JP4412389B2 - データ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮影データを記録するデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラのように記録メディアにデータを記録するデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、ユーザが手で所持して撮影したり三脚に本体を固定して撮影したりといった具合に、複数の使用態様において記録メディアへのデータ記録動作を行なうデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

さらに詳しくは、本発明は、例えばハード・ディスクのように記録面上を読み書き用ヘッドがシークすることによってランダム・アクセスが可能となる記録メディアに対してデータを記録するデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、加速度センサなどの検出結果に基づいて機器の落下状態したときにヘッドをディスクの記録面から退避させて損傷する危険を低減するデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

情報処理や情報通信など情報技術の発達とともに、過去に作成・編集した情報を再利用する必要が生じてきており、このために情報蓄積技術はますます重要となってきている。これまで、磁気テープや磁気ディスクなどさまざまなメディアを利用した情報記録装置が開発され普及している。このうち、ハード・ディスクなどのディスク型の記録メディアは、基本的には、回転するディスクの記録面上で読み書きヘッドが半径方向にシークする動作によって、ランダム・アクセスが可能である。

ハード・ディスクは既に広汎に普及している。例えば、パーソナル・コンピュータ用の標準的なローカル記録装置として、コンピュータを起動するために必要なオペレーティング・システム（ＯＳ）やアプリケーションなど、さまざまなソフトウェアをインストールしたり、作成若しくは編集した各種データ・ファイルを保存したりするためにハード・ディスクが利用されている。

また、デジタルビデオカメラのように大容量のデータを扱う情報機器にも、ローカル記録装置、若しくは外付けの記録装置としてハード・ディスクが利用されるようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照のこと）。デジタルビデオカメラの記録機器にハード・ディスクを用いる場合、多数の高画質画像データのデジタル記録や、記録データへのランダム・アクセスが可能であり、また、コンピュータに接続してファイル操作したりコンピュータ上で画像編集を行なったりすることができる。さらに最近では、携帯型音楽再生装置のように主に移動時に携行することを前提に設計された機器や、ナビゲーション装置など移動体に搭載される機器にもハード・ディスク・ドライブは利用に供されている。これらの情報機器にハード・ディスクを用いることにより、着脱可能な磁気テープや光ディスクを用いる場合に比べて、装置の重量や体積、コストを小さくすることが可能である。加えて、記録メディアの大きさや着脱部のレイアウトに制限されないので、装置の小型化を実現するとともに、デザインの自由度が高くなる。

ハード・ディスク・ドライブには、磁性体が塗布又は蒸着された磁気ディスクの回転によって磁気ディスクと磁気ヘッド間に空気層を生じさせ、磁気ヘッドを僅かに浮上させる技術が用いられている。すなわち、磁気ディスクの停止時には磁気ヘッドは軽く磁気ディスク面に接しているが、磁気ディスクの回転に伴って生じる空気の流れにより磁気ヘッドが浮上して記録や再生を行なう。磁気ディスクと磁気ヘッドとの非接触を保ちながら、それらの距離を小さくすることにより高密度な磁気記録が実現される。

このような機構であるため、ハード・ディスク・ドライブは衝撃に弱い記録装置とされている。とりわけ、ハード・ディスク・ドライブがデジタルカメラや携帯型装置のように手持ちで操作する機器に搭載されている場合、操作中にユーザが誤って機器を手から滑り落としたりすると、床面に衝突した際に加わる衝撃のためにヘッドとディスクが接触して損傷してしまう危険が高い。

このため、ハード・ディスク・ドライブを搭載したポータブル機器の中には、加速度センサを用いて落下を検知し、地面に衝突する前にヘッドを退避することにより、ハード・ディスク・ドライブを保護する仕組みを備えているものもある。

また、ハード・ディスク・ドライブを搭載した情報機器では、低消費電力化の観点から、間欠記録方式が適用されることが多い。例えばデジタルカメラにおいて撮影を行なう場合、ハード・ディスク・ドライブを休止状態にして撮影データをバッファ・メモリに一時的に蓄積し、バッファ・メモリに蓄積したデータを掃き出してハード・ディスクに記録する期間のみハード・ディスク・ドライブをアクティブ状態にする。ここで、ハード・ディスク・ドライブは、アクティブ状態では外部の環境変化に対して脆弱であるが、休止状態ではディスクの回転は停止され、ヘッドは退避位置に固定されるから衝撃に耐えられる可能性が強い。そこで、加速度センサなどの検出結果に基づいて安全なデータ記録ができない状態であると判定されたときは、アクティブ状態に移行せずハード・ディスク・ドライブの休止状態を維持する処理を行なう情報処理装置、撮像装置について提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。

機器の落下を正確に判定する処理方法として、加速度センサから検出される現時点での加速度（重力の状態）と、加速度変化の履歴の双方を用いて、その機器が自由落下し始めている状態を予測する方法が提案されており（例えば、特許文献２を参照のこと）、自由落下し始めていると予測されたタイミングでヘッドを退避させることで、ハード・ディスクの損傷を回避することができる。

上述した予測方法によれば、ユーザが携帯機器を手から滑らせて落下し始めた状態を好適に予測することができる。ところが、デジタルカメラで撮影する態様は、ユーザが手で所持して撮影する以外に、三脚などに本体を固定して撮影する場合が挙げられる。デジタルカメラが自由落下し始めるときと、デジタルカメラを取り付けた三脚が転倒するときとでは、デジタルカメラで検出される加速度（重力の状態）や、加速度変化の履歴は相違する。このため、自由落下時の落下検出アルゴリズムでは三脚固定時には正確な予測を行なうことができないという問題がある。

特開２００７−２０８８６４号公報 特開２００７−８７４６９号公報

本発明の目的は、ユーザが手で所持して撮影したり三脚に本体を固定して撮影したりといった具合に、複数の使用態様において記録メディアへのデータ記録動作を好適に行なうことができる、優れたデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、例えばハード・ディスクのように記録面上を読み書き用ヘッドがシークすることによってランダム・アクセスが可能となる記録メディアに対して撮影データなどを好適に記録することができる、優れたデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、加速度センサなどの検出結果に基づいて機器の落下状態したときにヘッドをディスクの記録面から退避させて損傷する危険を低減することができる、優れたデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、加速度センサの検出結果から自由落下し始める状態を機器の使用態様に応じて正確に予測して、ヘッドをディスクの記録面から退避させて損傷する危険を低減することができる、優れたデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、データを記録メディアに記録するデータ記録装置であって、
当該装置に加わる加速度を検出する加速度検出手段と、
当該装置が固定又は非固定のいずれの態様で使用されているかを検出する使用態様検出手段と、
前記使用態様検出手段による検出結果に応じて、前記加速度検出手段により検出される加速度と加速度変化の履歴に基づいて当該装置の落下を検出するための落下検出アルゴリズムを切り替えて、当該装置の落下状態を判定する落下状態判定手段と、
前記落下状態判定手段による当該装置の落下状態の判定結果に応じて、前記記録メディアの破壊を防止するための動作を実行させる防止動作制御手段と、
を具備することを特徴とするデータ記録装置である。

ハード・ディスクなどのランダム・アクセスが可能な記録メディアが広範に普及し、パーソナル・コンピュータなどの計算機システムや、デジタルビデオカメラ、携帯型音楽再生装置、ナビゲーション装置などの情報機器に利用されている。

ハード・ディスク・ドライブは衝撃に弱い記録装置とされハード・ディスク・ドライブは衝撃に弱い記録装置とされ、操作中にユーザが誤って機器を手から滑り落としたりすると、床面に衝突した際に加わる衝撃のためにヘッドとディスクが接触して損傷してしまう危険が高い。このため、ハード・ディスク・ドライブを搭載したポータブル機器の中には、加速度センサを用いて落下を検知し、地面に衝突する前にヘッドを退避することにより、ハード・ディスク・ドライブを保護する仕組みを備えているものもある。

ここで、機器の落下を正確に判定する処理方法として、加速度センサから検出される現時点での加速度（重力の状態）と、加速度変化の履歴の双方を用いて、その機器が自由落下し始めている状態を予測する方法が提案されている。しかしながら、デジタルカメラの場合、操作の態様として、ユーザが手で所持して撮影する以外に、三脚などに本体を固定して撮影する場合が挙げられる。デジタルカメラが自由落下し始めるときと、デジタルカメラを取り付けた三脚が転倒するときとでは、デジタルカメラで検出される加速度（重力の状態）や、加速度変化の履歴は相違する。このため、自由落下時の落下検出アルゴリズムでは三脚固定時には正確な予測を行なうことができない。

そこで、本発明に係るデータ記録装置は、ある一定の周期で落下検出制御を動作させるが、機器の使用態様を検出する検出部を備え、周期毎にその検出部の検出結果を確認して使用態様に応じた落下検出アルゴリズムを切り替えるようにしている。

本発明において用いる落下検出アルゴリズムは、基本的には、機器に内蔵した加速度センサの出力から現時点での加速度（重力の状態）と加速度変化の履歴を検出し、これらに基づいて機器が落下し始めている状態を予測するものであり、ハード・ディスク・ドライブを搭載したデータ記録装置は、この自由落下予測結果に応答してヘッドを退避させてディスクの破壊を防止する。データ記録装置がデジタルカメラの場合、三脚に取り付けられているか否かを検出する三脚検出部を備え、この検出結果に応じてカメラ固定時とカメラ非固定時のそれぞれに応じた落下検出制御を働かせるようにして、いずれの使用態様においても落下検出精度を向上させることができる。

また、本発明の第２の側面は、データを記録メディアに記録するデータ記録装置を制御するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータを、
前記データ記録装置に装備された加速度センサの出力に基づいて、前記データ記録装置に加わる加速度と加速度変化の履歴を検出する加速度検出手段と、
当該装置が固定又は非固定のいずれの態様で使用されているかを検出する使用態様検出手段と、
前記使用態様検出手段による検出結果に応じて、前記加速度検出手段により検出される加速度と加速度変化の履歴に基づいて当該装置の落下を検出するための落下検出アルゴリズムを切り替えて、当該装置の落下状態を判定する落下状態判定手段と、
前記落下状態判定手段による当該装置の落下状態の判定結果に応じて、前記記録メディアの破壊を防止するための動作を実行させる防止動作制御手段と、
として機能させるためのコンピュータ・プログラムである。

本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータにインストールすることによって、コンピュータ上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係るデータ記録装置と同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、ユーザが手で所持して撮影したり三脚に本体を固定して撮影したりといった具合に、複数の使用態様において記録メディアへのデータ記録動作を好適に行なうことができる、優れたデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

また、本発明によれば、例えばハード・ディスクのように記録面上を読み書き用ヘッドがシークすることによってランダム・アクセスが可能となる記録メディアに対して撮影データなどを好適に記録することができる、優れたデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

また、本発明によれば、加速度センサなどの検出結果に基づいて機器の落下状態したときにヘッドをディスクの記録面から退避させて損傷する危険を低減することができる、優れたデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

また、本発明によれば、加速度センサの検出結果から機器が落下し始める状態を、機器の使用態様に応じて正確に予測して、ヘッドをディスクの記録面から退避させて損傷する危険を低減することができる、優れたデータ記録装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

本発明をデジタルカメラに適用した場合、カメラ固定時に最適な落下検出制御を働かすことができるので、カメラ非固定時だけでなくカメラ固定時の落下検出の精度を向上させることができる。また、ユーザが実行し得るさまざまなカメラ操作に応じて落下検出制御を働かせることが可能となり、落下検出精度を向上させることができる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。

図１には、本発明を適用したデータ記録装置として動作することができる装置の一例として、デジタルビデオカメラの構成を模式的に示している。

図示のデジタルビデオカメラ１００は、光学レンズ部１１１と、光電変換部１１２、カメラ機能制御部１０２と、画像信号処理部１１３と、画像入出力部１１４と、液晶ディスプレイ１１５と、音声入出力部１１６と、音声信号処理部１１７と、通信部１３１と、制御部１０１と、内蔵メモリ（ＲＡＭ）１１８と、内蔵メモリ（ＲＯＭ）１１９と、所定のデータを不揮発的に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などの不揮発性メモリ１４２と、操作入力部１２０と、記録メディアに対するドライブ１３２と、センサ類１５０と、上記の各構成部に対する電力供給を行なう電源１４１を備えている。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などで構成されるが、ＲＯＭ（ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１９に格納された各種の処理プログラムに従って処理を実行する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１８は、各処理において途中結果を一時記録するなど、主に作業領域として用いられる。制御部１０１は、ユーザからの操作入力に応じて、目的とする処理を行なうためのプログラムをＲＯＭ１１９から読み出して実行し、各部を制御することによって、ユーザからの指示に応じた処理の制御を行なう。

操作入力部１２０は、動画撮影モード、静止画撮影モード、ＶＴＲモードなどの動作モードを切り換えるモード切り換えキー、静止画の撮影のためのシャッターキー、動画を撮影するための撮影開始キー、録画キー、再生キー、停止キー、早送りキー、早戻しキーなどの種々の操作キーや機能キーなどを備え、ユーザからの操作入力を受け付けて、受け付けた操作入力に応じた電気信号を制御部１０１に供給する。

動画撮影モード又は静止画撮影モードでは、光学レンズ部１１１を介して入力した撮影データをＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電化結合素子）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）などからなる光電変換部１１２において光電変換する。画像信号変換部１１３では、相関二重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：ＣＤＳ）、ＡＤ変換、自動利得制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＧＣ）といった前処理を施した後、ＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）による適正な色状態の再現、解像度変換、色空間変換を経て、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）やＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）などの符号化圧縮処理を行なう。理後の画像データは、ファイルとして記録メディアに記録される。

デジタルビデオカメラ１００は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどの各種の記録メディアを装着可能であり、これらの記録メディアに対してドライブ１３２を介して各種の情報を記録し、また、これらの記録メディアに記録された情報を再生する。

ここで言う磁気ディスクには、いわゆるハード・ディスクが含まれる。ハード・ディスクの記録領域はＦＡＴ（Ｆｉｌｅ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）などのファイルシステムによって管理されており、アプリケーションやオペレーティング・システムなどの上位層プログラムはファイルシステムを介してハード・ディスク内の記録領域にアクセスすることができる。また、ハード・ディスクは専用のデバイス・ドライバによって駆動制御され、ファイルシステムはデバイス・ドライバに対し書き込みコマンドや読み出しコマンドなどのホスト・コマンドを発行する。

デジタルビデオカメラ１００は、画像を撮像して得た画像データを、ドライブ１３２を介して磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどの各種記録メディアに記録する「撮像モード」と、画像入出力部１１４や音声入出力部１１６あるいは通信部１３１を通じて供給を受けたデータを記録メディアに記録したり、記録メディアに記録されているデータを再生したりする「ＶＴＲモード」を備えている。

撮像モード下では、動画を撮像するとともに、これと同時に収音するようにした音声とを記録メディアに記録する動画撮像モードと、静止画を撮像する静止画撮像モードを備えている。また、ＶＴＲモード下では、記録ボタン・スイッチなどによって構成される操作入力部１２０を操作することによって供給されるデータの記録が行なわれ、また、再生ボタン・スイッチを操作することにより記録メディアに記録されている目的とするデータを再生することができる。

さらにデジタルビデオカメラ１００は、センサ類１５０として、落下開始など機器に加わる加速度を検出する加速度センサや、機器の振動を検出する振動センサ、機器内部又は機器の置かれた環境温度を検出する温度センサ、機器内部又は機器の置かれた環境湿度を検出する湿度センサ、機器内部又は機器の置かれた環境の気圧を検出する気圧センサ、シロキサンなどのハード・ディスクに対する有害ガスを検出するアウトガス・センサを備えている。また、三脚検出部１６０は、デジタルビデオカメラ１００が三脚に取り付けられたカメラ固定状態か否かを検出する。

ここで、加速度センサは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３直交軸に対応する３軸加速度センサで構成され、例えば１０ミリ秒毎にデジタルビデオカメラ１００に加わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３直交軸に対応する加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）情報を制御部１０１に入力する。

図１に示したデジタルビデオカメラ１００は、主要なデータ記録装置としてハード・ディスク・ドライブを装備している。光学レンズ部１１１や光電変換部１１２ などからなるカメラ部を通じて撮像することにより得た静止画データや動画データ、音声（又は音楽）データ、あるいは、画像入出力部１１４を通じて外部機器から供給を受けた静止画データや動画データ、さらには、通信部１３１を介して供給を受けた静止画データや動画データなどをハード・ディスクに記録することができる。

ここで、ハード・ディスク・ドライブは衝撃に弱い記録装置とされハード・ディスク・ドライブは衝撃に弱い記録装置とされ、操作中にユーザが誤って機器を手から滑り落としたりすると、床面に衝突した際に加わる衝撃のためにヘッドとディスクが接触して損傷してしまう危険が高い。このため、ハード・ディスク・ドライブを搭載したポータブル機器の中には、加速度センサを用いて落下を検知し、地面に衝突する前にヘッドを退避することにより、ハード・ディスク・ドライブを保護する仕組みが必須である。

本実施形態では、加速度センサから検出される現時点での加速度と、加速度変化の履歴の双方を用いて、その機器が自由落下し始めている状態を予測するという落下検出制御方法（特許文献２を参照のこと）を適用する。

加速度センサは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３直交軸に対応する３軸加速度センサで構成され、例えば１０ミリ秒毎にデジタルビデオカメラ１００に加わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３直交軸に対応する加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）情報を制御部１０１に入力する（前述）。

制御部１０１は、加速度センサが検出する加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）情報を定期的に入力して内蔵メモリ１１８に記録するとともに、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３直交軸に対応する加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）に基づく合成値Ｇａｖｇを算出し、３直交軸に対応する加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）とともに算出合成値Ｇａｖｇを内蔵メモリ１１８に記録する。合成値は、例えば下式に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３直交軸に対応する加速度値の２乗和として算出される値である。

制御部１０１は、各計測タイミングにおいて３軸加速度センサの出力値に基づいて算出される各直交軸方向の加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）と合成値Ｇａｖｇを内蔵メモリ１１８に記録していく。この結果、内蔵メモリ１１８には、各直交軸方向の加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）と合成値Ｇａｖｇの時間推移に従った加速度履歴情報が記録される。

そして、制御部１０１は、３軸加速度センサからの入力値と、内蔵メモリ１１８に記録された加速度履歴情報に基づいて、デジタルビデオカメラ１０１が落下状態にあるか否かを判定する。制御部１０１は、デジタルビデオカメラ１０１が、例えばユーザが保持して振り上げたり振り下ろしたりしている状態であるのか、落下状態にあるかを区別して判断することができる。

図２には、落下状態に応じたデジタルビデオカメラ１００の状態遷移図を示している。同図において、「落下」並びに「安定待ち」は落下状態であり、「アイドル」並びに「初期状態」は非落下状態である。初期状態で所定の時間が経過すると、アイドル状態に遷移する。アイドル状態において、現時点でデジタルビデオカメラ１００に加わる加速度若しくは加速度変化の履歴情報から落下が検出されると落下状態に遷移する。この落下状態では、所定の時間が経過すると安定待ち状態に遷移する。安定待ち状態でも、加速度若しくは加速度変化の履歴情報から落下が検出されると、落下状態に戻る。また、安定待ち状態において、落下が検出されることなく、所定の時間が経過すると、アイドル状態に遷移する。

また、デジタルビデオカメラ１００の使用態様（すなわちユーザが撮影操作を行なう方法）として、ユーザが手で所持して撮影する以外に、三脚などに本体を固定して撮影する方法が挙げられる。デジタルビデオカメラ１００が自由落下し始めるときと、デジタルカメラを取り付けた三脚が転倒するときとでは、デジタルカメラで検出される加速度（重力の状態）や、加速度変化の履歴は相違する。

図３Ａ及び図３Ｂには、デジタルビデオカメラ１００が自由落下するときと三脚が転倒するときの加速度変化の履歴をそれぞれ示している。両図を比較すると、デジタルビデオカメラ１００が自由落下する際の加速度変化の傾きが急峻であるのに対し、三脚が転倒する際の加速度変化の傾きは比較的緩やかである。すなわち、両者の加速度変化の相違は明らかであり、図３Ａに示した加速度変化を検出するための自由落下フィルタと、図３Ｂに示した加速度変化を検出するための三脚転倒フィルタでは、閾値やアルゴリズムは当然にして異なる。

自由落下フィルタでは、加速度変化が緩やかとなる三脚の転倒による加速度変化を捉えることはできないので、三脚の転倒を検出する時期が遅れ、その結果、ハード・ディスク・ドライブのヘッドを退避させることができないまま着地してしまうおそれがある。他方、デジタルビデオカメラ１００が三脚に取り付けられていないにも拘らず、三脚転倒フィルタを適用すると、デジタルビデオカメラ１００を持って操作するユーザの手ブレ程度であっても三脚転倒と誤判定してしまい、無駄なヘッド退避動作が起動してデータ記録処理の遅延を招来するおそれがある。よって、デジタルビデオカメラ１００を三脚に取り付けていないときには、落下制御検出制御において自由落下フィルタを適用するだけで十分であるが、三脚に取り付けているときには、さらに三脚転倒フィルタも適用する必要がある。

そこで、本実施形態では、ある一定の周期で落下検出制御を動作させるが、周期毎に三脚検出部１６０の検出結果を確認して、デジタルビデオカメラ１００の使用態様（すなわち、三脚に取り付けられて撮影が行なわれる固定撮影、又は三脚に取り付けられないで撮影が行なわれる非固定撮影のいずれであるか）に応じた落下検出アルゴリズムを切り替えるようにしている。

図４には、三脚に取り付けられているか否かに応じて落下検出アルゴリズムを切り替えながらデジタルビデオカメラ１００の落下検出制御を行なうための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、制御部１０１は、デジタルビデオカメラ１００が三脚に取り付けられているか否かをチェックする（ステップＳ１）。

ここで、デジタルビデオカメラ１００が三脚に取り付けられているときには（ステップＳ２のＹｅｓ）、制御部１０１は三脚取り付け時の落下検出アルゴリズムを適用する落下検出処理を起動し（ステップＳ４）、三脚に取り付けられていないときには（ステップＳ２のＮｏ）、三脚非取り付け時の落下検出アルゴリズムを適用する落下検出処理を起動する（ステップＳ３）。

そして、起動された落下検出処理によって状態変化が検出されたときには（ステップＳ５）、状態変化を通知する（ステップＳ６）。

制御部１０１は、デジタルビデオカメラ１００が非落下状態から落下状態に変化したときには、例えばハード・ディスクへのデータ記録動作を中断してヘッドをディスクから退避させる。また、逆に、落下状態から非落下状態に回復したときには、退避しておいたヘッドをディスクに復帰させ、中断していたデータ記録動作を再開させるようにする。

ここで、ステップＳ１におけるデジタルビデオカメラ１００が三脚に取り付けられているか否かをチェックする処理は、ユーザが操作入力部１２０を通じてマニュアルで取り付け状態を指示するようにしてもよいが、三脚検出部１６０からの検出結果に基づいて自動処理することができる。

図５には、三脚検出部１６０の第１の具体例を断面で示している。また、図６には、図５に示した三脚検出部１６０が動作する様子を示している。図示の三脚検出部１６０は、三脚検出スイッチ１６１と三脚検出回路１６２で構成される。

図５に示すように、デジタルビデオカメラ１００の装置本体の底面に設けられたネジ穴１６３には、ネジ穴１６３の奥に凸形状の可動部１６１ａと、ばね性を有する一対の接片１６１ｂ及び１６１ｃが配設されている。接片１６１ｂ及び１６１ｃの一端部は、検出回路１６２に接続されている。接片１６１ｂ及び１６１ｃは、三脚検出スイッチ１６１の一例である。例えば、三脚２０が取り付けられていない状態では、図５に示すように接片１６１ｂ及び１６１ｃが非導通状態となっている。

デジタルビデオカメラ１００の装置本体を三脚２０に取り付けて固定する際に、図６に示すように、三脚２０の取り付け用ネジ（以下、単に「三脚ネジ」と呼ぶ）２１が装置本体部１００のネジ穴１６３に螺合されると、可動部１６１ａは接片１６１ｂの付勢に抗して三脚ネジ２１により押し上げられ、接片１６１ｂ及び１６１ｃを短絡させて、両者間は導通状態となる。

検出回路１６２は、接片１６１ｂ及び１６１ｃ間の導通状態に応じて、三脚２０が取り付けられたか否かを示す検出信号を制御部１０１に出力する。他方、装置本体部１００から三脚２０が取り外されると（具体的には、装置本体部１００から三脚ネジ２１が取り外されると）、図５に示すように、接片１６１Ｂはそれ自身の弾性により他方の接片１６１Ｃから離間して非導通状態となる。

また、図７には、三脚検出部１６０の第２の具体例を断面で示している。また、図８には、図７に示した三脚検出部１６０が動作する様子を示している。図示の検出部１６０の三脚検出スイッチ１６１は、ネジ穴１６３の側面部に略Ｌ形状の可動部１６１ｄと、ばね性を有する一対の接片１６１ｂ及び１６１ｃを備えてもよい。

装置本体１００に三脚２０が取り付けられていない状態では、図７に示すように接片１６１ｂ及び１６１ｃ間は非導通状態となっている。

デジタルビデオカメラ１００の装置本体を三脚２０に取り付けて固定する際に、図８に示すように、三脚２０の三脚ネジ２１が装置本体部１００のネジ穴１６３に螺合されると、可動部１６１ａは接片１６１ｂの付勢に抗して三脚ネジ２１にネジ穴１６３の側面に垂直方向に沿って移動し、接片１６１ｂ及び１６１ｃを短絡させて、両者間は導通状態となる。

また、装置本体部１００から三脚２０が取り外されると（具体的には、装置本体部１００から三脚ネジ２１が取り外されると）、図７に示すように、接片１６１ｂはそれ自身の弾性により他方の接片１６１ｃから離間して非導通状態となる。

なお、第２の具体例に係る検出部１６１は側面部に可動部１６１ｄを設けたので、第１の具体例に係る検出部と比べ、より早く三脚２０の取り付けを検出することができる。

図９には、図４に示したフローチャートのステップＳ３で実施される、三脚非取り付け時の落下検出アルゴリズムを適用する落下検出処理の手順をフローチャートの形式で示している。制御部は、図示の処理を所定の周期毎に起動する。

まず、制御部１０１は、３軸加速度センサから入力される加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）情報から、合成値Ｇａｖｇを、上式（１）を用いて算出する（ステップＳ１１）。そして、制御部１０１は、３直交軸に対応する加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）とともに算出合成値Ｇａｖｇを内蔵メモリ１１８に記録する。

次いで、制御部１０１は、内蔵メモリ１１８に記録されている加速度変化の履歴情報に対し「０Ｇと疑うフィルタ」を適用して、現在から遡って過去Ａサイクル分に検出された加速度Ｇａｖｇが０Ｇ判別閾値を１回でも下回ったか否かをチェックする（ステップＳ１２）。ここで、過去Ａサイクルにわたって加速度Ｇａｖｇが０Ｇ判別閾値を下回ることがなかったときには、非落下という判定結果を返して（ステップＳ１７）、本処理ルーチンを終了する。

「０Ｇと疑うフィルタ」を適用して、過去Ａサイクルの間に１回でも加速度Ｇａｖｇが０Ｇ判別閾値を下回ることがあったときには、制御部１０１は、続いて「振り上げフィルタ」を適用して、現在から遡って過去Ｂサイクル分の加速度Ｇａｖｇが振り上げ閾値を１回でも上回ったか否かをチェックする（ステップＳ１３）。ここで、過去Ｂサイクルにわたって検出された加速度Ｇａｖｇが１回でも振り上げ閾値を上回ったときには、非落下という判定結果を返して（ステップＳ１７）、本処理ルーチンを終了する。

「振り上げフィルタ」を適用して、過去Ｂサイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが振り上げ閾値を上回ることが１回もなかったときには、制御部１０１は、続いて「振り下ろしフィルタ」を適用して、現在から遡って過去Ｃサイクル分の加速度Ｇａｖｇが振り下ろし（加速度ノイズ）閾値を１回でも上回ったか否かをチェックする（ステップＳ１４）。ここで、過去Ｃサイクルにわたって検出された加速度Ｇａｖｇが１回でも振り下ろし閾値を上回ったときには、非落下という判定結果を返して（ステップＳ１７）、本処理ルーチンを終了する。

「振り下ろしフィルタ」を適用して、過去Ｃサイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが振り下ろし閾値を上回ることが１回もなかったときには、制御部１０１は、続いて「自由落下フィルタ」を適用して、現在から遡って過去Ｄサイクル分の加速度Ｇａｖｇが落下判別閾値を１回でも上回ったか否かをチェックする（ステップＳ１５）。

「自由落下フィルタ」を適用して、過去Ｄサイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが落下判別閾値を上回ることが１回もなかったときには、制御部１０１は、非落下という判定結果を返して（ステップＳ１７）、本処理ルーチンを終了する。

これに対し、過去Ｄサイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが落下判別閾値を上回ることが１回でもあったときには、制御部１０１は、落下という判定結果を返して（ステップＳ１６）、本処理ルーチンを終了する。

また、図１０には、図４に示したフローチャートのステップＳ４で実施される三脚取り付け時の落下検出アルゴリズムを適用する落下検出処理の手順をフローチャートの形式で示している。制御部は、図示の処理を所定の周期毎に起動する。

まず、制御部１０１は、３軸加速度センサから入力される加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）情報から、合成値Ｇａｖｇを、上式（１）を用いて算出する（ステップＳ２１）。そして、制御部１０１は、３直交軸に対応する加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）とともに算出合成値Ｇａｖｇを内蔵メモリ１１８に記録する。

次いで、制御部１０１は、内蔵メモリ１１８に記録されている加速度変化の履歴情報に対し「０Ｇと疑うフィルタ」を適用して、現在から遡って過去Ａサイクル分の加速度Ｇａｖｇが０Ｇ判別閾値を１回でも下回ったか否かをチェックする（ステップＳ２２）。ここで、過去Ａサイクルにわたって検出された加速度Ｇａｖｇが０Ｇ判別閾値を下回ることがなかったときには、非落下という判定結果を返して（ステップＳ２８）、本処理ルーチンを終了する。

「０Ｇと疑うフィルタ」を適用して、過去Ａサイクルの間に１回でも加速度Ｇａｖｇが０Ｇ判別閾値を下回ることがあったときには、制御部１０１は、続いて「振り上げフィルタ」を適用して、現在から遡って過去Ｂサイクル分の加速度Ｇａｖｇが振り上げ閾値を１回でも上回ったか否かをチェックする（ステップＳ２３）。ここで、過去Ｂサイクルにわたって検出された加速度Ｇａｖｇが１回でも振り上げ閾値を上回ったときには、非落下という判定結果を返して（ステップＳ２８）、本処理ルーチンを終了する。

「振り上げフィルタ」を適用して、過去Ｂサイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが振り上げ閾値を上回ることが１回もなかったときには、制御部１０１は、続いて「振り下ろしフィルタ」を適用して、現在から遡って過去Ｃサイクル分の加速度Ｇａｖｇが振り下ろし（加速度ノイズ）閾値を１回でも上回ったか否かをチェックする（ステップＳ２４）。ここで、過去Ｃサイクルにわたって検出された加速度Ｇａｖｇが１回でも振り下ろし閾値を上回ったときには、非落下という判定結果を返して（ステップＳ２８）、本処理ルーチンを終了する。

「振り下ろしフィルタ」を適用して、過去Ｃサイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが振り下ろし閾値を上回ることが１回もなかったときには、制御部１０１は、続いて「自由落下フィルタ」を適用して、現在から遡って過去Ｄサイクル分の加速度Ｇａｖｇが落下判別閾値を１回でも上回ったか否かをチェックする（ステップＳ２５）。ここで、過去Ｄサイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが落下判別閾値を上回ることが１回もなかったときには、制御部１０１は、非落下という判定結果を返して（ステップＳ２８）、本処理ルーチンを終了する。

「自由落下フィルタ」を適用して、過去Ｄサイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが落下判別閾値を上回ることが１回でもあったときには、制御部１０１は、続いて「三脚転倒フィルタ」を適用して、現在から遡って過去Ｅ１サイクル分の加速度Ｇａｖｇが三脚転倒閾値を上回った回数が所定回数Ｅ２を超えるか否かをチェックする（ステップＳ２６）。ここで、過去Ｅ１サイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが三脚転倒閾値を上回った回数が所定回数Ｅ２以上であるときには、制御部１０１は、非落下という判定結果を返して（ステップＳ２８）、本処理ルーチンを終了する。

これに対し、過去Ｅ１サイクルの間に検出された加速度Ｇａｖｇが三脚転倒閾値を上回った回数が所定回数Ｅ２未満となるときには、制御部１０１は、落下という判定結果を返して（ステップＳ１６）、本処理ルーチンを終了する。

図９又は図１０に示した処理手順に従ってデジタルビデオカメラ１００の落下状態が検出されると、制御部１０１は、例えばハード・ディスクへのデータ記録動作を中断してヘッドをディスクから退避させるといった、着地の際に受ける衝撃の影響を抑制するための動作を実行する。また、逆に、落下状態から非落下状態に回復したときには、退避しておいたヘッドをディスクに復帰させ、中断していたデータ記録動作を再開させるようにする。

このように、本実施形態によれば、装置に内蔵される加速度センサ１５０の検出結果から機器が落下し始める状態を、機器の使用態様に応じて正確に予測して、ヘッドをディスクの記録面から退避させて損傷する危険を低減することができる。カメラ固定時に最適な落下検出制御を働かすことができるので、カメラ非固定時だけでなくカメラ固定時の落下検出の精度を向上させることができる。また、ユーザが実行し得るさまざまなカメラ操作に応じて落下検出制御を働かせることが可能となり、落下検出精度を向上させることができる。

なお、加速度センサ１５０の検出信号をアナログ入力することもデジタル入力することも可能である。図１１には、加速度センサ１５０の検出信号をアナログ入力する場合に落下検出制御を実現するための機能的構成を模式的に示している。また、図１２には、加速度センサ１５０の検出信号をデジタル入力する場合に落下検出制御を実現するための機能的構成を模式的に示している。前者の場合、加速度センサ１５０のアナログ検出信号をＡＤコンバータでデジタル変換し、加速度算出部はＡＤコンバータ用デバイス・ドライバを通じてこのデジタル信号を取得すると、上式（１）を基に加速度Ｇａｖｇを算出する。また、後者の場合には、加速度センサ１５０デジタル検出信号は、Ｉ²Ｃなどのデジタル・インターフェース回路を解してシステムに取り込むことができ、加速度算出部はデジタル・インターフェース用デバイス・ドライバを通じてこのデジタル信号を取得すると、上式（１）を基に加速度Ｇａｖｇを算出する。

図１１及び図１２において、加速度算出部と落下状態判定部、並びに三脚検出部は、制御部１０１が実行するプログラム・コードとして実装することができる。三脚検出部は、図５又は図７に示した三脚検出回路１６２から、デジタルビデオカメラ１００が三脚２０に取り付けられたか否かを示す検出信号を、上述と同様にアナログ入力若しくはデジタル入力する。そして、落下状態判定部は、図４に示した処理手順に従って、デジタルビデオカメラ１００の落下状態を判定処理する。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

本明細書では、データ記録装置として三脚に取り付けた固定時と非固定時の使用態様を持つデジタルカメラに適用した実施形態について説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。複数の使用態様を持つさまざまな携帯機器に対して本発明を適用することができる。

また、本明細書では、記録メディアとして主にハード・ディスク・ドライブを採り上げて説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、落下時の破壊を防止する必要のあるさまざまなタイプの記録メディアを搭載した情報機器に対して同様に本発明を適用することができる。また、記録メディアは、機器内蔵又は着脱可能の区別を問わない。

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

図１は、デジタルビデオカメラ１００の構成を模式的に示した図である。 図２は、落下状態に応じたデジタルビデオカメラ１００の状態遷移図を示した図である。 図３Ａは、デジタルビデオカメラ１００が自由落下する際における加速度変化の履歴を示した図である。 図３Ｂは、三脚に取り付けられたデジタルビデオカメラ１００が転倒する際の加速度変化の履歴を示した図である。 図４は、三脚に取り付けられているか否かに応じて落下検出アルゴリズムを切り替えながらデジタルビデオカメラ１００の落下検出制御を行なうための処理手順を示したフローチャートである。 図５は、三脚検出部１６０の第１の具体例を説明するための断面図である。 図６は、図５に示した三脚検出部１６０の動作を説明するための図である。 図７は、三脚検出部１６０の第２の具体例を説明するための断面図である。 図８は、図７に示した三脚検出部１６０の動作を説明するための図である。 図９は、三脚非取り付け時の落下検出アルゴリズムを適用する落下検出処理の手順を示したフローチャートである。 図１０は、三脚取り付け時の落下検出アルゴリズムを適用する落下検出処理の手順を示したフローチャートである。 図１１は、加速度センサ１５０の検出信号をアナログ入力する場合に落下検出制御を実現するための機能的構成を模式的に示した図である。 図１２は、加速度センサ１５０の検出信号をデジタル入力する場合に落下検出制御を実現するための機能的構成を模式的に示した図である。

符号の説明

１００…デジタルビデオカメラ
１０１…制御部（ＣＰＵ）
１０２…カメラ機能部
１１１…光学レンズ部
１１２…光電変換部
１１３…画像信号処理部
１１４…画像入出力部
１１５…液晶ディスプレイ
１１６…音声入出力部
１１７…音声信号処理部
１１８…内蔵メモリ（ＲＡＭ）
１１９…内蔵メモリ（ＲＯＭ）
１２０…操作入力部
１３１…通信部
１３２…ドライブ
１４１…電源
１４２…不揮発性メモリ
１５０…センサ類
１６０…三脚検出部

Claims (6)

1. データを記録メディアに記録するデータ記録装置であって、
   当該装置に加わる加速度を検出する加速度検出手段と、
   当該装置が三脚に取り付けられて撮影が行なわれる固定、又は三脚に取り付けられないで撮影が行なわれる非固定のいずれの態様で使用されているかを検出する使用態様検出手段と、
   前記使用態様検出手段による検出結果に応じて、前記加速度検出手段により検出される加速度と加速度変化の履歴に基づいて当該装置の落下を検出するための落下検出アルゴリズムを切り替え、該落下検出アルゴリズムに従って当該装置の落下状態を判定する落下状態判定手段と、
   前記落下状態判定手段による当該装置の落下状態の判定結果に応じて、前記記録メディアの破壊を防止するための動作を実行させる防止動作制御手段と、
   を具備し、
   前記落下状態判定手段は、三脚に取り付けられない状態では急峻な加速度変化の傾きを検出する自由落下フィルタを用いた落下検出アルゴリズムに切り替え、三脚に取り付け状態では比較的緩やかな加速度変化の傾きを検出する三脚転倒フィルタを用いた落下検出アルゴリズムに切り替える、
   ことを特徴とするデータ記録装置。
2. 前記記録メディアは、読み書き用ヘッドが記録面上の所定の記録位置をシークしてデータ記録を行なうタイプの記録メディアであり、
   前記防止動作制御手段は、前記落下予測手段によって当該装置の落下を予測したときに、前記読み書き用ヘッドを前記記録面から退避させることによって前記記録メディアの破壊を防止する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
3. 前記加速度検出手段は、当該装置に装備されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３直交軸に対応する３軸加速度センサで構成され、
   前記落下状態判定手段の各落下検出アルゴリズムは、前記３軸加速度センサが検出する加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）情報を定期的に入力して内蔵メモリに記録するとともに、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３直交軸に対応する加速度値の２乗和として算出される加速度（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）情報の合成値Ｇａｖｇを算出して内蔵メモリに記録し、前記３軸加速度センサからの入力値及び前記内蔵メモリに記録された加速度履歴情報に基づいて、当該装置の使用態様に応じた落下状態にあるか否かの判定処理を行なう、
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
4. 前記データ記録装置は、撮影データを記録するデジタルカメラである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
5. データを記録メディアに記録するデータ記録装置の制御方法であって、
   前記データ記録装置に装備された加速度センサの出力に基づいて、前記データ記録装置に加わる加速度と加速度変化の履歴を検出する加速度検出ステップと、
   当該装置が三脚に取り付けられて撮影が行なわれる固定、又は三脚に取り付けられないで撮影が行なわれる非固定のいずれの態様で使用されているかを検出する使用態様検出ステップと、
   前記使用態様検出ステップによる検出結果に応じて、前記加速度検出ステップにより検出される加速度と加速度変化の履歴に基づいて当該装置の落下を検出するための落下検出アルゴリズムを切り替え、該落下検出アルゴリズムに従って当該装置の落下状態を判定する落下状態判定ステップと、
   前記落下予測ステップによって当該装置の落下を予測したことに応じて、前記記録メディアの破壊を防止するための動作を実行させる防止動作制御ステップと、
   を有し、
   前記落下状態判定ステップでは、三脚に取り付けられない状態では急峻な加速度変化の傾きを検出する自由落下フィルタを用いた落下検出アルゴリズムに切り替え、三脚に取り付け状態では比較的緩やかな加速度変化の傾きを検出する三脚転倒フィルタを用いた落下検出アルゴリズムに切り替える、
   ことを特徴とするデータ記録装置の制御方法。
6. データを記録メディアに記録するデータ記録装置を制御するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータを、
   前記データ記録装置に装備された加速度センサの出力に基づいて、前記データ記録装置に加わる加速度と加速度変化の履歴を検出する加速度検出手段、
   当該装置が三脚に取り付けられて撮影が行なわれる固定、又は三脚に取り付けられないで撮影が行なわれる非固定のいずれの態様で使用されているかを検出する使用態様検出手段、
   前記使用態様検出手段による検出結果に応じて、前記加速度検出手段により検出される加速度と加速度変化の履歴に基づいて当該装置の落下を検出するための落下検出アルゴリズムを切り替え、該落下検出アルゴリズムに従って当該装置の落下状態を判定する落下状態判定手段、
   前記落下状態判定手段による当該装置の落下状態の判定結果に応じて、前記記録メディアの破壊を防止するための動作を実行させる防止動作制御手段、
   として機能させ、
   前記落下状態判定手段は、三脚に取り付けられない状態では急峻な加速度変化の傾きを検出する自由落下フィルタを用いた落下検出アルゴリズムに切り替え、三脚に取り付け状態では比較的緩やかな加速度変化の傾きを検出する三脚転倒フィルタを用いた落下検出アルゴリズムに切り替える、
   ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。

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