特許 7269354 撮像装置、システム、像ぶれ補正方法、プログラム、及び記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-25

(45)【発行日】2023-05-08

(54)【発明の名称】撮像装置、システム、像ぶれ補正方法、プログラム、及び記録媒体

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/08 20210101AFI20230426BHJP

   G03B 17/18 20210101ALI20230426BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20230426BHJP

   H04N 23/68 20230101ALI20230426BHJP

   H04N 23/60 20230101ALI20230426BHJP

   G03B 5/00 20210101ALI20230426BHJP

【ＦＩ】

G03B5/08

G03B17/18

G03B15/00 U

H04N23/68

H04N23/60

G03B5/00 G

【請求項の数】 23

(21)【出願番号】P 2021543894

(86)(22)【出願日】2019-09-05

(86)【国際出願番号】 JP2019035004

(87)【国際公開番号】W WO2021044585

(87)【国際公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】321001056

【氏名又は名称】ＯＭデジタルソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土屋 仁司

【審査官】越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／２３０３１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－５１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１５４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８１２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－５２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－８９９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１４３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０９７９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ５／００－５／０８

Ｇ０３Ｂ １７／１８

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｈ０４Ｎ ２３／６８

Ｈ０４Ｎ ２３／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像装置であって、
被写体像を結像する光学系と、
前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像装置の複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、
前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記複数の回転方向の角速度を第１基準値として保持する第１メモリと、
前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された角速度から、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる自転角速度の成分を取り除くことに依り取得された、前記複数の回転方向の角速度を第２基準値として保持する第２メモリと、
前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置の動作モードに応じて、前記第１メモリに保持された第１基準値又は前記第２メモリに保持された第２基準値を減算する減算回路と、
前記減算回路の減算結果に基づいて、前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出する像ぶれ補正量算出回路と、
前記撮像素子を移動させる第１駆動機構、又は、前記光学系の一部を移動させる第２駆動機構及び前記第１駆動機構を、前記像ぶれ補正量に基づいて駆動する駆動制御回路と、
を備えることを特徴とする。

【請求項2】

請求項１記載の撮像装置であって、
前記撮像装置の複数方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記複数方向の加速度に基づいて、前記撮像装置の仰角及び前記光学系の光軸回りの傾きを前記撮像装置の姿勢として判定する姿勢判定回路と、
前記撮像装置の少なくとも緯度を含む位置を検出する位置センサと、
前記撮像装置の撮像方向の方位を検出する方位センサと、
前記静止状態である時の前記加速度センサに依り検出された前記複数方向の加速度に基づいて前記姿勢判定回路に依り判定された姿勢と、前記静止状態である時の前記位置センサに依り検出された位置に含まれる緯度と、前記静止状態である時の前記方位センサに依り検出された方位とに基づいて、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる前記複数の回転方向の自転角速度を算出し、前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記第１基準値から前記自転角速度を減算することに依り、前記第２基準値を算出する第２基準値算出回路と、
を更に備えることを特徴とする。

【請求項3】

請求項２記載の撮像装置であって、
前記減算回路は、前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合に前記第１基準値を減算し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合に前記第２基準値を減算する、
ことを特徴とする。

【請求項4】

請求項２又は３記載の撮像装置であって、
表示又は音声に依りユーザに通知を行う通知装置、
を更に備え、
前記通知装置は、少なくとも前記第２基準値の算出が行われる際に、前記撮像装置を静止状態にさせることをユーザに促すための通知を行う、
ことを特徴とする。

【請求項5】

請求項１記載の撮像装置であって、
前記角速度センサの温度を検出する温度センサと、
前記角速度センサを加熱又は冷却する調温回路と、
前記角速度センサの温度を、前記第２基準値の取得に使用された前記角速度が検出された時の前記角速度センサの温度に保つべく、前記温度センサに依り検出された温度に基づいて前記調温回路を制御する調温制御回路と、
を更に備えることを特徴とする。

【請求項6】

請求項５記載の撮像装置であって、
前記減算回路は、前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合に前記第１基準値を減算し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合に前記第２基準値を減算し、
前記調温制御回路は、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合に動作する、
ことを特徴とする。

【請求項7】

撮像装置であって、
被写体像を結像する光学系と、
前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像装置の第１回転方向、第２回転方向、及び第３回転方向の角速度を検出する角速度センサと、
前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記第１回転方向、前記第２回転方向、及び前記第３回転方向の角速度を第１基準値として保持する第１メモリと、
前記撮像装置が地面に対して第１姿勢で静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記第１回転方向の角速度と、前記撮像装置が地面に対して第２姿勢で静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記第２回転方向の角速度と、前記撮像装置が地面に対して第３姿勢で静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記第３回転方向の角速度とを第２基準値として保持する第２メモリと、
前記第１回転方向、前記第２回転方向、及び前記第３回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置の動作モードに応じて、前記第１メモリに保持された第１基準値又は前記第２メモリに保持された第２基準値を減算する減算回路と、
前記減算回路の減算結果に基づいて、前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出する像ぶれ補正量算出回路と、
前記撮像素子を移動させる第１駆動機構、又は、前記光学系の一部を移動させる第２駆動機構及び前記第１駆動機構を、前記像ぶれ補正量に基づいて駆動する駆動制御回路と、
を備えることを特徴とする。

【請求項8】

請求項７記載の撮像装置であって、
前記減算回路は、前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合に前記第１基準値を減算し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合に前記第２基準値を減算する、
ことを特徴とする。

【請求項9】

請求項７又は８記載の撮像装置であって、
表示又は音声に依りユーザに通知を行う通知装置、
を更に備え、
前記通知装置は、
前記第２基準値としての前記第１回転方向の角速度の検出が行われる際に、前記撮像装置を前記第１姿勢で静止状態にさせることをユーザに促すための通知を行い、
前記第２基準値としての前記第２回転方向の角速度の検出が行われる際に、前記撮像装置を前記第２姿勢で静止状態にさせることをユーザに促すための通知を行い、
前記第２基準値としての前記第３回転方向の角速度の検出が行われる際に、前記撮像装置を前記第３姿勢で静止状態にさせることをユーザに促すための通知を行う、
ことを特徴とする。

【請求項10】

請求項７乃至９の何れか１項に記載の撮像装置であって、
前記第１回転方向は、前記撮像装置のＰｉｔｃｈ方向であり、
前記第２回転方向は、前記撮像装置のＹａｗ方向であり、
前記第３回転方向は、前記撮像装置のＲｏｌｌ方向であり、
前記第１姿勢は、前記撮像装置の撮像方向の方位が北方位であって前記Ｐｉｔｃｈ方向の回転軸が水平になる姿勢であり、
前記第２姿勢は、前記撮像装置の撮像方向の方位が北方位であって前記Ｙａｗ方向の回転軸が水平になる姿勢であり、
前記第３姿勢は、前記撮像装置の撮像方向の方位が東方位であって前記Ｒｏｌｌ方向の回転軸が水平になる姿勢である、
ことを特徴とする。

【請求項11】

請求項７乃至１０の何れか１項に記載の撮像装置であって、
前記減算回路の減算結果に対して、高周波数成分を遮断するフィルタ処理を行うフィルタ回路と、
前記減算回路の減算結果に基づいて、前記撮像装置が固定されているか否かを判定する固定判定回路と、
を更に備え、
前記像ぶれ補正量算出回路は、前記撮像装置が固定されていると前記固定判定回路に依り判定された場合に、前記フィルタ回路の処理結果に基づいて前記像ぶれ補正量を算出する、
ことを特徴とする。

【請求項12】

請求項７乃至１０の何れか１項に記載の撮像装置であって、
前記角速度センサに依り検出された前記第１回転方向、前記第２回転方向、及び前記第３回転方向の角速度の振幅が所定の振幅以下であるか否かを判定する振幅判定回路と、
前記第１回転方向、前記第２回転方向、及び前記第３回転方向の各回転方向毎に、所定期間の間に前記減算回路で得られた減算結果の平均値を算出する平均値算出回路と、
を更に備え、
前記像ぶれ補正量算出回路は、前記所定の振幅以下であると前記振幅判定回路に依り判定された場合に、前記平均値算出回路の算出結果に基づいて前記像ぶれ補正量を算出する、
ことを特徴とする。

【請求項13】

撮像装置であって、
被写体像を結像する光学系と、
前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像装置の複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、
前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記複数の回転方向の角速度を基準値として保持する第１メモリと、
地球の自転に依り前記撮像装置に生じる前記複数の回転方向の自転角速度を保持する第２メモリと、
前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から前記第１メモリに保持された基準値を減算する減算回路と、
前記撮像装置の動作モードに応じて、前記減算回路の減算結果、又は、前記第２メモリに保持された前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて、前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出する像ぶれ補正量算出回路と、
前記撮像素子を移動させる第１駆動機構、又は、前記光学系の一部を移動させる第２駆動機構及び前記第１駆動機構を、前記像ぶれ補正量に基づいて駆動する駆動制御回路と、
を備えることを特徴とする。

【請求項14】

請求項１３記載の撮像装置であって、
前記像ぶれ補正量算出回路は、前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合に前記減算回路の減算結果に基づいて前記像ぶれ補正量を算出し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合に前記第２メモリに保持された前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて前記像ぶれ補正量を算出する、
ことを特徴とする。

【請求項15】

請求項１３又は１４記載の撮像装置であって、
前記撮像装置の複数方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記複数方向の加速度に基づいて、前記撮像装置の仰角及び前記光学系の光軸回りの傾きを前記撮像装置の姿勢として判定する姿勢判定回路と、
前記撮像装置の少なくとも緯度を含む位置を検出する位置センサと、
前記撮像装置の撮像方向の方位を検出する方位センサと、
前記姿勢、前記緯度、及び前記方位に基づいて、前記第２メモリに保持される前記複数の回転方向の自転角速度を算出する自転角速度算出回路と、
を更に備えることを特徴とする。

【請求項16】

請求項１３又は１４記載の撮像装置であって、
外部装置と通信を行う通信インタフェース、
を更に備え、
前記通信インタフェースは、前記第２メモリに保持される前記複数の回転方向の自転角速度を外部装置から受信する、
ことを特徴とする。

【請求項17】

請求項１６記載の撮像装置であって、
前記撮像装置の複数方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記複数方向の加速度に基づいて、前記撮像装置の仰角及び前記光学系の光軸回りの傾きを前記撮像装置の姿勢として判定する姿勢判定回路と、
を更に備え、
前記第２メモリに保持された自転角速度を、前記姿勢判定回路の判定結果に基づいて補正する、
ことを特徴とする。

【請求項18】

情報処理端末と撮像装置を含むシステムであって、
前記情報処理端末は、
星図データを保持するメモリと、
現在日時を取得する日時取得回路と、
前記情報処理端末の少なくとも緯度を含む位置を検出する位置センサと、
前記現在日時及び前記緯度に基づいて、前記星図データに応じた星図における地平線上の部分を少なくとも含む部分星図を表示エリアとして決定する表示エリア決定回路と、
前記表示エリアとして決定された部分星図を表示するディスプレイと、
前記ディスプレイに表示された部分星図において撮影対象として指示された天体の地平座標を取得する地平座標取得回路と、
前記緯度と、前記天体の地平座標から取得される方位及び仰角とに基づいて、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる複数の回転方向の自転角速度を算出する自転角速度算出回路と、
前記自転角速度算出回路に依り算出された前記複数の回転方向の自転角速度を前記撮像装置に送信する通信インタフェースと、
を備え、
前記撮像装置は、
被写体像を結像する光学系と、
前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、
前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記複数の回転方向の角速度を基準値として保持する第１メモリと、
前記情報処理端末から送信された前記複数の回転方向の自転角速度を受信する通信インタフェースと、
前記通信インタフェースに依り受信された前記複数の回転方向の自転角速度を保持する第２メモリと、
前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から前記第１メモリに保持された基準値を減算する減算回路と、
前記撮像装置の動作モードに応じて、前記減算回路の減算結果、又は、前記第２メモリに保持された前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて、前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出する像ぶれ補正量算出回路と、
前記撮像素子を移動させる第１駆動機構、又は、前記光学系の一部を移動させる第２駆動機構及び前記第１駆動機構を、前記像ぶれ補正量に基づいて駆動する駆動制御回路と、
を備える、
ことを特徴とする。

【請求項19】

請求項１８記載のシステムであって、
前記像ぶれ補正量算出回路は、前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合に前記減算回路の減算結果に基づいて前記像ぶれ補正量を算出し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合に前記第２メモリに保持された前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて前記像ぶれ補正量を算出する、
ことを特徴とする。

【請求項20】

請求項１８又は１９記載のシステムであって、
前記撮像装置は、
前記撮像装置の複数方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記複数方向の加速度に基づいて、前記撮像装置の仰角及び前記光学系の光軸回りの傾きを前記撮像装置の姿勢として判定する姿勢判定回路と、
を更に備え、
前記撮像装置は、前記第２メモリに保持された自転角速度を、前記姿勢判定回路の判定結果に基づいて補正する、
ことを特徴とする。

【請求項21】

複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備える撮像装置が行う像ぶれ補正方法であって、
前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された角速度を減算し、
前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合は、前記減算の結果に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合は、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、
前記像ぶれ補正量に基づいて、前記撮像素子、又は、前記光学系の一部及び前記撮像素子を移動させる、
ことを特徴とする。

【請求項22】

複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備える撮像装置に、
前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された角速度を減算し、
前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合は、前記減算の結果に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合は、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、
前記像ぶれ補正量に基づいて、前記撮像素子、又は、前記光学系の一部及び前記撮像素子を移動させる、
という処理を実行させることを特徴とするプログラム。

【請求項23】

複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備える撮像装置に、
前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された角速度を減算し、
前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合は、前記減算の結果に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合は、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、
前記像ぶれ補正量に基づいて、前記撮像素子、又は、前記光学系の一部及び前記撮像素子を移動させる、
という処理を実行させるプログラムを記録した記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、日周運動に追従して天体を撮影する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

目視では見ることができない天体をカメラで撮影する場合は、数秒以上の長時間露光が必要であるものの、カメラを三脚等に固定して撮影したとしても露光中に日周運動の影響に依り星が流れてしまう。こういった日周運動の影響は、カメラの焦点距離が長くなるほど大きくなり、星が流れずに撮影できる露光時間も短くなる。

【0003】

例えば、焦点距離１０００ｍｍのカメラで星雲を撮影する場合を考える。
地球の自転の回転速度（自転角速度）が約０．００４１６７ｄｐｓ（degree per second）であることから、１秒間に生じる像移動量（カメラの撮像素子に結像される被写体像の移動量）は約７３μｍになり、特定のカメラシステムのマウント規格に依れば１６００万画素のイメージセンサで約２０ピクセルに相当する。

【0004】

これに依る撮影画像への影響は、カメラの緯度や向き（撮影方向の方位、仰角）に依り変化するものの、上述の撮影条件下では、カメラを静止させた状態で撮影したとしても星が流れてしまう。

【0005】

星が流れずに撮影できる方法の１つとして、赤道儀を使う方法がある。赤道儀は、回転軸を地軸と合わせて地球の自転を打ち消すべく回転することに依り、赤道儀に設置されたカメラの光軸が天体を追従できる構成を有する。

【0006】

しかしながら、赤道儀はコストや機材の設置の手間等を考慮すると、手軽に使用できる方法ではない。また、子午線を超えて撮影しようとする場合は、撮影中に設定の変更が必要になる等、様々な問題が生じる。

【0007】

一方で、カメラ単体で天体撮影を可能にする技術が知られている。例えば、特許文献１には、撮影地点の緯度情報、撮影方位角情報、撮影仰角情報、撮影装置の姿勢情報、及び撮影光学系の焦点距離情報を入力し、その全情報を用いて、天体像を撮像素子の所定の撮像領域に対して固定するための撮影装置に対する相対移動量を算出し、その相対移動量に基づき、所定の撮像領域と天体像の少なくとも一方を移動させて撮影することで、天体に追従した撮影を可能にする技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特許第５５９０１２１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１に開示の技術では、撮影の度に、撮影地点の緯度情報、撮影方位角情報、撮影仰角情報、撮影装置の姿勢情報、及び撮影光学系の焦点距離情報が入力され、その全情報を用いて相対移動量の算出が行われる。即ち、撮影の度に、こういった複雑な計算が必要になる。また、特許文献１に開示の相対移動量の算出方法では、天頂付近の撮影を行う場合に、算出誤差が大きくなるという問題がある。

【0010】

一方で、センサの検出精度は日夜向上しており、特に角速度センサにおいては地球の自転（約０．００４１６７ｄｐｓ）を検出可能な感度を持つものも登場してきている。
本発明は、上記実情に鑑み、複雑な計算を必要とせず、天頂付近でも精度を低下させることなく天体追従撮影を可能にする技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様は、撮像装置であって、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像装置の複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記複数の回転方向の角速度を第１基準値として保持する第１メモリと、前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された角速度から、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる自転角速度の成分を取り除くことに依り取得された、前記複数の回転方向の角速度を第２基準値として保持する第２メモリと、前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置の動作モードに応じて、前記第１メモリに保持された第１基準値又は前記第２メモリに保持された第２基準値を減算する減算回路と、前記減算回路の減算結果に基づいて、前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出する像ぶれ補正量算出回路と、前記撮像素子を移動させる第１駆動機構、又は、前記光学系の一部を移動させる第２駆動機構及び前記第１駆動機構を、前記像ぶれ補正量に基づいて駆動する駆動制御回路と、を備える。

【0012】

本発明の他の一態様は、撮像装置であって、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像装置の第１回転方向、第２回転方向、及び第３回転方向の角速度を検出する角速度センサと、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記第１回転方向、前記第２回転方向、及び前記第３回転方向の角速度を第１基準値として保持する第１メモリと、前記撮像装置が地面に対して第１姿勢で静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記第１回転方向の角速度と、前記撮像装置が地面に対して第２姿勢で静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記第２回転方向の角速度と、前記撮像装置が地面に対して第３姿勢で静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記第３回転方向の角速度とを第２基準値として保持する第２メモリと、前記第１回転方向、前記第２回転方向、及び前記第３回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置の動作モードに応じて、前記第１メモリに保持された第１基準値又は前記第２メモリに保持された第２基準値を減算する減算回路と、前記減算回路の減算結果に基づいて、前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出する像ぶれ補正量算出回路と、前記撮像素子を移動させる第１駆動機構、又は、前記光学系の一部を移動させる第２駆動機構及び前記第１駆動機構を、前記像ぶれ補正量に基づいて駆動する駆動制御回路と、を備える。

【0013】

本発明の更に他の一態様は、撮像装置であって、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像装置の複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記複数の回転方向の角速度を基準値として保持する第１メモリと、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる前記複数の回転方向の自転角速度を保持する第２メモリと、前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から前記第１メモリに保持された基準値を減算する減算回路と、前記撮像装置の動作モードに応じて、前記減算回路の減算結果、又は、前記第２メモリに保持された前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて、前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出する像ぶれ補正量算出回路と、前記撮像素子を移動させる第１駆動機構、又は、前記光学系の一部を移動させる第２駆動機構及び前記第１駆動機構を、前記像ぶれ補正量に基づいて駆動する駆動制御回路と、を備える。

【0014】

本発明の更に他の一態様は、情報処理端末と撮像装置を含むシステムであって、前記情報処理端末は、星図データを保持するメモリと、現在日時を取得する日時取得回路と、前記情報処理端末の少なくとも緯度を含む位置を検出する位置センサと、前記現在日時及び前記緯度に基づいて、前記星図データに応じた星図における地平線上の部分を少なくとも含む部分星図を表示エリアとして決定する表示エリア決定回路と、前記表示エリアとして決定された部分星図を表示するディスプレイと、前記ディスプレイに表示された部分星図において撮影対象として指示された天体の地平座標を取得する地平座標取得回路と、前記緯度と、前記天体の地平座標から取得される方位及び仰角とに基づいて、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる複数の回転方向の自転角速度を算出する自転角速度算出回路と、前記自転角速度算出回路に依り算出された前記複数の回転方向の自転角速度を前記撮像装置に送信する通信インタフェースと、を備え、前記撮像装置は、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された前記複数の回転方向の角速度を基準値として保持する第１メモリと、前記情報処理端末から送信された前記複数の回転方向の自転角速度を受信する通信インタフェースと、前記通信インタフェースに依り受信された前記複数の回転方向の自転角速度を保持する第２メモリと、前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から前記第１メモリに保持された基準値を減算する減算回路と、前記撮像装置の動作モードに応じて、前記減算回路の減算結果、又は、前記第２メモリに保持された前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて、前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出する像ぶれ補正量算出回路と、前記撮像素子を移動させる第１駆動機構、又は、前記光学系の一部を移動させる第２駆動機構及び前記第１駆動機構を、前記像ぶれ補正量に基づいて駆動する駆動制御回路と、を備える。

【0015】

本発明の更に他の一態様は、複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備える撮像装置が行う像ぶれ補正方法であって、前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された角速度を減算し、前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合は、前記減算の結果に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合は、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、前記像ぶれ補正量に基づいて、前記撮像素子、又は、前記光学系の一部及び前記撮像素子を移動させる。

【0016】

本発明の更に他の一態様は、複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備える撮像装置に、前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された角速度を減算し、前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合は、前記減算の結果に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合は、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、前記像ぶれ補正量に基づいて、前記撮像素子、又は、前記光学系の一部及び前記撮像素子を移動させる、という処理を実行させるプログラムである。

【0017】

本発明の更に他の一態様は、複数の回転方向の角速度を検出する角速度センサと、被写体像を結像する光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備える撮像装置に、前記複数の回転方向の各回転方向毎に、前記角速度センサに依り検出された角速度から、前記撮像装置が地面に対して静止状態である時の前記角速度センサに依り検出された角速度を減算し、前記撮像装置の動作モードが第１モードである場合は、前記減算の結果に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、前記撮像装置の動作モードが第２モードである場合は、地球の自転に依り前記撮像装置に生じる前記複数の回転方向の自転角速度に基づいて前記撮像素子に結像された被写体像のぶれを打ち消すための像ぶれ補正量を算出し、前記像ぶれ補正量に基づいて、前記撮像素子、又は、前記光学系の一部及び前記撮像素子を移動させる、という処理を実行させるプログラムを記録した記録媒体である。

【発明の効果】

【0018】

本発明に依れば、複雑な計算を必要とせず、天頂付近でも精度を低下させることなく天体追従撮影が可能になる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態に係る撮像装置であるカメラの軸と回転を定義する図である。

【図2】地球上の位置での自転の影響を示す図である。

【図3】正姿勢であるカメラの光軸の方位に依る自転の影響を示す図である。

【図4】更にカメラの姿勢（仰角）に依る自転の影響を示す図である。

【図5】更にカメラの姿勢（光軸回りの傾き）に依る自転の影響を示す図である。

【図6】第１の実施形態に係る撮像装置であるカメラの構成を示すブロック図である。

【図7】第１の実施形態に係るぶれ補正マイコンの機能構成を示すブロック図である。

【図8】第１の実施形態に係るぶれ補正マイコンが行うセンサ基準値算出処理の流れを示すフローチャートである。

【図9】ＥＶＦに表示される画面例を示す図である。

【図10】第２の実施形態に係る撮像装置であるカメラの構成を示すブロック図である。

【図11】第２の実施形態に係るぶれ補正マイコンの機能構成を示すブロック図である。

【図12】第３の実施形態に係る撮像装置であるカメラの構成を示すブロック図である。

【図13】第３の実施形態に係るぶれ補正マイコンの機能構成を示すブロック図である。

【図14】キャリブレーション処理の流れを示すフローチャートである。

【図15】ＥＶＦに表示される画面例を示す図である。

【図16】第３の実施形態の変形例に係るぶれ補正マイコンの機能構成を示すブロック図である。

【図17】第４の実施形態に係るぶれ補正マイコンの機能構成を示すブロック図である。

【図18】第４の実施形態に係るシステムコントローラが行う撮影に係る制御処理の流れを示すフローチャートである。

【図19】第４の実施形態に係る撮像素子とぶれ補正マイコンと駆動部の動作例を示すタイミングチャートである。

【図20】第５の実施形態に係るぶれ補正マイコンの機能構成を示すブロック図である。

【図21】第６の実施形態に係る撮像装置であるカメラの構成を示すブロック図である。

【図22】情報処理端末の構成を示すブロック図である。

【図23】情報処理端末のシステムコントローラが行う撮影に係る制御処理の流れを示すフローチャートである。

【図24】第６の実施形態に係るぶれ補正マイコンの機能構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
はじめに、実施の形態に係る撮像装置であるカメラに対して地球の自転が及ぼす影響について、図１乃至図５を用いて説明する。

【0021】

図１は、実施の形態に係る撮像装置であるカメラの軸と回転を定義する図である。
図１に示したとおり、実施の形態に係る撮像装置であるカメラ１において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｐｉｔｃｈ回転、Ｙａｗ回転、及びＲｏｌｌ回転を、次のとおりに定義する。

【0022】

ユーザがカメラ１を水平に構えた状態を正姿勢とし、その時の左右方向、上下方向となるカメラ１の方向をカメラ１のＸ軸、Ｙ軸とし、カメラ１の光軸方向をカメラ１のＺ軸とする。また、カメラ１のＸ軸回りの回転をＰｉｔｃｈ回転とし、カメラ１のＹ軸回りの回転をＹａｗ回転とし、カメラ１のＺ軸回りの回転をＲｏｌｌ回転とする。これに伴い、カメラ１のＸ軸回りの回転方向をＰｉｔｃｈ方向といい、カメラ１のＹ軸回りの回転方向をＹａｗ方向といい、カメラ１のＺ軸回りの回転方向をＲｏｌｌ方向という。

【0023】

図２は、地球上の位置での自転の影響を示す図である。
図２に示したとおり、地球上の緯度θ_latの位置では、自転の回転軸（地軸）は、水平に対してθ_lat度の傾きを有する。このため、自転の回転ベクトル（ω_rot）は、下記式（１）、（２）に示すとおり、水平軸の回転ベクトル（ω_h）と垂直軸の回転ベクトル（ω_v）に分解することができる。
ω_v＝ω_rot×SINθ_lat 式（１）
ω_h＝ω_rot×COSθ_lat 式（２）

【0024】

図３は、正姿勢であるカメラ１の光軸の方位に依る自転の影響を示す図である。
図３に示したとおり、カメラ１の光軸の方位に依り、上述の回転ベクトル（ω_h）は、更に、下記式（３）、（４）に示すとおり、カメラ１のＺ軸回りの回転ベクトル（ω_hz）とＸ軸回りの回転ベクトル（ω_hx）とに分解することができる。
ω_hz=ω_h×COSθ_direction＝ω_rot×COSθ_lat×COSθ_direction 式（３）
ω_hx=ω_h×SINθ_direction＝ω_rot×COSθ_lat×SINθ_direction 式（４）

【0025】

図４は、更にカメラ１の姿勢（仰角）に依る自転の影響を示す図である。
図４に示したとおり、更にカメラ１の仰角θ_eleに依り、上述の回転ベクトル（ω_v）と回転ベクトル（ω_hz）から、下記式（５）、（６）に示すとおり、カメラ１のＺ軸回りの回転ベクトル（ω_z）とＹ軸回りの回転ベクトル（ω_y‘）とが得られる。
ω_z＝ω_hzz+ω_vz＝ω_hz×COSθ_ele＋ω_v×SINθ_ele 式（５）
ω_y‘＝ω_vy－ω_hzy
＝ω_v×COSθ_ele―ω_hz×SINθ_ele
＝ω_rot×SINθ_lat×COSθ_ele－ω_rot×COSθ_lat×COSθ_direction×SINθ_ele 式（６）

【0026】

図５は、更にカメラ１の姿勢（光軸回りの傾き）に依る自転の影響を示す図である。
図５に示したとおり、更にカメラ１の光軸回りの傾きθ_slopeに依り、上述の回転ベクトル（ω_hx）と回転ベクトル（ω_y‘）から、下記式（７）、（８）に示すとおり、カメラ１のＸ軸回りの回転ベクトル（ω_x）とＹ軸回りの回転ベクトル（ω_y）とが得られる。
ω_x＝ω_hxx－ω_y‘x＝ω_hx×COSθ_slope－ω_y‘×SINθ_slope 式（７）
ω_y=ωhxy＋ω_y‘y=ω_hx×SINθ_slope＋ω_y‘×COSθ_slope 式（８）

【0027】

以上に依り、カメラ１のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸回り（Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向）への自転の影響は、下記式（９）、（１０）、（１１）に依り算出することができる。
ω_x＝ω_rot×COSθ_lat×SINθ_direction×COSθ_slope
―(ω_rot×SINθ_lat×COSθ_ele―ω_rot×COSθ_lat×COSθ_direction×SINθ_ele)×SINθ_slope 式（９）
ω_y＝ω_rot×COSθ_lat×SINθ_direction×SINθ_slope
＋(ω_rot×SINθ_lat×COSθ_ele―ω_rot×COSθ_lat×COSθ_direction×SINθ_ele)×COSθ_slope 式（１０）
ω_z＝ω_rot×COSθ_lat×COSθ_direction×COSθ_ele＋ω_rot×SINθ_lat×SINθ_ele
式（１１）

【0028】

以上のとおり、地球の自転がカメラ１の各軸回りに与える影響は、カメラ１の緯度、姿勢（仰角、光軸回りの傾き）、向いている方位に依って変化する。なお、カメラ１が向いている方位は、カメラ１の撮影方位、撮像方位、及び光軸の方位でもある。

【0029】

カメラ１が備える角速度センサの基準値（無回転時の角速度センサの出力値）を地球上で求める場合、自転の影響を含んだ基準値が得られてしまう。この基準値を、以下では静止時基準と呼ぶことにする。これに対して、自転の影響も排除して完全な静止時の角速度センサの出力値を、以下ではセンサ基準値と呼ぶことにする。

【0030】

例えば、センサ基準値を算出し、角速度センサの出力値から減算することで、自転を含めた角速度（回転速度）を求めることができる。この角速度に基づいて手ぶれ補正機構で像ぶれ補正を行うことに依り、地球外の被写体である星雲や星を、日周運動の影響を受けずに撮影することが可能になる。

【0031】

以上を踏まえて、以下、各実施形態について詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図６は、第１の実施形態に係る撮像装置であるカメラの構成を示すブロック図である。
図６に示したとおり、カメラ１は、光学系２、撮像素子３、駆動部４、システムコントローラ５、ぶれ補正マイコン６、角速度センサ７、加速度センサ８、方位センサ９、位置センサ１０、ＥＶＦ（Electronic View Finder）１１、及び操作スイッチ部（操作ＳＷ部）１２を含む。

【0032】

光学系２は、被写体からの光束を被写体像として撮像素子３の撮像面に結像する。光学系２は、例えば、フォーカスレンズやズームレンズを含む複数のレンズから構成される。この場合、フォーカスレンズ等の移動は、システムコントローラ５の制御の下、図示しないレンズ駆動機構の駆動に依り行われる。

【0033】

撮像素子３は、光学系２に依り撮像面に結像された被写体像を、画素信号となる電気信号に変換する。撮像素子３は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）又はＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）等のイメージセンサである。

【0034】

駆動部４は、撮像素子３を撮像面に平行な方向（光学系２の光軸に対して垂直な方向でもある）へ移動させる駆動機構であり、撮像素子３を並進移動させたり回転移動させたりすることが可能である。駆動部４は、撮像素子３を移動させるための複数のアクチュエータを含んで構成される。複数のアクチュエータは、例えばＶＣＭ（Voice Coil Motor）である。

【0035】

システムコントローラ５は、撮像素子３に依り変換された電気信号を画像データとして読み出し、読み出した画像データに対して様々な画像処理を行う。また、画像処理した画像データをＥＶＦ１１に表示させたり、図示しないメモリ（例えば、メモリカード等の着脱自在の記録媒体）に記録させたりする。また、システムコントローラ５は、方位センサ９や位置センサ１０からの検出結果の読み出しや、ぶれ補正マイコン６とのデータ通信をはじめとしたカメラ全体の制御を行う。

【0036】

角速度センサ７は、カメラ１のＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の角速度（カメラ１のＸ軸回り、Ｙ軸回り、及びＺ軸回りに加わる回転運動）を検出する。
加速度センサ８は、カメラ１のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に生じる加速度（カメラ１のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行に加わる加速度）を検出する。

【0037】

ぶれ補正マイコン６は、角速度センサ７の検出結果に基づいて、撮像素子３の撮像面に生じる像移動量を算出し、その像移動量分の像移動を打ち消す方向に撮像素子３を移動させるために駆動部４を制御する。また、ぶれ補正マイコン６は、加速度センサ８の検出結果に基づいて、カメラ１の姿勢判定も行う。

【0038】

方位センサ９は、カメラ１の撮影方向（撮像方向）の方位（方位角）を検出する。方位センサ９は、例えば、地磁気センサである。
位置センサ１０は、カメラ１の位置（少なくとも緯度を含む）を検出する。位置センサ１０は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサである。ＧＰＳセンサは、複数の衛星からの電波を受信することで位置（緯度、経度等）を検出する。

【0039】

ＥＶＦ１１は、画像データに応じた画像や、ユーザに依るカメラ１に対する各種設定を可能にするメニュー画面等を表示する。
操作スイッチ部１２は、撮影開始指示であるレリーズ操作を行うためのスイッチや、ＥＶＦ１１に表示されるメニュー画面に従った操作を行うためのスイッチ等の各種スイッチを含む。ユーザは、操作スイッチ部１２に含まれるスイッチを操作することに依り、例えば、撮影モードを通常撮影モード（以下「通常モード」という）に設定したり、天体追従撮影を可能にする天体撮影モード（以下「天体モード」という）に設定したりすることができる。なお、撮影モードは動作モードの一例であり、通常モードは第１モードの一例であり、天体モードは第２モードの一例である。また、操作スイッチ部１２は、撮影モードを通常モードや天体モードに切り替え可能なモードダイヤルを含んでもよい。

【0040】

カメラ１において、システムコントローラ５やぶれ補正マイコン６は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の専用回路に依り構成されてもよい。あるいは、システムコントローラ５やぶれ補正マイコン６は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサとメモリを含み、プロセッサがメモリに記録されたプログラムを実行することに依りシステムコントローラ５やぶれ補正マイコン６の機能が実現されてもよい。

【0041】

図７は、ぶれ補正マイコン６の機能構成を示すブロック図である。
図７に示したとおり、ぶれ補正マイコン６は、ＳＩＯ（Serial Input/Output）６０１、通信部６０２、基準値減算部６０３、補正量算出部６０４、駆動制御部６０５、ＳＩＯ６０６、姿勢判定部６０７、センサ基準値算出部６０８、静止時基準値保持部６０９、センサ基準値保持部６１０、及び切替部６１１を含む。

【0042】

ＳＩＯ６０１は、デジタルのシリアルインタフェースであり、角速度センサ７から一定の周期で、検出結果であるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の角速度を読み出す。

【0043】

通信部６０２は、システムコントローラ５と通信を行い、焦点距離６０２ａ、方位センサ９の検出結果である方位（方位角）６０２ｂ、位置センサ１０の検出結果である緯度６０２ｃ等の情報を取得すると共に、手ぶれ補正の開始や終了等の指示を受ける。なお、手ぶれ補正の開始、終了の指示は、ぶれ補正マイコン６の動作を開始、終了させる指示でもある。

【0044】

基準値減算部６０３は、撮影モードとして通常モードが設定されている場合に、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向毎に、ＳＩＯ６０１に依り読み出された角速度から、静止時基準値保持部６０９に保持された静止時基準値を減算し、オフセットノイズを除去する。なお、静止時基準値保持部６０９は、カメラ１が静止状態（詳しくは地面に対して静止状態）である時の角速度センサ７の検出結果であるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の角速度である静止時基準値を保持するメモリであり、その静止時基準値は、自転に依る角速度成分が含まれた値となる。

【0045】

また、基準値減算部６０３は、撮影モードとして天体モードが設定されている場合に、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向毎に、ＳＩＯ６０１に依り読み出された角速度から、後述のセンサ基準値保持部６１０に保持されたセンサ基準値を減算する。

【0046】

補正量算出部６０４は、基準値減算部６０３の減算結果であるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の角速度に基づいて、撮像面における像移動量を算出し、その像移動量分の像移動を打ち消すための補正量（像ぶれ補正量）を算出する。詳しくは、基準値減算部６０３の減算結果であるＰｉｔｃｈ方向の角速度に対しては、焦点距離６０２ａを乗算して撮像面における像移動速度を算出し、時間積分することでＹ軸方向の像移動量を算出し、その像移動量分の像移動を打ち消すための補正量を算出する。また、基準値減算部６０３の減算結果であるＹａｗ方向の角速度に対しても同様に、焦点距離６０２ａを乗算して撮像面における像移動速度を算出し、時間積分することでＸ軸方向の像移動量を算出し、その像移動量分の像移動を打ち消すための補正量を算出する。一方、基準値減算部６０３の減算結果であるＲｏｌｌ方向の角速度に対しては、焦点距離６０２ａの乗算を行わずに、時間積分することで像回転移動量（被写体像の回転移動量）を算出し、その像回転移動量分の像回転移動を打ち消すための補正量を算出する。ここで、焦点距離６０２ａを乗算しない理由は、Ｒｏｌｌ方向の角速度を時間積分して求められる像回転移動量が、光軸回りの被写体像の回転移動量になるからである。

【0047】

駆動制御部６０５は、補正量算出部６０４の算出結果である補正量に基づいて駆動部４の駆動を制御して撮像素子３を移動させる。これに依り、例えば通常モードである場合の手持ち撮影に依り撮影画像に生じ得るぶれの発生を防止することができる。

【0048】

切替部６１１は、設定されている撮影モードに応じて、入力を切り替えて出力する。詳しくは、通常モードが設定されている場合は静止時基準値保持部６０９に保持された静止時基準値を入力とし、天体モードが設定されている場合はセンサ基準値保持部６１０に保持されたセンサ基準値を入力として、出力する。

【0049】

ＳＩＯ６０６は、デジタルのシリアルインタフェースであり、加速度センサ８から、検出結果であるＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸の方向に加わる加速度を読み出す。なお、この加速度には重力成分が含まれる。

【0050】

姿勢判定部６０７は、ＳＩＯ６０６に依り読み出された３軸の方向に加わる加速度から重力方向を検出し、カメラ１の姿勢を判定する。ここで判定される姿勢は、カメラ１の少なくとも仰角（図４のθ_ele参照）と光軸回りの傾き（図５のθ_slope参照）である。

【0051】

センサ基準値算出部６０８は、上述の式（９）、（１０）、（１１）を用いて、姿勢判定部６０７に依り判定されたカメラ１の姿勢（仰角、光軸回りの傾き）と、方位６０２ｂと、緯度６０２ｃとから、自転に依りカメラ１に生じるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の自転角速度を算出する。そして、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向毎に、算出した自転角速度を、静止時基準値保持部６０９に保持された静止時基準値から減算することでセンサ基準値を算出する。

【0052】

センサ基準値保持部６１０は、センサ基準値算出部６０８の算出結果であるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向のセンサ基準値を保持するメモリである。
図８は、ぶれ補正マイコン６が行うセンサ基準値算出処理の流れを示すフローチャートである。

【0053】

図８に示したとおり、処理が開始すると、まず、姿勢判定部６０７は、加速度センサ８から取得したＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸の方向に加わる加速度から重力方向を検出し、その重力方向に基づいてカメラ１の姿勢（仰角、光軸回りの傾き）を判定する（Ｓ１１）。

【0054】

次に、センサ基準値算出部６０８は、上述の式（９）、（１０）、（１１）を用いて、姿勢判定部６０７に依り判定されたカメラ１の姿勢（仰角、光軸回りの傾き）と、方位６０２ｂと、緯度６０２ｃとから、自転に依りカメラ１に生じるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向の自転角速度を算出する（Ｓ１２）。ここで、カメラ１の仰角、光軸回りの傾き、方位６０２ｂ、緯度６０２ｃは、θ_ele、θ_slope、θ_direction、θ_latに対応し、自転に依りカメラ１に生じるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の自転角速度は、ω_x、ω_y、ω_zに対応する。

【0055】

次に、センサ基準値算出部６０８は、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向毎に、Ｓ１２で算出した自転角速度（自転成分）を、静止時基準値保持部６０９に保持された静止時基準値から減算し（Ｓ１３）、処理が終了する。これに依り、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向のセンサ基準値が算出され、そして、センサ基準値保持部６１０に保持される。

【0056】

こういったセンサ基準値の算出処理は、撮影モードとして天体モードが設定された場合に、最初にキャリブレーション処理として行われる。キャリブレーション処理は、カメラ１を静止させた状態で行われる必要があるため、この処理に先立って、カメラ１を静止状態にさせることをユーザに促す通知を行ってもよい。この通知は、例えば、表示や音声に依り行われてもよい。この通知を表示に依り行う場合は、例えば、図９に示す画面をＥＶＦ１１に表示させてもよい。或いは、この通知を音声に依り行う場合は、カメラ１がスピーカー等を含む音声出力装置を更に備えて、その音声出力装置に音声に依る通知を行わせてもよい。この場合、ＥＶＦ１１や音声出力装置は、ユーザに通知を行う通知装置の一例である。

【0057】

以上のとおり、第１の実施形態に依れば、天体モードが設定されている場合は、自転の影響も含めてカメラ１の揺れとして像ぶれ補正が行われるので、カメラ１を手持ちで天体撮影したとしても、日周運動に追従した天体撮影が可能になり、星が流れて撮影されてしまうことはない。また、従来技術に比べて、天体撮影のための複雑な計算を必要とせず、天頂付近でも精度を低下させることなく天体追従撮影が可能になる。

【0058】

なお、本実施形態において、カメラ１は、緯度を外部装置から取得してもよい。例えば、カメラ１は、ユーザが所持するスマートフォン等の携帯情報端末と通信を行って、携帯情報端末が備える位置センサ（例えばＧＰＳセンサ）が検出した緯度をカメラ１の緯度として取得してもよい。この場合、カメラ１は、位置センサ１０を備える必要がない。

【0059】

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の説明では、第１の実施形態に対して異なる点を中心に説明する。また、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0060】

図１０は、第２の実施形態に係る撮像装置であるカメラの構成を示すブロック図である。
第２の実施形態に係るカメラ１は、センサ基準値の算出を行わないので、カメラ１の姿勢（仰角、光軸回りの傾き）、方位、緯度に関する情報が不要である。従って、第２の実施形態に係るカメラ１は、図１０に示したとおり、加速度センサ８、方位センサ９、位置センサ１０を備えていない。代わりに、調温部１３及び温度センサ１４を備える。

【0061】

調温部１３は、角速度センサ７を加熱又は冷却するデバイスであり、例えば、ペルチェ素子である。ペルチェ素子は、電流を流す方向に依って加熱、冷却を自在に行うことができるデバイスである。

【0062】

温度センサ１４は、角速度センサ７（詳しくは角速度センサ７のセンサ素子）の温度を検出する。温度センサ１４は、より正確な温度を検出するために、角速度センサ７と一体で構成されることが望ましい。

【0063】

また、本実施形態に係るぶれ補正マイコン６は、天体モードが設定されている場合に、更に、角速度センサ７の温度を、センサ基準値保持部６１０に保持されたセンサ基準値が取得された時の角速度センサ７の温度に保つべく、温度センサ１４の検出結果に基づいて調温部１３を制御する。

【0064】

なお、本実施形態では、カメラ１の製造時の調整工程にて取得されたセンサ基準値と、その取得時の角速度センサ７の温度とがセンサ基準値保持部６１０に保持されている。センサ基準値は、その調整工程において、例えば、カメラ１のＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向毎に、カメラ１が静止状態である時の角速度センサ７に依り検出された角速度から、自転に依りカメラ１に生じる自転角速度成分を取り除くことに依って取得される。自転角速度成分は、例えば、第１の実施形態と同様に、上述の式（９）、（１０）、（１１）を用いて算出されてもよい。

【0065】

図１１は、第２の実施形態に係るぶれ補正マイコン６の機能構成を示すブロック図である。
図１１に示したとおり、第１の実施形態と異なる点は、センサ基準値の算出に関係する構成を備えない代わりに、温度取得部６１２及び温度制御部６１３を備えると共に、ＳＩＯ６０１が更に温度センサ１４から検出値を読み出す点である。

【0066】

温度取得部６１２は、ＳＩＯ６０１に依り温度センサ１４から読み出された検出値を温度（温度値）に変換する。
温度制御部６１３は、角速度センサ７の温度を、センサ基準値保持部６１０に保持されている、センサ基準値取得時の角速度センサ７の温度に保つべく、温度取得部６１２に依り変換された温度値に基づいて、調温部１３を制御する。具体的には、温度取得部６１２に依り変換された温度（温度値）と、センサ基準値保持部６１０に保持されている、センサ基準値取得時の角速度センサ７の温度とを比較し、前者の温度の方が低い場合は調温部１３を制御して角速度センサ７を加熱し、逆に高い場合は調温部１３を制御して角速度センサ７を冷却する。この場合に、前者と後者の温度差が所定の範囲内である場合は、調温部１３の制御を停止してもよい。

【0067】

以上のとおり、第２の実施形態に依れば、角速度センサ７の温度を一定（センサ基準値取得時の温度）に保つことで、角速度センサ７の温度ドリフトを抑制することができるので、より高精度に自転に依りカメラ１に生じる自転角速度の検出が可能になる。また、本実施形態では、加速度センサ８、方位センサ９、及び位置センサ１０等といったセンサ基準値の算出に関係する構成を備える必要が無いので、カメラ１の製品コストを抑制することもできる。

【0068】

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の説明では、第１の実施形態に対して異なる点を中心に説明する。また、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0069】

図１２は、第３の実施形態に係る撮像装置であるカメラの構成を示すブロック図である。
図１２に示したとおり、第１の実施形態と異なる点は、加速度センサ８と、方位センサ９と、位置センサ１０を備えない点である。代わりに、第３の実施形態に係るカメラ１は、動作モードとしてキャリブレーションモードを有し、キャリブレーションモードが設定された場合は、カメラ１の姿勢の切り替えを順次ユーザに促しながら、自転の影響を受けない回転方向の基準値をセンサ基準値として順次取得するものである。これに依り、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向のセンサ基準値が取得される。

【0070】

図１３は、第３の実施形態に係るぶれ補正マイコン６の機能構成を示すブロック図である。
図１３に示したとおり、第１の実施形態と異なる点は、センサ基準値の算出に関係する構成を備えない点である。代わりに、第３の実施形態では、キャリブレーションモード設定時に取得された静止時基準値を、そのままセンサ基準値としてセンサ基準値保持部６１０に保持される。

【0071】

図１４は、キャリブレーション処理の流れを示すフローチャートである。図１５は、キャリブレーション処理の実行中にＥＶＦ１１に表示される画面例である。
キャリブレーション処理は、キャリブレーションモードが設定されると開始する。キャリブレーションモードは、例えば、ユーザに依る操作スイッチ部１２の操作に応じて設定される。

【0072】

図１４に示したとおり、処理が開始すると、まず、カメラ１は、図１５に示した画面１１ａをＥＶＦ１１に表示させ、カメラ１を北向き正姿勢で静止させることをユーザに促す（Ｓ２１）。なお、カメラ１が北向き正姿勢で静止した状態では、自転の影響がカメラ１のＰｉｔｃｈ方向に生じない。

【0073】

ユーザが、カメラ１を画面１１ａに従った姿勢にして操作スイッチ部１２に含まれる所定のスイッチ（姿勢操作完了を通知するためのスイッチ）を操作すると、カメラ１は、そのスイッチ操作を検出した後、角速度センサ７に依り検出されたＰｉｔｃｈ方向の角速度を取得し、Ｐｉｔｃｈ方向のセンサ基準値としてセンサ基準値保持部６１０に保持する（Ｓ２２）。

【0074】

次に、カメラ１は、図１５に示した画面１１ｂをＥＶＦ１１に表示させ、カメラ１を北向きの縦姿勢で静止させることをユーザに促す（Ｓ２３）。なお、カメラ１が北向き縦姿勢で静止した状態では、自転の影響がカメラ１のＹａｗ方向に生じない。ここで、縦姿勢とは、水平面に対してカメラ１のＸ軸を垂直にさせる姿勢である。

【0075】

ユーザが、カメラ１を画面１１ｂに従った姿勢にして操作スイッチ部１２に含まれる所定のスイッチを操作すると、カメラ１は、そのスイッチ操作を検出した後、角速度センサ７に依り検出されたＹａｗ方向の角速度を取得し、Ｙａｗ方向のセンサ基準値としてセンサ基準値保持部６１０に保持する（Ｓ２４）。なお、カメラ１が北向き縦姿勢で静止した状態では、カメラ１のＹａｗ方向に自転の影響が生じない。

【0076】

次に、カメラ１は、図１５に示した画面１１ｃをＥＶＦ１１に表示させ、カメラ１を東向きの正姿勢で静止させることをユーザに促す（Ｓ２５）。なお、カメラ１が東向き正姿勢で静止した状態では、自転の影響がカメラ１のＲｏｌｌ方向に生じない。

【0077】

ユーザが、カメラ１を画面１１ｃに従った姿勢にして操作スイッチ部１２に含まれる所定のスイッチを操作すると、カメラ１は、そのスイッチ操作を検出した後、角速度センサ７に依り検出されたＲｏｌｌ方向の角速度を取得し、Ｒｏｌｌ方向のセンサ基準値としてセンサ基準値保持部６１０に保持し（Ｓ２６）、処理が終了する。

【0078】

これに依り、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向のセンサ基準値がセンサ基準値保持部６１０に保持される。
以上のとおり、第３の実施形態に依れば、加速度センサ８、方位センサ９、位置センサ１０等のセンサ基準値算出のための構成を備えることなく、高精度なセンサ基準値を取得することができる。また、ユーザがカメラ１を運用する状態においてセンサ基準値を更新できるので、角速度センサ７の経年劣化に対応したセンサ基準値をセンサ基準値保持部６１０に保持させることができる。

【0079】

なお、本実施形態では、カメラ１が加速度センサ８や方位センサ９を備えて、上述のキャリブレーション処理において、カメラ１が表示画面に従った姿勢にされたことを自動で判定してもよい。

【0080】

また、上述のキャリブレーション処理は、天体モードが設定される度に、最初に行われるものであってもよい。また、キャリブレーション処理が終了すると、キャリブレーションモードから別のモード（例えば天体モード）に自動で切り替わるものであってもよい。

【0081】

また、本実施形態では、ＥＶＦ１１の表示に依りカメラ１の姿勢をユーザに促す通知をしたが、これに限らず、例えば、カメラ１がスピーカー等を含む音声出力装置を更に備えて、音声に依りカメラ１の姿勢を促す通知を行ってもよい。この場合、ＥＶＦ１１や音声出力装置は、ユーザに通知を行う通知装置の一例である。

【0082】

また、本実施形態に係るぶれ補正マイコン６は、次のとおり変形してもよい。
図１６は、第３の実施形態の変形例に係るぶれ補正マイコン６の機能構成を示すブロック図である。

【0083】

図１６に示したとおり、変形例に係るぶれ補正マイコン６は、更に、切替部６１６、三脚判定部６１７、及びＬＰＦ（Low Pass Filter）６１８を含む。
三脚判定部６１７は、基準値減算部６０３の減算結果である角速度の振幅に基づいて、カメラ１が三脚に設置された状態であるか否かを判定する。具体的には、その角速度の振幅が所定の振幅以下である場合に三脚に設置された状態であると判定し、そうでない場合に三脚に設置された状態でないと判定する。なお、三脚判定部６１７が行う判定は、カメラ１が固定されているか否かを判定することでもある。

【0084】

ＬＰＦ６１８は、基準値減算部６０３の減算結果である、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の角速度に対してＬＰＦ処理を行う。これに依り、周波数の高いノイズ成分を遮断することができる。なお、ＬＰＦ６１８は、高周波数成分を遮断するフィルタ処理を行うフィルタ回路の一例である。

【0085】

切替部６１６は、三脚判定部６１７の判定結果に応じて、入力を切り替えて出力する。詳しくは、カメラ１が三脚に設置された状態であると三脚判定部６１７に依り判定された場合は、ＬＰＦ６１８の処理結果を入力とし、カメラ１が三脚に設置された状態でないと三脚判定部６１７に依り判定された場合は、基準値減算部６０３の減算結果を入力として、出力する。こういった入力の切り替えを行う理由は、カメラ１が三脚に設置された状態（即ち固定された状態）では、カメラ１に生じる角速度が自転に依る角速度（自転角速度）のみになり、この自転角速度は一定であるため、この場合は、ＬＰＦ処理を行って、読み出しノイズ等のランダムなノイズの影響に依り精度が低下した像ぶれ補正が行われるのを防止するためである。

【0086】

以上のとおり、本変形例に依れば、カメラ１を三脚に設置して天体撮影を行う場合、手持ち撮影に比べて高精度な天体追従が可能になる。

【0087】

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の説明では、第３の実施形態に対して異なる点を中心に説明する。また、第３の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0088】

第４の実施形態は、カメラ１が三脚に設置されて撮影が行われることが前提であり、角速度センサ７の検出結果にノイズが多い場合に適用される。
図１７は、第４の実施形態に係るぶれ補正マイコン６の機能構成を示すブロック図である。

【0089】

図１７に示したとおり、第３の実施形態（図１３に示したぶれ補正マイコン６）と異なる点は、更に、切替部６１６、自転算出部６１９、及び振幅判定部６２０を備える点である。

【0090】

切替部６１６は、設定されている撮影モードに応じて、入力を切り替えて出力する。詳しくは、通常モードが設定されている場合は、基準値減算部６０３の減算結果を入力とし、天体モードが設定されている場合は、自転算出部６１９の算出結果（自転算出部６１９に保持された算出結果）を入力として、出力する。

【0091】

自転算出部６１９は、撮影が開始されると、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向毎に、所定期間（例えば１秒以上）の間に基準値減算部６０３に依りセンサ基準値が減算された角速度の平均値を算出し、保持する。

【0092】

なお、カメラ１は三脚に設置されて静止状態であるので、基準値減算部６０３に依りセンサ基準値が減算された角速度は、自転に依りカメラ１に生じる自転角速度のみとなる。そして、所定時間の間に基準値減算部６０３に依りセンサ基準値が減算された角速度の平均値を求めることで、角速度センサ７が、Ｓ／Ｎ（Signal/Noise）比が小さい（即ちノイズが多い）センサであっても、誤差の少ない値を得ることができる。特に、その所定時間を長くすることで、より誤差の少ない値を得ることができる。

【0093】

振幅判定部６２０は、角速度センサ７の検出結果である角速度の振幅が所定の振幅以下であるか否かを判定する。振幅判定部６２０の判定結果は、通信部６０２に依り、システムコントローラ５に通知される。振幅判定部６２０の判定結果は、撮影開始時のユーザのレリーズ操作に依りカメラ１に生じる振動が収まったか否かを判定する際に使用される。

【0094】

図１８は、第４の実施形態に係るシステムコントローラ５が行う撮影に係る制御処理の流れを示すフローチャートである。この制御処理は、操作スイッチ部１２に対するユーザのレリーズ操作に依り撮影開始指示が行われることに依って開始する。ここでは、静止画の撮影開始指示が行われたとする。また、撮影モードとして天体モードが設定されているとする。

【0095】

図１８に示したとおり、処理が開始すると、まず、システムコントローラ５は、レリーズ操作に伴う振動が収束したか否かをぶれ補正マイコン６に問い合わせ、その振動が収束するまで待機する（Ｓ３１）。なお、レリーズ操作がリモートで行われる場合等は振動が発生しないので、Ｓ３１の処理を省略してもよい。

【0096】

ぶれ補正マイコン６では、その問い合わせに対し、振幅判定部６２０が、角速度センサ７の検出結果である角速度が所定の振幅以下であるか否かを判定する。そして、所定の振幅以下であるという振幅判定部６２０に依る判定結果がぶれ補正マイコン６から通知されると、システムコントローラ５は、ぶれ補正マイコン６に自転速度算出を指示する（Ｓ３２）。

【0097】

ぶれ補正マイコン６では、その指示に応じて、自転算出部６１９が、所定期間の間に基準値減算部６０３に依りセンサ基準値が減算された角速度の平均値を算出し保持する。
次に、システムコントローラ５は、ぶれ補正マイコン６に自転補正開始を指示する（Ｓ３３）。

【0098】

ぶれ補正マイコン６では、その指示に応じて、切替部６１６が、入力を自転算出部６１９の算出結果（自転算出部６１９に保持された算出結果）とする入力切替を行う。そして、補正量算出部６０４は、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向毎に、自転算出部６１９で算出、保持された自転角速度の平均値から同様にして補正量を算出し、その補正量に基づいて駆動制御部６０５が駆動部４を駆動する、といった自転に係る像ぶれ補正をぶれ補正マイコン６が開始する。

【0099】

次に、システムコントローラ５は、静止画の露光を行い（Ｓ３４）、露光が終了すると、撮像素子３に依り変換された電気信号を画像データとして読み出して撮影画像を取得し（Ｓ３５）、ぶれ補正マイコン６に自転補正終了を指示し（Ｓ３６）、処理が終了する。

【0100】

図１９は、第４の実施形態に係る撮像素子３とぶれ補正マイコン６と駆動部４の動作例を示すタイミングチャートである。
図１９に示した動作例では、撮影待機中（例えば撮影開始指示前）において、撮像素子３では、ライブビューのための露光が行われている。ぶれ補正マイコン６では、ライブビューに適した補正量を算出して駆動部４の駆動を制御するといった手ぶれ補正動作が行われている。駆動部４では、ライブビューに適した手ぶれ補正動作に依って補正位置が移動している。但し、ここでは、カメラ１が三脚に設置された状態であるのが前提であるため、駆動部４の補正位置はほとんど移動しない。なお、図１９では、駆動部４の動作として駆動部４の補正位置の変化を示している。

【0101】

その後、ユーザのレリーズ操作に依り撮影開始指示が行われると、撮像素子３は図示しないシャッタの先幕に依り遮光される。なお、この時に撮像素子３の暗電流を取得しておき、その暗電流分を後に差し引く処理を行ってもよい。また、先幕を備えていない構成である場合は、撮像素子３がリセット状態に維持されてもよい。

【0102】

これに並行して、ぶれ補正マイコン６では、振幅判定部６２０に依る判定が行われて、所定の振幅以下であるか否か（レリーズ操作に依る振動が収束したか否か）が判定される。そして、振動が収束したと判定されると、自転速度算出が指示され、ぶれ補正マイコン６では、自転算出部６１９に依る平均値の算出（自転算出）が行われる。駆動部４では、補正位置の停止状態が維持される。或いは、補正位置を初期位置に戻してもよい。

【0103】

自転算出部６１９に依る平均値算出（自転算出）が終了すると、撮像素子３では、静止画露光が開始される。静止画露光中、ぶれ補正マイコン６では、自転算出部６１９に依り算出された平均値（自転角速度）から補正量算出部６０４に依る積算等に依り補正量（自転補正量）が算出される。これに依り、駆動部４では、自転補正量に基づいて補正位置が一定速度で移動することとなり、撮像素子３に結像された天体像の日周運動に依る移動が打ち消されて撮像素子３への被写体像の結像位置が維持される。

【0104】

そして、撮影が終了すると、撮像素子３は図示しないシャッタの後幕で遮光され、撮像素子３からの画像データの読み出しが行われる。この時、ぶれ補正マイコン６では、補正量がクリアされ、駆動部４の補正位置が初期位置に移動する。

【0105】

その後は、撮影待機状態に戻り、ライブビューに係る動作が再開される。
以上のとおり、第４の実施形態に依れば、撮影開始指示が行われると自転角速度の平均値を算出し、その算出結果に基づいて露光中に補正が行われるので、角速度センサ７として比較的に精度が低い角速度センサが使用された場合でも天体追従撮影が可能になる。
なお、本実施形態において、自転算出部６１９に依る算出は、撮影待機中に行われてもよい。

【0106】

＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態の説明では、第１の実施形態に対して異なる点を中心に説明する。また、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0107】

本実施形態も、カメラ１が三脚に設置された状態で撮影が行われることが前提である。
図２０は、第５の実施形態に係るぶれ補正マイコン６の機能構成を示すブロック図である。

【0108】

図２０に示したとおり、第１の実施形態と異なる点は、センサ基準値算出部６０８及びセンサ基準値保持部６１０を備えない代わりに、自転角速度算出部６２１を備える点である。

【0109】

自転角速度算出部６２１は、上述の式（９）、（１０）、（１１）を用いて、姿勢判定部６０７に依り判定されたカメラ１の姿勢（仰角、光軸回りの傾き）と、方位６０２ｂと、緯度６０２ｃとから、自転に依りカメラ１に生じるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向の自転角速度を算出する。なお、自転角速度算出部６２１は、算出した各回転方向の自転角速度を保持するメモリを含む。

【0110】

また、本実施形態において、基準値減算部６０３は、Ｐｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向毎に、ＳＩＯ６０１に依り読み出された角速度から、静止時基準値保持部６０９に保持された静止時基準値を減算する。

【0111】

切替部６１１は、設定されている撮影モードに応じて、入力を切り替えて出力する。詳しくは、通常モードが設定されている場合は基準値減算部６０３の減算結果を入力とし、天体モードが設定されている場合は自転角速度算出部６２１の算出結果を入力として、出力する。これに依り、天体モードが設定されている場合は、自転に依りカメラ１に生じる自転角速度に基づいて像ぶれ補正が行われる。

【0112】

以上のとおり、第５の実施形態に依れば、角速度センサ７が、自転角速度を検出可能な感度を有していない場合であっても、天体に追従した撮影を行うことができる。また、従来技術に比べて演算負荷が小さく、天頂付近でも精度を低下させることなく天体追従撮影が可能になる。

【0113】

＜第６の実施形態＞
次に、第６の実施形態について説明する。
第６の実施形態は、スマートフォンやタブレット等の情報処理端末とカメラとを含むカメラシステムであって、ユーザは、情報処理端末を使ってカメラを操作することで天体撮影が可能である。詳しくは、ユーザが情報処理端末に表示された星図から撮影対象とする天体を指定すると、情報処理端末は、指定された天体の座標、現在日時、情報処理端末の現在位置の緯度から、指定された天体の方位及び高度（仰角）を算出し、更に、自転に依りカメラに生じるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向の自転角速度を算出する。そして、情報処理端末は、算出した各回転方向の自転角速度を三脚等に設置されたカメラに通知し、カメラは、通知された各回転方向の自転角速度に基づいて像ぶれ補正を行う。これに依り、天体に追従した撮影を行うことができる。

【0114】

図２１は、第６の実施形態に係る撮像装置であるカメラの構成を示すブロック図である。なお、第６の実施形態に係るカメラの説明では、他の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0115】

図２１に示したとおり、第６の実施形態に係るカメラ１は、光学系２、撮像素子３、駆動部４、システムコントローラ５、ぶれ補正マイコン６、角速度センサ７、加速度センサ８、及び外部通信部１５を含む。

【0116】

外部通信部１５は、情報処理端末等の外部装置との間で、Ｗｉｆｉ（登録商標）やブルートゥース（登録商標）等に依る無線通信を行う通信インタフェースである。例えば、外部通信部１５は、情報処理端末から撮影指示等の各種指示を受信したり、撮影画像や撮影映像を情報処理端末に送信したりする。

【0117】

第６の実施形態に係るぶれ補正マイコン６の詳細については、図２４を用いて後述する。
図２２は、情報処理端末の構成を示すブロック図である。
図２２に示したとおり、情報処理端末１６は、システムコントローラ１６１、時計部１６２、位置センサ１６３、星図データ保持部１６４、操作部１６５、表示パネル１６６、及び通信部１６７を含む。

【0118】

システムコントローラ１６１は、情報処理端末１６の全体を制御する。
時計部１６２は、カレンダー機能及び時計機能を有し、現在日時を取得する。時計部１６２は、現在日時を取得する日時取得回路の一例である。

【0119】

位置センサ１６３は、情報処理端末１６の現在位置（少なくとも緯度を含む）を検出する。位置センサ１６３は、例えばＧＰＳセンサである。
星図データ保持部１６４は、赤道座標系の星図データを保持するメモリである。

【0120】

操作部１６５は、カメラ１に対する指示等の各種指示を行うための操作を受け付ける。本実施形態では、操作部１６５が、表示パネル１６６の前面に設けられたタッチパネルであるとする。

【0121】

表示パネル１６６は、カメラ１の操作画面や星図データに応じた星図等を表示する。表示パネルは、例えばＬＣＤ（liquid crystal display）である。
通信部１６７は、カメラ１等の外部装置の間で、Ｗｉｆｉ（登録商標）やブルートゥース（登録商標）等に依る無線通信を行う通信インタフェースである。例えば、通信部１６７は、カメラ１に撮影指示等の各種指示を送信したり、撮影画像や撮影映像をカメラ１から受信したりする。

【0122】

なお、情報処理端末１６において、システムコントローラ１６１は、例えば、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の専用回路に依って構成されてもよい。あるいは、システムコントローラ１６１は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサとメモリを含み、プロセッサがメモリに記録されたプログラムを実行することに依って、システムコントローラ１６１の機能が実現されてもよい。

【0123】

図２３は、情報処理端末１６のシステムコントローラ１６１が行う撮影に係る制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、情報処理端末１６からカメラ１に対して撮影指示が行われる場合に行われる処理である。

【0124】

図２３に示したとおり、処理が開始すると、システムコントローラ１６１は、まず、時計部１６２に依り取得された日時と位置センサ１６３に依り検出された緯度に基づいて、星図データ保持部１６４に保持されている赤道座標系の星図データを、地平座標系の星図データに変換する（Ｓ４１）。

【0125】

次に、システムコントローラ１６１は、地平座標系の星図データに応じた星図における地平線上の部分を少なくとも含む部分星図を表示エリアとして決定し、その表示エリアとして決定した部分星図を表示パネル１６６に表示する（Ｓ４２）。

【0126】

次に、表示パネル１６６に表示された部分星図において、撮影対象とする天体の位置がユーザに依りタッチされて撮影位置が指定されると（Ｓ４３）、そのタッチ位置が表示パネル１６６の前面に設けられたタッチパネル（操作部）１６５に依って検出され、システムコントローラ１６１に通知される。

【0127】

システムコントローラ１６１は、表示パネル１６６に表示された地平座標系の部分星図と、タッチパネル（操作部）１６５から通知されたタッチ位置の座標とから、撮影対象とする天体の地平座標を取得する（Ｓ４４）。

【0128】

次に、システムコントローラ１６１は、取得した地平座標から、撮影対象とする天体の方位及び高度（仰角）を取得する（Ｓ４５）。
次に、システムコントローラ１６１は、取得した方位及び高度（仰角）と、位置センサ１６３に依り検出された緯度とに基づいて、自転の影響を算出する（Ｓ４６）。ここで、自転の影響とは、カメラ１のＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向の自転角速度のことであり、上述の式（９）、（１０）、（１１）を用いて算出することができる。この場合、例えば、カメラ１の光軸回りの傾きが無い状態で撮影が行われることが前提であれば、θ_slopeが０とされて、自転角速度の算出が行われてもよい。

【0129】

次に、システムコントローラ１６１は、算出した自転の影響と共に、撮影開始指示をカメラ１に通知する（Ｓ４７）。
次に、システムコントローラ１６１は、露光時間が経過したか否かを判定し（Ｓ４８）、露光時間が経過するまで待機する。なお、撮影がバルブ撮影である場合は、ユーザに依る撮影終了指示の操作を受け付けたか否かを判定し、その操作を受け付けるまで待機する。

【0130】

そして、露光時間が経過すると（或いは撮影終了指示の操作を受け付けると）、システムコントローラ１６１は、撮影終了指示をカメラ１に通知し（Ｓ４９）、処理が終了する。

【0131】

図２４は、第６の実施形態に係るぶれ補正マイコン６の機能構成を示すブロック図である。
図２４に示したとおり、本実施形態に係るぶれ補正マイコン６は、自転角速度をカメラ１内部で算出しない代わりに、情報処理端末１６から通知された自転角速度（上述の自転の影響）を保持するメモリを備えた自転角速度保持部６２２を備える。これに依り、天体モードである場合は、切替部６１１に依る入力切替に依り、自転角速度保持部６２２に保持された自転角速度が、補正量算出部６０４に出力される。

【0132】

また、自転角速度保持部６２２は、姿勢判定部６０７に依り判定された姿勢から、光軸回りの傾きが有る場合は、保持された自転角速度を、その光軸回りの傾きに基づいて補正する。これは、例えば、上述のとおり、カメラ１の光軸回りの傾きが無い状態で撮影が行われることが前提とされていても、実際には、カメラ１の光軸回りの傾きが無い状態になっていない場合があるからである。

【0133】

以上のとおり、第６の実施形態に依れば、自転の影響が外部の情報処理端末１６に依り算出されるので、カメラ１内で複雑な計算を行う必要が無い。また、星図から撮影対象とする天体が指定されるので、撮影対象とする天体の方位や仰角（高度）を正確に取得することができる。

【0134】

なお、本実施形態において、情報処理端末１６のシステムコントローラ１６１が自転の影響を算出する際に用いるカメラ１の光軸回りの傾きを、カメラ１から取得してもよい。この場合は、情報処理端末１６がカメラ１と通信を行って、カメラ１の姿勢判定部６０７に依り判定されたカメラ１の姿勢（光軸回りの傾き）がカメラ１から取得される。

【0135】

以上に述べた各実施形態は、様々な変形や組み合わせが可能である。
例えば、各実施形態では、駆動制御部６０５が駆動部４を駆動制御して撮像素子３を移動させることに依り像ぶれ補正が行われたが、カメラ１に光学系２の一部のレンズを光軸に対して直交する方向に移動させるための駆動機構を更に設け、その駆動機構及び駆動部４を駆動制御部６０５が駆動制御して、その一部のレンズと撮像素子３を移動させることに依り像ぶれ補正を行ってもよい。この場合、例えば、その一部のレンズを並進移動させると共に撮像素子３を回転移動させてもよいし、その一部のレンズを並進移動させると共に撮像素子３を並進移動及び回転移動させてもよい。

【0136】

また、例えば、第１又は第２の実施形態を第３の実施形態と組み合わせてもよい。この場合、撮影時の直前にキャリブレーションが行われていれば第３の実施形態に基づいて制御を行い、そうでなければ第１又は第２の実施形態に基づいて制御を行ってもよい。また、第２の実施形態では、センサ基準値が製造時の調整工程において取得されたが、第３の実施形態で説明した方法に依り取得されたセンサ基準値とその時の角速度センサ７の温度がセンサ基準値保持部に６１０に保持されて使用されてもよい。

【0137】

また、第１の実施形態のセンサ基準値算出部６０８の入力として、方位６０２ｂ、緯度６０２ｃの代わりに、第６の実施形態の通信部６０２の出力である自転角速度を入力させてもよい。すなわち、第１の実施形態のセンサ基準値算出部６０８では、姿勢判定部６０７に依り判定されたカメラ１の姿勢（仰角、光軸回りの傾き）と、方位６０２ｂと、緯度６０２ｃとから、自転に依りカメラ１に生じるＰｉｔｃｈ方向、Ｙａｗ方向、及びＲｏｌｌ方向の各回転方向の自転角速度を算出する。これに対して、センサ基準値算出部６０８は、自転角速度を算出することなく、通信部６０２の出力である自転角速度を使用してもよい。

【符号の説明】

【0138】

１ カメラ
２ 光学系
３ 撮像素子
４ 駆動部
５ システムコントローラ
６ ぶれ補正マイコン
７ 角速度センサ
８ 加速度センサ
９ 方位センサ
１０ 位置センサ
１１ ＥＶＦ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 画面
１２ 操作スイッチ部
１３ 調温部
１４ 温度センサ
１５ 外部通信部
１６ 情報処理端末
１６１ システムコントローラ
１６２ 時計部
１６３ 位置センサ
１６４ 星図データ保持部
１６５ 操作部
１６６ 表示パネル
１６７ 通信部
６０１ ＳＩＯ
６０２ 通信部
６０２ａ 焦点距離
６０２ｂ 方位
６０２ｃ 緯度
６０３ 基準値減算部
６０４ 補正量算出部
６０５ 駆動制御部
６０６ ＳＩＯ
６０７ 姿勢判定部
６０８ センサ基準値算出部
６０９ 静止時基準値保持部
６１０ センサ基準値保持部
６１１ 切替部
６１２ 温度取得部
６１３ 温度制御部
６１６ 切替部
６１７ 三脚判定部
６１８ ＬＰＦ
６１９ 自転算出部
６２０ 振幅判定部
６２１ 自転角速度算出部
６２２ 自転角速度保持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】