(57)【要約】【課題】フォーカス領域の各フィールド毎に撮像データを取得する際に消費する電力を抑制することができる撮像装置及び携帯機器を提供する。【解決手段】被写体に向けて光を発する発光部１３と、フォーカス領域に対応する移動領域を移動するレンズ１５，１５と、レンズ１５，１５を介して受光する撮像素子１７と、撮像素子１７が受光する撮像データを取得すると共に、レンズ１５，１５の位置を制御するレンズ制御部２１とを備え、レンズ制御部２１は、フォーカス領域における各フィールドの撮像データを取得すべく、レンズ１５，１５を段階的に移動させる撮像装置２や携帯機器１において、各フィールドにおけるレンズ１５，１５の焦点位置に応じて、発光部１３が発する光量を変更させる発光制御部２６を備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に向けて光を発する発光部と、フォーカス領域に対応する移動領域を移動するレンズと、レンズを介して受光する撮像素子と、撮像素子が受光する撮像データを取得すると共に、レンズの位置を制御するレンズ制御部とを備え、レンズ制御部は、フォーカス領域における各フィールドの撮像データを取得すべく、レンズを段階的に移動させる撮像装置において、各フィールドにおけるレンズの焦点位置に応じて、発光部が発する光量を変更させる発光制御部を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
レンズ制御部は、レンズの焦点位置が近点側から遠点側へと移動するように、レンズの位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置を備えることを特徴とする携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光軸方向に移動可能なレンズと、レンズを介して受光する撮像素子とを備える撮像装置及びその撮像装置を備える携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置として、光軸方向に移動可能なレンズと、レンズを介して受光する撮像素子とを備える撮像装置が知られている（例えば、特許文献１）。斯かる撮像装置は、フォーカス領域の各フィールド毎に撮像データを取得すべく、レンズの位置を段階的に制御する。そして、レンズが移動するのに伴い、焦点評価値（例えば撮像データの輝度等）が下がることを確認することで、下がり始めた焦点評価値におけるレンズ位置を目標位置と認識する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１８６７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に係る撮像装置においては、フォーカス領域の各フィールド毎に撮像データを取得する際に、各フィールドにおけるレンズの焦点位置に関係なく、発光部（オートフォーカスの補助光用光源）が発する光量を一定としている。これにより、電源となる例えば電源電池の電力を必要以上に消費しているという問題があった。
【０００５】
よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、フォーカス領域の各フィールド毎に撮像データを取得する際に消費する電力を抑制することができる撮像装置及び携帯機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮像装置は、被写体に向けて光を発する発光部と、フォーカス領域に対応する移動領域を移動するレンズと、レンズを介して受光する撮像素子と、撮像素子が受光する撮像データを取得すると共に、レンズの位置を制御するレンズ制御部とを備え、レンズ制御部は、フォーカス領域における各フィールドの撮像データを取得すべく、レンズを段階的に移動させる撮像装置において、各フィールドにおけるレンズの焦点位置に応じて、発光部が発する光量を変更させる発光制御部を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る撮像装置によれば、レンズ制御部がフォーカス領域における各フィールドの撮像データを取得する際に、発光制御部は、各フィールドにおけるレンズの焦点位置に応じて、発光部が発する光量を変更させる。これにより、レンズの焦点位置が近点側から遠点側に向けて、発光部が発する光量を大きくするように変更できる。
【０００８】
また、本発明に係る撮像装置においては、レンズ制御部は、レンズの焦点位置が近点側から遠点側へと移動するように、レンズの位置を制御してもよい。斯かる構成の撮像装置によれば、レンズの焦点位置が近点側から遠点側へと移動するように、レンズ制御部がレンズの位置を制御するため、レンズ制御部がフォーカス領域の各フィールド毎に撮像データを取得する際に、消費する電力を効果的に抑制することができる。
【０００９】
また、本発明に係る携帯機器は、前記の撮像装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上の如く、本発明に係る撮像装置及び携帯機器によれば、フォーカス領域の各フィールド毎に撮像データを取得する際に消費する電力を抑制することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯機器の全体図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は異なる方向からの斜視図
【図２】同実施形態に係る携帯機器の撮像装置を示す全体図
【図３】同実施形態に係る携帯機器の発光素子駆動装置を示す回路図
【図４】同実施形態に係る撮像装置の、（ａ）は時間とレンズ位置との相関図、（ｂ）は時間と焦点評価値との相関図、（ｃ）は時間と発光部に流れる設定電流値との相関図、（ｄ）は時間と発光部の発光量との相関図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る撮像装置及び携帯機器における一実施形態について、図１〜図４を参酌して説明する。
【００１３】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る携帯機器１は、デジタルカメラ機能とＬＥＤフラッシュ機能とを搭載した、即ち、撮像装置２及び発光素子駆動装置３を備える携帯電話機である。また、携帯機器（以下「携帯電話機」ともいう）１は、第１本体４と、第１本体４とヒンジ機構５を介して折り畳み自在である第２本体６とを備える。
【００１４】
第１本体４には、携帯電話機１を折り畳んだ際の内面側に、数字キーなどによって構成されて携帯電話機１の操作の入力を行う操作キー部７と、送話音声を入力するマイク８とが設けられている。また、第１本体４には、携帯電話機１を折り畳んだ際の外面側に、着信状態などを通知するサウンダ９が設けられている。
【００１５】
第２本体６には、携帯電話機１を折り畳んだ際の内面側に、受話音声を出力するスピーカ１０と、文字や画像を表示する第１ディスプレイ１１とが設けられている。また、第２本体６には、携帯電話機１を折り畳んだ際の外面側に、第１ディスプレイ１１と同様に文字や画像を表示する第２ディスプレイ１２と、光を放射する発光部（発光素子）１３と、被写体で反射した光（発光素子１３の光や太陽光等の光）を集光する光学系１４とが設けられている。
【００１６】
撮像装置２は、光学系１４が複数のレンズ１５，１５から構成されている。そして、撮像装置２は、収容するレンズ１５，１５と共に光軸方向（図２における片矢印方向）に移動可能なレンズバレル１６と、レンズ１５，１５を介して受光する撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサ）１７と、レンズバレル１６を介してレンズ１５，１５を移動させる移動手段１８とを備える。
【００１７】
また、撮像装置２は、レンズバレル１６を収容する筐体１９と、撮像素子１７を載置し且つ筐体１９に固定される基板２０とを備える。また、撮像装置２は、撮像素子１７が受光する撮像データを取得すると共に、レンズ１５，１５の位置を制御するレンズ制御部２１を備える。
【００１８】
レンズ１５，１５は、レンズバレル１６と一体になって、撮像装置２におけるフォーカス領域に対応する移動領域を移動する。また、レンズ１５，１５は、本実施形態においては、二つ備えるが、斯かる場合に限られず、一つ又は三つ以上備える場合でもよい。
【００１９】
移動手段１８は、本実施形態において、熱量とする例えば電力（電流、電圧）が供給されて変形することで、全体として光軸方向（図２における両矢印方向）に変形（伸縮）することにより、レンズ１５，１５を移動させる形状記憶合金（ＳＭＡ）のアクチュエータ２２としている。なお、移動手段１８は、形状記憶合金のアクチュエータ２２に限られず、レンズ１５，１５を光軸方向に移動可能な構成であればよい。
【００２０】
レンズ制御部２１は、フォーカス領域における各フィールドの撮像データを取得すべく、アクチュエータ２２の変形量を制御することで、各フィールドに対応する位置にレンズ１５，１５を段階的に移動させる。このとき、レンズ制御部２１は、レンズ１５，１５の焦点位置が近点側から遠点側へと移動すべく、レンズ１５，１５が撮像素子１７から離反するようにレンズ１５，１５の位置を制御する。
【００２１】
そして、レンズ制御部２１は、フォーカス領域における各フィールドの撮像データを近点側から取得し、各フィールド毎に取得した撮像データの二次元データのうち、所定の範囲の撮像データのみを積算し、この積算によって求められた値を焦点評価値（例えば撮像データの輝度等）として記録する。さらに、レンズ制御部２１は、焦点評価値が下がることを確認することで、焦点評価値が下がり始めた直前のレンズ１５，１５の位置を目標位置として決定（演算）し、レンズ１５，１５を目標位置に移動させて停止させる。
【００２２】
発光素子駆動装置３は、上記した発光素子１３の他に、発光素子１３を駆動する駆動手段２３と、蓄電可能な蓄電素子２４と、駆動手段３及び蓄電素子２４に電力を供給可能な電池電源２５とを備える。また、発光素子駆動装置３は、発光素子１３の他に装置全体を制御する発光制御部２６と、発光素子１３に流れる電流の電流値を設定した所定値にするための定電流回路部２７と、電池電源５から供給される電圧の電圧値を設定した所定値にするための定電圧回路部２８とを備える。
【００２３】
本実施形態において、発光素子１３は、（白色）ＬＥＤとし、駆動手段２３は、インバータ（ＮＯＴゲート）２９及び第１〜第３スイッチ部（ＣＭＯＳ）３０〜３２を備えている。また、蓄電素子２４は、電気二重層コンデンサとし、電池電源２５は、Ｌｉイオン二次電池とし、発光素子駆動装置３の電源だけでなく、撮像装置２の電源も兼ねている。
【００２４】
そして、駆動手段２３は、電池電源２５に対して蓄電素子２４と発光素子１３とを並列接続することで、蓄電素子２４が電池電源２５から供給される電力を蓄電する状態（蓄電状態）と、電池電源２５と蓄電素子２４と発光素子１３とを直列接続する（電池電源２５に対して蓄電素子２４と発光素子１３とを直列接続する）ことで、電池電源２５の電力及び蓄電素子２４が蓄電した電力を、発光素子１３に供給する状態（放電状態）とに切り替え可能に構成されている。
【００２５】
発光制御部２６は、蓄電状態と放電状態とを切り替えるべく、駆動手段２３を制御する。また、発光制御部２６は、発光素子１３が発する光量を変更させるべく、定電流回路部２７を制御する。具体的には、発光制御部２６は、各フィールドにおけるレンズ１５，１５の焦点位置に応じて、即ち、レンズ１５，１５の焦点位置が近点側から遠点側に向けて、発光素子１３が発する光量を大きくするように変更させるべく、定電流回路部２７における設定電流値を制御する。
【００２６】
本実施形態に係る撮像装置２及び携帯電話機１の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る発光素子駆動装置３の動作について図３を参酌して説明する。
【００２７】
まず、蓄電状態においては、発光制御部２６がＬ信号を出力すると、第１及び第３ＣＭＯＳ３０，３２のゲートの入力にＬ信号が印加されるため、第１及び第３ＣＭＯＳ３０，３２がＯＦＦ（開）となる一方、インバータ２９の入力にＬ信号が印加されることで、第２ＣＭＯＳ３１のゲートの入力にＨ信号が印加されるため、第２ＣＭＯＳ３１がＯＮ（閉）となる。
【００２８】
これにより、電池電源２５から、定電圧回路部２８、蓄電素子２４及び第２ＣＭＯＳ３１の閉ループに電流ｉ１が流れるため、蓄電素子２４が電池電源２５から供給される電力を蓄電する。このとき、蓄電素子２４は、電池電源２５の供給される電力の電圧値３．６Ｖから、定電圧回路部２８で電圧値３．０Ｖに降圧されるため、電圧値３．０Ｖの電力を蓄電できる。なお、発光素子１３にも、電圧が印加されるが、第３ＣＭＯＳ３２がＯＦＦ（開）であるため、発光しない。
【００２９】
また、放電状態においては、回路を動作させるために発光制御部２６がＨ信号を出力すると、第１及び第３ＣＭＯＳ３０，３２のゲートの入力にＨ信号が印加されるため、第１及び第３ＣＭＯＳ３０，３２がＯＮ（閉）となる一方、インバータ２９の入力にＨ信号が印加されることで、第２ＣＭＯＳ３１のゲートの入力にＬ信号が印加されるため、第２ＣＭＯＳ３１がＯＦＦ（開）となる。
【００３０】
これにより、電池電源２５の正電圧側と蓄電素子２４の負電圧側とが接続されるため、電池電源２５から、第１ＣＭＯＳ３０、蓄電素子２４、定電流回路部２７、発光素子１３及び第３ＣＭＯＳ３２の閉ループに電流ｉ２が流れるため、電池電源２５と蓄電素子２４とが発光素子１３に電力を供給する。このとき、電池電源２５の供給する電力の電圧値３．６Ｖと、蓄電素子２４の放電する電力の電圧値３．０Ｖとの加算された電圧値６．６Ｖが、発光素子１３が発光する電力の電圧値４．０Ｖより大きくなっている。
【００３１】
したがって、発光するのに十分な電圧が発光素子１３に印加されることになるため、定電流回路部２７で設定された設定電流値の電流が発光素子１３に流れ、発光素子１３が発光する。このとき、発光制御部２６は、レンズ１５，１５の焦点位置が近点側から遠点側に向けて、発光素子１３が発する光量を大きく、即ち、定電流回路部２７での設定電流値を大きくなるように制御（変更）している。
【００３２】
なお、発光素子１３は、フォーカス領域における各フィールドの撮像データを取得する際の補助光用光源としてだけでなく、撮像する際のフラッシュ光用光源も兼ねている。そして、発光素子１３がフラッシュ光用光源として機能する場合、発光制御部２６は、定電流回路部２７での設定電流値を最大値となるように制御している。
【００３３】
本実施形態に係る発光素子駆動装置３の動作についての説明は以上の通りであり、次に、本実施形態に係る撮像装置２のオートフォーカスの方法について図２及び図４を参酌して説明する。
【００３４】
まず、レンズ制御部２１がアクチュエータ２２の変形量を制御することにより、レンズ１５，１５が撮像素子１７から離反する方向に移動する。本実施形態においては、フォーカス領域にフィールドを６箇所、即ち、レンズ１５，１５が停止するレンズ位置を６箇所有している。なお、本発明においては、レンズ１５，１５が停止する箇所が６箇所の場合に限定されない。
【００３５】
そして、レンズ１５，１５が撮像装置２のフォーカス領域に対応する移動領域（図４における二点鎖線で示す両矢印の範囲）を最近点側のフィールドに対応するレンズ位置Ｐ１から順次移動する。具体的には、レンズ１５，１５は、フォーカス領域における各フィールドに対応する各レンズ位置（Ｐｎ）で所定の時間（≒Ｔｎ−Ｔｎ-１）停止しつつ、段階的に移動している。
【００３６】
このとき、レンズ制御部２１は、フォーカス領域における各フィールド毎（各レンズ位置Ｐｎ毎）に取得した撮像データに基づき、焦点評価値を記録していく。そして、図４（ｂ）に示すように、レンズ制御部２１が焦点評価値を下がるレンズ位置（Ｐ５）を確認することで、焦点評価値が下がり始める直前のレンズ１５，１５の位置（Ｐ４）を目標位置として決定し、レンズ１５，１５を目標位置（Ｐ４）に移動させて停止させる。
【００３７】
また、図４（ｃ）に示すように、発光制御部２６は、レンズ１５，１５の焦点位置が近点から遠点に向けて、定電流回路部２７での設定電流値を大きくなるように制御している。これにより、図４（ｄ）に示すように、レンズ１５，１５の焦点位置が近点から遠点に向けて、発光素子１３の発光量が大きくなっている。なお、レンズ１５，１５の焦点位置が最遠点となるレンズ位置（Ｐ６）まで移動した場合について、定電流回路部２７の設定電流値及び発光素子１３の発光量を、図４（ｃ）及び図４（ｄ）の破線で示している。
【００３８】
以上より、本実施形態に係る撮像装置２及び携帯機器１によれば、レンズ制御部２１がフォーカス領域における各フィールドの撮像データを取得する際に、発光制御部２６は、各フィールドにおけるレンズ１５，１５の焦点位置に応じて、発光素子１３が発する光量を変更させる。これにより、レンズ１５，１５の焦点位置が近点側から遠点側に向けて、発光素子１３が発する光量を大きくするように変更できるため、フォーカス領域の各フィールド毎に撮像データを取得する際に消費する電力を抑制することができる
また、本実施形態に係る撮像装置２及び携帯機器１によれば、レンズ１５，１５の焦点位置が近点側から遠点側へと移動するように、レンズ制御部２１がレンズ１５，１５の位置を制御している。これにより、レンズ制御部２１がフォーカス領域の各フィールド毎に撮像データを取得する際に、消費する電力を効果的に抑制することができる
なお、本発明に係る発光素子駆動装置及び携帯機器は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る撮像装置及び携帯機器は、フォーカス領域の各フィールド毎に撮像データを取得する際に消費する電力を抑制することが必要な撮像装置及び携帯電話機といった携帯機器の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  携帯機器（携帯電話機）
１３  発光部（発光素子）
１５  レンズ
１７  撮像素子
２１  レンズ制御部
２６  発光制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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