JP2010161591A - 携帯電話用拡張機器 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話の撮像素子により撮像される画像のダイナミックレンジを広げる携帯電話に装着可能な携帯電話用拡張機器を提供する。
【解決手段】撮像素子を備える携帯電話に装着可能な携帯電話用拡張機器１００であって、被写体から前記撮像素子へ光を通過させるように設けられた被写体側開口部１１５及び携帯電話側開口部１１０を有する筐体と、前記筐体の内部に設けられ、且つ、前記撮像素子により撮像される画像の画角内に設けられているカラーチャート１１６とを備える。これにより、ダイナミックレンジを広げることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯電話に装着可能な携帯電話用拡張機器に関する。

特許文献１及び特許文献２には、拡大レンズを備えたユニットを携帯電話に取り付けることにより、携帯電話のカメラで拡大画像を撮像することが記載されている。

特開２００３−３１５９０５号公報 特開２００４−２７９７３３号公報

しかしながら、肌のように色の幅が狭い被写体を撮影する場合は、オートホワイトバランス、及びＡＧＣ（Automatic Gain Control）により、黒い肌も白い肌も灰色になってしまう。また、結果的にダイナミックレンジも狭くなってしまう。特に、携帯電話には簡易な画像処理機能が搭載されているので顕著に現れてしまう。

上記課題を解決するために、本発明の形態においては、撮像素子１２２を備える携帯電話１２０に装着可能な携帯電話用拡張機器１００であって、被写体から前記撮像素子１２２へ光を通過させるように設けられた前記携帯電話１２０の撮像側に接する面にある被写体側開口部１１５及び前記携帯電話１２０の撮像側に接する面と異なる面にある携帯電話側開口部１１０を有する筐体と、前記筐体の内部の、前記撮像素子１２２により撮像される画像の画角内に設けられているカラーチャート１１６とを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明によれば、被写体の色の再現性能を向上させることができる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、携帯電話用拡張機器１００を携帯電話１２０に装着したときの様子の一例を示す。携帯電話１２０は、撮影レンズ１２１、撮像素子１２２を備える。携帯電話用拡張機器１００は、外部からの光を携帯電話１２０へ通過させるための開口部、及びレンズを有する。レンズは、携帯電話用拡張機器１００を通る光の光路上に設けられている。携帯電話用拡張機器１００の光軸と、携帯電話１２０の光軸とが一致するように、携帯電話用拡張機器１００を携帯電話１２０に装着することにより、携帯電話用拡張機器１００を通過した光が携帯電話１２０の撮影レンズ１２１に入射される。この入射された光が携帯電話１２０の撮像素子１２２に撮像される。携帯電話用拡張機器１００の装着部１１７によって、携帯電話用拡張機器１００が携帯電話１２０に装着される。

図２は、実施の形態に係る携帯電話用拡張機器１００の分解斜視図を示す。携帯電話用拡張機器１００は、底面部１０１、鏡筒１０２、回路基板１０３、照射部１０４、照射基板１０５、遮蔽部１０６、本体部１０７、拡散板１０９、及びカラーチャート１１６を備える。底面部１０１及び本体部１０７が一体となって携帯電話用拡張機器１００の筐体を形成する。なお、本実施の形態では、上とは、本体部１０７がある方向とする。下とは、底面部１０１がある方向とする。また、前とは、本体部１０７の幅が細くなっている方向とする。後ろとは、本体部１０７の幅が太くなっている方向とする。

底面部１０１は、携帯電話用拡張機器１００の筐体の底面としての役割を有する。底面部１０１は、携帯電話１２０に接する第１の面となる。また、底面部１０１は、携帯電話側開口部１１０を有する。携帯電話用拡張機器１００が携帯電話１２０に装着されるときには、底面部１０１が携帯電話１２０の光学系がある面に隣接する。つまり、携帯電話側開口部１１０は、携帯電話１２０の撮像側に接する面に設けられている。携帯電話側開口部１１０の面積は、携帯電話用拡張機器１００に装着される携帯電話１２０の光学系の面積以上の面積を有することが好ましい。つまり、携帯電話側開口部１１０は、携帯電話１２０の撮影レンズ１２１及び撮像素子１２２に入射される光を遮らないような広さを有することが好ましい。携帯電話側開口部１１０は円形であるが矩形であってもよく、多角形であってもよい。

鏡筒１０２は、レンズを収納する。鏡筒１０２は円柱の形状を有する。回路基板１０３は、バッテリー１１１、制御部１１３、及び電源スイッチ１１４を有する。回路基板１０３は、開口部を有する。回路基板１０３の開口部の大きさは、鏡筒１０２が光軸方向に入る大きさを有する。バッテリー１１１は、制御部１１３、及び照射部１０４に電力を供給する。制御部１１３は、照射部１０４の照射を制御する。電源スイッチ１１４は携帯電話用拡張機器１００の電源のＯＮ、ＯＦＦを切り替える。

照射部１０４は、光を照射する。照射基板１０５は、照射部１０４を固定する。照射基板１０５は、部分円錐状の形状を有する。部分円錐状とは、円錐の錐状に尖った部分を切断した形状のことをいう。部分円錐状で形成される照射基板１０５の下の円は上の円より小さい。拡散板１０９は、照射部により照射された光を拡散する。拡散板１０９は、部分円錐状の形状を有する。部分円錐状で形成される拡散板１０９の下の円は上の円より小さい。遮蔽部１０６は、照射部により照射された光を遮蔽する。遮蔽部１０６は、照射部１０４により照射された光が照射したい領域以外にいかないように光を遮蔽する。遮蔽部１０６は、部分円錐状の形状を有する。部分円錐状で形成される遮蔽部１０６の下の円は上の円より大きい。

カラーチャート１１６は、複数の明度の色を有する。また、カラーチャート１１６は、本体部１０７に設けられた被写体側開口部１１５から入射された光を遮らないように開口部を有する。被写体側開口部１１５は第２の面に設けられている。本体部１０７の被写体側開口部１１５は、円形であるが矩形であってもよく、多角形であってもよい。本体部１０７及び底面部１０１により構成される携帯電話用拡張機器の筐体は、鏡筒１０２、回路基板１０３、照射部１０４、照射基板１０５、遮蔽部１０６、本体部１０７、拡散板１０９、及びカラーチャート１１６を収納して、外部からの衝撃等を防ぐ。また、本体部１０７及び底面部１０１は、携帯電話用拡張機器１００の外観を形成する。

本体部１０７の被写体側開口部１１５及び底面部１０１の携帯電話側開口部１１０は、互いに対向する面に設けられ、且つ、鏡筒１０２の光軸上に設けられている。つまり、被写体から携帯電話１２０の撮像素子１２２へ光を通過させるように被写体側開口部１１５、携帯電話側開口部１１０、鏡筒１０２が筐体内に設けられている。また、本体部１０７は、電源スイッチ１１４が外部から操作できるような開口部を有する。

また、本体部１０７は、装着部１１７を有する。装着部１１７は、携帯電話用拡張機器１００を携帯電話１２０に装着させる。装着部１１７は、携帯電話用拡張機器１００の左右から携帯電話１２０を挟みこむような略コの字型の形状を有している。この装着部１１７は、可撓性を有する。この装着部１１７の足のような形をした部分に内側から力を加えると、力が加えられた方向に撓み、足が左右に開いた状態となる。そして、力が加えられなくなると元の状態に戻り、携帯電話１２０を挟みこむ。このようにして、装着部１１７は、携帯電話用拡張機器１００を携帯電話１２０に装着させる。また、携帯電話用拡張機器１００は、装着部１１７に沿って左右にスライドすることができる。

図３は、側面から見た携帯電話用拡張機器１００の断面図を示す。鏡筒１０２は、１又は２以上のレンズを備える。レンズは、接写レンズ、ズームレンズのいずれかのレンズであってもよく、他のレンズであってもよい。鏡筒１０２は、底面部１０１の携帯電話側開口部１１０の上部に設けられている。鏡筒１０２の光軸方向に垂直な方向の断面面積は、携帯電話側開口部１１０の面積以上の面積を有する。

回路基板１０３の開口部に鏡筒１０２が入る。回路基板１０３は、鏡筒１０２の略中央から上端との間に設けられているようにしたが、鏡筒１０２の上端に設けるようにしてよく、また鏡筒１０２の略中央より下方向に設けられているようにしてもよい。また、回路基板１０３は、開口部を有しなくても良い。この場合は、鏡筒１０２とは別個に回路基板１０３を携帯電話用拡張機器１００の筐体内部に配置する。

照射基板１０５は、回路基板１０３の開口部の上部に設けられている。部分円錐状に形成された照射基板１０５の下の円に鏡筒１０２の上部が挿入される。照射部１０４は、部分円錐状の照射基板１０５の内側に設けられている。なお、照射基板１０５は、鏡筒１０２の上部に設けられてもよい。照射基板１０５は、照射部１０４が本体部１０７の被写体側開口部１１５の開口面に対して鋭角に光を入射するように照射部１０４を固定する。つまり、照射部１０４が被写体側開口部１１５に対して、鋭角に光を入射するように、照射基板１０５の傾斜角度、大きさ等が調整される。なお、照射基板１０５は、部分円錐状の形状を有するようにしたが、これに限定されるものではない。照射部１０４により発光された光が被写体側開口部１１５の開口面に対して鋭角で光を入射させるように照射部１０４を固定させるものであればよい。また、単に照射部１０４が発光した光が開口面に照射するように照射部１０４を固定してもよい。

拡散板１０９は、照射基板１０５の上部に設けられている。部分円錐状に形成された拡散板１０９の下の円に鏡筒１０２の上部が挿入される。これにより、被写体側開口部１１５に対してあらゆる方向から照射部１０４により照射された光を当てることができる。また、拡散板１０９は、部分円錐状の形状を有するようにしたが、これに限定されるものではない。照射部１０４により発光された光を拡散するものであればよい。また、拡散板１０９を備えなくてもよい。

遮蔽部１０６は、照射基板１０５の上部に設けられている。部分円錐状に形成された遮蔽部１０６の下の円の範囲内に、照射基板１０５により固定された照射部がある。これにより、照射部により照射された全ての光を被写体側開口部１１５に対して照射させることができる。また、部分円錐状に形成された遮蔽部１０６の上の円の大きさは、本体部１０７の被写体側開口部１１５より大きい。また、部分円錐状に形成された遮蔽部１０６の上の円の大きさは、携帯電話１２０の撮像素子１２２により撮像される画像の画角より大きいことが好ましい。この遮蔽部１０６により照射部１０４から照射された光が本体部１０７の内部で拡散するのを防止することができ、照射部１０４は、被写体側開口部１１５に対して効率よく光を照射できる。なお、遮蔽部１０６を備えなくてもよい。

カラーチャート１１６は、本体部１０７の内面の被写体側開口部１１５の周辺に設けられている。また、カラーチャート１１６は、携帯電話１２０の撮像素子１２２により撮像される画像の画角内に設けられている。また、カラーチャート１１６は、被写体側開口部１１５と同一平面上に設けられている。なお、被写体側開口部１１５を塞がないようにカラーチャートの形状、位置は適宜修正してよい。また、カラーチャートは、本体部１０７の内面ではなく、遮蔽部１０６と照射基板１０５と本体部１０７とで形成される空間内に設けてられてよい。

カラーチャート１１６は、携帯電話１２０の撮像素子１２２により撮像される画像のダイナミックレンジの幅を定める。また、カラーチャート１１６は、携帯電話１２０の撮像素子１２２により撮像される画像のダイナミックレンジの上限を定める第１の明度の色、及びダイナミックレンジの下限を定める第２の明度の色を含む。この第１の明度の色は、第２の明度の色より明度が明るい。

図４は、本体部１０７の内面の被写体側開口部１１５の周囲に設けられたカラーチャート１１６の一例を示す。被写体側開口部１１５の周囲にカラーチャート１１６が設けられている。図４では、カラーチャート１１６の開口部は被写体側開口部１１５と同じ大きさを有する。カラーチャート１１６は、白色、黒色、グレー色の三色を有する。カラーチャート１１６は、矩形状であり、８つの色領域を有する。この８つの色領域は、開口部を挟んで対向する１対の色領域が２つと、角の４隅にある４つの色領域とからなる。ここでは、開口部を挟んで対向する一対の色領域にそれぞれ白色、黒色を付しており、角の４隅の色領域にグレー色を付している。この白色が第１の明度の色であり、黒色が第２の明度の色となる。これにより、被写体側開口部１１５内にある被写体とカラーチャート１１６が携帯電話１２０の撮像素子１２２により撮像される。なお、カラーチャート１１６は、矩形状ではなく、円形でも多角形の形状であってもよい。また、カラーチャート１１６は、白色、黒色、グレー色の色以外の色を有していてもよい。

携帯電話用拡張機器１００を携帯電話１２０の光学系がある面に装着するとき、ユーザは、携帯電話用拡張機器１００の鏡筒の光軸と、携帯電話１２０の光学系の光軸とが一致するように携帯電話用拡張機器１００を携帯電話１２０に装着する。具体的には、携帯電話用拡張機器１００の携帯電話１２０への装着位置を調整すると共に、携帯電話用拡張機器１００を、装着部１１７に沿ってスライドさせることにより、携帯電話用拡張機器１００の鏡筒の光軸と、携帯電話１２０の光学系の光軸とを一致させる。これにより、被写体側開口部内にある被写体が鏡筒１０２、携帯電話側開口部１１０を介して携帯電話１２０の撮像素子１２２により撮像される。

図５は、携帯電話用拡張機器１００の制御部１１３の動作を示すフローチャートである。ユーザは、携帯電話１２０の光学系の光軸と携帯電話用拡張機器１００の光軸とが一致するように、携帯電話用拡張機器１００を携帯電話１２０の光学系がある面に装着する。そして、ユーザが電源スイッチ１１４の操作により電源がＯＮされると、制御部１１３は、光を照射するように照射部１０４を制御する。（ステップＳ１）。これにより、被写体側開口部１１５とその周辺に光が照射される。

携帯電話用拡張機器１００と被写体側開口部１１５とが密着されているので、被写体側開口部１１５はユーザの肌によって外部の光が遮られてしまうが、照射部１０４が被写体側開口部１１５に対して光を照射しているので、携帯電話１２０の撮像素子１２２で被写体側開口部１１５内にあるユーザの肌を撮影することができる。また、光が肌の表面の溝、皺等に光が垂直に入射すると、肌の表面の溝、皺等が浮き出なくなり平坦な肌しか撮影できない。しかし、照射部１０４は、被写体側開口部１１５の開口面に対して鋭角に光が入射するように照射するので、ユーザの肌の表面の溝、皺等を携帯電話１２０の撮像素子１２２は撮像することができる。これにより肌の状態を精度よく撮影することができる。

ステップＳ２に進むと、制御部１１３は、ユーザの電源スイッチ１１４の操作により電源がＯＦＦされたか否かを判断する。ステップＳ２で、電源がＯＦＦされていないと判断するとステップＳ２に留まる。ユーザは、被写体側開口部１１５がある面に肌を密着させた状態で携帯電話１２０の撮像素子１２２で画像を撮影した場合には、電源スイッチ１１４を操作することにより電源をＯＦＦさせる。ステップＳ２で、電源がＯＦＦされたと判断すると、電源をＯＦＦさせる。具体的には、制御部１１３は照射部１０４による光の照射を終了させる。

図６は、携帯電話１２０の動作を示すフローチャートである。なお、携帯電話１２０は、ＣＰＵ、画像処理部、画像データを表示する表示部、及び画像データを記録する記録媒体等を備える。また、携帯電話１２０の光学系の光軸と携帯電話用拡張機器１００の光軸とが一致するように、携帯電話用拡張機器１００が携帯電話１２０の光学系がある面に装着されている。携帯電話１２０が撮影モードに設定されると、携帯電話１２０のＣＰＵは、撮像素子１２２に被写体のスルー画像を撮像させ、該撮像されたスルー画像を表示部に表示させる（ステップＳ１１）。そして、携帯電話１２０のＣＰＵは、ユーザの操作によりシャッターがＯＮされたか否かを判断する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２で、シャッターがＯＮされていないと判断するとステップＳ１１に戻り、シャッターがＯＮされたと判断すると、携帯電話１２０のＣＰＵは、撮像素子１２２に静止画撮影処理を行わせる（ステップＳ１３）。このとき、撮像素子１２２が携帯電話用拡張機器１００の内部に設けられたカラーチャート１１６及び被写体側開口部１１５内にある被写体を撮像するので、ダイナミックレンジの広い画像を得ることができるとともに、携帯電話１２０の画像処理部は忠実に被写体の色を再現することができる。なお、ユーザは、携帯電話用拡張機器１００の照射部１０４が光を照射しているときに、シャッターをＯＮにする。そして、携帯電話１２０のＣＰＵは、画像処理部が画像処理した静止画像データを記録媒体に記録する（ステップＳ１４）。そして、ユーザはパソコン、サーバ等の情報処理装置に携帯電話１２０で撮像された画像を与える。そして、情報処理装置は、該携帯電話１２０が撮像した肌の画像に基づいて肌の状態、例えば、肌年齢、肌の美しさ等を解析することができる。なお、携帯電話１２０が肌の画像について肌の状態を解析してもよい。

このように、カラーチャート１１６を設け、カラーチャート１１６と被写体側開口部１１５内の被写体を一緒に携帯電話１２０の撮像素子１２２に撮像させることにより、単一の同系色を撮像した場合であっても、画像のダイナミックレンジを広げることができる。例えば、オートホワイトバランス処理は、画像全体にある色成分が多いと、その該ある色の補色を増加させる。また、ＡＧＣは画像が暗いとゲインを増幅する。しかし、例えば、肌などの同系色の色のみが撮像されると、オートホワイトバランス処理、及びＡＧＣによって、黒い肌も白い肌も灰色で再現されてしまい、表現できる色の度合いが狭くなりダイナミックレンジが狭くなってしまう。したがって、カラーチャートを撮像させることで、表現できる色の度合いを大きくすることができ、ダイナミックレンジを広げることができる。また、カラーチャートに白色と黒色を設けるようにしたので、ＡＧＣにより白い肌は白色で、黒い肌は黒い色で表現することでき、精度よく被写体の色を再現することができ、被写体の色の再現性能を向上させることができる。

また、カラーチャートにグレー色を設けるようにしたので、オートホワイトバランスにより精度よく被写体の色を再現することができる。つまり、グレー色を設けることにより、赤い肌は赤く、青い肌は青く表現することができる。具体的には、グレー色をカラーチャートに設けない場合は、赤、緑、青それぞれに対して同様の処理が自動で行われる結果、全体的に肌色を灰色で表現してしまうが、グレー色をカラーチャートに設けることで、オートホワイトバランスにより被写体の色の再現性能を向上させることができる。つまり、グレー色を設けて撮像した画像の平均値が灰色になるように、赤、緑、青の変換曲線を決めることで、Ｒ、Ｇ、Ｂの再現性を高めるので、結果的に、赤い肌は赤い肌として、青い肌は青い肌として色を再現することができる。つまり、グレー色を設けて撮像した画像の平均値が灰色になるように、Ｒ、Ｇ、Ｂのゲインを調整するので、色の再現性能を向上させることができる。このようにカラーチャートに設けることで、携帯電話１２０の簡易な画像処理でも全体の色補正を適切に行うことができる。また、撮像された肌の画像に基づいて情報処理装置で精度良く肌の状態を解析することが可能となる。また、情報処理装置における肌の状態の解析精度の向上を支援するための携帯電話用拡張機器１００を提供することができる。被写体側開口部１１５を円形としたので、被写体側開口部１１５内の被写体画像を、撮影画像が縦長または横長に関わらず、容易にトリミングすることができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変形することもできる。

（１）筐体は、携帯電話側開口部１１０及び被写体側開口部１１５以外からは、殆ど外部の光が入らない状態としたが、携帯電話側開口部１１０及び被写体側開口部１１５以外から外部の光が入るように筐体を形成してもよい。この場合は、筐体に携帯電話側開口部１１０及び被写体側開口部１１５以外に光が入射される開口部を備えるようにしてもよい。また、筐体をガラス等の光が透過する部材で形成するようにしてもよい。これにより、携帯電話用拡張機器１００が携帯電話１２０に装着され、被写体側開口部１１５が肌等で塞がれていても筐体内部は暗くならないので、照射部１０４を備える必要はなくなる。

（２）また、カラーチャート１１６は、白色と黒色とグレー色とを有するようにしたが、これらに限られるものではなく、他の色を有してもよい。また、携帯電話用拡張機器１００は鏡筒１０２を備えるようにしたが、鏡筒１０２を備えなくてもよい。

（３）照射部１０４により照射される光が被写体側開口部１１５の開口面に対して鋭角に入射するように、照射基板１０５が照射部１０４を固定したが、反射板等を用いて照射部１０４により照射された光を被写体側開口部１１５の開口面に対して鋭角に入射させるものでもよい。つまり、照射部１０４が、被写体側開口部に光を照射できればよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

携帯電話用拡張機器１００を携帯電話１２０に装着したときの様子の一例を示す。 実施の形態にかかる携帯電話用拡張機器１００の分解斜視図を示す。 側面から見た携帯電話用拡張機器１００の断面図を示す。 本体部１０７の内面の被写体側開口部１１５の周辺に設けられたカラーチャート１１６の一例を示す。 携帯電話用拡張機器１００の制御部１１３の動作を示すフローチャートである。 携帯電話１２０の動作を示すフローチャートである。

１００ 携帯電話用拡張機器
１０１ 底面部
１０２ 鏡筒
１０３ 回路基板
１０４ 照射部
１０５ 照射基板
１０６ 遮蔽部
１０７ 本体部
１０９ 拡散板
１１０ 携帯電話側開口部
１１１ バッテリー
１１３ 制御部
１１４ 電源スイッチ
１１５ 被写体側開口部
１１６ カラーチャート
１１７ 装着部
１２０ 携帯電話
１２１ 撮影レンズ
１２２ 撮像素子

Claims (7)

1. 撮像素子を備える携帯電話に装着可能な携帯電話用拡張機器であって、
   被写体から前記撮像素子へ光を通過させるべく、前記携帯電話に接する第１の面に設けられた携帯電話側開口部、及び前記第１の面と異なる第２の面に設けられた被写体側開口部を有する筐体と、
   前記筐体の内部に設けられ、且つ、前記撮像素子により撮像される画像の画角内に設けられているカラーチャートと
   を備える携帯電話用拡張機器。
2. 前記カラーチャートは、前記撮像素子により撮像される画像のダイナミックレンジの幅を定める
   請求項１に記載の携帯電話用拡張機器。
3. 前記カラーチャートは、少なくとも前記ダイナミックレンジの上限を定める第１の明度の色、及び前記ダイナミックレンジの下限を定める第２の明度の色を含む
   請求項２に記載の携帯電話用拡張機器。
4. 前記カラーチャートは、白色及び黒色を含む
   請求項３に記載の携帯電話用拡張機器。
5. 前記カラーチャートは、グレー色をさらに含む
   請求項４に記載の携帯電話用拡張機器。
6. 前記カラーチャートは、前記筐体の内面の前記被写体側開口部の周辺に設けられている
   請求項１から５の何れかに記載の携帯電話用拡張機器。
7. 前記カラーチャートと前記被写体側開口部とは同一平面上に設けられている
   請求項６に記載の携帯電話用拡張機器。

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