JP2005275151A - フラッシュ装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体発光素子を備えるフラッシュ装置において、被照明者の眩目を効果的に防止し、被照明者の緊張をほぐす。
【解決手段】 フラッシュ装置に光源として複数の半導体発光素子を備え、半導体発光素子が発光量を増加させながら複数回発光し、複数回の発光後、より大きい発光量で半導体発光素子が発光するように構成する。また、半導体発光素子が複数回発光する場合に、複数の半導体発光素子の内、所定の半導体発光素子を発光させ、被照明者に顔文字を認識させるように半導体発光素子の発光を制御する手段を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被照明体に向けて閃光を発するフラッシュ装置、特に半導体発光素子、例えば発光ダイオードを備えるフラッシュ装置、及び該フラッシュ装置を備えるビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩カメラ等の撮像装置に関する。

従来のフラッシュ装置は、キセノンガスを封入した放電管、及び放電に必要な電荷を蓄えるコンデンサを備えており、コンデンサに蓄えられた電荷が、キセノンガス中を放電し、キセノンガスが閃光を発するように構成されている（特許文献１）。また、被照明者の眩目及び赤目現象を防止するために、放電管が複数回小発光し、小発光の後、強い発光量で発光するように構成されている。一方、高輝度発光ダイオード、特に白色発光ダイオードを備えたフラッシュ装置がある。また、フラッシュ装置として発光ダイオードを用いた撮像装置、例えばカメラ付き携帯電話が実用化されている。光源として、発光ダイオードを備えるフラッシュ装置は、撮像時に最大の発光量で１度発光するように構成されている。
特許第３０２６５１３号公報

しかしながら、従来のフラッシュ装置においては、撮像の際、半導体発光素子が最大発光量で１度のみ発光するため、暗闇中の被照明者を照明する場合、被照明者が半導体発光素子の突然の発光により眩目し、不自然な表情で撮像されるという問題があった。一方、放電管を備えるフラッシュ装置においては、放電管が一定の小さい発光量で複数回小発光するが、暗闇の中の被照明者を照明する場合、発光量が小さい場合であっても、被照明者は光に慣れておらず、眩目する恐れがあるという問題があった。また、十分に発光量を小さくした場合、複数回の小発光によって眩目する恐れは無くなるが、小発光後の強い発光によって、被照明者が眩目する恐れがあり、連続して被照明者を撮像する場合、眩目した不自然な表情で被照明者が撮像されるという問題があった。

また、撮像装置を用いた撮像の際、被撮像者は撮像を意識するため、不自然な表情で撮像されるという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、撮像前に発光量を増加させながら半導体発光素子を複数回発光させることにより、複数回の小発光、及び小発光後の強い発光を受けた被照明者が眩目することを防ぎ、自然な表情をした被照明者を撮像することができるフラッシュ装置を提供することを目的とする。

また、被照明者までの距離にかかわらず、被照明者に適度な照度の光を照射することができるように半導体発光素子の発光量を決定することにより、被照明者の眩目を効果的に防ぐことができるフラッシュ装置を提供することを他の目的とする。

更に、複数の半導体発光素子をフラッシュ装置に備え、１又は複数の前記半導体発光素子を発光せるように構成することにより、フラッシュ装置が発する全発光量を調節することができ、また、被照明者に顔文字を認識させることにより、被照明者の緊張をほぐすことができるフラッシュ装置を提供することを他の目的とする。

更にまた、前記目的を達成するフラッシュ装置を備え、発光回数を受け付け可能に構成することにより、所望するフラッシュ装置の発光回数を任意に設定することができる撮像装置を提供することを他の目的とする。

本発明に係るフラッシュ装置は、半導体発光素子と、該半導体発光素子を発光させる発光手段とを備えるフラッシュ装置において、前記発光手段は、発光量を増加させながら前記半導体発光素子を複数回発光させる複数回発光手段と、該複数回発光手段による前記半導体発光素子の発光量より大きい発光量で前記半導体発光素子を発光させる手段とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、発光量を増加させながら半導体発光素子を複数回発光させることにより、被照明体は徐々に半導体発光素子からの光に慣れることができる。従って、複数回の発光、及び複数回の発光後のより強い発光により、被照明体が眩目することを効果的に防ぐことができる。

本発明に係るフラッシュ装置は、被照明体までの距離を測定する距離測定手段と、該距離測定手段が測定した距離に応じて、前記発光量を決定する手段とを更に備えることを特徴とする。

本発明にあっては、フォーカシングの際に測定した距離に応じて発光量を決定する。被照明体に達する半導体発光素子からの光の照度は、被照明体までの距離の略２乗に反比例して減少するが、発光量を、被照明体までの距離の略２乗に比例して増減する発光量として決定することにより、被照明者に照射される照度を適度に保つことができる。

本発明に係るフラッシュ装置は、前記半導体発光素子を複数備え、前記複数回発光手段は、前記複数の半導体発光素子の１又は複数を発光させるべくなしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、複数の半導体発光素子の１又は複数を発光させることにより、フラッシュ装置が発する全発光量を調節することができる。発光している半導体発光素子と消光している半導体発光素子とが一定の発光パターンを形成している場合、被照明体は、発光パターンを認識することにより、フラッシュ装置からの情報を認知することができる。例えば、発光パターンが顔文字である場合、被照明体は顔文字の発光パターンを認識し、緊張をほぐすことができる。

本発明に係る撮像装置は、前記フラッシュ装置と、前記複数回発光手段による発光の回数を受け付ける回数受付手段とを備え、前記複数回発光手段は、前記半導体発光素子を前記回数受付手段が受け付けた回数発光させるべくなしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、複数回発光手段は、撮像部が撮像を行う前に、回数受付手段が受け付けた発光回数だけ、半導体発光素子を発光させる。従って、撮像者は、撮像状況に応じて半導体発光素子の発光回数を設定することができ、適切な照明で被照明体を照明し、撮像を行うことができる。

本発明に係るフラッシュ装置にあっては、半導体発光素子が一定発光量で複数回発光する場合に比べ、より効果的に被照明体の眩目及び赤目現象を防止することができる。

本発明に係るフラッシュ装置にあっては、被照明体までの距離に関わらず、被照明体に照射される光の照度を適度に保つことができ、被照明体の眩目を効果的に防ぐことができる。

本発明に係るフラッシュ装置にあっては、複数の半導体発光素子の発光によって、フラッシュ装置の全発光量を調節することができる。また、被照明体の緊張をほぐすことができる。

本発明に係る撮像装置にあっては、撮像状況に応じて、半導体発光素子の発光回数を設定することができ、被撮像者の眩目及び赤目現象を適切な照明によって防止し、撮像を行うことができる。

本発明に係るフラッシュ装置１及び撮像装置２を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るフラッシュ装置１を備える撮像装置２を示すブロック図である。図１中、１０は複数の半導体発光素子Ｌαβを備える発光部であり、半導体発光素子Ｌαβに電流を供給し、半導体発光素子Ｌαβを発光させる発光部ドライバ１１に接続している。

図２は、発光部１０及び発光部ドライバ１１を模式的に示す図である。複数の半導体発光素子Ｌαβは、格子状に縦及び横、ｎ個ずつ、計ｎ² 個配列している。説明の便宜上、図２中、左上に配置されている半導体発光素子の符号をＬ１１とし、半導体発光素子Ｌ１１から下側にｊ番目、右側にｋ番目に配置されている半導体発光素子の符号をＬｊｋとする。発光部ドライバ１１は、半導体発光素子Ｌαβの発光、消光、及び発光量調節を行う第１発光部ドライバ１１ａ及び第２発光部ドライバ１１ｂから構成されており、夫々電圧源（不図示）に接続している。第１発光部ドライバ１１ａからは、ｎ本の走査線Ｘａ（ａ＝１〜ｎ）が左右方向に配線されており、夫々の走査線Ｘａは、左右方向に配列している半導体発光素子Ｌａβ（α＝ａ）のカソード端子に接続している。例えば、走査線Ｘ１には、図２において左右方向に配列しているｎ個の半導体発光素子Ｌ１１乃至Ｌ１ｎがカソード端子側で接続している。第２発光部ドライバ１１ｂからは、ｎ本の信号線Ｙｂ（ｂ＝１〜ｎ）が上下方向に配線されており、夫々の信号線Ｙｂは、上下方向に配列している半導体発光素子Ｌαｂ（β＝ｂ）のアノード端子に接続している。例えば、信号線Ｙ１には、図２において上下方向に配列しているｎ個の半導体発光素子Ｌ１１乃至Ｌｎ１がカソード端子側で接続している。なお、図２においては、半導体発光素子Ｌαβの一部を省略して描いている。

第１発光部ドライバ１１ａ及び第２発光部ドライバ１１ｂは、夫々の電流供給を制御する制御部１２に接続しており、制御部１２の制御により第１発光部ドライバ１１ａは走査信号を走査線Ｘａに発し、第２発光部ドライバ１１ｂは発光及び消光に係るデータ信号を信号線Ｙｂに発する。つまり、第１発光部ドライバ１１ａは、発光させる半導体発光素子Ｌαβが接続している１本の走査線Ｘａの電位を０Ｖとし、他の走査線Ｘａには電圧を印加する。第２発光部ドライバ１１ｂは、前記走査線Ｘａに接続している半導体発光素子Ｌαβの内、発光させるべき半導体発光素子Ｌαβが接続している信号線Ｙｂに電圧を印加し、発光させない半導体発光素子Ｌαβが接続している信号線Ｙｂには電圧を印加しないように、データ信号を発する。例えば、走査線Ｘ１に接続し、左右方向に配列しているｎ個の半導体発光素子Ｌ１βを発光させる場合、第１発光部ドライバ１１ａは、走査線Ｘ１の電位を０Ｖとし、他の走査線Ｘａには電圧を印加する。そして、走査線Ｘ１に接続している半導体発光素子Ｌ１βの内、発光させるべき半導体発光素子Ｌ１βが接続している信号線Ｙｂに電圧を印加し、所望の半導体発光素子Ｌ１βを発光させる。一方、半導体発光素子Ｌαβの発光量の調節は、半導体発光素子Ｌαβに流れる電流値を調節することにより行う。半導体発光素子Ｌαβに流れる電流値の調節は、例えば、複数回の走査によって半導体発光素子Ｌαβに電圧を印加する回数を調節すれば良い。電圧を印加する回数を増減することにより半導体発光素子Ｌαβに流れる電流の実効値を調節することができ、半導体発光素子Ｌαβの発光量を調節することができる。

図１中、１３は被照明体までの距離、即ち被撮像体までの距離を測定する距離測定部であり、制御部１２に接続している。距離測定部１３は、例えば、撮像距離測定用の赤外線を発する赤外発光ダイオード及び赤外発光ダイオードが発する赤外線を被照明体に投光する投光レンズと、被照明体に投光されて反射される赤外線を受光する受光レンズ及びＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）とを備え、ＰＳＤの出力電流を検値することによって被照明体までの距離を測定する。ＰＳＤの出力電流値から、距離を判定する処理は制御部１２が行う。制御部１２が行う発光の制御及び距離測定に必要なプログラムは、制御部１２に接続する記憶部１４が記憶している。

撮像装置２について説明する。撮像装置２は、被照明体からの光を集光するレンズ、及びレンズによって結像する像を電気信号に変換する撮像素子、例えばＣＣＤを有している撮像部２０を備えている。撮像部２０は、撮像部２０による撮像によって得られた撮像信号を処理する撮像信号処理部２１に接続している。撮像信号処理部２１は、撮像部２０からの撮像信号をデジタルデータである撮像データに変換するＡ／Ｄ変換回路、撮像データを所定の圧縮方式、例えばＭＰＥＧフォーマットによって圧縮する圧縮回路等を備えている。撮像信号処理部２１は、撮像信号処理部２１が処理した撮像データを記録媒体３に記録する記録部２２に接続している。記録媒体３は、ランダムアクセス可能な半導体メモリ又はハードディスク等であり、記録部２２は、記録媒体３にデータを記録する回路又は磁気ヘッド等で構成されている。撮像部２０、撮像信号処理部２１、及び記録部２２夫々は、制御部１２に接続しており、撮像部２０による撮像、撮像信号処理部２１による画像処理、記録部２２による撮像データの記録夫々の制御を制御部１２が行っている。また、撮像部２０による撮像開始の操作を受け付ける操作ボタン、又はタッチパネル等の操作受付部２３が、制御部１２に接続しており、制御部１２は、操作受付部２３を介して撮像装置２の使用者による指示を認識する。また、制御部１２は、操作受付部２３を介して半導体発光素子Ｌαβを使用するか否かの設定、及び半導体発光素子Ｌαβの発光回数の設定の操作を受け付ける。撮像装置２の制御に必要なプログラムは、記憶部１４が記憶している。

図３は、本発明に係るフラッシュ装置１及び撮像装置２の処理手順を示したフローチャートである。本発明により被照明体を照明し、撮像するにあたって、まず、使用者によるフラッシュ装置１及び撮像装置２の操作を、操作受付部２３を介して制御部１２が受け付ける（ステップＳ１）。具体的には、ステップＳ１において、フラッシュ発光を使用するか否かの設定、及び半導体発光素子Ｌαβの発光回数の設定の操作、並びに撮像開始の操作を受け付ける。そして、撮像開始の指示を受け付けたか否かを、制御部１２が判定する（ステップＳ２）。撮像開始の指示を受け付けていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理をステップＳ１に戻し、操作の受け付けを引き続き行う。

撮像開始の指示を受け付けた場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、フラッシュ装置１から被照明体までの距離Ｄを測定する（ステップＳ３）。距離Ｄの測定は、距離測定部１３の信号値に基づき制御部１２が行う。

距離Ｄの測定を終えた後、制御部１２は、フラッシュ発光を要するか否かを判定する（ステップＳ４）。つまり、ステップＳ１においてフラッシュ発光を利用しない設定を受け付けている場合、フラッシュ発光を不要と判定する（ステップＳ４：ＮＯ）。また、ステップＳ１においてフラッシュ発光を利用するとする設定を受け付けている場合、フラッシュ発光を必要と判定する（ステップＳ４：ＹＥＳ）。フラッシュ発光を不要と制御部１２が判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、後述するステップＳ６の処理、即ち撮像に係る処理を実行する。フラッシュ発光を必要と制御部１２が判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、フラッシュ発光に係る処理を行う（ステップＳ５）。

図４は、フラッシュ発光の処理手順を示したフローチャートである。フラッシュ発光を要すると、制御部１２が判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、被照明体までの距離Ｄに応じた半導体発光素子Ｌαβの発光量Ｒ（Ｄ）を決定する（ステップＳ５０）。半導体発光素子Ｌαβの発光量は、距離Ｄに関して２乗に比例する発光量として決定する。例えば、半導体発光素子Ｌαβを最大発光量Ｒｍａｘで発光させた場合、フラッシュ装置１から３ｍ離れた被照明体に適度な照度の光が照射されるフラッシュ装置１においては、発光量Ｒ（Ｄ）をＲｍａｘ・（Ｄ／３）² と決定する。距離Ｄが３ｍより長い場合、発光量Ｒ（Ｄ）をＲｍａｘと決定する。

次に、記憶部１４が記憶している図形パターン１を被照明者が認識するように、半導体発光素子Ｌαβの発光を制御部１２が発光部ドライバ１１を介して制御する（ステップＳ５１）。図５は、記憶部１４が記憶している図形パターンを模式的に示す図である。図５（ａ）は、ステップＳ５１において表示する顔文字の図形パターン１を模式的に示している。つまり、所定の半導体発光素子Ｌαβ、例えば顔文字の輪郭部分、及び目の部分に位置する半導体発光素子Ｌαβを発光させ、その他の半導体発光素子Ｌαβを消光させることにより、被照明者が顔文字を認識するように発光させる。また、ステップＳ５１においては、半導体発光素子Ｌαβを発光量Ｒ１で発光させる。発光量Ｒ１は、発光量Ｒ（Ｄ）より小さい発光量、例えば、発光量Ｒ（Ｄ）の略８分の１の発光量である。

１回目の発光の後、記憶部１４が記憶している図形パターン２を被照明者が認識するように半導体発光素子Ｌαβの発光を制御部１２が制御する（ステップＳ５２）。図形パターン２は、図５（ｂ）に示した顔文字の図形である。ステップＳ５２においては、半導体発光素子Ｌαβを発光量Ｒ２で発光させる。発光量Ｒ２は、発光量Ｒ１より大きく、発光量Ｒ（Ｄ）より小さい発光量、例えば発光量Ｒ１の略２倍の発光量である。

２回目の発光の後、記憶部１４が記憶している図形パターン３を被照明者が認識するように半導体発光素子Ｌαβの発光を制御部１２が制御する（ステップＳ５３）。図形パターン３は、図５（ｃ）に示した顔文字の図形である。ステップＳ５３においては、半導体発光素子Ｌαβを発光量Ｒ３で発光させる。発光量Ｒ３は、発光量Ｒ２より大きく、発光量Ｒ（Ｄ）より小さい発光量、例えば発光量Ｒ２の略２倍の発光量である。

３回の発光を終えた場合、全ての半導体発光素子Ｌαβが発光量Ｒ（Ｄ）で発光するように、半導体発光素子Ｌαβの発光を制御部１２が制御し（ステップＳ５４）、フラッシュ発光の処理を終える。

フラッシュ発光の処理を終えた場合、制御部１２は、撮像部２０による撮像制御を行う（ステップＳ６）。撮像部２０は、被写体の撮像を行い撮像信号を得る。撮像信号処理部２１は、撮像信号をデジタル信号である撮像データにＡ／Ｄ変換し、ＭＰＥＧフォーマットの圧縮方式によって圧縮する。圧縮された画像データは、記録部２２によって記録媒体３に記録される。撮像を終えた場合、制御部１２は撮像に係る処理を終了する。

以上のように、本発明に係るフラッシュ装置１にあっては、発光量をＲ１、Ｒ２、Ｒ３と増加させながら半導体発光素子Ｌαβを３回発光させることにより、被照明者は、半導体発光素子Ｌαβからの光に徐々に目を慣らすことができ、被照明者の眩目を効果的に防止することができる。一方で、被照明者の赤目現象を防ぐことができる。

また、距離Ｄに応じて発光量Ｒ（Ｄ）を調節するため、被撮像者には常に適度な照度の光を照射することができ、眩目をより効果的に防ぐことができる。

更に、図形パターン１乃至３の顔文字発光によって、被撮像者の緊張をほぐすことができ、自然な表情をした被撮像者を撮像することができる。

なお、フラッシュ装置は、図２に示すように配列された複数の半導体発光素子を備えているが、これに限るものではなく、１個の半導体発光素子を備えるものであっても良い。

また、複数回発光させる場合、複数回の発光毎に半導体発光素子の発光量を増加させているが、これに限るものではなく、複数回の発光毎に発光させる半導体発光素子の数を増加させることにより、フラッシュ装置全体が発する光の発光量を増加させるものであっても良い。

更に、実施の形態にあっては、図形として顔文字を使用しているが、これに限るものではなく、メッセージを表す平仮名、アルファベット、数字等の文字、又はその他の図形であっても良い。この場合、被照明者に情報を伝達することが可能となる。

更にまた、ステップＳ５において、発光を３回行っているが、設定された発光回数に応じて、図形パターン１乃至図形パターン３夫々を２回ずつ又は３回ずつ等、撮像状況に応じて発光させても良い。

本発明に係るフラッシュ装置を備える撮像装置を示すブロック図である。 発光部及び発光部ドライバを模式的に示す図である。 本発明に係るフラッシュ装置及び撮像装置の処理手順を示したフローチャートである。 フラッシュ発光の処理手順を示したフローチャートである。 記憶部が記憶している図形パターンを模式的に示す図である。

符号の説明

１ フラッシュ装置
２ 撮像装置
１０ 発光部
１１ 発光部ドライバ
１１ａ 第１発光部ドライバ
１１ｂ 第２発光部ドライバ
１２ 制御部
１３ 距離測定部
１４ 記憶部
２０ 撮像部
２１ 撮像信号処理部
２２ 記録部
２３ 操作受付部
Ｌαβ 半導体発光素子
Ｘａ 走査線
Ｙｂ 信号線

Claims (4)

1. 半導体発光素子と、該半導体発光素子を発光させる発光手段とを備えるフラッシュ装置において、
   前記発光手段は、
   発光量を増加させながら前記半導体発光素子を複数回発光させる複数回発光手段と、
   該複数回発光手段による前記半導体発光素子の発光量より大きい発光量で前記半導体発光素子を発光させる手段と
   を有することを特徴とするフラッシュ装置。
2. 被照明体までの距離を測定する距離測定手段と、
   該距離測定手段が測定した距離に応じて、前記発光量を決定する手段と
   を更に備える請求項１に記載のフラッシュ装置。
3. 前記半導体発光素子を複数備え、
   前記複数回発光手段は、
   前記複数の半導体発光素子の１又は複数を発光させるべくなしてある請求項１又は請求項２に記載のフラッシュ装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のフラッシュ装置と、
   前記複数回発光手段による発光の回数を受け付ける回数受付手段と
   を備え、
   前記複数回発光手段は、
   前記半導体発光素子を前記回数受付手段が受け付けた回数発光させるべくなしてあることを特徴とする撮像装置。

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