えられる点で、第１縦方向ホール素子ｈｖ１と近い位置に設定される。第２縦方向駆動点ＤＰｙｒ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２縦方向コイル３２ａ２）によって力が加えられる点で、第２縦方向ホール素子ｈｖ２と近い位置に設定される。

横方向駆動点ＤＰｘの移動位置（傾き補正処理を開始する時点、すなわち初期状態における横方向駆動点ＤＰｘの位置に対する第１方向ｘの移動量）Ｓｘは、回転量αに基づいて算出される（Ｓｘ＝Ｌｘ×ｃｏｓ（θｘ＋α）−Ｌｘ×ｃｏｓ（θｘ））。Ｌｘは、撮像素子３９ａ１の撮像面の回転中心Ｏから横方向駆動点ＤＰｘまでの距離、θｘは、初期状態における横方向駆動点ＤＰｘと回転中心Ｏとを結ぶ線と第１方向ｘとのなす角度であり、設計により予め求められる定数である（図１８参照）。

第１縦方向駆動点ＤＰｙｌの移動位置（初期状態における第１縦方向駆動点ＤＰｙｌの位置に対する第２方向ｙの移動量）Ｓｙｌは、回転量αに基づいて算出される（Ｓｙｌ＝Ｌｙｌ×ｃｏｓ（θｙｌ−α）−Ｌｙｌ×ｃｏｓ（θｙｌ））。Ｌｙｌは、回転中心Ｏから第１縦方向駆動点ＤＰｙｌまでの距離、θｙｌは、初期状態における第１縦方向駆動点ＤＰｙｌと回転中心Ｏとを結ぶ線と第２方向ｙとのなす角度であり、設計により予め求められる定数である。

第２縦方向駆動点ＤＰｙｒの移動位置（初期状態における第２縦方向駆動点ＤＰｙｒの位置に対する第２方向ｙの移動量）Ｓｙｒは、回転量αに基づいて算出される（Ｓｙｒ＝Ｌｙｒ×ｃｏｓ（θｙｒ＋α）−Ｌｙｒ×ｃｏｓ（θｙｒ））。Ｌｙｒは、回転中心Ｏから第２縦方向駆動点ＤＰｙｒまでの距離、θｙｒは、初期状態における第２縦方向駆動点ＤＰｙｒと回転中心Ｏとを結ぶ線と第２方向ｙとのなす角度であり、設計により予め求められる定数である。

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を位置Ｓまで移動させるために駆動用ドライバ回路２９を介して横方向コイル３１ａを駆動する駆動力Ｄの横方向成分を横方向駆動力Ｄｘ（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（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（第２縦方向ＰＷＭデューティｄｙｒ）とする。

傾き補正部３０の可動部３０ａの駆動（初期状態での固定を含む）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９の（３）参照）。可動部３０ａの移動前または移動後の位置Ｐ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／Ｄ３、Ａ／Ｄ４、Ａ／Ｄ５に入力される（図９の（４）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／Ｄ３、Ａ／Ｄ４、Ａ／Ｄ５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の横方向成分を横方向成分ｐｄｘ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の縦方向成分を第１、第２縦方向成分ｐｄｙｌ、ｐｄｙｒとする。検出された位置Ｐ（ｐｄｘ、ｐｄｙｌ、ｐｄｙｒ）のデータと移動すべき位置Ｓ（Ｓｘ、Ｓｙｌ、Ｓｙｒ）のデータによりＰＩＤ制御（横方向駆動力Ｄｘ、第１縦方向駆動力Ｄｙｌ、第２縦方向駆動力Ｄｙｒの算出）が行われる（図９の（５）参照）。

傾き補正処理すなわちＰＩＤ制御による移動すべき位置Ｓへの可動部３０ａの駆動は、傾き補正スイッチ１４ａがオン状態にされた傾き補正モード（ＣＰ＝１）の時に行われる。傾き補正パラメータＣＰが０の時には、可動部３０ａは、傾き補正処理に対応せず初期状態で固定するための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（図９の（６）参照）。

傾き補正モード（ＣＰ＝１）であっても、カメラ傾き角度Ｋθの絶対値が第２角度θ２より大きい場合（｜Ｋθ｜＞θ２）は、回転量αを０に補正し、あおり角度φが角度閾値φ１より大きい場合（φ＞φ１）は、カメラ傾き角度Ｋθを０に設定するので、傾き補正モードでない場合（ＣＰ＝０）と同様に、可動部３０ａは、傾き補正処理に対応せず初期状態で固定するための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横方向コイル３１ａ、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８、図１７参照）。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、横方向磁石４１１ｂ、第１、第２縦方向磁石４１２ｂ１、４１２ｂ２、横方向ヨーク４３１ｂ、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（移動可能領域）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傾き補正処理を行うために、撮影レンズ６７の光軸ＬＬが撮像素子３９ａ１の中心（回転中心Ｏ）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が移動可能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、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が移動可能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、傾き補正処理が開始される（図１９のステップＳ１５参照）。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横方向コイル３１ａ、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。横方向コイル３１ａのコイルパターンは、横方向コイル３１ａの電流の方向と横方向磁石４１１ｂの磁界の向きから生じる電磁力により横方向コイル３１ａを含む可動部３０ａにおける横方向駆動点ＤＰｘ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縦方向コイル３２ａ１のコイルパターンは、第１縦方向コイル３２ａ１の電流の方向と第１縦方向磁石４１２ｂ１の磁界の向きから生じる電磁力により第１縦方向コイル３２ａ１を含む可動部３０ａにおける第１縦方向駆動点ＤＰｙｌを第２方向ｙに移動させるべく、第１方向ｘと平行な線分を有する。第２縦方向コイル３２ａ２のコイルパターンは、第２縦方向コイル３２ａ２の電流の方向と第２縦方向磁石４１２ｂ２の磁界の向きから生じる電磁力により第２縦方向コイル３２ａ２を含む可動部３０ａにおける第２縦方向駆動点ＤＰｙｒを第２方向ｙに移動させるべく、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。

横方向コイル３１ａ、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の値に応じて横方向コイル３１ａに電力を供給し、可動部３０ａにおける横方向駆動点ＤＰｘを第１方向ｘに移動させる。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における第１、第２縦方向駆動点ＤＰｙｌ、ＤＰｙｒを第２方向ｙに移動させる。

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（回転中心Ｏ）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。

横方向磁石４１１ｂは、横方向コイル３１ａ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。

横方向磁石４１１ｂ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横方向ヨーク４３１ｂ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）。

横方向ヨーク４３１ｂ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。横方向ヨーク４３１ｂは、横方向磁石４１１ｂの磁界が周囲に漏れないようにする役目、及び横方向磁石４１１ｂと横方向コイル３１ａ、及び横方向磁石４１１ｂ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、横方向ヨーク４３１ｂ、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の横方向磁石４１１ｂと対向し、且つ横方向駆動点ＤＰｘに近い位置に取り付けられる。

横方向ホール素子ｈｈ１０は、横方向コイル３１ａと、第２方向ｙに並べて配置されてもよいが、横方向コイル３１ａ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１７参照）。横方向ホール素子ｈｈ１０は、横方向コイル３１ａ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、横方向磁石４１１ｂ、横方向ヨーク４３１ｂの第２方向ｙの長さを短くすることができる。

また、横方向コイル３１ａによって可動部３０ａを第１方向ｘに移動させる力を加える位置（横方向駆動点ＤＰｘ）と、横方向ホール素子ｈｈ１０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。

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と対向し、且つ第１縦方向駆動点ＤＰｙｌに近い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と対向し、且つ第２縦方向駆動点ＤＰｙｒに近い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（第１縦方向駆動点ＤＰｙｌ）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（第２縦方向駆動点ＤＰｙｒ）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、初期状態において、撮像素子３９ａ１の中心（回転中心Ｏ）近傍が光軸ＬＬを通る位置関係にある時に、横方向磁石４１１ｂ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（回転中心Ｏ）近傍が光軸ＬＬ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（回転中心Ｏ）近傍が光軸ＬＬ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／Ｄ３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／Ｄ４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／Ｄ５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（第１縦方向駆動点ＤＰｙｌ、第２縦方向駆動点ＤＰｙｒに近い点）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（横方向駆動点ＤＰｘに近い点）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１９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、傾き検出部２５に電力が供給され、電源オン状態にされる。ステップＳ１２で、ＣＰＵ２１は、回転量αを初期化する。具体的には、ＣＰＵ２１は、回転量αを０に設定する。また、傾き補正処理が出来ない旨を示すＮＧ表示はオフ状態にされる。

ステップＳ１３で、一定時間（１ｍｓ）間隔で割り込み処理が開始される。割り込み処理の詳細については、図２０、図２１、図２２のフローチャートを使って後述する。ステップＳ１４で、ＣＰＵ２１は、傾き補正パラメータＣＰの値を０に設定する。ステップＳ１５で、ＣＰＵ２１は、３００ｍｓだけ時間が経過するのを待機する。その後ステップＳ１６に進められる。この間に行われる割り込み処理により、初期状態として、可動部３０ａが移動可能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Ｓ１６で、ＣＰＵ２１は、傾き補正スイッチ１４ａがオン状態にされたか否かを判断する。傾き補正スイッチ１４ａがオン状態にされていない場合は、ステップＳ１７で、ＣＰＵ２１は、傾き補正パラメータＣＰの値を０に設定する。傾き補正スイッチ１４ａがオン状態にされている場合は、ステップＳ１８で、ＣＰＵ２１は、傾き補正パラメータＣＰの値を１に設定する。

ステップＳ１９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Ｓ２０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Ｓ２１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表示部１７によって表示される（スルー画像表示）。

ステップＳ２２で、ＡＥ部２３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Ｓ２３で、ＡＦ部２４により測距が行われ、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Ｓ２４で、ＣＰＵ２１は、レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされたか否かを判断する。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Ｓ１６に戻される（ステップＳ１６〜２３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Ｓ２５に進められる。

ステップＳ２５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Ｓ２６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Ｓ２７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Ｓ２８で、記憶された画像信号は、表示部１７によって表示される。その後、ステップＳ１６に戻される（次の撮像動作が可能な状態にされる）。

次に、図１９のステップＳ１３で開始され、一定時間（１ｍｓ）間隔で行われる割り込み処理について図２０のフローチャートを用いて説明する。割り込み処理が開始されると、ステップＳ５０で、ＣＰＵ２１は、ＮＧ表示パラメータＤＩＳを０に設定する。ステップＳ５１で、傾き検出部２５から出力された第１、第２、第３加速度ａｈ、ａｖ、ａｚが、ＣＰＵ２１のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１、Ａ／Ｄ２を介しＡ／Ｄ変換され入力される（第１、第２、第３デジタル加速度信号Ｄａｈ、Ｄａｖ、Ｄａｚ、加速度検出処理）。第１、第２、第３デジタル加速度信号Ｄａｈ、Ｄａｖ、Ｄａｚ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、第３デジタル加速度Ａａｈ、Ａａｖ、Ａａｚ、デジタルローパスフィルタ処理）。

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／Ｄ３、Ａ／Ｄ４、Ａ／Ｄ５を介しＡ／Ｄ変換され入力され、現在位置Ｐ（ｐｄｘ、ｐｄｙｌ、ｐｄｙｒ）が求められる（図９の（４）参照）。

ステップＳ５３で、ＣＰＵ２１は、第１、第２、第３デジタル加速度Ａａｈ、Ａａｖ、Ａａｚに基づいて、カメラ傾き角度Ｋθを算出する（図９の（１）参照）。カメラ傾き角度Ｋθを求める演算の詳細については、図２１のフローチャートを使って後述する。ステップＳ５４で、ＣＰＵ２１は、傾き補正パラメータＣＰの値が０か否かを判断する。ＣＰ＝０すなわち傾き補正モードでない場合は、ステップＳ５５に進められ、ＣＰ＝１すなわち傾き補正モードの場合は、ステップＳ５６に進められる。

ステップＳ５５で、ＣＰＵ２１は、可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ（Ｓｘ、Ｓｙｌ、Ｓｙｒ）を、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する（図９の（６）参照）。

ステップＳ５６で、ＣＰＵ２１は、カメラ傾き角度Ｋθに基づいて、回転量αの値を決定する（α＝−Ｋθ）。ステップＳ５７で、ＣＰＵ２１は、回転量αに基づいて、可動部３０ａの移動すべき位置Ｓの横方向成分Ｓｘ、第１縦方向成分Ｓｙｌ、第２縦方向成分Ｓｙｒを算出する（図９の（２）参照）。可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ（横方向成分Ｓｘ、第１縦方向成分Ｓｙｌ、第２縦方向成分Ｓｙｒ）の算出の詳細については、図２２のフローチャートを使って後述する。

ステップＳ５８で、ステップＳ５５、Ｓ５７のいずれかで設定した位置Ｓ（Ｓｘ、Ｓｙｌ、Ｓｙｒ）と現在位置Ｐ（ｐｄｘ、ｐｄｙｌ、ｐｄｙｒ）に基づいて、ＣＰＵ２１は、可動部３０ａの移動に必要な駆動力Ｄ、すなわち横方向コイル３１ａを駆動するのに必要な横方向駆動力Ｄｘ（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（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（第２縦方向ＰＷＭデューティｄｙｒ）を算出する（図９の（５）参照）。

ステップＳ５９で横方向ＰＷＭデューティｄｘにより駆動用ドライバ回路２９を介し横方向コイル３１ａ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９の（３）参照）。ステップＳ５８、Ｓ５９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。

ステップＳ６０で、ＣＰＵ２１は、ＮＧ表示パラメータＤＩＳが０に設定されているか否かを判断する。０にされている場合は、ステップＳ６１で、傾き補正処理が出来ない旨を示すＮＧ表示はオフ状態にされる。０にされていない場合は、ステップＳ６２で、ＮＧ表示がオン状態にされる（すなわちスルー画像上にＮＧ表示が行われる）。

次に、図２０のステップＳ５３で行われるカメラ傾き角度Ｋθの演算処理について図２１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、ＣＰＵ２１は、第３デジタル加速度Ａａｚに基づいて、あおり角度φを算出する（φ＝｜Ｓｉｎ^−１（Ａａｚ）｜）。ステップＳ７２で、ＣＰＵ２１は、あおり角度φに基づいて、補完係数ＺＺを算出する（ＺＺ＝１／｜ｃｏｓφ｜）。ステップＳ７３で、ＣＰＵ２１は、あおり角度φが角度閾値φ１よりも大きいか否かを判断する。大きい場合は、ステップＳ７４に進められ、大きくない場合は、ステップＳ７６に進められる。

ステップＳ７４で、ＣＰＵ２１は、カメラ傾き角度Ｋθを０に設定する。ステップＳ７５で、ＣＰＵ２１は、ＮＧ表示パラメータＤＩＳを１に設定する。すなわち、あおり角度φが正確な傾き補正処理が出来ないほど大きいため、傾き補正処理を行わずに警告表示を行う。

ステップＳ７６で、ＣＰＵ２１は、第２デジタル加速度Ａａｖの絶対値が、第１デジタル加速度Ａａｈの絶対値以上に大きいか否かを判断する。大きくない場合には、ステップＳ７７に進められ、大きい場合には、ステップＳ８０に進められる。

ステップＳ７７で、ＣＰＵ２１は、第１デジタル加速度Ａａｈが０以上であるか否かを判断する。０以上でない場合には、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Ｓ７８で、ＣＰＵ２１は、カメラ傾き角度Ｋθを、第２デジタル加速度Ａａｖと補完係数ＺＺとの積についてアークサイン変換したものに、負符号を付した値に設定する。０以上である場合には、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Ｓ７９で、ＣＰＵ２１は、カメラ傾き角度Ｋθを、第２デジタル加速度Ａａｖと補完係数ＺＺとの積についてアークサイン変換した値に設定する。

ステップＳ８０で、ＣＰＵ２１は、第２デジタル加速度Ａａｖが０以上であるか否かを判断する。０以上でない場合には、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Ｓ８１で、ＣＰＵ２１は、カメラ傾き角度Ｋθを、第１デジタル加速度Ａａｈと補完係数ＺＺとの積についてアークサイン変換した値に設定する。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Ｓ８２で、ＣＰＵ２１は、カメラ傾き角度Ｋθを、第１デジタル加速度Ａａｈと補完係数ＺＺとの積についてアークサイン変換したものに、負符号を付した値に設定する。

次に、図２０のステップＳ５７で行われる可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ（横方向成分Ｓｘ、第１縦方向成分Ｓｙｌ、第２縦方向成分Ｓｙｒ）の演算処理について、図２２のフローチャートを用いて説明する。位置Ｓの演算が開始されると、ステップＳ９１で、ＣＰＵ２１は、回転量αが、第１角度θ１に負符号を付したものよりも小さいか否かを判断する。小さい場合はステップＳ９２に進められ、小さくない場合はステップＳ９６に進められる。

ステップＳ９２で、ＣＰＵ２１は、回転量αが、第２角度θ２に負符号を付したものよりも小さいか否かを判断する。小さい場合はステップＳ９３に進められ、小さくない場合はステップＳ９５に進められる。

ステップＳ９３で、ＣＰＵ２１は、回転量αを０に補正する。ステップＳ９４で、ＣＰＵ２１は、ＮＧ表示パラメータＤＩＳを１に設定する。ステップＳ９５で、ＣＰＵ２１は、回転量αを、第１角度θ１に負符号を付したものに補正する。

ステップＳ９６で、ＣＰＵ２１は、回転量αが、第１角度θ１よりも大きいか否かを判断する。大きい場合はステップＳ９７に進められ、大きくない場合はステップＳ１０１に進められる。

ステップＳ９７で、ＣＰＵ２１は、回転量αが、第２角度θ２よりも大きいか否かを判断する。大きい場合はステップＳ９８に進められ、大きくない場合はステップＳ１００に進められる。

ステップＳ９８で、ＣＰＵ２１は、回転量αを０に補正する。ステップＳ９９で、ＣＰＵ２１は、ＮＧ表示パラメータＤＩＳを１に設定する。ステップＳ１００で、ＣＰＵ２１は、回転量αを、第１角度θ１に補正する。

ステップＳ１０１で、ＣＰＵ２１は、回転量αに基づいて、位置Ｓの横方向成分（横方向駆動点ＤＰｘの移動位置）Ｓｘ、第１縦方向成分（第１縦方向駆動点ＤＰｙｌの移動位置）Ｓｙｌ、及び第２縦方向成分（第２縦方向駆動点ＤＰｙｒの移動位置）Ｓｙｒを算出する。

本実施形態では、あおり角度φを考慮して算出したカメラ傾き角度Ｋθに基づいて、傾き補正処理を行うため、該あおり角度φを考慮しない形態に比べて、高精度に傾き補正処理を行うことが可能になる。また、カメラ傾き角度Ｋθの絶対値、またはあおり角度φの少なくとも一方が大きく、正確に傾き補正処理を行えないと判断した場合には、傾き補正処理を行わずに、かかる旨の警告表示（ＮＧ表示）を行って使用者に知らせる。このため、傾き補正処理が行えるか否かを客観的に知ることが可能になる。なお、ＮＧ表示に代えて、傾き補正処理が正確に行えない旨の警告音の出力によって使用者に知らせる形態であってもよい。

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。 撮像装置の正面部が反重力方向（上）を向いた状態にある場合の撮像装置の側面図である。 撮像装置の正面部が重力方向（下）を向いた状態にある場合の撮像装置の側面図である。 撮像装置の回路構成図である。 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。 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、正立横位置姿勢状態から、正面部が下に傾くように、側面から見て反時計回りにφだけ回転した（傾いた）場合の、撮像装置の側面図である。 補正前の回転量と、補正後の回転量との関係を示す図である。 カメラ傾き角度と、可動部傾き角度との関係を示す図である。 可動部の構成図を示す図である。 回転量αに対応した横方向駆動点の第１方向ｘの移動量、第１縦方向駆動点、第２縦方向駆動点の第２方向ｙの移動量を示す図である。 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。 カメラ傾き角度の演算処理手順を示すフローチャートである。 位置演算処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 撮像装置
１１ Ｐｏｎボタン
１３ レリーズボタン
１３ａ レリーズスイッチ
１４ 傾き補正オンオフボタン
１４ａ 傾き補正スイッチ
１７ 表示部
１８ 光学ファインダ
１９ ＤＳＰ
２１ ＣＰＵ
２３ ＡＥ部
２４ ＡＦ部
２５ 傾き検出部
２６ 加速度センサ
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 第１、第２、第３アンプ
２９ 駆動用ドライバ回路
３０ 傾き補正部
３０ａ 可動部
３０ｂ 固定部
３１ａ 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
４１１ｂ 横方向磁石
４１２ｂ１、４１２ｂ２ 第１、第２縦方向磁石
４３１ｂ 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、ａｚ 第１、第２、第３加速度
Ａａｈ、Ａａｖ、Ａａｚ 第１、第２、第３デジタル加速度
Ｋθ カメラ傾き角度
ＣＰ 傾き補正パラメータ
Ｄａｈ、Ｄａｖ、Ｄａｚ 第１、第２、第３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 横方向駆動力
Ｄｙｌ、Ｄｙｒ 第１、第２縦方向駆動力
ｈｈ１０ 横方向ホール素子
ｈｖ１、ｈｖ２ 第１、第２縦方向ホール素子
ＬＬ 撮影レンズの光軸
ｐｄｘ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐの横方向成分
ｐｄｙｌ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐの第１縦方向成分
ｐｄｙｒ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ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
Ｓｘ 位置Ｓの横方向成分
Ｓｙｌ、Ｓｙｒ 位置Ｓの第１、第２縦方向成分
ＺＺ 補完係数
φ あおり角度
φ１ 角度閾値

Claims (2)

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、傾き補正処理のために、前記傾き角度に基づいて、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、前記光軸と重力方向と垂直な水平面とのなす角度を示すあおり角度を算出し、前記あおり角度を考慮して、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、前記光軸に平行な第３方向の第３重力加速度成分とを検出する加速度センサを更に備え、
   前記制御部は、前記第３重力加速度成分に基づいて、前記あおり角度を算出し、前記第１重力加速度成分と前記第２重力加速度成分のいずれか一方と、前記あおり角度とに基づいて、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。

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