JP4724891B2 - 撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は撮影装置に係り、特に白色発光ダイオード（以下、「白色ＬＥＤ」という）を用いた撮影装置に関する。

従来の撮影装置のストロボ装置は、光源としてキセノン管が使用されている。

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。

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。

これに対し、キセノン管からなる閃光発光手段と、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤからなる補助発光手段とを設け、前記閃光発光手段の発光に応じて前記補助発光手段の発光時間を制御し、閃光の色温度を補正するようにした閃光発光装置が提案されている（特許文献１）。
特開平１０−２０６９４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の閃光発光装置は、キセノン管と、ＬＥＤとを使用するものであり、目的の色温度の閃光を発光する際に、キセノン管とＬＥＤの発光量の制御が煩雑になるという問題がある。

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という問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光源として白色ＬＥＤのみを使用し、かつ白色ＬＥＤの発光時の発光色にかかわらず、ホワイトバランス補正を良好に行うことができる新規な撮影装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、撮影レンズ及び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を取得する撮影装置において、撮影装置の光源として使用される白色光を発光する白色発光ダイオードと、前記白色発光ダイオードに電気エネルギーを供給する電源供給手段であって、電源の電圧を昇圧する昇圧手段と、前記昇圧手段によって昇圧された電圧によって電荷が充電されるコンデンサとを有する電源供給手段と、ガイドナンバに基づいて前記白色発光ダイオードの発光量を決定する手段と、前記コンデンサから前記白色発光ダイオードに電気エネルギーを供給して該白色発光ダイオードを発光させる発光制御手段であって、前記決定した発光量となるように前記白色発光ダイオードに供給する電気エネルギーを制御する発光制御手段と、を備え、前記発光制御手段は、前記電源供給手段から電気エネルギーを前記白色発光ダイオードに供給するためのスイッチング手段と、前記白色発光ダイオードに所要の定電流が流れるように、デューティ比が制御されたパルス信号によって前記スイッチング手段をＯＮ／ＯＦＦ制御する手段と、を含み、前記白色発光ダイオードの発光時間を制御し、更に前記発光制御手段は、前記白色発光ダイオードと直列に接続されたコイルと、前記コイルと接続されたダイオードとを有し、前記スイッチング手段のＯＮ期間中には前記電源供給手段から前記白色発光ダイオードに電流を流し、前記スイッチング手段のＯＦＦ期間中には前記コイルの誘導起電力により前記ダイオードを介して前記白色発光ダイオードに電流を流すことを特徴としている。

請求項２に示すように請求項１に記載の撮影装置において、前記撮像素子に蓄積される信号電荷の蓄積時間をシャッタゲートパルスによって制御する電子シャッタを有し、前記発光制御手段は、シャッタレリーズに同期して前記白色発光ダイオードに電気エネルギーを供給することを特徴としている。
請求項３に示すように請求項１又は２に記載の撮影装置において、前記白色発光ダイオードの発光時に該白色発光ダイオードから発光される白色光の色温度に基づいて前記カラーの画像信号のホワイトバランスを補正するオートホワイトバランス補正手段を備えたことを特徴としている。
請求項３に係る発明では、光源として白色発光ダイオードのみを使用し、かつ白色発光ダイオードの色温度に基づい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。

請求項４に示すように請求項３に記載の撮影装置において、前記白色発光ダイオードの前面に移動自在に配設された複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタのうちから所望のカラーフィルタを前記白色発光ダイオードの前面に移動させることによって前記白色発光ダイオードから発光される光の色温度を制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。

これにより、白色発光ダイオードに前面に配設されるカラーフィルタの種類に応じて白色発光ダイオードから発光される光の色温度を制御できるようにしている。

請求項５に示すように請求項３又は４に記載の撮影装置において、被写界の色温度を検出する色温度検出手段であって、前記白色発光ダイオードの発光時に該白色発光ダイオードから発光される白色光の色温度、又は前記カラーフィルタによって色温度が制御された光の色温度を検出する色温度検出手段を有し、前記オートホワイトバランス補正手段は、前記色温度検出手段によって検出された色被写界の色温度に基づいて前記カラーの画像信号のホワイトバランスを補正することを特徴としている。

即ち、請求項５に係る撮影装置は、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（即ち、被写界の色温度と同じ色温度の白色発光ダイオードから発光される白色光の色温度、又は前記カラーフィルタによって色温度が制御された光の色温度）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。被写界の色温度に応じてホワイトバランス補正が行われるため、良好なホワイトバランス補正を行うことができる。尚、従来の撮影装置の場合には、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（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。

請求項６に示すように請求項３又は４に記載の撮影装置において、撮影前に前記色温度検出手段によって検出された１乃至複数の色温度を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された色温度の読出しを指示する指示手段と、を備え、前記オートホワイトバランス補正手段は、前記指示手段によって色温度が読み出されると、その読み出された色温度に基づいて前記カラーの画像信号のホワイトバランスを補正することを特徴としている。

即ち、請求項６に係る撮影装置は、マニュアルで設定された色温度に基づい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。従来の撮影装置は、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、請求項６に係る撮影装置は、マニュアルで色温度が設定されている場合でもストロボ発光を禁止せず、その設定された色温度に対応するホワイトバランス補正を行うようにしている。

請求項７に示すように請求項５又は６に記載の撮影装置において、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している。

請求項８に示すように請求項５又は６に記載の撮影装置において、前記色温度検出手段は、前記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。

請求項９に示すように請求項１から８のいずれかに記載の撮影装置において、前記白色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白色発光ダイオードに電気エネルギーを供給することを特徴としている。即ち、白色発光ダイオードは周囲温度によって光量が変動するが、白色発光ダイオードに供給する電気エネルギーを温度補正するようにしたため、発光量を安定させることができる。

本発明によれば、光源として白色ＬＥＤのみを使用し、この白色ＬＥＤの発光時のホワイトバランス補正を、白色ＬＥＤの色温度又はカラーフィルタによって色温度が制御された光の色温度に基づいて行うようにしたため、ストロボ発光時の発光色にかかわらず、ホワイトバランス補正を良好に行うことができる。

以下添付図面に従って本発明に係る撮影装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は本発明に係る撮影装置に適用されるストロボ装置の第１の実施の形態を示す外観図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

システムコントローラ５２は、図示しない撮影装置（カメラ）からホットシュー２２（図１参照）を介してシャッタ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。

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。

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。

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。

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））。

その後、シャッタ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））。

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））。

次に、シャッタレリーズボタンが全押しされてシャッタが開くと、そのシャッタ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。

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））。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、上記発光時間ｔについて説明する。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

図９は本発明に係る撮影装置に適用されるストロボ装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。

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。

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。

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。

ここで、シャッタ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。

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。

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。

図１０は本発明に係る撮影装置に適用されるストロボ装置の第３の実施の形態を示すブロック図である。

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。

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。

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。

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。

図１１は本発明に係る撮影装置に適用されるストロボ装置の第４の実施の形態を示すブロック図である。

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。

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。

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。

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。

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レリーズボタンが全押しされてシャッタが開き、そのシャッタ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。

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。

図１２は本発明に係るストロボ光の色温度が調整可能な撮影装置（電子カメラ）の背面図である。

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レリーズボタン１０２が設けられている。

この電子カメラの背面には、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ここで、メモリ１３６内のＹＣ信号を読み出し、液晶モニタ１５２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。

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。

ＣＰＵ１３８は、図１２に示したモードダイヤル１０１、シャッタレリーズボタン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、シャッタレリーズボタン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。

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、シャッタレリーズ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。

次に、ホワイトバランス補正方法について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
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。

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。

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。

本発明に係る撮影装置に適用されるストロボ装置の第１の実施の形態を示す外観図 図１に示したストロボ装置の背面図 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 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 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 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 本発明に係る撮影装置に適用されるストロボ装置の第２の実施の形態を示すブロック図 本発明に係る撮影装置に適用されるストロボ装置の第３の実施の形態を示すブロック図 本発明に係る撮影装置に適用されるストロボ装置の第４の実施の形態を示すブロック図 本発明に係るストロボ光の色温度が調整可能な撮影装置（電子カメラ）の背面図 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

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…ＲのＬＥＤ、３８Ｇ…ＧのＬＥＤ、３８Ｂ…ＢのＬＥＤ、３９…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…撮影装置（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

Claims (9)

1. 撮影レンズ及び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を取得する撮影装置において、
   撮影装置の光源として使用される白色光を発光する白色発光ダイオードと、
   前記白色発光ダイオードに電気エネルギーを供給する電源供給手段であって、電源の電圧を昇圧する昇圧手段と、前記昇圧手段によって昇圧された電圧によって電荷が充電されるコンデンサとを有する電源供給手段と、
   ガイドナンバに基づいて前記白色発光ダイオードの発光量を決定する手段と、
   前記コンデンサから前記白色発光ダイオードに電気エネルギーを供給して該白色発光ダイオードを発光させる発光制御手段であって、前記決定した発光量となるように前記白色発光ダイオードに供給する電気エネルギーを制御する発光制御手段と、を備え、
   前記発光制御手段は、
   前記電源供給手段から電気エネルギーを前記白色発光ダイオードに供給するためのスイッチング手段と、
   前記白色発光ダイオードに所要の定電流が流れるように、デューティ比が制御されたパルス信号によって前記スイッチング手段をＯＮ／ＯＦＦ制御する手段と、を含み、
   前記白色発光ダイオードの発光時間を制御し、
   更に前記発光制御手段は、前記白色発光ダイオードと直列に接続されたコイルと、前記コイルと接続されたダイオードとを有し、前記スイッチング手段のＯＮ期間中には前記電源供給手段から前記白色発光ダイオードに電流を流し、前記スイッチング手段のＯＦＦ期間中には前記コイルの誘導起電力により前記ダイオードを介して前記白色発光ダイオードに電流を流すことを特徴とする撮影装置。
2. 前記撮像素子に蓄積される信号電荷の蓄積時間をシャッタゲートパルスによって制御する電子シャッタを有し、
   前記発光制御手段は、シャッタレリーズに同期して前記白色発光ダイオードに電気エネルギーを供給することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記白色発光ダイオードの発光時に該白色発光ダイオードから発光される白色光の色温度に基づいて前記カラーの画像信号のホワイトバランスを補正するオートホワイトバランス補正手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影装置。
4. 前記白色発光ダイオードの前面に移動自在に配設された複数のカラーフィルタと、
   前記複数のカラーフィルタのうちから所望のカラーフィルタを前記白色発光ダイオードの前面に移動させることによって前記白色発光ダイオードから発光される光の色温度を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
5. 被写界の色温度を検出する色温度検出手段であって、前記白色発光ダイオードの発光時に該白色発光ダイオードから発光される白色光の色温度、又は前記カラーフィルタによって色温度が制御された光の色温度を検出する色温度検出手段を有し、
   前記オートホワイトバランス補正手段は、前記色温度検出手段によって検出された色被写界の色温度に基づいて前記カラーの画像信号のホワイトバランスを補正することを特徴とする請求項３又は４に記載の撮影装置。
6. 撮影前に前記色温度検出手段によって検出された１乃至複数の色温度を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された色温度の読出しを指示する指示手段と、を備え、
   前記オートホワイトバランス補正手段は、前記指示手段によって色温度が読み出されると、その読み出された色温度に基づいて前記カラーの画像信号のホワイトバランスを補正することを特徴とする請求項３又は４に記載の撮影装置。
7. 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又は６に記載の撮影装置。
8. 前記色温度検出手段は、前記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又は６に記載の撮影装置。
9. 前記白色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白色発光ダイオードに電気エネルギーを供給することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の撮影装置。

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