(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される撮像画像信号のブレを補正する像ブレ補正装置であって、
前記撮像素子を含む撮像装置の前記撮像光学系の光軸に直交し且つ互いに直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記光軸に平行な回転軸回りの前記撮像装置の角速度を検出する角速度センサと、
前記加速度センサにより検出された加速度に含まれる、前記撮像装置が前記回転軸の回りに回転することにより生じる回転加速度成分を算出する回転加速度成分算出部と、
前記加速度から前記回転加速度成分を減算して得た加速度に基づいて、前記撮像画像信号の前記２つの方向におけるブレを補正するブレ補正部と、を備え、
前記回転加速度成分算出部は、予め決められた複数の前記回転軸の中から、前記撮像装置の使用状態に基づいて１つの前記回転軸を選択し、前記選択した前記回転軸の回りに前記撮像装置が回転することにより生じる前記回転加速度成分を、前記角速度センサにより検出された角速度と、前記選択した前記回転軸から前記加速度センサまでの前記２つの方向における距離とに基づいて算出する像ブレ補正装置。
【請求項２】
請求項１記載の像ブレ補正装置であって、
前記撮像装置は、被写体を観察するための接眼窓を備え、
前記複数の前記回転軸は、前記接眼窓の位置に設定された回転軸と、前記光軸と同じ位置に設定された回転軸と、を含み、
前記回転加速度成分算出部は、前記接眼窓を使用して被写体の観察が行われている前記使用状態の場合には、前記接眼窓の位置に設定された前記回転軸を選択し、前記接眼窓が未使用にて被写体の観察が行われている前記使用状態の場合には、前記光軸と同じ位置に設定された前記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【請求項３】
請求項１記載の像ブレ補正装置であって、
前記複数の前記回転軸は、前記光軸と異なる位置にある２つの回転軸を含み、
前記回転加速度成分算出部は、前記２つの方向の一方の方向が鉛直方向となる前記使用状態の場合には前記２つの回転軸の一方を選択し、前記２つの方向の他方の方向が鉛直方向となる前記使用状態の場合には前記２つの回転軸の他方を選択する像ブレ補正装置。
【請求項４】
請求項３記載の像ブレ補正装置であって、
前記複数の前記回転軸は、前記光軸と同じ位置にある回転軸を含み、
前記回転加速度成分算出部は、前記一方の前記方向が鉛直方向となる状態と、前記他方の前記方向が鉛直方向となる状態との判別が不能となる前記使用状態の場合には、前記光軸と同じ位置にある前記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の像ブレ補正装置であって、
前記複数の前記回転軸は、前記光軸と同じ位置にある回転軸を含み、
前記回転加速度成分算出部は、前記撮像装置が動画撮像モードに設定されている場合には、前記光軸と同じ位置にある前記回転軸を選択し、前記撮像装置が静止画撮像モードに設定されている場合には、前記使用状態に基づいて前記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【請求項６】
請求項３記載の像ブレ補正装置であって、
前記撮像装置は、前記撮像光学系とは反対側の面に設けられた表示部と、前記表示部に形成されたタッチパネルと、前記表示部とは異なる位置に設けられた撮像指示を行うための操作部材と、を備え、
前記複数の前記回転軸は、前記２つの回転軸とは異なり且つ前記表示部の中心位置に設定された回転軸を更に含み、
前記回転加速度成分算出部は、前記タッチパネルの操作によって撮像が行われた前記使用状態の場合には、前記中心位置に設定された前記回転軸を選択し、前記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ前記一方の前記方向が鉛直方向となる前記使用状態の場合には前記２つの回転軸の前記一方を選択し、前記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ前記他方の前記方向が鉛直方向となる前記使用状態の場合には前記２つの回転軸の前記他方を選択する像ブレ補正装置。
【請求項７】
請求項６記載の像ブレ補正装置であって、
前記回転加速度成分算出部は、前記一方の前記方向が鉛直方向となる状態と、前記他方の前記方向が鉛直方向となる状態との判別が不能となる前記使用状態の場合には、前記中心位置に設定された前記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の像ブレ補正装置であって、
前記撮像装置は、握られていることを検出するグリップセンサを備え、
前記表示部の長手方向と前記他方の前記方向とが一致し、前記表示部の短手方向と前記一方の前記方向とが一致しており、
前記回転加速度成分算出部は、前記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ前記他方の前記方向が鉛直方向となっており、前記グリップセンサによって前記撮像装置が握られていることが検出されている前記使用状態の場合には、前記中心位置に設定された前記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項記載の像ブレ補正装置であって、
前記回転加速度成分算出部は、前記撮像装置が動画撮像モードに設定されている場合には、前記中心位置に設定された前記回転軸を選択し、前記撮像装置が静止画撮像モードに設定されている場合には、前記使用状態に基づいて前記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項記載の像ブレ補正装置と、
前記撮像素子と、を備える撮像装置。
【請求項１１】
撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される撮像画像信号のブレを補正する像ブレ補正方法であって、
前記撮像素子を含む撮像装置の前記撮像光学系の光軸に直交し且つ互いに直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサにより検出された加速度に含まれる、前記撮像装置が前記光軸に平行な回転軸の回りに回転することにより生じる回転加速度成分を算出する回転加速度成分算出ステップと、
前記加速度から前記回転加速度成分を減算して得た加速度に基づいて、前記撮像画像信号の前記２つの方向におけるブレを補正するブレ補正ステップと、を備え、
前記回転加速度成分算出ステップでは、予め決められた複数の前記回転軸の中から、前記撮像装置の使用状態に基づいて１つの前記回転軸を選択し、前記選択した前記回転軸の回りに前記撮像装置が回転することにより生じる前記回転加速度成分を、前記回転軸回りの前記撮像装置の角速度を検出する角速度センサにより検出された角速度と、前記選択した前記回転軸から前記加速度センサまでの前記２つの方向における距離とに基づいて算出する像ブレ補正方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の像ブレ補正方法であって、
前記撮像装置は、被写体を観察するための接眼窓を備え、
前記複数の前記回転軸は、前記接眼窓の位置に設定された回転軸と、前記光軸と同じ位置に設定された回転軸と、を含み、
前記回転加速度成分算出ステップは、前記接眼窓を使用して被写体の観察が行われている前記使用状態の場合には、前記接眼窓の位置に設定された前記回転軸を選択し、前記接眼窓が未使用にて被写体の観察が行われている前記使用状態の場合には、前記光軸と同じ位置に設定された前記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の像ブレ補正方法であって、
前記複数の前記回転軸は、前記光軸と異なる位置にある２つの回転軸を含み、
前記回転加速度成分算出ステップは、前記２つの方向の一方の方向が鉛直方向となる前記使用状態の場合には前記２つの回転軸の一方を選択し、前記２つの方向の他方の方向が鉛直方向となる前記使用状態の場合には前記２つの回転軸の他方を選択する像ブレ補正方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の像ブレ補正方法であって、
前記複数の前記回転軸は、前記光軸と同じ位置にある回転軸を含み、
前記回転加速度成分算出ステップは、前記一方の前記方向が鉛直方向となる状態と、前記他方の前記方向が鉛直方向となる状態との判別が不能となる前記使用状態の場合には、前記光軸と同じ位置にある前記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【請求項１５】
請求項１１から１４のいずれか１項記載の像ブレ補正方法であって、
前記複数の前記回転軸は、前記光軸と同じ位置にある回転軸を含み、
前記回転加速度成分算出ステップは、前記撮像装置が動画撮像モードに設定されている場合には、前記光軸と同じ位置にある前記回転軸を選択し、前記撮像装置が静止画撮像モードに設定されている場合には、前記使用状態に基づいて前記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【請求項１６】
請求項１３記載の像ブレ補正方法であって、
前記撮像装置は、前記撮像光学系とは反対側の面に設けられた表示部と、前記表示部に形成されたタッチパネルと、前記表示部とは異なる位置に設けられた撮像指示を行うための操作部材と、を備え、
前記複数の前記回転軸は、前記２つの回転軸とは異なり且つ前記表示部の中心位置に設定された回転軸を更に含み、
前記回転加速度成分算出ステップは、前記タッチパネルの操作によって撮像が行われた前記使用状態の場合には、前記中心位置に設定された前記回転軸を選択し、前記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ前記一方の前記方向が鉛直方向となる前記使用状態の場合には前記２つの回転軸の前記一方を選択し、前記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ前記他方の前記方向が鉛直方向となる前記使用状態の場合には前記２つの回転軸の前記他方を選択する像ブレ補正方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の像ブレ補正方法であって、
前記回転加速度成分算出ステップは、前記一方の前記方向が鉛直方向となる状態と、前記他方の前記方向が鉛直方向となる状態との判別が不能となる前記使用状態の場合には、前記中心位置に設定された前記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【請求項１８】
請求項１６又は１７記載の像ブレ補正方法であって、
前記撮像装置は、握られていることを検出するグリップセンサを備え、
前記表示部の長手方向と前記他方の前記方向とが一致し、前記表示部の短手方向と前記一方の前記方向とが一致しており、
前記回転加速度成分算出ステップは、前記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ前記他方の前記方向が鉛直方向となっており、前記グリップセンサによって前記撮像装置が握られていることが検出されている前記使用状態の場合には、前記中心位置に設定された前記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【請求項１９】
請求項１６から１８のいずれか１項記載の像ブレ補正方法であって、
前記回転加速度成分算出ステップは、前記撮像装置が動画撮像モードに設定されている場合には、前記中心位置に設定された前記回転軸を選択し、前記撮像装置が静止画撮像モードに設定されている場合には、前記使用状態に基づいて前記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【請求項２０】
撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される撮像画像信号のブレを補正する像ブレ補正プログラムであって、
前記撮像素子を含む撮像装置の前記撮像光学系の光軸に直交し且つ互いに直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサにより検出された加速度に含まれる、前記撮像装置が前記光軸に平行な回転軸の回りに回転することにより生じる回転加速度成分を算出する回転加速度成分算出ステップと、
前記加速度から前記回転加速度成分を減算して得た加速度に基づいて、前記撮像画像信号の前記２つの方向におけるブレを補正するブレ補正ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記回転加速度成分算出ステップでは、予め決められた複数の前記回転軸の中から、前記撮像装置の使用状態に基づいて１つの前記回転軸を選択し、前記選択した前記回転軸の回りに前記撮像装置が回転することにより生じる前記回転加速度成分を、前記回転軸回りの前記撮像装置の角速度を検出する角速度センサにより検出された角速度と、前記選択した前記回転軸から前記加速度センサまでの前記２つの方向における距離とに基づいて算出する像ブレ補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像ブレ補正装置、撮像装置、像ブレ補正方法、及び像ブレ補正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子を備えた撮像装置には、装置が振動することによって生じる撮像画像信号のブレ（以下、像ブレともいう）を補正するための像ブレ補正機能を有するものがある。像ブレには、シフトブレと、角度ブレと、回転ブレと、がある。【０００３】
シフトブレは、撮像素子の受光面の直交する２辺のそれぞれに沿った方向に装置が振動（並進運動）することで生じる撮像画像信号のブレ（以下、並進ブレともいう）である。角度ブレは、撮像光学系の光軸に垂直且つ互いに直交する２つの回転軸のそれぞれの回りに装置が回転（ピッチ回転及びヨー回転という）することで生じる撮像画像信号のブレである。【０００４】
回転ブレは、撮像光学系の光軸に平行な回転軸の回りに装置が回転（ロール回転ともいう）することで生じる撮像画像信号のブレである。【０００５】
特許文献１には、レンズ又は撮像素子を移動させることによって像ブレ補正を行うカメラが記載されている。このカメラは、３軸の加速度センサと３軸の角速度センサを用いてカメラの姿勢を演算し、加速度センサ出力に含まれる重力加速度成分を演算し除去することで、カメラの並進運動により発生する加速度成分のみを演算して、並進方向の撮像画像信号のブレを高精度に補正することを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２０１４−１６４２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
撮像装置が並進運動しているのと同時にロール回転している場合を想定すると、加速度センサは、撮像装置の並進運動に起因する加速度に加え、撮像装置のロール回転に起因した加速度を検出してしまう。【０００８】
撮像装置がロール回転するときの回転中心の位置が予め決まっていれば、角速度センサの出力と加速度センサの出力とから、撮像装置の並進運動に起因する加速度成分のみを検出することは可能である。しかし、実際の利用シーンにおいては、この回転中心の位置が一定ではなく変化することがある。特許文献１では、こういった回転中心の位置が変化することについて考慮されていない。【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像装置の並進運動によって生じる撮像画像信号のブレを高精度に補正することのできる像ブレ補正装置、この像ブレ補正装置を備える撮像装置、像ブレ補正方法、及び像ブレ補正プログラム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】
【００１０】
本発明の像ブレ補正装置は、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される撮像画像信号のブレを補正する像ブレ補正装置であって、上記撮像素子を含む撮像装置の上記撮像光学系の光軸に直交し且つ互いに直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサと、上記光軸に平行な回転軸回りの上記撮像装置の角速度を検出する角速度センサと、上記加速度センサにより検出された加速度に含まれる、上記撮像装置が上記回転軸の回りに回転することにより生じる回転加速度成分を算出する回転加速度成分算出部と、上記加速度から上記回転加速度成分を減算して得た加速度に基づいて、上記撮像画像信号の上記２つの方向におけるブレを補正するブレ補正部と、を備え、上記回転加速度成分算出部は、予め決められた複数の上記回転軸の中から、上記撮像装置の使用状態に基づいて１つの上記回転軸を選択し、上記選択した上記回転軸の回りに上記撮像装置が回転することにより生じる上記回転加速度成分を、上記角速度センサにより検出された角速度と、上記選択した上記回転軸から上記加速度センサまでの上記２つの方向における距離とに基づいて算出するものである。【００１１】
本発明の撮像装置は、上記像ブレ補正装置と、上記撮像素子と、を備えるものである。【００１２】
本発明の像ブレ補正方法は、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される撮像画像信号のブレを補正する像ブレ補正方法であって、上記撮像素子を含む撮像装置の上記撮像光学系の光軸に直交し且つ互いに直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサにより検出された加速度に含まれる、上記撮像装置が上記光軸に平行な回転軸の回りに回転することにより生じる回転加速度成分を算出する回転加速度成分算出ステップと、上記加速度から上記回転加速度成分を減算して得た加速度に基づいて、上記撮像画像信号の上記２つの方向におけるブレを補正するブレ補正ステップと、を備え、上記回転加速度成分算出ステップでは、予め決められた複数の上記回転軸の中から、上記撮像装置の使用状態に基づいて１つの上記回転軸を選択し、上記選択した上記回転軸の回りに上記撮像装置が回転することにより生じる上記回転加速度成分を、上記回転軸回りの上記撮像装置の角速度を検出する角速度センサにより検出された角速度と、上記選択した上記回転軸から上記加速度センサまでの上記２つの方向における距離とに基づいて算出するものである。【００１３】
本発明の像ブレ補正プログラムは、撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される撮像画像信号のブレを補正する像ブレ補正プログラムであって、上記撮像素子を含む撮像装置の上記撮像光学系の光軸に直交し且つ互いに直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサにより検出された加速度に含まれる、上記撮像装置が上記光軸に平行な回転軸の回りに回転することにより生じる回転加速度成分を算出する回転加速度成分算出ステップと、上記加速度から上記回転加速度成分を減算して得た加速度に基づいて、上記撮像画像信号の上記２つの方向におけるブレを補正するブレ補正ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、上記回転加速度成分算出ステップでは、予め決められた複数の上記回転軸の中から、上記撮像装置の使用状態に基づいて１つの上記回転軸を選択し、上記選択した上記回転軸の回りに上記撮像装置が回転することにより生じる上記回転加速度成分を、上記回転軸回りの上記撮像装置の角速度を検出する角速度センサにより検出された角速度と、上記選択した上記回転軸から上記加速度センサまでの上記２つの方向における距離とに基づいて算出するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮像装置の並進運動によって生じる撮像画像信号のブレを高精度に補正することのできる像ブレ補正装置、この像ブレ補正装置を備える撮像装置、像ブレ補正方法、及び像ブレ補正プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ１００の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１に示すデジタルカメラ１００の概略構成を示す背面図である。
【図３】図１に示すデジタルカメラ１００のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すシステム制御部１の機能ブロック図である。
【図５】図１に示すデジタルカメラ１００における回転軸の設定例を示す図である。
【図６】図１に示すデジタルカメラ１００の静止画撮像モード時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示すデジタルカメラ１００の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォン２００のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示すスマートフォン２００の概略構成を示す正面図である。
【図１０】図８に示すシステム制御部１Ａの機能ブロック図である。
【図１１】図８に示すスマートフォン２００の静止画撮像モード時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図８に示すスマートフォン２００の変形例であるスマートフォン２００Ａのハードウェア構成を示す図である。
【図１３】図１２に示すスマートフォン２００Ａの静止画撮像モード時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１２に示すスマートフォン２００Ａが縦撮りでグリップされている状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ１００の概略構成を示す正面図である。図２は、図１に示すデジタルカメラ１００の概略構成を示す背面図である。図３は、図１に示すデジタルカメラ１００のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００１８】
デジタルカメラ１００は、筐体の正面に設けられたレンズ鏡胴１０１及びファインダ窓１０８ａ（図１参照）と、筐体の側面に設けられたシャッタボタン１０２ａ（図１，２参照）と、筐体の背面に設けられた表示部１０３、接眼窓１０８ｂ、及び操作部１０２ｂ（図２参照）と、筐体内部に設けられた撮像素子２０、像ブレ補正機構３、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１０４、撮像素子駆動部１０５、角速度センサ１０６、加速度センサ１０７、画像処理部１０８、メモリ１０９、及びシステム制御部１と、を備える。
【００１９】
レンズ鏡胴１０１は撮像光学系１０１ａを内部に有する。撮像光学系１０１ａは、フォーカスレンズ又はズームレンズ等の撮像レンズを少なくとも含む。撮像光学系１０１ａには、必要に応じて、絞り機構又はメカニカルシャッタ機構等が含まれる。レンズ鏡胴１０１は、デジタルカメラ１００本体に固定されていてもよいし、デジタルカメラ１００本体に着脱可能であってもよい。
【００２０】
撮像素子２０は、撮像光学系１０１ａを通して被写体を撮像するものであり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｌｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等によって構成される。図１及び図２に示すように、撮像素子２０の受光面は矩形となっている。
【００２１】
シャッタボタン１０２ａは、撮像素子２０による被写体の撮像開始を指示するための操作部材である。シャッタボタン１０２ａが操作されると、撮像指示信号がシステム制御部１に入力される。システム制御部１は、この撮像指示信号を受けると、撮像素子２０により被写体を撮像させる制御を行う。
【００２２】
操作部１０２ｂは、静止画撮像を行う静止画撮像モードと動画撮像を行う動画撮像モードとの切替、撮像条件の設定、又は撮像メニューの選択等の各種操作を行うためのジョグダイヤル、十字キー、又はボタン等により構成される。操作部１０２ｂが操作されると、各種の指示信号がシステム制御部１に入力される。
【００２３】
ファインダ窓１０８ａと接眼窓１０８ｂは光学ファインダの一部を構成している。接眼窓１０８ｂを使用者が覗くことで、ファインダ窓１０８ａを通して被写体を観察できるようになっている。なお、デジタルカメラ１００においては、光学ファインダの代わりに、電子ビューファインダが用いられてもよい。この場合には、ファインダ窓１０８ａは削除された構成となり、接眼窓１０８ｂを覗くことで、デジタルカメラ１００の筐体の内部に設置された被写体観察用の表示部の画像が視認可能となる。デジタルカメラ１００は、光学ファインダと電子ビューファインダの機能を併せ持つハイブリッド型のファインダを有していてもよい。いずれのファインダであっても、デジタルカメラ１００の筐体の背面には、使用者が被写体を観察するための接眼窓１０８ｂが設けられる。
【００２４】
表示部１０３は、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等により構成される。デジタルカメラ１００では、被写体を撮像するための撮像モードが設定されている場合には、表示部１０３にライブビュー画像を表示させる。これにより、上述したファインダだけでなく、表示部１０３によっても被写体を観察可能となっている。
【００２５】
像ブレ補正機構３は、撮像素子２０の受光面を撮像光学系１０１ａの光軸Ｋに垂直な面内に移動させることで、撮像素子２０によって被写体を撮像して撮像素子２０から出力される撮像画像信号のブレを補正する。
【００２６】
デジタルカメラ１００では、撮像素子２０の受光面が鉛直方向に垂直な状態（光軸Ｋが鉛直方向に平行な状態）、且つ、光軸Ｋ上に受光面の中心が位置する状態を基準状態という。
【００２７】
上記の基準状態において、撮像素子２０の受光面の長手方向を方向Ｘと定義し、撮像素子２０の受光面の短手方向を方向Ｙと定義し、方向Ｘと方向Ｙに直交する方向（撮像光学系１０１ａの光軸の延びる方向）を方向Ｚと定義する（図１，２参照）。
【００２８】
像ブレ補正機構３は、方向Ｘと方向Ｙとにそれぞれ撮像素子２０を移動させることで、像ブレのうちの少なくともシフトブレを補正するものである。シフトブレは、デジタルカメラ１００が方向Ｘと方向Ｙに振動（並進運動）することで生じる撮像画像信号のブレである。
【００２９】
加速度センサ１０７は、撮像光学系１０１ａの光軸Ｋに直交し且つ互いに直交する２つの方向である方向Ｘ及び方向Ｙの各々の加速度を少なくとも検出する。方向Ｘは、この２つの方向の一方の方向である。方向Ｙは、この２つの方向の他方の方向である。加速度センサ１０７は、例えば、方向Ｘ、方向Ｙ、及び方向Ｚの各々の加速度を検出する３軸加速度センサが用いられる。
【００３０】
以下では、加速度センサ１０７により検出される方向Ｘの加速度を加速度Ｔｘといい、加速度センサ１０７により検出される方向Ｙの加速度を加速度Ｔｙという。加速度センサ１０７により検出される加速度Ｔｘ，Ｔｙはシステム制御部１に入力される。
【００３１】
角速度センサ１０６は、撮像光学系１０１ａの光軸Ｋに平行（方向Ｚに平行）な回転軸回りの角速度ωｒを少なくとも検出する。角速度センサ１０６により検出される角速度ωｒはシステム制御部１に入力される。角速度センサ１０６は、例えば、方向Ｘに延びる回転軸回りの角速度、方向Ｙに延びる回転軸回りの角速度、及び方向Ｚに延びる回転軸回りの角速度を検出する３軸角速度センサが用いられる。
【００３２】
図３に示すＡＦＥ１０４は、撮像素子２０から出力される撮像画像信号に対し相関二重サンプリング処理及びデジタル変換処理等を行う信号処理回路を含む。
【００３３】
図３に示す画像処理部１０８は、ＡＦＥ１０４にて処理後の撮像画像信号をデジタル信号処理してＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）形式等の撮像画像データを生成する。
【００３４】
図３に示すシステム制御部１は、撮像素子駆動部１０５とＡＦＥ１０４を制御して、撮像素子２０によって被写体を撮像させ、被写体像に応じた撮像画像信号を撮像素子２０から出力させる。また、システム制御部１は、加速度センサ１０７及び角速度センサ１０６によって検出されたデジタルカメラ１００の動き情報に基づいて、像ブレ補正機構３を制御する。システム制御部１は、撮像素子２０の受光面を方向Ｘ及び方向Ｙの少なくとも１つの方向に移動させることにより、撮像素子２０から出力される撮像画像信号のシフトブレを補正する。システム制御部１と、加速度センサ１０７と、角速度センサ１０６とによって像ブレ補正装置が構成されている。
【００３５】
システム制御部１は、デジタルカメラ１００全体を統括制御するものであり、像ブレ補正プログラムを含むプログラムを実行して処理を行う各種のプロセッサによって構成されている。
【００３６】
各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
【００３７】
これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
【００３８】
システム制御部１は、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。
【００３９】
メモリ１０９は、ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。ＲＯＭには、システム制御部１の動作に必要なプログラム（像ブレ補正プログラムを含む）と各種データが記憶されている。
【００４０】
図４は、図３に示すシステム制御部１の機能ブロック図である。システム制御部１は、メモリ１０９のＲＯＭに記憶された像ブレ補正プログラムを含むプログラムを実行することにより、回転加速度成分算出部１１及びブレ補正部１２として機能する。
【００４１】
回転加速度成分算出部１１は、加速度センサ１０７により検出された加速度Ｔｘ，Ｔｙに含まれる、デジタルカメラ１００が光軸Ｋに平行な回転軸の回りに回転（ロール回転）することにより生じる回転加速度成分を算出する。この回転加速度成分には、方向Ｘに生じる加速度成分である回転加速度成分Ｒｘと、方向Ｙに生じる加速度成分である回転加速度成分Ｒｙとが含まれる。
【００４２】
具体的には、回転加速度成分算出部１１は、予め決められた複数の回転軸の中から、デジタルカメラ１００の使用状態に基づいて１つの回転軸を選択し、選択した回転軸の回りにデジタルカメラ１００がロール回転することにより生じる回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを、角速度センサ１０６により検出された角速度ωｒと、上記の選択した回転軸から加速度センサ１０７までの方向Ｘと方向Ｙにおける距離とに基づいて算出する。
【００４３】
デジタルカメラ１００では、デジタルカメラ１００がロール回転する場合の回転軸として、図５に示すように、回転軸Ｒ１と回転軸Ｒ２が予め設定されている。
【００４４】
回転軸Ｒ１は、撮像光学系１０１ａの光軸Ｋと同じ位置に設定された方向Ｚに延びる軸である。回転軸Ｒ２は、接眼窓１０８ｂの位置に設定された方向Ｚに延びる軸である。回転軸Ｒ２の位置は、図５の例では、接眼窓１０８ｂの中心に設定されているが、この位置は接眼窓１０８ｂと重なる範囲であればどこでもよい。
【００４５】
デジタルカメラ１００の使用者が、表示部１０３に表示されるライブビュー画像を見て被写体の観察を行いながらシャッタボタン１０２ａを押して被写体を撮像するケースを想定する。このケースでは、デジタルカメラ１００がロール回転する場合のその回転中心は、撮像光学系１０１ａの光軸Ｋの位置にほぼ一致すると考えられる。そのため、撮像光学系１０１ａの光軸Ｋと同じ位置に回転軸Ｒ１が設定されている。
【００４６】
また、デジタルカメラ１００の使用者が、接眼窓１０８ｂに片目をあてて被写体の観察を行いながらシャッタボタン１０２ａを押して被写体を撮像するケースを想定する。このケースでは、デジタルカメラ１００がロール回転する場合のその回転中心は、接眼窓１０８ｂの位置にほぼ一致すると考えられる。そのため、接眼窓１０８ｂの位置に回転軸Ｒ２が設定されている。
【００４７】
回転加速度成分算出部１１は、デジタルカメラ１００の使用状態に基づいて、図５に示す回転軸Ｒ１と回転軸Ｒ２のいずれかを選択し、選択した回転軸Ｒ１（又は回転軸Ｒ２）の回りにデジタルカメラ１００がロール回転することにより生じる回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを以下の式（Ａ）により算出する。
【００４８】
式（Ａ）において、“ｐｘ”は、選択された回転軸から加速度センサ１０７までの方向Ｘにおける距離を示す。また、式（Ａ）において、“ｐｙ”は、選択された回転軸から加速度センサ１０７までの方向Ｙにおける距離を示す。図５の例では、回転軸Ｒ１が選択された場合の距離ｐｘはｘ１であり、回転軸Ｒ１が選択された場合の距離ｐｙはｙ１である。また、回転軸Ｒ２が選択された場合の距離ｐｘはｘ２であり、回転軸Ｒ２が選択された場合の距離ｐｙはｙ２である。”ωrr”は角加速度を示している。”ωr1”は、現在の時刻にて角速度センサ１０６により検出された角速度であり、”ωr2”は、現在の時刻のｔ秒前にて角速度センサ１０６により検出された角速度である。“ｔ”は、角速度センサ１０６による角速度のサンプリング間隔である。
【００４９】
【数１】
0006839788.tif 000002
【００５０】
ブレ補正部１２は、加速度センサ１０７により検出された加速度Ｔｘ，Ｔｙから、回転加速度成分算出部１１により算出された回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを減算して得た加速度Ｓｘ，Ｓｙを以下の式（Ｂ）の演算により求め、この加速度Ｓｘ，Ｓｙに基づいて、撮像素子２０から出力される撮像画像信号の方向Ｘと方向Ｙにおけるシフトブレ量（並進ブレのブレ量）を求め、このシフトブレ量を打ち消すように像ブレ補正機構３を駆動することで、撮像画像信号の方向Ｘと方向Ｙにおけるシフトブレ（並進ブレ）を補正する。
【００５１】
【数２】
0006839788.tif 000003
【００５２】
回転加速度成分算出部１１が、どの回転軸を選択するかは、デジタルカメラ１００の使用状態によって予め決められている。使用状態とは、デジタルカメラ１００が撮像モードに設定された状態で被写体の撮像の開始を指示する撮像指示がなされたときに、デジタルカメラ１００がどのように使用されているかを示すものである。デジタルカメラ１００では、この使用状態として、接眼窓１０８ｂを使用して被写体の観察が行われている使用状態と、接眼窓１０８ｂが未使用にて被写体の観察が行われている使用状態とがある。
【００５３】
図６は、図１に示すデジタルカメラ１００の静止画撮像モード時の動作を説明するためのフローチャートである。静止画撮像モードが設定された状態にて、シャッタボタン１０２ａが押下されることで、図６に示す動作が開始される。
【００５４】
まず、システム制御部１の回転加速度成分算出部１１は、接眼窓１０８ｂを使用して被写体の観察が行われているか否かを判定する（ステップＳ１）。例えば、接眼窓１０８ｂに接触センサを設けておく。そして、この接触センサによって物体の接触が検知されている場合には、回転加速度成分算出部１１は、接眼窓１０８ｂを使用して被写体の観察が行われていると判定する。一方、この接触センサによって物体の接触が検知されていない場合には、回転加速度成分算出部１１は、接眼窓１０８ｂが未使用にて被写体の観察が行われていると判定する。
【００５５】
なお、デジタルカメラ１００の接眼窓１０８ｂが電子ビューファインダの一部を構成している場合には、上記の接触センサの代わりに、電子ビューファインダの機能のオンオフを行うためのスイッチを操作部１０２ｂに含ませておいてもよい。そして、回転加速度成分算出部１１は、このスイッチによって電子ビューファインダの機能がオンされている場合には、接眼窓１０８ｂを使用して被写体の観察が行われていると判定し、このスイッチによって電子ビューファインダの機能がオフされている場合には、接眼窓１０８ｂが未使用にて被写体の観察が行われていると判定すればよい。
【００５６】
回転加速度成分算出部１１は、接眼窓１０８ｂを使用して被写体の観察が行われていると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、接眼窓１０８ｂの位置に設定された図５に示す回転軸Ｒ２を選択する（ステップＳ２）。回転加速度成分算出部１１は、接眼窓１０８ｂが未使用にて被写体の観察が行われていると判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）には、光軸Ｋと同じ位置に設定された図５に示す回転軸Ｒ１を選択する（ステップＳ３）。
【００５７】
ステップＳ２又はステップＳ３の後、回転加速度成分算出部１１は、加速度センサ１０７から加速度Ｔｘ，Ｔｙを取得し、角速度センサ１０６から角速度ωｒを取得する（ステップＳ４）。
【００５８】
次に、回転加速度成分算出部１１は、ステップＳ２又はステップＳ３にて選択した回転軸と加速度センサ１０７との間の方向Ｘ，Ｙにおける距離ｐｘ，ｐｙと、ステップＳ４にて取得した角速度ωｒと、この角速度ωｒの直前に検出されていた角速度ωｒとを式（Ａ）に代入して、回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを算出する（ステップＳ５）。なお、回転軸Ｒ１，Ｒ２と加速度センサ１０７との間の方向Ｘ，Ｙにおける距離ｐｘ，ｐｙの情報はメモリ１０９のＲＯＭに予め記憶されている。
【００５９】
次に、システム制御部１のブレ補正部１２は、ステップＳ４にて取得された加速度Ｔｘ，Ｔｙから、ステップＳ５にて算出された回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを減算して、ロール回転に起因する回転加速度成分を除去した加速度Ｓｘ，Ｓｙを算出し、この加速度Ｓｘ，Ｓｙに基づいてシフトブレ量を算出する（ステップＳ６）。ブレ補正部１２は、このシフトブレ量を打ち消すように像ブレ補正機構３を制御し、撮像素子２０から出力される撮像画像信号のシフトブレを補正する（ステップＳ７）。
【００６０】
デジタルカメラ１００がロール回転する際には、その回転中心がどこにあるかによって回転加速度成分は変化する。デジタルカメラ１００によれば、接眼窓１０８ｂが使用されている状態でシャッタボタン１０２ａが押された場合には、回転軸Ｒ２の回りにデジタルカメラ１００がロール回転し得るものと判断して回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを算出し、接眼窓１０８ｂが未使用の状態でシャッタボタン１０２ａが押された場合には、回転軸Ｒ１の回りにデジタルカメラ１００がロール回転し得るものと判断して回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを算出する。このため、回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを使用状態に合わせて正確に算出することができ、撮像画像信号のシフトブレを高精度に補正することができる。
【００６１】
図７は、図１に示すデジタルカメラ１００の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図７に示すフローチャートは、静止画撮像モードと動画撮像モードのいずれかに設定された状態にてシャッタボタン１０２ａが押下された後の動作を示している。図７に示すフローチャートは、ステップＳ１１が追加された点を除いては図６と同じである。図７において図６と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
シャッタボタン１０２ａが押下された後、ステップＳ１１において、システム制御部１の回転加速度成分算出部１１は、撮像モードが動画撮像モードであるか否かを判定する。回転加速度成分算出部１１は、撮像モードが動画撮像モードであった場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、ステップＳ３に処理を移行し、撮像モードが静止画撮像モードであった場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、ステップＳ１に処理を移行する。
【００６３】
以上の変形例の動作によれば、動画撮像モード時には、デジタルカメラ１００の使用状態によらずに、回転軸Ｒ１が選択されて、回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙの算出が行われる。デジタルカメラ１００のシャッタボタン１０２ａが押下されることで生じ得るロール回転による加速度Ｔｘ，Ｔｙへの影響は、シャッタボタン１０２ａの押下後すぐに１回だけ露光を行う静止画撮像モードにおいて大きくなる。動画撮像モードにおいては、シャッタボタン１０２ａの押下がなされてから継続的に撮像が行われるため、シャッタボタン１０２ａが押下されたことでロール回転が生じ、このロール回転に起因する回転加速度成分の算出精度が低かったとしても、撮像画像への影響は軽微である。また、動画撮像中は、両手でデジタルカメラ１００が保持されて撮像が行われることが多いため、デジタルカメラ１００は回転軸Ｒ１の回りにロール回転しやすいと考えられる。このため、動画撮像時には回転軸Ｒ１を選択することで、シフトブレ補正を高精度に行うことができる。
【００６４】
図８は、本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォン２００のハードウェア構成を示すブロック図である。図９は、図８に示すスマートフォン２００の概略構成を示す正面図である。図８において図３と同じ構成要素には同一符号を付してある。
【００６５】
図８に示すスマートフォン２００は、タッチパネル２０１と、通信部２０２と、ボタン２０２ａと、ボタン２０２ｂとが追加され、シャッタボタン１０２ａ及び操作部１０２ｂが削除され、システム制御部１がシステム制御部１Ａに変更された点を除いては、図３のデジタルカメラ１００と同じである。通信部２０２は、近距離無線通信又は携帯電話ネットワークを介したデータ通信等を行うための機能部である。
【００６６】
図９に示すように、スマートフォン２００の筐体の正面には表示部１０３が形成され、表示部１０３にはタッチパネル２０１が一体的に形成されている。スマートフォン２００の筐体の背面（表示部１０３が形成される正面の反対側の面）には、撮像光学系１０１ａが形成されている。
【００６７】
スマートフォン２００においても、撮像素子２０の受光面が鉛直方向に垂直な状態（光軸Ｋが鉛直方向に平行な状態）、且つ、光軸Ｋ上に受光面の中心が位置する状態を基準状態という。そして、この基準状態において、撮像素子２０の受光面の長手方向を方向Ｘと定義し、撮像素子２０の受光面の短手方向を方向Ｙと定義し、方向Ｘと方向Ｙに直交する方向（撮像光学系１０１ａの光軸の延びる方向）を方向Ｚと定義する。
【００６８】
表示部１０３の方向Ｚから見た平面形状は長方形となっている。表示部１０３の長手方向は方向Ｙであり、表示部１０３の短手方向は方向Ｘとなっている。
【００６９】
図９に示すように、スマートフォン２００の筐体の方向Ｙの上側の端部にはボタン２０２ａが形成されている。また、スマートフォン２００の筐体の方向Ｘの右側の端部にはボタン２０２ｂが形成されている。ボタン２０２ａとボタン２０２ｂは、それぞれ、スマートフォン２００のカメラアプリが起動してスマートフォン２００が撮像モードに移行した状態では、被写体の撮像開始を指示するためのシャッタボタンとして機能する。ボタン２０２ａとボタン２０２ｂは、それぞれ、表示部１０３とは異なる位置に設けられた操作部材を構成する。
【００７０】
スマートフォン２００では、スマートフォン２００が光軸Ｋに平行な回転軸の回りに回転（ロール回転）する場合のこの回転軸として、図９に示すように、回転軸Ｒ３と回転軸Ｒ４と回転軸Ｒ５が予め設定されている。
【００７１】
回転軸Ｒ５は、表示部１０３の中心に設定された方向Ｚに延びる軸である。回転軸Ｒ３は、スマートフォン２００の筐体の方向Ｘの左側の端部のうちの方向Ｙの上側の端部近傍に設定された方向Ｚに延びる軸である。回転軸Ｒ４は、スマートフォン２００の筐体の方向Ｙの下側の端部のうちの方向Ｘの左側の端部近傍に設定された方向Ｚに延びる軸である。回転軸Ｒ３と回転軸Ｒ４は、光軸Ｋと異なる位置にある２つの回転軸を構成する。回転軸Ｒ３は、この２つの回転軸の一方の回転軸であり、回転軸Ｒ４は、この２つの回転軸の他方の回転軸である。
【００７２】
スマートフォン２００では、図１のデジタルカメラ１００と異なって接眼窓は存在しない。そのため、スマートフォン２００が撮像モードに移行すると、撮像素子２０により撮像して得られるライブビュー画像が表示部１０３に表示されることになる。
【００７３】
スマートフォン２００によっていわゆる縦撮りを行う場合には、表示部１０３の長手方向（つまり方向Ｙ）と鉛直方向とが略平行となるように、スマートフォン２００の姿勢が決められる。スマートフォン２００によっていわゆる横撮りを行う場合には、表示部１０３の短手方向（つまり方向Ｘ）と鉛直方向とが略平行となるように、スマートフォン２００の姿勢が決められる。
【００７４】
表示部１０３の長手方向（方向Ｙ）と鉛直方向とが略平行となるようにスマートフォン２００の姿勢が決められた状態では、使用者は、ボタン２０２ａの付近を右指でおさえ、且つ回転軸Ｒ４付近を左指で支えながら構図決めを行う。そして、使用者は、ボタン２０２ａを方向Ｙに押し込むことで被写体の撮像を行う。このように、ボタン２０２ａを使用して縦撮りを行うケースを想定すると、スマートフォン２００を支えている左指の近傍を中心にしてスマートフォン２００がロール回転する可能性が高い。回転軸Ｒ４は、このようなケースを想定してボタン２０２ａのほぼ対角線上の位置に設定されている。
【００７５】
表示部１０３の短手方向（方向Ｘ）と鉛直方向とが略平行となるようにスマートフォン２００の姿勢が決められた状態では、使用者は、ボタン２０２ｂの付近を右指でおさえ、且つ回転軸Ｒ３付近を左指で支えながら構図決めを行う。そして、使用者は、ボタン２０２ｂを方向Ｘに押し込むことで被写体の撮像を行う。このように、ボタン２０２ｂを使用して横撮りを行うケースを想定すると、スマートフォン２００を支えている左指の近傍を中心にしてスマートフォン２００がロール回転する可能性が高い。回転軸Ｒ３は、このようなケースを想定してボタン２０２ｂのほぼ対角線上の位置に設定されている。
【００７６】
なお、スマートフォン２００が撮像モードに移行した状態では、ボタン２０２ａとボタン２０２ｂを使用せずに、タッチパネル２０１を操作することでも、撮像指示をシステム制御部１Ａに行うことができる。このように、タッチパネル２０１を操作して撮像を行う場合には、スマートフォン２００の筐体が両手でしっかりと握られている場合が多い。そのため、この場合には、表示部１０３の中心を中心にしてスマートフォン２００がロール回転する可能性が高い。回転軸Ｒ５は、このようなケースを想定して表示部１０３の中心に設定されている。
【００７７】
図１０は、図８に示すシステム制御部１Ａの機能ブロック図である。システム制御部１Ａは、メモリ１０９のＲＯＭに記憶された像ブレ補正プログラムを含むプログラムを実行することにより、回転加速度成分算出部１１Ａ及びブレ補正部１２Ａとして機能する。スマートフォン２００のシステム制御部１Ａと加速度センサ１０７と角速度センサ１０６によって像ブレ補正装置が構成されている。
【００７８】
回転加速度成分算出部１１Ａの機能は、回転加速度成分算出部１１とほぼ同様であるが、回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを算出する際に選択する回転軸が図９に示した回転軸Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５のいずれかである点と、この回転軸の選択の方法とが回転加速度成分算出部１１とは異なる。
【００７９】
具体的には、回転加速度成分算出部１１Ａは、タッチパネル２０１の操作によって撮像が行われた使用状態（いわゆるタッチ撮像）の場合には回転軸Ｒ５を選択し、ボタン２０２ａの操作によって撮像が行われ且つ方向Ｙが鉛直方向となる使用状態（いわゆる縦撮りの状態）の場合には回転軸Ｒ４を選択し、ボタン２０２ｂの操作によって撮像が行われ且つ方向Ｘが鉛直方向となる使用状態（いわゆる横撮りの状態）の場合には回転軸Ｒ３を選択する。
【００８０】
スマートフォン２００の使用状態とは、撮像モードに設定されているときに、スマートフォン２００がどのように使用されているかを示すものである。スマートフォン２００では、この使用状態として、タッチ撮像が行われた状態と、縦撮りにてボタン操作が行われた状態と、横撮りにてボタン操作が行われた状態と、がある。
【００８１】
ブレ補正部１２Ａの機能は、加速度Ｓｘ，Ｓｙを求める際に用いる回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙが回転加速度成分算出部１１Ａにより算出されたものである点を除いては、ブレ補正部１２と同じである。
【００８２】
図１１は、図８に示すスマートフォン２００の静止画撮像モード時の動作を説明するためのフローチャートである。
【００８３】
システム制御部１Ａの回転加速度成分算出部１１Ａは、タッチパネル２０１の操作によって撮像の指示がなされた場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）には、表示部１０３の中心に設定された回転軸Ｒ５を選択する（ステップＳ２２）。
【００８４】
回転加速度成分算出部１１Ａは、タッチパネル２０１の操作によって撮像の指示がなされていない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）には、ボタン２０２ａとボタン２０２ｂのいずれかの操作によって撮像の指示がなされたかを判定する（ステップＳ２３）。
【００８５】
回転加速度成分算出部１１Ａは、ボタン２０２ａとボタン２０２ｂのいずれかの操作によって撮像の指示がなされていない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）にはステップＳ２１に処理を戻す。回転加速度成分算出部１１Ａは、ボタン２０２ａとボタン２０２ｂのいずれかの操作によって撮像の指示がなされた場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）には、加速度センサ１０７の検出信号に基づいて、スマートフォン２００の姿勢が、方向Ｘが鉛直方向となる横撮り姿勢と、方向Ｙが鉛直方向となる縦撮り姿勢とのどちらであるかを判定する（ステップＳ２４）。
【００８６】
ステップＳ２４の判定の結果、縦撮り姿勢と横撮り姿勢の判別が不能であった場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）には、回転加速度成分算出部１１Ａは、ステップＳ２２にて回転軸Ｒ５を選択する。
【００８７】
ステップＳ２４の判定の結果、縦撮り姿勢であると判定できた場合（ステップＳ２６：縦撮り）には、回転加速度成分算出部１１Ａは、縦撮りのケースを想定した位置に設定されている回転軸Ｒ４を選択する（ステップＳ２７）。
【００８８】
ステップＳ２４の判定の結果、横撮り姿勢であると判定できた場合（ステップＳ２６：横撮り）には、回転加速度成分算出部１１Ａは、横撮りのケースを想定した位置に設定されている回転軸Ｒ３を選択する（ステップＳ２８）。
【００８９】
ステップＳ２２、ステップＳ２７、及びステップＳ２８のいずれかにて回転軸の選択を行った後、回転加速度成分算出部１１Ａは、加速度センサ１０７から加速度Ｔｘ，Ｔｙを取得し、角速度センサ１０６から角速度ωｒを取得する（ステップＳ２９）。
【００９０】
次に、回転加速度成分算出部１１Ａは、ステップＳ２２、ステップＳ２７、及びステップＳ２８のいずれかにて選択した回転軸と加速度センサ１０７との間の方向Ｘ，Ｙにおける距離ｐｘ，ｐｙと、ステップＳ２９にて取得した角速度ωｒと、この角速度ωｒの直前に検出されていた角速度ωｒとを上記の式（Ａ）に代入して、回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを算出する（ステップＳ３０）。
【００９１】
次に、システム制御部１Ａのブレ補正部１２Ａは、ステップＳ２９にて取得された加速度Ｔｘ，Ｔｙから、ステップＳ３０にて算出された回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを減算して、ロール回転に起因する回転加速度成分を除去した加速度Ｓｘ，Ｓｙを算出し、この加速度Ｓｘ，Ｓｙに基づいてシフトブレ量を算出する（ステップＳ３１）。ブレ補正部１２Ａは、このシフトブレ量を打ち消すように像ブレ補正機構３を制御し、撮像素子２０から出力される撮像画像信号のシフトブレを補正する（ステップＳ３２）。
【００９２】
スマートフォン２００がロール回転する際には、その回転中心がどこにあるかによって回転加速度成分は変化する。スマートフォン２００によれば、タッチパネル２０１が操作されて撮像がなされた場合には、回転軸Ｒ５の回りにロール回転し得ると判断して回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを算出し、ボタン２０２ａの操作によって縦撮りの撮像がなされた場合には、回転軸Ｒ４の回りにロール回転し得ると判断して回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを算出し、ボタン２０２ｂの操作によって横撮りの撮像がなされた場合には、回転軸Ｒ３の回りにロール回転し得ると判断して回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを算出する。このため、回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙを使用状態に合わせて正確に算出することができ、撮像画像信号のシフトブレを高精度に補正することができる。
【００９３】
また、スマートフォン２００では、撮像が行われているときのスマートフォン２００の姿勢が縦撮り姿勢なのか横撮り姿勢なのか判別できない場合には、表示部１０３の中心に設定された回転軸Ｒ５が選択される。
【００９４】
例えば、縦撮り姿勢であるにもかかわらず横撮り姿勢であると誤判定され、回転軸Ｒ３が選択されてしまうと、回転軸Ｒ３と加速度センサ１０７との距離（上記のｐｘ，ｐｙ）は、正しい距離（回転軸Ｒ４と加速度センサ１０７との距離）よりも大きくなる。このような場合に、回転軸Ｒ５を選択すると、回転軸Ｒ５と加速度センサ１０７との距離は正しい距離に近づくことになる。このため、姿勢の判別ができない状況であっても、回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙの算出精度が低下するのを防ぐことができ、撮像画像信号のシフトブレを高精度に補正することができる。
【００９５】
なお、図１１の動作において、ステップＳ２１は必須ではなく削除した動作としてもよい。また、スマートフォン２００において設定される回転軸は、回転軸Ｒ３と回転軸Ｒ４のみとしてもよい。この場合のスマートフォン２００の静止画撮像モード時の動作は、図１１においてステップＳ２１及びステップＳ２２が削除され、ステップＳ２５の判定がＹＥＳとなった場合には、例えば、回転加速度成分を求めずに並進ブレ量が算出されてこの補正が行われるようにすればよい。
【００９６】
図２に示すデジタルカメラ１００において、例えば、筐体の左側面にシャッタボタン１０２ａとは別の縦撮り専用のボタンを設けておく構成も考えられる。このような構成の場合には、図５の回転軸Ｒ１，Ｒ２とは異なる位置に、縦撮りを想定した回転軸と横撮りを想定した回転軸とを設定すればよい。この構成のデジタルカメラ１００の動作は、図１１においてステップＳ２１が削除され、ステップＳ２２の処理が、回転軸Ｒ１を選択する処理に変更されたものとなる。
【００９７】
図１２は、図８に示すスマートフォン２００の変形例であるスマートフォン２００Ａのハードウェア構成を示す図である。図１２に示すスマートフォン２００Ａは、グリップセンサ２１１が追加された点を除いてはスマートフォン２００と同じである。
【００９８】
グリップセンサ２１１は、スマートフォン２００Ａの筐体が手によって握られていることを検出するためのセンサであり、例えば圧電センサ等によって構成される。スマートフォン２００Ａの外観はスマートフォン２００と同じである。
【００９９】
図１３は、図１２に示すスマートフォン２００Ａの静止画撮像モード時の動作を説明するためのフローチャートである。図１３に示すフローチャートは、ステップＳ２６とステップＳ２７の間にステップＳ４０が追加された点を除いては図１１に示すフローチャートと同じである。
【０１００】
ステップＳ２４の姿勢判定の結果、縦撮りであると判定されると（ステップＳ２６：縦撮り）、スマートフォン２００Ａのシステム制御部１Ａの回転加速度成分算出部１１Ａは、グリップセンサ２１１の出力信号に基づいて、スマートフォン２００Ａが握られている状態か否かを判定する（ステップＳ４０）。
【０１０１】
回転加速度成分算出部１１Ａは、スマートフォン２００Ａが握られている状態であると判定した場合（ステップＳ４０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２２にて表示部１０３の中心に設定された回転軸Ｒ５を選択する。
【０１０２】
回転加速度成分算出部１１Ａは、スマートフォン２００Ａが握られていない状態であると判定した場合（ステップＳ４０：ＮＯ）には、ステップＳ２７にて回転軸Ｒ４を選択する。
【０１０３】
スマートフォン２００Ａの姿勢が、方向Ｙが鉛直方向となる縦撮り姿勢であっても、図１４に示すように、使用者が左手Ｈでスマートフォン２００Ａを握って固定し、その状態にて右指でボタン２０２ａを押下して撮像を行う場合がある。このような場合（つまり、ステップＳ４０の判定がＹＥＳとなる場合）には、回転軸Ｒ４を中心にスマートフォン２００Ａがロール回転する可能性は低くなるため、回転軸Ｒ５を選択することで、像ブレ補正の精度をより高めることが可能である。
【０１０４】
スマートフォン２００又はスマートフォン２００Ａは、動画撮像モード時においては、タッチ撮像であるかどうか、ボタン撮像であるかどうか、縦撮りと横撮りのどちらであるかに関係なく、撮像指示がなされた場合に、回転加速度成分算出部１１Ａが回転軸Ｒ５を選択して回転加速度成分Ｒｘ，Ｒｙの算出を行うことが好ましい。動画撮像中は、両手でスマートフォン２００，２００Ａが保持されて撮像が行われることが多いため、スマートフォン２００，２００Ａは回転軸Ｒ５の回りにロール回転しやすいと考えられる。このため、動画撮像時には回転軸Ｒ５を選択することで、シフトブレ補正を高精度に行うことができる。
【０１０５】
ここまで説明してきたデジタルカメラ１００、スマートフォン２００、及びスマートフォン２００Ａでは、像ブレ補正機構３によって撮像素子２０を移動させることでシフトブレの補正を行うものとしたが、これに限らない。像ブレ補正機構３としては、撮像光学系１０１ａに含まれる補正用のレンズを移動させることでシフトブレの補正を行うものであってもよいし、撮像素子２０と撮像光学系１０１ａに含まれる補正用のレンズの両方を移動させることでシフトブレの補正を行うものであってもよい。また、像ブレ補正機構３のように光学的にブレ補正を行わずに、電子的にブレ補正を行う構成であってもよい。
【０１０６】
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【０１０７】
（１）
撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される撮像画像信号のブレを補正する像ブレ補正装置であって、
上記撮像素子を含む撮像装置の上記撮像光学系の光軸に直交し且つ互いに直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサと、
上記光軸に平行な回転軸回りの上記撮像装置の角速度を検出する角速度センサと、
上記加速度センサにより検出された加速度に含まれる、上記撮像装置が上記回転軸の回りに回転することにより生じる回転加速度成分を算出する回転加速度成分算出部と、
上記加速度から上記回転加速度成分を減算して得た加速度に基づいて、上記撮像画像信号の上記２つの方向におけるブレを補正するブレ補正部と、を備え、
上記回転加速度成分算出部は、予め決められた複数の上記回転軸の中から、上記撮像装置の使用状態に基づいて１つの上記回転軸を選択し、上記選択した上記回転軸の回りに上記撮像装置が回転することにより生じる上記回転加速度成分を、上記角速度センサにより検出された角速度と、上記選択した上記回転軸から上記加速度センサまでの上記２つの方向における距離とに基づいて算出する像ブレ補正装置。
【０１０８】
（２）
（１）記載の像ブレ補正装置であって、
上記撮像装置は、被写体を観察するための接眼窓を備え、
上記複数の上記回転軸は、上記接眼窓の位置に設定された回転軸と、上記光軸と同じ位置に設定された回転軸と、を含み、
上記回転加速度成分算出部は、上記接眼窓を使用して被写体の観察が行われている上記使用状態の場合には、上記接眼窓の位置に設定された上記回転軸を選択し、上記接眼窓が未使用にて被写体の観察が行われている上記使用状態の場合には、上記光軸と同じ位置に設定された上記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【０１０９】
（３）
（１）記載の像ブレ補正装置であって、
上記複数の上記回転軸は、上記光軸と異なる位置にある２つの回転軸を含み、
上記回転加速度成分算出部は、上記２つの方向の一方の方向が鉛直方向となる上記使用状態の場合には上記２つの回転軸の一方を選択し、上記２つの方向の他方の方向が鉛直方向となる上記使用状態の場合には上記２つの回転軸の他方を選択する像ブレ補正装置。
【０１１０】
（４）
（３）記載の像ブレ補正装置であって、
上記複数の上記回転軸は、上記光軸と同じ位置にある回転軸を含み、
上記回転加速度成分算出部は、上記一方の上記方向が鉛直方向となる状態と、上記他方の上記方向が鉛直方向となる状態との判別が不能となる上記使用状態の場合には、上記光軸と同じ位置にある上記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【０１１１】
（５）
（１）から（４）のいずれか１つに記載の像ブレ補正装置であって、
上記複数の上記回転軸は、上記光軸と同じ位置にある回転軸を含み、
上記回転加速度成分算出部は、上記撮像装置が動画撮像モードに設定されている場合には、上記光軸と同じ位置にある上記回転軸を選択し、上記撮像装置が静止画撮像モードに設定されている場合には、上記使用状態に基づいて上記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【０１１２】
（６）
（３）記載の像ブレ補正装置であって、
上記撮像装置は、上記撮像光学系とは反対側の面に設けられた表示部と、上記表示部に形成されたタッチパネルと、上記表示部とは異なる位置に設けられた撮像指示を行うための操作部材と、を備え、
上記複数の上記回転軸は、上記２つの回転軸とは異なり且つ上記表示部の中心位置に設定された回転軸を更に含み、
上記回転加速度成分算出部は、上記タッチパネルの操作によって撮像が行われた上記使用状態の場合には、上記中心位置に設定された上記回転軸を選択し、上記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ上記一方の上記方向が鉛直方向となる上記使用状態の場合には上記２つの回転軸の上記一方を選択し、上記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ上記他方の上記方向が鉛直方向となる上記使用状態の場合には上記２つの回転軸の上記他方を選択する像ブレ補正装置。
【０１１３】
（７）
（６）記載の像ブレ補正装置であって、
上記回転加速度成分算出部は、上記一方の上記方向が鉛直方向となる状態と、上記他方の上記方向が鉛直方向となる状態との判別が不能となる上記使用状態の場合には、上記中心位置に設定された上記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【０１１４】
（８）
（６）又は（７）記載の像ブレ補正装置であって、
上記撮像装置は、握られていることを検出するグリップセンサを備え、
上記表示部の長手方向と上記他方の上記方向とが一致し、上記表示部の短手方向と上記一方の上記方向とが一致しており、
上記回転加速度成分算出部は、上記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ上記他方の上記方向が鉛直方向となっており、上記グリップセンサによって上記撮像装置が握られていることが検出されている上記使用状態の場合には、上記中心位置に設定された上記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【０１１５】
（９）
（６）から（８）のいずれか１つに記載の像ブレ補正装置であって、
上記回転加速度成分算出部は、上記撮像装置が動画撮像モードに設定されている場合には、上記中心位置に設定された上記回転軸を選択し、上記撮像装置が静止画撮像モードに設定されている場合には、上記使用状態に基づいて上記回転軸を選択する像ブレ補正装置。
【０１１６】
（１０）
（１）から（９）のいずれか１つに記載の像ブレ補正装置と、
上記撮像素子と、を備える撮像装置。
【０１１７】
（１１）
撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される撮像画像信号のブレを補正する像ブレ補正方法であって、
上記撮像素子を含む撮像装置の上記撮像光学系の光軸に直交し且つ互いに直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサにより検出された加速度に含まれる、上記撮像装置が上記光軸に平行な回転軸の回りに回転することにより生じる回転加速度成分を算出する回転加速度成分算出ステップと、
上記加速度から上記回転加速度成分を減算して得た加速度に基づいて、上記撮像画像信号の上記２つの方向におけるブレを補正するブレ補正ステップと、を備え、
上記回転加速度成分算出ステップでは、予め決められた複数の上記回転軸の中から、上記撮像装置の使用状態に基づいて１つの上記回転軸を選択し、上記選択した上記回転軸の回りに上記撮像装置が回転することにより生じる上記回転加速度成分を、上記回転軸回りの上記撮像装置の角速度を検出する角速度センサにより検出された角速度と、上記選択した上記回転軸から上記加速度センサまでの上記２つの方向における距離とに基づいて算出する像ブレ補正方法。
【０１１８】
（１２）
（１１）記載の像ブレ補正方法であって、
上記撮像装置は、被写体を観察するための接眼窓を備え、
上記複数の上記回転軸は、上記接眼窓の位置に設定された回転軸と、上記光軸と同じ位置に設定された回転軸と、を含み、
上記回転加速度成分算出ステップは、上記接眼窓を使用して被写体の観察が行われている上記使用状態の場合には、上記接眼窓の位置に設定された上記回転軸を選択し、上記接眼窓が未使用にて被写体の観察が行われている上記使用状態の場合には、上記光軸と同じ位置に設定された上記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【０１１９】
（１３）
（１１）記載の像ブレ補正方法であって、
上記複数の上記回転軸は、上記光軸と異なる位置にある２つの回転軸を含み、
上記回転加速度成分算出ステップは、上記２つの方向の一方の方向が鉛直方向となる上記使用状態の場合には上記２つの回転軸の一方を選択し、上記２つの方向の他方の方向が鉛直方向となる上記使用状態の場合には上記２つの回転軸の他方を選択する像ブレ補正方法。
【０１２０】
（１４）
（１３）記載の像ブレ補正方法であって、
上記複数の上記回転軸は、上記光軸と同じ位置にある回転軸を含み、
上記回転加速度成分算出ステップは、上記一方の上記方向が鉛直方向となる状態と、上記他方の上記方向が鉛直方向となる状態との判別が不能となる上記使用状態の場合には、上記光軸と同じ位置にある上記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【０１２１】
（１５）
（１１）から（１４）のいずれか１つに記載の像ブレ補正方法であって、
上記複数の上記回転軸は、上記光軸と同じ位置にある回転軸を含み、
上記回転加速度成分算出ステップは、上記撮像装置が動画撮像モードに設定されている場合には、上記光軸と同じ位置にある上記回転軸を選択し、上記撮像装置が静止画撮像モードに設定されている場合には、上記使用状態に基づいて上記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【０１２２】
（１６）
（１３）記載の像ブレ補正方法であって、
上記撮像装置は、上記撮像光学系とは反対側の面に設けられた表示部と、上記表示部に形成されたタッチパネルと、上記表示部とは異なる位置に設けられた撮像指示を行うための操作部材と、を備え、
上記複数の上記回転軸は、上記２つの回転軸とは異なり且つ上記表示部の中心位置に設定された回転軸を更に含み、
上記回転加速度成分算出ステップは、上記タッチパネルの操作によって撮像が行われた上記使用状態の場合には、上記中心位置に設定された上記回転軸を選択し、上記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ上記一方の上記方向が鉛直方向となる上記使用状態の場合には上記２つの回転軸の上記一方を選択し、上記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ上記他方の上記方向が鉛直方向となる上記使用状態の場合には上記２つの回転軸の上記他方を選択する像ブレ補正方法。
【０１２３】
（１７）
（１６）記載の像ブレ補正方法であって、
上記回転加速度成分算出ステップは、上記一方の上記方向が鉛直方向となる状態と、上記他方の上記方向が鉛直方向となる状態との判別が不能となる上記使用状態の場合には、上記中心位置に設定された上記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【０１２４】
（１８）
（１６）又は（１７）記載の像ブレ補正方法であって、
上記撮像装置は、握られていることを検出するグリップセンサを備え、
上記表示部の長手方向と上記他方の上記方向とが一致し、上記表示部の短手方向と上記一方の上記方向とが一致しており、
上記回転加速度成分算出ステップは、上記操作部材の操作によって撮像が行われ且つ上記他方の上記方向が鉛直方向となっており、上記グリップセンサによって上記撮像装置が握られていることが検出されている上記使用状態の場合には、上記中心位置に設定された上記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【０１２５】
（１９）
（１６）から（１８）のいずれか１つに記載の像ブレ補正方法であって、
上記回転加速度成分算出ステップは、上記撮像装置が動画撮像モードに設定されている場合には、上記中心位置に設定された上記回転軸を選択し、上記撮像装置が静止画撮像モードに設定されている場合には、上記使用状態に基づいて上記回転軸を選択する像ブレ補正方法。
【０１２６】
（２０）
撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子から出力される撮像画像信号のブレを補正する像ブレ補正プログラムであって、
上記撮像素子を含む撮像装置の上記撮像光学系の光軸に直交し且つ互いに直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサにより検出された加速度に含まれる、上記撮像装置が上記光軸に平行な回転軸の回りに回転することにより生じる回転加速度成分を算出する回転加速度成分算出ステップと、
上記加速度から上記回転加速度成分を減算して得た加速度に基づいて、上記撮像画像信号の上記２つの方向におけるブレを補正するブレ補正ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
上記回転加速度成分算出ステップでは、予め決められた複数の上記回転軸の中から、上記撮像装置の使用状態に基づいて１つの上記回転軸を選択し、上記選択した上記回転軸の回りに上記撮像装置が回転することにより生じる上記回転加速度成分を、上記回転軸回りの上記撮像装置の角速度を検出する角速度センサにより検出された角速度と、上記選択した上記回転軸から上記加速度センサまでの上記２つの方向における距離とに基づいて算出する像ブレ補正プログラム。
【０１２７】
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【０１２８】
なお、本出願は、２０１８年６月２７日出願の日本特許出願（特願２０１８−１２２３６６）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は、デジタルカメラ又はスマートフォン等に適用して利便性が高く、有効である。
【符号の説明】
【０１３０】
３  像ブレ補正機構
２０  撮像素子
１００  デジタルカメラ
１０１  レンズ鏡胴
１０１ａ  撮像光学系
１０２ａ  シャッタボタン
１０２ｂ  操作部
１０３  表示部
１０４  ＡＦＥ
１０５  撮像素子駆動部
１０６  角速度センサ
１０７  加速度センサ
１０８  画像処理部
１０９  メモリ
１０８ａ  ファインダ窓
１０８ｂ  接眼窓
１，１Ａ  システム制御部
１１，１１Ａ  回転加速度成分算出部
１２，１２Ａ  ブレ補正部
Ｋ  光軸
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５  回転軸
２００，２００Ａ  スマートフォン
２０１  タッチパネル
２０２  通信部
２０２ａ、２０２ｂ  ボタン
２１１  グリップセンサ
Ｈ  左手
【図１】
0006839788.tif 000004
【図２】
0006839788.tif 000005
【図３】
0006839788.tif 000006
【図４】
0006839788.tif 000007
【図５】
0006839788.tif 000008
【図６】
0006839788.tif 000009
【図７】
0006839788.tif 000010
【図８】
0006839788.tif 000011
【図９】
0006839788.tif 000012
【図１０】
0006839788.tif 000013
【図１１】
0006839788.tif 000014
【図１２】
0006839788.tif 000015
【図１３】
0006839788.tif 000016
【図１４】
0006839788.tif 000017