WO2013108612A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2013108612A1
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unit
axis
obstacle
outer shell
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本庄　弘典
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the technology disclosed herein relates to an image pickup apparatus including an image pickup unit disposed in a case having an inner surface formed in a spherical shape.
  • an imaging unit is arranged in an outer shell whose inner surface is formed in a spherical shape.
  • the outer shell is divided into two parts. The two parts are joined to each other in a state in which the imaging unit is housed in them.
  • imaging is performed while adjusting the imaging range by relatively moving the imaging unit along the inner surface of the outer shell.
  • the imaging unit has three drive wheels, and the drive wheels are in contact with the inner surface of the outer shell. By driving the drive wheel, the imaging unit moves along the inner surface of the outer shell. The imaging unit photographs a subject outside the outer shell through the outer shell.
  • the imaging apparatus if there is an obstacle in the outer shell and the vicinity thereof, the obstacle may be reflected in the photographed image, and the image quality of the photographed image may be deteriorated.
  • the obstacle include a joint portion of the outer shell and dust attached to the outer shell.
  • the technology disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is to reduce image quality degradation caused by obstacles existing in the outer shell and the vicinity thereof.
  • the technique disclosed here is an image pickup apparatus for photographing a subject.
  • the imaging apparatus is configured to be movable within the case, an imaging unit that photographs a subject outside the case through the case, and an obstacle that detects an obstacle in the case from a captured image by the imaging unit A detection unit and an image processing unit that removes the obstacle detected by the obstacle detection unit from the captured image are provided.
  • FIG. 1 is a perspective view of the imaging apparatus.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus, (A) is a cross-sectional view of the image pickup apparatus cut along a plane passing through the center of the outer shell 1 and perpendicular to the P axis, and (B) is a cross-sectional view of (A). It is sectional drawing of an imaging device in the BB line.
  • 3A and 3B show the camera body, in which FIG. 3A is a perspective view of the camera body, and FIG. 3B is a front view of the camera body.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the moving frame and the first to third driving units.
  • FIG. 5 is a functional block diagram of the imaging apparatus.
  • FIG. 5 is a functional block diagram of the imaging apparatus.
  • FIG. 6 is a layout view of the photosensors in the outer shell
  • (A) is a view of the photosensors viewed from the rear side in the optical axis direction
  • (B) is from a direction orthogonal to the optical axis direction. It is the figure which looked at the photosensor.
  • FIG. 7 is a graph showing the distance from the center of the outer shell to the surface of the reflective film, in which (A) is a graph at the cut surface S1 coinciding with the joint, and (B) is the first distance from the joint.
  • (C) is a graph at the cut surface S3 that is separated from the joint by a second distance that is longer than the first distance.
  • FIG. 8 is a graph showing the output with respect to the angular position of the photosensor.
  • FIG. 9 is a functional block diagram of a portion of the video processing unit that performs obstacle removal processing.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a situation in which a joint has entered the shooting range of the camera body when shooting a subject.
  • FIG. 11 is a photographed image in each step of the obstacle removal process.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a usage example of the imaging apparatus.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of an imaging apparatus according to a modification.
  • 14A and 14B show a camera body according to a modification, in which FIG. 14A is a perspective view of the camera body, FIG. 14B is a right side view of the camera body, and FIG. 14C is (A) of the camera body. It is the perspective view seen from a different angle.
  • FIG. 15 is a functional block diagram of the lens barrel and the image processing unit of the second embodiment.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the imaging apparatus 100.
  • 2A and 2B are cross-sectional views of the image pickup apparatus 100, and
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 100 cut along a plane that passes through the center O of the outer shell 1 and is orthogonal to the P-axis. It is sectional drawing of the imaging device 100 in the BB line of A).
  • the imaging device 100 includes a substantially spherical outer shell 1 and a camera body 2 disposed in the outer shell 1.
  • the camera body 2 moves relative to the outer shell 1 along the inner surface of the outer shell 1.
  • the camera body 2 photographs a subject outside the outer shell 1 through the outer shell 1 while moving in the outer shell 1.
  • the outer shell 1 has a first case 11 and a second case 12.
  • the first case 11 and the second case 12 are joined to each other and have a substantially spherical shape as a whole.
  • the inner surface of the outer shell 1 is formed into a substantially spherical surface.
  • the outer shell 1 is an example of a case
  • the first case 11 is an example of a first part
  • the second case 12 is an example of a second part.
  • the first case 11 is formed in a spherical crown shape.
  • spherical crown means a “spherical zone” having only one opening.
  • the opening 11 a of the first case 11 forms a great circle of the outer shell 1. That is, the first case 11 is formed in a hemispherical shape.
  • the inner surface of the first case 11 is formed in a spherical crown shape.
  • the first case 11 is made of a material that is transparent to visible light and has a high hardness (for example, glass or ceramic material). By adopting a material with high hardness, it is possible to reduce wear due to contact with the driver 42 described later.
  • the second case 12 is formed in a spherical crown shape.
  • the opening 12 a of the second case 12 constitutes a great circle of the outer shell 1. That is, the second case 12 is formed in a hemispherical shape.
  • the inner surface of the second case 12 is formed in a spherical crown shape.
  • the curvature of the inner surface of the second case 12 is substantially equal to the curvature of the inner surface of the first case 11.
  • the second case 12 is made of a material that is transparent to visible light and has a high hardness (for example, glass or ceramic material). By adopting a material with high hardness, it is possible to reduce wear due to contact with the driver 42 described later.
  • the opening 11a of the first case 11 and the opening 12a of the second case 12 are joined to each other.
  • the outer shell 1 having the joint portion 13 is formed.
  • a reflective film 14 that transmits visible light and reflects infrared light having a wavelength of about 900 nm is provided on the inner surface of the outer shell 1, that is, the inner surfaces of the first case 11 and the second case 12. The detailed configuration of the reflective film 14 will be described later.
  • a straight line passing through the center point of the outer shell 1 (ie, the center of the first case 11) and the point O and the center of the opening 11a of the first case 11 is the P axis.
  • the axis passing through point O and perpendicular to the P axis is defined as the Q axis.
  • FIG. 3 shows the camera body 2
  • (A) is a perspective view of the camera body 2
  • (B) is a front view of the camera body 2.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the moving frame 21 and the first to third drive units 26A to 26C.
  • the camera body 2 includes a moving frame 21, a lens barrel 3, first to third driving units 26 A to 26 C attached to the moving frame 21, and an attachment plate 27 for attaching the lens barrel 3 to the moving frame 21. And a circuit board 28 for controlling the camera body 2.
  • the camera body 2 can perform still image shooting and moving image shooting.
  • the optical axis 20 of the lens barrel 3 is the Z axis
  • the subject side of the optical axis 20 is the front side.
  • the camera body 2 is an example of an imaging unit.
  • the moving frame 21 is a substantially equilateral triangular frame when viewed from the front.
  • the moving frame 21 includes an outer peripheral wall 22 including first to third side walls 23 a to 23 c forming three sides of a triangle, and a partition wall 24 formed inside the outer peripheral wall 22.
  • An opening 25 is formed at the center of the partition wall 24.
  • the lens barrel 3 includes a plurality of lenses 31 having an optical axis 20, a lens frame 32 that holds the lens 31, and an image sensor 33.
  • the lens frame 32 is disposed inside the moving frame 21, and the optical axis 20 passes through the center of the moving frame 21.
  • a mounting plate 27 is provided on the back side of the imaging element 33 of the lens barrel 3 (see FIG. 2B).
  • the lens barrel 3 is attached to the moving frame 21 via an attachment plate 27.
  • a circuit board 28 is attached to the attachment plate 27 on the side opposite to the lens barrel 3.
  • the first to third drive units 26A to 26C are provided on the outer peripheral surface of the moving frame 21. Specifically, the first drive unit 26A is provided on the first side wall 23a. The second drive unit 26B is provided on the second side wall 23b. The third drive unit 26C is provided on the third side wall 23c. The first to third drive units 26A to 26C are arranged at approximately equal intervals around the Z axis, that is, approximately every 120 °.
  • an axis orthogonal to the Z axis and passing through the third drive unit 26C is taken as a Y axis
  • an axis perpendicular to both the Z axis and the Y axis is taken as an X axis.
  • the first drive unit 26A has an actuator body 4A and a first support mechanism 5A.
  • the second drive unit 26B has an actuator body 4B and a second support mechanism 5B.
  • the third drive unit 26C includes an actuator body 4C and a third support mechanism 5C.
  • the three actuator bodies 4A to 4C have a common configuration. Hereinafter, only the actuator body 4A will be described, and description of the actuator bodies 4B and 4C will be omitted.
  • the actuator main body 4 ⁇ / b> A includes a vibrating body 41, two driver elements 42 attached to the vibrating body 41, and a holder 43 that holds the vibrating body 41.
  • the vibrating body 41 is formed of a piezoelectric element made of a multilayer ceramic.
  • the vibrating body 41 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • a predetermined drive voltage alternating voltage
  • the vibrating body 41 By applying a predetermined drive voltage (alternating voltage) to an electrode (not shown) of the vibrating body 41, the vibrating body 41 generates a stretching vibration in the longitudinal direction and a bending vibration in the short direction.
  • the two driver elements 42 are attached side by side in the longitudinal direction of the vibrating body 41 on one side surface of the vibrating body 41.
  • the driver 42 is a ceramic sphere and is bonded to the vibrating body 41.
  • the two driver elements 42 each perform elliptical motion.
  • the driver 42 performs an elliptical motion, a driving force in the longitudinal direction of the vibrating body 41 is output.
  • the holder 43 is made of glass-filled polycarbonate resin.
  • the holder 43 sandwiches the vibrating body 41 from both sides in the laminating direction of the vibrating body 41 (a direction orthogonal to both the longitudinal direction and the short direction).
  • the holder 43 is bonded to the vibrating body 41.
  • the holder 43 is provided with a rotating shaft 44 that extends in the stacking direction of the vibrating bodies 41 so as to protrude outward.
  • the first support mechanism 5A has two L-shaped brackets 51.
  • the two brackets 51 are screwed to the outer surface of the first side wall 23a.
  • the two brackets 51 rotatably support the rotating shaft 44 of the holder 43 with the actuator body 4A sandwiched therebetween.
  • the actuator body 4A is supported by the first support mechanism 5A in a state of being rotatable around an axis parallel to the plane orthogonal to the Z axis and parallel to the first side wall 23a.
  • the two driver elements 42 of the actuator body 4A are arranged in parallel with the Z axis.
  • the second support mechanism 5B has the same configuration as the first support mechanism 5A, and includes two L-shaped brackets 51.
  • the two brackets 51 are screwed to the outer surface of the second side wall 23b.
  • the two brackets 51 rotatably support the rotating shaft 44 of the holder 43 in a state where the actuator body 4B is sandwiched.
  • the actuator body 4B is supported by the second support mechanism 5B so as to be rotatable around an axis parallel to the plane orthogonal to the Z axis and parallel to the second side wall 23b.
  • the two driver elements 42 of the actuator body 4B are arranged in parallel with the Z axis.
  • the third support mechanism 5C regulates the movement of the holding plate 52 attached to the holder 43, the two support portions 53 that support the rotation shaft 44 of the actuator body 4C, the two urging springs 54, and the rotation shaft 44. And a stopper 55.
  • the holding plate 52 is fixed to the holder 43 with screws.
  • the holding plate 52 is a plate-like member extending in the longitudinal direction of the vibrating body 41, and has openings 52 a at both ends. The tips of pins 23d described later are inserted through these openings 52a.
  • the two support parts 53 are arranged in parallel with the Z-axis direction on the third side wall 23c.
  • a guide groove 53 a with which the rotating shaft 44 engages is formed at the tip of the support portion 53.
  • the guide groove 53a extends in a direction orthogonal to the Z axis.
  • the rotating shaft 44 of the holder 43 is fitted so as to be movable back and forth in the longitudinal direction of the guide groove 53a and to be rotatable around the rotating shaft 44.
  • the distal end portion of the rotation shaft 44 protrudes from the support portion 53 in the Z-axis direction.
  • Two pins 23d are provided on the outer surface of the third side wall 23c.
  • the urging spring 54 is fitted to the pin 23d.
  • the stopper 55 includes a first restricting portion 55a that restricts the movement of the rotation shaft 44 in the longitudinal direction of the guide groove 53a (that is, the direction in which the guide groove 53a extends), and the rotation shaft 44 in a direction parallel to the Z axis. And a second restricting portion 55b that restricts the movement of the image forming apparatus.
  • the stopper 55 is screwed to the third side wall 23c.
  • the first restricting portion 55a is fitted into the tip of the guide groove 53a (see FIG. 3A).
  • the second restricting portion 55b is arranged at a position facing the tip of the rotating shaft 44 engaged with the guide groove 53a.
  • the actuator body 4C is installed on the support portion 53 so that the rotation shaft 44 of the holder 43 is fitted in the guide groove 53a.
  • the holding plate 52 and the third side wall 23c sandwich the urging spring 54 to compress and deform the urging spring 54.
  • the stopper 55 is screwed to the third side wall 23c.
  • the actuator body 4 ⁇ / b> C is urged by the elastic force of the urging spring 54 in a direction perpendicular to the Z axis and away from the Z axis.
  • the tip of the guide groove 53a is blocked by the first restricting portion 55a of the stopper 55, so that the rotating shaft 44 is prevented from coming out of the guide groove 53a.
  • the second restricting portion 55b of the stopper 55 is located at a position facing the tip of the rotating shaft 44, the movement of the actuator body 4C in the Z-axis direction is restricted by the second restricting portion 55b. That is, the actuator body 4C is supported by the third support mechanism 5C so as to be movable in the longitudinal direction of the guide groove 53a and to be rotatable about the rotation shaft 44. Thus, the actuator body 4C is supported by the third support mechanism 5C so as to be rotatable about an axis parallel to the Z axis. At this time, the two driver elements 42 of the actuator body 4C are arranged side by side in the circumferential direction around the Z axis.
  • FIG. 5 shows a functional block diagram of the imaging apparatus 100.
  • the circuit board 28 includes a video processing unit 61 that performs video signal processing based on an output signal from the image sensor 33, a drive control unit 62 that controls driving of the first to third driving units 26A to 26C, and a wireless signal.
  • An antenna 63 that performs transmission / reception, a signal from the video processing unit 61 is converted into a transmission signal, a transmission unit 64 that transmits the transmission signal via the antenna 63, and a radio signal is received via the antenna 63, A receiving unit 65 that converts a radio signal and outputs it to the drive control unit 62, a battery 66 that supplies power to each part of the circuit board 28, a gyro sensor 67 that detects the angular velocity of the camera body 2, and the position of the camera body 2 Three photosensors 68 for detecting the position, a position memory unit 69 for storing the correspondence of the position of the camera body 2 to the output of the photosensor 68, and the output and position of the photosensor 68. And a position detector 60 for detecting the position of the camera main body 2 on the basis of the correspondence stored in the memory unit 69.
  • the gyro sensor 67 has three detection axes. That is, the gyro sensor 67 includes an X-axis gyro sensor that detects a rotational angular velocity around the X axis, a Y-axis gyro sensor that detects a rotational angular velocity around the Y axis, and a Z-axis gyro sensor that detects an angular velocity around the Z axis. A sensor housed in one package. The gyro sensor 67 outputs a signal corresponding to the angular velocity around each detection axis. Based on the output signal of the gyro sensor 67, the rotational movement of the camera body 2 can be detected.
  • the photosensor 68 has a light emitting unit (not shown) that outputs infrared light and a light receiving unit (not shown) that receives infrared light.
  • the photosensor 68 receives and emits infrared light having a wavelength of 900 nm. Since an IR cut filter is provided on the front side of the image sensor 33, unnecessary light can be prevented from appearing in the photographed image by using light from the photosensor 68 as infrared light.
  • the three photosensors 68 are arranged at different positions on the surface of the circuit board 28 opposite to the moving frame 21. Each photosensor 68 is arranged to output infrared light toward the inner surface of the outer shell 1 and receive the reflected light from the reflective film 14 on the inner surface.
  • the video processing unit 61 performs amplification and A / D conversion of an output signal from the image sensor 33, and further performs image processing of a captured image.
  • the drive control unit 62 outputs a drive voltage (control signal) to each of the first to third drive units 26A to 26C.
  • the drive controller 62 generates a drive voltage based on an external signal (command) input via the antenna 63 and the receiver 65, an output signal from the gyro sensor 67, and an output signal from the photosensor 68.
  • the position detection unit 60 detects the position of the camera body 2 based on the output from the photosensor 68 and the information stored in the position memory unit 69, and outputs the position information to the video processing unit 61 and the drive control unit 62. .
  • FIG. 2A and 2B show the reference state of the imaging apparatus 100.
  • the drive elements 42 of the first to third drive units 26A to 26C are in contact with the inner surface of the outer shell 1.
  • the lens barrel 3 faces the first case 11.
  • the circuit board 28 is located in the second case 12 in the reference state.
  • the third drive unit 26C is movable in the radial direction around the Z axis and is urged outward in the radial direction by the urging spring 54.
  • the driving element 42 of the third driving unit 26C is in contact with the inner surface of the outer shell 1 by the elastic force of the biasing spring 54, and the driving elements of the first and second driving units 26A, 26B. 42 is in contact with the inner surface of the outer shell 1 by the reaction force of the biasing spring 54.
  • the drive elements 42 of the first drive unit 26A are arranged in parallel to the P axis.
  • the drive elements 42 of the second drive unit 26B are arranged in parallel to the P axis.
  • the driving elements 42 of the third driving unit 26C are arranged in the circumferential direction of the great circle of the outer shell 1, that is, in the circumferential direction around the P axis.
  • the actuator bodies 4A to 4C of the first to third drive units 26A to 26C are respectively Since it is rotatably supported around the rotation shaft 44, the shape error of the inner surface of the outer shell 1 and the assembly error of each drive unit are absorbed.
  • each of the driver elements 42 performs an elliptical motion.
  • the first driving unit 26A outputs a driving force in a direction parallel to the Z axis.
  • the second driving unit 26B outputs a driving force in a direction parallel to the Z axis.
  • the third driving unit 26C outputs driving force in the circumferential direction around the Z axis. Therefore, the Z axis of the camera body 2 relative to the P axis of the outer shell 1 can be arbitrarily adjusted by combining the driving force of the first driving unit 26A and the driving force of the second driving unit 26B.
  • the camera body 2 can be rotated around the Z axis by the driving force of the third driving unit 26C. In this way, by adjusting the driving force of the first to third driving units 26A to 26C, the camera body 2 is rotated relative to the outer shell 1, and the posture of the camera body 2 with respect to the outer shell 1 is arbitrarily adjusted. can do.
  • the camera body 2 is driven by a manual command from the outside and a correction command based on an output from the gyro sensor 67.
  • the drive control unit 62 generates a manual drive command value based on the manual command when the manual command is input from the outside by wireless communication.
  • Manual commands include, for example, a tracking command for a specific subject, panning (rotation around the Y axis), tilting (rotation around the X axis), rolling (rotation around the Z axis) of the camera body 2 at a predetermined angle, etc. It is.
  • the manual drive command value is a command value for each of the first to third drive units 26A to 26C.
  • the drive control unit 62 applies a drive voltage corresponding to the manual drive command value to each of the first to third drive units 26A to 26C. As a result, the first to third drive units 26A to 26C are operated, and the camera body 2 moves according to the manual command.
  • the gyro sensor 67 outputs a disturbance detection signal to the drive control unit 62. Based on the output of the gyro sensor 67, the drive control unit 62 generates a command value for canceling the rotation of the camera body 2 as a disturbance. Specifically, the drive control unit 62 determines a rotation command value around the X axis (hereinafter referred to as “cancel”) so as to cancel the rotation around the X, Y, and Z axes of the camera body 2, which is obtained based on the detection signal of the gyro sensor 67.
  • cancel a rotation command value around the X axis
  • X-axis gyro command value Y-axis rotation command value
  • Z-axis rotation command value hereinafter referred to as “Z-axis gyro command value”.
  • the X-axis gyro command value and the Y-axis gyro command value are combined at a predetermined ratio to generate a gyro drive command value for the second drive unit 26B.
  • the Z-axis gyro command value becomes the gyro drive command value.
  • the drive control unit 62 applies a drive voltage corresponding to the gyro drive command value to each of the first to third drive units 26A to 26C.
  • the first to third drive units 26A to 26C are operated, and the camera body 2 moves so as to cancel the disturbance acting on the camera body 2.
  • the posture of the camera body 2, that is, the direction of the optical axis 20 is maintained constant.
  • a manual drive command value and a gyro drive command value are generated at the same time, and both are combined to generate a final drive command value.
  • rotation blur of the camera body 2 is suppressed based on the output of the gyro sensor 67 regardless of whether there is a manual command, and thus image blur in the captured image is suppressed.
  • the video processing unit 61 detects a motion vector of the video to be shot, and electronically corrects the image blur by image processing based on the motion vector. That is, the imaging apparatus 100 suppresses relatively large and low-frequency image blur by the attitude control of the camera body 2, and corrects relatively small and high-frequency image blur by electronic correction by the video processing unit 61.
  • FIG. 6 shows a layout diagram of the photosensors 68 in the outer shell 1.
  • A is the figure which looked at the photo sensor 68 from the back side in the optical axis direction
  • B is the figure which looked at the photo sensor 68 from the direction orthogonal to the optical axis direction.
  • the three photosensors 68 are provided on the surface of the circuit board 28 opposite to the moving frame 21 (that is, the rear side).
  • the three photosensors 68 are arranged approximately every 120 ° around the Z axis, and the circumferential positions around the Z axis substantially coincide with the first to third drive units 26A to 26C.
  • the photo sensor 68 corresponding to the first drive unit 26A is referred to as a first photo sensor 68a
  • the photo sensor 68 corresponding to the second drive unit 26B is referred to as a second photo sensor 68b
  • the third drive is referred to as a third photosensor 68c.
  • the photo sensor 68 is simply referred to unless otherwise distinguished. If the angular position of the third photosensor 68c around the Z axis is 0 °, the angular position of the first photosensor 68a is 120 °, and the angular position of the second photosensor 68b is ⁇ 120 °.
  • the reflective film 14 has undulations. Specifically, the cross-sectional shape when the outer shell 1 is cut in a plane is substantially a circle. In a circle formed by cutting the outer shell 1 along a plane parallel to the joint 13, the distance from the center O of the outer shell 1 to the surface of the reflective film 14 (hereinafter simply referred to as “distance to the reflective film 14”). Changes sinusoidally along the circle. And the amplitude when changing to a sine wave shape changes according to the distance of the junction part 13 and a cut surface. An example is shown in FIG. FIG.
  • FIG. 7 is a graph showing the distance from the center O of the outer shell 1 to the surface of the reflective film 14, where (A) is a graph at the cut surface S 1 that coincides with the joint portion 13, and (B) is the joint portion.
  • 13 is a graph at a cut surface S2 that is separated from the joint 13 by a first distance
  • FIG. 6C is a graph at a cut surface S3 that is separated from the joint 13 by a second distance longer than the first distance.
  • the second cut surface S is a surface including the three photosensors 68 when the camera body 2 is in the reference state.
  • the distance to the reflective film 14 changes in a sine wave pattern with one cycle of the circle as one cycle with respect to the reference radius R in any cut surface parallel to the joint portion 13.
  • the reference radius R is an average value of the distance to the reflective film 14.
  • the phase of the sine wave is in agreement in any cut surface.
  • the amplitude of the sine wave decreases as the distance from the junction 13 increases. That is, the amplitude A1 at the cut surface S1, the amplitude A2 at the cut surface S2, and the amplitude A3 at the cut surface S3 are in a relationship of A1> A2> A3.
  • the reflective film 14 has a symmetric shape with respect to the joint portion 13 between the inner peripheral surface of the first case 11 and the inner peripheral surface of the second case 12.
  • the photosensor 68 outputs a signal having a larger voltage as the distance from the reflecting film 14 is longer, and outputs a signal having a smaller voltage as the distance from the reflecting film 14 is shorter.
  • the photosensor 68 is set to output a voltage of 0 V when the distance to the reflective film 14 is the reference radius R.
  • the output of the third photosensor 68c is , 0 [V]
  • the output of the first photosensor 68a is ⁇ V 1 [V]
  • the output of the second photosensor 68b is V 1 [V].
  • the three photosensors 68 each output a sinusoidal voltage having a maximum amplitude V max [V] by shifting the phase by 120 °. To do.
  • the position detection unit 60 determines the position of the camera body 2 in the outer shell 1, that is, the angle of inclination of the optical axis 20 of the camera body 2 with respect to the P-axis of the outer shell 1 It is also referred to as “the direction of the optical axis 20 of the main body 2”).
  • the output of the three photosensors 68 is output to the position memory unit 69 with the initial state in which the optical axis 20 of the camera body 2 faces the positive direction of the P-axis of the outer shell 1 (on the first case 11 side). Stored sequentially. That is, the direction of the optical axis 20 of the camera body 2 can be detected based on the output of the photosensor 68 stored in the position memory unit 69.
  • the reflective film 14 of the first case 11 and the reflective film 14 of the second case 12 have a symmetrical shape, the optical axis 20 of the camera body 2 can be obtained by sequentially storing the output of the photosensor 68. It can be determined whether it is facing the first case 11 or the second case 12.
  • FIG. 9 shows a functional block diagram of a portion in the video processing unit 61 that performs obstacle removal processing.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a situation where the joint portion 13 has entered the photographing range S of the camera body 2 when photographing the subject A.
  • FIG. 11 shows a photographed image in each step of the obstacle removal process. For example, when shooting is performed in the situation shown in FIG. 10, a shot image as shown in FIG. 11A is acquired.
  • the video processing unit 61 includes an obstacle detection unit 71 that detects an obstacle from a captured image, a lens information memory unit 72 that stores optical information of the lens barrel 3 and information about the joint unit 13, and an obstacle from the captured image.
  • An obstacle removing unit 73 that removes an obstacle and an image correcting unit 74 that corrects a captured image from which the obstacle has been removed are included.
  • the lens information memory unit 72 stores the distance from the image sensor 33 to the inner surface of the outer shell 1, the angle of view of the lens barrel 3, the focal length and F value, and the color and transparency of the joint 13.
  • the obstacle detection unit 71 includes an orientation of the optical axis 20 of the camera body 2 obtained by the position detection unit 60, information stored in the lens information memory unit 72, and an output signal from the image sensor 33 (that is, a captured image). ) And.
  • the obstacle detection unit 71 specifies the position and shape of the image of the joint 13 in the captured image based on the direction of the optical axis 20 of the camera body 2 and the information in the lens information memory unit 72. That is, based on the positional relationship between the outer shell 1 and the camera body 2, the position and shape of the image of the joint portion 13 in the captured image can be specified.
  • the obstacle detection unit 71 more accurately specifies the image of the joint 13 in the captured image. Specifically, the obstacle detection unit 71 extracts a portion having a luminance equal to or lower than a predetermined value in a region including the identified image of the joint portion 13 in the captured image, and uses that portion as an image of the joint portion 13. As specified. That is, the brightness of the subject photographed through the joint portion 13 decreases. Thus, the obstacle detection unit 71 specifically specifies the image of the joint 13 based on the actual captured image as well as the positional relationship between the outer shell 1 and the camera body 2.
  • the joint portion 13 Since the image of the joint portion 13 is specified from the actual photographed image, even if there is an error in the positional relationship between the joint portion 13 and the reflective film 14 or there is an error in the detection result of the photosensor 68, the joint portion 13 The image of the part 13 can be specified more accurately.
  • the obstacle detection unit 71 may omit the specification of the image of the joint 13 based on the luminance, and may specify the image of the joint 13 based on the positional relationship between the outer shell 1 and the camera body 2.
  • the obstacle removing unit 73 removes the image of the joint portion 13 from the photographed image of the image sensor 33 as shown in FIG.
  • the image correction unit 74 interpolates the image of the part from which the image of the joint unit 13 is removed from the surrounding image, and corrects the captured image as shown in FIG.
  • the video processing unit 61 can identify the image of the joint 13 from the captured image and obtain a captured image in which the influence of the image is reduced.
  • FIG. 12 shows a usage example of the imaging apparatus 100.
  • a pin 81 is provided on the outer surface of the first case 11.
  • a strap 82 is attached to the pin 81.
  • a hook and loop fastener (not shown) is provided on the outer surface of the second case 12.
  • the user hangs the strap 82 around the neck and uses the imaging apparatus 100 while hanging from the neck. At this time, by attaching the hook-and-loop fastener to clothes or the like, it is possible to prevent the image capturing apparatus 100 from shaking greatly even during walking.
  • the operation of the camera body 2 in the pan, tilt and roll directions can be performed via a wireless communication device such as a smartphone, for example. Further, the gyro sensor 67 can suppress image blur during walking.
  • the imaging apparatus 100 is configured to be movable within the outer shell 1 and the outer shell 1, and the camera body 2 that photographs a subject outside the outer shell 1 through the outer shell 1, and photographing by the camera body 2.
  • An obstacle detection unit 71 that detects an obstacle in the outer shell 1 from the image
  • an obstacle removal unit 73 that removes the obstacle detected by the obstacle detection unit 71 from the photographed image.
  • the imaging apparatus 100 can detect the obstacle present in the outer shell 1 and the vicinity thereof and remove the image of the obstacle from the captured image. As a result, it is possible to reduce image quality degradation of the captured image due to the outer shell 1 and obstacles present in the vicinity thereof.
  • the outer shell 1 further includes a position detector 60 that detects the position of the camera body 2, and the outer shell 1 is formed by joining a plurality of portions at the joint 13, and the obstacle Based on the position of the camera body 2 detected by the position detector 60, the detector 71 detects the joint 13 as the obstacle from the captured image.
  • the position detection unit 60 detects the position of the camera body 2 in the outer shell 1, whereby the position and shape of the image of the joint 13 in the captured image can be specified.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of an imaging apparatus 200 according to a modification.
  • 14A and 14B show a camera body 202 according to a modification, in which FIG. 14A is a perspective view of the camera body 202, FIG. 14B is a right side view of the camera body 202, and FIG. It is the perspective view seen from the angle different from A).
  • the outer shell 201 has a first case 211 and a second case 212.
  • the inner surface of the outer shell 201 is substantially spherical.
  • the outer shell 201 is an example of a case.
  • the first case 211 is formed in a spherical crown shape including the great circle of the outer shell 201.
  • the second case 212 is formed in a spherical crown shape that does not include the great circle of the outer shell 201.
  • the opening 211a of the first case 211 and the opening 212a of the second case 212 are joined to each other.
  • the outer shell 201 has the joint portion 213.
  • a reflective film 14 is provided on the inner surface of the outer shell 201.
  • the camera body 202 includes a moving frame 221, a lens barrel 3, first to third driving units 226A to 226C attached to the moving frame 221, and an attachment plate 227 for attaching the lens barrel 3 to the moving frame 221. And a circuit board 28 for controlling the camera body 202.
  • the camera body 202 can perform still image shooting and moving image shooting.
  • the optical axis 20 of the lens barrel 3 is the Z axis
  • the subject side of the optical axis 20 is the front side.
  • the camera body 202 is an example of an imaging unit.
  • the moving frame 221 has a first frame 221a and a second frame 221b.
  • the first frame 221a and the second frame 221b are fixed with screws.
  • the first frame 221a includes a first side wall 223a to which the first driving unit 226A is attached, a second side wall 223b to which the third driving unit 226C is attached, and a cylindrical part 225 in which the lens barrel 3 is disposed. Yes.
  • the axis of the cylindrical portion 225 coincides with the Z axis.
  • the first side wall 223a and the second side wall 223b are parallel to the X axis perpendicular to the Z axis and inclined with respect to the Z axis.
  • the Z axis is a bisector of an angle formed by the normal line of the outer surface of the first side wall 223a and the normal line of the outer surface of the second side wall 223b.
  • the second frame 221b has a third side wall 223c to which the second drive unit 226B is attached.
  • the third side wall 223c is orthogonal to the Z axis.
  • the axis perpendicular to both the Z axis and the X axis is the Y axis.
  • the lens barrel 3 has the same configuration as described above.
  • the lens frame 32 is disposed in the cylindrical portion 225 of the moving frame 221, and the optical axis 20 coincides with the axis of the cylindrical portion 225.
  • a mounting plate 227 is provided on the back side of the imaging element 33 of the lens barrel 3.
  • the lens barrel 3 is attached to the moving frame 221 via an attachment plate 227.
  • the first to third driving units 226A to 226C are provided on the outer peripheral surface of the moving frame 221. Specifically, the first driving unit 226A is provided on the first side wall 223a. The second drive unit 226B is provided on the third side wall 223c. The third driving unit 226C is provided on the second side wall 223b. The first to third drive units 226A to 226C are arranged at approximately equal intervals around the X axis, that is, approximately every 120 °.
  • the first drive unit 226A includes an actuator body 4A and a first support mechanism 205A.
  • the second drive unit 226B has an actuator body 4B and a second support mechanism 205B.
  • the third drive unit 226C includes an actuator body 4C and a third support mechanism 205C.
  • the three actuator bodies 4A to 4C have a common configuration.
  • the actuator bodies 4A to 4C have the same configuration as that described above.
  • the basic configuration of the first support mechanism 205A is the same as that of the first support mechanism 5A.
  • the posture of the actuator body 4A is different between the first support mechanism 205A and the first support mechanism 5A.
  • the actuator body 4A is supported by the first support mechanism 205A so as to be rotatable about an axis that is included in a plane including the Y axis and the Z axis and is inclined with respect to the Z axis.
  • the two driver elements 42 of the actuator body 4A are arranged in parallel with the X axis.
  • the basic configuration of the third support mechanism 205C is the same as that of the second support mechanism 5B.
  • the posture of the actuator body 4C (actuator body 4B) is different between the third support mechanism 205C and the second support mechanism 5B.
  • the actuator body 4C is supported by the third support mechanism 205C so as to be rotatable about an axis that is included in a plane including the Y axis and the Z axis and is inclined with respect to the Z axis.
  • the two driver elements 42 of the actuator body 4C are arranged in parallel with the X axis.
  • the basic configuration of the second support mechanism 205B is the same as that of the third support mechanism 5C.
  • the posture of the actuator body 4B (actuator body 4C) is different between the second support mechanism 205B and the third support mechanism 5C.
  • the actuator body 4B is supported by the second support mechanism 205B so as to be movable in the Z-axis direction and rotatable about the rotation shaft 44.
  • the two driver elements 42 of the actuator body 4B are arranged in parallel to the Y axis.
  • each driving element 42 When a driving voltage is applied to the first to third driving units 226A to 226C, each driving element 42 performs an elliptical motion.
  • the driver 42 When the driver 42 performs an elliptical motion, the first driving unit 226A outputs a driving force in the circumferential direction around the Z axis.
  • the third driving unit 226C outputs driving force in the circumferential direction around the Z axis.
  • the second driving unit 226B outputs driving force in the circumferential direction around the X axis. Therefore, the camera body 202 can be rotated around the Y axis or the Z axis by combining the driving force of the first driving unit 226A and the driving force of the third driving unit 226C.
  • the camera body 202 can be rotated around the X axis by the driving force of the second driving unit 226B. In this way, by adjusting the driving force of the first to third driving units 226A to 226C, the camera body 202 is rotated with respect to the outer shell 201, and the posture of the camera body 202 with respect to the outer shell 201 is arbitrarily adjusted. can do.
  • the circuit board 28 is divided into a first board 28a and a second board 28b.
  • the video processing unit 61, the drive control unit 62, the antenna 63, the transmission unit 64, the reception unit 65, the battery 66, and the gyro sensor 67 are provided on the first substrate 28a.
  • the photosensor 68 is provided on the second substrate 28b.
  • a photo sensor 68 is provided on the surface of the second substrate 28b opposite to the first substrate 28a.
  • the first substrate 28a and the second substrate 28b are attached to the second frame 21b so as to sandwich the third side wall 23c.
  • the first substrate 28 a is located inside the moving frame 21, and the second substrate 28 b is located outside the moving frame 21.
  • Embodiment 2 Next, Embodiment 2 will be described.
  • FIG. 15 is a functional block diagram of the lens barrel 3 and the image processing unit 261 according to the second embodiment.
  • the basic function of the video processing unit 261 is the same as the video processing unit 61.
  • the video processing unit 261 includes an obstacle detection unit 271 that detects an obstacle from the captured image, an obstacle image memory unit 275 that stores information on the obstacle detected by the obstacle detection unit 271, and a defocus amount.
  • a defocus amount calculation unit 276 that calculates, an image conversion unit 277 that converts an obstacle image based on the calculated defocus amount, an obstacle removal unit 73 that removes the obstacle from the captured image, and the obstacle is removed
  • an image correction unit 74 that corrects the captured image.
  • the obstacle detection unit 271 detects an obstacle using the fact that the distance from the image sensor to the outer shell 1 (for example, the joint 13) is known.
  • the obstacle detection unit 271 includes a lens position memory unit 91 that stores the position of the focus lens, a lens control unit 92 that controls driving of the focus lens, and a contrast detection unit 93 that detects the contrast value of the captured image. Have.
  • the lens barrel 3 includes a focus lens 31a that adjusts the in-focus state of the subject, a lens position detector 34 that detects the position of the focus lens 31a in the lens barrel 3, and a stepping motor 35 that drives the focus lens 31a. It has further.
  • the lens position detection unit 34 includes, for example, a transmissive photo interrupter (not shown), and has an origin detection unit that detects the focus lens 31a located at the origin position. The lens position detection unit 34 detects the position of the focus lens 31a based on the driving amount of the stepping motor 35 from the state where the focus lens 31a is located at the origin position.
  • the lens position memory unit 91 stores information on the position of the focus lens 31a in the lens barrel 3 when the outer shell 1 is imaged on the image sensor 33, for example.
  • the lens control unit 92 Based on the position information of the focus lens 31 a from the lens position detection unit 34 and the position information of the lens position memory unit 91, the lens control unit 92 has the focus lens 31 a at a position where the outer shell 1 is imaged on the image sensor 33.
  • the stepping motor 35 is operated so as to move. Thus, photographing is performed with the outer shell 1 in focus.
  • An image acquired by this shooting is used as a reference image.
  • the contrast detection unit 93 extracts image information having the highest contrast in the reference image, and determines the extracted image information as an obstacle (joint unit 13). In addition, you may make it determine the image information whose contrast is more than a predetermined value as an obstacle.
  • image information having the highest contrast in the reference image and having a contrast equal to or higher than a predetermined value may be determined as an obstacle. That is, even if the contrast is the highest in the reference image, if the contrast is small, the information is not determined as an obstacle.
  • the obstacle detection unit 271 records the image information extracted as an obstacle in the obstacle image memory unit 275.
  • the lens control unit 92 moves the focus lens 31a to a position where the subject to be photographed is focused.
  • the defocus amount calculation unit 276 determines the position of the focus lens 31a when the subject to be photographed is focused. The difference from the position of the focus lens 31a when focusing on the shell 1 (that is, the obstacle) is calculated. This difference corresponds to the defocus amount of the obstacle when the focus lens 31a is positioned at the position where the subject to be photographed is focused.
  • the image conversion unit 277 converts the obstacle image stored in the obstacle image memory unit 275 into an image blurred by the defocus amount calculated by the defocus amount calculation unit 276.
  • the obstacle removal unit 73 and the image correction unit 74 perform the same processing as in the first embodiment. That is, the obstacle removing unit 73 removes the obstacle image converted by the image converting unit 277 from the photographed image, and the image correcting unit 74 removes the image of the joint portion 13 from the image around it. Interpolate from In this way, the video processing unit 261 can identify the image of the joint unit 13 from the captured image, and obtain a captured image in which the influence of the image is reduced.
  • the camera body 2 is configured to acquire a reference image by focusing on the outer shell 1, and the obstacle detection unit 271 includes The obstacle is detected based on the reference image. That is, the imaging apparatus 100 performs imaging while focusing on the outer shell 1, and when an image with high contrast is included in the captured image at that time, the image with high contrast is regarded as an obstacle. The obstacle is removed from the photographed image when it is determined and focused on the subject to be photographed.
  • the obstacle existing in the outer shell 1 and the vicinity thereof can be detected and the obstacle can be removed from the photographed image.
  • the removal of the obstacle image is not limited to the method described above.
  • an image of an obstacle photographed while focusing on the outer shell 1 may be removed from the photographed image without performing blur conversion.
  • the following embodiment may be configured as follows.
  • the imaging devices 100 and 200 perform still image shooting and moving image shooting. However, the imaging devices 100 and 200 may perform only still image shooting or may perform only moving image shooting. .
  • the outer shells 1 and 201 have a two-part structure having the first case 11 and the second case 12, but are not limited thereto.
  • the outer shell 1 may be divided into three or more parts.
  • the first to third driving units 26A to 26C and 226A to 226C are vibration type actuators including a piezoelectric element, but are not limited thereto.
  • the drive unit may include a stepping motor and drive wheels, and the drive wheels may contact the inner surface of the outer shell 1.
  • first to third drive units 26A to 26C are arranged at equal intervals around the Z axis, but may not be equally spaced. Further, the first to third driving units 226A to 226C are arranged at equal intervals around the X axis, but may not be equally spaced. Furthermore, the number of drive units is not limited to three, and may be two or less or four or more. For example, when the imaging apparatus 100 includes four drive units, the four drive units may be arranged at regular intervals (every 90 °).
  • the position of the camera body 2, 202 is detected by the photo sensor 68, but the present invention is not limited to this.
  • the position of the camera body 2 may be detected by a magnet and a hall sensor, or the second cases 12 and 212 are made of metal, and the eddy current loss and capacitance change are detected to detect the camera body 2 and 202.
  • the position may be obtained.
  • the image detection of the first cases 11 and 211 by the camera bodies 2 and 202 may be used.
  • the shape of the reflective film 14 of Embodiment 1 is an example.
  • the shape of the reflective film 14 can be any shape as long as the position of the camera body 2 with respect to the outer shells 1 and 201 can be detected.
  • the reflective film 14 has a sine wave-like distance from the center O of the outer shell 1 at a cut surface cut by a cut surface parallel to the joint portion 13.
  • the cut surface that cuts the reflective film 14 so that the distance from the center O of the outer shell 1 changes in a sine wave shape may not be parallel to the joint portion 13.
  • the shape of the reflective film 14 of the first case 11 and the shape of the reflective film 14 of the second case 12 may be asymmetric.
  • the method for detecting the obstacles existing in the outer shells 1, 201 and in the vicinity thereof is not limited to the methods of the first and second embodiments. Any method can be adopted as long as the obstacle can be detected.
  • the method of correcting by removing the obstacle from the photographed image is not limited to the method of the first and second embodiments. Any correction method can be adopted as long as the influence of the obstacle in the captured image can be reduced.
  • the image information corresponding to the obstacle is removed, and then the image of the portion removed from the surrounding image is interpolated.
  • the image information may be corrected.
  • the technique disclosed herein is useful for an imaging apparatus including an imaging unit arranged in a case having an inner surface formed in a spherical shape.
  • Imaging device 100,200 Imaging device 1,201 Outer shell (case) 11, 211 First case 12, 212 Second case 13, 213 Joint portion 14 Reflecting film 2,202 Camera body (imaging portion) 20 optical axes 21 and 221 moving frame 22 outer peripheral wall 23a first side wall 23b second side wall 23c third side wall 24 partition wall 25 opening 26A, 226A first driving unit 26B, 226B second driving unit 26C, 226C third driving unit 27 Mounting plate 28 Circuit board 3 Lens barrel 32 Lens frame 33 Image sensor 4A Actuator body 4B Actuator body 4C Actuator body 41 Vibrating body 42 Driver 43 Holder 44 Rotating shaft 5A First support mechanism 5B Second support mechanism 5C Third support Mechanism 51 Bracket 52 Holding plate 52a Opening 53 Supporting part 53a Guide groove 54 Biasing spring 55 Stopper 55a First restriction part 55b Second restriction part 61 Video processing part 62 Drive control part 63 Antenna 64 Transmission part 65 Reception part 66 Battery 67 Gyro sensor 68 Photo sensor 71 Obstacle detection unit 72 Lens information memory unit

Landscapes

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Abstract

　撮像装置（１００）は、外殻（１）と、前記外殻（１）内を移動可能に構成され、該外殻１外の被写体を該外殻（１）を通して撮影するカメラ本体２と、前記カメラ本体（２）による撮影画像から前記外殻（１）における障害物を検出する障害物検出部（７１）と、前記障害物検出部（７１）により検出された障害物を前記撮影画像から除去する障害物除去部（７３）とを備えている。

Description

撮像装置
　ここに開示される技術は、内面が球面状に形成されたケース内に配置された撮像部を備えた撮像装置に関する。
　特許文献１に係る撮像装置では、内面が球面状に形成された外殻内に撮像部を配置している。外殻は、２つの部分に分割されている。該２つの部分は、撮像部をそれらの内部に収容した状態で互いに接合される。この撮像装置においては、撮像部を外殻の内面に沿って相対的に移動させることによって、撮像範囲を調整しながら撮影を行う。より具体的には、撮像部は、３つの駆動輪を有し、該駆動輪が外殻の内面に接触している。駆動輪が駆動されることによって、撮像部が外殻の内面に沿って移動する。撮像部は、外殻を通して、外殻外部の被写体を撮影する。
特開平９－２５４８３８号公報
　しかしながら、特許文献１に係る撮像装置では、外殻及びその近傍に障害物が存在すると、該障害物が撮影画像に写り込む等して、撮影画像の画質が劣化する虞がある。障害物としては、外殻の接合部や外殻に付着した粉塵等が挙げられる。
　ここに開示される技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外殻及びその近傍に存在する障害物に起因する画質劣化を低減することにある。
　ここに開示される技術は、被写体を撮影する撮像装置が対象である。この撮像装置は、ケースと、前記ケース内を移動可能に構成され、該ケース外の被写体を該ケースを通して撮影する撮像部と、前記撮像部による撮影画像から前記ケースにおける障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部により検出された障害物を前記撮影画像から除去する画像処理部とを備えるものとする。
　ここに開示される技術によれば、外殻及びその近傍に存在する障害物に起因する画質劣化を低減することができる。
図１は、撮像装置の斜視図である。 図２は、撮像装置の断面図であり、（Ａ）は、外殻１の中心を通り且つＰ軸に直交する平面で切断した撮像装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線における、撮像装置の断面図である。 図３は、カメラ本体を示し、（Ａ）はカメラ本体の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体の正面図である。 図４は、移動枠及び第１～第３駆動部の分解斜視図である。 図５は、撮像装置の機能ブロック図である。 図６は、外殻内におけるフォトセンサの配置図であり、（Ａ）は、光軸方向に後側からフォトセンサを見た図であり、（Ｂ）は、光軸方向と直交する方向からフォトセンサを見た図である。 図７は、外殻の中心から反射膜の表面までの距離を示すグラフであって、（Ａ）は接合部と一致する切断面Ｓ１におけるグラフであり、（Ｂ）は接合部から第１距離だけ離れた切断面Ｓ２におけるグラフであり、（Ｃ）は接合部から第１距離よりも長い第２距離だけ離れた切断面Ｓ３におけるグラフである。 図８は、フォトセンサの角度位置に対する出力を示すグラフである。 図９は、映像処理部のうち障害物除去処理を司る部分の機能ブロック図である。 図１０は、被写体を撮影する際に、カメラ本体の撮影範囲内に接合部が入り込んだ状況を示す説明図である。 図１１は、障害物除去処理の各過程における撮影画像である。 図１２は、撮像装置の使用例を示す図である。 図１３は、変形例に係る撮像装置の断面図である。 図１４は、変形例に係るカメラ本体を示し、（Ａ）はカメラ本体の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体の右側面図であり、（Ｃ）はカメラ本体の（Ａ）とは異なる角度から見た斜視図である。 図１５は、実施形態２のレンズ鏡筒及び映像処理部の機能ブロック図である。
　　〈１．外観〉
　図１に撮像装置１００の斜視図を示す。図２は、撮像装置１００の断面図であり、（Ａ）は、外殻１の中心Ｏを通り且つＰ軸に直交する平面で切断した撮像装置１００の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線における、撮像装置１００の断面図である。
　撮像装置１００は、略球状の外殻１と、該外殻１内に配置されたカメラ本体２とを備えている。カメラ本体２は、外殻１の内面に沿って外殻１に対して相対的に移動する。カメラ本体２は、外殻１内を移動しつつ、外殻１を通して外殻１の外部の被写体を撮影する。
　　〈２．外殻〉
　外殻１は、第１ケース１１と第２ケース１２とを有している。第１ケース１１と第２ケース１２とは、互いに接合され、全体として略球状となっている。外殻１の内面は、略球面に形成されている。外殻１は、ケースの一例であり、第１ケース１１は、第１部分の一例であり、第２ケース１２は、第２部分の一例である。
　第１ケース１１は、球冠状に形成されている。ここで、「球冠」とは、「球帯」のうち、開口を１つしか有さないものを意味する。第１ケース１１の開口部１１ａは、外殻１の大円を構成する。すなわち、第１ケース１１は、半球状に形成されている。第１ケース１１の内面は、球冠状に形成されている。第１ケース１１は、可視光に対し透明な材料であって且つ高い硬度の材料（例えば、ガラス又はセラミックス材料）で形成されている。高い硬度の材料を採用することにより、後述する駆動子４２との接触による磨耗を低減することができる。
　第２ケース１２は、球冠状に形成されている。第２ケース１２の開口部１２ａは、外殻１の大円を構成する。すなわち、第２ケース１２は、半球状に形成されている。第２ケース１２の内面は、球冠状に形成されている。第２ケース１２の内面の曲率は、第１ケース１１の内面の曲率と略等しい。第２ケース１２は、可視光に対し透明な材料であって且つ高い硬度の材料（例えば、ガラス又はセラミックス材料）で形成されている。高い硬度の材料を採用することにより、後述する駆動子４２との接触による磨耗を低減することができる。
　第１ケース１１の開口部１１ａと第２ケース１２の開口部１２ａとが互いに接合される。こうして、接合部１３を有する外殻１が形成される。
　外殻１の内面、即ち、第１ケース１１及び第２ケース１２の内面には、可視光を透過し且つ波長が約９００ｎｍの赤外光を反射する反射膜１４が設けられている。反射膜１４の詳細な構成については、後述する。
　ここで、図１に示すように、外殻１の中心点（即ち、第１ケース１１の中心）をＯ点、Ｏ点と第１ケース１１の開口部１１ａの中心とを通る直線をＰ軸、Ｏ点を通りＰ軸と直交する軸をＱ軸と定義する。
　　〈３．カメラ本体〉
　図３は、カメラ本体２を示し、（Ａ）はカメラ本体２の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体２の正面図である。図４は、移動枠２１及び第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃの分解斜視図である。
　カメラ本体２は、移動枠２１と、レンズ鏡筒３と、移動枠２１に取り付けられた第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃと、レンズ鏡筒３を移動枠２１に取り付けるための取付板２７と、カメラ本体２の制御を行う回路基板２８とを有している。カメラ本体２は、静止画撮影及び動画撮影を行うことができる。ここで、レンズ鏡筒３の光軸２０をＺ軸とし、光軸２０の被写体側を前側とする。カメラ本体２は、撮像部の一例である。
　移動枠２１は、正面から見たときに略正三角形状の枠体である。移動枠２１は、三角形の三辺をなす第１～第３側壁２３ａ～２３ｃを含む外周壁２２と、外周壁２２の内側に形成された仕切壁２４とを有する。仕切壁２４の中央には、開口部２５が形成されている。
　レンズ鏡筒３は、光軸２０を有する複数のレンズ３１と、レンズ３１を保持するレンズ枠３２と、撮像素子３３とを有している。レンズ枠３２は、移動枠２１の内部に配置され、光軸２０が移動枠２１の中心を通っている。レンズ鏡筒３の撮像素子３３の裏側には取付板２７が設けられている（図２（Ｂ）参照）。レンズ鏡筒３は、取付板２７を介して移動枠２１に取り付けられている。取付板２７の、レンズ鏡筒３と反対側には、回路基板２８が取り付けられている。
　第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃは、移動枠２１の外周面に設けられている。詳しくは、第１駆動部２６Ａは、第１側壁２３ａに設けられている。第２駆動部２６Ｂは、第２側壁２３ｂに設けられている。第３駆動部２６Ｃは、第３側壁２３ｃに設けられている。第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃは、Ｚ軸回りにおいて略等間隔、即ち、略１２０°ごとに配置されている。ここで、図３（Ｂ）に示すように、Ｚ軸と直交し、第３駆動部２６Ｃを通る軸をＹ軸とし、Ｚ軸及びＹ軸の両方に直交する軸をＸ軸とする。
　第１駆動部２６Ａは、アクチュエータ本体４Ａと第１支持機構５Ａとを有している。第２駆動部２６Ｂは、アクチュエータ本体４Ｂと第２支持機構５Ｂとを有している。第３駆動部２６Ｃは、アクチュエータ本体４Ｃと第３支持機構５Ｃとを有している。
　３つのアクチュエータ本体４Ａ～４Ｃは、共通の構成をしている。以下では、アクチュエータ本体４Ａについてのみ説明し、アクチュエータ本体４Ｂ，４Ｃの説明を省略する。アクチュエータ本体４Ａは、振動体４１と、振動体４１に取り付けられた２つの駆動子４２と、振動体４１を保持するホルダ４３とを有している。
　振動体４１は、積層セラミックからなる圧電素子で形成されている。振動体４１は、概ね直方体状に形成されている。振動体４１の電極（図示省略）に所定の駆動電圧（交番電圧）を印加することによって、振動体４１が長手方向への伸縮振動と短手方向への屈曲振動とを調和的に発生させる。
　２つの駆動子４２は、振動体４１の一側面において、振動体４１の長手方向に並んで取り付けられている。駆動子４２は、セラミック製の球体であって、振動体４１に接着されている。振動体４１が前述の伸縮振動及び屈曲振動を行うことによって、２つの駆動子４２はそれぞれ楕円運動を行う。駆動子４２が楕円運動を行うことによって、振動体４１の長手方向への駆動力が出力される。
　ホルダ４３は、ガラス入りポリカーボネイト製樹脂で形成されている。ホルダ４３は、振動体４１の積層方向（長手方向及び短手方向の両方に直交する方向）の両側から振動体４１を挟み込んでいる。ホルダ４３は、振動体４１に接着されている。ホルダ４３には、振動体４１の積層方向に延びる回転軸４４が外側に突出して設けられている。
　第１支持機構５Ａは、２つのＬ字型のブラケット５１を有している。２つのブラケット５１は、第１側壁２３ａの外面にネジ固定されている。２つのブラケット５１は、アクチュエータ本体４Ａを挟み込んだ状態で、ホルダ４３の回転軸４４を回転自在に支持している。こうして、アクチュエータ本体４Ａは、Ｚ軸に直交する平面に平行で且つ第１側壁２３ａに平行な軸回りに回転自在な状態で第１支持機構５Ａに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ａの２つの駆動子４２は、Ｚ軸と平行に並んで配置されている。
　第２支持機構５Ｂは、第１支持機構５Ａと同様の構成であり、２つのＬ字型のブラケット５１を有している。２つのブラケット５１は、第２側壁２３ｂの外面にネジ固定されている。２つのブラケット５１は、アクチュエータ本体４Ｂを挟み込んだ状態で、ホルダ４３の回転軸４４を回転自在に支持している。こうして、アクチュエータ本体４Ｂは、Ｚ軸に直交する平面に平行で且つ第２側壁２３ｂに平行な軸回りに回転自在な状態で第２支持機構５Ｂに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｂの２つの駆動子４２は、Ｚ軸と平行に並んで配置されている。
　第３支持機構５Ｃは、ホルダ４３に取り付けられた保持板５２と、アクチュエータ本体４Ｃの回転軸４４を支持する２つの支持部５３と、２つの付勢バネ５４と、回転軸４４の移動を規制するストッパ５５とを有している。保持板５２は、ホルダ４３にネジ固定されている。保持板５２は、振動体４１の長手方向に延びる板状の部材であって、両端部に開口５２ａが設けられている。これら開口５２ａには、後述するピン２３ｄの先端が挿通される。２つの支持部５３は、第３側壁２３ｃにおいて、Ｚ軸方向と平行に並んで配置されている。支持部５３の先端には、回転軸４４が係合するガイド溝５３ａが形成されている。ガイド溝５３ａは、Ｚ軸に直交する方向に延びている。ガイド溝５３ａには、ホルダ４３の回転軸４４が、ガイド溝５３ａの長手方向に進退自在で且つ該回転軸４４回りに回転自在に嵌め込まれる。回転軸４４の先端部は、支持部５３からＺ軸方向にはみ出している。第３側壁２３ｃの外面には、２つのピン２３ｄが設けられている。付勢バネ５４は、該ピン２３ｄに嵌められている。ストッパ５５は、回転軸４４の、ガイド溝５３ａの長手方向（即ち、ガイド溝５３ａが延びる方向）への移動を規制する第１規制部５５ａと、回転軸４４の、Ｚ軸と平行な方向への移動を規制する第２規制部５５ｂとを有している。ストッパ５５は、第３側壁２３ｃにネジ固定される。第１規制部５５ａは、ストッパ５５が第３側壁２３ｃに取り付けられたときに、ガイド溝５３ａの先端に嵌り込むようになっている（図３（Ａ）参照）。第２規制部５５ｂは、ストッパ５５が第３側壁２３ｃに取り付けられたときに、ガイド溝５３ａに係合している回転軸４４の先端と対向する位置に配置されるようになっている。
　このように構成された第３支持機構５Ｃにおいて、アクチュエータ本体４Ｃは、ホルダ４３の回転軸４４をガイド溝５３ａに嵌めるようにして支持部５３に設置される。このとき、保持板５２と第３側壁２３ｃとは、付勢バネ５４を挟み込んで、付勢バネ５４を圧縮変形させる。この状態で、ストッパ５５が第３側壁２３ｃにネジ固定される。アクチュエータ本体４Ｃは、付勢バネ５４の弾性力により、Ｚ軸に直交する方向であってＺ軸から離れる側に付勢される。このとき、ガイド溝５３ａの先端は、ストッパ５５の第１規制部５５ａにより塞がれてるので、回転軸４４がガイド溝５３ａから抜け出ることが防止されている。また、回転軸４４の先端と対向する位置にはストッパ５５の第２規制部５５ｂが位置しているので、アクチュエータ本体４ＣのＺ軸方向への移動が第２規制部５５ｂにより規制されている。つまり、アクチュエータ本体４Ｃは、ガイド溝５３ａの長手方向に移動可能であると共に、回転軸４４を中心に回転可能に第３支持機構５Ｃによって支持されている。こうして、アクチュエータ本体４Ｃは、Ｚ軸に平行な軸回りに回転自在な状態で第３支持機構５Ｃに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｃの２つの駆動子４２は、Ｚ軸周りの周方向に並んで配置されている。
　図５に、撮像装置１００の機能ブロック図を示す。回路基板２８は、撮像素子３３からの出力信号に基づいて映像信号処理を行う映像処理部６１と、第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃの駆動制御を行う駆動制御部６２と、無線信号の送受信を行うアンテナ６３と、映像処理部６１からの信号を送信信号に変換して、該送信信号をアンテナ６３を介して送信する送信部６４と、アンテナ６３を介して無線信号を受信し、該無線信号を変換して駆動制御部６２へ出力する受信部６５と、回路基板２８の各部に電力を供給するバッテリ６６と、カメラ本体２の角速度を検出するジャイロセンサ６７と、カメラ本体２の位置を検出するための３つのフォトセンサ６８と、フォトセンサ６８の出力に対するカメラ本体２の位置の対応関係を記憶する位置メモリ部６９と、フォトセンサ６８の出力及び位置メモリ部６９に記憶された対応関係に基づいてカメラ本体２の位置を検出する位置検出部６０とを有している。
　ジャイロセンサ６７は、３軸の検出軸を有している。つまり、ジャイロセンサ６７は、Ｘ軸周りの回転角速度を検出するＸ軸ジャイロセンサと、Ｙ軸周りの回転角速度を検出するＹ軸ジャイロセンサと、Ｚ軸周りの角速度を検出するＺ軸ジャイロセンサが１つのパッケージに収納されたセンサである。ジャイロセンサ６７は、各検出軸回りの角速度に応じた信号を出力する。ジャイロセンサ６７の出力信号に基づいて、カメラ本体２の回転移動を検出することができる。
　フォトセンサ６８は、赤外光を出力する発光部(図示省略)と、赤外光を受光する受光部（図示省略）とを有している。フォトセンサ６８は、波長９００ｎｍの赤外光の受発光を行う。撮像素子３３の前側にはＩＲカットフィルタが設けられているので、フォトセンサ６８の光を赤外光とすることによって、撮影画像に不要な光が写り込むことを防止することができる。３つのフォトセンサ６８は、回路基板２８の移動枠２１とは反対側の面において、それぞれ異なる位置に配置されている。各フォトセンサ６８は、外殻１の内面に向かって赤外光を出力し、該内面の反射膜１４からの反射光を受光するように配置されている。
　映像処理部６１は、撮像素子３３からの出力信号の増幅及びＡ／Ｄ変換、さらには撮影画像の画像処理などを行う。駆動制御部６２は、第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃのそれぞれに駆動電圧（制御信号）を出力する。駆動制御部６２は、アンテナ６３及び受信部６５を介して入力される外部からの信号（指令）、ジャイロセンサ６７からの出力信号、及びフォトセンサ６８からの出力信号に基づいて駆動電圧を生成する。位置検出部６０は、フォトセンサ６８からの出力及び位置メモリ部６９に記憶された情報に基づいてカメラ本体２の位置を検出し、その位置情報を映像処理部６１及び駆動制御部６２へ出力する。
　　〈４．カメラ本体の外殻内における配置〉
　カメラ本体２は、図２に示すように、外殻１内に配置される。カメラ本体２のＺ軸が外殻１のＰ軸と一致しているときを基準状態とする。すなわち、図２（Ａ），（Ｂ）は、撮像装置１００の基準状態を示す。第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃそれぞれの駆動子４２は、外殻１の内面と接触している。基準状態においては、レンズ鏡筒３は、第１ケース１１の方を向いている。回路基板２８は、基準状態においては、第２ケース１２内に位置している。第３駆動部２６Ｃは、Ｚ軸を中心とする半径方向に移動可能であって且つ付勢バネ５４によって該半径方向外側に付勢されている。そのため、第３駆動部２６Ｃの駆動子４２は、付勢バネ５４の弾性力によって外殻１の内面に押圧された状態で接触しており、第１及び第２駆動部２６Ａ，２６Ｂの駆動子４２は、付勢バネ５４の反力によって外殻１の内面に押圧された状態で接触している。また、基準状態においては、第１駆動部２６Ａの駆動子４２は、Ｐ軸と平行に並んでいる。第２駆動部２６Ｂの駆動子４２は、Ｐ軸と平行に並んでいる。一方、第３駆動部２６Ｃの駆動子４２は、外殻１の大円の円周方向、即ち、Ｐ軸を中心とする周方向に並んでいる。ここで、第３駆動部２６Ｃのアクチュエータ本体４ＣがＺ軸を中心とする半径方向に移動可能であることに加えて、第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃのアクチュエータ本体４Ａ～４Ｃがそれぞれの回転軸４４回りに回転自在に支持されているので、外殻１の内面の形状誤差及び各駆動部の組立誤差などが吸収される。
　　〈５．カメラ本体の動作〉
　第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃに駆動電圧が印加されると、それぞれの駆動子４２が楕円運動を行う。駆動子４２が楕円運動を行うと、第１駆動部２６Ａは、Ｚ軸と平行な方向に駆動力を出力する。第２駆動部２６Ｂは、Ｚ軸と平行な方向に駆動力を出力する。第３駆動部２６Ｃは、Ｚ軸回りの周方向に駆動力を出力する。そのため、第１駆動部２６Ａの駆動力と第２駆動部２６Ｂの駆動力とを組み合わせることによって、外殻１のＰ軸に対するカメラ本体２のＺ軸を任意に調整することができる。さらに、第３駆動部２６Ｃの駆動力によって、カメラ本体２をＺ軸回りに回転させることができる。このように、第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃの駆動力を調整することによって、カメラ本体２を外殻１に対して回転移動させ、外殻１に対するカメラ本体２の姿勢を任意に調整することができる。
　以下、カメラ本体２の基本的な駆動制御について説明する。
　カメラ本体２は、外部からのマニュアル指令とジャイロセンサ６７からの出力に基づく補正指令とによって駆動される。
　詳しくは、駆動制御部６２は、マニュアル指令が外部から無線通信により入力されたときには、マニュアル指令に基づいてマニュアル駆動指令値を生成する。マニュアル指令は、例えば、特定の被写体の追尾指令、カメラ本体２の所定の角度でのパンニング（Ｙ軸回りの回転）、チルティング（Ｘ軸回りの回転）、ローリング（Ｚ軸回りの回転）等である。マニュアル駆動指令値は、第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃのそれぞれに対する指令値である。駆動制御部６２は、マニュアル駆動指令値に応じた駆動電圧を第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃのそれぞれに印加する。その結果、第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃが作動し、カメラ本体２がマニュアル指令に応じた動きをする。
　また、カメラ本体２に外乱が作用する場合には、ジャイロセンサ６７が外乱の検出信号を駆動制御部６２に出力する。駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の出力に基づいて、外乱にようカメラ本体２の回転を打ち消すための指令値を生成する。詳しくは、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の検出信号に基づいて求められる、カメラ本体２のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転を打ち消すように、Ｘ軸回りの回転指令値（以下、「Ｘ軸ジャイロ指令値」という）、Ｙ軸回りの回転指令値（以下、「Ｙ軸ジャイロ指令値」という）及びＺ軸回りの回転指令値（以下、「Ｚ軸ジャイロ指令値」という）を生成する。そして、Ｘ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第１駆動部２６Ａへのジャイロ駆動指令値が生成される。また、Ｘ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第２駆動部２６Ｂへのジャイロ駆動指令値が生成される。第３駆動部２６Ｃについては、Ｚ軸ジャイロ指令値がジャイロ駆動指令値となる。駆動制御部６２は、ジャイロ駆動指令値に応じた駆動電圧を第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃのそれぞれに印加する。その結果、第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃが作動し、カメラ本体２に作用する外乱を打ち消すようにカメラ本体２が移動する。その結果、カメラ本体２の姿勢、即ち、光軸２０の向きが一定に維持される。
　尚、マニュアル指令があるときにカメラ本体２に外乱が作用する場合には、マニュアル駆動指令値とジャイロ駆動指令値が同時に生成され、両者が合成されて、最終的な駆動指令値が生成される。
　このように、マニュアル指令の有無にかかわらず、ジャイロセンサ６７の出力に基づいてカメラ本体２の回転ブレが抑制されるので、撮影画像における像ブレが抑制される。さらに、映像処理部６１は、撮影される映像の動きベクトルを検出し、該動きベクトルに基づいて画像処理により像ブレを電子補正している。つまり、撮像装置１００は、比較的大きく且つ低い周波数の像ブレをカメラ本体２の姿勢制御で抑制し、比較的小さく且つ高い周波数の像ブレを映像処理部６１による電子補正により補正している。
　　〈６．フォトセンサの配置〉
　図６に、外殻１内におけるフォトセンサ６８の配置図を示す。（Ａ）は、光軸方向に後側からフォトセンサ６８を見た図であり、（Ｂ）は、光軸方向と直交する方向からフォトセンサ６８を見た図である。３つのフォトセンサ６８は、回路基板２８の、移動枠２１とは反対側（すなわち、後側）の面に設けられている。３つのフォトセンサ６８は、Ｚ軸回りに略１２０°ごとに配置され、Ｚ軸回りの周方向位置が第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃと略一致している。ここでは、説明の便宜上、第１駆動部２６Ａに対応するフォトセンサ６８を第１フォトセンサ６８ａと称し、第２駆動部２６Ｂに対応するフォトセンサ６８を第２フォトセンサ６８ｂと称し、第３駆動部２６Ｃに対応するフォトセンサ６８を第３フォトセンサ６８ｃと称する。尚、特に区別しないときには、単にフォトセンサ６８と称する。第３フォトセンサ６８ｃのＺ軸周りの角度位置を０°とすると、第１フォトセンサ６８ａの角度位置は１２０°であり、第２フォトセンサ６８ｂの角度位置は－１２０°である。
　　〈７．反射膜の構成〉
　反射膜１４は、起伏を有している。具体的には、外殻１を平面で切断したときの断面形状は、実質的に円となる。外殻１を接合部１３に平行な平面で切断して形成される円において、外殻１の中心Ｏから反射膜１４の表面までの距離（以下、単に「反射膜１４までの距離」という）は、円に沿って正弦波状に変化する。そして、正弦波状に変化するときの振幅は、接合部１３と切断面との距離に応じて変化する。図７にその一例を示す。図７は、外殻１の中心Ｏから反射膜１４の表面までの距離を示すグラフであって、（Ａ）は接合部１３と一致する切断面Ｓ１におけるグラフであり、（Ｂ）は接合部１３から第１距離だけ離れた切断面Ｓ２におけるグラフであり、（Ｃ）は接合部１３から第１距離よりも長い第２距離だけ離れた切断面Ｓ３におけるグラフである。尚、第２切断面Ｓは、カメラ本体２が基準状態のときにおける３つのフォトセンサ６８を含む面である。
　接合部１３に平行な何れの切断面においても、反射膜１４までの距離は、基準半径Ｒを基準として、円の一周を一周期として正弦波状に変化している。例えば、基準半径Ｒは、反射膜１４までの距離の平均値である。また、何れの切断面においても、正弦波の位相は一致している。ただし、接合部１３から離れるほど、円周の長さは短くなるので、周期そのものは短くなる。また、接合部１３から離れるほど、正弦波の振幅が小さくなっている。すなわち、切断面Ｓ１における振幅Ａ１、切断面Ｓ２における振幅Ａ２、及び切断面Ｓ３における振幅Ａ３は、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３の関係になっている。
　尚、反射膜１４は、第１ケース１１の内周面と第２ケース１２の内周面とで接合部１３を基準に対称な形状をしている。
　フォトセンサ６８は、反射膜１４との距離が長いほど大きな電圧の信号を出力し、反射膜１４との距離が短いほど小さな電圧の信号を出力する。例えば、フォトセンサ６８は、反射膜１４までの距離が基準半径Ｒのときに０Ｖの電圧を出力するように設定されていたとする。そして、第３フォトセンサ６８ｃが第２切断面Ｓ２において、反射膜１４までの距離が基準半径Ｒとなる部分に対向している場合、図８に示すように、第３フォトセンサ６８ｃの出力は、０［Ｖ］となり、第１フォトセンサ６８ａの出力は、－Ｖ１［Ｖ］となり、第２フォトセンサ６８ｂの出力は、Ｖ１［Ｖ］となる。例えば、この状態からカメラ本体２が外殻１のＰ軸周りに回転すると、３つのフォトセンサ６８は、それぞれ位相を１２０°ずつずらして、最大振幅Ｖｍａｘ［Ｖ］の正弦波状の電圧を出力する。
　位置検出部６０は、３つのフォトセンサ６８の出力に基づいて、外殻１内のカメラ本体２の位置、即ち、外殻１のＰ軸に対するカメラ本体２の光軸２０の傾斜角度（「カメラ本体２の光軸２０の向き」ともいう）を検出する。
　尚、位置メモリ部６９には、カメラ本体２の光軸２０が外殻１のＰ軸の正方向（第１ケース１１の側）を向く状態を初期状態として、３つのフォトセンサ６８の出力が逐次記憶されている。つまり、位置メモリ部６９に記憶されたフォトセンサ６８の出力に基づいて、カメラ本体２の光軸２０の向きを検出することができる。第１ケース１１の反射膜１４と第２ケース１２の反射膜１４とは対称な形状をしているが、フォトセンサ６８の出力を逐次記憶していくことによって、カメラ本体２の光軸２０が第１ケース１１の方を向いているか、第２ケース１２の方を向いているかを判別することができる。
　　〈８．障害物除去処理〉
　図９に、映像処理部６１のうち障害物除去処理を司る部分の機能ブロック図を示す。図１０に、被写体Ａを撮影する際に、カメラ本体２の撮影範囲Ｓ内に接合部１３が入り込んだ状況を示す説明図を示す。図１１に、障害物除去処理の各過程における撮影画像を示す。例えば、図１０に示す状況で撮影を行った場合、図１１（Ａ）のような撮影画像が取得される。
　映像処理部６１は、撮影画像から障害物を検出する障害物検出部７１と、レンズ鏡筒３の光学情報及び接合部１３に関する情報を記憶しておくレンズ情報メモリ部７２と、撮影画像から障害物を除去する障害物除去部７３と、障害物を除去した撮影画像を補正する画像補正部７４とを有する。
　レンズ情報メモリ部７２には、撮像素子３３から外殻１の内面までの距離、レンズ鏡筒３の画角、焦点距離及びＦ値、並びに、接合部１３の色及び透明度が記憶されている。障害物検出部７１には、位置検出部６０が求めたカメラ本体２の光軸２０の向きと、レンズ情報メモリ部７２に記憶された情報と、撮像素子３３からの出力信号（即ち、撮影画像）とが入力される。障害物検出部７１は、カメラ本体２の光軸２０の向き及びレンズ情報メモリ部７２の情報に基づいて、撮影画像中における接合部１３の画像の位置及び形状を特定する。つまり、外殻１とカメラ本体２との位置関係に基づいて、撮影画像中における接合部１３の画像の位置及び形状を特定することができる。
　それに加えて、障害物検出部７１は、撮影画像中における接合部１３の画像をさらに正確に特定する。具体的には、障害物検出部７１は、撮影画像中のうち、特定した接合部１３の画像が含まれる領域において、輝度が所定値以下の部分を抽出し、その部分を接合部１３の画像として特定する。つまり、接合部１３を介して撮影された被写体は輝度が低下する。こうして、障害物検出部７１は、外殻１とカメラ本体２との位置関係だけでなく、実際の撮影画像に基づいて、接合部１３の画像を具体的に特定する。実際の撮影画像から接合部１３の画像を特定するので、接合部１３と反射膜１４との位置関係に誤差がある場合や、フォトセンサ６８の検出結果に誤差がある場合であっても、接合部１３の画像をより正確に特定することができる。
　尚、障害物検出部７１は、輝度に基づく接合部１３の画像の特定を省略し、外殻１とカメラ本体２との位置関係に基づいて接合部１３の画像を特定してもよい。
　続いて、障害物除去部７３は、図１１（Ｂ）に示すように、撮像素子３３の撮影画像から接合部１３の画像を除去する。
　その後、画像補正部７４は、接合部１３の画像を除去した部分の画像を、その周辺の画像から補間して、図１１（Ｃ）に示すように、撮影画像を補正する。
　こうして、映像処理部６１は、撮影画像から接合部１３の画像を特定し、該画像の影響を低減した撮影画像を得ることができる。
　　〈９．撮像装置の使用例〉
　図１２に撮像装置１００の使用例を示す。
　第１ケース１１の外面にピン８１が設けられている。ピン８１には、ストラップ８２が取り付けられている。第２ケース１２の外面には面ファスナ（図示省略）が設けられている。
　ユーザは、ストラップ８２を首に掛け、撮像装置１００を首からぶら下げた状態で使用する。このとき、面ファスナを衣服などに貼り付けることによって、歩行時などでも撮像装置１００の大きな揺れを防止することができる。
　パン、チルト、ロール方向へのカメラ本体２の操作は、例えば、スマートフォンなどの無線通信機器を介して行うことができる。さらに、ジャイロセンサ６７により、歩行時の像ブレを抑制することができる。
　　〈１０．効果〉
　したがって、撮像装置１００は、外殻１と、前記外殻１内を移動可能に構成され、該外殻１外の被写体を該外殻１を通して撮影するカメラ本体２と、前記カメラ本体２による撮影画像から前記外殻１における障害物を検出する障害物検出部７１と、前記障害物検出部７１により検出された障害物を前記撮影画像から除去する障害物除去部７３とを備えている。
　この構成によれば、撮像装置１００は、外殻１及びその近傍に存在する障害物を検出し、障害物の画像を撮影画像から除去することができる。その結果、外殻１及びその近傍に存在する障害物に起因する撮影画像の画質劣化を低減することができる。
　また、前記外殻１内における前記カメラ本体２の位置を検出する位置検出部６０をさらに備え、前記外殻１は、複数の部分が接合部１３において接合されて形成されており、前記障害物検出部７１は、前記位置検出部６０により検出された前記カメラ本体２の位置に基づいて、前記撮影画像から前記接合部１３を前記障害物として検出する。
　この構成によれば、位置検出部６０が外殻１内におけるカメラ本体２の位置を検出することによって、撮影画像における接合部１３の画像の位置及び形状を特定することができる。
　　〈１１．変形例〉
　続いて、変形例について説明する。カメラ本体２は、前記の構成に限られるものではなく、任意の構成とすることができる。図１３は、変形例に係る撮像装置２００の断面図である。図１４は、変形例に係るカメラ本体２０２を示し、（Ａ）はカメラ本体２０２の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体２０２の右側面図であり、（Ｃ）はカメラ本体２０２の（Ａ）とは異なる角度から見た斜視図である。
　詳しくは、外殻２０１は、第１ケース２１１と第２ケース２１２とを有している。外殻２０１の内面は、略球面に形成されている。外殻２０１は、ケースの一例である。
　第１ケース２１１は、外殻２０１の大円を含む球冠状に形成されている。第２ケース２１２は、外殻２０１の大円を含まない球冠状に形成されている。第１ケース２１１の開口部２１１ａと第２ケース２１２の開口部２１２ａとが互いに接合される。こうして、外殻２０１は、接合部２１３を有している。外殻２０１の内面には、反射膜１４が設けられている。
　カメラ本体２０２は、移動枠２２１と、レンズ鏡筒３と、移動枠２２１に取り付けられた第１～第３駆動部２２６Ａ～２２６Ｃと、レンズ鏡筒３を移動枠２２１に取り付けるための取付板２２７と、カメラ本体２０２の制御を行う回路基板２８とを有している。カメラ本体２０２は、静止画撮影及び動画撮影を行うことができる。ここで、レンズ鏡筒３の光軸２０をＺ軸とし、光軸２０の被写体側を前側とする。カメラ本体２０２は、撮像部の一例である。
　移動枠２２１は、第１枠２２１ａと、第２枠２２１ｂとを有している。第１枠２２１ａと第２枠２２１ｂとは、ネジで固定される。第１枠２２１ａは、第１駆動部２２６Ａが取り付けられる第１側壁２２３ａと、第３駆動部２２６Ｃが取り付けられる第２側壁２２３ｂと、レンズ鏡筒３が配置される円筒部２２５とを有している。円筒部２２５の軸線は、Ｚ軸と一致している。第１側壁２２３ａ及び第２側壁２２３ｂは、Ｚ軸に直交するＸ軸と平行であって且つＺ軸に対して傾斜している。詳しくは、Ｚ軸は、第１側壁２２３ａの外面の法線と第２側壁２２３ｂの外面の法線とのなす角の二等分線になっている。第２枠２２１ｂは、第２駆動部２２６Ｂが取り付けられる第３側壁２２３ｃを有している。第３側壁２２３ｃは、Ｚ軸と直交している。
　尚、Ｚ軸及びＸ軸の両方に直交する軸をＹ軸とする。
　レンズ鏡筒３は、前記の構成と同じ構成である。レンズ枠３２は、移動枠２２１の円筒部２２５内に配置され、光軸２０が円筒部２２５の軸線と一致している。レンズ鏡筒３の撮像素子３３の裏側には取付板２２７が設けられている。レンズ鏡筒３は、取付板２２７を介して移動枠２２１に取り付けられている。
　第１～第３駆動部２２６Ａ～２２６Ｃは、移動枠２２１の外周面に設けられている。詳しくは、第１駆動部２２６Ａは、第１側壁２２３ａに設けられている。第２駆動部２２６Ｂは、第３側壁２２３ｃに設けられている。第３駆動部２２６Ｃは、第２側壁２２３ｂに設けられている。第１～第３駆動部２２６Ａ～２２６Ｃは、Ｘ軸回りにおいて略等間隔、即ち、略１２０°ごとに配置されている。
　第１駆動部２２６Ａは、アクチュエータ本体４Ａと第１支持機構２０５Ａとを有している。第２駆動部２２６Ｂは、アクチュエータ本体４Ｂと第２支持機構２０５Ｂとを有している。第３駆動部２２６Ｃは、アクチュエータ本体４Ｃと第３支持機構２０５Ｃとを有している。
　３つのアクチュエータ本体４Ａ～４Ｃは、共通の構成をしている。アクチュエータ本体４Ａ～４Ｃは、前記の構成と同じ構成をしている。
　第１支持機構２０５Ａの基本的な構成は、前記第１支持機構５Ａと同じである。第１支持機構２０５Ａと第１支持機構５Ａとでは、アクチュエータ本体４Ａの姿勢が異なる。詳しくは、アクチュエータ本体４Ａは、Ｙ軸及びＺ軸を含む平面に含まれ且つＺ軸に対して傾斜する軸回りに回転自在な状態で第１支持機構２０５Ａに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ａの２つの駆動子４２は、Ｘ軸と平行に並んで配置されている。
　第３支持機構２０５Ｃの基本的な構成は、前記第２支持機構５Ｂと同じである。第３支持機構２０５Ｃと第２支持機構５Ｂとでは、アクチュエータ本体４Ｃ（アクチュエータ本体４Ｂ）の姿勢が異なる。詳しくは、アクチュエータ本体４Ｃは、Ｙ軸及びＺ軸を含む平面に含まれ且つＺ軸に対して傾斜する軸回りに回転自在な状態で第３支持機構２０５Ｃに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｃの２つの駆動子４２は、Ｘ軸と平行に並んで配置されている。
　第２支持機構２０５Ｂの基本的な構成は、前記第３支持機構５Ｃと同じである。第２支持機構２０５Ｂと第３支持機構５Ｃとでは、アクチュエータ本体４Ｂ（アクチュエエータ本体４Ｃ）の姿勢が異なる。詳しくは、アクチュエータ本体４Ｂは、Ｚ軸方向に移動可能であると共に、回転軸４４を中心に回転可能に第２支持機構２０５Ｂによって支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｂの２つの駆動子４２は、Ｙ軸と平行に並んで配置されている。
　第１～第３駆動部２２６Ａ～２２６Ｃに駆動電圧が印加されると、それぞれの駆動子４２が楕円運動を行う。駆動子４２が楕円運動を行うと、第１駆動部２２６Ａは、Ｚ軸周りの周方向に駆動力を出力する。第３駆動部２２６Ｃは、Ｚ軸周りの周方向に駆動力を出力する。第２駆動部２２６Ｂは、Ｘ軸回りの周方向に駆動力を出力する。そのため、第１駆動部２２６Ａの駆動力と第３駆動部２２６Ｃの駆動力とを組み合わせることによって、カメラ本体２０２をＹ軸又はＺ軸周りに回転させることができる。さらに、第２駆動部２２６Ｂの駆動力によって、カメラ本体２０２をＸ軸回りに回転させることができる。このように、第１～第３駆動部２２６Ａ～２２６Ｃの駆動力を調整することによって、カメラ本体２０２を外殻２０１に対して回転移動させ、外殻２０１に対するカメラ本体２０２の姿勢を任意に調整することができる。
　回路基板２８は、第１基板２８ａと第２基板２８ｂとに分かれている。映像処理部６１、駆動制御部６２、アンテナ６３、送信部６４、受信部６５、バッテリ６６及びジャイロセンサ６７は、第１基板２８ａに設けられている。フォトセンサ６８は、第２基板２８ｂに設けられている。第２基板２８ｂのうち第１基板２８ａと反対側の面にフォトセンサ６８が設けられている。第１基板２８ａと第２基板２８ｂとは、第３側壁２３ｃを挟持するようにして第２枠２１ｂに取り付けられている。第１基板２８ａは、移動枠２１の内側に位置し、第２基板２８ｂは、移動枠２１の外側に位置する。
　このように構成された撮像装置２００においても、フォトセンサ６８の出力に基づいて、外殻２０１に対するカメラ本体２０２の位置を検出することができる。その結果、撮像画像から接合部２１３の画像を除去し、撮影画像を補正することができる
　《実施形態２》
　続いて、実施形態２について説明する。
　実施形態２の撮像装置は、撮影画像中の障害物の検出方法が実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。図１５に、実施形態２のレンズ鏡筒３及び映像処理部２６１の機能ブロック図を示す。
　映像処理部２６１の基本的な機能な、前記映像処理部６１と同じである。映像処理部２６１は、撮影画像から障害物を検出する障害物検出部２７１と、障害物検出部２７１により検出した障害物の情報を記憶しておく障害物画像メモリ部２７５と、デフォーカス量を演算するデフォーカス量演算部２７６と、演算したデフォーカス量に基づいて障害物画像を変換する画像変換部２７７と、障害物を撮影画像から除去する障害物除去部７３と、障害物を除去した撮影画像を補正する画像補正部７４とを有する。
　障害物検出部２７１は、撮像素子から外殻１（例えば、接合部１３）までの距離が既知であることを利用して障害物を検出する。障害物検出部２７１は、フォーカスレンズの位置を記憶しておくレンズ位置メモリ部９１と、フォーカスレンズの駆動を制御するレンズ制御部９２と、撮影画像のコントラスト値を検出するコントラスト検出部９３とを有している。
　レンズ鏡筒３は、被写体の合焦状態を調整するフォーカスレンズ３１ａと、レンズ鏡筒３内のフォーカスレンズ３１ａの位置を検出するレンズ位置検出部３４と、フォーカスレンズ３１ａを駆動するステッピングモータ３５とをさらに有する。レンズ位置検出部３４は、例えば、透過型フォトインタラプタ（図示せず）で構成され、原点位置に位置するフォーカスレンズ３１ａを検出する原点検出手段を有している。レンズ位置検出部３４は、フォーカスレンズ３１ａが原点位置に位置する状態からのステッピングモータ３５の駆動量に基づいてフォーカスレンズ３１ａの位置を検出する。
　レンズ位置メモリ部９１には、例えば、外殻１が撮像素子３３に結像されるときのレンズ鏡筒３内におけるフォーカスレンズ３１ａの位置に関する情報が記憶されている。
　レンズ制御部９２は、レンズ位置検出部３４からのフォーカスレンズ３１ａの位置情報及びレンズ位置メモリ部９１の位置情報に基づいて、外殻１が撮像素子３３に結像される位置にフォーカスレンズ３１ａが移動するようにステッピングモータ３５を作動させる。こうして、外殻１に焦点を合わせた状態で撮影を行う。この撮影で取得された画像を参照画像とする。コントラスト検出部９３は、参照画像内のコントラストの最も高い画像情報を抽出し、この抽出された画像情報を障害物（接合部１３）と判定する。尚、コントラストが所定値以上の画像情報を障害物と判定するようにしてもよい。あるいは、参照画像内でコントラストが最も高く且つコントラストが所定値以上の画像情報を障害物と判定してもよい。つまり、コントラストが参照画像中で最も高くても、コントラストが小さい場合には、その情報を障害物とは判定しない。
　障害物検出部２７１は、障害物として抽出した画像情報を障害物画像メモリ部２７５に記録する。
　次いで、レンズ制御部９２は、撮影したい被写体に合焦する位置にフォーカスレンズ３１ａを移動させる。デフォーカス量演算部２７６は、レンズ位置検出部３４からのフォーカスレンズ３１ａの位置情報及びレンズ位置メモリ部９１の位置情報に基づいて、撮影したい被写体に合焦するときのフォーカスレンズ３１ａの位置と外殻１（即ち、障害物）に合焦するときのフォーカスレンズ３１ａの位置との差を演算する。この差は、撮影したい被写体に合焦する位置にフォーカスレンズ３１ａを位置させたときの障害物のデフォーカス量に相当する。画像変換部２７７は、障害物画像メモリ部２７５に記憶された障害物の画像を、デフォーカス量演算部２７６で演算したデフォーカス量だけぼかした画像に変換する。
　障害物除去部７３及び画像補正部７４は、実施形態１と同様の処理を行う。すなわち、障害物除去部７３は、画像変換部２７７で変換した障害物の画像を撮影画像から除去し、画像補正部７４は、接合部１３の画像を除去した部分の画像を、その周辺の画像から補間する。こうして、映像処理部２６１は、撮影画像から接合部１３の画像を特定し、該画像の影響を低減した撮影画像を得ることができる。
　したがって、実施形態２の撮像装置１００においては、前記カメラ本体２は、前記外殻１に焦点を合わせて撮影することにより参照画像を取得するように構成されており、前記障害物検出部２７１は、前記参照画像に基づいて前記障害物を検出する。つまり、撮像装置１００は、外殻１に合焦させた状態で撮影を行い、そのときの撮影画像中にコントラストが高い画像が含まれている場合には、そのコントラストが高い画像を障害物と判定し、撮影対象に合焦させた場合の撮影画像から障害物を除去する。
　これにより、接合部１３のような位置及び形状が既知の障害物でなくても、外殻１及びその近傍に存在する障害物を検出し、撮影画像から該障害物を除去することができる。
　尚、障害物の画像の除去は、以上の説明の方法に限られるものではない。例えば、外殻１に合焦させて撮影した障害物の画像を、ぼかし変換することなく、撮影画像から除去してもよい。
　《その他の実施形態》
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
　上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
　前記撮像装置１００，２００は、静止画撮影及び動画撮影を行うが、撮像装置１００，２００は、静止画撮影のみを行うものであってもよいし、動画撮影のみを行うものであってもよい。
　また、外殻１，２０１は、第１ケース１１と第２ケース１２とを有する２分割構造であるが、これに限られるものではない。例えば、外殻１は、３分割以上に分割されていてもよい。
　また、前記第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃ，２２６Ａ～２２６Ｃは、圧電素子を含む振動型アクチュエータであるが、これに限られるものではない。例えば、駆動部は、ステッピングモータと駆動輪とを有し、駆動輪が外殻１の内面に接触する構成であってもよい。
　さらに、第１～第３駆動部２６Ａ～２６Ｃは、Ｚ軸周りに等間隔に配置されているが、等間隔でなくてもよい。また、第１～第３駆動部２２６Ａ～２２６Ｃは、Ｘ軸周りに等間隔に配置されているが、等間隔でなくてもよい。さらに、駆動部の個数は、３つに限定されるものではなく、２つ以下であっても、４つ以上であってもよい。例えば、撮像装置１００が４つの駆動部を備える場合、４つの駆動部を等間隔（９０°ごとに）配置としてもよい。
　前記実施形態では、カメラ本体２，２０２の位置をフォトセンサ６８により検出しているが、これに限られるものではない。例えば、マグネットとホールセンサによってカメラ本体２の位置を検出してもよいし、第２ケース１２，２１２を金属製として、渦電流損失や静電容量変化を検出することによってカメラ本体２，２０２の位置を求めてもよい。カメラ本体２，２０２による第１ケース１１，２１１の画像検出を利用してもよい。
　また、実施形態１の反射膜１４の形状を一例である。反射膜１４の形状は、外殻１，２０１に対するカメラ本体２の位置を検出することができる限り、任意の形状とすることができる。例えば、前記反射膜１４は、接合部１３に平行な切断面で切断した切り口において、外殻１の中心Ｏからの距離が正弦波状に変化している。しかし、外殻１の中心Ｏからの距離が正弦波状に変化するように反射膜１４を切断する切断面は、接合部１３に平行でなくてもよい。また、第１ケース１１の反射膜１４の形状と第２ケース１２の反射膜１４の形状とを非対称としてもよい。
　また、外殻１，２０１及びその近傍に存在する障害物の検出方法は、実施形態１，２の方法に限られるものではない。障害物を検出することができる限り、任意の方法を採用することができる。
　また、撮影画像から障害物を除去して補正する方法は、実施形態１，２の方法に限られるものではない。撮影画像中における障害物の影響を低減できる限り、任意の補正方法を採用することができる。例えば、実施形態１，２は、障害物に相当する画像情報を除去した上で、その周辺の画像から除去した部分の画像を補間しているが、障害物に相当する画像情報を用い、該画像情報を修正してもよい。
　以上説明したように、ここに開示された技術は、内面が球面状に形成されたケース内に配置された撮像部を備えた撮像装置について有用である。
　１００，２００　　撮像装置
　１，２０１　　外殻（ケース）
　１１，２１１　　第１ケース
　１２，２１２　　第２ケース
　１３，２１３　　接合部
　１４　　　反射膜
　２，２０２　　カメラ本体（撮像部）
　２０　　　光軸
　２１，２２１　　移動枠
　２２　　　外周壁
　２３ａ　　第１側壁
　２３ｂ　　第２側壁
　２３ｃ　　第３側壁
　２４　　　仕切壁
　２５　　　開口部
　２６Ａ，２２６Ａ　　第１駆動部
　２６Ｂ，２２６Ｂ　　第２駆動部
　２６Ｃ，２２６Ｃ　　第３駆動部
　２７　　　取付板
　２８　　　回路基板
　３　　　　レンズ鏡筒
　３２　　　レンズ枠
　３３　　　撮像素子
　４Ａ　　　アクチュエータ本体
　４Ｂ　　　アクチュエータ本体
　４Ｃ　　　アクチュエータ本体
　４１　　　振動体
　４２　　　駆動子
　４３　　　ホルダ
　４４　　　回転軸
　５Ａ　　　第１支持機構
　５Ｂ　　　第２支持機構
　５Ｃ　　　第３支持機構
　５１　　　ブラケット
　５２　　　保持板
　５２ａ　　開口
　５３　　　支持部
　５３ａ　　ガイド溝
　５４　　　付勢バネ
　５５　　　ストッパ
　５５ａ　　第１規制部
　５５ｂ　　第２規制部
　６１　　　映像処理部
　６２　　　駆動制御部
　６３　　　アンテナ
　６４　　　送信部
　６５　　　受信部
　６６　　　バッテリ
　６７　　　ジャイロセンサ
　６８　　　フォトセンサ
　７１　　　障害物検出部
　７２　　　レンズ情報メモリ部
　７３　　　障害物除去部
　７４　　　画像補正部
　８１　　　ピン
　８２　　　ストラップ
　９１　　　レンズ位置メモリ部
　９２　　　レンズ制御部
　９３　　　コントラスト検出部
　Ｓ　　　　撮影範囲

Claims (3)

  1. 　被写体を撮影する撮像装置であって、
    　ケースと、
    　前記ケース内を移動可能に構成され、該ケース外の被写体を該ケースを通して撮影する撮像部と、
    　前記撮像部による撮影画像から前記ケースにおける障害物を検出する障害物検出部と、
    　前記障害物検出部により検出された障害物を前記撮影画像から除去する画像処理部とを備えた撮像装置。
  2. 　前記ケース内における前記撮像部の位置を検出する位置検出部をさらに備え、
    　前記ケースは、複数の部分が接合部において接合されて形成されており、
    　前記障害物検出部は、前記位置検出部により検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記撮影画像から前記接合部を前記障害物として検出する、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記撮像部は、前記ケースに焦点を合わせて撮影することにより参照画像を取得するように構成されており、
    　前記障害物検出部は、前記参照画像に基づいて前記障害物を検出する、請求項１に記載の撮像装置。
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