JP2005215322A - 撮像システム、発光システム、およびこれらを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 フラッシュ撮像時の被写体の正確な照度や撮像画像品質などを考慮してフラッシュの発光光度を適切に制御することができる撮像システム、音に反応して発光パターンを変化させることができる発光システム、およびこれらを備えた電子機器を提供する。
【解決手段】 撮像システムはＲＧＢ−ＬＥＤ１４とＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３とＣＣＤ１１とＣＰＵ１２とを備えており、フラッシュ撮影する場合、ＲＧＢ−ＬＥＤ１４の仮発光時に発光光度を徐々に変化させてそのときの被写体の照度変化をＣＣＤ１１で検出し、被写体の照度や撮像画質が最適になる発光光度をＣＰＵ１２により求めて、その発光光度で実際の撮像時に本発光させる。発光システムはＲＧＢ−ＬＥＤ１４とＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３とマイクとＣＰＵとを備えており、マイクから入力される音に応じてＲＧＢ−ＬＥＤ１４の発光パターンを制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＣＤなどによる被写体撮像時にフラッシュ用ＬＥＤの発光光度を適切に制御して最適な照度で撮像を行うことができる撮像システム、音に反応してカラー発光可能な発光システム、およびこれらを備えた電子機器に関する。

ＣＣＤなどによる被写体撮像において、夜間又は昼間の撮像環境の照度不足時にフラッシュ撮像する場合には、撮像環境下の照度不足に対して最適な照度で撮像する必要がある。従来のフラッシュ撮像は、距離とフラッシュのガイドナンバーにより、カメラ側で露出やシャッター速度を計算で決めており、予測された数値に基づいて撮像されていた。

このようなフラッシュ撮像では、被写体の反射率が標準反射率であることを前提として適切な撮像を行おうとするものであり、実際の被写体の反射率が標準反射率から異なっていると露出の過不足などが生じることがあった。また、距離情報を得るために測距装置が必要とされるため、撮像装置全体の構成が大きくなりがちであった。

そこで、被写体距離に応じてフラッシュ（ストロボ）撮影時の露光量を制御するための構成の簡略化を図った撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この撮像装置は、被写体を照明するための発光部と、静止画撮影を指示するレリーズスイッチと、被写体の輝度を検出する測光部と、上記測光部の出力に基づき静止画撮影時の露光量を制御する露光制御部と、上記発光部が発光した際の上記測光部の出力と上記発光部が非発光の際の上記測光部の出力とに基づき上記静止画撮影時の上記発光部の光量を制御する制御部とを含むことを特徴とするものである。このような構成によれば、静止画撮影時の露光量制御用の測光部の出力に基づき被写体距離に応じてストロボ撮影時の露光量を制御することができる。つまり、発光部が発光した際の測光部の出力と発光部が非発光の際の測光部の出力とに基づいて求まる被写体距離に応じた情報に基づき静止画撮影時の発光部の光量を制御可能となるため、構成の簡略化が図れる。

一方、携帯電話や通信機器などの電子機器では、フルカラー発光可能なＬＥＤを有する発光システムを備えるものが増えてきており、その発光システムによって多様な発光パターンを実現できる通信機器も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

この通信機器は、フルカラー発光可能なＬＥＤ部と、発光のパターンを設定する発光パターン設定手段と、ＬＥＤを発光させるための制御信号を発生する制御信号発生手段を有し、上記発光パターンは、複数のタイムスロットから構成され、上記発光パターン設定手段において各タイムスロットでは、発光可能な色もしくは無発光を選択設定でき、上記制御信号によりＬＥＤ発光が指示された場合には、上記の如く設定された各タイムスロットの設定内容に従ってＬＥＤを発光させることを特徴とするものである。
特開２００３−１７９８０８号公報 特開２００３−１９８６７９号公報

しかしながら、上述の特許文献１で提案されている従来技術では、測距装置が必要とされないために撮像装置の構成の簡略化は図れるとともに、実際の被写体の反射率の影響も受けにくいものの、発光部によって実際に照明されているときの被写体の正確な照度やコントラストなどの撮像画像品質を考慮して発光部の光量あるいは光度を制御するものではない。そのため、撮像画像品質が適切でない場合には、画像内に白とびや黒つぶれなどが生じることがある。例えば、接写を行う場合、被写体の反射率が高いと白とびが起こりやすく、期待通りの撮像結果が得られないこともあった。特に最近、名刺等に２次元バーコードを印刷し、これを携帯電話で読み込むことにより名刺の管理を行うシステムが普及しつつあるが、名刺は一般的に反射率が高く、白とびを起こして読み取りがうまくいかないことがあった。

また、バーコードには見栄えを良くするために色をつけてカラーバーコードとしたものもある。このようなカラーバーコードを正確に読み取るには、光源にその色の成分が含まれている必要があるが、フラッシュがＬＥＤと蛍光体の組み合わせで構成された擬似白色光源である場合、読み取りに支障が生じることがある。例えば、青色ＬＥＤ（波長４６０ｎｍ）による青色光とＣｅ付活ＹＡＧ蛍光体による黄色光との組み合わせによる擬似白色光源は、光度だけで考えると最も望ましいが、緑色の成分が少なく、赤色の成分も殆んど無いため、そのような色を多く含む色が正しく撮影できないという問題があった。また、フラッシュに赤色・緑色・青色の各発光素子を内蔵した白色ＬＥＤを使っている場合、カラーバーコードの色によっては、各発光素子の発光光度を同一にした白色光における撮像で最良の結果が得られるとは限らない。しかしながら、各発光素子の発光光度を独立して調整することにより撮像画像品質を向上させるような技術は、これまで提案されていなかった。

一方、上述の特許文献２で提案されている従来技術では、着信時に発信者あるいは発信者のグループに応じて発光パターンを変えたり、通信以外の機能についてもそれぞれ発光パターンを変えたりすることは可能である。しかしながら、周囲の音などに反応して発光パターンを変えることはできなかった。

従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、フラッシュ撮像時の被写体の正確な照度や撮像画像品質などを考慮してフラッシュの発光光度を適切に制御することができる撮像システム、音に反応して発光パターンを変化させることができる発光システム、およびこれらを備えた電子機器を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の撮像システムは、被写体を照明する発光手段と、前記発光手段を駆動する駆動手段と、被写体を撮像するとともに、前記発光手段によって照明される被写体の照度を検出可能な撮像素子と、被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、前記発光手段の仮発光中に発光光度が変化するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中に前記撮像素子によって検出される被写体の照度変化に基づいて前記発光手段の本発光時の発光光度を定め、定められた発光光度で前記発光手段が本発光するように前記駆動手段に対して指令する演算処理手段とを備えたことを特徴とする。

ここで、本発明の撮像システムによる撮像では、被写体を発光手段によって照明して撮像する場合、実際の撮像前にまず発光手段を発光（仮発光）させ、そのときの撮像データや被写体の照度などに基づいて適切な発光光度を決め、決められた発光光度でその後の実際の撮像（本撮像）時に発光手段を発光（本発光）させることを基本としている。

また、発光手段としては、被写体照明のための白色光を照射できるものであればよく、例えば、赤色に発光する赤色発光素子と緑色に発光する緑色発光素子と青色に発光する青色発光素子とを有するものであれば、それらの発光を組み合わせればよい。発光手段として具体的にはＬＥＤが挙げられる。例えば、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとの組み合わせや、赤色・緑色・青色にそれぞれ発光するＬＥＤチップを１パッケージに内蔵した白色ＬＥＤ、ＬＥＤチップと蛍光体を組み合わせた疑似白色ＬＥＤなどであってもよいが、これらに限るものではない。駆動手段としては、ドライバＩＣや駆動回路などが挙げられるが、これらに限るものではない。撮像素子としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどが挙げられるが、これらに限るものではない。演算処理手段としては、例えば、ＣＰＵなどが挙げられるが、これに限るものではない。

この発明の撮像システムによれば、被写体を照明する発光手段によって実際に被写体を照明するとともに発光手段の発光光度を変えながら被写体の照度を検出し、検出される被写体の照度変化に基づいて発光手段の発光光度の調整を行うことができる。これにより、発光手段の発光光度を撮像素子にとって適切にすることができるので、良好な撮像結果を得ることが可能になる。

また、本発明の撮像システムにおいて、前記演算処理手段は、被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、前記発光手段の仮発光中に発光光度が変化するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中に前記撮像素子によって検出される被写体の照度が所定条件になった時点の前記発光手段の発光光度を本発光時の発光光度と定めることを特徴としてもよい。

ここで、所定条件とは、例えば、前記撮像素子の画素毎の受光量合計が、前記撮像素子について予め決められている最適値に合致することであるが、これに限るものではない。

この発明の撮像システムによれば、被写体を照明する発光手段によって実際に被写体を照明するとともに発光手段の発光光度を変えながら被写体の照度を検出し、検出される被写体の照度が最適となるように発光手段の発光光度の調整を行うことができる。これにより、発光手段の発光光度を撮像素子にとって最適にすることができるので、より良好な撮像結果を得ることが可能になる。

また、本発明の撮像システムにおいて、前記演算処理手段は、被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、前記発光手段の仮発光中に発光光度が段階的に変化しながらパルス発光するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中のパルス発光毎に前記撮像素子によって検出される被写体の照度を求め、求められたそれぞれの照度のうちから最適な照度に対応しているパルス発光時の前記発光手段の発光光度を本発光時の発光光度と定めることを特徴としてもよい。

この発明の撮像システムによれば、仮発光中に発光手段の発光光度を調整する際、発光手段を連続的に発光させるのではなく、パルス発光させる。これにより、仮発光に要する消費電力を少なくしながら、発光手段の発光光度を適切にして良好な撮像結果を得ることが可能になる。

また、本発明の撮像システムにおいて、前記演算処理手段は、被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、前記発光手段の仮発光中に発光光度が段階的に変化しながらパルス発光するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中のパルス発光毎に前記撮像素子によって撮像される撮像画像の品質を評価し、評価されたそれぞれの撮像画像のうちから最良品質の撮像画像に対応しているパルス発光時の前記発光手段の発光光度を本発光時の発光光度と定めることを特徴としてもよい。あるいは前記演算処理手段は、被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、前記発光手段の仮発光中に発光光度が段階的に変化しながらパルス発光するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中のパルス発光毎に前記撮像素子によって撮像される撮像画像の品質を評価し、評価された撮像画像の品質が所定基準以上であれば、そのパルス発光時以降の前記駆動手段に対するパルス発光の指令を中止するとともに、そのパルス発光時の撮像画像を本撮像の撮像画像とすることを特徴としてもよい。

ここで、撮像画像の品質とは、例えば画像のコントラストが挙げられるが、これに限るものではない。

この発明の撮像システムによれば、仮発光中に発光手段の発光光度を調整する際に、撮像画像の品質を評価しており、撮像画像の品質が最良となるように発光手段の発光光度を調整している。これにより、単に照度が適切な画像ではなく、画像の種類などに応じた最適な画像品質の撮像結果を得ることが可能となる。なお、仮発光中の発光手段の発光光度を調整する際、所定基準以上の撮像画質の品質が得られる発光光度がわかった時点でそれ以降のパルス発光を中止し、そのパルス発光時の撮像画像を本撮像の撮像画像とすれば、良好な画像品質の撮像結果を迅速に得ることができるとともに、発光手段のパルス発光回数を減らすことが可能になる。

また、本発明の撮像システムにおいて、前記演算処理手段は、前記発光手段の仮発光中に発光光度が段階的に変化しながらパルス発光するように前記駆動手段に対して指令する際に、前記発光手段の赤色発光と緑色発光と青色発光とが色毎に発光光度が変化するように指令することを特徴としてもよい。

この発明の撮像システムによれば、各色の発光光度の組み合わせの中で撮像画像の品質が最良となる組み合わせで発光手段を発光させて撮像を行うことができる。これにより、被写体の色彩構成に依存することなく、常に良好な画像品質の撮像結果を得ることが可能となる。

あるいは、上記目的を達成するため、本発明の発光システムは、異なる色に発光する複数の発光素子を有する発光手段と、前記発光手段を駆動する駆動手段と、音を検出する音検出手段と、前記音検出手段によって検出される音に基づいて前記発光手段の各発光素子の発光パターンおよび発光光度を定め、定められた発光パターンおよび発光光度で前記発光手段が発光するように、前記駆動手段に対して指令を行う演算処理手段とを備えたことを特徴とする。

ここで、発光手段としては、複数色の光を照射できるものであればよく、例えば、赤色に発光する赤色発光素子と緑色に発光する緑色発光素子と青色に発光する青色発光素子とを有するものであれば、それらの発光を組み合わせればよい。発光手段として具体的にはＬＥＤが挙げられる。例えば、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとの組み合わせや、赤色・緑色・青色にそれぞれ発光するＬＥＤチップを１パッケージに内蔵した白色ＬＥＤなどであってもよいが、これらに限るものではない。駆動手段としては、ドライバＩＣや駆動回路などが挙げられるが、これらに限るものではない。音検出手段としては、例えば、マイクや音センサーなどが挙げられるが、これらに限るものではない。演算処理手段としては、例えば、ＣＰＵなどが挙げられるが、これに限るものではない。発光パターンは、例えば、発光手段の各発光素子のうちのいずれか１つまたはいずれか２つ以上を発光させるときの組み合わせである。

この発明の発光システムによれば、音検出手段によって検出される音に合わせて発光手段の発光色や明るさを様々に変化させることができる。これにより、発光手段の発光パターンに遊び心を持たせることが可能になる。

また、本発明の発光システムにおいて、前記演算処理手段は、前記音検出手段によって検出される音を複数の周波数帯域毎の成分に分割し、周波数帯域成分毎の音の大きさに応じて前記発光手段の各発光素子が発光するように、前記駆動手段に対して指令を行うことを特徴としてもよい。

ここで、発光手段として、赤色・緑色・青色にそれぞれ発光する発光素子を有している場合には、例えば、音検出手段によって検出される音を３つの周波数帯域に分割し、各周波数帯域と各発光素子の組み合わせを決めればよい。

この発明の発光システムによれば、音検出手段によって検出される音の周波数成分に応じて発光手段の発光色や明るさを様々に変化させることができる。これにより、発光手段の発光パターンが周囲の音に反応して他用に変化するようになり、カラオケの場などでも楽しめるようにすることが可能になる。

あるいは、上記目的を達成するため、本発明の電子機器は、上述の撮像システムあるいは上述の発光システムのいずれかを備えたことを特徴とする。

ここで、電子機器としては、例えば、携帯電話、電子手帳、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータなどが挙げられるが、これらに限るものではない。

この発明の電子機器によれば、上述した特徴を備える撮像システムあるいは発光システムの機能を電子機器に追加することができ、電子機器の機能が向上して有用性が高まる。

なお、上述の撮像システムおよび発光システムでは構成要素に共通する部分が多いので、両者を組み合わせて一の電子機器に備えるようにすることも可能である。例えば、上述の撮像システムの構成に音検出手段を加えるとともに、演算処理手段の機能に上述の発光システム用の機能も追加することで、一の電子機器が上述の撮像システムおよび発光システムの機能を兼ね備えるようにできる。これにより、電子機器の機能が一層向上して有用性がさらに高まる。

本発明の撮像システムによれば、被写体を照明する発光手段によって実際に被写体を照明するとともに発光手段の発光光度を変えながら被写体の照度を検出し、検出される被写体の照度変化に基づいて発光手段の発光光度の調整を行うことができる。これにより、発光手段の発光光度を撮像素子にとって適切にすることができるので、良好な撮像結果を得ることが可能になる。

なお、発光手段の発光光度を変えながら撮像される撮像画像の品質を評価し、撮像画像の品質が最良となるように発光手段の発光光度の調整を行うようにした場合は、単に照度が適切な画像ではなく、画像の種類などに応じた最適な画像品質の撮像結果を得ることが可能となる。

また、本発明の発光システムによれば、音検出手段によって検出される音に合わせて発光手段の発光色や明るさを様々に変化させることができる。これにより、発光手段の発光パターンに遊び心を持たせ、カラオケなどでも楽しめるようにすることも可能になる。

また、本発明の撮像システムあるいは発光システムを備えた電子機器によれば、上述した特徴を備える撮像システムあるいは発光システムの機能を電子機器に追加することができ、電子機器の機能が向上して有用性が高まる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムの概略構成の説明図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムが本体内に設置されている携帯電話の概観図である。なお、本発明の撮像システムが設置されるのは携帯電話に限るわけではなく、デジタルカメラやカメラを内蔵したＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）などの電子機器に幅広く適用可能である。

図１に示すように、フラッシュ撮影システム１０は、被写体１５の撮像を行うＣＣＤ１１と、赤色（Ｒ）の発光色を有するＬＥＤチップ１４ａと緑色（Ｇ）の発光色を有するＬＥＤチップ１４ｂと青色（Ｂ）の発光色を有するＬＥＤチップ１４ｃとが１つのパッケージに内蔵され、発光色毎に独立して発光できるようにしたＲＧＢ−ＬＥＤ１４と、ＲＧＢ−ＬＥＤ１４の駆動電流を発光色毎に制御するＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３と、ＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３に対しての指令や各種演算処理を行うＣＰＵ１２とを備えている。

ＣＣＤ１１による撮像を行う際、被写体１５の照度が不足している場合には、ＲＧＢ−ＬＥＤ１４に内蔵されたＬＥＤチップ１４ａ〜１４ｃが同時に発光することにより赤色光と緑色光と青色光とが合成されて白色のフラッシュ光となり、このフラッシュ光によって被写体１５が照明される。このとき、被写体１５がＣＣＤ１１による撮像に最適な照度となるように、ＣＰＵ１２がＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３に対して駆動電流値を指令し、ＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３はＣＰＵ１２によって指令された駆動電流値に基づいてＲＧＢ−ＬＥＤ１４に内蔵されたＬＥＤチップ１４ａ〜１４ｃにそれぞれ流れる電流値を制御する。なお、駆動電流値を変化させる際には、ＬＥＤチップ１４ａ〜１４ｃによる赤色光と緑色光と青色光との比率が常に一定となるようにする。また、ＲＧＢ−ＬＥＤ１４からのフラッシュ光で照明されているときの被写体１５の照度は、被写体の情報としてＣＣＤ１１に入力され、ＣＣＤ１１からＣＰＵ１２に伝達される。

図２に示すように、本発明の第１実施形態に係るフラッシュ撮影システムが本体内に設置されている携帯電話１６は、本体上部１７ａと本体下部１７ｂとが折り畳み自在に連結されて構成されている。なお、携帯電話１６はこのような折り畳みタイプに限るわけではなく、他の形状であってもよい。

本体上部１７ａの背面（折り畳んだときに外側になる面）の上端部分には、ＲＧＢ−ＬＥＤ１４とＣＣＤ１１とが隣接して配置されており、これらを使用してフラッシュ撮影を行うことができる。また、携帯電話１６は接写モードを有しており、接写モードにすることで極めて近い距離の対象物を大きく撮影することが可能になる。

図３は、本発明の第１実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムの動作を示すフローチャートである。

図３に示すように、ＲＧＢ−ＬＥＤ１４（図１参照）からフラッシュ光が照射されていない状態で、被写体の照度などの情報がＣＣＤ１１（図１参照）に入力される（ステップＳ３１）。入力された被写体情報はＣＰＵ１２（図１参照）に伝達され、ＣＰＵ１２はフラッシュ発光が必要かどうかを判断する。被写体の照度が不足しており、フラッシュ発光が必要と判断された場合は、まず、フラッシュの仮発光を行って被写体を最適な照度で照明するための条件を求め（ステップＳ３２〜Ｓ３８）、次に、求められた条件に基づいてフラッシュの本発光を行うことで実際の撮像を行う（ステップＳ３９）。詳細については、以下で説明する。

（１）フラッシュの仮発光
ＣＰＵ１２はＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３（図１参照）に対して、ＲＧＢ−ＬＥＤ１４に内蔵された各ＬＥＤチップが発光するように指令する（ステップＳ３２）。

各ＬＥＤチップの駆動電流値は後で復元できるように保管されるとともに（ステップＳ３３）、フラッシュ光によって照明されている被写体の照度がＣＣＤ１１によって検出される（ステップＳ３４）。

ＣＣＤ１１によって検出された被写体の照度はＣＰＵ１２に伝達され、ＣＰＵ１２において照度の過不足が判断される。まず、照度不足かどうかが判断され（ステップＳ３５）、照度不足と判断されるとステップＳ３６に進み、そうでなければステップＳ３７に進む。照度不足の場合は、ＣＰＵ１２はＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３に対して各ＬＥＤチップの駆動電流を増やすように指令し（ステップＳ３６）、ステップＳ３３に戻る。

照度不足ではない場合には、照度過多かどうかが判断されるが（ステップＳ３７）、この判断はＣＣＤ１１の出力が飽和しているかどうかで判断することができる。照度過多と判断されるとステップＳ３８に進み、そうでなければステップＳ３７に進む。照度過多の場合は、ＣＰＵ１２はＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３に対して各ＬＥＤチップの駆動電流を減らすように指令し（ステップＳ３８）、ステップＳ３３に戻る。

このようにしてステップＳ３３からステップＳ３８までの処理が繰り返されることにより、各ＬＥＤチップの駆動電流が調整され、照度不足でも照度過多でもなくなると、すなわち、適切な照度になるとステップＳ３９へ進む。

（２）フラッシュの本発光
実際の撮像が行われるときは、ステップＳ３３で保管された最新の駆動電流値が使用されて各ＬＥＤチップが発光する（ステップＳ３９）ので、フラッシュ光は被写体を最適な照度で照明する。

以上で説明したこのフローチャートでは、フラッシュの仮発光では各ＬＥＤチップを連続的に発光させながら駆動電流値の調整を行っているが、このような調整方法に限るものではない。

例えば、フラッシュ光によって照明されている被写体の照度をＣＣＤ１１によって検出するために必要な期間のみ各ＬＥＤチップを発光させるようにしてもよい。すなわち、フラッシュの仮発光の際に各ＬＥＤチップをパルス発光させながら、駆動電流値の調整を行うようにしてもよい。このようにすれば、フラッシュの仮発光に要する消費電力を少なくすることが可能になる。

以上で説明した第１実施形態の構成によれば、フラッシュ光が実際に照射されている状態で被写体の照度を検出しながらフラッシュ光の強さを調整することができる。これにより、被写体までの距離や反射率などに影響されることなく、被写体の実態に即した最適な照度を提供することが可能になる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態の構成では、フラッシュ光が実際に照射されている状態で被写体の照度を検出しながらフラッシュ光の強さを最適となるように調整するものである。しかしながら、撮影対象によっては照度が最適であったとしても、コントラストなどの撮像画像品質は最良にならない場合もあり得る。そこで、撮像画像のコントラストを最良とするようにフラッシュ光の強さを調整できる構成を第２実施形態とし、以下で説明する。なお、第２実施形態は、次に述べる点を除いては第１実施形態と同一であるので、同じ構成部材には同じ参照符号を付すこととし、相違点のみについて説明する。

図４は、本発明の第２実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムの動作を説明する図であり、（ａ）はフラッシュの仮発光としてパルス発光を行うときの駆動電流値と発光光度の関係の例を示し、（ｂ）はその発光毎の撮像画像のコントラストに対応する評価関数値の例を示している。

図４（ａ）に示すように、フラッシュの仮発光として単色の白色光の発光光度が段階的に増えるように、駆動電流値を最小値から段階的に増やしながらパルス発光（４１ａ〜４５ａ）を行う。ここでは５回のパルス発光を行っているが、パルス発光の回数は５回に限るわけではない。そしてその発光毎に、ＣＣＤ１１（図１参照）からの出力に基づいて、撮像画像のコントラストに対応する評価関数値をＣＰＵ１２（図１参照）によって算出する。ここで評価関数は、例えば、ＣＣＤ１１の全画素から出力が飽和している画素に0又は一定の負の値を与え、出力が飽和していない残りの画素の出力の総和を取ったものとすればよい。

図４（ｂ）に示した評価関数値（４１ｂ〜４５ｂ）は、図４（ａ）のパルス発光（４１ａ〜４５ａ）にそれぞれ対応したものである。最初のうちは駆動電流値が増える（フラッシュ光の発光光度が大きくなる）につれて評価関数値も増大する。ところが、ある駆動電流値を境として、駆動電流値が増えても評価関数値は逆に減少するようになる。これは、被写体の照度が高すぎるとＣＣＤ１１の画素の出力が飽和するようになり、画像内に白とびなどが生じて撮像画像のコントラストが低下するからである。

フラッシュの仮発光がすべて終了すると、５回のパルス発光毎の評価関数値を比較する。すると、評価関数値が最大となるのは図４（ｂ）における３番目の評価関数値４３ｂであり、図４（ａ）における３回目のパルス発光４３ａの駆動電流値のときであるとわかる。そこで、実際の撮像の際にはパルス発光４３ａの駆動電流値でフラッシュを発光させるようにする。

なお、図４（ｂ）からもわかるように、パルス発光時のいずれかの位置が評価関数の最大値に厳密に一致するとは限らない。しかしながら、上述のようにして駆動電流値を決定することにより、評価関数値が最大に近くなる駆動電流値を簡単に求めることができる。また、適切な駆動電流値をさらに正確に求める必要があれば、例えば、フラッシュの仮発光としてのパルス発光回数を増やすとともに、パルス発光毎の駆動電流値の増分を少なくすればよい。

図５は、接写モードでバーコードをフラッシュ撮影した撮像画像の例であり、（ａ）は最適な照度で撮影された場合を示し、（ｂ）はフラッシュ光が強すぎる場合を示し、（ｃ）はフラッシュ光が弱すぎる場合を示している。図６は、接写モードで２次元バーコードをフラッシュ撮影した撮像画像の例であり、（ａ）は最適な照度で撮影された場合を示し、（ｂ）はフラッシュ光が強すぎる場合を示し、（ｃ）はフラッシュ光が弱すぎる場合を示している。図７は、名刺に印刷された２次元バーコードの例である。

バーコードが最適な照度で撮影された場合には、図５（ａ）に示すようにバーコードの白と黒のパターンが忠実に再現されている。しかしながら、フラッシュ光が強すぎると、図５（ｂ）に示すように白とび（明るい部分の階調が失われていること）が発生することがある。また、フラッシュ光が弱すぎると、図５（ｃ）に示すように黒つぶれ（暗い部分の階調が失われていること）が発生することがある。いずれにしても、バーコードの白と黒のパターンが忠実に再現されなくなるため、バーコードを正確に読み取れなくなってしまう。

また、２次元バーコードの読み取りにおいても同様の問題が発生することがある。２次元バーコードが最適な照度で撮影された場合には、図６（ａ）に示すように２次元バーコードの白と黒のパターンが忠実に再現される。ところが、フラッシュ光が強すぎると、図６（ｂ）に示すように白とびが発生することがあり、フラッシュ光が弱すぎると、図６（ｃ）に示すように黒つぶれが発生することがある。いずれにしても、２次元バーコードの白と黒のパターンが忠実に再現されなくなるため、２次元バーコードを正確に読み取れなくなってしまう。

ここで、２次元バーコードとは、黒と白の正方形を組み合わせにより縦と横の２方向を使って情報を記録するもので、従来のバーコードより多くの情報を記録できる。印刷物や商品パッケージなどに表示されることで様々な用途に利用される。例えば、図７に示すように、名刺１８に２次元バーコード１９を印刷しておき、２次元バーコードの読み取りが可能なカメラ付き携帯電話と組み合わせることで、名刺１８に印刷された２次元バーコード１９に記録されている情報を携帯電話のアドレス帳に簡単に取り込むことができるようになる。

本発明の第２実施形態に係るフラッシュ撮影システムのように、撮像画像のコントラストを最良に近くするようにフラッシュ光の強さを調整して撮像を行うようにすれば、例えば２次元バーコードを撮影するときに、２次元バーコードの白と黒のパターンが忠実に再現されるようにできる。これにより、フラッシュ撮影時に、撮像画像に白とびや黒つぶれが発生することを抑制し、２次元バーコードを正確に読み取ることが可能になる。

以上で説明した第２実施形態の構成によれば、撮像画像のコントラストが最良に近くなるようにフラッシュ光の強さを調整することができる。これにより、フラッシュ撮影時の撮像画像のコントラストを最良に近くすることが可能になる。

なお、評価関数に対して所定の基準値を予め設定しておき、フラッシュの仮発光としてのパルス発光中に評価関数の算出値がその基準値を超えたら、撮像画像のコントラストが十分高いと判断してその時点のＣＣＤ１１の出力データをそのまま撮像データとし、それ以降のフラッシュのパルス発光は行わないようにしてもよい。例えば、図４（ｂ）に示すように所定の基準値を設定した場合、３回目のパルス発光で評価関数値４３ｂがこの基準値を超えている。そこで、３回目のパルス発光のときのＣＣＤ１１の出力データを撮像データとし、それ以降のフラッシュのパルス発光は行わないようにする。このようにすれば、フラッシュの仮発光におけるパルス発光の回数を減らすことができる。これにより、撮像画像の品質を一定基準以上に保ちつつ、フラッシュ撮影に要する消費電力を少なくすることが可能になる。

あるいは、フラッシュの仮発光としてのパルス発光中に徐々に駆動電流値を増やすのではなく、例えば、まず最小値でフラッシュをパルス発光し、そのときにフラッシュ光の強さが不足していれば次に最大値でフラッシュをパルス発光し、それぞれの発光の際の評価関数の算出値の差から直線近似などによって最適の駆動電流値を予測するようにしてもよい。予測された駆動電流値においても評価関数値が所定の基準値に達しなかった場合には、さらに、それまで得られた３点のデータに基づいて最適の駆動電流値を予測するようにしてもよい。

＜第３実施形態＞
第１実施形態および第２実施形態の構成では、ＲＧＢ−ＬＥＤに内蔵されている赤色、緑色、青色に発光する各ＬＥＤチップを発光して白色のフラッシュ光を得ており、フラッシュ光の強さを調整する場合にも、各ＬＥＤチップの光の比率は一定としている。しかしながら、例えばカラーバーコードを撮影する場合、各ＬＥＤチップの光の比率を変えた方が良好な撮像結果を得られる可能性がある。そこで、撮像画像のコントラストを最良とするようにフラッシュ光の強さおよび各ＬＥＤチップの光の比率を調整できる構成を第３実施形態とし、以下で説明する。なお、第３実施形態は、次に述べる点を除いては第１実施形態および第２実施形態と同一であるので、同じ構成部材には同じ参照符号を付すこととし、相違点のみについて説明する。

図８は、本発明の第３実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムの動作を説明する図であり、（ａ）はフラッシュの仮発光としてパルス発光を行うときの各ＬＥＤチップの駆動電流値と発光光度の関係の例を示し、（ｂ）はその発光毎の撮像画像のコントラストに対応する評価関数値の例を示している。

図８（ａ）に示すように、フラッシュの仮発光として赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）の各発光光度を互いに等しく保ちつつ最小光度から段階的に増えるように、駆動電流値を増やしながらパルス発光（８１ａ〜８３ａ）を行う。ここでは３回のパルス発光を行っているが、パルス発光の回数は３回に限るわけではない。そしてその発光毎に、ＣＣＤ１１（図１参照）からの出力に基づいて、撮像画像のコントラストに対応する評価関数値をＣＰＵ１２（図１参照）によって算出する。

図８（ｂ）に示した評価関数値（８１ｂ〜８３ｂ）は、図８（ａ）のパルス発光（８１ａ〜８３ａ）にそれぞれ対応したものである。ここでは、撮影対象を緑色のカラーバーコードとした例を示しており、ＲやＢのＬＥＤの駆動電流値を上げて発光光度を大きくしても評価関数値はほとんど高くならないが、ＧのＬＥＤの駆動電流値には大きな依存性があることがわかる。すなわち、ＧのＬＥＤの駆動電流値を適切に調整することで撮像画像のコントラストを良好にすることができる。一方、ＲやＢの発光光度は評価関数値を高めるためにほとんど寄与しないので、それらの発光光度は小さくしてもよく、それによって消費電力を少なくすることができる。

さらに、Ｒ・Ｇ・Ｂの各発光光度を独立して段階的に変えながらその都度パルス発光を行い、撮像画像のコントラストに対応する評価関数値を算出するようにしてもよい。そして、どの色の発光光度がいくらのときに評価関数値が最大になるか、または、所定の基準値を超えるかにより、最適な駆動電流の組み合わせ（例えば、最小の電流値で最大の評価関数を得る、など）をＣＰＵ１２で判断し、その判断に基づいてフラッシュを発光させるようにする。

以上で説明した第３実施形態の構成によれば、様々な色のカラーバーコードであっても常に良好なコントラストで読み取ることができ、白とびや黒つぶれのない理想的な撮像結果を得ることが期待できる。また、カラーバーコード以外の撮影対象であっても、Ｒ・Ｇ・Ｂの各発光光度を最適に調整して撮像することにより、色再現性の向上などを図ることが可能になる。

＜第４実施形態＞
図９は、本発明の第４実施形態に係る発光システムの概略構成の説明図である。この発光システムは、例えば携帯電話の本体内に設置されることを想定しているが、携帯電話に限るわけではなく、電子機器などに幅広く適用可能である。なお、第４実施形態は第１実施形態と共通点も多いので、同じ構成部材には同じ参照符号を付すこととし、相違点のみについて説明する。

図９に示すように、発光システム２０は、赤色（Ｒ）の発光色を有するＬＥＤチップ１４ａと緑色（Ｇ）の発光色を有するＬＥＤチップ１４ｂと青色（Ｂ）の発光色を有するＬＥＤチップ１４ｃとが１つのパッケージに内蔵され、発光色毎に独立して発光できるようにしたＲＧＢ−ＬＥＤ１４と、ＲＧＢ−ＬＥＤ１４の駆動電流を発光色毎に制御するＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３と、ＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３に対しての指令や各種演算処理を行うを行うＣＰＵ２２と、音を入力するマイク２１とを備えている。

マイク２１から入力された音はＣＰＵ２２に伝達される。ＣＰＵ２２はマイク２１から伝達された音の周波数成分を分析し、３分割した周波数帯域毎の音の成分の大きさを求める。そして、周波数帯毎の音の成分の大きさに応じた発光光度でＬＥＤチップ１４ａ〜１４ｃがそれぞれ発光するように、ＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３に対して駆動電流値を指令する。ＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ１３はＣＰＵ２２によって指令された駆動電流値に基づいてＲＧＢ−ＬＥＤ１４に内蔵されたＬＥＤチップ１４ａ〜１４ｃにそれぞれ流れる電流値を制御する。このような処理を所定時間毎に繰り返すことにより、マイク２１から入力された音に応じてＲＧＢ−ＬＥＤ１４の発光状態が刻々と変化するようになる。

以上で説明した第４実施形態の構成によれば、マイクから入力される音に合わせてＲＧＢ−ＬＥＤの発光色や明るさを様々に変化させることができる。これにより、ＲＧＢ−ＬＥＤの発光パターンに遊び心を持たせ、カラオケなどでも楽しめるようにすることも可能になる。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明の第１実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムの概略構成の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムが本体内に設置されている携帯電話の概観図である。 本発明の第１実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムの動作を説明する図であり、（ａ）はフラッシュの仮発光としてパルス発光を行うときの駆動電流値と発光光度の関係の例を示し、（ｂ）はその発光毎の撮像画像のコントラストに対応する評価関数値の例を示している。 接写モードでバーコードをフラッシュ撮影した撮像画像の例であり、（ａ）は最適な照度で撮影された場合を示し、（ｂ）はフラッシュ光が強すぎる場合を示し、（ｃ）はフラッシュ光が弱すぎる場合を示している。 接写モードで２次元バーコードをフラッシュ撮影した撮像画像の例であり、（ａ）は最適な照度で撮影された場合を示し、（ｂ）はフラッシュ光が強すぎる場合を示し、（ｃ）はフラッシュ光が弱すぎる場合を示している。 名刺に印刷された２次元バーコードの例である。 本発明の第３実施形態に係る撮像システムとしてのフラッシュ撮影システムの動作を説明する図であり、（ａ）はフラッシュの仮発光としてパルス発光を行うときの各ＬＥＤチップの駆動電流値と発光光度の関係の例を示し、（ｂ）はその発光毎の撮像画像のコントラストに対応する評価関数値の例を示している。 本発明の第４実施形態に係る発光システムの概略構成の説明図である。

符号の説明

１０ フラッシュ撮影システム
１１ ＣＣＤ
１２ ＣＰＵ
１３ ＲＧＢ−ＬＥＤドライバＩＣ
１４ ＲＧＢ−ＬＥＤ
１４ａ ＬＥＤチップ（赤）
１４ｂ ＬＥＤチップ（緑）
１４ｃ ＬＥＤチップ（青）
１５ 被写体
１６ 携帯電話
１７ａ 本体上部
１７ｂ 本体下部
１８ 名刺
１９ ２次元バーコード
２０ 発光システム
２１ マイク
２２ ＣＰＵ

Claims (24)

1. 被写体を照明する発光手段と、
   前記発光手段を駆動する駆動手段と、
   被写体を撮像するとともに、前記発光手段によって照明される被写体の照度を検出可能な撮像素子と、
   被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、前記発光手段の仮発光中に発光光度が変化するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中に前記撮像素子によって検出される被写体の照度変化に基づいて前記発光手段の本発光時の発光光度を定め、定められた発光光度で前記発光手段が本発光するように前記駆動手段に対して指令する演算処理手段とを備えたことを特徴とする撮像システム。
2. 前記演算処理手段は、被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、
   前記発光手段の仮発光中に発光光度が変化するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中に前記撮像素子によって検出される被写体の照度が所定条件になった時点の前記発光手段の発光光度を本発光時の発光光度と定めることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記所定条件とは、前記撮像素子の画素毎の受光量合計が、前記撮像素子について予め決められている最適値に合致することであることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
4. 前記演算処理手段は、被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、
   前記発光手段の仮発光中に発光光度が段階的に変化しながらパルス発光するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中のパルス発光毎に前記撮像素子によって検出される被写体の照度を求め、
   求められたそれぞれの照度のうちから最適な照度に対応しているパルス発光時の前記発光手段の発光光度を本発光時の発光光度と定めることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
5. 前記発光手段は、赤色に発光する赤色発光素子と緑色に発光する緑色発光素子と青色に発光する青色発光素子とを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像システム。
6. 前記発光手段は、赤色に発光する赤色発光ＬＥＤと緑色に発光する緑色発光ＬＥＤと青色に発光する青色発光ＬＥＤとを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像システム。
7. 前記発光手段は、赤色に発光する赤色発光ＬＥＤチップと緑色に発光する緑色発光ＬＥＤチップと青色に発光する青色発光ＬＥＤチップとを有する白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像システム。
8. 前記発光手段は、少なくとも１つのＬＥＤチップと少なくとも１種類の蛍光体とを組み合わせた疑似白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像システム。
9. 前記演算処理手段は、被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、
   前記発光手段の仮発光中に発光光度が段階的に変化しながらパルス発光するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中のパルス発光毎に前記撮像素子によって撮像される撮像画像の品質を評価し、
   評価されたそれぞれの撮像画像のうちから最良品質の撮像画像に対応しているパルス発光時の前記発光手段の発光光度を本発光時の発光光度と定めることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
10. 前記演算処理手段は、被写体を前記発光手段によって照明して撮像する場合、
    前記発光手段の仮発光中に発光光度が段階的に変化しながらパルス発光するように前記駆動手段に対して指令するとともに、前記発光手段の仮発光中のパルス発光毎に前記撮像素子によって撮像される撮像画像の品質を評価し、
    評価された撮像画像の品質が所定基準以上であれば、そのパルス発光時以降の前記駆動手段に対するパルス発光の指令を中止するとともに、そのパルス発光時の撮像画像を本撮像の撮像画像とすることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
11. 前記撮像画像の品質は、撮像画像のコントラストを示すことを特徴とする請求項９または１０に記載の撮像システム。
12. 前記発光手段は、赤色に発光する赤色発光素子と緑色に発光する緑色発光素子と青色に発光する青色発光素子とを有することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の撮像システム。
13. 前記発光手段は、赤色に発光する赤色発光ＬＥＤと緑色に発光する緑色発光ＬＥＤと青色に発光する青色発光ＬＥＤとを有することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の撮像システム。
14. 前記発光手段は、赤色に発光する赤色発光ＬＥＤチップと緑色に発光する緑色発光ＬＥＤチップと青色に発光する青色発光ＬＥＤチップとを有する白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の撮像システム。
15. 前記演算処理手段は、前記発光手段の仮発光中に発光光度が段階的に変化しながらパルス発光するように前記駆動手段に対して指令する際に、前記発光手段の赤色発光と緑色発光と青色発光とが色毎に発光光度が変化するように指令することを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載の撮像システム。
16. 異なる色に発光する複数の発光素子を有する発光手段と、
    前記発光手段を駆動する駆動手段と、
    音を検出する音検出手段と、
    前記音検出手段によって検出される音に基づいて前記発光手段の各発光素子の発光パターンおよび発光光度を定め、定められた発光パターンおよび発光光度で前記発光手段が発光するように、前記駆動手段に対して指令を行う演算処理手段とを備えたことを特徴とする発光システム。
17. 前記発光パターンは、前記発光手段の各発光素子のうちのいずれか１つまたはいずれか２つ以上を発光させるときの組み合わせであることを特徴とする請求項１６に記載の発光システム。
18. 前記演算処理手段は、前記音検出手段によって検出される音を複数の周波数帯域毎の成分に分割し、これらの周波数帯域の成分毎の大きさに応じて前記発光手段の各発光素子が発光するように、前記駆動手段に対して指令を行うことを特徴とする請求項１６に記載の発光システム。
19. 前記発光手段は、赤色に発光する赤色発光素子と緑色に発光する緑色発光素子と青色に発光する青色発光素子とを有することを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれか１項に記載の発光システム。
20. 前記発光手段は、赤色に発光する赤色発光ＬＥＤと緑色に発光する緑色発光ＬＥＤと青色に発光する青色発光ＬＥＤとを有することを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれか１項に記載の発光システム。
21. 前記発光手段は、赤色に発光する赤色発光ＬＥＤチップと緑色に発光する緑色発光ＬＥＤチップと青色に発光する青色発光ＬＥＤチップとを有する白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれか１項に記載の発光システム。
22. 請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の撮像システムを備えた電子機器。
23. 請求項１６ないし２１のいずれか１項に記載の発光システムを備えた電子機器。
24. 前記電子機器は携帯電話であることを特徴とする請求項２２または２３に記載の電子機器。
    

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