CN1624562B - 摄影用照明装置、便携式设备、照相机***和照相机 - Google Patents

摄影用照明装置、便携式设备、照相机***和照相机 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种根据快门速度等摄影条件正确地控制发光量的摄影照明装置、照相机***和照相机。在设定照相机***的外置闪光器(30)发光的情况下，利用为电子照相机(10)设定的光圈值、设定的快门速度、测出的被拍摄体的亮度和设定的摄影感光度进行曝光计算，根据控制曝光与合适曝光之差ΔEV计算包含待从闪光器(30)发出的光量的控制曝光，以得到合适的曝光。使用LED作为闪光器(30)的发光体，在与设定的快门速度对应的曝光时间范围内使闪光器(30)连续发光。

Description

摄影用照明装置、便携式设备、照相机***和照相机
技术领域
本发明涉及在摄影时对主要被拍摄体进行照明的照明装置、便携式设备、照相机***和照相机。
背景技术
已知有用与氙放电管那样的放电型照明装置不同的、使用LED的照明装置对主要被拍摄体进行照明的照相机(专利文献1)。专利文献1的照相机，根据用测距装置得到的被拍摄体的距离和胶片的感光度，决定应从照明装置照射的光量。公开了通过改变所驱动的LED的数量、驱动LED的电流值和LED的发光时间，来进行光量控制的技术。
在日光同步摄影或慢速同步摄影等时，若不考虑快门时间、光圈值恐怕会成为曝光过度或曝光不足的原因。
专利文献1
特开2002-207236号公报
发明内容
本发明的摄影用照明装置的特征在于，具备：电流控制型发光装置，向被拍摄体发射照明光；测距装置，对至主要被拍摄体的距离信息进行检测；以及发光控制装置，对发光装置进行发光控制，使发射利用由测距装置检测出的距离信息、对照相机设定的曝光时间、光圈值和摄影感光度各参数计算出的光量。
本发明的摄影用照明装置的特征在于，具备：电流控制型发光装置，向被拍摄体发射照明光；以及发光控制装置，对发光装置进行发光控制，使发射利用由照相机的测距装置检测出的至主要被拍摄体的距离信息、对照相机设定的曝光时间、光圈值和摄影感光度各参数计算出的光量。
上述摄影用照明装置的发光控制装置，可以在规定时间向发光装置连续供给驱动电流。发光控制装置也可以使驱动电流慢慢增加。
上述摄影用照明装置的发光控制装置，可以以规定的次数向发光装置供给脉冲驱动电流。
也可以是，当来自被发光装置照明的被拍摄体的反射光的累计值为与计算出的光量对应的值时，上述发光控制装置停止驱动电流的供给。
也可以是，上述发光控制装置决定驱动电流的大小，使得在曝光时间的曝光中向发光装置连续供给驱动电流。
本发明的照相机***的特征在于，具备：上述的任何一种摄影用照明装置；以及照相机，该照相机具有：对至主要被拍摄体的距离信息进行检测的测距装置；利用由测距装置检测出的距离信息及对照相机设定的曝光时间、光圈值和摄影感光度各参数计算从发光装置发射的光量的运算装置；以及发出表示用运算装置计算出的光量的信号的信号发送装置。
本发明的照相机的特征在于，具备：电流控制型发光装置，向被拍摄体发射照明光；测距装置，对至主要被拍摄体的距离信息进行检测；运算装置，利用由测距装置检测出的距离信息及设定的曝光时间、光圈值和摄影感光度各参数计算从发光装置发射的光量；以及发光控制装置，对发光装置进行发光控制，使发射计算出的光量。
发明效果
按照本发明，可以根据快门速度等摄影条件正确地控制发光量。
附图说明
图1是说明本发明的第一实施方式的照相机***的图。
图2是说明电子照相机的主要部分的结构的框图。
图3是说明外置闪光装置的主要部分的结构的框图。
图4是示出由照明控制电路决定的电流供给时间与驱动电流的关系的图。
图5是示出变形例的电流供给时间与驱动电流的关系的图。
图6是示出变形例的电流供给时间与驱动电流的关系的图。
具体实施方式
以下参照附图说明实施本发明的最佳方式。
(第一实施方式)
图1是说明本发明的第一实施方式的照相机***的图。在图1中，对电子照相机10安装了可更换的摄影镜头20。另外，在电子照相机10的附件插口(未图示)上安装了外置闪光30。
图2是说明电子照相机10的主要部分的结构的框图。在图2中，运算电路101由微机等构成。运算电路101接收从后述的各模块输出的信号，进行规定的运算，并向各模块输出基于运算结果的控制信号。运算电路101还具有未图示的接口电路，在它与外置闪光器30之间进行通信。
摄影元件121由CCD图像传感器等构成。摄影元件121拍摄通过了摄影镜头20的被拍摄体的光形成的像，将摄影信号输出至A/D转换电路122。A/D转换电路122将模拟摄影信号转换为数字信号。摄影元件121和A/D转换电路122在规定的工作时序被从定时电路124输出的驱动信号驱动。
图像处理电路123由ASIC等构成。图像处理电路123除对数字转换后的图像数据进行白色平衡处理等图像处理外，还进行以规定的形式将图像处理后的图像数据加以压缩的压缩处理、将被压缩的图像数据加以扩展的扩展处理等。缓冲存储器125暂时存放被图像处理电路123处理的图像数据。记录介质126由可对照相机装卸的存储卡等构成。图像处理后的图像数据被记录在记录介质126上。
测光装置111通过摄影镜头20检测被拍摄体的光量，将检测信号输出至运算电路101。运算电路101利用该检测信号，计算被拍摄体的亮度。调光元件103接收从外置闪光器30发射的、由被拍摄体反射的光。调光元件103还将接收的光信号进行了时间积分的时间积分值向运算电路101输出。
焦点检测装置104检测摄影镜头20的焦点位置的调节状态，将检测信号向运算电路101输出。镜头驱动装置105按照运算电路101的指令，驱动摄影镜头20内的聚焦镜头(未图示)，使其在光轴方向前进或后退，从而调节摄影镜头20的焦点位置。另外，焦点检测装置104的检测信号为与至主要被拍摄体的距离对应的距离信息。
显示装置118按照运算电路101的指令显示快门速度(快门时间)、光圈值等摄影信息。
释放开关SW1与未图示的释放操作按钮的按下操作连动，向运算电路101输出释放操作信号。
电动机驱动电路112按照运算电路101的指令对程序电动机113进行驱动控制。程序电动机113构成未图示的程序驱动装置，进行反光镜(未图示)的上/下、驱动光圈(未图示)和进行快门115的充电(チャ一ジ)等。
程序开关SW2包含在上述的程序驱动装置中，是生成程序电动机113的制动控制时序等的开关。
快门驱动电路114对快门115的未图示的前帘和后帘的保持和解除进行控制。X接点开关SW3在快门115的前帘移动结束时接通，输出接通信号，在快门115充电的过程中关闭，输出关闭信号。
光圈位置检测装置116检测与光圈值对应的光圈位置，向运算电路101输出检测信号。光圈保持装置117，对驱动中的光圈进行保持，使光圈停止在规定的光圈值上。
感光度设定操作构件120根据摄影感光度设定操作，向运算电路101输出操作信号。运算电路101根据输入的操作信号，改变摄影元件121的摄影感光度的设定。摄影感光度可以以规定的步骤在例如相当ISO100～相当ISO1600的范围内进行设定。
快门速度设定操作构件121根据快门速度设定操作，向运算电路101输出操作信号。运算电路101根据输入的操作信号，改变快门速度的设定。快门速度可以以规定的步骤在例如1/8000秒～1秒的范围内进行设定。
光圈值设定操作构件122根据光圈设定操作，向运算电路101输出操作信号。运算电路101根据输入的操作信号，改变光圈值的设定。光圈值可以以规定的步骤在例如F1.4～F22的范围内进行设定。
本发明的运算电路101，在设定外置闪光器30发光的情况下，利用设定的光圈值AV、设定的快门速度TV、上述计算出的被拍摄体的亮度BV和设定的摄影感光度SV进行根据下式(1)的曝光计算。
EV＝AV+TV＝BV+SV…(1)
其中，EV是曝光量。运算电路101根据曝光偏差ΔEV计算包含应从闪光器30发出的光量的控制曝光，以得到合适的曝光。曝光偏差ΔEV是控制曝光与合适曝光之差。应发射的光量随至主要被拍摄体的距离信息而增减。
图3是说明外置闪光装置30的主要部分的结构的框图。在图3中，外置闪光器30具有照明控制电路43、DC/DC变换器40、LED(发光二极管)41和42，以及接口电路9。
DC/DC变换器40由LED驱动用集成电路等构成。DC/DC变换器40将经电源线L10和L12由电池1供给的电池电压升压至驱动LED41和42所必须的规定的电压(例如3V)。DC/DC变换器40还根据经信号线L11从照明控制电路43传送来的指令，对LED 41和42分别供给规定的电流。供给LED 41和42的电流值由照明电路43决定。
LED 41和42是发射所谓白光的LED。众所周知，LED是在其额定范围内在驱动电流与发光强度(光功率)之间具有正比关系的电流控制型器件。照明控制电路43通过对供给LED 41和42的驱动电流进行控制，来控制从LED 41和42发射的光量。
当外置闪光器30安装到电子照相机10的附件插口(未图示)上时，电子照相机10侧的运算电路101与照明控制电路43之间经接口电路9连接。在连接的信号中，包含X接点开关SW3的X接点信号、表示发光量的信号、表示快门速度的信号等。
X接点的信号，在运算电路101允许信号输出时，向照明控制电路43侧输出，在运算电路101禁止信号输出时，不向照明控制电路43侧输出。
照明控制电路43由微机等构成。照明控制电路43，当接收到来自运算电路101的表示发光量的信号时，计算为使从LED 41和42发射对应于接收的信号的光量的照明光所需要的驱动电流值和电流供给时间(即发光时间)。亦即，发光量用发光强度与发光时间的乘积值表示。照明控制电路43，当有从运算电路101输入X接点的接通信号时，向DC/DC变换器40发出驱动电流值和发光开始的指令，经过上述发光时间后，发出停止发光的指令。
本发明在为使从以上的照相机***的闪光器30发出必要的光量而向LED供给的驱动电流和电流供给时间方面有特点。在第一实施方式中，在与设定的快门速度对应的曝光时间范围内，以恒定的发光强度连续发光。
图4是示出由照明控制电路43决定的电流供给时间与驱动电流的关系的图。在图4中，横轴表示供给时间，纵轴表示驱动电流。照明控制电路43，在从运算电路101接收到发光量和快门速度(曝光时间)的信号后，计算为得到由在曝光中以恒定强度发光这一要求所指示的发光量而需要的发光强度，决定为以该发光强度发光所需要的驱动电流Ic。在图4的例中，供给时间X对应于曝光时间。
对于发光强度与驱动电流的关系，预先将实测结果制成表格，存放在照明控制电路43内的非易失性存储器中。照明控制电路43以发光强度作为自变数，参照上述的表格，决定需要的驱动电流，将该电流值传送至DC/DC变换40。
在本实施方式中，由于设置了两个LED，所以照明控制电路43对每一个LED决定驱动电流。另外，LED 41和LED 42的各自的发光量之和与由运算电路101指定的发光量对应。
下面对以上说明的第一实施方式加以总结。
(1)在设定照相机的外置闪光器30发光时，利用设定的光圈值AV、设定的快门速度TV、检测出的被拍摄体的亮度BV和设定的摄影感光度SV进行曝光计算，根据控制曝光与合适曝光之差ΔEV计算出包含应从闪光器30发出的光量在内的控制曝光，以得到合适的曝光。因此，无论在高速快门时还是在低速快门时，都能正确地进行曝光控制。
(2)由于使用电流控制型器件LED 41和42作为闪光器30的发光体，所以与使用氙灯等之类的放电型发光管的情形不同，除不需要高电压电路外，还能够以规定时间、恒定强度连续发光。因此，可以降低控制电路的成本，不需要发光准备(充电等)时间，在低速快门时也能在曝光中连续发光。
(3)由于在与设定的快门速度对应的曝光时间范围内使闪光器30连续发光，所以可以降低发光强度。因此，与只是在曝光时间的部分期间以强的发光强度进行发光的情形相比，可以减轻近距离摄影时的晃眼现象。另外，借助于在低速摄影时连续发光，例如可以表现被拍摄体中的下雨、水的流动等。
(4)由于将发光强度与驱动电流的关系制成表格存放在照明控制电路43内的非易失性存储器中，所以在因LED的性能分散而电流—发光强度特性不同时也能够正确地控制发光量。另外，在LED 41与42的特性不同的情形下，也能够使两LED的发光强度一致地进行发光控制。
在上述的说明中虽然使用了2个LED，但LED的数量不限于2个，可以是1个，也可以是5个。
也可以在与设定的快门速度对应的曝光时间的范围内，一面连续发光，一面慢慢增加发光强度。图5是示出这种情形下的由照明控制电路43决定的电流供给时间与驱动电流的关系的图。在图5中，横轴表示供给时间，纵轴表示驱动电流。照明控制电路43，在从运算电路101接收到发光量和快门速度(曝光时间)的信号后，计算可以得到由在曝光中使发光强度慢慢增加这一要求所指示的发光量的发光强度图形，决定为得到该发光强度图形所需要的驱动电流(包括电流增加率和电流供给时间)。在图5的例中，供给时间Y对应于曝光时间，发光开始时的电流值为Ig。
驱动电流的增加率也可以不像图5那样一定，也可以使增加率随时间变化。
另外，也可以在与设定的快门速度对应的曝光时间的范围内重复脉冲发光，得到必要的发光量。图6是示出这种情形下的由照明控制电路43决定的电流供给时间与驱动电流的关系的图。在图6中，横轴表示供给时间，纵轴表示驱动电流。照明控制电路43，在从运算电路101接收到发光量和快门速度(曝光时间)的信号后，计算可以得到由在曝光中重复进行脉冲发光这一要求所指示的发光量的发光强度图形，决定为得到该发光强度图形所需要的驱动电流(包括脉冲电流和电流供给时间)。在图6的例中，供给时间Z对应于曝光时间，驱动电流Ip产生的脉冲光发射了n次。
(第二实施方式)
在第二实施方式中，在与设定的快门速度对应的曝光时间范围内，在闪光器30发光开始后，监测调光元件103的时间积分值，当时间积分值达到需要的发光量时，使闪光器30停止发光。
照明控制电路43，在从运算电路101接收到表示发光量的信号后，计算为从LED 41和42发射出与接收到的信号对应的光量的照明光所需要的驱动电流值和电流供给时间(即发光时间)。然后，在X接点的打开信号从运算电路101输入时，向DC/DC变换器40发出驱动电流值和发光开始的指令。这一点与第一实施方式相同。
当运算电路101判定调光元件103的时间积分值达到判定阈值时，向照明控制电路43发出停止发光的指令。判定阈值与由曝光计算得到的发光量对应。这种情况下的照明控制电路43在曝光时间内也向DC/DC变换器40发送指令，使LED 41和42停止发光。另外，在调光元件103的时间积分值未达到判定阈值时，经过当初的电流供给时间(对应于曝光时间)后，发出停止发光的指令。
在以上说明的第二实施方式中，实时监测闪光器30照射主要被拍摄体的照明光的反射光，在反射光的时间积分值达到与需要的发光量对应的值时，停止对LED 41和42的驱动电流供给。因此，可以防止由照明光引起的曝光过度。
以上说明的第二实施方式也可应用于上述3种情形的任何情形：1、在与设定的快门速度对应的曝光时间范围内以恒定的发光强度连续发光(图4)；2、一面连续发光，一面慢慢增加发光强度(图5)；3、重复脉冲发光(图6)。
在第三实施方式中，根据得到的距离信息、光圈值信息、摄影感光度信息，事先由运算电路101计算发光量，LED 41、42仅以决定了的强度、时间进行发光。
在第四实施方式中，根据光圈值信息、摄影感光度信息，调光元件103，对来自与发光开始信号同时开始发光的LED 41、42的、受到照射的被拍摄体的反射光进行接收，在成为最佳值的时刻停止发光。
在以上的说明中，以外置闪光器30的情形为例进行了说明，但也可以在照相机主体中或在便携式设备中内置闪光器。
另外，对用电子照相机10进行测距的例子进行了说明，但也可以用闪光器30检测至被拍摄体的距离信息，也可以事先作为数据具有该距离信息。
也可以由闪光器30进行曝光运算。在此情况下，借助于运算电路101与闪光器30之间的通信，从照相机向闪光器30发送在照相机上设定的光圈值、快门速度等信息。
在上述的说明中，以电子照相机为例进行了说明，但也可以将本发明应用于胶卷照相机的情形或便携式设备。
下面对权利要求的范围中的各构成要素与实施本发明的最佳方式中的各构成要素的对应情况进行说明。发光装置例如由LED 41和42构成。测距装置例如由焦点检测装置104构成。发光控制装置例如由照明控制电路43构成。运算装置和信号发送装置例如由运算电路101构成。另外，只要不损害本发明的特征的功能，各构成要素不限于上述结构。

Claims (19)

1.一种摄影用照明装置，其特征在于，具备：
电流控制型发光装置，向被拍摄体发射照明光；
测距装置，对至主要被拍摄体的距离信息进行检测；以及
发光控制装置，对所述发光装置进行发光控制，使发射利用由所述测距装置检测出的距离信息、对照相机设定的曝光时间、光圈值和摄影感光度各参数计算出的光量。
2.如权利要求1所述的摄影用照明装置，其特征在于：
所述发光控制装置在规定时间向所述发光装置连续供给驱动电流。
3.如权利要求2所述的摄影用照明装置，其特征在于：
所述发光控制装置使所述驱动电流慢慢增加。
4.如权利要求1所述的摄影用照明装置，其特征在于：
所述发光控制装置以规定的次数向所述发光装置供给脉冲驱动电流。
5.如权利要求2所述的摄影用照明装置，其特征在于：
当来自被所述发光装置照明的被拍摄体的反射光的累计值成为与所述计算出的光量对应的值时，所述发光控制装置停止所述驱动电流的供给。
6.如权利要求2所述的摄影用照明装置，其特征在于：
所述发光控制装置决定驱动电流的大小，以使在所述曝光时间的曝光中向所述发光装置连续供给驱动电流。
7.一种照相机***，其特征在于，具备：
如权利要求1～6的任一项所述的摄影用照明装置；以及
照相机，该照相机具有：利用由所述测距装置检测出的距离信息、及对照相机设定的曝光时间、光圈值和摄影感光度各参数，计算从所述发光装置发射的光量的运算装置；以及发出表示用所述运算装置计算出的光量的信号的信号发送装置。
8.一种摄影用照明装置，其特征在于，具备：
电流控制型发光装置，向被拍摄体发射照明光；以及
发光控制装置，对所述发光装置进行发光控制，使发射利用由照相机的测距装置检测出的至主要被拍摄体的距离信息、对照相机设定的曝光时间、光圈值和摄影感光度各参数计算出的光量。
9.如权利要求8所述的摄影用照明装置，其特征在于：
所述发光控制装置在规定时间向所述发光装置连续供给驱动电流。
10.如权利要求9所述的摄影用照明装置，其特征在于：
所述发光控制装置使所述驱动电流慢慢增加。
11.如权利要求8所述的摄影用照明装置，其特征在于：
所述发光控制装置以规定的次数向所述发光装置供给脉冲驱动电流。
12.如权利要求9所述的摄影用照明装置，其特征在于：
当来自被所述发光装置照明的被拍摄体的反射光的累计值成为与所述计算出的光量对应的值时，所述发光控制装置停止所述驱动电流的供给。
13.如权利要求9所述的摄影用照明装置，其特征在于：
所述发光控制装置决定驱动电流的大小，以使在所述曝光时间的曝光中向所述发光装置连续供给驱动电流。
14.一种照相机***，其特征在于，具备：
如权利要求8～13的任一项所述的摄影用照明装置；以及
照相机，该照相机具有：对至主要被拍摄体的距离信息进行检测的测距装置；利用由所述测距装置检测出的距离信息、及对照相机设定的曝光时间、光圈值和摄影感光度各参数，计算从所述发光装置发射的光量的运算装置；以及发出表示用所述运算装置计算出的光量的信号的信号发送装置。
15.一种照相机，其特征在于，具备：
电流控制型发光装置，向被拍摄体发射照明光；
测距装置，对至主要被拍摄体的距离信息进行检测；
运算装置，利用由所述测距装置检测出的距离信息及设定的曝光时间、光圈值和摄影感光度各参数，计算从所述发光装置发射的光量；以及
发光控制装置，对所述发光装置进行发光控制，使发射所述计算的光量。
16.一种照相机***，其特征在于，具备：
电流控制型发光装置，向被拍摄体发射照明光；
运算装置，根据发光开始信号，使所述发光装置开始发光，利用设定的光圈值和摄影感光度这些信息，计算从所述发光装置发射的光量；以及
发光控制装置，根据所述计算的光量对发光量进行控制。
17.一种照相机***，其特征在于，具备：
电流控制型发光装置，向被拍摄体发射照明光；
运算装置，根据发光开始信号，使所述发光装置开始发光，利用设定的距离信息、光圈值和摄影感光度这些信息，计算从所述发光装置发射的光量；以及
发光控制装置，根据所述计算的光量对发光量进行控制。
18.一种便携式设备，其特征在于：
至少具有向被拍摄体发射照明光的电流控制型发光装置，
具备：运算装置，根据发光开始信号，使所述发光装置开始发光，利用设定的光圈值和摄影感光度这些信息，计算从所述发光装置发射的光量；以及发光控制装置，根据所述计算出的光量对发光量进行控制。
19.一种便携式设备，其特征在于：
至少具有向被拍摄体发射照明光的电流控制型发光装置，
具备：运算装置，根据发光开始信号，使所述发光装置开始发光，利用设定的距离信息、光圈值和摄影感光度这些信息，计算从所述发光装置发射的光量；以及发光控制装置，根据所述计算出的光量对发光量进行控制。
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