JP4647552B2 - 携帯機器 - Google Patents

Description

本発明は、被写体光を結像させる結像光学系を備えた携帯機器に関する。

従来より、上述した携帯機器として、撮像素子上に被写体を結像させて画像データを生成するデジタルカメラや、デジタルカメラの機能が組み込まれた携帯電話が広く普及している。このような携帯機器において、撮像素子に入射する光量を調整するにあたり、機械的な構造を有する絞り機構を用いた技術が知られている。しかし、光量調整にあたり、機械的な構造を有する絞り機構を用いたのでは、携帯機器の小型化が困難であるという問題がある。

そこで、撮像素子への入射光量に応じた値の電圧を液晶フィルタに印加して、その液晶フィルタの透過率を制御することにより、撮像素子への入射光量を一定に制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、透過率可変部材であるエレクトロクロミック素子（以下、ＥＣＤと記述する場合がある）を光量調整に用いた技術が知られている。このＥＣＤを用いた技術において、ＥＣＤに目標の透過率を維持する電圧よりも高い電圧を印加することによりＥＣＤの応答速度を高めるとともに、目標の透過率に達した時点でＥＣＤへの通電を停止（オフ）することにより省電力化を図る技術が提案されている（特許文献２参照）。
特開平５−３４７６３号公報 特開２００３−３２２８７８号公報

上述した特許文献１に提案された技術では、光量調整にあたり、液晶フィルタが用いられる。しかし、一般に、液晶フィルタの応答は遅く、従って光量調整に要する時間が長いという問題がある。

一方、上述した特許文献２に提案された技術では、ＥＣＤの応答速度の改善が図られているものの、撮像素子を動作状態にした後に、そのＥＣＤに電圧を印加して光の透過率を変化させて光量調整が行なわれる。従って、適切な光量を得るまでに長い時間が必要であるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、光量調整の時間の短縮化が図られた携帯機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の携帯機器は、
被写体光を結像させる結像光学系と、
上記結像光学系により結像した被写体光を受けて画像データを生成する撮像素子と、
上記結像光学系による被写体光の光路上に配置された、印加電圧に応じて光の透過率を変化させるエレクトロクロミック素子と、
外界輝度を測光するセンサと、
上記撮像素子を動作させる撮影モードオン状態と上記撮像素子を停止させておく撮影モードオフ状態とを切り替えるモード切替操作子と、
上記モード切替操作子により上記撮影モードオフ状態に切り替えられているときに、上記エレクトロクロミック素子に、上記センサの測光結果に応じた電圧を印加する素子制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の携帯機器は、撮像素子を停止させる撮影モードオフ状態に切り替えられているときには、エレクトロクロミック素子に、外界輝度を測定するセンサの測光結果に応じた電圧を印加するものである。このため、撮像素子を停止させる撮影モードオフ状態に切り替えられているときには、エレクトロクロミック素子は、その印加電圧に応じた光の透過率に既に変化している。従って、従来の、撮像素子を動作状態にした後にエレクトロクロミック素子に電圧を印加して光の透過率を変化させて光量調整を行なう技術と比較し、撮像素子を動作させる撮影モードオン状態に切り替えられた時点で即座に適切な光量を得ることができ、光量調整の時間の短縮化が図られる。

ここで、上記素子制御部は、上記モード切替操作子により上記撮影モードオン状態に切り替えられているときには、上記エレクトロクロミック素子に、上記撮像素子での受光光量に基づく印加電圧を与えるものであることが好ましい。

このようにすると、撮影モードオン状態において、エレクトロクロミック素子を、撮像素子での受光光量に基づく透過率に変化させることができる。従って、光量調整の時間の短縮化に加えて、精度の高い光量調整を行なうことができる。

また、上記素子制御部は、上記エレクトロクロミック素子の透過率を上げるときには、そのエレクトロクロミック素子に、一旦逆向きに通電した後、変更後の透過率に応じた電圧を印加するものであることも好ましい態様である。

撮影にあたり、携帯機器を暗い場所に向けたり被写体が暗くなったりした場合のように、現光量よりも多くの光量が必要とされる場合、エレクトロクロミック素子の透過率を上げる必要がある。このためには、エレクトロクロミック素子に印加されている電圧を低く設定する必要がある。ここで、エレクトロクロミック素子に印加されている電圧を低く設定するにあたり、一旦逆向きに通電した後（設定する電圧の極性（＋）とは逆の極性（−）の電圧を通電した後）、変更後の透過率に応じた電圧を印加すると、エレクトロクロミック素子の応答速度を高めることができ、従ってエレクトロクロミック素子の透過率を即座に上げることができ、最終的に適切な光量を短時間で得ることができる。

本発明によれば、光量調整の時間の短縮化が図られた携帯機器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１および図２は、本発明の携帯機器の一実施形態である携帯電話の、それぞれ表面および裏面を示す外観斜視図である。

図１および図２に示す携帯電話１００は、上部１１０と下部１２０とからなる折り畳み式の、撮影装置が内蔵された携帯電話である。

上部１１０には、図１に示すように、画像データに基づく画像が表示される表示部（ＬＣＤ）１１１と、スピーカからの音声を放つための送話口１１２と、携帯電話機能のためのアンテナ１１３と、外界輝度を測光するホトセンサ４とが備えられている。また、上部１１０には、図２に示すように、本発明にいう被写体光を結像させる結像光学系の一例である撮影レンズ部１が備えられている。

一方、下部１２０には、図１に示すように、携帯電話機型の各種の操作ボタンからなる電源／切替ボタン１２１＿１およびメニュー選択／決定ボタン１２１＿２を含む操作部１２１と、話者の声をマイクロホンに伝えるための受話口１２２が設けられている。ここで、メニュー選択／決定ボタン１２１＿２が、後述する撮像素子であるＣＣＤ２（図３参照）を動作させる撮影モードオン状態とＣＣＤ２を停止させておく撮影モードオフ状態とを切り替えるモード切替操作子の役割を担うものである。

図３は、図１，図２に示す携帯電話の内部の概略構成を示すブロック図である。

この携帯電話１００には、被写体光を結像させる撮影レンズ部１と、その撮影レンズ部１により結像した被写体光を受けて画像データを生成するＣＣＤ２が備えられている。

また、この携帯電話１００には、撮影レンズ部１による被写体光の光路上に配置された、印加電圧に応じて光の透過率を変化させるＥＣＤ（エレクトロクロミック素子）３が備えられている。

さらに、この携帯電話１００には、ＣＣＤ２で生成された画像データを入力して、利得調整、Ａ／Ｄ変換、ホワイトバランス補正、ガンマ補正等の画像処理を行なうとともに、この携帯電話１００全体の制御を行なう制御部１３０が備えられている。この制御部１３０には、バッテリ１４０からの電力が供給される。

また、この携帯電話１００には、制御部１３０からの信号を受けて撮影レンズ部１を駆動するレンズ駆動部５、図１にも示す外界輝度を測光するホトセンサ４、および前述した表示部１１１が備えられている。この表示部１１１上には、制御部１３０で画像処理された画像データに基づく画像が表示される。

さらに、この携帯電話１００には、メモリ部１５０が備えられており、制御部１３０における、さらに圧縮処理の行なわれた画像データが送られてそのメモリ部１５０に配備された画像メモリ（図示せず）に画像データが記録される。

また、この携帯電話１００には、図１にも示す、多数の操作ボタンが配列されそれらの操作ボタンの操作の検出が行なわれる操作部１２１が備えられており、この操作部１２１における操作ボタンの操作状態に基づいて、メモリ部１５０、表示部１１１、および後述する通信部１６０の動作が制御部１３０で制御される。

さらに、この携帯電話１００には、素子制御部６が備えられている。この素子制御部６は、操作部１２１のうちのメニュー選択／決定ボタン１２１＿２（図２参照）の操作によりＣＣＤ２を停止させておく撮影モードオフ状態に切り替えられているときに、ＥＣＤ３に、ホトセンサ４の測光結果に応じた電圧を印加する。また、この素子制御部６は、メニュー選択／決定ボタン１２１＿２により撮影モードオン状態に切り替えられているときには、ＥＣＤ３に、ＣＣＤ２での受光光量に基づく印加電圧を与えるものである。さらに、この素子制御部６は、詳細は後述するが、ＥＣＤ３の透過率を上げるときには、そのＥＣＤ３に、一旦逆向きに通電した後、変更後の透過率に応じた電圧を印加するものでもある。

また、この図３に示すマイクロホン１７０は、図１に示す受話口１２２の内側の位置に配備されていて話者の声をピックアップするものであり、スピーカ１８０は、図１に示す送話口１１２の内側に配備されていて、電話の相手から送られてきた音声を発するものである。

通信部１６０は、それらマイクロホン１７０とスピーカ１８０、さらに図１、図２にも示すアンテナ１１３に接続され、制御部１３０の制御を受けて、電話のための通信を担当している。この通信部１６０はいわゆる電子メールの送受信も担当するが、本発明の特徴とは直接な関係がないため電話や電子メールの機能についてはこれ以上の詳細説明は省略する。

このように構成された携帯電話１００で撮影を行なうには、先ず図１に示すように上部１１０を開き、操作部１２１に備えられた操作ボタンのうちの電源／切替ボタン１２１＿１を一秒以上押し続ける。すると、この携帯電話１００に電源が投入される。電源が投入された直後は電話機能のみがオンとなり、その電源／切替ボタン１２１＿１を今度は短時間だけ押すとカメラ機能主体のモードとなる。このモードでは電話機能は受信の待受状態となり、発信することはできない。その電源／切替ボタン１２１＿１をもう一度短時間押すとカメラ機能はオフとなり電話機能のみがオンとなる。さらに、いずれのモードにあるときであっても、その電源／切替ボタン１２１＿１を再度１秒以上押し続けると電源オフとなる。

カメラ機能主体のモードにあるときに、メニュー選択／決定ボタン１２１＿２が操作されることにより撮影が行なわれる。最初の時点では、ＣＣＤ２を停止させておく撮影モードオフ状態にある。ここで、メニュー選択／決定ボタン１２１＿２を一度短時間押すとＣＣＤ２を動作させる撮影モードオン状態になり、メニュー選択／決定ボタン１２１＿２を再度短時間押すとＣＣＤ２を停止させておく撮影モードオフ状態になる。また、撮影モードオン状態にあるときに、メニュー選択／決定ボタン１２１＿２を１秒以上押し続けると撮影が行なわれる。

本実施形態の携帯電話１００では、ＣＣＤ２を停止させる撮影モードオフ状態に切り替えられているときには、ＥＣＤ３に、外界輝度を測定するホトセンサ４の測光結果に応じた電圧が素子制御部６から印加されている。このため、ＥＣＤ３は、ＣＣＤ２を停止させる撮影モードオフ状態に切り替えられているときには、その印加電圧に応じた光の透過率に既に変化している。従って、従来の、ＣＣＤを動作状態にした後にＥＣＤに電圧を印加して光の透過率を変化させて光量調整を行なう技術と比較し、ＣＣＤ２を動作させる撮影モードオン状態に切り替えられた時点で即座に適切な光量を得ることができ、光量調整の時間の短縮化が図られる。

また、本実施形態の携帯電話１００では、上述したように、素子制御部１３０が、メニュー選択／決定ボタン１２１＿２により撮影モードオン状態に切り替えられているときには、ＥＣＤ３に、ＣＣＤ２での受光光量に基づく印加電圧を与えるものである。このため、撮影モードオン状態において、ＥＣＤ３を、ＣＣＤ２での受光光量に基づく透過率に変化させることができる。従って、光量調整の時間の短縮化に加えて、精度の高い光量調整を行なうことができる。

ここで、携帯電話１００を使用して撮影を行なうにあたり、携帯電話１００を暗い場所に向けたり被写体が暗くなったりした場合のように、現光量よりも多くの光量が必要とされる場合、ＥＣＤ３の透過率を上げる（濃度を下げる）必要がある。このためには、ＥＣＤ３に印加されている電圧を低く設定する必要がある。ここで、ＥＣＤ３に印加されている電圧を低く設定するにあたり、一旦逆向きに通電した後（設定する電圧の極性（＋）とは逆の極性（−）の電圧を通電した後）、変更後の透過率に応じた電圧を印加すると、ＥＣＤ３の応答速度を高めることができ、従ってＥＣＤ３の透過率を即座に上げることができ、最終的に適切な光量を短時間で得ることができる。以下、図４を参照して説明する。

図４は、比較例と本実施形態との双方の、ＥＣＤの透過率を上げるときの様子を説明するための図である。

図４（ａ）には、比較例の、ＥＣＤの透過率を上げるときの様子を説明するための図が示されている。一方、図４（ｂ）には、本実施形態の、ＥＣＤの透過率を上げるときの様子を説明するための図が示されている。

比較例においては、図４（ａ）に示すように、最初の時点では、ＥＣＤには０Ｖの電圧が印加されている。このため、ＥＣＤの濃度は低く、従って透過率は高い状態（透明状態）にある。次いで、ＥＣＤに２Ｖの電圧が印加される。すると、ＥＣＤの濃度が高くなり、従って透過率は低くなる。このような状態において、被写体が暗くなり現光量よりも多くの光量が必要とされる場合は、ＥＣＤに１Ｖの電圧が印加される。これにより、ＥＣＤの濃度が低くなり、従ってＥＣＤの透過率が上がる。ここで、図４（ａ）に示すように、ＥＣＤに１Ｖの電圧を印加した場合、ＥＣＤの応答速度に起因して、ＥＣＤの濃度は比較的緩やかに低下する。従って、ＥＣＤの透過率も比較的緩やかに上がることとなる。

一方、本実施形態においては、図４（ｂ）に示すように、最初の時点ではＥＣＤ３に０Ｖの電圧が印加されているため、ＥＣＤ３の濃度は低く、従って透過率は高い状態にある。次いで、ＥＣＤ３に２Ｖの電圧が印加されて、ＥＣＤ３の濃度が高くなり、従って透過率は低くなっている。このような状態において、被写体が暗くなり現光量よりも多くの光量が必要とされる場合は、一旦逆向きに−２Ｖの電圧が通電され、次いで１Ｖの電圧が印加される。このようにすることにより、ＥＣＤ３の応答速度を高めることができ、これにより、ＥＣＤ３の濃度が速やかに低くなり、従ってＥＣＤ３の透過率が速やかに上がることとなる。このようにすることにより、適切な光量を短時間で得ることができる。

図５は、本実施形態の携帯電話の、ホトセンサの測光結果に応じた電圧をＥＣＤに印加する処理ルーチンのフローチャートである。

この携帯電話１００に電源が投入されてカメラ機能主体のモードになると、この処理ルーチンが起動し、ＣＣＤ２を停止させておく撮影モードオフ状態になる。

先ず、ステップＳ１において、ホトセンサ４で外光輝度を測光してホトセンサ値を制御部１３０で読み込む。

次いで、ステップＳ２において、ホトセンサ値を判定する。具体的には、ホトセンサ値に基づいて被写体が暗いか、被写体が中程度の明るさか、被写体が明るいかが判定される。

被写体が暗いと判定された場合はステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ＥＣＤ３への通電電圧を低く設定してステップＳ６に進む。

また、被写体が中程度の明るさであると判定された場合はステップＳ４に進む。ステップＳ４では、ＥＣＤ３への通電電圧を中程度に設定してステップＳ６に進む。

さらに、被写体が明るいと判定された場合はステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ＥＣＤ３への通電電圧を高く設定してステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、カメラモード立上げか否かが判定される。即ち、ＣＣＤ２を停止させておく撮影モードオフ状態において、メニュー選択／決定ボタン１２１＿２が押されてＣＣＤ２を動作させる撮影モードオン状態になっているか否かが判定される。カメラモードが立上げられていないと判定された場合はステップＳ２に戻る。一方、カメラモードが立上げられていると判定された場合はステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、ＣＣＤ２による画像の取り込みを行なってステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、現行よりも被写体が暗くなったか否かが判定される。現行よりも被写体が暗くなっていないと判定された場合は、後述するステップＳ１０に進む。

一方、現行よりも被写体が暗くなったと判定された場合はステップＳ９に進む。ステップＳ９では、図４（ｂ）を参照して説明したように、ＥＣＤ３へ逆通電してステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ＥＣＤ３への適切な通電を行なって、この処理ルーチンを終了する。

尚、本実施形態では、本発明の携帯機器として携帯電話の例で説明したが、本発明の携帯機器は、撮像素子上に被写体を結像させて画像データを生成するデジタルカメラ等であってもよい。

本発明の携帯機器の一実施形態である携帯電話の表面を示す外観斜視図である。 本発明の携帯機器の一実施形態である携帯電話の裏面を示す外観斜視図である。 図１，図２に示す携帯電話の内部の概略構成を示すブロック図である。 比較例と本実施形態との双方の、ＥＣＤの透過率を上げるときの様子を説明するための図である。 本実施形態の携帯電話の、ホトセンサの測光結果に応じた電圧をＥＣＤに印加する処理ルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１ 撮影レンズ部
２ ＣＣＤ
３ ＥＣＤ
４ ホトセンサ
５ レンズ駆動部
６ 素子制御部
１００ 携帯電話
１１０ 上部
１１１ 表示部
１１２ 送話口
１１３ アンテナ
１２０ 下部
１２１ 操作部
１２１＿１ 電源／切替ボタン
１２１＿２ メニュー選択／決定ボタン
１２２ 受話口
１３０ 制御部
１４０ バッテリ
１５０ メモリ部
１６０ 通信部
１７０ マイクロホン
１８０ スピーカ

Claims (3)

1. 被写体光を結像させる結像光学系と、
   前記結像光学系により結像した被写体光を受けて画像データを生成する撮像素子と、
   前記結像光学系による被写体光の光路上に配置された、印加電圧に応じて光の透過率を変化させるエレクトロクロミック素子と、
   外界輝度を測光するセンサと、
   前記撮像素子を動作させる撮影モードオン状態と前記撮像素子を停止させておく撮影モードオフ状態とを切り替えるモード切替操作子と、
   前記モード切替操作子により前記撮影モードオフ状態に切り替えられているときに、前記エレクトロクロミック素子に、前記センサの測光結果に応じた電圧を印加する素子制御部とを備えたことを特徴とする携帯機器。
2. 前記素子制御部は、前記モード切替操作子により前記撮影モードオン状態に切り替えられているときには、前記エレクトロクロミック素子に、前記撮像素子での受光光量に基づく印加電圧を与えるものであることを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
3. 前記素子制御部は、前記エレクトロクロミック素子の透過率を上げるときには、該エレクトロクロミック素子に、一旦逆向きに通電した後、変更後の透過率に応じた電圧を印加するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の携帯機器。

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