JP5557012B2

JP5557012B2 - 撮像装置

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Publication number: JP5557012B2
Application number: JP2010129980A
Authority: JP
Inventors: 馨伊東
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-06-07
Also published as: JP2011259072A

Description

本発明は、光電変換撮像素子により光学像を電気信号に変換する撮像装置、特に、撮像装置の傾きを電気的に検出し、この傾き情報に相応した傾き表示を行う傾き表示装置を備え、あるいは傾き補正装置を備えた撮像装置に関するものである。

光電変換撮像素子により光学像を電気信号に変換する機能を備えたデジタルカメラなどの撮像装置には、傾き表示装置を備えたものがある。この傾き表示装置は、加速度センサーやジャイロセンサー等の傾き検出手段によって傾きを検出し、この検出信号を演算処理して傾き角度を算出し、モニタ画面上に前記傾き角度に対応した表示を行うもので、一種の電子的な水準器といえるものである。この傾き表示装置を備えたカメラなどの撮像装置によれば、傾き表示装置の表示を見ながら撮像装置の姿勢を決めることができるので、例えば水平線を画面の中に精度よく水平方向に写し込もうとする場合、あるいは建物の垂直面を画面の中に精度よく垂直に写し込もうとする場合などに有効である。
なお、撮像装置本体の左右方向の傾き角度のことをロール角と呼称し、撮像画面上における左右方向の傾きとして表われる。

特許文献１には、傾き表示装置を備えた撮像装置において、画像を水平または垂直に精度よく合わせるための傾き情報を得ることができるようにした技術が記載されている。この技術は、加速度センサーの出力から傾きを算出する手段と、算出した傾きに基づき枠とインジケータによってモニタに傾きを表示する手段とを有してなる水準器モジュールを備え、撮像装置としてのデジタルカメラのメカ駆動部の作動開始時に、水準器モジュールの制御を変更し、メカ駆動部の動作終了時には、水準器モジュールの制御を再び変更するようになっている。水準器モジュールの制御処理としては、モニタに表示している傾きを表示する手段（枠とインジケータ）を消去する、加速度センサーを省電力モードに移行する、あるいは加速度センサー出力から傾きを算出する手段の処理を停止する、という処理がある。また、加速度センサーを省電力モードから復帰させる、加速度センサー出力から傾きを算出する、モニタ上に枠とインジケータを再表示させる、という処理がある。かかる制御処理を行うことによって、メカ駆動部の動作に起因するノイズ成分の影響を緩和し、正確な傾きを得ることができるものであって、ソフトウェアによる処理が主体になっている。

カメラなどの撮像装置の使用態様によっては、撮像装置を机の上などに置いて撮影することがある。しかし、机の上などは必ずしも水平であるとは限らず、傾いていることがある。傾いている机の上などに特許文献１に記載されているような傾き表示装置を備えた撮像装置を置くと、撮像装置が傾くため、傾き表示装置による表示が水平の表示にならず、上記傾きに対応した傾き表示をすることになる。また、この姿勢のままで撮像すると、撮像画面上において被写体が傾いた態様で撮像されることになる。

本発明は、撮像装置を机の上などに置いた場合に、机の上が精度よく水平面になっていれば、傾き表示装置が傾きゼロと表示し、仮に机の上が傾いていたとしても、撮像装置が水平方向の姿勢を保つように、手動操作で、または自動的に撮像装置に姿勢を補正することができるようにした撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、撮影光学系と、前記撮影光学系を介して入射する光を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子による撮像信号により被写体像を表示する表示部と、加速度センサーと、前記撮影光学系と前記撮像素子と前記表示部と前記加速度センサーが組み込まれた外装カバーと、前記加速度センサーの出力から前記外装カバーの傾きを算出する傾き算出手段と、前記傾き算出手段で算出された前記外装カバーの傾きを表示する傾き表示部と、前記外装カバーから突出する複数の載置用の脚と、を有し、前記複数の載置用の脚は、前記外装カバーから露出したダイヤル操作部材の回転操作により前記外装カバーからの突出量を調整可能な脚を含むことを最も主要な特徴とする。

本発明に係る撮像装置において、前記撮影光学系と前記撮像素子を有する鏡胴ユニットを備え、前記鏡胴ユニットは前記外装カバーに位置決めして固定されている構成にしてもよい。

本発明に係る撮像装置において、前記外装カバーからの突出量を調整可能な脚はねじ部を備え、前記ねじ部はモータによって回転駆動されるねじ部材と噛み合い、前記外装カバーからの突出量を調整可能な脚が回転駆動されることにより、前記ねじ部材に対する前記ねじ部の摺接位置が移動して、前記突出量が調整される構成にしてもよい。

本発明に係る撮像装置において、前記外装カバーからの突出量を調整可能な脚はねじ部を備え、前記ねじ部はモータによって回転駆動されるねじ部材と噛み合い、前記モータの回転駆動により、前記ねじ部材に対する前記ねじ部の摺接位置が移動して、前記突出量が調整される構成にしてもよい。

本発明に係る撮像装置において、前記モータの回転を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記傾き算出手段により算出された前記外装カバーの傾きがゼロになるように前記モータの回転を制御する構成にしてもよい。
本発明に係る撮像装置において、前記制御部は、対応するモードを選択したときにのみ、前記モータの回転を制御して前記突出量を制御する構成にしてもよい。

本発明に係る撮像装置において、前記制御部が前記モータの回転を制御する際に、前記傾き表示部は、前記外装カバーの傾きを表示する構成にしてもよい。
本発明に係る撮像装置において、前記外装カバーの水平と前記撮像素子の水平とが一致するように調整され、前記外装カバーが水平の姿勢のときに前記傾き表示部が前記外装カバーの傾きをゼロと表示するように調整されているとよい。

本発明によれば、カメラなどの撮像装置を机の上などに置いて撮影する場合に、机の上面が傾いていると撮像装置の外装カバーの姿勢も傾くので、外装カバーが傾いていることを傾き表示部が表示する。外装カバーに設けられている載置用の脚は外装カバーからの突出量を調整可能に設けられているため、この載置用の脚の突出量を調整することにより、上記傾き表示部で表示される外装カバーの傾きがゼロとなるように補正することができる。

撮像装置を載置する机の上面などが精度の良い水平面になっていたとしても、載置用の脚の突出量によっては、上記机の上面などに載置された撮像装置は姿勢が傾くことになる。しかし、上記のように、傾き表示部が傾きゼロを表示するように上記載置用の脚の突出量を調整することにより、外装カバーの傾きがゼロとなるように補正することができる。

上記載置用の脚の突出量調整は、手動操作で行うこともできるし、モータの制御によって自動的に行うこともできる。自動的に行うようにしておけば、撮像装置を載置する面の水平度を意識しなくても自動的に水平の姿勢を保った状態で撮影することができる。

本発明に係る撮像装置の実施例であるデジタルカメラの例を前側から示す外観斜視図である。前記実施例を後ろ側から示す外観斜視図である。前記実施例に係る撮像装置内部のシステム構成例を示すブロック図である。本発明に適用される傾き表示画像の例を示す正面図である。前記傾き表示画像による異なる表示態様を示す正面図である。本発明に係る撮像装置に組み込まれるレンズユニットの例を正面側から示す斜視図である。前記実施例中の外装カバーを示す背面図である。前記実施例における突出量を調整可能な脚および撮像素子の様子を示す背面図である。前記実施例の表示部に表示されるモード選択画面の例を示す画像図である。前記実施例を後ろ側下方から示す斜視図である。前記実施例における傾き調整機構を図１０に示す線Ａ−Ａに沿った断面で示す背面図である。前記傾き調整機構の異なる作動態様を図１１に準じて示す背面図である。

以下、本発明に係る撮像装置の実施例について図面を参照しながら説明する。図示の実施例は、本発明に係る撮像装置をデジタルカメラに適用した例である。

図１、図２において、撮像装置であるデジタルカメラの外装カバー１の上面２には、撮影時に押下するシャッタースイッチ（レリーズスイッチ）ＳＷ１、電源スイッチＳＷ２、各種モードを切り換えるモードダイヤルスイッチＳＷ３が配設されている。また、撮像装置の正面５には、ストロボ発光部６、後で詳述する撮影光学系を含む鏡胴ユニット８が設けられている。

撮像装置の背面１０には、被写体の画像を表示しまたモード情報などを表示する、例えば液晶表示素子（ＬＣＤ）などの電子ビューパネルからなる表示部（以下「ＬＣＤモニタ」という）１１、ズーム［テレ］スイッチＳＷ４、ズーム［ワイド］スイッチＳＷ５、上スイッチＳＷ６、右スイッチＳＷ７、メニュー／ＯＫスイッチＳＷ８、左スイッチＳＷ９、下スイッチＳＷ１０、ディスプレイスイッチＳＷ１１、セルフ／削除スイッチＳＷ１２、再生スイッチＳＷ１３が設けられている。また、撮影被写体に対する焦点制御が完了して焦点が合ったことの確認ランプとして機能し、また、ストロボ発光器のメインコンデンサが充電中であることを点灯表示する合焦確認・ストロボ充電確認共用ＬＥＤ表示部２１が設けられている。前記各スイッチＳＷ１〜１３はユーザーが操作するスイッチであり、操作キーユニットを構成している。

なお、本発明に係る撮像装置の実施例としてのデジタルカメラの外観は、必ずしも図１，図２に示す外観に限定されるものではなく、これとは異なる外観を呈していても構わない。
撮像装置としてのデジタルカメラの各部の機能及び作用は公知であるので、その詳細な説明は省略することとし、次に、撮像装置内部のシステム構成を図３に基づき、また、図１，図２を併せて参照しながら説明する。

図３において、撮像素子１０１は、光学画像を光電変換するための例えばＣＣＤ（電荷結合素子）を用いて構成される固体撮像素子である。ＣＣＤの代わりにＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）等による撮像素子を用いてもよい。撮像素子１０１による撮像信号の処理手段としてのフロントエンドＩＣ（以下「Ｆ／Ｅ−ＩＣ」という）１０２を備えている。Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２は、画像ノイズ除去のため相関二重サンプリングを行う相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）１０２１と、利得調整を行う利得制御部（ＡＧＣ）１０２２と、アナログ−デジタル変換を行うＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換部１０２３と、駆動タイミング信号を発生するタイミング信号発生部（ＴＧ）１０２４とを有するＩＣ（集積回路）として構成されている。

前記タイミング信号発生部１０２４には、第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１から垂直同期信号ＶＤおよび水平同期信号ＨＤが供給され、タイミング信号発生部１０２４は、ＣＰＵブロック１０４３より出力される信号によって撮像素子１０１およびＦ／Ｅ−ＩＣ１０２に対して駆動タイミング信号を出力するようになっている。

撮像装置は、内部のシステム構成の重要な部分をなすデジタルスチルカメラプロセッサ（以下「プロセッサ」という）１０４を備えている。プロセッサ１０４は、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２を介して入力される撮像素子１０１からの出力画像データに、ホワイトバランス設定およびガンマ設定を行い、かつ、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２のタイミング信号発生部（ＴＧ）１０２４に垂直同期信号ＶＤおよび水平同期信号ＨＤを供給する第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１と、フィルタリング処理により、画像データの輝度データ・色差データへの変換を行う第２ＣＣＤ信号処理ブロック１０４２と、装置各部の動作を制御する中央処理ユニット（ＣＰＵ）ブロック１０４３と、制御に必要なデータ等を一時的に保存するためのローカルＳＲＡＭ（スタティックランダムアクセスメモリ）１０４４と、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部機器とＵＳＢ通信を行うためのＵＳＢブロック１０４５と、ＰＣ等の外部機器とシリアル通信を行うためのシリアルブロック１０４６と、ＪＰＥＧ圧縮／伸張を行うＪＰＥＧコーデック（ＪＰＥＧ−ＣＯＤＥＣ）ブロック１０４７と、画像データのサイズを補間処理により拡大／縮小するリサイズ（ＲＥＳＩＺＥ）ブロック１０４８と、画像データをＬＣＤモニタ１１やＴＶ（テレビジョン）受像機等の外部表示機器に表示させるためのビデオ信号に変換するＴＶ信号表示ブロック１０４９と、撮影された画像データを記録するためのメモリカードの制御を行うメモリカードコントローラブロック１０４１０とを有している。これらの各ブロックは、バスラインを介して相互に接続されている。

プロセッサ１０４の外部には、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データすなわちホワイトバランス調整、および、γ調整が行われただけの状態のＲＧＢ画像データ、ＹＵＶ画像データすなわち輝度データ・色差データ変換が行われた状態の画像データ、ＪＰＥＧ画像データすなわちＪＰＥＧ圧縮された状態の画像データを保存するＳＤＲＡＭ（シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ）１０３が配置され、このＳＤＲＡＭ１０３は、プロセッサ１０４に、メモリコントローラ（図示せず）、バスラインを介して接続されている。

前記ＳＤＲＡＭ１０３は、プロセッサ１０４で画像データに各種処理を施す際に、画像データを一時的に保存するものである。保存される画像データは、例えば、撮像素子１０１から、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２を経由して取り込み、第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１で、ホワイトバランス調整、および、ガンマ調整が行われた状態のＲＡＷ−ＲＧＢ画像データや、第２ＣＣＤ信号処理ブロック１０４２で輝度データ・色差データ変換が行われた状態のＹＵＶ画像データ、ＪＰＥＧ・ＣＯＤＥＣブロック１０４７でＪＰＥＧ圧縮されたＪＰＥＧ画像データなどである。

プロセッサ１０４の外部には、さらに、ＲＡＭ等の内蔵メモリ１０７、制御プログラムおよびパラメータなどが格納されたＲＯＭ（図示せず）が設けられ、これらもバスラインによってプロセッサ１０４に接続されている。内蔵メモリ１０７は、撮影した画像データを記憶できるようにするためのメモリである。ＲＯＭに格納される制御プログラムは、撮像装置の電源スイッチＳＷ２が押されると、プロセッサ１０４のメインメモリ（図示せず）にロードされ、プロセッサ１０４はその制御プログラムに従って各部の動作制御を行うとともに、制御データおよびパラメータ等を内蔵メモリ１０７等に一時的に保存させる。

鏡胴ユニット８は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ８１ａを有するズーム光学系８１、フォーカスレンズ８２ａを有するフォーカス光学系８２、絞り８３ａを有する絞りユニット８３およびメカニカルシャッタ８４ａを有するメカニカルシャッタユニット８４からなるレンズ鏡筒を備えている。なお、ズームレンズ８１ａ、フォーカスレンズ８２ａおよび絞り８３ａは、撮影光学系を構成している。
撮影光学系の光軸をＺ軸とし、このＺ軸に直交する平面をＸ−Ｙ平面とする。

ズーム光学系８１、フォーカス光学系８２、絞りユニット８３およびメカニカルシャッタユニット８４は、それぞれ、ズームモータ８１ｂ、フォーカスモータ８２ｂ、絞りモータ８３ｂおよびメカニカルシャッタモータ８４ｂによって駆動されるようになっている。この鏡胴ユニット８の各モータ８１ｂ〜８４ｂは、モータドライバ８５によって駆動され、モータドライバ８５は、プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４３によって制御される。

鏡胴ユニット８の各レンズ系により得られる光学像を光電変換する撮像素子１０１を有している。撮像素子１０１の受光面には被写体光学像が結像され、撮像素子１０１は、被写体光学像を電気的画像信号に変換し、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２に画像信号を出力する。これらの信号制御処理は、プロセッサ１０４の第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１から出力されるＶＤ（垂直同期）−ＨＤ（水平同期）信号により、ＴＧ１０２４を介して行われる。ＴＧ１０２４は、前記ＶＤ−ＨＤ信号に基づき駆動タイミング信号を生成する。

プロセッサ１０４は、撮像素子１０１からＦ／Ｅ―ＩＣ１０２を経由して得られる出力データに、ホワイトバランス調整およびガンマ調整を施す。そのために、第１ＣＣＤ信号処理ブロック１９４１により、垂直同期信号ＶＤ、水平同期信号ＨＤを供給し、さらに第２ＣＣＤ信号処理ブロック１０４２により、フィルタリング処理による輝度データ・色差データへの変換を行う。
ＣＰＵブロック１０４３は、装置各部の動作を制御し、制御に必要なデータ等をローカルＳＲＡＭ１０４４に一時的に保存する。

また、プロセッサ１０４は、加速度センサー１１１から送出される傾き角度データをもとに、撮像装置の傾きを算出し、この傾き情報によって、ＬＣＤドライバ１０８を介してＬＣＤモニタ１１に傾き度合いを表示する（詳細は後述する）。
ＣＰＵブロック１０４３は、さらに、ストロボ回路１１４を制御することによってストロボ発光部６から照明光を発光させる。

ＣＰＵブロック１０４３は、プロセッサ１０４のサブＣＰＵ１１２に接続され、サブＣＰＵ１１２は、操作スイッチＳＷ１〜ＳＷ１３からなる操作キーユニットに接続されている。この操作キーユニットは、ユーザーが操作するキースイッチ群からなる操作部である。また、サブＣＰＵ１１２は、ＲＯＭ・ＲＡＭをワンチップに内蔵したＣＰＵであり、操作キーユニットなどの出力信号を、ユーザーの操作情報としてＣＰＵブロック１０４３に出力する。

ＵＳＢブロック１０４５は、パソコン等の外部機器とＵＳＢコネクタ（図示せず）を介してＵＳＢ通信を行い、また、シリアルブロック１０４６は、シリアルドライバ回路（図示せず）からＲＳ−２３２Ｃコネクタ等のシリアル通信コネクタを介して外部機器に接続され、シリアル通信を行う。

ＴＶ信号表示ブロック１０４９は、ＬＣＤドライバ１０８を介してＬＣＤモニタ１１に接続されるとともに、ビデオアンプ（ビデオＡＭＰ）すなわちＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号を７５Ωインピーダンスに変換するためのアンプ１０９を介してビデオジャック（カメラをＴＶなどの外部表示機器に接続するためのジャック）１１０に接続されている。

メモリカードコントローラブロック１０４１０は、メモリカードスロット（図示せず）に組み込まれているカード接点に接続されている。Ｉ２Ｃ（ＩｎｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）ブロック１０４１１は、傾き検出手段としての加速度センサー１１１に接続されている。

ＬＣＤドライバ１０８は、ＬＣＤモニタ１１を駆動すると共に、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されるビデオ信号をＬＣＤモニタ１１に表示させるための信号に変換する。ＬＣＤモニタ１１は、モニタ用の表示装置であり、撮影前の被写体の状態を監視すること、また、撮影画像を確認すること、動作モードを選択すること、および、後述する撮像装置の傾きを表示することなどを意図して設けられており、メモリカードまたは内蔵メモリ１０７に記録されている画像データ、動作モードの選択画面、および、撮像装置の傾き情報などを表示することができる。

ビデオＡＭＰ１０９は、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されるビデオ信号を７５Ωインピーダンス変換するための増幅器である。ビデオジャック１１０は、ＴＶ受像機等の外部表示機器に接続し、この外部表示機器にビデオ信号を入力して外部表示機器に画像を表示するための接続ジャックである。

傾き検出手段としての加速度センサー１１１は、前述した各回路部を構成したプリント回路基板（ＰＣＢ）上に実装され、２軸Ｘ，Ｙのデータ（Ｘ，Ｙ）と、温度Ｔのデータを検知してプロセッサ１０４のＩ２Ｃブロック１０４１１に送出する。プロセッサ１０４は、Ｉ２Ｃブロック１０４１１を介して加速度センサー１１１から与えられたデータをもとに、表示すべきロール角度等の傾き情報を、プロセッサ１０４内の例えばＣＰＵブロック１０４３により演算する。したがって、プロセッサ１０４は傾き演算手段としても動作する。ＬＣＤモニタ１１には、図２、図４、図５に示すように傾き表示画像１２が一定間隔でスケールの目盛状に表示される。この傾き表示画像１２を表示する部分を「傾き表示部」という。前記演算された傾き情報は、表示画像１２上の当該ロール角度を示す位置に目印となるマーカＭの画像を合成して表示する。表示画像１２上に表示されるマーカＭの位置から、加速度センサー１１１の傾きすなわち撮像装置の傾きがわかる。表示画像１２及びこの表示画像１２にロール角度等の傾き情報を表示させるための前記ＣＰＵブロック１０４３、さらにはこのＣＰＵブロック１０４３を含むプロセッサ１０４は、傾き表示装置を構成している。

直交する２軸Ｘ，Ｙのデータ（Ｘ，Ｙ）の重力ゼロ時の出力データをそれぞれＸ０およびＹ０をとすると、加速度センサー１１１の水平に対するロール角度θは、次の（１）式で示される。
θ［ｄｅｇ］＝１８０／π＊ａｒｃｔａｎ｛（Ｙ−Ｙ０）／（Ｘ−Ｘ０）｝…（１）
前記表示画像１２には、あたかも液体を用いた気泡式水準器における気泡をイメージして疑似的に表したマーカＭの表示が付加されており、表示画像１２中のこのマーカＭの位置を見ることによって前記傾き角度を認識できる。

このため、プロセッサ１０４は、図４、図５に示すように、表示画像１２上に当該角度を示すマーカＭの画像を合成してＬＣＤモニタ１１に表示する。水平時には、図４に示すようにマーカＭが表示画像１２の中央位置１３にあり、撮像装置が右上がりの時にはマーカＭがその角度に応じて表示画像１２の左寄りとなり、また左上がりの時にはマーカＭがその角度に応じて表示画像１２の右寄りとなる。

ユーザーは、傾き表示部に表示される傾き表示画面１２を見ながら、カメラを傾きのない姿勢にして撮影することができる。また、カメラを机の上などに置いたとき、傾き表示画面１２を見ることによってカメラが水平の姿勢にあるかどうかを確認することができ、傾いている場合は、後で説明するように、載置用の脚の外装カバーからの突出量を調整してカメラの傾きを修整することができる。また、上記載置用の脚の突出量を傾き調整モータの駆動によって調整し、カメラの傾きを自働的に修整することができるようになっている。上記傾き調整モータは図３において符号６２で示されている。傾き補正モータ６２は、前記演算された傾き情報に基づき、前記ＣＰＵブロック１０４３がモータドライバ８５を介して制御されるように構成されている。傾き調整機構については後で詳細に説明する。

撮像装置の組み立て工程において、撮像素子１０１を傾きのない状態として、この状態における撮像素子に対する加速度センサー１１１の出力が校正（キャリブレーション）される。それにより、撮像装置のロール角度がゼロの時には撮像素子１０１の傾きもゼロとなり、撮像素子１０１により撮像された画像に傾きがない状態になる。

図６乃至図８は、鏡筒ユニット８の斜視図と、この鏡筒ユニット８を外装カバー１に取り付ける前と取り付けた後の外装カバーの背面図である。図６において、鏡胴ユニット８は、図３について既に説明したとおり、ズームレンズ８１ａを有するズーム光学系８１、フォーカスレンズ８２ａを有するフォーカス光学系８２、絞り８３ａを有する絞りユニット８３およびメカニカルシャッタ８４ａを有するメカニカルシャッタユニット８４からなるレンズ鏡筒８２を備えている。これらの各光学系及びユニットは、それぞれに対応した前記モータ８１ｂ〜８４ｂで駆動されるようになっている。鏡胴ユニット８の背面には、図８に示すように、撮像素子１０１が取り付けられている。

図６に示すように、鏡胴ユニット８は、前記各光学系及びユニットを組み込んだ円筒形状のレンズ鏡胴８２と、このレンズ鏡胴８２を保持するとともに前記各モータ及び撮像素子１０１が組み込まれた箱形の基体８８を有してなる。基体８８の前面には左右方向の一端寄りに、前記レンズ鏡胴８２の基部を保持する円形の固定枠３０が一体に形成されている。基体８８の前面にはまた、固定枠３０とは左右方向反対側の縁部で、上下方向の中央部に、突出部３３が一体に形成されている。突出部３３の前面は基台８８の前面と同一面になっていて、突出部３３には孔３２が形成されている。突出部３３の付け根の部分には孔３２に隣接してボス３６が設けられている。

鏡胴ユニット８は、外装カバー１にその背面側から装着される。図７に示すように、外装カバー１は鏡胴ユニット８を受け入れる円形の受け孔３１を有していて、この受け孔３１に鏡胴ユニット８の固定枠３０が嵌め込まれる。

外装カバー１には、その左右方向の一端寄りの位置に鏡胴ユニット８の前記孔３２に嵌ることができるボス３７が設けられるとともに、鏡胴ユニット８の前記ボス３６が嵌るボス穴３４が設けられている。鏡胴ユニット８の固定枠３０が外装カバー１の受け孔３１に嵌められ、また、上記孔３２とボス３７が嵌り合い、上記ボス３６とボス穴３４が嵌り合うことにより、外装カバー１に対する鏡胴ユニット８の位置決めがなされている。ボス３７には図８に示すようにねじ３５が締め付けられ、鏡胴ユニット８が外装カバー１に固定されている。

撮像素子１０１が撮像装置の外装カバー１に対してロール角度を持ち傾きが生じてしまった場合、水平に設置された定盤の上に撮像装置を置いた場合でも、図５に示したようにマーカ（Ｍ）が表示画像１２の中央位置１３から一つか二つの目盛分ずれた位置になり、傾きゼロとは表示されない。そこで、水平に設置された定盤の上に撮像装置を置いたとき、加速度センサーの出力から算出された値で傾き表示部が傾きゼロと表示するように、校正（キャリブレーション）を行う。

上記のように校正された撮像装置、例えばカメラを机の上などに置いた状態で撮影しようとするとき、机の上面が傾いていると、カメラが傾いた姿勢で撮影され、画像が傾いて撮影されることになる。そこで、本発明の撮像装置では、撮像装置を机の上などに置いた状態で撮像装置の外装カバーが傾いている場合、手動により、あるいは自動的に傾きを補正することができるようにした。この外装カバーの傾き補正機構の例を図１０乃至図１２に示す。

図１０乃至図１２において、撮像装置の外装カバー１は、その底面４８の左右方向両端部に、底面４８から僅かに下方に突出した脚４６，４７が設けられている。脚４６は円柱状の脚で、点接触的に載置面に接触する。脚４７は撮像装置の前後の幅方向に長くなっていて、線接触的に載置面に接触し、撮像装置の転倒を防いでいる。脚４７は外装カバー１に固定されているのに対して、脚４６は外装カバー１に対して上下方向に伸縮し、外装カバー１の下面からの突出量を調整することができるようになっている。

脚４６は、長さ方向上端部に、長さ方向にある程度長い範囲でウォームギヤの形と同様のねじ部６１が形成され、その下に円柱面６６が、その下にキー溝４９が脚４６の長さ方向にある程度長い範囲で形成され、キー溝４９形成部の下方は円柱面となっている。上記円柱面６６は外装カバー１に形成されているガイド孔５２に、脚４６の下端部の円柱面は外装カバー１に形成されているガイド孔５３に、回転可能かつ上下に摺動可能に嵌められている。脚４６がみだりに回転することのないように、上記ガイド孔５２，５３と、上記円柱面６６、脚４６の下端部の円柱面との間には適宜の機械的な抵抗が与えられている。脚４６のキー溝４９にはダイヤル５０のキー５１が嵌っている。ダイヤル５０は円板状の部材で、円の中心部にキー５１が形成され、脚４６はダイヤル５０を上下方向に貫いて上下に延びている。ダイヤル５０は外装カバー１に形成された空間に位置して上下方向の移動が外装カバー１で規制されるとともに、外周面の一部が外装カバー１の側面から露呈して外装カバー１の外側から回転操作することができるようになっている。

外装カバー１内には、脚４６の上方において傾き補正モータ６２が取り付けられている。傾き補正モータ６２の出力軸６３が下向きに脚４６の中心軸線と平行になるように延び出ていて、出力軸６３にはウォームギヤの形と同様のねじ部材６４が嵌合等によって固着されている。ねじ部材６４は脚４６のねじ部６１に噛み合っている。傾き補正モータ６２は、図３について説明したモータドライバ８５によりＣＰＵブロック１０４３からの指令によって駆動される。傾き補正モータ６２の回転駆動により、ねじ部材６４が回転し、このねじ部材６４が脚４６のねじ部６１に対してリードねじの働きをして、脚４６が上または下に向かって移動するようになっている。脚４６とダイヤル５０はキー溝４９とキー５１で嵌り合っているため、ダイヤル５０は脚４６の上下方向の移動を許容する。

脚４６の上下方向の移動により外装カバー１の下面からの脚４６の突出量が変動する。図１１は脚４６が外装カバー１から大きく突出した状態を、図１２は脚４６が上方に移動して外装カバー１から僅かに突出している状態を示している。前記他方の脚４７は外装カバー１と一体で不動であるから、脚４６の上下動で外装カバー１の水平度すなわち撮像装置の水平度を調整することができる。傾き補正モータ６２は、前記加速度センサーの出力から傾き算出手段により算出した外装カバー１の傾きがゼロになるように、制御部である前記デジタルカメラプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４３によって回転が制御される。

以上、モータ６２による自働的な傾き補正について説明したが、自働的な傾き補正によることなく、ダイヤル５０の回転操作によって手動による傾き補正も行うことができるようになっている。ダイヤル５０を、脚４６の中心軸線を中心に右または左に回転させると、キー５１とキー溝４９の嵌り合いによって脚４６もダイヤル５０と一緒に回転する。脚４６の回転に伴いそのねじ部６１がモータ６２側のねじ部材６４に対して相対回転し、モータ６２のねじ部材６４に対し脚４６のねじ部６１がリードねじの働きをして、脚４６が上または下に向かって移動する。撮像装置のユーザーは、前記傾き表示部を見ながら、傾きがゼロになるようにダイヤル５０を正逆回転させながら脚４６の突出量を調整する。

図１０乃至図１２に示す傾き調整機構は、自働でも、手動でも行うことができるようになっているため、自動調整モードかまたは手動調整モードかを選択する必要がある。また、傾きがゼロとなったときに、そのことを視覚的にまたは音声で、さらにはその両方で表示させることが望ましい。図９は、このような動作モードを選択するための表示画面の例を示す。例えば、ディスプレイスイッチＳＷ１１（図２参照）を長押しすることにより、図９に示すようなモード選択画面６５が前記ＬＣＤモニタに表示されるようにする。図９に示す例では、傾き表示をしない「ＯＦF」，傾き表示部でのみ表示する「表示のみ」、傾き表示部での表示と音声による表示を併せた「表示＋音」、音声のみで表示する「音のみ」、傾き表示部での表示と自働傾き補正を併せた「表示＋自動補正」、音声による傾き表示と自働傾き補正を併せた「音＋自動補正」の各モードがあってこれらのモードが表示され、その中の一つを選択するようになっている。表示されているモードの一つを選択するには、図２に示されている上下ボタンＳＷ６，ＳＷ１０を押す。図９に示す例では「表示＋自動補正」モードが選択されている。モードを選択して「ＯＫ：確定」ボタンを押すと、選択された動作モードに設定される。

以上説明した本発明に係る撮像装置の実施例によれば、撮像装置を水平方向の面に載置するための脚の一つが、外装カバー１の底面からの突出量が調整可能になっているため、撮像装置の載置態様で姿勢が傾いていたとしても、上記脚の突出量を調整することにより、傾き表示部の表示が傾きゼロとなるように補正することができる。

上記傾き補正は、手動操作によっても行うことができるし、傾き補正モータ６２の制御によって自動的に行うことができる。そして、図示の実施例に係る傾き補正機構は、外装カバー１からの突出量を調整可能な脚４６と、この脚４６と回転方向には一体的に回転することができるダイヤル５０と、傾き補正モータ６２を有し、脚４６に形成したねじ部６１と上記モータ６２で回転駆動されるねじ部材とを噛み合わせた構成になっている。したがって、ダイヤル５０を回転操作すると、上記ねじ部６１がリードねじの働きをしてモータ６２側のねじ部材６４に対し相対移動し、脚４６を外装カバー１から進退させて、手動による撮像装置の傾き補正を行うことができる。また、自動補正モードでは、傾き検出手段による検出信号に基づいて傾き補正モータ６２が回転制御され、モータ６２側のねじ部材６４が回転する。このねじ部材６４がリードねじの働きをして脚４６のねじ部６１を移動させ、傾き検出手段による検出信号が傾きゼロとなるまで脚４６を外装カバー１から進退させる。このように、機械的な切り換え操作を行わなくても、手動による補正と自動補正の両方を任意に行うことができる。

１外装カバー
８鏡胴ユニット
１１ＬＣＤモニタ
１２傾き表示画像
４６載置用の脚
５０ダイヤル
６１ねじ部
６２傾き補正モータ
６４ねじ部材
１０１撮像素子
１１１加速度センサー

特開２００９−６５２４８号公報

Claims

撮影光学系と、
前記撮影光学系を介して入射する光を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子による撮像信号により被写体像を表示する表示部と、
加速度センサーと、
前記撮影光学系と前記撮像素子と前記表示部と前記加速度センサーが組み込まれた外装カバーと、
前記加速度センサーの出力から前記外装カバーの傾きを算出する傾き算出手段と、
前記傾き算出手段で算出された前記外装カバーの傾きを表示する傾き表示部と、
前記外装カバーから突出する複数の載置用の脚と、
を有し、
前記複数の載置用の脚は、前記外装カバーから露出したダイヤル操作部材の回転操作により前記外装カバーからの突出量を調整可能な脚を含むことを特徴とする撮像装置。
前記撮影光学系と前記撮像素子を有する鏡胴ユニットを備え、
前記鏡胴ユニットは前記外装カバーに位置決めして固定されている請求項１記載の撮像装置。
前記外装カバーからの突出量を調整可能な脚はねじ部を備え、
前記ねじ部はモータによって回転駆動されるねじ部材と噛み合い、前記外装カバーからの突出量を調整可能な脚が回転駆動されることにより、前記ねじ部材に対する前記ねじ部の摺接位置が移動して、前記突出量が調整される請求項１または２記載の撮像装置。
前記外装カバーからの突出量を調整可能な脚はねじ部を備え、
前記ねじ部はモータによって回転駆動されるねじ部材と噛み合い、前記モータの回転駆動により、前記ねじ部材に対する前記ねじ部の摺接位置が移動して、前記突出量が調整される請求項１または２記載の撮像装置。
前記モータの回転を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記傾き算出手段により算出された前記外装カバーの傾きがゼロになるように前記モータの回転を制御する請求項３または４記載の撮像装置。
前記制御部は、対応するモードを選択したときにのみ、前記モータの回転を制御して前記突出量を制御する請求項５記載の撮像装置。
前記制御部が前記モータの回転を制御する際に、前記傾き表示部は、前記外装カバーの傾きを表示する請求項５または６記載の撮像装置。
前記外装カバーの水平と前記撮像素子の水平とが一致するように調整され、前記外装カバーが水平の姿勢のときに前記傾き表示部が前記外装カバーの傾きをゼロと表示するように調整されている請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像装置。