JP4540458B2 - 半導体発光素子を用いた照明装置、およびカメラ - Google Patents

Description

本発明は例えば半導体発光素子を用いた照明装置、およびその照明装置を備えたカメラに関する。

近年、半導体発光素子の分野では、高輝度ＬＥＤや白色ＬＥＤが開発されており、その用途範囲は広がってきている。例えば、カメラのフラッシュ装置に、従来用いられていたキセノン放電管に替えて複数のＬＥＤを備えた照明装置を用いたものがある。駆動にコンデンサーを必要とするキセノン放電管が有する、カメラ内のスペースを狭めてしまう、高電圧が流れるため危険である、といった問題もＬＥＤを用いれば解消されるからである。

ところで、フラッシュ装置が発するストロボ光は太陽光に近いことが理想的である。そこで、フラッシュ装置の光源には、青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせ、青色ＬＥＤが発する青色光を蛍光体に当てて二次発光させ、白色光を射出する白色ＬＥＤが用いられる。このような白色ＬＥＤは、単体で用いるには発光輝度が不十分なため、複数の白色ＬＥＤから発せられた光が混合されてストロボ光として用いられる（例えば特許文献１）。
特開２００２−１４８６８６号公報

白色ＬＥＤから発せられる光は発散光であり、それぞれの白色ＬＥＤが照射される領域は、被写体と白色ＬＥＤとの距離によって異なる。したがって、被写体には、その距離によって、照明むらが生じる場合がある。

このような照明むらをなくすために、例えば白色ＬＥＤを変位させ、各白色ＬＥＤの発散光が照射される領域を変化させ、照明むらをなくすことが考えられる。しかし、ストロボ光が発せられるとき常に白色ＬＥＤを変位させる構成とすると、電力が大量に消費され、長時間に亘って撮影を続行することができなくなる。

そこで、本発明は、消費電力を抑えつつ、照明むらのない良好な照明光を発することができるＬＥＤを用いた照明装置、およびこの照明装置を備えたカメラを提供することを目的とする。

本発明に係るカメラは、発散光を被写体に向けてそれぞれ発する複数の半導体発光素子と、複数の半導体発光素子をそれぞれの発散光の光束中心が同一方向を向くように保持する保持体と、被写体との被写体距離を測定する測距手段と、被写体距離に応じて、光束中心と交差する平面に沿って保持体を変位させる保持体駆動手段とを備える。本発明においては、被写体距離に応じて、半導体発光素子を変位させることができるので、消費電力を抑えつつ、被写体における照明むらを低減することができる。

好ましくは、複数の半導体発光素子は、互いに等間隔に配設される。また、複数の半導体発光素子は、同一直線上に配設され、その直線に沿って変位させられても良い。この場合駆動手段は、保持体を初期位置を中心に直線に沿って振動させて変位させる。

保持体の変位幅は、被写体距離の増加に応じて増減するように設定され、この被写体距離の増加に対する変位幅の増減は周期的であることが好ましい。また、変位幅は、カメラが撮影動作を行うときの露光時間内における変位幅であっても良い。

被写体距離が、被写体において、１つの発散光の照明領域の外縁が、他の発散光の照明領域の外縁に接する距離であるとき、変位幅は極小量に設定されたほうが良く、その極小量は例えば０である。

被写体距離が増加し、照明範囲の外縁同士が接する距離を越えたとき、変位幅は極大値に設定されたほうが良い。また、変位幅は、被写体距離が半導体発光素子から境界同士が接する距離に向けて近づくに従って減少するように設定されたほうが良い。なお、上記平面は、光束中心と直交する平面である。

本発明に係る照明装置は、発散光を被写体に向けてそれぞれ発する複数の半導体発光素子と、複数の半導体発光素子をそれぞれの発散光の光束中心が同一方向を向くように保持する保持体と、光束中心と交差する平面に沿って保持体を変位させる保持体駆動手段と、保持体の変位幅を被写体との距離に応じて設定する設定手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るカメラは、各ＬＥＤを変位させるための電力消費を抑えつつ、被写体像における照明むらを防止することができる。

図１は、本発明に係る一実施形態が適用されるカメラのブロック図である。ＣＰＵ１０はカメラ全体の制御を行う。カメラボディ（図示せず）に設けられた電源ボタンが操作され、メインスイッチＳＷＭＡＩＮがオンすると、電源の供給が開始される。カメラボディに設けられたシャッターボタン（図示せず）が半押されると測光スイッチＳＷＳがオンする。測光スイッチＳＷＳがオンすると、ＣＰＵ１０は測光処理及び測距処理を実行する。すなわち、測光装置１１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、及び撮像素子（ＣＣＤ）１３の電荷蓄積時間（シャッタースピード）を演算する。また、測距装置１２では、カメラと被写体との距離が測定され、その距離データがＣＰＵ１０に入力される。ＣＰＵ１０では、その距離データに基づいてフォーカシングレンズ（図示せず）の駆動量が演算され、フォーカス駆動回路１４に駆動信号が出力される。また、ＣＰＵ１０では、この距離データを基に筐体駆動回路１０４（図６参照）を制御するための制御信号も生成される。

シャッターボタンが全押しされるとレリーズスイッチＳＷＲがオンする。レリーズスイッチＳＷＲがオンすると、ＣＰＵ１０は、測光処理で算出した絞り値に応じてシャッターユニット駆動回路１５を駆動し、電荷蓄積時間に応じて撮像素子駆動回路１６に制御信号を出力する。シャッターユニット駆動回路１５は、入力される制御信号に応じてシャッターユニット１７に駆動信号を出力する。撮像素子駆動回路１６は入力される制御信号に応じて撮像素子１３に駆動信号を出力する。撮像素子１３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。Ａ／Ｄ変換器１８はアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル画像信号をＣＰＵ１０へ出力する。

ＣＰＵ１０に入力されたデジタル画像信号は、画像データとしてＤＲＡＭ１９に一時的に格納される。格納された画像データは、所定の画像処理を行う際、適宜ＤＲＡＭ１９から読み出される。また、ＥＥＰＲＯＭ２０にはカメラを制御するための諸データが格納されている。カメラの主電源がオンすると諸データはＥＥＰＲＯＭ２０から読み出され、ＣＰＵ１０内のＲＡＭに格納され、ＣＰＵ１０による制御に用いられる。

ＣＰＵ１０には、カメラボディの背面に設けられたＬＣＤ２１が接続されている。撮影条件、日付等の諸データがＣＰＵ１０の制御に基づいてＬＣＤ２１に表示される。

測光装置１１による測光の結果、被写体光の光量が不十分であると判断されるとき、ＣＰＵ１０はフラッシュ駆動機構２２へフラッシュ駆動の制御信号を出力する。

図２は、フラッシュ駆動機構２２を構成する発光ユニット５０を模式的に示す斜視図である。図３は、保持筐体１９０の平面１９１を模式的に示した図である。発光ユニット５０は、中空で略四角形状を有する保持筐体１９０を有する。保持筐体１９０において、平面１９１の長手方向の中央には、２本の固定軸１９２、１９３が設けられる。保持筐体１９０は、固定軸１９２、１９３に固定されている。固定軸１９２、１９３の左右には、それぞれ３個の白色ＬＥＤ（半導体発光素子）８０が配設され、平面１９１には６個の白色ＬＥＤ８０が配設される。これら白色ＬＥＤ８０は、長手方向に沿って等間隔に配設される。なお、白色ＬＥＤ８０のそれぞれの光束中心は、平面１９１に直交する。

図４および図５は、保持筐体１９０の駆動機構を示す図である。図４は平面１９１の正面から駆動機構を示す図であり、図５は図４における左方向から駆動機構を示す図である。固定軸１９２、１９３はコイル形成板１５２に固定されている。固定軸１９２、１９３は移動規制穴１６１を挿通している。保持筐体１９０は、移動規制板１６０を挟んだコイル形成板１５２の反対側において、固定軸１９２、１９３によって固定されている。移動規制板１６０は所定の支持機構（図示せず）により固定されている。

図４において、コイル形成板１５２の上端部および右端部には、それぞれ駆動機構１７０、１８０が設けられる。駆動機構１７０は、保持筐体１９０の平面１９１と平行方向に広がる扁平コイル１７１、永久磁石１７２、ヨーク１７３を有する。図５に示すように、ヨーク１７３は断面形状がコの字型であり、扁平コイル１７１および永久磁石１７２は、ヨーク１７３の凹部に配設される。同様に、駆動機構１８０は、平面１９１と平行方向に広がる扁平コイル１８１、永久磁石１８２、ヨーク１８３を有する。扁平コイル１８１および永久磁石１８２は、断面形状がコの字型のヨーク１８３の凹部に配設される。図４に示すように扁平コイル１７１、１８１は、それぞれコイル形成板１５２の上端部および右端部近傍に形成される。

永久磁石１７２、１８２、ヨーク１７３、１８３は、所定の支持機構（図示せず）によって固定的に支持されている。したがって、扁平コイル１７１に電流が流されると、その電流の方向に応じてコイル形成板１５２には縦方向に電磁力が作用し、コイル形成板１５２は図４における縦方向（図３においては左右方向）に振動する。また、扁平コイル１８１に電流が流されると、その電流の方向に応じてコイル形成板１５２には図４における横方向に電磁力が作用し、コイル形成板１５２は横方向に振動する。これにより、保持筐体１９０は、平面１９１（図３参照）に沿って、その平面の長手方向および長手方向に直交する方向に振動可能である。

コイル形成板１５２に作用される電磁力は、扁平コイル１７１、１８１に流される電流量に比例して大きくなる。したがって、コイル形成板１５２は、電流量を制御することにより、その振動量を調整することができる。

さらに、固定軸１９２、１９３は駆動規制穴１６１を挿通している。すなわち、駆動規制穴１６１により、コイル形成板１５２の縦方向および横方向の振動範囲が規定されている。また、この駆動規制穴１６１により、扁平コイル１７１、１８１の非通電時、コイル形成板１５２が所定位置に停止される。

図６はフラッシュ駆動機構２２のブロック図である。ＣＰＵ１０から出力されるフラッシュ駆動機構２２の制御信号には、各白色ＬＥＤ８０の発光を制御するための制御信号と、保持筐体１９０を振動駆動するための制御信号が含まれる。発光の制御信号は、ＰＷＭ回路１０１において所定のデューティー比に制御され、駆動パルス発生回路１０２に入力される。駆動パルス発生回路１０２ではパルス振幅が制御される。駆動パルス発生回路１０２から出力される駆動信号は、パワーＭＯＳＦＥＴ１０３及び抵抗Ｒを介して発光ユニット５０の白色ＬＥＤ８０に出力される。これにより白色ＬＥＤ８０が駆動され、白色光が出射される。

フラッシュ駆動機構２２はさらに筐体駆動回路１０４を有する。筐体駆動回路１０４には扁平コイル１７１、１８１が接続されている。筐体駆動回路１０４では、保持筐体１９０の駆動の制御信号に応じて、扁平コイル１７１、１８１に所定の電流量が流される。保持筐体１９０の駆動の制御信号は、上述したように、距離データに基づいて算出される。したがって、本実施形態では保持筐体１９０は、被写体とカメラとの距離に応じて変位させられる。また、保持筐体１９０を固定する固定軸には、この固定軸の変位を検出するエンコーダ１０５が接続されている。エンコーダ１０５からの変位検出信号は筐体駆動回路１０４を介してＣＰＵ１０に入力され、保持筐体１９０の変位状況の把握、または、扁平コイル１７１、１８１に流される電流量の制御に利用される。

図７、８を用いて、各白色ＬＥＤ光源から発せられる出射光の挙動を説明する。図７は、各発散光の各光束中心ＯＰが通る平面Ｓ（図３参照）上における挙動を示したもので、以下の説明においても、特別な言及をする場合を除き、平面Ｓ上における出射光の挙動について説明する。図８は、保持筐体１９０の振動幅Ｘと、白色ＬＥＤ８０から被写体面Ｚまでの被写体距離ａとの関係を示すグラフである。

図７に示すように、白色ＬＥＤ８０の配置ピッチｃは２ｃｍである。白色ＬＥＤ８０の出射光は２２．６°の広がりを有する発散光であり、その照明範囲の外縁Ｌと光束中心ＯＰとの成す角度θは１１．３°である。白色ＬＥＤ８０の照明範囲は、光束中心ＯＰと垂直である被写体面Ｚにおいて円形となる。白色ＬＥＤ８０の照明範囲の半径ｒは式（１）で示され、被写体距離ａが大きくなるに従って照射範囲は増加する。
ｒ＝ａ×ｔａｎθ ・・・・（１）

そして、図７からも明らかなように、配置ピッチｃの１／２と、照明領域の半径ｒとが等しくなると、隣接する白色ＬＥＤ８０の照明範囲の外縁Ｌは接することとなる。隣接する白色ＬＥＤ８０の照明範囲の外縁Ｌが接する距離ａを第１接触距離ａ₁とすると、距離ａ₁は式（２）により表される。
ａ₁＝（ｃ／２）／ｔａｎθ ・・・・（２）

この式（２）よりａ₁＝５ｃｍとなる。すなわち、本実施形態においては、白色ＬＥＤ８０からの距離が５ｃｍ離れた位置において、隣接する白色ＬＥＤ８０の照明範囲の外縁Ｌが接することになる。被写体面Ｚがこのような外縁Ｌが接する位置にあると、被写体面Ｚのいずれの部分も１つの白色ＬＥＤ８０のみによって照明され、被写体面Ｚには照明むらが生じない。

被写体距離ａが白色ＬＥＤ８０からさらに遠ざかると、その照明範囲がさらに増加する。そして、図７に示すように、配置ピッチｃと照明領域の半径ｒが等しくなると、１つおいて隣接する白色ＬＥＤ８０の照明範囲の外縁Ｌは接することとなる。このときの距離ａを第２接触距離ａ₂とすると、距離ａ₂は式（３）より表される。
ａ₂＝ｃ／ｔａｎθ ・・・・（３）

この式（３）より、ａ₂＝１０ｃｍとなる。すなわち、白色ＬＥＤ８０からの距離が１０ｃｍ離れた位置に被写体面Ｚがあると、被写体面Ｚにおいて、１つおいて隣接する白色ＬＥＤ８０の照明領域の外縁Ｌが接することになる。このように１つおいて隣接する白色ＬＥＤ８０の照明領域の外縁Ｌが接すると、被写体面Ｚでは、いずれの部分においても、２つの白色ＬＥＤ８０の照明光が混合されて照射される。したがって、被写体面Ｚが被写体距離ａ＝１０ｃｍに位置するとき、被写体面Ｚには照明むらが生じない。

同様に、３ｃ／２と照明領域の半径ｒが等しくなる第３接触距離ａ₃においては、２つおいて隣接する白色ＬＥＤ８０の発散光が接することとなる。第３接触距離ａ₃は式（４）により表される。
ａ₃＝（３ｃ／２）／ｔａｎθ ・・・・（４）

この式より、ａ₃＝１５ｃｍとなる。すなわち、白色ＬＥＤ８０からの距離が１５ｃｍ離れた位置に被写体面Ｚが位置すると、被写体面Ｚにおいて、２つおいて隣接する白色ＬＥＤ８０から発せられた照明範囲の外縁Ｌが接することになる。このように２つおいて隣接する白色ＬＥＤ８０の照明領域の外縁Ｌが接すると、被写体面Ｚでは、いずれの部分においても、３つの白色ＬＥＤ８０から発せられた照明光が混合されて照射される。したがって、被写体面Ｚが被写体距離ａ＝１５ｃｍに位置するとき、被写体面Ｚには照明むらが生じない。第４、・・・、第ｎ接触距離ａ₄、・・・、ａ_nにおいても同様であり、本実施形態においては、接触距離ａ₁、ａ₂、・・・、ａ_nに被写体が位置する場合、被写体面Ｚには照明光が均一に混合され照明むらが生じない。

一方、接触距離ａ₁、ａ₂、・・・、ａ_n以外に被写体面Ｚが位置する場合、被写体面Ｚには均一にストロボ光が照射されない。例えば、被写体Ｚが白色ＬＥＤ８０と第１接触距離ａ₁の間に位置する場合、隣接する白色ＬＥＤ８０の照明範囲の外縁Ｌは接しておらず、またその照明範囲は重なることもない。したがって、被写体Ｚは、白色ＬＥＤ８０からの照明光が照射される部分と、照射されない部分が生じる。ここで、このような照射されない部分をなくすためには、隣接する白色ＬＥＤ８０の照明領域の外縁Ｌを接するようにしなければならない。本実施形態では、この外縁Ｌが接するようにするために、被写体面Ｚが接触距離ａ₁、ａ₂、・・・、ａ_nに位置する場合を除いて、白色ＬＥＤ８０を保持する保持筐体１９０を平面１９１の長手方向（図中左右方向）に振動させている。

保持筐体１９０を変位させない場合、白色ＬＥＤ８０と、第１接触距離ａ₁の間にある被写体面Ｚにおいて、隣接する外縁Ｌは、図７に示すように（ｃ−２ａ・ｔａｎθ）ｃｍ離間する。したがって、隣接する白色ＬＥＤ８０の照明範囲の外縁Ｌが接するようになるためには、各白色ＬＥＤ８０を初期位置を中心に外縁Ｌの離間する距離の１／２左右に振動させなければならず、保持筐体１９０を初期位置（図７に示す状態）を中心に左右にそれぞれ式（５）より求められるｘ’ｃｍ振動させなければならない。すなわち、保持筐体１９０の振動幅Ｘは式（５’）より求められる。
ｘ’＝（ｃ／２）−（ａ×ｔａｎθ） ・・・（５）
Ｘ＝ｃ−２×ａ×ｔａｎθ ・・・（５’）
ただし、０＜ａ≦ａ₁

したがって、保持筐体１９０の振動幅Ｘは、図８に示すように、被写体Ｚが白色ＬＥＤ８０に最も近い位置にある場合に最大になるとともに、距離ａが大きくなるのに比例して小さくなり、被写体距離ａが第１接触距離ａ₁と等しくなると、振動幅Ｘが０になる。

また、被写体Ｚが第１接触距離ａ₁と第２接触距離ａ₂の間にある場合、被写体面Ｚには２つの白色ＬＥＤ８０によって照明されている領域と、１つの白色ＬＥＤ８０によって照明されている領域が存在する。このような場合、被写体面Ｚには照明むらが生じる。そこで、本実施形態においては、被写体Ｚが接触距離ａ₁と接触距離ａ₂の間に位置する場合についても、保持筐体１９０を左右方向に振動させる。

この場合、１つ離れて隣接する白色ＬＥＤ８０の照明領域の外縁Ｌが接するように、保持筐体１９０を変位させる。この変位により、被写体面Ｚは、いずれの部分においても２つの白色ＬＥＤ８０により照明されることとなるので、被写体面Ｚにおける照明むらを減少させることができる。

保持筐体１９０を移動させない場合、１つおいて隣接する白色ＬＥＤ８０の発散光の外縁Ｌは、距離ａ₂とａ₃の間にある被写体Ｚにおいては、図７に示すように（２ｃ−２ａ・ｔａｎθ）ｃｍ離間する。したがって、１つおいて隣接する白色ＬＥＤ８０の発散光の外縁Ｌが接するためには、保持筐体１９０を、初期位置を中心に、外縁Ｌの離間距離の１／２左右に振動させれば良く、保持筐体の振動幅Ｘは式（６）により表される。
Ｘ＝２ｃ−２×ａ×ｔａｎθ ・・・・（６）
ただし、ａ₁＜ａ≦ａ₂

すなわち、距離ａ₁と距離ａ₂の間に被写体面Ｚが位置する場合、保持筐体１９０の振動幅Ｘは、図８に示すように、被写体面Ｚが距離ａ₁に最も近接する場合に最大になるとともに、距離ａが大きくなるのに比例して小さくなり、被写体距離ａが第２接触距離ａ₂と等しくなると、振動幅Ｘが０になる。

被写体面Ｚが、接触距離ａ₂と接触距離ａ₃の間に位置する場合も同様に、保持筐体１９０の振動幅Ｘは、被写体が白色ＬＥＤ８０から離れるのに比例して減少させるとともに、被写体距離ａが接触距離ａ₃と等しくなると、振動幅Ｘは０となる。被写体距離ａが接触距離ａ₃から離れた後も、振動幅Ｘは同様に制御される。

以上のように、保持筐体１９０の振動幅Ｘは、被写体距離ａの増加に応じて増減するように設定される。具体的には、被写体距離ａが、白色ＬＥＤ８０に最も近接する場合、または外縁Ｌ同士が接する距離を越えた場合、振動幅Ｘは極大値に設定され、その後、比例定数を−２ｔａｎθとし、比例的に振動幅Ｘは減少させられる。そして、１つの発散光の照明領域の外縁Ｌが、他の発散光の照明領域の外縁Ｌに接する距離であるとき、振動幅Ｘは０になる。ここで、各ａ₁、ａ₂・・・、ａ_nは等間隔であって、極大値も同一であるので、振動幅Ｘの増減は図８に示すように周期的になる。

保持筐体１９０は、電荷蓄積時間（シャッタースピード）に合わせて振動させられる。例えば、ＣＣＤ１３において電荷が蓄積される期間に合わせて、保持筐体１９０は左から右に１／２周期振動する。すなわち、電荷蓄積時間にあわせて、保持筐体１９０は少なくとも振動幅Ｘだけ一方向に移動する。これにより、例えば、被写体面Ｚが白色ＬＥＤ８０と、第１接触距離ａ₁との間に位置する場合、電荷蓄積時間内に被写体面Ｚの全ての部分に光が照射されることになるので、被写体面Ｚにおける照明むらを低減することができる。なお、電荷が蓄積される期間に合わせて、保持筐体１９０が左右に振動する周期は、１／２ｎ（ｎは整数）であれば、何周期でも良い。

図７の説明では、保持筐体１９０は左右方向（図３参照）に変位する場合のみ説明したが、保持筐体１９０は上下方向（図３参照）に変位させられても良い。保持筐体１９０が上下方向にも変位すると、均等に照明光が照射される平面Ｓの部分を上下方向に広げることができる。したがって、より広範囲の被写体領域に均等な照明光を照射することが可能である。なお、保持筐体１９０が左右方向にしか変位しない場合、駆動機構１８０は使用されない。

図９及び図１０は、第１実施形態が適用されるカメラにおける撮影の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１００で、測光スイッチＳＷＳのオン・オフがチェックされる。上述のシャッターボタンが半押しされ、測光スイッチＳＷＳがオンしていることが確認されたらステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２では測光装置１１の計測結果に基づく上述の測光処理が実行される。この測光処理の結果に基づいてステップＳ１０４において露光値が演算され、ステップＳ１０６においてシャッタースピードが決定される。ステップＳ１０８では、測距装置１１により、カメラと被写体の距離が計測され、その距離データを基に、ステップＳ１１０では保持筐体１９０の振動幅Ｘが算出される。

次いで、ステップＳ１２０において、レリーズスイッチＳＷＲのオン・オフがチェックされる。シャッターボタンが全押しされ、レリーズスイッチＳＷＲがオンしていることが確認されたら、ステップＳ１２２へ進む。

ステップＳ１２２では、ステップＳ１０２の測光処理の結果に基づいて、フラッシュ光を照射する必要があるか否か判断される。被写体の輝度が十分でフラッシュ光を照射する必要がない場合、ステップＳ１２４へ進み、被写体像の撮影処理が開始される。ステップＳ１２４でシャッタの駆動が開始され、ステップＳ１２６で撮像素子が駆動され、被写体の光学像の光電変換処理が実行される。測光結果に基づいて演算された電荷蓄積時間が経過したら、ステップＳ１２８でシャッタ駆動が停止され、次いでステップＳ１２９で撮像素子１３の駆動が停止され、被写体像の撮影処理は終了し、ステップＳ１００へ戻る。

一方、ステップＳ１２２で、被写体の輝度が不十分でフラッシュ光を照射する必要があると判断された場合、図１０のステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０では、保持筐体１９０を振動させる必要があるか否かが判断される。上述したように、被写体距離が接触距離ａ₁、ａ₂、・・・、ａ_nである場合、保持筐体１９０は駆動させられずステップＳ１４０に進む。被写体距離が接触距離ａ₁、ａ₂、・・・、ａ_nにない場合、ステップＳ１３２で保持筐体１９０の駆動が開始させられる。保持筐体１９０は、設定された電荷蓄積時間および被写体距離に応じて駆動させられる。保持筐体１９０は、例えば電荷蓄積時間当たり、初期位置を中心に左から右、または右から左（図７参照）に振動幅Ｘ変位するように振動させられる。

ステップＳ１３４において、保持筐体１９０の振動が安定したか否かがエンコーダ１０５の検出信号に基づいてチェックされる。回転が安定したことが確認されたらステップＳ１４０へ進む。ステップＳ１４０では、上述のフラッシュ駆動機構２２において各白色ＬＥＤ８０に駆動電流が供給され発光が開始される。その結果、フラッシュ光が被写体に供給される。

次いで、ステップＳ１４２〜Ｓ４６において、上述のステップＳ１２４〜Ｓ１２８と同様の処理が行われる。すなわち、ステップＳ１２６でシャッターの駆動が開始され、ステップＳ１２８でＣＣＤが駆動され、演算された電荷蓄積時間が経過したらステップＳ１３０でシャッター駆動が停止される。なお、保持筐体１９０が駆動される場合、保持筐体１９０が初期位置を中心に左から右（または右から左）に振動幅Ｘ変位する間に、ＣＣＤ１３は露光され、電荷が蓄積される。

次いでステップＳ１４８において、レリーズスイッチＳＷＲのオン・オフがチェックされる。シャッターボタンの全押し状態が続いており、レリーズスイッチＳＷＲがオン状態のままであることが確認されたら、ステップＳ１４２へ戻り、上述の撮影処理が繰り返し実行される。

ステップＳ１４８で、レリーズスイッチＳＷＲがオフであることが確認されたら、ステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１５０では、白色ＬＥＤ８０への駆動電流の供給が停止され、白色ＬＥＤ８０からの発光は停止され、フラッシュ光の供給が停止される。次いでステップＳ１５２へ進み、筐体駆動回路１０４による保持筐体１９０の振動が停止される。次に、ステップＳ１５４で保持筐体の振動の完了が確認されたらステップＳ１５６へ進む。ステップＳ１５６で撮像素子１３の駆動が停止され、被写体像の撮影処理は終了し、ステップＳ１００へ戻る。

以上のように本実施形態においては、被写体距離ａに応じて、白色ＬＥＤ８０をその光束中心ＯＰと交差する平面１９１に沿って変位させているので、被写体距離ａに応じて発生する被写体での照明むらを有効に防止することができる。また、被写体距離ａに応じて白色ＬＥＤ８０を変位させると、効率良く白色ＬＥＤ８０を変位させることができるので、白色ＬＥＤ８０の駆動量を抑制することができる。特に、本実施形態では、接触距離ａ₁等で白色ＬＥＤ８０の変位を停止させており、駆動エネルギーの消費を顕著に抑制することができる。

なお、本実施形態においては、フラッシュ駆動機構２２等の照明装置は、カメラに設けられたが、カメラと別体に設けられても良い。本実施形態においては、測距装置１２により測定された被写体距離に応じて保持筐体１９０の振動幅が決定されたが、この場合、例えば、外部から入力された被写体距離に関する距離データにより、振動幅が決定されても良い。なお、距離データは、例えば手動により入力されても良いし、他の装置（例えばカメラ）で測定された被写体距離データであっても良い。もちろん、照明装置がカメラに設けられる場合でも、保持筐体１９０の振動幅は、外部から入力された距離データに応じて決定されても良い。

本発明に係る一実施形態が適用されるカメラのブロック図である。 実施形態の発光ユニットを模式的に示す斜視図である。 実施形態の保持筐体を模式的に示す平面図である。 保持筐体の駆動機構を示す図である。 保持筐体の駆動機構を図４の左方向から示す図である。 フラッシュ駆動機構のブロック図である。 各白色ＬＥＤ光源から発せられる出射光の挙動を示す概念図である。 保持筐体の振動幅と、被写体距離との関係を示すグラフである。 実施形態における撮影の処理手順の前半を示すフローチャートである。 実施形態における撮影の処理手順の後半を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ＣＰＵ
１２ 測距装置（測距手段）
２２ フラッシュ駆動機構
８０ 白色ＬＥＤ（半導体発光素子）
１７０、１８０ 駆動機構（保持体駆動手段）
１９０ 保持筐体（保持体）
１９１ 平面
Ｌ 外縁
Ｘ 振動幅（変位幅）

Claims (13)

1. 発散光を被写体に向けてそれぞれ発する複数の半導体発光素子と、
   前記複数の半導体発光素子をそれぞれの発散光の光束中心が同一方向を向くように保持する保持体と、
   前記被写体との被写体距離を測定する測距手段と、
   前記被写体距離に応じて、前記光束中心と交差する平面に沿って前記保持体を変位させる保持体駆動手段と
   を備えるカメラ。
2. 前記複数の半導体発光素子は、互いに等間隔に配設されることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 前記保持体の変位幅は、前記被写体距離の増加に応じて増減するように設定されることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
4. 前記被写体距離の増加に対する前記変位幅の増減は周期的であることを特徴とする請求項３に記載のカメラ。
5. 前記変位幅は、前記カメラが撮影動作を行うときの露光時間内における変位幅であることを特徴とする請求項３に記載のカメラ。
6. 前記被写体距離が、前記被写体において、１つの前記発散光の照明領域の外縁が、他の前記発散光の照明領域の外縁に接する距離であるとき、前記変位幅は極小量に設定されることを特徴とする請求項３に記載のカメラ。
7. 前記極小量は０であることを特徴とする請求項６に記載のカメラ。
8. 前記被写体距離が増加し、前記外縁同士が接する距離を越えたとき、前記変位幅は極大値に設定されることを特徴とする請求項６に記載のカメラ。
9. 前記変位幅は、前記被写体距離が前記半導体発光素子から前記境界同士が接する距離に向けて近づくに従って減少するように設定されることを特徴とする請求項３に記載のカメラ。
10. 前記平面は、前記光束中心と直交する平面であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
11. 前記複数の半導体発光素子は、同一直線上に配設され、その直線に沿って変位させられることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
12. 前記保持体駆動手段は、前記保持体を初期位置を中心に前記直線に沿って振動させて変位させることを特徴とする請求項１１に記載のカメラ。
13. 発散光を被写体に向けてそれぞれ発する複数の半導体発光素子と、
    前記複数の半導体発光素子をそれぞれの発散光の光束中心が同一方向を向くように保持する保持体と、
    前記光束中心と交差する平面に沿って前記保持体を変位させる保持体駆動手段と、
    前記保持体の変位幅を前記被写体との被写体距離に応じて設定する設定手段と
    を備える照明装置。

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