JP6236804B2 - 撮像装置、及び輝度調整方法 - Google Patents
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Description
この特許文献1に記載の書画カメラは、本体部と、当該本体部に取り付けられたアーム部とを有し、当該アーム部の先端部における底面部には、撮像素子及びレンズを有するカメラが設けられている。この書画カメラでは、アーム部を動かすことで、被写体に対するカメラの位置を移動できる。このようなカメラによる撮像画像は、本体部に設けられた処理回路により処理されて、上記外部機器に送信される。
ところで、周囲の明るさが十分ではない場合には、撮像素子からの出力信号にノイズの割合(量)が増え、使用者が意図した画像を得ることができない場合がある。このため、被写体を照明する照明部を書画カメラに設ける技術が知られている。
上記第1態様によれば、輝度調整部が、フォーカスレンズの移動量及び被写体の材質に基づいて照明部の照明光の輝度を調整することにより、照明光の輝度を被写体と撮像素子との相対距離及び被写体の材質に適した輝度に調整できる。例えば、輝度調整部は、被写体と撮像素子との相対距離が比較的短い場合には、照明光の輝度を低くし、当該相対距離が長い場合には、照明光の輝度を高くすることで、被写体を適切に照明できる。また、例えば、被写体が光反射率の高い紙である場合には、光反射率が低い紙である場合に比べて照明光の輝度を低く調整することも可能であり、紙の材質に応じた輝度調整を実施できる。このように、被写体を適切に照明できるので、鮮明な撮像画像を得ることができる。
ここで、被写体の種類は、例えば、被写体の材質や色等の分類を挙げることができる。
上記第1態様によれば、輝度調整部は、照明光の輝度を被写体の種類に適した輝度に調整できる。例えば、被写体が光反射率の高い紙であり、当該被写体の種類に応じて照明光の輝度が調整される場合には、光反射率が低い紙である場合に比べて照明光の輝度を低く調整することも可能であり、当該被写体の種類に応じた輝度調整を実施できる。これにより、被写体をより適切に照明でき、より鮮明な撮像画像を得ることができる。
なお、撮像画角とは、撮像画像を抽出する際の撮像範囲の広狭を示すものであり、ズーム状態を示す。
上記第1態様によれば、被写体をより適切に照明でき、より鮮明な撮像画像を得ることができる。
上記第1態様によれば、発光輝度の調整機能を有していない安価な光源を照明部に用いることができ、撮像装置のコストを低減できる。
ここで、被写体が立体物の場合、被写体における撮像素子との距離が最も短い箇所に高い輝度の照明光が入射されると、撮像画像において、当該照明光の入射部位がスポット(局所的に輝度が高くなる領域)として観察されて、鮮明な撮像画像が得られないことがある。これに対して、上記構成によれば、当該スポットが観察されやすい箇所における照明光の輝度が調整されるため、被写体を適切に照明できるとともに、スポットが観察されることを抑制でき、これにより、鮮明な撮像画像を得ることができる。
上記第2態様によれば、撮像装置が当該輝度調整方法を実施することにより、上記第1態様に係る撮像装置と同様の効果を奏することができる。
[書画カメラの概略構成]
図1及び図2は、本実施形態に係る書画カメラ1を示す斜視図である。詳述すると、図1は、使用状態での書画カメラ1を示す斜視図であり、図2は、収納状態での書画カメラ1を示す斜視図である。
本実施形態に係る書画カメラ1は、プロジェクターやPC等の外部機器に撮像画像を送信する撮像装置である。この書画カメラ1は、図1及び図2に示すように、本体部2と、当該本体部2に設けられた支持部3とを備える。
本体部2は、合成樹脂により形成された略直方体形状の筐体21を備え、当該筐体21内には、書画カメラ1を制御する制御手段8(図4参照)が設けられている。
筐体21には、上方に向かって開口する凹部211が形成されている。
また、筐体21の天面212には、複数のキー221が配設された操作手段としての操作パネル22が設けられている。この操作パネル22は、キー221の入力操作に応じた制御信号を制御手段8に出力する。このようなキー221として、オートフォーカスキー、撮像モード選択キー、スタンバイキー、ズームキー及び画質調整キー等が配設されている。
更に、筐体21における凹部211側とは反対側の側面213には、上記外部機器に接続される映像ケーブルが接続される端子2131が設けられている。
支持部3は、後述する撮像手段6及び照明手段7を支持するものである。この支持部3は、書画カメラ1が使用される際に、図1に示すように引き出され、書画カメラ1が使用されない場合には、図2に示すように折り畳まれて凹部211内に収納される。このような支持部3は、筐体21に一端が屈曲及び回動自在に凹部211内に取り付けられた第1アーム31と、当該第1アーム31の他端に屈曲及び回動自在に取り付けられた第2アーム32とを有する。なお、これらアーム31,32内には、第2アーム32に取り付けられた撮像手段6及び照明手段7(図3参照)と制御手段8とを接続するケーブルが設けられている。
第1軸状部311は、凹部211内における長手方向の一方の端部に、当該凹部211に対して傾倒自在で、かつ、第1アーム31の中心軸を中心として回動自在に支持されている。第2軸状部312は、第1軸状部311の中心軸に沿って突没自在に当該第1軸状部331の内側に設けられている。これら各軸状部311,312により、第1アーム31は、伸縮自在に構成されている。
回動部321は、第2軸状部312の先端部(筐体21側とは反対側の端部)に取り付けられている。この回動部321は、第2軸状部312の中心軸を中心として回動自在で、かつ、当該中心軸に対する直交方向に屈曲自在に取り付けられている。
一方、書画カメラ1を使用しない場合には、図2に示すように、第2軸状部312を第1軸状部311に没入させた状態で、第1アーム31を凹部211内に傾倒させ、更に、第2アーム32を第1アーム31に沿わせるように屈曲させる。これにより、当該凹部211内に支持部3が折り畳まれて収納される。この際、書画カメラ1は、全体略直方体形状となる。
図3は、下部ケース4を下方(上部ケース5とは反対側)から見た斜視図である。なお、以降の説明において、下方は、上部ケース5に対して下部ケース4が位置する方向を示し、上方は、下方の反対方向を示す。
下部ケース4は、図3に示すように、撮像手段6を回動自在に支持する他、当該撮像手段6による撮像対象を照明する照明手段7を支持する支持部材であり、平面視略長方形状に形成されている。この下部ケース4は、図3に示すように、軸支部41、撮像手段支持部42及び照明手段取付部43を備える。
撮像手段支持部42は、下部ケース4における軸支部41側とは反対側に設けられ、上下方向を中心として回動自在に撮像手段6を支持する。
照明手段取付部43は、撮像手段支持部42を挟むように一対設けられている。これら照明手段取付部43には、照明方向を下方に向けた状態で照明手段7がそれぞれ取り付けられる。
図4は、書画カメラ1の構成を示すブロック図である。なお、図4においては、代表して1つの照明手段7のみを図示している。
撮像手段6は、撮像領域を撮像した画像(撮像画像)を、支持部32内に設けられたケーブルを介して制御手段8に出力するものである。この撮像手段6は、図4に示すように、撮像素子61、フォーカスレンズ62、レンズ用モーター63、及びモータードライバー64を有する。
なお、撮像手段6は、撮像素子61の光学軸を中心として、下部ケース4に回動自在に支持されている。すなわち、撮像手段6は、図3に示すように、当該光学軸と一致する回動軸AXを中心として回動可能とされている。
レンズ用モーター63は、フォーカスレンズ62を移動させる。このようなレンズ用モーター63としては、ステッピングモーターを採用できる。
モータードライバー64は、制御手段8から入力される駆動信号に応じて、レンズ用モーター63を駆動させる。
照明手段7は、前述のように2つの照明手段取付部43にそれぞれ取り付けられ、撮像手段6の撮像領域内を照明する。この照明手段7は、図4に示すように照明部71及び照明ドライバー72を有する。
照明部71は、照明方向が下方を向くようにそれぞれ配置される。このような照明部71としては、LED(Light Emitting Diode)等の固体光源を例示できる。
照明ドライバー72は、支持部32内に設けられたケーブルを介して制御手段8から入力される制御信号に基づいて、照明部71を点灯させる。
制御手段8は、詳しい図示を省略するが、CPU(Central Processing Unit)及びメモリーが実装された回路基板として構成され、書画カメラ1の動作を自律的に、或いは、使用者の操作に応じて制御する。このような制御手段8は、図4に示すように、上記メモリーの一部として構成される記憶部81の他、CPUがメモリーに格納されたプログラムを実行することで、画像処理部82、画像送信制御部83、合焦調整部84、選択部85、及び輝度調整部86として示される各機能部を有する。
画像送信制御部83は、画像処理部82で処理された撮像画像の画像データ、及び画像処理部82で生成されたメニュー画面データを、映像ケーブル等で接続された外部機器である表示装置9に送信する。
なお、被写体が立体物である場合で、使用者により立体物を撮像する旨の操作(立体物撮像操作)が行われている場合には、合焦調整部84は、フォーカスレンズ62を移動させて、被写体における撮像素子61との相対距離が最も近くなる箇所を撮像素子61に合焦させる。その後、合焦調整部84は、フォーカスレンズ62を移動させて、被写体において予め設定された箇所、又は、使用者の操作によって選択された箇所を撮像素子61に合焦させる。
記憶部81には、被写体の種類毎に設定された、フォーカスレンズ62の移動量と照明部71から出射される光の輝度との対応関係を示す複数の対応情報が格納されている。ここで、被写体の種類は、例えば、光沢紙及び普通紙等の材質や色等に応じて分類されている。
ここで、撮像モードには、例えば、光沢紙に表示された文書を撮像するテキストモードや、動画が表示された画面を撮像する動画モード等がある。例えば、当該テキストモードが選択された場合は、選択部85は、被写体が光沢紙であると判定し、これに関連した対応情報を選択する。
また、選択部85は、例えば、画像処理部82で処理された画像データに基づいて被写体の色を判定し、この色に関連した対応情報を選択してもよい。
また、輝度調整部86は、記憶部81にアクセスし、取得した移動量に応じた輝度を、選択部85によって選択された対応情報から取得する。
また、輝度調整部86は、照明ドライバー72を制御し、上記対応情報から取得した輝度に基づいて、照明部71から出射される照明光の輝度を調整する。ここで、輝度調整部86は、本実施形態では、2つの照明部71から出射される照明光の輝度をそれぞれ同じ輝度となるように調整しているが、当該照明光の輝度をそれぞれ個別に調整してもよい。
操作パネル22に設けられたオートフォーカスキーが押下されると、合焦調整部84は、モータードライバー64を制御して、フォーカスレンズ62を移動させて被写体の像を撮像素子61に合焦させる。このとき、輝度調整部86は、レンズ用モーター63に出力されるパルス信号のパルス数をカウントし、カウント数に基づいてフォーカスレンズ62の移動量を取得する。
なお、使用者が撮像モードを選択する際に、画像送信制御部83は、画像処理部82で生成されたメニュー画面データを表示装置9に送信する。これにより、表示装置9によりメニュー画面を表示させることができる。そして、使用者は、このメニュー画面を見ながら撮像モード選択キーを操作して撮像モードを選択できる。
そして、輝度調整部86は、照明ドライバー72を制御し、上記対応情報から取得した輝度に基づいて、照明部71から出射される照明光の輝度を調整する。
被写体と撮像素子61との相対距離は、合焦状態におけるフォーカスレンズ62の基準位置からの移動量と相関関係がある。このため、フォーカスレンズ62の移動量に基づいて、被写体と撮像素子61との相対距離を求めることができる。本実施形態では、輝度調整部86が、フォーカスレンズ62の移動量に基づいて照明部71から出射される照明光の輝度を調整することにより、照明光の輝度を被写体と撮像素子61との相対距離に適した輝度に調整できる。例えば、輝度調整部86は、被写体と撮像素子61との相対距離が比較的短い場合には、照明光の輝度を低くし、当該相対距離が長い場合には、照明光の輝度を高くすることで、被写体を適切に照明できる。このように、被写体を適切に照明できるので、鮮明な撮像画像を得ることができる。
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、輝度調整部86は、フォーカスレンズ62の移動量に応じた輝度を対応情報から取得しているが、本発明はこれに限らない。すなわち、輝度調整部86は、フォーカスレンズ62の移動量及び撮像画角(ズーム状態)に応じた輝度を対応情報から取得してもよい。撮像画角は、例えば、デジタルズームの場合は、撮像素子61における撮像領域から撮像画像として抽出する領域の割合を検出することで取得でき、光学ズームの場合は、ズームレンズの移動量を検出することで取得できる。この場合、対応情報には、フォーカスレンズ62の移動量及び撮像画角と輝度との対応関係が示される。これによれば、被写体をより適切に照明でき、より鮮明な撮像画像を得ることができる。
前記実施形態では、撮像モードが選択されているが、本発明はこれに限らない。すなわち、撮像モードが選択できなくてもよい。この場合は、記憶部81には、1つの対応情報が格納される。
前記実施形態では、輝度調整部86は、レンズ用モーター63に出力されるパルス信号のパルス数をカウントし、カウント数に基づいてフォーカスレンズ62の移動量を取得しているが、本発明はこれに限らない。すなわち、合焦調整部84がフォーカスレンズ62の移動量を記憶しておき、輝度調整部86が、合焦調整部84から当該移動量を取得する構成でもよい。
前記実施形態では、撮像装置として、撮像画像を外部機器に送信する書画カメラ1を例示したが、本発明はこれに限らない。すなわち、被写体と撮像手段との相対距離が調整可能である構成が組み込まれた電子機器に、本発明を適用することも可能である。
Claims (5)
- 撮像素子と、
紙である被写体の像を前記撮像素子に結像させるフォーカスレンズと、
前記被写体を照明する照明部と、
前記フォーカスレンズを移動させて、前記撮像素子に前記被写体の像を合焦させる合焦調整部と、
前記フォーカスレンズの移動量と前記照明部の光の輝度との対応関係を示す対応情報が、反射率の異なる前記被写体の種類毎に格納された記憶部と、
前記フォーカスレンズの移動量及び前記被写体の材質に基づいて、前記照明部の照明光の輝度を調整する輝度調整部と、を有し、
前記輝度調整部は、複数の前記対応情報のうち、使用者によって選択された前記被写体の種類に応じた対応情報から、前記フォーカスレンズの移動量に応じた輝度を取得し、取得した輝度に基づいて前記照明光の輝度を調整する
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
当該撮像装置は、前記使用者によって選択された前記被写体の種類に応じた前記対応情報を選択する選択部を有し、
前記輝度調整部は、前記選択部で選択された前記対応情報に基づいて、前記照明光の輝度を調整する
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の撮像装置において、
前記輝度調整部は、前記フォーカスレンズの移動量及び撮像画角に基づいて、前記照明光の輝度を調整する
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記照明部は複数設けられ、
前記輝度調整部は、点灯させる前記照明部の数を制御することで、前記照明光の輝度を調整する
ことを特徴とする撮像装置。 - 撮像素子、紙である被写体の像を前記撮像素子に結像させるフォーカスレンズ、及び前記被写体を照明する照明部を有する撮像装置で行われ、前記照明部の照明光の輝度を調整する輝度調整方法であって、
前記フォーカスレンズを移動させて、前記被写体の像を前記撮像素子に合焦させ、
前記フォーカスレンズの移動量及び前記被写体の材質に基づいて前記照明光の輝度を調整し、
前記照明光の輝度を調整する際は、反射率の異なる前記被写体の種類毎に設定された、前記フォーカスレンズの移動量と前記照明部の光の輝度との対応関係を示す対応情報うち、使用者によって選択された前記被写体の種類に応じた対応情報から、前記フォーカスレンズの移動量に応じた輝度を取得し、取得した輝度に基づいて前記照明光の輝度を調整する
ことを特徴とする輝度調整方法。
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