JP2005086390A - デジタルカメラの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パーソナルコンピュータ等の情報端末機に搭載されるデジタルカメラの撮影方向を電磁駆動力により変更できるようにして、手動操作による場合の手の映り込みや撮影画面の揺れ等を解消する。
【解決手段】種々の情報を表示する表示部２，所望の情報を入力し得る入力部１を備える情報端末機に搭載されるデジタルカメラ２０において、デジタルカメラ２０の撮影方向を変更する変更手段として、ＤＣモータあるいはステッピングモータ等の電磁駆動源３０と、電磁駆動源３０の駆動力によりデジタルカメラ２０の向きを変えるように駆動する歯車からなる駆動機構３２，４０，２１ａとを採用する。これにより、撮影中にデジタルカメラの向きを変える場合でも、映像への操作者の手の映り込み、撮影画面の揺れ等が解消されて、安定した状態で所望の被写体のみが撮影される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ等の情報端末機に搭載されるデジタルカメラの駆動装置に関し、特に、被写体の撮影方向を変更あるいは調整できるデジタルカメラの駆動装置に関する。

従来のノート型パーソナルコンピュータ（ノート型パソコン）等においては、ディスプレイの側部領域にデジタルカメラを内蔵し、あるいは、ディスプレイを配置する筐体の上縁に着脱自在にデジタルカメラを配置したものが知られている。
このデジタルカメラは、そのカメラケースがノート型パソコンの筐体に回動可能に支持されており、操作者がカメラケースを指で掴んで適宜向きを変えることにより、撮影方向を変更あるいは調整できるようになっている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

特開平１０−１６４４１４号公報 特開２０００−２０７０５７号公報 特開平１１−５３０６０号公報

ところで、上記ノート型パソコンに搭載される従来のデジタルカメラにおいては、その撮影方向を変更あるいは調整するにあたり、操作者がカメラケースを掴んで適宜回転させなければならないため、撮影中に撮影方向を変えようとすると、撮影画像に操作者の手が映り込んだり、撮影画面が揺れる等の問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ等の情報端末機に内蔵あるいは着脱自在に搭載されるデジタルカメラにおいて、撮影中における映像への操作者の手の映り込み、撮影画面の揺れ等を解消しつつ、撮影方向を変更、調整、さらには高精度に微調整できるデジタルカメラの駆動装置を提供することにある。

本発明のデジタルカメラの駆動装置は、種々の情報を表示する表示部，所望の情報を入力し得る入力部を備える情報端末機に搭載されるデジタルカメラと、デジタルカメラの撮影方向を変更する変更手段とを含む、デジタルカメラの駆動装置であって、上記変更手段は、電磁駆動源と、電磁駆動源の駆動力によりデジタルカメラの向きを変えるように駆動する駆動機構と、を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、情報端末機（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ等）に搭載されたデジタルカメラは、電磁駆動源（例えば、ＤＣモータ、ステッピングモータ等）の駆動力により、駆動機構を介して撮影方向が変えられる。したがって、撮影中にデジタルカメラの向きを変える場合、その変更動作は、操作者の手動操作によるのではなく電磁駆動力により行なわれるため、従来のような映像への操作者の手の映り込み、撮影画面の揺れ等が解消されて、所望の被写体のみが撮影される。

上記構成の装置において、駆動機構は、電磁駆動源の回転軸に固着された駆動歯車と、揺動自在に支持されたデジタルカメラの本体に設けられた被動歯車と、駆動歯車と被動歯車との間に介在して噛合する減速歯車列と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、駆動機構が、減速歯車列等含むため、デジタルカメラの向き（撮影方向）を高精度に微調整しつつ変更することができ、又、簡略な構造として部品を集約化し装置を小型化できる。

上記構成の装置において、デジタルカメラの初期位置を検出する検出器を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、検出器によりデジタルカメラの初期位置を検出することで、この初期位置を基準として、デジタルカメラの向き（角度位置）を高精度に制御することができる。

上記構成の装置において、デジタルカメラ及び変更手段を一体的に保持する保持部材を有し、保持部材は、情報端末機の筐体に固定されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、デジタルカメラ及び変更手段（電磁駆動源、駆動機構）が保持部材により一体的に保持されてモジュール化（モジュール品と）されるため、先ずモジュール品だけを組付けて、単品としての調整、検査等を行なうことができる。また、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ等の種々の情報端末機に対して、共通のモジュール品を搭載することができ、又、モジュール品ごとに交換することができる。それ故に、組付け作業、交換作業が容易になり、又、製品のコストを低減できる。

上記構成の装置において、入力部は、電磁駆動源を駆動制御するための制御信号を入力可能である、構成を採用することができる。
この構成によれば、入力部から所定の制御信号を入力することで、電磁駆動源、駆動機構を駆動させて、デジタルカメラを所望の撮影角度に変更することができる。

上記構成の装置において、入力部は、パーソナルコンピュータのキーボード、又は、携帯電話機の操作釦である、構成を採用することができる。
この構成によれば、デジタルカメラがパーソナルコンピュータに搭載された場合に、キーボードを適宜押して制御信号を入力することでデジタルカメラを所望の撮影方向（撮影角度）に変更することができ、又、デジタルカメラが携帯電話機に搭載された場合に、操作釦を適宜押して制御信号を入力することでデジタルカメラを所望の撮影方向（撮影角度）に変更することができる。

上記のように、本発明に係るデジタルカメラの駆動装置によれば、デジタルカメラの撮影方向を変更するにあたり、手動操作によるのではなく、電磁駆動源及び駆動機構を含む変更手段により電磁駆動力を用いて行なうため、従来のような操作者の手の映り込み、撮影画面の揺れ等を解消でき、安定して所望の被写体のみを撮影することができる。また、駆動機構として、減速歯車列を用いることで、装置を集約化して小型化でき、デジタルカメラの撮影角度位置を高精度に制御することができる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図１０は、本発明に係るデジタルカメラの駆動装置の一実施形態を示すものであり、図１はデジタルカメラが搭載されたノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図、図２はその断面図、図３ないし図５は保持部材によりデジタルカメラ及び駆動装置を一体的に保持したカメラユニットを示す図、図６ないし図８は保持部材を除いたデジタルカメラ及び駆動装置を示す図、図９はデジタルカメラ，駆動装置，保持部材を含むカメラユニットの分解斜視図、図１０は駆動装置の制御システムを示すブロック図である。

図１に示すように、情報端末機としてのパーソナルコンピュータは、種々の情報を入力し得る入力部としてキーボード１、種々の情報を表示する表示部としてのディスプレイ２、ディスプレイ２を配置する筐体３、筐体３内に内蔵されたカメラユニット１０等により形成されている。

カメラユニット１０は、図３ないし図９に示すように、デジタルカメラ２０、デジタルカメラ２０の撮影方向を変更する変更手段としての電磁駆動源３０及び駆動機構（３２，４０，２１ａ）、デジタルカメラ２０の初期位置を検出する検出器５０、デジタルカメラ２０，変更手段（３０，３２，４０，２１ａ），及び検出器５０を一体的に保持する保持部材６０等により形成されている。

電磁駆動源３０は、図７ないし図９に示すように、回転軸３１、回転軸３１に固着された駆動歯車３２を有する。電磁駆動源３０としては、ＤＣモータあるいはステッピングモータが採用される。
駆動機構は、図６ないし図９に示すように、電磁駆動源３０の駆動歯車３２、６個の二段歯車４１，４２，４３，４４，４５，４６を含む減速歯車列４０、デジタルカメラ２０の本体２１に設けられた被動歯車２１ａ等により形成されている。
二段歯車４１〜４６（減速歯車列４０）は、図６ないし図９に示すように、大径歯車４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａと、小径歯車４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂ，４６ｂとを、それぞれ同軸にて一体的に有するように形成されている。

ここで、二段歯車４１，４３は、シャフト４７により同軸にて回動自在に支持され、二段歯車４２，４４は、シャフト４８により同軸にて回動自在に支持されている。また、二段歯車４５，４６は、保持部材６０に形成されたシャフト６５ａ，６５ｂにそれぞれ回動自在に支持されている。
したがって、電磁駆動源３０が所定量だけ回転すると、駆動歯車３２から減速歯車列４０（４１〜４６）を介して、被動歯車２１ａに回転駆動力が伝達され、デジタルカメラ２０が所定の角度だけ軸線Ｓ回りに回転して、その向きが変更ないし微調整されるようになっている。

保持部材６０は、図２及び図９に示すように、パーソナルコンピュータの筐体３に固定される基部６１、基部６１から直立する一対の側壁部６２，６３、側壁部６２から延出する延出部６４、延出部６４から直立する直立部６５等により形成されている。
基部６１には、その上面において、デジタルカメラ２０を初期位置に停止させるストッパ６１ａが形成されている。側壁部６２，６３には、デジタルカメラ２０を揺動自在に支持する軸受孔６２ａ，６３ａが形成され、又、側壁部６３には、検出器５０を取り付ける矩形孔６３ｂが形成されている。

延出部６４には、図９に示すように、電磁駆動源３０を固定する補助部材６６が固着され、又、シャフト４７，４８の一端部を保持するように形成されている。直立部６５には、二段歯車４５を回動自在に支持するシャフト６５ａ、二段歯車４６を回動自在に支持するシャフト６５ｂが形成されている。また、保持部材６０には、シャフト６５ａ，６５ｂ，４７，４８の他端部を保持する補助部材６７が連結されるようになっている。

デジタルカメラ２０は、図３ないし図９に示すように、外輪郭を画定する本体２１、本体２１の前面に配置された撮影レンズ２２、撮影レンズ２２の後方において内蔵されたレンズ光学系（不図示）、撮像素子としてのＣＣＤ（不図示）、本体２１の背面に固定された回路基板２３等により形成されている。
本体２１は、その左側面に一体的に形成された円弧状の被動歯車２１ａ、両側面に一体的に形成された支軸２１ｂ、２１ｃ、検出器５０の検出光を反射するべく右側面に設けられた反射板２１ｄ等を備えている。尚、支軸２１ｂ，２１ｃの一方は、軸受孔６２ａ，６３ａへの挿入を容易にするべく、本体２１に対して出没自在に設けられていてもよく、又は、別の支軸ボルトが連結可能に形成されていてもよい。被動歯車２１ａは、支軸２１ｂ，２１ｃの軸線Ｓを中心とする円弧状に形成されている。
レンズ光学系としては、単焦点レンズ光学系、又は、複数のレンズを光軸方向において相対的に移動させる駆動機構をもつ変倍レンズ光学系が採用される。

検出器５０は、検出光を発する発光素子、反射板２１ｄから反射されてきた反射光を受光する受光素子を含む、反射型の光センサである。すなわち、デジタルカメラ２０（本体２１）が初期位置にあるとき、発光素子から発せられた検出光は、本体２１の反射板２１ｄにより反射されて受光素子に入射する。これにより、デジタルカメラ２０が初期位置にあることが検出されるようになっている。
尚、検出器５０としては、反射型の光センサに限るものではなく、透過型の光センサを採用してもよい。

また、カメラユニット１０の回路基板２３には、上記駆動装置の駆動制御を行なう制御回路７０が設けられている。この制御回路７０は、図１０に示すように、種々の演算処理を行なって制御信号を発する制御部７１、電磁駆動源３０を駆動するための駆動回路７２、検出器５０で検出された信号を処理して制御部７１に送る検出回路７３、入力部としてのキーボード１から入力された信号を処理する信号処理回路７４、種々の制御情報等を記憶する記憶部７５等により形成されている。そして、この制御回路７０は、カメラユニット１０がパーソナルコンピュータに搭載されて、キーボード１と接続されるようになっている。

したがって、デジタルカメラ２０の撮影方向を変更する場合は、電磁駆動源３０を駆動制御するべく、操作者がキーボード１から所定の制御信号を入力すると、その入力信号が信号処理回路７４により適宜処理されて制御部７１に送られ、又、検出器５０の検出信号が検出回路７３を経て制御部７１に送られる。そして、これらの入力信号及び検出信号に基づいて、制御部７１は駆動回路７２に駆動制御信号を発する。すると、電磁駆動源３０は、その駆動制御信号に基づいて所定の向きにかつ所定量だけ回転し、その電磁駆動力が減速歯車列４０を介してデジタルカメラ２０に伝達され、デジタルカメラ２０は所定の向きに撮影方向を変える。
このように、デジタルカメラ２０は、手動操作によるのではなく、電磁駆動源３０の電磁駆動力により駆動機構を介して撮影方向が変えられるため、撮影中にデジタルカメラ２０の向きを変える場合でも、従来のように映像に操作者の手が映り込んだり、あるいは、撮影画面が揺れたりすることはなく、所望の被写体のみを安定した状態で撮影することができる。

上記のように、カメラユニット１０は、デジタルカメラ２０及び変更手段（３０，３２，４０，２１ａ）並びに検出器５０を保持部材６０で一体的に保持したモジュール品として形成されている。したがって、組付けが完了したカメラユニット１０ごとに、性能検査、品質検査等を行なうことができ、又、パーソナルコンピュータだけでなく携帯電話機、ＰＤＡ等の種々の情報端末機に対して搭載する際にも、モジュール品として取り扱うことができるため、組付け作業、交換作業が容易になる。

上記実施形態においては、デジタルカメラ２０、変更手段（３０，３２，４０，２１ａ）等が保持部材６０に一体的に保持されてモジュール化されたカメラユニット１０を示したが、保持部材６０を採用せず、デジタルカメラ２０、変更手段（３０，３２，４０，２１ａ）がそれぞれ情報端末機に組付けられる構成において、本発明に係る駆動装置を採用してもよい。
また、上記実施形態においては、カメラユニット１０の回路基板２３に制御回路７０を設ける構成を示したが、これに限定されるものではなく、パーソナルコンピュータ等の情報端末機に内蔵される回路基板に対して制御回路７０を設け、カメラユニット１０と制御回路７０とをコネクタで接続するようにしてもよい。

上記実施形態においては、変更手段を形成する電磁駆動源３０及び駆動機構（３２，４０，２１ａ）として、ＤＣモータあるいはステッピングモータ及び歯車機構を示したが、これに限定されるものではなく、電磁駆動源として直線的にあるいは円弧状に往復動して駆動力を発生する電磁アクチュエータを採用し、駆動機構としてリンク機構等を採用してもよい。

上記実施形態においては、駆動装置を駆動制御するための信号を入力する入力部としてキーボード１を示したが、これに限定されるものではなく、ジョイスティック等のレバー装置、あるいは、カメラユニット１０が携帯電話機に搭載される場合には、その操作釦を入力部として採用することもできる。

さらに、上記実施形態においては、デジタルカメラ２０の撮影方向を変更する向きとして、軸線Ｓ回りすなわち上下方向に揺動する一軸駆動を採用したが、これに限定されるものではなく、軸線Ｓに垂直な軸線回りの水平方向に揺動する一軸駆動を採用してもよい。
さらに、これらの一軸駆動を二つ設けてデジタルカメラ２０が水平方向及び上下方向に揺動するような二軸駆動を採用してもよい。

以上述べたように、本発明に係るデジタルカメラの駆動装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ等の情報端末機に搭載されるデジタルカメラにおいて、その撮影方向を変更する駆動装置として適しており、又、情報端末機に予め搭載されたデジタルカメラだけでなく、着脱自在に形成されたデジタルカメラを情報端末機に取り付ける構成においても、同様にこの駆動装置を使用することができる。

本発明に係るデジタルカメラの駆動装置を搭載したノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。 図１中のＥ−Ｅにおけるカメラユニット及び筐体の部分断面図である。 本発明に係るデジタルカメラの駆動装置を備えるカメラユニットの外観斜視図である。 本発明に係るデジタルカメラの駆動装置を備えるカメラユニットの平面図である。 本発明に係るデジタルカメラの駆動装置を備えるカメラユニットの正面図である。 図３に示すカメラユニットから保持部材を取り除いた状態を示す外観斜視図である。 図４に示すカメラユニットから保持部材を取り除いた状態を示す平面図である。 図５に示すカメラユニットから保持部材を取り除いた状態を示す正面図である。 図３に示すカメラユニットの分解斜視図である。 本発明に係るデジタルカメラの駆動装置の制御システムを示すブロック図である。

符号の説明

Ｓ 軸線
１ キーボード（入力部）
２ ディスプレイ（表示部）
３ 情報端末機の筐体
１０ カメラユニット
２０ デジタルカメラ
２１ 本体
２１ａ 被動歯車（駆動機構、変更手段）
２１ｂ，２１ｃ 支軸
２１ｄ 反射板
２２ 撮影レンズ
２３ 回路基板
３０ 電磁駆動源（変更手段）
３１ 回転軸
３２ 駆動歯車（駆動機構、変更手段）
４０ 減速歯車列（駆動機構、変更手段）
４１，４２，４３，４４，４５，４６ 二段歯車
４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａ 大径歯車
４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂ，４６ｂ 小径歯車
４７，４８ シャフト
５０ 検出器
６０ 保持部材
６１ 基部
６１ａ ストッパ
６２，６３ 側壁部
６２ａ，６３ａ 軸受孔
６３ｂ 矩形孔
６４ 延出部
６５ 直立部
６５ａ，６５ｂ シャフト
６６，６７ 補助部材
７０ 制御回路
７１ 制御部
７２ 駆動回路
７３ 検出回路
７４ 信号処理回路
７５ 記憶部

Claims (6)

1. 種々の情報を表示する表示部，所望の情報を入力し得る入力部を備える情報端末機に搭載されるデジタルカメラと、前記デジタルカメラの撮影方向を変更する変更手段とを含む、デジタルカメラの駆動装置であって、
   前記変更手段は、電磁駆動源と、前記電磁駆動源の駆動力により前記デジタルカメラの向きを変えるように駆動する駆動機構と、
   を有する、ことを特徴とするデジタルカメラの駆動装置。
2. 前記駆動機構は、前記電磁駆動源の回転軸に固着された駆動歯車と、揺動自在に支持された前記デジタルカメラの本体に設けられた被動歯車と、前記駆動歯車と被動歯車との間に介在して噛合する減速歯車列と、
   を含む、ことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラの駆動装置。
3. 前記デジタルカメラの初期位置を検出する検出器を有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデジタルカメラの駆動装置。
4. 前記デジタルカメラ及び前記変更手段を一体的に保持する保持部材を有し、
   前記保持部材は、情報端末機の筐体に固定されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のデジタルカメラの駆動装置。
5. 前記入力部は、前記電磁駆動源を駆動制御するための制御信号を入力可能である、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載のデジタルカメラの駆動装置。
6. 前記入力部は、パーソナルコンピュータのキーボード、又は、携帯電話機の操作釦である、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載のデジタルカメラの駆動装置。
   
   

Images