JP2015012445A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置本体の傾きにかかわらず、レンズの光軸が天頂を向く撮像装置を提供する。
【解決手段】少なくとも３つの支持点４０５を有する球面部が形成された本体１０と、被写体を撮影し画像データを取得する撮像光学系１ａを有し、重心点は、前記支持点４０５を結ぶ多角形平面の重心に重なるように、かつ、前記多角形平面に垂直な方向において前記多角形平面よりも撮像素子１０１ｂ側に位置し、前記支持点４０５に支持されたまま回転移動する回動撮像部１ｄとを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

全方位にわたる撮影では、従来、ユーザ自身が３６０度回転しながら撮影を繰り返し印刷した写真をつなぎ合わせる方法があった。しかしこの方法では、写し始めと写し終わりの間にタイムラグが生じた。

これに対し、特許文献１には、光軸が放射線状となるように配置された複数の撮像装置と、複数台の撮像装置を同時にレリーズできるレリーズボタンと、撮影した画像を信号処理部でつなぎ合わせることができる合成処理部とを有する撮像装置が提案された。その撮像装置は、全方位同時のパノラマ画像を作成することができた。また、その撮像装置は、撮像装置本体の水平出しを可能にする水準器と、複数の固定焦点デジタルカメラのうち任意の一台の画像を映し出せるＬＣＤモニタとを有しており、ユーザは、それら装置を使用して水平合わせを行うことができた。すなわち、特許文献１の撮像装置は、水平方向への全方位同時の撮影が可能であった。

ところで、その他の水平方向への全方位同時の撮影方法としては、魚眼レンズなど広視野のレンズを使用する方法がある。その方法では、広視野のレンズを天頂へ向け撮影することで全方位撮影が可能となる。そのレンズの光軸を略天頂を向けるためには、ユーザは、撮像装置の傾きの調整を頻繁に求められる。

特開２００３−２４４５１１号公報

しかしながら、レンズの光軸を正確に略天頂へ向けることは難しい。このことは、全方位撮影にかかわらず他の撮影方法においても同様である。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、ユーザが撮像装置を正確に天頂へ向けることができなくてもレンズの光軸が天頂を向く撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の撮像装置は、少なくとも３つの支持点を有する球面部が形成された本体と、被写体を撮影し画像データを取得する撮像光学系を有し、重心点は、前記支持点を結ぶ多角形平面の重心に重なるように、かつ、前記多角形平面に垂直な方向において前記多角形平面よりも撮像素子側に位置し、前記支持点に支持されたまま回転移動する回動撮像部とを具備する。

本発明によれば、ユーザが撮像装置を正確に天頂へ向けなくてもレンズの光軸が天頂を向く撮像装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。 図２は、回動撮像部１ｄの構造を示す上面図である。 図３は、撮像装置の詳細を説明する正面図である。 図４は、撮像装置の使用例を示す図である。 図５は、全方位撮影の課題を説明する図である。 図６は、撮像装置の動作を説明するフローチャートである。 図７は、撮像装置を左手で把持する状況の例を示す図である。 図８は、左手把持の判定の詳細を説明するフローチャートである。 図８は、左手把持の判定の詳細を説明する図である。 図１０は、ロックされていない回動撮像部の動作を説明する図である。 図１１は、ガイド光の効果を説明する図である。 図１２は、左手操作の判定の動作を説明するフローチャートである。 図１３は、左手操作の判定を説明する図である。 図１４は、画像データの合成が必要な状況の例を示す図である。 図１５Ａは、画像データをその画像データの重力方向へ傾ける図である。 図１５Ｂは、２枚の画像データを重ね合わせる図である。 図１５Ｃは、合成画像データ中央の余分の削除を説明する図である。 図１５Ｄは、合成画像データ端部周辺の余分の削除を説明する図である。 図１６は、画像データの合成の詳細を説明するフローチャートである。 図１７は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の第１の変形例を示す図である。 図１８は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の第２の変形例を示す図である。 図１９は、ボイスコイルモータを説明する図である。 図２０は、図１８に示す撮像装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置１２の構成を示すブロック図である。撮像装置１２は、レンズの光軸が天頂を向くように構成された回動撮像部１ｄと、回動撮像部１ｄを保持する本体１０とを有する。

回動撮像部１ｄは、球状をしており、撮像光学系１ａと、撮像部１ｂと、通信部１ｃとを有する。撮像光学系１ａは、魚眼レンズとしての機能を持つ複数枚のレンズを有し、光軸の周りの全周にわたる視野領域の光を捉える。撮像部１ｂは、撮像光学系１ａが捉えた光をアナログ信号に変換し、そのアナログ信号をデジタル信号（画像データと言う）に変換する。通信部１ｃは、有線通信又は無線通信により画像データを本体１０へ送る。

本体１０は、回動撮像部１ｄを保持し、補助光発光部７と、制御部２と、表示部３ｂと、記録部４と、タッチパネル３ａと、操作判定部６と、フラッシュ５と、姿勢判定部９と、外部通信部１１とを有する。

補助光発光部７は、ガイド光を照射する。ガイド光は、被写体が画角内に含まれているとき、画角内の所定の位置に照射される。ユーザは、画角内の照射されたガイド光を見ることで、被写体が画角内に含まれていること確認できる。例えば、ガイド光を画角内の周辺部に投射するとき、ユーザは周囲に投射されたガイド光を見ることで、表示部３を見ずとも画角の範囲を確認できる。ガイド光は、例えばレーザである。

制御部２は、顔検出部２ａと、画像処理部２ｂと、表示制御部２ｃと、画像合成部２ｅと、補助光制御部２ｆとを有する。顔検出部２ａは、画像データから人の顔部分を検出する。画像処理部２ｂは、画像データにホワイトバランス補正やガンマ補正などの画像処理を施す。表示制御部２ｃは、画像処理部２ｂによって処理された画像データに基づく画像を表示部３ｂに表示させる。画像合成部２ｅは、画像の傾きの補正やトリミングを行い、更に撮影した画像データを他の画像データと合成する。補助光制御部２ｆは、補助光発光部７の発光を制御する。

表示部３は、表示制御部２ｃの制御に従って画像データに基づく画像を表示する素子であり、液晶ディスプレイなどを含む。記録部４は、制御部２で画像処理された画像データを記録するもので、メモリカードなどを含む。タッチパネル３ａは、ユーザによって指などで押圧されたとき、押圧された位置情報を検出し、検出した位置情報を制御部２に入力する。操作判定部６は、レリーズボタンなどの操作部材を有し、ユーザによる操作部材の操作状態を示す情報を制御部２に入力する。フラッシュ５は、被写体が低輝度のときなどに発光する。姿勢判定部９は、撮像装置１２の姿勢又は姿勢の変化を検出する。外部通信部１１は、画像データを撮像装置１２の外部の装置へ送信する。送信は、ＵＳＢなどによる有線通信若しくはＷｉ−ｆｉなどによる無線通信を介して行われる。

図２及び図３を用いて、回動撮像部１ｄ及び本体１０の構成を詳細に説明する。図２は、回動撮像部１ｄ及びその周辺の構造を示す上面図である。回動撮像部１ｄは、本体１０に設けられた半球状の固定枠４０３によって保持されている。

固定枠４０３は、回転規制部４０４と、ボール１１１とを有している。回転規制部４０４は、半球状である固定枠４０３の中心を通る軸Ａを中心として環状に突き出すように固定枠４０３に形成されている。ボール１１１は、固定枠４０３と回動撮像部１ｄとの間に介在するように設けられている。それらの構成により、固定枠４０３は、ボール１１１を介して回動撮像部１ｄを回転自在に支持する。

また、回動撮像部１ｄの外周面上であって撮像光学系１ａの光軸と一致する位置には、回転規制ピン４０２が形成されている。また、回転規制ピン４０２の位置は、環状の回転規制部４０４の内側に収まる範囲内に位置するため、回転規制ピン４０２は、回動撮像部１ｄの回転移動に伴い、回転規制部１ｄの内側を回転移動する。

ボール１１１は、固定枠４０３上の３つの支持点４０５に設けられる。支持点４０５は回動撮像部１ｄを支持する。ボール１１１は支持点４０５で回動撮像部１ｄを滑らかに回転移動させる。そのボール１１１は回転促進部に対応している。回転促進部はボールなどの転動体を設けずに面同士を摺動させる構成でもよい。また、回転促進部にグリース等の潤滑剤を用いて動作をしやすくしてもよい。

図３は、本発明の一実施形態に係る撮像装置１２の正面図である。なお、回動撮像部１ｄは、図２のＢ−Ｂ線から見た断面が示されている。回動撮像部１ｄは、詳細には、撮像光学系１ａと、撮像素子１０１ｂと、ＡＤ変換回路１０１ｃと、支持部１０１ｄと、重り１０１ｆと、コネクタ１０４ａとを有する。

撮像光学系１ａは、詳細には、魚眼レンズ１２０と、ローパスフィルタ１０１ｅとを有する。魚眼レンズ１２０は、広視野にわたる光を捉える。ローパスフィルタ１０１ｅは、魚眼レンズ１２０から入射した光から高周波ノイズを取り除く。

撮像素子１０１ｂは、ローパスフィルタ１０１ｅによってノイズが取り除かれた光を電気信号に変換する。ＡＤ変換回路１０１ｃは、撮像素子で得られた電気信号をデジタル信号（画像データ）に変換する。支持部１０１ｄは、魚眼レンズ１２０を回動撮像部１ｄに固定する。基板１０８は、画像処理ＩＣ１０２ａなどの電子部品を組み込むためのプリント基板である。コネクタ１０４ａは、基板１０８と、フレキシブルプリント基板１０４ｂとの相互を接続する。

重り１０１ｆは、魚眼レンズ１２０の光軸を天頂へ向けさせるために設けられている。重り１０１ｆの位置によって、回動撮像部１ｄの重心の位置が球状の回動撮像部１ｄの下面側（本体１０側となるように）に調整される。なお、重り１０１ｆは、タングステン等の密度が高い材料で作られることが好ましい。

回動撮像部１ｄは、ボール１１１を軸受けとして回転移動する。重り１０１ｆは、撮像光学系１ａの光軸を重力方向へ向けさせるような位置に配置されている。そのため、回動撮像部１ｄが有する撮影光学系１ａは、本体１０の傾きに関わらず天頂向きに回転移動する。一方で、回転規制ピン４０２は、回動撮像部１ｄから突き出すように形成されており、固定枠４０３から環状に突き出した回転規制部４０４によって移動が制限されている。したがって、回動撮像部１ｄの回転移動範囲は、固定枠４０３上の回転規制部４０４の内側に制限される。これによって、回動撮像部１ｄの光軸の移動範囲が、撮像装置１２での撮影が可能な範囲に制限されている。

一方、本体１０は、詳細には、フレキシブルプリント基板１０４ｂと、コネクタ１０４ｅと、フレキシブルプリント基板用ケース１０４ｃと、基板１１９と、画像処理ＩＣ１０２ａと、表示制御ＩＣ１０２ｂと、表示部３ｂと、係止メカ１０６と、メモリカード４と、電池１０９と、電源回路１１０と、グリップ部１２５と、メインコンデンサ１０７と、を有する。

フレキシブルプリント基板１０４ｂは、ＡＤ変換回路１０１ｃから画像処理ＩＣ１０２ａ及び表示制御ＩＣ１０２ｂへ画像データを伝送するための配線がプリントされた可撓性の基板である。フレキシブルプリント基板用ケース１０４ｃは、本体１０内でフレキシブルプリント基板１０４ｂと他部品とを接触させないためのケースである。回動撮像部１ｄの回転移動に伴い、フレキシブルプリント基板用ケース１０４ｃに収まるフレキシブルプリント基板１０４ｂの長さは増減するため、フレキシブルプリント基板用ケース１０４ｃの容積は充分に確保されている。コネクタ１０４ｅは、フレキシブルプリント基板１０４ｂと、基板１１９との相互を接続する。

基板１１９は、画像処理ＩＣ１０２ａなどの電子部品を組み込むためのプリント基板である。画像処理ＩＣ１０２ａは、画像処理部２ｂと対応しており、画像データにホワイトバランス補正やガンマ補正などの画像処理を施す。表示制御ＩＣ１０２ｂは、表示制御部２ｃと対応しており、デジタル変換された画像データを表示部３ｂに表示させる。

係止メカ１０６は、本体１０に固定され、図示する係止メカ１０６に含まれる係止ピンの一端が回動撮像部１ｄに設けられた凹部をロックする状態と、ロックしない状態とに、係止ピンを変位させるものである。係止ピンと凹部がロックされることにより、回動撮像部１ｄは本体１０にロックされる。また、係止ピンの先端形状と凹部の形状は、例えば、係止ピンの軸にたいして非回転対称形状（例えば、三角錐など）にすることにより、係止ピンの軸のまわりの回転も規制して、回動撮像部１ｄと本体１０とをロックできる。本体１０をロックできる機構として、係止メカ１０６の他に、例えば磁石で本体１０をロックする機構や、紐やばねなどを用いて本体１０をロックする機構が考えられる。これらの機構を回転制限機構と呼ぶ。なお、撮像装置１２が天頂を所定時間以上向いたままであるとき、制御部２は、回動撮像部１ｄの係止メカによるロックを解除させる。すると、回動撮像部１ｄは、重心の位置が重力方向へ向くよう回転移動する。この結果、回動撮像部１ｄの光軸は天頂を向く。

メモリカード４は画像データを保存する。電源回路１１０は電池から得た電圧を制御し、撮像装置１２を動作させる。グリップ部１２５は、ユーザが撮像装置を安定して構えられるように本体１０の外部に形成された補助部材である。メインコンデンサ１０７は、フラッシュ５を発光させるための充電を行う。電池１０９は、電源回路１１０へ電圧を印加する。

図４は、撮像装置１２の使用例を示す。図４（ａ）は、ユーザが表示部３ｂを見ながら右手でレリーズ操作を行う使用例であり、すなわち通常の撮影を示す図である。図４（ｂ）は、広角の自分撮り、すなわちユーザが表示部３を見ずに左手で撮像装置１２を構えながら自らを撮影する使用例である。図４（ｃ）は、魚眼レンズを備える撮像装置の光軸を天頂へ向けることで、全方位撮影を行う使用例である。

図５は、図４（ｃ）に示す撮像装置を使用した全方位撮影の課題について説明する図である。図５（ａ）は、図５（ａ）の左手側に描かれたユーザが、ユーザ及び図５（ａ）の右手側に描かれた２人の被写体の合計３人を全方位撮影によって撮影する図である。撮像光学系１ａが魚眼レンズであるため、撮影によって３人の被写体を画角内に収めることができる。図５（ｂ）は、図５（ａ）での撮影結果である。撮像光学系１ａのイメージサークルが撮像素子の撮像範囲よりも小さく設定されているとき、図５（ｂ）に示すような円形の撮影結果が得られる。なお、図５（ｂ）の円形の撮影結果は、ＰＣなどを使用して、（ｃ）に示すパノラマ画像に加工可能である。図５（ｂ）に示すような３人の被写体を画角内に収めるためには、撮像光学系１ａの光軸を正しく天頂へ向けることが望ましいが、撮像光学系１ａの光軸を正しく向けることは一般的に難しい。例えば図５（ａ）のようにユーザが撮像装置を手に持って構えているとき、ライブビューを見ることが難しいため、光軸の方向を確認するのが難しい。また、撮像装置を地面に置いて撮影する場合でも、地面が傾斜していれば、撮像光学系１ａの光軸は正しく天頂へ向かない。これに対し、本実施形態では、回動撮像部１ｄの動作によって光軸を正しく天頂へ向けることが可能である。

ここで、撮像装置１２の動作について、図６のフローチャートを使用して説明する。撮像装置１２の電源がＯＮになったとき、制御部２は、ユーザによって撮影モードが選択されたか否かを判定する（ステップＳ１００）。撮影モードが選択されたと判定するとき（ステップＳ１００でＹｅｓのとき）、制御部２は、光軸が天頂を向いているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。光軸が天頂を向いていなかったと判定したとき（ステップＳ１０１ＮＯ）、制御部２は、係止メカ１０６を使用して回動撮像部１ｄをロックする（ステップＳ１０２）。その後、制御部２は、ユーザが撮像装置１２を左手で握っているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

撮像装置を左手で把持する状況の例を、図７に示すロッククライミング中の撮影例を使用して説明する。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、左右一方の腕しか撮影に使用できないユーザを示す。図７（ａ）では、ユーザが左手で岩肌に掴まっているため、右手で撮像装置１２を構えている。そのとき、ユーザは撮影を難なく行うことができる。一方、図７（ｂ）では、ユーザは右手で岩肌に掴まっているため、左手で撮像装置１２を構えている。一般的に、撮像装置のレリーズボタンは、左手で操作しづらい位置に配置されている。すなわち、ユーザは左手でのレリーズボタンなどの動作が困難である。

さらに、撮像装置１２が左手で把持しているか否か（ステップＳ１０３）の判定について、その動作を図８のフローチャート及び図９を使用して説明する。

図８は、左手把持の判定（ステップＳ１０３）の詳細を説明するフローチャートである。まず、制御部２は、撮像装置１２の傾きが水平のままか否かを判定する（ステップＳ２０１）。撮像装置１２の傾きが水平のままであると判定するとき（ステップＳ２０１で
Ｙｅｓのとき）、制御部２は、タッチパネル３ａのタッチ位置の検出を始める（ステップＳ２０２）。ところで、撮像装置が水平のままではない、すなわち傾いていると判定したとき（ステップＳ２０１でＮｏのとき）、制御部２は、左手把持フラグを０にクリアする（ステップＳ２０６）。左手把持フラグは、ユーザが撮像装置１２を左手で把持していることを示すフラグである。左手把持フラグが０のときには、ユーザが撮像装置１２を左手で把持していないことを意味する。一方、左手把持フラグが１のときには、ユーザが撮像装置１２を左手で把持していることを意味する。したがって、ステップＳ２０６の後、制御部２は、左手把持の判定（ステップＳ１０３）においてユーザが撮像装置１２を左手で握っていないと判定する。

タッチパネル３ａのタッチ位置の検出（ステップＳ２０２）の後、制御部２は、ユーザが撮像装置１２を左手で握ったときにユーザの左手の平が接触する部分と考えられる図９（ａ）に示すタッチパネル３ａの三角形状のタッチ部分がタッチされたか否かを判定する（ステップＳ２０３）。三角形状のタッチ部がタッチされたと判定したとき（ステップＳ２０３でＹｅｓのとき）、制御部２は、左手で撮像装置１２を把持しているフラグを１にセットする（ステップＳ２０４）。このとき、制御部２は、ユーザが撮像装置１２を左手で握っていると判定する。ところで、三角形状のタッチ部がタッチされなかったと判定したとき（ステップＳ２０３でＮｏのとき）、制御部２は、ユーザが別の態様で撮像装置１２を左手で握った時にユーザの指が接触する箇所であると考えられる図９（ｂ）に示すタッチパネル３ａ上の二箇所へ同時にタッチされたか否かを判定する（ステップＳ２０５）。タッチパネル３ａ上の二箇所への同時のタッチがあったと判定するとき（ステップＳ２０５でＹｅｓのとき）、制御部２は、左手把持フラグを１にセットする（ステップＳ２０４）。一方、タッチパネル３ａが二箇所への同時のタッチがなかったと判定するとき（ステップＳ２０５でＮｏのとき）、制御部２は、左手把持フラグを０にクリアする（ステップＳ２０６）。

ところで、図６において、撮像装置１２が左手で把持していないと判定するとき（ステップＳ１０３でＮｏのとき）、すなわち右手で把持されたと判定するとき、制御部２は、光軸の水平状態の継続時間が所定時間より短いか否かを判定する（ステップＳ１０４）。水平状態の継続時間が所定時間より短くなかったと判定したとき（ステップＳ１０４でＮｏのとき）、制御部２は、表示部３ｂにライブビューを表示させ、被写体の顔検出を行う（ステップＳ１０５）。制御部２は、レリーズボタン又はタッチパネル３ａが操作されたか、すなわちレリーズ操作されるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。レリーズボタン又はタッチパネル３ａが操作されなかったと判定するとき、処理がステップＳ１００に戻る。レリーズボタン又はタッチパネル３ａが操作されたと判定するとき（ステップＳ１０６でＹｅｓのとき）、制御部２は、タッチパネル３ａ上でのタッチ位置や顔検出の結果として検出された顔部に対してピントや露出を合わせて撮影した後、その撮影で得られた画像データを記録部４に記録する。（ステップＳ１０７）。画像データを記録した後、制御部２は、電源をＯＦＦさせるか否かを判定する。電源をＯＦＦさせると判定したとき（ステップＳ１０８でＹｅｓのとき）、制御部２は、処理を終了させる。電源をＯＦＦさせないと判定したとき（ステップＳ１０８でＮｏのとき）、処理がステップＳ１００に戻る。

ところで、光軸が天頂を向いていると判定したとき（ステップＳ１０１でＹｅｓのとき）、制御部２は、光軸が天頂を向いたまま所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。光軸が天頂を向いたまま所定時間が経過したと判定するとき（ステップＳ１０９でＹｅｓのとき）、制御部２は、係止メカ１０６による回動撮動部１ｄのロックを解除する（ステップＳ１１０）。係止メカ１０６によるロックが解除されたとき、回動撮像部１ｄの光軸は、本体１０の傾きにかかわらず天頂を向く。

ここで、係止メカ１０６によるロックが解除された（ステップＳ１１０）後の回動撮像部１ｄの動作について、図１０を使用して説明する。係止メカ１０６は、撮像装置１２が天頂を向いていないとき、回動撮像部１ｄをロックしている。このとき、回動撮像部１ｄに設けられた撮像光学系１ａの光軸は、本体１０の向いた方を向く。一方、撮像装置１２が天頂方向を向いたまま所定時間を経過すると（ステップＳ１０９でＹｅｓのとき）、係止メカ１０６は、回動撮像部１ｄのロックを解除する（ステップＳ１１０）。ここで、回動撮像部１ｄの重心の位置は、光軸を天頂へ向けるように設けられている。そのため、回動撮像部１ｄに設けられた撮像光学系１ａの光軸は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように本体１０の傾きに関わらず天頂方向を向く。

ところで、光軸が天頂を向いている時間が所定時間を経過していなかったと判定したとき（ステップＳ１０９でＮｏのとき）、制御部１２は、係止メカ１０６を使用して回動撮像部１ｄをロックする。（ステップＳ１１１）。既にロックされている場合には、係止メカ１０６による回動撮像部１ｄのロックを維持させる。

係止メカ１０６の制御の後、制御部２は、左手把持フラグを０にクリアする（ステップＳ１１２）すなわち、全方位撮影が行われようとしているときには左手把持フラグを０にクリアする。

ユーザが撮像装置１２を左手で握っていると判定したとき、（ステップＳ１０３でＹｅｓのとき）、又は左手把持フラグを０にした（ステップＳ１１２）後、又は水平状態の継続時間が所定時間より短かったと判定したとき（ステップＳ１０４でＹｅｓのとき）、制御部２は、表示部３ｂにライブビューを表示させ、被写体の顔検出を行わせる（ステップＳ１１４）。その後、画像データから顔が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１１５）。画像データから顔が検出されたと判定するとき（ステップＳ１１５でＹｅｓのとき）、制御部２は、画角内の所定の領域に補助光発光部７からガイド光を照射させる。（ステップＳ１１８）。

ここで、ガイド光の効果について、図１１を使用して詳細に説明する。ガイド光を照射することにより、ユーザは、被写体が画角内に収まっていることを容易に確認できる。ガイド光を照射する場所は、例えば、図１１のように被写体の体の一部である。被写体の顔部以外の場所にガイド光を充てる理由は、ガイド光を被写体の目に直接入射させないようにするためである。ガイド光に用いる光は、例えばレーザ光などを使用する。

図１１（ａ）では、ユーザは撮影を難なく行うことができるため、図１１（ｂ）のように画角内に被写体を収めることができる。図１１（ａ）では、ユーザは表示部３ｂに表示されたライブビューを見ることができるためである。

一方、図１１（ｃ）は、ユーザがライブビューを見ることが難しい状況を示す。ライブビューが見られないので、ユーザは被写体が画角内に収まっているかどうかを確認することが難しい。そのとき、ガイド光は、被写体が画角内に収まっていることをユーザに知らせるための補助となる。このため、制御部２は、図１１（ｄ）のように被写体の一部にガイド光を照射する（ステップＳ１１８）。

また、顔検出部２ａが被写体の顔を検出しなかったと判定するとき（ステップＳ１１５でＮｏのとき）、制御部２は、撮像装置１２と被写体との距離が所定距離よりも近いか否かを判定する（ステップＳ１１６）。撮像装置１２と被写体との距離が所定距離よりも近いとき（ステップＳ１１６でＹｅｓのとき）、制御部２は、補助光発光部７を点滅発光させてガイド光を照射することにより、被写体が画角内に収まってないことをユーザに知らせる。

なお、ユーザに被写体が画角内に収まっていることを通知するガイド光の照射場所については、被写体の体の一部に限らず、画角の両端部に相当する位置であってもよい。画角の両端部に照射されたガイド光を確認することで、ユーザは、表示部３ｂを見なくとも、画角や、画角内におけるユーザの位置などを確認することができる。被写体の上左右に壁やビルなどのガイド光の照射を受ける物体が存在するとき、制御部２は、光の照射を受ける物体にガイド光を照射させる。

ところで、制御部２は、被写体にガイド光を照射した（ステップＳ１１８）後、又はガイド光を点滅照射した（ステップＳ１１７）後、撮像装置１２の重力方向がライブビュー用に得られている画像データの重力方向と一致するか否か判定する（ステップＳ１１９）。

撮像装置１２の重力方向がライブビュー用に得られている画像データの重力方向と一致するとき（ステップＳ１１９でＹｅｓのとき）、制御部２は、画像データを仮記憶する（ステップＳ１２０）。後述するが、仮記憶された画像データは画像の合成に用いられる。この仮記憶された画像データを水平画像データと呼ぶ。

仮記憶（ステップＳ１２０）後、撮像装置１ａの光軸が天頂を向いているか否かを判定する（ステップＳ１２１）。撮像装置１ａの光軸が天頂を向いていると判定したとき（ステップＳ１２１でＹｅｓのとき）、制御部２は、ユーザによって全方位撮影が実行されるか否かを判定する（ステップＳ１２５）。全方位撮影が実行されると判定するとき（ステップＳ１２５でＮｏのとき）、制御部２は、電源をＯＦＦするか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

ところで、撮像光学系１ａの光軸が天頂を向いていないと判定するとき（ステップＳ１２１でＮｏのとき）、制御部２は、左手把持フラグが１にセットされているか否かを判定する（ステップＳ１２２）。左手把持フラグが１にセットされていると判定したとき、すなわち撮像装置１２が左手で把持されているとき（ステップＳ１２２でＹｅｓのとき）、制御部２は、ユーザの左手でのレリーズ操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ１２４）。

ここで、左手でのレリーズ操作の判定（ステップＳ１２４）について、図１２のフローチャート及び図１３を使用して説明する。図１２において、制御部２は、左手把持判定（ステップＳ１０３）においてタッチパネル３ａ上の２箇所への同時のタッチがあったと判定されていたか否かを判定する（ステップＳ２１１）。タッチパネル３ａの２箇所への同時のタッチがあったと判定されていた判定するとき（ステップＳ２１１でＹｅｓのとき）、制御部２は、図１３（ａ）に示す、二箇所同時タッチを検出することでレリーズ操作を行えるタッチ部を設ける（ステップＳ２１２）。一方、タッチパネル３ａ上の二箇所への同時にタッチがなかったと判定されていたと判定するとき（ステップＳ２１１でＮｏのとき）、図１３（ｂ）に示す、タッチ部を指で一箇所タッチ又はタッチパネル３ａ上を指でスライドさせることによってレリーズ操作などを行うタッチ部を設ける（ステップＳ２１３）。タッチパネルにタッチ部が設けられた後、制御部２は、タッチパネル３ａが操作されたか否かを判定する（ステップＳ２１４）。タッチパネル３ａが指で押圧された又は図１３（ｃ）に示すようなスライドされたといった操作がされたと判定するとき（ステップＳ２１４でＹｅｓのとき）、制御部２は、その操作がレリーズ操作であるか否かを判定する（ステップＳ２１７）。操作がレリーズ操作であると判定したとき（ステップＳ２１７でＹｅｓのとき）、制御部２は、ユーザの左手でのレリーズ操作がなされたと判定する。一方、操作がレリーズ操作ではないと判定したとき（ステップＳ２１７でＮｏのとき）、制御部２は、例えばズームや露出補正といった操作の内容に応じた制御を行う（ステップＳ２１６）。また、このとき、制御部２は、ユーザの左手でのレリーズ操作がなされていないと判定する。押圧やスライドなどのタッチ操作がなかったと判定するとき（ステップＳ２１４でＮｏのとき）、制御部２は、ユーザの左手でのレリーズ操作がなされていないと判定する。このとき、処理がステップＳ１０８に移行する。

ところで、左手把持フラグが１ではないとき（ステップＳ１２２でＮｏのとき）、ユーザがすなわち右手で撮像装置１２を握っているとき、制御部２は、レリーズボタンを使用したレリーズ操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ１２３）。

レリーズ操作がなされたとき（ステップＳ１２４でＹｅｓのとき又はステップＳ１２３でＹｅｓのとき）、制御部２は、ガイド光を消灯し撮影を行う（ステップＳ１２６）。ガイド光を消灯し撮影を行ったとき（ステップＳ１２６）、制御部２は、仮記憶により得られた画像データと撮影により得られた画像データ合成が必要でかつ合成が可能か否かを判定する（ステップＳ１２７）。なお、合成が必要な状況とは、撮影時の重力方向と、画像データの重力方向とが一致しなかったときであり、また、合成が可能な状況とは、仮記憶された画像データ群の中に合成に使用可能な画像データが含まれているときなどである。仮記憶した画像データ（ステップＳ１２０）と、撮影により得られた画像データとの合成が、必要かつ可能であると判定したとき（ステップＳ１２７でＹｅｓのとき）、制御部２は、両画像データを合成する（ステップＳ１２８）。そして、制御部２は、合成により得られた合成画像データを記録部４に記録する（ステップＳ１２９）。

ここで、画像データの合成が必要な状況と、合成の動作とについて、図１４、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１５Ｄ及び図１６を使用して詳細に説明する。図１４は、画像データの合成が必要な状況の例として、ユーザがカヌーに乗ったまま自分を撮影する状況を示す。ユーザは、図１４（ａ）に示すようにカヌーに乗り右手でオールを持っているため撮像装置のレリーズ操作などを左手で行っている。図１４（ａ）の状況下での理想的な撮影結果は、図１４（ｂ）に示すように、撮影時の重力方向と、画像データの重力方向とが一致している撮影結果である。しかしながら、前述の通り不安定な状況下のため、撮影結果は、図１４（ｃ）に示すような、撮影時の重力方向と画像データの重力方向とが一致しない撮影結果となることが多い。

そこで、本発明の一実施形態である撮像装置１２は、撮影時に得られた撮影時の重力方向と画像データの重力方向とが一致しない画像データを、撮影時の重力方向と画像データの重力方向とが一致する画像データに合成するため、撮像装置１２が有する画像合成部２ｅを使用して画像データの合成を行う。

ここで、画像データの合成の動作について、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１５Ｄ及び図１６に示すフローチャートを使用して説明する。画像データの合成が必要かつ可能であると判定したとき（ステップＳ１０７でＹｅｓのとき）、制御部１２は、撮影時に得られた画像データの重力方向（図１４（ｃ）のＧ）が撮影時の重力方向（例えば下方向）と一致させる、例えば、図１５Ａ（ａ）に示す画像データの重力方向が撮像時の重力方向と異なる画像データを、図１５（ｂ）に示すようにして撮影画像データを傾ける（ステップＳ３０１）。続いて、制御部２は、図１５Ｂ（ａ）に示すように、傾けた後の撮影画像データＩ１と仮記録させている水平画像データＩ２との間の一致度が最も高くなるように両画像データを重ね合わせて、図１５（ｂ）に示す合成画像データＩ３を得る（ステップＳ３０２）。例えば、図１５Ｂに示すように、両画像データの人物部Ｓの位置が重なるように重ね合わせが行われる。画像データの重ね合わせを行った後、制御部２は、図１５Ｃ（ａ）に示すように水平画像データと撮影画像データとが重なっている部分にある水平画像データ部分を削除する（ステップＳ３０３）。例えば図１５Ｃ（ｂ）に示すように、人物部Ｓにおける水平画像データが削除されることにより、人物部Ｓについては撮影画像データのみが残る。そして、制御部２は、図１５Ｄ（ａ）に示すように、合成画像データを四角形状に切り出す（ステップＳ３０４）。例えば、図１５Ｄ（ｂ）では、破線で示される部分が削除されて最終的な合成画像データが得られる。その後、図１６の処理が終了される。

ところで、合成が不要若しくは不可能だったと判定したとき（ステップＳ１２７でＮｏのとき）、制御部２は、撮影により得られた画像データをそのまま記録する（ステップＳ１３０）。その後、処理がステップＳ１０８に移行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、撮像装置１２は、本体１０の傾きに関わらずに、回動撮像部１ｄに設けられた撮像光学系１ａの光軸を天頂に向けさせることができる。また全方位撮影が行われないときには、係止メカ１０６によって回動撮像部１ｄがロックされる。これにより、全方位撮影以外の撮影時に回動撮像部１ｄが重力に従って回転移動してしまうことが防止される。

また、ユーザがライブビューなどを見ることが難しいために画角内の被写体を確認しづらい状況では、撮像装置１２は、画角内に被写体が収まっていることをユーザに知らせるために、補助光発光部７から被写体にガイド光を照射する。さらに、左手で撮像装置１２を握って撮影する状況においては、左手で操作しやすいようにタッチパネル３ａにタッチ部を設け、左手でのレリーズ操作などに対応する。加えて、画像データの重力方向と撮影時の重力方向が一致しなかったとき、画像合成部２ｅによって画像データの重力方向と撮影時の重力方向を一致させることができる。

ところで、図１７は、図３の変形例、すなわち本発明の一実施形態に係る撮像装置の詳細な構成の一例の変形例について、説明を行うための図である。図１７は、図３に比べて、回動撮像部との本体１０との通信方法及び充電方法において異なる。なお、変形例である図１７では、図３に示した実施形態に対応するものと同一の部品には同一符号を付し、その説明を省略する。また、図１７に示した実施形態の動作の説明は、図６に示すフローチャートと同一であるため省略する。

本体１０は、図３に比べてさらに、電源回路１１０と、非接触充電制御部１１２と、コイル１１３とを有する。非接触充電制御部１１２は、本体側のコイル１１３と回動撮像部側のコイル１１８との間での無線での給電を制御する。無線での給電方法はＱｉ（登録商標）などが用いられる。電源回路１１０は、コイル１１３に電流を供給する。コイル１１３は、回動撮像部１ｄ側のコイル１１８へ電力を供給する。

回動撮像部１ｄは、画像処理ＩＣ１１５と、無線通信ＩＣ１１４と、シールド１１７とコイル１１８を有する。画像処理ＩＣ１１５は、画像データに対してホワイトバランス補正やガンマ補正などに加え、圧縮をも行う。画像処理ＩＣ１１５によって圧縮された画像データの容量は、圧縮前の容量に比べ小さくなる。そのため無線通信ＩＣ１１４は、画像データを本体１０側へ送るとき、より短時間で画像データを送信できるため、高速な通信が可能となる。無線通信ＩＣ１１４は、画像処理ＩＣ１１５で圧縮された画像データを本体側の無線通信ＩＣ１１６に無線で伝送する。画像処理ＩＣ１１５によって圧縮された画像データの容量は、圧縮前の容量に比べ小さくなる。そのため、無線通信ＩＣ１１４は、画像データを本体１０側へ送るとき、より短時間で画像データを送信できる。すなわち、
高速な通信が可能となる。シールド１１７は、無線通信ＩＣ１１４などで発生する電磁ノイズが撮像素子１０１ｂからのアナログ信号に混入するのを抑える。コイル１１８は、画像処理ＩＣ１１５などに電力を供給する。

以上説明したように、本発明の一実施形態の変形例における撮像装置１２は、回動撮像部１ｄに画像処理ＩＣ１１５及び無線通信ＩＣ１１４を有する。画像処理ＩＣ１１５は、撮像した画像データを圧縮し、無線通信ＩＣ１１４はその圧縮された画像データを本体１０へ送信する。また、非接触充電制御部１１２、本体１０側のコイル及び回動撮像部１ｄ側のコイルを使用して本体１０から回動撮像部１ｄへの無線による送電が可能である。すなわち、回動撮像部１ｄは、本体１０との有線による接続なしに動作可能である。

ところで、図１８は、図１７の変形例、すなわち、本発明の一実施形態に係る撮像装置の詳細な構成の一例の変形例について、説明を行うための図である。図１８は、図１７に比べて、回動撮像部の回転移動方法において異なる。なお、変形例である図１８では、図１７に示した実施形態に対応するものと同一の部品には同一符号を付し、その説明を省略する。

回動撮像部１ｄは、ボイスコイルモータ用磁石１２３と、ばね１２２とを有する。ボイスコイルモータ用コイル１２４が電流を供給されたとき、ボイスコイルモータ用磁石１２３が発する磁界は変化し、その変化によってボイスコイルモータは力を発生させる。以下、ボイスコイルモータ用磁石１２３及びボイスコイルモータ用コイル１２４を一対のボイスコイルモータと呼ぶ。ばね１２２は、回動撮像部１ｄの移動範囲を全方位撮影が可能な範囲に制限する回転制限機構である。

本体１０は、磁気センサ１２６と、位置制御ドライバ１２１とを有する。磁気センサ１２６は、ボイスコイルモータに関わる磁気強度の変化を検出する。位置制御ドライバ１２１は、ボイスコイルモータの磁気強度の変化の検出結果を磁気センサ１２６から受け取り、回動撮像部１ｄの向きを算出し、この向きに応じてボイスコイルモータを駆動する。

ここで、ボイスコイルモータについて、図１９を使用してさらに説明する。図１９（ａ）は、ボイスコイルモータの単体での動作を説明する図である。ボイスコイルモータは、ボイスコイルモータ用磁石１２３の磁界内において、ボイスコイルモータ用コイル１２４に通電することによって力を発生させる。図１８（ａ）のボイスコイルモータから発生する力は一方向である。したがって回動撮像部１ｄを自在に回転移動させるためには、図１９（ｂ）に示すように複数のボイスコイルモータを使用する。

ボイスコイルモータや位置制御ドライバ１２１によって、回動撮像部１ｄは、自律し、光軸を天頂へ向けることができる。回動撮像部１ｄを自律させる機構はボイスコイルモータに限らず、例えば、ばねやゴムなどでもよい。これらの自律させる機構を自律的移動手段と呼ぶ。

ここで、図１８に示した撮像装置の動作について、図２０のフローチャートを使用して説明する。図６のフローチャートと同様のステップについては説明を省略する。すなわち、図２０は、図６のステップＳ１０２がステップＳ１３１及びステップＳ１３３に置き換えられた点と図６のステップＳ１１０がステップＳ１３２に置き換えられた点が異なる。
図２０において、光軸が天頂方向を向いたまま所定時間が経過したと判定したとき（ステップＳ１０９でＹｅｓのとき）、制御部２は、係止メカ１０６のロックを解除し、位置制御ドライバ１２１にボイスコイルモータを駆動させるよう指示する。位置制御ドライバ１２１は、磁気センサ１２６で検出される磁気強度から回動撮像部１ｄの向きを算出し、この向きから、撮像光学系１ａの光軸が天頂に向くようにボイスコイルモータを駆動させる（ステップＳ１３２）。光軸が天頂を向いたまま所定時間が経過していないと判定したとき（ステップＳ１０９でＮｏのとき）、制御部２は、係止メカ１０６により回動撮像部１ｄをロックする（ステップＳ１１１）。

ところで、光軸が天頂方向を向いていないと判定したとき（ステップＳ１０１でＮｏのとき）、制御部２は、係止メカ１０６によるロックがされているか否かを判定する（ステップＳ１３１）。ロックがされていないと判定したとき（ステップＳ１３１でＮｏのとき）、制御部２は、位置制御ドライバ１２１によって回動撮像部１ｄの位置を調整させた後、係止メカ１０６により回動撮像部１ｄをロックする。その後、制御部２は、ユーザが撮像装置２を左手で把持しているか否かを判定する（ステップＳ１０３）一方、ロックが行われているとき（ステップＳ１３１でＹｅｓのとき）、制御部２は、ユーザが撮像装置１２を左手で握っているか否かの判定に移る（ステップＳ１０３）。

以上説明したように、本発明の一実施形態の変形例である撮像装置１２は、本体１０及び回動撮像部１ｄに、一対のボイスコイルモータを有する。したがって、重りを用いることなく回動撮像部１ｄの向きを調整できる。

また、撮像装置１２の本体１０は、本発明の一実施形態のようなユーザの手で把持されながら使用される携帯機器であるとして説明した。しかしながら、本体１０は、ヘルメットやメガネの一部として組み込まれる、又は、着脱可能に組み込まれて使用される、いわゆるウェアラブル機器であってもよい。又は、自転車、バイク、車、舟、気球、タコ等に取り付けられる固定機器であってもよい。なお、タコや気球に撮像装置１２を取り付けたときの使用法は、撮像光学系１ａの光軸は重力方向を向けて地表を撮影する使用法が想定される。その使用法における回動撮像部１ｄの回転移動の仕組みは、図３に示す撮像装置１２の光軸を重力方向へ向かせる着脱可能なおもり１０１ｆの設置、又は、図１８の変形例に示すボイスコイルモータを光軸が重力方向を向くような制御であってもよい。

１ａ…撮像光学系、 １ｂ…撮像部、 １ｃ…通信部、 １ｄ…回動撮像部、 ２…
制御部、 ２ａ…顔検出部、 ２ｂ…画像処理部、 ２ｅ…画像合成部、 ２ｆ…補助光制御部、 ３ａ…タッチパネル、 ３ｂ…表示部、 ４…記録部、 ５…フラッシュ、 ６…操作判定部、 ７…補助光発光部、 ９…姿勢判定部、 １０…本体、１１…外部通信部、 １２…撮像装置、 １０１ｂ…撮像素子、 １０１ｃ…ＡＤ変換回路、 １０１ｄ…支持部、１０１ｅ…ローパスフィルタ、 １０１ｆ…重り、 １０２ａ…画像処理ＩＣ、 １０２ｂ…表示制御ＩＣ、１０４ａ…コネクタ、 １０４ｂ…フレキシブルプリント基板、 １０４ｃ…フレキシブルプリント基板用ケース、 １０４ｅ…コネクタ、 １０６…係止メカ、 １０７…メインコンデンサ、 １０８…基板 １０９…電池、 １１０…電源回路、 １１１…ボール、 １１２…非接触充電制御部、 １１３…コイル、 １１４…無線通信ＩＣ、 １１５…画像処理ＩＣ、 １１７…シールド、 １１８…コイル、 １１９…基板、 １２０…魚眼レンズ、 １２１…位置制御ドライバ、 １２２…ばね、 １２３…ボイスコイルモータ用磁石、 １２４…ボイスコイルモータ用コイル、 １２５…グリップ部、 １２６…磁気センサ ４０２…回転規制ピン、 ４０３…固定枠、 ４０４…回転規制部、 ４０５…支持点

Claims (9)

1. 少なくとも３つの支持点を有する球面部が形成された本体と、
   被写体を撮影し画像データを取得する撮像光学系を有し、重心点は、前記支持点を結ぶ多角形平面の重心に重なるように、かつ、前記多角形平面に垂直な方向において前記多角形平面よりも撮像素子側に位置し、前記支持点に支持されたまま回転移動する回動撮像部と、
   を具備する撮像装置。
2. 少なくとも３つの支持点を有する球面部が形成された本体と、
   被写体を撮影し画像データを取得する撮像光学系を内部に有し、前記撮像光学系の光軸が前記支持点を結ぶ多角形平面の重心に重なるように位置する回動撮像部と、
   前記回動撮像部を前記支持点に支持させたまま回転移動させ、前記撮像光学系の光軸を天頂へ向けさせる自律的移動手段と、
   を具備する撮像装置。
3. 前記回動撮像部は、画像データを圧縮する画像処理回路を有する請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記回動撮像部は、画像データを無線で前記本体に送信する無線通信回路を有する請求項１又は２に記載の撮像装置。
5. 前記回動撮像部は、電磁ノイズを遮断するシールドを有する請求項１又は２に記載の撮像装置。
6. 無線により前記回動撮像部内の回路へ給電する非接触給電制御部をさらに具備する請求項１又は２に記載の撮像装置。
7. 前記非接触給電制御部は、前記本体に設けられた電力送信部と、前記回動撮像部に設けられ、前記電力送信部で送信された電力を受ける電力受信部とを有する請求項１又は２に記載の撮像装置。
8. 前記回動撮像部は、前記回動撮像部から前記本体方向へ突き出た回転規制ピンをさらに備え、
   前記本体は、前記本体から前記回動撮像部方向へ円環状に突き出た回転規制部をさらに備え、
   前記回転規制ピンは、前記回転規制部の内側を移動するように制限される請求項１に記載の撮像装置。
9. 前記支持点は、前記回動撮像部を滑らかに回転移動させる回転促進部を有する請求項１又は２に記載の撮像装置。

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