专利名称：摄影用照明装置与摄影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及对被摄影的对象进行照明的照明装置。
背景技术：
存在用于照明被摄影的对象的照明装置，其包括由Xe放电管构成的受控放电光源和由LED构成的受控电流光源(见日本公开专利公布No.H10-206942)。由于通过采用彼此不同的方法打开两种光源，所以通常分开执行用于Xe放电管的放电控制和用于LED的驱动控制。用于Xe放电管的电路块和用于LED发光单元的电路块并联连接到源电池E，并且前者电路块执行用于Xe放电管的放电控制，而后者电路块执行LED驱动控制。
发明内容
上述的结构需要分开的电路块，一个专用于受控放电光源，而另一个专用于受控电流光源，这导致照明装置尺寸和质量的增加以及制造成本的增加。
根据本发明的第一方面，一种摄影用照明装置包括受控放电照明单元，其响应发光指令发射照明光；受控电流照明单元，其响应发光指令发射照明光；高压生成电路，其生成受控放电照明单元的放电发光所需的高压；以及电流控制电路，其通过使用在高压生成电路处生成的高压，提供受控电流照明单元的发光所需的电流。
根据本发明的第二方面，在根据第一方面的摄影用照明装置中，优选地，高压生成电路包括升压电路，其提高电池电压；以及电容元件，其由已用升压电路提高的电压充电；受控放电照明单元通过使用存储在充电的电容元件的能量执行放电发光；并且电流控制电路通过使用存储在充电的电容元件的能量向受控电流照明单元提供电流。
根据本发明的第三方面，在根据第一方面的摄影用照明装置中，优选地，高压生成电路包括升压电路，其提高电池电压；以及第一电容元件和第二电容元件，其由已用升压电路提高的电压充电；受控放电照明单元通过使用存储在充电的第一电容元件的能量执行放电发光；并且电流控制电路通过使用存储在充电的第二电容元件的能量向受控电流照明单元提供电流。
根据本发明的第四方面，优选地，根据第一到第三方面中的任何一个的摄影用照明装置进一步包括控制单元，其控制提供给受控放电照明单元和受控电流照明单元的发光指令；以及电压检测电路，其检测高压生成电路生成的电压；并且如果电压检测电路检测到升压电路处提高的高压等于或低于第一预定电压值，则控制单元向电流控制电路发出发光指令，而不向受控放电照明单元发出发光指令，并且电流控制电路通过使用存储在充电的电容元件的能量向受控电流照明单元提供电流。
根据本发明的第五方面，在根据第一到第四方面中的任何一个的摄影用照明装置中，优选地，如果电压检测电路检测到高压生成电路处生成的电压等于或高于第二预定电压值，则控制单元向受控电流照明单元发出发光指令，而不向受控放电照明单元提供发光指令；第一预定电压值指示受控放电照明单元处的放电发光中需要的电压；而等于或低于第一预定电压值的第二预定电压值指示受控电流照明单元处的发光所需的电压。
根据本发明的第六方面，在根据第一到第五方面中的任何一个的摄影用照明装置中，优选地，受控电流照明单元包括多个串联连接的LED。
根据本发明的第七方面，一种摄影机包括根据第一到第六方面中的任何一个的摄影用照明装置。
图1是本发明的第一实施例中实现的配备有照明装置的摄影机系统的外视图；图2是显示图1的摄影机系统中采用的基本结构的方框图；图3是照明装置的详细方框图；以及图4是第二实施例中实现的照明装置的详细方框图。
具体实施例方式
下面是参考附图给出的本发明的优选实施例的解释。
(第一实施例)图1是本发明的第一实施例中实现的配备有照明装置的摄影机系统的外视图。图1显示了在摄影机主体10上安装的可替换摄影镜头20。从对象一侧来看，在摄影机主体10的左上方位置布置快门释放按钮11。照明装置30安装在热靴处(未显示)，所述热靴在摄影机主体10的顶部的中心处提供。
图2是图1的摄影机系统中采用的基本结构的方框图。如图2所示，照明装置30包括氙(Xe)放电管32；主电容器(MC)33；电荷(电压)检测电路34；以及LED(发光二极管)42。照明装置30经由热靴处的通信终端3 1和CPU 101交换构成用于Xe放电管32和LED 42处的发光开始和发光结束的指令的定时信号、指示将要实现的光输出的信号、指示“正在准备发光(正在充电)”和“发光准备完成”的信号等等。要注意的是，当在摄影机主体10处选择禁用照明装置30的发光的设置时，CPU 101不向照明装置30输出任何发光指令信号。
CPU 101由ASIC等等构成。CPU 101通过使用从稍后将详述的不同模块向其输入的信号执行特定的算术运算，并向各个模块输出基于算术运算结果生成的控制信号。
穿过摄影镜头20(见图1)然后进入摄影机主体10的对象光通量，经由快门单元105被引导到由CCD图像传感器、CMOS图像传感器等等构成的摄像元件(未显示)。在摄影操作期间，快门单元105响应CPU 101发出的命令以预定的时机打开快门幕帘，并且一旦对应于快门速度的曝光时间过去，就关闭快门幕帘。
操作部件107包括快门释放开关，其联锁快门释放按钮11(见图1)和一组操作用来选择不同设置的操作开关，并向CPU 101输出对应于在此执行的操作内容的操作信号。例如，它向CPU 101输出对应于用于照明装置30的执行用来选择发光启用/发光禁用设置、红眼减少发光设置等等的设置操作的设置操作信号。
测距装置102检测用摄影镜头20得到的焦点位置调整的状态，并向CPU 101输出检测信号。通过采用例如已知技术的相位差检测方法，可以获得焦点调整信息。更加具体地，以两个焦点检测光通量经由摄影镜头20的不同区域进入的方式形成图像，一个在图像传感器阵列A上，而另一个在图像传感器阵列B上(未显示)。在所谓的前焦点状态下，其中，在所述状态中，通过摄影镜头20在关于估计的焦平面更向前的位置处形成对象的清晰像，图像传感器阵列A和B上形成的成对的对象图像相互较近。与此相反，在所谓的后焦点状态下，其中，在所述状态中，在关于估计的焦平面更向后的位置处形成对象的清晰像，两个对象图像之间的距离较大。在焦点匹配的状态下，其中，在所述状态中，在估计的焦平面处形成清晰像，图像传感器阵列A和B上的成对的对象图像变得相互对准。因此，通过探知成对的对象图像相互未对准的程度，就确定了用摄影镜头20得到的焦点调整的状态，亦即散焦量。
CPU 101向镜头驱动单元104输出命令，以相应于散焦量沿着光轴向前/向后驱动摄影镜头20中包括的聚焦镜头(未显示)，这样一来就调整了摄影镜头20的焦点位置。要注意的是，测距装置102提供的焦点检测信号用作相应于到主要对象的距离(摄影距离)的距离信息。
光度装置103检测通过摄影镜头20的对象光通量，并且向CPU101输出检测信号。CPU 101基于检测信号计算对象亮度，然后通过使用所得到的亮度信息执行曝光计算。
图3是照明装置30的详细方框图。照明装置30包括升压电路35；二极管36；电荷检测电路34；主电容器33；第一发光单元，其包括氙放电管(发光管)32和触发电路39；第一发光控制单元37；开关元件38；第二发光单元，其由n个LED 421到42n组成；和第二发光控制单元40。从电池E提供的电能用于驱动照明装置30。LED 421到42n对应于图2中的LED 42。
当打开照明装置30处的主开关(未显示)并经由终端31a输入电压上升启动信号时，图3中的升压电路35将来自电池E的电压提高到例如330V。升压电路35，其为DC-DC转换器，可以采用正向电路结构或回扫电路结构。使用提高的电压经由二极管36充电主电容器33。当主电容器33处的电荷电压达到预定的电压水平VE时，电荷检测单元34打开指示灯(未显示)，而且还将发光准备完成信号经由终端31b发送到摄影机主体10处的CPU 101(见图2)。和稍后将要详述的终端31c1和31c2一起，终端31a和终端31b组成了图2中的终端31。
用于氙放电管32的放电控制执行如下。响应经由终端31c1从摄影机主体10处的CPU 101传送的发光指令信号，第一发光控制单元37打开开关元件38。开关元件38可以由例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)构成。触发电路39随着打开开关元件38而生成触发电压，并将触发电压施加到氙放电管32处的触发电极(未显示)。这样施加的触发电压激发氙放电管32里面的氙气。几十到100A或更高的范围之内的发光电流在非常短的时间段内流过氙管，导致氙放电管32发射闪光。换言之，通过氙放电管32放电已在主电容器33里面存储的电能。
一打开开关元件38，氙放电管32就立刻开始发光，并且其发光强度上升到最大水平。然后，发光强度随着主电容器33之内存储的能量的数量减少而变低，并且一旦主电容器33变得能量耗尽，发光就结束。发光强度减少到最大值的1/2之前经过的时间长度通常被称作闪光周期，而放电发光结束之前经过的时间长度通常被称作全发光周期。要注意的是，通过在实际摄影操作期间基于从闪光控制光度装置(未显示)提供的检测信号指示的值的累积值控制发光输出来执行受控发光。在实际的摄影操作中，在全发光周期过去之前，向氙放电管32提供的电能就停止。通过停止提供的能量来停止氙放电管32里面的放电发光，以便控制通过氙放电管32发射的光通量，以达到预定的光通量值。要注意的是，图3并不包括用于停止氙放电管32处的发光的电路的显示。
如下所述执行用于串联连接的n个LED 421到42n的驱动控制。LED 421到42n彼此相同，并且对于LED，(n×Vf)＜VE(V)成立，其中Vf表示每个LED处的正向电压。可以确保(n×Vf)的值至少低于主电容器33处的充电电压。
第二发光控制单元40由恒流驱动电路构成。一经由终端31c2接收到从摄影机主体10处的CPU 101发送的发光指令信号和光通量指令信号，第二发光控制单元40就基于指令内容确定将要提供给LED421到42n的电流值，并且提供达到这样确定的值的电流。用已存储在主电容器33中的能量生成的这样提供的电流，驱动LED 421到42n，导致LED 421到42n以预定的亮度水平发光。响应经由终端31c2从摄影机主体10处的CPU 101发送的发光结束信号，第二发光控制单元40结束LED 421到42n的电流驱动。通过上述的过程控制LED 421到42n处的发光的量。
在第二发光控制单元40中的非易失性存储器(未显示)中作为表格预先存储数据，所述数据指示用LED 421到42n获得的发光亮度和通过实际的测量获得的驱动电流水平之间的关系。通过在参考表格时使用发光亮度作为自变量，第二发光控制单元40确定驱动LED所需的正确的电流水平。
要注意的是，当启用通过照明装置30的发光时，通过摄影机主体10处的菜单设置、操作部件107处的操作等等来选择特定的指示发光是用氙放电管32还是用LED 421到42n实现的发光模式设置。基于发光模式设置的内容，CPU 101将用于发光的发光指令信号传送到第一发光单元处或第二发光单元处。
在上述的第一实施例中实现了下面的优点。
(1)包括氙放电管32的第一发光单元和包括LED 421到42n的第二发光单元共享升压电路35和主电容器33。与结合第一发光单元和第二发光单元中的每一个提供分立的一组升压电路和主电容器的结构相比，这种结构实现了照明装置的尺寸和质量的减少，还有成本降低。
(2)LED 421到42n由用升压电路35提高并存储在主电容器33中的高压能量生成的电流驱动。因此，通过将将要由升压电路35实现的提高的电压值设置得高于用n个LED实现的正向电压(n×Vf)，能够以稳定的方式驱动串联连接的LED 421到42n。当n取大的值并且串联连接众多的LED时，这尤其有利。另外，由于LED 421到42n的串联连接允许向所有的LED提供等值电流，所以在单独的LED处获得的发光亮度水平的不一致性能够被最小化，并且能够提供非常一致的照明光。
(第二实施例)现在参考图4中提供的详细方框图解释在下述应用中理想的第二实施例中实现的照明装置30，其中，所述应用需要由氙放电管32组成的第一发光单元和由LED 421到42n组成的第二发光单元同时进行发光。照明装置不同于图3中的照明装置之处在于，结合第二发光单元的使用添加了主电容器33B和二极管36B，并且下面的解释就集中在这些有区别的特征上。
在图4的照明装置30中，当打开照明装置30的主开关(未显示)并经由终端31a输入电压上升启动信号时，升压电路35将来自电池E的电压提高到例如330V。经由二极管36用提高的电压充电第一主电容器33，而经由二极管36B用提高的电压充电第二主电容器33B。
响应经由终端31c1从摄影机主体10处的CPU 101发送的发光指令信号，氙放电管32用已存储在第一主电容器33里面的电能执行放电发光。
响应经由终端31c2从摄影机主体10处的CPU 101发送的发光指令信号和光通量指令信号，LED 421到42n通过使用已存储在第二主电容器33B中的电能发光。
当启用照明装置30处的发光时，通过摄影机主体10处的菜单设置、操作部件107处的操作等等来选择发光模式设置，所述发光模式设置用于使氙放电管32和LED 421到42n两者都进行发光。基于发光模式设置的内容，CPU 101分别将用于发光的发光指令信号传送到第一发光单元和第二发光单元。
在上述第二实施例中实现了下面的优点。
(1)包括氙放电管32的第一发光单元和包括LED 421到42n的第二发光单元共享升压电路35。与结合第一发光单元和第二发光单元中的每一个提供分立的升压电路的结构相比，这种结构实现了照明装置的尺寸和质量的减少，还有成本降低。
(2)由于LED 421到42n由用升压电路35提高并存储在第二主电容器33B中的高压能量生成的电流驱动，所以能够以如第一实施例中那样的稳定的方式驱动串联连接的n个LED 421到42n(将要由升压电路35实现的提高的电压值应当被设置得高于用n个LED实现的正向电压(n×Vf))。另外，能够减少单独的LED处的发光亮度水平之间的不一致性的范围。
(3)主电容器33和33B分别结合氙放电管32组成的第一发光单元和LED 421到42n组成的第二发光单元中的一个提供。这样一来，当第一发光单元和第二发光单元两者都进行发光时，即使第一主电容器33例如变得存储的能量耗尽，只要在第二主电容器33B中存在存储的能量，第二发光单元也能够连续地发光。
(第三实施例)下面说明第三实施例中实现的照明装置30，其当电池电压变低时以最佳方式运行。要注意的是，由于照明装置的结构类似于第一实施例中采用的结构，所以参考图3给出了解释。在第三实施例中，不管对照明装置30选择的发光模式设置的内容，仅仅在用LED 421到42n组成的第二发光单元处启用发光。
当电池E的电压变低并且电池E进入低电压状态时，升压电路35提高的电压的水平可能达不到VE’，VE’表示氙放电管32处的发光所需的最小电压水平(例如330V)。在这样的情况下，电荷电压检测电路34判断检测的电压等于或高于VE但是小于VE’。电荷电压检测电路34打开指示灯(未显示)，并且经由终端31b向摄影机主体10处的CPU 101发送发光准备完成信号和低电池电压信号。要注意的是，对于由升压电路35通过提高来自电池的电压实现的电压VE，至少有(n×Vf)＜VE(V)成立。
一接收到向其输入的低电池电压信号，CPU 101就经由终端31c1向第一发光控制电路37输出发光禁用信号。另外，它经由终端31c2向第二发光控制单元40输出发光指令信号和光通量指令信号。甚至当通过菜单设置或操作部件107处的操作已单独选择氙放电管32来执行发光时，也允许发光禁用信号优先于发光模式设置，并且使LED421到42n进行发光。
在上述的第三实施例中实现了下面的优点。如果当启用通过照明装置30的发光时低电压状态出现，则需要用于发光的高电压的氙放电管32处的发光被强行禁用，而不管发光模式设置。同时，比氙放电管32需要较低水平的用于发光的电压的LED 421到42n进行发光。这样一来，即使用户进行摄影操作而没有意识到照明装置30正处于低电压状态，照明装置30也能够发光。
尽管上述第三实施例中采用的结构类似于第一实施例中采用的结构，但是第三实施例可以改为采用和第二实施例的结构类似的结构来实现。
LED的数量n是任意的，并且其可以是2或10，或者甚至可以使用一百或更多的LED，只要正向电压(n×Vf)不超过升压电路35实现的提高的电压值。
尽管基于在摄影机主体10处安装外部的照明装置30的例子在上面给出了解释，但是可替代地，摄影机主体可以包括内置的照明装置。
另外，尽管基于摄影机主体10是电子摄影机的例子在上面给出了解释，但是本发明同样可以在胶片摄影机中采用。
上述的实施例是例子，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行不同的修改。
权利要求
1.一种摄影用照明装置，包括受控放电照明单元，其响应发光指令发射照明光；受控电流照明单元，其响应发光指令发射照明光；高压生成电路，其生成所述受控放电照明单元处的放电发光所需的高压；以及电流控制电路，其通过使用所述高压生成电路处生成的所述高压，提供所述受控电流照明单元处的发光所需的电流。
2.根据权利要求1的摄影用照明装置，其中所述高压生成电路包括升压电路，其提高电池电压；以及电容性元件，其用已由所述升压电路提高的所述电压充电；通过使用所述充电的电容性元件处存储的能量，所述受控放电照明单元执行放电发光；以及通过使用所述充电的电容性元件处存储的所述能量，所述电流控制电路向所述受控电流照明单元提供电流。
3.根据权利要求1的摄影用照明装置，其中所述高压生成电路包括升压电路，其提高电池电压；以及第一电容性元件和第二电容性元件，它们用已由所述升压电路提高的所述电压充电；通过使用所述充电的第一电容性元件处存储的能量，所述受控放电照明单元执行放电发光；以及通过使用所述充电的第二电容性元件处存储的能量，所述电流控制电路向所述受控电流照明单元提供电流。
4.根据权利要求1的摄影用照明装置，进一步包括控制单元，其控制向所述受控放电照明单元和所述受控电流照明单元提供的发光指令；以及电压检测电路，其检测所述高压生成电路生成的所述电压，其中如果所述电压检测电路检测到所述高压生成电路处生成的所述高压等于或低于第一预定的电压值，则所述控制单元向所述受控电流照明单元发出发光指令，而不向所述受控放电照明单元发出发光指令。
5.根据权利要求4的摄影用照明装置，其中如果所述电压检测电路检测到所述高压生成电路处生成的所述电压等于或高于第二预定的电压值，则所述控制单元向所述受控电流照明单元发出发光指令，而不向所述受控放电照明单元提供发光指令；所述第一预定的电压值指示所述受控放电照明单元处的所述放电发光中需要的电压；以及等于或低于所述第一预定的电压值的所述第二预定的电压值，指示所述受控电流照明单元处的所述发光所需的电压。
6.根据权利要求2的摄影用照明装置，进一步包括控制单元，其控制向所述受控放电照明单元和所述受控电流照明单元提供的发光指令；以及电压检测电路，其检测所述高压生成电路生成的所述电压，其中如果所述电压检测电路检测到所述升压电路处提高的所述高压等于或低于第一预定的电压值，则所述控制单元向所述电流控制电路发出发光指令，而不向所述受控放电照明单元发出发光指令；以及通过使用所述充电的电容性元件处存储的所述能量，所述电流控制电路向所述受控电流照明单元提供电流。
7.根据权利要求6的摄影用照明装置，其中如果所述电压检测电路检测到所述升压电路处提高的所述电压等于或高于第二预定的电压值，则所述控制单元向所述电流控制电路发出发光指令，而不向所述受控放电照明单元提供发光指令，并且通过使用所述充电的电容性元件处存储的所述能量，所述电流控制电路向所述受控电流照明单元提供电流；所述第一预定的电压值指示所述受控放电照明单元处的所述放电发光需要的电压；以及等于或低于所述第一预定的电压值的所述第二预定的电压值，指示所述受控电流照明单元处的所述发光所需的电压。
8.根据权利要求3的摄影用照明装置，进一步包括控制单元，其控制向所述受控放电照明单元和所述受控电流照明单元提供的发光指令；以及电压检测电路，其检测所述高压生成电路生成的所述电压，其中如果所述电压检测电路检测到所述升压电路处提高的所述高压等于或低于第一预定的电压值，则所述控制单元向所述电流控制电路发出发光指令，而不向所述受控放电照明单元发出发光指令；以及通过使用所述第二充电的电容性元件处存储的所述能量，所述电流控制电路向所述受控电流照明单元提供电流。
9.根据权利要求8的摄影用照明装置，其中如果所述电压检测电路检测到所述升压电路处提高的所述电压等于或高于第二预定的电压值，则所述控制单元向所述电流控制电路发出发光指令，而不向所述受控放电照明单元提供发光指令，并且通过使用所述充电的第二电容性元件处存储的所述能量，所述电流控制电路向所述受控电流照明单元提供电流；所述第一预定的电压值指示所述受控放电照明单元处的所述放电发光需要的电压；以及等于或低于所述第一预定的电压值的所述第二预定的电压值，指示所述受控电流照明单元处的所述发光所需的电压。
10.根据权利要求1到9中任何一个的摄影用照明装置，其中所述受控电流照明单元包括多个串联连接的LED。
11.一种摄影机，其包括根据权利要求1到9中任何一个的摄影用照明装置。
全文摘要
摄影用照明装置包括受控放电照明单元，其响应发光指令发射照明光；受控电流照明单元，其响应发光指令发射照明光；高压电路，其生成所述受控放电照明单元处的放电发光所需的高压；以及电流控制电路，其通过使用所述高压电路处生成的所述高压，向所述受控电流照明单元提供所述受控电流照明单元处的发光所需的电流。
文档编号H05B41/30GK1763645SQ20051011616
公开日2006年4月26日 申请日期2005年10月21日 优先权日2004年10月21日
发明者陈照祥 申请人:株式会社尼康