JP2006186652A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ぶれ検出センサが搭載され、手振れ補正機能を備えた撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus equipped with a shake detection sensor and having a camera shake correction function.
撮像光学系により被写体の像をCCD等の撮像素子の受光面に結像させ、電気信号に変換して取り込むカメラは、ビデオカメラやデジタルカメラとして知られている。 A camera in which an image of a subject is formed on a light receiving surface of an image sensor such as a CCD by an imaging optical system, and converted into an electric signal and captured is known as a video camera or a digital camera.
ビデオカメラは、被写体の画像を連続的に撮影することから、カメラに手振れがあると、再生画像がゆれて揺れてみずらいものになる。
また、デジタルカメラにおいては、撮像素子の感度の限界により、短いシャッタ時間を実現しにくく、手振れにより撮像された画像に像の流れのようなボケが生じやすい。
そこで、角速度センサ等のぶれ検出センサを搭載し、ぶれ検出センサの検出結果に基づいて手振れ補正を行う手振れ補正機能を備えたカメラが種々提案されている。
Since the video camera continuously captures the image of the subject, if the camera shakes, the reproduced image will be shaken and difficult to shake.
In a digital camera, due to the sensitivity limit of the image sensor, it is difficult to realize a short shutter time, and an image captured by camera shake tends to cause blur such as an image flow.
Therefore, various cameras have been proposed that include a shake detection sensor such as an angular velocity sensor and have a shake correction function that performs shake correction based on the detection result of the shake detection sensor.
特許文献1には、レンズ近傍に手振れ検出センサを配置し、このセンサの検出結果に基づいて補正を行うテレビカメラが記載されている。
また、特許文献2には、角速度センサを用いて角度変化率を算出して補正を行うビデオカメラが記載されている。
ところで、携帯電話機等にデジタルカメラ等の撮像装置を備えたカメラ機能付き携帯端末が普及しているが、これらカメラ機能付携帯端末にも手振れ補正装置が搭載されるようになってきている。 By the way, mobile terminals with a camera function including an imaging device such as a digital camera in a mobile phone or the like have become widespread. However, a camera shake correction apparatus is also mounted on these mobile terminals with a camera function.
たとえば、昨今の携帯電話機に見られる折り畳み式や、カメラ部が回転するような構造の場合、その機器をユーザが握っている部分と実際のカメラ部が離れていたり、位置関係が異なる。
このような場合、ぶれ検出センサの検出しているぶれ量、方向と実際にカメラ部分に発生しているぶれ量、ぶれ方向が一致しなくなるので、少なくともぶれを検出するセンサはカメラ部と同一面上に必要で、かつできるだけカメラ部近傍にしないと正確にカメラに生じているぶれ量を検出することはできない。
For example, in the case of a foldable type or a structure in which the camera unit rotates as seen in recent mobile phones, the part where the user is holding the device is separated from the actual camera unit, or the positional relationship is different.
In such a case, the blur amount and direction detected by the blur detection sensor do not coincide with the blur amount and blur direction that are actually generated in the camera part, so at least the sensor that detects the blur is on the same plane as the camera unit. If it is necessary above and it is not as close as possible to the camera part, it is impossible to accurately detect the amount of camera shake.
カメラぶれはカメラ光軸の倒れが問題であることから、光軸に対して上下、左右の倒れ2軸を検出するようにセンサを配置する。カメラ部の平行移動、回転は勿論ぶれ画像の要因になりうるが、倒れ程の影響はない。
倒れはレンズの焦点距離が大きくなるほどどんどん拡大され画像に大きなぶれを与えるが、平行移動はlmmの移動は画像上でもlmmでしかなく例えば2m先のlmmなど画像に与える影響は少ない。
Since camera shake is a problem with camera optical axis tilting, sensors are arranged to detect two vertical and horizontal tilting axes with respect to the optical axis. The translation and rotation of the camera unit can of course cause a blurred image, but it is not affected by the tilting.
The tilting is enlarged as the focal length of the lens increases, and the image is greatly shaken. However, the translation of 1 mm is only 1 mm on the image, and the influence on the image such as 1 mm ahead is small.
たとえば、図1に示すような折り畳み式携帯電話機1が、第1筐体2と第2筐体3を連結部に折り畳み可能に連結した構成を有する場合であって、カメラモジュール4が第1筐体2側に配置され、ぶれ検出センサが第2筐体3側に配置されている場合、図1(A)、(C)の状態では、ぶれ検出センサのぶれ検出信号のプラス、マイナスの方向が逆転してしまい、正確なぶれ補正を行うことができない。また、図1(B)の状態では、片方向の倒れが検出できない。
For example, a foldable
本発明の目的は、撮像部とぶれ検出センサが一体化されていない場合であっても最適なぶれ補正が可能な撮像装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of optimal blur correction even when an imaging unit and a shake detection sensor are not integrated.
上記目的を達成するため、本発明の撮像装置は、第1の筐体と、前記第1の筐体と連結部により連結され、当該連結部により前記第1の筐体に対して相対位置を可変可能な第2の筐体と、前記第1の筐体に設けられ所定の撮影方向を有する第1の撮像部と、前記第1の筐体に設けられたぶれ検知センサと、前記第2の筐体に設けられ、前記所定の撮影方向とは異なる撮影方向で撮影可能な第2の撮像部と、前記第1の筐体に設けられた前記第1の撮像部により撮影する場合には、前記第1の筐体に設けられた前記ぶれ検知センサにより撮影ぶれ補正を行い、前記第2の筐体に設けられた前記第2の撮像部により撮影する場合には、前記第1の筐体に設けられた前記ぶれ検知センサにより撮影ぶれ補正を行うぶれ補正手段とを有する。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention is connected to a first housing and the first housing by a connecting portion, and the connecting portion has a relative position with respect to the first housing. A variable second housing, a first imaging unit provided in the first housing and having a predetermined shooting direction, a shake detection sensor provided in the first housing, and the second In the case of shooting with the second imaging unit provided in the casing and capable of shooting in a shooting direction different from the predetermined shooting direction, and the first imaging unit provided in the first casing When the camera shake correction is performed by the blur detection sensor provided in the first casing and the second imaging unit provided in the second casing is used for shooting, the first casing is used. And a shake correction unit that performs shooting shake correction by the shake detection sensor provided on the body.
好適には、前記ぶれ検知センサは、前記第1の撮像部近傍に配置され、前記所定の撮影方向に対しして垂直な少なくとも2次元方向のぶれ量に相当する情報を検知する。 Preferably, the shake detection sensor is disposed in the vicinity of the first imaging unit and detects information corresponding to a shake amount in at least a two-dimensional direction perpendicular to the predetermined imaging direction.
好適には、前記ぶれ検知センサは、前記連結部に対して前記第1の撮像部より離れた位置に配置され、前記所定の方向に対して垂直な少なくとも2次元方向のぶれ量に相当する情報を検知する。 Preferably, the shake detection sensor is disposed at a position away from the first imaging unit with respect to the connection unit, and information corresponding to a shake amount in at least a two-dimensional direction perpendicular to the predetermined direction. Is detected.
好適には、前記第1の筐体と前記第2の筐体との相対位置関係を検知する相対位置検出手段を、さらに有し、前記ぶれ補正手段は、前記相対位置検出手段により前記ぶれ検知センサの出力を補正して前記第2の撮像部による撮影ぶれを補正する。 Preferably, the camera further includes relative position detection means for detecting a relative positional relationship between the first casing and the second casing, and the blur correction means detects the blur by the relative position detection means. The output of the sensor is corrected to correct shooting blur caused by the second imaging unit.
好適には、前記ぶれ補正手段は、前記相対位置検出手段による相対位置情報に基づいて前記所定の撮影方向に対して垂直な前記2次元方向のぶれ量に相当する情報を前記第2の撮像部の撮影方向に対して垂直な別の2次元方向のぶれ量に相当する情報に変換することで、前記ぶれ検知センサの出力を補正する。 Preferably, the blur correction unit transmits information corresponding to a blur amount in the two-dimensional direction perpendicular to the predetermined shooting direction based on the relative position information by the relative position detection unit to the second imaging unit. Is converted into information corresponding to a shake amount in another two-dimensional direction perpendicular to the shooting direction, thereby correcting the output of the shake detection sensor.
本発明によれば、最適なぶれ補正が可能な撮像装置を提供することできる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus capable of performing optimal shake correction.
以下、本発明の実施形態を、図面に関連付けて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2(A),(B)は、本発明に係る撮像装置の第1の実施形態を示す図である。 2A and 2B are diagrams showing a first embodiment of an imaging apparatus according to the present invention.
図2の撮像装置10は、カメラモジュールとして構成されており、レンズユニット11、イメージセンサ12、イメージセンサ12のドライブ回路13、画像信号処理LSI14、角速度センサ15a,15b、およびぶれ補正処理LSI16を有している。
2 is configured as a camera module, and includes a
撮像装置10においては、ぶれ補正回路はレンズユニット11内に含まれていて、撮像素子と同一基板内にぶれ検出センサとしての角速度センサ15a,15bが配置されている。
以下、手振れ補正装置の基本的は構成および機能、本実施形態における構成を採用した理由について説明した後、撮像装置の具体的な構成について順を追って説明する。
In the
Hereinafter, the basic configuration and function of the camera shake correction device and the reason for adopting the configuration in the present embodiment will be described, and then the specific configuration of the imaging device will be described in order.
図3は、手振れ補正装置の基本構成を示すブロック図である。
この手振れ補正装置20は、ぶれ量を検出するぶれ検出センサ21、ぶれ検出センサ21の出力から必要周波数成分を取り出すフィルタ22,出力信号のレベルを調整するための増幅器23、ぶれ信号からぶれ補正回路の作動量を算出する補正量演算回路24、および実際にぶれを補正するぶれ補正回路25を、主構成要素として有している。
また、図示しないが、ぶれ信号等をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器(ADC)等も設けられる。
FIG. 3 is a block diagram showing a basic configuration of the camera shake correction apparatus.
This camera shake correction device 20 includes a
Although not shown, an analog / digital converter (ADC) or the like for converting a blur signal or the like into a digital signal is also provided.
図4は、カメラぶれを説明するための図である。
図4に示すように、カメラぶれは撮影方向に垂直な2次元方向、具体的にはカメラCMRの光軸OXに対して直交する面のX,Yの2軸を中心とした回転で発生する。
ぶれとして大きく写真に影響を与えるのはX,Yの回転である。X,Yの水平移動、あるいは光軸を中心とした回転も勿論ぶれとして影響を与えるが、X,Yの回転程影響を与えない。
X,Yの回転はレンズの焦点距離に応じて倍率がかかり拡大されて画像に大きなぶれを与えるが、平行移動や回転による1mmの移動は画像上でも1mmでしかなく、たとえば2m先の1mmなど画像に与える影響は少ない。望遠レンズほどぶれの影響を受けるのである。
X,Yの回転を補正するため処理系は2軸分必要であるが、同じ処理であるので図2は1軸の処理系のみ記載してある。
FIG. 4 is a diagram for explaining camera shake.
As shown in FIG. 4, camera shake is generated by rotation about a two-dimensional direction perpendicular to the photographing direction, specifically, two axes X and Y on a plane orthogonal to the optical axis OX of the camera CMR. .
It is the rotation of X and Y that greatly affects the photograph as blur. The horizontal movement of X and Y, or the rotation around the optical axis, of course, also affects the blur, but does not affect the extent of the rotation of X and Y.
The X and Y rotations are magnified according to the focal length of the lens and are enlarged to give a large blur to the image. However, a 1 mm movement due to parallel movement or rotation is only 1 mm on the image, for example, 1 mm ahead 2 m, etc. The effect on the image is small. The telephoto lens is more susceptible to camera shake.
In order to correct the rotations of X and Y, two processing systems are required. However, since the processing is the same, FIG. 2 shows only a single-axis processing system.
ぶれ検出センサ21は、一般には角速度センサを用いられることが多い。
補正量演算回路24はフィードバック補正を行うPIDコントローラである。
ぶれ補正回路25は電子式、光学式と、種々存在するがここでは光学式補正手段の場合で述べる。
この方式は撮影レンズ全体あるいはその一部をX,Y面で可動してぶれをうち消す。したがって、ぶれ補正回路25は、図5に示すように、駆動用アクチュエータ(ここではボイスコイルモータ251,252)、駆動回路253、レンズ位置検出手段(ここではホール素子)254,255、およびマグネット256,257により構成されている。
In general, the
The correction
There are various types of
In this method, the entire photographic lens or a part thereof is moved in the X and Y planes to eliminate blurring. Therefore, as shown in FIG. 5, the
デジタルカメラを例にすれば、カメラぶれを正確に補正するためにはカメラの撮像用イメージセンサ12と角速度センサ15a,15bと補正光学系の駆動方向の関係は正しく直交しなければならない。
一般的に見られるレンズ一体の箱形コンパクトカメラやレンズ交換式の一眼レフカメラでは撮影レンズ(補正光学系)とイメージセンサの関係はカメラとして成り立つには必然的に位置関係は正しく組まれ、ぶれ検出用のセンサも容易に位置関係が正しく出せる構成である。
Taking a digital camera as an example, in order to correct the camera shake accurately, the relationship between the image
In the case of a box-type compact camera with a lens and a single-lens reflex camera with interchangeable lenses, the relationship between the taking lens (correction optical system) and the image sensor is inevitably set correctly so that the positional relationship is properly established. The detection sensor is also configured so that the positional relationship can be easily obtained correctly.
しかしながら、図6のようなカメラユニット部分が回転するタイプのカメラ30や、図7のように、折り畳み式の携帯電話機40に搭載されたカメラモジュール41では、機器本体をグリップする部分とカメラ部分の角度関係がその時々ユーザーの使い方によって異なるのでぶれ量を検出するセンサと撮影用のイメージセンサ、撮影光学系の関係にずれが発生しセンサの検出したぶれ量と実際にカメラ部に発生しているぶれ量にずれが生じ最適なぶれ補正ができないおそれがある。
たとえば、図8(A),(B),(C)6ではそれぞれ撮像部分とカメラのグリップ部の角度が異なるが、グリップ部内に角速度センサを配置すると角速度センサは撮像部分に対して図8(B)の関係の時に正しく動作し、図8(A)では角度のずれ分だけ感度が低下し、図8(C)では検出不能になるのである。
そこで、本実施形態においては、図2に示す構成や、後で説明するような構成を採用している。
However, in the
For example, in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the angles of the imaging portion and the grip portion of the camera are different from each other. However, when an angular velocity sensor is disposed in the grip portion, the angular velocity sensor is in FIG. It operates correctly in the relationship of B), the sensitivity is reduced by the angle shift in FIG. 8A, and it cannot be detected in FIG. 8C.
Therefore, in the present embodiment, the configuration shown in FIG. 2 and the configuration described later are adopted.
前述したように、図2(A),(B)の撮像装置(カメラモジュール)10は、レンズユニット11、イメージセンサ12、イメージセンサ12のドライブ回路13、画像信号処理LSI14、角速度センサ15a,15b、およびぶれ補正処理LSI16により構成されている。
As described above, the imaging device (camera module) 10 in FIGS. 2A and 2B includes the
撮像装置10においては、ぶれ補正回路はレンズユニット11内に含まれていて、図5のボイスコイル式アクチュエータを使用する光学補正式である。また、イメージセンサ12は図2中ではレンズユニット11の下に配置されているので見えない。
In the
角速度センサ15aと15bは互いに直交するようにおき、イメージセンサ12の長辺、短辺にほぼ並行に配置される。
本実施形態においては、角速度センサ15a,15bとイメージセンサ12との関係を保つために両者を同一基板に配置している。
配置位置は、図9(A)〜(C)に示すように、角速度センサ15a,15bのX,Yの直交関係とイメージセンサ12との関係が保てれば良く、モジュール全体の大きさ、信号線の配線等を考慮し基板設計時に配置を決める。
The
In this embodiment, in order to maintain the relationship between the
As shown in FIGS. 9A to 9C, the arrangement position is sufficient if the relationship between the orthogonality of X and Y of the
ぶれ補正処理LSI16はフィルタ回路、信号増幅回路、ぶれ信号やホール素子の信号をデジタル化するためのAD変換器、ホール素子ドライブ回路、PIDコントローラ、ぶれ補正、駆動回路を1チップ化したLSIである。フィルタのカットオフ周波数やPIDコントローラの制御パラメータ等、は外部から設定可能である。 The blur correction processing LSI 16 is an LSI in which a filter circuit, a signal amplification circuit, an AD converter for digitizing a blur signal and a Hall element signal, a Hall element drive circuit, a PID controller, a blur correction, and a drive circuit are integrated into one chip. . The cut-off frequency of the filter, the control parameters of the PID controller, etc. can be set from the outside.
角速度センサ15a,15bの出力信号は、フィルタおよび信号増幅までアナログ信号で処理され、その後AD変換器でデジタルデータ化されPIDコントローラはデジタル演算で処理する。
なお、まず、最初にAD変換後にデジタルフィルタ処理、デジタル増幅、と全てデジタル信号処理で行っても良い。
The output signals of the
First, after AD conversion, digital filter processing and digital amplification may all be performed by digital signal processing.
補正駆動はボイスコイルモータを正逆方向に駆動するブリッジ回路になっていてそのコントロールは図10(A),(B)に示すように、PWM駆動で駆動力を変化させている。モータ信号M1がハイ(HIGH)の場合とモータ信号M2がHIGHの場合で駆動方向が反転する。
駆動回路はPWMドライブ式でなくても印可電圧レベルをコントロールしたり印可電流をコントロールする回路でも良い。
本実施形態のカメラモジュールの電源は携帯機器の別部分から供給されている。また、カメラモジュールとしては最低限の構成として、少なくともレンズユニット11、イメージセンサ12、角速度センサ15a,15bが同一基板上に配置される必要がある。
The correction drive is a bridge circuit that drives the voice coil motor in the forward and reverse directions, and its control changes the driving force by PWM drive as shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B). The driving direction is reversed when the motor signal M1 is high and the motor signal M2 is HIGH.
The drive circuit may not be a PWM drive type but may be a circuit for controlling the applied voltage level or the applied current.
The power of the camera module of this embodiment is supplied from another part of the portable device. In addition, as a minimum configuration of the camera module, at least the
図11は、本第1の実施形態に係る撮像装置(カメラモジュール)のぶれ補正に関する処理フローである。 FIG. 11 is a processing flow related to blur correction of the imaging apparatus (camera module) according to the first embodiment.
角速度センサ15a,15bの出力をフィルタ処理(ST101)、増幅(ST102)、角速度信号をAD変換してぶれ信号データSIGBを得る(ST103)。さらに、ホール素子信号もAD変換して信号SIGHを得る(ST104)。
次式に示すように、SIGBに変換係数S2Hを掛け、SIGMを得る(ST105)。
The outputs of the
As shown in the following equation, SIGB is multiplied by conversion coefficient S2H to obtain SIGM (ST105).
SIGM=SIGB×S2H+CVAL SIGM = SIGB × S2H + CVAL
変換係数S2Hは角速度信号出力を補正光学系の位置を示すホール素子の出力相当に変換する係数でSIGMは補正光学系の目標位置となる。
また、CVALは補正部材の中立位置に相当するデ一夕で角速度信号がゼロの時に中立位置に制御される。
The conversion coefficient S2H is a coefficient for converting the angular velocity signal output to the output of the Hall element indicating the position of the correction optical system, and SIGM is the target position of the correction optical system.
The CVAL is controlled to the neutral position when the angular velocity signal is zero at the time corresponding to the neutral position of the correction member.
PID制御を行うため目標位置SIGMと現在位置SIGHから偏差SIGP1偏差の積分SIGI,偏差の微分SIGDを算出する(ST106)。
次式に示すように、算出した各値にそれぞれフィードバック係数Kp,Ki,Kdを乗じて、加算することによりSIGCを得る(ST107)。
In order to perform PID control, an integral SIGI of deviation SIGP1 and a differential SIGD of deviation are calculated from the target position SIGM and the current position SIGH (ST106).
As shown in the following equation, SIGC is obtained by multiplying the calculated values by feedback coefficients Kp, Ki, and Kd and adding them (ST107).
SIGC=Kp×SIGP+Ki×SIGI+Kd×SIGD SIGC = Kp × SIGP + Ki × SIGI + Kd × SIGD
SIGCは制御値であるが実際の駆動はPWM駆動で制御しているのでPWMのパルス幅に置き換え更にパルス周期をカウントするタイマ値に直接変換するために係数Kpwmを乗じPVを得る(ST108)。
PVをタイマに設定することにより所定のパルス幅でドライブが行われ(ST109)、制御装置に移動する。ステップ107の処理や各種定数は最適制御になるように決められる。
SIGC is a control value, but actual drive is controlled by PWM drive, so it is replaced with the pulse width of PWM and further multiplied by coefficient Kpwm to obtain a PV value for direct conversion to a timer value for counting the pulse period (ST108).
By setting PV in the timer, driving is performed with a predetermined pulse width (ST109), and the control device moves to the control device. The processing of step 107 and various constants are determined so as to achieve optimal control.
本フローは一例であり、他の手法でも勿論良い。
このフローを1ms毎に定期的に行い連続して補正し続け、発生したぶれをうち消すように補正光学系が駆動される。この周期はシステム要件において決められる。周期が短いほど補正能力は向上し周期が長くなると補正能力が低下する。
This flow is an example, and other methods may of course be used.
The correction optical system is driven so that this flow is periodically performed every 1 ms, continuously corrected, and the generated blur is eliminated. This period is determined by system requirements. The shorter the cycle, the better the correction capability, and the longer the cycle, the lower the correction capability.
次に、第2の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment will be described.
図12は、本発明に係る撮像装置の第2の実施形態を示す図である。
この撮像装置50は、図12に示すように、折り畳み式の携帯電話機(一部透視図)として構成されている。
FIG. 12 is a diagram showing a second embodiment of the imaging apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 12, the
この携帯電話機50は、図12に示すように、第1の筐体51と第2の筐体52を連結部53に折り畳み可能に連結した構成を有する。また、連結部53には折り畳み角度検出部54が配置されている。また、符号55はアンテナを示している。
As shown in FIG. 12, the
第1の筐体51には、第1の撮像部としての内蔵の第1カメラ部511、マイクロフォン512、ぶれ補正系等を含むデジタル信号処理回路(DSP)513、角速度センサ514a,514b、およびテンキーや撮影キー(シャッタボタン)等を含むキー操作部515が配置されている。
また、第2の筐体52には、第2の撮像部としての内蔵の第2カメラ部521、スピーカ522、および液晶等の表示パネル523が配置されている。
The
The
このように、本第2の実施形態においては、第1の筐体51には第1の撮像部である第1カメラモジュール511と、ぶれ検知センサである角速度センサ514a,514bとを設け、第2の筐体52には、第1の筐体51の第1カメラ部511と異なる方向を撮像可能な第2カメラ部521を配置している。
そして、DSP513に含まれるぶれ補正系においては、第1カメラ部511のぶれと、第2カメラ部521のぶれとを選択的に補正可能となっている。
As described above, in the second embodiment, the
In the shake correction system included in the
すなわち、本第2の実施形態にぶれ補正系は、第2カメラ部521で撮像する場合、第2カメラ部521の位置や向きによっては、第1カメラ部511で検出されたぶれに対する補正とは逆方向に補正する必要が生じる。第1カメラ部511のぶれ補正と第2カメラ部521のぶれ補正とを切り替えて補正(値を算出)可能である。
ここで、撮像する方向(光軸方向でも規定できる)が異なる場合とは、第1の筐体51または第2の筐体52が開閉、回転(開いた状態)、スライド(斜め)、スライド回転(閉じた状態)等する場合において多く存在する。
本実施形態のぶれ補正系は、ぶれ値により撮像部の位置を補正する補正値を算出する補正値算出回路を備えており、前述の補正算出回路により算出された補正値を基に第1および第2カメラ部の位置を補正するぶれ補正回路(25)でぶれを補正することが可能である。
In other words, in the second embodiment, when the second camera unit 521 captures an image with the camera shake correction system, depending on the position and orientation of the second camera unit 521, what is the correction for the camera shake detected by the
Here, the case where the imaging direction (which can be defined also in the optical axis direction) is different means that the
The shake correction system of the present embodiment includes a correction value calculation circuit that calculates a correction value for correcting the position of the imaging unit based on the shake value. The first and second correction values are calculated based on the correction values calculated by the correction calculation circuit described above. The shake correction circuit (25) that corrects the position of the second camera unit can correct the shake.
さらに、開閉・回転状態(角度)によっても補正させる方向が変わり、また、下記の通り補正すべき距離の算出も角度に応じて調整が必要である。
これに対応して、本実施形態のように、折り畳み式(開閉式)の場合、ぶれ検知センサと第2カメラ部521とが連結部53(ヒンジ)介してなす角を角度検出部54で検出するように構成されている。
ぶれ検知センサとしての角速度センサ514a,514bから連結部(ヒンジ部)54までの距離、第2カメラ部521から連結部(ヒンジ部)53までの距離を、角度検出部54の検出角度で調整するように構成されている。
また、検出角度により第2カメラ部521の補正方向が変わる。換言すれば、上記距離と角度により補正量(移動量)が変わる。
また、本実施形態においては、いずれか(双方)の筐体にシャッタボタンを配置する。ぶれはシャッタボタンを支点(中心)として生じる場合が多いからである。
本実施形態においては、使用するカメラ部からシャツタボタンまでの距離、ぶれ検出センサである角速度センサ514a,514bからシャッタボタンまでの距離、シャツタボタンからカメラ部とシャツタボタンからぶれ検出センサとのなす角度に応じて、上記と同様のぶれ補正値を調整する。
Furthermore, the correction direction changes depending on the open / close / rotation state (angle), and the calculation of the distance to be corrected as described below also requires adjustment according to the angle.
Correspondingly, in the case of the folding type (opening / closing type) as in the present embodiment, the angle detection unit 54 detects an angle formed by the shake detection sensor and the second camera unit 521 via the connection unit 53 (hinge). Is configured to do.
The distance from the angular velocity sensors 514a and 514b serving as shake detection sensors to the connecting portion (hinge portion) 54 and the distance from the second camera portion 521 to the connecting portion (hinge portion) 53 are adjusted by the detection angle of the angle detecting portion 54. It is configured as follows.
Further, the correction direction of the second camera unit 521 changes depending on the detection angle. In other words, the correction amount (movement amount) varies depending on the distance and angle.
In the present embodiment, shutter buttons are arranged in either (both) housings. This is because blurring often occurs with the shutter button as a fulcrum (center).
In the present embodiment, the distance from the camera unit to be used to the shot button, the distance from the angular velocity sensors 514a and 514b, which are shake detection sensors, to the shutter button, the camera unit from the shot button, and the shake detection sensor from the shot button. The blur correction value similar to the above is adjusted in accordance with the angle formed by.
また、本実施形態においては、角速度センサ514a,514bは第1カメラ部511の近傍に配置地されている。これは、第1カメラ部511のぶれ補正がより正確に行えるからである。
また、本実施形態においては、角速度センサ514a,514bが連結部(ヒンジ部)53に対して第1カメラ部511よりも離れた位置に配置することが望ましい。
これは、連結部(ヒンジ部)53付近より移動量(ぶれ)が大きいためぶれを検知しやすく、また、検知された検知値を基に補正量を演算した場合、誤差が少ない(吸収される)からである。
In the present embodiment, the angular velocity sensors 514a and 514b are arranged in the vicinity of the
In the present embodiment, it is desirable that the angular velocity sensors 514 a and 514 b be arranged at positions farther from the
This is because the amount of movement (blur) is larger than the vicinity of the connecting portion (hinge portion) 53, so that it is easy to detect the blur, and when the correction amount is calculated based on the detected detection value, the error is small (absorbed). )
以上の機能を有する携帯電話機50の構成をさらに具体的に説明する。
The configuration of the
図13(A),(B)は、カメラ部511,521の構成図で、撮影レンズ61、イメージセンサ62、イメージセンサ62のドライブ回路63、画像信号処理LSI64,ぶれ補正駆動回路65で構成している。
FIGS. 13A and 13B are configuration diagrams of the
本実施形態においては、図12に示すように、角速度センサ514a、514bを折り畳み構造のキー操作部515側に配置している。これは実装スペース上からこちら側に配置した場合である。角速度センサと内蔵カメラモジュールとの角度関係はヒンジ部53の角度で決まる。設計上最大に開く角度は存在するが、完全に折り畳まれた状態から最大開き角度の間のどこで止めるかはユーザの自由である。
In this embodiment, as shown in FIG. 12, the angular velocity sensors 514a and 514b are arranged on the
ヒンジの角度は連結部(ヒンジ部)53に取り付けられた角度検出用のブラシにて検出する。ブラシが抵抗パターンを摺動ずる事により発生電圧が変化するのでそれをAD変換して取り込む。機器の開き角度が検出できれば別の方法でも良い。たとえばMRセンサのような磁気パターンを検出する素子でも良いし、角度センサを内蔵モジュール側、操作部側にそれぞれ配置し、互いの検出角度の差をとっても良い。
検出した開き角度で、ぶれ検出用の角速度センサ514a,514bの検出値を補正する。
角速度センサ514は、図14の例のように、センサ長辺方向の軸aで回転する角速度に対して最大感度を持ち、軸bの回転には感度を持たない。
よって、図12に示すような角速度センサの配置だと角速度センサbの検出結果より角速度センサ514aの検出結果の方が第2カメラ部521に対して角度ずれが大きく、検出誤差の与える影響も大きい。
角速度センサ514bで検出した角速度VOは次式で第2カメラ部521の位置相当の角速度VOCに変換される。
The angle of the hinge is detected by an angle detection brush attached to the connecting portion (hinge portion) 53. Since the generated voltage changes as the brush slides on the resistance pattern, it is AD-converted and captured. Another method may be used as long as the opening angle of the device can be detected. For example, an element that detects a magnetic pattern such as an MR sensor may be used, or an angle sensor may be arranged on each of the built-in module side and the operation unit side to take a difference between the detection angles.
The detected values of the angular velocity sensors 514a and 514b for shake detection are corrected with the detected opening angle.
As in the example of FIG. 14, the
Therefore, with the arrangement of the angular velocity sensors as shown in FIG. 12, the angular deviation of the detection result of the angular velocity sensor 514a with respect to the second camera unit 521 is larger than the detection result of the angular velocity sensor b, and the influence of the detection error is larger. .
The angular velocity VO detected by the angular velocity sensor 514b is converted into an angular velocity VOC corresponding to the position of the second camera unit 521 by the following equation.
VOC=VO/SIN(θ−90°) 式1
VO:角速度センサ検出角速度
VOC:内蔵カメラモジュール位置相当角速度
θ:検出開き角度
VOC = VO / SIN (θ−90 °)
VO: Angular velocity sensor detected angular velocity
VOC: Built-in camera module position equivalent angular velocity
θ: Detection opening angle
この式1で判るように機器が平らになった場合は開き角度は180度であるから、角速度センサの検出した角速度を内蔵カメラモジュールで発生しているぶれとみなせる。機器が90度の角度で開いている場合、角速度センサ514bの出力結果はカメラ部のぶれを示さず、カメラ面での回転を示すだけとなる。
As can be seen from
さらに、開き角度が狭くなると式1の結果はマイナスの符号となり、角速度センサの信号出力とぶれの発生方向が逆転する。従って、この場合はぶれ補正部材の駆動方向を逆にする。完全に折り畳まれた場合は、θ=0となり式1のSIN(θ−90°)=一1であるので、角速度センサ検出量はそのままで、ぶれ方向は逆という制御になる。
Further, when the opening angle becomes narrower, the result of
本例では、角速度センサ514bがカメラ部との角度によって補正が必要になる例であって、もう−方のセンサが影響を受けるような配置である場合にはそちらのセンサ、あるいは両方のセンサを補正しなければならない配置もあり得る。 In this example, the angular velocity sensor 514b needs to be corrected depending on the angle with the camera unit. If the other sensor is arranged to be affected, the sensor or both of the sensors are replaced. There may be arrangements that must be corrected.
図15は、本第2の実施形態におけるぶれ補正の処理フローである。 FIG. 15 is a processing flow of blur correction in the second embodiment.
角速度センサの出力をフィルタ処理(ST120)、増幅(ST121)、角速度信号をAD変換してぶれ信号データSIGBを得る(ST122)。さらに、ホール素子信号もAD変換してSIGHを得る(ST123)。次に、連結部(ヒンジ部)53のブラシ電圧をAD変換し(ST124)、ブラシ電圧からヒンジ角度0を算出する(ST125)。 The output of the angular velocity sensor is filtered (ST120), amplified (ST121), and the angular velocity signal is AD converted to obtain blur signal data SIGB (ST122). Further, the Hall element signal is also AD-converted to obtain SIGH (ST123). Next, the brush voltage of the connecting portion (hinge portion) 53 is AD converted (ST124), and the hinge angle 0 is calculated from the brush voltage (ST125).
ヒンジ角度補正のためにSIGB/SIN(θ−90°)を計算し、SIGB2を得る(126)。
この時点でヒンジ角度に応じてSIGB2の符号はSIGBから変化する。
SIGB2に変換係数S2Hを掛けSIGMを得る(ST127)。変換係数はS2Hは角速度信号出力を補正光学系の位置を示すホール素子の出力相当に変換する係数でSIGMは補正光学系の目標位置となる。
SIGB / SIN (θ−90 °) is calculated for hinge angle correction, and SIGB2 is obtained (126).
At this time, the sign of SIGB2 changes from SIGB according to the hinge angle.
SIGB2 is multiplied by conversion coefficient S2H to obtain SIGM (ST127). The conversion coefficient S2H is a coefficient for converting the angular velocity signal output into a Hall element output corresponding to the position of the correction optical system, and SIGM is the target position of the correction optical system.
PID制御を行うため目標位置SIGMと現在位置SIGHから偏差SIGP1偏差の積分SIGI,偏差の微分SIGDを算出する(128)。
算出した各値にそれぞれフィードバック係数Kp,Ki,Kdを乗じて、加算することによりSIGCを得る(ST129)。
SIGCは制御値であるが実際の駆動はPWM駆動で制御しているのでPWMのパルス幅に置き換え更にパルス周期をカウントするタイマ値に直接変換するために係数Kpwmを乗じPVを得る(ST130)。
PVをタイマに設定することにより所定のパルス幅でドライブが行われ(ST131)、制御位置に移動する。
フィードバック制御については一例であり、第1の実施形態と同様に、PID制御等の自動制御の手法として種々の方法を採用可能である。
なお、ヒンジ角度の補正計算は実施例では角速度センサ出力に対して行ったが、最終的にぶれ補正部材までに補正されていれば良いので、ぶれ補正部材の移動量に補正計算を行っても良いし、また補正演算途中で行っても良い。
In order to perform PID control, an integral SIGI of deviation SIGP1 and a differential SIGD of deviation are calculated from the target position SIGM and the current position SIGH (128).
SIGC is obtained by multiplying the calculated values by feedback coefficients Kp, Ki, Kd and adding them (ST129).
SIGC is a control value, but the actual drive is controlled by PWM drive, so it is replaced with the PWM pulse width and further multiplied by a coefficient Kpwm to obtain a PV value for direct conversion to a timer value for counting the pulse period (ST130).
By setting PV in the timer, driving is performed with a predetermined pulse width (ST131), and the control position is moved.
The feedback control is an example, and various methods can be adopted as an automatic control method such as PID control as in the first embodiment.
Although the hinge angle correction calculation is performed on the angular velocity sensor output in the embodiment, it is sufficient that the correction is finally made up to the shake correction member. Therefore, even if the correction calculation is performed on the movement amount of the shake correction member. It may be good or may be performed during the correction calculation.
次に、第3の実施形態について説明する。 Next, a third embodiment will be described.
角速度センサによってはセンサの検出軸とカメラ部との角度に差がありすぎる場合に誤差が大きくて上記式1での補正が難しいものがある。
その場合は、正しくぶれ量が検出出来ない角度の範囲はぶれ補正装置の動作を停止させ、その状態を使用者に知らせるため表示をする。
Some angular velocity sensors have a large error when the angle between the detection axis of the sensor and the camera unit is too large, and correction by
In that case, the range of the angle where the amount of shake cannot be detected correctly is displayed to stop the operation of the shake correction device and inform the user of the state.
図16は、携帯電話機の表示パネル上にぶれ補正装置が停止していることを「ふれ補正停止中」と、ユーザに知らしている図である。このように文字で知らせる他、記号を用いても良い。 FIG. 16 is a diagram informing the user that “the shake correction is stopped” that the shake correction device is stopped on the display panel of the mobile phone. In addition to notifying in this way, symbols may be used.
図17は、本第3の実施形態のぶれ補正の処理フローである。
例としてヒンジ角が90°±45°の範囲が検出不能範囲としている。
FIG. 17 is a processing flow of blur correction according to the third embodiment.
As an example, the range where the hinge angle is 90 ° ± 45 ° is set as the undetectable range.
角速度センサの出力をフィルタ処理(ST220)、増幅(ST221)、角速度信号をAD変換してぶれ信号データSIGBを得る(ST222)。さらにホール素子信号もAD変換してSIGHを得る(ST223)。次に、連結部(ヒンジ部)53のブラシ電圧をAD変換し(ST224)、ブラシ電圧からヒンジ角度0を算出する(ST225)。 The output of the angular velocity sensor is filtered (ST220), amplified (ST221), and the angular velocity signal is AD converted to obtain blur signal data SIGB (ST222). Furthermore, the Hall element signal is also AD-converted to obtain SIGH (ST223). Next, the brush voltage of the connecting portion (hinge portion) 53 is AD converted (ST224), and the hinge angle 0 is calculated from the brush voltage (ST225).
ヒンジ角度が90°±45°内であるかを判定する(ST226)。90°±45°以内ならば角速度センサ出力を正しく補正出来ないのでSIGB=0、dispfg=1として処理ST229へ移行する(ST228)。dispfgはぶれ補正回路が補正動作を停止していることを示すフラグで、このフラグを基に表示が行われる。
処理ST229では角速度信号出力がゼロであるので、補正部材が中立位置で静止するように駆動量が算出される。ヒンジ角が90°±45°外である場合は上記式1の適用が可能であるからヒンジ角度補正のためにSIGB/SIN(θ−90°)を計算しSIGB2を得る(ST227)。この時点でヒンジ角度に応じてSIGB2の符号はSIGBから変化する。
SIGB2に変換係数S2Hを掛けCVALを加算しSIGMを得る(ST229)。SIGMは補正光学系の目標位置となる。
PID制御を行うため目標位置SIGMと現在位置SIGHから偏差SIGP、偏差の積分SIGI,偏差の微分SIGDを算出する(ST230)。
算出した各値にそれぞれフィードバック係数Kp,Ki,Kdを乗じて、加算することによりSIGCを得る(ST231)。
SIGCは制御値であるが実際の駆動はPWM駆動で制御しているのでPWMのパルス幅に置き換え更にパルス周期をカウントするタイマ値に直接変換するために係数Kpwmを乗じPVを得る(ST232)。
PVをタイマに設定することにより所定のパルス幅でドライブが行われ(ST233)、制御位置に移動する。各種定数は最適制御になるように決められるが、本第3の実施形態でも同様に、PID制御等の自動制御の手法として種々の方法を採用することが可能である。
It is determined whether the hinge angle is within 90 ° ± 45 ° (ST226). If it is within 90 ° ± 45 °, the angular velocity sensor output cannot be corrected correctly, so SIGB = 0 and dispfg = 1, and the process proceeds to processing ST229 (ST228). dispfg is a flag indicating that the shake correction circuit has stopped the correction operation, and display is performed based on this flag.
In process ST229, since the angular velocity signal output is zero, the driving amount is calculated so that the correction member stops at the neutral position. When the hinge angle is outside 90 ° ± 45 °, the
SIGB2 is multiplied by conversion coefficient S2H, and CVAL is added to obtain SIGM (ST229). SIGM is the target position of the correction optical system.
In order to perform PID control, the deviation SIGP, the deviation integral SIGI, and the deviation differential SIGD are calculated from the target position SIGM and the current position SIGH (ST230).
SIGC is obtained by multiplying the calculated values by feedback coefficients Kp, Ki, and Kd and adding them (ST231).
SIGC is a control value, but actual drive is controlled by PWM drive, so it is replaced with the pulse width of PWM and further multiplied by coefficient Kpwm to obtain a PV value for direct conversion to a timer value for counting the pulse period (ST232).
By setting PV in the timer, driving is performed with a predetermined pulse width (ST233), and the control position is moved. Various constants are determined so as to achieve optimum control. Similarly, in the third embodiment, various methods can be adopted as automatic control methods such as PID control.
また同様に、ヒンジ角度の補正計算は実施例では角速度センサ出力に対して行ったが、最終的にぶれ補正部材までに補正されていれば良いので、ぶれ補正部材の移動量に補正計算を行っても良いし、また補正演算途中で行っても良い。
このように本発明によれば、ぶれ検出と補正が確実に行われる。
Similarly, the hinge angle correction calculation is performed on the angular velocity sensor output in the embodiment. However, since it is sufficient that the correction is finally made up to the shake correction member, the correction calculation is performed on the movement amount of the shake correction member. Alternatively, it may be performed during the correction calculation.
As described above, according to the present invention, shake detection and correction are reliably performed.
50…携帯電話機、51…第1の筐体、511…第1カメラ部、512…マイクロフォン512、513ぶれ補正系等を含むデジタル信号処理回路(DSP)513、514a,514b…角速度センサ、515…キー操作部、52…第2の筐体、521…第2カメラ部、522…スピーカ、523…表示パネル、53…連結部、54…角度検出部、55…アンテナ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の筐体と連結部により連結され、当該連結部により前記第1の筐体に対して相対位置を可変可能な第2の筐体と、
前記第1の筐体に設けられ所定の撮影方向を有する第1の撮像部と、
前記第1の筐体に設けられたぶれ検知センサと、
前記第2の筐体に設けられ、前記所定の撮影方向とは異なる撮影方向で撮影可能な第2の撮像部と、
前記第1の筐体に設けられた前記第1の撮像部により撮影する場合には、前記第1の筐体に設けられた前記ぶれ検知センサにより撮影ぶれ補正を行い、前記第2の筐体に設けられた前記第2の撮像部により撮影する場合には、前記第1の筐体に設けられた前記ぶれ検知センサにより撮影ぶれ補正を行うぶれ補正手段と
を有する撮像装置。 A first housing;
A second casing that is connected to the first casing by a connecting portion, the relative position of the first casing being variable with respect to the first casing;
A first imaging unit provided in the first housing and having a predetermined shooting direction;
A shake detection sensor provided in the first housing;
A second imaging unit provided in the second casing and capable of photographing in a photographing direction different from the predetermined photographing direction;
When shooting is performed by the first imaging unit provided in the first casing, shooting blur correction is performed by the blur detection sensor provided in the first casing, and the second casing is corrected. An image pickup apparatus comprising: a shake correction unit that performs shooting shake correction by the shake detection sensor provided in the first housing when the second image pickup unit provided in the camera is used for shooting.
請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the blur detection sensor is disposed in the vicinity of the first imaging unit and detects information corresponding to a blur amount in at least a two-dimensional direction perpendicular to the predetermined imaging direction. .
請求項1に記載の撮像装置。 The blur detection sensor is disposed at a position away from the first imaging unit with respect to the connection unit, and detects information corresponding to a blur amount in at least a two-dimensional direction perpendicular to the predetermined direction. Item 2. The imaging device according to Item 1.
前記ぶれ補正手段は、前記相対位置検出手段により前記ぶれ検知センサの出力を補正して前記第2の撮像部による撮影ぶれを補正する
請求項1乃至3のいずれかに記載の撮像装置。 A relative position detecting means for detecting a relative positional relationship between the first casing and the second casing;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the blur correction unit corrects an imaging blur caused by the second imaging unit by correcting an output of the blur detection sensor by the relative position detection unit.
請求項4に記載の撮像装置。
The blur correction unit is configured to display information corresponding to the blur amount in the two-dimensional direction perpendicular to the predetermined shooting direction in the shooting direction of the second imaging unit based on the relative position information by the relative position detection unit. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the output of the shake detection sensor is corrected by converting the information into information corresponding to a shake amount in another two-dimensional direction perpendicular to the two.
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