JP2005217469A

JP2005217469A - 撮像装置及び携帯通信端末

Info

Publication number: JP2005217469A
Application number: JP2004018063A
Authority: JP
Inventors: Tomomoto Yazaki; 智基矢崎; Masashi Usami; 正士宇佐見; Emi Shibuya; 恵美渋谷
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】
赤外線通信の光軸調整を容易にして、高速データ伝送を可能にする。
【解決手段】
カメラ機能として、撮影光学系２０と撮像素子２２を具備する。撮影光学系２０はフォーカス調整機能を具備し、撮像素子２２は、撮影光学系２０により結像した光学像を電気画像信号に変換する。画像処理回路２４は、撮像素子２２から出力される画像信号に所定のカメラ信号処理を施す。画像表示装置２８は、撮像素子２２から出力される画像信号を画像として表示する。撮影レンズ２０の光軸２０ａ上にビームスプリッタ５０を配置する。ビームスプリッタ５０で分割される光軸を、ビームスプリッタ５２で更に反射されて受光器５４に入射する。発光器５６から出射される赤外線ビームは、ビームスプリッタ５２を分割する。スプリッタ５２の一方に赤外線通信の受光器５４を配置し、他方に発光器５６を配置する。
【選択図】
図１

Description

本発明は、撮像装置及び携帯通信端末に関し、より具体的には、光通信機能を具備する撮像装置、及びその撮像装置を具備する携帯通信端末に関する。

近年、遠隔地の通信装置との通信機能を有する携帯通信端末、例えば携帯電話機には、極く近距離の通信機能、具体的にはＩｒＤＡのような光通信機能及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈのような無線通信機能が装備され、更には、カメラ機能も装備されるようになってきている。

これらの近距離通信機能のデータ伝送速度は数ｋｂｐｓ〜数Ｍｂｐｓであり、端末内に蓄積したアドレス帳、付属カメラで撮影した動画又は静止画などの画像データの送受信、及び、電子決済などに使用されている。

カメラ付き携帯電話の普及に伴い、携帯電話が取り扱うデータ容量が増加してきたことから、従来のデータ伝送速度よりも高速な１００Ｍｂｐｓ以上の赤外線通信方式（ＩｒＢｕｒｓｔなど）が検討されている。

赤外線通信機能をする携帯通信端末が外部装置と赤外線通信機能で信号をやり取りする場合、外部装置の発光器を携帯通信端末の受光器に向け、携帯通信端末の発光器を外部装置の受光器に向ける必要がある。即ち、外部装置の赤外線通信機能の受発光器と携帯通信端末の赤外線通信機能の受発光器との間で光軸を可能な限り正確に調整する必要がある。

出射ビームを広げ、受光器の受光範囲を広くすることでも、光軸を合せる手間を軽減できるが、その場合、受光器の入射光パワーが少なくなるので、相対的に伝送レートを高くできない。伝送レートが低い場合、手ぶれ等による位置ずれで受光を失敗する可能性が高くなる。

本発明は、外部装置との間で光軸調整が容易な、光通信機能を具備する撮像装置及び携帯通信端末を提示することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、撮影光学系と、当該撮影光学系による光学像を電気画像信号に変換する撮像素子と、当該撮像素子から出力される電気画像信号を画像として表示する画像表示装置と、光信号を出力する光送信装置と、当該光送信装置から出力される当該光信号を、当該撮影光学の光軸上に多重する光多重素子とを具備することを特徴とする。

本発明に係る携帯通信端末は、上述の撮像装置と、無線通信手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、カメラのための撮影光学系を光空間通信にも利用するので、光空間通信専用の光学系を省略できる。この結果、光学備品数を低減でき、小型化とコスト低減の両方を実現できる。また、光軸調整が容易になり、精度良く光軸を合せることができるので、高速のデータ伝送を容易に実現できる。

携帯通信端末、例えばカメラ付き携帯電話に適用することで、小型・多機能な携帯電話を実現できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例の概略構成図を示す。本発明の一実施例である携帯電話１０は、無線ネットワーク１２を介して他の携帯電話、並びにインターネットのＷＷＷサイト及びメールサーバに接続可能である。携帯電話１０は、携帯電話の無線ネットワーク１２との接続機能以外に、カメラ機能と赤外線通信機能を具備する。携帯電話１０は、赤外線通信機能により情報ボックス１４との間でデータを送受信できる。

携帯電話１０の構成と動作を説明する。携帯電話１０は、カメラ機能として、撮影光学系２０と撮像素子２２を具備する。撮影光学系２０はフォーカス調整機能を具備し、撮像素子２２は、撮影光学系２０により結像した光学像を電気画像信号に変換する。

画像処理回路２４は、撮像素子２２から出力される画像信号に所定のカメラ信号処理（ガンマ補正及びホワイトバランス調整等）を施す。画像処理回路２４は、所定フォーマットのデジタル画像信号をバス２６に出力し、そのデジタル画像信号は、バス２６を介して画像表示装置２８に印加され、画像として表示される。画像表示装置２８の画面に表示される画像を見ることで、利用者は、撮像素子２２の被写体及び撮影範囲を視覚的に確認できる。

ＣＰＵ３０はＲＯＭ３２に記憶されるプログラムに従い携帯電話１０の全体を制御する。操作ボタン３４による使用者の撮影指示に応じて、ＣＰＵ３０は、その指示時点の画像処理回路２４の出力画像信号を記録媒体３６に記録する。記録媒体３６には、撮影画像以外に、種々のデータ、例えば、電話帳、利用者識別情報及びオンライン取引の取引コード等を記憶可能である。

撮影光学系２０はそのフォーカスを変更するフォーカシングレンズを具備する。レンズ制御回路３８は、画像処理回路２４から出力される画像信号のコントラストが最大になるように、撮影光学系２０のフォーカシングレンズを自動制御する。このようなオートフォーカス機能自体は、周知である。

通信制御ユニット４０は、ＣＰＵ３０の制御下で無線ネットワーク１２との無線接続を制御する。音声通話時、マイク４２による入力音声は、音声符号化回路４４により符号化され、符号化された音声信号は、バス２６及びＮＣＵ４０を介して無線ネットワーク１２に送出される。また、無線ネットワーク１２からの符号化音声信号は、ＮＣＵ４０及びバス２６を介して音声復号化回路４６に入力する。音声復号化回路４６は、入力する符号化音声信号を復号化し、スピーカ４８に印加する。これにより、相手からの音声がスピーカ４８から出力される。これらの機能を使って音声による双方向の通話が行われる。

次に、赤外線通信機能を説明する。撮影レンズ２０の光軸２０ａ上にビームスプリッタ５０を配置し、これにより、撮像素子２２による撮影の光軸と、赤外線通信機能で使用される赤外線の光軸を一致させている。ビームスプリッタ５０で分波されたビームは、ビームスプリッタ５２で更に反射されて受光器５４に入射する。発光器５６から出射される赤外線ビームは、ビームスプリッタ５２を透過し、ビームスプリッタ５０で反射されて、外部ボックス１４に向けて投射される。受光器５４の出力は復号化装置５８に印加される。復号化装置５８は、受光器５４の出力データ、即ち、情報ボックス１４からのデータを復号化し、その結果をＣＰＵ３０に送信する。ＣＰＵ３０はまた、情報ボックス１４に送信すべきデータを符号化装置６０に印加する。符号化装置６０は、入力データを赤外線通信用に符号化し、符号化データを発光器５６に印加する。発光器５６は、符号化データを搬送する赤外線信号を出力する。発光器５６から出力される赤外線信号は、ビームスプリッタ５２を透過し、ビームスプリッタ５０で反射され、撮影光学２０を介して情報ボックス１４に投射される。受光器５４及び復号化装置５８は、赤外線通信機能の光受信装置となり、発光器５６及び符号化装置６０が、赤外線通信機能の光送信装置となる。

操作ボタン３４は、音声通話及び撮影のための操作ボタン以外に、動作モードを変更するモード変更ボタン３４ａ及びデータ送受信の開始を指示するデータ送受信ボタン３４ｂを具備する。モード変更ボタン３４ａにより、赤外線通信モードを設定できる。利用者が、画像表示装置２８の画面上で、情報ボックス１４のデータ送受信部の赤外線通信受発光窓が中心に位置することを確認して、データ送受信ボタン３４ｂを押すと、発光器５６が赤外線信号を出力し、受光器５４が受光を開始する。即ち、赤外線通信が開始される。

ビームスプリッタ５０として、光パワーを分岐する光素子又は波長選択制を有するダイクロイックミラーであってもよい。更には、ビームスプリッタ５０の代わりに、赤外線通信が必要になるときに、赤外線信号光を光軸２０ａ上に重畳する光スイッチを配置しても良い。

本実施例では、撮像素子２２の撮影光軸と、受光器５４及び発光器５６の赤外線通信機能の光軸とが携帯電話１０の外部で一致する。これにより、撮像素子２２の撮影視野の中心に情報ボックス１４のデータ送受信部の開口窓が位置するように携帯電話１０を向けると、情報ボックス１４のデータ送受信部と、受光器５４及び発光器５６の赤外線通信機能との間で光軸が精度良く一致することになり、赤外線による高速なデータ伝送が可能になる。換言すると、使用者は、画像表示装置２８の画面上で、情報ボックス１４のデータ送受信部の開口窓が中心に位置するように携帯電話１０を情報ボックス１４に向ければ良くなり、光軸合せが極めて簡便になるだけでなく、光軸調整を意識しなくて済む。画像表示装置２８の画面中央に十字マークなどを表示したり、良好な赤外線通信を確保できる範囲を示すマークなどを表示するようにすれば、画像表示装置２８の画面上での位置合せが容易になる。

上記実施例では、赤外線通信の受光器５４を撮像素子２２とは別に配置したが、撮像素子２２を赤外線通信の受信器として使用することも可能である。その場合、ビームスプリッタ５２は不要になる。撮像素子２２の撮影視野の中心部分の出力信号を復号化装置５８に印加すればよい。

本実施例では、カメラ機能の撮影光学系を赤外線通信にも利用するので、赤外線通信専用の光学系を省略できる。この結果、光学備品数を低減でき、小型化とコスト低減の両方を実現できる。

図２に示す構成例を参照して、実際の状況下での携帯電話１０の動作例を説明する。ここでは、情報ボックス１４に格納されている音楽情報を購入して、携帯電話１０にダウンロードする場合を想定する。

カメラ付き携帯電話１０の動作モードをモード変更ボタン３４ａによりデータ送受信モードに変更する。利用者は、カメラ付き携帯電話１０を携帯電話ネットワークを介して認証サーバ６４に接続する。認証サーバ６４は、カメラ付き携帯電話１０に本人確認のパスワード（又はこれと同等の効果がある認証情報）を要求する。カメラ付き携帯電話１０は、認証サーバ６４にパスワードを送信する。認証サーバ６４は、カメラ付携帯電話１０のパスワードを確認し、本人を確認できると、カメラ付き携帯電話１０に認証許可情報を送信する。

携帯電話１０は、認証許可情報を受信すると、その旨をモニタ画面上に表示する。利用者は、認証許可を確認すると、情報ＢＯＸ１４の操作ボタン１４ａにより、入手したい音楽情報を選択し、カメラ付き携帯電話１０を情報ボックス１４のデータ送受信部の窓に向け、データ送受信ボタン３４ｂを押す。これにより、携帯電話１０は、情報ＢＯＸ１４に音楽情報送信要求を送る。情報ＢＯＸ１４は、音楽情報送信要求を受け取ると、カメラ付き携帯電話１０に本人認証要求を送る。カメラ付き携帯電話１０は、情報ＢＯＸ１４からの本人認証要求に従って、先に認証サーバ６４から受信した認証許可情報を情報ＢＯＸ１４に送信する。情報ＢＯＸ１４は、携帯電話１０からの認証許可情報を確認し、良ければ、携帯電話１０に音楽情報と課金情報（具体的には金額）を送信する。

携帯電話１０は、情報ＢＯＸ１４からの音楽情報と課金情報を受け取り、課金情報を携帯電話ネットワークを通じて課金サーバ６２に送信する。課金サーバ６２は、受信した課金情報に従い、カメラ付き携帯電話１０に音楽情報料を課金する。携帯電話１０は、自動で、又は、モード変更ボタン３４ａの操作により、データ送受信モードを解除し、データの送受信を終了する。

外部装置、即ち、赤外線通信の相手装置が同じ構成の携帯電話である場合には、相手装置のレンズがモニタ画面の中央に位置するように、互いの携帯電話を向けあえば良い。

外部装置としては、他に、パーソナルコンピュータ及びプリンタなどが考えられる。例えば、カメラ機能で撮影した画像の画像データをパーソナルコンピュータ及びプリンタに高速に転送できる。

本発明をデジタルビデオカメラ及びデジタルスチルカメラに実装することで、静止画像及び動画像を外部機器に高速に転送することができる。

本実施例では、送信側と受信側との間の光軸調整が容易になり、光学通信のビームの拡がりを小さくでき、その結果として、１０Ｍｂｐｓ乃至１００Ｍｂｐｓといった高速なデータ伝送を実現できる。

赤外線通信の実施例を説明したが、本発明は，可視光線による光通信にも適用できる。

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。本実施例の一利用形態の概略構成図である。

符号の説明

１０：携帯電話
１２：無線ネットワーク
１４：情報ボックス
１４ａ：操作ボタン
２０：撮影光学系
２０ａ：光学系２０の光軸
２２：撮像素子
２４：画像処理回路
２６：バス
２８：画像表示装置
３０：ＣＰＵ
３２：ＲＯＭ
３４：操作ボタン
３４ａ：モード変更ボタン
３４ｂ：データ送受信ボタン
３６：記録媒体
３８：レンズ制御回路
４０：通信制御ユニット
４２：マイク
４４：音声符号化回路
４６：音声復号化回路
４８：スピーカ
５０，５２：ビームスプリッタ
５４：受光器
５６：発光器
５８；復号化装置
６０：符号化装置
６２：課金サーバ
６４：認証サーバ

Claims

撮影光学系（２０）と、
当該撮影光学系による光学像を電気画像信号に変換する撮像素子（２２）と、
当該撮像素子から出力される電気画像信号を画像として表示する画像表示装置（２８）と、
光信号を出力する光送信装置（５６，６０）と、
当該光送信装置（５６，６０）から出力される当該光信号を、当該撮影光学（２０）の光軸上に多重する光多重素子（５０）
とを具備することを特徴とする撮像装置。
更に、当該光送信装置の通信相手からの光信号を受信する光受信装置（５４，５８）を具備する請求項１に記載の撮像装置。
更に、当該撮像素子（２２）の出力から、当該光送信装置の通信相手から送信される信号を受信する受信装置を具備することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置と、無線通信手段とを具備することを特徴とする携帯通信端末。