JP2005338279A - 撮影用照明装置およびカメラシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】照明光を無駄にしないようにした撮影用照明装置およびカメラシステムを提供する。
【解決手段】照明装置をn個のLEDで構成し、上下方向にA1列からA6列まで(n/6)個ずつ並べて配設する(図4)。シャッタ幕が走行開始すると(t0)、照明制御回路は、撮像素子の有効撮像領域上を走行するシャッタ幕の走行位置に合わせて以下のようにLED群を点灯させる。A1列〜A6列のうち、シャッタ先幕の走行開始(t0)以降に撮像素子の撮像面に到達するようになる被写体光束に対応する被写体に向けて照明光を発するLED群を点灯させる。照明制御回路は、A1列〜A6列のうち、シャッタ後幕の走行開始(t2)以降に撮像素子の撮像面に到達しなくなる被写体光束に対応する被写体を照明するLED群を消灯させる。
【選択図】図9

Description

本発明は、撮影時に被写体を照明する照明装置に関する。
キセノン放電管のような放電型照明装置と異なり、LEDを用いた照明装置で主要被写体を照明するカメラが知られている(特許文献1)。特許文献1に記載のカメラは、カメラのシャッタが開口している間にLEDを発光する。
特開2002−207236号公報
特許文献1では、実際のシャッタの駆動タイミングとLEDの発光タイミングとの関係が明らかにされていない。このため、たとえば、フォーカルプレーンシャッタに設定されるシャッタ秒時が高速でシャッタが全開しない場合(シャッタの先幕および後幕で形成されるスリットを介して露光が行われる場合)などは、以下の問題が考えられる。すなわち、LEDによって照明された被写体からの光束のうち、感光部材へ到達するのはスリットを通過する一部の光束だけであり、残りの光束はシャッタ幕で遮られてしまい、照明光が無駄になる。
請求項1に記載の発明による撮影用照明装置は、複数の発光体を有し、発光指示に応じて被写体へ照明光を発する照明手段と、カメラのシャッタ先幕の走行に合わせて照明手段の発光体を点灯させるとともに、シャッタ後幕の走行に合わせて点灯させた発光体を消灯させる照明制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明による撮影用照明装置は、複数の発光体を有し、発光指示に応じて被写体へ照明光を発する照明手段と、カメラのシャッタ先幕およびシャッタ後幕によって形成されるスリットの移動に合わせて、照明手段の発光体を点灯させる一方で点灯させた発光体を消灯させる照明制御手段とを備えることを特徴とする。
上記照明制御手段によって点灯されている発光体は、スリットを通過してカメラの感光部材上の露光領域に到達する被写体光束に対応する被写体を照明する。
請求項4に記載の発明による撮影用照明装置は、複数の発光ダイオードを発光体とし、発光指示に応じて被写体へ照明光を発する照明手段と、カメラのシャッタ先幕の走行開始に合わせて発光ダイオードを点灯し、シャッタ後幕の走行終了まで点灯を継続するように発光ダイオードを制御する照明制御手段とを備えることを特徴とする。
上記照明制御手段は、シャッタ先幕の走行開始以降にカメラの感光部材上の露光領域に到達する被写体光束に対応する被写体に向けて照明光を発する発光ダイオードを順次点灯させ、シャッタ後幕の走行開始以降に感光部材上の露光領域に到達しなくなる被写体光束に対応する被写体を照明する発光ダイオードを順次消灯させることもできる。
請求項6に記載の発明によるカメラシステムは、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の撮影用照明装置と、フォーカルプレーンシャッタを備えるカメラとを有することを特徴とする。
本発明によれば、照明光を無駄にしないようにした撮影用照明装置およびカメラシステムを提供できる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は、本発明の一実施の形態による電子カメラシステムを説明する図である。図1において、電子カメラ本体10に交換可能な撮影レンズ20が装着されている。また、電子カメラ10のアクセサリシュー(不図示)に照明装置30が装着されている。
図2は、図1の電子カメラシステムの要部構成を説明するブロック図である。図2において、照明装置30はLED(発光ダイオード)32およびこの発光回路31を含み、カメラ本体10に装着される。照明装置30は、アクセサリシューに設けられている不図示の通信用接点を介してカメラ本体10側のCPUと通信を行い、LED32の発光開始や発光終了を指示するタイミング信号、発光量を指示する信号などを受信する。
カメラ本体10のCPU101はASICなどによって構成される。CPU101は、後述する各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。
撮影レンズ20を通過してカメラ本体10に入射した被写体光束は、シャッタ(不図示)を介して撮像素子121へ導かれる。撮像素子121は、CCDイメージセンサなどによって構成される。撮像素子121は被写体光束による像を撮像し、撮像信号をA/D変換回路122へ出力する。A/D変換回路122は、アナログ撮像信号をディジタル信号に変換する。
CPU101は、ディジタル変換後の画像データにホワイトバランス処理などの画像処理を行う他、画像処理後の画像データを所定の形式で圧縮する圧縮処理、圧縮された画像データを伸長する伸長処理などを行う。記録媒体126は、電子カメラ本体10に対して着脱可能なメモリカードなどによって構成される。記録媒体126には、画像処理後の画像データが記録される。
画像再生回路124は、非圧縮の画像データ(圧縮前の画像データもしくは伸長後の画像データ)を用いて再生表示用のデータを生成する。表示装置125は、たとえば、液晶表示モニタなどによって構成され、再生表示用データによる画像を表示する。
発光回路31は、CPU101からの発光指示に応じてLED32を点灯させる。図3は、LED32および発光回路31の構成例を示す図である。図3において、LED32はn個の白色LED32−1〜LED32−nによって構成される。各LEDは、それぞれ個別に点灯および消灯が可能である。LED32−1〜LED32−nに対する発光開始や発光終了のタイミング、および各LEDから発する光量を指示する信号は、カメラ本体10のCPU101から照明制御回路33へ入力される。周知のように、LEDはその定格範囲において駆動電流および発光強度(光パワー)間に比例関係を有する電流制御型デバイスである。照明制御回路33は、CPU101からの指示内容に基づいて各LEDへ供給する電流値を決定し、この電流値の電流を指示されたタイミングでLED32−1〜LED32−nへ供給するようにLED駆動回路34へ指令を送る。これにより、各LEDが発光/消灯するタイミングおよび各LEDから発する光量が制御される。
各LEDの発光強度と供給電流との関係は、あらかじめ実測結果がテーブル化され照明制御回路33内の不揮発性メモリに格納されている。照明制御回路33は、発光強度を引数として上記テーブルを参照して必要な供給電流を決定し、この電流値をLED駆動回路34へ指示する。LED駆動回路34は、照明制御回路33から送出される指令にしたがって電流を各LEDへ供給する。なお、電池Eは照明制御回路33およびLED駆動回路34の電源である。
n個のLED32−1〜LED32−nは、図4に示すように配列されている。図4において、上下方向にA6列〜A1列のLED群が配設され、各列のLED群はそれぞれ(n/6)個のLEDによって構成される。本実施形態では、LED32の各列ごとに点灯および消灯のタイミングが制御される。たとえば、図5に示すように、A1列およびA2列を構成するLED群が点灯されるとともにA3列〜A6列を構成するLED群が消灯される。所定時間が経過すると、消灯されていた列を構成するLED群が点灯される一方で、点灯中の列を構成するLED群が消灯される。図6は、A3列およびA4列を構成するLED群が点灯され、A1列、A2列、A5列およびA6列を構成するLED群が消灯された状態を示す図である。
図7は、上述したように点灯制御されるLED群によって照明される範囲を説明する図である。図7において、A1列を構成するLED群からの照明光は、照明装置30に配設されているレンズ35によって主要被写体の上部へ集光される。また、A4列を構成するLED群からの照明光は、レンズ35によって主要被写体の上下方向における中央部へ集光される。さらにまた、A6列を構成するLED群からの照明光は、レンズ35によって主要被写体の下部へ集光される。同様に、A2列、A3列、およびA5列を構成する各LED群からの照明光は、それぞれ上述したA1列、A4列、およびA6列を構成するLED群による照明範囲を補間するように、レンズ35によって主要被写体上の異なる位置へ集光される。このように、A6列〜A1列の各列を構成するLED群は、主要被写体上のそれぞれ異なる範囲を照明する。なお、水平方向については、各列を構成する(n/6)個のLEDによって照明光がムラ無く配光されるように構成されている。
本発明は、上記の照明装置30のLED32−1〜LED32−nに対する点灯/消灯タイミングに特徴を有する。
図8は、図7の主要被写体と、撮像素子121の撮像面上に結像される被写体像との対応を説明する図である。図8において、撮像素子121の撮像面側にフォーカルプレーンシャッタ50が配設されている。撮影レンズ20を通過した被写体光束は、シャッタ50を介して撮像素子121の撮像面に到達する。主要被写体の上部からの光束による像は、撮影レンズ20によって撮像素子121における有効撮像領域の下部に結像される。また、主要被写体の上下方向における中央部からの光束による像は、撮影レンズ20によって有効撮像領域の中央に結像される。さらに、主要被写体の下部からの光束による像は、撮影レンズ20によって有効撮像領域の上部に結像される。
シャッタ50は不図示の先幕および後幕を有する。シャッタ先幕およびシャッタ後幕のそれぞれは、たとえば、撮影指示に応じて図8の下から上へ走行するように構成されている。この場合には、シャッタ先幕が下から上へ走行することによって開口(不図示)が開き、シャッタ後幕が下から上へ走行することによって開口(不図示)が閉じる。したがって、開口を通過して撮像素子121の撮像面に到達する光束は、シャッタ幕の走行位置によって変化する。
シャッタ50の先幕および後幕の駆動は、不図示の撮影シーケンス機構によって行われる。撮影シーケンス機構は、CPU101からの撮影シーケンス開始指示に応じてシャッタ駆動を含むシーケンス動作を行う。シャッタ50の先幕および後幕は、たとえば、電磁ソレノイドによって所定速度で走行駆動される。
照明制御回路33は、撮像素子121の有効撮像領域上を走行するシャッタ幕の走行位置に合わせてLED群を点灯させる。具体的には、CPU101が撮影シーケンス機構に対する撮影シーケンス開始指示の送出と、照明制御回路33に対する点灯指示の送出とをあらかじめ定められている所定のタイミングで行うことにより、シャッタ幕の走行位置とLED群の点灯/消灯タイミングとに以下の関係を持たせる。
図9は、シャッタ50におけるシャッタ幕の位置と、照明装置30におけるA6列〜A1列の各列のLED群の点灯タイミングとの関係を説明する図である。図9において、シャッタ幕位置を示すシャッタ幕走行直線の下に、LED群の点灯タイミングが記されている。
シャッタ幕走行直線の横軸は時間を表す。シャッタ幕走行直線の縦軸はシャッタ幕の走行位置を表わす。シャッタ先幕およびシャッタ後幕が走行する向きは、それぞれ上述したように開口(不図示)の下部から上部へ向かう向きである。実線による走行直線はシャッタ先幕の走行直線を表し、破線による走行直線はシャッタ後幕の走行直線を表す。A1列〜A6列に対応する各LED群の点灯および消灯タイミングは、太線が点灯状態を表し、細線が消灯状態を表す。太線が示す点灯期間においては、対応するLED群が一定強度の照明光を連続して発するようにLED駆動回路34が各LEDへ電流を供給する。
タイミングt0において、シャッタ先幕が開口(不図示)を開放する向きに走行を開始し、タイミングt1において走行を終了する。タイミングt2において、シャッタ後幕が開口(不図示)を閉鎖する向き走行を開始し、タイミングt3において走行を終了する。図9は、シャッタの全開時間がとれる場合を例示する図であり、シャッタ先幕の開放走行が終了したタイミングt1から、シャッタ後幕の閉鎖走行が開始するタイミングt2までがシャッタの全開時間である。
照明装置30の中で最初に点灯されるLED群(本実施形態ではA1列)は、タイミングt0で点灯され、タイミングt2aで消灯される。タイミングt2aは、タイミングt2にて閉鎖走行を開始したシャッタ後幕が開口の1/6を閉鎖する(つまり、撮像素子121上の有効撮像領域の下側1/6が遮光される)タイミングである。
A2列に対応するLED群は、タイミングt0にて開放走行を開始したシャッタ先幕が開口の1/6を開放する(つまり、撮像素子121上の有効撮像領域の下側1/6が露光される)タイミングで点灯される。このLED群(A2列)は、閉鎖走行を開始したシャッタ後幕が開口の2/6を閉鎖する(つまり、撮像素子121上の有効撮像領域の下側2/6が遮光される)タイミングで消灯される。
以降同様に、シャッタ先幕が開口の1/6を走行するごとに点灯中のLED列より上に位置するLED群がさらに点灯され、シャッタ後幕が開口の1/6を閉鎖するごとに点灯中のLED列のうち最も早く点灯されていたLED列が消灯される。
最後に点灯されるLED群(本実施形態ではA6列)は、シャッタ先幕が開口の5/6を開放する(つまり、撮像素子121上の有効撮像領域の下側5/6が露光される)タイミングt1bで点灯される。このLED群(A6列)は、シャッタ後幕が開口全体(6/6)を閉鎖する(つまり、撮像素子121上の有効撮像領域全域が遮光される)タイミングt3で消灯される。
図9によれば、照明装置30のLED群のうち、シャッタ先幕の走行によって撮像素子121の撮像面に到達するようになる被写体光束に対応する被写体に向けて照明光を発するLED群が点灯される。シャッタ先幕の走行にともなって撮像領域上の開放範囲は順次広がるので、LED列は順次点灯が開始される。一方、シャッタ後幕の走行によって撮像素子121の撮像面に到達しなくなる被写体光束に対応する被写体を照明するLED群は消灯される(すなわち、シャッタ幕で遮光される被写体光束に対応する被写体は照明しない)。シャッタ後幕の走行にともなって遮光範囲は順次広がるので、LED列は順次消灯される。
図10は、シャッタの全開時間がとれない場合のシャッタ50におけるシャッタ幕の位置と、照明装置30における各列のLED群の点灯タイミングとの関係を説明する図である。この場合は、シャッタ先幕とシャッタ後幕とで形成されるスリットを介して撮像素子121の露光が行われる。
図10において、シャッタ後幕が閉鎖走行を開始するタイミングt2が、シャッタ先幕による開放走行が終了するタイミングt1より前である点が図9と異なる。図10のタイミングt0において、シャッタ先幕が開口(不図示)を開放する向きに走行を開始し、タイミングt1において走行を終了する。タイミングt1より前のタイミングt2において、シャッタ後幕が開口(不図示)を閉鎖する向き走行を開始し、タイミングt3において走行を終了する。
照明装置30の中で最初に点灯されるLED群(本実施形態ではA1列)は、タイミングt0で点灯され、タイミングt2aで消灯される。タイミングt2aは、図9の場合と同様に、シャッタ後幕が開口の1/6を閉鎖するタイミングである。
A2列に対応するLED群は、シャッタ先幕が開口の1/6を開放するタイミングで点灯され、シャッタ後幕が開口の2/6を閉鎖するタイミングで消灯される。
以降同様に、シャッタ先幕が開口の1/6を走行するごとに点灯中のLED列より上に位置するLED群がさらに点灯され、シャッタ後幕が開口の1/6を閉鎖するごとに点灯中のLED列のうち最も早く点灯されていたLED列が消灯される。
最後に点灯されるLED群(本実施形態ではA6列)は、シャッタ先幕が開口の5/6を開放するタイミングt1bで点灯され、シャッタ後幕が開口全体(6/6)を閉鎖するタイミングt3で消灯される。
図10によれば、露光時間(先幕が走行開始されるタイミングt0から後幕が走行終了するタイミングt3までの時間)内にA1列〜A6列の全列が点灯する期間がなく、各列を構成するLED群がタイミングをずらして照明光を発する。各LED列が点灯される期間は、シャッタ幕で形成されるスリットを通して撮像素子121が露光される時間に対応する。
以上説明した実施の形態についてまとめる。
(1)照明装置30をn個のLEDで構成し、上下方向にA1列からA6列まで(n/6)個ずつ並べて配設する。なお、上下方向は、シャッタ幕が走行する方向と合致させたものである。LEDは、一定の電流を供給すれば一定強度の照明光が得られる上に、消費電力も少ない。したがって、キセノン放電管を用いた放電型照明装置で行われるfp発光と異なり、一定強度の照明光を連続して照射することができ、放電発光のための充電回路が不要なので照明装置を小型にできる。
(2)シャッタ幕が走行開始すると、照明制御回路33は、撮像素子121の有効撮像領域上を走行するシャッタ幕の走行位置に合わせて以下のようにLED群を点灯させる。すなわち、A1列〜A6列のうち、シャッタ先幕の走行によって撮像素子121の撮像面に到達するようになる被写体光束に対応する被写体に向けて照明光を発するLED群を点灯させる。シャッタ先幕の走行にともなって撮像領域上の開放範囲は順次広がるので、A1列のLED群から順に点灯を開始させる。したがって、シャッタ先幕で遮光される被写体光束に対応する被写体は照明しないので、無駄な照明光の発光を抑えるとともに、消費電力の低減にもつながる。
(3)照明制御回路33は、A1列〜A6列のうち、シャッタ後幕の走行によって撮像素子121の撮像面に到達しなくなる被写体光束に対応する被写体を照明するLED群を消灯させる。シャッタ後幕の走行にともなって撮像領域上の遮光範囲は順次広がるので、A1列のLED群から順に消灯させる。したがって、シャッタ後幕で遮光される被写体光束に対応する被写体を照明しないので、無駄な照明光の発光を抑えるとともに、消費電力の低減にもつながる。
上述した照明装置30におけるLED群の点灯/消灯は、シャッタ幕の走行方向に合わせて上下方向に順次行うようにした。シャッタ幕が走行する方向が水平方向であれば、水平方向に順次点灯および消灯させるように構成すればよい。
また、LED群の列数は必ずしも6列でなくてもよく、1列当たりの照明範囲に応じて適宜変更してよい。この場合、隣接する列を構成するLED群(たとえば、A1列を構成するLED群とA2列を構成するLED群)による照明範囲間に照明されない領域が生じないようにする。
列を構成する水平方向のLEDの数(上記の例ではn/6)は、LED1つ当たりの照明範囲に応じて適宜変更してよい。この場合、照明光を水平方向に拡散するレンズを設けると、水平方向の照明ムラが抑えられるので水平方向に配設するLEDの数を低減できる。
LEDで消費される電力が少ないことから、露光時間(先幕が走行開始されるタイミングt0から後幕が走行終了するタイミングt3までの時間)内にA1列〜A6列の全列を点灯させるようにしてもよい。図11は、この場合のシャッタ50におけるシャッタ幕の位置と、照明装置30における各列のLED群の点灯タイミングとの関係を説明する図である。露光時間内において、各列のLED群を一定の発光強度で連続して発光させることができる。全LEDを同時に発光開始(点灯)させ、同時に発光終了(消灯)させるので、タイミング制御が容易である。
以上の説明では、外付けタイプの照明装置30を例にあげて説明したが、照明装置をカメラ本体に内蔵させるようにしてもよい。
LED32−1〜LED32−nを白色LEDで構成する例を説明したが、赤色LED、緑色LED、および青色LEDによって構成し、これらのLEDによる照明光を混色して被写体を照明するようにしてもよい。
特許請求の範囲における各構成要素と、発明を実施するための最良の形態における各構成要素との対応について説明する。発光体は、たとえば、LED32−1〜32−nによって構成される。照明手段は、たとえば、照明装置30によって構成される。照明制御手段は、たとえば、照明制御回路33によって構成される。感光部材は、たとえば、撮像素子121によって構成される。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
本発明の一実施の形態による電子カメラシステムを説明する図である。 電子カメラシステムの要部構成を説明するブロック図である。 LEDおよび発光回路の構成例を示す図である。 LED群の配列を説明する図である。 LED列ごとに点灯および消灯する例を示す図である。 LED列ごとに点灯および消灯する例を示す図である。 LED群によって照明される範囲を説明する図である。 主要被写体と被写体像との対応を説明する図である シャッタ幕の位置とLED群の点灯タイミングとの関係を説明する図である。 シャッタ幕の位置とLED群の点灯タイミングとの関係を説明する図である。 シャッタ幕の位置とLED群の点灯タイミングとの関係を説明する図である。
符号の説明
10…電子カメラ本体
20…撮影レンズ
30…照明装置
31…発光回路
32−1〜32−n…LED
33…照明制御回路
34…LED駆動回路
101…CPU
107…操作部材
121……撮像素子

Claims (6)

  1. 複数の発光体を有し、発光指示に応じて被写体へ照明光を発する照明手段と、
    カメラのシャッタ先幕の走行に合わせて前記照明手段の発光体を点灯させるとともに、シャッタ後幕の走行に合わせて前記点灯させた発光体を消灯させる照明制御手段とを備えることを特徴とする撮影用照明装置。
  2. 複数の発光体を有し、発光指示に応じて被写体へ照明光を発する照明手段と、
    カメラのシャッタ先幕およびシャッタ後幕によって形成されるスリットの移動に合わせて、前記照明手段の発光体を点灯させる一方で前記点灯させた発光体を消灯させる照明制御手段とを備えることを特徴とする撮影用照明装置。
  3. 請求項2に記載の撮影用照明装置において、
    前記照明制御手段によって点灯されている発光体は、前記スリットを通過してカメラの感光部材上の露光領域に到達する被写体光束に対応する被写体を照明することを特徴とする撮影用照明装置。
  4. 複数の発光ダイオードを発光体とし、発光指示に応じて被写体へ照明光を発する照明手段と、
    カメラのシャッタ先幕の走行開始に合わせて前記発光ダイオードを点灯し、シャッタ後幕の走行終了まで前記点灯を継続するように前記発光ダイオードを制御する照明制御手段とを備えることを特徴とする撮影用照明装置。
  5. 請求項4に記載の撮影用照明装置において、
    前記照明制御手段は、前記シャッタ先幕の走行開始以降にカメラの感光部材上の露光領域に到達する被写体光束に対応する被写体に向けて照明光を発する発光ダイオードを順次点灯させ、前記シャッタ後幕の走行開始以降に前記感光部材上の露光領域に到達しなくなる被写体光束に対応する被写体を照明する発光ダイオードを順次消灯させることを特徴とする撮影用照明装置。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の撮影用照明装置と、
    フォーカルプレーンシャッタを備えるカメラとを有することを特徴とするカメラシステム。
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