JP2016029336A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ出力を補正する場合であっても、電子機器の処理負荷が過大にならないようにする。
【解決手段】
所定の物理量を検出する第１検出部（１１）と、前記第１検出部に対する外乱に関する情報を検出する外乱検出部（４１２）と、前記外乱検出部が検出した前記外乱に関する情報を外部機器に送信し、前記外部機器が当該外乱に関する情報に基づいて出力する補正情報を受信する通信部（１６）と、前記通信部が受信した前記補正情報に基づいて、前記第１検出部の検出結果を補正する補正部（４１１）と、を備えることを特徴とする電子機器。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子機器に関する。

物理量を検出するセンサにおいて、このセンサに影響を与える外乱を除去することが提案されており、例えば、３軸タイプの磁気センサのオフセットを演算して、そのオフセットを用いて磁気センサの出力を補正する携帯電子機器が知られている（特許文献１）。

特開２００６−２３２９３号公報

センサの検出結果を用いる電子機器において、センサのオフセットをリアルタイムに電子機器の内部で演算する場合、センサに対する外乱が頻繁に変化すると、オフセットの演算処理により電子機器の処理負荷が過大となる虞がある。

本発明による電子機器は、所定の物理量を検出する第１検出部と、第１検出部に対する外乱に関する情報を検出する外乱検出部と、外乱検出部が検出した外乱に関する情報を外部機器に送信し、外部機器が当該外乱に関する情報に基づいて出力する補正情報を受信する通信部と、通信部が受信した補正情報に基づいて、第１検出部の検出結果を補正する補正部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、センサ出力を補正する場合であっても、電子機器の処理負荷が過大にならない。

本発明の一実施の形態による電子機器を備える補正システムのブロック図の一例である。 本発明の一実施の形態による電子機器の一例であるデジタルカメラの概略斜視図である。 （ａ），（ｂ）本発明の一実施の形態による電子機器の一例であるデジタルカメラの背面図である。 図３（ｂ）のＡ１−Ａ２間の断面を図示した概略断面図である。 本発明の一実施の形態による電子機器の一例であるデジタルカメラのブロック図である。 本発明の一実施の形態による電子機器と通信する外部機器の一例であるサーバのブロック図である。 地磁気センサのオフセットを更新するための処理に関するフローチャートである。

図１は、本発明の一実施の形態による電子機器と、その電子機器と通信する外部機器とからなる補正システムに関するブロック図である。図１に示す補正システム１００は、本発明の一実施の形態による電子機器であるデジタルカメラ１と、サーバ２とを備える。

デジタルカメラ１は、後述のレンズユニット１４により結像される光学像を不図示の撮像素子により光電変換してデジタル画像を生成するものであり、本実施の形態においては、地磁気センサ１１とバリアングルモニタ１２を備えている。地磁気センサ１１は、２軸や３軸タイプのものがあり、本実施の形態においては３軸タイプの地磁気センサにより、地球の磁場である地磁気に応じた電気信号を出力し、レンズユニット１４により撮影を行う方位を所定の分解能（例えば８方位、１６方位など）で検出している。地磁気センサ１１は、地磁気以外にも地磁気センサ１１の周囲を流れる電流や地磁気センサ１１の周囲に配設された磁性体部品などが作る磁場も外乱として検出する。地磁気センサ１１の出力信号から地磁気以外の磁場に関する成分を除くため、従来からオフセットを設定して、そのオフセットを用いて地磁気センサ１１の出力を補正する処理が行われている。

バリアングルモニタ１２は、可動式の表示装置であり、デジタル画像（静止画・動画）や、撮影条件や、地磁気センサ１１が検出した方位などを表示するものであり、後述するようにその姿勢を変化させることができる。従来からデジタルカメラでは、バリアングルモニタの姿勢に基づいた表示制御を行うため、バリアングルモニタやデジタルカメラの本体に磁石などを設けて、磁場の変化によりバリアングルモニタの姿勢を検出することが行われている。

バリアングルモニタ１２に磁石が内蔵されている場合に、そのバリアングルモニタ１２の姿勢が変化すると、地磁気センサ１１に対する磁石の相対的な位置関係が変化して、その磁石が地磁気センサ１１の位置に作る磁場が変化する。その磁場の変化は地磁気センサ１１にとって外乱の変化であり、地磁気センサ１１の地磁気の検出精度を保つためには、補正システム１００は地磁気センサ１１のオフセットをキャリブレーションする必要がある。サーバ２は、地磁気センサ１１のオフセットを演算する。

図２は、デジタルカメラ１の概略斜視図である。デジタルカメラ１は、バリアングルモニタ１２と、多軸ヒンジ部１３と、レンズユニット１４と、レリーズスイッチ１５と、通信部１６とを有する。

バリアングルモニタ１２は、デジタルカメラ１の背面に設けられ、表示画面２０を表面に有し、その裏面には表示画面２０を有さない。バリアングルモニタ１２は、多軸ヒンジ部１３により、デジタルカメラ１の背面に連結され、Ｘ軸とＹ軸の２軸方向に回動することができる。デジタルカメラ１は、その背面に収納部２１を有し、その収納部２１にバリアングルモニタ１２を収納することができる。例えば、ユーザがデジタルカメラ１の背面側からバリアングルモニタ１２によりライブビュー画像を確認する場合と、自分撮りなどでデジタルカメラの前面側からバリアングルモニタ１２によりライブビュー画像を確認する場合とでは、バリアングルモニタ１２の天地（上下位置）が逆転してしまう。このため、デジタルカメラ１は、バリアングルモニタ１２の姿勢を検出して、この姿勢に応じたライブビュー画像をバリアングルモニタ１２に表示している。また、デジタルカメラ１は、バリアングルモニタ１２が収納部２１に収納されていることバリアングルモニタ１２の姿勢から検出して、バリアングルモニタ１２の表示のオン・オフ制御を行っている。

レンズユニット１４は、カメラ本体の前面側に設けられ、ズームレンズやフォーカシングレンズや防振レンズを含む複数のレンズ群を内蔵している。レリーズスイッチ１５は、ユーザが半押し操作や全押し操作を行うための操作部材である。レリーズスイッチ１５を用いて半押し操作が行われると、デジタルカメラ１は不図示のフォーカス用モータによりフォーカシングレンズを光軸方向に駆動する焦点調節や、不図示の防振用モータにより防振レンズを光軸方向とは異なる方向に駆動して手振れを補正する手振れ補正などの撮影準備動作を行う。また、レリーズスイッチ１５を用いて全押し操作が行われると、デジタルカメラ１は撮像動作を行う。なお、前述のズームレンズは手動によりズーム操作されたり、不図示のズーム用モータを用いて電動ズームされたりする。

通信部１６は、サーバ２との間で各種情報の送受信を行う。例えば、通信部１６は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線通信技術を用いてアクセスポイント（不図示）と接続する。そして、デジタルカメラ１は、そのアクセスポイントを経由したインターネット接続によりサーバ２との間で各種情報の送受信を行う。

図３（ａ）および（ｂ）は、デジタルカメラ１の概略背面図である。図３（ａ）では、バリアングルモニタ１２は、収納部２１に収納されており、表示画面２０を有する表面がデジタルカメラ１の背面側に露出している。図３（ｂ）では、バリアングルモニタ１２は、収納部２１に収納されており、裏面がデジタルカメラ１の背面側に露出している。

図３（ｂ）のようにバリアングルモニタ１２が収納部２１に収納された状態からＹ軸を中心にバリアングルモニタ１２を略１８０°回動させて収納部２１から退出させると、図２に示す状態となる。そして、図２においてＸ軸を中心にバリアングルモニタ１２を略１８０°回動させた後にＹ軸を中心に回動させて収納部２１に収納すると図３（ａ）の状態となる。

図３（ａ）および（ｂ）に図示されるように、バリアングルモニタ１２には第１磁石３１と第２磁石３２とが内蔵されている。第１磁石３１と第２磁石３２は、例えば、表示画面２０を備えるバリアングルモニタ１２の表面側にＳ極を向け、裏面側にＮ極を向けた棒磁石である。第１磁石３１と第２磁石３２は、バリアングルモニタ１２の多軸ヒンジ部１３の近傍に、Ｙ軸に沿って並べて配置されており、多軸ヒンジ部１３のＸ軸の回転軸を中心に対称の位置関係にある。第１磁石３１と第２磁石３２は、バリアングルモニタ１２と共に回動する。

図４は、図３（ｂ）のＡ１−Ａ２間の概略断面図である。デジタルカメラ１の本体の内、図３（ｂ）における第１磁石３１の近傍の位置には、ホール素子３３が設けられている。ホール素子３３は、ホール効果を利用して磁界を検出する素子であり、バリアングルモニタ１２が図３（ｂ）に示す姿勢の場合には、主に第１磁石３１が作る磁場を検出する。他方で、ホール素子３３は、バリアングルモニタ１２が図３（ａ）に示す姿勢の場合には、主に第２磁石３２が作る磁場を検出する。すなわち、ホール素子３３の出力結果は、バリアングルモニタ１２の姿勢を表す。

デジタルカメラ１の本体内部には、地磁気センサ１１が実装されたメイン基板４０が内蔵されている。メイン基板４０は、デジタルカメラ１全体の制御を行う電子回路基板であって、地磁気センサ１１がデジタルカメラ１の本体の左右方向の中心Ｃにできるだけ近くなるようにその位置が決められている。

図５は、デジタルカメラ１のブロック構成図である。図５には、デジタルカメラ１の構成の一部として、バリアングルモニタ１２と、レリーズスイッチ１５と、通信部１６と、ホール素子３３と、メイン基板４０と、ＧＰＳモジュール５１とが図示されている。

メイン基板４０には、地磁気センサ１１と、制御部４１と、メモリ４２とが実装されている。制御部４１は、ＣＰＵなどで構成され、メモリ４２に記憶されたプログラムを実行することにより、少なくとも出力補正部４１１と、姿勢検出部４１２と、表示制御部４１３として機能する。出力補正部４１１は、地磁気センサ１１の出力信号を、オフセットを用いて補正する。姿勢検出部４１２は、ホール素子３３の出力信号に基づいて、バリアングルモニタ１２の姿勢を検出する。表示制御部４１３は、姿勢検出部４１２が検出したバリアングルモニタ１２の姿勢に基づいて、バリアングルモニタ１２の表示画面２０に表示する画像を適宜上下左右に反転させるなどの制御を行う。

メモリ４２は、ＲＡＭとＲＯＭとを有し、制御部４１により実行されるプログラム等を記憶する。また、メモリ４２には、地磁気センサ１１の出力信号の補正を行う際に用いる地磁気センサ１１のオフセットが記憶されている。本実施の形態のデジタルカメラ１は、このメモリ４２とは別にＳＤカードのような記憶媒体にレンズユニット１４を用いて撮像した画像に加え、地磁気センサ１１が検出した方位情報や、ＧＰＳモジュール５１が検出した位置情報などのメタデータを記憶させている。
ＧＰＳモジュール５１は、ＧＰＳ衛星から出力される電波を検出して、緯度や経度といった位置情報をメイン基板４０の制御部４１に出力する。

図６は、サーバ２のブロック構成図である。サーバ２は、制御部６１と、記憶部６２と、通信部６３とを備える。サーバ２の制御部６１は、デジタルカメラ１の制御部４１よりも演算速度が高速な演算装置を有しており、記憶部６２に記憶されたプログラムを実行することにより、オフセット演算部６１１として機能する。通信部６３は、デジタルカメラ１の通信部１６と通信する。

バリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報は、地磁気センサ１１に対する第１磁石３１および第２磁石３２の相対的な位置関係を表し、地磁気センサ１１に対する第１磁石３１および第２磁石３２の外乱としての影響度合いを表している。オフセット演算部６１１は、デジタルカメラ１の姿勢検出部４１２が検出したバリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報に基づいて、地磁気センサ１１のオフセットを演算する。そして、オフセット演算部６１１は、そのオフセットに関する補正情報を生成する。

図７は、補正システム１００における地磁気センサ１１のオフセットの更新に関するフローチャートである。図７には、図５に示されたデジタルカメラ１の制御部４１により実行される処理についてフローチャートが示されている。

ステップＳ２００では、制御部４１は、ホール素子３３の検出結果を取得し、メモリ４２に記憶する。ステップＳ２０１では、制御部４１は、姿勢検出部４１２として、ステップＳ２００で検出したホール素子３３の出力結果に基づいて、バリアングルモニタ１２の姿勢を検出する。

ステップＳ２０２では、制御部４１は、ステップＳ２０１で検出されたバリアングルモニタ１２の姿勢に基づいて、バリアングルモニタ１２が収納部２１に収納されているか否かを判定する。制御部４１は、バリアングルモニタ１２が収納部２１に収納されていない場合、すなわちバリアングルモニタ１２が収納部２１から退出しており、第１磁石３１および第２磁石３２の位置が変化する虞がある場合、処理をステップＳ２０３に進める。制御部４１は、バリアングルモニタ１２が収納部２１に収納されている場合、処理をステップＳ２００に戻す。

ステップＳ２０３では、制御部４１は、ステップＳ２０２で検出したバリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報を、通信部１６を介してサーバ２へ送信する。サーバ２は、サーバ２の通信部６３を介してバリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報を受信する。そして、サーバ２の制御部６１は、受信したバリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報に基づいて、オフセット演算部６１１の処理により、地磁気センサ１１のオフセットを演算する。そして、サーバ２の制御部６１は、そのオフセットに関する補正情報を生成して、デジタルカメラ１に送信する。

ステップＳ２０４では、制御部４１は、サーバ２から補正情報を受信したか否かを判定する。制御部４１は、サーバ２から補正情報を受信するまでステップＳ２０４の判定を繰り返し、サーバ２から補正情報を受信したとき処理をステップＳ２０５に進める。ステップＳ２０５では、制御部４１は、サーバ２から受信した補正情報を用いて、地磁気センサ１１のオフセットを更新する。

ステップＳ２０６では、制御部４１は、レリーズスイッチ１５が操作されているか否かを判定する。制御部４１は、レリーズスイッチ１５が半押し操作または全押し操作されている間はステップＳ２０６で待機し、レリーズスイッチ１５が半押し操作または全押し操作されていないとき処理をステップＳ２００に戻す。すなわち、制御部４１は、デジタルカメラ１が撮像動作または撮像準備動作を行っている間は、ステップＳ２００〜ステップＳ２０５に関する処理を行わず、焦点検出動作などの撮像準備動作や撮像動作のためにＲＡＭなどのリソースを開放する。これは、撮像後（例えば画像の再生時）にユーザが地磁気センサ１１の検出した方位を必要とする場合に有効である。撮像動作時には、制御部４１は、補正前の地磁気センサの出力と、バリアングルモニタ１２の姿勢情報（すなわち、地磁気センサ１１に対する第１磁石３１および第２磁石３２の外乱情報）とを不図示の記憶媒体等に記憶しておく。そして、制御部４１は、撮像時の状況、すなわち記憶媒体に記憶したこれらの情報を撮像動作後にサーバ２へ送信して、補正情報をサーバ２から取得することにより、撮像操作に影響を与えることなく地磁気センサ１１の出力を補正することができる。なお、バリアングルモニタ１２にライブビュー画像を表示する場合は、例えばユーザの設定により、ユーザが方位情報を視認しない場合には地磁気センサ１１の補正動作を実行しないようにすればよく、ユーザが方位情報を視認したい場合には、地磁気センサ１１の補正動作を実行すればよい。なお、ライブビュー画像表示時の地磁気センサ１１の補正動作の実行に代えて、地磁気センサ１１の分解能を、例えば１６方位表示から８方位表示というように落とすようにしてもよい。

以上説明した実施の形態によれば、次のような作用効果を奏する。
デジタルカメラ１は、地磁気センサ１１と制御部４１と、通信部１６とを備える。地磁気センサ１１は、地磁気を検出する。制御部４１は、ホール素子３３の出力に基づいて地磁気センサ１１に対する外乱であるバリアングルモニタ１２の姿勢を検出する姿勢検出部４１２と、通信部１６が受信した補正情報に基づいて更新されたオフセットに基づいて地磁気センサ１１の出力信号を補正する出力補正部４１１として機能する。通信部１６は、バリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報をサーバ２に送信すると共に、サーバ２がバリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報に基づいて出力する地磁気センサ１１のオフセットに関する補正情報を受信する。
デジタルカメラ１では、サーバ２に地磁気センサ１１のオフセットを演算させることにより、リアルタイムにそのオフセットを更新する場合であっても、デジタルカメラ１の制御部４１の処理負荷が過大にならない。また、デジタルカメラ１の制御部４１の処理負荷を増加させずにサーバ２において複雑な演算を行うことができるため、デジタルカメラ１の内部における磁石等の配置の自由度が向上し、内部の磁石を地磁気センサ１１から遠ざけて配置する必要がなくなり、デジタルカメラ１を小型にすることができる。

以上で説明した実施の形態は、以下のように変形して実施できる。
（変形例１）
上記の実施の形態では、デジタルカメラ１は、ステップＳ２０３において、姿勢検出部４１２により出力されたバリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報をサーバ２へ送信したが、姿勢検出部４１２に入力されたホール素子３３の出力信号をサーバ２へ送信することにしてもよい。この場合、サーバ２は、デジタルカメラ１から送信されたホール素子３３の出力信号に基づいて、バリアングルモニタ１２の姿勢を検出して、地磁気センサ１１のオフセットに関する補正情報を演算することにすればよい。

（変形例２）
サーバ２は、オフセット演算部６１１により演算したオフセットを、デジタルカメラ１が位置する場所に基づいて調整することにしてもよい。例えば、デジタルカメラ１が高圧電線の近傍に位置する場合は、オフセットを調整することが望ましい。この場合、デジタルカメラ１の制御部４１は、ＧＰＳモジュール５１により検出された電波に基づいて、デジタルカメラ１が位置する緯度と経度とを算出して、デジタルカメラ１が位置する緯度と経度に関する位置情報を、サーバ２へ送信する。サーバ２は、デジタルカメラ１の緯度および経度と、オフセットを調整するための調整値とを、予めデータベース化して記憶部６２に記憶しておき、デジタルカメラ１から受信した位置情報に基づいて、オフセットを調整するための調整値をそのデータベースから検索する。そして、サーバ２は、バリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報に基づいて演算されたオフセットをその調整値を用いて調整して、調整後のオフセットに関する補正情報をデジタルカメラ１に送信する。

（変形例３）
上記の実施の形態では、サーバ２は、地磁気センサ１１のオフセットを演算するが、地磁気センサ１１の出力信号をそのオフセットを用いて補正することはしていない。しかし、サーバ２は、地磁気センサ１１の出力信号をそのオフセットを用いて補正することにしてもよい。この場合、デジタルカメラ１は、姿勢検出部４１２により検出されたバリアングルモニタ１２の姿勢に関する情報だけでなく、地磁気センサ１１の検出信号自体もサーバ２へ送信することが望ましい。

（変形例４）
本実施の形態においては、サーバ２によりバリアングルモニタ１２の移動に起因した地磁気センサ１１のオフセットを演算したが、レンズユニット１４からの外乱に起因するオフセット量を演算してもいい。レンズユニット１４からの外乱としては、フォーカスレンズや、ズームレンズや、防振レンズに起因するものがある。特に、レンズユニット１４が交換レンズの場合は、交換レンズ毎にそのオフセット量が異なり、より複雑な演算が要求されるため、サーバ２のオフセット演算部６１１を用いることにより、デジタルカメラ１の処理量を減らすことができる。レンズユニット１４に起因するオフセット量の演算に関しても図７のフローチャートで説明したようにレリーズスイッチ１５の操作時は避けて、撮像時のフォーカスレンズ、防振レンズ、ズームレンズの位置情報や、制御部４１から指令され駆動量を一時的に記憶するようにしてもよい。なお、レンズユニット１４に起因するオフセット量の演算は、バリアングルモニタ１２が収納部２１に収納されている場合でも行うようにしてよい。

（変形例５）
地磁気センサ１１は、デジタルカメラ１に内蔵されているものとしたが、デジタルカメラ１のホットシュー（不図示）などに装着されるものとしてもよい。また、本実施の形態は、地磁気センサ１１以外のセンサ、例えばジャイロセンサなどにも適用することができる。ジャイロセンサのオフセット（基準信号）をサーバ２にて演算する場合は、例えばジャイロセンサの温度などを検出して、温度に関する情報をサーバ２に送信することにしてもよい。

（変形例６）
本実施形態は、デジタルカメラ１だけでなく、他の電子機器にも適用することができる。例えば、折り畳み式の携帯電話やスマートフォンなどにも適用することができる。また、電子機器と通信を行う外部機器は、サーバ２だけに限定しない。例えば、デジタルカメラ１などの電子機器と近距離無線通信で通信可能な情報端末などであってもよい。

以上で説明した実施の形態や変形例はあくまで例示に過ぎず、発明の特徴が損なわれない限り本発明はこれらの内容に限定されない。また、以上で説明した実施の形態や変形例は発明の特徴が損なわれない限り組み合わせて実行してもよい。

１ デジタルカメラ
２ サーバ
１１ 地磁気センサ
１２ バリアングルモニタ
１３ 多軸ヒンジ部
１６ 通信部
３１ 第１磁石
３２ 第２磁石
３３ ホール素子
４０ メイン基板
４１ 制御部
４２ メモリ
１００ 補正システム
４１１ 出力補正部
４１２ 姿勢検出部
６１１ オフセット演算部

Claims (6)

1. 所定の物理量を検出する第１検出部と、
   前記第１検出部に対する外乱に関する情報を検出する外乱検出部と、
   前記外乱検出部が検出した前記外乱に関する情報を外部機器に送信し、前記外部機器が当該外乱に関する情報に基づいて出力する補正情報を受信する通信部と、
   前記通信部が受信した前記補正情報に基づいて、前記第１検出部の検出結果を補正する補正部と、
   を備えることを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   移動可能であり、磁場を発生させる磁場発生部をさらに備え、
   前記外乱検出部は、前記磁場発生部が発生させる磁場の変化に関する情報を検出することを特徴とする電子機器。
3. 請求項２に記載の電子機器において、
   前記外乱検出部は、前記磁場発生部が発生させる磁場の変化に関する情報に基づいて、移動により変化した前記磁場発生部の姿勢を、前記外乱に関する情報として検出することを特徴とする電子機器。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器において、
   前記第１検出部は、前記物理量として地磁気の強さを検出する地磁気センサであり、
   前記補正情報は、前記地磁気センサのオフセットに関する情報であり、
   前記補正部は、前記オフセットに基づいて、前記地磁気センサの検出結果を補正することを特徴とする電子機器。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電子機器において、
   前記電子機器の位置に関する情報を検出する位置情報検出部をさらに備え、
   前記通信部は、前記位置情報検出部により検出された前記位置に関する情報を前記外部機器にさらに送信して、前記外乱検出部が検出した前記外乱に関する情報と当該位置に関する情報とに基づいて前記外部機器が出力する前記補正情報を受信することを特徴とする電子機器。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の電子機器において、
   被写体像を撮像する撮像部をさらに備え、
   前記通信部は、前記撮像部による撮像中または撮像準備中は、前記外乱検出部が検出した前記外乱に関する情報を前記外部機器に送信しないことを特徴とする電子機器。
   

Images