(57)【要約】【課題】発光装置の無駄な発光をなるべく抑える。【解決手段】Ｓ２では、発光制御部２０ａは、ＲＡＭ１４９に記憶された新旧２つの受光量を比較し、外光の入射量が増加したかまたは減少したかを判断することで、穴３４に指Ｆがかざされたか否かを判断する。増加したと判断した場合はＳ３に移行し、Ｓ３では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を停止する指令を送る。このように、外光の入射量の増減によって指の存在の有無を検知すれば、従来のように、常に光を発して指の存在を検知しなくて済み、無駄な発光による電力消費を抑えることができる。【選択図】  図６
2007072670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状的特徴を有する被写体へ発光する発光部と、前記発光部からの光が前記被写体に反射した反射光を受光して前記被写体の撮像信号を出力する撮像部と、前記撮像部の出力した撮像信号をデジタル画像データに変換する画像データ変換部と、前記画像データ変換部の変換した画像データから前記被写体の形状的特徴を検出する特徴検出部と、前記特徴検出部の検出した前記被写体の形状的特徴の移動、静止又は移動方向を検出する動き検出部と、前記動き検出部の検出した前記被写体の形状的特徴の移動、静止又は移動方向に従って上、下、左、右又は押下を指定する入力操作を認識する操作認識部と、を備える光学式操作装置において、
前記画像データに従って外光の受光量の増減を判断することで前記発光部の発光開始及び停止を制御する発光制御部を備える光学式操作装置。
【請求項２】
前記操作認識部は前記被写体の形状的特徴の静止時間の長さに従って短押し又は長押しを指定する入力操作を認識する請求項１に記載の光学式操作装置。
【請求項３】
前記被写体の形状的特徴は指の指紋の形状を含む請求項１又は２に記載の光学式操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学式の操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、指の指紋などの特徴の動きに基づいて入力操作を受け付ける操作装置が開発されている。例えば特許文献１の携帯電話には、表示画面のハイライトバーの位置を制御するための運動検出装置が設けられている。この装置は、指を置く撮像面を含むプッシュボタンと該ボタンを取り囲むインジケータリングとを有する。内蔵の光源が撮像面を裏側から照明し、その反射像は光検出素子アレイに収束し、その出力値から運動センサがデジタルデータを生成する。ユーザが指を任意方向に擦るように動かすと、デジタルデータに基づいて指の指紋等の画像を追跡し、ＸＹ増分信号を生成し、これによりハイライトバーを表示画面で移動させる。プッシュボタンやインジケータリングが可視光を発することで、ユーザに所定の通知がなされる。
【０００３】
また、操作装置の発光手段からの無駄な発光を抑える技術も開発されている。例えば特許文献２によると、発光手段からの光の反射率を検出し、反射率が基準閾値以下である場合、指先などに光が当たっていないとして、発光量を小さくする。
【特許文献１】特開２００３−５９０３号公報
【特許文献２】特開２００２−６２９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、携帯電話やデジタルカメラなどの携帯機器での電力は限られているため、微弱な電力浪費であってもなるべく避けたい。この点、特許文献１の技術は、無制限に光源から光を発するため、問題である。また、特許文献２の技術も、反射率を検出するために常時微弱な発光を行わなければならず、無駄な発光防止には不十分である。本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、光の反射による操作検出装置において、発光装置の無駄な発光をなるべく抑えることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明に係る光学式操作装置は、形状的特徴を有する被写体へ発光する発光部と、発光部からの光が被写体に反射した反射光を受光して被写体の撮像信号を出力する撮像部と、撮像部の出力した撮像信号をデジタル画像データに変換する画像データ変換部と、画像データ変換部の変換した画像データから被写体の形状的特徴を検出する特徴検出部と、特徴検出部の検出した被写体の形状的特徴の移動、静止又は移動方向を検出する動き検出部と、動き検出部の検出した被写体の形状的特徴の移動、静止又は移動方向に従って上、下、左、右又は押下を指定する入力操作を認識する操作認識部と、を備えており、かつ、画像データに従って外光の受光量の増減を判断することで発光部の発光開始及び停止を制御する発光制御部を備える。
【０００６】
この発明によると、画像データに従って外光の受光量の増減を判断し、この判断の結果によって発光部の発光開始及び停止を制御する。具体的には、外光の受光量が増加したと判断すれば発光を停止、外光の受光量が減少したと判断すれば発光を開始する。
【０００７】
ユーザが入力操作を行う意図が全くない場合、受光部は外光をそのまま受光すると考えられる。このとき、発光を停止すれば、入力操作の検出に使用されない無駄な発光による電力消費を抑えることができる。
【０００８】
操作認識部は被写体の形状的特徴の静止時間の長さに従って短押し又は長押しを指定する入力操作を認識してもよい。
【０００９】
なお、被写体の形状的特徴とは、指の指紋の形状を含む。ただし、被写体は形状的特徴のある物体であれば何でもよく、例えば特定の形状を有するペンなどであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によると、画像データに従って外光の受光量の増減を判断し、この判断の結果によって発光部の発光開始及び停止を制御する。具体的には、外光の受光量が増加したと判断すれば発光を停止、外光の受光量が減少したと判断すれば発光を開始する。
【００１１】
ユーザが入力操作を行う意図が全くない場合、受光部は外光をそのまま受光すると考えられる。このとき、発光を停止すれば、入力操作の検出に使用されない無駄な発光による電力消費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照し本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の好ましい実施形態に係るデジタルカメラ（以下カメラと略す）１００の正面図である。
【００１４】
カメラ１００の正面に配備されたレンズ鏡胴６０には、ズームレンズ１０１ａ及びフォーカスレンズ１０１ｂを含む撮影レンズ１０１が内蔵されており、ズームレンズ１０１ａを光軸方向に移動させることで焦点距離調節が行なわれるとともに、フォーカスレンズ１０１ｂを光軸方向に移動させることによりピント調節が行なわれる。
【００１５】
レンズ鏡筒６０は、カメラボディ１８０に沈胴した状態から、予め設定された最短焦点距離位置であるワイド端と最長焦点距離位置であるテレ端との間で進退することで、カメラボディ１８０から繰り出し、また収納される。この図では、レンズ鏡胴６０がカメラボディ１８０に沈胴した状態が示されている。
【００１６】
またカメラ１００には、非撮影時には撮影レンズ１０１の前面を覆って撮像レンズ１０１と外界とを遮ることで撮像レンズ１０１を保護する状態をつくり出すとともに、撮像時には撮像レンズを外界に露出するレンズカバー６１が設けられている。
【００１７】
レンズカバー６１は開閉自在な機構で構成されており、開放状態で撮影レンズ１０１の前面を覆い、閉鎖状態で撮影レンズ１０１の前面を外界に露出する。レンズカバー６１は電源スイッチ１２１のオン／オフに連動して開放／閉鎖される。この図ではレンズカバー６１は開放状態となっている。
【００１８】
カメラ１００の上面には、中央部分にレリーズスイッチ１０４の配備されたモードダイヤル１２３と電源スイッチ１２１とが配備されており、正面には、ストロボ１０５ａ、ＡＦ補助光ランプ１０５ｂ、セルフタイマランプ１０５ｃ等が配備されている。
【００１９】
図２はカメラ１００の背面図である。カメラ１００の背面には、画像表示ＬＣＤ１０２、光学式操作機器１２４が配備されている。光学式操作機器１２４は、表面積の広い親指を載せるためのガイド１２５を備え、ガイド１２５の中心付近には穴３４が形成されている。光学式操作機器１２４は、右手親指を良好に載置できるように、カメラ背面右上に配備されている。光学式操作機器１２４は、穴３４を介した光の発光／受光によってユーザの指などの動きを検出する。光学式操作機器１２４は、従来のカメラに配備されるズームスイッチ、切替レバー、十字キー、情報位置指定キー等の操作系の役割を果たす。
【００２０】
図３はカメラ１００のブロック図である。カメラ１００にはユーザがこのカメラ１００を使用するときに種々の操作を行なうための操作部１２０が設けられている。この操作部１２０には、カメラ１００を作動させるための電源投入用の電源スイッチ１２１、オート撮影やマニュアル撮影等を選択するためのモードダイヤル１２３、光学式操作機器１２４が備えられている。
【００２１】
また、カメラ１００には、撮影画像や再生画像等を表示するための画像表示ＬＣＤ１０２と、操作の手助けを行なうための操作ＬＣＤ表示１０３が備えられている。
【００２２】
このカメラ１００にはレリーズスイッチ１０４が配備されている。このレリーズスイッチ１０４によって撮影の開始指示がメインＣＰＵ２０へと伝えられる。このカメラ１００では光学式操作機器１２４によって撮影と再生との切り替えが自在になっていて、撮影を行なうときにはユーザによって光学式操作機器１２４が撮影側に切り替えられ、再生を行なうときには光学式操作機器１２４が再生側に切り替えられる。また、カメラ１００には、閃光を発光する閃光発光管１０５ａを有する閃光発光装置が配備されている。
【００２３】
また、カメラ１００には、撮影レンズ１０１と、絞り１３１と、それら撮影レンズ１０１および絞り１３１を経由して結像された被写体像をアナログの画像信号に変換する撮像素子であるＣＣＤセンサ１３２（以下ＣＣＤ１３２と略記する）とが備えられている。ＣＣＤ１３２は、詳細には、そのＣＣＤ１３２に照射された被写体光により発生した電荷を可変の電荷蓄積時間（露光期間）の間蓄積することにより画像信号を生成するものである。ＣＣＤ１３２からは、ＣＧ部１３６から出力される垂直同期信号ＶＤに同期したタイミングでフレーム毎の画像信号が順次出力される。
【００２４】
撮像素子にＣＣＤ１３２を用いた場合には、色偽信号やモアレ縞等の発生を防止するために、入射光内の不要な高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタ１３２ａが配設されている。また、入射光内の赤外線を吸収若しくは反射して、長波長域で感度が高いＣＣＤセンサ１３２固有の感度特性を補正する赤外カットフィルタ１３２ｂが配設されている。光学的ローパスフィルタ１３２ａ及び赤外カットフィルタ１３２ｂの具体的な配設の態様は特に限定されない。
【００２５】
また、カメラ１００には、ＣＣＤセンサ１３２からのアナログ画像信号が表わす被写体像のホワイトバランスを合わせるとともにその被写体像の階調特性における直線の傾き（γ）を調整し、さらにアナログ画像信号を増幅する増幅率可変の増幅器を含む白バランス・γ処理部１３３が備えられている。
【００２６】
さらに、カメラ１００には、白バランス・γ処理部１３３からのアナログ信号をデジタルのＲ，Ｇ，Ｂ画像データにＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ部１３４と、そのＡ／Ｄ部１３４からのＲ，Ｇ，Ｂ画像データを格納するバッファメモリ１３５が備えられている。
【００２７】
本実施形態では、Ａ／Ｄ部１３４は、８ビットの量子化分解能を有し、白バランス・γ処理部１３３から出力されるアナログＲ，Ｇ，Ｂ撮像信号をレベル０〜２５５のＲ，Ｇ，Ｂデジタル画像データに変換して出力する。ただし、この量子化分解能はあくまで一例であって本発明に必須の値ではない。
【００２８】
また、カメラ１００には、ＣＧ（クロックジェネレータ）部１３６と、測光・測距用ＣＰＵ１３７と、充電・発光制御部１３８と、通信制御部１３９と、ＹＣ処理部１４０と、電源電池６８とが備えられている。
【００２９】
ＣＧ部１３６は、ＣＣＤセンサ１３２を駆動するための垂直同期信号ＶＤ，高速掃き出しパルスＰを含む駆動信号、白バランス・γ処理部１３３，Ａ／Ｄ部１３４を制御する制御信号、および通信制御部１３９を制御する制御信号を出力する。また、このＣＧ部１３６には、測光・測距用ＣＰＵ１３７からの制御信号が入力される。
【００３０】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、ズーム用モータ１１０、フォーカス用モータ１１１、絞り調整を行う絞り用モータ１１２を制御してズームレンズ１０１ａ、フォーカスレンズ１０１ｂ、絞り１３１をそれぞれ駆動することにより測距を行ない、ＣＧ部１３６および充電・発光制御部１３８を制御する。ズーム用モータ１１０、フォーカス用モータ１１１、絞り用モータ１１２の駆動は、モータドライバ６２によって制御され、モータドライバ６２の制御コマンドは、測光・測距用ＣＰＵ１３７あるいはメインＣＰＵ２０から送られる。
【００３１】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、レリーズスイッチ１０４が半押し（Ｓ１オン）されると、ＣＣＤ１３２によって周期的（１／30秒から１／60秒ごと）に得られる画像データに基づいて被写体の明るさの測光（ＥＶ値の算出）を行う。
【００３２】
即ち、ＡＥ演算部１５１は、Ａ／Ｄ変換部１３４から出力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を積算し、その積算値を測光・測距用ＣＰＵ１３７に提供する。測光・測距用ＣＰＵ１３７は、ＡＥ演算部１５１から入力する積算値に基づいて被写体の平均的な明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（ＥＶ値）を算出する。
【００３３】
そして、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、得られたＥＶ値に基づいて絞り１３１の絞り値（Ｆ値）及びＣＣＤ１３２の電子シャッタ（シャッタスピード）を含む露出値を所定のプログラム線図にしたがって決定する（ＡＥ動作）。
【００３４】
レリーズスイッチ１０４が全押し（Ｓ２オン）されると、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、その決定した絞り値に基づいて絞り１３１を駆動し、絞り１３１の開口径を制御するとともに、決定したシャッタスピードに基づき、ＣＧ１３６を介してＣＣＤ１３２での電荷蓄積時間を制御する。
【００３５】
ＡＥ動作は、絞り優先ＡＥ，シャッタ速度優先ＡＥ，プログラムＡＥなどがあるが、いずれにおいても、被写体輝度を測定し、この被写体輝度の測光値に基づいて決められた露出値、すなわち絞り値とシャッタスピードとの組み合わせで撮影を行うことにより、適正な露光量で撮像されるように制御しており、面倒な露出決定の手間を省くことができる。
【００３６】
ＡＦ検出部１５０は、測光・測距ＣＰＵ１３７により選定された検出範囲に対応する画像データをＡ／Ｄ変換部１３４から抽出する。焦点位置を検出する方法は、合焦位置で画像データの高周波成分が最大振幅になるという特徴を利用して行う。ＡＦ検出部１５０は、抽出された画像データの高周波成分を１フィールド期間積分することにより、振幅値を算出する。ＡＦ検出部１５０は、測光・測距ＣＰＵ１３７がフォーカス用モータ１１０を駆動制御してフォーカスレンズ１０１ａを可動範囲内、即ち無限遠側の端点（ＩＮＦ点）から至近側の端点（ＮＥＡＲ点）の間で移動させている間に順次振幅値の計算を実行し、最大振幅を検出した時に検出値を測光・測距ＣＰＵ１３７に送信する。
【００３７】
測光・測距ＣＰＵ１３７は、この検出値を取得して対応する合焦位置に、フォーカスレンズ１０１ｂを移動させるようにフォーカス用モータ１１１に指令を出す。フォーカス用モータ１１１は、測光・測距ＣＰＵ１３７の指令に応じてフォーカスレンズ１０１ｂを合焦位置に移動させる（ＡＦ動作）。
【００３８】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、メインＣＰＵ２０とのＣＰＵ間通信によってレリーズスイッチ１０４と接続されており、ユーザによりレリーズスイッチ１０４が半押しされた時に、この合焦位置の検出が行われる。また、測光・測距用ＣＰＵ１３７には、ズーム用モータ１１１が接続されており、メインＣＰＵ２０が、ズームスイッチ１２７によってユーザからのＴＥＬＥ方向又はＷＩＤＥ方向へのズームの指令を取得した場合に、ズーム用モータ１１０を駆動させることにより、ズームレンズ１０１ａをＷＩＤＥ端とＴＥＬＥ端との間で移動させる。
【００３９】
充電・発光制御部１３８は，閃光発光管１０５ａを発光させるために電源電池６８からの電力の供給を受けて図示しない閃光発光用のコンデンサを充電したり、その閃光発光管１０５ａの発光を制御する。
【００４０】
充電・発光制御部１３８は，電源電池６８の充電開始、レリーズスイッチ１０４の半押し・全押し操作信号等の各種の信号や、発光量、発光タイミングを示す信号をメインＣＰＵ２０や測光・測距ＣＰＵ１３７から取り込んだことに応じ、セルフタイマランプ１０５ｃやＡＦ補助光１０５ｂへの電流供給制御を行い、所望の発光量が所望のタイミングで得られるように制御する。
【００４１】
具体的には、メインＣＰＵ２０あるいは測光・測距ＣＰＵ１３７から充電・発光制御部１３８へハイ（Ｈ）レベルの信号が入力されると、セルフタイマランプ１０５ｃは通電状態となり点灯する。一方、充電・発光制御部１３８へロー（Ｌ）レベルの信号が入力されると、セルフタイマランプ１０５ｃは非通電状態となり消灯する。
【００４２】
メインＣＰＵ２０あるいは測光・測距ＣＰＵ１３７は、Ｈ・Ｌレベル信号の出力時間の比率（デューティ比）を変化させて設定することでセルフタイマランプ１０５ｃの輝度（明るさ）を変化させる。
【００４３】
なお、セルフタイマランプ１０５ｃはＬＥＤで構成してもよく、ＡＦ補助光ランプ１０５ｂを構成するＬＥＤと共通にしてもよい。
【００４４】
メインＣＰＵ２０には、セルフタイマ回路８３が接続されている。メインＣＰＵ２０は、セルフ撮影モードが設定されている場合、レリーズスイッチ１０４の全押し信号に基づいて計時を行なう。この計時中に、メインＣＰＵ２０は測光・測距ＣＰＵ１３７を介し、残り時間に合わせて点滅速度をだんだんと早めながら、セルフタイマランプ１０５ｃを点滅させる。セルフタイマ回路８３は、計時完了後に計時完了信号をメインＣＰＵ２０に入力する。メインＣＰＵ２０は、計時完了信号に基づいて、ＣＣＤ１３２にシャッタ動作を実施させる。
【００４５】
通信制御部１３９には、通信ポート１０７が備えられており、この通信制御部１３９は、カメラ１００により撮影された被写体の画像信号をＵＳＢ端子が備えられたパーソナルコンピュータ等の外部装置に出力し、およびこのような外部装置からカメラ１００に画像信号を入力することにより、その外部装置との間のデータ通信を担うものである。また、このカメラ１００は、ロール状の写真フイルムに写真撮影を行なう通常のカメラが有するＩＳＯ感度１００，２００，４００，１６００等に切り替える機能を模擬した機能を有し、ＩＳＯ感度４００以上に切り替えられた場合、白バランス・γ処理部１３３の増幅器の増幅率が所定の増幅率を越えた高増幅率に設定された高感度モードとなる。通信制御部１３９は、高感度モードでの撮影中は、外部装置との通信を停止する。
【００４６】
また、カメラ１００には、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３と、Ｉ／Ｆ部１４４が備えられている。圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３は、バッファメモリ１３５に格納された画像データを、バスライン１４２を介して読み出して圧縮し、Ｉ／Ｆ部１４４を経由してメモリカード２００に格納する。また、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３は、メモリカード２００に格納された画像データの読み出しにあたり、メモリカード２００固有の識別番号（ＩＤ）を抽出し、そのメモリカード２００に格納された画像データを読み出して伸長し、バッファメモリ１３５に格納する。
【００４７】
バッファメモリ１３５に格納されたＹ／Ｃ信号は、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、Ｉ／Ｆ１４４を介してメモリカード２００のようなリムーバブルメディアないしハードディスク（ＨＤＤ）７５のような内蔵型大容量記憶媒体に所定の形式（例えばExif（Exchangeable Image File Format）ファイル）で記録される。ハードディスク（ＨＤＤ）７５へのデータ記録またはハードディスク（ＨＤＤ）７５からのデータの読込みは、メインＣＰＵ２０の指令に応じてハードディスクコントローラ７４によって制御される。
【００４８】
また、カメラ１００には、メインＣＰＵ２０と、ＥＥＰＲＯＭ１４６と、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７と、表示用のドライバ１４８とが備えられている。メインＣＰＵ２０は、このカメラ１００全体の制御を行なう。ＥＥＰＲＯＭ１４６には、このカメラ１００固有の固体データやプログラム等が格納されている。ＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７は、ＹＣ処理部１４０で生成されたカラー映像信号ＹＣを３色のＲＧＢ信号に変換して表示用のドライバ１４８を経由して画像表示ＬＣＤ１０２に出力する。
【００４９】
ＣＰＵ２０は、ドライバ１４８に内蔵されたＯＳＤ信号発生回路１４８ａに対し、シャッタ速度や絞り値、撮影可能枚数、撮影日時、警告メッセージ、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）等の文字及び記号情報を表示するための信号を発生させるコマンドを送る。ＯＳＤ信号発生回路１４８ａはこのコマンドに従って映像情報を出力する。ＯＳＤ信号発生回路１４８ａから出力される信号は、必要に応じてＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７からの画像信号に混合されて、液晶パネル７１に供給される。これにより、スルー画像や再生画像に文字等が合成された合成画像が表示される。
【００５０】
また、カメラ１００は、ＡＣ電源から電力を得るためのＡＣアダプタ４８と電源電池６８とが着脱可能な構成となっている。電源電池６８は充電可能な二次電池、例えばニカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池で構成される。電源電池６８は使い切り型の一次電池、例えばリチウム電池、アルカリ電池で構成してもよい。電源電池６８は図示しない電池収納室に装填することにより、カメラ１００の各回路と電気的に接続される。
【００５１】
ＡＣアダプタ４８がカメラ１００に装填されＡＣ電源からＡＣアダプタ４８を介してカメラ１００に電力が供給される場合には、電源電池６８が電池収納室に装填されている場合であっても、優先的に当該ＡＣアダプタ４８から出力された電力がカメラ１００の各部に駆動用の電力として供給される。また、ＡＣアダプタ４８が装填されておらず、かつ電源電池６８が電池収納室に装填されている場合には、当該電源電池６８から出力された電力がカメラ１００の各部に駆動用の電力として供給される。
【００５２】
なお、図示しないが、カメラ１００には、電池収納室内に収納される電源電池６８とは別にバックアップ電池が設けられている。内蔵バックアップ電池には例えば専用の二次電池が用いられ、電源電池６８によって充電される。バックアップ電池は、電源電池６８の交換や取り外し等、電源電池６８が電池収納室に装填されていない場合、カメラ１００の基本機能に給電する。
【００５３】
即ち、電源電池６８又はＡＣアダプタ４８からの電源供給が停止すると、バックアップ電池がスイッチング回路（図示せず）によってＲＴＣ１５等に接続され、これらの回路に給電する。これにより、バックアップ電池２９が寿命に達しない限り、ＲＴＣ１５等の基本機能には、電源供給が間断なく継続する。
【００５４】
ＲＴＣ（Real Time Clock）１５は計時専用のチップであり、電源電池６８やＡＣアダプタ４８からの給電がオフされていてもバックアップ電池から電源供給を受けて継続的に動作する。
【００５５】
画像表示ＬＣＤ１０２には透過型又は半透過型の液晶パネル７１を背面側から照明するバックライト７０が配設されており、省電力モードの場合には、メインＣＰＵ２０によりそのバックライト７０の明るさ（輝度）がバックライトドライバ７２を介して制御され、バックライト７０の消費電力が低減されるようになっている。また、省電力モードは、光学式操作機器１２４を操作して画像表示ＬＣＤ１０２にメニュー画面を表示させ、そのメニュー画面で所定の操作を行うことによってオン／オフを設定することができるようになっている。
【００５６】
図４は本発明に係る光学式操作機器１２４周辺の要部構成を示す。光学式操作機器１２４は、光を発光するＬＥＤならびに電源電池６８からＬＥＤへの供給電流量の制御、ＬＥＤのオンオフのタイミング制御、ＬＥＤの発光量の制御を行うＬＥＤドライバで構成された発光部１２４−１、発光部１２４−１の発光した光が指Ｆで反射して穴３４から入射する反射光によって指Ｆその他の物体を被写体として撮影するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子で構成された受光部１２４−２を備えている。以下、受光部１２４−２の被写体は指Ｆであるものとして説明するが、形状的特徴を有するその他の物体（ペンなど）であってもよい。
【００５７】
受光部１２４−２は、ＣＧ１３６から周期的に発生されるパルスの発生タイミングごと（例えば１／６０秒ごと）に反射光を撮像信号に光電変換して白バランス・γ処理部１３３−２に出力する。白バランス・γ処理部１３３−２は撮像信号にホワイトバランス・γ調整を施してＡ／Ｄ変換部１３４−２に出力する。Ａ／Ｄ変換部１３４−２は、白バランス・γ処理部１３３−２からの撮像信号をデジタル画像データに変換してバッファメモリ１３５−２とＡＦ検出部１５０−２に出力する。Ａ／Ｄ変換部１３４−２から出力された画像データを指画像データと呼ぶ。指画像データは、受光部１２４−２から撮像信号が出力されるごとに、バッファメモリ１３５−２の２つの領域に交互に記憶される。これにより、撮影時刻の異なる２つの指画像データが同時に記憶され、撮像信号が出力されるごとに古い時刻の画像データが新しいものに書き換えられる。なお、３つ以上の指画像データを同時に記憶してもよい。
【００５８】
ＡＦ検出部１５０−２は、指画像データを１画面の所定の分割エリア毎にかつ同じ色成分毎に積算平均し、さらにフレームごとに、全エリアのＲ，Ｇ，Ｂの色ごとの積算平均値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂを算出する。この積算平均値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂは受光量としてＲＡＭ１４９に記憶される。ＲＡＭ１４９の受光量は、受光部１２４−２から撮像信号が出力されるごとに、ＲＡＭ１４９の２つの領域に交互に記憶される。これにより、算出時刻の異なる２つの受光量が同時に記憶され、撮像信号が出力されるごとに古い時刻の受光量が新しいものに書き換えられる。なお、３つ以上の受光量を同時に記憶してもよい。
【００５９】
ＣＰＵ２０は、発光部１２４−１の発光量や発光開始・終了タイミングを制御するモジュールである発光制御部２０ａ、ガイド１２５と略平行な２次元平面（ＸＹ平面）における指Ｆの移動方向を、指画像データに基づいて認識するモジュールである方向認識部２０ｂ、指Ｆの移動方向または静止時間に応じて入力操作を認識するモジュールである操作認識部２０ｃ、指Ｆが略静止している時間を指画像データとＲＴＣ１５から出力される現在時刻データとに基づいて計算するモジュールである計時部２０ｄを実行する。発光制御部２０ａ、方向認識部２０ｂ、操作認識部２０ｃ、計時部２０ｄはＣＰＵ２０によって実行されるプログラムであり、ＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶されている。
【００６０】
図５は指画像データのイメージ図であり、図５（ａ）はある時刻ｔ１における指画像データＤ１、図５（ｂ）は時刻ｔ１以降のある時刻ｔ２における指画像データＤ２である。指画像データＤ１、Ｄ２は、バッファメモリ１３５−２の２つの領域にそれぞれ別個に記憶されている。
【００６１】
この図に示すように、指画像データＤ１、Ｄ２は、指Ｆの特徴量の１つである指紋の形状をデータとして含んでいる。方向認識部２０ｂは、指画像データＤ１とＤ２を比較することにより、時刻ｔ１〜ｔ２の間でのＸＹ平面における指紋の移動方向を指Ｆの移動方向として認識する。方向認識部２０ｂは、所定時間ｔ１〜ｔ２内における指Ｆの指紋の移動量を指Ｆの移動量として認識する機能も有している。
【００６２】
計時部２０ｄは、方向認識部２０ｂの認識した指Ｆの移動量が実質的に０になったか否かによって、指Ｆが静止しているか否かを判断する。指Ｆが静止していると判断すると、指Ｆの静止時間の計時を開始する。計時部２０ｄは、これと並行して、指Ｆが静止している状態から再び移動を開始したか否かを判断し、指Ｆが再び移動を開始したと判断すると、直ちに指Ｆの静止時間の計時を停止し、計時開始から停止までの時間を指Ｆの静止時間として確定する。
【００６３】
発光制御部２０ａは、ＲＡＭ１４９の２つの受光量を比較することで外光の入射量の増減を判断する。外光の入射量が減少していると判断すれば、発光制御部２０ａは指Ｆがガイド１２５上に存在していると判断して発光を開始するよう発光部１２４−１に指令する。一方、外光の入射量が増加したと判断すれば、発光制御部２０ａは指Ｆがガイド１２５上に存在しないと判断して発光を停止するよう発光部１２４−１に指令する。これにより、指Ｆがガイド１２５に存在しないときの発光による無駄な電力消費を抑えることができる。
【００６４】
操作認識部２０ｃは、方向認識部２０ｂの認識した指Ｆの静止、移動ないし移動方向から、上下左右または押下のいずれか１つの入力操作があったことを認識し、認識した入力操作に応じた動作制御をカメラ１００の各ブロックに指令する。
【００６５】
以下、図６のフローチャートを参照し、本発明に係る光学式入力操作認識動作の流れを説明する。
【００６６】
Ｓ１では、デジタルカメラ１００の電源スイッチ１２１がオンされると、ＡＦ検出部１５０−２は、受光量の算出を開始する。受光量をＲＡＭ１４９に記憶する動作を繰り返すことで、ＲＡＭ１４９には２つの異なる時刻の受光量が記憶される。
【００６７】
Ｓ２では、発光制御部２０ａは、ＲＡＭ１４９に記憶された新旧２つの受光量を比較し、外光の入射量が増加したかまたは減少したかを判断することで、穴３４に指Ｆがかざされたか否かを判断する。増加したと判断した場合はＳ３、減少したと判断した場合はＳ４に移行する。
【００６８】
なお、単に外光の入射量が増加すればそのままＳ３に移行するのでなく、さらに、増加量が所定の閾値以上であるか否かを判断し、この増加量が所定の閾値以上であればＳ３に移行するようにしてもよい。同様に、単に外光の入射量が減少すればそのままＳ４に移行するのでなく、さらに、減少量が所定の閾値以上であるか否かを判断し、この減少量が所定の閾値以上であればＳ４に移行するようにしてもよい。こうすると、急激な入射量の変化に限って指が穴３４にかざされたあるいはかざされていないと判断することになり、指Ｆをかざす動作と関係ない微小な入射量の変化から誤って指がかざされたと判断することを防げる。
【００６９】
Ｓ３では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を停止する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤなどの発光手段の発光を停止する。
【００７０】
Ｓ４では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を開始する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤなどの発光手段を所定の発光量、所定の発光タイミングで発光させる。発光手段の発光は、発光制御部２０ａから発光を停止する指令が送られる（Ｓ３）限り継続する。
【００７１】
Ｓ５では、発光制御部２０ａは、バッファメモリ１３５−２の２つの領域にそれぞれ記憶された２つの指画像データを比較することで、指Ｆの移動の有無および移動方向を判断する。指が静止していると判断した場合はＳ６、指の移動と移動方向を判断できた場合はＳ８に移行する。
【００７２】
Ｓ６では、計時部２０ｄは、指の静止時間を計時する。
【００７３】
Ｓ７では、操作認識部２０ｃは、計時部２０ｄが計時している指Ｆの静止時間に応じて、押下を指定する入力操作があったと認識し、この入力操作に応じた制御を行う。
【００７４】
Ｓ８では、認識した指Ｆの上、下、左、右の移動方向に応じて、それぞれ上、下、左、右を指定する入力操作があったと認識し、各入力操作に応じた制御を行う。
【００７５】
Ｓ７、Ｓ８の具体的な制御内容は、例えば次のようになる。
【００７６】
移動方向がＸの正または負の方向であれば、ＣＰＵ２０は、十字キーの右または左ボタンが押下されたときと同様の制御、例えば、グラフィカルユーザインターフェースのカーソルの右または左方向への移動表示を行う指令をＯＳＤ信号発生回路１４８ａに送る。あるいは、ＣＰＵ２０は、テレ方向またはワイド方向へのレンズ鏡筒６０の繰り出しを行う指令をモータドライバ６２に送る。
【００７７】
移動方向がＹの正または負の方向であれば、ＣＰＵ２０は、十字キーの上または下ボタンが押下されたときと同様の制御、例えば、グラフィカルユーザインターフェースのカーソルの上または下方向への移動表示を行う指令をＯＳＤ信号発生回路１４８ａに送る。
【００７８】
ここで、図７に示すように、指Ｆの移動方向が一旦検出されると（Ｓ８）、所定時間Ｎ（例えば３秒間）が経過するまでは移動方向の検出を行わないようにする。これは、指Ｆの上下左右の移動動作の繰り返しには、必ず逆方向の揺り戻しを伴うからであり、先に検出された移動方向と後に検出された移動方向が相殺されて入力操作が無意味になってしまうからである。
【００７９】
また、Ｓ７においては、静止時間の長短に応じて異なる押下入力操作を認識することもできる。図７では、静止時間が所定の時間Ｍ（例えば１秒間）だけ持続すると、「短押し」の入力操作があったと認識してそれに応じた動作制御（例えばメニュー選択や撮影の開始）を行う。静止時間が所定の時間Ｍに加えて、所定の時間Ｔ（例えば１秒間）だけさらに持続すると、「長押し」の入力操作があったと認識してそれに応じた動作制御（例えば撮影モードなど特定のモードへの移行）を行う。
【００８０】
静止時間が所定の時間Ｍ＋Ｔを超えてしまった場合は、操作が全くなされないものとみなし、「無効操作」として扱い、特別な動作制御は行わない。
【００８１】
以上説明した通り、発光制御部２０ａは、ＲＡＭ１４９に記憶された新旧２つの受光量を比較し、外光の入射量が増加したかまたは減少したかを判断することで、穴３４に指Ｆがかざされたか否かを判断する。増加したと判断した場合は発光部１２４−１の発光を停止し、減少したと判断した場合は発光部１２４−１の発光を開始する。このように、外光の入射量の増減によって指の存在の有無を検知すれば、従来のように、常に光を発して指の存在を検知しなくて済み、無駄な発光による電力消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】デジタルカメラの正面図
【図２】デジタルカメラの背面図
【図３】デジタルカメラのブロック構成図
【図４】光学式操作機器周辺の要部構成図
【図５】指画像データのイメージ図
【図６】光学式入力操作認識動作の流れを示すフローチャート
【図７】操作時間と入力操作の関係を例示する図
【符号の説明】
【００８３】
２０ａ：発光制御部、２０ｂ：方向認識部、２０ｃ：操作認識部、２０ｄ：計時部、１２４−１：発光部、１２４−２：受光部
【図１】
2007072670.tif 000003
【図２】
2007072670.tif 000004
【図３】
2007072670.tif 000005
【図４】
2007072670.tif 000006
【図５】
2007072670.tif 000007
【図６】
2007072670.tif 000008
【図７】
2007072670.tif 000009