JP5305965B2 - 撮像装置、信号処理装置及び姿勢判定方法 - Google Patents

Description

本発明はカメラ等の撮像装置に係り、特に、姿勢判定が可能な撮像装置及びその姿勢判定方法に関する。

従来、カメラの姿勢判定方法として、専用の姿勢検知センサが用いられてきた。例えば、金属玉の転がりを利用したスイッチからなる姿勢検知センサをカメラに組み込むことにより、カメラの姿勢判定が行われている。このような専用の姿勢検知センサを用いた場合、姿勢検知センサの分だけコストの増加やスペースが必要になるという問題があった。

一方、姿勢検知センサを用いることなくカメラの手振れ防振機能を利用した姿勢検知手段が、例えば特許文献１及び特許文献２において提案されている。特許文献１及び特許文献２には、カメラの手振れを補正するレンズが光軸に対して垂直方向に移動制御するための制御量を用いて重力方向を検出し、検出した重力方向に基づいて姿勢判定を行うことが開示されている。

特開平５−２１５９９２号公報 特開２００７−１２１５０１号公報

しかしながら、カメラの手振れ補正レンズで姿勢判定を行う場合、手振れ補正レンズ制御は、光軸に対して垂直方向にのみ制御可能であるため、光軸と平行方向、すなわち、カメラが上向き又は下向きであることを検出することができないという問題がある。

本発明は、専用の姿勢検知センサを用いることなく、姿勢判定が可能な撮像装置を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、撮像光軸に沿って移動可能な焦点調節光学系を制御する第１の制御手段と、前記撮像光軸に垂直に移動可能な手振れ補正光学系を制御する第２の制御手段と、前記焦点調節光学系にかかる重力に対応した第１の検出信号および前記手振れ補正光学系にかかる重力に対応した第２の検出信号に基づいて姿勢を判定する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記第１の検出信号が第１の閾値よりも大きい第１の範囲にある場合に前記姿勢は上向きであると判定し、該第１の検出信号が第２の閾値よりも小さい第２の範囲にある場合に該姿勢は下向きであると判定し、前記判定手段は、再生時に姿勢判定を行う場合、前記第２の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第１の制御手段による前記第１の検出信号に基づく姿勢判定を行い、前記第１の検出信号が前記第１の範囲における第３の閾値よりも小さくなった場合、または、該第１の検出信号が前記第２の範囲における第４の閾値よりも大きくなった場合、前記第２の制御手段に対する電力供給を開始し、前記第１の制御手段による前記姿勢判定を行った後、該第１の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第２の制御手段による該姿勢判定を行う。

本発明の他の側面としての信号処理装置は、撮像光軸に沿って移動可能な焦点調節光学系を制御する第１の制御手段と、前記撮像光軸に垂直に移動可能な手振れ補正光学系を制御する第２の制御手段とを備える撮像装置に搭載される信号処理装置であって、前記焦点調節光学系にかかる重力に対応した第１の検出信号を受信する第１の受信手段と、前記手振れ補正光学系にかかる重力に対応した第２の検出信号を受信する第２の受信手段と、前記第１の検出信号および前記第２の検出信号に基づいて姿勢を判定する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記第１の検出信号が第１の閾値よりも大きい第１の範囲にある場合に前記姿勢は上向きであると判定し、該第１の検出信号が第２の閾値よりも小さい第２の範囲にある場合に該姿勢は下向きであると判定し、前記判定手段は、前記撮像装置の再生時に姿勢判定を行う場合、前記第２の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第１の制御手段による前記第１の検出信号に基づく姿勢判定を行い、前記第１の検出信号が前記第１の範囲における第３の閾値よりも小さくなった場合、または、該第１の検出信号が前記第２の範囲における第４の閾値よりも大きくなった場合、前記第２の制御手段に対する電力供給を開始し、前記第１の制御手段による前記姿勢判定を行った後、該第１の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第２の制御手段による該姿勢判定を行う。

本発明の他の側面としての撮像装置の姿勢判定方法は、第１の制御手段により焦点調節光学系を撮像光軸に沿って移動させ、該焦点調節光学系にかかる重力に対応した第１の検出信号を取得するステップと、第２の制御手段により手振れ補正光学系を前記撮像光軸に垂直に移動させ、該手振れ補正光学系にかかる重力に対応した第２の検出信号を取得するステップと、前記第１の検出信号および前記第２の検出信号に基づいて姿勢を判定するステップとを有し、前記姿勢を判定するステップにおいて、前記第１の検出信号が第１の閾値よりも大きい第１の範囲にある場合に前記姿勢は上向きであると判定し、該第１の検出信号が第２の閾値よりも小さい第２の範囲にある場合に該姿勢は下向きであると判定し、前記姿勢を判定するステップにおいて、再生時に姿勢判定を行う場合、前記第２の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第１の制御手段による前記第１の検出信号に基づく姿勢判定を行い、前記第１の検出信号が前記第１の範囲における第３の閾値よりも小さくなった場合、または、該第１の検出信号が前記第２の範囲における第４の閾値よりも大きくなった場合、前記第２の制御手段に対する電力供給を開始し、前記第１の制御手段による前記姿勢判定を行った後、該第１の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第２の制御手段による該姿勢判定を行う。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、専用の姿勢検知センサを用いることなく、姿勢判定が可能な撮像装置を提供することができる。

本実施例におけるレンズ鏡筒の分解斜視図である。 本実施例における撮像装置のブロック図である。 本実施例におけるシフトレンズ駆動制御部のブロック図である。 本実施例におけるフォーカスレンズの駆動機構及び撮像素子地板の分解斜視図である。 本実施例におけるフォーカスレンズの駆動機構及び撮像素子地板の組立図である。 本実施例におけるフォーカス駆動制御部のブロック図である。 本実施例における手振れ補正機構の概略構成図である。 本実施例における手振れ補正機構の駆動力発生部の断面図である。 本実施例におけるカメラと光軸との関係を示す模式図である。 本実施例におけるシフトレンズと光軸との関係を示す模式図である。 本実施例におけるフォーカスレンズと光軸との関係を示す模式図である。 本実施例におけるシフトレンズの制御量を示す模式図である。 本実施例におけるカメラを、カメラの光軸と重力方向とが垂直の状態で回転させた場合を示す模式図である。 本実施例におけるカメラを光軸と重力方向とが水平の状態（（ａ）上向き、（ｂ）下向き）を示す模式図である。 本実施例において、カメラの光軸を重力方向に対して垂直の状態と水平の状態との間で変化させた場合のフォーカスレンズの制御量の変化を示す模式図である。 本実施例における姿勢判定のフローである。 本実施例における記憶部の閾値のデータ構造を示す模式図である。 本実施例におけるシフトレンズの制御量を示す模式図である。 本実施例におけるフォーカスレンズの制御量を示す模式図である。 本実施例における姿勢判定で省電力制御を行う場合のフローである。 本実施例におけるシフトレンズの制御量を示す模式図である。 本実施例におけるフォーカスレンズの制御量を示す模式図である。 本実施例において、撮像装置の姿勢とＡＤ変換部の出力との関係を示す図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、本実施例におけるレンズ鏡筒について説明する。図１は、本実施例におけるレンズ鏡筒の分解斜視図である。

図１に示されるレンズ鏡筒は、２段沈胴型の３つのレンズ群構成を有している。被写体側（図１中の左側）から順に、ズームレンズ１０１（第１レンズ群）、シフトレンズ１０２（第２レンズ群）、及び、フォーカスレンズ１０３（第３レンズ群）が配置されている。

シフトレンズ１０２は、撮像光軸に垂直に移動可能な手振れ補正光学系である。また、フォーカスレンズ１０３は、撮像光軸に沿って移動可能な焦点調節光学系である。

ズームレンズ１０１、シフトレンズ１０２、及び、フォーカスレンズ１０３は、被写体像を撮像素子に結像させるように配置されている。ズームレンズ１０１は、第１鏡筒１０５により保持される。シフトレンズ１０２は、第２鏡筒１０６に保持される。また、フォーカスレンズ１０３は、第３鏡筒１０７により保持される。

３つのレンズ群（ズームレンズ１０１、シフトレンズ１０２、フォーカスレンズ１０３）を透過した被写体像は、ローパスフィルタ１１０を介して撮像素子１０４で光電変換される。撮像素子１０４は、撮像素子地板１０９により保持される。また、撮像素子地板１０９には、カバー鏡筒１１１が固定される。

カバー鏡筒１１１及び撮像素子地板１０９には、駆動筒１１２が回動可能に保持されている。

駆動筒１１２は、円筒形状を有し、その外周部にはギア１１２ａが設けられている。ギア１１２ａには駆動ギア１１３が噛み合い、駆動筒１１２は、ズームモータ１１４の回転により回転駆動される。

また、駆動筒１１２の内周壁には、光軸方向に延びる直進溝１１２ｂが周方向に等間隔で３箇所形成されている。駆動筒１１２の内側には、カバー鏡筒１１１及び撮像素子地板１０９に固定された固定筒１１５が配置されている。

固定筒１１５には、貫通溝形状の繰り出しカム１１５ａが周方向に等間隔で３箇所形成されている。また、固定筒１１５の内周壁には、繰り出しテーパカム１１５ｂが周方向に等間隔で３箇所形成されている。更に、固定筒１１５の内周側には、光軸方向に延びる直進溝１１５ｃが周方向に等間隔で３箇所形成されている。

固定筒１１５の内側には、移動カム筒１１６が配置されている。移動カム筒１１６は、円筒形状を有し、その外周部にはカムフォロワとなるフォロワピン１１６ａと駆動ピン１１６ｂが設けられている。駆動ピン１１６ｂは、フォロワピン１１６ａよりも撮像素子１０４の側に位置している。フォロワピン１１６ａの先端には、テーパ部が形成されており、このテーパ部は、固定筒１１５の繰り出しテーパカム１１５ｂに係合している。また、駆動ピン１１６ｂは、固定筒１１５の繰り出しカム１１５ａに係合するとともに、繰り出しカム１１５ａを貫通して直進溝１１２ｂにも係合している。

このように、駆動ピン１１６ｂは直進溝１１２ｂに係合している。このため、駆動筒１１２がズームモータ１１４の駆動力により光軸回りで回転駆動すると、移動カム筒１１６のフォロワピン１１６ａが固定筒１１５のテーパカム１１５ｂのリフトにより光軸方向に移動する。

移動カム筒１１６の内側には直進筒１１７が配置されている。直進筒１１７は円筒形状を有し、その後端側外周部において、突起部１１７ａが周方向に等間隔で３箇所形成されている。この突起部１１７ａは、固定筒１１５の内周側に形成された直進溝１１５ｃに係合している。このため、直進筒１１７は、固定筒１１５に対して、光軸方向には移動可能であるが、光軸回りには回転しない。

また、直進筒１１７の先端部外周には、突起部１１７ｂが周方向に等間隔で３箇所形成されている。この突起部１１７ｂは、移動カム筒１１６の先端に当接している。このため、移動カム筒１１６が光軸方向に移動すると、直進筒１１７は移動カム筒１１６と一体的に光軸方向に回転するが、直進筒１１７は回転しない。また、直進筒１１７には、光軸方向に延びる貫通溝形状の直進溝１１７ｃが周方向に等間隔で３箇所形成されている。

一方、第１鏡筒１０５の外周部には、フォロワピン１０５ａが周方向に等間隔で３箇所形成されている。このフォロワピン１０５ａは、直進筒１１７の直進溝１１７ｃと貫通して、フォロワピン１０５ａの先端に形成れているテーパ部がテーパカム１１５ｂに係合している。このため、第１鏡筒１０５は、移動カム筒１１６が回転しながら光軸方向に移動するのに連動して、テーパカム１１５ｂのリフトにより光軸方向に移動する。

また、第２鏡筒１０６の外周部には、フォロワピン１０６ａが周方向に等間隔で３箇所形成されている。このフォロワピン１０６ａは、直進筒１１７の直進溝１１７ｃと貫通して、フォロワピン１０６ａの先端に形成れているテーパ部がテーパカム１１５ｂに係合している。このため、第１鏡筒１０５は、移動カム筒１１６が回転しながら光軸方向に移動するのに連動して、テーパカム１１５ｂのリフトにより光軸方向に移動する。

なお、第２鏡筒１０６には、シフトレンズ１０２の他に、シャッタ・絞りユニット１０８が搭載されている。

次に、第２鏡筒１０６のシフトレンズ１０２を駆動する駆動機構について、図７を用いて説明する。図７は、本実施例におけるシフトレンズを移動させる駆動機構（手振れ補正機構）の概略構成図である。

図７（ａ）は、手振れ補正機構の正面図である。図７（ａ）において、１０２は手振れ補正に用いられるシフトレンズ、７０１はシフトレンズ１０２を保持する可動枠、７０３は鏡筒に取り付けられた固定部、７０４は可動枠上の支持／案内部、７０５は支持／案内部と同軸に取り付けられたバネである。また、７０６ａ、７０６ｂは固定部に取り付けられたコイル、７０７ａ、７０７ｂは可動枠に取り付けられたマグネットである。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示される手振れ補正機構の右側面図である。図７（ｂ）において、７１０、７１２は図７（ａ）には図示されていないヨークである。７１１は、図７（ａ）には図示されていない可動部の位置検出センサとしてのホール素子である。

図７（ｃ）は図７（ａ）中の矢印７０２から見た側面図である。可動枠７０１は、支持／案内部７０４によって固定部７０３に対して平面運動可能に案内支持されている。図７（ｃ）では、長円形の案内溝７１３の中に、円形の支持／案内部７０４が挿入されている。

手振れ補正機構は、３箇所とも同一の構造とすることによって、シフトレンズ１０２の光軸１０００の方向には拘束されている。一方、光軸１０００に直行する平面上では移動可能に構成されている。可動枠７０１上には、シフトレンズ１０２及び駆動用のマグネット７０７ａ、７０７ｂが取り付けられている。

また、可動枠７０１は支持／案内部７０４と同軸に取り付けられたバネ７０５によって弾性支持されており、駆動力が発生していないときは、シフトレンズ１０２（シフトレンズ）の中心が光軸１０００に略一致するように配置されている。駆動部分は、図７（ｂ）に示されるように、マグネット７０７ａの両側をヨークで挟み込み、片側にコイル７０６ａを備えた構成をしている。

次に、駆動部分の原理について、図８を参照して説明する。図８は、本実施例における手振れ補正機構の駆動力発生部の断面図である。図８（ａ）、（ｂ）は、図７（ａ）に示される点線７０８の断面について駆動回路部分を抜粋した断面図である。

駆動用のマグネット７０７ａは、２極で厚み方向に着磁されている。さらに、マグネット７０７ａの着磁方向の両側にはヨーク７１０、７１２が設けられており、多くの磁束は外に漏れることなく、図８（ａ）の中に示される矢印方向の磁界を発生させている。

この状態でコイル７０６ａに通電すると、コイル７０６ａ上の領域８０１と８０２には、それぞれ反対方向の電流が流れる。一方、磁界の方向も反対であるため、フレミング左手の法則によって同一方向の力が発生する。このとき、コイルが固定されているため、作用反作用の法則によって可動部に取り付けられたマグネット７０７ａが力を受けて駆動される（図８（ｂ））。

この駆動力は、コイル７０６ａの電流に比例し、コイル７０６ａに流す電流の向きを反対方向にすることによって、マグネット７０７ａが受ける駆動力も反対にすることができる。駆動力が発生すると、可動部がバネ７０５によって弾性支持されているため、バネ力と釣り合う点まで変位する。つまり、コイル７０６ａの電流を適切に制御することによって、可動部の位置を制御することができる。

さらに、ヨーク７１０上にはホール素子７１１（位置検出センサ）が取り付けられている。図８（ｂ）に示されるように、コイル７０６ａに電流を印加することにより発生した駆動力によってマグネット７０７ａが変位すると、ホール素子７１１上の磁気バランスも変化する。このため、ホール素子７１１の信号を得ることによって、マグネット７０７ａの位置を検出することが可能となる。

図７及び図８では、可動部にマグネットが配置され、固定部にコイルが配置されたムービングマグネット方式での実施形態を例示した。ただし本実施例は、可動部にコイルが配置され、固定部にマグネットが配置されたムービングコイルやその他の駆動方法を用いた手振れ補正機構を備えた撮像装置についても適用可能である。

次に、ボイスコイルモータで駆動される第３鏡筒１０７（フォーカスレンズ１０３）の構成に関して説明する。図４は、本実施例におけるフォーカスレンズ１０３の駆動機構及び撮像素子地板１０９の分解斜視図である。また、図５は、本実施例におけるフォーカスレンズ１０３の駆動機構及び撮像素子地板１０９の組立図である。

第３鏡筒１０７を駆動するボイスコイルモータは、コイル１１８ａ、マグネット１１８ｂ、及びヨーク１１８ｃを備える。コイル１１８ａは、第３鏡筒１０７に固定されている。フレキシブル基板１１９からコイル１１８ａに通電すると、撮像素子地板１０９に固定部材１２０を介して固定されたマグネット１１８ｂ及びヨーク１１８ｃで形成される磁気回路の作用により、第３鏡筒１０７はガイド軸１２１に沿い、光軸方向に駆動される。なお、第３鏡筒１０７の駆動範囲は、撮像素子地板１０９と第３鏡筒１０７との突き当て面から撮像素子地板１０９にビス止め固定された部材１２２と第３鏡筒１０７との突き当て面までである。

第３鏡筒１０７の光軸方向の位置は、センサ１２３ａとスケール１２３ｂにより、次のようにして検出される。スケール１２３ｂは、弾性保持部材１２４により第３鏡筒１０７に弾性保持されている。このスケール１２３ｂには、所定のピッチで溝部が形成されている。

また、撮像素子地板１０９には、スケール１２３ｂに対向するように、センサ１２３ａが所定のギャップを挟み固定部材１２０により取り付けられている。 センサ１２３ａには発光素子と受光素子が実装されており、発光素子から発光される光束がスケール１２３ｂの溝部に反射して、その反射光束を受光素子により受光することで出力信号を得る。

固定のセンサ１２３ａに対し、スケール１２３ｂを固定した第３鏡筒１０７が移動すると、センサ１２３ａから９０度（ｄｅｇ）の位相差を有する正弦波信号が出力される。これらの２相の出力により、スケール１２３ｂの移動量及び移動方向を判定することができる。

第３鏡筒１０７の初期位置は、第３鏡筒１０７と撮像素子地板１０９との突き当てにより決定される。なお、センサ１２３ａの出力は、３相以上の出力でもよい。また、位相角（位相差）も９０度（ｄｅｇ）以外の角度でもよい。また、初期位置検出用のセンサを取り付けて、第３鏡筒１０７の初期位置を検出するように構成することもできる。 次に、本実施例における撮像装置について説明する。図２は、本実施例における撮像装置のブロック図である。

第１鏡筒１０５により保持されているズームレンズ１０１は、光軸方向に位置を変更することが可能な倍率変更を行うズームレンズである。
４０１はズーム駆動制御部であり、第１鏡筒１０５（ズームレンズ１０１）を駆動制御する。

１０８はシャッタ・絞りユニットである。また、４０２はシャッタ・絞りユニット駆動制御部であり、シャッタ・絞りユニット１０８を駆動制御する。

第２鏡筒１０６により保持されているシフトレンズ１０２は、光軸に対して略垂直な平面での位置を変更することが可能な振れ補正光学系としてのシフトレンズである。また、４０３はシフトレンズ駆動制御部であり、第２鏡筒１０６（シフトレンズ１０２）を駆動制御する。

第３鏡筒１０７により保持されているフォーカスレンズ１０３は、光軸方向に位置を変更することが可能なピント調整を行うフォーカスレンズである。また、４０４はフォーカス駆動制御部であり、第３鏡筒１０７（フォーカスレンズ１０３）を駆動制御する。

撮像素子１０４は、各レンズ群（ズームレンズ１０１、シフトレンズ１０２、フォーカスレンズ１０３）を通ってきた光像を電気信号に変換する。
４０５は撮像信号処理部であり、撮像素子１０４から出力された電気信号を映像信号に変換処理する。また、４０６は映像信号処理部であり、撮像信号処理部４０５から出力された映像信号を用途に応じて加工する。

４０７は表示部であり、映像信号処理部４０６から出力された信号に基づき、必要に応じて画像表示を行う。４０８は表示制御部であり、撮像部及び表示部の動作及び表示を制御する。４０９はシステム全体を制御する制御部である。

４１０は電源部であり、システム全体に用途に応じて電源を供給する。
また、４１１は外部入出力端子部であり、外部との間で通信信号及び映像信号を入出力する。４１２はシステムを操作するための操作部である。
４１３は記憶部であり、映像情報など様々なデータを記憶する。

次に、上記のような構成を有する本実施例の撮像装置の動作について説明する。

操作部４１２は、押し込み量に応じて第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が順にオンするように構成されたシャッタレリーズボタンを有している。シャッタレリーズボタンは、このボタンを約半分押し込んだときに第１スイッチＳＷ１がオンし、最後まで押し込んだときに第２スイッチＳＷ２がオンする構造となっている。

操作部４１２の第１スイッチＳＷ１がオンされると、フォーカス駆動制御部４０４がフォーカスレンズ１０３を駆動してピント調整を行う。またこのとき、シャッタ・絞りユニット駆動制御部４０２がシャッタ・絞り１０８を駆動して適正な露光量に設定する。

さらに、操作部４１２の第２スイッチＳＷ２がオンされると、撮像素子１０４に露光された光像から得られた画像データを記憶部４１３に記憶する。このとき、操作部４１２より振れ補正機能オンの指示があれば、制御部４０９は、シフトレンズ駆動制御部４０３に振れ補正動作を指示する。これを受けたシフトレンズ駆動制御部４０３は、振れ補正機能オフの指示がなされるまで振れ補正動作を行う。

また、操作部４１２が一定時間操作されなかった場合、制御部４０９は、省電力のためにディスプレイの電源を遮断する指示を出す。

また、本実施例の撮像装置では、静止画撮像モード及び動画撮像モードのうちの一方を操作部４１２より選択可能である。それぞれのモードにおいて、各アクチュエータ制御部の動作条件を変更することができる。

なお、操作部４１２に対してズームレンズによる変倍の指示があると、制御部４０９を介して指示を受けたズーム駆動制御部４０１がズームレンズ１０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームレンズ１０１を移動する。それとともに、撮像素子１０４から送られ、撮像信号処理部４０５及び映像信号処理部４０６にて処理された画像情報に基づき、フォーカス駆動制御部４０４がフォーカスレンズ１０３を駆動してピント調整を行う。

次に、図６を参照して、本実施例におけるフォーカス駆動制御部の構成について説明する。図６は、本実施例におけるフォーカス駆動制御部４０４のブロック図である。フォーカス駆動制御部４０４は、ＰＩＤ制御部を備えている。 図６に示されるように、フォーカス駆動制御部４０４は、フィードバック制御手段（第１のフィードバック制御手段）を備える。このフィードバック制御手段は、制御部４０９によって決定されたフォーカスレンズの目標位置とセンサ１２３ａによって検出されたフォーカスレンズの実位置との偏差が小さくなるように制御する。

このように、フォーカス駆動制御部４０４は、撮像光軸に沿って移動可能なフォーカスレンズ１０３（焦点調節光学系）を制御する第１の制御手段である。フォーカス駆動制御部４０４には、フォーカスレンズ１０３の目標位置と実位置との偏差が小さくするように制御する第１のフィードバック制御手段が含まれる。

ピントを合わせるため、フォーカスレンズ１０３の駆動範囲内においてフォーカスレンズ１０３を走査するとき、フォーカスレンズ１０３の目標位置が制御部４０９から指令される。このように、制御部４０９は、被写体との距離に応じてフォーカスレンズ１０３の目標位置を決定する目標位置決定手段として用いられる。

一方、センサ１２３ａの出力値であるフォーカスレンズ位置信号は、アナログ信号であるため、ＡＤ変換部５０７によりデジタル信号に変換される。センサ１２３ａから出力されたフォーカスレンズ位置信号は、フォーカスレンズの実位置を示している。このため、ＡＤ変換部５０７を介することにより、フォーカスレンズの実位置をデジタル信号として取得することができる。

次に、フォーカスレンズの実位置と目標位置との差分（偏差）を偏差算出部５０１により計算する。偏差算出部５０１にて算出された偏差は、比例制御部５０２（Ｐ制御部）、微分制御部５０３（Ｄ制御部）、及び、積分制御部５０４（Ｉ制御部）においてそれぞれ所定の制御が実行される。

比例制御部５０２（Ｐ制御部）では、偏差をゼロに近づける制御、すなわち目標位置と実位置とを近づけるための制御を行う。ここで、比例制御部５０２（Ｐ制御部）のみでは、定常的に、偏差にオフセット成分が生じる。このため、積分制御部５０４（Ｉ制御部：第１の積分制御手段）により、このオフセット成分をゼロに漸近させる制御を行う。

撮像装置の姿勢が変化した場合、すなわちフォーカスレンズ１０３に掛かる重力の方向が変化した場合、偏差に生じるオフセット成分は、フォーカスレンズ１０３の実位置と同様に、撮像装置の姿勢変化に従って変動する。

撮像装置を水平上側に傾けた場合、フォーカスレンズ１０３に掛かる重力の方向は、傾けた姿勢方向（上方向）と一致しない。このため、フィードバック制御における重力の影響は大きくなり、偏差に生じるオフセット成分も大きくなる。

一方、撮像装置を水平下側に傾けた場合、フォーカスレンズ１０３に掛かる重力の方向は、傾けた姿勢方向（下方向）と一致する。このため、フィードバック制御における重力の影響は小さくなり、偏差に生じるオフセット成分も小さくなる。

本実施例において、積分制御部５０４（Ｉ制御部）をフィードバック制御の中に含まない等の場合には、センサ１２３ａ（フォーカスセンサ）により検出されたフォーカスレンズ１０３の実位置を用いて、撮像装置の姿勢方向を検知（判定）することができる。

撮像装置を水平上側に傾けた場合、フォーカスレンズ１０３に掛かる重力の方向（下方向）は傾けた姿勢方向（上方向）と一致しない。このため、フォーカスレンズ１０３の実位置の重力方向（下方向）へのずれは、撮像装置を水平下側に傾けたほど大きくはない。

撮像装置を水平下側に傾けた場合、フォーカスレンズ１０３に掛かる重力の方向（下方向）は傾けた姿勢方向（下方向）と一致する。このため、実位置は重力方向へ比較的大きくずれる。

この点について、図２３を参照しながら詳細に説明する。図２３は、撮像装置の姿勢とＡＤ変換部５０７の出力との関係を示す図である。

ＡＤ変換部５０７の出力は、フォーカスレンズの実位置を表す。例えば、撮像装置の姿勢が水平に位置している場合には、ＡＤ変換部５０７の出力はαとなる。

撮像装置を水平上側に傾けた場合、フォーカスレンズに掛かる重力の方向（下方向）は、傾けた撮像装置の姿勢方向（上方向）と一致しない。このため、フォーカスレンズの実位置の重力方向（下方向）へのずれは、撮像装置を水平に配置した場合に比べて小さくなる。このとき、ＡＤ変換部５０７の出力は、出力αより小さいβとなる（α＞β）。

一方、撮像装置を水平下側に傾けた場合、フォーカスレンズに掛かる重力の方向（下方向）は、傾けた姿勢方向（下方向）と一致する。このため、フォーカスレンズの実位置は、撮像装置を水平に配置した場合に比べて、重力方向へ比較的大きくずれる。このとき、ＡＤ変換部５０７の出力は、出力αより大きいγとなる（α＜γ）。

上述のような撮像装置の姿勢とＡＤ変換部５０７の出力との関係から、撮像装置の姿勢方向を検知することができる。すなわち、ＡＤ変換部５０７の出力がαの場合、撮像装置は水平に位置していると判定される。ＡＤ変換部５０７の出力がβ（α＞β）の場合、フォーカスレンズに掛かる重力の方向は撮像素子側である（撮像装置は上方向に傾いている）と判定される。一方、ＡＤ変換部５０７の出力がγ（α＜γ）の場合、フォーカスレンズに掛かる重力の方向は被写体側である（撮像装置は下方向に傾いている）と判定される。

具体的には、例えば、ＡＤ変換部５０７の出力について、α_１（α＞α_１）、α_２（α＜α_２）の２つのしきい値を用いることにより、撮像装置の３つの姿勢方向（水平、上方向、下方向）を判定することができる。ＡＤ変換部５０７の出力が、しきい値α_１より小さい出力βの場合、撮像装置は上方向に傾いており、しきい値α_２より大きい出力γの場合、撮像装置は下方向に傾いていると判定される。

実位置（センサ１２３ａからの出力のデジタル信号、すなわちＡＤ変換部５０７の出力）、及び、偏差の積分制御部５０４（Ｉ制御部）からの出力信号（第１の検出信号）は、共に、姿勢判定部５０９（第１の受信手段）へ出力される。実位置及び積分制御部５０４（第１の積分制御手段）からの出力信号は、フォーカス駆動制御部４０４の制御量である。姿勢判定部５０９は、これらの制御量の少なくとも一つに基づいて撮像装置の姿勢（姿勢方向）を検出（判定）し、その結果を制御部４０９へ出力する。

このように、フォーカス駆動制御部４０４（第１の制御手段）は、第１のフィードバック制御手段から得られる第１の検出信号に基づいて、撮像光軸と重力とが平行な方向に関する第１の姿勢を判定する姿勢判定部５０９（第１の判定手段）を備える。

第１の検出信号は、焦点調節光学系としてのフォーカスレンズ１０３にかかる重力に対応した信号であり、姿勢判定部５０９の第１の受信手段により受信される。姿勢判定部５０９は、後述の姿勢判定部２１１とともに、第１の検出信号及び第２の検出信号に基づいて姿勢を判定する判定手段となる。これらの処理は、信号処理装置により実行可能である。

また、フォーカス駆動制御部４０４においては、目標位置に対するフォーカスレンズ駆動の応答性を高めるために、偏差に対して微分制御部５０３（Ｄ制御部）を設けることが望ましい。最終的に、比例制御部５０２（Ｐ制御部）、微分制御部５０３（Ｄ制御部）、及び、積分制御部５０４（Ｉ制御部）における各制御結果を和算出部５０５において足し合わせる。

和算出部５０５で算出された値は、ドライブ出力部５０６に伝達される。ドライブ出力部５０６は、和算出部５０５における算出値に基づいて、コイル１１８ａへ所定の電流を流すことにより、フォーカスレンズが目標位置に移動するように駆動させることができる。

図３は、本実施例におけるシフトレンズ駆動制御部のブロック図である。図３に示されるように、シフトレンズ駆動制御部４０３は、ＰＩＤ制御部を備えている。 シフトレンズ駆動制御部４０３（第２の制御手段）は、手振れを検出する手振れ検出手段（ジャイロセンサ等）からの出力信号に基づいて、撮像光軸に垂直に移動可能なシフトレンズ１０２（手振れ補正光学系）を制御する。シフトレンズ１０２の詳細については、図１０を用いて後述する。

なお、第２の制御手段は、手振れ補正光学系であるシフトレンズ１０２の代わりに、手振れ補正光学系としての撮像素子１０４を制御するように構成することができる。このような構成でも、シフトレンズ１０２を制御する場合と同様の効果を得ることが可能である。

制御部４０９は、手振れ補正位置（目標位置）に相当する出力信号をシフトレンズ駆動制御部４０３に出力する。また、ホール素子２０９は、シフトレンズの位置信号に相当する出力信号をＡＤ変換部３０８に出力する。ＡＤ変換部３０８は、アナログ信号であるホール素子２０９の出力信号をデジタル信号に変換する。偏差算出部３０２は、制御部４０９から出力された振れ補正位置とホール素子２０９からの出力信号（実位置）と偏差（差分）を算出する。

この偏差は、比例制御部３０３（Ｐ制御部）、微分制御部３０４（Ｄ制御部）、及び、積分制御部３０５（Ｉ制御部）においてそれぞれ所定の演算が行われる。

比例制御部３０３では、偏差をゼロに近づける、すなわち目標位置である振れ補正位置と実位置とを近づけるための制御を行う。ただし、比例制御部３０３のみでは、定常的に偏差にオフセット成分が生じる。このため、偏差のオフセット成分を小さくするように制御する積分制御部３０５が設けられている。

撮像装置の姿勢が変化した場合、すなわちシフトレンズ１０２に加わる重力の方向が変化した場合、偏差のオフセット成分は、シフトレンズ１０２の実位置と同様に、姿勢変化に応じた変動を示す。

実位置（ホール素子２０９からの出力のデジタル信号）、及び、偏差の積分制御部３０５（Ｉ制御部：第２の積分制御手段）からの出力信号は、共に、姿勢判定部２１１（第２の判定手段）へ出力される。実位置及び積分制御部３０５からの出力信号は、シフトレンズ駆動制御部４０３に含まれる第２のフィードバック制御手段から得られる信号（第２の検出信号）である。姿勢判定部２１１は、これらの信号の少なくとも一つに基づいて撮像装置の姿勢（姿勢方向）を検出（判定）し、その結果を制御部４０９へ出力する。

このように、シフトレンズ駆動制御部４０３（第２の制御手段）は、撮像光軸と重力とが垂直な方向に関する第２の姿勢を判定する姿勢判定部２１１（第２の判定手段）を備える。姿勢判定部２１１は、シフトレンズ駆動制御部４０３に含まれる第２のフィードバック制御手段から得られる第２の検出信号に基づいて、第２の姿勢を判定する。

第２の検出信号は、手振れ補正光学系にかかる重力に対応した信号であり、姿勢判定部２１１の第２の受信手段により受信される。姿勢判定部２１１は、前述の姿勢判定部５０９とともに、第１の検出信号及び第２の検出信号に基づいて姿勢を判定する判定手段となる。これらの処理は、信号処理装置により実行可能である。

また、シフトレンズ１０２の応答性を高めるため、偏差に対して微分制御を行う微分制御部３０４が設けられている。

最終的には、比例制御部３０３、微分制御部３０４、及び、積分制御部３０５の結果を和算出部３０６により足し合わせる。和算出部３０６における算出値は、ＤＡ変換３０７を介してアナログ信号に変換され、ドライブ部２０８へ出力される。シフトレンズ１０２は、ドライブ部２０８からの出力信号により駆動される。

上述のとおり、シフトレンズ１０２の制御もフォーカスレンズ１０３と同様に、ＰＩＤ制御を用いたフィードバック制御手段により実行される。フィードバック制御に用いられる比例制御部３０３（Ｐ制御部）、微分制御部３０４（Ｄ制御部）、及び、積分制御部３０５（Ｉ制御部）の制御量により、重力方向を判断することができる。

次に、光軸及びレンズの制御方向（移動方向）に関して、図９乃至図１１を用いて説明する。

図９は、本実施例におけるカメラ１００１（撮像装置）と光軸１０００との関係を示す模式図である。図１０は、本実施例におけるシフトレンズ１０２と光軸１０００との関係を示す模式図である。図１１は、本実施例におけるフォーカスレンズ１０３と光軸１０００との関係を示す模式図である。

図９（ａ）は、カメラ１００１の正面図である。１００２はストロボであり、被写体の露出が不足する場合、発光することにより露出を適正にすることができる。カメラ１００１を正面から見た場合、光軸１０００は鏡筒１００３の中心となる。

図９（ｂ）は、カメラ１００１の側面図である。カメラ１００１を横から見た場合、光軸１０００は被写体側からカメラ内の撮像素子１０４方向に直線で表すことができる。

図１０（ａ）はシフトレンズ１０２の正面図である。シフトレンズ１０２を正面から見た場合、シフトレンズ１０２の制御方向は、光軸に対して垂直方向１１０１及び水平方向１１０２となる。また、図１０（ｂ）はシフトレンズ１０２の側面図である。

図１１（ａ）は、フォーカスレンズ１０３の正面図である。また、図１１（ｂ）は、フォーカスレンズ１０３の側面図である。

フォーカスレンズ１０３を横から見た場合、フォーカスレンズ１０３の制御方向は、光軸に対して平行方向１２０１となる。

次に、図１２乃至図１４を用いて、シフトレンズ１０２の制御量を用いた傾き姿勢検出に関して説明する。

図１２は、本実施例におけるシフトレンズ１０２の制御量を示す模式図である。図１３は、本実施例におけるカメラ１００１（撮像装置）を、カメラの光軸１０００と重力方向とが垂直の状態で回転させた場合を示す模式図である。図１４は、本実施例におけるカメラ１００１を光軸１０００と重力方向とが水平の状態（（ａ）上向き、（ｂ）下向き）を示す模式図である。

上述のとおり、シフトレンズ１０２は、正面から見ると光軸に対して垂直及び水平方向に駆動する。シフトレンズ駆動制御部４０３で制御されるシフトレンズ１０２の制御量は、重力に反発する方向の制御量が大きくなる。

図１０（ａ）を用いて説明したシフトレンズ１０２の制御方向は、図１３（ａ）に示される垂直方向１１０１と水平方向１１０２である。図１２では、垂直方向１１０１の制御量をＸ方向制御量、水平方向１１０２の制御量をＹ方向制御量として示されている。

図１２において、１３００は光軸１０００と重力を垂直に保ちながら傾けた時のＸ方向及びＹ方向の制御量の軌跡を示している。カメラ１００１を正位置（０度の位置）（図１３（ａ））にした場合、重力がＸ方向の下側にかかるため、１３０１で表される制御量となる。

カメラ１００１を９０度回転させる（図１３（ｂ））と、重力がＹ方向の下側にかかるため、１３０２で表される制御量となる。カメラ１００１を１８０度回転させる（図１３（ｃ））と、重力が図１３（ａ）とは逆側にかかるため、１３０３で表される制御量となる。また、カメラ１００１を２７０度回転させる（図１３（ｄ））と、重力が図１３（ｂ）とは逆側にかかるため、１３０４で表される制御量となる。

このように、本実施例によれば、シフトレンズ１０２の制御量を用いて、光軸１０００を重力と垂直にした場合のカメラ１００１の傾き量を検出することが可能となる。

ここで、カメラ１００１を、光軸１０００と重力とが水平になるように上向き（図１４（ａ））や下向き（図１４（ｂ））に構えた場合、それぞれの制御量は、いずれも１３０５の軌跡の位置となる。このため、シフトレンズ１０２の制御量のみでは、カメラ１００１が上を向いているか、又は、下を向いているかの判断が難しい。

次に、フォーカスレンズ１０３の制御量を用いた傾き姿勢検出に関して、図１５を用いて説明する。図１５は、本実施例において、カメラ１００１の光軸１０００を重力方向に対して垂直の状態と水平の状態との間で変化させた場合のフォーカスレンズ１０３の制御量の変化を示す模式図である。

フォーカス駆動制御部４０４で制御されるボイスコイルモータを用いたフォーカスレンズ１０３の制御量は、シフトレンズ１０２の場合と同様に、重力に反発する方向の制御量が大きくなる。
フォーカスレンズ１０３に掛かる重力は、カメラ１００１の光軸を重力方向に対して水平方向に変えたときに変化する。つまり、図１４（ａ）、（ｂ）に示されるように、カメラ１００１を上向き又は下向きにしたときに重力が変化する。

カメラ１００１の光軸１０００を重力方向と垂直にしたときの制御量は、図１５に示されるように、カメラ向き１６０５が示す位置における制御量１６０２となる。光軸と重力方向とが水平になるようにカメラ１００１を上向き（図１４（ａ））にすると、図１５では、カメラ向き１６０６が示す位置における制御量１６０３となり、制御量１６０２と比較して大きい値となる。

一方、光軸１０００と重力方向とが水平になるように下向き（図１４（ｂ））にしたときの制御量は、図１５では、１６０４が示す位置における制御量１６０１となり、制御量１６０２と比較して小さくなる。

このように、本実施例によれば、フォーカスレンズ１０３の制御量を用いて、カメラ１００１の上向き又は下向きの制御量を検出することが可能である。

次に、図１６乃至図１９を用いて、本実施例における姿勢検知の方法を説明する。

図１６は、本実施例における姿勢判定のフローである。図１７は、本実施例における記憶部４１３の閾値のデータ構造を示す模式図である。図１８は、図１２と同様に、本実施例におけるシフトレンズ１０２の制御量を示す模式図である。図１８において、図１２と同一箇所は同一の符号を用いている。図１９は、図１５と同様に、本実施例におけるフォーカスレンズ１０３の制御量を示す模式図である。図１９において、図１５と同一箇所は同一の符合を用いている。

上述のとおり、フォーカスレンズ１０３の制御量でカメラ１００１の上下判断を行うことができる。図１９に示されるように、上下判断を行うためには、カメラ１００１を重力に対して垂直に構えたときの制御量１６０２を中心として、上向き又は下向きの判定の閾値を決めれば良い。制御量１６０２を中心に所定の範囲２００１では、カメラ１００１は重力に対して垂直に位置しており、それより制御量が小さい範囲２０００では下向き、また、それより制御量の大きい範囲２００２では上向きであるとする。

範囲の境界を示す閾値２００３、２００４は、上下判定の閾値となる。本実施例では、上下及びそれ以外の判定例（３状態）を示すが、閾値を複数設けて、上下の間を細かく判定してもよい。実際の上向き判定閾値及び下向き判定閾値は、図１７に示されるように、記憶部４１３における所定のアドレス（ＸＸＸＸｈ、ＸＸＸＸｈ＋１）に保存される。

姿勢判定（上下方向判定：光軸と重力方向との平行方向に関する判定）を行う場合、まず、図１６に示されるステップＳ１７００において、記憶部４１３から閾値を取得する。そして、上下判定を行うためにフォーカスレンズ１０３の制御量を取得する（Ｓ１７０１）。

次に、ステップＳ１７００で取得した上向き判定閾値とステップＳ１７０１で取得したフォーカス制御量とを比較し、上向き状態にあるか否かを判定する（Ｓ１７０２）。この判定で上向きと判定された場合、上向き状態を示すフラグをセットし（Ｓ１７０３）、判定処理を終了する。

ステップＳ１７０２で上向きでないと判定された場合、フォーカス制御量と下向きの判定閾値とを比較し、下向き状態にあるか否かを判定する（Ｓ１７０４）。この判定で下向きと判定された場合、下向き状態を示すフラグをセットし（Ｓ１７０５）、判定処理を終了する。

カメラ１００１が上下判定いずれでもないと判定された場合、カメラ１００１は、その光軸１０００と重力方向とが垂直状態にある。この状態の場合、シフトレンズ１０２の制御量を用いて、さらに傾き検知を行う。

上述のように、カメラ１００１を傾けると、制御量は軌跡１３００を描く。姿勢判定（傾き判定：光軸と重力方向との垂直方向に関する判定）は、軌跡の座標に閾値１９００、１９０１を設けて実施される。閾値１９００、１９０１は、０度の制御量１３０１、９０度の制御量１３０２、１８０度の制御量１３０３、及び、２７０度の制御量１３０４を基準として、座標領域を分割する閾値に設定される。本実施例では４等分の例を示すが、細かく分割して傾斜の判断を細かく行ってもよい。

０度の制御量１３０１を基準として、閾値１９００、１９０１に囲まれた領域１９０２を、カメラ１００１の傾きが０度の領域とする。９０度回転の制御量１３０２を基準として、閾値１９００、１９０１に囲まれた領域１９０３を、カメラ１００１の傾きが９０度の領域とする。１８０度回転の制御量１３０３を基準として、閾値１９００、１９０１に囲まれた領域１９０４を、カメラ１００１の傾きが１８０度の領域とする。２７０度回転の制御量１３０４を基準として、閾値１９００、１９０１に囲まれた領域１９０５を、カメラ１００１の傾きが２７０度の領域とする。

なお、本実施例では具体的に示さないが、領域の境界値で判定がふらつく場合は、各領域にヒステリシスを持たせてもよい。

姿勢判定（傾き判定）の際には、ステップＳ１７０６、Ｓ１７０７でシフトレンズ１０２のＸ方向及びＹ方向の制御量を取得し、制御量が図１８で表される座標のどこに位置するかを算出する（Ｓ１７０８）。

次に、ステップＳ１７０８で算出された制御量の座標が属する領域判断を行う。

まず、ステップＳ１７０８で算出された制御量の座標が領域１９０２にあるか否かの判定を行い（Ｓ１７０９）、その制御量が領域１９０２にある場合、傾き０度フラグを設定して処理を終了する（Ｓ１７１０）。領域１９０２にない場合、領域１９０３にあるか否かの判定を行い（Ｓ１７１１）、領域１９０３にある場合、傾き９０度フラグを設定して処理を終了する（Ｓ１７１２）。

ステップＳ１７０８で算出された制御量が領域１９０３にない場合、その制御量が領域１９０４にあるか否かの判定を行い（Ｓ１７１３）、領域１９０４にある場合、傾き１８０度フラグを設定して処理を終了する（Ｓ１７１４）。ここまでの判定において、いずれの領域にも属さない場合、傾き２７０度フラグを設定して処理を終了する（Ｓ１７１５）。

次に、カメラ１００１が再生時の姿勢検知で省電力を行う制御の切り替えに関して、図２０乃至図２２を用いて説明する。

図２０は、本実施例における姿勢判定で省電力制御を行う場合のフローである。図２０は、図１６に付け加えた形で作成しており、図１６と同様な処理は同じ参照符号で示されている。図２１は、本実施例におけるシフトレンズ１０２の制御量を示す模式図である。図２１は、図１８に付け加えた形で作成しており、図１８と同様な処理は同一の参照符合で示されている。図２２は、本実施例におけるフォーカスレンズ１０３の制御量を示す模式図である。図２２は、図１９に付け加えた形で作成しており、図１９と同様な処理は同一の参照符合で示されている。

記憶部４１３に保存された画像データ等の再生時には、撮像を行う必要はない。このため、シフトレンズ制御やフォーカスレンズ制御は基本的には不要である。ただし、カメラ１００１の姿勢を検知するためには、これらのレンズ制御が必要となる。

ここで、撮像と同様に、シフトレンズ制御やフォーカスレンズ制御を行うと、必要以上に電力を消費することになる。そこで、姿勢判定の際に用いられない部位への電力供給を停止して、そのレンズ制御を停止することにより、カメラ１００１の省電力化を図ることができる。

前述のとおり、シフトレンズ１０２の制御量は、カメラ１００１の光軸１０００を重力方向と水平（平行）にすると、図２１の１３００から１３０５に近づく。また、フォーカスレンズ１０３の制御量は、光軸１０００を重力方向と垂直な方向にすると、図２２に示される範囲２００１になる性質がある。この制御量の性質を利用することにより、制御の切り替えを行うことができる。

再生時に姿勢判定を行う場合、レンズの制御は実行されている。したがって、姿勢検知のためには、図２０に示されるように、まずフォーカス制御の電源を入れる（Ｓ２１００）。制御の安定を待って、ステップＳ１７００で記憶部４１３から閾値を取得する。次に、上下判定を行うためにフォーカスレンズ１０３の制御量を取得する（Ｓ１７０１）。

ステップＳ１７００で取得した上向き判定閾値とステップＳ１７０１で取得したフォーカス制御量とを比較し、カメラ１００１が上向き状態にあるか否かを判定する（Ｓ１７０２）。この判定で上向きと判定された場合、上向き状態を示すフラグをセットする（Ｓ１７０３）。

ステップＳ１７０３で上向きでないと判定された場合、フォーカス制御量と下向きの判定閾値とを比較し、下向き状態にあるか否かを判定する（Ｓ１７０４）。この判定で下向きと判定された場合、下向き状態を示すフラグをセットする（Ｓ１７０５）。

上向きのフラグ又は下向きのフラグをセットした後、シフトレンズ制御電源ＯＮの判定を行う（Ｓ２１０２）。この判定は、フォーカスレンズ１０３の制御量が、所定値より上向き又は下向きであるか否かにより実施される。所定値より上向き又は下向きでない場合、シフトレンズの制御電源をＯＮにする。シフトレンズ制御が安定するまでには時間がかかるため、シフトレンズで姿勢判定を行う前に電源を入れ（Ｓ２１０３）、制御を開始する。

カメラの光軸が上向きから重力方向に垂直な方向に近づくと、フォーカスレンズ１０３の制御量は、図２２に示される範囲２００２から範囲２００１の方向に変化する。範囲２００２から範囲２００１へ変化する前に、閾値２３０１を設定し、制御量が閾値２３０１より範囲２００１側に近づいた場合、シフトレンズ制御の電源を入れる。閾値２３０１は、境界の閾値２００４を基準として、制御が安定するために必要な所定量とすれば良い。

同様に、カメラの光軸が下向きから重力方向に垂直な方向に近づくと、制御量の範囲が図２２に示される範囲２０００から範囲２００１の方向に変化する。範囲２０００から範囲２００１へ変化する前に、閾値２３００を設定し、制御量が閾値２３００より範囲２００１側に近づいた場合、シフトレンズ制御の電源を入れる。閾値２３００は、境界の閾値２００３を基準として、制御が安定するための所定量とすれば良い。

フォーカスレンズ１０３の制御量に基づいて、カメラ１００１が上向き又は下向きのいずれでもないと判定された場合、カメラ１００１は光軸１０００と重力方向が垂直状態にある。そこで、この状態の時は、シフトレンズ１０２の制御量を用いて、さらに姿勢判定を行う。このとき、フォーカスレンズ１０３の制御は不要になるため、フォーカスレンズ１０３の制御電源を切ることができる（Ｓ２１０１）。

上述のとおり、カメラ１００１を傾けると、シフトレンズ１０２の制御量は、軌跡１３００を描く。姿勢判定（傾き判定）は、軌跡の座標に閾値１９００、１９０１を設定して行われる。閾値１９００、１９０１は、０度の制御量１３０１、９０度回転の制御量１３０２、１８０度回転の制御量１３０３、及び、２７０度回転の制御量１３０４を基準として、座標領域を分割する閾値として設定される。本実施例では４等分の例を示すが、細かく分割して傾斜の判断をさらに細かくしてもよい。

０度の制御量１３０１を基準として、閾値１９００、１９０１に囲まれた領域１９０２を、カメラ１００１の傾きが０度の領域とする。９０度回転の制御量１３０２を基準として、閾値１９００、１９０１に囲まれた領域１９０３を、カメラ１００１の傾きが９０度の領域とする。１８０度回転の制御量１３０３を基準として、閾値１９００、１９０１に囲まれた領域１９０４を、カメラ１００１の傾きが１８０度の領域とする。２７０度回転の制御量１３０４を基準として、閾値１９００、１９０１に囲まれた領域１９０５を、カメラ１００１の傾きが２７０度の領域とする。

なお、本実施例では具体的に示さないが、領域の境界値で判定がふらつく場合、各領域にヒステリシスを持たせても良い。

姿勢判定（傾き判定）では、ステップＳ１７０６、Ｓ１７０７において、シフトレンズ１０２のＸ方向及びＹ方向それぞれの制御量を取得し、制御量が図１８に示される座標のどの場所に位置するかを算出する（Ｓ１７０８）。

次に、ステップＳ１７０８で算出された制御量の座標が属する領域判定が行われる。ここで制御量の座標は、上述のとおり、カメラ１００１の光軸１０００が上又は下を向いて光軸１０００と重力方向が水平に近づくと、制御量の座標は、図２１の制御量１３０５に近づく。そして、光軸１０００が重力方向と水平になると、制御量１３０５の座標になる。このとき、カメラ１００１は上向き又は下向きの状態（上下位置）にある。

制御量の座標が制御量１３０５の位置にあるか否かによりカメラ１００１の上下位置を判断し（Ｓ２１０４）、カメラ１００１が上下位置にある場合、ステップＳ２１０７でシフトレンズ制御に用いられる部位への電力供給を停止する。そして、フォーカスレンズ１０３の制御量の取得に戻り（Ｓ１７０１）、上下方向の姿勢検出ルーチンを実行する。

ステップＳ１７０８で算出された制御量の座標が図２１の制御量１３０５の位置にない場合、制御量の座標が領域１９０２にあるか否かの判定を行い（Ｓ１７０９）、この座標が領域１９０２にある場合、傾き０度フラグを設定する（Ｓ１７１０）。

制御量の座標が領域１９０２にない場合、次にその座標が領域１９０３にあるか否かの判定を行い（Ｓ１７１１）、領域１９０３にある場合、傾き９０度フラグを設定する（Ｓ１７１２）。

制御量の座標が領域１９０３にない場合、次にその座標が領域１９０４にあるか否かの判定を行い（Ｓ１７１３）、領域１９０４にある場合、傾き１８０度フラグを設定する（Ｓ１７１４）。これまでの判定で、いずれの領域にも属さない場合、傾き２７０度フラグを設定する（Ｓ１７１５）。

傾きのフラグを設定した後、ステップＳ２１０５に進み、光軸１０００が重力方向に対して水平方向に近づいているか否かを判定する。シフトレンズの制御量が図２１の制御量１３０５の座標位置に来たとき、光軸１０００が重力方向に水平になった状態である。このとき、フォーカスレンズの制御で姿勢検知を行う。

ただし、フォーカスレンズの制御が安定するまでに所定の時間が必要である。このため、図２１の制御量１３０５から安定に必要な所定量手前の範囲２２００に到達したか否かを判定する。範囲２２００から制御量１３０５の範囲に移動した場合、所定量より上向き又は下向きであると判定される。このとき、ステップＳ２１０６において、フォーカス制御の電源を入れ、制御量を取得するステップＳ１７０６へ戻る。

以上は再生時に関して説明したが、再生時以外で姿勢検知のみを行う時も、再生時と同様であることはいうまでもない。例えば、光学ファインダーを用いている状態でシフトレンズ制御やフォーカスレンズ制御が姿勢検知以外に不要な場合にも、再生時と同様の動作を行うことができる。

上記実施例では、光軸方向に駆動するレンズの例としてフォーカスレンズを用いた。ただしこれに限定されるものではなく、他の光軸方向に駆動するアクチュエータの制御量を用いても構わない。例えば、ズームレンズをボイスコイルモータで制御する場合、ズームレンズの制御量を用いることができる。

また、光軸方向に垂直に駆動するレンズの例としてシフトレンズを用いたが、他の光軸方向に垂直に駆動するアクチュエータの制御量を用いても構わない。例えば、手振れ補正に撮像素子を用いる場合、撮像素子の制御量を用いることもできる。 上記実施例によれば、専用の姿勢検知センサを用いることなく、姿勢判定が可能な撮像装置及び姿勢判定方法を提供することができる。

以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。

１０１ ズームレンズ
１０２ シフトレンズ
１０３ フォーカスレンズ
１０４ 撮像素子
１０５ 第１鏡筒
１０６ 第２鏡筒
１０７ 第３鏡筒
１０８ シャッタ・絞りユニット
１０９ 撮像素子地板
１１０ ローパスフィルタ
１１１ カバー鏡筒
１１２ 駆動筒
１１５ 固定筒
１１６ 移動カム筒
１１７ 直進筒
１１８ａ コイル
１１８ｂ マグネット
１１８ｃ ヨーク
１１９ フレキシブル基板
１２０ 固定部材
１２１ ガイド軸
１２２ 部材
１２３ａ センサ
１２３ｂ スケール
１２４ 弾性保持部材
２１１ 姿勢判定部
４０１ ズーム駆動制御部
４０２ シャッタ・絞りユニット駆動制御部
４０３ シフトレンズ駆動制御部
４０４ フォーカス駆動制御部
４０５ 撮像信号処理部
４０６ 映像信号処理部
４０７ 表示部
４０８ 表示制御部
４０９ 制御部
４１０ 電源部
４１１ 外部入出力端子部
４１２ 操作部
４１３ 記憶部

Claims (9)

1. 撮像光軸に沿って移動可能な焦点調節光学系を制御する第１の制御手段と、
   前記撮像光軸に垂直に移動可能な手振れ補正光学系を制御する第２の制御手段と、
   前記焦点調節光学系にかかる重力に対応した第１の検出信号および前記手振れ補正光学系にかかる重力に対応した第２の検出信号に基づいて姿勢を判定する判定手段と、を有し、
   前記判定手段は、前記第１の検出信号が第１の閾値よりも大きい第１の範囲にある場合に前記姿勢は上向きであると判定し、該第１の検出信号が第２の閾値よりも小さい第２の範囲にある場合に該姿勢は下向きであると判定し、
   前記判定手段は、再生時に姿勢判定を行う場合、
   前記第２の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第１の制御手段による前記第１の検出信号に基づく姿勢判定を行い、
   前記第１の検出信号が前記第１の範囲における第３の閾値よりも小さくなった場合、または、該第１の検出信号が前記第２の範囲における第４の閾値よりも大きくなった場合、前記第２の制御手段に対する電力供給を開始し、
   前記第１の制御手段による前記姿勢判定を行った後、該第１の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第２の制御手段による該姿勢判定を行う、ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記判定手段は、
   前記第１の制御手段に含まれる第１のフィードバック制御手段から得られる前記第１の検出信号に基づいて、前記撮像光軸と重力とが平行な方向に関する第１の姿勢を判定する第１の判定手段と、
   前記第２の制御手段に含まれる第２のフィードバック制御手段から得られる前記第２の検出信号に基づいて、前記撮像光軸と重力とが垂直な方向に関する第２の姿勢を判定する第２の判定手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記第１のフィードバック制御手段は、前記焦点調節光学系の目標位置と該焦点調節光学系の実位置との偏差が小さくなるようにフィードバック制御することにより、該偏差のオフセット成分を小さくするように動作する第１の積分制御手段を含み、
   前記第１の判定手段は、前記第１の積分制御手段からの前記第１の検出信号に基づいて前記第１の姿勢を判定することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 前記第１の判定手段は、前記焦点調節光学系の実位置を検出する位置検出手段からの前記第１の検出信号に基づいて前記第１の姿勢を判定することを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
5. 前記第２のフィードバック制御手段は、前記手振れ補正光学系の目標位置と該手振れ補正光学系の実位置との偏差が小さくなるようにフィードバック制御することにより、該偏差のオフセット成分を小さくするように動作する第２の積分制御手段を含み、
   前記第２の判定手段は、前記第２の積分制御手段からの前記第２の検出信号に基づいて、前記第２の姿勢を判定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一に記載の撮像装置。
6. 前記第２の判定手段は、前記手振れ補正光学系の実位置を検出する位置検出手段からの前記第２の検出信号に基づいて、前記第２の姿勢を判定することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一に記載の撮像装置。
7. 前記手振れ補正光学系はシフトレンズ又は撮像素子であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の撮像装置。
8. 撮像光軸に沿って移動可能な焦点調節光学系を制御する第１の制御手段と、前記撮像光軸に垂直に移動可能な手振れ補正光学系を制御する第２の制御手段とを備える撮像装置に搭載される信号処理装置であって、
   前記焦点調節光学系にかかる重力に対応した第１の検出信号を受信する第１の受信手段と、
   前記手振れ補正光学系にかかる重力に対応した第２の検出信号を受信する第２の受信手段と、
   前記第１の検出信号および前記第２の検出信号に基づいて姿勢を判定する判定手段と、を有し、
   前記判定手段は、前記第１の検出信号が第１の閾値よりも大きい第１の範囲にある場合に前記姿勢は上向きであると判定し、該第１の検出信号が第２の閾値よりも小さい第２の範囲にある場合に該姿勢は下向きであると判定し、
   前記判定手段は、前記撮像装置の再生時に姿勢判定を行う場合、
   前記第２の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第１の制御手段による前記第１の検出信号に基づく姿勢判定を行い、
   前記第１の検出信号が前記第１の範囲における第３の閾値よりも小さくなった場合、または、該第１の検出信号が前記第２の範囲における第４の閾値よりも大きくなった場合、前記第２の制御手段に対する電力供給を開始し、
   前記第１の制御手段による前記姿勢判定を行った後、該第１の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第２の制御手段による該姿勢判定を行う、ことを特徴とする信号処理装置。
9. 第１の制御手段により焦点調節光学系を撮像光軸に沿って移動させ、該焦点調節光学系にかかる重力に対応した第１の検出信号を取得するステップと、
   第２の制御手段により手振れ補正光学系を前記撮像光軸に垂直に移動させ、該手振れ補正光学系にかかる重力に対応した第２の検出信号を取得するステップと、
   前記第１の検出信号および前記第２の検出信号に基づいて姿勢を判定するステップと、を有し、
   前記姿勢を判定するステップにおいて、前記第１の検出信号が第１の閾値よりも大きい第１の範囲にある場合に前記姿勢は上向きであると判定し、該第１の検出信号が第２の閾値よりも小さい第２の範囲にある場合に該姿勢は下向きであると判定し、
   前記姿勢を判定するステップにおいて、再生時に姿勢判定を行う場合、
   前記第２の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第１の制御手段による前記第１の検出信号に基づく姿勢判定を行い、
   前記第１の検出信号が前記第１の範囲における第３の閾値よりも小さくなった場合、または、該第１の検出信号が前記第２の範囲における第４の閾値よりも大きくなった場合、前記第２の制御手段に対する電力供給を開始し、
   前記第１の制御手段による前記姿勢判定を行った後、該第１の制御手段に対する電力供給を停止した状態で、前記第２の制御手段による該姿勢判定を行う、ことを特徴とする撮像装置の姿勢判定方法。