(57)【要約】【課題】本発明は、撮像装置に関するもので、焦点距離を合わせることを目的とするものである。【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、複数のレンズ群８〜１２を有し、これらレンズ群８〜１２を介して撮像された被写体を映像情報として取り込む撮像部１９と、前記レンズ群８〜１２のレンズを駆動させて、被写体との焦点距離を可変にするレンズ駆動部２４と、前記撮像部１９が取り込んだ映像情報より前記被写体までの焦点距離を検出する焦点距離検出部２１と、この焦点距離検出部２１より得られた焦点距離情報より、前記レンズ駆動部２４を制御して被写体との焦点距離を調整するレンズ位置制御部２７と、前記撮像部１９に加えられた衝撃を検知する衝撃検知部３１を備え、この衝撃検知部３１が所定以上の衝撃を検知した場合に、前記レンズ位置制御部２７は、前記レンズ駆動部２４を初期化する制御を行う構成とした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群を有し、これらレンズ群を介して撮像された被写体を映像情報として取り込む撮像部と、前記レンズ群のレンズを駆動させて、被写体との焦点距離を可変にするレンズ駆動部と、前記撮像部が取り込んだ映像情報より前記被写体までの焦点距離を検出する焦点距離検出部と、この焦点距離検出部より得られた焦点距離情報より、前記レンズ駆動部を制御して被写体との焦点距離を調整するレンズ位置制御部と、前記撮像部に加えられた衝撃を検知する衝撃検知部を備え、この衝撃検知部が所定以上の衝撃を検知した場合に、前記レンズ位置制御部は、前記レンズ駆動部を初期化する制御を行う撮像装置。
【請求項２】
前記レンズ位置制御部が、前記衝撃検知部が所定以上の衝撃を検知した場合に前記レンズ駆動部に対して行う初期化は、前記レンズ群のレンズの光軸方向の位置を所定の位置に位置決めする制御である請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばビデオカメラやデジタルカメラのような撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルカメラなどの撮像装置には、被写体との焦点距離を自動で調整するものがあり、このような従来の撮像装置の構成は、以下のような構成となっていた。
【０００３】
すなわち、複数のレンズ群を有し、これらレンズ群を介して撮像された被写体を映像情報として取り込む撮像部と、前記レンズ群のレンズを駆動させて、被写体との焦点距離を可変にするレンズ駆動部と、前記撮像部が取り込んだ映像情報より前記被写体までの焦点距離を検出する焦点距離検出部と、この焦点距離検出部より得られた焦点距離情報より、前記レンズ駆動部を制御して被写体との焦点距離を調整するレンズ位置制御部と、を備えていた。
【０００４】
さらに焦点距離を被写体に合わせてロックした後で、撮影者が動いてしまっても、撮影者の動きを検知して再び焦点距離の補正を行う撮像装置もあった（例えば下記特許文献１）。
【０００５】
また、撮像装置の一部のみに通電を行うスタンバイ状態にして起動に必要な初期化情報を保持しておくことにより、電源スイッチ投入から撮影可能状態までの立ち上がり時間を短縮する高速起動機能を備える撮像装置もあった（例えば下記特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７‐２９３１４４号公報
【特許文献２】特開２００５‐１７３６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来例における課題は、被写体との焦点距離を合わせることができなくなってしまうことであった。
【０００８】
すなわち、上記従来例においては、スタンバイ状態からの復帰を行う際に、起動時間の短縮のために、レンズ群を初期位置へ退避しないで復帰動作を行っていたが、スタンバイ中に外部からの衝撃が発生した場合は、撮像部の焦点を調整するレンズの光軸方向に対する位置が、外部からの衝撃によってズレてしまい、レンズ位置制御部との位置情報に不整合が発生し、被写体との焦点距離を合わせることができなくなってしまうのであった。
【０００９】
そこで本発明は、スタンバイ中に外部からの衝撃があった場合にも起動時に被写体との焦点距離を合わせ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】
【００１０】
そしてこの目的を達成するために本発明は、複数のレンズ群を有し、これらレンズ群を介して撮像された被写体を映像情報として取り込む撮像部と、前記レンズ群のレンズを駆動させて、被写体との焦点距離を可変にするレンズ駆動部と、前記撮像部が取り込んだ映像情報より前記被写体までの焦点距離を検出する焦点距離検出部と、この焦点距離検出部より得られた焦点距離情報より、前記レンズ駆動部を制御して被写体との焦点距離を調整するレンズ位置制御部と、前記撮像部に加えられた衝撃を検知する衝撃検知部を備え、この衝撃検知部が所定以上の衝撃を検知した場合に、前記レンズ位置制御部は、前記レンズ駆動部を初期化する制御を行う。これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明は、複数のレンズ群を有し、これらレンズ群を介して撮像された被写体を映像情報として取り込む撮像部と、前記レンズ群のレンズを駆動させて、被写体との焦点距離を可変にするレンズ駆動部と、前記撮像部が取り込んだ映像情報より前記被写体までの焦点距離を検出する焦点距離検出部と、この焦点距離検出部より得られた焦点距離情報より、前記レンズ駆動部を制御して被写体との焦点距離を調整するレンズ位置制御部と、前記撮像部に加えられた衝撃を検知する衝撃検知部を備え、この衝撃検知部が所定以上の衝撃を検知した場合に、前記レンズ位置制御部は、前記レンズ駆動部を初期化する制御を行うものであるので、被写体との焦点距離を合わせることができるものである。
【００１２】
すなわち本発明においては、衝撃を検知した場合にレンズの位置を初期化するので、その結果として、撮像部のレンズの光軸方向の位置が、外部からの衝撃によりズレてしまっても、被写体との焦点距離を合わせることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図
【図２】その要部を示す斜視図
【図３】その要部の分解斜視図
【図４】そのレンズ群を示す断面図
【図５】本発明の一実施形態の全体構成ブロック図
【図６】本発明の一実施形態の動作遷移図
【図７】本発明の一実施形態のレンズ初期化手順の説明図
【図８】本発明の一実施形態のトラッキングカーブの図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を、撮像装置の一例としてビデオカメラに適用した物を、添付図面を用いて説明する。
【００１５】
図１において、１は、本体ケースで、この本体ケース１の前方には、透明の保護カバー２を有する集光窓３が設けられ、また、後方には、覗き窓４や、操作スイッチ５などが設けられ、さらに、左側の側面には、表示装置６が設けられ、さらにまた、右側の側面には、ホルダ７が設けられている。
【００１６】
また、前記本体ケース１の集光窓３から覗き窓４間には、図４に示す第1群レンズ８、ズーム用の第２群レンズ９、第３群レンズ１０、焦点調整用の第４群レンズ１１、第５群レンズ１２が、それぞれ所定間隔離れた状態で配置されている。
【００１７】
前記第1群レンズ８は、図１に示す集光窓３の後方（図２、図３の右側）に配置された状態で本体ケース１に保持され、ズーム用の第２群レンズ９は、レンズホルダ１３に保持され、さらに、第３群レンズ１０は、ホルダ１４に保持され、さらにまた、焦点調整用の第４群レンズ１１は、ホルダ１５に保持され、また、第５群レンズ１２は、最も後方側でケース１７に保持されている。
【００１８】
なお、図示していないが、第５群レンズ１２の後方（図３の右側）には、撮像素子が配置されている。そして、この撮像素子が捕らえた信号で、覗き窓４の前方に設けた表示器（図示せず）または表示装置6に、映像を表示する構成となっている。
【００１９】
さて、図３、図４に示す第２群レンズ９は、図３に示す２本のシャフト１６ａ、１６ｂに沿って前後方向に、摺動することで倍率を変えることが出来るものであって、本実施形態では、その倍率を５０倍以上、さらに詳細には７０倍としている。
【００２０】
また、図３、図４に示す第４群レンズ１１は図３に示すホルダ１５に保持されており、図３に示す２本のシャフト１６ａ、１６ｂに沿って前後方向に、摺動することで焦点距離を調整することが可能であり、前述の撮像素子が捕らえた映像信号より算出した被写体距離や焦点距離情報により制御される構成になっている。
【００２１】
ここで、前述したような構成により、前記第２群レンズ９及び前記第４群レンズ１１は、前記２本のシャフト１６ａ、１６ｂに沿って機構的に保持されているが、前記本体ケース１に外部より衝撃が加わった場合、光軸方向前後に位置ずれが発生する可能性がある。レンズの物理的な位置ずれが発生してしまった場合、レンズ位置制御部との位置情報に不整合が発生し、被写体との焦点距離を合わせることができなくなってしまう。
【００２２】
この不整合を回避する為には、前記第２群レンズ９及び前記第４群レンズ１１を所定の初期化位置へ移動し、レンズ位置制御部との位置情報と整合性をとることにより、前記本体ケース１に衝撃が加わった場合にも、被写体との焦点距離を合わせることが可能となる。
【００２３】
以上のように構成された撮像装置において、上記衝撃検知時の動作について図５、図６、図７、図８を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図５において、撮像部１９は、撮像素子１８及び、第２群レンズ９と第４群レンズ１１を含む図２のレンズユニットより構成されており、被写体を映像情報として取り込む。焦点距離検出部２１は信号処理部２０と制御部２６により構成され、前記撮像部１９からの映像信号より被写体までの焦点距離を算出する。また、信号処理部２０では映像信号処理及び、画像圧縮処理が行われ、記録媒体３４のＨＤＤへの記録も同時に行われる。レンズ駆動部２４は、第４群レンズ１１の駆動を行うフォーカスドライブ２２と、第２群レンズ９の駆動を行うズームドライブ２３から構成され、制御部２６からの制御により、第２群レンズ９及び第４群レンズ１１の駆動を行う。レンズ位置制御部２７はレンズ位置検出２５と制御部２６により構成されており、たとえばフォトトランジスタなどを使用して初期化時に原点検出を行い、レンズ位置の制御を行う。衝撃検知部３１は、加速度センサ２８、ローパスフィルタ２９、Ａ／Ｄ変換器３０、制御部２６から構成され、スタンバイ状態時においても常時通電、衝撃監視を行うものである。加速度センサ２８は3軸タイプの加速度センサであり、出力されるアナログの加速度信号の高周波部分はローパスフィルタ２９で除去され、Ａ／Ｄ変換器３０にてデジタル化された後、制御部２６に通知される。制御部２６では記録媒体３４の保護の為の落下検出用途として、前記加速度情報が所定の値以下になった場合、記録媒体３４のヘッド退避処理を行い落下損傷に対する保護を行う。本実施の形態１では、通常静止状態を1G付近、落下時を0G付近と設定し、判定処理を行っている。また、この落下検出時には加速度センサ２８を低レンジに、スタンバイ時の衝撃検知には高レンジに切替ることにより落下検出及び衝撃検知を兼用し行うことが可能となる。すなわち、落下検出時は検出レンジを±2G設定にし、衝撃検知時には検出レンジを±8Gに設定している。
【００２５】
操作部３２は、たとえば電源スイッチや記録開始スイッチ、メニュースイッチ、タッチパネルなどから構成されており、ユーザＩ／Ｆを構成している。電源管理部３３は制御部２６の一部分であり、節電の為スタンバイ状態時には電源管理部３３、及び衝撃検知部３１以外の電力供給を停止するものである。また、操作部３２の電源スイッチの押下を監視し、スイッチ押下時には、制御部２６全体、及びシステム全体の通電、起動が行われるものである。
【００２６】
まず、通常動作時からスタンバイ状態への遷移について図６にて説明を行う。操作部３２内の電源スイッチが押された場合、制御部２６内部でスタンバイ要求３５を発生させ、レンズ位置情報、焦点情報を含むスタンバイ情報を不揮発性メモリに格納した後、電源管理部３３と衝撃検出部３１を除くシステムの停止、節電を行うとともに、レンズ停止３６を行い、第２群レンズ９及び第４群レンズ１１などのレンズをスタンバイ状態前の位置に機構的に保持する。さらに、衝撃検知部３1はスタンバイ時の衝撃検出用に初期化され、スタンバイ中には、加速度センサ２８を高レンジに設定し、衝撃検出３８を行う。衝撃検知部３１では、スタンバイ中に所定の加速度以上の衝撃を検出した場合、検出フラグを設定しフラグ情報の保持を行う。本実施の形態１では、光軸方向に3G以上の衝撃値を検出した場合、フラグ設定を行う。ここで、本実施の形態１では、落下検出用途と兼用の為、３軸タイプの加速度センサを用いているが、一般的にレンズ光軸方向の衝撃時にレンズズレが発生するため、光軸方向の加速度値のみを用いている。また、設定値については、一例であり、実際のセット外装、レンズの状態に応じた適切な設定値に設定されるべきものである。
【００２７】
次に、スタンバイ状態から通常動作状態への遷移について説明すると、ユーザが操作部３２内の電源スイッチを押下すると、電源スイッチが押下されたことが、電源管理部３３により検出され、起動要求39を発生させ、制御部２６を含めたシステム再起動を行うとともに、レンズ起動４０を行い、フォーカスドライブ２２及びズームドライブ２３の通電、再起動を行う。この時、衝撃検知部３１もまた、落下検出用の低レンジに再初期化される。次に衝撃判定４１では、衝撃判定フラグによりスタンバイ状態時に衝撃を受けたかどうか判定処理を行い、衝撃がなかったと判定した場合、記録可能状態４４に遷移する。
【００２８】
また、衝撃があったと判定した場合、イニシャル処理４２に遷移し、第２群レンズ９及び第４群レンズ１１の初期化処理を行う。
【００２９】
ここで、レンズの初期化処理について、図７を用いて説明を行う。
【００３０】
まず、レンズ駆動部２４により第２群レンズ９及び第４群レンズ１１を所定の初期化位置付近まで駆動し、原点検出用フォトトランジスタ４５aおよび４５ｂによりレンズ原点位置の検出を行う。具体的には、フォトトランジスタ出力４７aおよび４７ｂが“Ｌ”出力から“Ｈ”出力に切り替る点を原点４８aおよび４８ｂとする。原点を正確に検出することで、図８に示すトラッキングカーブに沿ったレンズ制御を行うことが可能となる。
【００３１】
また、焦点動作について説明すると、まず、撮像部１９から出力される映像信号より焦点距離検出部２１にて焦点距離情報を取得する。一般的にこの焦点距離情報は前記映像信号の所定のエリア内のコントラスト値を用いる方法が知られており、コントラストが最も高くなるようにレンズ駆動部２４のフォーカスドライブ２２を制御し、そのピーク値を求めることで、自動焦点動作を実現している。
【００３２】
上記イニシャル処理４２によるレンズ初期化処理を開始、完了待ち４３を行った後、レンズ初期化完了すると、記録可能状態４４に遷移される。
【００３３】
尚、本実施の形態１では、記録媒体保護の落下検出用途と兼用の為、加速度センサ２８に３軸加速度センサを用い、光軸方向のみの加速度を用いたが、光軸方向以外の複数の加速度情報を組み合わせてもよく、また、落下時における記録媒体の保護が不必要な記録媒体を用いている場合、光軸方向のみの加速度を検出する1軸加速度センサなどを用いてもよい。
【００３４】
また、本実施の形態１では、衝撃検知部３１の構成として、加速度センサ２８、ローパスフィルタ２９、Ａ／Ｄ変換器３０の構成としたが、ローパスフィルタ、及びＡ／Ｄ変換器一体型の加速度センサを使用してもよい。
【００３５】
また、本実施の形態１では、電源管理部３３、衝撃検知部３１の一部に制御部２６を使用したが、実際のハードウエア構成としては、制御部２６としてバッテリー節電の為、さらに低消費電力の電源管理用サブマイコンなどを使用してもよい。
【００３６】
上記のように、本発明の実施の形態においては、スタンバイ状態からの復帰動作において、スタンバイ動作中に衝撃を検知した場合にレンズの位置を初期化するので、その結果として、撮像部のレンズの光軸方向の位置が、外部からの衝撃によりズレてしまっても、被写体との焦点距離を合わせることができるものである。
【００３７】
また、スタンバイ動作の復帰時には、スタンバイ動作中に衝撃を検知したかどうかを確認して、検知しなかった場合には、レンズ位置を初期化しないで、スタンバイ動作からの復帰動作を行うので高速化も併せて実現できるのである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように本発明は、複数のレンズ群を有し、これらレンズ群を介して撮像された被写体を映像情報として取り込む撮像部と、前記レンズ群のレンズを駆動させて、被写体との焦点距離を可変にするレンズ駆動部と、前記撮像部が取り込んだ映像情報より前記被写体までの焦点距離を検出する焦点距離検出部と、この焦点距離検出部より得られた焦点距離情報より、前記レンズ駆動部を制御して被写体との焦点距離を調整するレンズ位置制御部と、前記撮像部に加えられた衝撃を検知する衝撃検知部を備え、この衝撃検知部が所定以上の衝撃を検知した場合に、前記レンズ位置制御部は、前記レンズ駆動部を初期化する制御を行うので、被写体との焦点距離を合わせることができるものである。
【００３９】
すなわち本発明においては、衝撃を検知した場合にレンズの位置を初期化するので、撮像部のレンズの光軸方向の位置が、外部からの衝撃によりズレてしまっても、被写体との焦点距離を合わせることができ、ビデオカメラやデジタルカメラのような撮像装置に好適に適用できるものである。
【符号の説明】
【００４０】
１  本体ケース
２  保護カバー
３  集光窓
４  覗き窓
５  操作スイッチ
６  表示装置
７  ホルダ
８  第1群レンズ
９  第２群レンズ
１０  第３群レンズ
１１  第４群レンズ
１２  第５群レンズ
１３  レンズホルダ
１４  ホルダ
１５  ホルダ
１６ａ  シャフト
１６ｂ  シャフト
１７  ホルダ
１８  撮像素子
１９  撮像部
２０  信号処理部
２１  焦点距離検出部
２２  フォーカスドライブ
２３  ズームドライブ
２４  レンズ駆動部
２５  レンズ位置検出
２６  制御部
２７  レンズ位置制御部
２８  加速度センサ
２９  ローパスフィルタ
３０  Ａ／Ｄ変換器
３１  衝撃検知部
３２  操作部
３３  電源管理部
３４  記録媒体
３５  スタンバイ要求
３６  レンズ停止
３７  スタンバイ状態
３８  衝撃検出
３９  起動要求
４０  レンズ起動
４１  衝撃判定
４２  イニシャル処理
４３  完了待ち
４４  記録可能状態
４５ａ  原点検出用フォトトランジスタ
４５ｂ  原点検出用フォトトランジスタ
４６ａ  可動範囲
４６ｂ  可動範囲
４７ａ  フォトトランジスタ出力
４７ｂ  フォトトランジスタ出力
４８ａ  原点
４８ｂ  原点
【図１】
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【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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