(57)【要約】【課題】手ぶれによる画像ぶれの回転成分の変化にともなうシフト方向変化の影響を補正できること。【解決手段】撮像装置１は、被写体像を結像する撮像光学系２ａと、被写体像に対応する画像を撮像して画像信号を生成する撮像素子２ｂと、撮像した画像信号を処理する画像処理部３と、撮像素子２ｂが回転移動した場合の角速度を検出する角速度センサ４ａ〜４ｃとを備え、角速度センサ４ａ〜４ｃによって撮像光学系２ａの光軸をＺ軸とするＸＹＺ座標系の各座標軸回りの角速度を検出し、光軸回りの角速度をもとに手ぶれによる画像ぶれの回転成分を演算するとともに、すべての座標軸回りの角速度をもとに画像ぶれのシフト成分を演算する。【選択図】        図１
2006115346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を集光して被写体像を結像する撮像光学系と、
前記被写体像に対応する画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像光学系の光軸を座標軸の１つとする座標系の各座標軸回りの前記撮像手段の移動量を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記光軸回りの前記移動量をもとに、前記撮像手段と前記被写体像との相対移動によって発生する前記画像のぶれの回転成分を演算するとともに、前記座標系のすべての座標軸に対する各座標軸回りの前記移動量をもとに、前記相対移動によって発生する前記画像のぶれのシフト成分を演算する補正演算手段と、
前記補正演算手段の演算結果をもとに前記画像のぶれを補正する補正制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記撮像手段が複数の画像を撮像する場合、１つの画像を撮像してから次の画像を撮像するまでの各撮像フレーム期間内で、前記移動量を複数回検出し、
前記補正演算手段は、前記検出手段が前記撮像フレーム期間内で検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに前記回転成分を演算するとともに、前記撮像フレーム期間内で検出した前記座標系のすべての座標軸に対する各座標軸回りの前記移動量に基づく演算結果の総和を前記シフト成分とすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記各撮像フレーム期間内で前記移動量を所定周期で検出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】
前記補正演算手段は、前記検出手段が前記移動量を検出する毎に、前記撮像フレーム期間内で該検出までに検出した前記光軸回りの前記移動量の部分和をもとに演算した前記回転成分に基づいて、前記光軸回りを除く各座標軸回りの前記移動量をもとに演算した補助シフト成分を要素とする補助ベクトルの変換を順次行い、前記撮像フレーム期間内における前記補助ベクトルの変換結果の総和を前記シフト成分とすることを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補助ベクトルの変換は、前記部分和をもとに演算した前記回転成分に基づく回転行列と、前記補助ベクトルとの積演算であ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】
前記補正演算手段は、前記検出手段が前記移動量を検出する毎に、前記光軸回りを除く各座標軸回りの前記移動量をもとに演算した補助シフト成分を要素とする補助ベクトルを演算し、前記撮像フレーム期間内における該補助ベクトルの総和と、前記撮像フレーム期間内で検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに演算した前記回転成分と、所定の変換行列とに基づいて前記シフト成分を演算することを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記補正演算手段は、前記撮像フレーム期間内における前記補助ベクトルの総和と、前記撮像フレーム期間内で検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに演算した前記回転成分と、前記所定の変換行列との積演算を行い、該積演算結果と前記補助ベクトルの総和とに基づいた和演算によって前記シフト成分を演算することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記所定の変換行列は、９０度の回転行列であり、
前記和演算は、前記積演算結果に１／２を乗じた値と前記補助ベクトルの総和との和演算であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記補正制御手段は、前記画像を処理する画像処理、前記撮像光学系もしくは前記撮像手段を物理的に駆動する駆動処理、または前記画像処理と前記駆動処理との組み合わせによって、前記画像のぶれを補正することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記補正制御手段は、前記画像処理によって前記画像のぶれのシフト成分を補正し、前記撮像手段を回転駆動する前記駆動処理によって前記画像のぶれの回転成分を補正することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被写体からの光を集光する撮像光学系が結像した被写体像に対応する画像を撮像する撮像手段の、前記撮像光学系の光軸を座標軸の１つとする座標系の各座標軸回りの移動量を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出した前記光軸回りの前記移動量をもとに、前記撮像手段と前記被写体像との相対移動によって発生する前記画像のぶれの回転成分を演算するとともに、前記座標系のすべての座標軸に対する各座標軸回りの前記移動量をもとに、前記相対移動によって発生する前記画像のぶれのシフト成分を演算する補正演算ステップと、
前記補正演算ステップの演算結果をもとに前記画像のぶれを補正する補正制御ステップと、
を含むことを特徴とする手ぶれ補正方法。
【請求項１２】
前記検出ステップは、前記撮像手段が複数の画像を撮像する場合、１つの画像を撮像してから次の画像を撮像するまでの各撮像フレーム期間内で、前記移動量を複数回検出し、
前記補正演算ステップは、前記検出ステップで前記撮像フレーム期間内に検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに前記回転成分を演算するとともに、前記撮像フレーム期間内に検出した前記座標系のすべての座標軸に対する各座標軸回りの前記移動量の総和をもとに前記シフト成分を演算することを特徴とする請求項１１に記載の手ぶれ補正方法。
【請求項１３】
前記補正演算ステップは、前記検出ステップで前記移動量を検出する毎に、前記撮像フレーム期間内で該検出までに検出した前記光軸回りの前記移動量の部分和をもとに演算した前記回転成分に基づいて、前記光軸回りを除く各座標軸回りの前記移動量をもとに演算した補助シフト成分を要素とする補助ベクトルの変換を順次行い、前記撮像フレーム期間内における前記補助ベクトルの変換結果の総和を前記シフト成分とすることを特徴とする請求項１２に記載の手ぶれ補正方法。
【請求項１４】
前記補正演算ステップは、前記検出ステップで前記移動量を検出する毎に、前記光軸回りを除く各座標軸回りの前記移動量をもとに演算した補助シフト成分を要素とする補助ベクトルを演算し、前記撮像フレーム期間内における該補助ベクトルの総和と、前記撮像フレーム期間内で検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに演算した前記回転成分と、所定の変換行列とに基づいて前記シフト成分を演算することを特徴とする請求項１２に記載の手ぶれ補正方法。
【請求項１５】
前記補正制御ステップは、前記画像を処理する画像処理ステップ、前記撮像光学系もしくは前記撮像手段を物理的に駆動する駆動処理ステップ、または前記画像処理ステップと前記駆動処理ステップとの組み合わせによって、前記画像のぶれを補正することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の手ぶれ補正方法。
【請求項１６】
前記補正制御ステップは、前記画像処理ステップによって前記画像のぶれのシフト成分を補正し、前記撮像手段を回転駆動する前記駆動処理ステップによって前記画像のぶれの回転成分を補正することを特徴とする請求項１５に記載の手ぶれ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の視野に位置する被写体の画像を撮像するとともに、手ぶれによって生じる画像のぶれを補正する撮像装置および手ぶれ補正方法に関し、特に動画を撮影する場合に適用して好適な撮像装置および手ぶれ補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置は、撮像した画像データを処理し、複数の画像を撮像する間の手ぶれによる画像ぶれを補正する機能を有している（たとえば、特許文献１参照）。この撮像装置は、撮像光学系の光軸を座標軸の１つとする直交座標系を設定し、各座標軸回りの撮像装置の回転移動量を検出し、検出した回転移動量をもとに、光軸回りの回転移動に起因する画像ぶれの回転成分と、光軸を除く各座標軸回りの回転移動に起因する画像ぶれのシフト成分とを、アフィン変換を用いて同時に補正するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２４４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の撮像装置では、画像ぶれの回転成分の変化にともなうシフト方向の変化の影響で、画像ぶれを完全に除去することができず、常に高い精度で手ぶれ補正を実現することが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の画像を撮像する間に生じた手ぶれによって発生する画像ぶれを補正する場合、画像ぶれの回転成分の変化にともなうシフト方向の変化の影響を補正することができるとともに、確実に高い精度で画像ぶれを補正することができる撮像装置および手ぶれ補正方法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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる撮像装置は、被写体からの光を集光して被写体像を結像する撮像光学系と、前記被写体像に対応する画像を撮像する撮像手段と、前記撮像光学系の光軸を座標軸の１つとする座標系の各座標軸回りの前記撮像手段の移動量を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記光軸回りの前記移動量をもとに、前記撮像手段と前記被写体像との相対移動によって発生する前記画像のぶれの回転成分を演算するとともに、前記座標系のすべての座標軸に対する各座標軸回りの前記移動量をもとに、前記相対移動によって発生する前記画像のぶれのシフト成分を演算する補正演算手段と、前記補正演算手段の演算結果をもとに前記画像のぶれを補正する補正制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記検出手段は、前記撮像手段が複数の画像を撮像する場合、１つの画像を撮像してから次の画像を撮像するまでの各撮像フレーム期間内で、前記移動量を複数回検出し、前記補正演算手段は、前記検出手段が前記撮像フレーム期間内で検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに前記回転成分を演算するとともに、前記撮像フレーム期間内で検出した前記座標系のすべての座標軸に対する各座標軸回りの前記移動量に基づく演算結果の総和を前記シフト成分とすることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記検出手段は、前記各撮像フレーム期間内で前記移動量を所定周期で検出することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記補正演算手段は、前記検出手段が前記移動量を検出する毎に、前記撮像フレーム期間内で該検出までに検出した前記光軸回りの前記移動量の部分和をもとに演算した前記回転成分に基づいて、前記光軸回りを除く各座標軸回りの前記移動量をもとに演算した補助シフト成分を要素とする補助ベクトルの変換を順次行い、前記撮像フレーム期間内における前記補助ベクトルの変換結果の総和を前記シフト成分とすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記補助ベクトルの変換は、前記部分和をもとに演算した前記回転成分に基づく回転行列と、前記補助ベクトルとの積演算であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記補正演算手段は、前記検出手段が前記移動量を検出する毎に、前記光軸回りを除く各座標軸回りの前記移動量をもとに演算した補助シフト成分を要素とする補助ベクトルを演算し、前記撮像フレーム期間内における該補助ベクトルの総和と、前記撮像フレーム期間内で検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに演算した前記回転成分と、所定の変換行列とに基づいて前記シフト成分を演算することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項７にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記補正演算手段は、前記撮像フレーム期間内における前記補助ベクトルの総和と、前記撮像フレーム期間内で検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに演算した前記回転成分と、前記所定の変換行列との積演算を行い、該積演算結果と前記補助ベクトルの総和とに基づいた和演算によって前記シフト成分を演算することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項８にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記所定の変換行列は、９０度の回転行列であり、前記和演算は、前記積演算結果に１／２を乗じた結果と、前記補助ベクトルの総和との和演算であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項９にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記補正制御手段は、前記画像を処理する画像処理、前記撮像光学系もしくは前記撮像手段を物理的に駆動する駆動処理、または前記画像処理と前記駆動処理との組み合わせによって、前記画像のぶれを補正することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項１０にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記補正制御手段は、前記画像処理によって前記画像のぶれのシフト成分を補正し、前記撮像手段を回転駆動する前記駆動処理によって前記画像のぶれの回転成分を補正することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項１１にかかる手ぶれ補正方法は、被写体からの光を集光する撮像光学系が結像した被写体像に対応する画像を撮像する撮像手段の、前記撮像光学系の光軸を座標軸の１つとする座標系の各座標軸回りの移動量を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出した前記光軸回りの前記移動量をもとに、前記撮像手段と前記被写体像との相対移動によって発生する前記画像のぶれの回転成分を演算するとともに、前記座標系のすべての座標軸に対する各座標軸回りの前記移動量をもとに、前記相対移動によって発生する前記画像のぶれのシフト成分を演算する補正演算ステップと、前記補正演算ステップの演算結果をもとに前記画像のぶれを補正する補正制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項１２にかかる手ぶれ補正方法は、上記の発明において、前記検出ステップは、前記撮像手段が複数の画像を撮像する場合、１つの画像を撮像してから次の画像を撮像するまでの各撮像フレーム期間内で、前記移動量を複数回検出し、前記補正演算ステップは、前記検出ステップで前記撮像フレーム期間内に検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに前記回転成分を演算するとともに、前記撮像フレーム期間内に検出した前記座標系のすべての座標軸に対する各座標軸回りの前記移動量の総和をもとに前記シフト成分を演算することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項１３にかかる手ぶれ補正方法は、上記の発明において、前記補正演算ステップは、前記検出ステップで前記移動量を検出する毎に、前記撮像フレーム期間内で該検出までに検出した前記光軸回りの前記移動量の部分和をもとに演算した前記回転成分に基づいて、前記光軸回りを除く各座標軸回りの前記移動量をもとに演算した補助シフト成分を要素とする補助ベクトルの変換を順次行い、前記撮像フレーム期間内における前記補助ベクトルの変換結果の総和を前記シフト成分とすることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項１４にかかる手ぶれ補正方法は、上記の発明において、前記補正演算ステップは、前記検出ステップで前記移動量を検出する毎に、前記光軸回りを除く各座標軸回りの前記移動量をもとに演算した補助シフト成分を要素とする補助ベクトルを演算し、前記撮像フレーム期間内における該補助ベクトルの総和と、前記撮像フレーム期間内で検出した前記光軸回りの前記移動量の総和をもとに演算した前記回転成分と、所定の変換行列とに基づいて前記シフト成分を演算することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項１５にかかる手ぶれ補正方法は、上記の発明において、前記補正制御ステップは、前記画像を処理する画像処理ステップ、前記撮像光学系もしくは前記撮像手段を物理的に駆動する駆動処理ステップ、または前記画像処理ステップと前記駆動処理ステップとの組み合わせによって、前記画像のぶれを補正することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項１６にかかる手ぶれ補正方法は、上記の発明において、前記補正制御ステップは、前記画像処理ステップによって前記画像のぶれのシフト成分を補正し、前記撮像手段を回転駆動する前記駆動処理ステップによって前記画像のぶれの回転成分を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる撮像装置および手ぶれ補正方法によれば、複数の画像を撮像する間に生じた手ぶれによって発生する画像ぶれを補正する場合、画像ぶれの回転成分の変化にともなうシフト方向の変化の影響を補正することができるとともに、確実に高い精度で画像ぶれを補正することができ、この結果、従来に比して一層鮮鋭な画像を撮像することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００２４】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置について説明する。図１は、この実施の形態１にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、この実施の形態１にかかる撮像装置の概要構成を示す斜視図である。図１に示すように、この実施の形態１にかかる撮像装置１は、画像を撮像して画像信号を生成する撮像部２と、撮像部２が生成した画像信号を処理する画像処理部３と、撮像装置１が回転移動した場合の角速度を検出する検出部４と、各種指示情報が入力される入力部５と、各種情報を表示する表示部６と、音声情報の入出力処理を行う音声入出力部７と、外部装置との間で情報通信を行う通信部８と、各種情報を記憶する記憶部９と、外部装置との間でデータの受け渡しを行うための携帯型記録媒体１０と、撮像装置１の全体の処理および動作を制御する制御部１１とを備える。撮像部２、画像処理部３、検出部４、入力部５、表示部６、音声入出力部７、通信部８、記憶部９および携帯型記録媒体１０は、制御部１１に電気的に接続され、制御部１１は、これらの各構成部位を制御する。
【００２５】
撮像部２は、撮像光学系２ａと、撮像素子２ｂと、Ａ／Ｄ変換部２ｃとを備える。撮像光学系２ａは、任意の被写体からの光を集光し、撮像素子２ｂ上に被写体像を結像する。撮像手段としての撮像素子２ｂは、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の個体撮像素子で実現され、撮像光学系２ａが集光した光を光信号として検出し、被写体像に対応した画像を撮像し、撮像した画像をアナログ信号である電気信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部２ｃは、撮像素子２ｂが出力したアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像処理部３に出力する。撮像光学系２ａは、焦点距離が可変なズームレンズで実現され、図２に示すように、複数のレンズを組み合わせて構成される。また、撮像光学系２ａは、制御部１１の制御のもと、不図示の駆動装置により一部または全部のレンズが光軸方向に移動されることによって、焦点距離を変更するとともにピント合わせを行う。なお、撮像光学系２ａは、焦点距離が固定された単焦点レンズであってもよく、また、筐体に対して着脱可能に取り付けられ、他の撮像光学系と交換可能に構成してもよい。
【００２６】
画像処理部３は、撮像部２から取得した画像信号に対して所定の手ぶれ補正処理を行う画像補正部３ａと、１画面の画像信号を一時的に記憶するフレームメモリ３ｂとを備える。画像補正部３ａは、手ぶれ補正制御部１１ｂからの指示に基づいて画像信号を処理し、手ぶれによる画像回転および画像シフトを補正した画像信号を制御部１１に出力する。
【００２７】
検出部４は、Ｘ軸角速度センサ４ａ、Ｙ軸角速度センサ４ｂおよびＺ軸角速度センサ４ｃを備え、撮像装置１が手ぶれによって回転移動した場合の角速度を検出し、検出結果を制御部１１に出力する。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が構成するＸＹＺ座標系は、図２に示すように、撮像素子２ｂに対して設定されたローカルな座標系であって、手ぶれが生じた場合、撮像素子２ｂとともに移動する。ＸＹＺ座標系の原点は、撮像光学系２ａの光軸と撮像素子２ｂの撮像面との交点に一致し、Ｚ軸は、撮像光学系２ａの光軸と一致する。Ｘ軸角速度センサ４ａは、Ｘ軸回りの角速度であるωｘを検出し、Ｙ軸角速度センサ４ｂは、Ｙ軸回りの角速度であるωｙを検出し、Ｚ軸角速度センサ４ｃは、Ｚ軸回りの角速度であるωｚを検出する。各座標軸の角速度センサ４ａ〜４ｃは、圧電素子を用いた振動ジャイロ等で実現され、たとえば図２に示すように、撮像素子１の筐体内に配置される。
【００２８】
入力部５は、撮像装置１が行う各種処理および動作の指示情報の入力を外部から受け付けるとともに、入力された指示情報を制御部１１に出力する。入力部５が受け付ける指示情報には、撮像装置１の起動／終了、撮影の開始／終了、撮像光学系２ａのピント合わせおよびズームポジションの設定、撮像モードの設定、撮像した画像信号の処理方法の設定等が含まれる。入力部５は、ボタン型、トグル型等の各種スイッチ、入力キー、タッチパネルなどを用いて実現され、たとえば、図２に示すように、撮影の開始／終了を指示する撮影スイッチ５ａが配置される。
【００２９】
表示部６は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ等を用いた表示装置を備え、制御部１１からの指示に基づいて各種情報を表示する。表示部４が表示する情報には、撮像部２が撮像して生成した画像情報、画像補正部３ａが手ぶれ補正した画像情報、制御部１１が制御する各種処理および動作の開始や完了を報知する報知情報、各種処理および動作で発生したエラーを報知するエラー情報等がある。
【００３０】
音声入出力部７は、マイクロフォンおよびスピーカーを用いて実現され、外部から音声情報の入力を受け付け、入力された音声情報を制御部１１に出力するとともに、制御部１１から入力された音声情報を外部に出力する。音声入出力部７が入出力を行う情報には、撮像部２が撮影した映像に対応する音声情報等がある。なお、音声入出力部７は、各構成部位が行う処理の開始や完了を報知する所定の報知音の出力、あるいは各種処理および動作で発生したエラーを報知する所定の警告音の出力を行うようにしてもよい。
【００３１】
通信部８は、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等の外部通信用インターフェース、あるいはＩｒＤＡ規格に準拠した赤外線通信インターフェース等を用いて実現され、制御部１１からの指示に基づいて外部装置との間で画像情報、音声情報等の各種情報通信を行う。
【００３２】
記憶部９は、所定のＯＳを起動するプログラム、処理プログラム等の各種情報が予め記憶されたＲＯＭと、各処理の各種処理パラメータ、各構成部位に入出力される各種情報等を記憶するＲＡＭとを用いて実現される。具体的に、この撮像装置１では、撮像光学系２ａのズームにともなう焦点距離情報、撮像部２が生成し画像処理部３が処理した画像情報、検出部４が検出した角速度情報、手ぶれ補正演算部１１ａが演算した手ぶれによる画像回転角および画像シフト量、ならびに演算パラメータ等が記憶部９に記憶される。
【００３３】
携帯型記録媒体１０は、不揮発性メモリであるスマートメディア（登録商標）等のフラッシュメモリ等が用いられ、撮像装置１に対して着脱可能であって、撮像装置１に挿着された場合、画像データ等の各種情報の出力または記録が可能な機能を有する。制御部１１は、携帯型記録媒体１０に記録された情報を読み取り、また、携帯型記録媒体１０に各種情報を記録する。
【００３４】
制御部１１は、記憶部９が記憶する処理プログラムを実行するＣＰＵ等によって実現され、補正演算手段としての手ぶれ補正演算部１１ａと、補正制御手段としての手ぶれ補正制御部１１ｂとを備える。手ぶれ補正演算部１１ａは、撮像装置１が回転移動した場合に検出部４が検出する角速度と、撮像光学系２ａの焦点距離とをもとに、手ぶれによって生じる画像ぶれを示す画像回転角および画像シフト量を演算する。特に、この手ぶれ補正演算部１１ａでは、手ぶれによる画像回転に起因する画像シフト方向の変化を加味して画像シフト量の演算を行っている。手ぶれ補正制御部１１ｂは、手ぶれ補正演算部１１ａの演算結果をもとに、画像補正部３ａに手ぶれ補正の画像処理を行わせる。なお、手ぶれ補正の処理として、具体的には、手ぶれによる画像ぶれのシフト成分を補正する手ぶれシフト補正処理と、手ぶれによる画像ぶれの回転成分を補正する手ぶれ回転補正処理とがあり、画像補正部３ａは、これらの各補正処理を画像処理によって行う。また、制御部１１は、手ぶれ補正演算部１１ａの演算結果である画像回転角および画像シフト量、ならびに演算に用いたパラメータ等を記憶部９に記憶させる。さらに、制御部１１は、画像補正部３ａが補正した画像情報を表示部６に表示させるとともに、記憶部９に記憶させる。
【００３５】
ここで、図３−１〜３−４を参照して、撮像装置１に生じた手ぶれによって発生する画像ぶれについて説明する。図３−１〜３−４は、被写体Ａ０を撮像する場合、手ぶれによって撮像装置１がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸回りの回転移動を起こしたときに発生する被写体像の画像ぶれである画像シフトおよび画像回転を示す図である。ここでは、撮像光学系２ａの被写体側の主点から被写体Ａ０までの距離をＬ１とし、撮像光学系２ａの撮像素子側の主点から撮像素子２ｂまでの距離をＬ２としている。
【００３６】
図３−１に示すように、手ぶれが生じていない場合、被写体像Ａ１は、ＸＹＺ座標系の原点上に結像し、撮像素子２ｂで撮像される。手ぶれによって撮像装置１にＸ軸回りの回転が生じた場合、図３−２に示すように、被写体像Ａ２は、被写体像Ａ１とほぼ同じ位置に結像するが、撮像装置１にともなって撮像素子２ｂがθｘだけ回転移動するため、ＸＹＺ座標系の原点から式（１）で示されるδｙだけＹ軸方向にずれた位置で撮像される。このずれ量δｙが、Ｘ軸回りの手ぶれによるＹ軸方向の画像シフト量となる。なお、式（１）では、図３−２に示した反時計回りの回転を回転角θｘの正方向の回転として符号を設定している。
δｙ＝−Ｌ２・ｔａｎθｘ                                  ・・・（１）
【００３７】
撮像装置１にＹ軸回りの手ぶれが生じた場合も同様に、図３−３に示すように、被写体像Ａ３は、被写体像Ａ１とほぼ同じ位置に結像するが、撮像装置１にともなって撮像素子２ｂがθｙだけ回転移動するため、ＸＹＺ座標系の原点から式（２）で示されるδｘだけＸ軸方向にずれた位置で撮像される。このずれ量δｘが、Ｙ軸回りの手ぶれによるＸ軸方向の画像シフト量となる。なお、式（２）では、図３−３に示した反時計回りの回転を回転角θｙの正方向の回転として符号を設定している。
δｘ＝Ｌ２・ｔａｎθｙ                                    ・・・（２）
【００３８】
また、撮像装置１にＺ軸回りの手ぶれが生じた場合、図３−４に示すように、被写体像Ａ４は、撮像光学系２ａの光軸上で被写体像Ａ１とほぼ同じ位置に結像し、ＸＹＺ座標系の原点上で撮像されるが、撮像装置１にともなって撮像素子２ｂがθｚだけ回転するため、式（３）で示されるδαだけＺ軸回りに回転して撮像される。この回転角δαが、Ｚ軸回りの手ぶれによるＺ軸回りの画像回転角となる。なお、式（３）では、図３−４に示した反時計回りの回転を回転角θｚの正方向の回転として符号を設定している。
δα＝θｚ                                                ・・・（３）
【００３９】
一方、撮像装置１が手ぶれによってＸ軸方向あるいはＹ軸方向に平行移動した場合、被写体像が像シフトを起こすが、この像シフト量は、距離Ｌ１に反比例し、距離Ｌ２に比例するため、Ｌ１≫Ｌ２である場合、無視することができる。また、撮像装置１が手ぶれによってＺ軸方向に平行移動した場合、被写体像は像シフトを起こさず、ピントずれによるボケを発生するが、このボケ量も、Ｌ１≫Ｌ２であれば無視することができる。ここで、Ｌ１≫Ｌ２である場合、距離Ｌ２は、撮像光学系２ａの焦点距離ｆにほぼ等しくＬ２≒ｆとなる。したがって、撮像装置１が手ぶれによってシフトする影響は、被写体Ａ０が撮像装置１から焦点距離ｆに比して十分遠方にある場合、無視することができる。
【００４０】
本発明にかかる撮像装置１は、Ｌ１≫Ｌ２である場合、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の角速度センサ４ａ〜４ｃによって各座標軸回りの手ぶれ回転角θｘ，θｙおよびθｚを検出し、この手ぶれ回転角に対応する画像シフト量および画像回転角を演算して補正するようにしている。この場合、式（１）〜（３）に示した画像シフト量および画像回転角は、それぞれ式（４）〜（６）に置き換えられる。
δｙ（ｔ）＝−ｆ・ωｘ（ｔ）・δｔ                        ・・・（４）
δｘ（ｔ）＝ｆ・ωｙ（ｔ）・δｔ                          ・・・（５）
δα（ｔ）＝ωｚ（ｔ）・δｔ                              ・・・（６）
ここで、ωｘ（ｔ）・δｔ，ωｙ（ｔ）・δｔ，ωｚ（ｔ）・δｔは、それぞれ回転角θｘ，θｙ，θｚに対応し、微小時間δｔの間に発生する各座標軸回りの微小な手ぶれ回転角を示している。
【００４１】
つぎに、図４を参照して、時間の経過とともに手ぶれが継続して発生する場合の画像ぶれの演算方法について説明する。図４は、基準となる撮像開始時点、およびこの撮像開始時点から所定時間経過した時点における、撮像素子２ｂに設定したＸＹ座標系を示している。図４に示すように、Ｘ0Ｙ0座標系が、撮像開始時点ｔ＝０でのＸＹ座標系であり、ＸnＹn座標系が、任意の時点ｔ＝ｔn（＞０）でのＸＹ座標系である。ξη座標系は、Ｘ0Ｙ0座標系と一致する基準座標系である。ベクトルＰ0，Ｐnは、それぞれＸ0Ｙ0座標系およびＸnＹn座標系で示した位置ベクトルであり、各座標系の原点から撮像光学系２ａによって結像された被写体像の任意の点Ｐを指している。
【００４２】
手ぶれが生じた場合、被写体像は、ξη座標系に対して動かないが、ＸnＹn座標系は、時点ｔ＝０からの継続的な手ぶれによって、ξη座標系に対してベクトルＳ（ｔn）だけシフトするとともにα（ｔn）だけ回転する。このため、撮像素子２ｂに対する被写体像の位置は、手ぶれにより、ベクトルＰ0，Ｐnで示されるように距離と方位とが変化する。この距離および方位の変化が手ぶれによる画像ぶれであり、時点ｔ＝ｔnについては、ベクトルＳ（ｔn）および回転角α（ｔn）が、それぞれ画像ぶれのシフト成分および回転成分を示している。この実施の形態１にかかる撮像装置１は、手ぶれ補正演算部３ａによってベクトルＳ（ｔn）および回転角α（ｔn）を演算し、手ぶれ補正制御部３ｂによってベクトルＳ（ｔn）および回転角α（ｔn）をキャンセルするように補正制御を行う。換言すると、手ぶれ補正制御部３ｂは、ＸnＹn座標系がＸ0Ｙ0座標系に重なるように補正制御する。なお、以降の演算では、図４上の反時計回りの回転を回転角α（ｔn）の正方向の回転として符号を設定している。
【００４３】
回転角α（ｔn）は、時点ｔ＝０〜ｔnまでの任意の微小時間に発生した画像回転角の総和であり、式（６）から導出した式（７）で演算される。
【００４４】
【数１】
2006115346.tif 000003
【００４５】
また、ＸnＹn座標系で示した任意のベクトルをξη座標系に変換するための回転変換を行う回転行列Ｒ（ｔ）は、式（８）で示される。
【００４６】
【数２】
2006115346.tif 000004
【００４７】
そして、ベクトルＳ（ｔn）は、時点ｔ＝０〜ｔnまでの任意の微小時間に発生した画像シフトを示すベクトルδＳ（ｔ）の総和であり、式（９）で演算される。
【００４８】
【数３】
2006115346.tif 000005
ここで、ベクトルδＳ（ｔ）は、式（４），（５）を用いて式（１０）で表わされ、回転行列Ｒ（ｔ）とベクトルδＳ（ｔ）との積演算であるＲ（ｔ）・δＳ（ｔ）は、式（８），（１０）を用いて式（１１）で表わされる。
【００４９】
【数４】
2006115346.tif 000006
【００５０】
【数５】
2006115346.tif 000007
なお、式（１０），（１１）は微小時間δｔを用いて表現されているが、式（９）に代入した場合、この微小時間δｔが積分式の被積分変数を示す「ｄｔ」に置き換わることはいうまでもない。
【００５１】
時点ｔ＝ｔnで、ベクトルδＳ（ｔn）の座標値は、式（１０）から明らかなように、角速度ωｘ（ｔn），ωｙ（ｔn）を用い、ＸnＹn座標系に対して算出される。このため、ベクトルδＳ（ｔn）の方向は、ＸnＹn座標系とともにξη座標系に対して回転角α（ｔn）で回転している。したがって、式（１０）から算出した座標値の単純和によって、ベクトルδＳ（ｔn）のベクトル和であるベクトルＳ（ｔn）を演算すると、回転角α（ｔn）で示されるＸnＹn座標系の逐次回転の影響を反映することができず、ベクトルＳ（ｔn）が示す画像シフト量は、実際の画像シフト量に対して誤差を生じる。これに対し、この実施の形態１では、式（９）に示すように、回転角α（ｔn）に対応した回転行列Ｒ（ｔn）とベクトルδＳ（ｔn）とを積演算することにより、ベクトルδＳ（ｔn）の座標値をξη座標系の座標値に変換し、変換した座標値の総和によってベクトルＳ（ｔn）を演算している。この結果、回転角α（ｔn）の逐次変化にともなうベクトルδＳ（ｔn）の方向の変化を加味し、厳密にベクトルＳ（ｔn）を演算することができる。なお、特許文献１に示した従来技術では、式（９）に対応する回転角α（ｔn）の逐次変化を加味した演算を行っていない。このため、たとえば図４に示すように、時点ｔ＝ｔnでの画像シフト量として演算されるベクトルＳ（ｔn）’は、本発明で演算されるベクトルＳ（ｔn）と一致せず、実際の画像シフト量に対しても誤差を生じることになる。
【００５２】
つぎに、撮像装置１が実行する処理および動作について、図５を参照して説明する。図５は、電源がオンされてから再びオフされるまでに、撮像装置１が行う処理手順を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、所定周期で連続的に複数フレームの画像を撮像する場合の処理手順を例示する。
【００５３】
図５に示すように、制御部１１は、撮像装置１の電源スイッチがオンされたことを検知し、装置各部の起動を行うとともに、各種処理で使用するパラメータの初期設定を行い（ステップＳ１０１）、手ぶれ補正を行う手ぶれ補正モードが設定されているか否かを判断する（ステップＳ１０３）。手ぶれ補正モードが設定されている場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御部１１は、各座標軸の角速度センサ４ａ〜４ｃを起動し（ステップＳ１０５）、手ぶれ補正モードの設定状態を示す変数ＳＥＮＳに「１」を代入し（ステップＳ１０７）、手ぶれによる画像回転角および画像シフト量を示す変数に「０」を代入して初期化を行うとともに、手ぶれ補正の基準座標系を設定する（ステップＳ１０９）。手ぶれ補正モードが設定されていない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、制御部１１は、変数ＳＥＮＳに「０」を代入する（ステップＳ１１１）。
【００５４】
つづいて、制御部１１は、撮影を指示する撮影スイッチ５ａがオンされているか否かを判断し（ステップＳ１１３）、オンされていない場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻って処理を繰り返す。撮影スイッチ５ａがオンされている場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、制御部１１は、撮像フレームの識別ナンバーを示す変数Ｆに「０」を代入して初期化を行い（ステップＳ１１５）、撮像部２に初期画像である０フレーム目の画像を撮像させるとともに（ステップＳ１１７）、画像処理部３を介して取得した画像データを撮像フレームナンバーＦと対応づけて記憶部９に記録する（ステップＳ１１９）。その後、制御部１１は、撮像フレームナンバーＦをインクリメントし（ステップＳ１２１）、変数ＳＥＮＳに代入された値が「１」か否かを判断し（ステップＳ１２３）、「１」である場合（ステップＳ１２３：Ｙｅｓ）、各座標軸の角速度センサ４ａ〜４ｃが検出した角速度と、撮像光学系２ａの焦点距離とをもとに、手ぶれによる画像ぶれを演算する手ぶれ演算処理を行い（ステップＳ１２５）、手ぶれ演算処理の結果に基づいた手ぶれ補正と画像の撮像とを行う手ぶれ補正撮像処理を行い（ステップＳ１２７）、撮像した画像データを撮像フレームナンバーＦと対応づけて記憶部９に記録する（ステップＳ１３１）。変数ＳＥＮＳの値が「１」ではない場合（ステップＳ１２３：Ｎｏ）、制御部１１は、手ぶれ補正を行わずに画像の撮像を行い（ステップＳ１２９）、ステップＳ１３１で撮像した画像データを記憶部９に記録する。
【００５５】
その後、制御部１１は、撮影スイッチ５ａがオフされているか否かを判断し（ステップＳ１３３）、オフされていない場合（ステップＳ１３３：Ｎｏ）、ステップＳ１２１に戻って処理を繰り返す。オフされている場合（ステップＳ１３３：Ｙｅｓ）、制御部１１は、電源スイッチがオフされているか否かを判断し（ステップＳ１３５）、オフされていない場合（ステップＳ１３５：Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻って処理を繰り返し、オフされている場合（ステップＳ１３５：Ｙｅｓ）、撮像装置１の各部の処理および動作を終了する処理を行い（ステップＳ１３７）、一連の処理を終了する。
【００５６】
つぎに、図５に示したステップＳ１２５の手ぶれ演算処理について説明する。図６は、手ぶれ演算処理の処理手順を示すフローチャートである。手ぶれ演算処理とは、式（７）〜（１１）をもとに手ぶれによる画像回転角と画像シフト量とを求める演算処理である。図６に示すフローチャートは、式（７），（９）に示した積分演算の具体例として、それぞれ式（１２），（１３）に示す級数演算に置き換えた演算処理を行う場合を例示している。また、このフローチャートは、Ｆ−１番目の撮像フレームで撮像を行ってからＦ番目の撮像フレームで撮像を行うまでの撮像フレーム期間に、撮像素子２ｂの角速度を周期的に複数回（Ｎ回）検出して画像ぶれを演算する処理手順を例示している。
【００５７】
【数６】
2006115346.tif 000008
【００５８】
【数７】
2006115346.tif 000009
【００５９】
図６に示すように、手ぶれ補正演算部１１ａが、Ｆ−１番目の撮像フレームで演算して記録した画像回転角α［Ｆ−１］および画像シフト量Ｓ［Ｆ−１］を記憶部９から読み出し、この読み出した値を、Ｆ番目の撮像フレームの画像回転角および画像シフト量を示す変数の初期値であるα（０）およびＳ（０）に代入する（ステップＳ１５１）。ここで、撮像フレームナンバーＦ＝１の場合、手ぶれ補正演算部１１ａは、ステップＳ１０９で初期化を行った値「０」をα（０）およびＳ（０）に代入する。つづいて、手ぶれ補正演算部１１ａは、カウンタ変数ｎに「１」を代入し（ステップＳ１５３）、制御部１１がズーム制御した撮像光学系２ａの焦点距離ｆの値を取得し（ステップＳ１５５）、制御部１１を介して各座標軸の角速度センサ４ａ〜４ｃに角速度の検出を行わせるとともに、検出結果であるωｘ（ｔn），ωｙ（ｔn），ωｚ（ｔn）を取得し（ステップＳ１５７）、取得した角速度ωｚ（ｔn）をもとに、手ぶれによる画像回転角α（ｔn）を式（１４）によって演算する（ステップＳ１５９）。
α（ｔn）＝α（ｔn-1）＋ωｚ（ｔn）・δｔ                ・・・（１４）
【００６０】
つづいて、手ぶれ補正演算部１１ａは、焦点距離ｆおよび角速度ωｘ（ｔn），ωｙ（ｔn）をもとに、画像シフト変化量であるベクトルδＳ（ｔn）を式（１０）によって演算し（ステップＳ１６１）、回転角α（ｔn）に基づいた回転行列Ｒ（ｔn）を式（８），（１４）によって演算するとともに、ベクトルδＳ（ｔn）を式（１１）によって座標変換し（ステップＳ１６３）、変換したベクトル（Ｒ（ｔn）・δＳ（ｔn））をもとに、手ぶれによる画像シフト量を示すベクトルＳ（ｔn）を式（１５）によって演算する（ステップＳ１６５）。
Ｓ（ｔn）＝Ｓ（ｔn-1）＋Ｒ（ｔn）・δＳ（ｔn）            ・・・（１５）
その後、手ぶれ補正演算部１１ａは、カウンタ変数ｎが所定の最大値Ｎに等しいか否かを判断し（ステップＳ１６７）、最大値Ｎに等しくない場合（ステップＳ１６７：Ｎｏ）、カウンタ変数ｎをインクリメントし（ステップＳ１６９）、ステップＳ１５５に戻って処理を繰り返す。最大値Ｎに等しい場合（ステップＳ１６７：Ｙｅｓ）、手ぶれ補正演算部１１ａは、Ｆ番目の撮像フレームの最終的な画像回転角であるα（ｔN）をフレームナンバーＦの画像回転角α［Ｆ］として手ぶれ補正制御部１１ｂに出力する。さらに、手ぶれ補正演算部１１ａは、基準座標系であるξη座標系を基準に計算されたベクトルＳ（ｔN）の座標値を回転角α（ｔN）分逆回転することにより、フレームナンバーＦのＸnＹn座標系を基準とするシフト量ベクトルＳ［Ｆ］＝Ｒ（ｔN）-1・Ｓ（ｔN）を計算し、これを手ぶれ補正制御部１１ｂに出力する。ここで、Ｒ（ｔN）-1は、回転行列Ｒ（ｔN）の逆回転行列である。そして、画像回転角α［Ｆ］および画像シフト量Ｓ［Ｆ］を撮像フレームナンバーＦと対応づけて記憶部９に記録し（ステップＳ１７１）、ステップＳ１２５にリターンする。
【００６１】
つぎに、図７に示したステップＳ１２７の手ぶれ補正撮像処理について説明する。図７は、手ぶれ補正撮像処理の処理手順を示すフローチャートである。図７に示すように、手ぶれ補正制御部１１ｂが、撮像部２に画像を撮像させ（ステップＳ１８１）、手ぶれ演算処理で演算したベクトルＳ（ｔN）をもとに、画像補正部３ａに手ぶれシフト補正処理を行わせ（ステップＳ１８３）、さらに、手ぶれ演算処理で演算した回転角α（ｔN）をもとに、画像補正部３ａに画像処理による手ぶれ回転補正処理を行わせ（ステップＳ１８５）、ステップＳ１２７にリターンする。なお、画像処理としてのシフト補正や回転補正に関しては既に多数の文献が存在するので詳細は省略するが、シフト補正は撮像素子の画素ピッチの整数倍のシフト量に限定されるのではないことだけは述べておく。これは、他の実施の形態に関しても同様である。
【００６２】
画像補正部３ａは、手ぶれシフト補正処理で、ベクトルＳ（ｔN）をキャンセルするように画像全体をシフトし、手ぶれ回転補正処理で、回転角α（ｔN）をキャンセルするように画像全体を回転する。すなわち、画像補正部３ａは、撮像部２から取得した画像をベクトルＳ［Ｆ］＝Ｒ（ｔN）-1・Ｓ（ｔN）によってシフトする。この際のシフトは、回転角α（ｔN）によって回転されている撮像素子２ｂのＸnＹn座標系でもって記述しなければならないため、基準座標系を基準に計算されたベクトルＳ（ｔN）の座標値を回転角α（ｔN）分逆回転してある。このようにシフトされた画像を、ＸnＹn座標系の原点を中心に回転角α［Ｆ］＝α（ｔN）だけ画像処理により回転することにより、時点ｔ＝ｔNの画像である撮像フレームナンバーＦの画像は、画像ぶれが完全に除去され、撮像フレームナンバーＦ＝０の基準画像と同じ位置および回転姿勢の画像に変換される。また、Ｆ＋１番目の撮像フレームの手ぶれ補正演算を行う場合には、Ｆ番目のＸnＹn座標系が基準座標系となる。
【００６３】
以上説明したこの実施の形態１にかかる撮像装置１は、撮像光学系２ａの光軸をＺ軸とするＸＹＺ座標系の各座標軸に対応した角速度センサによって、撮像素子２ｂの各座標軸回りの角速度を検出し、光軸回りの角速度をもとに手ぶれによる画像ぶれの回転成分を演算するとともに、すべての座標軸回りの角速度をもとに画像ぶれのシフト成分を演算し、特に、画像ぶれの回転成分の変化にともなうシフト方向の変化の影響を加味した式（９）によってシフト成分の演算を行うため、画像ぶれを厳密に演算して補正することができ、この結果、従来に比して一層鮮鋭な画像を撮像することができる。
【００６４】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、画像補正部３ａによる画像処理によって手ぶれ回転補正処理および手ぶれシフト補正処理を行うようにしていたが、この実施の形態２では、撮像光学系のシフト駆動および撮像素子の回転駆動によって手ぶれ補正処理を行うようにしている。
【００６５】
図８は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。図８に示す撮像装置２１は、撮像装置１が備えた撮像部２、画像処理部３および制御部１１に代えて、撮像部２２、画像処理部２３および制御部３１を備える。撮像部２２は、撮像光学系２ａに代えて、シフト駆動部２２ｄによりシフト駆動可能な撮像光学系２２ａと、撮像素子２ｂに代えて、回転駆動部２２ｅにより回転駆動可能な撮像素子２２ｂとを備える。画像処理部２３は、画像処理部３から画像補正部３ａを除去した構成である。制御部３１は、手ぶれ補正演算部１１ａおよび手ぶれ補正制御部１１ｂに代えて、手ぶれ補正演算部３１ａおよび手ぶれ補正制御部３１ｂを備える。その他の構成は撮像装置１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００６６】
シフト駆動部２２ｄおよび回転駆動部２２ｅは、圧電素子、ボイスコイルモーター、ステッピングモーター等を用いて実現され、手ぶれ補正制御部３１ｂの指示にしたがって駆動する。シフト駆動部２２ｄは、撮像光学系２２ａを構成する複数のレンズの一部または全部をＸ方向およびＹ方向にシフト駆動する。また、シフトする代わりに、複数のレンズの一部からなる補正光学系の光軸をＺ方向に対して傾けるようにしてもよいことは当然である。回転駆動部２２ｅは、Ｚ軸を回転軸として撮像素子２２ｂを回転駆動する。一方、手ぶれ補正演算部３１ａは、手ぶれ補正演算部１１ａと同様に、撮像装置２１が回転移動した場合に検出部４が検出する角速度と、撮像光学系２２ａの焦点距離とをもとに、手ぶれによる画像ぶれを演算する。
【００６７】
撮像装置２１は、撮像装置１と同様に、電源がオンされてから再びオフされるまでに、図５のフローチャートに示した処理および動作を実行する。ただし、ステップＳ１２５の手ぶれ演算処理と、ステップＳ１２７の手ぶれ補正撮像処理との詳細に関し、撮像装置２１は撮像装置１と異なる。以下、この相違点について説明する。
【００６８】
まず、撮像装置２１が実行する手ぶれ演算処理について、図９を参照して説明する。図９は、手ぶれ補正演算部３１ａが行う手ぶれ演算処理の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、手ぶれ補正演算部３１ａが、Ｆ番目の撮像フレームの画像回転角および画像シフト量を示す変数の初期値であるα（０）およびＳ（０）に「０」を代入する（ステップＳ２５１）。その後、手ぶれ補正演算部３１ａは、図６に示したステップＳ１５３〜Ｓ１７１に対応するステップＳ２５３〜Ｓ２７１について、手ぶれ補正演算部１１ａと同じ処理を行う。すなわち、手ぶれ補正演算部３１ａは、撮像装置２１の手ぶれ演算処理について、画像回転角および画像シフト量の初期値であるα（０）およびＳ（０）の設定を除き、撮像装置１の手ぶれ演算処理と同じ処理を実行する。
【００６９】
つぎに、撮像装置２１が実行する手ぶれ補正撮像処理について、図１０を参照して説明する。図１０は、手ぶれ補正制御部３１ｂが行う手ぶれ補正撮像処理の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すように、手ぶれ補正制御部３１ｂが、手ぶれ演算処理で演算したベクトルＳ（ｔN）をもとに、シフト駆動部２２ｄに撮像光学系２２ａのシフト駆動による手ぶれシフト補正処理を行わせ（ステップＳ２８１）、手ぶれ演算処理で演算した回転角α（ｔN）をもとに、回転駆動部２２ｅに撮像素子２２ｂの回転駆動による手ぶれ回転補正処理を行わせ（ステップＳ２８３）、その後、撮像部２２に画像を撮像させる（ステップＳ２８５）。
【００７０】
シフト駆動部２２ｄは、手ぶれシフト補正処理で、ベクトルＳ（ｔN）をキャンセルするように、撮像光学系２２ａの所定のレンズをＸ軸方向およびＹ軸方向にシフト駆動し、回転駆動部２２ｅは、手ぶれ回転補正処理で、回転角α（ｔN）をキャンセルするように撮像素子２２ｂを回転する。すなわち、シフト駆動部２２ｄは、撮像部２によって撮像される画像が、ベクトル（Ｒ（ｔN）-1・Ｓ（ｔN））だけシフトして撮像されるように、撮像光学系２２ａのレンズを駆動し、回転駆動部２２ｅは、撮像部２によって撮像される画像が、回転角α（ｔN）だけ回転して撮像されるように、回転撮像素子２２ｂを基準座標系の原点を中心に回転角（−α（ｔN））だけ回転する。これらの手ぶれ補正処理によって、時点ｔ＝ｔNの画像である撮像フレームナンバーＦの画像は、画像ぶれが完全に除去され、撮像フレームナンバーＦ＝０の基準画像と同じ位置および回転姿勢で撮像される。
【００７１】
なお、この手ぶれ補正処理の結果、画像回転角α（ｔN）および画像シフト量Ｓ（ｔN）は、撮像フレームごとに常に「０」にリセットされることになる。このため、手ぶれ演算処理のステップＳ２５１で、手ぶれ補正演算部３１ａは、撮像フレームごとに画像回転角および画像シフト量の初期値であるα（０）およびＳ（０）に「０」を代入している。
【００７２】
以上説明したこの実施の形態２にかかる撮像装置２１は、撮像装置像１と同様に、画像ぶれを厳密に演算して補正することができる。また、撮像装置２１は、撮像装置１が画像を撮像後に画像処理によって手ぶれ補正を行っていたのに対し、撮像光学系２２ａのシフト駆動および撮像素子２２ｂの回転駆動によって、画像を撮像する前に手ぶれ補正を行っている。この結果、画像を撮像した時点で画像ぶれのない鮮鋭な画像が撮像できるとともに、複雑な画像処理である画像の回転処理を行う必要がなくなるため、撮像装置の処理負荷を軽減し、処理速度を向上させることができる。
【００７３】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、画像処理によって手ぶれシフト補正処理および手ぶれ回転補正処理を行い、実施の形態２では、撮像光学系２２ａのシフト駆動によって手ぶれシフト補正処理を行うとともに、撮像素子２２ｂの回転駆動によって手ぶれ回転補正処理を行うようにしていたが、この実施の形態３では、画像処理によって手ぶれシフト補正処理を行うとともに、撮像素子の回転駆動によって手ぶれ回転補正処理を行うようにしている。
【００７４】
図１１は、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。図１１に示す撮像装置４１は、撮像装置１が備えた撮像部２、画像処理部３および制御部１１に代えて、撮像部４２、画像処理部４３および制御部５１を備える。撮像部４２は、撮像素子２ｂに代えて、撮像素子２２ｂおよび回転駆動部２２ｅを備える。画像処理部４３は、画像補正部３ａに代えて、画像補正部４３ａを備える。制御部５１は、手ぶれ補正演算部１１ａおよび手ぶれ補正制御部１１ｂに代えて、手ぶれ補正演算部５１ａおよび手ぶれ補正制御部５１ｂを備える。その他の構成は撮像装置１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００７５】
手ぶれ補正演算部５１ａは、手ぶれ補正演算部１１ａと同様に、撮像装置２１が回転移動した場合に検出部４が検出する角速度と、撮像光学系２２ａの焦点距離とをもとに、手ぶれによる画像ぶれを演算する。手ぶれ補正制御部５１ｂは、手ぶれ補正演算部５１ａの演算結果をもとに、回転駆動部２２ｅに撮像素子２２ｂを回転駆動させ、手ぶれ回転補正処理を行わせるとともに、画像補正部４３ａに画像処理による手ぶれシフト補正処理を行わせる。
【００７６】
撮像装置４１は、撮像装置１と同様に、電源がオンされてから再びオフされるまでに、図５のフローチャートに示した処理および動作を実行する。ただし、ステップＳ１２５の手ぶれ演算処理と、ステップＳ１２７の手ぶれ補正撮像処理との詳細に関し、撮像装置４１は、撮像装置１および撮像装置２１と異なる。以下、この相違点について説明する。
【００７７】
まず、撮像装置４１が実行する手ぶれ演算処理について、図１２を参照して説明する。図１２は、手ぶれ補正演算部５１ａが行う手ぶれ演算処理の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、手ぶれ補正演算部５１ａが、Ｆ−１番目の撮像フレームで演算して記録したシフト量Ｓ［Ｆ−１］を記憶部９から読み出し、この読み出した値を、Ｆ番目の撮像フレームの画像シフト量の初期値であるＳ（０）に代入するとともに、画像回転角の初期値であるα（０）に「０」を代入する（ステップＳ３５１）。その後、手ぶれ補正演算部５１ａは、図６に示したステップＳ１５３〜Ｓ１６５に対応するステップＳ３５３〜Ｓ３６５について、手ぶれ補正演算部１１ａと同じ処理を行う。すなわち、手ぶれ補正演算部５１ａは、撮像装置４１の手ぶれ演算処理について、画像回転角および画像シフト量の初期値であるα（０）およびＳ（０）の設定と、Ｆ番目の撮像フレームの最終的な画像回転および画像シフト量の出力を除き、撮像装置１の手ぶれ演算処理と同じ処理を実行する。
【００７８】
つぎに、撮像装置４１が実行する手ぶれ補正撮像処理について、図１３を参照して説明する。図１３は、手ぶれ補正制御部５１ｂが行う手ぶれ補正撮像処理の処理手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、手ぶれ補正制御部５１ｂが、手ぶれ演算処理で演算した回転角α（ｔN）をもとに、回転駆動部２２ｅに撮像素子２２ｂの回転駆動による手ぶれ回転補正処理を行わせ（ステップＳ３８１）、その後、撮像部４２に画像を撮像させ（ステップＳ３８３）、手ぶれ演算処理で演算したベクトルＳ（ｔN）をもとに、画像補正部４３ａに画像処理による手ぶれシフト補正処理を行わせる（ステップＳ３８５）。
【００７９】
回転駆動部２２ｅは、手ぶれ回転補正処理で、回転角α（ｔN）をキャンセルするように撮像素子２２ｂを回転し、画像補正部４３ａは、手ぶれシフト補正処理で、ベクトルＳ（ｔN）をキャンセルするように画像全体をシフトする。すなわち、回転駆動部２２ｅは、撮像素子２２ｂを撮像素子２２ｂに設定したＸＹ座標系の原点を中心に回転角（−α（ｔN））だけ回転する。ＸＹ座標系は、現在Ｆ番目の撮像フレームのＸnＹn座標系であるので、この回転駆動は、撮像素子２２ｂをＸnＹn座標系の原点を中心に回転角（−α（ｔN））だけ回転することになる。この回転により、ＸnＹn座標系の座標軸の方向が基準座標系の座標軸の方向に一致するようになる。したがって、画像補正部４３ａは、撮像部４２から取得した画像をベクトルＳ（ｔN）によってシフトすることにより、撮像フレームナンバーＦの画像が、撮像フレームナンバーＦ＝０の基準画像と同じ位置の画像に変換される。
【００８０】
なお、この手ぶれ回転補正処理の結果、画像回転角α（ｔN）は、撮像フレームごとに常に「０」にリセットされることになる。ステップＳ３７１では、α［Ｆ］＝０とＳ［Ｆ］＝Ｓ（ｔN）を最終的な画像回転角および画像シフト量として出力する。このため、手ぶれ演算処理のステップＳ３５１で、手ぶれ補正演算部５１ａは、撮像フレームごとに画像回転角の初期値α（０）に「０」を代入し、画像シフト量の初期値Ｓ（０）にＳ［Ｆ−１］を代入している。
【００８１】
以上説明したこの実施の形態３にかかる撮像装置４１は、撮像装置像１と同様に、画像ぶれを厳密に演算して補正することができる。また、撮像装置４１は、撮像装置１が画像処理によって手ぶれシフト補正処理および手ぶれ回転補正処理を行い、撮像装置２１が撮像光学系２２ａのシフト駆動によって手ぶれシフト補正処理を行うとともに、撮像素子２２ｂの回転駆動によって手ぶれ回転補正処理を行っていたのに対し、撮像素子２２ｂの回転駆動によって画像を撮像する前に手ぶれ回転補正を行い、画像を撮像した後に手ぶれシフト補正を行っている。この結果、画像を撮像した時点で回転ぶれのない画像が撮像でき、複雑な画像処理である画像の回転処理を行う必要がなくなるとともに、画像処理によって画像ぶれのシフト成分を高速かつ高精度に補正することができる。
【００８２】
なお、以上の説明では撮像素子２２ｂの回転中心がＸＹ座標系の原点に一致するものとしたが、一般には、回転ぶれの回転軸ＺRは撮像光学系２ａの光軸と一致しない。また、回転軸ＺRの位置は、撮像装置の形状等に依存して撮像装置毎に異なり、撮像装置の外側にある場合も生じる。しかしながら、この実施の形態３のように、画像ぶれの回転成分を撮像素子２２ｂの回転駆動によって補正し、画像ぶれのシフト成分を画像処理によって補正する場合、できる限り撮像素子２２ｂの回転軸を実際に想定される回転軸ＺRに近づけることが好ましい。なぜならば、回転補正後のシフト補正の際に、補正の回転軸が回転軸ＺRと異なることにより発生する余分なシフト成分がより少なくなるからである。
【００８３】
ここで、撮像素子２２ｂに設定されたＸＹ座標系について、原点とは異なるベクトルＣで示される点を中心として回転補正を行う場合の関係式について説明する。上述した回転補正では、フレームナンバーＦのＸnＹn座標系に関し、原点を中心として座標系が回転角（−α（ｔN））だけ回転されるため、この座標系で表現される任意のベクトルＸは、回転角β＝α（ｔN）だけ回転されることになり、この回転の後、シフトベクトルＵ＝Ｓ（ｔN）が加算されるため、写像ベクトルＸ’は、ＸＹ座標系で次式（１６）に示すアフィン変換で表現される。
Ｘ’＝Ｒβ・Ｘ＋Ｕ                                          ・・・（１６）
この式（１６）は、次式（１７）のように変換できる。
Ｘ’＝Ｒβ・（Ｘ−Ｃ）＋（Ｕ＋Ｒβ・Ｃ）                    ・・・（１７）
この式（１７）は、ベクトルＣで示される点を中心とする回転補正を行った後、新たなシフトベクトル（Ｕ＋Ｒβ・Ｃ）によってシフト補正を行うことを示している。式（１７）を用い、手ぶれ補正制御部５１ｂは、任意の点を中心として撮像素子２２ｂを回転する手ぶれ回転補正処理を行うことができる。
【００８４】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１〜３では、手ぶれ補正演算部１１ａ，３１ａ，５１ａが、式（７）〜（１１）をもとに、手ぶれによる画像ぶれを厳密に演算するようにしていたが、この実施の形態４では、手ぶれ補正演算部が近似演算によって画像ぶれを演算するようにしている。
【００８５】
この実施の形態４では、撮像装置１に生じる手ぶれが所定期間内で等速回転運動を行うと仮定した場合、手ぶれ補正演算部１１ａが行う画像ぶれの近似演算を例示する。まず、式（７）〜（１１）に代わる近似演算式について説明する。撮像装置１に生じる手ぶれが、時点ｔ＝ｔ0〜ｔnに対応する期間Ｔ＝ｔn−ｔ0で等速回転運動を行う場合、角速度センサ４ａ〜４ｃによって検出される各座標軸回りの角速度はすべて定数であり、ωｘ（ｔ）＝Ωｘ，ωｙ（ｔ）＝Ωｙ，ωｚ（ｔ）＝Ωｚとする。このとき、手ぶれによる画像ぶれの回転角α（ｔ）は、次式（１８）で演算される。
α（ｔ）＝αT・（ｔ−ｔ0）／Ｔ                            ・・・（１８）
ここで、定数αTは、期間Ｔで生じるＺ軸回りの手ぶれ回転角であり、Ｚ軸回りの角速度Ωｚとは、Ωｚ＝αT／Ｔの関係にある。
【００８６】
また、手ぶれによる画像シフト変化量δＳ（ｔ）は、次式（１９）によって演算され、ＸＹ座標系の座標値が算出される。
δＳ（ｔ）＝ＳT’・δｔ／Ｔ                                ・・・（１９）
ここで、定数ベクトルＳT’は、期間Ｔで生じるＸＹ座標系上の画像シフト量を示すベクトルであり、次式（２０）によって演算される。
【００８７】
【数８】
2006115346.tif 000010
なお、定数ベクトルＳT’のＸＹ座標系での座標値は、Ｘ軸およびＹ軸回りの角速度が定数Ωｘ，Ωｙであることを考慮すると、式（１０），（２０）から導出される次式（２１），（２２）によって算出できる。
ＳT’ｘ＝ｆ・Ωｘ・Ｔ                                      ・・・（２１）
ＳT’ｙ＝ｆ・Ωｙ・Ｔ                                      ・・・（２２）
【００８８】
以上より、期間Ｔで生じるξη座標系上の画像シフト量を示すベクトルＳT（ｔn）は、式（１８），（１９）を式（８），（９）に代入して次式（２３）で表わされる。
【００８９】
【数９】
2006115346.tif 000011
この右辺の積分を実行し、三角関数の２次近似ｓｉｎα≒α，ｃｏｓα≒１−α2／２を用いると、式（２３）は次式（２４）に変換される。
【００９０】
【数１０】
2006115346.tif 000012
さらに、この式の右辺をベクトル和で表現すると、次式（２５）となる。
【００９１】
【数１１】
2006115346.tif 000013
ここで、回転行列Ｒπ/2は、式（８）に示す回転行列Ｒ（ｔ）についてα（ｔ）＝π／２とした場合に等しく、回転角がπ／２である回転変換を表わす行列であり、次式（２６）で表わされる。
【００９２】
【数１２】
2006115346.tif 000014
このように、手ぶれが等速回転運動であると仮定した場合、期間Ｔで生じる回転角αTおよび定数ベクトルＳT’を演算して取得し、式（２１），（２２），（２５），（２６）を用い、簡易な演算で画像ぶれを算出することができる。
【００９３】
つぎに、上述した近似演算によって演算を行う手ぶれ演算処理について説明する。図１４は、近似演算による手ぶれ演算処理の処理手順を示すフローチャートである。図１４に示すフローチャートでは、撮像開始時点ｔ＝０からＦ番目の撮像フレームで撮像を行うまでの期間について、回転角αTおよび定数ベクトルＳT’に対応する回転角α（ｔN）およびベクトルＳ（ｔN）’を取得するため、各撮像フレーム期間に周期的に複数回（Ｎ回）の角速度検出を行い、画像ぶれを演算する処理手順を例示する。
【００９４】
図１４に示すように、手ぶれ補正演算部１１ａが、Ｆ−１番目の撮像フレームで演算して記録した画像回転角α［Ｆ−１］および画像シフト量Ｓ［Ｆ−１］を記憶部９から読み出し、この読み出した値を、Ｆ番目の撮像フレームの画像回転角およびローカル画像シフト量を示す変数の初期値であるα（０）およびＳ（０）’に代入する（ステップＳ４５１）。なお、ステップＳ４５１で撮像フレームナンバーＦ＝１の場合、手ぶれ補正演算部１１ａは、α（０）およびＳ（０）’に「０」を代入する。つづいて、手ぶれ補正演算部１１ａは、ステップＳ４５３〜Ｓ４６１までの処理を、図６に示した手ぶれ演算処理のステップＳ１５３〜Ｓ１６１と同様に行い、画像回転角α（ｔn）と、画像シフト変化量を示すベクトルδＳ（ｔn）を演算し、このベクトルδＳ（ｔn）をもとに、手ぶれによるローカル画像シフト量を示すベクトルＳ（ｔn）’を次式（２７）によって演算する（ステップＳ４６３）。ここで、ローカル画像シフト量とは、撮像素子２ｂとともに移動するＸＹ座標系の座標値で示される画像シフト量である。
Ｓ（ｔn）’＝Ｓ（ｔn-1）’＋δＳ（ｔn）                  ・・・（２７）
【００９５】
その後、手ぶれ補正演算部１１ａは、カウンタ変数ｎが所定の最大値Ｎに等しいか否かを判断し（ステップＳ４６５）、最大値Ｎに等しくない場合（ステップＳ４６５：Ｎｏ）、カウンタ変数ｎをインクリメントし（ステップＳ４６７）、ステップＳ４５５に戻って処理を繰り返す。最大値Ｎに等しい場合（ステップＳ４６５：Ｙｅｓ）、手ぶれ補正演算部１１ａは、ステップＳ４６３で演算したローカル座標シフト量Ｓ（ｔN）’をもとに、式（２５）の近似演算式によって、Ｆ番目の撮像フレームの最終的な画像シフト量を示すベクトルＳ（ｔN）を演算する（ステップＳ４６９）。さらに、手ぶれ補正演算部１１ａは、Ｆ番目の撮像フレームの最終的な画像回転角であるα［Ｆ］＝α（ｔN）、画像シフト量を示すベクトルＳ［Ｆ］＝Ｒ（ｔN）-1・Ｓ（ｔN）（逆回転に関しては実施の形態１の説明を参照のこと）およびローカル画像シフト量を示すベクトルＳ（ｔN）’を、手ぶれ補正制御部１１ｂに出力するとともに、撮像フレームナンバーＦに対応づけて記憶部９に記録し（ステップＳ４７１）、ステップＳ１２５にリターンする。
【００９６】
以上説明したこの実施の形態４にかかる手ぶれ演算処理は、撮像開始時点ｔ＝０からＦ番目の撮像フレームで撮像を行うまでの期間について、撮像素子２ｂの移動量をもとに画像回転角およびローカル画像シフト量を演算し、さらにこの演算結果をもとに、手ぶれが等速回転運動であると仮定した近似演算式（２５）を用い、簡易な演算で画像ぶれを算出することができる。
【００９７】
また、式（２５）から明らかなように、この実施の形態４にかかる手ぶれ補正演算処理は、各座標軸の角速度センサ出力値の撮像フレーム期間Ｔにおける平均値のみを使用する。したがって、上述したような周期的な角速度検出は必須ではない。すなわち、たとえば角速度センサの出力を期間Ｔ内の平均値とすれば、シフト量の演算は一回で済む。
【００９８】
なお、この実施の形態４では、実施の形態１に示した撮像装置１に対して近似演算による手ぶれ演算処理を適用した例を示したが、実施の形態２，３に示した撮像装置２１，４１に対しても同様に適用することができる。すなわち、手ぶれ補正演算部１１ａだけでなく、手ぶれ補正演算部３１ａ，５１ａが近似演算によって手ぶれ補正処理を行うようにすることもできる。これらの場合、手ぶれ補正演算部１１ａ，３１ａ，５１ａは、近似演算を行うか、あるいは厳密な演算を行うかをモードによって識別し、入力部５から入力されたモードの選択情報をもとに演算手法を切り替えるようにしてもよい。
【００９９】
また、上述した実施の形態１〜４では、撮像素子の移動量として角速度センサを用いて各座標軸回りの角速度を検出し、角度を演算するようにしていたが、静電容量型等の角加速度センサを用いて各座標軸回りの角加速度を検出し、角度を演算するようにしてもよい。あるいは、移動量として直接、撮像素子の回転角度を出力するセンサを用いてもよい。
【０１００】
さらに、上述した実施の形態１〜４の手ぶれ演算処理では、撮像素子の角速度を周期的に複数回検出するようにしていたが、周期性をもたずに移動量を複数回検出するようにしてもよい。
【０１０１】
また、上述した実施の形態２，３の手ぶれ補正では、撮像素子の回転や撮像光学系の駆動など、機械的補正を含むので、このための時間を考慮しなければならない。すなわち、撮像フレーム期間Ｔすべてを角速度検出、演算などに割り当てるのではなく、最初の期間（Ｔ−ΔＴ）のみを検出と補正演算に使用するようにした上で、機械的補正に要する期間Ｔ（＜Ｔ）を確保しておかなければならない。この場合、補正演算により算出された回転角とシフト量は後の期間ΔＴ間で若干ずれてしまうが、期間ΔＴは一般に非常に短期間なので、ずれはさほど生じない。また、このようなずれは、前段の検出結果から二次関数などによる補間方法によって予測可能であるため、算出された回転角とシフト量を補正することもできる。
【０１０２】
なお、上述した実施の形態１および４の手ぶれ補正では、機械的補正がないので、撮像フレーム期間Ｔのすべてを検出と演算に割り当てられる。
【０１０３】
また、上述した実施の形態１〜４では、被写体が撮像装置から撮像光学系の焦点距離ｆに比して十分遠方にある場合、撮像光学系から撮像素子までの距離Ｌ２が、焦点距離ｆにほぼ等しくＬ２≒ｆであることを利用して画像シフト量を演算したが、被写体が撮像装置から比較的近距離にある場合、撮像光学系から被写体までの距離Ｌ１を検出するとともに、検出した距離Ｌ１をもとに距離Ｌ２を算出し、これらの距離Ｌ１，Ｌ２をもとに画像シフト量を演算するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の概要構成を示す斜視図である。
【図３−１】撮像装置に生じた手ぶれによって発生する画像ぶれ説明する模式図であって、手ぶれが生じていない場合を示す図である。
【図３−２】撮像装置に生じた手ぶれによって発生する画像ぶれ説明する模式図であって、Ｘ軸回りに回転が生じた場合を示す図である。
【図３−３】撮像装置に生じた手ぶれによって発生する画像ぶれ説明する模式図であって、Ｙ軸回りに回転が生じた場合を示す図である。
【図３−４】撮像装置に生じた手ぶれによって発生する画像ぶれ説明する模式図であって、Ｚ軸回りに回転が生じた場合を示す図である。
【図４】撮像装置に手ぶれが継続して発生する場合の画像ぶれの演算方法を説明する模式図である。
【図５】図１に示した撮像装置が画像を撮像する処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５に示した手ぶれ演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図５に示した手ぶれ補正撮像処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示した撮像装置が行う手ぶれ演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図８に示した撮像装置が行う手ぶれ補正撮像処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態３にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示した撮像装置が行う手ぶれ演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１１に示した撮像装置が行う手ぶれ補正撮像処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態４にかかる手ぶれ演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０５】
１，２１，４１    撮像装置
２，２２，４２    撮像部
２ａ，２２ａ    撮像光学系
２ｂ，２２ｂ    撮像素子
２ｃ    Ａ／Ｄ変換部
３，２３，４３    画像処理部
３ａ，４３ａ    画像補正部
３ｂ    フレームメモリ
４    検出部
４ａ    Ｘ軸角速度センサ
４ｂ    Ｙ軸角速度センサ
４ｃ    Ｚ軸角速度センサ
５    入力部
５ａ    撮影スイッチ
６    表示部
７    音声入出力部
８    通信部
９    記憶部
１０    携帯型記録媒体
１１，３１，５１    制御部
１１ａ，３１ａ，５１ａ    手ぶれ補正演算部
１１ｂ，３１ｂ，５１ｂ    手ぶれ補正制御部
２２ｄ    シフト駆動部
２２ｅ    回転駆動部
Ａ０    被写体
Ａ１〜Ａ４    被写体像
Ｐ0，Ｐn，Ｓ（ｔn），Ｓ（ｔn）’    位置ベクトル
α（ｔn）    回転角
【図１】
2006115346.tif 000015
【図２】
2006115346.tif 000016
【図３−１】
2006115346.tif 000017
【図３−２】
2006115346.tif 000018
【図３−３】
2006115346.tif 000019
【図３−４】
2006115346.tif 000020
【図４】
2006115346.tif 000021
【図５】
2006115346.tif 000022
【図６】
2006115346.tif 000023
【図７】
2006115346.tif 000024
【図８】
2006115346.tif 000025
【図９】
2006115346.tif 000026
【図１０】
2006115346.tif 000027
【図１１】
2006115346.tif 000028
【図１２】
2006115346.tif 000029
【図１３】
2006115346.tif 000030
【図１４】
2006115346.tif 000031