(57)【要約】【課題】  鏡筒の位置検出手段を備えることなく鏡筒の固着を検出して適切な処理を行うことが出来る撮像装置を提供する。【解決手段】  光学レンズ３ａ、３ｂを搭載し光軸方向に移動可能な鏡筒２と、光学レンズからの入射光をセンサ信号Ｐ１に変換する画像センサ４と、鏡筒２を駆動するモータ５と、画像センサ４からのセンサ信号Ｐ１を画像信号Ｐ２に変換する画像信号処理部１１と、画像信号Ｐ２から光学レンズ３ａ、３ｂの焦点状態を示す焦点評価値Ｐ３を算出する焦点評価値算出部１２と、焦点評価値Ｐ３に基づいてモータ５を制御し、鏡筒２を光軸方向に移動して光学レンズ３ａ、３ｂの焦点を自動的に調整する自動焦点制御部１３と、焦点評価値Ｐ３の変化量に基づいて鏡筒２の固着の有無を判定する固着判定部１９とを備える構成とした。【選択図】      図１
2008165088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズを搭載し光軸方向に移動可能な鏡筒と、
前記光学レンズからの入射光をセンサ信号に変換する画像センサと、
前記鏡筒を駆動する光学系駆動部と、
前記画像センサからのセンサ信号を画像信号に変換する画像信号処理手段と、
前記画像信号から前記光学レンズの焦点調節の度合いを示す焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、
前記焦点評価値に基づいて前記光学系駆動部を制御し、前記鏡筒を移動して前記光学レンズの焦点を自動的に調節する自動焦点制御手段と、
前記焦点評価値の変化量に基づいて前記鏡筒の固着の有無を判定する固着判定手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記焦点評価値算出手段は、前記自動焦点制御手段によって制御され、前記光学系駆動部が前記鏡筒を所定の駆動量で駆動する毎に前記焦点評価値を算出し、算出された該焦点評価値は焦点評価値記憶手段に順次記憶されることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
更に、焦点評価値比較手段と判定計数手段とを備え、前記焦点評価値比較手段は、前記焦点評価値記憶手段に記憶された焦点評価値から前記所定の駆動量毎の変化量を算出し、該変化量とあらかじめ記憶されている焦点評価閾値とを比較し、前記変化量が前記焦点評価閾値以上であれば前記判定計数手段を初期化し、前記変化量が前記焦点評価閾値未満であれば前記判定計数手段を加算することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記固着判定手段は前記判定計数手段の値が所定の閾値以上であれば前記鏡筒が固着状態であると判定し、故障処理を実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画像信号処理手段と前記焦点評価値算出手段と前記自動焦点制御手段と前記固着判定手段と前記焦点評価値記憶手段と前記焦点評価値比較手段及び前記判定計数手段は、撮像制御手段としてワンチップＩＣによって構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動焦点調節機能を備えた撮像装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラの大部分は、被写体に対する焦点を自動的に合わせる自動焦点調節機能（以下、ＡＦ機能と略す）を備えた撮像装置を搭載している。これらの撮像装置は、光学レンズが組み込まれた鏡筒を駆動モータによって光軸方向に移動して焦点の調節を行うが、移動する鏡筒の位置を把握し制御するために、位置検出装置を組み込んだ撮像装置が一般的である。
【０００３】
また、この位置検出装置は、鏡筒が何らかの原因（駆動伝達系の磨耗や異物の混入など）で固着して移動出来なくなった場合、鏡筒の固着状態を検出し、モータを停止してモータへの過負荷を防止すると共に、使用者に故障を知らせる目的で必要とされる場合がある。
【０００４】
これにより、鏡筒の位置を検出する様々な位置検出装置が開示されている(例えば特許文献１参照)。以下、図面に基づいて従来の撮像装置に組み込まれる位置検出装置を説明する。図７は、従来の撮像装置等に搭載される位置検出装置の断面図である。位置検出装置５０は、駆動系のモータ５１に回転を伝達する伝達車輪５２が配設され、この伝達車輪５２にＮ極とＳ極とを有するマグネット５３が固着される。５４は複数の磁気抵抗素子が組み込まれたセンサチップであり、ケース５５に設けられるチップ収容凹部５５ａに収容され、その感受面５４ａがマグネット５３に対向するように配置される。
【０００５】
ここで、伝達車輪５２は図示しない鏡筒に接続され、モータ５１が回転すると伝達車輪５２も回転して鏡筒を上下に移動させる。また、伝達車輪５２が回転するとマグネット５３も回転し、センサチップ５４に組み込まれる磁気抵抗素子（図示せず）は、磁界の変化を検出する。この磁気抵抗素子はセンサチップ５４に二つ配設され、それぞれの検出信号の位相のずれによって伝達車輪５２の回転方向を認識し、鏡筒の上下方向の移動を検出して、鏡筒の位置を図示しない制御部に伝達する。この位置検出装置５０は、伝達車輪５２に固着されたマグネット５３と小型の磁気抵抗素子によって鏡筒の上下方向の移動を検出出来るので、小型で検出精度に優れた鏡筒の位置検出が可能である。
【０００６】
また、電気接点部材である距離ブラシと、距離エンコーダパターンを有するフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣと略す）によって構成される位置検出装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。この位置検出装置は、ＦＰＣに距離ブラシの電気接点が接触することによって直進移動部材の直進移動を検出する検出手段として機能し、ＦＰＣからの情報は、鏡筒内に設けられるＣＰＵに伝達されて鏡筒のフォーカシング位置の検出を行なう。
【０００７】
これにより、この位置検出装置は、直進移動部材と一体である電気接点部材と、薄く柔軟性があるＦＰＣによって構成されるので、鏡筒内部のスペース効率が向上し電気実装が無理なくコンパクトに出来る。
【０００８】
また他の技術として、鏡筒の移動可能範囲の端部付近にフォトセンサを設け、鏡筒の一部に配設した遮蔽部材が、フォトセンサを遮蔽することによって、その位置を鏡筒の原点位置とする位置検出手段がある。これにより、鏡筒の原点位置を把握できるので、鏡筒を動かすモータの駆動状態（例えば駆動パルス数）から鏡筒の移動位置の想定が可能となり、原点位置を基準として被写体までの距離を予測したりするなどの用途に用いることが出来る。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１４７９８１号公報（特許請求の範囲、第８図）
【特許文献２】特開２００２−１６２５５７号公報（特許請求の範囲、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＡＦ機能を備えた撮像装置に組み込まれる従来の位置検出装置は、小型であるとは言え、磁気抵抗素子や電気接点部材、又はフォトセンサ等の検出手段と、検出手段からの検出信号を処理するＩＣ等が必要であり、そのための構造的なスペースを確保しなければならないと共に、部品点数の増加によるコストアップも招いている。しかし、近年、撮像装置の用途として需要が急増している携帯電話に搭載されるデジタルカメラは、高画質化や超小型化、及び、コストダウンの要求が高い。
【００１１】
このため、携帯電話に搭載されるデジタルカメラは、高解像度の画像センサが組み込まれ、ＡＦ機能の搭載も進んでいる。しかし、携帯電話は携帯性が非常に重要であるので、高画質化＝カメラモジュールの大型化、ということは許されるものではなく、高画質化と共に更なる小型化が最重要課題である。よって、従来の位置検出装置が組み込まれたＡＦ機能搭載のデジタルカメラは、外形サイズやコストアップの観点から携帯電話に搭載するには大きな問題がある。
【００１２】
また、デジタルカメラが携帯電話に搭載される場合は、使用者が常に携帯するので落下等によって強い衝撃がデジタルカメラに加えられることが想定される。この衝撃等で磁気抵抗素子などの位置検出センサが故障すると、鏡筒の位置検出が出来なくなり、鏡筒が何らかの原因（駆動伝達系の磨耗や異物の混入など）で固着して動かなくなった場合、その固着状態を検出する手段が無いという問題がある。
【００１３】
また、鏡筒の位置検出装置を搭載せずにＡＦ機能を備えた撮像装置を実現することも、鏡筒を駆動するモータの過負荷等の問題を無視すれば可能ではある。しかし、この場合も前述したように、鏡筒が何らかの原因で固着して動かなくなった場合、その固着状態を検出する手段が無いために、使用者に故障を知らせることが出来ず、また鏡筒を駆動するモータを長時間駆動させることによってモータの故障を招くと共に、無駄な電力を消費するという問題も発生する。
【００１４】
本発明の目的は上記課題を解決し、鏡筒の位置検出手段を備えることなく鏡筒の固着を検出して適切な処理を行うことが出来る撮像装置を提供することである。また、鏡筒の位置検出手段を備えている撮像装置において、その位置検出手段が故障した場合でも、鏡筒の固着を検出出来る撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を解決するために、本発明の撮像装置は下記記載の構成を採用する。
【００１６】
本発明の撮像装置は、光学レンズを搭載し光軸方向に移動可能な鏡筒と、光学レンズからの入射光をセンサ信号に変換する画像センサと、鏡筒を駆動する光学系駆動部と、画像センサからのセンサ信号を画像信号に変換する画像信号処理手段と、画像信号から光学レンズの焦点調節の度合いを示す焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、焦点評価値に基づいて光学系駆動部を制御し、鏡筒を移動して光学レンズの焦点を自動的に調節する自動焦点制御手段と、焦点評価値の変化量に基づいて鏡筒の固着の有無を判定する固着判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
これにより、本発明の撮像装置は鏡筒の位置検出手段を備えていなくても、または、位置検出手段が故障したとしても、焦点評価値によって鏡筒の移動状態を把握して固着の検出が出来るので、もし、鏡筒が何らかの原因で固着し故障したとしても、使用者に故障を伝達してピントの外れた撮影を防止することが出来る。また、故障内容を表示等で示せるので、迅速な修理対応を行うことが可能となる。また、鏡筒の固着を直ちに把握して、駆動モータを停止出来るので、モータへの過剰な負荷を防止できると共に、無駄な電力消費を抑えることが出来る。また、固着を検出するための位置検出手段が不要となるので、スペースの効率化による撮像装置の小型化、及び、部品点数の削減によるコストダウンや組立工程や検査工程の簡素化を実現出来る。
【００１８】
また、焦点評価値算出手段は、自動焦点制御手段によって制御され、光学系駆動部が鏡筒を所定の駆動量で駆動する毎に焦点評価値を算出し、算出された焦点評価値は焦点評価値記憶手段に順次記憶されることを特徴とする。
【００１９】
これにより、鏡筒が所定の駆動量で駆動される毎に焦点評価値が算出され記憶されるので、記憶された焦点評価値を検証することによって、鏡筒の移動状態をきめ細かく把握することが可能となり、位置検出手段を必要としないで鏡筒の固着検出を実現することが出来る。
【００２０】
また更に、焦点評価値比較手段と判定計数手段とを備え、焦点評価値比較手段は、焦点評価値記憶手段に記憶された焦点評価値から所定の駆動量毎の変化量を算出し、この変化量とあらかじめ記憶されている焦点評価閾値とを比較し、変化量が焦点評価閾値以上であれば判定計数手段を初期化し、変化量が焦点評価閾値未満であれば判定計数手段を加算することを特徴とする。
【００２１】
これにより、焦点評価値の変化量の推移から鏡筒の移動状態を確実に把握することが出来るので、位置検出手段を必要としないで鏡筒の固着検出を実現することが出来る。
【００２２】
また、固着判定手段は判定計数手段の値が所定の閾値以上であれば鏡筒が固着状態であると判定し、故障処理を実行することを特徴とする。
【００２３】
これにより、鏡筒の固着状態を定量的に調べて固着の有無を判定出来るので、鏡筒の固着状態を誤判定することなく正確に検出することが出来ると共に、動作停止や故障表示等の故障処理を実行することが出来る。
【００２４】
また、画像信号処理手段と焦点評価値算出手段と自動焦点制御手段と固着判定手段と焦点評価値記憶手段と焦点評価値比較手段及び判定計数手段は、撮像制御手段としてワンチップＩＣによって構成されることを特徴とする。
【００２５】
これにより、鏡筒の固着を判定するための手段は、撮像装置の自動焦点制御手段と共にワンピップＩＣ化されるので、部品点数が増えることが無く、スペース効率に優れて小型で低価格な撮像装置を提供することが出来、携帯電話搭載用デジタルカメラに好適である。
【発明の効果】
【００２６】
上記の如く本発明によれば、鏡筒の位置検出手段を備えていなくても、または、位置検出手段が故障したとしても、鏡筒の移動状態を把握して固着の検出が出来るので、もし、鏡筒が何らかの原因で固着し故障したとしても、故障の対応を適切に行うことが出来る。また、固着を検出するための位置検出手段は不必要となるので、スペースの効率化による撮像装置の小型化、及び、部品点数の削減等によるコストダウンを実現出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の撮像装置の構成を示すブロック図である。図２は本発明の撮像装置の外観斜視図である。図３は本発明の撮像装置の断面図である。図４は本発明の撮像装置の動作を説明するフローチャートである。図５は本発明の撮像装置の正常状態における焦点評価値とその変化量の推移を示す特性図である。図６は本発明の撮像装置が固着状態になったときの焦点評価値とその変化量の推移を示す特性図である。
【００２８】
まず図１に基づいて、本発明の撮像装置の一実施例としての構成を説明する。尚、本発明の撮像装置は、携帯電話に搭載されるデジタルカメラ用撮像装置であることを前提とする。図１において、１は本発明の一実施例としての撮像装置である。２は鏡筒であり、複数の光学レンズ３ａ、３ｂを搭載している。４は画像センサであり、ＣＣＤ等の半導体によってなり、鏡筒２の光学レンズ３ａ、３ｂからの入射光（図示せず）を電気信号に変換し、センサ信号Ｐ１として出力する。５は光学系駆動部としてのステッピングモータ（以下モータと略す）であり、鏡筒２を光学レンズ３ａ、３ｂの光軸３ｃに沿って矢印Ａの方向に上下に移動させ、画像センサ４に対して焦点の調節を行う。
【００２９】
１０は撮像装置１の全体を制御する撮像制御手段としてのＤＳＰ（ＤＩＧＩＴＡＬ  ＳＩＧＮＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ）であり、ワンチップＩＣで構成される。尚、撮像制御手段はＤＳＰに限定されず、例えば、一つ以上のカスタムＩＣによって構成しても良い。
【００３０】
以下、ＤＳＰ１０の内部構成を説明する。１１は画像信号処理手段としての画像信号処理部であり、画像センサ４からのセンサ信号Ｐ１を入力して信号処理を行い、輝度信号やカラー信号を含んだ画像信号Ｐ２を出力する。１２は焦点評価値算出手段としての焦点評価値算出部であり、画像信号Ｐ２を入力してモータ５が鏡筒２を所定の駆動量（例えば所定の駆動パルス数）で駆動する毎に画像信号Ｐ２に含まれるコントラスト情報により焦点評価値Ｐ３を算出して順次出力する。１３は自動焦点制御手段としての自動焦点制御部であり、焦点評価値Ｐ３を入力して現在の焦点調節の度合い把握し、モータ制御信号Ｐ４を出力してモータ５を駆動し、鏡筒２を移動させて自動焦点制御を行う。
【００３１】
１４は焦点評価値記憶手段としての焦点評価値記憶部であり、不揮発性メモリ等によって構成され、焦点評価値算出部１２から順次出力される焦点評価値Ｐ３を入力して内部に記憶し、焦点評価値記憶データＰ５を出力する。１５は焦点閾値記憶部であり、焦点評価記憶データＰ５を判定する焦点評価閾値Ｐ６を記憶し出力する。１６は焦点評価値比較手段としての焦点評価値比較部であり、焦点評価値記憶データＰ５と焦点評価閾値Ｐ６を入力し、焦点評価値記憶データＰ５から所定の駆動量毎の焦点評価値の変化量ｐ３を算出する。そして、この変化量ｐ３と焦点評価閾値Ｐ６とを比較し、その結果を比較信号Ｐ７として出力する。
【００３２】
１７は判定計数手段としての判定カウンタであり、比較信号Ｐ７を入力してカウント値Ｐ８を出力する。１８は固着閾値記憶部であり、鏡筒の固着状態を判定する固着閾値Ｐ９を記憶し出力する。１９は固着判定手段としての固着判定部であり、判定カウンタ１７のカウント値Ｐ８と固着閾値Ｐ９を入力して比較し、鏡筒２の固着状態を判定して判定信号Ｐ１０を出力する。以上がＤＳＰ１０の内部構成である。尚、ＤＳＰ１０は、画像信号に対して色味調整や輪郭強調等の画像処理等を行う機能も備えることが好ましいが、これらの機能は、本発明には直接関係が無いので説明は省略する。
【００３３】
次に、２０は本発明の撮像装置１を搭載する携帯電話の制御部であり、本発明の撮像装置1は、この制御部２０によって制御される。すなわち、制御部２０は、撮像制御ラインＰ１１を介して撮像装置１と接続され、撮像装置１を制御すると共に、撮像装置１が撮影した画像データを読み込み、画像処理や図示しないメモリに記憶する機能を備えている。
【００３４】
２１は携帯電話の入力装置であり、使用者（図示せず）によって操作され、入力信号Ｐ１２を制御部２０に出力する。２２は携帯電話の表示部であり、表示データＰ１３を制御部２０より入力し、撮像装置１で撮影された画像をカラー表示すると共に、必要な情報を表示する機能を有している。尚、本発明の撮像装置を搭載する電子機器は携帯電話に限定されず、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、パソコン、監視カメラ等、様々な電子機器に搭載することが可能である。
【００３５】
次に、図２と図３に基づいて、本発明の撮像装置の一実施例としての機械的な構成を説明する。ここで、図２は撮像装置の外観斜視図であり、図３は図２に示す切断線Ｂ−Ｂによる断面図である。図２と図３において、本発明の一実施例である撮像装置１は、フレームユニット３０とモータユニット３１によって構成される。フレームユニット３０は、略四角柱のフレーム３２によって覆われており、このフレーム３２の中心付近には、外部からの入射光３３を入射する円形の鏡筒孔３４が形成されている。この鏡筒孔３４の内部には、鏡筒孔３４の内径面に係合して内径面に沿って移動可能なパイプ形状の鏡筒２が配設されている。
【００３６】
この鏡筒２は、その内径面に嵌合する少なくとも１個からなる光学レンズ（本実施例においては、光学レンズ３ａ、３ｂの２個）が配設される。これらの光学レンズ３ａ、３ｂは光軸３ｃを有し、この光軸３ｃに沿って入射する入射光３３をフレーム３２の下部に配設される画像センサ４の受光面４ａ上に結像させる。また、鏡筒孔３４の側面の一部には、フレーム３２の外側に通じるスライド用の溝３４ａが設けられており、その溝３４ａの中に金属のスライドピン３５が埋め込まれている。また、光軸３ｃに沿って鏡筒２を上下に移動させるために鏡筒２の外形の一部分にコの字形をしたスライド張出部２ａが形成され、このスライド張出部２ａには、スライドピン３５と係合する小孔２ｂが設けられている。
【００３７】
そして、この小孔２ｂとスライドピン３５とが係合することによってスライド張出部２ａがスライドピン３５に沿って滑らかに上下に摺動する。これにより、鏡筒２は鏡筒孔３４の内部で上下に移動し、同時に鏡筒２内に配設される光学レンズ３ａ、３ｂも光軸３ｃに沿って矢印Ａで示すように上下に移動することが出来る。
【００３８】
また、モータユニット３１は、光学系駆動部としての扁平型のモータ５で構成され、フレーム３２の側面に図示しないが複数の支柱によって結合されている。また、モータ５は図示しないが、コイル、ロータ、ヨーク、及び歯車による輪列等によって構成され、モータ５の回転を伝達する回転軸５ａがフレーム３２側に突き出している。そして、この回転軸５ａにはカム３６が固定され、このカム３６は回転軸５ａの回転によって回転される。
【００３９】
また、フレームユニット３０側のスライド張出部２ａの１箇所にはローラ３７がフレーム３２の外側に張り出す形で取付けられている。このローラ３７はベアリング構造を取るもので、その外周部は、モータユニット３１側のカム３６に当接して滑らかに回転し、カム３６の動きに沿ってスライド張出部２ａを上下に移動させる働きをなす。また、ローラ３７は図示していないバネによって絶えず下方に付勢される状態におかれている。従って、ローラ３７と直結される鏡筒２も下方に押し下げられる力が働いており、カム３６の動きによって鏡筒２は確実に上下に移動することが出来る。
【００４０】
これにより、モータ５が駆動されることによって鏡筒２に配設されている光学レンズ３ａ、３ｂが光軸３ｃに沿って矢印Ａの方向に上下に移動するので、光軸３ｃ上に配設される画像センサ４の受光面４ａに結像される画像の焦点を調節することが出来る。尚、画像センサ４はＦＰＣ３８に実装されているが、図１で示したＤＳＰ１０も、このＦＰＣ３８に実装されることが好ましいが、図示は省略している。また、画像センサ４とＤＳＰ１０は、フレームユニット３０と一体的に配設されても良いし、別体として配設されても良く、その形態は任意で良い。
【００４１】
次に、図４のフローチャートに基づいて本発明の撮像装置の動作の一例を説明する。尚、動作説明の前提として、本発明の撮像装置は、携帯電話に搭載されるデジタルカメラ用撮像装置であるとし、また、撮像装置の構成は図１を参照とする。図４において、携帯電話の使用者が携帯電話に内蔵されているデジタルカメラで撮影するために、携帯電話の入力装置２１（図１参照）を操作して、携帯電話をデジタルカメラモードに移行させる（ステップＳＴ１）。ここで、携帯電話がデジタルカメラモードに移行すると、携帯電話の制御部２０（図１参照）によって撮像装置１に電源が供給され、撮像装置１は動作を開始する。
【００４２】
ここで、撮像装置１が動作を開始すると、ＤＳＰ１０の画像信号処理部１１は、リアルタイムに画像センサ４からのセンサ信号Ｐ１を画像信号Ｐ２に変換し、撮像制御ラインＰ１１を介して画像データを制御部２０に転送し、制御部２０は表示データＰ１３を出力して表示部２２で画像を表示する。すなわち、表示部２２はデジタルカメラのファインダーとして機能する。
【００４３】
次に、携帯電話の使用者は、表示部２２を見ながら携帯電話に内蔵されるデジタルカメラのレンズ（すなわち光学レンズ３ａ、３ｂ）を被写体に向けて入力装置２１に含まれるシャッターボタンを半押し状態にする。これにより、携帯電話の制御部２０は、撮像制御ラインＰ１１を介して撮像装置１のＤＳＰ１０にＡＦ機能の開始命令を送出する（ステップＳＴ２）。
【００４４】
次に、ＤＳＰ１０はＡＦ機能の開始命令を受け、ＡＦ動作を開始し、モータ制御信号Ｐ４を出力してモータ５を所定の駆動量（所定の駆動パルス数）で駆動し、鏡筒２は最下部の原点位置から移動を開始する（ステップＳＴ３）。ここで一例として、所定の駆動量が鏡筒２を０．１ｍｍ移動させる駆動パルス数であるならば、このステップＳＴ３が実行される毎に、鏡筒２は０．１ｍｍずつ移動する。尚、所定の駆動量によって移動する鏡筒２の移動量は任意で良い。
【００４５】
次に、ＤＳＰ１０の画像信号処理部１１は、画像センサ４からのセンサ信号Ｐ１を継続して入力し、画像信号Ｐ２に変換して出力する（ステップＳＴ４）。
【００４６】
次に、ＤＳＰ１０の焦点評価値算出部１２は、自動焦点制御部１３によって制御されながら画像信号Ｐ２を入力し、鏡筒２が所定の駆動量で駆動される毎に焦点評価値Ｐ３を算出して、焦点評価値記憶部１４に順次記憶する（ステップＳＴ５）。尚、焦点評価値Ｐ３は、画像信号Ｐ２に含まれるコントラスト情報により算出される焦点調節の度合いを示す値であるが、その算出手段は限定されない。
【００４７】
次に、ＤＳＰ１０は、鏡筒２が移動可能な全域を走査したかを判定する（ステップＳＴ６）。ここで、肯定判定（全域走査終了）であれば、次のステップＳＴ７へ進み、否定判定（全域走査未終了）であれば、ステップＳＴ３に戻って鏡筒２の駆動が継続される。
【００４８】
次に、ステップＳＴ６で肯定判定がなされたならば、ＤＳＰ１０の焦点評価値比較部１６は、ステップＳＴ５で算出され記憶された全ての焦点評価値Ｐ３を焦点評価値記憶部１４から焦点評価値記憶データＰ５として順次読み出す。ここで、焦点評価値記憶データＰ５は、鏡筒２が所定の駆動量で駆動される毎に算出された焦点評価値Ｐ３が算出順に並べられたデータ群である。そして、焦点評価値比較部１６は、この焦点評価値記憶データＰ５から１回の駆動量毎の焦点評価値の変化量ｐ３を算出し、この変化量ｐ３の絶対値が、あらかじめ焦点閾値記憶部１５に記憶されている焦点評価閾値Ｐ６以上であるかを比較判定する（ステップＳＴ７）。
【００４９】
ここで、肯定判定（変化量ｐ３は焦点評価閾値Ｐ６以上）であれば、ステップＳＴ８へ進み、否定判定（変化量ｐ３は焦点評価閾値Ｐ６未満）であれば、ステップＳＴ９へ進む。尚、判定結果は、比較信号Ｐ７として出力される。
【００５０】
次に、ＤＳＰ１０は比較信号Ｐ７を検証し、ステップＳＴ７で肯定判定がなされたならば、判定カウンタ１７を初期化して零とし、次のステップに進む（ステップＳＴ８）。
【００５１】
また、ＤＳＰ１０は比較信号Ｐ７を検証し、ステップＳＴ７で否定判定がなされたならば、判定カウンタ１７を１カウント加算し、次のステップに進む（ステップＳＴ９）。
【００５２】
次に、ＤＳＰ１０の固着判定部１９は、判定カウンタ１７のカウント値Ｐ８と、あらかじめ記憶されている固着閾値記憶部１８の固着閾値Ｐ９を比較し、カウント値Ｐ８が固着閾値Ｐ９以上であるかを判定し、判定信号Ｐ１０を出力する（ステップＳＴ１０）。ここで、肯定判定（カウント値Ｐ８は固着閾値Ｐ９以上で鏡筒２は固着有り）であれば、故障処理モードへ進み、否定判定（カウント値Ｐ８は固着閾値Ｐ９未満で固着なし）であれば、ステップＳＴ１１へ進む。
【００５３】
次に、ＤＳＰ１０は、ステップＳＴ１０で否定判定（固着なし）がなされたならば、焦点評価値記憶部１４に記憶されている全ての焦点評価値記憶データＰ５の評価が終了したかどうかを判定する（ステップＳＴ１１）。ここで、評価が終了していなければステップＳＴ７に戻って焦点評価値の変化量ｐ３の比較を継続し、全ての評価が終了していれば鏡筒２の動作は正常であると判定してＡＦを実行する処理へ進む。尚、ＡＦ機能そのもの動作は、本発明に直接関わりがないので説明は省略する。
【００５４】
また、ＤＳＰ１０は、ステップＳＴ１０で肯定判定（固着有り）がなされたならば、故障処理モードを実行する。すなわち、ＤＳＰ１０は、撮像制御ラインＰ１１を介して鏡筒２が固着状態にある（すなわち故障状態である）ことを制御部２０に伝達する。制御部２０は、撮像装置１からの故障情報を入力して表示部２２に故障内容を表示し、また、デジタルカメラ機能を停止して、携帯電話がデジタルカメラモードに移行しないように制御を行う。
【００５５】
次に、図５と図６に基づいて、本発明の撮像装置が算出する焦点評価値Ｐ３とその変化量ｐ３の推移を示し、実施例の撮像装置１が故障して鏡筒２が固着状態になったときの固着判定の具体例を説明する。ここで、図５は撮像装置１が正常状態であるときの焦点評価値Ｐ３と変化量ｐ３の推移を示しており、Ｘ軸は、鏡筒２に配設される光学レンズ３ａ、３ｂが焦点調節のために移動するレンズ位置である。このレンズ位置は、特定の原点を基準としており、光学レンズ３ａ、３ｂが原点に位置するとき、その合焦点は無限遠であり、光学レンズ３ａ、３ｂが原点から離れるほど、その合焦点はマクロ側になる。また、Ｙ軸は、ＤＳＰ１０が算出する焦点評価値Ｐ３とその変化量ｐ３である。
【００５６】
図５において、撮像装置１が一例として２ｍ〜３ｍ位離れた被写体に向けられＡＦ動作を開始すると、前述した如く、撮像装置１のＤＳＰ１０は、モータ制御信号Ｐ４を出力してモータ５を所定の駆動量で駆動し、鏡筒２は最下部の原点位置から移動を開始する。ここで、鏡筒２が移動を開始すると、ＤＳＰ１０の焦点評価値算出部１２は画像信号Ｐ２を入力し、鏡筒２が所定の駆動量で駆動される毎に焦点評価値Ｐ３を算出して焦点評価値記憶部１４に順次記憶する。図５が示す焦点評価値Ｐ３は、この焦点評価値記憶部１４に記憶される焦点評価値Ｐ３の推移である。
【００５７】
ここで、この焦点評価値Ｐ３は、レンズ位置が原点付近にあるときは値が小さいが、レンズ位置が原点から離れる方向に移動すると、鏡筒２の光学レンズ３ａ、３ｂの焦点が被写体に合って来るので焦点評価値Ｐ３の値は増加し、光学レンズ３ａ、３ｂの焦点が被写体に合うレンズ位置で、その焦点評価値Ｐ３は最大となる。これは、焦点が被写体に合うと画像が鮮明になって画像信号Ｐ２のコントラストが最大になるからである。また、レンズ位置が原点から更に離れる方向に移動すると、光学レンズ３ａ、３ｂの焦点は被写体の手前側にずれて来るので焦点評価値Ｐ３の値は減少方向に転じ、レンズ位置が原点から最も離れると（マクロ側になると）、焦点評価値Ｐ３も小さい値となる。
【００５８】
すなわち、被写体に対して光学レンズ３ａ、３ｂの焦点が合ったとき、焦点評価値Ｐ３が最大となるので、撮像装置１のＤＳＰ１０は、この焦点評価値Ｐ３の最大点を見つけることによって、被写体に対する焦点の自動調節を行うことが出来る。尚、この被写体に対する焦点の自動調節の制御アルゴリズムは、様々な手法が提案されているが、そのＡＦ機能は、前述した如く、本発明に直接関わりがないので説明は省略する。
【００５９】
また、図５における焦点評価値の変化量ｐ３は、図示するように、レンズ位置が被写体の合焦点に近づく方向に移動しているときはプラスに推移し、レンズ位置が被写体の合焦点に一致したときは、その変化量ｐ３は零となる。また、レンズ位置が被写体の合焦点から離れる方向に移動しているときは、変化量ｐ３はマイナスに推移する。
【００６０】
すなわち、ＡＦ動作のために鏡筒２が移動している期間において、焦点評価値の変化量ｐ３は、被写体に対して光学レンズ３ａ、３ｂの焦点が合ったときの一瞬以外は、プラス又はマイナスの値を有していることが理解出来る。この図５で示す焦点評価値Ｐ３とその変化量ｐ３の推移は、鏡筒２が正常状態であることを示している。
【００６１】
ここで、本発明の撮像装置１のＤＳＰ１０は、内蔵する焦点評価値比較部１６によって、この焦点評価値の変化量ｐ３を算出し、焦点評価閾値Ｐ６と比較することによって、鏡筒２の移動状態を把握することが出来る。例えば、図５において、焦点閾値記憶部１５が記憶している焦点評価閾値Ｐ６が図示する値（一点鎖線の横線）であったとする。
【００６２】
この場合、変化量ｐ３の絶対値が焦点評価閾値Ｐ６より小さくなるポイントは、合焦点付近の極めて狭い範囲である。よって、前述のステップＳＴ７で否定判定（変化量ｐ３は焦点評価閾値Ｐ６未満）がなされて判定カウンタ１７が加算されても、変化量ｐ３はすぐに焦点評価閾値Ｐ６以上の値に戻る。このため、ステップＳＴ７ではすぐに肯定判定（変化量ｐ３は焦点評価閾値Ｐ６以上）がなされて判定カウンタ１７はすぐに初期化されて零に戻される。この結果、判定カウンタ１７のカウント値Ｐ８は、レンズ位置の全域で固着閾値Ｐ９未満となり、固着判定部１９はレンズ位置の全域で固着なしと判定し、ＡＦ動作を正常に実行することが出来る。
【００６３】
次に、鏡筒２が何らかの原因で固着状態となって撮像装置１が故障した場合、焦点評価値Ｐ３の推移から固着状態を検出する具体例を説明する。ここで、図６は撮像装置１の鏡筒２がレンズ位置の一部で固着状態であるときの焦点評価値Ｐ３とその変化量ｐ３の推移を示しており、Ｘ軸は、図５と同様に鏡筒２に配設される光学レンズ３ａ、３ｂが焦点調節のために移動するレンズ位置であり、特定の原点を基準としている。また、Ｙ軸は、図５と同様に焦点評価値Ｐ３とその変化量ｐ３である。
【００６４】
図６において、撮像装置１が被写体に向けられＡＦ動作を開始すると、前述した如く、撮像装置１のＤＳＰ１０は、モータ制御信号Ｐ４を出力してモータ５を所定の駆動量で駆動し、鏡筒２は最下部の原点位置から移動を開始する。ここで、鏡筒２が移動を開始すると、ＤＳＰ１０の焦点評価値算出部１２は画像信号Ｐ２を入力し、鏡筒２が所定の駆動量で駆動される毎に焦点評価値Ｐ３を算出して焦点評価値記憶部１４に順次記憶する。図６が示す焦点評価値Ｐ３は、この焦点評価値記憶部１４に記憶される焦点評価値Ｐ３の推移である。
【００６５】
ここで、この焦点評価値Ｐ３は、レンズ位置が原点付近にあるときは値が小さいが、レンズ位置が原点から離れる方向に移動すると、鏡筒２の光学レンズ３ａ、３ｂの焦点が被写体に合って来るので焦点評価値Ｐ３の値は増加する。しかし、レンズ位置が原点から離れる方向に移動する途中の図示するレンズ位置Ｌ１において、鏡筒２が何らかの原因（駆動伝達系の磨耗や異物の混入など）で固着し動かなくなり、モータ５が駆動しても鏡筒２は、レンズ位置Ｌ１で固着状態となって停止したとする。
【００６６】
これにより、光学レンズ３ａ、３ｂの焦点の移動も停止するので、ＤＳＰ１０の焦点評価値算出部１２が算出する焦点評価値Ｐ３は、レンズ位置Ｌ１の地点から変化しなくなり、ほぼ一定な焦点評価値Ｐ３が算出され、焦点評価値記憶部１４に記憶される。すなわち、モータ５は所定の駆動量で駆動され続けるので、レンズ位置は見かけ上、移動しているように見えるが、実際には鏡筒２はレンズ位置Ｌ１で固着し停止している。
【００６７】
一方、焦点評価値の変化量ｐ３は、鏡筒２が固着する前までは正常な値で推移するが、鏡筒２が固着すると、前述した如く、焦点評価値Ｐ３はほぼ一定な値となるので、変化量ｐ３は、ほぼ零となり、レンズ位置Ｌ１から先は固着状態が継続している限り、変化量ｐ３の値は、ほぼ零が継続して算出されることになる。
【００６８】
ここで、本発明の撮像装置１のＤＳＰ１０は、前述した如く、内蔵する焦点評価値比較部１６によって、この焦点評価値の変化量ｐ３を算出し、焦点評価閾値Ｐ６と比較することで、鏡筒２の移動状態を把握している。例えば、図６において、焦点閾値記憶部１５が記憶している焦点評価閾値Ｐ６が図示する値（一点鎖線の横線）であったとする。
【００６９】
この場合、図示するように、鏡筒２のレンズ位置がレンズ位置Ｌ１を越えると、変化量ｐ３はほぼ零が継続されるので、焦点評価値比較部１６は、このレンズ位置Ｌ１以降の変化量ｐ３は焦点評価閾値Ｐ６未満であると継続的に判定する。これにより、ＤＳＰ１０はステップＳＴ９を繰り返し実行し、判定カウンタ１７は変化量ｐ３が焦点評価閾値Ｐ６未満であると連続判定された回数がカウントされることになる。
【００７０】
そして、ＤＳＰ１０はステップＳＴ１０において、判定カウンタ１７のカウント値Ｐ８が固着閾値記憶部１８の固着閾値Ｐ９以上になった時点で、固着判定部１９によって固着ありと判定する。例えば、固着閾値Ｐ９の値が５であるならば、変化量ｐ３が焦点評価閾値Ｐ６未満であると連続して５回判定されると、固着判定部１９は鏡筒２が固着状態にあると判定する。この結果、ＤＳＰ１０は故障処理モードに移行し、決められた故障処理を実行する。尚、固着閾値Ｐ９の値は限定されない。
【００７１】
ここで、判定カウンタ１７の加算が繰り返され、カウント値Ｐ８が固着閾値Ｐ９以上となるレンズ位置をＬ２とすると、レンズ位置Ｌ１からＬ２までの期間に、変化量ｐ３が連続して焦点評価閾値Ｐ６未満と判定されるならば、固着判定部１９は固着有りと判定する。このレンズ位置Ｌ１からＬ２までの期間を固着判定期間と定義し、この期間の長さは固着閾値Ｐ９によって設定される。そして、この固着判定期間に、一度でも変化量ｐ３が焦点評価閾値Ｐ６以上と判定されるならば、判定カウンタ１７は初期化されるので、固着有りとは判定されない。
【００７２】
これは、鏡筒２が正常状態でも、被写体に対して合焦点付近では、前述した如く、変化量ｐ３がほぼ零となるので、固着の判定ミスを回避する必要があるからである。特に光学レンズ３ａ、３ｂのＦ値が大きい場合は焦点深度が深いので、合焦点付近での変化量ｐ３は比較的広い範囲で小さくなる傾向がある。このレンズのＦ値の影響による固着の判定ミスを防ぐために、焦点評価閾値Ｐ６と固着閾値Ｐ９はレンズのＦ値に適した値に設定することが必要である。このため、これらの値を記憶する焦点閾値記憶部１５と固着閾値記憶部１８は、不揮発性メモリ等の書換え可能な記憶手段であることが好ましい。
【００７３】
以上のように、本発明の撮像装置によれば、撮像装置に位置検出手段を備えていなくても、鏡筒の移動状態を焦点評価値の変化量で把握出来るので、もし、鏡筒が何らかの原因で固着し故障したとしても、使用者に故障を伝達してピントの外れた撮影を防止することが出来る。また、故障内容を表示部等に示すことによって、迅速な修理対応を行うことが可能となる。また、位置検出手段を備えている撮像装置であったとしても、位置検出手段が故障した場合は、本発明によって鏡筒の移動状態を把握出来るので、鏡筒の固着状態を常に検出することが出来る信頼性の高い撮像装置を提供することが出来る。
【００７４】
また、鏡筒の固着を直ちに把握して、駆動モータを停止出来るので、モータへの過剰な負荷を防止出来ると共に、無駄な電力消費を抑えることが出来る。また、固着を検出するための位置検出手段が不要となるので、スペースの効率化による撮像装置の小型化、及び、部品点数の削減によるコストダウンを実現出来、携帯電話搭載用デジタルカメラに好適である。また、位置検出手段が不要であるので、位置検出センサが消費する電力を削減でき、撮像装置を搭載する携帯電話等の電池寿命を延ばすことが可能となる。
【００７５】
尚、本発明の実施例で示した構成や動作フロー等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更することが出来る。また、本発明の実施例は、携帯電話に搭載されるデジタルカメラを想定して説明したが、この形態に限定されるものではなく、本発明の撮像装置は、様々な用途のカメラに応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の撮像装置の外観斜視図である。
【図３】本発明の撮像装置の断面図である。
【図４】本発明の撮像装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の撮像装置の正常状態における焦点評価値とその変化量の推移を示す特性図である。
【図６】本発明の撮像装置が固着状態になったときの焦点評価値とその変化量の推移を示す特性図である。
【図７】従来の撮像装置に搭載される位置検出装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  撮像装置
２  鏡筒
２ａ  スライド張出部
２ｂ  小孔
３ａ、３ｂ  光学レンズ
３ｃ  光軸
４  画像センサ
４ａ  受光面
５  モータ
５ａ  回転軸
１０  ＤＳＰ
１１  画像信号処理部
１２  焦点評価値算出部
１３  自動焦点制御部
１４  焦点評価値記憶部
１５  焦点閾値記憶部
１６  焦点評価値比較部
１７  判定カウンタ
１８  固着閾値記憶部
１９  固着判定部
２０  制御部
２１  入力装置
２２  表示部
３０  フレームユニット
３１  モータユニット
３２  フレーム
３３  入射光
３４  鏡筒孔
３４ａ  溝
３５  スライドピン
３６  カム
３７  ローラ
３８  ＦＰＣ
Ｐ１  センサ信号
Ｐ２  画像信号
Ｐ３  焦点評価値
ｐ３  焦点評価値の変化量
Ｐ４  モータ制御信号
Ｐ５  焦点評価値記憶データ
Ｐ６  焦点評価閾値
Ｐ７  比較信号
Ｐ８  カウント値
Ｐ９  固着閾値
Ｐ１０  判定信号
Ｐ１１  撮像制御ライン
Ｐ１２  入力信号
Ｐ１３  表示データ
【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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