JP5979973B2 - 発光制御装置、その制御方法、および制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、発光制御装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）を発光部として用いたストロボ装置などの発光装置を制御する発光制御装置に関する。

一般に、ＬＥＤを発光部として用いたストロボ装置（以下ＬＥＤストロボと呼ぶ）では、大容量キャパシタに蓄積された電気的エネルギーによってＬＥＤを発光させている。このようなＬＥＤストロボでは、所望の発光量を得るためＬＥＤを大電流で所謂多灯制御する必要がある。

一方、大電流でＬＥＤを発光させた際には、大容量キャパシタの等価直列抵抗（以下ＥＳＲという）および電流経路における配線抵抗に起因して電圧降下が大きくなる。この際、ＬＥＤの両端電圧が順方向電圧を下回らないように制御する必要がある。

このため、大容量キャパシタを備えたＬＥＤストロボにおいて、ＬＥＤを大電流で駆動する際、内蔵電池の電圧を昇圧制御して大容量キャパシタを充電し、大容量キャパシタの出力電圧を降圧又は昇圧してＬＥＤを大電流で駆動するようにしたものがある（特許文献１参照）。特許文献１においては、このような制御によって、大容量キャパシタから大電流をＬＥＤに供給してＬＥＤを発光した場合において、ＬＥＤの両端電圧が順方向電圧を下回ることがないようにしている。

特開２００７−１０８１９２号公報

ところで、ＬＥＤを発光させる際、その順方向電圧は発光電流に応じて変化し、発光電流が大きい程順方向電圧も大きくなる。ここで、発光の際にＬＥＤの両端（アノード−カソード間）にかかる電圧が順方向電圧を下回ると、ダイオードのｎ層の電子が拡散電位を有する空乏層をｐ層側に越え難くなる。この結果、発光電流が低下してしまう。そして、発光電流が所定の発光電流よりも低下すると、所定の発光量が得られないことになって、ストロボ撮影の際に適正な調光精度を得ることができなくなってしまう。

一方、ＬＥＤの両端にかかる電圧が大きすぎると、順方向電圧を差し引いた電圧と発光電流の積とによって求まる消費電力の分だけ、ＬＥＤで損失する無効電力が増加する。このため、一回の充電で発光可能な時間（発光可能時間）が短くなるばかりでなく、ＬＥＤが発熱するという問題が生じる。

加えて、大容量キャパシタの電圧を昇圧制御する際、昇圧比が高い程その入力電流が大きくなって、電源における変換効率が低下する。このため、一回の充電における発光可能時間は短くなる。

発光可能時間を長くしてかつ無効電力を少なくするため、ＬＥＤの両端にかかる電圧を一定として発光制御を行っても、ＬＥＤに流れる発光電流が少ない場合には無効電力が大きくなって、充電エネルギーを有効的に活用することができない。

従って、本発明の目的は、ＬＥＤなどの発光部に流れる発光電流（駆動電流）および発光時間が変化しても、電圧変換による無効電力を少なくすることのできる発光制御装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による発光制御装置は、光を発光する発光部を発光制御するための発光制御装置であって、電気的エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積手段と、電源の電圧を電圧変換して前記エネルギー蓄積手段を充電する充電手段と、前記エネルギー蓄積手段に蓄積された電気的エネルギーに応じた電圧を昇圧して昇圧制御電圧とする昇圧手段と、前記昇圧手段の昇圧制御電圧が印加され、発光量および発光時間に基づいて前記発光部に供給する駆動電流を制御する際、前記駆動電流に基づいて前記昇圧手段を制御して前記昇圧制御電圧を調整する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記駆動電流が第１の値のときよりも、前記駆動電流が前記第１の値よりも大きい第２の値のときの方が前記昇圧制御電圧を高くするように前記昇圧手段を制御することを特徴とする。

本発明による制御方法は、電気的エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積手段と、電源の電圧を電圧変換して前記エネルギー蓄積手段を充電する充電手段と、前記エネルギー蓄積手段に蓄積された電気的エネルギーに応じた電圧を昇圧して昇圧制御電圧とする昇圧手段とを備え、光を発光する発光部を発光制御するための発光制御装置の制御方法であって、前記昇圧手段の昇圧制御電圧によって、発光量および発光時間に基づいて前記発光部に供給する駆動電流を制御する第１のステップと、前記駆動電流に基づいて前記昇圧手段を制御して前記昇圧制御電圧を調整する第２のステップとを有し、前記第２のステップでは、前記駆動電流が第１の値のときよりも、前記駆動電流が前記第１の値よりも大きい第２の値のときの方が前記昇圧制御電圧を高くするように前記昇圧手段を制御することを特徴とする。

本発明による制御プログラムは、電気的エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積手段と、電源の電圧を電圧変換して前記エネルギー蓄積手段を充電する充電手段と、前記エネルギー蓄積手段に蓄積された電気的エネルギーに応じた電圧を昇圧して昇圧制御電圧とする昇圧手段とを備え、光を発光する発光部を発光制御するための発光制御装置で用いられる制御プログラムであって、前記発光制御装置が備えるコンピュータに、前記昇圧手段の昇圧制御電圧によって、発光量および発光時間に基づいて前記発光部に供給する駆動電流を制御する第１のステップと、前記駆動電流に基づいて前記昇圧手段を制御して前記昇圧制御電圧を調整する第２のステップとを実行させ、前記第２のステップでは、前記駆動電流が第１の値のときよりも、前記駆動電流が前記第１の値よりも大きい第２の値のときの方が前記昇圧制御電圧を高くするように前記昇圧手段を制御することを特徴とする。

本発明によれば、駆動電流（発光電流）が変化した際には、昇圧制御電圧を調整するようにしたので、無効電力を低減して、メインキャパシタなどのエネルギー蓄積手段に蓄積された電気的エネルギーを有効的に活用して、発光可能時間を延伸ことができる。

本発明の第１の実施形態による発光制御装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。 図１に示す撮像装置で行われるストロボ撮影処理を説明するためのフローチャートである。 図１に示すＬＥＤの順方向電圧と発光電流（順方向電流）との関係の一例を示す図である。 図１に示すＣＰＵで用いられる発光電流値と昇圧制御電圧値（設定値）との関係を規定する設定テーブルの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態による発光制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示すＣＰＵで用いられる発光電流値とスイッチング周波数（設定値）との関係を規定する設定テーブルの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態による発光制御装置の一例について図面を参照して説明する。

［第一の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による発光制御装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。

ここでは、デジタルカメラなどの撮像装置は発光装置（ストロボ装置）を有している。ストロボ装置には発光部としてＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられており、以下の説明ではストロボ装置をＬＥＤストロボと呼ぶことにする。

撮像装置には電池（例えば、リチウム電池などの２次電池）１００が備えられており、この電池１００は撮像装置に着脱可能である。さらに、撮像装置は、充電発光制御部１２０、電源部１３０、ＣＰＵ１４０、撮像部１５０、操作部１６０、およびＲＯＭ１７０を備えている。電池１００は電源部１３０および充電発光制御部１２０（発光制御装置）に接続されており、電源部１００は充電発光制御部１２０、ＣＰＵ１４０、撮像部１５０、およびＲＯＭ１７０に動作用の電源を供給する。

ＲＯＭ１７０には、撮像装置を起動するための起動プログラムなどの各種プログラムが格納されている。撮像部１５０は撮影レンズユニット（図示せず）を有し、撮影レンズユニットを介して入力された光学像に応じた電気信号（画像信号）を画像処理して画像データを得るための画像信号処理ブロックである。

操作部１６０は、例えば、操作スイッチ（ＳＷ）であり、撮像装置の起動、撮像パラメータの設定・変更、および撮影を行うためのものである。ＣＰＵ１４０はＲＯＭ１７０に格納されたプログラムに応じて、撮像部１５０および充電発光制御部１２０を制御する。例えば、ＣＰＵ１４０はストロボ発光時間および発光電流量を求めて、充電発光制御部１２０を制御するための充電信号および発光信号を充電発光制御部１２０に出力する。

充電発光制御部１２０には、大容量のメインキャパシタ１０２および１０４が接続されており、メインキャパシタ１０２および１０４は互いに直列に接続されている。さらに、充電発光制御部１２０には平滑コンデンサ１０６および光源であるＬＥＤ（発光部）１０８が接続されている。そして、充電発光制御部１２０は後述するようにして、ＬＥＤ１０８の発光を制御する。

メインキャパシタ１０２および１０４はＬＥＤ１０８を閃光発光させるためのキャパシタである。平滑コンデンサ１０６はメインキャパシタ１０２および１０４に充電された充電電圧を昇圧した際に昇圧後の電圧を平滑するために用いられる。

充電発光制御部１２０は第１の昇圧部１１０、第２の昇圧部１１２、電流制御部１１４、ロジック回路（Ｌｏｇｉｃ）１１６、およびインタフェース（Ｉ／Ｆ）部１１８を有している。そして、ロジック回路１１６はＩ／Ｆ部１１８を介して、前述の充電信号を受けて第１の昇圧部１１０を制御し、発光信号を受けて第２の昇圧部１１２および電流制御部１１４を制御する。

第１の昇圧部１１０は電池１００に接続され、電池１００の電圧（電池電圧）を昇圧（つまり、電圧変換）してメインキャパシタ１０２および１０４を充電する（つまり、メインキャパシタ１０２および１０４に電気的エネルギーを蓄積する）。第２の昇圧部１１２はメインキャパシタ１０２および１０４の電圧（充電電圧）がストロボ発光中に減圧した際に、ＬＥＤ１０８の順方向電圧以上の電圧を電流制御部１１４に供給する。

なお、少なくとも第２の昇圧部１１２は、スイッチング素子をオンオフ制御して昇圧を行う昇圧回路（例えば、スイッチングレギュレータ）である。

電流制御部１１４は第２の昇圧部１１２から印加される電圧に応じてＬＥＤ１０８の発光電流（駆動電流）を制御する。ロジック回路１１６はＩ／Ｆ部１１８を介してロジック回路１１６とＣＰＵ１４０とは通信を行う。

図２は、図１に示す撮像装置で行われるストロボ撮影処理を説明するためのフローチャートである。

メインキャパシタ１０２および１０４の充電が完了した旨を示す充電完了信号を受けると、ＣＰＵ１４０はストロボ撮影処理を開始する。つまり、メインキャパシタ１０２および１０４はストロボ撮影処理を行う前に、第１の昇圧部１１０によって所定の電圧に充電されている。

ＣＰＵ１４０はＩ／Ｆ部１１８を介して、プリ発光信号をロジック回路１１６に与える。ロジック回路１１６はプリ発光信号に応答して、予め設定されたプリ発光時間（Ｔ１）およびプリ発光電流によって、電流制御部１１４を制御してＬＥＤ１０８のプリ発光を行う（ステップＳ１０２）。プリ発光の際には、ロジック回路１１６は第１の昇圧部１１０および第２の昇圧部１１２による昇圧制御を停止する。そして、電流制御部１１４はメインキャパシタ１０２および１０４からプリ発光電流を、設定されたプリ発光時間の間ＬＥＤ１０８に供給して、ＬＥＤ１０８を発光制御する。

ＬＥＤ１０８のプリ発光に応じて、撮影レンズユニットを介して光学像（被写体像）が撮像部１５０に与えられ、撮像部１５０は当該光学像に応じた画像データをＣＰＵ１４０に出力する。ＣＰＵ１４０はプリ発光による画像データに基づいて本露光の際に必要な発光量を本発光量として求める（ステップＳ１０４）。

続いて、ＣＰＵ１４０は上記の画像データおよび本発光量に基づいてＬＥＤ１０８の本発光時間（Ｔ２）を求める（ステップＳ１０６）。この際、撮影時の設定がシャッタースピード優先（以下Ｔｖ優先と呼ぶ）又は絞り優先（以下Ａｖ優先と呼ぶ）の設定で露光時間が所定の時間よりも短くなければ、ＣＰＵ１４０は本発光時間を長くする。

一般に、手ブレ又は被写体ブレのない画像を得るためには、露光時間を１／５０秒以下で設定することが多い。ここでは、本発光時間の最大値を、撮像部１５０に備えられた撮像素子（図示せず）の露光時間と同一の２０ｍｓとする。

続いて、ＣＰＵ１４０はステップＳ１０４で求めた本発光量およびステップＳ１０６で設定した本発光時間に応じて、本発光に必要な本発光電流Ｉ_ＬＥＤを求める（ステップＳ１０８）。続いて、ＣＰＵ１４０は、本発光電流に基づいて、第２の昇圧部１１２で定電圧制御を行う際の昇圧制御電圧値（Ｖ_Ｂ）を設定する（ステップＳ１１０）。

そして、ＣＰＵ１４０は、本発光に必要な本発光電流Ｉ_ＬＥＤおよび本発光時間と昇圧制御電圧値を本発光信号とともにＩ／Ｆ部１１８を介してロジック回路１１６に与える。ロジック回路１１６は昇圧制御電圧値（Ｖ_Ｂ）で第２の昇圧部１１２を定電圧制御して、本発光時間および本発光電流に応じて電流制御部１１４によってＬＥＤ１０８の本発光制御を行う（ステップＳ１１２）。そして、本発光に応じて撮影が行われて、ストロボ撮影処理は終了する。

ここで、プリ発光を行なって、その結果に応じた本発光量の算出について説明する。

前述のように、ＬＥＤ１０８のプリ発光に応じて、撮影レンズユニットを介して光学像が撮像部１５０に与えられ、撮像部１５０は当該光学像に応じた画像データをＣＰＵ１４０に出力する。ＣＰＵ１４０は当該画像データに応じて測光値（輝度値）を求める。いま、外光（定常光）の輝度値（外光輝度値）をＹＤＬ、プリ発光の際の輝度値（プリ発光輝度値）をＹＦＬとする。

なお、外光の輝度値ＹＤＬはストロボ発光を行なわない場合に、画像データに応じて得られた輝度値であり、予めＣＰＵ１４０によって演算されているものとする。

さらに、基準となる適正輝度値をＹｒｅｆとすると、外光輝度値ＹＤＬと適正輝度値Ｙｒｅｆとの差ΔＥｖは式（１）によって求めることができる。

ΔＥｖ＝Ｌｏｇ_２｛（ＹＦＬ−ＹＤＬ）／（Ｙｒｅｆ−ＹＤＬ）｝ （１）
上記のプリ発光輝度値ＹＦＬは、プリ発光による光ばかりでなく外光を受けた結果である。適正輝度値に対してストロボ光のみによる光量を求めるためには、外光のみの測光から得られた輝度値を、プリ発光の際の測光から得られた輝度値から差し引く必要がある。

プリ発光輝度値ＹＦＬの測光に当たっては、外光の影響を低減するため、電子シャッターの速度を速く（露光時間を短く）し、同一のシャッタースピード（露光時間）において露光した結果得られた外光輝度値ＹＤＬをプリ発光輝度値から減算する。これによって、プリ発光のみによる輝度値を得ることができる。

絞り制御、シャッター制御、および撮像時のゲインを考慮した際、外光輝度値ＹＤＬと適正輝度値Ｙｒｅｆとの差ΔＥｖは式（２）よって求めることができる。

ΔＥｖ＝Ｌｏｇ_２｛［（ＹＦＬ−ＹＤＬ）・ＡｖＤＧ］／［（Ｙｒｅｆ・Ｋａ・Ｋｂ−ＹＤＬ・ＡｖＴｖＤＧ）］｝ （２）
ここで、ＡｖＤＧおよびＡｖＴｖＤＧはそれぞれ式（３）および式（４）で表される。

ＡｖＤＧ＝２^{（ΔＡｖ＋ΔＤＧ）} （３）
ＡｖＴｖＤＧ＝２^{（ΔＡｖ＋ΔＴｖ＋ΔＤＧ）} （４）
式（２）〜式（４）において、ΔＡｖ、ΔＴｖ、およびΔＤＧはそれぞれ式（５）〜式（７）で表される。

ΔＡｖ＝ＥＦＰｒｅＡｖ−ＥＦＨＡｖ （５）
ΔＴｖ＝ＥＦＰｒｅＴｖ−ＥＦＨＴｖ （６）
ΔＤＧ＝−（ＥＦＰｒｅＤＧ−ＥＦＨＤＧ） （７）
ここで、Ｋａは露出補正係数であり、Ｋｂは感度補正係数である。また、ＥＦＰｒｅＡｖはプリ発光測光の際の露出値、ＥＦＨＡｖは本発光測光の際の露出値、ＥＦＰｒｅＴｖはプリ発光測光の際のシャッタースピード（露光時間）、そして、ＥＦＨＴｖは本発光測光の際のシャッタースピード（露光時間）である。また、ＥＦＰｒｅＤＧはプリ発光の際のゲイン、ＥＦＨＤＧは本発光の際のゲインである。

上述のΔＥｖは、外光輝度値と適正輝度値との差におけるプリ発光輝度値を、２を底とする対数で表しており、必要な光量よりもプリ発光量が小さければ、ΔＥｖは負の数値となる。また、ＬＥＤを光源とした際の発光量はＬＥＤの電流時間積分値、つまり、発光電流と発光時間との積に比例するので、本露光（つまり、本発光）の際に必要な発光量は、式（８）によって求めることができる。

Ｉ_{ＬＥＤ＿Ｈ}・Ｔ_２＝−ΔＥｖ・Ｉ_{ＬＥＤ＿Ｐ}・Ｔ_１ （８）
ここで、Ｉ_{ＬＥＤ＿Ｈ}は本発光の際の電流値、Ｔ_２は本発光時間、Ｉ_{ＬＥＤ＿Ｐ}はプリ発光の際の電流値、そして、Ｔ_１はプリ発光時間である。

式（８）から、本発光時間Ｔ_２が決定すれば、本発光の際に必要な発光量をＬＥＤ１０８から発光する場合に、ＬＥＤ１０８に流す本発光電流値を求めることができる。

ここで、図２に示すステップＳ１１０における昇圧制御電圧値の設定について詳細に説明する。

ＬＥＤストロボでは電気二重層キャパシタを２つ直列接続してメインキャパシタとして用いることが多い。電気二重層キャパシタを用いる場合、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を低くするため、電解液として有機系の電解液が一般的に使用される。

有機系の電解液の電気二重層キャパシタを２つ直列に接続すると、実仕様上の耐圧は約５．０Ｖであり、この耐圧以上の直流電圧をメインキャパシタ１０２および１０４に印加すると、メインキャパシタ１０２および１０４の特性劣化が著しい。この結果、ＥＳＲの増加および容量の低下によって所望の電気的特性が得られなくなってしまう。よって、電気二重層キャパシタを用いた際の充電制御電圧は約５．０Ｖとなる。一方、ＬＥＤ１０８を発光させた際の順方向電圧は、発光電流に応じて変化する。

図３は、図１に示すＬＥＤ１０８の順方向電圧と発光電流（順方向電流）との関係の一例を示す図である。

図３において、発光電流が大きくなるにつれて順方向電圧が大きくなり、例えば、２アンペアの発光電流でＬＥＤ１０８を発光すると、その順方向電圧は４．２Ｖとなる。また、１アンペアの発光電流でＬＥＤ１０８を発光すると、その順方向電圧は３．８Ｖとなる。

発光の際にＬＥＤ１０８の両端（アノード−カソード間）にかかる電圧が順方向電圧値を下回っていると、必要な順方向電圧が確保できず、ＬＥＤ１０８のｎ層側の電子が拡散電位を有する空乏層をｐ層側に越え難くなる。このため、発光電流が小さくなってしまう。そして、発光電流が小さくなると、所定の発光量が得られなくなって、ストロボ撮影の際に適正な調光精度が得られないことになる。

従って、所定の発光量を得るためには、ＬＥＤ１０８の順方向電圧を確保することが重要となる。発光電流が流れる経路の配線抵抗値による電圧降下と電流制御部１１４における電圧降下を考慮して、発光中にＬＥＤ１０８のアノードに印加される電圧は式（９）によって求めることができる。

Ｖｍ＝Ｖｃ−（Ｒ_ＥＳＲ＋Ｒ）・Ｉ_ＬＥＤ−Ｖｒ−Ｃｍ−^１・∫_０→ｔＩ_ＬＥＤｄｔ （９）
ここで、ＶｍはＬＥＤ１０８のアノードに印加される電圧値（アノード電圧値）、Ｖｃはメインキャパシタ１０２および１０４における充電完了電圧値、Ｒ_ＥＳＲはメインキャパシタ１０２および１０４の等価直列抵抗値、Ｒは発光経路の配線抵抗値、Ｉ_ＬＥＤは発光電流値、Ｖｒは電流制御部１１４において降下する電圧値、Ｃｍはメインキャパシタ１０２および１０４の容量値、そして、ｔは発光時間である。

一方、発光の際には、式（１０）を満足する必要がある。

Ｖｍ≧Ｖ_Ｆ （１０）
ここで、Ｖ_ＦはＬＥＤ１０８の順方向電圧値である。

いま、充電電圧が５．０Ｖ、配線抵抗値が５０ｍΩ、メインキャパシタ１０２および１０４のＥＳＲが７５ｍΩ、メインキャパシタ１０２および１０４の容量が０．４Ｆ、そして、電流制御部１１４において降下する電圧が１５０ｍＶで、ＬＥＤ１０８が５灯並列接続であるとする。発光電流が１アンペア（Ａ）でプリ発光時間が２ｍＳであると、発光後のメインキャパシタ１０２および１０４の電圧は４．９７５Ｖとなる。

その後、発光電流が２Ａで本発光時間が２０ｍｓとなると、発光終了前のＶｍは３．０７５Ｖとなる。発光電流が２Ａの際に必要な順方向電圧は４．２Ｖであるので、例えば、昇圧制御電圧値を４．３５Ｖとして発光制御を行うと、ＬＥＤ１０８の両端には１５０ｍＶの無効電圧が印加されることになる。

ここで、発光電流が１Ａになると、発光終了前のＶｍは３．９５Ｖとなる。発光電流が１Ａの際に必要な順方向電圧は３．８Ｖであるので、昇圧制御電圧値が発光電流２Ａの場合と同一の４．３５Ｖで固定されていると、ＬＥＤ１０８の両端には５５０ｍＶの無効電圧が印加されることになる。

ＬＥＤ１０８の両端にかかる電圧が大きすぎると、順方向電圧を差し引いた電圧と発光電流との積で求まる消費電力分だけ、ＬＥＤ１０８における無効電力が増加する。このため、一回の充電で発光可能な時間が短くなるとばかりでなく、ＬＥＤ１０８が発熱とする問題が生じる。

さらに、メインキャパシタ１０２および１０４の電圧を昇圧制御する場合、昇圧比が高い程、入力電流は大きくなって、電源（電池）の変換効率が低下する。従って、同様に一回の充電で発光可能な時間が短くなる。

このような問題に対処するため、ここでは、ＬＥＤ１０８のアノードに印加される電圧値を、発光電流に応じたＬＥＤ１０８の順方向電圧に近づけて制御する。

図４は、図１に示すＣＰＵ１４０で用いられる発光電流値と昇圧制御電圧値（設定値）との関係を規定する設定テーブルの一例を示す図である。なお、図示の設定テーブルは、例えば、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ１７０）に格納される。

前述のように、ロジック回路１１６は本発光電流に基づいて、第２の昇圧部１１２で定電圧制御を行う際の昇圧制御電圧値（Ｖ_Ｂ）を設定する。この際、ロジック回路１１６は設定テーブル（以下電圧設定テーブルと呼ぶ）を参照して、本発光電流（電流値）に対応した昇圧制御電圧値（設定値）を選択する。

ここで、前述のように、充電電圧が５．０Ｖ、配線抵抗値が５０ｍΩ、メインキャパシタ１０２および１０４のＥＳＲが７５ｍΩ、メインキャパシタ１０２および１０４の容量が０．４Ｆ、そして、電流制御部１１４において降下する電圧が１５０ｍＶで、ＬＥＤ１０８が５灯並列接続であるとする。

この場合、本発光電流が２Ａあると昇圧制御電圧値を４．３５Ｖに調整（つまり、設定）して発光制御が行われ、発光電流が１Ａとなると、昇圧制御電圧値を３．９５Ｖに調整（つまり、設定）して、ロジック回路１１６は当該昇圧制御電圧値で第２の昇圧部１１２を定電圧制御する。この結果、第２の昇圧部１１２において無駄な昇圧制御が行われることなく発光が完了する。これによって、ＬＥＤ１０８における無効電力が０．０３７５Ｊ（＝０．０３７５Ｗｓ）削減される。さらに、第２の昇圧部１１２における昇圧制御が不要であるので、第２の昇圧部１１２における無効電力分も削減される。

このように、本発明の第１の実施形態では、発光電流に応じて第２の昇圧部１１２に設定される昇圧制御電圧値を変更して、第２の昇圧部１１２を定電圧制御するようにしたので、ＬＥＤ１０８を発光する際の無効電力を低減して、しかも所定の発光量を得ることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態による発光制御装置が用いられた撮像装置について説明する。なお、第２の実施形態における撮像装置の構成は、図１に示す撮像装置と同様であるが、ロジック回路１１６にはスイッチング周波数を切り替える機能が備えられている。

図５は、本発明の第２の実施形態による発光制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図５において、図２に示すステップと同一のステップについては同一の参照符号を付して説明を省略する。

図２に関連して説明したように、ステップＳ１１０において、電圧設定テーブルを参照して、本発光電流に応じた昇圧制御電圧値が設定される。その後、ＣＰＵ１４０は第２の昇圧部１１２のスイッチング周波数を設定する（ステップＳ２００）。

ＣＰＵ１４０は、本発光電流が小さい程、スイッチング周波数を低く設定し、発光電流が大きい程、スイッチング周波数を高く設定する（つまり、スイッチング周波数を切り替える）。第２の昇圧部１１２におけるスイッチング周波数を高くして昇圧制御を行うと、第２の昇圧部１１２におけるスイッチング損失は増加するものの、負荷変動による応答性が向上する。

本発光電流が大きい場合に定電圧制御する際には、応答性を良好として昇圧直後の電圧変動を小さくする。これによって、アノード電圧値Ｖｍが順方向電圧Ｖ_Ｆ以下とならないようにする。

この結果、昇圧制御電圧値を設定する際、昇圧直後の電圧変動を考慮して昇圧制御電圧値を高めに設定する必要がなくなって、ＬＥＤ１０８における無効損失をさらに低減することができる。

一方、本発光電流が小さい場合には、スイッチング周波数で低くして、スイッチング損失を低減し、アノード電圧値Ｖｍが順方向電圧値Ｖ_Ｆ以下とならないようにする。

図６は、図１に示すＣＰＵ１４０で用いられる発光電流値とスイッチング周波数（設定値）との関係を規定する設定テーブルの一例を示す図である。なお、図示の設定テーブル（以下周波数設定テーブルと呼ぶ）は、例えば、不揮発性メモリに格納される。

前述のステップＳ２００においては、ＣＰＵ１４０は周波数設定テーブルを参照して、本発光電流に応じたスイッチング周波数（設定値）を設定して、当該設定したスイッチング周波数をロジック回路１１６に与える。ロジック回路１１６は、昇圧制御電圧値で第２の昇圧部１１２を定電圧制御するとともに、スイッチング周波数で第２の昇圧部１１２のスイッチング素子をオンオフ制御する。そして、ロジック回路１１６は本発光時間および本発光電流に応じて電流制御部１１４によってＬＥＤ１０８の本発光制御を行う。

このように、本発明の第２の実施形態では、本発光電流に応じてスイッチング周波数を変更して、第２の昇圧部１１２を定電圧制御するようにしたので、発光の際の無効電力をさらに低減して、所定の発光量を得ることができる。

上述の説明から明らかなように、図１に示す例においては、メインコンデンサ１０２および１０４はエネルギー蓄積手段として用いられる。また、第１の昇圧部１１０は充電手段として機能し、第２の昇圧部１１２は昇圧手段として機能する。また、平滑コンデンサ１０６、電流制御部１１４、およびロジック回路１１６は制御手段として機能する。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を発光制御装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを発光制御装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００ 電池
１０２，１０４ メインキャパシタ
１０６ 平滑コンデンサ
１０８ ＬＥＤ（発光ダイオード）
１１０，１１２ 昇圧部
１１４ 電流制御部
１１６ ロジック回路
１３０ 電源部
１４０ ＣＰＵ
１５０ 撮像部

Claims (7)

1. 光を発光する発光部を発光制御するための発光制御装置であって、
   電気的エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積手段と、
   電源の電圧を電圧変換して前記エネルギー蓄積手段を充電する充電手段と、
   前記エネルギー蓄積手段に蓄積された電気的エネルギーに応じた電圧を昇圧して昇圧制御電圧とする昇圧手段と、
   前記昇圧手段の昇圧制御電圧が印加され、発光量および発光時間に基づいて前記発光部に供給する駆動電流を制御する際、前記駆動電流に基づいて前記昇圧手段を制御して前記昇圧制御電圧を調整する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記駆動電流が第１の値のときよりも、前記駆動電流が前記第１の値よりも大きい第２の値のときの方が前記昇圧制御電圧を高くするように前記昇圧手段を制御することを特徴とする発光制御装置。
2. 前記制御手段は、前記駆動電流が大きくなるに従って前記昇圧制御電圧を高くするように前記昇圧手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の発光制御装置。
3. 前記発光部は発光ダイオードであり、
   前記制御手段は前記発光ダイオードのアノードに印加される電圧が前記駆動電流によって規定される順方向電圧に近づくように、前記昇圧手段を制御して前記昇圧制御電圧を調整することを特徴とする請求項１に記載の発光制御装置。
4. 前記昇圧手段は、スイッチング素子を備え、該スイッチング素子のオンオフ制御によって昇圧を行う昇圧回路であり、
   前記制御手段は、前記駆動電流に応じて前記スイッチング素子をオンオフするスイッチング周波数を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光制御装置。
5. 前記制御手段は、前記駆動電流が大きくなるに従って、前記スイッチング周波数を高くすることを特徴とする請求項４に記載の発光制御装置。
6. 電気的エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積手段と、電源の電圧を電圧変換して前記エネルギー蓄積手段を充電する充電手段と、前記エネルギー蓄積手段に蓄積された電気的エネルギーに応じた電圧を昇圧して昇圧制御電圧とする昇圧手段とを備え、光を発光する発光部を発光制御するための発光制御装置の制御方法であって、
   前記昇圧手段の昇圧制御電圧によって、発光量および発光時間に基づいて前記発光部に供給する駆動電流を制御する第１のステップと、
   前記駆動電流に基づいて前記昇圧手段を制御して前記昇圧制御電圧を調整する第２のステップとを有し、
   前記第２のステップでは、前記駆動電流が第１の値のときよりも、前記駆動電流が前記第１の値よりも大きい第２の値のときの方が前記昇圧制御電圧を高くするように前記昇圧手段を制御することを特徴とする制御方法。
7. 電気的エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積手段と、電源の電圧を電圧変換して前記エネルギー蓄積手段を充電する充電手段と、前記エネルギー蓄積手段に蓄積された電気的エネルギーに応じた電圧を昇圧して昇圧制御電圧とする昇圧手段とを備え、光を発光する発光部を発光制御するための発光制御装置で用いられる制御プログラムであって、
   前記発光制御装置が備えるコンピュータに、
   前記昇圧手段の昇圧制御電圧によって、発光量および発光時間に基づいて前記発光部に供給する駆動電流を制御する第１のステップと、
   前記駆動電流に基づいて前記昇圧手段を制御して前記昇圧制御電圧を調整する第２のステップとを実行させ、
   前記第２のステップでは、前記駆動電流が第１の値のときよりも、前記駆動電流が前記第１の値よりも大きい第２の値のときの方が前記昇圧制御電圧を高くするように前記昇圧手段を制御することを特徴とする制御プログラム。

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