JP2008310227A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フラッシュ光の照射条件が異なっても、撮像可能な撮像装置。
【解決手段】撮像レンズの光軸を中心として対称位置に配置され、互いに発光量と照射角度が略同等のフラッシュ光を発光する一対の発光部と、入射光と出射光が略平行で進行方向が同一であり、入射光に対して出射光の位置を変化させる一対の反射ユニットと、を備えた撮像装置において、一対の反射ユニットを発光部から発光するフラッシュ光がほぼ遮られない位置に退避させ、発光部から発光したフラッシュ光が被写体を照射する第１のフラッシュ撮像モードと、一対の反射ユニットを反射ユニットへの入射開口部が発光部に対向する位置に移動させ、発光部から発光して反射ユニットを透過したフラッシュ光が、撮像レンズの光軸を中心とした対称位置で光軸に対して第１のフラッシュ撮像モードより遠い位置にて被写体を照射する第２のフラッシュ撮像モードと、に切り換え可能なこと。
【選択図】図４

Description

本発明は、フラッシュ発光を行う一対の発光部を備えた撮像装置に関する。

殆どのデジタルカメラにはフラッシュ発光を行う発光部が備えられているので、暗い室内でも容易に撮像が可能である。しかし、発光部を備えたデジタルカメラにおいては撮像レンズと発光部との距離が短いので、壁の近くに人物を配置して撮像したときには、壁に写った人物の影が人物の片方の側に黒い輪郭となり、見苦しい画像となることがある。

このような場合の対策として、二つの発光部を備えた撮像装置が特許公報に開示されている。この公報によれば、二つの発光部を別々に発光させて撮像し、２枚の画像データの内、輝度の高い画素データを寄せ集めて１枚の画像を生成するものである。（特許文献１参照）。

また、例えば歯の治療や美容整形の際に歯を撮像することがある。この場合は、数十センチの距離の接写となるので、従来の如き１個の発光部のみで発光させると、撮像レンズを中心にして発光部がある側と発光部がない側とで撮像した歯の明るさが異なるので、正確な診断ができない。従って、特に接写を行う場合には、発光部は少なくとも撮像レンズの左右に１個ずつ設けられていることが望ましい。
特開平１１−１９６３２５号公報

上記の如く、特に接写を行う場合には、発光部を少なくとも撮像レンズの左右に１個ずつ設けて左右から同時に発光させることができる撮像装置が望ましい。

ここで、歯の治療や歯並びの矯正等の美容整形のために歯を撮像することがあり、前歯のみを撮像する場合と、前歯及び奥歯の両方を撮像する場合とがある。前者の場合は、前歯は平面的であるので、撮像レンズの光軸に発光部が接近していると、前歯で反射したフラッシュ光は撮像レンズに直接入射し、鏡面反射したような状態になって歯の表面が白く飛んでテカリが生じた画像になり、本来の歯の色や艶を的確に診断することができない。従って、撮像レンズの光軸より発光部を可能な限り遠ざけることが望ましい。一方、後者の場合は、撮像レンズの光軸に対して発光部が遠い位置にあると、フラッシュ光が頬で遮られ、奥歯まで充分に照射されないという問題が生ずる。

このような理由で同じ撮像装置を用いたときには、前歯のみの撮像と、前歯及び奥歯の撮像との双方を満足させることが従来の撮像装置では困難であった。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、フラッシュ発光を行う一対の発光部を備えた撮像装置であって、例えば前歯のみの撮像と前歯及び奥歯の撮像との如く、フラッシュ光の照射条件が異なっても、同じ撮像装置で行うことが可能な撮像装置を提案することを目的とする。

本発明の撮像装置は、撮像レンズの光軸を中心として対称位置に配置され、互いに発光量と照射角度が略同等のフラッシュ光を発光する一対の発光部と、入射光と出射光が略平行で進行方向が同一であり、入射光に対して出射光の位置を変化させる一対の反射ユニットと、を備えた撮像装置において、一対の前記反射ユニットを前記発光部から発光するフラッシュ光がほぼ遮られない位置に各々退避させ、各々の前記発光部から発光したフラッシュ光が被写体を照射する第１のフラッシュ撮像モードと、一対の前記反射ユニットを前記反射ユニットへの入射開口部が前記発光部に対向する位置に各々移動させ、各々の前記発光部から発光して前記反射ユニットを透過したフラッシュ光が、前記撮像レンズの光軸を中心とした対称位置で該光軸に対して前記第１のフラッシュ撮像モードより遠い位置にて被写体を照射する第２のフラッシュ撮像モードと、に切り換え可能なことを特徴とする。

本発明の撮像装置によれば、フラッシュ発光を行う一対の発光部を備え、例えば前歯のみの撮像と前歯及び奥歯の撮像との如く、フラッシュ光の照射条件が異なっても、同じ撮像装置で行うことが可能になる。

本発明の撮像装置の実施の形態を図１乃至図８を参照して説明する。

図１は第１のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の正面図、図２は第１のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の上面図、図３は第２のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の正面図、図４は第２のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の上面図、図５は第３のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の正面図、図６は第３のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の上面図、図７は反射ユニット等の斜視図、図８は撮像装置の主要構成部のブロック図である。

本撮像装置は、主として歯の治療や美容整形の際に歯を撮像するために用いられるが、歯の撮像に限定されるものではなく、必要に応じてどのような被写体を撮像してもよい。但し、本実施の形態においては歯を撮像するものとして説明する。

先ず、図１及び図２を参照して撮像装置の構成を説明する。

撮像装置の正面中央には撮像レンズ１１が配置されている。撮像レンズ１１の焦点距離は１３５フィルム換算で２００ｍｍである。これはパースペクティブの影響を考慮したもので、前歯が大きく奥歯が小さく撮像されないように望遠レンズを用いている。

撮像レンズ１１の左右には撮像レンズ１１の光軸Ｏを対称中心として１対の発光部１２，１３が配置され、内蔵した不図示のストロボ回路によってそれぞれフラッシュ光が発光する。双方のフラッシュ光の発光量及び照射角度は略同等であり、撮像レンズ１１の光軸Ｏと平行な方向に発光する。

撮像装置の上面にはレリーズボタン１４が配置されている。

背面には通常撮影モード、動画撮像モード、再生モード、セットアップモード、プリントモード等を行う撮像モード切換ボタン１５が配置されており、セットしたモードがＬＣＤからなる不図示の表示部に表示される。また、図示していないが、撮像装置の背面には、メニュー釦、４方向スイッチからなる選択釦、セット釦、及びＬＣＤからなり撮像した画像を表示する表示部等が配置されている。各種のメニューについてもメニュー釦で前記表示部に表示させ、選択釦で選択した後、セット釦で確定する。また、撮像記録した画像を消去する消去釦も配置されている。

更に、側面には、撮像装置内部の電子回路の電源となる電池を収納する電池室の蓋、画像記録を行うメモリカードを収納するメモリカード室の蓋等が配置されており、底面には、三脚座、ＡＣアダプタの接続端子、外部機器との接続のための接続端子等が配置されている。

次に、３種のフラッシュ撮像モードについて説明する。

本撮像装置を患者の口より２００ｍｍ前後の距離に配置し、患者の前歯のみを撮像する場合と、大人の患者の前歯から奥歯までを同時に撮像する場合と、子供の患者の前歯から奥歯までを同時に撮像する場合とで、撮像モード切換ボタン１５で通常撮像モードを選択した後、任意のフラッシュ撮像モードを切り換える。また、撮像レンズのピント位置、絞り、フラッシュ光量も切り換える。なお、フラッシュ撮像モードやピント位置、絞り、フラッシュ光量の切換は、手動操作によるものであっても、電動駆動されて自動的に切り換わる構成であってもよい。

撮像装置の前面には一対の反射ユニット２０，３０が配置され、反射ユニット２０が発光部１２に対応して作動し、反射ユニット３０が発光部１３に対応して作動する。

第１のフラッシュ撮像モードは大人の患者の前歯から奥歯までを同時に撮像するモードである。本モードにおいては図１及び図２に示す如く、反射ユニット２０は発光部１２の左方に移動し、反射ユニット３０は発光部１３の右方に移動にしている。これにより、発光部１２，１３から発光したフラッシュ光は反射ユニット２０，３０にほぼ遮られることなく、被写体を照射する。

本モードにおいて、発光部１２，１３が撮像レンズ１１からあまり離れていないので、フラッシュ光が患者の頬で遮られるようなことがなく口内に入射し、フラッシュ光は前歯は無論、奥歯までを確実に照射する。

なお、このときは絞りをＦ８〜１１に設定し、前歯と奥歯の両方が被写界深度に入る位置に撮像レンズ１１を合焦させ、絞りと撮像距離に応じた光量でフラッシュ光を発光させる。

第２のフラッシュ撮像モードは患者の前歯のみを撮像するモードである。本モードにおいては図３及び図４に示す如く、反射ユニット２０，３０の開口部（入射開口部）２２ｂ，３２ｂが発光部１２，１３に各々対向する位置に反射ユニット２０，３０が移動している。反射ユニット２０，３０にはプリズム２１，３１が撮像レンズ１１に対して対称の形状に設けられていて、発光部１２，１３から発光したフラッシュ光はプリズム２１，３１の二つの反射面で反射する。プリズム２１，３１は、入射光と出射光が略平行で進行方向が同一であり、入射光に対して出射光の位置を変化させる形状になっている。これにより、発光部１２から発光したフラッシュ光はプリズム２１で反射して撮像レンズ１１に対してより遠い位置から被写体を照射し、発光部１３から発光したフラッシュ光はプリズム３１で反射して撮像レンズ１１に対してより遠い位置から被写体を照射する。即ち、第２のフラッシュ撮像モードにおけるフラッシュ光の照射位置は第１のフラッシュ撮像モードより撮像レンズ１１に遠い位置になる。

従って、フラッシュ光は前歯に対して斜めから照射され、前歯からの反射光が撮像レンズ１１に直接入射されることがないので、歯の表面が白く飛んでテカリが生じた画像になることがない。従って、前歯の色や艶を正確に撮像して診断することができる。

なお、このときは絞りをＦ２．８〜４に設定し、前歯に撮像レンズを合焦させ、絞りと撮像距離に応じた光量でフラッシュ光を発光させる。

第３のフラッシュ撮像モードは子供の患者の前歯から奥歯までを同時に撮像するモードである。本モードにおいては図５及び図６に示す如く、反射ユニット２０，３０の開口部２２ｂ，３２ｂが発光部１２，１３に対向した状態で、反射ユニット２０，３０は第２のフラッシュ撮像モードに対して各々１８０度回転した姿勢になっている。即ち、発光部１２から発光したフラッシュ光はプリズム２１で反射して撮像レンズ１１に対してより近い位置から被写体を照射し、発光部１３から発光したフラッシュ光はプリズム３１で反射して撮像レンズ１１に対してより近い位置から被写体を照射する。

従って、口が小さい子供の患者であってもフラッシュ光が頬で遮られるようなことはなく口内に入射し、フラッシュ光は前歯は無論、奥歯まで確実に照射する。即ち、第３のフラッシュ撮像モードにおけるフラッシュ光の照射位置は第１のフラッシュ撮像モードより撮像レンズ１１に近い位置になる。

なお、このときは絞りをＦ８〜１１に設定し、前歯と奥歯の両方が被写界深度に入る位置に撮像レンズ１１を合焦させ、絞りと撮像距離に応じた光量でフラッシュ光を発光させる。

以上の如くフラッシュ撮像モードに応じて反射ユニット２０，３０の位置や姿勢を変化させるが、このように反射ユニット２０，３０を移動させる一例を図７を参照して説明する。なお、図７においては反射ユニット２０のみを図示してあって反射ユニット３０については不図示であり、反射ユニット２０についてのみ説明する。しかし、反射ユニット３０は撮像レンズ１１の光軸Ｏを中心に反射ユニット２０と対称形であるだけで、構成は全く同様であるので、説明を省略する。

反射ユニット２０はプリズム２１を保持する鏡枠２２と、鏡枠２２を案内して摺動させると共に撮像装置の前面を被覆する前カバー２に対して回転する案内部材２３とからなる。鏡枠２２には案内溝２２ａが上下に設けられ、案内溝２２ａは案内部材２３の平面部２３ａの上下の端部２３ｂと嵌合して摺動する。案内部材２３の後部には円筒状の円筒部２３ｃが設けられ、円筒部２３ｃは前カバー２に設けた貫通孔２ａに挿入されて回転自在に嵌合している。なお、貫通孔２ａは発光部１２の前方に設けられている。

また、案内部材２３の平面部２３ａには発光部１２から発光したフラッシュ光が円筒部２３ｃの内部を通過して出射する角孔の開口部２３ｄが設けられている。更に、鏡枠２２の後部にはフラシュ光が入射する角孔の開口部２２ｂ、前部にはフラシュ光が出射する角孔の開口部２２ｃが設けられている。

この構成により、第１のフラッシュ撮像モードにおいては、鏡枠２２は案内部材２３に対して左方に摺動退避している。そして、発光部１２からのフラッシュ光が円筒部２３ｃの内部を通過して開口部２３ｄより出射し、被写体を照射する。

第２のフラッシュ撮像モードにおいては、鏡枠２２の開口部２２ｂが案内部材２３の開口部２３ｄに対向する位置に鏡枠２２が摺動している。そして、発光部１２からのフラッシュ光は開口部２３ｄより出射して開口部２２ｂよりプリズム２１に入射し、プリズム２１の２面の反射面で反射し、開口部２２ｃより出射して被写体を照射する。この場合は、開口部２２ｃは開口部２２ｂより撮像レンズ１１に対して遠い位置になり、フラッシュ光は第１のフラッシュ撮像モードより外側で被写体を照射する。

第３のフラッシュ撮像モードにおいては、円筒部２３ｃを貫通孔２ａに対して回転させ、反射ユニット２０を第２のフラッシュ撮像モードの状態より１８０度回転させる。これにより、発光部１２からのフラッシュ光は第２のフラッシュ撮像モードと同等の経路で開口部２２ｃより出射して被写体を照射する。なお、開口部２２ｃが開口部２２ｂより撮像レンズ１１に対して近い位置になり、フラッシュ光は第１のフラッシュ撮像モードより内側で被写体を照射する。

なお、図示していないが、鏡枠２２が案内部材２３に対して摺動したときに、鏡枠２２が第１のフラッシュ撮像モードの状態で停止する位置と、第２，３のフラッシュ撮像モードの状態で停止する位置とに位置決めのためのクリックストップが設けられている。

更に、図示していないが、円筒部２３ｃが貫通孔２ａより抜けることを防止した抜け止めが設けられ、更に回転した案内部材２３が第２のフラッシュ撮像モード及び第３のフラッシュ撮像モードの姿勢を保持するためのクリックストップが円筒部２３ｃと貫通孔２ａとの間に設けられている。

また、図７に示した構成とは異なって、案内部材２３を前カバー２に対して摺動させ、鏡枠２２を案内部材２３に対して回転させるように構成してもよい。

その他に、プリズム２１に代えて、２枚の反射鏡を鏡枠２２の内部に配置してもよい。

次に、撮像装置の主要構成部と反射ユニット２０，３０を自動的に移動させる構成のブロック図を図８を参照して説明する。

被写体の光像は撮像レンズ１１に対応する撮像レンズ４１により撮像素子であるＣＣＤ４２に結像する。無論、ＣＣＤに代えてＣＭＯＳを用いてもよい。ＣＣＤ４２は赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の各色透過フィルタが画素単位で配置されたカラーエリアセンサであり、被写体の光像をＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画像信号に光電変換する。

画像信号は不図示のＣＤＳ回路やＡＧＣ回路を経てＡ／Ｄ変換部４３でデジタル信号に変換される。

続いて、画像信号は画像処理部４４で黒レベル補正やシューディング補正等の画像処理がされ、記録部４５に記録される。また、画像信号はＬＣＤからなる表示部４６に視認可能な画像として表示される。

ＣＰＵ４７は各回路を制御するマイクロコンピュータである。ＣＰＵ４７はＡＥ・ＡＦ駆動回路４８を駆動し、ＡＥ・ＡＦ駆動回路４８は撮像レンズ４１に付随する絞りを被写体輝度に応じて設定するＡＥ制御や、被写体の光像がＣＣＤ４２に適正に合焦するように撮像レンズ４１を被写体距離に応じて移動させるＡＦ制御を行う。

また、ＣＰＵ４７にはＲＡＭからなる記憶部４９が接続されている。

また、撮像モード切換ボタン１５に対応する撮像モード切換ボタン５１がＣＰＵ４７に接続され、撮像モード切換ボタン５１で選択したフラッシュ撮像モードに応じてＣＰＵ４７は反射ユニット駆動部５２を駆動して反射ユニット２０，３０を前述の状態に移動させる。なお、反射ユニット駆動部５２は鏡枠２２を案内部材２３に対して電動により摺動させる駆動部と、案内部材２３を前カバー２に対して電動により回転させる駆動部とからなる。

更に、ＣＰＵ４７はストロボ制御回路６１を制御し、ストロボ制御回路６１はストロボ回路７０を制御してフラッシュ発光を行う。

ストロボ回路７０は一つの昇圧回路７１と二つの発光回路８０，９０とからなる。発光回路８０，９０はストロボ光（フラッシュ光）を発光するキセノン管８１，９１、キセノン管８１，９１の発光を開始させるトリガ回路８２，９２、キセノン管８１，９１の発光時間を制御するスイッチング素子であるＩＧＢＴ８３，９３、ストロボ光を発光するための電荷を充電するメインコンデンサ８４，９４からなる。なお、トリガ回路８２，９２はトリガコイル、トリガコンデンサ、サイリスタ等からなる。

また、発光回路８０からのストロボ光は発光部１２から発光し、発光回路９０からのストロボ光は発光部１３から発光するものとする。

ＣＰＵ４７の指令よりストロボ制御回路６１は昇圧回路７１を作動させて電源電圧を高圧に昇圧させ、予めメインコンデンサ８４，９４やトリガコンデンサの充電を行っておく。撮像が開始されると、ＣＰＵ４７の指令よりストロボ制御回路６１はＩＧＢＴ８３，９３をオンにさせる。続いて、ストロボ制御回路６１はトリガ回路８２，９２のサイリスタをオンにしてトリガコンデンサの放電によりトリガコイルの二次側に高圧を掛けると、キセノン管８１，９１はメインコンデンサ８４，９４の電荷により発光を開始する。キセノン管８１，９１の発光中にＣＰＵ４７の指令よりストロボ制御回路６１がＩＧＢＴ８３，９３をオフにすると、キセノン管８１，９１の発光が停止する。

なお、ＡＥ・ＡＦ回路４８により測距した撮像距離と絞り値に基づいて、ＣＰＵ４７はストロボ制御回路６１にＩＧＢＴ８３，９３をオフにするタイミングを制御する。即ち、撮像距離が短いときや大絞りのときはＩＧＢＴ８３，９３をオフにするタイミングを早くしてキセノン管８１，９１からの発光量を少なくし、撮像距離が長いときや小絞りのときはＩＧＢＴ８３，９３をオフにするタイミングを遅くしてキセノン管８１，９１からの発光量を多くする。

第１のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の正面図である。 第１のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の上面図である。 第２のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の正面図である。 第２のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の上面図である。 第３のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の正面図である。 第３のフラッシュ撮像モードにおける撮像装置の上面図である。 反射ユニット等の斜視図である。 撮像装置の主要構成部のブロック図である。

符号の説明

１１，４１ 撮像レンズ
１２，１３ 発光部
１５ 撮像モード切換ボタン
２０，３０ 反射ユニット
２１，３１ プリズム
２２ 鏡枠
２３ 案内部材
２２ｂ，２２ｃ，２３ｄ，３２ｂ 開口部
４７ ＣＰＵ
４８ ＡＥ・ＡＦ駆動回路
５２ 反射ユニット駆動部
７０ ストロボ回路
８０，９０ 発光回路
Ｏ 光軸

Claims (7)

1. 撮像レンズの光軸を中心として対称位置に配置され、互いに発光量と照射角度が略同等のフラッシュ光を発光する一対の発光部と、
   入射光と出射光が略平行で進行方向が同一であり、入射光に対して出射光の位置を変化させる一対の反射ユニットと、
   を備えた撮像装置において、
   一対の前記反射ユニットを前記発光部から発光するフラッシュ光がほぼ遮られない位置に各々退避させ、各々の前記発光部から発光したフラッシュ光が被写体を照射する第１のフラッシュ撮像モードと、
   一対の前記反射ユニットを前記反射ユニットへの入射開口部が前記発光部に対向する位置に各々移動させ、各々の前記発光部から発光して前記反射ユニットを透過したフラッシュ光が、前記撮像レンズの光軸を中心とした対称位置で該光軸に対して前記第１のフラッシュ撮像モードより遠い位置にて被写体を照射する第２のフラッシュ撮像モードと、
   に切り換え可能なことを特徴とする撮像装置。
2. 一対の前記反射ユニットを各々１８０度回転させ、各々の前記発光部から発光して前記反射ユニットを透過したフラッシュ光が、前記撮像レンズの光軸を中心とした対称位置で該光軸に対して前記第１のフラッシュ撮像モードより近い位置にて被写体を照射する第３のフラッシュ撮像モードに切り換え可能なことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 一対の前記反射ユニットを手動にて移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. フラッシュ撮像モードを選択するフラッシュ撮像モード選択手段を有し、
   選択されたフラッシュ撮像モードに応じて一対の前記反射ユニットが自動的に移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
5. 選択されたフラッシュ撮像モードに応じて絞りが自動的に切り換わることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 選択されたフラッシュ撮像モードに応じてピント位置が自動的に切り換わることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
7. 選択されたフラッシュ撮像モードに応じて前記フラッシュ光の発光量が自動的に切り換わることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。

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