JP3723986B2 - 携帯型撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等の携帯型撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラは、小型化が進められており、撮像装置等の電子機器の小型化に伴い、以前のビデオカメラに比較して極めて小さいものとなっている。
従来のビデオカメラや電子スチルカメラは、基本的に、像を捉えるためのイメージセンサと、該イメージセンサの前面に像を結像させるための複数の円形のレンズもしくは一枚のレンズからなる光学系とからなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ビデオカメラや電子スチルカメラは、上述のように円形のレンズを用いていることから、前記レンズからなる光学系が円筒状となり、ビデオカメラや電子スチルカメラの撮像部分の形状を限定してしまう。
また、前記撮像素子及び撮影されて表示される画像が矩形状であるのに対して、レンズが円形であることにより、撮像素子前面で像を結ぶ入射光が円形となっている。したがって、入射光を撮像素子の撮像面の全面に照射させるには、入射光の外周が、撮像面において前記撮像面の矩形状の外形に少なくとも内接する大きさになっている必要があり、光学系を大きくする要因となっている。
また、単にレンズを小径化することにより、光学系の小型化を図った場合には、明るさが低下してしまう。
【０００４】
したがって、上述のようにビデオカメラや電子スチルカメラにおいて、電子機器を大幅に小型化することにより、ビデオカメラや電子スチルカメラを小型化することができたが、さらに小型化を図った場合に、上述のような光学系の円筒状の構造が障害となっていた。そして、ビデオカメラや電子スチルカメラのさらなる小型化を図った場合に、電子機器の小型化によりビデオカメラや電子スチルカメラ全体の形状を規制する主な要素が光学系となり、ビデオカメラの形状が円筒に近いものとなり、例えば平板状などの形状にすることが困難であった。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、容易に小型化が図れる携帯型撮像装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された本発明の携帯型撮像装置は、結像されたイメージを対応するデジタル画像データとして出力するイメージセンサと、該イメージセンサから出力されたデジタル画像データを画像処理する画像処理ユニットと、をケース内部に備えるとともに、該ケースの上面の開口端部に回動自在に軸支されて開閉する蓋部とを備え、前記蓋部は、レンズを固定するレンズ取付板と、前記蓋部内面に設けられた反射板とを具備してなり、前記蓋部を上方に回動させることにより、前記レンズが露出されるとともに、前記レンズをから入射した光が前記反射板に反射して前記イメージセンサ上に結像されるようにしたことを前記課題の解決手段とした。
【０００７】
また、請求項１に記載された本発明の携帯型撮像装置において、前記画像処理ユニットは、画像処理されたデジタル画像データを記憶する記憶部を含み、前記蓋部は、前記記憶部に記憶されたデジタル画像データを表示させる表示部を更に備えることを前記課題の解決手段とした。
【０００９】
【作用】
前記請求項１に記載の携帯型撮像装置の構成によれば、結像されたイメージを対応するデジタル画像データとして出力するイメージセンサと、該イメージセンサから出力されたデジタル画像データを画像処理する画像処理ユニットと、をケース内部に備えるとともに、該ケースの上面の開口端部に回動自在に軸支されて開閉する蓋部とを備え、前記蓋部は、レンズを固定するレンズ取付板と、前記蓋部内面に設けられた反射板とを具備してなり、前記蓋部を上方に回動させることにより、前記レンズが露出されるとともに、前記レンズをから入射した光が前記反射板に反射して前記イメージセンサ上に結像されるようにしたので、撮影を行っていないときには、装置形状をコンパクトなものとすることができ、従来のものに比べて容易に小型化を図ることができる。
また、請求項２記載の携帯型撮像装置の構成によれば、前記画像処理ユニットは、画像処理されたデジタル画像データを記憶する記憶部を含み、前記蓋部は、前記記憶部に記憶されたデジタル画像データを表示させる表示部を更に備えるので、撮像された画像データを確認することができる。
【００１１】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図１ないし図４は本発明のカメラを応用したこの実施例の腕時計型のカメラＡを説明するための図面であり、図５及び図６は前記カメラＡに用いられた非球面レンズ１を説明するための図面であり、図７はカメラＡの電子機器部分の基本機能を説明するためのブロック図であり、図８及び図９はカメラＡの後述する画像処理ユニット２の機能を説明するための図面であり、図１０はカメラＡにおける撮像の処理を説明するためのフローチャートである。
【００１２】
図１ないし図４に示すように、本発明のカメラＡは、偏平な箱状のケース３と、該ケース３の上面の蓋となる収納式レンズ部４と、該収納式レンズ部４に取り付けられた非球面レンズ１と、前記ケース３の前後両端に取り付けられた腕用のベルト６（図１に図示）と、前記ケース３の内部に配置されたイメージセンサ７と、同じく前記ケース３の内部に配置された画像処理ユニット２とを基本構成とするものである。
【００１３】
前記ケース３は、上面が開口した腕時計状のものであり、その前後両端面にベルト６が取り付けられるようになっているとともに、その左右側面のうちの一方の側面には、撮影や再生に用いられる入力キー３ａ、３ｂ（図１にのみ図示）が設けられている。
前記収納式レンズ部４は、前記ケース３の上面の開口を覆うように配置された上板部４ａと、該上板部４ａの先端から下方に延出するように設けられ、前記非球面レンズ１が固定されたレンズ取付板４ｂと、収納式レンズ部４の左右側面をそれぞれ覆う測板４ｃ、４ｃとからなり、前記上板部４ａとレンズ取付部４ｂとは、図２及び図３に示すように、断面Ｌ字状に一体に形成されている。
【００１４】
そして、前記収納式レンズ部４は、上板部４ａの後端部がケース３の後端側の上部に回動自在にピン結合され、上板部４ａがケース３の上面開口を覆うとともにケース３の底板３ａと平行な状態から、レンズ取付板４ｂの下側の測縁部がケース３内面の上部に当接する状態まで回動できるようになっている。
すなわち、前記収納式レンズ部４は、図３に示すようにレンズ取付板４ｂをケース３内に収納した状態から、図１及び図２に示すようにレンズ取付板４ｂに固定された非球面レンズ１が前方に向かって露出する状態まで回動できるようになっている。
【００１５】
また、収納式レンズ部４は、レンズ取付板４ｂに固定された非球面レンズ１が露出した状態で、ケース３内を密封して非球面レンズ１以外から光が入射するのを防止するようになっている。
そして、前記収納式レンズ部４の上板部４ａには、その上面に液晶ディスプレイからなる表示部８が取り付けられ、その下面に反射板９が取り付けられている。
前記液晶ディスプレイからなる表示部８は、周知ものであり、撮影された画像が表示されるものである。前記反射板９は、非球面レンズ１から入射する光を反射して、イメージセンサ７に投影するためのものである。
【００１６】
前記非球面レンズ１は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、一般の円形のレンズに対して左右の幅を上下の幅より長くしたものである。前記非球面レンズ１を撮影に用いた場合には、図６（Ａ）に示す真円のターゲット状の被写体ａが図６（Ｂ）に示す上下に圧縮された像ｂとなる。すなわち、非球面レンズ１は、ターゲット状の被写体ａの左右の長さに対して、上下の長さを一定の割合で縮めて結像するようになっている。また、この実施例では、非球面レンズ１による画像の上下方向の圧縮率は、例えば、左右方向に対する上下方向の比率が１／２になるようになっている。
【００１７】
前記イメージセンサ７は、例えばＣＣＤ等の周知の画像取り込み用の撮像素子７ａと撮像素子７ａに取り込まれたデジタル画像データを出力するためのイメージセンサ回路７ｂ（図７に図示）とからなるものであり、撮影位置に固定された非球面レンズ１からの入射光を前記反射板に反射させてイメージセンサ７の前面に結像させることにより、イメージセンサ７前面にむすんだ像を撮像し、デジタル画像データとして出力するようになっている。
【００１８】
前記画像処理ユニット２は、イメージセンサ７から入力されるデジタル画像データを画像処理するとともに、画像データの記憶手段となるＲＡＭ２ａに記憶したり、前記液晶ディスプレイからなる表示部８に出力したりするものである。
図７は、前記画像処理ユニット２と該画像処理ユニット２に接続されたデバイスを示すブロック図であり、図７に示すように、画像処理ユニット２は、基本的に中央演算処理装置（ＣＰＵ）２ｂと、このＣＰＵ２ｂに接続されたＲＯＭ２ｃ及びＲＡＭ２ａとからなるものである。
【００１９】
前記ＲＯＭ２ｃは、ＣＰＵ２ｂで実行されるプログラムを記憶しており、前記ＲＡＭ２ａは、画像データを記憶するようになっている。そして、周知のように前記ＣＰＵ２ｂは、ＲＯＭ２ｃに記憶されたプログラムの命令を実行することにより、後述する画像処理等を行なうものである。
そして、前記画像処理ユニット２のＣＰＵ２ｂには、ケース３側面に設けられた前記入力キー３ａ、３ｂからなるキー入力部３ｃと、イメージセンサ７に取り込まれた画像データを画像処理ユニット２に出力するイメージセンサ回路７ａと、液晶ディスプレイからなる表示部８を駆動してＣＰＵ２ｂから出力される画像データを表示させる表示駆動回路８ａが接続されている。
【００２０】
そして、画像処理ユニット２は、イメージセンサ７が取り込んだ画像データを処理するものであるが、イメージセンサ７が取り込んだ画像データは、前記非球面レンズ１により上下方向に圧縮されたものとなっており、画像処理ユニット２がこれを上下方向に伸長するようになっている。
図８は、この実施例のカメラＡで被写体ｃを撮影してから画像として出力した際に、被写体ｃの変形を示すものである。なお、図８においては、図が煩雑にならないように、被写体ｃ等の図を簡略化している。
【００２１】
そして、図８（Ａ）は撮影される被写体ｃを示し、図８（Ｂ）は前記非球面レンズ１から入射されてイメージセンサ７前面に結像した像ｄを示し、図８（Ｃ）はイメージセンサ７が前記像ｄを取り込んで画像データｅとしたものである。そして、図８（Ｄ）は前記画像データｅを画像処理ユニット２で処理し、表示部８に表示した際の画像ｆを示すものである。図８に示すように非球面レンズ１は、被写体ｃに対して上下方向に圧縮した像ｄを結像し、イメージセンサ７は、圧縮された像ｄを画像データｃとして取り込み、画像処理ユニット２は、画像データｃを伸長して、被写体ｃと同様の形状の画像データｆとするようになっている。
【００２２】
図９は、画像処理ユニット２における画像処理をより詳細に説明するための図面である。なお、図９においては、説明を簡略化するために、イメージセンサ７からＲＡＭ２Ａに入力される画像データの画素数を実際の画素数より極めて小さいものとするとともに、各画素のデータを二値の白黒データとしている。
そして、図９（Ａ）は、イメージセンサ７からＲＡＭ２ａに入力された画像データｇを画素ｐの配列として示したものである。また、図９（Ｃ）は、画像処理ユニット２により画像処理されてＲＡＭ２ａに記憶された画像データｈを画素Ｐの配列として示したものである。そして、図９（Ｂ）は、画像処理ユニット２による画像データｇの処理を示したものである。
【００２３】
そして、画像処理ユニット２においては、図９（Ａ）に示すイメージセンサ７からＲＡＭ２ａに入力された画像データｇについて、上下方向に画素数を二倍としている。例えば、図９（Ｂ）に示すように、イメージセンサ７の画像データの右から６列目を例にとった場合には、各画素ｐについて、その画素ｐと同じ値の画素ｐを一つ上の位置に加えることにより、上下方向に画像を伸長している。
なお、画像の伸長方法は、周知の方法を用いることができ、また、周知の方法により予め非球面レンズ１の歪み等も合わせて補正するようにしても良い。
【００２４】
次に、以上のようなカメラにより撮影した際の画像取り込みから表示までの処理を図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、撮影に際しては、収納レンズ部４を上方に回転して、非球面レンズ１を露出させる。そして、キー入力部３ｃを操作することにより撮影を開始する。そして、撮影に際しては、非球面レンズ１から入射される光が、収納レンズ部４の上板部４ａの裏面の反射板９に反射されて、イメージセンサ７に照射されるようになっており、入射光がケース３内に配置された画像処理ユニット２を避けてイメージセンサ７に至るようになっている。
【００２５】
すなわち、ケース３内が画像処理ユニット２とイメージセンサ７に略占有された状態でも、収納レンズ部４により非球面レンズ１を上方に突出させるとともに、収納レンズ部４の反射板９により光を反射させることにより、非球面レンズ１とイメージセンサ７間の光路を確保することができる。
そして、イメージセンサ７においては、非球面レンズ１により上下方向に圧縮された状態の像が検出されるとともに、画像データとして出力される（ステップＳ１）。
【００２６】
次いで、イメージセンサ７から出力された画像データは、ＲＡＭ２ａに記憶される（ステップＳ２）。
そして、画像処理ユニット２のＣＰＵ２ｂにおいて、圧縮された像を伸長するように上述の画像処理を行なう（ステップＳ３）。そして、像が上下方向に伸長された画像データをＲＡＭ２ａに再び記憶する（ステップＳ４）。
そして、ＲＡＭ２ａに記憶された画像データは、ＣＰＵ２ｂから表示部駆動回路８ａに出力される。そして該表示駆動回路８ａにより前記画像データが表示部８において画像として出力される。
なお、前記処理を連続して行なうことにより、略リアルタイムに表示部８に画像データを動画として表示することができる。
【００２７】
以上のように、この実施例のカメラＡによれば、長円状の非球面レンズ１を用いて、画像を上下に圧縮する構成とするとともに、画像処理ユニット２により画像を伸長してから出力するものとしたことにより、光学系を偏平な形状にすることができるとともに、前記圧縮した画像を撮影するのに、上下方向に短くなった細い矩形状のイメージセンサ７を用いることができる。
したがって、カメラＡの非球面レンズ１からイメージセンサ７までの形状を偏平なものとすることができるので、カメラ全体の形状を偏平でコンパクトなものとすることが容易にできる。すなわち、従来のようにカメラの形状が円筒状の光学系の部分に規制されることがなく、スペース効率にすぐれた偏平状のものとすることができる。
【００２８】
また、収納式レンズ部４により、非球面レンズ１を収納可能として、撮影を行なっていないときには、カメラＡを、さらにコンパクトなものとすることができる。また、カメラＡ使用時に、非球面レンズ１を突出させるとともに、非球面レンズ１からの入射光を反射板９に反射させてからイメージセンサ７に照射する構造とすることにより、カメラＡのケース３内の画像処理ユニット２等の電子部品を避けて、光路を形成することができるので、予め光路部分を避けて電子部品を配置した場合に比較してカメラＡ全体を小型化することができる。
【００２９】
なお、前記実施例においては、表示部８を収納式レンズ部４の上板部４ａ上面に設ける構成としたが、必ずしもカメラＡに表示部８を設ける必要はなく、図１１に示すようにカメラＢに表示部８を設けない構成としても良い。なお、この際には、画像データを表示するために、画像データを出力するための出力手段が必要となる。また、前記画像データの出力においては、ＲＡＭ２ａ上の画像データを直接出力するものとしても、一般のディスプレイに直接出力可能なラスタライズされたデータをＲＧＢ端子やＮＴＳＣ端子等から出力するものとしても良い。
【００３０】
また、周知のＲＡＭカードや、フラッシュメモリカードや磁気記憶手段等のように、着脱可能な記憶手段を予カメラＢに装着できるようにして、前記着脱可能な記憶手段を画像データの出力手段としても良い。
また、前記実施例の表示部を有するカメラＡにおいても、上述のような出力手段を設けても良い。
また、カメラＡ、Ｂの形状は、必ずしも前記構造に限定されるものではなく、非球面レンズ１を固定式のものとしても良く、固定式のものとした場合でも、非球面レンズ１及びイメージセンサ２が偏平な形状とされていることにより、カメラの小型化を図ることができる。
【００３１】
また、カメラＡ、Ｂは、時計状に限られるものではなく、監視用カメラ、テレビ電話用カメラ、工場の形状認識用カメラ等の小型化が望まれるカメラとして用いることができる。
また、カメラＡ、Ｂの非球面レンズ１は、一枚に限られるものではなく、複数枚の偏平なレンズを組合せたものとしても良い。
さらに、カメラＡの内部に時計回路を組み込み、表示部８に時刻を表示するようにして、実際の時計として使用できるようにしても良い。
【００３２】
【発明の効果】
前記請求項１に記載の携帯型撮像装置の構成によれば、撮影を行っていないときには、装置形状をコンパクトなものとすることができ、従来のものに比べて容易に小型化を図ることができる。
さらに、請求項２に記載の携帯型撮像装置によれば、撮像された画像データを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカメラを応用した一実施例のカメラを示す斜視図である。
【図２】前記カメラを示す断面図である。
【図３】前記カメラの蓋部を開放した状態を示す断面図である。
【図４】前記カメラの蓋部を閉じた状態を示す断面図である。
【図５】前記カメラに用いられる非球面レンズを示す正面図及び断面図である。
【図６】前記非球面レンズを説明するための図面である。
【図７】前記カメラの主要構成を示すブロック図である。
【図８】前記カメラにおける画像処理機能を説明するための図面である。
【図９】前記カメラにおける画像処理機能を説明するための図面である。
【図１０】前記カメラの撮影における処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】この発明の他の実施例に係わるカメラを示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ カメラ
Ｂ カメラ
１ 非球面レンズ
２ 画像処理ユニット（画像処理手段）
３ ケース（容器）
４ 収納式レンズ部（蓋部）
４ａ レンズ取付板
７ イメージセンサ
８ 表示部（表示手段）
９ 反射板

Claims (2)

1. 結像されたイメージを対応するデジタル画像データとして出力するイメージセンサと、該イメージセンサから出力されたデジタル画像データを画像処理する画像処理ユニットと、をケース内部に備えるとともに、該ケースの上面の開口端部に回動自在に軸支されて開閉する蓋部と、を備えた携帯型撮像装置であって、
   前記蓋部は、レンズを固定するレンズ取付板と、前記蓋部内面に設けられた反射板とを具備してなり、前記蓋部を上方に回動させることにより、前記レンズが露出されるとともに、前記レンズをから入射した光が前記反射板に反射して前記イメージセンサ上に結像されるようにしたことを特徴とする携帯型撮像装置。
2. 前記画像処理ユニットは、画像処理されたデジタル画像データを記憶する記憶部を含み、
   前記蓋部は、前記記憶部に記憶されたデジタル画像データを表示させる表示部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯型撮像装置。

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