(57)【要約】【課題】  ＬＥＤを備える照明装置において、発光による熱の蓄積を抑えつつ十分な光量を有する照明光を供給する。【解決手段】  照明ユニットに第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７を設ける。第１の照明ＬＥＤ１６の近傍に、その周辺温度を検知するための温度センサ１８を設ける。温度センサ１８の検知結果が所定の基準値を超えているとき、第１の照明ＬＥＤ１６の駆動パルス信号のデューティ比を低減し、基準値を下回っているとき、デューティ比を増大させる。第２の照明ＬＥＤ１７の駆動パルス信号を、第１の照明ＬＥＤ１６の駆動パルス信号の逆位相となるよう制御する。【選択図】        図３
2005197399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子の周辺温度を検知するための温度検知手段と、
前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記複数の半導体発光素子の駆動を制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記複数の半導体発光素子は、第１のグループと第２のグループに分けられ、
前記温度検知手段は、前記第１のグループの周辺温度を検知し、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果が所定の基準値より高いとき、前記第１のグループの駆動を抑制し、前記検知結果が前記基準値より低いとき、前記第１のグループの駆動を促進し、前記第１のグループにより供給される光量と前記第２のグループにより供給される光量の総量が常に一定のレベル以上に維持されるよう、第２のグループの駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記検知結果に基づいて前記第１のグループを駆動させる第１の駆動パルス信号のデューティ比を決定し、前記第２のグループを駆動させる第２の駆動パルス信号の位相が前記第１の駆動パルス信号の逆位相となるよう、前記第２の駆動パルス信号のデューティ比を決定することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記検知結果が前記基準値より高いとき、前記周辺温度が低下するよう前記第１の駆動パルス信号のデューティ比を低減させ、前記検知結果が前記基準値より低いとき、前記第１のグループにより供給される照明光の光量が増加するよう前記第１の駆動パルス信号のデューティ比を増大させることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の撮影装置のストロボ装置には主にキセノン管が用いられていた。しかしながら、キセノン管を駆動するためにはコンデンサを必要とするため、撮影装置内の所定のスペースを占有する、高電圧が流れるため他の制御回路に悪影響を及ぼす等の問題があった。これらの問題を解決すべく、キセノン管に替わってＬＥＤが使われ始めている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１０１８３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、一般的にＬＥＤは周辺温度が高いほどその出射光の光量は低下する。すなわち、ＬＥＤは温度上昇に対して負の特性を有している。従って、ＬＥＤを照明装置に用いた場合、ＬＥＤの通電状態の継続に伴い周辺温度が上昇すると、その照明装置の照度は低下し、本来必要とされる十分な光量が得られない。その結果、良好な状態で撮影することができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、以上の問題を解決するものであり、ＬＥＤを用いた照明装置において、ＬＥＤの発光による熱の蓄積を抑え、かつ必要とされる光量を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る照明装置は、複数の半導体発光素子と、複数の半導体発光素子の周辺温度を検知するための温度検知手段と、温度検知手段の検知結果に基づいて、複数の半導体発光素子の駆動を制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、複数の半導体発光素子は、第１のグループと第２のグループに分けられ、温度検知手段は、第１のグループの周辺温度を検知し、制御手段は、温度検知手段の検知結果が所定の基準値より高いとき、第１のグループの駆動を抑制し、検知結果が基準値より低いとき、第１のグループの駆動を促進し、第１のグループにより供給される光量と第２のグループにより供給される光量の総量が常に一定のレベル以上に維持されるよう、第２のグループの駆動を制御する。
【０００７】
制御手段は、例えば、温度検知手段の検知結果に基づいて第１のグループを駆動させる第１の駆動パルス信号のデューティ比を決定し、第２のグループを駆動させる第２の駆動パルス信号の位相が第１の駆動パルス信号の逆位相となるよう、第２の駆動パルス信号のデューティ比を決定する。
【０００８】
好ましくは、制御手段は、温度検知手段の検知結果が上述の基準値より高いとき、第１のグループの周辺温度が低下するよう第１の駆動パルス信号のデューティ比を低減させ、検知結果が上述の基準値より低いとき、第１のグループにより供給される照明光の光量が増加するよう第１の駆動パルス信号のデューティ比を増大させる。
【発明の効果】
【０００９】
本実施形態によれば、半導体発光素子の周辺温度を検知し、その結果に応じて半導体発光素子の駆動が制御される。従って、半導体発光素子の駆動の継続に伴う温度上昇を抑えつつ、光量の一定レベル以上に維持することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明に係る実施形態が適用されるカメラを背面から示す斜視図、図２は同カメラの正面図である。カメラ本体１０の背面には、動作ボタン１１が設けられる。動作ボタン１１を適宜操作することにより、撮影モード（静止画モード、連写モード、動画モード）が選択される。背面の略中央にはＬＣＤモニタ１２が設けられている。カメラ本体１０内のＣＣＤにより得られる被写体の状態や、すでに撮影した画像をＬＣＤモニタ１２により確認することができる。ＬＣＤモニタ１２の近傍にはファインダ窓１３が形成されている。ファインダ窓１３を覗くことにより、カメラ本体１０内の光学ファインダを介して被写体の状態を確認することができる。カメラ本体１０の上面にはシャッターボタン１４が設けられている。静止画モード及び連写モードのとき、シャッターボタン１４の半押しで測光処理が行われ、全押しで撮影が行われる。
【００１１】
カメラ本体１０の上面の略中央には照明ユニット１５が設けられる。照明ユニット１５内には第１の照明ＬＥＤ１６、第２の照明ＬＥＤ１７、及び温度センサ１８が配設される。第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７は、被写体に照明光を供給するための光源である。温度センサ１８は第１の照明ＬＥＤ１６の近傍に配置され、第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度を検知する。照明ユニット１５の背面には、照明ボタン１９が設けられている。照明ボタン１９を操作することにより第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の駆動の開始及び停止が行われる。本実施形態において、第１の照明ＬＥＤ１６と第２の照明ＬＥＤ１７とは、同一型のＬＥＤを用いている。
【００１２】
図３は、カメラ本体１０のブロック図である。ＣＰＵ１００はカメラ本体１０全体を制御する例えばマイクロプロセッサである。電源スイッチＳＷＰは、カメラ本体１０に設けられた電源ボタン（図示せず）の操作によりオン・オフが制御される。電源スイッチＳＷＰがオンするとＣＰＵ１００に電力が供給される。
【００１３】
測光スイッチＳＷＳは、シャッターボタン１４（図１、２参照）が半押しされるとオンする。測光スイッチＳＷＳがオンすると、ＣＰＵ１００は測光処理及び測距処理を実行する。すなわち、測光装置１０２からの入力に基づいて露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値、シャッタースピード、及びＣＣＤ１０５の電荷蓄積時間を演算する。また、測距装置１０３からの入力に基づいてフォーカシングレンズ（図示せず）の駆動量を演算し、フォーカス駆動回路１０６に制御信号が出力され、それに応じてフォーカス駆動回路１０６からフォーカシングレンズへ駆動信号が出力される。
【００１４】
レリーズスイッチＳＷＲは、シャッターボタン１４が全押しされるとオンする。レリーズスイッチＳＷＲがオンすると、測光処理で算出した絞り値に応じてシャッター（図示せず）が駆動される。また、電荷蓄積時間に基づいてＣＣＤ駆動回路１０４へ制御信号が出力され、ＣＣＤ駆動回路１０４からＣＣＤ１０５へ駆動信号が出力される。ＣＣＤ１０５は、受光領域に結像された被写体の光学像を光電変換し、アナログ画像信号を出力する。アナログ信号は画像処理ユニット１０７で所定の画像処理が施される。
【００１５】
連写スイッチＳＷＣは、動作ボタン１１（図１参照）の操作により連写モードが選択されるとオンする。連写スイッチＳＷＣがオンすると、ＣＰＵ１００の制御に基づいて、静止画の連写が行われる。
【００１６】
照明スイッチＳＷＬは、照明ボタン１９の操作によりオン・オフが制御される。照明スイッチＳＷＬがオンすると、ＣＰＵ１００の制御に基づいて、ポートＰ１とポートＰ２から駆動信号が適宜出力される。第１の照明ＬＥＤ１６は、トランジスタＴＲ１を介してＣＰＵ１００のポートＰ１に接続されている。ポートＰ１から駆動信号が出力されるとトランジスタＴＲ１がアクティブとなり、第１の照明ＬＥＤ１６が駆動され、照明光が射出される。同様に、第２の照明ＬＥＤ１７は、トランジスタＴＲ２を介してＣＰＵ１００のポートＰ２に接続されている。ポートＰ２から駆動信号が出力されるとトランジスタＴＲ２がアクティブとなり、第２の照明ＬＥＤ１７が駆動され、照明光が射出される。
【００１７】
上述のように、第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度は温度センサ１８により検知される。温度センサ１８の出力結果は、Ａ／Ｄ変換ポートＰ３を介してＣＰＵ１００へ入力される。ＣＰＵ１００では、温度センサ１８の出力結果に基づいて、ポートＰ１及びポートＰ２から出力する駆動信号を制御する。
【００１８】
図４はカメラ本体１０における静止画の撮影処理の前半の処理手順を示すフローチャートであり、図５は同撮影処理の後半の処理手順を示すフローチャートである。電源ＳＷＰがオンすると、ステップＳ１００において、第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の駆動パルスの周波数が所定の値にセットされる。第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の出射光が照明光として被写体に照射されたとき一般にちらつかない限界とされている周波数は５０Ｈｚ（ヘルツ）である。従って、ステップＳ１００では、第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の駆動パルスの周波数は５０Ｈｚ以上にセットされる。
【００１９】
ステップＳ１０２において測光スイッチＳＷＳの状態がチェックされる。測光スイッチＳＷＳがオンであることが確認されたらステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４では測光処理が行われ、絞り値、シャッタースピード、及びＣＣＤ１０５の電荷蓄積時間が算出される。次いでステップＳ１０６で測距処理が行われ、フォーカシングレンズの駆動による合焦動作が実行される。
【００２０】
次いで、ステップＳ１０８において、レリーズＳＷＲの状態がチェックされる。レリーズＳＷＲがオンしていないことが確認されたら、ステップＳ１１０へ進み、測光スイッチＳＷＳの状態が確認される。ステップＳ１１０において測光スイッチＳＷＳのオンの状態が継続していることが確認されたら、ステップＳ１０８へ戻り、レリーズＳＷＲのチェックが繰り返される。また、シャッターボタン１４の半押し状態が解除され、測光スイッチＳＷＳがオフしたことが確認されたら、ステップＳ１０２へ戻り、上述の処理が繰り返される。一方、ステップＳ１０８においてレリーズＳＷＲがオンであることが確認されたら、図５のステップＳ１１２へ進む。
【００２１】
図５のステップＳ１１２では、照明スイッチＳＷＬの状態がチェックされる。照明ボタン１９が押され、照明スイッチＳＷＬがオンしていることが確認されたら、ステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４では、ＬＥＤ制御タイマ割込み処理が許可される。また、パルス信号のパルス幅を制御するＣＰＵ１００のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）タイマ機能で用いられるデューティ比Ｓ１が５０％（パーセント）にセットされる。デューティー比Ｓ１は、単位時間における第１の照明ＬＥＤ１６の点灯駆動時間の長さを示したもので、値が大きいほど、単位時間あたりの点灯駆動時間が長いことを意味する。
【００２２】
図６は、ＬＥＤ制御タイマ割込みの処理手順を示すフローチャートである。Ｓ２００において、温度センサ１８の出力をＡ／Ｄ変換した結果が変数ｔｅｍｐに格納される。次いでＳ２０２において、変数ｔｅｍｐの値が所定の基準値と比較される。本実施形態においては、この基準値は、使用する第１の照明ＬＥＤ１６の発光量が最大発光量の８０パーセント程度に低下するときの温度に基づいて設定されている。ステップＳ２０２で、変数ｔｅｍｐの値が基準値より大きいことが確認されたら、すなわち、第１の照明ＬＥＤ１６の駆動の継続により第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度が上昇しており、第１の照明ＬＥＤ１６単独の照明光としては十分な光量が得られなくなっていることが確認されたら、ステップＳ２０４へ進む。
【００２３】
ステップＳ２０４では、デューティ比Ｓ１が「１」デクリメントされる。すなわち、第１の照明ＬＥＤ１６の温度上昇を抑える為、第１の照明ＬＥＤ１６への通電時間を短縮する。次いで、ステップＳ２０６において、デクリメント後のデューティ比Ｓ１が最小制限値ｍｉｎより小さいかチェックされる。
【００２４】
ステップＳ２０６で、デクリメント後のデューティ比Ｓ１が最小制限値ｍｉｎを下回っていることが確認されたらステップＳ２０８へ進み、デューティ比Ｓ１が最小制限値ｍｉｎにセットされる。次いで、ステップＳ２１６へ進む。ステップＳ２０６でデクリメント後のデューティ比Ｓ１が最小制限値ｍｉｎ以上であることが確認されたら、ステップＳ２０８はスキップされ、ステップＳ２１６へ進む。
【００２５】
一方、ステップＳ２０２で、変数ｔｅｍｐの値が基準値以下であることが確認されたら、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、デューティ比Ｓ１が「１」インクリメントされる。すなわち、ＬＥＤ１６の発光能力を有効に生かすべく、ＬＥＤ１６への通電時間を延長する。次いで、ステップＳ２１２へ進み、インクリメント後のＳ１が「１００」を超えているかチェックされる。インクリメント後のデューティ比Ｓ１が「１００」を超えていることが確認されたら、ステップＳ２１４へ進み、デューティ比Ｓ１が「１００」にセットされ、ＤＣ駆動される。次いでステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１８においてインクリメント後のデューティ比Ｓ１が「１００」以下であることが確認されたら、ステップＳ２１４はスキップされ、ステップＳ２１６へ進む。
【００２６】
ステップＳ２１６では、ＣＰＵ１００のＰＷＭタイマ機能がデューティ比Ｓ１で動作するよう設定される。次いでステップＳ２１８において、第１の照明ＬＥＤ１６の駆動信号の生成及び出力がＣＰＵ１００により実行される。すなわち、ＣＰＵ１００において、ＰＷＭタイマ機能に基づいてデューティー比Ｓ１のパルス信号が生成され、このパルス信号の電圧値、電流値をＬＥＤ駆動に適した所定の値に変換され、第１の照明ＬＥＤ１６の駆動信号としてポートＰ１から出力される。
【００２７】
次いで、ステップＳ２２０において、第２の照明ＬＥＤ１７の駆動信号の生成及び出力がＣＰＵ１００により実行される。まず、デューティ比Ｓ１を反転させたデューティ比のパルス信号が生成される。例えばデューティ比Ｓ１が６０％のとき、デューティ比４０％のパルス信号が生成され、デューティ比Ｓ１が４５％のとき、デューティ比５５％のパルス信号が生成される。次いで、このパルス信号の電圧値、電流値をＬＥＤ駆動に適した所定の値に変換され、第２の照明ＬＥＤ１７の駆動信号としてポートＰ２から出力される。その結果、ポートＰ１から出力される駆動信号と逆位相の駆動信号がポートＰ２から出力される。
【００２８】
以上の割込み処理は１ｍｓ（ミリ秒）毎に実行される。すなわち、１ｍｓ毎に第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度の検知、及びその検知結果に応じた第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の駆動信号のパルス制御が行われる。
【００２９】
図５のステップＳ１１４において上述のタイマ割込み処理の許可が行われると、ステップＳ１１６へ進む。ステップＳ１１６では、ＣＣＤ１０５が駆動され電荷蓄積が行われる。すなわち、ＣＣＤ１０５の撮像領域に結像された被写体の光学像の光電変換処理が行われる。ステップＳ１０４で算出された電荷蓄積時間が経過すると電荷蓄積処理は終了され、すなわちＣＣＤ１０５の駆動は停止され、ステップＳ１１８へ進む。
【００３０】
ＣＣＤ１０５の電荷蓄積が終了すると、被写体に照明光を供給する必要はなくなる。そこで、ステップＳ１１８において、上述のＬＥＤ制御タイマ割込みの割込みが禁止され、次いでステップＳ１２０において、第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の駆動が停止される。
【００３１】
第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の駆動が停止されたらステップＳ１２２へ進む。ステップＳ１２２では、ＣＣＤ１０５から出力される画像信号に対し所定の画像処理が画像処理ユニット１０７において行われ、次いでステップＳ１２４において、画像処理が施された画像信号が１フレーム分の画像データとして、画像処理ユニット１０７内の映像メモリに格納される。ステップＳ１２６では、映像メモリから画像データが読み出され、ＬＣＤ１２に表示する処理が行われる。
【００３２】
次いでステップＳ１２８へ進み、連写スイッチＳＷＣがオンしているか否かがチェックされる。連写スイッチＳＷＣがオンしていることが確認されたら、図４のステップＳ１０８へ戻り以降の処理が繰り返される。すなわち、動作ボタン１１の操作により連写スイッチＳＷＣがオンしており、かつシャッターボタン１４の全押し状態が維持されレリーズＳＷＲのオン状態が継続している間は、ステップＳ１０８からステップＳ１２６までの処理が繰り返し実行される。
【００３３】
本実施形態では、ＬＥＤ制御タイマ割込みの実施を照明ボタン１９の操作による照明スイッチＳＷＬの状態に基づいて決定しているが、ステップＳ１０４の測光結果に基づいて決定してもよい。すなわち、測光結果に基づいて被写体の輝度が撮影には不十分であると判断されたら、ＬＥＤ制御タイマ割込みを行うよう制御してもよい。
【００３４】
図７は、第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の駆動パルスと、駆動に伴う両ＬＥＤの周辺温度の変化を示すグラフである。第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の駆動開始時（Ｔ１）、第１の照明ＬＥＤ１６のデューティ比Ｓ１は「５０」にセットされている。駆動開始時における第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の周辺温度は基準値より低い。従って、第１の照明ＬＥＤ１６には能力的に余裕があるので、上述のＬＥＤ制御タイマ割込み処理によりデューティ比Ｓ１は次第に上昇する。それに伴い第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度は上昇する。一方、第２の照明ＬＥＤ１７は、デューティ比Ｓ１を反転させたデューティ比に基づいて生成されるパルス信号により駆動される。すなわち、第１の照明ＬＥＤ１６の駆動信号の逆位相の駆動信号により第２の照明ＬＥＤ１７は駆動される。従って、デューティ比Ｓ１が増加する間、第２の照明ＬＥＤ１７の駆動パルスのデューティー比は減少する。このため、第２照明ＬＥＤ１７の温度は第１照明ＬＥＤ１６に比較して低い温度を維持する。
【００３５】
第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度が基準値を超えると（Ｔ２）、ＬＥＤ制御タイマ割込み処理によりデューティ比Ｓ１は次第に低下する。それに伴い第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度は低下する。デューティ比Ｓ１の低下は第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度が基準値以下になるまで（Ｔ３）継続される。その後、ＬＥＤ制御タイマ割込み処理の繰り返しにより、第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度は基準値近傍を上下する。
【００３６】
本実施形態によれば、第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７は、常に逆位相のパルス信号で駆動される。すなわち、第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７の何れか一方が常に点灯している。従って、第１の照明ＬＥＤ１６の周辺温度の上昇に伴い、第１の照明ＬＥＤ１６の駆動信号のデューティ比Ｓ１が低下しても、その低下分だけ、第２照明ＬＥＤ１７による発光量を増大させて発光光量を補うため、照明ユニット１５全体として供給される照明光の光量は一定レベル以上に維持される。その結果、ＬＥＤの駆動の継続に伴う発熱を抑制しつつ、十分な光量を有する照明光を供給することができる。
【００３７】
本実施形態において照明ユニット１５は２つの照明ＬＥＤを有しているがこれに限るものではない。デューティ比Ｓ１の駆動パルス信号で駆動される照明ＬＥＤを複数備え、同数の照明ＬＥＤを逆位相の駆動パルス信号で駆動する構成としてもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、第１及び第２の照明ＬＥＤ１６、１７をパルス信号により駆動し、そのデューティ比を制御しているがこれに限るものではない。温度センサ１８の検知結果に応じて各照明ＬＥＤに供給する電流値を制御する構成としてもよい。
【００３９】
本実施形態は、静止画を撮影する場合を例にとって説明したが、動画を撮影する場合もその露光期間において同様の制御が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る実施形態が適用されるカメラの背面から示す斜視図である。
【図２】図１のカメラの正面図である。
【図３】カメラのブロック図である。
【図４】静止画の撮影処理の前半の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】静止画の撮影処理の後半の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】ＬＥＤ駆動の割込動作の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】ＬＥＤの駆動パルスと周辺温度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１０  カメラ本体
１１  動作ボタン
１２  ＬＣＤモニタ
１３  ファインダ窓
１４  シャッターボタン
１５  照明ユニット
１６  第１の照明ＬＥＤ
１７  第２の照明ＬＥＤ
１８  温度センサ
１９  照明ボタン
【図１】
2005197399.tif 000003
【図２】
2005197399.tif 000004
【図３】
2005197399.tif 000005
【図４】
2005197399.tif 000006
【図５】
2005197399.tif 000007
【図６】
2005197399.tif 000008
【図７】
2005197399.tif 000009