JP2007036843A - Imaging apparatus with projection display function, and portable electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影した画像をスクリーン等に投影表示可能な投影表示機能付き撮像装置及びこの撮像装置を備えた携帯電子機器に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus with a projection display function capable of projecting and displaying a captured image on a screen or the like, and a portable electronic device including the imaging apparatus.
近年、撮像レンズ、及びこの撮影レンズにより結像された被写体像を撮像するイメージセンサなどからなるカメラモジュールが小型化及び低コスト化されている。これにより、パーソナルコンピュータ、電子手帳、携帯電話機等の携帯電子機器にカメラモジュールを組み込んで撮影機能を付加することが可能になった。その結果、特に携帯電話機にカメラモジュールを組み込んだカメラ付き携帯電話機が急速に普及している。 In recent years, a camera module including an imaging lens and an image sensor that captures a subject image formed by the photographing lens has been reduced in size and cost. As a result, it has become possible to add a photographing function by incorporating a camera module into a portable electronic device such as a personal computer, an electronic notebook, or a cellular phone. As a result, mobile phones with a camera in which a camera module is incorporated into a mobile phone are rapidly spreading.
カメラ付き携帯電話機で撮影された被写体像の画像データは、電話機本体内に設けられたフラッシュラム等に記録される。そして、撮影済みの画像は、携帯電話機の動作モードが撮影済みの画像を表示させる再生モードに切り替ることで、液晶モニタ等の表示モニタに表示することができる。これにより、ユーザは撮影した画像をその場で確認することができる。 Image data of a subject image taken with a camera-equipped mobile phone is recorded in a flash ram or the like provided in the phone body. Then, the captured image can be displayed on a display monitor such as a liquid crystal monitor by switching the operation mode of the mobile phone to a reproduction mode in which the captured image is displayed. Thereby, the user can confirm the photographed image on the spot.
しかしながら、カメラ付き携帯電話機に設けられている液晶モニタは、小型であるため画像の確認がしにくいという問題がある。また、周りいる友人や家族に自分が撮影した画像を見せる場合でも、液晶モニタの表示面を相手に向けたり、携帯電話機を相手に渡したりする必要があるので非常に手間が掛かってしまう。 However, since the liquid crystal monitor provided in the camera-equipped mobile phone is small, there is a problem that it is difficult to confirm an image. Also, even when showing images taken by a friend or family member in the vicinity, it is necessary to point the display surface of the liquid crystal monitor to the other party or to pass the mobile phone to the other party, which is very troublesome.
これを解決するため、特許文献1に記載されているように、撮像済みの画像をスクリーン等に投影表示可能な投影表示機能一体型カメラモジュールがよく知られている。投影表示機能一体型カメラモジュールは、従来のカメラモジュールに照明を照射する光源、読み出した画像データに応じて照明光を画像光に変調する液晶ライトバルブが付加されている。また、このカメラモジュールには、撮影レンズを投影レンズとして兼用可能にするためにミラーも付加されている。ミラーは、撮影レンズによりイメージセンサに被写体像を結像させる撮影位置、液晶ライトバルブで変調された画像光を撮影レンズに入射させて投影表示を行う投影表示位置に変位可能となっている。
In order to solve this problem, as described in
このような投影表示機能一体型カメラモジュールを携帯電話機に組み込むことで、携帯電話機を手持ち可能な手持ち式プロジェクタとして使用することができる。これにより、撮影済み画像をスクリーン等に投影表示することができるため、ユーザは画像の確認を容易に行うことができる。また、周りいる友人や家族にも同時に画像を見せることができる。
ところで、投影表示機能を備えたカメラ付き携帯電話機による投影表示は、ユーザが携帯電話機を手で持った状態で行われる。この際に、手振れ等による振動が発生すると、スクリーン等に投影表示された投影像も振れてしまうので見にくくなってしまう。カメラ付き携帯電話機で撮影を行う際に手振れ補正を行って、振れのない鮮明な画像を取得する方法については多数開示されているが、投影表示機能を備えたカメラ付き携帯電話機のような投影表示が可能なもので、撮影時の手振れ補正と投影表示時の手振れ補正とを両方行う方法については開示されていない。 By the way, projection display by a camera-equipped cellular phone having a projection display function is performed with the user holding the cellular phone in hand. At this time, if vibration due to camera shake or the like is generated, the projected image projected and displayed on the screen or the like is also shaken, which makes it difficult to see. Although many methods have been disclosed for performing camera shake correction to obtain a clear image without shaking when shooting with a camera-equipped mobile phone, projection display such as a camera-equipped mobile phone with a projection display function has been disclosed. However, there is no disclosure of a method for performing both camera shake correction during shooting and camera shake correction during projection display.
本発明は上記問題を解決するためのものであり、撮影機能と投影表示機能とを有し、手振れが発生してもイメージセンサに結像される被写体像の振れや、投影像の振れを補正可能な投影表示機能付き撮像装置及びこの撮像装置を備えた携帯電子機器を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-described problems, and has a photographing function and a projection display function, and corrects a shake of a subject image formed on an image sensor and a shake of a projection image even if a hand shake occurs. An object of the present invention is to provide an imaging device with a projection display function and a portable electronic device including the imaging device.
本発明の投影表示機能付き撮像装置は、光学系により結像された被写体像を撮像して撮像信号を出力するイメージセンサと、前記出力された撮像信号を信号処理した画像データを記憶する記憶手段と、光源より照明光が照射され、前記記憶手段より読み出された前記画像データに応じて前記照明光を画像光に変調する光変調ユニットと、前記光学系により前記イメージセンサに前記被写体像が結像される撮影状態、及び前記変調された前記画像光が前記光学系に入射して被投影体に投影像が投影表示される投影状態に切替可能な切替手段と、少なくとも前記イメージセンサ及び前記光変調ユニットを収納する筐体に対して、外部から与えられた振れの方向及び量を検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段の検出結果に基づき、前記撮影状態時には前記被写体像の振れを補正するとともに、前記投影状態時には前記投影像の振れを補正する振れ補正手段とを備えることを特徴とする。 An image pickup apparatus with a projection display function according to the present invention includes an image sensor that picks up a subject image formed by an optical system and outputs an image pickup signal, and a storage unit that stores image data obtained by performing signal processing on the output image pickup signal. And a light modulation unit that irradiates illumination light from a light source and modulates the illumination light into image light according to the image data read from the storage means, and the subject image is applied to the image sensor by the optical system. A switching unit capable of switching to an imaging state in which an image is formed, and a projection state in which the modulated image light is incident on the optical system and a projection image is projected and displayed on a projection target; at least the image sensor and the Based on the detection result of the shake detection means and the shake detection means for detecting the direction and amount of shake given from the outside with respect to the housing that houses the light modulation unit, Sometimes with correcting the shake of the object image, wherein at the time of projection state, characterized in that it comprises a stabilization means for correcting a shake of the projected image.
また、前記光学系の光軸に対して垂直な平面を有し、前記平面上に前記イメージセンサ及び前記光変調ユニットを保持する保持部材を備えることが好ましい。また、前記切替手段は、前記光学系及び前記保持部材のいずれか一方を、前記光学系により前記イメージセンサに前記被写体像が結像される撮影位置、及び前記光変調ユニットで変調された前記画像光が前記光学系に入射して投影される投影位置に変位可能な変位機構であることが好ましい。 Further, it is preferable that a holding member that has a plane perpendicular to the optical axis of the optical system and holds the image sensor and the light modulation unit on the plane is provided. In addition, the switching unit includes either the optical system or the holding member, a shooting position where the subject image is formed on the image sensor by the optical system, and the image modulated by the light modulation unit. It is preferable that the displacement mechanism be capable of being displaced to a projection position where light is incident on the optical system and projected.
また、前記変位機構は、前記光学系及び前記保持部材のいずれか一方を、前記光軸に対して垂直な方向にスライド移動させることが好ましい。また、前記変位機構は、前記光学系及び前記保持部材の少なくともいずれか一方を、前記光軸に対して平行な方向に延びた回転軸を中心として回転させることが好ましい。 Further, it is preferable that the displacement mechanism slides either one of the optical system and the holding member in a direction perpendicular to the optical axis. The displacement mechanism preferably rotates at least one of the optical system and the holding member around a rotation axis extending in a direction parallel to the optical axis.
また、前記光学系及び前記保持部材のいずれか一方が前記投影位置に変位されたときに、前記イメージセンサに被写体像を結像させる補助光学系を設け、前記振れ検出手段は、前記撮影状態時には前記光学系により前記イメージセンサに結像された被写体像の振れより前記振れの方向及び量を検出するとともに、前記投影状態時には前記補助光学系により前記イメージセンサに結像された被写体像の振れより前記振れの方向及び量を検出することが好ましい。 In addition, an auxiliary optical system for forming a subject image on the image sensor when any one of the optical system and the holding member is displaced to the projection position is provided, and the shake detection unit is configured to be in the shooting state. The direction and amount of the shake are detected from the shake of the subject image formed on the image sensor by the optical system, and from the shake of the subject image formed on the image sensor by the auxiliary optical system in the projection state. It is preferable to detect the direction and amount of the shake.
また、前記振れ補正手段は、前記光学系の少なくとも一部をなす補正光学系と、前記補正光学系を変位させて前記光学系の光軸を偏向させる補正光学系変位機構と、前記振れ検出手段の検出結果に基づき、前記被写体像または前記投影像の振れが補正されるように、前記補正光学系を変位させる方向及び量を算出する補正算出手段と、前記振れ補正算出手段の算出結果に基づき、前記補正光学系が変位されるように前記補正光学系変位機構を駆動する補正光学系変位制御手段とからなることが好ましい。 The shake correction unit includes a correction optical system that forms at least a part of the optical system, a correction optical system displacement mechanism that deflects the optical axis of the optical system by displacing the correction optical system, and the shake detection unit. Based on the detection result of the correction, the correction calculation means for calculating the direction and amount of displacement of the correction optical system so that the shake of the subject image or the projection image is corrected, and the calculation result of the shake correction calculation means Preferably, the correction optical system displacement control means drives the correction optical system displacement mechanism so that the correction optical system is displaced.
また、前記振れ補正手段は、前記イメージセンサ及び光変調ユニットを保持した前記保持部材を変位させる補正用保持部材変位機構と、前記振れ検出手段の検出結果に基づき、前記撮影状態時には前記被写体像の振れが補正されるように前記イメージセンサを変位させる方向及び量を算出するとともに、前記投影状態時には前記投影像の振れが補正されるように前記光変調ユニットを変位させる方向及び量を算出する補正算出手段と、前記補正算出手段の算出結果に基づき、前記保持部材が移動されるように前記補正用保持部材変位機構の駆動を制御する保持部材変位制御機構とからなることが好ましい。 Further, the shake correction means is based on a detection holding member displacement mechanism for displacing the holding member holding the image sensor and the light modulation unit, and a detection result of the shake detection means. Correction for calculating the direction and amount for displacing the image sensor so that shake is corrected, and for calculating the direction and amount for displacing the light modulation unit so that shake of the projected image is corrected in the projection state It is preferable to include a calculation unit and a holding member displacement control mechanism that controls driving of the correction holding member displacement mechanism so that the holding member is moved based on a calculation result of the correction calculation unit.
また、前記イメージセンサは、前記撮像信号を出力する実有効画素領域よりも大きな有効画素領域を備えるとともに、前記光変調ユニットは、前記照明光を前記画像光に変調する実有効変調領域よりも大きな有効変調領域を備え、前記振れ補正手段は、前記振れ検出手段の検出結果に基づき、前記撮影状態時に前記被写体像の振れが補正されるように前記有効画素領域内で前記実有効画素領域を移動させる画素領域移動手段と、前記投影状態時に前記投影像の振れが補正されるように前記有効変調領域内で前記実有効変調領域を移動させる変調領域移動手段とからなることが好ましい。 The image sensor includes an effective pixel area larger than an actual effective pixel area that outputs the imaging signal, and the light modulation unit is larger than an actual effective modulation area that modulates the illumination light into the image light. An effective modulation area is provided, and the shake correction unit moves the actual effective pixel area within the effective pixel area so that shake of the subject image is corrected in the shooting state based on a detection result of the shake detection unit. Preferably, the image forming apparatus includes: a pixel area moving unit that moves the image area; and a modulation area moving unit that moves the actual effective modulation area within the effective modulation area so that a shake of the projected image is corrected in the projection state.
また、本発明の携帯電子機器は、請求項1ないし9記載の投影表示機能付き撮像装置を備えることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a portable electronic device comprising the imaging device with a projection display function according to any one of
本発明の投影表示機能付き撮像装置は、光学系により結像された被写体像を撮像するイメージセンサと、撮像された被写体像の画像データを記憶する記憶手段と、前記画像データ応じて照明光を画像光に変調する光変調ユニットと、前記光学系により前記イメージセンサに前記被写体像が結像される撮影状態、及び前記画像光が前記光学系に入射して投影像が投影表示される投影状態に切替可能な切替手段と、外部から与えられた振れを検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段の検出結果に基づき、前記撮影状態時には前記被写体像の振れを補正するとともに、前記投影状態時には前記投影像の振れを補正する振れ補正手段とを備えるようにしたので、手振れが発生しても、撮影時には振れのない良好な被写体像が得られ、投影表示時にはスクリーン等の被投影体に投影表示される投影像が振れて見にくくなるおそれがなくなる。 An imaging apparatus with a projection display function of the present invention includes an image sensor that captures a subject image formed by an optical system, storage means that stores image data of the captured subject image, and illumination light in accordance with the image data. A light modulation unit that modulates image light; a shooting state in which the subject image is formed on the image sensor by the optical system; and a projection state in which the image light is incident on the optical system and a projection image is projected and displayed. Based on the detection result of the shake detecting means, the shake detecting means for detecting shake given from the outside, and correcting the shake of the subject image in the photographing state and in the projecting state. And a shake correction unit that corrects the shake of the projected image, so that even if a shake occurs, a good subject image without shake can be obtained at the time of shooting. Possibility that image projected displayed on the projection target object such as a screen is difficult to see swings is eliminated.
また、本発明の携帯電子機器は、請求項1ないし9いずれか1項記載の投影表示機能付き撮像装置を備えるようにしたので、同様にして撮影時には振れのない良好な被写体像が得られ、投影表示時には振れのない投影像が投影表示される。
In addition, since the portable electronic device of the present invention is provided with the imaging device with a projection display function according to any one of
図1は、本発明を実施した撮影及び投影表示機能付き携帯電話機(以下、単に携帯電話機という)10の構成の概略図である。携帯電話機10は、ヒンジ部11により折り畳み自在に連結された受話部12と送話部13とからなる電話部14と、受話部12内に組み込まれている投影表示機能一体型カメラモジュール(以下、単にカメラモジュールという)15とから構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration of a mobile phone (hereinafter simply referred to as a mobile phone) 10 with photographing and projection display functions according to the present invention. The
受話部12の内面側には、液晶表示モニタ(以下、単に表示モニタという)20と、受話スピーカー21とが設けられている。送話部13の内面側には送話マイク23、操作部24が設けられている。
A liquid crystal display monitor (hereinafter simply referred to as a display monitor) 20 and a
操作部24は、電源のON・OFFを行う電源ボタン、送話時のダイヤル操作を行うためのダイヤルボタン、撮影時に操作されるシャッタボタンやズームボタン、携帯電話機10の動作モードを切り替えるモード切替ボタン等からなる。モード切替ボタンは、携帯電話機の動作モードを、通話を行う通話モード、撮影を行う撮影モード、撮影済みの画像を表示モニタ20に表示する再生モード、撮影済みの画像を投影表示する投影表示モードに切り替える。
The
図2は、本発明を実施したカメラモジュール15の斜視図である。このカメラモジュール15は、撮影機能及び投影表示機能を備えたものであり、ズームレンズ鏡筒30、撮影及び投影兼用レンズ(以下、兼用レンズという)31、保持板32、CCDイメージセンサ(以下、単にイメージセンサという)33、光源34、液晶ライトバルブ35、シフト機構36、振れ補正機構37、振れ検出センサ38等から構成される。
FIG. 2 is a perspective view of the
ズームレンズ鏡筒30には、被写体と対向する前面(図中上面)に透明な保護板40で覆われた開口が形成されており、その内部に兼用レンズ31が組み込まれる。兼用レンズ31は、詳しくは後述するが撮影と投影との両方に使用される。この兼用レンズ31は、第1レンズ群42と、本発明の補正光学系に相当する第2レンズ群43とから構成される。第1レンズ群42は、図示しないレンズ駆動機構により光軸OAに対して平行な方向にスライド移動される。これにより、ズーム倍率を広角側、望遠側に変化させることができる。第2レンズ群43は、後述する振れ補正機構37により保持され、その位置が光軸OAに対して垂直な方向に変位される。
In the
保持板32は、ズームレンズ鏡筒30の背面側に配置されている。この保持板32は、光軸OAに対して垂直な平面を有しており、その前面にイメージセンサ33と液晶ライトバルブ35とが所定間隔をあけて並べて設けられている。また、保持板32の液晶ライトバルブ35の底面と対向する位置には貫通穴45(図3参照)が形成されている。そして、貫通穴45のもう一方の開口部を塞ぐように、保持板32の背面に光源34が設けられている。
The holding
イメージセンサ33は、多数のフォトダイオードがマトリックス状に配置された受光面33aを備え、第1及び第2レンズ群42,43により受光面33aに結像された被写体像を撮像する。このイメージセンサ33は、図示しないイメージセンサドライバにより駆動され、ドライバより出力された垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を1ラインずつ撮像信号として出力する。
The
イメージセンサ33から出力された撮像信号は、図示しないアンプ及びA/D変換処理回路により画像処理前の原画像データに生成される。この原画像データは、画像処理回路47(図3参照)に入力され、マトリックス演算処理、ホワイトバランス調節、ガンマ補正などの各種画像処理が施される。画像処理済みの画像データは、図示しないフレームメモリに一時的に記憶される。表示モニタ20には、フレームメモリに記憶された画像データがスルー画として表示される。操作部24のシャッタボタン(図示せず)が全押しされると、記憶された画像データは、圧縮処理が施された後に携帯電話機10内に設けられたフラッシュラム等の記録メモリ48(図3参照)に記録される。
The imaging signal output from the
光源34は、貫通穴45(図3参照)を介して白色光からなる照明光を液晶ライトバルブ35に照射する。この光源34としては、例えば白色LED(発光ダイオード)をマトリクス状に配置したものや、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が用いられる。
The
液晶ライトバルブ35としては、本実施形態では透過型のカラー液晶パネル50(アクティブマトリクス方式の液晶パネル)からなるものが用いられる。投影表示モード時にカラー液晶パネル50は、その各液晶素子がユーザにより選択された画像の画像データに応じて駆動される。これにより、光源34より照射された照明光がカラー液晶パネル50を透過して画像光に変調される。変調された画像光は、第1及び第2レンズ群42,43により投影表示される。
In the present embodiment, the liquid crystal
兼用レンズ31(第1及び第2レンズ群42,43)によるイメージセンサ33への被写体像の結像と、液晶ライトバルブ35より変調された画像光の投影とは、本発明の変位機構に相当するシフト機構36により切り替えられる。シフト機構36は、カムやアクチュエータ等からなり、保持板32を光軸OAに対して垂直で、且つイメージセンサ33と液晶ライトバルブ35とを結ぶ直線に対して平行な方向(以下、X方向という)にスライド移動させる。このシフト機構36は、兼用レンズ31によりイメージセンサ33に被写体像が結像される撮影位置(図3参照)と、液晶ライトバルブ35により変調された画像光が兼用レンズ31に入射される投影表示位置(図4参照)とに保持板32をスライド移動させる。
The formation of the subject image on the
携帯電話機10の動作モードが、通話モード、撮影モード、再生モードになっているときは、保持板32は撮影位置にある。そして、ユーザが操作部24を操作して動作モードを投影表示にモードに切り替えると、シフト機構36により保持板32は投影表示位置に移動される。これにより、兼用レンズ31に画像光が入射して、兼用レンズ31により投影像が投影表示される。
When the operation mode of the
携帯電話機10による撮影、及び撮影済みの画像の投影表示は、ユーザが携帯電話機10を手で持った状態で行われる。従って、振れ補正機構37は、手振れによる振動で撮影した画像がボケたり、投影像が振れたりするのを防止する。この振れ補正機構37は、上述の第2レンズ群43を光軸OAに対して垂直な平面内で移動させることで、光軸OAを偏向させる所謂光学式振れ補正を行う。
The photographing by the
振れ補正機構37は、第2レンズ群43を支持する第1レンズ支持板52と、第1レンズ支持板52を支持する第2レンズ支持板53と、第2レンズ支持板53を支持する第3レンズ支持板54とを備えている。第2レンズ支持板53と第3レンズ支持板54との前面には、それぞれ圧電素子からなるアクチュエータ56,57が設けられている。第1レンズ支持板52には、アクチュエータ56の駆動ロッド56aが取り付けられている。また、第2レンズ支持板53には、アクチュエータ57の駆動ロッド57aが取り付けられている。
The
アクチュエータ56,57は、アクチュエータ制御ドライバ(図3参照)59により制御されて伸張又は圧縮変形し、駆動ロッド56a,57aを直線状に変位させる。アクチュエータ56は、第1レンズ支持板52を図中X方向と直交するY方向に移動させる。また、アクチュエータ57は、第2レンズ支持板53及び第1レンズ支持板52を一体にX方向に移動させる。これにより、手振れの方向及び量に応じて光軸OAが偏向されるように、第2レンズ群43を光軸OAに対して垂直な方向に移動させることができる。
The
携帯電話機10に加えられる手振れの方向及び量は、第3レンズ支持板54の背面に設けられた振れ検出センサ38により検出される。振れ検出センサ38は、携帯電話機10のX方向の振れを検出するX方向加速度センサ38aとY方向の振れを検出するY方向加速度センサ38bとから構成される。なお、手振れ検出センサ38を設ける位置は第3レンズ支持板54の背面に限定はされず、携帯電話機10内の任意の場所に設けられていてもよい。また、振れ検出センサ38として、加速度センサ38a,38bを用いる代わりに、例えば角速度センサ等を用いるようにしてもよい。振れ検出センサ38は、携帯電話機10に加えられた振れを検出し、図3に示すように検出された振れの方向と大きさを示す振れ検出信号を制御部60に入力する。
The direction and amount of camera shake applied to the
制御部60は、操作部24の各種ボタンからの入力操作に応答して、携帯電話機10の各部の動作を制御する。この制御部60には、表示モニタ20、操作部24、シフト機構36、振れ検出センサ38、記録メモリ48、画像処理回路47、アクチュエータ制御ドライバ59、振れ補正算出回路62の他に、図示は省略するがイメージセンサ33の駆動を制御するイメージセンサドライバ、液晶ライトバルブ35(カラー液晶パネル50)の駆動を制御するライトバルブドライバ等が接続されている。
The
振れ補正算出回路62は、撮影モード時に手振れが発生したら、手振れ検出センサ38からの振れ検出信号に基づきイメージセンサ33に結像される被写体像の振れが補正されるように、上述の第2レンズ群43を移動させる移動方向及び量を算出する。具体的には、手振れによる振れ方向及び量と、被写体像の振れを補正するのに必要な第2レンズ群43の移動方向及び量とを関連付けた第1LUT62aを予め求めておく。そして、振れ補正算出回路62は、振れ検出信号が制御部60に入力されたら第1LUT62aを参照して、第2レンズ群43の移動方向及び量を算出する。
When the camera shake occurs in the shooting mode, the camera shake
アクチュエータ制御ドライバ59は、振れ補正算出回路62による算出結果に基づき、アクチュエータ56,57を駆動して第2レンズ群43を移動させる。これにより、被写体64を撮影する際に手振れが発生しても、振れのない良好な被写体像が得られる。被写体像の画像データは、上述したように画像処理、圧縮処理された後、記録メモリ48に記録される。
The
操作部24の入力操作により携帯電話機10の動作モードが投影表示モードに切り替わると、図4に示すように、シフト機構36により保持板32が撮影位置から投影表示位置に移動される。また、これと同時に記録メモリ48に記録された撮影済みの画像の画像リスト(図示せず)が表示モニタ20に表示される。そして、この画像リストの中からユーザが投影表示する画像を選択すると、選択された画像の画像データが記録メモリ48から読み込まれ、画像データに応じて液晶ライトバルブ35のカラー液晶パネル50が駆動される。次いで、光源34から照明光が液晶ライトバルブ35に照射され、照射された照明光は液晶ライトバルブ35により画像光に変調される。変調された画像光は兼用レンズ31によってスクリーン66に投影され、スクリーン66に投影像67が投影表示される。
When the operation mode of the
振れ補正算出回路62は、手振れ検出センサ38からの振れ検出信号に基づき、手振れによる投影像67の振れが補正されるように、第2レンズ群43を移動させる移動方向及び量を算出する。具体的には撮影モード時と同様に、手振れによる振れ方向及び量と、投影像67の振れを補正するのに必要な第2レンズ群43の移動方向及び量とを関連付けた第2LUT62bを予め求めておく。そして、振れ補正算出回路62は、制御部60に入力された振れ検出信号に基づき、第2LUT62bを参照して第2レンズ群43の移動方向及び量を算出する。アクチュエータ制御ドライバ59は、移動方向及び量の算出結果に基づき、アクチュエータ56,57を駆動して第2レンズ群43を移動させる。これにより、投影表示中に手振れが発生しても、スクリーン66に投影表示される投影像67が振れるおそれはない。
Based on the shake detection signal from the
次に、本発明の携帯電話機10の作用について説明する。携帯電話機10を用いて撮影を行う時には、ユーザは折り畳まれている受話部12と送話部13を展開した後、操作部24のモード切替ボタンを操作して携帯電話機10の動作モードを撮影モードに切り替える。制御部60は、保持板32が投影表示位置にあるときは、シフト機構36を駆動して保持板32を撮影位置にスライド移動させる。次いで、制御部60は図示しないイメージセンサドライバを介してイメージセンサ33を駆動して、兼用レンズ31によりイメージセンサ33に結像された被写体像の撮像を開始する。これにより、イメージセンサ33から撮像信号が出力される。
Next, the operation of the
イメージセンサ33から出力された撮像信号は、原画像データに生成された後、画像処理回路47で各種画像処理が施される。画像処理済みの画像データは、図示しないフレームメモリに一時的に記憶される。表示モニタ20には、フレームメモリに記憶された画像データに基づきスルー画が表示される。ユーザは、スルー画を見ながら撮影する画像のフレーミングを行う。そして、操作部24のシャッタボタン(図示せず)が全押しされると、フレームメモリに記憶された画像データは、圧縮処理が施された後に記録メモリ48に記録される。
The imaging signal output from the
操作部24のシャッタボタンの全押し操作時に手振れが生じた場合、振れ検出センサ38は携帯電話機10に加えられた振れを検出し、振れの方向と大きさを示す振れ検出信号を制御部60に入力する。振れ補正算出回路62は、制御部60に入力された振れ検出信号に基づき、第1LUT62aを参照して第2レンズ群43の移動方向及び量を算出する。そして、この算出結果に基づきアクチュエータ制御ドライバ59は、アクチュエータ56,57を駆動して第2レンズ群43を移動させる。これにより、被写体64を撮影する際に手振れが発生しても、振れのない良好な被写体像が得られる(図2及び図3参照)。
When camera shake occurs when the shutter button of the
次いで、撮影済みの画像を投影表示する場合には、ユーザは操作部24のモード切替ボタンを操作して、携帯電話機10の動作モードを投影表示モードに切り替える。動作モードが投影表示モードに切り替えられたら、制御部60はシフト機構36を駆動して、保持板32を投影表示位置にスライド移動させる。また、これと同時に制御部60は、記録メモリ48に記録された撮影済みの画像の画像リスト(図示せず)を表示モニタ20に表示させる。
Next, when the captured image is projected and displayed, the user operates the mode switching button of the
ユーザが画像リストの中から投影表示する画像を選択すると、図示しないライトバルブドライバは、選択された画像の画像データを記録メモリ48から読み出して、画像データに応じて液晶ライトバルブ35のカラー液晶パネル50を駆動する。次いで、制御部60は、光源34を制御して液晶ライトバルブ35に照明光を照射させる。照射された照明光は、液晶ライトバルブ35により画像光に変調される。変調された画像光は兼用レンズ31によってスクリーン66に投影され、スクリーン66に投影像67が投影表示される(図4参照)。
When the user selects an image to be projected and displayed from the image list, a light valve driver (not shown) reads out the image data of the selected image from the
この投影表示中に手振れが発生した場合に、手振れ検出センサ38は携帯電話機10に加えられた振れを検出し、振れの方向と大きさを示す振れ検出信号を制御部60に入力する。振れ補正算出回路62は、制御部60に入力された振れ検出信号に基づき、第2LUT62bを参照して第2レンズ群43の移動方向及び量を算出する。そして、この算出結果に基づきアクチュエータ制御ドライバ59は、アクチュエータ56,57を駆動して第2レンズ群43を移動させる。これにより、手振れが発生しても、スクリーン66に投影表示される投影像67が振れるおそれはなくなる。
When a hand shake occurs during the projection display, the hand
以上のように本実施形態では、撮影時と投影表示時とに手振れが発生しても、手振れ検出センサ38により携帯電話機10に加えられた振れの方向と大きさとを検出し、その検出結果に基づいて振れ補正機構37を駆動するようにしたので、撮影時には振れのない良好な被写体像が得られる。また、投影表示時にはスクリーン66に投影表示される投影像67が振れて見にくくなるおそれがなくなる。
As described above, in this embodiment, even if camera shake occurs during shooting and projection display, the camera
なお、上記実施形態では、振れ検出センサ38を用いて携帯電話機10に加えられた振れを検出し、その検出結果に基づいて振れ補正機構37を駆動して第2レンズ群43を移動させる所謂光学式手振れ補正を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、イメージセンサ33に結像された被写体像の振れより携帯電話機10に加えられた振れの方向及び量を検出し、その検出結果に基づきイメージセンサ33及びカラー液晶パネル50を制御して電子式振れ補正を行うようにしてもよい。以下、図5及び図6を用いて、本発明の第2の実施形態の投影表示機能一体型カメラモジュール(カメラモジュール)70についての説明を行う。ここで、カメラモジュール15と同一の部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
In the above embodiment, the
携帯電話機70には、上述の振れ検出センサ38の代わりに振れ検出回路72と補助光学系73とが設けられているとともに、上述の振れ補正機構37及び振れ補正算出回路62の代わりに振れ補正制御回路74が設けられている。
The
振れ検出回路72は、例えば周知の代表点マッチング方法を用いてイメージセンサ33に結像される被写体像の振れを検出することで、携帯電話機70に加えられた振れの方向及び量を検出する。具体的には振れ検出回路72は、図示しないフレームメモリに一時的に記録される画像処理済みの画像データ等に基づき、現フレームの画像を複数の検出領域に分割して、各検出領域ごとに代表点を決定する。そして、振れ検出回路72は、フレームメモリに次フレームの画像データが記録されたら、各検出領域ごとに現フレームの各代表点が次フレームのどこに移動したかを比較することで、イメージセンサ33に結像される被写体像の振れを検出する。なお、被写体像の振れを検出可能であれば、代表点マッチング方法の代わりにブロックマッチング方法等の各種検出方法を用いてもよい。
The
振れ検出回路72は、撮影モード時には兼用レンズ31によりイメージセンサ33に結像される被写体像の振れに基づき、携帯電話機10に加えられた振れの方向及び量を検出する(図5参照)。そして、振れ検出回路72は、投影表示モード時には補助光学系73によりイメージセンサ33に結像される被写体像の振れに基づき、携帯電話機10に加えられた振れの方向及び量を検出する(図6参照)。
The
補助光学系73は、保持板32が投影表示位置にあるときにイメージセンサ33に被写体像を結像させるためのものであり、補助レンズ群76、及びこのレンズ群76が組み込まれるレンズ鏡筒77とからなる。レンズ鏡筒77は、保持部材78によりズームレンズ鏡筒30に取り付けられている。保持部材78は、保持板32が投影表示位置にあるときに、補助レンズ群76よりイメージセンサ33に被写体像が結像可能な位置にレンズ鏡筒77を保持している。補助光学系73を設けることで、投影表示モード時にもイメージセンサ33に被写体像を結像させて、振れ検出回路72により携帯電話機70に加えられた振れの方向及び量を検出することができる。
The auxiliary optical system 73 is for forming a subject image on the
振れ補正制御回路74は、画素領域移動回路80と変調領域移動回路81とからなる。画素領域移動回路80は、撮像信号が出力されるイメージセンサ33の受光面33aの実有効画素領域を移動させる。ここで、イメージセンサ33の受光面33aは、撮像信号を出力する実有効画素領域よりも大きな有効画素領域を有している。従って、この有効画像領域内で実有効画素領域を移動させることで、イメージセンサ33に結像された被写体像の振れを補正することができる。
The shake
画素領域移動回路80は、撮影モード時に振れ検出回路72による検出結果に基づき、イメージセンサ33に結像される被写体像の振れが補正されるように、実有効画素領域を移動させる移動方向及び量を算出する。なお、この場合も手振れによる振れ方向及び量と、実有効画素領域の移動方向及び量とを関連付けたLUTを予め求めておくことが好ましい。そして、画素領域移動回路80は、算出された結果に基づきイメージセンサドライバ(図示せず)を駆動して、実有効画素領域を移動させる。これにより、手振れが発生しても振れのない良好な被写体像が得られる(図5参照)。
The pixel
変調領域移動回路81は、液晶ライトバルブ35のカラー液晶パネル50の実有効変調領域を移動させる。このカラー液晶パネル50も、投影用の実有効変調領域よりも大きな有効変調領域を有している。従って、投影表示モード時に変調領域移動回路81は、振れ検出回路72による検出結果に基づき、スクリーン66に投影表示される投影像67の振れが補正されるように、実有効変調領域を移動させる方向及び量を算出する。この場合も手振れによる振れ方向及び量と、実有効変調領域の移動方向及び量とを関連付けたLUTを予め求めておくことが好ましい。そして、変調領域移動回路81は、算出された結果に基づきライトバルブドライバ(図示せず)を駆動して、実有効変調領域を移動させる。これにより、手振れが発生しても、同様にスクリーン66に投影表示される投影像67が振れるおそれはなくなる(図6参照)。
The modulation
このように第2の実施形態においても、手振れが発生したときに、振れ検出回路72によりイメージセンサ33に結像される被写体像の振れを検出し、その検出結果に基づいて、撮影モード時には画素領域移動回路80によりイメージセンサ33の実有効画素領域を移動させるようにしたので、振れのない良好な被写体像が得られる。また、振れ検出回路72の検出結果に基づき、投影表示モード時には変調領域移動回路81により液晶ライトバルブ35の実有効変調領域を移動させるようにしたので、スクリーン66に投影表示される投影像67が振れて見にくくなるおそれがなくなる。
As described above, also in the second embodiment, when camera shake occurs, the
なお、上記実施形態では、シフト機構36を用いて保持板32を兼用レンズ31によりイメージセンサ33に被写体像が結像される撮影位置(図3及び図5参照)と、液晶ライトバルブ35により変調された画像光が兼用レンズ31に入射される投影表示位置(図4及び図6参照)とにスライド移動させるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図7に示すように、保持板32に光軸OA(図2参照)に対して平行な方向に延びた回転軸85を取り付ける。そして、この回転軸85に図示しない駆動伝達機構を介して連結されたモータ86により、回転軸85を中心として保持板32を回転させるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、シフト機構36により保持板32をスライド移動させるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、保持板32をスライド移動させる代わりに、ズームレンズ鏡筒30をスライド移動させるようにしてもよい。さらに、上述の図7を用いて説明したように、ズームレンズ鏡筒30や、ズームレンズ鏡筒30と補助光学系73との間の保持部材78を光軸OAに対して平行な方向に延びた回転軸を中心に回転させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the holding
なお、上記実施形態(カメラモジュール15)では、振れ検出センサ38による振れ検出信号に基づいて、振れ補正機構37を駆動して第2レンズ群43を移動させる所謂光学式手振れ補正を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。第2レンズ群43を移動させる代わりに、例えば図8に示すように、振れ補正機構90を用いて保持板32を移動させるようにしてもよい。
In the above embodiment (camera module 15), so-called optical camera shake correction is performed in which the
振れ補正機構90は、保持板32を光軸OAに対して垂直に方向に移動させる。この振れ補正機構90は、保持板32を保持する保持部材92、保持部材92と一体に形成された第1支持板93、第1支持板93を支持する第2支持板94と、第2支持板94を支持する第3支持板95と、第1支持板93を図中Y方向に移動させるアクチュエータ96と、第2支持板94を第1支持板93と一体に図中X方向に移動させるアクチュエータ97とから構成される。両アクチュエータ96,97は、アクチュエータ制御ドライバ98により駆動が制御される。
The
この場合も同様にして、手振れ検出センサ38からの振れ検出信号に基づき、イメージセンサ33に結像される被写体像の振れや、スクリーン等に投影表示される投影像の振れが補正されるように、アクチュエータ96,97を駆動して保持板32を移動させればよい。
In this case as well, based on the shake detection signal from the
なお、上記各実施形態では、投影表示機能一体型カメラモジュールが組み込まれた投影表示機能付き携帯電話機を例に説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、このような投影表示機能一体型カメラモジュールが組み込まれたデジタルカメラ、PDA、電子手帳等の各種携帯電子機器に本発明を適用することができる。 In each of the above embodiments, a mobile phone with a projection display function in which a camera module integrated with a projection display function is incorporated has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and such a projection is possible. The present invention can be applied to various portable electronic devices such as a digital camera, a PDA, and an electronic notebook in which a display function integrated camera module is incorporated.
10 撮影及び投影表示機能付き携帯電話機
15 投影表示機能一体型カメラモジュール
31 兼用レンズ
33 イメージセンサ
35 液晶ライトバルブ
36 シフト機構
37 振れ補正機構
38 振れ検出センサ
43 第2レンズ群
56,57 アクチュエータ
59 アクチュエータ制御ドライバ
62 振れ補正算出回路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記出力された撮像信号を信号処理した画像データを記憶する記憶手段と、
光源より照明光が照射され、前記記憶手段より読み出された前記画像データに応じて前記照明光を画像光に変調する光変調ユニットと、
前記光学系により前記イメージセンサに前記被写体像が結像される撮影状態、及び前記変調された前記画像光が前記光学系に入射して被投影体に投影像が投影表示される投影状態に切替可能な切替手段と、
少なくとも前記イメージセンサ及び前記光変調ユニットを収納する筐体に対して、外部から与えられた振れの方向及び量を検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の検出結果に基づき、前記撮影状態時には前記被写体像の振れを補正するとともに、前記投影状態時には前記投影像の振れを補正する振れ補正手段とを備えることを特徴とする投影表示機能付き撮像装置。 An image sensor that captures a subject image formed by an optical system and outputs an imaging signal;
Storage means for storing image data obtained by performing signal processing on the output imaging signal;
A light modulation unit that irradiates illumination light from a light source and modulates the illumination light into image light according to the image data read from the storage means;
Switching between a photographing state in which the subject image is formed on the image sensor by the optical system and a projection state in which the modulated image light is incident on the optical system and a projected image is projected and displayed on the projection target. Possible switching means;
A shake detection means for detecting the direction and amount of shake given from the outside with respect to a housing housing at least the image sensor and the light modulation unit;
A projection display function comprising: a shake correction unit that corrects shake of the subject image in the shooting state and corrects shake of the projection image in the projection state based on a detection result of the shake detection unit. An image pickup device.
前記光学系及び前記保持部材のいずれか一方を、前記光学系により前記イメージセンサに前記被写体像が結像される撮影位置、及び前記光変調ユニットで変調された前記画像光が前記光学系に入射して投影される投影位置に変位可能な変位機構であることを特徴とする請求項2記載の投影表示機能付き撮像装置。 The switching means is
Either one of the optical system and the holding member is incident on the optical system by an imaging position where the subject image is formed on the image sensor by the optical system, and the image light modulated by the light modulation unit. The imaging device with a projection display function according to claim 2, wherein the imaging device is a displacement mechanism that can be displaced to a projection position projected.
前記振れ検出手段は、前記撮影状態時には前記光学系により前記イメージセンサに結像された被写体像の振れより前記振れの方向及び量を検出するとともに、前記投影状態時には前記補助光学系により前記イメージセンサに結像された被写体像の振れより前記振れの方向及び量を検出することを特徴とする請求項3ないし5いずれか1項記載の投影表示機能付き撮像装置。 An auxiliary optical system for forming a subject image on the image sensor when either one of the optical system and the holding member is displaced to the projection position;
The shake detection means detects the direction and amount of the shake from the shake of the subject image formed on the image sensor by the optical system in the photographing state, and the image sensor by the auxiliary optical system in the projection state. 6. The imaging apparatus with a projection display function according to claim 3, wherein the direction and amount of the shake are detected from the shake of the subject image formed on the image.
前記光学系の少なくとも一部をなす補正光学系と、
前記補正光学系を変位させて前記光学系の光軸を偏向させる補正光学系変位機構と、
前記振れ検出手段の検出結果に基づき、前記被写体像または前記投影像の振れが補正されるように、前記補正光学系を変位させる方向及び量を算出する補正算出手段と、
前記振れ補正算出手段の算出結果に基づき、前記補正光学系が変位されるように前記補正光学系変位機構を駆動する補正光学系変位制御手段とからなることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項記載の投影表示機能付き撮像装置。 The shake correction means includes
A correction optical system forming at least a part of the optical system;
A correction optical system displacement mechanism that deflects the optical axis of the optical system by displacing the correction optical system;
Correction calculation means for calculating a direction and an amount for displacing the correction optical system so that shake of the subject image or the projection image is corrected based on a detection result of the shake detection means;
7. The correction optical system displacement control means for driving the correction optical system displacement mechanism so that the correction optical system is displaced based on the calculation result of the shake correction calculation means. An imaging apparatus with a projection display function according to claim 1.
前記イメージセンサ及び光変調ユニットを保持した前記保持部材を変位させる補正用保持部材変位機構と、
前記振れ検出手段の検出結果に基づき、前記撮影状態時には前記被写体像の振れが補正されるように前記イメージセンサを変位させる方向及び量を算出するとともに、前記投影状態時には前記投影像の振れが補正されるように前記光変調ユニットを変位させる方向及び量を算出する補正算出手段と、
前記補正算出手段の算出結果に基づき、前記保持部材が移動されるように前記補正用保持部材変位機構の駆動を制御する保持部材変位制御機構とからなることを特徴とする請求項2ないし6いずれか1項記載の投影表示機能付き撮像装置。 The shake correction means includes
A correction holding member displacement mechanism for displacing the holding member holding the image sensor and the light modulation unit;
Based on the detection result of the shake detection means, the direction and amount of displacement of the image sensor are calculated so that the shake of the subject image is corrected in the shooting state, and the shake of the projection image is corrected in the projection state. Correction calculating means for calculating the direction and amount for displacing the light modulation unit,
7. A holding member displacement control mechanism that controls driving of the correction holding member displacement mechanism so that the holding member is moved based on a calculation result of the correction calculating means. An imaging apparatus with a projection display function according to claim 1.
前記振れ補正手段は、
前記振れ検出手段の検出結果に基づき、前記撮影状態時に前記被写体像の振れが補正されるように前記有効画素領域内で前記実有効画素領域を移動させる画素領域移動手段と、前記投影状態時に前記投影像の振れが補正されるように前記有効変調領域内で前記実有効変調領域を移動させる変調領域移動手段とからなることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項記載の投影表示機能付き撮像装置。 The image sensor includes an effective pixel area larger than an actual effective pixel area that outputs the imaging signal, and the light modulation unit has an effective modulation larger than an actual effective modulation area that modulates the illumination light into the image light. With areas,
The shake correction means includes
Based on the detection result of the shake detection means, a pixel area moving means for moving the actual effective pixel area within the effective pixel area so that shake of the subject image is corrected in the shooting state, and in the projection state, 7. The projection display function according to claim 1, further comprising modulation area moving means for moving the actual effective modulation area within the effective modulation area so that a shake of the projected image is corrected. An image pickup device.
A portable electronic device comprising the imaging device with a projection display function according to claim 1.
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