(57)【要約】【課題】  カメラの使用環境における気温に関らず、ストロボ撮影時において迅速にストロボ充電する。【解決手段】  デジタルカメラ１０において、ストロボ回路２０および発光部２６を設け、デジタルカメラ１０の使用環境における気温を検知する温度検出器２８を設ける。ストロボ撮影のためストロボ充電操作がなされると、ストロボ回路２０のＭＯＳＦＥＴへ送る一連のパルス信号のデューティー比を、常温用（Ａ）もしくは低温用（Ｂ）に定める。定められたデューティー比に基づいてパルス信号をＭＯＳＦＥＴへ出力し、充電電圧の上昇とともにデューティー比を段階的に切り替える。【選択図】    図１
2005339987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇圧用トランスと、前記トランスの一次側に設けられたトランジスタと、前記トランスの二次側に設けられた充電用コンデンサとを有し、電池の電源電圧を昇圧して前記コンデンサに充電させる昇圧回路と、
前記トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する一連のパルス信号を前記トランジスタへ送り、２次側の充電電圧の上昇とともに前記一連のパルス信号のデューティー比を切り替えるＰＷＭ制御手段と、
前記コンデンサに蓄積された電荷に基づいて発光する発光手段と、
撮影時の温度を検出する温度検出器とを備え、
前記ＰＷＭ制御手段が、撮影時における温度に従い、温度の低下に対してデューティー比を上げるように一連のパルス信号を出力させることを特徴とする撮影用発光装置。
【請求項２】
前記ＰＷＭ制御手段が、充電電圧の上昇に伴ってデューティー比を段階的に切り替えるとともに、カメラ温度の低下による一次側のトランス電流の減少を抑えるように、各段階におけるデューティー比を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮影用発光装置。
【請求項３】
充電電圧の上昇に伴って段階的に値が変化するとともに、温度に応じて段階的な値の変化が異なる一連の一式のデューティー比を格納可能なメモリと、
前記一連の一式のデューティー比から、検出された温度に応じた一式のデューティー比を設定するデューティー比設定手段とをさらに有し、
前記ＰＷＭ制御手段が、設定された一式のデューティー比に基づいて前記一連のパルス信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の撮影用発光装置。
【請求項４】
少なくとも２つの温度範囲に従い、前記一連の一式のデューティー比が定められていることを特徴とする請求項３に記載の撮影用発光装置。
【請求項５】
撮影用発光装置における発光制御プログラムであって、
昇圧用トランスと、前記トランスの一次側に設けられたトランジスタと、前記トランスの二次側に設けられた充電用コンデンサとを有し、電池の電源電圧を昇圧して前記コンデンサに充電させる昇圧回路に対し、前記トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する一連のパルス信号を前記トランジスタへ送り、２次側の充電電圧の上昇とともに前記一連のパルス信号のデューティー比を切り替えるＰＷＭ制御手段と、
充電電圧の上昇に伴って段階的に値が変化するとともに、温度に応じて段階的な値の変化が異なる一連の一式のデューティー比から、検出された温度に応じた一式のデューティー比を設定するデューティー比設定手段と
を機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
電池と、
昇圧用トランスと、前記トランスの一次側に設けられたトランジスタと、前記トランスの二次側に設けられた充電用コンデンサとを有し、前記電池の電源電圧を昇圧して前記コンデンサに充電させる昇圧回路と、
前記トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する一連のパルス信号を前記トランジスタへ送り、２次側の充電電圧の上昇とともに前記一連のパルス信号のデューティー比を切り替えるＰＷＭ制御手段と、
補助光源と、
前記コンデンサに蓄積された電荷に基づいて発光する発光手段と、
撮影時の温度を検出する温度検出器とを備え、
前記ＰＷＭ制御手段が、撮影時における温度に従い、温度の低下に対してデューティー比を上げるように一連のパルス信号を出力させることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影時に補助光源を発光させるストロボ装置に関し、特に、トランジスタを用いて電池の電源電圧を昇圧させ、充電するストロボ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常カメラにおいては、ＭＯＳＦＥＴなどのトランジスタを使用したストロボ装置が装着されており、一次側に設けられたトランジスタへ電流を流すことで電源電圧が昇圧され、２次側に設けられたコンデンサによって電荷が蓄積される。充電の間、一連のパルス信号がトランジスタをＯＮ／ＯＦＦ制御するように出力し、充電電圧の上昇とともにパルス信号のデューティー比が切り替えられる（例えば特許文献１参照）。ユーザがレリーズ操作を行うと、レリーズ動作に合わせて放電発光する。
【特許文献１】特開平７−８５９８８号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ストロボ撮影時の使用環境における気温が氷点下など低い状態である場合、電池の内部抵抗の増加や放電特性により、充電時間が常温における充電期間よりも長くなる。その結果、ストロボ撮影時において速やかに撮影を行うことが出来ず、シャッターチャンスを逃す事態が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の撮影用発光装置は、カメラの撮影時に被写体を照明する装置であり、昇圧回路と、ＰＷＭ制御手段と、発光手段とを備える。昇圧回路は、昇圧用トランスと、トランスの一次側に設けられたトランジスタと、トランスの二次側に設けられた充電用コンデンサとを有し、電池の電源電圧を昇圧してコンデンサに充電させる。昇圧回路としては、例えばＤＣ−ＤＣコンバータが適用される。
【０００５】
ＰＷＭ制御手段は、トランジスタの動作をＰＷＭ制御するため、トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する一連のパルス信号をトランジスタへ送る。トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作に伴ってトランスの一次側に電流が流れ、それに伴いトランスの二次側に電流が流れてコンデンサが充電される。ＰＷＭ制御手段は、充電電圧に適した電流をトランスの一次側へ流すため、２次側の充電電圧の上昇とともに一連のパルス信号のデューティー比を切り替える。発光手段は、コンデンサに蓄積された電荷に基づき放電発光等によって発光する。
【０００６】
撮影用発光装置は、撮影時の温度を検出する温度検出器を備える。ここで、撮影時の気温は、カメラが使用される状況での外気温度、カメラの電池の温度、カメラ内の温度いずれも含むように規定される。例えば電池温度が検出される。そして、ＰＷＭ制御手段は、撮影時における温度に従い、温度の低下に対してデューティー比を上げるように一連のパルス信号を出力させることを特徴とする。すなわち、通常の使用時の温度に比べて低温時におけるデューティー比の値を上げる。デューティー比の値を上げることで昇圧回路の一次側で流れる電流量が多くなり、その結果、２次側の充電期間は温度の低い状態においても長くならない。
【０００７】
ＰＷＭ制御手段は、充電電圧の上昇に伴ってデューティー比を段階的に切り替えればよい。このとき、カメラ温度の低下による一次側のトランス電流の減少を抑えるように、各段階におけるデューティー比を温度に合わせて変更する。例えば、充電電圧の上昇に伴って段階的に値が変化するとともに、温度に応じて段階的な値の変化が異なる一連の一式のデューティー比をメモリに格納させ、一連の一式のデューティー比から、検出された温度に応じた一式のデューティー比を設定するデューティー比設定手段とを設ければよい。ＰＷＭ制御手段は、設定された一式のデューティー比に基づいて一連のパルス信号を出力する。少なくとも２つの温度範囲に分け（例えば、第１の温度範囲、第２の温度範囲）、一連の一式のデューティー比を定めればよい。例えば低温範囲として０度以下、常温範囲として０度より上を定める。
【０００８】
本発明のプログラムは、撮影用発光装置における発光制御プログラムであって、昇圧用トランスと、トランスの一次側に設けられたトランジスタと、トランスの二次側に設けられた充電用コンデンサとを有し、電池の電源電圧を昇圧してコンデンサに充電させる昇圧回路に対し、トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する一連のパルス信号をトランジスタへ送り、２次側の充電電圧の上昇とともに一連のパルス信号のデューティー比を切り替えるＰＷＭ制御手段と、充電電圧の上昇に伴って段階的に値が変化するともに、温度に応じて段階的な値の変化が異なる一連の一式のデューティー比から、検出された温度に応じた一式のデューティー比を設定するデューティー比設定手段とを機能させることを特徴とする。
【０００９】
本発明のカメラは、電池と、昇圧用トランスと、トランスの一次側に設けられたトランジスタと、トランスの二次側に設けられた充電用コンデンサとを有し、電池の電源電圧を昇圧してコンデンサに充電させる昇圧回路と、トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する一連のパルス信号をトランジスタへ送り、２次側の充電電圧の上昇とともに一連のパルス信号のデューティー比を切り替えるＰＷＭ制御手段と、補助光源と、コンデンサに蓄積された電荷に基づいて発光する発光手段と、撮影時の温度を検出する温度検出器とを備え、ＰＷＭ制御手段が、撮影時における温度に従い、温度の低下に対してデューティー比を上げるように一連のパルス信号を出力させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、カメラの使用環境における温度に関らず、ストロボ撮影時において迅速にストロボ充電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態であるデジタルカメラのブロック図である。
【００１３】
デジタルカメラ１０は、静止画像を記録し、あるいは記録した画像を表示可能なデジタルカメラである。ユーザの電源ボタン（図示せず）に対するＯＮ操作によってメインスイッチＳ１がＯＮ状態になると、電池１４から各回路へ電源が供給される。
【００１４】
レリーズボタン（図示せず）の半押し操作によって測光スイッチＳ２がＯＮ状態になると、測光制御部４２において被写体の明るさが検出され、被写体の明るさに応じた絞り値、シャッタスピードが演算される。そしてレリーズボタンの全押し操作によってレリーズスイッチＳ３がＯＮになると、シャッタ（図示せず）が所定時間開閉する。撮影光学系４９を通った光によって被写体像がＣＣＤ３２の受光面に形成され、被写体像に応じた画像信号がＣＣＤ３２から読み出される。ＣＣＤ３２から読み出された画像信号は信号処理回路３６において処理され、圧縮処理された後に画像データがメモリカード形式のメモリ５２へ記録される。ユーザにより再生モードが設定されると、記録された画像データが読み出され、記録画像がＬＣＤ３８へ表示される。
【００１５】
デジタルカメラ１０には、カメラ１０全体を制御するシステムコントロール回路１２が設けられており、ＣＰＵ４１およびカメラの動作を制御するプログラムやストロボ撮影に関するデータ等を格納したＲＯＭ４３などのメモリが組み込まれている。システムコントロール回路１２は、ＣＣＤ駆動回路３４、ＬＣＤ駆動部４０、測光制御部４２、焦点調整制御部４４、レンズ駆動部４６、シャッタ駆動部４８、パルスジェネレータ５０等へそれぞれ制御信号を出力する。また、電源ＯＮになると、電圧を安定化させるレギュレータ１６を介して電源が供給される。
【００１６】
ユーザのストロボボタン（図示せず）操作によってストロボスイッチＳ４がＯＮ状態になると、ストロボ回路２０へ電源が供給される。ストロボ回路２０は、昇圧部２２と電圧検出部２４とを備え、電池１４の電源電圧を昇圧させ、充電する。発光部２６には、キセノンガスを封入した放電管が設けられており、ストロボ回路２０において充電された電荷に基づいて放電発光（閃光）する。レリーズスイッチＳ３がＯＮ状態になるとトリガ信号がシステムコントロール回路１２から発光部２６へ出力され、発光動作を撮影動作にシンクロさせることよってストロボ撮影が行われる。ストロボ回路２０内の電圧検出部２４は、ストロボ回路２０における充電電圧を検出する。
【００１７】
サーミスタを備えた温度検出器２８は、電池１４の温度を検出し、これにより、カメラ１０の内部温度、すなわちカメラ１０が使用されている環境における温度が検出される。
【００１８】
図２は、ストロボ回路２０の回路図である。
【００１９】
ストロボ回路２０は、昇圧用トランス１３を備えたＤＣ−ＤＣコンバータであり、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１５がトランス１３の一次側に設けられ、ストロボ充電用のコンデンサＣ３が２次側に設けられている。ストロボ回路２０は、フライバック式昇圧回路であり、ＭＯＳＦＥＴ１５に対して並列的にコンデンサＣ１が接続されるとともに、コンデンサＣ３に対して並列的にコンデンサＣ２が接続される。
【００２０】
システムコントロール回路１２から送られてくる一連のパルス信号は、後述するように所定のデューティー比に従ったパルス波形に従い、ＭＯＳＦＥＴ１５のゲートＧ側に接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２の間に入力される。ＭＯＳＦＥＴ１５が一連のパルス信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作する結果、トランス１３の一次側の電流変化によって磁気エネルギーが発生し、相互誘導によって２次側に電流が流れる。
【００２１】
ＭＯＳＦＥＴ１５のＯＮ／ＯＦＦ動作と、ダイオードＤ１、Ｄ２、コンデンサＣ１、Ｃ２の作用により、電池１４の電源電圧Ｖ0より大きい電圧がコンデンサＣ３に充電される。時間経過とともに電源電圧Ｖ0が徐々に昇圧されていき、最終的にストロボ撮影に必要な電圧（撮影電圧）までコンデンサＣ３に充電される。抵抗Ｒ４、Ｒ５との間のアノードＡＤにおける電位は、コンデンサＣ３の電位に対応し、抵抗Ｒ３、Ｒ４と抵抗Ｒ５で分割された電圧Ｖcがシステムコントロール回路１２によって検出される。
【００２２】
図３は、システムコントロール回路１２において実行されるストロボ発光処理を示したフローチャートである。図４は、充電期間における一次側に流れる電流と二次側の充電電圧とを示した図である。図５は、充電期間において段階的に切り替えられるデューティー比を示した図である。
【００２３】
ステップＳ１０１では、ユーザによってストロボボタンが押下されたか否かが判断される。ストロボボタンが押下されたと判断されると、ステップＳ１０２では、ストロボ撮影可能か、すなわち電池１４の残量がストロボ撮影できるほど十分あるか否かが判断される。ストロボ撮影可能ではないと判断されるとそのまま処理ルーチンは終了する。一方、ストロボ撮影可能であると判断されると、ステップＳ１０３へ進み、温度検知回路２８によってカメラ内部の気温、すなわち使用環境における気温が検出される。そしてステップＳ１０４では、気温が０度以下であるか否かが判断される。
【００２４】
図４では、ストロボ回路２０における充電期間においてＭＯＳＦＥＴ１５へ出力される一連のパルス信号のパルス波形パターンが示されている。二次側の充電電圧が上昇するのにともなって一次側の電流量を増加させる必要があるため、２次側の充電電圧Ｖcが上昇するにつれてデューティー比が段階的に切り替えられる。ここでは、０Ｖから３３０Ｖまでフル充電するまでの期間を７段階に分け、各段階に切り替え電圧が設定されている。これら一連のパルス波形パターンはあらかじめＲＯＭ４３に記憶されている。
【００２５】
ステップＳ１０４において気温が０度以下ではないと判断された場合、ステップＳ１０６へ進み、常温用（ここでは０より上の範囲）の第１のＰＷＭ波形パターン（Ａ）が設定される。一方、気温が０度以下であると判断された場合、ステップＳ１０５へ進み、低温用（０度以下の範囲）の第２のＰＷＭ波形パターン（Ｂ）が設定される。第２のＰＷＭパターン（Ｂ）では、第１のＰＷＭ波形パターン（Ａ）に比べて全体的にデューティー比が高い。具体的には、第４段階〜第７段階におけるデューティー比が大きく設定されている。ステップＳ１０５もしくはステップＳ１０６が実行されると、ステップＳ１０７へ進む。
【００２６】
ステップＳ１０７では、２次側の充電電圧Ｖcが検出される。そしてステップＳ１０８では、設定されたＰＷＭ波形パターン（Ａ）／（Ｂ）に従い、一連のパルス信号がＭＯＳＦＥＴ１５へ出力される。充電期間中、２次側の充電電圧Ｖcが常時モニタリングされており、充電電圧Ｖcが切り替え電圧に達すると、次の段階におけるデューティー比によるパルス信号が出力される。図５では、充電開始からの一次側の電流値Ｉと２次側の充電電圧Ｖcとが、時間経過に沿って表されている。ステップＳ１０８が実行されるとステップＳ１０９へ進む。
【００２７】
ステップＳ１０９では、レリーズボタンが半押しされて測光スイッチＳ２がＯＮ状態になったか否かが判断される。測光スイッチがＯＮ状態ではないと判断されるとステップＳ１０７へ戻る。一方、測光スイッチＳ２がＯＮ状態になっていると判断されると、ステップＳ１１０へ進み、充電電圧Ｖcがストロボ撮影可能な電圧であるか否かが判断される。ステップＳ１１０においてストロボ撮影可能ではないと判断されると、ステップＳ１０７へ戻り、ストロボ充電完了となるまでステップＳ１０７〜Ｓ１１０が繰り返し実行される。これにより、パルス信号のデューティー比が段階的に上昇する。
【００２８】
一方、ステップＳ１１０においてストロボ撮影可能であると判断された場合、ステップＳ１１１へ進み、充電完了を報知する表示処理が行われるとともに、レリーズボタンが全押しされてレリーズスイッチＳ３がＯＮ状態になったか否かが判断される。レリーズスイッチＳ３がＯＮ状態になっていないと判断されると、ステップＳ１０９へ戻る。一方、レリーズスイッチＳ３がＯＮ状態になっていると判断された場合、ステップＳ１１２へ進み、トリガ信号が発光部２６へ送られる。そして発光部２６では、トリガ信号に基づいて放電発光する。
【００２９】
図６は、電池の放電に伴う容量特性を示した図である。図７は、電池の内部抵抗を示した図である。
【００３０】
図６では、カメラの使用回数とそれに伴う電池の電圧をグラフ化されており、２５度、０度、−１０度の条件でそれぞれ使用した場合の電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3が曲線で表されている。図６に示すように、温度によって電池の放電特性が異なり、温度が低いほど電池残量が少なくなるのが早い。図７では、温度変化による電池の内部抵抗の変化が表されており、温度が低下するにつれて内部抵抗が増加する。
【００３１】
図８は、ストロボ回路２０における一次側に流れる電流値を温度別に示した図である。図９は、ストロボ回路２０における二次側の充電電圧を温度別に示した図である。
【００３２】
図８では、常温（ここでは２５度）における一次側の電流Ｉsと、低温（ここでは０度）における二次側の電流ＩLとが示されている。低温時にはデューティー比を上げているためＭＯＳＦＥＴ１５のＯＮ／ＯＦＦ動作の切り替えタイミングが短くなる。その結果、一次側におけるトランス１３のコイルに流れる電流量が増加し、常温時と比べてそれほど電流量が落ちない。図８では、低温時において図４に示した常温時のＰＷＭ波形パターンを使用した場合の電流Ｉ’Lが示されている。
【００３３】
図９では、図８に示す電流量に基づいた、常温における充電電圧Ｖsと低温における充電電圧ＶLとが時間経過とともに表されている。低温時にはデューティー比をアップさせることによって一次側で電流が多く流れるため、充電電圧ＶＬの軌跡は充電電圧Ｖｓの軌跡とほとんど変らない。図９には、低温時において図４に示した常温時のＰＷＭ波形パターンを使用した場合の充電電圧Ｖ’Lが示されている。
【００３４】
このように本実施形態によれば、カメラ１０において、ストロボ回路２０および発光部２６が設けられ、カメラの使用環境における気温を検知する温度検出器２８が設けられる。ストロボ撮影のためストロボ充電操作がなされると、ストロボ回路２０のＭＯＳＦＥＴ１５へ送る一連のパルス信号のデューティー比が常温用（Ａ）もしくは低温用（Ｂ）に定められる。そして、定められたデューティー比に基づいてパルス信号が出力され、充電電圧の上昇とともにデューティー比が段階的に切り替えられていく。
【００３５】
気温に合わせてパルス信号が設定されるため、気温が低いために電池の性能が低下する状況においても、充電期間を常温時の充電期間と略同じにしてストロボ撮影を行うことができる。
【００３６】
本実施形態では０度を基準にして２つの温度範囲に分けているが、さらに複数の範囲に分けてデューティー比を設定してもよい。また、デューティー比の変化を連続的に切り替えるように設定してもよい。また、一度ＰＷＭ波形パターンを設定した後、充電中に温度を検出してＰＷＭ波形パターンを変更するように構成してもよい。
【００３７】
カメラ１０内外の外気の温度を検出してもよく、カメラの動作環境時（電池使用時）における温度を検出するように構成すればよい。
【００３８】
本実施形態以外のストロボ回路を使用してもよく、ＭＯＳＦＥＴ以外のトランジスタを使用した昇圧回路や、フォワード式昇圧回路など、ＰＭＷ制御により昇圧、充電可能な任意の昇圧回路を使用してもよい。また、銀塩カメラなど他のカメラや撮影装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態であるデジタルカメラのブロック図である。
【図２】ストロボ回路の回路図である。
【図３】システムコントロール回路において実行されるストロボ発光処理を示したフローチャートである。
【図４】充電期間における一次側に流れる電流と二次側の充電電圧とを示した図である。
【図５】充電期間において段階的に切り替えられるデューティー比を示した図である。
【図６】電池の放電に伴う容量特性を示した図である。
【図７】電池の内部抵抗を示した図である。
【図８】ストロボ回路における一次側に流れる電流値を温度別に示した図である。
【図９】ストロボ回路における二次側の充電電圧を温度別に示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  デジタルカメラ
１２  システムコントロール回路
１３  昇圧用トランス
１４  電池
１５  ＭＯＳＦＥＴ（トランジスタ）
２０  ストロボ回路（昇圧回路）
２６  発光部（発光手段）
２８  温度検出器（温度検知回路）
４３  ＲＯＭ（メモリ）
【図１】
2005339987.tif 000003
【図２】
2005339987.tif 000004
【図３】
2005339987.tif 000005
【図４】
2005339987.tif 000006
【図５】
2005339987.tif 000007
【図６】
2005339987.tif 000008
【図７】
2005339987.tif 000009
【図８】
2005339987.tif 000010
【図９】
2005339987.tif 000011