撮像装置
【課題】従来例においては、撮影の際に、被写体の状態に応じて、照明部の照度、光軸が調整できるように、集光光学部材を撮影光軸に向けて反射傘と反対方向に回転及び移動させる構造となっており、集光光学部材を回転、移動するための駆動装置を組み込む構成となり、照明部が大きくなってしまう。
【解決手段】被写体を撮像する撮像部１Ｂと、この撮像部１Ｂで撮影された情報を記録する記録部２Ｅと、前記被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部２Ｆと、前記被写体を照射する照明部１Ａと、この照明部１Ａを制御する照明制御部２Ｃを備え、前記照明部１Ａは集光レンズ４Ａと複数個の光源からなる構成とすることで、駆動装置を組み込まず、小型化が可能となった。
【解決手段】被写体を撮像する撮像部１Ｂと、この撮像部１Ｂで撮影された情報を記録する記録部２Ｅと、前記被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部２Ｆと、前記被写体を照射する照明部１Ａと、この照明部１Ａを制御する照明制御部２Ｃを備え、前記照明部１Ａは集光レンズ４Ａと複数個の光源からなる構成とすることで、駆動装置を組み込まず、小型化が可能となった。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、ビデオカメラやデジタルカメラのような撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの撮像装置の構成は、以下のような構成となっていた。
【０００３】
すなわち、被写体を撮像する撮像部と、この撮像部で撮影された情報を記録する記録部と、前記被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部と、前記被写体を照射する照明部と、この照明部を制御する照明制御部を備えていた。
【０００４】
一般の撮像装置では、その照明部には単一の光源を備えており、被写体の動き、被写体との撮影距離に関らず、光源は一定の光軸と照度で被写体を照らしていたが、例えば、被写体との撮影距離が遠い場合には、照度が不足し、撮影距離が近い場合には、照度が強すぎて、光の乱反射が発生することと、撮像部と照明部との光軸ずれの影響度が撮影距離の遠い場合に比べて大きくなるため、写真や映像にいわゆる照度ムラが発生してしまっていた。
【０００５】
そのような照度ムラの影響を低減できる撮像装置としては、被写体の状態に応じて、照明部の照度、光軸が調整できるように、集光光学部材を撮影光軸に向けて反射傘と反対方向に回転及び移動させることにより、当該出射光の照射方向を変化させ、近距離撮影時と遠距離撮影に応じた照明状態で撮影できる照明部を搭載した撮像装置があった。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００１−１３５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来例における課題は、照明部が大きくなってしまうということであった。
【０００７】
すなわち上記従来例においては、撮影の際に、被写体の状態に応じて、照明部の照度、光軸が調整できるように、光源の周りに反射傘を備えた構造となっており、照明部が大きくなってしまう。
【０００８】
そこで本発明は、撮像装置の照明部を小さくすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そしてこの目的を達成するために本発明は、被写体を撮像する撮像部と、この撮像部で撮影された情報を記録する記録部と、前記被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部と、前記被写体を照射する照明部と、この照明部を制御する照明制御部を備え、前記照明部は集光レンズと複数個の光源からなる構成とした。
【００１０】
これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明は、被写体を撮像する撮像部と、この撮像部で撮影された情報を記録する記録部と、前記被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部と、前記被写体を照射する照明部と、この照明部を制御する照明制御部を備え、前記照明部は集光レンズと複数個の光源からなる構成としたので、被写体に対して光軸を変えることができる撮像装置の照明部を小型化するができるものである。
【００１２】
すなわち本発明においては、撮像装置の照明部を集光レンズと複数個の光源から構成したものであるので、光源の周りに反射傘のような大きな構成部材を用いることなく光軸、照度を変えることができるので、その結果として、照明部を小さくすることができるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の照明部搭載の撮像装置について図面を用いて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における撮像装置の概観図である。
【００１４】
図１(c)正面視において、撮像装置の前面部に配置されている１Ａは、照明部であり、図示していないが、集光レンズとその内側に、例えばＬＥＤなどの複数の光源が配置された構成になっており、被写体が暗い場合などに被写体を明るくするために用いられる。また、１Ｂは、撮像部であり公知のＣＣＤ方式等のカメラレンズである。ここから取り込まれた映像データは、本体内部でＭＰＥＧ方式等の記録データに変換され、撮像装置内に収められているＨＤＤやＳＤカードなどの記録媒体に記録される。図１（ｄ）右側面視において、１Ｃは液晶モニター等の表示装置であり、撮影状況を確認したり、記録媒体に取り込まれた映像データ等を再生した映像等を確認したり、各種設定を表示装置上で設定するために用いる。図１（ｅ）右後方視は、表示装置１Ｃを開いた上体で実際に表示装置を使用する状態を示している。また、図１（ｅ）右後方視において、１Ｄは操作スイッチ、１Ｅはメニューボタン、１Ｆは撮影ボタン、１Ｇはズームレバーを示している。操作スイッチ１Ｄ、メニューボタン１Ｅは、各種設定を表示装置上で行うために用いられる。ズームボタン１Ｇは、被写体を大きく撮ったり(拡大)、広く撮ったり(広角)するために用いられる。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１における、撮像部と照明部との光軸ずれを補正し、映像の信号レベルに基づいて照明部の光量、及び、光軸を調整する撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図２において、撮像部２Ａは、公知のＣＣＤ方式等のカメラレンズであり、任意の場所を撮像し、撮像対象領域の撮像画像の映像信号を継続的に取得する。撮像部２Ａより取得した映像信号は、制御部２Ｄにて、ＭＰＥＧ方式等の記録データに変換され、記録部２Ｅにて、メモリカード、ハードディスク等の記録媒体に記録される。
【００１７】
図３に撮像部２Ａを示すレンズ群を示す。図３において、３Ａはズームレンズ、３Ｂは手ぶれ補正レンズ、３Ｃはフォーカスレンズ、３ＤはＣＣＤ、３Ｅはレンズの前玉、３Ｆはレンズの後玉を表し、３Ｅ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｆを通して得られた映像は、３Ｄにて映像信号として変換され、制御部２Ｄ等へ送られる。
【００１８】
図２において、照明部２Ｉは、集光レンズと複数個の光源からなる照明部である。図４が照明部２Iの構成例であり、集光レンズ４ＡとハロゲンライトやＬＥＤなどの複数個の光源４Ｂ〜４Ｆを含む照明部であり、制御部２Ｄより出力された制御信号は、照明制御部２Ｃを用いて、照明部２Ｉの光量、及び、光軸を調整することができる。光源４Ｂ〜４Ｆから照射された光は、集光レンズ４Ａ、例えば凸レンズを通り、被写体に照射される。
【００１９】
次に、複数の光源により光軸が変化する動作について説明する。
【００２０】
図５は光軸の変化の様子を表した図であり、図５において、５Ｃは光源４Ｃを点灯させた場合に照射される光軸である。また、５Ａは、光源４Ｃの点灯から、光源４Ｅに点灯を変更した時の、光源の移動距離であり、５Ｂは、光源４Ｃから照射される光軸５Ｃと光源４Ｅの光軸５Ｄの移動距離である。
【００２１】
光軸より照射された出射光は、集光レンズ４Ａを通るときに屈折し、照射される。この時、集光レンズ４Ａより照射される光は、主光線と平行光を描き出射するため、光源の移動距離５Ａ分、移動した光源４Ｅより照射された出射光は、集光レンズ４Ａの主点に対し、角度を持った入射光となり、照射される主光線もその角度のまま照射されることとなる。結果、光軸は光源の移動方向とは反対方向へ変化することになる。同様に、光源４Ｃの点灯から、光源４Ｂに点灯を変更した場合を考えると、光軸は５Ｂと反対方向に変化する。つまり、集光レンズに対する光源の位置を変えることにより、照明部２Iの光軸を上下に変化させることができる。図５では、光源４Ｂ、４Ｃ、４Ｅを用いて光軸が上下方向に変化する説明をしたが、光源４Ｃ、４Ｄ、４Ｆを用いることにより、光軸を左右方向にも変化させることができる。そして、照明制御部２Ｃにより光源４Ｂ〜４Ｆの光量や点灯位置を変更するにより上下左右方向どの方向にでも光軸を変化させることができる。
【００２２】
図２において、焦点距離検知部２Ｆは、ズームレンズ３Ａ、フォーカスレンズ３Ｃの位置より、被写体までの距離を検知し、制御部２Ｄに距離情報を伝達する。
【００２３】
撮像部２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれを補正する動作について説明すると、制御部２Ｄが、焦点距離検知部２Ｆからの距離情報より、撮像部２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれを算出し、照明制御部２Ｃに照明部２Ｉの複数個の光源の光量や点灯位置を制御する信号を伝達し、照明部２Ｉを制御することにより、照明部２Ｉの光軸を変化させることで、撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれを補正する。
【００２４】
次に、被写体の明るさにより、照明部２Ｉの光量を調整する動作について説明すると、被写体を撮影し、撮像部２Ａにとりこまれた映像信号を信号レベル検出部２Ｇに伝達し、制御部２Ｄは、信号レベル検出部２Ｇからの信号レベルにより、被写体の明るさを判定し、明るい場合は、照明部２Ｉの光量を抑えるように照明制御部２Ｃに制御信号を伝達し、暗い場合は照明部２Ｉの光量を増やすように照明制御部２Ｃに制御信号を伝達して、被写体の明るさに応じて、照明部２Ｉの光量を調整する。
【００２５】
また、被写体に対し、照明部２Ｉの光軸を合わせる動作について説明すると、撮像部２Ａにとりこまれた映像信号を被写体検知部２Ｈに伝達し、制御部２Ｄは、被写体検知部２Ｈからの被写体検知情報により、被写体と照明部２Ｉとの光軸ずれを算出し、照明制御部２Ｃに照明部２Ｉの複数個の光源の光量や点灯位置を制御する信号を伝達し、照明部２Ｉを制御することにより、照明部２Ｉの光軸を変化させることで、被写体と照明部２Ｉの光軸ずれを補正する。
【００２６】
次に、図２の作用を図６のフローチャートにて説明する。先ず６Ａにて撮影が開始され、６Ｂにて撮像部２Ａと照明部２Iとの垂直方向距離Ａ、水平方向距離Ｂが入力され、６Ｃにて照明部２Iが点灯しているかどうかの判定を行い、照明部２Iが点灯している場合は、６Ｅにて焦点距離検知部２Ｆで被写体までの距離Ｃを検知し、６ＦにてＡ、Ｂ、Ｃより照明部２Iと撮像部２Ａの垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを算出し、６Ｇで照明制御部２Ｃにて照明部２Ｉを制御することにより、垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを補正し、６Ｃの判定に戻る。６Ｃにて照明部２Ｉが点灯していない場合は、６Ｄにて光軸ずれの補正を停止する。
【００２７】
続いて、図２の信号レベル検出部２Ｇを含めた作用を図７のフローチャートにて説明する。先ず６Ａにて撮影が開始され、６Ｂにて撮像部２Ａと照明部２Iとの垂直方向距離Ａ、水平方向距離Ｂが入力され、７Ａにて信号レベルを比較するためのしきい値Ｔが入力され、６Ｃにて照明部２Ｉが点灯しているかどうかの判定を行い、照明部２Ｉが点灯している場合は、６Ｅにて焦点距離検知部２Ｆで被写体までの距離Ｃを検知し、６ＦにてＡ、Ｂ、Ｃより照明部２Iと撮像部２Ａの垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを算出し、６Ｇで照明制御部２Ｃにて照明部２Ｉを制御することにより、垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを補正する。照明部２Ｉが点灯していない場合は、６Ｄにて光軸ずれの補正を停止する。そして、７Ｂにて信号レベル検出部２Ｇより検出した信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔと等しいかどうかの判定を行い、等しくない場合は、７Ｃにて信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔより小さいかどうかの判定を行い、しきい値Ｔより大きい場合は、７Ｅにて照明の光量をダウンさせ、しきい値Ｔより小さい場合は、７Ｄにて照明の光量をアップさせ、６Ｃの判定に戻る。７Ｂの判定にて信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔと等しい場合は、６Ｃの判定に戻る。
【００２８】
次に、図２の被写体検知部２Ｈを含めた作用を図８のフローチャートにて説明する。先ず６Ａにて撮影が開始され、６Ｂにて撮像部２Ａと照明部２Iとの垂直方向距離Ａ、水平方向距離Ｂが入力され、７Ａにて信号レベルを比較するためのしきい値Ｔが入力され、６Ｃにて照明部２Ｉが点灯しているかどうかの判定を行い、照明部２Ｉが点灯している場合は、６Ｅにて焦点距離検知部２Ｆで被写体までの距離Ｃを検知し、８Ａにて被写体検知部２Ｈで被写体とレンズ光軸との垂直光軸ずれ距離Ｄ、水平光軸ずれ距離Ｅを検知し、８ＢにてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅより照明部２Iと撮像部２Ａの垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを算出し、６Ｇで照明制御部２Ｃにて照明部２Ｉを制御することにより、垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを補正する。照明部２Ｉが点灯していない場合は、６Ｄにて光軸ずれの補正を停止する。そして、７Ｂにて信号レベル検出部２Ｇより検出した信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔと等しいかどうかの判定を行い、等しくない場合は、７Ｃにて信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔより小さいかどうかの判定を行い、しきい値Ｔより大きい場合は、７Ｅにて照明の光量をダウンさせ、しきい値Ｔより小さい場合は、７Ｄにて照明の光量をアップさせ、６Ｃの判定に戻る。７Ｂの判定にて信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔと等しい場合は、６Ｃの判定に戻る。
【００２９】
図９から図１３は、実施の形態１に係り、図６から図８における垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。図９において、図９(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図９(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図９において、９Ａは照明部２Ｉにおける照明であり、９Ｂは右側面より見た時の照明部２Ｉの光軸、９Ｃは右側面より見た時の撮像部２Ａの光軸、９Ｄは被写体面、Ｃ１は被写体面９Ｄと撮像部２Ａまでの距離、Ａ１は右側面より見た時、つまり垂直方向の照明部２Ｉの光軸と撮像部２Ａの光軸の距離、θＡ１は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ１は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、９Ｅは上方向より見た時の照明部２Ｉの光軸、９Ｆは上方向より見た時の撮像部２Ａの光軸、Ｂ１は上方向より見た時、つまり水平方向の照明部２Ｉの光軸と撮像部２Ａの光軸の距離、θＢ１は撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度、Ｇ１は光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ１は、θＡ１＝ｔａｎ-1(Ａ１／Ｃ１)にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ１は、θＢ１＝ｔａｎ-1(Ｂ１／Ｃ１)にて算出される。
【００３０】
図１０は、被写体との距離が図９のときよりも遠くなった時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。図１０において、図１０(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図１０(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図１０において、９Ｇは撮像部２Ａと被写体面９Ｄとの距離が長くなった場合の被写体面、Ｃ２は被写体面９Ｇと撮像部２Ａまでの距離、θＡ２は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ２は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、θＢ２は撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度、Ｇ２は光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ２は、θＡ２＝θＡ１−ｔａｎ-1(Ａ１／Ｃ２)にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ２は、θＢ２＝θＢ１−ｔａｎ-1(Ｂ１／Ｃ２)にて算出される。
【００３１】
図１１は、被写体との距離が図９のときよりも近くなった時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。図１１において、図１１(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図１１(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図１１において、９Ｈは撮像部２Ａと被写体面９Ｄとの距離が短くなった場合の被写体面、Ｃ３は被写体面９Ｈと撮像部２Ａまでの距離、θＡ３は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ３は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、θＢ３は撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度、Ｇ３は光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ３は、θＡ３＝ｔａｎ-1(Ａ１／Ｃ３)−θＡ１にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ３は、θＢ３＝ｔａｎ-1(Ｂ１／Ｃ３)−θＢ２にて算出される。
【００３２】
図１２、図１３は、顔検出機能等の被写体検知を行った時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。例として図１２は、顔検出機能などにより、図９のときよりも被写体が左上に検知された時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示しており、図１３は、顔検出機能などにより、図９のときよりも被写体が右下に検知された時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。
【００３３】
図１２において、図１２(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図１２(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図１２において、Ｄ１は上方向に被写体検知した時の被写体までの距離、θＡ４は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ４は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、Ｅ１は左方向に被写体検知した時の被写体までの距離、θＢ４は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｇ４は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ４は、θＡ４=ｔａｎ-1 ((Ａ１+Ｄ１)/Ｃ１)−θＡ１にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ３は、θＢ４=ｔａｎ-1 ((Ｂ１+Ｅ１)/Ｃ１)−θＢ１にて算出される。
【００３４】
図１３において、図１３(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図１３(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図１３において、Ｄ２は下方向に被写体検知した時の被写体までの距離、θＡ５は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ５は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、Ｅ２は右方向に被写体検知した時の被写体までの距離、θＢ５は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｇ５は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ５は、θＡ５=θＡ１−ｔａｎ-1 ((Ａ１−Ｄ２)/Ｃ１)にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ５は、θＢ５=θＢ１−ｔａｎ-1 ((Ｂ１−Ｅ２)/Ｃ１)にて算出される。
【００３５】
図９から図１３での光軸ずれ角度分、随時照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し照射角度を可変することにより、撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれを補正することが可能となる。
【００３６】
図１４から図２３は、図２の作用の様子を実際の照明状態の様子と合わせて示した図である。ここでは、簡略化のため垂直方向の光軸ずれに関して説明する。まず、図１４は光軸変化させてない時の照明、図１５、図１６は、図１４の照明状態での遠距離撮影時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれの様子を表す。１５Ａは撮像部２Ａの光軸、１５Ｂは照明部２Ｉの光軸、１５Ｃは撮像部２Ａの撮影範囲、１５Ｄは照明部２Ｉの照射範囲、１５Ｅは被写体面を表し、１６Ａは撮影範囲、１６Ｂは照射範囲を表す。図１６のように、遠距離時においては撮像部２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれはあるものの実際の撮影状態において光軸ずれの影響度はない。図１７、図１８は近距離撮影時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれの様子を表す。図１８のように、近距離時には撮像部２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれの影響度が大きくなり、撮影範囲１６Ａと照射範囲１６Ｂとのずれが大きくなり、被写体との照射ずれが大きくなっている。図１９は、図１７、図１８における光軸ずれを補正するために図９〜図１１に示した光軸ずれ角度算出方法で光軸ずれ角度を算出し、照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し、光軸ずれ角度分、垂直上方向に照明部２Ｉの光軸を変化させた時の照明を表し、図中の１９Ｂは垂直方向の光源の移動距離を表す。
【００３７】
図２０、図２１は図１９の照明状態での近距離撮影時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれの様子を表す。２０Ａは図１９の照明状態での照明部２Ｉの光軸、２０Ｂは図１９の照明状態での照明部２Ｉの照明範囲を表す。図１９のように図１７、図１８における光軸ずれを補正するために図９〜図１１に示した光軸ずれ角度算出方法で光軸ずれ角度を算出し、照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し、垂直上方向に照明部２Ｉの光軸を変化させることにより、図２０、図２１のように撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれを補正できる。
【００３８】
図１４から図２１では、簡略化のため垂直方向の光軸ずれを説明したが、図９から図１１で述べたように垂直光軸ずれ角度、及び水平光軸ずれ角度分、随時照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し照射角度を可変することにより、撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直光軸ずれ、水平光軸ずれを補正することが可能となる。
【００３９】
図２２は、図２１の状態において被写体検知部２Ｈで、顔検出機能等の被写体検知を行った様子を表す。２２Ａは、図１の表示装置に表示される被写体検知枠を表す。図２２では、被写体検知枠２２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれが生じている。これに関しても図１２、図１３に示した光軸ずれ算出方法で光軸ずれ角度を算出し、照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し、光軸ずれ角度分、垂直上方向に照明部２Ｉの光軸を変化させることにより、被写体検知で生じた光軸ずれを補正することができる。図２３は、被写体検知で生じた光軸ずれを補正したあとの撮影状態を示す。
【００４０】
図２４において図２４(a)は、照明部２Ｉにおいて、光源４Ｃのみを光らせたときの照射の様子を表し、図２４(b)は、照明部２Ｉにおいて、光源４Ｂ〜４Ｆを光らせたときの照射の様子を表す。２４Ａ、２４Ｂはそれぞれの場合の照射範囲の様子を示しており、図２４(a)の場合は照明はスポット光になり、図２４(b)の場合は照明はワイド光になる。図２４に示すように光源４Ｂ〜４Ｆを照明駆動部２Ｃで制御することにより照明部２Ｉの照射範囲もスポット光にもワイド光にも制御可能である。図２５は、図２３の照明状態から光源４Ｂ〜４Ｆを照明駆動部２Ｃで制御することにより照明部２Ｉの照射範囲をスポット光にしたときの撮影状態を示している。
【００４１】
前記のように、本発明は、被写体を撮像する撮像部を有する撮像装置と、前面に集光レンズと、複数個の光源とを備えた照明部であり、光源部の光量、及び、光源場所を可変することで、照射角度を変化させることで前記照明部より照射された照射光を被写体の撮影箇所に合わせることを特徴としている。
【００４２】
そのために、照明部の駆動装置を用いないで、被写体に対して最適な照明状態を調整することが可能になるので、小型化可能な照明調整機能をもった撮像装置を実現できる。
【００４３】
さらには、照明部の駆動装置を必要としない構成になるため、コスト削減が可能である。
【００４４】
さらには、照明部の駆動装置を必要としない構成になるため、装置全体の軽量化が可能である。
【００４５】
さらには、微細な位置あわせが可能な撮像部可変部による調整が行えるため、被写体との撮影距離が近い場合にも、撮影に最適な照明位置を被写体に合わせることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明にかかる撮像装置は、照明装置を搭載した撮像装置において有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】撮像装置の概観図
【図２】本発明の実施の形態１における撮像装置の構成を示すブロック図
【図３】ＣＣＤ方式等のカメラレンズの図
【図４】照明部２Iの構成例
【図５】光軸の変化の様子を表した図
【図６】本発明の実施の形態１における図２の作用のフローチャート
【図７】本発明の実施の形態１における図２の信号レベル検出部を含めた作用のフローチャート
【図８】本発明の実施の形態１における図２の被写体検知部を含めた作用のフローチャート
【図９】撮像部と照明部との光軸ずれ角度の算出図
【図１０】撮像部から被写体までの距離が長くなった場合の撮像部と照明部との光軸ずれ角度の算出図
【図１１】撮像部から被写体までの距離が短くなった場合の撮像部と照明部との光軸ずれ角度の算出図
【図１２】被写体が左上に検知された時の光軸ずれ角度の算出図
【図１３】被写体が右下に検知された時の光軸ずれ角度の算出図
【図１４】光軸変化させてない時の照明図
【図１５】遠距離時の図２の作用の様子を表した図
【図１６】遠距離時の図２の作用の様子を実際の照明状態と合わせて示した図
【図１７】近距離時の図２の作用の様子を表した図
【図１８】近距離時の図２の作用の様子を実際の照明状態と合わせて示した図
【図１９】垂直上方向に照明部２Ｉの光軸を変化させた時の照明
【図２０】近距離時の図２の作用の光軸ずれ補正の様子を表した図
【図２１】近距離時の図２の作用の光軸ずれ補正の様子を実際の照明状態と合わせて示した図
【図２２】顔検出機能等の被写体検知を行った様子を表す図
【図２３】被写体検知で生じた光軸ずれを補正した様子を表す図
【図２４】照明をスポット光、ワイド光にしたときの図
【図２５】図２３から照明をスポット光にしたときの様子を示した図
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ 照明部
１Ｂ 撮像部
１Ｃ 表示装置
１Ｄ 操作スイッチ
１Ｅ メニューボタン
１Ｆ 撮影ボタン
１Ｇ ズームレバー
２Ａ 撮像部
２Ｂ 撮像部制御部
２Ｃ 照明制御部
２Ｄ 制御部
２Ｅ 記録部
２Ｆ 焦点距離検知部
２Ｇ 信号レベル検出部
２Ｈ 被写体検出部
２Ｉ 照明部
３Ａ ズームレンズ
３Ｂ 手ぶれ補正レンズ
３Ｃ フォーカスレンズ
３Ｄ ＣＣＤ
３Ｅ レンズの前玉
３Ｆ レンズの後玉
４Ａ 集光レンズ
４Ｂ 光源１
４Ｃ 光源２
４Ｄ 光源３
４Ｅ 光源４
４Ｆ 光源５
５Ａ 光源の移動距離
５Ｂ 光軸の移動距離
５Ｃ 光源４Ｃの光軸
５Ｄ 光源４Ｅの光軸
９Ａ 照明
９Ｂ 右側面より見た時の照明部２Ｉの光軸
９Ｃ 右側面より見た時の撮像部２Ａの光軸
９Ｄ 被写体面
９Ｅ 上方より見た時の照明部２Ｉの光軸
９Ｆ 上方より見た時の照明部２Ａの光軸
Ａ１ 右側面より見た時の照明部２Ｉの光軸と撮像部２Ａの光軸の距離
Ｂ１ 上方向より見た時の照明部２Ｉの光軸と撮像部２Ａの光軸の距離
Ｃ１ 被写体面９Ｄと撮像部２Ａまでの距離
Ｆ１ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ１ 光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ１ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ１ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
９Ｇ 撮像部２Ａと被写体面９Ｄとの距離が長くなった場合の被写体面
Ｃ２ 被写体面９Ｇと撮像部２Ａまでの距離
Ｆ２ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ２ 光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ２ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ２ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
９Ｈ 撮像部２Ａと被写体面９Ｄとの距離が短くなった場合の被写体面
Ｃ３ 被写体面９Ｈと撮像部２Ａまでの距離
Ｆ３ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ３ 光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ３ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ３ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
Ｄ１ 上方向に被写体検知した時の被写体までの距離
Ｅ１ 左方向に被写体検知した時の被写体までの距離
Ｆ４ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ４ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ４ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ４ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
Ｄ２ 下方向に被写体検知した時の被写体までの距離
Ｅ２ 右方向に被写体検知した時の被写体までの距離
Ｆ５ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ５ 光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ５ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ５ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
１５Ａ 撮像部２Ａの光軸
１５Ｂ 照明部２Ｉの光軸
１５Ｃ 撮像部２Ａの撮影範囲
１５Ｄ 照明部２Ｉの照射範囲
１５Ｅ 被写体面
１６Ａ 撮影範囲
１６Ｂ 照射範囲
１９Ｂ 光源の移動距離
２０Ａ 図１９の照明状態での照明部２Ｉの光軸
２０Ｂ 図１９の照明状態での照明部２Ｉの照明範囲
２２Ａ 被写体検知枠
２４Ａ スポット光の時の照射範囲
２４Ｂ ワイド光の時の照射範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、ビデオカメラやデジタルカメラのような撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの撮像装置の構成は、以下のような構成となっていた。
【０００３】
すなわち、被写体を撮像する撮像部と、この撮像部で撮影された情報を記録する記録部と、前記被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部と、前記被写体を照射する照明部と、この照明部を制御する照明制御部を備えていた。
【０００４】
一般の撮像装置では、その照明部には単一の光源を備えており、被写体の動き、被写体との撮影距離に関らず、光源は一定の光軸と照度で被写体を照らしていたが、例えば、被写体との撮影距離が遠い場合には、照度が不足し、撮影距離が近い場合には、照度が強すぎて、光の乱反射が発生することと、撮像部と照明部との光軸ずれの影響度が撮影距離の遠い場合に比べて大きくなるため、写真や映像にいわゆる照度ムラが発生してしまっていた。
【０００５】
そのような照度ムラの影響を低減できる撮像装置としては、被写体の状態に応じて、照明部の照度、光軸が調整できるように、集光光学部材を撮影光軸に向けて反射傘と反対方向に回転及び移動させることにより、当該出射光の照射方向を変化させ、近距離撮影時と遠距離撮影に応じた照明状態で撮影できる照明部を搭載した撮像装置があった。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００１−１３５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来例における課題は、照明部が大きくなってしまうということであった。
【０００７】
すなわち上記従来例においては、撮影の際に、被写体の状態に応じて、照明部の照度、光軸が調整できるように、光源の周りに反射傘を備えた構造となっており、照明部が大きくなってしまう。
【０００８】
そこで本発明は、撮像装置の照明部を小さくすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そしてこの目的を達成するために本発明は、被写体を撮像する撮像部と、この撮像部で撮影された情報を記録する記録部と、前記被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部と、前記被写体を照射する照明部と、この照明部を制御する照明制御部を備え、前記照明部は集光レンズと複数個の光源からなる構成とした。
【００１０】
これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明は、被写体を撮像する撮像部と、この撮像部で撮影された情報を記録する記録部と、前記被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部と、前記被写体を照射する照明部と、この照明部を制御する照明制御部を備え、前記照明部は集光レンズと複数個の光源からなる構成としたので、被写体に対して光軸を変えることができる撮像装置の照明部を小型化するができるものである。
【００１２】
すなわち本発明においては、撮像装置の照明部を集光レンズと複数個の光源から構成したものであるので、光源の周りに反射傘のような大きな構成部材を用いることなく光軸、照度を変えることができるので、その結果として、照明部を小さくすることができるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の照明部搭載の撮像装置について図面を用いて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における撮像装置の概観図である。
【００１４】
図１(c)正面視において、撮像装置の前面部に配置されている１Ａは、照明部であり、図示していないが、集光レンズとその内側に、例えばＬＥＤなどの複数の光源が配置された構成になっており、被写体が暗い場合などに被写体を明るくするために用いられる。また、１Ｂは、撮像部であり公知のＣＣＤ方式等のカメラレンズである。ここから取り込まれた映像データは、本体内部でＭＰＥＧ方式等の記録データに変換され、撮像装置内に収められているＨＤＤやＳＤカードなどの記録媒体に記録される。図１（ｄ）右側面視において、１Ｃは液晶モニター等の表示装置であり、撮影状況を確認したり、記録媒体に取り込まれた映像データ等を再生した映像等を確認したり、各種設定を表示装置上で設定するために用いる。図１（ｅ）右後方視は、表示装置１Ｃを開いた上体で実際に表示装置を使用する状態を示している。また、図１（ｅ）右後方視において、１Ｄは操作スイッチ、１Ｅはメニューボタン、１Ｆは撮影ボタン、１Ｇはズームレバーを示している。操作スイッチ１Ｄ、メニューボタン１Ｅは、各種設定を表示装置上で行うために用いられる。ズームボタン１Ｇは、被写体を大きく撮ったり(拡大)、広く撮ったり(広角)するために用いられる。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１における、撮像部と照明部との光軸ずれを補正し、映像の信号レベルに基づいて照明部の光量、及び、光軸を調整する撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図２において、撮像部２Ａは、公知のＣＣＤ方式等のカメラレンズであり、任意の場所を撮像し、撮像対象領域の撮像画像の映像信号を継続的に取得する。撮像部２Ａより取得した映像信号は、制御部２Ｄにて、ＭＰＥＧ方式等の記録データに変換され、記録部２Ｅにて、メモリカード、ハードディスク等の記録媒体に記録される。
【００１７】
図３に撮像部２Ａを示すレンズ群を示す。図３において、３Ａはズームレンズ、３Ｂは手ぶれ補正レンズ、３Ｃはフォーカスレンズ、３ＤはＣＣＤ、３Ｅはレンズの前玉、３Ｆはレンズの後玉を表し、３Ｅ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｆを通して得られた映像は、３Ｄにて映像信号として変換され、制御部２Ｄ等へ送られる。
【００１８】
図２において、照明部２Ｉは、集光レンズと複数個の光源からなる照明部である。図４が照明部２Iの構成例であり、集光レンズ４ＡとハロゲンライトやＬＥＤなどの複数個の光源４Ｂ〜４Ｆを含む照明部であり、制御部２Ｄより出力された制御信号は、照明制御部２Ｃを用いて、照明部２Ｉの光量、及び、光軸を調整することができる。光源４Ｂ〜４Ｆから照射された光は、集光レンズ４Ａ、例えば凸レンズを通り、被写体に照射される。
【００１９】
次に、複数の光源により光軸が変化する動作について説明する。
【００２０】
図５は光軸の変化の様子を表した図であり、図５において、５Ｃは光源４Ｃを点灯させた場合に照射される光軸である。また、５Ａは、光源４Ｃの点灯から、光源４Ｅに点灯を変更した時の、光源の移動距離であり、５Ｂは、光源４Ｃから照射される光軸５Ｃと光源４Ｅの光軸５Ｄの移動距離である。
【００２１】
光軸より照射された出射光は、集光レンズ４Ａを通るときに屈折し、照射される。この時、集光レンズ４Ａより照射される光は、主光線と平行光を描き出射するため、光源の移動距離５Ａ分、移動した光源４Ｅより照射された出射光は、集光レンズ４Ａの主点に対し、角度を持った入射光となり、照射される主光線もその角度のまま照射されることとなる。結果、光軸は光源の移動方向とは反対方向へ変化することになる。同様に、光源４Ｃの点灯から、光源４Ｂに点灯を変更した場合を考えると、光軸は５Ｂと反対方向に変化する。つまり、集光レンズに対する光源の位置を変えることにより、照明部２Iの光軸を上下に変化させることができる。図５では、光源４Ｂ、４Ｃ、４Ｅを用いて光軸が上下方向に変化する説明をしたが、光源４Ｃ、４Ｄ、４Ｆを用いることにより、光軸を左右方向にも変化させることができる。そして、照明制御部２Ｃにより光源４Ｂ〜４Ｆの光量や点灯位置を変更するにより上下左右方向どの方向にでも光軸を変化させることができる。
【００２２】
図２において、焦点距離検知部２Ｆは、ズームレンズ３Ａ、フォーカスレンズ３Ｃの位置より、被写体までの距離を検知し、制御部２Ｄに距離情報を伝達する。
【００２３】
撮像部２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれを補正する動作について説明すると、制御部２Ｄが、焦点距離検知部２Ｆからの距離情報より、撮像部２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれを算出し、照明制御部２Ｃに照明部２Ｉの複数個の光源の光量や点灯位置を制御する信号を伝達し、照明部２Ｉを制御することにより、照明部２Ｉの光軸を変化させることで、撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれを補正する。
【００２４】
次に、被写体の明るさにより、照明部２Ｉの光量を調整する動作について説明すると、被写体を撮影し、撮像部２Ａにとりこまれた映像信号を信号レベル検出部２Ｇに伝達し、制御部２Ｄは、信号レベル検出部２Ｇからの信号レベルにより、被写体の明るさを判定し、明るい場合は、照明部２Ｉの光量を抑えるように照明制御部２Ｃに制御信号を伝達し、暗い場合は照明部２Ｉの光量を増やすように照明制御部２Ｃに制御信号を伝達して、被写体の明るさに応じて、照明部２Ｉの光量を調整する。
【００２５】
また、被写体に対し、照明部２Ｉの光軸を合わせる動作について説明すると、撮像部２Ａにとりこまれた映像信号を被写体検知部２Ｈに伝達し、制御部２Ｄは、被写体検知部２Ｈからの被写体検知情報により、被写体と照明部２Ｉとの光軸ずれを算出し、照明制御部２Ｃに照明部２Ｉの複数個の光源の光量や点灯位置を制御する信号を伝達し、照明部２Ｉを制御することにより、照明部２Ｉの光軸を変化させることで、被写体と照明部２Ｉの光軸ずれを補正する。
【００２６】
次に、図２の作用を図６のフローチャートにて説明する。先ず６Ａにて撮影が開始され、６Ｂにて撮像部２Ａと照明部２Iとの垂直方向距離Ａ、水平方向距離Ｂが入力され、６Ｃにて照明部２Iが点灯しているかどうかの判定を行い、照明部２Iが点灯している場合は、６Ｅにて焦点距離検知部２Ｆで被写体までの距離Ｃを検知し、６ＦにてＡ、Ｂ、Ｃより照明部２Iと撮像部２Ａの垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを算出し、６Ｇで照明制御部２Ｃにて照明部２Ｉを制御することにより、垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを補正し、６Ｃの判定に戻る。６Ｃにて照明部２Ｉが点灯していない場合は、６Ｄにて光軸ずれの補正を停止する。
【００２７】
続いて、図２の信号レベル検出部２Ｇを含めた作用を図７のフローチャートにて説明する。先ず６Ａにて撮影が開始され、６Ｂにて撮像部２Ａと照明部２Iとの垂直方向距離Ａ、水平方向距離Ｂが入力され、７Ａにて信号レベルを比較するためのしきい値Ｔが入力され、６Ｃにて照明部２Ｉが点灯しているかどうかの判定を行い、照明部２Ｉが点灯している場合は、６Ｅにて焦点距離検知部２Ｆで被写体までの距離Ｃを検知し、６ＦにてＡ、Ｂ、Ｃより照明部２Iと撮像部２Ａの垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを算出し、６Ｇで照明制御部２Ｃにて照明部２Ｉを制御することにより、垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを補正する。照明部２Ｉが点灯していない場合は、６Ｄにて光軸ずれの補正を停止する。そして、７Ｂにて信号レベル検出部２Ｇより検出した信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔと等しいかどうかの判定を行い、等しくない場合は、７Ｃにて信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔより小さいかどうかの判定を行い、しきい値Ｔより大きい場合は、７Ｅにて照明の光量をダウンさせ、しきい値Ｔより小さい場合は、７Ｄにて照明の光量をアップさせ、６Ｃの判定に戻る。７Ｂの判定にて信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔと等しい場合は、６Ｃの判定に戻る。
【００２８】
次に、図２の被写体検知部２Ｈを含めた作用を図８のフローチャートにて説明する。先ず６Ａにて撮影が開始され、６Ｂにて撮像部２Ａと照明部２Iとの垂直方向距離Ａ、水平方向距離Ｂが入力され、７Ａにて信号レベルを比較するためのしきい値Ｔが入力され、６Ｃにて照明部２Ｉが点灯しているかどうかの判定を行い、照明部２Ｉが点灯している場合は、６Ｅにて焦点距離検知部２Ｆで被写体までの距離Ｃを検知し、８Ａにて被写体検知部２Ｈで被写体とレンズ光軸との垂直光軸ずれ距離Ｄ、水平光軸ずれ距離Ｅを検知し、８ＢにてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅより照明部２Iと撮像部２Ａの垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを算出し、６Ｇで照明制御部２Ｃにて照明部２Ｉを制御することにより、垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢを補正する。照明部２Ｉが点灯していない場合は、６Ｄにて光軸ずれの補正を停止する。そして、７Ｂにて信号レベル検出部２Ｇより検出した信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔと等しいかどうかの判定を行い、等しくない場合は、７Ｃにて信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔより小さいかどうかの判定を行い、しきい値Ｔより大きい場合は、７Ｅにて照明の光量をダウンさせ、しきい値Ｔより小さい場合は、７Ｄにて照明の光量をアップさせ、６Ｃの判定に戻る。７Ｂの判定にて信号レベルをしきい値Ｔと比較して、しきい値Ｔと等しい場合は、６Ｃの判定に戻る。
【００２９】
図９から図１３は、実施の形態１に係り、図６から図８における垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。図９において、図９(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図９(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図９において、９Ａは照明部２Ｉにおける照明であり、９Ｂは右側面より見た時の照明部２Ｉの光軸、９Ｃは右側面より見た時の撮像部２Ａの光軸、９Ｄは被写体面、Ｃ１は被写体面９Ｄと撮像部２Ａまでの距離、Ａ１は右側面より見た時、つまり垂直方向の照明部２Ｉの光軸と撮像部２Ａの光軸の距離、θＡ１は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ１は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、９Ｅは上方向より見た時の照明部２Ｉの光軸、９Ｆは上方向より見た時の撮像部２Ａの光軸、Ｂ１は上方向より見た時、つまり水平方向の照明部２Ｉの光軸と撮像部２Ａの光軸の距離、θＢ１は撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度、Ｇ１は光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ１は、θＡ１＝ｔａｎ-1(Ａ１／Ｃ１)にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ１は、θＢ１＝ｔａｎ-1(Ｂ１／Ｃ１)にて算出される。
【００３０】
図１０は、被写体との距離が図９のときよりも遠くなった時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。図１０において、図１０(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図１０(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図１０において、９Ｇは撮像部２Ａと被写体面９Ｄとの距離が長くなった場合の被写体面、Ｃ２は被写体面９Ｇと撮像部２Ａまでの距離、θＡ２は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ２は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、θＢ２は撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度、Ｇ２は光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ２は、θＡ２＝θＡ１−ｔａｎ-1(Ａ１／Ｃ２)にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ２は、θＢ２＝θＢ１−ｔａｎ-1(Ｂ１／Ｃ２)にて算出される。
【００３１】
図１１は、被写体との距離が図９のときよりも近くなった時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。図１１において、図１１(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図１１(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図１１において、９Ｈは撮像部２Ａと被写体面９Ｄとの距離が短くなった場合の被写体面、Ｃ３は被写体面９Ｈと撮像部２Ａまでの距離、θＡ３は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ３は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、θＢ３は撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度、Ｇ３は光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ３は、θＡ３＝ｔａｎ-1(Ａ１／Ｃ３)−θＡ１にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ３は、θＢ３＝ｔａｎ-1(Ｂ１／Ｃ３)−θＢ２にて算出される。
【００３２】
図１２、図１３は、顔検出機能等の被写体検知を行った時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。例として図１２は、顔検出機能などにより、図９のときよりも被写体が左上に検知された時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示しており、図１３は、顔検出機能などにより、図９のときよりも被写体が右下に検知された時の垂直光軸ずれ角度θＡ、水平光軸ずれ角度θＢの算出方法を示している。
【００３３】
図１２において、図１２(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図１２(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図１２において、Ｄ１は上方向に被写体検知した時の被写体までの距離、θＡ４は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ４は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、Ｅ１は左方向に被写体検知した時の被写体までの距離、θＢ４は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｇ４は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ４は、θＡ４=ｔａｎ-1 ((Ａ１+Ｄ１)/Ｃ１)−θＡ１にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ３は、θＢ４=ｔａｎ-1 ((Ｂ１+Ｅ１)/Ｃ１)−θＢ１にて算出される。
【００３４】
図１３において、図１３(a)は図１に示した撮像装置を右側面より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表し、図１３(b)は、上方より見た時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの位置関係を表す。図１３において、Ｄ２は下方向に被写体検知した時の被写体までの距離、θＡ５は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｆ５は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸、Ｅ２は右方向に被写体検知した時の被写体までの距離、θＢ５は撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度、Ｇ５は光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸を表す。垂直光軸ずれ角度θＡ５は、θＡ５=θＡ１−ｔａｎ-1 ((Ａ１−Ｄ２)/Ｃ１)にて算出され、水平方向の光軸ずれ角度θＢ５は、θＢ５=θＢ１−ｔａｎ-1 ((Ｂ１−Ｅ２)/Ｃ１)にて算出される。
【００３５】
図９から図１３での光軸ずれ角度分、随時照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し照射角度を可変することにより、撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれを補正することが可能となる。
【００３６】
図１４から図２３は、図２の作用の様子を実際の照明状態の様子と合わせて示した図である。ここでは、簡略化のため垂直方向の光軸ずれに関して説明する。まず、図１４は光軸変化させてない時の照明、図１５、図１６は、図１４の照明状態での遠距離撮影時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれの様子を表す。１５Ａは撮像部２Ａの光軸、１５Ｂは照明部２Ｉの光軸、１５Ｃは撮像部２Ａの撮影範囲、１５Ｄは照明部２Ｉの照射範囲、１５Ｅは被写体面を表し、１６Ａは撮影範囲、１６Ｂは照射範囲を表す。図１６のように、遠距離時においては撮像部２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれはあるものの実際の撮影状態において光軸ずれの影響度はない。図１７、図１８は近距離撮影時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれの様子を表す。図１８のように、近距離時には撮像部２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれの影響度が大きくなり、撮影範囲１６Ａと照射範囲１６Ｂとのずれが大きくなり、被写体との照射ずれが大きくなっている。図１９は、図１７、図１８における光軸ずれを補正するために図９〜図１１に示した光軸ずれ角度算出方法で光軸ずれ角度を算出し、照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し、光軸ずれ角度分、垂直上方向に照明部２Ｉの光軸を変化させた時の照明を表し、図中の１９Ｂは垂直方向の光源の移動距離を表す。
【００３７】
図２０、図２１は図１９の照明状態での近距離撮影時の撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれの様子を表す。２０Ａは図１９の照明状態での照明部２Ｉの光軸、２０Ｂは図１９の照明状態での照明部２Ｉの照明範囲を表す。図１９のように図１７、図１８における光軸ずれを補正するために図９〜図１１に示した光軸ずれ角度算出方法で光軸ずれ角度を算出し、照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し、垂直上方向に照明部２Ｉの光軸を変化させることにより、図２０、図２１のように撮像部２Ａと照明部２Ｉの光軸ずれを補正できる。
【００３８】
図１４から図２１では、簡略化のため垂直方向の光軸ずれを説明したが、図９から図１１で述べたように垂直光軸ずれ角度、及び水平光軸ずれ角度分、随時照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し照射角度を可変することにより、撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直光軸ずれ、水平光軸ずれを補正することが可能となる。
【００３９】
図２２は、図２１の状態において被写体検知部２Ｈで、顔検出機能等の被写体検知を行った様子を表す。２２Ａは、図１の表示装置に表示される被写体検知枠を表す。図２２では、被写体検知枠２２Ａと照明部２Ｉとの光軸ずれが生じている。これに関しても図１２、図１３に示した光軸ずれ算出方法で光軸ずれ角度を算出し、照明駆動部２Ｃにより照明部２Ｉの光源４Ｂ〜４Ｆを制御し、光軸ずれ角度分、垂直上方向に照明部２Ｉの光軸を変化させることにより、被写体検知で生じた光軸ずれを補正することができる。図２３は、被写体検知で生じた光軸ずれを補正したあとの撮影状態を示す。
【００４０】
図２４において図２４(a)は、照明部２Ｉにおいて、光源４Ｃのみを光らせたときの照射の様子を表し、図２４(b)は、照明部２Ｉにおいて、光源４Ｂ〜４Ｆを光らせたときの照射の様子を表す。２４Ａ、２４Ｂはそれぞれの場合の照射範囲の様子を示しており、図２４(a)の場合は照明はスポット光になり、図２４(b)の場合は照明はワイド光になる。図２４に示すように光源４Ｂ〜４Ｆを照明駆動部２Ｃで制御することにより照明部２Ｉの照射範囲もスポット光にもワイド光にも制御可能である。図２５は、図２３の照明状態から光源４Ｂ〜４Ｆを照明駆動部２Ｃで制御することにより照明部２Ｉの照射範囲をスポット光にしたときの撮影状態を示している。
【００４１】
前記のように、本発明は、被写体を撮像する撮像部を有する撮像装置と、前面に集光レンズと、複数個の光源とを備えた照明部であり、光源部の光量、及び、光源場所を可変することで、照射角度を変化させることで前記照明部より照射された照射光を被写体の撮影箇所に合わせることを特徴としている。
【００４２】
そのために、照明部の駆動装置を用いないで、被写体に対して最適な照明状態を調整することが可能になるので、小型化可能な照明調整機能をもった撮像装置を実現できる。
【００４３】
さらには、照明部の駆動装置を必要としない構成になるため、コスト削減が可能である。
【００４４】
さらには、照明部の駆動装置を必要としない構成になるため、装置全体の軽量化が可能である。
【００４５】
さらには、微細な位置あわせが可能な撮像部可変部による調整が行えるため、被写体との撮影距離が近い場合にも、撮影に最適な照明位置を被写体に合わせることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明にかかる撮像装置は、照明装置を搭載した撮像装置において有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】撮像装置の概観図
【図２】本発明の実施の形態１における撮像装置の構成を示すブロック図
【図３】ＣＣＤ方式等のカメラレンズの図
【図４】照明部２Iの構成例
【図５】光軸の変化の様子を表した図
【図６】本発明の実施の形態１における図２の作用のフローチャート
【図７】本発明の実施の形態１における図２の信号レベル検出部を含めた作用のフローチャート
【図８】本発明の実施の形態１における図２の被写体検知部を含めた作用のフローチャート
【図９】撮像部と照明部との光軸ずれ角度の算出図
【図１０】撮像部から被写体までの距離が長くなった場合の撮像部と照明部との光軸ずれ角度の算出図
【図１１】撮像部から被写体までの距離が短くなった場合の撮像部と照明部との光軸ずれ角度の算出図
【図１２】被写体が左上に検知された時の光軸ずれ角度の算出図
【図１３】被写体が右下に検知された時の光軸ずれ角度の算出図
【図１４】光軸変化させてない時の照明図
【図１５】遠距離時の図２の作用の様子を表した図
【図１６】遠距離時の図２の作用の様子を実際の照明状態と合わせて示した図
【図１７】近距離時の図２の作用の様子を表した図
【図１８】近距離時の図２の作用の様子を実際の照明状態と合わせて示した図
【図１９】垂直上方向に照明部２Ｉの光軸を変化させた時の照明
【図２０】近距離時の図２の作用の光軸ずれ補正の様子を表した図
【図２１】近距離時の図２の作用の光軸ずれ補正の様子を実際の照明状態と合わせて示した図
【図２２】顔検出機能等の被写体検知を行った様子を表す図
【図２３】被写体検知で生じた光軸ずれを補正した様子を表す図
【図２４】照明をスポット光、ワイド光にしたときの図
【図２５】図２３から照明をスポット光にしたときの様子を示した図
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ 照明部
１Ｂ 撮像部
１Ｃ 表示装置
１Ｄ 操作スイッチ
１Ｅ メニューボタン
１Ｆ 撮影ボタン
１Ｇ ズームレバー
２Ａ 撮像部
２Ｂ 撮像部制御部
２Ｃ 照明制御部
２Ｄ 制御部
２Ｅ 記録部
２Ｆ 焦点距離検知部
２Ｇ 信号レベル検出部
２Ｈ 被写体検出部
２Ｉ 照明部
３Ａ ズームレンズ
３Ｂ 手ぶれ補正レンズ
３Ｃ フォーカスレンズ
３Ｄ ＣＣＤ
３Ｅ レンズの前玉
３Ｆ レンズの後玉
４Ａ 集光レンズ
４Ｂ 光源１
４Ｃ 光源２
４Ｄ 光源３
４Ｅ 光源４
４Ｆ 光源５
５Ａ 光源の移動距離
５Ｂ 光軸の移動距離
５Ｃ 光源４Ｃの光軸
５Ｄ 光源４Ｅの光軸
９Ａ 照明
９Ｂ 右側面より見た時の照明部２Ｉの光軸
９Ｃ 右側面より見た時の撮像部２Ａの光軸
９Ｄ 被写体面
９Ｅ 上方より見た時の照明部２Ｉの光軸
９Ｆ 上方より見た時の照明部２Ａの光軸
Ａ１ 右側面より見た時の照明部２Ｉの光軸と撮像部２Ａの光軸の距離
Ｂ１ 上方向より見た時の照明部２Ｉの光軸と撮像部２Ａの光軸の距離
Ｃ１ 被写体面９Ｄと撮像部２Ａまでの距離
Ｆ１ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ１ 光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ１ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ１ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
９Ｇ 撮像部２Ａと被写体面９Ｄとの距離が長くなった場合の被写体面
Ｃ２ 被写体面９Ｇと撮像部２Ａまでの距離
Ｆ２ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ２ 光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ２ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ２ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
９Ｈ 撮像部２Ａと被写体面９Ｄとの距離が短くなった場合の被写体面
Ｃ３ 被写体面９Ｈと撮像部２Ａまでの距離
Ｆ３ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ３ 光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ３ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ３ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
Ｄ１ 上方向に被写体検知した時の被写体までの距離
Ｅ１ 左方向に被写体検知した時の被写体までの距離
Ｆ４ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ４ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ４ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ４ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
Ｄ２ 下方向に被写体検知した時の被写体までの距離
Ｅ２ 右方向に被写体検知した時の被写体までの距離
Ｆ５ 光軸ずれを補正した後の垂直方向の照明部２Ｉの光軸
Ｇ５ 光軸ずれを補正した後の水平方向の照明部２Ｉの光軸
θＡ５ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの垂直方向の光軸ずれ角度
θＢ５ 撮像部２Ａと照明部２Ｉの水平方向の光軸ずれ角度
１５Ａ 撮像部２Ａの光軸
１５Ｂ 照明部２Ｉの光軸
１５Ｃ 撮像部２Ａの撮影範囲
１５Ｄ 照明部２Ｉの照射範囲
１５Ｅ 被写体面
１６Ａ 撮影範囲
１６Ｂ 照射範囲
１９Ｂ 光源の移動距離
２０Ａ 図１９の照明状態での照明部２Ｉの光軸
２０Ｂ 図１９の照明状態での照明部２Ｉの照明範囲
２２Ａ 被写体検知枠
２４Ａ スポット光の時の照射範囲
２４Ｂ ワイド光の時の照射範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像部と、
この撮像部で撮影された情報を記録する記録部と、
被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部と、
被写体を照射する照明部と、
この照明部を制御する照明制御部を備え、
前記照明部は集光レンズと複数個の光源からなる撮像装置。
【請求項２】
前記照明制御部は、前記照明部の複数の光源を特定の組み合わせで点灯して、前記撮像部の光軸に合わせる制御をする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記照明制御部は、さらに前記焦点距離検知部で算出した被写体との焦点距離に応じて照明部を制御する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮影する映像の信号レベルを検知する信号レベル検出部を有し、前記照明制御部は、さらに前記信号レベル検出部により算出した被写体の明るさに応じて、照射する照明部を制御することを特徴とする請求項２乃至３いずれか1項に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影する映像の被写体を検知する被写体検知部を有し、前記照明制御部は、さらに前記被写体検出部にて検出した被写体を捕捉し、その被写体に対し、照明部の光軸を合わせる制御をすることを特徴とする請求項２乃至４いずれか1項に記載の撮像装置。
【請求項１】
被写体を撮像する撮像部と、
この撮像部で撮影された情報を記録する記録部と、
被写体との焦点距離を検知する焦点距離検知部と、
被写体を照射する照明部と、
この照明部を制御する照明制御部を備え、
前記照明部は集光レンズと複数個の光源からなる撮像装置。
【請求項２】
前記照明制御部は、前記照明部の複数の光源を特定の組み合わせで点灯して、前記撮像部の光軸に合わせる制御をする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記照明制御部は、さらに前記焦点距離検知部で算出した被写体との焦点距離に応じて照明部を制御する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮影する映像の信号レベルを検知する信号レベル検出部を有し、前記照明制御部は、さらに前記信号レベル検出部により算出した被写体の明るさに応じて、照射する照明部を制御することを特徴とする請求項２乃至３いずれか1項に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影する映像の被写体を検知する被写体検知部を有し、前記照明制御部は、さらに前記被写体検出部にて検出した被写体を捕捉し、その被写体に対し、照明部の光軸を合わせる制御をすることを特徴とする請求項２乃至４いずれか1項に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１０−１９７４２９（Ｐ２０１０−１９７４２９Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３８８９３（Ｐ２００９−３８８９３）
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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