(57)【要約】【課題】  携帯機器を用いて被写体に接近してクローズアップして撮影する場合、撮影光学系の姿勢制御を行ってしまうと、意図しない構図で撮影されてしまうという問題があった。【解決手段】  被写体距離検出手段によって検出された被写体距離が所定距離より近い場合は、撮像系回動手段の駆動を禁止するように構成する。【選択図】  図５
2010135987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
撮像手段と、
該撮像手段で撮像された画像を表示する表示手段と、
前記撮像手段に被写体光束を入射させる撮影光学系と、
前記撮像手段を前記基板に対して相対的に回転させる撮像系回動手段と、
被写体距離を検出する距離検出手段とから構成された撮像手段を具備した機器において、
該被写体距離検出手段によって検出された被写体距離が所定距離より近い場合は、
前記撮像系回動手段の駆動を禁止することを特徴とする撮像機器。
【請求項２】
前記表示手段は、前記撮像系回動手段の駆動を禁止していることを示す表示部を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手ブレを補正する防振システムを利用して姿勢制御を行う撮像機器に関するものであり、特に携帯機器に設けられる小型で簡易な構造の撮像手段を具備した機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影にとって重要な作業は全て自動化され、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。
【０００３】
また、最近では、カメラに加わる手ブレを防ぐブレ補正装置も多くの製品に搭載されてきており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。
【０００４】
ここで、ブレ補正装置について簡単に説明する。
【０００５】
撮影時のカメラの手ブレは、周波数として通常１Ｈｚないし１０Ｈｚの振動である。
【０００６】
撮影時点において上記のような手ブレを起こしていても像ズレの無い写真を撮影可能とする為には手ブレによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じてブレを相殺する方向にレンズを変位させる。
【０００７】
その為、第１に手ブレを正確に検出し、第２に手ブレによる光軸変化を補正することが必要となる。
【０００８】
手ブレの検出は、原理的にいえば、加速度、角加速度、角速度、角変位等を検出しブレ補正の為にその出力を適宜演算処理する振動検出手段をカメラに搭載することによって行う。
【０００９】
そして、この検出情報に基づき撮影光軸を偏心させるブレ補正レンズを駆動させて像ズレ抑制が行われる。
【００１０】
図１２はブレ補正装置を有するデジタルコンパクトカメラの外観図であり、光軸１２０に対して矢印１２２ｐ、１２２ｙで示すカメラ縦ブレ及び横ブレに対しブレ補正を行う。
【００１１】
尚、カメラ本体１２１の中で１２１ａはレリーズボタン、１２１ｂはモードダイアル（メインスイッチを含む）、１２１ｃはリトラクタブルストロボである。
【００１２】
図１２ではカメラ本体１２１の背面に配置されて見えないが、カメラ本体１２１の背面には液晶モニターが設けられており、後述する撮像素子５４で撮像される像を確認できる様になっている。
【００１３】
撮影者は液晶モニターで撮影画像の構図を確認して、その後撮影を行う。
【００１４】
図１３は図１２の内部斜視図であり、５４は撮像手段である撮像素子、１３１は補正レンズ１１３０を図１３の１３２ｐ、１３２ｙ方向に自在に駆動して矢印１２２ｐ、１２２ｙ方向のブレ補正を行うブレ補正手段である。
【００１５】
２１ｐ、２１ｙは各々矢印２１ａ、２１ｂ回りのブレを検出する角速度計や角加速度計等の振動検出手段である。
【００１６】
振動検出手段２１ｐ、２１ｙの出力は演算手段８１ｐ、８１ｙを介して補正手段の駆動目標値に変換されブレ補正手段に入力してブレ補正を行う。
【００１７】
ところで最近のデジタルカメラにおいては撮像素子は非常に小型になってきており携帯電話などの携帯機器にまで搭載される様になってきている。
【００１８】
携帯機器で撮影を行う場合、携帯機器を安定して保持することが困難なため、撮影中に手振れが生じたり、傾いた状態で撮影してしまうことがある。そこで特許文献１では、固体撮像素子を含む光学部を固体撮像装置本体の光軸回りに回動自在に設け、固体撮像装置本体の光軸回りの傾きを検知したら光学部を水平姿勢に維持する固体撮像装置を開示している。
【特許文献１】特開平４−２７２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、携帯機器を用いて被写体に接近してクローズアップして撮影する場合、撮影者は被写体を基準に構図を決定する。そのため、被写体をクローズアップして撮影する場合にも光学系の姿勢制御を行ってしまうと、意図しない構図で撮影されてしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明によれば、基板と撮像手段と該撮像手段で撮像された画像を表示する表示手段と前記撮像手段に被写体光束を入射させる撮影光学系と前記撮像手段を前記基板に対して相対的に回転させる撮像系回動手段と被写体距離を検出する距離検出手段とから構成された撮像機器において、該被写体距離検出手段によって検出された被写体距離が所定距離より近い場合は前記撮像系回動手段の駆動を禁止するように構成する。
【００２１】
さらには、前記表示手段には前記撮像系回動手段の駆動を禁止していることを示す表示部を有するように構成する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、基板と撮像手段と該撮像手段で撮像された画像を表示する表示手段と前記撮像手段に被写体光束を入射させる撮影光学系と前記撮像手段を前記基板に対して相対的に回転させる撮像系回動手段と被写体距離を検出する距離検出手段とから構成された撮像機器において、該被写体距離検出手段によって検出された被写体距離が所定距離より近い場合は前記撮像系回動手段の駆動を禁止することにより、携帯機器を用いて被写体に接近してクローズアップして撮影する場合においても、撮影者は被写体を基準に構図を決定することが可能となる。
【００２３】
さらには、前記表示手段には前記撮像系回動手段の駆動を禁止していることを示す表示部を有することにより、撮影者は光学系の姿勢制御が行われていないことを認識することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は撮像手段を具備した携帯機器である携帯電話の正面図であり、ヒンジ１１により折りたたみ可能な筐体１０ａ、１０ｂにより構成される。
【００２６】
１２はサブディスプレイであり電話やメールの着信状態表示を行うと共に、折りたたみ状態での撮影の時のモニタとなる。
【００２７】
１３は電話やメール着信時の表示用のＬＥＤである。
【００２８】
図２は図１の携帯電話のＡ−Ａ断面図である。
【００２９】
図２において１０ａ、１０ｂ、１１、１２、１３は前述した筐体、折りたたみヒンジ、サブディスプレイ、表示用ＬＥＤである。
【００３０】
ここで１２ａはサブディスプレイ保護窓、１３ａはＬＥＤ窓である。
【００３１】
２０は本発明のメインとなる撮像系回動手段を備えたメインカメラ、２１は振動検出手段である。
【００３２】
２０ａは保護窓である。
【００３３】
２２は筐体１０ａに固定されている基板であり導電性ゴムなどで形成された操作パッド２１０、ＩＣ２２ａなどを実装している。
【００３４】
操作パッド２１０には化粧板２１０ａが設けられている。
【００３５】
メインカメラ２０の後述する撮像素子はフレキシブル基板２０ｂにより基板２２上のコネクタ２０ｃに接続されている。
【００３６】
２３はサブ基板でありＩＣ２３ａが実装されている。
【００３７】
２４は本発明の表示手段であるところのメインディスプレイであり、メールは電話番号の表示等と共にゲームや撮影時のモニタとして使用される。
【００３８】
２４ｂはメインディスプレイ２４の接続用フレキシブル基板でありサブ基板２３上のコネクタ２４ｃに接続される。
【００３９】
２４ａはメインディスプレイ保護窓である。
【００４０】
同様にサブディスプレイ１２もフレキシブル基板１２ｂによりコネクタ１２ｃに接続される。
【００４１】
２５ａはサブカメラ用の撮像素子、２５ｂはサブカメラ用の光学系であり２５ｃはその保護窓である。
【００４２】
２５ａ、２５ｂでサブカメラ２５を構成する。
【００４３】
２６は電話使用時のスピーカー、２７はマイクである。
【００４４】
２８はバッテリーであり２８ａはその蓋である。
【００４５】
２９はアンテナである。
【００４６】
図３は図１の携帯電話の裏面図であり、図１、図２で説明した筐体１０ａ、保護窓２０ａ、蓋２８ａが見える。
【００４７】
２８ｂは蓋２８ａを開けるためのつめ掛け部である。
【００４８】
図４は図２の携帯電話を開いた状態を示している。
【００４９】
この状態ではメインカメラ２０の映像をメインディスプレイ２４で確認しながら撮影ができる。
【００５０】
また、サブカメラ２５とメインディスプレイ２４を用いて自分撮り撮影やテレビ電話が可能になる。
【００５１】
図５はメインカメラ２０の詳細断面図であり、発明に直接関係ない部材は省略して図示している。
【００５２】
本発明の撮像手段を具備した携帯機器は、従来のブレ補正装置を兼ねた撮像系回動手段を有していることを特徴とする。
【００５３】
図５において共通光軸５０を有する撮影光学系を構成するレンズ５１、レンズ５２は絞り５３ａを対物面に有する鏡筒５３に収められている。
【００５４】
又、撮像手段である撮像素子５４は鏡筒５３に固定されている。
【００５５】
前述した様に撮像素子５４はフレキシブル基板２０ｂ、コネクタ２０ｃにより基板２２と電気的に接続されている。（図２）
鏡筒５３には、撮像系回動手段の一部を構成する強磁性材料のヨーク５７ｐが取付けられ、ヨーク５７ｐにはネオジウム等の永久磁石５８ｐが吸着固定されている。
【００５６】
鏡筒５３は凹部５３ｂに転動ボール５５を配置しており、転動ボール５５は基板２２と鏡筒５３に挟まれている。
【００５７】
圧縮コイルバネ５６は筐体１０ａと鏡筒５３の間でチャージされて配置されており、鏡筒５３を基板２２に対して押し付けている。
【００５８】
そのため転動ボール５５が鏡筒５３から外れることは無い。
【００５９】
尚、圧縮コイルバネ５６は図５の様にテーパ-状になっており、鏡筒５３が矢印１３２ｐ方向に揺動する時に鏡筒５３に当たらない様になっている。
【００６０】
又、圧縮コイルバネ５６の矢印１３２ｐ方向の弾性力により鏡筒５３の中心だしも行っている。
【００６１】
筐体１０ａの内径部１０ｃは鏡筒５３の外径部５３ｃと僅かの隙間をおいて対向しており、鏡筒５３の揺動範囲を規制している。
【００６２】
そのため外乱衝撃などで鏡筒５３が大きく揺動されることは無く、破損は生じない。
【００６３】
基板２２には永久磁石５８ｐに対向してコイル５９ｐが実装されている。
【００６４】
図５の例では基板２２とコイル５９ｐは別部品で示し、接着などで固定されているが、コイル５９ｐは基板２２内に一体にプリントされたプリントコイルとしても良い。
【００６５】
そしてコイル５９ｐに電流を流すと鏡筒５３は光軸５０に対して略直交する方向である矢印１３２ｐ方向に駆動される。
【００６６】
基板２２上にはホール素子などの位置検出手段５１０ｐが実装されており、対向する永久磁石５８ｐとの関連により鏡筒５３の揺動量を検出している。
【００６７】
振動検出手段２１は基板２２のメインカメラ２０とは反対の面に実装されており矢印２１ａ回り及びそれと直交する矢印２１ｂ回り及び光軸の矢印２１ｃ回りの回転角速度を検出する振動ジャイロである。
【００６８】
図５の様に振動検出手段２１をメインカメラ２０とは反対の面に実装すると実装面積の有効利用ができて全体をコンパクトにまとめられる。
【００６９】
図６はメインカメラ２０の正面図である。
【００７０】
図５で説明した様に鏡筒５３にはヨーク５７ｐを介して永久磁石５８ｐが設けられているが、それと直交する方向にもヨーク５７ｙ、永久磁石５８ｙが設けられている。
【００７１】
（図６では永久磁石５８ｐ、５８ｙを図示するためにヨーク５７ｐ、５７ｙは輪郭だけで示している。）
転動ボール５５は鏡筒５３に対して３箇所等分に配置されている。
【００７２】
（図６の正面図では実際には転動ボールは見えないが、説明の為配置を示している。）
図７は基板２２のメインカメラ付近の拡大正面図である。
【００７３】
基板２２にはコイル５９ｐ、５９ｙが図６の永久磁石５８ｐ、５８ｙに対向する位置に配置され、コイル５９ｐ、５９ｙの中心にはホール素子５１０ｐ、５１０ｙが実装されている。
【００７４】
また図６の転動ボール５５を受ける位置には銅箔など金属パターンが施されており、転動ボール５５がスムーズに転動する様にしている。
【００７５】
撮像素子５４は基板２２に固定されており、フレキシブル基板２０ｂ、コネクタ２０ｃを介して基板２２に電気的に接続されている。
【００７６】
図６、図７の平面構成によりコイル５９ｐ、５９ｙに電流を流すと鏡筒５３は光軸の回りに回転する。
【００７７】
図８は撮像系回動手段のブロック図であり、振動検出手段２１である振動ジャイロの角速度検出は信号処理手段８１に入力される。
【００７８】
信号処理手段８１では角速度信号が積分処理されて角度信号に変換されると共にＤＣ成分の除去、パンニング対策などが施されて基板２２に対する撮像系の回転量に変換される。
【００７９】
求められた回転量に基づいてコイル５８ｐ、５８ｙに電流が与えられ、撮像素子５４が固定された鏡筒５３は基板２２に対して回転し、水平線を合わすような姿勢制御を行う。
【００８０】
次に、本発明の撮像手段を具備した機器の撮影動作フローを図１４のフローチャートを用いて説明する。
【００８１】
使用者が、携帯機器の不図示の撮影モードスイッチをＯＮしたら（ｓ１００）、撮像素子５４による撮像を開始し（ｓ１０１）メインディスプレイ２４に撮影画像を表示する（ｓ１０２）。不図示のＣＰＵは、撮影モードスイッチを確認し（ｓ１０３）、撮影モードスイッチがＯＦＦになっていれば、撮影を停止する（ｓ１１４）。
【００８２】
一方、撮影モードスイッチがＯＮ状態のままであれば、さらに不図示の撮像スイッチの状態を確認する（ｓ１０４）。撮像スイッチがＯＮしていれば（ｓ１０４）、ＣＰＵは振動検出手段２１によって、携帯機器の姿勢を検知する（ｓ１０５）。このとき、携帯機器の光軸回りの回転量が補正を行うことが可能な所定の角度範囲であれば（ｓ１０６）、被写体距離検出手段にて被写体距離を検出する（ｓ１０７）。
【００８３】
被写体距離検出手段は、投光手段１４と受光手段１５とから構成され、公知の三角測距方式から被写体距離を検出する。
【００８４】
被写体距離検出手段にて検出された被写体距離が近ければ（ｓ１０８）、使用者が被写体をクローズアップ撮影していると判断して、図１５に示したメインディスプレイ２４の表示部３０に水平姿勢制御を禁止するマークを表示する（ｓ１１０）。
【００８５】
一方、被写体距離検出手段にて検出された被写体距離が所定距離（例えば５０ｃｍ）よりも遠ければ（ｓ１０８）、撮像系回動手段を作動させて撮影画像が水平になるように撮像系の姿勢制御を行う（ｓ１０９）。
【００８６】
引き続き撮像素子５４で撮像を行い（ｓ１１１）撮影された画像をメインディスプレイ２４に表示するとともに（ｓ１１２）、不図示の記憶手段に撮影した画像を記憶する（ｓ１１３）。
【００８７】
このように、携帯機器を用いて被写体に接近してクローズアップして撮影する場合においても、使用者は被写体を基準に構図を決定することが可能となる。
【実施例２】
【００８８】
図９は本発明の撮像系回動手段の第２実施例であり、図５と異なるのは永久磁石５８ｐ、５８ｙが基板２２に設けられ、コイル５９ｐ、５９ｙが鏡筒５３に設けられている点である。
【００８９】
また、それに伴いヨーク５７ｐも基板２２に設けられ、磁路を閉じるためにヨーク９０ｐが筐体１０ａに設けられている。
【００９０】
このように磁路を閉じた構成にすると撮影時や携帯機器使用時の磁気ノイズの影響を少なくすることができると共に、コイルを貫く磁束密度も高くできるので駆動効率を上げることができる。
【実施例３】
【００９１】
図１０は本発明の第３実施例であり鏡筒５３と筐体１０ａとの間に圧縮コイルバネ１００が設けられ、位置検出手段５１０ｐ、５１０ｙが省かれている。
【００９２】
そして保護窓２０ａには圧縮コイルバネ１００を隠す印刷１０１が施されている。
【００９３】
この圧縮コイルバネは鏡筒５３を撮像素子５４の中心に合わせるようにバネかけされており、必要な場合には保護窓２０ａを外してバネ調整（鏡筒５３の光軸５０と撮像素子５４の中心が合う様に最適なバネに交換する）を行える様になっている。
【００９４】
第１、第２の実施例ではフィードバック制御していたが、第３の実施例ではバネ１００と釣り合う推力が発生するようにコイル５９ｐ、５９ｙに電流を流す事で鏡筒の位置を制御している。
【００９５】
そのため位置検出手段５１０ｐ、５１０ｙを省くことが出来、簡単な構成で撮像系回動手段が実現できている。
【実施例４】
【００９６】
図１１は本発明の第４実施例であり今までの実施例と異なるのは鏡筒５３内のレンズ５１，レンズ５２が光軸５０方向に可動であり、各々ピント調整、ズームを行う点である。
【００９７】
レンズ５１は保持枠５１ａに保持されており、保持枠５１ａの外径は鏡筒５３の内径と勘合しているので光軸５０方向には移動可能であるがそれと垂直の方向（１３２ｐ、１３２ｙ方向）には鏡筒５３に対して移動できない。
【００９８】
同様にレンズ５２は保持枠５２ａに保持されており、保持枠５２ａの外径は鏡筒５３の内径と勘合しているので光軸５０方向には移動可能であるがそれと垂直の方向（１３２ｐ、１３２ｙ方向）には鏡筒５３に対して移動できない。
【００９９】
保持枠５１ａ圧縮コイルバネ５１ｂにより矢印５２ｆ方向に付勢されている。
【０１００】
その付勢力に対向するように腕５１ｄが設けられている。
【０１０１】
腕５１ｄは保持枠５１ｂに対して光軸５０と垂直の方向（１３２ｐ、１３２ｙの方向）には摺動可能になっている。
【０１０２】
同様に保持枠５２ａ圧縮コイルバネ５２ｂにより矢印５１ｆ方向に付勢されている。
【０１０３】
その付勢力に対向するように腕５２ｄが設けられている。
【０１０４】
腕５２ｄは保持枠５２ｂに対して光軸５０と垂直の方向（１３２ｐ、１３２ｙの方向）には摺動可能になっている。
【０１０５】
腕５１ｄはナット５１ｅを介してねじ軸を有するズームモータ５１ｃに螺結合されている。
【０１０６】
そのためズームモータ５１ｃを回転させるとレンズ５１ａは光軸５０方向に移動してピント調節を行う。
【０１０７】
ピント調節の為のデフォーカスは撮像素子５４に結像される像のコントラストの変化、いわゆるＴＶ−ＡＦ方式で検出する。
【０１０８】
腕５２ｄはナット５２ｅを介してねじ軸を有するフォーカスモータ５２ｃに螺結合されている。
【０１０９】
そのためズームモータ５２ｃを回転させるとレンズ５２ａは光軸５０方向に移動して変倍動作を行う。
【０１１０】
変倍量は撮影者がメインディスプレイ２４などで被写体の大きさを確認しながら調節する。
【０１１１】
鏡筒５３の光軸５０と垂直な方向（１３２ｐ、１３２ｙ）への動作は第３の実施例と同様にバネ１００と釣り合う推力が発生するようにコイル５９ｐ、５９ｙに電流を流す事で鏡筒の位置を制御している。
【０１１２】
このように撮影光学系を構成するレンズ５１，５２は各々鏡筒５３内に保持されているがそれらは鏡筒外のズームモータ５１ｃ、フォーカスモータ５２ｃにより光軸方向に駆動されてピント調節やズームを行う構成になっており、各モータの大きさや重さが撮像系回動手段による鏡筒５３の駆動負荷にならない構成にできている。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１実施形態である携帯機器の平面図。
【図２】本発明の第１実施形態である携帯機器の折りたたみ状態の断面図。
【図３】本発明の第１実施形態である携帯機器の裏面図。
【図４】本発明の第１実施形態である携帯機器の展開状態の断面図。
【図５】本発明の第１実施形態であるメインカメラの詳細断面図。
【図６】本発明の第１実施形態である鏡筒の詳細平面図。
【図７】本発明の第１実施形態である基板の詳細平面図。
【図８】本発明の第１実施形態である撮像系回動手段のブロック図。
【図９】本発明の第２実施形態であるメインカメラの詳細断面図。
【図１０】本発明の第３実施形態であるメインカメラの詳細断面図。
【図１１】本発明の第４実施形態であるメインカメラの詳細断面図。
【図１２】従来の防振カメラの外観。
【図１３】従来の防振カメラの構造斜視図。
【図１４】本発明の撮影動作フロー説明図。
【図１５】本発明のメインディスプレイ説明図。
【符号の説明】
【０１１４】
１０ａ  筐体
２１  振動検出手段
２２  基板
５３  鏡筒
５４  撮像手段（撮像素子）
５５  転動ボール
５６  圧縮コイルバネ
５８ｐ  永久磁石
５８ｙ  永久磁石
５９ｐ  コイル
５９ｙ  コイル
５１０ｐ  ホール素子（位置検出手段）
５１０ｙ  ホール素子（位置検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010135987.tif 000010
【図９】
2010135987.tif 000011
【図１０】
2010135987.tif 000012
【図１１】
2010135987.tif 000013
【図１２】
2010135987.tif 000014
【図１３】
2010135987.tif 000015
【図１４】
2010135987.tif 000016
【図１５】
2010135987.tif 000017