JP2005352252A - Camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影を補助するための光源を有するカメラに関する。 The present invention relates to a camera having a light source for assisting photographing.
近年、例えば、一眼レフ35mmカメラ、コンパクトカメラ、フィルム内蔵カメラ、デジタルカメラなど、種々のカメラにおいてストロボ内蔵型のカメラが普及している。このようなストロボは、ほとんどの場合、高圧放電を利用したキセノンフラッシュランプを高周波点灯するものである。そして、発光波長帯は白色光が一般的である。
例えば、特許文献1には、ストロボを備え、ストロボ発光から所定時間後に撮影動作を行うようにした電子カメラが記載されている。
また、特許文献2には、発光ダイオード(以下、LEDと略記する)を光源としてカメラのストロボを構成したトーチランプが記載されている。この構成によれば、撮影対象に光を放射する凹面反射鏡の焦点位置で、回転ドラム上に支持された複数のLEDチップが回転され、高輝度発光するLEDを順次切り替えて用いるようになっている。
For example,
しかしながら、上記のようなカメラには、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術では、例えば、キセノンフラッシュランプなどのストロボに高電圧を印加するために、大容量のコンデンサを要する。そのため、アルミ電解コンデンサなどの大型のコンデンサを内蔵する必要があるので、カメラを小型化できないという問題がある。また、キセノンフラッシュランプの発光は消費電力の増大につながるという問題がある。特にデジタルカメラでは、CCD駆動部、カラー液晶表示部などアナログカメラにはない電装系で多くの電力が消費されるので、バッテリの寿命を延すために低消費電力の発光源が強く求められている。
また、特許文献2に記載の技術では、複数のLEDを回転して高輝度の周期的発光を実現するが、高速のシャッタスピード領域で十分な調光を行うには短周期で点灯しなければならないので、多数のLEDを高速で回転させる必要が生じる。そのため、大型化しやすいという問題がある。また、仮に小型化できたとしても、高速の回転モータを備えるため電力消費が大きくなってしまうという問題がある。
また、可動な複数のLEDを備えるものの発光位置は固定されているため、高輝度のフラッシュ光が一箇所から放射されるため、被写体の影のエッジがシャープに現れてしまうものとなっている。
However, the above cameras have the following problems.
In the technique described in
In the technique described in
In addition, since the light emitting position of a device including a plurality of movable LEDs is fixed, high-intensity flash light is emitted from one place, so that the shadow edge of the subject appears sharply.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、撮影用補助光源を内蔵しても、装置の小型化・省電力化を図ることができるカメラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a camera that can achieve downsizing and power saving of the apparatus even if an auxiliary light source for photographing is incorporated. To do.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、カメラにおいて、それぞれが独立に点灯制御可能とされた複数の固体発光素子が固定配置されてなる発光部と、該複数の固体発光素子から放射されるそれぞれの光を所定範囲に重ねて投影する投影光学素子と、必要露光量に応じて前記発光部を発光させるために、前記必要露光量から各発光条件が設定された前記複数の固体発光素子を順次時分割点灯する点灯制御手段とを備える構成とする。
この発明によれば、複数の固体発光素子を発光部に固定配置し、点灯制御手段により、必要露光量から設定された各発光条件で時分割点灯して、それぞれの固体発光素子の光を投影光学素子により所定範囲に重ねて投影することができる。そのため、撮影補助のために発光部から高輝度の照明光を発光させて所定範囲に投影することができる。その際、1つの固体発光素子当たりの発光負荷を低減するとともに発光周期が長くした状態で、露光時間内で複数の固体発光素子を累積的に照明することにより、被写体に必要な露光量の照明光を形成することができる。したがって、高圧放電のためのコンデンサなどの大型部品を用いることなく、しかも低消費電力の撮影用補助光源が備えたカメラとすることができる。
In order to solve the above-described problem, in the invention according to
According to the present invention, a plurality of solid state light emitting elements are fixedly arranged in the light emitting section, and the lighting control means performs time division lighting under each light emission condition set from the required exposure amount, and projects the light of each solid state light emitting element. The image can be projected in a predetermined range by the optical element. Therefore, high-luminance illumination light can be emitted from the light emitting unit and projected onto a predetermined range to assist photographing. At that time, by reducing the light emission load per one solid-state light emitting element and lengthening the light emission period, a plurality of solid state light emitting elements are cumulatively illuminated within the exposure time, thereby illuminating the subject with the necessary exposure amount. Light can be formed. Therefore, it is possible to obtain a camera provided with an imaging auxiliary light source with low power consumption without using large components such as a capacitor for high-voltage discharge.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のカメラにおいて、前記複数の固体発光素子のうち点灯される素子の発光条件が、連続発光の定格電流値を超える電流値を最大電流値とするパルス発光とされる構成とする。
この発明によれば、最大電流値が連続発光の定格電流値を超える電流値でパルス発光されるので、高輝度の発光を実現できる。そして1つあたりの固体発光素子のパルス点灯時間幅を十分短くすることにより、素子寿命に影響を与えることなく発光させることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, a current value exceeding a rated current value of continuous light emission is set as a maximum current value when a light emission condition of an element to be lit among the plurality of solid state light emitting elements. It is set as the structure made into the pulse light emission to do.
According to the present invention, pulsed light emission is performed at a current value whose maximum current value exceeds the rated current value for continuous light emission, and thus high-luminance light emission can be realized. Then, by sufficiently shortening the pulse lighting time width of each solid state light emitting element, it is possible to emit light without affecting the element life.
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載のカメラにおいて、前記点灯制御手段により前記複数の固体発光素子のいずれかが点灯されるときに被写体からの光量を検知して前記点灯制御手段に設定された発光条件を可変する自動調光手段を備える構成とする。
この発明によれば、自動調光手段により、被写体からの光量を検知して撮影条件に適した発光量が得られるように点灯制御手段に設定された発光条件を可変して、自動調光撮影を行うことができる。
According to a third aspect of the present invention, in the camera according to the first or second aspect, when the lighting control means turns on one of the plurality of solid state light emitting elements, the amount of light from a subject is detected and the lighting is performed. An automatic light control means for changing the light emission condition set in the control means is provided.
According to the present invention, the automatic light control means changes the light emission condition set in the lighting control means so that the light intensity from the subject can be detected and the light emission amount suitable for the imaging condition can be obtained by the automatic light control means. It can be performed.
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載のカメラにおいて、前記複数の固体発光素子が、白色光の波長特性を有する白色LED素子からなる構成とする。
この発明によれば、固体発光素子が白色光の波長特性を有するので、例えば、波長変換フィルタなどを用いることなく簡素な構成により白色光光源を構成することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the camera according to any one of the first to third aspects, the plurality of solid-state light emitting elements are configured by white LED elements having a wavelength characteristic of white light.
According to this invention, since the solid-state light emitting element has the wavelength characteristic of white light, for example, a white light source can be configured with a simple configuration without using a wavelength conversion filter or the like.
請求項5に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載のカメラにおいて、前記複数の固体発光素子が、波長特性が複数種類に分かれた複数のLED素子からなり、前記点灯制御手段が、前記複数のLED素子をそれぞれの波長特性に応じて発光条件を制御することにより、露光時間内に放射される光の累積的な波長特性を可変できるようにした構成とする。
この発明によれば、点灯制御手段により、露光時間内に複数種類の波長特性を有する光を発光させて累積的な波長特性を可変できるので、撮影光による色補正ができる。したがって、例えば波長変換フィルタを装着したり、デジタルカメラであれば、撮影後に画像処理したりすることなく、簡単に色補正した画像を撮像することができる。
なお、複数種類の波長特性は、LED素子の特性により適宜に選ぶことができるが、特にRGB3原色にそれぞれ対応する波長特性とすることが好ましい。この場合、累積的な波長特性の可変範囲を広くすることができるとともに、可変のための演算処理が容易となる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the camera according to any one of the first to third aspects, the plurality of solid state light emitting elements are composed of a plurality of LED elements having a plurality of types of wavelength characteristics, and the lighting control means. However, the plurality of LED elements are configured to be able to vary the cumulative wavelength characteristics of the light emitted within the exposure time by controlling the light emission conditions according to the respective wavelength characteristics.
According to the present invention, the lighting control means can emit light having a plurality of types of wavelength characteristics within the exposure time to vary the cumulative wavelength characteristics, so that color correction by photographing light can be performed. Therefore, for example, if a wavelength conversion filter is attached or a digital camera is used, an image whose color has been corrected can be easily captured without performing image processing after shooting.
The plurality of types of wavelength characteristics can be selected as appropriate according to the characteristics of the LED elements, but it is particularly preferable that the wavelength characteristics correspond to the three RGB primary colors. In this case, the variable range of the cumulative wavelength characteristic can be widened, and calculation processing for the variable is facilitated.
請求項6に記載の発明では、請求項1〜5のいずれかに記載のカメラにおいて、前記点灯制御手段が、露光時の発光条件と異なるプレ発光条件で、露光開始前に前記固体発光素子を発光させるプレ発光モードを備える構成とする。
この発明によれば、プレ発光モードを備えるため、露光開始前にプレ発光条件により、固体発光素子を発光させることができるので、プレ発光条件を適宜に設定することにより、例えば赤目防止光や、オートフォーカスの補助光などの撮影光以外の光を発生して、これらの光源を兼ねることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the camera according to any one of the first to fifth aspects, the lighting control unit is configured to switch the solid-state light emitting element before the start of exposure under pre-emission conditions different from the emission conditions during exposure. It is set as the structure provided with the pre light emission mode to light-emit.
According to the present invention, since the pre-emission mode is provided, the solid light-emitting element can be made to emit light according to the pre-emission condition before the start of exposure. Therefore, by appropriately setting the pre-emission condition, for example, red-eye prevention light, Light other than photographing light such as auxiliary light for autofocus can be generated to serve as these light sources.
本発明のカメラによれば、カメラ本体に固定配置された複数の固体発光素子を備え、それらを順次時分割点灯することで、被写体を露光時間内で累積的に照明することができるから、小型で低消費電力の撮影用補助光源が備えたカメラとすることができるという効果を奏する。 According to the camera of the present invention, a plurality of solid state light emitting elements fixedly arranged on the camera body are provided, and the subject can be cumulatively illuminated within the exposure time by sequentially lighting them in time division. Thus, it is possible to provide a camera with a low power consumption photographing auxiliary light source.
以下では、本発明の実施の形態の詳細について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
本発明の実施形態に係るカメラについて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るカメラの撮影可能状態の外観について説明するための正面説明図である。図2は、同じく電源オフ時の外観について説明するための正面説明図である。図3は、本発明の実施形態に係るカメラの裏面説明図である。図4は、本発明の実施形態に係るカメラの制御系の概略構成について説明するための機能ブロック図である。
Hereinafter, details of embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
A camera according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is an explanatory front view for explaining the appearance of a camera according to an embodiment of the present invention in a shootable state. FIG. 2 is an explanatory front view for explaining the appearance when the power is off. FIG. 3 is an explanatory view of the back surface of the camera according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a functional block diagram for explaining a schematic configuration of a camera control system according to the embodiment of the present invention.
本実施形態のデジタルカメラ100(カメラ)は、夜間撮影、室内撮影、逆光補正撮影などで撮影用補助光源として用いるためのフラッシュ照明用光源を形成するために、複数のLED発光素子をカメラ本体に内蔵しつつ、小型化、省電力化を図ることができるものである。
図1、3に示すように、デジタルカメラ100のカメラ本体は、正面視略矩形状の前カバー1および後カバー13からなる筐体で覆われている。
そして、正面視(図1参照)では、前カバー1上に、レンズ鏡筒2、フラッシュ発光部4(発光部)、ファインダ開口部5A、調光センサ28、およびレンズバリア6が設けられている。
また、裏面視(図3参照)では、後カバー13上に、ファインダ接眼部5B、液晶表示部11、操作ダイヤル8、および選択操作部9が設けられている。
筐体の短手方向の側面には操作部7が設けられている。
The digital camera 100 (camera) of the present embodiment includes a plurality of LED light emitting elements in the camera body in order to form a flash illumination light source for use as a photographing auxiliary light source in night photography, indoor photography, backlight compensation photography, and the like. While being built in, it is possible to achieve downsizing and power saving.
As shown in FIGS. 1 and 3, the camera body of the
In front view (see FIG. 1), the
Further, in the rear view (see FIG. 3), the
An
レンズ鏡筒2は、ズーム機能を有する撮像レンズ3を内蔵し、ズーム変倍のために前カバー1に対して出没可能に、前カバー1の正面視の中間部に設けられている。
レンズバリア6は、撮影終了時に、撮像レンズ3を保護するためのもので、前カバー1上に、前カバー1の正面視の短手方向にわたって帯状に設けられ、同じく長手方向にスライド移動可能とされている。そして、撮像レンズ3の前方から退避して前カバー1の長手方向の一端側に配置される開状態と、図2に示すように、撮像レンズ3の前面を覆って遮蔽する閉状態とが選択的に切り替えられ、それぞれの状態を保持できるように軽く係止される。
レンズバリア6の撮像レンズ3側の端部6aは、前カバー1上の短手方向に延びる、段状の係止部1aに沿って係止される形状を有し、閉状態の時、端部6aと係止部1aとが隙間なく会合するようになっている。
レンズバリア6の、撮像レンズ3と反対側の端部には、突起部6bが設けられる。そして、開状態のとき、デジタルカメラ100を把持するための前側のグリップ部を形成している。
前カバー1のスライド動作は、不図示の電源スイッチと連動し、レンズバリア6の開・閉状態が、デジタルカメラ100の主電源のオン・オフに対応するスイッチ機構を兼ねている。
The
The
An
A
The sliding operation of the
ファインダ開口部5A、ファインダ接眼部5Bは、それぞれの間に不図示のファインダ光学系を備え、デジタルカメラ100の光学ファインダを構成している。
液晶表示部11は、撮像された被写体の画像を表示したり、撮影条件や各種設定のための操作メニュー画面を表示したりするものである。
操作部7は、レリーズボタン7a、ズームレバー7bを備え、それぞれにより、シャッタレリーズ、ズーム操作を行えるようになっている。
レリーズボタン7aは、半押しで、オートフォーカスおよび自動露出設定などを行い、全押しでシャッタレリーズを行うようになっている。
The
The liquid
The
When the
操作ダイヤル8、選択操作部9は、レンズバリア6の開状態で突起部6bの裏側に対応する位置に把持のための凹凸形状が形成されたグリップ部10と、液晶表示部11との間の後カバー13上に配置されている。
操作ダイヤル8は、ダイヤル操作により撮影モードなどを選択するための操作入力機構である。
また選択操作部9は、液晶表示部11に表示される操作メニューを選択ボタン9aで選択し、決定ボタン9bで選択を確定するタイプの操作部である。
The
The
The selection operation unit 9 is a type of operation unit that selects an operation menu displayed on the liquid
フラッシュ発光部4は、図4に模式的に示すように、投影レンズ40(投影光学素子)、n個(n≧2)のLED素子L1、…、Ln(固定発光素子)からなり、図1に示すように、レンズバリア6の開状態において、端部6aと係止部1aとの間にわたって、前カバー1の長手方向に直線状に延して配置され、前カバー1の短手方向ではファインダ開口部5Aとレンズ鏡筒2との間に配置された撮影用補助光源である。
そのため、レンズバリア6の閉状態ではレンズバリア6に覆われて保護され、レンズバリア6の開状態では操作者が突起部6bおよびグリップ部10を把持して構えたときに、撮影者の手が触れないようになっている。
As schematically shown in FIG. 4, the flash
Therefore, when the
調光センサ28は、必要に応じて、フラッシュ発光部4の発光量を調節するために、フラッシュ発光部4の発光時の被写体から戻り光をモニタする受光センサである。
The
ここで、フラッシュ発光部4の構成について、さらに詳しく説明する。
図5(a)は、フラッシュ発光部の構成および概略光路を説明するための光軸を含む断面における断面説明図である。図5(b)、(c)は、同じくそれぞれフラッシュ発光部の他の例について説明するための断面説明図である。
本実施形態では、図5(a)に示すように、フラッシュ発光部4のLED素子L1〜Lnが、基板4a上にそれぞれの発光点がピッチdをなすように1列に配列されている。LED素子L1〜Lnは、本実施形態では、素子単独で白色光の波長特性が得られる白色LED素子が採用される。LED素子の個数は、例えば、n=12とされる。
なお、この個数、および配列形態は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、複数列に配置したり、円状、矩形状などの領域に密集して配置したりすることもできる。
Here, the configuration of the flash
FIG. 5A is a cross-sectional explanatory diagram in a cross section including an optical axis for explaining the configuration and schematic optical path of the flash light emitting unit. FIGS. 5B and 5C are cross-sectional explanatory views for describing another example of the flash light emitting unit.
In the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the LED elements L 1 to L n of the flash
In addition, this number and arrangement | sequence form are examples, Comprising: It is not limited to this. For example, they can be arranged in a plurality of rows or densely arranged in a circular or rectangular region.
投影レンズ40は、それぞれのLED素子L1〜Lnの発光面の近傍に設けられ、それぞれから放射される光を所定の広がり角で集光するマイクロレンズアレイである。投影レンズ40は、例えばプラスチック成形レンズを採用することができる。
各LED素子L1〜Lnから放射される光は、光軸がピッチdだけずれた光束が重なり合うように投影され、図5(a)に示すように、例えば距離Dだけ離れた被写体上では、それぞれ幅W1、…、Wnのように順次距離dだけずれて重なり合う。図5(a)において、符号200は、フラッシュ発光部4の中心光軸である。
距離dは一般の被写体の大きさに比べて非常に小さいから、それらが重なり合う幅W(所定範囲)は、実質的に被写体全体を覆うことができるものである。
The
The light emitted from each of the LED elements L 1 to L n is projected so that light beams whose optical axes are shifted by the pitch d are overlapped, and, for example, on a subject separated by a distance D as shown in FIG. , And overlap each other by a distance d sequentially like widths W 1 ,..., W n . In FIG. 5A,
Since the distance d is much smaller than the size of a general subject, the width W (predetermined range) where they overlap can substantially cover the entire subject.
フラッシュ発光部4の投影光学素子は、上記の投影レンズ40に限定されるものではない。例えば、よりコンパクトな構成とするために、フレネルレンズなどにより平板状に形成された投影レンズ41(図5(b)参照)を採用することができる。
また、組立の手間を省くために、各LED素子のチップごとに設けた素子一体型レンズ42(図5(c)参照)を採用することができる。
また、必要に応じて、LED素子と投影光学素子との間に絞りやフィルタなどを設けてもよい。
The projection optical element of the flash
Moreover, in order to save the time and effort of an assembly, the element integrated lens 42 (refer FIG.5 (c)) provided for every chip | tip of each LED element is employable.
Further, if necessary, an aperture or a filter may be provided between the LED element and the projection optical element.
次にフラッシュ発光部4を点灯するためのデジタルカメラ100の制御系の概略構成について説明する。
図4に示すように、デジタルカメラ100の制御系の概略構成は、画像処理部22、記録部23、メイン制御部24、タイミング生成部25、点灯制御部26(点灯制御手段)、および調光制御部27(自動調光手段)からなる。
Next, a schematic configuration of a control system of the
As shown in FIG. 4, the schematic configuration of the control system of the
A/D変換部21は、撮像レンズ3により結像される被写体の像を受光する撮像素子20に接続され、撮像素子20から画素ごとに転送される蓄積電荷を輝度情報に対応するデジタル画像信号に変換するものである。
撮像素子20は、例えばCCD、CMOSなどからなる2次元イメージセンサが用いられる。
画像処理部22は、A/D変換部21に接続され、デジタル化された画像信号に適宜の画像処理を施すものである。例えば、シェーディング補正、ノイズ除去処理などの処理が行われる。
記録部23は、画像処理部22に接続され、画像処理後の画像信号を記憶媒体に記録するためのものである。
The A /
As the
The
The
点灯制御部26は、LED素子L1〜Lnに接続され、LED素子L1〜Lnを所定のタイミングで選択的に点滅させるものである。
LED素子L1〜Lnは、駆動電流を制御することにより、発光量が制御される。
図6は、LED素子の電流−発光特性について説明するための模式的なグラフである。図6の横軸はLED素子を駆動する電流を示し、縦軸は発光量を示す。
LED素子は、図6の曲線201に示すように、定格電流Ir以下では、電流と発光量とがリニアに変化し、電流が定格電流Irを超えても略直線的な単調関数となる。
一般には、連続発光可能な定格電流Ir以下で、発光量はPr以下となるように使用されるが、熱的負荷が少なくなるように、所定周期以上で十分小さいパルス幅で駆動すれば、電流It(ただし、Ir<It)を流して、発光量Pt(ただし、Pt>Pr)で発光させても寿命に悪影響を与えないことが知られている。
そのため、例えば、定格電流Irの6倍程度の最大電流値とすることが可能である。50mAの順電流を流したときに、2000mcdの発光光度が得られるようなLED素子では、10cmの距離から被写体を照らすと200lxの照度が得られる。このLED素子を用いて最大電流値300mAのパルス幅駆動を行えば、照度は約6倍の約1200lxとなる。
The LED elements L 1 to L n are controlled in light emission amount by controlling the drive current.
FIG. 6 is a schematic graph for explaining the current-luminescence characteristics of the LED element. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the current for driving the LED element, and the vertical axis indicates the light emission amount.
LED elements, as shown by the
In general, in the following continuous light emission can be rated current I r, the light emission amount but is used to be equal to or less than P r, as the thermal load is reduced, by driving a sufficiently small pulse width in a predetermined cycle or It is known that even if current I t (where I r <I t ) is passed and light is emitted with a light emission amount P t (where P t > P r ), the lifetime is not adversely affected.
Therefore, for example, may be a maximum current value of about 6 times the rated current I r. In an LED element that can obtain a luminous intensity of 2000 mcd when a forward current of 50 mA is passed, an illuminance of 200 lx can be obtained when the subject is illuminated from a distance of 10 cm. If pulse width driving with a maximum current value of 300 mA is performed using this LED element, the illuminance will be about 1200 lx, which is about 6 times.
そこで、点灯制御部26は、図7に示すように、LED素子L1〜Lnをパルス幅tLでパルス幅駆動し、LED素子L1〜Lnの最大発光量が、それぞれPt1〜Ptnとなり、かつ、LED素子L1〜Lnを順次、時分割駆動できるようになっている。すなわち、点灯制御部26は、時間tL毎に、LED素子L1〜Lnに順次、電流It1〜Itn(ただし、Ir<Iti、i=1、…、n)を供給するものである。
このような時分割駆動は、発光持続時間によっては、必要に応じて複数回繰り返す。その場合、1つのLED素子の発光周期Tは、T=tL・nとなる。発光周期Tは、Ptの値に応じて決まる許容発光周期より長い値とする。
電流It1〜Itnは、異なる値としてもよいし、同一の値としてもよい。これらの電流値は、時間tLおよびそれぞれの発光回数と合わせて、フラッシュ発光部4の発光条件として、後述するメイン制御部24により初期設定される。
Therefore, as illustrated in FIG. 7, the
Such time-division driving is repeated a plurality of times as necessary depending on the light emission duration. In that case, the light emission period T of one LED element is T = t L · n. Emitting period T is longer than the allowable emission period determined according to the value of P t.
The currents I t1 to It tn may be different values or the same value. These current values are initialized by the
調光制御部27は、フラッシュ発光部4を発光させる撮影中に調光センサ28の信号に基づいて、フラッシュ発光部4の累積発光量を可変するためのものである。累積発光量の可変は、例えば、LED素子L1〜Lnの発光回数や、1回の発光量(駆動電流)などの初期設定された発光条件を再設定し、以後の発光条件を変化させることにより行うことができる。
タイミング生成部25は、メイン制御部24と接続され、シャッタレリーズのタイミングとに基づいて、撮像素子20のデータ読み出しタイミングと、点灯制御部26の動作タイミングを制御し、合わせて、メイン制御部24の基準クロックに基づいて、撮像素子20の搬送クロック、および時間tL周期でLED素子L1〜Lnを切り替えるための切替クロックを供給するものである。
The dimming
The
メイン制御部24は、少なくとも、画像処理部22、記録部23、タイミング生成部25、点灯制御部26、調光制御部27に接続されており、不図示の他の制御ブロックとも接続され、デジタルカメラ100の全体制御を行うためのものである。
The
次に、本実施形態のデジタルカメラ100の撮影時の動作について、周知の動作については説明を省略しフラッシュ照明の動作を中心に説明する。
図8は、本発明の実施形態に係るカメラの動作を説明するためのフローチャートである。図9は、本発明の実施形態に係るカメラの動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、図9のタイミングチャートは模式的に描かれており、長さは誇張され、比率も正確なものではない。
Next, with regard to the operation at the time of shooting of the
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the camera according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the camera according to the embodiment of the present invention. Note that the timing chart of FIG. 9 is schematically drawn, the length is exaggerated, and the ratio is not accurate.
デジタルカメラ100により、補助照明を用いた撮影を行うには、予め、操作ダイヤル8により、所定のフラッシュ機能モードを選択し、撮影時にフラッシュ機能が有効となるようにしておく。また必要ならば、いわゆる赤目現象を軽減する赤目軽減発光モード(以下赤目モードと略称する)を選択する。
そして、絞りとシャッタスピードの組み合わせに係る露光条件を自動設定するか、マニュアル設定するかといった設定モードを選択しておく。以下では、露光条件は、適宜自動設定される場合について説明する。
なお、以下では特に断らなければ、制御の実行はメイン制御部24が行うものとする。また、以下に参照の便宜のために引用する時刻t1〜t6、ta、tb、tc、td、teは、図9に記載されているようにこの順に経過する時刻である。
In order to perform shooting using auxiliary illumination with the
Then, a setting mode is selected in which the exposure condition relating to the combination of the aperture and the shutter speed is set automatically or manually. Hereinafter, a case where the exposure conditions are automatically set as appropriate will be described.
In the following description, the control is executed by the
図8に示すように、ステップS1で、レリーズボタン7aが半押しされると(時刻t1)、メイン制御部24がそれを検知して、ステップS2が実行される。
ステップS2では、AE動作が実行され、予め設定された撮影モードに応じて、撮影シーンに適した露光条件が設定される。このとき、光量不足と判定されると、不足光量を補うためのフラッシュ発光部4の発光条件が設定される。
まず、露光条件のシャッタスピードから、フラッシュ発光部4の発光可能時間TLが算出される。例えば、図9に示すように、シャッタが時刻t3〜teで開口する場合、撮影モードのフラッシュ発光は、その開口時間内の時刻t4〜tdとされ、TL=td−t4となる。
ここで、不足光量をQとし、簡単のために、LED素子L1〜Lnの発光量が同一のPtとすると、K=Q/(Pt・tL)から、Kを整数化することで必要な発光回数kが求められる。
このとき、TL<k・tLとなる場合には、発光可能時間内に必要光量の発光を実現できないから、発光量Ptを増大させて、発光回数kを減少させ、発光可能時間TL内に発光が終わるようにする。その際、LED素子が劣化しないように、発光量Ptに応じて各LED素子の発光周期が十分長くなる設定とする。もし十分な発光周期がとれない場合は、露光量不足を通知する。
As shown in FIG. 8, when the
In step S2, an AE operation is executed, and an exposure condition suitable for the shooting scene is set according to a preset shooting mode. At this time, if it is determined that the light amount is insufficient, the light emission condition of the flash
First, the flashable time TL of the flash
Here, assuming that the insufficient light quantity is Q, and for the sake of simplicity, assuming that the light emission amounts of the LED elements L 1 to L n are the same P t , K is converted into an integer from K = Q / (P t · t L ). Thus, the required number of times of light emission k is obtained.
At this time, if T L <k · t L , since the required amount of light emission cannot be realized within the light emission possible time, the light emission amount P t is increased to reduce the number of light emission k, and the light emission possible time T The light emission ends in L. At that time, as the LED elements is not degraded, the light-emitting period of each LED element is sufficiently longer set according to the light emission amount P t. If a sufficient light emission cycle cannot be obtained, a shortage of exposure is notified.
次に、ステップS3では、フォーカス調整を行う。フォーカス調整は周知のいかなる方式によってもよいので、詳しい説明は省略する。ステップS4では、合焦したかどうかを判定し、合焦するまでループしてステップS3を実行する。
合焦が終了すると(時刻t2)、フォーカスをロックし、合焦終了を撮影者が分かるように通知し、ステップS5を実行する。撮影者は、合焦終了を知ったあと、時刻t3にレリーズボタン7aを全押しするものとする。
なお、ステップS3、S4は、例えばオートフォーカス制御部を設けておき、メイン制御部24の制御動作と並行して実行するようにしてもよいことは言うまでもない。
Next, in step S3, focus adjustment is performed. Since the focus adjustment may be performed by any known method, detailed description thereof is omitted. In step S4, it is determined whether or not the subject is in focus, and loops until the subject is in focus and step S3 is executed.
When the focusing is completed (time t 2 ), the focus is locked, the completion of focusing is notified so that the photographer can understand, and step S5 is executed. Photographer, after knowing the in-focus end, it is assumed that all press the
Needless to say, steps S3 and S4 may be executed in parallel with the control operation of the
ステップS5では、赤目モードが設定されているかどうか判定する。赤目モードが設定されている場合には、ステップS6を実行する。
赤目モードが設定されていない場合には、ステップS7を実行する。
In step S5, it is determined whether the red-eye mode is set. If the red-eye mode is set, step S6 is executed.
If the red-eye mode is not set, step S7 is executed.
ステップS6では、赤目モードを実行するための制御信号が点灯制御部26に送られ、赤目モードのプレ発光のための発光に基づいてプレ発光が行われる。
赤目を軽減するためのプレ発光については、種々の方式があるが、本実施形態では、時刻t2〜t3の間で、LED素子L1を電流Itでパルス発光するものとする。もし1つのLED素子だけで光量が足りない場合は、同時に、または短周期で複数の素子をパルス発光させるようにしてもよい。
In step S6, a control signal for executing the red-eye mode is sent to the
For pre-emission to reduce the red eye, there are various methods, in this embodiment, between the time t 2 ~t 3, shall pulse light emission of the LED element L 1 with a current I t. If the amount of light is insufficient with only one LED element, a plurality of elements may be pulsed at the same time or with a short period.
時刻t3でレリーズボタン7aが全押しされると、ステップS7が実行される。
ステップS7では、ステップS2で設定された露光条件で撮像が開始される。すなわち、赤目モードで点灯されているLED素子があれば消灯され、シャッタが開かれる。また、タイミング生成部25から、撮像素子20を動作させるためのタイミング信号、および動作クロックが供給され、各画素に受光量に応じた電荷蓄積が開始される。
続いて実行されるステップS8〜S13は、時刻t4〜tdまでの間に、不足露光量を補うために、フラッシュ発光部4が発光する工程の説明である。この工程の制御は、メイン制御部24の制御信号に応じて、タイミング生成部25、点灯制御部26、調光制御部27が協調して実行される。
When the
In step S7, imaging is started under the exposure conditions set in step S2. That is, if there is an LED element that is lit in the red-eye mode, it is turned off and the shutter is opened. In addition, a timing signal for operating the
Then steps performed S8~S13 is until time t 4 ~t d, in order to compensate for the lack exposure, flash
ステップS8では、点灯制御部26で、発光条件に基づいて発光回数をカウントするカウンタiが初期化される。
ステップS9では、カウンタiが更新される。そして、タイミング生成部25から時刻t4に発光するためのタイミング信号と、発光条件に基づくパルス発光を行うためのクロック信号が供給される。
ステップS10では、点灯制御部26により、第i番目のLED発光素子が発光される。
例えば、図9に示すように、i=1の場合、時刻t4でLED素子L2がパルス点灯される。
In step S8, the
In step S9, the counter i is updated. Then, a timing signal for emitting light at time t4 and a clock signal for performing pulse emission based on the emission conditions are supplied from the
In step S <b> 10, the
For example, as shown in FIG. 9, the case of i = 1, LED element L 2 is pulse lighting at time t 4.
ステップS11では、調光制御部27により調光センサ28の受光量を検知し、現状の発光条件で、露光終了時までに適正な露光量が得られるかどうかが判定される。そして、適正な露光量が得られないと判定されれば、ステップS12を実行して、発光条件を修正する。例えば、次回以降の発光量を増減する。
適正な露光量が得られると判断されれば、ステップS13を実行する。
ステップS13では、点灯制御部26において発光回数が所定の発光回数kに達したかどうか判定する。
i<kの場合は、ステップS9を実行し、ステップS9〜S13を繰り返す。
i=kの場合は、ステップS14を実行する。
In step S11, the light
If it is determined that an appropriate exposure amount can be obtained, step S13 is executed.
In step S13, the
If i <k, step S9 is executed and steps S9 to S13 are repeated.
If i = k, step S14 is executed.
このようにして、順次、LED素子L3、L4、…などを点灯していく。
そして、時刻tbでLED素子L1が点灯されて一巡し、時刻tcから2巡目の点灯が開始される。そして合計k回パルス点灯して、時刻tdにおいて発光が終了される。この間、適宜、ステップS12が実行されることにより、全体として不足露光量を補う適正な露光量が累積して照射される。
In this way, the LED elements L 3 , L 4 ,.
Then, LED device L 1 is round is lit at
ステップS14では、タイミング生成部25により供給される制御信号により、時刻teにおいてシャッタを閉じる。そして、撮像素子20に各画素にそれまでの間、蓄積された電荷を搬送し、A/D変換部21に送出する。
ステップS15では、A/D変換部21に送出された信号をデジタル画像信号に変換し、画像処理部22に送出する。
ステップS16では、画像処理部22により、適宜の画像処理を実行し、記録部23に処理後の画像信号を送出する。
ステップS17では、記録部23に画像信号を格納する。
以上で1回の撮影動作が終了する。
In step S14, the control signal supplied by the
In step S <b> 15, the signal sent to the A /
In step S <b> 16, the
In step S <b> 17, the image signal is stored in the
Thus, one shooting operation is completed.
このように本実施形態のカメラによれば、時分割駆動された複数の固体発光素子のパルス発光を累積させることにより、固体発光素子の寿命に影響を与えることなく、照明光量を確保することができる。
また、固体発光素子を用いるので、低消費電力の装置とすることができ、電流駆動によって、光量の可変制御や調光制御が容易に行えるという利点がある。
また、従来のキセノンフラッシュランプを用いる方式に比べ、大型のアルミ電解コンデンサなどの部材を必要としないので比較的小型とすることができる。
As described above, according to the camera of the present embodiment, it is possible to secure the amount of illumination light without affecting the lifetime of the solid state light emitting device by accumulating the pulse light emission of the plurality of solid state light emitting devices driven in a time division manner. it can.
In addition, since a solid-state light emitting element is used, an apparatus with low power consumption can be obtained, and there is an advantage that variable light amount control and dimming control can be easily performed by current driving.
In addition, compared with a conventional method using a xenon flash lamp, a member such as a large aluminum electrolytic capacitor is not required, so that it can be made relatively small.
また、発光部として、複数の固体発光素子を固定配置しそれぞれの前面に投影光学素子を配置するので、可動部を有することなく簡素な構成とすることができる。
その際、本実施形態では、固体発光素子が列状に配列されるので、発光位置が配置方向にずれる結果、被写体に対する照明角度が変化し、フラッシュ照明による影のエッジをぼかすことができるという利点がある。
Further, since a plurality of solid state light emitting elements are fixedly arranged as the light emitting part and the projection optical element is arranged on the front surface of each of them, a simple configuration can be achieved without having a movable part.
At this time, in the present embodiment, since the solid light emitting elements are arranged in a line, the light emission position is shifted in the arrangement direction. As a result, the illumination angle with respect to the subject changes, and the shadow edge caused by the flash illumination can be blurred. There is.
次に、本実施形態の第1変形例について説明する。
図10は、本発明の実施形態の第1変形例について説明するための正面説明図である。
本変形例に係るデジタルカメラ101(カメラ)は、デジタルカメラ100のフラッシュ発光部4に代えて、フラッシュ発光部50(発光部)を備えるものである。以下、上記の実施形態と異なる点を中心に説明する。
フラッシュ発光部50は、LED素子L1〜Lnおよびそれぞれの前面に設ける投影レンズ40などの複数の投影光学素子をレンズ鏡筒2の外周を囲むように環状に配列したものである。
このような構成により、リングストロボが形成でき、各発光位置が光軸から等距離にあるために、円状の所定範囲を覆うバランスのよい補助照明光が得られる。
そして、被写体に対する照明角度のずれにも特定の方向性がないから、どのような被写体でもフラッシュ照明による影のエッジを各方向に均等にぼかすことができるという利点がある。
また、フラッシュ発光部50がレンズ鏡筒2の近傍に設けられているので、どのように構えても撮影者の手で隠されにくい配置となっている。
なお、レンズ鏡筒2の出没量が大きい場合には、レンズ鏡筒2で照明光がけられないように、フラッシュ発光部50をレンズ鏡筒2の径方向に適宜離間させて配置する。あるいは、フラッシュ発光部50をレンズ鏡筒2上に設けて一体で出没するようにしてもよい。
Next, a first modification of the present embodiment will be described.
FIG. 10 is an explanatory front view for explaining a first modification of the embodiment of the present invention.
A digital camera 101 (camera) according to this modification includes a flash light emitting unit 50 (light emitting unit) instead of the flash
The flash
With such a configuration, a ring strobe can be formed, and since each light emission position is equidistant from the optical axis, a well-balanced auxiliary illumination light that covers a predetermined circular range can be obtained.
Further, since there is no specific directionality in the illumination angle shift with respect to the subject, there is an advantage that the shadow edge caused by the flash illumination can be evenly blurred in any direction for any subject.
Further, since the flash
Note that when the
次に、本実施形態の第2変形例について説明する。
本変形例は、LED素子L1〜Lnを白色LED素子に代えて、波長特性の異なる複数種類のLED素子を設けたものである。
例えば、LED素子L1〜Lnを、それぞれ三原色R、G、Bの波長特性を有する3種類のLED素子を同数並べた構成とする。
このような構成によれば、R、G、Bの発光量の比を可変することにより、撮像素子20に照射される光を累積的な波長特性を適宜色の波長特性に可変することができる。
これにより、撮像レンズ3に波長変換フィルタを装着しなくても、撮影光の波長特性を可変して、色補正を行うことができる。
R、G、Bのそれぞれを同一の発光量とすれば、白色光の補助照明が得られるが、わずかに発光量比を変更することで、太陽光、電球光、蛍光灯光などに近似した波長特性に調整することができ、種々の撮影シーンにふさわしい補助照明を容易に得ることができる。
Next, a second modification of the present embodiment will be described.
In this modification, the LED elements L 1 to L n are replaced with white LED elements, and a plurality of types of LED elements having different wavelength characteristics are provided.
For example, the LED elements L 1 to L n have a configuration in which the same number of three types of LED elements each having the wavelength characteristics of the three primary colors R, G, and B are arranged.
According to such a configuration, by changing the ratio of the light emission amounts of R, G, and B, the cumulative wavelength characteristic of the light irradiated to the
As a result, the color correction can be performed by changing the wavelength characteristic of the photographing light without attaching the wavelength conversion filter to the
If each of R, G, and B has the same light emission amount, auxiliary illumination of white light can be obtained, but the wavelength approximated to sunlight, bulb light, fluorescent light, etc. by slightly changing the light emission amount ratio. Therefore, it is possible to easily obtain auxiliary illumination suitable for various shooting scenes.
なお、上記の説明では、複数の固体発光素子の時分割駆動は、各固体発光素子が1つずつ駆動される例で説明したが、各固体発光素子への駆動負荷や消費電流に余裕がある場合には、複数の固体発光素子の一部を組み合わせ、その組み合わせを単位として、時分割駆動して点灯させるようにしてもよい。この場合、より高速のシャッタスピードにも対応しやすいという利点がある。 In the above description, the time-division driving of a plurality of solid state light emitting elements has been described as an example in which each solid state light emitting element is driven one by one. In some cases, a part of a plurality of solid state light emitting elements may be combined, and the combination may be used as a unit to drive the light by time division. In this case, there is an advantage that it is easy to cope with a higher shutter speed.
また、上記の説明では、複数の固体発光素子の時分割駆動は、各固体発光素子の駆動が時間軸状で、隙間なく連続し、かつ重なりあわない場合の例で説明したが、消費電力や、必要な露光量に余裕がある場合には、各固体発光素子の発光タイミングを一部が重なるようにしたり、飛び飛びとなるようにしたりして駆動してもよい。すなわち、点灯制御手段に設定される発光条件として、点灯デューティを可変できるようにしてもよい。 In the above description, the time-division driving of the plurality of solid state light emitting elements has been described as an example in which the driving of each solid state light emitting element is a time axis, is continuous without a gap, and does not overlap. If the necessary exposure amount is sufficient, the light emission timings of the respective solid state light emitting elements may be driven so as to partially overlap each other or be skipped. That is, the lighting duty may be variable as the light emission condition set in the lighting control means.
また、上記の説明では、プレ発光モードでは、赤目軽減のためのプレ発光を行う例で説明したが、プレ発光モードは、撮影時の発光条件と異なるプレ発光条件で発光されるならば、赤目軽減に限定されるものではない。従来、LED光を用いていた撮影前の発光機能は、本発明では、補助照明に用いる固体発光素子で兼用し、部品点数を低減することができる。例えば、オートフォーカスの補助光を発光するようなプレ発光モードを設けてもよい。 In the above description, in the pre-flash mode, an example of performing pre-flash for reducing red-eye has been described. However, if the pre-flash mode emits light under pre-flash conditions that are different from the flash conditions at the time of shooting, It is not limited to mitigation. Conventionally, in the present invention, the light emission function before photographing using LED light is also used as a solid light emitting element used for auxiliary illumination, and the number of parts can be reduced. For example, a pre-emission mode that emits autofocus auxiliary light may be provided.
また、上記の説明では、発光部をカメラに内蔵する例で説明したが、例えば発光部をカメラに着脱自在に設けたり、発光部をユニット化して撮影時に接続ケーブルで電気的に接続して使用できるようにしたりしてもよい。 In the above description, the example in which the light emitting unit is built in the camera has been described. For example, the light emitting unit is detachably provided in the camera, or the light emitting unit is unitized and electrically connected with a connection cable at the time of shooting. It may be possible to do so.
また、上記の説明では、固体発光素子の光軸が略平行である例で説明したが、各固体発光素子の光が被写体を覆う所定範囲に投影されれば、各光軸の向きは異なっていてもよい。 Further, in the above description, the example in which the optical axes of the solid light emitting elements are substantially parallel has been described. However, if the light of each solid light emitting element is projected onto a predetermined range covering the subject, the directions of the respective optical axes are different. May be.
また、上記の説明では、カメラとして、デジタルカメラの例で説明したが、本発明は、アナログカメラに対しても好適に適用できるものである。また、例えば、一眼レフ35mmカメラ、コンパクトカメラ、フィルム内蔵カメラなどすべての方式のカメラに適用できる。
また、デジタルカメラの場合、電子シャッタの場合でもメカニカルシャッタの場合でも同様に適用できるものである。
In the above description, the example of a digital camera has been described as the camera. However, the present invention can also be suitably applied to an analog camera. For example, the present invention can be applied to all types of cameras such as a single-lens reflex 35 mm camera, a compact camera, and a camera with a built-in film.
In the case of a digital camera, the present invention can be similarly applied to an electronic shutter and a mechanical shutter.
3 撮像レンズ
4、50 フラッシュ発光部(発光部)
7a レリーズボタン
8 操作ダイヤル
9 選択操作部
20 撮像素子
24 メイン制御部
26 点灯制御部(点灯制御手段)
27 調光制御部(自動調光手段)
L1、L2、…、Ln LED素子(固体発光素子)
40、41 投影レンズ(投影光学素子)
42 素子一体型レンズ(投影光学素子)
100、101 デジタルカメラ(カメラ)
3
27 Light control unit (automatic light control means)
L 1 , L 2 ,..., L n LED element (solid state light emitting element)
40, 41 Projection lens (projection optical element)
42 Element-integrated lens (projection optical element)
100, 101 Digital camera (camera)
Claims (6)
該複数の固体発光素子から放射されるそれぞれの光を所定範囲に重ねて投影する投影光学素子と、
必要露光量に応じて前記発光部を発光させるために、前記必要露光量から各発光条件が設定された前記複数の固体発光素子を順次時分割点灯する点灯制御手段とを備えることを特徴とするカメラ。 A light-emitting unit in which a plurality of solid-state light-emitting elements, each of which can be controlled independently, are fixedly arranged;
A projection optical element that projects each light emitted from the plurality of solid state light emitting elements in a predetermined range;
In order to cause the light emitting unit to emit light in accordance with the required exposure amount, a lighting control unit that sequentially time-division-lights the plurality of solid state light emitting elements in which each light emission condition is set from the required exposure amount is provided. camera.
前記点灯制御手段が、前記複数のLED素子をそれぞれの波長特性に応じて発光条件を制御することにより、露光時間内に放射される光の累積的な波長特性を可変できるようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のカメラ。 The plurality of solid state light emitting elements are composed of a plurality of LED elements having wavelength characteristics divided into a plurality of types,
The lighting control unit can vary the cumulative wavelength characteristics of light emitted within an exposure time by controlling the light emission conditions of the plurality of LED elements according to the wavelength characteristics of each of the plurality of LED elements. The camera according to claim 1.
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