JP4542802B2 - ストロボ装置およびストロボ内蔵カメラ - Google Patents

Description

本発明は、メインコンデンサに流れる充電電流を検出するための電流検出用抵抗を備えたストロボ装置およびストロボ内蔵カメラに関する。

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。

ストロボ装置を制御する回路には、電流検出用の抵抗（抵抗値０．５Ω程度）が接続されており、この抵抗にかかる電圧と基準電圧とを比較することで、定電流駆動を行っている。抵抗には、例えばリフロータイプのチップ抵抗や、複数回分屈曲した細線状パターンを有するシート抵抗（特許文献１参照）が用いられている。

特開平５−２１２０３号公報

従来のストロボ装置で使用される抵抗値が１Ω以下のリフロータイプのチップ抵抗は、生産量が極めて少なく、その分通常と比べて高価であるため、部品コストが嵩むという問題があった。また、特許文献１に記載のシート抵抗は、複雑な形状を有しているため、生産コストおよび工数が掛かるうえ、パターンの幅が非常に細く、接触によりパターンに傷がつき、断線する確率が高いという問題があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、低コストで信頼性の高いストロボ装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、ストロボ充電により電源にかかる負担を軽減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、ストロボ光を発する光源と、前記ストロボ光を発生させる電荷が充電されるメインコンデンサと、このメインコンデンサに流れる充電電流を検出するための電流検出用抵抗と、前記充電電流の検出結果に応じて、定電流にて前記充電を行うように制御するストロボ制御回路とを備えたストロボ装置において、前記電流検出用抵抗を、アルミ製のシート状パターンから形成するとともに、このシート状パターンに、前記ストロボ制御回路に接続されるリード線が配された複数の端子を設けたことを特徴とする。

なお、前記端子は、３個以上であり、前記シート状パターンの長さ方向に関して等間隔に設けられていることが好ましい。また、前記ストロボ制御回路は、前記充電電流の値が相対的に大きい場合、前記複数の端子のうち、抵抗値が相対的に小さくなる端子で前記電流検出を行い、前記充電電流の値が相対的に小さい場合、前記複数の端子のうち、抵抗値が相対的に大きくなる端子で前記電流検出を行うことが好ましい。さらに、前記リード線の幅を、前記シート状パターンの長さの１／１０以下とすることが好ましい。

また、本発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のストロボ装置が内蔵され、異なる動作を実行する複数の動作モードを有するカメラにおいて、前記動作モードの使用状況に応じて、前記充電電流の値を切り替える制御手段を備えたことを特徴とする。

本発明のストロボ装置によれば、メインコンデンサに流れる充電電流を検出するための電流検出用抵抗を、アルミ製のシート状パターンから形成するとともに、このシート状パターンに、ストロボ制御回路に接続されるリード線が配された複数の端子を設けたので、従来のシート抵抗よりもパターンの幅を広くすることができ、複雑な形状にする必要が無くなる。したがって、低コストで装置の信頼性を向上させることができる。

また、本発明のストロボ内蔵カメラによれば、動作モードの使用状況に応じて、充電電流の値を切り替える制御手段を備えたので、ストロボ充電により電源にかかる負担を軽減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５４（図３参照）の発光制御部７５（図４参照）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４９（図３参照）が着脱自在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。

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１８、液晶表示器（ＬＣＤ）１９、および操作部２０が設けられている。ＬＣＤ１９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２０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２１や、ＬＣＤ１９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２２、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２３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ＬＣＤ１９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ＬＣＤ１９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（ＡＥ）、自動焦点調整（ＡＦ）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４９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には、レンズモータ３０が接続されている。また、絞り３１には、アイリスモータ３２が接続されている。これらのモータ３０、３２はステッピングモータからなり、ＣＰＵ３３に接続されたモータドライバ３４、３５から送信される駆動パルスにより動作制御され、レリーズボタン１４の半押しに伴う撮影準備処理を行う。

レンズモータ３０は、ズーム操作ボタン２１の操作に連動して、撮像レンズ１０のズームレンズをワイド側、あるいはテレ側に移動させる。また、被写体距離やズームレンズの変倍に応じて撮像レンズ１０のフォーカスレンズを移動させ、撮影条件が最適となるように焦点調整を行う。アイリスモータ３２は、絞り３１を動作させ、露出調整を行う。

撮像レンズ１０の背後には、撮像レンズ１０を透過した被写体光が撮像されるＣＣＤ３６が配置されている。ＣＣＤ３６には、ＣＰＵ３３によって制御されるタイミングジェネレータ（ＴＧ）３７が接続され、このＴＧ３７から入力されるタイミング信号（クロックパルス）により、電子シャッタのシャッタ速度が決定される。

ＣＣＤ３６から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）３８に入力され、ＣＣＤ３６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される。ＣＤＳ３８から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）３９で増幅され、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）４０でデジタルの画像データに変換される。

画像入力コントローラ４１は、バス４２を介してＣＰＵ３３に接続され、ＣＰＵ３３の制御命令に応じてＣＣＤ３６、ＣＤＳ３８、ＡＭＰ３９、およびＡ／Ｄ４０を制御する。Ａ／Ｄ４０から出力された画像データは、ＳＤＲＡＭ４３に一旦格納され、ＬＣＤドライバ４４を介してＬＣＤ１９に表示される。または、図示しない電子ビューファインダドライバを介して電子ビューファインダに表示される。

画像信号処理回路４５は、ＳＤＲＡＭ４３から画像データを読み出して、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施し、この画像データを再度ＳＤＲＡＭ４３に格納する。ＹＣ変換処理回路４６は、画像信号処理回路４５で各種処理を施された画像データをＳＤＲＡＭ４３から読み出し、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４７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。圧縮された画像データは、メディアコントローラ４８を経由してメモリカード４９に記録される。

ＣＰＵ３３には、前述のレリーズボタン１４、操作部２０の他に、ＥＥＰＲＯＭ５０および電源５１が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ５０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。ＣＰＵ３３は、これらの情報をＥＥＰＲＯＭ５０から作業用メモリであるＳＤＲＡＭ４３に読み出して、各種処理を実行する。電源５１は、リチウムイオン電池などの二次電池からなり、デジタルカメラ２の各部に電力を供給する。

バス４２には、露出量、すなわち電子シャッタのシャッタ速度、および絞り３１の絞り値が撮影に適切か否かを検出するとともに、ホワイトバランスが撮影に適切か否かを検出するＡＥ／ＡＷＢ検出回路５２と、撮像レンズ１０の焦点調整が撮影に適切か否かを検出するＡＦ検出回路５３と、ストロボ装置１２の動作を制御するストロボ制御回路５４と、パーソナルコンピュータなどの外部機器とのデータの送受信を行う通信Ｉ／Ｆ５５とが接続されている。

各検出回路５２、５３は、レリーズボタン１４の半押し時に、バス４２を介してＣＰＵ３３に検出結果を逐次送信する。ＣＰＵ３３は、各検出回路５２、５３から送信される検出結果に基づいて、撮像レンズ１０、絞り３１、およびＣＣＤ３６の動作を制御する。

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した発光禁止モードなどがあり、これらは操作部２０を操作することにより選択可能となっている。

図４に示すように、ストロボ制御回路５４は、ストロボ装置１２の光源であるキセノン放電管６０の点灯回路６１に接続されている。点灯回路６１は、前述の電源５１、メインコンデンサ６２、発振昇圧回路６３、およびトリガ回路６４などから構成される。発振昇圧回路６３は、発振トランジスタ６５、発振トランス６６、および電流検出用抵抗６７からなり、周知のブロッキング発振回路を構成している。この発振昇圧回路６３は、ストロボ制御回路５４からの入力信号により作動し、電源５１からの給電を受けて高電圧を発生させ、メインコンデンサ６２に対して定電流駆動による高圧充電を行う。

トリガ回路６４には、トリガコンデンサ６８、トリガコイル６９、およびトリガ電極７０が設けられている。トリガコンデンサ６８は、発振昇圧回路６３からの出力電流によって充電される。ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ ＢｉｐｏｌａｒＭｏｄｅ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）７１がオンすると、トリガコンデンサ６８に蓄えられた電荷がトリガコイル６９の一次側に流れ、トリガコイル６９の二次側にトリガ電圧が発生し、このトリガ電圧がトリガ電極７０を介してキセノン放電管６０に印加される。これにより、キセノン放電管６０の電極間に絶縁破壊が起こり、メインコンデンサ６２の電荷がキセノン放電管６０内で放電してストロボ光が発生する。

ストロボ制御回路５４には、充電電流検出部７２、充電電圧制御部７３、充電電圧検出部７４、および発光制御部７５が設けられている。充電電流検出部７２は、電流検出用抵抗６７の端子Ｃと、充電電圧制御部７３とに接続されており、発振トランジスタ６５のソース電極に流れる電流を検出し、この検出信号を充電電圧制御部７３に送信する。充電電圧制御部７３は、発振トランジスタ６５のゲート電極に接続され、充電電流検出部７２から送信される電流検出信号に基づいて、発振トランジスタ６５のゲート電極に印加する電圧を制御する。

充電電圧検出部７４は、抵抗を介してメインコンデンサ６２に接続されており、メインコンデンサ６２の充電電圧を検出する。発光制御部７５は、ＩＧＢＴ７１のゲート電極に接続され、ＩＧＢＴ７１のゲート電極に印加する電圧を制御することで、キセノン放電管６０の発光量を制御する。

図５に示すように、電流検出用抵抗６７は、中央に抵抗値を調整するためのくり抜き部８０を有するII型のアルミ製シート状パターン８１から形成されている。このシート状パターン８１は、抵抗値Ｒがおよそ０．０９Ωとなるように各寸法Ｌ１（長さ）、Ｌ２（幅）、Ｌ３（厚さ、図示せず）が決められており、各々Ｌ１＝３０ｍｍ、Ｌ２＝０．５ｍｍ、Ｌ３＝０．０１８ｍｍとなっている（Ｒ＝ρｌ／Ｓ＝ρＬ１／Ｌ２×Ｌ３＝２．７×１０^-8×３０×１０^-3／１８×１０^-6×０．５×１０^-3≒０．０９Ω）。

電流検出用抵抗６７の各端子Ａ〜Ｃは、それぞれ電源５１、発振トランジスタ６５のソース電極、および充電電流検出部７２に接続されている。端子Ｃは、シート状パターン８１の端子Ａ側の付け根に設けられたＣ１と、端子Ｂ側の付け根に設けられたＣ３と、これらの中間に設けられたＣ２とからなる。これらの端子Ｃ１〜Ｃ３には、それぞれリード線８２が取り付けられており、端子Ｃ１−Ｃ２間、Ｃ２−Ｃ３間の抵抗値ｒは、およそ０．０４５Ωとなっている。

リード線８２の幅Ｌ４は、シート状パターン８１の長さＬ１の１／１０以下となっている。これにより、リード線８２の抵抗による電流損失が、充電電流検出部７２の検出結果に与える影響を無視することができる。

各リード線８２は、ストロボ制御回路５４の端子Ｄに接続されている。ストロボ制御回路５４内では、端子Ｃ１からの線がアースに接続され、端子Ｃ２、Ｃ３からの線が充電電流検出部７２にそれぞれ接続されている。充電電流検出部７２では、端子Ｃ１を基準として、端子Ｃ１−Ｃ２間、Ｃ１−Ｃ３間の電圧Ｖ１、Ｖ２を測定することにより、電流検出用抵抗６７を流れる電流を検出する。

ＣＰＵ３３は、デジタルカメラ２の各種動作モードの使用状況に応じて、ストロボ充電電流の値を切り替える。すなわち、例えば、ＬＣＤ１９にスルー画像が表示されている場合や、静止画撮影モードで連写モードが選択されている場合など、デジタルカメラ２の電源に負担がかかっている状態でストロボ充電を行う際には、充電電流を０．５Ａとして低速充電を行う。一方、ＬＣＤ１９の表示がオフの場合など、デジタルカメラ２の電源に負担がかかっていない状態でストロボ充電を行う際、あるいは強制発光モードが選択されている場合には、充電電流を１Ａとして高速充電を行う。

ストロボ制御回路５４は、ＣＰＵ３３により切り替えられる充電電流の値に応じて、端子Ｃ２、Ｃ３のうち、電流検出を行う端子を選択する。すなわち、低速充電を行う場合には、Ｃ３を選択して抵抗値０．０９Ωにて検出を行い、高速充電を行う場合には、Ｃ２を選択して抵抗値０．０４５Ωにて検出を行う。

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６のフローチャートを参照して説明する。まず、デジタルカメラ２で被写体の撮影を行う際には、電源スイッチ１５を操作してデジタルカメラ２の電源を投入し、モードダイヤル１６を操作して静止画撮影モード、あるいは動画撮影モードを選択する。

撮影モード下において、撮像レンズ１０、絞り３１を介して入射した被写体光は、ＣＣＤ３６により光電変換され、ＣＤＳ３８でサンプリングされる。ＣＤＳ３８から出力された画像データは、ＡＭＰ３９で増幅され、Ａ／Ｄ４０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４５で各種画像処理が施された後、画像入力コントローラ４１を介してＳＤＲＡＭ４３に順次格納され、電子ビューファインダまたはＬＣＤ１９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、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５２、ＡＦ検出回路５３により露出量、ホワイトバランス、焦点が検出され、この検出結果に基づいて撮影準備処理が施される。

撮影準備処理後、レリーズボタン１４の全押しにより撮影が実行されると、静止画撮影モード下では、そのときＳＤＲＡＭ４３に格納されている画像データがＹＣ変換処理回路４６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４７で圧縮処理が施され、メディアコントローラ４８を経由してメモリカード４９に記録される。

一方、動画撮影モード下では、レリーズボタン１４が再度全押しされるまで、一定のフレームレート（例えば３０フレーム／秒）で画像データが記録される。また、これと同時にマイクロホンを介して周囲の音声が収録される。マイクロホンで収録された音声は、画像データと関連付けられてメモリカード４９に記録される。

静止画撮影時、操作部２０によりストロボ発光モードが選択され、デジタルカメラ２の電源に負担がかかっている状態の場合には、ＣＰＵ３３によりストロボ制御回路５４が制御され、充電電流を０．５Ａとして低速充電が行われる。一方、デジタルカメラ２の電源に負担がかかっていない状態、あるいは強制発光モードが選択されている場合には、充電電流を１Ａとして高速充電が行われる。

このとき、ストロボ制御回路５４では、低速充電を行う場合には、Ｃ３が選択されて抵抗値０．０９Ωにて検出が行われ、高速充電を行う場合には、Ｃ２が選択されて抵抗値０．０４５Ωにて検出が行われる。

充電電流検出部７２では、選択された端子にて発振トランジスタ６５のソース電極に流れる電流が検出され、この検出信号が充電電圧制御部７３に送信される。そして、充電電圧制御部７３により、充電電流検出部７２から送信される電流検出信号に基づいて、発振トランジスタ６５のゲート電極に印加する電圧が制御され、定電流駆動によるメインコンデンサ６２への充電が行われる。

メインコンデンサ６２への充電中、充電電圧検出部７４によりメインコンデンサ６２の充電電圧が検出される。充電電圧が規定量に達すると、調光センサ１３による被写体の照度検出結果からストロボ発光量が算出され、光量積分時のゲインが設定される。

ゲイン設定後、発光制御部７５によりＩＧＢＴ７１のゲート電極に電圧が印加され、トリガ回路６４が作動してキセノン放電管６０の電極間に絶縁破壊が起こり、メインコンデンサ６２の電荷がキセノン放電管６０内で放電してストロボ光が発生する。そして、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、ＩＧＢＴ７１がオフされ、ストロボ発光が停止される。

上記のように、電流検出用抵抗６７をアルミ製のシート状パターン８１から形成したので、従来のシート抵抗よりもパターンの幅を広くすることができ、複雑な形状にする必要が無くなる。このため、接触によりパターンに傷がつき、断線する確率が低くなり、単純な形状で端子の取り出しが容易であるので、生産コストを低減させ、信頼性を向上させることができる。

なお、端子Ｃの個数は、上記実施形態の３個に限らず、２個であってもよく、３個以上であってもよい。また、上記実施形態では、デジタルカメラ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レンズ付きフイルムユニット、カメラ付き携帯電話や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。 点灯回路およびストロボ制御回路の構成を示す電気回路図である。 電流検出用抵抗の構成を示す説明図である。 ストロボ発光時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
１３ 調光センサ
１４ レリーズボタン
１９ 液晶表示器（ＬＣＤ）
２０ 操作部
３３ ＣＰＵ
３６ ＣＣＤ
４３ ＳＤＲＡＭ
４５ 画像信号処理回路
４９ メモリカード
５４ ストロボ制御回路
６０ キセノン放電管
６２ メインコンデンサ
６５ 発振トランジスタ
６７ 電流検出用抵抗
７１ ＩＧＢＴ
７２ 充電電流検出部
７３ 充電電圧制御部
７５ 発光制御部
８１ シート状パターン
８２ リード線

Claims (5)

1. ストロボ光を発する光源と、前記ストロボ光を発生させる電荷が充電されるメインコンデンサと、このメインコンデンサに流れる充電電流を検出するための電流検出用抵抗と、前記充電電流の検出結果に応じて、定電流にて前記充電を行うように制御するストロボ制御回路とを備えたストロボ装置において、
   前記電流検出用抵抗を、アルミ製のシート状パターンから形成するとともに、
   このシート状パターンに、前記ストロボ制御回路に接続されるリード線が配された複数の端子を設けたことを特徴とするストロボ装置。
2. 前記端子は、３個以上であり、前記シート状パターンの長さ方向に関して等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のストロボ装置。
3. 前記ストロボ制御回路は、前記充電電流の値が相対的に大きい場合、前記複数の端子のうち、抵抗値が相対的に小さくなる端子で前記電流検出を行い、前記充電電流の値が相対的に小さい場合、前記複数の端子のうち、抵抗値が相対的に大きくなる端子で前記電流検出を行うことを特徴とする請求項２に記載のストロボ装置。
4. 前記リード線の幅を、前記シート状パターンの長さの１／１０以下としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のストロボ装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のストロボ装置が内蔵され、異なる動作を実行する複数の動作モードを有するカメラにおいて、
   前記動作モードの使用状況に応じて、前記充電電流の値を切り替える制御手段を備えたことを特徴とするストロボ内蔵カメラ。

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