JP2006301586A

JP2006301586A - 照明装置

Info

Publication number: JP2006301586A
Application number: JP2006015805A
Authority: JP
Inventors: Taro Kushida; 太郎櫛田
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2006-11-02
Also published as: US20070211448A1; US7465081B2

Abstract

【課題】小形または薄形の照明装置を提供する。
【解決手段】発光管２２から発した光束を、反射傘２４により光学部材２４の入射面ｃ１より入射させ、入射面ｃ１に直交する射出面ｃ３より射出させる。射出面ｃ３に浅い角度で入射した光束は、全反射して主反射面ｃ２に向けられ、反射した後、射出面ｃ３より射出される。射出面の全反射を利用したことにより、小形、薄型化が達成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、照明装置に関し、特に光学系の配置および形状に関する。

発光光源より発散する光束を一方向に集光させる照明装置が知られている。例えば、カメラなどの撮影装置においては、撮影時に被写体を照明する照明装置が備えられている。カメラにおいては、近年、従来のフィルムに記録を行うものから、撮影した画像を電子データとして格納するもの、すなわちデジタルカメラへの移行が進んでいる。デジタルカメラにおいては、フィルムを用いないため、フィルムケースの外形形状による制約がなくなり、より小形化を進めることができる。このため、照明装置にも小形化が要求されている。

下記特許文献１には、閃光放電管等の光源からの光束を導光部材で集光させる照明装置が記載されている。また、下記特許文献２には、光源からの光束を導光部材で導き集光させ、これを反射、屈曲させて射出する照明装置が記載されている。

特許第３３７２７８５号明細書特許第３４３７３０９号明細書

デジタルカメラは、前述のようにフィルムケースの外形の寸法による制約がなく、小形化、特に薄形化が可能である。また、他の撮影装置においても、小形化の要求がある。先の特許文献１に記載された照明装置においては、被写体に向かう方向に長い導光部材を配置しており、機器本体の薄形化には向いていない。特許文献２の照明装置は、導光部材により光束の向きを変える技術が開示されているが、導光部材が長く、小形化を達成することは難しい。

本発明は、カメラなどに用いられる照明装置において、小形化に有利な装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、光源からの光束が入射する入射面と、入射した光束を被写体側に向けて反射する主反射面とを含む光学部材を有している。光学部材は、さらに入射面から直接入射した光束を全反射して主反射面に向ける一方、主反射面からの光束を透過させて被写体側に射出する射出面を有している。射出面の全反射を利用して、光束を主反射面に向かわせることで、光学部材を小形に構成することができる。

また、入射面と射出面をそれぞれに直交する断面において８５°から９５°で交差させるようにでき、これにより射出面から射出される光束の軸方向の、当該照明装置の厚さを薄くすることができる。

また、反射傘の形状は、入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、光源を中心とし、入射面の反対側に設けられた半円の円弧部と、円弧部の一端と射出面の間に設けられた第１直線部と、円弧部の他端と主反射面の間に設けられた第２直線部と、を有する形状となっており、特に入射面と第１直線部のなす角を３０°以上、７５°以下とすることができる。第１直線部の配置角度がこの範囲であると、光源から反射傘の第１直線部に達した光束は、主反射面または射出面に向かい、射出面に向かった光束は、ここで全反射により主反射面に向かうようにできる。また、反射傘の第２直線部で反射された光束のうち、第１直線部に達した光束についても主反射面または射出面に向かうようにでき、射出面においては、全反射により主反射面に向かうようにできる。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、デジタルカメラ１０の外観を示す図である。本体１２のほぼ中央部分には、撮影用の光学系１４が配置され、上面には、シャッタボタン１６などの操作スイッチが配置されている。本体１２には、被写体を照明する照明装置２０が備えられている。照明装置２０は、一般的には閃光を発するいわゆるフラッシュ装置であり、本実施形態でもこれであるが、これに限定されるものではなく、連続的に被写体を照明する装置であってもよい。照明装置２０は、閃光を発する発光管２２を有し、この発光管より発せられた光束を被写体に向かう方向に対して直交する方向（例えば図中上方）におよそ向ける反射傘２４も含む。さらに、この光束を、被写体に向かう方向に向ける光学部材２６を含む。光束をまず上方に向け、ここから屈曲させて正面に向けることで、奥行き方向の寸法を小さく収めることが可能となっている。この実施形態では、最初に光束を上方に向けているが、これは、カメラの他の構成部材との関連で定めればよく、カメラの本体の薄い直方体の厚さ方向に直交する方向であれば、どのような方向であってもよい。

図２は、照明装置２０の拡大図である。発光管２２は円柱形状であり、その側面は、反射傘２４と光学部材２６で囲まれている。光学部材２６は、発光管２２に面し、発光管から発せられた光束が入射する入射面ｃ１、被写体に面し、光束が射出される射出面ｃ３および入射面ｃ１から入射した光束を反射して射出面に向ける主反射面ｃ２を有している。光学部材２６は、ガラス、またはアクリル樹脂などの透明樹脂で形成することができ、主反射面ｃ２は、高い反射率の金属を蒸着して形成され、側面も同様に金属蒸着を施すことができる。側面は、平面または曲面とすることができる。また、主反射面ｃ２は、図示するように二つの反射面ｃ２１，ｃ２２を含む。

図３は、発光管２２の円柱の軸に直交する断面における照明装置２０の形状を示す図である。照明装置２０の各部材は、発光管２２の軸方向に一定の断面を有している。この断面に対して、光学部材２６の入射面ｃ１と射出面ｃ３は、それぞれ直交している。図３に示す各部分の寸法は、図４に示す。光学部材２６の屈折率は、１．４９である。

発光管２２は、直径ｄの円柱形状である。反射傘２４は、図示する三つの部分ｂ１，ｂ２，ｂ３からなる。発光管２２の、光学部材２６とは反対側の側面の半円部分を覆う部分が円弧部ｂ１であり、この円弧部ｂ１の射出面ｃ３側の端と射出面ｃ３の間に位置する部分が第１直線部ｂ２であり、さらに円弧部ｂ１の他端と反射面ｃ２との間に位置する部分が第２直線部ｂ３である。円弧部ｂ１は、発光管２２から発せられ光学部材２６から離れる向きに進む光束を反射して、発光管２２の中心に向ける。この光束は、発光管２２の中心を通った後、光学部材２６側に向かう。円弧部ｂ１が半円形状であるため、発光管から発した、一つの直径に沿って反対方向に向かう光束の一方は、反射傘の円弧部ｂ１に反射されて、他方の光束と同じ経路を進むことになる。したがって、円弧部ｂ１にて反射した光束は、別個に考慮することはなく、円弧部ｂ１の設けられていない側、すなわち図中上側の半円に向けて照射された光束のみその経路を考慮すれば良いことが分かる。よって、以降の説明においては、円弧部ｂ１に向かう光束についての説明を省略する。

第１および第２直線部ｂ２，ｂ３は、上側に発せられた光束のうち、直接光学部材２６に入射しない光束について、これらを反射し、光学部材２６に入射させる機能を有する。第２直線部ｂ３は、入射面ｃ１に略直交して配置されるが、第１直線部ｂ２は、反射傘２４の開口が広がる方向に、やや傾けられている。この実施形態では第１直線部ｂ２と入射面ｃ１がなす角αが６５°となっている。

光学部材２６の主反射面ｃ２は、鋸歯状であり、二つの反射面が形成されている。入射面ｃ１に近い側の反射面を第１反射面ｃ２１、もう一方を第２反射面ｃ２２とする。これらの反射面は、それぞれわずかに弧を描いて凹面となっており、その半径は反射面ｃ２１においては１９．２３ｍｍ（Ｒ１）、反射面ｃ２２においては３４．４８ｍｍ（Ｒ２）となっている。また、これらの反射面は、入射面ｃ１に対し、それぞれ５４．８９°（β１）、５３．６７°（β２）となっている。なお、この傾きは、円弧を描くそれぞれの反射面の両端を結ぶ直線と、入射面ｃ１のなす角で表される。

図５〜図８は、発光管２２より発した光束の経路を示す図である。図５は、発光管２２より反射傘２４の第１直線部ｂ２に直接達する光束の経路を示す図である。反射傘の第１直線部ｂ２は、前述のように６５°傾けて配置されており、ここで反射された光束は、その全てが光学部材の入射面ｃ１より光学部材内に進入し、さらに主反射面ｃ２に達する。光束は、主反射面で反射され、射出面ｃ３より射出される。このように、発光管から発し、第１直線部ｂ２に直接達した光は、全て光学部材２６に入射し、そして射出される経路をたどり、光学部材２６に入射せずに、反射傘に再び戻ってくるような経路をとることがない。

図６は、発光管２２より光学部材２６の射出面ｃ３に直接達する光束の経路を示す図である。発光管２２より、光学部材２６の入射面ｃ１を通過して直接射出面ｃ３に達した光は、この面で全反射され、主反射面の特に第２反射面ｃ２２に達する。射出面ｃ３で全反射させ、一端主反射面ｃ２に反射させた後、射出させるようにしたことで、光束を正面、すなわち被写体へと向けることができる。

図７は、発光管２２より光学部材２６の第１反射面ｃ２１に直接達する光束の経路を示す図である。この光束は、第１反射面ｃ２１で反射後、全てが射出面ｃ３に向かい、射出面に対しほぼ直角に進入し、そして射出される。第１反射面ｃ２１で反射された後、入射面ｃ１に戻り、ここから射出されることなく、光束を射出面ｃ３に効率よく導くことができる。

図８は、発光管２２より反射傘の第２直線部ｂ３に直接達した光束の経路を示す図である。第２直線部ｂ３で反射した光束のうち、光学部材の入射面ｃ１より入射した光束は、直接射出面ｃ３に達する。第１反射面ｃ２１の上側の端は、光束を妨げない位置に定められている。射出面ｃ３に達した光束は、ここで全反射し、主反射面ｃ２に向かい、反射されて、再び射出面ｃ３に戻り、射出される。また、反射傘の第２直線部ｂ３にて反射された光束のうち、第１直線部ｂ２に達したものは、ここが傾きをもって配置されているので、効率よく光学部材２６に向けて反射される。第１直線部ｂ２で反射され光学部材に入射した光束は、主反射面ｃ２に達し、反射されて射出面ｃ３より射出される。

以上のように、この実施形態においては、光学部材２６の射出面ｃ３の全反射を利用することで、発光管２２より発せられた光束を効率よく被写体に向けて照射することができる。なお、本実施形態では、入射面ｃ１の延長線に対する射出面ｃ３の角度γを図４に示すように９０°としたが、これに限られるものではない。ここで光学部材２６の屈折率をｎとした場合、
γ＜１８０−ｓｉｎ^-1（１／ｎ）
を満たすとき、射出面ｃ３は発光管２２から直接入射した光を全反射する。一般的には屈折率ｎ＞１．４８なので、γは９５°以下であれば上記条件を満たす。したがって、例えば、８５°≦γ≦９５°、好ましくは８８°≦γ≦９２°の範囲内でγを決定できる。この範囲でγを設定することにより、全反射が可能となり、効率よく主反射面ｃ２への反射が行える。よって、光学部材２６や照明装置２０全体の構成を簡単にすることができ、小形化が可能となる。なお、このγの値は後述の実施形態の照明装置３０，４０，５０全てに適用される。

図９は、他の実施形態の照明装置３０を示す拡大図である。照明装置３０は、前述の照明装置２０と同様にデジタルカメラに組み込むことができる。発光管３２は、前述の発光管２２と同一のものである。反射傘３４は、前述の反射傘２４と類似の形状を有しており、円弧部ｂ１、第１および第２直線部ｂ２，ｂ３を有しているが、細部の寸法に相違がある。この各部の寸法については図４に示す。光学部材３６も、入射面ｃ１、主反射面ｃ２、射出面ｃ３を有し、さらに主反射面は二つの反射面ｃ２１，ｃ２２を含んでおり、前述の光学部材２６と類似の形状を有しているが、細部の寸法が異なる。この各部の寸法については図４に示す。

図１０は、図３と同様、発光管の軸に直交する断面における照明装置３０の形状を示す図である。照明装置３０の各部材は、発光管３２の軸方向に一定の断面を有している。光学部材３６の屈折率も同様に、１．４９である。

反射傘３４は、図示する三つの部分ｂ１，ｂ２，ｂ３からなる。発光管３２の、光学部材３６とは反対側の側面の半円部分を覆う部分が円弧部ｂ１であり、この円弧部ｂ１の射出面ｃ３側の端と射出面ｃ３の間に位置する部分が第１直線部ｂ２であり、さらに円弧部ｂ１の他端と反射面ｃ２との間に位置する部分が第２直線部ｂ３である。円弧部ｂ１の機能は、前述の反射傘２４と同様であり説明は省略する。第１および第２直線部ｂ２，ｂ３は、上側に発せられた光束のうち、直接光学部材３６に入射しない光束について、これらを反射し、光学部材３６に入射させる機能を有する。第２直線部ｂ３は、入射面ｃ１に略直交して配置されるが、第１直線部ｂ２は、反射傘３４の開口が広がる方向に、やや傾けられている。この実施形態では第１直線部ｂ２と入射面ｃ１がなす角αが３０°となっている。

光学部材３６の主反射面ｃ２は、鋸歯状であり、二つの反射面が形成されている。入射面ｃ１に近い側の反射面を第１反射面ｃ２１、もう一方を第２反射面ｃ２２とする。第１反射面ｃ２１は、わずかに弧を描いて凹面となっており、その半径は１０ｍｍ（Ｒ１）である。反射面ｃ２２は、半径が無限大、すなわち平面となっている。また、これらの反射面は、入射面ｃ１に対し、それぞれ５３．９６°（β１）、５８．５°（β２）となっている。なお、この傾きは、円弧を描く反射面の両端を結ぶ直線と、入射面ｃ１のなす角で表される。

図１１〜図１４は、発光管３２より発した光束の経路を示す図である。図１１は、発光管３２より反射傘３４の第１直線部ｂ２に直接達する光束の経路を示す図である。反射傘の第１直線部ｂ２は、前述のように３０°傾けて配置されており、ここで反射された光束は、その全てが光学部材の入射面ｃ１より光学部材３６内に進入し、さらに射出面ｃ３に達する。射出面ｃ３において、光束は全反射されて主反射面ｃ２に向かい、ここで反射され、射出面ｃ３へと戻り、射出される。このように、発光管から発し、第１直線部ｂ２に直接達した光は、全て光学部材３６に入射し、そして射出される経路をたどり、光学部材３６に入射せずに、反射傘に再び戻ってくるような経路をとることがない。

図１２は、発光管３２より光学部材３６の射出面ｃ３に直接達する光束の経路を示す図である。発光管３２より、光学部材３６の入射面ｃ１を通過して直接射出面ｃ３に達した光は、この面で全反射され、主反射面の特に第２反射面ｃ２２に達する。そして、第２反射面ｃ２２で反射されて射出面ｃ３に戻り、ここより射出する。射出面ｃ３で全反射させ、一端主反射面ｃ２に反射させた後、射出するようにしたことで、光束を正面、すなわち被写体へと向けることができる。

図１３は、発光管３２より光学部材３６の第１反射面ｃ２１に直接達する光束の経路を示す図である。この光束は、第１反射面ｃ２１で反射後、全てが射出面ｃ３に向かい、射出面に対しほぼ直角に進入し、そして射出される。第１反射面ｃ２１で反射された後、入射面ｃ１に戻り、ここから射出されることなく、光束を射出面に効率よく導くことができる。

図１４は、発光管３２より反射傘の第２直線部ｂ３に直接達した光束の経路を示す図である。第２直線部ｂ３で反射した光束のうち、光学部材の入射面ｃ１より入射した光束は、直接、または第１反射面ｃ２１で反射されて射出面ｃ３に達する。射出面ｃ３に達した光束は、ここで全反射し、主反射面ｃ２に向かい、反射されて、再び射出面ｃ３に戻り、射出される。また、反射傘の第２直線部ｂ３にて反射された光束のうち、第１直線部ｂ２に達したものは、ここが傾きをもって配置されているので、効率よく光学部材２６に向けて反射される。第１直線部ｂ２で反射され光学部材に入射した光束は、射出面ｃ３に達し、ここで全反射されて主反射面、特に第２反射面ｃ２２にて反射されて射出面ｃ３より射出される。

以上のように、この実施形態においては、光学部材３６の射出面ｃ３の全反射を利用することで、発光管３２より発せられた光束を効率よく被写体に向けて照射することができる。

以上に述べた照明装置２０，３０において、反射傘２４，３４の第１直線部ｂ２の角度αが、６５°の場合と３０°の場合を示した。照明装置２０においては、図５に示すように、第１直線部ｂ２に直接達し、反射された光束は、主反射面ｃ２に向かい、照明装置３０においては図１１に示すように射出面ｃ３に向かう。角度αがこの間の値を採るときには、発光管より第１直線部ｂ２に直接達した光束は、主反射面ｃ２または射出面ｃ３に達することが理解され、さらにこれらの光束は射出面ｃ３より射出される。角度αを３０°より小さくする場合、入射面ｃ１の長さが長くなる。また、角度αを６５°より大きくすることもできるが、７５°よりも大きくした場合、第１直線部ｂ２で反射された光束が、入射面ｃ１に向かわず、第２直線部ｂ３に向かうものが増え、副次反射による減衰、迷光成分となり、損失が増加する。よって、角度αは、３０°以上７５°以下とすることが好ましい。

また、第１直線部ｂ２にて反射する光束は、主に第２反射面ｃ２２で反射され、この面により被写体への配光制御を行っている。この第２反射面ｃ２２と入射面ｃ１のなす角度β２は、４０°以上７０°未満で設定することが好ましい。この角度の範囲外では、第２反射面ｃ２２により反射した光束の一部が、射出面ｃ３で全反射し、また他の一部の光束が再び入射面ｃ１に戻り、屈折、透過して、反射傘側に射出され、迷光となって、損失が増加する。

図１５は、他の実施形態の照明装置４０を示す拡大図である。照明装置４０は、前述の照明装置２０，３０と同様にデジタルカメラに組み込むことができる。発光管４２は、前述の発光管２２，３２と同一のものである。反射傘４４は、前述の反射傘２４と類似の形状を有しており、円弧部ｂ１、第１および第２直線部ｂ２，ｂ３を有しているが、細部の寸法に相違がある。この各部の寸法については図４に示す。光学部材４６は、入射面ｃ１、主反射面ｃ２、射出面ｃ３を有し、さらに主反射面ｃ２と入射面ｃ１の間に全反射面ｃ４を有する。図示されるように、光学部材４６は、前述の鋸歯状の光学部材２６，３６とは異なり、略台形の断面形状を有している。この各部の寸法については図４に示す。

図１６は、図３，１０と同様、発光管の軸に直交する断面における照明装置４０の形状を示す図である。照明装置４０の各部材は、発光管４２の軸方向に一定の断面を有している。光学部材４６の屈折率も同様に、１．４９である。

反射傘４４は、図示する三つの部分ｂ１，ｂ２，ｂ３からなる。発光管４２の、光学部材４６とは反対側の側面の半円部分を覆う部分が円弧部ｂ１であり、この円弧部ｂ１の射出面ｃ３の端と射出面ｃ３の間に位置する部分が第１直線部ｂ２であり、さらに円弧部ｂ１の他端と全反射面ｃ４との間に位置する部分が第２直線部ｂ３である。円弧部ｂ１の機能は、前述の反射傘２４，３４と同様であり説明は省略する。第１および第２直線部ｂ２，ｂ３は、上側に発せられた光束のうち、直接光学部材４６に入射しない光束について、これらを反射し、光学部材４６に入射させる機能を有する。第２直線部ｂ３は、入射面ｃ１に略直交して配置されるが、第１直線部ｂ２は、反射傘４４の開口が広がる方向に、やや傾けられている。この実施形態では第１直線部ｂ２と入射面ｃ１がなす角αが６９°となっている。

光学部材４６は、入射面ｃ１に対し斜めに配置された主反射面ｃ２と、ほぼ直交して配置された全反射面ｃ４を含む。全反射面ｃ４は平面であり、反射面ｃ２は、曲率半径４６．４１ｍｍの凸面となっている。また、反射面ｃ２の入射面ｃ１に対する角度は５６．６９°（β）となっている。なお、この傾きは、円弧を描く反射面の両端を結ぶ直線と、入射面ｃ１のなす角で表される。

図１７〜図２０は、発光管４２より発した光束の経路を示す図である。図１７は、発光管４２より反射傘４４の第１直線部ｂ２に直接達する光束の経路を示す図である。反射傘の第１直線部ｂ２は、前述のように６９°に傾けて配置されており、ここで反射された光束は、その全てが光学部材の入射面ｃ１より光学部材４６内に進入し、さらに主反射面ｃ２または全反射面ｃ４に達する。主反射面ｃ２に達した光束は、射出面ｃ３より射出される。全反射面ｃ４に達した光は、全反射し射出面ｃ３向かい、射出面ｃ３において再度全反射し主反射面ｃ２に向かう。そして、主反射面ｃ２で反射して射出面ｃ３より射出される。このように、発光管から発し、第１直線部ｂ２に直接達した光は、全て光学部材４６に入射し、そして射出される経路をたどり、光学部材４６に入射せずに、反射傘に再び戻ってくるような経路をとることがない。

図１８は、発光管４２より光学部材４６の射出面ｃ３に直接達する光束の経路を示す図である。発光管４２より、光学部材４６の入射面ｃ１を通過して直接射出面ｃ３に達した光は、この面で全反射され、主反射面の特に第２反射面ｃ２に達し、射出面ｃ３に戻り射出される。射出面ｃ３で全反射させ、一旦主反射面ｃ２に反射させた後、射出するようにしたことで、光束を正面、すなわち被写体へと向けることができる。

図１９は、発光管４２より光学部材４６の全反射面ｃ４と主反射面ｃ２に直接達する光束の経路を示す図である。全反射面ｃ４に達した光束は、ここで全反射し、射出面ｃ３または主反射面ｃ２に達し、射出面ｃ３では再び全反射される。射出面ｃ３で全反射した光束と、全反射面ｃ４を経由して主反射面ｃ２に達した光束は、ここで反射されて射出面ｃ３より射出される。また、発光管４２より直接主反射面ｃ２に達した光束は、反射されて射出面ｃ３より射出される。

図２０は、発光管４２より反射傘の第２直線部ｂ３に直接達した光束の経路を示す図である。第２直線部ｂ３で反射した光束のうち、光学部材の入射面ｃ１より入射した光束は、直接射出面ｃ３に達する。射出面ｃ３に達した光束は、ここで全反射し、主反射面ｃ２に向かい、反射されて、再び射出面ｃ３に戻り、射出される。また、反射傘の第２直線部ｂ３にて反射された光束のうち、第１直線部ｂ２に達したものは、ここが傾きをもって配置されているので、効率よく光学部材４６に向けて反射される。第１直線部ｂ２で反射され光学部材に入射した光束は、主反射面ｃ２または全反射面ｃ４に達し、ここで反射されて射出面ｃ３より射出される。

以上のように、この実施形態においては、光学部材４６の射出面ｃ３の全反射を利用することで、発光管４２より発せられた光束を効率よく被写体に向けて照射することができる。

第１直線部ｂ２の角度αを３０°より小さくする場合、入射面ｃ１の長さが長くなる。また、角度αを７５°よりも大きくした場合、第１直線部ｂ２で反射された光束が、入射面ｃ１に向かわず、第２直線部ｂ３に向かうものが増え、副次反射による減衰、迷光成分となり、損失が増加する。よって、角度αは、３０°以上７５°以下とすることが好ましい。

この主反射面ｃ２と入射面ｃ１のなす角度βは、４０°以上７０°以下で設定することが好ましい。この角度の範囲外では、第２反射面ｃ２２により反射した光束の一部が、射出面ｃ３で全反射し、また他の一部の光束が再び入射面ｃ１に戻り、屈折、透過して、反射傘側に射出され、迷光となって、損失が増加する。

照明装置４０においては、鋸歯状の主反射面を採用していないので、形状が簡略化され、製造コストが低減される。また、全反射面ｃ４には、金属蒸着などにより鏡面を形成する必要がなく、この面からもコストの低減が図られる。

図２１は、他の実施形態の照明装置５０を示す拡大図である。照明装置５０は、前述の照明装置２０，３０，４０と同様にデジタルカメラに組み込むことができる。発光管５２は、前述の発光管２２と同一のものである。反射傘５４は、前述の反射傘２４，３４，４４と同様に、円弧部ｂ１、第１および第２直線部ｂ２，ｂ３の三つの部分を有しているが、第１直線部ｂ２が傾いておらず、第２直線部ｂ３と平行に配置されている点が相違している。この各部の寸法については図４に示す。光学部材５６も、入射面ｃ１、主反射面ｃ２、射出面ｃ３を有し、さらに主反射面は二つの反射面ｃ２１，ｃ２２を含んでおり、前述の光学部材２６，３６と類似の形状を有しているが、細部の寸法が異なる。この各部の寸法については図４に示す。

図２２は、図３などと同様、発光管の軸に直交する断面における照明装置５０の形状を示す図である。照明装置５０の各部材は、発光管５２の軸方向に一定の断面を有している。光学部材５６の屈折率も同様に、１．４９である。

反射傘５４は、図示する三つの部分ｂ１，ｂ２，ｂ３からなる。発光管５２の、光学部材５６とは反対側の側面の半円部分を覆う部分が円弧部ｂ１であり、この円弧部ｂ１の射出面ｃ３の端と射出面ｃ３の間に位置する部分が第１直線部ｂ２であり、さらに円弧部ｂ１の他端と反射面ｃ２との間に位置する部分が第２直線部ｂ３である。円弧部ｂ１の機能は、前述の反射傘２４と同様であり説明は省略する。第１および第２直線部ｂ２，ｂ３は、上側に発せられた光束のうち、直接光学部材５６に入射しない光束について、これらを反射し、光学部材５６に入射させる機能を有する。この照明装置５０においては、第１および第２直線部ｂ２，ｂ３は、入射面ｃ１に略直交して配置される。

光学部材５６の主反射面ｃ２は、鋸歯状であり、二つの反射面が形成されている。入射面ｃ１に近い側の反射面を第１反射面ｃ２１、もう一方を第２反射面ｃ２２とする。第１反射面ｃ２１は、わずかに弧を描いた凹面としており、その半径は１０ｍｍ（Ｒ１）である。反射面ｃ２２は、半径が無限大、すなわち平面となっている。また、これらの反射面は、入射面ｃ１に対し、それぞれ５３．２３°（β１）、５７．５°（β２）となっている。なお、この傾きは、円弧を描く反射面の両端を結ぶ直線と、入射面ｃ１のなす角で表される。

図２３〜図２６は、発光管５２より発した光束の経路を示す図である。図２３は、発光管５２より反射傘５４の第１直線部ｂ２に直接達し、さらに光学部材５６に入射する光束の経路を示す図である。この光束は、光学部材の入射面ｃ１より光学部材５６内に進入し、主反射面、特に第１反射面ｃ２１に達し、ここで反射されて射出面ｃ３に向かい、射出面より射出される。第１直線部ｂ２にて反射したものの、光学部材５６に入射しなかった光束は、第２直線部ｂ３に向かい、そこで反射され、何度か繰り返すうちに、光学部材５６へ入射する。

図２４は、発光管５２より光学部材５６の射出面ｃ３に直接達する光束の経路を示す図である。発光管５２より、光学部材５６の入射面ｃ１を通過して直接射出面ｃ３に達した光は、この面で全反射され、主反射面の特に第２反射面ｃ２２に達する。そして、第２反射面ｃ２２で反射されて射出面ｃ３に戻り、ここより射出される。射出面ｃ３で全反射させ、一旦、主反射面ｃ２に反射させた後、射出されるようにしたことで、光束を正面、すなわち被写体へと向けることができる。

図２５は、発光管５２より光学部材５６の主反射面ｃ２に直接達する光束の経路を示す図である。この光束は、主反射面ｃ２で反射後、全てが射出面ｃ３に向かい、射出される。反射面ｃ２で反射された後、入射面ｃ１に戻り、ここから射出されることなく、光束を射出面に効率よく導くことができる。

図２６は、発光管５２より反射傘の第２直線部ｂ３に直接達し、更に反射して入射面ｃ１より光学部材に進入した光束の経路を示す図である。第２直線部ｂ３で反射した光束のうち、光学部材の入射面ｃ１より入射した光束は、直接、または第１反射面ｃ２１で反射されて射出面ｃ３に達する。射出面ｃ３に達した光束は、ここで全反射し、主反射面ｃ２に向かい、反射されて、再び射出面ｃ３に戻り、射出される。また、反射傘の第２直線部ｂ３にて反射された光束のうち、第１直線部ｂ２に達したものは、ここで反射され、何回か反射が繰り返されて、光学部材５６に入射する。

主反射面を二つの部分に分け、異なる角度、曲率を有するようにしたことにより、被写体側への配光の制御を行っている。第１および第２反射面ｃ２１，ｃ２２と入射面ｃ１のなす角度β１，β２は、それぞれ４０°以上、７０°以下の範囲で設定することが好ましい。この範囲外では、主反射面ｃ２１からの反射光束の一部が射出面ｃ３で全反射し、また一部の光束はｃ１で屈折、透過し、迷光成分となり、損失となる。

以上、上記４つの実施形態の照明装置２０，３０，４０，５０では、反射傘２４に半円弧状の円弧部ｂ１を設ける例を示したが、発光管２２からの光を入射面ｃ１側に反射できればよく、円弧部ｂ１に代えて、例えば楕円面、放物面、あるいは多角形面などの凹状部を設けるようにしてもよい。

本実施形態の照明装置が備えられたデジタルカメラの外観を示す斜視図である。本実施形態の照明装置２０の外観を示す斜視図である。照明装置２０の各部の寸法を示す断面図である。本実施形態の各照明装置の各寸法を示す図である。照明装置２０の光束の経路を示す図である。照明装置２０の光束の経路を示す図である。照明装置２０の光束の経路を示す図である。照明装置２０の光束の経路を示す図である。他の実施形態の照明装置３０の外観を示す斜視図である。照明装置３０の各部の寸法を示す断面図である。照明装置３０の光束の経路を示す図である。照明装置３０の光束の経路を示す図である。照明装置３０の光束の経路を示す図である。照明装置３０の光束の経路を示す図である。さらに他の実施形態の照明装置４０の外観を示す斜視図である。照明装置４０の各部の寸法を示す断面図である。照明装置４０の光束の経路を示す図である。照明装置４０の光束の経路を示す図である。照明装置４０の光束の経路を示す図である。照明装置４０の光束の経路を示す図である。さらに他の実施形態の照明装置５０の外観を示す斜視図である。照明装置５０の各部の寸法を示す断面図である。照明装置５０の光束の経路を示す図である。照明装置５０の光束の経路を示す図である。照明装置５０の光束の経路を示す図である。照明装置５０の光束の経路を示す図である。

符号の説明

１０デジタルカメラ、２０，３０，４０，５０照明装置、２２，３２，４２，５２発光管（光源）、２４，３４，４４，５４反射傘、２６，３６，４６，５６光学部材。

Claims

光源と、
光源の周囲に、この光源から射出される光束の一部を反射する反射傘と、
光源および反射傘からの光束が入射する入射面と、光束を被写体側に向けて反射する主反射面と、入射面から直接入射した光束を全反射して主反射面に向ける一方主反射面からの光束を透過させて被写体側に射出する射出面と、を有する光学部材と、
を有する、
照明装置。
請求項１に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、入射面から延長した直線と射出面とのなす角が８５°以上、９５°以下である、
照明装置。
請求項１または２に記載の照明装置であって、
反射傘は、光源に対して入射面の反対側に設けられた凹状部と、凹状部の一端から入射面の被写体側端部まで延びるように設けられた第１直線部と、凹状部の他端から入射面の反被写体側端部まで延びるように設けられた第２直線部と、を有し、
第１直線部は、光源または第２直線部からの光束を主反射面方向または射出面方向に反射させる、
照明装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置であって、入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、主反射面は、入射面となす角が４０°以上、７０°以下の面を有する、照明装置。
請求項４に記載の照明装置であって、入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、主反射面は、二つの反射面を有し、二つの反射面はそれぞれ入射面となす角が４０°以上、７０°以下の、照明装置。
請求項３に記載の照明装置であって、
反射傘は、その凹状部が半円弧状であり、さらに、入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において入射面と第１直線部とのなす角が３０°以上、７５°以下である、照明装置。
請求項３に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
光源より第１直線部に直接達した光束は、反射されて主反射面に直接達する、
照明装置。
請求項３に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
第２直線部にて反射され、第１直線部に達した光束は、反射されて主反射面に直接達する、
照明装置。
請求項７に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
第２直線部にて反射され、第１直線部に達した光束は、反射されて主反射面に直接達する、
照明装置。
請求項９に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
前記主反射面は、入射面に近い第１反射部と、入射面より遠い第２反射部とを有し、
第１反射部は、反射傘の第２直線反射部が反射して直接射出面に向かう光束を避ける位置に配置され、
第２反射部は、光源より射出面に直接達し、全反射された全ての光束が達する位置に配置される、
照明装置。
請求項１０に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
入射面と反射傘の第１直線部のなす角は６５°、第２直線部のなす角は９０°であり、入射面と主反射面の第１反射部のなす角は５４．８９°、第２反射部のなす角は５３．６７°である、
照明装置。
請求項３に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
光源より、または第２直線部分で反射して第１直線部に達した光束は、反射されて射出面に直接達する、
照明装置。
請求項１２に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
前記主反射面は、入射面に近い第１反射部と、入射面より遠い第２反射部とを有し、
入射面と反射傘の第１直線部のなす角は３０°、第２直線部のなす角は９０°であり、入射面と主反射面の第１反射部のなす角は５３．９６°であり、入射面と主反射面の第１反射部のなす角は５８．５°である、
照明装置。
請求項３に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
前記主反射面は、入射面に近い第１反射部と、入射面より遠い第２反射部とを有し、
第２反射部は、光源より射出面に直接達し、全反射された全ての光束が達する位置に配置される、
照明装置。
請求項１４に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
入射面と反射傘の第１直線部のなす角は６９°、第２反射部のなす角は９０°であり、入射面と主反射面の第１反射部のなす角は８７．８５°、第２反射部のなす角は５６．６９°である、
照明装置。
請求項１に記載の照明装置であって、
入射面と射出面のそれぞれに直交する断面において、
入射面と射出面は直交し、
反射傘は、光源を中心とし、入射面の反対側に設けられた半円の円弧部と、円弧部の一端と射出面の間に設けられた第１直線部と、円弧部の他端と主反射面の間に設けられた第２直線部と、を有し、
前記主反射面は、入射面に近い第１反射部と、入射面より遠い第２反射部とを有し、
光源より第１直線部に直接達し、ここで反射された光束は、主反射面の第１反射部に直接達し、
光源より射出面に直接達し、ここで全反射された光束は、主反射面の第２反射部に直接達する、
照明装置。
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の照明装置であって、前記光源は円柱形状の閃光放電管であり、この放電管の軸方向において光学系の断面形状が一定である、照明装置。
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の照明装置を備えた撮影装置。