(57)【要約】【課題】照明手段を機械的あるいは電気的に駆動することなく、照明ムラの無い画像を生成する。【解決手段】被写体を照らす（Ｓ１０７）照明手段の照明ムラ領域を検出する（Ｓ１０８）照明ムラ検出手段を有し、前記照明ムラ検出手段により検出された照明ムラ領域が所定以上の大きさである（Ｓ１０９）場合に、前記照明手段の配光範囲内の画像信号により画像を生成する（Ｓ１１０，Ｓ１１１）ようにしている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を照らす照明手段の照明ムラ領域を検出する照明ムラ検出手段を有し、
前記照明ムラ検出手段により検出された照明ムラ領域が所定以上の大きさである場合に、前記照明手段の配光範囲内の画像信号により画像を生成することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体を照らす照明手段の照明ムラ領域を検出する照明ムラ検出手段と、
ユーザーの操作により画像生成領域を設定する領域設定手段と、
を有し、
前記領域設定手段により設定された画像生成領域が前記照明ムラ検出手段により検出された照明ムラ領域に重なる場合、警告を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記照明ムラ検出手段は、前記照明手段により被写体を照射した状態と照射していない状態の画像データの差分値を求めることにより、照明ムラ領域を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
検出された前記照明ムラ領域が所定以上の大きさである場合に、前記配光範囲内に撮像画角を規制することを特徴とする請求項１または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
検出された前記照明ムラ領域が所定以上の大きさである場合に、レンズの広角側への変倍動作を規制することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
検出された前記照明ムラ領域が所定以上の大きさである場合に、前記配光範囲内の画像信号を切り出し、所定のフォーマットの解像度まで拡大することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を照らす照明手段の照明ムラ領域を検出する照明ムラ検出手段を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低照度下で良好な撮像画面を得るために、被写体を照明するためのランプや白色ＬＥＤ等の照明装置を内蔵した撮像装置が知られている。
【０００３】
通常、照明手段を内蔵した撮像装置は、図８に示すように、撮像装置本体１内に撮像レンズ２と照明手段の一部を成す光学系４とが間隔Ｌをもって配置されている。撮像レンズ２により得られた被写体の像は撮像素子３上に結像される。照明手段は、光学系４およびランプ、白色ＬＥＤなどの発光部５により構成され、発光部５が発光すると光学系４が発光された光を効率よく被写体に照射する。このようにして被写体を照明する照明手段の配光特性は光学系４により設定され、撮像レンズ２の画角に合わせて多くの場合、被写体距離２〜３ｍの通常撮影時に適正な光量分布が得られるように設定されている。
【０００４】
上記照明手段を内蔵した撮像装置では、図８に示すように、撮像レンズ２の光軸２ａと光学系４の光軸４ａが間隔Ｌをもって配置されている。被写体が撮像装置に対し位置６ａより遠くにある場合は、撮影画角のほぼ全域が照明手段により照明され、鮮明な画像を撮影できる。したがって、人物や風景を対象とした通常撮影の場合は問題ない。しかし、被写体が撮像装置本体１側に近づくと、照明手段の照射範囲と撮像レンズ２の撮影範囲にパララックスが生じる。この場合、照明手段の照射範囲は撮影範囲の全域をカバー出来なくなり、撮影した画像は照明ムラの大きなものとなる。例えば図８において、被写体が位置６ｂにある場合、被写体の照明手段側の半分の領域は照明されるが、撮像レンズ２側の半分の領域は照明されない。
【０００５】
また、撮像レンズ２がズームレンズであった場合、撮影画角の全域が照明手段により照明される被写体位置６ａであっても、更に広角側にズーム操作が行われると照明ムラが発生してしまう。そのため、照明を必要とする室内等におけるマクロ撮影においては、照明ムラのない良好な結果を得ることは困難であった。
【０００６】
そこで上記の問題を解決するために、多くの提案がなされている。例えば、特許文献１には、被写体距離に応じて照明手段を機械的に回動し、照射方向を変える技術が開示されている。また、特許文献２には、被写体を照射するビデオライトを内蔵したビデオカメラにおいて、第１および第２のビデオライトをズームレンズの焦点距離に連動して可変にしている。そして、広角撮影の時は、照射方向のなす角度を広げてより広角範囲を効率良く照明し、狭角撮影の時は、ビデオライトを内側へ向けて照射方向のなす角度を狭めて照明範囲を一致させ、同一被写体をより明るく照明する技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭５７−１２２４２３号公報
【特許文献２】特開平９−２００６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記いずれの撮像装置においても、照明手段を機械的あるいは電気的に駆動する必要があるため、機構が複雑になると共に部品点数増によるコストアップ、並びに、撮像装置本体が大型化してしまうという課題を有していた。
【０００８】
（発明の目的）
本発明の目的は、照明手段を機械的あるいは電気的に駆動することなく、照明ムラの無い画像を生成することのできる撮像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、被写体を照らす照明手段の照明ムラ領域を検出する照明ムラ検出手段を有し、前記照明ムラ検出手段により検出された照明ムラ領域が所定以上の大きさである場合に、前記照明手段の配光範囲内の画像信号により画像を生成する撮像装置とするものである。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、請求項２に記載の本発明は、被写体を照らす照明手段の照明ムラ領域を検出する照明ムラ検出手段と、ユーザーの操作により画像生成領域を設定する領域設定手段とを有し、前記領域設定手段により設定された画像生成領域が前記照明ムラ検出手段により検出された照明ムラ領域に重なる場合、警告を行う撮像装置とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、照明ムラの無い画像を生成することができる撮像装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。
【実施例】
【００１３】
図１は本発明の一実施例に係わる撮像装置の一例であるビデオカメラの回路構成を示すブロック図、図２は図１のビデオカメラを正面方向（被写体側）から見た斜視図、図３は図１のビデオカメラを右後方から見た斜視図、図４は図１のビデオカメラを左後方から見た斜視図である。
【００１４】
ビデオカメラ１００は、図１に示すように、レンズ１０１、撮像部１０２、ズーム制御部１２３、カメラ信号処理部１０３、圧縮伸張処理部１０４、表示部１０５を備えている。さらに、記録再生処理部１０６、メモリーカード１０７、レコーダー制御部１０８、テープメディア１０９、マイクロフォン１１０、音声信号処理部１１１、ストロボ制御部１１２、ストロボ１１３を備えている。さらには、ビデオライト制御部１１４、ビデオライト１１５、メモリ１１６、メモリ制御部１１７、ＣＰＵ１１８、操作部１１９、電源制御部１２０、バッテリ１２１を備えている。そして、上記各機能ブロックはそれぞれデータバス１２２を介して互いにデータ通信可能に接続されている。
【００１５】
上記構成のビデオカメラ１００において、メモリ１１６は、データバス１２２を介して各機能ブロックでタイム・シェアリングして使用され、メモリ制御部１１７により制御及び管理されている。レンズ１０１は、フォーカス及びズーム等の光学レンズ群及び絞りから構成され、被写体の画像を取り込む。撮像部１０２は、光学像を電気信号に変換するＣＣＤなどの撮像素子、及び、アナログ信号出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器などから構成される。ズーム制御部１２３は、操作部１１９からの指示に従い、レンズ１０１のズーミングを制御する。
【００１６】
カメラ信号処理部１０３は、撮像部１０２から送られてくる画像信号に対して、色分離、階調補正及びホワイトバランス調整、デジタルズームなどの信号処理を施す。音声信号処理部１１１は、マイクロフォン１１０から入力された音声信号を所定レベルにゲインコントロールしてデジタル化することで、音声データとして出力する。
【００１７】
圧縮伸張処理部１０４は、カメラ信号処理部１０３から出力された画像データ及び音声信号処理部１１１から出力された音声データを所定の圧縮符号化方式により圧縮符号化する。また、再生時には、記録再生処理部１０６より出力されたデータに対して、所定の圧縮符号化方式に対応した伸張処理を施し、圧縮符号化前の画像データ及び音声データを取得する。
【００１８】
表示部１０５は、図３に示す液晶パネル１０５ａと電子ビューファインダ（ＥＶＦ）１０５ｂにより構成され、圧縮伸張処理部１０４で圧縮符号化対象の画像データを表示する。再生時には、圧縮伸張処理部１０４で得られた再生データを表示する。さらに、必要に応じてビデオカメラ本体１００の動作状況をオンスクリーン・ディスプレイ情報として表示する。
【００１９】
記録再生処理部１０６は、圧縮伸張処理部１０４で得られた圧縮符号化後のデータに対して、エラー訂正符号化処理や変調処理等を施す。更に同期、ＩＤなどのデータを付加して記録に適した形態に変換した後、テープメディア１０９あるいはメモリーカード１０７等の記録媒体に記録する。再生時には、テープメディア１０９またはメモリーカード１０７から読み出したデータから元のデジタルデータを検出し、エラー訂正及び復調等の処理を施す。この際、レコーダー制御部１０８は、テープメディア１０９の走行を制御する。
【００２０】
ストロボ制御部１１２は、静止画撮影時に、被写体輝度が所定値以下であると判定するとストロボ１１３を発光させる。ビデオライト制御部１１５は、動画撮影時に、被写体輝度が所定値以下であると判定すると、ビデオライト１１５を発光させる。
【００２１】
電源制御部１２０は、バッテリ検出回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り換えるスイッチ回路等により構成される。そして、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。バッテリ１２１は、リチウムイオン電池等であり、ビデオカメラ１００に電源を供給する。
【００２２】
操作部１１６は、図３及び図４に示す、１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄ，１１６ｅ，１１６ｆ，１１６ｇ，１１６ｈ等で示される操作部材を有する(詳細は後述)。そして、ユーザーからのキー操作などに基づいて、ＣＰＵ１１８に対して動作指示する機能を有する。
【００２３】
１１６ａはマルチダイヤルであり、回転動作による各種選択及び押圧動作による決定が可能である。１１６ｂはモードダイヤルであり、電源オフ、撮影モード、再生モードを切り換えるものである。ここで、電源オフはビデオカメラ１００の主電源をオフするためのモードであり、撮影モードは撮影することを主目的としたモードである。再生モードは、メモリーカード１０７やテープメディア１０９に記録された画像データを再生することを主目的としたモードである。１１６ｃはトリガーボタンであり、撮影のスタート／ストップを行うものであり、撮影モードにおいて、押される都度、動画の記録開始、記録終了のイベントを発生させるためのボタンである。１１６ｄはメニューを表示を行うメニューボタンである。１１６ｅは領域を指定する為の十字キーであり、例えば画像をトリミングする際の領域を指定する。１１６ｆは領域決定ボタンであり、十字キー１１６ｄで指定された領域を決定するためのものである。１１６ｇはフォトボタンであり、撮影モードにおいて、静止画撮影のイベントを発生するためのものである。１１６ｈはズームレバーであり、撮影モードにおいて、レンズ１０１のズーミング操作を行うためのものである。
【００２４】
次に、上記構成のビデオカメラ１００において、撮影モード時の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
ユーザーが撮影を行う際には、モードダイヤル１１６ｂにより撮影モードを選択する。撮影モードが選択されると、ＣＰＵ１１８は、図５のステップＳ１０１にて、トリガーボタン１１６ｃが押圧されたと判定してステップＳ１０２に進む。そして、ステップＳ１０２にて、ビデオライト制御部１１４にて被写体の明るさを測定する。次のステップＳ１０３では、上記ステップＳ１０２で測定した被写体の明るさを判定する。その結果、被写体が明るいと判定した場合はステップＳ１０４に進む。
【００２６】
ステップＳ１０４では、テープメディア１０９に対して撮影画像の記録を開始する。そして、次のステップＳ１０５にて、再度トリガーボタン１１６ｃが押圧されたか否かを判定する。トリガーボタン１１６ｃが再度押圧されたと判定すると、記録終了が指示されたとしてステップＳ１０６にて記録終了処理を行い、本処理を終了する。
【００２７】
一方、上記ステップＳ１０３にて被写体輝度が所定値以下であると判定した場合はステップＳ１０７に進み、ここではビデオライト制御部１１４により図２に示すビデオライト１１５を点灯する。そして、次のステップＳ１０８にて、照明ムラ領域の特定を行う。具体的には、ビデオライト１１５を点灯する前後の画像データ（照明ありの画像データと照明なしの画像データ）の各画素毎の輝度値の差分に基づき照明による寄与分を算出する。ここで、差分値がある閾値以下の場合は、照明による寄与分が小さいと判定することで、撮影画角における照明ムラ領域を特定する。逆に、差分値がある閾値以上の場合は、照明による寄与分が大きいと判定することで、撮影画角におけるビデオライト１１５の配光範囲を特定する。
【００２８】
次のステップＳ１０９では、上記ステップＳ１０８で作成した照明ムラ領域の情報により、照明ムラの度合いを判定する。その結果、照明ムラ領域がある所定範囲以下と判定した場合は上記ステップＳ１０４へ進み、撮影画像の記録を開始する。ここで、ある所定範囲とは、例えば、撮影領域の８割等、閾値を設定して判定すると良い。
【００２９】
一方、上記ステップＳ１０９にて照明ムラ領域がある所定範囲以上と判定した場合はステップＳ１１０に進み、ここではレンズ１０１の広角側へのズーム動作を禁止する。そして、次のステップＳ１１１にて、上記ステップＳ１０８で特定したビデオライト１１５の配光範囲内で最大となる所定画角を自動的に切り出す。そして、フォーマット上の解像度まで電子的に拡大するデジタルズーム処理を行い、上記ステップＳ１０４に戻る。
【００３０】
ここで、上記ステップＳ１１０にて、レンズ１０１の広角側への光学ズーム動作を禁止した理由について説明する。
【００３１】
図６は、ビデオライト１１５の配光範囲が撮影領域の約半分になっている状態を示す図である。この図において、２００は撮影領域、２０１はデジタルズーム領域、２０２はビデオライト配光領域、２０３は照明ムラ領域である。なお、デジタルズーム領域２０１は、ビデオライト１１５の配光範囲内で画角が最大となるように自動的に設定される領域で、その領域の画像信号は自動的に切り出される。
【００３２】
この状態より更にレンズ１０１の広角側へのズーム動作が行われると、図７のような状態になり、撮影領域２００は大きくなる。しかし、ビデオライト配光領域２０２は変化しないので、結果として照明ムラ領域２０３が大きくなる。また、ビデオライト配光領域２０２が相対的に小さくなることで、ステップＳ１１１にてデジタルズーム処理を行うデジタルズーム領域２０１も結果として小さくなる。
【００３３】
上記のように、レンズ１０１の広角側へのズーム動作が行われると照明ムラ領域２０３が大きくなり、デジタルズーム領域２０１が小さくなってしまうので、ステップＳ１１０にて、レンズ１０１の広角側へのズーム動作を禁止するのである。
【００３４】
本実施例においては、照明ムラ領域がある所定範囲以上と判定した場合は図５のステップＳ１１０にて、レンズ１０１の広角側へのズーム動作を禁止する処理について説明している。しかし、ズーム動作を禁止する処理以外に、例えば「広角側にズーム動作を行うと照明ムラ範囲が広がります。」などの警告を表示部１０５に表示し、ユーザーに注意を促すような構成としてもよい。
【００３５】
また、ステップＳ１１１にて、ビデオライト１１５の配光範囲内で最大となる所定画角を自動的に切り出し、フォーマット上の解像度まで拡大するデジタルズーム処理を行う構成とした。しかしこれに限るものではなく、例えば、十字キー１１６ｄ及び領域決定ボタン１１６ｆを使用して、ユーザーが自由にデジタルズーム領域を指定できる構成としても良い。この際、例えば、ユーザーが指定した領域が照明ムラ範囲にかかっていた場合、「指定領域が照明ムラ範囲にかかっています。」などの警告文を表示部１０５に表示しても良い。あるいは、選択領域の色を赤色等の警告色に変更する、ビープ音などの警告音を発生させる等して、ユーザーに注意を促すような構成としてもよい。
【００３６】
このように、本実施例では、ビデオライト１１５などの照明手段を使用した場合、照明ムラの有無を検出し、照明ムラがある場合には、ビデオライト１１５の配光範囲内で最大となる所定画角を自動的に切り出し、フォーマット上の解像度まで拡大するデジタルズーム処理を行うようにしている。よって、照明ムラのない良好な撮影画像を生成することが可能となる。
【００３７】
また、照明ムラがある場合には、レンズ１０１の広角側へのズーム操作を禁止するので、照明ムラがさらに大きくなることを防止することが可能となる。
【００３８】
したがって、撮影画像の照明ムラ改善のために、従来のように照明手段の機械的あるいは電気的な駆動を必要とせず、ビデオカメラ１００の機構を複雑化する必要がないので、コストアップ並びに本体が大型化するのを防止することができる。
【００３９】
なお、上記実施例では、警告する動作として表示部１０５への表示により行うことを説明した。しかし、これに限ることなく、例えば、音声により警告するようにすることで、聴覚的にユーザーに知らせることができる。また、ビデオライト１１５は、撮像装置と着脱可能なものであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例に係わるビデオカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係わるビデオカメラの正面方向（被写体側）から見た斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係わるビデオカメラの左後方から見た斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係わるビデオカメラの右後方から見た斜視図である。
【図５】本発明の実施例に係わるビデオカメラにおける撮影モード時の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例に係わるビデオカメラにおいてビデオライトの配光範囲が撮影領域の約半分になっている状態を示す図である。
【図７】図６の状態より更に、広角側へのズーム動作を行った状態を示す図である。
【図８】一般的な照明手段を内蔵した撮像装置について説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００      ビデオカメラ
１０１      レンズ
１０２      撮像部
１０３      カメラ信号処理部
１０４      圧縮伸張処理部
１０５      表示部
１０５ａ    液晶パネル
１０５ｂ    ＥＶＦ
１０６      記録再生処理部
１１８      ＣＰＵ
１１９      操作部
１２３      ズーム制御部
２００      撮影領域
２０１      デジタルズーム領域
２０２      ビデオライト配光領域
２０３      照明ムラ領域
【図１】
2007068097.tif 000003
【図２】
2007068097.tif 000004
【図３】
2007068097.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007068097.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007068097.tif 000009
【図８】
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