説明

撮像装置

【課題】 ユーザーが余計な撮影不可能な時間を感じることなくストレスなく撮影可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】
発光状況に基づきストロボ発光部12の予想温度を算出する予想温度算出部と、上記予想温度算出部により算出された予想温度に基づき上記ストロボ発光部12の充電電流もしくは発光エネルギーを抑制する制御部として機能するシステム制御部11を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光部を備えた撮像装置に関し、特に、発光部の温度上昇を防止する機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば、ストロボ発光部付近に温度検出装置を設け、温度上昇を検出しストロボ発光部の温度上昇を防ぐ目的で発光間隔を遅延するようにしたストロボ装置が提案されている。このストロボ装置では遅延モードがストロボ未充電の表示を兼用することでユーザーがあたかも未充電状態で撮影不可能と認識し、違和感なくカメラを使用することができる(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、ストロボ装置において、充電電圧と発光回数のカウントから充電電流を制御し電源による発光間隔の差を吸収したり、外部電源を検出し温度センサや発光回数をカウントしてレリーズ禁止の時間をコントロールすることで温度上昇を防いでいる(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。
【0004】
【特許文献1】特開平10−206941号公報
【特許文献2】特開平10−186470号公報
【特許文献3】特開2003−304419号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来から、カメラには内蔵、外付けを問わずストロボや低照度での自動合焦(AF)、赤目防止用のストロボ発光部や発光ダイオードなどの補助光が用いられている。これらの補助光は遠距離まで光線を届けるために比較的高出力となっており、連続駆動した際の温度上昇が問題となる。また近年カメラ自身の小型化のため特に放熱のスペースも限られており、機構的な対策を入れることも困難となっている。
【0006】
しかしながら、特許文献1の開示技術のように、温度上昇の検出に温度センサを使うのでは、コストに影響がでるばかりでなく、ストロボブロックは電圧が他のブロックに比べ非常に高圧なため絶縁用の沿面を稼ぐ必要があるため機器のサイズや実装、製造に大きく影響をきたす。
【0007】
また、特許文献2の開示技術のように、充電電圧と発光回数のカウントから充電電流を制御し電源による発光間隔の差を吸収することはできるが、発光回数のカウントであるため間隔の長い発光や、弱い発光でも一様にカウントアップしてしまうので長時間機器を使用した場合実際に温度が上昇していなくとも発光間隔が伸びてしまう恐れがある。
【0008】
さらに、充電を禁止時間で発光間隔をコントロールしたのでは、実際には機器の電源の状況により充電時間が異なるために、ユーザーからみて撮影不可能な時間が余計に増えることが懸念される。また、発光頻度により発熱状態を判定するのでは、発光パルスのエネルギーは発光ごとに異なるために予想温度の誤差が懸念される。
【0009】
禁止時間を一定値ずつ増加、減少させるようにしたのでは、実際の温度上昇は一定でなくまた放熱も高温なほど速く温度が下がるためにユーザーから見て余計な発光禁止時間を生む恐れがある。
【0010】
そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の問題点に鑑み、ユーザーが余計な撮影不可能な時間を感じることなくストレスなく撮影可能な撮像装置を提供することにある。
【0011】
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、発光部を備えた撮像装置であって、発光状況に基づき発光部の予想温度を算出する予想温度算出部と、上記予想温度算出部により算出された予想温度に基づき上記発光部の充電電流もしくは発光エネルギーを抑制する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明により従来比較的少ない回数のパラメータ取りでハードウェアの特性を記述し、過度の温度上昇を防ぐことができる。これによりハードウェアの差を吸収することが可能である。また、発光部に温度検出機構を設けないため部品点数の削減することができる。また、実際の温度の予想値に基づき動作を決定するので、電源の電圧が低く発光しても発光量が小さく温度上昇が少ないときなど発光に制限をかける必要がないときには抑制モードに移行しない。したがって、ユーザーは余計な撮影不可能な時間を感じることなくストレスなく撮影可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。
【0015】
本発明は、例えば図1に示すような構成の撮像装置100に適用される。
【0016】
この撮像装置100は、CCDイメージャやCMOSイメージャなどの電子撮像素子1から撮像信号処理回路2や画像処理回路3を介して得られる撮像データをメモリ4に書き込んだり、記録媒体5に記録する制御を行うシステム制御部11を備える。
【0017】
上記システム制御部11には、電子撮像素子1を駆動するイメージャ駆動回路6、電子撮像素子1の撮像面に被写体像を結像する撮像レンズ7を光軸方向に移動させるレンズ駆動部8、バッテリ9に接続された電源管理部10、ストロボ発光部12やプログラマブルROM13等が接続されている。
【0018】
また、上記画像処理回路3には、画像モニター用のLCDパネル14を駆動するパネル駆動回路15が接続されている。
【0019】
上記システム制御部11は、例えばマイクロプロセッサからなり、画像処理回路3を介して得られる撮像データに基づいて、レンズ駆動部8により撮像レンズ7を光軸方向に移動させる自動合焦点(AF)制御や、電子撮像素子1の露光量を最適化する自動露出(AE)制御などを行い、また、図示しない、レリーズ釦の操作に連動してストロボ発光部12を発光させる制御を行っている。
【0020】
また、上記ストロボ発光部12は、図2に示すように、上記システム制御部11により制御されるストロボ充電制御部16と上記バッテリ9に接続された昇圧トランス17を介して充電されるコンデンサ18を備え、このコンデンサ18に蓄えられた電荷によって図示しないストロボランプが発光するようになっている。
【0021】
ここで、この撮像装置100における本願発明の特徴は、ストロボや発光ダイオードなの温度を検出することなく、温度上昇を防ぎたい部位の予想温度を算出して、温度城主王を制御することである。
【0022】
すなわち、設計時に測定した放熱カーブからその温度上昇を防ぎたい部位の放熱の微分項(温度差Δtに比例)を求めることができる。したがって、図3にIIRシミュレーションによる予想放熱カーブを示すように、放熱カーブは一定時間でサンプリングした場合、等比級数で近似できる。
【0023】
Δtn=α*ΔTn−1 ・・・式1
ここで、0<α<1である。
【0024】
ここでは、実際に系の放熱カーブを実測し式1で近似することによりαを求める。
【0025】
次に、ストロボにおいては発光量であるGnや発光間隔、発光ダイオード等連続してエネルギーを出す発光部の場合は発光間隔を一定にした上で温度上昇上カーブの飽和する温度Thを求める。
【0026】
ここで、8sec間隔で100μsec発光させた場合(A)、8sec間隔で500μsec発光させた場合(B)、8sec間隔で1000μsec発光させた場合(C)、8sec間隔で2000μsec発光させた場合(D)、10sec間隔で2000μsec発光させた場合(E)、12sec間隔で2000μsec発光させた場合(F)の8例について、発光量Gn別のIIRシミュレーションによる予想温度上昇カーブ(A1,B1,C1,D1,E1,F1)と実測した温度上昇カーブ(A2,B2,C2,D2,E2,F2)を図4に示す。
【0027】
その結果と先に求めた放熱カーブからその条件での時間当たりの放出される熱エネルギーを計算する。その際、発光間隔に対してはDuty比と放射熱エネルギーEnの間に比例関係が存在し(En=β*Duty*Time、Timeはサンプリング周期)、Gnと放射熱エネルギーEnの間には2次関数の関係で近似できる(En=β*Gn+γ)。
【0028】
これにより先ほどの時間当たりの放出されるエネルギーと放熱エネルギーがつりあうことTh*(1−α)=En用い、時間当たりの放出されるエネルギー演算用のパラメーター(ここではβ及びγ)をもとめそれぞれの発光量GnやLEDの発光から温度上昇エネルギーの計算式を準備することができる。
【0029】
なお、発光量Gnから放射熱エネルギーEnへの変換は線形補完もしくは、テーブル変換してもよい。
【0030】
系の設計後もしくは生産時にライン調整時にこれらのパラメータを計測し事前に機器固有の情報としてプログラマブルROM13に記憶しておく。
【0031】
そして、この撮像装置100において、上記システム制御部11は、発光状況に基づきストロボ発光部12の予想温度を算出する予想温度算出部と、上記予想温度算出部により算出された予想温度に基づき上記ストロボ発光部12の充電電流もしくは発光エネルギーを抑制する制御部として機能する。
【0032】
すなわち、上記システム制御部11は、図5のフローチャートに示すように、電源がオンされると初期起動であるか否かを判定し(ステップS1)、初期起動である場合にはΔTを0にセットし(ステップS2)、また、初期起動でない場合には電源オフ時間とΔTからΔTを再計算する(ステップS3)。
【0033】
すなわち、初期の電源ON後機器はΔT(外気との温度差)を0でスタートする。その後毎サンプリング時ごとにΔTn=ΔTn−1*α+En、もしくは発光部の発光に変化があったときに、
ΔTn=ΔTn−k*α+En ・・・式2
なる式2にてそのときの温度近似値を算出する(ステップS4)。
【0034】
図6に、ΔTのIIRシミュレーションによる予想温度上昇カーブ(a)と実測した温度上昇カーブ(b)及び誤差カーブ(c)を示す。
【0035】
そして、ΔTがある一定の温度Tsよりも小さいか否かを判定し(ステップS5)、ΔTがある一定の温度Tsよりも小さい場合には通常モードで動作し(ステップS6)、累積する発光による放熱エネルギーが大きくなりΔTがある一定の温度Tsを超えたときに機器は発光をパワーセーブモードの動作に移行する(ステップS7)。
【0036】
その際問題となる発光部がストロボの場合は充電時間もしくは発光間隔を強制的に伸ばすことにより放熱エネルギーを抑制する。その際の間隔はΔTがTsになるような間隔である。抑制モードに移行した後ΔTがTsを下回った場合は通常の状態に戻る。また、連写時などタイミングが重要視される場合では発光間隔を一定で発光パワーを抑えることもできる。そこで、上記システム制御部11は、ストロボ充電制御部16に対して充電許可を与え、充電電流を検出して、充電電流を制限する。
【0037】
また、電源OFFの際は発光することはないので放熱するだけであるので、この撮像装置100では、電源管理部10は常時通電状態にあり電源OFFから電源ONへの差分の時間を記憶する(ステップS8)。そして、そのサンプリング周期に応じてΔTn=ΔTn−1*αで放熱温度の演算を使うか、もしくは電源OFFから電源ONへの差分の時間から電源ON時にシステム制御部11により、まとめて放熱シミュレートの演算処理をする。
【0038】
その際サンプリング周期は機器の演算能力に合わせて調整する。この処理により機器は電源OFF時もその発光部の予想温度を演算することが可能である。
【0039】
この演算方法の場合、直接温度を監視しないため時間により累積誤差を生じる恐れがあので、一定時間発光がなかった場合もしくは温度差ΔTがある値を下回る場合0に計算結果を丸めることで累積する誤差をクリアする。
【0040】
また、ΔTは外気温に対する温度差のため抑制モードに移行する閾値温度Tsは想定される外気温の上限を反映する必要がある。例えば、機器の中で機器の温度上昇の影響が外気温の想定される温度より低いところで温度を監視し、その温度によりTsを可変とする制御では、低温時などは制限を受けることなく発光を繰り返すことができる。
【0041】
なお、上述の実施の形態では、ストロボ発光部12の温度上昇の抑制する場合について説明したが、本発明は、この実施邸のみに限定されるものでなく、例えば、低照度での自動合焦(AF)や赤目防止用の補助光を発光ダイオード(LED)により出射する発光部の温度上昇の抑制するようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図2】上記撮像装置におけるストロボ発光部の構成を示すブロック図である。
【図3】上記撮像装置におけるIIRシミュレーションによる予想放熱カーブを示す特性図である。
【図4】発光量別のIIRシミュレーションによる予想温度上昇カーブ(A1,B1,C1,D1,E1,F1)と実測した温度上昇カーブ(A2,B2,C2,D2,E2,F2)を示す特性図である。
【図5】上記撮像装置において、発光状況に基づきストロボ発光部の予想温度を算出する予想温度算出部と、上記予想温度算出部により算出された予想温度に基づき上記ストロボ発光部の充電電流もしくは発光エネルギーを抑制する制御部として機能するシステム制御部の動作を示すフローチャートである。
【図6】ΔTのIIRシミュレーションによる予想温度上昇カーブ(a)と実測した温度上昇カーブ(b)及び誤差カーブ(c)を示す特性図である。
【符号の説明】
【0043】
1 電子撮像素子、2 撮像信号処理回路、3 画像処理回路、4 メモリ、5 記録媒体、6 イメージャ駆動回路、7 撮像レンズ、8 レンズ駆動部、9 バッテリ、10 電源管理部、11 システム制御部、12 ストロボ発光部、13 プログラマブルROM、14 LCDパネル、15 パネル駆動回路、16 ストロボ充電制御部、17 昇圧トランス、18 コンデンサ、100 撮像装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光部を備えた撮像装置であって、
発光状況に基づき発光部の予想温度を算出する予想温度算出部と、
上記予想温度算出部により算出された予想温度に基づき上記発光部の充電電流もしくは発光エネルギーを抑制する制御部と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項2】
上記制御部は、外気温度の情報を上記予想温度に反映させた制御を行うことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
【請求項3】
上記予想温度算出部は、装置本体の電源を切った状態でも温度情報の更新を行うことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
【請求項4】
上記予想温度算出部は、電源オフの時刻を記憶しておき、電源オンの際に放熱後の温度を算出することを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
【請求項5】
上記予想温度算出部は、一定温度以下の温度になることが計算されたら温度差を0に切り捨てることを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
【請求項6】
上記予想温度算出部は、一定サンプリングもしくは発光ごとに予想温度を算出することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
【請求項7】
上記制御部は、物理的放熱特性に基づいて最小発光間隔の電流値を上限を制限することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
【請求項8】
上記予想温度算出部は、発光量をもとに予想温度を算出することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−227424(P2006−227424A)
【公開日】平成18年8月31日(2006.8.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−42913(P2005−42913)
【出願日】平成17年2月18日(2005.2.18)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】