以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本実施形態に係る撮像装置10の一例を示す。図1は、撮像装置10が被写体20を撮像する例を示す。図1は、被写体20を向く面にレンズ及び撮像素子が設けられ、被写体20とは反対側のユーザを向く面にレンズが撮像素子に結像した画像を表示する表示部が設けられた、撮像装置10の例を示す。ここで、撮像装置10を保持するユーザが当該撮像装置10の位置を移動させてしまうと、手ブレによる乱れが撮像した画像に発生することになる。例えば、ユーザは、撮像中において、X方向、Y方向、Z方向、角度θX、角度θY、および角度θZといった方向に撮像装置10を移動させてしまうことがある。なお、角度θXはX軸周りの角度、角度θYはY軸周りの角度、角度θZはZ軸周りの角度をそれぞれ示す。
撮像装置10は、自身の移動方向を検出し、検出した移動方向とは逆向きにレンズ等の光学素子を移動させて、このような手ブレ等を補正する。ここで、撮像装置10のX方向、Y方向、およびZ方向の移動を検出すべく、撮像装置10が加速度センサを内部に設けた場合、当該加速度センサの配置場所に応じて検出位置に誤差が生じ、手ブレ補正の精度が悪化することがある。このような精度の悪化は、特に、撮像装置10および被写体20の間の距離が近接すればするほど大きくなる傾向にある。
また、撮像装置10が、例えば、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、および小型パソコン等の携帯端末の一部として設けられる場合、部品の配置は限られた空間に配置されることになる。したがって、撮像装置10の光学素子と加速度センサの配置は、手ブレ補正に適した配置ではなくなることがあり、手ブレ補正の精度が悪化することがある。本実施形態に係る撮像装置10は、このような光学素子および加速度センサの配置に基づく誤差を考慮して、手ブレ補正の精度の悪化を低減する。そこでまず、加速度センサの配置に応じた検出位置の誤差について説明する。
図2は、本実施形態に係る撮像装置10がθZ方向に移動した例を示す。図2は、直交する3方向の例をXYZ軸で示す。図2において、移動前の撮像装置を、撮像装置10として示す。図2は、撮像装置10がX方向およびY方向に略平行で、Z方向に略垂直に配置された例を示す。また、図2は、撮像装置10の表示面の長辺がY方向に略平行で、短辺がX方向に略平行な例を示す。図2は、このような撮像装置10に発生する位置検出の誤差の例として、Y方向に着目して説明する。撮像装置10は、レンズ12と、撮像部30と、加速度センサ14と、角速度センサ16と、表示部18とを備える。
レンズ12及び撮像部30は、撮像装置10の被写体側の面である−Z方向側の面に設けられる。撮像部30は、レンズ12に相対して設けられる。レンズ12は、X方向、Y方向、およびZ方向に移動可能に形成されてよい。また、レンズ12は、ピッチ方向、ヨー方向、および回転方向に移動可能に形成されてもよい。レンズ12は、例えば、撮像部30に設けられる撮像素子に被写体20の像を結像させる。本実施形態において、レンズ12の位置と撮像部30の位置がほぼ同一の位置と近似して、レンズ12および撮像部30の位置として、撮像部30の符号のみを示した。図2は、レンズ12及び撮像部30が撮像装置10の−Z方向を向く面に設けられる例を示すが、これに代えて、または、これに加えて、撮像装置10の+Z方向を向く面に設けられてもよい。
加速度センサ14は、撮像装置10の内部に設けられ、撮像装置10の加速度を検出する。加速度センサ14は、例えば、X方向、Y方向、およびZ方向の3軸方向の加速度を測定可能に構成される。これに代えて、加速度センサ14は、X方向およびY方向の2軸方向の加速度を測定可能に構成されてもよい。加速度センサ14が検出する各方向の加速度に対して積分を2回実行することで、各方向の移動距離がそれぞれ算出される。加速度センサ14は、静電容量、圧電体、ピエゾ抵抗、ひずみゲージ、およびサーボ等を用いたセンサのうちいずれかまたはこれらの組み合わせ等でよい。
角速度センサ16は、撮像装置10の内部に設けられ、撮像装置10の角速度を検出する。角速度センサ16は、X方向、Y方向、およびZ方向のうち少なくとも1つの軸方向回りの角速度を測定可能に構成されてよい。角速度センサ16が検出する各方向の角速度に対して積分を1回実行することで、各方向の移動角度がそれぞれ算出される。角速度センサ16は、静電容量、圧電体、ピエゾ抵抗、電磁型、および光ファイバ等を用いたジャイロセンサのうちいずれかまたはこれらの組み合わせ等でよい。
表示部18は、撮像装置10の撮像前および撮像後の画像を表示させる。撮像者であるユーザは、表示部18の画像を確認しつつ、撮像装置10を操作して被写体20を撮像する。ここで、XY面と略平行な面において、ユーザが点Pを中心に角度θZだけ撮像装置10を手ブレにより回転させた例を説明する。図2は、当該回転により移動した後の撮像装置の例を撮像装置10'として示す。
角速度センサ16は、撮像装置10の内部に設けられていれば、撮像装置10内の実装位置に関わらず、当該撮像装置10の回転動作に基づく角速度を検出することができる。角速度センサ16は、例えば、撮像装置10の移動に伴うZ軸周りの角速度ωZを検出できるので、撮像装置10は、当該角速度ωZを1回積分することにより、当該撮像装置10のZ軸周りの角度変化量θZを算出することができる。同様に、角速度センサ16は、X軸周りの角速度ωXおよびY軸周りの角速度ωYをそれぞれ検出できるので、撮像装置10は、X軸周りの角度変化量θXおよびY軸周りの角度変化量θYをそれぞれ算出できる。
また、加速度センサ14は、撮像装置10の各方向の加速度を検出することができる。例えば、加速度センサ14は、撮像装置10の移動に伴うY方向の加速度aYを検出できるので、撮像装置10は、当該加速度aYを2回積分することにより、当該加速度センサ14のY方向の移動量d2Yを算出することができる。ここで、加速度センサ14の検出結果に基づく移動量d2Yは、当該加速度センサ14のY方向の移動量であって、撮像部30のY方向の移動量に相当するとは限らない。
例えば、加速度センサ14が撮像部30の近傍に配置されている場合は、加速度センサ14の移動量d2Yを撮像部30のY方向の移動量d1Yと近似できる。しかしながら、図2に示すように、加速度センサ14および撮像部30の間の距離が離間している場合、近似の精度が低減してしまう。したがって、撮像装置10が、角度変化量θZおよびY方向の移動量d2Yに基づいて撮像部30の移動量を決定して、当該移動量に応じてレンズ12の位置を調整しても、ユーザの手ブレを正確に補正できない場合が生じる。
ここで、加速度センサ14および撮像部30の間の距離は、製造または設計段階で判明する。例えば、図2に示すように、加速度センサ14および撮像部30の間のX方向の距離をLXとする。また、回転中心Pおよび加速度センサ14の間のX方向の距離をRXとすると、次式が成立する。
(数1)
RX=d2Y/θZ
即ち、(数1)式で算出した距離をRXに距離LXを加算することで、撮像部30の回転半径を算出することができる。したがって、撮像部30の回転半径RX+LXと、回転角θZに基づき、撮像部30の移動量を算出することができる。しかしながら、(数1)式は、撮像装置10が回転することを前提とした数式であるから、回転を伴わない単なる並進運動の場合、回転角がゼロとなり、(数1)式の右辺は極端に大きくなってしまう。即ち、ユーザがどのような手ブレを発生させるかが予想できない状況において、(数1)式で求めたRXを使った補正式を用いると、手振れ補正動作が破たんしてしまうことがある。
そこで、本実施形態に係る撮像装置10は、手ブレが回転を伴うかどうかによらず、精度良く撮像部30の移動量を算出して補正する。このような撮像装置10のブレ量の算出について、次に説明する。
図3は、本実施形態に係る撮像装置10のブレ量の第1算出例を示す。図3は、図2と同様に、直交する3方向の例をXYZ軸で示す。図3は、撮像装置10の本体の記載を省略して、撮像部30および加速度センサ14のみを示す。また、図3は、撮像部30および加速度センサ14を、X軸と略平行な直線上に配列された例を示す。図3は、このような撮像部30および加速度センサ14が、XY面と略平行な面において、点Pを中心に角度θZだけ回転した位置関係の例を示す。
なお、移動後の撮像部30および加速度センサを、撮像部30'および加速度センサ14'として示す。即ち、Y方向において、撮像部30の移動量はd1Yであり、加速度センサ14の移動量はd2Yである。ここで、加速度センサ14の移動量d2Yは、次式のように示される。
(数2)
d2Y=RX・θZ
また、移動量d1Yも同様に次式で示される。ここで、次式は、(数2)式を用いて変形した。
(数3)
d1Y=(RX+LX)・θZ=d2Y+LX・θZ
(数3)式の第1項は、当該加速度センサ14の移動量であり、加速度センサ14の出力に基づいて算出できる。また、(数3)式の第2項は、撮像部30の角度変化量θZと、撮像部30および加速度センサ14の間の距離LXとの乗算である。角度変化量は、角速度センサ16の出力に基づいて算出でき、距離LXは、撮像部30および加速度センサ14の間の位置関係により予め定められる値である。したがって、撮像部30の移動量d1Yは、加速度センサ14および角速度センサ16の検出結果と、撮像部30および加速度センサ14の間の位置関係とに基づき、算出することができる。
このように、本実施形態に係る撮像装置10は、加速度センサ14および角速度センサ16の検出結果に基づき、方向毎の撮像部30の移動量を算出する。即ち、撮像装置10は、加速度センサ14の各方向における移動量を算出し、当該移動量に補正項を加えることで、撮像部30の各方向のブレ量を算出する。これにより、回転を伴わない単なる並進運動の場合でも、撮像部30の移動量の算出結果が極端に大きくなって破たんすることを防止できる。
図3は、撮像装置10の回転中心である点Pが、撮像部30および加速度センサ14よりも−X方向側に存在する例を説明した。次に、点Pが、撮像部30および加速度センサ14の間に存在する例を説明する。
図4は、本実施形態に係る撮像装置10のブレ量の第2算出例を示す。図4において、図3に示された本実施形態に係る撮像装置10の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図4は、撮像装置10の回転中心Pの位置が図3とは異なるが、図3と同様に、撮像部30および加速度センサ14が、XY面と略平行な面において、点Pを中心に角度θZだけ回転した位置関係の例を示す。
この場合、加速度センサ14の移動量d2Yは、次式のように示される。なお、図4は、加速度センサ14が−Y方向に移動するので、加速度センサ14は、例えば、−Y方向の加速度を検出して負の値を出力する。即ち、加速度センサ14の移動量d2Yは、負の値が算出されることになる。
(数4)
d2Y=RX・(θZ+π)=RX・(−θZ)=−RX・θZ
また、撮像部30は+Y方向に移動するので、移動量d1Yは、撮像部30および加速度センサ14の位置関係より、次式のように示される。
(数5)
d1Y=(LX−RX)・θZ=d2Y+LX・θZ
(数5)式は、移動量d2Yが負の値にはなるが、(数3)式と同様の式である。即ち、図4の位置関係の場合であっても、撮像部30の移動量d1Yは、加速度センサ14および角速度センサ16の検出結果を用いて、算出することができる。次に、点Pが、撮像部30および加速度センサ14よりも+X方向側に存在する例を説明する。
図5は、本実施形態に係る撮像装置10のブレ量の第3算出例を示す。図5において、図3および図4に示された本実施形態に係る撮像装置10の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図5は、撮像装置10の回転中心Pの位置が図3および図4とは異なるが、図3および図4と同様に、撮像部30および加速度センサ14が、XY面と略平行な面において、点Pを中心に角度θZだけ回転した位置関係の例を示す。
この場合、加速度センサ14の移動量d2Yは、次式のように示される。なお、図5は、図4と同様に、加速度センサ14が−Y方向に移動するので、当該加速度センサ14の移動量d2Yは、負の値が算出されることになる。
(数6)
d2Y=RX・(θZ+π)=RX・(−θZ)=−RX・θZ
また、撮像部30も−Y方向に移動するので、移動量d1Yは、撮像部30および加速度センサ14の位置関係より、次式のように示される。
(数7)
d1Y=(RX−LX)・(θZ+π)=d2Y+LX・θZ
(数7)式は(数3)および(数5)式と同様であり、撮像部30の移動量d1Yは、加速度センサ14および角速度センサ16の検出結果を用いて、算出することができる。以上のように、本実施形態に係る撮像装置10は、加速度センサ14に基づく各方向の移動量に、角速度センサ16の対応する検出結果と、加速度センサ14および角速度センサ16の位置関係とに基づく補正値を加えることで、撮像部30の移動量を算出可能とする。
なお、図3から図5は、加速度センサ14よりも撮像部30が+X方向側に配置する例を説明したが、当該配置に限定されることはない。加速度センサ14および撮像部30のX方向の位置が略一致してもよい。この場合、撮像部30のY方向の移動量d1Yは、加速度センサ14の移動量d2Yと略一致するので、(数3)、(数5)、および(数7)式のように補正項LX・θZを加えなくてもよい。これに代えて、加速度センサ14よりも撮像部30が−X方向側に配置してもよい。この場合の補正項について次に説明する。
図6は、本実施形態に係る撮像装置10のブレ量の第4算出例を示す。図6において、図3に示された本実施形態に係る撮像装置10の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図6は、図3と比較して、撮像部30および加速度センサ14の配置が逆になった例を示す。そして、図6は、図3と同様に、撮像部30および加速度センサ14が、XY面と略平行な面において、点Pを中心に角度θZだけ回転した位置関係の例を示す。
この場合、加速度センサ14の移動量d2Yは、(数2)式のように示される。また、撮像部30の移動量d1Yは、撮像部30および加速度センサ14の位置関係より、次式のように示される。
(数8)
d1Y=(RX−LX)・θZ=d2Y−LX・θZ
図7は、本実施形態に係る撮像装置10のブレ量の第5算出例を示す。図7において、図6に示された本実施形態に係る撮像装置10の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図7は、撮像装置10の回転中心Pの位置が図6とは異なるが、図6と同様に、撮像部30および加速度センサ14が、XY面と略平行な面において、点Pを中心に角度θZだけ回転した位置関係の例を示す。
この場合、加速度センサ14の移動量d2Yは、(数2)式のように示される。また、撮像部30は−Y方向に移動するので、移動量d1Yは、撮像部30および加速度センサ14の位置関係より、次式のように示される。
(数9)
d1Y=(LX−RX)・(−θZ)=d2Y−LX・θZ
図8は、本実施形態に係る撮像装置10のブレ量の第6算出例を示す。図8において、図6および図7に示された本実施形態に係る撮像装置10の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図8は、撮像装置10の回転中心Pの位置が図6および図7とは異なるが、図6および図7と同様に、撮像部30および加速度センサ14が、XY面と略平行な面において、点Pを中心に角度θZだけ回転した位置関係の例を示す。
この場合、加速度センサ14の移動量d2Yは、(数4)式のように示される。また、撮像部30は−Y方向に移動するので、移動量d1Yは、撮像部30および加速度センサ14の位置関係より、次式のように示される。
(数10)
d1Y=(LX+RX)・(−θZ)=d2Y−LX・θZ
(数8)から(数10)式は、d2Yの正負が異なるものの、同様の式である。即ち、本実施形態に係る撮像装置10は、加速度センサ14に基づく移動量d2Yに、角速度センサ16の検出結果と、撮像部30および加速度センサ14の位置関係とに基づく補正項(−LX・θZ)を加えることで、撮像部30の移動量を算出することができる。
以上の本実施形態に係る撮像装置10は、撮像部30および加速度センサ14のX方向の位置関係に基づき、撮像部30のY方向の移動量を算出する例を説明したが、これに限定されることはない。撮像装置10は、撮像部30および加速度センサ14のY方向の位置関係に基づき、撮像部30のX方向の移動量を算出してもよい。即ち、撮像装置10は、XY面と略平行な面における手ブレ等による移動に対応して、X方向およびY方向の撮像部30の移動量を算出可能でよい。
図9は、本実施形態に係る撮像装置10が、XY面においてブレが生じた場合の一例を示す。図9は、図2から図8と同様に、直交する3方向の例をXYZ軸で示し、撮像装置10がX方向およびY方向に略平行で、Z方向に略垂直に配置された例を示す。また、図9は、図2と同様に、撮像装置10の表示面の長辺がY方向に略平行で、短辺がX方向に略平行な例を示す。また、図9は、撮像部30および加速度センサ14の間の距離が、X方向にLX、Y方向にLYだけ離間した例を示す。
図9は、このような撮像装置10が、XY面と略平行な面において、点Pを中心に角度θZだけ回転した位置関係の例を示す。この場合、撮像部30のY方向の移動量d1Yは、図3から図5で説明したように、加速度センサ14に基づく移動量d2Yに、角速度センサ16の検出結果と、撮像部30および加速度センサ14の位置関係とに基づく補正項LX・θZを加えることで、算出できる。
ここで、X方向およびY方向は直交するので、撮像部30のX方向の移動量d1Xについても同様に算出することができる。例えば、図9に示すように、撮像装置10が+θZ方向に回転した場合、撮像部30および加速度センサ14のX方向の移動方向はいずれも−X方向なので、補正項の符号も負となり、撮像部30のX方向の移動量d1Xは、次式のように算出できる。
(数11)
d1X=(LY+RY)・(−θZ)=d2X−LY・θZ
また、撮像装置10の回転中心Pの位置が撮像部30および加速度センサ14の間に存在する場合、撮像装置10の+θZ方向の回転に対して、撮像部30の移動方向は−X方向であり、加速度センサ14の移動方向は+X方向となる。したがって、撮像部30のX方向の移動量d1Xは、次式のように算出できる。
(数12)
d1X=(LY−RY)・(−θZ)=d2X−LY・θZ
また、撮像装置10の回転中心Pの位置が撮像部30および加速度センサ14よりも+X方向側に存在する場合、撮像装置10の+θZ方向の回転に対して、撮像部30および加速度センサ14の移動方向は+X方向となる。したがって、撮像部30のX方向の移動量d1Xは、次式のように算出できる。
(数13)
d1X=(LY+RY)・(−θZ)=d2X−LY・θZ
以上のように、撮像部30のX方向の移動量d1Xは、加速度センサ14に基づくX方向の移動量d2Xに、角速度センサ16の検出結果θZと、撮像部30および加速度センサ14のY方向の位置関係とに基づく補正項(−LY・θZ)を加えることで、算出できる。なお、図9は、加速度センサ14よりも撮像部30が+X方向側に配置する例を説明したが、当該配置に限定されることはない。加速度センサ14および撮像部30のY方向の位置が略一致してもよく、この場合は補正項を加えなくてよい。
また、加速度センサ14よりも撮像部30が−Y方向側に配置してもよい。この場合の補正項は、回転中心Pの位置に関わらず、次式のように算出することができる。
(数14)
d1X=d2X+LY・θZ
以上のように、本実施形態に係る撮像装置10は、XY面と略平行な面においてブレ等が生じても、撮像部30の移動量を精度良く算出することができる。なお、撮像装置10が算出できる撮像部30の移動量は、XY面と略平行な面に限定されることはない。撮像装置10は、例えば、ZX面と略平行な面においてブレ等が生じても、撮像部30の移動量を算出できる。
図10は、本実施形態に係る撮像装置10が、ZX面においてブレが生じた場合の一例を示す。図10は、図9と同様に、直交する3方向の例をXYZ軸で示し、撮像装置10がX方向およびY方向に略平行で、Z方向に略垂直に配置された例を示す。また、図10は、図2および図9と同様に、撮像装置10の表示面が−Z方向を向き、長辺がY方向に略平行で、短辺がX方向に略平行な例を示す。また、図10は、撮像部30および加速度センサ14の間の距離が、Z方向にLZだけ離間した例を示す。なお、図10は、加速度センサ14が撮像装置10の表面に設けられた例を示すが、撮像装置10の内部に設けられてもよい。
図10は、このような撮像装置10が、ZX面と略平行な面において、点Pを中心に角度θYだけ回転した位置関係の例を示す。この場合、撮像部30のX方向の移動量d1Xは、図6から図8で説明したように、次式のように算出できる。
(数15)
d1X=d2X−LZ・θY
なお、撮像部30および加速度センサ14のZ方向の位置関係が逆転して、撮像部30よりも加速度センサ14の方が−Z方向側に設けられた場合、撮像部30のX方向の移動量d1Xは、図3から図5で説明したように、次式のように算出できる。
(数16)
d1X=d2X+LZ・θY
以上のように、撮像装置10は、加速度センサ14に基づく移動量d2Xに、角速度センサ16の検出結果θYと、撮像部30および加速度センサ14のZ方向の位置関係LZとに基づく補正項を加えることで、撮像部30のX方向の移動量d1Xを精度良く算出することができる。また、撮像装置10は、YZ面と略平行な面においてブレ等が生じても、撮像部30の移動量を算出できる。
図11は、本実施形態に係る撮像装置10が、YZ面においてブレが生じた場合の一例を示す。図11は、図9および図10と同様に、直交する3方向の例をXYZ軸で示し、撮像装置10がX方向およびY方向に略平行で、Z方向に略垂直に配置された例を示す。また、図11は、図9および図10と同様に、撮像装置10の表示面が−Z方向を向き、長辺がY方向に略平行で、短辺がX方向に略平行な例を示す。また、図10は、撮像部30および加速度センサ14の間の距離が、Z方向にLZだけ離間した例を示す。
図11は、このような撮像装置10が、YZ面と略平行な面において、点Pを中心に角度θXだけ回転した位置関係の例を示す。この場合、撮像部30のY方向の移動量d1Yは、図3から図5で説明したように、次式のように算出できる。
(数17)
d1Y=d2Y+LZ・θX
なお、撮像部30および加速度センサ14のZ方向の位置関係が逆転して、撮像部30よりも加速度センサ14の方が−Z方向側に設けられた場合、撮像部30のX方向の移動量d1Xは、図6から図8で説明したように、次式のように算出できる。
(数18)
d1X=d2Y−LZ・θX
以上のように、撮像装置10は、加速度センサ14に基づく移動量d2Yに、角速度センサ16の検出結果θXと、撮像部30および加速度センサ14のZ方向の位置関係LZとに基づく補正項を加えることで、撮像部30のY方向の移動量d1Yを精度良く算出することができる。
なお、撮像装置10は、Z方向におけるブレについては、オートフォーカス等によって調節可能でよい。この場合においても、撮像装置10は、撮像部30のZ方向の移動量d1Zを算出してよい。また、撮像装置10は、算出した移動量d1Zの情報をオートフォーカス機構に供給してよい。これにより、オートフォーカス機構が被写体20との距離の検出後に手ブレ等が発生しても、撮像部30のZ方向の移動量d1Zを用いて補正することができる。
以上のように、本実施形態に係る撮像装置10は、手ブレ等によって撮像部30に発生するブレ量を、例えば、XYZ方向といった各方向の移動量に分解する。これにより、撮像装置10は、それぞれの移動量を、加速度センサ14および角速度センサ16の出力と、撮像部30および加速度センサ14の間の位置関係とに基づいて算出し、撮像部30のブレ量を精度良く算出する。このようなブレ量を算出可能な撮像装置10の構成について次に説明する。
図12は、本実施形態に係る撮像装置10の構成例を示す。撮像装置10は、被写体20を撮像する。撮像装置10は、レンズ12と、加速度センサ14と、角速度センサ16と、撮像部30と、記憶部40と、駆動部50と、ブレ量補正装置100とを備える。なお、レンズ12、加速度センサ14、および角速度センサ16については、図1から図11において既に説明したので、ここでは重複する説明を省略する。
レンズ12は、第1方向および第2方向に移動可能でよい。また、レンズ12は、更に第3方向に移動可能でもよい。ここで、第1方向および第2方向は直交する方向でよい。また、第1方向および第2方向は、レンズ12の光軸方向と直交する方向でよい。一例として、第1方向はX方向であり、第2方向はY方向である。また、Z方向を第3方向としてよい。
加速度センサ14は、第1方向、第2方向、および第3方向の撮像装置10の加速度をそれぞれ検出して出力する。また、角速度センサ16は、第1方向および第2方向に略平行な第1面における撮像装置10の角速度を検出して出力する。
角速度センサ16は、第1方向および第3方向に略平行な第1面(一例として、XY面)における撮像装置10の角速度を検出して出力する。また、角速度センサ16は、第1方向に略平行で第2方向と略直交する第2面(一例として、ZX面)、第2方向に略平行で第1方向と略直交する第3面(一例として、YZ面)における撮像装置10の角速度をそれぞれ検出して出力してよい。
撮像部30は、レンズ12に相対し、レンズ12が結像した画像を撮像する。撮像部30は、CCDおよびCMOS等によるイメージセンサを有し、入力画像を電気信号に変換する。撮像部30は、変換した電気信号を記憶部40に供給する。
記憶部40は、撮像部30から受け取る電気信号を記憶する。また、記憶部40は、撮像装置10の設定値等を記憶してよい。また、記憶部40は、撮像装置10が処理するデータ等を記憶してよい。記憶部40は、撮像装置10がブレ量を算出する過程で算出する(または利用する)設定データ、中間データ、算出結果、およびパラメータ等をそれぞれ記憶してもよい。また、記憶部40は、撮像装置10内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してよい。
駆動部50は、駆動信号に応じてレンズ12を移動させる。駆動部50は、ブレ量を補正する駆動信号に応じてレンズ12を移動させ、撮像部30のブレを補正する。駆動部50は、レンズ12を第1方向および/または第2方向に移動させてブレを補正する。また、駆動部50は、レンズ12を第3方向に移動させてもよい。
ブレ量補正装置100は、撮像部30のブレ量を算出して、当該ブレ量を補正する駆動信号を生成して出力する。ブレ量補正装置100は、加速度センサ14および角速度センサ16の出力と、撮像部30および加速度センサ14の位置関係に基づき、駆動信号を生成する。ブレ量補正装置100は、生成した駆動信号を駆動部50に供給する。このようなブレ量補正装置100のより詳細な構成について次に説明する。
図13は、本実施形態に係るブレ量補正装置100の構成例を示す。なお、本実施例において、ブレ量補正装置100が撮像装置10に設けられる例を説明するが、これに限定されることはない。ブレ量補正装置100は、撮像装置10とは別個独立に設けられてもよい。ブレ量補正装置100は、第1取得部110と、第2取得部120と、ブレ量算出装置130と、補正信号生成部140と、駆動信号生成部150とを有する。
第1取得部110は、加速度センサ14の加速度の検出結果を取得する。第2取得部120は、角速度センサ16の角度変化量の検出結果を取得する。また、第1取得部110および/または第2取得部120は、記憶部40に記憶された情報を取得してよい。ブレ量算出装置130は、撮像部30のブレ量を算出する。ブレ量算出装置130は、移動量算出部210と、角度変化算出部220と、ブレ量算出部230とを含む。
移動量算出部210は、加速度センサ14の出力に基づいて、第1方向における加速度センサ14の第1移動量を算出する。移動量算出部210は、例えば、加速度センサ14のX方向における加速度の検出結果を2回積分することにより、加速度センサ14の第1移動量d2Xを算出する。また、移動量算出部210は、加速度センサ14の出力に基づいて、第2方向における加速度センサ14の第2移動量を算出してよい。移動量算出部210は、例えば、加速度センサ14のY方向における加速度の検出結果を2回積分することにより、加速度センサ14の第2移動量d2Yを算出する。また、移動量算出部210は、同様に、第3方向における加速度センサ14の移動量を算出してもよい。
角度変化算出部220は、角速度センサ16の出力に基づいて、撮像部30の第1角度変化量を算出する。角度変化算出部220は、第1面における角度変化量を第1角度変化量として算出する。角度変化算出部220は、例えば、XY面における角速度センサ16の角速度の検出結果を1回積分することにより、XY面における第1角度変化量θZを算出する。
また、角度変化算出部220は、第2面における、角速度センサ16の第2角度変化量を算出してよい。角度変化算出部220は、例えば、ZX面における角速度センサ16の角速度の検出結果を1回積分することにより、XZ面における第2角度変化量θYを算出する。また、角度変化算出部220は、第3面における、角速度センサ16の第3角度変化量を算出してよい。角度変化算出部220は、例えば、YZ面における角速度センサ16の角速度の検出結果を1回積分することにより、YZ面における第3角度変化量θXを算出する。
ブレ量算出部230は、第1移動量、第1角度変化量、並びに、撮像部30および加速度センサ14の間の位置関係に基づいて、第1方向における撮像部30のブレ量を算出する。ブレ量算出部230は、例えば、第1角度変化量と、撮像部30および加速度センサ14の間の距離とに基づいて算出される第1補正値を、第1移動量に加算または減算することにより、撮像部30のブレ量を算出する。この場合、ブレ量算出部230は、第1角度変化量と、第2方向における撮像部30および加速度センサ14の間の第1距離とを乗算して第1補正値を算出する。
ブレ量算出部230は、例えば、第1移動量d2X、第1角度変化量θZ、および撮像部30および加速度センサ14の間の第1距離LYに基づいて、X方向における撮像部30のブレ量d1Xを算出する。この場合、ブレ量算出部230は、第1補正値LY・θZを第1移動量d2Xに加算または減算することにより、撮像部30のブレ量d1Xを算出する。ブレ量算出部230は、撮像部30および加速度センサ14の位置関係に応じて、(数11)、(数12)、および(数13)式で示すように、撮像部30のブレ量d1Xを算出してよい。また、ブレ量算出部230は、撮像部30および加速度センサ14の位置関係に応じて、(数14)式で示すように、撮像部30のブレ量d1Xを算出してよい。
また、ブレ量算出部230は、第2移動量、第1角度変化量、並びに、撮像部30および加速度センサ14の間の位置関係に基づいて、第2方向における撮像部30のブレ量を算出してよい。ブレ量算出部230は、例えば、第1角度変化量と、第1方向における撮像部30および加速度センサ14の間の第2距離とを乗算して算出される第2補正値を、第2移動量に加算または減算することにより、第2方向における撮像部30のブレ量を算出する。
ブレ量算出部230は、例えば、第2移動量d2Y、第1角度変化量θZ、および撮像部30および加速度センサ14の間の第2距離LXに基づいて、Y方向における撮像部30のブレ量d1Yを算出する。この場合、ブレ量算出部230は、第2補正値LX・θZを第2移動量d2Yに加算または減算することにより、撮像部30のブレ量d1Yを算出する。ブレ量算出部230は、撮像部30および加速度センサ14の位置関係に応じて、(数3)、(数5)、および(数7)式で示すように、撮像部30のブレ量d1Yを算出してよい。また、ブレ量算出部230は、撮像部30および加速度センサ14の位置関係に応じて、(数8)、(数9)、および(数10)式で示すように、撮像部30のブレ量d1Yを算出してよい。
また、ブレ量算出部230は、第1移動量、第2角度変化量、並びに、撮像部30および加速度センサ14の間の位置関係に基づいて、第1方向における撮像部30のブレ量を算出してよい。ブレ量算出部230は、例えば、第2角度変化量と、第3方向における撮像部30および加速度センサ14の間の第3距離とを乗算して算出される第3補正値を、第1移動量に加算または減算することにより、第1方向における撮像部30のブレ量を算出する。
ブレ量算出部230は、例えば、第1移動量d2X、第2角度変化量θY、および撮像部30および加速度センサ14の間の第3距離LZに基づいて、X方向における撮像部30のブレ量d1Xを算出する。この場合、ブレ量算出部230は、第3補正値LZ・θYを第1移動量d2Xに加算または減算することにより、撮像部30のブレ量d1Xを算出する。ブレ量算出部230は、撮像部30および加速度センサ14の位置関係に応じて、(数15)式で示すように、レンズ12のブレ量d1Xを算出してよい。また、ブレ量算出部230は、撮像部30および加速度センサ14の位置関係に応じて、(数16)式で示すように、撮像部30のブレ量d1Xを算出してよい。
また、ブレ量算出部230は、第2移動量、第3角度変化量、並びに、撮像部30および加速度センサ14の間の位置関係に基づいて、第2方向における撮像部30のブレ量を算出してよい。ブレ量算出部は、例えば、第3角度変化量と、第3方向における撮像部30および加速度センサ14の間の第3距離とを乗算して算出される第4補正値を、第2移動量に加算または減算することにより、第2方向における撮像部30のブレ量を算出する。
ブレ量算出部230は、例えば、第2移動量d2Y、第3角度変化量θX、および撮像部30および加速度センサ14の間の第3距離LZに基づいて、Y方向における撮像部30のブレ量d1Yを算出する。この場合、ブレ量算出部230は、第4補正値LZ・θXを第2移動量d2Yに加算または減算することにより、撮像部30のブレ量d1Yを算出する。ブレ量算出部230は、撮像部30および加速度センサ14の位置関係に応じて、(数17)式で示すように、レンズ12のブレ量d1Yを算出してよい。また、ブレ量算出部230は、撮像部30および加速度センサ14の位置関係に応じて、(数18)式で示すように、撮像部30のブレ量d1Yを算出してよい。
ブレ量算出部230は、方向毎に1または複数の補正値を加算または減算することにより、ブレ量を算出してよい。ブレ量算出部230は、算出したブレ量を、ブレ量算出装置130の出力として補正信号生成部140に供給する。また、ブレ量算出部230は、第1角度変化量θZおよび/または第2角度変化量θYの情報も補正信号生成部140に供給してよい。
補正信号生成部140は、ブレ量算出部230が算出する撮像部30のブレ量に応じて、レンズ12の位置を補正する補正信号を生成する。補正信号生成部140は、例えば、第1方向のブレ量d1Xを補正するように、レンズ12を移動させる補正信号を生成する。また、補正信号生成部140は、第2方向のブレ量d1Yを補正するように、レンズ12を移動させる補正信号を生成する。また、補正信号生成部140は、第1角度変化量θZおよび/または第2角度変化量θYに相当するブレ量を補正する信号を、生成した補正信号に加えてよい。
なお、補正信号生成部140は、レンズ12の可動範囲内においてレンズ12を補正するように、リミッタ回路等を含んでよい。補正信号生成部140は、生成した補正信号を駆動信号生成部150に供給する。
駆動信号生成部150は、補正信号に基づき、レンズ12を移動させる駆動信号を生成する。駆動信号生成部150は、生成した駆動信号を駆動部50に供給する。これにより、駆動部50は、撮像部30に発生したブレに対応して、当該レンズ12を移動させることができる。
以上のように、本実施形態に係るブレ量算出装置130は、加速度センサ14および角速度センサ16の出力と、撮像部30および加速度センサ14の間の位置関係とに基づいて、撮像部30のブレ量を算出できる。また、本実施形態に係るブレ量補正装置100は、ブレ量算出装置130が算出する撮像部30のブレ量に基づき、撮像部30のブレを補正する駆動信号を生成することができる。また、本実施形態に係る撮像装置10は、ブレ量補正装置100が生成する駆動信号を用いて、撮像部30のブレを補正することができる。これにより、撮像部30および加速度センサ14が離間して配置されても、精度良くブレ量を算出することができ、撮像部30のブレを容易に補正できる。
図14は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されうるコンピュータ1200の構成例を示す。コンピュータ1200にインストールされたプログラムは、コンピュータ1200に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該装置の1又は複数の「部」として機能させ、又は当該オペレーション又は当該1又は複数の「部」を実行させることができ、及び/又はコンピュータ1200に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。このようなプログラムは、コンピュータ1200に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、CPU1212によって実行されてよい。
本実施形態によるコンピュータ1200は、CPU1212、RAM1214、グラフィックコントローラ1216、及びディスプレイデバイス1218を含み、これらはホストコントローラ1210によって相互に接続される。コンピュータ1200はまた、通信インターフェイス1222、ハードディスクドライブ1224、DVD−ROMドライブ1226、及びICカードドライブのような入出力ユニットを含み、これらは入出力コントローラ1220を介してホストコントローラ1210に接続される。コンピュータはまた、ROM1230及びキーボード1242のようなレガシの入出力ユニットを含み、これらは入出力チップ1240を介して入出力コントローラ1220に接続される。
CPU1212は、ROM1230及びRAM1214内に格納されたプログラムに従い動作し、これにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ1216は、RAM1214内に提供されるフレームバッファ等又は当該グラフィックコントローラ1216自体の中に、CPU1212によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス1218上に表示させる。
通信インターフェイス1222は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ1224は、コンピュータ1200内のCPU1212によって使用されるプログラム及びデータを格納する。DVD−ROMドライブ1226は、プログラム又はデータをDVD−ROM1201から読み取り、ハードディスクドライブ1224にRAM1214を介してプログラム又はデータを提供する。ICカードドライブは、プログラム及びデータをICカードから読み取り、及び/又はプログラム及びデータをICカードに書き込む。
ROM1230は、内部に、アクティブ化時にコンピュータ1200によって実行されるブートプログラム等、及び/又はコンピュータ1200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ1240はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ1220に接続してよい。
プログラムが、DVD−ROM1201又はICカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるハードディスクドライブ1224、RAM1214、又はROM1230にインストールされ、CPU1212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ1200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ1200の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
例えば、通信がコンピュータ1200及び外部デバイス間で実行される場合、CPU1212は、RAM1214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェイス1222に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェイス1222は、CPU1212の制御の下、RAM1214、ハードディスクドライブ1224、DVD−ROM1201、又はICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
また、CPU1212は、ハードディスクドライブ1224、DVD−ROMドライブ1226(DVD−ROM1201)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がRAM1214に読み取られるようにし、RAM1214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU1212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような、様々なタイプの情報が、情報処理されるべく、記録媒体に格納されてよい。CPU1212は、RAM1214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM1214に対しライトバックする。また、CPU1212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU1212は、当該複数のエントリの中から、第1の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、これにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。
以上の説明によるプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ1200上又はコンピュータ1200近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、これにより、プログラムをコンピュータ1200にネットワークを介して提供する。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。