JP2019132870A - Illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルスチルカメラ等の機器に用いられる照射角を変化させるズームストロボ装置に関する。 The present invention relates to a zoom strobe device that changes an irradiation angle used in a device such as a digital still camera.
従来、デジタルスチルカメラ等の画像記録装置に使用するズームストロボ装置において、光学パネルと発光部の離間間隔を変化させることで、照射角度を変化させ撮影画角に対応させたものが実用化されている。広角撮影時には光学パネルと発光部の離間距離を短くすることで照射角を広くし、望遠撮影時には光学パネルと発光部の離間距離を長くすることで照射角を狭くしていた。 Conventionally, in a zoom strobe device used in an image recording device such as a digital still camera, a device that changes the irradiation angle to correspond to the shooting angle of view by changing the distance between the optical panel and the light emitting unit has been put into practical use. Yes. During wide-angle shooting, the irradiation angle is widened by shortening the distance between the optical panel and the light emitting unit, and during long distance shooting, the irradiation angle is narrowed by increasing the distance between the optical panel and the light emitting unit.
このようなズームストロボ装置において、同一の光学パネルを用いて広角側の照射角と望遠側での光量は相反するものであり、望遠側で十分な光量を維持しつつ、広角側で広い照射角に対応することが難しい。 In such a zoom strobe device, using the same optical panel, the irradiation angle on the wide-angle side and the light amount on the telephoto side are contradictory, and while maintaining a sufficient amount of light on the telephoto side, a wide irradiation angle on the wide-angle side It is difficult to cope with.
このため、広角撮影時に使用している光学パネルの中心付近と、望遠撮影時に使用している光学パネルの周辺部で、異なる光学系を形成したものが提案されている（特許文献１、２参照）。 For this reason, there has been proposed one in which different optical systems are formed in the vicinity of the center of the optical panel used during wide-angle shooting and the periphery of the optical panel used during telephoto shooting (see Patent Documents 1 and 2). ).
例えば、特許文献１では光学パネルの中心部に発光部の開口面積と同じ面積の集光光学系と、周辺部に別の集光光学系を有し、周辺部に比べ中心部の集光光学系が広角になるようなストロボ装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 has a condensing optical system having the same area as the opening area of the light emitting unit at the center of the optical panel, and another condensing optical system at the periphery, and the condensing optics at the center compared to the periphery. A strobe device with a wide-angle system is disclosed.
特許文献2では複数の光学パネルから構成されたストロボ装置が開示されている。発光部の閃光放電管の長手方向に直行する方向に拡散するシリンドリカルレンズを配置し、他面の中心領域は閃光放電管の長手方向に直行する方向に集光するレンズを配置し、かつ他面の他領域には全ての方向に集光する輪帯レンズを備える事で広角側の配光不足を改善している。 Patent Document 2 discloses a strobe device composed of a plurality of optical panels. A cylindrical lens that diffuses in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flash discharge tube of the light emitting part is disposed, a lens that collects light in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flash discharge tube is disposed in the central area of the other surface, and the other surface In other areas, the lack of light distribution on the wide-angle side is improved by providing an annular lens that condenses light in all directions.
しかしながら、上述の特許文献1に開示された従来技術では、広角側の配光を良くする事が出来るが、望遠時には広角側で使用する領域を使うので、光量が低下してしまう。また、必要な光量を補う為には発光部の移動量を増やすしかなく、装置の大型化に繋がってしまう。 However, the conventional technique disclosed in Patent Document 1 can improve the light distribution on the wide-angle side, but the area used on the wide-angle side is used at the time of telephoto, so the amount of light decreases. Further, in order to compensate for the necessary light quantity, the amount of movement of the light emitting unit must be increased, leading to an increase in the size of the apparatus.
また、上述の特許文献2に開示された従来技術では、複数の光学パネルを用い複雑な構成が必要となるだけでなく、部品点数が増えるためコスト増加になる。 In addition, the conventional technique disclosed in Patent Document 2 described above requires not only a complicated configuration using a plurality of optical panels, but also increases the number of parts, resulting in an increase in cost.
そこで、本発明の目的は、小型で簡易な機構、かつ光学特性に優れた光学系を提供するものであり、特に、広角側の配光を効率良く拡散させる照明装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical system having a small and simple mechanism and excellent optical characteristics, and in particular, to provide an illuminating device that efficiently diffuses light distribution on the wide-angle side.
上記目的を達成するために、本発明は、反射傘と閃光放電管とを一体化した発光部と、反射傘の前方に光学パネルとを有し、光学パネルに対し反射傘と閃光放電管が光軸方向に移動することにより、配光角を変化させる照明装置であって、光学パネルの被写体側にパワーの強い山形のフレネル形状を有し、光学パネルの閃光放電管側の中央部に被写体側のフレネル形状のパワーを相殺する負のフレネルレンズを有し、中央部以外には閃光放電管の長手方向と平行にピッチ間隔の狭い複数のシリンドリカルレンズを形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a light emitting unit in which a reflector and a flash discharge tube are integrated, and an optical panel in front of the reflector, and the reflector and the flash discharge tube are disposed with respect to the optical panel. An illumination device that changes the light distribution angle by moving in the direction of the optical axis, and has a high-powered mountain-shaped Fresnel shape on the subject side of the optical panel, and the subject in the center of the optical panel on the flash discharge tube side A negative Fresnel lens that cancels out the Fresnel-shaped power on the side is provided, and a plurality of cylindrical lenses having a narrow pitch interval are formed in parallel with the longitudinal direction of the flash discharge tube other than the central portion.
本発明によれば、小型、簡易な機構、かつ光学特性に優れたズームストロボ光学系を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a zoom strobe optical system having a small size, a simple mechanism, and excellent optical characteristics.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の照明装置であるストロボ装置は、例えば、特開２００３−３１１５１９号公報に示すストロボ装置のように、撮像装置（不図示）に着脱可能に取り付けられて使用される。なお、本実施形態のストロボ装置は、主要光学系、照射角度可変機構は、特開２００５−２８４０９５号公報と異なっているが、その他の発光に関する各部は同様であるため詳細な説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. A strobe device that is an illumination device according to the present embodiment is used by being detachably attached to an imaging device (not shown), for example, as a strobe device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-311519. The strobe device of the present embodiment is different from Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-284095 in the main optical system and the irradiation angle variable mechanism, but the other parts related to light emission are the same, and detailed description thereof is omitted.
まず、本発明の作用効果を明確にするため、図８〜図１０に示す公知技術を用いて、照射角度を変更可能なズームストロボ装置を小型化する際の方法とその弊害について説明
する。図８は公知技術のストロボ装置の発光部の主要光学系の斜視図、図９は同主要光学系の中央縦断面図、図１０は同主要光学系の水平方向断面図である。図９（ａ）と図１０（ａ）は撮像装置の焦点距離がワイド状態の場合、図９（ｂ）と図１０（ｂ）は撮像装置の焦点距離がテレ状態の場合を示している。
First, in order to clarify the operation and effect of the present invention, a method for reducing the size of a zoom strobe device capable of changing the irradiation angle and the adverse effects thereof will be described using known techniques shown in FIGS. FIG. 8 is a perspective view of a main optical system of a light emitting unit of a known strobe device, FIG. 9 is a central longitudinal sectional view of the main optical system, and FIG. 10 is a horizontal sectional view of the main optical system. 9A and 10A show the case where the focal length of the imaging device is in the wide state, and FIGS. 9B and 10B show the case where the focal length of the imaging device is in the tele state.
第１および第２の光学パネル１０１，１０５は、ストロボ本体に固定されている。第１の光学パネル１０１は、反射傘１０２と閃光放電管１０３で構成される発光部材側に配置されている。第１の光学パネル１０１の被写体側の面には、中央部が上下方向にパワーを持った横フレネル形状、左右周辺部は輪帯状のフレネル形状が形成されている。被写体側に配置された第２の光学パネル１０５の被写体側の面には、左右周辺部にのみ縦フレネル形状が形成されている。第1および第２の光学パネル１０１，１０５の発光部材側の面には、閃光放電管１０３と平行になるように複数のシリンドリカルレンズが形成されている。 The first and second optical panels 101 and 105 are fixed to the strobe body. The first optical panel 101 is disposed on the light emitting member side constituted by the reflector 102 and the flash discharge tube 103. On the subject side surface of the first optical panel 101, a horizontal Fresnel shape with power in the vertical direction is formed at the center, and a ring-shaped Fresnel shape is formed at the left and right peripheral portions. A vertical Fresnel shape is formed only on the left and right peripheral portions on the surface on the subject side of the second optical panel 105 disposed on the subject side. A plurality of cylindrical lenses are formed on the surfaces of the first and second optical panels 101 and 105 on the light emitting member side so as to be parallel to the flash discharge tube 103.
反射傘１０２は、高反射率材料、もしくは、内面に高反射率材料を蒸着したモールド部材で構成されている。閃光放電管１０３は光源であり、保護パネル１０４は耐熱性の高いガラス材料で形成されている。 The reflector 102 is made of a high reflectivity material or a mold member having a high reflectivity material deposited on the inner surface. The flash discharge tube 103 is a light source, and the protective panel 104 is formed of a glass material having high heat resistance.
図９，１０の各断面図に示すように、反射傘１０２と閃光放電管１０３は、第１および第２の光学パネル１０１，１０５に対して独立に動く。具体的には、図９（ａ），図１０（ａ）に示すワイド状態の場合、発光部材が光学パネル１０１に最も接近している。このとき、上下方向の照射角度が最も広くなっている。このとき、反射傘１０２に対して閃光放電管１０３が最も離れており、反射傘１０２の後端と閃光放電管１０３の中央との距離が最も大きな値Ｇ１’となる。一方、図９（ｂ），図１０（ｂ）に示すテレ状態の場合、発光部材が光学パネル１０１から最も離れている。このとき、反射傘１０２に対して閃光放電管１０３が最も接近しており、反射傘１０２後端と閃光放電管１０３の中央との距離が最も小さな値Ｇ２’となる。 As shown in the cross-sectional views of FIGS. 9 and 10, the reflector 102 and the flash discharge tube 103 move independently with respect to the first and second optical panels 101 and 105. Specifically, in the wide state shown in FIGS. 9A and 10A, the light emitting member is closest to the optical panel 101. At this time, the irradiation angle in the vertical direction is the widest. At this time, the flash discharge tube 103 is farthest from the reflector 102, and the distance between the rear end of the reflector 102 and the center of the flash discharge tube 103 is the largest value G1 '. On the other hand, in the tele state shown in FIGS. 9B and 10B, the light emitting member is farthest from the optical panel 101. At this time, the flash discharge tube 103 is closest to the reflector 102, and the distance between the rear end of the reflector 102 and the center of the flash discharge tube 103 is the smallest value G2 '.
一般的に、閃光放電管と反射傘の位置関係を変えて照射角度を変化させるズームストロボ光学系では、光軸方向に少ないスペースの中で、大幅に照射角度を変更させることができるという目的にはきわめて有効である。しかしながら、位置関係の微小な変化で大きく照射角度が変化してしまうため制御が容易ではないという問題点がある。この問題点を緩和する方法として、反射傘の形状を比較的大きくして、閃光放電管と反射傘との相対位置変化を見かけ上少なくする方法が考えられるが、公知技術のように光学パネルの開口面積に占める反射傘の開口面積が大きくなってしまう。この結果、テレ状態とワイド状態の光路が同じ領域を使用する構成を取らざるを得ず、独立した光束制御ができない。このため、どちらのポジションでも最良の状態を実現することができず、中途半端な光学特性しか得られない。また、反射傘を大型化した場合、重量が重くなり、駆動系に対する負荷も大きくなるため、移動時の時間が長くかかってしまう。 In general, in a zoom strobe optical system that changes the irradiation angle by changing the positional relationship between the flash discharge tube and the reflector, the irradiation angle can be changed significantly in a small space in the optical axis direction. Is extremely effective. However, there is a problem that the control is not easy because the irradiation angle is greatly changed by a slight change in the positional relationship. As a method for alleviating this problem, a method can be considered in which the shape of the reflector is made relatively large so that the relative position change between the flash discharge tube and the reflector is apparently reduced. The opening area of the reflector which occupies the opening area becomes large. As a result, it is necessary to adopt a configuration in which the optical path in the tele state and the wide state use the same region, and independent light flux control cannot be performed. For this reason, the best state cannot be realized in either position, and only halfway optical characteristics can be obtained. In addition, when the reflector is enlarged, the weight increases and the load on the drive system also increases, so that it takes a long time to move.
次に、公知技術の左右方向の配光特性について説明する。ワイド状態の場合、第１および第２の光学パネル１０１，１０５の使用領域は、反射傘１０２の開口面積より若干広い程度であり、上下方向、左右方向は中央の領域に限定される。このとき、第１の光学パネル１０１は、被写体側の中央部の上下方向にパワーを持つ横フレネル形状の領域と左右の輪帯状のフレネル形状の領域の一部が光学特性に影響を与える状態になる。中央部付近は、左右に延びる横フレネルレンズが存在するが、左右方向には集光性はない。輪帯状のフレネル形状については輪帯中央部の屈折力が弱い領域のみが関係するが、左右への集光効果は弱い。 Next, the light distribution characteristic in the left-right direction of a known technique will be described. In the wide state, the usage area of the first and second optical panels 101 and 105 is slightly larger than the opening area of the reflector 102, and the vertical and horizontal directions are limited to the central area. At this time, the first optical panel 101 is in a state in which the horizontal Fresnel-shaped region having power in the vertical direction at the center of the subject side and a part of the right and left ring-shaped Fresnel-shaped regions affect the optical characteristics. Become. In the vicinity of the central portion, there is a lateral Fresnel lens extending in the left-right direction, but there is no light collecting property in the left-right direction. For the ring-shaped Fresnel shape, only the region where the refractive power is weak at the center of the ring zone is related, but the light collecting effect to the left and right is weak.
また、第２の光学パネル１０５は、被写体側は平面であり、集光作用を及ぼさない。この結果、左右方向への各フレネルレンズの屈折力の影響は極めて弱く、広い角度範囲の配光特性となる。一方、テレ状態の場合、第１の光学パネル１０１の全体の面の影響を受けて集光する。また、第２の光学パネル１０５については、ワイド状態では機能していなかった左右に形成した縦フレネルレンズが新たに機能することになり、最も中央部付近に集光した配光特性を得る。 The second optical panel 105 has a flat surface on the subject side and does not exert a condensing function. As a result, the influence of the refractive power of each Fresnel lens in the left-right direction is extremely weak, resulting in a light distribution characteristic in a wide angle range. On the other hand, in the tele state, the light is condensed under the influence of the entire surface of the first optical panel 101. Further, for the second optical panel 105, the vertical Fresnel lenses formed on the left and right, which did not function in the wide state, will newly function, and the light distribution characteristic condensed most near the center is obtained.
一般的に、フレネルレンズと発光部材との距離が短いズームストロボ装置では、十分な集光効果を得るため、２枚のフレネルレンズを使用し、その合成のパワーによって、より大きな集光作用を持たせている。しかしながら、複数のフレネルレンズを使用することは、光学パネルへの入射出の回数が増加し、表面反射によって効率が低下する。また、部品点数も増えるため、高価になるとともに、重量の増加などの弊害も出てくる
本発明は、上述した各種問題点の発生を未然に防止した小型ズームストロボ光学系である。以下、従来のズームストロボ装置との相違点を含め、詳細に説明する。
In general, in a zoom strobe device in which the distance between the Fresnel lens and the light emitting member is short, in order to obtain a sufficient light collecting effect, two Fresnel lenses are used, and a greater light collecting effect is obtained by the combined power. It is However, the use of a plurality of Fresnel lenses increases the number of times of entering and exiting the optical panel, and the efficiency decreases due to surface reflection. In addition, since the number of parts increases, the cost increases and the harmful effects such as an increase in weight occur. The present invention is a compact zoom strobe optical system that prevents the above-described various problems from occurring. A detailed description will be given below, including differences from the conventional zoom strobe device.
まず、本発明の実施形態に係るストロボ装置の発光部の主要光学系について説明する。図１は本発明の実施形態に係るストロボ装置の発光部の主要光学系の斜視図、図２は同主要光学系の側面図、図３は同主要光学系の上面図である。図２（ａ）と図３（ａ）は撮像装置の焦点距離がワイド状態の場合、図２（ｂ）と図３（ｂ）は撮像装置の焦点距離がテレ状態の場合を示している。 First, the main optical system of the light emitting unit of the strobe device according to the embodiment of the present invention will be described. 1 is a perspective view of a main optical system of a light emitting unit of a strobe device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the main optical system, and FIG. 3 is a top view of the main optical system. 2A and 3A show the case where the focal length of the imaging apparatus is in the wide state, and FIGS. 2B and 3B show the case where the focal length of the imaging apparatus is in the tele state.
ストロボ装置は、光学パネル１、反射傘２、閃光放電管３および保護パネル４を有する。光学パネル１は、反射傘２と閃光放電管３で構成されたストロボ装置の発光部材の前面に固定される。光学パネル１は、閃光放電管３から射出される光束を集光、また、均一に拡散させることができる。反射傘２は、閃光放電管３から射出される光束を所定角度に対して均一に照射する。なお、反射傘２は、閃光放電管３が配置された内面側が高反射率となる光輝アルミ材料、もしくは、高反射率材料を蒸着したモールド材料で形成されている。 The strobe device has an optical panel 1, a reflector 2, a flash discharge tube 3, and a protection panel 4. The optical panel 1 is fixed to the front surface of a light emitting member of a strobe device composed of a reflector 2 and a flash discharge tube 3. The optical panel 1 can collect and uniformly diffuse the light beam emitted from the flash discharge tube 3. The reflector 2 uniformly irradiates the luminous flux emitted from the flash discharge tube 3 with respect to a predetermined angle. The reflector 2 is formed of a bright aluminum material having a high reflectivity on the inner surface side where the flash discharge tube 3 is disposed, or a mold material on which a high reflectivity material is deposited.
保護パネル４は、発光部材の直前に配置され、発光部材内にゴミやほこりが侵入するのを防止して光学特性の劣化を防止するとともに、光学パネル１に閃光放電管３からの放射熱が直接当たることを防いでいる。保護パネル４は、ガラス材料のような耐熱性の高い材料で形成されている。反射傘２、閃光放電管３および保護パネル４は、位置関係が固定された状態で一体的に保持されており、光学パネル１の光軸に沿って移動可能である。ストロボ装置は、撮像装置に取付けられた撮影レンズの焦点距離に応じて、光学パネル１と発光部との相対距離の変化させることで、ストロボ光を撮像装置の画角に対応した照射角度に変換する。 The protective panel 4 is disposed immediately in front of the light emitting member, prevents dust and dust from entering the light emitting member to prevent deterioration of optical characteristics, and radiant heat from the flash discharge tube 3 is applied to the optical panel 1. Preventing direct hits. The protective panel 4 is formed of a material having high heat resistance such as a glass material. The reflector 2, the flash discharge tube 3, and the protection panel 4 are integrally held in a state where the positional relationship is fixed, and can be moved along the optical axis of the optical panel 1. The strobe device converts the strobe light into an irradiation angle corresponding to the angle of view of the image pickup device by changing the relative distance between the optical panel 1 and the light emitting unit according to the focal length of the photographic lens attached to the image pickup device. To do.
本実施形態では、反射傘２と閃光放電管３を独立して移動させることがないため、機構が簡略化されている。また、各光学部材は、保持部材（不図示）で保持されている。この保持部材は、耐熱性のモールド部材で形成されており、反射傘２や閃光放電管３の駆動部を保持するとともに、不要な方向に光束が射出するのを防止する。 In this embodiment, since the reflector 2 and the flash discharge tube 3 are not moved independently, the mechanism is simplified. Each optical member is held by a holding member (not shown). The holding member is formed of a heat-resistant mold member, holds the drive unit of the reflector 2 and the flash discharge tube 3, and prevents the luminous flux from being emitted in an unnecessary direction.
図２に示すように、光学パネル１の上下開口Ｈに対して、反射傘２の上下開口ＲＨは約１／３の長さである。本実施形態では、例えば、上下開口Ｈを２８．８ｍｍ、上下開口ＲＨを８．６ｍｍとしている。左右方向の開口についても、図３に示すように、光学パネル１の左右方向の開口Ｗに対して、反射傘２の左右開口ＲＷは約半分の長さである。本実施形態では、例えば、左右方向の開口Ｗを６０ｍｍ、左右開口ＲＷを３３ｍｍとしている。この結果、光学パネル１の開口面積に対し、反射傘２の開口面積は約１７％と極めて小さな開口面積となり、公知技術に比べ、十分小さい。 As shown in FIG. 2, the vertical opening RH of the reflector 2 is about 1/3 of the vertical opening H of the optical panel 1. In the present embodiment, for example, the vertical opening H is 28.8 mm, and the vertical opening RH is 8.6 mm. As for the left and right openings, as shown in FIG. 3, the left and right openings RW of the reflector 2 are about half as long as the left and right openings W of the optical panel 1. In this embodiment, for example, the opening W in the left-right direction is 60 mm, and the left-right opening RW is 33 mm. As a result, the opening area of the reflector 2 is as small as about 17% with respect to the opening area of the optical panel 1, which is sufficiently smaller than the known technique.
このように構成することで、ワイド状態では光学パネル１のフレネル形状のパワーの弱い中心部の一部だけを利用し、テレ状態では光学パネル１の開口面積の略全面を利用することができるため、上下・左右方向の大幅な照射角度変化を、効率良く行うことができる。すなわち、本実施形態は、公知技術に比べて、ワイド状態とテレ状態のそれぞれの状態で理想的な配光制御ができる点で優れている。 With this configuration, it is possible to use only a part of the Fresnel-shaped weakly weak central portion of the optical panel 1 in the wide state, and use almost the entire opening area of the optical panel 1 in the tele state. It is possible to efficiently perform a large change in irradiation angle in the vertical and horizontal directions. That is, this embodiment is superior to the known technique in that ideal light distribution control can be performed in each of the wide state and the tele state.
図４は、反射傘２の形状説明図である。同図は、本実施形態の発光部の中央断面図であり、光源中心からの光線トレースも併せて示している。閃光放電管３の中心部から反射傘２を介さず直接射出する直接光は、反射傘２の開口部によって、角度規制を受ける。本実施形態では、最大角Θ１が上下各４０°で規制されるように、開口部の形状を規制している。したがって、直接光に関しては、上下各４０°の範囲の各角度に対して、均一な強度の照射を行わせることができる。反射傘２は、光源中心から射出した光束のうち、光軸方向後方に進んだ光線が反射して、再び、光軸中心を通るように形成されている。 FIG. 4 is an explanatory view of the shape of the reflector 2. This figure is a central sectional view of the light emitting section of the present embodiment, and also shows a ray trace from the center of the light source. Direct light directly emitted from the central portion of the flash discharge tube 3 without passing through the reflector 2 is subjected to angle regulation by the opening of the reflector 2. In the present embodiment, the shape of the opening is regulated so that the maximum angle Θ1 is regulated by 40 ° in the vertical direction. Therefore, with respect to direct light, irradiation with uniform intensity can be performed for each angle in the range of 40 ° above and below. The reflector 2 is formed so that the light beam traveling backward in the optical axis direction out of the luminous flux emitted from the light source center is reflected and passes through the optical axis center again.
また、反射傘２は、各反射光が光源中心から射出した角度に応じて均一に分布し、開口部付近で反射した最大角度Θ２が直接光の最大角度Θ１と一致するように形成されている。このように反射傘２を構成することで、光源中心から３６０°均一に射出した光束が、上下ともに４０°の範囲で均一に照射させることが可能になる。 The reflector 2 is formed so that each reflected light is uniformly distributed according to the angle emitted from the center of the light source, and the maximum angle Θ2 reflected near the opening coincides with the maximum angle Θ1 of the direct light. . By configuring the reflector 2 in this way, it is possible to uniformly irradiate the light beam emitted 360 ° uniformly from the center of the light source in the range of 40 ° both above and below.
光学パネル１の前端と反射傘２の後端との距離がＤ１となるワイド状態の光学配置では、反射傘２の直前に至近距離で単一の光学パネル１を配置しており、開口面積と光学パネル１の屈折力の影響を最小限にしているため、配光特性が均一になる。ワイド状態では、光学パネル１の極めて少ない領域だけを使用し、また、ほぼ反射傘２だけで配光特性を規制している。この結果、均一化された極めて広い配光特性を得ることができる。 In the optical arrangement in the wide state in which the distance between the front end of the optical panel 1 and the rear end of the reflector 2 is D1, the single optical panel 1 is arranged at a close distance immediately before the reflector 2, Since the influence of the refractive power of the optical panel 1 is minimized, the light distribution characteristic becomes uniform. In the wide state, only an extremely small area of the optical panel 1 is used, and the light distribution characteristic is regulated by the reflector 2 only. As a result, uniform and extremely wide light distribution characteristics can be obtained.
光学パネル１の前端と反射傘２の後端との距離がＤ２となるテレ状態の光学配置では、反射傘２が十分に小さいため、閃光放電管３からの直接光と、反射傘２による反射光の角度差を見かけ上、小さくすることができ、単一の光学パネル１で効率良く制御できる。この結果、各光束は、光学パネル１の全面に当たり、光学パネル１に形成された極めてパワーの強いフレネルレンズの影響により、効率良く集光させることが可能になる。 In the telescopic optical arrangement in which the distance between the front end of the optical panel 1 and the rear end of the reflector 2 is D2, the reflector 2 is sufficiently small, so that the direct light from the flash discharge tube 3 and the reflection by the reflector 2 are reflected. The difference in the angle of light can be apparently reduced, and can be efficiently controlled by the single optical panel 1. As a result, each light beam hits the entire surface of the optical panel 1 and can be efficiently condensed due to the influence of a very powerful Fresnel lens formed on the optical panel 1.
次に、光学パネル１の光射出側である被写体側に形成されたレンズ形状について、図５を用いて詳細に説明する。光学パネル１は、図５に示すように、２つの輪帯フレネル形状１ａと１ｂのそれぞれの中心１ｃと１ｄが、閃光放電管３の長手方向に対して平行かつ一直線上に配置されている。また、２つの輪帯状のフレネル形状が連続的に接続されるように繋がる上下方向にパワーを持った横フレネルレンズ１ｅで形成されている。また、輪帯フレネル形状１ａと１ｂ、横フレネルレンズ１ｅが同じ焦点距離の領域で構成されている。本実施形態では、焦点距離を１９ｍｍとしている。 Next, the lens shape formed on the subject side which is the light emission side of the optical panel 1 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the centers 1 c and 1 d of the two annular Fresnel shapes 1 a and 1 b are arranged in parallel and on a straight line with respect to the longitudinal direction of the flash discharge tube 3. Further, it is formed by a lateral Fresnel lens 1e having power in the vertical direction that is connected so that two annular zone Fresnel shapes are continuously connected. In addition, the annular Fresnel shapes 1a and 1b and the lateral Fresnel lens 1e are configured in the same focal length region. In this embodiment, the focal length is 19 mm.
次に、光学パネル１の光入射側である閃光放電管３側に形成されたレンズ形状について、図６および図７を用いて詳細に説明する。光学パネル１は、図６に示すように、中心領域１ｆと周辺領域１ｇといった異なる光学特性をもった領域で構成されている。中心領域１ｆは、光学パネル１の中心部の矩形領域であり、光学パネル１の光射出側である被写体側に形成されたレンズ形状に対応した負のパワーを持つフレネルレンズ形状の領域である。負のパワーを持つことで被写体側に形成されたフレネルと光学特性を打ち消し合うことを特徴としている。 Next, the lens shape formed on the flash discharge tube 3 side that is the light incident side of the optical panel 1 will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7. As shown in FIG. 6, the optical panel 1 includes areas having different optical characteristics such as a central area 1f and a peripheral area 1g. The center region 1f is a rectangular region at the center of the optical panel 1, and is a Fresnel lens-shaped region having a negative power corresponding to the lens shape formed on the subject side that is the light emission side of the optical panel 1. It is characterized by negating the optical characteristics with Fresnel formed on the subject side by having negative power.
これにより光学パネル１の光学特性に依存せず、閃光放電管３を配置出来る。また、中心領域１ｆは、反射傘２の開口部２ａをほぼカバーする範囲に対応する。ワイド状態で光学パネル１と発光部が最も接近した状態では、反射傘２の開口部２ａとほぼ同等の中心領域１ｆにより必要十分な配光を得ることが出来る。 Thereby, the flash discharge tube 3 can be arranged without depending on the optical characteristics of the optical panel 1. The center region 1 f corresponds to a range that substantially covers the opening 2 a of the reflector 2. In a state where the optical panel 1 and the light emitting unit are closest to each other in the wide state, a necessary and sufficient light distribution can be obtained by the central region 1f substantially equivalent to the opening 2a of the reflector 2.
周辺領域１ｇは、光学パネル１の外周部に形成され、閃光放電管３の長手方向と平行に配置されたシリンドリカルレンズ形状の領域である。焦点距離が短く、照射角可変に伴う移動量の少ない光学系では、テレ状態で閃光放電管３の像が被写体面上に結像する現象が発生する。閃光放電管３は一般的に横長に配置され、必要とされる照射範囲に対して横長の照射となる場合が少なくない。 The peripheral region 1g is a cylindrical lens-shaped region formed on the outer peripheral portion of the optical panel 1 and arranged in parallel with the longitudinal direction of the flash discharge tube 3. In an optical system with a short focal length and a small amount of movement due to variable illumination angle, a phenomenon occurs in which the image of the flash discharge tube 3 is formed on the subject surface in the tele state. The flash discharge tube 3 is generally arranged in a horizontally long shape, and there are many cases in which the light is irradiated horizontally in the required irradiation range.
本発明では、上下左右の角度範囲を必要とされる角度範囲に変換させるように、具体的には、上下の照射範囲を広げるように、光学パネル１の発光部材側に、拡散面として閃光放電管３と平行に複数のシリンドリカルレンズを形成している。これにより、左右、上下バランスが良く、均一な配光特性を得ることができる。シリンドリカルレンズのパワーとしては従来に比べて弱いパワーで良く、テレ状態での拡散に必要な光量ロスを最小限に抑えることができる。このため、さらに効率の良い光学系の構成が可能となる。本実施形態では、ピッチ３ｍｍ、Ｒ９ｍｍとしている。 In the present invention, flash discharge as a diffusing surface is formed on the light emitting member side of the optical panel 1 so as to convert the vertical and horizontal angular ranges into the required angular ranges, specifically, to expand the vertical irradiation range. A plurality of cylindrical lenses are formed in parallel with the tube 3. Thereby, the right and left and up and down balance is good, and uniform light distribution characteristics can be obtained. The power of the cylindrical lens may be weaker than that of the conventional lens, and the light amount loss necessary for diffusion in the tele state can be minimized. For this reason, a more efficient optical system can be configured. In this embodiment, the pitch is 3 mm and R9 mm.
本実施形態では、光学パネル1の光射出側である被写体側に輪帯フレネル形状１ａと１ｂ、横フレネルレンズ１ｅを形成しているが、輪帯フレネルの中心を光軸中心に配置した形状としても良く、その場合は光入射側の閃光放電管３側の中心領域１ｆに形成されるレンズ形状は、光射出側である被写体側のレンズ形状に対応した負のパワーを持つものとする。 In the present embodiment, the annular Fresnel shapes 1a and 1b and the lateral Fresnel lens 1e are formed on the subject side which is the light exit side of the optical panel 1. In this case, it is assumed that the lens shape formed in the central region 1f on the flash discharge tube 3 side on the light incident side has a negative power corresponding to the lens shape on the subject side on the light emission side.
光学パネル１と発光部材を極めて近接させた状態で大きな照射角度変化を持たせるためには、反射傘から射出された光をそのまま投影するレンズ、または焦点距離の極めて短いフレネルレンズが必要となる。上述したように、公知技術では、十分な集光効果を得るために、複数枚のフレネルレンズを使用して、パワーを分けて配置している。本発明では、表と裏の光学特性を打ち消すフレネルレンズを形成することによって、光学特性のパワーの無いレンズ領域と光学特性のパワーの強い領域を１枚のフレネルレンズで形成している。 In order to have a large irradiation angle change in a state where the optical panel 1 and the light emitting member are extremely close to each other, a lens that directly projects the light emitted from the reflector or a Fresnel lens with a very short focal length is required. As described above, in the known technique, in order to obtain a sufficient light collecting effect, a plurality of Fresnel lenses are used and the power is divided and arranged. In the present invention, by forming a Fresnel lens that cancels the optical characteristics of the front and back surfaces, a lens region without optical power and a region with strong optical power are formed by a single Fresnel lens.
一方、テレ側では、上述したように、反射傘２が十分に小さいため、閃光放電管３からの直接光と、反射傘２による反射光の角度差を見かけ上、小さくすることができ、単一の光学パネル１で効率良く制御している。これによって、閃光放電管３と光学パネル１の離間距離が少なくても、必要な光量を得ることができる。離間距離を小さくすることは、ズームストロボ装置の小型化において重要な要素である。 On the other hand, on the tele side, as described above, since the reflector 2 is sufficiently small, the difference in angle between the direct light from the flash discharge tube 3 and the reflected light from the reflector 2 can be apparently reduced. One optical panel 1 is efficiently controlled. Thereby, even if the distance between the flash discharge tube 3 and the optical panel 1 is small, a necessary light amount can be obtained. Reducing the separation distance is an important factor in downsizing the zoom strobe device.
以上、説明したように、上記構成によって、照射角を変化させる小型なズームストロボ光学系を実現することができる。 As described above, with the above configuration, a small zoom strobe optical system that changes the irradiation angle can be realized.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本実施形態では、撮像装置に着脱可能に取り付けられて使用されるストロボ装置の例を説明したが、撮像装置に内蔵されたストロボ装置、すなわち、ストロボ装置を内蔵した撮像装置に本発明を適用してもよい。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. For example, in this embodiment, an example of a strobe device that is detachably attached to an imaging device has been described. You may apply.
１ 光学パネル（光学部材）
１ａ 輪状フレネル（第１の領域）
１ｂ 輪状フレネル
１ｃ 輪状フレネルの中心
１ｄ 輪状フレネルの中心
１ｅ 横フレネルレンズ
１ｆ 中心領域（第２の領域）
１ｇ 周辺領域
２ 反射傘（発光部材）
３ 閃光放電管（発光部材）
1 Optical panel (optical member)
1a Annular Fresnel (first region)
1b Ring-shaped Fresnel 1c Center 1d of ring-shaped Fresnel Center 1d of ring-shaped Fresnel 1e Horizontal Fresnel lens 1f Center region (second region)
1g Peripheral area 2 Reflector umbrella (light emitting member)
3 Flash discharge tube (light emitting member)
Claims (4)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110764336A (en) * | 2019-11-20 | 2020-02-07 | 深圳市耐思摄影器材有限公司 | Pocket flash lamp |
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2018
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