(57)【要約】  像振れ補正性能の向上を図ることができるカメラを提供する。カメラ（１）は、光学系（Ｏ）と、筐体（２）と、第１駆動ユニット（１０）と、加速度センサ（７）と、回転駆動ユニット（１１）と、補正演算部（２１）と、駆動制御部（２２）と、を有している。第１駆動ユニット（１０）は、光学系（Ｏ）の光路が変更されるように筐体（２）に対して補正レンズ（９）を駆動する。回転駆動ユニット（１１）は筐体（２）に対して加速度センサ（７）を回転駆動する。補正演算部（２１）は加速度センサ（７）により取得された変位量から補正レンズ（９）の第１駆動量を算出する。駆動制御部（２２）は、回転駆動ユニット（１１）の動作を制御するとともに、駆動量に基づいて第１駆動ユニット（１０）の動作を制御する。
2009060626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を形成する光学系と、
筐体と、
前記筐体の動きにより生じる像振れを補正する像振れ補正部と、
前記筐体の変位量を取得可能な変位取得部と、
前記筐体に対して前記変位取得部を回転駆動する回転駆動部と、
前記変位取得部により取得された変位量から前記像振れ補正部での第１補正量を算出する補正演算部と、
前記回転駆動部の動作を制御するとともに、前記第１補正量に基づいて前記像振れ補正部の動作を制御する駆動制御部と、
を備えたカメラ。
【請求項２】
前記光学系の光軸に沿った方向から見た場合、前記変位取得部は、前記回転駆動部の回転軸と重なり合っている、
請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記光軸に沿った方向から見た場合、前記変位取得部の検出中心は、前記回転駆動部の回転軸と略一致している、
請求項２に記載のカメラ。
【請求項４】
前記被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子をさらに備え、
前記回転駆動部は、前記撮像素子および変位取得部が一体回転可能に設けられた回転体と、前記筐体に対して前記回転体を駆動する回転アクチュエータと、を有しており、
前記撮像素子は、前記回転体の前記光学系側に配置されており、
前記変位取得部は、前記回転体の前記撮像素子と反対側に配置されている、
請求項３に記載のカメラ。
【請求項５】
前記筐体の回転角度を取得可能な角度取得部をさらに備え、
前記補正演算部は、前記変位取得部の位置を基準として前記角度取得部により取得された回転角度から前記像振れ補正部での第２補正量を算出し、
前記駆動制御部は、前記第１および第２補正量に基づいて前記像振れ補正部の動作を制御する、
請求項３に記載のカメラ。
【請求項６】
前記被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子と、
前記筐体の回転角度を取得可能な角度取得部と、をさらに備え、
前記像振れ補正部は、前記光学系の光路が変更されるように前記補正光学系を駆動する光学系駆動部と、前記被写体の光学像の受光位置が変更されるように前記筐体に対して前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、を有しており、
前記補正演算部は、前記角度取得部により取得された回転角度から前記像振れ補正部での第２補正量を算出し、
前記駆動制御部は、前記第１補正量に基づいて前記光学系駆動部の動作を制御するとともに、前記第２補正量に基づいて前記撮像素子駆動部の動作を制御する、
請求項３に記載のカメラ。
【請求項７】
前記変位取得部とともに前記回転駆動部により駆動され前記被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子と、
前記筐体の回転角度を取得可能な角度取得部と、をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記角度取得部により取得された回転角度に基づいて前記筐体に対して前記撮像素子が回転駆動されるように、前記回転駆動部の動作を制御する、
請求項３に記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像振れ補正機能を有するカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの振れにより生じる画像の劣化（以下、像振れとも言う）を抑制するために、像振れ補正機能を有するカメラが知られている。このカメラは、補正レンズを駆動する像振れ補正ユニットと、カメラの振れを検出する振れ検出センサと、振れ検出センサの出力に応じて像振れ補正ユニットの動作を制御する補正制御部と、を有している。このカメラでは、振れ検出センサにより検出された振れ量に基づいて、その振れにより生じる像振れを打ち消すように、補正レンズが像振れ補正ユニットにより駆動される。これにより、像振れが補正された画像を取得することが可能となる。
より具体的には、従来のカメラでは、カメラ本体に対して、光学系の入射光軸と直交するＸ軸およびＹ軸が設定されている。このカメラは、Ｘ軸回りのカメラ本体の角速度（振れ）を検出する第１振れ検出センサと、Ｙ軸回りのカメラ本体の角速度（振れ）を検出する第２振れ検出センサと、を有している。補正制御部は、第１および第２振れ検出センサにより、Ｘ軸回りおよびＹ軸回りのカメラの回転角度を検出することができる。このカメラの振れにより生じる像振れを補正するために、補正レンズの駆動量がマイコンにより演算される。この駆動量に基づいて、補正レンズが駆動ユニットにより駆動される（例えば、特許文献１を参照）。【０００３】
より正確に像振れを補正するために、Ｘ軸およびＹ軸回りの角速度（振れ）を検出することに加えて、カメラ本体の並進振れを検出するカメラも提案されている（例えば特許文献２および３）。また、カメラ本体の光軸回りの角速度（振れ）あるいは傾きを検出するセンサを有するカメラも提案されている（特許文献４および５を参照）。このカメラでは、光軸回りのカメラ本体の振れあるいは傾きにより生じる像振れを打ち消すように、撮像素子が回転駆動される。これにより、光軸回りの像振れあるいは傾きが補正された画像を取得することができる。
【特許文献１】特開平３−３７６１６号公報
【特許文献２】特開平３−４６６４２号公報
【特許文献３】特許第３５１３９５０号公報
【特許文献４】特開平６−３０３２７号公報
【特許文献５】特公平１−５３９５７号公報
【特許文献６】特開２００６−３３７６８０号公報
【発明の開示】
【０００４】
従来のカメラでは、並進振れを加速度センサにより検出できても、カメラに対して常に作用する重力加速度成分がノイズとして出力に影響を及ぼす。また、重力加速度成分を予め除去する場合であっても、カメラとともに加速度センサも鉛直方向に対して傾くため、加速度センサに作用する重力加速度の方向が一定ではない。このため、重力加速度成分を正確に除去することが困難であり、加速度センサにて検出された加速度や加速度から算出された変位量の精度が低下する。この結果、従来のカメラでは像振れ補正性能が低下する場合がある。
本発明の課題は、像振れ補正性能の向上を図ることができるカメラを提供することにある。
第１の発明に係るカメラは、光学系と、筐体と、像振れ補正部と、変位取得部と、回転駆動部と、補正演算部と、駆動制御部と、を有している。光学系は像振れ補正を行う補正光学系を有し被写体の光学像を形成する。像振れ補正部は筐体の動きにより生じる像振れを補正する。変位取得部は筐体の変位量を取得可能である。回転駆動部は筐体に対して変位取得部を回転駆動する。補正演算部は変位取得部により取得された変位量から像振れ補正部での第１補正量を算出する。駆動制御部は、回転駆動部の動作を制御するとともに、第１補正量に基づいて像振れ補正部の動作を制御する。
【０００５】
このカメラでは、補正演算部により算出された第１駆動量に基づいて駆動制御部により光学系駆動部の動作が制御されるため、カメラの移動量に応じて補正光学系を駆動できる。これにより、カメラの並進振れに起因する像振れを補正できる。
ここでは、回転駆動部により変位取得部が回転駆動されるため、例えば重力加速度が作用する方向である鉛直方向に対して変位取得部の姿勢を一定に保つことができる。これにより、変位取得部により取得された変位量から予め重力加速度成分を排除することができ、変位取得部により取得される変位量の精度が向上する。すなわち、像振れ補正性能をより高めることができる。
なお、像振れ補正部としては、例えば、補正光学系を移動させる光学式、撮像素子を移動させるセンサシフト方式、および画像信号に像振れ補正処理を施す電子式が考えられる。また、カメラとしては、例えば、静止画撮影のみ可能な装置、動画撮影のみ可能な装置、および静止画撮影および動画撮影が可能な装置が考えられる。さらに、カメラとしては、例えば、デジタルスチルカメラ、交換レンズ式デジタルカメラおよびデジタルビデオカメラが考えられる。
【０００６】
第２の発明に係るカメラは、第１の発明に係るカメラにおいて、光学系の光軸に沿った方向から見た場合、変位取得部が回転駆動部の回転軸と重なり合っている。
第３の発明に係るカメラは、第２の発明に係るカメラにおいて、光軸に沿った方向から見た場合、変位取得部の検出中心が回転駆動部の回転軸と略一致している。
ここで、「検出中心」とは、変位取得部が変位量あるいは加速度を検出する際に中心となる仮想点である。光軸に沿った方向から見て変位取得部が長方形の場合、例えば、検出中心は長方形の中心と概ね一致する。「変位取得部の検出中心が回転駆動部の回転軸と略一致する」とは、検出中心が回転軸とが完全に一致している場合の他に、像振れ補正性能が向上する範囲内において検出中心が回転軸とずれている場合も含まれる。
第４の発明に係るカメラは、第３の発明に係るカメラにおいて、被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子をさらに有している。回転駆動部は、撮像素子および変位取得部が一体回転可能に設けられた回転体と、筐体に対して回転体を駆動する回転アクチュエータと、を有している。撮像素子は回転体の光学系側に配置されている。変位取得部は回転体の撮像素子と反対側に配置されている。
【０００７】
第５の発明に係るカメラは、第３の発明に係るカメラにおいて、筐体の回転角度を取得可能な角度取得部をさらに有している。補正演算部は、変位取得部の位置を基準として角度取得部により取得された回転角度から像振れ補正部での第２補正量を算出する。駆動制御部は、第１および第２補正量に基づいて像振れ補正部の動作を制御する。
第６の発明に係るカメラは、第３の発明に係るカメラにおいて、角度取得部をさらに有している。角度取得部は筐体の回転角度を取得可能である。像振れ補正部は、光学系の光路が変更されるように補正光学系を駆動する光学系駆動部と、被写体の光学像の受光位置が変更されるように筐体に対して撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、を有している。補正演算部は、角度取得部により取得された回転角度から像振れ補正部での第２補正量を算出する。駆動制御部は、第１補正量に基づいて光学系駆動部の動作を制御するとともに、第２補正量に基づいて撮像素子駆動部の動作を制御する。
【０００８】
第７の発明に係るカメラは、第３の発明に係るカメラにおいて、変位取得部とともに回転駆動部により駆動され被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子と、筐体の回転角度を取得可能な角度取得部と、をさらに有している。駆動制御部は、角度取得部により取得された回転角度に基づいて筐体に対して撮像素子が回転駆動されるように、回転駆動部の動作を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】カメラの正面図
【図２】カメラの概略構成図
【図３】カメラのブロック図
【図４】カメラの座標系を示す図
【図５】回転角度θｘが振れ量に与える影響の模式図
【図６】回転角度θｙが振れ量に与える影響の模式図
【図７】（Ａ）および（Ｂ）回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅと一致している場合の振れ量Δｚ２を説明するための図
【図８】回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅからずれている場合の振れ量Δｚ１を説明するための図
【図９】振れ量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分の計算結果
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）回転中心ＯｃのＸ軸成分Ｘｃと第１増加量との関係を示す図
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）回転中心ＯｃのＹ軸成分Ｙｃと第１増加量との関係を示す図
【図１２】（Ａ）〜（Ｃ）回転中心ＯｃのＺ軸成分Ｚｃと第１増加量との関係を示す図
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）Ｘ軸方向におけるカメラの並進振れ量ΔＸと第２増加量との関係を示す図
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）Ｙ軸方向におけるカメラの並進振れ量ΔＹと第２増加量との関係を示す図
【図１５】（Ａ）〜（Ｃ）Ｚ軸方向におけるカメラの並進振れ量ΔＺと第２増加量との関係を示す図
【図１６】Ｘ軸方向から見た場合の振れ量の説明図
【図１７】補正レンズの駆動量と補正角度との関係を示す図
【図１８】各光学倍率における駆動量と補正角度との関係を示すグラフ
【図１９】（Ａ）回転中心Ｏｃが加速度センサを挟んで被写体と反対側にある場合の図、（Ｂ）回転中心Ｏｃが加速度センサと被写体との間にある場合の図
【図２０】Ｙ軸方向から見た場合の振れ量の説明図
【図２１】Ｚ軸方向から見た場合の振れ量の説明図
【図２２】Ｚ軸方向から見た場合の振れ量の説明図
【図２３】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（１）
【図２４】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（２）
【図２５】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（３）
【図２６】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（４）
【図２７】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（５）
【図２８】Ｙ軸方向の総振れ量を示す図
【図２９】Ｘ軸方向の総振れ量を示す図
【図３０】カメラの概略構成図（第２実施形態）
【図３１】カメラのブロック図（第２実施形態）
【図３２】一眼レフカメラの概略構成図（他の実施形態）
【符号の説明】
【００１０】
１  カメラ
２  筐体
３  レンズ鏡筒
４  第１角速度センサ（角度取得部の一例）
５  第２角速度センサ（角度取得部の一例）
６  第３角速度センサ（角度取得部の一例）
７  加速度センサ（変位取得部の一例）
８  測距装置
９  補正レンズ（補正光学系の一例）
１０  第１駆動ユニット（光学系駆動部の一例）
１１  回転駆動ユニット（回転駆動部の一例）
１２  第２駆動ユニット（光学系駆動部の一例）
１３  ズーム駆動ユニット
２０  マイコン
２１  補正演算部
２２  駆動制御部
２３  変位量演算部（変位取得部の一例）
２４  角度演算部（角度取得部の一例）
２４０  センサ駆動ユニット（撮像素子駆動部の一例）
３０１  一眼レフカメラ（カメラシステムの一例）
３０２  カメラ本体
３０３  交換レンズ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
＜カメラの全体構成＞
図１〜図３を用いて、第１実施形態に係るカメラ１について説明する。図１はカメラ１の正面図である。図２はカメラ１の内部構成図である。図３はカメラ１のブロック図である。
図１および図２に示すように、カメラ１は、筐体２と、被写体の光学像を形成する光学系Ｏと、光学系Ｏを支持するレンズ鏡筒３と、撮像素子１７と、を有している。光学系Ｏは、例えば複数のレンズ群を有するズーム光学系であり、光軸Ａを有している。カメラ１では、光軸Ａを基準として直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が設定されている。Ｚ軸は光軸Ａと一致しており、カメラ１の被写体側がＺ軸方向正側に対応している。光学系Ｏのレンズ群は、レンズ鏡筒３に含まれる複数のレンズ枠を介して、ズーム駆動ユニット１３により光軸Ａに沿った方向へ駆動される。これにより、光学系Ｏの光学倍率を変化させることができる。ズーム駆動ユニット１３は、例えばステッピングモータを有している。ズーム駆動ユニット１３の動作はマイコン２０の駆動制御部２２(後述)により制御される。駆動制御部２２がズーム駆動ユニット１３に送信する制御パルス数をカウントすることで、マイコン２０は光学系Ｏの光学倍率を把握することができる。【００１２】
カメラ１は、筐体２のＸ軸回りの角速度ωｘを検出するための第１角速度センサ４（第１角度取得部の一例）と、筐体２のＹ軸回りの角速度ωｙを検出するための第２角速度センサ５（角度取得部の一例）と、筐体２のＺ軸回りの角速度ωｚを検出するための第３角速度センサ６と、測距装置８（距離取得部の一例）と、を有している。
第１〜第３角速度センサ４〜６は、例えばジャイロセンサである。第１〜第３角速度センサ４〜６により、筐体２の回転運動（角速度）を検出することができる。検出された角速度を時間積分することで、回転角度を取得することができる。この演算は、マイコン２０の角度演算部２４により行われる。つまり、第１〜第３角速度センサ４〜６および角度演算部２４により、カメラ１の回転角度を取得可能な角度取得部が実現されている。
測距装置８は赤外線やレーザなどを利用して被写体までの距離を測定するための装置である。測距装置８によりカメラ１から被写体までの距離を測定することができる。より詳細には、測距装置８は、後述する加速度センサ７の検出中心Ｃから被写体までの距離を取得することができる。【００１３】
カメラ１は、第１〜第３角速度センサ４〜６に加えて、カメラ１に作用する加速度を検出するための加速度センサ７（変位取得部の一例）を有している。加速度センサ７は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）型の２軸加速度センサであり、直交する２つの感度軸（第１感度軸Ｓｘ、第２感度軸Ｓｙ）を有している。回転駆動ユニット１１が基準位置の状態（撮像素子１７が筐体２に対して傾いていない状態）で、第１および第２感度軸ＳｘおよびＳｙは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に概ね平行に配置されている。加速度センサ７は検出中心Ｃを有している。検出中心Ｃは、加速度センサ７が加速度を検出する際に中心となる仮想点であり、第１および第２感度軸ＳｘおよびＳｙの交点と概ね一致している。Ｚ軸方向から見た場合に、検出中心Ｃは光軸ＡおよびＺ軸と概ね一致している。光軸Ａに沿った方向から見た場合に加速度センサ７が長方形であれば、検出中心Ｃは、例えば長方形の中心と概ね一致する。したがって、光軸Ａに沿った方向から見た場合、加速度センサ７は光軸Ａと重なり合っている。【００１４】
加速度センサ７により検出された加速度を２回時間積分すると、カメラ１の変位量（移動量）が得られる。この演算は後述する変位量演算部２３により行われる。この変位量は、補正演算部２１において駆動量の演算に用いられる。つまり、加速度センサ７および変位量演算部２３により、カメラ１の変位量を取得可能な変位取得部が実現されている。
また、光学系Ｏは、筐体２の振れにより生じる撮像素子１７に対する光学像の変位（以下、像振れとも言う）を補正するための補正レンズ９を有している。補正レンズ９は、第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２により、筐体２に対して光軸Ａに直交する方向に駆動される。より詳細には、第１駆動ユニット１０は、Ｙ軸方向（ピッチ方向）に補正レンズ９を駆動する。第２駆動ユニット１２は、Ｘ軸方向（ヨー方向）に補正レンズ９を駆動する。光軸Ａあるいはレンズ鏡筒３に対する補正レンズ９の位置は、第１位置センサ１５および第２位置センサ１６により検出可能である。第１位置センサ１５は補正レンズ９のＸ軸方向の位置を検出する。第２位置センサ１６は補正レンズ９のＹ軸方向の位置を検出する。【００１５】
カメラ１は、撮像素子１７を光軸Ａ回りに回転駆動するための回転駆動ユニット１１を有している。回転駆動ユニット１１は、光軸Ａ回りに回転する回転プレート１８と、回転プレート１８を回転駆動するアクチュエータ１９と、を有している。回転プレート１８の回転軸Ｋは光軸Ａと概ね一致している。アクチュエータ１９は、例えばステッピングモータであり、直接的あるいは間接的に筐体２に固定されている。回転駆動ユニット１１の動作は駆動制御部２２により制御されている。駆動制御部２２からアクチュエータ１９に送信される制御パルス数をカウントすることで、マイコン２０は筐体２に対する回転プレート１８の回転角度を把握することができる。
回転プレート１８のＺ軸方向正側には、撮像素子１７が設けられており、Ｚ軸方向負側（撮像素子１７と反対側）には加速度センサ７が設けられている。これにより、撮像素子１７および加速度センサ７は筐体２に対して光軸Ａ回り（Ｚ軸回り）に任意の角度で回転可能となる。光軸Ａに沿った方向から見た場合、撮像素子１７の中心および加速度センサ７の検出中心Ｃは、回転プレート１８の回転軸Ｋと概ね一致している。【００１６】
カメラ１の制御はマイコン（マイクロコンピュータ：Micro Computer）２０により行われる。マイコン２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有しており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで様々な機能を実現し得る。例えば、マイコン２０は、カメラ１の振れ量を算出する機能、あるいは光学倍率および補正角度から補正レンズ９の駆動量を算出する機能を有している。
図３に示すように、マイコン２０は、補正演算部２１と、駆動制御部２２と、変位量演算部２３と、角度演算部２４と、を有している。角度演算部２４は、第１〜第３角速度センサ４〜６にて検出された角速度ωｘ、ωｙ、ωｚを時間積分することで回転角度θｘ、θｙ、θｚを算出する。変位量演算部２３は、加速度センサ７にて検出された第１および第２感度軸ＳｘおよびＳｙ成分である加速度Ａｘ、Ａｙを２回時間積分することで変位量をそれぞれ算出する。補正演算部２１は、これらの回転角度および変位量に基づいて、補正レンズ９の駆動量Δｄを算出する。駆動制御部２２は、補正演算部２１により算出された駆動量Δｄに基づいて第１駆動ユニット１０、第２駆動ユニット１２および回転駆動ユニット１１の動作を制御する。【００１７】
以上のように、マイコン２０により各センサの検出結果に基づく演算が行われ、カメラ１の動きに合わせて像振れ補正が可能となる。つまり、補正レンズ９、第１駆動ユニット１０、第２駆動ユニット１２、撮像素子１７および回転駆動ユニット１１により、像振れを補正する像振れ補正部が実現されている。また、補正レンズ９、第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２により、補正光学系を用いて像振れ補正を行う第１補正部が実現されている。
＜回転中心の位置が振れ量に与える影響＞
ここで、カメラの回転振れの回転中心の位置がカメラの振れ量および像振れ量に与える影響について、カメラ１０１を例に説明する。図４はカメラ１０１の座標系を示している。図４に示すように、光学系Ｏの光軸Ａを基準とする直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が設定されている。Ｚ軸は光軸Ａと一致している。【００１８】
撮影時のカメラ１０１の振れとしては、回転振れと、並進振れと、が考えられる。回転振れとは、座標系に存在する点を中心にカメラ１０１が回転することにより生じるカメラ１０１の振れを言う。並進振れとは、座標系に対するカメラ１０１の角度（姿勢）が変化しない状態でカメラ１０１が座標系に対して移動することにより生じるカメラ１０１の振れを言う。通常、これら２つの振れが組み合わされて、カメラ１の振れとなっている。
カメラ１０１の回転振れの回転中心をＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、回転振れのＸ軸回りの回転角度を角度θｘ（ピッチ成分）、Ｙ軸回りの回転角度を角度θｙ（ヨー成分）およびＺ軸回りの回転角度を角度θｚ（ロール成分）とする。カメラ１０１の並進振れＶのＸ軸成分をΔＸ、Ｙ軸成分をΔＹ、Ｚ軸成分をΔＺとする。
（１）回転角度θｘが振れ量に与える影響
図５は、回転角度θｘが振れ量に与える影響を模式的に示した図である。図５では、便宜上、光学系Ｏを単一のレンズ１０２に置き換えている。カメラ１０１の振れが発生していない状態でのレンズ１０２から被写体１０３までの距離（撮影距離）をＬ、カメラ１０１の振れが発生していない状態でのレンズ１０２から撮像素子１７までの距離をｆ×Ｄとする。ここで、ｆは焦点距離（例えば、３５ｍｍ換算）、Ｄは光学倍率である。【００１９】
図５において、点Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を中心に角度θｘだけカメラ１０１が回転した後にレンズ１０２が位置１０２´に移動したとすると、Ｘ軸方向から見た場合のカメラ１０１の振れ量Δｂｘ´は、以下の式で表される。【００２０】
【数１】
2009060626.tif 000003
【００２１】
ここで、振れ量Δｘ２´は、レンズ１０２の中心Ｅを基準とした場合のカメラ１０１の振れ量の回転成分、振れ量Δｘ１´は、回転中心Ｏｃおよびレンズ１０２の中心Ｅがずれていることにより生じるカメラ１０１の振れ量の並進成分である。なお、後述の振れ量Δｘ１およびΔｘ２との違いを分かりやすくするために、ここでは振れ量としてΔｘ１´およびΔｘ２´を用いている。
振れ量Δｘ１´、ΔＬおよびΔｘ２´を幾何学的に算出すると、以下の式で表される。
Ｚｃ＝０のとき、【００２２】
【数２】
2009060626.tif 000004
【００２３】
【数３】
2009060626.tif 000005
【００２４】
Ｚｃ≠０のとき、【００２５】
【数４】
2009060626.tif 000006
【００２６】
【数５】
2009060626.tif 000007
【００２７】
【数６】
2009060626.tif 000008
【００２８】
さらに、並進振れＶ＝（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）によってレンズ１０２´が位置１０２´´に移動したとすると、並進振れ量Δｘ３´は以下の式で表される。【００２９】
【数７】
2009060626.tif 000009
【００３０】
以上より、振れ量Δｂｘ´は以下の式で表される。【００３１】
【数８】
2009060626.tif 000010
【００３２】
（２）回転角度θｙが振れ量に与える影響
図６は、回転角度θｙが振れ量に与える影響を模式的に示した図である。図６においても図５と同様で、光学系Ｏを単一のレンズ１０２に置き換え、カメラ１０１の振れが発生していない状態でのレンズ１０２から被写体１０３までの距離（撮影距離）をＬ、カメラ１０１の振れが発生していない状態でのレンズ１０２から撮像素子１７までの距離をｆ×Ｄとする。ここで、ｆは焦点距離（例えば、３５ｍｍ換算）、Ｄは光学倍率である。
図６において、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を中心にカメラ１０１が角度θｙだけ回転した結果、レンズ１０２が位置１０２´に移動する場合、Ｙ軸方向から見た場合のカメラ１０１の振れ量Δｂｙ´は、以下の式で表される。【００３３】
【数９】
2009060626.tif 000011
【００３４】
ここで、振れ量Δｙ２´はレンズ１０２の中心Ｅを基準とした場合のカメラ１０１の振れ量の回転成分、振れ量Δｙ１´は回転中心Ｏｃおよびレンズ１０２の中心Ｅがずれていることにより生じるカメラ１０１の振れ量の並進成分である。なお、後述の振れ量Δｙ１およびΔｙ２との違いを分かりやすくするために、ここでは振れ量としてΔｙ１´およびΔｙ２´を用いている。
振れ量Δｙ１´、ΔＬおよびΔｙ２´を幾何学的に算出すると、以下の式で表される。
Ｚｃ＝０のとき、【００３５】
【数１０】
2009060626.tif 000012
【００３６】
【数１１】
2009060626.tif 000013
【００３７】
Ｚｃ≠０のとき、【００３８】
【数１２】
2009060626.tif 000014
【００３９】
【数１３】
2009060626.tif 000015
【００４０】
【数１４】
2009060626.tif 000016
【００４１】
さらに、カメラ１０１の並進振れＶ＝（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）によってレンズ１０２´が位置１０２´´に移動したとすると、カメラ１０１の並進振れ量Δｙ３´は、以下の式で表される。【００４２】
【数１５】
2009060626.tif 000017
【００４３】
以上より、振れ量Δｂｙ´は、以下の式で表される。【００４４】
【数１６】
2009060626.tif 000018
【００４５】
（３）Ｚ軸方向から見た場合の振れ量
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅと一致している場合のカメラ１０１の振れ量Δｚ２を説明するための図である。図８は回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅからずれている場合の振れ量Δｚ１を説明するための図である。図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅと一致している場合は光軸Ａ回りにレンズ１０２が角度θｚだけ回転する。この場合、被写体１０３の横幅Ｗは以下の式で表される。【００４６】
【数１７】
2009060626.tif 000019
【００４７】
したがって、撮像素子１７の横幅をＷｘ、撮像素子１７の縦幅をＷｙとすると、振れ量Δｚ２は以下の式で表される。【００４８】
【数１８】
2009060626.tif 000020
【００４９】
図８において、回転中心Ｏｃが中心Ｅとずれている場合は、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を中心にレンズ１０２が角度θｚだけ回転することになる。したがって、回転中心Ｏｃおよび中心Ｅのずれにより生じる振れ量Δｚ１は、以下の式で表される。【００５０】
【数１９】
2009060626.tif 000021
【００５１】
したがって、Ｚ軸方向から見た場合の振れ量Δｂｚは、以下の式で表される。【００５２】
【数２０】
2009060626.tif 000022
【００５３】
（４）振れ量の計算結果
以上の関係式に基づいて、カメラ１０１の振れ量のピッチ成分Δｂｘ´、ヨー成分Δｂｙ´およびロール成分Δｂｚ（より詳細には、ピッチ成分Δｂｘ´、ヨー成分Δｂｙ´およびロール成分Δｂｚに基づいて算出された撮像素子１７に対する光学像の変位量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分）が光学倍率Ｄ、撮影距離Ｌによってどのように変化するかを計算すると、以下のような結果となる。計算する際の条件としては、光学倍率Ｄ＝１のときの焦点距離ｆを２８ｍｍ、光学倍率Ｄを１〜１０倍、撮像素子１７を１／２．５型および７２０万画素のＣＣＤとする。
なお、前述のように、カメラ１の回転振れに関しては、角度θｘ，θｙ，θｚが同程度であることが、過去の実験結果により確認されており、また例えば、「社団法人  電子情報通信学会  信学技報  IEICE Technical Report PRMU2006-202(2007-1)」に喝載された「手ブレの３Ｄ計測と定量化」にて紹介されている。回転振れの最大回転角度が０．５°程度であることも、過去の撮影実験により確認されている。そのため、ここでは各回転角度をθｘ＝θｙ＝θｚ＝０．５°とする。【００５４】
図９は、回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅと一致し、かつ、カメラ１０１の並進振れがない場合での、像振れ量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分の計算結果を示している。つまり、図９はＸｃ＝Ｙｃ＝Ｚｃ＝０のときの計算結果である。ここで、像振れ量とは、カメラ１０１の振れにより生じる撮像素子１７に対する光学像の変位量である。像振れ量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分は、前述のピッチ成分Δｂｘ´、ヨー成分Δｂｙ´およびロール成分Δｂｚに基づいて算出されており、それぞれ画素数で表されている。図９より、光学倍率Ｄが小さいときは像振れ量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分は同程度であるが、光学倍率Ｄが大きくなるにつれて、像振れ量のピッチ成分およびヨー成分が増加していることがわかる。
次に、回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅとずれている場合について説明する。図１０（Ａ）〜（Ｃ）は回転中心ＯｃのＸ軸成分Ｘｃと第１増加量との関係、図１１（Ａ）〜（Ｃ）は回転中心ＯｃのＹ軸成分Ｙｃと第１増加量との関係、図１２（Ａ）〜（Ｃ）は回転中心ＯｃのＺ軸成分Ｚｃと第１増加量との関係を示す。ここで、第１増加量とは、回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅからずれることにより増加する像振れ量であり、前述の振れ量Δｘ１´およびΔｙ１´に対応する像振れ量である。【００５５】
図中、横軸は光学倍率Ｄ、縦軸は第１増加量を示している。図中、上段のグラフは撮影距離Ｌ＝５０ｃｍ、中段のグラフは撮影距離Ｌ＝１ｍ、下段のグラフは撮影距離Ｌ＝１０ｍを示している。また、回転中心Ｏｃからレンズ１０２の中心Ｅまでの距離Ｘｃ、ＹｃおよびＺｃがそれぞれ（Ａ）０ｍｍ、（Ｂ）１５０ｍｍ、（Ｃ）３００ｍｍの３種類の場合について計算を行っている。実際の撮影の際に回転中心となるのは撮影者の関節部分であることが多い。例えば肘や肩のようにカメラから離れた点が回転中心となる場合、レンズ１０２の中心Ｅから回転中心Ｏｃまでの距離は３００ｍｍ程度となる。
図１０（Ａ）〜図１２（Ｃ）より、光学倍率Ｄが大きく、撮影距離Ｌが短いときに、回転中心Ｏｃとレンズ１０２の中心Ｅとのずれが像振れ量に与える影響は大きくなることがわかる。実際の像振れ量が１０〔Pixel〕以上の場合にカメラ１０１の振れによる画像の劣化が大きく目立つことを考慮すると、回転中心Ｏｃとレンズ３０の中心Ｅとのずれは無視できないレベルである。特に、Ｘ軸方向の回転中心Ｏｃとレンズ１０２の中心Ｅとのずれ量Ｘｃは、像振れ量のロール成分への影響が大きく、Ｙ軸方向の回転中心Ｏｃとレンズ１０２の中心Ｅとのずれ量Ｙｃも像振れ量のロール成分への影響が大きい。さらに、Ｚ軸方向における回転中心Ｏｃとレンズ１０２の中心Ｅとのずれ量Ｚｃが像振れ量のピッチ成分およびヨー成分に与える影響も大きい。なお、これらのグラフにおいて、ピッチ成分の計算結果が表示されていないように見える場合があるが、ピッチ成分の計算結果がヨー成分の計算結果と同じであるため、ピッチ成分の結果がヨー成分の結果と重なっているだけである。【００５６】
＜カメラの並進振れが振れ量に与える影響＞
次に、カメラ１０１の並進振れが像振れ量に与える影響について説明する。図１３（Ａ）〜（Ｃ）はＸ軸方向におけるカメラ１０１の並進振れ量ΔＸと第２増加量との関係を示している。図１４（Ａ）〜（Ｃ）はＹ軸方向におけるカメラ１０１の並進振れ量ΔＹと第２増加量との関係を示している。図１５（Ａ）〜（Ｃ）はＺ軸方向におけるカメラ１０１の並進振れ量ΔＺと第２増加量との関係を示している。図１３（Ａ）〜図１５（Ｃ）では、横軸は光学倍率Ｄ、縦軸は第２増加量を示している。ここで、第２増加量とは、並進振れに対応する像振れ量であり、前述の振れ量Δｘ３´およびΔｙ３´に対応する像振れ量である。
図１３（Ａ）〜図１５（Ｃ）では、上段のグラフが撮影距離Ｌ＝５０ｃｍ、中段のグラフが撮影距離Ｌ＝１ｍ、下段のグラフが撮影距離Ｌ＝１０ｍを示している。ここでは、並進振れ量ΔＸ、ΔＹおよびΔＺがそれぞれ（Ａ）０ｍｍ、（Ｂ）２ｍｍ、（Ｃ）４ｍｍの３種類の場合について計算を行っている。【００５７】
図１３（Ａ）〜図１５（Ｃ）より、並進振れ量ΔＸおよびΔＹに関しては、光学倍率Ｄが大きくかつ撮影距離Ｌが短い場合に、カメラ１０１の並進振れが像振れ量に与える影響が大きくなることがわかる。具体的には、並進振れ量ΔＸにより第２増加量のヨー成分が大きくなり、並進振れ量ΔＹにより第２増加量のピッチ成分が大きくなる。しかし、Ｚ軸方向の並進振れ量ΔＺについては像振れ量にほとんど影響しないため、並進振れ量ΔＺは無視しても差し支えないレベルであることがわかる。
以上に述べたように、回転中心Ｏｃの位置が像振れ量に与える影響は大きく、無視できないレベルである。このため、像振れ補正性能をさらに高めるためには、回転中心Ｏｃが様々な位置をとり得ることを考慮して、振れ量あるいは像振れ量を算出する必要がある。
＜回転中心および並進を考慮した像振れ補正＞
上述したように、カメラの振れは回転振れおよび並進振れの２種類に分類できる。そして、像振れ補正効果を高めるためには、カメラの回転振れに関しては、回転中心Ｏｃと基準点とのずれ量を考慮する必要がある。【００５８】
しかし、回転中心Ｏｃの位置を求めるのは実際には困難であり、前述の算出方法ではカメラの振れ量を算出することができない。
そこで、このカメラ１では、以下に示すように分類して像振れ補正のための演算を行っている。
なお、図４に示した模式図と同様、このカメラ１では、光学系Ｏの光軸ＡをＺ軸とする直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が設定されている。カメラ１の回転振れを発生させる回転中心をＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、回転振れを直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に分解したときの回転角度をそれぞれθｘ（ピッチ成分），θｙ（ヨー成分），θｚ（ロール成分）とする。また、カメラ１の並進振れの成分をＶ＝（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）とする。
ここで、角度θｘは、カメラ１のＸ軸回りの回転角度を示しており、Ｘ軸回りの正方向および負方向に関する情報も含んでいる。角度θｙは、カメラ１のＹ軸回りの回転角度を示しており、Ｙ軸回りの正方向および負方向に関する情報も含んでいる。角度θｚは、カメラ１のＺ軸回りの回転角度を示しており、Ｚ軸回りの正方向および負方向に関する情報も含んでいる。振れ量ΔＸ，ΔＹ，ΔＺは、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向のカメラの並進振れ量を示しており、前述の直交座標系における正方向および負方向に関する情報も含んでいる。【００５９】
なお、回転角度θｘ、θｙおよびθｚは、第１〜第３角速度センサ４〜６により検出された角速度ωｘ、ωｙ、ωｚを時間積分することで算出することができる。
以下、回転振れおよび並進振れの振れ量の算出方法について説明する。
＜回転振れ＞
（１）Ｘ軸方向から見た場合の振れ量
角度θｘ（ピッチ成分）の回転振れに対する像振れ補正について説明する。図１６に、カメラ１の回転振れの回転中心をＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とし、カメラ１の回転振れ角度をθｘ（ピッチ成分）としたときの説明図を示す。
前述の振れ量の算出方法では、レンズ１０２の中心Ｅを基準に回転振れ成分Δｘ２´が算出されている。【００６０】
しかし、レンズ１０２の中心Ｅを基準として回転中心Ｏｃの位置を求めるのは実際には困難であり、回転振れ成分Δｘ２´を求めることができない。
そこで、このカメラ１では、回転中心Ｏｃの位置を考慮した演算を行うために、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準に回転振れ成分Δｘ２を算出する。以下、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とした回転振れ成分Δｘ２の算出方法について説明する。
図１６に示すように、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を中心に角度θｘだけ回転して加速度センサ７が位置７´に移動した場合、振れ量Δｂｘは以下の式で表される。【００６１】
【数２１】
2009060626.tif 000023
【００６２】
ここで、振れ量Δｘ２は加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とした場合のカメラ１の振れ量の回転成分、振れ量Δｘ１は回転中心Ｏｃと加速度センサ７の検出中心Ｃとのずれより生じるカメラ１の振れ量の並進成分である。ここでは便宜上、光学系Ｏを単一のレンズ３０に置き換えている。なお、振れ量Δｘ１およびΔｘ２は、Ｙ軸方向のカメラ１の振れ量を示しており、正方向および負方向に関する情報も含んでいる。
前述の振れ量Δｘ２′と同様に、振れ量Δｘ２は以下の式で表される。【００６３】
【数２２】
2009060626.tif 000024
【００６４】
この場合、レンズ３０の中心Ｅから被写体１０３までの距離Ｌに加えて、レンズ３０から加速度センサ７までの距離Ｌ２も考慮しているため、前述の式（６）に比べて振れ量Δｘ２′よりも振れ量Δｘ２の方がＬ２×ｔａｎθｘだけ大きくなっている。ここで、距離Ｌは、例えば測距装置８により求めることができる。距離Ｌ２は、設計時に決定される値であり、マイコン２０において予め設定されている。
また、レンズ３０の中心Ｅではなく加速度センサ７の検出中心Ｃを基準に振れ量Δｘ２を算出しているため、図１６に示すように振れ量Δｘ１は加速度センサ７のＹ軸方向の変位量と一致する。加速度センサ７の変位量は、加速度センサ７により検出されたＹ軸方向の加速度Ａｙを２回時間積分することで得られる。具体的には、振れ量Δｘ１は以下の式で表される。【００６５】
【数２３】
2009060626.tif 000025
【００６６】
ここで、時間ｔは、予め定められた単位時間であり、例えば加速度センサ７の単位検出時間である。
以上のように、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とすることで、回転中心Ｏｃを直接求めることなく、簡単な方法で回転中心Ｏｃの位置を考慮した振れ量Δｂｘ（より詳細には、振れ量Δｘ１およびΔｘ２）の算出が可能となる。具体的には、加速度センサ７により得られるＹ軸方向の加速度Ａｙから正確な振れ量Δｘ１を算出することができ、第１角速度センサ４により得られるＸ軸回りの角速度ωｘから正確な回転角度θｘを求めることができる。
ここで、振れ量Δｂにより生じる像振れを補正する方法を簡単に説明する。各振れ量に応じて補正レンズ９をＸ軸方向あるいはＹ軸方向（この場合はＹ軸方向）に駆動することで、像振れは補正される。このときの補正レンズ９の駆動量Δｄと補正角度Δθとの関係は、光学倍率によって異なる。補正角度Δθとは、振れ量Δｂおよび撮影距離から算出される角度である。この場合、図１７に示すように、補正角度Δθは、レンズ３０の中心Ｅではなく加速度センサ７の検出中心Ｃを基準として決定されている。駆動量Δｄを算出する際の被写体までの距離は、加速度センサ７（より詳細には、加速度センサ７の検出中心Ｃ）から被写体までの距離が用いられている。この条件で予め算出された補正レンズ９の駆動量Δｄと補正角度Δθとの関係は、例えば図１８に示すデータのようになる。【００６７】
図１８において、縦軸は補正レンズ９の駆動量Δｄ、横軸は補正角度Δθである。駆動量Δｄおよび補正角度Δθの関係は光学系によって異なるため、光学系ごとに把握する必要がある。このため、図１８に示すデータは、マイコン２０のＲＯＭに予め格納されており、算出された振れ量および光学倍率から、このデータを利用して駆動量Δｄを求めることができる。図１８からわかるように、補正レンズ９の駆動量Δｄと補正角度Δθとの関係は、光学倍率によって変わる。なお、図１８に示す関係はＸ軸回りの補正角度（ピッチ方向）、Ｙ軸回りの補正角度（ヨー方向）共に同じである。
図１７より、例えば、振れ量Δｘ１に対応する補正角度θｘ１は、以下の式で表される。【００６８】
【数２４】
2009060626.tif 000026
【００６９】
このように、振れ量Δｘ１に基づいて、補正角度θｘ１を求めることができ、そして実際の補正レンズ９の駆動量Δｄｘ１を求めることができる。それに加えて、振れ量Δｘ２に相当する回転角度θｘおよび図１８のグラフから、振れ量Δｘ２により生じる像振れを補正するための駆動量Δｄｘ２を算出することができる。駆動量Δｄｘ１およびΔｄｘ２を合算した駆動量Δｄｘが最終的な補正レンズ９の駆動量となる。この駆動量Δｄｘだけ補正レンズ９がＹ軸方向に駆動されると、振れ量Δｘ１およびΔｘ２により生じる像振れを補正することができる。
なお、図１６では、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が加速度センサ７の後方（被写体１０３と反対側）に存在しているが、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が加速度センサ７の前方（被写体１０３側）に存在する場合も、前述と同様な方法で像振れを補正することが可能である。なぜなら、前述のように、振れ量Δｘ１，Δｘ２、角度θｘ，θｙ，θｚが正方向および負方向に関する情報も含んでいるためである。したがって、例えば図１９（Ａ）に示すように、回転中心Ｏｃが加速度センサ７を挟んで被写体１０３と反対側にある場合の他に、図１９（Ｂ）に示すように、回転中心Ｏｃが加速度センサ７と被写体１０３との間にある場合であっても、式（２１）により振れ量Δｂｘを算出することができる。【００７０】
（２）Ｙ軸方向から見た場合の振れ量
次に、角度θｙ（ヨー成分）の回転振れに対する像振れ補正について説明する。図２０に、カメラ１の回転振れを発生させる回転中心がＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、カメラ１の回転振れ角度をθｙ（ヨー成分）としたときの説明図を示す。
ここでは、前述の角度θｘの場合と同様に、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準に回転振れ成分Δｙ２を算出する。
図２０において、回転中心Ｏｃを中心に角度θｙだけ回転した結果、加速度センサ７が位置７′に移動したとすると、振れ量Δｂｙは以下の式で表される。【００７１】
【数２５】
2009060626.tif 000027
【００７２】
ここで、振れ量Δｙ２は加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とした場合の振れ量の回転成分、振れ量Δｙ１は回転中心Ｏｃと加速度センサ７の検出中心Ｃとのずれにより生じるカメラ１の振れ量の並進成分である。なお、振れ量Δｙ１およびΔｙ２は、Ｘ軸方向の振れ量を示しており、正方向および負方向に関する情報も含んでいる。
前述の振れ量Δｙ２′と同様に、振れ量Δｙ２は以下の式で表される。【００７３】
【数２６】
2009060626.tif 000028
【００７４】
この場合、レンズ３０の中心Ｅから被写体１０３までの距離Ｌに加えて、レンズ３０から加速度センサ７までの距離Ｌ２も考慮しているため、前述の式（１４）に比べて振れ量Δｙ２′よりも振れ量Δｙ２の方がＬ２×ｔａｎθｙだけ大きくなっている。
また、レンズ３０の中心Ｅではなく加速度センサ７の検出中心Ｃを基準に振れ量Δｙ２を算出しているため、図２０に示すように、振れ量Δｙ１は加速度センサ７のＹ軸方向の変位量と一致する。加速度センサ７の変位量は、加速度センサ７により検出されたＸ軸方向の加速度Ａｘを２回時間積分することで得られる。具体的には、振れ量Δｙ１は以下の式で表される。【００７５】
【数２７】
2009060626.tif 000029
【００７６】
以上のように、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とすることで、回転中心Ｏｃを直接求めることなく、簡単な方法で回転中心の位置ズレによって影響する振れ量Δｂｙ（より詳細には、振れ量Δｙ１およびΔｙ２）の算出が可能となる。具体的には、加速度センサ７により得られるＸ軸方向の加速度Ａｘから正確は振れ量Δｘ１を算出することができ、第２角速度センサ５により得られるＹ軸回りの角速度ωｙから正確な回転角度θｙを求めることができる。
前述の補正角度θｘ１と同様に、加速度センサ７から得られた振れ量Δｘ１に対応する補正角度θｙ１は、以下の式で表される。【００７７】
【数２８】
2009060626.tif 000030
【００７８】
前述の補正角度θｘ１と同様に、図１８のグラフに基づいて、補正角度θｙ１に対応する駆動量Δｄｙ１を求めることができる。それに加えて、前述の振れ量Δｘ２と同様に、振れ量Δｙ２に相当する回転角度θｙおよび図１８のグラフから、振れ量Δｙ２により生じる像振れを補正するための駆動量Δｄｙ２を算出することができる。駆動量Δｄｙ１およびΔｄｙ２を合算した駆動量Δｄｙが最終的な補正レンズ９の駆動量となる。この駆動量Δｄｙだけ補正レンズ９がＸ軸方向に駆動されると、振れ量Δｙ１およびΔｙ２により生じる像振れを補正することができる。
（３）Ｚ軸方向から見た場合の振れ量
角度θｚ（ロール成分）の回転振れに対する像振れ補正について説明する。図２１は、カメラ１の回転振れの回転中心をＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、Ｚ軸回りのカメラ１の回転振れ角度を角度θｚ（ロール成分）としたときの説明図である。ロールにより生じるカメラ１の振れ量は、式（２０）に示したとおり、回転中心Ｏｃが加速度センサ７の検出中心Ｃと一致している場合の振れ量Δｚ２と、回転中心Ｏｃと加速度センサ７の検出中心Ｃとのずれにより生じる振れ量Δｚ１と、から構成されている。【００７９】
回転中心Ｏｃが加速度センサ７の検出中心Ｃと一致している場合の振れ量Δｚ２は、角度θｚに対応している。角度θｚは、第３角速度センサ６によって検出されたＺ軸回りの角速度ωｚを時間積分することで求めることができる。算出される回転角度θｚに基づいて、マイコン２０は回転駆動ユニット１１を回転角度θｚだけ反対方向に回転するよう指令を下す。これにより、カメラ１のＺ軸回りの回転運動に合わせて、筐体２に対して撮像素子１７が回転し、振れ量Δｚ２が補正される。
次に、振れ量Δｚ１の補正動作について説明する。振れ量Δｚ１は、加速度センサ７の検出結果から求めることができる。具体的には図２２に示すように、回転角度θｚ（ロール成分）の回転振れが発生したときに、加速度センサ７には力Ｆ１およびＦ２が作用する。力Ｆ１は回転方向成分（回転力）、力Ｆ２は半径方向成分（遠心力）を示す。【００８０】
ここで、回転力Ｆ１および遠心力Ｆ２の関係を調べるため、回転力Ｆ１および遠心力Ｆ２を求める実験を行った。回転力Ｆ１および遠心力Ｆ２は、理論上、以下の式で表される。【００８１】
【数２９】
2009060626.tif 000031
【００８２】
【数３０】
2009060626.tif 000032
【００８３】
ここで、ｍは回転するカメラの質量、ｒは回転半径、ωは角速度、αは角加速度である。角加速度αは、第３角速度センサ６からの出力を時間微分することにより求めることができる。
第３角速度センサ６の出力から求めた測定結果を図２３〜図２７に示す。図２３〜図２７において、上側のグラフは回転力Ｆ１に相当する値（回転半径ｒ×接線方向の角加速度α）、下側のグラフは遠心力Ｆ２に相当する値（回転半径ｒ×角速度ωの２乗）を示している。図中下側に示した式は、回転力Ｆ１の最大値と遠心力Ｆ２の最大値との比率、すなわちＦ２／Ｆ１の値を示している。図２３〜図２７は、被験者５人で測定したそれぞれの結果を示している。
図２３〜図２７の結果より、回転角度が実質的に最大０．５°と比較的小さい値であるため、遠心力Ｆ２は、回転力Ｆ１の１％以下と十分小さく、無視しても問題ないことが分かる。同様に、第１角速度センサ４および第２角速度センサ５での実験結果も第３角速度センサ６の実験結果と同様であるため、遠心力は無視しても全く問題ない。【００８４】
以上より、図２２において、回転力Ｆ１が加速度センサ７に加わる力と考えることができる。このように、遠心力Ｆ２を無視することができるため、加速度センサ７を光軸Ａ上に配置することにより、点Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を回転中心として角度θｚ（ロール成分）だけ回転したときの変位量Δｚ１と同じ方向の力が加速度センサ７に作用することになる。
ここで、加速度センサ７には重力加速度も作用するため、重力加速度を考慮する必要がある。この場合、加速度センサ７は回転駆動ユニット１１により撮像素子１７とともに筐体２に対して回転駆動される。このため、重力加速度に対する加速度センサ７の角度（姿勢）はほとんど変化しないことになる。したがって、像振れ補正開始時あるいは電源ＯＮ時から像振れ補正開始時までの加速度センサ７の出力値（例えば、加速度ＡｘおよびＡｙの合成加速度）を例えばＲＡＭに格納しておき、像振れ補正中の加速度センサ７の出力から記憶された出力値を引き算することにより、像振れ補正時において重力加速度成分の影響を排除することができる。例えば、この演算はマイコン２０に行われる。重力加速度は、加速度センサ７のＹ軸方向の検出加速度Ａｙの最小値と考えることができる。加速度センサ７の出力を２回時間積分することにより、振れ量Δｚ１を算出することができる。【００８５】
以上のように、このカメラ１では、回転中心Ｏｃの位置（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を直接求めることなく、点Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を回転中心として角度θｚ（ロール成分）だけ回転したときの光学系の振れ量Δｚ１を、簡単な方法で加速度センサ７の出力を利用して求めることが可能となる。
この振れ量Δｚ１のＸ軸方向成分（より詳細には、振れ量Δｚ１の第１感度軸Ｓｘ成分）、すなわち加速度センサ７の検出結果から重力加速度成分を引き算した後に２回時間積分した値をΔｚ１ｘ、振れ量Δｚ１のＹ軸方向成分（より詳細には、振れ量Δｚ１の第２感度軸Ｓｙ成分）、すなわち加速度センサ７の検出結果から重力加速度成分を引き算した後に２回時間積分した値をΔｚ１ｙとする。振れ量Δｚ１ｘおよびΔｚ１ｙは、補正レンズ９をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動することにより補正することができる。【００８６】
＜並進振れ＞
次に、カメラ１の並進振れに対する像振れ補正について説明する。なお、ここでは、図１３（Ａ）〜図１５（Ｃ）のカメラ１の並進成分の像振れ量への影響の検討結果にて説明したとおり、Ｚ軸成分の振れ量ΔＺは無視しても差し支えないことがわかっている。したがって、カメラ１の並進振れとして、並進振れ量ΔＸおよびΔＹを考慮する。
（１）並進振れ量ΔＹ
まず、並進振れ量ΔＹだけカメラ１が移動する場合の補正動作について説明する。図１６に示すように、並進振れ量ΔＹが発生すると、Ｙ軸方向に加速度センサ７も同じ距離だけ移動するので、加速度センサ７により検出されたＹ軸方向（より詳細には、第２感度軸Ｓｙに沿った方向）の加速度Ａｙから並進振れ量ΔＹを求めることができる。【００８７】
なお、並進振れ量ΔＹに対応する補正角度θｙｈは、以下の式で表される。【００８８】
【数３１】
2009060626.tif 000033
【００８９】
前述の補正角度θｘ１と同様に、図１８のグラフに基づいて、補正角度θｙｈに対応する駆動量Δｄｙｈを求めることができる。第１駆動ユニット１０により補正レンズ９を駆動量Δｄｙｈだけ移動させることにより、並進振れ量ΔＹにより生じる像振れを補正することができる。
（２）並進振れ量ΔＸ
同様に、並進振れ量ΔＸが発生した場合の補正動作について説明する。図２０に示すように、並進振れ量ΔＸが発生すると、Ｘ軸方向に加速度センサ７も同じ距離を移動するため、加速度センサ７により検出されたＸ軸方向（より詳細には、第１感度軸Ｓｘに沿った方向）の加速度Ａｘから並進振れ量ΔＸを求めることができる。
なお、並進振れ量ΔＸに対応する補正角度θｘｈは、以下の式で表される。【００９０】
【数３２】
2009060626.tif 000034
【００９１】
前述の補正角度θｙｈと同様に、図１８のグラフに基づいて、補正角度θｘｈに対応する駆動量Δｄｘｈを求めることができる。第２駆動ユニット１２により補正レンズ９を駆動量Δｄｘｈだけ移動させることにより、並進振れ量ΔＸにより生じる像振れを補正することができる。
以上に述べたように、加速度センサ７の検出中心Ｃを光軸Ａ上に配置し、検出中心Ｃを基準としてカメラ１の振れ量を算出することにより、回転角度θｘ（ピッチ成分）、θｙ（ヨー成分）、θｚ（ロール成分）の回転の各成分の補正動作時に、算出された振れ量が回転中心Ｏｃおよび検出中心Ｃのずれの影響をほとんど受けなくなる。これにより、このカメラ１では、より正確な像振れ補正を実現できる。
また、カメラ１の並進振れに対しても、加速度センサ７の出力を利用して像振れ補正が可能となる。【００９２】
＜総振れ量＞
以上のように算出された振れ量を成分ごとにまとめると、以下のようになる。
（１）Ｙ軸方向の総振れ量
図２８にＹ軸方向の総振れ量を示す。図２８において、振れ量Δｘ１は、回転中心ＯｃのＹｃおよびＺｃが０でないことに起因する振れ量である。また、振れ量Δｘ２はＸ軸回りの回転振れに起因する振れ量である。振れ量Δｚ１ｘは、回転中心ＯｃのＸｃおよびＹｃが０でないことに起因する振れ量である。振れ量ΔＹはカメラ１の並進振れのＹ軸方向成分である。ここでは、加速度センサ７の出力を利用する成分は、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘおよびΔＹとなる。
加速度センサ７の出力を利用する全ての振れ量に対応する補正角度θｘｔ（第１補正量の一例）は以下の式で表される。【００９３】
【数３３】
2009060626.tif 000035
【００９４】
式（３３）によって求められた補正角度θｘｔおよび撮影時の光学倍率に基づいて、図１８の関係から補正演算部２１により補正レンズ９の駆動量Δｄｘｔが算出される。第１駆動ユニット１０によって補正レンズ９を駆動量Δｄｘｔだけ移動させることにより、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘおよびΔＹにより生じる像振れを補正することができる。
振れ量Δｘ２については、第１角速度センサ４の検出角速度ωｘから算出される回転角度θｘ（第２補正量の一例）および撮影時の光学倍率に基づいて、図１８の関係から補正演算部２１により補正レンズ９の駆動量Δｄｘ２が算出される。
補正演算部２１により駆動量ΔｄｘｔおよびΔｄｘ２の合算である駆動量Δｄｘが算出され、補正レンズ９が駆動量Δｄｘだけ移動するように、駆動制御部２２により第１駆動ユニット１０の動作が制御される。【００９５】
このように、加速度センサ７および第１角速度センサ４の検出結果を用いて、簡単な方法で振れ量Δｘ１、Δｘ２、Δｚ１ｘおよびΔＹにより生じる像振れを補正することができる。
なお、加速度センサ７の検出結果に基づいて算出された変位量を用いることで、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘおよびΔＹの振れ方向が異なる場合も考慮された補正角度θｘｔを得ることができる。
（２）Ｘ軸方向の総振れ量
図２９に、Ｘ軸方向の総振れ量を示す。図２９において、振れ量Δｙ１は、回転中心ＯｃのＸｃおよびＺｃが０でないことに起因する振れ量である。また、振れ量Δｙ２はＹ軸回りの回転振れに起因する振れ量である。振れ量Δｚ１ｙは、回転中心ＯｃのＸｃおよびＹｃが０でないことに起因する振れ量である。振れ量ΔＸはカメラ１の並進振れのＸ軸方向成分である。ここでは、加速度センサ７の出力を利用する成分は、振れ量Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸとなる。【００９６】
加速度センサ７の出力を利用する全ての振れ量に対応する補正角度θｙｔ（第１補正量の一例）は以下の式で表される。【００９７】
【数３４】
2009060626.tif 000036
【００９８】
式（３４）によって求められた補正角度θｙｔおよび撮影時の光学倍率に基づいて、図１８に示す関係から補正演算部２１により補正レンズ９の駆動量Δｄｙｔが算出される。第２駆動ユニット１２により補正レンズ９を駆動量Δｄｙｔだけ移動させることにより、振れ量Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸにより生じる像振れを補正することができる。
振れ量Δｙ２については、第２角速度センサ５の検出角速度ωｙから算出される回転角度θｙ（第２補正量の一例）および撮影時の光学倍率に基づいて、図１８の関係から補正演算部２１により補正レンズ９の駆動量Δｄｙ２が算出される。
補正演算部２１により駆動量ΔｄｙｔおよびΔｄｙ２の合算である駆動量Δｄｙが算出され、補正レンズ９が駆動量Δｄｙだけ移動するように、駆動制御部２２により第２駆動ユニット１２の動作が制御される。【００９９】
このように、加速度センサ７および第２角速度センサ５の検出結果を用いて、簡単な方法で振れ量Δｙ１、Δｙ２、Δｚ１ｙおよびΔＸにより生じる像振れを補正することができる。
なお、加速度センサ７の検出結果に基づいて算出された変位量を用いることで、振れ量Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸの振れ方向が異なる場合も考慮された補正角度θｙｔを得ることができる。
（３）ロール方向の総振れ量
Ｚ軸回りの総振れ量に関しては、回転中心Ｏｃおよび検出中心Ｃのずれにより生じる振れ量Δｚ１ｘおよびｚ１ｙは、上述したように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の振れとして補正されている。このため、ここでは振れ量の回転成分Δｚ２のみを補正すればよいことになる。すなわち、Ｚ軸回りの第３角速度センサ６によって検出された角速度ωｚから算出される回転角度θｚに基づいて、その振れを打ち消すように回転駆動ユニット１１の回転量、すなわち角度θｚが補正演算部２１により算出される。算出された回転角度θｚだけ回転プレート１８が回転するように、マイコン２０の駆動制御部２２により回転駆動ユニット１１の動作が制御される。このため、角度θｚの振れに応じて撮像素子１７が角度θｚだけ回転し、振れ量Δｚ２により生じる像振れを補正することができる。【０１００】
＜カメラの特徴＞
カメラ１の特徴は以下の通りである。
（１）
このカメラ１では、加速度センサ７の位置、より詳細には加速度センサ７の検出中心Ｃ、を基準として振れ量Δｘ２およびΔｙ２が補正演算部２１により算出されているため、加速度センサ７の位置を基準とすることで、計算上の振れ量と実際の振れ量との誤差を大幅に低減できる。例えば、図１８および図１９に示すように、前述の振れ量Δｘ２と振れ量Δｘ２´との差あるいは振れ量Δｙ２と振れ量Δｙ２´との差だけ、計算上の振れ量と実際の振れ量との誤差を低減できる。これにより、より正確な補正レンズ９の駆動量ΔｄｘおよびΔｄｙを算出することができ、像振れ補正性能を高めることができる。【０１０１】
（２）
このカメラ１では、補正演算部２１により駆動量Δｄを算出する際に、加速度センサ７と光学系Ｏとの間の距離Ｌ２を考慮しているため、回転中心Ｏｃの位置によってカメラ１の振れ量が変わる場合であっても、距離Ｌ２により生じる計算上の振れ量と実際の振れ量との誤差を抑えることができる。
（３）
このカメラ１では、光軸Ａに沿った方向から見た場合に加速度センサ７が光軸Ａと重なり合っているため、加速度センサ７が光軸Ａ付近に配置されている。より詳細には、光軸Ａに沿った方向から見た場合に、加速度センサ７の検出中心Ｃは光軸Ａと概ね一致している。このため、振れ量Δｘ１、Δｘ２、Δｙ１およびΔｙ２の誤差を低減することができ、より正確な駆動量ΔｄｘおよびΔｄｙを算出することができる。【０１０２】
ここで、「検出中心Ｃが光軸Ａと概ね一致している」とは、検出中心Ｃが光軸Ａと完全に一致している場合の他に、像振れ補正性能が向上する範囲内において検出中心Ｃが光軸Ａとずれている場合も含まれる。
（４）
このカメラ１では、第３角速度センサ６により取得されたＺ軸回りの回転角度θｚに応じて回転駆動ユニット１１の動作が駆動制御部２２により制御されるため、カメラ１の姿勢（角度）の変化に応じて撮像素子１７を回転駆動することができる。これにより、カメラ１のＺ軸回りの回転振れに起因する像振れを補正することができる。
さらには、回転駆動ユニット１１により撮像素子１７とともに加速度センサ７を回転駆動することができるため、例えば重力加速度が作用する鉛直方向に対して加速度センサ７の姿勢を一定に保つことができる。これにより、加速度センサ７により取得された変位量から予め重力加速度成分の影響（ノイズ）を排除することができ、加速度センサ７により取得される加速度や加速度から算出された変位量の精度が向上する。すなわち、このカメラ１では、像振れ補正性能をより高めることができる。【０１０３】
（５）
このカメラ１では、加速度センサ７が回転駆動ユニット１１の回転軸Ｋの近くに配置されている。より詳細には、光軸Ａに沿った方向から見た場合に、加速度センサ７の検出中心Ｃが回転駆動ユニット１１の回転軸Ｋと概ね一致している。このため、加速度センサ７に対して回転駆動により生じる遠心力が作用しにくい。これにより、加速度センサ７により取得される変位量の精度がさらに向上する。
（６）
このカメラ１では、加速度センサ７が回転プレート１８の撮像素子１７と反対側に配置されているため、撮像素子１７に入射する光を遮ることなく、撮像素子１７および加速度センサ７が一体回転する構成を実現できる。【０１０４】
＜第２実施形態＞
前述の実施形態では、補正レンズ９の駆動量Δｄに基づいて補正レンズ９が第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２により駆動されている。
しかし、例えば、回転振れの回転成分Δｘ２およびΔｙ２を補正レンズ９の駆動により補正し、残りの並進により生じる振れ量Δｘ１、Δｙ１、Δｚ１を、撮像素子１７を光軸Ａに直交する方向に移動させることにより補正してもよい。すなわち、光学式の像振れ補正装置とセンサシフト方式の像振れ補正装置とを、この実施形態では別々に制御することができる。
なお、前述の実施形態と実質的に同じ構成については同じ符号を付すとともに、その詳細な説明は省略する。【０１０５】
図３０および図３１に示すように、このカメラ２０１は、回転駆動ユニット１１の回転プレート１８に対して撮像素子１７を光軸Ａに直交する２方向に駆動するセンサ駆動ユニット２４０（撮像素子駆動部の一例）を有している。センサ駆動ユニット２４０は、被写体１０３の光学像の受光位置が変更されるように、撮像素子１７を光軸Ａに対して駆動する。マイコン２２０の駆動制御部２２２は、第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２に加えて、センサ駆動ユニット２４０の動作も制御し得る。例えば、撮像素子１７およびセンサ駆動ユニット２４０により、撮像素子を用いて像振れ補正を行う第２補正部が実現されている。
ここでは、例えば、前述の実施形態と同様に、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘおよびΔＹから補正角度θｘｔ（第１補正量の一例）が補正演算部２２１により算出される。振れ量Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸから補正角度θｙｔ（第１補正量の一例）が補正演算部２２１により算出される。図１８に示すグラフと同様に、補正角度θｘｔと撮像素子１７の駆動量との関係を示すデータが予め算出されており、例えばＲＯＭに格納されている。このデータに基づいて、補正演算部２２１により補正角度θｘｔに対応する駆動量Δｄｘ１が求められる。補正角度θｙｔの場合も同様に、補正演算部２２１により補正角度θｙｔに対応する駆動量Δｄｙ１が求められる。求められた駆動量Δｄｘ１およびΔｄｙ１に基づいて、駆動制御部２２２によりセンサ駆動ユニット２４０の動作が制御され、撮像素子１７が光軸Ａに直交する方向に移動する。これにより、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘ、ΔＹ、Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸにより生じる像振れが補正される。【０１０６】
一方、振れ量Δｘ２およびΔｙ２については、前述の実施形態と同様に、補正角度θｘおよびθｙに対応する駆動量Δｄｘ２およびΔｄｙ２（第２補正量の一例）が補正演算部２２１により算出される。駆動量Δｄｘ２およびΔｄｙ２に基づいて、駆動制御部２２２により第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２の動作が制御される。これにより、回転振れの回転成分である振れ量Δｘ２およびΔｙ２により生じる像振れは、補正レンズ９での光路の調節により補正できる。
以上のように、このカメラ２０１では、駆動量Δｄｘ１およびΔｄｙ１に基づいてセンサ駆動ユニット２４０により撮像素子１７が駆動され、駆動量Δｄｘ２およびΔｄｙ２に基づいて第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２により補正レンズ９が駆動される。このため、補正レンズ９および撮像素子１７のうち一方のみを駆動する場合に比べて、各駆動ユニット２４０，１０，１２の駆動量を小さく抑えることができる。【０１０７】
それに加えて、画像処理による像振れ補正を行っていないため、像振れ補正による画像の劣化を防止できる。これにより、補正レンズ９および撮像素子１７の可動範囲を小さく抑えつつ、より正確な像振れ補正を行うことができる。すなわち、このカメラ２０１では、像振れ補正性能を確保しつつ小型化を図ることが可能となる。
また、このカメラ２０１では、同時に制御するのが困難であった光学式およびシフトセンサ方式の像振れ補正機構の制御が可能となる。
＜他の実施形態＞
本発明の具体的構成は、前述の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の修正および変更が可能である。
（１）
前述の実施形態では補正レンズ９をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動させ、かつ撮像素子１７を回転駆動させる方式が採用されているが、補正レンズ９および撮像素子１７の駆動方式はこれに限定されるものではない。例えば、補正レンズ９が存在せず、撮像素子１７をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するとともにＺ軸回りに回転駆動する方式が採用されてもよい。この場合、この駆動方式に応じた補正角度Δθと撮像素子１７の駆動量Δｄとの関係を図１７のように求めればよい。【０１０８】
（２）
補正レンズ９をＸ軸方向，Ｙ軸方向に駆動させるかわりに、レンズ鏡筒３を筐体２に対して回転駆動させる方式でもよい。
（３）
前述の実施形態では、光学式の像振れ補正について説明しているが、撮像素子１７により取得された画像信号に特定の処理を施すことで、電気的に像振れが補正される方式であってもよい。この場合、例えば、画像信号を格納するメモリの読み出しおよび書き込みの位置が画像記録部により制御される。
（４）
前述の実施形態では、加速度センサ７を回転駆動ユニット１１により撮像素子１７とともに回転駆動する方式を採用しているが、加速度センサ７を筐体２やレンズ鏡筒３に対して固定的に設けてもよい。【０１０９】
この場合であっても、重力加速度成分の方向が鉛直方向から多少ずれるが、Ｚ軸回りの回転角度θｚは最大０．５°程度であるため、加速度センサ７の検出加速度に対する重力加速度の影響を低減でき、従来よりも像振れ補正性能を高めることができる。
この場合には、光軸Ａに沿った方向から見た場合、加速度センサ７の検出中心Ｃが光軸Ａと一致していることが好ましい。
なお、この場合の利点としては、筐体２に設けられたＸ軸およびＹ軸に対して加速度センサ７の第１および第２感度軸ＳｘおよびＳｙが相対移動しないことがあげられる。これにより、加速度センサ７により検出された加速度の方向がＸ軸およびＹ軸に一致し、補正演算部２１における駆動量の演算の精度が高くなる。
（５）
光学系Ｏにプリズムのような屈曲光学系が含まれている場合も考えられる。この場合、被写体からプリズムまでの入射光軸が前述の光軸Ａに相当することになる。このため、加速度センサ７は入射光軸を基準に設けられる。【０１１０】
（６）
前述の実施形態では、撮像素子１７の中心、回転駆動ユニット１１の回転軸Ｋおよび加速度センサ７の検出中心Ｃが光軸Ａと概ね一致しているが、像振れ補正効果が高まる範囲内において、これらが互いにずれていてもよい。
特に、加速度センサ７は、回転駆動ユニット１１の回転プレート１８上に配置されていれば、前述のように筐体２の動きに合わせて回転プレート１８が回転するため、光軸Ａ上で検出した場合の加速度とほぼ同じ大きさおよび方向の加速度を検出することができる。このため、加速度センサ７が回転駆動ユニット１１に設けられていればよく、検出中心Ｃが光軸Ａ上に配置されている必要はない。
また、加速度センサ７および撮像素子１７がともに回転プレート１８上に設けられているため、加速度センサ７および撮像素子１７の相対位置が変化しない。例えば、撮像素子１７が回転駆動ユニット１１によりカメラ１の光軸Ａ回りの回転に応じて駆動される場合、それに応じて加速度センサ７も筐体２に対して回転駆動される。このため、地球の鉛直方向（あるいは水平方向）に対する撮像素子１７および加速度センサ７の姿勢が一定に保たれる。このため、加速度センサ７により検出された加速度ＡｘおよびＡｙから算出された変位量が、回転駆動ユニット１１の回転軸Ｋでの変位量とほぼ同じ値となる。これにより、回転中心Ｏｃと加速度センサ７の検出中心Ｃとがずれている場合であっても、加速度センサ７の検出加速度から算出された変位量が回転中心Ｏｃのズレによる影響を受けにくくなる。【０１１１】
（７）
前述の実施形態では、ピッチ方向、ヨー方向およびロール方向の全ての像振れに対して、前述の補正方法を利用しているが、ピッチ方向、ヨー方向およびロール方向のうちいずれか１つの成分を前述の方法で補正すれば、カメラ１の像振れ補正性能が向上する。例えば、ピッチ方向のみに対して前述の補正方法を適用し、かつ、ヨー方向およびロール方向の像振れに対しては従来の補正方法を適用した場合であっても、カメラ１の像振れ補正性能を高めることができる。
また、前述の実施形態では、回転駆動ユニット１１を用いてロール方向の像振れを補正しているが、回転駆動ユニット１１が搭載されていなくてもよい。この場合、ピッチ方向およびヨー方向のうち少なくともいずれか一方に対して前述の補正方法が適用されていれば、カメラの像振れ補正性能を高めることができる。【０１１２】
（８）
前述の実施形態では、像振れ補正開始時あるいは電源ＯＮ時から像振れ補正開始時までの加速度センサ７の出力値を重力加速度としているが、重力加速度の決定方法はこの方法に限定されない。例えば、第１〜第３角速度センサ４〜６のそれぞれの検出角速度が所定値以下になった場合の検出加速度を重力加速度としてもよい。この場合、カメラ１の動きがほとんどない状態の検出加速度が重力加速度となるため、重力加速度成分に遠心力などの余分な成分が含まれにくくなり、重力加速度成分の精度が高まる。これにより、像振れ補正時において加速度センサ７の検出加速度から重力加速度成分を除去することができ、変位量の精度を高めることができる。
さらに、撮像素子１７により取得される画像信号をもとにカメラ１が水平状態（例えば、Ｙ軸が鉛直方向に平行な状態）であるか否かが判断可能である。この場合、カメラ１が水平状態の場合の検出加速度を重力加速度とすることができ、重力加速度成分の精度をより高めることができる。なお、この場合は、回転駆動ユニット１１により加速度センサ７を筐体２に対して回転させなくても、重力加速度成分の精度を高めることができる。【０１１３】
（９）
前述の第１実施形態では、光学式の像振れ補正装置を用いて説明しているが、センサシフト方式あるいは電子式の像振れ補正装置であってもよい。センサシフト方式とは、撮像素子１７を光軸Ａに対して移動させることで像振れ補正を行う方式である。電子式とは、撮像素子１７により得られた画像信号に所定の像振れ補正処理を施すことで像振れ補正を行う方式である。電子式の場合、像振れ補正処理を施すことにより画像の劣化が懸念されるが、その画像の劣化以上に、振れ量あるいは補正角度の精度の向上に伴って像振れ補正性能が向上すれば、カメラの像振れ補正性能が高まっていると言える。
同様に、前述の第２実施形態では、光学式およびシフトセンサ方式の像振れ補正装置を組み合わせた例について説明しているが、一方の像振れ補正装置が電子式であってもよい。例えば、光学式および電子式の像振れ補正装置を組み合わせて使用しても、像振れ補正性能の向上が期待できる。同様に、センサシフト方式および電子式の像振れ補正装置を組み合わせて使用しても、像振れ補正性能の向上が期待できる。【０１１４】
（１０）
前述の実施形態では、一体型のカメラを例に説明しているが、本発明は交換レンズおよびカメラ本体からなる一眼レフカメラにも適用可能である。
例えば、図３２に示すように、一眼レフカメラ３０１（カメラシステムの一例）は、カメラ本体３０２と、カメラ本体３０２に装着可能な交換レンズ３０３と、を有している。カメラ本体３０２には、撮像素子１７と、測距装置８と、第１〜第３角速度センサ４〜６と、加速度センサ７と、マイコン２０と、が搭載されている。交換レンズ３０３には、光学系Ｏと、補正レンズ９と、第１駆動ユニット１０と、第２駆動ユニット１２と、ズーム駆動ユニット１３と、が搭載されている。
この一眼レフカメラ３０１であっても、前述のカメラ１と同様の効果を得ることができる。【０１１５】
なお、図３２に示す一眼レフカメラ３０１は一例であり、第１〜第３角速度センサ４〜６、加速度センサ７およびマイコン２０などの構成要素は、カメラ本体３０２および交換レンズ３０３のうちいずれに設けられていてもよい。
また、カメラ１や一眼レフカメラ３０１のような撮像装置としては、例えば、静止画撮影のみ可能な装置、動画撮影のみ可能な装置、および静止画撮影および動画撮影が可能な装置が考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明に係るカメラでは、上記の構成を有しているため、像振れ補正性能の向上を図ることができる。このため、本発明は、装置の振れにより像振れが生じ得るデジタルスチルカメラ、デジタル一眼レフカメラおよびデジタルビデオカメラなどのカメラの分野で有用である。
【図１】
2009060626.tif 000037
【図２】
2009060626.tif 000038
【図３】
2009060626.tif 000039
【図４】
2009060626.tif 000040
【図５】
2009060626.tif 000041
【図６】
2009060626.tif 000042
【図７】
2009060626.tif 000043
【図８】
2009060626.tif 000044
【図９】
2009060626.tif 000045
【図１０】
2009060626.tif 000046
【図１１】
2009060626.tif 000047
【図１２】
2009060626.tif 000048
【図１３】
2009060626.tif 000049
【図１４】
2009060626.tif 000050
【図１５】
2009060626.tif 000051
【図１６】
2009060626.tif 000052
【図１７】
2009060626.tif 000053
【図１８】
2009060626.tif 000054
【図１９】
2009060626.tif 000055
【図２０】
2009060626.tif 000056
【図２１】
2009060626.tif 000057
【図２２】
2009060626.tif 000058
【図２３】
2009060626.tif 000059
【図２４】
2009060626.tif 000060
【図２５】
2009060626.tif 000061
【図２６】
2009060626.tif 000062
【図２７】
2009060626.tif 000063
【図２８】
2009060626.tif 000064
【図２９】
2009060626.tif 000065
【図３０】
2009060626.tif 000066
【図３１】
2009060626.tif 000067
【図３２】
2009060626.tif 000068
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月27日(2010.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を形成する光学系と、
筐体と、
前記筐体の動きにより生じる像振れを補正する像振れ補正部と、
前記筐体の変位量を取得可能な変位取得部と、
前記筐体に対して前記変位取得部を回転駆動する回転駆動部と、
前記変位取得部により取得された変位量から前記像振れ補正部での第１補正量を算出する補正演算部と、
前記回転駆動部の動作を制御するとともに、前記第１補正量に基づいて前記像振れ補正部の動作を制御する駆動制御部と、
を備えたカメラ。
【請求項２】
前記光学系の光軸に沿った方向から見た場合、前記変位取得部は、前記回転駆動部の回転軸と重なり合っている、
請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記光軸に沿った方向から見た場合、前記変位取得部の検出中心は、前記回転駆動部の回転軸と略一致している、
請求項２に記載のカメラ。
【請求項４】
前記被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子をさらに備え、
前記回転駆動部は、前記撮像素子および変位取得部が一体回転可能に設けられた回転体と、前記筐体に対して前記回転体を駆動する回転アクチュエータと、を有しており、
前記撮像素子は、前記回転体の前記光学系側に配置されており、
前記変位取得部は、前記回転体の前記撮像素子と反対側に配置されている、
請求項３に記載のカメラ。
【請求項５】
前記筐体の回転角度を取得可能な角度取得部をさらに備え、
前記補正演算部は、前記変位取得部の位置を基準として前記角度取得部により取得された回転角度から前記像振れ補正部での第２補正量を算出し、
前記駆動制御部は、前記第１および第２補正量に基づいて前記像振れ補正部の動作を制御する、
請求項３に記載のカメラ。
【請求項６】
前記被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子と、
前記筐体の回転角度を取得可能な角度取得部と、をさらに備え、
前記像振れ補正部は、前記光学系の光路が変更されるように前記補正光学系を駆動する光学系駆動部と、前記被写体の光学像の受光位置が変更されるように前記筐体に対して前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、を有しており、
前記補正演算部は、前記角度取得部により取得された回転角度から前記像振れ補正部での第２補正量を算出し、
前記駆動制御部は、前記第１補正量に基づいて前記光学系駆動部の動作を制御するとともに、前記第２補正量に基づいて前記撮像素子駆動部の動作を制御する、
請求項３に記載のカメラ。
【請求項７】
前記変位取得部とともに前記回転駆動部により駆動され前記被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子と、
前記筐体の回転角度を取得可能な角度取得部と、をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記角度取得部により取得された回転角度に基づいて前記筐体に対して前記撮像素子が回転駆動されるように、前記回転駆動部の動作を制御する、
請求項３に記載のカメラ。
【請求項８】
前記筐体の回転角度を取得可能な角度取得部をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記角度取得部により取得された回転角度に基づいて前記筐体に対して前記変位取得部が回転駆動されるように、前記回転駆動部の動作を制御する、
請求項１に記載のカメラ。
【請求項９】
前記変位取得部とともに前記回転駆動部により駆動され前記被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子をさらに備える、
請求項８に記載のカメラ。
【請求項１０】
前記回転駆動部は、前記撮像素子および変位取得部が一体回転可能に設けられた回転体と、前記筐体に対して前記回転体を駆動する回転アクチュエータと、を有しており、
前記撮像素子は、前記回転体の前記撮影光学系光学系側に配置されており、
前記変位取得部は、前記回転体の前記撮像素子と反対側に配置されている、
請求項９に記載のカメラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像振れ補正機能を有するカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの振れにより生じる画像の劣化（以下、像振れとも言う）を抑制するために、像振れ補正機能を有するカメラが知られている。このカメラは、補正レンズを駆動する像振れ補正ユニットと、カメラの振れを検出する振れ検出センサと、振れ検出センサの出力に応じて像振れ補正ユニットの動作を制御する補正制御部と、を有している。このカメラでは、振れ検出センサにより検出された振れ量に基づいて、その振れにより生じる像振れを打ち消すように、補正レンズが像振れ補正ユニットにより駆動される。これにより、像振れが補正された画像を取得することが可能となる。
より具体的には、従来のカメラでは、カメラ本体に対して、光学系の入射光軸と直交するＸ軸およびＹ軸が設定されている。このカメラは、Ｘ軸回りのカメラ本体の角速度（振れ）を検出する第１振れ検出センサと、Ｙ軸回りのカメラ本体の角速度（振れ）を検出する第２振れ検出センサと、を有している。補正制御部は、第１および第２振れ検出センサにより、Ｘ軸回りおよびＹ軸回りのカメラの回転角度を検出することができる。このカメラの振れにより生じる像振れを補正するために、補正レンズの駆動量がマイコンにより演算される。この駆動量に基づいて、補正レンズが駆動ユニットにより駆動される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
より正確に像振れを補正するために、Ｘ軸およびＹ軸回りの角速度（振れ）を検出することに加えて、カメラ本体の並進振れを検出するカメラも提案されている（例えば特許文献２および３）。また、カメラ本体の光軸回りの角速度（振れ）あるいは傾きを検出するセンサを有するカメラも提案されている（特許文献４および５を参照）。このカメラでは、光軸回りのカメラ本体の振れあるいは傾きにより生じる像振れを打ち消すように、撮像素子が回転駆動される。これにより、光軸回りの像振れあるいは傾きが補正された画像を取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−３７６１６号公報
【特許文献２】特開平３−４６６４２号公報
【特許文献３】特許第３５１３９５０号公報
【特許文献４】特開平６−３０３２７号公報
【特許文献５】特公平１−５３９５７号公報
【特許文献６】特開２００６−３３７６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のカメラでは、並進振れを加速度センサにより検出できても、カメラに対して常に作用する重力加速度成分がノイズとして出力に影響を及ぼす。また、重力加速度成分を予め除去する場合であっても、カメラとともに加速度センサも鉛直方向に対して傾くため、加速度センサに作用する重力加速度の方向が一定ではない。このため、重力加速度成分を正確に除去することが困難であり、加速度センサにて検出された加速度や加速度から算出された変位量の精度が低下する。この結果、従来のカメラでは像振れ補正性能が低下する場合がある。
本発明の課題は、像振れ補正性能の向上を図ることができるカメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係るカメラは、光学系と、筐体と、像振れ補正部と、変位取得部と、回転駆動部と、補正演算部と、駆動制御部と、を有している。光学系は像振れ補正を行う補正光学系を有し被写体の光学像を形成する。像振れ補正部は筐体の動きにより生じる像振れを補正する。変位取得部は筐体の変位量を取得可能である。回転駆動部は筐体に対して変位取得部を回転駆動する。補正演算部は変位取得部により取得された変位量から像振れ補正部での第１補正量を算出する。駆動制御部は、回転駆動部の動作を制御するとともに、第１補正量に基づいて像振れ補正部の動作を制御する。
このカメラでは、補正演算部により算出された第１駆動量に基づいて駆動制御部により光学系駆動部の動作が制御されるため、カメラの移動量に応じて補正光学系を駆動できる。これにより、カメラの並進振れに起因する像振れを補正できる。
【０００７】
ここでは、回転駆動部により変位取得部が回転駆動されるため、例えば重力加速度が作用する方向である鉛直方向に対して変位取得部の姿勢を一定に保つことができる。これにより、変位取得部により取得された変位量から予め重力加速度成分を排除することができ、変位取得部により取得される変位量の精度が向上する。すなわち、像振れ補正性能をより高めることができる。
なお、像振れ補正部としては、例えば、補正光学系を移動させる光学式、撮像素子を移動させるセンサシフト方式、および画像信号に像振れ補正処理を施す電子式が考えられる。また、カメラとしては、例えば、静止画撮影のみ可能な装置、動画撮影のみ可能な装置、および静止画撮影および動画撮影が可能な装置が考えられる。さらに、カメラとしては、例えば、デジタルスチルカメラ、交換レンズ式デジタルカメラおよびデジタルビデオカメラが考えられる。
【０００８】
第２の発明に係るカメラは、第１の発明に係るカメラにおいて、光学系の光軸に沿った方向から見た場合、変位取得部が回転駆動部の回転軸と重なり合っている。
第３の発明に係るカメラは、第２の発明に係るカメラにおいて、光軸に沿った方向から見た場合、変位取得部の検出中心が回転駆動部の回転軸と略一致している。
ここで、「検出中心」とは、変位取得部が変位量あるいは加速度を検出する際に中心となる仮想点である。光軸に沿った方向から見て変位取得部が長方形の場合、例えば、検出中心は長方形の中心と概ね一致する。「変位取得部の検出中心が回転駆動部の回転軸と略一致する」とは、検出中心が回転軸とが完全に一致している場合の他に、像振れ補正性能が向上する範囲内において検出中心が回転軸とずれている場合も含まれる。
第４の発明に係るカメラは、第３の発明に係るカメラにおいて、被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子をさらに有している。回転駆動部は、撮像素子および変位取得部が一体回転可能に設けられた回転体と、筐体に対して回転体を駆動する回転アクチュエータと、を有している。撮像素子は回転体の光学系側に配置されている。変位取得部は回転体の撮像素子と反対側に配置されている。
【０００９】
第５の発明に係るカメラは、第３の発明に係るカメラにおいて、筐体の回転角度を取得可能な角度取得部をさらに有している。補正演算部は、変位取得部の位置を基準として角度取得部により取得された回転角度から像振れ補正部での第２補正量を算出する。駆動制御部は、第１および第２補正量に基づいて像振れ補正部の動作を制御する。
第６の発明に係るカメラは、第３の発明に係るカメラにおいて、角度取得部をさらに有している。角度取得部は筐体の回転角度を取得可能である。像振れ補正部は、光学系の光路が変更されるように補正光学系を駆動する光学系駆動部と、被写体の光学像の受光位置が変更されるように筐体に対して撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、を有している。補正演算部は、角度取得部により取得された回転角度から像振れ補正部での第２補正量を算出する。駆動制御部は、第１補正量に基づいて光学系駆動部の動作を制御するとともに、第２補正量に基づいて撮像素子駆動部の動作を制御する。
【００１０】
第７の発明に係るカメラは、第３の発明に係るカメラにおいて、変位取得部とともに回転駆動部により駆動され被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子と、筐体の回転角度を取得可能な角度取得部と、をさらに有している。駆動制御部は、角度取得部により取得された回転角度に基づいて筐体に対して撮像素子が回転駆動されるように、回転駆動部の動作を制御する。
第８の発明に係るカメラは、第１の発明に係るカメラにおいて、筐体の回転角度を取得可能な角度取得部をさらに備えている。駆動制御部は、角度取得部により取得された回転角度に基づいて筐体に対して変位取得部が回転駆動されるように、回転駆動部の動作を制御する。
第９の発明に係るカメラは、第８の発明に係るカメラにおいて、変位取得部とともに回転駆動部により駆動され被写体の光学像を画像信号に変換する撮像素子をさらに備えている。
【００１１】
第１０の発明に係るカメラは、第９の発明に係るカメラにおいて、回転駆動部は、撮像素子および変位取得部が一体回転可能に設けられた回転体と、筐体に対して回転体を駆動する回転アクチュエータと、を有している。撮像素子は回転体の撮影光学系光学系側に配置されている。変位取得部は回転体の撮像素子と反対側に配置されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るカメラでは、上記の構成を有しているため、像振れ補正性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】カメラの正面図
【図２】カメラの概略構成図
【図３】カメラのブロック図
【図４】カメラの座標系を示す図
【図５】回転角度θｘが振れ量に与える影響の模式図
【図６】回転角度θｙが振れ量に与える影響の模式図
【図７】（Ａ）および（Ｂ）回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅと一致している場合の振れ量Δｚ２を説明するための図
【図８】回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅからずれている場合の振れ量Δｚ１を説明するための図
【図９】振れ量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分の計算結果
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）回転中心ＯｃのＸ軸成分Ｘｃと第１増加量との関係を示す図
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）回転中心ＯｃのＹ軸成分Ｙｃと第１増加量との関係を示す図
【図１２】（Ａ）〜（Ｃ）回転中心ＯｃのＺ軸成分Ｚｃと第１増加量との関係を示す図
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）Ｘ軸方向におけるカメラの並進振れ量ΔＸと第２増加量との関係を示す図
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）Ｙ軸方向におけるカメラの並進振れ量ΔＹと第２増加量との関係を示す図
【図１５】（Ａ）〜（Ｃ）Ｚ軸方向におけるカメラの並進振れ量ΔＺと第２増加量との関係を示す図
【図１６】Ｘ軸方向から見た場合の振れ量の説明図
【図１７】補正レンズの駆動量と補正角度との関係を示す図
【図１８】各光学倍率における駆動量と補正角度との関係を示すグラフ
【図１９】（Ａ）回転中心Ｏｃが加速度センサを挟んで被写体と反対側にある場合の図、（Ｂ）回転中心Ｏｃが加速度センサと被写体との間にある場合の図
【図２０】Ｙ軸方向から見た場合の振れ量の説明図
【図２１】Ｚ軸方向から見た場合の振れ量の説明図
【図２２】Ｚ軸方向から見た場合の振れ量の説明図
【図２３】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（１）
【図２４】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（２）
【図２５】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（３）
【図２６】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（４）
【図２７】回転力Ｆ１と遠心力Ｆ２との測定結果（５）
【図２８】Ｙ軸方向の総振れ量を示す図
【図２９】Ｘ軸方向の総振れ量を示す図
【図３０】カメラの概略構成図（第２実施形態）
【図３１】カメラのブロック図（第２実施形態）
【図３２】一眼レフカメラの概略構成図（他の実施形態）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
＜カメラの全体構成＞
図１〜図３を用いて、第１実施形態に係るカメラ１について説明する。図１はカメラ１の正面図である。図２はカメラ１の内部構成図である。図３はカメラ１のブロック図である。
図１および図２に示すように、カメラ１は、筐体２と、被写体の光学像を形成する光学系Ｏと、光学系Ｏを支持するレンズ鏡筒３と、撮像素子１７と、を有している。光学系Ｏは、例えば複数のレンズ群を有するズーム光学系であり、光軸Ａを有している。カメラ１では、光軸Ａを基準として直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が設定されている。Ｚ軸は光軸Ａと一致しており、カメラ１の被写体側がＺ軸方向正側に対応している。光学系Ｏのレンズ群は、レンズ鏡筒３に含まれる複数のレンズ枠を介して、ズーム駆動ユニット１３により光軸Ａに沿った方向へ駆動される。これにより、光学系Ｏの光学倍率を変化させることができる。ズーム駆動ユニット１３は、例えばステッピングモータを有している。ズーム駆動ユニット１３の動作はマイコン２０の駆動制御部２２(後述)により制御される。駆動制御部２２がズーム駆動ユニット１３に送信する制御パルス数をカウントすることで、マイコン２０は光学系Ｏの光学倍率を把握することができる。
【００１５】
カメラ１は、筐体２のＸ軸回りの角速度ωｘを検出するための第１角速度センサ４（第１角度取得部の一例）と、筐体２のＹ軸回りの角速度ωｙを検出するための第２角速度センサ５（角度取得部の一例）と、筐体２のＺ軸回りの角速度ωｚを検出するための第３角速度センサ６と、測距装置８（距離取得部の一例）と、を有している。
第１〜第３角速度センサ４〜６は、例えばジャイロセンサである。第１〜第３角速度センサ４〜６により、筐体２の回転運動（角速度）を検出することができる。検出された角速度を時間積分することで、回転角度を取得することができる。この演算は、マイコン２０の角度演算部２４により行われる。つまり、第１〜第３角速度センサ４〜６および角度演算部２４により、カメラ１の回転角度を取得可能な角度取得部が実現されている。
測距装置８は赤外線やレーザなどを利用して被写体までの距離を測定するための装置である。測距装置８によりカメラ１から被写体までの距離を測定することができる。より詳細には、測距装置８は、後述する加速度センサ７の検出中心Ｃから被写体までの距離を取得することができる。
【００１６】
カメラ１は、第１〜第３角速度センサ４〜６に加えて、カメラ１に作用する加速度を検出するための加速度センサ７（変位取得部の一例）を有している。加速度センサ７は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）型の２軸加速度センサであり、直交する２つの感度軸（第１感度軸Ｓｘ、第２感度軸Ｓｙ）を有している。回転駆動ユニット１１が基準位置の状態（撮像素子１７が筐体２に対して傾いていない状態）で、第１および第２感度軸ＳｘおよびＳｙは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に概ね平行に配置されている。加速度センサ７は検出中心Ｃを有している。検出中心Ｃは、加速度センサ７が加速度を検出する際に中心となる仮想点であり、第１および第２感度軸ＳｘおよびＳｙの交点と概ね一致している。Ｚ軸方向から見た場合に、検出中心Ｃは光軸ＡおよびＺ軸と概ね一致している。光軸Ａに沿った方向から見た場合に加速度センサ７が長方形であれば、検出中心Ｃは、例えば長方形の中心と概ね一致する。したがって、光軸Ａに沿った方向から見た場合、加速度センサ７は光軸Ａと重なり合っている。
【００１７】
加速度センサ７により検出された加速度を２回時間積分すると、カメラ１の変位量（移動量）が得られる。この演算は後述する変位量演算部２３により行われる。この変位量は、補正演算部２１において駆動量の演算に用いられる。つまり、加速度センサ７および変位量演算部２３により、カメラ１の変位量を取得可能な変位取得部が実現されている。
また、光学系Ｏは、筐体２の振れにより生じる撮像素子１７に対する光学像の変位（以下、像振れとも言う）を補正するための補正レンズ９を有している。補正レンズ９は、第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２により、筐体２に対して光軸Ａに直交する方向に駆動される。より詳細には、第１駆動ユニット１０は、Ｙ軸方向（ピッチ方向）に補正レンズ９を駆動する。第２駆動ユニット１２は、Ｘ軸方向（ヨー方向）に補正レンズ９を駆動する。光軸Ａあるいはレンズ鏡筒３に対する補正レンズ９の位置は、第１位置センサ１５および第２位置センサ１６により検出可能である。第１位置センサ１５は補正レンズ９のＸ軸方向の位置を検出する。第２位置センサ１６は補正レンズ９のＹ軸方向の位置を検出する。
【００１８】
カメラ１は、撮像素子１７を光軸Ａ回りに回転駆動するための回転駆動ユニット１１を有している。回転駆動ユニット１１は、光軸Ａ回りに回転する回転プレート１８と、回転プレート１８を回転駆動するアクチュエータ１９と、を有している。回転プレート１８の回転軸Ｋは光軸Ａと概ね一致している。アクチュエータ１９は、例えばステッピングモータであり、直接的あるいは間接的に筐体２に固定されている。回転駆動ユニット１１の動作は駆動制御部２２により制御されている。駆動制御部２２からアクチュエータ１９に送信される制御パルス数をカウントすることで、マイコン２０は筐体２に対する回転プレート１８の回転角度を把握することができる。
回転プレート１８のＺ軸方向正側には、撮像素子１７が設けられており、Ｚ軸方向負側（撮像素子１７と反対側）には加速度センサ７が設けられている。これにより、撮像素子１７および加速度センサ７は筐体２に対して光軸Ａ回り（Ｚ軸回り）に任意の角度で回転可能となる。光軸Ａに沿った方向から見た場合、撮像素子１７の中心および加速度センサ７の検出中心Ｃは、回転プレート１８の回転軸Ｋと概ね一致している。
【００１９】
カメラ１の制御はマイコン（マイクロコンピュータ：Micro Computer）２０により行われる。マイコン２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有しており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで様々な機能を実現し得る。例えば、マイコン２０は、カメラ１の振れ量を算出する機能、あるいは光学倍率および補正角度から補正レンズ９の駆動量を算出する機能を有している。
図３に示すように、マイコン２０は、補正演算部２１と、駆動制御部２２と、変位量演算部２３と、角度演算部２４と、を有している。角度演算部２４は、第１〜第３角速度センサ４〜６にて検出された角速度ωｘ、ωｙ、ωｚを時間積分することで回転角度θｘ、θｙ、θｚを算出する。変位量演算部２３は、加速度センサ７にて検出された第１および第２感度軸ＳｘおよびＳｙ成分である加速度Ａｘ、Ａｙを２回時間積分することで変位量をそれぞれ算出する。補正演算部２１は、これらの回転角度および変位量に基づいて、補正レンズ９の駆動量Δｄを算出する。駆動制御部２２は、補正演算部２１により算出された駆動量Δｄに基づいて第１駆動ユニット１０、第２駆動ユニット１２および回転駆動ユニット１１の動作を制御する。
【００２０】
以上のように、マイコン２０により各センサの検出結果に基づく演算が行われ、カメラ１の動きに合わせて像振れ補正が可能となる。つまり、補正レンズ９、第１駆動ユニット１０、第２駆動ユニット１２、撮像素子１７および回転駆動ユニット１１により、像振れを補正する像振れ補正部が実現されている。また、補正レンズ９、第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２により、補正光学系を用いて像振れ補正を行う第１補正部が実現されている。
＜回転中心の位置が振れ量に与える影響＞
ここで、カメラの回転振れの回転中心の位置がカメラの振れ量および像振れ量に与える影響について、カメラ１０１を例に説明する。図４はカメラ１０１の座標系を示している。図４に示すように、光学系Ｏの光軸Ａを基準とする直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が設定されている。Ｚ軸は光軸Ａと一致している。
【００２１】
撮影時のカメラ１０１の振れとしては、回転振れと、並進振れと、が考えられる。回転振れとは、座標系に存在する点を中心にカメラ１０１が回転することにより生じるカメラ１０１の振れを言う。並進振れとは、座標系に対するカメラ１０１の角度（姿勢）が変化しない状態でカメラ１０１が座標系に対して移動することにより生じるカメラ１０１の振れを言う。通常、これら２つの振れが組み合わされて、カメラ１の振れとなっている。
カメラ１０１の回転振れの回転中心をＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、回転振れのＸ軸回りの回転角度を角度θｘ（ピッチ成分）、Ｙ軸回りの回転角度を角度θｙ（ヨー成分）およびＺ軸回りの回転角度を角度θｚ（ロール成分）とする。カメラ１０１の並進振れＶのＸ軸成分をΔＸ、Ｙ軸成分をΔＹ、Ｚ軸成分をΔＺとする。
（１）回転角度θｘが振れ量に与える影響
図５は、回転角度θｘが振れ量に与える影響を模式的に示した図である。図５では、便宜上、光学系Ｏを単一のレンズ１０２に置き換えている。カメラ１０１の振れが発生していない状態でのレンズ１０２から被写体１０３までの距離（撮影距離）をＬ、カメラ１０１の振れが発生していない状態でのレンズ１０２から撮像素子１７までの距離をｆ×Ｄとする。ここで、ｆは焦点距離（例えば、３５ｍｍ換算）、Ｄは光学倍率である。
【００２２】
図５において、点Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を中心に角度θｘだけカメラ１０１が回転した後にレンズ１０２が位置１０２´に移動したとすると、Ｘ軸方向から見た場合のカメラ１０１の振れ量Δｂｘ´は、以下の式で表される。
【００２３】
【数１】
2009060626.tif 000069
【００２４】
ここで、振れ量Δｘ２´は、レンズ１０２の中心Ｅを基準とした場合のカメラ１０１の振れ量の回転成分、振れ量Δｘ１´は、回転中心Ｏｃおよびレンズ１０２の中心Ｅがずれていることにより生じるカメラ１０１の振れ量の並進成分である。なお、後述の振れ量Δｘ１およびΔｘ２との違いを分かりやすくするために、ここでは振れ量としてΔｘ１´およびΔｘ２´を用いている。
振れ量Δｘ１´、ΔＬおよびΔｘ２´を幾何学的に算出すると、以下の式で表される。
Ｚｃ＝０のとき、
【００２５】
【数２】
2009060626.tif 000070
【００２６】
【数３】
2009060626.tif 000071
【００２７】
Ｚｃ≠０のとき、
【００２８】
【数４】
2009060626.tif 000072
【００２９】
【数５】
2009060626.tif 000073
【００３０】
【数６】
2009060626.tif 000074
【００３１】
さらに、並進振れＶ＝（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）によってレンズ１０２´が位置１０２´´に移動したとすると、並進振れ量Δｘ３´は以下の式で表される。
【００３２】
【数７】
2009060626.tif 000075
【００３３】
以上より、振れ量Δｂｘ´は以下の式で表される。
【００３４】
【数８】
2009060626.tif 000076
【００３５】
（２）回転角度θｙが振れ量に与える影響
図６は、回転角度θｙが振れ量に与える影響を模式的に示した図である。図６においても図５と同様で、光学系Ｏを単一のレンズ１０２に置き換え、カメラ１０１の振れが発生していない状態でのレンズ１０２から被写体１０３までの距離（撮影距離）をＬ、カメラ１０１の振れが発生していない状態でのレンズ１０２から撮像素子１７までの距離をｆ×Ｄとする。ここで、ｆは焦点距離（例えば、３５ｍｍ換算）、Ｄは光学倍率である。
図６において、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を中心にカメラ１０１が角度θｙだけ回転した結果、レンズ１０２が位置１０２´に移動する場合、Ｙ軸方向から見た場合のカメラ１０１の振れ量Δｂｙ´は、以下の式で表される。
【００３６】
【数９】
2009060626.tif 000077
【００３７】
ここで、振れ量Δｙ２´はレンズ１０２の中心Ｅを基準とした場合のカメラ１０１の振れ量の回転成分、振れ量Δｙ１´は回転中心Ｏｃおよびレンズ１０２の中心Ｅがずれていることにより生じるカメラ１０１の振れ量の並進成分である。なお、後述の振れ量Δｙ１およびΔｙ２との違いを分かりやすくするために、ここでは振れ量としてΔｙ１´およびΔｙ２´を用いている。
振れ量Δｙ１´、ΔＬおよびΔｙ２´を幾何学的に算出すると、以下の式で表される。
Ｚｃ＝０のとき、
【００３８】
【数１０】
2009060626.tif 000078
【００３９】
【数１１】
2009060626.tif 000079
【００４０】
Ｚｃ≠０のとき、
【００４１】
【数１２】
2009060626.tif 000080
【００４２】
【数１３】
2009060626.tif 000081
【００４３】
【数１４】
2009060626.tif 000082
【００４４】
さらに、カメラ１０１の並進振れＶ＝（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）によってレンズ１０２´が位置１０２´´に移動したとすると、カメラ１０１の並進振れ量Δｙ３´は、以下の式で表される。
【００４５】
【数１５】
2009060626.tif 000083
【００４６】
以上より、振れ量Δｂｙ´は、以下の式で表される。
【００４７】
【数１６】
2009060626.tif 000084
【００４８】
（３）Ｚ軸方向から見た場合の振れ量
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅと一致している場合のカメラ１０１の振れ量Δｚ２を説明するための図である。図８は回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅからずれている場合の振れ量Δｚ１を説明するための図である。図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅと一致している場合は光軸Ａ回りにレンズ１０２が角度θｚだけ回転する。この場合、被写体１０３の横幅Ｗは以下の式で表される。
【００４９】
【数１７】
2009060626.tif 000085
【００５０】
したがって、撮像素子１７の横幅をＷｘ、撮像素子１７の縦幅をＷｙとすると、振れ量Δｚ２は以下の式で表される。
【００５１】
【数１８】
2009060626.tif 000086
【００５２】
図８において、回転中心Ｏｃが中心Ｅとずれている場合は、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を中心にレンズ１０２が角度θｚだけ回転することになる。したがって、回転中心Ｏｃおよび中心Ｅのずれにより生じる振れ量Δｚ１は、以下の式で表される。
【００５３】
【数１９】
2009060626.tif 000087
【００５４】
したがって、Ｚ軸方向から見た場合の振れ量Δｂｚは、以下の式で表される。
【００５５】
【数２０】
2009060626.tif 000088
【００５６】
（４）振れ量の計算結果
以上の関係式に基づいて、カメラ１０１の振れ量のピッチ成分Δｂｘ´、ヨー成分Δｂｙ´およびロール成分Δｂｚ（より詳細には、ピッチ成分Δｂｘ´、ヨー成分Δｂｙ´およびロール成分Δｂｚに基づいて算出された撮像素子１７に対する光学像の変位量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分）が光学倍率Ｄ、撮影距離Ｌによってどのように変化するかを計算すると、以下のような結果となる。計算する際の条件としては、光学倍率Ｄ＝１のときの焦点距離ｆを２８ｍｍ、光学倍率Ｄを１〜１０倍、撮像素子１７を１／２．５型および７２０万画素のＣＣＤとする。
なお、前述のように、カメラ１の回転振れに関しては、角度θｘ，θｙ，θｚが同程度であることが、過去の実験結果により確認されており、また例えば、「社団法人  電子情報通信学会  信学技報  IEICE Technical Report PRMU2006-202(2007-1)」に喝載された「手ブレの３Ｄ計測と定量化」にて紹介されている。回転振れの最大回転角度が０．５°程度であることも、過去の撮影実験により確認されている。そのため、ここでは各回転角度をθｘ＝θｙ＝θｚ＝０．５°とする。
【００５７】
図９は、回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅと一致し、かつ、カメラ１０１の並進振れがない場合での、像振れ量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分の計算結果を示している。つまり、図９はＸｃ＝Ｙｃ＝Ｚｃ＝０のときの計算結果である。ここで、像振れ量とは、カメラ１０１の振れにより生じる撮像素子１７に対する光学像の変位量である。像振れ量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分は、前述のピッチ成分Δｂｘ´、ヨー成分Δｂｙ´およびロール成分Δｂｚに基づいて算出されており、それぞれ画素数で表されている。図９より、光学倍率Ｄが小さいときは像振れ量のピッチ成分、ヨー成分およびロール成分は同程度であるが、光学倍率Ｄが大きくなるにつれて、像振れ量のピッチ成分およびヨー成分が増加していることがわかる。
次に、回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅとずれている場合について説明する。図１０（Ａ）〜（Ｃ）は回転中心ＯｃのＸ軸成分Ｘｃと第１増加量との関係、図１１（Ａ）〜（Ｃ）は回転中心ＯｃのＹ軸成分Ｙｃと第１増加量との関係、図１２（Ａ）〜（Ｃ）は回転中心ＯｃのＺ軸成分Ｚｃと第１増加量との関係を示す。ここで、第１増加量とは、回転中心Ｏｃがレンズ１０２の中心Ｅからずれることにより増加する像振れ量であり、前述の振れ量Δｘ１´およびΔｙ１´に対応する像振れ量である。
【００５８】
図中、横軸は光学倍率Ｄ、縦軸は第１増加量を示している。図中、上段のグラフは撮影距離Ｌ＝５０ｃｍ、中段のグラフは撮影距離Ｌ＝１ｍ、下段のグラフは撮影距離Ｌ＝１０ｍを示している。また、回転中心Ｏｃからレンズ１０２の中心Ｅまでの距離Ｘｃ、ＹｃおよびＺｃがそれぞれ（Ａ）０ｍｍ、（Ｂ）１５０ｍｍ、（Ｃ）３００ｍｍの３種類の場合について計算を行っている。実際の撮影の際に回転中心となるのは撮影者の関節部分であることが多い。例えば肘や肩のようにカメラから離れた点が回転中心となる場合、レンズ１０２の中心Ｅから回転中心Ｏｃまでの距離は３００ｍｍ程度となる。
図１０（Ａ）〜図１２（Ｃ）より、光学倍率Ｄが大きく、撮影距離Ｌが短いときに、回転中心Ｏｃとレンズ１０２の中心Ｅとのずれが像振れ量に与える影響は大きくなることがわかる。実際の像振れ量が１０〔Pixel〕以上の場合にカメラ１０１の振れによる画像の劣化が大きく目立つことを考慮すると、回転中心Ｏｃとレンズ１０２の中心Ｅとのずれは無視できないレベルである。特に、Ｘ軸方向の回転中心Ｏｃとレンズ１０２の中心Ｅとのずれ量Ｘｃは、像振れ量のロール成分への影響が大きく、Ｙ軸方向の回転中心Ｏｃとレンズ１０２の中心Ｅとのずれ量Ｙｃも像振れ量のロール成分への影響が大きい。さらに、Ｚ軸方向における回転中心Ｏｃとレンズ１０２の中心Ｅとのずれ量Ｚｃが像振れ量のピッチ成分およびヨー成分に与える影響も大きい。なお、これらのグラフにおいて、ピッチ成分の計算結果が表示されていないように見える場合があるが、ピッチ成分の計算結果がヨー成分の計算結果と同じであるため、ピッチ成分の結果がヨー成分の結果と重なっているだけである。
【００５９】
＜カメラの並進振れが振れ量に与える影響＞
次に、カメラ１０１の並進振れが像振れ量に与える影響について説明する。図１３（Ａ）〜（Ｃ）はＸ軸方向におけるカメラ１０１の並進振れ量ΔＸと第２増加量との関係を示している。図１４（Ａ）〜（Ｃ）はＹ軸方向におけるカメラ１０１の並進振れ量ΔＹと第２増加量との関係を示している。図１５（Ａ）〜（Ｃ）はＺ軸方向におけるカメラ１０１の並進振れ量ΔＺと第２増加量との関係を示している。図１３（Ａ）〜図１５（Ｃ）では、横軸は光学倍率Ｄ、縦軸は第２増加量を示している。ここで、第２増加量とは、並進振れに対応する像振れ量であり、前述の振れ量Δｘ３´およびΔｙ３´に対応する像振れ量である。
図１３（Ａ）〜図１５（Ｃ）では、上段のグラフが撮影距離Ｌ＝５０ｃｍ、中段のグラフが撮影距離Ｌ＝１ｍ、下段のグラフが撮影距離Ｌ＝１０ｍを示している。ここでは、並進振れ量ΔＸ、ΔＹおよびΔＺがそれぞれ（Ａ）０ｍｍ、（Ｂ）２ｍｍ、（Ｃ）４ｍｍの３種類の場合について計算を行っている。
【００６０】
図１３（Ａ）〜図１５（Ｃ）より、並進振れ量ΔＸおよびΔＹに関しては、光学倍率Ｄが大きくかつ撮影距離Ｌが短い場合に、カメラ１０１の並進振れが像振れ量に与える影響が大きくなることがわかる。具体的には、並進振れ量ΔＸにより第２増加量のヨー成分が大きくなり、並進振れ量ΔＹにより第２増加量のピッチ成分が大きくなる。しかし、Ｚ軸方向の並進振れ量ΔＺについては像振れ量にほとんど影響しないため、並進振れ量ΔＺは無視しても差し支えないレベルであることがわかる。
以上に述べたように、回転中心Ｏｃの位置が像振れ量に与える影響は大きく、無視できないレベルである。このため、像振れ補正性能をさらに高めるためには、回転中心Ｏｃが様々な位置をとり得ることを考慮して、振れ量あるいは像振れ量を算出する必要がある。
＜回転中心および並進を考慮した像振れ補正＞
上述したように、カメラの振れは回転振れおよび並進振れの２種類に分類できる。そして、像振れ補正効果を高めるためには、カメラの回転振れに関しては、回転中心Ｏｃと基準点とのずれ量を考慮する必要がある。
【００６１】
しかし、回転中心Ｏｃの位置を求めるのは実際には困難であり、前述の算出方法ではカメラの振れ量を算出することができない。
そこで、このカメラ１では、以下に示すように分類して像振れ補正のための演算を行っている。
なお、図４に示した模式図と同様、このカメラ１では、光学系Ｏの光軸ＡをＺ軸とする直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が設定されている。カメラ１の回転振れを発生させる回転中心をＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、回転振れを直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に分解したときの回転角度をそれぞれθｘ（ピッチ成分），θｙ（ヨー成分），θｚ（ロール成分）とする。また、カメラ１の並進振れの成分をＶ＝（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）とする。
ここで、角度θｘは、カメラ１のＸ軸回りの回転角度を示しており、Ｘ軸回りの正方向および負方向に関する情報も含んでいる。角度θｙは、カメラ１のＹ軸回りの回転角度を示しており、Ｙ軸回りの正方向および負方向に関する情報も含んでいる。角度θｚは、カメラ１のＺ軸回りの回転角度を示しており、Ｚ軸回りの正方向および負方向に関する情報も含んでいる。振れ量ΔＸ，ΔＹ，ΔＺは、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向のカメラの並進振れ量を示しており、前述の直交座標系における正方向および負方向に関する情報も含んでいる。
【００６２】
なお、回転角度θｘ、θｙおよびθｚは、第１〜第３角速度センサ４〜６により検出された角速度ωｘ、ωｙ、ωｚを時間積分することで算出することができる。
以下、回転振れおよび並進振れの振れ量の算出方法について説明する。
＜回転振れ＞
（１）Ｘ軸方向から見た場合の振れ量
角度θｘ（ピッチ成分）の回転振れに対する像振れ補正について説明する。図１６に、カメラ１の回転振れの回転中心をＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とし、カメラ１の回転振れ角度をθｘ（ピッチ成分）としたときの説明図を示す。
前述の振れ量の算出方法では、レンズ１０２の中心Ｅを基準に回転振れ成分Δｘ２´が算出されている。
【００６３】
しかし、レンズ１０２の中心Ｅを基準として回転中心Ｏｃの位置を求めるのは実際には困難であり、回転振れ成分Δｘ２´を求めることができない。
そこで、このカメラ１では、回転中心Ｏｃの位置を考慮した演算を行うために、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準に回転振れ成分Δｘ２を算出する。以下、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とした回転振れ成分Δｘ２の算出方法について説明する。
図１６に示すように、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を中心に角度θｘだけ回転して加速度センサ７が位置７´に移動した場合、振れ量Δｂｘは以下の式で表される。
【００６４】
【数２１】
2009060626.tif 000089
【００６５】
ここで、振れ量Δｘ２は加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とした場合のカメラ１の振れ量の回転成分、振れ量Δｘ１は回転中心Ｏｃと加速度センサ７の検出中心Ｃとのずれより生じるカメラ１の振れ量の並進成分である。ここでは便宜上、光学系Ｏを単一のレンズ３０に置き換えている。なお、振れ量Δｘ１およびΔｘ２は、Ｙ軸方向のカメラ１の振れ量を示しており、正方向および負方向に関する情報も含んでいる。
前述の振れ量Δｘ２′と同様に、振れ量Δｘ２は以下の式で表される。
【００６６】
【数２２】
2009060626.tif 000090
【００６７】
この場合、レンズ３０の中心Ｅから被写体１０３までの距離Ｌに加えて、レンズ３０から加速度センサ７までの距離Ｌ２も考慮しているため、前述の式（６）に比べて振れ量Δｘ２′よりも振れ量Δｘ２の方がＬ２×ｔａｎθｘだけ大きくなっている。ここで、距離Ｌは、例えば測距装置８により求めることができる。距離Ｌ２は、設計時に決定される値であり、マイコン２０において予め設定されている。
また、レンズ３０の中心Ｅではなく加速度センサ７の検出中心Ｃを基準に振れ量Δｘ２を算出しているため、図１６に示すように振れ量Δｘ１は加速度センサ７のＹ軸方向の変位量と一致する。加速度センサ７の変位量は、加速度センサ７により検出されたＹ軸方向の加速度Ａｙを２回時間積分することで得られる。具体的には、振れ量Δｘ１は以下の式で表される。
【００６８】
【数２３】
2009060626.tif 000091
【００６９】
ここで、時間ｔは、予め定められた単位時間であり、例えば加速度センサ７の単位検出時間である。
以上のように、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とすることで、回転中心Ｏｃを直接求めることなく、簡単な方法で回転中心Ｏｃの位置を考慮した振れ量Δｂｘ（より詳細には、振れ量Δｘ１およびΔｘ２）の算出が可能となる。具体的には、加速度センサ７により得られるＹ軸方向の加速度Ａｙから正確な振れ量Δｘ１を算出することができ、第１角速度センサ４により得られるＸ軸回りの角速度ωｘから正確な回転角度θｘを求めることができる。
ここで、振れ量Δｂにより生じる像振れを補正する方法を簡単に説明する。各振れ量に応じて補正レンズ９をＸ軸方向あるいはＹ軸方向（この場合はＹ軸方向）に駆動することで、像振れは補正される。このときの補正レンズ９の駆動量Δｄと補正角度Δθとの関係は、光学倍率によって異なる。補正角度Δθとは、振れ量Δｂおよび撮影距離から算出される角度である。この場合、図１７に示すように、補正角度Δθは、レンズ３０の中心Ｅではなく加速度センサ７の検出中心Ｃを基準として決定されている。駆動量Δｄを算出する際の被写体までの距離は、加速度センサ７（より詳細には、加速度センサ７の検出中心Ｃ）から被写体までの距離が用いられている。この条件で予め算出された補正レンズ９の駆動量Δｄと補正角度Δθとの関係は、例えば図１８に示すデータのようになる。
【００７０】
図１８において、縦軸は補正レンズ９の駆動量Δｄ、横軸は補正角度Δθである。駆動量Δｄおよび補正角度Δθの関係は光学系によって異なるため、光学系ごとに把握する必要がある。このため、図１８に示すデータは、マイコン２０のＲＯＭに予め格納されており、算出された振れ量および光学倍率から、このデータを利用して駆動量Δｄを求めることができる。図１８からわかるように、補正レンズ９の駆動量Δｄと補正角度Δθとの関係は、光学倍率によって変わる。なお、図１８に示す関係はＸ軸回りの補正角度（ピッチ方向）、Ｙ軸回りの補正角度（ヨー方向）共に同じである。
図１７より、例えば、振れ量Δｘ１に対応する補正角度θｘ１は、以下の式で表される。
【００７１】
【数２４】
2009060626.tif 000092
【００７２】
このように、振れ量Δｘ１に基づいて、補正角度θｘ１を求めることができ、そして実際の補正レンズ９の駆動量Δｄｘ１を求めることができる。それに加えて、振れ量Δｘ２に相当する回転角度θｘおよび図１８のグラフから、振れ量Δｘ２により生じる像振れを補正するための駆動量Δｄｘ２を算出することができる。駆動量Δｄｘ１およびΔｄｘ２を合算した駆動量Δｄｘが最終的な補正レンズ９の駆動量となる。この駆動量Δｄｘだけ補正レンズ９がＹ軸方向に駆動されると、振れ量Δｘ１およびΔｘ２により生じる像振れを補正することができる。
なお、図１６では、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が加速度センサ７の後方（被写体１０３と反対側）に存在しているが、回転中心Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が加速度センサ７の前方（被写体１０３側）に存在する場合も、前述と同様な方法で像振れを補正することが可能である。なぜなら、前述のように、振れ量Δｘ１，Δｘ２、角度θｘ，θｙ，θｚが正方向および負方向に関する情報も含んでいるためである。したがって、例えば図１９（Ａ）に示すように、回転中心Ｏｃが加速度センサ７を挟んで被写体１０３と反対側にある場合の他に、図１９（Ｂ）に示すように、回転中心Ｏｃが加速度センサ７と被写体１０３との間にある場合であっても、式（２１）により振れ量Δｂｘを算出することができる。
【００７３】
（２）Ｙ軸方向から見た場合の振れ量
次に、角度θｙ（ヨー成分）の回転振れに対する像振れ補正について説明する。図２０に、カメラ１の回転振れを発生させる回転中心がＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、カメラ１の回転振れ角度をθｙ（ヨー成分）としたときの説明図を示す。
ここでは、前述の角度θｘの場合と同様に、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準に回転振れ成分Δｙ２を算出する。
図２０において、回転中心Ｏｃを中心に角度θｙだけ回転した結果、加速度センサ７が位置７′に移動したとすると、振れ量Δｂｙは以下の式で表される。
【００７４】
【数２５】
2009060626.tif 000093
【００７５】
ここで、振れ量Δｙ２は加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とした場合の振れ量の回転成分、振れ量Δｙ１は回転中心Ｏｃと加速度センサ７の検出中心Ｃとのずれにより生じるカメラ１の振れ量の並進成分である。なお、振れ量Δｙ１およびΔｙ２は、Ｘ軸方向の振れ量を示しており、正方向および負方向に関する情報も含んでいる。
前述の振れ量Δｙ２′と同様に、振れ量Δｙ２は以下の式で表される。
【００７６】
【数２６】
2009060626.tif 000094
【００７７】
この場合、レンズ３０の中心Ｅから被写体１０３までの距離Ｌに加えて、レンズ３０から加速度センサ７までの距離Ｌ２も考慮しているため、前述の式（１４）に比べて振れ量Δｙ２′よりも振れ量Δｙ２の方がＬ２×ｔａｎθｙだけ大きくなっている。
また、レンズ３０の中心Ｅではなく加速度センサ７の検出中心Ｃを基準に振れ量Δｙ２を算出しているため、図２０に示すように、振れ量Δｙ１は加速度センサ７のＹ軸方向の変位量と一致する。加速度センサ７の変位量は、加速度センサ７により検出されたＸ軸方向の加速度Ａｘを２回時間積分することで得られる。具体的には、振れ量Δｙ１は以下の式で表される。
【００７８】
【数２７】
2009060626.tif 000095
【００７９】
以上のように、加速度センサ７の検出中心Ｃを基準とすることで、回転中心Ｏｃを直接求めることなく、簡単な方法で回転中心の位置ズレによって影響する振れ量Δｂｙ（より詳細には、振れ量Δｙ１およびΔｙ２）の算出が可能となる。具体的には、加速度センサ７により得られるＸ軸方向の加速度Ａｘから正確は振れ量Δｙ１を算出することができ、第２角速度センサ５により得られるＹ軸回りの角速度ωｙから正確な回転角度θｙを求めることができる。
前述の補正角度θｘ１と同様に、加速度センサ７から得られた振れ量Δｙ１に対応する補正角度θｙ１は、以下の式で表される。
【００８０】
【数２８】
2009060626.tif 000096
【００８１】
前述の補正角度θｘ１と同様に、図１８のグラフに基づいて、補正角度θｙ１に対応する駆動量Δｄｙ１を求めることができる。それに加えて、前述の振れ量Δｘ２と同様に、振れ量Δｙ２に相当する回転角度θｙおよび図１８のグラフから、振れ量Δｙ２により生じる像振れを補正するための駆動量Δｄｙ２を算出することができる。駆動量Δｄｙ１およびΔｄｙ２を合算した駆動量Δｄｙが最終的な補正レンズ９の駆動量となる。この駆動量Δｄｙだけ補正レンズ９がＸ軸方向に駆動されると、振れ量Δｙ１およびΔｙ２により生じる像振れを補正することができる。
（３）Ｚ軸方向から見た場合の振れ量
角度θｚ（ロール成分）の回転振れに対する像振れ補正について説明する。図２１は、カメラ１の回転振れの回転中心をＯｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、Ｚ軸回りのカメラ１の回転振れ角度を角度θｚ（ロール成分）としたときの説明図である。ロールにより生じるカメラ１の振れ量は、式（２０）に示したとおり、回転中心Ｏｃが加速度センサ７の検出中心Ｃと一致している場合の振れ量Δｚ２と、回転中心Ｏｃと加速度センサ７の検出中心Ｃとのずれにより生じる振れ量Δｚ１と、から構成されている。
【００８２】
回転中心Ｏｃが加速度センサ７の検出中心Ｃと一致している場合の振れ量Δｚ２は、角度θｚに対応している。角度θｚは、第３角速度センサ６によって検出されたＺ軸回りの角速度ωｚを時間積分することで求めることができる。算出される回転角度θｚに基づいて、マイコン２０は回転駆動ユニット１１を回転角度θｚだけ反対方向に回転するよう指令を下す。これにより、カメラ１のＺ軸回りの回転運動に合わせて、筐体２に対して撮像素子１７が回転し、振れ量Δｚ２が補正される。
次に、振れ量Δｚ１の補正動作について説明する。振れ量Δｚ１は、加速度センサ７の検出結果から求めることができる。具体的には図２２に示すように、回転角度θｚ（ロール成分）の回転振れが発生したときに、加速度センサ７には力Ｆ１およびＦ２が作用する。力Ｆ１は回転方向成分（回転力）、力Ｆ２は半径方向成分（遠心力）を示す。
【００８３】
ここで、回転力Ｆ１および遠心力Ｆ２の関係を調べるため、回転力Ｆ１および遠心力Ｆ２を求める実験を行った。回転力Ｆ１および遠心力Ｆ２は、理論上、以下の式で表される。
【００８４】
【数２９】
2009060626.tif 000097
【００８５】
【数３０】
2009060626.tif 000098
【００８６】
ここで、ｍは回転するカメラの質量、ｒは回転半径、ωは角速度、αは角加速度である。角加速度αは、第３角速度センサ６からの出力を時間微分することにより求めることができる。
第３角速度センサ６の出力から求めた測定結果を図２３〜図２７に示す。図２３〜図２７において、上側のグラフは回転力Ｆ１に相当する値（回転半径ｒ×接線方向の角加速度α）、下側のグラフは遠心力Ｆ２に相当する値（回転半径ｒ×角速度ωの２乗）を示している。図中下側に示した式は、回転力Ｆ１の最大値と遠心力Ｆ２の最大値との比率、すなわちＦ２／Ｆ１の値を示している。図２３〜図２７は、被験者５人で測定したそれぞれの結果を示している。
図２３〜図２７の結果より、回転角度が実質的に最大０．５°と比較的小さい値であるため、遠心力Ｆ２は、回転力Ｆ１の１％以下と十分小さく、無視しても問題ないことが分かる。同様に、第１角速度センサ４および第２角速度センサ５での実験結果も第３角速度センサ６の実験結果と同様であるため、遠心力は無視しても全く問題ない。
【００８７】
以上より、図２２において、回転力Ｆ１が加速度センサ７に加わる力と考えることができる。このように、遠心力Ｆ２を無視することができるため、加速度センサ７を光軸Ａ上に配置することにより、点Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を回転中心として角度θｚ（ロール成分）だけ回転したときの変位量Δｚ１と同じ方向の力が加速度センサ７に作用することになる。
ここで、加速度センサ７には重力加速度も作用するため、重力加速度を考慮する必要がある。この場合、加速度センサ７は回転駆動ユニット１１により撮像素子１７とともに筐体２に対して回転駆動される。このため、重力加速度に対する加速度センサ７の角度（姿勢）はほとんど変化しないことになる。したがって、像振れ補正開始時あるいは電源ＯＮ時から像振れ補正開始時までの加速度センサ７の出力値（例えば、加速度ＡｘおよびＡｙの合成加速度）を例えばＲＡＭに格納しておき、像振れ補正中の加速度センサ７の出力から記憶された出力値を引き算することにより、像振れ補正時において重力加速度成分の影響を排除することができる。例えば、この演算はマイコン２０に行われる。重力加速度は、加速度センサ７のＹ軸方向の検出加速度Ａｙの最小値と考えることができる。加速度センサ７の出力を２回時間積分することにより、振れ量Δｚ１を算出することができる。
【００８８】
以上のように、このカメラ１では、回転中心Ｏｃの位置（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を直接求めることなく、点Ｏｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を回転中心として角度θｚ（ロール成分）だけ回転したときの光学系の振れ量Δｚ１を、簡単な方法で加速度センサ７の出力を利用して求めることが可能となる。
この振れ量Δｚ１のＸ軸方向成分（より詳細には、振れ量Δｚ１の第１感度軸Ｓｘ成分）、すなわち加速度センサ７の検出結果から重力加速度成分を引き算した後に２回時間積分した値をΔｚ１ｘ、振れ量Δｚ１のＹ軸方向成分（より詳細には、振れ量Δｚ１の第２感度軸Ｓｙ成分）、すなわち加速度センサ７の検出結果から重力加速度成分を引き算した後に２回時間積分した値をΔｚ１ｙとする。振れ量Δｚ１ｘおよびΔｚ１ｙは、補正レンズ９をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動することにより補正することができる。
【００８９】
＜並進振れ＞
次に、カメラ１の並進振れに対する像振れ補正について説明する。なお、ここでは、図１３（Ａ）〜図１５（Ｃ）のカメラ１の並進成分の像振れ量への影響の検討結果にて説明したとおり、Ｚ軸成分の振れ量ΔＺは無視しても差し支えないことがわかっている。したがって、カメラ１の並進振れとして、並進振れ量ΔＸおよびΔＹを考慮する。
（１）並進振れ量ΔＹ
まず、並進振れ量ΔＹだけカメラ１が移動する場合の補正動作について説明する。図１６に示すように、並進振れ量ΔＹが発生すると、Ｙ軸方向に加速度センサ７も同じ距離だけ移動するので、加速度センサ７により検出されたＹ軸方向（より詳細には、第２感度軸Ｓｙに沿った方向）の加速度Ａｙから並進振れ量ΔＹを求めることができる。
【００９０】
なお、並進振れ量ΔＹに対応する補正角度θｙｈは、以下の式で表される。
【００９１】
【数３１】
2009060626.tif 000099
【００９２】
前述の補正角度θｘ１と同様に、図１８のグラフに基づいて、補正角度θｙｈに対応する駆動量Δｄｙｈを求めることができる。第１駆動ユニット１０により補正レンズ９を駆動量Δｄｙｈだけ移動させることにより、並進振れ量ΔＹにより生じる像振れを補正することができる。
（２）並進振れ量ΔＸ
同様に、並進振れ量ΔＸが発生した場合の補正動作について説明する。図２０に示すように、並進振れ量ΔＸが発生すると、Ｘ軸方向に加速度センサ７も同じ距離を移動するため、加速度センサ７により検出されたＸ軸方向（より詳細には、第１感度軸Ｓｘに沿った方向）の加速度Ａｘから並進振れ量ΔＸを求めることができる。
なお、並進振れ量ΔＸに対応する補正角度θｘｈは、以下の式で表される。
【００９３】
【数３２】
2009060626.tif 000100
【００９４】
前述の補正角度θｙｈと同様に、図１８のグラフに基づいて、補正角度θｘｈに対応する駆動量Δｄｘｈを求めることができる。第２駆動ユニット１２により補正レンズ９を駆動量Δｄｘｈだけ移動させることにより、並進振れ量ΔＸにより生じる像振れを補正することができる。
以上に述べたように、加速度センサ７の検出中心Ｃを光軸Ａ上に配置し、検出中心Ｃを基準としてカメラ１の振れ量を算出することにより、回転角度θｘ（ピッチ成分）、θｙ（ヨー成分）、θｚ（ロール成分）の回転の各成分の補正動作時に、算出された振れ量が回転中心Ｏｃおよび検出中心Ｃのずれの影響をほとんど受けなくなる。これにより、このカメラ１では、より正確な像振れ補正を実現できる。
また、カメラ１の並進振れに対しても、加速度センサ７の出力を利用して像振れ補正が可能となる。
【００９５】
＜総振れ量＞
以上のように算出された振れ量を成分ごとにまとめると、以下のようになる。
（１）Ｙ軸方向の総振れ量
図２８にＹ軸方向の総振れ量を示す。図２８において、振れ量Δｘ１は、回転中心ＯｃのＹｃおよびＺｃが０でないことに起因する振れ量である。また、振れ量Δｘ２はＸ軸回りの回転振れに起因する振れ量である。振れ量Δｚ１ｘは、回転中心ＯｃのＸｃおよびＹｃが０でないことに起因する振れ量である。振れ量ΔＹはカメラ１の並進振れのＹ軸方向成分である。ここでは、加速度センサ７の出力を利用する成分は、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘおよびΔＹとなる。
加速度センサ７の出力を利用する全ての振れ量に対応する補正角度θｘｔ（第１補正量の一例）は以下の式で表される。
【００９６】
【数３３】
2009060626.tif 000101
【００９７】
式（３３）によって求められた補正角度θｘｔおよび撮影時の光学倍率に基づいて、図１８の関係から補正演算部２１により補正レンズ９の駆動量Δｄｘｔが算出される。第１駆動ユニット１０によって補正レンズ９を駆動量Δｄｘｔだけ移動させることにより、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘおよびΔＹにより生じる像振れを補正することができる。
振れ量Δｘ２については、第１角速度センサ４の検出角速度ωｘから算出される回転角度θｘ（第２補正量の一例）および撮影時の光学倍率に基づいて、図１８の関係から補正演算部２１により補正レンズ９の駆動量Δｄｘ２が算出される。
補正演算部２１により駆動量ΔｄｘｔおよびΔｄｘ２の合算である駆動量Δｄｘが算出され、補正レンズ９が駆動量Δｄｘだけ移動するように、駆動制御部２２により第１駆動ユニット１０の動作が制御される。
【００９８】
このように、加速度センサ７および第１角速度センサ４の検出結果を用いて、簡単な方法で振れ量Δｘ１、Δｘ２、Δｚ１ｘおよびΔＹにより生じる像振れを補正することができる。
なお、加速度センサ７の検出結果に基づいて算出された変位量を用いることで、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘおよびΔＹの振れ方向が異なる場合も考慮された補正角度θｘｔを得ることができる。
（２）Ｘ軸方向の総振れ量
図２９に、Ｘ軸方向の総振れ量を示す。図２９において、振れ量Δｙ１は、回転中心ＯｃのＸｃおよびＺｃが０でないことに起因する振れ量である。また、振れ量Δｙ２はＹ軸回りの回転振れに起因する振れ量である。振れ量Δｚ１ｙは、回転中心ＯｃのＸｃおよびＹｃが０でないことに起因する振れ量である。振れ量ΔＸはカメラ１の並進振れのＸ軸方向成分である。ここでは、加速度センサ７の出力を利用する成分は、振れ量Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸとなる。
【００９９】
加速度センサ７の出力を利用する全ての振れ量に対応する補正角度θｙｔ（第１補正量の一例）は以下の式で表される。
【０１００】
【数３４】
2009060626.tif 000102
【０１０１】
式（３４）によって求められた補正角度θｙｔおよび撮影時の光学倍率に基づいて、図１８に示す関係から補正演算部２１により補正レンズ９の駆動量Δｄｙｔが算出される。第２駆動ユニット１２により補正レンズ９を駆動量Δｄｙｔだけ移動させることにより、振れ量Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸにより生じる像振れを補正することができる。
振れ量Δｙ２については、第２角速度センサ５の検出角速度ωｙから算出される回転角度θｙ（第２補正量の一例）および撮影時の光学倍率に基づいて、図１８の関係から補正演算部２１により補正レンズ９の駆動量Δｄｙ２が算出される。
補正演算部２１により駆動量ΔｄｙｔおよびΔｄｙ２の合算である駆動量Δｄｙが算出され、補正レンズ９が駆動量Δｄｙだけ移動するように、駆動制御部２２により第２駆動ユニット１２の動作が制御される。
【０１０２】
このように、加速度センサ７および第２角速度センサ５の検出結果を用いて、簡単な方法で振れ量Δｙ１、Δｙ２、Δｚ１ｙおよびΔＸにより生じる像振れを補正することができる。
なお、加速度センサ７の検出結果に基づいて算出された変位量を用いることで、振れ量Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸの振れ方向が異なる場合も考慮された補正角度θｙｔを得ることができる。
（３）ロール方向の総振れ量
Ｚ軸回りの総振れ量に関しては、回転中心Ｏｃおよび検出中心Ｃのずれにより生じる振れ量Δｚ１ｘおよびｚ１ｙは、上述したように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の振れとして補正されている。このため、ここでは振れ量の回転成分Δｚ２のみを補正すればよいことになる。すなわち、Ｚ軸回りの第３角速度センサ６によって検出された角速度ωｚから算出される回転角度θｚに基づいて、その振れを打ち消すように回転駆動ユニット１１の回転量、すなわち角度θｚが補正演算部２１により算出される。算出された回転角度θｚだけ回転プレート１８が回転するように、マイコン２０の駆動制御部２２により回転駆動ユニット１１の動作が制御される。このため、角度θｚの振れに応じて撮像素子１７が角度θｚだけ回転し、振れ量Δｚ２により生じる像振れを補正することができる。
【０１０３】
＜カメラの特徴＞
カメラ１の特徴は以下の通りである。
（１）
このカメラ１では、加速度センサ７の位置、より詳細には加速度センサ７の検出中心Ｃ、を基準として振れ量Δｘ２およびΔｙ２が補正演算部２１により算出されているため、加速度センサ７の位置を基準とすることで、計算上の振れ量と実際の振れ量との誤差を大幅に低減できる。例えば、図１８および図１９に示すように、前述の振れ量Δｘ２と振れ量Δｘ２´との差あるいは振れ量Δｙ２と振れ量Δｙ２´との差だけ、計算上の振れ量と実際の振れ量との誤差を低減できる。これにより、より正確な補正レンズ９の駆動量ΔｄｘおよびΔｄｙを算出することができ、像振れ補正性能を高めることができる。
【０１０４】
（２）
このカメラ１では、補正演算部２１により駆動量Δｄを算出する際に、加速度センサ７と光学系Ｏとの間の距離Ｌ２を考慮しているため、回転中心Ｏｃの位置によってカメラ１の振れ量が変わる場合であっても、距離Ｌ２により生じる計算上の振れ量と実際の振れ量との誤差を抑えることができる。
（３）
このカメラ１では、光軸Ａに沿った方向から見た場合に加速度センサ７が光軸Ａと重なり合っているため、加速度センサ７が光軸Ａ付近に配置されている。より詳細には、光軸Ａに沿った方向から見た場合に、加速度センサ７の検出中心Ｃは光軸Ａと概ね一致している。このため、振れ量Δｘ１、Δｘ２、Δｙ１およびΔｙ２の誤差を低減することができ、より正確な駆動量ΔｄｘおよびΔｄｙを算出することができる。
【０１０５】
ここで、「検出中心Ｃが光軸Ａと概ね一致している」とは、検出中心Ｃが光軸Ａと完全に一致している場合の他に、像振れ補正性能が向上する範囲内において検出中心Ｃが光軸Ａとずれている場合も含まれる。
（４）
このカメラ１では、第３角速度センサ６により取得されたＺ軸回りの回転角度θｚに応じて回転駆動ユニット１１の動作が駆動制御部２２により制御されるため、カメラ１の姿勢（角度）の変化に応じて撮像素子１７を回転駆動することができる。これにより、カメラ１のＺ軸回りの回転振れに起因する像振れを補正することができる。
さらには、回転駆動ユニット１１により撮像素子１７とともに加速度センサ７を回転駆動することができるため、例えば重力加速度が作用する鉛直方向に対して加速度センサ７の姿勢を一定に保つことができる。これにより、加速度センサ７により取得された変位量から予め重力加速度成分の影響（ノイズ）を排除することができ、加速度センサ７により取得される加速度や加速度から算出された変位量の精度が向上する。すなわち、このカメラ１では、像振れ補正性能をより高めることができる。
【０１０６】
（５）
このカメラ１では、加速度センサ７が回転駆動ユニット１１の回転軸Ｋの近くに配置されている。より詳細には、光軸Ａに沿った方向から見た場合に、加速度センサ７の検出中心Ｃが回転駆動ユニット１１の回転軸Ｋと概ね一致している。このため、加速度センサ７に対して回転駆動により生じる遠心力が作用しにくい。これにより、加速度センサ７により取得される変位量の精度がさらに向上する。
（６）
このカメラ１では、加速度センサ７が回転プレート１８の撮像素子１７と反対側に配置されているため、撮像素子１７に入射する光を遮ることなく、撮像素子１７および加速度センサ７が一体回転する構成を実現できる。
【０１０７】
＜第２実施形態＞
前述の実施形態では、補正レンズ９の駆動量Δｄに基づいて補正レンズ９が第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２により駆動されている。
しかし、例えば、回転振れの回転成分Δｘ２およびΔｙ２を補正レンズ９の駆動により補正し、残りの並進により生じる振れ量Δｘ１、Δｙ１、Δｚ１を、撮像素子１７を光軸Ａに直交する方向に移動させることにより補正してもよい。すなわち、光学式の像振れ補正装置とセンサシフト方式の像振れ補正装置とを、この実施形態では別々に制御することができる。
なお、前述の実施形態と実質的に同じ構成については同じ符号を付すとともに、その詳細な説明は省略する。
【０１０８】
図３０および図３１に示すように、このカメラ２０１は、回転駆動ユニット１１の回転プレート１８に対して撮像素子１７を光軸Ａに直交する２方向に駆動するセンサ駆動ユニット２４０（撮像素子駆動部の一例）を有している。センサ駆動ユニット２４０は、被写体１０３の光学像の受光位置が変更されるように、撮像素子１７を光軸Ａに対して駆動する。マイコン２２０の駆動制御部２２２は、第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２に加えて、センサ駆動ユニット２４０の動作も制御し得る。例えば、撮像素子１７およびセンサ駆動ユニット２４０により、撮像素子を用いて像振れ補正を行う第２補正部が実現されている。
ここでは、例えば、前述の実施形態と同様に、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘおよびΔＹから補正角度θｘｔ（第１補正量の一例）が補正演算部２２１により算出される。振れ量Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸから補正角度θｙｔ（第１補正量の一例）が補正演算部２２１により算出される。図１８に示すグラフと同様に、補正角度θｘｔと撮像素子１７の駆動量との関係を示すデータが予め算出されており、例えばＲＯＭに格納されている。このデータに基づいて、補正演算部２２１により補正角度θｘｔに対応する駆動量Δｄｘ１が求められる。補正角度θｙｔの場合も同様に、補正演算部２２１により補正角度θｙｔに対応する駆動量Δｄｙ１が求められる。求められた駆動量Δｄｘ１およびΔｄｙ１に基づいて、駆動制御部２２２によりセンサ駆動ユニット２４０の動作が制御され、撮像素子１７が光軸Ａに直交する方向に移動する。これにより、振れ量Δｘ１、Δｚ１ｘ、ΔＹ、Δｙ１、Δｚ１ｙおよびΔＸにより生じる像振れが補正される。
【０１０９】
一方、振れ量Δｘ２およびΔｙ２については、前述の実施形態と同様に、補正角度θｘおよびθｙに対応する駆動量Δｄｘ２およびΔｄｙ２（第２補正量の一例）が補正演算部２２１により算出される。駆動量Δｄｘ２およびΔｄｙ２に基づいて、駆動制御部２２２により第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２の動作が制御される。これにより、回転振れの回転成分である振れ量Δｘ２およびΔｙ２により生じる像振れは、補正レンズ９での光路の調節により補正できる。
以上のように、このカメラ２０１では、駆動量Δｄｘ１およびΔｄｙ１に基づいてセンサ駆動ユニット２４０により撮像素子１７が駆動され、駆動量Δｄｘ２およびΔｄｙ２に基づいて第１駆動ユニット１０および第２駆動ユニット１２により補正レンズ９が駆動される。このため、補正レンズ９および撮像素子１７のうち一方のみを駆動する場合に比べて、各駆動ユニット２４０，１０，１２の駆動量を小さく抑えることができる。
【０１１０】
それに加えて、画像処理による像振れ補正を行っていないため、像振れ補正による画像の劣化を防止できる。これにより、補正レンズ９および撮像素子１７の可動範囲を小さく抑えつつ、より正確な像振れ補正を行うことができる。すなわち、このカメラ２０１では、像振れ補正性能を確保しつつ小型化を図ることが可能となる。
また、このカメラ２０１では、同時に制御するのが困難であった光学式およびシフトセンサ方式の像振れ補正機構の制御が可能となる。
＜他の実施形態＞
本発明の具体的構成は、前述の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の修正および変更が可能である。
（１）
前述の実施形態では補正レンズ９をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動させ、かつ撮像素子１７を回転駆動させる方式が採用されているが、補正レンズ９および撮像素子１７の駆動方式はこれに限定されるものではない。例えば、補正レンズ９が存在せず、撮像素子１７をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するとともにＺ軸回りに回転駆動する方式が採用されてもよい。この場合、この駆動方式に応じた補正角度Δθと撮像素子１７の駆動量Δｄとの関係を図１７のように求めればよい。
【０１１１】
（２）
補正レンズ９をＸ軸方向，Ｙ軸方向に駆動させるかわりに、レンズ鏡筒３を筐体２に対して回転駆動させる方式でもよい。
（３）
前述の実施形態では、光学式の像振れ補正について説明しているが、撮像素子１７により取得された画像信号に特定の処理を施すことで、電気的に像振れが補正される方式であってもよい。この場合、例えば、画像信号を格納するメモリの読み出しおよび書き込みの位置が画像記録部により制御される。
（４）
前述の実施形態では、加速度センサ７を回転駆動ユニット１１により撮像素子１７とともに回転駆動する方式を採用しているが、加速度センサ７を筐体２やレンズ鏡筒３に対して固定的に設けてもよい。
【０１１２】
この場合であっても、重力加速度成分の方向が鉛直方向から多少ずれるが、Ｚ軸回りの回転角度θｚは最大０．５°程度であるため、加速度センサ７の検出加速度に対する重力加速度の影響を低減でき、従来よりも像振れ補正性能を高めることができる。
この場合には、光軸Ａに沿った方向から見た場合、加速度センサ７の検出中心Ｃが光軸Ａと一致していることが好ましい。
なお、この場合の利点としては、筐体２に設けられたＸ軸およびＹ軸に対して加速度センサ７の第１および第２感度軸ＳｘおよびＳｙが相対移動しないことがあげられる。これにより、加速度センサ７により検出された加速度の方向がＸ軸およびＹ軸に一致し、補正演算部２１における駆動量の演算の精度が高くなる。
（５）
光学系Ｏにプリズムのような屈曲光学系が含まれている場合も考えられる。この場合、被写体からプリズムまでの入射光軸が前述の光軸Ａに相当することになる。このため、加速度センサ７は入射光軸を基準に設けられる。
【０１１３】
（６）
前述の実施形態では、撮像素子１７の中心、回転駆動ユニット１１の回転軸Ｋおよび加速度センサ７の検出中心Ｃが光軸Ａと概ね一致しているが、像振れ補正効果が高まる範囲内において、これらが互いにずれていてもよい。
特に、加速度センサ７は、回転駆動ユニット１１の回転プレート１８上に配置されていれば、前述のように筐体２の動きに合わせて回転プレート１８が回転するため、光軸Ａ上で検出した場合の加速度とほぼ同じ大きさおよび方向の加速度を検出することができる。このため、加速度センサ７が回転駆動ユニット１１に設けられていればよく、検出中心Ｃが光軸Ａ上に配置されている必要はない。
また、加速度センサ７および撮像素子１７がともに回転プレート１８上に設けられているため、加速度センサ７および撮像素子１７の相対位置が変化しない。例えば、撮像素子１７が回転駆動ユニット１１によりカメラ１の光軸Ａ回りの回転に応じて駆動される場合、それに応じて加速度センサ７も筐体２に対して回転駆動される。このため、地球の鉛直方向（あるいは水平方向）に対する撮像素子１７および加速度センサ７の姿勢が一定に保たれる。このため、加速度センサ７により検出された加速度ＡｘおよびＡｙから算出された変位量が、回転駆動ユニット１１の回転軸Ｋでの変位量とほぼ同じ値となる。これにより、回転中心Ｏｃと加速度センサ７の検出中心Ｃとがずれている場合であっても、加速度センサ７の検出加速度から算出された変位量が回転中心Ｏｃのズレによる影響を受けにくくなる。
【０１１４】
（７）
前述の実施形態では、ピッチ方向、ヨー方向およびロール方向の全ての像振れに対して、前述の補正方法を利用しているが、ピッチ方向、ヨー方向およびロール方向のうちいずれか１つの成分を前述の方法で補正すれば、カメラ１の像振れ補正性能が向上する。例えば、ピッチ方向のみに対して前述の補正方法を適用し、かつ、ヨー方向およびロール方向の像振れに対しては従来の補正方法を適用した場合であっても、カメラ１の像振れ補正性能を高めることができる。
また、前述の実施形態では、回転駆動ユニット１１を用いてロール方向の像振れを補正しているが、回転駆動ユニット１１が搭載されていなくてもよい。この場合、ピッチ方向およびヨー方向のうち少なくともいずれか一方に対して前述の補正方法が適用されていれば、カメラの像振れ補正性能を高めることができる。
【０１１５】
（８）
前述の実施形態では、像振れ補正開始時あるいは電源ＯＮ時から像振れ補正開始時までの加速度センサ７の出力値を重力加速度としているが、重力加速度の決定方法はこの方法に限定されない。例えば、第１〜第３角速度センサ４〜６のそれぞれの検出角速度が所定値以下になった場合の検出加速度を重力加速度としてもよい。この場合、カメラ１の動きがほとんどない状態の検出加速度が重力加速度となるため、重力加速度成分に遠心力などの余分な成分が含まれにくくなり、重力加速度成分の精度が高まる。これにより、像振れ補正時において加速度センサ７の検出加速度から重力加速度成分を除去することができ、変位量の精度を高めることができる。
さらに、撮像素子１７により取得される画像信号をもとにカメラ１が水平状態（例えば、Ｙ軸が鉛直方向に平行な状態）であるか否かが判断可能である。この場合、カメラ１が水平状態の場合の検出加速度を重力加速度とすることができ、重力加速度成分の精度をより高めることができる。なお、この場合は、回転駆動ユニット１１により加速度センサ７を筐体２に対して回転させなくても、重力加速度成分の精度を高めることができる。
【０１１６】
（９）
前述の第１実施形態では、光学式の像振れ補正装置を用いて説明しているが、センサシフト方式あるいは電子式の像振れ補正装置であってもよい。センサシフト方式とは、撮像素子１７を光軸Ａに対して移動させることで像振れ補正を行う方式である。電子式とは、撮像素子１７により得られた画像信号に所定の像振れ補正処理を施すことで像振れ補正を行う方式である。電子式の場合、像振れ補正処理を施すことにより画像の劣化が懸念されるが、その画像の劣化以上に、振れ量あるいは補正角度の精度の向上に伴って像振れ補正性能が向上すれば、カメラの像振れ補正性能が高まっていると言える。
同様に、前述の第２実施形態では、光学式およびシフトセンサ方式の像振れ補正装置を組み合わせた例について説明しているが、一方の像振れ補正装置が電子式であってもよい。例えば、光学式および電子式の像振れ補正装置を組み合わせて使用しても、像振れ補正性能の向上が期待できる。同様に、センサシフト方式および電子式の像振れ補正装置を組み合わせて使用しても、像振れ補正性能の向上が期待できる。
【０１１７】
（１０）
前述の実施形態では、一体型のカメラを例に説明しているが、本発明は交換レンズおよびカメラ本体からなる一眼レフカメラにも適用可能である。
例えば、図３２に示すように、一眼レフカメラ３０１（カメラシステムの一例）は、カメラ本体３０２と、カメラ本体３０２に装着可能な交換レンズ３０３と、を有している。カメラ本体３０２には、撮像素子１７と、測距装置８と、第１〜第３角速度センサ４〜６と、加速度センサ７と、マイコン２０と、が搭載されている。交換レンズ３０３には、光学系Ｏと、補正レンズ９と、第１駆動ユニット１０と、第２駆動ユニット１２と、ズーム駆動ユニット１３と、が搭載されている。
この一眼レフカメラ３０１であっても、前述のカメラ１と同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
なお、図３２に示す一眼レフカメラ３０１は一例であり、第１〜第３角速度センサ４〜６、加速度センサ７およびマイコン２０などの構成要素は、カメラ本体３０２および交換レンズ３０３のうちいずれに設けられていてもよい。
また、カメラ１や一眼レフカメラ３０１のような撮像装置としては、例えば、静止画撮影のみ可能な装置、動画撮影のみ可能な装置、および静止画撮影および動画撮影が可能な装置が考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明に係るカメラでは、上記の構成を有しているため、像振れ補正性能の向上を図ることができる。このため、本発明は、装置の振れにより像振れが生じ得るデジタルスチルカメラ、デジタル一眼レフカメラおよびデジタルビデオカメラなどのカメラの分野で有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  カメラ
２  筐体
３  レンズ鏡筒
４  第１角速度センサ（角度取得部の一例）
５  第２角速度センサ（角度取得部の一例）
６  第３角速度センサ（角度取得部の一例）
７  加速度センサ（変位取得部の一例）
８  測距装置
９  補正レンズ（補正光学系の一例）
１０  第１駆動ユニット（光学系駆動部の一例）
１１  回転駆動ユニット（回転駆動部の一例）
１２  第２駆動ユニット（光学系駆動部の一例）
１３  ズーム駆動ユニット
２０  マイコン
２１  補正演算部
２２  駆動制御部
２３  変位量演算部（変位取得部の一例）
２４  角度演算部（角度取得部の一例）
２４０  センサ駆動ユニット（撮像素子駆動部の一例）
３０１  一眼レフカメラ（カメラシステムの一例）
３０２  カメラ本体
３０３  交換レンズ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009060626.tif 000103
【図２】
2009060626.tif 000104
【図３】
2009060626.tif 000105
【図４】
2009060626.tif 000106
【図５】
2009060626.tif 000107
【図６】
2009060626.tif 000108
【図７】
2009060626.tif 000109
【図８】
2009060626.tif 000110
【図９】
2009060626.tif 000111
【図１０】
2009060626.tif 000112
【図１１】
2009060626.tif 000113
【図１２】
2009060626.tif 000114
【図１３】
2009060626.tif 000115
【図１４】
2009060626.tif 000116
【図１５】
2009060626.tif 000117
【図１６】
2009060626.tif 000118
【図１７】
2009060626.tif 000119
【図１８】
2009060626.tif 000120
【図１９】
2009060626.tif 000121
【図２０】
2009060626.tif 000122
【図２１】
2009060626.tif 000123
【図２２】
2009060626.tif 000124
【図２３】
2009060626.tif 000125
【図２４】
2009060626.tif 000126
【図２５】
2009060626.tif 000127
【図２６】
2009060626.tif 000128
【図２７】
2009060626.tif 000129
【図２８】
2009060626.tif 000130
【図２９】
2009060626.tif 000131
【図３０】
2009060626.tif 000132
【図３１】
2009060626.tif 000133
【図３２】
2009060626.tif 000134
【国際調査報告】
2009060626.tif 000135
2009060626.tif 000136
2009060626.tif 000137
2009060626.tif 000138