JP4501549B2 - カメラ装置およびカメラ装置の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、ディジタルスチルカメラなどのカメラ装置およびカメラ装置の制御方法に関する。

近年、ディジタルスチルカメラが普及している。ディジタルスチルカメラなどのカメラ装置におけるシャッターは、心臓部ともいえる重要な箇所である。例えば、下記の特許文献１には、シャッターラグの短縮化を図るとともに、露出精度の向上を図る上で有利なディジタルスチルカメラが提案されている。

特開２００４−１２９０２５号公報

依って、シャッターを切るときに使用するシャッターボタンは、カメラ装置にとって、重要な要素の１つとなる。小型で軽量なことが好ましいディジタルスチルカメラなどのカメラ装置のシャッターボタンには、メンブレンスイッチ、タクティールスイッチなどのメカスイッチが一般的に使用されている。

図２３に、ドーム付きメンブレンスイッチの構成の一例を示す。メンブレンスイッチ１００は、化粧面１０１側からアーチ状のドーム部材１０２を押圧して撓ませ、ドーム部材１０２の内側に設けられている導電体を、フィルム１０３上の回路パターンと電気的に接続することでオンとなる構造を有している。ドーム部材１０２は、ユーザに触覚を与え、スペーサ１０４は、ユーザに強いクリック感を与える。すなわち、メンブレンスイッチ１００は、ユーザによってドーム部材１０２上のスペーサ１０４が押されると、機器へのトリガ入力、すなわち操作信号の入力を行うと共に、ユーザにスイッチを押したことを触感させることができる。

一方、一眼レフカメラなどのカメラ装置の場合、可動式ミラー、フォーカルブレーンシャッターなどの機構部品を有している。これにより、シャッターボタンを押すことで、シャッターが切られるタイミングを心地良い振動と音で直接ユーザに伝えることができる。

ところで、カメラ装置は、近年、ディジタル化などにより性能が飛躍的に進歩している。これに対して、カメラ装置に組み込まれるシャッターボタンは、進化感を殆ど有していない。例えば、ズーム操作の最中に素早くシャッターボタンを押すことは困難であった。

また、小型で軽量なことが好ましいディジタルスチルカメラなどのカメラ装置では、シャッターボタン、ズームキーなどの操作キーを操作しずらく、操作性が良くないという問題点があった。

また、上述した可動式ミラー、フォーカルブレーンシャッターなどの機構部品は高価且つ小型および軽量化が困難であり、小型、軽量、安価であることが望まれるディジタルスチルカメラなどのカメラ装置への使用は適していなかった。

したがって、この発明の目的は、安価且つ小型および軽量化ができ、操作性に優れたカメラ装置およびそのカメラ装置の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明の第１の発明は、光の入射により結像される被写体像を撮像信号として出力する撮像素子と、撮像素子から出力される撮像信号の取り込み動作を行うシャッターと、押圧力に応じて電気的状態が変化する検出部が複数個配置されたシート状のセンサーと、複数個の検出部のそれぞれについて電気的状態を検出し、検出結果に基づき複数個の検出部のいずれかに対する押圧力が第１の所定値を超えたときに、シャッターを撮像信号を取り込むように制御する制御手段とを有することを特徴とするカメラ装置である。

また、第２の発明は、光の入射により結像される被写体像を撮像信号として出力する撮像素子から出力される撮像信号の取り込みを行うシャッターを、シート状のセンサーに配置された押圧力に応じて電気的状態が変化する複数個の検出部のそれぞれについて電気的状態を検出し、検出結果に基づき複数個の検出部のいずれかに対する押圧力が第１の所定値を超えたときに、撮像信号を取り込むように制御することを特徴とするカメラ装置の制御方法である。

この発明のカメラ装置によれば、光の入射により結像される被写体像を撮像信号として出力する撮像素子から出力される撮像信号の取り込みを行うシャッターを、シート状のセンサーに配置された押圧力に応じて電気的状態が変化する複数個の検出部のそれぞれについて電気的状態を検出し、検出結果に基づき複数個の検出部のいずれかに対する押圧力が第１の所定値を超えたときに、撮像信号を取り込むように制御するため、複数個の検出部の検出領域内であれば、どの位置を押圧しても撮像信号を取り込むことができる。これによって、シャッターボタンを押し易く、操作性を向上することができる。

また、この発明のカメラ装置によれば、可動式ミラー、フォーカルブレーンシャッターなどの高価且つ小型および軽量化が困難な機構部品を使用しないため、安価且つ小型および軽量なカメラ装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施形態によるカメラ装置について説明する。図１は、この発明の一実施形態によるディジタルスチルカメラの構成の一例である。光学撮像系１は、例えば、撮像レンズ、ズームレンズ、フォーカスレンズおよび絞りなどを有し、被写体の光画像を入射する。光学撮像系１を介して得られた被写体の光画像は、撮像デバイスとしての固体撮像素子、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）２上に結像される。

ＣＣＤ２は、結像された光画像を光電変換して電荷量に変換し、アナログ電気撮像信号として出力する。ＣＣＤ２から出力されるアナログ電気撮像信号は、Ａ／Ｄ変換部３に供給される。Ａ／Ｄ変換部３は、ＣＣＤ２から供給されるアナログ電気撮像信号をディジタル撮像信号に変換し、信号処理部４に出力する。

信号処理部４は、Ａ／Ｄ変換部３から出力されるディジタル電気撮像信号を、例えば輝度信号と色差信号からなる画像データに変換する。この画像データは、例えば図示しないＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示デバイスに供給され、画像が表示される。後述するシャッターボタンによって画像データの取り込みが指示された場合には、画像データは、信号処理部４において圧縮され、メイン制御部５を介して画像保存用のメモリカードなどの記録媒体６に記録される。すなわち、撮像信号が取り込まれる。

メイン制御部５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を有する。ＲＯＭには、ＣＰＵにより読み込まれ動作されるプログラムなどが記憶される。ＲＡＭは、ＣＰＵのワークメモリとして用いられる。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み込み、プログラムに従い様々な処理を実行しコマンドの発行を行い、ディジタルスチルカメラ全体を制御する。

操作部７には、電源のオン／オフを切り換えるための電源キー、記録モードから再生モードへの切り換えおよび再生モードから記録モードへの切り換えなどを行うための動作モード切り換えキー、撮影条件の設定を切り換えるための撮影モード切り換えキー、画像を再生するための再生キーなどの、ユーザ入力用の各種キーが設けられている。操作部７は、これらキーの操作に対応する操作信号を生成し、メイン制御部５へ出力する。メイン制御部５は、操作部７から供給される操作信号に基づきディジタルスチルカメラの動作を制御する。

ズームレンズ制御部８、フォーカスレンズ制御部９および絞り制御部１０は、メイン制御部５からの制御信号に従って、それぞれ光学撮像系１が有するズームレンズ、フォーカスレンズおよび絞りなどを制御する。また、シャッター制御部１１は、メイン制御部５からの制御信号に従って、光学撮像系１が有するメカニカルシャッターまたはＣＣＤ２が有する電子シャッターを制御する。これらシャッターは、シャッターが切られることで、ＣＣＤ２から出力されるアナログ電気撮像信号の取り込み動作を行う。

このディジタルスチルカメラでは、センサー１３に対する押圧力を検出回路１２で検出し、それによって検出回路から出力される検出信号に基づき、メイン制御部５が撮像信号の取り込み動作の制御を行うことで、シャッターボタンと同様の機能を有する入力装置を構成している。一実施形態では、このシャッターボタンと同様の機能を有する入力装置を単にシャッターボタンと称する。

また、この一実施形態では、メイン制御部５が検出回路から出力される検出信号に基づき、駆動回路１４を制御し、駆動回路１４がアクチュエータ１５を駆動して振動を発生させ、その振動を、シャッターボタンを操作するユーザの指に伝える構成を有している。

以下、この一実施形態によるシャッターボタンについて詳細に説明する。図２は、一実施形態によるシャッターボタンの入力部の構造の一例を示す。図２Ａは、入力部を有するディジタルスチルカメラの上面を示し、図２Ｂは、図２Ａに示すＸ−Ｘ´間の断面構成を示す。

一実施形態によるディジタルスチルカメラは、親指、中指および薬指で掴んだ状態で、人指し指によって操作可能な位置にシャッターボタンの入力部が配置されている。すなわち、片手で持ちながらシャッターボタンを操作することができる。なお、シャッターボタンの入力部の配置は、これに限ったものではなく、シャッターボタンの配置に適した箇所に配置しても良いということは言うまでもない。

参照符号１７は、アルミニウム、ステンレスなどの金属、または合成樹脂などから構成される比較的薄くて硬いディジタルスチルカメラの筐体である。筐体１７の外面には、凹部１８が設けられており、この凹部１８に埋設されるように、センサー１３が配置されている。また、センサー１３が位置する筐体１７の内面には、アクチュエータ１５が配置されている。

センサー１３は、ユーザの指による押圧を検出するものである。アクチュエータ１５は、駆動信号によって駆動し、少なくとも指の接触部を含む筐体１７に任意の振動を与えるものである。センサー１３およびアクチュエータ１５の具体的な構成については後述する。

センサー１３には、ユーザの指による押圧によって電気的状態が変化する検出部１９が複数個配置されている。この例では、第１の検出部１９ａ、第２の検出部１９ｂ、第３の検出部１９ｃの３個が一列に等間隔となるように配置されている。凹部１８には、振動の変位が容易となるように、アクチュエータ１５の長手方向の両端に沿って、スリット２０が１本ずつ設けられている。これにより、アクチュエータ１５によって、シャッターボタンの入力部となるスリット２０間の筐体１７を部分的に強く振動させることができる。

ここで、一実施形態によるシャッターボタンの動作について詳細に説明する。図３は、図１に示したディジタルスチルカメラにおけるシャッターボタン構成部の詳細である。センサー１３は、３個の検出部１９（検出部１９ａ、検出部１９ｂ、検出部１９ｃ）を有する。ユーザの指による押圧によって、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃの電気的状態がそれぞれ変化する。

検出回路１２は、ドライバ２１ａ,２１ｂ,２１ｃを有する。ドライバ２１ａ,２１ｂ,２１ｃは、それぞれ検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃの電気的状態の変化に応じてアナログ電気信号を生成し、生成したアナログ電気信号をメイン制御部５が読み取れるディジタル電気信号に変換し、検出信号としてメイン制御部５に出力する。

メイン制御部５は、各ドライバ２１ａ,２１ｂ,２１ｃから出力された検出信号から、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのそれぞれの押圧力を検出し、検出したそれぞれの押圧力に基づき、シャッターボタンによる入力の種類を判別する。そして、メイン制御部５は、判別した入力の種類に応じた操作信号を生成し、生成した操作信号に基づきディジタルスチルカメラの動作を制御する。

ここで、入力の種類について説明する。このシャッターボタンは、「全押し」による入力、「なぞり入力」および「半押し」による入力の３種類の入力を行うことができる。なお、「全押し」および「半押し」は、周知の一眼レフカメラなどに使用されるシャッター操作に倣った名称である。

（１）「全押し」による入力
図４に示すように、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのいずれかに対する押圧力が第１の所定値を超えたときに、「全押し」による入力がなされたと判別する。一実施形態によるディジタルスチルカメラは、「全押し」による入力によってシャッターが切られる。すなわち、画像データが記録媒体６に記録される。例えば、「全押し」による入力は、従来のシャッターボタンの「全押し」のように、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのいずれかの検出領域を強い力で押したときに行われる。

（２）「なぞり入力」
図５は、「なぞり入力」を実行している様子の一例を示す。検出部１９ａ〜１９ｃのうちの隣接する検出部に対するそれぞれの押圧力が第１の所定値よりも小さい第２の所定値を時間的に連続的に超えたときに、「なぞり入力」がなされたと判別する。時間的に連続的となっているか否かは、所定時間以内に連続的に押圧が検出されるか否かによって判断される。なお、一実施形態によるディジタルスチルカメラは、「なぞり入力」によってズーム操作が行える。「なぞり入力」によって、記録済みの画像データのリストからの画像データの選択などといった他のキー操作を行うようにしても良い。例えば、「なぞり入力」は、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃの検出領域上を軽く触れたときに行われる。

（３）「半押し」による入力
図６に示すように、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのいずれかに対する押圧力が第１の所定値よりも小さく第２の所定値よりも大きい第３の所定値を超えたときに、「半押し」による入力がなされたと判別する。一実施形態によるディジタルスチルカメラは、「半押し」による入力によってピント合わせ、露光合わせなどの撮影準備操作が行える。例えば、「半押し」による入力は、従来のシャッターボタンの「半押し」のように、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのいずれかの検出領域を弱い力で押したときに行われる。

例えば、これら第１、第２および第３の所定値をユーザがソフトウェア的に設定できるようにすることで、よりユーザに対する操作性を高くすることができる。これら第１、第２および第３の所定値は、例えば操作部７に設けられた操作キーによって設定可能とされる。

このシャッターボタンによる入力は、より強い押圧力のものが優先される。すなわち、「なぞり入力」よりも「半押し」による入力が優先され、「半押し」による入力よりも「全押し」による入力が優先される。このシャッターボタンでは、「半押し」および「全押し」による入力は、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのどこからでも行われるので、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃの検出領域内であれば、どの位置を押しても撮影準備操作の指示ができ、シャッターを切ることができる。依って、例えば、「なぞり入力」によるズーム操作中であっても即座にシャッターを切ることができる。

「全押し」、「なぞり入力」、「半押し」のどの入力が行われたかは、例えばキーコードを用いてプログラムによって判定される。図７は、キーコード対応テーブルの一例を示す。このキーコード対応テーブルは、例えば、メイン制御部５が有するＲＯＭに記憶されている。「Ｋｅｙ」に続く２桁の数字の上位、すなわち左側は、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃに対応している。この例では、検出部１９ａを「０」とし、検出部１９ｂを「１」とし、検出部１９ｃを「２」としている。

また、この例では、第１の所定値を１．５〔Ｎ〕と設定し、第２の所定値を０．３〔Ｎ〕と設定し、第３の所定値を０．８〔Ｎ〕と設定している。なお、〔Ｎ〕は、力を表す所定の単位である。「Ｋｅｙ」に続く２桁の数字の下位、すなわち右側は、第１、第２および第３の所定値に対応しており、第１の所定値を「２」とし、第２の所定値を「０」とし、第３の所定値を「１」としている。なお、これら所定値の設定は、あくまで一例である。

例えば、メイン制御部５は、各ドライバ２１ａ,２１ｂ,２１ｃから出力される検出信号に基づき検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのそれぞれの押圧力を判定し、判定したそれぞれの押圧力Ｐが、Ｐ ＜ ０．３〔Ｎ〕であるか、０．３〔Ｎ〕 ≦ Ｐ ＜ ０．８〔Ｎ〕であるか、０．８〔Ｎ〕≦ Ｐ ＜ １．５〔Ｎ〕であるか、Ｐ ≧ １．５〔Ｎ〕であるかを判定する。そして、判定結果に対応するキーコードを「現在のキーコード」として設定する。なお、Ｐ ＜ ０．３〔Ｎ〕であった場合には、入力がなかったものとみなす。

メイン制御部５は、このキーコードの設定を一定時間毎に行い、「現在のキーコード」をその都度更新する。その際、更新前のキーコードは、「前回のキーコード」として保存する。このとき、もし「前回のキーコード」が設定済みであるならば、その設定済みであったキーコードを破棄してから更新前のキーコードを「前回のキーコード」として保存する。

次に、メイン制御部５は、入力キーコード決定テーブルに基づき、「前回のキーコード」と「現在のキーコード」との組み合わせで入力キーコードを決定する。例えば、検出部１９ａ〜１９ｃ間の隣接する押圧力が第２の所定値を連続的に超えた場合に、「なぞり入力」に対応する入力キーコードとする。例えば、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのいずれかの押圧力が第２の所定値、第３の所定値と順に超えた場合に、「半押し」に対応する入力キーコードとする。例えば、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのいずれかの押圧力が第３の所定値、第１の所定値と順に超えた場合に、「全押し」に対応する入力キーコードとする。

図８は、入力キーコードの決定テーブルの一例を示す。この例では、「前回のキーコード」が「Ｋｅｙ０１」であり、「現在のキーコード」が「Ｋｅｙ０２」であった場合には、「全押し」による入力と判別し、入力キーコードを「シャッター」と決定する。また、「前回のキーコード」が「Ｋｅｙ００」であり、「現在のキーコード」が「Ｋｅｙ０１」であった場合には、「半押し」による入力と判定し、入力キーコードを「撮影準備」と決定する。

また、「前回のキーコード」が「Ｋｅｙ００」であり、「現在のキーコード」が「Ｋｅｙ１０」であった場合には、検出部１９ａ側から検出部１９ｃ側への「なぞり入力」と判定し、入力キーコードを「ズームイン」と決定する。また、「前回のキーコード」が「Ｋｅｙ２０」であり、「現在のキーコード」が「Ｋｅｙ１０」であった場合には、検出部１９ｃ側から検出部１９ａ側への「なぞり入力」と判定し、入力キーコードを「ズームアウト」と決定する。

メイン制御部５は、このようにして決定した入力キーコードに応じた操作信号を生成し、生成した操作信号に基づきディジタルスチルカメラの動作を制御する。例えば、入力キーコードが「シャッター」であった場合には、シャッター制御部１１、信号処理部４などを制御して、画像データを記録する。入力キーコードが「撮影準備」であった場合には、フォーカスレンズ制御部９、絞り制御部１０などを制御して、ピント合わせや露光合わせなどの撮影準備動作を行う。入力キーコードが「ズームイン」または「ズームアウト」であった場合には、ズームレンズ制御部８を制御して、ズームインまたはズームアウトの動作を行う。このように、このシャッターボタンでは、センサー１３への押圧により発生する検出信号に基づきディジタルスチルカメラの操作信号が生成される。

「なぞり入力」によって、入力キーコードが「ズームイン」または「ズームアウト」とされ、メイン制御部５がズームレンズ制御部８を制御して、ズームインまたはズームアウトの動作を行っている最中であっても、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのいずれかにおいて、押圧力が増し、「半押し」による入力がなされたと判断された場合には、入力キーコードが即座に「撮影準備」となり、メイン制御部５は、撮影準備動作を行う。さらに、検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのいずれかにおいて、押圧力が増し、「全押し」による入力がなされたと判断された場合には、入力キーコードが即座に「シャッター」となり、画像データが取り込まれ、記録媒体６に記録される。

上述したように、この一実施形態では、メイン制御部５が検出回路から出力される検出信号に基づき、駆動回路１４を制御し、駆動回路１４がアクチュエータ１５を駆動して振動を発生させ、その振動を、シャッターボタンを操作するユーザの指に伝えることができる。以下、この振動の発生について説明する。

メイン制御部５は、各ドライバ２１ａ,２１ｂ,２１ｃから出力された検出信号から検出した検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのそれぞれの押圧力に基づき、振動波形データを駆動回路１４に供給する。振動波形データは、アクチュエータ１５を駆動するためのデータであり、例えば正弦波の波形をディジタルデータ化したものである。振動波形データは、例えば、予めＲＯＭ１６に記憶しておき、ＲＯＭ１６から読み出して供給しても良いし、メイン制御部５が生成しても良い。

駆動回路１４は、メイン制御部５から供給されるディジタル信号による振動波形データを、アクチュエータ１５を駆動するためのアナログ信号に変換する。駆動回路１４でアナログ信号に変換された駆動信号は、アクチュエータ１５に供給される。アクチュエータ１５は、駆動回路１４からの駆動信号によって振動する。

アクチュエータ１５が振動することによって、筐体１７が振動する。依って、このディジタルスチルカメラは、ユーザの指の押圧による「なぞり入力」、「半押し」または「全押し」による入力をメイン制御部５が受け付けた場合に、アクチュエータ１５による振動の出力が行われる。以上のように、ユーザの指が筐体１７を押圧することで、ユーザの指が筐体１７から振動フィードバックをもらうという筐体入出力機能が実現する。

さらに、この一実施形態では、メイン制御部５が各ドライバ２１ａ,２１ｂ,２１ｃから出力された検出信号から検出した検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃのそれぞれの押圧力に基づき、図示しないスピーカなどの音声出力装置を制御して、音声を出力することができる。この音声は、例えば、予めＲＯＭ１６にディジタル化された音声データを記憶させておき、振動発生と同じタイミングにおいて、ＲＯＭ１６から読み出し、音声出力装置に供給することで出力する。振動と共に音声を出力することで、ユーザに対する操作性をより高くすることができる。

ここで、メイン制御部５が駆動回路１４に供給する振動波形データについて説明する。メイン制御部５は、例えば、入力の種類に応じた振動波形データを駆動回路１４に供給する。以下、「全押し」による入力、「なぞり入力」および「半押し」による入力のそれぞれに対応させる振動波形データの例について説明する。

（１）「全押し」の際の振動
「全押し」による入力のときには、例えば、メカニカルシャッター機構を有する一眼レフカメラのような心地よいシャッター振動のような振動が生じるようにする。図９は、シャッターが切られていない状態の一眼レフカメラの断面構成を示し、図１０は、シャッターが切られた状態の一眼レフカメラの断面構成を示す。

図９に示すように、シャッターが切られていない状態では、シャッター２４が閉じており、レンズユニット２５を通った光は、ミラー２６によって反射され、プリズム２７による屈折を繰り返して、ファインダ２８へと到達する。図１０に示すように、シャッターが切られると、ミラー２６は、シャッター速度に応じた時間だけ上側へ格納される。これにより、レンズユニット２５を通った光は、シャッター速度に応じた時間だけフィルム２９に導かれる。ミラー２６は、シャッター速度に応じた時間の経過後、すぐにもとの破線の位置に戻る。

図１１は、ミラー２６によって発生するの振動波形の一例を示す。ａ部に現れている高レベルな振幅は、ミラー２６が上側に格納されたときのもので、ｂ部に現れている高レベルな振幅は、ミラー２６がもとの位置に戻ったときのものである。このミラー２６によるメカニカルシャッターの振動およびその振動により発生する音声は、ユーザにシャッター動作を知らせるとともに、心地良い操作感を与える。

図１２は、「全押し」の際に出力する振動波形データによる波形の一例である。このように、上述したミラー２６によるメカニカルシャッターの振動に近似した波形の振動波形データを用いることで、ユーザにシャッター動作を知らせるとともに、一眼レフカメラを使用しているかのような心地良い操作感を与えることができる。

なお、振動波形データによる振動の振幅、周波数、出力タイミングの少なくとも１つをユーザがソフトウェア的に設定できるようにすることで、よりユーザに適した触感を与えられる操作性の良いディジタルスチルカメラとすることができる。また、例えば、ＲＯＭ１６などの記憶媒体に予めメカニカルシャッターの音声に近似したディジタル音声データ、またはディジタル化したメカニカルシャッターの音声データを記憶しておき、振動の代わりまたは振動と共に、これら音声データによるシャッター音を音声出力装置から出力することで、よりメカニカルシャッターに近い良好な操作性を有するディジタルカメラとすることができる。

（２）「なぞり入力」の際の振動
「なぞり入力」のときには、例えば、ユーザが恰もスイッチ上をなぞっているかの如く感じる振動が生じるようにする。図１３は、「なぞり入力」の際に出力する振動波形データによる波形の例を示す。図１３Ａに示す例では、「なぞり入力」の実行時に一定の振幅および周波数で振動を発生させている。図１３Ｂに示す例では、「なぞり入力」の実行時の一定間隔毎に、一定の振幅および周波数で振動を発生させている。図１３Ｃに示す例では、「なぞり入力」の実行時に一定の振幅で振動を発生させ、さらに徐々に周波数を高くしている。例えば、なぞりの速度に応じてこのように周波数を変化させることで、なぞりの速度をユーザに実感させることができ、操作性を向上できる。

（３）「半押し」の際の振動
「半押し」による入力のときには、例えば、撮影準備が完了したことを知らせる振動が生じるようにする。図１４〜図１６は、振動発生のタイミングを説明するための図である。また、図１７は、「半押し」の際に出力する振動波形データによる波形の例である。図１４に示す例の場合、シャッターボタンでの「半押し」による入力を、メイン制御部５が判別したときに、ピント合わせ、露光合わせなどの撮影準備動作が開始される。そして、これら撮影準備動作が完了した直後に、アクチュエータ１５を駆動して振動を発生させている。このときの振動波形データは、例えば、図１７ＡおよびＢに示すような波形を出力するものを適用することができる。これにより、ユーザは、撮影準備が完了したことを振動によって知ることができる。図１７Ａに示す例では、２つの連続した振幅により振動を発生させている。図１７Ｂに示す例では、一定の振幅および周波数で振動を発生させている。

図１５に示す例の場合、シャッターボタンでの「半押し」による入力を、メイン制御部５が判別したときに、ピント合わせ、露光合わせなどの撮影準備動作が開始される。そして、これら撮影準備動作の開始から撮影準備動作の完了まで間、アクチュエータ１５を駆動して振動を発生させている。例えば、図１７ＡおよびＢに示すような波形を出力するものを適用することができる。これにより、ユーザは、撮影準備が完了したことを振動の停止によって知ることができる。

図１６に示す例の場合、シャッターボタンでの「半押し」による入力を、メイン制御部５が判別したときに、ピント合わせ、露光合わせなどの撮影準備動作が開始される。これら撮影準備動作の開始から撮影準備動作が完了する間と完了した直後とで異なる振動を連続的にアクチュエータ１５を駆動して発生させている。例えば、図１７Ｃに示すような波形の振動波形データを適用することができる。図１７Ｃに示す例では、撮影準備動作時には、一定の弱い振幅および周波数で振動を発生させ、撮影準備動作の完了直後に、２つの連続した強い振幅により振動を発生させている。これによりユーザは、撮影準備が完了したことを振動の変化によって知ることができる。

図１８は、一実施形態によるディジタルスチルカメラでの撮影時のメイン制御部５による振動発生の流れを示す一例のフローチャートである。まず、撮影待機状態において、カメラ制御の設定モードがマニュアルなのかオートなのかを判定する（ステップＳ１）。

ステップＳ１で、マニュアルモードであると判定された場合には、ステップＳ２に処理を移行し、ユーザの手動操作に従って、絞りおよびシャッタースピードの設定などを調整する。そして、ユーザがシャッターボタンの操作を行い、「半押し」による入力を判別した場合（ステップＳ３）、撮影準備動作を行い、「半押し」に対応する振動を発生させる（ステップＳ４）。さらに、ユーザがシャッターボタンの操作を行い、「全押し」による入力を判別した場合（ステップＳ５）、画像データを取り込み、「全押し」に対応する振動を発生させ（ステップＳ１０）、処理を終了する。

ステップＳ１で、オートモードであると判定された場合には、ステップＳ６に処理を移行し、ユーザがシャッターボタンの操作を行い、「半押し」による入力を判別した場合、撮影準備動作を行う。そして、絞りおよびシャッタースピードなどを自動的に設定し（ステップＳ７）、「半押し」に対応する振動を発生させる（ステップＳ８）。さらに、ユーザがシャッターボタンの操作を行い、「全押し」による入力を判別した場合（ステップＳ９）、画像データを取り込み、「全押し」に対応する振動を発生させ（ステップＳ１０）、処理を終了する。

ここで、上述したセンサー１３およびアクチュエータ１５について具体的な構成について説明する。センサー１３は、例えば薄いシート形状をなし、筐体１７の外面側に、両面テープ、接着用シート、接着剤などの接着用部材で取り付けられている。また、センサー１３は、例えば可撓性を有しており、筐体１７の外面が曲面形状であってもその曲面に沿って隙間無く取り付けることができる。

センサー１３を薄いシート形状とすることで、シャッターボタンの厚みを薄くすることができ、ディジタルスチルカメラの薄型化を図ることができる。また、曲面形状に変形可能な構造とすることで、ディジタルスチルカメラのデザインの自由度を向上することができる。

センサー１３としては、例えば、加圧抵抗変化方式のセンサーを適用することができる。具体的には、厚さ約０．１ｍｍで可撓性を有するニッタ株式会社製のFlexiForce（登録商標）を適用することができる。図１９は、加圧抵抗変化方式センサーにおける検出部の断面構造の一例である。この検出部は、紫外線硬化型のカーボンインク層３１の両面に導電配線となる銀層３２を形成し、さらにその上に銀層３２を保護するＰＥＴ（polyethylene terephthalate）層３３を形成した構成を有している。

カーボンインク層３１の中には導電性の微粒子３４が混じっており、指による押圧などにより、ＰＥＴ層３１に外部から圧力が加えられると、上下の銀層３２間の距離が近づき、銀層３２間の抵抗値が小さくなる。例えば、無負荷の状態で１０ＭΩと極めて大きい抵抗値であったものが、４５０ｇの力を加えることで、２０ｋΩ位まで抵抗値を減少させることができる。加圧抵抗変化方式センサーは、この導電配線の抵抗値の変化を利用するものである。依って、加圧抵抗変化方式センサーは、押圧力に応じて電気的状態が変化する。銀層３２間に電圧を印加しておくことで、電圧値の変化によって検出部への押圧力を検出することができる。

加圧抵抗変化方式センサーは、アナログ的な入力が可能であるという特徴を有している。依って、複数個の検出部を用いることで、上述したユーザの指による「なぞり入力」に対しても、加圧抵抗変化方式センサーは、検出位置および検出部におけるそれぞれの押圧力の変化などから、移動速度、加速度などの指の動きを容易に感知できる。これにより、指による任意の速度の操作によるアナログ的な入力を容易に行うことができる。

加圧抵抗変化方式センサーは、検出部への押圧力に応じて検出部の導電配線の抵抗値が変化することから、予めセンサー入力を受け付ける押圧力の所定値として抵抗値の閾値を段階的に設定しておくことで、押圧力に応じた多段階的な入力をソフトウェアなどにより容易に実現することができる。

アクチュエータ１５は、例えば、電圧の印加により変形する薄いシート形状の圧電アクチュエータである。図２に示す例では、アクチュエータ１５を筐体１７の内部に取り付けているが、アクチュエータ１５は、センサー１３と共に筐体１７の外面に取り付けても良い。

アクチュエータ１５を薄いシート形状とすることで、シャッターボタンの厚みを薄くすることができ、ディジタルスチルカメラの薄型化を図ることができる。アクチュエータ１５を筐体１７の外面に取り付ける場合には、例えば、筐体１７の外面に凹部を設け、その凹部にアクチュエータ１５を埋設させることで、筐体１７の外面をフラットにし、見た目のスイッチ数を削減することができ、ディジタルスチルカメラのデザイン性を向上することができる。

アクチュエータ１５としては、例えば、モノモルフ型圧電アクチュエータを用いることができる。図２０に示すように、モノモルフ型圧電アクチュエータ３５は、１枚の圧電素子３６だけで屈曲変位を起こさせる構造のアクチュエータである。例えば、モノモルフ型圧電アクチュエータ３５は、電圧の印加により圧電素子３６が縮むように構成されている。

図２１は、モノモルフ型圧電アクチュエータ３５の取り付けの一例である。この例では、圧電素子３６の片面側を、例えば、両面テープ、接着用シート、接着剤などの固定用部材で、筐体１７の外面または内面に沿って固着させている。例えば、図２１Ａが駆動電圧印加前の状態を示し、図２１Ｂが駆動電圧印加後の状態を示す。圧電アクチュエータに駆動電圧を印加することで、圧電アクチュエータが縮み、筐体１７が引っ張られ、筐体１７と圧電アクチュエータとが屈曲する。これにより、筐体１７を白抜き矢印方向に振動させることができる。この場合、筐体１７は、圧電アクチュエータの圧電素子の伸縮によって直接振動するため、弾性力の強い良好な触覚の振動を得ることができる。

圧電素子３６に使用する圧電材料としては、特に、変位量／電圧の大きいチタン酸ジルコン酸鉛（通称：ＰＺＴ）を用いることが望ましい。材料組成については、微量添加物などによりその特性を変えることが可能であるが、変位量／電圧の性能を示す定数として一般に知られている定数ｄ３１のＰＺＴでは、１００〜４００（×１０^-12ｍ／Ｖ）程度を得ることができる。

圧電素子３６に使用する圧電材料は、変位量／電圧の特性が十分に得られ、筐体１７を振動させられるのであれば、ＰＺＴに限らず、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などを使用しても良い。

圧電素子３６には電極が形成されている。電極は、メッキ方法やスパッタ法、蒸着法、あるいは印刷、焼付けなどによって圧電素子３６上に形成されている。電極材料としては、例えば、ニッケル、銀、金、銅などの金属が使用される。

アクチュエータ１５としては、積層モノモルフ型圧電アクチュエータを用いることが、より好ましい。図２２は、積層モノモルフ型圧電アクチュエータの断面の一例である。積層モノモルフ型圧電アクチュエータは、変位量／電圧を改善する目的として、モノモルフ型圧電アクチュエータ３５における圧電素子３６を積層化させた構造を有する。圧電素子３６を薄く形成し、正負の電圧が交互に印加されるように積層した構造とすることで、変位量を大きく、且つ変位に要する電圧を下げることができる。例えば、厚さが２５μｍの圧電素子３６を積層により形成することで、１０Ｖ程度まで駆動電圧を下げることができる。

以上説明したように、この発明の一実施形態によるカメラ装置によれば、以下のような効果を奏する。センサー１３によってユーザの指による押圧力を検出し、検出結果に基づいて「全押し」、「なぞり入力」および「半押し」の複数種類の入力を実現することができる。その際、入力の種類に応じてアクチュエータ１５によって振動をユーザの指に与えることができるため、ユーザは、シャッターボタンの位置をディジタルスチルカメラの筐体１７の表面を撫でるだけで把握することができる。これにより、ユーザの目が被写体を注視し、さらに雑踏などで自機の操作音や周囲の音が聞こえないような状態であっても、指先あるいは手などの触覚を介して操作することが可能になる。

また、各種の入力が正しく受け入れられたか否かを振動によって認識することができる。これにより、ピアノの発表会など音を立ててはいけない状況下で撮影する場合に、ディジタルスチルカメラの音声出力を全てオフとしていても、操作時のフィードバックおよびシャッタータイミングのフィードバックをユーザに与えることができ、操作性が向上する。

また、一実施形態によるシャッターボタンを用いることで、ディジタルスチルカメラをフラット感のあるデザインにすることができる。また、センサー１３が可撓性を有することで、曲面筐体での指によるシャッターボタン操作も可能となる。アクチュエータ１５は、センサー１３と一体に配置する必要がないため、シャッターボタンのレイアウトが容易となる。依って、デザインの自由度が増し、例えば、ティファニービーンズのようなアクセサリー感覚のユニークな商品を実現することができる。

また、シャッターボタンを押圧した際の触感は、メカニカルに決定されるのではなく、振動波形データに基づき決定されるため、振動波形データの変更によって、アクチュエータ１５による振動を変えることができ、任意の触感をユーザに与えることができる。そのため、触感のカスタマイズをソフトウェア的に行うことが可能となり、安価でユーザフレンドリーな機器を実現することができる。従来のメカスイッチを押したときの触感は、均一的な感覚のため、シャッタータイミングのフィードバックが不十分でわかりにくかったが、一実施形態によるシャッターボタンでは、様々な振動を発生させることができる。依って、ディジタル化による進化感を得ることができる。

また、シャッターボタンを押したときに、一眼レフなどで使用される高価なシャッターボタンのシャッター振動を筐体振動で擬似的に出力することにより、ユーザにシャッタータイミングを提供すると共に、小型、軽量且つ安価なディジタルスチルカメラでありながら、一眼レフカメラのような心地よい操作感を提供することができる。また、アクチュエータ１５による振動の強弱を切り換えられるようにすることで、スキーやダイビングなどで手袋を着けた状態での使用であっても、強振動に切り換えることで強い触覚フィードバックを出力することができ、確実な操作感をユーザに与えることができる。

また、センサー１３の各検出部１９ａ,１９ｂ,１９ｃを、ユーザの手の大きさの個人差を網羅するエリアに配置することができる。これにより、センサー１３による入力位置の変更が例えばソフト的に可能となる。例えば、複数個の検出部１９がマトリクス状に配置されたセンサー１３を筐体１７に配置することで、手の小さい人、大きい人、指の短い人、長い人など、様々なユーザの指に合った位置での入力を可能とすることができる。

この発明は、上述したこの発明の一実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した一実施形態でのセンサー１３は、加圧抵抗変化方式センサーに限ったものではなく、ユーザの指による押圧力を判定できるならば、静電容量方式センサー、抵抗膜式センサー、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）式センサーなどのシート状に構成可能な他のセンサーであっても良い。また、筐体１７へのセンサー１３の配置は、スイッチ部からの指による入力を正常に検出できるならば、上述した一実施形態で説明したものに限定されるものではない。

また、上述した一実施形態でのアクチュエータ１５は、モノモルフ型圧電アクチュエータ３５に限ったものではなく、筐体１７に任意の振動を与えることができるならば、バイモルフ型圧電アクチュエータ、ユニモルフ型圧電アクチュエータなど、他の構造の圧電アクチュエータであっても良い。さらに、アクチュエータ１５は、ボイスコイル式振動モータ、携帯電話機のバイブレータ等に使用される小型モータなどであっても良い。また、筐体１７へのアクチュエータ１５の配置は、スイッチ部に触れている指へ振動を伝えることができるならば、上述した一実施形態で説明したものに限定されるものではない。例えば、アクチュエータ１５を筐体１７内のデッドスペースに配置すれば、ディジタルスチルカメラを小型化することができる。

また、一実施形態では、直線的に３個の検出部１９を有するセンサー１３を用いて説明したが、これらセンサー１３が有する各検出部１９の配置位置および個数は、例えば、面状に３個以上配置するなどでも良く、特に限定されるものではない。さらに、入力の種類を「なぞり入力」、「半押し」、「全押し」の３段階としたが、「全押し」を少なくとも含む２段階としても良いし、さらに他の段階を組み合わせ、多段階的な入力としても良い。また、入力の種類の判別は、キーコードを使用することに限定されるものではなく、メイン制御部５が直接、各ドライバ２１から供給される検出信号から判別しても良い。

また、一実施形態によるカメラ装置は、ディジタルスチルカメラに限らず、ディジタルビデオカメラやカメラ付き携帯電話機など他のカメラ機能を有するカメラ装置に適用することができる。音声の入出力が可能なビデオカメラなどのカメラ装置に適用した場合、マイクからの音声情報、カメラからの映像情報、シャッターボタンからの触覚情報などと、データベースなどに登録されている情報とを基に、操作者のＴＰＯ（Time Place and Occasion）に合わせた感情を判別することができ、それに応じてスピーカから音声情報、ディスプレイから映像情報、一実施形態による入力装置から触覚情報を出力することにより、より木目の細かいマンマシンインターフェースが可能となる。また、上述したユーザの指による入力は、指以外の例えば掌などの他の触覚を得られる部分であっても良い。

一実施形態によるディジタルスチルカメラの構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態によるシャッターボタンの入力部の構造の一例を示す略線図である。 シャッターボタン構成部の詳細を示すブロック図である。 「全押し」による入力と検出部との関係を説明するための図である。 「なぞり入力」と検出部との関係を説明するための図である。 「半押し」による入力と検出部との関係を説明するための図である。 キーコード対応テーブルの一例を示す図である。 入力キーコードの決定テーブルの一例を示す図である。 一眼レフカメラのシャッター振動を説明するための図である。 一眼レフカメラのシャッター振動を説明するための図である。 一眼レフカメラのシャッター振動の波形の一例を示す図である。 「全押し」の際の振動波形データによる波形の一例である。 「なぞり入力」の際の振動波形データによる波形の例を示す図である。 「半押し」の際の振動発生のタイミングを説明するための図である。 「半押し」の際の振動発生のタイミングを説明するための図である。 「半押し」の際の振動発生のタイミングを説明するための図である。 「半押し」の際の振動波形データによる波形の例を示す図である。 一実施形態によるディジタルスチルカメラでの撮影時の振動発生の流れを示す一例のフローチャートである。 加圧抵抗変化方式センサーの検出部の一例を示す断面図である。 圧電モノモルフアクチュエータの構成の一例を示す概略斜視図である。 圧電モノモルフアクチュエータによる振動の発生を説明するための図である。 積層圧電モノモルフアクチュエータの構成の一例を示す概略断面図である。 ドーム付メンブレンスイッチの構造の一例を示す略線図である。

符号の説明

１・・・光学撮像系
２・・・ＣＣＤ
３・・・Ａ／Ｄ変換部
４・・・信号処理部
５・・・メイン制御部
６・・・記録媒体
７・・・操作部
８・・・ズームレンズ制御部
９・・・フォーカスレンズ制御部
１０・・・絞り制御部
１１・・・シャッター制御部
１２・・・検出回路
１３・・・センサー
１４・・・駆動回路
１５・・・アクチュエータ
１６・・・ＲＯＭ
１７・・・筐体
１９ａ,１９ｂ,１９ｃ・・・検出部
２１ａ,２１ｂ,２１ｃ・・・ドライバ

Claims (14)

1. 光の入射により結像される被写体像を撮像信号として出力する撮像素子と、
   上記撮像素子から出力される撮像信号の取り込み動作を行うシャッターと、
   押圧力に応じて電気的状態が変化する検出部が複数個配置されたシート状のセンサーと、
   上記複数個の検出部のそれぞれについて電気的状態を検出し、検出結果に基づき上記複数個の検出部のいずれかに対する押圧力が第１の所定値を超えたときに、上記シャッターを上記撮像信号を取り込むように制御する制御手段と
   を有することを特徴とするカメラ装置。
2. 請求項１において、
   上記第１の所定値をユーザが設定できることを特徴とするカメラ装置。
3. 請求項１において、
   上記制御手段は、上記複数個の検出部のうちの隣接する検出部に対する押圧力が上記第１の所定値よりも小さく、且つ該押圧力が該第１の所定値よりも小さい第２の所定値を時間的に連続的に超えたことを検出したときに、なぞり入力があったと判断することを特徴とするカメラ装置。
4. 請求項３において、
   上記なぞり入力に基づき、ズーム操作を制御することを特徴とするカメラ装置。
5. 請求項３において、
   上記第２の所定値をユーザが設定できることを特徴とするカメラ装置。
6. 請求項３において、
   上記複数個の検出部のいずれかに対する押圧力が上記第１の押圧力よりも小さく、且つ該押圧力が上記第１の所定値よりも小さく上記第２の所定値よりも大きい第３の所定値を超えたときに、撮影準備動作を行うことを特徴とするカメラ装置。
7. 請求項６において、
   上記第３の所定値をユーザが設定できることを特徴とするカメラ装置。
8. 請求項１において、
   さらに、上記検出結果に基づき、押圧部分を振動させる振動手段を有することを特徴とするカメラ装置。
9. 請求項８において、
   上記振動は、圧電アクチュエータにより発生させることを特徴とするカメラ装置。
10. 請求項８において、
    上記振動の振幅、周波数、出力タイミングの少なくとも１つをユーザが変更できることを特徴とするカメラ装置。
11. 請求項８において、
    上記複数個の検出部のいずれかに対する押圧力が上記第１の所定値を超えたときに、メカニカルシャッターの振動波形に近似した振動を上記押圧部分に発生させることを特徴とするカメラ装置。
12. 請求項８において、
    さらに、上記検出結果に基づき、音声を出力する音声出力手段を有することを特徴とするカメラ装置。
13. 請求項１２において、
    上記複数個の検出部のいずれかに対する押圧力が上記第１の所定値を超えたときに、メカニカルシャッターの音に近似した音声を出力することを特徴とするカメラ装置。
14. 光の入射により結像される被写体像を撮像信号として出力する撮像素子から出力される撮像信号の取り込みを行うシャッターを、シート状のセンサーに配置された押圧力に応じて電気的状態が変化する複数個の検出部のそれぞれについて電気的状態を検出し、検出結果に基づき上記複数個の検出部のいずれかに対する押圧力が第１の所定値を超えたときに、上記撮像信号を取り込むように制御することを特徴とするカメラ装置の制御方法。

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