JP2010145485A

JP2010145485A - 照明装置、撮像装置及び充電制御方法

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Publication number: JP2010145485A
Application number: JP2008319661A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Emoto; 大介荏本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: JP5590792B2

Abstract

【課題】コンデンサの充電時間の短縮化と、ストロボ撮影に使用しない発光手段の駆動用のコンデンサに充電されたエネルギーの有効利用を図る。
【解決手段】ストロボ撮影用の光源としての複数の発光部（キセノン管５、ＬＥＤ７）と、複数の発光部を駆動するための、各発光部に対応する複数のコンデンサ（コンデンサ４、コンデンサ６）とを備える、また、複数のコンデンサに対して、電池電圧を昇圧して充電を行うトランス２０と、複数のコンデンサの内の一つのコンデンサに充電された電圧を変換して別のコンデンサに充電する電圧変換回路２とを備える。また、トランス２０と、電圧変換回路２を制御して、複数のコンデンサの充電を制御するＣＰＵ１０を備え、ＣＰＵ１０は、複数の発光手段のうち、撮影条件に適した発光部のコンデンサに、電池１あるいは別のコンデンサから充電する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の発光部を有する照明装置及び撮像装置に関するものである。

デジタルカメラに代表される撮像装置でのストロボ撮影時に使用される照明装置において、複数の発光手段を有する照明装置が知られている。例えば、特許文献１には、複数の発光手段としてキセノン管からなる第１の発光手段と発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）からなる第２の発光手段を有する閃光発光装置が開示されている。
特開平１０−２０６９４２号公報

引用文献１では、キセノン管とＬＥＤのように、閃光発光に要する電圧・電流が大きく異なる発光手段を有しているため、発光手段毎に、閃光発光に必要な電力を供給するためのコンデンサを備えている。

しかしながら、このような複数の発光手段とそれに対応するコンデンサを個別に備えた構成の照明装置を用いて、ストロボ撮影を行う際、使用する発光手段に対応するコンデンサが放電してしまっている場合、以下の問題がある。

即ち、上記の場合、対応するコンデンサが放電している発光手段を再び発光させるためには再度電池電圧を昇圧して使用する発光部に対応したコンデンサを充電する必要があり、ストロボ撮影までに時間がかかってしまうという問題がある。

本発明の目的は、コンデンサの充電時間の短縮化と、ストロボ撮影に使用しない発光部駆動用のコンデンサに充電されたエネルギーの有効利用を図ることができる照明装置及び撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の照明装置は、第１の発光手段と、前記第１の発光手段と発光に要する電圧が異なる第２の発光手段と、前記第１の発光手段を駆動するための第１のコンデンサと、前記第２の発光手段を駆動するための第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサに対して、電池を用いて充電を行う充電手段と、前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサのいずれか一方のコンデンサに充電された電圧を変換して他方のコンデンサに充電する電圧変換手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の撮像装置は、第１の発光手段と、前記第１の発光手段と発光に要する電圧が異なる第２の発光手段と、前記第１の発光手段を駆動するための第１のコンデンサと、前記第２の発光手段を駆動するための第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサに対して、電池を用いて充電を行う充電手段と、前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサのいずれか一方のコンデンサに充電された電圧を変換して他方のコンデンサに充電する電圧変換手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の照明装置及び撮像装置によれば、コンデンサの充電時間の短縮化と、ストロボ撮影に使用しない発光部駆動用のコンデンサに充電されたエネルギーの有効利用を図ることができる。

以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置のブロック図である。

図１において、発光装置は、入力電源となる電池１、キセノン（Ｘｅ）管駆動用のコンデンサ４及びＬＥＤ駆動用のコンデンサ６の充電を行う電圧変換回路２、コンデンサ４（第１のコンデンサ）及びコンデンサ６（第２のコンデンサ）を備える。

また、照明装置は、キセノン管５、ＬＥＤ（発光ダイオード）７、キセノン管５を駆動するトリガ回路８、ＬＥＤ７を発光させる駆動回路９、トリガ回路８と駆動回路９を制御するＣＰＵ１０を備える。

電圧変換回路２は、電圧変換用のトランス２０、充電回路の構成を切り換えるスイッチ３１、３２、３３、３４、３５からなるスイッチ回路３、チョークコイル１４、１５を備える。

電圧変換回路２は、ＣＰＵ１０からの制御信号に従って入力電圧を変換し、コンデンサ４またはコンデンサ６の充電を行う。電圧変換回路２のトランス２０は、キセノン管駆動用のコンデンサ４の充電とＬＥＤ駆動用のコンデンサ６の充電とで共用される。

電圧変換回路２に含まれるスイッチ３１〜３５は、電圧変換状態に合わせて、ＣＰＵ１０からの制御信号（スイッチ切り換え信号）１１１、１１２、１１３、１１４、１１５によりオン、オフまたはオンとオフを繰り返す発振動作に切り換えられる。これによって電圧変換回路２の構成を切り換える機能を持つ。実際にはトランジスタ、ＦＥＴなどを使用して構成される。

充電電圧検出回路３０は、コンデンサ４及びコンデンサ６の充電電圧を検出する。

図１における、キセノン管５、トリガ回路８、ＬＥＤ７、駆動回路９、チョークコイル１４、１５については、照明装置の用途に適した一般的なデバイスを採用することで機能を実現できる。

ここで、キセノン管５、ＬＥＤ７は、ストロボ撮影用の光源としてそれぞれ第１の発光手段、第２の発光手段として機能する。また、トランス２０及びスイッチ３１〜３５は、複数のコンデンサ４、６に対して、電池電圧を昇圧して充電を行う充電手段として機能する。

また、ＣＰＵ１０は、充電手段及び電圧変換手段を制御して、複数のコンデンサの充電を制御する充電制御手段として機能する。そして、充電制御手段としてのＣＰＵ１０は、第１、第２の発光手段のうち、撮影条件に適した発光手段のコンデンサに、電池１あるいは他方のコンデンサから充電する。

図２（図２Ａ、図２Ｂ）は、図１における電圧変換回路２の各電圧変換動作と、スイッチ３１〜３５の制御状態を表すタイミングチャートである。

図３（図３Ａ、図３Ｂ）は、図１における電池１の電圧を変換して、コンデンサ４の充電を行う際の電圧変換回路２の動作を表すブロック図である。

図４（図４Ａ、図４Ｂ）は、図１におけるコンデンサ４の電圧を変換して、コンデンサ６の充電を行う際の電圧変換回路２の動作を表すブロック図である。

以下、図２、図３と図４を参照しながら、スイッチ３１〜３５の状態と電圧変換回路２の動作を説明する。

電池１からコンデンサ４への充電動作を行う際、スイッチ３１〜３５は、図２Ａの（ａ）のように、ＣＰＵ１０からの制御信号により制御される。

図３Ａにおいて、スイッチ３１は制御信号１１１により、オンされた状態を表わしている。このとき、電池１から電池入力電流１６を、トランス２０の１次側巻き線を介して流すことで、トランス２０にエネルギーを蓄える。

図３Ｂにおいて、スイッチ３１は制御信号１１１によりオフされ、同時にスイッチ３２は、制御信号１１２によりオンされている。このときに、トランス２０に蓄積されたエネルギーはコンデンサ４へと充電される。またスイッチ３３、３４、３５はオフに固定されている。

この結果、電圧変換回路２は、電池１からトランス２０に蓄えられたエネルギーをコンデンサ４へ送り出し、充電を行うフライバック回路を構成する。

電池１からコンデンサ６への充電動作を行う際、各スイッチは図２Ａの（ｂ）のように、ＣＰＵ１０からの制御信号により制御される。尚、基本的な動作は電池１の電圧を変換してコンデンサ４を充電する場合と同様であり、スイッチ３２の代わりに制御信号１１４によりスイッチ３４の切り換えを行うことでコンデンサ６を充電する。

コンデンサ４からコンデンサ６への充電動作を行う際、各スイッチは図２Ｂの（ｃ）のように、ＣＰＵ１０からの制御信号により制御される。

図４Ａにおいて、スイッチ３２、３４は、各々制御信号１１２、１１４によりオンされた状態を表わしている。スイッチ３２がコンデンサ４に充電されたエネルギーを、トランス２０を介して放電する際に流れるコンデンサ４の放電電流１８によって、このトランス２０のスイッチ３４がつながる側の巻き線に誘導電流が発生する。これがコンデンサ６の充電電流１９となってコンデンサ６を充電する。

また、スイッチ３５は、図４Ｂで表わされるように、スイッチ３２、３４がオフされる期間に、制御信号１１５によってオンされ、コンデンサ６の充電電流１９を保持するように制御される。また、スイッチ３３はオフに固定されている。この結果、電圧変換回路２はフォワード式回路を構成する。

コンデンサ６からコンデンサ４への充電動作時を行う際、各スイッチは、図２Ｂの（ｄ）のように、ＣＰＵ１０からの制御信号により制御される。尚、基本的な動作はコンデンサ４の電圧を変換してコンデンサ６を充電する場合と同様であり、スイッチ３５の代わりに制御信号１１３によりスイッチ３３の切り換えを行う。

図５は、図１の照明装置によって実行されるストロボ撮影処理の手順を示すフローチャートである。

本処理は、図１におけるＣＰＵ１０の制御の下に実行される。

以下、図５及び図１を参照してストロボ撮影の動作を説明する。

撮影が指示されると、ＣＰＵ１０によってキセノン管５、ＬＥＤ７のどちらを用いてストロボ撮影を行うか判定される（Ｓ１０）。ストロボ撮影時に使用する発光手段は、あらかじめ撮影者がメニュー画面から設定すること決定してもよいし、撮影時の撮影条件や撮影モードに応じて自動的に決定してもよい。例えば、撮影時の撮影条件として、被写体の距離が遠い場合には大きい発光量で発光できるキセノン管５を使用し、被写体の距離が近い場合にはＬＥＤ７を使用する。キセノン管５を用いると判定された場合、ＣＰＵ１０は、キセノン管発光用のコンデンサ４の充電状態を、充電電圧検出回路３０により検出する（Ｓ２０）。

そして、コンデンサ４の充電が完了している場合は、ＣＰＵ１０は、トリガ回路８に発光信号１２を送り、キセノン管５を発光させ、撮影を行う（Ｓ２１）。

一方、コンデンサ４が充電されていない場合、ＣＰＵ１０は、ＬＥＤ発光用のコンデンサ６の充電状態の検出を充電電圧検出回路３０により行う（Ｓ４０）。尚、本実施の形態では、コンデンサ４及びコンデンサ６の充電状態の検出を同一の充電電圧検出回路で行っているが、異なる充電電圧検出回路を設けてそれぞれ充電状態の検出を行ってもよい。

そして、コンデンサ６が充電されている場合、ＣＰＵ１０は、コンデンサ６からコンデンサ４を充電するためのスイッチ切り換え処理を行い（Ｓ４１）、コンデンサ６からコンデンサ４への充電を実行する（Ｓ４２）。

この結果、コンデンサ４の充電が完了した場合は、ＣＰＵ１０は、キセノン管５を発光させ、撮影を行う（Ｓ２１）。

Ｓ４０で、コンデンサ６の充電が完了していない場合は、ＣＰＵ１０は、電池１の電圧を変換してコンデンサ４を充電するためのスイッチ切り換え処理を行い（Ｓ４３）、コンデンサ４の充電を行う（Ｓ４４）。そして、充電を完了させた後に、ＣＰＵ１０は、キセノン管５を発光させ、撮影を行う（Ｓ２１）。

Ｓ１０で、ＬＥＤ７を用いると判定された場合、ＣＰＵ１０は、ＬＥＤ発光用のコンデンサ６の充電状態を充電電圧検出回路３０により検出する（Ｓ３０）。

そして、コンデンサ６の充電が完了している場合は、ＣＰＵ１０は、駆動回路９に発光信号１３を送り、ＬＥＤ７を発光させ、撮影を行う（Ｓ３１）。

コンデンサ６の充電が完了していない場合、ＣＰＵ１０は、キセノン管発光用のコンデンサ４の充電状態の検出を充電電圧検出回路３０により行う（Ｓ５０）。

そして、コンデンサ４が充電されている場合、ＣＰＵ１０は、コンデンサ４からコンデンサ６を充電するためのスイッチ切り換え処理を行い（Ｓ５１）、コンデンサ４からコンデンサ６への充電を実行する（Ｓ５２）。

この結果、コンデンサ６の充電が完了した場合は、ＣＰＵ１０は、ＬＥＤ７を発光させ、撮影を行う（Ｓ３１）。

Ｓ５０で、コンデンサ４が充電されていない場合は、ＣＰＵ１０は、電池１の電圧を変換してコンデンサ６を充電するためのスイッチ切り換え処理を行い（Ｓ５３）、コンデンサ６の充電を行う（Ｓ５４）。そして、充電を完了させた後に、ＣＰＵ１０は、ＬＥＤ７を発光させ、撮影を行う（Ｓ３１）。

ここで、ＬＥＤ７に対応するコンデンサ６に充電する電圧に対して、キセノン管５に対応するコンデンサ４に充電する電圧は高電圧となっている。

本実施の形態では、ストロボ撮影に用いる発光手段に対応したコンデンサを充電する際に、電池１とストロボ撮影に用いない発光手段に対応したコンデンサのいずれかを用いて充電することが可能である。回路構成上、コンデンサ４とコンデンサ６の間での充電電荷の変換はフォワード式電圧変換回路で行われる。

そのため、電池１から直接電圧を変換して充電を行う場合と比較して、充電時間が短縮され、撮影間隔を短くできる。また、ストロボ撮影に使用しない発光手段に対応したコンデンサに充電されたエネルギーを有効に利用することができる。さらに、このとき、コンデンサの充電に要する負荷電流が直接電池１にかからないことから、充電時間を犠牲にして充電電流を制限するといった対策が不要になる。

尚、本実施の形態では、ストロボ装置の構成のみを説明したが、本実施の形態の構成は撮像装置に装着される外部ストロボに限らず、複数の発光手段を有しそれぞれ個別のコンデンサを有する撮像装置に適用してもよい。

また、本実施の形態では、複数の発光部としてキセノン管とＬＥＤを有する構成であったが、発光に要する電圧が異なる発光部であればキセノン管とＬＥＤでなくてもよい。

本発明の実施の形態に係る照明装置のブロック図である。図１における電圧変換回路２の各電圧変換動作と、スイッチ３１〜３５の制御状態を表すタイミングチャートである（１）。図１における電圧変換回路２の各電圧変換動作と、スイッチ３１〜３５の制御状態を表すタイミングチャートである（２）。図１における電池１の電圧を変換して、第１のコンデンサ４の充電を行う際の電圧変換回路２の動作を表すブロック図である（１）。図１における電池１の電圧を変換して、第１のコンデンサ４の充電を行う際の電圧変換回路２の動作を表すブロック図である（２）。図１における第１のコンデンサ４の電圧を変換して、第２のコンデンサ６の充電を行う際の電圧変換回路２の動作を表すブロック図である（１）。図１における第１のコンデンサ４の電圧を変換して、第２のコンデンサ６の充電を行う際の電圧変換回路２の動作を表すブロック図である（２）。図１の照明装置によって実行されるストロボ撮影処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１電池
２電圧変換回路
３スイッチ回路
４コンデンサ
５キセノン管
６コンデンサ
７発光ダイオード（ＬＥＤ）
８トリガ回路
９駆動回路
１０ＣＰＵ
２０トランス
３０充電電圧検出回路
３１、３２、３３、３４、３５スイッチ

Claims

第１の発光手段と、
前記第１の発光手段と発光に要する電圧が異なる第２の発光手段と、
前記第１の発光手段を駆動するための第１のコンデンサと、
前記第２の発光手段を駆動するための第２のコンデンサと、
前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサに対して、電池を用いて充電を行う充電手段と、
前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサのいずれか一方のコンデンサに充電された電圧を変換して他方のコンデンサに充電する電圧変換手段と、を備えたことを特徴とする照明装置。
前記充電手段及び前記電圧変換手段を制御して、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサの充電を制御する充電制御手段を備え、
前記充電制御手段は、前記第１の発光手段及び第２の発光手段のうち、撮影条件に適した発光手段を駆動するためのコンデンサに、電池あるいは他方のコンデンサから充電するように制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記第１の発光手段及び前記第２の発光手段のうち一方は発光ダイオードであり、他方はキセノン管であることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
第１の発光手段と、
前記第１の発光手段と発光に要する電圧が異なる第２の発光手段と、
前記第１の発光手段を駆動するための第１のコンデンサと、
前記第２の発光手段を駆動するための第２のコンデンサと、
前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサに対して、電池を用いて充電を行う充電手段と、
前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサのいずれか一方のコンデンサに充電された電圧を変換して他方のコンデンサに充電する電圧変換手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
前記充電手段及び前記電圧変換手段を制御して、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサの充電を制御する充電制御手段を備え、
前記充電制御手段は、前記第１の発光手段及び第２の発光手段のうち、撮影条件に適した発光手段を駆動するためのコンデンサに、電池あるいは他方のコンデンサから充電するように制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記第１の発光手段及び前記第２の発光手段のうち一方は発光ダイオードであり、他方はキセノン管であることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
第１の発光手段と、前記第１の発光手段と発光に要する電圧が異なる第２の発光手段と、前記第１の発光手段を駆動するための第１のコンデンサと、前記第２の発光手段を駆動するための第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサに対して電池を用いて充電を行う充電手段と、を備えた照明装置の充電制御方法であって、
前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサのいずれか一方のコンデンサに充電された電圧を変換して他方のコンデンサに充電する電圧変換ステップを備えたことを特徴とする照明装置の充電制御方法。