(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部とカメラとを有し、前記表示部の表示面が任意の角度に変化し得る表示パネルを備える電子機器において、
前記表示パネルに固定された回転軸Ａと、
前記カメラと該カメラの重量に応じた重量部とが、前記回転軸Ａを挟んで設けられ、前記回転軸Ａを中心軸として回動可能であるフレームＡとから成るカメラ姿勢維持手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記回転軸Ａには、急激な軸の回転を抑制する急変化抑制手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記カメラは、前記フレームＡに取り付けられた回転軸Ｂを中心軸として回動可能に取り付けられるとともに、前記回転軸Ｂの回転軸を任意に調整する角度調整手段を備えることを特徴とする請求項１の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラを内蔵した表示パネルを持つ電子機器に関し、特に携帯端末装置／ノートパソコン／ワードプロセッサなどに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、テレビ電話などの機器においては、機器間で映像を相互にやり取りするためにカメラを搭載しており、これは主にオペレータの姿や表情を相手側に映像として伝えることを目的としている。
【０００３】
通信元では、機器に内蔵若しくは外付けされたカメラによって、オペレータの姿や表情を撮影し、そのデータを電気信号として通信相手の装置に伝送する。
【０００４】
その結果、相手先の装置の表示部には、通信元のオペレータの姿が表示され、相手の顔を確認したり、表情を見ることができる。
【０００５】
最近では、マルチメディア技術とインターネット技術の革新などにより、テレビ電話と同様の機能がパソコン上でも実現できるようになった。
【０００６】
ただし従来のパソコンには、一般的にカメラは内蔵されておらず、上記機能を実現させるためにはカメラを設置する必要がある。
【０００７】
この時、カメラの設置場所及びカメラの向きについては、オペレータの姿がカメラの撮影範囲に収まること、また、できるだけ自然なアングルで撮影されることを十分注意する必要がある。
【０００８】
上記に関し、従来においても、特開平５−２２７２１号公報にて示される“テレビ電話機”などにおいて、話者の位置に自動的にカメラを追従させる技術などが公開されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ノートパソコンなどの機器に上記のカメラを内蔵して搭載する場合、以上のようにカメラの設置個所については十分考慮する必要がある。
【００１０】
一般的にノートパソコンなどの機器では、キーボードが本体に一体化されていることにより、図１のようにオペレータと機器本体の間の位置関係が比較的固定されており、カメラにとっては撮影方向が定まり易く都合がよい。
【００１１】
しかし図２に示すように、オペレータの表情を自然に撮影するためには、カメラをできるだけ上方に設置した方が良く、ノートパソコンなどの機器で設置する場合には、図３のように表示部の上方に搭載するのが最も良い設置場所となる。
【００１２】
しかし一般的にノートパソコンなどの機器での表示パネルは、オペレータがその傾きを任意に調整できるようになっているため、カメラを表示パネルに固定して設置すると、図４のように表示パネルの角度によってカメラの撮影方向が変化してしまう問題がある。
【００１３】
特に、一台のノートパソコンなどの機器を多人数で共用して使用する場合、オペレータによって身長や座高などが異なるため、オペレータは、自分が使う度に自分が最も使いやすい角度に表示パネルを調整する。
【００１４】
この時、前述のように、ノートパソコンなどの機器にはキーボードが本体に設置されているために、オペレータと機器との位置関係はほぼ固定されており、オペレータによって異なるのはその身長や座高の違いによる、顔面位置の高さが主なものとなっている。
【００１５】
従って、オペレータの表情を撮影する場合、カメラはオペレータの身長や座高の違いの範囲をカバーできる程度の上下方向の撮影角があれば、固定されたカメラでもオペレータに関わりなくその表情を撮影範囲に収めることが可能である。しかしノートパソコンなどの機器においてその表示パネルにカメラを固定した場合、図４が示すように、表示パネルの傾斜角によってその撮影方向が大きく変化するために、上記課題を解決することができない。
【００１６】
ノートパソコンなどの機器においてカメラを取り付けるには、表示部に上方を利用するのが良いが、この表示部上方にカメラを取り付けると、表示部の傾斜に伴ってカメラも傾斜し、表示部の傾斜を変更する前はオペレータの姿がカメラに捉えられていても、表示部の傾斜を変更すると、オペレータの姿が撮影アングルからはみ出してしまう。
【００１７】
請求項１により、前記請求項１に関する課題を解決した場合において、表示部の傾斜を変更した直後については、カメラはおもりによって姿勢を維持しているため、その姿勢は直ちに安定せずに振動する。
【００１８】
この時、振動によって撮影映像は上下にに揺れ、見苦しいものとなる。
【００１９】
また、前記請求項１に関する課題を解決した場合でも、表示部を閉じるなどの極端な姿勢になった場合には、カメラの姿勢は追従できず、姿勢を保てる限界を越えた時点で、カメラやフレームは表示部の周辺構成部品に接触する。
【００２０】
そのため、急に表示パネルを閉じたりすると、カメラに衝撃が発生し、カメラを傷めることになる。
【００２１】
請求項１により、前記請求項１に関する課題を解決した場合、カメラは表示部の傾斜に関わらず一定の撮影アングルを保つことができる。
【００２２】
しかしそれだけではオペレータは任意の角度に調整することができず、オペレータの方がカメラの撮影アングルに収まるよう自分の位置や姿勢を調整しなければならず、不便である。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子機器は、表示部とカメラとを有し、前記表示部の表示面が任意の角度に変化し得る表示パネルを備える電子機器において、前記表示パネルに固定された回転軸Ａと、前記カメラと該カメラの重量に応じた重量部とが、前記回転軸Ａを挟んで設けられ、前記回転軸Ａを中心軸として回動可能であるフレームＡとから成るカメラ姿勢維持手段を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の電子機器は、請求項１記載の電子機器において、前記回転軸Ａには、急激な軸の回転を抑制する急変化抑制手段が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の電子機器は、請求項１記載の電子機器において、前記カメラは、前記フレームＡに取り付けられた回転軸Ｂを中心軸として回動可能に取り付けられるとともに、前記回転軸Ｂの回転軸を任意に調整する角度調整手段を備えることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
【００２７】
図５は本発明のカメラ内蔵表示パネルを用いた機器の一例であるノートパソコンである。５１はカメラ、５２はアングル調整ツマミ、５３はディスプレイである。
【００２８】
尚、本実施形態ではノートパソコンにおいて適用した場合を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
本発明におけるカメラ内蔵表示パネルにより、表示パネルに搭載したカメラの撮影方向を一定方向に維持させる。
【００３０】
表示パネルにカメラを固定した場合、図４のように表示パネルの傾斜と共に、カメラの上下方向に対する撮影角度も変化する。そこで図６に示すような、表示パネル６１の角度に依存しない撮影方向を実現するため、図７に示すような機構を設ける。
【００３１】
概要としては、回転軸とおもりを用い、支持軸の回転によらず一定の姿勢を維持する構成にする。
【００３２】
以上に加え、カメラ本体は独立してその一定を保つ姿勢に対して、その上下方向の方向を調整できるものとする。
【００３３】
図７において、カメラを固定する台であるフレームＢ７２は、２個所の回転軸である回転軸Ｂ７４及び回転軸Ａ７３を通して表示パネルに固定されており、各々の回転軸、回転軸Ａ７３及び回転軸Ｂ７４は図８のように各々の回転軸を中心として回転が可能である。カメラをフレームＢ７２上に設置すれば、このカメラはフレームＡ７１に対し回転軸Ｂ７４を中心軸として回転可能である。
【００３４】
この回転軸はある程度の力を加えた時のみ回転するようにしており、特に力を加えて方向を変更しようとする場合以外は、フレームＡ７１に対し固定されているのと同等な状態にある。回転させる時に必要になる力は、カメラ及びフレームＢ７２の重量により発生する回転軸Ｂ７４での回転力よりも十分大きいものとする。
【００３５】
従って、フレームＢ７２及びカメラの重量によって、回転軸Ｂ７４でのフレームＢ７２及びフレームＡ７１の相対角度が変化することはなく、結果としてカメラはフレームＡ７１に対し任意の角度を維持できる。
【００３６】
これを実現するために、回転軸Ｂ７４は十分摩擦係数の大きいすりあわせとする。
【００３７】
一方フレームＡ７１は、回転軸Ａ７３を軸として自由に回転できるように摩擦の少ないすりあわせとし、フレームＡ７１の回転軸より下方に設けたおもり７５の重力により、フレームＡ７１は常に重力方向と平行の姿勢を維持させる。
【００３８】
フレームＢ７２及びフレームＢ７２上のカメラの重心が回転軸Ｂ７４上にあり、またフレームＢ７２及びカメラの重量に対し十分重い適当なおもり７５をフレームＡ７１に設置すれば、フレームＡ７１はフレームＢ７２との角度を維持したまま重力方向に対し平行を維持し、カメラは、図９のように表示パネル６１の角度によらず、常に一定の方向を指す。
【００３９】
よって結果として図６のような、常に一定方向のアングルでの撮影が可能になる。
【００４０】
また上記のように、フレームＢはフレームＡに対し回転軸Ｂを中心として定常的な角度を調整可能に固定されているため、フレームＢを回転軸Ｂを中心に回転させることにより、フレームＢに固定されるカメラは、大地面に対し水平だけでなく、大地面に対し上向き、或いは下向きにも任意に設定可能である。
【００４１】
これを実現するため、回転軸Ｂは外部から回転させることが可能なように、回転軸Ｂに別に軸を設け、外部からその軸を駆動することで回転軸Ｂを回転させ、フレームＢをフレームＡに対し回転させることができるようにしておく。
【００４２】
ただし、上記方法ではカメラの方向は大地面に対し一定の角度を維持できるが、カメラ自体の位置は表示パネル部のヒンジを中心として移動するため、表示パネルの傾斜角の変化に伴い、カメラの位置は上下方向及び前後方向に移動する。
【００４３】
図５の本発明による表示パネルを搭載したノートパソコンにおいて、表示パネルの支持ヒンジからカメラ位置までを距離をＬ，表示パネルを本体に対し垂直に立てた場合を０°として、表示パネルの傾き角度をθとすれば、その上下方向の移動距離ｍ及び前後方向の移動距離ｎは、それぞれ下記の式において表わされる。
【００４４】
ｍ＝Ｌ・（１−ｃｏｓθ），ｎ＝Ｌ・ｓｉｎθ
ここで、表示パネルのヒンジからカメラまでの距離を３０ｃｍ，垂直からの角度θを±２０°とした場合、上下方向の移動距離は１．８ｃｍ，前後方向の移動距離は±１０．３ｃｍになる。
【００４５】
このように２０°の範囲で表示パネルを傾けた場合でも、その上下方向の移動距離は十分小さいため、これによって生じる撮影フレームのずれについては、カメラに広角レンズを搭載するなどの処置で十分対応できるものである。
【００４６】
一方、前後方向の移動距離については、上記のように表示パネルを２０°傾斜させただけの場合でも大きく、撮影時にカメラのピントがずれる可能性がある。
【００４７】
これについては、カメラのフォーカス或いは全域でピントが合う単焦点フォーカスにすることで対応する。
【００４８】
表示パネルに搭載したカメラで最も問題点となる点は、カメラを表示パネルに固定した場合、表示パネルの傾斜角に応じてカメラの撮影方向が変化することであり、これはフォーカス機能やレンズの視野角の調整では根本的な解決はできない。
【００４９】
そこで本発明では、上下方向及び前後方向のカメラの位置変化については従来技術により十分対応できるものとし、カメラの方向について前述の機構を設けることで、上記課題を解決している。
【００５０】
図１０は、図５に示したほんはつめいによるカメラ内蔵表示パネルを用いた機器の一例であるノートパソコンについて、その表示パネル部上部を拡大した図である。
【００５１】
図が示すように、カメラ１０１，アングル調整ツマミ１０２を搭載する。アングル調整ツマミは、図７での、フレームＡに対するフレームＢとの相対角度を変更するためのものである。
【００５２】
図１０の正面図において、その内部を示した図が図１１である。
【００５３】
更に図１１について、その断面を示しているのが図１２である。
【００５４】
図１２において点線部で示されている部分の断面を、その矢印が示す拡大図が表わしている。
【００５５】
以下、図１１及び図１２を用いて、本発明に表示パネルについて順に説明する。
【００５６】
カメラ１０１は図１１及び図１２が示すフレームＢ７２に支持されており、フレームＢ７２は回転軸Ｂ７４を通して２本のフレームＡ７１に固定されている。
【００５７】
フレームＡ７１とフレームＢ７２は、前述のようにある既定以上の力を加えないとその角度が変化することはなく、定常的にフレームＡ７１とフレームＢ７２は固定されたのと同等の状態にある。
【００５８】
尚、回転する場合は、回転軸Ｂ７４自体はフレームＢ７２に固定され、回転軸Ｂ７４とフレームＡ７１の間がすべることにより回転する。
【００５９】
回転軸Ｂ７４はカメラアングル調整力伝達棒１１１とも接続され、カメラアングル調整力伝達棒を回転させることで、回転軸ＢはフレームＡに対し回転し、フレームＢも回転軸Ｂと共に回転して、フレームＡに対するフレームＢの角度が変化する。
【００６０】
カメラアングル調整力伝達棒は、カメラアングル調整ツマミ軸１１２とも接続されており、カメラアングル調整ツマミ１１３を回転させることでカメラアングル調整力伝達棒も回転し、結果としてカメラアングル調整ツマミ１１３を回転させれば、カメラの上下方向の角度を変えることができる。
【００６１】
これは、オペレータが任意のアングルを調整できるようにするのが目的である。
【００６２】
ただし、回転軸Ｂは重力によって回転軸Ａを中心に回転するフレームＡに設けてあるため、回転軸Ｂは回転軸Ａに対し回転し、カメラアングル調整ツマミ軸１１２と回転軸Ｂ７４との距離は変化する。
【００６３】
そのため、このカメラアングル調整力伝達棒は、ねじれには強く、伸縮が可能で、またしなりを許す素材で構成するか、あるいはしなりのみを許す素材を用い、最遠距離時に伸び切った状態で、その時以外はしなることで距離を吸収する構成とする。
【００６４】
尚、どちらの場合においても、このカメラアングル調整力伝達棒のしなりによって発生する力によって、フレームＡの姿勢が影響されることのないよう、フレームＡに取り付けるおもりの重量などについては、十分考慮する必要がある。
【００６５】
２本のフレームＡは回転軸Ａを中心に自由に回転できるようになっており、下方に設けられたおもりによって、常に重力方向に対し一定の方向を維持する。
【００６６】
前述のように、カメラを含んだフレームＢの重心が回転軸Ｂ上にくるようにしておけば、フレームＡは重力方向に対し維持する角度は重力方向と平行になる。
【００６７】
この回転軸Ａは２個所の回転軸Ａ支えにより表示パネルに固定されているが、回転軸Ｂと異なり、軽い力で自由に回転できるようになっているため、下方のおもりの重力によって常にフレームＡを一定の角度に保つ。
【００６８】
しかし表示パネルを閉じるなどの極端な姿勢になる場合には、姿勢を維持しようとするためフレームＡやフレームＢは周辺部品に接触する。
【００６９】
この時、激しく接触することで本装置や周辺部品が傷むことのないよう、後述の急変化抑制手段を用いて激しい接触を抑止する。
【００７０】
回転軸Ａの先にはギアＡを取り付ける。
【００７１】
回転軸ＡはフレームＡに固定され、回転軸Ａでの回転は回転軸Ａと回転軸Ａ支えがすべることにより行われるので、フレームＡが回転軸Ａに対して回転すれば回転軸Ａ及び回転軸Ａの先に取り付けられているギアＡも一緒に回転する。
【００７２】
このギアＡ１２０はギアＢ１２１を通してダンパー軸１１６とつながっており、回転軸Ａの回転は、ギアＡ及びギアＢによる増速機構で増速及び減力されており、ダンパー軸１１６を回転させる。ダンパーは例えば粘性の高い液体中を羽車が回転するような構造になっており、急激な軸の回転を抑制する働きをもつ。
【００７３】
ギアＡ及びギアＢによる増速機構により、ダンパー１１５は小容量ものでも十分な回転の抑制が可能なため、表示パネルの角度を急激に変更しても、おもりによりフレームＡが振動してカメラがぶれるのを防いだり、表示パネルを閉じたりした場合などにフレームＡなどの回転部が激しく周囲の部品に当たるのを防止する。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、表示パネルに設置されたカメラは、表示パネルの角度に関わらず重力方向に対し一定の角度を維持することができるために、オペレータが表示パネルの角度を変更した時、共にカメラのアングルも調整しなければならないという問題を回避することができる。
【００７５】
請求項２記載の発明によれば、カメラは基本的に重力方向に対し一定の角度を維持しようとするが、ダンパーを搭載することでオペレータが急に表示パネルの角度を変更した場合や表示パネルの開閉を急激な行った場合でも、カメラはゆっくりと追従し、カメラのぶれを防ぐことが可能であることと共に、カメラに直接衝撃が伝わりにくく、カメラの衝撃に関する耐性を向上させることができる。
【００７６】
請求項３記載の発明によれば、カメラが重力方向に対し一定の方向を保つこととは別に、維持する角度を任意に設定できるため、オペレータの姿勢に見合ったカメラアングルでオペレータの姿を撮影することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノートパソコンとオペレータの位置関係の説明図である。
【図２】ノートパソコンでのカメラの設置位置に関する説明図である。
【図３】一般的なノートパソコンにカメラを設置した例を示す図である。
【図４】カメラを表示パネルに普通に固定した場合の問題点を表わす説明図である。
【図５】本発明をノートパソコンに適用した場合の図である。
【図６】本発明により問題が解決することを示す説明図である。
【図７】本発明の基本的な機構のイメージ図である。
【図８】機構の動作に関する説明図である。
【図９】表示パネル内でのカメラの様子を示す説明図である。
【図１０】本発明をノートパソコンに適用した場合の表示パネル部の拡大図である。
【図１１】図１０の正面図の詳細図である。
【図１２】図１０の正面図の断面を断面毎に示した詳細図である。
【符号の説明】
５１  カメラ
５２  アングル調整ツマミ
５３  ディスプレイ
６１  表示パネル
７１  フレームＡ
７２  フレームＢ
７３  回転軸Ａ
７４  回転軸Ｂ
７５  重り
１０１  カメラ
１１１  カメラアングル調整力伝達棒
１１２  カメラアングル調整ツマミ軸
１１３  カメラアングル調整ツマミ
１１５  ダンパー
１１６  ダンパー軸
１２０  ギアＡ
１２１  ギアＢ
【図１】
0003545915.tif 000002
【図２】
0003545915.tif 000003
【図３】
0003545915.tif 000004
【図４】
0003545915.tif 000005
【図５】
0003545915.tif 000006
【図６】
0003545915.tif 000007
【図７】
0003545915.tif 000008
【図８】
0003545915.tif 000009
【図９】
0003545915.tif 000010
【図１０】
0003545915.tif 000011
【図１１】
0003545915.tif 000012
【図１２】
0003545915.tif 000013