WO2006088039A1 - 撮影用照明装置およびカメラ - Google Patents

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light
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illumination device
light emitting
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Inventor
Itaru Homma
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Nikon Corporation
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G03B15/05—Combinations of cameras with electronic flash apparatus; Electronic flash units
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
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    • G—PHYSICS
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    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2215/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B2215/05—Combinations of cameras with electronic flash units

Definitions

  • the present invention relates to an illumination device that illuminates a subject at the time of shooting.
  • Patent Document 1 discloses a lighting device equipped with a xenon lamp and an LED, and in order to correct the color temperature of the flash light emitted by the xenon lamp, the LED emitting red light and the LED emitting blue light are lit. The technology to be performed is described. The amount of light emitted from the LED is shown to increase the lighting (light emission) time according to the subject distance and the color temperature correction amount ( Figures 4 to 6).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-206942
  • the photographing illumination device changes the emission luminance of the light emitting unit within the exposure time set in the camera and the light emitting unit that emits illumination light toward the subject.
  • a control unit that controls to perform the operation.
  • the light emitting unit is a current control type, further includes a current supply unit that supplies a drive current to the light emitting unit, and the control unit includes a camera It is preferable to control the current supply unit so that a current that changes the light emission luminance of the light emitting unit is supplied to the light emitting unit within the exposure time set to.
  • the control unit includes: It is preferable to control the current supply unit so that the current value supplied to the light emitting unit changes.
  • the light emitting unit has a plurality of light emitters, and the control unit changes the number of light emitters to which current is supplied. It is preferable to control the current supply to do so.
  • the control unit finishes the light emission from the start of the light emission within the exposure time. It is preferable to control so that the hour becomes higher.
  • the control unit sets the first light emission time within the exposure time as the first light emission luminance, and is continuous with the first light emission time. It is preferable to control the second light emission time so that the second light emission luminance is higher than the first light emission luminance.
  • the control unit controls the second light emission time to be shorter than the first light emission time.
  • the second light emission time is included in a predetermined time immediately before the end of the exposure time.
  • the control unit controls the light emission luminance of the light emitting unit when the exposure time is longer than a predetermined shutter time. I prefer to control it to change.
  • the control unit emits light for each frame when the camera is set to the moving image photographing mode. It is preferable to control to change the light emission brightness of the part.
  • the control unit when the camera is set to the moving image photographing mode, the control unit emits light from the light emitting unit at least outside the exposure time of each frame. Prefer to control to stop.
  • the control unit causes the light emission luminance of the light emitting unit to gradually increase until the light emission start power is reached within the exposure time.
  • the first control method to be controlled, the first light emission time within the exposure time as the first light emission luminance, and the second light emission time continuous with the first light emission time is higher than the first light emission luminance. It is preferable that the second control method for controlling the light emission luminance to be 2 can be switched.
  • a camera includes the photographing illumination device according to any one of the first to twelfth aspects.
  • the camera includes an imaging unit that captures an image of an object, an exposure control unit that controls an exposure time of the imaging unit, and an imaging illumination unit.
  • a light emitting unit that emits illumination light toward the light source, and a control unit that controls to change the light emission luminance of the light emitting unit within the exposure time.
  • the light emitting unit is a light emitting unit
  • the control unit is a control unit
  • the current supply unit is a current supply unit
  • the imaging unit is an imaging unit
  • the exposure control unit is an exposure control unit
  • the photographing illumination unit is replaced with a photographing illumination unit. Also good.
  • the light emission luminance is changed within the exposure time set in the camera. Therefore, even if the illumination light that illuminates the moving subject is emitted for a long time. This makes it possible for a person who observes the photographed image to feel uncomfortable.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an electronic camera according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between drive current (light emission luminance) supplied to an LED and time, and the relationship between charge accumulation timing of the image sensor and time.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating captured images of frames that are continuous in time series.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating captured images of frames that are continuous in time series.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating captured images of frames that are continuous in time series.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the drive current (light emission luminance) supplied to the LED and time and the relationship between the charge accumulation timing of the image sensor and the time in the modified example.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a main configuration of an electronic camera according to an embodiment of the present invention.
  • an electronic camera 1 includes an imaging lens 11, an imaging device 12, a CCD driver 13, and a CP.
  • U14, LED driver 15, LED16, power supply circuit 17, illumination light lens 18, and release switch 19 are included.
  • the imaging lens 11 forms a subject image on the imaging surface of the imaging element 12.
  • the image sensor 12 is configured by a CCD image sensor, a CMOS image sensor, or the like, and accumulates charges corresponding to the amount of light incident on the imaging surface in units of pixels. That is, the image sensor 12 images the subject.
  • the electric charge accumulated in the image sensor 12 is sent (transferred) to an image processing circuit (not shown) according to a timing signal supplied from a CCD driver (drive circuit) 13 and subjected to predetermined signal processing by the image processing circuit.
  • the CCD driver 13 generates a timing signal for driving the image sensor 12 in response to a command from the CPU 14 and supplies the generated drive signal to the image sensor 12.
  • the CPU 14 sends a control signal to each block in the electronic camera 1 including the CCD driver 13 to control the camera operation of the electronic camera 1.
  • the CPU 14 is configured to cause the electronic camera 1 to start a photographing operation when an operation signal is input from the release switch 19.
  • the electronic camera 1 has a still image shooting mode in which a single shooting is performed when a release operation signal is input, and a video that repeats shooting of multiple frames at a predetermined frame rate when a release operation signal is input. It has a shooting mode.
  • the LED driver (drive circuit) 15 generates a drive current for causing the LED 16 to emit light, and supplies the drive current to the LED 16 in accordance with a command from the CPU 14.
  • the LED 16 is composed of an LED that emits so-called white light.
  • LEDs are current-controlled devices that have a proportional relationship between drive current and emission intensity (optical power) within their rated range. The amount of light emitted from the LED 16 is controlled by instructing the value of the drive current supplied from the LED driver 15 to the LED 16 by the CPU 14.
  • the light emitted from the LED 16 is emitted toward the subject through the illumination light lens 18 and illuminates the main subject.
  • the power supply circuit 17 supplies necessary power to each block in the electronic camera 1.
  • the CPU 14 instructs the LED driver 15 to emit the LED 16 at the time of shooting.
  • LED16 emission is allowed in the following cases. 1.When the electronic camera 1 is set to ⁇ Auto mode '' that determines whether or not the LED 16 needs to emit light according to the brightness of the main subject detected by the photometry circuit (not shown), the CPU 14 decides whether to emit light Case
  • the present invention is characterized by a drive current supplied to the LED 16 in order to cause the LED 16 to emit light.
  • FIG. 2 shows the relationship between the drive current (light emission luminance) supplied from the LED driver 15 to the LED 16 and the time and the charge of the imaging element 12 when the electronic camera 1 is set to the movie shooting mode. It is a figure explaining the relationship between accumulation
  • the horizontal axis of the drive current waveform represents time
  • the vertical axis of the drive current waveform represents the drive current.
  • the horizontal axis of the charge accumulation timing waveform represents time
  • the vertical axis of the charge accumulation timing waveform represents the charge accumulation Z charge transfer state.
  • the CPU 14 starts imaging at a frame rate of 30 frames per second, for example.
  • the shutter speed charge accumulation time and exposure time of the image sensor 12
  • the image sensitivity ISO sensitivity
  • the shutter speed is set longer than 1Z60 seconds, for example, up to the range that falls within the above frame rate.
  • the CPU 14 secures a shutter time longer than 1Z60 seconds by reducing the imaging sensitivity (ISO sensitivity) of the image sensor 12.
  • the CPU 14 instructs the CCD driver 13 to start charge accumulation by the image sensor 12, and also instructs the LED driver 15 to supply the LED 16 with a drive current of the current value a.
  • the CPU 14 instructs the LED driver 15 to increase the drive current supplied to the LED 16 from the current value a to the current value b.
  • the brightness of the light emitted by the LED 16 is set to the shutter speed (in this case The charge accumulation time from timing tO to timing t2). That is, the light emission time from timing tl to timing t2 is included within a predetermined time immediately before the exposure time ends.
  • the CPU 14 terminates the charge accumulation by the image sensor 12 and instructs the CCD driver 13 to transfer the charge accumulated in the image sensor 12.
  • the CPU 14 further instructs the LED driver 15 to stop supplying current to the LED 16. This stops light emission by the LED 16 during non-charge accumulation.
  • the above control is based on the time from the timing tO to the timing tl (first light emission luminance) from the light emission luminance (first light emission luminance) of the LED 16 during the time until the timing tO force timing tl (first light emission time).
  • the time from the timing tl to the timing t2 (second light emission time) that continues from the light emission time) indicates that the ED16 light emission luminance (second light emission luminance) is higher. In other words, the luminance of the LED 16 at the end of light emission is higher than the luminance of the LED 16 at the start of light emission.
  • the CPU 14 instructs the CCD driver 13 to start charge accumulation by the imaging device 12, and supplies a driving current having a current value a to the LED 16. Instructs LED driver 15. Thereafter, in the same manner, the supply current is changed stepwise so as to increase the light emission luminance of the LED 16 during the charge accumulation by the image sensor 12, and the operation of stopping the light emission of the LED 16 at the end of the charge accumulation by the image sensor 12 is repeated. .
  • the light emission amount of the LED 16 per frame described above is determined by the CPU 14 during the exposure calculation.
  • the CPU 14 determines the sum of the time integrated value of the light emitted by the LED 16 when the current value a is supplied and the time integrated value of the light emitted by the LED 16 when the current value b is supplied. Then, the current value a and the current value b to be supplied to the LED 16 are determined.
  • the electronic camera 1 that is set to the moving image shooting mode and is allowed to emit the LED 16 is controlled by the CPU 14 as follows. That is, when shooting, the shutter time is set longer than 1Z60 seconds, the current value a is supplied from the charge accumulation start timing tO to the timing tl by the image sensor 12 to cause the LED 16 to emit light, and the charge from the image sensor 12 from the timing tl. The current value b (where b> a) is supplied until the accumulation end timing t2, causing the LED 16 to emit light.
  • FIG. 3 to FIG. 5 are diagrams illustrating captured images of frames that are continuous in time series.
  • Image 31 in FIG. 3 corresponds to a subject image captured from timing t 0 to timing tl (illumination light is in a low luminance state) in the frame, and image 32 is from timing tl to timing t2 (illumination light is Corresponds to the subject image captured in the high brightness state.
  • Image 41 in FIG. 3 corresponds to a subject image captured from timing t 0 to timing tl (illumination light is in a low luminance state) in the frame
  • image 32 is from timing tl to timing t2 (illumination light is Corresponds to the subject image captured in the high brightness state.
  • FIG. 4 corresponds to a subject image captured from timing tO to timing tl (illumination light is in a low luminance state) in the frame, and image 42 is from timing tl to timing t2 (illumination light is Corresponds to the subject image captured in the high brightness state.
  • An image 51 in FIG. 5 corresponds to a subject image captured from timing tO to timing tl (the illumination light is in a low luminance state) in the frame, and image 52 is from timing tl to timing t2 (the illumination light is high). Corresponds to the subject image captured in the (luminance state).
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the drive current (emission luminance) supplied from the LED driver 15 to the LED 16 and time in this case, and the relationship between the charge accumulation timing of the image sensor 12 and time.
  • the horizontal axis of the drive current waveform represents time
  • the vertical axis of the drive current waveform represents the drive current.
  • the horizontal axis of the charge accumulation timing waveform represents time
  • the vertical axis of the charge accumulation timing waveform represents the charge accumulation Z charge transfer state.
  • the CPU 14 instructs the CCD driver 13 to start charge accumulation by the image sensor 12, and starts supplying drive current to the LED 16 Instruct the LED driver 15 to
  • the LED driver 15 gradually increases the drive current supplied to the LED 16 so that the drive current value supplied to the LED 16 reaches the maximum value c at the timing t2 when the charge accumulation ends.
  • the CPU 14 terminates the charge accumulation by the image sensor 12 and instructs the CCD driver 13 to transfer the charge accumulated in the image sensor 12.
  • the CPU 14 further instructs the LED driver 15 to stop supplying current to the LED 16. This stops light emission by the LED 16 during non-charge accumulation.
  • the CPU 14 instructs the CCD driver 13 to start charge accumulation by the imaging device 12 and starts supplying drive current to the LED 16 LED driver. Direct to 15.
  • the supply current is gradually changed during the charge accumulation by the image pickup element 12 so as to gradually increase the light emission luminance of the LED 16, and the operation of stopping the light emission of the LED 16 at the end of the charge accumulation by the image pickup element 12 is repeated.
  • the contour of the subject image in each frame gradually increases as the charge accumulation time (exposure time) elapses. Because it is clear, it is possible to take pictures so that the observer of the photographed image can move the subject in the moving direction.
  • the light emission amount of the LED 16 per frame is determined by the CPU 14 at the time of the exposure calculation.
  • the CPU 14 determines the maximum value c of the drive current to be supplied to the LED 16 so that the time integrated value of the light emitted by the LED 16 becomes the determined light amount per frame.
  • the increase rate of the drive current does not have to be constant as shown in Fig. 6, and the increase rate may be changed with time.
  • t elapsed time from the light emission start timing to
  • t n elapsed time from the light emission start timing to
  • the LED 16 may be made to emit pulses repeatedly in the range of the exposure time corresponding to the set shutter speed so as to obtain a necessary light emission amount.
  • the LED driver 15 is configured to perform PWM (pulse width modulation) control that gradually increases the emission pulse width (time) that constitutes the emission pulse train during charge accumulation by the image sensor 12, and this LED driver 15 supplies a pulsed drive current to the LED 16.
  • PWM pulse width modulation
  • the light emission density of the illumination light gradually increases as the charge accumulation time (exposure time) elapses, so the contour of the subject image in each frame gradually becomes clear as the charge accumulation time (exposure time) elapses.
  • PWM pulse width modulation
  • the light emission start timing of the LED 16 may not necessarily coincide with the charge accumulation start timing tO by the imaging device 12. Further, the light emission end timing of the LED 16 does not necessarily have to coincide with the charge accumulation end timing t2 by the image sensor 12. [0040]
  • the CPU 14 determines the light emission amount of the LED 16 per frame during the exposure calculation, and determines the drive current value to be supplied to the LED 16 based on the determined light emission amount. Instead, the time integral value of the reflected light detected by the dimming element (not shown) after the light emission by the LED 16 is started is monitored, and when the time integral value reaches a predetermined value, the LED 16 You may make it the structure which stops an electric current supply.
  • the brightness of the illumination light is gradually increased by changing the drive current supplied to the LED 16. If LED16 is composed of multiple LEDs, instead of increasing the current value supplied to each LED, increasing the number of LEDs that emit light simultaneously without changing the light emission brightness per LED. A configuration that increases the brightness of the illumination light may be employed. It is also possible to combine the increase in the current value supplied to each LED and the increase in the number of LEDs that emit light simultaneously.
  • the present invention is also applied to the still image shooting mode when the shutter time is set longer than, for example, 1Z30 seconds. it can. It can also be applied to video cameras dedicated to video recording.
  • the present invention can be applied not only to an electronic camera but also to a film camera.
  • the shutter time is set longer than 1Z60 seconds and the luminance of the LED 16 is changed within the exposure time.
  • the brightness of LED 16 may be constant. That is, the LED 16 brightness may be changed when the shutter time is 1/60 second or more, and the LED 16 brightness may be constant when the shutter time is less than 1Z60 seconds.
  • a shutter speed of less than 1Z60 seconds means that the shutter speed is faster than 1Z60.
  • the method for increasing the light emission luminance by the LED 16 in two steps and the method for gradually increasing the light emission luminance by the LED 16 have been described in the above modification.
  • the CPU 14 may control the two methods so as to be switchable. For example, you may have a switch to switch between the two methods, or you can select one of the two methods on the camera menu screen.
  • the illumination device for photography (LED16 and LED driver 15) is built in the electronic camera 1
  • the present invention can also be applied to a case where the photographing illumination device is configured as an external camera type device and used in combination with a camera.

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Description

明 細 書
撮影用照明装置およびカメラ
技術分野
[0001] 本発明は、撮影時に被写体を照明する照明装置に関する。
背景技術
[0002] 撮影時に被写体を照明する照明装置において、発光体として LEDを備えるものが 知られている（特許文献 1参照)。特許文献 1には、キセノンランプおよび LEDを備え た照明装置が開示されており、キセノンランプ力 発せられるフラッシュ光の色温度を 補正するために、赤色光を発する LEDや青色光を発する LEDを点灯させる技術が 記載されている。 LEDの発光量は、被写体距離や色温度補正量に応じて点灯 (発 光)時間を長くすることが図示（図 4〜図 6)されて 、る。
[0003] 特許文献 1 :特開平 10— 206942号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 移動している被写体を撮影する場合に発光体を長く発光させると、照明された被写 体が画面の中を流れるように撮影されてしまい、撮影画像を観察する者に違和感を 与えてしまう。とくに、動画撮影のように 1フレーム当たりのシャッター秒時を 1/30秒 程度とし、複数フレームを連続して撮影する場合などには問題となりやすい。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明の第 1の態様によると、撮影用照明装置は、被写体に向けて照明光を発す る発光部と、カメラに設定されている露光時間内で、発光部の発光輝度を変化させる ように制御する制御部とを備える。
本発明の第 2の態様によると、第 1の態様の撮影用照明装置において、発光部は 電流制御型であり、発光部へ駆動電流を供給する電流供給部をさらに備え、制御部 は、カメラに設定されている露光時間内で発光部の発光輝度を変化させる電流を発 光部へ供給するように電流供給部を制御するのが好まし 、。
本発明の第 3の態様によると、第 2の態様の撮影用照明装置において、制御部は、 発光部へ供給される電流値が変化するように電流供給部を制御するのが好まし 、。 本発明の第 4の態様によると、第 2または 3の態様の撮影用照明装置において、発 光部は複数の発光体を有し、制御部は、電流が供給される発光体の数が変化するよ うに電流供給部を制御するのが好ま 、。
本発明の第 5の態様によると、第 1〜4のいずれか 1の態様の撮影用照明装置にお いて、制御部は、露光時間内で、発光部の発光輝度が発光開始時より発光終了時 の方が高くなるように制御するのが好ましい。
本発明の第 6の態様によると、第 5の態様の撮影用照明装置において、制御部は、 露光時間内における第 1の発光時間を第 1の発光輝度とし、第 1の発光時間に連続 する第 2の発光時間を第 1の発光輝度より高い第 2の発光輝度とするように制御する のが好ましい。
本発明の第 7の態様によると、第 6の態様の撮影用照明装置において、制御部は、 第 1の発光時間より第 2の発光時間の方が短くなるように制御するのが好ましい。 本発明の第 8の態様によると、第 6または 7の態様の撮影用照明装置において、第 2の発光時間は、露光時間終了直前の所定時間内に含まれるのが好ましい。
本発明の第 9の態様によると、第 1〜8のいずれか 1の態様の撮影用照明装置にお いて、制御部は、露光時間が所定シャッター秒時より長い場合に発光部の発光輝度 を変化させるように制御するのが好ま 、。
本発明の第 10の態様によると、第 1〜8のいずれか 1の態様の撮影用照明装置に おいて、制御部は、カメラが動画撮影モードに設定されている場合に、フレームごと に発光部の発光輝度を変化させるように制御するのが好ま 、。
本発明の第 11の態様によると、第 10の態様の撮影用照明装置において、制御部 は、カメラが動画撮影モードに設定されている場合に、少なくとも各フレームの露光 時間外は発光部の発光を停止するように制御するのが好ま 、。
本発明の第 12の態様によると、第 1の態様の撮影用照明装置において、制御部は 、露光時間内で発光部の発光輝度が発光開始時力 発光終了時まで徐々に高くな るように制御する第 1の制御方法と、露光時間内における第 1の発光時間を第 1の発 光輝度とし、第 1の発光時間に連続する第 2の発光時間を第 1の発光輝度より高い第 2の発光輝度とするように制御する第 2の制御方法とを切替え可能に制御するのが好 ましい。
本発明の第 13の態様によると、カメラは、第 1〜12のいずれか 1の態様の撮影用照 明装置を備える。
本発明の第 14の態様によると、カメラは、被写体を撮像する撮像部と、撮像部の露 光時間を制御する露光制御部と、撮影用照明部とを備え、撮影用照明部は、被写体 に向けて照明光を発する発光部と、露光時間内で、発光部の発光輝度を変化させる ように制御する制御部とを備える。
なお、上記発光部は発光手段、制御部は制御手段、電流供給部は電流供給手段 、撮像部は撮像手段、露光制御部は露光制御手段、撮影用照明部は撮影用照明手 段と置き換えてもよい。
発明の効果
[0006] 本発明による撮影用照明装置やカメラでは、カメラに設定されている露光時間内で 発光輝度を変化させるようにしたので、移動している被写体を照明する照明光を長く 発光させても、撮影画像を観察する者が違和感を感じな ヽようにすることができる。 図面の簡単な説明
[0007] [図 1]本発明の一実施の形態による電子カメラの要部構成を説明する図である。
[図 2]LEDへ供給される駆動電流 (発光輝度)と時間との関係、および撮像素子の電 荷蓄積タイミングと時間との関係を説明する図である。
[図 3]時系列に連続するフレームの撮影画像を例示する図である。
[図 4]時系列に連続するフレームの撮影画像を例示する図である。
[図 5]時系列に連続するフレームの撮影画像を例示する図である。
[図 6]変形例において LEDへ供給される駆動電流 (発光輝度）と時間との関係、およ び撮像素子の電荷蓄積タイミングと時間との関係を説明する図である。
発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図 1は、本発明の一実施の形態による電子カメラの要部構成を説明する図である。図 1 において、電子カメラ 1は、撮像レンズ 11と、撮像素子 12と、 CCDドライバ 13と、 CP U14と、 LEDドライバ 15と、 LED16と、電源回路 17と、照明光レンズ 18と、レリーズ スィッチ 19とを含む。
[0009] 撮像レンズ 11は、撮像素子 12の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像素子 12 は、 CCDイメージセンサや CMOSイメージセンサなどによって構成され、撮像面に 入射されている光量に応じた電荷を画素単位で蓄積する。すなわち、撮像素子 12は 被写体を撮像する。撮像素子 12に蓄積された電荷は、 CCDドライバ (駆動回路） 13 から供給されるタイミング信号に応じて不図示の画像処理回路へ送出（転送)され、 画像処理回路によって所定の信号処理が施される。
[0010] CCDドライバ 13は、 CPU14からの指令により上記撮像素子 12を駆動するタイミン グ信号を生成し、生成した駆動信号を撮像素子 12へ供給する。 CPU14は、 CCDド ライバ 13を含む電子カメラ 1内の各ブロックへ制御信号を送出し、電子カメラ 1のカメ ラ動作を制御する。 CPU14は、レリーズスィッチ 19から操作信号が入力されると、電 子カメラ 1に撮影動作を開始させるように構成されている。なお、電子カメラ 1は、レリ ーズ操作信号が入力されると 1回の撮影を行う静止画撮影モードと、レリーズ操作信 号が入力されると所定のフレームレートで複数フレームの撮影を繰り返す動画撮影モ 一ドとを有する。
[0011] LEDドライバ（駆動回路） 15は、 LED16を発光させるための駆動電流を生成し、 C PU 14からの指令に応じて駆動電流を LED 16へ供給する。 LED16は、いわゆる白 色光を発する LEDによって構成されている。周知のように、 LEDはその定格範囲に おいて駆動電流および発光強度 (光パワー）間に比例関係を有する電流制御型デ バイスである。 CPU14によって LEDドライバ 15から LED16へ供給される駆動電流 の値が指示されることにより、 LED16から発せられる光量が制御される。
[0012] LED16から発せられた光は、照明光レンズ 18を介して被写体方向へ射出され、主 要被写体を照明する。電源回路 17は、電子カメラ 1内の各ブロックへ必要な電力を 供給する。
[0013] CPU14は、 LED16の発光が許可されている場合、 LEDドライバ 15に対して撮影 時に LED16を発光させるように指示する。 LED16の発光は以下の場合に許可され る。 1.電子カメラ 1が不図示の測光回路で検出される主要被写体の輝度に応じて LED 16の発光要否を決定する「オートモード」に設定されている状態で、 CPU14が発光 要を決定した場合
2.電子カメラが上記主要被写体の輝度にかかわらず LED16を発光させる「強制発 光モード」に設定されている場合
[0014] 本発明は、 LED 16を発光させるために LED 16へ供給する駆動電流に特徴を有 する。
[0015] 図 2は、電子カメラ 1が動画撮影モードに設定されている状態において、 LED16へ LEDドライバ 15から供給される駆動電流 (発光輝度)と時間との関係、および撮像素 子 12の電荷蓄積タイミングと時間との関係を説明する図である。図 2において、駆動 電流波形の横軸は時間を表し、駆動電流波形の縦軸は駆動電流を表す。また、電 荷蓄積タイミング波形の横軸は時間を表し、電荷蓄積タイミング波形の縦軸は電荷 蓄積 Z電荷転送状態を表す。
[0016] CPU14は、レリーズスィッチ 19からレリーズ操作信号が入力されると、たとえば、毎 秒 30フレームのフレームレートで撮像を開始させる。この場合のシャッター秒時 (撮 像素子 12の電荷蓄積時間、露光時間）は、 CPU14が不図示の測光回路で検出さ れる被写体輝度、撮像素子 12に設定されている撮像感度 (ISO感度）を用いて周知 の露出演算を行うことにより、絞り値とともに決定する。シャッター秒時は、上記フレー ムレート内に収まる範囲を上限にして、たとえば、 1Z60秒より長く設定される。 CPU 14は、露出演算によって得られるシャッター秒時が 1Z60秒より短い場合には、撮像 素子 12の撮像感度 (ISO感度）を低下させることによって 1Z60秒より長いシャッター 秒時を確保する。
[0017] タイミング tOにおいて、 CPU14は撮像素子 12による電荷蓄積開始を CCDドライバ 13へ指示するとともに、 LED16へ電流値 aの駆動電流を供給するように LEDドライ ノ 15へ指示する。
[0018] 電荷蓄積を終了するタイミング t2より所定時間前のタイミング tlにおいて、 CPU14 は、 LED16へ供給する駆動電流を電流値 aから電流値 bへ増加させるように LEDド ライバ 15へ指示する。これにより、 LED16による発光輝度がシャッター秒時 (この場 合はタイミング tO〜タイミング t2までの電荷蓄積時間）内でステップ状に増加する。す なわち、露光時間終了直前の所定時間内にタイミング tlからタイミング t2の発光時間 が含まれる。
[0019] タイミング t2において、 CPU14は撮像素子 12による電荷蓄積を終了させるとともに 、撮像素子 12に蓄積された電荷の転送を行うように CCDドライバ 13へ指示する。 C PU14はさらに、 LED 16への電流供給を停止するように LEDドライバ 15へ指示する 。これにより、非電荷蓄積時に LED16による発光が停止される。
[0020] 上記の制御は、タイミング tO力 タイミング tlまでの時間（第 1の発光時間）の LED1 6の発光輝度 (第 1の発光輝度)より、タイミング tOからタイミング tlまでの時間（第 1の 発光時間）に連続するタイミング tlからタイミング t2までの時間（第 2の発光時間）のし ED16の発光輝度 (第 2の発光輝度)の方が高いことを示す。言い換えれば、発光開 始時の LED16の発光輝度より発光終了時の LED16の発光輝度の方が高い。
[0021] 電荷転送終了後に次フレームの撮像を開始するタイミング t3において、 CPU14は 撮像素子 12による電荷蓄積開始を CCDドライバ 13へ指示するとともに、 LED 16へ 電流値 aの駆動電流を供給するように LEDドライバ 15へ指示する。以降同様に、撮 像素子 12による電荷蓄積中に LED 16の発光輝度を高めるように供給電流をステツ プ状に変化させ、撮像素子 12による電荷蓄積終了時には LED16の発光を停止さ せる動作を繰り返す。
[0022] CPU14は、レリーズスィッチ 19からレリーズ操作信号が再び入力されると、その時 点にお 、て撮像素子 12で行われて 、るフレームの電荷蓄積および蓄積電荷の転送 が終了すると、一連の動画撮影を終了する。
[0023] 上述した 1フレーム当たりの LED16の発光量は、上記露出演算時に CPU14によ つて決定される。 CPU14は、電流値 aが供給された状態で LED16が発する光の時 間積算値、および電流値 bが供給された状態で LED16が発する光の時間積算値の 和が決定した 1フレーム当たりの光量となるように、 LED 16へ供給すべき電流値 aお よび電流値 bを決定する。
[0024] LED16の発光強度 (輝度）と駆動電流の関係は、あら力じめ実測結果がテーブル 化され CPU14内の不揮発性メモリに格納されている。 CPU14は発光強度 (輝度）を 引数として上記テーブルを参照して必要な駆動電流を決定し、この電流値を LED 16 へ供給するように LEDドライバ 15へ指示する。
[0025] 以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)動画撮影モードに設定され、 LED16の発光が許可されている電子カメラ 1は、 C PU14によって以下のように制御される。すなわち、撮影時にシャッター秒時を 1Z6 0秒より長く設定し、撮像素子 12による電荷蓄積開始タイミング tOからタイミング tlま で電流値 aを供給して LED16を発光させ、タイミング tlから撮像素子 12による電荷 蓄積終了タイミング t2まで電流値 b (ただし b >a)を供給して LED 16を発光させる。
[0026] これにより、主要被写体を照明する光量が電荷蓄積時間 (露光時間）の途中でステ ップ状に増加する。この結果、移動する被写体を撮影する場合にタイミング tlからタ イミング t2までに撮像される被写体像の輪郭力 タイミング tO力もタイミング tlまでに 撮像される被写体像の輪郭よりはっきりするので、撮影画像の観察者にとって被写体 が移動していることがわ力りやすくなり、いわゆる後幕シンクロ撮影のように、違和感を 抑えた画像が得られる。
[0027] 図 3〜図 5は、時系列に連続するフレームの撮影画像を例示する図である。図 3〜 図 5において、左力 右方向へ移動する同一の被写体が、三脚などに固定された電 子カメラ 1で撮影されている。図 3における像 31は、当該フレームにおいてタイミング t 0からタイミング tlまで (照明光が低輝度状態）に撮像される被写体像に対応し、像 3 2は、タイミング tlからタイミング t2まで (照明光が高輝度状態）に撮像される被写体 像に対応する。図 4における像 41は、当該フレームにおいてタイミング tOからタイミン グ tlまで (照明光が低輝度状態）に撮像される被写体像に対応し、像 42は、タイミン グ tlからタイミング t2まで (照明光が高輝度状態）に撮像される被写体像に対応する 。図 5における像 51は、当該フレームにおいてタイミング tOからタイミング tlまで（照 明光が低輝度状態）に撮像される被写体像に対応し、像 52は、タイミング tlからタイ ミング t2まで (照明光が高輝度状態）に撮像される被写体像に対応する。
[0028] もし、撮像素子 12の電荷蓄積時において LED16の発光輝度を一定にして図 3〜 図 5の場合と同様の撮影を行うと、撮影画像の観察者には各フレームにおける被写 体像の輪郭が一定に観察されるので、当該フレームにおいて被写体の移動方向が わからなくなってしまう。これに対して本実施の形態では、撮像素子 12による電荷蓄 積時において照明光の輝度を高めるように変化させることで、時間的に後から撮像さ れる被写体像の輪郭がよりはっきりし、被写体の移動方向がわ力るように撮影するこ とがでさる。
[0029] (2)タイミング tOからタイミング tlまで (照明光が低輝度状態）の時間に比べて、タイミ ング tlからタイミング t2まで (照明光が高輝度状態)の時間を短くしたので、被写体像 の輪郭をはっきりさせる部分を短くし、被写体像の中でより強調させることができる。こ れにより、上記（1)の作用効果を十分に発揮させることができる。
[0030] (3)シャッター秒時を 1Z60秒より長く設定するように撮像素子 12の撮像感度を変更 したので、被写体輝度が高めの場合にも上記（1)の撮影を行うことができる。
[0031] (変形例）
設定されているシャッター秒時に対応する露光時間の範囲において、 LED16によ る発光輝度を徐々に増加させるようにしてもよい。図 6は、この場合に LED16へ LED ドライバ 15から供給される駆動電流 (発光輝度)と時間との関係、および撮像素子 12 の電荷蓄積タイミングと時間との関係を説明する図である。図 6において、駆動電流 波形の横軸は時間を表し、駆動電流波形の縦軸は駆動電流を表す。また、電荷蓄 積タイミング波形の横軸は時間を表し、電荷蓄積タイミング波形の縦軸は電荷蓄積 Z電荷転送状態を表す。
[0032] CPU14は、レリーズスィッチ 19からレリーズ操作信号が入力された以降のタイミン グ tOにおいて、撮像素子 12による電荷蓄積開始を CCDドライバ 13へ指示するととも に、 LED16へ駆動電流の供給を開始するように LEDドライバ 15へ指示する。
[0033] LEDドライバ 15は、電荷蓄積を終了するタイミング t2において LED16へ供給する 駆動電流値が最大値 cになるように、 LED16へ供給する駆動電流を徐々に増加させ る。
[0034] タイミング t2において、 CPU14は撮像素子 12による電荷蓄積を終了させるとともに 、撮像素子 12に蓄積された電荷の転送を行うように CCDドライバ 13へ指示する。 C PU14はさらに、 LED 16への電流供給を停止するように LEDドライバ 15へ指示する 。これにより、非電荷蓄積時に LED16による発光が停止される。 [0035] 電荷転送終了後に次フレームの撮像を開始するタイミング t3において、 CPU14は 撮像素子 12による電荷蓄積開始を CCDドライバ 13へ指示するとともに、 LED 16へ 駆動電流の供給を開始するように LEDドライバ 15へ指示する。以降同様に、撮像素 子 12による電荷蓄積中に LED16の発光輝度を徐々に高めるように供給電流を徐々 に変化させ、撮像素子 12による電荷蓄積終了時には LED16の発光を停止させる動 作を繰り返す。
[0036] このように、撮像素子 12による電荷蓄積時において照明光の輝度を徐々に高める ように変化させることで、各フレームにおける被写体像の輪郭が電荷蓄積時間 (露光 時間）の経過とともに徐々にはっきりするので、撮影画像の観察者に被写体の移動方 向がわ力るように撮影することができる。なお、この場合にも 1フレーム当たりの LED1 6の発光量は上記露出演算時に CPU14によって決定される。 CPU14は、 LED 16 が発する光の時間積算値が決定した 1フレーム当たりの光量となるように、 LED16へ 供給すべき駆動電流の最大値 cを決定する。
[0037] 駆動電流の増加率は図 6のように一定でなくてもよぐ時間とともに増加率を変化さ せる構成〖こしてもよい。たとえば、発光開始タイミング toからの経過時間を tで表す場 合に、 tnや a 1で示される（ただし、 n、 aは定数)増加率でもよ!/ヽ。
[0038] また、設定されているシャッター秒時に対応する露光時間の範囲において、 LED1 6にパルス発光を繰り返し行わせて必要な発光光量を得るようにしてもよい。この場合 には、撮像素子 12による電荷蓄積時において発光パルス列を構成する発光ノ ルス 幅（時間）を徐々に広げる PWM (パルス幅変調）制御を行うように LEDドライバ 15を 構成し、この LEDドライバ 15が LED16へパルス状の駆動電流を供給する。 PWM制 御によって電荷蓄積時間 (露光時間）の経過とともに照明光の発光密度が徐々に高 められるので、各フレームにおける被写体像の輪郭は電荷蓄積時間（露光時間）の 経過とともに徐々にはっきりする。この結果、撮影画像の観察者に被写体の移動方 向がわ力るように撮影することができる。
[0039] LED16の発光開始タイミングは、撮像素子 12による電荷蓄積開始タイミング tOと 必ずしも揃えなくてもよい。また、 LED16の発光終了タイミングは、撮像素子 12によ る電荷蓄積終了タイミング t2と必ずしも揃えなくてもよい。 [0040] 以上の説明では、 CPU14が露出演算時に 1フレーム当たりの LED16の発光量を 決定し、決定した発光量に基づ 、て LED16へ供給すべき駆動電流値を決定するよ うにした。この代わりに、 LED16による発光が開始された以降に調光素子 (不図示） で検出される反射光の時間積分値をモニタし、時間積分値が所定の値に到達した場 合に LED16への電流供給を停止させる構成にしてもよい。
[0041] また、上述した説明では、 LED16へ供給する駆動電流を変化させて照明光の輝 度を徐々に高めるようにした。 LED16が複数個の LEDによって構成されている場合 には、個々の LEDに供給する電流値を増加させる代わりに、 LED1つ当たりの発光 輝度を変えないで同時に発光させる LEDの数を増加させることによって照明光の輝 度を高める構成としてもよい。なお、個々の LEDに供給する電流値の増加と、同時に 発光させる LEDの数の増加とを組合わせてもよ 、。
[0042] 電子カメラ 1が動画撮影モードに設定されている場合を例に説明したが、シャッター 秒時が、たとえば、 1Z30秒より長く設定されている場合の静止画撮影モードにも本 発明を適用できる。また、動画撮影専用のビデオカメラにも適用できる。
[0043] 静止画撮影モードに着目する場合には、電子カメラに限らずフィルムカメラによる撮 影時にも本発明を適用できる。
[0044] 上記では、シャッター秒時を 1Z60秒より長く設定し、その露光時間内で LED16の 輝度を変化させる例を説明した。シャッター秒時が 1Z60秒より短い場合には、 LED 16の輝度を一定としてもよい。すなわち、シャッター秒時が 1/60秒以上の場合は L ED16の輝度を変化させ、シャッター秒時が 1Z60秒未満の場合は LED16の輝度 を一定とするようにしてもよい。なお、シャッター秒時が 1Z60秒未満とは、シャッター スピードがシャッター秒時 1Z60より速いことである。
[0045] 上記実施の形態では、 LED16による発光輝度を 2段階でステップ状に増加させる 方法と、上記変形例では、 LED16による発光輝度を徐々に増加させる方法を説明し た。 CPU14は、この 2つの方法を切替え可能に制御するようにしてもよい。例えば、 2 つの方法を切替える切替えスィッチを設けたり、カメラのメニュー画面上で 2つの方法 のうち一つを選択できるようにしてもょ 、。
[0046] 撮影用照明装置 (LED16および LEDドライバ 15)が電子カメラ 1に内蔵される場合 を例にあげて説明したが、撮影用照明装置をカメラ外付けタイプの装置として構成し 、カメラと組み合わせて使用する場合にも本発明を適用できる。
[0047] 上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容 に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態 様も本発明の範囲内に含まれる。
[0048] 次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願 2005年第 038920号（2005年 2月 16日出願）

Claims

請求の範囲
[1] 撮影用照明装置であって、
被写体に向けて照明光を発する発光部と、
カメラに設定されて 、る露光時間内で、前記発光部の発光輝度を変化させるように 制御する制御部とを備える。
[2] 請求項 1に記載の撮影用照明装置において、
前記発光部は電流制御型であり、
前記発光部へ駆動電流を供給する電流供給部をさらに備え、
前記制御部は、カメラに設定されている露光時間内で前記発光部の発光輝度を変 化させる電流を前記発光部へ供給するように前記電流供給部を制御する。
[3] 請求項 2に記載の撮影用照明装置において、
前記制御部は、前記発光部へ供給される電流値が変化するように前記電流供給部 を制御する。
[4] 請求項 2または 3に記載の撮影用照明装置において、
前記発光部は複数の発光体を有し、
前記制御部は、前記電流が供給される前記発光体の数が変化するように前記電流 供給部を制御する。
[5] 請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の撮影用照明装置において、
前記制御部は、前記露光時間内で、前記発光部の発光輝度が発光開始時より発 光終了時の方が高くなるように制御する。
[6] 請求項 5に記載の撮影用照明装置において、
前記制御部は、前記露光時間内における第 1の発光時間を第 1の発光輝度とし、 前記第 1の発光時間に連続する第 2の発光時間を前記第 1の発光輝度より高い第 2 の発光輝度とするように制御する。
[7] 請求項 6に記載の撮影用照明装置において、
前記制御部は、前記第 1の発光時間より前記第 2の発光時間の方が短くなるように 制御する。
[8] 請求項 6または 7に記載の撮影用照明装置において、 前記第 2の発光時間は、前記露光時間終了直前の所定時間内に含まれる。
請求項 1〜8のいずれか 1項に記載の撮影用照明装置において、
前記制御部は、前記露光時間が所定シャッター秒時より長い場合に前記発光部の 発光輝度を変化させるように制御する。
請求項 1〜8のいずれか 1項に記載の撮影用照明装置において、
前記制御部は、カメラが動画撮影モードに設定されている場合に、フレームごとに 前記発光部の発光輝度を変化させるように制御する。
請求項 10に記載の撮影用照明装置において、
前記制御部は、カメラが動画撮影モードに設定されている場合に、少なくとも各フレ ームの露光時間外は前記発光部の発光を停止するように制御する。
請求項 1に記載の撮影用照明装置にぉ 、て、
前記制御部は、前記露光時間内で前記発光部の発光輝度が発光開始時から発光 終了時まで徐々に高くなるように制御する第 1の制御方法と、前記露光時間内にお ける第 1の発光時間を第 1の発光輝度とし、前記第 1の発光時間に連続する第 2の発 光時間を前記第 1の発光輝度より高い第 2の発光輝度とするように制御する第 2の制 御方法とを切替え可能に制御する。
請求項 1〜12のいずれか 1項に記載の撮影用照明装置を備えるカメラ。
カメラであって、
被写体を撮像する撮像部と、
前記撮像部の露光時間を制御する露光制御部と、
撮影用照明部とを備え、
前記撮影用照明部は、被写体に向けて照明光を発する発光部と、前記露光時間 内で、前記発光部の発光輝度を変化させるように制御する制御部とを備える。
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