(57)【要約】【課題】安価な構成で振動動作検証を行えるようにする。【解決手段】デジタルカメラは、撮像素子７と、撮像素子７の入射面前方に配置された光学部材１２と、光学部材１２に貼着され、光学部材１２を振動させる圧電素子６と、デジタルカメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又はデジタルカメラの姿勢を検出するための加速度センサ８とを備える。マイコン１の制御下で、圧電素子６により光学部材１２を振動させる第１のモードでは、加速度センサ８の信号を用いて圧電素子６の振動検出を行い、圧電素子６により光学部材１２を振動させない第２のモードでは、加速度センサ８の信号を用いて、デジタルカメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又はデジタルカメラの姿勢を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子の入射面前方に配置された光学部材と、
前記光学部材に貼着され、前記光学部材を振動させる圧電素子と、を備える撮像装置であって、
前記撮像装置の光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又は前記撮像装置の姿勢を検出するための加速度センサと、
前記圧電素子により前記光学部材を振動させる第１のモードでは、前記加速度センサの信号を用いて前記圧電素子の振動検出を行い、前記圧電素子により前記光学部材を振動させない第２のモードでは、前記加速度センサの信号を用いて、前記撮像装置の光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又は前記撮像装置の姿勢を検出する制御手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１のモードでは前記加速度センサを第１の周波数特性で駆動させ、前記第２のモードでは前記加速度センサを前記第１の周波数特性よりも低帯域の第２の周波数特性で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。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記第１のモードでは表示部に第１のモード表示を行い、
前記第２のモードでは前記表示部に第２のモード表示を行い、
前記第１のモードから前記第２のモードに切り替える際に、前記加速度センサを前記第２の周波数特性で駆動させる設定を行った後、所定の時間だけ待機した後、前記第２のモード表示を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記圧電素子が貼着された前記光学部材、及び前記加速度センサが同一のユニット内に配設され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】
撮像素子と、前記撮像素子の入射面前方に配置された光学部材と、前記光学部材に貼着され、前記光学部材を振動させる圧電素子と、を備える撮像装置であって、前記撮像装置の光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又は前記撮像装置の姿勢を検出するための加速度センサを備えた撮像装置の制御方法であって、
前記圧電素子により前記光学部材を振動させる第１のモードでは、前記加速度センサの信号を用いて前記圧電素子の振動検出を行い、前記圧電素子により前記光学部材を振動させない第２のモードでは、前記加速度センサの信号を用いて、前記撮像装置の光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又は前記撮像装置の姿勢を検出することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項６】
撮像素子と、前記撮像素子の入射面前方に配置された光学部材と、前記光学部材に貼着され、前記光学部材を振動させる圧電素子と、を備える撮像装置であって、前記撮像装置の光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又は前記撮像装置の姿勢を検出するための加速度センサを備えた撮像装置を制御するためのプログラムであって、
前記圧電素子により前記光学部材を振動させる第１のモードでは、前記加速度センサの信号を用いて前記圧電素子の振動検出を行い、前記圧電素子により前記光学部材を振動させない第２のモードでは、前記加速度センサの信号を用いて、前記撮像装置の光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又は前記撮像装置の姿勢を検出する処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影の水平出しのアシストを行う水準器機能と、ゴミ除去機能とを有する撮像装置、その制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今のデジタルカメラにおいては、撮影の水平出しのアシストを行うために、撮影画像を確認する表示デバイスに、スルー画と重ね合わせて、撮像装置の水平姿勢を表示する水準器機能を備えたものがある。水準器機能を実現するために、撮像装置内に加速度センサを配置し、撮影光軸のロール方向に対して加速度センサの出力変化より、カメラの傾き度合いを表示させる構成が知られている。
【０００３】
一方、交換レンズ式のデジタルカメラにおいては、レンズ交換等の際にゴミがカメラ内に侵入し、撮像素子の入射面前方のローパスフィルタに付着したゴミを、ローパスフィルタを振動させて払い落とすゴミ除去機能を備えたものがある。ゴミ除去機能を実現するために、撮像素子の入射面前方のローパスフィルタに、ピエゾ素子等の圧電素子を貼着し、圧電素子に所定の周波数の電気信号パルスを印加することでローパスフィルタを振動させる構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３１１９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ゴミ除去機能においては、電気信号に基づき、圧電素子を含む振動対象が所望の振動動作を行えているかを検証する振動動作検証回路（故障検知回路）が付加されることがある。具体的には、圧電素子内の振動検出層からの信号に基づいて振動検出したり、圧電素子の振動と相関関係のある駆動電流をモニタしたりする手段が知られている。振動動作検証回路は、圧電素子を所定の振動動作させるための回路に対して、余分な回路として必要となり、圧電素子の振動制御の目的に対して、比較的、部品点数の多いコストが高価な回路構成となってしまっている。
【０００６】
また、特許文献１には、撮像素子およびローパスフィルタが設けられた撮像素子ユニットをＸ方向およびＹ方向に移動させるヨー方向アクチュエータおよびピッチ方向アクチュエータと、姿勢検出センサとを備える撮像装置が開示されている。そして、撮像素子ユニットを移動させてローパスフィルタに付いたダストを払い落とす際には、姿勢検出センサで検出された重力方向に基づき撮像素子ユニットの移動方向を設定するとともに、その移動に使用するアクチュエータをヨー・ピッチ方向アクチュエータから選定することが開示されている。
しかしながら、特許文献１には、姿勢検出センサを振動動作検証に活用することは開示されていない。
【０００７】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、安価な構成で振動動作検証を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の入射面前方に配置された光学部材と、前記光学部材に貼着され、前記光学部材を振動させる圧電素子と、を備える撮像装置であって、前記撮像装置の光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又は前記撮像装置の姿勢を検出するための加速度センサと、前記圧電素子により前記光学部材を振動させる第１のモードでは、前記加速度センサの信号を用いて前記圧電素子の振動検出を行い、前記圧電素子により前記光学部材を振動させない第２のモードでは、前記加速度センサの信号を用いて、前記撮像装置の光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又は前記撮像装置の姿勢を検出する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像装置の光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又は撮像装置の姿勢を検出するための加速度センサを用いて圧電素子の振動検出を行うようにしたので、安価な構成で振動動作検証を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るデジタルカメラの構成を示す図である。
【図２】第１のモードにおける加速度センサの動作特性を示す特性図である。
【図３】第２のモードにおける加速度センサの動作特性を示す特性図である。
【図４】実施形態に係るデジタルカメラの処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態では、本発明を適用した撮像装置としてレンズ交換式のデジタルカメラを例に説明を行う。
図１に、実施形態に係るレンズ交換式のデジタルカメラの構成を示す。
カメラ本体１５には、レンズユニット１０の着脱可能に装着される。レンズユニット１０がカメラ本体１５に装着されると、カメラ本体１５側の制御手段（以下、マイコンと呼ぶ）１とレンズユニット１０側のレンズ制御部１１との通信線が接続され、マイコン１がレンズユニット１０を通信制御する。
【００１２】
カメラ本体１５において、マイコン１は、カメラ全体を制御する。マイコン１は、表示部２、ユーザインターフェイス部３、圧電素子駆動回路４、撮像制御部５、水準器として用いられる加速度センサ８等と接続される。また、マイコン１は、各々のモジュールを制御するとともに、撮像制御部５から送られてくる画像信号の画像処理を行うＤＳＰも備える。
【００１３】
撮像素子７の入射面前方には光学部材１２が配置され、光学部材１２に圧電素子６が貼着される。圧電素子６は圧電素子駆動回路４と接続され、圧電素子駆動回路４から発せられる電気信号により所定の振動動作を行い、その振動を光学部材１２に伝える。ここでは詳細な構造は割愛するが、圧電素子６は、撮像素子７の入射面前方の光学部材１２の端部（撮像光学系の有効領域外）に貼着され、圧電素子６の振動を光学部材１２に伝えて振動させて、光学部材１２に付着したゴミを払い落して除去する。
【００１４】
加速度センサ８は、カメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又はカメラの姿勢を検出する水準器として用いられる。
撮像素子７、圧電素子６が貼着された光学部材１２、加速度センサ８が同一のユニットである撮像ユニット９内に配設される。
【００１５】
撮像制御部５は、撮像素子７のセンサの蓄積、読み出し等の駆動制御するドライバである一方、撮像素子７からの画像アナログ信号をＡＤ変換し、一定の補正処理を行い、デジタル画像信号をマイコン１に転送する制御部である。
表示部２は、撮像素子７で得られた画像の表示や、カメラのモード設定を表示するＵＩ表示等を表示する表示部であり、ＴＦＴ液晶等で構成される。
ユーザインターフェイス部３は、カメラのキャプチャ動作、モード設定動作等のヒューマンインターフェイスを司る制御デバイスであり、ユーザインターフェイス部３で検出した信号に基づいてマイコン１が動作を行う。
【００１６】
レンズユニット１０において、レンズ制御部１１は、撮像レンズ１３を移動させ、被写体に焦点を合わせるためのフォーカス駆動、絞り部材１４の開閉動作を制御する絞り駆動を制御する。
なお、図１のブロック図においては、レンズ交換式のデジタルカメラにおいて、主に本発明に関わるブロックを記載しており、本発明に直接関わりのないブロック（測光制御、測距制御、メカ駆動制御部（ミラー、シャッター）、画像記録部、外部インターフェイス部等）については、割愛している。
【００１７】
本実施形態に係るデジタルカメラでは、マイコン１の制御下で、ゴミ除去を行うために圧電素子６により光学部材１２を振動させる第１のモードでは、加速度センサ８の信号を用いて圧電素子６の振動検出を行い、ゴミ除去を行わない第２のモードでは、加速度センサ８の信号を用いて、カメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又はカメラの姿勢を検出する。
【００１８】
ここで、図２、図３を参照して、加速度センサ８の動作特性について説明する。
図２は、第１のモード（ゴミ除去機能を目的とした圧電素子駆動モード）における加速度センサ８の動作特性（周波数特性）を示す。横軸が時間で、縦軸が加速度センサ８の出力特性を示す。
ここでは、一例として、圧電素子６の振動周波数が１００ｋＨｚ程度のレベルを想定しており、加速度センサ８の動作特性として、数百ｋＨｚのレベルまで検出できる帯域のモードに設定している。その結果、図２に示すように、駆動時に常時、ノイズ成分（コモンノイズ）２０も見られるが、予め狙った振動レベルに検出のしきい値２１を設定すると、圧電素子６の振動タイミングに応じて、振動周期が狙い通りに動作しているか、振動振幅が狙いの振幅以上で動作しているか等を検出することができる。
以下では、第１のモードにおける加速度センサ８の動作特性モードを高帯域駆動モードとも呼ぶ。
【００１９】
図３は、第２のモード（カメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又はカメラの姿勢を検出するモード）における加速度センサ８の動作特性（周波数特性）を示す。以下では、第２のモードにおける加速度センサ８の動作特性を第２の動作特性と呼ぶ。
ここでは、一例として、加速度センサ８の動作特性として、１００Ｈｚ以下の帯域に設定したときの動作特性を示す。駆動時に高周波のノイズ成分は検出されないため、比較的、信号が緩やかに変化し、カメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又はカメラの姿勢について、ユーザの視認上、違和感なく表示することができる。図３では、ポイント３０を境にカメラの姿勢（縦位置、正位置）が切り替わった例を示している。
以下では、第２のモードにおける加速度センサ８の動作特性モードを低帯域駆動モードとも呼ぶ。
【００２０】
次に、図４のフローチャートを参照して、実施形態に係るデジタルカメラの処理動作を説明する。
ユーザインターフェイス部３に含まれるメインスイッチを入れることで、電源投入してカメラが起動することにより、図４のフローチャートが開始される。
第２のモードの要求の発生があり（ステップＳ１０１）、マイコン１が通信制御により、加速度センサ８が低帯域駆動モードとなるように設定を行う（ステップＳ１０２）。ここでは、図３で説明したように、一例として１００Ｈｚ以下の帯域設定に加速度センサ８の帯域設定を行う。この状態では、第２のモードでの動作ができる状態となり（ステップＳ１０３）、表示部２においてカメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合いを表示する（第２のモード表示：水準器表示）。図３で説明したように、加速度センサ８の出力は比較的緩やかに変化するので、カメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合いを、ユーザの視認上、違和感がなく表示することができる。更に、スルー画表示等の動作を行った状態で、第２のモードによる水準器表示をアクティブにすることで、スルー画上にカメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合いを表示することができる。
【００２１】
次に、第１のモードの要求の発生があり（ステップＳ１０５）、第２のモードによる水準器表示を停止させ、表示部２の表示状態をゴミ除去駆動表示（第１のモード表示）に切り替える（ステップＳ１０６）
次に、マイコン１が通信制御により、加速度センサ８が高帯域駆動モードとなるように設定を行う（ステップＳ１０７）。
加速度センサ８の動作特性を変更後、安定する迄の所定時間だけ待機した後（ステップＳ１０８）、圧電素子６の駆動（ステップＳ１１０）と並行して、圧電素子６の振動検出を行う（ステップＳ１０９）。ここでは、図２で説明したように、マイコン１が、しきい値２１を超えた信号が所定の周期で検出されるかを検出し、判定を行う（ステップＳ１１１）。しきい値２１を超えた信号が狙いの振動周期で検出されれば、圧電素子６の振動動作に異常がないといえる。それに対して、しきい値２１を超えた信号が狙いの振動周期で一定期間検出できなければ、圧電素子６を含む駆動系の故障と判定する（ステップＳ１１２）。
【００２２】
ステップＳ１１１において圧電素子６の振動動作が正常であると判定されると、第１のモードは終了となり、第２のモードに切り替えるために、マイコン１が通信制御により、加速度センサ８が低帯域駆動モードとなるように設定を行う（ステップＳ１１３）。この場合に、加速度センサ８の動作特性を切り替えるには所定の時間を要する。従って、加速度センサ８を低帯域駆動モードとなるように設定を行った後（ステップＳ１１３）、所定時間だけ待機することにより加速度センサ８の動作特性を安定させた後に、ゴミ除去駆動表示から水準器表示に切り替える（ステップＳ１１５）。これにより、第２のモードによる水準器表示を違和感なく動作させることができる。
以上の処理動作により、ユーザはロール方向の傾き度合いを確認しながら撮影できる状態となる。
【００２３】
以上述べたように、カメラの光軸ロール方向に対しての傾き度合い、又はカメラの姿勢を検出するための加速度センサ８を用いて圧電素子６の振動検出を行うようにしたので、安価な構成で振動動作検証を行うことができる。
【００２４】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
また、本発明は撮像装置であれば適用可能であり、電子スチルカメラ、カメラ付きの携帯電話端末等の電子機器にも適用可能である。
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１：制御手段（マイコン）、２：表示部、３：ユーザインターフェイス部、４：圧電素子駆動回路、５：撮像制御部、６：圧電素子、７：撮像素子、８：加速度センサ、９：撮像ユニット、１０：レンズ制御部、１１：レンズユニット、１２：光学部材、１３：撮像レンズ、１４：絞りユニット、１５：カメラ本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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