JP6155403B2 - 撮像装置及び像振れ補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及び像振れ補正方法に関する。

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。

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。

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。

並進振れの影響は被写体距離によって変化し、被写体に近接しての高倍率の撮影では並進振れの影響が大きくなる。そこで、特許文献１，２に記載された撮像装置では、フォーカスレンズの位置が検出され、フォーカスレンズの位置に基づいて被写体距離が取得され、取得された被写体距離に基づいて像振れが補正されている。さらに特許文献３に記載された撮像装置では、光軸方向に作用する加速度から撮像装置の光軸方向の移動量が算出され、算出された移動量によって被写体距離が補正されている。

また、特許文献４に記載されたオートフォーカス装置は、駆動コイル及びマグネットからなる所謂ボイスコイルモータを備える。駆動コイルに電流が供給されることにより、供給される電流に応じた駆動力がボイスコイルモータに生じ、ボイスコイルモータの駆動力によってフォーカスレンズが移動される。

焦点調節では、典型的にはフォーカスレンズの位置が検出され、検出位置を目標とする合焦位置に一致させるフィードバック（閉ループ）制御が用いられる。これに対し、特許文献４に記載されたオートフォーカス装置では、フォーカスレンズはホルダバネによって光軸方向に付勢されており、フォーカスレンズの合焦位置でのホルダバネの付勢力に釣り合う駆動力を生じさせる電流が駆動コイルに供給され、フォーカスレンズは合焦位置に移動される。

このように、特許文献４に記載されたオートフォーカス装置では、フォーカスレンズの位置のフィードバックが省かれた開ループ制御が焦点調節に用いられており、位置センサを不要としてオートフォーカス装置の小型化・軽量化が図られている。

日本国特開平７−２２５４０５号公報 日本国特開平１０−３０１１５７号公報 日本国特開２０１２−１２８３５６号公報 日本国特開２００５−１７３４３１号公報

特許文献４に記載されたオートフォーカス装置では、基本的には駆動コイルに供給される電流がフォーカスレンズの位置に対応し、駆動コイルに供給される電流から被写体距離を取得することができる。しかし、重力などの影響によってフォーカスレンズに光軸方向の力が作用した場合にフォーカスレンズが変位してしまう。そのため、駆動コイルに供給される電流とフォーカスレンズの位置との対応が崩れ、駆動コイルに供給される電流から取得される被写体距離の精度が低下してしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、簡潔な構成にて被写体距離の精度を高め、良好な像振れ補正を行うことが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。

本発明の一態様の撮像装置は、フォーカスレンズを移動させる駆動部と、合焦状態を判定し、上記フォーカスレンズの合焦位置を指示する焦点調節信号を出力する焦点調節部と、上記焦点調節信号に基づき上記駆動部を制御する制御部と、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に基づいて光軸方向の加速度成分を求め、上記光軸方向の加速度成分に基づき、上記焦点調節信号によって指示される上記合焦位置に対応する被写体距離を求める距離算出部と、上記距離算出部によって求められた上記被写体距離と、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とに基づいて、少なくとも光軸に垂直な直交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、上記距離算出部は、上記焦点調節信号とこの焦点調節信号に基づいて移動された上記フォーカスレンズの位置との相関を光軸方向の加速度との関係で示す特性情報を用いて、上記光軸方向の加速度成分に基づき、上記焦点調節信号によって指示される上記合焦位置に対応する被写体距離を求める。

また、本発明の一態様の像振れ補正方法は、合焦位置を指示する焦点調節信号に基づきフォーカスレンズを移動させる焦点調節ステップと、撮像装置に作用する直交３軸の各軸方向の加速度を検出する加速度検出ステップと、加速度検出ステップで検出された各軸方向の加速度に基づいて光軸方向の加速度成分を求め、上記光軸方向の加速度成分に基づき、上記焦点調節信号によって指示される合焦位置に対応する被写体距離を求める距離算出ステップと、上記距離算出ステップで求めた上記被写体距離と、上記加速度検出ステップで検出された上記直交３軸の各軸方向の加速度とに基づいて、少なくとも光軸に垂直な直交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ステップと、を備え上記距離算出ステップは、上記焦点調節信号とこの焦点調節信号に基づいて移動された上記フォーカスレンズの位置との相関を光軸方向の加速度との関係で示す予め取得された特性情報を用いて、上記光軸方向の加速度成分に基づき、上記焦点調節信号によって指示される上記合焦位置に対応する被写体距離を求める。

本発明によれば、簡潔な構成にて被写体距離の精度を高め、良好な像振れ補正を行うことが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。

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１の撮像装置の構成を示す図である。 像振れ補正におけるレンズの移動量と被写体距離との関係を模式的に示す図である。 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１の撮像装置における被写体距離の算出方法の原理を示す図である。 図１の撮像装置における被写体距離の算出方法の一例を示す図である。 図１の撮像装置の変形例の構成を示す図である。 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８の撮像装置の構成を示す図である。

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。

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フォーカスレンズとしての可動レンズ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。

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。

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。

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。

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。

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、互いに対向して配置される磁石及び駆動コイルを含み、磁石及び駆動コイルのうち一方が可動レンズ２ａに固定され、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。

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。

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。

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。

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。

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とをさらに備える。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、さらに補正駆動部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。

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。

図３は、像振れ補正における可動レンズ２ａの移動量と被写体距離との関係を模式的に示す。

手振れに起因するデジタルカメラ１の振れは、典型的には撮像素子３の撮像面よりも撮影者側に位置する回転中心Ｃまわりの回転とみなすことができ、角度θの回転振れと、距離Ｓの並進振れと、を含む。

焦点距離をｆとし、被写体距離をＬとして、角度θの回転振れ量に対する可動レンズ２ａの移動量ｄ１は、ｄ１≒fθで表すことができ、距離Ｓの並進振れ量に対する可動レンズ２ａの移動量ｄ２は、ｄ２≒ｆ・Ｓ／Ｌで表すことができる。並進振れに対する可動レンズ２ａの移動量は、被写体距離Ｌに関連し、被写体距離Ｌが短くなるほどに並進振れの影響が大きくなることがわかる。

被写体距離Ｌは、可動レンズ２ａの合焦位置に対応し、合焦位置を指示する焦点調節信号にも対応する。

ここで、可動レンズ２ａには重力が作用し、可動レンズ２ａはホルダバネ２ｂによって弾性的に支持されている。可動レンズ２ａが一定の位置に保持されている状態では、ｚ軸方向に関して、焦点調節信号に基づく制御部６の制御のもとでフォーカス駆動部５が発生させている駆動力、ホルダバネ２ｂの弾性力、そして可動レンズ２ａに作用する重力のｚ軸方向成分が釣り合っている。

可動レンズ２ａに作用する重力のｚ軸方向成分はデジタルカメラ１の姿勢によって変化する。したがって、可動レンズ２ａが同じ合焦位置にあっても、デジタルカメラ１の姿勢に応じ、フォーカス駆動部５が発生させている駆動力、つまりは、焦点調節信号は異なる。換言すれば、同じ焦点調節信号であっても、デジタルカメラ１の姿勢に応じ、焦点調節信号によって指示された合焦位置は異なる。

本例では、デジタルカメラ１の姿勢に応じ、焦点調節信号によって指示された合焦位置に対応する被写体距離Ｌを求め、求めた被写体距離Ｌを用いて並進振れに起因する像振れを補正する。

図４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を示す。

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、ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサ２２ｙ、ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサ２２ｚを含む。

制御部６は、被写体距離を求める距離算出部２３と、補正駆動部２１を制御する補正制御部２４と、を含む。

距離算出部２３は、加速度検出部２０によって検出される直交３軸の加速度に基づいて光軸方向の加速度成分を求める。本例では、加速度センサ２２ｚの検出方向が光軸方向に一致しているので、光軸方向の加速度成分は、加速度センサ２２ｚによって検出される加速度に等しい。

そして、距離算出部２３は、加速度センサ２２ｚによって検出された加速度に基づいて、焦点調節信号によって指示される合焦位置に対応する被写体距離を求める。被写体距離の算出方法は後述する。

補正制御部２４は、加速度センサ２２ｘによって検出されるｘ軸方向の加速度及び加速度センサ２２ｙによって検出されるｙ軸方向の加速度を二階積分し、ｘ軸及びｙ軸の各軸方向の並進振れ量を求める。

次いで、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と、距離算出部２３によって求められた被写体距離と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。

そして、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。

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。

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。

図５は被写体距離の算出方法の原理を示し、図６は被写体距離の算出方法の一例を示す。

被写体距離は、焦点調節信号Ｉと焦点調節信号Ｉに基づいて移動された可動レンズ２ａの位置Ｐとの相関をｚ軸方向の加速度ａｚとの関係で示す特性情報を用いて求めることができる。

図５には、被写体側をｚ軸の正方向とし、重力加速度をｇとして、ｚ軸方向の加速度ａｚが０である場合（デジタルカメラ１を水平に向けた場合）、ｚ軸方向の加速度ａｚが＋ｇである場合（デジタルカメラ１を鉛直下に向けた場合）、ｚ軸方向の加速度ａｚが−ｇである場合（デジタルカメラ１を鉛直上に向けた場合）の各々について、焦点調節信号Ｉと焦点調節信号Ｉに基づいて移動された可動レンズ２ａの位置Ｐとの相関が例示されている。

図６に示す例は、図５に示したような焦点調節信号Ｉと可動レンズ２ａの位置Ｐとの相関を、ｚ軸方向の加速度の値ａｚ_ｍ（ｍ＝０，１，２、・・・）毎に、焦点調節信号の値Ｉ_ｎ（ｎ＝０，１，２、・・・）での可動レンズ２ａの位置Ｐ_ｍ，ｎを予め取得し、焦点調節信号Ｉ_ｎと位置Ｐ_ｍ，ｎとを関連付けてなるデータテーブルを特性情報としたものである。データテーブルは例えばメインメモリ９に記憶される。

距離算出部２３は、例えばメインメモリ９に記憶されているデータテーブルを参照して、加速度センサ２２ｚによって検出された加速度において、焦点調節信号によって指示された合焦位置を求める。なお、データテーブルに含まれていない加速度及び焦点調節信号の値に対応する合焦位置は、例えばデータテーブルに含まれる前後の加速度及び焦点調節信号の値に対応する合焦位置から適宜補完して求めることができる。

そして、距離算出部２３は、求めた合焦位置に対応する被写体距離を求める。合焦位置と被写体距離との対応は撮像光学系２の光学設計で定まる。

なお、特性情報は、焦点調節信号Ｉを変数とする関数で記述することもできる。図５に示したとおり、焦点調節信号Ｉと焦点調節信号Ｉに基づいて移動された可動レンズ２ａの位置Ｐとの相関を示す特性線は、ｚ軸方向の加速度ａｚに応じて、焦点調節信号Ｉに対応する横軸に沿ってシフトしている。そこで、例えば焦点調節信号Ｉを変数としてｚ軸方向の加速度ａｚが０である場合の特性線を関数で記述したものをＰ＝ｆ（Ｉ）として、特性情報はＰ＝ｆ（Ｉ−ｋ・ａｚ）とすることができる。なお、ｋは適宜な係数である。

以上により、重力などによって可動レンズ２ａに光軸方向の加速度が作用した場合にも、焦点調節信号によって指示された可動レンズ２ａの合焦位置を精度よく求めることができる。それにより、可動レンズ２ａの位置のフィードバックを省いた開ループ制御によっても被写体距離を精度よく求めることができ、この被写体距離に基づいて良好な像振れ補正を行うことが可能となる。

図７は、上述したデジタルカメラ１の変形例の構成を示す。

図７に示す例は、デジタルカメラ１に作用するｘ軸及びｙ軸の各軸まわりの角速度を検出する角速度検出部２５をさらに備え、並進振れに加えて角度振れに起因する像振れを補正するようにしたものである。

補正制御部２４は、上述のとおり、加速度検出部２０によって検出されるｘ軸及びｙ軸の各軸方向の加速度を二階積分してｘ軸及びｙ軸の各軸方向の並進振れ量を求め、さらに、角速度検出部２５によって検出されるｘ軸及びｙ軸の各軸まわりの角速度を積分してｘ軸及びｙ軸の各軸まわりの回転振れ量を求める。

次いで、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及び各軸まわりの回転振れ量と、距離算出部２３によって求められた被写体距離Ｌと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。

そして、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の並進振れ及び角度振れによる像振れが補正される。

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。

図８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。

図８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。

図９は、図８に示すスマートフォン２００の構成を示す。

図９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。

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。

表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像および動画像）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。

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。

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。

図８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。

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。

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。

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８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。

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８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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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の構成を含む。

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。

図８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。

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。

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。

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。

以上のような構成のスマートフォン２００においても、被写体距離を精度よく求めることができ、この被写体距離に基づいて良好な像振れ補正を行うことが可能となる。

以上説明したとおり、本明細書に開示された撮像装置は、フォーカスレンズを移動させる駆動部と、合焦状態を判定し、上記フォーカスレンズの合焦位置を指示する焦点調節信号を出力する焦点調節部と、上記焦点調節信号に基づき上記駆動部を制御する制御部と、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に基づいて光軸方向の加速度成分を求め、上記光軸方向の加速度成分に基づき、上記焦点調節信号によって指示される上記合焦位置に対応する被写体距離を求める距離算出部と、上記距離算出部によって求められた上記被写体距離と、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とに基づいて、少なくとも光軸に垂直な直交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。

また、上記距離算出部は、上記焦点調節信号とこの焦点調節信号に基づいて移動された上記フォーカスレンズの位置との相関を光軸方向の加速度との関係で示す特性情報を用いて、上記光軸方向の加速度成分に基づき、上記焦点調節信号によって指示される上記合焦位置に対応する被写体距離を求める。

また、上記特性情報は、光軸方向の複数の加速度値毎に、上記焦点調節信号とこの焦点調節信号に基づいて移動された上記フォーカスレンズの位置とを関連付けてなるデータテーブルである。

また、上記特性情報は、上記焦点調節信号を変数とする関数である撮像装置。

また、上記駆動部は、磁石及び駆動コイルを含み、上記駆動コイルに供給される駆動電流に応じて上記フォーカスレンズを移動させる駆動力を発生させるボイスコイルモータを有しており、上記焦点調節信号は上記駆動電流の値を指示するものである撮像装置。

また、上記直交２軸の各軸まわりの角速度を検出する角速度検出部をさらに備え、上記振れ補正部は、上記角速度検出部によって検出された上記直交２軸の各軸まわりの角速度に基づいて上記直交２軸まわりの回転振れによる像振れを補正する。

また、本明細書に開示された像振れ補正方法は、合焦位置を指示する焦点調節信号に基づきフォーカスレンズを移動させる焦点調節ステップと、撮像装置に作用する直交３軸の各軸方向の加速度を検出する加速度検出ステップと、加速度検出ステップで検出された各軸方向の加速度に基づいて光軸方向の加速度成分を求め、上記光軸方向の加速度成分に基づき、上記焦点調節信号によって指示される合焦位置に対応する被写体距離を求める距離算出ステップと、上記距離算出ステップで求めた上記被写体距離と、上記加速度検出ステップで検出された上記直交３軸の各軸方向の加速度とに基づいて、少なくとも光軸に垂直な直交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ステップと、を備える。

また、上記距離算出ステップは、上記焦点調節信号とこの焦点調節信号に基づいて移動された上記フォーカスレンズの位置との相関を光軸方向の加速度との関係で示す予め取得された特性情報を用いて、上記光軸方向の加速度成分に基づき、上記焦点調節信号によって指示される上記合焦位置に対応する被写体距離を求める。

また、上記特性情報は、光軸方向の複数の加速度値毎に、上記焦点調節信号とこの焦点調節信号に基づいて移動された上記フォーカスレンズの位置とを関連付けてなるデータテーブルである。

また、上記特性情報は、上記焦点調節信号を変数とする関数である。

また、上記直交２軸の各軸まわりの角速度を検出する角速度検出ステップをさらに備え、上記振れ補正ステップは、上記角速度検出ステップで検出された上記直交２軸の各軸まわりの角速度に基づいて上記直交２軸まわりの回転振れによる像振れを補正する。

本発明は、焦点調節のためのフォーカスレンズを含む撮像光学系を通して画像を撮像する種々の電子機器に用いることができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。本出願は、２０１４年１２月２日出願の日本特許出願（特願２０１４−２４４０９６）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。

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
２２ 加速度検出部
２３ 距離算出部
２４ 補正制御部
２５ 角速度検出部

Claims (9)

1. フォーカスレンズを移動させる駆動部と、
   合焦状態を判定し、前記フォーカスレンズの合焦位置を指示する焦点調節信号を出力する焦点調節部と、
   前記焦点調節信号に基づき前記駆動部を制御する制御部と、
   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に基づいて光軸方向の加速度成分を求め、前記光軸方向の加速度成分に基づき、前記焦点調節信号によって指示される前記合焦位置に対応する被写体距離を求める距離算出部と、
   前記距離算出部によって求められた前記被写体距離と、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とに基づいて、少なくとも光軸に垂直な直交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、
   前記距離算出部は、前記焦点調節信号と該焦点調節信号に基づいて移動された前記フォーカスレンズの位置との相関を光軸方向の加速度との関係で示す特性情報を用いて、前記光軸方向の加速度成分に基づき、前記焦点調節信号によって指示される前記合焦位置に対応する被写体距離を求める撮像装置。
2. 請求項１記載の撮像装置であって、
   前記特性情報は、光軸方向の複数の加速度値毎に、前記焦点調節信号と該焦点調節信号に基づいて移動された前記フォーカスレンズの位置とを関連付けてなるデータテーブルである撮像装置。
3. 請求項１記載の撮像装置であって、
   前記特性情報は、前記焦点調節信号を変数とする関数である撮像装置。
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、
   前記駆動部は、磁石及び駆動コイルを含み、前記駆動コイルに供給される駆動電流に応じて前記フォーカスレンズを移動させる駆動力を発生させるボイスコイルモータを有しており、
   前記焦点調節信号は前記駆動電流の値を指示するものである撮像装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項記載の撮像装置であって、
   前記直交２軸の各軸まわりの角速度を検出する角速度検出部をさらに備え、
   前記振れ補正部は、前記角速度検出部によって検出された前記直交２軸の各軸まわりの角速度に基づいて前記直交２軸まわりの回転振れによる像振れを補正する撮像装置。
6. 合焦位置を指示する焦点調節信号に基づきフォーカスレンズを移動させる焦点調節ステップと、
   撮像装置に作用する直交３軸の各軸方向の加速度を検出する加速度検出ステップと、
   加速度検出ステップで検出された各軸方向の加速度に基づいて光軸方向の加速度成分を求め、前記光軸方向の加速度成分に基づき、前記焦点調節信号によって指示される合焦位置に対応する被写体距離を求める距離算出ステップと、
   前記距離算出ステップで求めた前記被写体距離と、前記加速度検出ステップで検出された前記直交３軸の各軸方向の加速度とに基づいて、少なくとも光軸に垂直な直交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ステップと、
   を備え、
   前記距離算出ステップは、前記焦点調節信号と該焦点調節信号に基づいて移動された前記フォーカスレンズの位置との相関を光軸方向の加速度との関係で示す予め取得された特性情報を用いて、前記光軸方向の加速度成分に基づき、前記焦点調節信号によって指示される前記合焦位置に対応する被写体距離を求める像振れ補正方法。
7. 請求項６記載の像振れ補正方法であって、
   前記特性情報は、光軸方向の複数の加速度値毎に、前記焦点調節信号と該焦点調節信号に基づいて移動された前記フォーカスレンズの位置とを関連付けてなるデータテーブルである像振れ補正方法。
8. 請求項６記載の像振れ補正方法であって、
   前記特性情報は、前記焦点調節信号を変数とする関数である像振れ補正方法。
9. 請求項６から８のいずれか一項記載の像振れ補正方法であって、
   前記直交２軸の各軸まわりの角速度を検出する角速度検出ステップをさらに備え、
   前記振れ補正ステップは、前記角速度検出ステップで検出された前記直交２軸の各軸まわりの角速度に基づいて前記直交２軸まわりの回転振れによる像振れを補正する像振れ補正方法。

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