(57)【要約】  照明制御装置は、外部光源から導入した外光を自己の照明装置（自照明）から照射される照明光と同一の特性に加工する。具体的には、例えば、波長フィルタを用いて、導入した外光の波長を自照明の照明光と同一の波長に加工する。さらに、照明制御装置は、例えば、可視光などのように広い波長分布を持つ外光が導入された場合には、導入経路を複数に分割して各経路に波長フィルタ（例えば、ＲＧＢ）を設置するとともに液晶シャッタや圧電ミラを併設して、導入面積の調整や時分割方式により各波長成分の光量を制御することで各波長のバランスを調整する。
2008059627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御装置であって、
前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入手段と、
前記導入手段により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工手段と、
前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工手段により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御手段と、
を備えたことを特徴とする照明制御装置。
【請求項２】
前記照射制御手段は、前記加工手段により加工された外光に前記照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
【請求項３】
前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
【請求項４】
前記加工手段は、波長フィルタを用いて、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする請求項３に記載の照明制御装置。
【請求項５】
前記導入手段は、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて前記外光を導入することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
【請求項６】
前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光を構成する各波長成分の光量を制限することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
【請求項７】
前記加工手段は、液晶シャッタまたは圧電ミラを用いて、前記導入手段により導入された外光の光量を制御することを特徴とする請求項６に記載の照明制御装置。
【請求項８】
前記照射制御手段は、前記導入手段により導入された外光の強度に応じて前記照明光の強度を調整したうえで、前記加工手段により加工された外光に当該照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする請求項２に記載の照明制御装置。
【請求項９】
撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御方法であって、
前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入工程と、
前記導入工程により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工工程と、
前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工工程により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御工程と、
を含んだことを特徴とする照明制御方法。
【請求項１０】
被写体に対して照明装置から照明光を照射して、当該被写体の画像を撮影する撮像装置であって、
前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入手段と、
前記導入手段により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工手段と、
前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工手段により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御手段と、
前記照射制御手段による照明照射時に撮影した画像を取得する画像取得手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記照射制御手段は、前記被写体の画像を撮影するタイミングと同期させて照明の照射および非照射を制御し、
前記画像取得手段は、前記照射制御手段による照明照射時に撮影した画像と、当該照射制御手段による照明非照射時に撮影した画像との差分を取ることにより、前記被写体に照明のみが照射された画像を取得することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記照射制御手段は、前記加工手段により加工された外光に前記照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記加工手段は、波長フィルタを用いて、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記導入手段は、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて前記外光を導入することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光を構成する各波長成分の光量を制限することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記加工手段は、液晶シャッタまたは圧電ミラを用いて、前記導入手段により導入された外光の光量を制御することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記照射制御手段は、前記導入手段により導入された外光の強度に応じて前記照明光の強度を調整したうえで、前記加工手段により加工された外光に当該照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記照射制御手段は、液晶シャッタまたは圧電ミラを用いて、照明の照射または非照射を制御することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記照射制御工程は、前記加工工程により加工された外光に前記照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする請求項９に記載の照明制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御装置および照明制御方法、被写体に対して照明装置から照明光を照射して当該被写体の画像を撮影する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、生体認証や監視などに用いることを目的として、近接した被写体に照明を照射して撮影を行う撮像装置が存在する。例えば、図１５に例示するように、生体認証を行う際の撮影環境には、撮像装置に備えられた自照明から照射される光以外の外光（あるいは、環境光）が存在し、被写体に当る角度や強度を制御することができないので、そのような撮影環境下で撮影された認証対象の画像と、外光の影響のない撮影環境下で撮影された照合用画像との差が大きくなる場合があり、認証精度に影響を与える恐れがある。そのため、生体認証を行う撮影環境は、外光がない、あるいは弱い環境下に限定されてきた。【０００３】
これに対して、例えば、図１６および図１７に例示するように、自照明を点灯して撮影した画像と自照明を消灯して撮影した画像の差分を求めることにより、外光の影響を排除した画像を取得する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、外光を装置内に取り込んでバックライトとして積極的に利用することにより、外光の影響により見にくくなるビデオカメラのビューファインダを見やすくする技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。【０００５】
【特許文献１】特開平７−１９８２３号公報
【特許文献２】特開平７−９５４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した従来の技術は、撮影した画像の画質が悪化する、取り込んだ外光が照明としては不適切である場合があるという問題点があった。【０００７】
すなわち、自照明を点灯して撮影した画像と自照明を消灯して撮影した画像の差分を求めることにより、外光の影響を排除した画像を取得する従来技術では、例えば、図１８に例示するように、外光が強くなるに従い、自照明の寄与分が減少して、画像のＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ  Ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ：シグナル／ノイズ比）が悪化するという問題点があった。【０００８】
また、外光を装置内に取り込んでバックライトとして積極的に利用することにより、外光の影響により見にくくなるビデオカメラのビューファインダを見やすくする従来技術では、取り込んだ光を利用するものであるため、生体認証に用いられる撮像装置では、波長などの光の特性が自照明として不適切になる場合があるという問題点があった。【０００９】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、外光を導入して照明として利用することが可能な照明制御装置および照明制御方法、導入した外光を照明として利用するとともに外光の影響を排除した画像を取得することが可能な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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明は、撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御装置であって、前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入手段と、前記導入手段により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工手段と、前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工手段により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御手段と、を備えたことを特徴とする。【００１１】
また、請求項２に係る発明は、上記の発明において、前記照射制御手段は、前記加工手段により加工された外光に前記照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする。【００１２】
また、請求項３に係る発明は、上記の発明において、前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする。【００１３】
また、請求項４に係る発明は、上記の発明において、前記加工手段は、波長フィルタを用いて、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする。【００１４】
また、請求項５に係る発明は、上記の発明において、前記導入手段は、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて前記外光を導入することを特徴とする。【００１５】
また、請求項６に係る発明は、上記の発明において、前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光を構成する各波長成分の光量を制限することを特徴とする。【００１６】
また、請求項７に係る発明は、上記の発明において、前記加工手段は、液晶シャッタまたは圧電ミラを用いて、前記導入手段により導入された外光の光量を制御することを特徴とする。【００１７】
また、請求項８に係る発明は、上記の発明において、前記照射制御手段は、前記導入手段により導入された外光の強度に応じて前記照明光の強度を調整したうえで、前記加工手段により加工された外光に当該照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする。【００１８】
また、請求項９に係る発明は、撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御方法であって、前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入工程と、前記導入工程により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工工程と、前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工工程により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御工程と、を含んだことを特徴とする。【００１９】
また、請求項１０に係る発明は、被写体に対して照明装置から照明光を照射して、当該被写体の画像を撮影する撮像装置であって、前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入手段と、前記導入手段により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工手段と、前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工手段により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御手段と、前記照射制御手段による照明照射時に撮影した画像を取得する画像取得手段と、を備えたことを特徴とする。【００２０】
また、請求項１１に係る発明は、上記の発明において、前記照射制御手段は、前記被写体の画像を撮影するタイミングと同期させて照明の照射および非照射を制御し、前記画像取得手段は、前記照射制御手段による照明照射時に撮影した画像と、当該照射制御手段による照明非照射時に撮影した画像との差分を取ることにより、前記被写体に照明のみが照射された画像を取得することを特徴とする。【００２１】
また、請求項１２に係る発明は、上記の発明において、前記照射制御手段は、前記加工手段により加工された外光に前記照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする。【００２２】
また、請求項１３に係る発明は、上記の発明において、前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする。【００２３】
また、請求項１４に係る発明は、上記の発明において、前記加工手段は、波長フィルタを用いて、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする。【００２４】
また、請求項１５に係る発明は、上記の発明において、前記導入手段は、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて前記外光を導入することを特徴とする。【００２５】
また、請求項１６に係る発明は、上記の発明において、前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光を構成する各波長成分の光量を制限することを特徴とする。【００２６】
また、請求項１７に係る発明は、上記の発明において、前記加工手段は、液晶シャッタまたは圧電ミラを用いて、前記導入手段により導入された外光の光量を制御することを特徴とする。【００２７】
また、請求項１８に係る発明は、上記の発明において、前記照射制御手段は、前記導入手段により導入された外光の強度に応じて前記照明光の強度を調整したうえで、前記加工手段により加工された外光に当該照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする。【００２８】
また、請求項１９に係る発明は、上記の発明において、前記照射制御手段は、液晶シャッタまたは圧電ミラを用いて、照明の照射または非照射を制御することを特徴とする。【００２９】
また、請求項２０に係る発明は、上記の発明において、前記照射制御工程は、前記加工工程により加工された外光に前記照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、照明装置以外の光源から被写体に照射される外光を導入して、照明光の特性と同一の特性に加工するとともに、照明光の照射経路と同一の経路から加工された外光を照明として被写体に照射するように制御するので、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自らが制御する照明装置の照明光と同一の特性（例えば、波長）を持った光に加工して、同一の照射角度および照射分布を持った照明として照射することができ、自照明として利用することが可能である。また、明るい屋外など、外光が強い撮影環境下であっても、外光強度に応じて照明強度を自然と強化させることが可能である。【００３１】
また、本発明によれば、加工された外光に照明光を結合させて被写体に照明として照射するように制御するので、例えば、外光強度が弱い環境下である場合には、照明光により自照明を適切な強度に強化して照射することが可能である。【００３２】
また、本発明によれば、外光の波長を照明光と同一になるように加工するので、照明の役割を果たすための主要な特性である波長について導入した外光を適切に加工することができ、自照明として利用することが可能である。【００３３】
また、本発明によれば、波長フィルタを用いて、外光の波長を照明光と同一になるように加工するので、簡易な構成で導入した外光を適切に加工することが可能である。【００３４】
また、本発明によれば、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて外光を導入するので、簡易な構成で外光を導入することが可能である。【００３５】
また、本発明によれば、導入された外光が複数の波長を持って構成されている場合に、各波長の光量を制御するので、例えば、可視光などのように広い波長分布を持つ外光について、例えば、ＲＧＢなどの各波長成分の光量を制御することで各波長のバランスを調整することができ、自照明の波長分布と同一に加工することが可能である。【００３６】
また、本発明によれば、液晶シャッタまたは圧電ミラを用いて導入された外光の光量を制御するので、簡易な構成で導入された外光の光量を制御することが可能である。【００３７】
また、本発明によれば、導入された外光に応じて照明光の強度を調整したうえで、加工された外光に照明光を結合させて被写体に照明として照射するように制御するので、十分な照明強度を確保しつつ、照明光の点灯に要する電力を節約することが可能である。【００３８】
また、本発明によれば、照明装置以外の光源から導入された外光を照明光と同一の特性に加工して、照明光の照射経路と同一の経路から加工された外光を照明として被写体に照射するように制御するとともに、被写体の画像を撮影するタイミングと同期させて照明の照射および非照射を制御し、照明照射時に撮影した画像と照明非照射時に撮影した画像との差分を取ることにより、被写体に照明のみが照射された画像を取得するので、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自らが制御する照明装置の照明光と同一の特性（例えば、波長）を持った光に加工して自照明として利用することができ、例えば、生体認証や監視などの目的で用いるために最適な外光の影響を排除した画像を取得することが可能である。また、明るい屋外など、外光が強い撮影環境下であっても、外光強度に応じて照明強度を自然と強化させることができ、環境を選ぶことなく、例えば、生体認証や監視などの目的で用いるために最適な画像を取得することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、実施例１に係る照明制御装置の概要および特徴を説明するための図である。
【図２】図２は、実施例１に係る照明制御装置の外観構成を示す図である。
【図３】図３は、実施例１に係る光学系構成部の具体的な外観構成を示す図である。
【図４】図４は、実施例１に係る照明制御装置の回路系構成部の構成を示す図である。
【図５】図５は、実施例１に係る光量比率の算定について説明するための図である。
【図６】図６は、各シャッタの開口比率および各導出光の総光量の算定について説明するための図である。
【図７】図７は、実施例１に係る照明制御装置の外光加工処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施例１に係る照明制御装置の照明照射制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施例２に係る撮像装置の概要および特徴を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施例２に係る撮像装置の回路系構成部の構成を示す図である。
【図１１】。図１１は、実施例２に係る撮像装置の照明照射制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施例２係る画像取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施例３に係る撮像装置の光学系構成部の具体的な外観構成を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例３に係る撮像装置の回路系構成部の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、従来技術を説明するための図である。
【図１６】図１６は、従来技術を説明するための図である。
【図１７】図１７は、従来技術における差分画像取得の原理を示す図である。
【図１８】図１８は、従来技術の問題点を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  外部光源
２  被写体
１０  照明制御装置
１１  制御部
１２  バッファアンプ
１３  シャッタ駆動回路
１４  ＬＥＤ駆動回路
２０  撮像装置
２１ａ  バッファアンプ
２１ｂ  シャッタ駆動回路
２１ｃ  ＬＥＤ駆動回路
２２  撮影処理部
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る照明制御装置、照明制御方法および撮像装置の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る照明制御装置を実施例１として説明した後に、本発明に含まれる他の実施例を説明する。
【実施例１】
【００４２】
以下の実施例１では、実施例１に係る照明制御装置の概要および特徴、照明制御装置の構成および処理を順に説明し、最後に実施例１による効果を説明する。【００４３】
［照明制御装置の概要および特徴（実施例１）］
まず、図１を用いて、実施例１に係る照明制御装置の概要および特徴を説明する。図１は、実施例１に係る照明制御装置の概要および特徴を説明するための図である。【００４４】
実施例１に係る照明制御装置は、撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置（例えば、ＬＥＤ照明やファイバー照明など）を制御することを概要とするが、外部の光源（例えば、太陽や室内の照明機器など）から外光を導入して照明として利用することが可能である点に主たる特徴がある。【００４５】
この主たる特徴について具体的に説明すると、図１に示すように、実施例１に係る照明制御装置１０は、外部光源１（例えば、太陽や室内の照明機器など）から照射される外光に向けて外光取込口を設置して導光体により装置内部へ導入する（図１の（１）参照）。なお、導光体により装置内部へ外光を導入する場合に限られるものではなく、例えば、ミラや光ファイバ、プリズムなどの光学素子を用いて、装置内部へ外光を導入するようにしてもよい。【００４６】
次に、照明制御装置１０は、外部光源１から導入した外光の特性を自己の照明装置（自照明）から照射される照明光と同一の特性に加工する（図１の（２）参照）。具体的には、例えば、波長フィルタを用いて、導入した外光の波長を自照明の照明光と同一の波長に加工する。【００４７】
さらに、照明制御装置１０は、例えば、可視光などのように広い波長分布を持つ外光が導入された場合には、導入経路を複数に分割して各経路に波長フィルタ（例えば、ＲＧＢ）を設置するとともに液晶シャッタや圧電ミラを併設して、導入面積の調整や時分割方式により各波長成分の光量を制御することで各波長のバランスを調整する（自照明の照明光と同一の波長に加工する）。なお、光量とは、光源から照射される光の量であり、光量が大きくなれば光の強度（単位時間に単位面積を流れる光量子の数）も大きくなる。【００４８】
具体的に説明すると、照明制御装置１０は、例えば、図２に示すような外観をその一部に有し、外光取込口、外光導入用導光体、波長フィルタ、自照明用ＬＥＤ、自照明用導光体および液晶シャッタからなる光学系構成部を備える。【００４９】
この光学系構成部は、内部に設けられた外光の導入経路が複数に分割されており、導入されてきた外光を各波長域に分けるための波長フィルタ（例えば、波長フィルタＡ、ＢおよびＣ）、各波長域に分けて取り込まれた外光の強度を検出するためのＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、例えば、ＰＤ＿Ａ、ＰＤ＿ＢおよびＰＤ＿Ｃ）、および各波長域に分けて取り込まれた外光の光量を調整するためのシャッタ（例えば、シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）が各導入系路上にそれぞれ設置されている（図３の上から見た図参照）。また、この光学系構成部から照明光が照射される照射口には、照明光の照射を制御するためのメインシャッタが設置されている（図３の上から見た図参照）。【００５０】
このような構成のもと、照明制御装置１０は、外光取込口から導入されてきた外光を各導入系路上に設置された波長フィルタを通過させることにより各波長域に分けて取り込む。そして、照明制御装置１０は、各波長域に分けて取り込まれた外光の強度を各ＰＤによりそれぞれ検出する。具体的に説明すると、外光を受光したＰＤから出力されるＰＤ検出信号（外光の強度を電流に変換した信号）を、各波長域に分けて取り込まれた外光についてそれぞれ取得する。【００５１】
そして、照明制御装置１０は、自照明用ＬＥＤ（自照明）による照明光の波長と同一となるように、各波長域に分けて取り込まれた外光のバランスを調整して加工する。具体的に説明すると、照明制御装置１０は、各波長域に分けて取り込まれた外光についてそれぞれ取得したＰＤ検出信号と、各波長域の外光についてあらかじめ定められた光量比率とを用いて、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一となるように各シャッタの開口比率を算出する。次に、照明制御装置１０は、算出した各液晶シャッタの開口比率に応じて、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口面積を調整する（シャッタ駆動信号により各液晶シャッタを駆動させて調整する）。そして、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から通過してきた光は、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路にそれぞれ導出されて結合されることにより、自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長に加工される。【００５２】
このようにして、外部光源から導入された外光の波長を自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工した後、照明制御装置１０は照明照射制御を行う（図１の（３）参照）。具体的には、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の強度に応じて、自照明用ＬＥＤによる照明光の強度を調節するとともに、例えば、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用ＬＥＤによる照明光とを結合させて、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路と同一の経路から照明として被写体２に照射するように制御する。【００５３】
例えば、照明制御装置１０は、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路に導出される各導出光の光量の総計を、ＰＤを用いたＰＤ出力信号などにより検出する。そして、各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態でメインシャッタ駆動信号によりメインシャッタを開口させて、自照明ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された照明光を照射する。一方、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には、ＬＥＤ駆動信号により自照明用ＬＥＤを点灯させ、自照明ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用のＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明光を照射する。【００５４】
このようなことから、実施例１によれば、上述した主たる特徴の如く、外部の光源（例えば、太陽や室内の照明機器など）から外光を導入して照明として利用することが可能である。【００５５】
［照明制御装置の構成（実施例１）］
次に、図４を用いて、実施例１に係る照明制御装置の構成を説明する。図４は、実施例１に係る照明制御装置の回路系構成部の構成を示す図である。なお、同図では、実施例１に係る照明制御装置を実現する上で必要となる構成のみを示し、その他の構成については記載を省略している。【００５６】
実施例１に係る照明制御装置１０は、外部光源１から照射される外光の導入経路が複数に分割された光学系構成部（例えば、図３参照）と、この光学系構成部の動作を制御する回路系構成部とを含んで構成される。なお、特許請求の範囲に記載の「導入手段」は、この光学系構成部に対応し、特許請求の範囲に記載の「加工手段」および「照射制御手段」は、光学系構成部および回路系構成部に対応する。【００５７】
光学系構成部は、外光取込口、外光導入用導光体、波長フィルタ、自照明用ＬＥＤ、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、自照明用導光体および液晶シャッタから構成される（図２参照）。【００５８】
このうち、外光導入用導光体は、外部光源１（例えば、太陽や室内の照明機器など）に向けて設置された外光取込口から外光を内部へ導入する（図２参照）。なお、外光導入用導光体の代わりに、ミラや光ファイバ、プリズムなどの光学素子を用いて、外光を内部へ導入するようにしてもよい。また、自照明用導光体は、自照明用ＬＥＤによる照明光を被写体２の方向へ導出する。【００５９】
波長フィルタは、例えば、ＲＧＢ３原色のＲの波長に対応する波長フィルタＡ、ＲＧＢ３原色のＧの波長に対応する波長フィルタＢ、およびＲＧＢ３原色のＢの波長に対応する波長フィルタＣが、複数に分割された各導入系路上にそれぞれ設置され、外光取込口から外光導入用導光体により内部に導入されてきた外光を各波長域（ＲＧＢ３原色の各波長域）に分ける。【００６０】
ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）は、複数に分割された各導入系路上に設置され（例えば、例えば、ＰＤ＿Ａ、ＰＤ＿ＢおよびＰＤ＿Ｃ）、波長フィルタを通過して各波長域に分けられた外光の強度を検出する。具体的には、受光面に受光した外光の強度を電流値に変換して、後述する回路系構成部のバッファアンプ１２にＰＤ検出信号として出力する。【００６１】
液晶シャッタは、各波長域に分けられた外光のバランス調整および被写体２に対する照明光の照射制御を行う。なお、光学系構成部には、液晶シャッタとして、各波長域に分けられた外光の光量を調整するために各導入系路上に設置されたシャッタ（例えば、シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）と、被写体２に対する照明光の照射を制御するメインシャッタとが備えられる（図３参照）。なお、液晶シャッタの代わりに圧電ミラを用いることもできる。【００６２】
また、図４に例示するように、光学系構成部の動作を制御する回路系構成部は、制御部１１と、バッファアンプ１２と、シャッタ駆動回路１３と、ＬＥＤ駆動回路１４とから構成される。【００６３】
バッファアンプ１２は、各ＰＤに対応付けて備えられ、各ＰＤから受け付けたＰＤ検出信号をそれぞれ電圧値に変換して制御部１１に出力する。【００６４】
制御部１１は、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一となるように、各波長域に分けて取り込まれた外光のバランスを調整して加工する。具体的に説明すると、制御部１１は、バッファアンプ１２から受け付けた各電圧値と、各波長域（ＲＧＢ３原色の各波長域）の外光についてあらかじめ定められた光量比率とを用いて、自照明用ＬＥＤから照射される照明光の波長と同一となるように各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口比率を算出する。【００６５】
ここで、自照明用ＬＥＤから照射される照明光が白色光である場合を例に挙げて、光量比率の算定について簡単に説明する。ＣＩＥ（国際照明委員会）において白色光のＲＧＢ３原色は、Ｒが７００．０（ｎｍ）、Ｇが５４６．３（ｎｍ）、Ｂが４３５．８（ｎｍ）と規定されていることから、これらの波長ピークを持つ波長フィルタをそれぞれ設置するならば、光量比率は次のように算出される。すなわち、ＣＩＥにおいて白色光の３刺激値ＸＹＺは、Ｘ：Ｙ：Ｚ＝１：１：１と規定され、また、図５の（１）式によりＲＧＢ系に変換される。続いて、同式にＸ＝Ｙ＝Ｚを代入すると図５の（２）が得られる。そして、図５の（３）に示すように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝４：３：３とする光量比率が図５の（２）から算定される。【００６６】
このようにして算定された光量比率を用いて、制御部１１は、各シャッタの開口比率を次のように算出する。すなわち、図６の（１）に示すように、各電圧値を対応する光量比率の各定数でそれぞれ除算した複数の値の中の最小値を求める。例えば、自照明用ＬＥＤから照射される照明光が白色光であり、波長フィルタＡがＲＧＢ３原色のＲの波長に対応している場合には、制御部１１は、波長フィルタＡが設置されている同一の導入経路からのＰＤ検出信号がバッファアンプ１２により電圧に変換された電圧値を光量比率の定数「４」で除算する。同様に、制御部１１は、波長フィルタＢがＲＧＢ３原色のＧの波長に対応している場合には、波長フィルタＢが設置されている同一の経路の電圧値を光量比率の定数「３」で除算するとともに、波長フィルタＣがＲＧＢ３原色のＢの波長に対応している場合には、波長フィルタＣが設置されている同一の経路の電圧値を光量比率の定数「３」で除算する。そして、それぞれ除算して得られた複数の値の中の最小値を求める。【００６７】
次に、制御部１１は、図６の（２）に示すように、求められた最小値と光量比率の各定数とを乗算して得た複数の値を、各定数に対応する電圧値でそれぞれ除算することにより各シャッタの開口比率（Ｃ＿Ａ、Ｃ＿ＢおよびＣ＿Ｃ）を算出する。そして、制御部１１は、算出した各シャッタの開口比率に対応するシャッタ駆動信号を各シャッタ駆動回路１３にそれぞれ生成させる。【００６８】
なお、開口比率に応じて開口面積が調整された各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から通過してきた光は、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路にそれぞれ導出されて結合されることにより、自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長に加工される。【００６９】
また、制御部１１は、導入した外光の波長を自照明ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工した後、照明照射制御を行う。具体的に説明すると、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の強度に応じて、自照明ＬＥＤによる照明光の強度を調節するとともに、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明ＬＥＤによる照明光とを結合させて、自照明ＬＥＤによる照明光の照射経路と同一の経路から、結合された照明光を被写体２に照射するように制御する。【００７０】
例えば、制御部１１は、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から、自照明ＬＥＤによる照明光の照射経路に導出される各導出光の光量の総計を上記で説明した最小値と光量比率の各定数の総和とを乗算することにより求める（図６の（３）参照）。あるいは、制御部１１は、各導出光の光量の総計をＰＤを用いたＰＤ出力信号により検出する。そして、制御部１１は、求められた各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には、メインシャッタ駆動信号をシャッタ駆動回路１３から生成出力してメインシャッタを開口させ、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態で照明を照射する。【００７１】
一方、制御部１１は、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には、ＬＥＤ駆動信号をＬＥＤ駆動回路１４により生成出力して自照明用ＬＥＤを点灯させるとともに、メインシャッタ駆動信号をシャッタ駆動回路１３により生成出力してメインシャッタを開口させ、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用のＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明を照射する。なお、制御部１１は、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の光量を差し引いて、撮影のために不十分な光量を補うように、自照明用ＬＥＤの光量を調節した状態で点灯させるようにＬＥＤ駆動信号を出力してもよいし、撮影の品質を最優先とする場合には、自照明用ＬＥＤは常時最大限の光量に調節した状態で点灯させるようにＬＥＤ駆動信号を出力してもよい。【００７２】
シャッタ駆動回路１３は、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口面積を開口比率に応じて調整するために、シャッタ駆動信号をそれぞれ生成して各シャッタに出力する。また、ＬＥＤ駆動回路１４は、自照明用ＬＥＤを点灯するために、ＬＥＤ駆動信号を生成して自照明用ＬＥＤに出力する。【００７３】
［照明制御装置の処理（実施例１）］
続いて、図７および図８を用いて、例えば、実施例１に係る照明制御装置の処理を説明する。図７は、実施例１に係る照明制御装置の外光加工処理の流れを示すフローチャートであり、図８は、実施例１に係る照明制御装置の照明照射制御処理の流れを示すフローチャートである。【００７４】
［外光加工処理（実施例１）］
まず、図７を用いて、実施例１に係る照明制御装置の外光加工処理を説明する。同図に示すように、制御部１１は、各バッファアンプ１２から電圧値を受け付けると（ステップＳ７０１肯定）、バッファアンプ１２から受け付けた各電圧値と、各波長域（ＲＧＢ３原色の各波長域）の外光についてあらかじめ定められた光量比率とを用いて、自照明用ＬＥＤから照射される照明光の波長と同一となるように各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口比率を算出する（ステップＳ７０２）。【００７５】
ここで、自照明用ＬＥＤから照射される照明光が白色光である場合を例に挙げて、光量比率の算定について簡単に説明する。ＣＩＥ（国際照明委員会）において白色光のＲＧＢ３原色は、Ｒが７００．０（ｎｍ）、Ｇが５４６．３（ｎｍ）、Ｂが４３５．８（ｎｍ）と規定されていることから、これらの波長ピークを持つ波長フィルタをそれぞれ設置するならば、光量比率は次のように算出される。すなわち、ＣＩＥにおいて白色光の３刺激値ＸＹＺは、Ｘ：Ｙ：Ｚ＝１：１：１と規定され、また、図５の（１）式によりＲＧＢ系に変換される。続いて、同式にＸ＝Ｙ＝Ｚを代入すると図５の（２）が得られる。そして、図５の（３）に示すように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝４：３：３とする光量比率が図５の（２）から算定される。【００７６】
このようにして算定された光量比率を用いて、制御部１１は、各シャッタの開口比率を次のように算出する。すなわち、図６の（１）に示すように、各電圧値を対応する光量比率の各定数でそれぞれ除算した複数の値の中の最小値を求める。例えば、自照明用ＬＥＤから照射される照明光が白色光であり、波長フィルタＡがＲＧＢ３原色のＲの波長に対応している場合には、制御部１１は、波長フィルタＡが設置されている同一の導入経路からのＰＤ検出信号がバッファアンプ１２により電圧に変換された電圧値を光量比率の定数「４」で除算する。同様に、制御部１１は、波長フィルタＢがＲＧＢ３原色のＧの波長に対応している場合には、波長フィルタＢが設置されている同一の経路の電圧値を光量比率の定数「３」で除算するとともに、波長フィルタＣがＲＧＢ３原色のＢの波長に対応している場合には、波長フィルタＣが設置されている同一の経路の電圧値を光量比率の定数「３」で除算する。そして、それぞれ除算して得られた複数の値の中の最小値を求める。【００７７】
次に、制御部１１は、図６の（２）に示すように、求められた最小値と光量比率の各定数とを乗算して得た複数の値を、各定数に対応する電圧値でそれぞれ除算することにより各シャッタの開口比率（Ｃ＿Ａ、Ｃ＿ＢおよびＣ＿Ｃ）を算出する。そして、制御部１１は、算出した各シャッタの開口比率に対応するシャッタ駆動信号を各シャッタ駆動回路１３にそれぞれ生成させる。【００７８】
シャッタ駆動回路１３は、生成したシャッタ駆動信号を各シャッタにそれぞれ出力することにより、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口面積を開口比率に応じて調整させる（ステップＳ７０３）。【００７９】
なお、開口比率に応じて開口面積が調整された各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から通過してきた光は、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路にそれぞれ導出されて結合されることにより、自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長に加工される。【００８０】
［照明照射制御処理（実施例１）］
まず、図８を用いて、実施例１に係る照明制御装置の照明照射制御処理を説明する。同図に示すように、制御部１１は、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路に導出される各導出光の光量の総計が撮影のために十分であるか否か判定する（ステップＳ８０１）。【００８１】
判定の結果、制御部１１は、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には（ステップＳ８０１否定）、ＬＥＤ駆動回路１４からＬＥＤ駆動信号を生成出力させて自照明用ＬＥＤを点灯するとともに（ステップＳ８０２）、シャッタ駆動回路１３からメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用ＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明を照射する（ステップＳ８０３）。【００８２】
一方、各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には（ステップＳ８０１肯定）、制御部１１は、シャッタ駆動回路１３からメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態で照明を照射する（ステップＳ８０３）。【００８３】
なお、制御部１１は、自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長に加工された外光の光量を差し引いて、撮影のために不十分な光量を補うように、自照明用ＬＥＤの光量を調節した状態で点灯させるようにＬＥＤ駆動信号を出力してもよいし、撮影の品質を最優先とする場合には、自照明用ＬＥＤは常時最大限の光量に調節した状態で点灯させるようにＬＥＤ駆動信号を出力してもよい。【００８４】
［実施例１の効果］
上述してきたように、実施例１によれば、外部の光源から被写体に照射される外光を導入して、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一の波長に加工するとともに、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路と同一の経路から加工された外光を照明として被写体に照射するように制御するので、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自らが制御する自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長を持った光に加工して、同一の照射角度および照射分布を持った照明として照射することができ、自照明として利用することが可能である。また、明るい屋外など、外光が強い撮影環境下であっても、外光強度に応じて照明強度を自然と強化させることが可能である。【００８５】
また、実施例１によれば、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光に、自照明用ＬＥＤによる照明光を結合させて被写体に照明として照射するように制御するので、例えば、外光強度が弱い環境下である場合には、照明光により自照明を適切な強度に強化して照射することが可能である。【００８６】
また、実施例１によれば、外光の波長を自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一になるように加工するので、照明の役割を果たすための主要な特性である波長について導入した外光を適切に加工することができ、自照明として利用することが可能である。【００８７】
また、実施例１によれば、波長フィルタを用いて、外光の波長を自照明用ＬＥＤによる照明光と同一になるように加工するので、簡易な構成で導入した外光を適切に加工することが可能である。【００８８】
また、実施例１によれば、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて外光を導入するので、簡易な構成で外光を導入することが可能である。【００８９】
また、実施例１によれば、導入された外光が複数の波長を持って構成されている場合に、各波長の光量を制御するので、例えば、可視光などのように広い波長分布を持つ外光について、例えば、ＲＧＢなどの各波長成分の光量を制御することで各波長のバランスを調整することができ、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長分布と同一の波長分布に加工することが可能である。【００９０】
また、実施例１によれば、液晶シャッタを用いて導入された外光の光量を制御するので、簡易な構成で導入された外光の光量を制御することが可能である。【００９１】
また、実施例１によれば、導入された外光の強度に応じて、自照明用ＬＥＤによる照明光の強度を調整したうえで、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一の波長に加工された外光に、自照明用ＬＥＤによる照明光を結合させて被写体に照明として照射するように制御するので、十分な照明強度を確保しつつ、自照明用ＬＥＤによる照明光の点灯に要する電力を節約することが可能である。
【実施例２】
【００９２】
ところで、上述してきた実施例１に係る照明制御装置を撮像装置に適用して、所定の画像を取得するようにしてもよい。そこで、以下の実施例２では、実施例１に係る照明制御装置を適用した撮像装置の概要および特徴、撮像装置の構成および処理を順に説明し、最後に実施例２による効果を説明する。【００９３】
［撮像装置の概要および特徴（実施例２）］
まず、図９を用いて、実施例２に係る撮像装置の概要および特徴を説明する。図９は、実施例２に係る撮像装置の概要および特徴を説明するための図である。なお、実施例２に係る撮像装置２０は、上記の実施例１で説明した照明制御装置と同様の外観（図２参照）および光学系構成部（図３参照）を有する。【００９４】
実施例２に係る撮像装置２０は、被写体に対して照明装置（例えば、ＬＥＤ照明やファイバ照明など）から照明光を照射して、被写体の画像を撮影することを概要とするが、外部の光源（例えば、太陽や室内の照明機器など）から導入した外光を照明として利用するとともに外光の影響を排除した画像を取得することが可能である点に主たる特徴がある。【００９５】
そして、実施例２に係る撮像装置２０は、照明処理部において、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一となるように、各波長域に分けて取り込まれた外光のバランスを調整して加工するとともに、外部光源から導入され、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の強度に応じて、自照明用ＬＥＤによる照明光の強度を調節する点は、上記の実施例１で説明したのと同様であるが、以下に説明する点に主たる特徴がある。【００９６】
すなわち、この主たる特徴について具体的に説明すると、図９に示すように、実施例２に係る撮像装置２０は、撮影処理部において照明照射画像を取得する（図９の（４）参照）。【００９７】
具体的に説明すると、撮像装置２０は、撮影処理部における撮像にタイミングに照明の照射を同期させるための撮像同期信号を撮影処理部から照明処理部に出力する。そして、撮像装置２０は、撮像部（図２参照）を介して、照明照射時に被写体２を撮影した照明照射時の画像と、照明非照射時に被写体２を撮影した照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明のみが照射された画像を取得する（例えば、図１６参照）。【００９８】
このようなことから、実施例２によれば、上述した主たる特徴の如く、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自照明の照明光と同一の特性（例えば、波長）を持った光に加工して利用することができ、外光の影響を排除した画像を取得することが可能である。【００９９】
［撮像装置の構成（実施例２）］
次に、図１０を用いて、実施例２に係る撮像装置の構成を説明する。図１０は、実施例２に係る撮像装置の回路系構成部の構成を示すブロック図である。なお、同図では、実施例２に係る撮像装置を実現する上で必要となる構成のみを示し、その他の構成については記載を省略している。【０１００】
実施例２に係る撮像装置２０は、外部光源１から照射される外光の導入経路が複数に分割された光学系構成部（例えば、図３参照）と、光学系構成部の動作を制御する照明処理部２１および撮像部を介して撮影処理を実行する撮影処理部２２からなる回路系構成部（図１０参照）とを含んで構成される。そして、実施例２に係る撮像装置２０は、実施例１に係る照明制御装置と以下に説明する点が異なる。【０１０１】
すなわち、照明処理部２１は、上記の実施例１で説明した回路系構成部の制御部１１と同様に、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の強度に応じて、自照明ＬＥＤによる照明光の強度を調節するとともに、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用ＬＥＤによる照明光とを結合させて、自照明用ＬＥＤのよる照明光の照射経路と同一の経路から、被写体２に照明として照射するように制御するが、さらに、照明の照射および非照射のタイミングを制御する。【０１０２】
具体的に説明すると、照明処理部２１は、撮影処理部２２から受け付ける撮像同期信号が「ＯＮ」であるか否か確認する。確認の結果、撮像同期信号が「ＯＮ」である場合には、続いて、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口部から自照明用ＬＥＤによる照射経路に導出される各導出光の光量の総計が撮影のために十分であるか否か判定する。判定の結果、各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には、シャッタ駆動回路２１ｂからメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態で照明を照射する。【０１０３】
これとは反対に、照明処理部２１は、判定の結果、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には、ＬＥＤ駆動回路２１ｃからＬＥＤ駆動信号を生成出力させて自照明用ＬＥＤを点灯するとともに、シャッタ駆動回路２１ｂからメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用のＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明を照射する。【０１０４】
また、照明処理部２１は、撮影処理部２２から受け付ける撮像同期信号が「ＯＮ」であるか否か確認した結果、撮像同期信号が「ＯＦＦ」である場合には、メインシャッタ駆動信号を出力せず、照明の照射は行わない。【０１０５】
撮影処理部２２は、照明照射画像を取得する処理部である。具体的に説明すると、撮影処理部２２は、撮像にタイミングに照明の照射を同期させるための撮像同期信号を照明処理部２１に出力する。そして、撮影処理部２２は、照明処理部２１と連携した撮影処理を実行して照明照射時および照明非照射時の被写体２の画像を撮影取得して、照明照射時に被写体２を撮影した照明照射時の画像と、照明非照射時に被写体２を撮影した照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明のみが照射された画像（照明照射画像）を取得する（例えば、図１６参照）。なお、撮影処理部２２は、所定のファインダやレンズによって構成される撮像部（図２参照）を介して被写体２の画像を撮影取得する。【０１０６】
なお、請求の範囲に記載の「画像取得手段」は撮影処理部２２に対応する。【０１０７】
［撮像装置の処理（実施例２）］
続いて、図１１および図１２を用いて、実施例２に係る撮像装置の処理を説明する。図１１は、実施例２に係る撮像装置の照明照射制御処理の流れを示すフローチャートである。図１２は、実施例２に係る画像取得処理の流れを示すフローチャートである。【０１０８】
［照明照射制御処理（実施例２）］
まず、図１１を用いて、実施例２に係る照明照射制御処理を説明する。例えば、ユーザによって撮像装置２０の電源が立ち上げられると、同図に示すように、照明処理部２１は、撮影処理部２２から受け付ける撮像同期信号が「ＯＮ」であるか否か確認する（ステップＳ１１０１）。確認の結果、撮像同期信号が「ＯＮ」である場合には（ステップＳ１１０１肯定）、照明処理部２１は、続いて、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口部から、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路に導出される各導出光の光量の総計が撮影のために十分であるか否か判定する（ステップＳ１１０２）。【０１０９】
判定の結果、照明処理部２１は、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には（ステップＳ１１０２否定）、ＬＥＤ駆動回路２１ｃからＬＥＤ駆動信号を生成出力させて自照明用ＬＥＤを点灯するとともに（ステップＳ１１０３）、シャッタ駆動回路２１ｂからメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用ＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明を照射する（ステップＳ１１０４）。【０１１０】
一方、判定の結果、各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には（ステップＳ１１０２肯定）、照明処理部２１は、シャッタ駆動回路２１ｂからメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態で照明を照射する（ステップＳ１１０４）。【０１１１】
ここで、ステップＳ１１０１の説明に戻ると、照明処理部２１は、撮影処理部２２から受け付ける撮像同期信号が「ＯＮ」であるか否か確認した結果、撮像同期信号が「ＯＦＦ」である場合には（ステップＳ１１０１否定）、メインシャッタ駆動信号を出力せず、照明の照射は行わない。【０１１２】
［画像取得処理（実施例２）］
続いて、図１２を用いて、実施例２に係る画像取得処理を説明する。撮影処理部２２は、撮像にタイミングに照明の照射を同期させるための撮像同期信号を照明処理部２１に出力する。そして、同図に示すように、撮影処理部２２は、照明処理部２１と連携した撮影処理を実行して照明照射時および照明非照射時の被写体２の画像を撮影取得して（ステップＳ１２０１）、照明照射時に被写体２を撮影した照明照射時の画像と、照明非照射時に被写体２を撮影した照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明光のみが照射された画像（照明照射画像）を取得する（ステップＳ１２０２）。【０１１３】
［実施例２の効果］
上述してきたように、実施例２によれば、外部の光源から導入された外光を自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工して、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路と同一の経路から、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光を照明として被写体２に照射するように制御するとともに、被写体２の画像を撮影するタイミングと同期させて照明の照射および非照射を制御し、照明照射時に撮影した画像と照明非照射時に撮影した画像との差分を取ることにより、被写体２に照明光のみが照射された画像を取得するので、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長を持った照明光に加工して利用することができ、例えば、生体認証や監視などの目的で用いるために外光の影響を排除した最適な画像を取得することが可能である。また、明るい屋外など、外光が強い撮影環境下であっても、外光強度に応じて照明強度を自然と強化させることができ、環境を選ぶことなく、例えば、生体認証や監視などの目的で用いるために最適な画像を取得することが可能である。【０１１４】
また、上述してきた実施例２では、撮影処理部２２により撮影された照明照射時の画像と、照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明のみが照射された画像（照明照射画像）を取得する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮影処理部２２により撮影された照明照射時の画像を取得するようにしてもよい。【０１１５】
なお、上述してきた実施例２では、本発明に係る照明制御装置を撮像装置に適用する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラのビューファインダのバックライトの技術にも本発明に係る照明制御装置を同様に適用することができる。
【実施例３】
【０１１６】
上記の実施例２では、自照明用の光源として単数の自照明用ＬＥＤを使用する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の自照明用ＬＥＤを使用するようにしてもよい。そこで、以下では、図１３および図１４を用いて、実施例３に係る撮像装置の概要および構成を説明する。図１３は、実施例３に係る撮像装置の光学系構成部の具体的な外観構成を示す図である。図１４は、実施例３に係る撮像装置の回路系構成部の構成を示す図である。【０１１７】
図１３に示すように、実施例３に係る撮像装置の光学系構成部は、実施例２に係る撮像装置２０の光学系構成部と基本的には同様の構成であるが、複数の自照明用のＬＥＤ（ＬＥＤ１およびＬＥＤ２）と、各自照明用ＬＥＤから照射される照明光の波長と同一の波長となるように、外部光源から導入された外光を加工するための波長フィルタ（ＬＥＤ１に対応する波長フィルタ１およびＬＥＤ２に対応する波長フィルタ２）とを備える点が異なる。【０１１８】
また、図１４に示すように、実施例３に係る撮像装置の回路系構成部は、実施例２に係る撮像装置２０の回路系構成部と基本的には同様の構成であるが、複数の自照明用ＬＥＤに対応づけて複数のＬＥＤ駆動回路２１ｃを備える点が異なる。【０１１９】
さらに、図１４に示すように、実施例３に係る撮像装置の撮影処理部２２は、複数の撮像同期信号（Ｓ１およびＳ２）を照明処理部２１に出力する点が実施例２に係る撮像装置２０とは異なる。ここで、撮像同期信号Ｓ１は、ＬＥＤ１から照射される照明光を利用して撮影するための同期信号であり、撮像同期信号Ｓ２は、ＬＥＤ２から照射される照明光を利用して撮影するための同期信号である。【０１２０】
これらの撮像同期信号に応じた処理について具体的に説明する。すなわち、撮影処理部２２から撮像同期信号Ｓ１を受け付けた照明処理部２１は、ＬＥＤ１を点灯させるためのＬＥＤ駆動信号（Ｌ＿１）をＬＥＤ駆動回路２１ｃに生成させる。そして、ＬＥＤ駆動回路２１ｃは、生成したＬＥＤ駆動信号（Ｌ＿１）をＬＥＤ１に出力してＬＥＤ１を点灯させる。さらに、照明処理部２１は、シャッタ１を開口するためのシャッタ駆動信号（Ｃ＿１）をシャッタ駆動回路２１ｂに生成させる。そして、シャッタ駆動回路２１ｂは、生成したシャッタ駆動信号（Ｃ＿１）をシャッタ１に出力してシャッタ１を開口させる。【０１２１】
また、撮影処理部２２から撮像同期信号Ｓ２を受け付けた照明処理部２１は、ＬＥＤ２を点灯させるためのＬＥＤ駆動信号（Ｌ＿２）をＬＥＤ駆動回路２１ｃに生成させる。そして、ＬＥＤ駆動回路２１ｃは、生成したＬＥＤ駆動信号（Ｌ＿２）をＬＥＤ２に出力してＬＥＤ２を点灯させる。さらに、照明処理部２１は、シャッタ２を開口するためのシャッタ駆動信号（Ｃ＿２）をシャッタ駆動回路２１ｂに生成させる。そして、シャッタ駆動回路２１ｂは、生成したシャッタ駆動信号（Ｃ＿２）をシャッタ２に出力してシャッタ２を開口させる。【０１２２】
そして、撮影処理部２２は、各光源（ＬＥＤ１およびＬＥＤ２）を使い分けた撮像のタイミングに照明の照射を同期させるための撮像同期信号（Ｓ１およびＳ２）を照明処理部２１に出力することで、照明処理部２１と連携した撮影処理を実行して照明照射時および照明非照射時の被写体２の画像を撮影取得する。各画像の取得後、撮影処理部２２は、照明照射時に被写体２を撮影した照明照射時の画像と、照明非照射時に被写体２を撮影した照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明光のみが照射された画像（照明照射画像）を取得する。【０１２３】
このようなことから、自照明として利用するための光源を複数利用する場合であっても、太陽や室内照明などから導入した外光を各自照明の光源（例えば、ＬＥＤ１やＬＥＤ２）の照明光と同一の特性（例えば、波長）を持った光に加工して利用することができ、例えば、紙幣や有価証券などの真贋判定目的で用いるために外光の影響を排除した最適な画像を取得することが可能である。
【実施例４】
【０１２４】
さて、これまで本発明の実施例１〜実施例３について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例について説明する。【０１２５】
（装置構成等）
実施例１に係る照明制御装置１０（図４参照）、実施例２または実施例３に係る撮像装置２０（図１０等参照）の回路系構成部の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、照明制御装置１０および撮像装置２０の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、照明制御装置１０の制御部１１と、シャッタ駆動回路１３とＬＥＤ駆動回路とを統合し、撮像装置２０を構成する照明処理部２１と、シャッタ駆動回路２１ｂとＬＥＤ駆動回路２１ｃとを統合するなど、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
以上のように、本発明に係る照明制御装置、照明制御方法および撮像装置は、撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する場合、被写体に対して照明装置から照明光を照射して当該被写体の画像を撮影する場合に有用であり、特に、外光を導入して照明として利用することや、導入した外光を照明として利用するとともに外光の影響を排除した画像を取得することに適する。
【図１】
2008059627.tif 000003
【図２】
2008059627.tif 000004
【図３】
2008059627.tif 000005
【図４】
2008059627.tif 000006
【図５】
2008059627.tif 000007
【図６】
2008059627.tif 000008
【図７】
2008059627.tif 000009
【図８】
2008059627.tif 000010
【図９】
2008059627.tif 000011
【図１０】
2008059627.tif 000012
【図１１】
2008059627.tif 000013
【図１２】
2008059627.tif 000014
【図１３】
2008059627.tif 000015
【図１４】
2008059627.tif 000016
【図１５】
2008059627.tif 000017
【図１６】
2008059627.tif 000018
【図１７】
2008059627.tif 000019
【図１８】
2008059627.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月2日(2009.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御装置であって、
前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入手段と、
前記導入手段により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工手段と、
前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工手段により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御手段と
を備えたことを特徴とする照明制御装置。
【請求項２】
前記照射制御手段は、前記加工手段により加工された外光に前記照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
【請求項３】
前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
【請求項４】
前記加工手段は、波長フィルタを用いて、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする請求項３に記載の照明制御装置。
【請求項５】
前記導入手段は、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて前記外光を導入することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
【請求項６】
前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光を構成する各波長成分の光量を制限することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
【請求項７】
前記照射制御手段は、前記導入手段により導入された外光の強度に応じて前記照明光の強度を調整したうえで、前記加工手段により加工された外光に当該照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする請求項２に記載の照明制御装置。
【請求項８】
撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御方法であって、
前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入工程と、
前記導入工程により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工工程と、
前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工工程により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御工程と
を含んだことを特徴とする照明制御方法。
【請求項９】
被写体に対して照明装置から照明光を照射して、当該被写体の画像を撮影する撮像装置であって、
前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入手段と、
前記導入手段により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工手段と、
前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工手段により加工された外光を照明と
して前記被写体に照射するように制御する照射制御手段と、
前記照射制御手段による照明照射時に撮影した画像を取得する画像取得手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記照射制御手段は、前記被写体の画像を撮影するタイミングと同期させて照明の照射および非照射を制御し、
前記画像取得手段は、前記照射制御手段による照明照射時に撮影した画像と、当該照射制御手段による照明非照射時に撮影した画像との差分を取ることにより、前記被写体に照明のみが照射された画像を取得することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御装置および照明制御方法、被写体に対して照明装置から照明光を照射して当該被写体の画像を撮影する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、生体認証や監視などに用いることを目的として、近接した被写体に照明を照射して撮影を行う撮像装置が存在する。例えば、図１５に例示するように、生体認証を行う際の撮影環境には、撮像装置に備えられた自照明から照射される光以外の外光（あるいは、環境光）が存在し、被写体に当る角度や強度を制御することができないので、そのような撮影環境下で撮影された認証対象の画像と、外光の影響のない撮影環境下で撮影された照合用画像との差が大きくなる場合があり、認証精度に影響を与える恐れがある。そのため、生体認証を行う撮影環境は、外光がない、あるいは弱い環境下に限定されてきた。
【０００３】
これに対して、例えば、図１６および図１７に例示するように、自照明を点灯して撮影した画像と自照明を消灯して撮影した画像の差分を求めることにより、外光の影響を排除した画像を取得する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、外光を装置内に取り込んでバックライトとして積極的に利用することにより、外光の影響により見にくくなるビデオカメラのビューファインダを見やすくする技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１９８２３号公報
【特許文献２】特開平７−９５４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した従来の技術は、撮影した画像の画質が悪化する、取り込んだ外光が照明としては不適切である場合があるという問題点があった。
【０００７】
すなわち、自照明を点灯して撮影した画像と自照明を消灯して撮影した画像の差分を求めることにより、外光の影響を排除した画像を取得する従来技術では、例えば、図１８に例示するように、外光が強くなるに従い、自照明の寄与分が減少して、画像のＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ  Ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ：シグナル／ノイズ比）が悪化するという問題点があった。
【０００８】
また、外光を装置内に取り込んでバックライトとして積極的に利用することにより、外光の影響により見にくくなるビデオカメラのビューファインダを見やすくする従来技術では、取り込んだ光を利用するものであるため、生体認証に用いられる撮像装置では、波長などの光の特性が自照明として不適切になる場合があるという問題点があった。
【０００９】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、外光を導入して照明として利用することが可能な照明制御装置および照明制御方法、導入した外光を照明として利用するとともに外光の影響を排除した画像を取得することが可能な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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御装置であって、前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入手段と、前記導入手段により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工手段と、前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工手段により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記の発明において、前記照射制御手段は、前記加工手段により加工された外光に前記照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記の発明において、前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記の発明において、前記加工手段は、波長フィルタを用いて、前記導入手段により導入された外光の波長を前記照明光と同一になるように加工することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記導入手段は、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて前記外光を導入することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記の発明において、前記加工手段は、前記導入手段により導入された外光を構成する各波長成分の光量を制限することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記の発明において、前記照射制御手段は、前記導入手段により導入された外光の強度に応じて前記照明光の強度を調整したうえで、前記加工手段により加工された外光に当該照明光を結合させて前記被写体に照明として照射するように制御することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置を制御する照明制御方法であって、前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入工程と、前記導入工程により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工工程と、前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工工程により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御工程と、を含んだことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、被写体に対して照明装置から照明光を照射して、当該被写体の画像を撮影する撮像装置であって、前記照明装置以外の光源から被写体に照射されている外光を導入する導入手段と、前記導入手段により導入された外光を前記照明光と同一の特性に加工する加工手段と、前記照明光の照射経路と同一の経路から、前記加工手段により加工された外光を照明として前記被写体に照射するように制御する照射制御手段と、前記照射制御手段による照明照射時に撮影した画像を取得する画像取得手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記の発明において、前記照射制御手段は、前記被写体の画像を撮影するタイミングと同期させて照明の照射および非照射を制御し、前記画像取得手段は、前記照射制御手段による照明照射時に撮影した画像と、当該照射制御手段による照明非照射時に撮影した画像との差分を取ることにより、前記被写体に照明のみが照射された画像を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、照明装置以外の光源から被写体に照射される外光を導入して、照明光の特性と同一の特性に加工するとともに、照明光の照射経路と同一の経路から加工された外光を照明として被写体に照射するように制御するので、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自らが制御する照明装置の照明光と同一の特性（例えば、波長）を持った光に加工して、同一の照射角度および照射分布を持った照明として照射することができ、自照明として利用することが可能である。また、明るい屋外など、外光が強い撮影環境下であっても、外光強度に応じて照明強度を自然と強化させることが可能である。
【００２１】
また、本発明によれば、加工された外光に照明光を結合させて被写体に照明として照射するように制御するので、例えば、外光強度が弱い環境下である場合には、照明光により自照明を適切な強度に強化して照射することが可能である。
【００２２】
また、本発明によれば、外光の波長を照明光と同一になるように加工するので、照明の役割を果たすための主要な特性である波長について導入した外光を適切に加工することができ、自照明として利用することが可能である。
【００２３】
また、本発明によれば、波長フィルタを用いて、外光の波長を照明光と同一になるように加工するので、簡易な構成で導入した外光を適切に加工することが可能である。
【００２４】
また、本発明によれば、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて外光を導入するので、簡易な構成で外光を導入することが可能である。
【００２５】
また、本発明によれば、導入された外光が複数の波長を持って構成されている場合に、各波長の光量を制御するので、例えば、可視光などのように広い波長分布を持つ外光について、例えば、ＲＧＢなどの各波長成分の光量を制御することで各波長のバランスを調整することができ、自照明の波長分布と同一に加工することが可能である。
【００２６】
また、本発明によれば、液晶シャッタまたは圧電ミラを用いて導入された外光の光量を制御するので、簡易な構成で導入された外光の光量を制御することが可能である。
【００２７】
また、本発明によれば、導入された外光に応じて照明光の強度を調整したうえで、加工された外光に照明光を結合させて被写体に照明として照射するように制御するので、十分な照明強度を確保しつつ、照明光の点灯に要する電力を節約することが可能である。
【００２８】
また、本発明によれば、照明装置以外の光源から導入された外光を照明光と同一の特性に加工して、照明光の照射経路と同一の経路から加工された外光を照明として被写体に照射するように制御するとともに、被写体の画像を撮影するタイミングと同期させて照明の照射および非照射を制御し、照明照射時に撮影した画像と照明非照射時に撮影した画像との差分を取ることにより、被写体に照明のみが照射された画像を取得するので、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自らが制御する照明装置の照明光と同一の特性（例えば、波長）を持った光に加工して自照明として利用することができ、例えば、生体認証や監視などの目的で用いるために最適な外光の影響を排除した画像を取得することが可能である。また、明るい屋外など、外光が強い撮影環境下であっても、外光強度に応じて照明強度を自然と強化させることができ、環境を選ぶことなく、例えば、生体認証や監視などの目的で用いるために最適な画像を取得することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る照明制御装置、照明制御方法および撮像装置の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る照明制御装置を実施例１として説明した後に、本発明に含まれる他の実施例を説明する。
【実施例１】
【００３０】
以下の実施例１では、実施例１に係る照明制御装置の概要および特徴、照明制御装置の構成および処理を順に説明し、最後に実施例１による効果を説明する。
【００３１】
［照明制御装置の概要および特徴（実施例１）］
まず、図１を用いて、実施例１に係る照明制御装置の概要および特徴を説明する。図１は、実施例１に係る照明制御装置の概要および特徴を説明するための図である。
【００３２】
実施例１に係る照明制御装置は、撮影の対象となる被写体に対して照明光を照射する照明装置（例えば、ＬＥＤ照明やファイバー照明など）を制御することを概要とするが、外部の光源（例えば、太陽や室内の照明機器など）から外光を導入して照明として利用することが可能である点に主たる特徴がある。
【００３３】
この主たる特徴について具体的に説明すると、図１に示すように、実施例１に係る照明制御装置１０は、外部光源１（例えば、太陽や室内の照明機器など）から照射される外光に向けて外光取込口を設置して導光体により装置内部へ導入する（図１の（１）参照）。なお、導光体により装置内部へ外光を導入する場合に限られるものではなく、例えば、ミラや光ファイバ、プリズムなどの光学素子を用いて、装置内部へ外光を導入するようにしてもよい。
【００３４】
次に、照明制御装置１０は、外部光源１から導入した外光の特性を自己の照明装置（自照明）から照射される照明光と同一の特性に加工する（図１の（２）参照）。具体的には、例えば、波長フィルタを用いて、導入した外光の波長を自照明の照明光と同一の波長に加工する。
【００３５】
さらに、照明制御装置１０は、例えば、可視光などのように広い波長分布を持つ外光が導入された場合には、導入経路を複数に分割して各経路に波長フィルタ（例えば、ＲＧＢ）を設置するとともに液晶シャッタや圧電ミラを併設して、導入面積の調整や時分割方式により各波長成分の光量を制御することで各波長のバランスを調整する（自照明の照明光と同一の波長に加工する）。なお、光量とは、光源から照射される光の量であり、光量が大きくなれば光の強度（単位時間に単位面積を流れる光量子の数）も大きくなる。
【００３６】
具体的に説明すると、照明制御装置１０は、例えば、図２に示すような外観をその一部に有し、外光取込口、外光導入用導光体、波長フィルタ、自照明用ＬＥＤ、自照明用導光体および液晶シャッタからなる光学系構成部を備える。
【００３７】
この光学系構成部は、内部に設けられた外光の導入経路が複数に分割されており、導入されてきた外光を各波長域に分けるための波長フィルタ（例えば、波長フィルタＡ、ＢおよびＣ）、各波長域に分けて取り込まれた外光の強度を検出するためのＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、例えば、ＰＤ＿Ａ、ＰＤ＿ＢおよびＰＤ＿Ｃ）、および各波長域に分けて取り込まれた外光の光量を調整するためのシャッタ（例えば、シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）が各導入系路上にそれぞれ設置されている（図３の上から見た図参照）。また、この光学系構成部から照明光が照射される照射口には、照明光の照射を制御するためのメインシャッタが設置されている（図３の上から見た図参照）。
【００３８】
このような構成のもと、照明制御装置１０は、外光取込口から導入されてきた外光を各導入系路上に設置された波長フィルタを通過させることにより各波長域に分けて取り込む。そして、照明制御装置１０は、各波長域に分けて取り込まれた外光の強度を各ＰＤによりそれぞれ検出する。具体的に説明すると、外光を受光したＰＤから出力されるＰＤ検出信号（外光の強度を電流に変換した信号）を、各波長域に分けて取り込まれた外光についてそれぞれ取得する。
【００３９】
そして、照明制御装置１０は、自照明用ＬＥＤ（自照明）による照明光の波長と同一となるように、各波長域に分けて取り込まれた外光のバランスを調整して加工する。具体的に説明すると、照明制御装置１０は、各波長域に分けて取り込まれた外光についてそれぞれ取得したＰＤ検出信号と、各波長域の外光についてあらかじめ定められた光量比率とを用いて、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一となるように各シャッタの開口比率を算出する。次に、照明制御装置１０は、算出した各液晶シャッタの開口比率に応じて、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口面積を調整する（シャッタ駆動信号により各液晶シャッタを駆動させて調整する）。そして、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から通過してきた光は、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路にそれぞれ導出されて結合されることにより、自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長に加工される。
【００４０】
このようにして、外部光源から導入された外光の波長を自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工した後、照明制御装置１０は照明照射制御を行う（図１の（３）参照）。具体的には、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の強度に応じて、自照明用ＬＥＤによる照明光の強度を調節するとともに、例えば、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用ＬＥＤによる照明光とを結合させて、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路と同一の経路から照明として被写体２に照射するように制御する。
【００４１】
例えば、照明制御装置１０は、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路に導出される各導出光の光量の総計を、ＰＤを用いたＰＤ出力信号などにより検出する。そして、各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態でメインシャッタ駆動信号によりメインシャッタを開口させて、自照明ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された照明光を照射する。一方、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には、ＬＥＤ駆動信号により自照明用ＬＥＤを点灯させ、自照明ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用のＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明光を照射する。
【００４２】
このようなことから、実施例１によれば、上述した主たる特徴の如く、外部の光源（例えば、太陽や室内の照明機器など）から外光を導入して照明として利用することが可能である。
【００４３】
［照明制御装置の構成（実施例１）］
次に、図４を用いて、実施例１に係る照明制御装置の構成を説明する。図４は、実施例１に係る照明制御装置の回路系構成部の構成を示す図である。なお、同図では、実施例１に係る照明制御装置を実現する上で必要となる構成のみを示し、その他の構成については記載を省略している。
【００４４】
実施例１に係る照明制御装置１０は、外部光源１から照射される外光の導入経路が複数に分割された光学系構成部（例えば、図３参照）と、この光学系構成部の動作を制御する回路系構成部とを含んで構成される。なお、特許請求の範囲に記載の「導入手段」は、この光学系構成部に対応し、特許請求の範囲に記載の「加工手段」および「照射制御手段」は、光学系構成部および回路系構成部に対応する。
【００４５】
光学系構成部は、外光取込口、外光導入用導光体、波長フィルタ、自照明用ＬＥＤ、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、自照明用導光体および液晶シャッタから構成される（図２参照）。
【００４６】
このうち、外光導入用導光体は、外部光源１（例えば、太陽や室内の照明機器など）に向けて設置された外光取込口から外光を内部へ導入する（図２参照）。なお、外光導入用導光体の代わりに、ミラや光ファイバ、プリズムなどの光学素子を用いて、外光を内部へ導入するようにしてもよい。また、自照明用導光体は、自照明用ＬＥＤによる照明光を被写体２の方向へ導出する。
【００４７】
波長フィルタは、例えば、ＲＧＢ３原色のＲの波長に対応する波長フィルタＡ、ＲＧＢ３原色のＧの波長に対応する波長フィルタＢ、およびＲＧＢ３原色のＢの波長に対応する波長フィルタＣが、複数に分割された各導入系路上にそれぞれ設置され、外光取込口から外光導入用導光体により内部に導入されてきた外光を各波長域（ＲＧＢ３原色の各波長域）に分ける。
【００４８】
ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）は、複数に分割された各導入系路上に設置され（例えば、例えば、ＰＤ＿Ａ、ＰＤ＿ＢおよびＰＤ＿Ｃ）、波長フィルタを通過して各波長域に分けられた外光の強度を検出する。具体的には、受光面に受光した外光の強度を電流値に変換して、後述する回路系構成部のバッファアンプ１２にＰＤ検出信号として出力する。
【００４９】
液晶シャッタは、各波長域に分けられた外光のバランス調整および被写体２に対する照明光の照射制御を行う。なお、光学系構成部には、液晶シャッタとして、各波長域に分けられた外光の光量を調整するために各導入系路上に設置されたシャッタ（例えば、シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）と、被写体２に対する照明光の照射を制御するメインシャッタとが備えられる（図３参照）。なお、液晶シャッタの代わりに圧電ミラを用いることもできる。
【００５０】
また、図４に例示するように、光学系構成部の動作を制御する回路系構成部は、制御部１１と、バッファアンプ１２と、シャッタ駆動回路１３と、ＬＥＤ駆動回路１４とから構成される。
【００５１】
バッファアンプ１２は、各ＰＤに対応付けて備えられ、各ＰＤから受け付けたＰＤ検出信号をそれぞれ電圧値に変換して制御部１１に出力する。
【００５２】
制御部１１は、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一となるように、各波長域に分けて取り込まれた外光のバランスを調整して加工する。具体的に説明すると、制御部１１は、バッファアンプ１２から受け付けた各電圧値と、各波長域（ＲＧＢ３原色の各波長域）の外光についてあらかじめ定められた光量比率とを用いて、自照明用ＬＥＤから照射される照明光の波長と同一となるように各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口比率を算出する。
【００５３】
ここで、自照明用ＬＥＤから照射される照明光が白色光である場合を例に挙げて、光量比率の算定について簡単に説明する。ＣＩＥ（国際照明委員会）において白色光のＲＧＢ３原色は、Ｒが７００．０（ｎｍ）、Ｇが５４６．３（ｎｍ）、Ｂが４３５．８（ｎｍ）と規定されていることから、これらの波長ピークを持つ波長フィルタをそれぞれ設置するならば、光量比率は次のように算出される。すなわち、ＣＩＥにおいて白色光の３刺激値ＸＹＺは、Ｘ：Ｙ：Ｚ＝１：１：１と規定され、また、図５の（１）式によりＲＧＢ系に変換される。続いて、同式にＸ＝Ｙ＝Ｚを代入すると図５の（２）が得られる。そして、図５の（３）に示すように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝４：３：３とする光量比率が図５の（２）から算定される。
【００５４】
このようにして算定された光量比率を用いて、制御部１１は、各シャッタの開口比率を次のように算出する。すなわち、図６の（１）に示すように、各電圧値を対応する光量比率の各定数でそれぞれ除算した複数の値の中の最小値を求める。例えば、自照明用ＬＥＤから照射される照明光が白色光であり、波長フィルタＡがＲＧＢ３原色のＲの波長に対応している場合には、制御部１１は、波長フィルタＡが設置されている同一の導入経路からのＰＤ検出信号がバッファアンプ１２により電圧に変換された電圧値を光量比率の定数「４」で除算する。同様に、制御部１１は、波長フィルタＢがＲＧＢ３原色のＧの波長に対応している場合には、波長フィルタＢが設置されている同一の経路の電圧値を光量比率の定数「３」で除算するとともに、波長フィルタＣがＲＧＢ３原色のＢの波長に対応している場合には、波長フィルタＣが設置されている同一の経路の電圧値を光量比率の定数「３」で除算する。そして、それぞれ除算して得られた複数の値の中の最小値を求める。
【００５５】
次に、制御部１１は、図６の（２）に示すように、求められた最小値と光量比率の各定数とを乗算して得た複数の値を、各定数に対応する電圧値でそれぞれ除算することにより各シャッタの開口比率（Ｃ＿Ａ、Ｃ＿ＢおよびＣ＿Ｃ）を算出する。そして、制御部１１は、算出した各シャッタの開口比率に対応するシャッタ駆動信号を各シャッタ駆動回路１３にそれぞれ生成させる。
【００５６】
なお、開口比率に応じて開口面積が調整された各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から通過してきた光は、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路にそれぞれ導出されて結合されることにより、自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長に加工される。
【００５７】
また、制御部１１は、導入した外光の波長を自照明ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工した後、照明照射制御を行う。具体的に説明すると、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の強度に応じて、自照明ＬＥＤによる照明光の強度を調節するとともに、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明ＬＥＤによる照明光とを結合させて、自照明ＬＥＤによる照明光の照射経路と同一の経路から、結合された照明光を被写体２に照射するように制御する。
【００５８】
例えば、制御部１１は、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から、自照明ＬＥＤによる照明光の照射経路に導出される各導出光の光量の総計を上記で説明した最小値と光量比率の各定数の総和とを乗算することにより求める（図６の（３）参照）。あるいは、制御部１１は、各導出光の光量の総計をＰＤを用いたＰＤ出力信号により検出する。そして、制御部１１は、求められた各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には、メインシャッタ駆動信号をシャッタ駆動回路１３から生成出力してメインシャッタを開口させ、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態で照明を照射する。
【００５９】
一方、制御部１１は、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には、ＬＥＤ駆動信号をＬＥＤ駆動回路１４により生成出力して自照明用ＬＥＤを点灯させるとともに、メインシャッタ駆動信号をシャッタ駆動回路１３により生成出力してメインシャッタを開口させ、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用のＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明を照射する。なお、制御部１１は、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の光量を差し引いて、撮影のために不十分な光量を補うように、自照明用ＬＥＤの光量を調節した状態で点灯させるようにＬＥＤ駆動信号を出力してもよいし、撮影の品質を最優先とする場合には、自照明用ＬＥＤは常時最大限の光量に調節した状態で点灯させるようにＬＥＤ駆動信号を出力してもよい。      
【００６０】
シャッタ駆動回路１３は、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口面積を開口比率に応じて調整するために、シャッタ駆動信号をそれぞれ生成して各シャッタに出力する。また、ＬＥＤ駆動回路１４は、自照明用ＬＥＤを点灯するために、ＬＥＤ駆動信号を生成して自照明用ＬＥＤに出力する。
【００６１】
［照明制御装置の処理（実施例１）］
続いて、図７および図８を用いて、例えば、実施例１に係る照明制御装置の処理を説明する。図７は、実施例１に係る照明制御装置の外光加工処理の流れを示すフローチャートであり、図８は、実施例１に係る照明制御装置の照明照射制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
［外光加工処理（実施例１）］
まず、図７を用いて、実施例１に係る照明制御装置の外光加工処理を説明する。同図に示すように、制御部１１は、各バッファアンプ１２から電圧値を受け付けると（ステップＳ７０１肯定）、バッファアンプ１２から受け付けた各電圧値と、各波長域（ＲＧＢ３原色の各波長域）の外光についてあらかじめ定められた光量比率とを用いて、自照明用ＬＥＤから照射される照明光の波長と同一となるように各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口比率を算出する（ステップＳ７０２）。
【００６３】
ここで、自照明用ＬＥＤから照射される照明光が白色光である場合を例に挙げて、光量比率の算定について簡単に説明する。ＣＩＥ（国際照明委員会）において白色光のＲＧＢ３原色は、Ｒが７００．０（ｎｍ）、Ｇが５４６．３（ｎｍ）、Ｂが４３５．８（ｎｍ）と規定されていることから、これらの波長ピークを持つ波長フィルタをそれぞれ設置するならば、光量比率は次のように算出される。すなわち、ＣＩＥにおいて白色光の３刺激値ＸＹＺは、Ｘ：Ｙ：Ｚ＝１：１：１と規定され、また、図５の（１）式によりＲＧＢ系に変換される。続いて、同式にＸ＝Ｙ＝Ｚを代入すると図５の（２）が得られる。そして、図５の（３）に示すように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝４：３：３とする光量比率が図５の（２）から算定される。
【００６４】
このようにして算定された光量比率を用いて、制御部１１は、各シャッタの開口比率を次のように算出する。すなわち、図６の（１）に示すように、各電圧値を対応する光量比率の各定数でそれぞれ除算した複数の値の中の最小値を求める。例えば、自照明用ＬＥＤから照射される照明光が白色光であり、波長フィルタＡがＲＧＢ３原色のＲの波長に対応している場合には、制御部１１は、波長フィルタＡが設置されている同一の導入経路からのＰＤ検出信号がバッファアンプ１２により電圧に変換された電圧値を光量比率の定数「４」で除算する。同様に、制御部１１は、波長フィルタＢがＲＧＢ３原色のＧの波長に対応している場合には、波長フィルタＢが設置されている同一の経路の電圧値を光量比率の定数「３」で除算するとともに、波長フィルタＣがＲＧＢ３原色のＢの波長に対応している場合には、波長フィルタＣが設置されている同一の経路の電圧値を光量比率の定数「３」で除算する。そして、それぞれ除算して得られた複数の値の中の最小値を求める。
【００６５】
次に、制御部１１は、図６の（２）に示すように、求められた最小値と光量比率の各定数とを乗算して得た複数の値を、各定数に対応する電圧値でそれぞれ除算することにより各シャッタの開口比率（Ｃ＿Ａ、Ｃ＿ＢおよびＣ＿Ｃ）を算出する。そして、制御部１１は、算出した各シャッタの開口比率に対応するシャッタ駆動信号を各シャッタ駆動回路１３にそれぞれ生成させる。
【００６６】
シャッタ駆動回路１３は、生成したシャッタ駆動信号を各シャッタにそれぞれ出力することにより、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口面積を開口比率に応じて調整させる（ステップＳ７０３）。
【００６７】
なお、開口比率に応じて開口面積が調整された各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から通過してきた光は、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路にそれぞれ導出されて結合されることにより、自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長に加工される。
【００６８】
［照明照射制御処理（実施例１）］
まず、図８を用いて、実施例１に係る照明制御装置の照明照射制御処理を説明する。同図に示すように、制御部１１は、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ）の開口部から、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路に導出される各導出光の光量の総計が撮影のために十分であるか否か判定する（ステップＳ８０１）。
【００６９】
判定の結果、制御部１１は、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には（ステップＳ８０１否定）、ＬＥＤ駆動回路１４からＬＥＤ駆動信号を生成出力させて自照明用ＬＥＤを点灯するとともに（ステップＳ８０２）、シャッタ駆動回路１３からメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用ＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明を照射する（ステップＳ８０３）。
【００７０】
一方、各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には（ステップＳ８０１肯定）、制御部１１は、シャッタ駆動回路１３からメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態で照明を照射する（ステップＳ８０３）。
【００７１】
なお、制御部１１は、自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長に加工された外光の光量を差し引いて、撮影のために不十分な光量を補うように、自照明用ＬＥＤの光量を調節した状態で点灯させるようにＬＥＤ駆動信号を出力してもよいし、撮影の品質を最優先とする場合には、自照明用ＬＥＤは常時最大限の光量に調節した状態で点灯させるようにＬＥＤ駆動信号を出力してもよい。
【００７２】
［実施例１の効果］
上述してきたように、実施例１によれば、外部の光源から被写体に照射される外光を導入して、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一の波長に加工するとともに、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路と同一の経路から加工された外光を照明として被写体に照射するように制御するので、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自らが制御する自照明用ＬＥＤの照明光と同一の波長を持った光に加工して、同一の照射角度および照射分布を持った照明として照射することができ、自照明として利用することが可能である。また、明るい屋外など、外光が強い撮影環境下であっても、外光強度に応じて照明強度を自然と強化させることが可能である。
【００７３】
また、実施例１によれば、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光に、自照明用ＬＥＤによる照明光を結合させて被写体に照明として照射するように制御するので、例えば、外光強度が弱い環境下である場合には、照明光により自照明を適切な強度に強化して照射することが可能である。
【００７４】
また、実施例１によれば、外光の波長を自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一になるように加工するので、照明の役割を果たすための主要な特性である波長について導入した外光を適切に加工することができ、自照明として利用することが可能である。
【００７５】
また、実施例１によれば、波長フィルタを用いて、外光の波長を自照明用ＬＥＤによる照明光と同一になるように加工するので、簡易な構成で導入した外光を適切に加工することが可能である。
【００７６】
また、実施例１によれば、導光体、鏡、光ファイバおよびプリズムのいずれか一つまたは複数を用いて外光を導入するので、簡易な構成で外光を導入することが可能である。
【００７７】
また、実施例１によれば、導入された外光が複数の波長を持って構成されている場合に、各波長の光量を制御するので、例えば、可視光などのように広い波長分布を持つ外光について、例えば、ＲＧＢなどの各波長成分の光量を制御することで各波長のバランスを調整することができ、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長分布と同一の波長分布に加工することが可能である。
【００７８】
また、実施例１によれば、液晶シャッタを用いて導入された外光の光量を制御するので、簡易な構成で導入された外光の光量を制御することが可能である。
【００７９】
また、実施例１によれば、導入された外光の強度に応じて、自照明用ＬＥＤによる照明光の強度を調整したうえで、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一の波長に加工された外光に、自照明用ＬＥＤによる照明光を結合させて被写体に照明として照射するように制御するので、十分な照明強度を確保しつつ、自照明用ＬＥＤによる照明光の点灯に要する電力を節約することが可能である。
【実施例２】
【００８０】
ところで、上述してきた実施例１に係る照明制御装置を撮像装置に適用して、所定の画像を取得するようにしてもよい。そこで、以下の実施例２では、実施例１に係る照明制御装置を適用した撮像装置の概要および特徴、撮像装置の構成および処理を順に説明し、最後に実施例２による効果を説明する。
【００８１】
［撮像装置の概要および特徴（実施例２）］
まず、図９を用いて、実施例２に係る撮像装置の概要および特徴を説明する。図９は、実施例２に係る撮像装置の概要および特徴を説明するための図である。なお、実施例２に係る撮像装置２０は、上記の実施例１で説明した照明制御装置と同様の外観（図２参照）および光学系構成部（図３参照）を有する。
【００８２】
実施例２に係る撮像装置２０は、被写体に対して照明装置（例えば、ＬＥＤ照明やファイバ照明など）から照明光を照射して、被写体の画像を撮影することを概要とするが、外部の光源（例えば、太陽や室内の照明機器など）から導入した外光を照明として利用するとともに外光の影響を排除した画像を取得することが可能である点に主たる特徴がある。
【００８３】
そして、実施例２に係る撮像装置２０は、照明処理部において、自照明用ＬＥＤによる照明光の波長と同一となるように、各波長域に分けて取り込まれた外光のバランスを調整して加工するとともに、外部光源から導入され、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の強度に応じて、自照明用ＬＥＤによる照明光の強度を調節する点は、上記の実施例１で説明したのと同様であるが、以下に説明する点に主たる特徴がある。
【００８４】
すなわち、この主たる特徴について具体的に説明すると、図９に示すように、実施例２に係る撮像装置２０は、撮影処理部において照明照射画像を取得する（図９の（４）参照）。
【００８５】
具体的に説明すると、撮像装置２０は、撮影処理部における撮像にタイミングに照明の照射を同期させるための撮像同期信号を撮影処理部から照明処理部に出力する。そして、撮像装置２０は、撮像部（図２参照）を介して、照明照射時に被写体２を撮影した照明照射時の画像と、照明非照射時に被写体２を撮影した照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明のみが照射された画像を取得する（例えば、図１６参照）。
【００８６】
このようなことから、実施例２によれば、上述した主たる特徴の如く、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自照明の照明光と同一の特性（例えば、波長）を持った光に加工して利用することができ、外光の影響を排除した画像を取得することが可能である。
【００８７】
［撮像装置の構成（実施例２）］
次に、図１０を用いて、実施例２に係る撮像装置の構成を説明する。図１０は、実施例２に係る撮像装置の回路系構成部の構成を示すブロック図である。なお、同図では、実施例２に係る撮像装置を実現する上で必要となる構成のみを示し、その他の構成については記載を省略している。
【００８８】
実施例２に係る撮像装置２０は、外部光源１から照射される外光の導入経路が複数に分割された光学系構成部（例えば、図３参照）と、光学系構成部の動作を制御する照明処理部２１および撮像部を介して撮影処理を実行する撮影処理部２２からなる回路系構成部（図１０参照）とを含んで構成される。そして、実施例２に係る撮像装置２０は、実施例１に係る照明制御装置と以下に説明する点が異なる。
【００８９】
すなわち、照明処理部２１は、上記の実施例１で説明した回路系構成部の制御部１１と同様に、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光の強度に応じて、自照明ＬＥＤによる照明光の強度を調節するとともに、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用ＬＥＤによる照明光とを結合させて、自照明用ＬＥＤのよる照明光の照射経路と同一の経路から、被写体２に照明として照射するように制御するが、さらに、照明の照射および非照射のタイミングを制御する。
【００９０】
具体的に説明すると、照明処理部２１は、撮影処理部２２から受け付ける撮像同期信号が「ＯＮ」であるか否か確認する。確認の結果、撮像同期信号が「ＯＮ」である場合には、続いて、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口部から自照明用ＬＥＤによる照射経路に導出される各導出光の光量の総計が撮影のために十分であるか否か判定する。判定の結果、各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には、シャッタ駆動回路２１ｂからメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態で照明を照射する。
【００９１】
これとは反対に、照明処理部２１は、判定の結果、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には、ＬＥＤ駆動回路２１ｃからＬＥＤ駆動信号を生成出力させて自照明用ＬＥＤを点灯するとともに、シャッタ駆動回路２１ｂからメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用のＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明を照射する。
【００９２】
また、照明処理部２１は、撮影処理部２２から受け付ける撮像同期信号が「ＯＮ」であるか否か確認した結果、撮像同期信号が「ＯＦＦ」である場合には、メインシャッタ駆動信号を出力せず、照明の照射は行わない。
【００９３】
撮影処理部２２は、照明照射画像を取得する処理部である。具体的に説明すると、撮影処理部２２は、撮像にタイミングに照明の照射を同期させるための撮像同期信号を照明処理部２１に出力する。そして、撮影処理部２２は、照明処理部２１と連携した撮影処理を実行して照明照射時および照明非照射時の被写体２の画像を撮影取得して、照明照射時に被写体２を撮影した照明照射時の画像と、照明非照射時に被写体２を撮影した照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明のみが照射された画像（照明照射画像）を取得する（例えば、図１６参照）。なお、撮影処理部２２は、所定のファインダやレンズによって構成される撮像部（図２参照）を介して被写体２の画像を撮影取得する。
【００９４】
なお、請求の範囲に記載の「画像取得手段」は撮影処理部２２に対応する。
【００９５】
［撮像装置の処理（実施例２）］
続いて、図１１および図１２を用いて、実施例２に係る撮像装置の処理を説明する。図１１は、実施例２に係る撮像装置の照明照射制御処理の流れを示すフローチャートである。図１２は、実施例２に係る画像取得処理の流れを示すフローチャートである。
【００９６】
［照明照射制御処理（実施例２）］
まず、図１１を用いて、実施例２に係る照明照射制御処理を説明する。例えば、ユーザによって撮像装置２０の電源が立ち上げられると、同図に示すように、照明処理部２１は、撮影処理部２２から受け付ける撮像同期信号が「ＯＮ」であるか否か確認する（ステップＳ１１０１）。確認の結果、撮像同期信号が「ＯＮ」である場合には（ステップＳ１１０１肯定）、照明処理部２１は、続いて、各シャッタ（シャッタＡ、シャッタＢおよびシャッタＣ、図３参照）の開口部から、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路に導出される各導出光の光量の総計が撮影のために十分であるか否か判定する（ステップＳ１１０２）。
【００９７】
判定の結果、照明処理部２１は、各導出光の光量の総計が撮影のために不十分である場合には（ステップＳ１１０２否定）、ＬＥＤ駆動回路２１ｃからＬＥＤ駆動信号を生成出力させて自照明用ＬＥＤを点灯するとともに（ステップＳ１１０３）、シャッタ駆動回路２１ｂからメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光と自照明用ＬＥＤによる照明光と結合させた状態で照明を照射する（ステップＳ１１０４）。
【００９８】
一方、判定の結果、各導出光の光量の総計が撮影のために十分である場合には（ステップＳ１１０２肯定）、照明処理部２１は、シャッタ駆動回路２１ｂからメインシャッタ駆動信号を生成出力させてメインシャッタを開口し、自照明用ＬＥＤは消灯したままにした状態で照明を照射する（ステップＳ１１０４）。
【００９９】
ここで、ステップＳ１１０１の説明に戻ると、照明処理部２１は、撮影処理部２２から受け付ける撮像同期信号が「ＯＮ」であるか否か確認した結果、撮像同期信号が「ＯＦＦ」である場合には（ステップＳ１１０１否定）、メインシャッタ駆動信号を出力せず、照明の照射は行わない。
【０１００】
［画像取得処理（実施例２）］
続いて、図１２を用いて、実施例２に係る画像取得処理を説明する。撮影処理部２２は、撮像にタイミングに照明の照射を同期させるための撮像同期信号を照明処理部２１に出力する。そして、同図に示すように、撮影処理部２２は、照明処理部２１と連携した撮影処理を実行して照明照射時および照明非照射時の被写体２の画像を撮影取得して（ステップＳ１２０１）、照明照射時に被写体２を撮影した照明照射時の画像と、照明非照射時に被写体２を撮影した照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明光のみが照射された画像（照明照射画像）を取得する（ステップＳ１２０２）。
【０１０１】
［実施例２の効果］
上述してきたように、実施例２によれば、外部の光源から導入された外光を自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工して、自照明用ＬＥＤによる照明光の照射経路と同一の経路から、自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長に加工された外光を照明として被写体２に照射するように制御するとともに、被写体２の画像を撮影するタイミングと同期させて照明の照射および非照射を制御し、照明照射時に撮影した画像と照明非照射時に撮影した画像との差分を取ることにより、被写体２に照明光のみが照射された画像を取得するので、例えば、太陽や室内照明などから導入した外光を自照明用ＬＥＤによる照明光と同一の波長を持った照明光に加工して利用することができ、例えば、生体認証や監視などの目的で用いるために外光の影響を排除した最適な画像を取得することが可能である。また、明るい屋外など、外光が強い撮影環境下であっても、外光強度に応じて照明強度を自然と強化させることができ、環境を選ぶことなく、例えば、生体認証や監視などの目的で用いるために最適な画像を取得することが可能である。
【０１０２】
また、上述してきた実施例２では、撮影処理部２２により撮影された照明照射時の画像と、照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明のみが照射された画像（照明照射画像）を取得する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮影処理部２２により撮影された照明照射時の画像を取得するようにしてもよい。
【０１０３】
なお、上述してきた実施例２では、本発明に係る照明制御装置を撮像装置に適用する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラのビューファインダのバックライトの技術にも本発明に係る照明制御装置を同様に適用することができる。
【実施例３】
【０１０４】
上記の実施例２では、自照明用の光源として単数の自照明用ＬＥＤを使用する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の自照明用ＬＥＤを使用するようにしてもよい。そこで、以下では、図１３および図１４を用いて、実施例３に係る撮像装置の概要および構成を説明する。図１３は、実施例３に係る撮像装置の光学系構成部の具体的な外観構成を示す図である。図１４は、実施例３に係る撮像装置の回路系構成部の構成を示す図である。
【０１０５】
図１３に示すように、実施例３に係る撮像装置の光学系構成部は、実施例２に係る撮像装置２０の光学系構成部と基本的には同様の構成であるが、複数の自照明用のＬＥＤ（ＬＥＤ１およびＬＥＤ２）と、各自照明用ＬＥＤから照射される照明光の波長と同一の波長となるように、外部光源から導入された外光を加工するための波長フィルタ（ＬＥＤ１に対応する波長フィルタ１およびＬＥＤ２に対応する波長フィルタ２）とを備える点が異なる。
【０１０６】
また、図１４に示すように、実施例３に係る撮像装置の回路系構成部は、実施例２に係る撮像装置２０の回路系構成部と基本的には同様の構成であるが、複数の自照明用ＬＥＤに対応づけて複数のＬＥＤ駆動回路２１ｃを備える点が異なる。
【０１０７】
さらに、図１４に示すように、実施例３に係る撮像装置の撮影処理部２２は、複数の撮像同期信号（Ｓ１およびＳ２）を照明処理部２１に出力する点が実施例２に係る撮像装置２０とは異なる。ここで、撮像同期信号Ｓ１は、ＬＥＤ１から照射される照明光を利用して撮影するための同期信号であり、撮像同期信号Ｓ２は、ＬＥＤ２から照射される照明光を利用して撮影するための同期信号である。
【０１０８】
これらの撮像同期信号に応じた処理について具体的に説明する。すなわち、撮影処理部２２から撮像同期信号Ｓ１を受け付けた照明処理部２１は、ＬＥＤ１を点灯させるためのＬＥＤ駆動信号（Ｌ＿１）をＬＥＤ駆動回路２１ｃに生成させる。そして、ＬＥＤ駆動回路２１ｃは、生成したＬＥＤ駆動信号（Ｌ＿１）をＬＥＤ１に出力してＬＥＤ１を点灯させる。さらに、照明処理部２１は、シャッタ１を開口するためのシャッタ駆動信号（Ｃ＿１）をシャッタ駆動回路２１ｂに生成させる。そして、シャッタ駆動回路２１ｂは、生成したシャッタ駆動信号（Ｃ＿１）をシャッタ１に出力してシャッタ１を開口させる。
【０１０９】
また、撮影処理部２２から撮像同期信号Ｓ２を受け付けた照明処理部２１は、ＬＥＤ２を点灯させるためのＬＥＤ駆動信号（Ｌ＿２）をＬＥＤ駆動回路２１ｃに生成させる。そして、ＬＥＤ駆動回路２１ｃは、生成したＬＥＤ駆動信号（Ｌ＿２）をＬＥＤ２に出力してＬＥＤ２を点灯させる。さらに、照明処理部２１は、シャッタ２を開口するためのシャッタ駆動信号（Ｃ＿２）をシャッタ駆動回路２１ｂに生成させる。そして、シャッタ駆動回路２１ｂは、生成したシャッタ駆動信号（Ｃ＿２）をシャッタ２に出力してシャッタ２を開口させる。
【０１１０】
そして、撮影処理部２２は、各光源（ＬＥＤ１およびＬＥＤ２）を使い分けた撮像のタイミングに照明の照射を同期させるための撮像同期信号（Ｓ１およびＳ２）を照明処理部２１に出力することで、照明処理部２１と連携した撮影処理を実行して照明照射時および照明非照射時の被写体２の画像を撮影取得する。各画像の取得後、撮影処理部２２は、照明照射時に被写体２を撮影した照明照射時の画像と、照明非照射時に被写体２を撮影した照明非照射時の画像との差分（画像輝度の差分）を取ることにより、被写体２に照明光のみが照射された画像（照明照射画像）を取得する。
【０１１１】
このようなことから、自照明として利用するための光源を複数利用する場合であっても、太陽や室内照明などから導入した外光を各自照明の光源（例えば、ＬＥＤ１やＬＥＤ２）の照明光と同一の特性（例えば、波長）を持った光に加工して利用することができ、例えば、紙幣や有価証券などの真贋判定目的で用いるために外光の影響を排除した最適な画像を取得することが可能である。
【実施例４】
【０１１２】
さて、これまで本発明の実施例１〜実施例３について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例について説明する。
【０１１３】
（装置構成等）
実施例１に係る照明制御装置１０（図４参照）、実施例２または実施例３に係る撮像装置２０（図１０等参照）の回路系構成部の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、照明制御装置１０および撮像装置２０の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、照明制御装置１０の制御部１１と、シャッタ駆動回路１３とＬＥＤ駆動回路とを統合し、撮像装置２０を構成する照明処理部２１と、シャッタ駆動回路２１ｂとＬＥＤ駆動回路２１ｃとを統合するなど、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】図１は、実施例１に係る照明制御装置の概要および特徴を説明するための図である。
【図２】図２は、実施例１に係る照明制御装置の外観構成を示す図である。
【図３】図３は、実施例１に係る光学系構成部の具体的な外観構成を示す図である。
【図４】図４は、実施例１に係る照明制御装置の回路系構成部の構成を示す図である。
【図５】図５は、実施例１に係る光量比率の算定について説明するための図である。
【図６】図６は、各シャッタの開口比率および各導出光の総光量の算定について説明するための図である。
【図７】図７は、実施例１に係る照明制御装置の外光加工処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施例１に係る照明制御装置の照明照射制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施例２に係る撮像装置の概要および特徴を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施例２に係る撮像装置の回路系構成部の構成を示す図である。
【図１１】。図１１は、実施例２に係る撮像装置の照明照射制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施例２係る画像取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施例３に係る撮像装置の光学系構成部の具体的な外観構成を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例３に係る撮像装置の回路系構成部の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、従来技術を説明するための図である。
【図１６】図１６は、従来技術を説明するための図である。
【図１７】図１７は、従来技術における差分画像取得の原理を示す図である。
【図１８】図１８は、従来技術の問題点を示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  外部光源
２  被写体
１０  照明制御装置
１１  制御部
１２  バッファアンプ
１３  シャッタ駆動回路
１４  ＬＥＤ駆動回路
２０  撮像装置
２１ａ  バッファアンプ
２１ｂ  シャッタ駆動回路
２１ｃ  ＬＥＤ駆動回路
２２  撮影処理部
【国際調査報告】
2008059627.tif 000021
2008059627.tif 000022
2008059627.tif 000023
2008059627.tif 000024