JP2006259407A

JP2006259407A - 撮影装置及び照明装置の制御方法

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Publication number: JP2006259407A
Application number: JP2005078237A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Serikawa; 義雄芹川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】ＲＧＢの各色ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた撮影装置において、電源電圧に負担をかけることなく被写体を照明することのできる撮影装置及び照明装置の制御方法を提供する。
【解決手段】各色ＬＥＤの点灯タイミングをそれぞれずらし、点灯輝度についてはＬＥＤの点灯時間で制御し、色温度については各色ＬＥＤの点灯時間比で制御する。なお、ＬＥＤの点灯時間、点灯時間比は、撮影条件に対応した照明制御条件によって決定される。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮影装置及び照明装置の制御方法に関し、特に、光源としてＲＧＢのＬＥＤを用いる撮影装置及び照明装置の制御方法に関する。

従来の撮影装置においては、フラッシュ光源としてＸｅ放電管（キセノン放電管）を発光させるストロボが一般的であった。

しかし、ストロボを発光させるには通常３００Ｖ以上の高電圧を印加しなければならないので、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの昇圧回路や、大電流を瞬時に発生させることのできる大容量のコンデンサを設ける必要がある。また、Ｘｅ放電管を発光させるためのトリガ回路や、発光量を適正に制御するための調光回路などの複雑な回路が必要となり、撮影装置の小型化、ローコスト化を妨げる大きな要因となっていた。

また、Ｘｅ放電管を用いたストロボでは、上記の大容量のコンデンサを充電するのに時間かかるため、シャッターチャンスにストロボ撮影ができないといった多くの問題点を抱えていた。

ところで、近年においては、写真フィルムの感度がＩＳＯ感度８００〜１６００まで上昇し、さらに、デジタルスチルカメラ（電子カメラ）のＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子の感度も上昇しているので、照明として従来のストロボのような大光量が必要ではなくなっている。

そこで、近年では、赤、緑、青、白などの発光色を有する高輝度ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いて被写体の照明を行う撮影装置が多く利用されている。

ＬＥＤを用いた撮影装置に関する技術としては、以下のものが知られている。

特許文献１では、白色発光ダイオードを複数備え、被写体との距離に応じて前記白色発光ダイオードを選択的に発光させる撮影用照明装置の技術が提案されている。また、特許文献２では、白色発光ダイオードを複数備え、測距手段と測光手段とで検知された情報に基づいて前記白色発光ダイオードを選択的に発光させる撮影用照明装置の技術が提案されている。

また、特許文献３、特許文献４では、ＲＧＢの各色ＬＥＤを用い、ストロボ光が所望の色温度になるように各ＬＥＤの発光量を調整して照明を行うストロボ撮影装置の技術が提案されている。
特許第３５８４３５５号公報特開２００２−１４８６８６号公報特開２００２−１１６４８１号公報特開２００３−２１５６７４号公報

しかし、上記の技術は、以下の問題点を有している。

特許文献１及び２の技術では、白色ＬＥＤのみを用いているため、撮影環境の色温度に対する微調整を行うことができず、場合によっては不鮮明な写真が形成されてしまうという問題点がある。

また、特許文献３及び４の技術では、ストロボ撮影時に全ＬＥＤ（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）分の大電流を流す必要があり、電源電圧に負担がかかってしまい電池電源の寿命が低下してしまうという問題点がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ＲＧＢの各色ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた撮影装置において、電源電圧に負担をかけることなく被写体を照明することのできる撮影装置及び照明装置の制御方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の発光ダイオードを有する照明装置により露光中の被写体を照明する撮影装置であって、前記照明装置は、前記各色の発光ダイオードを１色ずつ連続的に点灯させることで前記露光中の被写体を照明することを特徴とする撮影装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の撮影装置において、前記照明装置の前記被写体を照明する照明時間により照明の輝度を調整することを特徴する。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の撮影装置において、前記各色の発光ダイオードの点灯時間の比率により照明の色温度を調整することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の撮影装置において、前記撮影装置は、撮影条件を読み取る読取手段を有し、前記読取手段により読み取られた前記撮影条件に応じて、前記被写体を照明する前記照明時間および前記各色の発光ダイオードの前記点灯時間比率を決定することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の撮影装置において、前記撮影条件は、前記被写体までの距離、前記被写体の色温度、前記撮影装置の絞り、前記撮影装置の画像増幅率、のうち少なくとも１つであることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の撮影装置において、前記各色の発光ダイオードに流れる電流量が、各色毎に略同一であることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の撮影装置において、前記各色の発光ダイオードは、各色毎に複数個設けられていることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の撮影装置において、前記複数個設けられた各色の発光ダイオードにおいて、Ｒ−発光ダイオードは直列接続で配列され、Ｇ−発光ダイオード及びＢ−発光ダイオードは並列接続で配列されていることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の撮影装置において、前記照明装置の前記被写体を照明する照明時間が前記撮影装置の露光時間よりも長い場合には、画像増幅率を変更することを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の撮影装置において、前記画像増幅率の変更を行っても前記照明装置の前記被写体を照明する照明時間が前記撮影装置の露光時間よりも長い場合には、その旨を外部に報知する報知手段を有することを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の発光ダイオードを用いて露光中の被写体を照明する照明装置の制御方法であって、前記各色の発光ダイオードを１色ずつ連続的に点灯させ、前記照明装置の前記被写体を照明する照明時間により照明の輝度を調整し、前記各色の発光ダイオードの点灯時間の比率により照明の色温度を調整することを特徴とする照明装置の制御方法である。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の照明装置の制御方法において、前記被写体を照明する前記照明時間および前記各色の発光ダイオードの前記点灯時間比率は、撮影条件に応じて決定されることを特徴とする。

本発明では、各色ＬＥＤの点灯タイミングをそれぞれずらして点灯制御を行う。なお、照明輝度についてはＬＥＤの点灯時間で制御し、色温度については各色ＬＥＤの点灯時間比で制御する。このように制御することにより、照明装置のＬＥＤに供給される電流を平均化（一定値化）することができる。これにより、電源からの負荷電流を一定にすることや電圧降下を小さくすることができ、電池寿命の低下を防止することが可能となる。

まず、図１を参照して、本実施形態の撮影装置の構成を説明する。

撮影装置１０は、ＣＰＵ１１と、鏡胴ユニット１２と、ＣＣＤ１３と、画像処理回路１４と、ＲＯＭ１５と、ＲＡＭ１６と、メインメモリ１７と、ＳＲＡＭ１８と、ＳＤＲＡＭ１９と、メモリカード２０と、補助メモリ２１と、液晶モニタ２２と、操作パネル２３と、レリーズボタン２４と、外部Ｉ／Ｏ２５と、音声記録部２６と、音声再生部２７と、測光センサ２８と、測距センサ２９と、ＬＥＤ照明装置３０と、から構成される。

ＣＰＵ１１は、プログラムに従って撮影装置１０の動作制御を行う。また、画像処理回路１４の出力データに、ホワイトバランス設定、ガンマ設定、ＪＰＥＧ圧縮／伸張を行う。また、画像データのサイズの補間処理（拡大／縮小）や輝度データ、色差データの変換制御を行う。

鏡胴ユニット１２は、被写体の画像をＣＣＤ１３に取り込むレンズ（ズーム／フォーカス）、絞り、メカシャッタと、これらを動かすモータドライバ等から構成され、ＣＰＵ１１により駆動制御される。

ＣＣＤ１３は、鏡胴ユニット１２から取り込まれた画像を光電変換する。

画像処理回路１４は、画像ノイズ除去用相関二重サンプリング回路、利得調整回路、デジタル信号変換回路を有し、ＣＣＤ１３から送られてきた被写体画像データにこれらの画像処理を施す。

ＲＯＭ１５は、ＣＰＵ１１の制御プログラムや制御パラメータを保持する。撮影装置１０の電源がＯＮ状態になると、該制御プログラムはメインメモリ１７にロードされる。ＣＰＵ１１は、このプログラムに従って撮影装置１０各部の動作制御を行う。なお、制御に必要なデータ等は一時的にＲＡＭ１６、ＳＲＡＭ１８に保存される。

なお、このＲＯＭ１５として書き換え可能なフラッシュＲＯＭを使用することで、制御プログラムや制御パラメータの変更を行うことが可能となり、装置機能のバージョンアップを容易に行うことができる。

ＳＤＲＡＭ１９は、ＣＰＵ１１において画像データに各種処理を施す際に画像データを一時的に保存する。保存される画像データとしては、ＣＣＤ１３から画像処理回路１４を経由して取りこまれ、ホワイトバランス設定／ガンマ設定が行われた「ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ」、輝度データ／色差データ変換が行われた「ＹＵＶ画像データ」、ＪＰＥＧ圧縮された「ＪＰＥＧ画像データ」が挙げられる。

メモリカード２０は、撮影装置１０に着脱可能な構成の記憶手段である。これに画像データを記憶させることで機器間での画像データのやり取りが可能となる。

補助メモリ２１は、撮影装置１０にメモリカード２０が装着されていないに、撮影した画像データを保持する補助的なメモリである。

液晶モニタ２２は、撮影前の被写体の監視、撮影した画像の確認、メモリカード２０や補助メモリ２１に記録される画像データの表示、撮影装置１０の電池残量や撮影モードなどの表示を行う。

操作パネル２３は、撮影モード変更などのユーザからの各種入力を受け付ける。レリーズボタン２４は、撮影実行のトリガとなるスイッチであり、このボタンが押下されると鏡胴ユニット１２のメカシャッタが開き、被写体画像が撮影装置１０に取り込まれる。

外部Ｉ／Ｏ２５は、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うための入出力回路である。

音声記録部２６は外部音を録音する部位であり、音声信号を入力するマイクと、入力された音声信号を増幅するマイクＡＭＰと、増幅された音声信号を記録する音声記録回路と、から構成される。

音声再生部２７は音声を出力する部位であり、記録された音声信号をスピーカーから出力できる信号に変換する音声再生回路と、変換された音声信号を増幅しスピーカーを駆動するためのオーディオＡＭＰと、音声信号を出力するスピーカーと、から構成される。

測光センサ２８は、被写体の色温度の測定を行う。

測距センサ２９は、撮影装置１０から被写体までの距離の測定を行う。

ＬＥＤ照明装置３０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色ＬＥＤ（発光ダイオード）から構成され、撮影実行時の被写体を照明する。

図２に、ＬＥＤ照明装置３０の構成を示す。各色ＬＥＤ３２毎に対応する制御信号がＣＰＵ１１から駆動回路３１に発信されており、この信号に基づいて各色ＬＥＤ３２の点灯／消灯が制御される。

次に、本実施形態におけるＬＥＤ照明装置３０の照明制御について説明する。

本実施形態では、ＬＥＤ照明装置３０の各色ＬＥＤ３２の点灯タイミングをずらして点灯制御を行う。また、ＬＥＤ照明装置３０の照明輝度についてはＬＥＤ３２の点灯時間で制御し、ＬＥＤ照明装置３０の色温度については各色ＬＥＤ３２の点灯時間比（点灯時間割合）で制御する。このように制御することにより、照明装置のＬＥＤに供給される電流を平均化（一定値化）することができる。これにより、従来の撮影装置のように大きな電流を流す必要がなくなり、電源からの負荷電流を一定にすることや電圧降下を小さくすることができ、電池寿命の低下を防止することが可能となる。

以下、図面を参照して具体的に説明する。図３は、本実施形態のＬＥＤ照明装置３０の照明制御フローを示す。

まず、ＣＰＵ１１は、撮影条件の読み込みを行う（Ｓ１０１）。ここでいう撮影条件とは、被写体までの距離（撮影距離）、被写体の色温度状態、絞り、画像増幅率等の条件のことである。なお、被写体までの距離は測距センサ２８を用いて、被写体の色温度状態は測光センサ２９を用いて測定する。なお、撮影条件の読み込みは、レリーズボタン２４が押されてからメカシャッタが開いて被写体を取り込むまでの間に行われる。

次に、ＣＰＵ１１は、読み込まれた撮影条件に基づいて、ＬＥＤ照明装置３０の照明制御データを取得する（Ｓ１０２）。なお、照明制御データとは、ＬＥＤ３２の点灯時間及びＬＥＤ３２の点灯時間比を取り決めるデータのことである。この照明制御データはＲＯＭ１５にデータテーブルとして予め記憶されている。

次に、ＣＰＵ１１は、ＬＥＤ照明撮影モードになっているか否かの判断を行う（Ｓ１０３）。ＬＥＤ照明撮影モードになっていない場合には（Ｓ１０４／Ｎｏ）、ＬＥＤ照明装置３０の照明制御を行う必要がないのでそのまま被写体の撮影動作（露光動作）に入る（Ｓ１０６）。

他方、ＬＥＤ照明撮影モードになっている場合には（Ｓ１０４／Ｙｅｓ）、取得した照明制御データに基づいてＬＥＤ照明装置３０の照明制御を行い、撮影を行う（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。なお、照明の照明輝度についてはＬＥＤ３２の点灯時間で、照明の色温度については各色ＬＥＤ３２の点灯時間比で制御、調整する。

一例をあげて説明する。撮影条件読み込みの結果、適正な照明輝度を得るためのＬＥＤ照明装置３０の照明時間が１０ｍｓｅｃで、適正な色温度を得るための各色ＬＥＤ３２の発光比がＲ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１の場合には、図４のように、照明時間１０ｍｓｅｃの間にＲ−ＬＥＤを３ｍｓｅｃ、Ｇ−ＬＥＤを６ｍｓｅｃ、Ｂ−ＬＥＤを１ｍｓｅｃそれぞれ単独で点灯させる。なお、露光（メカシャッタが開いて被写体を取り入れている状態）中に照射された光は混色して積分されることが判明しているので、このように単独点灯を連続で行っても、全色点灯を行ったのと同じ色温度を得ることができる。

なお、本照明制御では、各色ＬＥＤ３２に流す電流は一定にすること、すなわち定電流駆動させることが好ましい。このように制御することにより、ＬＥＤ照明装置３０の照明制御を行う際に各色ＬＥＤ３２に供給される電流の平均化を容易にすることが可能となる。また、温度変化や電源電圧変動などによる影響を軽減させることが可能となる。

なお、上記の方法以外にも、各色ＬＥＤ３２に流す電流比がＲ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１になるようにし、各色ＬＥＤ３２を１０ｍｓｅｃ毎に順に点灯させるようにしてもよい。

また、ＬＥＤ照明装置３０には各色ＬＥＤ３２をそれぞれ複数個設けてもよい。このように構成することにより、照明輝度の増加、ＬＥＤ照明装置３０の配光角度の増加を図ることができる。なお、各色ＬＥＤ３２を複数個設けた場合に、そのＬＥＤ個数は各色同数であっても各色毎に異なる個数であってもよい。

なお、Ｒ−ＬＥＤの点灯電圧はＧ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤの点灯電圧の半分程度であるため、例えば各色ＬＥＤを２個ずつ配列する際には、図５のようにＲ−ＬＥＤを直列に配列し、Ｇ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤは並列に配列することで回路効率を上げることが可能となる。

なお、上記の照明制御において、撮影条件から得られた照明輝度を達成するためのＬＥＤ照明装置３０の照明時間が露光時間（メカシャッタが開いている時間）をオーバーする場合には、撮影条件に対応する照明輝度が得られないことになる。

そこで、図６の制御フローのように、撮影条件に対応する照明制御データにおいてＬＥＤ照明装置３０の照明時間が露光時間よりも長い場合には（Ｓ１１５／Ｎｏ）、画像の増幅率を変更し（Ｓ１１６）、増幅率を変更した状態での条件でＬＥＤ照明装置３０の照明制御データを取得する（Ｓ１１２）。そして、取得された照明制御データに基づいてＬＥＤ照明装置３０の照明制御を行い、露光／撮影を行う（Ｓ１１８、Ｓ１１９）。このように制御することにより様々な撮影条件下で撮影を行うことができ、ユーザに資することが可能となる。

なお、画像増幅率を変更しても照明時間が露光時間よりも長い場合、言い換えれば、撮影条件が撮影装置の能力を超えている場合には、液晶モニタ２２あるいは操作パネル２３上にアンダーや手ブレ警告等の通知を行うように制御する。このように制御することにより、ユーザに警告を与えることが可能となり、ユーザに資することが可能となる。

撮影装置の構成を示す図である。ＬＥＤ照明装置の構成を示す図である。ＬＥＤ照明装置の照明制御のフローを示す図である。各色ＬＥＤの点灯タイミングを説明するための図である。ＬＥＤを複数設けた照明装置の構成を示す図である。ＬＥＤ照明装置の照明制御のフローを示す図である。

符号の説明

１０撮影装置
１１ＣＰＵ
２８測光センサ
２９測距センサ
３０ＬＥＤ照明装置
３２ＬＥＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）

Claims

Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の発光ダイオードを有する照明装置により露光中の被写体を照明する撮影装置であって、
前記照明装置は、前記各色の発光ダイオードを１色ずつ連続的に点灯させることで前記露光中の被写体を照明することを特徴とする撮影装置。
前記照明装置の前記被写体を照明する照明時間により照明の輝度を調整することを特徴する請求項１記載の撮影装置。
前記各色の発光ダイオードの点灯時間の比率により照明の色温度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置。
前記撮影装置は、撮影条件を読み取る読取手段を有し、
前記読取手段により読み取られた前記撮影条件に応じて、前記被写体を照明する前記照明時間および前記各色の発光ダイオードの前記点灯時間比率を決定することを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
前記撮影条件は、前記被写体までの距離、前記被写体の色温度、前記撮影装置の絞り、前記撮影装置の画像増幅率、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項４記載の撮影装置。
前記各色の発光ダイオードに流れる電流量が、各色毎に略同一であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮影装置。
前記各色の発光ダイオードは、各色毎に複数個設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の撮影装置。
前記複数個設けられた各色の発光ダイオードにおいて、Ｒ−発光ダイオードは直列接続で配列され、Ｇ−発光ダイオード及びＢ−発光ダイオードは並列接続で配列されていることを特徴とする請求項７記載の撮影装置。
前記照明装置の前記被写体を照明する照明時間が前記撮影装置の露光時間よりも長い場合には、画像増幅率を変更することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の撮影装置。
前記画像増幅率の変更を行っても前記照明装置の前記被写体を照明する照明時間が前記撮影装置の露光時間よりも長い場合には、その旨を外部に報知する報知手段を有することを特徴とする請求項９記載の撮影装置。
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の発光ダイオードを用いて露光中の被写体を照明する照明装置の制御方法であって、
前記各色の発光ダイオードを１色ずつ連続的に点灯させ、
前記照明装置の前記被写体を照明する照明時間により照明の輝度を調整し、
前記各色の発光ダイオードの点灯時間の比率により照明の色温度を調整することを特徴とする照明装置の制御方法。
前記被写体を照明する前記照明時間および前記各色の発光ダイオードの前記点灯時間比率は、撮影条件に応じて決定されることを特徴とする請求項１１記載の照明装置の制御方法。