(57)【要約】【課題】  落下を検知してから通常の沈胴動作よりも速い動作で撮像レンズを沈胴させて、撮像レンズあるいはレンズ保持筒を確実に保護するような撮像装置を得る。【解決手段】  撮像装置１０が落下したことを検知する落下検知装置１２と、この落下検知装置１２が落下を検知したとき繰り出されている撮像レンズ１７を非撮像時の繰り込み速度より高速で繰り込みを行うように沈胴機構１６を駆動する制御部１４を備え、撮像装置１０の落下時に撮像レンズ１７等を保護する。【選択図】  図１
2006177991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像時には撮像レンズを光軸方向に繰り出し非撮像時には上記撮像レンズを筐体に繰り込む沈胴機構を備えた撮像装置において、該撮像装置に設けられ該撮像装置が落下したことを検知する落下検知装置と、該落下検知装置が上記落下を検知したとき、上記繰り出されている撮像レンズを上記非撮像時の繰り込み速度より高速で繰り込みを行うよう上記沈胴機構を動作させる制御部を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記沈胴機構は電圧に基づいて制御される駆動源により駆動され、上記制御部は上記落下検知装置が上記落下を検知したときには、上記非撮像時の繰り込み時よりも高い電圧を該駆動源に供給す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】
上記沈胴機構は電流に基づいて制御される駆動源により駆動され、上記制御部は上記落下検知装置が上記落下を検知したときには、上記非撮像時の繰り込み時よりも大きな電流を該駆動源に供給することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
上記沈胴機構はパルス信号に基づいて制御される駆動源により駆動され、上記制御部は上記落下検知装置が上記落下を検知したときには、上記非撮像時の繰り込み時よりも周波数の高いパルス信号を該駆動源に供給することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
上記沈胴機構は、第一のカム斜面とこの第一のカム斜面の傾斜より大きな傾斜を有する第二のカム斜面とを有するカム手段を備え、上記制御部は上記非撮像時の繰り込み時には上記第一のカム斜面により上記撮像レンズを光軸方向に駆動させ、上記落下検知装置が上記落下を検知したときの繰り込み時には上記第二のカム斜面により上記撮像レンズを光軸方向に駆動させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像レンズを筐体から繰り出しまたは筐体に繰り込む沈胴機構を有する撮像装置、特に撮像装置の落下による衝撃を受ける際に、撮像レンズあるいはレンズ保持筒等の損傷を防止するようにした撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
沈胴機構を有する撮像レンズを備えた撮像装置では、駆動源たとえばモータの動力をカム機構によりレンズ保持筒に伝達し撮像レンズを繰り出すことにより撮影可能な状態となり、撮影終了後は駆動源たとえばモータの動力をカム機構によりレンズ保持筒に伝達し撮像レンズを繰り込むことで収納状態となる。
【０００３】
このような沈胴機構を有する撮像レンズを備えた撮像装置はレンズが収納可能であるため、レンズ収納時はレンズを傷つきや衝撃から保護することに優れている。しかしながらレンズが繰り出されている状態では、落下等の外力が加わったとき撮像レンズが傷ついたりレンズ保持筒のカムピンがカム溝から外れる等の問題が生じることもある。
【０００４】
この改善策として、ブレ量を検出し落下または衝撃に至ると類推される使用状況の変動を検知すると撮像レンズを沈胴させて、落下または衝撃による力に対して保護する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−６１８６９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の撮像装置は以上のように構成されており、特許文献１に記載の発明は落下を検知する手段を提案するものであり、落下を検知したときでも通常の沈胴動作を行うものとなっている。
【０００６】
しかしながら、落下を検知してから通常の沈胴動作を行うと、撮像装置が床面等に衝突して衝撃を受けるより前に撮像レンズの沈胴動作が完了せず、沈胴動作の途中で衝撃を受けることにより、強度があまり高くなくかつ高価な撮像レンズあるいはレンズ保持筒が壊れる場合があり、撮像レンズあるいはレンズ保持筒等の保護が不十分になるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、このような従来の撮像装置の問題点を解決するためになされたもので、撮像装置の落下を検知してから通常の沈胴動作よりも速い動作で撮像レンズを沈胴させて、撮像レンズあるいはレンズ保持筒等を確実に保護することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る撮像装置は、撮像装置が落下したことを検知する落下検知装置と、この落下検知装置が落下を検知したとき繰り出されている撮像レンズを非撮像時の繰り込み速度より高速で繰り込みを行うように沈胴機構を駆動する制御部を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明では、落下検知装置が落下を検知したとき繰り出されている撮像レンズを非撮像時の繰り込み速度より高速で繰り込みを行うようにしたため、床面等に衝突して衝撃を受けるより前に沈胴動作を完了させて、撮像レンズあるいはレンズ保持筒等を確実に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１の構成を示すものである。図において撮像装置１０は、落下状態を検知し検知信号１２ａを発生する落下検知装置１２と、接続先からの情報を受け接続先への指示や制御を行うＣＰＵ１３、制御部１４、駆動源１５、沈胴機構１６及び撮像レンズ１７を備えている。制御部１４は、ＣＰＵ１３からの繰り出し信号１３ａを受けて撮像レンズ１７の通常の繰り出し動作を沈胴機構１６に指示し、同時に繰り込み信号１３ｂを受けて撮影終了時の通常の繰り込み動作を指示する。また、緊急沈胴信号１３ｃを受けて撮像レンズ１７の緊急沈胴動作を沈胴機構１６に指示する。
【００１１】
ここで、落下検知装置１２としては例えば加速度センサを使用することができるが、実施の形態１では１チップで３軸方向の加速度を同時に検知することが可能な３軸加速度センサとして、図２に示すピエゾ抵抗素子型３軸加速度センサを用いている。図２においてシリコンの台座２２は、台座２２に連結された４本の梁２３と、前記４本の梁２３上に配置された４組のピエゾ抵抗型素子２４と、台座２２の中央に配置され前記４本の梁２３に連結された錘２５を備えている。
【００１２】
ピエゾ抵抗型素子２４に外力が加わると素子には歪を生じ素子の抵抗が変化する。３軸加速度センサに加速度が加わると、中央に配置された錘２５が加速度に応じて変位することで梁２３が変形しピエゾ抵抗型素子２４に歪が生じる構造となっている。
【００１３】
４組のピエゾ抵抗型素子２４はブリッジ回路の各辺を形成することにより、前記歪による抵抗の変化を電圧の変化として検知する。ブリッジ回路により検知された電圧は加速度算出回路に入力され、通常の静止状態を基準として加速度が角度に関わらずα＝１Ｇとなったとき自由落下であると判定し、そのときは一定の出力電圧を出力する。
【００１４】
図３は、加速度算出回路から出力される電圧波形を示すものである。図３において横軸は時間、縦軸は出力電圧となっている。出力２９ａは約８０ｃｍの高さから自由落下させた場合の出力波形であり、床面に到達するまでの時間は約４００ｍｓｅｃとなっている。出力２９ｂは手持ち歩行を模擬した場合の出力波形であり、出力が継続する時間幅は数１０ｍｓｅｃとなっている。
【００１５】
出力２９ｂのように手持ち歩行を模擬した場合でもα＝１Ｇとなる場合があるが、８０ｃｍの高さから自由落下させた場合の出力が継続する時間が約４００ｍｓｅｃであるのに対して、手持ち歩行を模擬した場合の時間幅は数１０ｍｓｅｃと短くなっている。したがって、一定の出力電圧の継続時間の長短により、落下状態かそれ以外の例えば手持ち歩行状態かの判別が可能となる。この実施の形態１では、上記出力が１００ｍｓｅｃ以上のときを落下として検出する。
【００１６】
図４、図５は撮像レンズを繰り出しまたは繰り込む沈胴機構１６を示し、図４は撮像レンズが繰り込まれた状態を、図５は撮像レンズが繰り出された状態を示す構造図である。図６は、実施の形態１の沈胴機構１６１の分解斜視図である。駆動源１５として、ここでは回転するモータ８０を用いている。
【００１７】
図６において沈胴機構１６１は、モータ８０の駆動力により回転するカム手段としてのカム溝３１を有するカム環３２と、切り欠きを有する固定筒３３を介してカム溝３１に係合するカムピン３４を有するレンズ保持筒３５により構成されている。レンズ保持筒３５には撮像レンズ１７が保持され、この撮像レンズ１７からの入射光に応じて光信号はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）９０により電気信号に変換される。
【００１８】
モータ８０は、通常の繰り出しまたは繰り込み動作を行うときは図７に示す第一の駆動電圧１０１により駆動されるが、ＣＰＵ１３から緊急沈胴信号１３ｃを受けたときは、第一の駆動電圧１０１よりも高い第二の駆動電圧１０２を受けて、通常時より高速で回転する。
【００１９】
図８はカム環３２の内周面に設けられたカム溝３１の展開図であり、図８（Ａ）は、撮像レンズ３０が固定筒３３へ収納された状態すなわち初期位置にあるときのカム溝３１の展開図である。このときカムピン３４はカム溝最下面３１ａと係合しており、この位置を初期位置とする。
【００２０】
図８（Ｂ）は、撮像レンズ１７が繰り出しの途中状態にあるときのカム溝３１の展開図を示す。制御部１４からの信号を受けモータ８０を駆動させることによりカム溝３１が矢印６９の方向に移動する。カムピン３４は固定筒３３により回転方向位置を規制されているため、カム溝３１の斜面に沿って上昇し、撮像レンズ１７が繰り出し方向すなわち図の上方向へ移動する。
【００２１】
図８（Ｃ）は、撮像レンズ１７が繰り出し完了状態にあるときのカム溝３１の展開図を示す。カムピン３４がカム溝３１に沿って上昇し、カム溝最上面３１ｂに到達したときカム環３２の回転は停止し、撮像レンズ１７は繰り出し状態で停止する。
【００２２】
撮像レンズ１７の繰り込み動作は、制御部１４からの信号によりモータ８０を繰り出し時とは逆方向に駆動し、カム環３２を図８（Ｂ）の矢印６９とは逆方向に移動させる。その結果、カムピン３４はカム溝３１に沿って降下し、図８（Ａ）の撮像レンズ１７収納状態すなわち初期位置で停止する。
【００２３】
前記したように、落下検知装置１２が撮像装置１０の落下状態を検知したとき、通常の繰り出しまたは繰り込み動作を行うための第１の駆動電圧１０１よりも高い第２の駆動電圧１０２をモータ８０に供給するため、モータ８０が通常の動作よりも高速回転し通常の繰り込み動作よりも速く撮像レンズ１７を沈胴させ収納することにより、撮像レンズあるいはレンズ保持筒等を確実に保護することができる。
【００２４】
つぎに、動作について説明する。
図９は、この発明の実施の形態１の動作を示すフローチャートである。撮像装置１０の電源がＯＮになると、ＣＰＵ１３からの繰り出し信号１３ａを受けて制御部１４はモータ８０を第一の駆動電圧１０１により駆動させ、これにより通常の速度で沈胴機構１６１のカム環３２が回転し、撮像レンズ１７が固定筒３３から繰り出され（ステップＳ１）、撮影可能な状態になる（ステップＳ２）。続いてＣＰＵ１３は落下検知装置１２を落下検知可能状態にする（ステップＳ３）。
【００２５】
落下検知装置１２が撮像装置１０の移動を検知し（ステップＳ４）、その出力が１００ｍｓｅｃ未満の場合は落下と判別せず、この場合は、撮影可能状態を継続し（ステップＳ５）、落下検知装置１２の作動状態を継続させる（ステップＳ３）。
【００２６】
ステップＳ４において上記出力が１００ｍｓｅｃ以上の場合は落下状態と判別し、ＣＰＵ１３から緊急沈胴信号１３ｃを制御部１４に出力する（ステップＳ６）。緊急沈胴信号１３ｃを受けた制御部１４は、モータ８０を第二の駆動電圧１０２により駆動しカム環３２を通常時より高速で回転させ撮像レンズ１７を緊急沈胴させる（ステップＳ７）。
【００２７】
この実施の形態１によれば、落下状態を検知した場合、通常の撮像レンズの繰り込み動作を行うのではなく、撮像レンズを緊急沈胴させる動作を指示することができるため、落下に対して素早く撮像レンズを沈胴させて収納することにより、撮像レンズあるいはレンズ保持筒等を確実に保護することができる。
【００２８】
なお、上記の説明では電圧によりモータ８０を制御したが、電圧の代わりに電流により制御しても良い。この場合、ＣＰＵ１３から緊急沈胴信号１３ｃを受けたとき、制御部１４は通常の繰り出しまたは繰り込み動作を行うための第一の駆動電流よりも大きい第二の駆動電流をモータ８０に供給して撮像レンズ１７を緊急沈胴させる。
【００２９】
また、モータ８０をステッピングモータとし、ＣＰＵ１３から緊急沈胴信号１３ｃを受けたとき、制御部１４から通常の繰り出しまたは繰り込み動作を行うための第一の駆動パルスよりも周波数の高い第二の駆動パルスをステッピングモータに供給することでも同様の効果が得ることが可能である。
【００３０】
実施の形態２．
図１０は、実施の形態２の沈胴機構１６２の分解斜視図である。この沈胴機構１６２は、モータ８０の駆動力により回転するカム手段としてのカム溝５１を有するカム環５２と、切り欠きを有する固定筒５３を介してカム溝５１に係合するカムピン５４を有するレンズ保持筒５５と、レンズ保持筒５５を撮像レンズ繰り込み方向に付勢するバネ６０により構成されている。
【００３１】
レンズ保持筒５５には撮像レンズ１７が保持され、この撮像レンズ１７からの入射光に応じて光信号を電気信号に変換するデバイスであるＣＣＤ９０が備えられている。モータ８０は、緊急沈胴時には通常の沈胴動作の方向ではなく、通常の繰り出し方向に駆動される。
【００３２】
図１１は、上記カム環５２の断面図である。カム環５２の内周面に設けられたカム溝５１は通常の繰り出しまたは繰り込み動作を行うための第一のカム斜面５１１と、第一のカム斜面５１１よりも傾斜が大きく、ほぼ光軸方向すなわち図の上下方向に溝が形成された第二のカム斜面５１２とを備えている。また、カム環５２には第一のカム斜面５１１と第二のカム斜面５１２が交互に形成され、カム斜面が途切れない構造となっている。
【００３３】
図１２は、撮像レンズ１７を沈胴させた状態の沈胴機構１６２を示す断面図である。カム環５２の内部にバネ６０を配し、バネ６０はカム環５２の端部５７に一端が固定され、他端はカムピン５４に当接している。カムピン５４は撮像レンズ１７を保持するレンズ保持筒５５と一体に形成されている。これにより、撮像レンズ１７を繰り込み方向に常時付勢する構成となっている。
【００３４】
図１３は、カム環５２の内周面に設けられたカム溝５１の展開図であり、（Ａ）は撮像レンズの繰り出し状態、（Ｂ）は落下状態検知直後の状態、（Ｃ）は撮像レンズ１７が緊急沈胴した状態、（Ｄ）は撮像レンズ１７が緊急沈胴した後、撮像レンズ１７が収納状態すなわち初期位置に移動した状態の、それぞれのカム溝５１とカムピン５４の位置関係を示したものである。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３５】
まず図１３（Ａ）では撮像レンズが繰り出されており、カムピン５４は第一のカム斜面５１１の最上面５１ｂに位置し、撮影可能状態となっている。
【００３６】
このとき、落下検知装置１２が撮像装置１０の落下状態を検知した場合、落下検知装置１２からＣＰＵ１３へ検知信号１２ａを出力し、検知信号１２ａを受けたＣＰＵ１３が制御部１４へ緊急沈胴信号１３ｃを出力する。
【００３７】
制御部１４は緊急沈胴信号１３ｃを受けると、通常の繰り込み動作を行う駆動電圧ではなく、繰り出し方向の駆動電圧をモータ８０に出力する。モータ８０は上記駆動電圧により図の矢印７０に示す繰り出し方向に回転するので、図１３（Ｂ）に示すようにカムピン５４はカム溝の最上面５１ｂに沿って図の左方向に相対的に移動するため、通常の撮像レンズ１７の繰り出しまたは繰り込み動作を行う第一のカム斜面５１１から、緊急沈胴動作を行う第二のカム斜面５１２へ移動する。
【００３８】
前記したように、第二のカム斜面５１２は第一のカム斜面５１１よりも傾斜が大きく、ほぼ光軸方向に溝が切ってあり、またカムピン５４はレンズ繰り込み方向にバネ６０により付勢されているため、カムピン５４が第二のカム斜面５１２に到達した瞬間、バネ６０のバネ力によりカムピン５４はレンズ繰り込み方向に移動して、図１３（ｃ）に示すように第二のカム斜面５１２の底部に達し、撮像レンズ１７は緊急沈胴状態となる。
【００３９】
その後、さらにモータ８０が回転し図１３（ｄ）に示すようにカム環５２が矢印７０に示す方向に回転し、カムピン５４はカム溝の最下面５１ａに沿って図の左方向に相対的に移動するため初期位置に移動して撮像レンズ１７の収納状態すなわち初期位置に戻った状態となり、モータ８０は停止する。
【００４０】
ここで、カム環５２には第一のカム斜面５１１と第二のカム斜面５１２が図１３に示すように交互に形成され、カム斜面が途切れない構造となっているため、緊急沈胴後、撮像レンズ１７が収納状態すなわち初期位置に戻った状態に復帰することが容易であり、特別な再起手段を必要としない。
【００４１】
つぎに、図１３（ｄ）の初期状態から撮影のために撮像レンズ１７を繰り出す場合は、ＣＰＵ１３から繰り出し信号１３ａが制御部１４に出され、モータ８０は繰り出し方向すなわち上記緊急沈胴動作と同一の方向に駆動される。
【００４２】
これにより、カム環５２は図１３（ｄ）の矢印７０の方向に回転し、カムピン５４は第一のカム斜面５１１に沿って相対的に図の左方向に移動し図１３（ａ）の状態となって停止する。
【００４３】
また、この図１３（ａ）の繰り出し状態から撮影の終了等で撮像レンズ１７を繰り込む通常の繰り込み時には、ＣＰＵ１３から制御部１４へ繰り込み信号１３ｂが出力され、制御部１４はモータ８０を繰り出し時とは逆方向に回転させる。
【００４４】
これにより、図１３（ａ）の状態からカム環５２は矢印７０とは逆方向に回転し、カムピン５４は第一のカム斜面５１１に沿って相対的に図の右方向へ移動し、第一のカム斜面５１１の底部に至り図１３（ｄ）に示す初期状態となり、撮像レンズ１７の沈胴が終了する。
【００４５】
この実施の形態２は上記のように構成されているため、落下状態を検知したとき、制御部１４が作動し、通常時に撮像レンズ１７を繰り込む電圧とは逆方向である繰り出し方向の駆動電圧をモータ８０へ印加するため、レンズ保持筒５５に連結されているカムピン５４は第二のカム斜面５１２と係合し、カムピン５４を有するレンズ保持筒５５を緊急沈胴することができる。
【００４６】
このとき、第二のカム斜面５１２は第一のカム斜面５１１よりも傾斜が大きく、ほぼ光軸方向に溝が切ってあり、かつレンズ保持筒５５はバネ６０により付勢されているため、通常よりも素早く沈胴することが可能となり、かつモータ８０に過負荷を与えることがないという特長がある。
【００４７】
また、カム環５２の内周面には第一のカム斜面５１１と第二のカム斜面５１２が交互に形成され、カム斜面が途切れない構造となっているため、緊急沈胴した後も特別な再起手段を必要とせず、コストアップを抑えることが可能である。
【００４８】
なお、ここでは第二のカム斜面５１２の溝をほぼ光軸方向に形成した場合を示したが、第一のカム斜面５１１とは逆の傾斜でかつより大きな傾斜を有する構成にすれば、通常の繰り込み動作よりも早い緊急沈胴動作を行うという効果を得ることが可能であることは言うまでもない。
【００４９】
さらに、ここではモータ８０を電圧に基づいて制御する場合について説明したが、電流に基づいて制御する場合やパルス信号に基づいて制御する場合でも同様な効果を得ることが可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態１を示す撮像装置の構成図である。
【図２】ピエゾ抵抗素子型３軸加速度センサの構造図である。
【図３】加速度算出回路から出力された波形を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１で撮像レンズが繰り込まれた状態を示す撮像装置の構造図である。
【図５】この発明の実施の形態１で撮像レンズが繰り出された状態を示す撮像装置の構造図である。
【図６】この発明の実施の形態１を示す沈胴機構の分解斜視図である。
【図７】モータの駆動電圧を示す図である。
【図８】（Ａ）撮像レンズの収納状態（初期位置）、        （Ｂ）撮像レンズの繰り出し途中の状態、        （Ｃ）撮像レンズの繰り出し後の状態、  を示すカム溝の展開図である。
【図９】この発明の実施の形態１の動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態２を示す沈胴機構の分解斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態２を示すカム環の断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２を示す沈胴機構の断面図である。
【図１３】（Ａ）撮像レンズの繰り出し状態、          （Ｂ）落下検知直後の状態、          （Ｃ）撮像レンズの緊急沈胴状態、          （Ｄ）撮像レンズが緊急沈胴した後、撮像レンズを収納状態                （初期位置）に移動した状態、  を示すカム溝の展開図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  撮像装置、  １２  落下検知装置、  １２ａ  検知信号、
１３  ＣＰＵ、  １３ａ  繰り出し信号、
１３ｂ  繰り込み信号、  １３ｃ  緊急沈胴信号、
１４  制御部、  １５  駆動源、
１６・１６１・１６２  沈胴機構、  １７  撮像レンズ、
２２  台座、  ２３  梁、
２４  ピエゾ抵抗型素子、  ２５  錘、
２９ａ・２９ｂ  出力電圧、  ３１・５１  カム溝、
３１ａ・５１ａ  カム溝最下面、  ３１ｂ・５１ｂ  カム溝最上面、
３２・５２  カム環、  ３３・５３  固定筒、
３４・５４  カムピン、  ３５・５５  レンズ保持筒、
５７  カム環の端部、
６０  バネ、  ６９・７０  矢印、
８０  モータ、  ９０  ＣＣＤ、
１０１  第一の駆動電圧、  １０２  第二の駆動電圧、
５１１  第一のカム斜面、  ５１２  第二のカム斜面
【図１】
2006177991.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006177991.tif 000012
【図１１】
2006177991.tif 000013
【図１２】
2006177991.tif 000014
【図１３】
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