(57)【要約】  ２次元のＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサを用いるのに適した撮像装置であり、照明手段には複数の照明源を使用し、その照明源のうちいくつかは遠い視野を照明するためにレンズとずれた状態で対になっており、いくつかは近い視野を照明するためにレンズと対にならずに配置される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の照明手段及び第２の照明手段と被写体からの反射光を受光する撮像アレイとを備えた撮像装置であって、
前記第１の照明手段は前記装置から第１の距離の視野を照明するように配置され、
前記第２の照明手段は前記装置から前記第１の距離より遠い第２の距離の視野を照明するように配置され、
前記照明手段のうちの少なくとも一方が光源と中心を持つレンズとを有し、前記光源は前記レンズの前記中心に対して偏って配置されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、
前記照明手段のうちの少なくとも一方が複数の発光ダイオードから成ることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置において、
前記第１の照明手段は片側にマスク部を伴う発光ダイオードから成ることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３記載の撮画像装置において、
前記第２の照明手段は両側にマスク部を伴う発光ダイオードを少なくとも１つ有することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項３記載の撮像装置において、
前記照明手段の一方又は他方を動作させるようにユーザが選択可能なスイッチを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
筐体内に配置された撮像アレイと、撮像する被写体を照明するための複数の第１の照明源と複数の第２の照明源とを備え、
前記第１の照明源は光の放射を可能にする開口を有するマスク部によって囲まれており、前記第２の照明源は前記マスク部によって囲まれておらず、
前記第１の照明源と前記第２の照明源が前記撮像アレイからの距離が異なる被写体を照明するように配置されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６記載の撮像装置において、
前記第１の照明源は発光ダイオードを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項６記載の撮像装置において、
前記第１の照明源は複数の発光ダイオードを含み、その各発光ダイオードはマスクの開口内に配置され、そのうちの少なくとも１つの開口内の発光ダイオードは前記マスクの他の開口内の前記発光ダイオードとは前記開口に対して異なる位置に配置されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項６記載の撮像装置において、
前記第１の照明源には複数対の照明源があり、その各対内の前記照明源は前記マスクの開口に対して同様に配置されているが、異なる対間では前記開口内の前記照明源の位置が異なっていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９記載の撮像装置において、
複数のレンズを有し、前記第１の照明源は該レンズに対して対称に配置され、前記第２の照明源は前記レンズ対して非対称に配置されたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の撮像装置において、
前記装置と撮像する被写体との間の距離によって、前記第１の照明源又は第２の照明源に自動的に照明させる測距手段を設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の撮像装置において、
全ての前記照明源が共通の平面上に配設されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項１０記載の撮像装置において、
前記複数の各照明源は複数の回路基板上に設けられていることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は撮像装置に関し、より詳細には２次元撮像装置に特に適した最適照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２次元撮像装置は一般に、照明手段と相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）や電荷結合素子（ＣＣＤ）のような撮像アレイとを必要とする。このような装置は、撮像する被写体を照明するために発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の手段を用い、その被写体からの反射光が撮像マトリクスに入射する。このような装置に関する１つの問題は、被写体の照明を一定に保つことができる被写界深度が比較的狭いことである。例えば、図１は光源からの距離に応じて照度が急激に低下することを示している。
【０００３】
従来技術では、この問題に対する解決策として、一般的に撮像装置に近い領域に向けて１つ以上のＬＥＤ又は他の照明手段を追加して取付けていた。このような配置が米国特許出願公開第２００６−０２１９７９２号公報に開示されている。この出願においては、２つの操作モードが使用されて、その各操作モードが固別に使用するＬＥＤのセットを有している。近距離又は遠距離のいずれの撮像を希望するかによって、異なる操作モードが選択され、その結果、異なるＬＥＤのセットが照明することになる。しかしながら、個々のＬＥＤの位置を上記配置の状態にすることは最適とはいえない。
【０００４】
撮像アレイに近い領域を照明するために独立したＬＥＤのセットを配置した他の従来技術が米国特許出願公開第２００６−０１１８６２７号公報に開示されている。その出願においては、独立したＬＥＤのセットは、装置内にある回路基板に垂直に配置され、それらのＬＥＤからの光は近くの視野を照明する。これは、多分上記公開公報の図９に最もよく示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら及び他の従来技術の配置は全て、それらに要求される配置に対して最適とはいえず、サイズが大きくなり過ぎたり、製造コストが高くなり過ぎたり、使用しにくかったりする。多くの場合、第２の照明光源を備えると、装置の製造コストが増加する。
【０００６】
このようないくつかの従来技術における配置は、照明手段がユーザの目に光が差し込むような位置に配置されている点でも最適とはいえない。その結果、この技術分野において撮像アレイからの距離の広い範囲に亘って均一な照明できるように装置を改良する技術が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来技術がもつ上記及び他の問題は、近距離及び遠距離の両方を従来技術の多くの欠点を排除して照明する技術に関するこの発明によって解決することができる。すなわち、ＬＥＤのような複数の照明源が、それぞれレンズの背後にずれた状態で配置されて使用される。何故なら、ＬＥＤがその前にあるレンズに対してずれていると、その照明が遠く又は近くの視野を直射し得るからである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の装置を使用した場合の、撮像アレイからの距離による視野の照度変化を示す図である。
【図２】視野の近くで被写体を均一に照明しようとする従来装置の一例を示す図である。
【図３】この発明の実施例の側面図である。
【図４】この発明の実施例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図３はこの発明の照明技術を用いた撮像装置の概略側面図である。この配置は、図示のように照明手段３０１及び３０４を部分的に遮蔽するマスキング装置３０６を含み、それによって、その照明がユーザの目を直射するのを避けている。マスキング装置（マスク部）の内側部分は３０７で示される。図４に示すように、このマスク部は好ましくは連続しており、光の射出路を確保するためにＬＥＤを囲む開口を有する。
【００１０】
図３に示すように、照明手段３０４はレンズ３０５の背後にずれた（偏った）状態で配置され、それによって、そのレンズ３０５が、遠い視野を直接照明するよう作用する。これと同様な配置が照明手段３０１とレンズ３１０にも採用され図示されている。照明手段３０１及び３０４は、図３にも示すように、共に遠い視野を照明する。さらに、照明手段３０２が近い視野を照明する。
【００１１】
この配置によれば近い視野から遠い視野まで略均一な照明を行うことができるが、それでもなお、ユーザが近くの視野又は遠くの視野を選択して適切な照明源（例えばＬＥＤ）を動作させるようにしてもよい。あるいは、装置が撮像するために起動したときに単純に両方の照明源を動作させるようにすることもできる。
【００１２】
例えば、図４を参照して、ユーザは遠い視野を照明したい場合には、ＬＥＤ３０１及び３０４による照明を選択し、被写体が近い視野内にあるときにはＬＥＤ３０２による照明を選択することができる。また、例えば周知技術であるレーザを用いた測距装置によって、このような選択を自動的に行なって、適切なＬＥＤに照明させるようにすることも可能である。
【００１３】
ＬＥＤ３０１及び３０４は回路基板３４０に搭載され、他の電子部品機器は同様に回路基板３５０に搭載される。
【００１４】
ここで、ＬＥＤ３０４はレンズ３０５の側部に沿って整列しており、そのレンズ３０５はマスキング装置３０６の外側部分に沿って整列している。ＬＥＤ３０４をマスキング装置の外側寄りに配置することによって、ＬＥＤ３０４からの光線が図示のように射出し、マスキング装置の外側部分が照明手段３０１及び３０４によって発光された光をユーザに見えないように遮光する。
【００１５】
図４において、マスキング装置３０６，３０７に開口４０８があるが、これによって、ＬＥＤからの光が被写体を適切に照明するようにすることができる。ここで、留意するべきことは、複数の開口４０７〜４１０があるがそれらの開口部内のＬＥＤは、２個ずつ４組の開口の各組（対）によってそれぞれ異なる隅に最も接近している。具体的には、仮にその開口をデカルト平面で表すと、開口４０９内のＬＥＤは、その開口内の水平に対して３１５度の角度の部分に最も接近している。開口４１０内では２１５度の角度の部分になっている。開口４０７内では１３５度の角度の部分になっている。開口４０８内では４５度の角度の部分になっている。
【００１６】
開口内のＬＥＤの前述した位置決めの結果、装置から比較的遠くにある被写体のための適切な視野を照明することができる。近い視野の被写体に対しては、図３及び図４で示したように、照明手段３０２が用いられる。これらのＬＥＤ３０２はマスキング装置３０６及び３０７によって取り囲まなくても、それからの光はマスキング装置３０６及び３０７によってユーザの視界から遮られる。もちろん、説明のため３８０として概念的に示したように、この装置全体を適当な筐体内に設けてもよい。
【００１７】
上述のようにこの発明の好ましい実施例を説明してきたが、他の変形も勿論可能である。撮像アレイはＣＭＯＳ又はＣＣＤ以外の任意の適切な素子でもで構成し得る。レンズはＬＥＤマスクレンズを示したが、他の種類のレンズでもよいし、照明はＬＥＤ以外の光源から行ってもよい。これら及び他の実施例は特許請求の範囲内である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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