JP2009147863A - 電子機器およびその姿勢角度表示方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子機器における重力方向に対する姿勢角度を、該機器への加速度に基づいて算出する場合に、姿勢算出精度が外乱加速度によって低下していることを使用者に提示する。
【解決手段】当該電子機器に加わる加速度を検出する加速度検出手段(加速度センサ112と、該加速度検出手段によって検出された加速度に基づき、当該電子機器の姿勢角度を算出する姿勢角度算出手段(プロセッサ104、ROM108)と、加速度検出手段によって検出された加速度と姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度とに基づき、検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定する判定手段(プロセッサ104、ROM108)と、姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度および判定手段によって判定された結果を、当該電子機器の使用者に示す表示手段(LCDモニタ3)とを備えた。
【選択図】図6
【解決手段】当該電子機器に加わる加速度を検出する加速度検出手段(加速度センサ112と、該加速度検出手段によって検出された加速度に基づき、当該電子機器の姿勢角度を算出する姿勢角度算出手段(プロセッサ104、ROM108)と、加速度検出手段によって検出された加速度と姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度とに基づき、検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定する判定手段(プロセッサ104、ROM108)と、姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度および判定手段によって判定された結果を、当該電子機器の使用者に示す表示手段(LCDモニタ3)とを備えた。
【選択図】図6
Description
本発明は、電子機器およびその姿勢角度表示方法に関し、特に、電子機器の一種である撮像装置本体の姿勢を検出した場合に、検出した姿勢精度が重力以外の加速度によって低下していることを撮影者に提示することが可能な電子機器およびその姿勢角度表示方法に関する。
近年、デジタルカメラ等の撮像装置においては、小型化、軽量化が進み、種々の場所に携帯して使用可能に構成され、また、携帯電話機等の電子機器にもデジタルカメラの機能が組み込まれるようになってきた。
前記撮像装置は小型化、軽量化の進展に加えて、基本的には人間が手にとって使用する装置であるため、必ずしも安定した姿勢で撮影されるとは限らず、撮影時には気付き難い「傾き」が画像に生じることもある。
また、撮像装置の撮影方法として、意図的に傾けた構図により撮影する場合もあり、更には、撮像姿勢においても、横長とは限らず、縦長に構えた構図にされる場合も考えられる。
いずれにしても、撮像装置には、撮影時に装置本体の傾きを検出し、この傾きの角度をモニタ画面に表示して撮影者に認知させる機能を備えることが望ましい。
前記撮像装置は小型化、軽量化の進展に加えて、基本的には人間が手にとって使用する装置であるため、必ずしも安定した姿勢で撮影されるとは限らず、撮影時には気付き難い「傾き」が画像に生じることもある。
また、撮像装置の撮影方法として、意図的に傾けた構図により撮影する場合もあり、更には、撮像姿勢においても、横長とは限らず、縦長に構えた構図にされる場合も考えられる。
いずれにしても、撮像装置には、撮影時に装置本体の傾きを検出し、この傾きの角度をモニタ画面に表示して撮影者に認知させる機能を備えることが望ましい。
前記撮像装置の本体の姿勢・傾きを検出して撮影者に提示・表示する従来技術としては、例えば下記の特許文献1〜3がある。
特許文献1には、手ブレによる撮影画像劣化を防ぐ目的で、カメラに角度センサと振動センサを搭載し、所定の角度になった場合に撮影を指示する機能と、振動センサにより装置の振動を表示する機能とを備えたカメラが記載されている。
また、特許文献2には、電子カメラにおいて、水平方向を撮影者に指示する目的で、電子カメラの姿勢を検知するためのセンサを備え、デジタルカメラの姿勢に対しての水平方向を格子状のパターンで表示する機能を備えた電子カメラが記載されている。
特許文献1には、手ブレによる撮影画像劣化を防ぐ目的で、カメラに角度センサと振動センサを搭載し、所定の角度になった場合に撮影を指示する機能と、振動センサにより装置の振動を表示する機能とを備えたカメラが記載されている。
また、特許文献2には、電子カメラにおいて、水平方向を撮影者に指示する目的で、電子カメラの姿勢を検知するためのセンサを備え、デジタルカメラの姿勢に対しての水平方向を格子状のパターンで表示する機能を備えた電子カメラが記載されている。
さらに、特許文献3には、カメラに設けた姿勢検出手段によってカメラ姿勢を検出し、画像表示手段の画面上にカメラ自体の水平基準線と、カメラ姿勢に依存して可変する傾き情報とを同時に表示するようにし、撮影者がこれら表示を参照することでカメラの傾きを修正することができるようにした技術が記載されている。
ところで、前記特許文献1〜3では角度センサや振動センサの姿勢検出手段を用いてカメラの姿勢を検出し、カメラの「傾き」を表示手段に表示するようにしている。しかし、従来技術では撮像装置の高い傾き精度を検出するのが不可能であったり、傾き検出の精度を高くしても、それに応じた表示が不可能であったり、更には高い精度が要求される画面の範囲と、高い精度が要求されない画面の範囲とで表示形態・精度が同じで、使い勝手が好ましくない等の問題点があった。
そこで、本願出願人は先に、当該撮像装置が備えた加速度センサへの入力に基づいて重力方向を算出し、撮影者が欲する重力方向と撮像装置との角度を表示するようにした撮像装置を提案した。
この提案によれば、精度が要求される範囲と精度が要求されない範囲とで、表示形態を異ならせて、「精度重視の場合」と「使い勝手の良さの場合」とを分けることにより、ユーザインターフェースを向上させ、更には撮像装置の傾き情報に相応する傾きガイド表示を直観的にも定量的にも容易に把握することが出来るという効果がある。
この提案によれば、精度が要求される範囲と精度が要求されない範囲とで、表示形態を異ならせて、「精度重視の場合」と「使い勝手の良さの場合」とを分けることにより、ユーザインターフェースを向上させ、更には撮像装置の傾き情報に相応する傾きガイド表示を直観的にも定量的にも容易に把握することが出来るという効果がある。
しかし、この提案では、撮影者が移動中の場合のように、撮像装置に「重力以外の加速度」(外乱)が加わった場合には、加速度センサでは「重力」と「重力以外の加速度」との判別ができない為、算出された角度の誤差が大きくなってしまう(姿勢検出精度が落ちてしまう)という特性があり、しかも撮影者には「外乱の影響により姿勢検出精度が落ちている」という事実が知らされていないという問題点がある。
また、この提案は、単にデジタルカメラ等の撮像装置に限らず、デジタルカメラを組み込んだ携帯電話機等の電子機器にも適用可能であり、これを適用した電子機器の場合にも、「外乱の影響により姿勢検出精度が落ちている」という事実を使用者に知らせることが好ましい。
また、この提案は、単にデジタルカメラ等の撮像装置に限らず、デジタルカメラを組み込んだ携帯電話機等の電子機器にも適用可能であり、これを適用した電子機器の場合にも、「外乱の影響により姿勢検出精度が落ちている」という事実を使用者に知らせることが好ましい。
本発明は上記の問題を解決すべくなされたものであり、電子機器や撮像装置における重力方向に対する姿勢角度を、当該電子機器等に加わる加速度に基づいて算出する場合に、姿勢算出精度が外乱加速度によって低下していることを、使用者や撮影者に提示することが可能な電子機器を提供することを目的とする。
この目的を達成するために請求項1記載の発明は、当該電子機器に加わる加速度を検出する加速度検出手段(図3の加速度センサ(112)と、
該加速度検出手段によって検出された加速度に基づき、当該電子機器の姿勢角度を算出する姿勢角度算出手段(デジタルスチルカメラプロセッサ(104)、ROM(108))と、
前記加速度検出手段によって検出された加速度と前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度とに基づき、前記検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定する判定手段(デジタルスチルカメラプロセッサ(104)、ROM(108))と、
前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度および前記判定手段によって判定された結果を、当該電子機器の使用者に示す表示手段(LCDモニタ(3))と
を備えた構成としてある。
該加速度検出手段によって検出された加速度に基づき、当該電子機器の姿勢角度を算出する姿勢角度算出手段(デジタルスチルカメラプロセッサ(104)、ROM(108))と、
前記加速度検出手段によって検出された加速度と前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度とに基づき、前記検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定する判定手段(デジタルスチルカメラプロセッサ(104)、ROM(108))と、
前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度および前記判定手段によって判定された結果を、当該電子機器の使用者に示す表示手段(LCDモニタ(3))と
を備えた構成としてある。
また、請求項2記載の発明は、前記判定手段は、前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度に基づいて前記重力以外の加速度が無い場合における前記加速度検出手段の検出結果を求め、該検出結果と前記加速度検出手段により検出された前記重力以外の加速度が有る場合の検出結果とを比較し、重力以外の加速度が含まれるか否かを判定する構成としてある。
また、請求項3記載の発明は、前記加速度検出手段は、3軸加速度センサである構成としてある。
また、請求項3記載の発明は、前記加速度検出手段は、3軸加速度センサである構成としてある。
また、請求項4記載の発明は、前記表示手段は、前記判定手段の判定結果を、前記姿勢角度を表示した周辺部に示す構成としてある。
また、請求項5記載の発明は、前記使用者は、前記表示手段に表示された前記姿勢角度を、識別不能にすることが可能である構成としてある。
また、請求項6記載の発明は、前記電子機器は、被写体像を撮影する撮像装置である構成としてある。
また、請求項5記載の発明は、前記使用者は、前記表示手段に表示された前記姿勢角度を、識別不能にすることが可能である構成としてある。
また、請求項6記載の発明は、前記電子機器は、被写体像を撮影する撮像装置である構成としてある。
また、請求項7記載の発明は、当該電子機器に加わる加速度を検出するステップと、
前記検出された加速度に基づき当該電子機器の姿勢角度を算出するステップと、
前記検出された加速度と前記算出された姿勢角度に基づき、前記検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定するステップと、
前記算出された姿勢角度および前記判定された結果を、当該電子機器の使用者に表示するステップとを備えた方法としてある。
前記検出された加速度に基づき当該電子機器の姿勢角度を算出するステップと、
前記検出された加速度と前記算出された姿勢角度に基づき、前記検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定するステップと、
前記算出された姿勢角度および前記判定された結果を、当該電子機器の使用者に表示するステップとを備えた方法としてある。
請求項1記載の発明によれば、当該電子機器に加わる加速度を検出する加速度検出手段と、該加速度検出手段によって検出された加速度に基づき、当該電子機器の姿勢角度を算出する姿勢角度算出手段と、前記加速度検出手段によって検出された加速度と前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度とに基づき、前記検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定する判定手段と、前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度および前記判定手段によって判定された結果を、当該電子機器の使用者に示す表示手段とを備えた構成としているので、
電子機器における重力方向に対する姿勢角度を、当該電子機器に加わる加速度に基づいて算出する場合に、姿勢算出精度が「重力以外の加速度」(外乱加速度)によって低下していることを、表示手段に表示することにより、当該電子機器の使用者に提示することができる。
電子機器における重力方向に対する姿勢角度を、当該電子機器に加わる加速度に基づいて算出する場合に、姿勢算出精度が「重力以外の加速度」(外乱加速度)によって低下していることを、表示手段に表示することにより、当該電子機器の使用者に提示することができる。
また、請求項2記載の発明によれば、前記判定手段は、前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度に基づいて前記重力以外の加速度が無い場合における前記加速度検出手段の検出結果を求め、該検出結果と前記加速度検出手段により検出された前記重力以外の加速度が有る場合の検出結果とを比較し、重力以外の加速度が含まれるか否かを判定する構成としてあるので、
前記加速度検出手段を構成する電子部品の出力のバラツキ、前記加速度検出手段と当該電子機器の機能部材(カメラではレンズ、CCDなど)との取付け位置誤差等の、電子部品や機能部材が持つ個体差を吸収することができる。
前記加速度検出手段を構成する電子部品の出力のバラツキ、前記加速度検出手段と当該電子機器の機能部材(カメラではレンズ、CCDなど)との取付け位置誤差等の、電子部品や機能部材が持つ個体差を吸収することができる。
また、請求項3記載の発明によれば、前記加速度検出手段は、3軸加速度センサである構成としてあるので、1台の加速度センサだけで3軸方向(Pitch軸、Yaw軸、Roll軸)の加速度を検出することができる。
また、請求項4記載の発明によれば、前記表示手段は、前記判定手段の判定結果を、前記姿勢角度を表示した周辺部に示す構成としてあるので、
当該電子機器の姿勢角度を確認しようとした使用者に、確実に外乱加速度の影響を伝えることができる。
例えば、図10(A)に示すように、遠方の山を被写体とする場合に、外乱加速度の影響(ここでは「ERROR!」の表示)を使用者に提示することができる。なお、横線配置のバーゲージは、重力方向に対するデジタルカメラの正立や傾きを示している。
また、請求項4記載の発明によれば、前記表示手段は、前記判定手段の判定結果を、前記姿勢角度を表示した周辺部に示す構成としてあるので、
当該電子機器の姿勢角度を確認しようとした使用者に、確実に外乱加速度の影響を伝えることができる。
例えば、図10(A)に示すように、遠方の山を被写体とする場合に、外乱加速度の影響(ここでは「ERROR!」の表示)を使用者に提示することができる。なお、横線配置のバーゲージは、重力方向に対するデジタルカメラの正立や傾きを示している。
また、請求項5記載の発明によれば、前記使用者は、前記表示手段に表示された前記姿勢角度を、識別不能にすることが可能である構成としてあるので、
外乱加速度の影響で誤った情報となった姿勢角度を、使用者が撮影データとして採用することができないようにすることができる。
例えば、図10(B)に示すように、バーゲージの○印で示した姿勢角度(図10(A)参照)を識別不能(この場合は消去)とすることができる。
また、請求項6記載の発明によれば、前記電子機器は、被写体像を撮影する撮像装置である構成としてあるので、デジタルカメラ等の撮像装置の使い勝手が向上する。
外乱加速度の影響で誤った情報となった姿勢角度を、使用者が撮影データとして採用することができないようにすることができる。
例えば、図10(B)に示すように、バーゲージの○印で示した姿勢角度(図10(A)参照)を識別不能(この場合は消去)とすることができる。
また、請求項6記載の発明によれば、前記電子機器は、被写体像を撮影する撮像装置である構成としてあるので、デジタルカメラ等の撮像装置の使い勝手が向上する。
また、請求項7記載の発明によれば、当該電子機器に加わる加速度を検出するステップと、
前記検出された加速度に基づき当該電子機器の姿勢角度を算出するステップと、
前記検出された加速度と前記算出された姿勢角度に基づき、前記検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定するステップと、
前記算出された姿勢角度および前記判定された結果を、当該電子機器の使用者に表示するステップとを備えた方法としてあるので、
電子機器における重力方向に対する姿勢角度を、当該電子機器に加わる加速度に基づいて算出する場合に、姿勢算出精度が「重力以外の加速度」(外乱加速度)によって低下していることを表示することにより、使用者に提示することができる。
前記検出された加速度に基づき当該電子機器の姿勢角度を算出するステップと、
前記検出された加速度と前記算出された姿勢角度に基づき、前記検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定するステップと、
前記算出された姿勢角度および前記判定された結果を、当該電子機器の使用者に表示するステップとを備えた方法としてあるので、
電子機器における重力方向に対する姿勢角度を、当該電子機器に加わる加速度に基づいて算出する場合に、姿勢算出精度が「重力以外の加速度」(外乱加速度)によって低下していることを表示することにより、使用者に提示することができる。
以下、本発明を図示の実施形態に基いて説明する。
図1は、本発明の実施形態における撮像装置(ここではデジタルカメラ)の外観斜視図であって、(A)は正面側の外観斜視図、(B)は背面側の外観斜視図である。図2は、デジタルカメラの背面蓋を外した場合の図であり、(A)は背面側の外観斜視図、(B)は底面側の平面図である。図3は、デジタルカメラ内部のシステム構成の概要を示すブロック図である。
図1は、本発明の実施形態における撮像装置(ここではデジタルカメラ)の外観斜視図であって、(A)は正面側の外観斜視図、(B)は背面側の外観斜視図である。図2は、デジタルカメラの背面蓋を外した場合の図であり、(A)は背面側の外観斜視図、(B)は底面側の平面図である。図3は、デジタルカメラ内部のシステム構成の概要を示すブロック図である。
図1(A)に示すように、デジタルカメラ本体の上面側には、レリーズスイッチSW1、ズームスイッチ[TELE]SW2、ズームスイッチ[WIDE]SW3、電源スイッチSW4が配設されている。デジタルカメラ本体の正面側には、ストロボ発光部(1)、撮影レンズを含む鏡胴ユニット(4)が配設され、図示省略の測距ユニット、光学ファインダ等が設けられている。
また、図1(B)に示すように、デジタルカメラ本体の背面側には、LCDモニタ(3)、上スイッチSW5、右スイッチSW6、左スイッチSW7、下スイッチSW8、OKスイッチSW9が設けられている。デジタルカメラ本体の底面には、電池蓋(2)が設けられている。
各スイッチSW1〜SW9は、ユーザが操作する操作キーである。
また、図1(B)に示すように、デジタルカメラ本体の背面側には、LCDモニタ(3)、上スイッチSW5、右スイッチSW6、左スイッチSW7、下スイッチSW8、OKスイッチSW9が設けられている。デジタルカメラ本体の底面には、電池蓋(2)が設けられている。
各スイッチSW1〜SW9は、ユーザが操作する操作キーである。
図2(A)に示すように、デジタルカメラ本体の内部背面側はプリント基板が配設され、該プリント基板には、次に説明するモータドライバ(4−5)、F/E(フロントエンド)−IC(102)、SDRAM(103)、デジタルスチルカメラプロセッサ(104)、ビデオジャック(111)等が配設されている。また、図2(B)に示すように、デジタルカメラ本体の内部底面側には、加速度センサ(112)が配設されている。
デジタルカメラ本体の外面の各部材の機能および作用は、公知であるので、その説明は省略することにし、次にデジタルカメラ内部のシステム構成を図3に基づき図1(A),(B)、図2(A),(B)を参照しながら説明する。
図3に示すように、CCD(101)は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子である。F/E−IC(102)は、画像ノイズ除去用相関二重サンプリングを行うCDS(102−1)、利得調整を行うAGC(102−2)、デジタル信号変換を行うA/D(102−3)、次に説明するTG(102−4)を有する。該TG(102−4)は、CCD1制御ブロック(104−1)より、垂直同期信号、水平同期信号を供給され、CPUブロック(104−3)によって制御されるCCD(101)、及びF/E−IC(102)の駆動タイミング信号を発生する。
図3に示すように、CCD(101)は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子である。F/E−IC(102)は、画像ノイズ除去用相関二重サンプリングを行うCDS(102−1)、利得調整を行うAGC(102−2)、デジタル信号変換を行うA/D(102−3)、次に説明するTG(102−4)を有する。該TG(102−4)は、CCD1制御ブロック(104−1)より、垂直同期信号、水平同期信号を供給され、CPUブロック(104−3)によって制御されるCCD(101)、及びF/E−IC(102)の駆動タイミング信号を発生する。
鏡胴ユニット(4)は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ(4−1a)およびズーム駆動モータ(4−1b)からなるズーム光学系(4−1)、フォーカスレンズ(4−2a)およびフォーカス駆動モータ(4−2b)からなるフォーカス光学系(4−2)、絞り(4−3a)および絞りモータ(4−3b)からなる絞りユニット(4−3)、メカシャッタ(4−4a)およびメカシャッタモータ(4−4b)からなるメカシャッタユニット(4−4)、各モータを駆動するモータドライバ(4−5)を有する。
デジタルスチルカメラプロセッサ(104)は、CCD(101)よりF/E―IC(102)の出力データにホワイトバランス設定やガンマ設定を行い、又、前述したように、垂直同期信号、水平同期信号を供給するCCD1制御ブロック(104−1)、フィルタリング処理により、輝度データ・色差データへの変換を行うCCD2制御ブロック(104−2)、前述した装置各部の動作を制御するCPUブロック(104−3)、前述した制御に必要なデータ等を、一時的に、保存するLocal SRAM(104−4)、パソコンなどの外部機器とUSB通信を行うUSBブロック(104−5)、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うシリアルブロック(104−6)、JPEG圧縮・伸張を行うJPEG CODECブロック(104−7)、画像データのサイズを補間処理により拡大/縮小するRESIZEブロック(104−8)、画像データを液晶モニタやTVなどの外部表示機器に表示するためのビデオ信号に変換するTV信号表示ブロック(104−9)、撮影された画像データを記録するメモリカードの制御を行うメモリカードブロック(104−10)、加速度センサ(112)とシリアルブロック(104−6)との間の中継機能を果たすI2Cブロック(104−11)を有する。
また、CPUブロック(104−3)はストロボ回路(106)を介してストロボ発光部(1)を発光させ、測距ユニット(5)からの情報により測距制御を行なう。
また、CPUブロック(104−3)はストロボ回路(106)を介してストロボ発光部(1)を発光させ、測距ユニット(5)からの情報により測距制御を行なう。
SDRAM(103)は、前述したデジタルスチルカメラプロセッサ(104)で画像データに各種処理を施す際に、画像データを一時的に保存する。保存される画像データは、例えば、CCD(101)から、F/E−IC(102)を経由して取りこんで、CCD1信号処理ブロック(104−1)でホワイトバランス設定、ガンマ設定が行われた状態の「RAW−RGB画像データ」やCCD2制御ブロック(104−2)で輝度データ・色差データ変換が行われた状態の「YUV画像データ」、JPEG CODECブロック(104−7)で、JPEG圧縮された「JPEG画像データ」などである。
内蔵メモリ(107)は、撮影した画像データを記憶できるようにするためのメモリである。
LCDドライバ(109)は、LCDモニタ(3)を駆動するドライブ回路であり、TV信号表示ブロック(104−9)から出力されたビデオ信号を、LCDモニタ(3)に表示するための信号に変換する機能も有している。LCDモニタ(3)は、撮影前に被写体の状態を監視する、撮影した画像を確認する、メモリカードや前述した内臓メモリ(107)に記録した画像データを表示する、などを行うためのモニタである。
LCDドライバ(109)は、LCDモニタ(3)を駆動するドライブ回路であり、TV信号表示ブロック(104−9)から出力されたビデオ信号を、LCDモニタ(3)に表示するための信号に変換する機能も有している。LCDモニタ(3)は、撮影前に被写体の状態を監視する、撮影した画像を確認する、メモリカードや前述した内臓メモリ(107)に記録した画像データを表示する、などを行うためのモニタである。
ビデオAMP(110)は、TV信号表示ブロック(104−9)から出力されたビデオ信号を、75Ωインピーダンス変換するためのアンプであり、ビデオジャック(111)は、TVなどの外部表示機器と接続するためのジャックである。操作Keyユニット(SW1〜9)は、ユーザーが操作するKey回路であり、SUB−CPU(105)は、ROM・RAMをワンチップに内蔵したCPUであり、操作Keyユニット(SW1〜9)などの出力信号をユーザの操作情報として、前述したCPUブロック(104−3)に出力する。
加速度センサ(112)はプリント基板上に実装され(図2(B)参照)、X,Y,Zの3軸方向のデータを出力する。そのデータを用いてROM(108)に予め設定された次に説明する「外乱加速度の有無の識別プロセス」(図6)を用いて、デジタルスチルカメラプロセッサ(104)で演算を行い、その結果を、LCDドライバ(109)を通してLCDモニタ(3)に表示する。
加速度センサ(112)はプリント基板上に実装され(図2(B)参照)、X,Y,Zの3軸方向のデータを出力する。そのデータを用いてROM(108)に予め設定された次に説明する「外乱加速度の有無の識別プロセス」(図6)を用いて、デジタルスチルカメラプロセッサ(104)で演算を行い、その結果を、LCDドライバ(109)を通してLCDモニタ(3)に表示する。
次に本実施形態の作用を、図4〜図9に基づいて説明する。
[加速度センサを用いた重力方向算出の原理説明]
図4は加速度センサを用いて重力方向を算出する模式図であって、(A)はデジタルカメラ本体と3軸(Pitch軸、Yaw軸、Roll軸)との対応関係を示す図、(B)はデジタルカメラ本体が「垂直配置の場合」の加速度センサ出力と算出重力方向との関係を示す図、(C)はデジタルカメラ本体が「傾いた場合」の加速度センサ出力と算出重力方向との関係を示す図である。
図4(B),(C)に示すように、2軸(Pitch軸、Yaw軸)の加速度センサの出力をそれぞれ対応する軸上のベクトルにおけるスカラー量として用いる。この結果出来上がる2つのベクトルを合成したベクトルの方向が重力方向(算出重力方向)となる。
[加速度センサを用いた重力方向算出の原理説明]
図4は加速度センサを用いて重力方向を算出する模式図であって、(A)はデジタルカメラ本体と3軸(Pitch軸、Yaw軸、Roll軸)との対応関係を示す図、(B)はデジタルカメラ本体が「垂直配置の場合」の加速度センサ出力と算出重力方向との関係を示す図、(C)はデジタルカメラ本体が「傾いた場合」の加速度センサ出力と算出重力方向との関係を示す図である。
図4(B),(C)に示すように、2軸(Pitch軸、Yaw軸)の加速度センサの出力をそれぞれ対応する軸上のベクトルにおけるスカラー量として用いる。この結果出来上がる2つのベクトルを合成したベクトルの方向が重力方向(算出重力方向)となる。
[重力加速度算出に対する外乱加速度の影響の説明]
図5は重力加速度算出に対する外乱加速度の影響を示す図であって、(A)はデジタルカメラ本体に外乱加速度(重力以外の加速度)が加わっていない場合における算出重力方向と加速度センサ出力との関係を示す図、(B)はデジタルカメラ本体に外乱加速度が加わった場合の算出重力方向と加速度センサ出力との関係を示す図である。
図5(B)に示すように、デジタルカメラ本体に加わる重力方向が垂直(Yaw軸方向)であっても、例えばPitch軸方向に外乱加速度が加わると、この外乱加速度も加速度センサからの出力となる。その結果、重力と外乱加速度の合計ベクトルが変化し、重力方向が誤算出されてしまう(図5(B)では算出重力方向が右斜め下方向になってしまう)。
図5は重力加速度算出に対する外乱加速度の影響を示す図であって、(A)はデジタルカメラ本体に外乱加速度(重力以外の加速度)が加わっていない場合における算出重力方向と加速度センサ出力との関係を示す図、(B)はデジタルカメラ本体に外乱加速度が加わった場合の算出重力方向と加速度センサ出力との関係を示す図である。
図5(B)に示すように、デジタルカメラ本体に加わる重力方向が垂直(Yaw軸方向)であっても、例えばPitch軸方向に外乱加速度が加わると、この外乱加速度も加速度センサからの出力となる。その結果、重力と外乱加速度の合計ベクトルが変化し、重力方向が誤算出されてしまう(図5(B)では算出重力方向が右斜め下方向になってしまう)。
[外乱加速度の有無の識別プロセスの説明]
図6は外乱加速度の有無の識別プロセスを示す図である。
図6に示すように、3軸の加速度センサから出力された3軸の値に基づいて、図5で説明したように姿勢角度を算出する。算出された姿勢角度を表示装置(LCDモニタ(3))に表示するとともに(図7(A),(B)を用いて次に説明する)、外乱加速度が加わっていない場合のセンサ出力を理想値として求める。この理想値と加速度センサ出力を比較することによって外乱加速度の有無を識別する。この識別結果を姿勢角度に反映した形で表示を行う。
図6は外乱加速度の有無の識別プロセスを示す図である。
図6に示すように、3軸の加速度センサから出力された3軸の値に基づいて、図5で説明したように姿勢角度を算出する。算出された姿勢角度を表示装置(LCDモニタ(3))に表示するとともに(図7(A),(B)を用いて次に説明する)、外乱加速度が加わっていない場合のセンサ出力を理想値として求める。この理想値と加速度センサ出力を比較することによって外乱加速度の有無を識別する。この識別結果を姿勢角度に反映した形で表示を行う。
ここに、図7は姿勢角度の表示方法を示す図であって、(A)は姿勢角度が重力に対して垂直な場合、(B)は姿勢角度が重力に対して傾いている場合である。なお、図7では外乱加速度は発生していない状態での図である。
図7(A)の場合は、撮影者はLCDモニタ画面を見て、バランス良く映った遠方の山を撮影することができる。図7(B)の場合は、撮影者はLCDモニタ画面を見て、姿勢が傾いた状態で遠方の山の撮影を中止するか、撮影を継続するかを決定することができる。
図7(A)の場合は、撮影者はLCDモニタ画面を見て、バランス良く映った遠方の山を撮影することができる。図7(B)の場合は、撮影者はLCDモニタ画面を見て、姿勢が傾いた状態で遠方の山の撮影を中止するか、撮影を継続するかを決定することができる。
前述のように図7(A),(B)の場合には、外乱加速度が発生していない状態の図である。
もし、図7の表示方法で表示中に外乱加速度が検出されたとすると、図10(A),(B)に示すようになる。
図10(A)の場合は、撮影者はLCDモニタに表示された外乱加速度の影響(「ERROR!」の表示)を確認した上で、姿勢角度情報を参考にするかを決定して撮影することができる。
また、図10(B)の場合は、姿勢角度情報(バーゲージの○印)を識別不能に(この場合は消去)する。このようにすれば、撮影者が外乱加速度の含まれた情報を参考にして撮影することを確実に防止することができる。
もし、図7の表示方法で表示中に外乱加速度が検出されたとすると、図10(A),(B)に示すようになる。
図10(A)の場合は、撮影者はLCDモニタに表示された外乱加速度の影響(「ERROR!」の表示)を確認した上で、姿勢角度情報を参考にするかを決定して撮影することができる。
また、図10(B)の場合は、姿勢角度情報(バーゲージの○印)を識別不能に(この場合は消去)する。このようにすれば、撮影者が外乱加速度の含まれた情報を参考にして撮影することを確実に防止することができる。
[外乱加速度の検出方式の説明]
図8は外乱加速度の検出方式を説明する図であって、(A)は外乱加速度が無い場合の図、(B)は外乱加速度がある場合の図である。
Pitch角度が「0度」の場合において、外乱加速度が加わった場合の検出方式を示す。
外乱が加わらなかった場合、重力分のセンサ出力だけがYaw軸に発生する(図8(A)参照)。その結果、算出されるカメラ角度は「0度」(重力方向は−90度)となる。カメラ角度0度におけるセンサ出力は、重力1Gによるセンサ出力を「1」とした理想センサ出力YS、PSは(YS,PS)=(1,0)となる。実際のセンサ出力(Ys,Ps)はこの条件をみたす。
図8は外乱加速度の検出方式を説明する図であって、(A)は外乱加速度が無い場合の図、(B)は外乱加速度がある場合の図である。
Pitch角度が「0度」の場合において、外乱加速度が加わった場合の検出方式を示す。
外乱が加わらなかった場合、重力分のセンサ出力だけがYaw軸に発生する(図8(A)参照)。その結果、算出されるカメラ角度は「0度」(重力方向は−90度)となる。カメラ角度0度におけるセンサ出力は、重力1Gによるセンサ出力を「1」とした理想センサ出力YS、PSは(YS,PS)=(1,0)となる。実際のセンサ出力(Ys,Ps)はこの条件をみたす。
次に外乱加速度が加わった場合を説明する。重力に対して0.5倍の重力加速度がPitch軸方向に対して加わった場合、センサの出力はYs=1,Ps=0.5となる(図8(B)参照)。よって、算出される姿勢角度は16.70[deg]=ATAN(Ps/Ys)となる。この検出された姿勢角度を元にYSとPSの値を求めると(YS,PS)=(0.96,0.29)となる。
よって理想センサ出力とセンサ出力の閾値を0.2以下でとった場合、センサ出力Ys,Psは理想センサ出力を満たさないことになる。よってこの場合は外乱加速度が加わっていると判別できる。
よって理想センサ出力とセンサ出力の閾値を0.2以下でとった場合、センサ出力Ys,Psは理想センサ出力を満たさないことになる。よってこの場合は外乱加速度が加わっていると判別できる。
[姿勢角度とセンサ出力の関係]
図9は姿勢角度とセンサ出力の関係を示す図であって、(A)はPitch角度0度の場合、(B)はPitch角度30度の場合、(C)はPitch角度60度の場合である。
グラフのデータは、重力のみで姿勢角度が判定され、かつセンサ出力が重力1Gに対して「1」を出力する場合のものである。
図9は姿勢角度とセンサ出力の関係を示す図であって、(A)はPitch角度0度の場合、(B)はPitch角度30度の場合、(C)はPitch角度60度の場合である。
グラフのデータは、重力のみで姿勢角度が判定され、かつセンサ出力が重力1Gに対して「1」を出力する場合のものである。
Pitch方向に角度をそれぞれ図のように固定した場合に、Roll角度が変化するとPitch軸、Yaw軸、Roll軸方向のセンサ出力はグラフに示される出力を持つ。よって、センサ出力がグラフを満たさない場合、外乱加速度が加わっていると判別する。判別に関しては判断基準となる幅が求められる。この幅に関してはセンサ出力のノイズ、姿勢角度に求める角度等から算出する。このグラフはPitch方向の角度をα、Roll方向の角度をβとした場合にPitch軸出力Ps、Yaw軸出力Ys、Roll軸出力RsがPs=sinβcosα,Ys=cosβsinβ,Rs=sinαで表され、Ps^2+Ys^2+Rs^2=1を満たす(注記、「山印に2」は2乗を意味する)。前述した外乱加速度の判定にはこれら式を用いる。
1・・・・・ストロボ発光部
2・・・・・電池蓋
3・・・・・LCDモニタ
4・・・・・銅鏡
101・・・CCD
102・・・F/E−IC
103・・・SDRAM
104・・・デジタルスチルカメラプロセッサ
105・・・SUB−CPU
106・・・ストロボ回路
107・・・内蔵メモリ
108・・・ROM
109・・・LCDドライバ
110・・・ビデオAMP
111・・・ビデオジャック
112・・・加速度センサ
113・・・バッテリ
SW1・・・レリーズスイッチ
SW2・・・ズームスイッチ[TELE]
SW3・・・ズームスイッチ[WIDE]
SW4・・・電源スイッチ
SW5・・・上スイッチ
SW6・・・右スイッチ
SW7・・・左スイッチ
SW8・・・下スイッチ
SW9・・・OKスイッチ
2・・・・・電池蓋
3・・・・・LCDモニタ
4・・・・・銅鏡
101・・・CCD
102・・・F/E−IC
103・・・SDRAM
104・・・デジタルスチルカメラプロセッサ
105・・・SUB−CPU
106・・・ストロボ回路
107・・・内蔵メモリ
108・・・ROM
109・・・LCDドライバ
110・・・ビデオAMP
111・・・ビデオジャック
112・・・加速度センサ
113・・・バッテリ
SW1・・・レリーズスイッチ
SW2・・・ズームスイッチ[TELE]
SW3・・・ズームスイッチ[WIDE]
SW4・・・電源スイッチ
SW5・・・上スイッチ
SW6・・・右スイッチ
SW7・・・左スイッチ
SW8・・・下スイッチ
SW9・・・OKスイッチ
Claims (7)
- 当該電子機器に加わる加速度を検出する加速度検出手段と、
該加速度検出手段によって検出された加速度に基づき、当該電子機器の姿勢角度を算出する姿勢角度算出手段と、
前記加速度検出手段によって検出された加速度と前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度とに基づき、前記検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定する判定手段と、
前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度および前記判定手段によって判定された結果を、当該電子機器の使用者に示す表示手段と
を備えたことを特徴とする電子機器。 - 前記判定手段は、前記姿勢角度算出手段によって算出された姿勢角度に基づいて前記重力以外の加速度が無い場合における前記加速度検出手段の検出結果を求め、該検出結果と前記加速度検出手段により検出された前記重力以外の加速度が有る場合の検出結果とを比較し、重力以外の加速度が含まれるか否かを判定することを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記加速度検出手段は、3軸加速度センサであることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記表示手段は、前記判定手段の判定結果を、前記姿勢角度を表示した周辺部に示すことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記使用者は、前記表示手段に表示された前記姿勢角度を、識別不能にすることが可能であることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記電子機器は、被写体像を撮影する撮像装置であることを特徴とする請求項1〜請求項5の何れかに記載の電子機器。
- 当該電子機器に加わる加速度を検出するステップと、
前記検出された加速度に基づき当該電子機器の姿勢角度を算出するステップと、
前記検出された加速度と前記算出された姿勢角度に基づき、前記検出された加速度に重力以外の加速度が含まれるか否かを判定するステップと、
前記算出された姿勢角度および前記判定された結果を、当該電子機器の使用者に表示するステップと
を備えたことを特徴とする電子機器の姿勢角度表示方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007325755A JP2009147863A (ja) | 2007-12-18 | 2007-12-18 | 電子機器およびその姿勢角度表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007325755A JP2009147863A (ja) | 2007-12-18 | 2007-12-18 | 電子機器およびその姿勢角度表示方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009147863A true JP2009147863A (ja) | 2009-07-02 |
Family
ID=40917908
Family Applications (1)
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JP2007325755A Pending JP2009147863A (ja) | 2007-12-18 | 2007-12-18 | 電子機器およびその姿勢角度表示方法 |
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Country | Link |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011259181A (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-22 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法及びプログラム及び記憶媒体 |
JP2012010304A (ja) * | 2010-05-27 | 2012-01-12 | Nintendo Co Ltd | 携帯型電子機器 |
US8494352B2 (en) | 2011-01-11 | 2013-07-23 | Ricoh Company, Ltd. | Imaging device |
US9128293B2 (en) | 2010-01-14 | 2015-09-08 | Nintendo Co., Ltd. | Computer-readable storage medium having stored therein display control program, display control apparatus, display control system, and display control method |
US9693039B2 (en) | 2010-05-27 | 2017-06-27 | Nintendo Co., Ltd. | Hand-held electronic device |
-
2007
- 2007-12-18 JP JP2007325755A patent/JP2009147863A/ja active Pending
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