JP2003274421A

JP2003274421A - 撮像装置及びそれに用いる照明装置

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Publication number: JP2003274421A
Application number: JP2002074545A
Authority: JP
Inventors: Masao Sato; 藤正生佐
Original assignee: Moritex Corp
Current assignee: Moritex Corp
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像素子から出力される受光信号をデジタル処
理するときの画像処理データを撮像モードに応じて設定
することができ、また、予め設定された照度で照明でき
るようにする。【解決手段】ＤＳＰ（６）で信号処理する際に必要な画
像処理データを撮像モードに応じて予め設定した画像処
理用データメモリ（１１Ａ〜１１Ｃ）と、照明光源の照
度に対応する電力データを撮像モードに応じて予め設定
した照明用データメモリ（１５）と、撮像モードに応じ
た画像処理データを読み出して前記ＤＳＰ（６）の画像
処理データを書き換えると共に、撮像モードに応じた電
力データを読み出してその電力データに基づき各照明光
源（１３）を点灯させる撮像モード設定器（７）を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子から出力
された受光信号をデジタル処理した後、アナログ画像信
号に変換して出力するＤＳＰを備えた撮像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常の撮像装置は、周囲の状況にかかわ
らず、適正な色及び明るさの画像が得られるように、電
子シャッター及びゲインをコントロールする自動露出
や、色の適正バランスをとるオートホワイトバランス機
能が搭載されている。

【０００３】例えば、快晴の屋外と比較的暗い屋内を交
互に移動する場合は明るさが変化するので、電子シャッ
ターにより入射光量を調節したり、また、電子シャッタ
ーを開放しても光量が足りない場合はさらにＡＧＣによ
りゲインを上げて画像全体を明るくしている。

【０００４】さらに、光源として蛍光灯、白色ランプ、
タングステンランプ等を用いる場合は光源色が変化の
で、白い紙を撮像したときの画像は白色に再現されず、
夫々青色、白色、赤黄色がかった色の画像となってしま
う。このため、照明光源の色が変わっても画像の色が変
わらないように、オートホワイトバランスにより、光源
の色の変化による画像の色の変化を修正している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の被写
体を撮像する場合は、上述したように、周囲の状況にか
かわらず、最適な明るさ及び忠実な色の画像が得られる
ことが望ましいが、被写体の種類や観察目的によって
は、任意の明るさにしてみたり、色味を多少変えた被写
体の画像が欲しい場合がある。

【０００６】例えば、最近では化粧品販売店の店頭など
で、顧客の肌を撮像して、その肌の肌理（キメ）、シ
ミ、色を映し出し、その画像を顧客に見せながら最適な
化粧品の商品説明を行うという販売形態がとられてい
る。

【０００７】この場合に、従来の撮像装置で肌を拡大観
察し、肌理（キメ）やシミを観察しようとすると、その
照明系の問題からどうしても肌の色が全体的に青味がか
った色に映し出されてしまう。ここで必要な画像情報
は、肌の色ではなく、肌に刻まれた皺などの肌理（キ
メ）の細かさであったり、皮膚内部の色素沈着によるシ
ミの有無であるが、その画像を顧客に見せることから、
顧客はその画像に基づいて自分の皮膚の色が悪いと誤判
断するおそれがある。

【０００８】また、肌の色を撮像する場合も同様で、肌
理（キメ）やシミのときほどではないが、人が感じる肌
色と映し出された肌色にはギャップがあり、きれいな白
い肌と感じる色が、どうしても青白く映し出されてしま
う。

【０００９】このため、肌理（キメ）やシミを観察する
場合は必要以上に良好な肌色の画像を映し出し、肌の色
を観察する場合は人が感じる肌色に近い色表現の画像を
映し出す必要がある。

【００１０】一方、ＬＥＤなどの照明光源を内蔵した撮
像装置にあっては、照度コントロールを行う場合にその
供給電圧・供給電流などの電力を調整しているが、製品
のバラツキにより照度−電力特性が一定ではないため、
電力を一定にしても一定照度の明るさ得ることはできな
い。特に、照明光源として複数のＬＥＤを使用している
場合は、明るさにムラがでて均一照明をすることができ
ないという問題があった。

【００１１】そこで本発明は、撮像素子から出力される
受光信号をデジタル処理するときの画像処理データを撮
像モードに応じて設定することができ、また、予め設定
された照度で照明できるようにすることを技術的課題と
している。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、撮像素子及び照明光源が配されると共
に、前記撮像素子から出力された受光信号をデジタル処
理した後、アナログ画像信号に変換して出力するＤＳＰ
を備えた撮像装置において、前記ＤＳＰで信号処理する
際に必要な画像処理データを撮像モードに応じて予め設
定した画像処理用データメモリと、照明光源の照度に対
応する電力データを撮像モードに応じて予め設定した照
明用データメモリと、撮像モードに応じた画像処理デー
タを読み出して前記ＤＳＰの画像処理データを書き換え
ると共に、撮像モードに応じた電力データを読み出して
その電力データに基づき各照明光源を点灯させる撮像モ
ード設定器を備えたことを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、撮像モードに応じてメモ
リから選択して読み出した画像処理データをＤＳＰに設
定することができ、また、メモリから読み出した照明デ
ータに基づき光源を点灯させることができるので、撮像
モードに応じた最適な照度で照明して撮像素子で撮像す
ることができ、その撮像素子から出力された受光信号は
最適な画像処理データにしたがって信号処理されること
となる。

【００１４】この画像処理データとしては、電荷の読
出処理（電子シャッター）に必要な読出時間に対応する
読出時間設定データ、増幅処理（ゲイン）に必要な増
幅率に対応する増幅率設定データ、ホワイトバランス
処理に必要な色度信号の個別の増幅率に対応する色度増
幅率設定データ、色補正処理（カラーマトリクス調
整）に必要な色差信号の個別の増幅率に対応する色差増
幅率設定データなどがある。

【００１５】また、照度に応じて設定された電力データ
に基づいて電力供給すればその照度で照明することがで
き、特に複数の発光素子を使用している場合は個々の発
光素子にバラツキがあっても均一な照度で照明すること
ができる。

【００１６】そして、これらの照明データや画像処理デ
ータを撮像モードに応じて設定することができるので、
最適な照明で得られた受光信号に最適な画像処理を施
し、必要とする最適な画像を得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る撮像
装置のブロック図、図２は夫々の撮像モードにおける画
像処理データの設定値である。

【００１８】本例の撮像装置１は、対物レンズ２から取
り入れた光像を撮像するＣＣＤなどの撮像素子３及び照
明装置４が配されたケーシング５内に、前記撮像素子３
から出力されたＣＣＤ出力信号ＣＳをデジタル処理した
後、アナログ画像信号ＡＳに変換して出力するＤＳＰ６
と、このＤＳＰ６のデータを書き換えて撮像モードを設
定する撮像モード設定器７が配されている。

【００１９】ＤＳＰ６はデジタルシグナルプロセッサ
（Digital Signal Processor）と称するワンチップマイ
コンで形成されており、その内部に、予め設定された手
順に従って信号処理する演算処理装置８と、信号処理に
必要な画像処理データを記憶する記憶装置９を備えてい
る。

【００２０】演算処理装置８では、撮像素子３からの
ＣＣＤ出力信号の読出処理（電子シャッター）８１、
電子シャッター８１から出力されたサンプルホールド出
力ＳＨをアンプで増幅する増幅処理（ゲイン）８２、
増幅されたゲイン出力ＧＳに基づいて生成された色度信
号Ｃ_Ｒ、Ｃ_Ｂの増幅率を個別に調整して基準色に一致さ
せるホワイトバランス処理８３、ＣＣＤ出力に基づい
て生成された輝度信号Ｙとホワイトバランスされた色度
信号Ｃ_Ｒ、Ｃ_Ｂの差に基づいて生成される色差信号Ｄ
_Ｒ−Ｙ、Ｄ_Ｂ−Ｙの増幅率を個別に補正して画像色を目
的とする任意の色に偏らせる色補正処理（カラーマトリ
クス調整）８４、色補正が終了した輝度信号Ｙ及び色
差信号Ｄ_Ｒ−Ｙ、Ｄ_Ｂ−Ｙをエンコーダでアナログ映像
信号ＡＳに変換する変換処理８５が実行される。

【００２１】また、記憶装置９には、電荷の読出処理
（電子シャッター）８１に必要な読出時間に対応する読
出時間設定データＴ、増幅処理（ゲイン）８２に必要
な増幅率に対応する増幅率設定データＧ、ホワイトバ
ランス処理８３に必要な色度信号Ｃ_Ｒ、Ｃ_Ｂの個別の増
幅率に対応する色度増幅率設定データＷ_Ｒ、Ｗ_Ｂ、色
補正処理（カラーマトリクス調整）８４に必要な色差信
号Ｄ_Ｒ−Ｙ、Ｄ_Ｂ−Ｙの個別の増幅率に対応する色差増
幅率設定データＭ_Ｒ−Ｙ、Ｍ_Ｂ−Ｙが設定される。

【００２２】これらのデータ内容は、撮像モード設定器
７によって書き換えられる。この撮像モード設定器７
は、リセット出力１０ＲがＤＳＰ６に接続されると共
に、セット出力１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが不揮発メモリ
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに接続され、モード切換スイッ
チ１２を押すごとに、リセット出力１０ＲからＤＳＰ６
に対してリセット信号が出力されると同時に、各セット
出力１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃからセット信号が順番に出
力されるようになっている。

【００２３】各不揮発メモリ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに
は、図２に示すように、肌理（キメ）観察用撮像モー
ド、シミ観察用撮像モード、肌色観察用撮像モードに対
応する画像処理データが設定されており、セット信号が
入力されると、夫々に設定された画像処理データをＤＳ
Ｐ６に対して出力する。

【００２４】したがって、例えばＤＳＰ６の記憶装置９
に不揮発メモリ１１Ｃの画像処理データが設定されてい
た場合に、モード切換スイッチ１２を１回押すと、リセ
ット信号により記憶装置９の内容が消去されてセット出
力１０Ａからのセット信号により不揮発メモリ１１Ａの
画像処理データがＤＳＰ６の記憶装置９に書き換えら
れ、モード切換スイッチ１２を押すたびに、セット出力
１０Ｂからのセット信号により不揮発メモリ１１Ｂの画
像処理データ、セット出力１０Ｃからのセット信号によ
り不揮発メモリ１１Ｃの画像処理データというように順
番に書き換えられていく。

【００２５】一方、照明装置４は、照明光源として複数
の高輝度白色ＬＥＤ１３…がレンズ２の回りに環状に配
列され、各ＬＥＤ１３…ごとに可変電圧発生器付又は可
変電流発生器付の点灯回路１４…が設けられており、照
明用データメモリ１５から電圧値又は電流値を設定する
電力データが入力されたときに、その電力データに基づ
く電圧値又は電流値で夫々のＬＥＤ１３…を点灯させる
ように成されている。

【００２６】なお、本例では、撮像モード切換スイッチ
１２により撮像モードを切り換えることにより照度がコ
ントロールされるように、撮像モード設定器７が照度コ
ントローラを兼用している。

【００２７】照明用データメモリ１５には、個々のＬＥ
Ｄ１３…ごとに夫々の撮像モードに応じた電力データを
設定した記憶領域１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを備え、前記
セット出力１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃからセット信号が出
力されたときに、夫々の記憶領域１６Ａ、１６Ｂ、１６
Ｃに設定された電力データが読み出されて夫々の点灯回
路１４…に出力される。

【００２８】夫々の電力データは、肌理（キメ）観察モ
ードでは低輝度、シミ観察モードでは高輝度、肌色観察
モードでは標準輝度となるように設定され、記憶領域１
６Ａには夫々のＬＥＤ１３について低輝度の一定照度が
得られる電力データが記憶され、記憶領域１６Ｂには夫
々のＬＥＤ１３について高輝度の一定照度が得られる電
力データが記憶され、記憶領域１６Ｃには夫々のＬＥＤ
１３について標準輝度の一定照度が得られる電力データ
が記憶されている。

【００２９】このようにすれば、撮像モード切換スイッ
チ１２を押して任意の撮像モードに設定すると、各点灯
回路１４…に対してデータメモリ１５から異なる電力デ
ータが出力されて各ＬＥＤ１３…が点灯されるが、この
電力データは個々のＬＥＤ１３の照度が等しくなるよう
に設定されているので、光にムラのない均一な照明光が
得られる。

【００３０】以上が本発明の一構成例であって、次にそ
の作用を説明する。まず、肌の肌理（キメ）を観察する
場合は、モード切換スイッチ１２で肌理（キメ）観察モ
ードに設定すると、リセット出力１０Ｒからリセット信
号が出力されてＤＳＰ６に設定された画像処理データが
消去されると共に、セット出力１０Ａからセット信号が
出力されて不揮発メモリ１１Ａに設定されている画像デ
ータがＤＳＰ６に書き込まれ、照明用データメモリ１５
の記憶領域１６Ａから低輝度の電力データが出力され
る。

【００３１】肌理（キメ）観察モードでは、フィルタを
使用しないで照明光が照らされるため、低輝度でもかな
り明るく、画像処理データは、読出処理（電子シャッタ
ー）８１の読出時間設定データＴが１０段階中２と短
く、増幅処理（ゲイン）の増幅率設定データＧも１０段
階中２と小さい。また、ホワイトバランス処理８３で
は、多少青味がかった肌色でも真っ白になるように色度
増幅率設定データＷ_ＲがＷ_Ｂより多少高めに設定され、
さらに、色補正処理（カラーマトリクス調整）８４で
は、青色の色差増幅率設定データＭ_Ｂ _−Ｙを相対的に低
めにしてさらに青味を抑えている。

【００３２】また、肌のシミを観察する場合は、モード
切換スイッチ１２でシミ観察モードに設定すると、リセ
ット出力１０Ｒからリセット信号が出力されてＤＳＰ６
に設定された画像処理データが消去されると共に、セッ
ト出力１０Ｂからセット信号が出力されて不揮発メモリ
１１Ｂに設定されている画像データがＤＳＰ６に書き込
まれ、照明用データメモリ１５の記憶領域１６Ｂから高
輝度の電力データが出力される。

【００３３】このシミ観察モードでは、ＰＤフィルタを
使用することから、明るい照明光を照射しても光量不足
となりがちであるので、読出処理（電子シャッター）８
１の読出時間設定データＴが１０段階中８と長く設定さ
れ、増幅処理（ゲイン）の増幅率設定データＧも１０段
階中８と大きい。また、ホワイトバランス処理８３で
は、多少紫がかった肌色が真っ白になるように色度増幅
率設定データＷ_ＲがＷ_Ｂより多少高めに設定され、さら
に、色補正処理（カラーマトリクス調整）８４では、フ
ィルタ色の影響をなくして肌色がきれいな色に映し出さ
れるように、赤色の色差増幅率設定データＭ_Ｒ−Ｙを高
めに、青色の色差増幅率設定データＭ_Ｂ−Ｙを相対的に
低めに設定してある。

【００３４】さらに、肌の色を観察する場合は、モード
切換スイッチ１２で肌色観察モードに設定すると、リセ
ット出力１０Ｒからリセット信号が出力されてＤＳＰ６
に設定された画像処理データが消去されると共に、セッ
ト出力１０Ｃからセット信号が出力されて不揮発メモリ
１１Ｃに設定されている画像データがＤＳＰ６に書き込
まれ、照明用データメモリ１５の記憶領域１６Ｃから標
準輝度の電力データが出力される。

【００３５】この肌色観察モードでは、肌の色を忠実に
再現する必要があることから、読出処理（電子シャッタ
ー）８１の読出時間設定データＴを１０段階中５と標準
的な長さに設定され、増幅処理（ゲイン）の増幅率設定
データＧも１０段階中５と標準的な値をとり、ホワイト
バランス処理８３でも白が白に移るように色度増幅率設
定データＷ_Ｒ、Ｗ_Ｂが標準的な値に設定されている。た
だし、色補正処理（カラーマトリクス調整）８４では、
画像として映し出された肌色と人が感じる肌色が一致す
るように赤色の色差増幅率設定データＭ_Ｒ− _Ｙを僅かに
高めに設定してある。

【００３６】このようにすれば、撮像モード切換スイッ
チ１２により撮像モードを切り換えるだけで、１台の撮
像装置１で全く異なる画像処理を施した画像を映し出す
ことができ、撮像モードの変更に伴う面倒な設定を一切
行う必要がなく、ワンタッチで極めて簡単に、所望の撮
像モードに必要な全ての画像処理条件が設定される。

【００３７】なお、上述の説明では、撮像モード切換ス
イッチに連動して、照度コントロールされる場合につい
て説明したが、撮像モードと照度を個別に切り換えるよ
うにしても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、撮
像素子から出力される受光信号をデジタル処理するとき
の画像処理データを撮像モードに応じて極めて簡単に切
り換えて設定することができるので、撮像対象、撮像目
的、撮像条件に応じた最適な画像を得ることができ、ま
た、発光素子が複数設けられている場合でも照度のバラ
ツキがなく予め設定された照度で照明できるという大変
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置のブロック図。

【図２】夫々の撮像モードにおける画像処理データの設
定値を示す説明図。

【符号の説明】

１………撮像装置３………撮像素子４………照明装置５………ケーシング６………ＤＳＰ７………撮像モード設定器８１……読出処理（電子シャッター）８２……増幅処理（ゲイン）８３……ホワイトバランス処理８４……色補正処理（カラーマトリクス調整）１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ………不揮発メモリ１３………ＬＥＤ（照明光源）１５………照明用データメモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子（３）及び照明光源（１３）が配
されると共に、前記撮像素子（３）から出力された受光
信号をデジタル処理した後、アナログ画像信号に変換し
て出力するＤＳＰ（６）を備えた撮像装置において、前記ＤＳＰ（６）で信号処理する際に必要な画像処理デ
ータを撮像モードに応じて予め設定した画像処理用デー
タメモリ（１１Ａ〜１１Ｃ）と、照明光源の照度に対応
する電力データを撮像モードに応じて予め設定した照明
用データメモリ（１５）と、撮像モードに応じた画像処
理データを読み出して前記ＤＳＰ（６）の画像処理デー
タを書き換えると共に、撮像モードに応じた電力データ
を読み出してその電力データに基づき各照明光源（１
３）を点灯させる撮像モード設定器（７）を備えたこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】前記照明光源として発光素子（１３…）が
複数設けられ、個々の又は特性の等しい複数の発光素子
（１３）ごとに照度に対応した電力データが前記照明用
データメモリ（１５）に設定され、前記撮像モード設定
器（７）で撮像モードに応じた電力データを読み出し、
その電力データに基づき各発光素子（１３）を点灯させ
るようになされた請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】撮像素子（３）が配されると共に、前記撮
像素子（３）から出力された受光信号をデジタル処理し
た後、アナログ画像信号に変換して出力するＤＳＰ
（６）を備えた撮像装置において、前記ＤＳＰ（６）で信号処理する際に必要な画像処理デ
ータが撮像モードに応じた数だけ設定された画像処理用
データメモリ（１１Ａ〜１１Ｃ）と、前記画像処理デー
タを撮像モードに応じて読み出して前記ＤＳＰ（６）の
画像処理データを書き換える撮像モード設定器（７）を
備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】前記ＤＳＰ（６）の信号処理が、撮像素子
の各画素に蓄えられた電荷の読出処理（８１）であり、
前記画像処理用データメモリ（１１Ａ〜１１Ｃ）にその
読出時間に対応する数値データ（Ｔ）が設定されてなる
請求項１乃至３記載の撮像装置。
【請求項５】前記ＤＳＰ（６）の信号処理が、撮像素子
から出力された受光信号を増幅する増幅処理（８２）で
あり、前記画像処理用データメモリ（１１Ａ〜１１Ｃ）
にその増幅率に対応する数値データ（Ｇ）が設定されて
なる請求項１乃至４記載の撮像装置。
【請求項６】前記ＤＳＰ（６）の信号処理が、受光信号
に基づいて生成された色度信号の増幅率を個別に調整し
て基準色に一致させるホワイトバランス処理（８３）で
あり、前記画像処理用データメモリ（１１Ａ〜１１Ｃ）
にその色信号ごとの増幅率に対応する数値データ
（Ｗ_Ｒ、Ｗ_Ｂ）が設定されてなる請求項１乃至５記載の
撮像装置。
【請求項７】前記ＤＳＰ（６）の信号処理が、色度信号
と輝度信号の差に基づいて生成される色差信号を補正し
て画像色を目的とする任意の色に偏らせる色補正処理で
あり、前記画像処理用データメモリ（１１Ａ〜１１Ｃ）
にその色差信号の補正値に対応する数値データ（Ｍ
_Ｒ−Ｙ、Ｍ_Ｂ−Ｙ）が設定されてなる請求項１乃至６記
載の撮像装置。
【請求項８】照明光源（１３）の照度に対応する複数の
電力データが予め設定されたメモリ（１５）と、当該メ
モリ（１５）から任意の電力データを読み出してその電
力データに基づき照明光源（１３）を点灯させる照度コ
ントローラ（７）を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項９】前記照明光源として発光素子（１３…）が
複数設けられ、個々の又は特性の等しい複数の発光素子
（１３）ごとに照度に対応する電力データが前記メモリ
（１５）に設定され、前記照度コントローラ（７）で、
当該メモリ（１５）から照度に応じた電力データを夫々
読み出してその電力データに基づき各発光素子（１３）
を点灯させるようになされた請求項８記載の照明装置。