FI117806B - Salamavalolaite - Google Patents

Description

117806

Salamavalolaite

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista salamavalolai-5 tetta.

Valokuvattaessa huonoissa valaistusolosuhteissa käytetään kohteen valaisemiseen kameraan kytkettyä salamavaloa. Nykyiset digitaaliset kamerat on usein suunniteltu niin kompakteiksi, että salamavalon valonlähde on jouduttu tilan puutteen vuoksi siirtämään kameran sisään linssin lähistölle; tällaisia 10 kameroita ovat mm. lähes kaikki nykyisiin digitaalisilla kameroilla varustettuihin henkilökohtaisiin matkaviestimiin kiinteästi liitetyt salamavalot.

Valokuvaustekniikassa käytetyt valonlähteet emittoivat valoa yleensä joka suuntaan ja niiden säteilyintensiteetti eri suuntiin vaihtelee huomattavasti.

Nykyisissä digitaalikameroissa valo saapuu valonlähteestä valaistavalle alu- 15 eelle yleensä pyöreän tai ainakin ympyräsymmetrisen aukon/linssin läpi, mikä aiheuttaa sen, että myös valaistusta alueesta muodostuu enemmän tai vähemmän ympyrämäinen. Koska filmit ja useimmat muut kuvien tallennus- ja katselujärjestelmät (mm. televisio, LCD-projektorit) perustuvat kuitenkin tavallisesti enemmän tai vähemmän suorakulmaisiin, esimerkiksi suorakai- 20 teen muotoisiin, kuva-aloihin (esim. televisio 4:3), saapuu valaistun alueen nurkkiin helposti muita osia vähemmän valoa, mikä luonnollisesti heikentää *:*·: kuvan laatua. Digitaalisissa kameroissa, jotka on yhdistetty matkaviestimiin, **:· kuten matkapuhelimiin, on vielä erityisenä ongelmana akun pieni teho, joka • · * * ;*·*. rajoittaa salamavalolaitteessa käytettävän valonlähteen tehoa. Valaistaessa 25 kohdetta heikkotehoisella valonlähteellä muodostuu kuva-alasta helposti valaistukseltaan epätasainen, mikäli valonlähteen säteilystä kohdistuu kuva-alan ulkopuolelle liikaa valoa.

• · • « « t Tekniikan tasosta tunnetaan joitakin edellä esitetyn ongelman ratkaisuun tarkoitettuja valaisujärjestelmiä. Esimerkiksi US-patenttijulkaisuista 'T 30 5 823 662 tunnetaan järjestelmä, jossa valonlähteestä tuleva valo kerätään sopivalla, yleensä suorakaiteen muotoisella linssillä valonlähteen yhdeltä * · « : puolelta ja valonlähteestä valaistavasta alasta päinvastaiseen suuntaan kohdistuva valo kootaan erillisellä heijastavalla kaarevalla pinnalla. Julkaisussa mainitaan, että järjestelmällä pystytään keräämään yli 50 % valonläh- 2 117806 teen emittoimasta valosta halutulle suorakulmion muotoiselle alueelle. Ajatellen nykyisiä digitaalikameroita, jotka on asennettu esimerkiksi kannettaviin puhelimiin, on edellä esitetystä US-patenttijulkaisusta tunnettu järjestelmä kuitenkin valon keräämisteholtaan riittämätön, koska digitaalikameroiden 5 sisään asennettavissa salamavaloissa joudutaan käyttämään suhteellisen alhaisen tehon omaavia valonlähteitä. Lisäksi em. US-patenttijulkaisussa esitetty valaisujärjestelmä on rakenteeltaan liian monimutkainen ja tilaa vievä sopiakseen salamavalon kohdentajaksi digitaalisiin kameroihin.

Keksinnön tavoitteena on poistaa edellä esitetyssä tekniikan tasossa ilme-10 nevät epäkohdat. Niinpä keksinnön ensimmäisenä tavoitteena on saada aikaan erityisesti digitaalikameroiden sisäpuolelle sovitettavissa oleva sala-mavalolaite, jolla pystytään kohdentamaan valonlähteestä emittoituva valo oleellisesti suorakulmaiselle (suorakaide tai neliö) muotoiselle valaistavalle alueelle. Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan salamavalolaite, 15 jonka valonkeruujärjestelmällä valonlähteen valo pystytään kohdentamaan lähes kokonaisuudessaan halutulle alueelle. Keksinnön kolmantena tavoitteena on saada aikaan salamavalolaite, jolla kohdealue saadaan valaistua mahdollisimman tasaisesti.

Edellä esitetyt tavoitteet saadaan aikaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella 20 salamavalolaitteella, jossa valonlähde on linssin välittömässä läheisyydessä valokuvausvälineen sisäpuolella ja valonlähteen emittoima valo muutetaan linssin välityksellä valaisemaan noin suorakulmion muotoista aluetta. Sala- mavalolaitteessa valonlähde on ledi, joka emittoi ympyräsy m metristä valoa *:··: ja linssissä on valoa taittava alue sekä valoa kokonaisheijastava alue, lins- ·:· 25 sin muodostuessa yhdestä yhtenäisestä kappaleesta. Edullisesti ledin emit- • * · · toiman valon intensiteetistä suurin osa, edullisesti yli 80 %, on peräisin valosta, jonka emittointisuunta sirottuu kohtisuoraan ledin otsapinnan ja linssin ... ulkopinnan läpi suuntautuvien valonsäteiden suunnasta enintään 60 astetta.

·*·*' * · ·

Keksintö perustuu siihen, että kameran sisälle sijoitetun ledin emittoima ym- 30 pyräsymmetrinen valojakaumaa muutetaan yhtenäisen sisä- ja ulkopinnan !···. omaavan linssin välityksellä siten, että valaistuva alue on oleellisesti neliö tai * · '** suorakaide. Itse linssissä on kaksi toisistaan erottuvaa aluetta: linssin valoa * · · taittava alue, joka sijaitsee linssin keskialueella, ja linssin valoa kokonaishei- 4 · · : V jastava alue, joka sijaitsee linssin reuna-alueella. Linssin sisäpinnan valoa 35 taittavassa alueessa on edelleen kaksi erilaista optista pintaa: keskipinta, joka muodostaa jo sinällään lopullisen suorakulmion (suorakaide tai neliö) ' 3 117806 muotoisen valaistun alueen ja keskipinnan ympärillä olevasta ympäryspin-nasta, jonka avulla valaistavalle alueelle saapuvan valon intensiteettiä tasoitetaan. Unssin kokonaisheijastava reuna-alue koostuu yleensä valonsäteet toiselle pinnalle samansuuntaisena tai lähes samansuuntaisena ohjaavasta 5 ensimmäisestä pinnasta ja valonsäteet 90 asteen kulmassa tulokulmaansa nähden kokonaisheijastavasta toisesta pinnasta.

Tällaisen linssin etuna US-patenttijulkaisussa 5 823 662 esitettyyn va-laisujärjestelmään nähden on sen rakenteellinen yksinkertaisuus (vain yksi linssi) ja siten pieni tilan tarve, jolloin se sopii hyvin salamavalon kohdenta-10 jaksi digitaalisiin kameroihin.

Eräässä keksinnön edullisessa toteutusmuodossa salamavalolaiteen valonlähde on sijoitettu digitaalisella kameralla varustetun matkaviestimen, kuten esimerkiksi matkapuhelimen sisäpuolelle, lähelle kameran linssiä. Etenkin matkapuhelimissa keksinnön mukaisella salamavalolaitteella saavutetaan 15 huomattavaa etua tunnettuihin salamavalolaitteisiin nähden, koska niissä salamavalossa käytetyn valonlähteen emittoiman valon kokonaismäärä jää helposti alhaiseksi virtalähteen (akku) rajallisen keston ja tehon vuoksi. Mikäli matkapuhelimien salamavalolaitteissa käytettäisiin tavanomaista sala-mavalolaitetta, jäisi valaistuva kuva-alue helposti heikosti ja epätasaisesti 20 valaistuksi, koska niissä valaisutehoa hukataan valaisemalla kuva-alueen • * ulkopuolelle jääviä alueita. Sen sijaan keksinnön mukaisella salamavalolait- teella, jossa on ledi sekä linssi, jossa on yhtenäinen, kahdesta erilaisesta optisesta alueesta koostuva linssin sisäpinta, saadaan ledin suhteellisen ·:·: alhaisesta valaisuintensiteettistä huolimatta koko kuva-alue valaistua hyvin *:· 25 ja tasaisesti.

• · · · * «· * · '···* Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin.

*

Kuviossa 1 on esitetty ledin emittoiman säteilyn intensiteetti ja säteilyn kul- • · · maetäisyys asteina valonlähteestä suoraan eteenpäin suuntautuvan valon : 30 suunnasta.

*·· • · . Λ * * • · · .···, Kuviossa 2 on esitetty kaavamaisesti keksinnön mukaisen salamavalolait- teen linssi sekä valonlähde (ledi) sivulta päin katsottuna poikkileikkausku-: ** viona.

4 117806

Kuviossa 3A on esitetty keksinnön mukaisen salamavalolaitteen linssin keskipinnan antama valokuvio.

Kuviossa 3B on esitetty keksinnön mukaisen salamavalolaitteen linssin kes-kitahkojen antama valokuvio.

5 Kuviossa 3C on esitetty keksinnön mukaisen salamavalolaitteen linssin ko-konaisheijastavan reuna-alueen antama valokuvio.

Kuviossa 3D on esitetty keksinnön mukaisen salamavalolaitteen koko linssin antama valokuvio.

Kuviossa 4 on havainnollistettu osittaisella leikkauskuviolla keksinnön mu-10 kaista salamavalolaitteen linssiä.

Kuviossa 5 on esitetty eräällä keksinnön mukaisella salamavalolaitteella valaistun alueen poikkileikkaus horisontaalisuunnassa.

Ledin 3 antama valojakauma sellaisenaan ilman linssiä on esitetty kuvion 1 diagrammissa. Tässä diagrammissa on pystyakselilla ledin emittoiman valon 15 suhteellinen intensiteetti (%) ja vaaka-akselilla säteilyn erokulma asteina ledistä kohtisuoraan eteenpäin kohdistuvan säteilyn suuntaan nähden (refe- renssisuunta eli nollasuunta on kohtisuoraan ledin ulkopinnan tasoon näh- ·:··: den suuntautuvan säteilyn suunta). Ledistä emittoituvat valonsäteet suun- *·· tautuvat kokonaisuudessaan ledin etupuolelle, ja ne sirottuvat enintään noin • · « · .···. 20 90 asteen kulmassa ledin otsapinnasta kohtisuoraan eteenpäin lähtevän valon suuntaan nähden. Itse asiassa kyseisen ledin emittoiman valon koko- • * ... naisintensiteettistä yli 70 % sirottuu alle 60 astetta ja vain noin 40 % yli 60 asteen kulmassa ledistä suoraan eteenpäin suuntautuvien valonsäteiden • · **··' suunnasta. Ledin emittoiman säteilyn valojakauma on ympyräsymmetrinen 25 ledistä suoraan eteenpäin ledin otsapinnan tason lävitse kohtisuoraan kul-keviin valonsäteisiin nähden.

• · * • · * ·

Keksinnön mukaiseen salamavalolaiteeseen kuuluu valonlähteenä kuviossa * · :..7 2 esitetysti ledi 3 sekä yhtenäisen sisäpinnan 20 ja yhtenäisen ulkopinnan :···: 200 omaava linssi 2. Ledin 3 emittoimat valonsäteet 4; 40 kulkevat keksin- 30 nön mukaisen salamavalolaitteen 1 linssin 2 läpi kuviossa 2 esitetyllä tavalla • · · "·*. lävistäen ensin linssin taittavan ja heijastavan sisäpinnan 20 ja sen jälkeen runkokotelon (ei esitetty kuviossa) tasalla olevan linssin ulkopinnan 200. Ledi 3 on sovitettu lähelle linssin sisäpintaa 20, esimerkiksi digitaalikamera!- : 5 117806 la varustetun matkapuhelimen rungon sisälle. Linssi 2 on tällöin joko samaa materiaalia matkapuhelimen runkokotelon kanssa (esimerkiksi läpinäkyvää muovia, kuten akryyliä) tai erillinen matkapuhelimen runkokoteloon upotettu linssi. Linssin 2 ulkopinta 200 on oleellisesti samassa tasossa runkokotelon 5 pinnan kanssa (ei esitetty kuviossa). Unssin 2 sisäpinta 20 muodostuu jäljempänä tarkemmin selostettavasta valonsäteitä 4 taittavasta keskialueesta 20; K sekä valonsäteitä heijastavasta reuna-alueesta 20; R, joka ympäröi keskialuetta. Kaikki linssin 2 optiset pinnat ovat ns. vapaamuotopintoja, jotka koostuvat erilaisista geometrisistä käyristä ja pinnoista. Vapaamuotopinta 10 on pinta, joka ei rajoitu pelkästään klassisiin analyyttisiin muotoihin, kuten esimerkiksi kartiopintoihin, ja joka määritellään tiettyjen kontrollipisteiden joukon kautta kulkevana pintana (kuten bezier, b-spline ja NURBS-pinnat). Unssin optisesti aktiivinen alue on yleismuodoltaan neliömäinen. Linssin taittavien ja kokonaisheijastavien sisäpintojen tarkka muoto perustuu tunnet-15 tuun Snellin lakiin sekä sen soveltamiseen kulloiseenkin linssimateriaaliin. Sneliin lain soveltamisen osalta viitataan alan tunnettuun kirjallisuuteen, kuten esim. Warren J. Smith ’’Modern optical engineering” tai Born & Wolf, “Principles of optics”.

Linssin 2 optisesti aktiivisella sisäpinnalla 2; 20 on pinta-alaltaan suhteelli- 20 sen pieni keskialueen K keskikohta 20a, jonka läpi kulkee kuitenkin suuri osa ledin emittoimasta valosta 4; 40. Mainittu keskikohta 20a on suorakul- .* mainen ja se on suunniteltu valoa taittavaksi pinnaksi. Keskikohdan 20a kul- ·♦* ·.*:! lekin sivulle liittyy sivutahko, jotka tahkot muodostavat yhdessä valoa taitta- • · *···* van keskialueen K ympäryspinnan 20b. Ympäryspinta 20b muodostuu siten : 25 neljästä ulkopintaa kohti viettävästä sivutahkosta, joista kuviossa näkyy si- vutahko 20b3 sekä osittain sivutahkot 20b1 ja 20b2, jotka tahkot liittyvät kes- C.*: kialueen eri sivuille ja kyljistään toisiinsa. Kuviossa 2 esitetyssä linssissä 2 sisäpinnan 20 keskialueen K keskipinta tai keskikohta 20a on piirretty lä- ♦·’ hemmäksi valonlähteenä käytettyä lediä 3 kuin mainittuun keskipintaan 20a ·«·· :***; 30 liittyvän ympäryspinnan 20b sivutahkot, jotka tahkot viettävät jyrkästi pois- ..· päin valonlähteenä käytetystä ledistä 3. Kun referenssitasona käytetään • · linssin ulkopinnan 200 jokseenkin tasomaista, suoraa otsapintaa 200a, on :···: keskipinnan 20a etäisyys tästä referenssitasosta 200a suurempi kuin keski- pintaan liittyvän ja kohti ulkopintaa 200 viettävän ympäryspinnan 20b sivu- ;··*. 35 tahkojen.

• · 6 117806

Linssin 2 sisäpinnan 20 valoa taittavan keskialueen K kautta kulkee tavallisesti yli 60 %, usein jopa 80 - 90 % valonlähteenä käytetyn ledin 3 emittoimasta valosta 4; 40, riippuen ledin tai muun valonlähteen emittoimasta valon jakaumasta ja käsillä olevalla salamavalolaitteella 1 valaistavan alu-5 een muodosta. Mainitut valoa taittavat pinnat eli keskipinta 20a ja sen reunoille liittyvät ympäryspinnan 20b sivutahkot on muodostettu yhdistelemällä käyränpätkiä vapaamuotokäyräksi. Kukin käyränpätkä on laskettu siten, että se taittaa käyränpätkän määrittelemälle pinnalle saapuvan valon 4 tiettyyn kulmaan. Vapaamuotokäyrät on tämän jälkeen yhdistetty toisiinsa yhtenäi-10 seksi, jatkuvaksi vapaamuotopinnaksi.

Linssin sisäpinnan 2; 20 valoa taittavaan ympäryspinnan 20b sivutahkoihin liittyvä sisäpinnan alue, jota tässä kutsutaan reuna-alueeksi R, on suunniteltu heijastamaan oleellisesti kaiken sille saapuvan valon 4; 40 (eli alue on suunniteltu kokonaisheijastavaksi). Mainitun valoa heijastavan reuna-alueen 15 R ensimmäinen 20c pinta kaartuu ylöspäin (referenssipintana on jälleen linssin ulkopinnan 200 otsapinnan 200a taso) nousten keskipinnan 20a ylimmän kohdan kautta kulkevaa ulkopinnan suuntaista horisontaalitasoa T korkeammalle. Kuviossa 2 esitetty, valoa heijastavan alueen eli reuna-alueen R ensimmäinen pinta 20c on muodoltaan suurin piirtein symmetrinen 20 linssin 2 sisäpinnan lävistävän keskiakselin P suhteen. Tällöin samalla etäi-syydellä keskiakselilta P sijaitsevat ensimmäisen pinnan osat ovat saman ... muotoisia ja sijaitsevat samalla etäisyydellä linssin ulkopinnan otsapinnalta \\*ί 200a. Kokonaisheijastavan reuna-alueen R toinen eli kokonaisheijastavan **··.* alueen 20d pinta liittyy suoraan mainittuun ensimmäiseen pintaan 20c, mai- * * · · * 25 nitun pinnan 20c ulkopinnan otsapinnasta 200a katsoen korkeimmassa kohdassa, viettäen sieltä laskevasti ja kaareutuen kohti linssin ulkopintaa • · * 200a. Myös kokonaisheijastava toinen alue (pinta) 20d on muodoltaan ja sijainniltaan suurin piirtein symmetrinen; linssin sisäpinnan lävistävältä kes-'•l· kiakselilta katsoen samalla etäisyydellä sijaitsevat kokonaisheijastavan alu- 30 een 20d pinnat ovat saman muotoisia ja sijaitsevat samalla etäisyydellä ./ linssin otsapinnan 200a tasosta. Reuna-alueen R ensimmäinen pinta 20c yhdensuuntaistaa tälle pinnalle eri kulmissa lediltä 3 saapuvat valonsäteet • · *”·' 4; 40 sellaiseen kulmaan, että valonsäteet 4; 41 saapuvat toiselle (ko- j konais)heijastavalle alueelle 20d sellaisessa kulmassa, että oleellisesti kaik- :*·*: 35 ki valonsäteet 41 heijastuvat toisen pinnan 20d välityksellä noin 90 asteen • · kulmassa tulosuuntaansa nähden. Kokonaisheijastuksen rajakulma on johdettavissa tunnetusta Snellin laista. Mainittu ensimmäinen pinta 20c on 7 117806 muodostettu yhdistelemällä käyränpätkiä toisiinsa vapaamuotokäyräksi. Kukin käyränpätkä on suunniteltu siten, että sille saapuvat valonsäteet yhdensuuntaistivat. Vapaamuotokäyrät on tämän jälkeen yhdistetty patalapuiksi, jotka on puolestaan yhdistetty toisiinsa jatkuvaksi, yhtenäiseksi vapaamuo-5 topinnaksi. Mainittu toinen, kokonaisheijastava alue 20d, on muodostettu yhdistämällä käyränpätkiä toisiinsa vapaamuotokäyräksi. Kukin käyränpätkä on suunniteltu siten, että se heijastaa sille saapuvan valon tiettyyn kulmaan halutulla alueella. Vapaamuotokäyrät on tämän jälkeen yhdistetty patalapuiksi, jotka on puolestaan yhdistetty toisiinsa jatkuvaksi, yhtenäiseksi va-10 paamuotopinnaksi.

Linssin 2 sisäpinnan 20 tarkka muoto riippuu useastakin seikasta: linssin 2 ja valonlähteen 3 välisestä etäisyydestä, valonlähteen emittoiman valon 4; 40 intensiteettistä sekä intensiteettijakaumasta, halutusta valaistun alueen muodosta jne. Kuviossa 2 esitetyllä linssi-lediyhdistelmällä on tarkoitus va-15 laista neliömäinen alue, jolloin siinä käytetyn linssin otsapinta 200a on yleismuodoltaan suurin piirtein neliömäinen. Mikäli tähdättäisiin esimerkiksi suorakaiteen 4:3-muotoisen alan valaisemiseen olisi linssin otsapintakin yleismuodoltaan enemmän tai vähemmän suorakaiteen muotoinen.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukaisen salamavalolaitteen linssi 2 per- 20 spektiivissä ja osittain aukileikattuna. Kuviossa näkyy linssi sekä sen yhty- mäkohdat käyttöympäristöönsä, kuten matkapuhelimen kuoreen. Linssin 2 ...T molemmat pinnat (sisä- ja ulkopinta) ovat materiaaliltaan akryyliä tai muuta läpinäkyvää muovia ja ulkopinta 200 on tässä tapauksessa sileä, jolloin se *:··: soveltuu käytettäväksi esimerkiksi matkapuhelimen ulkopintana. Linssi 2 ·: 25 liittyy sisäpinnan 20 jatkeiden välityksellä puhelimen muihin osiin. Kuviossa « · · · .·*·. näkyvät myös linssin 2 valukanavat 8, joiden välityksellä muovi on syötetty muottiin ruiskuvalettaessa linssiä. Ruiskuvalussa käytetään edullisesti 2-... komponenttiruiskuvalua, jolla integroidaan yhtä muovilajia oleva linssi sitä ympäröiviin, toista muovilajia oleviin tukirakenteisiin kuten matkapuhelimen *"·* 30 kuoreen. Ledi (ei esitetty kuviossa) voidaan asemoida hyvin lähelle linssin I'*·· optisesti aktiivista sisäpintaa 20, jolloin matkapuhelimen sisään rakennetus- ta kamerasta saadaan hyvin litteä.

• · · .

Eräässä keksinnön edullisessa toteutusmuodossa valetaan linssin 2 päälle lt * : V vielä läpinäkyvää materiaalia oleva kova suojakalvo ruiskupuristuksen aika- 35 na.

8 117806

Kuvioissa 3A - 3D on esitetty, miten eräällä keksinnön mukaisella linssi— lediyhdistelmällä muodostetaan suorakulmainen (neliömäinen) valokuvio 5; 50. Kyseinen valokuvio muodostuu linssin sisäpinnan 20 eri optisten alueiden (20a, 20b sekä 20c ja 20d) läpi kulkeneesta valosta 4; 42.

5 Kuvioissa 3A - 3C on havainnollistettu erikseen kullakin linssin optisesti aktiivisella osalla muodostuvaa valokuviota ja kuviossa 3D on näytetty linssillä muodostuva kokonaisvalokuvio.

Kuviossa 3A - 3D annetut luvut merkitsevät valon suhteellista intensiteettiä (%) kulloisestakin valon huppuintensiteettistä. Kuvioissa 100 merkitsee siten 10 valon huippuintensiteettiä ja 0 sitä, että pinnalle ei saavu lainkaan valoa.

Kulkiessaan linssin sisäpinnan valoa taittavan keskipinnan 20a läpi lediltä tulevat valonsäteet 4; 40 taittuvat siten, että muodostuu jo lopullinen, muodoltaan suorakulmainen valaistu alue (Fig. 3A). Tämän linssin osan välityksellä muodostuvassa valokuviossa 5; 51 valon intensiteetti ei kuitenkaan ole 15 vielä tasaista valaistun suorakulmion sisällä, vaan valaistun alueen keskusta sekä nurkat valaistuvat muita osia enemmän. Valokuviossa 5; 51 A tarkoittaa korkeaa valaisuintensiteettiä, I = 100 - 73 %. B merkitsee keskikorkeaa valon intensiteettiä I = 41 - 72 % ja C alhaista valon intensiteettiä I < 41 %. Huippuintensiteetti tässä on 72,5116 cd.

• * / 20 Keskialueen keskipinnan 20a ympärillä olevalle ympäryspinnan 20b alueelle lediltä saapuvat valonsäteet 4; 40 puolestaan taittuvat siten, että tältä alu- *·♦·* eelta lähtevät valonsäteet 4 muodostavat valokuvion 5; 52. Valokuviossa 5; 52 saapuvan valon suurin intensiteetti esiintyy välittömästi suorakulmaisen alueen reunojen vieressä (Fig. 3B). Tältä linssin sisäpinnan taittavalta alu- O 25 eelta 20b ei saavu juurikaan valoa itse suorakulmaisen alueen keskustaan, koska ko. alue on valaistu jo keskipinnan 20a välityksellä. Tässä valokuvi- ··· ossa A tarkoittaa korkeaa valaisuintensiteettiä, jossa I = 73 - 100 %. B mer- .···. kitsee keskikorkeaa intensiteettiä I = 40 - 72 % ja C alhaista valon intensi- ./* teettiä I < 40 %. Huippuintensiteetti on tässä 47,87 cd.

• · • ·· • T": 30 Linssin 2 valoa kokonaisheijastavalle reuna-alueelle R saapuu valoa ledistä 3 suhteellisen vähän, usein vain noin 10-20 % ledistä emittoituneen valon !:*:* 4; 40 kokonaismäärästä (Fig. 3C). Reuna-alueen R kautta kulkeva valo * · · : ·’ muodostaa valokuvion 5; 53, joka täydentää valokuvioita 5; 51 ja 5; 52. Va laistun alueen keskustaan saapuu enemmän valoa (alue A) ja reunoille vä- 9 117806 hemmän (alueet B ja C). Tässä kuviossa A tarkoittaa korkeaa valaisuintensi-teettiä, jossa I = 76 -100 %. B merkitsee keskikorkeaa intensiteettiä I = 41 -75 % ja C alhaista valon intensiteettiä I < 41 %. Huippuintensiteetti tässä on 65,221 cd.

5 Kuvion 3D mukainen linssin optisten pintojen 20a, 20b, 20c ja 20d kulkeneen valon antama yhteisvalokuvio on valokuvioiden 5; 51, 5; 52 ja 5; 53 summa ja suurin piirtein neliömäinen muodoltaan. Tässä valokuviossa alueella 5; 50 eniten valoa saava suorakulmaisen tai neliömäisen muotoinen alue on keskellä ja siinä I = 71 - 100 %. Valaistun alueen reunoilla on jonkin 10 verran heikommin valaistu reuna-alue, jossa valon intensiteetti I = 39 - 70 %. Näiden valaistujen alueiden A ja B ulkopuolelle jää hyvin heikosti valaistu alue C, jossa I <38 %. Huippuintensiteetti tässä on 93,69 cd.

Kuviossa 5 näkyy vielä keksinnön mukaisella salamavalolaitteella muodostuvan valaistun alueen poikkileikkaus horisontaalisuunnassa. Kuviosta voi-15 daan havaita, että valon intensiteetti (annettu prosentteina huippuintensi-teettistä) putoaa jyrkästi valaistun neliömäisen alueen reunojen ulkopuolella. Kuviossa I merkitsee intensiteettiä prosentteina huippuintensiteetistä ja X havainnointikohtaa.

Edellä on esitetty vain eräitä keksinnön sovellutusmuotoja ja alan ammatti- *j··: 20 miehelle on ilmeistä, että keksintö on mahdollista toteuttaa monella muulla- ·:· kin tavoilla oheisten patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa.

···*;.

« m ·

Niinpä linssi on yleismuodoltaan tavallisesti neliömäinen tai suorakaiteen *:**; muotoinen riippuen halutun valaistavan kuva-alueen muodosta. Vaihtele- ...T maila linssin otsapinnan, reuna-alueen ja keskialueen muotoa voidaan linssi 25 toteuttaa myös muun muotoisena.

Kokonaisheijastava reuna-alue R voidaan toteuttaa myös siten, että reuna-alue R on osittain tai kokonaan metalloitu. Tällöin reuna-alueessa ei enää « · *·:** välttämättä ole ensimmäistä pintaa 20c, joka ohjaisi valonsäteet tiettyyn kul- j*·.. maan toiselle pinnalle (alueelle) 20d, koska reuna-alue heijastaa lähtevät 30 valonsäteet tietyssä kulmassa valonsäteiden tulokulmaan nähden raken-teensä ansiosta.

• · • · • · · : *.·* Kuviossa 1 esitetty ledin emittoiman valon jakauma koskee vain tiettyä markkinoilla saatavilla olevaa ledityyppiä ja valojakauma luonnollisesti muut- 1 1 7806 . 10 tuu ledityyppiä vaihdettaessa. Ledin antama valokuvio on kuitenkin melko tyypillinen tänä päivänä saatavilla oleville ledeille.

Keksinnön mukaista salamavalolaitetta voidaan käyttää valokuvauslaitteis-sa, erityisesti digitaaliseen kuvaukseen tarkoitetuissa valokuvauslaitteissa. 5 Valokuvauslaite voi olla myös ensisijaisesti muuhun käyttöön tarkoitetun laitteiston osana, kuten esimerkiksi matkanviestinlaitteiden yhteydessä, joita käytetään ensisijaisesti kommunikointiin.

Kulloisellakin linssillä saatavan valaistun suorakulmaisen muotoisen alueen valontiheys riippuu huomattavasti myös valonlähteestä. Niinpä edellä kuva-10 tussa esimerkissä linssille ja sen osille annetut valaisuintensiteetin arvot (suhteelliset sekä absoluuttiset) saattavat muuttua huomattavastikin riippuen linssin muodosta ja kulloisenkin valonlähteen tehosta.

mm! • » •«· «Ml 4«« • · * · ··« « *·*·· • · * 9 »

• •«I

• M

• « • · * · · ··* ···· ·♦* » • · * * * « • · ♦ · · • # · : ^ .

* * ♦ · • · · • « • · • · * ···' • · « • * * «

Claims (14)

117806

1. Salamavalolaite (1), jossa valonlähde (3) on linssin (2) välittömässä läheisyydessä, valokuvausvälineen sisäpuolella ja valonlähteen emittoima valo (4; 40) muutetaan mainitun linssin välityksellä valaisemaan noin suorakulmaisen muotois- 5 ta aluetta, tunnettu siitä, että - salamavalolaitteen (1) valonlähde on ledi (3), joka emittoi ympyräsymmetristä valoa, - linssissä (2) on valoa taittava alue sekä valoa kokonaisheijastava alue, linssin muodostuessa yhdestä yhtenäisestä kappaleesta 10. linssin (2) valoa taittava alue sijaitsee linssin sisäpinnan (20) keskialueella (K) ja linssin valoa heijastava alue sijaitsee linssin sisäpinnan reuna-alueella (R).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen salamavalolaite (1), jossa valonlähde on ledi (3), jonka emittoiman valon intensiteetistä suurin osa, erityisesti yli 60 % ja edullisemmin yli 80 %, on peräisin valonsäteistä, jotka suuntautuvat valonlähteestä 15 linssiin siten, että niiden kulkusuunta eroaa enintään 60 astetta kohtisuoraan ledin otsapinnan kautta linssiä (2) kohti kulkevien valonsäteiden suunnasta.

, 3. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen salamavalolaite (1), tun- ·····' nettu siitä, että linssissä (2) on yhtenäinen sisäpinta (20) sekä yhtenäinen ulkopin- ·«:’ ta (200) ja linssin sisäpinnalla (20) on valoa taittava alue sekä valoa kokonaishei- • * · 20 jastava alue ja linssin ulkopinta on suora tai kaksoiskaareva. ···** • · ·

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen salamavalolaite (1), tunnettu siitä, että lins-siin sisäpinnan (2; 20) valoa taittava keskialue (K) käsittää keskipinnan (20a), jonka avulla muodostuu pääosa suorakulmion muotoisesta, salamavalolaitteella va- # . laistun valokuvion (5; 50) muodosta sekä keskipinnan ympärillä olevasta ympärys- • · · 25 pinnasta (20b), jonka avulla valaistun alueen valon intensiteettiä tasoitetaan. • * • · • · · m\m

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen salamavalolaite (1), tun- nettu siitä, että ympäryspinta (20; 20b) muodostuu neljästä keskipintaan liittyvästä • * sivutahkosta, jotka viettävät liitoskohdalta kohti linssin ulkopintaa (200). • « • · * » · ·

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen salamavalolaite (1), tun-* : 30 nettu siitä, että linssin (2) sisäpinnan (20) kokonaisheijastava reuna-alue (R) koos tuu ensimmäisestä pinnasta (20c), joka ohjaa sille tulevat valonsäteet toiselle pinnalle (20d) samansuuntaisina tai lähes samansuuntaisena sekä mainitusta toises 117806 ta heijastavasta pinnasta (20d), joka on sellaisessa kulmassa ensimmäiseltä pinnalta (20c) saapuviin valonsäteisiin (4; 41) nähden, että se heijastaa oleellisesti kaikki sille saapuvat valonsäteet noin 90 asteen kulmassa tulosuuntaansa nähden.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen salamavalolaite (1), tun-5 nettu siitä, että yli 60 % edullisesti yli 80 % valolähteen (3) valosta päätyy valaistavalle suorakaiteen tai neliön muotoiselle alueelle (5; 50).

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen salamavalolaite (1), tunnettu siitä, että kaikki linssin (2) sisäpinnan (20) optiset pinnat ovat sopivia po-lynomikäyriä yhdistelemällä saatuja vapaamuotopintoja.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen salamavalolaite (1), tun nettu siitä, että linssi (2) on osa kameran ulkokuorta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen salamavalolaite (1), tunnettu siitä, että linssi (2) on samaa materiaalia kuin linssin ympärillä oleva valokuvauslaitteen runko.

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen salamavalolaite (1), tun-15 nettu siitä, että linssi (2) on yleismuodoltaan suorakaide tai neliömäinen.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen salamavalolaite (1), tunnettu siitä, että linssi (3) on valmistettu ruiskuvalamalla yhdestä tai useammasta *"1: muovilaadusta. I··

13. Patenttivaatimuksen 13 mukainen salamavalolaite (1), tunnettu siitä, että 20 linssi (3) on ruiskuvalettu yhdessä linssin ympärillä olevan rungon kuten matkaviestimen kuoren kanssa. • · · . • · · ·

14. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisen salamavalolaitteen käyt- tö matkaviestinlaitteessa. ··#..·· ···' ♦ ♦· « • · ♦ • · * · • ♦ · • « · * · ♦ • · · • · 1 • · ····..· * 1 1 • · • · · • · 1 • · · • · · • · · • · 117806