JP2004235046A - Led照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】RGB三色のLED38R、38G、38Bを光源とするLEDストロボ10において、三色のLED38R、38G、38Bを各色ごとに並列接続するとともに、各LED38R、38G、38Bに流れる電流が一定になるように、抵抗52Rが直列接続されている。これにより、各LED38R、38G、38Bに流れる電流が一定になり、所望の色温度の光を発光させることができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はLED照明装置に係り、特にカメラに内蔵又は装着されて撮影時の補助光源として使用されるLED照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にカメラのストロボはキセノン管を光源に用いているが、近年、高輝度で白色発光する白色LEDや青色発光する青色LEDが開発されたことから、これらのLED(発光ダイオード)をストロボの光源に利用することが提案されている(たとえば、特許文献1)。
【0003】
このLEDを光源に用いたストロボ(LEDストロボ)には、白色LEDを光源とするものと、赤(R)、緑(G)、青(B)の三色のLEDを光源とするものがあり、RGB三色のLEDを光源とするLEDストロボは、各LEDから放出される光を混合して白色のストロボ光を発光させている。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−116481号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のLEDストロボは、RGB三色のLEDを電源に対して並列に接続し、一定の電圧をかけて各LEDを発光させているが、各色のLEDごとに抵抗が異なるため、単に並列に接続すると、各LEDごとに異なる電流が流れてしまい、所望の色温度の光を発光できないという欠点がある。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、所定の色温度の光を発光させることができるLED照明装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、前記目的を達成するために、赤と緑と青の三色のLEDを光源とし、各LEDから放出される光を混合して所定の色温度の光を発光するLED照明装置において、前記三色のLEDが、電源に対して各色ごとに並列に接続されるとともに、各LEDに流れる電流が一定になるように、各色ごとに抵抗が直列に接続されていることを特徴とするLED照明装置を提供する。
【0008】
本発明によれば、三色のLEDが、電源に対して各色ごとに並列に接続されるとともに、各LEDに流れる電流が一定になるように、各色ごとに抵抗が直列に接続されている。これにより、各LEDに流れる電流が一定になり、所望の色温度の光を発光させることができる。
【0009】
また、請求項2に係る発明は、前記目的を達成するために、赤と緑と青の三色のLEDを光源とし、各LEDから放出される光を混合して所定の色温度の光を発光するLED照明装置において、前記三色のLEDが、電源に対して各色ごとに並列に接続されるとともに、各LEDに流れる電流が一定になるように、各色ごとにLEDの個数が調節されて、同じ色のLEDに直列に接続されていることを特徴とするLED照明装置を提供する。
【0010】
本発明によれば、三色のLEDが、電源に対して各色ごとに並列に接続されるとともに、各LEDに流れる電流が一定になるように、各色ごとにLEDの個数が調節されて、同じ色のLEDに直列に接続されている。これにより、各LEDに流れる電流が一定になり、所望の色温度の光を発光させることができる。
【0011】
また、請求項3に係る発明は、前記目的を達成するために、並列に接続された前記三色のLEDに流れる電流を各色ごとに個別にON/OFFするスイッチ手段と、前記三色のLEDから所定の色温度の光が放出されるように前記スイッチ手段のON/OFFを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のLED照明装置を提供する。
【0012】
本発明によれば、各色のLEDに流れる電流を個別にON/OFFすることにより、各LEDの発光時間を調節して発光する光の色温度を可変する。これにより、任意の色温度の光を発光させることができる。
【0013】
また、請求項4に係る発明は、前記目的を達成するために、前記LED照明装置は、カメラに内蔵又は装着され、該カメラの露光に同期して発光されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載のLED照明装置を提供する。
【0014】
本発明によれば、カメラの補助光源として用いることにより、被写界の色温度と同じ色温度の光を発光させたり、露光期間に同期させて発光させたりすることが可能になり、ストロボを用いた撮影の表現の幅を広げることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るLED照明装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、ここではカメラの補助光源として使用されるストロボに本発明を適用した場合を例に説明する。
【0016】
図1、図2は、それぞれ本発明が適用されたLEDストロボの外観構成を示す正面図と背面図である。同図に示すように、LEDストロボ10のストロボ本体12は、矩形の箱状に形成されており、その下面にはLEDストロボ10をカメラのホットシュー等に装着するためのシュー14が設けられている。
【0017】
ストロボ本体12の前面には、図1に示すように、ストロボ光の発光窓16が設けられており、発光窓16にはフレネルレンズ18が取り付けられている。また、ストロボ本体12の前面には、被写界の色温度を検出するための色温度センサ20(R、G、Bフィルタ付きのフォトセンサ20R、20G、20B)、調光センサ(ストロボ調光用の受光センサ)22等が設けられている。
【0018】
一方、ストロボ本体12の背面には、図2に示すように、電源スイッチ24、モード切替スイッチ26、色温度設定ボリューム28、色温度記憶スイッチ30(30A、30B、30C) 、表示ランプ32(32A、32B、32C)、色温度読出スイッチ34等が設けられている。
【0019】
モード切替スイッチ26は、LEDストロボ10の設定モードを切り替えるためのスイッチとして機能し、このモード切替スイッチ26の切り替え操作により、LEDストロボ10の設定モードが、マニュアルモード(ストロボ光の色温度の設定を手動で行なうモード)と、オートモード(ストロボ光の色温度の設定を自動で行うモード)とに切り替えられる。
【0020】
マニュアルモード時におけるストロボ光の色温度の設定は、色温度設定ボリューム28で行なわれ、この色温度設定ボリューム28をスライド操作して所望の色温度の目盛の位置にレバーを移動させることにより、マニュアルモード時の色温度が設定される。
【0021】
色温度記憶スイッチ30は、あらかじめ所望の色温度を登録するスイッチとして機能し、この色温度記憶スイッチ30が操作されると、その操作時に色温度センサ20によって検出された被写界の色温度がストロボ本体12内に設けられた不揮発性メモリ(EEPROM)36に記憶される(図3参照)。なお、この実施の形態では、3つの色温度記憶スイッチ30A、30B、30Cにより3種類の色温度を登録できるようにされている。
【0022】
色温度読出スイッチ34は、色温度記憶スイッチ30A、30B、30Cで登録された色温度を読み出すスイッチとして機能し、ワンプッシュするごとに色温度記憶スイッチ30A、30B、30Cで登録された色温度を順次選択して読み出す。表示ランプ32A、32B、32Cは色温度記憶スイッチ30A、30B、30Cに対応して設けられており、現在選択されている色温度記憶スイッチ30A、30B、30Cに対応する表示ランプが点灯する。なお、このようにして読み出された色温度に基づいてストロボ光の色温度が調整されるが、その詳細については後述する。
【0023】
図3は、LEDストロボ10の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、LEDストロボ10は、上述した色温度センサ20(20R、20G、20B)、調光センサ22、電源スイッチ24、モード切替スイッチ26、色温度設定ボリューム28、色温度記憶スイッチ30(30A、30B、30C) 、表示ランプ32(32A、32B、32C)、色温度読出スイッチ34、EEPROM36のほか、光源としてのLED群38(RGB三色のLED38R、38G、38B)、電池40、電源回路42、メインコンデンサ44、トランジスタ46R、46G、46B、調光回路48、温度センサ50、システムコントローラ52等を備えている。
【0024】
LEDストロボ10の動作は、システムコントローラ52に統括制御されており、システムコントローラ52は、各スイッチから入力される操作信号や各センサから入力されるセンサ出力、シュー14を介してカメラから入力される発光指令の信号や発光量を決定するための情報等に基づいて各回路を統括制御する。
【0025】
光源であるRGB三色のLED38R、38G、38Bは、メインコンデンサ44に対して並列接続されており、このメインコンデンサ44を介して電源回路42から一定の電圧が印加される。電源回路42は、システムコントローラ52からの制御信号に基づいてストロボ本体12に装填された電池40の電圧を所定電圧に昇圧し、この昇圧された電圧をメインコンデンサ44を介してLED群38に印加する。
【0026】
ここで、RGB三色のLED38R、38G、38Bは、それぞれ抵抗値が異なり、各色同じ個数に揃えてメインコンデンサ44に並列接続すると、各色ごとにLEDに流れる電流に違いが生じる。この結果、規定の発光量の光を放出させることができなくなるという問題が生じる。
【0027】
そこで、本実施の形態のLEDストロボ10では、各LEDに流れる電流が一定(ほぼ一定)になるように(各色ごとの電圧降下が一定になるように)、すべてのLEDあるいは特定のLEDに抵抗を直列接続し、各色ごとの抵抗値を一致(ほぼ一致)させる。
【0028】
なお、本実施の形態では、緑色LED38Gの抵抗値ΩG と青色LED38Bの抵抗値ΩB とが同じ(ほぼ同じ)で、赤色LED38Rの抵抗値ΩR のみが異なるものとして、赤色LED38Rにのみ所定の抵抗値Ωの抵抗50Rを直列接続している。たとえば、緑色LED38Gの抵抗値ΩG と青色LED38Bの抵抗値ΩB とが同じで(ΩG =ΩB )、赤色LED38Rの抵抗値ΩR が緑色LED38Gの抵抗値ΩG と青色LED38Bの抵抗値ΩB の半分であるとすると、赤色LED38Rの抵抗値ΩR と同じ抵抗値(Ω=ΩR )の抵抗50Rを赤色LED38Rに直列接続する。
【0029】
これにより、各色ごとの電圧降下が一定となり、電源回路42からメインコンデンサ44を介して定電圧を印加すると、各LED38R、38G、38Bに同じ量の電流が流れる。
【0030】
このように、各色ごとに並列接続されたLED群38は、各LED38R、38G、38Bに流れる電流が一定になるように調整される。そして、各LED38R、38G、38Bには、各色ごとにトランジスタ46R、46G、46Bが直列に接続されており、このトランジスタ46R、46G、46BのベースにON/OFFのデューティ比が制御されたパルス信号を加えることにより、各LED38R、38G、38Bに流れる電流が制御される。すなわち、トランジスタ46R、46G、46Bは、ベースに加えられたパルス信号のON期間だけ各LED38R、38G、38Bに電流を流し(OFF期間は電流の流れを遮断)、これにより、単位時間あたりに各LED38R、38G、38Bに流れる電流が制御され、各LED38R、38G、38Bの発光量が制御される。
【0031】
システムコントローラ52は、各トランジスタ46R、46G、46Bのベースに加えるパルス信号のON/OFFのデューティ比を制御し、各色のLED38R、38G、38Bの発光量を制御して、LED群38から発光される光の色温度を制御する。
【0032】
図4は、各LED38R、38G、38BのON/OFFのデューティ比を調節してストロボ光の色温度(R、G、Bの発光量の比)を制御する場合のタイミングチャートを示している。同図に示すように、各LED38R、38G、38BのON時間の比が、R、G、Bの発光量の比となるようにLED38R、38G、38BのON/OFFのデューティ比を決定する。これにより、全体として所定の色温度に調整されたストロボ光が発光される。
【0033】
この際、本実施の形態のLEDストロボ10は、並列接続された各色のLED38R、38G、38Bに一定の電流が供給されることから、各LED38R、38G、38Bを規定の発光量で発光させることができ、所望の色温度の光を精度よく発光させることができる。
【0034】
なお、システムコントローラ52は、モード切替スイッチ26がマニュアルモードに設定されていると、色温度設定ボリューム28で設定した色温度となるようにストロボ光の色温度を制御し、オートモードに設定されていると、色温度センサ20によって検出した被写界の色温度となるようにストロボ光の色温度を制御する。
【0035】
また、システムコントローラ52は、色温度記憶スイッチ30が操作されると、その操作時に色温度センサ20が検出した被写界の色温度をEEPROM36に記憶させる。そして、色温度読出スイッチ34が操作されると、EEPROM36に記憶された色温度を読み出し、この読み出した色温度となるようにストロボ光の色温度を制御する。これにより、たとえば、式場のスポットライトや天井の照明、スタジオ照明など特定の光源の色温度をあらかじめ登録しておき、必要に応じて登録された所望の色温度を読み出して、その読み出した色温度のストロボ光を発光させることができる。
【0036】
なお、LEDは周囲温度によって光量が変動するため、この周囲温度の変化にか関わらず常に所要の光量で発光するように各LED38R、38G、38Bへの電流制御が行なわれる。すなわち、システムコントローラ52は、温度センサ50によって検出されるLED群38の周囲温度に基づいて各LED38R、38G、38Bへの電流制御を行なう。これにより、周囲温度の変化に関わらず常に所要の発光量でLEDが発光する。
【0037】
次に、上記システムコントローラ52の動作を図5に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
【0038】
まず、システムコントローラ52は、充電開始信号を電源回路42に出力し(▲1▼)、メインコンデンサ44の充電を開始させる(▲2▼)。メインコンデンサ44の充電が完了すると、電源回路42からシステムコントローラ52に充電完了を示す充電OK信号が出力される(▲4▼)。
【0039】
その後、カメラのシャッターレリーズボタンが半押しされると、スタンバイ状態となり、ガイドナンバーなどのストロボ発光量を決定するための情報をシュー14を介してカメラから取り込む。そして、その取り込んだ情報に基づいてストロボ発光量を決定し、そのストロボ発光量を得るための発光量調整用の基準値を調光回路48に出力する。
【0040】
また、モード切替スイッチ26が、オートモードに設定されている場合は、色温度センサ20から被写界の色温度を読み取り、マニュアルモードに設定されている場合は、色温度設定ボリューム28で設定された色温度を読み取る。また、色温度読出スイッチ34が操作されている場合には、EEPROM36から対応する色温度を読み取る。そして、その読み取った色温度と同じ色温度の光が発光されるようにR、G、Bの各LED38R、38G、38Bの発光量の比を決定し、この比となるような各LED38R、38G、38BのON/OFFのデューティ比を決定する(図4参照)。
【0041】
次に、シャッターレリーズボタンが全押しされ、カメラ側から発光信号を入力すると(▲5▼)、設定したデューティー比のパルス信号を各色のLED38R、38G、38Bに直列接続されたトランジスタ46R、46G、46Bのベースに加える。これにより、各LED38R、38G、38Bには、設定したR、G、Bの発光量の比に対応した定電流が流れ、LED群38からは、所定の色温度の光が発光される(▲6▼)。
【0042】
カメラは、このストロボ光の発光開始後、露光を開始する(▲8▼)。これにより、ストロボ発光の時間遅れが補正され、露光中に確実にストロボ光を発光させることができる。
【0043】
LED群38からストロボ光が発光されると、調光回路48は、調光センサ22を介して発光量を検知する。そして、この検知した発光量が発光量調整用の基準値と一致すると、発光を停止させるために調光OK信号をシステムコントローラ52に出力する(▲7▼)。システムコントローラ52は、調光回路48から調光OK信号を入力すると、LED群38の発光を停止させる制御信号をトランジスタ46R、46G、46Bに出力する。これにより、LED群38に流れる電流が遮断され、LED群38の発光が停止する(▲6▼)。
【0044】
なお、露光終了までにストロボの発光量が発光量調整用の基準値に満たない場合は、露光終了と同時に露光終了信号がカメラからシステムコントローラ52に入力され、この入力をもってLED群38の発光を停止させる。
【0045】
以上説明したように、本実施の形態のLEDストロボ10によれば、並列接続された各色のLED38R、38G、38Bに一定の電流が供給されることから、各LED38R、38G、38Bを規定の発光量で発光させることができ、所望の色温度の光を精度よく発光させることができる。
【0046】
なお、本実施の形態では、RGB三色のLED38R、38G、38Bをそれぞれ1個ずつ使用してストロボ光源を構成しているが、光量が不足する場合は、図6に示すように、複数個のLEDを使用してストロボ光源を構成してもよい。この場合、同図に示すように、同じ色のLEDを直列接続し、各色ごとにメインコンデンサ44に対して並列接続する。
【0047】
また、本実施の形態では、赤色LED38Rにのみ抵抗52Rを付加する例で説明したが、各色ごとのトータルでの抵抗値が一致すればよく、図6に示すように全ての色のLEDに対して抵抗52R、52G、52Bを付加してもよい。
【0048】
また、図7に示すように、各色のLED38R、38G、38Bの個数を調節して、各色ごとのトータルでの抵抗値を一致させるようにしてもよい。
【0049】
ここで、図7は、緑色LED38Gの抵抗値ΩG と青色LED38Bの抵抗値ΩB とが同じで、赤色LED38Rの抵抗値ΩR が、緑色LED38Gの抵抗値ΩG と青色LED38Bの抵抗値ΩB の半分であるときの接続例を示しており、各色ごとのトータルでの抵抗値が一致するように、赤色LED38Rのみを2個直列に接続している。これにより、各LEDに流れる電流が一定になり、各LEDを規定の発光量で発光させることができる。
【0050】
なお、発光量が不足する場合は、各色ごとの構成比を一定にして、LEDを増設する。すなわち、図7の例では、赤色LED38Rと緑色LED38Gと青色LED38Bの構成比をR:G:B=2:1:1として、各色ごとにLEDを増設する。
【0051】
図8は本発明が適用されたLEDストロボを内蔵したデジタルカメラのブロック図である。
【0052】
このデジタルカメラ110は、撮影モードとして静止画撮影を行なう静止画撮影モードと、動画撮影を行なう動画撮影モードを備えており、撮影モードに応じたストロボ光が発光される。
【0053】
まず、このデジタルカメラ110の概略構成について説明する。被写体を示す画像光は、撮影レンズ112及び絞り114を介して固体撮像素子(CCD)116の受光面に結像される。CCD116の受光面には、多数のフォトセンサが平面的に配列されており、受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって、その入射光量に応じた量の信号電荷に変換され、蓄積される。
【0054】
各フォトセンサに蓄積された画像の信号電荷は、CCD駆動回路118から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに出力され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次出力される。
【0055】
なお、CCD116は、CCD駆動回路118からシャッターゲートパルスを印加することにより、各フォトセンサに蓄積された信号電荷を掃き出すことができ、これにより、電荷の蓄積時間(露光時間)が制御される(いわゆる電子シャッタ機能)。
【0056】
CCD116から順次読み出された画像の電圧信号は、相関二重サンプリング回路(CDS回路)120に加えられ、ここで各画素ごとのR、G、B信号がサンプリングホールドされ、A/D変換器122に加えられる。
【0057】
A/D変換器122は、CDS回路120から順次加えられるアナログのR、G、B信号をデジタルのR、G、B信号に変換して出力する。そして、A/D変換器122から出力されたデジタルのR、G、B信号は、一旦メモリ126格納された後、デジタル信号処理回路128に加えられる。
【0058】
なお、上記のCCD駆動回路118とCDS回路120とA/D変換器122は、タイミング発生回路124から加えられるタイミング信号によって同期して駆動されている。
【0059】
デジタル信号処理回路128は、同時化回路130、ホワイトバランス調整回路132、ガンマ補正回路134、YC信号作成回路136、メモリ138等で構成されている。
【0060】
同時化回路130は、メモリ126から読み出された点順次のR、G、B信号を同時式に変換し、R、G、B信号を同時にホワイトバランス調整回路132に出力する。
【0061】
ホワイトバランス調整回路132は、R、G、B信号のデジタル値をそれぞれ増減するための乗算器132R、132G、132Bを備えている。同時化回路130から出力されたR、G、B信号は、この乗算器132R、132G、132Bに加えられる。乗算器132R、132G、132Bの他の入力には、中央処理装置(CPU)140からホワイトバランス制御のためのホワイトバランス補正値(ゲイン値)が加えられており、乗算器132R、132G、132Bは、このホワイトバランス補正値と同時化回路130から出力されたR、G、B信号とを乗算してホワイトバランス補正を行なう。そして、ホワイトバランス補正されたR、G、B信号をガンマ補正回路134に出力する。
【0062】
ガンマ補正回路134は、ホワイトバランス補正されたR、G、B信号に対して所望のガンマ特性となるように入出力特性を変更し、YC信号作成回路136に出力する。
【0063】
YC信号作成回路136は、ガンマ補正されたR、G、B信号から輝度信号Yとクロマ信号Cr、Cbとを作成する。これらの輝度信号Yとクロマ信号Cr、Cb(YC信号)は、メモリ126と同じメモリ空間のメモリ138に格納される。このメモリ138内のYC信号を読み出し、液晶モニタ142に出力することにより、スルー画像が液晶モニタ142に表示される。
【0064】
ここで、カメラのモードが静止画撮影モードに設定された状態でカメラ操作部144のレリーズボタンが押されると、静止画撮影が行なわれ、本画像のYCデータが、メモリ138の所定領域に記憶される。この本画像のYCデータは、圧縮伸長処理回路146によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、記録部148でメモリカードなどの記録媒体に記録される。
【0065】
また、カメラのモードが動画撮影モードに設定された状態でカメラ操作部144のレリーズボタンが押されると、動画撮影が開始され、YC信号作成回路136からYCデータが所定の周期(たとえば、毎秒30コマ)でメモリ138の所定領域に取り込まれる。メモリ138に取り込まれたYCデータは、3回に1回の割合で圧縮され、メモリ138の所定領域に記憶される。そして、再びレリーズボタンが押されると、動画撮影は終了し、このときメモリ138の所定領域に圧縮記憶された動画のYCデータが、記録部148で記録媒体に記録される。
【0066】
CPU140は、モードスイッチ、レリーズボタン、十字ボタン等を含むカメラ操作部144からの入力情報に基づいて各回路を統括制御するとともに、オートフォーカス(AF)制御、自動露光(AE)制御、ホワイトバランス(AWB)制御等の制御を行う。
【0067】
ここで、AF制御は、たとえばG信号の高周波成分が最大になるように撮影レンズ112を移動させるコントラストAFであり、レリーズボタンの半押し時にG信号の高周波成分が最大になるように図示しないレンズ駆動部を介して撮影レンズ112を合焦位置に移動させる。
【0068】
また、AE制御は、R、G、B信号を取り込み、これらのR、G、B信号を積算した積算値に基づいて被写体の明るさ(撮像EV値)を求め、この撮像EV値に基づいて撮像時の絞り値とシャッタスピードを決定する。この際、撮影光量が不足している場合には、LEDストロボ160からストロボ光を発光させる。
【0069】
また、AWB制御は、被写界の光源種(色温度)を測定し、その測定した光源種に応じたホワイトバランス補正を行う。この被写界の光源種の測定は、次のように行われる。すなわち、R、G、B信号から、1画面を複数のエリア(たとえば8×8の64エリア)に分割し、各エリアごとにR、G、B信号の色別の平均積算値を求める。これらの分割エリアごとのR、G、B信号の平均積算値は、積算回路150によって算出され、CPU140に加えられる。積算回路150とCPU140との間には乗算器152R、152G、152Bが設けられており、乗算器152R、152G、152Bには、機器のバラツキを調整するための調整ゲイン値が加えられる。CPU140は、各分割エリアごとのR、G、B信号の平均積算値に基づいてデーライト(晴れ)、日陰−曇り、蛍光灯、タングステン電球等の光源種の判別を行う。この光源種の判別は、分割エリアごとにR、G、B信号の色別の平均積算値の比R/G、B/Gを求め、続いて横軸をR/G、縦軸をB/Gとするグラフ上で各光源種に対応する色分布の範囲を示す検出枠を設定する。そして、求めた各エリアごとの比R/G、B/Gに基づいて検出枠に入るエリアの個数を求め、被写体の輝度レベル及び検出枠に入るエリアの個数に基づいて光源種を判別する(特開2000−224608 参照) 。
【0070】
CPU140は、以上のようにして光源種(被写界の色温度)を求めると、その光源種に適したホワイトバランス補正値を決定し、その決定したホワイトバランス補正値(ゲイン値)を乗算器132R、132G、132Bに出力する。これにより、乗算器132R、132G、132Bからホワイトバランス調整されたR、G、B信号がガンマ補正回路134に出力される。
【0071】
図9は、デジタルカメラ110に内蔵されたLEDストロボ160の構成を示すブロック図である。同図に示すように、このLEDストロボ160は、上記実施の形態のLEDストロボ10と比較して、主として色温度センサ20とシステムコントローラ52とが設けられていない点で相違している。したがって、上記実施の形態のLEDストロボ10と同じ構成部材には、同じ符号を付して、その説明は省略する。
【0072】
なお、被写界の色温度は、上記のようにCCD116から得られたR、G、B信号に基づいて求められ、各回路の制御は、CPU140にて行なわれる
また、上記実施の形態のLEDストロボ10と同様に光源であるRGB三色のLED38R、38G、38Bは、それぞれメインコンデンサ44に並列接続されており、各LED38R、38G、38Bに流れる電流が一定になるように、抵抗が直列接続されている。
【0073】
さて、従来のデジタルカメラは、ストロボ撮影する場合、ストロボ光(デーライト)に応じた固定のホワイトバランス補正値を用いてホワイトバランス補正を行うが、本実施の形態のデジタルカメラ110は、ストロボ撮影を行う場合、ホワイトバランスモードに応じた色温度のストロボ光を発光させてストロボ撮影を行う。すなわち、ストロボ撮影時にホワイトバランスモードがオートモードに設定されている場合には、自動的に被写界の色温度に応じたストロボ光が発光され、マニュアルモードが設定されている場合には、マニュアルで設定した被写界の色温度(光源種)に応じたストロボ光が発光される。これにより、オート又はマニュアル補正されるホワイトバランスに対して影響を与えることなくストロボ撮影を行なうことができる。
【0074】
図10は、ストロボ撮影時におけるデジタルカメラの動作手順を示すフローチャートである。
【0075】
まず、デジタルカメラ110の撮影モードが判定される(ステップS10)。すなわち、現在設定されているデジタルカメラ110の撮影モードが、静止画撮影モードか動画撮影モードかが判定される。
【0076】
撮影モードが、静止画撮影モードに設定されている場合、次に、メインコンデンサ44の充電が行なわれる(ステップS12)。すなわち、電源回路162に充電開始信号が出力され(図5▲1▼参照)、電池164の電圧が所定電圧に昇圧されて、メインコンデンサ44が充電される(図5▲2▼参照)。メインコンデンサ44の充電が完了すると、電源回路162からCPU140に充電完了を示す充電OK信号が出力される(図5▲4▼参照)。
【0077】
この後、レリーズボタンが半押しされると、CPU140にS1ON信号が出力され(ステップS14)、AE、AF、WB制御が行われる(ステップS16)。すなわち、被写体の明るさ(撮影EV値)が測定され、その測定された撮影EV値から絞り値とシャッタースピード(電荷蓄積時間)が決定される。また、被写体のコントラスト情報に基づいて主要被写体にピントが合うように撮影レンズ112が駆動される。
【0078】
また、ホワイトバランスモードがオートモードに設定されている場合には、被写界の色温度が測定され、ホワイトバランス補正値が決定されるとともに、その色温度と同じ色温度の光を発光させるために必要な各LED38R、38G、38BのON/OFFのデューティ比が決定される。
【0079】
一方、ホワイトバランスモードがマニュアルモードに設定されている場合には、マニュアルで設定した被写界の色温度に応じたホワイトバランス補正値が決定されるとともに、その色温度と同じ色温度の光を発光させるために必要な各LED38R、38G、38BのON/OFFのデューティ比が決定される。
【0080】
なお、ホワイトバランスモードの設定は、たとえば液晶モニタ142に表示される操作メニューに従ってカメラ操作部144の十字キー等で行い、この設定状態に基づいてホワイトバランスモードが判定される。
【0081】
この後、レリーズボタンが全押しされると、S2ON信号がCPU140に出力され(ステップS18)(図5▲5▼参照)、ストロボ撮影が行なわれる。すなわち、ステップS16で設定された色温度のストロボ光が発光されるとともに、ステップS14で決定された絞り値及びシャッタースピードでCCD116が露光される(図5▲6▼、▲8▼参照)。
【0082】
この際、ストロボ発光の時間遅れを補正するため、まず、LEDストロボ160が発光され(ステップS20)、その後、CCD116の露光が行なわれる(ステップS22)。
【0083】
また、LEDストロボ160の発光は、上記実施の形態のLEDストロボ10と同様に各LED38R、38G、38Bに直列接続されたトランジスタ46R、46G、46Bのベースに所定のデューティー比(ステップS16で設定したデューティー比)のパルス信号を加えることにより行なわれる。これにより、所定の色温度となるようなR、G、Bの発光量の比に対応した定電流がメインコンデンサ44から各LED38R、38G、38Bに流れ、全体として設定された色温度のストロボ光が発光される。
【0084】
この際、LEDストロボ160は、並列接続された各色のLED38R、38G、38Bに一定の電流が供給されることから、各LED38R、38G、38Bを規定の発光量で発光させることができ、所望の色温度の光を精度よく発光させることができる。
【0085】
LED群38が発光を開始すると、調光制御が行なわれ、調光センサ22に入射した光量が所定の光量に達したか否かが判定される(ステップS24)。すなわち、調光回路48から発光OFF信号(調光OK)が発せられたか否かが判定され、発光OFF信号が発せられると(図5▲7▼参照)、LED群38への電流供給が停止され、発光が停止される(ステップS26)。一方、調光OKでない場合には、露光時間が経過したか否かが判定され(ステップS28)、調光完了前に露光時間が経過した場合にもLED群38の発光が停止される。
【0086】
以上のように、静止画撮影モードでは、ホワイトバランスモードに応じたストロボ光が発光される。
【0087】
一方、動画撮影モードの場合は、次のようにストロボ発光が制御される。すなわち、ステップS10でカメラのモードが動画撮影モードと判定されると、メインコンデンサ44の充電が行なわれる(ステップS30)。すなわち、電源回路162に充電開始信号が出力され(図11▲1▼参照)、電池164の電圧が所定電圧に昇圧されて、メインコンデンサ44が充電される(図11▲2▼参照)。メインコンデンサ44の充電が完了すると、電源回路162からCPU140に充電完了を示す充電OK信号が出力される(図11▲4▼参照)。
【0088】
この後、被写界の色温度が測定され(ステップS32)、その被写界の色温度と同じ色温度の光を発光させるために各LED38R、38G、38BのON/OFFのデューティ比が決定される。
【0089】
次に、レリーズボタンが全押しされると、CPU140にS2ON信号が出力され(ステップS34)(図11▲5▼参照)、LEDストロボ160を用いた動画撮影が開始される。すなわち、デューティ比が制御されたパルス信号が、トランジスタ46R、46G、46Bのベースに加えられ、メインコンデンサ44から各LED38R、38G、38Bに電流が流され、被写界の色温度と同じ色温度の光がLED群38から発光されるとともに、一定周期で連続的にCCD116が露光される(図11▲6▼、▲7▼参照)。
【0090】
この際、LEDストロボ160は、並列接続された各色のLED38R、38G、38Bに一定の電流が供給されることから、各LED38R、38G、38Bを規定の発光量で発光させることができ、所望の色温度の光を精度よく発光させることができる。
【0091】
なお、ストロボ発光の時間遅れを補正するため、まず、LEDストロボ160が発光され(ステップS36)、その後、CCD116の露光が行なわれる(ステップS38)。
【0092】
このように、動画撮影はLEDストロボ160から被写界の色温度と同じ色温度の光を照射しながら行なわれ、この録画中にレリーズボタンが全押しされると、CPU140にS2ON信号が出力され(ステップS40)(図11▲8▼参照)、撮影が終了されるとともに、LED群38への電流供給が停止され、ストロボ光の発光が停止される(ステップS26)(図11▲6▼、▲7▼参照)。
【0093】
このように、動画撮影モードでは、被写界の色温度と同じ色温度のストロボ光が発光される。
【0094】
以上説明したように、本実施の形態のデジタルカメラ110は、1つのストロボ装置60を静止画撮影と動画撮影の両方に使用することができ、各撮影モードに応じた色温度の光を発光させて撮影することができる。
【0095】
なお、本実施の形態では、動画撮影時にストロボ光の色温度を被写界の色温度と同じ色温度に調節して発光させているが、一定の色温度(たとえば、日中の太陽光(デーライト)と同じ色温度)のストロボ光を発光させてもよい。
【0096】
また、本実施の形態では、動画撮影時に一定光量のストロボ光を発光させているが、適正露光量に対する不足光量分のみを発光させるようにしてもよい。すなわち、所定の絞り値、シャッタースピードで撮影する際、その適正露光量に対する不足光量を測光結果(撮影EV値)に基づいて算出し、その不足光量分だけLEDストロボ160から発光させるようにしてもよい。
【0097】
また、本実施の形態では、動画撮影中に連続してストロボ光を発光させているた、CCD116の露光期間に同期させて発光させてもよい。すなわち、動画撮影時は、CCD116が周期的に露光されるので、このCCD116の露光期間にのみストロボ光を発光させてもよい。
【0098】
さらに、本実施の形態では、静止画撮影時に調光回路48を介してストロボ光の調光制御を行なっているが、被写体の明るさ及び被写体距離に基づき事前に発光量を決定し、その決定した発光量が露光時間(シャッタースピードの時間)内に発光されるようにLED群38の発光制御を行なうようにしてもよい。
【0099】
また、上述した一連の実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、ビデオカメラにも同様に適用することができる。
【0100】
また、本発明はカメラ用のストロボとしてだけでなく、その他の照明装置にも適用することができる。
【0101】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、並列接続された各LEDに一定の電流が流れるので、所望の色温度の光を発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたLEDストロボの外観構成を示す正面図
【図2】本発明が適用されたLEDストロボの外観構成を示す背面図
【図3】LEDストロボの内部構成を示すブロック図
【図4】R、G、Bの各LEDのON/OFFのデューティ比を調整してストロボ光の色温度(R、G、Bの発光量の比)を制御する場合のタイミングチャート
【図5】システムコントローラの動作を説明するためのタイミングチャート
【図6】LEDストロボの他の実施の形態の構成を示すブロック図
【図7】LEDストロボの他の実施の形態の構成を示すブロック図
【図8】本発明が適用されたLEDストロボを内蔵したデジタルカメラのブロック図
【図9】デジタルカメラに内蔵されたLEDストロボの構成を示すブロック図
【図10】ストロボ撮影時におけるデジタルカメラの動作手順を示すフローチャート
【図11】動画撮影時におけるCPUの動作を説明するためのタイミングチャート
【符号の説明】
10…LEDストロボ、12…ストロボ本体、14…シュー、16…発光窓、18…フレネルレンズ、20…色温度センサ、22…調光センサ、24…電源スイッチ、26…モード切替スイッチ、28…色温度設定ボリューム、30…色温度記憶スイッチ、32…表示ランプ、34…色温度読出スイッチ、36…EEPROM、38…LED群、38R…赤色(R)LED、38G…緑色(G)LED、38B…青色(B)LED、40…電池、42…電源回路、44…メインコンデンサ、46R、46G、46B…トランジスタ、48…調光回路、50…温度センサ、52…システムコントローラ、110…デジタルカメラ、112…撮影レンズ、114…絞り、116…固体撮像素子(CCD)、118…CCD駆動回路、120…相関二重サンプリング回路(CDS回路)、122…A/D変換器、124…タイミング発生回路(TG)、126…メモリ、128…デジタル信号処理回路、130…同時化回路、132…ホワイトバランス調整回路、132R、132G、132B…乗算器、134…ガンマ補正回路、136…YC信号作成回路、138…メモリ、140…中央処理装置(CPU)、142…液晶モニタ、144…カメラ操作部、146…圧縮伸長処理回路、148…記録部、150…積算回路、152R、152G、152B…乗算器、160…LEDストロボ、162…電源回路、164…電池
Claims (4)
- 赤と緑と青の三色のLEDを光源とし、各LEDから放出される光を混合して所定の色温度の光を発光するLED照明装置において、
前記三色のLEDが、電源に対して各色ごとに並列に接続されるとともに、各LEDに流れる電流が一定になるように、各色ごとに抵抗が直列に接続されていることを特徴とするLED照明装置。 - 赤と緑と青の三色のLEDを光源とし、各LEDから放出される光を混合して所定の色温度の光を発光するLED照明装置において、
前記三色のLEDが、電源に対して各色ごとに並列に接続されるとともに、各LEDに流れる電流が一定になるように、各色ごとにLEDの個数が調節されて、同じ色のLEDに直列に接続されていることを特徴とするLED照明装置。 - 並列に接続された前記三色のLEDに流れる電流を各色ごとに個別にON/OFFするスイッチ手段と、
前記三色のLEDから所定の色温度の光が放出されるように前記スイッチ手段のON/OFFを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のLED照明装置。 - 前記LED照明装置は、カメラに内蔵又は装着され、該カメラの露光に同期して発光されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載のLED照明装置。
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