(57)【要約】【課題】カメラ付き携帯機器を利用して手軽に日常的にＵＶを計測しうるセンサおよびカメラ付き携帯機器を提供する。【解決手段】紫外線透過光学系２０、光学系の移動のための切替機構３０が従来のカメラ付き携帯機器に追加された構成であり、切替機構３０が作動し、紫外線透過光学系２０をセンサ４０の略前面に移動させ、可視光撮影用光学系１０を介した可視光情報は遮断され、紫外線透過光学系２０を通過した紫外線情報のみが撮像用センサ４０に入射し、制御部５０では、撮像用センサ４０出力を紫外線の線量として計測を行い、積算処理後に、記憶部７０に記憶されたテーブルと比較して、その結果を表示部８０に表示する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
撮像用センサを有するカメラ付き携帯機器用紫外線センサにおいて、
携帯機器外部から前記撮像用センサに紫外線を取り込み可能とする紫外線透過光学系を備えたことを特徴とするカメラ付き携帯機器用紫外線センサ。
【請求項２】
前記撮像用センサはＣＣＤセンサあるいはＣＭＯＳセンサであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ付き携帯機器用紫外線センサ。
【請求項３】
前記撮像用センサに可視光又は紫外線を入射させる切替機構を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ付き携帯機器用紫外線センサ。
【請求項４】
前記紫外線透過光学系が紫外線透過フィルタを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカメラ付き携帯機器用紫外線センサ。
【請求項５】
前記紫外線透過光学系が紫外線用集光レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカメラ付き携帯機器用紫外線センサ。
【請求項６】
前記切替機構が直進ガイドであることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のカメラ付き携帯機器用紫外線センサ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の紫外線センサを備えたことを特徴とするカメラ付き携帯機器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ付き携帯機器用紫外線センサおよびカメラ付き携帯機器に係り、特に、撮像用のＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを有するカメラ付き携帯電話、デジタルカメラやビデオカメラ（以下デジタルカメラ等）等に用いるのに好適な紫外線センサ、および、この紫外線センサを備えたカメラ付き携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今のフロンガスによるオゾンホールの破壊により、紫外線（以下ＵＶとも称する）による皮膚への障害が問題視されるようになってきた。これに伴い、気象庁からは紫外線情報が発信されるようなり、また、ＵＶをカットできる化粧品等が盛んに売り出されている。
【０００３】
このように、ＵＶに対する関心が高まる中、特許文献１、２に示すように、日常生活でＵＶ量を計測するＵＶセンサについて、既に提案がなされている。特許文献１では、小型化され腕時計に組み込まれている。特許文献２では、携帯電話に組み込まれている。
【０００４】
また、独立した計測装置として実用化もされており、ハンディタイプの検出装置としては手帳ほどの大きさのものがある。
【０００５】
なお、センサは、シリコンや硫化ガリウムなどを基板とした、特許文献１〜３に記載されているフォトダイオードを用いているものがほとんどである。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１８３２５号公報
【特許文献２】特開２００６−３４９６２５号公報
【特許文献３】特開平９−３０４１７７号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、日常的に使用する携帯電話やデジタルカメラ等へ、ＵＶセンサとその周辺回路を新たに搭載するには、スペース上で制約が生じる。
【０００８】
一方、独立した検出装置は、ハンディとはいっても、その大きさから手軽にＵＶセンサを別個に持ち歩くのは容易でなく、日常的に計測することはできなかった。また、腕時計は個々人の好みのものであるため、所持対象が限定されていた。
【０００９】
本考案は、前記従来の問題を解消するべくなされたもので、カメラ付き携帯機器を利用して手軽に日常的にＵＶを計測しうるセンサ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】
【００１０】
本考案は、撮像用センサを有するカメラ付き携帯機器用紫外線センサにおいて、携帯機器外部から前記撮像用センサに紫外線を取り込み可能とする紫外線透過光学系を備えることにより、前記課題を解決したものである。ここで、紫外線透過光学系を備えるのは、通常のカメラレンズが紫外線をほとんど吸収してしまい、撮像用センサに紫外線を十分に入射させることができないからである。
【００１１】
前記撮像用センサは、ＣＣＤセンサあるいはＣＭＯＳセンサとすることができる。
【００１２】
又、前記撮像用センサに可視光又は紫外線を入射させる切替機構を備えることができる。
【００１３】
又、前記紫外線透過光学系は紫外線透過フィルタを含むものとすることができる。
【００１４】
又、前記紫外線透過光学系は紫外線用集光レンズを含むものとすることができる。
【００１５】
又、前記切替機構は直進ガイドとすることができる。
【００１６】
本考案は、又、上述した紫外線センサを備えたことを特徴とするカメラ付き携帯機器を提供するものである。
【考案の効果】
【００１７】
本考案によれば、カメラ付き携帯電話やデジタルカメラ等などのカメラ付き携帯機器において、別個にフォトダイオードを必要とせずに既にある撮像用センサを利用するので、フォトダイオードとその制御回路などのスペースが要らないため、安価で且つ小型に紫外線センサを実現することができる。
【００１８】
また、上記機器は日常的にほとんど誰でも持ち歩く手軽なものであるので、日常的に紫外線を計測することができる。
【００１９】
さらに、紫外線センサが追加されたことで新たな付加価値を有する携帯電話やデジタルカメラ等のカメラ付き携帯機器を提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本考案の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
本考案に係るカメラ付き携帯機器用紫外線センサの第１実施形態を、図１から図７に示す。図１は本実施形態を有するカメラ付き携帯機器のブロック図、図２は紫外線透過光学系へ切替えた時の上面図、図３は図２のIII―III線に沿う断面図、図４は撮像用センサの波長に対する相対感度を表す分光感度特性図、図５は可視光撮影用光学系へ切替えた時の上面図、図６は図５のVI−VI線に沿う断面図、図７は図５のVII−VII線に沿う断面図を、それぞれ、示している。
【００２２】
本実施形態は、図１乃至図３に示す如く、レンズおよびバレルからなる可視光撮影用光学系１０と、紫外線検出のための紫外線透過光学系２０と、可視光撮影用光学系１０と紫外線透過光学系２０とを切替える切替機構３０と、撮像用センサ４０と、からなるカメラ付き携帯機器用紫外線センサである。これが、撮像用センサ４０からの信号を処理する制御部５０と、制御部５０を操作する操作部６０と、制御部５０で処理した信号を記憶する記憶部７０と、制御部５０で処理した信号を表示する表示部８０とを有するカメラ付き携帯機器に用いられる。
【００２３】
前記紫外線透過光学系２０は、紫外線透過フィルタ、あるいは、集光機能を持った紫外線用集光レンズを有するものである。紫外線用集光レンズは結像作用までを必要としないので、半球状の１枚レンズなどが使用できる。なお、通常のガラスでは紫外線領域の光１９０ｎｍ〜４００ｎｍが大幅に吸収されてしまうので、上記いずれの紫外線透過光学系とも、少なくとも、可視光以上の光（４００ｎｍ〜）をカットし、ＵＶ−Ａ（４００ｎｍ〜３２０ｎｍ）およびＵＶ−Ｂ（３２０ｎｍ〜２８０ｎｍ）を透過あるいは集光するプラスチック材、あるいはガラス材を使用する。ＵＶ−Ｃ（２８０ｎｍ〜１９０ｎｍ）も人体に影響を与えるが、ＵＶ−Ｃは地上にほとんど届かないので、人体に影響を与えるＵＶ−ＡとＵＶ−Ｂを、紫外線透過光学系２０は透過あるいは集光するものである。
【００２４】
紫外線透過フィルタを使用すると、より低コストで構成が単純となるメリットがある。紫外線用集光レンズを使用すると、レンズの開口数を大きくすることで紫外線量を多く集められるので感度向上にメリットがある。
【００２５】
前記切替機構３０は、図３に示す如く、可視光撮影用光学系１０と紫外線透過光学系２０との位置関係を固定する上パッケージ３１ａと、撮像用センサ４０と上パッケージ３１ａとの位置関係を一定に維持する下パッケージ３２ａと、から構成されている。ここでは、下パッケージ３２ａに対して上パッケージ３１ａを手動で容易に切替可能とするため、上パッケージ３１ａの両側に押し板３３を取付けている。また、図示しないが、切替機構３０の切替信号を発生させる、例えばタッチスイッチなども取付けられている。
【００２６】
前記撮像用センサ４０は、ＣＣＤセンサあるいはＣＭＯＳセンサが用いられる。ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサは、通常５５０ｎｍ付近の４００ｎｍから７００ｎｍまでの可視光領域の波長に高感度を有するように製造されている。ここで、図４に、代表的な２つの異なるメーカのセンサの相対感度を示すが、その可視光領域においても２つのセンサの感度特性は異なることが分かる。可視光領域に比べると感度特性はかなり落ちるものの、いずれのセンサでも３００ｎｍから４００ｎｍの紫外線領域で感度を有していることは明らかであり、これらセンサを紫外線の検出に用いることが可能である。
【００２７】
以下、本実施形態の動作について説明する。電動あるいは手動により切替機構３０を動作させ、紫外線透過光学系２０を撮像用センサ４０の略前面に移動させる。略前面とは、撮像用センサ４０を、必ずしもすべて覆い隠すほど前面に配置する必要はないことを意味し、紫外線透過光学系２０を介して撮像用センサ４０表面にノイズレベル以上の紫外線量を入射させられる程度に前記紫外線透過光学系２０を前に配するという意味である。移動により、可視光撮影用光学系１０を介した可視光情報は遮断され、紫外線透過光学系２０を通過した紫外線情報のみが撮像用センサ４０に入射する。
【００２８】
切替機構３０が動作すると切替機構３０より切替信号が制御部５０に送られる。すると、制御部５０では、撮像用センサ４０からの信号を画像信号としてではなく、紫外線の線量として計測を行う。すなわち、撮像用センサ４０の画素ごとの信号をノイズ除去などの後に積算し、記憶部７０に記憶されたテーブルと比較して、その結果を表示部８０に表示する。テーブルは、例えば、紫外線の強さを予め計数で５段階に分け、その程度に応じてアイコンのキャラクターの日焼け程度を変えることや、多い少ないなどの段階情報に変換させるものである。もちろん、計数をそのまま表示部８０で表示することも本考案に含まれる。  
【００２９】
本実施形態において、図５から図７は可視光撮影用光学系１０に切替えた時の状態を示している。図７に示す如く、下パッケージ３２ａの上面端部が直動ガイド３４ａとして機能している。このように直動ガイド３４ａを利用すると撮像用センサ４０に対しての光学系位置安定性は、より優れているものとなる。
【００３０】
このように、カメラ付き携帯機器に紫外線透過光学系２０、切替機構３０を加え、紫外線の計測・表示用プログラムを導入するだけで、簡易的に紫外線を検出するセンサおよびその結果を表示できるカメラ付き携帯機器が実現できる。
【００３１】
なお、携帯電話のように、電気通信手段を有するカメラ付き携帯機器である場合には、前記電気通信手段を介して、気象庁公表の紫外線情報を参照し、その情報と共に、あるいは補正した測定結果を表示部８０に反映させることも可能である。
【００３２】
本考案の第２実施形態を図８に示す。図８は、筐体９１ｂに直動ガイド３４ｂを設けたことが図７に示す第１実施形態とは異なっている。他の点は第１実施形態と同一であるので説明を省略する。
【００３３】
本考案の第３実施形態を図９から図１１に示す。図９は本実施形態の可視光撮影用光学系１０へ切替えた時の上面図、図１０は図９のX−X線に沿う断面図、図１１は紫外線透過光学系２０へ切替えた時の断面図を、それぞれ、示している。
【００３４】
図１０に示す如く、本実施形態において切替機構３０は、上パッケージ３１ｃと、下パッケージ３２ｃと、回転軸３５ｃと、から構成されており、回動による切替機構３０を実現している。このように回動を利用するとパッケージの小型化に、より優れているものとなる。他の点は第１実施形態と同一であるので説明を省略する。
【００３５】
本考案の第４実施形態の上面図を図１２に示す。本実施形態では、回転軸３５ｄを可視光撮影用光学系１０中心と紫外線透過光学系２０中心との等距離にある上パッケージ３１ｄの端部に配置させることで、やはり回動により切替機構３０を実現している。他の点は第１実施形態と同一であるので説明を省略する。
【００３６】
次に、上述してきたカメラ付き携帯機器用紫外線センサを、カメラ付き携帯機器に具体的に適用している実施形態を示す。
【００３７】
カメラ付き携帯電話に適用した本考案に係る第５実施形態を図１３から図１７において示す。図１３は本考案に係る第５実施形態の斜視図、図１４はカメラ付き携帯電話を畳んだときの上面図、図１５は図１４のXV−XV線に沿う断面図、図１６はカメラ付き携帯電話を開いたときの上面図、図１７は図１６のXVII−XVII線に沿う断面図を、それぞれ、示している。
【００３８】
図１３に示す如く、本実施形態は、カメラを装着した筐体９１ｅと、紫外線検出に使用するカメラを装着していない筐体９２と、これらを連結する嵌合部９３と、からなる。そして、筐体９１ｅは、押し板３３のない第１実施形態で示したカメラ付き携帯機器用紫外線センサを備えている。
【００３９】
さらに、図１４及び図１５に示す如く、筐体９１ｅ内部は、前記カメラ付き携帯機器用紫外線センサの上パッケージ３１ａに隣接して、付勢弾性体９４と、棒状突起物９５と、を有している。
【００４０】
前記付勢弾性体９４は、上パッケージ３１ａの一端に付勢をかけるための、例えばバネで構成されており、一方が筐体９１ｅに装着されている。
【００４１】
前記棒状突起物９５は、全体の長さは一定のものであり、曲がりやすい樹脂材、あるいは、多数の関節を有する金属材、あるいは、これら両方の材料から構成されている。そして、一方が上パッケージ３１ａに、もう一方が紫外線検出に使用するカメラを装着していない筐体９２に装着されている。
【００４２】
なお、カメラ付き携帯電話の構成要素である電波送受信部、電源部、制御部、表示部、出力部、入力部などは、従来のものと変わらないので省略している。
【００４３】
本実施形態の動作ついて以下に説明する。
【００４４】
カメラ付き携帯電話は折畳まれると、図１４及び図１５に示す如く、嵌合部９３に棒状突起物９５が折り曲げられた状態で一部収納される。このため、カメラを装着した筐体９１ｅ内では棒状突起物９５は短くなり、上パッケージ３１ａは引き戻され、可視光撮影用光学系１０から紫外線透過光学系２０に切替がなされる。
【００４５】
カメラ付き携帯電話を畳んだ状態から開いた状態となると、図１６及び図１７に示す如く、嵌合部９３に折り曲げられて収納されている棒状突起物９５は直線状に戻る。このため、カメラを装着した筐体９１ｅ内では棒状突起物９５は長くなるので上パッケージ３１ａが押され、紫外線透過光学系２０から可視光撮影用光学系１０に切替がなされる。
【００４６】
このような構成とすることで、紫外線計測時とカメラ撮影の切替を意識せずに手軽に紫外線計測が可能となる。
【００４７】
本実施形態はカメラ付き携帯電話に限らず、嵌合部を有するデジタルカメラ等にも使用可能であることは言うまでもない。なお、本実施形態中の棒状突起物９５はカメラ部分のシャッタ開閉動作に適用することも可能である。
【００４８】
デジタルカメラに適用した本考案の第６実施形態を図１８と図１９に示す。図１８は紫外線透過光学系２０へ切替えた時の斜視図、図１９は可視光撮影用光学系１０へ切替えた時の斜視図を、それぞれ、示している。
【００４９】
本実施形態は、図１８に示す如く、筐体９１ｆと、シャッターボタン９６と、フラッシュ９７と、を有しており、第１実施形態で示したカメラ付き携帯機器用紫外線センサが適用されている。すなわち、押し板３３を手動で下に動かすにより、紫外線透過光学系２０に切替がなされている。なお、図１９は可視光撮影用光学系１０に切替えた状態を表したものである。
【００５０】
同様にデジタルカメラに適用した本考案の第７実施形態を図２０と図２１に示す。図２０は紫外線透過光学系２０へ切替えた時の斜視図、図２１は可視光撮影用光学系１０へ切替えた時の斜視図を、それぞれ、示している。
【００５１】
図２０に示す如く、第６実施形態とは異なり第３実施形態で示したカメラ付き携帯機器用紫外線センサが適用されている。ここでは、押し板３３を手動で回動させることにより、紫外線透過光学系２０への切替えを実現している。なお、図２１は可視光撮影用光学系１０に切替えた状態を表したものである。
【００５２】
同様にデジタルカメラに適用した本考案の第８実施形態を図２２と図２３に示す。図２２は紫外線透過光学系２０への切替後の斜視図、図２３は可視光撮影用光学系１０への切替後の斜視図を、それぞれ、示している。
【００５３】
図２２に示す如く、可視光撮影用光学系１０と紫外線透過光学系２０とは筐体９１ｈに固定されている。筐体９１ｈ内部に、撮像用センサ４０が固定された下パッケージ３２ｈに回転軸３５ｈを備えている。回転軸３５ｈは本体９１ｈに固定され，その回転軸３５ｈを中心に電気的駆動により、下パッケージ３２ｈが回動することで、可視光撮影用光学系１０から紫外線透過光学系２０へ切替えられている。なお、図２３は可視光撮影用光学系１０に切替えた状態を表したものである。
【００５４】
以上、説明を行った本考案に係る第６実施形態から第８実施形態はデジタルカメラだけでなく、ビデオカメラにも適用することができる。また第７、第８実施形態は、カメラ付携帯電話にも適用することができる。また、切替機構３０を駆動するために、第６、第７実施形態においては電気的駆動で、第８実施形態においては手動で行うことも可能である。電気的駆動としては、ＤＣモータ、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ、超音波モータなどが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本考案の第１実施形態のカメラ付き携帯機器用紫外線センサを備えたカメラ付き携帯機器のブロック図
【図２】同じく紫外線透過光学系へ切替えた時の上面図
【図３】同じく図２のIII−III線に沿う断面図
【図４】同じく撮像用センサの波長に対する相対感度を表す分光感度特性図
【図５】同じく可視光撮影用光学系へ切替えた時の上面図
【図６】同じく図５のVI−VI線に沿う断面図
【図７】同じく図５のVII−VII線に沿う断面図
【図８】本考案の第２実施形態を示す断面図
【図９】本考案の第３実施形態の可視光撮影用光学系へ切替えた時の上面図
【図１０】同じく図９のX−X線に沿う断面図
【図１１】同じく紫外線光学系へ切替えた時の断面図
【図１２】本考案の第４実施形態の上面図
【図１３】本考案の第５実施形態の斜視図
【図１４】同じくカメラ付き携帯電話を畳んだときの上面図
【図１５】同じく図１４のXV−XV線に沿う断面図
【図１６】同じくカメラ付き携帯電話を開いたときの上面図
【図１７】同じく図１６のXVII−XVII線に沿う断面図
【図１８】本考案の第６実施形態の紫外線透過光学系へ切替えた時の斜視図
【図１９】同じく可視光撮影用光学系へ切替えた時の斜視図
【図２０】本考案の第７実施形態の紫外線透過光学系へ切替えた時の斜視図
【図２１】同じく可視光撮影用光学系へ切替えた時の斜視図
【図２２】本考案の第８実施形態の紫外線透過光学系へ切替えた時の斜視図
【図２３】同じく可視光撮影用光学系へ切替えた時の斜視図
【符号の説明】
【００５６】
１０…可視光撮影用光学系
２０…紫外線透過光学系
３０…切替機構
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ…上パッケージ
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｈ…下パッケージ
３３…押し板
３４ａ、３４ｂ…直動ガイド
３５ｃ、３５ｄ、３５ｈ…回転軸
４０…撮像用センサ
５０…制御部
６０…操作部
７０…記憶部
８０…表示部
９１ｂ、９１ｅ、９１ｆ、９１ｇ、９１ｈ…（カメラを装着している）筐体
９２…紫外線を検出するカメラを装着していない筐体
９３…嵌合部
９４…付勢弾性体
９５…棒状突起物
９６…シャッターボタン
９７…フラッシュ
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0003133260.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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