JP5430157B2 - 制御装置、撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は制御装置、撮像装置及びその制御方法に係り、振動を利用した、装置への操作指示を検出する技術に関するものである。
近年、PDA(Personal Digital Assistant)やデジタルカメラといった携帯型情報処理装置では、ユーザが持ち運び易いように利便性を考慮して装置の小型化が進んできている。
一方では、装置に加わる振動を検出するセンサ技術も進歩しており、例えば加速度センサやジャイロセンサを用いて装置に加わる振動や振り量を検出することができる。特許文献1や特許文献2では、これらのセンサを用いて、装置が振られたことや装置の姿勢変化を検出し、その検出結果に応じて装置への操作指示を行うことが提案されている。
また特許文献3では、カメラの手ブレに比較して相対的に大きな振動が検出された場合に、レンズ鏡筒をカメラ本体部に沈胴させて保護する構成が提案されている。しかし、振り量の如何を装置が検出して所定の操作を行う場合に、振動の大きさが手ブレ量よりも大きくなるので、判定の閾値を手ブレ量程度の設定で行うとレンズ鏡筒が沈胴し易くなる。つまり、カメラに加わった振動がそれ程大きくないにもかかわらず、レンズ鏡筒が沈胴してしまうと、撮影時には再度、レンズ鏡筒の操り出し操作が必要になるという不具合がある。
特許第4009887号明細書 特開平10−049290号公報 特開平09−061869号公報
上記のように撮像装置をユーザが揺り動かしたり振った場合の度合い(振り量)や、ユーザが撮像装置の姿勢を変化させた場合の変位量に応じて装置を操作する構成形態で問題になるのはレンズ鏡筒の保護である。つまり、レンズ鏡筒が装置本体よりも前方に繰り出されているときには、ユーザが誤ってレンズ鏡筒を破損しないように保護することが望ましい。特に、撮影を行わない再生表示動作時にはレンズ鏡筒を保護するためにこれを沈胴させることが望ましいが、撮影動作時にレンズ鏡筒を沈胴させると、ユーザが撮影動作を直ちに開始できなくなってしまうという問題がある。
上記課題を解決するために本発明に係る制御装置は、装置の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段によって得られた検出信号に基づいてユーザの操作指示に対してモードに応じた処理を行う制御手段と、前記制御手段からの制御指示に従ってレンズ鏡筒の駆動制御を行う駆動制御手段を備えており、前記制御手段は、前記レンズ鏡筒を繰り出す必要がない第1のモードにおいて前記操作指示を得た場合に、前記第1のモードに応じた前記処理として、前記駆動制御手段によって前記レンズ鏡筒を予め決められた位置に退避させるとともに、前記第1のモードとは異なる第2のモードにおいて前記操作指示を得た場合に、前記第2のモードに応じた前記処理として、前記第1のモードでは表示しない情報を表示手段に表示させる。
本発明によれば、装置を振ったり揺り動かすことで該装置を操作する場合において、モードに応じてレンズ鏡筒を適切に保護することができる。
以下に、本発明に係る制御装置を適用した撮像装置について説明する。
図1乃至3は、本発明の好適な実施形態に係る撮像装置を例示した図である。
図1は撮像装置の一例を示すシステム構成図である。図2は撮像装置を斜め面から見た概略図であり、図中の3次元直交軸(X軸、Y軸、Z軸)は後述する加速度センサの検出軸の方向をそれぞれ示している。図3は撮像装置を背面から見た概略図である。
デジタルカメラ等の撮像装置101はその本体部にレンズ鏡筒102を備えており、該レンズ鏡筒はズームレンズ、フォーカスレンズ、手振れ補正レンズといった光学レンズを有する。そしてこれらのレンズの他に、絞りやND(ニュートラルデンシティ)フィルタが設けられ、これらは露出制御部115を構成している。レンズ鏡筒102における上記の各レンズ、及び露出制御部115は、レンズシステム制御部132の制御下にある。
レンズシステム制御部132は、ズーム位置やフォーカス位置を適正に制御するとともに適正な露出制御を行う。またレンズシステム制御部132は、後述するカメラシステム制御部からの制御信号に従ってレンズ鏡筒102の駆動制御を行い、これを装置本体から繰り出した位置や装置本体内に沈胴させた位置へと移動させる。
撮像素子106は撮像手段を構成し、レンズ鏡筒102を通過する被写体像を撮像する。撮像素子106は、撮影した被写体像について光電変換を行い、その出力信号はAD(アナログ−デジタル)変換器121に送られて処理される。ここでデジタル信号に変換された画像データは後述の画像処理回路122に送出される。
メモリ107は画像データや制御プログラム、各種の情報を格納する記憶手段である。メモリ107には電源供給を遮断しても記憶したデータが消えない不揮発性メモリ装置と、電源供給を遮断すると記憶したデータが消失してしまう揮発性メモリ装置の両方が存在する。
撮像装置の手振れ検出センサ108は、ユーザが装置を取り扱う際の手振れを検出するジャイロセンサによって構成され、その検出信号は後述のカメラシステム制御部124に送出される。
レリーズスイッチ111は撮影開始を装置に指示するための操作手段であり、操作指示の信号が後述のカメラシステム制御部124に送出される。具体的には、レリーズスイッチ111の押下ストロークに関して、その約半分の押下で撮影準備の指示がなされ、該スイッチを最後まで押し下げると撮影動作の指示がなされる。撮像動作時には、被写体からの光がレンズ鏡筒102を介して撮像素子106の撮像面に結像する。露出制御部115の制御量と撮像素子106で露光される光量に基づいて露光量を調節し、適切な光量の物体光を撮像素子106に露光する。
画像処理回路122は、AD変換器121を介して、撮像素子106から受けた信号、つまり撮像素子106の画素数に対応する画像信号を処理する回路である。画像処理回路122はホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算によって高解像度化を行う補間演算回路等を有する。
記録処理回路123は、メモリ107に対して画像ファイルのデータを出力するとともに、表示部114に出力する画像データを生成し、これを保存する。また、記録処理回路123は、公知の方法を用いて静止画像や動画像の圧縮処理を行い、圧縮後のデータを記録媒体128に記録する。
カメラシステム制御部124はCPU(中央演算処理装置)を用いて構成され、メモリ107に記憶したプログラムに応じてシステム全体を制御する。カメラシステム制御部124は押しボタンスイッチ113やダイヤルスイッチ131に対する操作を検出し、検出結果に応じて各部を制御する。またカメラシステム制御部124は、レリーズボタン111に対する操作を検出して撮像のタイミング信号などを生成し、必要に応じて該信号を各部に出力する。
図1ではメニュー表示や項目選択を行うための押しボタンスイッチ113を1つのブロックで示しているが、図3に符号113aや113bで示すように複数の押しボタンスイッチを機能毎に設ける場合もある。押しボタンスイッチを機能毎に分ける例として、メニューを表示させる機能を押しボタンスイッチ113aに割り当て、メニューで選択した項目を確定する機能を押しボタンスイッチ113bに割り当てる場合が挙げられる。
ダイヤルスイッチ131はユーザが回転操作によってモード選択等を行うスイッチである。図1ではダイヤルスイッチ131を1つのブロックで示しているが、図3に符号131aや131bで示すように複数のダイヤルスイッチを機能毎に設ける場合がある。例えば、撮影モードや再生モードなどの基本的なモード選択を装置上面に取り付けたダイヤルスイッチ131aに割り当て、詳細なメニューの選択を装置背面のダイヤルスイッチ131bに割り当てる場合が挙げられる。
撮像装置101の背面に配置された表示部114(図3参照)は、撮影した画像やメニュー情報を表示したり、被写体像を逐次表示することにより電子ビューファインダとして機能する。
なお撮像装置101の前面には、撮影時に暗い被写体を照射するためのストロボ202(図2参照)が設けられている。
加速度センサ130は、装置に加わる振動を検出する振動検出手段を構成する。つまり該センサは撮像装置101に関して、符号203に示すX軸、Y軸、Z軸(図2参照)の各方向を含む3次元の振動に関する加速度を検出する。3次元の加速度の検出方法については公知の技術を用いることができ、静電容量を利用した検出方法や、抵抗変化を利用した検出方法などがある。本発明の適用において採用する検出方法の如何は問わない。X軸、Y軸、Z軸における、それぞれの加速度の大きさに応じたアナログ値を示す信号が加速度センサ130から出力される。一般的には、検出された加速度が大きいほど大きなアナログ出力が得られる。加速度センサ130からのアナログ出力はAD変換器121に送られてデジタル信号に変換された後、カメラシステム制御部124に入力される。アナログ出力のノイズを除去するためには、AD変換器121の前段にノイズフィルタ回路を配置することが好ましい。このノイズフィルタ回路はHPF(ハイパスフィルタ)、LPF(ローパスフィルタ)といった既知のフィルタ回路によって構成できる。また、ノイズ除去の方法としては、カメラシステム制御部124によって実行されるプログラムの中でフィルタリング処理をソフトウェア処理として行ってもかまわない。
加速度センサ130に代えて、振動の検出にジャイロセンサを用いることも可能である。ジャイロセンサを用いる場合には角速度を検出することができる。検出された角速度を既知の方法で加速度に変換すれば、加速度センサと同様の取り扱いが可能である。
撮像装置101の振動を加速度センサ130によって検出する構成では、振動が伝わりやすい装置内部の基板や筐体の上に加速度センサ130を実装することが望ましい。
図4は撮像装置101のX軸方向に振動を加えた場合の加速度センサ130の出力波形を概略的に示す。符号601はX軸に関する加速度検出の出力波形を表し、符号602はY軸に関する加速度検出の出力波形を表す。そして符号603はZ軸に関する加速度検出の出力波形を表す。
撮像装置101のX軸方向に振動を加えた場合、X軸に係る出力波形601では、振動が加わった期間1004において当該振動の強さに応じた振幅1005の信号が出力される。これに対して振動が加わっていないY軸に係る出力波形602及びZ軸に係る出力波形603の波形に変化はみられない。カメラシステム制御部124の制御下にて、3次元の各軸について加速度の検出結果を示すデータをAD変換器121でデジタル化して処理することにより、どの軸にどの程度の振動が加わったが判明する。つまり撮像装置101で発生した振動位置や振動の大きさを判断することができる。
カメラシステム制御部124は、装置に加わる振動の検出信号に基づいて前記振動が基準値を超える振動であるか否かを判定する。これは手ブレによる振動がユーザの操作指示として誤認識されないように防止するためである。その結果、振動が基準値を超えた振動であり、従ってユーザの意図的な振りに起因するものと判定された場合には、その判定結果を操作指示として採用し、これに対して予め定められている処理が行われる。
以下、ユーザが装置に加えた意図的な振動を操作指示として使用する方法について図5を用いて説明する。
図5は前述の加速度センサ130に関して、ユーザが1つの軸方向に装置を振って操作したときの波形例を概略的に示す。符号2201で示すグラフは、撮像装置101を振って操作するときの加速度の変化を示している。ユーザによって加えられた意図的な振動による指示を、操作スイッチの代わりに使用する場合には、所定量以上(符号2203参照)の振動をまず検出する。符号2203に示すレベルは判定の基準値を表しており、加速度の大きさがこのレベルを超えているか否かが判定される。
ユーザが撮像装置を故意に振って当該装置に指示を出す操作(以下、これを振り操作という)の際には、符号2203に示すレベルを超える加速度が検出される蓋然性が高い。しかし、それ以外の、例えば撮像装置101を持ち上げたときの振動も加速度センサ130は検出する。この場合には振り操作のときに比べて小さい振動が生じるだけであり、このような振動が有意な振り操作によるものと判定されないように配慮する必要がある。よって、所定量未満の振動についてはこれを無視することによって、判定結果に大きな影響が生じないようにすることが好ましい。
カメラシステム制御部124は、検出された加速度の大きさを符号2203に示す所定量と比較し、所定量以上又は所定量を超える加速度が検出された場合には、該加速度が所定量を超えている時間を計測する。符号2202で示す期間は、課加速度の大きさが符号2203に示す所定量を超え、その後に加速度がピーク値に到達する時点までの期間を表している。カメラシステム制御部124はこの期間の長さを計測する。そして、符号2202に示す期間の長さが予め決められた所定範囲内に入っている場合には装置に対するユーザの振り操作が行われたものとカメラシステム制御部124が判断する。その結果、当該振り操作に対して予め割り当てられた処理、例えばUI(User Interface)処理などが行われる。
なお符号2202に示す継続期間、つまり加速度の大きさが所定量を継続して超えている期間の長さに基づいて振り操作が行われたか否かを判断するための基準時間については、予め人が操作可能な時間を調べて許容範囲を設定すればよい。つまり符号2202の継続期間の長さが極端に短い場合や極端に長い場合には、装置に加わった振動が、人為的操作に起因するものでない可能性が高いと判断することができる。よってこの場合に振り操作の誤った判定が行われないようにすることが望ましい。
次に図6を用いて、レンズ鏡筒102の沈胴、繰り出しについて説明する。
図6はレンズ鏡筒102の繰り出し状態(a)及び沈胴状態(b)を示した概略図である。沈胴状態(b)ではレンズ鏡筒102が撮像装置101の内部に引き込まれているので撮影者がレンズ鏡筒102を不用意にぶつけて破損しないように防止できる。レンズ鏡筒102は電源供給を遮断した場合に撮像装置101内に沈胴する。
電源オフ状態から撮像装置101を撮影モードで起動すると、図6(a)に示すように撮像装置101の本体からレンズ鏡筒102が撮影に適した位置に繰り出す。
以上の繰り出しや沈胴の動作については、カメラシステム制御部124がレンズシステム制御部132を制御することで行う。撮影モードから再生モードに切り替わると、レンズ鏡筒102が繰り出した状態で再生モードになる。繰り出した状態で再生モードに移行させる理由は、撮影モードから再生モードへのモード切り替えを行うケースとして、一時的な撮影画像の確認が考えられるためである。つまりこの場合には、直ちに撮影モードに戻って撮影を行えるように準備する必要がある。ここで電源供給を断つとレンズ鏡筒102が沈胴する。
レンズ鏡筒102が沈胴している電源オフ状態から撮像装置101を再生モードで起動させると、レンズ鏡筒102は沈胴したままで再生モードとなる。これは撮影を行わずに画像を再生することを前提としているためである。ここで再生モードから撮影モードに切り替わると、レンズ鏡筒102が撮像装置101の本体から、撮影に適した位置へと繰り出す。ここで電源供給を断つとレンズ鏡筒102が沈胴する。
前述の通り、レンズ鏡筒102は撮像装置101のモード(撮影モード、再生モード)に応じて繰り出しや沈胴の状態が異なる。振り操作時にレンズ鏡筒102の破損を防ぐために、撮像装置101のモードに応じて処理を切り替えることが望ましい。例えば再生モードではレンズ鏡筒102を使う必要がない。つまりレンズ鏡筒102を繰り出す必要がないので、撮像装置101が振り操作を受け付けた場合にレンズ鏡筒102を沈胴させてレンズ鏡筒102の破損を防ぐ。また撮影モードでは、レンズ鏡筒102を沈胴させる訳にはいかないため、撮像装置101が振り操作を認識した場合、ユーザに対して警告を行い振り操作を受け付けない。撮影モードにおいて警告を発するとともに、振り操作を受け付けないようにすることで、ユーザに不必要な振り動作を行わせないように促すことができる。これによりユーザが撮像装置101を振った際にレンズ鏡筒102をぶつけてしまい破損をもたらすといった事態の発生を防止できる。
次に図7のフローチャートを用いて振り操作の検出処理と、検出結果に基づくレンズ鏡筒102の破損防止処理について説明する。なお図7は振り操作時におけるレンズ鏡筒の破損防止のための処理の流れを例示したフローチャートであり、図中の条件分岐処理における「YES」は肯定的な判断結果を意味し、「NO」は否定的な判断結果を意味する。
撮像装置101は振り操作を検出するタイミングで図7に示す処理を行う。なお振り操作を検出するタイミングについては、カメラシステム制御部124が各種スイッチ(ダイヤルスイッチ131や押しボタンスイッチ113など)を検出するタイミングとすればよい。
まずS2001では、ユーザによる振り操作を行われたか否かをカメラシステム制御部124が判断する。振り操作の検出方法としては、前述した加速度センサ130によって取得される加速度情報を用いた方法で行うことができる。その結果、振り操作が行われていないと判断された場合(S2001でNOの場合)にはS2007に進み、そのまま処理が終了する。また、振り操作が行われたと判断された場合(S2001でYESの場合)にはS2002に進み、レンズ鏡筒102の繰り出し状態又は沈胴状態の如何をカメラシステム制御部124が判断する。その結果、レンズ鏡筒102が既に沈胴しているときは(S2002でYESの場合)にはS2005に進み、カメラシステム制御部124の制御指示に従って、検出された振り操作処理(振り操作に対応した処理)を行う。ここでの振り操作処理としては、ユーザが装置本体を振ったという操作に対応したUI(User Interface)処理等が挙げられ、該操作に対して予め割り当てられた処理を行えば良い。振り操作処理が終了した後はS2007に進み、処理が終了する。
一方、装置本体からレンズ鏡筒102が繰り出されて突出していると判断された場合(S2002でNOの場合)にはS2003に進み、カメラシステム制御部124がモードの如何を判定する。その結果、モードが撮影モードの場合にはS2006に進む。ここでは撮影のためにレンズ鏡筒102を繰り出す必要がある。ただし、レンズ鏡筒102を繰り出した状態でユーザが振り操作を行うと、レンズ鏡筒102をぶつけて破損する虞があるので、ユーザに対して撮像装置101を無闇に振らないように警告する処理を行う。この警告については、カメラシステム制御部124からの指示に従って表示部114が警告表示を出すか、あるいは図示しないスピーカなどの音声出力部から警告音を発する等、適当な手段を講じればよい。この警告処理の後、S2007に進んで処理が終了する。
前記ステップS2003での判定されたモードが再生モードの場合には、S2004に進んで沈胴処理を行い、レンズ鏡筒102を装置本体内に退避させる。それからS2005に進み、上述の振り操作処理を行う。振り操作処理が終了した後、S2007に進んで一連の処理が終了する。
以下に、本発明の第2の実施形態を説明する。なお本実施形態に係る撮像装置の構成については、前記第1の実施形態において図1乃至3で説明した構成と同じであり、振り操作の検出方法なども同様の方法を用いることができる。よって重複回避のため、それらの詳細な説明は割愛する。
レンズ鏡筒102の繰り出し状態でユーザが装置本体の振り操作を行った際に、レンズ鏡筒102が近辺の物体に衝突して破損してしまうことがあり得る。レンズ鏡筒102が装置本体から繰り出している状態で振り操作が行われた場合には、装置側でこの操作を受け付けないことにより、ユーザに注意を促すことができる。
図8は、レンズ鏡筒の繰り出し状態にて振り操作を受け付けない処理の流れを例示したフローチャートである。なお、この処理については、撮像装置101において振り操作を検出するタイミング、つまりカメラシステム制御部124が各種スイッチを検出するタイミングで行う。
まずS3001にて、ユーザによる振り操作を行われたか否かをカメラシステム制御部124が判断する。なお振り操作の検出方法については前述した加速度センサ130を用いた方法が挙げられる。判断の結果、振り操作が行われていない場合(S3001でNOの場合)にはS3005に進み、そのまま処理が終了する。一方、振り操作が行われたと判断された場合(S3001でYESの場合)にはS3002に進み、レンズ鏡筒102の繰り出し状態又は沈胴状態をカメラシステム制御部124が判断する。その結果、レンズ鏡筒102が既に沈胴していると判断された場合(S3002でYESの場合)にはS3003に進み、上述と同様に振り操作処理を行う。振り操作処理が終了した後、S3005に進んで一連の処理が終了する。
一方、レンズ鏡筒102が繰り出されていると判断された場合(S3002でNOの場合)にはS3004に進んでユーザに警告を発する。すなわちユーザに対して装置を必要以上振らないように警告処理を行う。この警告には表示部114の警告表示や図示しない音声出力部の警告音などを用いればよい。警告処理の後、S3005に進んで一連の処理が終了する。
本発明の実施形態に係る撮像装置のシステム構成図である。 本発明の実施形態に係る撮像装置を斜め正面から見た概略的な斜視図である。 本発明の実施形態に係る撮像装置の概略的な背面図である。 加速度センサの検出波形を説明するための図である。 加速度センサによる振り操作の検出を説明するための図である。 レンズ鏡筒の沈胴や繰り出しの状態を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態に係る動作例を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態に係る動作例を示すフローチャートである。
101 撮像装置
124 カメラシステム制御部(制御手段)
130 加速度センサ(振動検出手段)
132 レンズシステム制御部(駆動制御手段)

Claims (7)

  1. 装置の振動を検出する振動検出手段と、
    前記振動検出手段によって得られた検出信号に基づいてユーザの操作指示に対してモードに応じた処理を行う制御手段と、
    前記制御手段からの制御指示に従ってレンズ鏡筒の駆動制御を行う駆動制御手段を備え、
    前記制御手段は、前記レンズ鏡筒を繰り出す必要がない第1のモードにおいて前記操作指示を得た場合に、前記第1のモードに応じた前記処理として、前記駆動制御手段によって前記レンズ鏡筒を予め決められた位置に退避させるとともに、前記第1のモードとは異なる第2のモードにおいて前記操作指示を得た場合に、前記第2のモードに応じた前記処理として、前記第1のモードでは表示しない情報を表示手段に表示させることを特徴とする制御装置。
  2. 前記第1のモードには画像を再生するモードを含むことを特徴とする、請求項1記載の制御装置。
  3. 前記レンズ鏡筒を退避させる位置は、該レンズ鏡筒が装置本体内に沈胴した位置であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の制御装置。
  4. 前記レンズ鏡筒を通過する被写体像を撮像する撮像手段を更に備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の制御装置を備えた撮像装置。
  5. 像装置の振動を検出する振動検出工程と、
    前記振動検出工程によって得られた検出信号に基づいてユーザの操作指示に対してモードに応じた処理を行う制御工程と、
    前記制御工程で出力される制御指示に従ってレンズ鏡筒の駆動制御を行う駆動制御工程とを有し、
    前記制御工程では、前記レンズ鏡筒を繰り出す必要がない第1のモードにおいて前記操作指示を得た場合に、前記第1のモードに応じた前記処理として、前記レンズ鏡筒を予め決められた位置に退避させるとともに、前記第1のモードとは異なる第2のモードにおいて前記操作指示を得た場合に、前記第2のモードに応じた前記処理として、前記第1のモードでは表示しない情報を表示手段に表示させることを特徴とする撮像装置の制御方法。
  6. 前記制御工程では、
    前記振動が基準値を超える振動であるか否かを判定し、
    レンズ鏡筒を繰り出す必要がない第1のモードにおいて前記振動が基準値を超える振動であることが判定された場合に、前記レンズ鏡筒を駆動して予め決められた位置に退避させるとともに、前記第1のモードとは異なる第2のモードにおいて前記振動が基準値を超える振動であることが判定された場合に前記第1のモードでは表示しない情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置の制御方法。
  7. 前記制御工程では、さらに、前記レンズ鏡筒が装置本体に沈胴した位置にない場合には、前記振動が基準値を超える振動であるとの判定結果を前記操作指示として受け付けずに、ユーザへの警告処理を行う、ことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置の制御方法。
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