JP2007047706A - 照明装置及び撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明光の照射範囲を容易に変えることができる撮影用の照明装置を提供する。
【解決手段】 ベース部材１３には、圧電素子からなる４個のアクチュエータ１８を挟んで保持部材１６が取り付けられている。保持部材１６の前面には、被写体を照明する照明光を出力する発光ダイオード１７を実装してある。各アクチュエータ１８のそれぞれを任意の伸縮量で伸縮させることにより、保持部材１６が傾斜し、発光ダイオード１７からの照明光の照射方向を任意の方向に変化させることができる。、発光ダイオード１７の照明光は、デジタルカメラの前面に露呈した透明なプロテクタ１４を通して被写体に照射される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、照明装置及び撮影装置に関するものである。

撮影装置としては、写真フイルム（銀塩フイルム）を用いるカメラや、デジタルカメラ等が知られているが、これらの多くは暗い場所でも撮影が可能なように、被写体を照明する照明装置を備えている。照明装置としは、撮影に同期して、強い照明光を瞬間的に照射するストロボ装置が多く用いられている。ストロボ装置は、Ｘｅ管に例えば４ＫＶ程度のトリガ電圧を印加することにより、そのＸｅ管の内部でメインコンデンサに蓄積した電荷を放電させることにより、照明光としてのストロボ光を放出する構成となっている。また、近年ではストロボ装置に代えて、ノイズが少なく低コストなどの特徴を有する発光ダイオードを用いた照明装置も提案されている。

上記のような照明装置を撮影装置と組み合せて使用する場合には、適切な照明光の光量が得られるとともに、撮影範囲（画角）をカバーするだけの照射範囲と、適切な配光特性とが必要である。例えば、特許文献１照明装置では、複数の発光ダイオードを備え撮影距離に応じて発光させる発光ダイオードの個数を調節し、適正な照明光量を得られるようにしている。

また、特許文献２の照明装置では、反射傘に対する発光ランプの相対的な位置を変位させることにより、発光ランプのフィラメントの形成位置のバラツキに起因した配光特性のバラツキを修正できるようにしている。特許文献３ｂの照明装置では、発光ダイオードの周囲に設ける反射板の高さを調整することにより、撮影レンズの撮影画角に応じた配光特性を得るようにしており、特許文献４の照明装置では、複数の発光ダイオードの前面にそれぞれレンズを配し、各レンズを変位することにより、配光を変えるようにしている。

さらに、本出願人によって製造販売されているカメラ「Nexia320izX（商品名）」では、ズームレンズのズーミングに応じてＸｅ管とその前方に配されたフレネルレンズとの距離を変化させることで、ズーミングによって変化する撮影画角に応じた配光特性を得るようにしている。
特開２００２−２０７２３６号公報 特開平１１−１７４５３４号公報 特開２００４−３４９６２８号公報 特開２００４−１９８８６４号公報

ところで、Ｘｅ管を用いたストロボ装置では、Ｘｅ管にトリガ電圧を印加するトリガ回路やメインコンデンサを接続するための配線は、高電圧が印加されるため安全上の観点から比較的に太い配線が使用される。このため上記のようにズームレンズのズーミングに応じてＸｅ管とフレネルレンズとの距離を変化させるために、Ｘｅ管を移動しようとすると、太い配線の大きな剛性によって、移動するのに大きな駆動力を必要としまい装置が大型化してしまうという問題があった。また、これまでの照明装置は、撮影画面全体を照明可能にするものであり、照射範囲や配光特性を任意に設定できるものではなく、撮影者の意図した照明が必ずしも得られるものではなかった。

本発明は上記問題を解消するためになされたもので、照明範囲を容易に変更可能な照明装置及び撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の照明装置では、照明光を出力する発光ダイオードと発光ダイオードが取り付けられた保持部材と前記保持部材の姿勢を変化させて前記発光ダイオードの照明光の照射方向を変えるアクチュエータとを有する光源部と、前記アクチュエータを駆動し、前記光源部からの照明光の照射方向を制御する制御手段とを備えたものである。

請求項２記載の照明装置では、照明光の照射方向を変化させるための操作部材を備え、制御手段を、操作部材の操作に応じてアクチュエータを駆動し、照明光の照射方向を変化させるようにしたものである。また、請求項３記載の照明装置では、複数の前記光源部を備え、制御手段を、入力される撮影装置の撮影レンズの焦点距離に応じた焦点距離信号に応じて各アクチュエータを駆動し、各光源部の照明光の照射方向をそれぞれ制御するようにしたものである。

請求項４記載の撮影装置では、照明装置を、照明光を出力する発光ダイオードと発光ダイオードが取り付けられた保持部材と前記保持部材の姿勢を変化させて前記発光ダイオードの照明光の照射方向を変えるアクチュエータとを有する光源部と、前記アクチュエータを駆動し、前記光源部の照明光の照射方向を制御する制御手段とから構成したものである。

請求項５記載の撮影装置では、複数の前記光源部を備え、制御手段を、各光源部のアクチュエータをそれぞれ駆動し、各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御するようにしたものである。

請求項６記載の撮影装置では、撮影レンズの焦点距離に応じた焦点距離信号を出力する焦点距離検出手段を備え、制御手段を、焦点距離信号に応じて各アクチュエータを駆動し、各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御するようにしたものである。請求項７記載の撮影装置では、撮影レンズをズームレンズとし、制御手段を、焦点距離信号に応じて各アクチュエータを駆動することにより、撮影レンズの変化に応じて各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を変化させるようにしたものである。

請求項８記載の撮影装置では、撮影画面内の被写体の明るさを調べる明るさ検出手段を備え、制御手段を、前記明るさ検出手段の検出結果に基づいて、各光源部のアクチュエータをそれぞれ駆動し、前記各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御するようにしたものである。

請求項９記載の撮影装置では、撮影レンズのピントを合致させる撮影画面の被写体部分を特定するピント特定手段を備え、制御手段を、前記ピント特定手段の特定結果に基づいて、各光源部のアクチュエータをそれぞれ駆動し、前記各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御するようにしたものである。また、請求項１０記載の撮影装置では、制御手段を、ピント特定手段によって特定された被写体部分を重点的に照明光で照射するように、または特定された被写体部分に照明光を照射しないように各アクチュエータを駆動するようにしたものである。

請求項１１記載の撮影装置では、撮影画面内の被写体から顔の位置を検出する顔検出手段を備え、制御手段を、前記顔検出手段の検出結果に基づいて、各光源部のアクチュエータをそれぞれ駆動し、前記各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御するようにしたものである。また、請求項１２記載の撮影装置では、制御部を、顔検出手段によって検出された撮影画面内の顔の位置を重点的に照明光で照射するように、または顔の位置に照明光が照射されないように各光源部のアクチュエータを駆動するようにしたものである。

請求項１３記載の撮影装置では、制御手段を、１画面の撮影中にアクチュエータを駆動し照明光の照射位置を変化するようにしたものであり、請求項１４記載の撮影装置では、１画面の撮影に撮影画面を照明光で走査するように、アクチュエータを駆動するようにしたものである。

請求項１５記載の撮影装置では、照明装置が、照明光を出力する複数の発光ダイオードと、前記発光ダイオードが取り付けられ、前記ズームレンズの光軸に直交する方向を軸として回動自在な複数の保持部材と、前記レンズ移動機構に連結され、このレンズ移動機構に入力される駆動力の一部を取り出して前記保持部材に伝達して回動させ、各発光ダイオードによる照明範囲をズームレンズの焦点距離に応じて変化させる連動機構とを有するものである。

本発明によれば、照明光を出力する発光ダイオードを取り付けた保持部材の姿勢をアクチュエータで変化させて、照明光の照射方向を変えるようにしたから、照明光の照射方向を容易に調整あるいは変化させることができる。

また、撮影レンズの焦点距離に応じた焦点距離信号に応じて複数の光源部の各アクチュエータをそれぞれ駆動し、各光源部の照明光の照射方向をそれぞれ制御するようにしたから、種々の焦点距離に対応させて照明範囲を変化させることができ、特にズームレンズとの組み合せに有用である。

本発明を実施した第１実施形態について説明する。図１にデジタルカメラの正面を、図２に背面をそれぞれ示す。デジタルカメラ２の前面には、撮影レンズ３，照明部４を設けてあり、上面にレリーズボタン５を設けてある。撮影レンズ３は、ズームレンズとしてあり、その背後にイメージセンサ６（図６参照）を配してある。

レリーズボタン５を押圧すると、被写体に撮影レンズ３のピントを合致させるＡＦ制御、露出制御決定するＡＥ制御が行われ、この後に静止画の撮影が実行される。デジタルカメラ２の側面には、メモリスロット（図示せず）を設けてあり、このメモリスロットに装着したメモリカード７（図６参照）に撮影した静止画の画像データを書き込んで保存する。

デジタルカメラ２の背面には、ＬＣＤ８，ズームボタン９，操作部１０を設けてある。ＬＣＤ８は、スルー画表示を行ういわゆる電子ファインダとして機能するとともに、画像の再生に使用される。また、ＬＣＤ８は、デジタルカメラの機能設定に関するメニュー画面が表示される。このメニュー画面を見ながら操作部１０を操作することによって各種設定を行うことができる。

ズームボタン９は、シーソ式のボタンであり、これの広角側（「W」字側）を押圧することによって広角側に撮影レンズ３がズーミングされ、望遠側（「T」字側）を押圧することによって望遠側に撮影レンズ３がズーミングされる。操作部１０は、４方向のカーソルキー１０ａ，決定ボタン１０ｂから構成してある。カーソルキー１０ａは、上下左右のいずれかの縁部を押圧することによって、対応する４方向の指示を入力できるようにしてあり、メニュー画面における各種設定項目の選択や設定内容の選択の指示等に使用される。決定ボタン１０ａは、これを押圧することにより、メニュー画面の表示や、カーソルキー１０ａで指示した内容を確定することができる。

また、この例ではカーソルキー１０ａが照明光の照射方向を変化させるための操作部材となっており、カーソルキー１０ａの上下左右の押圧操作によって、対応する４方向に照明部４から被写体に向けて照射される照明光が振られるようになっている。なお、例えば、撮影画面内のピント位置を合焦させるための位置を指定する操作で行って、そのカーソルキー１０ａの操作で照明光の照射方向を変化させるようにしてもよい。

照明部４は、図３に示すように、光源部１２と、ベース部材１３と、デジタルカメラ２の前面に露呈され、光源部１２を保護する透明なプロテクタ１４とから構成してある。光源部１２は、プロテクタ１４の奧に配してあり、保持部材１６と発光ダイオード１７とアクチュエータ１８とから構成される。保持部材１６としてプリント基板を用いており、この保持部材１６の前面に被写体を照明する照明光を出力する発光ダイオード１７を実装してある。発光ダイオード１７としては、チップタイプのものを用いているが他のタイプのものを用いることができる。また、複数の発光ダイオード１７を保持部材１６に実装してもよい。さらに、保持部材１６としては、プリント基板に限らず発光ダイオード１７の形状やアクチュエータの種類等に応じた種々のものを用いることができる。

この例では、アクチュエータ１８として、電気信号の印加で伸縮する圧電素子を用いており、保持部材１６の背面側の四隅に各アクチュエータ１８の一端を取り付け、各アクチュエータ１８の他端をベース部材１３の前面に取り付けてある。照明光の照射方向を変えるアクチュエータとしては、圧電素子に限らず、発光ダイオードの向きを変えてその照明光の照射方向を変えることができるものであれば、種々のものを採用することができる。

ベース部材１３は、デジタルカメラ２の内部に固定してある。このベース部材１３は、例えばデジタルカメラ２のシャシー等の一部を利用してもよい。ベース部材１３には、信号線１９を接続してあり、この信号線１９ａを介して発光ダイオード１７及び各アクチュエータ１８を駆動するため信号を入力する。各アクチュエータ１８には、ベース部材１３に形成された導電パターン（図示せず）を介して信号線１９ａからの駆動信号が与えられる。

ベース部材１３と保持部材１６とを一対のリード線１９ｂによって電気的に接続してあり、発光ダイオード１７を駆動する点灯信号は、一対のリード線１９ｂ，保持部材１６上の導電パターン（図示せず）を介して発光ダイオード１７に供給される。発光ダイオード１７が出力する照明光は、プロテクタ１４を通して被写体に向けて照射される。リード線１９ｂは、発光ダイオード１７を駆動するのに必要な電力を供給できる程度のものでよいから細いものでよく、アクチュエータ１８で保持部材１６を傾斜させる際の抵抗にはならない。

各アクチュエータ１８の伸縮量をそれぞれ制御することによって、上下方向，左右方向のそれぞれについて任意の角度に保持部材１６を傾斜することができる。これにより、光源部１２の発光ダイオード１７が出力する照明光の照射方向を任意の方向に振ることができる。

例えば、図４に示すように、上側の各アクチュエータ１８と下側の各アクチュエータ１８とを互いに異なる向きに伸縮することによって、光源部１２の照明光の照射方向を上下に振ることができる。また、図５に示すように、左側の各アクチュエータ１８と右側の各アクチュエータ１８とを互いに異なる向きに伸縮することによって、照射方向を左右に振ることができる。さらに、例えば、左下のアクチュエータ１８を縮め、右上のアクチュエータ１８を伸ばすように駆動すれば、照射方向を左下方向に振ることができる。

図６に上記デジタルカメラ２の構成を示す。システム制御部２１は、ＣＰＵやこのＣＰＵが実行するプログラムが書き込まれたＲＯＭ，ワークメモリとして使用されるＲＡＭ，種々のデータ処理を高速で行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）等から構成されている。このシステム制御部２１は、レリーズボタン５，ズームボタン９，操作部１０からの操作に応じた操作信号に応答してデジタルカメラ２の各部を制御するとともに、画像データに基づいてピントや被写体輝度の検出等を行う。

撮影レンズ３は、複数のレンズから構成してあり、ピント調節機構３ａ，ズーム機構３ｂを備えている。ピント調節機構３ａは、撮影レンズ３を構成するフォーカスレンズを移動してピント調節を行う。ズーム機構３ｂは、撮影レンズ３を構成する変倍レンズを移動して焦点距離の調節、すなわちズーミングを行う。

なお、撮影レンズ３としては、これまでのズームレンズと同じく、それを構成するレンズの一部または全部を移動することによってズーミングを行うものであればよい。また、撮影レンズ３は、単焦点のものであってもよい。

撮影レンズ３の背後にイメージセンサ６を配してある。このイメージセンサ６は、撮影レンズ３で結像される光学的な被写体像を電気的な画像信号に変換して出力する。このイメージセンサ６としては、例えばＣＣＤ型のものを用いており、タイミングジェネレータ２２からのタイミングパルスに基づいて作動するドライバ２３によって駆動される。また、このイメージセンサ６は、それまでに蓄積した電荷を掃き出して消去することで電荷蓄積時間を調節する電子シャッタ機能を有している。

撮影レンズ３とイメージセンサ６との間にシャッタ装置２４を配してある。シャッタ装置２４は、スメアの発生を防止するためのものであり、通常はシャッタ羽根を開いており、イメージセンサ６へ被写体光が入射することを許容し、静止画の露光の完了直後にシャッタ羽根を閉じてイメージセンサ６に被写体光が入射することを阻止する。また、このシャッタ装置２４は、絞りを兼ねており、シャッタ羽根が形成する開口の大きさで撮影時の光量を調節する。シャッタ装置２４は、タイミングジェネレータ２２からのタイミングパルスに基づいて作動する。

イメージセンサ６からの画像信号は、アナログ信号処理部２５に送られる。アナログ信号処理部２５は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路，増幅器等から構成してあり、入力される画像信号に対してノイズを除去するための相関二重サンプリング処理を行った後に、撮影感度に相当するゲインで画像信号を増幅して出力する。

Ａ／Ｄ変換器２６は、アナログ信号処理部２５からの画像信号を画素ごとの画像データに変換するデジタル変換処理を行う。Ａ／Ｄ変換器２６からの画像データは、バス２８に送られる。バス２８には、システム制御部２１，画像処理回路３１，表示メモリ３２，顔抽出部３３，圧縮伸長部３４，インタフェース回路３５，画像メモリ３６を接続してある。バス２８に接続された各部は、バス２８を介してシステム制御部２４で制御されるとともに、相互間でデータの授受が可能になっている。

画像処理回路３１は、Ａ／Ｄ変換器２６からの画像データに対して，γ補正，ホワイトバランス補正等の補正処理を行う。表示メモリ３２には、ＬＣＤ８に表示すべき画像の画像データが書き込まれる。Ｄ／Ａ変換器３８は、表示メモリ３２上の画像データを順次に読み出してアナログ信号に変換し、このアナログ信号でＬＣＤ８を駆動する。スルー画表示の際には、Ａ／Ｄ変換器２６からの画像データが画像処理回路３１で補正処理が施されてから表示メモリ３２に次々と書き込まれることにより、ＬＣＤ８にスルー画像が表示される。再生モード下では、メモリカード７から読み出された画像データが表示メモリ３２に書き込まれることにより、記録されている画像がＬＣＤ８に表示される。

顔抽出部３３は、レリーズボタン５が押圧されたときに、その時点での撮影画面内における被写体の人物の顔の部分を特定し、その顔の撮影画面内での位置情報をシステム制御部２４に送る。この顔の位置情報は、撮影レンズ３のピント調節などに用いられる。

圧縮伸長部３４は、画像データの圧縮と伸長とを行う。撮影モード下では、圧縮伸長部３４は、レリーズボタン９の押圧に応答して得られる画像データに対して、画像処理回路３１での画像処理後に圧縮処理を行う。また、再生モード下では、圧縮伸長部３４は、メモリカード７から読み出した画像データの伸長を行って、表示メモリ３２に書き込む。

インタフェース回路３５は、メモリカード７のデータの書き込み及び読み出しを制御する。インタフェース回路３５は、撮影モード下では圧縮伸長部３４で圧縮された画像データをメモリカード７に書き込み、再生モード下では、メモリカード７に記録されている画像データを読み出し、圧縮伸長部３４に送る。画像メモリ３６は、処理すべき画像データや処理済みの画像データを一時的に記憶するために用いられる。

ピント駆動部４１は、システム制御部２４からのピント指示に基づいてピント調節機構３ａを作動し、撮影レンズ３のピントが合致する位置を変える。システム制御部２４は、撮影レンズ３のピント合せのために、Ａ／Ｄ変換器２６からの画像データを調べることにより画像のコントラストを検出し、そのコントラストが最大となるように、ピント駆動部４１を介して撮影レンズ３のピント調節機構３ａを駆動する。

ピント位置センサ４２は、フォーカスレンズの位置を検出することにより、撮影レンズ３のピントが合致する位置を検出し、その情報をピント位置情報としてシステム制御部２１に送る。システム制御部２１は、ピント位置情報を用いて例えば照明部４の光量、すなわち発光ダイオード１７の光量を制御する。

システム制御部２１は、ズームボタン９の操作に応じたズーム指示をズーム駆動部４３に送る。ズーム駆動部４３は、そのズーム指示に基づいてズーム機構３ｂを駆動し、撮影レンズ３を望遠側あるいは広角側にズーミングする。ズーム位置センサ４４は、撮影レンズ３の変倍レンズの位置を検出することにより、撮影レンズ３の焦点距離を検出し、その情報を焦点距離信号としてシステム制御部２１に送る。

システム制御部２１は、カーソルキー１０ａの押圧操作に基づき、カーソルキー１０ａによって指示される照明光の照射方向を求め、それに応じた方向指示信号を照明装置４５に出力する。照明装置４５は、前述の光源部１２の他，角度制御部４６，駆動部４７，ＬＥＤ駆動部４８から構成してある。角度制御部４６は、光源部の照明光の照射方向がシステム制御部２１からの方向指示信号に示される方向となるように、駆動部４７を介して各アクチュエータ１８を駆動する。これにより、カーソルキー１０ａの押圧操作で照明部４から照射される照明光の照射方向を上下左右の任意の方向に振ることができる。

ＬＥＤ駆動部４８は、システム制御部２１の制御下で発光ダイオード１７を駆動し、照明光を出力させる。発光ダイオード１７が出力する光量は、一定であってもよく、被写体や撮影シーン等に応じて増減してもよい。例えばピント位置情報に基づいた撮影距離で適切となるような光量とすることができる。

次に上記構成の作用について説明する。静止画を撮影する場合には、操作部１０を操作して撮影モードを選択する。撮影モードにすると、イメージセンサ６で露光された被写体像は、画像データへの変換処理，補正理が施されてから表示メモリ３２に送られる。イメージセンサ６による１フレームの露光ごとに画像データが表示メモリ３２に送られるから、ＬＣＤ８にはスルー画の表示が行われ、そのスルー画を観察することにより、撮影者は、現在の撮影範囲を知ることができる。

ズーミングする場合には、ズームボタン９を操作する。ズームボタン９の広角側を押圧すると、システム制御部２１からのズーム指示により、ズーム駆動部４３によってズーム機構３ｂが駆動され、撮影レンズ３が広角側にズーミングされる。逆に、望遠側を押圧すれば、ズーム駆動部４３によって撮影レンズ３が望遠側にズーミングされる。

また、撮影モード下では、システム制御部２１によってＡ／Ｄ変換器３１からの画像データを用いて画像のコントラストが常時検出されている。そして、そのコントラストが最大となるように、ピント駆動部４１を介してピント調節機構３ａが駆動される。これによりフレーミング中に撮影距離が変化しても、それに追従して撮影レンズ３のピント位置が被写体に合致するように調節される。

さらに、システム制御部２１は、画像データを用いて被写体の輝度を検出している。そして、例えば被写体輝度が所定の輝度よりも低い場合には、システム制御部２１の制御により、ＬＥＤ駆動部４８を介して発光ダイオード１７が駆動される。これにより、光源部１２からの照明光がプロテクタ１４を介して被写体に向けて照射される。通常では、例えば照明光の方向が撮影画面の中心に向くように初期設定されており、この状態で照明光の広がりによって撮影画面をほぼ均一に照明できるようにしてある。

撮影画面の一部を偏重して照明するなど、照明光の照射方向を変更したい場合には、撮影者は、カーソルキー１０ａを操作する。発光ダイオード１７によって照明している状態でカーソルキー１０ａを操作すると、その操作に応じた方向指示信号がシステム制御部２１から角度制御部４６に入力される。そして、この角度制御部４６に制御された駆動部４７によって各アクチュエータ１８が駆動されて照明光の照射方向が変わる。また、カーソルキー１０ａを押圧する時間によって、保持部材１６の傾斜の大きさが変わるので、照明光を振る角度を調節することができる。

例えば、カーソルキー１０ａの上縁部を押圧すると、ベース部材１３の上側の各アクチュエータ１８が縮み、下側の各アクチュエータ１８が伸びることによって、保持部材１６が上を向くよう傾斜する。これにより、照明光の照射方向が上方に振られる。また、カーソルキー１０ａの右縁部を押圧すると、ベース部材１３の右側の各アクチュエータ１８が縮み、左側の各アクチュエータ１８が伸びるので、保持部材１６が右を向くよう傾斜して照明光の照射方向が右に振られる。さらに、例えばカーソルキー１０ａの左縁部と上縁部の間を押圧すると、左上のアクチュエータ１８が縮み、右下のアクチュエータ１８が伸びることによって、照明光の照射方向が左上に振られる。

撮影者は、ＬＣＤ８を観察しながら、カーソルキー１０ａを操作して、所望とする照明状態となるように調節してから、レリーズボタン５を押圧して撮影を行う。レリーズボタン５を押圧すると、その時点の撮影距離に合致するように、撮影レンズ３のピント位置が固定される。また、その時点での被写体輝度に対して適正となるように静止画撮影の際の絞り値，電子シャッタのシャッタ速度が決定される。この後に、決定された電子シャッタ、絞り値の下でイメージセンサ６による１フレーム分の露光が行われる。露光が完了すると、シャッタ装置２４が閉じられてから画像信号の出力が行われる。

画像信号は、アナログ信号処理回路２５，Ａ／Ｄ変換器２６を介して画像データに変換されてから、画像処理回路３１で補正処理が施される。補正処理が施された画像データは、圧縮伸長部３６で圧縮処理されてからインタフェース回路３５に送られてメモリカード７に書き込まれる。

次に、撮影レンズの焦点距離に応じて照明光の照射方向を制御する第２実施形態を説明する。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同様であり、実質的に同じ部材には、同じ符号を付してその説明を省略する。

図７に示すように、第１〜第６光源部５０ａ〜５０ｆをベース部材５１に２段３列に配列して設けてある。各光源部５０ａ〜５０ｆのそれぞれの構成は、第１実施形態の光源部１２と同じとなっている。

図８に示すように、各光源部５０ａ〜５０ｆのアクチュエータ１８のそれぞれに対応して駆動部４７を設けてあり、各光源部５０ａ〜５０ｆの照明光の照射方向をそれぞれ独立に制御可能にしてある。なお、光源部の個数は、６個に限るものではなく、２個以上であれば何個であってもよい。また、各光源部の配列も、上記のものに限定されるものではない。

システム制御部２１は、撮影レンズ３の焦点距離に応じて各光源部５０ａ〜５０ｆによる照明光の照射方向を変化させる。この例では、システム制御部２１は、ズーム位置センサ４４からの焦点距離信号に基づいて、その焦点距離信号に示される撮影レンズ３の焦点距離の撮影範囲を照明するように、各光源部５０ａ〜５０ｆの各アクチュエータ１８を駆動して、各光源部５０ａ〜５０ｆの照明光の照射方向を変化させる。

撮影レンズ３がズーミングされた場合には、例えば図９に示すように、各光源部５０ａ〜５０ｆの照明光の照射方向が撮影レンズ３の光軸と平行となるように、各アクチュエータ１８が制御される。これにより、望遠端の撮影レンズ３での撮影範囲が、各光源部５０ａ〜５０ｆからの照明光の広がりによって撮影画面をほぼ均一に照明される。この場合には、狭い画角に各光源部５０ａ〜５０ｆからの照明光が集中されるので、大きな光量を確保でき、比較的に撮影距離が長い望遠撮影時に有利である。なお、図９（ａ）は、照明光の照射方向の水平方向の向きを、図９（ａ）は、照明光の照射方向の上下方向の向きを示している。

撮影レンズ３が望遠端から広角側にズーミングされた場合には、水平方向については、図１０（ａ）に示すように、中央の各光源５０ｃ，５０ｄの照射方向をそのままとしながら、左右の各光源部５０ａ，５０ｂ，５０ｅ，５０ｆの照明光の照射方向が外側に振る角度が焦点距離が短くなるほど大きくなるように各アクチュエータ１８が駆動される。また、上下方向については、図１０（ｂ）に示すように、上段の各光源部５０ａ，５０ｃ，５０ｄの照明光の照射方向が上方に向け、下段の各光源部５０ｂ，５０ｄ，５０ｆの照明光の照射方向が下方に向くように各アクチュエータ１８が駆動される。この上下方向では、焦点距離が短くなるほど上向き、下向きに振る角度が大きくなるように制御される。このようにして照明部４による照明範囲を広くして、広角側にズーミングされた撮影レンズ３による撮影範囲となるようにする。

もちろん、撮影レンズ３が広角側から望遠側にズーミングされた場合には、焦点距離が長くなるほど、上記のように振られる照射方向の角度が小さくなるように制御される。

なお、各光源部５０ａ〜５０ｆの配される大きさは、撮影画面に比べて十分に小さいから、照明光の照射方向を撮影レンズ３の焦点距離にしたがって変化させることで、撮影距離にかかわらず撮影範囲を照明光で照射することができる。

この第２実施形態では、デジタルカメラ２から撮影画面に向かって、右側の光源部５０ａ，５０ｂで撮影画面の右側部分を、また左側の光源部５０ｅ，５０ｆで撮影画面の左側部分を、さらに中央の光源部が中央部分をそれぞれ照明するようにしているが、いずれの光源部で撮影画面のどの部分を照明するようにしてもかまわない。例えば右側の光源部５０ａ，５０ｂで撮影画面の左側部分を照明するようにしてもよい。

また、第２実施形態では、変倍レンズの位置に基づいて検出した撮影レンズ３の焦点距離の情報である焦点距離信号に基づいて、各光源部による照明光の照射方向を変化させているが、焦点距離信号としては、種々の手法で検出した焦点距離に基づくものであってもよい。例えばズームボタン９の操作量を検出して、それに基づいて焦点距離を検出し、それを焦点距離信号としてもよい。

上記第２実施形態では、撮影レンズをズームレンズとした例について説明したが、例えば撮影レンズを交換することによって焦点距離が変わる場合にも、本発明を利用することができる。この場合、装着された撮影レンズの焦点距離を検出する。

次に、ズーム機構に連動する連動機構で照明光の照射方向を変化させる第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態の構成部材と実質的に同じ部材には、同じ符号を付してその説明を省略する。

照明光の照射方向を変化させる連動機構を図１１に示す。ズーム機構３ｂを構成するモータ５５は、ズーム駆動部４３によって駆動される。撮影レンズ３の鏡筒５６の後端の外周には、ズーム機構３ｂの一部である歯列５６ａを設けてあり、この歯列５６ａにモータ５５の駆動力が伝達されて鏡筒５６が回転する。この鏡筒５６の回転によって、鏡筒５６内に保持された変倍レンズが光軸に沿って移動し、ズーミングされる。鏡筒５６は、広角側にズーミングするときに矢線Ｗ方向に回転し、望遠側にズーミングするときに矢線Ｔ方向に回転する。

歯列５６ａには、ギア５７を噛合させてある。また、ギア５７には、ギア５８を噛合してある。このギア５８と同軸に円柱状の回動部材５９を一体に形成してあり、回動部材５９の周面には螺旋状の溝５９ａを設けてある。

照明部４には、第１〜第３光源部６０ａ〜６０ｃを設けてある。各光源部６０ａ〜６０ｃは、それぞれ発光ダイオード６１とL字形状の保持板６２とからなり、発光ダイオード６１は、保持板６２の前端に取り付けてある。各保持板６２は、ベース部材６３の上面に水平方向に一列に並べて組み付けてある。保持板６２は、前端側の下面に設けた軸６３をベース部材６４の穴６４ａに嵌め込むことにより、撮影レンズ３の光軸に直交する方向を軸として、それぞれ左右に揺動自在になっている。

ベース部材６４の下方にスライド板６５を配してある、スライド板６５は、前後方向にスライド自在にしてある。このスライド板６５の下面には、ピン６５ａを一体に設けてあり、このピン６５ａが回動部材５９の溝５９ａに係合する。これにより、鏡筒５６が回転すると、その回転がギア５７，５８を介して回動部材５９に伝達されて、スライド板６５を前後方向にスライドさせる。

例えば鏡筒５６を広角側にズーミングする方向（矢線Ｗ方向）に回転するとスライド板６５が後方にスライドし、望遠側にズーミングする方向（矢線Ｔ方向）に回転するとスライド板６５が前方にスライドする。また、スライド板６７のスライド量は、鏡筒５６の回転量、すなわち撮影レンズ３の焦点距離の変化量に応じたものとなる。

スライド板６５には、各光源部６０ａ〜ｃに対応した第１〜第３カム溝６６ａ〜６６ｃを形成してあり、これらには各保持部材６２の後端側の下面に一体に設けたカムピン６７がそれぞれ係合する。

左右の第１カム溝６６ａと第３カム溝６６ｃは、後方に向かって外側に開く形状に形成してあり、中央の第２カム溝６６ｂは、スライド板６５のスライド方向と平行な直線状に形成してある。これにより、第１，第３光源部６０ａ，６０ｃの保持部材６２は、スライド板６５が後方にスライドしたときに後端の間隔を狭めるようにして、スライド板６５が前方にスライドしたときに後端の間隔を広げるようにして互いに逆向きに回動する。なお、第２光源部６０ｂの保持部材６２は、スライド板がスライドしても回動せず、第２光源部６０ｂからの照明光の照射方向は撮影レンズ３の光軸と平行な状態を維持する。

この例によれば、ズームボタン９の操作に応答してモータ５５によって、鏡筒５６が回転し、撮影レンズ３の焦点距離が変化する。また、その際の鏡筒５６の回転にともなって、スライド板６５は、撮影レンズ３の望遠端に対応した、図１２に示す前端位置と、撮影レンズ３の広角端に対応した、図１３に示す後端位置との間でスライドする。

撮影レンズ３が望遠端にズーミングされてスライド板６７が前端位置となっているときには、第１，第３発光光源部６０ａ，６０ｂの各保持部材６２は、図１２に示されるように、望遠側回動位置となり、第１，第３発光光源部６０ａ，６０ｂの照明光の照射方向が例えば第２光源部６０ｂからの照明光の照射方向と平行となる。そして、この場合には、発光ダイオード６１ａ〜６１ｃからの照明光の広がりによって望遠端となっている撮影レンズ３の撮影範囲が全体的に照明される。

上記のような状態からズームボタン９を操作して広角側にズーミングすると、鏡筒５６が矢線Ｗ方向に回転し、撮影レンズ３の焦点距離が短くなるとともに、その鏡筒５６の回転にともなってスライド板６５が後端位置に向かってスライドする。このスライドにともなって、第１，第３光源部６０ａ，６０ｃの各保持部材６２が互いに後端の間隔を狭める方向に回動する。これにより、第１，第３光源部６０ａ，６０ｃの照明光の照射方向が外側に振られる。外側に振られる角度は、スライド板６５の後方へのスライド量が大きくなるほど、すなわち撮影レンズ３の焦点距離が短くなるほど大きくなる。これにより、撮影レンズ３の焦点距離が短くなることにともなって広くなる撮影範囲の全範囲を照明するように、第１，第３光源部６０ａ，６０ｂの照明光の照射方向が変化する。

撮影レンズ３が広角端に達すると、図１３に示すようにスライド板６５が後端位置となり、第１，第３光源部６０ａ，６０ｂの各保持部材６２は、広角側回動位置となる。このときに、第１，第３光源部６０ａ，６０ｂの照明光の照射方向が最も大きく外側に振った状態となる。これにより、最も広い撮影レンズ３による撮影範囲をほぼ均一に照明する

なお、望遠端に向けてズーミングする場合には、焦点距離が長くなるにしたがって、第１，第３光源部６０ａ，６０ｃの照明光の照射方向を外側に振る角度が小さくなる。また、保持板６２が回動する方向は、撮影レンズ３の光軸に直交する方向を軸として左右方向に限らず、上下方向に回動するようにしてもよく、撮影画面の対角方向に回動させてもよい。

図１４は、撮影画面内の各部の明るさを検出して、相対的に暗い部分を重点的に照明する第４実施形態を示すものである。なお、以下に説明するように照明光の照射方向の制御が異なる他は、第２実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

この例のデジタルカメラ２では、通常照明モードと暗部重点照明モードとを撮影者が選択できるようになっている。通常照明モードでは、図１５に示すように、各光源部６０ａ〜ｆの照明光の照射範囲７０ａ〜７０ｆが撮影範囲７１に均一に分布して、その全範囲が均一に照明されるように、システム制御部２１は、各光源部６０ａ〜ｆの各アクチュエータ１８を駆動する。

暗部重点照明モードが選択された場合では、システム制御部２１は、明るさ検出手段として機能しＡ／Ｄ変換器２６からの画像データに基づき、撮影画面の各部の明るさを調べ、撮影画面内で相対的に暗い被写体部を重点的に照明するように、その被写体部分を複数の光源部で照明するように各光源部６０ａ〜ｆの各アクチュエータ１８を駆動する。例えば図１６に示す例では、第３，第４光源部５０ｃ，５０ｄの照明光の照射範囲７０ｃ，７０ｄが撮影画面の中央から左方に寄った位置となるように第３，第４光源部５０ｃ，５０ｄのアクチュエータ１８が制御され、撮影画面７１の相対的に暗い被写体部分７２で第１〜第４光源部５０ａ〜５０ｄの照明範囲７０ａ〜７０ｄが重なるようにされる。

図１７は、撮影画面内の顔の部分を検出して、その顔の部分を重点的に照明し、あるいは顔部分を避けて照明する第５実施形態を示すものである。なお、以下に説明するように照明光の照射方向の制御が異なる他は、第２実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

この例のデジタルカメラ２では、通常照明モードの他に、顔重点照明モードと、顔非照明モードとがある。通常照明モードでは、第４実施形態のそれと同様に照明するモードである。

顔重点照明モードまたは顔非照明モードが選択されている場合では、システム制御部２１は、顔抽出部３３の抽出結果に基づいて、撮影画面内の顔の位置を特定する。そして、顔重点照明モードが選択されている場合には、図１８に一例を示すように、各光源部６０ａ〜６０ｆの照射範囲７０ａ〜７０ｆを特定した顔の位置に集まるように各光源部６０ａ〜６０ｆの照射方向を制御する。一方、顔非照明モードが選択されている場合には、図１９に一例を示すように、各光源部６０ａ〜６０ｆの照射範囲７０ａ〜７０ｆが特定した顔の位置に重ならないように各光源部６０ａ〜６０ｆの照射方向を制御する。

なお、検出した顔の部分に限らず、顔との位置関係に基づいた部分、例えば顔の周辺に照明光が照射するようにしたり、照射されないようにしたりしてもよい。

図２０は、撮影レンズのピントを合致させた撮影画面内の部分重点的に照明し、あるいはその分を避けて照明する第６実施形態を示すものである。なお、以下に説明するように照明光の照射方向の制御が異なる他は、第２実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

この例のデジタルカメラ２では、通常照明モードの他に、ピント位置重点照明モードと、ピント位置非照明モードとがある。通常照明モードでは、第４実施形態のそれと同様に照明するモードである。

システム制御部２１は、撮影レンズ３のピント合せのためにＡ／Ｄ変換器２６からの画像データを調べる際には、例えば撮影画面を複数に分割した個々の領域の撮影距離や被写体の大きさ等からピントを合致すべき主要被写体を特定し、その特定した主要被写体のコントラストが最大となるように、ピント駆動部４１を介して撮影レンズ３のピント調節機構３ａを駆動する。

ピント位置重点照明モードが選択されている場合には、システム制御部２１は、前述のように特定した主要被写体の撮影画面内の位置に基づいて、各光源部６０ａ〜６０ｆの照射範囲７０ａ〜７０ｆを特定した主要被写体付近に集まるように各光源部６０ａ〜６０ｆの照射方向を制御する。また、ピント位置非照明モードが選択されている場合には、各光源部６０ａ〜６０ｆの照射範囲７０ａ〜７０ｆが特定した主要被写体の部分に重ならないように各光源部６０ａ〜６０ｆの照射方向を制御する。

図２１，図２２に示す例では、撮影画面７１内の左部分にある被写体にピントが合致するように撮影レンズ３が制御されており、ピント位置重点照明モードの例を示す図２１では、その被写体の付近に照射範囲７０ａ〜７０ｆが集まるように制御され、ピント位置非照明モードの例を示す図２２では、その被写体の付近に照射範囲７０ａ〜７０ｆが重ならないように各光源部６０ａ〜６０ｆの照射方向が制御される。

なお、特定した主要被写体の部分に限らず、特定した主要被写体との位置関係に基づいた部分、例えば主要被写体の周辺に照明光が照射するようにしたり、照射されないようにしたりしてもよい。

図２３に示す第７実施形態は、第１実施形態と同様に１個の光源部を用いた構成であるがが、撮影画面（画角）よりも小さい照射範囲（角）の照明光としてある。この例では、システム制御部２１は、イメージセンサ６による１フレームの露光中に、光源部１２のアクチュエータ１８を制御して、撮影画面内で照明範囲を移動し、撮影画面を走査する。図２３に示す例では、撮影画面の左上から右方向に照明範囲の移動を開始し、撮影画面の右端に達したならば、下側に照明範囲を移動させ、この後左方向に移動させている。このようにすることにより、少ない光源部で撮影画面を照明することができる。

なお、複数個の光源部を用いて撮影画面を走査するようにしてもよい。また、撮影画面全体を均一に照明するように走査するのではなく、例えば照明光を細く絞って、小さい照明範囲を撮影画面内で移動させ、図２４のように任意の軌跡，文字，絵等を描かせてもよい。

上記各実施形態では、デジタルカメラについて説明したが、撮影装置としては、写真フイルムを用いたカメラであってもよく、動画を撮影するビデオカメラでもよい。また、携帯電話等の各種電子機器に内蔵された撮影装置であってもよい。さらに、上記各実施形態では、デジタルカメラに照明装置を内蔵した例について説明したが、撮影装置に接続されて使用される照明装置にも本発明を利用することができる。照明装置を撮影装置に接続して使用する場合では、焦点距離信号を撮影装置側から照明装置に入力するように構成すればよい。また、撮影装置側から照明装置に対して、抽出した顔の位置やピントを合致させる位置などの種々の信号を入力するようにすれば、撮影装置に照明装置を内蔵した場合と同様な機能を得ることができる。

本発明を実施したデジタルカメラの正面側外観を示す斜視図である。 デジタルカメラの背面側外観を示す斜視図である。 光源部の構成を示す分解斜視図である。 照明光の照射方向を上下方向に変化させた状態を示す説明図である。 照明光の照射方向を水平方向に変化させた状態を示す説明図である。 デジタルカメラの電気的な構成を示すブロック図である。 撮影レンズの焦点距離に応じて照射方向を変化させる例の光源部を示す斜視図である。 図７の例における要部構成を示すブロック図である。 図７の例における望遠側での光源部の状態を示す説明図である。 図７の例における広角側での光源部の状態を示す説明図である。 ズーム機構に連動させて照射方向を変化させる例の要部構成を示す分解斜視図である。 図１１の例における望遠側での光源部の状態を示す説明図である。 図１１の例における広角側での光源部の状態を示す説明図である。 撮影画面内で特定した暗部を重点的に照明する例の制御手順を示すフローチャートである。 図１１の例における通常照明モードでの照明状態を示す説明図である。 図１１の例における暗部重点照明モードでの照明状態を示す説明図である。 撮影画面で検出される顔部の位置に基づいて照明を制御する例の制御手順を示すフローチャートである。 図１７の例における顔部重点照明モードでの照明状態を示す説明図である。 図１７の例における顔部非照明モードでの照明状態を示す説明図である。 撮影画面でピントを合致させる主要被写体の位置に基づいて照明を制御する例の制御手順を示すフローチャートである。 図２０の例におけるピント位置重点照明モードでの照明状態を示す説明図である。 図１７の例におけるピント位置非照明モードでの照明状態を示す説明図である。 １個の光源部の照明光で撮影画面を走査する例を示す説明図である。 光源部からの照明光で撮影画面内に文字等を描く例を示す説明図である。

符号の説明

２ デジタルカメラ
３ 撮影レンズ
３ｂ ズーム機構
４ 照明部
１２，５０ａ〜５０ｆ，６０ａ〜６０ｃ 光源部
１６，６２ 保持部材
１７，６１ 発光ダイオード
１８ アクチュエータ
２１ システム制御部
２４ 照明装置
３３ 顔抽出部
４４ ズーム位置センサ

Claims (15)

1. 撮影装置に内蔵または接続して使用され、被写体に照明光を照射する照明装置において、
   照明光を出力する発光ダイオードと発光ダイオードが取り付けられた保持部材と前記保持部材の姿勢を変化させて前記発光ダイオードの照明光の照射方向を変えるアクチュエータとを有する光源部と、前記アクチュエータを駆動し、前記光源部からの照明光の照射方向を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする照明装置。
2. 照明光の照射方向を変化させるための操作部材を備え、前記制御手段は、この操作部材の操作に応じて前記アクチュエータを駆動し、照明光の照射方向を変化させることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 複数の前記光源部を備えるとともに、前記制御手段は、前記撮影装置の撮影レンズの焦点距離に応じた焦点距離信号が入力され、この焦点距離信号に応じて前記各アクチュエータを駆動し、各光源部の照明光の照射方向をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
4. 被写体に照明光を照射する照明装置を備えた撮影装置において、
   前記照明装置は、照明光を出力する発光ダイオードと発光ダイオードが取り付けられた保持部材と前記保持部材の姿勢を変化させて前記発光ダイオードの照明光の照射方向を変えるアクチュエータとを有する光源部と、前記アクチュエータを駆動し、前記光源部の照明光の照射方向を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
5. 複数の前記光源部を備えるとともに、前記制御手段は、前記各光源部のアクチュエータをそれぞれ駆動し、前記各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御することを特徴とする請求項４記載の撮影装置。
6. 撮影レンズの焦点距離に応じた焦点距離信号を出力する焦点距離検出手段を備え、前記制御手段は、前記焦点距離信号に応じて前記各アクチュエータを駆動し、各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御することを特徴とする請求項５記載の撮影装置。
7. 前記撮影レンズは、ズームレンズであり、前記制御手段は、焦点距離信号に応じて前記各アクチュエータを駆動することにより、前記撮影レンズの変化に応じて各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を変化させることを特徴とする請求項６記載の撮影装置。
8. 撮影画面内の被写体の明るさを調べる明るさ検出手段を備え、前記制御手段は、前記明るさ検出手段の検出結果に基づいて、前記各光源部のアクチュエータをそれぞれ駆動し、前記各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御することを特徴とする請求項５記載の撮影装置。
9. 撮影レンズのピントを合致させる撮影画面の被写体部分を特定するピント特定手段を備え、前記制御手段は、前記ピント特定手段の特定結果に基づいて、前記各光源部のアクチュエータをそれぞれ駆動し、前記各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御することを特徴とする請求項５記載の撮影装置。
10. 前記制御手段は、前記ピント特定手段によって特定された被写体部分を重点的に照明光で照射するように、または特定された被写体部分に照明光を照射しないように前記各アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項９記載の撮影装置。
11. 撮影画面内の被写体から顔の位置を検出する顔検出手段を備え、前記制御手段は、前記顔検出手段の検出結果に基づいて、前記各光源部のアクチュエータをそれぞれ駆動し、前記各光源部のそれぞれの照明光の照射方向を制御することを特徴とする請求項５記載の撮影装置。
12. 前記制御部は、前記顔検出手段によって検出された撮影画面内の顔の位置を重点的に照明光で照射するように、または顔の位置に照明光が照射されないように前記各光源部のアクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１１記載の撮影装置。
13. 前記制御手段は、１画面の撮影中に前記アクチュエータを駆動し照明光の照射位置を変化することを特徴とする請求項４または５記載の撮影装置。
14. 前記制御手段は、１画面の撮影に撮影画面を照明光で走査するように、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項４または５記載の撮影装置。
15. ズームレンズと、駆動力が入力され、前記ズームレンズを構成するレンズの一部または全部を移動させて焦点距離を変化させるズーム機構と、被写体に照明光を照射する撮影装置用の照明装置とを備えた撮影装置において、
    前記照明装置は、照明光を出力する複数の発光ダイオードと、前記発光ダイオードが取り付けられ、前記ズームレンズの光軸に直交する方向を軸として回動自在な複数の保持部材と、前記レンズ移動機構に連結され、このレンズ移動機構に入力される駆動力の一部を取り出して前記保持部材に伝達して回動させ、各発光ダイオードによる照明範囲をズームレンズの焦点距離に応じて変化させる連動機構とを有することを特徴とする撮影装置。
    

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