JP3902325B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、詳しくは、シャッター操作によって、被写体の像や電磁波・粒子線のパターンをフィルムに写し取り、又は、同像や同パターンをＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）によって電気信号に変換してメモリに記録する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体の像や電磁波・粒子線のパターンをフィルムに写し取る、いわゆる銀塩カメラはポートレート撮影やＸ線撮影などに広く用いられてきたが、近年、ＣＣＤやメモリを搭載してこれらの像やパターンを電子的に記録する、いわゆるディジタルカメラ（電子スチルカメラともいう）も、画像加工や配布の容易さ等の特徴からよく用いられるようになってきた。
【０００３】
かかる銀塩カメラやディジタルカメラは、いずれも被写体にレンズを向けてシャッターボタンを押すという動作を行うものである。
図７は、一例として示す従来の撮像装置（特に限定しないがディジタルカメラ）の外観図である。この撮像装置１は、本体部２とカメラ部３とに分かれており、カメラ部３の前面（図面の裏面側）には図示を略したレンズが取り付けられている。レンズの後ろには、これも図示を略したＣＣＤが取り付けられており、後述の撮影モードの際に、レンズから取り込まれた被写体の像を電気信号に変換して所定周期のフレーム画像を生成できるようになっている。
【０００４】
一方、本体部２には、フレーム画像や撮影済みの画像を確認するための液晶ディスプレイ４が取り付けられているほか、シャッターボタン５を始めとする各種の操作ボタンが適宜の位置に取り付けられている。ちなみに、操作ボタンは、例えば、プラスキー６、マイナスキー７、デリートキー８、電源スイッチ９、モードキー１０、ディスプレイキー１１、ズームキー１２、セルフタイマーキー１３、ファンクションキー１４などである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の撮像装置にあっては、機械的なスイッチでシャッターボタンを構成していたため、ボタンの押し下げ時に、いわゆる「手ぶれ」を起こすことがあり、写真の画質を損なう（ピントぼけ）という問題点があった。
特に、フィルムサイズの大きい銀塩カメラや画素数の多いディジタルカメラにおいては、極めてわずかな手ぶれであっても画質に与える影響が相当大きいので、たとえ小さな手ぶれであっても看過できず、かかる技術的問題の解決は急務である。なお、信号処理技術によって自動的に手ぶれを修正するものも実用化されてはいるが、コストの点で一般的でない。
【０００６】
そこで本発明は、コストを掛けずに簡単な工夫で手ぶれを防止できる新規な技術の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、被写体の画像を取り込む撮像手段と二値的変化を呈するシャッター信号を生成する信号生成手段を備え、該信号生成手段からの信号に応答して画像の記録を行う撮像装置において、前記信号生成手段は、フォーカスと絞りを固定したうえでレンズの前で手を横切らせたりレンズを手で覆ったりすることによる前記撮像手段の出力レベルの変化の所定時間後に前記シャッター信号を生成することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、ディジタルカメラを例にして、図面を参照しながら説明する。
Ａ．第１の実施の形態
図１は、本実施の形態におけるディジタルカメラの外観図であるが、見た目上の前記従来技術（図７）との相違はシャッター部分にある。すなわち、従来技術のような、指の動きを機械的に検出するスイッチ（シャッターボタン５）に代えて、光学的に検出するもの、具体的には、光センサ２０（※）を含むシャッター信号生成回路を備えるものである。
※光を検出し、その強度を電気信号に変換するトランスデューサのこと。光電池（シリコン、セレン）、光導電素子（硫化カドミウム、セレン化カドミウム）、ホトダイオード、ホトトランジスタ、光電子増倍管、光電管（真空、ガス入り）など様々のものがある。
【０００９】
光センサ２０の取り付け位置は、図示のとおり、本体部２１の上面右端付近、すなわち、グリップ部２２を右手で把持して構えたときに、人差し指（以下、操作指ということもある）の先端が無理なく届く部分に設定するのが望ましい。ちなみに、冒頭の従来技術におけるシャッターボタン５の位置もそのような考え方で適正に設定されているので、従来技術と同一又は類似のボディを利用する限り、無理にその位置を変える必要はない。
【００１０】
光センサ２０の受光窓は、操作指の上げ下げに応じて外光を受けたり遮断したりできる適切な方向に向いていなければならない。例えば、図示のディジタルカメラでは、グリップ部２２を右手で把持しながら構図やピントを確認した後、操作指を下げて撮影するというのが正しい使い方であるから、この場合、光センサ２０の受光窓は上方を向いていればよい。但し、使い方はカメラのデザインによって様々であり、この方向に限定されない。要は、操作指の動きによって外光を遮断できる適当な向きになっていればよい。
【００１１】
図２は、光センサ２０を含むシャッター信号生成回路２３（信号生成手段）の構成図である。光センサ２０のカソード電極はグランド端子２４に接続され、アノード電極はコンパレータ２５の反転入力端子（−端子）に接続されるとともに、抵抗２６を介して正電源端子２７に接続されている。
ここで、光センサ２０に、例えば、ホトダイオードを用いた場合、ホトダイオードは光を当てると抵抗値が低くなる特性があるため、光センサ２０に光が当たっているときのコンパレータ２５の反転入力の電位をＶＬ、光が当たっていないときの同電位をＶＨ、コンパレータ２５の規準電圧をＶＲとすると、ＶＬ＜ＶＲ＜ＶＨとなるようにＶＲを設定しておけば、コンパレータ２５の出力電圧ＶＯは光センサ２０の外光の有無に応じて二値的に変化することになる。
すなわち、光センサ２０に外光が当たっているときには、コンパレータ２０の反転入力にＶＬが加わって（ＶＬはＶＲ以下であるから）ＶＯは「ハイレベル」になり、一方、光センサ２０に外光が当たっていないときには、コンパレータ２０の反転入力にＶＨが加わって（ＶＨはＶＲ以上であるから）ＶＯは「ローレベル」になるという二値的な変化が得られる。
【００１２】
したがって、ＶＯの立ち下がりエッジ（ハイレベルからローレベルへの変化点）で露出やピントを合わせた後、立ち上がりエッジ（ローレベルからハイレベルへの変化点）で撮影を行えば、従来技術と何ら変わらないシャッター機能を実現できる。なお、露出とピントが固定のいわゆるパンフォーカスカメラの場合は、ワンアクションで撮影が行われるため、いずれか一方のエッジだけを利用すればよい。
【００１３】
図３は、本実施の形態のディジタルカメラのブロック図であり、３０はレンズ、３１はＣＣＤ、３２は垂直ドライバ、３３はタイミング発生器（ＴＧ：Timing Generator）、３４はサンプルホールド回路、３５はアナログディジタル変換器、３６はカラープロセス回路、３７はＤＭＡコントローラ、３８はＤＲＡＭインターフェース、３９はＤＲＡＭ、４０はフラッシュメモリ、４１はＣＰＵ、４２はＪＰＥＧ（Joint Photographic Coding Experts Group）回路、４３はＶＲＡＭ、４４はＶＲＡＭコントローラ、４５はディジタルビデオエンコーダ、４６は液晶ディスプレイ、４７はバス、４８はキー入力部である。
【００１４】
キー入力部４８は、様々な操作ボタン（プラスキー６、マイナスキー７、デリートキー８、デリートキー９、モードキー１０など）を備えるほか、上述のシャッター信号生成回路２３を備えており、特に、モードキー１０は、ディジタルカメラの動作モードを切り替えるためのもので、動作モードは、少なくとも、画像を撮影する撮影モード（記録モードとも言う）と、撮影した画像を液晶ディスプレイ４６に表示する再生モードである。
【００１５】
記録モードにおいては、まず、レンズ３０の後方に配置されたＣＣＤ３１が垂直ドライバ３２やタイミング発生器３３からの信号で駆動され、レンズ３０で集められた映像が一定周期毎に光電変換されて１画面分の画像信号が出力される。そして、この画像信号がサンプリングホールド回路３４でサンプリングされ、アナログディジタル変換器３５でディジタル信号に変換された後、カラープロセス回路３６でディジタルの輝度・色差マルチプレクス信号（ＹＵＶ信号）が生成される。このＹＵＶ信号は、ＤＭＡコントローラ３７及びＤＲＡＭインターフェイス３８を介してＤＲＡＭ３９に転送され、ＤＲＡＭ３９への転送完了後に、ＣＰＵ４１によって読み出され、ＶＲＡＭコントローラ４４及びディジタルビデオエンコーダ４５を介して液晶ディスプレイ４６に送られ表示される。
【００１６】
この状態でカメラの向きを変えると、ＤＲＡＭ３９に保存されているＹＵＶ信号が書き換えられ、同時に液晶ディスプレイ４６に表示されている画像も変化するが、適宜の時点（所望の構図が得られた時点）で、シャッター信号生成回路２３の光センサ２０（図１参照）の受光窓を指で塞ぎ、その指を離す操作を行えば、ＤＲＡＭ３９に保存されているＹＵＶ信号がその時点のＹＵＶ信号で固定され、かつ液晶ディスプレイ４６に表示されている画像も同時点の画像に固定される。
そして、その時点でＤＲＡＭ３９に保存されているＹＵＶ信号は、ＤＲＡＭインターフェイス３８を介してＪＰＥＧ回路４２に送られ、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの各コンポーネント毎に８×８画素の基本ブロックと呼ばれる単位でＪＰＥＧ符号化された後、フラッシュメモリ４０に書き込まれ、１画面分のＪＰＥＧ画像として記録される。
【００１７】
なお、再生モードにおいては、ＣＣＤ３１からＤＲＡＭ３９までの経路が停止されるとともに、プラスキー６やマイナスキー７などの操作に応答して所望の画像がフラッシュメモリ４０から読み出され、ＪＰＥＧ回路４２で伸長処理された後、液晶ディスプレイ４６で表示されるようになっている。
【００１８】
以上のとおり、本実施の形態によれば、撮影モードのときにシャッター信号生成回路２３の光センサ２０の受光窓を指で塞ぎ、その指を離すだけで１画面分のＪＰＥＧ画像をフラッシュメモリ４０に記録することができる。すなわち、機械的なスイッチアクションの代わりに光学的なスイッチアクションにしたから、手ぶれを回避して良好な画質の画像を記録（撮影）できるという有利な効果が得られるうえ、信号処理等の複雑な回路も要しないから、大幅なコストアップを招かずにこれを実現できるという格別有益な効果が得られる。
【００１９】
Ｂ．第２の実施の形態
上記例では、機械的なスイッチアクションに代えて光学的なスイッチアクションを採用したが、本発明の技術的意図の範囲はこれに限らない。例えば、以下に示すような熱的なスイッチアクションであってもよい。
図４は、熱センサ５０を含むシャッター信号生成回路５１（信号生成手段）の構成図である。熱センサ５０の一端はグランド端子５２に接続され、他端はコンパレータ５３の反転入力端子（−端子）に接続されるとともに、抵抗５４を介して正電源端子５５に接続されている。
【００２０】
ここで、熱センサ５０は外周雰囲気の熱に応じて抵抗値が変化するものである。例えば、負の温度特性（温度が上がると抵抗値が下がる）を持つものを使用した場合、熱センサ５０に指を添えて熱を与えているときのコンパレータ５３の反転入力の電位をＶＬ、熱を与えていないときの同電位をＶＨ、コンパレータ５３の規準電圧をＶＲとすると、ＶＬ＜ＶＲ＜ＶＨとなるようにＶＲを設定しておけば、コンパレータ５３の出力電圧ＶＯは熱センサ５０への熱印加の有無、すなわち、指を添えているか否かに応じて二値的に変化することになり、上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。しかも、本実施の形態においては全く光を使わないため、光量が少ない場所でも撮影できるという有利な効果が得られる。
【００２１】
Ｃ．第３の実施の形態
上記第２の実施の形態においては、確かに光量が少ない場所でも撮影できる点で有利であるが、熱センサの応答速度（光センサよりも遅い）を考慮すると必ずしも十分とはいえない。本例は、かかる点を改善し、良好な応答速度で、且つ光量の少ない場所でも使用できるようにしたものである。
【００２２】
図５において、６０はカメラボディの適宜位置に形成された凹部である。この凹部６０の大きさは、指（一般に人差し指）が余裕を持って入る程度であるが、用途によっては手袋をした指が入る程度に大き目にしてもよい。
凹部６０の対向する二つの壁面には、それぞれ、発光素子６１と光センサ６２が光軸６３を略一致させて向かい合わせに埋め込まれており、凹部６０の中に指を入れることによって光軸６３を遮断できるようになっている。
【００２３】
図６は、発光素子６１と光センサ６２を含むシャッター信号生成回路６４（信号生成手段）の構成図である。発光素子６１のカソード電極はグランド端子６５に接続され、アノード電極は抵抗６６を介して正電源端子６７に接続されている。また、光センサ６２のカソード電極はグランド端子６８に接続され、アノード電極はコンパレータ６９の反転入力端子（−端子）に接続されるとともに、抵抗７０を介して正電源端子７１に接続されている。
光センサ６２、コンパレータ６９及び抵抗７０を含む回路は、前記第１の実施の形態におけるシャッター信号生成回路２３と構成が同じであり、違いは、発光素子６１からの光を受けられるようになっている点にある。
したがって、この例によれば、外光が全くない場所でもシャッター信号（ＶＯ）を生成でき、しかも、良好な応答性も確保できるという、上記第１及び第２の実施の形態にない有利な効果が得られる。
【００２４】
Ｄ．第４の実施の形態
上記各実施の形態においては、指の動きを光学的又は熱的に検出してシャッター操作を行うことができ、機械的シャッターボタンのような手ぶれを防止できる点で有効であるが、操作感に乏しいという欠点があり、誤操作のおそれを否めない。そこで、本実施の形態では、上記各実施の形態の構成要件に加えて、シャッター信号に応答して視覚的又は聴覚的に認識し得る報知を行う報知手段を備えることにより、かかる欠点を解消する。
報知手段は、例えば、図３のＣＰＵ４１において、シャッター信号生成回路４８からのシャッター信号（図２の符号ＶＯ参照）に応答したタイミングで適当な電子音を発生し、この電子音をディジタルカメラの本体部（図１の符号２１参照）のスピーカーから拡声することによっても実現できるし、電子音の代わりにディジタルカメラの本体部の警告ランプを点灯させたり、液晶ディスプレイ（図７の符号４参照）に警告表示を出したりしてもよい。いずれにおいても、電子音を耳で聞き、又は、警告表示を目で確認してシャッター操作を体感でき、誤操作を防止できる。
【００２５】
Ｅ．第５の実施の形態
前記第１の実施の形態においては、シャッター信号を生成するための信号生成手段を光センサ２０を含むシャッター信号生成回路２３で構成しているが、光センサ２０は、外光を電気信号に変換する点で電子スチールカメラのＣＣＤ（図３の符号３１参照）と同一原理であるから、このＣＣＤを利用することにより、光センサ２０を不要にすることもできる。
【００２６】
例えば、電子スチールカメラを三脚等に固定してフレーミングとフォーカシングを行い、固定撮像モードにしてフォーカスと絞りを固定したうえで、レンズの前で手を横切らせたりレンズを手で覆ったりすると、ＣＣＤの出力レベルが瞬間的に低下（手を横切らせた場合）し、又は、継続的に低下（手で覆った場合）するから、このレベル低下の現象を（電子スチールカメラの）内部回路で検出して、所定時間（１秒程度）後にシャッター信号を発生するようにしてもよい。
このようにすると、カメラ本体に一切手を触れることなく撮影できるので、例えば、近接撮影などの画質向上を図ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、フォーカスと絞りを固定したうえでレンズの前で手を横切らせたりレンズを手で覆ったりすることによる撮像手段の出力レベルの変化の所定時間後にシャッター信号を生成するようにしたので、手ぶれを回避して良好な画質の画像を記録でき、しかも、信号処理等の複雑な回路も要しないから、コストアップも回避できる。また、カメラ本体に一切手を触れることなく撮影でき、例えば、近接撮影などの画質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の外観図である。
【図２】第１の実施の形態の回路図である。
【図３】第１の実施の形態のブロック図である。
【図４】第２の実施の形態の回路図である。
【図５】第３の実施の形態の要部断面図である。
【図６】第３の実施の形態の回路図である。
【図７】従来の撮像装置の外観図である。
【符号の説明】
２３、５１、６４ シャッター信号生成回路（信号生成手段）
２０、６２ 光センサ
５０ 熱センサ
６１ 発光素子

Claims (1)

1. 被写体の画像を取り込む撮像手段と二値的変化を呈するシャッター信号を生成する信号生成手段を備え、該信号生成手段からの信号に応答して画像の記録を行う撮像装置において、
   前記信号生成手段は、フォーカスと絞りを固定したうえでレンズの前で手を横切らせたりレンズを手で覆ったりすることによる前記撮像手段の出力レベルの変化の所定時間後に前記シャッター信号を生成することを特徴とする撮像装置。

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