JP3819671B2 - 撮像装置、撮像装置一体型ハンドセット電話機及び撮像装置一体型携帯情報機器 - Google Patents
撮像装置、撮像装置一体型ハンドセット電話機及び撮像装置一体型携帯情報機器 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置に関し、より詳しくはハンドセット電話機や携帯情報機器と一体にして構成するのに適した撮像装置に関する。本発明はまた、そのような撮像装置を組込んだ撮像装置一体型ハンドセット電話機及び撮像装置一体型携帯情報機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の撮像装置としては、特開平8−223492号公報に開示されたカメラ一体型携帯端末がある。同公報に開示されている撮像装置は図9に示すように、ボディケース2に対して回動可能で撮影孔4を有するカメラヘッド部1と、液晶ディスプレイ3と、電話番号を入力する操作ボタン8とを有し、被写体からの光を撮影孔4を通してボディケース2内の撮像素子に導くようになっている。また、カメラヘッド部1を回転軸を中心にして符号Rで示すように回転させて被写体に撮影孔4を向け得るようになっている。さらに撮影の際液晶ディスプレイ3はビューファインダとして使用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の撮像装置においては、撮像装置を回転させるための空間をカメラヘッド部1の周辺に設けなければならないために、装置全体を小型化するのが困難であるという問題があった。
【0004】
また、カメラヘッド部1がボディケース2に回転可能に支持されているため、カメラヘッド部1とボディケース2との電気的な接続を回転軸部分で行わなければならず、構造が複雑になるという問題もあった。
【0005】
さらに、カメラヘッド部1がボディケース2に回転可能に支持されているため、該支持部分における機械的な強度が不足しがちであるという問題もあった。
【0006】
本発明は上記問題点を解決するためのもので、その一つの目的は、小型で堅牢な撮像装置を提供することにある。
【0007】
本発明の他の目的は、電気的接続が簡単な撮像装置を提供することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、機械的強度がハンドセット型電話機や携帯情報機器と一体に形成するのに適した撮像装置を提供することにある。
【0009】
本発明の他の目的は、生産性が良好であり、安価な撮像装置を提供することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、小型で、堅牢であり、電気的接続が簡単な撮像装置一体型ハンドセット電話機を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、矩形状の結像面を有し、前記結像面上に結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、光軸が前記結像面に対して略平行な第1の方向と平行となるように配置され、当該第1の方向にある第1の被写体に対応する光が入射するレンズ、および該レンズから出射した前記第1の被写体に対応する光を反射して前記第1の被写体の像を前記結像面における1の角部近傍に設ける第1の領域に結像させる反射手段を有して構成される第1の撮影光学系と、該第1の撮像光学系よりも焦点距離を小さく設定され、前記結像面に対して略垂直な第2の方向にある第2の被写体の像を、前記結像面において前記1の角部と対角に位置する他の角部近傍に設ける第2の領域に結像させる第2の撮影光学系と、前記第1の方向または前記第2の方向のいずれか一方の方向に対応する撮像方向選択信号を出力する手段、前記撮像方向選択信号に応じて前記第1の領域または前記第2の領域のいずれか一方の領域に対応する領域選択信号を出力する手段、および前記領域選択信号に応じて、前記第1の領域に結像された被写体の像、または前記第2の領域に結像された被写体の像のいずれかの像に対応する信号を出力する手段とを有して構成される選択手段とを備えることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明一実施の形態の撮像装置を搭載した携帯電話機、言換えると撮像装置一体型携帯電話機を示す斜視図である。図2は図1のII−II線断面図、図3は図1のIII−III線断面図であり、これらの図により撮像装置部分が示されている。図示のようにこの撮像装置一体型携帯電話機は、略直方体状の筐体2を有する。筐体2は、前面2aと、背面(前面2aの反対側にあり、図に現われていない)と、第1の側面2bと、第2の側面(第1の側面2bの反対側にあり、図に現われていない)と、頂面2cと、底面(頂面2cの反対側にあり、図に現われていない)とを有する。筐体2は全体として細長く、前面2a、背面、第1の側面2b及び第2の側面は筐体の長手方向に略平行であり、頂面2c及び底面は上記長手方向に略垂直である。
【0016】
頂面2cには、図面において左側の端部の近傍にアンテナ5が形成され、右側に第1の撮影孔41cが形成されて、該撮影孔41cに対物レンズ41aがはめ込まれている。前面2aの上端の近傍には第2の撮影孔42cが形成され、該撮影孔42cに対物レンズ42aがはめ込まれている。
【0017】
また、前面2aの第2の撮影孔42cの下方にスピーカ7が形成され、その下方に画像表示部3が形成され、さらにその下方にキー入力部8が形成され、さらにその下方にマイク9が形成されている。
【0018】
キー入力部8は、0ないし9の番号キーのほか、機能キーを含み、電話番号の入力、電話機が備えている各種機能の選択実行の為に使用されるほか、撮像装置の制御にも用いられる。
【0019】
画像表示部3は、例えば液晶ディスプレイで構成され、キー入力部8による入力内容、入力の案内の表示、受信した文字メッセージの表示など、携帯電話機としての機能を果すために用いられるほか、撮像装置により撮影されている映像を表示するため、即ちビューファインダとして用いられる。さらに、他の同様の撮像機能装置付き電話機などから送られて来る映像を表示するのにも用いられる。
【0020】
撮像装置6は、図2及び図3に示されるように、レンズ41a、42aのほか、レンズ41b、全反射プリズム12、撮像素子10、及び回路基板11を有する。
【0021】
撮像素子10は、例えばCCD(Charge Coupled Device)若しくはMOS(Metal Oxide Semiconductor)で構成されたもので、回路基板11に搭載され、その結像面10aが筐体2の前面2aに平行に配置されている。
【0022】
レンズ41a、レンズ41bは、その光軸が、筐体2の長手方向、即ち頂面2cに略垂直な方向、従って、結像面10aに平行な方向、に延在するように配置され、頂面2c側に位置する被写体からの光は、光路L1に沿いレンズ41a、41bを通り、プリズム12で90度反射され撮像素子10の結像面10a上の第1の結像領域10bに結像される。
【0023】
レンズ42aは、その光軸が前面2aに略垂直な方向、従って検出像面10aに延在するように配置され、前面2a側に位置する被写体からの光は、光路L2に沿いレンズ42aを通り撮像素子10の結像面10a上の、第1の結像領域10bとは異なり、第1の結像領域10bとは重ならない第2の結像領域10cに結像される。
【0024】
図4は、撮像素子10からの電気信号を処理する回路を示す。これらの回路の一部は例えば回路基板11上に搭載されている。
【0025】
選択回路14は、第1の結像領域10bからの信号と第2の結像領域10cからの信号のいずれかを選択して出力するものである。このような選択をすることにより、結果として、頂面2cに略垂直な方向にある被写体からの光による像に対応する電気信号、及び前面2aに略垂直な方向にある被写体からの光による像に対応する電気信号のいずれかを選択することになる。本願明細書ではこのような選択を単に被写体の選択とも言う。
【0026】
このような選択は、例えばキー入力部8を用いた選択入力(例えばファンクションキーと特定の番号キーの組み合わせ操作による)、又は筐体2に別個に設けた専用の切換スイッチ(図示しない)の操作に応じて行われる。より具体的には、キー入力部8の選択入力(又は専用の切換えスイッチの操作)に応じて図示しない制御部が撮像方向選択信号Sdの内容を変える。
【0027】
タイミング回路13は、撮像素子10の動作を制御するための各種タイミング信号を発生する。タイミング発生回路13はまた、入力される撮像方向選択信号Sdの内容に応じて、撮像素子出力Gpのうち第1の結像領域10bまたは第2の結像領域10cのいずれか一方に対応する領域選択信号Srを生成し、選択回路14に供給する。
【0028】
画像信号処理回路15は、選択回路14の出力を受け、種々の信号処理を行い、伝送のための画像信号Gt及び表示のための画像信号Gdを出力する。
【0029】
送信制御部16は、画像信号処理回路15の出力、及びマイク9からの音声信号、キー入力された文字メッセージなどを受け、アンテナ5を介してこれらの信号を送信する。
【0030】
表示駆動部17は、画像信号処理回路15の出力及び受信回路18の出力を受け、これに基づき表示内容を決め、画像表示部3を駆動して必要な表示を行わせる。
【0031】
撮像素子10はレンズ部4からの光学像を電気的画像信号に変換し、該画像信号をタイミング発生回路13からのタイミングパルスPtにより順に出力し、撮像素子出力Gpとして出力する。
【0032】
選択回路14は、撮像素子10から入力された撮像素子出力Gpのうち領域選択信号Srに対応する部分のみを選択して、画像信号Gsとして出力する。
【0033】
画像信号処理回路16は、画像信号Gsを受け、A/D変換、符号化、圧縮などを行い、伝送用画像信号Gt、表示用画像信号Gdとして出力する。
【0034】
図5及び図6は、上記の撮像装置一体型携帯電話機で撮像をするときの扱い方を示している。
【0035】
被写体(図示しない)が操作者Hsの前方(図5において左側)にある場合(言換えると操作者Hsの前方にある被写体を撮像したい場合)には、結像面10aの第1の領域10bから得られる信号を選択するようキー入力部8の操作を行う。そして、図5に示すように、撮像装置一体型携帯電話機を、通話時と同じように握ったまま、前面2aを上に向け、電話機を略水平にして、頂面2cのレンズ41aを被写体に向ける。このとき、撮像により得られている映像が表示部3に表示されているので、操作者Hsはこれを見ながら(即ち、表示部3をビューファインダとして利用しながら)、頂部2cの向きを調整する。
【0036】
被写体が操作者Hs自身である場合(言換えると操作者Hs自身を撮像したい場合)には、第2の領域10cからの電気信号を選択するように、キー入力部8の操作を行う。そして、図6に示すように、撮像装置一体型携帯電話機を、通話時と同じように握ったまま、前面2aを手前に(操作者自身の方に)向け、電話機を略垂直に立て、レンズ42aを自分に向ける。このときも、表示部3に表示される画像を見ることによりレンズ42aの向きを調整する。
【0037】
操作者Hsの後方の被写体を操作者Hsの肩越しに撮像する場合にも、操作者Hs自身を撮像する場合と略同様に、撮像装置一体型携帯電話機を保持すれば良い。
【0038】
上方にある被写体を撮像する場合には、レンズ41aを上方に向け、第1の領域10bから得られる電気信号を選択しても良く、レンズ42aを上方に向け、第2の領域10cから得られる電気信号を選択しても良い。
【0039】
このように、いずれの場合にも、通話のために使用する場合と同じように握ったままで、被写体を選択して撮像することができる。従って、電話を掛けながら、被写体の映像を送信するような場合、例えば電話機をテレビ電話として使用する場合に、特に便利である。
【0040】
また、テレビ電話として用いなくても、単に撮像装置として用いる場合にも、握り変える必要なしに被写体の選択を行うことができるので、便利である。
【0041】
また、前面2aを上に向けた状態では、表示部3が上を向くので、反射型液晶ディスプレイを用いた場合であっても表示部3に十分な照度を確保でき、良好な視認性が得られる。
【0042】
実施の形態2.
図7及び図8は、本発明の他の実施の形態の撮像装置一体型電話機の撮影孔41c、42c及びその周辺、言換えれば、頂面2cと、前面2aのうちの頂面2cの近傍の部分を示す斜視図である。この実施の形態では、レンズ41a、42aを覆うことができる可動の遮光部材24が設けてある。この遮光部材24は、第1の遮光板24c及び第2の遮光板24aを有し、X軸方向(+X及びその逆の−X方向)に移動可能であり、図7に示す位置にあるときは第1の遮光板24cによりレンズ41aが覆われ、レンズ42aは露出されている。一方、図8に示す位置にあるときは第2の遮光板24aによりレンズ42aが覆われ、レンズ41aが露出されている。このようにレンズ41aとレンズ42aを選択的に覆い得るのは、第1の遮光板24cと第2の遮光板24aとがX軸方向の互いに異なる位置に設けてあるためである。
【0043】
即ち、この遮光部材24は、第1の遮光板24c、第2の遮光板24aのほか、これらを連結する広幅の連結部24bを有する。連結部24bは、頂面2cと前面2aとの間の角部に沿う形状を有する。図示の例では、頂面2cと前面2aとは略直角をなし、連結部24bは、頂面2cに沿って延在する第1の部分24dと、前面2aに沿って延在する第2の部分24eとを有し、これら2つの部分24d及び24eは、頂面2cと前面2aの交差部に形成される稜線に沿う部分で互いに略直角をなすように接合されている。第1の遮光板24cは、第1の部分24dの、上記稜線とは反対の側の縁部の、図において左側の部分に接合されている。第2の遮光板24aは、第2の部分24eの、上記稜線とは反対の側の縁部の、図において右側の部分に接合されている。
【0044】
遮光部材24のX軸方向の移動は本実施の形態では、手動で行うようになっている。代りに、図示しない電動機構によって行うようにしても良い。
【0045】
図7の位置においては、レンズ42aを通して導入される光のみが結像面10aに達する。図8の位置においては、レンズ41aを通して導入される光のみが結像面10aに達する。従って、図4に示される選択回路14の代りに、遮光部材24が被写体を選択する役割を果す。この場合、レンズ41a、41bを通して導入される光とレンズ42aを通して導入される光とが同じ領域に結像するようにしても良い。言換えると、結像面10aを第1の領域10bと第2の領域10cに分けなくても良い。
【0046】
また、本実施の形態2は、実施の形態1に示した選択回路14と組み合わせてもよい。この場合には、選択信号Sdの内容は、選択回路14に、遮光部材24によって遮光されていない方の光路を通る光の結像領域を選択させるものとなる。
【0047】
このような構成とすることにより、選択回路14で選択していない光学像(第1及び第2の領域の一方)が選択した光学像(第1及び第2の領域の他方)に影響を与えることがなくなり、より良好な画像を得ることができる。
【0048】
また、遮光板24の−X、+X方向への(手動による)移動に応じ図示しないスイッチを操作して、選択信号Sdの内容を切換え、撮像素子10の出力を選択するようにしても良い。
【0049】
なお、遮光部材24は撮像装置1に、取外しできないように取り付けられていてもよく、また、操作者が着脱できるように取り付けられていてもよい。後者の構造とした場合には、操作者は被写体を撮像する場合にのみ遮光部材24を取り付ければよい。
【0050】
上記の実施の形態の遮光部材の代りに、遮光部材が、図7と図8の略中間の位置にあるときに、レンズ41a、42aがともに遮光板24c及び24aで覆われるような構成としても良い。このようにすれば、撮像装置を利用しないときに、レンズ41a、42aをともに覆い、ほこりの付着や損傷を防ぐことができる。
【0051】
上記の実施の形態は、撮像装置一体型携帯電話機であるが、本発明は携帯電話機に限らず他のハンドセット電話機、例えば据え置き型電話機のハンドセットにも適用できる。また、電話機以外の携帯情報機器、例えばパームトップコンピュータやノート型コンピュータにも適用できる。ノート型コンピュータの場合には、前方にある被写体を撮像するときは、両手でそれぞれの側部を把持し、頂面を被写体に向けて、頂面の撮影孔を通して導入される光により撮像を行うとともに、前面の表示部で撮像している映像を観察し、一方、操作者自身を撮像するときには、前面を操作者に向け、前面の撮像孔を通して導入される光により撮像を行うとともに、前面の表示部で撮像している映像を観察するのが便利である。
【0052】
本発明の撮像装置は、静止画の撮影用として構成することもでき、また動画の撮影用として構成することもできる。静止画の場合、撮像により得られた静止画情報を電子メールに添付して送信することも可能であり、また撮像装置、携帯情報機器、電話機などが備える記録媒体に記録するようにしても良い。
【0053】
本発明に係る撮像装置によれば、操作者は、撮像装置の撮像手段の向きを変えることなく、方向の異なる被写体を選択して撮像することができる。撮像手段の向きを変えるために従来の装置で用いられていたカメラヘッドの回転機構を必要としないために、撮像装置の寸法を小さくすることができ、また、カメラヘッドと画像処理回路との電気的な接続が容易となる。さらに、カメラヘッドを回転可能に支持する必要がないので、堅牢な構造とすることができる。また、第2の方向の被写体からの光は真っ直ぐに結像面に導けば良く、第1の方向の被写体からの光は反射プリズムなど広く使われている部材を用いて光路を略直角に曲げれば良いので、撮影光学系の構成が簡単である。さらに、1個の撮像素子で、2つの方向の被写体からの光による画像を得ることができ、撮像装置の寸法をさらに小さくでき、またコストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1にかかる撮像装置を組込んだ携帯電話機の斜視図である。
【図2】 図1のII−II線断面図である。
【図3】 図1のIII−III線断面図である。
【図4】 実施の形態1の画像信号処理回路を示すブロック図である。
【図5】 実施の形態1の撮像装置一体型携帯電話機で前方の被写体を撮像するときの扱い方を示す斜視図である。
【図6】 実施の形態1の撮像装置一体型携帯電話機で操作者自身を撮像するときの扱い方を示す斜視図である。
【図7】 本発明の実施の形態2にかかる撮像素子の遮光板を+X方向に移動させた状態を示す斜視図である。
【図8】 本発明の実施の形態2にかかる撮像素子の遮光板を−X方向に移動させた状態を示す斜視図である。
【図9】 従来の撮像装置一体型携帯電話機の斜視図である。
【符号の説明】
2 筺体、 3 画像表示部、 4 レンズ部、 5 アンテナ、 6 撮像装置、 7 スピーカ、 8 キー入力部、 9 マイク、 10 撮像素子、 10a 結像面、 11 回路基板、 12 プリズム、 13 タイミング発生回路、 14 選択回路、 15 画像信号処理回路、 24 遮光部材、 41a、41b、42a レンズ。
Claims (4)
- 矩形状の結像面を有し、前記結像面上に結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
光軸が前記結像面に対して略平行な第1の方向と平行となるように配置され、当該第1の方向にある第1の被写体に対応する光が入射するレンズ、および該レンズから出射した前記第1の被写体に対応する光を反射して前記第1の被写体の像を前記結像面における1の角部近傍に設ける第1の領域に結像させる反射手段を有して構成される第1の撮影光学系と、
該第1の撮像光学系よりも焦点距離を小さく設定され、前記結像面に対して略垂直な第2の方向にある第2の被写体の像を、前記結像面において前記1の角部と対角に位置する他の角部近傍に設ける第2の領域に結像させる第2の撮影光学系と、
前記第1の方向または前記第2の方向のいずれか一方の方向に対応する撮像方向選択信号を出力する手段、前記撮像方向選択信号に応じて前記第1の領域または前記第2の領域のいずれか一方の領域に対応する領域選択信号を出力する手段、および前記領域選択信号に応じて、前記第1の領域に結像された被写体の像、または前記第2の領域に結像された被写体の像のいずれかの像に対応する信号を出力する手段とを有して構成される選択手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記選択手段が、第1の位置と第2の位置との間で移動可能であって、前記第1の位置にあるときに前記第1の方向にある被写体からの光を遮り、前記第2の位置にあるときに前記第2の方向にある被写体からの光を遮る遮光部材をさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 長手方向を有し、且つその長手方向の一端に頂面を有し、前記長手方向に沿って形成された前面を有する筐体と、
前記前面に設けられた表示部及びキー入力部と、
前記筐体内に設けられ、矩形状の結像面を有し、前記結像面上に結像した光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
光軸が前記結像面に対して略平行な第1の方向と平行となるように配置され、当該第1の方向にある第1の被写体に対応する光が入射するレンズ、および該レンズから出射した前記第1の被写体に対応する光を反射して前記第1の被写体の像を前記結像面における1の角部近傍に設ける第1の領域に結像させる反射手段を有して構成され、前記第1の被写体からの光を、前記頂面を通して取込んで前記撮像手段に導く第1の光学系、および前記第1の撮像光学系よりも焦点距離を小さく設定され、前記結像面に対して略垂直な第2の方向にある第2の被写体からの光を、前記前面を通して取込んで、前記撮像手段の前記結像面において前記1の角部と対角に位置する他の角部近傍に設ける第2の領域に導く第2の光学系によって構成される光学系と、
前記第1の方向または前記第2の方向のいずれか一方の方向に対応する撮像方向選択信号を出力する手段、前記撮像方向選択信号に応じて前記第1の領域または前記第2の領域のいずれか一方の領域に対応する領域選択信号を出力する手段、および前記領域選択信号に応じて、前記第1の領域に結像された前記第1の被写体の像、または前記第2の領域に結像された被写体の像のいずれかの像に対応する信号を出力する手段とを有して構成される選択手段と
を備えた撮像装置一体型ハンドセット電話機。 - 少なくとも第1の面及び第2の面を有し、上記第1の面と第2の面が互いに略直角をなす筐体と、
前記第1の面に設けられた表示部及びキー入力部と、
前記筐体内に設けられ、矩形状の結像面を有し、前記結像面上に結像した光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
光軸が前記結像面に対して略平行な第1の方向と平行となるように配置され、当該第1の方向にある第1の被写体に対応する光が入射するレンズ、および該レンズから出射した前記第1の被写体に対応する光を反射して前記第1の被写体の像を前記結像面における1の角部近傍に設ける第1の領域に結像させる反射手段を有して構成され、前記第1の被写体からの光を、前記第2の面を通して取込んで前記撮像手段に導く第1の光学系、および前記第1の撮像光学系よりも焦点距離を小さく設定され、前記結像面に対して略垂直な第2の方向にある第2の被写体からの光を、前記第1の面を通して取込んで、前記撮像手段の前記結像面において前記1の角部と対角に位置する他の角部近傍に設ける第2の領域に導く第2の光学系によって構成される光学系と、
前記第1の方向または前記第2の方向のいずれか一方の方向に対応する撮像方向選択信号を出力する手段、前記撮像方向選択信号に応じて前記第1の領域または前記第2の領域のいずれか一方の領域に対応する領域選択信号を出力する手段、および前記領域選択信号に応じて、前記第1の領域に結像された被写体の像、または前記第2の領域に結像された被写体の像のいずれかの像に対応する信号を出力する手段とを有して構成される選択手段と
を備えた撮像装置一体型携帯情報機器。
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