JP2020173391A - 照明装置及びその姿勢制御方法、撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】発光部から射出される光の照射方向を自動駆動により変更した際の照明装置の重心位置の移動を抑制する。【解決手段】ストロボ発光部２０３から射出される光の照射方向を変更する指示と、ストロボヘッド部２０２とストロボ本体部２０１の重心位置情報と、ストロボ本体部２０１を支持するストロボ台座部２０４の姿勢情報を取得し、光の照射方向を変更する指示に従ってストロボ発光部２０３の向きを変更する際に、重心位置情報と姿勢情報に基づいて、照明装置２０の全体の重心が所定の基準軸上に位置するように、ストロボ台座部２０４に対するストロボ本体部２０１の姿勢とストロボ本体部２０１に対するストロボヘッド部２０２の姿勢を変更する。【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置での撮像動作に連動して発光する照明装置及びその姿勢制御方法、照明装置と撮像装置からなる撮像システムに関する。

撮像装置による撮像方法の１つとして、照明装置から射出されるストロボ光を天井や壁に向けて照射し、天井等からの拡散反射光を被写体に照射して被写体を撮像する方法（以下「バウンス撮影」という）が知られている。バウンス撮影によれば、被写体を間接的に照明することにより、柔らかい光で被写体を描写することが可能となる。

例えば、特許文献１には、撮像装置から被写体までの距離情報と撮像装置から天井等までの距離情報をセンサで取得し、その結果に基づいて最適なバウンス角度を決定し、決定されたバウンス角度に発光部の角度を自動駆動する撮像システムが開示されている。このような撮像システムでは、撮影者は自らが発光部の角度を手動で設定する必要なく、最適なバウンス撮影条件でバウンス撮影を行うことができる。

特開２０１７−１８７５７５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、バウンス撮影に際してストロボ光の照射方向が自動調整される際に、照明装置において発光部を含むストロボヘッド部だけが駆動されるため、照明装置の重心位置が移動する。この場合、照明装置が装着されている撮像装置が三脚或いはスタンド等に固定された状態であった場合には、撮像装置と照明装置との間の重心バランスが不安定になってしまうことで、撮像システム（照明装置及び撮像装置）が転倒してしまうおそれがある。また、撮像装置と照明装置との間の重心バランスが不安定な状態で撮影を行うと、撮像装置でのミラー駆動等で発生する衝撃によって撮影画像にブレが生じる等の不具合が発生するおそれもある。

本発明は、発光部から射出される光の照射方向を自動駆動により変更した際の照明装置の重心位置の移動を抑制することが可能な照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照明装置は、発光部を有する第１の筐体と、前記第１の筐体を可動に支持する第２の筐体と、前記第２の筐体を可動に支持する第３の筐体と、を備える照明装置であって、前記第３の筐体に対する前記第２の筐体の姿勢を変更する第１の駆動手段と、前記第２の筐体に対する前記第１の筐体の姿勢を変更する第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を制御して前記発光部から射出される光の照射方向を変更する制御手段と、前記第１の筐体と前記第２の筐体の重心位置情報を記憶する記憶手段と、前記第３の筐体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記重心位置情報、前記発光部から射出される光の照射方向を指示する情報、前記第３の筐体の姿勢情報に基づいて、前記照明装置の全体の重心が所定の基準軸上に位置するように前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動を制御することを特徴とする。

本発明によれば、発光部から射出される光の照射方向を自動駆動により変更した際の照明装置の重心位置の移動を抑制することができる。

実施形態に係る撮像システムの概略構成を示す正面図及び側面図である。 撮像システムを構成する撮像装置のブロック図である。 撮像システムを構成する照明装置のブロック図である。 照明装置の可動部の姿勢角度の定義を説明する図である。 撮像システムを三脚に取り付けた状態の一例を示す正面図である。 第１実施形態に係る第１の重心制御動作の適用前後での撮像システムの状態を説明する側面図である。 第１実施形態に係る第２の重心制御動作を適用した後の撮像システムの状態を説明する側面図である。 第２実施形態に係る第３の重心制御動作の適用前後での撮像システムの状態の一例を示す側面図である。 第２実施形態に係る第３の重心制御動作の適用前後での撮像システムの状態の別の例を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る撮像システムの概略構成を示す正面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す撮像システムの概略構成を示す側面図である。図１に示す撮像システムは、デジタルカメラ１０（撮像装置）とストロボ装置２０（照明装置）を備える。

デジタルカメラ１０は、具体的にはデジタル一眼レフカメラであり、カメラ本体１００と、カメラ本体１００の正面側に装着された撮影レンズ３００を備える。撮影レンズ３００は、カメラ本体１００に対して着脱可能である。但し、デジタルカメラ１０は、カメラ本体に対して撮影レンズが一体的に取り付けられた（着脱不可能な）構成のものであっても構わない。

カメラ本体１００の上面部には、レリーズボタン１１７や外部ストロボ接続部１２０、各種の操作ダイヤル等（不図示）が設けられている。カメラ本体１００の背面部には、撮影画像や各種情報を表示するための表示部１０７と、撮影者が撮影範囲を確認するためのファインダ１２１が設けられている。

ストロボ装置２０は、所定の光量でストロボ光を発光する照明装置である。ストロボ装置２０は、カメラ本体１００やスタンド（不図示）との着脱を行うためのストロボ台座部２０４（第３の筐体）と、ストロボ台座部２０４に対する姿勢の変更が可能なストロボ本体部２０１（第２の筐体）を有する。ストロボ台座部２０４は、デジタルカメラ１０に対する着脱を行うためのカメラ接続部２１１を備える。ストロボ装置２０は、カメラ接続部２１１と外部ストロボ接続部１２０とを介して、カメラ本体１００に対して機械的に、且つ、電気的に接続可能となっている。

ストロボ台座部２０４とストロボ本体部２０１は、ストロボ台座部２０４に対するストロボ本体部２０１の姿勢の変更を可能とする第１の駆動部２０５（第１の駆動手段）を介して支持されている。第１の駆動部２０５は、左右方向を軸とするピッチ方向（図１参照）に回転する第１の機構部２０７（図４参照）と上下方向を軸とするヨー方向（図１参照）に回転する第３の機構部２０９（図４参照）を有する。

ストロボ装置２０は、ストロボ本体部２０１に対する姿勢の変更が可能なストロボヘッド部２０２（第１の筐体）を有する。ストロボヘッド部２０２は、ストロボヘッド部２０２の姿勢を変更可能な第２の駆動部２０６（第２の駆動手段）を介して、ストロボ本体部２０１に支持されている。第２の駆動部２０６は、左右方向を軸とするピッチ方向に回転する第２の機構部２０８（図４参照）を有する。なお、ストロボ装置２０では、ヨー方向に回転する第３の機構部２０９を第１の駆動部２０５に設けているが、これに限らず、第３の機構部２０９を第２の駆動部２０６に設けた構成としてもよい。

ストロボヘッド部２０２は、ストロボ発光部２０３を備える。ストロボ発光部２０３はカメラ本体１００からの発光指示に基づいて所定の光量で発光する。ストロボ本体部２０１の背面には、表示部２１４及び各種の操作部材２１３（図４参照）が設けられている。

図２は、カメラ本体１００のブロック図である。カメラ本体１００は、カメラＭＰＵ１０１、タイミング信号発生回路１０２、撮像素子１０３、Ａ／Ｄ変換器１０４、メモリコントローラ１０５、バッファメモリ１０６及び表示部１０７を備える。また、カメラ本体１００は、記憶媒体Ｉ／Ｆ１０８、記憶媒体１０９、モータ制御部１１０、シャッタ制御部１１１、測光部１１２、測光センサ１１３、レンズ制御部１１４及び焦点検出部１１５を備える。更に、カメラ本体１００は、レンズ制御部１１４、焦点検出部１１５、姿勢検出部１１６、レリーズボタン１１７、ストロボ制御部１１８、内蔵ストロボ１１９及び外部ストロボ接続部１２０を備える。なお、図２に示されるカメラ本体１００の構成要素のうち、図１を参照して説明済みのものについては、ここでの説明を省略する。

カメラＭＰＵ１０１は、撮像システムの全体的な制御を行うマイクロコントローラである。なお、カメラＭＰＵ１０１の内部メモリは、カメラ本体１００の重心（以下「撮像装置重心」という）の位置に関する情報を保持している。撮像素子１０３は、被写体からの反射光を電気信号に変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等である。タイミング信号発生回路１０２は、撮像素子１０３を動作させるために必要なタイミング信号を発生する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、撮像素子１０３から読み出されたアナログ電気信号をデジタル信号からなる画像データに変換する。メモリコントローラ１０５は、メモリ（不図示）の読み書きやバッファメモリ１０６のリフレッシュ動作等を制御する。

記憶媒体Ｉ／Ｆ１０８は、記憶媒体とカメラＭＰＵ１０１との間の通信を可能とする。記憶媒体１０９は、メモリカードやハードディスク等であり、カメラ本体１００に内蔵されていてもよいし着脱可能であってもよい。モータ制御部１１０は、露出動作時にカメラＭＰＵ１０１からの信号（指令）に従ってモータ（不図示）を制御することにより、クイックリターンミラー（不図示）のアップ／ダウンやシャッタチャージを行う。シャッタ制御部１１１は、カメラＭＰＵ１０１からの信号に従って、不図示のシャッタ先幕及びシャッタ後幕の通電をカットして、幕走行による露出動作を制御する。

測光部１１２は、画面内を複数のエリアに分割した測光センサ１１３からの出力を画面内の各エリアの輝度信号としてカメラＭＰＵ１０１へ出力する。カメラＭＰＵ１０１は、測光部１１２から取得した輝度信号をＡ／Ｄ変換器（不図示）により変換した後のデジタル信号に基づき、撮影時の露出調節のためのシャッタ制御値（Ｔｖ値）、絞り制御値（Ａｖ値）、ゲイン設定値（ＩＳＯ感度値）等を演算する。また、測光部１１２は、内蔵ストロボ１１９又はストロボ装置２０により被写体へ向けて予備発光（プリ発光）を行った場合の輝度信号をカメラＭＰＵ１０１へ出力し、発光撮影時のメイン発光量を演算する。

更に測光部１１２は、測光センサ１１３からの出力に基づいて被写界内の撮影画角における被写体位置の検出を行う。被写体位置の検出は、例えば、測光部１１２で検出した輝度信号により、被写体の輝度や大きさ、色等を判別することにより行われる。例えば、被写体が人物である場合には、公知の被写界中の顔の特徴部を抽出する顔検出動作により、被写体を検出することが可能である。なお、被写体検出は顔検出に限定されるものではなく、人物以外であっても、被写体の大きさ等で被写体の検出を行う等してもよい。また、測光部１１２に代えて、他の手段を用いて被写体位置の検出を行ってもよい。例えば、焦点検出部１１５が取得した結果に基づき、合焦部を被写体として検出するようにしてもよい。同様に、ストロボ装置２０の測距用測光部２２６（図３参照）にエリアセンサを用いて、被写体位置を検出するようにしてもよい。

レンズ制御部１１４は、不図示のレンズマウント接点を介して撮影レンズ３００のレンズＭＰＵ（不図示）と通信し、不図示のレンズ駆動モータ及びレンズ絞りモータを動作させて、撮影レンズ３００での焦点調節と絞りを制御する。焦点検出部１１５は、位相差検出方式等を用いて、オートフォーカス（ＡＦ）のための被写体に対するデフォーカス量を検出する。姿勢検出部１１６は、撮像光軸を中心とした回転方向に対するカメラ本体１００の傾きを検出する。レリーズボタン１１７は操作部材の１つであり、レリーズボタン１１７の第１ストローク（半押し）で第１スイッチＳＷ１がオンすると、カメラＭＰＵ１０１はＡＦ動作と測光動作を開始させる。レリーズボタン１１７の第２ストローク（全押し）で第２スイッチＳＷ２がオンすると、カメラＭＰＵ１０１露出動作を開始させる。なお、レリーズボタン１１７以外の操作部材からカメラＭＰＵ１０１へ信号が送られると、カメラＭＰＵ１０１は受信した信号に対する所定の制御を実行する。

ストロボ制御部１１８では、発光モード（閃光発光かフラット発光かの選択）や発光パターン（プリ発光かメイン発光かの指示）、メイン発光量の調整等、内蔵ストロボ１１９又はストロボ装置２０での発光のための各種の処理を行う。また、ストロボ制御部１１８は、バウンス撮影のためのバウンス駆動指示等を行う。カメラＭＰＵ１０１は、ストロボ制御部１１８を介して内蔵ストロボ１１９との通信を行う。また、カメラＭＰＵ１０１は、ストロボ制御部１１８と外部ストロボ接続部１２０（図３参照）を介して、ストロボ装置２０のストロボＭＰＵ２２０（図３参照）との通信を行う。

図３は、ストロボ装置２０のブロック図である。ストロボ装置２０は、ストロボ本体部２０１、ストロボヘッド部２０２、ストロボ台座部２０４、第１の駆動部２０５及び第２の駆動部２０６を有する。

ストロボ台座部２０４は、姿勢検出部２１０とカメラ接続部２１１を有する。ストロボ本体部２０１は、ストロボＭＰＵ２２０、操作部材２１３、表示部２１４、ヘッド部角度演算部２２３、ストロボ姿勢制御部２２４、重心位置演算部２２７及び受信部２２８を有する。ストロボヘッド部２０２は、ズーム駆動部２２５、測距用測光部２２６及びストロボ発光部２０３を有する。第１の駆動部２０５は、第１の機構部２０７、第３の機構部２０９及びストロボ本体角度検出部２１５を有する。第２の駆動部２０６は、第２の機構部２０８とストロボヘッド角度検出部２１６を有する。なお、図３に示されるストロボ装置２０の構成要素のうち、図１を参照して説明済みのものについては、ここでの説明を省略する。

ストロボ台座部２０４が有する姿勢検出部２１０は、ジャイロセンサ等で構成されており、ストロボ台座部２０４の姿勢情報（傾き角度情報）を検出する。なお、ストロボ台座部２０４の姿勢は、カメラ本体１００の姿勢と同じとなる。カメラ接続部２１１は、カメラ本体１００の外部ストロボ接続部１２０を介して、カメラ本体１００とストロボＭＰＵ２２０との間の通信を可能とする。

ストロボ本体部２０１において、ストロボＭＰＵ２２０は、ストロボ装置２０の全体的制御を司るマイクロコントローラである。ストロボＭＰＵ２２０は、例えば、閃光発光やフラット発光等の発光モードの選択とその制御、発光量の制御、発光強度及び発光時間の制御等を行う。また、ストロボＭＰＵ２２０は、ストロボ光の照射方向の制御やオートバウンス駆動でのストロボ本体部２０１及びストロボヘッド部２０２の角度決定等を行う。更に、ストロボＭＰＵ２２０は、ストロボヘッド部２０２のズーム駆動部２２５に設定するズーム位置等の発光条件を設定し、カメラ本体１００から取得する露出条件や発光条件に基づいて最適撮影距離を算出する。加えて、ストロボＭＰＵ２２０は、ストロボヘッド部２０２の測距用測光部２２６により測定されるバウンス距離（例えば、バウンス対象が天井である場合には天井までの距離）や被写体距離に基づいて、発光距離を算出する。ストロボＭＰＵ２２０の内部メモリは、ストロボ本体部２０１の重心（以下「ストロボ本体部重心」という）及びストロボヘッド部２０２の重心（以下「ヘッド部重心」という）に関する情報を保持している。

ヘッド部角度演算部２２３は、ストロボＭＰＵ２２０からの指示を受けて、測距用測光部２２６で取得したデータと姿勢検出部２１０で取得した姿勢情報とに基づき、バウンス撮影での最適なストロボヘッド部２０２の角度（ストロボ光の照射方向）を求める。重心位置演算部２２７は、所定の情報に基づき、ストロボ装置２０全体の重心位置（以下「ストロボ重心」と言う）が所望の基準軸上に来るように各機構部の角度を求める。なお、所定の情報とは、ストロボＭＰＵ２２０が保持する重心位置情報、姿勢検出部２１０が検出したストロボ台座部２０４の姿勢情報、及び、ヘッド部角度演算部２２３が求めた最適なストロボヘッド部２０２の角度である。基準軸の詳細については後述する。

ストロボ姿勢制御部２２４は、重心位置演算部２２７で算出した各機構部の角度情報に基づき、第１の機構部２０７、第３の機構部２０９及び第２の機構部２０８を制御する。これにより、自動で最適な角度でのバウンス動作を行うと共に、ストロボ重心を所望の基準軸上に位置させ或いは近接させることが可能となる。受信部２２８は、無線通信によりリモコン等の外部機器からのストロボ装置２０に対する操作信号を受信し、ストロボＭＰＵ２２０へ伝達する。操作信号には、ストロボ光の照射方向を変更するためにストロボヘッド部２０２の向きを変更する指令が含まれる。

ストロボ発光部２０３は、不図示のキセノン管等の放電管、反射傘、フレネルレンズ、及びストロボ発光回路等を有する。ストロボ発光回路は、ストロボＭＰＵ２２０からの発光信号に従って、放電管を発光させる。なお、光源は、放電管に限られず、ＬＥＤ等であってもよい。ズーム駆動部２２５は、不図示の駆動用モータ、リードスクリュー等で構成される。ズーム駆動部２２５は、ストロボＭＰＵ２２０からの制御信号に従ってストロボ発光部２０３の放電管や反射傘を駆動して、ストロボ光の照明範囲を変更する。これにより、デジタルカメラ１０での撮像時に、撮影レンズ３００の焦点距離に合わせたストロボ光を被写体に対して照射することができる。

撮影レンズ３００の詳細な構成についての図示は省略するが、撮影レンズ３００は、被写体からの光を撮像素子１０３に結像させるレンズ群や絞りから構成される撮像光学系を有する。撮像光学系の駆動は、カメラＭＰＵ１０１との双方向通信を行うレンズＭＰＵによって制御される。レンズＭＰＵの内部メモリは、撮影レンズ３００の重心（以下「撮影レンズ重心」という）の位置に関する情報を保持している。撮影レンズ重心に関する情報は、撮影レンズ３００がカメラ本体１００に装着された際にカメラＭＰＵ１０１へ送信される。カメラＭＰＵ１０１は、撮像装置重心と撮影レンズ重心を合わせた重心（以下「カメラ重心」という）を求めて、保持する。

図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、ストロボ装置２０の可動部の姿勢角度の定義を説明する図である。図４（ａ）に示すように、ストロボ台座部２０４の側面から見たときの水平面に対するストロボ台座部２０４のピッチ方向の傾き角度をθ０とする。なお、ピッチ方向は、撮像装置１０の撮像光軸が水平方向と平行であるときに、水平面内で撮像光軸と直交する方向と平行な軸を中心とする回転方向である。θ０＝０°の場合に、ストロボ台座部２０４の中心を通り、鉛直方向と平行な軸を「ストロボ台座部２０４の垂直軸」と定義する。ストロボ台座部２０４の垂直軸に対するストロボ本体部２０１のピッチ方向の傾き角度を‘θ１’とする。ストロボ本体部２０１の垂直軸に対するストロボヘッド部２０２のピッチ方向の傾き角度（ストロボ本体部２０１の垂直軸とストロボ光の照射方向の中心軸とのなす角）を‘θ２’とする。なお、逆説的な説明になるが、ストロボ光の照射方向に対して傾き角度θ２を規定するための軸がストロボ本体部２０１の垂直軸となる。

図４（ｂ）に示すように、ストロボ台座部２０４の正面から見たときの水平面に対するストロボ台座部２０４のロール方向の傾き角度（鉛直方向とストロボ台座部２０４の垂直軸とがなす角度）を‘γ’とする。また、図４（ｃ）に示すように、ストロボ台座部２０４の正面方向（撮像光軸方向）に対するストロボヘッド部２０２のヨー方向の傾き角度（ストロボ台座部２０４の垂直軸方向から見たときの撮像光軸とストロボ光の照射方向とがなす角度）を‘η’とする。

ピッチ方向の傾き角度は、図４（ａ）で時計まわり方向を‘＋’、ロール方向の傾き角度は、図４（ｂ）で反時計まわり方向を‘＋’、ヨー方向の傾き角度は、図４（ｃ）で時計まわり方向を‘＋’と定義する。

本実施形態では、ストロボ台座部２０４に対するストロボ本体部２０１の可動角度範囲は、ピッチ方向傾き角度θ１：−９０°〜＋９０°、ヨー方向傾き角度η：−１８０°〜＋１８０°、であるとする。ストロボ本体部２０１に対するストロボヘッド部２０２の可動角度範囲は、ピッチ方向傾き角度θ１：−１３５°〜＋１３５°、であるとする。但し、これらの可動角度範囲は一例であって、これらに限られるものではない。

＜第１実施形態＞
次に、ストロボ重心の位置制御方法について説明する。図５は、ストロボ装置２０が装着されたデジタルカメラ１０の三脚座１９０に三脚４０を取り付けた状態の一例を示す正面図である。以下の説明において、ストロボ重心の位置制御方法は、カメラ本体１００に装着されたストロボ装置２０のロール方向の傾き角度γの大きさに応じて２つに大別される。

撮像システム（ストロボ装置２０が装着されたデジタルカメラ１０）が三脚４０に取り付けられた状態でロール方向に角度γだけ傾くと、カメラ重心及びストロボ重心が三脚傾き中心４０１の鉛直軸に対して角度γだけ離れた状態となる。なお、三脚傾き中心４０１は、カメラ本体１００が装着される雲台の回転中心を指し、三脚傾き中心４０１の鉛直軸とは、三脚傾き中心４０１を通り、且つ、鉛直方向と平行な軸を指す。また、図５に示す‘撮像システム重心’とは、デジタルカメラ１０（カメラ本体１００及び撮影レンズ３００）とストロボ装置２０を含めた撮像システム全体の重心を指す。

傾き角度γが所定の角度より大きくなって、カメラ重心とストロボ重心が三脚傾き中心４０１の鉛直軸から一定以上傾くと、その影響でロール方向（左右方向）へ撮像システムが転倒してしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、傾き角度γが所定の角度（以下「角度閾値」という）以下の場合に第１の重心制御動作を行い、傾き角度γが角度閾値より大きい場合に、ロール方向への転倒防止を考慮した第２の重心制御動作を行う。なお、傾き角度γの角度閾値は、撮像システムを構成する各機器に応じて変動するため、具体的な数値を明示することはできない。換言すれば、傾き角度γの角度閾値は、撮像システムの構成に応じて設定される。

なお、第１の重心制御動作と第２の重心制御動作はそれぞれ、ストロボ装置２０のみの重心制御として実施される。また、第１の重心制御動作では、ロール方向へのストロボ重心の傾きはピッチ方向（前後方向）へのストロボ重心の傾きに比べて小さいものとみなし、ピッチ方向へのストロボ重心の制御のみを行うものとする。そして、ピッチ方向へのストロボ重心の位置制御によって基準軸上にストロボ重心が維持されている場合には、ストロボ本体部２０１のヨー方向への傾き角度ηの影響は小さく、よって、考慮しないものとする。

［第１の重心制御動作］
図６（ａ）は、撮像システムを三脚４０に取り付けた状態の一例を示す側面図である。図６（ａ）に示した状態では、ストロボ本体部２０１はストロボ台座部２０４に対して略直立している（ストロボ本体部２０１の垂直軸とストロボ台座部２０４の垂直軸とが略平行となっている）。また、図６（ａ）に示した状態では、ストロボ台座部２０４のピッチ方向の傾き角度θ０がマイナス方向に傾いている。ここで、ストロボ発光部２０３の向き（ストロボ発光部２０３から射出される光の照射方向）は、被写体と正対する正面方向を向いているものとする。

この状態では、ストロボ装置２０のストロボ本体部重心とヘッド部重心はカメラ接続部２１１の鉛直軸上よりもデジタルカメラ１０の前方側にあるため、ストロボ重心もカメラ接続部２１１の鉛直軸上よりもデジタルカメラ１０の前方側にある。よって、ストロボ重心はデジタルカメラ１０の前方にあって、撮像システムが前方に倒れ易い不安定な状態となっている。なお、カメラ接続部２１１の鉛直軸とは、カメラ接続部２１１を通り、且つ、鉛直方向と平行な軸を指す。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態と同様にストロボ発光部２０３の向きを被写体に対し正対させたまま、第１の重心制御動作をストロボ装置２０に適用した後のストロボ装置２０の状態を示している。なお、図６（ｂ）ではデジタルカメラ１０及び三脚４０を不図示としているが、図６（ｂ）でのデジタルカメラ１０及び三脚４０の状態は図６（ａ）の状態と同じである。第１の重心制御動作はストロボ装置２０だけの動作で完結するため、ここではカメラ重心を考慮せずに説明を行う。

ストロボ発光部２０３の向きは、被写体に対し正対する正面方向から変更されない。そこで、重心位置演算部２２７は、ストロボ発光部２０３の向きを維持したまま、ストロボ重心がカメラ接続部２１１の鉛直軸上に来るように、最適な傾き角度θ１，θ２を算出する。ストロボ姿勢制御部２２４は、ストロボ本体角度検出部２１５とストロボヘッド角度検出部２１６からの信号を参照しながら、傾き角度θ１，θ２となるように、第１の機構部２０７と第２の機構部２０８を駆動する。こうして本体部重心とヘッド部重心を移動させて、ストロボ重心をカメラ接続部２１１の鉛直軸上に移動させることができる。

図６（ｃ）は、オートバウンス発光指示に従って図６（ｂ）の状態からオートバウンス駆動制御が実行されてストロボ発光部２０３の向きが自動変更されると共に、第１の重心制御動作が実行された後の状態を示す図である。ストロボ発光部２０３の向きを鉛直軸上よりも少し後方とするバウンス角度が最適であると判断されてオートバウンス駆動制御が実行されると、図６（ｃ）の状態となる。なお、最適なバウンス角度を自動で求めてストロボヘッド部２０２を駆動するオートバウンス動作については、前掲の特許文献１等に詳しく述べられているため、ここでの詳細な説明は省略する。

重心位置演算部２２７は、図６（ｂ）の状態から図６（ｃ）の状態へとストロボヘッド部２０２を駆動する間、ストロボ重心がカメラ接続部２１１の鉛直軸上に来るように常に最適な傾き角度θ１，θ２を算出する。そして、算出された最適な傾き角度θ１，θ２となるように、ストロボ本体部２０１及びストロボヘッド部２０２は第１の機構部２０７と第２の機構部２０８により駆動される。よって、ストロボ重心が常にカメラ接続部２１１の鉛直軸上にある状態でストロボ本体部２０１及びストロボヘッド部２０２が駆動されることによって、ストロボ発光部２０３の向きが変更される。

なお、ストロボ台座部２０４の姿勢やストロボ本体部２０１及びストロボヘッド部２０２の可動域が制限されていることによって、ストロボ重心をカメラ接続部２１１の鉛直軸上へ移動させて維持する傾き角度θ１，θ２が存在しない状況が生じ得る。その場合、ストロボ重心をできる限りカメラ接続部２１１の鉛直軸上に近付けるように、重心位置演算部２２７は傾き角度θ１，θ２を算出し、ストロボ本体部２０１及びストロボヘッド部２０２の駆動が制御される。

［第２の重心制御動作］
図７（ａ）は、撮像システムが三脚４０に取り付けられた状態で、第２の重心制御動作が適用された状態の一例を示す正面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の撮像システムを側面から見た図（Ｖｅｉｗ Ａで示す矢印方向から見た図）であり、三脚４０の図示は省略されている。

第２の重心制御動作はストロボ装置２０だけの動作で完結するが、ここでは、説明の便宜上、カメラ本体１００と撮影レンズ３００を含めた撮像システムで説明を行う。また、前述したように、ロール方向への傾き角度γが角度閾値より大きい場合に、ロール方向への転倒を考慮して第２の重心制御動作が実行されるものとする。

例えば、ストロボ発光部２０３を被写体に対して正対させてストロボ光を照射する場合の第２の重心制御動作では、図７（ａ），（ｂ）に示すように、傾き角度θ１＝９０°、に設定して、ストロボ本体部２０１をカメラ本体１００に近接させる。これにより、ストロボ重心がカメラ本体１００に接近することで、撮像システム重心の位置は、第１の重心制御動作よりも三脚傾き中心４０１に近付く。これにより、撮像システムはロール方向（左右方向）へ転倒し難くなる。

図７（ｂ）の状態からバウンス撮影のためにストロボヘッド部２０２を駆動させた状態を、図７（ｂ）と同様に側面図で、図７（ｃ）に示す。傾き角度θ１＝９０°はそのままで、傾き角度θ２が天井をバウンス対象としたバウンス撮影が可能な角度となるように第２の機構部２０８を駆動する。これにより、ロール方向への傾き角度γが角度閾値より大きい場合も、撮像システム重心を三脚傾き中心４０１に近付けた状態でのバウンス撮影が可能となる。

なお、上記説明では、ストロボ発光部２０３の向きを自動で変更する制御の例として、オートバウンス駆動制御を取り上げたが、これに限らず、リモコン等による遠隔操作により照射方向を自動で変更させる場合にも、上記の重心制御動作の適用が可能である。また、第２の重心制御動作により図７（ｂ）の状態としてストロボ光を被写体に対して直射する場合には、ストロボ本体部２０１がカメラ本体１００に起立した図６（ａ）の状態よりもストロボ発光部２０３が撮影光軸に近付く。その状態でストロボ発光撮影を行った場合には赤目が発生し易いため、第２の重心制御動作を行った場合には、赤目低減のために本撮影での本発光前にプリ発光を実施するようにしてもよい。このような発光制御は、カメラ本体１００のストロボ制御部１１８又はストロボＭＰＵ２２０により行われる。

更に、例えば、外径の大きな撮影レンズ３００がカメラ本体１００に装着された場合には、撮影レンズ３００によりストロボ光がケラレる可能性がある。カメラＭＰＵ１０１又はストロボＭＰＵ２２０は、撮影レンズ３００によりストロボ光がケラレる可能性の有無を、レンズＭＰＵが保持する固有のレンズ情報を取得して、判定する。ストロボ光のケラレが発生する可能性があると判定された場合にストロボ光のケラレを回避可能な位置にストロボ発光部２０３を移動させる動作が第２の重心制御動作よりも優先して実行される構成としてもよい。

上記説明の通り本実施形態によれば、ストロボ発光部の向き（ストロボ光の照射方向）を自動駆動により変更しても、照明装置及び撮像装置或いは撮像システムの各重心位置が所定の位置に維持されるため、撮像システムを安定した状態で保持することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態での第１の重心制御動作ではカメラ本体１００及び撮影レンズ３００の重心位置を考慮しなかった。これに対して、第２実施形態では、カメラ本体１００及び撮影レンズ３００を含めた撮像システムでの重心制御方法について説明する。前述の通り、カメラＭＰＵ１０１は、その型式に応じたカメラ本体１００の重心（撮像装置重心）に関する情報を保持しており、レンズＭＰＵは、その型式に応じた撮影レンズ３００の撮影レンズ重心に関する情報を保持している。また、前述の通り、ストロボ装置２０も、ストロボ本体部２０１とストロボヘッド部２０２のそれぞれの重心に関する情報を保持しており、それぞれの姿勢を変更することによりストロボ重心の位置を移動させることが可能となっている。なお、デジタルカメラ１０とストロボ装置２０の構成は、図１乃至図４を参照して説明した通りであるので、ここでの説明を省略する。

図８（ａ）は、三脚４０ に取り付けられた撮像システムに対して、第２実施形態に係る重心制御動作が適用される前の状態の一例を示す側面図である。図８（ａ）でのストロボ装置２０は、ストロボ台座部２０４が水平（θ０＝０°）、ストロボ本体部２０１が直立（θ１＝０°）、且つ、ストロボ発光部２０３が被写体に対して正対している状態（θ２＝９０°）となっている。このとき、撮像システム重心は、三脚傾き中心４０１よりも前方にある。よって、図７（ａ）の状態は、撮像システムが前方に傾きやすい不安定な状態と言うことができる。このような不安定な状態から撮像システムを安定させた状態へと移行させるために、撮像システム重心をシフトさせるための重心制御動作（以下「第３の重心制御動作」という）を実施する。

ここで、撮像システムは、撮像システム重心が三脚傾き中心４０１の鉛直軸上にある状態で最も安定する。一方で、三脚４０の種類は豊富であり、カメラＭＰＵ１０１は、三脚傾き中心４０１からカメラ本体１００の三脚座１９０までの距離情報等を持ち合わせない。そのため、第３の重心制御動作では、撮像システム重心を三脚座１９０の中心の鉛直軸（三脚座１９０の中心を通り、且つ、鉛直方向と平行な軸）の上に来るようにストロボ装置２０を駆動する。

図８（ｂ）は、図８（ａ）の状態の撮像システムに、第３の重心制御動作が適用された後の状態の例を示す側面図である。第３の重心制御動作を実行する際には、先ず、姿勢検出部２１０がストロボ台座部２０４の姿勢情報としてピッチ方向の傾き角度θ０とロール方向の傾き角度γを取得する。その際、傾き角度γが角度閾値以下であれば、第３の重心制御動作を実施し、角度閾値より大きければ、第１実施形態で説明した第２の重心制御動作を実施する。なお、第２の重心制御動作の詳細については、既に説明済みであるため、ここでの説明を省略する。

第３の重心制御動作を実施する場合、ストロボＭＰＵ２２０は、カメラＭＰＵ１０１から撮影レンズ重心と撮像装置重心の位置情報を取得して、重心位置演算部２２７へ提供する。また、ストロボＭＰＵ２２０は、自身が保持するストロボ本体部重心及びヘッド部重心の位置情報を重心位置演算部２２７へ提供する。更にストロボＭＰＵ２２０は、ストロボ光の照射方向情報（ストロボ発光部２０３の向きに関する情報）と、姿勢検出部２１０から取得したストロボ台座部２０４の姿勢情報を重心位置演算部２２７へ提供する。ストロボ光の照射方向情報は、ここでは、被写体に対する直射方向であるとする。

重心位置演算部２２７は、取得した重心位置情報、照射方向情報及びストロボ台座部２０４の姿勢情報に基づき、撮像システム重心を三脚座１９０の中心の鉛直軸上に移動させるために必要なピッチ方向の最適な傾き角度θ１，θ２を算出する。ストロボ姿勢制御部２２４は、ストロボ本体部２０１が角度θ１となるように第１の機構部２０７を駆動し、ストロボヘッド部２０２が角度θ２となるように第２の機構部２０８を駆動する。これにより、撮像システムを、倒れ難い姿勢へと遷移させることができる。

図８（ｂ）の状態からオートバウンス発光指示に従ってストロボ発光部２０３の向きがオートバウンス駆動制御等の自動制御により変更される場合、撮像システム重心が三脚座１９０中心の鉛直軸上に維持されるように傾き角度θ１，θ２が算出される。そして、ストロボ本体部２０１とストロボヘッド部２０２は、算出される傾き角度θ１，θ２となるように連動して駆動制御される。

一方、ストロボ台座部２０４の姿勢やストロボ本体部２０１及びストロボヘッド部２０２の可動域によっては、撮像システム重心を三脚座１９０の中心の鉛直軸上に移動させることができない事態が生じ得る。その場合、第１の機構部２０７及び第２の機構部２０８の可動域の範囲内で、可能な限り撮像システム重心を三脚座１９０中心の鉛直軸上に近付けるように、ストロボ本体部２０１及びストロボヘッド部２０２の駆動は制御される。その一例について、図９を参照して説明する。

図９（ａ）は、ストロボ装置２０を装着したデジタルカメラ１０を三脚４０に取り付けた撮像システムに、第２実施形態に係る重心制御動作を適用する前の状態の別の例を示す側面図である。図９（ａ）では、ストロボ装置２０は、ストロボ本体部２０１が直立（θ１＝０°）、且つ、ストロボ発光部２０３が被写体に対して正対している状態（θ２＝９０°）となっている。また、図９（ａ）では、デジタルカメラ１０は、水平面に対してピッチ方向に傾き角度θ０だけ前傾姿勢を取っている。撮像システムがこのような姿勢となっている場合、ストロボ重心、カメラ重心及び撮影レンズ重心のいずれもが三脚座１９０中心よりも前方にあるため、撮像システム重心も三脚座１９０中心よりも前方にある。よって、撮像システムは、前方に重心が傾いた不安定な状態となっている。

図９（ｂ）は、図９（ａ）の状態の撮像システムに、第３の重心制御動作が適用された後の状態の例を示す側面図である。図９（ｂ）に示すように、第１の機構部２０７と第２の機構部２０８のそれぞれの可動域の範囲内では、撮像システム重心を三脚座１９０の中心の鉛直軸上へ移動させることができない。そこで、このような場合には、撮像システム重心が可能な限り三脚座１９０の中心の鉛直軸上に近付くように、ストロボ本体部２０１とストロボヘッド部２０２は駆動制御される。こうして、第２実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

１０ デジタルカメラ（撮像装置）
２０ ストロボ装置（照明装置）
１００ カメラ本体
１０１ カメラＭＰＵ
１１８ ストロボ制御部
１９０ 三脚座
２０１ ストロボ本体部
２０２ ストロボヘッド部
２０３ ストロボ発光部
２０４ ストロボ台座部
２０５ 第１の駆動部
２０６ 第２の駆動部
２１０ 姿勢検出部
２２０ ストロボＭＰＵ
２２３ ヘッド部角度演算部
２２４ ストロボ姿勢制御部
２２８ 受信部
３００ 撮影レンズ

Claims (16)

1. 発光部を有する第１の筐体と、
   前記第１の筐体を可動に支持する第２の筐体と、
   前記第２の筐体を可動に支持する第３の筐体と、を備える照明装置であって、
   前記第３の筐体に対する前記第２の筐体の姿勢を変更する第１の駆動手段と、
   前記第２の筐体に対する前記第１の筐体の姿勢を変更する第２の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を制御して前記発光部から射出される光の照射方向を変更する制御手段と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体の重心位置情報を記憶する記憶手段と、
   前記第３の筐体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記重心位置情報、前記発光部から射出される光の照射方向を指示する情報、前記第３の筐体の姿勢情報に基づいて、前記照明装置の全体の重心が所定の基準軸上に位置するように前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動を制御することを特徴とする照明装置。
2. 前記第３の筐体は、撮像装置に対して着脱可能な接続部を有し、
   前記所定の基準軸は、前記接続部を通り、且つ、鉛直方向と平行な軸であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第３の筐体の正面から見たときの水平面に対する前記第３の筐体のロール方向への傾き角度が所定の角度閾値以下の場合、前記所定の基準軸は前記傾き角度だけ前記ロール方向へ傾いていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記制御手段は、前記第３の筐体の姿勢、前記第２の筐体と前記第１の筐体の可動域の制限により前記照明装置の全体の重心を前記所定の基準軸上に位置させることができない場合に、前記照明装置の全体の重心が前記所定の基準軸に近接するように前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. ストロボ光の照射方向を変更する指令を外部機器から受信する受信部を有し、
   前記制御手段は、前記受信部が受信した指令に従って前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 撮像装置と照明装置を備える撮像システムであって、
   前記照明装置は、
   発光部を有する第１の筐体と、
   前記第１の筐体を可動に支持する第２の筐体と、
   前記第２の筐体を可動に支持する第３の筐体と、
   前記第３の筐体に対する前記第２の筐体の姿勢を変更する第１の駆動手段と、
   前記第２の筐体に対する前記第１の筐体の姿勢を変更する第２の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を制御して前記発光部から射出される光の照射方向を変更する制御手段と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体の重心位置情報を記憶する記憶手段と、
   前記第３の筐体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、を有し、
   前記撮像装置は、前記撮像装置を構成するカメラ本体と撮影レンズのそれぞれの重心位置情報を保持する保持手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１の筐体、前記第２の筐体、前記カメラ本体および前記撮影レンズのそれぞれの重心位置情報、前記発光部から射出される光の照射方向を指示する情報、前記第３の筐体の姿勢情報に基づいて、前記撮像システムの全体の重心が所定の基準軸上に位置するように前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動を制御することを特徴とする撮像システム。
7. 前記所定の基準軸は、前記カメラ本体に設けられた三脚座の中心を通り、且つ、鉛直方向と平行な軸であることを特徴とする請求項６に記載の撮像システム。
8. 前記撮像装置の正面から見たときの前記カメラ本体のロール方向への傾き角度が所定の角度閾値以下の場合、前記所定の基準軸は前記傾き角度γだけ前記ロール方向へ傾いていることを特徴とする請求項７に記載の撮像システム。
9. 前記制御手段は、前記第２の筐体と前記第１の筐体の可動域の制限により前記撮像システムの全体の重心を前記所定の基準軸上に位置させることができない場合に、前記撮像システムの全体の前記所定の基準軸に近接するように前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動を制御することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の撮像システム。
10. 前記制御手段は、前記カメラ本体の正面から見たときの水平面に対する前記カメラ本体のロール方向への傾き角度が所定の角度閾値より大きい場合に、前記照明装置の全体の重心を前記所定の基準軸上に代えて前記カメラ本体に近付けるように前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動を制御すること特徴とする請求項７に記載の撮像システム。
11. ストロボ光の照射方向を変更する指令を外部機器から受信する受信部を有し、
    前記制御手段は、前記受信部が受信した指令に従って前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動を制御することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の撮像システム。
12. 前記照明装置は、
    前記照明装置から前記撮像装置で撮像される被写体までの被写体距離と、前記照明装置からバウンス対象までのバウンス距離とを測定する測距手段と、
    前記測距手段が測定した被写体距離とバウンス距離に基づき、前記発光部から射出される光の照射方向を決定する決定手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記発光部を前記決定手段により決定された光の照射方向へ向けるために前記第１の筐体と前記第２の筐体を駆動する角度を求めることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の撮像システム。
13. 前記発光部から射出される光を被写体に対して直射する場合に前記撮影レンズによる前記発光部から射出される光のケラレの有無を判定する判定手段を有し、
    前記制御手段は、前記発光部から射出される光のケラレがあると判定された場合に、前記撮像システムの全体の重心を所定の基準軸上に位置させる制御よりも、前記発光部から射出される光のケラレを回避可能な位置へ前記発光部を移動させる制御を優先して実行することを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の撮像システム。
14. 前記発光部から射出される光を被写体に対して直射する場合に前記照明装置を本発光させる本撮影の前にプリ発光を実施する発光制御手段を有することを特徴とする請求項６乃至１３のいずれか１項に記載の撮像システム。
15. 発光部を有する第１の筐体と、
    前記第１の筐体を可動に支持する第２の筐体と、
    前記第２の筐体を可動に支持する第３の筐体と、を備える照明装置の姿勢制御方法であって、
    前記発光部から射出される光の照射方向を変更する指示を取得するステップと、
    前記第１の筐体と前記第２の筐体の重心位置情報を取得するステップと、
    前記第３の筐体の姿勢情報を取得するステップと、
    前記指示に従って前記発光部の向きを変更する際に、前記重心位置情報と前記姿勢情報に基づいて、前記照明装置の全体の重心が所定の基準軸上に位置するように前記第３の筐体に対する前記第２の筐体の姿勢と前記第２の筐体に対する前記第１の筐体の姿勢を変更するステップと、を有することを特徴とする照明装置の姿勢制御方法。
16. カメラ本体および撮影レンズを有する撮像装置と、
    発光部を有する第１の筐体、前記第１の筐体を可動に支持する第２の筐体、および、前記第２の筐体を可動に支持し前記カメラ本体に取り付けられる第３の筐体、を有する照明装置と、を備える撮像システムでの前記照明装置の姿勢制御方法であって、
    前記発光部から射出される光の照射方向を変更する指示を取得するステップと、
    前記第１の筐体、前記第２の筐体、前記カメラ本体および前記撮影レンズのそれぞれの重心位置情報を取得するステップと、
    前記第３の筐体の姿勢情報を取得するステップと、
    前記指示に従って前記発光部の向きを変更する際に、前記重心位置情報と前記姿勢情報に基づいて、前記撮像システムの全体の重心が所定の基準軸上に位置するように前記第２の筐体の姿勢と前記第２の筐体に対する前記第１の筐体の姿勢を変更するステップと、を有することを特徴とする照明装置の姿勢制御方法。
    

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