(57)【要約】  撮像装置は、直交３軸の各軸方向の加速度を検出する検出部と、直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する生成部と、直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系２の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する補正部とを備える。
2016103976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交３軸の各軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、
前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の前記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する基準ベクトル生成部と、
前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、前記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する振れ補正部と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記振れ補正部は、前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度から前記基準ベクトルの対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の撮像装置であって、
撮像装置の姿勢変化に連動して回転する前記直交３軸の座標系での重力加速度を推定する重力加速度推定部と、
前記重力加速度推定部によって推定された前記重力加速度を前記基準ベクトルに基づいて補正する重力加速度補正部と、
を更に備え、
前記振れ補正部は、前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度から前記重力加速度補正部によって補正された前記重力加速度の対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する撮像装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項記載の撮像装置であって、
前記基準ベクトル生成部は、最新の前記合成ベクトルと、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルとに基づいて前記基準ベクトルを生成する撮像装置。
【請求項５】
請求項４記載の撮像装置であって、
前記基準ベクトル生成部は、最新の前記合成ベクトルと、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルとの加重平均によって前記基準ベクトルを生成する撮像装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮像装置であって、
前記基準ベクトル生成部は、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルからの最新の前記合成ベクトルの変化量に応じて、加重平均における重み係数を変化させる撮像装置。
【請求項７】
撮像装置に作用する直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の前記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する生成ステップと、
撮像装置に作用する前記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、前記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する補正ステップと、
を備える像振れ補正方法。
【請求項８】
請求項７記載の像振れ補正方法であって、
前記補正ステップは、撮像装置に作用する前記直交３軸の各軸方向の加速度から前記基準ベクトルの対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する像振れ補正方法。
【請求項９】
請求項７記載の像振れ補正方法であって、
撮像装置の姿勢変化を検出する検出し、姿勢変化に連動して回転する前記直交３軸の座標系での重力加速度を推定する推定ステップと、
推定された前記重力加速度を前記基準ベクトルに基づいて補正する補正ステップと、
を更に備え、
前記補正ステップは、撮像装置に作用する前記直交３軸の各軸方向の加速度から補正された前記重力加速度の対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する像振れ補正方法。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか一項記載の像振れ補正方法であって、
前記生成ステップは、最新の前記合成ベクトルと、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルとに基づいて前記基準ベクトルを生成する像振れ補正方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の像振れ補正方法であって、
前記生成ステップは、最新の前記合成ベクトルと、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルとの加重平均によって前記基準ベクトルを生成する像振れ補正方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の像振れ補正方法であって、
前記生成ステップは、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルからの最新の前記合成ベクトルの変化量に応じて、加重平均における重み係数を変化させる像振れ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び像振れ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
手振れ等による撮像装置の振れに起因した像振れを補正する撮像装置が知られている。撮像装置の振れは、光軸に直交する軸まわりに撮像装置が回転する角度振れと、光軸に直交する軸方向に撮像装置が変位する並進振れと、がある。【０００３】
回転振れに対する像振れ補正では、一般に、光軸に直交する軸まわりの角速度が検出され、撮像装置の回転振れ量が算出される。そして、回転振れ量に基づいて撮像素子の撮像面上での像振れを相殺するように補正光学系又は撮像素子が移動される。【０００４】
また、並進振れに対する像振れ補正では、光軸に直交する軸方向の加速度が検出され、撮像装置の並進振れ量が算出される。そして、並進振れ量に基づいて撮像素子の撮像面上での像振れを相殺するように補正光学系又は撮像素子が移動される。【０００５】
撮像装置の並進振れを検出するためには加速度センサが用いられる。しかし、加速度センサの出力には重力加速度成分が含まれているため、当該重力加速度成分を除去する必要がある。特許文献１に記載された振れ補正装置では、慣性体としてのカメラの運動方程式より静止状態の初期加速度と角速度変化を用いて重力加速度方向（初期姿勢）を求めた後、演算によって求められた重力加速度成分を加速度センサの出力値から除去している。また、特許文献２に記載された像振れ補正装置では、角速度計からの手振れ角度信号の変化に基づいて加速度計に加わる重力の変化を求めた後、加速度計からの手振れ加速度信号と当該求めた重力変化に伴う信号との差分を計算することで、重力の影響による加速度計の出力誤差の除去を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２０１３−２５０４１４号公報
【特許文献２】日本国特許第４７１７６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記説明した特許文献１，２のいずれの装置も、重力加速度成分を導出するために、センサによって検出された角速度を用いている。しかし、当該角速度の変位に起因する誤差が累積していくと、加速度信号から重力加速度成分を精度良く除去することはできない。重力加速度成分が除去されない加速度信号に基づく像振れの補正を行っても、像劣化は解消されない。【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、並進振れによる像振れを高精度に補正可能な撮像装置及び像振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】
【０００９】
本発明の一態様の撮像装置は、直交３軸の各軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の前記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する基準ベクトル生成部と、前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、前記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する振れ補正部と、を備える。【００１０】
本発明の一態様の像振れ補正方法は、撮像装置に作用する直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の前記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する生成ステップと、撮像装置に作用する前記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、前記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する補正ステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、並進振れによる像振れを高精度に補正可能な撮像装置及び像振れ補正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を説明するための、撮像装置の一例の外観を示す図である。
【図２】図１の撮像装置の構成を示す図である。
【図３】図１の撮像装置の像振れ補正システムの一例の構成を示す図である。
【図４】過去の合成ベクトル又は過去の基準ベクトルからの最新の合成ベクトルの変化量と、最新の合成ベクトルに乗算される重み係数との関係を示す図である。
【図５】図３に示した像振れ補正システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分の経時変化と、直交３軸のいずれか１軸方向の加速度及び基準ベクトルの経時変化とを示す図である。
【図７】図１の撮像装置の像振れ補正システムの他の例の構成を示す図である。
【図８】図７に示した像振れ補正システムの動作を示すフローチャートである
【図９】本発明の実施形態を説明するための、撮像装置の他の例の外観を示す図である。
【図１０】図９の撮像装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態を説明するための、撮像装置の一例の外観を示し、図２は、図１の撮像装置の構成を示す。
【００１４】
図１及び図２に示す撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１は、光軸方向（ｚ軸方向）及び光軸方向に直交する２軸の各軸方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向）に移動可能に支持された可動レンズ２ａを含む撮像光学系２と、撮像光学系２を通して被写体を撮像する撮像素子３と、可動レンズ２ａの合焦位置を決定する焦点調節部４と、可動レンズ２ａをｚ軸方向に移動させるフォーカス駆動部５と、制御部６とを備える。
【００１５】
可動レンズ２ａは、デジタルカメラ１の筐体内部でｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各軸方向に移動可能に、ホルダバネ２ｂによって弾性的に支持されている。
【００１６】
撮像素子３は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のイメージセンサが用いられる。
【００１７】
撮像素子３の出力信号は、信号処理部７にて相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を経てデジタル変換される。そして、信号処理部７は、撮像素子３の出力信号をデジタル変換した信号に対し、補間演算やガンマ補正演算やＲＧＢ／ＹＣ変換処理等のデジタル信号処理を行って画像データを生成する。
【００１８】
焦点調節部４は、信号処理部７によって生成される画像データに基づき、例えばコントラスト方式等のＡＦ方式によって合焦状態を判定し、可動レンズ２ａの合焦位置を決定する。そして、焦点調節部４は、決定した合焦位置を指示する焦点調節信号を制御部６に出力する。
【００１９】
フォーカス駆動部５は、いわゆるボイスコイルモータであって、対向して配置されて一方が可動レンズ２ａに固定される磁石及び駆動コイルを含み、駆動コイルに供給される駆動電流に応じて、可動レンズ２ａをｚ軸方向に移動させる駆動力を発生させる。
【００２０】
制御部６には、ユーザによる撮影指示等の指示信号が操作部８から入力される。制御部６は、撮影指示に応答して撮像素子３を駆動し、撮像素子３に撮像を行わせる。
【００２１】
デジタルカメラ１には、設定情報などを記憶したメインメモリ９と、信号処理部７にて生成された画像データを記憶するメモリカード等の記憶媒体を含む記憶部１０と、信号処理部７にて生成された画像データやメニューを表示する液晶表示パネル等の表示パネルを含む表示部１１とが設けられている。
【００２２】
焦点調節部４、信号処理部７、メインメモリ９、記憶部１０、及び表示部１１は、制御バス１２及びデータバス１３によって相互に接続され、制御部６からの指令によって制御される。
【００２３】
制御部６には、焦点調節部４から可動レンズ２ａの合焦位置を指示する焦点調節信号が入力される。制御部６は、焦点調節信号に基づきフォーカス駆動部５を制御し、焦点調節信号によって指示される合焦位置に可動レンズ２ａを保持する。本例では、フォーカス駆動部５がボイスコイルモータであって、焦点調節信号は駆動コイルに供給される駆動電流の値を指示するものである。
【００２４】
デジタルカメラ１は、デジタルカメラ１に作用する加速度を検出する加速度検出部２０と、デジタルカメラ１の振れに起因する撮像素子３の撮像面上での像振れを補正する補正駆動部２１とを更に備える。本例では、フォーカスレンズとしてフォーカス駆動部５によってｚ軸方向に移動される可動レンズ２ａが、更に制御部６による制御のもと補正駆動部２１によってｘ軸、ｙ軸の各軸方向に移動されて像振れが補正される。
【００２５】
なお、フォーカスレンズとしての可動レンズ２ａとは別に像振れ補正用レンズを設け、像振れ補正用レンズをｘ軸、ｙ軸の各軸方向に移動させて像振れを補正してもよく、あるいは撮像素子３をｘ軸、ｙ軸の各軸方向に移動させて像振れを補正してもよい。この場合、可動レンズ２ａはｚ軸方向に移動可能であればよい。
【００２６】
図３は、デジタルカメラ１の像振れ補正システムの機能ブロックの一例を示す。
【００２７】
加速度検出部２０は、ｘ軸方向の加速度を検出する加速度センサ２２ｘと、ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサ２２ｙと、ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサ２２ｚと、を含む。
【００２８】
制御部６は、デジタルカメラ１に働く加速度の基準ベクトルを生成する基準ベクトル生成部２３と、補正駆動部２１を制御する振れ補正制御部２４と、を含む。
【００２９】
基準ベクトル生成部２３は、加速度検出部２０によって検出された直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルＭの大きさ（｜Ｍ｜）を算出する。加速度の合成ベクトルＭの大きさは、加速度センサ２２ｘ，２２ｙ，２２ｚがそれぞれ検出した加速度ａｘ，ａｙ，ａｚの二乗和（ａｘ２＋ａｙ２＋ａｚ２）によって求められる。基準ベクトル生成部２３は、算出した合成ベクトルＭを、算出時間と対応付けてメインメモリ９に格納する。
【００３０】
更に、基準ベクトル生成部２３は、算出した合成ベクトルＭの大きさ｜Ｍ｜と、予め決められた値である重力加速度の大きさ｜Ｇ｜との差分Ｃ（＝｜Ｍ｜−｜Ｇ｜）の絶対値が所定の閾値Ｃｔｈ以下であれば、加重平均による後述する巡回型フィルタを用いて加速度の基準ベクトルＲを算出する。一方、上述した差分Ｃの絶対値が所定の閾値Ｃｔｈを超える場合、基準ベクトル生成部２３は基準ベクトルＲの算出を行わない。基準ベクトル生成部２３は、算出した基準ベクトルＲを、算出時間と対応付けてメインメモリ９に格納する。なお、重力加速度の大きさ｜Ｇ｜は、予め決められた値である。
【００３１】
基準ベクトル生成部２３が基準ベクトルＲを算出する際に用いる巡回型フィルタは、以下に示すように、最新の合成ベクトルＭ０と、メインメモリ９に格納された過去に算出された現行の基準ベクトル（以下「過去の基準ベクトル」という。）Ｒ１とを用いる。なお、最新の合成ベクトルＭ０に乗算される重み係数αと、過去の基準ベクトルＲ１に乗算される重み係数βとの総和は１である。
巡回型フィルタの一例：αＭ０＋βＲ１
【００３２】
なお、重み係数βを乗算する対象は過去の基準ベクトルＲ１に限らず、以下に示すように、メインメモリ９に格納された過去の合成ベクトルＭ１であっても良い。
巡回型フィルタの他の例：αＭ０＋βＭ１
【００３３】
また、基準ベクトルＲの算出に用いる過去の合成ベクトル又は過去の基準ベクトルは一つに限らず、以下に示すように複数であっても良い。
巡回型フィルタの他の例：αＭ０＋βＲ１＋…＋γＲｎ（Ｒｎは、ｎ回前に算出された基準ベクトル）
巡回型フィルタの他の例：αＭ０＋βＭ１＋…＋γＭｎ（Ｍｎは、ｎ回前に得られた合成ベクトル）
なお、この場合も、各合成ベクトル又は各基準ベクトルに乗算される重み係数の総和は１である。
【００３４】
基準ベクトル生成部２３は、基準ベクトルＲの算出に用いる巡回型フィルタを決定する際に、重み係数αの値を設定する。重み係数αは、図４に示すように、過去の合成ベクトルＭ１又は過去の基準ベクトルＲ１からの最新の合成ベクトルＭ０の変化量ΔＭに応じて、０から１の所定値に設定される。すなわち、重み係数αは、変化量ΔＭが０から所定の閾値ΔＭｔｈ１の値では０に設定され、所定の閾値ΔＭｔｈ１よりも大きい所定の閾値ΔＭｔｈ２以上の値では１に設定され、閾値ΔＭｔｈ１から閾値ΔＭｔｈ２の間の値では、当該変化量ΔＭの大きさに比例した０から１の間の値に設定される。なお、変化量ΔＭの算出は直交３軸の軸成分毎に行われ、重み係数αの値の設定も直交３軸の軸成分毎に行われる。
【００３５】
振れ補正制御部２４は、加速度センサ２２ｘによって検出されたｘ軸方向の加速度から基準ベクトル生成部２３によって算出された新たな基準ベクトルＲ０のｘ軸成分を減じた差分値を二階積分し、ｘ軸方向の並進振れ量を求める。同様に、振れ補正制御部２４は、加速度センサ２２ｙによって検出されたｙ軸方向の加速度から基準ベクトル生成部２３によって算出された新たな基準ベクトルＲ０のｙ軸成分を減じた差分値を二階積分し、ｙ軸方向の並進振れ量を求める。
【００３６】
次いで、振れ補正制御部２４は、求めたｘ軸及びｙ軸の各軸方向の並進振れ量に基づいて、可動レンズ２ａのｘ軸及びｙ軸の各軸方向の移動量を求める。
【００３７】
そして、振れ補正制御部２４は、補正駆動部２１を制御して、求めた可動レンズ２ａの移動量で可動レンズ２ａをｘ軸及びｙ軸の各軸方向に移動させる。それにより、デジタルカメラ１の並進振れによる像振れが補正される。
【００３８】
振れ補正制御部２４及び補正駆動部２１並びに補正用レンズとしての可動レンズ２ａによって、像振れを補正する振れ補正部が構成される。
【００３９】
なお、補正駆動部２１はフォーカス駆動部５と同様にボイスコイルモータとして構成することができる。
【００４０】
図５は、図３に示した像振れ補正システムの動作を示すフローチャートである。図５に示すように、制御部６に含まれる基準ベクトル生成部２３は、加速度検出部２０によって検出された直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルＭの大きさ｜Ｍ｜を算出する（ステップＳ１０１）。次に、基準ベクトル生成部２３は、ステップＳ１０１で算出した合成ベクトルＭの大きさ｜Ｍ｜と、予め決められた値である重力加速度の大きさ｜Ｇ｜との差分Ｃ（＝｜Ｍ｜−｜Ｇ｜）を算出する（ステップＳ１０３）。次に、基準ベクトル生成部２３は、ステップＳ１０３で算出した差分Ｃの絶対値が閾値Ｃｔｈ以下（｜Ｃ｜≦Ｃｔｈ）か否かを判断し（ステップＳ１０５）、｜Ｃ｜≦ＣｔｈであればステップＳ１０７に進み、｜Ｃ｜＞Ｃｔｈであれば処理を終了する。
【００４１】
ステップＳ１０７では、基準ベクトル生成部２３は、過去の合成ベクトル又は過去の基準ベクトルからの最新の合成ベクトルの変化量ΔＭを、直交３軸の軸成分毎に算出する。次に、基準ベクトル生成部２３は、直交３軸の軸成分毎の変化量ΔＭに対応する重み係数αを設定し、この重み係数αに応じた他の重み係数も設定する（ステップＳ１０９）。次に、基準ベクトル生成部２３は、ステップＳ１０９で設定した重み係数、並びに、最新の合成ベクトル及び過去の基準ベクトル又は合成ベクトルによる巡回型フィルタを用いて、新たな基準ベクトルを算出する（ステップＳ１１１）。
【００４２】
最後に、振れ補正制御部２４は、ステップＳ１１１で算出された基準ベクトルを用いて、加速度検出部２０によって検出された直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、光軸方向（ｚ軸方向）に垂直な直交２軸の各軸方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向）の並進振れによる像振れの補正処理を制御する（ステップＳ１１３）。
【００４３】
図６は、基準ベクトルＲ１が像振れの補正処理のために用いられている状態のときに、デジタルカメラ１の姿勢が大きく変わった際の、基準ベクトルＲの変化を示す図である。図６に示す時間ｔ１までのデジタルカメラ１の姿勢は安定しており、この状態のときの加速度検出部２０によって検出される加速度信号は重力が支配的であるため、基準ベクトル生成部２３は定期的に基準ベクトルＲの算出を行う。デジタルカメラ１のユーザが意図的にデジタルカメラ１の姿勢を変える時間ｔ１〜ｔ２の間は、加速度信号には重力以外に姿勢を変えたことによる加速度が加わる。このときの直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルＭの大きさ｜Ｍ｜と重力加速度の大きさ｜Ｇ｜との差分Ｃは閾値Ｃｔｈを超えるため、時間ｔ１〜ｔ２の間、基準ベクトル生成部２３は基準ベクトルＲの算出を行わない。時間ｔ２以降はデジタルカメラ１の姿勢が再び安定し、加速度信号は重力が再び支配的となるため、基準ベクトル生成部２３は基準ベクトルＲの算出を行い、新たな基準ベクトルＲ０が得られる。したがって、時間ｔ２以降の振れ補正制御部２４は、新たに算出された基準ベクトルＲ０を用いて、直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、並進振れによる像振れの補正処理を制御する。
【００４４】
なお、基準ベクトル生成部２３が算出した基準ベクトルＲには、ローパスフィルタ処理がなされる。当該処理においてノイズの影響を低減するといった点では、カットオフ周波数を低い値に設定することが好ましい。しかし、カットオフ周波数が低いと、デジタルカメラ１の姿勢が大きく変わる時間ｔ１〜ｔ２の間にも基準ベクトルＲを算出する場合には、図６に破線で示すように、基準ベクトルＲが所望値に追従するまでに時間を要する。本実施形態では、上述のように、時間ｔ１〜ｔ２の間は基準ベクトルＲの算出を行わないため、カットオフ周波数が低い値に設定されていても、基準ベクトルＲの十分な追従性を実現できる。
【００４５】
以上により、デジタルカメラ１の姿勢が大きく変化している間は基準ベクトルの算出を行わず、デジタルカメラ１の姿勢が再び安定した状態で得られた加速度の合成ベクトルに基づいて基準ベクトルを算出する。このため、重力方向の変化に適宜追従しつつ、並進振れによる像振れを高精度に補正することができる。
【００４６】
また、基準ベクトルは、デジタルカメラ１の姿勢が再び安定した状態で得られた最新の合成ベクトルと、過去の合成ベクトル又は過去の基準ベクトルとの加重平均によって算出される。このため、過去の情報も加味した精度の高い基準ベクトルを求めることができる。
【００４７】
更に、最新の合成ベクトルに乗算される重み係数及び過去の合成ベクトル又は過去の基準ベクトルに乗算される重み係数は、過去の合成ベクトル又は過去の基準ベクトルからの最新の合成ベクトルの変化量に応じてそれぞれ異なり、当該変化量が大きいほど最新の合成ベクトルに乗算される重み係数には大きな値が設定される。このため、加速度に関する最新の情報が過去の情報から大きく変動している場合には、加算平均における最新の情報の比率は大きく、過去の情報の比率は小さく利用されるため、重力方向の変化に追従した精度の高い基準ベクトルを求めることができる。
【００４８】
図７は、デジタルカメラ１の像振れ補正システムの機能ブロックの他の例を示す。なお、当該システムには、直交３軸の各軸方向のデジタルカメラ１の角速度を検出する角速度検出部３１が含まれる。図７において、図３と共通する構成要素（加速度検出部２０及び基準ベクトル生成部２３）には同じ参照符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００４９】
制御部６は、デジタルカメラ１に働く加速度の基準ベクトルを生成する基準ベクトル生成部２３と、重力加速度推定部３２と、重力加速度補正部３３と、補正駆動部２１を制御する振れ補正制御部３４と、を含む。
【００５０】
重力加速度推定部３２は、デジタルカメラ１の姿勢が安定しているときの加速度検出部２０によって検出された直交３軸の加速度と、角速度検出部３１によって検出された直交３軸の角速度とに基づいて、慣性体としてのデジタルカメラ１の運動方程式を用いて、加速度検出部２０に加わる重力加速度の推定値を算出する。デジタルカメラ１の姿勢が安定しているときの加速度検出部２０によって検出されたｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルは重力加速度に対応しており、角速度検出部３１によって検出されたｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各軸まわりの角速度をそれぞれ積分して得られる各軸まわりの角度変化量に基づいて合成ベクトルを回転させることにより、デジタルカメラ１の姿勢変化に連動して回転するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の慣性座標系での重力加速度を推定することができる。
【００５１】
重力加速度補正部３３は、重力加速度推定部３２によって算出された重力加速度の推定値を、基準ベクトル生成部２３が算出した基準ベクトルに基づいて補正する。デジタルカメラ１の姿勢が連続して変化した場合、加速度検出部２０によって検出される加速度信号には、重力以外の加速度が連続して変化する。この場合は、加速度信号から重力加速度の方向を追尾することができないため、角速度に基づいて推定された重力加速度が有効である。しかし、角速度検出部３１に用いられるセンサのドリフト等に起因して検出される角速度の誤差が累積すると当該推定された重力加速度の誤差も大きくなる。したがって、重力加速度補正部３３は、重力加速度推定部３２によって算出された重力加速度の推定値を、基準ベクトル生成部２３が算出した基準ベクトルに基づいて補正する。それにより、検出される角速度の誤差の累積が抑制され、重力加速度推定部３２によって算出される重力加速度の推定値の精度が維持される。
【００５２】
以下、重力加速度推定部３２による重力加速度の推定値の算出の詳細と、重力加速度補正部３３による重力加速度の推定値の補正の詳細について説明する。
【００５３】
３次元空間でのｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸まわりの回転を表す回転行列は、以下の式（１）〜（３）で示される。式（１）に示すＲｘ（θｘ）は、ｙ軸をｚ軸に向ける方向の回転行列である。また、式（２）に示すＲｙ（θｙ）は、ｚ軸をｘ軸に向ける方向の回転行列である。また、式（３）に示すＲｚ（θｚ）は、ｘ軸をｙ軸に向ける方向の回転行列である。θｘ，θｙ，θｚは、角速度検出部３１が検出した角速度から求められる回転角度θの各軸成分の回転角度である。
【００５４】
【数１】
2016103976.tif 000003
【００５５】
３次元空間でデジタルカメラ１が各軸にそれぞれ任意の回転角で回転した場合、合成行列Ｒｘｙｚ（θ）は、Ｒｘ（θｘ）とＲｙ（θｙ）とＲｚ（θｚ）の積によって得られる。
【００５６】
重力加速度推定部３２は、デジタルカメラ１の姿勢が変化する前に得られた単位重力ベクトルＧ１（ｘ，ｙ，ｚ）に、デジタルカメラ１の回転を表す上記Ｒｘｙｚ（θ）を積算することで、デジタルカメラ１の姿勢が変化した後の単位重力ベクトルＧ０（ｘ，ｙ，ｚ）を算出する。なお、単位重力ベクトルは、重力ベクトルの大きさが１であることを表す。重力加速度推定部３２が算出した単位重力ベクトルＧ０（ｘ，ｙ，ｚ）は、重力加速度の推定値として出力される。
【００５７】
次に、重力加速度補正部３３は、基準ベクトル生成部２３が算出した基準ベクトルＲ（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、重力加速度推定部３２が算出した単位重力ベクトルＧ０（ｘ，ｙ，ｚ）の補正を行う。当該補正は、基準ベクトルＲ（ｘ，ｙ，ｚ）の各軸成分の値と単位重力ベクトルＧ０（ｘ，ｙ，ｚ）の同軸成分の値との差分が１軸でも閾値以上である場合に行われ、直交３軸の全てに対して行われる。
【００５８】
以下、重力加速度補正部３３による補正重力ベクトルＧ０ａ（ｘ，ｙ，ｚ）の一例を示す。なお、αは係数である。
Ｇ０ａ（ｘ）＝Ｇ０（ｘ）＋α｛Ｇ０（ｘ）−Ｒ（ｘ）｝
Ｇ０ａ（ｙ）＝Ｇ０（ｙ）＋α｛Ｇ０（ｙ）−Ｒ（ｙ）｝
Ｇ０ａ（ｚ）＝Ｇ０（ｚ）＋α｛Ｇ０（ｚ）−Ｒ（ｚ）｝
【００５９】
重力加速度補正部３３は、上記補正重力ベクトルＧ０ａ（ｘ，ｙ，ｚ）が単位ベクトルとなるよう、補正重力ベクトルＧ０ａの大きさの逆数を補正重力ベクトルＧ０ａ（ｘ，ｙ，ｚ）に乗算した値を、補正された重力加速度として出力する。
【００６０】
振れ補正制御部３４は、加速度センサ２２ｘによって検出されたｘ軸方向の加速度から重力加速度補正部３３によって補正された重力加速度のｘ軸成分を減じた差分値を二階積分し、ｘ軸方向の並進振れ量を求める。同様に、振れ補正制御部３４は、加速度センサ２２ｙによって検出されたｙ軸方向の加速度から重力加速度補正部３３によって補正された重力加速度のｙ軸成分を減じた差分値を二階積分し、ｙ軸方向の並進振れ量を求める。
【００６１】
次いで、振れ補正制御部３４は、求めたｘ軸及びｙ軸の各軸方向の並進振れ量に基づいて、可動レンズ２ａのｘ軸及びｙ軸の各軸方向の移動量を求める。
【００６２】
そして、振れ補正制御部３４は、補正駆動部２１を制御して、求めた可動レンズ２ａの移動量で可動レンズ２ａをｘ軸及びｙ軸の各軸方向に移動させる。それにより、デジタルカメラ１の並進振れによる像振れが補正される。
【００６３】
図８は、図７に示した像振れ補正システムの動作を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートでは、図５に示したフローチャートにおけるステップＳ１１１とステップＳ１１３の間にステップＳ２０１，Ｓ２０３が実行される。ステップＳ２０１では、重力加速度推定部３２は、加速度検出部２０に加わる重力加速度の推定値を算出する。また、ステップＳ２０３では、重力加速度補正部３３は、ステップＳ２０１で算出された重力加速度の推定値を、ステップＳ１１１で算出された基準ベクトルに基づいて補正する。
【００６４】
以上により、デジタルカメラ１の姿勢が連続して変化した場合であっても、重力方向の変化に適宜追従しつつ、並進振れによる像振れを高精度に補正することができる。
【００６５】
なお、直交３軸の角速度を検出する角速度検出部３１を備える本例においては、ｘ軸及びｙ軸の各軸方向の並進振れ量及びｘ軸及びｙ軸の各軸まわりの回転振れ量に基づいて可動レンズ２ａのｘ軸及びｙ軸の各軸方向の移動量を求め、求めた可動レンズ２ａの移動量で可動レンズ２ａをｘ軸及びｙ軸の各軸方向に移動させることにより、デジタルカメラ１の並進振れ及び角度振れによる像振れを補正するようにしてもよい。
【００６６】
なお、図６に示したとおり、デジタルカメラ１の姿勢が安定しており、基準ベクトル生成部２３によって定期的に基準ベクトルＲが算出されている時間ｔ１までの期間、及び時間ｔ２以降の期間は、加速度検出部２０によって検出されたｘ軸及びｙ軸の各軸方向の加速度から基準ベクトルＲの各軸成分を減じて各軸方向の並進振れ量を求め、デジタルカメラ１の姿勢が大きく変化しており、基準ベクトル生成部２３によって基準ベクトルＲが算出されない時間ｔ１〜ｔ２の間の期間は、加速度検出部２０によって検出されたｘ軸及びｙ軸の各軸方向の加速度から、重力加速度推定部３２によって算出され、重力加速度補正部３３によって補正された重力加速度の推定値の各軸成分を減じて各軸方向の並進振れ量を求めるようにしてもよい。
【００６７】
ここまで撮像装置としてデジタルカメラ１を例にしたが、以下では、撮像装置としてカメラ付のスマートフォンの実施形態について説明する。
【００６８】
図９は、本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示す。
【００６９】
図９に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０１の一方の面に表示部としての表示パネル２０２と、入力部としての操作パネル２０３とが一体となった表示入力部２０４を備えている。また、この様な筐体２０１は、スピーカ２０５と、マイクロホン２０６と、操作部２０７と、カメラ部２０８とを備えている。なお、筐体２０１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。
【００７０】
図１０は、図９に示すスマートフォン２００の構成を示す。
【００７１】
図１０に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２０４と、通話部２１１と、操作部２０７と、カメラ部２０８と、記憶部２１２と、外部入出力部２１３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２１４と、モーションセンサ部２１５と、電源部２１６と、主制御部２２０とを備える。また、スマートフォン２００の主たる機能として、図示省略の基地局装置ＢＳと図示省略の移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
【００７２】
無線通信部２１０は、主制御部２２０の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
【００７３】
表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像及び動画像）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２０２と、操作パネル２０３とを備える。
【００７４】
表示パネル２０２は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などを表示デバイスとして用いたものである。
【００７５】
操作パネル２０３は、表示パネル２０２の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２２０に出力する。次いで、主制御部２２０は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２０２上の操作位置（座標）を検出する。
【００７６】
図９に示すように、本発明の撮影装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２００の表示パネル２０２と操作パネル２０３とは一体となって表示入力部２０４を構成しているが、操作パネル２０３が表示パネル２０２を完全に覆うような配置となっている。
【００７７】
係る配置を採用した場合、操作パネル２０３は、表示パネル２０２外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２０３は、表示パネル２０２に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。
【００７８】
なお、表示領域の大きさと表示パネル２０２の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２０３が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル２０３で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
【００７９】
通話部２１１は、スピーカ２０５やマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２２０にて処理可能な音声データに変換して主制御部２２０に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２１３により受信された音声データを復号してスピーカ２０５から出力させたりするものである。また、図９に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。
【００８０】
操作部２０７は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図９に示すように、操作部２０７は、スマートフォン２００の筐体２０１の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
【００８１】
記憶部２１２は、主制御部２２０の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部２１２は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２１７と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２１８により構成される。なお、記憶部２１２を構成するそれぞれの内部記憶部２１７と外部記憶部２１８は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ  ｍｅｍｏｒｙ  ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｃａｒｄ  ｍｉｃｒｏ  ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの格納媒体を用いて実現される。
【００８２】
外部入出力部２１３は、スマートフォン２００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。
【００８３】
スマートフォン２００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）やＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部２１３は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン２００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
【００８４】
ＧＰＳ受信部２１４は、主制御部２２０の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン２００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部２１４は、無線通信部２１０や外部入出力部２１３（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
【００８５】
モーションセンサ部２１５は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の物理的な動きを検出する。スマートフォン２００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２００の動く方向や加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２２０に出力されるものである。
【００８６】
電源部２１６は、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。
【００８７】
主制御部２２０は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２１２が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン２００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部２２０は、無線通信部２１０を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
【００８８】
アプリケーション処理機能は、記憶部２１２が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２２０が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２１３を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。
【００８９】
また、主制御部２２０は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２０４に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部２２０が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２０４に表示する機能のことをいう。
【００９０】
更に、主制御部２２０は、表示パネル２０２に対する表示制御と、操作部２０７、操作パネル２０３を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。表示制御の実行により、主制御部２２０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、表示パネル２０２の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
【００９１】
また、操作検出制御の実行により、主制御部２２０は、操作部２０７を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
【００９２】
更に、操作検出制御の実行により主制御部２２０は、操作パネル２０３に対する操作位置が、表示パネル２０２に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２０３の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
【００９３】
また、主制御部２２０は、操作パネル２０３に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。
【００９４】
カメラ部２０８は、図２に示したデジタルカメラ１における撮像光学系２、撮像素子３、焦点調節部４、フォーカス駆動部５、制御部６、信号処理部７、メインメモリ９、加速度検出部２０、補正駆動部２１の構成を含む。
【００９５】
カメラ部２０８によって生成された画像データは、記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。
【００９６】
図９に示すスマートフォン２００において、カメラ部２０８は表示入力部２０４と同じ面に搭載されているが、カメラ部２０８の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２０４の背面に搭載されてもよい。
【００９７】
また、カメラ部２０８はスマートフォン２００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２０２にカメラ部２０８で取得した画像を表示することや、操作パネル２０３の操作入力のひとつとして、カメラ部２０８の画像を利用することができる。
【００９８】
また、ＧＰＳ受信部２１４が位置を検出する際に、カメラ部２０８からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２０８からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２００のカメラ部２０８の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部２０８からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
【００９９】
その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２１４により取得した位置情報、マイクロホン２０６により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２１５により取得した姿勢情報等などを付加して記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。
【０１００】
以上のような構成のスマートフォン２００においても、重力方向の変化に適宜追従しつつ、並進振れによる像振れを高精度に補正することができる。
【０１０１】
以上説明したとおり、本明細書に開示された撮像装置は、直交３軸の各軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、上記加速度検出部によって検出された上記直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の上記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する基準ベクトル生成部と、上記加速度検出部によって検出された上記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、上記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する振れ補正部と、を備える。
【０１０２】
また、上記振れ補正部は、上記加速度検出部によって検出された上記直交３軸の各軸方向の加速度から上記基準ベクトルの対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する。
【０１０３】
また、撮像装置の姿勢変化に連動して回転する上記直交３軸の座標系での重力加速度を推定する重力加速度推定部と、上記重力加速度推定部によって推定された上記重力加速度を上記基準ベクトルに基づいて補正する重力加速度補正部と、を更に備え、上記振れ補正部は、上記加速度検出部によって検出された上記直交３軸の各軸方向の加速度から上記重力加速度補正部によって補正された上記重力加速度の対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する。
【０１０４】
また、上記基準ベクトル生成部は、最新の上記合成ベクトルと、過去の上記合成ベクトル又は過去の上記基準ベクトルとに基づいて上記基準ベクトルを生成する。
【０１０５】
また、上記基準ベクトル生成部は、最新の上記合成ベクトルと、過去の上記合成ベクトル又は過去の上記基準ベクトルとの加重平均によって上記基準ベクトルを生成する。
【０１０６】
また、上記基準ベクトル生成部は、過去の上記合成ベクトル又は過去の上記基準ベクトルからの最新の上記合成ベクトルの変化量に応じて、加重平均における重み係数を変化させる。
【０１０７】
また、本明細書に開示された像振れ補正方法は、撮像装置に作用する直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の上記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する生成ステップと、撮像装置に作用する上記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、上記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する補正ステップと、を備える。
【０１０８】
また、上記補正ステップは、撮像装置に作用する上記直交３軸の各軸方向の加速度から上記基準ベクトルの対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する。
【０１０９】
また、撮像装置の姿勢変化を検出する検出し、姿勢変化に連動して回転する上記直交３軸の座標系での重力加速度を推定する推定ステップと、推定された上記重力加速度を上記基準ベクトルに基づいて補正する補正ステップと、を更に備え、上記補正ステップは、撮像装置に作用する上記直交３軸の各軸方向の加速度から補正された上記重力加速度の対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する。
【０１１０】
また、上記生成ステップは、最新の上記合成ベクトルと、過去の上記合成ベクトル又は過去の上記基準ベクトルとに基づいて上記基準ベクトルを生成する。
【０１１１】
また、上記生成ステップは、最新の上記合成ベクトルと、過去の上記合成ベクトル又は過去の上記基準ベクトルとの加重平均によって上記基準ベクトルを生成する。
【０１１２】
また、上記生成ステップは、過去の上記合成ベクトル又は過去の上記基準ベクトルからの最新の上記合成ベクトルの変化量に応じて、加重平均における重み係数を変化させる。
【０１１３】
本出願は、2014年12月22日出願の日本特許出願（特願2014-258976）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  デジタルカメラ
２  撮像光学系
２ａ  可動レンズ（フォーカスレンズ）
３  撮像素子
４  焦点調節部
５  フォーカス駆動部
６  制御部
２０  加速度検出部
２１  補正駆動部
２２ｘ，２２ｙ，２２ｚ  加速度センサ
２３  基準ベクトル生成部
２４，３４  振れ補正制御部
３１  角速度検出部
３２  重力加速度推定部
３３  重力加速度補正部
【図１】
2016103976.tif 000004
【図２】
2016103976.tif 000005
【図３】
2016103976.tif 000006
【図４】
2016103976.tif 000007
【図５】
2016103976.tif 000008
【図６】
2016103976.tif 000009
【図７】
2016103976.tif 000010
【図８】
2016103976.tif 000011
【図９】
2016103976.tif 000012
【図１０】
2016103976.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月19日(2017.4.19)
【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】
直交３軸の各軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、
前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の前記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する基準ベクトル生成部と、
前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、前記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する振れ補正部と、
撮像装置の姿勢変化に連動して回転する前記直交３軸の座標系での重力加速度を推定する重力加速度推定部と、
前記重力加速度推定部によって推定された前記重力加速度を前記基準ベクトルに基づいて補正する重力加速度補正部と、
を備え、
前記振れ補正部は、前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度から前記重力加速度補正部によって補正された前記重力加速度の対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記振れ補正部は、前記加速度検出部によって検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度から前記基準ベクトルの対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撮像装置であって、
前記基準ベクトル生成部は、最新の前記合成ベクトルと、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルとに基づいて前記基準ベクトルを生成する撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置であって、
前記基準ベクトル生成部は、最新の前記合成ベクトルと、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルとの加重平均によって前記基準ベクトルを生成する撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置であって、
前記基準ベクトル生成部は、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルからの最新の前記合成ベクトルの変化量に応じて、加重平均における重み係数を変化させる撮像装置。
【請求項６】
撮像装置に作用する直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の前記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する生成ステップと、
撮像装置に作用する前記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、前記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する補正ステップと、
撮像装置の姿勢変化を検出する検出し、姿勢変化に連動して回転する前記直交３軸の座標系での重力加速度を推定する推定ステップと、
推定された前記重力加速度を前記基準ベクトルに基づいて補正する補正ステップと、
を備え、
前記補正ステップは、撮像装置に作用する前記直交３軸の各軸方向の加速度から補正された前記重力加速度の対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する像振れ補正方法。
【請求項７】
請求項６に記載の像振れ補正方法であって、
前記補正ステップは、撮像装置に作用する前記直交３軸の各軸方向の加速度から前記基準ベクトルの対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する像振れ補正方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の像振れ補正方法であって、
前記生成ステップは、最新の前記合成ベクトルと、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルとに基づいて前記基準ベクトルを生成する像振れ補正方法。
【請求項９】
請求項８に記載の像振れ補正方法であって、
前記生成ステップは、最新の前記合成ベクトルと、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルとの加重平均によって前記基準ベクトルを生成する像振れ補正方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の像振れ補正方法であって、
前記生成ステップは、過去の前記合成ベクトル又は過去の前記基準ベクトルからの最新の前記合成ベクトルの変化量に応じて、加重平均における重み係数を変化させる像振れ補正方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様の撮像装置は、直交３軸の各軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、上記加速度検出部によって検出された上記直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の上記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する基準ベクトル生成部と、上記加速度検出部によって検出された上記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、上記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する振れ補正部と、撮像装置の姿勢変化に連動して回転する上記直交３軸の座標系での重力加速度を推定する重力加速度推定部と、上記重力加速度推定部によって推定された上記重力加速度を上記基準ベクトルに基づいて補正する重力加速度補正部と、を備え、上記振れ補正部は、上記加速度検出部によって検出された上記直交３軸の各軸方向の加速度から上記重力加速度補正部によって補正された上記重力加速度の対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一態様の像振れ補正方法は、撮像装置に作用する直交３軸の各軸方向の加速度の合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとの差分が所定の閾値以下である場合の上記合成ベクトルを用いて基準ベクトルを生成する生成ステップと、撮像装置に作用する上記直交３軸の各軸方向の加速度に基づき、上記基準ベクトルを用いて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する補正ステップと、撮像装置の姿勢変化を検出する検出し、姿勢変化に連動して回転する上記直交３軸の座標系での重力加速度を推定する推定ステップと、推定された上記重力加速度を上記基準ベクトルに基づいて補正する補正ステップと、を備え、上記補正ステップは、撮像装置に作用する上記直交３軸の各軸方向の加速度から補正された上記重力加速度の対応する軸方向成分を減じた加速度に基づいて、少なくとも撮像光学系の光軸に垂直な直交２軸の各軸方向の並進振れによる像振れを補正する。
【国際調査報告】
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