JP2009075317A - ストロボ装置および撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発熱による発光部へのダメージを抑制しつつ、シャッタチャンスを逃すことを回避できるストロボ装置を提供する。
【解決手段】発光部の照射角を撮像レンズの焦点距離に応じて設定するストロボズーム手段と、発光部の発熱に関する情報を検出する(S103)検出手段と、発光部の発熱に関する情報が規定発熱領域に到達した場合、発光制限をかける(S105)発光制御手段とを有し、発光制御手段が、発光制限時には、照射角に応じて発光量の上限を設定する(S202)。
【選択図】図3

Description

本発明は、ストロボ装置および該ストロボ装置を具備する撮像装置に関するものである。
ストロボ発光、特に連続発光を行うと、発光部(フレネルレンズ)が発光によって温度上昇(発熱)し、破損してしまう恐れがあった。
上記温度上昇対策として、特許文献1では、発光部が温度上昇した場合には警告表示を行う技術が開示されている。また、特許文献2では、連続発光を行わないように充電時間を操作する技術が、特許文献3では、発光を禁止させる等といった技術が、それぞれ開示されている。
US005640070A 特開平10−206941号公報 特開2001−066675号公報
しかしながら、上記発光部の温度上昇時には警告を行う技術においては、発光を止めるか否かはユーザー任せであり、誤って発光部を破損させる等、該発光部にダメージを与える恐れがある。また、発光部の温度上昇による発光禁止を行う技術においては、実際にストロボ撮影したい時に撮影ができず、シャッタチャンスを逃してしまう可能性があった。
(発明の目的)
本発明の目的は、発熱による発光部へのダメージを抑制しつつ、シャッタチャンスを逃すことを回避することのできるストロボ装置および撮像装置を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明は、発光部の照射角を撮像レンズの焦点距離に応じて設定するストロボズーム手段と、前記発光部の発熱に関する情報を検出する検出手段と、前記発光部の発熱に関する情報が規定発熱領域に到達した場合、発光制限をかける発光制御手段とを有し、前記発光制御手段が、前記発光制限時には、前記照射角に応じて発光量の上限を設定するか、あるいは、前記発光量に応じて前記照射角の上限を制限するストロボ装置とするものである。
また、本発明は、本発明の上記ストロボ装置を具備する撮像装置とするものである。
本発明によれば、発熱による発光部へのダメージを抑制しつつ、シャッタチャンスを逃すことを回避することができるストロボ装置または撮像装置を提供できるものである。
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。
図1は本発明の一実施例に係わる、ストロボ装置、該ストロボ装置が着脱自在な撮像装置本体、および、撮像レンズの回路構成を示す図である。
まず、撮像装置(以下、カメラ本体)100の回路構成について説明する。
カメラマイコン101には、焦点検出回路102、測光センサ103、シャッタ制御回路104、モータ制御回路105および液晶表示回路106が接続されている。また、カメラマイコン101は、撮像レンズ110内に配置されたレンズマイコン111とは、レンズマウント接点群109を介して信号伝達を行う。また、ストロボ装置210内に設けられた図2により後述するストロボマイコン219とは、ストロボ接点群230を介して信号伝達を行う。
焦点検出回路102は、カメラマイコン101からの信号に従って不図示の焦点検出ラインセンサの蓄積制御と読み出し制御を行い、それぞれの画素情報をカメラマイコン101に出力する。カメラマイコン101はこの情報をA/D変換し、位相差検出方式により焦点調節状態の検出を行う。なお、焦点調節状態の検出は、位相差検出方式に限るものでは無く、公知の方法を用いればよいことは言うまでもない。そして、カメラマイコン101は、レンズマイコン111と信号のやりとりを行うことによって、撮像レンズ110の焦点調節制御を行う。
測光センサ103は、被写体に向けてストロボ光を予備発光していない定常状態と予備発光している状態と双方の状態で輝度信号をカメラマイコン101に出力する。カメラマイコン101は、入力される輝度信号をA/D変換し、撮影の露出調節のための絞り値およびシャッタ速度の演算と、露光時のストロボの発光量の演算とを行う。シャッタ制御回路104は、カメラマイコン101からの信号に従ってシャッタ先幕駆動マグネットMG−1およびシャッタ後幕駆動マグネットMG−2の通電制御を行い、先幕および後幕を走行させ、露出動作を行う。モータ制御回路105は、カメラマイコン101からの信号に従ってモータを制御することにより、主ミラーのアップダウンおよびシャッタチャージ等を行う。
SW1は不図示のレリーズボタンの第1ストローク(半押し)操作でONし、測光、AF(自動焦点調節)を開始させるスイッチである。SW2はレリーズボタンの第2ストローク(全押し)操作でONし、シャッタ走行、すなわち露光動作を開始させるスイッチである。スイッチSW1,SW2およびその他のスイッチSW3、例えば単写/連写設定スイッチ、絞り設定スイッチ、シャッタ速度設定スイッチなどの各スイッチの信号は、カメラマイコン101が読み取る。
液晶表示回路106は、カメラマイコン101からの信号に従ってファインダ内表示器107、外部表示器108を制御し、各々の設定状態等を表示させる。
次に、撮像レンズ110内の回路構成について説明する。
カメラ本体100と撮像レンズ110とは、上述したようにレンズマウント接点群109を介して相互に電気的に接続される。レンズマウント接点群109は、撮像レンズ110内のフォーカス駆動モータ115および絞り駆動モータ116の電源用接点である接点L0、レンズマイコン111の電源用接点L1、シリアルデータ通信を行うためのクロック用接点L2を有する。さらに、カメラ本体100から撮像レンズ110へのデータ送信用接点L3、撮像レンズ110からカメラ本体100へのデータ送信用接点L4を有する。さらには、モータ用電源に対するモータ用グランド接点L5、レンズマイコン111用電源に対するグランド接点L6を有する。
レンズマイコン111は、レンズマウント接点109を介してカメラマイコン101と接続される。そして、レンズマイコン111はカメラマイコン101からの信号に応じてフォーカス駆動モータ115および絞り駆動モータ116を動作させ、撮像レンズ110の焦点調節と絞り装置117の開口径を制御する。
次に、ストロボ装置210側の回路構成について、図2を用いて説明する。
図2において、201は電源電池である。202はDC/DCコンバータであり、電池電圧を数100Vに昇圧する。203は発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサである。204,205は抵抗であり、メインコンデンサ203の電圧を所定比に分圧する。206は発光電流を制限するためのコイル、207は発光停止時に発生する逆起電圧を吸収するためのダイオードである。208はフラット発光のためのダイオード、209はトリガ発生回路、210はIGBTなどの発光制御回路である。
211はデータセレクタであり、Y0,Y1端子からの2種類の入力の組み合わせにより、D0,D1,D2端子のいずれかを選択して、Y端子より出力する。212はフラット発光の発光レベル制御用のコンパレータ、213はストロボ発光時の発光量制御用のコンパレータである。
214は第2の受光素子217に流れる微少電流を増幅すると共に光電流を電圧に変換する測光回路である。215は第1の受光素子218に流れる光電流を対数圧縮するとともにキセノン管216の発光量を圧縮積分するための積分測光回路である。
219はストロボ装置210全体の動作を制御するストロボマイコン、231はストロボ装置210の電源オンオフを切り換えるための電源スイッチである。
次に、ストロボマイコン219の各端子について説明する。
CNTはDC/DCコンバータ203の充電を制御する端子、AD1は充電電圧を読み込むためのA/D変換用の端子、AD2はバッテリーレベルを読み込むためのA/D変換用の端子である。COM2は電源スイッチ231のグラウンド電位に相当する制御出力用の端子、OFFはストロボ装置210が電源オフ時に選択される端子、ONはストロボ装置210が電源オン時に選択される端子である。
CLKはカメラ本体100とシリアル通信を行うための同期クロック入力用の端子、DOは同期クロックに同期してストロボ装置210からカメラ本体100にシリアルデータを転送するためのシリアル出力用の端子である。また、DIは同期クロックに同期してカメラ本体100からストロボ装置210がシリアルデータを受け取るためのシリアルデータ入力用の端子である。CHGはストロボ装置210からカメラ本体100にキセノン管の発光可否を伝達するための端子、Xはカメラ本体100からの閃光発光指令が入力される端子である。
INTは積分測光回路215の積分制御出力用の端子、AD0は積分測光回路215から発光量を示す積分電圧を読み込むためのA/D変換入力用の端子、DA0はコンパレータ212,213のコンパレート電圧を出力するためのD/A出力用の端子である。
Y0,Y1はデータセレクタ211の選択状態を出力する端子であり、TRIGは発光トリガ信号を出力する端子である。
220は後述の発光部221の照射角を調節するためのズーム制御回路である。前述の撮像レンズ110の焦点調節が行われると、カメラマイコン101からのシリアルデータをストロボマイコン219が受け取る。ストロボマイコン219は、DIR端子で発光部221をWIDE方向またはTELE方向に移動させるかを決定し、MT端子によって発光部221を所望の方向に移動させ、焦点距離に対応した発光部221の照射角の調節を行う。詳しくは、キセノン管216による照射範囲の調節を行う。221は発光部であり、後述の図5にて説明するように、フレネルレンズにより光の拡散を行う。また、発光部221の発熱に関する情報、本実施例では温度を検出するための不図示の温度計が搭載されており、A/D入力用のAD3端子から読み込んでA/D変換し、温度をディジタル値として読み取ることができる。
ストロボマイコン219は、カメラ本体100より指示された所定発光レベル、または、ストロボ装置210の不図示の設定部材を用いてユーザーにより設定された所定発光レベルに応じて、DA0端子に所定の電圧(コンパレート電圧)を設定する。
次に、データセレクタ211のY0,Y1端子に「1,0」を出力し、データセレクタ211に入力端子としてD2端子を選択させる。このとき、キセノン管216は未だ発光していないので、第2の受光素子217の光電流は殆んど流れていないため、コンパレータ212の反転入力端子に入力される測光回路217の出力は発生しない。一方、コンパレータ212の出力はHi(ハイレベル)であるので、発光制御回路210は導通状態となる。
次に、TRIG端子より発光トリガ信号を出力すると、トリガ発生回路209は高圧を発生したキセノン管216を励起し、発光が開始される。
一方、ストロボマイコン219は、積分測光回路215に積分開始を指示する。積分測光回路215は第1の受光素子218の対数圧縮された光電出力の積分を開始すると同時に、発光時間をカウントする不図示のタイマを起動させる。
発光が開始されると、発光レベル制御用の第2の受光素子217からの光電流が多くなり、測光回路214の出力が上昇する。そして、測光回路214の出力がコンパレータ212の非反転入力に設定されている所定のコンパレート電圧より高くなると、コンパレータ212の出力はLo(ローレベル)に反転し、発光制御回路210はキセノン管216の発光電流を遮断する。これにより、放電ループが断たれるが、ダイオード208およびコイル206により環流ループを形成し、発光電流は回路の遅れによるオーバーシュートが収まった後、徐々に減少する。
発光電流の減少に伴い、発光レベルが低下するので、第2の受光素子217の光電流は減少し、測光回路214の出力も低下する。そして、所定のコンパレート電圧以下に低下すると、再びコンパレータ212の出力がHiに反転し、発光制御回路210が再度導通してキセノン管216の放電ループが形成され、発光電流が増加して発光レベルも増加する。
このように、DA0端子に設定された所定のコンパレート電圧を中心に、コンパレータ212は短い周期で発光レベルの増加減少を繰り返し、結果的には、所望するほぼ一定の発光レベルで発光を継続させる発光の制御が行われる。
前述したタイマのカウントにより所定の発光時間が経過すると、ストロボマイコン219はデータセレクタ211のY0,Y1端子に「0,0」を出力する。これにより、データセレクタ211の入力端子はD0端子、すなわちLo入力が選択され、出力は強制的にLoとなり、発光制御回路210はキセノン管216の放電ループを遮断する。これにより、発光が終了する。
また、発光終了時に、ストロボマイコン219は、発光量を積分した積分測光回路215の出力をA/D入力用のAD0端子から読み込んでA/D変換し、積分値、すなわち発光時の発光量をディジタル値として読み取ることができる。
次に、ストロボ発光時の動作について、図3のフローチャートにしたがって説明する。
図3(a)のステップS101にて、図1で示したカメラ本体100のスイッチSW2がオンされると、カメラマイコン101を介してストロボマイコン219にそのことが伝わり、ストロボマイコン219は、ステップS102からの動作を開始する。なお、発光モードが自動調光発光の場合は、X信号変更より前にストロボ接点群230に含まれる通信用のS0,S1,S2端子を通してシリアル通信によりカメラマイコン101からストロボマイコン219に発光量が送信される。また、送信が完了すると、カメラマイコン101により、ストロボ接点群230のS4端子のX信号をHiからLoに変更される。ストロボ装置210側であらかじめ発光量が設定されているマニュアル発光モードの場合は、発光量の送信は行わず、X信号のレベル変更のみが行われる。
次のステップS102では、ストロボマイコン219は、図2で示したストロボ接点群230のS4端子がLoであることを検出すると、それに同期してストロボ発光を行う。ストロボ発光が終了した後は、次のステップS103にて、フレネルレンズ(図5参照)より成る発光部221の発熱状態、本実施例では温度上昇を不図示の温度計を使って、A/D入力用のAD3端子から読み込んでA/D変換する。そして、温度をディジタル値として読み取る。もし、温度計が搭載されていない場合においては、温度上昇シミュレーション等により、発光量に応じて推定温度を算出する等により発熱状態を検出するようにしても良い。
次のステップS104では、ストロボマイコン219は、検出された温度と規定温度T1とを比較し、規定温度T1以下であればステップS101に戻り、スイッチSW2が押される毎に、上記の処理を繰り返す。上記規定温度T1は、次回の発光量がストロボの最大発光量であるフル発光でも、発光部221がダメージを受けない(溶解、破損しない)温度レベルのことを言っている。ここで、ストロボ発光後の発光部の温度が規定温度T1より高ければステップS105へ進み、後述するように発光部221へのダメージを抑止するための発光制限処理を次回ストロボ発光より施する。つまり、ステップS105では、発熱温度に応じて発光量を調節する。
以下、ステップS105にて実行される発光制限処理の詳細について、図3(b)のフローチャートにより説明をする。
ステップS201では、ストロボマイコン219は、発光モードが自動発光モードの場合は、不図示のストロボ操作部材を使用して発光モードをマニュアル発光モードに変更するか、強制的にマニュアル発光モードに変更する。そして、次のステップS202にて、照射角のズーム位置と現在の発熱レベルに応じて発光量の上限の決定を行う。
ここで、ステップS201にて発光モードをマニュアル発光モードに強制的に変更するのは、ステップS202で発光量の上限が制限されることに起因している。仮に、ステップS201で自動発光モードを維持してしまうと、自動的に最適な発光量が得られるとユーザーに思わせてしまうにも拘わらず、実際にはステップS202で発光量が制限されているために、撮影時の発光量が不足してしまう可能性が高い。そこで、ステップS202で発光量が制限されていることをユーザーに認識してもらうために、ステップS201では発光モードをマニュアル発光モードに切り換えている。
図4(a)は、発光部221のダメージを抑制できる発光可能領域を○で、そうでない領域を×で、それぞれ示している。発光部221の温度上昇は照射角(キセノン管216の位置)によって大きく変わるため、その時の照射角に合わせて発光量を変動させる。
例えば、図5に示したように照射角が105mmの場合は、キセノン管216と発光部221の距離が遠くなるように設定される。発光部221に温度がさほど伝わらないため、発光量はマニュアルにてフル発光の1/2〜1/128まで選択可能となる。一方、照射角が24mmの場合は、キセノン管216と発光部221の距離が近くなるように設定される。発光部221に非常に近いため、発光量はマニュアルにてフル発光量の1/128のみ選択可能となる。
上記ステップS102にて、照射角が35mmでフル発光量の1/2でストロボ発光を行った後、ステップS103,S104で発光部221の発熱が規定温度T1よりも高くなったことが検知された場合を例にあげて説明する。次のステップS105では、発光モードが強制的にマニュアル発光に変更され、発光量の上限がフル発光量の1/32に設定される。前のステップS102で発光量がフル発光量の1/2に設定されていた。そのため、ここでは強制的に発光量がフル発光量の1/32に設定され、この発光量以下であれば、ユーザーが自由に発光量を選択することを許可する。本実施例では、照射角を基準として発光量の上限を変動させたが、発光量を基準として照射角の上限を変動させる方式でも構わない。また、図5は発光部221(フレネルレンズ)に対して近い照射角を24mmとしたが、光学系によっては、発光部221に近い照射角は105mmとなることもある。
続いて、図4(b)について説明する。規定温度T1は、図4(a)から判るように、次回の発光量がストロボの最大発光量であるフル発光でも発光部221に対してのダメージを抑制可能な温度レベルのことであり、温度T2は、発光部221に対してのダメージを抑制不能となる臨界温度である。
発光制限処理中の発光時における発光部221の温度が、温度T1〜T2間に収まれば、発光部221へのダメージを抑制することができるので、現在の温度の高さによって発光量を変動させることが可能である。発光部221の温度がT1であるときの発光可能/不可の発光領域を図6(a)、温度T2であるときの発光可能/不可の発光領域を図6(b)、温度T1とT2の中間であるときの発光可能/不可の発光領域を図4(a)とすることが可能である。すなわち、発光部221の温度が温度T1〜T2の間であって、かつ、温度T1に近いほど、臨界温度T2まで余裕が残っている。そのため、図4(a)の発光可能/不可の発光領域をしきい線T0が上方へ移動することができる。反対に、発光部221の温度が温度T1〜T2の間にあって、かつ、温度にT2に近いほど、臨界温度T2までの余裕が少ないことになる。そのため、図4(a)のしきい線T0が下方へ移動する。例えば、現在の温度がT1であれば、50〜105mmではフル発光までの選択が可能となり、現在の温度がT2であれば、80mmではフル発光の1/128の発光しかできない制御になる。
以上、発光モードをマニュアルモードに変更し、発光部221のダメージを抑制できる発光量のレベルを決定し、図3(b)の発光制限処理を終了する。
図3(a)に戻り、次のステップS106では、ストロボマイコン219は、カメラマイコン101を介して上記ステップS101と同様にスイッチSW2がオンされたか否かを判定する。スイッチSW2がオンされるとステップS107へ進む。なお、スイッチSW2がオンの場合、カメラマイコン101によりストロボ接点群230に含まれるS4端子のX信号がHiからLoに変更される。
次のステップS107では、ストロボマイコン219は、ストロボ接点群230に含まれるS4端子のX信号がHiからLoに変更されたことを検出すると、それに同期して、図3(b)のステップS202で決定された発光量でストロボのマニュアル発光を行う。
本実施例では、発光制限処理時の発光モードをマニュアルモード(図3(b)のステップS201)としている。しかし、発光部221にダメージをあたえる恐れのある臨界温度T2を超えない発光量をあらかじめ決定できる方式であれば、発光モードはなんでも良い。例えば、マルチ発光、カメラ本体100側が被写体に合わせて自動で発光量を決定する自動調光発光、ストロボ装置210側が自動で調光する外部調光のいずれかであっても良い。
上記の実施例によれば、発光部221の照射角を撮像レンズ110の焦点距離に応じて設定するストロボズーム手段(ズーム制御回路220、ストロボマイコン219)を有する。さらに、発光モードを切り換える切換手段(ストロボマイコン219の図3(b)のステップS210の動作を行う部分)を有する。さらに、発光部221の発熱に関する情報を検出する検出手段(発光部221の温度を検出する不図示の温度計およびストロボマイコン219)を有する。さらには、発光部221の発熱に関する情報が規定発熱領域(図4(b)の温度T1超過かつ温度T2未満の領域)に到達したとする。この場合、発光制限をかける発光制御手段(ストロボマイコン219の図3(a)のステップS105(図3(b))の動作を行う部分)を有する。そして、上記発光制御手段は、発光制限時には、発光量を調節するようにしている。
詳しくは、上記発光制御手段は、発光制限時には、照射角に応じて発光量の上限を設定するか、あるいは、発光量に応じて前記照射角の上限を制限するようにしている。
また、発光制限時には、発光部221の発熱状態に応じて発光量の上限、あるいは、照射角の上限を変化させる(図4参照)ようにしている。
また、発光制限時には、ユーザーが任意に発光量を決定できるマニュアル発光、マルチ発光、撮像装置側が被写体に合わせて自動で発光量を決定する自動調光発光、ストロボ装置側が自動で調光する外部調光のいずれかのモードに切り換えるようにしている。
よって、発光部221の発熱、つまり温度上昇による該発光部221へのダメージを抑制しつつ、シャッタチャンスを逃すことを回避することが可能なストロボ装置210及び該ストロボ装置を具備するカメラを提供可能となる。
(本発明と実施例の対応)
ストロボマイコン219及びズーム制御回路220が本発明のストロボズーム手段に、発光部221が本発明の発光部に、それぞれ相当する。また、ストロボマイコン219の図3(a)のステップS103の動作を実行する部分が、本発明の、発光部の発熱に関する情報を検出する検出手段に相当する。また、ストロボマイコン219の図3(a)のステップS105の動作を実行する部分が、本発明の、発光部の発熱に関する情報が規定発熱領域に到達した場合、発光制限をかける発光制御手段に相当する。
上記実施例において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。
本発明の一実施例に係わるストロボ装置、撮像装置及び撮像レンズの回路構成を示すブロック図である。 図1のストロボ装置内の回路構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係わるストロボ発光時の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係わる発光禁止解除を行うためのズームと発光量と温度の関係を示した図である。 本発明の一実施例に係わるストロボズーム機構を示した図である。 本発明の一実施例に係わる発光禁止解除を行うためのズームと発光量の関係をより具体的に示した図である。
符号の説明
100 カメラ本体(撮像装置)
101 カメラマイコン
110 撮像レンズ
111 レンズマイコン
216 キセノン管
219 ストロボマイコン
220 ズーム制御回路
221 発光部
230 ストロボ接点群

Claims (4)

  1. 発光部の照射角を撮像レンズの焦点距離に応じて設定するストロボズーム手段と、
    前記発光部の発熱に関する情報を検出する検出手段と、
    前記発光部の発熱に関する情報が規定発熱領域に到達した場合、発光制限をかける発光制御手段とを有し、
    前記発光制御手段は、前記発光制限時には、前記照射角に応じて発光量の上限を設定するか、あるいは、前記発光量に応じて前記照射角の上限を制限することを特徴とするストロボ装置。
  2. 前記発光制限時には、前記発光部の発熱状態に応じて前記発光量の上限、あるいは、前記照射角の上限を変化させることを特徴とする請求項1に記載のストロボ装置。
  3. 前記発光制限時には、ユーザーが任意に発光量を決定できるマニュアル発光に切り換えることを特徴とする請求項1または2に記載のストロボ装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載のストロボ装置を具備することを特徴とする撮像装置。
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