JP3294982B2 - 赤外線通信機能付カメラ - Google Patents
赤外線通信機能付カメラInfo
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- JP3294982B2 JP3294982B2 JP32390895A JP32390895A JP3294982B2 JP 3294982 B2 JP3294982 B2 JP 3294982B2 JP 32390895 A JP32390895 A JP 32390895A JP 32390895 A JP32390895 A JP 32390895A JP 3294982 B2 JP3294982 B2 JP 3294982B2
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
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- Signal Processing (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
- Studio Devices (AREA)
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Description
コンピュータなどの外部機器とデータ通信を行うことが
可能な、赤外線通信機能付カメラに関する。
て格納し、パーソナルコンピュータ等へデータを転送す
ることが可能なデジタルカメラが普及してきた。通常、
デジタルカメラとコンピュータ間のデータ転送は、両者
を所定のケーブル(例えばSCSIあるいはRS−23
2Cケーブル)で接続して行うようになっている。
携帯装置は、外出先でのデータ通信が必用となる場合も
ある。しかし、カメラを携帯する際にケーブルも常時携
帯するのは煩わしく、また、コンピュータの機種が異な
ると、ケーブルのコネクタ形状が異なる場合があること
から、外出先でのデータ通信は難しいのが実状である。
とコンピュータとの間でのデータ通信を赤外線を用いて
行うIrDAという規格が提唱され、この規格が標準装
備されたコンピュータが増えつつある。
うな赤外線通信機能を付加することは、ボディの大型
化、コストアップにつながることから、小型化、低価格
化が要求されるカメラの分野においては採用が難しかっ
た。
線通信機能付カメラは、三角測距を行うための赤外光投
光部および赤外光受光部を用いて外部機器とデータ通信
を行う構成とした。ここで、前記カメラは撮影した画像
をデジタルデータとして保持するデジタルカメラであれ
ば、前記データ通信により前記デジタルデータを送信す
ることができる。
出力強度は、前記データ通信を行うときの強度を前記三
角測距を行う場合の強度より小さくすることができる。
また、前記赤外光投光部より射出される赤外光は、前記
三角測距を行う場合には平行光であるが、前記データ通
信を行う場合には所定の角度範囲に拡散する光とするこ
とが好ましい。
タルカメラは、赤外線投受光装置を備えたアクティブ方
式の測距部を有するカメラで、撮影画像をデジタルデー
タとして記憶部に格納する。
メラ100の構成を説明するためのブロック図である。
撮影レンズ1によりCCD2の受光部に被写体像が形成
される。CCD2は被写体像に対応した撮像信号を撮像
回路3へ出力する。撮像回路3では、CCD2から送ら
れてきた信号がRGB信号に変換される。撮像回路3か
ら出力されたRGB信号は、A/Dコンバータによりデ
ィジタル信号に変換されてデータセレクタ5へ送られ
る。データセレクタ5は後に説明するが、CCD2で撮
像され画像データに変換されたA/Dコンバータ5の出
力データと、通信により外部機器から送られてきたデー
タを選択的に次段の画像メモリ6へ出力するための回路
である。画像メモリ6には、データセレクタ5から出力
されたデータがシステムコントローラ11より出力され
るクロック信号に同期して格納される。
まずデータを画像信号処理回路7へ送る。画像信号処理
回路7は、ガンマ補正やデータ記録時の圧縮などを行う
回路である。画像の表示は次のようにして行われる。画
像信号処理回路7からD/Aコンバータ8へ画像データ
が出力される。画像データはD/Aコンバータ8でアナ
ログ画像信号に変換され、NTSCエンコーダ9により
NTSC画像信号に変換され、LCDモニタ10に転送
されて表示される。
処理回路7よりシステムコントローラ11を介してPC
カード制御回路12へ圧縮された画像データを転送し、
PCカード13に所定のフォーマットでデータの書き込
みを行う。なお、PCカード13はカメラ100に設け
られたカードユニット13Aに挿入されてデータの書き
込みが行われる。
常の撮像、カード13へのデータ書き込みや、後述する
データ通信等を行うための種々の操作部材が設けられた
操作部14を有する。また、カメラの動作状態などを表
示するための表示部15がLCDモニタ10とは別に設
けられている。
メラ100は赤外光を用いたアクティブ測距を行ってい
る。これは、詳しくは後述するが、三角測距法を利用し
て、投光部から投光され被写体により反射された赤外光
を受光部で受光して、その受光位置に基づき被写体距離
を演算して求める方法である。
するための赤外光発光ダイオード(IRED)17を発
光させるため、発光ダイオード駆動回路16に駆動用の
制御信号を送る。赤外光発光ダイオード17は駆動回路
16により駆動されて、赤外光を発光する。赤外光は投
光レンズ18を介して平行光となって被写体に向けて照
射される。
ズ19を介して、受光センサ(PSD)20により受光
される。構造については後述するが、受光センサ20
は、受光位置に応じた(被写体距離に応じた)比率で電
流/電圧(I/V)変換器21Aおよび21Bに電流を
出力する。I/V変換器21Aおよび21Bの出力値
(電圧値)はA/D変換器22Aおよび22Bによりデ
ジタル値に変換されてシステムコントローラ11に送ら
れる。システムコントローラ11は、A/D変換器22
Aおよび22Bからの入力データに基づいて被写体まで
の距離を演算し、被写体までの距離に基づいてレンズ1
を駆動して合焦位置に移動させる。レンズ1の移動は、
モータ駆動回路23を制御してフォーカシングモータ2
4を駆動し、レンズ駆動機構25によりレンズ1をその
光軸方向に移動させることにより行う。
通信を行う際に、所定のデータフォーマットのデータを
生成するものである。データ送信は、送受信ユニット2
6により所定のフォーマットのデータに変換された画像
メモリ内のデータに応じて、赤外線送信エンコーダ27
が発光ダイオード駆動回路16の駆動信号を出力するこ
とにより行われる。また、データ通信時の受光光は受光
センサ20が受光し、I/V変換器22Aおよび22B
により出力された電圧値が加算回路28により加算され
る。加算回路28の出力値を所定の基準値と比較器29
により比較して、2値データを得る。コンパレータ29
より出力される2値データは受信デコーダ30により所
定のフォーマットのデータに変換され、送受信ユニット
26に送られる。
と測距時とで、投光する赤外線の投光角度範囲を変更し
ている。被写体距離を測定する場合には、平行光が投光
されることが望ましい。一方、データ通信時には、外部
機器との位置合わせ(双方の投光部・受光部の位置関係
の調整)を容易にするため、投・受光範囲に許容範囲を
設けることが好ましい。本デジタルカメラでは、投光範
囲を変更するために、駆動回路31を介して駆動機構3
2を駆動することにより、投光レンズ18を光軸方向に
移動する構成を取っている。
00がコンピュータ等の外部機器200とデータ通信を
行う時には、外部機器200の受光部202がデジタル
カメラ100の投光レンズ18から射出された赤外光を
受光し、また、外部機器200の投光部201がデジタ
ルカメラ100の受光レンズ19に向けて赤外光を投光
する。
図2において、カメラ100の投光レンズ18から被写
体Sまでの距離をd、投光レンズ18と受光レンズ19
の光軸間の距離をA、受光レンズ19とセンサ20の受
光面までの距離をf、センサ20の受光面上での受光レ
ンズ19の光軸と入射光の入射位置との距離をxとする
と、次式(1)の関係が成立する。 d=A・f/x ・・・・・・(1)
る。センサ20はP層・I層・N層からなり、P層が受
光面となっている。P層表面には両端部に一対の出力電
極EaおよびEbが設けられている。図中Oは受光レン
ズ19の光軸であり、一対の電極EaおよびEb間の距
離をLとする。図のように被写体からの反射光が入射し
たとする(光軸Oから図中右手側にx離れた位置)。こ
の時発生する光電流をIoとし、電極EaおよびEbの
出力電流をそれぞれIa、Ibとすると、 Ia+Ib=Io であり、 Ia=1/2×(1−2/L×x)×Io Ib=1/2×(1+2/L×x)×Io であることから、 x=L/2×(Ib−Ia)/(Ia+Ib) ・・・(2) が求められる。(2)式より、IaおよびIbを測定す
ることにより、距離xが求められ、さらに(1)式によ
り、距離xから被写体までの距離dが得られる。
タのフォーマット(UARTフォーマット)を示す図で
ある。送受信ユニット26におけるデータフォーマット
は、スタートビット1ビット、ストップビット1ビッ
ト、データビット8ビット、の1フレーム10ビットか
らなるシリアルデータである。このデータが所定のクロ
ックに同期して入出力される。
用いられるデータのフォーマット(IRフォーマット)
を示している。送受信ユニット26から送信エンコーダ
27に転送された図4に示すシリアルデータは、送信エ
ンコーダ27において図5に示すフォーマットに変調さ
れる。また、センサ20により受信されたデータは図5
に示すフォーマットを有しており、これが受信デコーダ
30により図4のフォーマットに復調されて送受信ユニ
ット26に送られる。
対し、そのビットの情報を表すパルス幅が3/16とな
っている。すなわち、データ通信時のデータフレームに
おいては、クロックにより規定される1ビット当たりの
時間幅に対し、その3/16の時間だけ赤外光をオンと
するだけでそのビットの情報が1と見なされる。従っ
て、データ送信時には図5のフォーマットに基づいて発
光ダイオードが駆動されるため、オン情報を1ビットの
周期より短い時間の発光で伝達でき、その結果消費電力
が少なくて済む。
の投光レンズの位置を示す図である。図6は、測距の際
の投光レンズの位置を示している。測距を行う場合には
被写体まで減衰の少ない光を照射することが好ましい。
このため、投光レンズを、その焦点がほぼ発光ダイオー
ドに一致する位置に置いて、平行光が被写体に向けて照
射されるようにする。
を示す図である。データ通信は、外部機器とデジタルカ
メラとの1対1の通信を目的としている。この場合、機
器間の距離は比較的近い。データ通信時には、外部機器
の受光部へ確実に赤外光が投影されることが要求され
る。すなわち、デジタルカメラの投光部と外部機器の受
光部との位置合わせを容易にするという観点から、投光
される赤外光はある範囲内で拡散された光の方が好まし
い。このため、データ通信時には、投光レンズを図6の
場合よりも発光ダイオード側に近づけ、照射光が拡散す
るようにしている。
である。測距時には、被写体からの反射光を受光する必
要があるため、発光ダイオードから比較的強い光を射出
する必要がある。一方、データ通信時には、外部機器は
比較的近い位置にあると考えれられ、また、データを送
信しようとしている機器以外の受信装置へ影響を与えな
いように、発光ダイオードの発光強度は比較的小さくす
ることが望ましい。
ーラより端子TAおよびTBの双方にオン信号を供給し
てトランジスタQ1、Q2、Q3を全てオンとして発光
強度を強くする。データ通信時には、システムコントロ
ーラからのTAおよびTBへの入力はオフとし、送信エ
ンコーダから端子TAにのみ駆動信号を供給する。TA
のみがオンの場合にはトランジスタQ1のみがオンとな
るため、発光ダイオードの発光量は少なくなる。
制御を示すフローチャートである。本デジタルカメラ
は、5つの動作モードで動作可能となっている。5つの
動作モードとは、 (1)記録モード:画像メモリ6内のデータをPCカー
ドに記録するモード、 (2)再生モード:画像メモリ6内のデータをLCDに
表示するモード、 (3)消去モード:PCカード13内のデータを消去す
るモード、 (4)送信モード:画像メモリ6内のデータを赤外線通
信により送信するモード、および (5)受信モード:画像メモリ6内に赤外線通信により
受信したデータを書き込むモード、である。これらのモ
ードは操作部14に設けられたモード選択スイッチ(図
示せず)の操作により選択する。
3、S5、S7、S9では、上記の動作モードのうちい
ずれの動作モードが選択されているかを検知し、カメラ
の動作モードを選択されたモードに切り換える(S2、
S4、S6、S8またはS10)。なお、前述のよう
に、データ通信はデジタルカメラ100と通信相手であ
る外部機器(コンピュータ等)200との間で赤外光を
用いて行われるものであり、送信モードあるいは受信モ
ードを選択する場合には、使用者が両者の位置合わせを
行っておく。動作モードが送信モードあるいは受信モー
ドに切り換えられると、システムコントローラ11は外
部機器200との間でネゴシエーションを行い、通信条
件の設定などを行う。
に、各モード毎の処理が実行される。記録モードが選択
された場合には、図10のS21でYと判定される。カ
メラ100のレリーズボタン(図示せず)が記録トリガ
の出力手段(S22)として機能する。レリーズボタン
が押されると、記録トリガが出力されたと判定され
(Y:S22)、前述の三角測距法による測距が行わ
れ、フォーカシングモータ24を駆動して駆動機構25
によりフォーカシングレンズ1を被写体までの距離に対
応した位置(合焦位置)に移動する(S24)。そし
て、CCD2から出力された画像信号に基づき画像デー
タが画像メモリ6に記憶された後に、圧縮されてPCカ
ード13に書き込まれる(S25)。
のS31でYと判定される。再生モードにおいては、レ
リーズボタンが再生トリガ出力手段として機能する。す
なわち、再生モードにおいてレリーズボタンが押される
と、その時点で画像メモリ内のデータを再生中でなけれ
ば(N:S33)、データの再生を開始する(S3
5)。データの再生は次のようにして実行される。
回路12、システムコントローラ11を介して画像メモ
リ9に画像データが転送される。画像メモリ9のデータ
は圧縮されたデータであり、画像信号処理回路7で圧縮
データの伸張が行われ、D/Aコンバータ8でアナログ
信号に変換され、NTSCエンコーダでNTSCビデオ
信号に変換されてLCD10に表示される。
データの再生中にレリーズボタンが押された場合には
(Y:S33)、再生を停止する(S34)。従って、
再生モードでは、レリーズボタンを押すことにより再生
を開始・停止することができる。
のS41でYと判定される。この場合には操作部に設け
られた消去ボタン(図示せず)を操作することにより消
去トリガが出力される。消去トリガが検出されると(S
42)、PCカード13内のデータが消去される(S4
3)。なお、データの消去は誤操作によるデータの消失
を避けるため、レリーズボタンではなく、別に設けられ
た消去ボタンの操作により実行されるようになってい
る。
のS51でYと判定される。送信モードにおいては、レ
リーズボタンが送信トリガ出力手段として機能する。レ
リーズボタンが操作され、送信トリガが検出されると
(Y:S52)、画像メモリ内にデータがある場合に限
り(Y:S53)、赤外光を利用してデータ送信が行わ
れる(S54)。画像メモリ内にデータがない場合には
(N:S53)、送信処理は行われない。
のS61でYと判定される。受信モードが選択される
と、システムコントローラはデータ受信待機状態に入
る。すなわち、外部機器からデータが送られてくるまで
はS63でNと判定されるため、S62およびS63が
繰り返される。
されたかどうかが判定される。本カメラが受信モードで
動作しており、かつ相手側の機器からデータが送信され
てこない場合には、上述のようにS63でNと判定され
て処理がS62へ戻る。もしも何らかの事情で相手側の
機器からのデータ送信が行われなくなった場合には、デ
ータ待ち状態(すなわちS63からS62へ戻るルー
プ)が続くことになる。
るために、S62の判定を行っている。即ち、データ待
ち状態の時に何らかの操作により(例えばモード選択ス
イッチを操作して受信モード以外のモードを選択する
と)、受信モードを解除する様な指令が発せられた場合
にはS62でYと判定されて処理はS1に戻る。特に受
信モードを解除するような操作が行われない通常状態で
は、S62での判定はNとなり、S63からS62へ戻
る処理が、データ到着まで繰り返される。
号を受信すると(Y:S63)、データを受信し、画像
メモリに書き込む(S64)。画像メモリへのデータ書
き込みが終了すると、データ受信は完了し、次に、画像
メモリに書き込まれたデータの表示を行う(S65)。
画像がLCDに表示されている間にレリーズボタンが押
されると(記録トリガが検出されると)、画像メモリの
内容がPCカードに記録される(S67)。画像がLC
Dに表示された状態で所定の時間内に記録トリガが検出
されなかった場合には(N:S66かつY:S68)、
受信した画像の再生を停止し、処理を終了する。
きカメラによれば、測距用の赤外発光ダイオードを外部
機器へのデータ送信にも用いることとし、また、同じく
測距用の受光素子を外部機器からの赤外光によるデータ
通信の受信用にも用いることとしたため、カメラを大型
化することなく、また、特殊な部品を用いることなく、
赤外線通信を可能とすることができる。
て、発光ダイオードの出力を小さくすることができ、通
信機能を備えることによる消費電力の増加を抑えること
ができる。さらに、データ通信時には、発光部からの光
束が所定の角度で拡散するよう構成したため、通信の相
手側の機器との位置合わせが容易である。
の構成を説明するためのブロック図である。
装置の測距原理を説明するための図である。
理を説明するための図である。
る。
イオードとの位置関係を示す図である。
発光ダイオードとの位置関係を示す図である。
る。
を説明するためのフローチャートである。
Claims (12)
- 【請求項1】 三角測距を行うための赤外光投光部およ
び赤外光受光部を有し、前記赤外光投光部および前記赤
外光受光部を用いて外部機器とのデータ通信が可能であ
り、 前記三角測距を行う場合に前記赤外光投光部より射出さ
れる赤外光の出力は、前記データ通信を行う場合の赤外
光の出力より大きいこと、を特徴とする赤外線通信機能
付カメラ。 - 【請求項2】 前記カメラは撮影した画像をデジタルデ
ータとして保持するデジタルカメラであり、 前記データ通信により前記デジタルデータを送信するこ
と、を特徴とする請求項1に記載の赤外線通信機能付カ
メラ。 - 【請求項3】 前記赤外光投光部より射出される赤外光
は、前記三角測距を行う場合には平行光であり、 前記データ通信を行う場合には所定の角度範囲に拡散す
る光であること、を特徴とする請求項1または請求項2
に記載の赤外線通信機能付カメラ。 - 【請求項4】 被写体からの光を受光し、デジタル画像
データを生成する撮像手段と、 前記デジタル画像データを格納する記憶手段と、 前記被写体に赤外光を投光する投光手段と、 前記被写体により反射された前記赤外光を受光する受光
手段と、 前記受光手段が前記反射された前記赤外光を受光した位
置に基づき前記被写体までの距離を演算する演算手段
と、 前記記憶手段に格納された前記デジタル画像データに基
づいて前記投光手段を駆動する送信制御手段を有するカ
メラにおいて、 前記投光手段は赤外光を射出する光源と、 前記光源を駆動する駆動回路を有し、 前記駆動回路は前記光源の射出光の強度を変えることが
できるよう構成されており、 前記送信制御手段は、前記デジタル画像データに基づい
て前記投光手段を駆動する際には、前記被写体までの距
離を求めるために前記投光手段を駆動する場合よりも前
記光源の射出光の強度が小さくなるよう前記駆動回路を
制御すること、を特徴とする赤外線通信機能付カメラ。 - 【請求項5】 前記送信制御手段は前記投光手段を駆動
して所定のフォーマットのシリアルデータを出力するこ
と、を特徴とする請求項4に記載の赤外線通信機能付カ
メラ。 - 【請求項6】 前記送信制御手段は、前記シリアルデー
タの1ビット当たりの時間間隔より短い時間を前記投光
手段の1ビットあたりの駆動時間とすること、を特徴と
する請求項5に記載の赤外線通信機能付カメラ。 - 【請求項7】 前記投光手段は赤外光を射出する光源
と、 前記光源より被写体側に配置された投光レンズと、 前記投光レンズを光軸に沿って移動させる移動機構と、
を有し、 前記送信制御手段は、前記投光手段および前記受光手段
が前記被写体までの距離の演算のために用いられる場合
には前記投光レンズからの射出光が平行光となり、前記
デジタル画像データに基づいて前記投光手段を駆動する
際には、前記投光レンズからの射出光が所定の範囲で拡
散するよう、前記移動手段を制御して前記投光レンズを
移動させること、を特徴とする請求項4から請求項6の
いずれかに記載の赤外線通信機能付カメラ。 - 【請求項8】 前記送信制御手段は、前記記憶手段に格
納された前記デジタル画像データを所定のフォーマット
に変換する変換手段を有すること、を特徴とする請求項
4から請求項6のいずれかに記載の赤外線通信機能付カ
メラ。 - 【請求項9】 被写体からの光を受光し、デジタル画像
データを生成する撮像手段と、 前記デジタル画像データを格納する記憶手段と、 前記被写体に赤外光を投光する投光手段と、 前記被写体により反射された前記赤外光を受光する受光
手段と、 前記受光手段が前記反射された前記赤外光を受光した位
置に基づき前記被写体までの距離を演算する演算手段
と、 前記記憶手段に格納された前記デジタル画像データに基
づいて前記投光手段を駆動する送信制御手段を有するカ
メラにおいて、 前記投光手段は赤外光を射出する光源と、 前記光源より被写体側に配置された投光レンズと、 前記投光レンズを光軸に沿って移動させる移動機構と、
を有し、 前記送信制御手段は、前記投光手段および前記受光手段
が前記被写体までの距離の演算のために用いられる場合
には前記投光レンズからの射出光が平行光となり、前記
デジタル画像データに基づいて前記投光手段を駆動する
際には、前記投光レンズからの射出光が所定の範囲で拡
散するよう、前記移動手段を制御して前記投光レンズを
移動させること、を特徴とする赤外線通信機能付カメ
ラ。 - 【請求項10】 被写体からの光を受光し、デジタル画
像データを生成する撮像手段と、 前記デジタル画像データを格納する記憶手段と、 前記被写体に赤外光を投光する投光手段と、 前記被写体により反射された前記赤外光を受光する受光
手段と、 前記受光手段が前記反射された前記赤外光を受光した位
置に基づき前記被写体までの距離を演算する演算手段
と、を有するカメラにおいて、 さらに、前記受光手段が受光した所定のフォーマットの
データを前記記憶手段に格納する受信制御手段を有する
こと、を特徴とする赤外線通信機能付カメラ。 - 【請求項11】 前記記憶手段に格納されたデジタル画
像データを表示するための表示手段をさらに有するこ
と、を特徴とする請求項10に記載の赤外線通信機能付
カメラ。 - 【請求項12】 請求項4に記載の送信制御手段と、請
求項10に記載の受信制御手段を共に有する赤外線通信
機能付カメラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32390895A JP3294982B2 (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 赤外線通信機能付カメラ |
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