JPS63255611A - 姿勢検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業−４−の利用分野」 本発明は、装着対象の重力方向なス（準とした姿勢を検
出する姿勢検出装置に関し、例えはカメラの撮影時の姿
勢を判別し記録して、再生時室に最良の位置で表示する
ことか出来る電子スチルカメラシステムに利用てきるも
のである。

「従来の技術」 電子スチルカメラシスデムにおいては、ＴＶ受像機等を
使用して再生画を見ることか出来るのて、従来からある
銀塩フィルムを用いるスチルカメラシスデム（以ド銀ｊ
ｎ写真という）とは異なり、各種の利点かある。

一方従来からあるＴＶシステムは動画を主体に考えられ
ており、撮影時の姿勢はほぼ垂直状態に限られていて、
縦長の被写体に対してはヒデオカメラを」−から下ある
いは下から上に移動させる（チルト）仕方か通常用いら
れている。

銀塩写真においては縦位置ての撮影比率は３割近いとい
う報告もあり、縦位置撮影の頻度はかなり高くなる。電
子スチルカメラの外観は従来の銀塩カメラとあまり違い
はなく、したがって電子スチルカメラにおいてもこの割
合はそんなに変わることは考えられない。

その様な再生画をモニターＴＶ画面て鑑賞した場合には
モニターＴＶ画面は横長のままなので縦横が入れ替った
非常に見苦しい画面となってしまう。銀塩写真において
もこれと同様な問題点として、例えば縦位置撮影時のデ
ート写し込み時にも考えられ、写し込まれた文字を縦位
置て正しく読める様にする為に種々の方法が考えられて
いて、代表的な位置検出素子としては第１４図に示す様
な水銀スイッチａを１個ないし複数個使用した姿勢検出
装置か知られている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながらこの様な水銀スイッチによる姿勢検出装置
は２本のリード線間を水銀かショートする、しないとい
ったデジタル動作であり、水銀スイッチか水平になる様
な状態て撮影された場合には位置の選択が不可能になっ
てしまう。

また、１個の水銀スイッチを使ってこれを避ける為に水
銀スイッチを水平あるいは垂直方向かられずかに傾けて
カメラ内に設置する方法も考えられるか本来１個では１
ビツトの情報しか得られないことから、横位置、縦位置
（±９０°）を区別することは不可能である。これを回
避するには複数個のセンサを使用すれば良いか、価格的
、スペース的、回路的にも不経済なものとなってしまう
という問題点かあった。

本発明は、安価て簡単な構成て装着対象の重力方向を基
準とした姿勢を検出する事を目的とし、更に、電子スチ
ルカメラの撮影姿勢を検出して、記録時に映像信号にデ
ータとして重畳して記録し、再生時に自動的に画面を最
良の状態て鑑賞することが出来る電子スチルカメラシス
テムを構成する場合のカメラの姿勢検出に好適な姿勢検
出装置を提供することを他の目的としている。

「問題点を解決するための手段」 かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、 装着対象の重力方向を基準とした姿勢を検出する姿勢検
出装置において、 ハウジング（１０）と、 前記ハウジング　（ｌＯ）に設けられ、円弧の一部に近
似した形状をした案内溝（１１）と、前記案内溝（１１
）内て重力により移動可能な遊動子（２０）と、 前記案内溝（１１）の端部に対応して対称的に配設され
、前記遊動子（２０）との距離に対応する値を出力する
一対の検出子（１８）、　（１７）とを具備して成る姿
勢検出装置に存する。

「作用」 装着対象の姿勢が変ると、重力方向の変化により遊動子
が案内溝内を移動して姿勢に応じた位置で停止する。

検出子は遊動子との距離に対応する値を出力し、この値
の差か装着対象の姿勢に関連する値となり、この値を処
理することにより装着対象の姿勢を求めることかできる
ものである。

「実施例」 以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。第１
図〜第１１図は本発明の一実施例を示している。

第１図〜第６図は本発明による姿勢検出の原理図である
。

第１図および第３図に示すように、ハウジング１０か、
透明なアクリル等の樹脂て構成された四角形のブロック
１０ａとそれに接着剤あるいはビス等で固定される透明
なカバー１０ｂとにより構成されている。ブロック１０
ａには、円弧の一部に近似した形状である半円形の案内
溝１１と円柱状の穴１２．１３および、角形の切欠１４
とがそれぞれ設けられている。

半円形の案内溝１１は姿勢検出装置の使用状態において
底か低く両端か高くなる姿勢に保持される。

カム−１０ｂの正面を臨みＬＥＤ等の発光素子１５か配
設され、半円形の案内溝１１の両端な臨むよう配置した
円柱状の穴１２．１３に検出子たる受光素子１６．１７
か固設されている。発光素子１５は受光素子１６．１７
に対して等距離に配置されている。

ハウジンク１０かＸＹ平面内を回転するに応して半円形
の案内溝１１内を溝に添って移動する鉄、鉛等の物質か
らなる不透明な球体２０である遊動子か半円形の案内溝
１１内に転勤可能に内装されている。

第２図は本発明の姿勢検出装置をカメラに増刊けた状態
を示し、ハウジング１０をカメラ１に取り付けた場合に
おいて、カメラ１を上方あるいは下方に向けて撮影した
場合にも半円形の案内溝１１の底か低い位置になるよう
、ハウジンクｌＯは回動軸１８，１８て回動可能に枢支
されるとともに、切欠１４か刻設され、切欠１４はカメ
ラ１に固設した制限ピン２に係合していて、ハウジング
１０は制限ピン２に制限された切欠１４の巾の範囲内て
回動てきるように支持されている。

第４図は本発明の検出の回路の原理図である。

発光素子１５からの光は球体２０によって一部遮られ、
一対の受光素子１６．１７に入射するよう配設され、該
受光素子１６．１７からの検出光電流に比例した電圧に
変換するプリアンプ２１゜２２か受光素子１６．１７に
接続され、さらに該プリアンプ２１．２２からの出力電
圧の差をとる差分回路２３か配置されている。

この差分回路２３の出力電圧（Ｖｏｕｔ）とアクリルブ
ロックの回転角（０）との関係の一例むよ第５図に示す
とおりである。第５図におし）て横軸（よハウジング１
０か水平（第３図におけるＸＺ平面か水平面と一致）に
おかれた時を０°としてＸＹ平面内をＺ軸方向を回転中
心として回転した時の回転角度（Ｏ）て、縦軸は差分回
路の出力電圧である。

次に作用を説明する。

まずハウジング１０か水平に位置してし１だ場合（０−
０°）には球体２０は半円の溝１１の下部すなわち受光
素子１６．１７の中間にあり、受光素子１６．１７には
ほぼ等しい光量力）入射するのて差分回路２３の出力は
０となる。

次にハウジングｌＯをＺ軸を中心としてわずかに（θ１
）回転させたとすると、球体２０は半円の溝に故って移
動し、例えば受光素子１６に入射する光量は減少する一
方、受光素子１７に入射する光量は増加し差分出力はＶ
、となる。さらに回転角を増加していって９０°伺近に
なると球体２０はＵ字溝の端に到達して出力はそれ以」
二は変らなくなる。

一方逆に回転させていくと上述とばば逆の出力か得られ
これらのことからほぼ一９０°力）ら＋９０°の回転角
に対応した差分出力か得られることか分かる。

第２図に示すように、カメラ１内に姿勢検出装置を実装
した場合、カメラ１の姿勢によりノＸウシンク１０の半
円形の案内溝１１か水平になる位置か生じ、機能を果た
さなくなるのて、回動軸１８．１８を設けてハウジング
１０を揺動可能に支持しである。

すなわち、カメラ１か姿勢を変えると、ノ＼ウシンクＩ
Ｏか回動軸１８，１８を中心に振れ回り、制限ピン２か
切欠１９の端から端に相対的に移動してハウジングｌＯ
の姿勢を変える。これにより第６図（ａ）、（ｂ）に示
す様にカメラ１を上向きあるいは下向きにして撮影した
場合にも半円形の案内溝１１は水平位置からθＵあるい
はＯｄたけ重力の作用によって傾いてＵ字溝の底か低く
なり球体２０の停止ト位置か足まらす、出力か不安定に
なることはない。

第７図〜第１２図は姿勢検出装置を電子スチルカメラシ
ステムに適用した場合の構成を示している。

第７図において、電子スチルカメラシステム３０は、レ
ンズ３１、ＣＣＤ等の撮像素７−３２、記録のための映
像信号処理回路３３、加算回路３４、記録ヘラ１〜３５
、第３図および第４図て説明した角度検出フロックおよ
び回路３６、映像信号に重畳して記録するテータ作成回
路３７、位置設定スイッチ３８を有している。

位置設定スイッチ３８は外部から縦位置、構位置を手動
て設定するスイッチおよびこの設定値と前述の角度検出
器からの出力を切り換えるスイッチであり、無重力状態
てカメラ１を使用したり、縦位置撮影時、意図的に横位
置データを入れたりしたい時に、マニュアルて入力する
ためのスイッチである。

角度検出ブロックおよび回路３６て検出されたカメラの
撮影レンズの光軸を回転軸とする回転角度はデータ作成
回路３７て所定のデジタルデータに変換され、撮影年月
日、トラックナンバー等のデータと共に加算回路３４て
映像信号に加算され、記録ヘット３５て磁気ディスク４
０上に記録されるよう構成されている。

ここまでかカメラとして最低必要な機能である。次に再
生システムは、磁気ディスク４０の内容を読み取る再生
ヘット４１、再生信号処理回路４２、角度変換回路４３
、データ分離回路４４、角度判別回路４５、モニタ４６
により構成されている。

再生ヘット４１により再生された再生信号は復調回路等
て構成される再生信号処理回路４２を経て角度変換回路
４３に入力される。一方再生信号ｉデータ分離回路４４
にも入力され、ここて映像信号に重畳されているデータ
か分離された後、角度判別回路４５て撮影時の角度か判
別される。

この結果、回転指示信号が角度変換回路４３に送られ、
それにより変換された映像信号かモニタ４６へと送られ
る。

第８図、第９図は本検出ブロックにて検出された角度情
報を磁気ディスク４０に記録する方法を示す。

すでに第５図て説明した様に、木フロ・ンクはほぼ±９
０°の範囲てアナログ量として回転角を検出することか
可能であるか、この細かい角度をそのままデータとして
第８図に示されるユーザエリアに記録することは使用目
的からいって余り得策てはない。

それゆえ、第８図に示されるユーザエリア中の例えば３
ビツトを使用しである角度範囲をそれぞれ異なったビッ
トパターンとすることにより必要なビット数を最小限に
抑えることか出来、第９図には回転角度とそれに対応す
るピッ１〜パターンの一例を示しである。

次に第１Ｏ図〜第１２図は、第７図に示した角度変換回
路４３を半導体ＲＡＭを用いて構成した場合を示してお
り、以下詳細に説明する。

ここては−例として９０°回転させる場合（縦横変換）
について説明する。

第１０図において、５１はＡ／Ｄコンバータて、第７図
再生信号処理回路４２から得られる再生映像信号を量子
化ビット数Ｎ、変換スピードｆｓでデジタル信号に変換
し、このデジタル信号かＲＡＭ５２に記憶される。５３
は縦横を変換する為にＲＡＭ５２のアドレスおよび読み
出しスピードを制御するコントローラて、これによりＲ
ＡＭ５２に記憶されたデータの縦横が変換され、Ｄ／Ａ
コンバータ５４でアナログ信号に変換されてモニタへと
出力される。

次に変換方法について第１１図、第１２図を基に説明す
る。第１１図において５５．５６はそれぞれＲＡＭ５２
用のＸ、Ｙアドレスカウンタて、それぞれクロックｆｘ
、ｆｙてカウントアツプあるいはタウンされる。まず信
号書き込み時のクロックをそれぞれｆｘ＝ｆｓ（サンプ
リング周波数）、ｆｙ＝ｆｈ　（１水平周波数）とする
と、これらと同一の周波数て読み出しを行なえば元と同
一のアナログ信号を再生することが出来る。

次に縦横変換について第１１図も参照しながら説明をす
る。まず第１２図（ａ）に示す如く、モニタ画面の幅（
水平方向）、高さく垂直方向）をそれぞれＸ、Ｙとし、
水平方向、垂直方向の画素数およびピッチをそれぞれＮ
ｘ、Ｎｙ、Ｐｘ。

ｐｙとすると次の関係式が得られる。

Ｘ＝Ｐｘ−Ｎｘ　、Ｙ＝Ｐｘ−Ｎ、Ｎｘ　＝ｆｓ　／　
ｆＨ・・・・・・■ 次に９０６回転させた場合（第１３図（ｂ））には垂直
方向は走査線数に変わりはないのて第１２図（ａ）と同
一て、水平方向の読み出しクロックをｆ’　ｓ、画素数
をＮ′ｘ、ピッチＰ′ｘとすると次式か得られる。

Ｎ＝Ｐ　′　ｘ−Ｎ　′　ｘ、　　　　Ｎ　′　ｘ＝ｆ
’ｓ／ｆｌ＋・・・・・・■ 重力、水平垂直を入れ換えても画像か歪まないためには
元画（ａ）と回転画（ｂ）との縦横比を同一にする必要
があり、これにより次式か得られる。

Ｐｘ　／Ｐｙ　＝Ｐｙ　／Ｐ′ｘ 、’、Ｐ　′ｘ　＝　Ｐ　２ｙ／　Ｐ　ｘ　　−−−−
−−■以上■、■、■式より読み出しクロックｆ′Ｓは
次式となる。

ｆ’　ｓ＝Ｎ’　ｘ−ｆＨ ＝　（Ｘ／ｐ’　ｘ）　・（ｆｓ／Ｎｘ　）−（Ｐｘ／
Ｐ２ｙ）・Ｘ・（ｆＳ／Ｎｘ）＝（Ｘ　／Ｎｘ）（Ｎ３
’／Ｙ）２・Ｘ（ｆｓ／Ｎｘ）＝　（（Ｎ　ｙ　／　Ｎ
　ｘ）（Ｘ　／　Ｙ　））２・ｆｓここて一例としてサ
ンブリンク周波数をｆ　ｓ　＝　４　・ｆ　ｓｃ　（ｆ
　ｓｃ　：色副搬送波周波数）とした場合にばＮｘ＝９
１０てあり、一方Ｎｙ−５２５、Ｘ／Ｙ＝４／３である
から読み出ｌノ周波数ｆ′ｓは、 ｆ　　′　ｓ’可２．４　　・　ｆｓｃとなる。また、
右あるいは左に回転させるには、アドレスカウンタのア
ップタウンを右あるいは左てそれぞれ逆にすれば良い。

以上縦横変換についてのアルゴリズムについて述べたが
、本発明によれば±９０°以外の角度についても検出可
能であることから、斜めの撮影の場合ても正立位置に変
換することは可能となる。

なお、本発明中の半円形の案内溝については種々の変型
か可能であり、第１３図に代表的な形状を示す。図にお
いて、（ａ）はＵ字の両端に緩衝材を張り付けた案内溝
１１ａを示し、（ｂ）は両端をＶ字形状とした案内溝１
１ｂを示している。

（ａ）（ｂ）、何れも衝撃を吸収し、差分回路２３の出
力を早く安定にしようとするものである。（ｃ）は※て
示す上端２ケ所と下の計３ヶ所ての曲率を小さくした案
内溝１１ｃを示してあり、これにより縦位置、横位置て
の球体２０の安定性を良くしようというものである。（
ｄ）は半円状溝の断面を円形にした案内溝ｌｉｄを示し
たもので、これ以外にも六角形等多角形にしても良い。

また、第１図ては分離形の受光素子（受光素子１６．１
７）で示しであるかこれはもちろん一体形の２分割フォ
トディテクタを使用しても良いし、光電的手段によらず
、磁気的あるいは静電的等の各種手段を使用てきる。ま
た、本実施例においては電子スチルカメラシステムにお
いて説明したか、本発明は従来の銀塩カメラ１における
デート写し込み時の位置検出にも適用することが出来る
のはもちろんである。

「発明の効果」 本発明に係る姿勢検出装置によれば、安価な材料と簡単
な構造て容易に重力方向を基準にした姿勢をアナログ値
て検出することが出来、さらに実施例の如くカメラに適
用した場合はカメラレンズを真下あるいは真」−に向け
て撮影した場合にも安定かつ精度良く重力方向を基準に
した姿勢を検出することか出来る。

また、実施例の如く電子スチルカメラに適用し、重力方
向を基準にした姿勢のアナログ検出出力を所定の範囲毎
に所定のビットパターンて記録すると、使用ビット数を
節約することか出来、さらに再生時の角度変換にモニタ
を直接回転させるための機械的部品を使用し′Ｃいない
ので、極めて安定かつ信頼性における縦横変換を行なう
ことが出来るとともに、フィールドメモリあるいはフレ
ームメモリを採用しているのて同一画面の長時間連続再
生か可能となりさらに、フィールド記録信号に対しても
専用の遅延線を使用することなく容易にフレーム信号に
変換することか出来る。

【図面の簡単な説明】

第１１：Ａ〜第１２図は本発明の一実施例を示しており
、第１図は姿勢検出装置に周辺素子を配置した斜視図、
第２図は姿勢検出装置を装備したカメラの斜視図、第３
図は姿勢検出装置の三面図、第４［′Ａは概略回路フロ
ック図、第５図は姿勢検出装置から得られる出力信壮の
説明図、第６図は姿勢検出装置をカメラに取り付けた状
態の説明［Ａ、第７図は姿勢検出装置な′１Ｅ子スチル
カメラシステムに適用したブロック図、第８図は磁気シ
ート上の１トラツク内で角度情報を記録する箇所を示す
説明図、第９図は検出角度をビットパターンに対応させ
た説明図、第１Ｏ〜１２図は再生画像角度変換の説明図
、第１３図は半円状の案内溝の変形例を示す説明図、第
１４図は従来知られている重力検知用水銀スイッチの正
面図である。 １０−・・ハウジング　　　１０ａ・・・ブロック１０
　ｂ−・・カバー　　　　１１・・・半円形の案内溝１
６．１７−・・受光素子　２０・・・球体（遊動子）２
３・・・差分回路 、＋、　　　　　創 第５図 第４図 第５図 第７４図 −らＱ−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）装着対象の重力方向を基準とした姿勢を検出する
   姿勢検出装置において、 ハウジングと、 前記ハウジングに設けられ、円弧の一部に近似した形状
   をした案内溝と、 前記案内溝内で重力により移動可能な遊動子と、 前記案内溝の端部に対応して対称的に配設され、前記遊
   動子との距離に対応する値を出力する一対の検出子とを
   具備して成る姿勢検出装置。
2. （２）前記ハウジングは案内溝が属する平面と直交する
   平面内で回動可能に支持したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の姿勢検出装置。
3. （３）前記検出子の出力をアナログ信号にて処理し、両
   検出子の偏差により遊動子の位置を算出して姿勢を検出
   するとともに記憶する制御部を設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の姿勢検出装置。