JP4420702B2 - ストロボ内蔵カメラ - Google Patents

Description

本発明は、被写体に向けてストロボ光を照射するストロボ装置が内蔵されたカメラに関する。

ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ）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憶するデジタルカメラが普及している。現在市販されているデジタルカメラの多くは、夜間や室内での撮影を可能とするために、ストロボ装置を内蔵している。

ところで、デジタルカメラや携帯電話などの携帯型電子機器の電源として、環境保全やエネルギーの有効活用の観点から、アルカリ乾電池などの一次電池やリチウムイオン電池などの二次電池に代えて、燃料電池を用いようとする動きが高まっている。

上記のような燃料電池としては、発電用燃料の浪費を抑制して、エネルギー資源の利用効率を高めるために、携帯型電子機器の駆動状態を供給電力の電圧変化として検出し、この検出結果に基づいて、電力の発生量を制御するものが提案されている（特許文献１および２参照）。

特開２００２−２８００３５号公報 特開２００２−２８９２１０号公報

ストロボ装置を内蔵したデジタルカメラでは、ストロボ装置以外の各部を駆動させるために必要な電力は、ストロボ装置を駆動させるための電力と比べると、非常に微々たるものである。しかしながら、ストロボ装置とそれ以外の各部に供給する電力を１つの電源で賄っているため、ストロボ装置を駆動させたときに各部に供給する電力が不足したり、これにより各部の動作が鈍くなるなどの不都合が生じていた。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、エネルギー変換効率の高い燃料電池を電源として用い、各部を高速動作させることができるストロボ内蔵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に、本発明は、被写体に向けてストロボ光を照射するストロボ装置が内蔵されたカメラにおいて、前記ストロボ装置以外の各部に電力を供給する主電源部、および前記ストロボ装置に電力を供給する副電源部を有する燃料電池と、前記主電源部で使用される発電用燃料が貯留される主燃料パックと、前記副電源部で使用される発電用燃料が貯留される副燃料パックとを備えたことを特徴とする。

なお、前記主燃料パックおよび前記副燃料パックが各々着脱可能に装填される主燃料パック用装填室および副燃料パック用装填室と、副燃料パックから主燃料パックに前記発電用燃料を供給するための供給流路と、この供給流路内で発電用燃料を副燃料パックから主燃料パックに向けて移動させる移動手段と、主燃料パックおよび副燃料パック内の発電用燃料の残量を検出する残量検出手段と、前記残量の検出結果に基づいて、前記移動手段の駆動を制御する制御手段とを設けることが好ましい。

なお、前記制御手段は、前記主燃料パックの前記残量が前記各部を駆動させるために必要な量以下で、且つ前記副燃料パック内に発電用燃料が残っていた場合、前記移動手段を駆動させて、前記供給流路を介して副燃料パックから主燃料パックに発電用燃料を供給させることが好ましい。また、前記副燃料パック用装填室を前記主燃料パック用装填室よりも上部に配置することが好ましい。

本発明のストロボ内蔵カメラによれば、ストロボ装置以外の各部に電力を供給する主電源部、およびストロボ装置に電力を供給する副電源部を有する燃料電池と、主電源部で使用される発電用燃料が貯留される主燃料パックと、副電源部で使用される発電用燃料が貯留される副燃料パックとを備えたので、ストロボ装置の動作に影響を受けることなく、各部を高速動作させることができる。

図１および図２において、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が組み込まれている。レンズ鏡胴１１の上部には、ポップアップ式のストロボ装置１２が内蔵されており、その近傍に調光センサ１３が配置されている。調光センサ１３は、ストロボ装置１２からストロボ光が被写体に向けて照射されたときに、被写体からのストロボ反射光を受光する。調光センサ１３からの受光信号は光量積分に用いられ、この光量積分値が規定レベルに達すると、ストロボ制御回路４７（図３参照）によりストロボ発光が停止される。

デジタルカメラ２の上面には、レリーズボタン１４、電源スイッチ１５、およびモードダイヤル１６が設けられており、側面には、メモリカード４０（図３参照）が着脱可能に装填されるメモリカードスロットを覆う蓋１７が設けられている。

レリーズボタン１４および電源スイッチ１５の下部には、ストロボ装置１２以外の各部用の主燃料パック１８が着脱可能に装填される主燃料パック用装填室１９が設けられている。また、ストロボ装置１２の後方には、ストロボ装置１２専用の副燃料パック２０が着脱可能に装填される副燃料パック用装填室２１が設けられている。副燃料パック用装填室２１は、主燃料パック用装填室１９よりも上部に配置されている。これらの燃料パック１８、２０は、供給流路２２により繋がっており、この供給流路２２を介して副燃料パック２０から主燃料パック１８に発電用燃料が供給される。

デジタルカメラ２の背面には、電子ビューファインダを構成するファインダ接眼窓２３、液晶表示器（ＬＣＤ）２４、および操作部２５が設けられている。ＬＣＤ２４には、撮影した画像やいわゆるスルー画像、各種メニュー画面が表示される。操作部２５は、撮像レンズ１０のズームレンズをワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン２６や、ＬＣＤ２４にメニュー画面を表示させる際や、選択内容を決定する際に操作されるメニューボタン２７、およびメニュー画面内でカーソルを移動させる十字キー２８から構成される。

デジタルカメラ２では、静止画撮影を行う静止画撮影モード、動画撮影を行う動画撮影モード、撮影した画像をＬＣＤ２４に表示する再生モード、および各種設定を行う設定モードが選択可能となっている。これらのモードの切り替えは、モードダイヤル１６を回動操作させることで行われる。動画撮影モードでは、動画の撮影とともに、図示しないマイクロホンを介して周囲の音声が収録される。

レリーズボタン１４は、２段階押しのスイッチとなっている。電子ビューファインダまたはＬＣＤ２４によるフレーミングの後に、レリーズボタン１４を軽く押圧（半押し）すると、自動露光調整、自動焦点調整などの各種撮影準備処理が施される。この状態でレリーズボタン１４をもう１度強く押圧（全押し）すると、撮影準備処理が施された１画面分の撮像信号が画像データに変換された後、後述する画像処理および圧縮処理が施され、メモリカード４０に記録される。

デジタルカメラ２の電気的構成を示す図３において、撮像レンズ１０の背後には、撮像レンズ１０から入射する被写体光を撮像信号に変換するＣＣＤ３０が配置されている。ＣＣＤ３０で変換された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）３１に入力される。ＣＤＳ３１は、ＣＣＤ３０から入力された撮像信号を、ＣＣＤ３０の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力する。

ＣＤＳ３１から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）３２で増幅される。Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）３３は、ＡＭＰ３２で増幅された画像データをデジタルの画像データに変換する。Ａ／Ｄ３３から出力されたデジタルの画像データは、画像信号処理回路３４に送信される。

画像信号処理回路３４は、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理を画像データに施す。画像信号処理回路３４で各種画像処理を施された画像データは、ＳＤＲＡＭ３５に一旦格納される。このＳＤＲＡＭ３５に格納された画像データは、ＬＣＤドライバ３６によりコンポジット信号に変換され、ＬＣＤ２４に表示される。

ＹＣ処理回路３７は、画像信号処理回路３４で各種画像処理を施された画像データをＳＤＲＡＭ３５から読み出して、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３８は、この変換された画像データに対して、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す。

圧縮伸長処理回路３８により圧縮された画像データは、カードＩ／Ｆ３９を介してメモリカード４０に記録される。メモリカード４０に記録された画像データは、通信Ｉ／Ｆ４１およびＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ４２を経由して、パーソナルコンピュータなどの外部機器に送信される。

ＣＰＵ４３は、バス４４を介して各部に接続し、デジタルカメラ２全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ４３には、前述のレリーズボタン１４、操作部２５の他に、ＥＥＰＲＯＭ４５、および測光・測距回路４６が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ４５には、各種制御用のプログラムや設定情報などが記録されている。ＣＰＵ４３は、これらの情報をＥＥＰＲＯＭ４５から作業用メモリであるＳＤＲＡＭ３５に読み出して、各種処理を実行する。

測光・測距回路４６は、被写体の輝度、および被写体と撮像レンズ１０との距離を検出し、ＣＰＵ４３に検出結果を送信する。ＣＰＵ４３は、この検出結果に基づいて、適正な焦点距離および露光量となるように撮像レンズ１０の各種パラメータを調整する。また、この測光・測距回路４６は、ＣＰＵ４３からフィードバックされる調整信号を元に、撮像レンズ１０、およびストロボ装置１２を制御するストロボ制御回路４７を駆動させる。

ストロボ装置１２の発光モードとしては、例えば被写体輝度が低いときに自動的にストロボ発光させる自動発光モード、被写体輝度に関わらずストロボ発光させる強制発光モード、ストロボ発光を禁止する発光禁止モード、赤目現象を軽減させる赤目軽減モードなどがあり、これらは操作部２５を操作することにより選択可能となっている。

デジタルカメラ２では、各部に電力を供給する電源として、燃料電池４８を備えている。図４に示すように、燃料電池４８は、前述の主燃料パック１８および副燃料パック２０からそれぞれ供給される発電用燃料を利用して電力を発生させ、ストロボ装置１２以外の各部およびストロボ装置１２にそれぞれ電力を供給する主電源部５０および副電源部５１と、これら主副電源部５０、５１の動作を制御する電源制御部５２とからなる。

主副電源部５０、５１は同様の構成を有し、例えば固体高分子膜などの電解質と、これを挟み付ける一対の電極とからなり、メタノールなどの発電用燃料を一方の電極に供給し、酸素（空気）を他方の電極に供給することにより、発電用燃料と酸素とを電気化学反応させ、化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する。なお、主副電源部５０、５１には、発電用燃料と酸素との電気化学反応により生成した生成物（水）や余剰酸素などを排出する排出機構が設けられている。

主副燃料パック１８、２０には、発電用燃料の残量を検出する第１、第２残量検出センサ５３、５４がそれぞれ接続されている。また、供給流路２２には、発電用燃料を副燃料パック２０から主燃料パック１８に向けて移動させる移動手段５５が取り付けられている。第１、第２残量検出センサ５３、５４は、その検出結果を電源制御部５２に送信する。なお、移動手段５５としては、例えば供給流路２２に電磁弁を取り付け、主副燃料パック用装填室１９、２１の高低差を利用して発電用燃料を自由落下させる方式や、主燃料パック１８側から吸圧、または副燃料パック２０側から加圧する方式、副燃料パック２０内に上下移動可能な仕切り板を設け、これをピストン運動させる方式などが用いられる。

電源制御部５２は、第１、第２残量検出センサ５３、５４による残量の検出結果に基づいて、移動手段５５の駆動を制御する。すなわち、主燃料パック１８の残量が各部を駆動させるために必要な量以下で、且つ副燃料パック１８内に発電用燃料が残っていた場合、移動手段５５を駆動させて、供給流路２２を介して副燃料パック２０から主燃料パック１８に発電用燃料を供給させる。

一方、主燃料パック１８の残量が各部を駆動させるために必要な量以上であった場合は、前記移動手段５５を駆動させずに、通常の起動処理を実行する。また、主副燃料パック１８、２０の残量が各部およびストロボ装置１２を駆動させるために必要な量以下であった場合は、ＬＣＤ２４に発電用燃料の補充を促すメッセージなどを表示し、電源をオフにする。なお、主燃料パック１８の残量が各部を駆動させるために必要な量以上で、且つ副燃料パック１８内にストロボ装置１２を駆動させるために必要な発電用燃料が残っていなかった場合、主電源部５０からストロボ装置１２に電力を供給することが可能なようにしてもよい。

次に、上記構成を有するデジタルカメラ２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。まず、電源スイッチ１５が操作されてデジタルカメラ２の電源が投入されると、第１、第２残量検出センサ５３、５４により主副燃料パック１８、２０内の発電用燃料の残量が検出され、この検出結果が電源制御部５２に送信される。

主燃料パック１８の残量が各部を駆動させるために必要な量以下で、且つ副燃料パック１８内に発電用燃料が残っていた場合、電源制御部５２により移動手段５５が駆動され、供給流路２２を介して副燃料パック２０から主燃料パック１８に発電用燃料が供給される。

一方、主燃料パック１８の残量が各部を駆動させるために必要な量以上であった場合は、前記移動手段５５は駆動されず、通常の起動処理が実行される。また、主副燃料パック１８、２０の残量が各部およびストロボ装置１２を駆動させるために必要な量以下であった場合は、ＬＣＤ２４に発電用燃料の補充を促すメッセージなどが表示され、電源がオフにされる。

起動処理後、モードダイヤル１６が操作されて静止画撮影モードが選択されると、撮像レンズ１０を介して入射した被写体光は、ＣＣＤ３０により光電変換され、ＣＤＳ３１でサンプリングされる。ＣＤＳ３１から出力された画像データは、ＡＭＰ３２で増幅され、Ａ／Ｄ３３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３４で各種画像処理が施された後、ＳＤＲＡＭ３５に順次格納され、電子ビューファインダまたはＬＣＤ２４にスルー画像として表示される。この状態でレリーズボタン１４が半押しされると、測光・測距回路４６により被写体の輝度、および被写体と撮像レンズ１０との距離が検出され、この検出結果に基づいて撮影準備処理が施される。

このとき、ストロボ発光モードが選択されていた場合は、副電源部５１からストロボ装置１２に電力が供給され、ストロボ充電が行われる。ストロボ充電後、レリーズボタン１４の全押しにより撮影が実行されると、ストロボ装置１２からストロボ光が被写体に向けて照射される。被写体からのストロボ反射光は、調光センサ１３により受光され、調光センサ１３からの受光信号の光量積分値が規定レベルに達すると、ストロボ制御回路４６によりストロボ発光が停止される。

撮影実行後、そのときＳＤＲＡＭ３５に格納されていた画像データがＹＣ処理回路３７に読み出され、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３８で圧縮処理が施され、カードＩ／Ｆ３９を経由してメモリカード４０に記録される。これら一連の動作は、電源スイッチ１５により電源がオフにされるまで繰り返し行われる。

上記のように、ストロボ装置１２専用とそれ以外の各部用とで、電力を供給する電源部を主副電源部５０、５１で分けて設けたので、ストロボ装置を駆動させたときに各部に供給する電力が不足したり、これにより各部の動作が鈍くなるなどの不都合が生じるおそれがない。また、主燃料パック１８の残量が各部を駆動させるために必要な量以下で、且つ副燃料パック１８内に発電用燃料が残っていた場合、副燃料パック２０から主燃料パック１８に発電用燃料を供給するようにしたので、デジタルカメラ２の駆動時間を見かけ上延長させることができる。さらに、副燃料パック用装填室２１を主燃料パック用装填室１９の上部に配置したので、移動手段５５により発電用燃料を移動させるためのエネルギーを最小限に抑えることができる。

なお、副燃料パック２０から主燃料パック１８に供給する発電用燃料の量は、ストロボ装置１２を駆動させるために必要な発電用燃料が副燃料パック２０に残されるような量であることが好ましい。また、冬期使用時に供給流路２２内の発電用燃料が凍結しないように、主副電源部５０、５１で発生した排熱で供給流路２２を温めてもよい。

上記実施形態では、デジタルカメラ２を例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、他のカメラ、例えばインスタントカメラやカメラ付き携帯電話、ビデオカメラなどにも適用することができる。

本発明を適用したデジタルカメラの正面外観斜視図である。 デジタルカメラの背面外観図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 燃料電池の構成を示すブロック図である。 デジタルカメラの動作手順を示す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 ストロボ装置
１４ レリーズボタン
１８ 主燃料パック
１９ 主燃料パック用装填室
２０ 副燃料パック
２１ 副燃料パック用装填室
２２ 供給流路
２４ 液晶表示器（ＬＣＤ）
２５ 操作部
３０ ＣＣＤ
３４ 画像信号処理回路
３５ ＳＤＲＡＭ
４０ メモリカード
４３ ＣＰＵ
４５ ＥＥＰＲＯＭ
４７ ストロボ制御回路
４８ 燃料電池
５０ 主電源部
５１ 副電源部
５２ 電源制御部
５３、５４ 第１、第２残量検出センサ
５５ 移動手段

Claims (3)

1. 被写体に向けてストロボ光を照射するストロボ装置が内蔵されたカメラにおいて、
   前記ストロボ装置以外の各部に電力を供給する主電源部、および前記ストロボ装置に電力を供給する副電源部を有する燃料電池と、
   前記主電源部で使用される発電用燃料が貯留される主燃料パックと、前記副電源部で使用される発電用燃料が貯留される副燃料パックと、
   副燃料パックから主燃料パックに前記発電用燃料を供給するための供給流路と、
   この供給流路内で発電用燃料を副燃料パックから主燃料パックに向けて移動させる移動手段と、
   主燃料パックおよび副燃料パック内の発電用燃料の残量を検出する残量検出手段と、
   前記残量の検出結果に基づいて、前記移動手段の駆動を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするストロボ内蔵カメラ。
2. 前記制御手段は、前記主燃料パックの前記残量が前記各部を駆動させるために必要な量以下で、且つ前記副燃料パック内に発電用燃料が残っていた場合、前記移動手段を駆動させて、前記供給流路を介して副燃料パックから主燃料パックに発電用燃料を供給させることを特徴とする請求項１に記載のストロボ内蔵カメラ。
3. 前記主燃料パックおよび前記副燃料パックが各々着脱可能に装填される主燃料パック用装填室および副燃料パック用装填室を備え、
   前記副燃料パック用装填室を前記主燃料パック用装填室よりも上部に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載のストロボ内蔵カメラ。

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