JP6312519B2 - 撮像装置、その制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、その制御方法、及びプログラムに関する。

近年、デジタルカメラにおいて、写真の撮影位置や撮影方向を知りたいというニーズが高まってきている。そして、地磁気センサと加速度センサを用いた電子コンパスを備え、撮影方向を撮影画像に関連付けて保存する機能を有するデジタルカメラが実用化されている。例えば、特許文献１では、画像情報に撮像方位情報と共に撮像画角情報も関連付けて、この情報を基に、複数の画像から広画角の合成画像を生成可能にする技術が開示されている。

電子コンパスは、地磁気センサ及び加速度センサの出力から方位を算出する。従って、デジタルカメラ内部やデジタルカメラシステムにおいて磁界や加速度に影響を与えるものがあると、原理上、算出する方位の精度が悪化してしまう。特許文献２は、地磁気センサに関するこの問題を回避する方法を提案している。特許文献２には、地磁気検出部と、磁気方位データの変化量を算出する変化量算出部と、角速度を積分して角度データを算出する積分部とを備える電子機器が開示されている。この電子機器は、磁気方位データの変化量及び角速度が閾値の範囲内である場合、方位の算出を地磁気で行い、そうでない場合、地磁気に加えて角速度も用いる。

特開２０００−３２３７９号公報 特開２０１３−５７６０１号公報

デジタルカメラ、特に、一眼レフタイプのデジタルカメラは、ミラーやシャッターなどの可動部分を備え、撮影時にこれらが動作することにより、加速度センサが影響を受け、算出される方位の精度が悪化する。しかしながら、特許文献２には、地磁気に対する影響の対策が開示されているだけであり、加速度に対する影響の対策は開示されていない。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、電子コンパスを備える撮像装置において、ミラーやシャッターなどの可動部の動作に起因する電子コンパスの精度低下を抑制する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、撮像のために動作する可動部を有する撮像装置であって、前記撮像装置の加速度を検出する加速度検出手段と地磁気を検出する地磁気検出手段と前記加速度検出手段により検出された加速度と、前記地磁気検出手段により検出された地磁気とを用いて、前記撮像装置の向きを決定する決定手段と、を有し、前記決定手段は、前記可動部の動作期間中の所定のタイミングにおける前記撮像装置の向きを決定する場合、前記可動部の動作期間の開始前に前記加速度検出手段により検出された加速度と、前記可動部の動作期間中に前記地磁気検出手段により検出された地磁気とを用いて前記撮像装置の向きを決定することを特徴とする撮像装置を提供する。

なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための形態における記載によって更に明らかになるものである。

本発明によれば、電子コンパスを備える撮像装置において、ミラーやシャッターなどの可動部の動作に起因する電子コンパスの精度低下を抑制することが可能となる。

第１の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラ（撮像システム）の構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る、ライブビュー動作から静止画を一コマ撮影するときの、電子コンパスの動作の様子を示す図。 第２の実施形態に係る、ライブビュー動作から静止画を一コマ撮影するときの、電子コンパスの動作の様子を示す図。 第３の実施形態に係る、アイドル状態から静止画を連写撮影するときの、電子コンパスの動作の様子を示す図。 第４の実施形態に係る、ライブビュー動作から静止画を一コマ撮影するときの、電子コンパスの動作の様子を示す図。 第１の実施形態に係る、図２Ａに示す状況に対応する電子コンパスの動作の詳細を示す図。 第２の実施形態に係る、図２Ｂに示す状況に対応する電子コンパスの動作の詳細を示す図。 第３の実施形態に係る、図２Ｃに示す状況に対応する電子コンパスの動作の詳細を示す図。 第４の実施形態に係る、図２Ｄに示す状況に対応する電子コンパスの動作の詳細を示す図。 第１の実施形態に係るカメラ１２０の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係るカメラ１２０の動作を示すフローチャート。 第３の実施形態に係るカメラ１２０の動作を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラ（撮像システム）の構成を示すブロック図である。デジタル一眼レフカメラは、撮影レンズ１００及びカメラ１２０（撮像装置）を備える。以下、図１を参照して、デジタル一眼レフカメラによる撮影時に撮影方位を求める方法について説明する。

カメラ１２０に電池１１０が挿入されると、電源回路１０９が動作し、カメラ１２０に電源が供給される。次に、マイコン／画像処理エンジン１１８が不揮発性メモリ１１３からプログラムを読み込んで作業用メモリ１１４に展開し、実行する。これにより、カメラ１２０が起動し、撮影ができる状態となる。カメラ１２０が起動した状態で、ユーザがズームレバー（不図示）を操作すると、マイコン／画像処理エンジン１１８は、ズームレンズ１０２を駆動してズーム動作を行う。また、ユーザがレリーズスイッチ１０８を操作すると、撮影動作が開始される。

マイコン／画像処理エンジン１１８がレリーズスイッチ１０８の操作を検出すると、マイコン／画像処理エンジン１１８とレンズマイコン１０４との間で通信が行われる。これにより、マイコン／画像処理エンジン１１８は、撮影レンズ１００と連動してフォーカスレンズ１０１の駆動を行いながらＡＦ／ＡＥ動作を行う。ＡＦ／ＡＥ動作が完了すると、マイコン／画像処理エンジン１１８は、測光値に応じて絞り１０３及びミラー１０７を駆動した後、シャッター１０６の走行を開始する。マイコン／画像処理エンジン１１８は、シャッター１０６の走行と略同時に撮像センサ１０５を駆動し、被写体を撮影する。撮影した画像データは、マイコン／画像処理エンジン１１８により画像処理され、ＪＰＥＧ等の画像ファイルフォーマットにエンコードされ、最終的に記録装置１１２に画像ファイルとして記録される。

撮影動作と並行して、マイコン／画像処理エンジン１１８は、レリーズスイッチ１０８が操作されたことを検出したら、地磁気センサ１１７及び加速度センサ１１６を駆動し、撮影方位の検出を行う。地磁気センサ１１７及び加速度センサ１１６は、それぞれ地磁気検出及び加速度検出を行い、ｘ／ｙ／ｚの３軸それぞれの磁気、もしくは、加速度の値をデジタル値として出力する。これによって、カメラの姿勢がどんな状態であれ、地磁気や加速度を３次元のベクトルで検出することが可能である。地磁気センサ１１７及び加速度センサ１１６は、通常、撮影の前後、及び、撮影中に、定期的に駆動してデータを出力する。このデータをマイコン／画像処理エンジン１１８によってフィルタ等の処理や、ベクトル演算を行うことで、撮影方位を求めることができる。

撮影方位の演算方法としては、まず、マイコン／画像処理エンジン１１８は、加速度センサ１１６の出力から、重力加速度の向きを検出する。これにより、地面と水平となる面が得られる。次に、マイコン／画像処理エンジン１１８は、地磁気センサ１１７の出力から、地磁気の向きを求める。更に、マイコン／画像処理エンジン１１８は、地磁気ベクトルと、既知の撮影方向を示すベクトルの水平面上の成分を求める。それらの成す角を求めることで、撮影方位角が得られる。求めた撮影方位は、磁北基準の方位となっている。そのため、マイコン／画像処理エンジン１１８は、ＧＰＳ等によって撮影位置が分かっている場合には、撮影位置情報を用いて磁北と真北を変換し、真北基準の方位を求めてもよい。

マイコン／画像処理エンジン１１８は、撮影の前後、及び、撮影中に、定期的に方位を演算しているが、方位の演算は撮影とは非同期に行われるため、撮影中の適切なタイミングの１つの方位データを、最終的に撮影画像の撮影方位データとする。具体的には、一連の撮像処理の中でも、露光の瞬間が撮像のタイミングであることから、露光が行われるタイミングに最も近いタイミングで取得される方位データを、撮影画像の撮影方位データとして採用する。このように求めた撮影方位は、撮影により得られた画像ファイルに関連付けられ、画像ファイルの一部として記録装置１１２に記録される。

このように、本実施形態では、マイコン／画像処理エンジン１１８は撮影方位を求めるものとするが、これに限定されない。例えば、レンズ光軸が極端に上向きや下向きとなっている場合などは、レンズ光軸の向きを求めるのではなく、撮影画面中央から上へ向かう方向（カメラの天地方向の軸の、天に向かう方向）など、他の注目方向に関して方位を求めても構わない。いずれの方向成分を求めるにせよ、加速度センサを用いた重力加速度の算出は必要である。

以下、図２Ａ及び図３Ａを参照して、第１の実施形態に係る、静止画撮影時の電子コンパス動作について説明する。図２Ａは、第１の実施形態に係る、ライブビュー動作から静止画を一コマ撮影するときの、電子コンパスの動作の様子を示す図である。本実施形態におけるカメラ１２０は、各部の動作に応じて撮像ステータスを規定する。図２Ａにおいては、以下の３つの状態が、カメラの動作に応じて切り替わる様子を示している。すなわち、カメラ１２０が指示を待っている状態ではアイドル状態、順次受光して得られる画像をリアルタイムに表示装置１１５に表示するライブビュー状態、シャッター等を駆動して撮像処理を実行する静止画撮影状態、である。まず、カメラ１２０の電源を入れただけの状態では、撮像ステータスはアイドルとなり、このとき、電子コンパスはまだ動作していない。時刻ｔ１において、ユーザがスイッチ又はメニューを操作し、カメラ１２０がライブビューモードに入ると、撮像ステータスはライブビューとなり、表示装置１１５にリアルタイム映像が表示される。それと共に、カメラ１２０は、加速度センサ１１６及び地磁気センサ１１７の動作を開始し、定期的に加速度及び地磁気の情報を取得し、電子コンパスを動作させる。カメラ１２０は、表示装置１１５のライブビュー映像に重畳する形で、現在の撮影方位（レンズが向いている方向）を表すコンパス表示を行う。このライブビューモード中にユーザがレリーズスイッチ１０８を半押しすると、マイコン／画像処理エンジン１１８がＳＷ１信号のＨＩＧＨを検出する。すると、カメラ１２０は、静止画撮影のためのＡＦ／ＡＥ動作を行い、ＩＳＯ感度／シャッタースピード／絞り値を決定する。このときには、シャッター１０６及びミラー１０７は駆動しておらず、加速度センサ１１６の出力が乱れることはない。

時刻ｔ２において、ユーザがレリーズスイッチ１０８を操作（ＳＷ２ ＯＮ）すると、静止画撮影動作が始まる。カメラ１２０は、ミラー１０７を駆動し、ミラー１０７が全開したところで、メカシャッター（シャッター１０６）の先幕及び後幕を駆動することで、撮像センサ１０５に被写体像を露光する。この後、カメラ１２０は、シャッター１０６及びミラー１０７を逆方向に駆動し（チャージ動作）、次の撮影に備える（時刻ｔ３）。これによって次の撮影に備えてＡＦ／ＡＥ動作ができる準備が整う。これに続いて、撮影した画像を記録装置１１２に転送する処理が開始する。この撮影画像の転送完了を以て、静止画撮影状態が終了する（時刻ｔ４）。

カメラ１２０は、この一連の動作に並行して、電子コンパス動作を行う。このとき、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動があると、カメラ１２０全体に振動が伝わる。デジタル一眼レフカメラ内部のメカ的な部材の駆動としては、シャッター１０６及びミラー１０７の他にも、フォーカスレンズ１０１の駆動や絞り１０３の駆動等があり、これらによっても、デジタル一眼レフカメラ全体が振動する可能性がある。但し、本実施形態の以下の説明では、簡略化のため、特に影響の大きいシャッター１０６及びミラー１０７に起因する振動に注目した例について述べる。

デジタル一眼レフカメラ全体が振動すると、加速度センサ１１６はこの振動を検出し、図２Ａの「加速度センサ出力」に示すように、出力は大きく振られてしまう。電子コンパス機能にとって、加速度センサ１１６は地球の重力加速度を検出するものであり、カメラ１２０の姿勢が変わらなければ一定の値を維持することを期待するものである。このように大きく振られた加速度センサ１１６の値をそのまま使って撮影方位を検出すると、カメラ１２０の姿勢を変えずに同じ方向を向いて撮影しているにもかかわらず、撮影方位が大きく動いているかのような間違った演算結果が得られる。その結果、図２Ａの「実際の撮影方位」及び「算出した撮影方位（そのまま演算した場合）」に示すように、得られる撮影方位が実際の撮影方位とは異なってしまう。

しかしながら、本実施形態の電子コンパスは、シャッター１０６などの１以上の可動部の動作の影響を低減するように動作するので、図２Ａの「算出した撮影方位」に示すように、得られる撮影方位が実際の撮影方位に近づく。なお、図２Ａにおいては、「算出した撮影方位」と「実際の撮影方位」とが完全に一致するように図示されているが、これは理想的な状態を概念的に示したに過ぎず、完全には一致しない場合も本実施形態の範囲に含まれる。

図３Ａは、第１の実施形態に係る、図２Ａに示す状況に対応する電子コンパスの動作の詳細を示す図である。時刻ｔ１においてライブビューが開始すると、カメラ１２０は、加速度センサ１１６及び地磁気センサ１１７の生出力データを定期的に取得する。このときの１セットのデータを、図３Ａでは１つの四角形として表現している。

静止画撮影動作が始まる前は、カメラ１２０は、加速度センサ１１６及び地磁気センサ１１７の生出力データに対して移動平均を取るなどしてフィルタをかけ、データに重畳しているノイズを適切に除去する。その後、カメラ１２０は、ノイズが除去されたデータ（移動平均後のデータ）に対して、前述した演算を行うことによって、撮影方位データを得る。

時刻ｔ２においてユーザがレリーズスイッチ１０８を全押しすると、マイコン／画像処理エンジン１１８がＳＷ２信号のＨＩＧＨを検出し、撮像ステータスがライブビューから静止画撮影に変化する。静止画撮影が始まると、カメラ１２０は、加速度センサ１１６の移動平均前データとして、生出力データの代わりに、直前のタイミングで取得した移動平均後データ（図３Ａにおいて符号３００で示す）を用いる。カメラ１２０は、移動平均前データに対して移動平均を取ることによって、撮影方位の演算に用いるデータ（移動平均後データ）を得る。その後、カメラ１２０は、移動平均後データに対して、前述した演算を行うことによって、撮影方位データを得る。

なお、移動平均処理は、必須の処理ではない。しかしながら、静止画撮影時に取得された生出力データを撮影開始前に取得された生出力データに置き換えて撮影方位を演算すると、置き換えの前後で撮影方位が急激に変化してしまう可能性がある。移動平均処理を行うと、ノイズを適切に除去しつつ、ライブビューから静止画撮影への切り替わりのタイミングで滑らかに連続して撮影方位が変化するようにできる。移動平均処理を行う場合、カメラ１２０は、連続するＮ個（Ｎは２以上の整数であり、本実施形態では４）のタイミングにおける加速度センサ１１６の生出力データ（移動平均前データ）の平均値を算出することにより、移動平均後データを得る。従って、図３Ａにおいて符号３００で示す移動平均後データは、静止画撮影の開始前の最後の４個のタイミングに対応する４個の移動平均前データの平均値である。また、シャッター１０６及びミラー１０７の動作中の所定のタイミングにおける移動平均後データは、このタイミングを含む直近の４個のタイミングに対応する４個の移動平均前データに基づいて算出される。この場合において、「直近の４個のタイミング」のうち、シャッター１０６及びミラー１０７の動作中の期間に含まれるタイミングについては、加速度センサ１１６の生出力データではなく符号３００で示す移動平均後データが移動平均前データとして用いられる。

一連の静止画撮影動作が完了すると（時刻ｔ４）、マイコン／画像処理エンジン１１８はそれを検出し、撮像ステータスを、静止画撮影から、再度ライブビューモードに移行させる。また、静止画撮影動作が完了する手前（時刻ｔ３）で、シャッター１０６及びミラー１０７の動作は完了している。マイコン／画像処理エンジン１１８は、シャッター１０６及びミラー１０７の動作完了を検出すると、加速度センサ１１６の移動平均前データとして、その時点で取得した加速度センサ１１６の生出力データを用いるように制御する。

このように、カメラ１２０は、図２Ａ及び図３Ａに示す検出期間（ＳＷ２がＯＮとなってからシャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了するまでの期間）には、検出期間の直前に取得された加速度データに基づいて撮影方位を演算する。これにより、カメラ１２０は、シャッター１０６及びミラー１０７などの振動の影響を受けていない加速度データに基づいて、撮影方位を演算することができる。その結果、図２Ａに示すように、算出した撮影方位は、実際の撮影方位と略一致することになる（前述の通り、完全一致でなくても構わない）。

図４は、第１の実施形態に係るカメラ１２０の動作を示すフローチャートである。ユーザがライブビュー操作を行うと、本フローチャートの処理が開始する。Ｓ４０１で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、ライブビュー動作を開始する。Ｓ４０２で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、ユーザがライブビュー終了操作を行ったか否かを判定する。ユーザがライブビュー終了操作を行ったとマイコン／画像処理エンジン１１８が判断した場合、本フローチャートの処理は終了する。そうでない場合、処理はＳ４０４に進む。

Ｓ４０４で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、所定の間隔で地磁気センサ１１７及び加速度センサ１１６を動作させ、電子コンパス演算を行う。電子コンパス演算の詳細は、上で図２Ａ及び図３Ａを参照して説明した通りである。Ｓ４０５で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、表示装置１１５にコンパス表示を行う。

Ｓ４０６で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、ユーザがレリーズスイッチを全押ししたか否かを判定する。ユーザがレリーズスイッチを全押ししていないとマイコン／画像処理エンジン１１８が判断した場合、処理はＳ４０２に戻り、マイコン／画像処理エンジン１１８は、同様の処理を繰り返す。これにより、定期的に電子コンパス演算が行われる。

Ｓ４０６においてユーザがレリーズスイッチを全押ししたとマイコン／画像処理エンジン１１８が判断した場合、撮像ステータスが、ライブビューから静止画撮影に変化する。この場合、Ｓ４０７で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、Ｓ４０４に引き続き、所定の間隔で地磁気センサ１１７及び加速度センサ１１６を動作させる。併せて、Ｓ４０８で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、加速度センサ１１６の移動平均前データを、直前の移動平均後データに置き換える（図３Ａの符号３００参照）。Ｓ４０９で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、電子コンパス演算を行う。ここでの電子コンパス演算は、移動平均前データが撮影開始前の移動平均後データに置き換えられたことを除き、Ｓ４０４と同様である。また、Ｓ４０４に続くＳ４０５ではコンパス表示が行われたが、Ｓ４０９では静止画撮影中のため、表示装置１１５はＯＦＦであり、Ｓ４０９の電子コンパス演算に対応するコンパス表示は行われない。

Ｓ４１０で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、シャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了したか否かを判定する。なお、マイコン／画像処理エンジン１１８は、撮像した画像の転送が開始されたことを検知することで、シャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了したと判断する。シャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了していないとマイコン／画像処理エンジン１１８が判断した場合、処理はＳ４０７に戻り、マイコン／画像処理エンジン１１８は、Ｓ４０７以降の処理を繰り返す。これにより、シャッター１０６及びミラー１０７の動作中は、シャッター１０６及びミラー１０７などの振動の影響を受けていない加速度データに基づいて、電子コンパス演算が行われる。

Ｓ４１０においてシャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了しているとマイコン／画像処理エンジン１１８が判断した場合、撮像ステータスが、静止画撮影からライブビューに戻る。この場合、処理はＳ４０２に戻り、マイコン／画像処理エンジン１１８は、Ｓ４０２以降の処理を繰り返す。

なお、カメラ１２０は、電子コンパス演算により得られた撮影方位を、撮影した静止画に関連付けて保存する。電子コンパス演算は、撮影中だけではなく撮影前後にも行われているが、撮影中（特に、露光中）の電子コンパス演算により得られた撮影方位データが、実際の撮影方位に最もよく対応していると考えられる。従って、カメラ１２０は、撮影中の電子コンパス演算により得られた撮影方位データを、静止画に関連付ける。撮影中に得られる加速度センサ１１６の生出力データは、振動の影響を受けている可能性があるが、前述の通り、本実施形態の電子コンパス演算は、振動の影響を低減するように行われる。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、カメラ１２０は、シャッター１０６及びミラー１０７などの可動部の動作中に電子コンパス演算を行う場合、加速度データについては、動作開始前に得られた加速度データを用いる。従って、可動部の動作に起因する電子コンパスの精度低下が抑制される。

［第２の実施形態］
図１、図２Ｂ、及び図３Ｂを参照して、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラ（撮像システム）の基本的な構成は、第１の実施形態と同様である（図１参照）。以下、主に第１の実施形態と異なる点について説明する。

第１の実施形態では、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動が完了したタイミング（図２Ａ及び図３Ａの時刻ｔ３）で検出期間が終了し、それ以降は、電子コンパスは加速度センサの生出力データを使用していた。

しかしながら、実際には、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動が完了しても、駆動時の影響がカメラ１２０全体へ伝わり、カメラ１２０全体としても振動する可能性がある。この振動は次第に減衰していくが、完全に減衰して振動が無くなるまでには時間がかかる。このため、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動が完了し（図２Ｂ及び図３Ｂの時刻ｔ３）、その後、静止画撮影が完了しても（図２Ｂ及び図３Ｂの時刻ｔ４）、まだ振動は続いている可能性がある。つまり、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動完了後も、一定時間は加速度センサ１１６への影響がある可能性がある（図２Ｂの「加速度センサ出力」参照）。

換言すると、第１の実施形態においては、可動部の動作中の期間にカメラ１２０が振動している可能性が高いという考えの下、カメラ１２０は、その期間に電子コンパス演算を行う場合は、用いる加速度データの置き換えを行った。しかしながら、カメラ１２０が振動していると考えられる期間は、必ずしも可動部の動作中の期間に限定される訳ではなく、それ以外の期間にもカメラ１２０が振動している場合がある。

そこで、第２の実施形態では、カメラ１２０は、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動完了のタイミング（図２Ｂ及び図３Ｂの時刻ｔ３）から所定時間経過後（図２Ｂ及び図３Ｂの時刻ｔ５）に、検出期間を終了させる。

図３Ｂは、第２の実施形態に係る、図２Ｂに示す状況に対応する電子コンパスの動作の詳細を示す図である。シャッター１０６及びミラー１０７の駆動が完了し（時刻ｔ３）、その後、静止画撮影が完了しても（時刻ｔ４）、検出期間は続いている。そのため、斜線付き四角形で示されるように、加速度センサ１１６のデータの置き換えは、静止画撮影の完了後のライブビューの期間においても引き続き行われる。マイコン／画像処理エンジン１１８が、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動完了から所定時間待って、振動が無くなったと判断すると、検出期間が完了する。その後、マイコン／画像処理エンジン１１８は、静止画撮影前と同様、加速度センサ１１６の最新の生出力データを用いて電子コンパス演算を行うように制御する。これにより、検出期間の間は、加速度センサ１１６の出力に影響するノイズが適切に除去され、シャッター１０６及びミラー１０７の振動の影響を受けていない加速度データを用いて、撮影方位の演算をすることが可能となる。これによって、図２Ｂの「算出した撮影方位」に示すように、算出した撮影方位は、実際の撮影方位と略一致することになる。また、上記の処理により、次の撮影で得られる画像に付加される方位データに影響がでることはないと考えられる。なぜなら、撮影後は、ユーザはどんな画像が撮影されたのかを確認するために表示されるレックレビュー画面を閲覧することが多いためである。レックレビュー画面は、一般に、撮影後に、保存される画像を一時的に表示装置１１５に表示する処理であり、表示されてから所定時間が経過するとライブビュー画面に戻る。多くの場合、この時点で、あるいはレックレビュー画面の閲覧中に振動の影響は無くなる。すなわち、次の撮影が始まる段階では、既に前回の撮影での振動の影響は無くなっていると考えられる。従って、駆動完了から計時する所定時間は、このレックレビュー画面の表示時間に同期させてもよい。もちろん、実験的に求められる時間であってもよい。

図５は、第２の実施形態に係るカメラ１２０の動作を示すフローチャートである。ユーザがライブビュー操作を行うと、本フローチャートの処理が開始する。

Ｓ５０１〜Ｓ５０９の処理は、図４のＳ４０１〜Ｓ４０９と同様のため、説明を省略する。

Ｓ５１０で、マイコン／画像処理エンジン１１８は、シャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了してから、所定時間が経過したか否かを判断する。なお、マイコン／画像処理エンジン１１８は、撮像した画像の転送が開始されたことを検知することで、シャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了したと判断する。すなわち、Ｓ５１０ではマイコン／画像処理エンジン１１８は、撮像した画像の転送が開始されてから所定時間が経過したか否かを判断する。

所定時間が経過していないとマイコン／画像処理エンジン１１８が判断した場合、処理はＳ５０７に戻り、マイコン／画像処理エンジン１１８は、同様の処理を繰り返す。これにより、シャッター１０６及びミラー１０７の動作中、及び動作完了後の所定時間は、シャッター１０６及びミラー１０７などの振動の影響を受けていない加速度データに基づいて、電子コンパス演算が行われる。

Ｓ５１０において所定時間が経過しているとマイコン／画像処理エンジン１１８が判断した場合、処理はＳ５０２に戻り、マイコン／画像処理エンジン１１８は、同様の処理を繰り返す。

以上が、本実施形態におけるカメラ１２０の動作の説明である。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、カメラ１２０は、シャッター１０６及びミラー１０７などの可動部の動作中、及び動作完了後の所定時間に電子コンパス演算を行う場合、加速度データについては、動作開始前に得られた加速度データを用いる。従って、可動部の動作に起因する電子コンパスの精度低下が抑制される。

［第３の実施形態］
図１、図２Ｃ、及び図３Ｃを参照して、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラ（撮像システム）の基本的な構成は、第１の実施形態と同様である（図１参照）。以下、主に第１の実施形態と異なる点について説明する。

第１の実施形態では、ライブビューから１枚の静止画を撮影する場合について説明したが、第３の実施形態では、アイドル状態からライブビュー無しで連写撮影（複数の撮像を連続的に行う処理）を行う場合について説明する。

図２Ｃにおいて、時刻ｔ１で、ユーザがレリーズスイッチ１０８を半押しすると、マイコン／画像処理エンジン１１８がＳＷ１信号のＨＩＧＨを検出し、撮像ステータスがアイドルから撮影準備に変化する。カメラ１２０は、静止画撮影のためのＡＦ／ＡＥ動作を行い、ＩＳＯ感度／シャッタースピード／絞り値を決定する。これと並行して、カメラ１２０は、加速度センサ１１６及び地磁気センサ１１７を動作させ、出力を演算することによって、定期的に撮影方位を算出する。このときには、シャッター１０６及びミラー１０７は駆動しておらず、加速度センサ１１６の出力が乱れることはない。

時刻ｔ２において、ユーザがレリーズスイッチ１０８を全押しすると、マイコン／画像処理エンジン１１８がＳＷ２信号のＨＩＧＨを検出し、撮像ステータスが撮影準備から静止画撮影に変化し、静止画撮影が開始される。マイコン／画像処理エンジン１１８はこのタイミングを検出し、図２Ｃにおける検出期間の開始とする。静止画撮影が開始されると、カメラ１２０はミラー１０７を駆動し、ミラー１０７が全開したところで、メカシャッター（シャッター１０６）の先幕及び後幕を駆動することで、撮像センサ１０５に被写体像を露光する。このとき、第１の実施形態と同様に、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動により、加速度センサ１１６の出力が乱されてしまう。最初の撮影の完了時に、ユーザがそのままレリーズスイッチ１０８を全押ししていると、カメラ１２０は次のコマを撮影する動作に入る。カメラ１２０は、１枚目と同様に、ＡＦ／ＡＥ動作を行い、ＩＳＯ感度／シャッタースピード／絞り値を決定して、シャッター１０６及びミラー１０７を駆動することで、２枚目の撮影を行う。

本実施形態では、一例として４コマの連写撮影を行う場合を説明しているが、３枚目及び４枚目についても同様の処理が行われる。４枚目の静止画撮影を行っている最中にユーザはレリーズスイッチ１０８の押下をやめており、ＳＷ２信号がＬＯＷとなる。その後、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動は完了するが、カメラ１２０全体の振動としては続いている可能性がある。つまり、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動完了後も、一定時間は加速度センサ１１６への影響がある可能性がある。

そこで、本実施形態でも、第２の実施形態と同様、カメラ１２０は、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動完了のタイミング（時刻ｔ６）から所定期間経過後（時刻ｔ８）に、検出期間を終了させる。

カメラ１２０は、電子コンパス演算により得られた撮影方位を、撮影した静止画に関連付けて保存する。電子コンパス演算は、撮影中だけではなく撮影前後にも行われているが、撮影中（特に、露光中）の電子コンパス演算により得られた撮影方位データが、実際の撮影方位に最もよく対応していると考えられる。しかしながら、撮影動作に入る直前の撮影方位データを静止画に関連付けても、実用上、誤差は大きな問題にならない。

図３Ｃは、第３の実施形態に係る、図２Ｃに示す状況に対応する電子コンパスの動作の詳細を示す図である。図３Ｃにおいて、１枚目の撮影画像データに関連付ける撮影方位データは、符号３０１で示す加速度センサ移動平均後データのタイミングとなる。このタイミングでは、シャッター１０６及びミラー１０７は動作しておらず、加速度センサ１１６が振動の影響を受けていない。つまり、静止画１コマ目の撮影方位データとしては、通常の演算方法で算出した撮影方位データを用いることができる。

しかしながら、２コマ目の撮影方位データは、１コマ目の撮影動作の最後のタイミング（時刻ｔ３の直前）で演算したものを用いるため、１コマ目の撮影に伴うシャッター１０６及びミラー１０７の振動の影響を受けてしまう。このタイミングでシャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了していたとしても、カメラ１２０全体としては、まだ振動の影響が残っている可能性がある。このため、このタイミングで得られた加速度センサ１１６の値を用いて撮影方位を演算してしまうと、正しい方位が算出できない。３コマ目、４コマ目も同様であり、それぞれ、前のコマの撮影動作における、シャッター１０６及びミラー１０７の振動の影響を受けてしまう。

そこで、図３Ｃにおいて、カメラ１２０は、静止画撮影中は、加速度センサ１１６の移動平均前データを、静止画撮影開始の直前に取得した移動平均後データ（図３Ｃにおいて符号３０１で示す）で置き換える。カメラ１２０は、静止画４コマの連写中、及び、前述したように、連写後の振動が収まるまでを検出期間とし、この期間は常に符号３０１で示す移動平均後データを用いる。これにより、カメラ１２０は、振動の影響を受けずに撮影方位データを算出することが可能である。

一方、静止画の連写撮影としては、被写体の動きに合わせてカメラ１２０を振りながら撮影する場合もある。この場合においては、静止画連写中のカメラ１２０の姿勢が正しく取得できないと、電子コンパスの演算が正しく行われない可能性がある。しかしながら、被写体の動きに合わせてカメラ１２０を振る場合、地面と水平の面上においてカメラ１２０を振ることが多いと考えられる。この場合、静止画連写撮影中に正しく重力加速度の方向が得られなかったとしても、静止画撮影の直前に取得した加速度センサ１１６のデータを用いればよい。即ち、カメラ１２０は、撮影中は地磁気センサ１１７のデータのみ最新データを用いることによって、ほぼ正しい撮影方位を演算することができる。

図６は、第３の実施形態に係るカメラ１２０の動作を示すフローチャートである。ユーザがレリーズスイッチを押下して、ＳＷ１がＯＮとなったことに応じて本フローチャートの処理が開始する。

Ｓ６０１は、図４のＳ４０４と同様の処理である。すなわちこの時点では、加速度センサからの出力を利用して方位を算出する。

Ｓ６０２は、図４のステップＳ４０６と同様の処理である。ここでユーザがレリーズスイッチを全押ししていないと判断されたならば、処理はステップＳ６０１に戻り、Ｓ６０１〜Ｓ６０２の処理を繰り返す。Ｓ６０２でユーザがレリーズスイッチを全押ししたと判断されたならば、処理はＳ６０３に進む。

Ｓ６０３〜Ｓ６０５は、図４のＳ４０７〜Ｓ４０９と同様の処理である。

続く、Ｓ６０６では、マイコン／画像処理エンジン１１８は、ユーザが継続してレリーズスイッチを全押ししたままであるか否かを判断する。ユーザが継続してレリーズスイッチを全押ししたままであると判断した場合、処理はＳ６０３に戻り、Ｓ６０３〜Ｓ６０６の処理を繰り返す。これに併せて、連写処理が継続される。つまり、Ｓ６０３〜Ｓ６０６の繰り返しに並行して、所定の連写間隔で撮像が実行される。言い換えれば、静止画連写撮影中は、加速度センサ１１６の移動平均前データを、静止画撮影開始の直前に取得した移動平均後データで置き換えて、方位データが算出される。

Ｓ６０６で、ユーザが継続してレリーズスイッチを全押ししたままでないと判断された場合、Ｓ６０３〜Ｓ６０６の繰り返しを終了し、処理はＳ６０７に進む。すなわち、連写撮影処理が終了する。

Ｓ６０７では、図５のＳ５１０と同様の処理が実行される。また、処理がＳ６０７からＳ６０３に戻った場合、Ｓ６０３〜Ｓ６０７の処理が繰り返されるが、処理がＳ６０６からＳ６０３に戻った場合と異なり、連写撮影処理は行われない。

以上が、本実施形態におけるカメラ１２０の動作の説明である。

以上説明したように、第３の実施形態によれば、カメラ１２０は、静止画連写中、及び、可動部の動作完了後の所定時間に電子コンパス演算を行う場合、加速度データについては、連写開始前に得られた加速度データを用いる。従って、可動部の動作に起因する電子コンパスの精度低下が抑制される。

［第４の実施形態］
図１、図２Ｄ、及び図３Ｄを参照して、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラ（撮像システム）の基本的な構成は、第１の実施形態と同様である（図１参照）。以下、主に第１の実施形態と異なる点について説明する。

第１の実施形態では、振動源（可動部）として、カメラ１２０内部のシャッター１０６及びミラー１０７を考慮した説明を行った。しかしながら、撮影レンズ１００の振動も、加速度センサ１１６に影響を与える。撮影レンズ１００におけるメカ的な動きとしては、ＡＦ駆動、絞り駆動、防振装置の駆動などが挙げられる。このうち、防振装置は振動を抑えるような動作となるので、カメラ１２０全体の振動を大きくするような動きとはならない。また、絞り駆動に関しては、ミラー１０７の動作タイミングとほぼ同等のタイミングとなり、ミラー１０７の動作期間を検出することで、絞り駆動に関してもカバーできる。

一方、ＡＦ駆動に関しては、駆動による振動自体は小さいものの、シャッター１０６及びミラー１０７の駆動タイミングとは異なるタイミングとなるため、別途タイミングを検出して補正しなければならない可能性がある。そこで、第４の実施形態では、フォーカスレンズ１０１、シャッター１０６、及びミラー１０７の動作に起因する電子コンパスの精度低下を抑制する構成について説明する。

図２Ｄにおいて、ライブビュー中にユーザがレリーズスイッチ１０８を半押しすると、マイコン／画像処理エンジン１１８がＳＷ１信号のＨＩＧＨを検出し、ＡＦ駆動が開始される（時刻ｔ１）。このとき、静止画撮影はまだ行われていない。このとき、加速度センサ１１６の出力としては、ＡＦ中にフォーカスレンズ１０１が駆動することによって、わずかに振動を検出してしまう。そのため、加速度センサ１１６の生出力データを用いて電子コンパス演算を行うと、撮影方位の演算結果としては、わずかに振動の影響を受ける。そこで、カメラ１２０は、ＡＦ動作の開始後は、加速度センサ１１６の移動平均前データを、ＡＦ動作の開始直前の移動平均後データに置き換える。

また、シャッター１０６及びミラー１０７による振動の影響が収まるのは、静止画撮影の完了（時刻ｔ２）と略一致する場合がある。そこで、本実施形態では、マイコン／画像処理エンジン１１８は、静止画撮影の完了を検出することで、検出期間を終了させる。即ち、マイコン／画像処理エンジン１１８は、図２Ｄにおいて、ＳＷ１信号のＨＩＧＨを検出してから、静止画撮影が終了するまでを検出期間とし、加速度センサ１１６のデータの置き換えを行う。

図３Ｄは、第４の実施形態に係る、図２Ｄに示す状況に対応する電子コンパスの動作の詳細を示す図である。カメラ１２０は、ＡＦ動作の開始（時刻ｔ１）から静止画撮影の完了（時刻ｔ２）までの間は、加速度センサ１１６の移動平均前データを、ＡＦ動作の開始直前の移動平均後データ（図３Ａにおいて符号３０２で示す）に置き換える。これにより、カメラ１２０は、振動の影響を受けずに撮影方位データを算出することが可能となる。

なお、第４の実施形態に係るカメラ１２０の動作を示すフローチャートについては、図４のＳ４０６及びＳ４１０の処理が異なるだけであるため、図面は省略する。異なるのは、Ｓ４０６で、マイコン／画像処理エンジン１１８が、ユーザがレリーズスイッチを全押ししたか否かを判定するのではなく、ユーザがレリーズスイッチを半押ししたか否かを判定する。すなわち、ＳＷ１信号のＨＩＧＨを検出したかどうかを判定する。また、Ｓ５１０では、マイコン／画像処理エンジン１１８が、シャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了したか否かを判定するのではなく、静止画撮影が完了したか否かを判定する。

以上のように、第４の実施形態では、カメラ１２０は、フォーカスレンズ１０１、シャッター１０６、及びミラー１０７の動作に起因する振動がある間に電子コンパス演算を行う場合、加速度データについては、動作開始前に得られた加速度データを用いる。従って、可動部の動作に起因する電子コンパスの精度低下が抑制される。

［その他の実施形態］
上述の実施形態では、図４のＳ４１０で、マイコン／画像処理エンジン１１８が、シャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了したか否かを判定する際に、撮像した画像の転送が開始されたか否かの検知結果を利用する例について述べた。これについては、シャッター１０６及びミラー１０７の動作が完了していることを判断できるならば、他の基準を利用してもよい。例えば、シャッター１０６やミラー１０７を駆動するための電力供給の状況を監視して、動作完了を判断してもよいし、シャッター１０６やミラー１０７を動作させるための制御の信号を送信する信号線の電圧、電流、を監視して動作完了を判断してもよい。

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（又は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。

１００…撮影レンズ、１０１…フォーカスレンズ、１０６…シャッター、１０７…ミラー、１１６…加速度センサ、１１７…地磁気センサ、１１８…マイコン／画像処理エンジン、１２０…カメラ

Claims (11)

1. 撮像のために動作する可動部を有する撮像装置であって、
   前記撮像装置の加速度を検出する加速度検出手段と、
   地磁気を検出する地磁気検出手段と、
   前記加速度検出手段により検出された加速度と、前記地磁気検出手段により検出された地磁気とを用いて、前記撮像装置の向きを決定する決定手段と、
   を有し、
   前記決定手段は、前記可動部の動作期間中の所定のタイミングにおける前記撮像装置の向きを決定する場合、前記可動部の動作期間の開始前に前記加速度検出手段により検出された加速度と、前記可動部の動作期間中に前記地磁気検出手段により検出された地磁気とを用いて前記撮像装置の向きを決定する
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記動作期間は、前記可動部が動作を開始してから当該動作が完了するまでの期間を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記動作期間は、前記可動部が動作を開始してから当該動作の完了後に所定時間が経過するまでの期間を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 撮影が完了したことに応じて撮影したデータを一定時間表示部に表示するよう制御する表示制御手段を更に有し、
   前記所定時間は前記一定時間に同期する
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記撮像装置は複数の撮像を連続的に行う機能を有し、
   前記動作期間は、前記可動部が最初の撮像のための動作を開始してから、前記可動部が最後の撮像のための動作を完了した後に所定時間が経過するまでの期間を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記動作期間は、前記可動部が撮像のために動作を開始してから当該撮像が完了するまでの期間を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記加速度検出手段は、定期的に前記撮像装置の加速度を検出し、
   前記決定手段は、前記所定のタイミングにおける前記撮像装置の向きを決定する場合、前記動作期間の開始前の最後のＮ個（Ｎは２以上の整数）のタイミングに前記加速度検出手段により検出されたＮ個の加速度の平均値を用いて、前記決定を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記加速度検出手段は、定期的に前記撮像装置の加速度を検出し、
   前記決定手段は、前記所定のタイミングにおける前記撮像装置の向きを決定する場合、前記所定のタイミングを含む直近のＮ個（Ｎは２以上の整数）のタイミングに前記加速度検出手段により検出されたＮ個の加速度の平均値を算出し、当該平均値を用いて前記決定を行い、
   前記決定手段は、前記平均値を算出する際に、前記Ｎ個の加速度のうち前記動作期間に含まれるタイミングに対応する加速度については、前記加速度検出手段により検出された加速度の代わりに、前記動作期間の開始前の最後のＮ個のタイミングに前記加速度検出手段により検出されたＮ個の加速度の平均値を用いる
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記可動部は、フォーカスレンズ、シャッター、及びミラーのうちの少なくともいずれかを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 撮像のために動作する可動部を有する撮像装置の制御方法であって、
    前記撮像装置の加速度を検出する加速度検出工程と、
    地磁気を検出する地磁気検出工程と、
    前記検出された加速度と、前記検出された地磁気とを用いて、前記撮像装置の向きを決定する決定工程と、
    を有し、
    前記決定工程にて、前記可動部の動作期間中の所定のタイミングにおける前記撮像装置の向きが決定される場合、前記可動部の動作期間の開始前に検出された加速度と、前記可動部の動作期間中に検出された地磁気とを用いて前記撮像装置の向きが決定される
    ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
11. コンピュータを、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるための、コンピュータが読み取り可能なプログラム。

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