(57)【要約】【課題】ＬＥＤを閃光装置の光源に用いる場合、所望の発光量を得るために短時間で大電流値を与えるとＬＥＤの発熱のため性能劣化が早まるという問題を解決する。【解決手段】  閃光装置３０は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）３２と、ＬＥＤ３２の温度を検出する温度センサ３６と、ＬＥＤ３２を冷却するペルチェ素子３３とを備えている。制御回路３８は、カメラ本体１０の制御回路１１からの発光量を指示する信号に基づいて、ＬＥＤ３２への駆動電流値および通電時間（発光時間）を制御する。さらに、ＬＥＤ３２への通電、発光開始に先立って、ペルチェ素子３３へ通電を行い、ＬＥＤ３２の冷却を開始する。ＬＥＤ３２が通電されることで発生する熱は、ペルチェ素子３３の駆動により放熱板３４へ移動して、外部へ放出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラで撮影する被写体を照明する光源と、
前記光源を冷却する冷却手段と、
前記カメラでの撮影指示に先立って、前記冷却手段により前記光源を冷却する制御手段とを備えることを特徴とする閃光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の閃光装置において、
前記光源の温度を検出する温度検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記光源の温度が所定温度以下になったことが検出されると、撮影を許可することを特徴とする閃光装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の閃光装置において、
前記撮影指示は撮影準備指示と撮影開始指示とを含み、
前記制御手段は、前記撮影準備指示に先立って前記光源を第一の所定温度まで冷却し、前記撮影準備指示により前記第一の所定温度より低い第二の所定温度まで前記光源を冷却することを特徴とする閃光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の閃光装置において、
前記制御手段は、被写体の輝度に応じて算出される前記光源の発光量に基づいて、前記第二の所定温度を決定する温度決定手段を含むことを特徴とする閃光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の閃光装置において、
前記温度決定手段は、シャッタ優先モードによる撮影時は、設定されたシャッタ秒時で算出された発光量に基づいて、前記第二の所定温度を決定することを特徴とする閃光装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の閃光装置において、
前記光源は発光ダイオードを含むことを特徴とする閃光装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の閃光装置を備え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、閃光装置およびこれを備えたカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた光源装置として、冷却手段を備えて光源温度を制御するものが知られている（たとえば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−３４６００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ＬＥＤを閃光装置の光源に用いる場合、所望の発光量を得るために短時間で大電流値を与えるとＬＥＤの発熱のため性能劣化が早まるという問題がある。他の固体発光素子でも同様の問題が予想される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の発明による閃光装置によれば、カメラで撮影する被写体を照明する光源と、光源を冷却する冷却手段と、カメラの撮影指示に先立って、冷却手段により光源を冷却する制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の閃光装置において、光源の温度を検出する温度検出手段をさらに有し、制御手段は、光源の温度が所定温度以下になったことが検出されると、撮影を許可することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の閃光装置において、撮影指示は撮影準備指示と撮影開始指示とを含み、制御手段は、撮影準備指示に先立って光源を第一の所定温度まで冷却し、撮影準備指示により第一の所定温度より低い第二の所定温度まで光源を冷却することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の閃光装置において、制御手段は、被写体の輝度に応じて算出される光源の発光量に基づいて、第二の所定温度を決定する温度決定手段を含むことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の閃光装置において、温度決定手段は、シャッタ優先モードによる撮影時は、設定されたシャッタ秒時で算出された発光量に基づいて、第二の所定温度を決定することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の閃光装置において、光源は発光ダイオードを含むことを特徴とする。
請求項７の発明によるカメラは、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の閃光装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、撮影指示に先立って冷却手段により光源を冷却するようにしたので、光源温度の上昇を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の実施形態による閃光装置を装着したカメラの断面図を示す。図１において、カメラ本体１０に交換可能な撮影レンズ２０が装着されている。カメラ本体１０の中央上部に配設されているアクセサリシュー（不図示）に、閃光装置３０が着脱可能に装着されている。
【０００７】
カメラ本体１０には、制御回路１１が設けられている。制御回路１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、画像処理回路などを有し、後述する各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。
【０００８】
撮影レンズ２０を通過してカメラ本体１０に入射した被写体光束は、シャッタユニット１２を介してＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される撮像素子１３に導かれる。シャッタユニット１２は、撮影時に制御回路１１からの指令に応じて所定のタイミングでシャッタ幕を開き、シャッタ速度に対応する露光時間が経過するとシャッタ幕を閉じる。撮影動作により撮像素子１３に蓄積された被写体像の信号電荷は、制御回路１１へ出力されて、ホワイトバランスなどの画像処理が施された後、ＪＰＥＧなどの形式により圧縮されて、記録媒体１４に記録される。
【０００９】
操作部材１５はレリーズボタン１６に連動する半押しスイッチ１６ａ、全押しスイッチ１６ｂおよび各種設定を行う操作スイッチ群を含み、操作内容に応じた操作信号を制御回路１１へ出力する。たとえば、シャッタ優先モードや絞り優先モード、マニュアルモードなどを含む複数の露出モードの中からいずれかを設定する操作や、静止画撮影／動画撮影の設定操作や、閃光装置３０に対する発光許可／発光禁止などの設定操作に応じて設定操作信号を制御回路１１へ出力する。
【００１０】
測光装置１７は、撮影レンズ２０を通して被写体光量を検出し、検出信号を制御回路１１へ出力する。制御回路１１は、この検出信号を用いて被写体輝度を算出し、算出した輝度情報を用いて露出演算を行い、シャッタ秒時および絞りを算出する。さらに、制御回路１１は、算出した被写体輝度に基づいて閃光装置３０の発光量を算出する。露出モードの中からシャッタ優先モードが設定されている場合においては、設定されたシャッタ秒時を加味して発光量を算出する。算出された発光量に基づいて、発光量を指示する信号が閃光装置３０へ出力される。
【００１１】
閃光装置３０は、アルミ基板３１上に実装した複数個のＬＥＤ３２と、アルミ基板３１の裏面に配設したペルチェ素子３３と、ペルチェ素子３３を冷却する放熱板３４と、メインスイッチ３５と、ＬＥＤ３２の温度を検出する温度センサ３６と、パイロットランプ３７とを備えている。ペルチェ素子３３は冷却面と放熱面を有し、冷却面が基板３１に接し、放熱面が放熱板３４に接している。閃光装置３０はまた、ＬＥＤ３２の発光／消灯タイミングや発光量を制御するとともにペルチェ素子３３の駆動を制御する制御回路３８も備えている。制御回路３８は、ＬＥＤ３２の発光開始、発光終了、発光量を制御する信号などをカメラ本体１０の制御回路１１と通信する。
なお、カメラ本体１０側で発光禁止が設定されている場合、制御回路１１は発光開始信号を制御回路３８に出力しないように構成されている。
【００１２】
制御回路３８は、制御回路１１からの発光量を指示する信号に基づいて、ＬＥＤ３２への駆動電流値および通電時間（発光時間）を制御する。また、静止画撮影のように短時間で大光量が必要な場合と、動画撮影のように所定光量の連続点灯が必要な場合とに応じて、ＬＥＤ３２の発光を制御する。さらに、ＬＥＤ３２への通電、発光開始に先立って、ペルチェ素子３３へ通電を行い、ＬＥＤ３２の冷却を開始する。ＬＥＤ３２が通電されることで発生する熱は、ペルチェ素子３３の駆動により放熱板３４へ移動して、外部へ放出される。
【００１３】
以下、ＬＥＤ３２およびペルチェ素子３３の駆動について図２を参照して詳細に説明する。
図２はＬＥＤ３２およびペルチェ素子３３の駆動タイミングと温度との関係を表すグラフである。カメラ本体１０において発光禁止の設定がされていない場合に、閃光装置３０のメインスイッチ３５がオンされると、時刻ｔ１で制御回路３８はペルチェ素子３３への通電を行ない、ペルチェ素子３３を駆動してＬＥＤ３２の冷却を開始する。このとき、温度センサ３６により検出されるＬＥＤ３２の温度が、外気温よりも低温である温度Ｔ１になるまで冷却を行なう。温度Ｔ１は外気温に応じて決まる値であり、たとえば、外気温が２０度であれば温度Ｔ１は１０度などのように設定されている。
【００１４】
時刻ｔ２でＬＥＤ３２が温度Ｔ１となった後の時刻ｔ３において、制御回路３８は、カメラ本体１０の制御回路１１を介して半押しスイッチ１６ｂからの半押し信号を入力すると、ＬＥＤ３２の温度がＴ１よりも低温であるＴ２になるように、通電量を増やしペルチェ素子３３を駆動する。この温度Ｔ２は、制御回路１１から入力した発光量信号に基づいて、ＬＥＤ３２の発光に伴う温度上昇の最大値が所定値、たとえば、ＬＥＤ３２の破壊温度である１００度を越えないように設定される。温度Ｔ２はＬＥＤ３２の発光開始時の温度である。
【００１５】
シャッタ優先モードによりシャッタ秒時が設定されている場合においては、ＬＥＤ３２の総発光量が同じであっても、シャッタ秒時の長短、すなわち発光時間の長短に応じて、単位時間当たりのＬＥＤ３２の発光量が異なる。図３は発光時間と光量との関係を示す図である。発光量特性１は、発光時間が短い場合の特性であり、時刻ＴＳで発光が開始され時刻ＴＥ１で発光が終了される。発光量特性２は、発光時間が長い場合の特性であり、時刻ＴＳで発光が開始され時刻ＴＥ２で発光が終了される。なお、各グラフと時間軸とで囲まれる領域の面積がそれぞれの総発光量であり、図３においては両者の面積は等しいものとする。図３に示すように、発光量特性２と比べると、発光量特性１の方が単位時間当たりのＬＥＤ３２の発光量が多くなる。すなわち、ＬＥＤ３２の駆動に大電流が必要になるので、ＬＥＤ３２の瞬間的な発熱量も増大する。また、一般的に大電流駆動にするほど発熱ロスも大きい。したがって、シャッタ秒時が短いほど、温度Ｔ２はより低温に設定される。また、発光時間である（ＴＥ１−ＴＳ）もしくは（ＴＥ２−ＴＳ）の間、制御回路３８からＬＥＤ３２に駆動電流が通電される。
【００１６】
図２の時刻ｔ４において、温度センサ３６による温度検出結果により、ＬＥＤ３２の温度が温度Ｔ２以下に達すると、制御回路３８は、パイロットランプ３７を点灯させるとともに、発光準備完了および撮影許可を示す信号をカメラ本体１０の制御回路１１へ出力する。この状態でレリーズボタン１６が全押し操作され、全押しスイッチ１６ｂから全押し信号が出力されると、前述の撮影動作が行われると同時に、ＬＥＤ３２は制御回路３８から入力した駆動電流により発光する。
【００１７】
通電時間が経過して時刻ｔ５になると、ＬＥＤ３２への駆動電流の通電が停止され、ＬＥＤ３２は発光を終了する。ペルチェ素子３３はＬＥＤ３２の発光中および発光後もレリーズボタン１６が半押し操作される前の電流よりも大きな電流で駆動を継続し、ＬＥＤ３２への通電および発光により上昇したＬＥＤ３２近傍の温度が再び温度Ｔ１に戻る時刻ｔ６まで冷却を続ける。温度がＴ１に戻るとペルチェ素子３３の駆動電流をレリーズボタン１６が半押し操作される前の値に戻す。
【００１８】
以上で説明した実施の形態における閃光装置の動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４の各処理を行なうプログラムは制御回路３８内のメモリ（不図示）に格納されており、閃光装置３０のメインスイッチ３５がオンされると起動される。
ステップＳ１において、ペルチェ素子３３を駆動してＬＥＤ３２の冷却を開始してステップＳ２へ進む。ステップＳ２において、温度センサ３６により検出された温度がＴ１以下であるか否かを判定する。温度Ｔ１以下の場合はステップＳ２が肯定判定されてステップＳ３へ進み、温度Ｔ１を越える場合はステップＳ２が否定判定されてステップＳ１へ戻る。
【００１９】
ステップＳ３において、カメラ本体１０の制御回路１１を介して、レリーズボタン１６が半押しされたか否かを判定する。半押しスイッチ１６ａから半押し信号が出力された場合は、ステップＳ３が肯定判定されてステップＳ４へ進む。半押しスイッチ１６ａから半押し信号が出力されない場合は、ステップＳ３が否定判定されてステップＳ１へ戻る。
【００２０】
ステップＳ４において、前述のように発光量信号に基づいて、温度Ｔ２を設定してステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、ペルチェ素子３３への駆動電流値を増やしてペルチェ素子３３を駆動させて、ステップＳ６へ進む。
【００２１】
ステップＳ６において、温度センサ３６により検出されたＬＥＤ３３の温度がＴ２以下になったか否かを判定する。温度がＴ２以下の場合はステップＳ６が肯定判定されてステップＳ７へ進む。温度がＴ２を越えている場合はステップＳ６が否定判定されてステップＳ５へ戻る。
【００２２】
ステップＳ７において、パイロットランプ３７を点灯してステップＳ８へ進む。ステップＳ８において、カメラ本体１０の制御回路１１を介して、レリーズボタン１６が全押しされたか否かを判定する。全押しスイッチ１６ｂから全押し信号が出力された場合は、ステップＳ８が肯定判定されてステップＳ９へ進む。全押しスイッチ１６ｂから全押し信号が出力されない場合は、ステップＳ８が否定判定されてステップＳ８で待機する。
【００２３】
ステップＳ９において、ＬＥＤ３２の通電によりＬＥＤ３２を発光させてステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０において、ＬＥＤ３２の通電時間が経過したか否かを判定する。通電時間が経過した場合は、ステップＳ１０が肯定判定されてステップＳ１１へ進む。通電時間が経過しない場合は、ステップＳ１０が否定判定され、通電時間が経過するまで待機する。
【００２４】
ステップＳ１１において、ＬＥＤ３２の通電を停止してＬＥＤ３２の発光を終了しステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、温度センサ３６により検出されたＬＥＤ３２の温度がＴ１以下か否かを判定する。温度がＴ１以下の場合は、ステップＳ１０が肯定判定されてステップＳ１３へ進む。温度がＴ１を超える場合は、ステップＳ１２が否定判定されてステップＳ１２で待機する。
【００２５】
ステップＳ１３において、ペルチェ素子３３への通電を止め、ペルチェ素子３３の駆動を停止してステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４においては、撮影が継続されるか否かを判定する。メインスイッチ３５からオフ信号を入力しない場合は、ステップＳ１４が否定判定されてステップＳ１へ戻る。メインスイッチ３５からオフ信号を入力した場合は、ステップＳ１４が肯定判定され一連の処理を終了する。
【００２６】
以上で説明した実施の形態の閃光装置によると、以下の作用効果が得られる。
（１）メインスイッチ３５のオン動作に応じてペルチェ素子３３によりＬＥＤ３２を温度Ｔ１まで冷却した。換言すると、レリーズボタン１６が全押し操作される前、すなわち撮影指示に先立って、ペルチェ素子３３を駆動させて、光源であるＬＥＤ３２を冷却するようにした。したがって、大電流によりＬＥＤ３２からの発熱による温度上昇が起こっても、予めＬＥＤ３２近傍が冷却されているので、ＬＥＤ３２の破壊温度に至ることを防ぐことができる。すなわち、ＬＥＤ３２へ瞬間的に大電流を流し、高速シャッタ時でも所望の光量を得ることができる。
【００２７】
（２）メインスイッチ３５のオンに伴って、ペルチェ素子３２により温度Ｔ１までＬＥＤ３２近傍の温度を低下させ、半押し（撮影準備）により温度Ｔ２までＬＥＤ３２を冷却するようにした。したがって、ある程度の温度Ｔ１まで冷却された状態から温度Ｔ２まで冷却を行なうので、温度Ｔ２まで冷却するために必要な時間を短縮することができる。
【００２８】
（３）被写体の輝度に応じて算出されるＬＥＤ３２の発光量に基づき、さらに、シャッタ優先モードによる撮影時には、設定されたシャッタ秒時も加味して算出された発光時間と発光量に基づいて、ペルチェ素子３３により冷却される温度Ｔ２を決定するようにした。したがって、被写体の輝度状況に応じて変化するＬＥＤ３２の発光量に対応して、事前に冷却することができるので、大電流によりＬＥＤ３２からの発熱による温度上昇が起こっても、ＬＥＤ３２の破壊温度に至ることを防ぐことができる。
【００２９】
（４）撮影指示に先立ってレリーズボタン１６の半押し操作により撮影準備が指示されると、ペルチェ素子３３を駆動して、温度センサ３６で検出されるＬＥＤ３２の温度が所定温度であるＴ２以下に冷却されると撮影を許可するようにした。したがって、大電流によりＬＥＤ３２からの発熱による温度上昇が起こっても、ＬＥＤ３２の破壊温度に至ることを防ぐことができる。
【００３０】
以上で説明した実施の形態の閃光装置を、以下のように変形できる。
（１）閃光装置３０のメインスイッチ３５がオンされるとＬＥＤ３２の冷却を開始して、ＬＥＤ３２を温度Ｔ１まで冷却し、半押しスイッチ１６ａからの半押し信号が出力されると温度Ｔ２まで冷却するものとしたが、半押しスイッチ１６ａからの半押し信号が出力されると冷却を開始するものでもよい。この場合、半押し信号の出力に応じてＬＥＤ３２が温度Ｔ２まで冷却されると、制御回路３８は発光準備完了および撮影許可を示す信号をカメラ本体１０の制御回路１１へ出力すればよい。
【００３１】
もしくは、半押し信号の出力に応じてＬＥＤ３２が温度Ｔ１まで冷却が開始され、さらに全押し信号に応じてＬＥＤ３２が温度Ｔ２まで冷却されると、制御回路３８はＬＥＤ３２へ通電を開始するものでもよい。
【００３２】
（２）ペルチェ素子３３によりＬＥＤ３２近傍を冷却するものとして説明したが、ペルチェ素子３３に限らず、短時間で急速に冷却できるものであればどのような冷却素子を用いてもよい。
【００３３】
（３）ペルチェ素子３３とＬＥＤ３２を配置したアルミ基板３１との間に熱容量の大きな熱シンクを設け、ペルチェ素子３３によりその部材を予め冷却することでＬＥＤ３２を冷却するものであってもよい。
【００３４】
（４）ＬＥＤ３２発光時の温度上昇が、ＬＥＤ３２の破壊温度に到達しそうな場合には、ＬＥＤ３２の発光途中であっても、図５に示すように、ＬＥＤ３２への駆動電流を下げて、温度上昇が緩やかになるように制御してもよい。図５においては、時刻ｔ７でＬＥＤ３２への電流値を下げている。または、ＬＥＤ３２をパルス駆動などに移行することで温度上昇が穏やかになるように制御するものでもよい。
【００３５】
（５）閃光装置３０はカメラ本体１０に着脱可能なものとして説明したが、カメラに内蔵されるものであってもよい。
（６）ＬＥＤ３２以外の固体発光素子を用いる場合も、本発明を同様に適用することができる。
【００３６】
また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態による閃光装置の要部構成を説明する図である。
【図２】ＬＥＤおよびペルチェ素子の駆動タイミングとＬＥＤの温度との関係を表すグラフである。
【図３】ＬＥＤの発光時間と発光量との関係を表すグラフである。
【図４】実施の形態における閃光装置の冷却動作の各処理を説明するフローチャートである。
【図５】ＬＥＤの発光途中に駆動電流値を下げた場合のＬＥＤおよびペルチェ素子の駆動タイミングとＬＥＤの温度との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
３０  閃光装置          ３２  発光ダイオード（ＬＥＤ）
３３  ペルチェ素子      ３６  温度センサ
３８  制御回路
【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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