JP2005109825A - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、撮像光学部材および撮像素子を備えた被写体の撮影を行なって画像位置を生成する撮像装置に関し、携帯型機器への搭載に適合し、しかも広範な場面での撮像に適した撮像装置を提供する。
【解決手段】 本体部100、およびその本体部100に対し回動自在であって、撮像レンズ310,330と撮像素子320,340とが配備された撮像ユニット300を備え、本体部100が、撮像ユニット300が所定の回動位置にあるときに、撮像レンズ310,330と共同して、接写撮影を行なうための接写レンズ160を備えた。
【選択図】 図2

Description

本発明は、撮像光学部材および撮像素子を備えた被写体の撮影を行なって画像位置を生成する撮像装置に関する。
CCD(Charge Coupled Device)タイプの固体撮像素子やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)タイプの固体撮像素子の発達に伴い、それまでの銀塩写真フィルム上に撮影を行なうタイプのカメラに代わり、固体撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を得るいわゆるデジタルカメラが急速に普及してきている。さらに、近年では、例えば携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)といった携帯型機器の発達もあり、それらの携帯型機器にデジタルカメラの機能が組み込まれたタイプのものも普及してきている。携帯型機器への組込みタイプの場合小型化の要請が強いが、その小型化を満足しつつも例えば接写性能やその他広範な場面で撮影を行なうことができるよう益々の高機能化が求められてきている。
デジタルカメラによる撮影の場面を増やす工夫として、例えば、特許文献1にはマスターレンズのほかにコンバータレンズを備え、かつコンパクトに構成したカメラ装置が提案されている。
また、特許文献2には、自動車走行の安全性を確保する目的で、複数の撮影素子と複数のレンズを備え、一方のレンズおよび撮像素子で前方を撮影するとともに他方のレンズおよび撮像素子で下方を撮影する自動車装着用カメラが提案されている。
また携帯電話に相互に焦点距離の異なる撮影レンズおよび各撮影レンズに対応した撮像素子を備え、各撮像素子で得られる画像同士の間を電子ズームでつなぐことにより画質の劣化を押えた擬似ズームを実現することが考えられている。
特開平9−281578号公報 特開2003−169233号公報
携帯型機器にカメラ機能を搭載し、その搭載されたカメラで広範な場面で撮像を行ない高画質な画像を得ようとすると、撮像レンズ等も例えば複数枚のレンズで構成し、接写レンズ等のコンバージョンレンズも備えるなど、ある程度の部品点数の増加は止むを得ない。そのような条件の下で、如何にして携帯型機器に適合し高機能であってしかも小型化されたデジタルカメラを構成するかが問題となる。
本発明は、上記事情に鑑み、携帯型機器への搭載に適合し、しかも広範な場面での撮像に適した撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の撮像装置は、
本体部、および
その本体部に対し回動自在であって、撮像光学部材と撮像素子とが配備された撮像ユニットを備え、
上記本体部が、上記撮像ユニットが所定の回動位置にあるときに、上記撮像光学部材と共同して、その撮像光学部材のみの撮影効果とは異なる撮影効果を与える補助光学部材を備えたことを特徴とする。
ここで、上記の「撮像効果」は、例えばソフトフォーカスやその他の特殊効果のような特定の効果に限定されるものではなく、例えば焦点距離や撮像画角の相違も、ここでいう撮像効果の相違に含まれる。
本発明の撮像装置は、撮像ユニットを本体部に対して回動自在とし、その本体部に補助光学部材、例えば接写レンズ等を備えたため、その回動位置に応じて補助光学部材を用いた撮像や補助光学部材を用いずに撮像光学部材のみを用いた撮影を行なうことができ、広範な場面での撮像を行なうことができる。また、本発明の撮像装置によれば、撮像ユニットを本体部とは別体に構成し本体部に対し回動自在としたため、例えば従来の携帯電話のような撮影レンズと撮像素子をその携帯電話の筐体の厚み方向に固定的に並べて配置する構成と比べ、撮像光学部材の複数レンズ群構成とするなど、撮像光学部材の構成の自由度が大幅に向上する。
ここで、上記本発明の撮像装置において、上記撮像光学部材が焦点距離可変な撮像光学部材であることが好ましい。
本発明の撮像装置の場合、本体部に対し回動自在な撮像ユニットを備えたものであるため、撮像光学部材の構成の自由度が高まり、これを利用してその撮像光学部材として焦点距離可変な撮像光学部材を備えると、撮像にあたり焦点距離を調整することができ、さらに広範な場面で撮像を行なうことができる。
また、上記本発明の撮像装置において、撮像ユニットは、相互に異なる撮影効果を与える複数の撮像光学部材と、それら複数の撮像光学部材それぞれに対応する複数の撮像素子とが配備されたものであることも好ましい形態である。
撮像光学部材の構成の自由度の高さを利用し、相互に異なる撮影効果を与える撮像光学部材、例えば広角レンズと望遠レンズ等を備えると、一層広範な場面での撮像が可能となる。
ここで、撮像ユニットが複数の撮像光学部材を備えた場合、上記補助光学部材は、撮像ユニットの回動位置に応じて、複数の撮像光学部材のいずれとも共同して撮像光学部材のみの撮影効果とは異なる撮影効果を与えるものであることが好ましい。
このように構成すると、補助光学部材の機能が最大限に引き出され、一層広範な場面での撮像が可能となる。
さらに、複数の撮像光学部材が配備された撮像ユニットを備えた場合、上記本体部が、画像信号に基づく画像を表示する表示画面と、所定の表示開始操作に応じて、表示画面に、複数の撮像素子により得られた複数の画像信号に基づく複数の画像を並べて表示し、所定の画像選択操作に応じて、それら複数の撮像素子のうちの画像選択操作に応じた撮像素子により撮像を行なうモードに移行するとともに、表示画面に、複数の画像を表示することに代えてその画像選択操作に応じた撮像素子により得られた画像のみを表示する制御部とを備えるものであることが好ましい。
こうすることにより、複数の撮像光学部材の中から今回の撮像に用いる撮像光学部材を容易にかつ誤りなく選択することができる。
以上、本発明によれば、広範な場面での撮影が可能であって、しかも携帯型に組み込むのに適した撮像装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、携帯電話に一体的に組み込まれた、本発明の撮像装置の第1実施形態を示す外観斜視図である。以下では、この図1に示す機器を携帯電話機能を含め撮像装置と称する。
この図1に示す撮像装置10は、本体部100と、その本体部100に対する矢印A−A′方向に開閉するフラッパ200と、本体部100に対し矢印B−B′方向に回動する撮像ユニット300から構成されている。
本体部100には、この図1に示す外観上、携帯電話機型の各種の操作ボタンからなる操作部110と、画像信号に基づく画像が表示される表示画面120と、撮像ユニット300の回動方向を検出するスイッチ130と、携帯電話機能のためのアンテナ140と、スピーカからの音声を放つための送話口150と、接写レンズ160とが備えられている。スイッチ130は、2つの接点130a,130bからなる。その理由については後述する。
またフラッパ200には、話者の声をマイクロホンに伝えるための受話口210が設けられている。
また、撮像ユニット300には、図1に示す回動状態で説明すると、矢印C方向の被写体からの光を導く撮影レンズ310とその撮影レンズ310により結像された被写体像を捉えて画像信号を生成するCCD固体撮像素子320とのペア、および、矢印D方向の被写体からの光を導く撮影レンズ330と、その撮影レンズ330により結像された被写体像を捉えて画像信号を生成するCCD固体撮像素子340とのペアが配備されている。この撮像ユニット300に配備された2つの撮像レンズ310,330は相互に焦点距離が異なっており、撮影レンズ310は広角レンズ、撮影レンズ330は望遠レンズとなっている。
撮像ユニット300を用いた撮像を行なうには、先ずフラッパ200を開き、操作部110に備えられた操作ボタンのうちの電源/切替ボタン111を一秒以上押し続ける。すると、この撮像装置10に電源が投入される。電源が投入された直後は電話機能のみがオンとなり、その電源/切替ボタン111を今度は短時間だけ押すとカメラ機能主体のモードとなる。このモードでは電話機能は受信の待受状態となり、発振することはできない。その電源/切替ボタン111をもう一度短時間押すとカメラ機能はオフとなり電話機能のみがオンとなる。さらに、いずれのモードにあるときであっても、その電源/切替ボタン111を再度1秒以上押し続けると電源オフとなる。
カメラ機能主体のモードにあるときに、操作部110中の2つのボタン112,113を押すことにより、撮像ユニット300に配備された2つの撮像レンズ310,330と2つの固体撮像素子320,340とからなる2つのペアのうちのいずれのペアを用いた撮影を行なうかが選択され、それら2つのボタンに挟まれたもう1つのボタン114により、撮影を行なうペアの選択が確定され、そのボタン114を再度押すことによりそのペアを用いた撮像が行なわれる。この点の詳細は後述する。
図2は、図1に示す撮像装置と同一の撮像装置であって、図1に示す状態から撮像ユニット300を90°回動させた状態を示す図である。
撮像ユニット300を図2に示す状態に回動させると、撮像レンズ310の光軸上の前面に接写レンズ160が配置された状態となり、矢印E方向にある被写体の接写撮影が行なわれる。
尚、この撮像ユニット300は、もう一方の撮像レンズ330が接写レンズ160側となるように、図2に示す状態から180°回動させた状態とすることもでき、その場合は、撮影レンズ330と接写レンズ160とにより、撮影レンズ310を接写撮影に使う場合とは異なる倍率で接写撮影を行なうことができる。
ここで、撮像ユニット300の下部の、撮像レンズ310が配置された側には、スイッチ130の接点130aに対応する位置に突起があり、また、撮像ユニット300の下部の、撮像レンズ330が配置された側にはスイッチ130の接点130bに対応する位置に突起がある。したがって、撮像ユニット300が、図2に示すように、撮影レンズ310が接写レンズ160側となるように回動されるとスイッチ130の2つの接点130a,130bのうちの一方の接点130bのみが押され、それとは180°異なる動き、すなわち、撮像レンズ330が接写レンズ160側となるように回動されるとスイッチ130の2つの接点130a,130bのうちのもう一方の接点130aのみが押される。これにより、撮像ユニット300が外見上は図2に示すような状態にある場合であっても、2つの撮像レンズ310,330のうちのいずれの撮影レンズが接写レンズ160側にあるか判別できるようになっている。
図3は、図1、図2に示す撮像装置10の内部の概略構成を示すブロック図である。
前述したとおり、撮像ユニット300には、撮像レンズ310とCCD固体撮像素子320とのペアと、撮像レンズ330とCCD固体撮像素子340とのペアとが配備されている。また、図1、図2に示す本体部100には、接写レンズ160が備えられている。
2つのCCD固体撮像素子320,340のそれぞれで得られた画像信号は画像処理部600に入力されて利得調整、A/D変換が行なわれ、さらに、ホワイトバランス補正、ガンマ補正等の各種画像処理が行なわれ、表示部190では、表示画面120(図1、図2参照)上に、それらの画像処理後の画像信号に基づいて画像が表示され、記録部180には、画像処理部600における、さらに圧縮処理の行なわれた画像信号が送られてその記録部180に配備された画像メモリ(図示せず)に画像信号が記録される。
また、この撮像装置10には、撮像ユニット300の回動位置を検出するスイッチ130(図1参照)のオン/オフやその他この撮像装置10の様々な状態を検出する検出部510、図1、図2にも示す、多数の操作ボタンが配列されそれらの操作ボタンの操作の検出が行なわれる操作部110が備えられている。
検出部510における検出結果および操作部110における操作ボタンの操作状態は制御部500に通知され、制御部500は、それらの通知に基づいて、画像処理部600、記録部180、表示部190、および後述する通信部400の動作を制御する。
この図3に示すマイクロホン410は、図1、図2に示すフラッパ200の受話口210の内側の位置に配備されていて話者の声をピックアップするものであり、スピーカ420は、図1、図2に示す本体部100の送話口150の内側に配備されていて、電話の相手から送られてきた音声を発するものである。
通信部400は、それらマイクロホン410とスピーカ420、さらに図1、図2にも示すアンテナ140に接続され、制御部500の制御を受けて、電話のための通信を担当している。この通信部400はいわゆる電子メールの送受信も担当するが、本発明の特徴とは直接な関係がないため電話や電子メールの機能についてはこれ以上の詳細説明は省略する。
図4は、図1、図2に示す表示画面120に表示される画像の例を示した図である。
図4(A)は、撮像ユニット300に配置された撮像レンズ310とCCD固体撮像素子320とのペアでの撮像により得られた画像信号に基づく画像と、もう1つの撮像レンズ330とCCD固体撮像素子340とのペアでの撮影により得られた画像信号に基づく画像とが並べて表示された状態を表示しており、図4(B)は、それら2つのペアのうちの撮像レンズ310とCCD固体撮像素子320とのペアでの撮像により得られた画像信号に基づく画像のみ表示された状態を示している。図4(A)の表示状態と図4(B)の表示状態との切替えについては図5のフローチャートの説明の中で説明する。
図5は、図1〜図3に示す撮像装置10における、主として撮像に関する処理を示したフローチャートである。
電源/切替ボタン111が1秒以上押されると電源オンとなり、この図5に示す処理が実行され、先ずこの撮像装置10の各部の初期設定が行なわれる(ステップa)。
次にその電源/切替ボタン111を短時間押すと、撮影が主体のモードに切り替わり、もう一度短時間押すと撮影はオフとなって再度電話機能のみのモードに切り替わり、それらのモードが交互に切り替わる。
ステップbでは、現在撮影主体のモードにあるか否かが判定され、電話機能のみのモードのときは、ステップgに進んで「その他の処理」が行なわれる。ここでは、撮影処理を中心に説明しており、電話の送受信等の処理は、この「その他の処理」に含まれる。電話機能のみのモードにあったときは、ステップbで撮影主体のモードであるか否かが判定され電話機能のみのモードであるのでステップgのその他の処理が実行されてステップbに戻るというシーケンスが繰り返される。
電話機能のみのモードにあるときに電源/切替ボタン111が短時間押され、撮影主体のモードに移行すると、ステップbでその旨判定され、ステップcに進む。ステップcでは、撮像ユニット300が回動状態にあるか否かが判定される。ここでは、撮像ユニット300が図1に示す状態にあるときを回動状態と称し、図2に示す状況にあるときを収納状態と称する。撮像ユニット300が回動状態にあるか収納状態にあるかは、図1に示すスイッチ130の検出状態により判定される。前述したように、このスイッチ130は2つの接点130a,130bからなり、いずれの接点がオン状態にあるかにより、2つの撮影レンズ310,330の向きも判別できるようになっている。
ステップcで、撮像ユニット300が回動状態にはなく、図2に示すような収納状態にある旨判定されると、ステップdに進み、2つのCCD固体撮像素子320,340のうちの、その収納状態において接写レンズ160側を向いている撮像レンズとペアをなすCCD固体撮像素子で得られる画像信号のみが採用され、図1、図2に示す表示画面120に、その画像信号に基づく1つの画像が表示される。
その状態で、操作ボタン114が押されると撮像操作が行なわれた旨判定され(ステップe)、そのCCD固体撮像素子で得られた画像信号に画像記録のための画像処理が施されたその画像処理後の画像信号が記録部160に記録される(ステップf)。このステップfにおける撮像処理が終了すると再びステップbに戻る。
ステップcで、撮像ユニット300が、図1に示すような回動状態にあると判定されると、撮像ユニット300に配備された2つのCCD固体撮像素子320,340のそれぞれで得られた2つの画像信号に基づく2つの画像が、図1、図2に示す表示画面120上に並べて表示される(ステップh)。図4(A)は、このときの表示状態を示したものである。
その表示画面120には、2つの画像とともにカーソル121(図4(A)参照)が表示され図1に示す2つの操作ボタン112,113を操作すると、いずれの操作ボタン112,113を操作したかに応じてそのカーソル121が左右の2つの画像のいずれかを指し示す位置に移動し、そのカーソル121が所望の画像を指し示すようにカーソル121を移動させて操作ボタン114を押すと、その操作ボタン114が押されたタイミングでカーソル121が指し示していた画像を選択したものと判定され(ステップi)、今度はその選択された1つの画像のみが表示される(ステップj)。図4(B)は、このときの表示状態を示したものである。
このようにして、2つのCCD固体撮像素子320,340のうちのいずれの固体撮像素子で撮影を行なうかを決めた後、操作ボタン114を押すと今度はこの操作ボタン114の操作は撮影操作とみなされ(ステップk)、その選択されているCCD固体撮像素子で得られた画像信号に画像記録のための画像処理が施されてその画像処理数の画像信号が記録部180に記録される(ステップl)。
その後、ステップmにおいて、撮影終了か否か、すなわち、図1に示す電源/切替ボタンが押されて電話機能のみのモードに移行したか否かが判定され、また撮影を続行するときはステップkに戻り、撮影終了のときは、ステップgに進む。
以上の処理が電源/切替ボタン111が1秒以上押し続けられて電源オフとなるまで繰り返される。
図6、図7は、本発明の撮像装置の第2実施形態を示す外観斜視図である。
ここでは、これまで説明してきた第1実施形態との相違点のみについて説明する。
図6、図7に示す第2実施形態では、本体部100の、図1に示すような収納状態にある撮像ユニット300を挟む位置に、第1実施形態においても備えられている接写レンズ160と、もう1つの補助レンズ170が配備されている。この補助レンズ170は、ここでは、接写レンズ160とは倍率の異なるもう1つの接写レンズである。但し、ここには接写レンズ以外の他の特殊効果を狙ったレンズ、例えば撮像ユニット300に配備された撮影レンズと共同して魚眼レンズを構成する補助レンズを備えてもよい。
ここには、2つの接写レンズ160,補助レンズ170を備えており、撮像ユニット300が図7に示す収納状態にあるときには、撮像ユニット300に配備された2つの撮像レンズ310,330のうちの撮像レンズ310と接写レンズ160とによりある倍率での接写撮影可能となると同時に、もう1つの撮像レンズ330ともう1つの補助レンズ170とにより別の倍率での接写撮影可能な状態となる。
図7に示す収納状態から撮像ユニット300を180°回転させると、今度は、撮像レンズ330と接写レンズ160とにより接写が可能となると同時に撮像レンズ310と補助レンズ170とにより接写が可能となる。
このようにして、この実施形態の場合、4つの倍率の接写撮影が可能となる。
この実施形態の場合、撮像ユニット300が収納状態にある場合であっても、撮像ユニット300が回動状態にある場合と同様に2つのCCD固体撮像素子320,340のいずれでも撮像が可能であり、したがって表示画面120上には先ず2画像を表示し、そのうちの一方の画像を選択して撮像を行なうという処理が行なわれる。
図8、図9は、本発明の撮像装置の第3実施形態を示す外観斜視図である。
ここでも、第1実施形態との相違点のみについて説明する。
これまで説明してきた第1実施形態、第2実施形態の場合、撮像ユニット300には2つの撮像レンズ310,330と2つのCCD固体撮像素子320,340が配置されており、撮像ユニット300の長手方向の中心を回動中心として回動するように構成されているが、図8、図9に示す第3実施形態の場合、撮像ユニット300には1つの撮像レンズ310と1つのCCD固体撮像素子320が配備されており、その撮像ユニット300のCCD固体撮像素子320が配備された側の端部近傍が回動中心となり、図8に示す矢印F−F′方向に180°に渡って回動可能となっている。
この図8、図9に示す撮像ユニット300に配備された撮影レンズ310はズームレンズであり、2つの操作ボタン112,113はズームボタンとして作用し、それら2つの操作ボタン112,113の一方を押すとそのズームレンズの焦点距離が広角側に変化し他方を押すとそのズームレンズの焦点距離が望遠側に変化する。
この撮像ユニット300は、図8に示す方向と、図9に示す方向と、さらに図8に示す方向から180°向きを変えて、この撮像装置の操作部110や表示画面120が配置された側に向けることができる。図9に示す収納状態にあるときは、その撮像ユニット300に配備された撮影レンズ310は、接写レンズ160と共同して接写撮影を行なうことができる状態となる。
この第3実施形態の場合、CCD固体撮像素子は1つのみ備えられており、したがって図4(A)に示すような2画面を並べて表示する表示状態は存在せず、常に1画像のみの表示となる。
尚、ここでは、携帯電話と一体的に構成された撮像装置について説明したが、本発明の撮像装置は、携帯電話とのみ一体化されるものではなく、例えばPDA等他の携帯型機器と一体的に構成されていてもよい。又、上記接写レンズなどの補助光学部材は実施例では本体に固定のみで有るが本体から着脱可能にする事も充分化可能である。
携帯電話に一体的に組み込まれた、本発明の撮像装置の第1実施形態を示す外観斜視図である。 図1に示す撮像装置と同一の撮像装置であって、図1に示す状態から撮像ユニット300を90°回動させた状態を示す図である。 図1、図2に示す撮像装置10の内部の概略構成を示すブロック図である。 図1、図2に示す表示画面120に表示される画像の例を示した図である。 図1〜図3に示す撮像装置10における、主として撮像に関する処理を示したフローチャートである。 本発明の撮像装置の第2実施形態を示す外観斜視図である。 図6に示す撮像装置と同一の撮像装置であって、図6に示す状態から撮像ユニット300を90°回動させた状態を示す図である。 本発明の撮像装置の第3実施形態を示す外観斜視図である。 図8に示す撮像装置と同一の撮像装置であって、図8に示す状態から撮像ユニット300を90°回動させた状態を示す図である。
符号の説明
10 撮像装置
100 本体部
110 操作部
111 電源/切替ボタン
112,113,114 ボタン
120 表示画面
130 スイッチ
130a,13b 接点
140 アンテナ
150 送話口
160 接写レンズ
170 補助レンズ
180 記録部
190 表示部
200 フラッパ
210 受話口
300 撮像ユニット
310,330 撮影レンズ
320,340 CCD固体撮像素子
400 通信部
410 マイクロホン
420 スピーカ
500 制御部
510 検出部
600 画像処理部

Claims (5)

  1. 本体部、および
    該本体部に対し回動自在であって、撮像光学部材と撮像素子とが配備された撮像ユニットを備え、
    前記本体部が、前記撮像ユニットが所定の回動位置にあるときに、前記撮像光学部材と共同して、該撮像光学部材のみの撮影効果とは異なる撮影効果を与える補助光学部材を備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 前記撮像光学部材が焦点距離可変な撮像光学部材であることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
  3. 前記撮像ユニットは、相互に異なる撮影効果を与える複数の撮像光学部材と、該複数の撮像光学部材それぞれに対応する複数の撮像素子とが配備されたものであることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
  4. 前記補助光学部材は、前記撮像ユニットの回動位置に応じて、前記複数の撮像光学部材のいずれとも共同して該撮像光学部材のみの撮影効果とは異なる撮影効果を与えるものであることを特徴とする請求項3記載の撮像装置。
  5. 前記本体部が、
    画像信号に基づく画像を表示する表示画面と、
    所定の表示開始操作に応じて、前記表示画面に、前記複数の撮像素子により得られた複数の画像信号に基づく複数の画像を並べて表示し、所定の画像選択操作に応じて、前記複数の撮像素子のうちの該画像選択操作に応じた撮像素子により撮像を行なうモードに移行するとともに、前記表示画面に、前記複数の画像を表示することに代えて該画像選択操作に応じた撮像素子により得られた画像のみを表示する制御部とを備えたことを特徴とする請求項3記載の撮像装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008037111A1 (fr) * 2006-09-25 2008-04-03 Chao Hu Téléphone mobile à double objectif de prise de vues

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