撮像装置
【課題】傾斜センサや手ぶれ補正機構などを使用せずにカメラの姿勢を検出する。
【解決手段】ズームレンズ４を基準位置センサの位置まで移動させ、基準位置センサから出力される信号の出力レベルが切り替わったタイミングでパルスカウント値Ｐ１、トルク値Ｔ２をメモリ１２に格納する。基準位置センサから出力される信号の出力レベルが切り替わるとズームレンズ４の移動方向を反転させる。反転後、基準位置センサから出力される信号の出力レベルが切り替わったタイミングでパルスＰ２、トルク値Ｐ２をメモリ１２に格納する。メモリ１２に格納したパルスカウント値Ｐ１，Ｐ２の差分ＰＢＫ（ガタパルス）から撮像装置の姿勢が正姿勢であるか否かを判断し、正姿勢でないと判断した場合はトルク値Ｔ１、Ｔ２から撮像装置の姿勢が上姿勢であるか下姿勢であるかを判断する。
【解決手段】ズームレンズ４を基準位置センサの位置まで移動させ、基準位置センサから出力される信号の出力レベルが切り替わったタイミングでパルスカウント値Ｐ１、トルク値Ｔ２をメモリ１２に格納する。基準位置センサから出力される信号の出力レベルが切り替わるとズームレンズ４の移動方向を反転させる。反転後、基準位置センサから出力される信号の出力レベルが切り替わったタイミングでパルスＰ２、トルク値Ｐ２をメモリ１２に格納する。メモリ１２に格納したパルスカウント値Ｐ１，Ｐ２の差分ＰＢＫ（ガタパルス）から撮像装置の姿勢が正姿勢であるか否かを判断し、正姿勢でないと判断した場合はトルク値Ｔ１、Ｔ２から撮像装置の姿勢が上姿勢であるか下姿勢であるかを判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の光学像を撮影する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ（以下、単にカメラとも記載する。）が広く普及し、様々な撮影シーンや用途で使用されている。撮影シーンの一例として、水中撮影や花火撮影等がある。このような場合、カメラを上方向や下方向に傾けて撮影を行うことが一般的である。
【０００３】
一方、この種のカメラには、ズームレンズが備えられている。このズームレンズを駆動させることで焦点距離を変更させることができる。
【０００４】
ズームレンズの駆動方法としてDC（Direct Current）モータ等の駆動パルスに同期して回転するモータを備えるアクチュエータを用いる場合がある。このようなアクチュエータの場合、モータに接続された回転するギヤとそれに噛み合うカム枠等によって構成されたレンズ駆動機構によってレンズを光軸方向に沿って駆動させる方法が多く用いられている。
【０００５】
このようなレンズ駆動機構において、アクチュエータを構成する部品間に生じる圧力や摩擦力が変化する事などに起因してズームガタが発生する。ズームガタとは、ネジや歯車等の噛み合わせ部分に生じる隙間のことをいう。ズームガタの影響でズームレンズが本来配置されるべき合焦位置からずれた位置に配置されてしまう現象が発生し問題となっている。
【０００６】
このズームガタは、カメラの姿勢によってガタ量、即ち、ガタの大きさが変化するため、カメラの姿勢に応じてズームレンズの位置ずれ量が異なる。
【０００７】
このズームガタによるズームレンズの位置ずれを解消するために、カメラ内に傾斜センサを設置し、この傾斜センサの検知結果に基づきカメラの姿勢を判断し、この判断結果に基づいてレンズの位置補正を行う方法がある。しかし、カメラの姿勢を判断するためにカメラ内に傾斜センサを設置することは、カメラ製造のコストアップに繋がる。
【０００８】
そこで、傾斜センサを使用せずにカメラの姿勢を検出する発明が提案されている。例えば、特許文献１では、光学式手ぶれ補正機構を利用して、カメラの姿勢を検出する内容が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開2007-150996号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されている発明は、光学式手ぶれ補正機構を備えていることが前提となる。そのため、例えば、電子式手ぶれ補正が採用されているカメラ等、光学式手ぶれ補正機構を備えていないカメラでは、傾斜センサを使用せずにカメラの姿勢を検出することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本願の発明にかかる撮像装置は、ズームレンズ、ズームレンズを光軸に沿って移動させるモータ、ズームレンズの位置を検出する位置検出センサ、モータの回転に関連する情報を取得する第１取得手段、自装置の姿勢を検出する姿勢検出手段、を備える。
【００１２】
モータは、ズームレンズを第１方向に移動させる第１駆動を実行し、位置検出センサが、第１駆動中のズームレンズが所定の位置に到達したことを検出したときに、ズームレンズを第１方向とは反対の第２方向に移動させる第２駆動を実行し、第１取得手段は、第１駆動中のズームレンズが所定位置に到達したときのモータの回転に関連する情報を第１回転情報として取得し、第２駆動中のズームレンズが所定位置に到達したときのモータの回転に関連する情報を第２回転情報として取得し、記姿勢検出手段は、第１回転情報及び第２回転情報に基づいて自装置の撮影方向を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、傾斜センサや光学式手ぶれ補正機構等を備えていなくてもカメラの姿勢を検出することができ、カメラ製造にかかるコストアップを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る撮像装置１の構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る撮像装置１の撮影時の処理動作の概略を示すフローチャートである。
【図３】アクチュエータ１０及びレンズ位置検出部の構成の概略を示す図解図である。
【図４】レンズ位置検出部の構成の概略を示す図解図である。
【図５】ズームレンズの移動とパルスカウント値の関係を示す図解図である。
【図６】姿勢検出処理の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】姿勢検出処理の処理動作を示す他のフローチャートである。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
本発明をデジタルムービーカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に実施した第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（撮像装置の構成）
図１は、本実施の形態にかかる撮像装置１の構成の概略を示すブロック図である。図１の撮像装置１は、撮像素子（イメージセンサ）２、被写体の光学像を撮像素子２に結像させるズームレンズ４、被写体にピントを合わせる為のフォーカスレンズ６、露光量を調整するための絞り８、ズームレンズ４、及びフォーカスレンズ６をそれぞれ駆動させるためのアクチュエータ１０を備える。
【００１６】
また、図１の撮像装置１は、撮像素子２からから出力されるフレーム画像等を一時記録するメモリ１２、メモリ１２に一時記録されたフレーム画像に色補間処理、ホワイトバランス調整、ノイズリダクション処理等の各種信号処理を施す信号処理部１４、信号処理部１４で処理されたフレーム画像が静止画を撮影したものである場合はＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式、動画を撮影したものである場合はＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式などにより該フレーム画像に圧縮符号化処理を施し圧縮画像信号を生成する画像コーデック部１６、フレーム画像を表示する表示部１８、撮影されたフレーム画像を記録する記録媒体２０、撮像装置１の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２４、撮像装置１に対するユーザからの操作を受け付け、当該操作に応じた指示をＣＰＵ２４に与える操作部２２、を備えている。
【００１７】
また、図１の撮像装置１は、ズームレンズ４の位置を検出するレンズ位置検出部２６をさらに備える。
【００１８】
尚、記録媒体２０は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスクやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の磁気記録媒体でも良い。
【００１９】
撮像素子２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子を備える。
【００２０】
アクチュエータ１０は、例えば、ＤＣ（Direct Current）モータやステッピングモータ等で駆動される。
【００２１】
メモリ１２は、例えば、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、或いはＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）などの一般的に用いられているメモリが使用される。
【００２２】
記録媒体２０は、例えばフラッシュメモリや内蔵型ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの撮像装置１に内蔵される内部記録媒体、或いはＳＤメモリカードやメモリスティック（登録商標）外付けＨＤＤなどの撮像装置１への着脱が自在な外部記録媒体が使用される。
表示部１８は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モニタや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）モニタが使用される。
（撮像装置１の基本撮影動作）
次に、図２を参照して、この撮像装置１の静止画撮影時の基本動作についてフローチャートを用いて説明する。ユーザによって撮像装置１の電源がオンにされると、撮像装置１の駆動モードつまり撮像素子２の駆動モードがプレビューモードに設定される（Ｓ２０１）。
プレビューモードとは、撮影対象となる画像を記録することなく表示部１８に表示するモードであり、撮影対象を定め、構図を決定するために用いることができる。続いて撮影モードの入力待ち状態となり、人物撮影に適したモード、移動物体の撮影に適したモード、逆光での撮影に適したモード等、撮像装置１の機能や撮影シーンに応じたモードが選択される。
このとき、スルー画像処理と並行して、後述する姿勢検出処理を実行し、撮像装置１の姿勢を検出する（Ｓ２０３）。撮影モードが入力されない場合は通常撮影モードが選択されたものとする。
【００２３】
プレビューモードでは、撮像素子２の光電変換動作によって得られたアナログの画像信号が、ＡＦＥ（Analog Front End：図示せず。）においてデジタル画像信号に変換されて、信号処理部１４で色分離、ホワイトバランス調整、ＹＵＶ変換などの画像処理が施され、メモリ１２に書き込まれる。メモリ１２に書き込まれた画像信号は、逐次、表示部１８に表示される。
この結果、所定期間毎（例えば、１/３０秒毎や１/６０秒毎）に撮影領域を表すリアルタイム動画像（プレビュー画像）が表示部１８に逐次表示される。
続いてユーザが、撮影の対象とする被写体に対して所望の画角となるように、光学ズームでのズーム倍率を設定する（Ｓ２０５）。この時、姿勢検出処理による検出結果に基づき、ズームレンズ４の位置補正が行われる。
その際、信号処理部１４に入力された画像信号に基づきＣＰＵ２４によってフォーカスレンズ６及び絞り８を制御して、最適な露光制御（Automatic Exposure；ＡＥ）・焦点合わせ制御（Automatic Focus；ＡＦ）が行われる（Ｓ２０７）。
焦点合わせ制御は、例えば、山登りＡＦ制御で行われる。山登りＡＦ制御とは、撮像素子２で受光した被写体像の画像信号に含まれる輝度信号の高域周波数成分を検出し、この輝度信号の高域周波数成分の積算値（以下、ＡＦ評価値と記載する。）を取得し、このＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置、即ちピーク位置を探索し、この位置にフォーカスレンズ６を配置するように制御する方法である。
ＡＦ評価値の取得は、通常、撮像装置１が捉えている撮影領域の画像信号全体に対して行われることは無く、画像信号内にフォーカスエリアを設定し、該フォーカスエリア内でＡＦ評価値を取得する場合が多い。
ユーザが撮影画角、構図を決定し、操作部２２のシャッタボタンを半押しすると（Ｓ２０９でＹｅｓ）、ＡＥの調整を行い（Ｓ２１１）、ＡＦの最適化処理を行う（Ｓ２１３）。
【００２４】
その後、シャッタボタンが全押しされると（Ｓ２１５でＹｅｓ）、ＴＧ（Timing Generator：図示せず。）より、撮像素子２、ＡＦＥ、信号処理部１４、及び画像コーデック部１６のそれぞれに対してタイミング制御信号が与えられ、各部の動作タイミングを同期させ、撮像素子２の駆動モードを静止画撮影モードに設定し（Ｓ２１７）、撮像素子２から出力されるアナログ画像信号をＡＦＥでデジタル画像信号に変換して信号処理部１４内のフレームメモリに書き込む（Ｓ２１９）。
このデジタル画像信号がこのフレームメモリから読み込まれ、信号処理部１４において輝度信号及び色差信号の生成を行う信号変換処理、などの各種画像処理が施される。
画像処理が施されたデジタル信号は、画像コーデック部１６においてＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式に圧縮された（Ｓ２２１）後、記録媒体２０に書き込まれて（Ｓ２２３）、撮影が完了する。その後、プレビューモードに戻る。
（姿勢検出処理）
ここで、この撮像装置１の姿勢検出処理について説明する。図３は、ズームレンズ４の動作を示す模式図である。
【００２５】
アクチュエータ１０は、モータＭ、ギヤＧ、カム枠Ｃ、及びカムリングＲを備える。モータＭはトルク値を測定するトルクセンサー、及びモータＭの回転数をパルスに変換するパルスエンコーダ（いずれも図示せず。）を備える。
【００２６】
トルクセンサーは、モータＭのトルク値を測定でき、パルスエンコーダは、モーターの回転数を矩形波（パルス）に変換し、出力できる。
【００２７】
モータＭを回転させると、モータＭの回転がギヤＧを介してカム枠Ｃに伝わりカム枠Ｃが回転する。ズームレンズ４は、カム枠Ｃの回転がカムリングＲに伝わることで移動する。このギヤＧとカム枠Ｃとの間やカム枠ＣとカムリングＲとの間にズームガタが発生する。
【００２８】
レンズ位置検出部２６は、基準位置センサ２６２、及び遮光板２６１を備える。基準位置センサ２６２は、例えば、レンズ鏡筒等に固定されている。遮光板２６１は、ズームレンズ４に固定されており、ズームレンズ４が光軸と平行方向に移動すると、それと一体に移動するようになっている。
【００２９】
図４は基準位置センサ２６２を図３の矢印Ｘの方向から見た場合の形状を示す図解図である。基準位置センサは略Ｕ字状の形状をしており、発光部２６２ａ及び受光部２６２ｂは略対向する位置関係で配置されている。また、発光部２６２ａ及び２６２ｂの間には遮光板２６１が介挿可能な隙間が設けられている。
【００３０】
そして、遮光板２６１が基準位置センサ２６２の発光部と受光部との間の光路を遮ったとき、受光部の出力信号はハイ（Ｈｉｇｈ）レベルになり、遮らないときはロー（Ｌｏｗ）レベルになる。従って、受光部の出力信号が変化する位置を基準位置として、ズームレンズ４が基準位置に存在するか否かを検出することができる。
【００３１】
ＣＰＵ２４は、この基準位置と、レンズ移動速度、レンズ移動方向などにより、ズームレンズ４の位置を認識することができる。尚、説明の便宜上、本実施例では、姿勢検出処理開始時に、ズームレンズ４は基準位置にないものとして説明する。
【００３２】
撮像装置１が撮影モードに設定されると、ＣＰＵ２４及びアクチュエータ１０はサーボ制御を実行する。サーボ制御とは、パルスエンコーダから出力されるパルスの周期が所定の周期となるようにモータＭへの通電電圧を調節する制御である。ズームレンズ４はパルスが発生する毎に所定量ずつ（例えば、１パルスで４μｍなど。）移動する。
【００３３】
サーボ制御が完了すると、ＣＰＵ２４はズームレンズ４を基準位置に移動させる命令をアクチュエータ１０に与えると共にパルスエンコーダから出力されるパルス発生回数のカウントを開始する。パルス発生回数のカウント基準は、例えば、１周期で１回とカウントする。
【００３４】
アクチュエータ１０は、ＣＰＵ２４から出力される命令を受けてズームレンズ４を基準位置に移動させる。ズームレンズ４が基準位置に移動したか否かは基準位置センサ２６２から出力される信号がハイレベルであるかローレベルであるかで判断できる。
【００３５】
ＣＰＵ２４は、基準位置センサ２６２から出力される信号が切り替わったこと、即ち、基準位置センサ２６２から出力される信号がローレベルからハイレベルに切り替わったことを検出すると、信号レベルが切り替わったときのトルク値Ｔ１及びパルスカウント値Ｐ２を、それぞれメモリ１２に格納する。
【００３６】
この時、レンズの移動方向が望遠側から広角側への移動であった場合はＴ１＝ＷＴ、レンズの移動方向が広角側から望遠側への移動であった場合はＴ１＝ＴＴとしてメモリ１２に格納される。
【００３７】
次にＣＰＵ２４は、ズームレンズ４の移動方向を反転させる命令をアクチュエータ１０に与える。即ち、上述の移動方向が望遠側から広角側への移動であった場合は広角側から望遠側へ移動させる命令を与え、上述の移動方向が広角側から望遠側への移動であった場合は望遠側から広角側へ移動させる命令を与える。
【００３８】
そしてＣＰＵ２４及びアクチュエータ１０はズームレンズを反転移動させる。この時、パルスの発生周期を変化させず、パルス数のカウントを継続する。そして、再度基準位置センサ２６２から出力される信号が切り替わったこと、即ち、基準位置センサ２６２から出力される信号がハイレベルからローレベルに切り替わったことを検出すると、信号が切り替わったときのトルク値Ｔ２及びパルスカウント値Ｐ２を、それぞれメモリ１２に格納する。レンズの移動方向が広角側への移動であった場合はＴ２＝ＷＴ、レンズの移動方向が望遠側への移動であった場合はＴ２＝ＴＴとしてメモリ１２に格納される。
【００３９】
尚、ズームレンズ４が基準位置を通り過ぎてしまうことで、ズームレンズ４の移動方向を反転させる前に、基準位置センサ２６２から出力される信号がハイレベルからローレベルに切り替わってしまう場合がある。
【００４０】
このような場合、ズームレンズ４の方向が反転した後、最初に基準位置センサから出力される信号がハイレベルからローレベルに切り替わったときのパルスカウント値及びトルク値をそれぞれＰ２、Ｔ２としてメモリ１２に格納する。
【００４１】
次にＣＰＵ２４は、メモリ１２に格納されたトルク値及びパルスカウント値の比較を行う。尚、以下では説明の便宜上、レンズの移動方向が反転する前のレンズ移動を望遠側から広角側への移動、即ち、Ｔ１＝ＷＴとし、レンズの移動方向が反転した後のレンズ移動を広角側から望遠側への移動、即ち、Ｔ２＝ＴＴであるものとする。
【００４２】
ＣＰＵ２４は、測定したパルスカウント値Ｐ１、Ｐ２からガタパルスＰＢＫを導出する。ガタパルスとはズームガタの影響により発生する余計なパルスの事である。ここで、ズームガタとパルスカウント値の関係について説明する。図５はズームレンズの移動とパルスカウント値の関係を示す図解図である。
【００４３】
図４の矢印はズームレンズ４の移動方向、矢印内の数字はパルスカウント値を示している。上述の通り、ズームレンズ４はパルスが発生する毎に所定量ずつ移動する。図４では、６回目のパルスが発生した時に、遮光板２６１が基準位置センサ２６２が配置されている位置に到達し、基準位置センサ２６２から出力される信号がローレベルからハイレベルに切り換わる。即ち、パルスカウント値Ｐ１＝６である。
【００４４】
次に、アクチュエータ１０はＣＰＵ２４から出力される命令を受けて、ズームレンズ４の移動方向を反転させる。この時、アクチュエータ１０は、ギヤＧとカム枠Ｃの噛み合わせ部分やカム枠ＣとカムリングＲの噛み合わせ部分にズームガタが発生しており、パルスが発生、即ち、モータＭが回転しても、その回転がギヤＧからカム枠Ｃ、或いは、カム枠ＣからカムリングＬに伝わらず、ズームレンズ４が移動しない期間（パルスカウント値＝７〜９の間。）が発生する。
【００４５】
そして、このズームガタが解消されるとズームレンズ４は移動を開始し、パルスが発生する毎に所定量ずつ移動する。図４では、１０回目のパルスが発生した時に、遮光板２６１が基準位置センサ２６２が配置されている位置から移動し、基準位置センサ２６２から出力される信号がハイレベルからローレベルに切り換わる。即ち、パルスカウント値Ｐ２＝１０である。このＰ１とＰ２の差分、即ち、Ｐ２−Ｐ１＝４がガタパルスＰＢＫである。
【００４６】
ＣＰＵ２４は、ガタパルスＰＢＫを算出すると、ＰＢＫが所定の閾値ＴＨ１、ＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）の範囲内である否かを判別する。このＴＨ１、ＴＨ２は撮像装置の姿勢が正姿勢（換言すると、レンズ鏡筒の光軸方向が重力の生じる方向に対して略垂直である状態。）である場合に生じ得るガタパルスの範囲を示しており、予めメモリ１２に格納されている。
【００４７】
撮像装置１が正姿勢であれば、ズームレンズ４の移動方向を反転させる前もズームレンズ４の移動方向を反転させた後もアクチュエータ１０の各部品間に生じる摩擦や圧力、負荷等は略同一であり、また、ズームレンズ４が自重で自走することもない。そのため、撮像装置が正姿勢である場合は常に略一定値のガタパルスしか発生しない。
【００４８】
従って、ガタパルスＰＢＫがＴＨ１＜ＰＢＫ＜ＴＨ２を満たす場合は、撮像装置１の姿勢は正姿勢であると判断する。ＣＰＵ２４は、この判断結果に基づきズームレンズ４の位置補量を決定する。一方、ガタパルスＰＢＫがＴＨ１＜ＰＢＫ＜ＴＨ２を満たさない場合は、撮像装置１の姿勢は正姿勢ではないと判断する。
【００４９】
しかしながら、ガタパルスＰＢＫの値を比較しただけでは、撮像装置１の姿勢が正姿勢であるか否かは判別できるが、撮像装置１の姿勢が上姿勢（換言すると、レンズ鏡筒の光軸方向が重力の生じる方向と略反対方向である場合。）下姿勢（換言すると、レンズ鏡筒の光軸方向が重力の生じる方向と略同方向である場合。）であるかまでは判断できない。そこで、トルク値Ｔ１、Ｔ２を用いて撮像装置１が上姿勢であるか下姿勢であるかの判断を行う。
【００５０】
撮像装置１の姿勢が正姿勢ではないと判断された場合、ＣＰＵ２４は、メモリ１２に格納されたトルク値Ｔ１、Ｔ２をメモリ１２から読み出し、大小関係を比較する。
【００５１】
例えば、カメラの姿勢が上姿勢であった場合、望遠側から広角側へズームレンズ４を移動させたときは、ズームレンズ４の自重がズームレンズ４の移動方向と略同一方向に加わり、ズームレンズ４が自重により自走するため、アクチュエータ１０を構成する部品間に生じる圧力や摩擦力は小さくなる。
【００５２】
一方、ズームレンズ４を広角側から望遠側へ移動させたときは、ズームレンズ４の自重がズームレンズ４の移動方向と略反対方向に加わり、ズームレンズ４の自重分だけ負荷が大きくなるため、アクチュエータ１０を構成する部品間に生じる圧力や摩擦力は大きくなる。
【００５３】
そのため撮像装置１が上姿勢である場合は、ズームレンズを望遠側から広角側へ移動させる場合のトルク値よりも、ズームレンズ４を広角側から望遠側に移動させる場合のトルク値の方が大きくなる。
【００５４】
従って、Ｔ１＞Ｔ２である場合は、ＷＴ＞ＴＴとなり、撮像装置１は下姿勢であると判断する。一方、Ｔ１＜Ｔ２である場合は、ＷＴ＜ＴＴとなり、撮像装置１は上姿勢であると判断する。ＣＰＵ２４は、この判断結果に基づきズームレンズ４の位置補正量を決定する。
【００５５】
図６及び図７を参照して姿勢検出処理を行う場合のＣＰＵ２４の処理動作を説明する。ステップＳ４０１では、ズームレンズを基準位置に移動させると共にパルス発生回数のカウントを開始する。
【００５６】
ステップＳ４０３では、基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルが切り替わったか否かを検出する。基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルが切り替わった場合はステップＳ４０５に進み、そうでない場合はステップＳ４０３を繰り返す。
【００５７】
ステップＳ４０５では、パルスカウント値Ｐ１およびトルク値Ｔ１をメモリ１２に格納する。パルスカウント値Ｐ１及びトルク値Ｔ１をメモリ１２に格納したらステップＳ４０７に進む。
【００５８】
ステップＳ４０７では、ズームレンズの移動方向を反転させる。ステップＳ４０９では、基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルが切り替わったか否かを検出する。基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルが切り替わった場合はステップＳ４１１に進み、そうでない場合はステップＳ４０９を繰り返す。
【００５９】
ステップＳ４１１では、パルスカウント値Ｐ２およびトルク値Ｔ２をメモリ１２に格納する。パルスカウント値Ｐ２及びトルク値Ｔ２をメモリ１２に格納したらステップＳ４１３に進む。
【００６０】
ステップＳ４１３では、パルスカウント値Ｐ１、Ｐ２をメモリ１２からそれぞれ読み出し、ガタパルスＰＢＫを導出する。ステップＳ４１５では、ステップＳ４１３で導出したガタパルスＰＢＫがＴＨ１＜ＰＢＫ＜ＴＨ２を満たすか否かを判別する。ＰＢＫがＴＨ１＜ＰＢＫ＜ＴＨ２を満たす場合はステップＳ４１７に進み、そうでない場合はステップＳ４１９に進む。
【００６１】
ステップＳ４１７では、撮像装置１の姿勢は正姿勢であると判断し、ステップＳ４２７に進む。ステップＳ４１９では、トルク値Ｔ１、Ｔ２をメモリ１２からそれぞれ読み出し、Ｔ１、Ｔ２の大小関係を比較する。
【００６２】
ステップＳ４２１では、ステップＳ４１９の大小関係の比較を行った結果、ＷＴがＴＴを下回るか否かを判別する。ＷＴがＴＴを下回る場合はステップＳ４２３に進み、そうでない場合はステップＳ４２５に進む。
【００６３】
ステップＳ４２３では、撮像装置１の姿勢は上姿勢であると判断し、ステップＳ４２７に進む。ステップＳ４２５では、撮像装置１の姿勢は下姿勢であると判断し、ステップＳ４２７に進む。
【００６４】
ステップＳ４２７では、姿勢判断結果に基づいてズームレンズ４の位置補正量を決定する。ズームレンズ４の位置補正量を決定したら姿勢検出処理を終了する。
【００６５】
上記実施の形態では、トルク値を２度取得し、取得された２つのトルク値を比較することで、撮像装置１が上姿勢であるか下姿勢であるか判断しているが、例えば、予め正姿勢時のトルク値Ｔをメモリ１２又は記録媒体２０に格納しておき、このトルク値Ｔを使用して、撮像装置１が上姿勢であるか下姿勢であるかを判断するようにしても良い。
【００６６】
この場合、ズームレンズを広角側に移動させる時か、望遠側に移動させる時のどちらか一方のトルク値を取得し、正姿勢時のトルク値との比較を行えば良い。
【００６７】
例えば、ズームレンズを広角側に移動させる時のトルク値を取得した場合は、ＷＴ＜Ｔであれば、撮像装置１は上姿勢であり、ＷＴ＞Ｔであれば撮像装置１は下姿勢であると判断できる。
【００６８】
また、上記実施の形態では、説明の便宜上、姿勢検出処理開始時にズームレンズが基準位置にないものとして説明してきたが、姿勢検出処理開始時にズームレンズが基準位置にある場合は、基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルがハイレベルからローレベルに切り替わった時と、基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルがローレベルからハイレベルに切り替わった時のパルスカウント値及びトルク値をメモリ１２に格納するようにすれば良い。
【００６９】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
２ 撮像素子
４ ズームレンズ
６ フォーカスレンズ
８ 絞り
１０ アクチュエータ
１２ メモリ
１４ 信号処理部
１６ 画像コーデック部
１８ 表示部
２０ 記録媒体
２２ 操作部
２４ ＣＰＵ
２６ レンズ位置検出部
２６１ 遮光板
２６２ 基準位置センサ
２６２ａ 発光部
２６２ｂ 受光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の光学像を撮影する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ（以下、単にカメラとも記載する。）が広く普及し、様々な撮影シーンや用途で使用されている。撮影シーンの一例として、水中撮影や花火撮影等がある。このような場合、カメラを上方向や下方向に傾けて撮影を行うことが一般的である。
【０００３】
一方、この種のカメラには、ズームレンズが備えられている。このズームレンズを駆動させることで焦点距離を変更させることができる。
【０００４】
ズームレンズの駆動方法としてDC（Direct Current）モータ等の駆動パルスに同期して回転するモータを備えるアクチュエータを用いる場合がある。このようなアクチュエータの場合、モータに接続された回転するギヤとそれに噛み合うカム枠等によって構成されたレンズ駆動機構によってレンズを光軸方向に沿って駆動させる方法が多く用いられている。
【０００５】
このようなレンズ駆動機構において、アクチュエータを構成する部品間に生じる圧力や摩擦力が変化する事などに起因してズームガタが発生する。ズームガタとは、ネジや歯車等の噛み合わせ部分に生じる隙間のことをいう。ズームガタの影響でズームレンズが本来配置されるべき合焦位置からずれた位置に配置されてしまう現象が発生し問題となっている。
【０００６】
このズームガタは、カメラの姿勢によってガタ量、即ち、ガタの大きさが変化するため、カメラの姿勢に応じてズームレンズの位置ずれ量が異なる。
【０００７】
このズームガタによるズームレンズの位置ずれを解消するために、カメラ内に傾斜センサを設置し、この傾斜センサの検知結果に基づきカメラの姿勢を判断し、この判断結果に基づいてレンズの位置補正を行う方法がある。しかし、カメラの姿勢を判断するためにカメラ内に傾斜センサを設置することは、カメラ製造のコストアップに繋がる。
【０００８】
そこで、傾斜センサを使用せずにカメラの姿勢を検出する発明が提案されている。例えば、特許文献１では、光学式手ぶれ補正機構を利用して、カメラの姿勢を検出する内容が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開2007-150996号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されている発明は、光学式手ぶれ補正機構を備えていることが前提となる。そのため、例えば、電子式手ぶれ補正が採用されているカメラ等、光学式手ぶれ補正機構を備えていないカメラでは、傾斜センサを使用せずにカメラの姿勢を検出することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本願の発明にかかる撮像装置は、ズームレンズ、ズームレンズを光軸に沿って移動させるモータ、ズームレンズの位置を検出する位置検出センサ、モータの回転に関連する情報を取得する第１取得手段、自装置の姿勢を検出する姿勢検出手段、を備える。
【００１２】
モータは、ズームレンズを第１方向に移動させる第１駆動を実行し、位置検出センサが、第１駆動中のズームレンズが所定の位置に到達したことを検出したときに、ズームレンズを第１方向とは反対の第２方向に移動させる第２駆動を実行し、第１取得手段は、第１駆動中のズームレンズが所定位置に到達したときのモータの回転に関連する情報を第１回転情報として取得し、第２駆動中のズームレンズが所定位置に到達したときのモータの回転に関連する情報を第２回転情報として取得し、記姿勢検出手段は、第１回転情報及び第２回転情報に基づいて自装置の撮影方向を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、傾斜センサや光学式手ぶれ補正機構等を備えていなくてもカメラの姿勢を検出することができ、カメラ製造にかかるコストアップを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る撮像装置１の構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る撮像装置１の撮影時の処理動作の概略を示すフローチャートである。
【図３】アクチュエータ１０及びレンズ位置検出部の構成の概略を示す図解図である。
【図４】レンズ位置検出部の構成の概略を示す図解図である。
【図５】ズームレンズの移動とパルスカウント値の関係を示す図解図である。
【図６】姿勢検出処理の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】姿勢検出処理の処理動作を示す他のフローチャートである。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
本発明をデジタルムービーカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に実施した第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（撮像装置の構成）
図１は、本実施の形態にかかる撮像装置１の構成の概略を示すブロック図である。図１の撮像装置１は、撮像素子（イメージセンサ）２、被写体の光学像を撮像素子２に結像させるズームレンズ４、被写体にピントを合わせる為のフォーカスレンズ６、露光量を調整するための絞り８、ズームレンズ４、及びフォーカスレンズ６をそれぞれ駆動させるためのアクチュエータ１０を備える。
【００１６】
また、図１の撮像装置１は、撮像素子２からから出力されるフレーム画像等を一時記録するメモリ１２、メモリ１２に一時記録されたフレーム画像に色補間処理、ホワイトバランス調整、ノイズリダクション処理等の各種信号処理を施す信号処理部１４、信号処理部１４で処理されたフレーム画像が静止画を撮影したものである場合はＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式、動画を撮影したものである場合はＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式などにより該フレーム画像に圧縮符号化処理を施し圧縮画像信号を生成する画像コーデック部１６、フレーム画像を表示する表示部１８、撮影されたフレーム画像を記録する記録媒体２０、撮像装置１の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２４、撮像装置１に対するユーザからの操作を受け付け、当該操作に応じた指示をＣＰＵ２４に与える操作部２２、を備えている。
【００１７】
また、図１の撮像装置１は、ズームレンズ４の位置を検出するレンズ位置検出部２６をさらに備える。
【００１８】
尚、記録媒体２０は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスクやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の磁気記録媒体でも良い。
【００１９】
撮像素子２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子を備える。
【００２０】
アクチュエータ１０は、例えば、ＤＣ（Direct Current）モータやステッピングモータ等で駆動される。
【００２１】
メモリ１２は、例えば、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、或いはＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）などの一般的に用いられているメモリが使用される。
【００２２】
記録媒体２０は、例えばフラッシュメモリや内蔵型ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの撮像装置１に内蔵される内部記録媒体、或いはＳＤメモリカードやメモリスティック（登録商標）外付けＨＤＤなどの撮像装置１への着脱が自在な外部記録媒体が使用される。
表示部１８は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モニタや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）モニタが使用される。
（撮像装置１の基本撮影動作）
次に、図２を参照して、この撮像装置１の静止画撮影時の基本動作についてフローチャートを用いて説明する。ユーザによって撮像装置１の電源がオンにされると、撮像装置１の駆動モードつまり撮像素子２の駆動モードがプレビューモードに設定される（Ｓ２０１）。
プレビューモードとは、撮影対象となる画像を記録することなく表示部１８に表示するモードであり、撮影対象を定め、構図を決定するために用いることができる。続いて撮影モードの入力待ち状態となり、人物撮影に適したモード、移動物体の撮影に適したモード、逆光での撮影に適したモード等、撮像装置１の機能や撮影シーンに応じたモードが選択される。
このとき、スルー画像処理と並行して、後述する姿勢検出処理を実行し、撮像装置１の姿勢を検出する（Ｓ２０３）。撮影モードが入力されない場合は通常撮影モードが選択されたものとする。
【００２３】
プレビューモードでは、撮像素子２の光電変換動作によって得られたアナログの画像信号が、ＡＦＥ（Analog Front End：図示せず。）においてデジタル画像信号に変換されて、信号処理部１４で色分離、ホワイトバランス調整、ＹＵＶ変換などの画像処理が施され、メモリ１２に書き込まれる。メモリ１２に書き込まれた画像信号は、逐次、表示部１８に表示される。
この結果、所定期間毎（例えば、１/３０秒毎や１/６０秒毎）に撮影領域を表すリアルタイム動画像（プレビュー画像）が表示部１８に逐次表示される。
続いてユーザが、撮影の対象とする被写体に対して所望の画角となるように、光学ズームでのズーム倍率を設定する（Ｓ２０５）。この時、姿勢検出処理による検出結果に基づき、ズームレンズ４の位置補正が行われる。
その際、信号処理部１４に入力された画像信号に基づきＣＰＵ２４によってフォーカスレンズ６及び絞り８を制御して、最適な露光制御（Automatic Exposure；ＡＥ）・焦点合わせ制御（Automatic Focus；ＡＦ）が行われる（Ｓ２０７）。
焦点合わせ制御は、例えば、山登りＡＦ制御で行われる。山登りＡＦ制御とは、撮像素子２で受光した被写体像の画像信号に含まれる輝度信号の高域周波数成分を検出し、この輝度信号の高域周波数成分の積算値（以下、ＡＦ評価値と記載する。）を取得し、このＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置、即ちピーク位置を探索し、この位置にフォーカスレンズ６を配置するように制御する方法である。
ＡＦ評価値の取得は、通常、撮像装置１が捉えている撮影領域の画像信号全体に対して行われることは無く、画像信号内にフォーカスエリアを設定し、該フォーカスエリア内でＡＦ評価値を取得する場合が多い。
ユーザが撮影画角、構図を決定し、操作部２２のシャッタボタンを半押しすると（Ｓ２０９でＹｅｓ）、ＡＥの調整を行い（Ｓ２１１）、ＡＦの最適化処理を行う（Ｓ２１３）。
【００２４】
その後、シャッタボタンが全押しされると（Ｓ２１５でＹｅｓ）、ＴＧ（Timing Generator：図示せず。）より、撮像素子２、ＡＦＥ、信号処理部１４、及び画像コーデック部１６のそれぞれに対してタイミング制御信号が与えられ、各部の動作タイミングを同期させ、撮像素子２の駆動モードを静止画撮影モードに設定し（Ｓ２１７）、撮像素子２から出力されるアナログ画像信号をＡＦＥでデジタル画像信号に変換して信号処理部１４内のフレームメモリに書き込む（Ｓ２１９）。
このデジタル画像信号がこのフレームメモリから読み込まれ、信号処理部１４において輝度信号及び色差信号の生成を行う信号変換処理、などの各種画像処理が施される。
画像処理が施されたデジタル信号は、画像コーデック部１６においてＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式に圧縮された（Ｓ２２１）後、記録媒体２０に書き込まれて（Ｓ２２３）、撮影が完了する。その後、プレビューモードに戻る。
（姿勢検出処理）
ここで、この撮像装置１の姿勢検出処理について説明する。図３は、ズームレンズ４の動作を示す模式図である。
【００２５】
アクチュエータ１０は、モータＭ、ギヤＧ、カム枠Ｃ、及びカムリングＲを備える。モータＭはトルク値を測定するトルクセンサー、及びモータＭの回転数をパルスに変換するパルスエンコーダ（いずれも図示せず。）を備える。
【００２６】
トルクセンサーは、モータＭのトルク値を測定でき、パルスエンコーダは、モーターの回転数を矩形波（パルス）に変換し、出力できる。
【００２７】
モータＭを回転させると、モータＭの回転がギヤＧを介してカム枠Ｃに伝わりカム枠Ｃが回転する。ズームレンズ４は、カム枠Ｃの回転がカムリングＲに伝わることで移動する。このギヤＧとカム枠Ｃとの間やカム枠ＣとカムリングＲとの間にズームガタが発生する。
【００２８】
レンズ位置検出部２６は、基準位置センサ２６２、及び遮光板２６１を備える。基準位置センサ２６２は、例えば、レンズ鏡筒等に固定されている。遮光板２６１は、ズームレンズ４に固定されており、ズームレンズ４が光軸と平行方向に移動すると、それと一体に移動するようになっている。
【００２９】
図４は基準位置センサ２６２を図３の矢印Ｘの方向から見た場合の形状を示す図解図である。基準位置センサは略Ｕ字状の形状をしており、発光部２６２ａ及び受光部２６２ｂは略対向する位置関係で配置されている。また、発光部２６２ａ及び２６２ｂの間には遮光板２６１が介挿可能な隙間が設けられている。
【００３０】
そして、遮光板２６１が基準位置センサ２６２の発光部と受光部との間の光路を遮ったとき、受光部の出力信号はハイ（Ｈｉｇｈ）レベルになり、遮らないときはロー（Ｌｏｗ）レベルになる。従って、受光部の出力信号が変化する位置を基準位置として、ズームレンズ４が基準位置に存在するか否かを検出することができる。
【００３１】
ＣＰＵ２４は、この基準位置と、レンズ移動速度、レンズ移動方向などにより、ズームレンズ４の位置を認識することができる。尚、説明の便宜上、本実施例では、姿勢検出処理開始時に、ズームレンズ４は基準位置にないものとして説明する。
【００３２】
撮像装置１が撮影モードに設定されると、ＣＰＵ２４及びアクチュエータ１０はサーボ制御を実行する。サーボ制御とは、パルスエンコーダから出力されるパルスの周期が所定の周期となるようにモータＭへの通電電圧を調節する制御である。ズームレンズ４はパルスが発生する毎に所定量ずつ（例えば、１パルスで４μｍなど。）移動する。
【００３３】
サーボ制御が完了すると、ＣＰＵ２４はズームレンズ４を基準位置に移動させる命令をアクチュエータ１０に与えると共にパルスエンコーダから出力されるパルス発生回数のカウントを開始する。パルス発生回数のカウント基準は、例えば、１周期で１回とカウントする。
【００３４】
アクチュエータ１０は、ＣＰＵ２４から出力される命令を受けてズームレンズ４を基準位置に移動させる。ズームレンズ４が基準位置に移動したか否かは基準位置センサ２６２から出力される信号がハイレベルであるかローレベルであるかで判断できる。
【００３５】
ＣＰＵ２４は、基準位置センサ２６２から出力される信号が切り替わったこと、即ち、基準位置センサ２６２から出力される信号がローレベルからハイレベルに切り替わったことを検出すると、信号レベルが切り替わったときのトルク値Ｔ１及びパルスカウント値Ｐ２を、それぞれメモリ１２に格納する。
【００３６】
この時、レンズの移動方向が望遠側から広角側への移動であった場合はＴ１＝ＷＴ、レンズの移動方向が広角側から望遠側への移動であった場合はＴ１＝ＴＴとしてメモリ１２に格納される。
【００３７】
次にＣＰＵ２４は、ズームレンズ４の移動方向を反転させる命令をアクチュエータ１０に与える。即ち、上述の移動方向が望遠側から広角側への移動であった場合は広角側から望遠側へ移動させる命令を与え、上述の移動方向が広角側から望遠側への移動であった場合は望遠側から広角側へ移動させる命令を与える。
【００３８】
そしてＣＰＵ２４及びアクチュエータ１０はズームレンズを反転移動させる。この時、パルスの発生周期を変化させず、パルス数のカウントを継続する。そして、再度基準位置センサ２６２から出力される信号が切り替わったこと、即ち、基準位置センサ２６２から出力される信号がハイレベルからローレベルに切り替わったことを検出すると、信号が切り替わったときのトルク値Ｔ２及びパルスカウント値Ｐ２を、それぞれメモリ１２に格納する。レンズの移動方向が広角側への移動であった場合はＴ２＝ＷＴ、レンズの移動方向が望遠側への移動であった場合はＴ２＝ＴＴとしてメモリ１２に格納される。
【００３９】
尚、ズームレンズ４が基準位置を通り過ぎてしまうことで、ズームレンズ４の移動方向を反転させる前に、基準位置センサ２６２から出力される信号がハイレベルからローレベルに切り替わってしまう場合がある。
【００４０】
このような場合、ズームレンズ４の方向が反転した後、最初に基準位置センサから出力される信号がハイレベルからローレベルに切り替わったときのパルスカウント値及びトルク値をそれぞれＰ２、Ｔ２としてメモリ１２に格納する。
【００４１】
次にＣＰＵ２４は、メモリ１２に格納されたトルク値及びパルスカウント値の比較を行う。尚、以下では説明の便宜上、レンズの移動方向が反転する前のレンズ移動を望遠側から広角側への移動、即ち、Ｔ１＝ＷＴとし、レンズの移動方向が反転した後のレンズ移動を広角側から望遠側への移動、即ち、Ｔ２＝ＴＴであるものとする。
【００４２】
ＣＰＵ２４は、測定したパルスカウント値Ｐ１、Ｐ２からガタパルスＰＢＫを導出する。ガタパルスとはズームガタの影響により発生する余計なパルスの事である。ここで、ズームガタとパルスカウント値の関係について説明する。図５はズームレンズの移動とパルスカウント値の関係を示す図解図である。
【００４３】
図４の矢印はズームレンズ４の移動方向、矢印内の数字はパルスカウント値を示している。上述の通り、ズームレンズ４はパルスが発生する毎に所定量ずつ移動する。図４では、６回目のパルスが発生した時に、遮光板２６１が基準位置センサ２６２が配置されている位置に到達し、基準位置センサ２６２から出力される信号がローレベルからハイレベルに切り換わる。即ち、パルスカウント値Ｐ１＝６である。
【００４４】
次に、アクチュエータ１０はＣＰＵ２４から出力される命令を受けて、ズームレンズ４の移動方向を反転させる。この時、アクチュエータ１０は、ギヤＧとカム枠Ｃの噛み合わせ部分やカム枠ＣとカムリングＲの噛み合わせ部分にズームガタが発生しており、パルスが発生、即ち、モータＭが回転しても、その回転がギヤＧからカム枠Ｃ、或いは、カム枠ＣからカムリングＬに伝わらず、ズームレンズ４が移動しない期間（パルスカウント値＝７〜９の間。）が発生する。
【００４５】
そして、このズームガタが解消されるとズームレンズ４は移動を開始し、パルスが発生する毎に所定量ずつ移動する。図４では、１０回目のパルスが発生した時に、遮光板２６１が基準位置センサ２６２が配置されている位置から移動し、基準位置センサ２６２から出力される信号がハイレベルからローレベルに切り換わる。即ち、パルスカウント値Ｐ２＝１０である。このＰ１とＰ２の差分、即ち、Ｐ２−Ｐ１＝４がガタパルスＰＢＫである。
【００４６】
ＣＰＵ２４は、ガタパルスＰＢＫを算出すると、ＰＢＫが所定の閾値ＴＨ１、ＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）の範囲内である否かを判別する。このＴＨ１、ＴＨ２は撮像装置の姿勢が正姿勢（換言すると、レンズ鏡筒の光軸方向が重力の生じる方向に対して略垂直である状態。）である場合に生じ得るガタパルスの範囲を示しており、予めメモリ１２に格納されている。
【００４７】
撮像装置１が正姿勢であれば、ズームレンズ４の移動方向を反転させる前もズームレンズ４の移動方向を反転させた後もアクチュエータ１０の各部品間に生じる摩擦や圧力、負荷等は略同一であり、また、ズームレンズ４が自重で自走することもない。そのため、撮像装置が正姿勢である場合は常に略一定値のガタパルスしか発生しない。
【００４８】
従って、ガタパルスＰＢＫがＴＨ１＜ＰＢＫ＜ＴＨ２を満たす場合は、撮像装置１の姿勢は正姿勢であると判断する。ＣＰＵ２４は、この判断結果に基づきズームレンズ４の位置補量を決定する。一方、ガタパルスＰＢＫがＴＨ１＜ＰＢＫ＜ＴＨ２を満たさない場合は、撮像装置１の姿勢は正姿勢ではないと判断する。
【００４９】
しかしながら、ガタパルスＰＢＫの値を比較しただけでは、撮像装置１の姿勢が正姿勢であるか否かは判別できるが、撮像装置１の姿勢が上姿勢（換言すると、レンズ鏡筒の光軸方向が重力の生じる方向と略反対方向である場合。）下姿勢（換言すると、レンズ鏡筒の光軸方向が重力の生じる方向と略同方向である場合。）であるかまでは判断できない。そこで、トルク値Ｔ１、Ｔ２を用いて撮像装置１が上姿勢であるか下姿勢であるかの判断を行う。
【００５０】
撮像装置１の姿勢が正姿勢ではないと判断された場合、ＣＰＵ２４は、メモリ１２に格納されたトルク値Ｔ１、Ｔ２をメモリ１２から読み出し、大小関係を比較する。
【００５１】
例えば、カメラの姿勢が上姿勢であった場合、望遠側から広角側へズームレンズ４を移動させたときは、ズームレンズ４の自重がズームレンズ４の移動方向と略同一方向に加わり、ズームレンズ４が自重により自走するため、アクチュエータ１０を構成する部品間に生じる圧力や摩擦力は小さくなる。
【００５２】
一方、ズームレンズ４を広角側から望遠側へ移動させたときは、ズームレンズ４の自重がズームレンズ４の移動方向と略反対方向に加わり、ズームレンズ４の自重分だけ負荷が大きくなるため、アクチュエータ１０を構成する部品間に生じる圧力や摩擦力は大きくなる。
【００５３】
そのため撮像装置１が上姿勢である場合は、ズームレンズを望遠側から広角側へ移動させる場合のトルク値よりも、ズームレンズ４を広角側から望遠側に移動させる場合のトルク値の方が大きくなる。
【００５４】
従って、Ｔ１＞Ｔ２である場合は、ＷＴ＞ＴＴとなり、撮像装置１は下姿勢であると判断する。一方、Ｔ１＜Ｔ２である場合は、ＷＴ＜ＴＴとなり、撮像装置１は上姿勢であると判断する。ＣＰＵ２４は、この判断結果に基づきズームレンズ４の位置補正量を決定する。
【００５５】
図６及び図７を参照して姿勢検出処理を行う場合のＣＰＵ２４の処理動作を説明する。ステップＳ４０１では、ズームレンズを基準位置に移動させると共にパルス発生回数のカウントを開始する。
【００５６】
ステップＳ４０３では、基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルが切り替わったか否かを検出する。基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルが切り替わった場合はステップＳ４０５に進み、そうでない場合はステップＳ４０３を繰り返す。
【００５７】
ステップＳ４０５では、パルスカウント値Ｐ１およびトルク値Ｔ１をメモリ１２に格納する。パルスカウント値Ｐ１及びトルク値Ｔ１をメモリ１２に格納したらステップＳ４０７に進む。
【００５８】
ステップＳ４０７では、ズームレンズの移動方向を反転させる。ステップＳ４０９では、基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルが切り替わったか否かを検出する。基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルが切り替わった場合はステップＳ４１１に進み、そうでない場合はステップＳ４０９を繰り返す。
【００５９】
ステップＳ４１１では、パルスカウント値Ｐ２およびトルク値Ｔ２をメモリ１２に格納する。パルスカウント値Ｐ２及びトルク値Ｔ２をメモリ１２に格納したらステップＳ４１３に進む。
【００６０】
ステップＳ４１３では、パルスカウント値Ｐ１、Ｐ２をメモリ１２からそれぞれ読み出し、ガタパルスＰＢＫを導出する。ステップＳ４１５では、ステップＳ４１３で導出したガタパルスＰＢＫがＴＨ１＜ＰＢＫ＜ＴＨ２を満たすか否かを判別する。ＰＢＫがＴＨ１＜ＰＢＫ＜ＴＨ２を満たす場合はステップＳ４１７に進み、そうでない場合はステップＳ４１９に進む。
【００６１】
ステップＳ４１７では、撮像装置１の姿勢は正姿勢であると判断し、ステップＳ４２７に進む。ステップＳ４１９では、トルク値Ｔ１、Ｔ２をメモリ１２からそれぞれ読み出し、Ｔ１、Ｔ２の大小関係を比較する。
【００６２】
ステップＳ４２１では、ステップＳ４１９の大小関係の比較を行った結果、ＷＴがＴＴを下回るか否かを判別する。ＷＴがＴＴを下回る場合はステップＳ４２３に進み、そうでない場合はステップＳ４２５に進む。
【００６３】
ステップＳ４２３では、撮像装置１の姿勢は上姿勢であると判断し、ステップＳ４２７に進む。ステップＳ４２５では、撮像装置１の姿勢は下姿勢であると判断し、ステップＳ４２７に進む。
【００６４】
ステップＳ４２７では、姿勢判断結果に基づいてズームレンズ４の位置補正量を決定する。ズームレンズ４の位置補正量を決定したら姿勢検出処理を終了する。
【００６５】
上記実施の形態では、トルク値を２度取得し、取得された２つのトルク値を比較することで、撮像装置１が上姿勢であるか下姿勢であるか判断しているが、例えば、予め正姿勢時のトルク値Ｔをメモリ１２又は記録媒体２０に格納しておき、このトルク値Ｔを使用して、撮像装置１が上姿勢であるか下姿勢であるかを判断するようにしても良い。
【００６６】
この場合、ズームレンズを広角側に移動させる時か、望遠側に移動させる時のどちらか一方のトルク値を取得し、正姿勢時のトルク値との比較を行えば良い。
【００６７】
例えば、ズームレンズを広角側に移動させる時のトルク値を取得した場合は、ＷＴ＜Ｔであれば、撮像装置１は上姿勢であり、ＷＴ＞Ｔであれば撮像装置１は下姿勢であると判断できる。
【００６８】
また、上記実施の形態では、説明の便宜上、姿勢検出処理開始時にズームレンズが基準位置にないものとして説明してきたが、姿勢検出処理開始時にズームレンズが基準位置にある場合は、基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルがハイレベルからローレベルに切り替わった時と、基準位置センサ２６２から出力される信号の出力レベルがローレベルからハイレベルに切り替わった時のパルスカウント値及びトルク値をメモリ１２に格納するようにすれば良い。
【００６９】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
２ 撮像素子
４ ズームレンズ
６ フォーカスレンズ
８ 絞り
１０ アクチュエータ
１２ メモリ
１４ 信号処理部
１６ 画像コーデック部
１８ 表示部
２０ 記録媒体
２２ 操作部
２４ ＣＰＵ
２６ レンズ位置検出部
２６１ 遮光板
２６２ 基準位置センサ
２６２ａ 発光部
２６２ｂ 受光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズ、
前記ズームレンズを光軸に沿って移動させるモータ、
前記ズームレンズの位置を検出する位置検出センサ、
前記モータの回転に関連する回転情報を取得する第１取得手段、
自装置の姿勢を検出する姿勢検出手段、
を備え、
前記モータは、前記ズームレンズを第１方向に移動させる第１駆動を実行する一方、
前記位置検出センサが、前記第１駆動中の前記ズームレンズが所定位置に到達したことを検出したときに、前記ズームレンズを前記第１方向と正反対の第２方向に移動させる第２駆動を実行し、
前記第１取得手段は、前記第１駆動中の前記ズームレンズが前記所定位置に到達したときの前記回転情報を第１回転情報として取得し、前記第２駆動中の前記ズームレンズが前記所定位置に到達したときの前記回転情報を第２回転情報として取得し、
前記姿勢検出手段は、前記第１回転情報及び前記第２回転情報に基づいて自装置の撮影方向を検出する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記姿勢検出手段は、前記第１回転情報及び前記第２回転情報から、前記第１駆動中に前記ズームレンズが所定位置に到達したことが検出された後、前記第２駆動中に前記ズームレンズが前記所定位置に到達したことが検出されるまでの期間における回転情報を第３回転情報として導出し、該第３回転情報に基づいて前記自装置の撮影方向が略水平方向であるか否かを検出する
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記モータのトルク値を取得する第２取得手段を備え、
前記第２取得手段は、前記第１駆動中の前記ズームレンズが前記所定位置に到達したときの前記モータのトルク値を第１トルク値として取得し、前記第２駆動中の前記ズームレンズが前記所定位置に到達したときの前記モータのトルク値を第２トルク値として取得し、
前記姿勢検出手段は、前記第１トルク値及び前記第２トルク値に基づいて自装置の撮影方向が水平方向に対して上方向であるか下方向であるかを検出する
ことを特徴とする請求項１乃至２記載の撮像装置。
【請求項１】
ズームレンズ、
前記ズームレンズを光軸に沿って移動させるモータ、
前記ズームレンズの位置を検出する位置検出センサ、
前記モータの回転に関連する回転情報を取得する第１取得手段、
自装置の姿勢を検出する姿勢検出手段、
を備え、
前記モータは、前記ズームレンズを第１方向に移動させる第１駆動を実行する一方、
前記位置検出センサが、前記第１駆動中の前記ズームレンズが所定位置に到達したことを検出したときに、前記ズームレンズを前記第１方向と正反対の第２方向に移動させる第２駆動を実行し、
前記第１取得手段は、前記第１駆動中の前記ズームレンズが前記所定位置に到達したときの前記回転情報を第１回転情報として取得し、前記第２駆動中の前記ズームレンズが前記所定位置に到達したときの前記回転情報を第２回転情報として取得し、
前記姿勢検出手段は、前記第１回転情報及び前記第２回転情報に基づいて自装置の撮影方向を検出する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記姿勢検出手段は、前記第１回転情報及び前記第２回転情報から、前記第１駆動中に前記ズームレンズが所定位置に到達したことが検出された後、前記第２駆動中に前記ズームレンズが前記所定位置に到達したことが検出されるまでの期間における回転情報を第３回転情報として導出し、該第３回転情報に基づいて前記自装置の撮影方向が略水平方向であるか否かを検出する
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記モータのトルク値を取得する第２取得手段を備え、
前記第２取得手段は、前記第１駆動中の前記ズームレンズが前記所定位置に到達したときの前記モータのトルク値を第１トルク値として取得し、前記第２駆動中の前記ズームレンズが前記所定位置に到達したときの前記モータのトルク値を第２トルク値として取得し、
前記姿勢検出手段は、前記第１トルク値及び前記第２トルク値に基づいて自装置の撮影方向が水平方向に対して上方向であるか下方向であるかを検出する
ことを特徴とする請求項１乃至２記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１５６６１（Ｐ２０１２−２１５６６１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９７６７（Ｐ２０１１−７９７６７）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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