CN104977780B - 照明设备 - Google Patents

照明设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104977780B
CN104977780B CN201510128986.5A CN201510128986A CN104977780B CN 104977780 B CN104977780 B CN 104977780B CN 201510128986 A CN201510128986 A CN 201510128986A CN 104977780 B CN104977780 B CN 104977780B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical component
lighting apparatus
luminescence unit
light
diffusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510128986.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104977780A (zh
Inventor
菅原梓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN104977780A publication Critical patent/CN104977780A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104977780B publication Critical patent/CN104977780B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G03B15/05—Combinations of cameras with electronic flash apparatus; Electronic flash units
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2215/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B2215/05—Combinations of cameras with electronic flash units
    • G03B2215/0589—Diffusors, filters or refraction means
    • G03B2215/0592—Diffusors, filters or refraction means installed in front of light emitter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Stroboscope Apparatuses (AREA)

Abstract

照明设备，其包括：发光单元；第一光学构件，其配置在所述发光单元前方并且包括具有聚光作用的第一菲涅尔形状；和第二光学构件，其包括具有光扩散作用的第二菲涅尔形状，所述第二光学构件的菲涅尔形状面对所述第一光学构件的第一菲涅尔形状。

Description

照明设备
技术领域
本发明涉及照明设备。
背景技术
传统地，在作为照射角度可变的照明设备的闪光设备中，可拆装地插入发光窗的前面的广角板(wide panel)和可拆装地安装于发光窗的光扩散适配器(light diffusingadapter)被配置成与超广角镜头的视角对应，并且以超广角扩散从发光单元射出的光。包括多个四角锥形状的突起部的光学作用面形成于广角板和光扩散适配器的位于发光单元所在侧的面中的与发光窗对应的区域，其中在突起部上实施扩散处理以便使突起部具有扩散特性。
例如，在日本特许第4592933号中，覆盖发光窗的光扩散适配器包括与发光窗对应的区域和从该与发光窗对应的区域的两侧朝向后方延伸的一对弯曲部。一组四角锥形状的突起部形成于与位于发光单元侧的发光窗对应的区域和被摄体侧的弯曲部附近的区域。
在日本特开平11-344749号公报中，与光扩散适配器的发光窗对应的在被摄体侧的区域是曲面。位于发光单元侧的区域形成有台阶，使得距离被摄体侧的曲面的所有距离均相等，并且在每个台阶上均形成有一组四角锥形状的突起部。
然而，在日本特许第4592933号和日本特开平11-344749号公报所公开的传统技术中，由于由四角锥形状所扩散的能量强，所以大幅地降低了画面中央处的亮度(以下称作“闪光指数(guide number)”)。
发明内容
鉴于前述，本发明提供一种能够实现满足超广角镜头的视角的照射角度并且能够增强闪光指数的照明设备。
作为本发明的一个方面的照明设备包括：发光单元；第一光学构件，其配置在所述发光单元前方并且包括具有聚光作用的第一菲涅尔形状；和第二光学构件，其包括具有光扩散作用的第二菲涅尔形状，所述第二光学构件的所述第二菲涅尔形状面对所述第一光学构件的所述第一菲涅尔形状。
一种摄像设备，其包括上述的照明设备。
一种光学配件，其能够安装于包括发光单元和配置在所述发光单元前方的第一光学构件的照明设备，其中，在所述光学配件上形成有具有光扩散作用的菲涅尔形状，在所述光学配件安装于所述照明设备时所述菲涅尔形状面对所述第一光学构件。
通过下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的闪光设备的外观立体图。
图2是闪光设备的主光学系统的分解立体图。
图3A和图3B是闪光设备的主光学系统的竖直方向截面图。
图4A和图4B是闪光设备的主光学系统的水平方向截面图。
图5A和图5B是在使用第二光学构件时闪光设备的主光学系统的截面图。
图6是示出形成于第一光学构件的菲涅尔透镜的示意图。
图7是示出形成于第二光学构件的菲涅尔透镜的示意图。
图8A至图8C是配置第二光学构件之前的光学模拟结果。
图9A至图9C是配置第二光学构件之后的光学模拟结果。
图10A至图10C是配置包括一组四角锥形状的突起部的广角板之后的光学模拟结果，其中的突起部上实施了扩散处理。
图11是能够安装于照明设备的光学配件的立体图。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式。在各图中，将用相同的附图标记表示相同的元件并将省略其重复说明。在本实施方式中作为照明设备的闪光设备能够通过可拆装地安装于摄像设备(未示出)来进行使用。
首先，使用图1至图5B来说明闪光设备的发光单元的主光学系统。图1是根据本发明的本实施方式的闪光设备的外观立体图。图2是闪光设备的主光学系统的分解立体图。图3A和图3B是闪光设备的主光学系统的竖直方向截面图。图3A示出了摄像设备处于广角状态的状态，图3B示出了摄像设备处于远摄状态的状态。图4A和图4B是闪光设备的主光学系统的水平方向截面图。图4A是摄像设备处于广角状态的状态，图4B是摄像设备处于远摄状态的状态。图5A和图5B是在使用第二光学构件5时闪光设备的主光学系统的截面图。这时，摄像设备处于广角状态。图5A是上下方向截面图，图5B是水平方向截面图。
闪光设备包括第一光学构件1、反射器2、闪光放电管3、保护板4和第二光学构件5。第一光学构件1被固定成面对闪光设备的包括反射器2和闪光放电管3的发光单元。第一光学构件1聚集或均匀地扩散从闪光放电管3射出的光束。反射器2均匀地聚集从闪光放电管3以预定的角度射出的光束。反射器2的配置闪光放电管3处的内面侧由具有高反射率的亮铝材料或蒸镀有高反射率材料的成型材料(mold material)制成。保护板4配置在发光单元前方并由诸如玻璃等的高耐热性材料制成。保护板4通过防止灰尘和污垢进入发光单元内部来防止光学特性的劣化，并且防止第一光学构件1直接暴露于来自闪光放电管3的放射热。第二光学构件5是以与超广角镜头的视角对应的方式配置在第一光学构件1前方的广角板。超广角镜头是指具有20mm或更小的焦距的镜头。
一体地保持反射器2、闪光放电管3和保护板4以便维持位置关系。如图3A至图4B所示，第一光学构件1和发光单元能够沿着光轴以改变第一光学构件1和发光单元之间的相对距离的方式移动。第二光学构件5具有光扩散作用，以便增大照射角度。第二光学构件5被可转动地安装，使得它在使用时被从图1所示的闪光设备中引出从而配置在第一光学构件1的前方，而在不使用时收纳在闪光设备中。闪光设备能够根据安装于摄像设备的摄像镜头(未示出)的焦距通过第一光学构件1与发光单元之间的相对距离的改变和第二光学构件5的配置来扩散闪光灯光和改变与摄像设备的视角对应的照射角度。此外，除了第二光学构件5之外的各构件均由保持件(未示出)保持。该保持件由耐热性成型构件制成，并且以防止光束沿不必要的方向射出的方式保持反射器2和闪光放电管3的驱动部。
接下来，使用图6来详细说明形成于第一光学构件1的被摄体侧的菲涅尔透镜。形成于第一光学构件1的被摄体侧的菲涅尔形状包括第一聚光部1a和第二聚光部1b。第一聚光部1a被形成为仅相对于与闪光放电管3的长度方向垂直的方向具有聚光作用。第二聚光部1b环状地形成在第一聚光部1a的两侧。形成于第一聚光部1a和第二聚光部1b的菲涅尔透镜的焦距为22.5mm。如果相对于与闪光放电管3的长度方向垂直的方向的聚光作用比相对于闪光放电管3的长度方向的聚光作用强，则第一聚光部1a也可以具有相对于闪光放电管3的长度方向的聚光作用。
在由于菲涅尔透镜形成于第一光学构件1的被摄体侧、所以焦距短并且根据照射角度的改变的移动量小的光学系统中，产生了闪光放电管3的图像在远摄状态下形成于被摄体面的现象。此外，闪光放电管3在水平方向上长并且可以照射必要的横向长的(laterally long)照射范围。因而，在本实施方式中，与闪光放电管3平行的多个柱面透镜形成于第一光学构件1的发光单元侧。形成多个柱面透镜能够防止上述现象、能够沿着上下方向延展照射范围并且能够获得均匀的且在水平方向和上下方向上平衡性良好(well-balanced)的配光特性(light distribution characteristic)。与传统透镜相比，柱面透镜的折射力可以弱。因而，能够使远摄状态下的扩散所必须的光量损失最小化，并且能够构造有效的光学系统。
接下来，使用图7来详细说明形成于第二光学构件5的发光单元侧的菲涅尔透镜。形成于第二光学构件5的发光单元侧(面对形成于第一光学构件1的被摄体侧的菲涅尔形状的那侧)的菲涅尔形状包括第一扩散部5a和第二扩散部5b。第一扩散部5a被形成为仅相对于与闪光放电管3的长度方向垂直的方向具有光扩散作用。第二扩散部5b环状地形成在第一扩散部5a的两侧。形成于第一扩散部5a和第二扩散部5b的菲涅尔透镜的焦距为20mm。如果相对于与闪光放电管3的长度方向垂直的方向的光扩散作用比相对于闪光放电管3的长度方向的光扩散作用强，则第一扩散部5a也可以具有相对于闪光放电管3的长度方向的扩散作用。照射角度是可根据第二光学构件5的焦距而改变的，但是，如果第二光学构件5的焦距比第一光学构件1的焦距小，则照射角度会变宽并且闪光指数会降低。相反地，如果第二光学构件5的焦距比第一光学构件1的焦距大，则照射角度会变窄并且不会满足超广角镜头的视角。考虑到平衡，形成于第一光学构件1和第二光学构件5的菲涅尔透镜的焦距优选为在15mm-35mm的范围内。在本实施方式中，形成于第一光学构件1和第二光学构件5的菲涅尔透镜的焦距分别为22.5mm和20mm，二者近似一致。
此外，第一聚光部1a的直线长度L1和第一扩散部5a的直线长度L2是可调整的，以便满足超广角镜头在水平方向上的视角。在本实施方式中，第一聚光部1a的直线长度L1为17mm，第一扩散部5a的直线长度L2为20mm。换言之，满足L2>L1的关系。相反地，如果满足L2<L1的关系，则光会沿水平方向扩散并且闪光指数会降低。第一聚光部1a的直线长度L1优选比第一扩散部5a的直线长度L2短。
接下来，使用图8A至图10C来说明在摄像设备处于广角状态下所进行的光学模拟结果。图8A至图8C是配置第二光学构件5之前的光学模拟结果，图9A至图9C是配置第二光学构件5之后的光学模拟结果。图10A至图10C是配置了传统的包括一组四角锥形状的突起部的广角板之后的光学模拟结果，其中的突起部上实施了扩散处理。图8A、图9A和图10A是配光特性图，图8B、图9B和图10B是XY平面上的发光强度分布图，图8C、图9C和图10C是X方向和Y方向上的发光强度的等高线图。在各图中，发光强度均表示为“LUX”，但是闪光设备的发光强度通常使用闪光指数来表示。因而，以下通过将XY平面的中央处的发光强度表示为闪光指数来进行说明。
具有14mm焦距的超广角镜头的视角所必须的照射角度为水平方向上104.7度、竖直方向上81度、对角方向上114度。这时，在图8A至图8C中，照射角度为水平方向上114.4度、竖直方向上72.9度、对角方向上78.3度，并且闪光指数为22.3。换言之，未获得超广角镜头的视角所必须的竖直方向和对角方向上的照射角度，并且如图8A至图8C所示，四个角部显著地变暗了。在图10A至图10C中，照射角度为水平方向上129.6度、竖直方向上125.6度、对角方向上123.4度，并且闪光指数为12.6。换言之，充分地获得了超广角镜头的视角所必须的照射角度，但是闪光指数极度降低，并且与配置广角板之前的状态相比亮度减少了大约70％。对于这个结果，由于传统的四角锥形状不必要地扩散了光，所以亮度降低。在本实施方式中，四角锥形状的顶角为60度。尽管照射角度和闪光指数根据四角锥形状的顶角而改变，但是相同的是，充分地获得超广角镜头的视角所必须的照射角度，并且闪光指数极度降低。在图9A至图9C中，照射角度为水平方向上124.8度、竖直方向上96.9度、对角方向上144度，并且闪光指数为16.9。换言之，超广角镜头所必须的照射角度在水平方向和竖直方向上具有大约15度的余量并且在对角方向上具有大约30度的余量。由于照射角度是指在中央处的50％亮度的光之间的角度，所以具有大约15度的照射角度余量是适当的，以便照亮画面的端部。在亮度方面，与形成有一组四角锥形状的突起部的传统广角板的结果(图10A至图10C)相比，闪光指数得到了显著改善。而且，当比较图9A至图9C和图10A至图10C时，通过配置第二光学构件5，使整个画面都被照亮，光被照射至与视角对应的矩形形状，并且四个角部的暗域(dark region)的尺寸减小了。
如上所说明的，本实施方式的照明设备能够照射与超广角镜头对应的视角并且能够改善闪光指数。
在本实施方式中，将广角板用作第二光学构件，但是还可以使用相对于光扩散适配器具有扩散作用的菲涅尔透镜。换言之，如图11所示，作为可安装于照明设备的光学配件的光扩散适配器10可以用于本发明。特别地，在将该光学配件安装于照明设备的状态下，可以在该光学配件上以如下方式形成具有光扩散作用的菲涅尔形状：使得该菲涅尔形状面对配置在照明设备前方的第一光学构件。
此外，相对于照明设备固定的第一光学构件1可以由两块光学板构成。这时，通过两块光学板的合成折射力来实现聚光作用。
此外，照明设备可以不包括保护板4。
此外，发光单元可以使用作为光源的呈直线配置的多个发光二极管(LED)。这时，当该多个LED的指向性强并且除了向着第一光学构件的成分之外的成分均小时，发光单元可以不包括反射器。
此外，本实施方式中说明了可拆装地安装于摄像设备的照明设备，但是本发明还可以用于内置在摄像设备中的照明设备、即内装有照明设备的摄像设备中的照明设备。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。

Claims (8)

1.一种照明设备，其包括：
发光单元；
第一光学构件，其配置在所述发光单元前方并且包括具有聚光作用的第一菲涅尔形状；和
第二光学构件，其包括具有光扩散作用的第二菲涅尔形状，所述第二光学构件的所述第二菲涅尔形状面对所述第一光学构件的所述第一菲涅尔形状，
其特征在于，所述第二菲涅尔形状包括第一扩散部和环状地形成在所述第一扩散部两侧的第二扩散部，在所述第一扩散部中，相对于与所述发光单元的长度方向垂直的方向的光扩散作用比相对于所述发光单元的长度方向的光扩散作用强。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述第一菲涅尔形状包括第一聚光部和环状地形成在所述第一聚光部两侧的第二聚光部，在所述第一聚光部中，相对于与所述发光单元的长度方向垂直的方向的聚光作用比相对于所述发光单元的长度方向的聚光作用强。
3.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，
所述第一菲涅尔形状包括第一聚光部和环状地形成在所述第一聚光部两侧的第二聚光部，在所述第一聚光部中，相对于与所述发光单元的长度方向垂直的方向的聚光作用比相对于所述发光单元的长度方向的聚光作用强，
所述第一聚光部在所述发光单元的长度方向上的长度比所述第一扩散部在所述发光单元的长度方向上的长度短。
4.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述照明设备根据所述发光单元和所述第一光学构件之间的相对距离来改变照射角度。
5.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述第二光学构件根据所述发光单元和所述第一光学构件之间的相对距离而在第一状态和第二状态之间转动，在所述第一状态中所述第二光学构件配置在所述第一光学构件前方，在所述第二状态中所述第二光学构件收纳在所述照明设备中。
6.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，形成于所述第一光学构件和所述第二光学构件的菲涅尔透镜的焦距均在15mm-35mm的范围内。
7.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，形成于所述第一光学构件和所述第二光学构件的菲涅尔透镜的焦距相同。
8.一种摄像设备，其包括根据权利要求1或7所述的照明设备。
CN201510128986.5A 2014-04-04 2015-03-24 照明设备 Expired - Fee Related CN104977780B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014077485A JP6391274B2 (ja) 2014-04-04 2014-04-04 照明装置
JP2014-077485 2014-04-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104977780A CN104977780A (zh) 2015-10-14
CN104977780B true CN104977780B (zh) 2017-10-20

Family

ID=54209664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510128986.5A Expired - Fee Related CN104977780B (zh) 2014-04-04 2015-03-24 照明设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9804478B2 (zh)
JP (1) JP6391274B2 (zh)
CN (1) CN104977780B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6866068B2 (ja) * 2016-03-03 2021-04-28 キヤノン株式会社 照明装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置
JP6726548B2 (ja) * 2016-07-07 2020-07-22 オリンパス株式会社 照明装置システム
JP2019200329A (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 キヤノン株式会社 回転規制構造およびこれを備えた照明装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5602605A (en) * 1996-05-01 1997-02-11 Lierle; Kenneth N. Flash assembly
US6011929A (en) * 1996-07-29 2000-01-04 West Electric Co., Ltd. Flash apparatus capable of varying emission angle
CN1133096C (zh) * 1996-06-21 2003-12-31 韦斯特电气株式会社 闪光灯装置及内装该闪光灯装置的照相机

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1095686A (en) 1965-11-23 1967-12-20 Rollei Werke Franke Heidecke Photographic camera with flash attachment
JPH06230455A (ja) * 1993-02-05 1994-08-19 Minolta Camera Co Ltd フラッシュ装置
JPH11344749A (ja) * 1998-06-02 1999-12-14 West Electric Co Ltd ストロボ装置
JP2000298244A (ja) 1999-04-15 2000-10-24 Canon Inc 照明装置及びそれを用いた撮影装置
JP4592933B2 (ja) 2000-11-30 2010-12-08 パナソニック フォト・ライティング 株式会社 ストロボ装置用の光拡散アダプタ
CN101225930A (zh) 2007-01-19 2008-07-23 精碟科技股份有限公司 照明装置及其聚光板
JP5305871B2 (ja) 2008-12-03 2013-10-02 キヤノン株式会社 照射角可変の照明装置及びそれを有する撮影装置
JP4862953B2 (ja) 2009-06-29 2012-01-25 株式会社ニコン 照明装置
JP2014010285A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Canon Inc 照射角可変の照射装置および撮像装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5602605A (en) * 1996-05-01 1997-02-11 Lierle; Kenneth N. Flash assembly
CN1133096C (zh) * 1996-06-21 2003-12-31 韦斯特电气株式会社 闪光灯装置及内装该闪光灯装置的照相机
US6011929A (en) * 1996-07-29 2000-01-04 West Electric Co., Ltd. Flash apparatus capable of varying emission angle

Also Published As

Publication number Publication date
CN104977780A (zh) 2015-10-14
JP2015200684A (ja) 2015-11-12
JP6391274B2 (ja) 2018-09-19
US20150286113A1 (en) 2015-10-08
US9804478B2 (en) 2017-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6276777B2 (ja) 自然光を模擬する人工照明システム
JP6181326B2 (ja) 光源および太陽光模倣照明システム
JP6129983B2 (ja) 人工照明装置
CN102356420B (zh) 图案形成用照明装置及道路线生成用照明装置
CN109073188A (zh) 车辆用灯具、车辆用灯具控制系统以及具有这些装置的车辆
AT516113B1 (de) Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit Lasereinheit
ES2688944T3 (es) Conjunto de iluminación de máquina clasificadora para suministrar una iluminación alargada
CN105934627B (zh) 尤其用于道路光照的照明单元
TWI490622B (zh) 照明裝置及應用此照明裝置之攝影裝置
CN104977780B (zh) 照明设备
JP6401330B2 (ja) 人工照明装置
JP6706183B2 (ja) 光学素子
CN103140861B (zh) 用于数据读取器的照明装置
JP6592154B2 (ja) 人工照明装置
US20200083417A1 (en) Semiconductor light source
CN105953175A (zh) 投光灯透镜、具有该投光灯透镜的发光模块和投光灯
CN107084340A (zh) 一种led灯具的配光系统
US7995906B2 (en) Illumination device for video presenter and video presenter having illumination device
JP2014180517A (ja) 照明付き鏡装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171020

Termination date: 20210324