JP5311963B2

JP5311963B2 - 撮影用補助光源装置

Info

Publication number: JP5311963B2
Application number: JP2008275041A
Authority: JP
Inventors: 友一秋山
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP2010102208A

Description

本発明は、撮影環境下にある光源の色温度に適応して撮影を行うデジタル撮像装置に関わり、この撮像装置に内蔵する環境色温度適応型撮影用補助光源装置に係る。

一般に、携帯電話機等に搭載されるデジタル撮像装置では、被写体の色調を正しく再現するために、オートホワイトバランス調整が行われている。

このオートホワイトバランス調整の方法のひとつは、被写体の輝度が最も高い領域に合わせてホワイトバランス調整を行うもので、光源の種類にかかわりなく適切なホワイトバランス調整を行うことができる特徴がある。（例えば、特許文献１）

また、暗い被写体を撮影可能とするために撮影用補助光源装置（フラッシュシステム)を内蔵するデジタル撮像装置がある。特に、携帯電話機等に搭載されるデジタル撮像装置では小型・低電力化という制約からデジタル撮像装置に内蔵する撮影用補助光源装置の光源には発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）が用いられることが多い。

このＬＥＤを用いた撮影用補助照明装置には複数の調整可能なＬＥＤ光源を変動させることにより色温度を調整して被写体を照射する補助照明装置の考案がある。この補助照明装置は、本来の撮影環境下にある光源色温度に合わせて補助照明を行うことができる特徴がある。（例えば、特許文献２）

以下、図面を用いて従来技術の補助光源装置を内蔵するデジタル撮像装置例を説明する。
図３は従来のデジタル撮像装置を搭載した携帯電話機の斜視図である。図３において、２１０は携帯電話機であって、図３の（ａ）および（ｂ）は携帯電話機２１０の表面と裏面を示す。

図３の（ａ）および（ｂ）において、２１１は第１の筐体、２１２は第２の筐体、２１３は蝶番、２１４は操作パネル、２１５はモードキー、２１６は送話マイクロホン、２１７は受話スピーカー、２１８は第１の表示パネル、２１９は第２の表示パネル、２２０はデジタル撮像装置、２２１はレンズ部、２２２は撮影用補助光源、２２３はシャッターキーを示す。

図３の（ａ）および（ｂ）に示すデジタル撮像装置２２０を搭載した携帯電話機２１０は、第１の筐体２１１と第２の筐体２１２を蝶番２１３で結合したふたつ折り型の携帯電話機であって、操作パネル２１４上のキー類を操作し、第１の表示パネル２１８、第２の表示パネル２１９に通話操作に必要な情報を表示し、送話マイクロホン２１６と受話スピーカー２１７により通話を行う。

デジタル撮像装置２２０は携帯電話機２１０に搭載した機能の一部であって、上位機器である携帯電話機２１０の制御下にあり、レンズ部２２１と撮影用補助光源２２２等で構成されている。

デジタル撮像装置２２０の操作は、操作パネル２１４のモードキー２１５で撮像機能を選択し、デジタル撮像装置２１０を被写体に向け、シャッターキー２２３を操作することで撮影が行われる。撮影時および撮像後の画像モニターは第１の表示パネル２１８で行う。

次に、従来技術による補助光源装置を内蔵するデジタル撮像装置の詳細を説明する。図４は従来技術の補助光源装置を内蔵するデジタル撮像装置のブロック図である。図４において、２２０はデジタル撮像装置であって、前述の携帯電話機２１０等の上位機器に搭載され、以下のブロックで構成されている。３１２は鏡筒部、３１３は画像センサ部、３１４は光学レンズ部、３１５はＬＥＤ、３１７はＬＥＤドライバ、３２０は画像処理および制御装置、３２１は画像信号処理部、３２２はＬＥＤドライバ制御部、３３０は上位制御監視装置である。

上位制御監視装置３３０は、デジタル撮像装置２２０を搭載した前述の携帯電話機２１０等上位機器機能の一部であり、上位機器ＣＰＵの制御下にある。つまり、被写体の撮影や撮影画像の表示は、上位機器のキー操作によりデジタル撮像装置２２０の撮像動作を行い、デジタル撮像装置２２０の撮影画像データを上位機器である携帯電話機２１０の第１の表示パネル２１８に表示するなどの制御を行う。

画像信号処理部３２１は、被写体イメージを画像センサ部３１３上に合焦レンズを含む鏡筒部３１２を前後して合焦動作を行い、適正な露光とホワイトバランスを行って画像データを取り込む。

つまり、画像処理および制御装置３２０の画像信号処理部３２１は、画像センサ部３１３からの画像データの高域成分解析と撮影環境の光源色温度推定解析を行い、合焦動作と適正な露光とホワイトバランスの整った撮影制御を行う。

そして、被写体が暗い撮影環境下で露光が不足であれば、前述の上位機器である携帯電話機２１０の制御下で、自動もしくは手動によりＬＥＤドライバ制御部３２２とＬＥＤドライバ３１７を経由してＬＥＤ３１５を発光させる。

また、光学レンズ部３１４はＬＥＤ３１５前面に設置され、鏡筒３１２の合焦機構と連動してＬＥＤ３１５の照射角コントロールを行う。
特開平８−２８９３１４号公報特開２００２−５６９９２号公報

しかしながら、上記従来の技術には以下の課題が残されている。
特許文献１の技術では、撮影環境下にある光源色温度に合わせてホワイトバランス調整を行うが、暗い撮影環境下では自動もしくは手動によりデジタル撮像装置内蔵の撮影用補助光源装置を起動して被写体を明るく照射する。

この補助光源装置には一般的には単一の色温度特性をもつキセノン管や白色ＬＥＤなど太陽光スペクトルに近い白色の光源があるが、前述のように携帯電話機等に搭載されるデジタル撮像装置では小型・低電力化という制約から撮影用補助光源装置の光源にはＬＥＤが用いられている。

この結果、暗い撮影環境下では、撮影用補助光源装置はホワイトバランス機能による撮影環境の光源色温度推定結果にかかわらず常に同一の色温度で撮影用補助光源装置を発光させていた。従って、撮影される被写体の色調は撮影用補助光源装置の光量が及ぶ範囲（近景）では撮影用補助光源装置の発光スペクトルの影響を受け、撮影用補助光源装置の光量が到達しない、もしくは到達しにくい範囲（遠景）では、撮影環境下に既にある光源の影響を受ける。

つまり、デジタル撮像装は補助光発光前の撮影環境下でホワイトバランスを行い、撮影時に補助光発光を行うので、遠景ではホワイトバランスが整っているが、近景では撮影用補助光源装置の光源スペクトルが白色であるにもかかわらず本来の被写体の色調と異なる撮影結果となる。たとえば、白熱電灯（３０００Ｋ）下で前述の白色撮影用補助光源装置（５５００Ｋ）を発光して撮影すると、近景は青みがかった色調になるという課題があった。

次に、特許文献２の技術では、前述の特許文献１の技術によるホワイトバランスと撮影用補助光源照射時の遠景と近景の色調のズレを補助照明装置の色温度を調整することで本来の被写体の色調で撮影できる手法を開示している。

しかしながら、特許文献２の技術では調整可能な色温度を有する補助照明装置の基本的な事象については記述しているが、補助照明装置を具現化する手段、手法については触れていない。従って、この発明の開示から直ちに調整可能な色温度を有する補助照明装置を実施することが出来ないという課題があった。

本発明は、ホワイトバランス機能を備えたデジタル撮像装置において、撮影環境下にある被写体の色調が撮影用補助光の影響を受けない、実施・実用化に即した環境色温度適応型撮影用補助光源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の本発明の環境色温度適応型撮影用補助光源装置は、下記記載の構成要件を採用するものである。

本発明による補助光源装置は、色温度の異なるふたつのＬＥＤの光量調整が可能な撮影用補助光源装置を内蔵する携帯機器に搭載するデジタル撮像装置において、前記デジタル撮像装置は、鏡筒部と、画像センサ部と、画像処理および制御装置を備え、前記撮影用補助光源装置は、光学レンズ部と、第１のＬＥＤと、第１のＬＥＤドライバと、第２のＬＥＤと、第２のＬＥＤドライバを備え、前記画像処理および制御装置は、画像信号処理部と、ＬＥＤドライバ制御部から構成され、かつ、記憶装置を備え、前記画像処理および制御装置は、前記デジタル撮像装置を搭載した上位機器の上位制御監視装置の下で作動するものであって、前記第１のＬＥＤおよび前記第２のＬＥＤのいずれかひとつのＬＥＤの発光色温度を、昼光色よりも高く、他の発光色温度は昼光色よりも低く設定し、かつ、前記記憶装置は、前記画像信号処理部からの撮影環境下にある光源の色温度データに対応する前記第１のＬＥＤおよび前記第２のＬＥＤのそれぞれの駆動電流値を保存し、前記保存したそれぞれの駆動電流値の発光数値データに基づき、ふたつの発光色温度の異なるＬＥＤの混合光照射により撮影環境下にある光源の色温度と同等な色温度で補助光発光を行うようにしたことを特徴とする撮影用補助光源装置。

また本発明による補助光源装置の光学レンズ部は、鏡筒部と連動して前後に移動することを特徴とする。

また本発明による補助光源装置の上位機器は、携帯電話であることを特徴とする。

本発明によれば、撮影環境下におけるホワイトバランスデータに対応するＬＥＤ駆動電流値データを格納した記憶装置の発光数値データに基づき、ふたつの発光色温度の異なるＬＥＤを撮影環境下にある光源の色温度とほぼ同等な色温度で発光する具体的な構成からなり、被写体の色調が撮影用補助光の影響を受けない実用的な補助光源装置を提供することができる。

以下、本発明に係る補助光源装置の実施形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明による補助光源装置を内蔵するデジタル撮像装置のブロック図である。図１において、１０はデジタル撮像装置であって、携帯電話機等の上位機器に搭載され、以下のブロックで構成されている。１２は鏡筒部、１３は画像センサ部、１４は光学レンズ部、１５は第１のＬＥＤ、２５は第２のＬＥＤ、１７は第１のＬＥＤドライバ、２７は第２のＬＥＤドライバ、２０は画像処理および制御装置、２１は画像信号処理部、２２はＬＥＤドライバ制御部、２３は記憶装置、３０は上位制御監視装置である。

なお、ここで説明する上位機器の外観形状は、図３に示した従来技術の携帯電話機２１０と同等であるので、以降の説明は図３を参照して説明する。

上位制御監視装置３０は、前述のデジタル撮像装置１０を搭載した携帯電話機２１０等上位機器機能の一部であり、上位機器ＣＰＵの制御下にある。つまり、上位機器システムのキー操作によるデジタル撮像装置１０の撮像動作やデジタル撮像装置１０の撮影画像データを上位機器である携帯電話機２１０の第１の表示パネル２１８に表示するなどの制御を行う。

画像信号処理部２１は、被写体イメージを画像センサ部１３上に合焦レンズを含む鏡筒部１２を前後して合焦動作を行い、適正な露光とホワイトバランスを行って画像データを取り込む。

また、記憶装置２３は、光源色温度推定値、つまり、ホワイトバランスデータとその色温度を再現するためのＬＥＤ駆動電流値の対比データを予め測定した値を記憶させてある。

画像処理および制御装置２０の画像信号処理部２１は、画像センサ部１３からの画像データの高域成分解析と撮影環境の光源色温度推定解析を行い、合焦動作と適正な露光とホワイトバランスの整った撮影制御を行う。

そして、被写体が暗い撮影環境下で露光が不足の場合、ＬＥＤドライバ制御部２２は、自動もしくは前述の上位機器である携帯電話機２１０の制御下で手動により、以下のプロセスでＬＥＤ１５およびＬＥＤ２５を発光させる。

つまり、記憶装置２３は、画像センサ部１３からの光源色温度推定値に対応するふたつのＬＥＤ１５、２５の発光制御値データをＬＥＤドライバ制御部２２に出力する。ＬＥＤドライバ制御部２２は、この発光制御値データを基準にＬＥＤドライバ１７およびＬＥＤドライバ２７の各々の駆動電流値データを設定する。

ＬＥＤ１５およびＬＥＤ２５は、入力した駆動電流に応じた光度で点灯し、光学レンズ部１４を介して異なる色温度光源の混合および照射角コントロールが行われ、被写体を照射する。

次に、フローチャートにより本発明による補助光源装置の処理手順を更に詳しく説明する。図２は本発明の補助光源装置を内蔵するデジタル撮像装置の撮影フローチャートである。以下、図１のデジタル撮像装置１０の各ブロックおよび図３に示した上位機器の部位と対比して撮影と補助光源装置の動作処理手順を説明する。

図２において、４１は撮影の開始ステップ、５２は撮影の終了ステップを示す。撮影の開始ステップ４１は、上位機器である携帯電話機２１０のシャッターキー２２３を押した状態で、デジタル撮像装置１０の撮影動作が開始する。

ステップ４２は画像データ入力と画像解析動作、ステップ４３は露光調整動作、ステップ４４はホワイトバランス動作、ステップ４５は合焦判定である。つまり、鏡筒１２を通して画像センサ部１３に結像した被写体の画像信号は、画像処理および制御装置２０の画像信号処理部２１により、画像解析（ステップ４２）を行い、画像中の最高輝度部位を非飽和レベルに露光調整（ステップ４３）を行い、画像中の最高輝度部位のホワイトバランス調整（ステップ４４）を行い、合焦判定（ステップ４５）を行う。

合焦判定（ステップ４５）は一般的に鏡筒１２を前後に移動して画像の中心部データの高域成分が最大となるように調整する。合焦判定（ステップ４５）が満たされない場合はステップ４２の画像データ入力と画像解析動作に戻り、ステップ４５の合焦判定までのルーチンを繰り返す。合焦判定（ステップ４５）が満たされると次のシーケンスへ移行する。

次は合焦判定後のシーケンスである。ステップ４６は補助光源装置の作動判定、ステップ４７は補助光発光準備、ステップ４８は補助光発光動作、ステップ４９は画像データの記憶と表示である。つまり、補助光源装置の作動決定と撮影を実施する

まず、補助光源装置の作動判定（ステップ４６）は以下のふたつの判定を行う。
第１の判定は、上位機器である携帯電話機２１０の補助光源装置の設定が「ＯＦＦ」であれば、補助光発光をせずに画像データの記憶と表示（ステップ４９）へ進み、「ＯＮ」であれば、次の補助光発光準備（ステップ４７）へ進む。

第２の判定は、上位機器の補助光源装置の設定が「自動」であって、前述の画像解析動作結果から画像が十分に明るい場合は補助光発光をせずに画像データの記憶と表示（ステップ４９）へ進み、上位機器の補助光源装置の設定が「強制」あるいは「自動」であって、前述の画像解析動作結果から画像が暗い場合は補助光発光準備（ステップ４７）へと進む。

補助光発光準備（ステップ４７）では、記憶装置２３から画像処理および制御装置２０のホワイトバランスデータの値に対応する発光制御値データをＬＥＤドライバ制御部２２に読み出し、ＬＥＤドライバ制御部２２は、駆動電流値データをＬＥＤドライバ制御部２２に出力する。ＬＥＤドライバ１７およびＬＥＤドライバ２７は発光制御値データにもとづき各々の駆動電流値データを設定し、ＬＥＤ１５およびＬＥＤ２５は各々の駆動電流値応じた光度で点灯する。ふたつのＬＥＤ１５およびＬＥＤ２５の発光は、光学レンズ部１４を介して異なる色温度光源の混合および照射角コントロールが行われ、被写体を照射する。

すなわち、本発明による補助光源装置は、撮影環境下におけるホワイトバランスデータに対応するＬＥＤ駆動電流値データを格納した記憶装置の発光数値データに基づき、ふたつの発光色温度の異なるＬＥＤの混合光照射により撮影環境下にある光源の色温度と同等な色温度で補助光発光を行うので、補助光源装置の光量が及ぶ範囲（近景）も補助光源装置の光量が到達しにくい範囲（遠景）も被写体光源の種類にかかわりなくホワイトバランスが整った撮影結果が得られる実用に適した補助光源装置を提供することができる。

本発明による補助光源装置を内蔵するデジタル撮像装置のブロック図である。本発明の補助光源装置を内蔵するデジタル撮像装置の撮影フローチャートである。従来のデジタル撮像装置を搭載した携帯電話機の斜視図である。従来技術の補助光源装置を内蔵するデジタル撮像装置のブロック図である。

符号の説明

１０デジタル撮像装置
１２鏡筒部
１３画像センサ部
１４光学レンズ部
１５第１のＬＥＤ
１７第１のＬＥＤドライバ
２０画像処理および制御装置
２１画像信号処理部
２２ＬＥＤドライバ制御部
２３記憶装置
２５第２のＬＥＤ
２７第２のＬＥＤドライバ
３０上位制御監視装置

Claims

色温度の異なるふたつのＬＥＤの光量調整が可能な撮影用補助光源装置を内蔵する携帯機器に搭載するデジタル撮像装置において、前記デジタル撮像装置は、鏡筒部と、画像センサ部と、画像処理および制御装置を備え、前記撮影用補助光源装置は、光学レンズ部と、第１のＬＥＤと、第１のＬＥＤドライバと、第２のＬＥＤと、第２のＬＥＤドライバを備え、前記画像処理および制御装置は、画像信号処理部と、ＬＥＤドライバ制御部から構成され、かつ、記憶装置を備え、前記画像処理および制御装置は、前記デジタル撮像装置を搭載した上位機器の上位制御監視装置の下で作動するものであって、前記第１のＬＥＤおよび前記第２のＬＥＤのいずれかひとつのＬＥＤの発光色温度を、昼光色よりも高く、他の発光色温度は昼光色よりも低く設定し、かつ、前記記憶装置は、前記画像信号処理部からの撮影環境下にある光源の色温度データに対応する前記第１のＬＥＤおよび前記第２のＬＥＤのそれぞれの駆動電流値を保存し、前記保存したそれぞれの駆動電流値の発光数値データに基づき、ふたつの発光色温度の異なるＬＥＤの混合光照射により撮影環境下にある光源の色温度と同等な色温度で補助光発光を行うようにしたことを特徴とする撮影用補助光源装置。
前記光学レンズ部は、前記鏡筒部と連動して前後に移動することを特徴とする請求項１記載の撮影用補助光源装置。
前記上位機器は、携帯電話であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の撮影用補助光源装置。