(57)【要約】【課題】カメラのレンズ面は、外観に見えてしまい、いかに小型化したとしても、製品のデザインにおいてカメラを隠すことができない。また、セキュリティ上、カメラを見えないようにしようとしても、レンズは見えてしまうことになる。【解決手段】光源からの光を全反射しながら光が導光する導光板と、導光板の端面から光を入光する光源と導光板の発光面と撮像範囲が重なる位置にあるカメラからなる構成において、光源のＯＮ、ＯＦＦとカメラの撮像タイミングを同期させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を全反射にて導光する導光板と、
前記導光板の端面に位置する前記光源と、
前記導光板の発光面に対向する撮像範囲を有する撮像器と、
からなることを特徴とするカメラ一体型照明装置。
【請求項２】
前記導光板は、前記発光面に三角柱、または、凹部形状の溝をもち、前記溝のピッチをＴ、前記溝の幅をＨ、前記撮像器の画素の幅をＤ、前記撮像器の前記導光板位置での倍率をｋとすると、下記の式である請求項１記載のカメラ一体型照明装置。
２＜（Ｔ−Ｈ）／ｋＤ＜２６
【請求項３】
前記導光板の発光面は、前記撮像範囲と、撮像範囲外の非撮像範囲とを含み、
前記非撮像範囲の前記溝は、以下の式に従う請求項２記載のカメラ一体型照明装置。
（Ｔ−Ｈ）／ｋＤ＜２６
【請求項４】
前記溝の立ち上がり角の小さい方がθ１、大きい方がθ２とすると、次の式に従う、請求項２または３記載のカメラ一体型照明装置。
１４°＜θ１＜５２°、３８°＜θ２＜７６°
【請求項５】
前記溝がｎ個の複数種類からなり、立ち上がり角の小さい方がθｎ１、大きい方がθｎ２とすると、次の式に従う、請求項４記載のカメラ一体型照明装置。
Σ｜θｎ１―θｎ２｜／ｎ≦３８°
【請求項６】
前記光源の入りと切りと、前記撮像器の撮像ＯＦＦとＯＮとを同期することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカメラ一体型照明装置。
【請求項７】
前記光源の入りと切りとの周波数が、７２ヘルツ以上で、
前記光源切り時に、前記撮像器で撮像する請求項６記載のカメラ一体型照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源に用いたＬＥＤ照明装置の構成構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像カメラは、様々のところにおいて、写真撮影、セキュリュティー、安全性向上のために取り付けられようしている。デザイン性がよく照明と一体化した小型、省スペースのものが求められている。
【０００３】
従来のカメラ一体型照明装置１００を、斜視図である図７で説明する。図７において、カメラ一体型照明装置１００は、発光デバイス２０１と、光学レンズおよびイメージセンサ等の撮像デバイス１０１と、それらを保持固定、配線を有する基板３０１とからなるものである。
【０００４】
発光デバイス２０１は、光の三原色でそれぞれ発光する複数のＬＥＤから構成されている。より具体的には、赤色光で発光する複数のＬＥＤ、緑色光で発光する複数のＬＥＤ、青色光で発光する複数のＬＥＤから構成されたものである。なお、基板３０１のサイズは、例えば、２ｃｍ×１ｃｍぐらいの小型基板からなるものである。
【０００５】
このカメラ一体型照明装置１００は、携帯電話機またはＰＤＡ等の様々な携帯機器に汎用的に利用可能で、また、暗所での撮像時に発光デバイス２０１を外付けする不便さを解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２７４４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の照明装置では、撮像デバイスと発光デバイスは同軸上になく、撮像デバイスのレンズ面は、外部から見えてしまう。いかに小型化したとしても、製品のデザインにおいてカメラを隠すことができない。
【０００８】
本願目的は、撮像デバイスを有する照明装置において、人に気がつかれなく、撮像デバイスで映像を撮影することする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、光源からの光を全反射にて導光する導光板と、導光板の端面に位置する前記光源と、導光板の発光面に対向する撮像範囲を有する撮像器と、からなるカメラ一体型照明装置を用いる。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成と制御により、人の目には、発光した面の状態でカメラ、またレンズは見えることなく撮像できるカメラ一体型照明装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）実施の形態１のカメラ一体型照明装置示す断面図、（ｂ）実施の形態１のカメラ一体型照明装置示す正面図、（ｃ）（ａ）の斜視図
【図２】（ａ）実施の形態１の導光板の溝部分の部分拡大断面図、（ｂ）実施の形態１のカメラの画素の平面図、（ｃ）実施の形態１の導光板の平坦部に含まれる画素数と導光板の透明度の関係を示す図
【図３】（ａ）実施の形態２の照明装置示す断面図、（ｂ）実施の形態２の照明装置の導光板の内面の平面図
【図４】実施の形態３の導光板の溝の斜視図
【図５】実施の形態４の導光板の溝の断面図
【図６】（ａ）〜（ｂ）実施の形態５の導光板の凹部の断面図、（ｃ）（ａ）の凹部の分布を示す図
【図７】従来のカメラ一体型照明装置示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるカメラ一体型照明装置について、図１〜図２を用いて説明する。
【００１４】
図１（ａ）は、実施の形態１のカメラ一体型照明装置１０を示す断面図である。図１（ｂ）は、カメラ一体型照明装置１０の正面図であり、カメラ３が導光板１で覆われている。図１（ｂ）の破線は、覆われた状態における各部品の位置の状態を示す。図１（ｃ）は、実施の形態１のカメラ一体型照明装置１０の斜視図を示す。
【００１５】
カメラ一体型照明装置１０の構成は、図１（ａ）に示すように導光板１と、光源２と、基板４と、三角形状の溝５からなる。カメラ３は、導光板１の三角形状の溝５が形成された面側に設置されている。
＜導光板１＞
導光板１は、図１（ａ）に示すように、光源２からの光を、導光板１の発光面３０まで伝達する。そのため、曲面部分は、光が漏れないように、全反射がなりたつ曲率で、形成されている。そして、発光面３０の内側には、三角形状の溝５を形成されている。この溝５で光が外部へ出射される。
【００１６】
溝５は、三角柱の形状で、例として、そのピッチは、２５０μｍ、溝幅は１５μｍ以下、立ち上がり角は５２°で形成している。角度の詳細は、後で説明する。溝５は、カメラ３で溝５を通して撮像した場合でも、撮影画像が人の目できれいに確認できるように形成されている。溝５に関しても、後で詳細に説明する。導光板１の材質は透明のアクリル材料の成形品である。
【００１７】
図１（ｃ）に示すように、導光板１は、中空の円筒の半分に類似する形状である。一部に平面がある。両端の開口部分は開いていても、閉じられていてもよい。
【００１８】
導光板１は、球面状でなく、円筒状なので、発光面３０の平面性を確保しやすい。
＜光源２＞
光源２は、ＬＥＤ光源を用いている。図１（ａ）に示すように、導光板１の一方の端部に位置する。一方端でも十分であるが、両端部に設けてもよい。導光板１の端部にあるので、カメラ３の撮像に影響が少ない。
【００１９】
＜カメラ３＞
カメラ３は、導光板１の発光面３０の内側、裏面側に設けられている。カメラ３の撮像面が発光面３０に対向して、平行に位置している。カメラ３は、例えば、デジタルカメラを用い、画素数は６５９×４９４、レンズのサイズ６．２ｍｍ×４．３ｍｍである。画素ひとつのサイズは約９μｍである。
【００２０】
カメラ３のレンズは、例えば、導光板１の上で、画素のサイズが約３倍になるような倍率のレンズを用いる。後で、画像サイズについて説明する。
【００２１】
＜基板４＞
基板４は、光源２のＬＥＤが実装されている。長方形の厚み１ｍｍの板状であり、光源２を発光させるための回路パターンが形成されている。
【００２２】
＜カメラ３の画素と溝５との関係＞
図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて、カメラ３の画素と溝５との関係を示す。
【００２３】
図２（ａ）は、導光板１の溝５部分の部分拡大断面図である。図２（ａ）において、溝５では、導光板１中を伝わってきた光を溝５の部分で、上方（外部）へ反射する。よって、この部分は、光る部分である。溝５の溝ピッチＴから溝幅Ｈを引いた平坦部Ａ（長さａ）は、光が透過する部分である。
【００２４】
図２（ｂ）は、カメラ３の画素の平面図である。図２（ｂ）に示すように、カメラ３の１つの画素は、一辺Ｄの正方形である。全体では、縦ＬＤ２、横ＬＤ１である。画素が長方形の場合は、短い辺を基準に以下の内容が適用される。
【００２５】
この画素は、カメラ３から離れるほど拡大される。導光板１のところでは、ｋを係数とすると１辺がｋＤとなる。この状況で、平坦部Ａに拡大された画素（１辺はｋＤ）がどれくらい含まれるかにより、カメラ３で撮影された映像は、影響を受ける。
【００２６】
図２（ｃ）は、導光板１の平坦部Ａに含まれる画素数と導光板１の透明度の関係を示す図である。図２（ｃ）に、平坦部Ａ中の画素数と導光板１の透明度との関係を示す。横軸は、平坦部Ａを導光板１のところでの拡大された画素の大きさｋＤで割った値（ａ／ｋＤ）である。
この値は、大きいと１つの平坦部Ａ中の画素数が多くなる。
【００２７】
縦軸は、透明度として、カメラ３の画像を目視でレベル評価したものである。透明度が大きいものは、導光板１が透明で、外部から導光板１を通してカメラ３が見えてしまう。透明度が低いものは、撮像された映像に影響がでる。
【００２８】
結果、図２（ｃ）から、この（ａ／ｋＤ）値が、２より大きく、２６より小さいことがよい。
結果、以下の式１となる。
【００２９】
２＜ａ／ｋＤ＜２６・・・・・・（式１）
値が２以下の場合、つまり、平坦部Ａに画素２つより少ない場合、１つの画素に溝が、必ず含まれ、透明度が非常に悪い。カメラ３の撮像画像が汚い、認識しにくい。
一方、値が２６以上の場合、４％を超え、透明度が高く、導光板１が光で光っていても、内部が見えてしまう。導光板１を通して、カメラ３の存在が外部から見える。
【００３０】
＜制御＞
本構成において、光源２をＯＮ、ＯＦＦ（入り切り）させながら発光させる。カメラ３の撮像タイミングは、光源２がＯＦＦ時に、画像をとりこむ。ＯＮ、ＯＦＦは、人の目に認識できないように、周波数７２Ｈｚ以上でＯＮ、ＯＦＦさせるとよい。人が点滅していることを気がつかないためである。
【００３１】
＜効果＞
実施の形態１の構造にすることで、人は、導光板１が発光状態であると認識しているときに、内部のカメラ３により撮像できる。カメラ３は、見えないので、撮像が気がつかれない。
【００３２】
（実施の形態２）
図３（ａ）と図３（ｂ）を用いて、実施の形態２を説明する。図３（ａ）は、本発明の実施の形態２のカメラ一体型照明装置１０を示す断面図である。図３（ｂ）は、カメラ一体型照明装置１０の導光板１の内面（カメラ３側）の平面図である。
【００３３】
導光板１には、発光面３０があり、溝５が設けられている。この発光面３０の領域は、カメラ３の撮像範囲であるカメラ領域３ａと、撮像範囲外のカメラ領域外３ｂとからなる。
【００３４】
カメラ領域３ａの溝５は、実施の形態１で説明したように、式１の関係があればよい。
一方、カメラ領域外３ｂの溝５は、以下の式２がよい。
ａ／ｋＤ＜２６・・・・・・（式２）
その理由は、カメラ領域外３ｂでは、カメラ３の撮像に無関係な領域で、透明性が高いほどよいためである。ただし、外部からカメラ３が見えてはいけないので、実施の形態１と同様に、ａ／ｋＤの値が２６より小さくする必要がある。このことで、カメラ３による撮像画像を低下させることなく、明るさを向上できる。
【００３５】
（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１の溝５を部分的に変えた例である。説明しない部分は実施の形態１、２と同じである。
【００３６】
図４は、実施の形態３の三角形状の溝５の部分の拡大断面図である。導光板１に２種類の三角形状の溝５ａ、溝５ｂがある。２つの角度θ１、θ２と変えている。この２種類の溝５ａ、溝５ｂが、導光板１に形成されている。角度θ１の範囲は以下の式３である。
１４°＜θ１＜５２°・・・・（式３）
角度θ１で、光を反射する方向が大きく影響される。図４の点線で光の進路を示す。
角度θ１を制御することで、光がクロスし反対方向の２方向へ分散される。このことで、内部のカメラ３が外部からより見えず、かつ、カメラ３の映像もより鮮明となる。
【００３７】
角度θ１が、１４°より大きい理由は、以下である。角度が１４°の場合、光は全反射により、導光板１を進み、光が外部へ出ない。角度が１４°より大きいことで、光が外部へ反射される。
【００３８】
角度θ１が、５２°より小さい理由は、以下である。角度が５２°で、鉛直方向へ進むため、光が分散されない。角度が５２°以上では、光が進んできた方向へ反射されてしまう。
【００３９】
２種類の溝５ａ、５ｂは、図４のようにペアで配置されるのが、好ましい。しかし、隣り合う必要はなく、２個ずつの組み合わせでも、数個ずつの組み合わせでもよい。ランダムに、同数、配置してもよい。ただし、数に差異があると不均一になるので、それぞれの個数は、１割以内の数の差以内にする必要がある。
【００４０】
なお、頂角は、溝５の形成上、つまり、溝５の深さの確保、溝５のピッチの確保の点から、９０°付近がよい。結果、θ２は、式３から、以下の式４の範囲が好ましい。
【００４１】
３８°＜θ２＜７６°・・・・（式４）
（実施の形態４）
実施の形態４の溝５ａ、５ｂを図５に示す。図５は、図４に対応する図である。実施の形態３の角度θ１をそれぞれの溝５で変化させた例である。説明しない部分は実施の形態３と同じである。図５では、三角形状の溝５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆがある。この例では、複数種類の溝があり、４種類の場合を示す。２ｎ種類の場合の角度は、θ１１、θ１２、・・・θ１ｎ、θ２１、θ２２・・・・θ２ｎとなる。この場合、角度範囲は以下の式５の場合がよい。
【００４２】
Σ｜θｎ１―θｎ２｜／ｎ≦３８°・・・・・（式５）
角度３８°の理由は、式３で、上限と下限の差異、つまり５２°から１４°を引いた３８°である。つまり、図５で説明すると、左側２つの角度θ２１、θ２２と右側の２つの角度θ１１、θ１２の平均の差が、３８°以内である。この場合、ｎは１、２である。
【００４３】
なお、θ１１、θ１２、・・・θ１ｎ、θ２１、θ２２・・・・θ２ｎは、θ１であり、式３に従う。
【００４４】
上記の角度とすることで、目的とする配光を制御し、いろいろな方向から見ても、カメラを見えにくくする。
【００４５】
（実施の形態５）
図６（ａ）、図６（ｂ）は、実施の形態１〜４の溝５の変形例の凹部１１の斜視図を示す。円錐台形状の凹部１１と、斜円錐台形状の凹部１４である。実施の形態１〜４の溝５と異なり、ドット状の凹部である。それが複数点在する。
【００４６】
その分布を、図６（ｃ）の導光板１の平面図で示す。蜂の巣状（ハニカム）に並べてられている。光がいずれかの凹部１１に当たるようにしている。
【００４７】
角度θ、θ１、θ２は、上記実施の形態と同じ角度範囲である。角度は導光板１の中を光が伝達されてくる方向に対する角度である。
【００４８】
実施の形態１〜４の三角柱状溝に対する条件に対して、このドット状の凹部では、凹部間の平均長さ（平坦部Ａの長さａ）、凹部間の平均距離（溝ピッチＴ）で成立する。
【００４９】
このことによって、輝度ムラのおこりにくい発光パターンを得ることができる。
【００５０】
（なお書き）
上記の実施の形態はそれぞれ組み合わせすることができる。複数の種類の凹部１１が存在してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
カメラ一体型照明装置としてセキュリティ分野、ヘッドライト等に利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１  導光板
２  光源
３  カメラ
３ａ  カメラ領域
３ｂ  カメラ領域外
４  基板
５  溝
５ａ  溝
５ｂ  溝
５ｃ  溝
Ａ  平坦部
Ｄ  一辺
Ｈ  溝幅
Ｔ  溝ピッチ
１０  カメラ一体型照明装置
１１  凹部
１４  凹部
３０  発光面
１００  カメラ一体型照明装置
１０１  撮像デバイス
２０１  発光デバイス
３０１  基板
ＬＤ１  横
ＬＤ２  縦
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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