(57)【要約】【課題】外観を損なうことなく、化学電池の電力消費量を低減すること。【解決手段】対物レンズ１０２および対物レンズ１０２を通過した光が入射するＣＣＤ２０１を備える撮像装置１００において、対物レンズ１０２を通過した光を電気に変換して出力するソーラーセル２０２と、撮像動作中であるか否かに応じて、対物レンズ１０２を通過した光をＣＣＤ２０１またはソーラーセル２０２に入射させる光路を形成する光学部材２１０とを設け、光学部材２１０を介してソーラーセルから出力された電気を用いて駆動機構を駆動するようにした。【選択図】図２
2008118288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズおよび撮像動作に際して前記対物レンズを通過した光量に応じた電気信号を出力する撮像用の光電変換素子を備える撮像装置であって、
前記対物レンズを通過した光（以下、「入射光」という）を電気に変換して出力する発電用の光電変換素子と、
前記撮像動作中であるか否かに応じて、前記入射光を前記撮像用の光電変換素子または前記発電用の光電変換素子に入射させる光路を形成する入射光路形成機構と、
前記入射光路形成機構を介して入射させた入射光量に応じて前記発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動される駆動機構と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記発電用の光電変換素子は、
前記対物レンズと前記撮像用の光電変換素子との間において前記光路上に位置づけられる第１の位置と、当該第１の位置とは異なる第２の位置との間で変位自在に設けられており、
前記入射光路形成機構は、
前記発電用の光電変換素子を前記第１の位置または前記第２の位置に選択的に位置づけることで前記光路を形成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】
前記撮像用の光電変換素子は、
前記対物レンズと前記発電用の光電変換素子との間において前記光路上に位置づけられる第１の位置と、当該第１の位置とは異なる第２の位置との間で変位自在に設けられており、
前記入射光路形成機構は、
前記撮像用の光電変換素子を前記第１の位置または前記第２の位置に選択的に位置づけることで前記光路を形成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４】
前記撮像用の光電変換素子および前記発電用の光電変換素子は、
前記光路上に位置づけられる第１の位置と、当該第１の位置とは異なる第２の位置との間でそれぞれ変位自在に設けられており、
前記入射光路形成機構は、
前記発電用の光電変換素子または前記撮像用の光電変換素子が前記第１の位置に位置づけられている場合に、前記撮像用の光電変換素子または前記発電用の光電変換素子を前記第２の位置に位置づけることで前記光路を形成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５】
前記撮像用の光電変換素子を、前記光路における光軸方向に移動可能に支持する第１の支持機構と、
前記発電用の光電変換素子を、前記光軸に交差する面内において前記撮像用の光電変換素子の周囲に位置づけた状態で、前記撮像用の光電変換素子の移動に追従して移動可能に支持する第２の支持機構と、
を備え、
前記入射光路形成機構は、
前記第１および第２の支持機構によって、前記撮像用の光電変換素子および前記発電用の光電変換素子を移動させることで前記光路を形成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６】
前記発電用の光電変換素子に外光を入射させる光路を形成する外光路形成機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記外光路形成機構は、
光透過性を有する材料を用いてレンズ形状に形成された、指示操作を受け付ける操作ボタンを介して外光を入射させることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記操作ボタンは、
凹レンズ形状であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記操作ボタンは、
凸レンズ形状であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記駆動機構は、所定の情報を表示するディスプレイおよび当該ディスプレイの制御に関わる制御部であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記駆動機構は、前記発電用の光電変換素子によって変換された電気を蓄電する蓄電装置であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば、太陽電池などと称される発電用の光電変換素子を備え、当該発電用の光電変換素子を用いて生成した電気を利用する電子機器に関する技術があった。具体的には、たとえば、レンズ鏡筒の外周面に、レンズ鏡筒の外形に応じた形状をした発電用の光電変換素子を設けた撮像装置に関する技術があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、従来、たとえば、可搬性のビデオカメラの本体に対して接離可能な液晶パネルを備える撮像装置において、液晶パネルの裏面側に発電用の光電変換素子を設け、液晶パネルを使用していない間は発電用の光電変換素子が外部に露出するように液晶パネルの向きを調整することで、発電用の光電変換素子を用いて生成した電気を蓄電するようにした撮像装置があった（たとえば、下記特許文献２を参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２７０８５４号公報
【特許文献２】特開２００４−２００９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の技術では、化学電池の消費量を低減することができるが、発電用の光電変換素子を撮像装置の外表面に設けることから、外観が損なわれるという問題があった。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、外観を損なうことなく、化学電池の電力消費量を低減することができる撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる撮像装置は、対物レンズおよび撮像動作に際して前記対物レンズを通過した光量に応じた電気信号を出力する撮像用の光電変換素子を備える撮像装置であって、前記対物レンズを通過した光（以下、「入射光」という）を電気に変換して出力する発電用の光電変換素子と、前記撮像動作中であるか否かに応じて、前記入射光を前記撮像用の光電変換素子または前記発電用の光電変換素子に入射させる光路を形成する入射光路形成機構と、前記発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動される駆動機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
撮像装置において、たとえば、撮像装置が備える各部を乾電池などの一次電池を用いて駆動する場合には一次電池の残量が不足すると電池を交換する作業が発生する。また、撮像装置において、たとえば、撮像装置が備える各部を充電式の二次電池を用いて駆動する場合には二次電池の残量が不足すると充電する作業が発生する。一次電池や二次電池などの化学電池は、化学反応を利用して電気を生成することから、使用にともなって性能が劣化し、ある程度性能が劣化した場合には廃棄することになる。このため、化学電池を使用することは、有限物質の消費につながる。
【０００９】
この発明によれば、撮像動作中以外には入射光を発電用の光電変換素子に入射させ、発電用の光電変換素子において入射光を電気に変換させ、発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動機構を駆動することで、外観を損なうことなく、撮像装置における化学電池の電力消費量を低減することができる。
【００１０】
これによって撮像装置は、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を低減し、利用者の作業負担を軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００１１】
また、この発明によれば、撮像動作中以外に入射光を発電用の光電変換素子に入射させ、発電用の光電変換素子において入射光を電気に変換させ、発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動機構を駆動することで、たとえば、撮像装置の小型化にともなって発電用の光電変換素子の大きさに制限が生じた場合にも、撮像装置における化学電池の電力消費量を確実に低減することができる。
【００１２】
これによって撮像装置は、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を確実に低減し、利用者の作業負担を確実に軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００１３】
また、この発明によれば、発電用の光電変換素子が撮像装置の内部に設けられているため、たとえば、撮像装置の利用者の手などによって入射光が遮られることなく、発電用の光電変換素子に入射させ、発電用の光電変換素子において入射光を電気に変換させ、発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動機構を駆動することで、撮像装置における化学電池の電力消費量を確実に低減することができる。
【００１４】
これによって撮像装置は、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を確実に低減し、利用者の作業負担を確実に軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００１５】
また、この発明によれば、発電用の光電変換素子が撮像装置の内部に設けられているため、たとえば、撮像装置の外観など、発電用の光電変換素子を設けることによる撮像装置のデザイン性を損なうことなく、発電用の光電変換素子において入射光を電気に変換させ、発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動機構を駆動することで、撮像装置における化学電池の電力消費量を低減することができる。
【００１６】
これによって撮像装置は、デザイン性を維持したまま、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を確実に低減し、利用者の作業負担を確実に軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく、デザイン性の高い撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００１７】
また、この発明にかかる撮像装置における前記発電用の光電変換素子は、上記の撮像装置において、前記対物レンズと前記撮像用の光電変換素子との間において前記光路上に位置づけられる第１の位置と、当該第１の位置とは異なる第２の位置との間で変位自在に設けられており、前記入射光路形成機構は、前記発電用の光電変換素子を前記第１の位置または前記第２の位置に選択的に位置づけることで前記光路を形成することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、撮像動作中であるか否かに応じて発電用の光電変換素子を変位させて発電用の光電変換素子において入射光を電気に変換させることで、撮像装置における化学電池の電力消費量を低減することができる。これによって撮像装置は、簡易な構成によって化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を低減し、利用者の作業負担を軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００１９】
また、この発明によれば、撮像に関わる光学部材を移動させずに入射光を発電用の光電変換素子に入射させることができるので、撮像装置における光学性能に支障を来たすことなく化学電池の電力消費量を低減することができる。これによって撮像装置は、光学性能を確保した上で、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を低減し、利用者の作業負担を軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００２０】
また、この発明にかかる撮像装置における前記撮像用の光電変換素子は、上記の撮像装置において、前記対物レンズと前記発電用の光電変換素子との間において前記光路上に位置づけられる第１の位置と、当該第１の位置とは異なる第２の位置との間で変位自在に設けられており、前記入射光路形成機構は、前記撮像用の光電変換素子を前記第１の位置または前記第２の位置に選択的に位置づけることで前記光路を形成することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、撮像動作中であるか否かに応じて撮像用の光電変換素子を変位させて発電用の光電変換素子において入射光を電気に変換させることで、撮像装置における化学電池の電力消費量を低減することができる。これによって撮像装置は、簡易な構成によって化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を低減し、利用者の作業負担を軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００２２】
また、この発明によれば、従来の撮像装置と比較して、対物レンズから撮像用の光電変換素子までの光学部材の配列状態を変更することなく、入射光を発電用の光電変換素子に入射させることができるので、既存の構成を利用して化学電池の電力消費量を低減することができる。
【００２３】
これによって撮像装置は、発電用の光電変換素子を設けることによる製造コストの増加を抑制しつつ、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を低減し、利用者の作業負担を軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００２４】
また、この発明にかかる撮像装置における前記撮像用の光電変換素子および前記発電用の光電変換素子は、上記の撮像装置において、前記光路上に位置づけられる第１の位置と、当該第１の位置とは異なる第２の位置との間でそれぞれ変位自在に設けられており、前記入射光路形成機構は、前記発電用の光電変換素子または前記撮像用の光電変換素子が前記第１の位置に位置づけられている場合に、前記撮像用の光電変換素子または前記発電用の光電変換素子を前記第２の位置に位置づけることで前記光路を形成することを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、撮像動作中であるか否かに応じて撮像用の光電変換素子と発電用の光電変換素子とをそれぞれ変位させて発電用の光電変換素子において入射光を電気に変換させることで、対物レンズに対する各光電変換素子の位置関係に拘わらず、撮像装置における化学電池の電力消費量を低減することができる。
【００２６】
これによって撮像装置は、簡易な構成によって化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を低減し、利用者の作業負担を軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００２７】
また、この発明にかかる撮像装置は、上記の撮像装置において、前記撮像用の光電変換素子を、前記光路における光軸方向に移動可能に支持する第１の支持機構と、前記発電用の光電変換素子を、前記光軸に交差する面内において前記撮像用の光電変換素子の周囲に位置づけた状態で、前記撮像用の光電変換素子の移動に追従して移動可能に支持する第２の支持機構と、を備え、前記入射光路形成機構は、前記第１および第２の支持機構によって、前記撮像用の光電変換素子および前記発電用の光電変換素子を移動させることで前記光路を形成することを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、撮像用の光電変換素子および発電用の光電変換素子を移動させるためのスペースを光路の周囲に確保することなく、撮像動作中であるか否かに応じて撮像用の光電変換素子と発電用の光電変換素子とをそれぞれ変位させて撮像用の光電変換素子または発電用の光電変換素子のいずれかに入射光を入射させることで、対物レンズに対する各光電変換素子の位置関係に拘わらず、撮像装置における化学電池の電力消費量を低減することができる。
【００２９】
これによって撮像装置は、簡易な構成によって化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を低減し、利用者の作業負担を軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００３０】
また、この発明にかかる撮像装置は、上記の撮像装置において、前記発電用の光電変換素子に外光を入射させる光路を形成する外光路形成機構を備えることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、撮像動作中であるか否かに拘わらず発電用の光電変換素子に外光を入射させ、発電用の光電変換素子において外光を電気に変換させ、発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動機構を駆動することで、撮像装置における化学電池の電力消費量を一層低減することができる。
【００３２】
これによって撮像装置は、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を一層低減し、利用者の作業負担を一層軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００３３】
また、この発明にかかる撮像装置における前記外光路形成機構は、上記の撮像装置において、光透過性を有する材料を用いてレンズ形状に形成された、指示操作を受け付ける操作ボタンを介して外光を入射させることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、撮像装置の外観を大きく損なうことなく、発電用の光電変換素子に対して外光を効率よく入射させ、発電用の光電変換素子において入射光を電気に変換させることができる。これによって撮像装置は、外観上の違和感を与えることなく、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を一層低減し、利用者の作業負担を一層軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、違和感を覚えず、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００３５】
また、この発明にかかる撮像装置における前記操作ボタンは、上記の撮像装置において、凹レンズ形状であることを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、発電用の光電変換素子による発電面積を光の入射面積よりも広く確保して、発電用の光電変換素子における入射光の電気への変換を促進し、発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動機構を駆動することで、撮像装置における化学電池の電力消費量を一層低減することができる。
【００３７】
これによって撮像装置は、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を一層低減し、利用者の作業負担を一層軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００３８】
また、この発明にかかる撮像装置における前記操作ボタンは、上記の撮像装置において、凸レンズ形状であることを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、曇天など外光の強度が低い場合にも、発電用の光電変換素子において確実に入射光を電気に変換させ、発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動機構を駆動することで、撮像装置における化学電池の電力消費量を一層低減することができる。
【００４０】
これによって撮像装置は、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を一層低減し、利用者の作業負担を一層軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる。
【００４１】
また、この発明の撮像装置における前記駆動機構は、上記の撮像装置において、所定の情報を表示するディスプレイおよび当該ディスプレイの制御に関わる制御部であることを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、光電変換素子における入射光の変換によって発電用の光電変換素子から出力された電気を用いてディスプレイに情報を表示することで、撮像装置における電池の消費量を抑制することができる。
【００４３】
また、この発明の撮像装置における前記駆動機構は、上記の撮像装置において、前記発電用の光電変換素子によって変換された電気を蓄電する蓄電装置であることを特徴とする。
【００４４】
この発明によれば、光電変換素子における入射光の変換によって発電用の光電変換素子から出力された電気を用いて駆動機構を駆動することで、撮像装置における化学電池の電力消費量を確実に低減することができる。これによって撮像装置は、化学電池における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を確実に低減し、利用者の作業負担を確実に軽減することができる。そして、これによって撮像装置の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置を長時間連続して利用することができる
。
【発明の効果】
【００４５】
この発明にかかる撮像装置によれば、外観を損なうことなく、化学電池の電力消費量を低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。実施の形態は、この発明にかかる撮像装置をコンパクトカメラなどの小型の撮像装置に適用した例である。
【００４７】
図１は、この発明にかかる実施の形態の撮像装置の外観を示す説明図である。はじめに、図１を用いて、この発明にかかる実施の形態の撮像装置の外観について説明する。図１に示したように、撮像装置１００は、略長方体形状のハウジング１０１を備えている。ハウジング１０１には、対物レンズ１０２およびシャッターボタン１０３が設けられている。
【００４８】
対物レンズ１０２は、撮像対象側に配置されるレンズである。撮像対象からの光は、対物レンズ１０２を通過して、ハウジング１０１内に入射する。シャッターボタン１０３は、操作されることにより、対物レンズ１０２からハウジング１０１内に入射した光（以下、「入射光」という。）を、撮像用の光電変換素子としてのＣＣＤ（図２中符号２０１を参照。）に入射させる。シャッターボタン１０３が操作されることによって入射光がＣＣＤに入射する時間（露光時間）は、たとえば、シャッターボタン１０３の操作時間によって調整してもよいし、ＣＣＤが備える電子シャッター機能によって調整してもよい。
【００４９】
図２は、この発明にかかる実施の形態の撮像装置１００のＡ−Ａ断面図である。つぎに、図２を用いて、この発明にかかる実施の形態の撮像装置１００の概略構成について説明する。図２には、図１に示した撮像装置１００を図１中紙面上下方向に沿って切断し、紙面側方から見た状態が示されている。図２に示したように、撮像装置１００は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）２０１を備えている。ＣＣＤ２０１は、入射した光を電気に変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。
【００５０】
撮像用の光電変換素子としては、ＣＣＤ２０１の他に、たとえば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補性金属酸化膜半導体）センサなどを用いることができる。ここで、ＣＭＯＳとは、半導体の中で動いている自由電子によって電荷が運搬されるトランジスタであるｎＭＯＳ（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ＭＯＳ）と、自由電子が飛び出した後の正孔によって電荷が運搬されるトランジスタであるｐＭＯＳ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ＭＯＳ）と、を組み合わせて、ＭＯＳよりも動作速度を向上させた固体撮像素子である。
【００５１】
ハウジング１０１の内部には、上述した入射光をＣＣＤ２０１に入射させるための光学部材２１０が設けられている。光学部材２１０は、光路偏向部材２１１、絞り２１２、レンズ群２１３などを含んでいる。光路偏向部材２１１は、対物レンズ１０２からの入射光路がＣＣＤ２０１へ向けて屈曲するように、入射光を偏向する。絞り２１２は、ＣＣＤ２０１に対する入射光量を調整する。
【００５２】
レンズ群２１３は、入射光の焦点位置がＣＣＤ２０１における入射面に位置するように入射光を集光する。また、レンズ群２１３は、望遠／広角など、ＣＣＤ２０１に結像される撮像対象物に対する焦点距離を調整するためのズームレンズやフォーカスレンズなどを含んでいる。レンズ群２１３は、光軸方向に沿って移動可能に設けられている。レンズ群２１３は、レンズ群駆動部（図３中符号３０６を参照。）によって駆動制御される。
【００５３】
ＣＣＤ２０１は、入射光が入射する入射面が、光学部材２１０によって形成される光路上に位置づけられる第１の位置と、第１の位置とは異なる第２の位置との間で変位自在に設けられている。具体的には、たとえば、ＣＣＤ２０１を、光路における光軸に対して交差する方向にスライド自在に設けることで、第１の位置と第２の位置との間で変位自在とすることができる。
【００５４】
また、具体的には、たとえば、ＣＣＤ２０１における入射光の入射面が光路における光軸に対して交差する位置と、ＣＣＤ２０１における入射光の入射面が光路における光軸に対して平行となる位置と、の間で変位自在となるように、ＣＣＤ２０１を搭載する基板の一端部を光軸に対して回動自在に設けることで、ＣＣＤ２０１を第１の位置と第２の位置との間で変位自在とすることができる。
【００５５】
ハウジング１０１の内部において、光路偏向部材２１１からＣＣＤ２０１へ至る光路の延長線上には、発電用の光電変換素子としてのソーラーセル２０２が設けられている。ソーラーセル２０２は、光電効果を利用して、ソーラーセル２０２に照射された光を電気に変換して出力（以下、「発電」という）する。ソーラーセル２０２としては、多重接合型セル，単結晶シリコンセル，多結晶シリコンセル，アモルファスシリコンセル，複合セルなど各種のタイプのソーラーセル２０２を用いることができる。
【００５６】
ここで、ソーラーセル２０２における発電原理について説明する。具体的には、たとえば、単結晶シリコンセル，多結晶シリコンセルなどのシリコンタイプのソーラーセル２０２における発電原理について説明する。公知の技術であるため図示および詳細な説明を省略するが、シリコンタイプのソーラーセル２０２は、基本的には、ｐ型半導体とｎ型半導体とを重ね合わせて接合することによって構成されている。なお、ｐ型半導体とは、高純度のシリコン半導体（以下、「真性半導体」という）に、たとえば、ホウ素などの３価の元素を微量混入させることによって生成されている。ｎ型半導体は、真性半導体にヒ素などの５価の元素を微量混入させることによって生成されている。
【００５７】
シリコンタイプのソーラーセル２０２では、ｐ型半導体とｎ型半導体との接合部分（以下、「ｐｎ接合部」という）およびその近傍で、光電変換がおこなわれる。ソーラーセル２０２は、光が照射されることによってシリコン内部に発生した電子および正孔のうち、プラスの電荷をもった正孔をｐ型半導体側へ誘導するとともにマイナスの電荷をもった電子をｎ型半導体側に誘導する。このように、ソーラーセル２０２では、光が照射されることによって電子の移動を発生させることで発電する。
【００５８】
光が照射された状態のソーラーセル２０２では、ｐｎ接合部を間にしてｐ型半導体側がプラスに帯電し、ｎ型半導体側がマイナスに帯電しており、ｐｎ接合部を間にしてｐ型半導体側とｎ型半導体側とで電位差が生じる。ソーラーセル２０２は、蓄電池３０４に接続されている（図３中符号３０４を参照。）。ソーラーセル２０２は、ソーラーセル２０２における入射光の入射面が、ズームレンズやフォーカスレンズなどのレンズ群２１３の焦点位置近傍に位置づけられるように配置されている。ソーラーセル２０２は、ソーラーセル２０２における入射光の入射面は、ズームレンズやフォーカスレンズなどのレンズ群２１３の焦点位置に重複する位置に位置づけられるように配置されていてもよい。
【００５９】
図３は、実施の形態の撮像装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。つぎに、図３を用いて、実施の形態の撮像装置１００のハードウェア構成について説明する。図３に示したように、撮像装置１００は、ＣＣＤ２０１と、ソーラーセル２０２と、制御部３０１と、切替部３０２と、充電池３０３と、蓄電池３０４と、ＵＩ３０５と、レンズ群駆動部３０６と、を備えている。
【００６０】
制御部３０１は、撮像装置１００が備える各部を駆動制御する。図示を省略するが、制御部３０１は、撮像装置１００が備える各部を制御するＣＰＵ、ＣＰＵが実行する各種のプログラムや当該プログラムの実行に際して用いるデータなどを記録するメモリなどを備えている。撮像装置１００は、たとえば、プリンタなどの外部装置との間で通信をおこなう通信Ｉ／Ｆなどを備えていてもよい。
【００６１】
制御部３０１が備えるメモリには、たとえば、ＣＰＵによって実行されることで、ＣＣＤ２０１から出力された電気信号を用いた画像データを、メモリカードなどの所定の記録媒体に記録するプログラムが記録されている。また、制御部３０１が備えるメモリには、たとえば、撮像装置１００が備える各部の駆動制御に際して、駆動制御に要する電力を、充電池３０３あるいは蓄電池３０４から供給するように、電力供給元を選択し、選択された電力供給元を特定する情報を切替部３０２に出力するプログラムが記録されている。
【００６２】
制御部３０１が備えるメモリには、蓄電池３０４が蓄電している電気量に応じて、充電池３０３あるいは蓄電池３０４を電力供給元として選択し、選択された電力供給元を特定する情報を切替部３０２に出力するプログラムが記録されていてもよい。制御部３０１が備えるメモリには、充電池３０３よりも蓄電池３０４を優先的に選択し、選択された電力供給元を特定する情報を切替部３０２に出力するプログラムが記録されていてもよい。制御部３０１は、充電池３０３あるいはソーラーセル２０２を電力供給元として選択してもよい。
【００６３】
切替部３０２は、制御部３０１から出力された情報にしたがって、充電池３０３または蓄電池３０４に対して放電指示を出力する。充電池３０３は、専用の充電器などを用いて充電された電気を、切替部３０２からの放電指示に応じて放電し、駆動対象に電気を供給する。蓄電池３０４は、ソーラーセル２０２で発電した電気を蓄電するとともに、切替部３０２からの放電指示に応じて放電し、駆動対象に電気を供給する。
【００６４】
ＵＩ３０５は、撮像装置１００と撮像装置１００の利用者との間で、情報をやりとりするためのインターフェースである。撮像装置１００は、ＵＩ３０５を介して撮像装置１００の利用者に対して情報を提供する。撮像装置１００の利用者は、ＵＩ３０５を介して撮像装置１００に対して各種の指示操作をおこなう。
【００６５】
具体的に、ＵＩ３０５は、たとえば、任意の情報を表示可能なディスプレイと、撮像装置１００の利用者による入力操作を受け付ける操作キーと、を備えている。ディスプレイは、たとえば、液晶材料を用いて構成されている。図示を省略するが、液晶材料を用いて構成されるディスプレイは、対向電極側基板モジュールとＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）側基板モジュールとの間に液晶を封入した液晶パネルを備えている。
【００６６】
対向電極側基板モジュールは、ガラス基板上に設けられた偏光板，カラーフィルタ，透明導電膜，および配向膜を備えている。ＴＦＴ側基板モジュールは、ガラス基板上に設けられた偏光板，透明導電膜，および配向膜を備えている。ＴＦＴ側基板モジュールが備える透明導電膜は、ディスプレイの表示画素数分設けられており、それぞれに駆動トランジスタが設けられている。
【００６７】
液晶パネルの最背面（本体ハウジング１０１の内側となる面）には、バックライトが設けられている。バックライトは、たとえば、自身が発光する板状部材であってもよいし、導光板のように光源が発光した光を伝播させることで面状に発光する部材であってもよい。
【００６８】
操作キーは、たとえば、上述したシャッターボタン１０２を含む複数個のボタンキーや、ディスプレイに積層されたタッチパネルなどによって実現される。撮像装置１００は、ディスプレイにおける表示内容および操作された操作キーに応じて、撮像装置１００に対しておこなわれた指示操作に応じた処理をおこなう。
【００６９】
制御部３０１が備えるメモリには、ＵＩ３０５を介して撮像装置１００に対しておこなわれた各種の指示操作に応じて、レンズ群駆動部３０６を駆動制御するため情報を、レンズ群駆動部３０６に出力するプログラムが記録されている。レンズ群駆動部３０６は、制御部３０１から出力された情報にしたがって、該当するレンズを光軸方向に移動させ、ＣＣＤ２０１に結像される撮像対象物に対する焦点距離を調整する。レンズ群駆動部３０６は、具体的には、たとえば、フォーカスレンズやズームレンズを光軸方向に移動させるための駆動力を発生させるモータなどである。
【００７０】
図４−１および図４−２は、撮像装置１００における動作を説明する説明図（（その１）および（その２））である。つぎに、図４−１および図４−２を用いて、撮像装置１００における動作について説明する。図４−１には、ＣＣＤ２０１が第１の位置に位置づけられている状態が示されている。図４−２には、ＣＣＤ２０１が第２の位置に位置づけられている状態が示されている。図４−１に示したように、ＣＣＤ２０１が第１の位置に位置づけられている場合、撮像装置１００は撮像可能な状態となる。
【００７１】
図４−２においては、光路における光軸に対して交差する方向にスライド自在に設けることで、第１の位置と第２の位置との間で変位自在とされたＣＣＤ２０１が示されている。図４−２に示したように、ＣＣＤ２０１が第２の位置に位置づけられている場合、撮像装置１００は蓄電可能な状態となる。具体的に、図４−２に示した状態では、ＣＣＤ２０１が第２の位置に位置づけられているため、対物レンズを介して入射した入射光は、ＣＣＤ２０１によって遮られることなく、ソーラーセル２０２に入射する。
【００７２】
図４−３は、撮像装置１００における動作を説明する説明図（その３）である。つぎに、図４−３を用いて、図４−２に示した方法とは異なる方式によって動作する撮像装置１００における動作について説明する。図４−３においては、図４−２の構成に代えて、ＣＣＤ２０１を搭載する基板の一端部を光軸に対して回動自在に設けることで、第１の位置と第２の位置との間で変位自在とされたＣＣＤ２０１が示されている。
【００７３】
図４−３に示した構成とした場合にも、図４−２と同様に、ＣＣＤ２０１が第２の位置に位置づけられている場合には、対物レンズを介して入射した入射光がＣＣＤ２０１によって遮られることなくソーラーセル２０２に入射し、これによって撮像装置１００は蓄電可能な状態となる。
【００７４】
図５−１および図５−２は、撮像装置１００における動作を説明する説明図（（その４）および（その５））である。図５−１には、ＣＣＤ２０１が第１の位置に位置づけられている状態が示されている。図５−２には、ＣＣＤ２０１が第２の位置に位置づけられている状態が示されている。図５−１および図５−２においては、ＣＣＤ２０１およびソーラーセル２０２が、ともに、光路における光軸に対して交差する方向にスライド自在に設けられている。
【００７５】
ＣＣＤ２０１およびソーラーセル２０２は、光軸方向において同じ位置において光路を遮るように設けられており、いずれか一方が光路を遮る位置に選択的に位置付けられる。これにより、図５−１に示したように、ＣＣＤ２０１が第１の位置に位置づけられている場合、ソーラーセル２０２は第２の位置に位置付けられる。撮像装置１００は、図５−１に示した状態において撮像可能となる。これに対し、図５−２に示したように、ＣＣＤ２０１が第２の位置に位置づけられている場合、ソーラーセル２０２は第１の位置に位置付けられる。撮像装置１００は、図５−２に示した状態において発電可能となる。
【００７６】
図６−１および図６−２は、撮像装置１００における動作を説明する説明図（（その６）および（その７））である。図６−１および図６−２に示した撮像装置１００において、ＣＣＤ２０１は光軸を遮る位置に設けられており、ソーラーセル２０２は光軸を中心としてＣＣＤ２０１の外周側に設けられている。ソーラーセル２０２は、ＣＣＤ２０１を搭載する基板と同じ基板に設けられている。ＣＣＤ２０１およびソーラーセル２０２を搭載する基板は、光路における光軸方向にスライド自在に設けられている。
【００７７】
図６−１には、ＣＣＤ２０１が第１の位置に位置づけられている状態が示されている。図６−１に示した状態では、レンズ群２１３によって集光された入射光の焦点位置が、ＣＣＤ２０１における入射光の入射面と等しくなっている。撮像装置１００は、図６−１に示した状態において撮像可能となる。これに対し、図６−２には、ＣＣＤ２０１が第２の位置に位置づけられている状態が示されている。図６−２に示した状態では、レンズ群２１３によって集光された光の焦点位置とレンズ群２１３との間であって、レンズ群２１３を通過した光がソーラーセル２０２に入射する。撮像装置１００は、図６−２に示した状態において発電可能となる。
【００７８】
上述した撮像装置１００においては、撮像装置１００が備える各部を充電池（二次電池）３０３を用いて駆動しているため、充電池３０３における電力残量が不足すると充電する作業が発生する。撮像装置１００が備える各部を、充電池３０３に代えて、たとえば、乾電池などの一次電池を用いて駆動する場合、一次電池の残量が不足すると電池を交換する作業が発生する。
【００７９】
一次電池や二次電池などの化学電池は、化学反応を利用して電気を生成することから、使用にともなって性能が劣化し、ある程度性能が劣化した場合には廃棄することになる。このため、化学電池を使用することは、有限物質の消費につながる。
【００８０】
上述したように、実施の形態の撮像装置１００によれば、撮像動作中以外には入射光をソーラーセル２０２に入射させ、ソーラーセル２０２において入射光を電気に変換させ、ソーラーセル２０２から出力された電気を用いてレンズ群２１３などの各部を駆動することで、外観を損なうことなく、撮像装置１００における充電池３０３の電力消費量を低減することができる。
【００８１】
これによって撮像装置１００は、充電池３０３における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を低減し、利用者の作業負担を軽減することができる。そして、これによって撮像装置１００の利用者は、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置１００を長時間連続して利用することができる。
【００８２】
また、実施の形態の撮像装置１００によれば、たとえば、撮像装置１００の小型化にともなってソーラーセル２０２の大きさに制限が生じた場合にも、対物レンズ１０２を介して入射された入射光を発電に用いることで、撮像装置１００における充電池３０３の電力消費量を確実に低減することができる。
【００８３】
また、実施の形態の撮像装置１００によれば、ソーラーセル２０２が撮像装置１００の内部に設けられているため、たとえば、撮像装置１００の利用者の手などによって入射光が遮られることなく、入射光をソーラーセル２０２に入射させ、ソーラーセル２０２において入射光を電気に変換させ、ソーラーセル２０２から出力された電気を用いてレンズ群２１３を駆動することで、撮像装置１００における充電池３０３の電力消費量を確実に低減することができる。
【００８４】
また、実施の形態の撮像装置１００によれば、ソーラーセル２０２が撮像装置１００の内部に設けられているため、たとえば、撮像装置１００の外観など、ソーラーセル２０２を設けることによる撮像装置１００のデザイン性を損なうことなく、ソーラーセル２０２において入射光を電気に変換させ、ソーラーセル２０２から出力された電気を用いてレンズ群２１３を駆動することで、撮像装置１００における充電池３０３の電力消費量を低減することができる。
【００８５】
また、実施の形態の撮像装置１００において、対物レンズ１０２とＣＣＤ２０１との間において、ソーラーセル２０２を第１の位置と第２の位置との間で変位自在とした場合、ソーラーセル２０２を変位させるだけで、入射光をＣＣＤ２０１またはソーラーセル２０２に選択的に入射させることができる。これによって撮像装置１００は、構成および制御の簡易化を図ることができる。
【００８６】
また、この場合、撮像に関わる光学部材２１０を移動させずに入射光をソーラーセル２０２に入射させることができるので、撮像装置１００における光学性能に支障を来たすことなく充電池３０３の電力消費量を低減することができる。
【００８７】
また、実施の形態の撮像装置１００において、対物レンズ１０２とソーラーセル２０２との間において、たとえば、図４−２あるいは図４−３に示したように、ＣＣＤ２０１を第１の位置と第２の位置との間で変位自在とした場合、ＣＣＤ２０１を変位させるだけで、入射光をＣＣＤ２０１またはソーラーセル２０２に選択的に入射させることができる。これによって撮像装置１００は、構成および制御の簡易化を図ることができる。
【００８８】
また、この場合、従来の撮像装置と比較して、対物レンズ１０２からＣＣＤ２０１までの光学部材２１０の配列状態を変更することなく、入射光をソーラーセル２０２に入射させることができるので、既存の構成を利用して充電池３０３における電力消費量を低減することができる。
【００８９】
これによって撮像装置１００は、ソーラーセル２０２を設けることによる製造コストの増加を抑制しつつ、充電池３０３における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を低減し、利用者の作業負担を軽減することができる。
【００９０】
また、実施の形態の撮像装置１００によれば、撮像動作中であるか否かに応じてＣＣＤ２０１とソーラーセル２０２とをそれぞれ変位させて、ソーラーセル２０２において入射光を電気に変換させることで、対物レンズ１０２に対するＣＣＤ２０１およびソーラーセル２０２の位置関係に拘わらず、撮像装置１００における充電池３０３の電力消費量を低減することができる。
【００９１】
図示を省略するが、上述した撮像装置１００において、ＣＣＤ２０１およびＣＣＤ２０１の周囲に設けられたソーラーセル２０２を搭載する基板を、光軸方向に移動可能な構成としてもよい。この場合、光路における入射光の焦点位置がＣＣＤ２０１における入射面と重複する位置がＣＣＤ２０１の第１の位置であり、光路における入射光がソーラーセル２０２に入射する位置がＣＣＤ２０１の第２の位置となる。
【００９２】
このような構成とすることにより、ＣＣＤ２０１およびソーラーセル２０２を移動させるためのスペースを光路の周囲に確保することなく、撮像動作中であるか否かに応じてＣＣＤ２０１とソーラーセル２０２とをそれぞれ変位させてＣＣＤ２０１またはソーラーセル２０２のいずれかに入射光を入射させることで、対物レンズ１０２に対するＣＣＤ２０１およびソーラーセル２０２の位置関係に拘わらず、撮像装置１００における充電池３０３の電力消費量を低減することができる。
【００９３】
（別の実施の形態の撮像装置）
図７は、この発明にかかる別の実施の形態の撮像装置の概略構成を示す断面図である。つぎに、図７を用いて、この発明にかかる別の実施の形態の撮像装置の概略構成について説明する。図７には、図１に示した撮像装置１００を紙面上下方向に沿って切断し、紙面側方から見た状態が示されている。
【００９４】
図７に示したように、撮像装置７００は、ＣＣＤ２０１から光路偏向部材２１１までの光路の延長線上において、ハウジング１０１を貫通する採光窓７０１を備えている。採光窓７０１には、光透過性を有する材料を用いてレンズ形状に形成された、指示操作を受け付ける操作ボタン７０２が設けられている。
【００９５】
光路偏向部材２１１、レンズ群２１３、絞り２１２、ＣＣＤ２０１、および採光窓７０１によって外光路形成機構が実現されている。採光窓７０１に設けられた操作ボタン７０２は、凹レンズ形状であってもよいし、凸レンズ形状であってもよい。
【００９６】
上述したように、別の実施の形態の撮像装置７００によれば、採光窓７０１を介してハウジング１０１内に入射した外光を、ソーラーセル２０２に入射させることで、撮像動作中であるか否かに拘わらずソーラーセル２０２に外光を入射させ、ソーラーセル２０２において外光を電気に変換させ、ソーラーセル２０２から出力された電気を用いてレンズ群２１３などの各部を駆動することで、撮像装置７００における充電池３０３の電力消費量を一層低減することができる。
【００９７】
また、別の実施の形態の撮像装置７００において、採光窓７０１に操作ボタン７０２を設けることで、撮像装置７００の外観を大きく損なうことなく、ソーラーセル２０２に対して外光を効率よく入射させ、ソーラーセル２０２において入射光を電気に変換させることができる。
【００９８】
これによって撮像装置７００は、外観上の違和感を与えることなく、充電池３０３における電力の残量不足による電池交換や充電などの作業頻度を一層低減し、利用者の作業負担を一層軽減することができる。そして、これによって撮像装置７００の利用者は、違和感を覚えず、電池交換や充電などの作業を頻繁におこなうことなく撮像装置７００を長時間連続して利用することができる。
【００９９】
また、別の実施の形態の撮像装置７００において、操作ボタン７０２を凹レンズ形状とした場合、ソーラーセル２０２による発電面積を光の入射面積よりも広く確保して、ソーラーセル２０２における入射光の電気への変換を促進することができる。
【０１００】
また、別の実施の形態の撮像装置７００において、操作ボタン７０２を凸レンズ形状とした場合、曇天など外光の強度が低い場合にも、ソーラーセル２０２において確実に入射光を電気に変換させ、ソーラーセル２０２から出力された電気を用いてレンズ群２１３を駆動することで、撮像装置７００における充電池３０３の電力消費量を一層低減することができる。
【０１０１】
また、上述した撮像装置１００，７００において、所定の情報を表示するディスプレイおよび当該ディスプレイの制御に関わる制御部を蓄電池３０４に蓄電された電力を用いて駆動することで、撮像装置１００における充電池３０３の消費量を抑制することができる。
【０１０２】
また、上述した撮像装置１００，７００において、ソーラーセル２０２において発電した電気を蓄電する蓄電池３０４を設けることで、ソーラーセル２０２において発電した電気を有効に利用し、撮像装置１００における充電池３０３の消費量を抑制することができる。
【０１０３】
以上説明したように、撮像装置１００によれば、外観を損なうことなく、化学電池の電力消費量を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、この発明にかかる撮像装置は、外光を案内する光学部材を備える光学装置、特に、撮像用の光電変換素子に外光を入射させるレンズなどの光学部材を備えるカメラに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】この発明にかかる実施の形態の撮像装置の外観を示す説明図である。
【図２】この発明にかかる実施の形態の撮像装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施の形態の撮像装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４−１】撮像装置における動作を説明する説明図（その１）である。
【図４−２】撮像装置における動作を説明する説明図（その２）である。
【図４−３】撮像装置における動作を説明する説明図（その３）である。
【図５−１】撮像装置における動作を説明する説明図（その４）である。
【図５−２】撮像装置における動作を説明する説明図（その５）である。
【図６−１】撮像装置における動作を説明する説明図（その６）である。
【図６−２】撮像装置における動作を説明する説明図（その７）である。
【図７】この発明にかかる別の実施の形態の撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  撮像装置
１０２  対物レンズ
２０１  ＣＣＤ
２０２  ソーラーセル
２１０  光学部材
３０６  レンズ群駆動部
【図１】
2008118288.tif 000003
【図２】
2008118288.tif 000004
【図３】
2008118288.tif 000005
【図４−１】
2008118288.tif 000006
【図４−２】
2008118288.tif 000007
【図４−３】
2008118288.tif 000008
【図５−１】
2008118288.tif 000009
【図５−２】
2008118288.tif 000010
【図６−１】
2008118288.tif 000011
【図６−２】
2008118288.tif 000012
【図７】
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