JPWO2005019897A1 - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

レンズユニット１ａと、電力の供給により変形してレンズユニットを移動させる第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２とを備えるデジタルカメラ１００である。デジタルカメラの使用環境条件に応じたアクチュエータの動作特性に基づいて、レンズユニットを所定の停止位置まで移動させるためのアクチュエータの動作量が規定された停止位置データを記憶するＲＯＭ１２を備える。特定した使用環境条件に対応するアクチュエータの動作特性に基づいて、ＲＯＭに記憶された停止位置データからアクチュエータの動作量を取得する動作量取得手段（例えば、ＣＰＵ１３等）を備える。取得したアクチュエータの動作量に従って、レンズユニットを所定の停止位置まで移動させるようにアクチュエータの動作を制御する制御手段（例えば、ＣＰＵ１３等）を備える。

Description

本発明は、電力の供給により変形して撮像部材を移動させるアクチュエータを備える撮像装置に関する。

従来、カメラ等の撮像装置は、撮像レンズの駆動にモータを用いたものが多く、モータに入力するパルス数や、レンズの位置検出用のフォトトランジスタ等を用いてレンズの位置を調整するようになっている。
ところで、近年では、撮像装置の小型化が著しく進行しており、また、撮像ユニットを搭載した携帯端末も開発されているが、これらにあっては、オートフォーカスやズーム機能用のモータを搭載するためのスペースの確保が困難となっている。

そこで、電圧の印加により変位して撮像レンズを光軸方向に直動させる圧電セラミックスを備えたカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、通電により変形して撮像レンズを直動させる形状記憶合金を備えた駆動装置を有するカメラも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−２６４９２７号公報 特開２０００−５６２０８号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２等の場合、圧電セラミックスや形状記憶合金等のアクチュエータの動作に応じて移動する撮像レンズの位置調整のために例えば位置検出センサ等を用いなければならず、撮像装置の小型化が十分に図れないといった問題がある。
また、位置検出センサを用いない場合には、中央処理装置等による演算によってレンズの停止位置を算出し、その停止位置に応じて例えば電圧や通電量を変化させて、撮像レンズの位置調整を行うようになっているが、これらは温度や撮像装置の撮像時の姿勢等の使用環境条件の変化によるアクチュエータの動作量の変化を考慮したものとなっていないため、撮像レンズの位置調整を適正に行うことが困難となっている。
さらに、例えば、撮像素子としてＣＣＤ等を用いたカメラにあっては、実際の画像信号を用いてオートフォーカスするような構成となっているが、使用環境条件により撮像レンズの停止位置が変化した場合には、画像の広範囲のポイントでスキャニングして合焦点を算出しなければならず、その動作を短時間で行うことができなかった。

本発明の課題は、小型化を図ることができるとともに、撮像部材の位置調整を高速で且つ適正に行うことができる撮像装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、被写体を撮像する撮像部を構成する移動可能な撮像部材と、電力供給により変形して前記撮像部材を移動させるとともに、当該撮像装置の使用環境条件に応じて電力供給に対する動作特性が変動するアクチュエータと、前記アクチュエータの動作を制御する制御手段と、を備える撮像装置であって、
当該撮像装置の少なくとも一つの使用環境条件に応じた前記アクチュエータの動作特性に基づいて、前記撮像部材を所定の停止位置まで移動させるための前記アクチュエータの動作量が規定された停止位置情報を記憶する記憶手段と、
当該撮像装置の使用環境条件を特定する使用環境条件特定手段と、
前記使用環境条件特定手段により特定された前記使用環境条件に対応する前記アクチュエータの動作特性に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記停止位置情報から前記アクチュエータの動作量を取得する動作量取得手段と、を備え、
前記制御手段は、前記動作量取得手段により取得された前記アクチュエータの動作量に従って、前記撮像部材を所定の停止位置まで移動させるように前記アクチュエータの動作を制御することを特徴としている。

ここで、アクチュエータとしては、例えば、圧電セラミックスや、形状記憶合金等が挙げられる。また、アクチュエータの変形とは、例えば、圧電セラミックスにあっては厚みの変化を伴うものであり、形状記憶合金にあっては曲がりが生じたりその長さが変化するものである。
また、撮像部材としては、例えば、被写体の光学像を結像する撮像レンズや、撮像レンズにより結像された光学像を光電変換する撮像素子等が挙げられる。
さらに、使用環境条件としては、例えば、温度、湿度、撮像装置の撮像時の姿勢、撮像部材の移動方向等が挙げられる。

この発明によれば、撮像装置の使用環境条件を特定し、特定した使用環境条件に対応するアクチュエータの動作特性に基づいて、停止位置情報からアクチュエータの動作量を取得し、取得したアクチュエータの動作量に従って、撮像部材を所定の停止位置まで移動させるようにアクチュエータを動作させることができる。即ち、撮像装置の少なくとも一つの使用環境条件に応じたアクチュエータの動作特性に基づいて、撮像部材を所定の停止位置まで移動させるためのアクチュエータの動作量が規定された停止位置情報を記憶しているので、この停止位置情報に従って、アクチュエータの動作量の取得を迅速に行うことができる。さらに、取得したアクチュエータの動作量は、使用環境条件に対応するアクチュエータの動作特性の変化を考慮したものであるため、このアクチュエータの動作量に従って撮像部材を移動させることによって、撮像部材の位置調整を高速で且つ適正に行うことができる。
また、アクチュエータにより撮像部材を移動させるので、例えばモータにより撮像部材を移動させる場合に比べて、撮像装置の小型化を図ることができ、且つ、バックラッシを生じさせることなく撮像部材の高速での移動を実現することができる。

また、前記停止位置情報は、温度を含む使用環境条件に応じて変動される前記アクチュエータの動作特性に基づいて前記アクチュエータの動作量が規定された温度動作量情報を含み、
前記使用環境条件特定手段は、温度を検知する温度検知手段を備え、
前記動作量取得手段は、前記温度検知手段により検知された温度における前記アクチュエータの動作特性に応じた当該アクチュエータの動作量を、前記停止位置情報の前記温度動作量情報から取得しても良い。

この発明によれば、検知した温度におけるアクチュエータの動作特性に応じた当該アクチュエータの動作量を、停止位置情報に含まれる温度動作量情報から取得することができる。よって、使用環境条件としての温度の変化に応じて異なるアクチュエータの動作特性を考慮したアクチュエータの動作量に従って、撮像部材の位置調整を適正に行うことができる。

さらに、前記停止位置情報は、前記撮像部の姿勢を含む使用環境条件に応じて変動される前記アクチュエータの動作特性に基づいて前記アクチュエータの動作量が規定された姿勢動作量情報を含み、
前記使用環境条件特定手段は、前記被写体の撮像に際しての前記撮像部の姿勢を特定する姿勢特定手段を備え、
前記動作量取得手段は、前記姿勢特定手段により特定された前記撮像部の姿勢における前記アクチュエータの動作特性に応じた当該アクチュエータの動作量を、前記停止位置情報の前記姿勢動作量情報から取得しても良い。

この発明によれば、特定した被写体の撮像に際しての撮像部の姿勢におけるアクチュエータの動作特性に応じた当該アクチュエータの動作量を、停止位置情報に含まれる姿勢動作量情報から取得することができる。よって、使用環境条件としての撮像部の姿勢変化に応じて異なるアクチュエータの動作特性を考慮したアクチュエータの動作量に従って、撮像部材の位置調整を適正に行うことができる。

また、前記停止位置情報は、前記アクチュエータによる前記撮像部材の移動方向を含む使用環境条件に応じて変動される前記アクチュエータの動作特性に基づいて前記アクチュエータの動作量が規定された方向動作量情報を含み、
前記使用環境条件特定手段は、前記アクチュエータによる前記撮像部材の移動方向を特定する移動方向特定手段を備え、
前記動作量取得手段は、前記移動方向特定手段により特定された前記撮像部材の移動方向における前記アクチュエータの動作特性に応じた前記アクチュエータの動作量を、前記停止位置情報の前記方向動作量情報から取得しても良い。

この発明によれば、特定した撮像部材の移動方向におけるアクチュエータの動作特性に応じたアクチュエータの動作量を、停止位置情報に含まれる方向動作量情報から取得することができる。よって、使用環境条件としての、例えばズームインやズームアウト時等の撮像部材の移動方向に応じて異なるアクチュエータの動作特性を考慮したアクチュエータの動作量に従って、撮像部材の位置調整を適正に行うことができる。

また、前記停止位置情報は、湿度を含む使用環境条件に応じて変動される前記アクチュエータの動作特性に基づいて前記アクチュエータの動作量が規定された湿度動作量情報を含み、
前記使用環境条件特定手段は、湿度を検知する湿度検知手段を備え、
前記動作量取得手段は、前記湿度検知手段により検知された湿度における前記アクチュエータの動作特性に応じた当該アクチュエータの動作量を、前記停止位置情報の前記湿度動作量情報から取得しても良い。

この発明によれば、検知した湿度におけるアクチュエータの動作特性に応じた当該アクチュエータの動作量を、停止位置情報に含まれる湿度動作量情報から取得することができる。よって、使用環境条件としての湿度の変化に応じて異なるアクチュエータの動作特性を考慮したアクチュエータの動作量に従って、撮像部材の位置調整を適正に行うことができる。

また、前記記憶手段は、前記撮像部材の停止位置と対応付けて、前記撮像部から前記被写体までの撮像距離に関する距離情報を記憶し、
前記撮像距離を測定する距離測定手段と、
前記距離測定手段により測定された撮像距離に基づいて、当該撮像距離に対応する前記記憶手段に記憶された前記距離情報から前記撮像部材の停止位置を特定する停止位置特定手段と、を備え、
前記動作量取得手段は、前記停止位置特定手段により特定された前記停止位置に応じた前記アクチュエータの動作量を、前記記憶手段に記憶された前記停止位置情報から取得しても良い。

この発明によれば、測定した撮像部から被写体までの撮像距離に基づいて、距離情報から撮像部材の停止位置を特定することができるので、撮像部材の停止位置の特定を、例えば所定の演算回路による演算を行って算出する場合に比べて迅速に行うことができる。さらに、特定した停止位置に応じたアクチュエータの動作量を停止位置情報から迅速に取得することができるので、撮像部材の位置調整の高速化に寄与することができる。

また、前記アクチュエータは、少なくとも２つ設けられ、第一のアクチュエータは、高精度での動作制御が可能に構成され、第二のアクチュエータは、前記第一のアクチュエータよりも動作範囲が広く構成されていることを特徴としている。

この発明によれば、少なくとも２つ設けられたアクチュエータのうち、第一のアクチュエータは、高精度での動作制御が可能に構成され、第二のアクチュエータは、第一のアクチュエータよりも動作範囲が広く構成されているので、これら二つのアクチュエータを組み合わせて撮像部材を移動させることによって、撮像部材の位置調整を高速で且つ高精度、即ち、より合理的に行うことができる。

本発明によれば、撮像装置の少なくとも一つの使用環境条件に応じたアクチュエータの動作特性に基づいて、撮像部材を所定の停止位置まで移動させるためのアクチュエータの動作量が規定された停止位置情報を記憶しているので、この停止位置情報に従って、アクチュエータの動作量の取得を迅速に行うことができる。さらに、取得したアクチュエータの動作量は、使用環境条件に対応するアクチュエータの動作特性の変化を考慮したものであるため、このアクチュエータの動作量に従って撮像部材を移動させることによって、撮像部材の位置調整を高速で且つ適正に行うことができる。また、例えばモータにより撮像部材を移動させる場合に比べて、撮像装置の小型化を図ることができ、且つ、バックラッシを生じさせることなく撮像部材の高速での移動を実現することができる。

本発明を適用した撮像装置の一実施の形態として例示するデジタルカメラの要部構成を示すブロック図である。 図１のデジタルカメラに備わる撮像部を示す分解斜視図である。 図１のデジタルカメラによる停止位置調整処理に係る停止位置動作量テーブルを模式的に示した図である。 図１のデジタルカメラによる停止位置調整処理に係る温度補正テーブルを模式的に示した図である。 図１のデジタルカメラによる停止位置調整処理に係る姿勢補正テーブルを模式的に示した図である。 図１のデジタルカメラによる停止位置調整処理に係る方向補正テーブルを模式的に示した図である。 図１のデジタルカメラによる停止位置調整処理に係る湿度補正テーブルを模式的に示した図である。 図１のデジタルカメラによる停止位置調整処理に係る停止位置距離テーブルを模式的に示した図である。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図１は、本発明を適用した撮像装置の一実施の形態として例示するデジタルカメラの要部構成を示すブロック図である。

図１に示すように、デジタルカメラ１００は、撮像部１、Ａ／Ｄ変換回路２、画像用メモリ３、温度センサ４、湿度センサ１４、傾き検知センサ５、発光部６、受光部７、電源部８、電源スイッチ９、レリーズスイッチ１０、ＲＡＭ１１、ＲＯＭ１２、ＣＰＵ１３等を備えて構成されている。

撮像部１は、光路上において被写体（図示略）の光学像を結像する例えば複数の撮像レンズ（図示略）を有するレンズユニット（撮像部材）１ａと、レンズユニット１ａの合焦位置調整のために当該レンズユニット１ａを光軸方向Ａに移動させる駆動機構１ｂと、レンズユニット１ａにより結像された光学像を光電変換し、光電変換した画像信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換回路２に出力する、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子１ｃと、ＣＰＵ１３により開放量が制御されることで撮像素子１ｃに入射する光の量を調節する絞り部１ｄとを備えている。

ここで、レンズユニット１ａ及び駆動機構１ｂについて、図２を参照してさらに詳細に説明する。
なお、図２は、撮像部１を示す分解斜視図であるが、撮像素子１ｃ及び絞り部１ｄの図示は省略している。

図２に示すように、レンズユニット１ａ及び駆動機構１ｂの被写体側には、前側枠部材５１が設けられ、これらの被写体と反対側には、後側枠部材５２が設けられており、前側枠部材５１と後側枠部材５２とが固着部材５３、５３により固着されることによって、レンズユニット１ａ、駆動機構１ｂ、前側枠部材５１、後側枠部材５２及び固着部材５３が一体となって構成される。

前側枠部材５１には、光軸方向Ａと略平行に延在する第一シャフト５１ａ及び第二シャフト５１ｂが設けられ、後側枠部材５２には、第一シャフト５１ａ及び第二シャフト５１ｂを受ける第一シャフト受部５２ａ及び第二シャフト受部５２ｂが設けられている。
レンズユニット１ａは、内部に複数の撮像レンズを保持する保持部材６０を備えており、保持部材６０の外周面には、レンズユニット１ａの光軸方向Ａに対する移動を案内する第一案内部６１及び第二案内部６２が設けられている。
第一案内部６１には、第一シャフト５１ａが挿通される挿通孔６１ａが設けられるとともにレンズユニット１ａを光軸方向Ａにおける被写体と反対側に付勢するバネ６１ｂが取り付けられている。第二案内部６２には、第二シャフト５１ｂを受けるためのシャフト受部６２ａが形成されている。
従って、上記構成のレンズユニット１ａは、挿通孔６１ａに第一シャフト５１ａが挿通されるとともに、シャフト受部６２ａによって第二シャフト５１ｂが受けられるようにして、前側枠部材５１及び後側枠部材５２が固着されることによって、光軸方向Ａに移動自在な状態とすることができる。
また、保持部材６０には、第一案内部６１に隣接して、駆動機構１ｂを構成する第一アクチュエータ７１（後述）を固定するための固定部６３が設けられている。

駆動機構１ｂは、ＣＰＵ１３からの制御下における電源部８からの電力の供給により作動して変形することによってレンズユニット１ａを光軸方向Ａに移動させるものであり、第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２を備えている。

第一アクチュエータ７１は、例えば、光軸方向Ａに圧電素子が積層された積層型の圧電セラミックスであり、ＣＰＵ１３の制御下にて第二アクチュエータ７２よりも高精度での動作制御が可能に構成されている。また、第一アクチュエータ７１は、光軸方向Ａにおける被写体側の端部が固定部６３に固定され、被写体と反対側の端部が第二アクチュエータ７２の一方の端部に当接可能に設けられている。
そして、第一アクチュエータ７１は、入力されたパルス電圧に応じて、被写体と反対側の端部の位置を光軸方向Ａに移動させるように変位することにより、第二アクチュエータ７２の一方の端部を押圧して、この第二アクチュエータ７２に対してレンズユニット１ａを光軸方向Ａの被写体側に移動可能となっている。

第二アクチュエータ７２は、レンズユニット１ａと後側枠部材５２との間に設けられた略半円環状の圧電セラミックスであり、ＣＰＵ１３の制御下にて第一アクチュエータ７１よりも動作範囲が広くなるように構成されている。また、第二アクチュエータ７２は、一方の端部が固定部６３に固定された第一アクチュエータ７１に当接可能に、且つ、他方の端部が後側枠部材５２に当接可能に設けられている。
そして、第二アクチュエータ７２は、入力されたパルス電圧に応じて、一方の端部に対する他方の端部の光軸方向Ａにおける位置を変動させるように変位することによって、レンズユニット１ａを光軸方向Ａに移動可能となっている。即ち、第二アクチュエータ７２の両端部どうしが離れるように変位することによって、レンズユニット１ａを被写体側に移動可能となっている一方で、第二アクチュエータ７２の両端部どうしが近づくように変位することによって、バネ６１ｂによって光軸方向Ａにおける被写体と反対側に常時付勢されたレンズユニット１ａは、被写体と反対側に移動可能となっている。

上記の構成の第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２は、ＣＰＵ１３の制御下において、レンズユニット１ａを光軸方向Ａに移動させる量に応じて、何れか一方が動作するような構成であっても良いし、両方が動作するような構成であっても良い。

Ａ／Ｄ変換回路２は、撮像素子１ｃから出力され入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル画像信号を画像用メモリ３に出力する。
画像用メモリ３は、Ａ／Ｄ変換回路２を介して入力されたデジタル画像信号を一時的に格納する。

温度センサ４は、当該デジタルカメラ１００内部の温度を検知して、温度検知信号をＣＰＵ１３に対して出力する。また、温度センサ４は、温度の変化により動作特性が変動する駆動機構１ｂの付近、或いは、これら駆動機構１ｂに接触して配設されるのが好ましい。
湿度センサ１４は、当該デジタルカメラ１００内部の湿度を検知して、湿度検知信号をＣＰＵ１３に対して出力する。また、湿度センサ４は、湿度の変化により動作特性が変動する駆動機構１ｂの付近、或いは、これら駆動機構１ｂに接触して配設されるのが好ましい。
傾き検知センサ５は、当該デジタルカメラ１００の鉛直方向に対して垂直な水平方向における傾き度合を検知して、傾き検知信号をＣＰＵ１３に対して出力する。
ここで、上記温度センサ４、湿度センサ１４及び傾き検知センサ５は、如何なるものも適用可能となっている。

発光部６は、例えば、赤外線ＬＥＤ等であり、ＣＰＵ１３の制御下にて駆動回路（図示略）により駆動されて発光するものである。
受光部７は、例えば、フォトダイオード等であり、発光部６が発光して被写体にて反射した光を受光して、増幅回路（図示略）を介してＣＰＵ１３に対して光検知信号を出力する。

電源部８は、図示は省略するが、繰り返し使用可能な二次電池等の電源と、電源から出力された電圧が入力され、当該デジタルカメラ１００を構成する各部において必要な定格電圧に変換して各部に供給する電源回路とを備えている。
電源スイッチ９は、ユーザにより操作され、電源オン操作により電源の出力段を電源回路の入力段に接続し、電源オフ操作により電源の出力段と電源回路の入力段との接続を開放する。
レリーズスイッチ１０は、ユーザの操作に基づいて、ＣＰＵ１３に撮像動作の開始を指示する指示信号を出力する。

ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１は、例えば、揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ１３が処理中のプログラム、データ等を一時的に記憶する作業領域を有している。

ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２は、読み出し専用のメモリであり、ＣＰＵ１３により実行されるデジタルカメラ１００としての各種の処理にかかるアプリケーションプログラムや、各種動作に使用するデータ等を記憶する。具体的には、ＲＯＭ１２は、距離測定プログラム１２ａ、停止位置特定プログラム１２ｂ、使用環境条件特定プログラム１２ｃ、動作量取得プログラム１２ｄ、温度検知プログラム１２ｅ、姿勢特定プログラム１２ｆ、移動方向特定プログラム１２ｇ、湿度検知プログラム１２ｋ、制御プログラム１２ｈ等を記憶している。

また、ＲＯＭ１２は、当該デジタルカメラ１００の少なくとも一つの使用環境条件に応じた第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に基づいて、レンズユニット１ａを所定の停止位置まで移動させるための第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量が規定された停止位置動作量テーブル（停止位置情報；図３参照）１２ｉを記憶する記憶手段を構成している。
停止位置動作量テーブル１２ｉは、例えば、第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量が、温度を含む使用環境条件に応じて変動される当該第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に基づいて規定された温度動作量情報や、湿度を含む使用環境条件に応じて変動される第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に基づいて規定された湿度動作量情報や、撮像部１の姿勢を含む使用環境条件に応じて変動される第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に基づいて規定された姿勢動作量情報や、第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作によるレンズユニット１ａの移動方向を含む使用環境条件に応じて変動される第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に基づいて規定された方向動作量情報等を含んで構成されている。
ここで、温度動作量情報は、具体的には、例えば図４に示すように、温度と、その温度におけるアクチュエータの動作量の補正係数とが対応付けられた温度補正テーブルＴ１を有し、湿度動作量情報は、例えば図７に示すように、湿度と、その湿度におけるアクチュエータの動作量の補正係数とが対応付けられた湿度補正テーブルＴ４を有し、姿勢動作量情報は、例えば図５に示すように、撮像姿勢と、その姿勢に応じたアクチュエータの動作量の補正係数とが対応付けられた姿勢補正テーブルＴ２を有し、方向動作量情報は、例えば図６に示すように、レンズユニット１ａの移動方向と、移動方向に応じたアクチュエータの動作量の補正係数とが対応付けられた方向補正テーブルＴ３を有している。

なお、姿勢動作量情報にあっては、撮像部１の姿勢は、例えば、当該撮像部１を構成する部品の製造誤差により生じる質量のバラツキ等により変動する場合があることから、部品の質量により変動される第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に基づいて、その動作量が規定されたものであっても良い。これにより、部品の質量のバラツキを考慮した姿勢動作量情報に基づいて、レンズユニット１ａの光軸方向Ａにおける位置調整をより適正に行うことができる。

さらに、ＲＯＭ１２は、レンズユニット１ａの光軸方向Ａにおける停止位置と撮像部１から被写体までの撮像距離とが対応付けられた停止位置距離テーブル（距離情報；図７参照）１２ｊを記憶している。

ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１３は、ＲＯＭ１２に記憶されているデジタルカメラ１００としての各種機能に関る各種アプリケーションプログラムを読み出してＲＡＭ１１内の作業領域に展開し、当該プログラムに従って各種処理等を実行する。
具体的には、ＣＰＵ１３は、例えば、オートフォーカス（ＡＦ）やズーム等の際に、光軸方向Ａに移動されるレンズユニット１ａの停止位置（合焦位置）を調整するための停止位置調整処理を行う。

この停止位置調整処理において、ＣＰＵ１３は、距離測定プログラム１２ａに従って、発光部６から発光されて被写体にて反射した光を受光部７にて受光することで増幅回路から出力された光検知信号に基づいて、撮像部１から被写体までの撮像距離を測定する。ここで、ＣＰＵ１３は、発光部６及び受光部７とともに距離測定手段を構成する。
また、ＣＰＵ１３は、停止位置特定手段として、停止位置特定プログラム１２ｂに従って、測定した撮像距離に基づいて、この撮像距離に対応するＲＯＭ１２に記憶された停止位置距離テーブル１２ｊからレンズユニット１ａの光軸方向Ａにおける停止位置を特定する。

さらに、ＣＰＵ１３は、使用環境条件特定手段として、使用環境条件特定プログラム１２ｃに従って、当該デジタルカメラ１００の使用環境条件を特定する。
具体的には、ＣＰＵ１３は、温度検知プログラム１２ｅに従って、温度センサ４から出力された温度検知信号に基づいて、当該デジタルカメラ１００内部の温度を検知する。ここで、ＣＰＵ１３は、温度センサ４とともに温度検知手段を構成している。
また、ＣＰＵ１３は、湿度検知プログラム１２ｋに従って、湿度センサ１４から出力された湿度検知信号に基づいて、当該デジタルカメラ１００内部の湿度を検知する。ここで、ＣＰＵ１３は、湿度センサ１４とともに湿度検知手段を構成している。
さらに、ＣＰＵ１３は、姿勢特定プログラム１２ｆに従って、傾き検知センサ５から出力された傾き検知信号に基づいて、被写体の撮像に際しての撮像部１の姿勢、即ち、デジタルカメラ１００の傾き度合を特定する。ここで、ＣＰＵ１３は、傾き検知センサ５とともに姿勢特定手段を構成している。
また、ＣＰＵ１３は、移動方向特定手段として、移動方向特定プログラム１２ｇに従って、第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作制御に係る電源部８に対しての出力信号に基づいて、第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２によるレンズユニット１ａの移動方向を特定する。

また、ＣＰＵ１３は、動作量取得手段として、動作量取得プログラム１２ｄに従って、特定したデジタルカメラ１００の使用環境条件に対応する第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性及び特定したレンズユニット１ａの停止位置に基づいて、ＲＯＭ１２に記憶された停止位置動作量テーブル１２ｉから第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量を読み出して取得する。
具体的には、ＣＰＵ１３は、停止位置動作量テーブル１２ｉの温度動作量情報に基づいて、検知した温度における第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に応じて補正された当該第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量を取得する。
また、ＣＰＵ１３は、停止位置動作量テーブル１２ｉの湿度動作量情報に基づいて、検知した湿度における第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に応じて補正された当該第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量を取得する。
さらに、ＣＰＵ１３は、停止位置動作量テーブル１２ｉの姿勢動作量情報に基づいて、特定した撮像部１の姿勢における第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に応じて補正された当該第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量を取得する。
また、ＣＰＵ１３は、停止位置動作量テーブル１２ｉの方向動作量情報に基づいて、特定したレンズユニット１ａの移動方向における第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に応じて補正された当該第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量を取得する。

また、ＣＰＵ１３は、制御手段として、制御プログラム１２ｈに従って、取得した第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量に応じて、レンズユニット１ａの停止位置まで移動させるように第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作を制御する。

次に、ＣＰＵ１３の制御下におけるレンズユニット１ａの停止位置調整処理について説明する。
停止位置調整処理は、デジタルカメラ１００による被写体の撮像に際して、ユーザの所定の操作に基づいて、ＡＦやズーム機能等のレンズユニット１ａの合焦位置の調整に係る指示信号がＣＰＵ１３に入力されることにより実行される処理である。

停止位置調整処理において、先ず、ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２から距離測定プログラム１２ａを読み出してＲＡＭ１１に展開し、この距離測定プログラム１２ａに従って、発光部６に発光させて、被写体にて反射した光を受光部７にて受光することで増幅回路から出力された光検知信号に基づいて、撮像部１から被写体までの撮像距離を測定する。
そして、ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２から停止位置特定プログラム１２ｂを読み出してＲＡＭ１１に展開し、この停止位置特定プログラム１２ｂに従って、測定した撮像距離に基づいて、この撮像距離に対応する、ＲＯＭ１２に記憶された停止位置距離テーブル１２ｊからレンズユニット１ａの光軸方向Ａにおける停止位置を特定する。

次に、ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２から使用環境条件特定プログラム１２ｃを読み出してＲＡＭ１１に展開し、この使用環境条件特定プログラム１２ｃに従って、当該デジタルカメラ１００の使用環境条件を特定する。即ち、ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２から読み出してＲＡＭ１１に展開した温度検知プログラム１２ｅに従って、当該デジタルカメラ１００内部、特に、駆動機構１ｂの配設位置の温度を検知する処理や、ＲＯＭ１２から読み出してＲＡＭ１１に展開した湿度検知プログラム１２ｋに従って、当該デジタルカメラ１００内部、特に、駆動機構１ｂの配設位置の湿度を検知する処理や、ＲＯＭ１２から読み出してＲＡＭ１１に展開した姿勢特定プログラム１２ｆに従って、当該デジタルカメラ１００の撮像の際の水平方向における傾き度合を特定する処理や、ＲＯＭ１２から読み出してＲＡＭ１１に展開した移動方向特定プログラム１２ｇに従って、レンズユニット１ａの移動方向を特定する処理を実行する。

続けて、ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２から動作量取得プログラム１２ｄを読み出してＲＡＭ１１に展開し、この動作量取得プログラム１２ｄに従って、上記特定したデジタルカメラ１００の使用環境条件に対応する第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性及び停止位置距離テーブル１２ｊから特定したレンズユニット１ａの停止位置に基づいて、停止位置動作量テーブル１２ｉから第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量に係る情報を読み出して取得する。即ち、ＣＰＵ１３は、温度動作量情報に基づいて、検知した温度に応じて温度補正テーブルＴ１により停止位置動作量テーブル１２ｉの第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量を補正して取得する処理や、湿度動作量情報に基づいて、検知した湿度に応じて湿度補正テーブルＴ４により停止位置動作量テーブル１２ｉの第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量を補正して取得する処理や、姿勢動作量情報に基づいて、特定した撮像部１の水平方向の傾き度合に応じて姿勢補正テーブルＴ２により停止位置動作量テーブル１２ｉの第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量を補正して取得する処理や、方向動作量情報に基づいて、特定したレンズユニット１ａの移動方向に応じて方向補正テーブルＴ３により停止位置動作量テーブル１２ｉの第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量を補正して取得する処理等を実行する。

次に、ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２から制御プログラム１２ｈを読み出してＲＡＭ１１に展開し、この制御プログラム１２ｈに従って、上記取得した使用環境条件により変動する動作特性を考慮した第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量に応じて、これら第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作を制御して、レンズユニット１ａを合焦位置まで移動させる。

以上のように、デジタルカメラ１００によれば、特定した当該デジタルカメラ１００の使用環境条件に対応する第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作特性に基づいて、停止位置データからアクチュエータ７１、７２の動作量を取得し、取得したアクチュエータ７１、７２の動作量に従って、レンズユニット１ａを所定の停止位置まで移動させるようにアクチュエータ７１、７２を動作させることができる。
即ち、デジタルカメラ１００の内部温度や内部湿度、撮像部１の姿勢及びレンズユニット１ａの移動方向等の使用環境条件に応じたアクチュエータ７１、７２の動作特性に基づいて、レンズユニット１ａを所定の停止位置まで移動させるためのアクチュエータ７１、７２の動作量が規定された温度動作量情報、湿度動作量情報、姿勢動作量情報及び方向動作量情報を含む停止位置動作量テーブル１２ｉを記憶している。よって、この停止位置動作量テーブル１２ｉに従って、内部温度の変化に応じて異なる動作特性や、内部湿度の変化に応じて異なる動作特性や、被写体の撮像に際しての撮像部１の姿勢変化に応じて異なる動作特性や、レンズユニット１ａの移動方向により異なる動作特性等を考慮したアクチュエータ７１、７２の動作量の取得を迅速に行うことができ、さらに、取得したアクチュエータ７１、７２の動作量に従ってレンズユニット１ａを移動させることによって、レンズユニット１ａの位置調整を高速で且つ適正に行うことができる。

また、アクチュエータ７１、７２によりレンズユニット１ａを移動させるので、例えばモータによりレンズユニット１ａを移動させる場合に比べて、デジタルカメラ１００の小型化を図ることができ、且つ、例えばバックラッシを生じさせることなくレンズユニット１ａの高速での移動を実現することができる。

さらに、２つのアクチュエータ７１、７２のうち、第一アクチュエータ７１は、高精度での動作制御が可能に構成され、第二アクチュエータ７２は、第一アクチュエータ７１よりも動作範囲が広く構成されているので、これら二つのアクチュエータ７１、７２を組み合わせてレンズユニット１ａを移動させることによって、レンズユニット１ａの位置調整を高速で且つ高精度、即ち、より合理的に行うことができる。

また、発光部６、受光部７及びＣＰＵ１３により測定した撮像部１から被写体までの撮像距離に基づいて、停止位置距離テーブル１２ｊからレンズユニット１ａの停止位置を特定することができるので、レンズユニット１ａの停止位置の特定を、例えば所定の演算回路による演算を行って算出する場合に比べて迅速に行うことができる。さらに、特定した停止位置に応じたアクチュエータ７１、７２の動作量を停止位置動作量テーブル１２ｉから迅速に取得することができるので、レンズユニット１ａの位置調整の高速化に寄与することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２は、圧電セラミックスに限られるものではなく、通電による自己発熱により変形することでレンズユニット１ａを光軸方向Ａに移動させる形状記憶合金等であっても良い。

また、上記実施の形態では、第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２の動作量の取得を、内部温度、内部湿度、撮像部１の姿勢、レンズユニット１ａの移動方向等の使用環境条件の各々に対応するアクチュエータ７１、７２の動作特性を考慮して行うような構成としたが、これら全ての使用環境条件に対応するアクチュエータ７１、７２の動作特性に基づいて行う必要はない。即ち、内部温度、内部湿度、撮像部１の姿勢、レンズユニット１ａの移動方向のうち、何れかの使用環境条件に基づいて、アクチュエータ７１、７２の動作量の取得を行っても良い。
また、使用環境条件は、内部温度、内部湿度、撮像部１の姿勢、レンズユニット１ａの移動方向等に限られるものではないことは勿論である。

上記実施の形態では、第一アクチュエータ７１及び第二アクチュエータ７２によりレンズユニット１ａを移動させるような構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、撮像部材としての撮像素子１ｃを光軸方向Ａに移動させるような構成であっても良い。

また、上記実施の形態では、距離測定手段を発光部６、受光部７及びＣＰＵ１３等から構成するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、レンズユニット１ａにより結像されＣＣＤ等の撮像素子１ｃにより光電変換された画像信号を用いて、撮像部１から被写体までの撮像距離を測定するような構成であっても良い。
なお、撮像装置は、上記説明したデジタルカメラ１００に限られるものではなく、銀塩フィルムを用いたものであっても良いことは勿論である。

以上のように、本発明に係る撮像装置は、撮像部材の位置調整を高速で且つ適正に行うのに有用であり、特に、撮像装置の小型化を図る場合に適している。

符号の説明

１００ デジタルカメラ（撮像装置）
１ 撮像部
１ａ レンズユニット（撮像部材）
４ 温度センサ（温度検知手段、使用環境条件特定手段）
５ 傾き検知センサ（姿勢特定手段、使用環境条件特定手段）
６ 発光部（距離測定手段、使用環境条件特定手段）
７ 受光部（距離測定手段、使用環境条件特定手段）
１２ ＲＯＭ（記憶手段）
１３ ＣＰＵ（制御手段、使用環境条件特定手段、動作量取得手段、温度検知手段、湿度検知手段、姿勢特定手段、移動方向特定手段、距離測定手段、停止位置特定手段）
１４ 湿度センサ（湿度検知手段、使用環境条件特定手段）
７１ 第一アクチュエータ
７２ 第二アクチュエータ
１２ｉ 停止位置動作量テーブル（停止位置情報）
１２ｊ 停止位置距離テーブル（距離情報）

Claims (7)

1. 被写体を撮像する撮像部を構成する移動可能な撮像部材と、電力供給により変形して前記撮像部材を移動させるとともに、当該撮像装置の使用環境条件に応じて電力供給に対する動作特性が変動するアクチュエータと、前記アクチュエータの動作を制御する制御手段と、を備える撮像装置であって、
   当該撮像装置の少なくとも一つの使用環境条件に応じた前記アクチュエータの動作特性に基づいて、前記撮像部材を所定の停止位置まで移動させるための前記アクチュエータの動作量が規定された停止位置情報を記憶する記憶手段と、
   当該撮像装置の使用環境条件を特定する使用環境条件特定手段と、
   前記使用環境条件特定手段により特定された前記使用環境条件に対応する前記アクチュエータの動作特性に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記停止位置情報から前記アクチュエータの動作量を取得する動作量取得手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記動作量取得手段により取得された前記アクチュエータの動作量に従って、前記撮像部材を所定の停止位置まで移動させるように前記アクチュエータの動作を制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記停止位置情報は、温度を含む使用環境条件に応じて変動される前記アクチュエータの動作特性に基づいて前記アクチュエータの動作量が規定された温度動作量情報を含み、
   前記使用環境条件特定手段は、温度を検知する温度検知手段を備え、
   前記動作量取得手段は、前記温度検知手段により検知された温度における前記アクチュエータの動作特性に応じた当該アクチュエータの動作量を、前記停止位置情報の前記温度動作量情報から取得することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
3. 前記停止位置情報は、前記撮像部の姿勢を含む使用環境条件に応じて変動される前記アクチュエータの動作特性に基づいて前記アクチュエータの動作量が規定された姿勢動作量情報を含み、
   前記使用環境条件特定手段は、前記被写体の撮像に際しての前記撮像部の姿勢を特定する姿勢特定手段を備え、
   前記動作量取得手段は、前記姿勢特定手段により特定された前記撮像部の姿勢における前記アクチュエータの動作特性に応じた当該アクチュエータの動作量を、前記停止位置情報の前記姿勢動作量情報から取得することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の撮像装置。
4. 前記停止位置情報は、前記アクチュエータによる前記撮像部材の移動方向を含む使用環境条件に応じて変動される前記アクチュエータの動作特性に基づいて前記アクチュエータの動作量が規定された方向動作量情報を含み、
   前記使用環境条件特定手段は、前記アクチュエータによる前記撮像部材の移動方向を特定する移動方向特定手段を備え、
   前記動作量取得手段は、前記移動方向特定手段により特定された前記撮像部材の移動方向における前記アクチュエータの動作特性に応じた前記アクチュエータの動作量を、前記停止位置情報の前記方向動作量情報から取得することを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項の何れか一項に記載の撮像装置。
5. 前記停止位置情報は、湿度を含む使用環境条件に応じて変動される前記アクチュエータの動作特性に基づいて前記アクチュエータの動作量が規定された湿度動作量情報を含み、
   前記使用環境条件特定手段は、湿度を検知する湿度検知手段を備え、
   前記動作量取得手段は、前記湿度検知手段により検知された湿度における前記アクチュエータの動作特性に応じた当該アクチュエータの動作量を、前記停止位置情報の前記湿度動作量情報から取得することを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項の何れか一項に記載の撮像装置。
6. 前記記憶手段は、前記撮像部材の停止位置と対応付けて、前記撮像部から前記被写体までの撮像距離に関する距離情報を記憶し、
   前記撮像距離を測定する距離測定手段と、
   前記距離測定手段により測定された撮像距離に基づいて、当該撮像距離に対応する前記記憶手段に記憶された前記距離情報から前記撮像部材の停止位置を特定する停止位置特定手段と、を備え、
   前記動作量取得手段は、前記停止位置特定手段により特定された前記停止位置に応じた前記アクチュエータの動作量を、前記記憶手段に記憶された前記停止位置情報から取得することを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項の何れか一項に記載の撮像装置。
7. 前記アクチュエータは、少なくとも２つ設けられ、第一のアクチュエータは、高精度での動作制御が可能に構成され、第二のアクチュエータは、前記第一のアクチュエータよりも動作範囲が広く構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項の何れか一項に記載の撮像装置。

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