JP2019090993A - 撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム - Google Patents

撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 複数のLEDから構成されるカメラのリングライトをストロボ発光に使用する場合、LEDそれぞれの輝度ばらつきによってストロボ発光ムラが発生してしまう。【解決手段】 被写体を撮像する撮像手段と、被写体に光を照射し、かつ受光素子を有する外部装置と光通信を行う複数の発光素子とを備え、前記外部装置で検出された受光輝度情報を撮像装置が入手し、前記受光輝度情報をもとに前記複数の発光素子が閃光発光する際の、前記発光素子各々に流す電流値を決定する。【選択図】 図7

Description

本実施形態は、複数の発光素子を有する撮像装置に関する。
近年、撮像装置の撮像を補助する発光装置として、従来からのキセノンランプを使用した発光装置から、LED(Light Emitting Diode)を使用する発光装置への置き換えが進んでいる。キセノンランプの替わりにLEDを使用することで、動画撮像時の長時間点灯や、近接撮像時の微弱発光への対応が容易にできるようになってきた。
特許文献1は、撮像手段と、複数の発光素子からなる照明手段と、照度センサで検出される照度が高くなるほど照明光量を低下させる光量制御手段とを備える。複数の発光素子を発光させる場合、前回発光した所定個数の発光素子と、少なくとも1つを異ならせて所定個数の発光素子を発光させることを特徴とする撮像装置を開示している。
前記発明においては、複数の発光素子を発光させる場合、同一の発光素子ばかりが発光することを防止し、発光する発光素子の均等化を図り、各発光素子の寿命を長期化することができる。
特開2016−80844号公報
しかしながら、特許文献1は、複数の発光素子を発光させる場合、前回発光した所定個数の発光素子と、少なくとも1つを異ならせて所定個数の発光素子を発光させることを特徴としている。前記発光制御を行うことで、複数の発光素子の点灯回数の均一化を図ることはできるが、発光素子の寿命低下の大きな要因である発光素子の点灯時間の均一化を図ることができない。また、複数の発光素子の輝度を参照する手段も無いことから、複数の発光素子間の輝度の均一化も図ることができない。
そこで、本発明は、撮像装置の複数発光素子を同時に発光した場合に、ストロボ発光ムラの発生を防ぐことを目的とする。
被写体を撮像する撮像手段と、被写体に光を照射し、かつ受光素子を有する外部装置と光通信を行う複数の発光素子を有する発光手段と前記外部装置からの受光輝度情報と画像をやり取りする通信手段と、前記発光素子の電流を計算する手段と、前記発光素子の電流を設定する手段とを備える撮像装置において、前記外部装置で検出された受光輝度情報を撮像装置が入手し、前記受光輝度情報をもとに前記複数の発光素子が発光する際の、前記発光素子各々に流す電流値を決定する。
本発明によれば、撮像装置の複数発光素子を同時に発光した場合に、ストロボ発光ムラの発生を防ぐことができる。
第1の実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。 第1の実施形態の撮像装置の外観の一例を示す図である。 第1の実施形態の撮像装置を接続する外部装置の構成例を示す図である。 第1の実施形態の撮像装置を接続する外部装置の外観の一例を示す図である。 第1の実施形態の撮像装置と、撮像装置を設置する外部装置の動作処理フローの例を示す図である。 第2の実施形態の撮像装置と、撮像装置を設置する外部装置の動作処理フローの例を示す図である。 第2の実施形態の撮像装置と、撮像装置を設置する外部装置の動作処理フローの例を示す図である。 撮像装置と外部装置の接続例を示す図である。 第3の実施形態のストロボ発光テーブルの一例を示す図である。
図1は、本実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。本実施形態においては、撮像装置の一例として、デジタルカメラを適用した例について説明する。
撮像装置100は、鏡筒101、モータドライバ107、AFE(Analog Front End)108、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)109、フラッシュメモリ110を備える。また、この撮像装置は、カードコネクタ112、CPU(Central Processing Unit)114、音声CODEC(Coder/Decoder)115、マイクロホン116、スピーカ117を備える。カードコネクタ112には、外部メモリである不揮発性メモリ111を挿入することができ、不揮発性メモリ111を介して外部とのデータの送受信が可能である。CPU(A)114は、撮像装置100全体を制御する。また、この撮像装置100は、ビデオエンコーダ118、ビデオアンプ119、液晶パネルドライバ120、液晶パネル121、操作スイッチ122を備える。
音声録音時には、マイクロホン116に入力された音は、マイクロホン116で音による振動が電気信号に変換され、音声CODEC115に入力される。音声CODEC115に入力された信号は振幅数mVの微弱な信号であるため、音声CODEC115内部のマイクアンプによって増幅される。増幅された音声信号は、音声CODEC115内部のA/D(Analog/Digital)変換器によってアナログ信号からデジタル信号に変換される。同じく音声CODEC115内部のハイパスフィルタや、ローパスフィルタを通過することで不要な周波数帯域の減衰処理が行われる。その後、SDRAM109にデータが一時保存され、CPU(A)114が、動画データと同期を取ったうえで、音声付動画として、一つのファイルとして不揮発性メモリ111上にデータを保存される。
一方、音声再生時には、不揮発性メモリ111上に保存された音声付動画データが、SDRAM109に一時保存される。CPU(A)114は、音声データと動画データを別々に扱い、音声データは音声CODEC115に転送される。音量を調整するためのゲイン調整等を行った後に、音声CODEC115内部のD/A(Digital/Analog)変換器によってデジタル信号からアナログ信号に変換される。続けて、音声CODEC115内部のローパスフィルタや、ハイパスフィルタを通過することで不要な周波数帯域の減衰処理が行われ、同じく音声CODEC115内部のスピーカアンプを介してスピーカ117から音声が発音される。動画を液晶パネル121上に表示する場合には、CPU(A)114が、動画を液晶パネル121の表示領域に合わせて解像度を変換するリサイズ処理を行い、液晶パネルドライバ120に動画データを転送する。動画データを受信した液晶パネルドライバ120は、液晶パネル121に順次画像データを転送し、動画の表示を行う。CPU(A)114は、音声CODEC115と液晶パネルドライバ120の同期を取った状態で双方の制御を行い、音声と動画の同期を保って音声付動画の再生を行う。
鏡筒101は、フォーカッシングモータ102、レンズ群103、ズームモータ104、絞り105、CCD(Charge Coupled Device)106を備える。レンズ群103は、複数枚のレンズを含んでいる。被写体からの光はレンズ群103から入射し、絞り105を通してCCD106に到達する。フォーカッシングモータ102が、CCD106の受光面と平行に配置されたレンズ群103に含まれるフォーカシングレンズ(図示を省略)を平行移動させる。これにより、フォーカシングレンズとCCD106間の距離が調節され、被写体像がCCD106上に結像する。これが焦点検出動作であり、この処理を自動的に行うのが自動焦点検出動作であるAF(Auto Focus)である。
ズームモータ104が、鏡筒101に設けられたレンズ群103のそれぞれのレンズ位置やレンズ間の距離を変化させることによって、CCD106に結像する被写体の焦点距離を調節することができる。ズームモータ104は、フォトインタラプタ(図示を省略)によってその回転数が読み取られる。これにより、レンズ群103の存在する位置を認識することができる。ズームモータ104は、モータドライバ107によって回転数を制御することができ、レンズ群103を所望の位置に移動することが可能である。撮像装置100と被写体との距離や角度によって、レンズ群103に入射する光線の入光量や角度が変化するので、撮像の都度、レンズ群103とCCD106との間の距離を調整する焦点検出動作が必要になる。
アイリスモータ(図示を省略)は、絞り105を制御するモータである。アイリスモータが、被写体の明るさに応じて絞り105の開口径を制御することによって、CCD106に入射する光量が制御され、最適な露出が得られる撮像を行うことができる。
CCD106に結像した被写体像に対して光電変換が行われ、CCD106の画素一つ一つが得た光量に比例した電荷量が得られる。被写体像の明るい部分については大きな電荷量が得られ、被写体像の暗い部分の電荷量は小さくなる。すなわち、被写体像の濃淡を電荷量の差として得ることができる。
CCD106は、数百万画素〜数千万画素で構成されており、それぞれの画素にマイクロレンズ、カラーフィルタが配置されている。赤、緑、青のカラーフィルタを配置することで、3原色の入光量を得ることができ、その結果、フルカラー画像を得ることができる。CCD106からの電荷は、プリント基板上の配線パターン(図示を省略)を通してAFE108に入力される。
AFE108には、CCD106で発生する固定パターンノイズを除去するCDS(Correlated Double Sampling)回路(図示を省略)が組み込まれている。また、CCD106からの信号をアナログ−デジタル変換するA/D変換回路(図示を省略)等のアナログ信号処理回路が組み込まれている。また、AFE108には、CCD106からの電気信号を読み出すためのタイミング信号を作り出すTG(Timing Generator)回路(図示を省略)が組み込まれている。このTG回路は、CCD106を制御するタイミング信号を生成する。生成されたタイミング信号に従って、CCD106からAFE108に電荷が転送される。CDS回路が、読み出された電荷について、ノイズ成分の低減処理を行う。
そして、A/D変換回路が、アナログ信号である電荷量をデジタル信号に変換する。上記変換されたデジタル信号は、高速送受信が可能なデバイスであるSDRAM109に一時蓄積される。そして、一時蓄積されたデジタル信号が、SDRAM109から逐次CPU(A)114へ読み出され、エッジ強調やノイズ除去、ホワイトバランス等の各種画像処理が行われる。各種画像処理が終了した画像データは、数メガバイト程度の大容量のデータである。この画像データは、JPEG方式等による画像圧縮処理が施された後に、フラッシュメモリ110やカードコネクタ112に挿入可能な不揮発性メモリ111等に保存される。
持ち運び可能な不揮発性メモリ111に画像データを記憶することで、撮像装置100で撮像した画像を他のデバイス、例えば、パーソナルコンピュータやプリンタで読み出すことが可能である。これにより、大画面のディスプレイ上で画像を閲覧したり、写真紙にプリントアウトして写真として閲覧したりすることが可能になる。このように、不揮発性メモリ111を介した画像出力の他に、液晶表示手段である液晶パネル121を備える撮像装置であれば、撮像した画像を、液晶パネルドライバ120を介して、撮像後すぐに液晶パネル121の画面上で確認することができる。
液晶パネル121は、撮像装置100に内蔵されているため、小型で解像度が低い場合が多く、複数人で同時に画像を閲覧することが困難な場合がある。このため、図1に示す撮像装置100は、内部にビデオエンコーダ118、ビデオアンプ119を搭載している。撮像装置100が、外部表示装置接続端子(図示を省略)を介して外部モニタ(図示を省略)に映像を出力するようにすることもできる。外部モニタは、液晶パネル121と比較して大画面であり、ユーザが多くの人と一緒に画像の閲覧を楽しむことも可能である。
電源制御IC(Integrated Circuit)124はCPU(A)114の制御の下、電源125から電力の供給を受け、電源制御IC124が複数の必要な電圧を生成し、撮像装置100の各回路に電力を供給している。
発光部は発光素子A127、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130の4灯で構成されている。前記4灯の発光素子は、発光体としてLEDを使用しており、発光制御部126によって発光素子各々の発光タイミング、消灯タイミングと、発光電流の制御がされており、CPU(A)114の制御の下、適切なタイミングで発光を行う。暗い環境下で撮像装置100が静止画撮像を行う時に、撮像と同時に発光させることで被写体に光を照射し、適切な露光量での静止画撮像を行うことができる。
また、発光部にLEDを用いているため、発光量を制御して長時間点灯することが可能であり、動画撮像時の補助光として使用することが可能である。すなわち、暗い環境下で撮像装置100が動画撮像を行う時に、LEDを補助光として適正輝度で点灯し続けることによって、適正露光の動画画像を得ることができる。
発光素子A127、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130は、鏡筒101の外側に設置された鏡筒リング132の上に配置されている。鏡筒リング132が回転することで、同時に発光素子A127、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130も回転することができる。
CPU(A)114は、撮像装置100全体を制御する。なお、CPU(A)114には、操作スイッチ122も接続されている。本実施形態の撮像装置100の制御は、図1に示す撮像装置100が備える処理部の機能によって実現される。
図2は、本実施形態の撮像装置の外観の一例を示す図である。以下に、撮像装置の一例として、デジタルカメラを適用した例について説明する。
図2(A)は、図1に示す撮像装置100の正面図を示す。図2(B)は、図1に示す撮像装置100の背面図を示す。図2(A)に示すように、撮像装置100は、鏡筒101、レリーズスイッチ201、鏡筒リング132の他、受光素子E131を備える。また、図2(B)に示すように、撮像装置100は、液晶パネル121の他、操作スイッチ122を備える。液晶パネル121上には撮像装置100の撮像モードが表示される。撮像者は、液晶パネル121上に表示される撮像モードを確認しながら、前記モードスイッチを操作したり、操作スイッチ122を操作することで撮像装置100の撮像モードを所望の撮像モードに移行させることができる。本実施形態の撮像装置100には、静止画撮像モード、動画撮像モードなどの撮像モードと、撮像した画像を確認するための再生モード等が用意されている。本実施形態の撮像装置100が、様々な撮像条件をユーザが設定することができるマニュアルモードや、撮像シーンに合わせて最適な撮像が可能な各種撮像シーンモードを備えるようにしてもよい。
図3は、本実施形態の撮像装置を接続する外部装置の構成例を示す図である。以下に、外部装置の一例として、撮像装置を設置して撮像装置内部の画像転送を行うためのクレードルを適用した例について説明する。
この外部装置301は、発光素子E302、受光素子A303、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306、受光素子制御部307を備える。また、この外部装置301は、A/D変換器A308、A/D変換器B309、A/D変換器C310、A/D変換器D311、CPU(B)312、主記憶装置313、有線LANポート314を備える。
受光素子制御部307は、受光素子A303、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306の起動、停止等の制御を行う。受光素子A303が受光した光は、光電変換回路(図示を省略)によって電気信号に変換され、A/D変換器A308に入力されて、CPU(B)312に電圧として入力される。この電圧値をもとに、受光素子A303が受光した光量を算出することができる。
同様にして、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306が受光した光は、光電変換回路(図示を省略)によって電気信号に変換される。そして、A/D変換器B309、A/D変換器C310、A/D変換器D311に各々入力されて、CPU(B)312に電圧として入力される。この電圧値をもとに、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306各々が受光した光量を算出することができる。
外部装置301は、受光素子A303、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306を受信手段として、発光素子E302を発信手段として光通信を行うことも可能である。光通信によって設置された撮像装置100から画像データ等を入手した時には、CPU(B)312が、画像データを主記憶装置313に保存する。また、有線LANポート314を介して接続されたPC(Personal Computer)や、外部記憶装置に画像データを保存することも可能である。
図4は、本実施形態の撮像装置を接続する外部装置の外観の一例を示す図である。図4(A)は、外部装置301の正面図を示す。図4(B)は、外部装置301の側面図を示す。図4(A)に示すように、外部装置301は、受光素子A303、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306、発光素子E302の他、カメラ設置穴401を備える。
また図8は、本実施形態の撮像装置と外部装置の接続例を示す図である。図8(A)は、撮像装置100と外部装置301を接続する前の図である。図8(B)は、撮像装置100と外部装置301を接続した後の図である。
撮像装置100を外部装置301に設置する場合には、カメラ設置穴401をガイドとして撮像装置100を外部装置301に設置する。鏡筒リング132には突起が付いており、一方でカメラ設置穴401には突起に対応した開口部が付いており、鏡筒リング132の突起部をカメラ設置穴401の開口部に合わせることで、撮像装置100と外部装置301の位置合わせが可能となっている。
このようにすることで、撮像装置100の発光素子A127と外部装置301の受光素子A303が対向して配置され、同様にして、撮像装置100の発光素子B128と外部装置301の受光素子B304が対向して配置される。また、撮像装置100の発光素子C129と外部装置301の受光素子C305が対向して配置され、同様にして、撮像装置100の発光素子D130と外部装置301の受光素子D306がそれぞれ対向して配置される。
(第1の実施形態)
以下、図5を参照して、本実施形態の撮像装置について説明する。図5は本実施形態の撮像装置と、撮像装置を設置する外部装置の動作処理フローの例を示す図である。以下に、撮像装置の一例としてデジタルカメラを、外部装置の一例としてクレードルを適用した例について説明する。図5に示す動作処理フローは、図1に示す撮像装置100のCPU(A)114と、図3に示す外部装置301のCPU(B)312の制御のもとに実行される。
まず、図5の動作処理フローにおいて、撮像装置100を使用しているユーザが、撮像装置100を外部装置301に設置する(ステップS501)。外部装置301は、撮像装置100が外部装置301に置かれ、外部装置301が備える物理スイッチ(図示を省略)が撮像装置100によって押されたことを検知する。そして、撮像装置100が外部装置301に設置されたことを外部装置301のCPU(B)312が検知する(ステップS521)。
撮像装置100が外部装置301に設置されると、外部装置301のCPU(B)312が、外部装置301の受光素子である、受光素子A303、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306各々の電源を投入する(ステップS522)。
次に、撮像装置100のCPU(A)114が、撮像装置100の発光素子である、発光素子A127、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130各々を順次発光させる(ステップS502)。撮像装置100の発光素子各々の発光を受け、外部装置301のCPU(B)312が、外部装置301の受光素子各々が受光した受光輝度を順次検出する(ステップS523)。
以下に、ステップS502と、ステップS523の動作について詳述する。ステップS502において、撮像装置100の発光制御部126が、CPU(A)114の制御のもと、撮像装置100の発光素子A127に一定の電流を、一定の時間流す。このようにして、発光素子A127を定電流発光させる(ステップS523)。外部装置301の受光素子A303は、撮像装置100の発光素子A127からの発光を受け、受信した発光量に応じた電流値を出力する。出力された電流値を電流―電圧変換回路(図示を省略)によって変換された電圧値をA/D変換器A308が読み取る。そして、外部装置301のCPU(B)312が、A/D変換器A308が読み取った電圧値から、外部装置301の発光素子A127の受光輝度を算出する(ステップS523)。
以下同様にして、外部装置301のCPU(B)312が、撮像装置100の発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130を発光し、外部装置の受光素子B304、C305、D306が受光量に応じた電流を出力する。出力された電流値が電流−電圧回路によって変換され、A/D変換器B309、A/D変換器C310、A/D変換器D311が読み取り、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130の受光輝度を算出する。
ステップS523にて、外部装置301のCPU(B)312が、受光素子A303、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306各々の受光輝度を算出したら、前記各々の受光輝度情報を撮像装置100に送信する(ステップS524)。
具体的には、まず外部装置301のCPU(B)312が、発光素子各々の受光輝度情報を「1」、「0」のみで表現されるバイナリーデータに変換する。外部装置301のCPU(B)312は、外部装置301の発光素子E302を点滅させて、点滅の明暗をそれぞれデジタルデータの「1」、「0」として割り当てて、バイナリーデータに変換した受光輝度情報を光通信によって撮像装置100に送信する。
撮像装置100のCPU(A)114は、光通信によって受信したバイナリーデータを、受光輝度情報に変換し直し、外部装置301が有する4つの受光素子各々の受光輝度情報を入手する。
撮像装置100のCPU(A)114は、ステップS524で入手した、外部装置301が有する4つの受光素子各々の受光輝度情報から、受光輝度が最も高い受光素子を選び出し、その受光素子に対向する撮像装置100の発光素子を選択する。ここで、撮像装置100の4つの発光素子と、外部装置301の4つの受光素子の、各々対向する素子同士の距離はほぼ同一である。このため、外部装置301が有する4つの受光素子各々のうち、最も受光輝度が高い受光素子に対向する撮像装置100の発光素子が最も発光輝度が高いと言える。
以下、説明のため、本実施形態においては、撮像装置100の複数の発光素子が、明るい順に、発光素子A127、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130であった場合を想定して説明を行う。
撮像装置100のCPU(A)114は、選択された最も明るい発光素子である発光素子A127を用いて外部装置301との光通信を行い、撮像装置100で撮像した静止画や動画などのデータを転送する(ステップS503、ステップS504)。ここで、光通信時の発光素子の輝度と、ステップS502において発光素子を順次発光させる場合の発光素子の輝度は変更しても良い。
外部装置301は、撮像装置100の発光素子A127からの光通信信号を、外部装置301の受光素子A303で受信し、外部装置301のCPU(B)312が、光通信信号で送られた画像データを主記憶装置313に保存する(ステップS525)。
撮像装置100から外部装置301へ光通信によってデータ転送が開始されると、撮像装置100のCPU(A)114は、発光素子A127の温度の監視を開始する。温度の監視は、各々の発光素子に近接して配置されているサーミスタの抵抗値を読み取ることで、撮像装置100のCPU(A)114が各々の発光素子の温度を算出する。
サーミスタは撮像装置100の4つの発光素子各々の直近に配置されており、発光素子A127の直近にはサーミスタA132、発光素子B128の直近にはサーミスタB133が配置されている。また、発光素子C129の直近にはサーミスタC134、発光素子D130の直近にはサーミスタD135が配置されている。サーミスタは、温度の変化により抵抗値が変化するため、サーミスタの抵抗値を読み出すことでサーミスタ周囲の環境温度の算出が可能である。
ここで、外部装置301が、受光素子A303、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306各々に近接して配置されているサーミスタを有している場合には、こちらのサーミスタを使用することも可能である。ただし、この場合には、撮像装置が有する4つの発光素子から物理的に断絶されているため、サーミスタが示す温度をそのまま適用することはできないため、補正テーブル等をあらかじめ用意して温度の算出を行う必要がある。
撮像装置100のCPU(A)114が、発光素子A127の温度を監視し、発光素子A127の温度があらかじめ決められた温度より高くなった場合には(ステップS505)、最も明るい発光素子である発光素子A127を消灯する(ステップS507)。そして、発光素子A127の代わりに、2番目に明るい発光素子である発光素子B128の点滅を開始して、光通信を継続する(ステップS504)。
撮像装置100の発光素子としては、撮像時の閃光発光と、サーミスタへの光通信の両方に使用する発光素子として、主にLEDが使用されることを想定している。LEDは、高温度環境下で使用されると輝度劣化が急速に早まってしまう。このため、LEDの点滅により温度上昇が発生し、LED近傍に配置されているサーミスタの温度が一定値を超える場合には、現在使用中のLEDの使用を中止してLEDの温度を下げる必要がある。同時に光通信に使用されておらず、温度が低いままの他のLEDを光通信に使用することで、光通信の継続が可能で、かつ、撮像装置100が有する複数のLEDそれぞれの輝度劣化を低減することが可能である。
同様にして、撮像装置100のCPU(A)114が、点灯中の発光素子の温度を監視し、発光素子の温度があらかじめ決められた温度より高くなった場合には、点灯中の発光素子を消灯し、次に明るい発光素子の点滅を開始して、光通信を継続する。
撮像装置100のCPU(A)114は、発光素子A127の温度監視を始めるとともに、発光素子A127の発光時間の監視も開始する。撮像装置100のCPU(A)114は受光素子制御部307に、撮像装置100の各々の発光素子の制御命令を出しており、各々の発光素子の点灯時間を把握している。
LEDは、放熱が十分になされていて環境温度の上昇が少なくても、発光時間が長時間になると、発光時間に比例して輝度劣化が進んでしまう。そのため、撮像装置100のCPU(A)114が、発光素子A127の発光時間を監視する。発光素子A127の発光時間があらかじめ決められた時間よりも長くなった場合には(ステップS506)、最も明るい発光素子である発光素子A127を消灯する(ステップS507)。そして、発光素子A127の代わりに2番目に明るい発光素子である発光素子B128の点滅を開始して、光通信を継続する(ステップS508、ステップS504)。
同様にして、撮像装置100のCPU(A)114が、発光素子B128の発光時間を監視する。発光素子B128の発光時間があらかじめ決められた時間よりも長くなった場合には、2番目に明るい発光素子である発光素子B128を消灯する。そして、発光素子B128の代わりに3番目に明るい発光素子である発光素子C129の点滅を開始して、光通信を継続する。
また同様にして、撮像装置100のCPU(A)114が、発光素子C129の発光時間を監視する。発光素子C129の発光時間があらかじめ決められた時間よりも長くなった場合には、3番目に明るい発光素子である発光素子C129を消灯する。そして、発光素子C129の代わりに4番目に明るい発光素子である発光素子D130の点滅を開始して、光通信を継続する。
ステップS505において、発光素子の温度があらかじめ決められた温度よりも低く、ステップS506において、発光素子の点灯時間があらかじめ決められた時間よりも短い場合には、ステップS509に移行する。
ステップS509において、撮像装置100のCPU(A)114が、撮像装置100内の全画像の転送が完了したかどうかの判断を行う。撮像装置100内の全画像の転送が完了している場合には、ステップS510に移行し、撮像装置100内の全画像の転送が完了していない場合には、ステップS504に移行する。
ステップS509において、撮像装置100のCPU(A)114が、撮像装置100内の全画像の転送が完了したと判断した場合には、画像転送に使用していた撮像装置100の点灯中の発光素子の消灯を行う(ステップS510)。撮像装置100の点灯中の発光素子の消灯が行われると、外部装置301のCPU(B)312は、外部装置301の全受光素子の電源OFFを行う(ステップS526)。
以上のようにして、撮像装置の複数の発光素子の輝度と、光通信に使用中の発光素子の温度、点灯時間情報を検出し、検出された情報に応じて光通信に使用する発光素子を決定する。このようにして、光通信とストロボ発光に発光素子を共有する構成において、撮像装置で複数の発光素子を同時に発光した場合にもストロボ発光ムラの発生を防ぐことができる。
(第2の実施形態)
以下、図6を参照して、本実施形態の撮像装置について説明する。図6は本実施形態の撮像装置と、撮像装置を設置する外部装置の動作処理フローの例を示す図である。以下に、撮像装置の一例としてデジタルカメラを、外部装置の一例としてクレードルを適用した例について説明する。図6に示す動作処理フローは、図1に示す撮像装置100のCPU(A)114と、図3に示す外部装置301のCPU(B)312の制御のもとに実行される。
図6のステップS501からステップS502は、図5のステップS501からステップS502と同様の処理のため、説明を省略する。また、図6のステップS621からステップS624は、図6のステップS621からステップS624と同様の処理のため、説明を省略する。
撮像装置100のCPU(A)114は、ステップS624で入手した、外部装置301が有する4つの受光素子各々の受光輝度情報をもとに、1番目と2番目に明るい発光素子を選択する。以下、説明のため、本実施形態においては、撮像装置100の複数の発光素子が、明るい順に、発光素子A127、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130であった場合を想定して説明を行う。
撮像装置100のCPU(A)114は、選択された使用可能な発光素子の内、最も明るい発光素子である発光素子A127と、2番目に明るい発光素子B128を用いて外部装置301との光通信を行う。それによって、撮像装置100で撮像した静止画や動画などのデータを転送する(ステップS604)。
本実施形態のように、光通信に複数の発光素子を用いると、光通信の通信速度を高めることができる。例えば、撮像素子100の発光素子A127、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130各々の波長を変える。これにより、各々の発光素子を同時に点滅させてもお互いの干渉を避けながら通信することができ、発光素子の数に比例して通信速度が速くなる。
以上のようにして、外部装置301は、撮像装置100の発光素子A127、発光素子B128各々からの光通信信号を、外部装置301の受光素子A303、受光素子B304各々で受信する。そして、外部装置301のCPU(B)312が、光通信で送られた画像データを主記憶装置313に保存する(ステップS625)。
撮像装置100から外部装置301へ光通信によってデータ転送が開始されると、撮像装置100のCPU(A)114は、発光素子A127、発光素子B128各々の温度の監視を開始する。温度の監視は、各々の発光素子に近接して配置されているサーミスタの抵抗値を読み取ることで、撮像装置100のCPU(A)114が各々の発光素子の温度を算出する。
撮像装置100のCPU(A)114は、発光素子A127、発光素子B128の温度監視を始めるとともに、発光素子A127、発光素子B128の発光時間の監視も開始する。撮像装置100のCPU(A)114は受光素子制御部307に、撮像装置100の各々の発光素子の制御命令を出しており、各々の発光素子の点灯時間を把握している。このため、撮像装置100のCPU(A)114は、前記発光素子の点灯時間を撮像装置100のCPU(A)114内のタイマー(図示を省略)によって記憶する。
撮像装置100のCPU(A)114が、発光素子A127、発光素子B128各々の温度を監視する。発光素子A127、発光素子B128いずれかの温度があらかじめ決められた温度より高くなった場合には(ステップS605)、あらかじめ決められた温度を超えた発光素子を消灯する(ステップS607)。あらかじめ決められた温度を超えた発光素子が発光素子A127であった場合、撮像装置100のCPU(A)114が、発光素子A127を使用不可とし、今回の光通信では発光素子A127を使用しない(ステップS608)。
次に、ステップS604に移行し、撮像装置100のCPU(A)114が、3番目に明るい発光素子C129を選択し、外部装置301との光通信を行う。
発光素子B128、発光素子C129のいずれかの発光時間があらかじめ決められた時間よりも長くなった場合には(ステップS606)、あらかじめ決められた発光時間よりも長く点灯している発光素子の点滅を停止する(ステップS607)。あらかじめ決められた発光時間よりも長く点灯している発光素子が発光素子A127であった場合、撮像装置100のCPU(A)114が、発光素子A127を使用不可とし、今回の光通信では発光素子B128を使用しない(ステップS608)。
次に、ステップS604に移行し、撮像装置100のCPU(A)114は、使用可能な発光素子の内、1番目と2番目に明るい発光素子を選択する。ここで、発光素子A127、発光素子B128は、ステップS608で使用不可とされている。このため、使用可能な発光素子の中から1番明るい発光素子である発光素子C129と、2番目に明るい発光素子D130を用いて外部装置301との光通信を行う(ステップS604)。
ステップS605において、発光素子A127、発光素子B128各々の温度があらかじめ決められた温度よりも低い場合はステップS606に移行する。ステップS606において、発光素子A127、発光素子B128の点灯時間があらかじめ決められた時間よりも短い場合には、ステップS609に移行する。
ステップS609において、撮像装置100のCPU(A)114が、撮像装置100内の全画像の転送が完了したかどうかの判断を行う。撮像装置100内の全画像の転送が完了している場合には、ステップS610に移行し、撮像装置100内の全画像の転送が完了していない場合には、ステップS604に移行する。
ステップS609において、撮像装置100のCPU(A)114が、撮像装置100内の全画像の転送が完了したと判断した場合には、画像転送に使用していた撮像装置100の点灯中の発光素子の消灯を行う(ステップS610)。撮像装置100の点灯中の発光素子の消灯が行われると、外部装置301のCPU(B)312は、外部装置301の全受光素子の電源OFFを行う(ステップS626)。
以上で説明したように、第1の実施形態においては光通信に単独の発光素子を使用していたが、本実施形態においては光通信の複数の発光素子を使用している。本実施形態では、撮像装置の複数の発光素子の輝度、温度、点灯時間情報をそれぞれ検出し、検出された情報に応じて光通信に使用する複数の発光素子を決定する。このようにして、光通信とストロボ発光に発光素子を共有する構成において、光通信に複数の発光素子を使用する場合にも、撮像装置で複数の発光素子を同時に発光した場合にストロボ発光ムラの発生を防ぐことができる。
(第3の実施形態)
以下、図7を参照して、本実施形態の撮像装置について説明する。図7は本実施形態の撮像装置と、撮像装置を設置する外部装置の動作処理フローの例を示す図である。以下に、撮像装置の一例としてデジタルカメラを、外部装置の一例としてクレードルを適用した例について説明する。図7に示す動作処理フローは、図1に示す撮像装置100のCPU(A)114と、図3に示す外部装置301のCPU(B)312の制御のもとに実行される。
図7に示す動作処理フローは、図5に示す処理フローに続いて行われる処理フローである。図5のステップS510において、撮像装置100のCPU(A)114が、撮像装置100の点灯中の発光素子の消灯を行うと、図7のステップS701に移行する。
ステップS701において、撮像装置100のCPU(A)114が、撮像装置100の発光素子である、発光素子A127、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130各々を順次発光させる(ステップS701)。撮像装置100の発光素子各々の発光を受け、外部装置301のCPU(B)312が、外部装置301の受光素子各々が受光した受光輝度を順次検出する(ステップS711)。
ステップS711にて、外部装置301のCPU(B)312が、撮像装置100の受光素子A303、受光素子B304、受光素子C305、受光素子D306各々の受光輝度を算出する。そして、前記各々の受光輝度情報を撮像装置100に送信する(ステップS712)。
図5のステップS502、ステップS523、ステップS524の処理と、図7のステップS701、ステップS711、ステップS712の処理はほぼ同様の処理を行っているが、それぞれ処理の目的が異なっている。図5のステップS502、ステップS523、ステップS524の処理は、撮像装置100と外部装置301との間の光通信に使用する発光素子を決定するために行う。それに対して、図7のステップS701、ステップS711、ステップS712の処理は、以下に説明する撮像装置100のストロボ発光時の、発光素子各々の電流値を決定するために行うため、光通信が完了した後に処理を行う。このようにすることで、撮像装置100と外部装置301との光通信による発光素子の劣化分を含めて発光素子の輝度の検出が可能となる。
撮像装置100が外部装置301から外されると(ステップS702)、撮像装置100は撮像が可能な状態となる。撮像装置100のCPU(A)114は、CCD106が取り込んだ撮像画像を元に、被写体の輝度を算出し(ステップS703)、被写体を撮像するためにストロボ発光が必要かの判断を行う(ステップS704)。撮像装置100のCPU(A)114が、被写体が十分に明るく、ストロボ発光が不要と判断した場合には、ストロボ発光無しでの撮像を行う。撮像装置100のCPU(A)114が、被写体の輝度が不十分であり、ストロボ発光が必要であると判断した場合には、ステップS705に移行する。
ステップS705において、撮像装置100のCPU(A)114が、ステップS712で得られた外部装置301の4つの受光素子各々の受光輝度情報を用いて、撮像装置100の4つの発光素子各々の発光輝度の算出を行う。ここで、受光素子A303で得られた受光輝度情報は、発光素子A127を発光した時に得られた情報であり、受光素子B304で得られた受光輝度情報は、発光素子B128を発光した時に得られた情報である。受光素子B304で得られた受光輝度情報は、発光素子B128を発光した時に得られた情報である。また、受光素子C305で得られた受光輝度情報は、発光素子C129を発光した時に得られた情報であり、受光素子D306で得られた受光輝度情報は、発光素子D130を発光した時に得られた情報である。
撮像装置100でストロボ撮像を行う場合には、4つの発光素子の間で輝度のばらつきがあると発光ムラが発生してしまい、撮像される画像も輝度ムラが見られる写真となってしまう。このため本実施形態においては、4つの発光素子の間で輝度のばらつきが極力発生しないようにすることで、前記ストロボ発光ムラの発生を防ぐことを目的とする。
具体的には、ストロボ発光テーブルを参照して、外部装置301の4つの受光素子各々の受光輝度情報から、撮像装置100の4つの発光素子各々の発光輝度を算出し、4つの発光素子各々の発光輝度が同程度になるように設定する。例えば本実施形態においては、一番発光輝度が低い発光素子の輝度に、他の3つの発光素子の輝度を揃えるようにする。このようにすることで、撮像装置100の4つの発光素子の輝度ばらつきが無くなり、ストロボ発光ムラの無い適正な撮像が可能となる。
図9は本実施形態のストロボ発光テーブルの一例を示す図である。ストロボ発光テーブルには、撮像装置100を外部装置301に設置して、撮像装置100の発光素子をあらかじめ決められた発光時間、電流値で発光した時に、外部装置301で受信する各種情報が記憶されている。ここで、ストロボ発光テーブルに記憶されている情報は、撮像装置100の発光素子のうち、平均的な発光素子(ばらつきの中央値を持つ発光素子)の情報である。
撮像装置100は、フラッシュメモリ110内に撮像装置100の発光素子のうち、平均的な発光素子(ばらつきの中央値を持つ発光素子)の情報をあらかじめ記憶している。
例えば、図9を参照して、撮像素子100の発光素子が平均的な発光素子である場合、発光素子に150mAの電流を流すと外部装置301のA/D電圧の読み値が1.84Vになる。
もし、撮像素子100の発光素子に平均的な発光素子と同じ電流を流した場合に、平均的な発光素子よりも明るい、もしくは暗い場合、平均的な発光素子と同じ輝度を得るには発光電流を下げる、もしくは下げる必要がある。撮像装置100の発光素子が、平均的な発光素子と同じ輝度を得るためには、LEDでは発光電流と発光輝度はほぼ比例関係にあるため、求める発光電流は下記のとおりとなる。
Ib=Va/Vb×Ia
ここで、Iaは平均的な発光素子の電流値であり、Vaは平均的な発光素子にIaを流した時にA/D変換器が読みとる電圧値であり、Ia、Va共に図9に示すストロボ発光テーブルから読み取ることができる。また、Vbは発光電流Ibを求める発光素子に電流Iaを流した場合のA/D変換器が読みとる電圧値である。
以上のようにして、ストロボ発光テーブルを参照して平均的な発光素子の輝度と比較することで撮像装置100の発光素子を所望の輝度で発光することが可能である。
本実施形態においては、図5のステップS523で撮像装置100の発光素子各々の輝度を外部装置301の受光素子各々が検出する。ここで、各々の発光素子には発光制御部126の制御の元、一定の電流が、一定の時間だけ流される。図9のストロボ発光テーブルを参照する場合には、一例として一定の電流値を150mA、一定の時間を30msecとする。
次に、ステップS524で前記各々の受光素子が検出した各々発光素子の輝度情報を撮像装置100に送信する。撮像装置100は、発光素子A127、発光素子B128、発光素子C129、発光素子D130各々の輝度情報である、A/D変換器が読みとる電圧値をフラッシュメモリ110に記憶させる。
そうすることで、ストロボ発光テーブルの値を参照して平均的な発光素子と同じ輝度で発光することが可能となる。
本実施形態においては、撮像装置100のフラッシュメモリ110がストロボ発光テーブルの情報を記憶しており、ストロボ発光時にCPU(A)114がフラッシュメモリ110内のストロボ発光テーブルの情報の読み出しを行う。そして、ストロボ発光テーブル内の情報と、同じく撮像装置100のフラッシュメモリ110に記憶された発光素子各々の輝度情報を使用して、発光素子各々に流す電流値を決定する。この時、先に説明した計算式(Ib=Va/Vb×Ia)を用いて発光素子各々に流す電流値を決定する(ステップS705)。
次に、ステップS705で決定された、撮像装置100の4つの発光素子各々に流す電流値をもとにストロボ発光を実施する(ステップS706)。
以上で説明したように、本実施形態においては撮像装置の複数の発光素子の輝度をそれぞれ検出し、撮像装置がストロボ発光時に複数の発光素子を発光する時に、複数の発光素子それぞれに流す電流値を前記複数の発光素子の輝度情報を元に決定する。このようにして、光通信と撮像時のストロボ発光に発光素子を共有する構成において、ストロボ発光ムラの発生を防ぐことができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
(その他の実施形態)
上述の実施形態においては、撮像装置100の受光素子として受光素子E131を例示しているが、撮像装置100が有するCCD106を受光素子として使用することも可能であり、この場合には、受光素子E131が無い構成も適用できる。
また、上述の実施形態においては、撮像装置としてデジタルカメラを一例として挙げているが、ビデオカメラやスマートフォン等の撮像手段を有する各種の装置に本発明を適用することも可能である。
また、上述の実施形態においては、発光素子を有するデジタルカメラと、受光素子を有するクレードルを一例として挙げているが、発光素子を有する機器と、受光素子を有する機器の他の組み合わせに対して本発明を適用することも可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。

Claims (11)

  1. 被写体を撮像する撮像手段と、
    被写体に光を照射し、かつ受光素子を有する外部装置と光通信を行う複数の発光素子を有する発光手段と前記外部装置からの受光輝度情報と画像をやり取りする通信手段と、
    前記発光素子の電流を計算する手段と、
    前記発光素子の電流を設定する手段とを備え、
    前記外部装置で検出された前記受光輝度情報に基づき、前記複数の発光素子が発光する際の前記発光素子各々に流す電流値を決定することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記外部装置での受光輝度の検出を、前記撮像装置から前記外部装置へ画像を転送する光通信の前または後で実施することを特徴とする、請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記複数の発光素子各々に流す電流値は、前記複数の発光素子各々の輝度があらかじめ決められたばらつきの範囲内になるように決定することを特徴とする、請求項1または2に記載の撮像装置。
  4. 前記複数の発光素子の輝度情報を入手する際の発光素子の発光電流と、光通信時の発光素子の発光電流が異なることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
  5. 前記発光素子はLEDであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
  6. 被写体を撮像する撮像手段と、被写体に光を照射し、かつ受光素子を有する外部装置と光通信を行う複数の発光素子を有する発光手段と前記外部装置からの受光輝度情報と画像をやり取りする通信手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
    前記発光素子の電流を計算するステップと、
    前記発光素子の電流を設定するステップと、
    前記外部装置で検出された前記受光輝度情報に基づき、前記複数の発光素子が発光する際の前記発光素子各々に流す電流値を決定するステップとを有する撮像装置の制御方法。
  7. 前記外部装置での受光輝度の検出を、前記撮像装置から前記外部装置へ画像を転送する光通信の前または後で実施するステップを更に有する請求項6に記載の撮像装置の制御方法。
  8. 前記複数の発光素子各々に流す電流値は、前記複数の発光素子各々の輝度があらかじめ決められたばらつきの範囲内になるように決定されることを特徴とする請求項6または7に記載の撮像装置の制御方法。
  9. 前記複数の発光素子の輝度情報を入手する際の発光素子の発光電流と、光通信時の発光素子の発光電流が異なることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置の制御方法。
  10. 前記発光素子はLEDであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置の制御方法。
  11. コンピュータを、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置の各手段として機能させるための、コンピュータが読み取り可能なプログラム。
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