配光調整方法、照明装置及び撮像装置
【課題】配光調整方法、照明装置及び撮像装置に関する。
【解決手段】ストロボ光源１４の本発光の前に配光変更部１５をなす全液晶素子に最大透過率が設定された状態でプリ発光が行われ、プリ発光下の照明範囲が撮像部１７により撮像される。プリ発光下の撮像画像は、マトリクス状に配置された配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に対応する複数の部分領域に分割されて夫々の輝度が取得される。取得した輝度に基づいて、本発光における発光量が設定されると共に、飽和輝度を超える輝度を有する部分領域と対応する配光変更部１５をなす複数の液晶素子の一部の透過率に、低い透過率が配光制御部１６に設定されて本発光におけるストロボ光の一部が減光される。本発光によりストロボ光源１４から出射したストロボ光は、配光変更部１５により配光が調整されて被照明物に照射される。
【解決手段】ストロボ光源１４の本発光の前に配光変更部１５をなす全液晶素子に最大透過率が設定された状態でプリ発光が行われ、プリ発光下の照明範囲が撮像部１７により撮像される。プリ発光下の撮像画像は、マトリクス状に配置された配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に対応する複数の部分領域に分割されて夫々の輝度が取得される。取得した輝度に基づいて、本発光における発光量が設定されると共に、飽和輝度を超える輝度を有する部分領域と対応する配光変更部１５をなす複数の液晶素子の一部の透過率に、低い透過率が配光制御部１６に設定されて本発光におけるストロボ光の一部が減光される。本発光によりストロボ光源１４から出射したストロボ光は、配光変更部１５により配光が調整されて被照明物に照射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明範囲に位置する被照明物に応じて照明光の配光を調整する配光調整方法、配光が調整された照明光を照射する照明装置及び当該照明装置を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から撮像装置等に設けられた照明装置は、照明光の出射面と略平行な平面に対して、均一な光強度分布を有して照射するようレンズ及び反射板等を用いて照明光の配光を調整している。しかし、一般に照明装置の照明範囲には、照明装置からの距離が異なる複数の被照明物が位置することが多い。このような場合、照明光により照明装置から近距離に位置する被照明物は明るく照らされ、遠距離に位置する被照明物は暗く照らされる。よって撮像装置が照明光下で照明範囲に位置する複数の被照明物を撮像した場合、近距離及び遠距離に位置する被照明物が夫々露光過剰及び露光不足となり、一部の被照明物にのみ適正露光が得られることが多い。
【０００３】
そこで照明光下の複数の被照明物に発生する明るさの違いを抑制するために、特許文献１には、光源の前面の周辺部に液晶板を配し、液晶板の一部の透過率を減少させることにより、照明装置から近距離に位置する被照明物を照らす照明光の一部を減光する照明装置が記載されている。また、特許文献２には、被照明物までの距離を測距手段により測定し、撮像装置のスリット露光の進行方向と同期して、被照明物までの距離に応じて発光量を調整する照明装置が記載されている。さらに特許文献３には、光源の前側に回動機構を備えた遮蔽板を配し、照明光の一部を遮蔽することにより、測距手段が測定した被照明物までの距離に基づいて照明光の配光を調整する照明装置が記載されている。
【特許文献１】特公昭６１−１９０２１号公報
【特許文献２】特開平９−３２５３８８号公報
【特許文献３】特開２００３−１４０２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の照明装置は、光源の前面の周辺部を通過する照明光の一部の光量を減光するのみであり、照明範囲の周辺部に位置する被照明物を照らす照明光の光量のみが調整可能であるという制限があった。特許文献２に記載の照明装置は、照明光の光量を照明光の出射面と略平行な平面に対して、スリット露光の進行方向と平行な一次元分布についてのみ調整するものであり、２次元分布については複数の被照明物夫々の位置に応じて調整することができないという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２に記載の照明装置は、フォーカルプレーンシャッターによるスリット露光の進行方向の速度、すなわちシャッタースピードと同期して発光量が調整されるため、当該照明装置を備えた撮像装置において被照明物に応じた最適な発光量を設定した場合、手ぶれを防ぐために最適なシャッタースピード、すなわち露光時間に変更することができないという問題もあった。特許文献３に記載の照明装置は、回動機構を備えた遮光板を多数集積させて照明光の配光を緻密に調整することが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、照明光下の照明範囲の撮像画像から、配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、夫々の輝度に基づいて複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御することにより、照明装置から近距離及び遠距離に位置する被照明物が夫々輝度過剰及び輝度不足になることを防ぐ配光調整方法及び照明装置、並びに照明装置から近距離及び遠距離に位置する被撮像物が夫々露光過剰及び露光不足になることを防ぐ当該照明装置を備えた撮像装置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】
【０００７】
本発明に係る配光調整方法は、光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、前記照明光の照明範囲を前記撮像部により撮像して撮像画像を取得し、該撮像画像から前記複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、該輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る配光調整方法は、光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲に位置する被照明物までの距離を測定する測距部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、前記光源から照明範囲に位置する被照明物までの距離を前記測距部により測定し、前記距離に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを変更することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る配光調整方法は、光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲に位置する被照明物までの距離を測定する測距部と、前記照明光の照明範囲の輝度を取得する輝度取得部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、前記光源から照明範囲に位置する被照明物までの距離を前記測距部により測定し、前記輝度及び距離夫々に基づいて前記光源の発光量及び複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを各変更することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る配光調整方法は、二次元配置された複数の発光素子からなる光源と、前記複数の発光素子と対応する複数の配光変更素子が配置されてなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、前記照明光の照明範囲を前記撮像部により撮像して撮像画像を取得し、該撮像画像から前記複数の発光素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、該輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを変更することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る配光調整方法は、前記輝度に基づいて前記光源の発光量を変更することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る配光調整方法は、前記輝度に基づいて前記複数の発光素子夫々の発光量を変更することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る照明装置は、光源と、該光源の前側に配されており、前記光源から後面に入射した照明光の配光を変更する配光変更部とを備え、前記照明光の配光を調整して照射する照明装置において、前記配光変更部は、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部と、該撮像部が撮像した撮像画像から前記複数の配光変更素子夫々に対応する複数の部分領域の輝度を取得する輝度取得部と、該輝度取得部が取得した夫々の輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御する配光制御部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る照明装置は、閾値が設定されてあり、前記撮像画像から前記閾値を超える輝度を有する高輝度領域を検出する高輝度領域検出部をさらに備え、前記配光制御部は、前記複数の配光変更素子のうち、前記高輝度領域と対応する配光変更素子夫々の光学パラメータを制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る照明装置は、前記配光変更素子は、透過率可変の液晶素子からなり、前記配光制御部は、複数の前記液晶素子夫々の透過率を制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る照明装置は、前記配光変更素子は、照射角度可変の液晶レンズからなり、 前記配光制御部は、複数の前記液晶レンズ夫々の照射角度を制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る照明装置は、前記配光変更素子は、焦点距離可変の液体レンズからなり、
前記配光制御部は、複数の前記液体レンズ夫々の焦点距離を制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る撮像装置は、前述の照明装置を備えることを特徴とする。
【００１９】
第１発明及び第７発明にあっては、照明光の本発光を行う前にプリ（予備）発光が行われ、プリ発光による照明光の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が配光変更部をなす２次元配置された複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２０】
第２発明にあっては、照明光の本発光を行う前に照明装置から照明範囲に位置する複数の被照明物までの夫々の距離が測定される。照明装置から近距離にある被照明物を照らす照明光の一部を減光すべく配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２１】
第３発明にあっては、撮像部により撮像されたプリ発光下の照明範囲の撮像画像が複数の部分領域に分割されて夫々の輝度が取得されると共に、輝度取得部により照明範囲の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御されると共に、本発光下において照明範囲に輝度不足の領域が生じることがないよう輝度取得部により取得した輝度に基づいて光源の発光量が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２２】
第４発明にあっては、照明光の本発光を行う前にプリ発光が行われ、プリ発光による照明光の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が光源をなす２次元配置された複数の発光素子夫々に対応した部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２３】
第５発明にあっては、撮像部により撮像されたプリ発光下の照明範囲の撮像画像が複数の部分領域に分割されて夫々の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御されると共に、本発光において照明範囲に輝度不足の領域が生じることがないよう取得した輝度に基づいて光源の発光量が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２４】
第６発明にあっては、撮像部により撮像されたプリ発光下の照明範囲の撮像画像が複数の部分領域に分割されて夫々の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御されると共に、低輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を増大すべく光源をなす複数の発光素子夫々の発光量が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２５】
第８発明にあっては、プリ発光下の照明範囲を撮像して取得した撮像画像から分割されて予め設定された閾値を超える輝度を有する部分領域である飽和領域（高輝度領域）が検出される。配光制御部により、飽和領域に対応する照明光の一部を減光すべく配光変更部をなす複数の配光変更素子のうち、飽和領域と対応する配光変更素子の光学パラメータが制御される。
【００２６】
第９発明にあっては、照明光の本発光を行う前にプリ発光が行われてプリ発光下の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が配光変更部をなす複数の液晶素子夫々に対応した複数の部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。配光制御部により、高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく、配光変更部をなす複数の液晶素子のうち、対応する液晶素子の透過率が減少するよう制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２７】
第１０発明にあっては、光源が本発光を行う前にプリ発光が行われてプリ発光下の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が配光変更部をなす複数の液晶レンズ夫々に対応した複数の部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。複数の部分領域から飽和領域及び低輝度領域が抽出される。配光制御部により、飽和領域を照らす照明光の一部が低輝度領域に向かうべく、配光変更部をなす複数の液晶レンズのうち、飽和領域と対応する液晶レンズの照射角度が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２８】
第１１発明にあっては、光源が本発光を行う前にプリ発光が行われてプリ発光下の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が配光変更部をなす複数の液体レンズ夫々に対応した複数の部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。配光制御部により、飽和領域に位置する被照明物に照射される照明光の一部を拡散させて減光すべく配光変更部をなす複数の液体レンズのうち、飽和領域に対応する液体レンズの焦点距離が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２９】
第１２発明にあっては、前述の照明装置により撮像範囲に位置する被撮像物に応じて配光が調整された照明光が照射され、照明光下の被撮像物が撮像される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にあっては、照明光下の照明範囲の撮像画像から、配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、夫々の輝度に基づいて複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御することにより、照明装置から近距離及び遠距離に位置する被照明物が夫々輝度過剰及び輝度不足とならない照明光を照射することが可能となる。また、本発明にあっては、配光が調整された照明光下で被撮像物を撮像することにより、露光過剰及び露光不足が生じない撮像画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
実施の形態１
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、実施の形態１に係るストロボ照明装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。図中白抜矢印は、ストロボ光源１４から出射し、配光変更部１５の後面に向かう光の方向を示している。図中１は、ストロボ照明装置を示しており、ストロボ照明装置１は、後述のキセノンランプが発するストロボ光を出射するストロボ光源１４と、ストロボ光源１４が出射するストロボ光の配光を変更する配光変更部１５、配光変更部１５をなす複数の液晶素子（配光変更素子）夫々を設定された透過率（光学パラメータ）となるよう制御する配光制御部１６とを備える。
【００３２】
本実施の形態においては、ストロボ光源を備えたストロボ照明装置に適用した例について、照明装置及び光源を夫々ストロボ照明装置１及びストロボ光源１４に置き換えて説明するが、これに限るものではなく、ハロゲンランプ等の定常光を発光する光源を備えており、定常光を照明光として照射する照明装置に適用してもよい。
【００３３】
ストロボ照明装置１は、ストロボ光源１４を駆動させる図示しない点灯回路及び電源回路を含む駆動電源１３と、駆動電源１３を介してストロボ光源１４が出射するストロボ光の発光量を設定された発光量に制御する発光量制御部１２と、配光変更部１５を透過して被照明物に向けて照射されるストロボ光の照明範囲を撮像する撮像部１７と、ユーザによる操作を受け付ける操作受付部１８と、制御部としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１９と、ストロボ制御プログラム２０１を含む後述の各決定表を記憶するＲＯＭ２０とを備えている。撮像部１７は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ等で構成されている。
【００３４】
発光量制御部１２は、発光時間により発光量を制御する発光時間制御方式に基づいて構成されており、設定された発光量に基づいて発光時間を決定して駆動電源１３に指示する。駆動電源１３は、指示された発光時間及び予め設定されているストロボ電圧に従ってストロボ光源１４に電力を供給する。配光制御部１６は、設定された透過率から配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に印加する電圧を決定して印加することにより、液晶素子夫々の透過率を制御するよう構成されている。ＲＯＭ２０には、ストロボ制御プログラム２０１と共に、後述の発光量決定表２０２及び配光決定表２０３が記憶されている。
【００３５】
ＣＰＵ１１は、バス２１を介してストロボ照明装置１のハードウェア各部と接続されており、ハードウェア各部を制御すると共に、ＲＯＭ２０に記憶されているストロボ制御プログラム２０１をＲＡＭ１９に読み出して実行することで、種々のソフトウェア的処理を実行する。ストロボ光源１４及び配光変更部１５は、ストロボ光出射部２２を構成している。また、ＣＰＵ１１は、ストロボ制御プログラム２０１に従って後述の無発光下及びプリ発光下の撮像画像を複数の部分領域に分割し、夫々の輝度を取得するマルチ測光処理を実行することで輝度取得部として機能すると共に、取得した輝度等に基づいて後述の飽和領域（高輝度領域）を抽出する飽和領域検出部（高輝度領域検出部）としても機能するよう構成されている。
【００３６】
図２及び図３は、夫々ストロボ光出射部２２を示す模式的斜視図及び図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における模式的構造断面図である。ストロボ光源１４は、矩形状開口部を有する直方体の筐体１４１の内部にストロボ光を発光する直管状のキセノンランプ１４２と、キセンノンランプ１４２が発光するストロボ光を筐体１４１の開口面に向けて反射する樋状の反射部１４３とを含んで構成されている。樋状の反射部１４３は、筐体１４１の矩形状の開口部の長辺に沿って延びるよう底部が筐体１４１の底面に固定されている。キセノンランプ１４２は、軸方向が筐体１４１の矩形状開口部の長辺と平行になるよう両端が筐体１４１の内側側面に固定されている。
【００３７】
配光変更部１５は、筐体１４１の矩形状開口部周縁に設けられた平坦部１４１ａと断面略Ｌ字枠状の保持部１５１とにより、外周縁部が枠状の緩衝部材１５２、１５２を介して挟持されることで筐体１４１の矩形状開口部に覆設されている。保持部１５１は、平坦部１４１ａに対してネジ止め等で固定されている。キセノンランプ１４２から出射したストロボ光は、配光変更部１５をなすマトリクス状に二次元配置された複数の液晶素子夫々に入射し、各液晶素子に設定された透過率に従って減光されて配光が調整される。
【００３８】
図２に示す配光変更部１５の例では、横１２個及び縦８個並んだマトリクス状に配置された９６個の液晶素子からなる。ストロボ照明装置１は、操作受付部１８がユーザによりストロボ光の発光を指示する操作を受け付けた場合、操作に応じたストロボ光の発光、すなわち本発光を実行する前に、無発光下及びプリ発光下におけるストロボ光の照明範囲を撮像して取得した撮像画像を複数の部分領域に分割し、夫々の輝度を取得するマルチ測光を行い、続いてストロボ光の本発光量設定及びストロボ光の配光変更を行った後、本発光を行う。ここで、マルチ測光について説明する。
【００３９】
ストロボ照明装置１は、無発光下の照明範囲を撮像部１７により撮像する。無発光下の撮像画像は、配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に対応した複数の部分領域に分割されて各部分領域の輝度Ｂｎが取得される。部分領域の輝度は、部分領域内の画像データに含まれる複数の輝度データの平均値を求めて、当該部分領域の輝度とするとよい。無発光下の各部分領域の輝度Ｂｎは、自然光により照らされた被照明物の輝度と対応する。配光変更部１５を構成する全液晶素子の透過率として最大透過率が配光制御部１６に設定されると共に、プリ発光時の消費電力を抑制すべくストロボ光源１４の最大発光（フル発光）時の発光量以下であり、予め決められたプリ発光量Ｉｐが発光量制御部１２に設定される。
【００４０】
ストロボ照明装置１は、均一な配光分布を有しており光量の少ないストロボ光をプリ発光により照明範囲に照射すると共に、プリ発光下の照明範囲を撮像部１７により撮像する。プリ発光下の撮像画像は、無発光下の撮像画像と同様に、配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に対応した複数の部分領域に分割されて各部分領域の輝度Ｂｐが取得される。プリ発光下の各部分領域の輝度Ｂｐは、自然光及びプリ発光時のストロボ光により照らされた被照明物の輝度と対応する。
【００４１】
図４は、実施の形態１に係るプリ発光下の撮像画像及び分割された撮像画像の例を示す模式図である。図４は、撮像部１７が撮像したプリ発光における撮像画像及び複数の部分領域に分割された撮像画像を上下に（ａ）及び（ｂ）の順に並べて示している。図４（ａ）に示すプリ発光下における撮像画像１７１には、手前側すなわちストロボ照明装置１から近距離に位置する人物が明るく照らされた領域１７１ａと、奥側すなわちストロボ照明装置１から遠距離に位置する背景がストロボ光により暗く照らされた領域１７１ｂとが撮像されている。図４（ｂ）に示す例では、撮像画像１７１が配光変更部１５をなすマトリクス状に配置された９６個の液晶素子夫々と一対一に対応する９６個の部分領域に分割されている。次に本発光量設定について説明する。
【００４２】
ストロボ照明装置１は、プリ発光下の各部分領域の輝度Ｂｐのうち、最も輝度が低い最低輝度ＢＬｐを抽出すると共に、最低輝度ＢＬｐを有する部分領域を最低輝度領域として抽出する。ストロボ照明装置１は、無発光下の各部分領域の輝度Ｂｎのうち、最低輝度領域と対応する部分領域が有する輝度ＢＬｎを抽出する。ストロボ照明装置１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光下の下限輝度Ｂｔを読み出し、次式を用いて比率Ｒａを算出する。
Ｒａ＝（Ｂｔ−ＢＬｐ）／（ＢＬｐ−ＢＬｎ） ・・・（１）
【００４３】
図５は、発光量決定表のデータ例を示す表である。発光量決定表２０２には、比率Ｒａの複数の値夫々に対応付けられた複数の発光量が記憶されており、発光量はフル発光における輝度を１００％とした比率で示されている。図５に示す例では、比率Ｒａの１から２までの値夫々に対応付けて発光量５０％から発光量１００％までが記憶されている。比率Ｒａの値が大きくなるに従い、最低輝度ＢＬｐが下限輝度Ｂｔに対して大きく下回るため、発光量が増大するよう本発光量決定表２０２に比率Ｒａ及び発光量が記憶されている。比率Ｒａ及び発光量は、予め経験的に求めて発光量決定表２０２に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、比率Ｒａと対応する発光量を発光量決定表２０２から読み出して本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定する。
【００４４】
比率Ｒａの値が発光量決定表２０２に記憶されており、連続する二つの値の間にある場合、前後の比率Ｒａの値及び夫々に対応付けられている発光量から所定の関数に基づいて補完することにより発光量を求めるとよい。発光量決定表２０２に記憶されている比率Ｒａの最小値未満及び最大値以上の比率Ｒａに対しては、夫々発光量５０％及び１００％を設定するとよい。発光量決定表２０２に従って最も遠距離に位置する被照明物と対応する最低輝度領域の輝度が下限輝度Ｂｔ未満とならないよう本発光量Ｉｆが設定される。次にストロボ光の配光変更について説明する。
【００４５】
ストロボ照明装置１は、配光変更部１５をなす全液晶素子に最大透過率を設定した状態で本発光量Ｉｆを有するストロボ光を照射した場合に予測される各部分領域の輝度Ｂｆを次式により算出する。
Ｂｆ＝ｋ１・（Ｂｐ−Ｂｎ）・（Ｉｆ／Ｉｐ）＋Ｂｎ ・・・（２）
ここで、ｋ１は、比例定数を示しており、予め経験的に求めてＲＯＭ２０に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、各部分領域のうち、ＲＯＭ２０に予め記憶されている飽和輝度（閾値）Ｂｓを読出し、輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｆが算出された部分領域、すなわち飽和領域（高輝度領域）を抽出する。ストロボ照明装置１は、無発光下の各部分領域の輝度Ｂｎのうち、飽和領域と対応する部分領域が有する輝度Ｂｎを抽出し、飽和輝度Ｂｓ、飽和輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｆ及び抽出した輝度Ｂｎに基づいて次式を用いて比率Ｒｂを算出する。
Ｒｂ＝（Ｂｓ−Ｂｎ）／（Ｂｆ-Ｂｎ） ・・・（３）
【００４６】
図６は、実施の形態１に係る配光決定表２０３のデータ例を示す表である。配光決定表２０３には、比率Ｒｂの複数の値夫々に対応付けられた複数の透過率が記憶されている。図６に示す例では、比率Ｒｂの１から０．２までの値夫々に対応付けて１００％から２０％までの透過率が記憶されている。飽和領域の輝度Ｂｆが飽和輝度Ｂｓに対して大きく上回る場合、比率Ｒｂの値が小さくなるため、ストロボ光を減光させるべく透過率が小さくなるよう配光決定表２０３に比率Ｒｂ及び透過率が記憶されている。比率Ｒｂ及び透過率は、予め経験的に求めて配光決定表２０３に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、各部分領域に対して算出された比率Ｒｂと対応する透過率を配光決定表２０３から読み出す。ストロボ照明装置１は、配光変更部１５をなす複数の液晶素子のうち、飽和領域と対応する液晶素子の透過率が、配光決定表２０３から読み出した透過率となるよう配光制御部１６に設定する。
【００４７】
比率Ｒｂの値が配光決定表２０３に記憶されており、連続する二つの値の間にある場合、前後の比率Ｒｂの値及び夫々に対応付けられている透過率から所定の関数に基づいて補完することにより透過率を求めるとよい。飽和領域と対応する液晶素子に対して透過率を変更することにより、近距離に位置する被照明物の輝度が飽和輝度Ｂｓを超えることがないよう対応する液晶素子の透過率が減少されてストロボ光の一部が減光されると共に、その他の被照明物に対しては十分な輝度が得られるよう他の液晶素子の透過率が１００％に維持される。ストロボ照明装置１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４に電力を供給させてストロボ光源１４を本発光させる。本発光によりストロボ光源１４から出射したストロボ光は、透過率が制御された配光変更部１５をなす各液晶素子を透過して配光が変更されて照明範囲の被照明物に照射される。
【００４８】
図７は、実施の形態１に係るストロボ照明装置１で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、操作受付部１８がストロボ光の発光を指示する発光操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１１でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、無発光下及びプリ発光下の照明範囲を撮像して撮像画像夫々を複数の部分領域に分割し、夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを各取得する後述のマルチ測光処理を実行する（ステップＳ１２）。
【００４９】
ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した各部分領域の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて本発光量を決定し発光量制御部１２に設定する後述の本発光量設定処理を実行する（ステップＳ１３）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した各部分領域の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々の透過率を決定し配光制御部１６に設定することでストロボ光の配光を変更する後述の配光変更処理を実行する（ステップＳ１４）。ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４を本発光させる（ステップＳ１５）。
【００５０】
ＣＰＵ１１は、ストロボ照明装置１に備えられた図示しない電源スイッチを切断した場合に出力される電源オフ信号を検出することによって、電源がオフにされたか否かを判定する（ステップＳ１６）。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされていないと判定した場合（ステップＳ１６でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされたと判定した場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、発光処理を終了する。
【００５１】
図８は、マルチ測光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、無発光下の照明範囲を撮像部１７により撮像する（ステップＳ２１）。ＣＰＵ１１は、無発光下の照明範囲の撮像画像を、配光変更部１５のマトリクス状に二次元配置された複数の液晶素子夫々と対応する複数の部分領域に分割する（ステップＳ２２）。ＣＰＵ１１は、複数の部分領域夫々の無発光下の輝度Ｂｎを取得する（ステップＳ２３）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光量Ｉｐを読み出して発光量制御部１２に設定する（ステップＳ２４）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす全液晶素子の透過率として略同一の最大透過率を配光制御部１６に設定する（ステップＳ２５）。
【００５２】
ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４をプリ発光させると共に、プリ発光下の照明範囲を撮像部１７により撮像する（ステップＳ２６）。ＣＰＵ１１は、プリ発光下の照明範囲の撮像画像を、配光変更部１５のマトリクス状に二次元配置された複数の液晶素子夫々と対応する複数の部分領域に分割する（ステップＳ２７）。ＣＰＵ１１は、複数の部分領域夫々のプリ発光下の輝度Ｂｐを取得して（ステップＳ２８）、マルチ測光処理を終了する。
【００５３】
図９は、実施の形態１に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、前述のマルチ測光処理により取得した複数のプリ発光下の輝度Ｂｐ及び複数の部分領域のうち、夫々最小となる最小輝度ＢＬｐ及び最小輝度ＢＬｐを有する最小輝度領域を抽出する（ステップＳ３１）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した複数の無発光下の輝度Ｂｎのうち、最小輝度領域と対応する無発光下の部分領域の輝度ＢＬｎを抽出する（ステップＳ３２）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されている下限輝度Ｂｔを読み出す（ステップＳ３３）。ＣＰＵ１１は、式（１）を用いて比率Ｒａを算出する（ステップＳ３４）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている発光量決定表２０２において、比率Ｒａと対応づけられている発光量を読み出す（ステップＳ３５）。ＣＰＵ１１は、読み出した発光量を本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定し（ステップＳ３６）、本発光量設定処理を終了する。
【００５４】
図１０は、実施の形態１に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、式（２）を用いて本発光下で予測される各部分領域の輝度Ｂｆを算出する（ステップＳ４１）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている飽和輝度Ｂｓを読み出す（ステップＳ４２）。ＣＰＵ１１は、夫々輝度Ｂｆが算出された複数の部分領域のうち、飽和輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｆが算出された部分領域、すなわち飽和領域を抽出する（ステップＳ４３）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した複数の無発光下の輝度Ｂｎのうち、飽和領域と対応する無発光下の部分領域から取得された輝度Ｂｎを抽出する（ステップＳ４４）。
【００５５】
ＣＰＵ１１は、式（３）を用いて各部分領域の比率Ｒｂを算出する（ステップＳ４５）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている配光決定表２０３において、比率Ｒｂと対応づけられている透過率を読み出す（ステップＳ４６）。ＣＰＵ１１は、読み出した透過率が、配光変更部１５をなす複数の液晶素子のうち、飽和領域と対応する液晶素子の透過率となるよう配光制御部１６に設定し（ステップＳ４７）、配光変更処理を終了する。
【００５６】
本実施の形態１においては、配光変更部１５が横１２個及び縦８個のマトリクス状に配置された９６個の液晶素子からなる場合を示したが、これに限るものではなく９６個未満及び９７個以上の液晶素子からなる配光変更部１５であってもよい。また、マルチ測光処理において、配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々と一対一に対応する部分領域に撮像画像を分割する場合を示したが、これに限るものではなく、一対複数に対応する複数の液晶素子からなる部分領域に分割してもよい。この場合、配光変更部１５をなす複数の液晶素子をマトリクス状に２次元配置されており、夫々複数の液晶素子からなる複数の配光変更領域に区画分けし、マルチ測光処理において撮像画像を複数の配光変更領域夫々と一対一に対応する複数の部分領域に分割するとよい。さらに、配光制御部１６には、複数の配光変更領域夫々に透過率を設定し、配光変更領域をなす複数の液晶素子の透過率には、略同一の透過率を設定するよう構成するとよい。
【００５７】
本実施の形態１においては、発光量制御部１２は、発光時間制御方式に基づいて構成されている例を示したが、これに限るものではなくストロボ電圧により発光量を制御する電圧制御方式に基づいて構成してもよい。この場合、駆動電源１３は、発光量制御部１２により、設定された発光量に基づいてストロボ電圧が決定されて指示され、指示されたストロボ電圧及び予め設定されている発光時間に従ってストロボ光源１４に電力を供給するように構成するとよい。また、ストロボ電圧又は発光時間は、ストロボ発光時の消費電力と関与するため、駆動電源１３に複数種類設定されており、駆動電源１３と接続された図示しないバッテリ等の残り容量等に基づいて選択可能に構成してもよい。
【００５８】
実施の形態２
図１１は、実施の形態２に係るストロボ照明装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。本実施の形態は、実施の形態１がマルチ測光により取得した各部分領域の輝度に基づいて配光調整を行うのに対して、ストロボ照明装置から被照明物までの距離に基づいて配光調整を行うように構成されている。図中３は、ストロボ照明装置を示しており、照明範囲の輝度を取得する受光センサ３１と、照明範囲に位置する被照明物までの距離を取得する測距センサ３２とを備えている。測距センサ３２は、照明範囲に位置する複数の被照明物までの距離及び画像を同時に検出して、距離分布画像を取得する距離画像センサからなる。ストロボ照明装置３は、本発光を実行する前に、ストロボ光の照明範囲の輝度を取得する測光、ストロボ光の本発光量設定、距離を測定する測距及びストロボ光の配光変更を行ってストロボ光の配光を調整するよう構成されている。
【００５９】
ストロボ照明装置３は、後述の測光処理により受光センサ３１が測定した無発光下及びプリ発光下夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得する。ストロボ照明装置３は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光下の下限輝度Ｂｔを読み出し、次式を用いて比率Ｒａを算出し、比率Ｒａと対応する発光量を発光量決定表２０２から読み出して本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定する。
Ｒａ＝（Ｂｔ−Ｂｐ）／（Ｂｐ−Ｂｎ） ・・・（４）
【００６０】
ストロボ照明装置３は、測距センサ３２が取得した距離分布画像を、配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に対応するマトリクス状の複数の部分領域に分割し、各部分領域に位置する被照明物までの距離Ｄを取得する。１つの部分領域に距離データが複数存在する場合、複数の距離データの平均値を当該部分領域が有する距離Ｄとするとよい。また、１つの部分領域に存在する複数の距離Ｄのうち、最小距離又は最大距離を当該部分領域が有する距離Ｄとしてもよい。取得した複数の部分領域夫々が有する距離Ｄのうち、最小距離Ｄｍｉｎ及び最大距離Ｄｍａｘが抽出され、次式に基づいて各部分領域における比率Ｒｃが算出される。
Ｒｃ＝（Ｄ−Ｄｍｉｎ）／（Ｄｍａｘ-Ｄｍｉｎ） ・・・（５）
【００６１】
図１２は、実施の形態２に係る配光決定表２０３のデータ例を示す表である。配光決定表２０３には、比率Ｒｃの複数の値夫々に対応付けられた複数の透過率が記憶されている。図１２に示す例では、比率Ｒｃの１から０．３までの値夫々に対応付けて１００％から１０％までの透過率が記憶されている。比率Ｒｃの値が小さくなるに従い、ストロボ照明装置３から近距離に位置するため、ストロボ光を減光させるべく透過率が小さくなるよう配光決定表２０３に比率Ｒｃ及び透過率が記憶されている。比率Ｒｃ及び透過率は、予め経験的に求めて配光決定表２０３に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置３は、各部分領域に対して算出された比率Ｒｃと対応する透過率を配光決定表２０３から読み出す。ストロボ照明装置３は、各部分領域と対応する液晶素子の透過率が、配光決定表２０３から読み出した透過率となるよう配光制御部１６に設定する。
【００６２】
比率Ｒｃの値が配光決定表２０３に記憶されており、連続する二つの値の間にある場合、前後の比率Ｒｃの値及び夫々に対応付けられている透過率から所定の関数に基づいて補完することにより透過率を求めるとよい。配光決定表２０３に記憶されている比率Ｒｃの最小値未満及び最大値以上の比率Ｒｃに対しては、夫々透過率１００％及び１０％を設定するとよい。これにより、近距離に位置する被照明物の輝度が過剰とならないよう対応する液晶素子の透過率が減少するよう制御されてストロボ光の一部が減光される。ストロボ照明装置３は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４に電力を供給させ、ストロボ光源１４を本発光させる。本発光によりストロボ光源１４から出射したストロボ光は、透過率が制御された配光変更部１５をなす各液晶素子を透過して配光が変更され、照明範囲の被照明物に照射される。
【００６３】
図１３は、実施の形態２に係るストロボ照明装置３で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、操作受付部１８がストロボ光の発光を指示する発光操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５１）。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ５１でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ５１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ５１でＹＥＳ）、無発光下及びプリ発光下の照明範囲における夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得する後述の測光処理を実行する（ステップＳ５２）。ＣＰＵ１１は、測光処理により取得した輝度Ｂｎ及びＢｐ等に基づいて本発光量を決定し、発光量制御部１２に設定する後述の本発光量設定処理を実行する（ステップＳ５３）。ＣＰＵ１１は、照明範囲に位置する被照明物までの距離を取得する後述の測距処理を実行する（ステップＳ５４）。
【００６４】
ＣＰＵ１１は、測距処理により取得した距離に基づいて透過率を決定し配光制御部１６に設定してストロボ光の配光を変更する後述の配光変更処理を実行する（ステップＳ５５）。ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４を本発光させる（ステップＳ５６）。ＣＰＵ１１は、ストロボ照明装置に備えられた図示しない電源スイッチを切断した場合に出力される電源オフ信号を検出することによって、電源がオフにされたか否かを判定する（ステップＳ５７）。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされていないと判定した場合（ステップＳ５７でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ５１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされたと判定した場合（ステップＳ５７でＹＥＳ）、発光処理を終了する。
【００６５】
図１４は、測光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、無発光下の照明範囲における輝度Ｂｎを受光センサ３１から取得する（ステップＳ６１）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光量Ｉｐを読み出して発光量制御部１２に設定する（ステップＳ６２）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす全液晶素子の透過率として略同一の最大透過率を配光制御部１６に設定する（ステップＳ６３）。ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４をプリ発光させると共に、プリ発光下の照明範囲における輝度Ｂｐを受光センサ３１から取得して（ステップＳ６４）、測光処理を終了する。
【００６６】
図１５は、実施の形態２に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されている下限輝度Ｂｔを読み出す（ステップＳ７１）。ＣＰＵ１１は、前述のマルチ測光処理により取得した輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ並びに式（４）を用いて比率Ｒａを算出する（ステップＳ７２）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている発光量決定表２０２において、比率Ｒａと対応づけられている発光量を読み出す（ステップＳ７３）。ＣＰＵ１１は、読み出した発光量を本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定し（ステップＳ７４）、本発光量設定処理を終了する。
【００６７】
図１６は、測距処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、距離分布画像を測距センサ３２から取得する（ステップＳ８１）。ＣＰＵ１１は、距離分布画像を配光変更部１５のマトリクス状に二次元配置された複数の液晶素子夫々と対応する複数の部分領域に分割する（ステップＳ８２）。ＣＰＵ１１は、複数の部分領域夫々の距離Ｄを取得して（ステップＳ８３）、測距処理を終了する。
【００６８】
図１７は、実施の形態２に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、前述の測距処理により取得した各部分領域の複数の距離Ｄのうち、最小となる最小距離Ｄｍｉｎ及び最大となる最大距離Ｄｍａｘを抽出する（ステップＳ９１）。ＣＰＵ１１は、式（５）を用いて各部分領域の比率Ｒｃを算出する（ステップＳ９２）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている配光決定表２０３において、比率Ｒｃと対応づけられている透過率を読み出す（ステップＳ９３）。ＣＰＵ１１は、読み出した透過率が、配光変更部１５をなす複数の液晶素子のうち、各部分領域と対応する液晶素子の透過率となるよう配光制御部１６に設定し（ステップＳ９４）、配光変更処理を終了する。
【００６９】
本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７０】
実施の形態３
本実施の形態は、実施の形態１が複数の液晶素子から配光変更部１５を構成し、複数の液晶素子夫々の透過率を制御して配光調整を行うのに対して、複数の液晶レンズから配光変更部１５を構成し、複数の液晶レンズ夫々の照射角度を制御して配光調整を行う。配光制御部１６は、設定された照射角度に基づいて配光変更部１５をなす複数の液晶レンズ夫々に印加する電圧を変更し、各液晶レンズを通過する光束の照射角度を制御するよう構成されている。ストロボ照明装置１は、本発光を実行する前に、マルチ測光処理、ストロボ光の配光変更及びストロボ光の本発光量設定を行ってストロボ光の配光を調整するよう構成されている。
【００７１】
実施の形態１に係るマルチ測光処理においては、配光変更部１５をなす複数の液晶素子全てに略同一の最大透過率が配光制御部１６に設定されたが、本実施の形態に係るマルチ測光処理においては、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズ全てに配光変更部１５に対して鉛直方向である略同一の照射角度が配光制御部１６に設定される。ストロボ照明装置１は、マルチ測光処理により無発光下及びプリ発光下の夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得する。次に、液晶レンズ夫々の照射角度の制御によるストロボ光の配光調整を説明する。
【００７２】
図１８は、実施の形態３に係る分割された撮像画像及びストロボ光の光束を示す模式図である。図１８は、複数の部分領域に分割されたプリ発光下の撮像画像及び液晶レンズにより照射角度が変更されたストロボ光の光束を上下に（ａ）及び（ｂ）の順に並べて示している。図１８（ｂ）の白抜矢印は、配光変更部１５の前面に対する鉛直方向を示している。図１８（ｂ）のＬ１ｃ及びＬ２ｃは、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズのうち、１つの液晶レンズ１５ｃを通過するストロボ光の夫々照射角度変更前後における照射方向を示しており、照射方向Ｌ１ｃ及びＬ２ｃの夫々に従って光束Ｌ１及び光束Ｌ２が出射する。照射角度θは、照射方向Ｌ１ｃ及びＬ２ｃがなす角度を示す。配光変更部１５の横幅は、撮像画像１７２の横幅と対応するよう示されており、撮像画像１７２に撮像されている人物像は、被照明物１０２と対応する。また、照射角度前の液晶レンズ１５ｃを通過する光束Ｌ１及び液晶レンズ１５ｄを通過する図示しない光束は、夫々後述の飽和領域１７２ａ及び不飽和領域１７２ｂを照らしている。
【００７３】
図１８（ａ）に示すプリ発光下の撮像画像の例では、配光変更部１５をなす４０個の液晶レンズと対応する４０個の部分領域に分割されている。飽和領域（高輝度領域）１７２ａは、ストロボ照明装置１から近距離に位置する人物が明るく照らされた領域であり、飽和輝度(閾値)Ｂｓを超える輝度Ｂｐを有する部分領域を示す。不飽和領域（低輝度領域）１７２ｂは、ストロボ照明装置１から遠距離に位置した被照射物が暗く照らされた領域であり、飽和輝度Ｂｓ以下の輝度Ｂｐを有する部分領域を示す。ストロボ照明装置１は、複数の部分領域から飽和輝度Ｂｓを超える飽和領域及び飽和輝度Ｂｓ以下の不飽和領域を夫々抽出し、夫々輝度Ｂｐの降順及び昇順に並べた飽和輝度領域リスト及び不飽和領域リストを各作成する。
【００７４】
飽和領域リストに含まれる飽和領域の総数が不飽和領域リストに含まれる不飽和領域の総数よりも少ない場合、夫々の総数が同数となるよう不飽和領域リストに含まれる複数の不飽和領域のうち、輝度Ｂｐが低い不飽和領域が不飽和領域リストの末尾に追加される。飽和領域及び不飽和領域夫々の位置は、マトリクス状に分割された部分領域のうち、撮像画像の左下に位置する部分領域を原点の座標（１，１）とし、Ｘ座標及びＹ座標夫々を原点から横方向に並んだ部分領域の順番及び縦方向に並んだ部分領域の順番で表わされたＸＹ座標で示される。例えば、図１８（ａ）に示す飽和領域１７２ａ及び不飽和領域１７２ｂの座標は、夫々、座標（４，２）及び座標（１，４）となる。
【００７５】
ストロボ照明装置１は、飽和領域リストに含まれる夫々の飽和領域と、不飽和領域リストに含まれる夫々の不飽和領域とを、リスト内の夫々の順番に従い一対一に対応付ける。対応付けられた飽和領域及び不飽和領域の組夫々において、飽和領域の座標（Ｘ１，Ｙ１）を基準座標とした不飽和領域の座標（Ｘ２，Ｙ２）の相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）が次式を用いて算出される。
（Ｘｒ，Ｙｒ）＝（Ｘ２−Ｘ１，Ｙ２-Ｙ１） ・・・（６）
図１８（ａ）に示す例において飽和領域１７２ａ及び不飽和領域１７２ｂが対応付けられた場合、飽和領域１７２ａ及び不飽和領域１７２ｂ夫々の座標（４，２）及び（１，４）から相対座標（−３，＋２）が算出される。
【００７６】
図１９は、実施の形態３に係る配光決定表２０３のデータ例を示す表である。配光決定表２０３には、相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）のＸ座標Ｘｒ及びＹ座標Ｙｒ夫々に対応付けられた照射角度θのＸ方向成分及びＹ方向成分である夫々角度成分θｘ及び角度成分θｙが記憶されている。図１９に示す例では、横８個及び縦５個の合計４０個の液晶レンズからなる配光変更部１５において、Ｘ座標Ｘｒの―６から＋６までの値及びＹ座標Ｙｒの−４から＋４までの値夫々に対応付けて−３０°から＋３０°までの角度成分θｘの値及び−２０°から＋２０°までの角度成分θｙの値が記憶されている。配光決定表２０３は、配光変更部１５の構成等により予め求めてＲＯＭ２０に記憶しておくとよい。
【００７７】
ストロボ照明装置１は、相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）と対応する角度成分θｘ及び角度成分θｙを配光決定表２０３から読み出す。ストロボ照明装置１は、飽和領域と対応する液晶レンズの照射角度θが、配光決定表２０３から読み出した角度成分θｘ及び角度成分θｙとなるよう配光制御部１６に設定する。配光制御部１６は、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズのうち、対応する液晶レンズの照射角度が設定された角度成分θｘ及び角度成分θｙとなるよう電圧を印加して配光を変更する。これにより、対応付けられた飽和領域と不飽和領域の組において高い輝度Ｂｆが算出された飽和領域を照射するストロボ光の光束が、輝度Ｂｓ以下であり、低い輝度Ｂｆが算出された不飽和領域に向かうよう飽和領域に対応する液晶レンズの照射角度が変更される。
【００７８】
図１８（ｂ）に示す例では、プリ発光において液晶レンズ１５ｃを通過し、飽和領域１７２ａに位置する被照明物１０２の一部に照射されるストロボ光の照射方向Ｌ１ｃが不飽和領域１７２ｂに向かう照射方向Ｌ２ｃに変更されている。本発光下においては、不飽和領域１７２ｂに、照射角度が変更された液晶レンズ１５ｃを通過する光束と、照射角度が変更されていない液晶レンズ１５ｄを通過する光束とが照射される。
【００７９】
飽和領域及び飽和領域と対応する不飽和領域の輝度Ｂｐ夫々が次式に従って夫々算出された輝度Ｂｐ１及び輝度Ｂｐ２に各更新される。
Ｂｐ１＝Ｂｎ―（Ｂｐ−Ｂｎ）・ｋ２ （７）
Ｂｐ２＝Ｂｎ＋（Ｂｐ−Ｂｎ）・ｋ３ （８）
ここで、ｋ２及びｋ３は比例定数であり、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズの光学特性等により予め求めて記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、無発光下の輝度Ｂｎ及び配光変更処理により更新された輝度Ｂｐ１、Ｂｐ２を含むプリ発光下の輝度Ｂｐに基づいて本発光設定処理を実行し、本発光量Ｉｆを発光量制御部１２に設定する。
【００８０】
図２０は、実施の形態３に係るストロボ照明装置１で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、操作受付部１８がストロボ光の発光を指示する発光操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１０１でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１０１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、マルチ測光処理を実行する（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズ夫々の照射角度を決定し配光制御部１６に設定することでストロボ光の配光を変更する後述の配光変更処理を実行する（ステップＳ１０３）。
【００８１】
ＣＰＵ１１は、配光変更処理により設定された照射角度から更新された各部分領域の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて本発光量を決定し発光量制御部１２に設定する本発光量設定処理を実行する（ステップＳ１０４）。ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４を本発光させる（ステップＳ１０５）。ＣＰＵ１１は、ストロボ照明装置に備えられた図示しない電源スイッチを切断した場合に出力される電源オフ信号を検出することによって、電源がオフにされたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされていないと判定した場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１０１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされたと判定した場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、発光処理を終了する。
【００８２】
図２１及び図２２は、実施の形態３に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている飽和輝度Ｂｓを読み出す（ステップＳ１１１）。ＣＰＵ１１は、飽和輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｐを有する飽和領域を抽出する（ステップＳ１１２）。ＣＰＵ１１は、抽出した飽和領域が輝度Ｂｐの降順に並んだ飽和領域リストを作成する（ステップＳ１１３）。ＣＰＵ１１は、飽和輝度Ｂｓ以下の輝度Ｂｐを有する不飽和領域を抽出する（ステップＳ１１４）。ＣＰＵ１１は、抽出した不飽和領域が輝度Ｂｐの昇順に並んだ不飽和領域リストを作成する（ステップＳ１１５）。ＣＰＵ１１は、抽出された飽和領域の総数が抽出された不飽和領域の総数より多いか否か判定する（ステップＳ１１６）。
【００８３】
ＣＰＵ１１は、多いと判定した場合（ステップＳ１１６でＹＥＳ）、飽和領域の総数と同数となるように不飽和領域リストの上位に位置する低い輝度Ｂｐを有する不飽和領域を不飽和領域リストの末尾に追加する（ステップＳ１１７）。ＣＰＵ１１は、カウンタＣに１をセットする（ステップＳ１１８）。ＣＰＵ１１は、飽和領域リストのＣ番目の飽和領域に対する不飽和領域リストのＣ番目の不飽和領域の相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）を式（６）により算出する（ステップＳ１１９）。ＣＰＵ１１は、算出した相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）と対応する照射角度（θｘ，θｙ）を配光決定表２０３から読み出す（ステップＳ１２０）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズのうち、Ｃ番目の飽和領域と対応する液晶レンズの照射角度が、読み出した照射角度（θｘ，θｙ）となるよう配光制御部１６に設定する（ステップＳ１２１）。
【００８４】
ＣＰＵ１１は、Ｃ番目の飽和領域及びＣ番目の不飽和領域夫々の輝度Ｂｐを式（７）及び式（８）を用いて夫々算出した輝度Ｂｐ１及び輝度Ｂｐ２の値に各更新する（ステップＳ１２２）。ＣＰＵ１１は、カウンタＣをインクリメントする（ステップＳ１２３）。ＣＰＵ１１は、カウンタＣが飽和領域リストに含まれる飽和領域の総数を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２４）。ＣＰＵ１１は、超えていないと判定した場合（ステップＳ１２４でＮＯ）、飽和領域リストのＣ番目の飽和領域に対する不飽和領域リストのＣ番目の不飽和領域の相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）を式（６）により算出するステップＳ１１９に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、超えていると判定した場合（ステップＳ１２４でＹＥＳ）、配光変更処理を終了する。ＣＰＵ１１は、抽出された飽和領域の総数が抽出された不飽和領域の総数より多いか否か判定するステップＳ１１６において、多くないと判定した場合（ステップＳ１１６でＮＯ）、カウンタＣに１をセットするステップＳ１１８に処理を移す。
【００８５】
ストロボ照明装置１は、ストロボ光をプリ発光において抽出した飽和領域から不飽和領域に配光を変更して飽和領域を照らすストロボ光の一部を輝度の低い不飽和領域に割り当てることにより、ストロボ光源１４が出射するストロボ光に損失を生じさせることなく配光調整する。本実施の形態においては、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズがマトリクス状、すなわち四方格子状に配置される場合を示したが、六方格子状等でも良く２次元配置されておればよい。また、飽和領域に向かう光束を不飽和領域に向かうよう変更する場合を示したが、これに限らず、予め設定された上限閾値を超える輝度を有する高輝度領域に向かう光束を予め設定された下限閾値を下回る輝度を有する低輝度領域に向かうよう変更するようにしてもよい。
【００８６】
本実施の形態３においては、配光変更部１５が横８個及び縦５個のマトリクス状に配置された４０個の液晶レンズからなる場合を示したが、これに限るものではなく４０個未満及び４０個以上の液晶レンズからなる配光変更部１５であってもよい。
【００８７】
本実施の形態３は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の参照番号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【００８８】
実施の形態４
本実施の形態は、実施の形態１が複数の液晶素子から配光変更部１５を構成し、複数の液晶素子夫々の透過率を制御して配光調整を行うのに対して、複数の液体レンズから配光変更部１５を構成し、複数の液体レンズ夫々の焦点距離を制御して配光調整を行うように構成されている。配光制御部１６は、設定された焦点距離に基づいて配光変更部１５をなす複数の液体レンズ夫々に印加する電圧を変更し、液体レンズ夫々の焦点距離を制御して配光を調整するよう構成されている。ストロボ照明装置１は、本発光を実行する前に、マルチ測光処理、ストロボ光の本発光設定及びストロボ光の配光変更を行ってストロボ光の配光を調整するよう構成されている。
【００８９】
実施の形態１に係るマルチ測光処理においては、配光変更部１５をなす複数の液晶素子全てに略同一の最大透過率が配光制御部１６に設定されたが、本実施の形態に係るマルチ測光処理においては、配光変更部１５をなす複数の液体レンズ全てに略同一の所定の焦点距離が配光制御部１６に設定される。マルチ測光処理により無発光下及びプリ発光下の夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得する。ストロボ照明装置１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光下の下限輝度Ｂｔを読み出し、式（１）を用いて算出した比率Ｒａと対応する発光量を発光量決定表２０２から読み出し、本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定する。次に、液体レンズの焦点距離の制御によるストロボ光の配光調整を説明する。
【００９０】
図２３は、実施の形態４に係る分割された撮像画像及びストロボ光の光束を示す模式図である。図２３は、複数の部分領域に分割されたプリ発光下の撮像画像及び液体レンズにより焦点距離が変更されたストロボ光の光束を上下に（ａ）及び（ｂ）の順に並べて示している。図２３（ｂ）の白抜矢印は、配光変更部１５の前面に対する鉛直方向を示している。図２３（ｂ）のＬ３及びＬ４は、配光変更部１５をなす複数の液体レンズのうち、１つの液体レンズ１５ｅを通過するストロボ光の夫々焦点距離変更前後における光束を示している。配光変更部１５の横幅は、撮像画像１７３の横幅と対応するよう示されており、撮像画像１７３に撮像されている人物像は、被照明物１０３と対応する。また、液体レンズ１５ｅを通過する光束Ｌ３は、飽和領域１７３ａを照らす。
【００９１】
図２３（ａ）に示す例では、配光変更部１５をなす横８個及び縦５個のマトリクス状に配置された４０個の液体レンズと対応する４０個の部分領域となるよう撮像画像１７３が分割されている。ストロボ照明装置１は、配光変更部１５をなす全液体レンズに略同一の所定の焦点距離を設定した状態で本発光量Ｉｆを有するストロボ光を照射した場合に予測される各部分領域の輝度Ｂｆを式（２）により算出する。ストロボ照明装置１は、飽和輝度Ｂｓ以上の輝度Ｂｆが算出された飽和領域を抽出する。ストロボ照明装置１は、飽和領域と対応する部分領域の輝度Ｂｎを抽出し、飽和輝度Ｂｓ、飽和輝度Ｂｓ以上である輝度Ｂｆ及び抽出した輝度Ｂｎに基づいて式（３）を用いて比率Ｒｂを算出する。
【００９２】
ストロボ照明装置１は、配光決定表２０３において比率Ｒｂと対応づけられている焦点距離を読み出して、配光変更部１５をなす複数の液体レンズのうち、飽和領域と対応する液体レンズの焦点距離が、配光決定表２０３から読み出した焦点距離となるよう配光制御部１６に設定する。図２３（ｂ）に示す例では、プリ発光において液体レンズ１５ｅを通過し、飽和領域１７３ａに位置する被照明物１０３の一部に照射されるストロボ光の光束Ｌ３が、液体レンズ１５ｅの焦点距離がΔＺ変位されて光束が広がり、照射面における光量密度が低下した光束Ｌ４に変更されている。ストロボ照明装置１は、焦点距離を変更して飽和領域を照射するストロボ光の光量密度を制御することでストロボ光源１４が出射するストロボ光に損失を生じさせることなく配光調整する。
【００９３】
図２４は、実施の形態４に係る配光決定表２０３のデータ例を示す表である。配光決定表２０３には、比率Ｒｂの複数の値夫々に対応付けられた複数の焦点距離の変位量ΔＺが記憶されている。図２４に示す例では、比率Ｒｂの１から０．２までの値夫々に対応付けて０ｍから０．６ｍまでの焦点距離の変位量ΔＺが記憶されている。比率Ｒｂの値が小さくなるに従い、飽和領域の輝度Ｂｐが飽和輝度Ｂｓに対して大きく上回るため、長い焦点距離を設定してストロボ光を広げ、光量密度を減少させるべく焦点距離の変位量ΔＺが大きくなるよう配光決定表２０３に比率Ｒｂ及び焦点距離の変位量ΔＺが記憶されている。比率Ｒｂ及び焦点距離の変位量ΔＺは、予め経験的に求めて配光決定表２０３に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、各部分領域に対して算出された比率Ｒｂと対応する焦点距離の変位量ΔＺを配光決定表２０３から読み出す。ストロボ照明装置１は、配光変更部１５をなす複数の液体レンズのうち、飽和領域と対応する液体レンズの焦点距離を、配光決定表２０３から読み出した焦点距離の変位量ΔＺに従って変更するよう配光制御部１６に設定する。
【００９４】
比率Ｒｂと同一の値が配光決定表２０３に記録されていない場合、前後の値に夫々対応付けられている焦点距離の変位量ΔＺから所定の関数に基づいて補完することにより焦点距離の変位量ΔＺを求めるとよい。本発光量及び焦点距離を設定して配光調整をした後、ストロボ照明装置１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４に電力を供給させてストロボ光源を本発光させる。本発光によりストロボ光源１４から出射したストロボ光は、焦点距離が制御された配光変更部１５をなす各液体レンズを透過して配光が調整されて照明範囲の被照明物に照射される。
【００９５】
図２５は、実施の形態４に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、式（２）を用いて本発光下で予測される各部分領域の輝度Ｂｆを算出する（ステップＳ１３１）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている飽和輝度Ｂｓを読み出す（ステップＳ１３２）。ＣＰＵ１１は、夫々輝度Ｂｆが算出された各部分領域のうち、飽和輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｆが算出された部分領域、すなわち飽和領域を抽出する（ステップＳ１３３）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した複数の無発光下の輝度Ｂｎのうち、飽和領域と対応する部分領域から取得された輝度Ｂｎを抽出する（ステップＳ１３４）。
【００９６】
ＣＰＵ１１は、式（３）を用いて各部分領域の比率Ｒｂを算出する（ステップＳ１３５）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている配光決定表２０３において、比率Ｒｂと対応づけられている焦点距離の変位量ΔＺを読み出す（ステップＳ１３６）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす複数の液体レンズのうち、飽和領域と対応する液体レンズが、読み出した焦点距離の変位量ΔＺとなる焦点距離を配光制御部１６に設定し（ステップＳ１３７）、ストロボ光の配光を変更して配光変更処理を終了する。
【００９７】
本実施の形態において、配光変更部１５をなす複数の液体レンズ夫々の焦点距離を制御して配光調整を行う場合を示したが、複数の液晶レンズから配光変更部１５を構成し、複数の液晶レンズ夫々の焦点距離を制御して配光調整を行ってもよい。また、配光変更部１５が横８個及び縦５個のマトリクス状に配置された４０個の液体レンズからなる場合を示したが、これに限るものではなく４０個未満及び４０個以上の液体レンズからなる配光変更部１５であってもよい。
【００９８】
本実施の形態４は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の参照番号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【００９９】
実施の形態５
図２６及び図２７は、夫々実施の形態５に係るストロボ光出射部の外観を示す模式的斜視図及び図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線における構造断面図である。本実施の形態は、実施の形態１に係るストロボ光出射部２２がキセノンランプから出射するストロボ光を配光調整するのに対して、マトリクス状に二次元配置された複数のＬＥＤから出射するストロボ光を配光調整するよう構成されている。ストロボ光源１４は、矩形状開口部を有する直方体の筐体１４１の内部にマトリクス状に配置されており、ストロボ光を発光する複数のＬＥＤ１４４、１４４、…と、ＬＥＤ１４４、１４４、…が取り付けられた基板１４５と、基板１４５の背面に設けられた放熱板１４６とを含んで構成されている。
【０１００】
配光変更部１５は、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々に対応する複数の液晶素子から構成されている。ＬＥＤ１４４が発生する熱は、基板１４５を介して放熱板１４６により大気中に放熱される。ＬＥＤ１４４、１４４、…が出射したストロボ光は、配光変更部１５をなすマトリクス状に２次元配置された複数の液晶素子の夫々に入射し、各液晶素子に設定された透過率に従って減光されて配光が調整される。ストロボ照明装置１は、操作受付部１８がユーザによりストロボ光の調整を指示する調整操作を受け付けた場合、ストロボ光の本発光を実行する前に、マルチ測光処理を行い、続いてストロボ光の本発光量の設定およびストロボ光の変更を行ってストロボ光の配光を調整する。ストロボ照明装置１は、操作受付部１８が配光調整されたストロボ光の本発光を指示する本発光操作を受け付けるまで、ストロボ光の配光調整を繰り返すよう構成されている。
【０１０１】
図２８は、実施の形態５に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、操作受付部１８がストロボ光の配光調整を指示する調整操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１４１）。ＣＰＵ１１は、調整操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１４１でＮＯ）、調整操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１４１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、調整操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１４１でＹＥＳ）、輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得するマルチ測光処理を実行する（ステップＳ１４２）。ＣＰＵ１１は、取得した輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて本発光量を決定し発光量制御部１２に設定する本発光量設定処理を実行する（ステップＳ１４３）。ＣＰＵ１１は、輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて透過率を決定し配光制御部１６に設定してストロボ光の配光を変更する配光変更処理を実行する（ステップＳ１４４）。
【０１０２】
ＣＰＵ１１は、ストロボ光源１４の本発光を指示する本発光操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１４５）。ＣＰＵ１１は、本発光操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１４５でＮＯ）、マルチ測光処理を実行するステップＳ１４２に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、本発光操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１４５でＹＥＳ）、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４を本発光させる（ステップＳ１４６）。ＣＰＵ１１は、ストロボ照明装置１に備えられた図示しない電源スイッチを切断した場合に出力される電源オフ信号を検出することによって、電源がオフにされたか否かを判定する（ステップＳ１４７）。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされていないと判定した場合（ステップＳ１４７でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１４１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされたと判定した場合（ステップＳ１４７でＹＥＳ）、発光処理を終了する。
【０１０３】
本実施の形態において、配光変更部１５は、ＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々に対応した複数の液晶素子からなる場合を示したが、これに限るものではなく、配光変更部１５をＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々に対応しており、夫々複数の液晶素子からなる複数の配光変更領域に区画分けし、マルチ測光処理において撮像画像を複数の配光変更領域夫々と一対一に対応する複数の部分領域に分割してもよい。この場合、配光制御部１６には、複数の配光変更領域夫々に透過率を設定し、配光変更領域をなす複数の液晶素子の透過率には、略同一の透過率を設定するよう構成するとよい。また、配光変更部１５が複数の液晶素子からなる場合を示したが、ＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々に対応した複数の液晶レンズ又は液体レンズからなる場合でもよい。
【０１０４】
本実施の形態５は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１から実施の形態４までと同様であるので対応する部分には同一の参照番号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０５】
実施の形態６
図２９は、実施の形態６に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。本実施の形態は、実施の形態５に係る複数のＬＥＤ夫々が略同一の発光量に調整されるのに対し、複数のＬＥＤ夫々の発光量が調整される。発光量制御部１２は、ストロボ光源１４をなす複数のＬＥＤ１４４、１４４、…を夫々に設定された発光量となるよう駆動電源１３を介して制御するよう構成されている。
【０１０６】
ＣＰＵ１１は、前述のマルチ測光処理により取得した各部分領域のプリ発光下の輝度Ｂｐを抽出する（ステップＳ１５１）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した各部分領域の無発光下の輝度Ｂｎを抽出する（ステップＳ１５２）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されている下限輝度Ｂｔを読み出す（ステップＳ１５３）。ＣＰＵ１１は、式（１）を用いて各部分領域の比率Ｒａを算出する（ステップＳ１５４）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている発光量決定表２０２において、各部分領域の比率Ｒａと対応づけられている発光量を夫々読み出す（ステップＳ１５５）。ＣＰＵ１１は、各部分領域の比率Ｒａと対応して読み出した発光量を各部分領域に対応するＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々の本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定し（ステップＳ１５６）、本発光量設定処理を終了する。
【０１０７】
本実施の形態６は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１から実施の形態５までと同様であるので対応する部分には同一の参照番号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０８】
実施の形態７
図３０は、実施の形態７に係るストロボ照明装置を備えた撮像装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。図中４は、撮像装置を示しており、ストロボ光により照明された被撮像物を撮像する撮像部４７と、撮像部４７が撮像した撮像画像を図示しない記憶媒体に書き込む記憶媒体書込部４２と、ユーザによる撮像装置に対する操作を受け付ける操作受付部４８と、制御部としての撮像制御部４１と、撮像制御プログラム４０１を含む各種データを記憶するＲＯＭ４０とを備えている。撮像制御部４１は、バス２１を介して撮像装置４のハードウェア各部と接続されており、ハードウェア各部を制御すると共に、ＲＯＭ４０に記憶されている撮像制御プログラム４０１をＲＡＭ１９に読み出して実行することで、種々のソフトウェア的処理を実行する。撮像部４７は、撮像装置４がストロボ光の配光を調整する場合、無発光下及びプリ発光下の照明範囲を撮像するよう構成されている。
【０１０９】
撮像制御部４１は、操作受付部４８がストロボ光照明光下で被撮像物の撮像を指示する撮像操作を受け付けた場合、ＲＯＭ４０に記憶されているストロボ制御プログラム２０１をＲＡＭ１９に読み出して実行し、配光が調整されたストロボ光の本発光下で被撮像物を撮像する。これにより、ストロボ光下で被撮像物を撮像して取得した撮像画像に飽和輝度を超えた露光過剰部分及び輝度の不足した露光不足部分の発生を防ぐ。また撮像画像における輝度分布が一定範囲内となるため、撮像部４７に用いられるＣＣＤ等の受像素子として、ダイナミックレンジの狭い安価な素子を用いることが可能となる。
【０１１０】
本実施の形態７は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１から実施の形態６までと同様であるので対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】実施の形態１に係るストロボ照明装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】ストロボ光出射部を示す模式的斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における模式的構造断面図である。
【図４】実施の形態１に係るプリ発光下の撮像画像及び分割された撮像画像の例を示す模式図である。
【図５】発光量決定表のデータ例を示す表である。
【図６】実施の形態１に係る配光決定表のデータ例を示す表である。
【図７】実施の形態１に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】マルチ測光処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係るストロボ照明装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態２に係る配光決定表のデータ例を示す表である。
【図１３】実施の形態２に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】測光処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態２に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】測距処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態２に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態３に係る分割された撮像画像及びストロボ光の光束を示す模式図である。
【図１９】実施の形態３に係る配光決定表のデータ例を示す表である。
【図２０】実施の形態３に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】実施の形態３に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図２２】実施の形態３に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図２３】実施の形態４に係る分割された撮像画像及びストロボ光の光束を示す模式図である。
【図２４】実施の形態４に係る配光決定表のデータ例を示す表である。
【図２５】実施の形態４に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図２６】実施の形態５に係るストロボ光出射部の外観を示す模式的斜視図である。
【図２７】図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線における構造断面図である。
【図２８】実施の形態５に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。
【図２９】実施の形態６に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図３０】実施の形態７に係るストロボ照明装置を備えた撮像装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ ストロボ照明装置
１１ ＣＰＵ
１２ 発光量制御部
１３ 駆動電源
１４ ストロボ光源
１５ 配光変更部
１５ｃ、１５ｄ 液晶レンズ
１５ｅ 液体レンズ
１６ 配光制御部
１７ 撮像部
１８ 操作受付部
１９ ＲＡＭ
２０ ＲＯＭ
２１ バス
３１ 受光センサ
３２ 測距センサ
４７ 撮像部
２０１ ストロボ制御プログラム
２０２ 発光量決定表
２０３ 配光決定表
４０１ 撮像制御プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明範囲に位置する被照明物に応じて照明光の配光を調整する配光調整方法、配光が調整された照明光を照射する照明装置及び当該照明装置を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から撮像装置等に設けられた照明装置は、照明光の出射面と略平行な平面に対して、均一な光強度分布を有して照射するようレンズ及び反射板等を用いて照明光の配光を調整している。しかし、一般に照明装置の照明範囲には、照明装置からの距離が異なる複数の被照明物が位置することが多い。このような場合、照明光により照明装置から近距離に位置する被照明物は明るく照らされ、遠距離に位置する被照明物は暗く照らされる。よって撮像装置が照明光下で照明範囲に位置する複数の被照明物を撮像した場合、近距離及び遠距離に位置する被照明物が夫々露光過剰及び露光不足となり、一部の被照明物にのみ適正露光が得られることが多い。
【０００３】
そこで照明光下の複数の被照明物に発生する明るさの違いを抑制するために、特許文献１には、光源の前面の周辺部に液晶板を配し、液晶板の一部の透過率を減少させることにより、照明装置から近距離に位置する被照明物を照らす照明光の一部を減光する照明装置が記載されている。また、特許文献２には、被照明物までの距離を測距手段により測定し、撮像装置のスリット露光の進行方向と同期して、被照明物までの距離に応じて発光量を調整する照明装置が記載されている。さらに特許文献３には、光源の前側に回動機構を備えた遮蔽板を配し、照明光の一部を遮蔽することにより、測距手段が測定した被照明物までの距離に基づいて照明光の配光を調整する照明装置が記載されている。
【特許文献１】特公昭６１−１９０２１号公報
【特許文献２】特開平９−３２５３８８号公報
【特許文献３】特開２００３−１４０２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の照明装置は、光源の前面の周辺部を通過する照明光の一部の光量を減光するのみであり、照明範囲の周辺部に位置する被照明物を照らす照明光の光量のみが調整可能であるという制限があった。特許文献２に記載の照明装置は、照明光の光量を照明光の出射面と略平行な平面に対して、スリット露光の進行方向と平行な一次元分布についてのみ調整するものであり、２次元分布については複数の被照明物夫々の位置に応じて調整することができないという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２に記載の照明装置は、フォーカルプレーンシャッターによるスリット露光の進行方向の速度、すなわちシャッタースピードと同期して発光量が調整されるため、当該照明装置を備えた撮像装置において被照明物に応じた最適な発光量を設定した場合、手ぶれを防ぐために最適なシャッタースピード、すなわち露光時間に変更することができないという問題もあった。特許文献３に記載の照明装置は、回動機構を備えた遮光板を多数集積させて照明光の配光を緻密に調整することが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、照明光下の照明範囲の撮像画像から、配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、夫々の輝度に基づいて複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御することにより、照明装置から近距離及び遠距離に位置する被照明物が夫々輝度過剰及び輝度不足になることを防ぐ配光調整方法及び照明装置、並びに照明装置から近距離及び遠距離に位置する被撮像物が夫々露光過剰及び露光不足になることを防ぐ当該照明装置を備えた撮像装置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】
【０００７】
本発明に係る配光調整方法は、光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、前記照明光の照明範囲を前記撮像部により撮像して撮像画像を取得し、該撮像画像から前記複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、該輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る配光調整方法は、光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲に位置する被照明物までの距離を測定する測距部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、前記光源から照明範囲に位置する被照明物までの距離を前記測距部により測定し、前記距離に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを変更することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る配光調整方法は、光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲に位置する被照明物までの距離を測定する測距部と、前記照明光の照明範囲の輝度を取得する輝度取得部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、前記光源から照明範囲に位置する被照明物までの距離を前記測距部により測定し、前記輝度及び距離夫々に基づいて前記光源の発光量及び複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを各変更することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る配光調整方法は、二次元配置された複数の発光素子からなる光源と、前記複数の発光素子と対応する複数の配光変更素子が配置されてなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、前記照明光の照明範囲を前記撮像部により撮像して撮像画像を取得し、該撮像画像から前記複数の発光素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、該輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを変更することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る配光調整方法は、前記輝度に基づいて前記光源の発光量を変更することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る配光調整方法は、前記輝度に基づいて前記複数の発光素子夫々の発光量を変更することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る照明装置は、光源と、該光源の前側に配されており、前記光源から後面に入射した照明光の配光を変更する配光変更部とを備え、前記照明光の配光を調整して照射する照明装置において、前記配光変更部は、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部と、該撮像部が撮像した撮像画像から前記複数の配光変更素子夫々に対応する複数の部分領域の輝度を取得する輝度取得部と、該輝度取得部が取得した夫々の輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御する配光制御部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る照明装置は、閾値が設定されてあり、前記撮像画像から前記閾値を超える輝度を有する高輝度領域を検出する高輝度領域検出部をさらに備え、前記配光制御部は、前記複数の配光変更素子のうち、前記高輝度領域と対応する配光変更素子夫々の光学パラメータを制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る照明装置は、前記配光変更素子は、透過率可変の液晶素子からなり、前記配光制御部は、複数の前記液晶素子夫々の透過率を制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る照明装置は、前記配光変更素子は、照射角度可変の液晶レンズからなり、 前記配光制御部は、複数の前記液晶レンズ夫々の照射角度を制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る照明装置は、前記配光変更素子は、焦点距離可変の液体レンズからなり、
前記配光制御部は、複数の前記液体レンズ夫々の焦点距離を制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る撮像装置は、前述の照明装置を備えることを特徴とする。
【００１９】
第１発明及び第７発明にあっては、照明光の本発光を行う前にプリ（予備）発光が行われ、プリ発光による照明光の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が配光変更部をなす２次元配置された複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２０】
第２発明にあっては、照明光の本発光を行う前に照明装置から照明範囲に位置する複数の被照明物までの夫々の距離が測定される。照明装置から近距離にある被照明物を照らす照明光の一部を減光すべく配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２１】
第３発明にあっては、撮像部により撮像されたプリ発光下の照明範囲の撮像画像が複数の部分領域に分割されて夫々の輝度が取得されると共に、輝度取得部により照明範囲の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御されると共に、本発光下において照明範囲に輝度不足の領域が生じることがないよう輝度取得部により取得した輝度に基づいて光源の発光量が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２２】
第４発明にあっては、照明光の本発光を行う前にプリ発光が行われ、プリ発光による照明光の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が光源をなす２次元配置された複数の発光素子夫々に対応した部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２３】
第５発明にあっては、撮像部により撮像されたプリ発光下の照明範囲の撮像画像が複数の部分領域に分割されて夫々の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御されると共に、本発光において照明範囲に輝度不足の領域が生じることがないよう取得した輝度に基づいて光源の発光量が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２４】
第６発明にあっては、撮像部により撮像されたプリ発光下の照明範囲の撮像画像が複数の部分領域に分割されて夫々の輝度が取得される。高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく複数の配光変更素子夫々の光学パラメータが制御されると共に、低輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を増大すべく光源をなす複数の発光素子夫々の発光量が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２５】
第８発明にあっては、プリ発光下の照明範囲を撮像して取得した撮像画像から分割されて予め設定された閾値を超える輝度を有する部分領域である飽和領域（高輝度領域）が検出される。配光制御部により、飽和領域に対応する照明光の一部を減光すべく配光変更部をなす複数の配光変更素子のうち、飽和領域と対応する配光変更素子の光学パラメータが制御される。
【００２６】
第９発明にあっては、照明光の本発光を行う前にプリ発光が行われてプリ発光下の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が配光変更部をなす複数の液晶素子夫々に対応した複数の部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。配光制御部により、高輝度を有する部分領域に対応する照明光の一部を減光すべく、配光変更部をなす複数の液晶素子のうち、対応する液晶素子の透過率が減少するよう制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２７】
第１０発明にあっては、光源が本発光を行う前にプリ発光が行われてプリ発光下の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が配光変更部をなす複数の液晶レンズ夫々に対応した複数の部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。複数の部分領域から飽和領域及び低輝度領域が抽出される。配光制御部により、飽和領域を照らす照明光の一部が低輝度領域に向かうべく、配光変更部をなす複数の液晶レンズのうち、飽和領域と対応する液晶レンズの照射角度が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２８】
第１１発明にあっては、光源が本発光を行う前にプリ発光が行われてプリ発光下の照明範囲が撮像部により撮像される。照明範囲の撮像画像が配光変更部をなす複数の液体レンズ夫々に対応した複数の部分領域に分割され、夫々の輝度が取得される。配光制御部により、飽和領域に位置する被照明物に照射される照明光の一部を拡散させて減光すべく配光変更部をなす複数の液体レンズのうち、飽和領域に対応する液体レンズの焦点距離が制御された後、照明光の本発光が行われる。
【００２９】
第１２発明にあっては、前述の照明装置により撮像範囲に位置する被撮像物に応じて配光が調整された照明光が照射され、照明光下の被撮像物が撮像される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にあっては、照明光下の照明範囲の撮像画像から、配光変更部をなす複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、夫々の輝度に基づいて複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御することにより、照明装置から近距離及び遠距離に位置する被照明物が夫々輝度過剰及び輝度不足とならない照明光を照射することが可能となる。また、本発明にあっては、配光が調整された照明光下で被撮像物を撮像することにより、露光過剰及び露光不足が生じない撮像画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
実施の形態１
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、実施の形態１に係るストロボ照明装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。図中白抜矢印は、ストロボ光源１４から出射し、配光変更部１５の後面に向かう光の方向を示している。図中１は、ストロボ照明装置を示しており、ストロボ照明装置１は、後述のキセノンランプが発するストロボ光を出射するストロボ光源１４と、ストロボ光源１４が出射するストロボ光の配光を変更する配光変更部１５、配光変更部１５をなす複数の液晶素子（配光変更素子）夫々を設定された透過率（光学パラメータ）となるよう制御する配光制御部１６とを備える。
【００３２】
本実施の形態においては、ストロボ光源を備えたストロボ照明装置に適用した例について、照明装置及び光源を夫々ストロボ照明装置１及びストロボ光源１４に置き換えて説明するが、これに限るものではなく、ハロゲンランプ等の定常光を発光する光源を備えており、定常光を照明光として照射する照明装置に適用してもよい。
【００３３】
ストロボ照明装置１は、ストロボ光源１４を駆動させる図示しない点灯回路及び電源回路を含む駆動電源１３と、駆動電源１３を介してストロボ光源１４が出射するストロボ光の発光量を設定された発光量に制御する発光量制御部１２と、配光変更部１５を透過して被照明物に向けて照射されるストロボ光の照明範囲を撮像する撮像部１７と、ユーザによる操作を受け付ける操作受付部１８と、制御部としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１９と、ストロボ制御プログラム２０１を含む後述の各決定表を記憶するＲＯＭ２０とを備えている。撮像部１７は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ等で構成されている。
【００３４】
発光量制御部１２は、発光時間により発光量を制御する発光時間制御方式に基づいて構成されており、設定された発光量に基づいて発光時間を決定して駆動電源１３に指示する。駆動電源１３は、指示された発光時間及び予め設定されているストロボ電圧に従ってストロボ光源１４に電力を供給する。配光制御部１６は、設定された透過率から配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に印加する電圧を決定して印加することにより、液晶素子夫々の透過率を制御するよう構成されている。ＲＯＭ２０には、ストロボ制御プログラム２０１と共に、後述の発光量決定表２０２及び配光決定表２０３が記憶されている。
【００３５】
ＣＰＵ１１は、バス２１を介してストロボ照明装置１のハードウェア各部と接続されており、ハードウェア各部を制御すると共に、ＲＯＭ２０に記憶されているストロボ制御プログラム２０１をＲＡＭ１９に読み出して実行することで、種々のソフトウェア的処理を実行する。ストロボ光源１４及び配光変更部１５は、ストロボ光出射部２２を構成している。また、ＣＰＵ１１は、ストロボ制御プログラム２０１に従って後述の無発光下及びプリ発光下の撮像画像を複数の部分領域に分割し、夫々の輝度を取得するマルチ測光処理を実行することで輝度取得部として機能すると共に、取得した輝度等に基づいて後述の飽和領域（高輝度領域）を抽出する飽和領域検出部（高輝度領域検出部）としても機能するよう構成されている。
【００３６】
図２及び図３は、夫々ストロボ光出射部２２を示す模式的斜視図及び図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における模式的構造断面図である。ストロボ光源１４は、矩形状開口部を有する直方体の筐体１４１の内部にストロボ光を発光する直管状のキセノンランプ１４２と、キセンノンランプ１４２が発光するストロボ光を筐体１４１の開口面に向けて反射する樋状の反射部１４３とを含んで構成されている。樋状の反射部１４３は、筐体１４１の矩形状の開口部の長辺に沿って延びるよう底部が筐体１４１の底面に固定されている。キセノンランプ１４２は、軸方向が筐体１４１の矩形状開口部の長辺と平行になるよう両端が筐体１４１の内側側面に固定されている。
【００３７】
配光変更部１５は、筐体１４１の矩形状開口部周縁に設けられた平坦部１４１ａと断面略Ｌ字枠状の保持部１５１とにより、外周縁部が枠状の緩衝部材１５２、１５２を介して挟持されることで筐体１４１の矩形状開口部に覆設されている。保持部１５１は、平坦部１４１ａに対してネジ止め等で固定されている。キセノンランプ１４２から出射したストロボ光は、配光変更部１５をなすマトリクス状に二次元配置された複数の液晶素子夫々に入射し、各液晶素子に設定された透過率に従って減光されて配光が調整される。
【００３８】
図２に示す配光変更部１５の例では、横１２個及び縦８個並んだマトリクス状に配置された９６個の液晶素子からなる。ストロボ照明装置１は、操作受付部１８がユーザによりストロボ光の発光を指示する操作を受け付けた場合、操作に応じたストロボ光の発光、すなわち本発光を実行する前に、無発光下及びプリ発光下におけるストロボ光の照明範囲を撮像して取得した撮像画像を複数の部分領域に分割し、夫々の輝度を取得するマルチ測光を行い、続いてストロボ光の本発光量設定及びストロボ光の配光変更を行った後、本発光を行う。ここで、マルチ測光について説明する。
【００３９】
ストロボ照明装置１は、無発光下の照明範囲を撮像部１７により撮像する。無発光下の撮像画像は、配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に対応した複数の部分領域に分割されて各部分領域の輝度Ｂｎが取得される。部分領域の輝度は、部分領域内の画像データに含まれる複数の輝度データの平均値を求めて、当該部分領域の輝度とするとよい。無発光下の各部分領域の輝度Ｂｎは、自然光により照らされた被照明物の輝度と対応する。配光変更部１５を構成する全液晶素子の透過率として最大透過率が配光制御部１６に設定されると共に、プリ発光時の消費電力を抑制すべくストロボ光源１４の最大発光（フル発光）時の発光量以下であり、予め決められたプリ発光量Ｉｐが発光量制御部１２に設定される。
【００４０】
ストロボ照明装置１は、均一な配光分布を有しており光量の少ないストロボ光をプリ発光により照明範囲に照射すると共に、プリ発光下の照明範囲を撮像部１７により撮像する。プリ発光下の撮像画像は、無発光下の撮像画像と同様に、配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に対応した複数の部分領域に分割されて各部分領域の輝度Ｂｐが取得される。プリ発光下の各部分領域の輝度Ｂｐは、自然光及びプリ発光時のストロボ光により照らされた被照明物の輝度と対応する。
【００４１】
図４は、実施の形態１に係るプリ発光下の撮像画像及び分割された撮像画像の例を示す模式図である。図４は、撮像部１７が撮像したプリ発光における撮像画像及び複数の部分領域に分割された撮像画像を上下に（ａ）及び（ｂ）の順に並べて示している。図４（ａ）に示すプリ発光下における撮像画像１７１には、手前側すなわちストロボ照明装置１から近距離に位置する人物が明るく照らされた領域１７１ａと、奥側すなわちストロボ照明装置１から遠距離に位置する背景がストロボ光により暗く照らされた領域１７１ｂとが撮像されている。図４（ｂ）に示す例では、撮像画像１７１が配光変更部１５をなすマトリクス状に配置された９６個の液晶素子夫々と一対一に対応する９６個の部分領域に分割されている。次に本発光量設定について説明する。
【００４２】
ストロボ照明装置１は、プリ発光下の各部分領域の輝度Ｂｐのうち、最も輝度が低い最低輝度ＢＬｐを抽出すると共に、最低輝度ＢＬｐを有する部分領域を最低輝度領域として抽出する。ストロボ照明装置１は、無発光下の各部分領域の輝度Ｂｎのうち、最低輝度領域と対応する部分領域が有する輝度ＢＬｎを抽出する。ストロボ照明装置１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光下の下限輝度Ｂｔを読み出し、次式を用いて比率Ｒａを算出する。
Ｒａ＝（Ｂｔ−ＢＬｐ）／（ＢＬｐ−ＢＬｎ） ・・・（１）
【００４３】
図５は、発光量決定表のデータ例を示す表である。発光量決定表２０２には、比率Ｒａの複数の値夫々に対応付けられた複数の発光量が記憶されており、発光量はフル発光における輝度を１００％とした比率で示されている。図５に示す例では、比率Ｒａの１から２までの値夫々に対応付けて発光量５０％から発光量１００％までが記憶されている。比率Ｒａの値が大きくなるに従い、最低輝度ＢＬｐが下限輝度Ｂｔに対して大きく下回るため、発光量が増大するよう本発光量決定表２０２に比率Ｒａ及び発光量が記憶されている。比率Ｒａ及び発光量は、予め経験的に求めて発光量決定表２０２に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、比率Ｒａと対応する発光量を発光量決定表２０２から読み出して本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定する。
【００４４】
比率Ｒａの値が発光量決定表２０２に記憶されており、連続する二つの値の間にある場合、前後の比率Ｒａの値及び夫々に対応付けられている発光量から所定の関数に基づいて補完することにより発光量を求めるとよい。発光量決定表２０２に記憶されている比率Ｒａの最小値未満及び最大値以上の比率Ｒａに対しては、夫々発光量５０％及び１００％を設定するとよい。発光量決定表２０２に従って最も遠距離に位置する被照明物と対応する最低輝度領域の輝度が下限輝度Ｂｔ未満とならないよう本発光量Ｉｆが設定される。次にストロボ光の配光変更について説明する。
【００４５】
ストロボ照明装置１は、配光変更部１５をなす全液晶素子に最大透過率を設定した状態で本発光量Ｉｆを有するストロボ光を照射した場合に予測される各部分領域の輝度Ｂｆを次式により算出する。
Ｂｆ＝ｋ１・（Ｂｐ−Ｂｎ）・（Ｉｆ／Ｉｐ）＋Ｂｎ ・・・（２）
ここで、ｋ１は、比例定数を示しており、予め経験的に求めてＲＯＭ２０に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、各部分領域のうち、ＲＯＭ２０に予め記憶されている飽和輝度（閾値）Ｂｓを読出し、輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｆが算出された部分領域、すなわち飽和領域（高輝度領域）を抽出する。ストロボ照明装置１は、無発光下の各部分領域の輝度Ｂｎのうち、飽和領域と対応する部分領域が有する輝度Ｂｎを抽出し、飽和輝度Ｂｓ、飽和輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｆ及び抽出した輝度Ｂｎに基づいて次式を用いて比率Ｒｂを算出する。
Ｒｂ＝（Ｂｓ−Ｂｎ）／（Ｂｆ-Ｂｎ） ・・・（３）
【００４６】
図６は、実施の形態１に係る配光決定表２０３のデータ例を示す表である。配光決定表２０３には、比率Ｒｂの複数の値夫々に対応付けられた複数の透過率が記憶されている。図６に示す例では、比率Ｒｂの１から０．２までの値夫々に対応付けて１００％から２０％までの透過率が記憶されている。飽和領域の輝度Ｂｆが飽和輝度Ｂｓに対して大きく上回る場合、比率Ｒｂの値が小さくなるため、ストロボ光を減光させるべく透過率が小さくなるよう配光決定表２０３に比率Ｒｂ及び透過率が記憶されている。比率Ｒｂ及び透過率は、予め経験的に求めて配光決定表２０３に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、各部分領域に対して算出された比率Ｒｂと対応する透過率を配光決定表２０３から読み出す。ストロボ照明装置１は、配光変更部１５をなす複数の液晶素子のうち、飽和領域と対応する液晶素子の透過率が、配光決定表２０３から読み出した透過率となるよう配光制御部１６に設定する。
【００４７】
比率Ｒｂの値が配光決定表２０３に記憶されており、連続する二つの値の間にある場合、前後の比率Ｒｂの値及び夫々に対応付けられている透過率から所定の関数に基づいて補完することにより透過率を求めるとよい。飽和領域と対応する液晶素子に対して透過率を変更することにより、近距離に位置する被照明物の輝度が飽和輝度Ｂｓを超えることがないよう対応する液晶素子の透過率が減少されてストロボ光の一部が減光されると共に、その他の被照明物に対しては十分な輝度が得られるよう他の液晶素子の透過率が１００％に維持される。ストロボ照明装置１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４に電力を供給させてストロボ光源１４を本発光させる。本発光によりストロボ光源１４から出射したストロボ光は、透過率が制御された配光変更部１５をなす各液晶素子を透過して配光が変更されて照明範囲の被照明物に照射される。
【００４８】
図７は、実施の形態１に係るストロボ照明装置１で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、操作受付部１８がストロボ光の発光を指示する発光操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１１でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、無発光下及びプリ発光下の照明範囲を撮像して撮像画像夫々を複数の部分領域に分割し、夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを各取得する後述のマルチ測光処理を実行する（ステップＳ１２）。
【００４９】
ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した各部分領域の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて本発光量を決定し発光量制御部１２に設定する後述の本発光量設定処理を実行する（ステップＳ１３）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した各部分領域の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々の透過率を決定し配光制御部１６に設定することでストロボ光の配光を変更する後述の配光変更処理を実行する（ステップＳ１４）。ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４を本発光させる（ステップＳ１５）。
【００５０】
ＣＰＵ１１は、ストロボ照明装置１に備えられた図示しない電源スイッチを切断した場合に出力される電源オフ信号を検出することによって、電源がオフにされたか否かを判定する（ステップＳ１６）。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされていないと判定した場合（ステップＳ１６でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされたと判定した場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、発光処理を終了する。
【００５１】
図８は、マルチ測光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、無発光下の照明範囲を撮像部１７により撮像する（ステップＳ２１）。ＣＰＵ１１は、無発光下の照明範囲の撮像画像を、配光変更部１５のマトリクス状に二次元配置された複数の液晶素子夫々と対応する複数の部分領域に分割する（ステップＳ２２）。ＣＰＵ１１は、複数の部分領域夫々の無発光下の輝度Ｂｎを取得する（ステップＳ２３）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光量Ｉｐを読み出して発光量制御部１２に設定する（ステップＳ２４）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす全液晶素子の透過率として略同一の最大透過率を配光制御部１６に設定する（ステップＳ２５）。
【００５２】
ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４をプリ発光させると共に、プリ発光下の照明範囲を撮像部１７により撮像する（ステップＳ２６）。ＣＰＵ１１は、プリ発光下の照明範囲の撮像画像を、配光変更部１５のマトリクス状に二次元配置された複数の液晶素子夫々と対応する複数の部分領域に分割する（ステップＳ２７）。ＣＰＵ１１は、複数の部分領域夫々のプリ発光下の輝度Ｂｐを取得して（ステップＳ２８）、マルチ測光処理を終了する。
【００５３】
図９は、実施の形態１に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、前述のマルチ測光処理により取得した複数のプリ発光下の輝度Ｂｐ及び複数の部分領域のうち、夫々最小となる最小輝度ＢＬｐ及び最小輝度ＢＬｐを有する最小輝度領域を抽出する（ステップＳ３１）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した複数の無発光下の輝度Ｂｎのうち、最小輝度領域と対応する無発光下の部分領域の輝度ＢＬｎを抽出する（ステップＳ３２）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されている下限輝度Ｂｔを読み出す（ステップＳ３３）。ＣＰＵ１１は、式（１）を用いて比率Ｒａを算出する（ステップＳ３４）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている発光量決定表２０２において、比率Ｒａと対応づけられている発光量を読み出す（ステップＳ３５）。ＣＰＵ１１は、読み出した発光量を本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定し（ステップＳ３６）、本発光量設定処理を終了する。
【００５４】
図１０は、実施の形態１に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、式（２）を用いて本発光下で予測される各部分領域の輝度Ｂｆを算出する（ステップＳ４１）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている飽和輝度Ｂｓを読み出す（ステップＳ４２）。ＣＰＵ１１は、夫々輝度Ｂｆが算出された複数の部分領域のうち、飽和輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｆが算出された部分領域、すなわち飽和領域を抽出する（ステップＳ４３）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した複数の無発光下の輝度Ｂｎのうち、飽和領域と対応する無発光下の部分領域から取得された輝度Ｂｎを抽出する（ステップＳ４４）。
【００５５】
ＣＰＵ１１は、式（３）を用いて各部分領域の比率Ｒｂを算出する（ステップＳ４５）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている配光決定表２０３において、比率Ｒｂと対応づけられている透過率を読み出す（ステップＳ４６）。ＣＰＵ１１は、読み出した透過率が、配光変更部１５をなす複数の液晶素子のうち、飽和領域と対応する液晶素子の透過率となるよう配光制御部１６に設定し（ステップＳ４７）、配光変更処理を終了する。
【００５６】
本実施の形態１においては、配光変更部１５が横１２個及び縦８個のマトリクス状に配置された９６個の液晶素子からなる場合を示したが、これに限るものではなく９６個未満及び９７個以上の液晶素子からなる配光変更部１５であってもよい。また、マルチ測光処理において、配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々と一対一に対応する部分領域に撮像画像を分割する場合を示したが、これに限るものではなく、一対複数に対応する複数の液晶素子からなる部分領域に分割してもよい。この場合、配光変更部１５をなす複数の液晶素子をマトリクス状に２次元配置されており、夫々複数の液晶素子からなる複数の配光変更領域に区画分けし、マルチ測光処理において撮像画像を複数の配光変更領域夫々と一対一に対応する複数の部分領域に分割するとよい。さらに、配光制御部１６には、複数の配光変更領域夫々に透過率を設定し、配光変更領域をなす複数の液晶素子の透過率には、略同一の透過率を設定するよう構成するとよい。
【００５７】
本実施の形態１においては、発光量制御部１２は、発光時間制御方式に基づいて構成されている例を示したが、これに限るものではなくストロボ電圧により発光量を制御する電圧制御方式に基づいて構成してもよい。この場合、駆動電源１３は、発光量制御部１２により、設定された発光量に基づいてストロボ電圧が決定されて指示され、指示されたストロボ電圧及び予め設定されている発光時間に従ってストロボ光源１４に電力を供給するように構成するとよい。また、ストロボ電圧又は発光時間は、ストロボ発光時の消費電力と関与するため、駆動電源１３に複数種類設定されており、駆動電源１３と接続された図示しないバッテリ等の残り容量等に基づいて選択可能に構成してもよい。
【００５８】
実施の形態２
図１１は、実施の形態２に係るストロボ照明装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。本実施の形態は、実施の形態１がマルチ測光により取得した各部分領域の輝度に基づいて配光調整を行うのに対して、ストロボ照明装置から被照明物までの距離に基づいて配光調整を行うように構成されている。図中３は、ストロボ照明装置を示しており、照明範囲の輝度を取得する受光センサ３１と、照明範囲に位置する被照明物までの距離を取得する測距センサ３２とを備えている。測距センサ３２は、照明範囲に位置する複数の被照明物までの距離及び画像を同時に検出して、距離分布画像を取得する距離画像センサからなる。ストロボ照明装置３は、本発光を実行する前に、ストロボ光の照明範囲の輝度を取得する測光、ストロボ光の本発光量設定、距離を測定する測距及びストロボ光の配光変更を行ってストロボ光の配光を調整するよう構成されている。
【００５９】
ストロボ照明装置３は、後述の測光処理により受光センサ３１が測定した無発光下及びプリ発光下夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得する。ストロボ照明装置３は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光下の下限輝度Ｂｔを読み出し、次式を用いて比率Ｒａを算出し、比率Ｒａと対応する発光量を発光量決定表２０２から読み出して本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定する。
Ｒａ＝（Ｂｔ−Ｂｐ）／（Ｂｐ−Ｂｎ） ・・・（４）
【００６０】
ストロボ照明装置３は、測距センサ３２が取得した距離分布画像を、配光変更部１５をなす複数の液晶素子夫々に対応するマトリクス状の複数の部分領域に分割し、各部分領域に位置する被照明物までの距離Ｄを取得する。１つの部分領域に距離データが複数存在する場合、複数の距離データの平均値を当該部分領域が有する距離Ｄとするとよい。また、１つの部分領域に存在する複数の距離Ｄのうち、最小距離又は最大距離を当該部分領域が有する距離Ｄとしてもよい。取得した複数の部分領域夫々が有する距離Ｄのうち、最小距離Ｄｍｉｎ及び最大距離Ｄｍａｘが抽出され、次式に基づいて各部分領域における比率Ｒｃが算出される。
Ｒｃ＝（Ｄ−Ｄｍｉｎ）／（Ｄｍａｘ-Ｄｍｉｎ） ・・・（５）
【００６１】
図１２は、実施の形態２に係る配光決定表２０３のデータ例を示す表である。配光決定表２０３には、比率Ｒｃの複数の値夫々に対応付けられた複数の透過率が記憶されている。図１２に示す例では、比率Ｒｃの１から０．３までの値夫々に対応付けて１００％から１０％までの透過率が記憶されている。比率Ｒｃの値が小さくなるに従い、ストロボ照明装置３から近距離に位置するため、ストロボ光を減光させるべく透過率が小さくなるよう配光決定表２０３に比率Ｒｃ及び透過率が記憶されている。比率Ｒｃ及び透過率は、予め経験的に求めて配光決定表２０３に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置３は、各部分領域に対して算出された比率Ｒｃと対応する透過率を配光決定表２０３から読み出す。ストロボ照明装置３は、各部分領域と対応する液晶素子の透過率が、配光決定表２０３から読み出した透過率となるよう配光制御部１６に設定する。
【００６２】
比率Ｒｃの値が配光決定表２０３に記憶されており、連続する二つの値の間にある場合、前後の比率Ｒｃの値及び夫々に対応付けられている透過率から所定の関数に基づいて補完することにより透過率を求めるとよい。配光決定表２０３に記憶されている比率Ｒｃの最小値未満及び最大値以上の比率Ｒｃに対しては、夫々透過率１００％及び１０％を設定するとよい。これにより、近距離に位置する被照明物の輝度が過剰とならないよう対応する液晶素子の透過率が減少するよう制御されてストロボ光の一部が減光される。ストロボ照明装置３は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４に電力を供給させ、ストロボ光源１４を本発光させる。本発光によりストロボ光源１４から出射したストロボ光は、透過率が制御された配光変更部１５をなす各液晶素子を透過して配光が変更され、照明範囲の被照明物に照射される。
【００６３】
図１３は、実施の形態２に係るストロボ照明装置３で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、操作受付部１８がストロボ光の発光を指示する発光操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５１）。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ５１でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ５１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ５１でＹＥＳ）、無発光下及びプリ発光下の照明範囲における夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得する後述の測光処理を実行する（ステップＳ５２）。ＣＰＵ１１は、測光処理により取得した輝度Ｂｎ及びＢｐ等に基づいて本発光量を決定し、発光量制御部１２に設定する後述の本発光量設定処理を実行する（ステップＳ５３）。ＣＰＵ１１は、照明範囲に位置する被照明物までの距離を取得する後述の測距処理を実行する（ステップＳ５４）。
【００６４】
ＣＰＵ１１は、測距処理により取得した距離に基づいて透過率を決定し配光制御部１６に設定してストロボ光の配光を変更する後述の配光変更処理を実行する（ステップＳ５５）。ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４を本発光させる（ステップＳ５６）。ＣＰＵ１１は、ストロボ照明装置に備えられた図示しない電源スイッチを切断した場合に出力される電源オフ信号を検出することによって、電源がオフにされたか否かを判定する（ステップＳ５７）。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされていないと判定した場合（ステップＳ５７でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ５１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされたと判定した場合（ステップＳ５７でＹＥＳ）、発光処理を終了する。
【００６５】
図１４は、測光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、無発光下の照明範囲における輝度Ｂｎを受光センサ３１から取得する（ステップＳ６１）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光量Ｉｐを読み出して発光量制御部１２に設定する（ステップＳ６２）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす全液晶素子の透過率として略同一の最大透過率を配光制御部１６に設定する（ステップＳ６３）。ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４をプリ発光させると共に、プリ発光下の照明範囲における輝度Ｂｐを受光センサ３１から取得して（ステップＳ６４）、測光処理を終了する。
【００６６】
図１５は、実施の形態２に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されている下限輝度Ｂｔを読み出す（ステップＳ７１）。ＣＰＵ１１は、前述のマルチ測光処理により取得した輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ並びに式（４）を用いて比率Ｒａを算出する（ステップＳ７２）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている発光量決定表２０２において、比率Ｒａと対応づけられている発光量を読み出す（ステップＳ７３）。ＣＰＵ１１は、読み出した発光量を本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定し（ステップＳ７４）、本発光量設定処理を終了する。
【００６７】
図１６は、測距処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、距離分布画像を測距センサ３２から取得する（ステップＳ８１）。ＣＰＵ１１は、距離分布画像を配光変更部１５のマトリクス状に二次元配置された複数の液晶素子夫々と対応する複数の部分領域に分割する（ステップＳ８２）。ＣＰＵ１１は、複数の部分領域夫々の距離Ｄを取得して（ステップＳ８３）、測距処理を終了する。
【００６８】
図１７は、実施の形態２に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、前述の測距処理により取得した各部分領域の複数の距離Ｄのうち、最小となる最小距離Ｄｍｉｎ及び最大となる最大距離Ｄｍａｘを抽出する（ステップＳ９１）。ＣＰＵ１１は、式（５）を用いて各部分領域の比率Ｒｃを算出する（ステップＳ９２）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている配光決定表２０３において、比率Ｒｃと対応づけられている透過率を読み出す（ステップＳ９３）。ＣＰＵ１１は、読み出した透過率が、配光変更部１５をなす複数の液晶素子のうち、各部分領域と対応する液晶素子の透過率となるよう配光制御部１６に設定し（ステップＳ９４）、配光変更処理を終了する。
【００６９】
本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７０】
実施の形態３
本実施の形態は、実施の形態１が複数の液晶素子から配光変更部１５を構成し、複数の液晶素子夫々の透過率を制御して配光調整を行うのに対して、複数の液晶レンズから配光変更部１５を構成し、複数の液晶レンズ夫々の照射角度を制御して配光調整を行う。配光制御部１６は、設定された照射角度に基づいて配光変更部１５をなす複数の液晶レンズ夫々に印加する電圧を変更し、各液晶レンズを通過する光束の照射角度を制御するよう構成されている。ストロボ照明装置１は、本発光を実行する前に、マルチ測光処理、ストロボ光の配光変更及びストロボ光の本発光量設定を行ってストロボ光の配光を調整するよう構成されている。
【００７１】
実施の形態１に係るマルチ測光処理においては、配光変更部１５をなす複数の液晶素子全てに略同一の最大透過率が配光制御部１６に設定されたが、本実施の形態に係るマルチ測光処理においては、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズ全てに配光変更部１５に対して鉛直方向である略同一の照射角度が配光制御部１６に設定される。ストロボ照明装置１は、マルチ測光処理により無発光下及びプリ発光下の夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得する。次に、液晶レンズ夫々の照射角度の制御によるストロボ光の配光調整を説明する。
【００７２】
図１８は、実施の形態３に係る分割された撮像画像及びストロボ光の光束を示す模式図である。図１８は、複数の部分領域に分割されたプリ発光下の撮像画像及び液晶レンズにより照射角度が変更されたストロボ光の光束を上下に（ａ）及び（ｂ）の順に並べて示している。図１８（ｂ）の白抜矢印は、配光変更部１５の前面に対する鉛直方向を示している。図１８（ｂ）のＬ１ｃ及びＬ２ｃは、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズのうち、１つの液晶レンズ１５ｃを通過するストロボ光の夫々照射角度変更前後における照射方向を示しており、照射方向Ｌ１ｃ及びＬ２ｃの夫々に従って光束Ｌ１及び光束Ｌ２が出射する。照射角度θは、照射方向Ｌ１ｃ及びＬ２ｃがなす角度を示す。配光変更部１５の横幅は、撮像画像１７２の横幅と対応するよう示されており、撮像画像１７２に撮像されている人物像は、被照明物１０２と対応する。また、照射角度前の液晶レンズ１５ｃを通過する光束Ｌ１及び液晶レンズ１５ｄを通過する図示しない光束は、夫々後述の飽和領域１７２ａ及び不飽和領域１７２ｂを照らしている。
【００７３】
図１８（ａ）に示すプリ発光下の撮像画像の例では、配光変更部１５をなす４０個の液晶レンズと対応する４０個の部分領域に分割されている。飽和領域（高輝度領域）１７２ａは、ストロボ照明装置１から近距離に位置する人物が明るく照らされた領域であり、飽和輝度(閾値)Ｂｓを超える輝度Ｂｐを有する部分領域を示す。不飽和領域（低輝度領域）１７２ｂは、ストロボ照明装置１から遠距離に位置した被照射物が暗く照らされた領域であり、飽和輝度Ｂｓ以下の輝度Ｂｐを有する部分領域を示す。ストロボ照明装置１は、複数の部分領域から飽和輝度Ｂｓを超える飽和領域及び飽和輝度Ｂｓ以下の不飽和領域を夫々抽出し、夫々輝度Ｂｐの降順及び昇順に並べた飽和輝度領域リスト及び不飽和領域リストを各作成する。
【００７４】
飽和領域リストに含まれる飽和領域の総数が不飽和領域リストに含まれる不飽和領域の総数よりも少ない場合、夫々の総数が同数となるよう不飽和領域リストに含まれる複数の不飽和領域のうち、輝度Ｂｐが低い不飽和領域が不飽和領域リストの末尾に追加される。飽和領域及び不飽和領域夫々の位置は、マトリクス状に分割された部分領域のうち、撮像画像の左下に位置する部分領域を原点の座標（１，１）とし、Ｘ座標及びＹ座標夫々を原点から横方向に並んだ部分領域の順番及び縦方向に並んだ部分領域の順番で表わされたＸＹ座標で示される。例えば、図１８（ａ）に示す飽和領域１７２ａ及び不飽和領域１７２ｂの座標は、夫々、座標（４，２）及び座標（１，４）となる。
【００７５】
ストロボ照明装置１は、飽和領域リストに含まれる夫々の飽和領域と、不飽和領域リストに含まれる夫々の不飽和領域とを、リスト内の夫々の順番に従い一対一に対応付ける。対応付けられた飽和領域及び不飽和領域の組夫々において、飽和領域の座標（Ｘ１，Ｙ１）を基準座標とした不飽和領域の座標（Ｘ２，Ｙ２）の相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）が次式を用いて算出される。
（Ｘｒ，Ｙｒ）＝（Ｘ２−Ｘ１，Ｙ２-Ｙ１） ・・・（６）
図１８（ａ）に示す例において飽和領域１７２ａ及び不飽和領域１７２ｂが対応付けられた場合、飽和領域１７２ａ及び不飽和領域１７２ｂ夫々の座標（４，２）及び（１，４）から相対座標（−３，＋２）が算出される。
【００７６】
図１９は、実施の形態３に係る配光決定表２０３のデータ例を示す表である。配光決定表２０３には、相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）のＸ座標Ｘｒ及びＹ座標Ｙｒ夫々に対応付けられた照射角度θのＸ方向成分及びＹ方向成分である夫々角度成分θｘ及び角度成分θｙが記憶されている。図１９に示す例では、横８個及び縦５個の合計４０個の液晶レンズからなる配光変更部１５において、Ｘ座標Ｘｒの―６から＋６までの値及びＹ座標Ｙｒの−４から＋４までの値夫々に対応付けて−３０°から＋３０°までの角度成分θｘの値及び−２０°から＋２０°までの角度成分θｙの値が記憶されている。配光決定表２０３は、配光変更部１５の構成等により予め求めてＲＯＭ２０に記憶しておくとよい。
【００７７】
ストロボ照明装置１は、相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）と対応する角度成分θｘ及び角度成分θｙを配光決定表２０３から読み出す。ストロボ照明装置１は、飽和領域と対応する液晶レンズの照射角度θが、配光決定表２０３から読み出した角度成分θｘ及び角度成分θｙとなるよう配光制御部１６に設定する。配光制御部１６は、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズのうち、対応する液晶レンズの照射角度が設定された角度成分θｘ及び角度成分θｙとなるよう電圧を印加して配光を変更する。これにより、対応付けられた飽和領域と不飽和領域の組において高い輝度Ｂｆが算出された飽和領域を照射するストロボ光の光束が、輝度Ｂｓ以下であり、低い輝度Ｂｆが算出された不飽和領域に向かうよう飽和領域に対応する液晶レンズの照射角度が変更される。
【００７８】
図１８（ｂ）に示す例では、プリ発光において液晶レンズ１５ｃを通過し、飽和領域１７２ａに位置する被照明物１０２の一部に照射されるストロボ光の照射方向Ｌ１ｃが不飽和領域１７２ｂに向かう照射方向Ｌ２ｃに変更されている。本発光下においては、不飽和領域１７２ｂに、照射角度が変更された液晶レンズ１５ｃを通過する光束と、照射角度が変更されていない液晶レンズ１５ｄを通過する光束とが照射される。
【００７９】
飽和領域及び飽和領域と対応する不飽和領域の輝度Ｂｐ夫々が次式に従って夫々算出された輝度Ｂｐ１及び輝度Ｂｐ２に各更新される。
Ｂｐ１＝Ｂｎ―（Ｂｐ−Ｂｎ）・ｋ２ （７）
Ｂｐ２＝Ｂｎ＋（Ｂｐ−Ｂｎ）・ｋ３ （８）
ここで、ｋ２及びｋ３は比例定数であり、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズの光学特性等により予め求めて記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、無発光下の輝度Ｂｎ及び配光変更処理により更新された輝度Ｂｐ１、Ｂｐ２を含むプリ発光下の輝度Ｂｐに基づいて本発光設定処理を実行し、本発光量Ｉｆを発光量制御部１２に設定する。
【００８０】
図２０は、実施の形態３に係るストロボ照明装置１で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、操作受付部１８がストロボ光の発光を指示する発光操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１０１でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１０１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、発光操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、マルチ測光処理を実行する（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズ夫々の照射角度を決定し配光制御部１６に設定することでストロボ光の配光を変更する後述の配光変更処理を実行する（ステップＳ１０３）。
【００８１】
ＣＰＵ１１は、配光変更処理により設定された照射角度から更新された各部分領域の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて本発光量を決定し発光量制御部１２に設定する本発光量設定処理を実行する（ステップＳ１０４）。ＣＰＵ１１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４を本発光させる（ステップＳ１０５）。ＣＰＵ１１は、ストロボ照明装置に備えられた図示しない電源スイッチを切断した場合に出力される電源オフ信号を検出することによって、電源がオフにされたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされていないと判定した場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１０１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされたと判定した場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、発光処理を終了する。
【００８２】
図２１及び図２２は、実施の形態３に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている飽和輝度Ｂｓを読み出す（ステップＳ１１１）。ＣＰＵ１１は、飽和輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｐを有する飽和領域を抽出する（ステップＳ１１２）。ＣＰＵ１１は、抽出した飽和領域が輝度Ｂｐの降順に並んだ飽和領域リストを作成する（ステップＳ１１３）。ＣＰＵ１１は、飽和輝度Ｂｓ以下の輝度Ｂｐを有する不飽和領域を抽出する（ステップＳ１１４）。ＣＰＵ１１は、抽出した不飽和領域が輝度Ｂｐの昇順に並んだ不飽和領域リストを作成する（ステップＳ１１５）。ＣＰＵ１１は、抽出された飽和領域の総数が抽出された不飽和領域の総数より多いか否か判定する（ステップＳ１１６）。
【００８３】
ＣＰＵ１１は、多いと判定した場合（ステップＳ１１６でＹＥＳ）、飽和領域の総数と同数となるように不飽和領域リストの上位に位置する低い輝度Ｂｐを有する不飽和領域を不飽和領域リストの末尾に追加する（ステップＳ１１７）。ＣＰＵ１１は、カウンタＣに１をセットする（ステップＳ１１８）。ＣＰＵ１１は、飽和領域リストのＣ番目の飽和領域に対する不飽和領域リストのＣ番目の不飽和領域の相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）を式（６）により算出する（ステップＳ１１９）。ＣＰＵ１１は、算出した相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）と対応する照射角度（θｘ，θｙ）を配光決定表２０３から読み出す（ステップＳ１２０）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズのうち、Ｃ番目の飽和領域と対応する液晶レンズの照射角度が、読み出した照射角度（θｘ，θｙ）となるよう配光制御部１６に設定する（ステップＳ１２１）。
【００８４】
ＣＰＵ１１は、Ｃ番目の飽和領域及びＣ番目の不飽和領域夫々の輝度Ｂｐを式（７）及び式（８）を用いて夫々算出した輝度Ｂｐ１及び輝度Ｂｐ２の値に各更新する（ステップＳ１２２）。ＣＰＵ１１は、カウンタＣをインクリメントする（ステップＳ１２３）。ＣＰＵ１１は、カウンタＣが飽和領域リストに含まれる飽和領域の総数を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２４）。ＣＰＵ１１は、超えていないと判定した場合（ステップＳ１２４でＮＯ）、飽和領域リストのＣ番目の飽和領域に対する不飽和領域リストのＣ番目の不飽和領域の相対座標（Ｘｒ，Ｙｒ）を式（６）により算出するステップＳ１１９に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、超えていると判定した場合（ステップＳ１２４でＹＥＳ）、配光変更処理を終了する。ＣＰＵ１１は、抽出された飽和領域の総数が抽出された不飽和領域の総数より多いか否か判定するステップＳ１１６において、多くないと判定した場合（ステップＳ１１６でＮＯ）、カウンタＣに１をセットするステップＳ１１８に処理を移す。
【００８５】
ストロボ照明装置１は、ストロボ光をプリ発光において抽出した飽和領域から不飽和領域に配光を変更して飽和領域を照らすストロボ光の一部を輝度の低い不飽和領域に割り当てることにより、ストロボ光源１４が出射するストロボ光に損失を生じさせることなく配光調整する。本実施の形態においては、配光変更部１５をなす複数の液晶レンズがマトリクス状、すなわち四方格子状に配置される場合を示したが、六方格子状等でも良く２次元配置されておればよい。また、飽和領域に向かう光束を不飽和領域に向かうよう変更する場合を示したが、これに限らず、予め設定された上限閾値を超える輝度を有する高輝度領域に向かう光束を予め設定された下限閾値を下回る輝度を有する低輝度領域に向かうよう変更するようにしてもよい。
【００８６】
本実施の形態３においては、配光変更部１５が横８個及び縦５個のマトリクス状に配置された４０個の液晶レンズからなる場合を示したが、これに限るものではなく４０個未満及び４０個以上の液晶レンズからなる配光変更部１５であってもよい。
【００８７】
本実施の形態３は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の参照番号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【００８８】
実施の形態４
本実施の形態は、実施の形態１が複数の液晶素子から配光変更部１５を構成し、複数の液晶素子夫々の透過率を制御して配光調整を行うのに対して、複数の液体レンズから配光変更部１５を構成し、複数の液体レンズ夫々の焦点距離を制御して配光調整を行うように構成されている。配光制御部１６は、設定された焦点距離に基づいて配光変更部１５をなす複数の液体レンズ夫々に印加する電圧を変更し、液体レンズ夫々の焦点距離を制御して配光を調整するよう構成されている。ストロボ照明装置１は、本発光を実行する前に、マルチ測光処理、ストロボ光の本発光設定及びストロボ光の配光変更を行ってストロボ光の配光を調整するよう構成されている。
【００８９】
実施の形態１に係るマルチ測光処理においては、配光変更部１５をなす複数の液晶素子全てに略同一の最大透過率が配光制御部１６に設定されたが、本実施の形態に係るマルチ測光処理においては、配光変更部１５をなす複数の液体レンズ全てに略同一の所定の焦点距離が配光制御部１６に設定される。マルチ測光処理により無発光下及びプリ発光下の夫々の輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得する。ストロボ照明装置１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されているプリ発光下の下限輝度Ｂｔを読み出し、式（１）を用いて算出した比率Ｒａと対応する発光量を発光量決定表２０２から読み出し、本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定する。次に、液体レンズの焦点距離の制御によるストロボ光の配光調整を説明する。
【００９０】
図２３は、実施の形態４に係る分割された撮像画像及びストロボ光の光束を示す模式図である。図２３は、複数の部分領域に分割されたプリ発光下の撮像画像及び液体レンズにより焦点距離が変更されたストロボ光の光束を上下に（ａ）及び（ｂ）の順に並べて示している。図２３（ｂ）の白抜矢印は、配光変更部１５の前面に対する鉛直方向を示している。図２３（ｂ）のＬ３及びＬ４は、配光変更部１５をなす複数の液体レンズのうち、１つの液体レンズ１５ｅを通過するストロボ光の夫々焦点距離変更前後における光束を示している。配光変更部１５の横幅は、撮像画像１７３の横幅と対応するよう示されており、撮像画像１７３に撮像されている人物像は、被照明物１０３と対応する。また、液体レンズ１５ｅを通過する光束Ｌ３は、飽和領域１７３ａを照らす。
【００９１】
図２３（ａ）に示す例では、配光変更部１５をなす横８個及び縦５個のマトリクス状に配置された４０個の液体レンズと対応する４０個の部分領域となるよう撮像画像１７３が分割されている。ストロボ照明装置１は、配光変更部１５をなす全液体レンズに略同一の所定の焦点距離を設定した状態で本発光量Ｉｆを有するストロボ光を照射した場合に予測される各部分領域の輝度Ｂｆを式（２）により算出する。ストロボ照明装置１は、飽和輝度Ｂｓ以上の輝度Ｂｆが算出された飽和領域を抽出する。ストロボ照明装置１は、飽和領域と対応する部分領域の輝度Ｂｎを抽出し、飽和輝度Ｂｓ、飽和輝度Ｂｓ以上である輝度Ｂｆ及び抽出した輝度Ｂｎに基づいて式（３）を用いて比率Ｒｂを算出する。
【００９２】
ストロボ照明装置１は、配光決定表２０３において比率Ｒｂと対応づけられている焦点距離を読み出して、配光変更部１５をなす複数の液体レンズのうち、飽和領域と対応する液体レンズの焦点距離が、配光決定表２０３から読み出した焦点距離となるよう配光制御部１６に設定する。図２３（ｂ）に示す例では、プリ発光において液体レンズ１５ｅを通過し、飽和領域１７３ａに位置する被照明物１０３の一部に照射されるストロボ光の光束Ｌ３が、液体レンズ１５ｅの焦点距離がΔＺ変位されて光束が広がり、照射面における光量密度が低下した光束Ｌ４に変更されている。ストロボ照明装置１は、焦点距離を変更して飽和領域を照射するストロボ光の光量密度を制御することでストロボ光源１４が出射するストロボ光に損失を生じさせることなく配光調整する。
【００９３】
図２４は、実施の形態４に係る配光決定表２０３のデータ例を示す表である。配光決定表２０３には、比率Ｒｂの複数の値夫々に対応付けられた複数の焦点距離の変位量ΔＺが記憶されている。図２４に示す例では、比率Ｒｂの１から０．２までの値夫々に対応付けて０ｍから０．６ｍまでの焦点距離の変位量ΔＺが記憶されている。比率Ｒｂの値が小さくなるに従い、飽和領域の輝度Ｂｐが飽和輝度Ｂｓに対して大きく上回るため、長い焦点距離を設定してストロボ光を広げ、光量密度を減少させるべく焦点距離の変位量ΔＺが大きくなるよう配光決定表２０３に比率Ｒｂ及び焦点距離の変位量ΔＺが記憶されている。比率Ｒｂ及び焦点距離の変位量ΔＺは、予め経験的に求めて配光決定表２０３に記憶しておくとよい。ストロボ照明装置１は、各部分領域に対して算出された比率Ｒｂと対応する焦点距離の変位量ΔＺを配光決定表２０３から読み出す。ストロボ照明装置１は、配光変更部１５をなす複数の液体レンズのうち、飽和領域と対応する液体レンズの焦点距離を、配光決定表２０３から読み出した焦点距離の変位量ΔＺに従って変更するよう配光制御部１６に設定する。
【００９４】
比率Ｒｂと同一の値が配光決定表２０３に記録されていない場合、前後の値に夫々対応付けられている焦点距離の変位量ΔＺから所定の関数に基づいて補完することにより焦点距離の変位量ΔＺを求めるとよい。本発光量及び焦点距離を設定して配光調整をした後、ストロボ照明装置１は、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４に電力を供給させてストロボ光源を本発光させる。本発光によりストロボ光源１４から出射したストロボ光は、焦点距離が制御された配光変更部１５をなす各液体レンズを透過して配光が調整されて照明範囲の被照明物に照射される。
【００９５】
図２５は、実施の形態４に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、式（２）を用いて本発光下で予測される各部分領域の輝度Ｂｆを算出する（ステップＳ１３１）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている飽和輝度Ｂｓを読み出す（ステップＳ１３２）。ＣＰＵ１１は、夫々輝度Ｂｆが算出された各部分領域のうち、飽和輝度Ｂｓを超える輝度Ｂｆが算出された部分領域、すなわち飽和領域を抽出する（ステップＳ１３３）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した複数の無発光下の輝度Ｂｎのうち、飽和領域と対応する部分領域から取得された輝度Ｂｎを抽出する（ステップＳ１３４）。
【００９６】
ＣＰＵ１１は、式（３）を用いて各部分領域の比率Ｒｂを算出する（ステップＳ１３５）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている配光決定表２０３において、比率Ｒｂと対応づけられている焦点距離の変位量ΔＺを読み出す（ステップＳ１３６）。ＣＰＵ１１は、配光変更部１５をなす複数の液体レンズのうち、飽和領域と対応する液体レンズが、読み出した焦点距離の変位量ΔＺとなる焦点距離を配光制御部１６に設定し（ステップＳ１３７）、ストロボ光の配光を変更して配光変更処理を終了する。
【００９７】
本実施の形態において、配光変更部１５をなす複数の液体レンズ夫々の焦点距離を制御して配光調整を行う場合を示したが、複数の液晶レンズから配光変更部１５を構成し、複数の液晶レンズ夫々の焦点距離を制御して配光調整を行ってもよい。また、配光変更部１５が横８個及び縦５個のマトリクス状に配置された４０個の液体レンズからなる場合を示したが、これに限るものではなく４０個未満及び４０個以上の液体レンズからなる配光変更部１５であってもよい。
【００９８】
本実施の形態４は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の参照番号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【００９９】
実施の形態５
図２６及び図２７は、夫々実施の形態５に係るストロボ光出射部の外観を示す模式的斜視図及び図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線における構造断面図である。本実施の形態は、実施の形態１に係るストロボ光出射部２２がキセノンランプから出射するストロボ光を配光調整するのに対して、マトリクス状に二次元配置された複数のＬＥＤから出射するストロボ光を配光調整するよう構成されている。ストロボ光源１４は、矩形状開口部を有する直方体の筐体１４１の内部にマトリクス状に配置されており、ストロボ光を発光する複数のＬＥＤ１４４、１４４、…と、ＬＥＤ１４４、１４４、…が取り付けられた基板１４５と、基板１４５の背面に設けられた放熱板１４６とを含んで構成されている。
【０１００】
配光変更部１５は、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々に対応する複数の液晶素子から構成されている。ＬＥＤ１４４が発生する熱は、基板１４５を介して放熱板１４６により大気中に放熱される。ＬＥＤ１４４、１４４、…が出射したストロボ光は、配光変更部１５をなすマトリクス状に２次元配置された複数の液晶素子の夫々に入射し、各液晶素子に設定された透過率に従って減光されて配光が調整される。ストロボ照明装置１は、操作受付部１８がユーザによりストロボ光の調整を指示する調整操作を受け付けた場合、ストロボ光の本発光を実行する前に、マルチ測光処理を行い、続いてストロボ光の本発光量の設定およびストロボ光の変更を行ってストロボ光の配光を調整する。ストロボ照明装置１は、操作受付部１８が配光調整されたストロボ光の本発光を指示する本発光操作を受け付けるまで、ストロボ光の配光調整を繰り返すよう構成されている。
【０１０１】
図２８は、実施の形態５に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、操作受付部１８がストロボ光の配光調整を指示する調整操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１４１）。ＣＰＵ１１は、調整操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１４１でＮＯ）、調整操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１４１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、調整操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１４１でＹＥＳ）、輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐを取得するマルチ測光処理を実行する（ステップＳ１４２）。ＣＰＵ１１は、取得した輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて本発光量を決定し発光量制御部１２に設定する本発光量設定処理を実行する（ステップＳ１４３）。ＣＰＵ１１は、輝度Ｂｎ及び輝度Ｂｐ等に基づいて透過率を決定し配光制御部１６に設定してストロボ光の配光を変更する配光変更処理を実行する（ステップＳ１４４）。
【０１０２】
ＣＰＵ１１は、ストロボ光源１４の本発光を指示する本発光操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１４５）。ＣＰＵ１１は、本発光操作を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１４５でＮＯ）、マルチ測光処理を実行するステップＳ１４２に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、本発光操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１４５でＹＥＳ）、発光量制御部１２に駆動電源１３を介してストロボ光源１４を本発光させる（ステップＳ１４６）。ＣＰＵ１１は、ストロボ照明装置１に備えられた図示しない電源スイッチを切断した場合に出力される電源オフ信号を検出することによって、電源がオフにされたか否かを判定する（ステップＳ１４７）。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされていないと判定した場合（ステップＳ１４７でＮＯ）、発光操作を受け付けたか否かを判定するステップＳ１４１に処理を戻す。ＣＰＵ１１は、電源がオフにされたと判定した場合（ステップＳ１４７でＹＥＳ）、発光処理を終了する。
【０１０３】
本実施の形態において、配光変更部１５は、ＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々に対応した複数の液晶素子からなる場合を示したが、これに限るものではなく、配光変更部１５をＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々に対応しており、夫々複数の液晶素子からなる複数の配光変更領域に区画分けし、マルチ測光処理において撮像画像を複数の配光変更領域夫々と一対一に対応する複数の部分領域に分割してもよい。この場合、配光制御部１６には、複数の配光変更領域夫々に透過率を設定し、配光変更領域をなす複数の液晶素子の透過率には、略同一の透過率を設定するよう構成するとよい。また、配光変更部１５が複数の液晶素子からなる場合を示したが、ＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々に対応した複数の液晶レンズ又は液体レンズからなる場合でもよい。
【０１０４】
本実施の形態５は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１から実施の形態４までと同様であるので対応する部分には同一の参照番号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０５】
実施の形態６
図２９は、実施の形態６に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。本実施の形態は、実施の形態５に係る複数のＬＥＤ夫々が略同一の発光量に調整されるのに対し、複数のＬＥＤ夫々の発光量が調整される。発光量制御部１２は、ストロボ光源１４をなす複数のＬＥＤ１４４、１４４、…を夫々に設定された発光量となるよう駆動電源１３を介して制御するよう構成されている。
【０１０６】
ＣＰＵ１１は、前述のマルチ測光処理により取得した各部分領域のプリ発光下の輝度Ｂｐを抽出する（ステップＳ１５１）。ＣＰＵ１１は、マルチ測光処理により取得した各部分領域の無発光下の輝度Ｂｎを抽出する（ステップＳ１５２）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に予め記憶されている下限輝度Ｂｔを読み出す（ステップＳ１５３）。ＣＰＵ１１は、式（１）を用いて各部分領域の比率Ｒａを算出する（ステップＳ１５４）。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ２０に記憶されている発光量決定表２０２において、各部分領域の比率Ｒａと対応づけられている発光量を夫々読み出す（ステップＳ１５５）。ＣＰＵ１１は、各部分領域の比率Ｒａと対応して読み出した発光量を各部分領域に対応するＬＥＤ１４４、１４４、…の夫々の本発光量Ｉｆとして発光量制御部１２に設定し（ステップＳ１５６）、本発光量設定処理を終了する。
【０１０７】
本実施の形態６は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１から実施の形態５までと同様であるので対応する部分には同一の参照番号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０８】
実施の形態７
図３０は、実施の形態７に係るストロボ照明装置を備えた撮像装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。図中４は、撮像装置を示しており、ストロボ光により照明された被撮像物を撮像する撮像部４７と、撮像部４７が撮像した撮像画像を図示しない記憶媒体に書き込む記憶媒体書込部４２と、ユーザによる撮像装置に対する操作を受け付ける操作受付部４８と、制御部としての撮像制御部４１と、撮像制御プログラム４０１を含む各種データを記憶するＲＯＭ４０とを備えている。撮像制御部４１は、バス２１を介して撮像装置４のハードウェア各部と接続されており、ハードウェア各部を制御すると共に、ＲＯＭ４０に記憶されている撮像制御プログラム４０１をＲＡＭ１９に読み出して実行することで、種々のソフトウェア的処理を実行する。撮像部４７は、撮像装置４がストロボ光の配光を調整する場合、無発光下及びプリ発光下の照明範囲を撮像するよう構成されている。
【０１０９】
撮像制御部４１は、操作受付部４８がストロボ光照明光下で被撮像物の撮像を指示する撮像操作を受け付けた場合、ＲＯＭ４０に記憶されているストロボ制御プログラム２０１をＲＡＭ１９に読み出して実行し、配光が調整されたストロボ光の本発光下で被撮像物を撮像する。これにより、ストロボ光下で被撮像物を撮像して取得した撮像画像に飽和輝度を超えた露光過剰部分及び輝度の不足した露光不足部分の発生を防ぐ。また撮像画像における輝度分布が一定範囲内となるため、撮像部４７に用いられるＣＣＤ等の受像素子として、ダイナミックレンジの狭い安価な素子を用いることが可能となる。
【０１１０】
本実施の形態７は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１から実施の形態６までと同様であるので対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】実施の形態１に係るストロボ照明装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】ストロボ光出射部を示す模式的斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における模式的構造断面図である。
【図４】実施の形態１に係るプリ発光下の撮像画像及び分割された撮像画像の例を示す模式図である。
【図５】発光量決定表のデータ例を示す表である。
【図６】実施の形態１に係る配光決定表のデータ例を示す表である。
【図７】実施の形態１に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】マルチ測光処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係るストロボ照明装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態２に係る配光決定表のデータ例を示す表である。
【図１３】実施の形態２に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】測光処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態２に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】測距処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態２に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態３に係る分割された撮像画像及びストロボ光の光束を示す模式図である。
【図１９】実施の形態３に係る配光決定表のデータ例を示す表である。
【図２０】実施の形態３に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】実施の形態３に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図２２】実施の形態３に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図２３】実施の形態４に係る分割された撮像画像及びストロボ光の光束を示す模式図である。
【図２４】実施の形態４に係る配光決定表のデータ例を示す表である。
【図２５】実施の形態４に係る配光変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図２６】実施の形態５に係るストロボ光出射部の外観を示す模式的斜視図である。
【図２７】図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線における構造断面図である。
【図２８】実施の形態５に係るストロボ照明装置で実行される発光処理の手順を示すフローチャートである。
【図２９】実施の形態６に係る本発光量設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図３０】実施の形態７に係るストロボ照明装置を備えた撮像装置の内部ハードウェア構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ ストロボ照明装置
１１ ＣＰＵ
１２ 発光量制御部
１３ 駆動電源
１４ ストロボ光源
１５ 配光変更部
１５ｃ、１５ｄ 液晶レンズ
１５ｅ 液体レンズ
１６ 配光制御部
１７ 撮像部
１８ 操作受付部
１９ ＲＡＭ
２０ ＲＯＭ
２１ バス
３１ 受光センサ
３２ 測距センサ
４７ 撮像部
２０１ ストロボ制御プログラム
２０２ 発光量決定表
２０３ 配光決定表
４０１ 撮像制御プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、
前記照明光の照明範囲を前記撮像部により撮像して撮像画像を取得し、
該撮像画像から前記複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、
該輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御する
ことを特徴とする配光調整方法。
【請求項２】
光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲に位置する被照明物までの距離を測定する測距部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、
前記光源から照明範囲に位置する被照明物までの距離を前記測距部により測定し、
前記距離に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを変更する
ことを特徴とする配光調整方法。
【請求項３】
光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲に位置する被照明物までの距離を測定する測距部と、前記照明光の照明範囲の輝度を取得する輝度取得部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、
前記光源から照明範囲に位置する被照明物までの距離を前記測距部により測定し、
前記輝度及び距離夫々に基づいて前記光源の発光量及び複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを各変更する
ことを特徴とする配光調整方法。
【請求項４】
二次元配置された複数の発光素子からなる光源と、前記複数の発光素子と対応する複数の配光変更素子が配置されてなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、
前記照明光の照明範囲を前記撮像部により撮像して撮像画像を取得し、
該撮像画像から前記複数の発光素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、
該輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを変更する
ことを特徴とする配光調整方法。
【請求項５】
前記輝度に基づいて前記光源の発光量を変更することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の配光調整方法。
【請求項６】
前記輝度に基づいて前記複数の発光素子夫々の発光量を変更することを特徴とする請求項４に記載の配光調整方法。
【請求項７】
光源と、該光源の前側に配されており、前記光源から後面に入射した照明光の配光を変更する配光変更部とを備え、前記照明光の配光を調整して照射する照明装置において、
前記配光変更部は、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、
前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部と、
該撮像部が撮像した撮像画像から前記複数の配光変更素子夫々に対応する複数の部分領域の輝度を取得する輝度取得部と、
該輝度取得部が取得した夫々の輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御する配光制御部と
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
閾値が設定されてあり、前記撮像画像から前記閾値を超える輝度を有する高輝度領域を検出する高輝度領域検出部をさらに備え、
前記配光制御部は、前記複数の配光変更素子のうち、前記高輝度領域と対応する配光変更素子夫々の光学パラメータを制御するよう構成してある
ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記配光変更素子は、透過率可変の液晶素子からなり、
前記配光制御部は、複数の前記液晶素子夫々の透過率を制御するよう構成してあること
を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記配光変更素子は、照射角度可変の液晶レンズからなり、
前記配光制御部は、複数の前記液晶レンズ夫々の照射角度を制御するよう構成してあること
を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記配光変更素子は、焦点距離可変の液体レンズからなり、
前記配光制御部は、複数の前記液体レンズ夫々の焦点距離を制御するよう構成してあること
を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の照明装置。
【請求項１２】
請求項７から請求項１１までのいずれか一項に記載の照明装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、
前記照明光の照明範囲を前記撮像部により撮像して撮像画像を取得し、
該撮像画像から前記複数の配光変更素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、
該輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御する
ことを特徴とする配光調整方法。
【請求項２】
光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲に位置する被照明物までの距離を測定する測距部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、
前記光源から照明範囲に位置する被照明物までの距離を前記測距部により測定し、
前記距離に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを変更する
ことを特徴とする配光調整方法。
【請求項３】
光源と、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲に位置する被照明物までの距離を測定する測距部と、前記照明光の照明範囲の輝度を取得する輝度取得部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、
前記光源から照明範囲に位置する被照明物までの距離を前記測距部により測定し、
前記輝度及び距離夫々に基づいて前記光源の発光量及び複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを各変更する
ことを特徴とする配光調整方法。
【請求項４】
二次元配置された複数の発光素子からなる光源と、前記複数の発光素子と対応する複数の配光変更素子が配置されてなり、前記光源が出射する照明光の配光を変更する配光変更部と、前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部とを備えた照明装置が照射する照明光の配光調整方法において、
前記照明光の照明範囲を前記撮像部により撮像して撮像画像を取得し、
該撮像画像から前記複数の発光素子夫々に対応した複数の部分領域の輝度を取得し、
該輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを変更する
ことを特徴とする配光調整方法。
【請求項５】
前記輝度に基づいて前記光源の発光量を変更することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の配光調整方法。
【請求項６】
前記輝度に基づいて前記複数の発光素子夫々の発光量を変更することを特徴とする請求項４に記載の配光調整方法。
【請求項７】
光源と、該光源の前側に配されており、前記光源から後面に入射した照明光の配光を変更する配光変更部とを備え、前記照明光の配光を調整して照射する照明装置において、
前記配光変更部は、二次元配置された複数の配光変更素子からなり、
前記照明光の照明範囲を撮像する撮像部と、
該撮像部が撮像した撮像画像から前記複数の配光変更素子夫々に対応する複数の部分領域の輝度を取得する輝度取得部と、
該輝度取得部が取得した夫々の輝度に基づいて前記複数の配光変更素子夫々の光学パラメータを制御する配光制御部と
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
閾値が設定されてあり、前記撮像画像から前記閾値を超える輝度を有する高輝度領域を検出する高輝度領域検出部をさらに備え、
前記配光制御部は、前記複数の配光変更素子のうち、前記高輝度領域と対応する配光変更素子夫々の光学パラメータを制御するよう構成してある
ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記配光変更素子は、透過率可変の液晶素子からなり、
前記配光制御部は、複数の前記液晶素子夫々の透過率を制御するよう構成してあること
を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記配光変更素子は、照射角度可変の液晶レンズからなり、
前記配光制御部は、複数の前記液晶レンズ夫々の照射角度を制御するよう構成してあること
を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記配光変更素子は、焦点距離可変の液体レンズからなり、
前記配光制御部は、複数の前記液体レンズ夫々の焦点距離を制御するよう構成してあること
を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の照明装置。
【請求項１２】
請求項７から請求項１１までのいずれか一項に記載の照明装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【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２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【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２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００９−２０４７３４（Ｐ２００９−２０４７３４Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４４９４３（Ｐ２００８−４４９４３）
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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