JP4288553B2 - カメラのストロボ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラのストロボ装置に係り、特に発光ダイオード(以下、「LED」という)などの発光素子を用いたカメラのストロボ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のカメラのストロボ装置は、光源としてキセノン管が使用されている。
【0003】
一方、従来から赤、緑、アンバー、黄、乳白などの発光色を有する高輝度LEDがあるが、近年、高輝度の青色LEDも実用化されている。これらのLEDは、主に各種の機器類の表示灯として使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、朝や夕方の太陽光の逆光補正を行うためにストロボ撮影を行うと、キセノン管は昼光色に近い分光特性をもっているため、不自然な色の写真となる場合がある。また、キセノン管を使ったストロボ装置は数ミリ秒程度の瞬間発光しかできず、スローシャッタでのストロボ発光ができない。
【0005】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、LEDを使用した新規なカメラのストロボ装置を提供することを目的とする。
【0006】
また、本発明は発光色の色温度をマニュアルで変え又は自動的に変え、ストロボ撮影時のストロボ光の色温度による不自然さをなくすことができるカメラのストロボ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項1に係るカメラのストロボ装置は、R、G、Bの3色の発光量をそれぞれ独立して制御可能なR、G、Bの発光ダイオードのみからなるストロボ光源と、ストロボ光の色温度を設定する色温度設定手段と、前記ストロボ光源から発光されるストロボ光の色温度が前記色温度設定手段によって設定された色温度となるように前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比を制御する発光制御手段と、を備え、前記発光制御手段は、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量のうちの最も発光量が少ない発光ダイオードのみ又は前記R、G、Bの発光ダイオードから発生した光の被写体からの反射光を検出する調光センサと、前記調光センサによって検出された受光量が、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比に応じた所定の基準値に達すると、前記最も発光量が少ない発光ダイオードの発光を停止させる第1の発光制御手段と、前記第1の発光制御手段によって発光制御された発光ダイオードの発光時間を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された発光時間及び前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比に基づいて他の色の発光ダイオードの発光時間を算出する演算手段と、前記演算手段によって算出された他の色の発光ダイオードの発光時間に基づいて該他の色の発光ダイオードの発光を停止させる第2の発光制御手段とを有することを特徴としている。即ち、所望の色温度となるようにR、G、Bの発光ダイオードの発光量を制御する際に、最も発光量が少ない発光ダイオードの発光量(発光時間)は、調光センサの検出出力に基づいて制御し、他の色の発光ダイオードの発光時間は、最も発光量が少ない発光ダイオードの発光時間と、R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比に基づいて算出し、その算出した発光時間となるように制御するようにしている。
本願請求項2に係るカメラのストロボ装置は、R、G、Bの3色の発光量をそれぞれ独立して制御可能なR、G、Bの発光ダイオードのみからなるストロボ光源と、ストロボ光の色温度を設定する色温度設定手段と、前記ストロボ光源から発光されるストロボ光の色温度が前記色温度設定手段によって設定された色温度となるように前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比を制御する発光制御手段と、を備え、前記発光制御手段は、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比に対応したデューティ比でそれぞれ前記R、G、Bの発光ダイオードをON/OFF制御する手段と、前記R、G、Bの発光ダイオードから発生した各色の被写体からの反射光を検出する調光センサと、前記調光センサによって検出された受光量が所定の基準値に達すると、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光を停止させる手段とを有することを特徴としている。
本願請求項3に係るカメラのストロボ装置は、R、G、Bの3色の発光量をそれぞれ独立して制御可能なR、G、Bの発光ダイオードのみからなるストロボ光源と、ストロボ光の色温度を設定する色温度設定手段と、前記ストロボ光源から発光されるストロボ光の色温度が前記色温度設定手段によって設定された色温度となるように前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比を制御する発光制御手段と、を備え、前記ストロボ光源は、R、G、Bの各色別にそれぞれ複数の発光ダイオードを有し、前記発光制御手段は、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比に対応した数の発光ダイオードをON/OFF制御する手段と、前記R、G、Bの発光ダイオードから発生した各色の被写体からの反射光を検出する調光センサと、前記調光センサによって検出された受光量が所定の基準値に達すると、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光を停止させる発光制御手段とを有することを特徴としている。
【0010】
請求項4に示すように請求項1乃至3のいずれかに記載のカメラのストロボ装置において、前記色温度設定手段は、前記ストロボ光の色温度をマニュアル操作に応じて設定することを特徴としている。これにより、ストロボ光の色温度を任意に設定して発光させることができる。
【0011】
請求項5に示すように請求項1乃至3のいずれかに記載のカメラのストロボ装置において、被写界の色温度を検出する色温度検出手段を備え、前記色温度設定手段は、前記ストロボ光の色温度を前記色温度検出手段によって検出された色温度に自動設定することを特徴としている。これにより、ストロボ光の色温度を被写体周辺の光源の色温度に自動的に合わせることができ、不自然さをなくすことができる。
【0017】
前記色温度検出手段は、本願請求項6に示すように被写界から入射する光から異なる色成分の光を電気信号に変換する複数の色温度検出素子を含み、前記複数の色温度検出素子の検出信号の比率に基づいて被写界の色温度を検出することを特徴としている。尚、複数の色温度検出素子としては、赤成分と青成分の光をそれぞれ電気信号に変換する2つの色温度検出素子、又は赤成分と緑成分と青成分の光をそれぞれ電気信号に変換する3つの色温度検出素子が考えられる。
【0018】
前記色温度検出手段は、本願請求項7に示すようにカメラの撮像素子を介して得られる被写体像を示すカラーの画像信号に基づいて被写界の色温度を検出することを特徴としている。即ち、カメラの撮像素子を色温度検出手段の一部として兼用している。
【0020】
本願請求項8に示すように、電池の電圧を昇圧する手段と、前記昇圧された電圧によって充電される大容量のコンデンサと、を備え、前記発光制御手段は、前記コンデンサから電気エネルギーを前記R、G、Bの発光ダイオードに供給することを特徴としている。これにより、小型の電池でストロボ撮影に必要な電気量を得ることができ、また、ストロボ発光時に電池の電圧降下を防止することができ、他の回路の誤動作を防止することができる。
【0021】
本願請求項9に示すように、前記発光ダイオードの周囲温度を検出する温度センサを備え、前記発光制御手段は、前記温度センサによって検出された周囲温度に基づいて該周囲温度にかかわらず所望の発光量が得られるように前記発光ダイオードに供給する電気エネルギーを制御することを特徴としている。
【0023】
前記発光制御手段は、本願請求項10に示すように前記R、G、Bの発光ダイオードをそれぞれON/OFF制御することにより前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比を制御することを特徴としている。
【0029】
この電子カメラは、被写界の色温度に対応した色温度のストロボ光を発光し、ストロボ撮影時であっても被写界の色温度に対応して画像信号のホワイトバランス補正を行うようにしている。尚、従来の電子カメラの場合には、ストロボ撮影時には被写界の色温度にかかわらず、画像信号に対してストロボ光に適したホワイトバランス補正を行っている。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るカメラのストロボ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【0034】
図1は本発明に係るカメラのストロボ装置の第1の実施の形態を示す外観図である。
【0035】
同図に示すように、このストロボ装置10は、下面にホットシュー22が設けられたストロボ本体部20と、このストロボ本体部20の上部に配設されたストロボ発光部30とから構成されている。
【0036】
ストロボ本体部20の前面には、被写界の色温度を検出するための色温度センサ24(R、G、Bフィルタ付きのフォトセンサ24R、24G、24B)が設けられ、側面にはストロボ光の色温度をマニュアルで設定するマニュアルモードと色温度を自動的に設定するオートモードとを切り換える切換えスイッチ26と、マニュアルモード時にストロボ光の色温度を設定する色温度設定ボリューム28とが設けられている。
【0037】
また、図1上で、32はストロボ発光部30の発光窓部に設けられているフレネルレンズであり、34はストロボ調光用の受光センサである。
【0038】
図2は上記ストロボ装置10の背面図である。このストロボ装置10の背面には、色温度記憶スイッチ21(21-1〜21-3) と、表示ランプL1〜L3と、色温度読出スイッチ23とが設けられている。色温度記憶スイッチ21は、いずれかのスイッチが操作されると、そのスイッチ操作時に色温度センサ24によって検出された被写界の色温度をストロボ装置10内の不揮発性メモリ(EEPROM)25(図4参照)に記憶させる。尚、この実施の形態では、色温度記憶スイッチ21-1〜21-3により3種類の色温度を記憶させることができる。
【0039】
色温度読出スイッチ23は、前記色温度記憶スイッチ21-1〜21-3のスイッチ操作に基づいて記憶された色温度を読み出すためのスイッチであり、ワンプッシュするごとに色温度記憶スイッチ21-1〜21-3のスイッチ操作に基づいて記憶された色温度を順次選択して読み出す。表示ランプL1〜L3は色温度記憶スイッチ21-1〜21-3に対応して設けられており、現在選択されている色温度に対応する表示ランプが点灯する。尚、このようにして読み出された色温度に基づいてストロボ光の色温度が調整されるが、その詳細については後述する。
【0040】
図3は上記ストロボ発光部30内に設けられたストロボ光源部36を示し、図3(A)はストロボ光源部36の断面図であり、図3(B)はストロボ光源部36の正面図である。
【0041】
このストロボ光源部36は、反射傘37と、LED群38(R、G、BのLED38R、38G、38B)と、拡散板39とから構成されている。R、G、BのLED38R、38G、38Bは、図3(B)に示すようにアレー状に多数配設されている。また、拡散板39は、LED群38から出射される指向性の高い光を拡散させ、均一になるようにしている。尚、LED38R、38G、38Bの数はそれぞれ同数でなくてもよく、例えば各LED38R、38G、38Bをフル発光させた時に白色光となるような割合で配設することが好ましい。
【0042】
図4は上記ストロボ装置10の内部構成を示すブロック図である。
【0043】
このストロボ装置10は、前述した色温度記憶スイッチ21、色温度読出スイッチ23、色温度センサ24、EEPROM25、切換えスイッチ26、色温度設定ボリューム28、ストロボ調光用の受光センサ34、及びLED群38の他に、図3に示すように電池40、電圧アップコンバータ42、大容量のコンデンサ44、オペアンプ46、48、50、システムコントローラ52、調光回路54、及び温度センサ56が設けられている。
【0044】
システムコントローラ52は、ストロボ装置10を統括制御するもので、電圧アップコンバータ42を制御し、電池40の電圧(例えば6V)を10V程度に昇圧させ、この昇圧させた電圧によりコンデンサ44を充電させる。尚、コンデンサ44は、例えば2〜5秒程度の長い時間で充電されるとともに、1/60秒(約16m秒)以上、LED群38に電流を継続供給できるものとする。
【0045】
このコンデンサ44に蓄積された電気エネルギーは、オペアンプ46、48、50を介してR、G、BのLED38R、38G、38Bに供給されるが、システムコントローラ52は上記オペアンプ46、48、50を制御し、R、G、BのLED38R、38G、38Bの発光時間、発光量を制御する。
【0046】
システムコントローラ52は、図示しないカメラからホットシュー22(図1参照)を介してシャッターレリーズに同期した発光信号を入力し、また、シリアル通信でガイドナンバーなどのストロボ発光量を決定するための情報を取り込んでいる。また、システムコントローラ52は、切換えスイッチ26がマニュアル側に切り換えられていると、色温度設定ボリューム28で設定した色温度となるようにストロボ光の色温度を制御したり、切換えスイッチ26がオート側に切り換えられていると、色温度センサ24によって検出した被写界の色温度となるようにストロボ光の色温度を制御する。尚、色温度センサはこの実施の形態に限定されず、種々のものが使用できる。また、この実施の形態では、光のR、G、B成分の強度の比に基づいて色温度を検出するようにしているが、光のR、B成分の強度の比に基づいて色温度を検出するようにしてもよい。
【0047】
更に、システムコントローラ52は、色温度記憶スイッチ21が操作されると、そのスイッチ操作時に色温度センサ24が検出した被写界の色温度をEEPROM25に記憶させ、一方、色温度読出スイッチ23が操作されると、EEPROM25に記憶された色温度を読み出し、この読み出した色温度となるようにストロボ光の色温度を制御する。これにより、例えば、式場のスポットライト、天井の照明、スタジオ照明などを色温度を色温度記憶スイッチ21を操作してEEPROM25に登録し、撮影前に色温度読出スイッチ23を操作してEEPROM25に登録された所望の色温度を読み出し、その読み出した色温度のストロボ光を発光させることができる。
【0048】
尚、LEDは周囲温度によって光量が変動するため、LED群38の周囲温度を検出する温度センサ56が設けられており、システムコントローラ52は、この温度センサ56によって検出されたLED群38の周囲温度に基づいてその周囲温度にかかわらず所要の発光量が得られるようにLED群38への電流制御を行っている。
【0049】
次に、上記システムコントローラ52の動作を図5に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
【0050】
まず、システムコントローラ52は、ストロボ撮影を行うためのストロボオン信号(図5(A))により充電を開始させる信号を電圧アップコンバータ42に出力し、コンデンサ44の充電を開始させ、コンデンサ44の充電が完了すると、電圧アップコンバータ42による充電動作を停止させる(図5(B)、(C))。
【0051】
その後、シャッターレリーズボタンが半押しされると、スタンバイ状態となり(図5(D))、ガイドナンバーなどのストロボ発光量を決定するための情報を取り込む。また、切換えスイッチ26がオートモードに切り換えられている場合には、色温度センサ24から被写界の色温度を読み取り、切換えスイッチ26がマニュアルモードに切り換えられている場合には、マニュアルで設定された色温度を読み取り、更に色温度読出スイッチ23が操作されている場合には、EEPROM25から色温度を読み取る(図5(E))。
【0052】
システムコントローラ52は、前記取り込んだ情報に基づいてストロボ発光量を決定し、そのストロボ発光量を得るための発光量調整用の基準値を調光回路54に出力し、また、被写界の色温度に基づいて同じ色温度の光が発光されるようにR、G、BのLED38R、38G、38Bの発光量の比を決定し、この比に対応するR、G、B発光レベルを設定する(図5(F))。
【0053】
次に、シャッターレリーズボタンが全押しされてシャッターが開くと、そのシャッター開に同期した発光信号を入力し、前記設定したR、G、B発光レベルを示す制御信号をそれぞれオペアンプ46、48、50の正入力に出力する。一方、オペアンプ46、48、50の負入力には、各LED38R、38G、38Bに流れる電流値に対応した信号が加えられており、オペアンプ46、48、50は、前記設定したR、G、B発光レベルに対応した定電流が各LED38R、38G、38Bに流れるように制御する。
【0054】
これにより、LED群38からは、全体として被写界の色温度と同じ色温度のストロボ光が発光される(図5(G))。
【0055】
LED群38からストロボ光が発光されると、調光回路54は、ストロボ調光用の受光センサ34を介して発光量を検知する。そして、この検知した発光量が発光量調整用の基準値と一致すると、発光を停止させるために発光停止信号をシステムコントローラ52に出力する。システムコントローラ52は、調光回路54から発光停止信号を入力すると、LED群38の発光を停止させる制御信号をオペアンプ46、48、50に出力する。これにより、LED群38に流れる電流が遮断され、LED群38の発光が停止する。
【0056】
図6はR、G、BのLED38R、38G、38Bの各発光量を制御する他の実施の形態を示す回路図である。
【0057】
同図に示すように、コンデンサ44に充電された電気エネルギーは、それぞれ並列接続されたトランジスタ61、62、63、及びコイル64、65、66を介して各LED38R、38G、38Bに供給される。
【0058】
電圧ダウンコンバータ60には、R、G、B発光レベルを示す信号や、レリーズに同期した発光信号、発光停止信号が加えられるようになっており、電圧ダウンコンバータ60は、発光信号が加えられると、その後、発光停止信号が加えられるまでの間、それぞれR、G、B発光レベルに対応した定電流が各LED38R、38G、38Bに流れるように、デューティ比が制御されたパルス信号をトランジスタ61、62、63のベースに出力する。
【0059】
これにより、トランジスタ61、62、63はそれぞれ前記パルス信号によって間欠的にオン/オフし、パルス信号のオン期間中にコンデンサ44からコイル64、65、66を介して各LED38R、38G、38Bに電流を流す。パルス信号のオフ期間中には、各コイル64、65、66による誘導起電力によりダイオード67、68、69を介して各LED38R、38G、38Bに電流が流れる。
【0060】
電圧ダウンコンバータ60は、上記のようにして各LED38R、38G、38Bに流れる電流を監視し、前記R、G、B発光レベルに応じた所要の電流が流れるようにトランジスタ61、62、63に加えるパルス信号のデューティ比を調整する。
【0061】
また、図7に示すように各LED38R、38G、38BのON時間を個別に制御し、全てのLEDの発光が終了したときのLED38R、38G、38Bの発光量の比が所望の色温度に対応するようにしてもよい。
【0062】
いま、図7に示すようにB、R、Gの発光量の比(この実施の形態では、説明を簡単にするために発光量の比=発光時間の比とする)を、1:2:4とすると、LED38R、38G、38Bを同時に発光させたのち、t時間後にLED38Bの発光を停止し、2t時間後にLED38Rの発光を停止し、4t時間後にLED38Gの発光を停止する。
【0063】
次に、上記発光時間tについて説明する。
【0064】
いま、所望のストロボ発光量を得るための発光量調整用の基準値をVref とし、3原色の発光量の比をa:b:c(a≦b≦c)として、次式に示す基準値Vref ’を求める。
【0065】
【数1】
Vref ’={3a/(a+b+c)}×Vref …(1)
図7の実施の形態の場合には、Vref ’=(3/7)Vref である。
【0066】
そして、LED38R、38G、38Bを同時に発光させ、調光回路54によりストロボ調光用の受光センサ34を介して発光量を検知する。この検知した発光量が式(1) で示した基準値Vref ’と一致すると、発光量の最も少ないLED(図7の実施の形態の場合には、LED38B)の発光を停止させるとともに、その発光時間tを測定する。次に、この測定した発光時間tと、前記発光量の比(a:b:c)に基づいて他のLEDの発光時間を演算により求める。この実施の形態では、LED38Rの発光時間=(b/a)t=2t、LED38Gの発光時間=(c/a)t=4tであり、前述したように2t時間後にLED38Rの発光を停止し、4t時間後にLED38Gの発光を停止する。尚、この実施の形態では、R、G、B光にそれぞれ感度を有する1つの受光センサ34を介して発光量を検知するようにしたが、これに限らず、R、G、B光のうち発光量の最も少ない光のみに感度を有する受光センサを介してその発光量を検知するようにしてもよい。この場合、式(1) 中の3aはaに置き換える。
【0067】
また、図8は各LED38R、38G、38BのON/OFFのデューティ比を調整してストロボ光の色温度(R、G、Bの発光量の比)を制御する場合について示している。
【0068】
即ち、LED38R、38G、38BのON時間とR、G、Bの発光量とが比例する場合に、それぞれのON時間のトータルの比が、R、G、Bの発光量の比となるようにLED38R、38G、38BのON/OFFのデューティ比を決定する。
【0069】
一方、ストロボ光の調光制御は、前記デューティ比に基づいてLED38R、38G、38Bを同時に発光させ、調光回路54によりストロボ調光用の受光センサ34を介して所望のストロボ発光量が得られた時に同時に発光を停止させる。
【0070】
更に、LED38R、38G、38BのLED群38が、各LED単位でON/OFF制御できる場合には、R、G、Bごとに点灯するLEDの個数を制御することによりストロボ光の色温度(R、G、Bの発光量の比)を制御するようにしてもよい。
【0071】
図9は本発明に係るカメラのストロボ装置の第2の実施の形態を示すブロック図である。
【0072】
このストロボ装置70は、前述したストロボ装置10に比べて色温度調整機能をもたない簡易型のもので、乳白色のLED71のみが使用されている。スイッチS1、S2は、ストロボスイッチのオン/オフに連動してオン/オフするスイッチであり、これらのスイッチS1、S2がオンされると、電池72の電圧が電圧アップコンバータ73によって昇圧され、その昇圧された電圧によってコンデンサ74が充電される。また、スイッチS1がオンされると、充電表示LED75が点灯し、コンデンサ74の充電が完了して充電電圧がオペアンプ76の一方の入力の基準電圧Vref を越えると、充電表示LED75は消灯する。
【0073】
一方、スイッチS3はノーマルオープンスイッチであり、シャッターレリーズボタンの押下時に連動して瞬間的に閉じ、その後再び開くように構成されている。
【0074】
上記スイッチS3が開放されている状態では、ストロボ調光用の受光センサ77によってコンデンサ78が所定量以上充電されているため、オペアンプ79からはLレベル信号が出力され、これによりトランジスタ80はオフになっている。従って、この状態ではストロボ発光用のコンデンサ74の充電が完了してもLED71には電流が流れず、LED71は発光しない。
【0075】
ここで、シャッターレリーズボタンが押されてスイッチS3が一時的に閉じると、コンデンサ78に蓄積された電荷が放電される。これによりオペアンプ79からはHレベル信号が出力されてトランジスタ80がオンされ、コンデンサ74からLED71、トランジスタ80を介して電流が流れ、LED71が発光する。
【0076】
その後、ストロボ調光用の受光センサ77によってコンデンサ78が充電され、コンデンサ78の電圧が接続点81の分圧値よりも大きくなると、オペアンプ79からはLレベル信号が出力される。これによりトランジスタ80はオフになり、LED71は消灯する。
【0077】
尚、ガイドナンバーに応じて可変抵抗82の抵抗値を調整し、前記接続点81の分圧値(調光レベル)を変えることにより、LED71の発光量を調整することができる。また、ストロボ調光用の受光センサ77を含む一点鎖線のオートストロボ回路に代えて、シャッタレリーズボタンに同期してオンするスイッチS4を設けるようにしてもよい。
【0078】
図10は本発明に係るカメラのストロボ装置の第3の実施の形態を示すブロック図である。
【0079】
このストロボ装置90は、図4に示した第1の実施の形態のストロボ装置10がストロボ光源としてLED群38を使用しているのに対し、有機エレクトロルミネセンスパネル(有機ELパネル)91を使用している点で相違する。尚、図4と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0080】
この有機ELパネル91は、発光スペクトルのピーク波長が600〜740nmである赤色(R)領域の有機ELと、発光スペクトルのピーク波長が500〜600nmである緑色(G)領域の有機ELと、発光スペクトルのピーク波長が380〜500nmである青色(B)領域の有機ELとが、図3(B)に示したLED群38と同様に多数配列されて構成され、R、G、Bの各有機ELは、システムコントローラ52から加えられる制御信号によって発光輝度及び発光時間が制御される。
【0081】
これにより、有機ELパネル91は、所望の色温度のストロボ光を発光することができる。
【0082】
また、この有機ELパネル91の代わりに、プラズマ発光素子がアレイ状に配列されたプラズマ発光素子パネルを使用してもよい。尚、このプラズマ発光素子パネルは、紫外線の放出によりR、G、Bの蛍光体を刺激してR、G、B光を発光させるR、G、Bのプラズマ発光素子を有し、システムコントローラ52から加えられる制御信号によって所望の色温度のストロボ光を発光することができるものが適用される。
【0083】
図11は本発明に係るカメラのストロボ装置の第4の実施の形態を示すブロック図である。
【0084】
このストロボ装置92は、図4に示した第1の実施の形態のストロボ装置10がストロボ光源としてR、G、BのLED群38を使用しているのに対し、カラーフィルタ94によってストロボ光の色温度を変更することができるストロボ光源を使用している点で相違する。尚、図4と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0085】
図11に示すストロボ光源は、白色のストロボ光を発光するストロボ発光部93と、Rフィルタ94R及びBフィルタ94Bを有するカラーフィルタ94と、フィルタ駆動モータ95とから構成されている。
【0086】
カラーフィルタ94は、ストロボ発光部93の前面に移動自在に配設されており、カラーフィルタ94の一端にラック94Aが連結されている。一方、フィルタ駆動モータ95の駆動軸には、ラック94Aと噛合するピニオン95Aが固定されている。従って、フィルタ駆動モータ95を駆動することにより、カラーフィルタ94を図11上で上下方向に移動させることができる。
【0087】
上記ストロボ光源は、図11に示す状態(フィルタが前面にない状態)では、日中の太陽光の色温度(5500〜6000度K)のストロボ光を発光し、カラーフィルタ94が図11上で下方に移動してRフィルタ94Rがストロボ発光部93の前面を覆うと、日出没前後の色温度(2000〜3000度K)のストロボ光を発光し、カラーフィルタ94が図11上で上方に移動してBフィルタ94Bがストロボ発光部93の前面を覆うと、青空光の色温度(10,000〜20,000度K)のストロボ光を発光する。
【0088】
システムコントローラ52は、オート又はマニュアルでストロボ光の色温度が設定されると、その色温度に最も近い色温度のストロボ光を発光させるべくフィルタ駆動モータ95を制御してカラーフィルタ94を移動させる。その後、ストロボ撮影時にシャッターレリーズボタンが全押しされてシャッターが開き、そのシャッター開に同期した発光信号を入力すると、ストロボON信号をストロボ発光部93に出力してストロボ光を発光させる。
【0089】
一方、調光回路54は、ストロボ調光用の受光センサ34を介して発光量を検知し、この検知した発光量が発光量調整用の基準値と一致すると、発光を停止させるためにストロボOFF信号をストロボ発光部93に出力してストロボ光の発光を停止させる。
【0090】
図12は本発明に係るストロボ光の色温度が調整可能な電子カメラの背面図である。
【0091】
同図に示すようにモードダイヤル101は、回転させることにより、マニュアル撮影モード、オート撮影モード、人物モード等のうちのいずれかの撮影モードに設定できるようになっている。また、モードダイヤル101の中央には、半押し時にONするスイッチS1と、全押し時にONするスイッチS2とを有するシャッターレリーズボタン102が設けられている。
【0092】
このデジタルカメラの背面には、図12に示すようにファインダ接眼部103、シフトキー104、表示キー105、撮影モード/再生モード切替えレバー106、キャンセルキー107、実行キー108、マルチファンクションの十字キー109、及び液晶モニタ152が設けられている。
【0093】
図13は図12に示した電子カメラ100の内部構成を示すブロック図である。
【0094】
同図において、撮影レンズ110及び絞り112を介して固体撮像素子(CCD)114の受光面に結像された被写体像は、各センサで光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、CCD駆動回路16から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。尚、このCCD114は、蓄積した信号電荷をシャッタゲートパルスによって掃き出すことができ、これにより電荷の蓄積時間(シャッタスピード)を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
【0095】
CCD114から順次読み出された電圧信号は、相関二重サンプリング回路(CDS回路)118に加えられ、ここで各画素ごとのR、G、B信号がサンプリングホールドされ、A/D変換器120に加えられる。A/D変換器120は、CDS回路118から順次加えられるR、G、B信号をデジタルのR、G、B信号に変換して出力する。尚、CCD駆動回路116、CDS回路118及びA/D変換器120は、タイミング発生回路122から加えられるタイミング信号によって同期して駆動されるようになっている。
【0096】
前記A/D変換器120から出力されたR、G、B信号は、一旦メモリ124に格納され、その後、メモリ124に格納されたR、G、B信号は、デジタル信号処理回路126に加えられる。デジタル信号処理回路126は、同時化回路128、ホワイトバランス調整回路130、ガンマ補正回路132、YC信号作成回路134、及びメモリ136等から構成されている。
【0097】
同時化回路128は、メモリ124から読み出された点順次のR、G、B信号を同時式に変換し、R、G、B信号を同時にホワイトバランス調整回路130に出力する。ホワイトバランス調整回路130は、R、G、B信号のデジタル値をそれぞれ増減するための乗算器130R、130G、130Bから構成されており、R、G、B信号は、それぞれ乗算器130R、130G、130Bに加えられる。乗算器130R、130G、130Bの他の入力には、中央処理装置(CPU)138からホワイトバランス制御するためのホワイトバランス補正値(ゲイン値)が加えられており、乗算器130R、130G、130Bはそれぞれ2入力を乗算し、この乗算によってホワイトバランス調整されたR’、G’、B’信号をガンマ補正回路132に出力する。尚、CPU138からホワイトバランス調整回路130に加えられるホワイトバランス補正値の詳細については後述する。
【0098】
ガンマ補正回路132は、ホワイトバランス調整されたR’、G’、B’信号が所望のガンマ特性となるように入出力特性を変更し、YC信号作成回路134に出力する。YC信号作成回路134は、ガンマ補正されたR、G、B信号から輝度信号Yとクロマ信号Cr、Cbとを作成する。これらの輝度信号Yとクロマ信号Cr、Cb(YC信号)は、メモリ124と同じメモリ空間のメモリ136に格納される。
【0099】
ここで、メモリ136内のYC信号を読み出し、液晶モニタ52に出力することによりスルー画像や撮影された静止画等を液晶モニタ152に表示させることができる。
【0100】
また、撮影後のYC信号は、圧縮/伸長回路154によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、記録部156にてメモリカードなどの記録媒体に記録される。更に、再生モード時にはメモリカードなどに記録されている画像データが圧縮/伸長回路154によって伸長処理された後、液晶モニタ152に出力され、液晶モニタ152に再生画像が表示されるようになっている。
【0101】
CPU138は、図12に示したモードダイヤル101、シャッターレリーズボタン102、十字キー109等を含むカメラ操作部140からの入力に基づいて各回路を統括制御するとともに、オートフォーカス、自動露光制御、ホワイトバランス等の制御を行う。このオートフォーカス制御は、例えばG信号の高周波成分が最大になるように撮影レンズ110を移動させるコントラストAFであり、シャッタボタン102の半押し時にG信号の高周波成分が最大になるように駆動部142を介して撮影レンズ110を合焦位置に移動させる。
【0102】
また、自動露光制御は、R、G、B信号を取り込み、これらのR、G、B信号を積算した積算値に基づいて被写体輝度(撮影EV値)を求め、この撮影EV値に基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを決定する。そして、シャッタボタンの全押し時に前記決定した絞り値になるように絞り駆動部144を介して絞り112を駆動し、また、決定したシャッタスピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御して1コマ分の画像データを取り込み、所要の信号処理をした後、記録媒体に記録する。
【0103】
次に、ホワイトバランス補正方法について説明する。
【0104】
まず、マニュアル操作によってホワイトバランス補正を行う場合には、撮影モード/再生モード切替えレバー106を撮影モードに切り換え、モードダイヤル101によってマニュアル撮影モードを設定し、更に実行キー108を押し、図12に示すように液晶モニタ152上にホワイトバランス設定用のメニューを表示させる。ここで、十字キー109によってカーソルをアップダウンさせて、ホワイトバランスの項目(AUTO、光源種を示すアイコン、M)を選択する。尚、「AUTO」が選択されると、後述するように被写界の色温度(光源種)を測定し、その測定した色温度に応じたホワイトバランス補正を行い、光源種を示すアイコンが選択されると、その選択された光源種に適したホワイトバランス補正を行い、「M」が選択されると、予め色温度を記憶させる操作に基づいて記憶された色温度を読み出し、その色温度に応じたホワイトバランス補正を行う。
【0105】
次に、オート撮影モード又はホワイトバランスを「AUTO」に設定したマニュアル撮影モード時に測定される被写界の色温度(光源種)の測定方法について説明する。
【0106】
図13に示したメモリ124に一時格納されたR、G、B信号から、1画面を複数のエリア(8×8)に分割する各分割エリアごとにR、G、B信号の色別の平均積算値を求める。これらの分割エリアごとのR、G、B信号の平均積算値は、積算回路148によって算出され、CPU138に加えられる。積算回路148とCPU138との間には乗算器150R、150G、150Bが設けられており、乗算器150R、150G、150Bには、機器のバラツキを調整するための調整ゲイン値が加えられるようになっている。
【0107】
CPU138は、上記分割エリアごとのR、G、B信号の平均積算値に基づいてデーライト(晴れ)、日陰−曇り、蛍光灯、タングステン電球等の光源種の判別を行う。この光源種の判別は、前記分割エリアごとにR、G、B信号の色別の平均積算値の比R/G、B/Gを求め、続いて横軸をR/G、縦軸をB/Gとするグラフ上で、各光源種に対応する色分布の範囲を示す検出枠を設定する。そして、前記求めた各エリアごとの比R/G、B/Gに基づいて前記検出枠に入るエリアの個数を求め、被写体の輝度レベル及び検出枠に入るエリアの個数に基づいて光源種を判別する(特開2000-224608 参照) 。尚、CCD114から得られたR、G、B信号に基づいて自動的に光源種(被写界の色温度)を求める方法は、この実施の形態に限定されない。
【0108】
CPU138は、上記のようにして光源種(被写界の色温度)を求めると、その光源種に適したホワイトバランス補正値を決定し、その決定したホワイトバランス補正値(ゲイン値)を乗算器130R、130G、130Bに出力する。これにより、乗算器130R、130G、130Bからはホワイトバランス調整されたR’、G’、B’信号がガンマ補正回路132に出力される。
【0109】
尚、この実施の形態では、ホワイトバランス処理をデジタル信号処理回路126内で行うようにしているが、CDS回路118及び図示しないゲインコントロールアンプ等を含むアナログ信号処理回路内で行うようにしてもよい。また、ホワイトバランス処理は、R、G、Bそれぞれ独立のゲイン処理により、R/G及びB/Gの比を変化させることにより行っているが、色差信号Cr 、Cb それぞれ独立の加減算処理により、色差信号Cr 、Cb にある値を加算又は減算させることによって行う方法もある。
【0110】
次に、本発明に係るストロボ装置146の制御方法について説明する。
【0111】
図14は上記電子カメラ100に内蔵又は外付けされるストロボ装置146の詳細を示すブロック図である。尚、図4と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0112】
このストロボ装置146は、図4に示した第1の実施の形態のストロボ装置10と比較して、主として被写界の色温度を検出するための色温度センサ24が設けられていない点で相違している。尚、被写界の色温度は、前述したようにCCD114から得られたR、G、B信号に基づいて求めている。
【0113】
また、CPU138は、ストロボ装置146のシステムコントローラ52に対してシャッターレリーズに同期した発光信号や、シリアル通信でストロボ発光量やストロボ光の色温度を示す情報を出力する。
【0114】
さて、従来の電子カメラは、マニュアルホワイトバランスモードが設定されると、マニュアル補正されたホワイトバランスに対してしストロボ光が影響しないようにストロボ発光を禁止させているが、本発明に係る電子カメラ100は、マニュアルホワイトバランスモードが設定されている場合でもストロボ発光を禁止しない。
【0115】
また、従来の電子カメラは、ストロボ撮影する場合には、オートホワイトバランス補正又はマニュアルホワイトバランス補正を行わずに、ストロボ光(デーライト)に応じた固定のホワイトバランス補正値によるホワイトバランス調整を行っているが、本発明に係る電子カメラ100は、ストロボ撮影を行う場合にもオートホワイトバランス補正又はマニュアルホワイトバランス補正を行う。
【0116】
即ち、本発明に係る電子カメラ100は、ストロボ撮影時にオートホワイトバランスモードが設定されている場合には自動的に測定した被写界の色温度に応じたストロボ光を発光させるようにストロボ装置146を制御し、マニュアルホワイトバランスモードが設定されている場合にはマニュアルで設定した被写界の色温度(光源種)に応じたストロボ光を発光させるようにストロボ装置146を制御する。
【0117】
これによりストロボ撮影時にオート又はマニュアル補正されるホワイトバランスに対してストロボ光が影響しないようにしている。
【0118】
図15は本発明に係る発光ヘッドの実施の形態を示す斜視図である。
【0119】
この発光ヘッド190は、四角柱状の拡散板192の4つの側面にR、G、BのLED193R、193G、193Bが配設され、拡散板192の底面部に皿状の反射ミラー194が配設されて構成されている。尚、拡散板192の4つの側面のLEDが設けられていない部分にミラーを設け、側面から光が洩れないようにしてもよい。
【0120】
上記拡散板192の4つの側面に設けられた各LED193R、193G、193Bが発光すると、その光は、図15上で拡散板192の上面から出射される。
【0121】
尚、白色光の場合、G成分が多いため、この実施の形態では、GのLED193Gを多く配設するようにしている。また、LEDは側面全体に多数配設してもよい。更に、拡散板の形状はこの実施の形態に限定されず、多角柱又は円柱形状でもよく、更にまた、拡散板の代わりにライトガイド部材を使用し、その出射面に拡散板を設けるようにしてもよい。
【0122】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ストロボ光源としてLED、有機EL、プラズマ発光素子を使用するようにしたため、発光(輝度)レベルと発光時間を容易に変更することができ、撮影条件の範囲を拡大することができる。また、R、G、Bの発光素子を使用することにより、発光色の色温度をマニュアルで又は自動的に変えることができ、例えば朝や夕方の太陽光の逆光補正を行う場合に、その太陽光の色温度に合わせた逆光補正を行うことができ、ストロボ撮影時のストロボ光の色温度による不自然さをなくすことができる。
【0123】
また、電池によって電荷が充電される大容量のコンデンサを長い時間かけて充電し、短時間にその充電した電気エネルギーを使用するため、小型の電池でストロボ撮影に必要な電気量を得ることができ、更にストロボ発光時に電池の電圧降下を防止することができ、他の回路の誤動作を防止することができる。
【0124】
LED等は連続発光することができ、スローシャッターでのストロボ撮影ができ、また、オートフォーカス時にオートフォーカス用光源として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るカメラのストロボ装置の第1の実施の形態を示す外観図
【図2】図1に示したストロボ装置の背面図
【図3】図1に示したストロボ発光部内に設けられたストロボ光源の構造を示す図
【図4】図1に示したストロボ装置の内部構成を示すブロック図
【図5】図3に示したシステムコントローラの動作を説明するために用いたタイミングチャート
【図6】R、G、BのLEDの各発光量を制御する他の実施の形態を示す回路図
【図7】R、G、BのLEDのON時間を個別に制御してストロボ光の色温度を制御する場合のタイミングチャート
【図8】R、G、BのLEDのON/OFFのデューティ比を調整してストロボ光の色温度を制御する場合のタイミングチャート
【図9】本発明に係るカメラのストロボ装置の第2の実施の形態を示すブロック図
【図10】本発明に係るカメラのストロボ装置の第3の実施の形態を示すブロック図
【図11】本発明に係るカメラのストロボ装置の第4の実施の形態を示すブロック図
【図12】本発明に係るストロボ光の色温度が調整可能な電子カメラの背面図
【図13】図12に示した電子カメラの内部構成を示すブロック図
【図14】図12に示した電子カメラに内蔵又は外付けされるストロボ装置の詳細を示すブロック図
【図15】本発明に係るダイオード発光ヘッドの実施の形態を示す斜視図
【符号の説明】
10、70、90、92、146…ストロボ装置、20…ストロボ本体部、21…色温度記憶スイッチ、23…色温度読出スイッチ、24…色温度センサ、25…EEPROM、26…切換えスイッチ、28…色温度設定ボリューム、30…ストロボ発光部、34…ストロボ調光用の受光センサ、36…ストロボ光源部、37…反射傘、38…LED群、38R、193R…RのLED、38G、193G…GのLED、38B、193B…BのLED、39、192…拡散板、40…電池、42、73…電圧アップコンバータ、44、74…コンデンサ、46、48、50、76、79…オペアンプ、52…システムコントローラ、54…調光回路、56…温度センサ、60…電圧ダウンコンバータ、61、62、63…トランジスタ、64、65、66…コイル、71…乳白色のLED、75…充電表示LED、91…有機ELパネル、93…ストロボ発光部、94…カラーフィルタ、95…フィルタ駆動モータ、100…電子カメラ、110…撮影レンズ、114…CCD、126…デジタル信号処理回路、138…CPU、190…発光ヘッド、194…反射ミラー
Claims (9)
- R、G、Bの3色の発光量をそれぞれ独立して制御可能なR、G、Bの発光ダイオードのみからなるストロボ光源と、
ストロボ光の色温度を設定する色温度設定手段と、
前記ストロボ光源から発光されるストロボ光の色温度が前記色温度設定手段によって設定された色温度となるように前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比を制御する発光制御手段と、を備え、
前記発光制御手段は、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量のうちの最も発光量が少ない発光ダイオードのみ又は前記R、G、Bの発光ダイオードから発生した光の被写体からの反射光を検出する調光センサと、前記調光センサによって検出された受光量が、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比に応じた所定の基準値に達すると、前記最も発光量が少ない発光ダイオードの発光を停止させる第1の発光制御手段と、前記第1の発光制御手段によって発光制御された発光ダイオードの発光時間を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された発光時間及び前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比に基づいて他の色の発光ダイオードの発光時間を算出する演算手段と、前記演算手段によって算出された他の色の発光ダイオードの発光時間に基づいて該他の色の発光ダイオードの発光を停止させる第2の発光制御手段とを有することを特徴とするカメラのストロボ装置。 - R、G、Bの3色の発光量をそれぞれ独立して制御可能なR、G、Bの発光ダイオードのみからなるストロボ光源と、
ストロボ光の色温度を設定する色温度設定手段と、
前記ストロボ光源から発光されるストロボ光の色温度が前記色温度設定手段によって設定された色温度となるように前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比を制御する発光制御手段と、を備え、
前記発光制御手段は、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比に対応したデューティ比でそれぞれ前記R、G、Bの発光ダイオードをON/OFF制御する手段と、前記R、G、Bの発光ダイオードから発生した各色の被写体からの反射光を検出する調光センサと、前記調光センサによって検出された受光量が所定の基準値に達すると、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光を停止させる手段とを有することを特徴とするカメラのストロボ装置。 - R、G、Bの3色の発光量をそれぞれ独立して制御可能なR、G、Bの発光ダイオードのみからなるストロボ光源と、
ストロボ光の色温度を設定する色温度設定手段と、
前記ストロボ光源から発光されるストロボ光の色温度が前記色温度設定手段によって設定された色温度となるように前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比を制御する発光制御手段と、を備え、
前記ストロボ光源は、R、G、Bの各色別にそれぞれ複数の発光ダイオードを有し、
前記発光制御手段は、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光量の比に対応した数の発光ダイオードをON/OFF制御する手段と、前記R、G、Bの発光ダイオードから発生した各色の被写体からの反射光を検出する調光センサと、前記調光センサによって検出された受光量が所定の基準値に達すると、前記R、G、Bの発光ダイオードの発光を停止させる発光制御手段とを有することを特徴とするカメラのストロボ装置。 - 前記色温度設定手段は、前記ストロボ光の色温度をマニュアル操作に応じて設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のカメラのストロボ装置。
- 被写界の色温度を検出する色温度検出手段を備え、
前記色温度設定手段は、前記ストロボ光の色温度を前記色温度検出手段によって検出された色温度に自動設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のカメラのストロボ装置。 - 前記色温度検出手段は、被写界から入射する光から異なる色成分の光を電気信号に変換する複数の色温度検出素子を含み、前記複数の色温度検出素子の検出信号の比率に基づいて被写界の色温度を検出することを特徴とする請求項5に記載のカメラのストロボ装置。
- 前記色温度検出手段は、カメラの撮像素子を介して得られる被写体像を示すカラーの画像信号に基づいて被写界の色温度を検出することを特徴とする請求項5に記載のカメラのストロボ装置。
- 電池の電圧を昇圧する手段と、前記昇圧された電圧によって充電される大容量のコンデンサと、を備え、
前記発光制御手段は、前記コンデンサから電気エネルギーを前記R、G、Bの発光ダイオードに供給することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のカメラのストロボ装置。 - 前記発光ダイオードの周囲温度を検出する温度センサを備え、前記発光制御手段は、前記温度センサによって検出された周囲温度に基づいて該周囲温度にかかわらず所望の発光量が得られるように前記発光ダイオードに供給する電気エネルギーを制御することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のカメラのストロボ装置。
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