JP4703507B2 - デジタルカメラ及びデジタルカメラ付き携帯用情報端末機器 - Google Patents

Description

本発明は、小型のシャッタ装置ユニットを組み付けたデジタルカメラ、及びそのデジタルカメラを備えた携帯用情報端末機器に関する。

一般に、カメラ用のシャッタ装置は、カメラのコンポーネントとしてユニット化しておき、カメラを製作するときには、他のパーツやコンポーネントと共にカメラ本体に組み付けられている。また、シャッタ装置は、露光制御が適正に行えないと良好な撮影画像が得られないため、カメラにとっては極めて重要なコンポーネントの一つとされており、これまでは、シャッタユニットとしての製作が完了した段階においては、カメラに組み付けられた段階で、あらためて調整をしなくても済むようにして製作されてきた。

ところで、周知のように、シャッタ装置は、多くのパーツで構成されており、製作するに際しては、それらのパーツに対して個々に許容公差が定められているため、組み立てられた段階ではシャッタ装置に個体差が生じてしまい、なかには許容範囲内での適正な露光制御を行えないものがでてしまう。そのため、これまでは、組み立てられた段階で全数検査を行い、適正な露光制御を行えないものについては、個々に種々の機械的及び／又は電気的な調整作業を行って完成品としていた。そして、そのような調整作業を行うための一つの方法が、下記の特許文献１に記載されている。

ところが、最近では、ＣＣＤなどの撮像素子を備えたデジタルカメラが台頭し、極めて小型のものは、携帯電話やＰＤＡなどの携帯用情報端末機器にも内蔵されるようになっている。このようなデジタルカメラの場合には、シャッタ装置だけではなく、撮像素子の光電変換性能も、撮影の際に適正な露光量を得るための重要な要素になっている。しかしながら、撮像素子の場合にも、製作するときには許容公差が定められているため、シャッタ装置を上記のようにして製作しても、カメラに組み込み、撮像素子と接続して撮影した段階では、適正な露光制御が行えなくなってしまうものがでてきてしまうこともある。そのため、従来のデジタルカメラの場合には、カメラ本体にシャッタ装置と撮像素子とを組み付けた後にも、適正な露光制御を行えるかどうかを判別し、必要に応じて調整をするようにしていた。

そして、その判別方法としては、カメラ本体にシャッタ装置と撮像素子とを組み付けた後、基準光量の光源の下で、カメラに内蔵されている基準テーブルの露光制御プログラムを用いて撮影し、その露光量が適正な基準の範囲にあるかどうかを判別すると同時に、適正な基準の範囲に入っていない場合には、適正な基準の範囲からどれだけずれているかを判別するようにしていた。また、その調整方法としては、シャッタ装置や撮像素子を交換することなく、露光制御プラグラムで調整するのが普通であった。本発明は、このように、カメラ本体にシャッタ装置と撮像素子とを組み付けた後、適正な露光制御が行えるかどうか判別し、且つ行えないと判別された場合には、露光制御プログラムを調整するようにしたデジタルカメラ、及びそのデジタルカメラを備えた携帯用情報端末機器に関するものである。

特開２０００−４７２８３号公報

上記のように、デジタルカメラの場合には、カメラ本体にシャッタ装置と撮像素子とを組み付けた段階で、露光量が適正に制御できるかどうかをチェックした後、適正な露光制御ができない場合には、露光制御プログラムを調整する必要があるが、従来は、そのような調整を行なえるようにするために、露光量が適正な基準の範囲にあるかどうかを判別し、適正な基準の範囲に入っていない場合には、適正な基準の範囲からどれだけずれているかを判別する手段や、そのずれ量に対応して露光制御プログラムを補正することのできる複数の補正手段や、そのずれ量に対応した補正手段を自動的に選択する手段などを、全て各カメラ内に備えるようにしていた。そのため、カメラに内蔵される電子回路が、非常に高価なものになってしまうという問題点があった。また、電子部品が大きくなったり多くなったりして、それらを取り付ける基板も大きくなり、小型のデジタルカメラや、携帯電話等の携帯用情報端末機器に内蔵されるカメラにとって極めて不利であるという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、上記のような多くの電子部品や大きい電子部品を必要とすることなく、カメラ本体にシャッタ装置と撮像素子とを個別に組み付けた後、適正な露光制御が行えるかどうかを判別し且つ必要に応じて調整することができるようにした、小型化，低コスト化に有利なデジタルカメラ、及びそのデジタルカメラを備えた携帯用情報端末機器を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明のデジタルカメラは、電磁アクチュエータによって露光開口の開閉作動を行わされる少なくとも１枚のシャッタ羽根と、撮影ごとに被写体光を画像情報に光電変換する撮像素子と、前記シャッタ羽根を作動させ前記撮像素子で被写体光を変換して得た画像情報を画像記憶装置に記憶させ且つその後該画像情報を取り出すことができると共にカメラの組立調整時においてだけ判別表示装置を接続し該画像記憶装置から画像情報を取り出して該判別表示装置に撮影光量のチェックを行わせるための端子を有している画像処理回路と、露光量を制御するための基準テーブルのほか該基準テーブルによって制御される露光量を補正することの可能な複数の異なる補正テーブルを備えていて該複数の補正テーブルはカメラの組立調整時における前記判別表示装置の判別結果により必要に応じて選択的に該基準テーブルに接続されるようにした露光制御回路と、前記露光制御回路に制御されて前記電磁アクチュエータを駆動する駆動回路と、を備えているようにする。

その場合、前記複数の補正テーブルは、各々半田付けによって前記基準テーブルに個別に接続されるようにするか、切換えスイッチによって前記基準テーブルに個別に接続されるようにしてもよい。また、携帯電話等の携帯用情報端末機器は、これらのデジタルカメラを内蔵すると、その構成が極めて好適なものになる。

本発明のデジタルカメラ、及びデジタルカメラを備えた携帯用情報端末機器は、カメラ本体にシャッタ装置と撮像素子とを個別に組み付けた後、判別表示装置をカメラの露光制御回路に接続してから、露光制御回路の基準テーブルを用いて撮影を行い、その結果、適正な露光制御が行えたかどうか、また適正な露光制御が行えなかった場合には、どの補正テーブルを選択すればよいかを判別表示装置に表示させ、その表示にしたがって露光制御回路に設けられている所定の補正テーブルを基準テーブルに接続することを可能にしたものであるから、従来のように、判別するための回路や、その判別結果によって所定の補正テーブルを基準テーブルに自動的に接続するためのプログラム回路などを、個々のカメラに備える必要がなく、カメラの小型化と低コスト化が可能になる。そして、そのようなカメラを携帯用情報端末機器に内蔵する場合に、その効果は顕著になる。

本発明の実施の形態を、二つの実施例によって説明する。それらのうち、実施例１として説明するデジタルカメラはコンパクトカメラである。図１は、そのカメラの構成と組立調整方法を説明するためのブロック図であり、図２は、組立調整段階におけるシャッタ装置のモータとシャッタ羽根との作動関係を説明するためのタイミングチャートであり、図３は、組立調整方法を説明するためのフローチャートである。また、実施例２は、デジタルカメラを内蔵した折り畳み式の携帯電話であって、図４（ａ）は、携帯電話を開いた状態にして内側から見た斜視図であり、図４（ｂ）は、携帯電話を開いた状態にして外側から見た斜視図であって、カメラを内蔵している側の外装カバーを外した状態にして示したものである。

図１に示されているシャッタ装置１は、露光開口１ａを有していて、電磁アクチュエータとしてのモータ１ｂと２枚のシャッタ羽根１ｃ，１ｄとを備えている。そして、このモータ１ｂは、図１においては、概略的に示されているが、その具体的な構成は、例えば、特開２００６−１１２９３号公報に記載されている電磁アクチュエータの場合と実質的に同じであって、コイルを巻回したＵ字形のヨークを固定子としており、永久磁石を有する回転子は、シャッタ羽根に連結させる駆動ピンを一体的に設けている電流制御式のモータである。そのため、回転子は、固定子のコイルに供給される電流の向きに対応して所定の角度範囲でのみ往復回転させられる。しかしながら、本発明の電磁アクチュエータは、そのような構成をしたものに限定されず、同じ電流制御式のモータであって周知の他の構成をしたものであってもステップモータであっても構わないし、さらには電磁プランジャであっても構わない。そして、本実施例における２枚のシャッタ羽根１ｃ，１ｄは、モータ１ｂの回転子が往復回転すると、相反する方向へ同時に回転させられ、露光開口１ａを開閉するよう構成されている。

本実施例のデジタルカメラは、このようなシャッタ装置１のほか、ＣＣＤ等の撮像素子２，画像処理回路３，画像記憶装置４，露光制御回路５，上記のモータ１ｂの駆動回路６を備えている。そのうち、画像処理回路３は、撮影後、撮像素子２によって光電変換された画像情報を画像記憶装置４に記憶させたり、画像記憶装置４から画像情報を取り出して、撮影済みの画像を図示していない液晶表示装置に表示させたり、撮像素子２によって光電変換された画像情報によって撮影しようとする被写体像を上記の液晶表示装置に表示させたりすることが可能であって、判別表示装置７を一時的に接続し得る二つの端子３ａ,３ｂを有している。

また、露光制御回路５は、撮影開始信号が入ると、被写体光の明るさに対応した露光時間（注：この場合の露光時間は、電気秒時などといわれている回路によって制御される時間のことであり、有効露光時間のことではない）を制御し、その露光時間終了時に、その終了信号を駆動回路６に出力するものである。そして、本実施例の露光制御回路５は、そのような制御を行うために、基準テーブル５ａのほかに、四つの補正テーブルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有する選択回路５ｂを備えていて、それらの補正テーブルのいずれか一つを、基準テーブル５ａに接続し得るようになっている。また、駆動回路６は、露光制御回路５からの出力信号によって、モータ１ｂの固定子コイルに対して順方向の電流を供給し、シャッタ羽根１ｃ，１ｄに露光開口１ａの閉じ作動を行わせ、所定時間後には、固定子コイルに対して逆方向の電流を供給し、シャッタ羽根１ｃ，１ｄに露光開口１ａの開き作動を行わせるものである。

次に、このような構成のデジタルカメラにおける露光制御の調整方法を、図１のほかに図２及び図３を用いて説明する。本実施例のシャッタ装置１と撮像素子２は、各々の製作段階では、良品とされたものである。しかしながら、それらをカメラに組み込んだ状態では、適正な露光制御を行えない場合がある。そのため、両者を組み込んだ状態で、適正な露光制御を行えるかどうかをチェックする必要があるが、図１に示されているように、そのようなチェックを行うときには、画像処理回路３の端子３ａ，３ｂに、判別表示装置７を接続する。他方、このとき、露光制御回路５の選択回路５ｂに設けられている四つの補正テーブルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、いずれも基準テーブル５ａに接続されていない。このような状態のもとで、所定の明るさの基準光源８を用い、テスト撮影が行われる。

テスト撮影のためにレリーズボタン（スイッチ）が押されると、そのレリーズ信号によって、それまで撮像素子２に蓄積されていた電荷が放出される。それによって、図２に示されているように、撮像素子２に対して、撮影のための電荷の蓄積が開始され、同時に露光制御回路５の基準テーブル５ａによって、露光時間Ｔの制御が開始される。その後、露光時間Ｔが経過すると、その出力信号によって、駆動回路６から、モータ１ｂの固定子コイルに対して順方向の電流が供給されるので、シャッタ羽根１ｃ，１ｄは開き停止位置から開口部１ａの閉じ作動を開始する。そして、シャッタ羽根１ｃ，１ｄの閉じ作動が停止すると、撮像情報が画像処理回路３を介して画像記憶装置４に記憶されるが、この場合には、判別表示装置７が接続されているので、その撮像情報は画像記憶装置４から取り出され判別表示装置７にも入力される。その後、駆動回路６からは、モータ１ｂの固定子コイルに対して逆方向の電流が供給されるので、シャッタ羽根１ｃ，１ｄは、閉じ停止位置から開口部１ａの開き作動を開始し、全開状態にした直後に開き停止位置で停止する。

ところで、固定子コイルに順方向の電流の供給を開始した時機と、シャッタ羽根１ｃ，１ｄが閉じ作動を開始する時機との間には、必ずタイムラグの生じることが知られている。そして、その遅れは、シャッタ装置１の個体差と撮像素子２の個体差との組み合わせによってまちまちである。そこで、図２においては、シャッタ装置１と撮像素子２とが、設計上の基準どおりに製作されていて、基準光源８によって撮影した場合に、シャッタ羽根１ｃ，１ｄが、開き停止位置から閉じ作動を開始し、閉じ停止位置で停止した場合を実線で示してある。即ち、斜線で示された領域が、設計値どおりの露光量を示していることになる。ところが、当然のことながら、このような露光量にも許容範囲が認められているので、本実施例の場合には、シャッタ羽根１ｃ，１ｄの閉じ作動が、Ｓの範囲で行われれば、適正な露光制御が行われるものであると判定することにしている。しかしながら、実際にはＳの範囲に入らず、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの範囲に入ってしまうものがでてくる。

尚、ここで、念のため断っておくが、シャッタ羽根１ｃ，１ｄの閉じ作動は、夫々のシャッタ装置１によって、その開始時機のみならず、速度にも個体差がある。そのため、このような適否の判定は、本来、シャッタ羽根１ｃ，１ｄの作動開始時機の差によってだけ行うのではなく、あくまでも、得られた露光量を設計値と比較して行われるべきものである。ところが、そのことを図解して説明するのは極めて難しい。そのため、図２では、やむをえず、どのシャッタ装置１であってもシャッタ羽根１ｃ，１ｄの作動速度が同じであることを前提にし、作動開始時機の差の生じる場合だけで示してある。従って、この図２は、あくまでも露光量に差が出ることを便宜的に示したものであるに過ぎないから、本発明は、この図２に基づいて行う上記及び下記の説明によって、制約を受けるものではない。

上記のようにして、判別表示装置７にも画像情報が入力されると、判別表示装置７は、図３に示されている順序で次々とチェックをしてゆき、その画像の露光量が、シャッタ羽根１ｃ，１ｄの閉じ作動のどの範囲で規制されている露光量であるかを判別し、その判別結果を、図示していない表示部に、Ａ，Ｂ，Ｓ，Ｃ，Ｄの符号で表示する。そして、表示部にＳが表示されたときは、適正な露光量が制御されていることを示すものであるから、調整作業を行う必要がない。しかし、表示部にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれかが表示されたときには、露光制御回路５の選択回路５ｂに設けられている四つの補正テーブルのうち、その符号に対応している補正テーブルを、基準テーブル５ａに接続する。それによって、そのカメラは、適正な露光量を制御することが可能になる。尚、補正テーブルを、基準テーブル５ａに接続するときには、両者の端子を半田付けするのが好ましいが、ロータリースイッチやスライドスイッチなどの切換えスイッチで、所定の補正テーブルを選択するようにしてもよい。

このように、本実施例の場合には、選択回路５ｂに設けられている補正テーブルの一つを基準テーブルに接続する作業が必要になるが、１台の判別表示装置７によって、大量のカメラをチェックすることが可能になるので、従来のように、カメラごとに、適正な露光制御が行えるかどうかを判別する回路や、その判別結果によって所定の補正テーブルを基準テーブルに自動的に接続するためのプログラム回路などを備える必要がなく、カメラの小型化と低コスト化が図られている。尚、本実施例のシャッタ装置１は、２枚のシャッタ羽根１ｃ，１ｄを備えているが、周知のように、１枚にしても構わないし、シャッタ羽根のほかに、異なる電磁アクチュエータによって作動させられる絞り羽根やフィルタ羽根などの光量制御羽根を備えているようにしてもよい。

本実施例を、図４を用いて説明する。本実施例の折り畳み式携帯電話は、図４（ａ）に示されているように、主体部９と副体部１０とからなっており、主体部９には、折り畳んだとき内側となる面に、複数のキーを配列している。また、副体部１０は、基体部１０ａと、その基体部１０ａの背面と側面を覆う外装用のカバー１０ｂとからなっているが、図４（ｂ）に示されているように、正方形の窓１０ｂ−１と円形の窓１０ｂ−２が形成されている。

図４（ｂ）に示されているように、基体部１０ａには、折り畳んだとき外側となる面に長方形の大きな回路基板１１が取り付けられている。この回路基板１１には、窓１０ｂ−２と対応する位置に液晶表示板１２が取り付けられているほか、カメラ用回路基板１３も取り付けられている。また、そのカメラ用回路基板１３には、実施例１で説明したシャッタ装置１と、撮像素子２を含む撮像装置１４とを、重ねて取り付けているが、本実施例のシャッタ装置１は、図示していないシャッタ羽根を１枚しか備えておらず、また前面に取り付けられている図示していないレンズを、上記の窓１０ｂ−２に臨ませている。また、カメラ用回路基板１３には、実施例１で説明した画像処理回路３の端子３ａ，３ｂが形成されているほか、実施例１で説明した基準テーブル５ａに設けられている端子１５と、選択回路５ｂに設けられている補正テーブル用の四つの端子１６とが形成されている。

更に、回路基板１１は、基体部１０ａ側に、図４（ａ）に示された長方形の液晶表示板１７を取り付けており、基体部１０ａに設けられた同じ形状の窓１０ａ−１に臨まされている。また、カメラ用回路基板１３には、図示していないが、上記のシャッタ装置１と撮像装置１４のほかにも、実施例１で説明した画像処理回路３，画像記憶装置４，露光制御回路５，駆動回路６などを構成する電子部品が取り付けられていて、それらの全てによってカメラを構成している。尚、周知のように、液晶表示板１２，１７は、カメラのファインダを兼用しているものである。

このように構成されている本実施例の場合には、カメラの各構成部材をカメラ用回路基板１３に組み付けた後であって、そのカメラ用回路基板１３を携帯電話の回路基板１１に取り付ける前の段階で、即ちカメラユニットとして製作した段階で、実施例１で説明したようにして判別表示装置７を接続してテスト撮影を行い、図２に示されたＡ，Ｂ，Ｓ，Ｃ，Ｄのどの範囲に該当するものであるかを判別し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれかの範囲に入っているときには、その符号に該当する補助テーブルの端子１６を基準テーブルの端子１５に半田付けするようにしても構わない。しかしながら、図４（ｂ）に示されているように、カメラ用回路基板１３を携帯電話の回路基板１１に取り付けた後であって、カバー１０ｂを基体部１０ａに被せる前の段階で、判別表示装置７に接続されているプローブを、端子３ａ，３ｂに接触させ、テスト撮影を行うようにすることも可能である。

尚、上記の各実施例においては、補正テーブルを四つ備える場合で説明したが、例えば、二つであってもよいことは言うまでもない。

実施例１のカメラの構成と組立調整方法を説明するためのブロック図である。 実施例１の組立調整段階における電磁アクチュエータとシャッタ羽根との作動関係を説明するためのタイミングチャートである。 実施例１の組立調整方法を説明するためのフローチャートである。 デジタルカメラを内蔵した実施例２の折り畳み式携帯電話を説明するためのものであって、図４（ａ）は、携帯電話を開いた状態にして内側から見た斜視図であり、図４（ｂ）は、携帯電話を開いた状態にして外側から見た斜視図であって、カメラを内蔵している側の外装カバーを外した状態で示したものである。

符号の説明

１ シャッタ装置
１ａ 露光開口
１ｂ モータ
１ｃ，１ｄ シャッタ羽根
２ 撮像素子
３ 画像処理回路
３ａ，３ｂ，１５，１６ 端子
４ 画像記憶装置
５ 露光制御回路
５ａ 基準テーブル
５ｂ 選択回路
６ 駆動回路
７ 判別表示装置
８ 基準光源
９ 主体部
１０ 副体部
１０ａ 基体部
１０ａ−１，１０ｂ−１，１０ｂ−２ 窓
１０ｂ カバー
１１ 回路基板
１２，１７ 液晶表示板
１３ カメラ用回路基板
１４ 撮像装置

Claims (3)

1. 電磁アクチュエータによって露光開口の開閉作動を行わされる少なくとも１枚のシャッタ羽根と、撮影ごとに被写体光を画像情報に光電変換する撮像素子と、前記シャッタ羽根を作動させ前記撮像素子で被写体光を変換して得た画像情報を画像記憶装置に記憶させ且つその後該画像情報を取り出すことができると共にカメラの組立調整時においてだけ判別表示装置を接続し該画像記憶装置から画像情報を取り出して該判別表示装置に撮影光量のチェックを行わせるための端子を有している画像処理回路と、露光量を制御するための基準テーブルのほか該基準テーブルによって制御される露光量を補正することの可能な複数の異なる補正テーブルを備えていて該複数の補正テーブルはカメラの組立調整時における前記判別表示装置の判別結果により必要に応じて選択的に該基準テーブルに接続されるようにした露光制御回路と、前記露光制御回路に制御されて前記電磁アクチュエータを駆動する駆動回路と、を備えていることを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記複数の補正テーブルは、各々半田付けによって前記基準テーブルに個別に接続されるようにするか、切換えスイッチによって前記基準テーブルに個別に接続されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 請求項１又は２に記載のデジタルカメラを備えていることを特徴とする携帯用情報端末機器。

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