JP2001142119A

JP2001142119A - 発光装置

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Publication number: JP2001142119A
Application number: JP32742999A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tanabe; 稔田辺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2001-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: JP4280380B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発光々の色温度の変換、照射方向の変換等を
行う照射特性変換部材を備えながら、カメラの小型化或
いは小型カメラへの採用を可能にする発光装置を提供す
る。【解決手段】光源４の前方には、光を所定方向に導く
プリズム部材１が配設され、この直前位置には、光の特
性を変換する機能を持ったフィルタ部材２が上下移動が
可能に配設されている。プリズム部材１は、前方の空間
で且つ前記出射された光軸に直交する面上に照射光が疎
になる領域１０１と密になる領域１００とを交互に形成
するシリンドリカルレンズ９を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スチルカメラにおいては、着
脱式の発光装置（通称、ストロボという）を装着できた
り、或いは内蔵されたものがある。さらに、発光装置
は、その前面に光学部材を装着したものがあり、発光光
の色温度を変換したり、照射方向を変換するなど、照射
特性を変換可能にした提案がなされている。例えば、発
光光の色温度を変化させるものとして、特開平８−２０
１８８６号公報があり、反射笠と放電管からなる発光装
置の前方に、反射笠の射出開口と、ほぼ同程度の大きさ
の透過型カラー液晶とを配置し、透過型カラー液晶には
補色系の３原色フィルタを備え、各色に対応する画素の
透過率を制御することにより、全体の色温度を制御しよ
うとするものである。また、透過型カラー液晶は、非使
用時には、モータ、ギヤを用いた駆動機構により、発光
装置の上方に設けられた待避空間に格納される。

【０００３】また、接写用発光装置を装着したカメラな
どを除き、通常のカメラは赤目現象を抑えるために、撮
影レンズの光軸に対し、発光装置の光軸は或る距離をも
って配設され、或いは内蔵されている。このようなカメ
ラで近距離をストロボ撮影した場合、ストロボ光の照射
範囲と撮影範囲にズレが生じ、被写体上に照明ムラが生
じる。

【０００４】この照明ムラの問題を解決するため、従来
より、発光部の前面に拡散板を出し入れする発光装置も
提案されている。例えば、特開昭５９−２１０４２６号
公報では、カメラ本体にフレネルプリズムを固定し、そ
の後方に発光装置を昇降可能に配置している。そして、
通常撮影時には、発光装置を上昇させてフレネルプリズ
ムを介さずに発光させ、また、接写モードに切り換えた
ときには、接写レンズが撮影レンズの前面に移動すると
同時に、駆動機構により発光装置が下降してフレネルプ
リズムの後方に位置するようになり、発光した光はフレ
ネルプリズムにより撮影レンズの光軸方向へ曲げられ
る。発光した光が曲げられることにより、撮影範囲と照
明範囲がほぼ一致するようになり、照明ムラのない均一
な照明を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、特開平８−２０１８８６号公報の構成の場
合、透過型カラー液晶の不使用時には、これを待避させ
るための空間が必要になり、発光装置及びカメラが大型
化する。また、待避時の移動量も大きなものとなるた
め、その駆動機構も複雑かつ大型化する。

【０００６】また、特開昭５９−２１０４２６号公報の
構成では、フレネルプリズムの大きさ以上に発光装置全
体を移動することが必要なため、質量、移動量共に大き
くなり、駆動機構の大型化及び複雑化を招き、カメラの
小型化の要望に逆行する。

【０００７】さらに、いずれの公知技術においても、発
光装置の射出開口と透過型カラー液晶または、フレネル
プリズムを相対的に射出開口の大きさ以上に移動させね
ばならず、その移動量は必然的に大きなものとなってし
まう。仮に射出開口の高さが１０ｍｍであれば、最低で
も１２〜１３ｍｍは移動させる必要がある。

【０００８】このように、従来の発光装置は大型化が避
けられなかったため、カメラの小型化を図り、或いは小
型のカメラに上記したような機能を持つ発光装置を装着
し、或いは内蔵することは出来なかった。

【０００９】本発明は、上述の事情に鑑み、発光光の色
温度の変換、照射方向の変換等を行う照射特性変換部材
を備えながら、カメラの小型化或いは小型カメラへの採
用を可能にする発光装置を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本出願に係る発明の目的
を実現する構成は、請求項１に記載のように、光源と、
該光源からの光を所定方向に照射する光学部材と、該光
学部材から出射された光の特性を変換する照射特性変換
部材を備えた発光装置において、前記光学部材は、光学
部材の前方の空間で且つ前記出射された光軸に直交する
面上に照射光が疎になる領域と密になる領域とを交互に
複数個形成する出射面を備え、前記照射特性変換部材
は、その使用／非使用に応じて前記照射光が疎になる領
域と前記密になる領域の間を移動するように駆動される
ことを特徴とする発光装置にある。

【００１１】この構成によれば、光学部材を出射する光
が、その前面から所定の距離の位置上に光軸に対して直
交する面に照射光が疎になる領域と密になる領域とが交
互に形成され、その疎または密の領域の一方が選択され
るように照射特性変換部材を移動させることにより、簡
単な構成により照射特性の変換を行うことができる。し
たがって、発光装置の小型化が可能となるほか、超小型
のコンパクトカメラへの搭載、或いはカメラの小型化に
寄与することができる。

【００１２】本出願に係る発明の目的を実現する具体的
な構成は、請求項２に記載のように、前記光学部材は、
前記光源からの光を前記所定方向へ屈折させる第１の面
と、該第１の面に隣接して設けられ、前記光源からの光
を前記所定方向とは異なる方向に屈折させる第２の面
と、該第２の面からの光を前記所定方向へ反射させる第
３の面とを備えることを特徴とする発光装置にある。

【００１３】この構成によれば、第１の面により入射光
が直接的に所定方向（被写体方向）に導かれ、第２の面
により他の入射光は異なる方向に屈折され、第３の面に
より前記第２の面からの光が前記所定方向へ反射され
る。従って、光源からの光は、大きく分けて３方向から
効果的に所定方向に導かれるので、光学部材の小型化が
図れ、ひいては発光装置の小型化を図ることができる。

【００１４】本出願に係る発明の目的を実現する具体的
な構成は、請求項３に記載のように、前記光学部材は、
前記出射面がシリンドリカルレンズにより構成されてい
ることを特徴とする発光装置にある。

【００１５】この構成によれば、出射面に設けたシリン
ドリカルレンズが、その焦点がほぼ１本の線状位置に結
ばれ、線状位置とその中間とに照射光を疎にする領域と
密にする領域を形成する。したがって、簡単な構成によ
り、照射光が疎になる領域と密になる領域を形成するこ
とができる。

【００１６】本出願に係る発明の目的を実現する具体的
な構成は、請求項４に記載のように、前記照射特性変換
部材は、前記光源の発する光の分光特性を変換する機能
を有することを特徴とする発光装置にある。

【００１７】この構成によれば、光源の発する放射光の
分光特性を変換するフィルタ部材とすることで、照明光
の色温度変換や色補正が可能になる。

【００１８】本出願に係る発明の目的を実現する具体的
な構成は、請求項５に記載のように、前記照射特性変換
部材は、前記照射光の強度を減衰させる機能を有するこ
とを特徴とする発光装置にある。

【００１９】この構成によれば、照明光の強度を減衰さ
せる機能により、近距離撮影で適度に照明光の強度を弱
めることが可能になり、最適な撮影結果を得ることがで
きる。

【００２０】本出願に係る発明の目的を実現する具体的
な構成は、請求項６に記載のように、前記照射特性変換
部材は、前記照射光の光路を曲げる特性を持った光学部
材であることを特徴とする発光装置にある。

【００２１】この構成によれば、照明光の光路を曲げる
特性を持った光学部材とすることにより、照射方向が切
り換えられ、近距離撮影における照明ムラを防ぐことが
可能になり、或いは、焦点距離情報に基づいて照射角度
を切り換えることが可能になる。

【００２２】本出願に係る発明の目的を実現する具体的
な構成は、請求項７に記載のように、前記光学部材は、
所定間隔に配設された複数のプリズムであることを特徴
とする発光装置にあり、また、請求項８に記載のよう
に、前記照射特性変換部材は、互いに隣り合う、前記疎
になる領域、前記密になる領域の間を移動することにあ
る。

【００２３】これらの構成によれば、簡単な構成によっ
て照明光の光路を曲げることが可能になり、かつ小型軽
量化が可能になる。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本
発明の発光装置を示す分解斜視図である。また、図２は
光軸と平行な面における断面図を示している。

【００２５】各図において、１はプリズム部材であり、
光源としての放電管４が発した光の進行を制御する。２
は照射特性変換部材としてのフィルタ部材であり、プリ
ズム部材１の前面に配設される。照射特性変換部材２に
は、ストロボ撮影時に被写体、照明光、使用フィルムに
応じて適切な色を再現するために、色温度変換（Ｌ
Ｂ）、或いは色補正（ＣＣ）フィルタ等、或いは、被写
体、撮影距離、特に、近距離において適度に照明光の強
度を弱める減光（ＮＤ）フィルタ等を用いることができ
る。３は窓部材であり、透明なガラスまたは樹脂を用い
て作られており、カメラ本体或いは発光装置の筐体に固
定される。４はプリズム部材１の後部に配設される放電
管（発光管）であり、図示しない制御回路および電池を
用いて瞬間的に大光量の光を発光する。５は反射板であ
り、放電管４の外周にほぼ接するような半円筒形を成
し、放電管４の背部に設けられ、放電管４からの光をプ
リズム部材１の方向へ反射させる。

【００２６】プリズム部材１は、透明なガラスまたは樹
脂を用いて加工されており、背面には放電管４に対向さ
せてシリンドリカルな凸レンズ７が形成され、この凸レ
ンズ７と放電管４を挟む形で側壁６ａ，６ｂが形成さ
れ、この側壁６ａ，６ｂに連通させて外表面となる曲面
８ａ，８ｂが形成されている。また、前面には複数のシ
リンドリカルレンズ９が横方向に形成されている。この
シリンドリカルレンズ９と同一ピッチによるスリット２
ａが、フィルタ部材２に設けられている。

【００２７】図３は、フィルタ部材２の非使用時と使用
時における発光装置の状態を示す説明図であり、（ａ）
はフィルタ部材の非使用時の状態を示し、（ｂ）はフィ
ルタ部材の使用時の状態を示している。このように、フ
ィルタ部材２の非使用時にはスリット２ａがシリンドリ
カルレンズ９の正面に位置してプリズム部材１からの光
に介在せず、フィルタ部材２の使用時にはスリット２ａ
がシリンドリカルレンズ９の中間に位置し、プリズム部
材１からの光を透過する。このように２つの状態を形成
するために、フィルタ部材２の非使用時と使用時での移
動量をシリンドリカルレンズ９のピッチの１／２にして
いる。

【００２８】次に、図２を用いて放電管４から発せられ
た光線がプリズム部材３を通過していく様子を説明す
る。本実施の形態では、プリズム部材１にアクリル樹脂
を用い、屈折率は約１．４９に設定した。

【００２９】放電管４の光線は、プリズム部材１の凸レ
ンズ７および平面６ａ，６ｂに入射する。凸レンズ７は
単純な円筒面ではなく、曲面に構成されているので、凸
レンズ７に入射した光線は屈折して平行になり、プリズ
ム部材１内を進行する。また、曲面８ａ，８ｂも反射光
が平行化されるような曲面に構成されているので、平面
６ａ，６ｂに入射した光線は屈折して曲面８ａ，８ｂに
到達し、この曲面８ａ，８ｂで反射し、平行化される。
このように、放電管４からの光線を一旦、平面６ａ，６
ｂで屈折させ、その後に曲面８ａ，８ｂにより反射させ
ているため、光学系全体の小型化が可能になる。

【００３０】凸レンズ７、および側壁６ａ，６ｂと曲面
８ａ，８ｂで平行化された光線は、前面に設けられたシ
リンドリカルレンズ９に到達する。シンドリカルレンズ
９の曲面は単純な円筒面ではなく、収差の影響を極力少
なくするために最適化された曲面で構成されている。し
たがって、シンドリカルレンズ９により焦点を結ぶ際、
焦点はほぼ１本の線状位置に結ばれる。そして、レンズ
面から或る距離の空間上に複数の焦点を結び、この焦点
を結んだ後、所定の角度をもって被写体側へ照射する。
このように、プリズム部材１の射出面側の空間では、図
中Ａの照射方向と交わる面Ｐ上で、射出光線がプリズム
部材１により焦点を結んだ光線が密な領域１００と、光
線が殆ど通過しない疎の領域１０１が作られることにな
る。

【００３１】一方、放電管４から後方に発せられた光線
は、反射板５により反射し、再度、放電管を通過した
後、プリズム部材１へ入射し、上記したように凸レンズ
７および側壁６ａ，６ｂへ入射する。

【００３２】次に、図２の光線形成に図３に示したフィ
ルタ部材２の各状態における焦点形成について説明す
る。図３（ａ）では、フィルタ部材２は、殆ど光線が通
過しない位置（疎の領域１０１）に待避している。した
がって、プリズム部材１から射出した光線は、そのまま
フィルタ部材２の各スリット２ａを通過し、フィルタ部
材２の影響を受けることなく被写体へ照射される。一
方、フィルタ部材２の使用時には、焦点近傍（密の領域
１００）にフィルタ部材２を移動させる。これにより、
図３（ｂ）に示すように、照射特性がフィルタ部材２に
より変換された照射光が被写体に照射される。

【００３３】以上の説明は、照射角が一定である照射角
固定タイプの発光装置であったが、ズームカメラなどに
搭載する照射角可変タイプの発光装置にも本発明を適用
することができる。以下に、図面を参照して説明する。

【００３４】図４は第１の実施の形態の変形例としての
照射角可変タイプの発光装置を示す側面断面図である。
図４の構成が上記実施の形態と異なるところは、窓部材
１０のプリズム部材１に対向する面にシリンドリカルレ
ンズ１１を設けたところにある。このシリンドリカルレ
ンズ１１は、シリンドリカルレンズ９を反転させた構造
を有している。図４の発光装置では、窓部材１０は実線
の位置のときにワイド（広角）状態になり、２点鎖線の
位置のときにテレ（望遠）状態になる。

【００３５】図５は、図４の照射角可変タイプの発光装
置において、フィルタ非使用時の照射角変化の状態を示
し、（ａ）はワイド状態、（ｂ）はテレ状態である。図
５の（ａ）に示すように、ワイド状態においては、シリ
ンドリカルレンズ１１のレンズ面頂点が、プリズム部材
１から射出された光線の焦点近傍に位置するようにセッ
トされる。これにより、窓部材１０に入射した光線は、
ほぼプリズム部材１によって制御され、照射角を維持し
たまま被写体側へ照射される。テレ状態においては、前
記焦点位置より遠い距離にシリンドリカルレンズ１１の
レンズ面頂点を位置させることで、窓部材１０に入射し
た光線はレンズにより屈折し照射角は狭まることにな
る。

【００３６】なお、図５においては、窓部材１０のワイ
ドとテレの位置のみを示しているが、その中間位置では
照射角も中間の広がりをもって照射される。また、図５
ではフィルタ非使用時のみを示したが、ワイド、テレの
状態に関わらず、プリズム部材１から射出された光線が
密の領域（１００）と疎の領域（１０１）の間をフィル
タ部材２が移動することで、照射特性を変換することは
可能である。

【００３７】以上説明したように、フィルタ部材２の非
使用時と使用時における移動量は、シリンドリカルレン
ズ９のピッチの半分でよいため、微少な移動量による構
成にすることができる。本実施の形態において、仮に、
プリズム部材１の射出開口の高さが１０ｍｍであれば、
シリンドリカルレンズ９は７個の構成であるため、１０
／７／２＝０．７１４ｍｍで良いことになる。したがっ
て、フィルタ部材２の非使用時の待避スペースは僅かの
空間でよい。また、フィルタ部材２を駆動する機構も小
型化および簡略化が可能なため、発光装置、さらにはカ
メラの小型化が可能になる。換言すれば、従来大型のス
トロボ内蔵カメラにしか適用できなかった機能が、超小
型のコンパクトカメラにも採用できることになる。

【００３８】（第２の実施の形態）次に、本発明の発光
装置の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態
は、撮影レンズ光軸とストロボ光軸が離れていることに
より、近距離での撮影のときに照明ムラが生じるのを防
止すべく、撮影距離情報を基に照射方向を切り換えられ
るようにしたものである。

【００３９】図６は本発明の発光装置の第２の実施の形
態の構成を示す側面断面図である。図６の構成が第１の
実施の形態と異なるところは、フィルタ部材２からプリ
ズムプレート１２に変更した点である。その他の構成
は、第１の実施の形態と同一である。ここで、プリズム
プレート１２は照射特性変換部材として機能する。プリ
ズムプレート１２は、プリズム部材１のシリンドリカル
レンズ９に対応する位置にプリズム１３が配置され、プ
リズム１３の相互間にはスリット１４が形成されてい
る。

【００４０】図７は第２の実施の形態における照射方向
の切り替え状態を示し、（ａ）は通常撮影時、（ｂ）は
近距離撮影時である。図７の（ａ）に示すように、通常
撮影時においては、プリズム１３のそれぞれは、シリン
ドリカルレンズ９の中間位置にあり、射出光線は疎の領
域１０１に待避している。このため、照射光はプリズム
１３の影響を受けることなく、プリズム部材１により制
御された方向へ照射される。また、近距離撮影時には、
プリズム１３のそれぞれはシリンドリカルレンズ９の正
面にあり、射出光線は密の領域１００に位置している。
プリズム部材１から射出された光線は、プリズム１３の
それぞれにより屈折し、図の下方（撮影レンズ光軸側）
へ曲げられる。したがって、近距離撮影時においても、
照明ムラの発生を防止することができる。本実施の形態
においても、プリズムプレート１２の移動量はごく僅か
であるため、待避スペースを少なくできる。また、駆動
機構の小型化および簡略化も可能になる。

【００４１】第２の実施の形態においては、近距離撮影
時に照射方向を切り換えるものとしたが、プリズム１３
の構成を凸または凹のシリンドリカルレンズにすること
で、撮影レンズの焦点距離情報に基づいて照射角を狭め
たり広げたり等、照射角の切り替えを行うことも可能で
ある。

【００４２】〔発明と実施の形態の対応〕以上の実施の
形態において、プリズム部材１およびシリンドリカルレ
ンズ９，１１、プリズム１３が光学部材に、フィルタ部
材２が照射特性変換部材に相当する。凸レンズ７が第１
の面に、側壁６ａ，６ｂが第２の面に、曲面８ａ，８ｂ
が第３の面に相当する。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に示した
本発明は、光学部材は、光学部材の前方の空間で且つ出
射された光軸に直交する面上に照射光が疎になる領域と
密になる領域とを交互に形成する出射面を備え、照射特
性変換部材は、その使用／非使用に応じて照射光が疎に
なる領域と前記密になる領域の間を移動するように駆動
される構成にしたので、発光装置の小型化が可能となる
ほか、超小型のコンパクトカメラへの搭載、或いはカメ
ラの小型化に寄与することができる。

【００４４】請求項２に示した本発明は、光源からの光
を所定方向へ屈折させる第１の面と、該第１の面に隣接
して設けられ、前記光源からの光を前記所定方向とは異
なる方向に屈折させる第２の面と、該第２の面からの光
を前記所定方向へ反射させる第３の面とを備えた構成の
光学部材にしたので、光学部材の小型化が図れ、ひいて
は発光装置の小型化を図ることが可能になる。

【００４５】請求項３に示した本発明は、出射面がシリ
ンドリカルレンズにより構成された光学部材にしたの
で、簡単な構成により、照射光が疎になる領域と密にな
る領域を形成することができる。

【００４６】請求項４に示した本発明は、光源の発する
光の分光特性を変換する機能を有する照射特性変換部材
にしたので、照明光の色温度変換や色補正が簡単な構成
により行える。

【００４７】請求項５に示した本発明は、照射光の強度
を減衰させる機能を有する照射特性変換部材にしたの
で、近距離撮影で適度に照明光の強度を弱めることが可
能になり、最適な撮影結果を得ることができる。

【００４８】請求項６に示した本発明は、照射光の光路
を曲げる特性を持った光学部材による照射特性変換部材
にしたので、照射方向が切り換えられ、近距離撮影にお
ける照明ムラを防ぐことが可能になり、或いは、焦点距
離情報に基づいて照射角度を切り換えることが可能にな
る。

【００４９】請求項７に示した本発明は、所定間隔に配
設された複数のプリズムによる光学部材にし、また、請
求項８に示した本発明は、前記照射特性変換部材は、互
いに隣り合う、前記疎になる領域、前記密になる領域の
間を移動することにしたので、簡単な構成によって照明
光の光路を曲げることが可能になり、かつ小型軽量化が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発光装置を示す分解斜視図である。

【図２】図１の発光装置の光軸と平行な面における断面
図である。

【図３】図２に示したフィルタ部材の非使用時と使用時
における発光装置の状態を示す説明図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態を照射角可変タイプ
にした構成を示す側面断面図である。

【図５】図４の照射角可変タイプの発光装置におけるフ
ィルタ非使用時の照射角変化の状態を示す説明図であ
る。

【図６】図６は本発明の発光装置の第２の実施の形態の
構成を示す側面断面図である。

【図７】図７は第２の実施の形態における照射方向の切
り替え状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１プリズム部材２フィルタ部材２ａ，１４スリット３窓部材４放電管６ａ，６ｂ側壁７凸レンズ８ａ，８ｂ曲面９，１１シリンドリカルレンズ１２プリズムプレート１３プリズム１００密な領域１０１疎の領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、該光源からの光を所定方向に照
射する光学部材と、該光学部材から出射された光の特性
を変換する照射特性変換部材を備えた発光装置におい
て、前記光学部材は、光学部材の前方の空間で且つ前記出射
された光軸に直交する面上に照射光が疎になる領域と密
になる領域とを交互に複数個形成する出射面を備え、前
記照射特性変換部材は、その使用／非使用に応じて前記
照射光が疎になる領域と前記密になる領域の間を移動す
るように駆動されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】前記光学部材は、前記光源からの光を前
記所定方向へ屈折させる第１の面と、該第１の面に隣接
して設けられ、前記光源からの光を前記所定方向とは異
なる方向に屈折させる第２の面と、該第２の面からの光
を前記所定方向へ反射させる第３の面とを備えることを
特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】前記光学部材は、前記出射面がシリンド
リカルレンズにより構成されていることを特徴とする請
求項１記載の発光装置。
【請求項４】前記照射特性変換部材は、前記光源の発
する光の分光特性を変換する機能を有することを特徴と
する請求項１記載の発光装置。
【請求項５】前記照射特性変換部材は、前記照射光の
強度を減衰させる機能を有することを特徴とする請求項
１記載の発光装置。
【請求項６】前記照射特性変換部材は、前記照射光の
光路を曲げる特性を持った光学部材であることを特徴と
する請求項１記載の発光装置。
【請求項７】前記光学部材は、所定間隔に配設された
複数のプリズムであることを特徴とする請求項６記載の
発光装置。
【請求項８】前記照射特性変換部材は、互いに隣り合
う、前記疎になる領域、前記密になる領域の間を移動す
ることを特徴とする請求項１記載の発光装置。