JP6584544B2

JP6584544B2 - 照明装置及び撮像装置

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Publication number: JP6584544B2
Application number: JP2018018296A
Authority: JP
Inventors: 健一郎山下
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2018-02-05
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: JP2018097385A

Description

本発明は、照明装置の照射方向を変更するための駆動制御に関するものである。

従来、照明装置の光を天井等に向けて照射して天井等からの拡散反射光を被写体に照射する発光撮影（以下、バウンス発光撮影とする）が知られている。バウンス発光撮影によれば、照明装置の光を直接的ではなく間接的に被写体に照射することができるため、柔らかい光での描写が可能となる。

特許文献１では、手動で発光部を回転させ、所定角度でクリック機構にて発光部を停止可能なストロボ装置が提案されている。特許文献１に記載のストロボ装置はクリック機構とともに所定の角度で発光部の回動禁止する係止機構を備えている。さらに、特許文献１に記載のストロボ装置の発光部は少なくともクリック機構を備えた左右方向回動可能な構造になっている。

また近年では、特許文献２および３に見られるように、ストロボ装置の発光方向をモーター等の駆動源を用いた駆動機構によって回動し自動的に照射方向を調整する所謂オートバウンス機能を備えたストロボ装置も提案されている。

特開２００８−１８０９１３号公報特開２０１１−１７００１４号公報特開２００９−７５３４０号公報

特許文献３に記載のストロボ装置は、ヘッド部筐体内部でリモート発光部が回動する構造であるのに対して、特許文献２に記載のストロボ装置は、特許文献１に記載のストロボ装置と同様に発光部を収める筐体（以降、ヘッド部）が回動する構造である。これらのオートバウンス機能を備えたストロボ装置では、ユーザーの使い勝手を考えると、オートバウンス機能以外にユーザーが直接ヘッド部を把持して手動でヘッド部を回動可能な構造が好ましい。

通常、駆動機構中には手動でヘッド部を回動させる場合や駆動機構により回動するヘッド部が障害物に衝突するなどの異常が起きた場合などを考慮して、モーターを含む駆動機構の保護のために滑りクラッチなどのクラッチ機構を介在させる。そこで、特許文献１に記載のクリック機構や係止機構は駆動機構の動作の妨げになるので搭載しない方が好ましい。

しかしながら、所定角度で停止したヘッド部の保持が前述のクラッチ機構の保持力のみによって行われることになると、ヘッド部に外力が加わったときにヘッド部の角度変化が生じ易くなる。そのため、ヘッド部がユーザーの意図しない角度になってしまった場合は被写体に適切に照明光があたらずに失敗写真となってしまう。

そうした問題を解消するためには、ヘッド部の保持力を確保するためにクラッチ機構の保持力を極端に高くするか、駆動機構の動作の妨げとなるようなクリック機構や係止機構を追加する必要が生じてしまう。この場合、ヘッド部の駆動機構はクラッチ機構の保持力やクリック機構の抗力に見合うだけ強度を持たなければならず、さらにクリック機構の抗力に打ち勝つために高出力で大型のモーターも必要であるため、駆動機構が大型化しコストアップの要因にもなる。また、係止機構を追加する場合は駆動機構動作時に解除が必要となり、機構が複雑化してストロボ装置が大型化しコストアップの要因にもなる。

そこで、本発明は、ユーザーにとって好適な照射方向となるように制御できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、第１の筐体と、発光部を備え、前記第１の筐体に対して回動可能な第２の筐体と、前記第１の筐体に対して前記第２の筐体を回動させる駆動手段と、前記駆動手段を用いずに前記第２の筐体が前記第１の筐体に対して回動されたときに、回動方向において最も近い標準位置となるように前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザーにとって好適な照射方向となるように制御できる。

本発明の実施形態に係るストロボ装置の三面図である。本発明の実施形態に係るストロボ装置の断面図である。本発明の実施形態に係るストロボ装置の制御にかかわるブロック図である。本発明の実施形態に係るヘッド部駆動機構の斜視図である。本発明の実施形態に係るヘッド部駆動機構の平面図である。本発明の実施形態に係るヘッド部駆動機構のクラッチ機構を示した断面図である。バウンス角度検知手段に用いる基板のパターンを示した平面図である。バウンス角度検知手段の信号変移表を示した図である。本発明の実施形態に係るストロボ装置のＬＣＤ表示を示した図である。第１の実施形態にかかる手動バウンス判別処理のフローチャートを示した図である。第１の実施形態にかかる手動バウンス処理のフローチャートを示した図である。第２の実施形態にかかる手動バウンス判別処理のフローチャートを示した図である。第３の実施形態にかかる手動バウンス処理のフローチャートを示した図である。左右駆動モーター２１の制御方法を示した図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る照明装置であるストロボ装置１の三面図である。図２は、ストロボ装置１の断面図であり、図２（ａ）はストロボ装置全体の中央断面を示す図、図２（ｂ）はバウンス部３を図２（ａ）の断面Ａ−Ａで切断した局部断面を示す図である。図３はストロボ装置１の制御にかかわる内部構成を示すブロック図である。

ストロボ装置１はヘッド部２、バウンス部３、制御部４の三つの筐体に分かれており、ヘッド部２はバウンス部３に対して軸ｘ周りに、バウンス部３はヘッド部２を抱えた状態で制御部４に対し軸ｙ周りに回動可能となっている。以降は図１において、ｘ軸周りのヘッド部２の回動方向を上下方向、ｙ軸周りのヘッド部２の回動方向を左右方向と称し、左右方向はストロボ装置１の上方から見て矢印Ｒ方向を右方向、矢印Ｌ方向を左方向と定義する。ヘッド部２は、図１にて実線で示した正面方向に光を照射する正位置（上下方向０°、左右方向０°）状態に対して、二点鎖線で示すように上方向に最大１２０°まで、左右方向にそれぞれ最大１８０°回動可能である。すなわち、本体部である制御部４に対して、ヘッド部２及びバウンス部３からなる可動部が上下方向（第１の方向）及び左右方向（第２の方向）にそれぞれ所定の回動角度まで回動可能に保持される。また以降は、可動部の本体部に対する上下方向及び左右方向の回動動作をバウンス動作とする。また以降は、可動部の本体部に対する上下方向及び左右方向の回動角度をバウンス角度とする。ちなみに、正位置におけるバウンス角度は上下方向、左右方向ともに０°である。

バウンス動作は後述のモーターを駆動源とする駆動機構による回動と、ユーザーがヘッド部２を直接把持して行う外力による回動が可能である。駆動機構による回動は、ストロボ装置１（もしくはストロボ装置１に接続されたカメラシステム）が発光撮影時に適切な照射方向（バウンス角度）を選択してヘッド部２を自動的に回動させる機能、いわゆるオートバウンス機能に利用される。

ヘッド部２の筐体内には、キセノン管１２、反射傘１１、フレネルレンズ１９、で構成される発光光学部が内蔵されている。発光光学部は多くの場合キセノン管１２および反射傘１１がフレネルレンズ１９に対して光軸方向に相対移動して照射範囲を変更する所謂ズーム機構を備える。なお、ズーム機構については公知の構造を用いればよく、詳細な説明は省略する。

ヘッド部２の両側面にはタッチセンサー５１が配置される。タッチセンサー５１はユーザーがヘッド部２を把持して手動でバウンス角度を設定する際にユーザーの手が接触したことを検知するものである。なお本実施形態では、接触検知を行う構成としてタッチセンサー５１を用いる例を説明するが、ユーザーによる把持を有効に検知できるものであれば機械的なスイッチであっても構わない。また、タッチセンサーのよる検出方式は特に限定されず、抵抗膜方式や静電容量方式など公知の方式を用いればよい。また、ヘッド部２の形状によってはユーザーに把持される際にユーザーに接触しやすい箇所は異なるため、ヘッド部２の両側面で接触検知しなくてもよい。ユーザーに把持される際には少なくとも互いに独立した複数の箇所でユーザーと接触すると考えられるので、ユーザーと接触しやすい複数の箇所で接触検知できる構成であればよい。

ヘッド部２は、ｘ軸の回動軸上で内側から固定される上下駆動エンドギア３９と軸受４０によってバウンス部３に上下方向に回動可能に軸支される。バウンス部３の筐体内にはキセノン管１２を発光させるための高電圧の電荷を蓄積するメインコンデンサ１３が収納される。他には、後述する上下駆動モーター２７を駆動源とする上下方向回動用の上下方向駆動機構６３と左右駆動モーター２１を駆動源とする左右方向回動用の左右方向駆動機構６２の大半が収納されている。

バウンス部３は、制御部４上部に内側から固定される左右駆動エンドギア２６に形成された軸受穴２６ｂに軸部３ａが軸支され、軸部３ａ下面に固定される回転係止板３６によって抜け止めされ、制御部４に左右方向に回動可能に軸支される。

制御部４の筐体内にはストロボ装置１の動作を司るＣＰＵ１６が実装されたメイン基板１５が収納される。ＣＰＵ１６には外部表示用の表示部であるＬＣＤ１７を動作させる表示回路６８や、後述するバウンス角度検出手段６１、バウンス駆動回路７３等が接続される。またバウンス角度記憶手段７２はバウンス角度検知手段６１によって得られたヘッド部２の角度情報を随時記憶するものであり、ＣＰＵ内蔵もしく外部のＥＰＲＯＭ等の記憶装置を使用する。制御部４の背面には外部表示用のＬＣＤ１７を視認するためのＬＣＤ窓７、ストロボ装置１の各種設定を行うための操作釦８やダイアル１０等の操作スイッチ類が配置される。制御部４下面の脚部５にはカメラとの通信を行うための複数の接続端子６が配置される。１４はストロボ装置１に装填された複数個の電池であり、その下側には電源回路６７、充電回路６６の一部等が実装されたサブ基板１８が配置される。図３のブロック図における発光制御回路６５は、通常前述のサブ基板１８や発光部内の不図示の基板等に分散して配置される。

前述した操作釦８の一つはオートバウンス機能を備えたストロボ装置１のオートバウンス機能の有無を切り替える役割が割り当てられている。

図９はＬＣＤ１７の表示状態を示しており、該当する操作釦８を押下するごとに図９（ａ）に示すオートバウンスモードと図９（ｂ）に示す手動バウンスモードに表示が切り替わる。図９（ａ）のようにＬＣＤ１７の右下に「ＡＵＴＯ」という指標５１が表示されるとストロボ装置１のオートバウンス機能が有効な状態であることがわかる。オートバウンスモードとは文字通り、ストロボ装置（もしくはストロボ装置が装着されたカメラシステム）が発光撮影時に適切な照射方向を選択して、左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３によりヘッド部２を自動的に回動させるモードである。オートバウンスモード時の照射方向の選択方法は特に限定されず、取得した被写体までの距離と反射体までの距離とに基づいて照射方向を選択する方法や照射方向を変えて複数回発光を行って得られた複数の測光結果に基づいて選択する方法などを用いればよい。

図９（ａ）に対して、図９（ｂ）のようにＬＣＤ１７の右下に「Ｍ」という指標５２が表示されるとストロボ装置１のオートバウンス機能は無効となり、手動バウンスモードであることがわかる。手動バウンスモードとはユーザーが任意に照射方向を設定できるモードであり、言い換えるとオートバウンス機能を用いない従来のストロボ装置と同様な状態である。当然ながら手動バウンスモードでは、ヘッド部２の回動はヘッド部２を把持して回動させるなどユーザーによる直接の操作が必要となる。

なお、ＬＣＤ１７の表示に示される５５〜５８の指標は、バウンス角度記憶手段７２に記憶されている現在のバウンス角度を示すためのものである。５５は上下方向を示すアイコン、５６は上下方向の回動角度、５７は左右方向を示すアイコン、５８は左右方向の回動角度である。また他の操作釦８やダイアル１０等を用いた所定の操作より、表示上の回動角度を変更することで左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３を用いた回動も可能である。

次に左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３の構成について説明する。図４はバウンス部３筐体内から制御部４上部にわたって配置される左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３を示した斜視図である。図５は左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３の平面図であり、図５（ａ）はヘッド部２が正位置（０°）にある状態の左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３を示し、右側に制御部下方から見た図を、左側に側方から見た図を示している。さらに図５（ｂ）はヘッド部２が右方向へ６０°回動した状態の左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３を制御部下方から見た図を示している。さらに図５（ｃ）はヘッド部２が右方向へ１８０°回動した状態の左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３を制御部下方から見た図である。

左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３の駆動源に用いる左右駆動モーター２１及び上下駆動モーター２７はＤＣモーターであり、一般的なモータードライバを備えたバウンス駆動回路７３によって制御される。左右駆動モーター２１と上下駆動モーター２７には後述するクラッチ機構６４を備えた初段ギア２２、２８が取り付けられている。２９、３０、３１は上下駆動モーター２７の初段ギア２８の駆動力を前述の上下駆動エンドギア３９に適切な減速比で伝達するための伝達ギアである。伝達ギア２９、３０、３１によって伝達された駆動力により上下駆動エンドギア３９が回転することで直結しているヘッド部２が上下方向に回動する。また上下駆動エンドギア３９にはバウンス部３内部へ向かう面側に接点ブラシ３４が取り付けられており、バウンス部３筐体内に保持されている上下角度検知基板３５と接触し相対回転することでバウンス角度検出手段６１として上下方向の角度検出を行う。

一方、２３、２４、２５は左右駆動モーター２１の初段ギア２２の駆動力を前述の左右駆動エンドギア２６内周に形成された内歯歯車２６ａへ適切な減速比で伝達するための伝達ギアである。伝達ギア２３、２４間はカサ歯歯車が用いられ伝達ギアの回転軸方向を９０°変位させている。水平駆動エンドギア２６は制御部４側に固定されているので、モーター２１が回転して伝達ギア２５より駆動力を受けると、バウンス部３（すなわちヘッド部２）側が制御部４に対して左右方向に回動することになる。バウンス部３下面に固定された回転係止板３６には接点ブラシ３７が取り付けられており、左右エンドギア２６下面に取り付けられた左右角度検知基板３８と接触し相対回動することで、バウンス角度検出手段６１として左右方向の角度検出を行う。

メイン基板１５の上方に配置された左右回転ストッパー３２は、制御部４内に所定量だけ左右方向に搖動可能に保持されており、不図示のバネ機構等により通常は図５（ａ）、（ｂ）に示すように中央に停止した状態となっている。ヘッド部２を左右方向に回動させると１８０°回動直前で回転係止板３６の外周に形成された係止突起３６ａが左右回転ストッパー３２のリブ３２ａに当接し左右回転ストッパー３２を揺動させる。図５（ｃ）で示すようにヘッド部を右方向に１８０°回転させると左右回転ストッパー３２は図中左側へ移動し、移動量を規制されている左右回転ストッパー３２の停止によりヘッド部２は１８０°回動の状態で回動を抑制される。左右回転ストッパー３２に固定された接点ブラシ３３はメイン基板上のパターン１５ａと接触し相対移動することで、バウンス角度検出手段６１として１８０°回転時の回転方向検出を行う。

ここで前述のクラッチ機構６４の詳細について説明する。図６は前述の左右駆動モーター２１、上下駆動モーター２７に取り付けられた初段ギア２２、２８のクラッチ機構６４を示した断面図である。なお、初段ギア２２と２８とでクラッチ機構６４は同じ構成であるため、以下では初段ギア２２についてのみ説明し初段ギア２８については説明を省略する。クラッチ機構６４は、左右駆動モーター２１の回転軸２１ａの軸に固着されたプーリー４５とプーリー４５に軸支され自由回動可能な初段ギア２２、フリクションバネ４６、フリクションワッシャ４８および初段ギア２２を抜け止めするワッシャ４７で構成される。プーリー４５の回転力はフリクションバネ４６の付勢力によって与えられた摩擦力により初段ギア２２に伝達される。左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３にクラッチ機構６４が設けられている理由は、ヘッド部２をユーザーが手動で回動させた場合やヘッド部２を自動回動させた際に障害物に当たった場合に、モーターやギア列に過大な負荷をかけないためである。なお、ストロボ装置１の電源が投入されている状態では左右駆動モーター２１、上下駆動モーター２７はバウンス駆動回路７３によって入力端子を短絡したいわゆるブレーキ状態に制御されており、外力によりヘッド部２が容易に回らないようになっている。クラッチ機構６４の結合力は左右駆動モーター２１、上下駆動モーター２７がブレーキ状態にある場合に外力でヘッド部２が回動した際に滑りを生ずるように設定されている。このとき、ヘッド部２の自重で回転するほど軽すぎず、かつユーザーがヘッド部２を直接把持して回動させる上で重すぎない適切な値に結合力は設定されている。なお、本実施形態では、モーター軸に取り付けられる初段ギア２２、２８に一般的な滑りクラッチ機構であるクラッチ機構６４を設けたが、クラッチ機構は伝達ギア列中の他の箇所に設けてもよい。また、滑りクラッチ機構に限定するものではなくラッチのかみ合いによるクラッチ機構等でもよい。

次に図７および図８を用いてバウンス角度検出手段６１の詳細を説明する。図７はバウンス角度検知に用いる各基板のパターンを示した平面図であり、図７（ａ）は左右角度検知基板３８のパターン、図７（ｂ）はメイン基板１５上のパターン１５ａ、図７（ｃ）は上下角度検知基板３５のパターンを示している。図８はバウンス角度検知におけるヘッド部２のバウンス角度に対する信号の切り替わりを示した信号変移表を示す図である。図８（ａ）は左右角度検知基板３８による左右角度検出を、図８（ｂ）はメイン基板上のパターン１５ａによる左右１８０°回転時の回転方向検出を、図８（ｃ）は上下角度検知基板３５による上下角度検出を示している。

まずヘッド部２が左右方向に回動した場合について説明する。左右角度検知基板３８には円周方向に沿って３列にＣＰＵ１５と接続されるｂｉｔ１からｂｉｔ７までの信号のパターンが配置される。ｂｉｔ１〜ｂｉｔ５のパターンは外側の２列に全周３６０°にわたってそれぞれ分割された状態で配置され、中央列の半周以上の領域には接地（ＧＮＤ）パターンが配置される。また最内周の列にはｂｉｔ６およびｂｉｔ７のパターンがそれぞれ略半周の範囲で対向するように配置される。

黒点で示すＢｈ１およびＢｈ２は回転係止板３６に固定される接点ブラシ３７の接触点でありヘッド部２が正位置にある状態を示している。接点ブラシ３７の４か所の接触点Ｂｈ１は左右角度検知基板３８の外周２列のパターンに対して接触可能で、回転軸に対称にとなるように配置される。接触点Ｂｈ２は接点ブラシ３７の一方の側のみに配置され、左右角度検知基板３８最内周のパターン列に接触可能である。なお図中においてヘッド部２が右方向に回動すると接触点Ｂｈ１、Ｂｈ２は左回転し、ヘッド部２が左方向に回動すると接触点Ｂｈ１、Ｂｈ２は右回転する。

各ｂｉｔ１〜ｂｉｔ７の信号は電気的にプルアップされた状態でＣＰＵ１６に接続されており、接点ブラシ３７と接触しない状態では高電位（１）である。接点ブラシ３７が接触すると、接点ブラシ３７が常にＧＮＤパターンに接触しているのでＧＮＤレベル（０）に切り替わる。左右角度検知基板３８の外側２列のパターンに対しては、ＧＮＤパターンとの接触点を除く３か所の接触点でｂｉｔ１からｂｉｔ５の信号のうち最大３つの信号を同時にＧＮＤレベル（０）にすることができる。

図８（ａ）の信号変移表に示すように左右方向角度検出は１５°きざみの回動角度とその中間角度にあることを検出可能であり、角度が変位するに従って各ｂｉｔの信号が１つずつ変化するいわゆるグレーコードを出力するように構成されている。ｂｉｔ１からｂｉｔ５までの信号は接点ブラシ３７の接触点Ｂｈ１を回転軸に対して対称に配置しているために３６０°回転する範囲内で１８０°ごとに同じ信号の組み合わせが検出される。そこで最内周の列に配置されるｂｉｔ６とｂｉｔ７によりバウンス部３が左右どちらに回転したか判定する。バウンス部３が左回転するとｂｉｔ６が０になり、右回転するとｂｉｔ７が０になる。

ところで上記までの場合０°と１８０°の信号の組み合わせが同じであり０°と１８０°の区別ができない。さらには１８０°の状態にある場合において左右どちらの方向に回転して１８０°に至ったかが区別ができない。そこで前述の左右回転ストッパー３２の搖動に連動する接点ブラシ３３とメイン基板上のパターン１５ａの接触の切り替わりを利用する。例えば、前述の説明のようにヘッド部２が右回転して１８０°の位置になると、図７の（ｂ）上で通常は黒点Ｂｔで示す位置にある接点ブラシ３３の接触点が、左右回転ストッパー３２と共に左方へ移動する。そして、ｂｉｔ１のパターンとＧＮＤパターンが接続されｂｉｔ１の信号がＧＮＤレベル（０）となることで、右回転における１８０°の位置と判定する。逆にバウンス部を左回転させて１８０°位置にすると左右回転ストッパーは右側に搖動するのでメイン基板上のｂｉｔ２がＧＮＤレベル（０）となり、左回転における１８０°の位置と判定する。

次にヘッド部２が上下方向に回動した場合について説明する。

図７の（ｃ）の平面図と図８の（ｃ）の信号変位表に示すように、上下角度検知基板３５のパターンはヘッド部２の角度変化に伴い左右検知基板３８とほぼ同等の信号を送出するように配置される。１５°きざみの回動角度とその中間角度にある事を検出し、角度が変位するに従って各ｂｉｔの信号が１つずつ変化するいわゆるグレーコードを出力する点も同じである。ただし上下方向は１方向１２０°までしか回動しないので、左右角度検知基板３８に設けられていたｂｉｔ６とｂｉｔ７のパターンは使用せず、２列に配置されるｂｉｔ１からｂｉｔ５の信号のパターンを使用する。またｂｉｔ６とｂｉｔ７の信号が無いので正位置（０°）の状態のみｂｉｔ１の信号が高電位（１）となるようにｂｉｔ１のパターンの設置角度が異なっている。

黒点で示すＢｖは上下駆動エンドギア３９に固定される接点ブラシ３４の接触点でありヘッド部２が正位置にある状態を示している。接点ブラシ３４の４か所の接触点Ｂｖは上下角度検知基板３５の２列のパターンに対して接触可能で回転軸に対称に配置され、ヘッド部２が上方へ回動すると図７（ｃ）中において接触点Ｂｖは右回転する。

以上のように、左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３において所定角度で停止したヘッド部２の保持は前述のクラッチ機構６４の結合力によってのみ行われるだけなので、不意な衝突等でヘッド部２の角度が変化する可能性がある。ヘッド部２がユーザーの意図しない角度になってしまった場合は被写体に適切に照明光があたらずに失敗写真となってしまう。

ヘッド部２の保持力を確保するためにはクラッチ機構６４の結合力を極端に高くする必要が生ずるが、左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３はクラッチ機構６４の結合力に見合うだけ強度を持たなければならない。そのため、左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３が大型化する恐れがある。ヘッド部２の角度変化を検知して自動的に元の角度に戻す手法も考えられるが、ユーザーが意図的に手動でヘッド部２を回動させた場合は元の角度に戻さないほうが好ましい。そこで、以下では、本実施形態における、ユーザーがヘッド部２を手動で回動させたのか、不慮の外力により角度変化が生じたのかを判別する方法について説明する。

図１０および図１１は手動バウンス判別処理及び手動バウンス処理のフローチャートである。なお、以降で説明する手動バウンス判別処理では、ヘッド部２が上下方向、左右方向のいずれの方向に変化しても処理内容に大きな違いはないため、変化の方向が上下方向か左右方向かの区別はしていない。

図１０におけるＳ１０１はヘッド部２の角度変化を検出するためのルーチンであり、バウンス角度検出手段６１の信号の変化をＣＰＵ１６が常時監視している。

ヘッド部２が外力により回動されてバウンス角度検出手段６１のいずれかの信号が切り替わると、ＣＰＵ１６は、Ｓ１０２に進みヘッド部２の両側面に配置されたタッチセンサー５１によって接触検知がなされているか否かを判断する。タッチセンサー５１にて接触を検知した場合はＳ１０３に進み、ＣＰＵ１６は、両側面双方のタッチセンサー５１が接触を検知しているか否か判断する。これは通常ユーザーがヘッド部２を手動で回動させる際にはヘッド部２を両側面から挟み込むように把持するためであり、双方のタッチセンサー５１に接触の検知があった場合はＳ１０４に進み手動バウンスである旨のフラグを立てＳ１０５に進む。それに対して、Ｓ１０３において１側面のみの検知であった場合はユーザーによる手動操作ではなく他の物体等が接触したものと判断しＳ１０５へ進む。

Ｓ１０５でＣＰＵ１６はタイマーをスタートさせ次のＳ１０６にてバウンス角度の変化を待ち、引き続きヘッド部２の外力により回動されるか判定する。バウンス角度が変化した場合は、ＣＰＵ１６はＳ１０７に分岐してタイマーをリセットしてからＳ１０２に戻り、再びヘッド部２の両側面に配置されたタッチセンサー５１によって接触検知がなされているか否かを判断する。Ｓ１０６にてバウンス角度の変化が無い場合は一定間隔でＳ１０８へ進み、ＣＰＵ１６はタイマーが所定の時間を経過しているか否かを判定する。所定時間経過していないならＳ１０６に戻り再びバウンス角度の変化を待つ。Ｓ１０８にてタイマーが所定時間経過した場合は、ＣＰＵ１６は、外力によるヘッド部２の回動が終了したものと判断し次のＳ１０９のステップへ進み、変化終了後のバウンス角度をバウンス角度検知手段６１から取得する。

次のＳ１１０では、ＣＰＵ１６は手動バウンスフラグが立てられているか否かを判別し、フラグが立てられていた場合はユーザーが任意にバウンス角度を設定したものと判断しＳ１１３の手動バウンス処理のフローへ移行する。手動バウンスフラグが立てられていない場合は、ＣＰＵ１６は不慮の外力によるヘッド部２の回動と判断し、Ｓ１１１に進む。Ｓ１１１ではＣＰＵ１６は、バウンス角度記憶手段７２に記憶されている角度変化以前のヘッド部２のバウンス角度とＳ１１０で取得した変化後のヘッド部２のバウンス角度の差分から外力によるヘッド部２の回動方向を算出する。そしてＳ１１２へ進み、ＣＰＵ１６は、算出された回動方向に応じてヘッド部２をバウンス角度記憶手段７２に記憶されている角度変化検知以前（回動前）の角度に左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３を用いて強制的に復帰させる。なお、Ｓ１１１で算出された回動方向が左右方向及び上下方向の両方の場合、左右方向の回動と上下方向の回動を順に行っても同時行ってもよい。

Ｓ１１０の判断でＳ１１３の手動バウンス処理に移行すると図１１に示すように、Ｓ１２０でＣＰＵ１６は、現在停止しているヘッド部２のバウンス角度が標準角度であるか否かを判断する。標準角度とは、図８の信号変位表で菱形のマークを付けている角度であり、クリック機構でヘッド部２を係止する従来のストロボ装置に準じた角度である。なお、図８に示した標準角度はあくまで例であり、正位置となる角度を含んでいれば図８に示した角度すべてを含む必要はないし、図８に示されていない角度を含んでいてもよい。ただし、すべての角度を標準角度とするのは無意味であるため、標準角度は左右駆動モーター２１や上下駆動モーター２７により駆動可能な角度の一部であって正位置となる角度を含む角度であればよい。

Ｓ１２０において標準角度で停止していると判断するとＳ１２４の処理に進み、標準角度で停止していないと判断するとＳ１２１に進む。Ｓ１２１でＣＰＵ１６は、バウンス角度記憶手段７２に記憶されている角度変化以前のヘッド部２のバウンス角度とＳ１１０で取得した変化後（回動後）のヘッド部２のバウンス角度の差分から外力によるヘッド部２の回動方向を算出する。Ｓ１２２でＣＰＵ１６は、算出された回動方向へ左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３を用いてさらにヘッド部２を回動させる。Ｓ１２３でＣＰＵ１６は、ヘッド部２のバウンス角度が最も近い標準角度に至るとヘッド部２の回動を停止させる。次の１２４でＣＰＵ１６は、現在停止しているヘッド部２のバウンス角度をバウンス角度記憶手段７２に上書きで記憶させ、Ｓ１２５にてＣＰＵ１６はＬＣＤ１７上に現在のバウンス角度を表示させる。

上記のＳ１２０からＳ１２３におけるヘッド部２の回動制御は、ユーザーの操作をアシストするものとして働く。例えば、ヘッド部２が正位置状態にあった場合から上方もしくは左右方向に６０°の位置までユーザーが手動でヘッド部２を回動させようとした場合には、６０°より浅い角度まで旋回させれば自動的に標準角度である６０°まで回動することになる。逆に、正位置以外にあるヘッド部２を正位置へ戻そうとした場合は、ヘッド部２の角度が６０°以下になったところで手を離せば自動的に標準角度である正位置（０°）まで回動する。

なお、図８に示した標準角度の中に０°と６０°との間の角度を含まないのは、上下方向、左右方向のいずれにおいても６０°より小さい（浅い）バウンス角度では直接光が被写体に照射されバウンス発光撮影の効果が低下する可能性があるためである。

ここで図１４を用いて、ヘッド部２を左右方向に回動させる左右駆動モーター２１の制御方法について説明する。

バウンス発光撮影においては、バウンス角度に数度程度の誤差が生じていても被写体への拡散反射光は大きく変化することはないが、ヘッド部２を正位置に停止する際はヘッド部２を回動させた位置に停止させる場合よりも厳密な精度で停止させる必要がある。これは、ヘッド部２が正位置にある場合に照明光を正しく被写体に照射するためである。通常、発光光学部に備えられたオートズーム機構によって照射光の照射範囲はカメラのレンズの焦点距離に応じた照射範囲に制御されるが、できるだけガイドナンバーを向上させるため周辺部の光量が許容できるぎりぎりの状態となるように設定されることが多い。そのため、ヘッド部２が正位置からズレた状態では周辺光量の落ちた部分が被写体によりかかるようになり、いわゆる配光ムラの現象が顕著になる。本実施形態のストロボ装置１においては、上下方向は正位置である０°の位置で下方へ向かわないように機械的な突き当たりで停止させることは可能であるが、左右方向については正位置である０°の位置で機械的な突き当たりを設けることができない。以上の理由により、左右方向において、正位置である０°の位置に停止させる際にはより精度のよいモーター制御が必要となる。

本実施形態においては、ヘッド部２を回動させる際に、回動させる量（角度変化量）に応じて左右駆動モーター２１の制御方法を変更する。図１４は、異なる角度で左右方向に回動させたヘッド部２を正位置（０°）に戻す場合のモーター制御の違いを示した図である。図１４（ａ）の線図は、横軸をヘッド部２のバウンス角度、縦軸はヘッド部２を回動させる速度（駆動速度）である。図１４（ｂ）は、左右角度検知基板３８上の接点ブラシ３８が接触する回転位相と図１４（ａ）に示したモーター制御の制御切替え角度との関係を示しており、矢印の先端側がヘッド部２の向きを表す。

図１４（ａ）では、比較的大きなバウンス角度から正位置へヘッド部２を戻す場合の制御（以降、高速制御）の駆動速度の変化を実線で表し、小さなバウンス角度から正位置へヘッド部を戻す場合の制御（以降、低速制御）の駆動速度の変化を破線で表している。左右駆動モーター２１を駆動するバウンス駆動回路７３は一般的なモータードライバを使用し、ＣＰＵ１６の指示に従い左右駆動モーター２１に正転、逆転、ＰＷＭ駆動、ブレーキ動作を行わせることが可能である。例えば、右方向６０°のバウンス角度（Ｐ１）にあるヘッド部２を正位置に戻す場合は高速制御を実施する。バウンス駆動回路７３は左右駆動モーター２１に対し正転（もしくは逆転）動作を行わせると、ヘッド部２の駆動速度が上がりＰ６点にて定速に達する。そして正位置に達する前の角度Ｐ２に達したことを左右角度検知基板３８により検知すると、モーター制御を所定のパルスによるＰＷＭ駆動に変移して、ヘッド部２の駆動速度を徐々に下げＰ８ではＰＷＭ駆動による定速状態になる。そして充分に回動速度が下がりＰ４の正位置の角度検知のパターンにかかった瞬間に左右駆動モーター２１の両極を短絡させてブレーキをかける事でＰ５の正位置で停止させる。

また、例えば右方向１５°のバウンス角度（Ｐ３）にあるヘッド部２を正位置に戻す場合は低速制御を実施する。ヘッド部２がＰ３にある最初の時点からＰＷＭ駆動で低速度でヘッド部２を回動させ、高速制御と同様にＰ４の正位置の角度検知のパターンにかかった瞬間に左右駆動モーター２１の両極を短絡させてブレーキをかけることで、Ｐ５の正位置で停止させる。このように、正位置に戻す前のバウンス角度が正位置から所定角度以上離れていない場合、高速制御を実施するとヘッド部２の駆動速度を十分に減速することができず正位置をオーバーしてしまう可能性があるため、低速制御のみを実施する。すなわち、ヘッド部２の角度変化量が閾値未満のときは低速制御する。

そうすることで、低速で安定した状態でブレーキをかけることができ、正位置にヘッド部２を精度よく停止させることができる。このとき、高速制御を実施するか低速制御を実施するかの閾値は、高速制御から低速制御に変更した後に駆動速度が安定した状態でブレーキをかけて正位置に停止させることができる角度変化量に設定するのが好ましい。例えば、図１４（ａ）に示した線図上では、高速制御を開始してから駆動速度が安定するまでに要する角度変化量（Ｐ１−Ｐ６）を、高速制御から低速制御への変更を開始するバウンス角度（Ｐ２）に加えた角度（Ｐ９）以上の角度を閾値とすればよい。

また、正位置に戻す前のバウンス角度が正位置から所定角度以上離れている場合、一旦高速制御を実施してから低速制御に変更するので、正位置に戻るのに要する時間を抑えながら正位置にヘッド部２を精度よく停止させることができる。すなわち、ヘッド部２の角度変化量が閾値以上のときは高速制御することで正位置に戻るのに要する時間を抑えることができ、角度変化量が閾値未満のときは低速制御にすることで停止精度を高めることができる。

以上のように、本実施形態では、バウンス角度検知手段６１によりヘッド部２の回動を検知した際に、ヘッド部２に備えた接触検知手段５１を用いたユーザーが手動でヘッド部２を回動させたか否かを判別している。さらに、ユーザーの操作ではなく不慮の外力によるヘッド部２の回動であった場合は速やかに元のバウンス角度にヘッド部２を戻すようにしている。そのため、不慮の外力により照射方向がユーザーの意図しない方向になってしまった場合でも、被写体に適切に照明光を照射することができる。

さらに、ヘッド部２の位置を定位させるために極端にクラッチ機構の結合力を強くしたり、モーターによる駆動動作を阻害するようなクリック機構を設ける必要はなく、クリック機構に打ち勝つような高出力で大型のモーターを選択する必要もない。また、ヘッド部２の回動時に解除が必要となるロック機構も必要としない。すなわち、構造が複雑にならず、ヘッド部駆動機構は必要最低限の強度と出力を有した構造に抑えられるので、少なくともヘッド部駆動機構部分が小型で低コストなストロボ装置を提供することができる。

なお、本実施形態では、バウンス角度検知手段６１に最大７ｂｉｔの信号のパターンが配置された基板と接点ブラシを用いているが、バウンス角度検知手段６１は本実施形態に示す構成に限定されるものではない。例えば、角度検知の分解能等はストロボ装置の仕様に合わせて任意に変更可能であり、光学的な検知方法であっても良いし市販のアブソリュート型のエンコーダー等を利用してもよい。また、ヘッド部２の回動制御は、比較的荒い分解能のバウンス角度検知部６１とパルスモーター（もしくは駆動機構中に設けられた回転パルス板）の組み合わせによる制御でも構わない。

また、本実施形態では、ユーザーが手動でヘッド部２を回動させたか否かを、２箇所のタッチセンサー５１によってともに接触検知がなされているか否かを判別しているが、１箇所のタッチセンサー５１の接触検知と接触検知時間とに基づいて判別してもよい。

（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態における手動バウンス判別処理のフローチャートである。本実施形態の手動バウンス判別処理では、第１の実施形態の手動バウンス判別処理とは異なって、タッチセンサーを用いずに手動バウンス判別処理を行う。すなわち、本実施形態における照明装置は、第１の実施形態で説明したストロボ装置のタッチセンサーは不要である。そこで、本実施形態では、照明装置として、第１の実施形態で説明したストロボ装置とタッチセンサー５１の有無が異なるストロボ装置を用いるものとし、ストロボ装置の構成の詳細な説明は省略する。

Ｓ２０１はヘッド部２の角度変化を検出するためのルーチンであり、バウンス角度検出手段６１の信号の変化をＣＰＵ１６が常時監視している。ヘッド部２が外力により回動されてバウンス角度検出手段６１のいずれかの信号が切り替わると、ＣＰＵ１６はＳ２０２でタイマーをスタートさせる。そして、ＣＰＵ１６は次のＳ２０３にてバウンス角度の変化を待ち、引き続きヘッド部２が外力により回動されるか判定する。バウンス角度が変化した場合は、ＣＰＵ１６はＳ２０４に分岐してタイマーをリセットしてからＳ２０２に戻りタイマーをスタートさせ、再びバウンス角度の変化を待つ。Ｓ２０３にてバウンス角度の変化が無い場合は一定間隔でＳ２０５へ進み、ＣＰＵ１６はタイマーが所定の時間を経過しているか否かを判定する。所定時間経過していないならＳ２０３に戻り再びバウンス角度の変化を待つ。

Ｓ２０５にてタイマーが所定時間経過した場合は、ＣＰＵ１６は外力によるヘッド部２の回動が終了したものと判断し次のＳ２０６のステップへ進み、変化終了後のバウンス角度をバウンス角度検知手段６１から取得する。次のＳ２０７でＣＰＵ１６はバウンス角度記憶手段７２に記憶されている変化前のバウンス角度が正位置（０°）であったか否かを判別する。変化前のバウンス角度が０°以外であった場合は、変化前にユーザーが任意にバウンス角度を設定していたものと判断しＳ２１１に分岐し、前述の図１１を用いて説明した手動バウンス処理に移行する。一方、ヘッド部２が正位置状態（０°）であった場合は、次のＳ２０８に進み変化前（すなわち正位置状態）からの角度変化量を算出して所定量以上か否かを判別する。角度変化量が所定量以上であった場合は、ＣＰＵ１６はユーザーが手動でバウンス角度を設定したものと判断してＳ２１１に進み手動バウンス処理へ移行する。角度変化量が所定量未満であった場合は、ＣＰＵ１６は不慮の外力によるヘッド部２の回動と判断しＳ２０９に進む。Ｓ２０９ではＣＰＵ１６は、バウンス角度記憶手段７２に記憶されている角度変化検知以前のヘッド部２のバウンス角度とＳ２０６で取得した変化後のヘッド部２のバウンス角度の差分から外力によるヘッド部２の回動方向を算出する。そしてＳ２１０へ進み、ＣＰＵ１６は、算出された回動方向に応じてヘッド部２をバウンス角度記憶手段７２に記憶されている角度変化検知以前の角度に左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３を用いて強制的に復帰させる。

本実施形態では、ヘッド部２が正位置状態で使用している際に不慮のヘッド部２の回動が撮影結果に大きく影響を及ぼす点に着目し、使用頻度の高い正位置状態からの角度変化を防ぐようにしている。

なお、Ｓ２０８の判断で用いる角度変化量の閾値（所定量）は、本実施形態のバウンス角度検知の分解能を考慮すると４５°程度が好ましい。この場合、不慮の外力によりバウンス角度が４５°以上変化してもユーザーの手動操作であると判断されてしまうが、不慮の外力により４５°以上変化したときはユーザーが見た目で異常に気づき易く、ユーザー自身がヘッド部２を元に戻す可能性が高い。閾値を４５°よりも小さくすると、ユーザーの手動操作により設定可能なバウンス角度は増えることになるが、ユーザーの手動操作であると判断されてしまう程度の不慮の外力による角度変化が生じた場合にユーザーが見た目で異常に気づきにくくなってしまう。以上の理由から、閾値はある程度大きい値であることが好ましい。当然ながら、バウンス角度検知の分解能が高ければ、例えば６０°直前等さらに大きな角度を閾値に設定することも可能である。本実施形態では、角度変化量に基づいてユーザーによる手動操作か否かを判別するため、第１の実施形態より低コストで、不慮の外力により照射方向がユーザーの意図しない方向になってしまった場合でも、被写体に適切に照明光を照射することができる。

（第３の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態で説明した操作釦８で切り替え可能なオートバウンスモードと手動バウンスモードに加え、ホールドモードも操作釦８で切替え可能な構成とする。ホールドモードとは、ＬＣＤ１７上に表示される角度にバウンス角度を保持するモードである。例えば、上下方向、左右方向のバウンス角度を０°に設定しておけば以降の説明の通りヘッド部２は常に正位置状態に固定される。なお、ホールドモードでは、図９の（ｃ）に示すようにＬＣＤ１７の右下に「ＨＯＬＤ」という指標５３が表示される。なお、本実施形態における照明装置はホールドモードに切替え可能な点を除いては第２の実施形態で説明したストロボ装置と同じ構成であるため、詳細な説明は省略する。

図１３は、第３の実施形態における手動バウンス判別処理のフローチャートであるが、図１３のフローチャートにおいて、Ｓ３０１からＳ３０６の処理は図１２のフローチャートにおけるＳ２０１からＳ２０６の処理と同様であるため説明は省略する。

Ｓ３０６の次に、ＣＰＵ１６はＳ３０７でホールドモードに設定されている否かを判別する。ホールドモードに設定されている場合は、バウンス角度の変化は全て不慮の外力によるものだと判断しＳ３０８に進む。Ｓ３０８でＣＰＵ１６は、バウンス角度記憶手段７２に記憶されている角度変化検知以前のヘッド部２のバウンス角度とＳ３０６で取得した変化後のヘッド部２のバウンス角度の差分から外力によるヘッド部２の回動方向を算出する。そしてＳ３０９へ進み、ＣＰＵ１６は、算出された回動方向に応じてヘッド部２をバウンス角度記憶手段７２に記憶されている角度変化検知以前の角度に左右方向駆動機構６２、上下方向駆動機構６３を用いて強制的に復帰させる。

Ｓ３０７の判断でホールドモードに設定されていない場合は、ＣＰＵ１６はＳ３１０へ進み前述の手動バウンス処理へ移行する。

以上のように、本実施形態では、設定された動作モードが特定のモードか否か（ホールドモードか否か）に応じてユーザーによる手動操作か否かを判別する。そのため、第１の実施形態より低コストで、不慮の外力により照射方向がユーザーの意図しない方向になってしまった場合でも、被写体に適切に照明光を照射することができる。

なお、図１３のフローチャートにおいて、Ｓ３０７の判断でホールドモードになっていない場合に、単純に図１１のフローチャートに示す手動バウンス処理に移行するのではなく、図１２のフローチャートのＳ２０７以降の処理を組み合わせてもよい。その場合、コストの増加を抑えながら更に精度よくユーザーによる手動操作か否かを判別することができる。

以上、上記の３つの実施形態では、ユーザーの手動操作により回動されたと判断するための条件として、ヘッド部２の両側面で接触検知していること、外力による角度変化量が所定量以上であること、特定のモードが設定されていないことを用いる場合を説明した。そして、これらの条件を満たしていなければヘッド部２を回動前の位置に復帰させ、これらの条件を満たしていればヘッド部２を回動前の位置に復帰させないようにしている。そうすることで、ユーザーの意図は反映させながら、不慮の外力により照射方向がユーザーの意図しない方向になってしまった場合でも、被写体に適切に照明光を照射することができる。

なお、上記の３つの実施形態では、左右方向及び上下方向に照射方向を変更可能な照明装置に本発明を適用する例を説明したが、左右方向及び上下方向の一方のみに照射方向を変更可能な照明装置にも本発明は適用可能である。

また、上記の３つの実施形態では、カメラに装着可能なストロボ装置に本発明を適用した例を説明したが、撮像装置に備えられた内蔵型の照明装置に本発明を適用してもよい。

１ストロボ装置
２ヘッド部
３バウンス部
４制御部
８操作釦
１６ＣＰＵ
１７ＬＣＤ
５１タッチセンサー
６１バウンス角度検知手段
７２バウンス角度記憶手段
７３バウンス駆動回路

Claims

第１の筐体と、
発光部を備え、前記第１の筐体に対して回動可能な第２の筐体と、
前記第１の筐体に対して前記第２の筐体を回動させる駆動手段と、
前記駆動手段を用いずに前記第２の筐体が前記第１の筐体に対して回動されたときに、前記第２の筐体の位置が回動方向において最も近い標準位置となるように前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする照明装置。
前記駆動手段を用いずに前記第２の筐体が前記第１の筐体に対して回動されたときの前記第２の筐体の回動方向を算出する算出手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記駆動手段を用いずに前記第２の筐体が前記第１の筐体に対して回動されたときの前記第２の筐体の位置の変化に基づいて、前記回動方向を算出することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記算出手段は、前記駆動手段を用いずに前記第２の筐体が前記第１の筐体に対して回動されたときの前記第２の筐体の回動前の位置と回動後の位置の差分に基づいて、前記回動方向を算出することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記標準位置は、複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
前記標準位置は、前記第１の筐体に対する前記第２の筐体の回動角度が０度の位置を含むことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
前記標準位置は、前記第１の筐体に対する前記第２の筐体の回動角度が９０度の位置を含むことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載された照明装置を備えたことを特徴とする撮像装置。