JP2005340929A

JP2005340929A - 光路切換機能付き電子機器

Info

Publication number: JP2005340929A
Application number: JP2004153450A
Authority: JP
Inventors: Naoki Ito; 直樹伊藤; Masami Aihara; 正己相原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-12-08
Also published as: WO2005114988A1

Abstract

【課題】小型かつ軽量にして消費電力が小さく、しかも照明光路の選択時にも液晶表示パネルを照光可能な電子機器を提供する。
【解決手段】液晶表示パネル４の照光部２１を、光源２２と、当該光源２２より放射された光を一端面より導入する角棒状の導光体２３と、導光体２３より出射された光を一端面より導入する角板状の導光板２４とから構成する。また、被写体照明部７を、光源２２と、当該光源２２より放射された光束を整形する光整形部材２５とから構成する。そして、光源２２と導光体２３の光入射面と光整形部材２５の光入射部との間に、光源２２から放射された光を導光体２３側又は光整形部材２５側に切り換える電気制御型回折光学素子２６を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、カメラ付き携帯電話機、デジタルカメラ又はビデオカメラなどで代表される液晶表示パネルとカメラとを備えた電子機器に係り、特に、光源から放射された光を液晶表示パネルの照光部側又はカメラにて撮影される被写体の照明部側若しくはそれらの双方に切り換える光路切換部の構成に関する。

従来より、液晶表示パネルとカメラとを備え、カメラの撮影時に必要に応じて被写体に照明光（ピクチャーライト又はビデオライト）を照射できるようにした各種の電子機器が知られている。また、被写体に照明光を照射する照明光学系の方式に関しては、液晶表示パネル照光用の光源及び光路とは別に被写体照明用の光源及び光路を備える方式、液晶表示パネルのドライブ回路を制御して液晶表示パネルを全白に切り換え、液晶表示パネルを被写体照明用の手段として用いる方式、及び液晶表示パネル照光用の光源に備えられた反射板を電子機器の筐体に対して回転可能に取り付け、撮影時に当該反射板の向きを切り替えて光軸を被写体側に向けるものなどが従来より知られされている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３１１４３５号公報

しかるに、従来より知られている照明光学系のうち、液晶表示パネル照光用の光源及び光路とは別に被写体照明用の光源及び光路を備えるものは、消費電力が大きいので、カメラ付き携帯電話機、デジタルカメラ又はビデオカメラなどの携帯形電子機器に応用すると、電池寿命（１回の充電で連続使用可能な時間）が短くなるという不都合がある。

また、液晶表示パネル照光用の光源及び光路とは別に被写体照明用の光源及び光路を備えるもの、並びに反射板の向きを切り替えるものは、部品点数が多く構造が複雑で電子機器が大型化及び重量化するので、カメラ付き携帯電話機のように小型化及び軽量化が特に要求される電子機器には到底適用しがたい。

さらに、液晶表示パネルを被写体照明用の手段として用いるもの、並びに反射板の向きを切り替えるものは、被写体の照明時に液晶表示パネルに必要な情報を表示することができなくなるので、例えばフラッシュ撮影やセルフタイマー撮影などの特殊撮影の場合を除いて被写体の照明時にファインダを確認することができず、電子機器の使用が不便になるという不都合がある。

本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであって、その目的は、小型かつ軽量にして消費電力が小さく、しかも照明光路の選択時にも液晶表示パネルを照光可能な電子機器を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、光路切換機能付き電子機器を、液晶表示パネルと、当該液晶表示パネルの照光部と、カメラと、当該カメラにて撮影される被写体の照明部と、光源と、当該光源から放射された光を前記照光部側又は前記照明部側に切り換える光路切換部とを有し、前記光路切換部が、前記光源と前記照光部と前記照明部との間に配置された電気制御型回折光学素子と、光路選択用のスイッチ部と、当該スイッチ部の出力信号に応じて前記電気制御型回折光学素子の回折効率を電気的に制御する制御部とからなるという構成にした。

電気制御型回折光学素子は、透明電極膜を内側にして対向に配置された２枚の透明基板の間に高分子分散型液晶を封入したものであって、透明電極膜間に印加される電圧を制御することにより透過又は反射する光の回折効率を変化させるものである。したがって、この電気制御型回折光学素子を備えた光路切換部は、制御部から出力される電気制御型回折光学素子の制御電圧をスイッチ部の操作によって切り換え、透過又は反射する光の回折効率を変化させることにより、光源から放射された光を液晶表示パネルの照光部側又は被写体の照明部側若しくはその両方に切り換えることができる。かように、本発明に係る電子機器は、１つの光源を液晶表示パネルの照光部側又は被写体の照明部側に使い分けるので、液晶表示パネルの照光用及び被写体の照明用にそれぞれ独自の光源を備える場合に比べて消費電力を抑制することができる。また、光路切換部に機構的な可動部を有しないので、電子機器の構造の簡単化及び小型化を図ることができる。さらに、電気制御型回折光学素子の回折効率を制御することにより、光源から放射された光を液晶表示パネルの照光部側及び被写体の照明部側の両方に振り分けることができるので、被写体の照明時にファインダを確認できないなどの特別な使用上の不便を生じることもない。

また、本発明は、前記構成の光路切換機能付き電子機器において、前記光源として単色光を放射するものを用い、前記照光部及び前記照明部に前記単色光を白色光に変換する蛍光体よりなる光変換部を備えるという構成にした。

白色光を回折すると、回折光のスペクトルの波長域が広くなるので、この回折光によって照光される液晶表示パネルの画像や被写体の像は虹色になり、自然な感じが失われる。これに対して、単色光を回折した場合には、回折光の波長帯が限定されたものになるので、液晶表示パネルの照光部及び被写体の照明部に単色光を白色光に変換する蛍光体よりなる光変換部を備えておけば、液晶表示パネルの画像や被写体の像を自然に近い色にすることができ、使用上の違和感を解消することができる。

また、本発明は、前記構成の光路切換機能付き電子機器において、前記カメラに備えられたシャッタの駆動スイッチ部と前記被写体の照度を測定する被写体照度測定部とを更に備え、前記制御部は、前記スイッチ部により光路が前記照明部側に切り換えられ、かつ、前記駆動スイッチ部が操作されたとき、前記被写体照度測定部の出力信号を取り込み、当該出力信号が予め定められた所定値以下である場合には、前記電気制御型回折光学素子の回折効率を電気的に制御して一時的に強い光を前記照明側の光路より放射するという構成にした。

前述のように、電気制御型回折光学素子を備えた光路切換部は、電気制御型回折光学素子の制御電圧を変更することにより、透過又は反射する光の回折効率を任意かつ瞬時に変化させることができるので、制御電圧を切り換えることにより、照明側の光路に中程度の光を連続的に放射することも、強い光を一時的に放射することも、強い光を断続的に放射することも任意に行うことができる。そして、被写体照度測定部の出力信号が予め定められた所定値以下である場合に一時的に強い光を照明側の光路より放射すれば、いわゆるフラッシュ撮影が可能になる。また、中程度の光を連続的に放射すれば、照明側の光路より放射される光をいわゆるピクチャーライト又はビデオライトとして使用することができる。さらに、強い光を断続的に放射すれば、いわゆるストロボ撮影が可能になる。

本発明の光路切換機能付き電子機器は、光源から放射された光を照光部側又は照明部側に切り換える光路切換部に、電気制御型回折光学素子と光路選択用のスイッチ部と当該スイッチ部の出力信号に応じて電気制御型回折光学素子の回折効率を電気的に制御する制御部とを備え、光源から放射された光を液晶表示パネルの照光部側又は被写体の照明部側若しくはその両方に切り換えられるようにしたので、液晶表示パネルの照光用及び被写体の照明用にそれぞれ独自の光源を備える場合に比べて消費電力を抑制することができ、また、光路切換部に機構的な可動部を有しないので電子機器の構造の簡単化及び小型化を図ることができ、さらには、被写体の照明時にもファインダを確認することができる。

以下、本発明に係る光路切換機能付き電子機器の実施形態例を、カメラ付き携帯電話機を例にとり、図１乃至図６に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る携帯電話機の筐体を閉じた状態の斜視図、図２は実施形態例に係る携帯電話機の筐体を開いた状態の斜視図、図３は実施形態例に係る携帯電話機に備えられる液晶表示パネルの照光経路及び被写体の照明経路を模式的に示す斜視図、図４は実施形態例に係る光路切換部の構成を示す説明図、図５は実施形態例に係る光路切換部における電気制御型回折光学素子の適用例を示す説明図、図６は２つの液晶表示パネルを有する携帯電話機に備えられる液晶表示パネルの照光経路及び被写体の照明経路を示す構成図である。

図１及び図２に示すように、本例の携帯電話機は、ヒンジ１を介して折り畳み可能に連結された第１筐体２及び第２筐体３と、第１筐体２の内面に表示面が設定された液晶表示パネル４と、液晶表示パネル４の上方に発声部が設定されたスピーカ５と、第１筐体２の外面に撮影レンズが設定されたカメラ６と、当該カメラ６の近傍に光放射部が設定された被写体照明部７と、前記カメラ６の近傍に光入射部が設定された被写体照度測定部８と、第１筐体２の上端部に設定された照明光路選択用スイッチ部９と、第２筐体３の内面に設定された操作用スイッチ群１０及びシャッタ駆動用スイッチ部１１と、第２筐体３の下方に集音部が設定されたマイクロフォン１２と、システム全体を制御する制御部１３（図３参照）と、システムに電源を供給する電源部１４（図４参照）とを有している。

図３に示すように、液晶表示パネル４の背面には照光部（バックライト）２１が備えられており、当該照光部２１は、光源２２と、当該光源２２より放射された光を一端面より導入し、それと直交する一側面より均一な強度で散乱させる角棒状の導光体２３と、導光体２３より出射された光を一端面より導入し、それと直交する一表面より均一な強度で散乱させる角板状の導光板２４とから構成されている。また、前記被写体照明部７は、前記光源２２と、当該光源２２より放射された光束を整形するレンズなどの光整形部材２５とから構成されている。そして、光源２２と導光体２３の光入射面と光整形部材２５の光入射部との間には、光源２２から放射された光を導光体２３側又は光整形部材２５側に切り換える電気制御型回折光学素子２６が備えられている。電気制御型回折光学素子２６は、図４に示すように、被写体照度測定部８、照明光路選択用スイッチ部９、操作用スイッチ群１０、シャッタ駆動用スイッチ部１１、制御部１３及び電源部１４と組み合わされて、光路切換部１５を構成する。

なお、電気制御型回折光学素子２６にて白色光を回折すると、スペクトルの波長域が広くなるので、この回折光によって照光される液晶表示パネル４の画像や被写体照明部７からの光によって照明される被写体の像が虹色になり、自然な感じが失われる。そこで、かかる不都合を防止するため、前記光源２２として青色発光ダイオードなどの単色光を放射するものを用いると共に、電気制御型回折光学素子２６を通過した光の透過部に単色光を白色光に変換する蛍光体よりなる光変換部２７を設けることが好ましい。この光変換部２７は、図３に例示するように、導光板２４及び光整形部材２５等の表面に所要の蛍光体層を形成することにより設けることもできるし、表面に所要の蛍光体層が形成された透光性の部材を所定の位置に介在させることにより設けることもできる。

電気制御型回折光学素子２６は、図４に示すように、透明電極膜３１，３２を内側にして対向に配置された２枚の透明基板３３，３４の間に高分子分散型液晶３５を封入したものであって、透明電極膜３１，３２は制御部１３を介して被写体照度測定部８と照明光路選択用スイッチ部９と操作用スイッチ群１０とシャッタ駆動用スイッチ部１１と電源部１４とが電気的に接続されており、透明電極膜３１，３２間に印加される電圧を制御することによりその回折効率を変化させて、液晶表示パネル４側及び被写体側に入射される光の強度を切り換える。

なお、電気制御型回折光学素子２６には、図５に示すように、（１）透明電極膜３１，３２間に電圧を印加したときに入射光を透過し、透明電極膜２１，２２間の電圧を遮断したときに入射光を反射するノーマルモードの反射型と、（２）透明電極膜３１，３２間に電圧を印加したときに入射光を透過し、透明電極膜２１，２２間の電圧を遮断したときに透過光を回折するノーマルモードの透過型と、（３）透明電極膜３１，３２間に電圧を印加したときに入射光を反射し、透明電極膜２１，２２間の電圧を遮断したときに入射光を透過するリバースモードの反射型と、（４）透明電極膜３１，３２間に電圧を印加したときに透過光を回折し、透明電極膜２１，２２間の電圧を遮断したときに入射光を透過するリバースモードの透過型とがあり、これらの電気制御型回折光学素子２６はいずれも本発明の電子機器に適用することができる。

制御部１３は、被写体照度測定部８、照明光路選択用スイッチ部９及びシャッタ駆動用スイッチ部１１からの出力信号に基づいて電気制御型回折光学素子２６に印加する電圧信号を生成し、液晶表示パネル４側及び被写体側に入射される光の強度を適宜切り換える。即ち、被写体照度測定部８から取り込まれた照度信号が予め定められた所定値以上であり、かつ照明光路選択用スイッチ部９が操作されていない場合には、光源２２から放射された光を全量液晶表示パネル４側に入射する電圧信号を電気制御型回折光学素子２６に印加する。また、被写体照度測定部８から取り込まれた照度信号が予め定められた所定値以下であり、かつ照明光路選択用スイッチ部９が操作されていない場合には、シャッタ駆動用スイッチ部１１の操作に同期して、光源２２から放射された光を全量被写体側に入射する電圧信号を電気制御型回折光学素子２６に印加する。さらに、照明光路選択用スイッチ部９が操作された場合には、光源２２から放射された光の一部、例えば半量を液晶表示パネル４側に、残る半量を被写体側に入射する電圧信号を電気制御型回折光学素子２６に印加する。その他、例えば操作用スイッチ群１０等を操作してストロボ撮影が選択された場合には、光源２２から放射された光を全量被写体側に断続的に入射する電圧信号を電気制御型回折光学素子２６に印加することができる。

このように、本例の電子機器は、光源２２から放射された光を液晶表示パネル４側又は被写体側に切り換える光路切換部に、電気制御型回折光学素子２６と照明光路選択用スイッチ部９と当該スイッチ部９の出力信号に応じて電気制御型回折光学素子２６の回折効率を電気的に制御する制御部１３とを備え、光源２２から放射された光を液晶表示パネル４又は被写体側若しくはその両方に切り換えられるようにしたので、液晶表示パネル４の照光用及び被写体の照明用にそれぞれ独自の光源を備える場合に比べて消費電力を抑制することができる。また、光路切換部に機構的な可動部を有しないので電子機器の構造の簡単化及び小型化を図ることができる。さらには、通常モードの撮影及びピクチャーライトを使用しての撮影を液晶表示パネルに表示された画像を確認しながら行うことができ、フラッシュ撮影やストロボ撮影などの特殊撮影も行うことができる。

以下、本発明に係る電子機器の他の実施例を列挙する。

前記実施例においては、液晶表示パネルを１枚のみ備える電子機器を例にとって説明したが、例えば第１筐体２の内面と外面とに２枚の液晶表示パネルを備える電子機器についても適用することができる。この場合には、図６に示すように、図示しない第１の液晶表示パネルにバックライトを照光する第１の照光部２１ａの端面に第１の電気制御型回折光学素子２６ａを設定すると共に、図示しない第２の液晶表示パネルにバックライトを照光する第２の照光部２１ｂの端面に第２の電気制御型回折光学素子２６ｂを設定し、光源２２から放射された光が第１の電気制御型回折光学素子２６ａ及び第２の電気制御型回折光学素子２６ｂを介して光整形部材２５に導かれるようにする。

前記実施例においては、被写体側の光路に光整形部材２５を備えたが、電気制御型回折光学素子２６，２６ａ，２６ｂによって回折される光の回折パターンを工夫することによって、これを省略することもできる。

図６の例では、第２の液晶表示パネルと被写体照明部である光整形部材２５とを備えたが、第１筐体２の外面に設定された第２の液晶表示パネルを被写体の照明手段として使用することもできる。

前記実施例においては、照明光路選択用スイッチ部９を備え、ユーザが当該スイッチ部９を切り換えることによって照明光路を液晶表示パネルの照光側又は被写体の照明側に切り換えたが、照明光路選択用スイッチ部９を備えず、既存の操作用スイッチ群１０を操作して照明光路を選択するように回路を構成することもできる。また、他の構成として、電子機器に姿勢検出用のスイッチ部を設け、電子機器が予め定められた特定の姿勢になったとき、それを姿勢検出用のスイッチ部にて検知して自動的に光路を被写体の照明側に切り換えるように回路を構成することもできる。加えて、更に他の構成として、電子機器に無線送受信装置を備え、他の電子機器からの送信信号に基づいて光路を液晶表示パネルの照光側又は被写体の照明側に切り換えるように回路を構成することもできる。

その他、前記実施形態例においては、カメラ付き携帯電話機を例にとって説明したが、デジタルカメラやビデオカメラなどの他の電子機器にも応用できることは勿論である。

実施形態例に係る携帯電話機の筐体を閉じた状態の斜視図である。実施形態例に係る携帯電話機の筐体を開いた状態の斜視図である。実施形態例に係る携帯電話機に備えられる液晶表示パネルの照光経路及び被写体の照明経路を模式的に示す斜視図である。実施形態例に係る光路切換部の構成を示す説明図である。実施形態例に係る光路切換部における電気制御型回折光学素子の適用例を示す説明図である。２つの液晶表示パネルを有する携帯電話機に備えられる液晶表示パネルの照光経路及び被写体の照明経路を示す構成図である。

符号の説明

４液晶表示パネル
６カメラ
７被写体照明部
８被写体照度測定部
９ピクチャーライト選択用スイッチ部
１１シャッタ駆動用スイッチ部
１３制御部
１４電源部
１５光路切換部
２１照光部
２２光源
２３導光体
２４導光板
２６電気制御型回折光学素子

Claims

液晶表示パネルと、当該液晶表示パネルの照光部と、カメラと、当該カメラにて撮影される被写体の照明部と、光源と、当該光源から放射された光を前記照光部側又は前記照明部側に切り換える光路切換部とを有し、
前記光路切換部が、前記光源と前記照光部と前記照明部との間に配置された電気制御型回折光学素子と、光路選択用のスイッチ部と、当該スイッチ部の出力信号に応じて前記電気制御型回折光学素子の回折効率を電気的に制御する制御部とからなることを特徴とする光路切換機能付き電子機器。
前記光源として単色光を放射するものを用い、前記照光部及び前記照明部に前記単色光を白色光に変換する蛍光体よりなる光変換部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光路切換機能付き電子機器。
前記カメラに備えられたシャッタの駆動スイッチ部と前記被写体の照度を測定する被写体照度測定部とを更に備え、前記制御部は、前記スイッチ部により光路が前記照明部側に切り換えられ、かつ、前記駆動スイッチ部が操作されたとき、前記被写体照度測定部の出力信号を取り込み、当該出力信号が予め定められた所定値以下である場合には、前記電気制御型回折光学素子の回折効率を電気的に制御して一時的に強い光を前記照明側の光路より放射することを特徴とする請求項１に記載の光路切換機能付き電子機器。