JP2004069723A - Illuminator and photographing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等の撮影装置に用いられる照明装置に関するものであり、具体的には配光むらを解消又は低減することが可能な光学部材の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
カメラ等の撮影装置に用いられている照明装置においては、光源から様々な方向に射出した光束を効率良く必要な照射範囲内に集光させるために、従来種々の提案がなされている。特に近年では、光源の前方に配置されるフレネルレンズの代わりに、プリズムやライトガイド等の全反射を利用した光学部材を配置することによって、集光効率の向上と小型化とを図った照明装置が提案されている。
【0003】
一方、撮影レンズのズームが可能な撮影装置に、照射範囲が固定されたタイプの照明装置が搭載されると、特に必要照射範囲が狭いテレ状態において、不要な範囲にまで照明光が照射されることになり、エネルギロスが大きくなったり必要照射範囲内での光量不足が生じたりする。この不都合を解消するため、撮影画角に応じて照明光の照射範囲を変更させることができるようにした照明装置が提案されている。
【0004】
照射範囲を可変としたタイプの照明装置としては、特開2001−66672号公報にて提案されているように、光源の前方に配置され、入射光束の少なくとも一部を全反射させて最も集光させた状態を形成する光学プリズムと、この光学プリズムの被写体側に配置した第1および第2の光学パネルとを有し、これら2つの光学パネルの相対的位置を変化させることによって照射範囲を可変とするものがある。
【0005】
また、特開平7−270865号公報で提案されているストロボ装置のように、照射角度を広げる目的で照射方向の最前面に拡散板と反射鏡を配置しているものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開2001−66672号公報にて提案されている照明装置では、光源からの光の集光発散を行わせるために、光源の前方に3つの光学部材を配置する必要があり、部品点数が多くなるという問題がある。また、光学部品に関しては組立て位置精度が必要となるため、光学部品が数多くなるほど組立て作業が複雑化するという問題もある。
【0007】
ここで、同公報の照明装置では、集光光学系を構成する光学プリズムによって光源からの光を、光源の径方向を含む断面(装置本体上下方向における断面)において略平行光化して第1の光学パネルに導くようにしている。しかしながら、光源からの光を略平行光化させるためには、光学プリズムを装置本体上下方向に大型化しなければならないとともに、光学プリズムから射出した略平行光が入射する光学パネルも装置本体上下方向に大きくしなければならない。このため、照明装置が上下方向に大型化してしまうという問題もある。
【0008】
一方、特開平7−270865号公報で提案されているストロボ装置においても拡散板と反射鏡を設けているために部品点数が増え、ストロボ装置が大型化するという問題が懸念される。
【0009】
そこで、本発明は、従来技術に比べて少ない部品点数で構成し、小型化(特に装置本体上下方向の小型化)を図れるようにした照明装置およびこれを備えた撮影装置を提供することを目的としている。しかも、本発明は、上記目的に加えて、光源からの光エネルギを高い効率で利用でき、所定の照射範囲内で均一な配光特性を得ることができるようにした照明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】
本願第1の発明である照明装置は、光源と、この光源の径方向を含む断面において光源からの光束を略光軸上に集光させる第1の光学部材と、光軸中心付近に設けられ、第1の光学部材による集光領域からの光束が入射する正レンズ部を有する第2の光学部材とを備え、正レンズ部の前面に、この射出光を拡散させる拡散面が形成されていることを特徴とする。
【0011】
また、本願第2の発明である照明装置は、光源と、この光源の径方向を含む断面において光源からの光束を略光軸上に集光させる第1の光学部材と、光軸中心付近に設けられ、第1の光学部材による集光領域からの光束が入射する正レンズ部を有する第2の光学部材とを備え、正レンズ部の前面に、正レンズ部の射出光を拡散させる拡散部材が設けられていることを特徴とする。
【0012】
上述した本発明の照明装置の構成においては、光源の他に2つの光学部材(第1の光学部材および第2の光学部材)を配置するだけでよいため、従来技術のように3つの光学部材を配置する場合に比べて部品点数を削減することができ、光学部材同士の相対的な配置位置のずれ等による光学特性への影響も生じにくく、光学特性の安定性および信頼性を高めることが可能となる。
【0013】
また、第1の光学部材により光源からの光束を略光軸上に集光させているため、従来技術における照明装置のように光源からの光束を略平行光化して装置前方の光学部材に導くこともないため、装置上下方向の小型化を図ることも可能となる。
【0014】
しかも、第2の光学部材における正レンズ部の前面に、拡散面又は拡散部材を設けたことにより、正レンズ部の射出光を均一な配光分布にして配光むらを防止することができる。特に、上述した本発明の照明装置の構成においては、正レンズ部の前面のうち光軸中心付近の領域における射出光に配光むらが生じることがあるため、拡散面を正レンズ部の前面のうち光軸中心付近の領域に形成したり、拡散部材を正レンズ部の射出光のうち光軸中心付近の射出光を拡散させるように配置することにより、正レンズ部の射出光を均一な配光分布とすることができる。
【0015】
一方、正レンズ部の周辺に集光領域からの光束に集光作用を及ぼすフレネルレンズ部を設け、光源および第1の光学部材が、第2の光学部材に対して光軸方向に一体的に移動可能とし、光源および第1の光学部材を光軸方向に移動させることにより、光照射範囲を変更するようにすることができる。
【0016】
本発明では、第1の光学部材により光源からの光を略光軸上に集光させているため、光源および第1の光学部材を第2の光学部材に対して光軸方向に少量移動させることにより、集光領域からの光束すべてを正レンズ部に入射させたり、正レンズ部およびフレネルレンズ部に入射させることができる。集光領域からの光束すべてを正レンズ部に入射させれば照射範囲を広げることができ、正レンズ部およびフレネルレンズ部に入射させれば照射範囲を狭めることができるため、光源および第1の光学部材の少ない移動量で照射範囲を連続的かつ大幅に変更することができる。
【0017】
ここで、光源および第1の光学部材の光軸方向の移動に応じて、拡散部材を正レンズ部の前面に進退させる駆動機構を設けることができる。この駆動機構により、光源および第1の光学部材が第2の光学部材に対して第1の位置にあるとき、すなわち、集光領域からの光束すべてが正レンズ部に入射されるときに拡散部材を正レンズ部の前面に進入させ、第2の位置にあるとき、すなわち、集光領域からの光束が正レンズ部およびフレネルレンズ部に入射されるときに拡散部材を正レンズ部の前面から退避させるようにすることもできる。
【0018】
なお、光源として放電管を用いた場合、放電管の長手方向を含む断面において放電管からの光束を光軸方向に集光させる反射部を第1の光学部材に設けてもよい。
【0019】
また、本発明の照明装置は、カメラや携帯型情報端末に搭載される撮影装置に用いることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1から図15には、本発明の第1実施形態であるストロボ装置(照明装置)と、このストロボ装置を搭載したカメラの構成と、ストロボ装置の配光特性とをそれぞれ示している。
【0021】
図1および図2はストロボ装置の光学系の縦断面図(管状光源の径方向を含む断面図)であり、図4および図5はストロボ装置の光学系の水平断面図(光源の長手方向中心軸を含む断面図)、図6はストロボ装置の光学系の一部を示す縦断面図である。
【0022】
ここで、図1から図6においては、光源の中心から射出した光線のトレース図も合わせて示している。
【0023】
また、図7はストロボ装置を搭載したカメラの一部における内部構造を示した分解斜視図であり、図8および図9はストロボ装置の組立て状態を示す外観斜視図である。さらに、図10および図11はカメラの一部における組立状態を示す外観斜視図である。
【0024】
図12はストロボ装置における前面光学素子の詳細図であり、図13から図15はストロボ装置の配光特性図である。
【0025】
図10および図11に示すように、本実施形態のストロボ装置はカメラ本体21の上部に配置されている。
【0026】
図7において、カメラ本体21のレンズ鏡筒部25内に設けられた撮影光学系がズーム動作に伴って撮影光軸方向(図中前後方向)に移動すると、この撮影光学系の駆動機構を構成する部品に設けられた直進ピン211がレンズ鏡筒部25の上面に形成された直進溝212に沿って移動する。
【0027】
レンズ鏡筒部25の上方にはカム板23が配置されており、このカム板23の下面には、直進ピン211が係合する不図示の駆動カムが形成されている。このため、直進ピン211が直進溝212に沿って移動すると、カム板23は図中の矢印Aに示す方向に移動する。
【0028】
また、カム板23には、ストロボ駆動カム231と、ファインダ駆動カム232とが形成されている。ストロボ駆動カム231には、ストロボ装置を構成する光源ユニット本体15に設けられたカムピン151(図8)が係合し、ファインダ駆動カム232には、カメラ本体21に固定されるファインダ地板22のファインダ収納部222に収納されるファインダ光学系(図示せず)のうちの一部のレンズに設けられたカムピンが係合している。
【0029】
このため、カム板23が矢印A方向に移動すると、光源ユニット本体15とファインダ光学系のレンズとがそれぞれの光軸方向に移動し、ストロボズーム動作およびファインダズーム動作が行われる。
【0030】
ストロボ装置は、図6に示すように、前面光学素子(第2の光学部材)11、中間プリズム(第1の光学部材)12、放電管(光源)13、反射傘14、光源ユニット本体15、押さえゴム16により構成されている。
【0031】
前面光学素子11は、ストロボ光の照射窓としてファインダ地板22に固定される。放電管13および放電管13の後側に配置される反射傘14は、押さえゴム16によって光源ユニット本体15に固定され、中間プリズム12は、放電管13の前側に配置された状態で光源ユニット本体15に固定される。
【0032】
なお、放電管13は、不図示のリード線を介してカメラ本体21側に設けられた電源回路(図示せず)に接続されており、この電源回路からの電力供給を受けて光源として光を発する。反射傘14は、放電管13からストロボ装置後方に向けて射出した光を反射させて、放電管13側に戻す。放電管13は、押さえゴム16の弾性力によって反射傘14に押し付けられる。そして、中間プリズム12、放電管13、反射傘14および光源ユニット本体15により光源ユニット1が構成される。
【0033】
前述したように、光源ユニット本体15に設けられたカムピン151とカム板23に形成されたストロボ駆動カム231とのカム係合作用により、光源ユニット1は、前面光学素子11に対してストロボ装置前後方向に一体的に移動する。これにより、前面光学素子11と中間プリズム12との間隔が変化して放電管13から射出された光の集光又は発散度合いが変化し、撮影レンズのズーム動作に伴ってストロボ光の照射範囲が変更される。
【0034】
図9は、光源ユニット1を下方から見た図である。光源ユニット本体15の下面には、ストロボ駆動カム231に係合するカムピン151と、ガイド突起152とが光源ユニット本体15に一体形成されている。ガイド突起152は、図7に示すファインダ地板22に形成されたレール221に係合する。
【0035】
また、図8および図9に示すように、光源ユニット本体15の上下面には摺動突起153が光源ユニット本体15に一体形成されている。これら摺動突起153は、光源ユニット1がストロボ装置の前後方向に移動する際に、光源ユニット1の上面に取り付けられる上カバー(図示せず)およびファインダ地板22に対して摺動することにより、光源ユニット1の上下方向のがたつきを抑え、滑らかな移動を可能としている。
【0036】
図10は撮影レンズがワイド状態にあるときのカメラ内部構造の外観斜視図であり、図11はテレ状態におけるカメラ内部構造の外観斜視図である。これらの図に示すように、ワイド状態では、前面光学素子11と中間プリズム12とが最も接近し、テレ状態では、前面光学素子11と中間プリズム12とが最も離れる。ワイド状態とテレ状態との間で、前面光学素子11と中間プリズム12との間隔が変化することにより、放電管13から射出された光の照射範囲が変化する。
【0037】
次に、ストロボ装置の動作および光学作用について、図1から図6を用いて詳しく説明する。
【0038】
これらの図において、放電管13は、円筒形状のキセノン管で構成されている。反射傘14は、放電管13から射出した光束のうちストロボ装置後方に射出された成分をストロボ装置前方に反射させるものであり、この反射面には、高反射率を有する光輝アルミ等の金属材料が貼り付けられたり、高反射率の金属蒸着面が形成されたりしている。
【0039】
中間プリズム12は、放電管13から射出された光束を集光させ、所定の配光特性に制御するための光学部材である。また、前面光学素子11は、中間プリズム12に対してストロボ装置の前方に配置され、図4および図5に示すように、光源側の入射面には、放電管13の長手方向における屈折力を有するシリンドリカルレンズ部111が形成されている。
【0040】
また、前面光学素子11の被写体側となる射出面のうち光軸を含む中心領域には、図1および図2に示すように、ストロボ装置の上下方向における正の屈折力を有するシリンドリカルレンズ部(正レンズ部)112が形成されている。そして、シリンドリカルレンズ部112に隣接する装置上下方向の領域には、装置上下方向における正の屈折力を有するフレネルレンズ部113、114がそれぞれ形成されている。
【0041】
なお、前面光学素子11および中間プリズム12の材料としては、アクリル樹脂等の透過率の高い光学用樹脂材料が好ましい。
【0042】
以上のように構成される本実施形態の照明装置は、光源ユニット1(特に、中間プリズム12)と前面光学素子11との光軸方向における位置関係を変化させることにより、ストロボ装置の上下方向および左右方向の照射範囲を、ズーム動作が可能な撮影レンズの焦点距離(画角)に対応するように変化させるものである。
【0043】
以下、図1および図2を用いて、ストロボ装置の上下方向における照射範囲を変更するための最適形状の設定に関して説明する。
【0044】
反射傘14の反射面は、放電管13とほぼ同心円となる円筒における半円筒面となっている。これは、反射傘14の反射面で反射した光を放電管13の中心部付近に戻すのに有効な形状である。これにより、放電管13の構成部品であるガラスの屈折による悪影響を受けにくくなる。しかも、放電管13から中間プリズム12に直接入射する光と、反射傘14で反射された光とを放電管13のほぼ同一点(中心点)からの射出光として扱えるようになるため、この後に続く光学系全体を小型化することができる。
【0045】
図6は、放電管13、反射傘14および中間プリズム12の径方向断面を示しており、放電管13の中心部から射出した光束についての光線トレース図も合わせて示している。
【0046】
図6において、中間プリズム12の光源側の入射領域のうち光軸を含む中心領域には、正の屈折力を有する非球面のシリンドリカルレンズ部121が形成されている。また、シリンドリカルレンズ部121を挟んだ装置上下方向の周辺領域には、平面形状の周辺入射面122,123が形成されている。さらに、周辺入射面122の装置上方(図中左側)および周辺入射面123の装置下方(図中右側)にはそれぞれ、非球面形状を有する反射面124,125が形成されている。
【0047】
シリンドリカルレンズ部121および反射面124,125は、放電管13から射出した光束を略1点Pに向けて集光させる形状に形成されており、これにより、集光点Pから前方(図6中上方)に発散していく光束の広がり角度を、所定角度αに絞り込むことが可能になる。なお、中間プリズム12のうち被写体側となる射出面126は、平面状に形成されている。
【0048】
以下、中間プリズム12の上下方向における光学作用について図6を用いて詳しく説明する。まず、放電管13の中心部付近から前方に射出した光束のうち、光軸に対する角度が小さい成分に関しては、直接、シリンドリカルレンズ部121に入射する。この光束は、シリンドリカルレンズ部121の正の屈折力によって中間プリズム12の射出面126から射出した後、点P付近に集光する。
【0049】
また、放電管13の中心部付近から射出した光束のうち、光軸に対する角度が比較的大きな成分に関しては、周辺入射面122,123から中間プリズム12内に入射し、この入射時に屈折した後、反射面124,125に向かう。反射面124,125は、周辺入射面122,123から入射した光束に対して全反射条件を満たす形状に形成されているため、反射面124,125に入射した光束はほぼ全てが反射する。
【0050】
さらに、反射面124,125で反射した光束は、シリンドリカルレンズ部121の屈折力による集光点Pと略同一点に向かって集光する。
【0051】
一方、前述したように反射傘14の反射面は、放電管13と同心円となる円筒の半円筒面となっているため、放電管13の中心から後方の反射傘14に向かった光束は、再度、放電管13の中心に戻り、上述した中間プリズム12への直接入射光と同様な光路をたどって、点P付近に集光する。
【0052】
このように、放電管13の中心から射出した光束はすべて点P付近に集光する。また、集光後の光束の発散角度範囲も角度αに抑えられ、以下に説明する光学系において、取扱い易い光束に変換することが可能である。
【0053】
ここで、中間プリズム12の周辺入射面122,123は、光軸に対する傾き角度が比較的大きな平面で構成されている。これは、図6に示す光路からも分かるように、反射面124,125で反射した光束が集光点Pに向かう際に、周辺入射面122,123で不要な反射をせず、効率良く射出面126に導くことができるようにするためである。
【0054】
周辺入射面122,123の傾き角度としては、反射面124,125の最も後側の部分で反射した光線の光軸に対する傾き角度とほぼ一致するように設定することが望ましく、これは最も光量ロスを少なくする理想的な角度となる。
【0055】
以上説明したように、中間プリズム12の各光学面の形状を設定することにより、放電管13からこの全周囲に向かって射出した光束を、ほぼ集光点Pから射出する角度範囲αの光束に変換することができる。
【0056】
次に、上述した略1点Pへの集光を利用した照射範囲の変更について、図1および図2を用いて説明する。
【0057】
図1は、撮影レンズがワイド状態にあるときのストロボ装置の光学配置図である。なお、この図1に示す状態を、ストロボ装置に関してもワイド状態という。同図に示すように、ワイド状態では、前面光学素子11と中間プリズム12とが最も接近している。そして、この状態では、中間プリズム12による集光点Pと前面光学素子11の入射面(シリンドリカルレンズ部)111の位置がほぼ一致している。
【0058】
但し、集光点Pと前面光学素子11の入射面との最適な位置関係は、撮影レンズに必要とされる焦点距離との関係によって適宜変化する。
【0059】
ここで、前面光学素子11の形状について詳しく説明する。前面光学素子11の入射面(シリンドリカルレンズ部111)には、ストロボ装置の上下方向に関してレンズ効果を持たせておらず、この面は、後述するように放電管13の長手方向の集光に利用している。
【0060】
一方、前面光学素子11の射出面は、集光効果および拡散効果を持たせるために各種形状に設定されている。なお、前面光学素子11の射出面の詳細については図12を用いて説明する。
【0061】
まず、前面光学素子11の射出面のうち光軸を含む中心領域には、前面光学素子11の長手方向に延びる非球面のシリンドリカルレンズ部112が形成されており、このシリンドリカルレンズ部112の頂部には適宜な巾で前面光学素子11の長手方向に延び、拡散効果を有する拡散部(拡散面)112aが形成されている。
【0062】
拡散部112aとしては、レンズ部の表面にマット(凹凸形状)を打ったものなどが用いられる。
【0063】
シリンドリカルレンズ部112は、光軸直交方向断面において装置上下方向で正の屈折力を持つ。
【0064】
また、前面光学素子11の射出面のうちシリンドリカルレンズ部112の上下方向において隣接する周辺領域には、光軸直交方向断面において装置上下方向で正の屈折力を持つフレネルレンズ部113,114が形成されている。
【0065】
なお、前面光学素子11の射出面側は、光学的にはすべてシリンドリカルレンズ面で構成することが望ましいが、すべてをシリンドリカルレンズ面で構成すると、前面光学素子の外周周辺領域で必要とされる屈折力が強くなるために、周辺領域の形状の落ち込み(凹み)が大きくなり、カメラの外観部を構成する前面窓として用いるには不適となる。
【0066】
このため、本実施形態では、前面光学素子11の射出面のうち中心領域をシリンドリカルレンズ面で構成し、中心領域に隣接する周辺領域をフレネルレンズ面で構成している。
【0067】
このように構成された前面光学素子11の光学的作用について説明する。図1に示すワイド状態において、放電管13の中心から射出した光束は、ほぼ前面光学素子11の射出面中央部に形成されたシリンドリカルレンズ部112から射出している。一般に、後述するようにワイド状態における配光特性が最も配光むらを生じやすいが、本実施形態では、ワイド状態における照射光束すべてをシリンドリカルレンズ部112の連続的な非球面形状と拡散部112aとによって配光制御するように構成することによって、不連続な形状によって生ずる配光むらを極力排除し、ほぼ均一な配光特性が得られるように構成している。
【0068】
また、ワイド状態では、シリンドリカルレンズ部112と中間プリズム12による集光点Pとの距離が近いため、集光効果は弱く、比較的広い範囲へのストロボ光の照射を行うことができる。
【0069】
一方、図2は、撮影レンズがテレ状態にあるときのストロボ装置の光学配置図である。なお、この図2に示す状態を、ストロボ装置に関してもテレ状態という。図2に示すテレ状態において、放電管13の中心から射出し、中間プリズム12により集光された光束は、集光点Pを通過した後に十分に広がって前面光学素子11の射出面のほぼ全体に導かれる。
【0070】
そして、集光点Pを通過した光束は、前面光学素子11の射出面に形成されたシリンドリカルレンズ部112とフレネルレンズ部113,114の光学作用により、極めて狭い角度範囲に集光されるが、シリンドリカルレンズ部112及び拡散部112aを通過する光束は、フレネルレンズ部113,114を通過する光束に対して相対的に低くなっている。このため、テレ状態では拡散部112aで拡散された光束の影響は軽微である。
【0071】
ここで、拡散部112aの有無による光束の差異について説明する。図3は、拡散部112aを形成しない場合におけるストロボ装置の光学配置および光路図であり、図1は拡散部112aを形成した場合におけるストロボ装置(本実施形態)の光学配置および光路図である。なお、図3および図1において、ストロボ装置はワイド状態にある。
【0072】
図3(ワイド状態)において、光束102,104は、中間プリズム12の反射面124,125で反射してシリンドリカルレンズ部112を通過した光束を示し、光束103は、反射面124,125で反射されずに直接シリンドリカルレンズ部112を通過した光束を示す。
【0073】
ここで、中間プリズムの上下の反射面124,125によって規制される光束102,104は、前面光学素子11と中間プリズム12の間隔を変化させることによって、照射角度範囲はほとんど変化しないものの、照射方向は徐々に変化する。
【0074】
上記間隔が広がった場合には、光束102,104は光軸中心方向に近い方向に向かう。この場合、中間プリズム12の中央部に形成したシリンドリカルレンズ部121によって集光される光束103と重なり合うようになるため、配光むらは生じない。
【0075】
一方、上記間隔が狭まった場合には(ワイド状態)、光束102,104は照射方向が光軸から離れるように変化する。この場合、中間プリズム12のシリンドリカルレンズ部121によって集光される光束103とは隙間が生じる方向に変化するため、境界域100,101、つまり配光むらが発生する。
【0076】
図14はこのときの配光特性図であるが、ストロボ装置の上下方向の配光特性において配光に落込み(配光むら)が見られる。この配光むらを低減する方法としては、中間プリズム12の形状を変更する等の方法があるが、この場合には中間プリズム12が複雑な形状となってしまうため、設計、加工上好ましくない。
【0077】
そこで、容易に配光むらを低減する方法として、本実施形態のようにシリンドリカルレンズ部112の前面に拡散部112aを設け、シリンドリカルレンズ部112を通過する光束を適度に拡散させるようにする。これにより、境界域100,101の範囲を軽減又は解消させることができる。
【0078】
図13は、このときの配光特性図である。図13と比較すると顕著な改善が見られる。
【0079】
一方、ストロボ装置がテレ状態にあるときには、図2のストロボ装置の光学配置および光束光路で示すようにフレネルレンズ部113,114を通過する光束が混在するため、拡散部112aで拡散された光束の全体の光束に対する影響は軽微である。このため、中心の光束の強度、つまりGno(ガイドナンバー)の低下は微小である。
【0080】
ここで、ワイド状態とテレ状態における前面光学素子11に対する中間プリズム12(光源ユニット1)の位置変化量(移動量)は、約2.0mmとなっている。この移動量は、従来技術の照明装置における移動量に比べて極めて小さい。
【0081】
一方、中間プリズム12の移動量が、約2.0mmよりも小さいと、微少な移動量で照射範囲が大きく変化してしまうため、機構設計が困難になる。しかし、本実施形態のような移動量のレベルであれば、機構設計上、最も設計し易い寸法関係となる。
【0082】
次に、図4および図5を用いて、ストロボ装置の左右方向(放電管13の長手方向)における照射範囲の変更について説明する。なお、図4および図5には、放電管13の中心からの光線トレース図も合わせて示している。
【0083】
図4は、図1に対応したレンズ鏡筒がワイド状態にあるときのストロボ装置の左右方向における集光状態を示している。同図に示すように、前面光学素子11の入射面は、装置左右方向における照射範囲を変更するために各種形状に形成されている。
【0084】
まず、前面光学素子11の入射面のうち光軸を含む中心領域には、シリンドリカルレンズ部111が形成されている。本実施形態では、ワイド状態において前面光学素子11に中間プリズム12が接近し、テレ状態で離れる構成となっているため、テレ状態で強い集光効果を得ることができる。図4および図5に示す光線トレース図から見ても、ワイド状態よりもテレ状態の方が集光力が強くなっていることが分かる。
【0085】
ここで、ストロボ装置の左右方向における集光に関して最も特徴的なのは、シリンドリカルレンズ部111の左右両端に形成されたプリズム部である。このプリズム部は、入射面115,116と内面反射面117,118とを有している。内面反射面117,118は、入射面115,116からの入射光に対して全反射条件を満たすように設定されている。
【0086】
本実施形態では、ワイド状態からテレ状態までの範囲内において、前面光学素子11に対する中間プリズム12の光軸方向位置を変化させることにより、入射面115,116から中間プリズム12内に入射する光束領域を変化させてストロボ装置の左右方向における大幅な照射範囲の変更を可能としている。
【0087】
図4に示すワイド状態では、中間プリズム12から射出した光束のうち左右両端近傍における最小の光束がプリズム部に入射して光軸側に集光され、他の光束はシリンドリカルレンズ部111によって広い範囲に照射される。
【0088】
図5に示すテレ状態では、プリズム部内に入射する光束は最大となる。すなわち、中間プリズム12の射出光のうち一部の光束が、入射面115,116のほぼ全面からプリズム部内に入射する。そして、これら多くの光束が光軸側に集光され、他の光束はシリンドリカルレンズ部111によって狭い範囲に照射される。したがって、撮影光学系のテレ状態に対応した十分な集光が行われる。
【0089】
このように、図1および図2に示したストロボ装置の上下方向における全反射による集光効果を、ストロボ装置の左右方向に関しても応用することにより、少ない部品構成であるにもかかわらず、極めて効率良く集光を行わせることができる。
【0090】
以上のように構成された本実施形態のストロボ装置の配光特性を図13および図15に示す。図13はワイド状態におけるストロボ装置の上下方向および左右方向の配光特性を示し、図15はテレ状態におけるストロボ装置の上下方向および左右方向の配光特性を示している。なお、両図とも、中心光量に対して50%の光量で規定した有効照射範囲を示している。
【0091】
これらの図から分かるように、ワイド状態からテレ状態に移行させることにより、照射範囲(角度)を、ストロボ装置の左右方向に関して79.6°から46.5°に変化させ、ストロボ装置の上下方向に関して41°から18.7°に大幅に変化させることができる。しかも、配光分布は、どの位置でもほぼ均一に保たれ、むらのない均一な配光特性を得ることが可能である。
【0092】
また、上述した照射範囲の変化に伴う光軸中心の光量の増加は2倍以上に及び、極めて効率良く照射範囲の変更が達成されている。
【0093】
このように、本実施形態では、中間プリズム12(光源ユニット1)が前面光学素子11に対して僅か2.0mm移動するだけであるにもかかわらず、ストロボ装置の上下方向および左右方向ともに大幅に照射範囲を変更することができ、ストロボ光の配光特性も良好で、ガイドナンバーの大幅な増加を望むことができる。
【0094】
なお、本実施形態では、ストロボ光の照射範囲を変化させることができるタイプのストロボ装置について説明したが、照射範囲が固定されたタイプのストロボ装置にも適用することができる。例えば、ストロボ装置を図1に示したワイド状態に相当する光学配置に固定した構成とし、前面光学素子として、本実施形態における前面光学素子11のうちフレネルレンズ部113,114を取り除いたシリンドリカルレンズ部112および拡散部112aからなる構成とすることができる。
【0095】
これにより、ストロボ装置の上下方向における開口部(前面光学素子)を小さくしながらも、広い範囲にむらなくストロボ光を照射可能な照明装置を実現することができる。
【0096】
また、本実施形態では、スチルカメラに搭載されるストロボ装置について説明したが、ビデオカメラや携帯型情報端末に搭載される撮影装置に用いられる照明装置にも適用することができる。
【0097】
(第2実施形態)
図16から図18を用いて本発明の第2実施形態について説明する。
【0098】
図16は、本実施形態のストロボ装置を搭載したカメラの内部構造を示した分解斜視図であり、図17はワイド状態におけるカメラの内部分解斜視図であり、図18はテレ状態におけるカメラの内部分解斜視図である。以下、カメラの構成について図16を用いて説明する。なお、第1実施形態で説明した部材と同じ部材については同一符号を用い、説明を省略する。
【0099】
160は拡散板(拡散部材)であり、レバー161と一体形成されている。161aは、レバー161の側面に形成されたレバーガイド穴部であり、このレバーガイド穴部161aには、カメラ本体に形成されたガイド部164に凸状に形成されたガイド軸164aが摺動可能に挿入されている。
【0100】
163は回転軸であり、二方取り形状に形成され、一端に円形部を有する。この回転軸163は、レバー161に形成された二方取り形状のレバー摺動穴部161bに摺動可能に挿入されるとともに、カメラ本体に形成された軸受部165の軸受165aに回転可能に挿入される。そして、レバー受部162とレバー受部162の中央部に形成されたビス穴部162aを通してビス168で固定される。ここで、レバー受け部162が回転すると、回転軸163およびレバー摺動穴部161bの摺動作用によりレバー161が回転する。
【0101】
レバー受部162の外周には、第1スプリングコイル(第1SP)167がはめ込まれる。第1SP167の一端は、レバー161の上部に係合する。また、第1SP167の他端は、ストロボ装置がワイド状態のときに光源ユニット本体15に形成されたホルダー突起部15aと当接し、テレ状態のときに非当接となる。
【0102】
166は第2スプリングコイル(第2SP)であり、この一端がレバー161の後端に形成された係合部161cに係合し、他端がカメラ本体の突起部(不図示)に係合することにより、レバー161を図16中時計方向に回転するように付勢している。
【0103】
上述した構成において、レバー161の挙動を図17及び図18を用いて説明する。
【0104】
図18に示すテレ状態において、光源ユニット本体15がカムピン151およびストロボ駆動カム231のカム係合作用により被写体側(ストロボ装置前方)に移動すると、ホルダー突起部15aが第1SP167の他端を押し込み、第1SP167のバネ力によりレバー161は、第2SP166のバネ力に抗して図18中反時計方向に回転する。
【0105】
レバー161は、レバーガイド穴部161aの上端面がガイド軸164aに当接する。これにより、拡散板160が、シリンドリカルレンズ部112の中央部に配置される。なお、上述した動作を確保するために、第2SP166のバネ力は第1SP167のバネ力よりも弱くなるように設定されている。
【0106】
図17に示すワイド状態において、光源ユニット本体15がフィルム面側(ストロボ装置後方)に移動すると、ホルダー突起部15aと第1SP167の他端との当接状態が解除されるため、第1SP167はフリーとなる。このため、レバー161は、第2SP166の付勢力を受けて図17中時計方向に回転し、レバーガイド穴部161aの下端面とガイド軸164aとが当接した時点で停止する。これにより、シリンドリカルレンズ部112の前面に配置された拡散板160は、前面光学素子11(シリンドリカルレンズ部112)の前面から退避する。
【0107】
【発明の効果】
本発明によれば、光源の他に2つの光学部材(第1の光学部材および第2の光学部材)を配置するだけでよいため、従来技術のように3つの光学部材を配置する場合に比べて部品点数を削減することができ、光学部材同士の相対的な配置位置のずれ等による光学特性への影響も生じにくく、光学特性の安定性および信頼性を高めることが可能となる。
【0108】
また、第1の光学部材により光源からの光束を略光軸上に集光させているため、従来技術における照明装置のように光源からの光束を略平行光化して装置前方の光学部材に導くこともないため、装置上下方向の小型化を図ることも可能となる。
【0109】
しかも、第2の光学部材における正レンズ部の前面に、拡散面又は拡散部材を設けたことにより、正レンズ部の射出光を均一な配光分布にして配光むらを防止することができる。特に、上述した本発明の照明装置の構成においては、正レンズ部の前面のうち光軸中心付近の領域における射出光に配光むらが生じることがあるため、拡散面を正レンズ部の前面のうち光軸中心付近の領域に形成したり、拡散部材を正レンズ部の射出光のうち光軸中心付近の射出光を拡散させるように配置することにより、正レンズ部の射出光を均一な配光分布とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】放電管の径方向断面におけるストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図(ワイド状態)。
【図2】放電管の径方向断面における拡散部(拡散板)を備えていないストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図(ワイド状態)。
【図3】放電管の径方向断面におけるストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図(テレ状態)。
【図4】放電管の長手方向断面におけるストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図(ワイド状態)。
【図5】放電管の長手方向断面におけるストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図(テレ状態)。
【図6】放電管の径方向断面におけるストロボ装置のうち光源ユニットにおける光学部材の配置図および光線分布図。
【図7】第1実施形態であるストロボ装置を搭載したカメラの内部構成を示す分解斜視図。
【図8】第1実施形態であるストロボ装置のうち光源ユニットの構成を示す上方斜視図。
【図9】第1実施形態であるストロボ装置のうち光源ユニットの構成を示す下方斜視図。
【図10】第1実施形態であるストロボ装置を搭載したカメラの内部構成を示す外観斜視図(ワイド状態)。
【図11】第1実施形態であるストロボ装置を搭載したカメラの内部構成を示す外観斜視図(テレ状態)。
【図12】第1実施形態における前面光学素子の外観斜視図。
【図13】本発明であるストロボ装置のワイド状態における配光特性を示す図。
【図14】前面光学素子に拡散部を持たないときのワイド状態における配光特性を示す図。
【図15】本発明であるストロボ装置のテレ状態における配光特性を示す図。
【図16】第2実施形態であるカメラの内部構成を示す分解斜視図。
【図17】第2実施形態であるカメラのワイド状態における外観斜視図。
【図18】第2実施形態であるカメラのテレ状態における外観斜視図。
【符号の説明】
1 光源ユニット
11 前面光学素子
12 中間プリズム
13 放電管
14 反射傘
15 光源ユニット本体
15a ホルダー突起部
16 押さえゴム
21 カメラ本体
22 ファインダ地板
23 カム板
112a 拡散部
151 カムピン
152 ガイド突起
153 摺動突起
160 拡散板
161 レバー
166 第2スプリングコイル
167 第1スプリングコイル
221 レール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device used for a photographing device such as a camera, and more specifically, to a structure of an optical member capable of eliminating or reducing uneven light distribution.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Various types of illumination devices used in photographing apparatuses such as cameras have been proposed in order to efficiently converge light beams emitted from light sources in various directions within a required irradiation range. In particular, in recent years, an illuminating device that improves the light-collecting efficiency and reduces the size by arranging an optical member using total reflection, such as a prism or a light guide, instead of a Fresnel lens arranged in front of a light source. Has been proposed.
[0003]
On the other hand, when an illuminating device having a fixed irradiation range is mounted on a photographing device capable of zooming a photographing lens, the illumination light is irradiated to an unnecessary range, particularly in a telephoto state where a necessary irradiation range is narrow. As a result, the energy loss increases or the light quantity becomes insufficient in the required irradiation range. In order to solve this inconvenience, there has been proposed an illuminating device capable of changing the irradiation range of the illuminating light according to the photographing angle of view.
[0004]
As an illumination device of a type in which the irradiation range is variable, as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-66672, the illumination device is arranged in front of a light source and totally reflects at least a part of an incident light beam to condense the light most. An optical prism that forms a state in which the optical prism is formed, and first and second optical panels that are disposed on the object side of the optical prism, and that the irradiation range can be changed by changing the relative position of the two optical panels. There is something to say.
[0005]
Further, as in a strobe device proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-270865, there is a device in which a diffusing plate and a reflecting mirror are arranged at the forefront in the irradiation direction for the purpose of widening the irradiation angle.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the illumination device proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-66672, it is necessary to arrange three optical members in front of the light source in order to converge and diverge light from the light source. There is a problem that is increased. In addition, as for the optical components, assembling position accuracy is required, so that there is a problem that as the number of optical components increases, the assembling work becomes complicated.
[0007]
Here, in the illumination device of the publication, the light from the light source is converted into substantially parallel light in a cross section including a radial direction of the light source (a cross section in the vertical direction of the device main body) by an optical prism that forms a condensing optical system, thereby obtaining a first light. It leads to the optical panel. However, in order to make the light from the light source substantially parallel, the size of the optical prism must be increased in the vertical direction of the device main body, and the optical panel on which the substantially parallel light emitted from the optical prism is incident also has a vertical direction. Must be bigger. For this reason, there is also a problem that the size of the lighting device is increased in the vertical direction.
[0008]
On the other hand, in the strobe device proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-270865, there is a concern that the number of components increases due to the provision of the diffusion plate and the reflecting mirror, and the strobe device becomes large.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide an illumination device which is configured with a smaller number of components than the conventional technology and can be downsized (in particular, downsized in the vertical direction of the device main body), and an imaging device provided with the same. And Moreover, the present invention provides, in addition to the above objects, an illumination device which can use light energy from a light source with high efficiency and can obtain uniform light distribution characteristics within a predetermined irradiation range. The purpose is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The lighting device according to the first aspect of the present invention is provided with a light source, a first optical member that condenses a light flux from the light source substantially on the optical axis in a cross section including the radial direction of the light source, and provided near the optical axis center. A second optical member having a positive lens portion on which a light beam from a light converging region by the first optical member enters, and a diffusion surface for diffusing the emitted light is formed on the front surface of the positive lens portion. It is characterized by the following.
[0011]
The illumination device according to the second invention of the present application includes a light source, a first optical member that condenses a light beam from the light source substantially on the optical axis in a cross section including the radial direction of the light source, and a light source near the optical axis center. A second optical member having a positive lens portion on which a light beam from a light converging region of the first optical member is incident, and a diffusing member for diffusing light emitted from the positive lens portion on a front surface of the positive lens portion. Is provided.
[0012]
In the above-described configuration of the illumination device of the present invention, only two optical members (a first optical member and a second optical member) need to be arranged in addition to the light source. The number of components can be reduced as compared with the case of disposing the optical members, the influence of the relative dislocation of the optical members on the optical characteristics is hardly caused, and the stability and reliability of the optical characteristics can be improved. It becomes possible.
[0013]
Further, since the light beam from the light source is condensed substantially on the optical axis by the first optical member, the light beam from the light source is converted into substantially parallel light and guided to an optical member in front of the device as in a conventional illumination device. Therefore, the size of the apparatus in the vertical direction can be reduced.
[0014]
In addition, since the diffusing surface or the diffusing member is provided on the front surface of the positive lens portion in the second optical member, the light emitted from the positive lens portion can be made to have a uniform light distribution, thereby preventing light distribution unevenness. In particular, in the above-described configuration of the illumination device of the present invention, uneven light distribution may occur in the emission light in a region near the center of the optical axis in the front surface of the positive lens unit. By forming the light near the center of the optical axis, or by disposing a diffusing member so as to diffuse the light emitted near the center of the optical axis among the light emitted from the positive lens, the light emitted from the positive lens can be evenly distributed. It can be a light distribution.
[0015]
On the other hand, a Fresnel lens portion for condensing a light beam from the condensing region is provided around the positive lens portion, and the light source and the first optical member are integrated with the second optical member in the optical axis direction. By moving the light source and the first optical member in the optical axis direction, the light irradiation range can be changed.
[0016]
In the present invention, since the light from the light source is condensed substantially on the optical axis by the first optical member, the light source and the first optical member are moved by a small amount in the optical axis direction with respect to the second optical member. Thereby, it is possible to make all the light beams from the light-converging region enter the positive lens portion, or enter the positive lens portion and the Fresnel lens portion. If the entire light beam from the light-converging region is incident on the positive lens portion, the irradiation range can be widened. If the light beam is incident on the positive lens portion and the Fresnel lens portion, the irradiation range can be narrowed. The irradiation range can be changed continuously and significantly with a small moving amount of the optical member.
[0017]
Here, a drive mechanism for moving the diffusing member to the front of the positive lens unit in accordance with the movement of the light source and the first optical member in the optical axis direction can be provided. With this driving mechanism, when the light source and the first optical member are at the first position with respect to the second optical member, that is, when all the light fluxes from the light condensing area are incident on the positive lens portion, the diffusing member Into the front surface of the positive lens portion, and when the light beam is at the second position, that is, when the light beam from the focusing area is incident on the positive lens portion and the Fresnel lens portion, the diffusing member is retracted from the front surface of the positive lens portion. It can also be done.
[0018]
When a discharge tube is used as a light source, the first optical member may be provided with a reflecting portion for condensing a light beam from the discharge tube in the optical axis direction in a cross section including the longitudinal direction of the discharge tube.
[0019]
Further, the lighting device of the present invention can be used for a photographing device mounted on a camera or a portable information terminal.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
1 to 15 show a strobe device (illumination device) according to a first embodiment of the present invention, a configuration of a camera equipped with the strobe device, and light distribution characteristics of the strobe device, respectively.
[0021]
1 and 2 are longitudinal sectional views (sectional views including the radial direction of the tubular light source) of the optical system of the strobe device, and FIGS. 4 and 5 are horizontal sectional views (center in the longitudinal direction of the light source) of the optical system of the strobe device. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a part of the optical system of the strobe device.
[0022]
Here, FIGS. 1 to 6 also show trace diagrams of light rays emitted from the center of the light source.
[0023]
FIG. 7 is an exploded perspective view showing an internal structure of a part of a camera equipped with a flash device, and FIGS. 8 and 9 are external perspective views showing an assembled state of the flash device. 10 and 11 are perspective views showing the appearance of a part of the camera in an assembled state.
[0024]
FIG. 12 is a detailed view of the front optical element in the strobe device, and FIGS. 13 to 15 are light distribution characteristics diagrams of the strobe device.
[0025]
As shown in FIGS. 10 and 11, the strobe device of the present embodiment is disposed above a
[0026]
In FIG. 7, when the photographing optical system provided in the
[0027]
A
[0028]
Further, on the
[0029]
Therefore, when the
[0030]
As shown in FIG. 6, the strobe device includes a front optical element (second optical member) 11, an intermediate prism (first optical member) 12, a discharge tube (light source) 13, a
[0031]
The front
[0032]
The
[0033]
As described above, the light source unit 1 is moved forward and backward with respect to the front
[0034]
FIG. 9 is a view of the light source unit 1 as viewed from below. On the lower surface of the light source unit
[0035]
As shown in FIGS. 8 and 9, sliding
[0036]
FIG. 10 is an external perspective view of the internal structure of the camera when the taking lens is in the wide state, and FIG. 11 is an external perspective view of the internal structure of the camera in the telephoto state. As shown in these figures, in the wide state, the front
[0037]
Next, the operation and optical function of the strobe device will be described in detail with reference to FIGS.
[0038]
In these figures, the
[0039]
The
[0040]
As shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical lens portion (having a positive refractive power in the vertical direction of the strobe device) is provided in a central region including the optical axis of the exit surface of the front
[0041]
In addition, as a material of the front
[0042]
The illumination device of the present embodiment configured as described above changes the positional relationship between the light source unit 1 (especially, the intermediate prism 12) and the front
[0043]
Hereinafter, setting of the optimum shape for changing the irradiation range in the vertical direction of the strobe device will be described with reference to FIGS.
[0044]
The reflecting surface of the reflecting
[0045]
FIG. 6 shows a radial cross section of the
[0046]
In FIG. 6, an aspherical
[0047]
The
[0048]
Hereinafter, the optical function of the
[0049]
In the light flux emitted from near the center of the
[0050]
Further, the light beams reflected by the reflection surfaces 124 and 125 are condensed toward substantially the same point as the condensing point P due to the refracting power of the
[0051]
On the other hand, as described above, since the reflecting surface of the
[0052]
As described above, all the light beams emitted from the center of the
[0053]
Here, the peripheral incident surfaces 122 and 123 of the
[0054]
It is desirable that the inclination angles of the peripheral incident surfaces 122 and 123 be set so as to substantially coincide with the inclination angles with respect to the optical axis of the light rays reflected on the rearmost portions of the reflection surfaces 124 and 125, which is the most loss of light amount. This is the ideal angle to reduce.
[0055]
As described above, by setting the shape of each optical surface of the
[0056]
Next, a description will be given of a change of the irradiation range using the above-described condensing at approximately one point P, with reference to FIGS. 1 and 2.
[0057]
FIG. 1 is an optical arrangement diagram of the strobe device when the taking lens is in a wide state. The state shown in FIG. 1 is also referred to as a wide state with respect to the flash device. As shown in the figure, in the wide state, the front
[0058]
However, the optimal positional relationship between the converging point P and the incident surface of the front
[0059]
Here, the shape of the front
[0060]
On the other hand, the exit surface of the front
[0061]
First, an aspheric
[0062]
As the diffusing
[0063]
The
[0064]
[0065]
It is desirable that the exit surface side of the front
[0066]
For this reason, in the present embodiment, the central area of the exit surface of the front
[0067]
The optical function of the front
[0068]
Further, in the wide state, since the distance between the
[0069]
On the other hand, FIG. 2 is an optical arrangement diagram of the strobe device when the taking lens is in a telephoto state. The state shown in FIG. 2 is also referred to as a telephoto state with respect to the flash device. In the telephoto state shown in FIG. 2, the light beam emitted from the center of the
[0070]
The luminous flux passing through the converging point P is condensed in an extremely narrow angle range by the optical action of the
[0071]
Here, the difference in the luminous flux depending on the presence or absence of the
[0072]
In FIG. 3 (wide state), the light beams 102 and 104 are light beams reflected by the reflecting
[0073]
Here, the
[0074]
When the interval is widened, the light beams 102 and 104 are directed in a direction close to the optical axis center direction. In this case, since the
[0075]
On the other hand, when the interval is narrowed (wide state), the
[0076]
FIG. 14 is a light distribution characteristic diagram at this time. In the vertical light distribution characteristics of the strobe device, a drop in light distribution (light distribution unevenness) is observed. As a method of reducing the uneven light distribution, there is a method of changing the shape of the
[0077]
Therefore, as a method of easily reducing the light distribution unevenness, a diffusing
[0078]
FIG. 13 is a light distribution characteristic diagram at this time. A remarkable improvement is seen in comparison with FIG.
[0079]
On the other hand, when the strobe device is in the telephoto state, since the light beams passing through the
[0080]
Here, the position change amount (movement amount) of the intermediate prism 12 (light source unit 1) with respect to the front
[0081]
On the other hand, if the moving amount of the
[0082]
Next, the change of the irradiation range in the left-right direction of the strobe device (the longitudinal direction of the discharge tube 13) will be described with reference to FIGS. FIGS. 4 and 5 also show a ray trace diagram from the center of the
[0083]
FIG. 4 shows a light condensing state in the left-right direction of the strobe device when the lens barrel corresponding to FIG. 1 is in a wide state. As shown in the figure, the incident surface of the front
[0084]
First, a
[0085]
Here, the most characteristic feature of the light condensing in the left-right direction of the strobe device is the prism portions formed on both left and right ends of the
[0086]
In the present embodiment, by changing the position of the
[0087]
In the wide state shown in FIG. 4, of the light beams emitted from the
[0088]
In the telephoto state shown in FIG. 5, the light flux incident on the prism section becomes maximum. That is, a part of the light emitted from the
[0089]
As described above, by applying the light-collecting effect of the total reflection in the vertical direction of the strobe device shown in FIGS. 1 and 2 to the left-right direction of the strobe device, the efficiency is extremely low despite the small number of components. Light can be condensed well.
[0090]
FIGS. 13 and 15 show light distribution characteristics of the strobe device of the present embodiment configured as described above. FIG. 13 shows the vertical and horizontal light distribution characteristics of the strobe device in the wide state, and FIG. 15 shows the vertical and horizontal light distribution characteristics of the strobe device in the telephoto state. Note that both figures show an effective irradiation range defined by a light amount of 50% with respect to the center light amount.
[0091]
As can be seen from these figures, by shifting from the wide state to the telescopic state, the irradiation range (angle) is changed from 79.6 ° to 46.5 ° in the left-right direction of the strobe device, and the up-down direction of the strobe device is changed. Can be greatly changed from 41 ° to 18.7 °. In addition, the light distribution is maintained substantially uniform at any position, and uniform light distribution characteristics without unevenness can be obtained.
[0092]
In addition, the increase in the amount of light at the center of the optical axis due to the change in the irradiation range is twice or more, and the change in the irradiation range is achieved very efficiently.
[0093]
As described above, in the present embodiment, although the intermediate prism 12 (light source unit 1) moves only 2.0 mm with respect to the front
[0094]
In this embodiment, the flash device of the type that can change the irradiation range of the strobe light has been described. However, the present invention can be applied to a flash device of a type in which the irradiation range is fixed. For example, the strobe device is configured to be fixed to the optical arrangement corresponding to the wide state shown in FIG. 1, and as the front optical element, a cylindrical lens unit in which the
[0095]
Thus, it is possible to realize an illumination device capable of irradiating the strobe light evenly over a wide range while reducing the opening (front optical element) in the vertical direction of the strobe device.
[0096]
In the present embodiment, the strobe device mounted on a still camera has been described. However, the present invention can be applied to a lighting device used for a video camera or a photographing device mounted on a portable information terminal.
[0097]
(2nd Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0098]
FIG. 16 is an exploded perspective view showing the internal structure of a camera equipped with the strobe device of the present embodiment, FIG. 17 is an exploded perspective view of the camera in a wide state, and FIG. It is an exploded perspective view. Hereinafter, the configuration of the camera will be described with reference to FIG. The same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0099]
[0100]
A
[0101]
A first spring coil (first SP) 167 is fitted around the outer periphery of the
[0102]
[0103]
In the above-described configuration, the behavior of the
[0104]
In the telephoto state shown in FIG. 18, when the light source unit
[0105]
The upper end surface of the
[0106]
In the wide state shown in FIG. 17, when the light source unit
[0107]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is only necessary to arrange two optical members (the first optical member and the second optical member) in addition to the light source, and therefore, compared with the case where three optical members are arranged as in the related art. As a result, the number of components can be reduced, the influence of the relative dislocation of the optical members on the optical characteristics is hardly affected, and the stability and reliability of the optical characteristics can be improved.
[0108]
Further, since the light beam from the light source is condensed substantially on the optical axis by the first optical member, the light beam from the light source is converted into substantially parallel light and guided to an optical member in front of the device as in a conventional illumination device. Therefore, the size of the apparatus in the vertical direction can be reduced.
[0109]
In addition, since the diffusing surface or the diffusing member is provided on the front surface of the positive lens portion in the second optical member, the light emitted from the positive lens portion can be made to have a uniform light distribution, thereby preventing light distribution unevenness. In particular, in the above-described configuration of the illumination device of the present invention, uneven light distribution may occur in the emission light in a region near the center of the optical axis in the front surface of the positive lens unit. By forming the light near the center of the optical axis, or by disposing a diffusing member so as to diffuse the light emitted near the center of the optical axis among the light emitted from the positive lens, the light emitted from the positive lens can be evenly distributed. It can be a light distribution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a layout diagram and a light beam distribution diagram (wide state) of an optical member of a strobe device in a radial cross section of a discharge tube.
FIG. 2 is a layout diagram and a light ray distribution diagram (wide state) of an optical member of a strobe device having no diffusion portion (diffusion plate) in a radial cross section of a discharge tube.
FIG. 3 is an arrangement diagram and a light beam distribution diagram (tele state) of an optical member of the strobe device in a radial cross section of the discharge tube.
FIG. 4 is a layout diagram and a light beam distribution diagram (wide state) of an optical member of a strobe device in a longitudinal section of the discharge tube.
FIG. 5 is a layout diagram and a light beam distribution diagram (tele state) of an optical member of the strobe device in a longitudinal section of the discharge tube.
FIG. 6 is a layout diagram and a light beam distribution diagram of an optical member in a light source unit in a strobe device in a radial section of a discharge tube.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing the internal configuration of a camera equipped with a strobe device according to the first embodiment.
FIG. 8 is an upper perspective view illustrating a configuration of a light source unit in the strobe device according to the first embodiment.
FIG. 9 is a lower perspective view illustrating a configuration of a light source unit in the strobe device according to the first embodiment.
FIG. 10 is an external perspective view (wide state) showing an internal configuration of a camera equipped with a strobe device according to the first embodiment.
FIG. 11 is an external perspective view (tele state) showing an internal configuration of a camera equipped with a strobe device according to the first embodiment.
FIG. 12 is an external perspective view of the front optical element according to the first embodiment.
FIG. 13 is a view showing light distribution characteristics of the strobe device according to the present invention in a wide state.
FIG. 14 is a diagram showing light distribution characteristics in a wide state when the front optical element has no diffusing portion.
FIG. 15 is a diagram illustrating light distribution characteristics of the strobe device according to the present invention in a telephoto state.
FIG. 16 is an exploded perspective view showing the internal configuration of the camera according to the second embodiment.
FIG. 17 is an external perspective view of the camera according to the second embodiment in a wide state.
FIG. 18 is an external perspective view of the camera according to the second embodiment in a telephoto state.
[Explanation of symbols]
1 light source unit
11 Front optical element
12 Intermediate prism
13 Discharge tube
14 Reflective umbrella
15 Light source unit body
15a Holder projection
16 Holding rubber
21 Camera body
22 Finder ground plane
23 cam plate
112a diffusion unit
151 cam pin
152 Guide protrusion
153 Sliding protrusion
160 diffuser
161 lever
166 Second spring coil
167 1st spring coil
221 rail
Claims (10)
この光源の径方向を含む断面において前記光源からの光束を略光軸上に集光させる第1の光学部材と、
光軸中心付近に設けられ、前記第1の光学部材による集光領域からの光束が入射する正レンズ部を有する第2の光学部材とを備え、
前記正レンズ部の前面に、この射出光を拡散させる拡散面が形成されていることを特徴とする照明装置。A light source,
A first optical member that condenses a light beam from the light source substantially on the optical axis in a cross section including a radial direction of the light source;
A second optical member provided near the center of the optical axis, the second optical member having a positive lens portion on which a light beam from a light-converging region by the first optical member is incident;
A lighting device, wherein a diffusion surface for diffusing the emitted light is formed on a front surface of the positive lens unit.
この光源の径方向を含む断面において前記光源からの光束を略光軸上に集光させる第1の光学部材と、
光軸中心付近に設けられ、前記第1の光学部材による集光領域からの光束が入射する正レンズ部を有する第2の光学部材とを備え、
前記正レンズ部の前面に、前記正レンズ部の射出光を拡散させる拡散部材が設けられていることを特徴とする照明装置。A light source,
A first optical member that condenses a light beam from the light source substantially on the optical axis in a cross section including a radial direction of the light source;
A second optical member provided near the center of the optical axis, the second optical member having a positive lens portion on which a light beam from a light-converging region by the first optical member is incident;
A lighting device, wherein a diffusion member for diffusing light emitted from the positive lens unit is provided on a front surface of the positive lens unit.
前記光源および前記第1の光学部材が、前記第2の光学部材に対して光軸方向に一体的に移動可能に配置されており、
前記光源および前記第1の光学部材の移動により、光照射範囲が変化することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の照明装置。The second optical member has a Fresnel lens portion that has a light condensing action on the light beam from the light condensing region around the positive lens portion,
The light source and the first optical member are disposed so as to be integrally movable in the optical axis direction with respect to the second optical member,
The lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein a light irradiation range changes by movement of the light source and the first optical member.
この駆動機構は、前記光源および前記第1の光学部材が前記第2の光学部材に対して第1の位置にあるときに前記拡散部材を前記正レンズ部の前面に進入させ、第2の位置にあるときに前記拡散部材を前記正レンズ部の前面から退避させることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。A drive mechanism for moving the diffusing member toward and away from the front surface of the positive lens unit in accordance with the movement of the light source and the first optical member in the optical axis direction;
The drive mechanism causes the diffusion member to enter the front surface of the positive lens unit when the light source and the first optical member are at the first position with respect to the second optical member, and the second position The lighting device according to claim 5, wherein the diffusing member is retracted from a front surface of the positive lens unit when the lighting device is in the position.
前記拡散面が、前記放電管の長手方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。The light source is a discharge tube extending in a direction perpendicular to the optical axis,
The lighting device according to claim 1, wherein the diffusion surface is formed along a longitudinal direction of the discharge tube.
前記拡散部材が、前記放電管の長手方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の照明装置。The light source is a discharge tube extending in a direction perpendicular to the optical axis,
The lighting device according to claim 3, wherein the diffusion member is arranged along a longitudinal direction of the discharge tube.
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2002
- 2002-08-01 JP JP2002224389A patent/JP2004069723A/en active Pending
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