(57)【要約】【課題】方位検出装置の撮像装置への取り付け精度が十分でない場合や、取り付けの向きが決まっていない場合でも、撮像した方向を正確に検出する。【解決手段】撮像装置１００は、姿勢検出部１０６と、方位を検出できる電子コンパス１１７と自身の姿勢を検出できる姿勢検出部１１９とを有する方位検出装置１０１を着脱可能に固定できる固定部１１５と、姿勢検出部１０６と姿勢検出部１１９に複数回にわたって同じタイミングで姿勢の検出を行わせ、姿勢検出部１０６と姿勢検出部１１９による姿勢の検出の結果から、固定部１１５に固定される方位検出装置１０１との相対角度を算出するＣＰＵ１０８とを有する。【選択図】図１
2014209690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
姿勢を検出する第１の姿勢検出手段と、
方位を検出する方位検出手段と姿勢を検出する第２の姿勢検出手段とを有する方位検出装置と通信する通信手段と、
前記第１の姿勢検出手段による姿勢の検出の結果と、前記第１の姿勢検出手段による姿勢の検出に対応して実行される前記第２の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出の結果とに基づき、前記方位検出手段により検出された方位を補正する補正手段と、
前記撮像手段により生成された画像データに前記補正手段により補正された方位を関連付ける関連付け手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の姿勢検出手段による姿勢の検出の結果と、前記第２の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出の結果とに基づき、前記方位検出装置が前記撮像装置に固定されているか否かを判定する判定手段をさらに有し、
前記関連付け手段は、前記判定手段により前記方位検出装置が前記撮像装置に固定されていないと判定された場合、前記関連付けを行わないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記判定手段は、撮像の指示を受け付けてから前記撮像手段が画像データを生成するよりも前のタイミングに前記第１の姿勢検出手段により検出される姿勢と、前記タイミングに前記第２の姿勢検出手段により検出される姿勢とに基づき前記方位検出装置が前記撮像装置に固定されているか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記第１の姿勢検出手段が検出した複数の姿勢と、前記第２の姿勢検出手段が検出した複数の姿勢とに基づき、前記方位検出装置が前記撮像装置に固定されているか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の姿勢検出手段により検出される複数の姿勢から求められる前記撮像装置の姿勢の変化と、前記第２の姿勢検出手段により検出される複数の姿勢から求められる前記方位検出装置の姿勢の変化との差が、所定の差よりも小さい場合、前記判定手段は、前記方位検出装置が前記撮像装置に固定されていると判定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の姿勢検出手段により姿勢が検出されるタイミングに応じて、前記第１の姿勢検出手段により検出される姿勢に対応する姿勢を、前記第２の姿勢検出手段により検出させるよう前記方位検出装置を制御する制御手段を更に有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記補正手段は、撮像方向を基準として前記方位検出装置との相対角度を決定することにより、前記方位検出手段により検出された方位を補正することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の姿勢検出手段により検出される複数の姿勢うち、特定の姿勢が他の姿勢と同じと判断された場合、前記補正手段は前記特定の姿勢を前記補正に用いないことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第２の姿勢検出手段により検出される複数の姿勢うち、特定の姿勢が他の姿勢と同じと判断された場合には、前記補正手段は前記特定の姿勢を前記補正に用いないことを特徴とする請求項４または８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の姿勢検出手段は、加速度センサを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記方位検出装置は更に、前記方位検出装置の位置を示す位置情報を取得する手段を有し、
前記通信手段は、前記方位検出装置で取得された位置情報を、前記方位検出装置から受信し、
前記関連付け手段は更に、前記方位検出装置から受信した位置情報を前記画像データに関連付けることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
姿勢を検出する第１の姿勢検出手段を有する撮像装置と通信することが可能な方位検出装置であって、
方位を検出する方位検出手段と、
前記方位検出装置の姿勢を検出する第２の姿勢検出手段と、
前記第１の姿勢検出手段による前記撮像装置の姿勢の検出結果と前記第２の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出結果とに基づき、前記方位検出手段が検出した方位を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された方位を前記撮像装置に送信する送信手段と
を有することを特徴とする方位検出装置。
【請求項１３】
姿勢を検出する第１の姿勢検出ステップと、
方位を検出する方位検出手段と自身の姿勢を検出する第２の姿勢検出手段とを有する方位検出装置と通信する通信ステップと、
前記第１の姿勢検出ステップでの姿勢の検出の結果と、前記第２の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出との結果とに基づき、前記方位検出手段により検出された方位を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１４】
姿勢を検出する第１の姿勢検出手段を有する撮像装置と通信することが可能な方位検出装置の制御方法であって、
方位を検出する方位検出ステップと、
前記方位検出装置の姿勢を検出する第２の姿勢検出ステップと、
前記第１の姿勢検出手段による前記撮像装置の姿勢の検出結果と前記第２の姿勢検出ステップでの前記方位検出装置の姿勢の検出結果とに基づき、前記方位検出ステップで検出する方位を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする方位検出装置の制御方法。
【請求項１５】
コンピュータを、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１６】
コンピュータを、請求項１２に記載の方位検出装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、姿勢を検出することができる撮像装置、および姿勢を検出することができる方位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラに、電子コンパス、を搭載し、撮像した画像に、撮像方向の情報を関連付けることが行われている。例えば、特許文献１には、自機の向いている方向を、電子コンパスを用いて検出し、画像データに関連付けて保存する電子コンパス内蔵デジタルカメラが開示されている。また、電子コンパスをデジタルカメラに内蔵するのではなく、着脱可能な外部アクセサリとして提供するものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電子コンパスを着脱可能とした場合、実際の撮像方向から大きくずれる可能性がある。電子コンパスの取得する方位情報は、電子コンパスが向いている方向を示すものであり、撮像装置の撮像方向を示すものではない。したがって、電子コンパスと撮像装置との位置関係が定まっていない場合、つまり撮像装置と電子コンパスとがそれぞれ互いに異なる方向を自由に向いてしまうような場合は、電子コンパスが示す方位情報が撮像方向を示していない可能性が高い。そのため、実際の撮像方向とは異なる方向を示す、不適切な方位情報が、画像データに対応づけられてしまう可能性がある。
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、適切な方位情報を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、姿勢を検出する第１の姿勢検出手段と、方位を検出する方位検出手段と姿勢を検出する第２の姿勢検出手段とを有する方位検出装置と通信する通信手段と、前記第１の姿勢検出手段による姿勢の検出の結果と、前記第１の姿勢検出手段による姿勢の検出に対応して実行される前記第２の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出の結果とに基づき、前記方位検出手段により検出された方位を補正する補正手段と、前記撮像手段により生成された画像データに前記補正手段により補正された方位を関連付ける関連付け手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明の方位検出装置は、姿勢を検出する第１の姿勢検出手段を有する撮像装置と通信することが可能な方位検出装置であって、方位を検出する方位検出手段と、前記方位検出装置の姿勢を検出する第２の姿勢検出手段と、前記第１の姿勢検出手段による前記撮像装置の姿勢の検出結果と前記第２の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出結果とに基づき、前記方位検出手段が検出した方位を補正する補正手段と、前記補正手段により補正された方位を前記撮像装置に送信する送信手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、適切な方位情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態にかかる撮像装置と方位検出装置とが適用された撮像システムの全体を表すブロック図である。
【図２】本発の実施形態にかかる撮像装置と方位検出装置の固定形態を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる撮像装置と方位検出装置の内部演算における座標系を示した図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる相対角度の演算の処理を表したフローチャートである。
【図５】複数回にわたる姿勢の検出の結果を表した図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる方位情報算出方法の処理を表したフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態にかかる撮像装置と方位検出装置のそれぞれの加速度センサ出力の時間変化を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
＜撮像システム＞
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる撮像装置１００と方位検出装置１０１とが適用された撮像システムの構成を示すブロック図である。
本実施形態にかかる撮像装置１００には、デジタルカメラが適用される。ただし、撮像装置１００はデジタルカメラに限定されるものではない。例えば、撮像装置１００は、撮像機能を有する携帯電話や、タブレットデバイス、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置であってもよい。
ＣＰＵ１０８は、入力された信号や、後述のコンピュータプログラムの実行により、撮像装置１００の各部を制御する。なお、ＣＰＵ１０８が撮像装置１００の各部を制御する構成に代えて、複数のハードウェアが制御のための処理を分担することで撮像装置１００の各部を制御してもよい。
撮像センサ１０４は、レンズ１０５により結像された被写体の光学像を、電気信号である画像データに変換する。そして、撮像センサ１０４は、画像データに対してノイズ低減処理などを行い、デジタル形式の画像データを生成して出力する。撮像センサ１０４が出力（生成）した画像データは、バッファメモリとして機能する作業用メモリ１１１に一時的に保持される。ＣＰＵ１０８は、作業用メモリ１１１に保持された画像データに対して所定の演算を行い、記録媒体１１０に記録する。画像データに対する所定の処理には、撮像装置１００の向きを示す補正した方位情報（後述）を関連付ける処理が含まれる。
不揮発性メモリ１１２は、電気的に消去・記録可能な不揮発性のメモリである。不揮発性メモリ１１２には、ＣＰＵ１０８が実行するコンピュータプログラム（後述）等が格納される。
作業用メモリ１１１は、たとえば揮発性メモリ（ＲＡＭ）が適用される。作業用メモリ１１１は、撮像センサ１０４で撮像された画像データを一時的に保持するバッファメモリや、表示部１０９の画像表示用メモリ、ＣＰＵ１０８の作業領域等として使用される。
操作部１１４は、撮像装置１００に対する指示をユーザから受け付けるために用いられる。操作部１１４は例えば、ユーザが撮像装置１００の電源のＯＮ／ＯＦＦを指示するための電源ボタンや、撮像を指示するためのレリーズスイッチ、画像データの再生を指示するための再生ボタンなどの操作部材を含む。また、表示部１０９に形成されるタッチパネルも操作部１１４に含まれる。ＣＰＵ１０８は、ユーザによる操作部１１４への操作を検出すると、操作部１１４の操作部材や操作内容に対応付けられた処理を実行する。特に、ＣＰＵ１０８は、リレーズスイッチの操作（撮像の指示）を検出すると、撮像処理を実行する。撮像処理は、撮像の指示にしたがって、撮像を実行して画像データを生成する処理である。撮像処理においては、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、レンズ１０５や撮像センサ１０４を制御し、撮像センサ１０４はＣＰＵ１０８による制御にしたがって画像データを生成する。
表示部１０９は、撮像の際のビューファインダー画像の表示、撮像した画像データの表示、対話的な操作のための文字表示などを行う。なお、表示部１０９は、必ずしも撮像装置１００に設けられなくてもよい。撮像装置１００は、少なくとも、表示部１０９と接続することができ、表示部１０９の表示を制御する表示制御機能を有していればよい。
記録媒体１１０は、撮像センサ１０４から出力された画像を記録することができる。記録媒体１１０は、撮像装置１００に着脱可能なよう構成してもよいし、撮像装置１００に内蔵されていてもよい。すなわち、撮像装置１００は、少なくとも記録媒体１１０にアクセスする手段を有していればよい。
姿勢検出部１０６（第１の姿勢検出手段）は、撮像装置１００の姿勢を検出する。姿勢検出部１０６（第１の姿勢検出手段）には例えば加速度センサを用いることができる。
通信部１０７は、外部装置と接続するためのインターフェースである。本実施形態にかかる撮像装置１００は、通信部１０７を介して、外部装置とデータを送受信できる。なお、本実施形態では、通信部１０７はアンテナであり、ＣＰＵ１０８は、アンテナを介して、外部装置と無線でデータを送受信できる。データ通信のプロトコルには、例えば無線ＬＡＮを通じたＰＴＰ／ＩＰ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が適用できる。なお、外部装置との通信方法は、これに限られるものではない。例えば、通信部１０７は、赤外線通信モジュール、Ｂｌｕｅｗｔｏｏｔｈ（登録商標）通信モジュール、ＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＢ等の無線通信モジュールを含むことができる。さらには、ＵＳＢケーブルやＨＤＭＩ（エイチディーエムアイ・ライセンシング，エルエルシーの登録商標）、ＩＥＥＥ１３９４など、有線接続であってもよい。
【００１１】
固定部１１５は、方位検出装置１０１を撮像装置１００に固定するための固定具である。例えば、固定部１１５は、ストロボ装置等の周辺機器を固定可能なアクセサリシュー等である。なお、周辺機器には、方位検出装置１０１も含まれる。この固定部１１５が方位検出装置１０１の固定部１２１に係合することにより、方位検出装置１０１が撮像装置１００に着脱可能に固定される。なお、本実施形態においては、方位検出装置１０１は、方位検出装置１０１に含まれる電子コンパス１１７が取得する方位情報の示す方向と、撮像装置１００の撮像方向（レンズ１０５の光軸方向）とが一致するように固定される。
【００１２】
次に、本実施形態にかかる方位検出装置１０１の構成について説明する。本実施形態にかかる方位検出装置１０１は、撮像装置１００に着脱可能に固定できる。そして、方位検出装置１０１は、自身の位置および方向を検出し、検出結果を撮像装置１００に送信することができる。
ＣＰＵ１１８は、入力された信号や、後述のプログラムの実行によって、方位検出装置１０１の各部を制御する。なお、ＣＰＵ１１８が方位検出装置１０１の全体を制御する構成に代えて、複数のハードウェアが制御のための処理を分担することで、方位検出装置１０１の各部を制御してもよい。
ＧＰＳ１２０は、測位処理を行う。測位処理とは、ＧＰＳ衛星から信号を受信し、受信した信号から方位検出装置１０１の位置を示す位置情報を取得する処理である。ＧＰＳ１２０が取得した位置情報は、通信部１１６を介して撮像装置１００に送信することができる。送信された位置情報は、撮像装置１００が撮像した画像に、撮像位置として関連付けられる。たとえば、撮像装置１００のＣＰＵ１０１は、ＧＰＳ１２０が取得した位置情報を受信し、撮像した（生成した）画像データに受信した位置情報を関連付ける。本実施形態では、位置情報は、緯度・経度の座標で表される。なお、本実施形態にかかる方位検出装置１０１は、ＧＰＳ１２０を用いる構成に代えて、例えば携帯電話の基地局といった外部装置や加速度センサなどから位置情報を取得する装置であってもよい。あるいは、ＧＰＳ１２０とそれらを併用する構成であってもよい。
電子コンパス１１７（方位検出手段）は、方位検出装置１０１自身の向いている方位を検出する。電子コンパス１１７（方位検出手段）には、例えば地磁気センサが適用できる。
姿勢検出部１１９（第２の姿勢検出手段）は、方位検出装置１０１自身の姿勢を検出する。姿勢検出部１１９（第２の姿勢検出手段）には、例えば加速度センサが適用できる。
このほか、方位検出装置１０１は、撮像装置１００と同様に、不揮発性メモリと作業用メモリとを有する（いずれも図略）。不揮発性メモリには、方位検出装置１０１を制御するためのコンピュータプログラムが格納される。
【００１３】
＜方位検出装置の撮像装置への固定形態＞
図２は、方位検出装置１０１を撮像装置１００に着脱可能に固定するための固定態様の例を模式的に示す図である。
図２（ａ）は、方位検出装置１０１を撮像装置１００のアクセサリシューに取り付けた態様を模式的に示す図である。アクセサリシューは、撮像装置１００の撮像方向（光軸の向き）に対して、メカ的に高い精度で構成されている。そのため、方位検出装置１０１がアクセサリシューに取り付けられると、方位検出装置１０１の正面方向が、撮像装置１００の撮像方向と一致する。ただし、方位検出装置１０１の固定部の寸法精度や、方位検出装置１０１の内部の各種センサの取り付け精度が不十分であると、たとえば１°単位といった高い精度で正確に撮像方向を検出できないことがある。方位検出装置１０１と撮像装置１００とは、通信部１０７、１１６を介して信号の送受信を行う。ここで、通信部１０７、１１６を介して送受信する信号には、方位情報や位置情報が含まれる。ただし、図２（ａ）に示すように、ケーブル２０１によって信号を送受信可能に接続される構成であってもよい。
【００１４】
図２（ｂ）は、方位検出装置１０１がアングル２０２を介して撮像装置１００に着脱可能に固定される態様を模式的に示す図である。アングル２０２は、撮像装置１００に設けられる三脚取り付け用のネジ穴を用いて撮像装置１００に着脱可能に固定される。そして、方位検出装置１０１と撮像装置１００とは、通信部１０７，１１６を介して信号の送受信を行う。ただし、図２（ｂ）に示すように、ケーブル２０１によって信号を送受信可能に接続される構成であってもよい。この態様は、撮像装置１００のアクセサリシューにストロボなどが取り付けている場合など、アクセサリシューが使えない場合に用いられる態様である。三脚取り付け用のねじ穴にアングル２０２を締め付けただけでは、撮像装置１００とアングル２０２との取り付け方向が定まらない。このため、結果として、撮像装置１００と、方位検出装置１０１との相対的な取り付け方向が定まらない。
【００１５】
図３は、本実施形態にかかる撮像装置１００と、本実施形態にかかる方位検出装置１０１の内部演算における座標系を模式的に示した図である。具体的には、図３（ａ）は、方位検出装置１０１を撮像装置１００に固定した状態を示す図である。図３（ｂ）は、撮像装置１００の座標系を模式的に示す図である。図３（ｃ）は、方位検出装置１０１の座標系を模式的に示す図である。図３（ｄ）は、撮像装置１００の座標系と方位検出装置１０１の座標系を重ねて示す図である。撮像装置１００と方位検出装置１０１は、内部演算の際には、図３（ｂ）と図３（ｃ）に示すように、それぞれの独自の座標系を用いる。
図３（ｂ）に示すように、撮像装置１００は、ｚ軸の正の方向を撮像方向（すなわち、レンズ１０５の光軸の方向）と定義している。撮像装置１００の姿勢検出部１０６（加速度センサ）は、この座標系に合うように（この座標系を基準として）出力を補正し、補正した出力を加速度センサ出力としている。
図３（ｃ）に示すように、方位検出装置１０１は、Ｚ軸の正の方向を、方位検出装置１０１の正面方向と定義している。方位検出装置１０１の姿勢検出部１１９（加速度センサ）、および、電子コンパス１１７（地磁気センサ）は、この座標系に合うように出力を補正し、補正した出力をそれぞれ、加速度センサ出力、電子コンパス出力としている。
方位検出装置１０１を撮像装置１００に固定した状態において、取り付け精度が十分に高ければ、それぞれの座標系における３つの軸は重なる。しかしながら実際には、図３（ｄ）に示すように、方位検出装置１０１と撮像装置１００の方向を合わせたつもりでも、さまざまな部分の寸法誤差が積み重なって座標系の軸にずれが生じる。図３（ｄ）は、撮像装置１００の座標系と方位検出装置１０１の座標系のずれを模式的に示す図である。このようなずれがある場合には、このずれを補正しなければ、方位検出装置１０１が検出した撮像方向は、実際の撮像方向に対してずれの分だけ精度が低下する。
【００１６】
＜方位情報の算出方法について＞
次に、本実施形態にかかる方位情報算出方法について説明する。本実施形態においては、撮像装置１００と方位検出装置１０１とが協働して方位情報算出方法の処理を実行する。そして、この方位情報算出方法を実行することによって、両装置間の固定方向のずれを補正する。
【００１７】
図４（ａ）は、本実施形態にかかる撮像装置１００の動作を示すフローチャートである。図４（ａ）のフローチャートに示す処理を実行するためのコンピュータプログラムは、あらかじめ不揮発性メモリ１１２に格納されている。そして、ＣＰＵ１０８は、このコンピュータプログラムを不揮発性メモリ１１２から読み出し、作業用メモリ１１１に展開して実行する。これにより、ＣＰＵ１０８は撮像装置１００の各部を制御し、図４（ｂ）に示す処理が実現する。
また、図４（ｂ）は、本実施形態にかかる方位検出装置１０１の動作を示すフローチャートである。図４（ｂ）に示す処理を実行するためのコンピュータプログラムは、あらかじめ、方位検出装置１０１の不揮発性メモリ（図略）に格納されている。そして、ＣＰＵ１１８は、このコンピュータプログラムを不揮発性メモリから読み出し、作業用メモリ（図略）に展開して実行する。これにより、ＣＰＵ１１８は、方位検出装置１０１の各部を制御し、図４（ｂ）に示す処理が実現する。
撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、撮像装置１００の電源がＯＮになると、図４（ａ）に示すフローチャートの処理を開始する。同様に、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、方位検出装置１０１の電源がＯＮになると（または、撮像装置１００から電力の供給が開始されると）、図４（ｂ）に示す処理を開始する。
【００１８】
撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、ステップＳ４０１において、撮像装置１００と方位検出装置１０１が互いに固定されたかどうかを検出する（固定判定処理）。
同様に、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、ステップＳ４１０において、撮像装置１００と方位検出装置１０１が互いに固定されたかどうかを検出する（固定判定処理）。
固定の検知については、例えば撮像装置１００の固定部１１５と方位検出装置１０１の固定部１２１の少なくとも一方に設けられたハードウェアスイッチを利用してもよい。または、例えば、撮像装置１００のＣＰＵ１０８が、通信部１０７を介して固定されたことを示す情報を受信することにより検知してもよい。固定が検出されない場合、本ステップの処理を繰り返す。一方、固定が検知された場合、処理はステップＳ４０２に進む。同様に、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、撮像装置１００への固定が検出されるまでステップＳ４１０の処理を繰り返し、固定が検出された場合にはステップＳ４１１に進む。
【００１９】
撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、ステップＳ４０２において、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、ステップＳ４１１において、それぞれ通信部１０７、１１６を介して撮像装置１００と方位検出装置１０１との通信を確立する。
このステップで確立する通信は、有線でも無線でも構わない。また、撮像装置１００と方位検出装置１０１との通信の確立のタイミングは、このタイミングに限られるものではない。例えば、本フローチャートの処理が開始する前に撮像装置１００と方位検出装置１０１との通信が確立していてもよい。その場合、本ステップは実行されない。また、その場合、本フローチャートの処理は、撮像装置１００と方位検出装置１０１との通信の確立に応じて開始されるようにしてもよい。
【００２０】
撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、ステップＳ４０３において、姿勢検出部１０６（加速度センサ）の出力を検出し記憶する。
また、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、ステップＳ４１２において、姿勢検出部１１９（加速度センサ）の出力を検出して記憶する。
なお、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、このステップＳ４０３における姿勢検出部１０６（加速度センサ）の出力の検出タイミングを、方位検出装置１０１がステップＳ４１２において実行する加速度センサの出力の検知のタイミングと同期するよう制御する。タイミングの同期の方法としては、例えば、次のような方法が適用できる。まず、撮像装置１００のＣＰＵ１０８が、姿勢検出部１０６の出力の検出タイミングを、方位検出装置１０１に通信部１０７を介して送信する。方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、撮像装置１００から受信した検出タイミングと同じタイミングで、姿勢検出部１１９の出力を検出する。
【００２１】
なお、姿勢検出部１０６、１１９（加速度センサ）の出力を記憶するタイミングは、撮像装置１００と方位検出装置１０１とが静止状態にあるタイミングであることが望ましい。これは、撮像装置１００と方位検出装置１０１とでは姿勢検出部１０６、１１９（加速度センサ）の位置が異なるため、撮像装置１００と方位検出装置１０１とが動いていると出力が異なる可能性があるからである。このため、撮像装置１００の姿勢検出部１０６と方位検出装置１０１の姿勢検出部１１９の出力が激しく変動することが無く、重力加速度の大きさと一致する状態で記録することが理想的である。
そこで、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、姿勢検出部１０６としての加速度センサの出力の単位時間当たりの変動が閾値以上であるか否かの判定を行う（静止判定手段）。そして、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、出力の単位時間当たりの変動が閾値未満である場合には、撮像装置１００が静止していると判定する。なお、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８が、姿勢検出部１１９の出力に基づいて静止判定を行ってもよい。この場合には、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、静止判定の結果を、通信部１１６を介して撮像装置１００に送信する。
【００２２】
撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、このステップＳ４０３において、姿勢検出部１０６の出力を複数回（少なくとも３回）にわたって検知し、それぞれの場合での撮像装置１００の姿勢を決定する。そして、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、このステップＳ４１２において、姿勢検出部１１９の出力を撮像装置１００に同期して同じ回数だけ複数回にわたって検出する。
図５（ａ）は、撮像装置１００の３回の姿勢検出結果の一例を模式的に示し、図５（ｂ）は、方位検出装置１０１の３回の姿勢検出結果の一例を模式的に示す。３回の検出タイミングにおける姿勢は、図５のように、なるべく異なる方向を示すことが望ましい。すなわち、撮像装置１００および方位検出装置１０１を様々な向きに傾けた状態で姿勢を検出することが望ましい。
【００２３】
ここで、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、出力が異なる方向を示さない場合には、相対角度データの演算には使用しないようにする。例えば、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、複数回のうちのある特定の回の姿勢の検出の結果を、当該ある特定の回の直前の回の姿勢の検出の結果と比較する。そして、ある特定の回とその直前の回とが同じ結果である場合には、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、再び姿勢の検出を行う。そして、前記ある特定の回の姿勢の検出の結果を、新たな検出の結果に更新する。このようにして、複数回にわたる姿勢の検出の結果が、互いに異なる結果となるまで、姿勢の検出を行う。すなわち、ある特定の回がその直前の回と同じ結果である場合には、当該ある特定の回の結果を演算に用いない。
【００２４】
なお、演算に使用するための姿勢検出の回数は３回に限定されるものではない。さらに多くの姿勢の情報を使うことで、さらに演算精度を高めることが可能である。
【００２５】
方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、ステップＳ４１３において、姿勢検出部１１９の出力の結果を、通信部１１６を介して撮像装置１００に送信する。
撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、ステップＳ４０４において、方位検出装置１０１の姿勢検出部１１９の検出結果を受信する。
【００２６】
撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、ステップＳ４０５において、それぞれの姿勢検出部１０６、１１９の出力に基づき、撮像装置１００と方位検出装置１０１との相対角度を算出する。この相対角度が、撮像装置１００の撮像方向と方位検出装置１０１の方向とのずれ量となる。具体的な算出方法については後述する。このように、撮像装置１００の撮像方向を基準として、方位検出装置１０１の相対角度を算出（決定）する。
【００２７】
撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、ステップＳ４０６において、算出して得られた相対角度のデータを、通信部１０７を介して方位検出装置１０１に送信する。
方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、ステップＳ４１４において、撮像装置１００がステップＳ４０６において送信した相対角度のデータを、通信部１１６を介して受信する。
【００２８】
方位検出装置１０１は、これ以降、姿勢検出部１１９から取得する方位情報を、この相対角度のデータを用いて補正する。これにより、方位検出装置１０１は、撮像装置１００の向きと方位検出装置１０１の向きのずれをキャンセルした方位情報を生成し、通信部１１６を介して撮像装置１００に提供することができる。その結果、撮像装置１００は、自機の向きを示す精度の高い方位情報を利用することができる。なお、ステップＳ４０３〜ステップＳ４０６の処理、およびステップＳ４１２〜ステップＳ４１４の処理は、定期的に繰り返し実行されてもよい。その場合、繰り返し実行される度に、相対角度のデータを更新する。これにより、ズレの量が変化してしまう場合にも対応することができる。
【００２９】
次に、相対角度の演算方法について説明する。図５において、撮像装置１００の姿勢検出部１０６が複数回（ここでは３回）にわたって検出した３つの異なる姿勢における加速度センサ出力を姿勢１、姿勢２、姿勢３とする。そして、これらの加速度センサ出力ベクトルを、それぞれ、
姿勢１：（ｘ１  ，  ｙ１  ，  ｚ１）
姿勢２：（ｘ２  ，  ｙ２  ，  ｚ２）
姿勢３：（ｘ３  ，  ｙ３  ，  ｚ３）
とする。また、方位検出装置１０１の姿勢検出部１１９が検出した３つの異なる姿勢における加速度センサ出力を、姿勢１’、姿勢２’、姿勢３’とする。そして、これらの加速度センサ出力ベクトルを、それぞれ、
姿勢１’：（ｘ１’  ，  ｙ１’  ，  ｚ１’）
姿勢２’：（ｘ２’  ，  ｙ２’  ，  ｚ２’）
姿勢３’：（ｘ３’  ，  ｙ３’  ，  ｚ３’）
とする。また、基準となる撮像装置１００の撮像方向（光軸の向き）を、
（０  ，  ０  ，  Ａ）
とし、方位検出装置１０１の撮像方向（光軸の向き）を、
（ａ  ，  ｂ  ，  ｃ）
とする。方位検出装置１０１の座標系における（ａ  ，  ｂ  ，  ｃ）が求めたい未知数である。
【００３０】
それぞれの姿勢において、加速度センサの出力と撮像方向とがなす角度は、撮像装置１００で演算しても、方位検出装置１０１で演算しても、同一となる。これを条件とすると、それぞれの姿勢について、加速度センサの出力ベクトルと、撮像方向ベクトルとのベクトル内積は同一の値となる。これを式にあらわすと、
ａ×ｘ１’＋ｂ×ｙ１’＋ｘ×ｚ１’＝Ａ×ｚ１
ａ×ｘ２’＋ｂ×ｙ２’＋ｘ×ｚ２’＝Ａ×ｚ２
ａ×ｘ３’＋ｂ×ｙ３’＋ｘ×ｚ３’＝Ａ×ｚ３
となる。ここで、ａ、ｂ、ｃ以外は既知の数である。したがって、上記の連立方程式を解けば、求めたい方位検出装置１０１の方向（光軸の向き）である（ａ  ，  ｂ  ，  ｃ）を算出できる。
【００３１】
方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、このようにして演算された撮像方向データを基準として用いて、電子コンパス１１７の出力を補正する。これにより、撮像方向の方位を正確に算出することができる。すなわち、撮像装置１００と、撮像装置１００に着脱可能な方位検出装置１０１において、両装置の取り付け部の精度が低い場合や、両装置の向きが定まっていない場合でも、方位検出装置１０１は、撮像方向を正確に検出して撮像装置１００に提供できる。したがって、撮像装置１００は、正しい撮像方向の情報を、画像データに関連付けて記録することが可能になる。
【００３２】
以下に、相対角度を用いて補正した方位情報の利用について説明する。
図６は、本実施形態に係る方位検出装置１０１の動作を示すフローチャートである。方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、撮像装置１００との通信が確立すると、このフローチャートの処理を開始する。このフローチャートに示す処理を実行するためのコンピュータプログラムは、あらかじめ方位検出装置１０１の不揮発性メモリ（図略）に格納されている。そして、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、このコンピュータプログラムを不揮発性メモリから読み出し、作業用メモリ（図略）に展開して実行する。なお、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、このフローチャートに示す処理を、図４（ｂ）に示す処理の後に実行する。
【００３３】
まず、ステップＳ６０１にて、ＣＰＵ１１８は、撮像装置１００から方位情報の要求を受け付けたか否かを判断する。ＣＰＵ１１８は、撮像装置１００から方位情報の要求を受け付けていないと判断した場合、ステップＳ６０１の処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ１１８は、撮像装置１００から方位情報の要求を受け付けたと判断した場合には、ステップＳ６０２に進む。なお、撮像装置１００が方位情報の要求を送信するタイミングは、例えば撮像の指示を受け付けたタイミングや、一定時間の経過毎が考えられる。
ステップＳ６０２では、ＣＰＵ１１８は、電子コンパス１１７（地磁気センサ）を用いて地磁気を検出し、電子コンパス１１７の方向を示す方位情報を算出する。このステップの処理は、
ステップＳ６０３では、ＣＰＵ１１８は、予め保持している相対角度のデータに基づき、ステップＳ６０２で算出した方位情報に補正を施し、撮像装置１００の方向を示す方位情報を算出する。
ステップＳ６０４では、ＣＰＵ１１８は、撮像装置１００からの方情報の要求に対する応答として、ステップＳ６０３で算出した方位情報を、通信部１１６を介して撮像装置１００に送信する。送信された方位情報は、撮像装置１００の作業用メモリ１１１に保持される。
これにより、撮像装置１００は、撮像装置１００の向きを示す方位情報を利用することができる。たとえば、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、撮像した（生成された）画像データに、画像データを生成したタイミングにおける補正した方位情報を関連付ける。
【００３４】
［第２の実施形態］
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本発明の第２の実施形態にかかる撮像装置１００と方位検出装置１０１の機能構成は、第１の実施形態と共通の構成が適用できる。図７（ａ）は、本実施形態にかかる撮像装置１００の姿勢検出部１０６の出力の時間変化を表した図であり、図７（ｂ）は、本実施形態にかかる方位検出装置１０１の姿勢検出部１１９の出力を表した図である。なお、図７（ａ）と図７（ｂ）とは、同じタイミングでのそれぞれの出力を示す。撮像装置１００には、撮像処理の実行中において、シャッターや、絞り、ミラーといった部分が稼動し、撮像装置に固有の振動が発生する。撮像装置１００の本体と、方位検出装置１０１とが固定されている場合には、撮像装置１００と方位検出装置１０１の振動（姿勢の変化）は略同じになるから、姿勢検出部１０６，１１９による振動の検出結果は略同一となる。そこで、ＣＰＵ１０８は、この処理（固定判定処理）を、撮影処理の実行中に行う。具体的には、撮像の指示があってから撮像センサ１０４が画像データを生成するよりも前のタイミングで行う。方位検出装置１０１が撮像装置１００に固定されていない場合には、撮像装置に固有の振動は、撮像装置１００の姿勢検出部１０６のみで検出され、方位検出装置１０１の姿勢検出部１１９では検出されない。そこで、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、撮像装置１００の姿勢検出部１０６の出力と方位検出装置１０１の姿勢検出部１１９の出力とを比較する。そして、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、２つの出力が略同一となった場合に、方位検出装置１０１が撮像装置１００に固定されていると判断する（固定判定手段）。なお、ここでは、ＣＰＵ１０８は、２つの出力の差（姿勢の変化の差）が予め定められた値（所定の差）よりも小さい場合に、略同一であると判断する。この処理（固定判定処理）は、第１の実施形態のステップＳ４０１に対応する（図４参照）。
このように、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、方位検出装置１０１が撮像装置１００に固定されているか否かを検出し、固定されている場合に相対角度を算出する。これにより、撮像装置１００と方位検出装置１０１との相対角度を正確に算出することが可能である。そして、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８は、正確な相対角度で電子コンパス１１７の出力を補正する。撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、補正した相対角度のデータを用いて、撮像方向の方位情報を正確に決定し、画像データに関連付けて保存することが可能になる。なお、方位検出装置１０１が撮像装置１００に固定されていないと判定した場合には、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、画像データに方位情報を関連付ける処理を行わない。
【００３５】
［その他の実施形態］
上述の実施形態では、撮像装置１００にて相対角度を算出する例について述べた。しかしながら、撮像装置１００は撮像処理等、ＣＰＵ１０８の負荷の高い処理を実行する可能性がある。そこで、方位検出装置１０１のＣＰＵ１１８が相対角度を算出してもよい。この場合には、撮像装置１００のＣＰＵ１０８は、姿勢検出部１０６の出力を、通信部１１６を介して方位検出装置１０１に送信する。これにより、撮像装置１００のＣＰＵ１０８に負荷が集中することを防ぐことができる。
また、上述の実施形態では、相対角度を用いた補正を方位検出装置１０１において行う構成を示した。ただし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、撮像装置１００が相対角度のデータを保持し、撮像装置１００のＣＰＵ１０８が方位検出装置１０１から受信した方位情報を補正する構成であってもよい。
また、上述の第２の実施形態に加えて、両装置の比較する姿勢の変化として、撮像時に検出された姿勢の変化を利用してもよい。このようにするのは以下の理由による。すなわち、撮像時には、撮像のために構えるため、撮像装置１００が静止している状態である可能性が高く、撮像による振動以外には、重力加速度しか影響が無い状況に近いと考えられるためである。なお、この場合には、撮像装置１００が撮像の指示を受け付けたことに応じて、姿勢を検出するとともに、方位検出装置１０１に対して姿勢を検出させる指示を送信する。これにより、方位検出装置１０１でも、撮像のタイミング（撮像の指示を受け付けてから画像データを生成するタイミング）で姿勢を検出することができる。
【００３６】
なお、上述の実施形態は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
2014209690.tif 000003
【図２】
2014209690.tif 000004
【図３】
2014209690.tif 000005
【図４】
2014209690.tif 000006
【図５】
2014209690.tif 000007
【図６】
2014209690.tif 000008
【図７】
2014209690.tif 000009