JP3686416B2 - 撮影機能を有した携帯電話機 - Google Patents

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Description

この発明は撮影機能を有した携帯電話機に関し、特に、撮影のための照明機能を有した携帯電話機に関する。
従来、暗い場所で撮影する場合、照明のためのストロボ用光源としてキセノン管を使用することが一般的である。キセノン管は、発光量を十分に得ることができるけれども、キセノン管を駆動する周辺回路に高耐圧な大容量のコンデンサや変圧用トランスなどを必要とするために、キセノン管を用いたストロボ用光源は物理的な形状が大きくなる。それゆえに、撮影機能を備えた小型の携帯機器にこの種の補助光源を搭載するのは非常に困難であった。従来、たとえばカメラを搭載した携帯電話機において、カメラで撮影するために、キセノン管を用いた補助光源が利用されていた。この補助光源は、前述のように物理的に形状が大きいので携帯電話に内蔵されずに、携帯電話に着脱自在にして装着されていた。
LEDを用いた従来技術として、テレビカメラ用LED(Light Emitting Diode)を用いた照明装置は、テレビカメラのシャッタ動作と同期してLEDをパルス発光させている(特許文献1を参照)。また撮影装置は、撮影のための照明光としてLEDを用いて、LEDによる照明期間とカメラによる撮影期間との同期をとるようにしていた(特許文献2を参照)。LEDを用いた照明装置は、CCD(Charge Coupled Device)電子式シャッタカメラの露光とLEDのパルス発光を同期させるようにしている(特許文献3を参照)。
これらの公報に開示の技術は、いずれも撮影のための照明としてLEDを用いることは示されているけれども、LEDの駆動タイミングと撮像のタイミングとを同期させるための技術が開示されるにすぎない。また装置は、カメラにより撮影されたデータをカラーフィルムに写し込むとき、背景の色に応じて発光色が異なるLEDの1つを選択して発光させて、背景色にかかわらず明瞭な記録を可能とする技術が開示されている(特許文献4を参照)。
特開平5−328210号公報 特開平9−68742号公報 特開平10−48708号公報 特開2000−66292号公報
上述したいずれの公報の技術においても、照明光としてLEDを利用することは示されているけれども、携帯機器においてLEDにより白色の照明光を生成して被写体に照射することは示されていない。
携帯電話においての一般的なカメラ撮影は、至近距離から顔のアップ写真を撮る等の対面撮影で利用される機会が多い。撮影された画像はデジタル処理にて画像調整が可能なことから、補助光源としてキセノン管ほどの光量を必要とせず、キセノン管よりも小型で消費電力の少ない白色補助光源が求められていた。
それゆえにこの発明の目的は、撮影機能による撮影時に、白色の照明光を照射する光源を有する携帯電話機を提供することである。
この発明の他の目的は、撮影機能による撮影時に、白色のフラッシュライトを照射する光源を有する携帯電話機を提供することである。
この発明のさらに他の局面に係るカメラ部と撮影用補助光源として発光ダイオードを使用して白色光を照射する光源部とを備えた被写体を撮影する機能を有する携帯電話機は、照明キーとシャッタキーを含む入力部と、発光ダイオードに対する電流の供給を制御するための電流供給制御部とをさらに備え、電流供給制御部は、照明キーが操作されると一定レベルとなるよう電流を発光ダイオードに供給して照明光を継続的に照射させ、継続的に照射している状態でシャッタキーが操作されると発光ダイオードに供給される電流レベルをフラッシュライトのための供給電流レベルまで上昇させてフラッシュに相当するレベルの照明光を照射させる。
上述の電流供給制御部は好ましくは、照明キーが操作されると低レベルの電流を発光ダイオードに供給する。
上述の電流供給制御部は好ましくは、シャッタキーが操作されると発光ダイオードに供給される電流レベルをフラッシュライトのための供給電流レベルにまで上昇させる。
上述の白色光を照射する光源部は好ましくは、電流が供給されると赤色光、緑色光および青色光のそれぞれを発生する発光ダイオードを有する。
上述の携帯電話機は望ましくは、光源部として、白色発光ダイオードからなる。
したがって、撮影モードにおいては、被写体には白色の照明光が照射されているので、自然光のもとでの被写体を、スポットライトをあてた状態でより明確に確認できる。
したがって、撮影の瞬間には、すなわちシャッタチャンスにおいては、被写体には白色のフラッシュライトが照射されるので、周囲が暗くても良好な被写体像を得ることができる。
上述の携帯電話機では、電流は発光ダイオードの順方向に供給される。したがって、発光素子がキセノン管やランプであるのに比較して、発光ダイオードを採用することで発光素子自体を小型化および軽量化できて、光源部を搭載したとしても携帯電話機のコンパクト性は損なわれない。
上述の携帯電話機では、望ましくは、発光ダイオードは直列に接続される。
上述の携帯電話機では、望ましくは、発光ダイオードは並列に接続される。
この発明の実施の形態について図面を参照し説明する。本実施の形態では、撮影などのための照明光を照射する発光素子にLEDを用いる。近年、発光色が青色であるLEDが開発されたことにより、LEDを用いた白色の発光が可能となった。LEDは駆動回路が簡単で非常に扱いやすいという特徴を備えている。
本実施の形態では、撮影機能を有した携帯機器として、超小型のデジタルカメラを一体的に搭載した携帯電話機を想定する。この携帯電話機は、R(赤色)、G(緑色)およびB(青色)の光それぞれを発光する3つのLEDを搭載し、これら3つのLEDを同時に発光させることで、白色の発光を得て、デジタルカメラで撮影する際の照明用の補助光源として使用する。これにより、携帯機器は、コンパクト性を維持しながらも、撮影のための白色発光による照明用光源の一体的搭載が可能となる。
複数のLEDを用いて撮影する場合、各LEDを同時発光させる方法と、露光時間内に順次発光させる方法がある。順次発光方法では消費電流の低減と各LEDの耐久性の向上が可能であるが、全体の光量も低下し、光量を上げるためには多数のLEDを必要とする。これに対して同時発光方法では少ないLEDで多くの白色光量が得られるため光源部の小型化が可能であることから、本実施の形態では、各LEDを同時発光させる方法について説明する。
図1には本実施の形態に係る撮影機能を搭載した携帯電話機の構成が示される。図2には、本実施の形態による光源部の構成の一例が示され、図3にはその他の例が示される。
図4(A)と(B)には本実施の形態に係る携帯電話機の正面および背面それぞれからの外観が示される。図4(A)を参照して携帯電話機は正面において、画像などの各種情報を表示するためのLCD(Liquid Crystal Display)7、情報を入力するために外部から操作可能なように設けられている数字キー等の複数のキーからなる入力部8、通話のための音声を入出力をするマイクロホン54およびレシーバ55を含む。入力部8には照明キー51とシャッタキー52が含まれる。図4(B)を参照して携帯電話機は背面において、被写体を撮影するためのカメラ部5および撮影のための補助用の白色の照明光を出力する光源部12(22)が設けられる。照明キー51が押下されると光源部12(22)から被写体を確認可能なレベルの照明光が照射され、シャッタキー52が押下されると光源部12(22)から被写体を撮影するためのフラッシュに相当するレベルの照明光が照射される。
携帯電話機のカメラ部5を用いた撮影時には、撮影した被写体の画像は、LCD7で表示されるので、利用者は表示画像を確認しながら、シャッタキー52を押下すると、光源部12(22)から被写体を撮影するためのフラッシュが照射されて、フラッシュの元で撮影されて出力された画像データは、携帯電話機内部の後述のメモリ40に格納された後メモリ2に保持される。
図1を参照して携帯電話機は各部を集中的に制御および管理するためのCPU(Central Processing Unit)1、各種撮影データおよびプログラムが格納されているメモリ2、符号化/復号化回路3、与えられる画像データDi(i=1、2、3・・・、n)を一時的に格納するためのメモリ40を内蔵するカメラコントローラ4、カメラコントローラ4により制御されて、被写体を撮影し、撮影結果得られた被写体の画像データDiを出力するCCDまたはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などからなるカメラ部5、LCDコントローラ6、LCDコントローラ6により制御されるLCD7、入力部8、無線通信のための無線系9およびアンテナ10、各部に電源を供給するためのシステム電源11、光源部12(22)およびバッテリ13を含む。
符号化/復号化回路3はアンテナ10および無線系9を介して送受信する情報について送信可能なように符号化する機能と受信した情報について内部で処理可能なように復号する機能とを有する。カメラコントローラ4はカメラ部5により撮像して逐次出力される画像データDiを入力してメモリ40に一時的に格納する。一時的に格納される画像データDiのうち、シャッタキー52が押下された直後に入力される画像データDiのみがメモリ40を経由しメモリ2に最終的に保存されて、他の画像データDiは随時書換えられる。カメラコントローラ4はカメラ部5による撮影モードにおいてメモリ40に逐次格納される画像データDiに基いて白バランス調整、露出調整、赤目対策および画角の設定などのための処理を行う。CPU1はシステム全体の処理を行う。システム電源11はバッテリ13により供給される電圧を、各部に対応の所定レベルに調整した後に各部に供給する。光源部12(22)は、後述するようにCPU1から与えられる制御信号32(41〜43)および33に従い、発光動作する。バッテリ13は通常はリチウム電池やニッカド電池が使用される。
図2を参照して光源部12は昇圧回路14、赤色の光を出力するLED15、緑色の光を出力するLED16、青色の光を出力するLED17およびLED15〜17のそれぞれに対応したスイッチ用FET18〜20を含む。昇圧回路14は、CPU1から与えられる制御信号33に基いて、バッテリ13から供給される電圧をLED15〜17を駆動するために必要なレベルにまで昇圧した後に出力する。昇圧回路14は出力が制御信号33に基いた一定の電流レベルとなるように、定電流回路およびその電流を制御する機能を有する。昇圧回路14の出力には、LED15〜17が直列に接続され、LED15〜17について並列にスイッチング用FET18〜20がそれぞれ接続され、FET18〜20のそれぞれのゲートには、CPU1から制御信号32が供給される。制御信号32によりFET18〜20のそれぞれのゲートが個別にON/OFF制御されるので、対応のFETのゲートがONしたLEDは両端が短絡されるため昇圧回路14からの電流は供給されず、対応のFETのゲートがOFFしたLEDのみが昇圧回路14からの電流は順方向に供給されて発光する。したがって、制御信号32によりFET18〜20がすべてOFFしたとき、LED15〜17は同時に順方向に電流が供給されて発光して白色の照明光が照射される。
またFET18〜20をそれぞれパルス状の電圧を加えることでそのパルス幅を変えることでLED15〜17の発光量を微調することが出来る。
図2では3つのLED15〜17は直列に接続されるが、図3の光源部22のように赤色、緑色および青色の光を発光するLED35〜37が並列に接続されてもよい。図3の並列接続の場合には、昇圧回路34によりバッテリ13からの供給電圧は所定レベルにまで昇圧されて、その結果、並列接続されたLED35〜37のそれぞれには一端から一定レベルの電流が順方向に供給される。LED35〜37のそれぞれの他端にはパルス幅変調回路(Pulse Width Modulation)38〜40がそれぞれ接続されて、CPU1から他端に印加されるパルス信号41〜43のそれぞれのパルス幅はPWM回路38〜40のそれぞれにより可変調整される。その結果、LED35〜37による赤色、緑色および青色の発光量を印加パルス幅で微調整することができる。
図5(A)と(B)には、カメラ部5による画像データDiの入力タイミングと、光源部12に供給される電流レベルとが時間経過に従い対応付けて示される。図6はカメラ部5による被写体の撮影モード時の動作を示すフローチャートである。図6のフローチャートに従い、図5(A)と(B)を参照しながら光源部12の制御について説明する。なお、制御信号32を介してFET18〜20のすべてのゲートはONされていると想定する。
まず、携帯電話機が撮影モードに移行して、カメラ部5により被写体が撮影されて、CPU1がカメラコントローラ4を介して画像データD1を入力すると、CPU1は入力部8の照明キー51が押下されたか否か判定する(S1、S2)。このとき、照明キー51が押下されていなければ、FET18〜20のすべてのゲートはONされたままなので、LED15〜17は電流が供給されず、発光動作しない。したがって、撮影はLED15〜17による白色の照明光なしにより行なわれる。
カメラ部5から画像データD2が入力された後の時間t1において利用者が照明キー51を押下すると、CPU1は制御信号32によりFET18〜20のすべてのゲートをOFFするとともに、制御信号33により昇圧回路14を介して低レベルの電流をLED15〜17に供給するので、すべてのLEDは発光動作する。したがって、白色の照明光が出力される。このときLED15〜17の順方向に供給される電流レベルはたとえば20mAである(S3)。
次に、CPU1は利用者によりシャッタキー52がONされたか否か判定する(S4)。シャッタキー52がONされなければ、撮影モードが中止されたか否か判定されて(S5)、撮影モードが中止されたと判定されると、この処理を抜けるが、撮影モードが中止されなければ、画像データDiを入力して(S6)、再びS3の処理に移行する。その後、シャッタキー52が押下される時間t2までは、言いかえると、S3〜S6の処理が繰返されて画像データD3〜D6が入力される間は、CPU1は前述したようなホワイトバランス調整、露出調整および画角の設定などの処理を実行する。
その後、シャッタキー52が押下されると(S4でYES)、CPU1は制御信号33を出力して昇圧回路14からLED15〜17の順方向に供給される電流レベルを一気に上昇させる。たとえば40mAまで上昇させる。その結果、LED15〜17による発光量は急激に増加し、被写体に対してフラッシュライトが照射される(S7)。シャッタキー52が押下された直後に入力された画像データD7(フラッシュライトが照射されたときに撮像して得られた画像データD7)は、カメラコントローラ4によりメモリ40を経由してメモリ2に格納される(S8)。格納完了後の時間t3においては、CPU1は制御信号32および33によりLED15〜17へ電流が供給されないように制御する(S9)。その後、S1の処理に戻る。
ここでは、シャッタキー52が押下された直後に入力された画像データがメモリ40に格納された後は、LED15〜17へ電流が供給されないように制御しているが、供給電流レベルは低レベル(20mA)となるように制御して、S3の処理に戻るようにしてもよい。
このように、照明キー51、シャッタキー52を押下することにより、被写体撮影時のフラッシュライトと、該フラッシュライトに比べて光の照度及び照射時間の異なる光とを、同一光源から選択的に出力させることができる。したがって、被写体撮影前に、照明キー51を押下して、フラッシュライトよりも照度の低い照明光を被写体に向けて出力させることにより、被写体撮影時に、暗い場所でいきなり強い照度のフラッシュライトを出力させた場合に比べて、被写体の目に飛び込む光の眩しさを低減することができる。また、周りが暗く、被写体を確認できないような場合、照明キー51を押下して、被写体を確認できる程度の照明光を継続的に出力させることにより、懐中電灯と同様な役割を果たすことができ、その照明光で被写体の位置を確認した上で撮影することができる。
図5(A)に示されるように画像データD1とD2が入力されているときには光源部12からは照明光は出力されていない状態での撮影となるけれど、時間t1になったときに照明キー51がONされると、上記目的のために、LED15〜17による低照度の照明光が出力される。この間にもカメラ部5により定期的に画像データD3、D4およびD5が出力される。時間t1後、時間t2になったとき、シャッタキー52が押下されると、白色のフラッシュライトが被写体に照射されることになる。その直後に入力された画像データD7は、メモリ2に格納されて保存される。時間t3においてフラッシュライトの照射を解除するためにLED15〜17に供給される電流レベルは20mAにまで低下する。その後も画像データD8およびD9が順次入力されて前述したようなホワイトバランス調整などの処理が行なわれる。
図5(A)の画像データD1〜D9のそれぞれは、カメラコントローラ4により処理されてLCDコントローラ6を介してLCD7に逐次画面表示されるので、利用者はLCD7の画面を確認しながら、被写体を撮影することができる。ここでは、フラッシュライトのための供給電流レベルは40mAとしているけれどもこれに限定されず、40mA以上のレベルであってもよい。
また、LED15〜17に対応のFET18〜20のゲートを制御信号32で選択的にONまたはOFFをすることで、赤色、緑色および青色の発光を任意に組合せることができるから、携帯電話機の動作状態を報知するためのランプとしても利用できる。図7を参照して携帯電話機の状態表示の手順について説明する。図7の処理は、たとえば20msec毎の割込により実行される。
CPU1はアンテナ10、無線系9および符号化/復号化回路3を介して着信を検出すると(S10)、光源部12に対して制御信号32と33を出力し、LED17のみを点滅させるように制御する(S11)。これにより、青色の光が点滅することになって利用者に対して着信を知らせることができる。携帯電話機のバッテリ13に関する充電中であるときは(S12でYES)、CPU1は制御信号32と33を出力して、光源部12のLED15のみに順方向に電流が供給されるようにして、赤色の光が点灯状態となるよう制御する(S13)。これにより、利用者は赤色の光が点灯状態となっていることを確認することで、充電中であることを認識できる。
また、メールの着信が検出されれば(S14でYES)、CPU1は制御信号32と33を出力して、光源部12のLED16のみを点滅するよう制御する(S15)。これにより利用者は、緑色の光が点滅していることにより、メールの着信を知ることができる。
図7では着信、充電中およびメールの着信の3つの状態についてのみ示したがこれら以外の状態を、LED15〜17の1つ以上を組合せて点滅させるまたは点灯状態とすることにより報知することができる。
また着信を報知する音声(メロディ音など)に合せてLED15〜17の少なくとも1つ以上を点灯させたり、着信相手でグループ分けして点灯表示するなどしてもよい。また、携帯電話機にてゲーム用ソフトウェアが実行される場合にはゲームの内容に応じてLED15〜17の少なくとも1つ以上を点灯させたり、ゲームの効果音と同期させて点灯させたりしてもよい。
本実施の形態によれば、LED15〜17により、赤色、緑色および青色の光が同時に発光して、白色の発光がなされるので撮影のためのフラッシュライトとしては極めて自然な光を得ることができる。またLED15〜17は極めて小型化されて、携帯型機器であっても簡単に内蔵することができるから、装置構成を大きくすることなく、撮影のためのフラッシュライトを出力することができる。
上述の携帯機器では光源部12をLED15〜17により構成し、赤色、緑色および青色の光が同時に発光して、白色光を生成したが、光源部に使用するLEDの数は3つに限定されるものではない。例えば、2つ以下のLEDを用いた例を以下に説明する。図8では光源部62は、昇圧回路64、青色の光を出力するLED65、黄色の光を出力するLED66およびLED65〜66のそれぞれに対応したスイッチ用FET68〜69を含む。LED65およびLED66を同時に発光させて白色光を作ることができる。この場合、LEDの個数が少なくなることから、装置の小型化が可能になる。
図9では光源部72は昇圧回路74、白色の光を出力するLED75およびLED75に対応したスイッチ用FET78を含む。白色の光を出力するLED75には青色LEDと黄色蛍光体を用いて白色の光を出力するタイプや青色LEDにカラーキャップを被せたタイプが存在する。この場合、単一のLED75を光源部72に用いることにより、装置の更なる小型化が可能になる。
上述の携帯機器では、光源部12の1つまたは2つのLEDのみを点灯または点滅させることにより、着信、充電中およびメールの着信等の状態について利用者が認識可能としたことから、照明用のLEDと状態表示用のLEDを兼用することができ、装置の更なる小型化が可能となる。
さらに、数字キー等の光を透過可能な材料からなる操作キーにLEDを内蔵し、LEDを発光させて操作キーを介して白色光を発光させる。発光された白色光を、前述の光源部と兼用することにより、多くの光量が得られるだけでなく、装置の小型化が可能であり、より多くの動作状態について利用者に報知することも可能になる。この場合は多数の操作キーのLEDを使用することから、これまで述べてきたLEDを同時発光させる方法だけでなく、LEDを順次発光させる方法においても適用可能であり、その場合は消費電力の低減とLEDの耐久性の向上が図れる。ここでは、LEDの発光色自体が白色であってもよく、操作キーを透過することにより白色となってもよい。
本実施の形態では光源部12を搭載する携帯機器として携帯電話機を例示したが、これに限定されない。たとえば携帯型のデジタルカメラであってもよく、携帯型の音声・画像(動画または静止画)記録装置などであってもよい。
以上説明したように、撮影モードにおいては、撮影用補助光源として、LEDを使用して白色光を発光する。例えば赤色光を発生する発光素子、緑色光を発生する発光素子および青色光を発生する発光素子の全てが電流供給されて発光するので、白色発光の光源が得られて、白色の照明光が被写体に照射される。
R、G、Bの3色のLEDを使用している為にR、G、B3原色のスペクトラムを有し、撮影した際、色再現性を高めることができる。
また、撮影モードにおいて被写体には白色の照明光が照射されているので、自然光のもとでの被写体を、スポットライトをあてた状態でより明確に確認できる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本実施の形態に係る撮影機能を搭載した携帯電話機の構成図である。 本実施の形態による光源部の構成の一例を示す図である。 本実施の形態による光源部の構成の他の例を示す図である。 (A)および(B)は本実施の形態に係る携帯電話機の正面および背面それぞれからの外観図である。 (A)と(B)は、画像データの入力タイミングと、光源部に供給される電流レベルとを時間経過に従い対応付けて示す図である。 被写体の撮影モード時の動作を示すフローチャートである。 携帯電話機の状態表示の手順を示すフローチャートである。 本実施の形態による光源部の構成の他の例を示す図である。 本実施の形態による光源部の構成のさらなる他の例を示す図である。
符号の説明
1 CPU、5 カメラ部、7 LCD、12,22,62,72 光源部、13 バッテリ、51 照明キー、52 シャッタキー、32,33 制御信号。

Claims (6)

  1. カメラ部と、撮影用補助光源として発光ダイオードを使用して白色光を照射する光源部とを備えた被写体を撮影する機能を有する携帯電話機において、
    照明キーとシャッタキーを含む入力部と、
    前記発光ダイオードに対する電流の供給を制御するための電流供給制御部とをさらに備え、
    前記電流供給制御部は、撮影モードにおいて撮影用画像を表示している状態で、前記照明キーが操作されると一定レベルとなるよう電流を前記発光ダイオードに供給して照明光を継続的に照射させ、前記継続的に照射している状態で前記シャッタキーが操作されると前記発光ダイオードに供給される電流レベルをフラッシュライトのための供給電流レベルまで上昇させてフラッシュに相当するレベルの照明光を照射させることを特徴とする、撮影機能を有した携帯電話機。
  2. 前記白色光を照射する光源部は、電流が供給されると赤色光、緑色光および青色光のそれぞれを発生する発光ダイオードを有する、請求項に記載の撮影機能を有した携帯電話機。
  3. 前記電流供給制御部は、撮影モードにおいて撮影用画像を表示している状態で、前記照明キーが操作されなければ前記発光ダイオードに電流を供給せず、前記電流を供給しない状態で前記シャッタキーが操作されれば照明光なしに撮影がされることを特徴とする、請求項1または2に記載の撮影機能を有した携帯電話機。
  4. 前記携帯電話機は折り畳み可能な筐体を有し、
    折り畳まれた状態で前記筐体の内面側に前記入力部を有し、当該内面側の背面側に前記カメラ部と前記光源部とを有する、請求項1からのいずれか1項に記載の撮影機能を有した携帯電話機。
  5. 前記携帯電話機は、電話の着信動作を含む複数の動作状態を有し、前記光源部は、前記動作状態を報知する報知手段と兼用されていることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の携帯電話機。
  6. 前記複数の動作状態には、さらに電子メール着信動作状態または充電動作状態の少なくとも1つが含まれる、請求項に記載の携帯電話機。
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