JP2007142938A - 携帯情報端末器 - Google Patents

Abstract

【課題】 空きスペースを有効に利用するジャイロの実装を可能とし、配線が簡素で、正確な手ぶれ補正が出来る携帯情報端末器の提供を課題とする。
【解決手段】 画像表示部と文字情報入力部とに筐体が分離し、連結部を介して前記両筐体が機械的に連結しているカメラ機能、或いはビデオ機能を有する携帯情報端末器であって、カメラレンズ１４が一方の筐体に実装されて、角度検出用の角度センサ３１が前記両筐体の位置関係情報を検出し、且つ、カメラレンズ１４とは別の筐体に第一のジャイロ２１と第２のジャイロ２２を実装して、角速度および、両筐体の位置関係情報からカメラレンズ１４に加わる加速度を算出して画像の補正を行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は、カメラ付携帯電話やカメラ付携帯情報端末器等（以下、携帯情報端末器とよぶ）に関し、ジャイロなどの角速度センサ（以下、ジャイロとよぶ）を用いて、撮影時の手ぶれを補正する機能を有する、携帯情報端末器に関する。

従来、家庭用ビデオカメラには、撮影時の手ぶれの影響による撮影画像のぶれを補正するために、ジャイロにより手ぶれの角速度を検出して補正をする手法が用いられている。このような家庭用ビデオカメラにジャイロを用いた手ぶれ補正方法は特許文献１に開示されている。

また、デジタルカメラにおいても、撮影する際、シャッターを押す瞬間にデジタルカメラが動き、撮影画像がぶれるので、補正機能は不可欠である。これは、近年の撮像素子の高解像度化に伴い、手ぶれの影響による撮影画像のぶれが無視できなくなったことに起因する。このことは、携帯情報端末器に関しても例外ではなく、手ぶれ補正機能を実現するために、ジャイロを実装する方法が多数提案されている。

図１は、従来の携帯情報端末器の斜視図である。図１（ａ）は正面から見た斜視図であり、図１（ｂ）は背面から見た斜視図である。従来の携帯情報端末器は、画像表示部１１と文字情報入力部１２とが連結部１３で連結した構造を成し、カメラレンズ１４が画像表示部１１に配置されている。手ぶれ補正機能の効果を効率よく得るためには、カメラレンズ１４の近傍にジャイロを設置することが望ましく、手持ち型ビデオカメラやデジタルカメラではカメラレンズ近傍にジャイロを設置する構造になっている。

図２は、従来の携帯情報端末器におけるジャイロの実装状態を示す斜視図である。従来の携帯情報端末器では、画像表示部１１内部の基板２７に、カメラレンズ１４を具備する撮像装置２４が実装され、撮像装置２４の側面に第１のジャイロ２１と第２のジャイロ２２が配置されている。

撮影画像の手ぶれの補正を行うには、カメラレンズ１４の光軸と直交する面内に、互いに直交し合う、基準となるピッチ軸４３とヨー軸４４を設定し、ピッチ軸４３を回転の中心軸とする回転４２と、ヨー軸４４を回転の中心軸とする回転４１との両方の角速度を検出する必要があり、それぞれの軸に平行な検出軸をもつ２個のジャイロが必要となる。図２に示すように、従来の携帯情報端末器の場合には、カメラレンズ１４および第１のジャイロ２１と第２のジャイロ２２が撮像装置２４として一体に構成され、画像表示部１１内部の基板２７に実装されている。画像表示部１１は大部分がディスプレーで占められているため実装スペースが限られることと、回路基板が複数にならないように、画像補正処理を行う手ぶれ補正制御回路は、文字入力等の処理回路と一体にして、文字情報入力部に実装されている。このような携帯情報端末器は特許文献２に開示されている。

特開平１１−６４９０５号公報 特開２００４−１５３５０３号公報

図３は、従来の携帯情報端末器の模式図である。図３（ａ）は従来の携帯情報端末器の模式図であり、図３（ｂ）は手ぶれの回転方向を示す図である。前述したように、手ぶれには、図３（ｂ）に示すピッチ軸４３を回転の中心軸とする回転４２と、ヨー軸４４を回転の中心軸とする回転４１があり、それぞれの中心軸に平行な検出軸をもつジャイロが必要となる。図３（ａ）に示す基板２７には、カメラレンズ１４と、ピッチ軸４３回りの回転４２の回転角速度を検出する第１のジャイロ２１と、ヨー軸４４回りの回転４１の回転角速度を検出する第２のジャイロ２２が実装される。しかしながら、画像表示部の内部にはメインディスプレイ、サブディスプレイ、スピーカ、カメラ、ライトなど様々な部品が配置、実装されるために、実際には、ジャイロを実装できるような空きスペースがほとんどないという問題点がある。

また、特許文献２に開示されているように撮像装置の側面に第１のジャイロと第２のジャイロを配置しても、ジャイロの電源供給や信号伝達のための配線２８は、レンズが実装されている基板２７と、手ぶれ補正の制御回路２９が実装されている文字情報入力部の内部の基板２６との間を接続する配線となり、配線２８が非常に煩雑になるという問題点がある。さらに、配線２８を長く引き回すとジャイロの出力信号のノイズが増大するという問題点もある。

あるいは、ジャイロを、手ぶれ補正の制御回路２９が実装されている文字情報入力部の内部の基板２６に実装することも考えられるが、この場合、カメラレンズに加わる手ぶれの回転軸とジャイロの出力の検出軸とが異なり、正確な補正が出来ないという問題点がある。

従って、本発明は、上記の問題点を解決することを課題とする。具体的には、空きスペースを有効に利用するジャイロの実装を可能とし、配線が簡素で、正確な手ぶれ補正が出来る携帯情報端末器の提供を課題とする。

本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。即ち本発明は、第一の筐体となる画像表示部と第二の筐体となる文字情報入力部とに筐体が分離し、連結部を介して前記両筐体が機械的に連結しているカメラやビデオ等の撮像装置を有する携帯情報端末器であって、撮像装置が一方の筐体に実装されて、角度センサが前記両筐体の位置関係情報を検出し、且つ、第二の筐体にジャイロを実装して、角速度および、前記両筐体の位置関係情報から撮像装置に加わる加速度を算出して画像の補正を行う機能を有することをその要旨とする。

本発明によれば、撮像装置を具備する第一の筐体と、外力によって受ける振動を２軸以上の回転角速度に分離して検出し、各軸毎の角速度信号を出力するジャイロを具備する第二の筐体と、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを連結する連結部と、前記第一の筐体と前記第二の筐体とが成す角度を検出して角度信号を出力する角度センサと、からなる携帯情報端末器であって、前記角度信号から回転角度を演算して回転角信号を出力する回転角検出手段と、前記各軸毎の角速度信号から回転角速度を演算して回転角速度信号を出力する回転角速度演算手段と前記回転角信号と前記回転角速度信号とから補正値を演算して補正信号を出力する補正値演算手段と、前記補正信号を演算して前記撮像装置の補正を行うための補正制御信号を出力する補正制御手段とを具備することを特徴とする携帯情報端末器が得られる。

本発明における、ジャイロは直交するヨー軸及びピッチ軸を回転の中心軸とする２つの回転運動の回転加速度に分解して、筐体の手ぶれを検出できれば良い。従来、手ぶれを補正するには、カメラレンズのぶれを検出するために、ジャイロをカメラレンズの近傍に配置する必要があった。しかし、本発明では、カメラ等の撮像装置を配置する第１の筐体と、ジャイロを配置する第２の筐体とが成す角度を検出する機能を有するので、この角度の情報を使って、ジャイロが検出する第２の筐体の回転加速度情報を第１の筐体の回転加速度情報に補正することが可能となる。従って、ジャイロはカメラレンズの近傍に配置する必要がなく、ジャイロの配置が自由に設計できる。

また、本発明によれば、カメラレンズが配置される第１の筐体とは別の第２の筐体内部に配置される制御回路の近傍にジャイロを配置できるので、ジャイロの出力に含まれるノイズが低減し、精度の良い手ぶれ補正制御が可能となる。

上記の如く、本発明によれば、空きスペースを有効に利用するジャイロの実装を可能とし、配線が簡素で、正確な手ぶれ補正が出来る携帯情報端末器の提供が可能となる。

本発明は、以下の形態を採用することにより実施できる。第一の筐体となる画像表示部と第二の筐体となる文字情報入力部とを有し、前記画像表示部と前記文字情報入力部とが連結部で連結され、連結部を支点として開閉できる構造を有し、画像表示部に撮像装置を搭載した携帯情報端末器において、画像表示部内の基板にジャイロを実装し、画像表示部と文字情報入力部とが連結部を支点として開いたときに成す角度を検出する角度センサを連結部に実装する。

ジャイロは文字情報入力部の文字情報入力面の面内に、互いに直交し合う、基準となるピッチ軸とヨー軸を設定し、ピッチ軸を回転の中心軸とする回転と、ヨー軸を回転の中心軸とする回転との両方の角速度を検出するように２つ実装する。ジャイロには、圧電体等を振動させ、この振動の中心を回転軸とする回転力によって生じるコリオリ力により、圧電体等の振動方向に対して直角方向の振動が励起される現象を利用する圧電振動ジャイロが適している。角度センサは、画像表示部と文字情報入力部とが連結部を支点として開いたときに成す角度が検出できればよく、回転式可変抵抗器等が適しているが、方式は限定されない。

本発明は、前記ジャイロが検出するピッチ軸とヨー軸の角速度を前記角度センサよって検出した角度を用いて、補正することで、画像表示部の撮像装置が受けた手ぶれによる角速度を補正値演算手段にて演算により求め、補正制御手段で適正な手ぶれ補正制御を行うシステムとする。

具体的には、ジャイロが出力する角回転軸に対応する角速度信号から差動増幅回路や比較演算回路等からなる回転角速度演算手段を設け、回転角速度信号を得る。一方、抵抗値の変化等に対応する電圧等の角度センサが出力する角度信号を演算処理する回転角検出手段を設け、回転角信号を得る。さらに前記回転角速度信号と前記回転角信号を演算処理して補正信号を得るための補正値演算手段を設ける。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施例１）
図４は、実施例１に係る携帯情報端末器の斜視図である。実施例１による携帯情報端末器は、画像表示部１１と文字情報入力部１２とからなり、画像表示部１１と文字情報入力部１２は連結部１３により、機械的に連結している。連結部１３は回転機能を有し、画像表示部１１と文字情報入力部１２は、互いにＸ軸４５を中心に矢印４６の方向への開閉が可能となっている。カメラレンズ１４を有する撮像装置２４は、画面表示部１１内部の基板２７に実装され、手ぶれ補正の制御回路２９は文字情報入力部１２内部の基板２６に実装されている。

実施例１では、この携帯情報端末器の文字情報入力部１２内部の基板２６にピッチ軸４３回りの回転４２の回転角速度を検出する第１のジャイロ２１と、ヨー軸４４回りの回転４１の回転角速度を検出する第２のジャイロ２２を手ぶれ補正の制御回路２９の近傍に実装した。また、画像表示部１１と文字情報入力部１２とが成すＸ軸４５を中心とする矢印４６の方向の角度θを検出する角度センサ３１を連結部１３内部に配置した。本実施例１の携帯情報端末器はカメラレンズ１４が画面表示部１１の表を向くように実装されているが、カメラレンズ１４の位置は、画像表示部１１に実装されていれば位置や向き、実装の形態による、本発明の効果に対する影響は少ない。

図５は実施例１に係る携帯情報端末器の模式図である。図５（ａ）は実施例１に係る携帯情報端末器の模式図であり、図５（ｂ）は手ぶれの回転方向を示す図である。図５（ａ）には、本実施例１による携帯情報端末器の画像表示部と文字情報入力部内部にある基板２５と２６を示している。画像表示部内部に配置される基板２５にはカメラレンズ１４を有する撮像装置２４が実装され、配線２８ａで基板２６に電気的に接続している。文字情報入力部内部に配置される基板２６には、手ぶれ補正の制御回路２９と、図５（ｂ）に示すピッチ軸４３回りの回転４２の回転角速度を検出する第１のジャイロ２１と、図５（ｂ）に示すヨー軸４４回りの回転４１の回転角速度を検出する第２のジャイロ２２を実装した。また、角度センサ３１は配線２８ｂで基板２６に電気的に接続した。

本実施例１では、第１のジャイロ２１と第２のジャイロ２２にはＮＥＣトーキン株式会社製の圧電振動ジャイロ（型名：ＣＧ−Ｌ５３）を使用した。角度センサ３１には回転式可変抵抗器を使用した。基板２６に実装した第１のジャイロ２１と第２のジャイロ２２、角度センサ３１は基板２６内のパターン配線で接続したので、非常に短く簡素であり、ノイズも低減した。手ぶれ補正の制御回路２９はＩＣチップ化された集積回路を採用したので省スペースが図れ、ジャイロの配置位置に対して自由度が高くなった。

図６は、実施例１に係る携帯情報端末器を示すブロック図である。以下、本実施例１による、手ぶれ補正制御の流れに関して、図６を用いて説明する。まず、角度センサ３１が検出した画像表示部１１と文字情報入力部１２とがなす角度θの情報を角度信号５１として回転角検出手段５２が回転角信号５３を出力する。一方で、第１のジャイロ２１と第２のジャイロ２２が検出した、ピッチ軸回りの回転の角速度情報とヨー軸回りの回転の角速度情報をそれぞれ角速度信号５４、５５として回転角速度演算手段５６が回転角速度信号５７を出力する。補正値演算手段５８は、前記回転角信号５３と回転角速度信号５７とから演算をして、補正信号５９を出力する。補正制御手段６０は補正信号５９から最適な補正制御信号６１を撮像装置２４へ出力して手ぶれ補正を実行する。

ここで、補正値演算手段５８は、ピッチ軸については回転角によらずレンズのピッチ軸とジャイロのピッチ軸が一致するので補正は必要ない。ヨー軸については画像表示部１１と文字情報入力部１２とが開いている角度θによって補正が必要である。画像表示部１１と文字情報入力部１２を一直線上に開いた状態を０度、閉じた状態を１８０度として、任意の角度θのときに、カメラレンズのヨー軸を中心とした回転の角速度ωｙ’はヨー軸のジャイロ出力ωｙを用いて式１で表される。

ωy’＝ωy・cosθ・・・・・・（式１）

この角速度ωｙ’を用いて、文字情報入力部１２で検出した手ぶれによる角速度が、画像表示部１１で受けた手ぶれによる角速度に変換でき、適正な手ぶれ補正が可能となった。

（実施例２）
図７は、実施例２に係る携帯情報端末機器の部分斜視図である。図７（ａ）は実施例２に係る携帯情報端末器の模式図であり、図７（ｂ）は手ぶれの回転方向を示す図である。実施例２による携帯情報端末器は、画像表示部１１と文字情報入力部１２とからなり、画像表示部１１と文字情報入力部１２は連結部１３により、機械的に連結している。連結部１３は回転機能を有し、画面表示部１１と文字情報入力部１２は、実施例１同様に開閉が可能となっている。カメラレンズ１４を有する撮像装置２４は、連結部１３内部に実装され、手ぶれ補正の制御回路２９は文字情報入力部１２内部の基板２６に実装されている。

実施例２では、この携帯情報端末器の文字情報入力部１２内部の基板２６に、図７（ｂ）に示すピッチ軸４３回りの回転４２の回転角速度を検出する第１のジャイロ２１と、図７（ｂ）に示すヨー軸４４回りの回転４１の回転角速度を検出する第２のジャイロ２２を手ぶれ補正の制御回路２９の近傍に実装した。また、図４に示した、画像表示部１１と文字情報入力部１２とが成すＸ軸４５を中心とする矢印４６の方向の角度θを検出する角度センサ３１を、図７に示すように連結部１３内部に配置した。本実施例２では、第１のジャイロ２１と第２のジャイロ２２を撮像装置２４の近傍に配置する必要がないので、連結部１３内部に撮像装置２４を実装することが可能となる。角度センサ３１はジャイロに比べ、非常に小型であるため連結部１３内部に撮像装置２４を実装する支障にはならない。

文字情報入力部１２の内部に配置される基板２６には、手ぶれ補正の制御回路２９とピッチ軸回りの回転４２の回転角速度を検出する第１のジャイロ２１と、ヨー軸回りの回転４１の回転角速度を検出する第２のジャイロ２２を実装した。また、角度センサ３１は配線２８ｂで基板２６に電気的に接続した。

本実施例２では、実施例１同様に、第１のジャイロ２１と第２のジャイロ２２にはＮＥＣトーキン株式会社製の圧電振動ジャイロ（型名：ＣＧ−Ｌ５３）を使用した。角度センサ３１には回転式可変抵抗器を使用した。基板２６に実装した第１のジャイロ２１と第２のジャイロ２２と角度センサ３１は基板２６内のパターン配線で接続したので、配線が非常に短く簡素になり、ノイズも低減した。手ぶれ補正の制御回路２９は実施例１同様に、ＩＣチップ化された集積回路を採用したので省スペースが図れ、ジャイロの配置位置に対しても実施例１同様に、自由度が高くなった。

本実施例２も実施例１と同様の効果が得られた。尚、実施例１或いは実施例２では、携帯情報端末器に、画像表示部と文字情報入力部が、回転機能を有する連結部により、開閉が可能となっているものとしたが、開閉するだけでなく、自在継ぎ手等を介して２軸や３軸の複数の回転軸を中心として画像表示部と文字情報入力部とが回転する機構を有する携帯情報端末器であっても、回転軸と同数の角度センサを軸に合わせて配置し、それぞれの回転角度を検出することで、手ぶれ補正が可能となる。

上記の如く、本発明によれば、空きスペースを有効に利用するジャイロの実装を可能とし、配線が簡素で、正確な手ぶれ補正が出来る携帯情報端末器の提供が可能となる。

従来の携帯情報端末器の斜視図。図１（ａ）は正面から見た斜視図。図１（ｂ）は背面から見た斜視図。 従来の携帯情報端末器におけるジャイロの実装状態を示す斜視図。 従来の携帯情報端末器の模式図。図３（ａ）は従来の携帯情報端末器の模式図。図３（ｂ）は手ぶれの回転方向を示す図。 実施例１に係る携帯情報端末器の斜視図。 実施例１に係る携帯情報端末器の模式図。図５（ａ）は実施例１に係る携帯情報端末器の模式図、図５（ｂ）は手ぶれの回転方向を示す図。 実施例１に係る携帯情報端末器を示すブロック図。 実施例２に係る携帯情報端末機器の部分斜視図。図７（ａ）は実施例２に係る携帯情報端末器の模式図。図７（ｂ）は手ぶれの回転方向を示す図。

符号の説明

１１ 画像表示部
１２ 文字情報入力部
１３ 連結部
１４ カメラレンズ
２１ 第１のジャイロ
２２ 第２のジャイロ
２４ 撮像装置
２５，２６，２７ 基板
２８，２８ａ，２８ｂ 配線
２９ 制御回路
３１ 角度センサ
４１，４２ 回転
４３ ピッチ軸
４４ ヨー軸
４５ Ｘ軸
４６ 矢印
５１ 角度信号
５４，５５ 角速度信号
５２ 回転角検出手段
５３ 回転角信号
５６ 回転角速度演算手段
５７ 回転角速度信号
５８ 補正値演算手段
５９ 補正信号
６０ 補正制御手段
６１ 補正制御信号
θ 角度

Claims (1)

1. 撮像装置を具備する第一の筐体と、
   外力によって受ける振動を２軸以上の回転角速度に分離して検出し、各軸毎の角速度信号を出力する角速度センサを具備する第二の筐体と、
   前記第一の筐体と前記第二の筐体とを連結する連結部と、
   前記第一の筐体と前記第二の筐体とが成す角度を検出して角度信号を出力する角度センサと、
   からなる携帯情報端末器であって、
   前記角度信号から回転角度を演算して回転角信号を出力する回転角検出手段と、
   前記各軸毎の角速度信号から回転角速度を演算して回転角速度信号を出力する回転角速度演算手段と
   前記回転角信号と前記回転角速度信号とから補正値を演算して補正信号を出力する補正値演算手段と、
   前記補正信号を演算して前記撮像装置の補正を行うための補正制御信号を出力する補正制御手段とを具備することを特徴とする携帯情報端末器。

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