JP2006145877A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 被写体全体が暗い撮影シーンであってもフレーミングが容易であり、かつ消費電力も少ないカメラを提供する。
【解決手段】 デジタルカメラ２の前面には、複数のＬＥＤ１２が設けられている。また、上面には、半押し位置と全押し位置とを有するレリーズボタン１５が設けられている。レリーズボタン１５を半押しすると、各ＬＥＤ１２を間欠的に発光させて低光量で被写体を照明するプレ発光が行われる。これにより、被写体全体が暗い撮影シーンであっても、液晶パネルに表示されたスルー画像を確認しながらフレーミングを容易に行うことができる。また、各ＬＥＤ１２に印加する駆動電流のパルスの密度を疎にして低光量にしているので、消費電力を抑えることもできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パルス駆動される発光素子をフラッシュ光源として用いたカメラに関するものである。

カメラとして、ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子で撮像した被写体光をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記憶媒体に記録するデジタルカメラが普及している。このようなデジタルカメラには、赤目防止やオートフォーカスの補助光用として、撮像時の本発光の前にフラッシュ装置を予備発光させるものがある（特許文献１参照）。

一方、従来のキセノンランプに代えて、光源に発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称す）を採用したフラッシュ装置が、例えば、特許文献２などで提案されている。
特開平１１−１６０７６６号公報 特開２００２−１１６４８１号公報

ところで、デジタルカメラでは、備え付けの液晶パネルや電子ビューファインダに表示されたスルー画像を視認しながら、被写体のフレーミングを行っているが、夜間や屋内など被写体が暗い撮影シーンでは、スルー画像の被写体を視認することが困難になるため、フレーミングに手間取るという問題があった。

ここで、特許文献１に記載のフラッシュ装置では、予備発光の時間が高々数秒程度であり、その光量も赤目防止やオートフォーカスの補助用として使用することができる程度で、被写体が暗い撮影シーンにおけるフレーミングに充分な発光であるとは言い難い。

一方、特許文献２に記載のフラッシュ装置を、被写体が暗い撮影シーンで被写体を照明するために用いた場合、ＬＥＤをフル発光させると電力消費が激しく、電池を消耗させてしまう。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、被写体が暗い撮影シーンであってもフレーミングを容易に行うことができ、かつ電力消費を抑えることができるカメラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のカメラは、パルス駆動される発光素子をフラッシュ光源として用い、撮影前のフレーミングの際に被写体を照明するプレ発光と、被写体にフラッシュ光を照射する本発光とを行い、前記プレ発光では、前記パルスの密度を疎にして前記発光素子に印加するとともに、前記本発光では、前記パルスの密度を前記プレ発光よりも密にして前記発光素子に印加する発光制御手段を備えたことを特徴とする。

なお、前記発光制御手段は、前記パルスの密度の疎密を一定の周波数で変化させることが好ましい。

また、前記発光制御手段は、前記プレ発光における前記周波数を、６０〜１００Ｈｚとすることが好ましい。

さらに、前記プレ発光、及び本発光の実施有無を選択する発光選択手段を設けることが好ましい。

本発明のカメラによれば、撮影前のフレーミングの際に被写体を照明するプレ発光を行うので、被写体が暗い撮影シーンであっても、フレーミングを容易に行うことができる。

また、プレ発光では、パルスの密度を疎にして発光素子に印加するので、消費電力を抑えることができる。

図１及び図２に、本発明を適用したデジタルカメラ２の構成を概略的に説明する外観図を示す。デジタルカメラ２の前面には、撮像レンズ１０を保持するレンズ鏡胴１１と、このレンズ鏡胴１１の同心円上に複数設けられたＬＥＤ（発光素子）１２、及び光学ファインダ１３と、スライド式の電源スイッチ１４とが設けられている。

被写体を照射する光源としてのＬＥＤ１２は、例えば、青色ＬＥＤの前面に蛍光体を設けた擬似白色ＬＥＤや、チップ上に赤、緑、青のＬＥＤを形成した３波長白色ＬＥＤなどからなる。

また、デジタルカメラ２の上面には、レリーズボタン１５が設けられており、背面には、液晶パネル１６と操作部１７とが設けられている。液晶パネル１６には、撮影した画像や撮影時のいわゆるスルー画像、及び各種のメニュー画面などが表示される。

操作部１７には、デジタルカメラ２の各種モード（静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モードなど）を切り替えるモードスイッチ３０と、望遠／広角を調整するズームボタン３１と、各種の選択に用いる十字ボタン３２、及び、液晶パネル１６の表示を切り換えるディスプレイボタン３３、デジタルカメラ２の各種の設定を液晶パネル１６に表示させるメニューボタン３４、及びＬＥＤ１２の発光モードの設定を切り替える発光モード選択ボタン（発光モード選択手段）３５が配されている。なお、操作部１７に配されるボタンやスイッチは、上記に限るものではない。

発光モード選択ボタン３５を操作すると、撮影前のフレーミングの際に被写体を照明するプレ発光と被写体にフラッシュ光を照射する本発光とを行う第１発光モードと、本発光のみを行う第２発光モードと、いずれの発光も行わない発光禁止モードとを切り替えることができる。なお、入射光量に応じて出力を変化させるフォトセンサ（図示は省略）などを設けてこの出力を利用し、例えば、出力が小さいとき（撮影シーンが暗いとき）には第１発光モードに設定し、出力が大きいときには発光禁止モードに設定するなど、これらの発光モードを自動で選択するオートモードを設けるようにしてもよい。

また、レリーズボタン１５は２段階押しのスイッチとなっている。このレリーズボタン１５を軽く押圧（半押し）すると、デジタルカメラ２に撮影準備指示が入力され、第１発光モードである際には、プレ発光が行われる。この状態でレリーズボタン１５をさらに強く押圧（全押し）すると、デジタルカメラ２にレリーズ指示が入力され、第１発光モード及び第２発光モードである際には、本発光が行われた後、１画面分の撮像信号が画像データに変換される。また、発光禁止モードでは、レリーズボタン１５の全押しに応じて１画面分の撮像信号が画像データに変換される。

図３は、本発明に係るデジタルカメラ２の電気的構成を概略的に示すブロック図である。撮像レンズ１０の背後には、撮像レンズ１０を透過した被写体光が撮像されるＣＣＤ４０が配置されている。このＣＣＤ４０には、ＣＰＵ４１によって制御されるタイミングジェネレータ（以下、ＴＧと称す）４２が接続され、このＴＧ４２から入力されるタイミング信号により、ＣＣＤ４０が駆動される。

ＣＣＤ４０から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳと称す）４３に入力され、ＣＣＤ４０の各セルの蓄積電荷量に応じたＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力される。ＣＤＳ４３から出力された画像データは、増幅器（以下、ＡＭＰと称す）４４で増幅され、Ａ／Ｄ変換器４５でデジタルの画像データに変換される。

画像入力コントローラ４６は、バス４７を介してＣＰＵ４１に接続され、ＣＰＵ４１の制御命令に応じてＣＣＤ４０、ＣＤＳ４３、ＡＭＰ４４、及びＡ／Ｄ変換器４５を制御する。Ａ／Ｄ変換器４５から出力された画像データは、ＳＤＲＡＭ４８に一旦格納され、ＬＣＤドライバ４９を介して液晶パネル１６に表示される。

画像信号処理回路５０は、ＳＤＲＡＭ４８から画像データを読み出して、階調変換、ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理などの各種画像処理を施し、この画像データを再度ＳＤＲＡＭ４８に格納する。ＹＣ変換処理回路５１は、画像信号処理回路５０で各種処理を施された画像データをＳＤＲＡＭ４８から読み出し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換する。圧縮伸長処理回路は、ＹＣ変換処理回路５１で変換された画像データを、例えば、ＪＰＥＧ形式などの所定の圧縮形式で画像圧縮を施す。圧縮された画像データは、メディアコントローラ５３を経由してメモリカード５４に記録される。

ＣＰＵ４１には、上記の他にレリーズボタン１５、操作部１７の各種スイッチ、及びＲＯＭ５５などが接続されている。ＲＯＭ５５には、各種制御用のプログラムや設定情報などが予め記録されている。ＣＰＵ４１は、これらの情報をＲＯＭ５５から作業用メモリであるＳＤＲＡＭ４８に読み出して各種の処理を実行する。

さらにＣＰＵ４１には、バス４７を介してＬＥＤドライバ（発光制御手段）５６が接続されている。ＬＥＤドライバ５６は、ＣＰＵ４１からの指示に応じて駆動電流を各ＬＥＤ１２に印加し、これらの発光を制御する。

ＬＥＤドライバ５６には、第１発振器６０と第２発振器６１とが設けられている。ＬＥＤ１２は、直流点灯させるよりもパルス点灯させた方が発光効率がよく、同じ電流値であっても輝度が高くなることが知られている。また、ＬＥＤ１２の色温度は、駆動電流に依存するという性質があり、色の変化を抑えるためにも、ＬＥＤ１２に印加される駆動電流には、一定の駆動周波数で変化するパルス電流が用いられている。第１発振器６０は、この駆動周波数に応じたパルス信号を発生させて駆動電流を生成する。なお、第１発振器６０が発生させる駆動周波数は、３０ｋＨｚ程度であることが好ましい。

また、各ＬＥＤ１２は、前述のようにプレ発光と本発光とを行う。図４に示すように、ＬＥＤドライバ５６は、プレ発光時には本発光時よりもパルスの密度を疎にして駆動電流を印加する。これにより、各ＬＥＤ１２は一定の発光周波数で間欠的に発光するので、低光量にて被写体を照明する。第２発振器６１は、この発光周波数に応じたパルス信号を発生させる。

ＬＥＤドライバ５６は、ＣＰＵ４１からプレ発光が指示された際に、第１発振器６０と第２発振器６１とを起動させ、例えば、コンパレータ（図示は省略）などを用いて第２発振器６１が発生させたパルス信号がＨｉ出力のときのみに、第１発振器６０が生成した駆動電流を出力することにより、図４に示すように駆動電流のパルスの密度の疎密を変化させる。なお、第２発振器６１が発生させる発光周波数は、６０〜１００Ｈｚ程度であることが好ましい。この周波数帯域であれば、各ＬＥＤ１２を間欠的に発光させたとしても、人間の目には低光量の光が連続的に発光しているように見える。また、一定周期のパルス信号に限らず、デューティー比を持ったパルス信号としてもよい。

一方、ＣＰＵ４１から本発光が指示された際には、指示された時点からタイマー（図示は省略）を作動させて所定の時間を計時し、この間だけ第１発振器６０が生成した駆動電流をそのまま各ＬＥＤ１２に印加する。これにより、プレ発光よりもパルスの密度が密になり、高光量のフラッシュ光を被写体に照射する。なお、タイマーが計時する所定の時間は、例えば、ＣＣＤ４０の電荷蓄積時間や、図示せぬ露出計による適正露出値の算出値などを考慮して任意に設定すればよい。

次に、上記構成によるデジタルカメラ２で静止画像データを取得する際の動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。先ず、電源スイッチ１４を操作してデジタルカメラ２に電源を投入し、モードスイッチ３０を操作して静止画撮影モードを選択する。この後、発光モード選択ボタン３５を操作し、撮影シーンに合わせた発光モードを選択する。

撮像レンズ１０を介して入射した被写体光は、ＣＣＤ４０によって光電変換され、ＣＤＳ４３でサンプリングされる。ＣＤＳ３８から出力された画像データは、ＡＭＰ４４で増幅され、Ａ／Ｄ変換器４５でデジタルの画像データに変換される。デジタル変換された画像データは、画像信号処理回路５０で各種画像処理が施された後、ＳＤＲＡＭ４８に順次格納されて液晶パネル１６にスルー画像として表示される。

選択された発光モードが第１発光モードである場合、この状態でレリーズボタン１５を半押しするとＣＰＵ４１に撮影準備指示が入力され、これを受けたＣＰＵ４１は、ＬＥＤドライバ５６にプレ発光を指示する。

プレ発光を指示されたＬＥＤドライバ５６は、第１発振器６０と第２発振器６１とを起動させ、駆動電流のパルスの密度を疎にして（図４参照）各ＬＥＤ１２に印加する。これにより各ＬＥＤ１２は低光量で被写体を照明するので、被写体が暗い撮影シーンであっても、液晶パネル１６に表示されたスルー画像を確認しながらフレーミングを容易に行うことができる。また、駆動電流のパルスの密度を疎にしているので、消費電力を抑えることもできる。

被写体をフレーミングした後レリーズボタン１５を全押しすると、ＣＰＵ４１にレリーズ指示が入力され、これを受けたＣＰＵ４１は、ＬＥＤドライバ５６に本発光を指示するとともに、撮像処理を行う。

ＬＥＤドライバ５６は、本発光が指示された時点からタイマーを作動させて所定の時間を計時し、この間だけ第１発振器６０が生成したパルスの密度が密な駆動電流をそのまま各ＬＥＤ１２に印加する。これにより、各ＬＥＤ１２は高光量のフラッシュ光を被写体に照射する。

これと同時にＣＰＵ４１は、本発光が行われた際にＳＤＲＡＭ４８に格納されている画像データをＹＣ変換処理回路５１にわたす。ＹＣ変換処理回路５１に入力された画像データは、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換された後、圧縮伸長処理回路５２で圧縮処理が施され、メディアコントローラ５３を介してメモリカード５４に記録される。

以上のようにして、静止画像データが取得される。また、発光モードが第２発光モードであるときには、上記のうち本発光と撮像処理とが行われ、発光禁止モードであるときには、撮像処理のみが行われる。

なお、上記実施形態では、レリーズボタン１５の半押しによってプレ発光を行うようにしているが、これに限ることなく、例えば、プレ発光専用のボタンやスイッチなどを別途設けるようにしてもよい。また、これらの操作によって撮影準備指示が入力された際、プレ発光以外に自動露出調整や自動焦点調整などを同時に行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、白色光を照射するＬＥＤ１２を用いているが、赤、緑、青の各ＬＥＤをバランスよく配置して白色光を照射できるようにするとともに、各色のＬＥＤの輝度を調整可能として照射光の色温度を変えられるようにしたものであってもよい。さらに、各ＬＥＤ１２は、環状に配置されているが、同心円上に複数配置してさらに多くのＬＥＤ１２を設けるようにしてもよいし、照射光量が十分であれば１個であってもよい。また、配置も環状に限ったものではない。

なお、上記実施形態では、カメラの一例として、液晶パネル１６に表示されたスルー画像を確認しながら構図を合わせて撮像を行うデジタルカメラ２を示したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、液晶パネル１６を持たず光学ファインダ１３のみで撮像を行うデジタルカメラに適用してもよいし、さらには写真フイルムを装填する銀塩カメラなどに適用してもよい。

デジタルカメラの概略構成を示す正面外観斜視図である。 デジタルカメラの概略構成を示す背面外観図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 ＬＥＤに印加される駆動電流信号を示す説明図である。 デジタルカメラで静止画像データを取得する際の動作を概略的に説明するフローチャートである。

符号の説明

２ デジタルカメラ
１０ 撮像レンズ
１２ 発光ダイオード
１５ レリーズボタン
１６ 液晶パネル
３５ 発光モード選択ボタン
４１ ＣＰＵ
５６ ＬＥＤドライバ（発光制御手段）

Claims (4)

1. パルス駆動される発光素子をフラッシュ光源として用いたカメラにおいて、
   撮影前のフレーミングの際に被写体を照明するプレ発光と、
   被写体にフラッシュ光を照射する本発光とを行い、
   前記プレ発光では、前記パルスの密度を疎にして前記発光素子に印加するとともに、
   前記本発光では、前記パルスの密度を前記プレ発光よりも密にして前記発光素子に印加する発光制御手段を備えたことを特徴とするカメラ。
2. 前記発光制御手段は、前記パルスの密度の疎密を一定の周波数で変化させることを特徴とする請求項１記載のカメラ。
3. 前記発光制御手段は、前記プレ発光における前記周波数を、６０〜１００Ｈｚとしたことを特徴とする請求項２記載のカメラ。
4. 前記プレ発光、及び本発光の実施有無を選択する発光モード選択手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカメラ。
   

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