撮像装置、及びその制御方法及びプログラム
【課題】振動が与えられた撮像装置の位置により、当該位置に依存して撮像装置を操作する。
【解決手段】撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出するセンサを備え、検出された加速度及び角加速度から、撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に振動が与えられたかを次のように判定する。センサの位置と複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に検出された角加速度を乗じて得られた値を、検出された加速度に加えることにより評価値を算出する。当該評価値の絶対値が最大である振動検出位置を前記振動が与えられた振動検出位置として判定し、制御手段は、当該振動が与えられた振動検出位置に対して予め割り当てられた処理を実行する。
【解決手段】撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出するセンサを備え、検出された加速度及び角加速度から、撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に振動が与えられたかを次のように判定する。センサの位置と複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に検出された角加速度を乗じて得られた値を、検出された加速度に加えることにより評価値を算出する。当該評価値の絶対値が最大である振動検出位置を前記振動が与えられた振動検出位置として判定し、制御手段は、当該振動が与えられた振動検出位置に対して予め割り当てられた処理を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及びその制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置の小型化、及び撮影した画像等を表示する表示装置の大型化に伴い、撮像装置の物理的な操作部材（電源ボタン、レリーズボタン等）の配置されるスペースは少なくなっている。当該操作部材自体を物理的に小さくすることにより、配置できる操作部材の数は多くすることができるが、操作性が低下するため現実的ではない。
【０００３】
一方、近年では撮像装置の中には、タッチパネルセンサ等の物理的な操作部材以外のセンシング手段や、主被写体の表情を検出する画像解析手段を用いて、物理的な操作部材を操作せずに撮影指示を可能なものもある。
【０００４】
特許文献１には、撮影時の手ぶれを検出するために設けられた振動センサを利用し、撮像装置に与えられた閾値以上の振動に対して、撮影指示を割り当てる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９３３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１の技術は、ユーザが撮像装置の起動時に電源ボタンを操作した状態から、撮像装置を持ち直すことなく撮影を可能にさせるために撮影指示を振動に割り当てたものである。即ち、特許文献１の技術では、振動を利用した操作は一種類（撮影指示）しか規定されず、ユーザは露光時間やストロボの有無等の撮影の設定等を行うためには、撮像装置を持ち直して他の操作部材を操作する必要があった。
【０００７】
また、振動の回数等を規定することで、他の操作も振動に割り当てられることが考えられるが、操作部材を用いる方法より煩雑な操作をすることになりうるため、現実的ではない。
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、振動が与えられた撮像装置の位置により、当該位置に依存して撮像装置を操作することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、以下の構成を備える。
撮像装置であって、撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出する検出手段と、検出手段により検出された加速度及び角加速度から、撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に振動が与えられたかを判定する判定手段と、判定手段により判定された振動が与えられた振動検出位置に対して、予め割り当てられた処理を実行する制御手段と、を備え、判定手段は、検出手段の位置と複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に検出された角加速度を乗じて得られた値を、検出された加速度に加えることにより複数の振動検出位置それぞれについて検出手段の位置に対する相対加速度を算出し、当該相対加速度の絶対値が最大である振動検出位置を、振動が与えられた振動検出位置として判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成により本発明によれば、振動が与えられた撮像装置の位置により、当該位置に依存して撮像装置を操作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの外観図、及び当該デジタルカメラが備える物理的な操作部材を説明するための図
【図２】実施形態に係るデジタルカメラの機能構成を示すブロック図
【図３】実施形態に係るシフトレンズユニットを使用した像ぶれ補正動作を説明するための図
【図４】実施形態に係る振動位置の判定原理を説明するための図
【図５】実施形態に係る振動操作判定処理のフローチャート
【図６】実施形態に係る振動判定位置の例を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、撮像装置の一例としての、撮像装置に与えられた振動及び回転を検出可能なデジタルカメラに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、装置に与えられた振動及び回転を検出することが可能な任意の機器に適用可能である。
【００１３】
なお、本明細書では、図１（ａ）に示すようなデジタルカメラの姿勢を正位置（横位置）と呼ぶものとする。また、当該デジタルカメラの正位置について、図示するように３次元座標系を定めるものとする。即ち、重力方向と逆方向にＹ軸の正方向が規定されるものとする。また、それぞれの軸について、軸の正方向にみて時計回りにそれぞれの回転方向（ピッチ方向ＡＧｘ、ヨー方向ＡＧｙ、ロール方向ＡＧｚ）の正方向を定めるものとする。
【００１４】
図２は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１０００の機能構成を示すブロック図である。
システム制御部２０１４は、例えばマイコンであり、デジタルカメラ１０００が備える各ブロックの動作を制御する。具体的にはシステム制御部２０１４は、ＲＯＭ２０１５に記憶されているデジタルカメラ１０００が備える各ブロックの動作プログラムを読み出し、ＲＡＭ２０１６に展開して実行することにより、各ブロックの動作を制御する。
【００１５】
ＲＯＭ２０１５は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、デジタルカメラ１０００が備える各ブロックの動作プログラムに加え、各ブロックの動作に必要なパラメータ等の設定情報、撮像素子２００４の欠陥画素アドレスを含む補正データ等を記憶する。またＲＡＭ２０１６は、揮発性メモリであり、デジタルカメラ１０００が備える各ブロックの動作プログラムの展開領域としてだけでなく、各ブロックの動作において出力された情報を一時的に格納する記憶領域としても用いられる。
【００１６】
撮像素子２００４は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の光電変換素子であり、光学系１００１により撮像素子２００４上に結像された光学像を光電変換することにより、得られたアナログ画像信号をＣＤＳ回路２００５に出力する。
【００１７】
駆動回路２００７は、後述するタイミング信号発生器２０２３あるいは像ぶれ補正制御部２０２２からの入力される制御信号に従い、光学部材の駆動制御を行う。具体的には駆動回路２００７は、光学系１００１の不図示の絞り機構及びオートフォーカス機構、メカシャッタ２００２、シフトレンズユニット２００３、及び撮像素子２００４を操作する駆動系を備え、当該光学部材の駆動制御を行う。
【００１８】
メカニカルシャッタ（以下、メカシャッタと略記する）２００２は、光学系１００１を介して撮像素子２００４に結像される光学像の光路を開放あるいは遮断する。シフトレンズユニット２００３は、光学系１００１を介して撮像素子２００４に結像される光学像の光路を、シフトレンズにより屈折させる。具体的には駆動回路２００７は、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８により検出されたデジタルカメラ１０００の加速度及び回転の情報を用いて像ぶれ補正制御部２０２２で算出された位置にシフトレンズを駆動させることにより光路の方向を制御する。
【００１９】
ＣＤＳ回路２００５は、撮像素子２００４から出力されるアナログ画像信号に対し、相関二重サンプリング等のアナログ信号処理を行い、処理が適用されたアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換器２００６に出力する。Ａ／Ｄ変換器２００６は、ＣＤＳ回路２００５から入力されたアナログ画像信号に対してＡ／Ｄ変換処理を適用し、得られたデジタル画像信号を出力する。なお、撮像素子２００４、ＣＤＳ回路２００５、Ａ／Ｄ変換器２００６、及び駆動回路２００７の動作タイミングは、タイミング信号発生器２０２３により発生されて入力されるタイミング信号により制御される。
【００２０】
信号処理回路２００８は、Ａ／Ｄ変換器２００６から出力されたデジタル画像信号に対して、色補間処理やホワイトバランス処理等の、表示や記録を行うための画像データを生成するために必要な信号処理を適用し、画像データを出力する。
【００２１】
画像メモリ２００９は、デジタルカメラ１０００が備える画像データ用の内蔵メモリであり、信号処理回路２００８から処理された画像データ、あるいは後述する記録媒体２０１０より読み出された画像データが一時的に記憶される。また、画像メモリ２００９は、例えばＲＯＭ２０１５に記憶されたＧＵＩデータ等を画像に重畳して画像表示装置１０１２に表示する際の、合成領域としても用いられる。
【００２２】
記録回路２０１１は、例えばメモリカードやＨＤＤ等のデジタルカメラ１０００に着脱可能に接続される記録媒体２０１０へのデータの書き込み、あるいは記録媒体２０１０からのデータの読み出しを行う回路である。記録媒体２０１０には、例えば信号処理回路から出力された画像データが記録される。
【００２３】
画像表示装置１０１２は、例えば小型ＬＣＤ等のデジタルカメラ１０００が備える表示装置であり、入力された画像信号を表示画面に表示する。表示回路２０１３は、画像表示装置１０１２の表示画面の表示制御を行う回路であり、当該表示画面に表示する画像信号を生成して出力する。画像表示装置１０１２は、信号処理回路２００８により順次出力された撮像された画像データに対し、表示回路２０１３でＤ／Ａ変換処理を適用して得られた画像信号を表示することにより、電子ビューファインダとして機能する。
【００２４】
操作部２０２１は、デジタルカメラ１０００が備える物理的な操作部材を有するユーザインタフェースであり、ユーザが当該操作部材を操作することにより入力された信号を解析し、システム制御部２０１４に操作内容を伝送する。本実施形態のデジタルカメラ１０００は、操作部２０２１が有する操作部材として、図１（ｂ）に示すような以下の操作部材を備えるものとする。デジタルカメラ１０００の上面にはレリーズボタン１００２と、光学系１００１が有する不図示のズームレンズの焦点距離を変化させるためのズームレバー１００３が設けられている。また、デジタルカメラ１０００の背面には、撮像モードを変更するためのモードダイヤル１００４と、上下左右キー及び決定キーを含み、各種設定を行うためのファンクションボタン１００５が設けられている。デジタルカメラ１０００の背面には、各種設定メニューを画像表示装置１０１２に表示させるためのメニューボタン１００６と、画像表示装置１０１２の表示切替を行うためのディスプレイボタン１００７が設けられている。
【００２５】
角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８は、それぞれデジタルカメラ１０００に生じた振動により生じた角速度及び加速度を検出する。振動判定部２０１９は、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８により検出された角速度及び加速度の出力結果を用いて、デジタルカメラ１０００に生じた振動を解析し、振動が与えられた位置（振動位置）を算出する。なお、振動位置の検出の有効及び無効は、ユーザが設定を変更することにより切り替えることが可能であってよい。また角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８は、本実施形態では略同一の箇所に設置されるものとする。
【００２６】
本実施形態では角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８は、図１（ａ）に示したようにそれぞれ３軸（ＸＹＺ軸方向、あるいはＡＧｘＡＧｙＡＧｚ方向）の動きを検出可能であるものとして説明する。しかしながら、検出する振動位置の数により、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８の検出可能な動きの種類、あるいは振動判定部２０１９における振動位置の特定に用いられる情報の種類は、６軸に限らなくてもよい。
【００２７】
振動認識部２０２０は、振動判定部２０１９により解析された振動位置の情報から、ユーザにより与えられた操作指示を、当該振動位置に割り当てられている操作内容を特定することにより認識する。なお、振動位置に割り当てられている操作内容は、例えば内蔵される記憶領域にテーブルとして記憶されている、振動位置と当該振動位置に対応付けられた操作内容とを管理するテーブルを参照することにより、与えられた操作内容を特定すればよい。振動認識部２０２０は、このように特定された操作指示を操作部２０２１と同様にシステム制御部２０１４に伝送する。なお、振動位置に割り当てられる操作内容は、ユーザにより設定可能であってもよい。
【００２８】
本実施形態では、振動が与えられたデジタルカメラ１０００の位置に対して、デジタルカメラ１０００の操作を割り当てるものとして説明する。しかしながら、さらに振動の大きさや回数等の情報を検出することにより、振動位置と、振動強度及び振動回数の少なくともいずれかとを組み合わせた検出結果に対して、それぞれ別の操作を割り当て可能であってもよいことは容易に理解されよう。
【００２９】
またさらに、縦横位置検出センサ２０２４を設けることによりデジタルカメラ１０００が縦位置及び横位置のいずれであるかを検出し、それぞれの位置に応じて振動位置に割り当てるデジタルカメラ１０００の操作を異ならせてもよい。縦位置とは、光軸を中心として横位置から略９０度だけデジタルカメラ１０００を回転させた位置である。
【００３０】
例えば、図６のように横位置でデジタルカメラ１０００の右上部に位置する振動検出位置への振動に対して撮影指示を割り当てた場合は、デジタルカメラ１０００が縦位置にされた際に次のようにしてもよい。デジタルカメラ１０００が縦位置にされた場合、当該縦位置におけるデジタルカメラ１０００の右上部に位置する振動検出位置に撮影指示を割り当てるようにしてもよい。即ち、縦位置及び横位置に限らず、常にユーザに対して相対的な位置に同じ操作を割り当てるようにすることもできる。なお、縦位置であるか否かは、縦横位置検出センサ２０２４を割り当てずに加速度センサ２０１８により、重力加速度の方向を検出することにより判定してもよい。
【００３１】
（通常の静止画撮影処理）
このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１０００の通常の静止画撮影処理について、以下に具体的な処理を説明する。
【００３２】
撮影に先立ち、システム制御部２０１４の動作開始時（デジタルカメラ１０００の電源投入時等）において、システム制御部２０１４は、ＲＯＭ２０１５から必要なプログラム、制御データ及び補正データを読み出し、ＲＡＭ２０１６に記憶させるものとする。またシステム制御部２０１４は、必要に応じて、追加のプログラムや制御データをＲＯＭ２０１５から読み出してＲＡＭ２０１６に展開、あるいは直接ＲＯＭ２０１５内のデータを展開して処理を実行してもよい。
【００３３】
レリーズボタン１００２は、約半ストローク押し込まれたときに第１スイッチがオン状態になり、最後まで押し込まれたときに第２スイッチがオン状態となる構造を有している。第１スイッチがオン状態になると、システム制御部２０１４は、ＡＥ処理やＡＦ処理を含む撮影準備動作を開始する。そして、システム制御部２０１４は、駆動回路２００７を介して光学系１００１が有する絞りとレンズを駆動し、適切な明るさの被写体像を撮像素子２００４上に結像させる。第２スイッチがオン状態になると、システム制御部２０１４は、本撮影動作を開始し、駆動回路２００７を介してメカシャッタ２００２をＡＥ処理に基づいて決定された適切な露光時間だけ開放し、撮像素子２００４を露光する。なお、撮像素子２００４が電子シャッタ機能を有する場合は、メカシャッタ２００２と併用して、必要な露光時間を確保してもよい。
【００３４】
撮像素子２００４は、システム制御部２０１４により制御されるタイミング信号発生器２０２３が発生する動作パルスから生成される駆動パルスによって駆動され、結像された光学像を光電変換して電気信号に変換し、アナログ画像信号として出力する。撮像素子２００４から出力されたアナログ画像信号は、タイミング信号発生器２０２３が発生する動作パルスで動作するＣＤＳ回路２００５においてクロック同期性ノイズが除去された後、Ａ／Ｄ変換器２００６でデジタル画像信号に変換される。
【００３５】
次にシステム制御部２０１４により制御される信号処理回路２００８において、Ａ／Ｄ変換器２００６から入力されたデジタル画像信号に対し、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行い、画像データを生成する。
【００３６】
画像メモリ２００９は、信号処理回路２００８が処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理済みのデジタル画像信号である画像データを記憶したりするために用いられる。信号処理回路２００８で生成された画像データは、記録回路２０１１において記録媒体２０１０に適したデータ（例えば階層構造を持つファイルシステムデータ）に変換されて記録媒体２０１０に記録される。また、画像データは、信号処理回路２００８で解像度変換された後、表示回路２０１３において画像表示装置１０１２に適した信号（例えばＮＴＳＣ方式のアナログ信号等）に変換され、画像表示装置１０１２に表示される。
【００３７】
ここで、信号処理回路２００８は、システム制御部２０１４からの制御信号に応じて、デジタル画像信号に画像処理を行わずに、そのまま画像データとして画像メモリ２００９や記録回路２０１１に出力してもよい。また、信号処理回路２００８は、システム制御部２０１４から要求があった場合に、信号処理の過程で生じたデジタル画像信号や画像データの情報、あるいは、それら情報から抽出された情報をシステム制御部２０１４に出力する。これらの情報には例えば、画像の空間周波数、指定領域内の平均画素値、圧縮画像のデータ量の情報などが含まれる。さらに、記録回路２０１１は、システム制御部２０１４からの要求に応答して、記録媒体２０１０の種類や空き容量等の情報をシステム制御部２０１４に出力する。
【００３８】
記録媒体２０１０に記録されている画像データを再生する場合、記録回路２０１１は、システム制御部２０１４からの制御信号によって、再生する画像データを記録媒体２０１０から読み出す。そして、信号処理回路２００８は、システム制御部２０１４からの制御信号に従い、画像データが圧縮画像であった場合には画像伸長処理を行い、画像メモリ２００９に記憶する。画像メモリ２００９に記憶された画像データは、信号処理回路２００８で画像表示装置１０１２の解像度に応じた表示解像度に変換された後、表示回路２０１３において画像表示装置１０１２に適した信号に変換され、画像表示装置１０１２に表示される。
【００３９】
（像ぶれ補正動作）
次に、シフトレンズユニット２００３を使用した光路制御による、デジタルカメラ１０００の像ぶれ補正動作について、図３のブロック図を用いて詳細に説明する。図３は、像ぶれ補正動作において使用される、シフトレンズユニット２００３、像ぶれ補正制御部２０２２、加速度センサ２０１８、角速度センサ２０１７、及び駆動回路２００７の内部構成を示している。
【００４０】
なお、シフトレンズユニット２００３で補正可能な像ぶれは、デジタルカメラ１０００に与えられた振動のうち、Ｘ方向、Ｙ方向、ヨー方向、及びピッチ方向の振動に限られる。このため図では具体的な説明のために、加速度センサ２０１８において、Ｘ方向及びＹ方向の加速度がＸ方向加速度検出部３０４及びＹ方向加速度検出部３０２から出力されるものとして示されている。また同様に、角速度センサ２０１７において、ヨー方向及びピッチ方向の角速度がヨー方向角速度検出部３０３及びピッチ方向角速度検出部３０１から出力されるものとして示されている。
【００４１】
Ｙ方向像ぶれ補正制御部３０５及びＸ方向像ぶれ補正制御部３０６は、撮像素子２００４に結像される光学像が、デジタルカメラ１０００に与えられた振動の影響を除去する位置に結像されるシフトレンズユニット２００３のＹ方向及びＸ方向の位置を算出する。そしてＹ方向像ぶれ補正制御部３０５及びＸ方向像ぶれ補正制御部３０６は、算出されたＹ方向及びＸ方向それぞれの位置から、シフトレンズユニット２００３のＹ方向及びＸ方向それぞれの補正位置制御信号を出力する。
【００４２】
Ｙ方向ＰＩＤ部３０７及びＸ方向ＰＩＤ部３０８は、帰還制御手段としてＰＩＤ制御を行うブロックであり、入力された補正位置制御信号と、シフトレンズユニット２００３の実際の位置を示す位置信号との偏差から制御量を算出し、位置指令信号を出力する。
【００４３】
Ｙ方向ドライブ部３１１及びＸ方向ドライブ部３１２は、入力された位置指令信号により指示された位置にシフトレンズユニット２００３を駆動させる。シフトレンズユニット２００３により駆動されたシフトレンズユニット２００３の位置は、Ｙ方向ホール素子３０９及びＸ方向ホール素子３１０によりＹ方向及びＸ方向それぞれについて検出される。Ｙ方向ホール素子３０９及びＸ方向ホール素子３１０により検出されたシフトレンズユニット２００３の位置の情報は、Ｙ方向ＰＩＤ部３０７及びＸ方向ＰＩＤ部３０８にフィードバックされる。
【００４４】
（振動位置判定原理）
ここで、本発明の特徴である、振動判定部２０１９において実行される、ユーザによりデジタルカメラ１０００に振動が与えられた位置の判定方法について、その原理を、図４を用いて説明する。
【００４５】
まず簡単のため、振動判定位置４０１及び４０２と、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８が設けられた位置４００とが、図４（ａ）に示すように、力の方向と２次元的な位置関係にある場合を考える。
【００４６】
なお、振動位置の判定に用いる、ユーザにより振動が与えられたと推定する方向の加速度Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒは、加速度センサ２０１８により検出された３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸）のうち、最大の加速度を有する軸方向の加速度を用いる。このように振動が与えられた方向を推定することにより、振動位置の判定に用いる振動位置、及び、判定に用いる、検出された加速度及び角速度の成分を限定することができるため、計算量を少なくすることができる。例えば図４（ａ）のような、振動が与えられたと推定する方向の力と、振動判定位置が２次元的な位置関係にある場合は、図示するような方向の回転角加速度Ａ＿Ｇｙｒｏが、振動位置の判定に用いられる。なお、角加速度Ａ＿Ｇｙｒｏは、角速度センサ２０１７より順次出力される角速度から振動判定部２０１９において算出されればよい。
【００４７】
位置４００においてＧ＿Ｓｅｎｓｏｒ及びＡ＿Ｇｙｒｏが検出された場合、振動判定部２０１９は、振動判定位置４０１及び４０２それぞれの、回転により生じるＧ＿Ｓｅｎｓｏｒと同一方向の加速度の評価値を算出する。具体的には振動判定部２０１９は、位置４００を回転中心と考えた場合の、振動判定位置４０１及び４０２それぞれの回転により生じる加速度を加味した、各振動判定位置における評価値を以下の式により算出する。
【００４８】
振動判定位置４０１における評価値Ｖ＿Ｌｅｆｔ［m/s2］は、最大の加速度を有する軸方向の加速度Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ[m/s2]と、算出された角加速度Ａ＿Ｇｙｒｏ[rad/s2]と、位置４００からの距離Ｌ１[m]とを用いて、
Ｖ＿Ｌｅｆｔ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ＋Ａ＿Ｇｙｒｏ×Ｌ１
となり、同様に振動判定位置４０２における評価値Ｖ＿Ｒｉｇｈｔ［m/s2］は、位置４００からの距離Ｌ２[m]を用いて
Ｖ＿Ｌｅｆｔ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ−Ａ＿Ｇｙｒｏ×Ｌ２
となる。
【００４９】
なお、回転により各振動判定位置に生じる加速度の符号は、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８が設けられた位置を中心として、算出された角加速度の方向に各振動判定位置が回転した場合の移動方向により決定される。即ち、角加速度の方向に回転した場合に、振動判定位置が、検出されている最大の加速度を有する軸方向の加速度と同じ方向に移動するのであれば評価値において角加速度項は加算、反対の方向に移動するのであれば減算する。
【００５０】
このようにそれぞれの振動判定位置において評価値を算出し、当該評価値の絶対値が最大である振動判定位置を、振動が与えられた位置（振動位置）として振動判定部２０１９は判定する。
【００５１】
また、図４（ｂ）及び（ｃ）のように、３次元的な位置関係の場合であっても、同様に振動位置を判定することができる。図示されるようにＧ＿ＳｅｎｓｏｒがＺ軸方向の加速度である場合、４つの振動判定位置の評価値は、Ｘ軸周りの回転角加速度ＡＧｘ及びＹ軸周りの回転角加速度ＡＧｙを用いて次のようにそれぞれ表すことができる。
Ｖ＿ＵＬ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ＋ＡＧｙ×Ｘ１−ＡＧｘ×Ｙ２
Ｖ＿ＢＬ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ＋ＡＧｙ×Ｘ１＋ＡＧｘ×Ｙ１
Ｖ＿ＵＲ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ−ＡＧｙ×Ｘ２−ＡＧｘ×Ｙ２
Ｖ＿ＢＲ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ−ＡＧｙ×Ｘ２＋ＡＧｘ×Ｙ１
【００５２】
このように、振動判定部２０１９は、ユーザがタッピング操作等によりデジタルカメラ１０００に振動を与えた位置（振動位置）を、予め定められた振動判定位置のうちから特定することができる。即ち、当該振動位置にデジタルカメラ１０００の操作を割り当てることにより、操作部材が少ない場合であってもユーザに様々な機能を簡単な振動操作で実行可能にすることができる。
【００５３】
（振動操作判定処理）
このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１０００の振動操作判定処理について、図５のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。当該フローチャートに対応する処理は、システム制御部２０１４が、例えばＲＯＭ２０１５に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ２０１６に展開して実行することにより実現することができる。なお、本振動操作判定処理は、例えばユーザによりデジタルカメラ１０００に与えられた振動を、デジタルカメラ１０００の操作に用いることが設定された際に開始されるものとして説明する。
【００５４】
Ｓ５０１で、システム制御部２０１４は、ユーザによりデジタルカメラ１０００が備える物理的な操作部材を使用した操作入力がなされたか否かを判断する。具体的にはシステム制御部２０１４は、ユーザが操作部材を操作したことを操作部２０２１が検出したか否かを判断し、操作入力がなされたか否かを判断する。システム制御部２０１４は、デジタルカメラ１０００が備える物理的な操作部材を使用した操作入力がなされた場合は処理をＳ５０２に移し、なされていない場合は処理をＳ５０５に移す。
【００５５】
Ｓ５０２で、システム制御部２０１４は、振動判定部２０１９による振動位置の判定を無効にする。即ち、物理的な操作部材の操作による振動を振動操作として誤検出することを防止するために、システム制御部２０１４は振動判定部２０１９に振動位置の判定をさせないように制御する。
【００５６】
またＳ５０３でシステム制御部２０１４は、操作部２０２１から入力された、ユーザによりなされた操作入力に対応する処理を実行した後、Ｓ５０４で再び振動判定部２０１９による振動位置の判定を有効にする。
【００５７】
Ｓ５０５で、システム制御部２０１４は、レリーズボタン１００２の状態が、ユーザの操作によりＳＷ１ＯＮ状態であるか否かを判断する。具体的にはシステム制御部２０１４は、操作部２０２１からＳＷ１がＯＮ状態にされていることを受信しているか否かにより判断する。システム制御部２０１４は、ＳＷ１がＯＮ状態である場合は処理をＳ５０６に移し、ＳＷ１がＯＦＦ状態である場合は処理をＳ５０７に移す。
【００５８】
Ｓ５０６で、システム制御部２０１４は振動認識部２０２０に、振動判定部２０１９が振動操作を検出した場合に、ＳＷ１がＯＮ状態である場合の振動位置に対応する操作のテーブルを参照して、振動操作の内容を決定するように制御する。本実施形態では、このようにＳＷ１がＯＮ状態にある場合、即ち撮影待機状態である場合に、撮影待機状態でしか使用しない操作を振動操作に割り当てることでより多くの操作を振動操作に割り当てることが可能である。
【００５９】
なお、本実施形態ではＳＷ１のＯＮ状態、あるいは上述したように縦位置であるか否かにより振動操作の割り当て位置を変更するものとして説明するが、本発明の実施はこれに限らないことは容易に理解されよう。
【００６０】
Ｓ５０７で、システム制御部２０１４は、振動操作に該当する振動が角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８により検出されたか否かを判断する。例えば振動操作がなされたと判断する条件は、ある大きさ以上の加速度が検出されたか否か等により判断してよい。システム制御部２０１４は、振動操作に該当する振動が検出されたと判断された場合は処理をＳ５０８に移し、検出されていない場合は本処理を一度終了し、再度Ｓ５０１から本振動操作判定処理を実行する。
【００６１】
Ｓ５０８で、システム制御部２０１４は、振動判定部２０１９が検出された振動から振動位置の判定を行い、振動認識部２０２０が当該振動位置に対応する振動操作を判別することにより得られた振動操作に対応する処理を実行する。そしてシステム制御部２０１４は、本処理を終了する。なお、本振動操作判定処理は、振動操作をデジタルカメラ１０００の操作に用いることが設定されている間、繰り返し実行されればよい。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の撮像装置は、振動が与えられた撮像装置の位置により、当該位置に依存して撮像装置を操作することができる。具体的には撮像装置は、撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出するセンサを備える。そしてセンサにより検出された加速度及び角加速度から、撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に振動が与えられたかを次のように判定する。センサの位置と複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に検出された角加速度を乗じて得られた値を、検出された加速度に加えることにより複数の振動検出位置それぞれについて評価値を算出する。そして、当該評価値の絶対値が最大である振動検出位置を前記振動が与えられた振動検出位置として判定し、制御手段は、当該振動が与えられた振動検出位置に対して予め割り当てられた処理を実行する。
【００６３】
このようにすることで、撮像装置を持ち直して他の操作部材を操作することなく、振動を撮像装置に与えることで、ユーザは様々な操作を簡単な操作で実行することができる。
【００６４】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及びその制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置の小型化、及び撮影した画像等を表示する表示装置の大型化に伴い、撮像装置の物理的な操作部材（電源ボタン、レリーズボタン等）の配置されるスペースは少なくなっている。当該操作部材自体を物理的に小さくすることにより、配置できる操作部材の数は多くすることができるが、操作性が低下するため現実的ではない。
【０００３】
一方、近年では撮像装置の中には、タッチパネルセンサ等の物理的な操作部材以外のセンシング手段や、主被写体の表情を検出する画像解析手段を用いて、物理的な操作部材を操作せずに撮影指示を可能なものもある。
【０００４】
特許文献１には、撮影時の手ぶれを検出するために設けられた振動センサを利用し、撮像装置に与えられた閾値以上の振動に対して、撮影指示を割り当てる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９３３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１の技術は、ユーザが撮像装置の起動時に電源ボタンを操作した状態から、撮像装置を持ち直すことなく撮影を可能にさせるために撮影指示を振動に割り当てたものである。即ち、特許文献１の技術では、振動を利用した操作は一種類（撮影指示）しか規定されず、ユーザは露光時間やストロボの有無等の撮影の設定等を行うためには、撮像装置を持ち直して他の操作部材を操作する必要があった。
【０００７】
また、振動の回数等を規定することで、他の操作も振動に割り当てられることが考えられるが、操作部材を用いる方法より煩雑な操作をすることになりうるため、現実的ではない。
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、振動が与えられた撮像装置の位置により、当該位置に依存して撮像装置を操作することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、以下の構成を備える。
撮像装置であって、撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出する検出手段と、検出手段により検出された加速度及び角加速度から、撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に振動が与えられたかを判定する判定手段と、判定手段により判定された振動が与えられた振動検出位置に対して、予め割り当てられた処理を実行する制御手段と、を備え、判定手段は、検出手段の位置と複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に検出された角加速度を乗じて得られた値を、検出された加速度に加えることにより複数の振動検出位置それぞれについて検出手段の位置に対する相対加速度を算出し、当該相対加速度の絶対値が最大である振動検出位置を、振動が与えられた振動検出位置として判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成により本発明によれば、振動が与えられた撮像装置の位置により、当該位置に依存して撮像装置を操作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの外観図、及び当該デジタルカメラが備える物理的な操作部材を説明するための図
【図２】実施形態に係るデジタルカメラの機能構成を示すブロック図
【図３】実施形態に係るシフトレンズユニットを使用した像ぶれ補正動作を説明するための図
【図４】実施形態に係る振動位置の判定原理を説明するための図
【図５】実施形態に係る振動操作判定処理のフローチャート
【図６】実施形態に係る振動判定位置の例を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、撮像装置の一例としての、撮像装置に与えられた振動及び回転を検出可能なデジタルカメラに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、装置に与えられた振動及び回転を検出することが可能な任意の機器に適用可能である。
【００１３】
なお、本明細書では、図１（ａ）に示すようなデジタルカメラの姿勢を正位置（横位置）と呼ぶものとする。また、当該デジタルカメラの正位置について、図示するように３次元座標系を定めるものとする。即ち、重力方向と逆方向にＹ軸の正方向が規定されるものとする。また、それぞれの軸について、軸の正方向にみて時計回りにそれぞれの回転方向（ピッチ方向ＡＧｘ、ヨー方向ＡＧｙ、ロール方向ＡＧｚ）の正方向を定めるものとする。
【００１４】
図２は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１０００の機能構成を示すブロック図である。
システム制御部２０１４は、例えばマイコンであり、デジタルカメラ１０００が備える各ブロックの動作を制御する。具体的にはシステム制御部２０１４は、ＲＯＭ２０１５に記憶されているデジタルカメラ１０００が備える各ブロックの動作プログラムを読み出し、ＲＡＭ２０１６に展開して実行することにより、各ブロックの動作を制御する。
【００１５】
ＲＯＭ２０１５は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、デジタルカメラ１０００が備える各ブロックの動作プログラムに加え、各ブロックの動作に必要なパラメータ等の設定情報、撮像素子２００４の欠陥画素アドレスを含む補正データ等を記憶する。またＲＡＭ２０１６は、揮発性メモリであり、デジタルカメラ１０００が備える各ブロックの動作プログラムの展開領域としてだけでなく、各ブロックの動作において出力された情報を一時的に格納する記憶領域としても用いられる。
【００１６】
撮像素子２００４は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の光電変換素子であり、光学系１００１により撮像素子２００４上に結像された光学像を光電変換することにより、得られたアナログ画像信号をＣＤＳ回路２００５に出力する。
【００１７】
駆動回路２００７は、後述するタイミング信号発生器２０２３あるいは像ぶれ補正制御部２０２２からの入力される制御信号に従い、光学部材の駆動制御を行う。具体的には駆動回路２００７は、光学系１００１の不図示の絞り機構及びオートフォーカス機構、メカシャッタ２００２、シフトレンズユニット２００３、及び撮像素子２００４を操作する駆動系を備え、当該光学部材の駆動制御を行う。
【００１８】
メカニカルシャッタ（以下、メカシャッタと略記する）２００２は、光学系１００１を介して撮像素子２００４に結像される光学像の光路を開放あるいは遮断する。シフトレンズユニット２００３は、光学系１００１を介して撮像素子２００４に結像される光学像の光路を、シフトレンズにより屈折させる。具体的には駆動回路２００７は、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８により検出されたデジタルカメラ１０００の加速度及び回転の情報を用いて像ぶれ補正制御部２０２２で算出された位置にシフトレンズを駆動させることにより光路の方向を制御する。
【００１９】
ＣＤＳ回路２００５は、撮像素子２００４から出力されるアナログ画像信号に対し、相関二重サンプリング等のアナログ信号処理を行い、処理が適用されたアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換器２００６に出力する。Ａ／Ｄ変換器２００６は、ＣＤＳ回路２００５から入力されたアナログ画像信号に対してＡ／Ｄ変換処理を適用し、得られたデジタル画像信号を出力する。なお、撮像素子２００４、ＣＤＳ回路２００５、Ａ／Ｄ変換器２００６、及び駆動回路２００７の動作タイミングは、タイミング信号発生器２０２３により発生されて入力されるタイミング信号により制御される。
【００２０】
信号処理回路２００８は、Ａ／Ｄ変換器２００６から出力されたデジタル画像信号に対して、色補間処理やホワイトバランス処理等の、表示や記録を行うための画像データを生成するために必要な信号処理を適用し、画像データを出力する。
【００２１】
画像メモリ２００９は、デジタルカメラ１０００が備える画像データ用の内蔵メモリであり、信号処理回路２００８から処理された画像データ、あるいは後述する記録媒体２０１０より読み出された画像データが一時的に記憶される。また、画像メモリ２００９は、例えばＲＯＭ２０１５に記憶されたＧＵＩデータ等を画像に重畳して画像表示装置１０１２に表示する際の、合成領域としても用いられる。
【００２２】
記録回路２０１１は、例えばメモリカードやＨＤＤ等のデジタルカメラ１０００に着脱可能に接続される記録媒体２０１０へのデータの書き込み、あるいは記録媒体２０１０からのデータの読み出しを行う回路である。記録媒体２０１０には、例えば信号処理回路から出力された画像データが記録される。
【００２３】
画像表示装置１０１２は、例えば小型ＬＣＤ等のデジタルカメラ１０００が備える表示装置であり、入力された画像信号を表示画面に表示する。表示回路２０１３は、画像表示装置１０１２の表示画面の表示制御を行う回路であり、当該表示画面に表示する画像信号を生成して出力する。画像表示装置１０１２は、信号処理回路２００８により順次出力された撮像された画像データに対し、表示回路２０１３でＤ／Ａ変換処理を適用して得られた画像信号を表示することにより、電子ビューファインダとして機能する。
【００２４】
操作部２０２１は、デジタルカメラ１０００が備える物理的な操作部材を有するユーザインタフェースであり、ユーザが当該操作部材を操作することにより入力された信号を解析し、システム制御部２０１４に操作内容を伝送する。本実施形態のデジタルカメラ１０００は、操作部２０２１が有する操作部材として、図１（ｂ）に示すような以下の操作部材を備えるものとする。デジタルカメラ１０００の上面にはレリーズボタン１００２と、光学系１００１が有する不図示のズームレンズの焦点距離を変化させるためのズームレバー１００３が設けられている。また、デジタルカメラ１０００の背面には、撮像モードを変更するためのモードダイヤル１００４と、上下左右キー及び決定キーを含み、各種設定を行うためのファンクションボタン１００５が設けられている。デジタルカメラ１０００の背面には、各種設定メニューを画像表示装置１０１２に表示させるためのメニューボタン１００６と、画像表示装置１０１２の表示切替を行うためのディスプレイボタン１００７が設けられている。
【００２５】
角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８は、それぞれデジタルカメラ１０００に生じた振動により生じた角速度及び加速度を検出する。振動判定部２０１９は、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８により検出された角速度及び加速度の出力結果を用いて、デジタルカメラ１０００に生じた振動を解析し、振動が与えられた位置（振動位置）を算出する。なお、振動位置の検出の有効及び無効は、ユーザが設定を変更することにより切り替えることが可能であってよい。また角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８は、本実施形態では略同一の箇所に設置されるものとする。
【００２６】
本実施形態では角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８は、図１（ａ）に示したようにそれぞれ３軸（ＸＹＺ軸方向、あるいはＡＧｘＡＧｙＡＧｚ方向）の動きを検出可能であるものとして説明する。しかしながら、検出する振動位置の数により、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８の検出可能な動きの種類、あるいは振動判定部２０１９における振動位置の特定に用いられる情報の種類は、６軸に限らなくてもよい。
【００２７】
振動認識部２０２０は、振動判定部２０１９により解析された振動位置の情報から、ユーザにより与えられた操作指示を、当該振動位置に割り当てられている操作内容を特定することにより認識する。なお、振動位置に割り当てられている操作内容は、例えば内蔵される記憶領域にテーブルとして記憶されている、振動位置と当該振動位置に対応付けられた操作内容とを管理するテーブルを参照することにより、与えられた操作内容を特定すればよい。振動認識部２０２０は、このように特定された操作指示を操作部２０２１と同様にシステム制御部２０１４に伝送する。なお、振動位置に割り当てられる操作内容は、ユーザにより設定可能であってもよい。
【００２８】
本実施形態では、振動が与えられたデジタルカメラ１０００の位置に対して、デジタルカメラ１０００の操作を割り当てるものとして説明する。しかしながら、さらに振動の大きさや回数等の情報を検出することにより、振動位置と、振動強度及び振動回数の少なくともいずれかとを組み合わせた検出結果に対して、それぞれ別の操作を割り当て可能であってもよいことは容易に理解されよう。
【００２９】
またさらに、縦横位置検出センサ２０２４を設けることによりデジタルカメラ１０００が縦位置及び横位置のいずれであるかを検出し、それぞれの位置に応じて振動位置に割り当てるデジタルカメラ１０００の操作を異ならせてもよい。縦位置とは、光軸を中心として横位置から略９０度だけデジタルカメラ１０００を回転させた位置である。
【００３０】
例えば、図６のように横位置でデジタルカメラ１０００の右上部に位置する振動検出位置への振動に対して撮影指示を割り当てた場合は、デジタルカメラ１０００が縦位置にされた際に次のようにしてもよい。デジタルカメラ１０００が縦位置にされた場合、当該縦位置におけるデジタルカメラ１０００の右上部に位置する振動検出位置に撮影指示を割り当てるようにしてもよい。即ち、縦位置及び横位置に限らず、常にユーザに対して相対的な位置に同じ操作を割り当てるようにすることもできる。なお、縦位置であるか否かは、縦横位置検出センサ２０２４を割り当てずに加速度センサ２０１８により、重力加速度の方向を検出することにより判定してもよい。
【００３１】
（通常の静止画撮影処理）
このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１０００の通常の静止画撮影処理について、以下に具体的な処理を説明する。
【００３２】
撮影に先立ち、システム制御部２０１４の動作開始時（デジタルカメラ１０００の電源投入時等）において、システム制御部２０１４は、ＲＯＭ２０１５から必要なプログラム、制御データ及び補正データを読み出し、ＲＡＭ２０１６に記憶させるものとする。またシステム制御部２０１４は、必要に応じて、追加のプログラムや制御データをＲＯＭ２０１５から読み出してＲＡＭ２０１６に展開、あるいは直接ＲＯＭ２０１５内のデータを展開して処理を実行してもよい。
【００３３】
レリーズボタン１００２は、約半ストローク押し込まれたときに第１スイッチがオン状態になり、最後まで押し込まれたときに第２スイッチがオン状態となる構造を有している。第１スイッチがオン状態になると、システム制御部２０１４は、ＡＥ処理やＡＦ処理を含む撮影準備動作を開始する。そして、システム制御部２０１４は、駆動回路２００７を介して光学系１００１が有する絞りとレンズを駆動し、適切な明るさの被写体像を撮像素子２００４上に結像させる。第２スイッチがオン状態になると、システム制御部２０１４は、本撮影動作を開始し、駆動回路２００７を介してメカシャッタ２００２をＡＥ処理に基づいて決定された適切な露光時間だけ開放し、撮像素子２００４を露光する。なお、撮像素子２００４が電子シャッタ機能を有する場合は、メカシャッタ２００２と併用して、必要な露光時間を確保してもよい。
【００３４】
撮像素子２００４は、システム制御部２０１４により制御されるタイミング信号発生器２０２３が発生する動作パルスから生成される駆動パルスによって駆動され、結像された光学像を光電変換して電気信号に変換し、アナログ画像信号として出力する。撮像素子２００４から出力されたアナログ画像信号は、タイミング信号発生器２０２３が発生する動作パルスで動作するＣＤＳ回路２００５においてクロック同期性ノイズが除去された後、Ａ／Ｄ変換器２００６でデジタル画像信号に変換される。
【００３５】
次にシステム制御部２０１４により制御される信号処理回路２００８において、Ａ／Ｄ変換器２００６から入力されたデジタル画像信号に対し、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行い、画像データを生成する。
【００３６】
画像メモリ２００９は、信号処理回路２００８が処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理済みのデジタル画像信号である画像データを記憶したりするために用いられる。信号処理回路２００８で生成された画像データは、記録回路２０１１において記録媒体２０１０に適したデータ（例えば階層構造を持つファイルシステムデータ）に変換されて記録媒体２０１０に記録される。また、画像データは、信号処理回路２００８で解像度変換された後、表示回路２０１３において画像表示装置１０１２に適した信号（例えばＮＴＳＣ方式のアナログ信号等）に変換され、画像表示装置１０１２に表示される。
【００３７】
ここで、信号処理回路２００８は、システム制御部２０１４からの制御信号に応じて、デジタル画像信号に画像処理を行わずに、そのまま画像データとして画像メモリ２００９や記録回路２０１１に出力してもよい。また、信号処理回路２００８は、システム制御部２０１４から要求があった場合に、信号処理の過程で生じたデジタル画像信号や画像データの情報、あるいは、それら情報から抽出された情報をシステム制御部２０１４に出力する。これらの情報には例えば、画像の空間周波数、指定領域内の平均画素値、圧縮画像のデータ量の情報などが含まれる。さらに、記録回路２０１１は、システム制御部２０１４からの要求に応答して、記録媒体２０１０の種類や空き容量等の情報をシステム制御部２０１４に出力する。
【００３８】
記録媒体２０１０に記録されている画像データを再生する場合、記録回路２０１１は、システム制御部２０１４からの制御信号によって、再生する画像データを記録媒体２０１０から読み出す。そして、信号処理回路２００８は、システム制御部２０１４からの制御信号に従い、画像データが圧縮画像であった場合には画像伸長処理を行い、画像メモリ２００９に記憶する。画像メモリ２００９に記憶された画像データは、信号処理回路２００８で画像表示装置１０１２の解像度に応じた表示解像度に変換された後、表示回路２０１３において画像表示装置１０１２に適した信号に変換され、画像表示装置１０１２に表示される。
【００３９】
（像ぶれ補正動作）
次に、シフトレンズユニット２００３を使用した光路制御による、デジタルカメラ１０００の像ぶれ補正動作について、図３のブロック図を用いて詳細に説明する。図３は、像ぶれ補正動作において使用される、シフトレンズユニット２００３、像ぶれ補正制御部２０２２、加速度センサ２０１８、角速度センサ２０１７、及び駆動回路２００７の内部構成を示している。
【００４０】
なお、シフトレンズユニット２００３で補正可能な像ぶれは、デジタルカメラ１０００に与えられた振動のうち、Ｘ方向、Ｙ方向、ヨー方向、及びピッチ方向の振動に限られる。このため図では具体的な説明のために、加速度センサ２０１８において、Ｘ方向及びＹ方向の加速度がＸ方向加速度検出部３０４及びＹ方向加速度検出部３０２から出力されるものとして示されている。また同様に、角速度センサ２０１７において、ヨー方向及びピッチ方向の角速度がヨー方向角速度検出部３０３及びピッチ方向角速度検出部３０１から出力されるものとして示されている。
【００４１】
Ｙ方向像ぶれ補正制御部３０５及びＸ方向像ぶれ補正制御部３０６は、撮像素子２００４に結像される光学像が、デジタルカメラ１０００に与えられた振動の影響を除去する位置に結像されるシフトレンズユニット２００３のＹ方向及びＸ方向の位置を算出する。そしてＹ方向像ぶれ補正制御部３０５及びＸ方向像ぶれ補正制御部３０６は、算出されたＹ方向及びＸ方向それぞれの位置から、シフトレンズユニット２００３のＹ方向及びＸ方向それぞれの補正位置制御信号を出力する。
【００４２】
Ｙ方向ＰＩＤ部３０７及びＸ方向ＰＩＤ部３０８は、帰還制御手段としてＰＩＤ制御を行うブロックであり、入力された補正位置制御信号と、シフトレンズユニット２００３の実際の位置を示す位置信号との偏差から制御量を算出し、位置指令信号を出力する。
【００４３】
Ｙ方向ドライブ部３１１及びＸ方向ドライブ部３１２は、入力された位置指令信号により指示された位置にシフトレンズユニット２００３を駆動させる。シフトレンズユニット２００３により駆動されたシフトレンズユニット２００３の位置は、Ｙ方向ホール素子３０９及びＸ方向ホール素子３１０によりＹ方向及びＸ方向それぞれについて検出される。Ｙ方向ホール素子３０９及びＸ方向ホール素子３１０により検出されたシフトレンズユニット２００３の位置の情報は、Ｙ方向ＰＩＤ部３０７及びＸ方向ＰＩＤ部３０８にフィードバックされる。
【００４４】
（振動位置判定原理）
ここで、本発明の特徴である、振動判定部２０１９において実行される、ユーザによりデジタルカメラ１０００に振動が与えられた位置の判定方法について、その原理を、図４を用いて説明する。
【００４５】
まず簡単のため、振動判定位置４０１及び４０２と、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８が設けられた位置４００とが、図４（ａ）に示すように、力の方向と２次元的な位置関係にある場合を考える。
【００４６】
なお、振動位置の判定に用いる、ユーザにより振動が与えられたと推定する方向の加速度Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒは、加速度センサ２０１８により検出された３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸）のうち、最大の加速度を有する軸方向の加速度を用いる。このように振動が与えられた方向を推定することにより、振動位置の判定に用いる振動位置、及び、判定に用いる、検出された加速度及び角速度の成分を限定することができるため、計算量を少なくすることができる。例えば図４（ａ）のような、振動が与えられたと推定する方向の力と、振動判定位置が２次元的な位置関係にある場合は、図示するような方向の回転角加速度Ａ＿Ｇｙｒｏが、振動位置の判定に用いられる。なお、角加速度Ａ＿Ｇｙｒｏは、角速度センサ２０１７より順次出力される角速度から振動判定部２０１９において算出されればよい。
【００４７】
位置４００においてＧ＿Ｓｅｎｓｏｒ及びＡ＿Ｇｙｒｏが検出された場合、振動判定部２０１９は、振動判定位置４０１及び４０２それぞれの、回転により生じるＧ＿Ｓｅｎｓｏｒと同一方向の加速度の評価値を算出する。具体的には振動判定部２０１９は、位置４００を回転中心と考えた場合の、振動判定位置４０１及び４０２それぞれの回転により生じる加速度を加味した、各振動判定位置における評価値を以下の式により算出する。
【００４８】
振動判定位置４０１における評価値Ｖ＿Ｌｅｆｔ［m/s2］は、最大の加速度を有する軸方向の加速度Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ[m/s2]と、算出された角加速度Ａ＿Ｇｙｒｏ[rad/s2]と、位置４００からの距離Ｌ１[m]とを用いて、
Ｖ＿Ｌｅｆｔ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ＋Ａ＿Ｇｙｒｏ×Ｌ１
となり、同様に振動判定位置４０２における評価値Ｖ＿Ｒｉｇｈｔ［m/s2］は、位置４００からの距離Ｌ２[m]を用いて
Ｖ＿Ｌｅｆｔ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ−Ａ＿Ｇｙｒｏ×Ｌ２
となる。
【００４９】
なお、回転により各振動判定位置に生じる加速度の符号は、角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８が設けられた位置を中心として、算出された角加速度の方向に各振動判定位置が回転した場合の移動方向により決定される。即ち、角加速度の方向に回転した場合に、振動判定位置が、検出されている最大の加速度を有する軸方向の加速度と同じ方向に移動するのであれば評価値において角加速度項は加算、反対の方向に移動するのであれば減算する。
【００５０】
このようにそれぞれの振動判定位置において評価値を算出し、当該評価値の絶対値が最大である振動判定位置を、振動が与えられた位置（振動位置）として振動判定部２０１９は判定する。
【００５１】
また、図４（ｂ）及び（ｃ）のように、３次元的な位置関係の場合であっても、同様に振動位置を判定することができる。図示されるようにＧ＿ＳｅｎｓｏｒがＺ軸方向の加速度である場合、４つの振動判定位置の評価値は、Ｘ軸周りの回転角加速度ＡＧｘ及びＹ軸周りの回転角加速度ＡＧｙを用いて次のようにそれぞれ表すことができる。
Ｖ＿ＵＬ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ＋ＡＧｙ×Ｘ１−ＡＧｘ×Ｙ２
Ｖ＿ＢＬ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ＋ＡＧｙ×Ｘ１＋ＡＧｘ×Ｙ１
Ｖ＿ＵＲ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ−ＡＧｙ×Ｘ２−ＡＧｘ×Ｙ２
Ｖ＿ＢＲ＝Ｇ＿Ｓｅｎｓｏｒ−ＡＧｙ×Ｘ２＋ＡＧｘ×Ｙ１
【００５２】
このように、振動判定部２０１９は、ユーザがタッピング操作等によりデジタルカメラ１０００に振動を与えた位置（振動位置）を、予め定められた振動判定位置のうちから特定することができる。即ち、当該振動位置にデジタルカメラ１０００の操作を割り当てることにより、操作部材が少ない場合であってもユーザに様々な機能を簡単な振動操作で実行可能にすることができる。
【００５３】
（振動操作判定処理）
このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１０００の振動操作判定処理について、図５のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。当該フローチャートに対応する処理は、システム制御部２０１４が、例えばＲＯＭ２０１５に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ２０１６に展開して実行することにより実現することができる。なお、本振動操作判定処理は、例えばユーザによりデジタルカメラ１０００に与えられた振動を、デジタルカメラ１０００の操作に用いることが設定された際に開始されるものとして説明する。
【００５４】
Ｓ５０１で、システム制御部２０１４は、ユーザによりデジタルカメラ１０００が備える物理的な操作部材を使用した操作入力がなされたか否かを判断する。具体的にはシステム制御部２０１４は、ユーザが操作部材を操作したことを操作部２０２１が検出したか否かを判断し、操作入力がなされたか否かを判断する。システム制御部２０１４は、デジタルカメラ１０００が備える物理的な操作部材を使用した操作入力がなされた場合は処理をＳ５０２に移し、なされていない場合は処理をＳ５０５に移す。
【００５５】
Ｓ５０２で、システム制御部２０１４は、振動判定部２０１９による振動位置の判定を無効にする。即ち、物理的な操作部材の操作による振動を振動操作として誤検出することを防止するために、システム制御部２０１４は振動判定部２０１９に振動位置の判定をさせないように制御する。
【００５６】
またＳ５０３でシステム制御部２０１４は、操作部２０２１から入力された、ユーザによりなされた操作入力に対応する処理を実行した後、Ｓ５０４で再び振動判定部２０１９による振動位置の判定を有効にする。
【００５７】
Ｓ５０５で、システム制御部２０１４は、レリーズボタン１００２の状態が、ユーザの操作によりＳＷ１ＯＮ状態であるか否かを判断する。具体的にはシステム制御部２０１４は、操作部２０２１からＳＷ１がＯＮ状態にされていることを受信しているか否かにより判断する。システム制御部２０１４は、ＳＷ１がＯＮ状態である場合は処理をＳ５０６に移し、ＳＷ１がＯＦＦ状態である場合は処理をＳ５０７に移す。
【００５８】
Ｓ５０６で、システム制御部２０１４は振動認識部２０２０に、振動判定部２０１９が振動操作を検出した場合に、ＳＷ１がＯＮ状態である場合の振動位置に対応する操作のテーブルを参照して、振動操作の内容を決定するように制御する。本実施形態では、このようにＳＷ１がＯＮ状態にある場合、即ち撮影待機状態である場合に、撮影待機状態でしか使用しない操作を振動操作に割り当てることでより多くの操作を振動操作に割り当てることが可能である。
【００５９】
なお、本実施形態ではＳＷ１のＯＮ状態、あるいは上述したように縦位置であるか否かにより振動操作の割り当て位置を変更するものとして説明するが、本発明の実施はこれに限らないことは容易に理解されよう。
【００６０】
Ｓ５０７で、システム制御部２０１４は、振動操作に該当する振動が角速度センサ２０１７及び加速度センサ２０１８により検出されたか否かを判断する。例えば振動操作がなされたと判断する条件は、ある大きさ以上の加速度が検出されたか否か等により判断してよい。システム制御部２０１４は、振動操作に該当する振動が検出されたと判断された場合は処理をＳ５０８に移し、検出されていない場合は本処理を一度終了し、再度Ｓ５０１から本振動操作判定処理を実行する。
【００６１】
Ｓ５０８で、システム制御部２０１４は、振動判定部２０１９が検出された振動から振動位置の判定を行い、振動認識部２０２０が当該振動位置に対応する振動操作を判別することにより得られた振動操作に対応する処理を実行する。そしてシステム制御部２０１４は、本処理を終了する。なお、本振動操作判定処理は、振動操作をデジタルカメラ１０００の操作に用いることが設定されている間、繰り返し実行されればよい。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の撮像装置は、振動が与えられた撮像装置の位置により、当該位置に依存して撮像装置を操作することができる。具体的には撮像装置は、撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出するセンサを備える。そしてセンサにより検出された加速度及び角加速度から、撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に振動が与えられたかを次のように判定する。センサの位置と複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に検出された角加速度を乗じて得られた値を、検出された加速度に加えることにより複数の振動検出位置それぞれについて評価値を算出する。そして、当該評価値の絶対値が最大である振動検出位置を前記振動が与えられた振動検出位置として判定し、制御手段は、当該振動が与えられた振動検出位置に対して予め割り当てられた処理を実行する。
【００６３】
このようにすることで、撮像装置を持ち直して他の操作部材を操作することなく、振動を撮像装置に与えることで、ユーザは様々な操作を簡単な操作で実行することができる。
【００６４】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置であって、
前記撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された加速度及び角加速度から、前記撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に前記振動が与えられたかを判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された前記振動が与えられた振動検出位置に対して予め割り当てられた処理を実行する制御手段と、を備え、
前記判定手段は、前記検出手段の位置と前記複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に前記検出された角加速度を乗じて得られた値を、
前記検出手段の位置を中心として、前記検出された角加速度の方向に回転した場合に、前記検出された加速度と同一の方向に動く振動検出位置については前記検出された加速度に加え、
前記検出された加速度と反対の方向に動く振動検出位置については前記検出された加速度から減ずる
ことにより前記複数の振動検出位置それぞれについて評価値を算出し、当該評価値の絶対値が最大である振動検出位置を、前記振動が与えられた振動検出位置として判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置はさらに操作部材を備え、
前記振動検出位置に対して予め割り当てられた処理は、前記撮像装置の姿勢、あるいは前記操作部材の状態により異なることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記操作部材が操作されている場合は振動検出位置の判定を行わないことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出する検出手段を備える撮像装置の制御方法であって、
判定手段が、前記検出手段により検出された加速度及び角加速度から前記撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に、前記振動が与えられたかを判定する判定工程と、
制御手段が、前記判定工程において判定された前記振動が与えられた振動検出位置に対して予め割り当てられた処理を実行する制御工程と、を備え、
前記判定工程において前記判定手段は、前記検出手段の位置と前記複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に前記検出された角加速度を乗じて得られた値を、
前記検出手段の位置を中心として、前記検出された角加速度の方向に回転した場合に、前記検出された加速度と同一の方向に動く振動検出位置については前記検出された加速度に加え、
前記検出された加速度と反対の方向に動く振動検出位置については前記検出された加速度から減ずる
ことにより前記複数の振動検出位置それぞれについて評価値を算出し、当該評価値の絶対値が最大である振動検出位置を、前記振動が与えられた振動検出位置として判定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として動作させるためのプログラム。
【請求項１】
撮像装置であって、
前記撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された加速度及び角加速度から、前記撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に前記振動が与えられたかを判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された前記振動が与えられた振動検出位置に対して予め割り当てられた処理を実行する制御手段と、を備え、
前記判定手段は、前記検出手段の位置と前記複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に前記検出された角加速度を乗じて得られた値を、
前記検出手段の位置を中心として、前記検出された角加速度の方向に回転した場合に、前記検出された加速度と同一の方向に動く振動検出位置については前記検出された加速度に加え、
前記検出された加速度と反対の方向に動く振動検出位置については前記検出された加速度から減ずる
ことにより前記複数の振動検出位置それぞれについて評価値を算出し、当該評価値の絶対値が最大である振動検出位置を、前記振動が与えられた振動検出位置として判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置はさらに操作部材を備え、
前記振動検出位置に対して予め割り当てられた処理は、前記撮像装置の姿勢、あるいは前記操作部材の状態により異なることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記操作部材が操作されている場合は振動検出位置の判定を行わないことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像装置に与えられた振動を、加速度及び角加速度として検出する検出手段を備える撮像装置の制御方法であって、
判定手段が、前記検出手段により検出された加速度及び角加速度から前記撮像装置の予め定められた複数の振動検出位置のうちのいずれの振動検出位置に、前記振動が与えられたかを判定する判定工程と、
制御手段が、前記判定工程において判定された前記振動が与えられた振動検出位置に対して予め割り当てられた処理を実行する制御工程と、を備え、
前記判定工程において前記判定手段は、前記検出手段の位置と前記複数の振動検出位置それぞれとがなす距離に前記検出された角加速度を乗じて得られた値を、
前記検出手段の位置を中心として、前記検出された角加速度の方向に回転した場合に、前記検出された加速度と同一の方向に動く振動検出位置については前記検出された加速度に加え、
前記検出された加速度と反対の方向に動く振動検出位置については前記検出された加速度から減ずる
ことにより前記複数の振動検出位置それぞれについて評価値を算出し、当該評価値の絶対値が最大である振動検出位置を、前記振動が与えられた振動検出位置として判定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として動作させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７５４６０（Ｐ２０１２−１７５４６０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６３３３（Ｐ２０１１−３６３３３）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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