(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を発光する光源部と、
前記照明光を透過するレンズと、
前記レンズの温度を取得する温度取得部と、
前記光源部の前回発光からの経過時間に応じて、前記光源部の発光量制限値を段階的に減少させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記温度に応じて、前記経過時間に対する前記発光量制限値の減少率を変化させる照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記制御部は、前記温度の高さに比例して、前記減少率を小さくする照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明装置において、
前記制御部は、前記光源部の前回発光での発光量に応じて、前記光源部の発光終了時点での前記発光量制限値を決定する照明装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記光源部からの照明光を透過させる光学部材と、
前記光源部および前記光学部材の相対距離を調節して、前記照明光の配光角を変化させる移動部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記相対距離に応じて、前記減少率を変化させる照明装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記光源部に出力する電荷を蓄積するキャパシタをさらに備え、
前記制御部は、前記光源部の発光終了時点から前記キャパシタへの充電を開始する制御を行う照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラの撮影時に使用される照明装置は、例えば連続使用時の発光や充電等によって装置に大きな発熱が生じる。そのため、閃光発光装置の温度が閾値以上となる場合には、連続発光時の閃光発光量を制限するカメラシステムも提案されている（一例として特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５６７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
閾値の温度を超えたか否かで照明装置の発光を制限すると、照明装置の挙動が閾値の温度の前後で大きく変化するため、ユーザに大きな違和感を与える制御となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様である照明装置は、照明光を発光する光源部と、照明光を透過するレンズと、レンズの温度を取得する温度取得部と、制御部とを備える。制御部は、光源部の前回発光からの経過時間に応じて、光源部の発光量制限値を段階的に減少させる。また、制御部は、上記の温度に応じて、経過時間に対する発光量制限値の減少率を変化させる。
【０００６】
上記の一態様において、制御部は、温度の高さに比例して、上記の減少率を小さくしてもよい。
【０００７】
上記の一態様において、制御部は、光源部の前回発光での発光量に応じて、光源部の発光終了時点での発光量制限値を決定してもよい。
【０００８】
上記の一態様の照明装置は、光源部からの照明光を透過させる光学部材と、光源部および光学部材の相対距離を調節して、照明光の配光角を変化させる移動部とをさらに備えていてもよい。そして、制御部は、相対距離に応じて、上記の減少率を変化させてもよい。
【０００９】
上記の一態様の照明装置は、光源部に出力する電荷を蓄積するキャパシタをさらに備えていてもよい。そして、制御部は、光源部の発光終了時点からキャパシタへの充電を開始する制御を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、ユーザに大きな違和感を与えることなく、装置の温度に応じた発光制限を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一の実施形態の照明装置を含むカメラシステムの概要を示す斜視図
【図２】一の実施形態での照明装置の構成例を示す図
【図３】照明装置のヘッド部の部分拡大図
【図４】一の実施形態での照明装置の動作例を示す流れ図
【図５】発光量制限値の経過時間による変化の一例を示す図
【図６】図５からキセノン管およびフレネルレンズの相対距離を近づけた状態を示す図
【図７】図５からキセノン管およびフレネルレンズの相対距離を遠ざけた状態を示す図
【図８】発光量制限値の変動履歴の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜一の実施形態の説明＞
図１は、一の実施形態の照明装置を含むカメラシステムの概要を示す斜視図である。図１に示すカメラシステム１は、カメラ本体２と、照明装置３と、レンズ鏡筒４とを備える。カメラ本体２には、照明装置３およびレンズ鏡筒４がそれぞれ交換可能に装着される。カメラ本体２は、レンズ鏡筒４のレンズによって結像された被写体の像を撮像素子（不図示）で撮像する。
【００１３】
照明装置３は、撮像時に被写体に対して直接的または間接的に照明光を照射するモジュールである。照明装置３は、照明光を照射するヘッド部１０と、ヘッド部１０を支持するとともにヘッド部１０の発光等を制御する本体部１１とを有している。照明装置３のヘッド部１０は、図中Ｘ方向に延長する回転軸を中心として、本体部１１に対して回動可能に支持されている。なお、一の実施形態の照明装置３は、照明光の照射角を変更することができる。
【００１４】
一の実施形態での照明装置３は、本体部１１の下部に設けられた取付脚１２により、カメラ本体２のアクセサリーシュー２ａに装着される。なお、取付脚１２およびアクセサリーシュー２ａにはそれぞれ接続端子（不図示）が設けられている。照明装置３をカメラ本体２へ装着したときには、上記の接続端子間で電気的な接続が確立する。これにより、カメラ本体２と照明装置３との間で情報の伝達が行われることとなる。なお、一の実施形態での照明装置３は、カメラ本体２から離れた位置で照明光を発光するリモート照明装置として機能させることもできる。
【００１５】
図２は、一の実施形態での照明装置の構成例を示す図である。図３は、照明装置のヘッド部の部分拡大図である。照明装置３は、光源部の一例であるキセノン管２１と、メインキャパシタ２２と、リフレクタ２３と、リフレクタホルダ２４と、光学部材の一例であるフレネルレンズ２５と、第１温度センサ２６と、移動部２７と、照明装置３に電力を供給する電源部２８と、発光回路２９と、第２温度センサ３０と、操作部３１と、制御部３２とを有している。
【００１６】
ここで、キセノン管２１、メインキャパシタ２２、リフレクタ２３、リフレクタホルダ２４、フレネルレンズ２５、第１温度センサ２６および移動部２７は、照明装置３のヘッド部１０に収容される。電源部２８、発光回路２９、第２温度センサ３０、操作部３１および制御部３２は、照明装置３の本体部１１に収容される。また、制御部３２は、第１温度センサ２６、移動部２７、電源部２８、発光回路２９、第２温度センサ３０、操作部３１および取付脚１２の接続端子とそれぞれ接続されている。
【００１７】
キセノン管２１は、メインキャパシタ２２から高電圧を印加された場合に放電し、照明光（閃光）を発光する。メインキャパシタ２２は、キセノン管２１に出力する電荷を蓄積するとともに、発光回路２９の制御によりキセノン管２１に電力を供給する。
【００１８】
リフレクタ２３は、ヘッド部１０の前方（図２、図３の左側）に向けて開口しており、キセノン管２１の発光した照明光を照射対象の被写体に向けて反射する。リフレクタ２３の縦断面は、ヘッド部１０の後方側が放物線状または半円状の凹面をなしており、その凹面の焦点の位置にキセノン管２１が配置されている。一の実施形態でのリフレクタ２３は、例えば金属の薄板を加工して形成されており、キセノン管２１と相対するリフレクタ２３の表面は反射面をなしている。
【００１９】
リフレクタホルダ２４は、リフレクタ２３を保持する樹脂性の部材である。リフレクタホルダ２４の図中左側の面はリフレクタ２３の形状に対応し、リフレクタ２３を裏側から保持する保持面をなしている。また、リフレクタホルダ２４の保持面の背面側（図中右側）には、くぼみ部２４ａと雌ねじ部２４ｂとが形成されている。リフレクタホルダ２４の雌ねじ部２４ｂには、図中水平方向にねじ穴が形成されており、後述の雄ねじ（３４）と螺合する。リフレクタホルダ２４のくぼみ部２４ａは、第１温度センサ２６を配置するための凹部であって、リフレクタ２３の凹面の頂点に対応する位置に形成されている。なお、リフレクタホルダ２４のくぼみ部２４ａの厚みは、リフレクタホルダ２４のくぼみ部２４ａ以外の部分よりも薄く形成されている。
【００２０】
フレネルレンズ２５は、例えば、同心円状のフレネル溝を備えた透明または半透明の樹脂性レンズである。フレネルレンズ２５は、キセノン管２１に対して被写体の方向（図２、図３の左側）に配置されている。キセノン管２１の発光時には、フレネルレンズ２５は、キセノン管２１からの直接光およびリフレクタ２３で反射した反射光を透過させて、照明光を外部に拡散させる。
【００２１】
第１温度センサ２６は、リフレクタ２３の反射面裏面側に配置され、リフレクタ２３を隔ててキセノン管２１の近傍温度を取得する。ここで、一の実施形態での第１温度センサ２６は、リフレクタホルダ２４のくぼみ部２４ａに固定されて配置されている。上記のくぼみ部２４ａはリフレクタ２３の凹面の頂点部分に形成されているので、ヘッド部１０の縦断面（図２、図３）でみたときに、第１温度センサ２６はフレネルレンズ２５の光軸中心とキセノン管２１とを通過する直線上に配置されることとなる。
【００２２】
移動部２７は、キセノン管２１とフレネルレンズ２５との相対距離を調節して、照明光の配光角を変化させる。移動部２７は、雄ねじ３４と、雄ねじ３４を回転させる駆動部３５とを有している。雄ねじ３４は、フレネルレンズ２５の光軸方向（Ｙ方向）に延在し、リフレクタホルダ２４の雌ねじ部２４ｂと螺合する。駆動部３５によって雄ねじ３４が回転すると、リフレクタホルダ２４はＹ方向に移動することとなる。これにより、キセノン管２１およびリフレクタ２３はＹ方向に沿って移動し、キセノン管２１およびフレネルレンズ２５の相対距離が調節される。なお、駆動部３５は、雄ねじ３４の回転量を検出するエンコーダ（不図示）を内蔵する。エンコーダで検出された雄ねじ３４の回転量は、Ｙ方向でのキセノン管２１の位置（キセノン管２１およびフレネルレンズ２５の相対距離）を求めるために使用される。
【００２３】
発光回路２９は、電源部２８の電圧を所定の充電電圧まで昇圧する昇圧回路と、メインキャパシタ２２に充電した電荷をキセノン管２１に出力する出力回路とを有している（昇圧回路および出力回路の図示は省略する）。この発光回路２９の動作は、制御部３２により制御される。
【００２４】
第２温度センサ３０は、装置周囲の環境温度を取得するための温度センサである。第２温度センサ３０は、光源から離れた位置に配置される。なお、第１温度センサ２６および第２温度センサ３０には、例えばサーミスタ等の公知の温度センサを用いることができる。
【００２５】
操作部３１は、照明装置３の電源スイッチと、調光モードや照明角を設定するダイヤルと、一定量の充電完了時に点灯するレディランプ（３１ａ）と、各種の情報表示を行う液晶パネルとを有するユーザインターフェースである。なお、操作部３１は、本体部１１の背面（図２の右側）に配置される。
【００２６】
制御部３２は、照明装置３の統括的な制御を行う回路である。例えば、制御部３２は、発光回路２９を介してキセノン管２１の発光制御を行う。また、制御部３２は、移動部２７を制御して照明光の照射角を変更する。このとき、制御部３２は、レンズ鏡筒４の焦点距離が短い場合には照射角を広角にし、レンズ鏡筒４の焦点距離が長い場合には照射角を狭角にしてもよい。なお、照射角を広角にするときには、制御部３２はキセノン管２１とフレネルレンズ２５との相対距離を短くすればよい。また、照射角を狭角にするときには、制御部３２はキセノン管２１とフレネルレンズ２５との相対距離を長くすればよい。
【００２７】
さらに、制御部３２は、温度取得部の一例である温度推定部３３を有している。温度推定部３３は、第１温度センサ２６、第２温度センサ３０およびエンコーダの出力を用いて、フレネルレンズ２５の温度を推定する。なお、制御部３２は、キセノン管２１の発光に伴うフレネルレンズ２５の熱変形を抑制するために、温度推定部３３が求めたフレネルレンズ２５の温度に応じて照明装置３の発光量を制限する（図４参照）。
【００２８】
ここで、フレネルレンズ２５での温度勾配は、第１温度センサ２６で取得したキセノン管２１の近傍温度と、第２温度センサ３０で取得した環境温度から求めることができる。また、キセノン管２１およびフレネルレンズ２５の相対距離は、エンコーダの出力を用いて求めることができる。各種の熱伝導率やヘッド部１０の寸法等は予め既知であり、キセノン管２１から直接赤外線として照射されるエネルギーは照明装置３の発光量等から演算できる。よって、上記のパラメータを用いることで、温度推定部３３が公知の熱伝導方程式からフレネルレンズ２５の温度を導出できることが分かる。
【００２９】
次に、図４の流れ図を参照しつつ、一の実施形態での照明装置の動作例を説明する。なお、図４の流れ図の処理は、電源スイッチがオンされたときに制御部３２によって開始される。
【００３０】
ステップ＃１０１：発光回路２９は、制御部３２の制御によりメインキャパシタ２２への充電を開始する。なお、一の実施形態において、制御部３２は、フル発光時と比べて１／２の発光が可能になった段階でレディランプ３１ａを点灯させる。
【００３１】
ステップ＃１０２：制御部３２は、カメラ本体２から発光を指示する発光信号を受信したか否か判定する。上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）には＃１０３に処理が移行する。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）には＃１０６に処理が移行する。
【００３２】
ステップ＃１０３：発光回路２９は、制御部３２の制御によりキセノン管２１を発光させる。これにより、被写体に照明光が照射されることとなる。
【００３３】
ステップ＃１０４：発光回路２９は、制御部３２の制御により、発光終了直後からメインキャパシタ２２への充電を再開する。
【００３４】
ステップ＃１０５：制御部３２は、キセノン管２１の発光量を発光量制限値以下に制限する制御を発光終了直後から開始する。その後、制御部３２は＃１０２に戻って上記動作を繰り返す。
【００３５】
図５は、発光量制限値の経過時間による変化の一例を示す図である。図５の縦軸は発光量制限値を示し、図５の横軸は時間を示す。
【００３６】
一の実施形態において、発光量制御値（Ｅｖｌｉｍ）は、フル発光時の発光量を基準としたＥｖ値の段数で表現される。発光量制限値が「ｎ（但しｎは自然数）」のとき、フル発光時の発光量に対してＥｖ値のｎ段分の制限（発光量１／２n）がかかった状態となる。例えば、発光量制限値が「０」のときは発光量の制限がなく、フル発光が可能な状態となる。また、発光量制限値が「１」のときはフル発光時の発光量に対してＥｖ値の１段分の制限がかかり、発光量の上限がフル発光時の１／２となる。そして、発光量制限値が１増加するごとに、発光量の上限がさらに１／２されることとなる。
【００３７】
＃１０５での制御部３２は、キセノン管２１の前回発光からの経過時間に応じて、発光量制限値を段階的に減少させてゆく。これにより、照明装置３の最大発光量は発光終了直後には発光量制限値で大きく制限される。しかし、経過時間に伴う発光量制限値の減少によって、照明装置３の最大発光量は経過時間とともに徐々に元の状態に近づく。図５では、発光量制限値と経過時間とが線形的に比例する例を示している。
【００３８】
＃１０５での制御部３２は、照明装置３の過熱部分の温度（温度推定部３３から取得したフレネルレンズ２５の温度）に応じて、上記の経過時間に対する発光量制限値の減少率をそれぞれ変化させる。具体的には、制御部３２は、フレネルレンズ２５の温度が低い場合には経過時間に対する発光量制限値の減少率を大きくする。一方、制御部３２は、フレネルレンズ２５の温度が高い場合には経過時間に対する発光量制限値の減少率を小さくする。
【００３９】
図５の例において、フレネルレンズ２５の温度がＴ1＜Ｔ2＜Ｔ3の関係にあるときに、経過時間に対する発光量制限値の減少率（図中の直線の傾き）は、温度Ｔ1のものが最も大きくなる。そして、経過時間に対する発光量制限値の減少率は、温度Ｔ2、Ｔ3の順に小さくなっていく。すなわち、フレネルレンズ２５の温度が低いほど発光量制限値がより短い時間で減少し、発光終了時点からレディランプ３１ａが点灯するまでの所要時間（レディ時間）も短くなる。
【００４０】
また、＃１０５での制御部３２は、キセノン管２１の前回発光での発光量に応じて、キセノン管２１の発光終了時点での発光量制限値を決定する。制御部３２は、前回発光での発光量が大きい場合には発光量制限値を大きくする。一方、前回発光での発光量が小さい場合には、メインキャパシタ２２に電力が多く残っているため、制御部３２はその分発光量制限値を小さくする。
【００４１】
また、＃１０５での制御部３２は、エンコーダの出力で求めたキセノン管２１およびフレネルレンズ２５の相対距離に応じて、経過時間に対する発光量制限値の減少率を変化させる。
【００４２】
図６は、図５からキセノン管２１およびフレネルレンズ２５の相対距離を近づけた状態を示す図である。図７は、図５からキセノン管２１およびフレネルレンズ２５の相対距離を遠ざけた状態を示す図である。キセノン管２１およびフレネルレンズ２５の相対距離が近い場合（図６）には、図５の場合よりもフレネルレンズ２５が過熱しやすくなる。そのため、制御部３２は、同じ温度条件下での経過時間に対する発光量制限値の減少率を、図５と比べてそれぞれ低くする（図中の直線の傾きは小さくなる）。一方、キセノン管２１およびフレネルレンズ２５の相対距離が遠い場合（図７）には、図５の場合よりもフレネルレンズ２５が過熱しにくくなる。そのため、制御部３２は、同じ温度条件下での経過時間に対する発光量制限値の減少率を、図５と比べてそれぞれ高くする（図中の直線の傾きは大きくなる）。
【００４３】
なお、＃１０５の制御部３２は、発光終了時点からの任意の時間ｔでの発光量制限値Ｅｖｌｉｍを以下の式（１）で求めればよい。
Ｅｖｌｉｍ＝Ｅｖｌｉｍｓ−（３／ＲＤＹＴ）ｔ    …（１）
上記の式（１）の「Ｅｖｌｉｍｓ」は、前回発光の発光量に応じて決定される発光終了時点での発光量制限値である。前回発光がフル発光の場合にはＥｖｌｉｍｓは「４」となり、前回発光がフル発光の１／２の発光量の場合にはＥｖｌｉｍｓは「３」となる。また、「ＲＤＹＴ」は、フレネルレンズ２５の温度等に応じて変動するレディ時間である。
【００４４】
図８は、発光量制限値の変動履歴の一例を示す図である。図８の縦軸は発光量制限値を示し、図８の横軸は時間を示す。照明装置３の発光量が大きい場合（１回目の発光）には、発光直後の発光量制限量Ｅｖｌｉｍの変化が大きくなる。一方、照明装置３の発光量が小さい場合（２回目の発光）には、発光直後の発光量制限量Ｅｖｌｉｍの変化が相対的に小さくなる。なお、フレネルレンズ２５の温度や、キセノン管２１およびフレネルレンズ２５の相対距離の変化に応じて、図８における発光量制限量Ｅｖｌｉｍの減少率は随時変化しうる。
【００４５】
ステップ＃１０６：制御部３２は、電源スイッチがオフにされたか否か判定する。上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）には、制御部３２は図４の流れ図の処理を終了させる。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）には、制御部３２は＃１０２に戻って上記動作を繰り返す。以上で、図４の説明を終了する。
【００４６】
以下、一の実施形態の照明装置３での作用効果を述べる。
【００４７】
一の実施形態の照明装置３は、過熱部分（フレネルレンズ２５）の温度で決定される減少率の関係に基づいて、キセノン管２１の前回発光からの経過時間に応じて発光量制限値を段階的に減少させてゆく（＃１０５）。すなわち、前回発光からの経過時間が長いほど発光量を大きくし、過熱部分の温度が高い場合にはレディ時間を相対的に長くする制御が行われる。そのため、閾値の温度に達したときに充電停止や発光禁止を行う制御と比べて、ユーザに大きな違和感を与えずに、照明装置３の過熱部分を保護するための発光制御を行うことができる。
【００４８】
また、一の実施形態の照明装置３では、発光量制限値による発光制御（＃１０５）を行う一方で、発光終了直後からメインキャパシタ２２への充電を再開する（＃１０４）。そのため、発光量制限値で発光量が制限される期間中に充電はほぼ完了するので、例えば、閾値の温度に達したときに充電を停止させて、温度が低下したときに充電を再開する場合等と比べて、迅速に照明装置３を発光させることができる。
【００４９】
また、照明装置に外部電源を用いる場合には充電の制御が比較的に困難であるが、一の実施形態では発光量制限値を用いて発光制御を行うため、外部電源を適用する場合でも比較的容易に照明装置３の過熱部分を保護するための発光制御を行うことができる。
【００５０】
＜実施形態の補足事項＞
（補足１）上記実施形態では光源部にキセノン管を使用する照明装置の例を説明したが、本発明の照明装置は光源部にＬＥＤを使用する照明装置であってもよい。
【００５１】
（補足２）上記実施形態ではカメラ本体に外付けされる照明装置の例を説明したが、本発明の照明装置はカメラに内蔵されるものであってもよい。
【００５２】
（補足３）上記実施形態ではフレネルレンズの温度に応じて発光量制限値を求める例を説明したが、本発明の照明装置は、装置内の他の過熱部分（例えば、昇圧回路、メインキャパシタ、電源部など）の温度に基づいて発光量制限値を求めるものであってもよい。なお、本発明の照明装置は、装置の過熱部分の温度を温度センサで直接取得するものであってもよい。
【００５３】
（補足４）上記実施形態では照明光の照射角を変更する機能を有する照明装置の例を説明したが、本発明は上記機能を有しない照明装置にも勿論適用できる。
【００５４】
（補足５）上記実施形態では、発光量制限値と経過時間とを線形的に比例させた例を説明したが、本発明での発光量制限値と経過時間との比例関係は非線形であってもよい。例えば、メインキャパシタの充電特性曲線を用いて発光量制限値と経過時間との比例関係を決定してもよい。
【００５５】
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図する。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１…カメラシステム、２…カメラ本体、２ａ…アクセサリーシュー、３…照明装置、４…レンズ鏡筒、１０…ヘッド部、１１…本体部、１２…取付脚、２１…キセノン管、２２…メインキャパシタ、２３…リフレクタ、２４…リフレクタホルダ、２４ａ…くぼみ部、２４ｂ…雌ねじ部、２５…フレネルレンズ、２６…第１温度センサ、２７…移動部、２８…電源部、２９…発光回路、３０…第２温度センサ、３１…操作部、３１ａ…レディランプ、３２…制御部、３３…温度推定部、３４…雄ねじ、３５…駆動部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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