JP2007033944A - Illuminator and imaging apparatus - Google Patents

Illuminator and imaging apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2007033944A
JP2007033944A JP2005218032A JP2005218032A JP2007033944A JP 2007033944 A JP2007033944 A JP 2007033944A JP 2005218032 A JP2005218032 A JP 2005218032A JP 2005218032 A JP2005218032 A JP 2005218032A JP 2007033944 A JP2007033944 A JP 2007033944A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
incident
emitting diode
emitting diodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005218032A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4764088B2 (en
JP2007033944A5 (en
Inventor
Ryoji Tenmyo
良治 天明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2005218032A priority Critical patent/JP4764088B2/en
Publication of JP2007033944A publication Critical patent/JP2007033944A/en
Publication of JP2007033944A5 publication Critical patent/JP2007033944A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4764088B2 publication Critical patent/JP4764088B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminator capable of efficiently utilizing luminous flux emitted from a plurality of light sources, while being compact and inexpensive. <P>SOLUTION: The illuminator 13 has the plurality of light sources (1a, 2a and 3a); and an optical member 4, equipped with a plurality of incident surfaces on which luminous fluxes emitted from the plurality of light sources, respectively, are made incident, an emitting surface which emits the luminous fluxes made incident from the plurality of incident surfaces, and a plurality of reflection surfaces which guide the luminous fluxes made incident from the plurality of the incident surfaces to the emitting surface, respectively. The respective reflection surfaces have cross-sectional shape that is different between one in a first direction orthogonal to the optical axes of the respective light sources, and one in a second direction orthogonal to the first direction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光ダイオード等の発光体を光源とする照明装置、特に複数の光源を有する照明装置およびこれを備えた撮像装置に関する。   The present invention relates to an illuminating device using a light emitter such as a light emitting diode as a light source, and more particularly to an illuminating device having a plurality of light sources and an imaging device including the same.

カメラ等の撮像装置に用いられる照明装置として、複数の発光ダイオードを光源とする照明装置が多く提案されている。   Many illumination devices using a plurality of light-emitting diodes as light sources have been proposed as illumination devices used in imaging devices such as cameras.

このうちの1つとして、各発光ダイオード素子自体に集光機能を持たせたものがある。これは、発光ダイオードチップを反射鏡となる金属カップ内に固定し、その前面をドーム形状の透明樹脂で覆い、該透明樹脂に集光レンズの作用を持たせたものである。このような発光ダイオード素子の透明樹脂部の直径や曲率を適宜選定することにより、所定の配光特性を得ることが可能となる(例えば、特許文献1参照)。   One of them is one in which each light emitting diode element itself has a light collecting function. In this method, a light emitting diode chip is fixed in a metal cup serving as a reflecting mirror, the front surface thereof is covered with a dome-shaped transparent resin, and the transparent resin has the function of a condenser lens. By appropriately selecting the diameter and curvature of the transparent resin portion of such a light emitting diode element, it is possible to obtain predetermined light distribution characteristics (see, for example, Patent Document 1).

一方、光源である発光ダイオード自体には集光機能を持たせず、光源から射出した光束をその前面に配置した凸レンズによって集光させるように構成した光学系も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   On the other hand, there has also been proposed an optical system configured such that a light-emitting diode itself as a light source does not have a condensing function, and a light beam emitted from the light source is condensed by a convex lens disposed in front of the light-emitting diode (for example, Patent Documents) 2).

さらに、光源である発光ダイオード自体には集光機能を持たせず、光源から射出した光束を前方に向けて反射させるリフレクタを備えた光学系も提案されている(例えば、特許文献3参照)。

特開2002−148686号公報(段落0020〜0022、図1〜3等) 特開2000−89318号公報(段落0005〜0007、図1〜3等) 特開2004−226509号公報(段落0020〜0028、図1〜5等)
Furthermore, an optical system including a reflector that reflects a light beam emitted from a light source forward without providing a light collecting diode as a light source has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

JP 2002-148686A (paragraphs 0020-0022, FIGS. 1-3, etc.) JP 2000-89318 A (paragraphs 0005 to 0007, FIGS. 1 to 3 etc.) JP 2004-226509 A (paragraphs 0020 to 0028, FIGS. 1 to 5 and the like)

発光ダイオードは発光と同時に多量の熱を発生する。このため、発光ダイオード同士をあまり近づけて配置することはできない。したがって、複数の光源を接近させてあたかも1つの光源として扱うことが困難である。このような制約条件の下、複数の光源からの光をいかに効率良く利用し、かつ撮影画角に対応した照射範囲(以下、必要照射範囲という)を持つ照明光に変換できるかが重要である。   A light emitting diode generates a large amount of heat simultaneously with light emission. For this reason, the light emitting diodes cannot be arranged so close to each other. Therefore, it is difficult to treat a plurality of light sources as if they are close to each other. Under such constraints, it is important how efficiently light from a plurality of light sources can be used and converted into illumination light having an irradiation range corresponding to the shooting angle of view (hereinafter referred to as a required irradiation range). .

また、一般的に用いられる白色発光ダイオードは、青色系の光を発光する発光ダイオードチップと、該青色系の光のうち一部を吸収して長波長光を発生させる蛍光体を分散させたモールド樹脂とを用いて構成される。そして、発光ダイオードチップからの射出光と蛍光体から発生する光との混色によって白色光を射出する。このとき、射出光の中央部は青味がかかり明るいのに対し、周辺部は黄色味がかった色でやや暗くなる傾向がある。このような白色発光ダイオードを通常の凸レンズを用いて集光した場合、発光ダイオードの色特性がそのまま照射面上に反映してしまい、均一な色の照明を行うことができない。   Also, generally used white light emitting diodes include a light emitting diode chip that emits blue light and a mold in which a phosphor that absorbs part of the blue light and generates long wavelength light is dispersed. It is comprised using resin. Then, white light is emitted by mixing the light emitted from the light emitting diode chip and the light generated from the phosphor. At this time, the central portion of the emitted light is bluish and bright, while the peripheral portion tends to be slightly dark with a yellowish color. When such a white light-emitting diode is condensed using a normal convex lens, the color characteristics of the light-emitting diode are directly reflected on the irradiation surface, and uniform color illumination cannot be performed.

しかも、個々の発光ダイオードの発光色にばらつきがあるために、複数の発光ダイオードを用いて照明装置を構成する場合には、この発光ダイオードの発光色のばらつきによっても均一な色の照明ができない可能性がある。特に、発光ダイオード毎に照射範囲を異ならせるような構成を採った場合には、照射領域によって色が異なってしまう。   In addition, since the light emission colors of individual light emitting diodes vary, when a lighting device is configured using a plurality of light emitting diodes, uniform color illumination may not be possible due to variations in the light emission colors of the light emitting diodes. There is sex. In particular, when a configuration is adopted in which the irradiation range is different for each light emitting diode, the color differs depending on the irradiation region.

このような状況において、発光ダイオードを複数用いて撮像装置用の照明装置を構成する場合には、小型かつ安価であり、しかも互いに離間した複数の発光ダイオードからの光束を撮影画角に合わせて色むら(明るさむら)がないように照射する必要がある。ここで、通常、左右方向と上下方向とで撮影画角が異なるため、対応する照明光の照射角度も左右方向と上下方向とで異なる。   In such a situation, when an illuminating device for an image pickup apparatus is configured by using a plurality of light emitting diodes, light beams from a plurality of light emitting diodes that are small and inexpensive and that are separated from each other are colored in accordance with the photographing field angle. It is necessary to irradiate so that there is no unevenness (brightness unevenness). Here, since the shooting angle of view is usually different between the left-right direction and the up-down direction, the corresponding illumination light irradiation angle also differs between the left-right direction and the up-down direction.

特許文献1にて提案された発光ダイオード素子自体に集光機能を持つドームタイプの発光ダイオード素子では、集光性の高い光学系を実現することができる。しかしながら、このような照明装置をできるだけ安価に製造するためには、既製の発光ダイオードの中から必要照射範囲にできるだけ近い発光特性を有するものを選択しなければならない。したがって、必ずしも必要照射範囲と完全に一致した効率の良い照明を行えるとは限らない。   In the dome-type light emitting diode element proposed in Patent Document 1, the light emitting diode element itself has a light condensing function, an optical system with high light condensing property can be realized. However, in order to manufacture such an illuminating device as cheaply as possible, it is necessary to select a ready-made light emitting diode having light emission characteristics as close as possible to the required irradiation range. Therefore, it is not always possible to perform efficient illumination that completely matches the required irradiation range.

なお、発光ダイオード素子とは別に照射範囲を必要照射角度範囲に合わせるための光学部材を追加することもできる。しかし、もともと透明樹脂部を有するために大きな複数の発光ダイオードにさらに光学部材を追加すると、照明装置全体が大型化する。さらに、特許文献1の照明装置では、色に対する配慮がなされておらず、照射面上での色むらが発生する可能性がある。   In addition to the light emitting diode element, an optical member for adjusting the irradiation range to the required irradiation angle range may be added. However, if the optical member is added to a plurality of large light-emitting diodes because the transparent resin portion is originally provided, the entire illumination device is increased in size. Furthermore, in the illumination device of Patent Document 1, no consideration is given to color, and color unevenness may occur on the irradiated surface.

一方、特許文献2にて提案の照明装置では、発光ダイオードと凸レンズとの間に比較的大きな隙間ができるため、この隙間から発光ダイオードからの射出光束が抜け出てしまい、光の利用効率が低くなる。また、凸レンズによる屈折光束のみを用いた集光光学系では、光軸中心部付近分は比較的明るく照射できるが、周辺部分に十分に光束を行き渡らせることが難しい。このため、必要照射範囲の全体にわたって均一な明るさの照明を行うことが難しく、配光むらが生じてしまう。さらに、この照明装置でも、色むらに対する配慮がなされていない。   On the other hand, in the illumination device proposed in Patent Document 2, since a relatively large gap is formed between the light emitting diode and the convex lens, the light flux emitted from the light emitting diode escapes from this gap, and the light use efficiency is lowered. . Further, in the condensing optical system using only the refractive light beam by the convex lens, the portion near the center of the optical axis can be irradiated relatively brightly, but it is difficult to sufficiently spread the light beam to the peripheral portion. For this reason, it is difficult to perform illumination with uniform brightness over the entire required irradiation range, resulting in uneven light distribution. Further, even in this lighting device, no consideration is given to color unevenness.

また、特許文献3にて提案の照明装置では、主としてリフレクタを利用して集光させるため、光学系が大型化してしまう。また、複数の光源に対して効率の良い集光光学系を構成しようとすると、光源毎に集光光学系が必要となり、光学系がより大型化してしまう。
さらに、部品点数の増加に伴い高価な照明装置になってしまう。
Moreover, in the illuminating device proposed by patent document 3, since it concentrates mainly using a reflector, an optical system will enlarge. Further, if an efficient condensing optical system is configured for a plurality of light sources, a condensing optical system is required for each light source, and the optical system becomes larger.
Furthermore, it becomes an expensive illuminating device with an increase in the number of parts.

なお、配光むらや色むらの発生を防止するために、光学部材の表面に拡散面を設けたり、光学部材の材料に光束を拡散させる成分を含有させたりすることは可能である。しかし、拡散面や拡散成分を光学系に付加した場合、極端な照度低下が生じることが一般に知られている。   In order to prevent the occurrence of uneven light distribution and uneven color, it is possible to provide a diffusing surface on the surface of the optical member or to contain a component that diffuses the light flux in the material of the optical member. However, it is generally known that when a diffusing surface or a diffusing component is added to an optical system, an extreme decrease in illuminance occurs.

本発明は、小型かつ安価でありながら、複数の光源から射出した光束を効率良く利用でき、かつ必要照射範囲内でほぼ均一な配光特性や色分布特性を備えた照明装置およびこれを備えた撮像装置を提供することを目的の1つとしている。   The present invention is provided with an illuminating device that can efficiently use light beams emitted from a plurality of light sources and that has a substantially uniform light distribution characteristic and color distribution characteristic within a necessary irradiation range, while being small and inexpensive. One of the objects is to provide an imaging device.

本発明の一側面としての照明装置は、複数の光源と、該複数の光源のそれぞれから射出した光束が入射する複数の入射面、該複数の入射面から入射した光束を射出する射出面、および複数の入射面から入射した光束をそれぞれ射出面に導く複数の反射面を備えた光学部材とを有する。そして、各反射面は、各光源の光軸に直交する第1の方向と該第1の方向に直交する第2の方向とで異なる断面形状を有する。   An illumination device according to one aspect of the present invention includes a plurality of light sources, a plurality of incident surfaces on which light beams emitted from each of the plurality of light sources are incident, an emission surface that emits light beams incident from the plurality of incident surfaces, and And an optical member having a plurality of reflecting surfaces that guide light beams incident from the plurality of incident surfaces to the exit surface. Each reflecting surface has a different cross-sectional shape in a first direction orthogonal to the optical axis of each light source and in a second direction orthogonal to the first direction.

本発明によれば、特に光学部材の各反射面の形状を最適化することにより、小型かつ安価で、複数光源から射出した光束を効率良く利用でき、しかも必要照射範囲内でほぼ均一な配光特性や色分布特性が得られる照明装置を実現することができる。また、この照明装置を備えることにより、小型で、明るくかつ均一に照明した被写体を撮影可能な撮像装置を実現することができる。   According to the present invention, particularly by optimizing the shape of each reflecting surface of the optical member, the light beams emitted from a plurality of light sources can be efficiently used with a small size and low cost, and a substantially uniform light distribution within a necessary irradiation range. It is possible to realize an illumination device that can obtain characteristics and color distribution characteristics. Further, by providing this illumination device, it is possible to realize a small imaging device capable of photographing a brightly and uniformly illuminated subject.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1には、本発明の実施例1である照明装置を備えたデジタルカメラ(撮像装置)の概略構成を示している。図1において、11はデジタルカメラ本体、12は撮影レンズを有するレンズ鏡筒、14は該レンズ鏡筒12により形成された被写体像を光電変換して画像を取得するためのCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子である。これらレンズ鏡筒12および撮像素子14により撮像系が構成される。13は被写体に対して照明光を照射する本実施例の照明装置である。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a digital camera (imaging device) including an illumination device that is Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 11 is a digital camera body, 12 is a lens barrel having a photographic lens, 14 is a CCD sensor or CMOS sensor for photoelectrically converting a subject image formed by the lens barrel 12 and acquiring an image. This is an image sensor. The lens barrel 12 and the imaging element 14 constitute an imaging system. Reference numeral 13 denotes an illuminating device according to this embodiment that irradiates a subject with illumination light.

図1に示すように、本実施例の照明装置13は、デジタルカメラ本体11の前面であって、前面から見てレンズ鏡筒12の右上方の隅部に配置されている。   As shown in FIG. 1, the illumination device 13 according to the present embodiment is disposed on the front surface of the digital camera body 11 and at the upper right corner of the lens barrel 12 when viewed from the front surface.

なお、デジタルカメラの構成のうち、照明装置の構成を除く部分の構成は何ら限定されず、本実施例でもその説明は省略する。また、本実施例では、デジタルスチルカメラを例として説明するが、本発明は、ビデオカメラ、一眼レフカメラ等、各種撮像装置に用いる照明装置に適用することができる。これらのことは、後述する他の実施例でも同様である。   Note that the configuration of the digital camera other than the configuration of the illumination device is not limited at all, and the description thereof is omitted in this embodiment. In this embodiment, a digital still camera will be described as an example. However, the present invention can be applied to an illumination device used for various imaging devices such as a video camera and a single-lens reflex camera. The same applies to other embodiments described later.

図2には、図1に示した照明装置13を拡大して示している。本実施例の照明装置13は、撮像系の撮影画角を水平方向(図の左右方向)と垂直方向(図の上下方向)で見たときに、より画角が広い水平方向に複数並べられた発光ダイオード(発光面1a,2a,3a)からの射出光束を効率良く集光させることができる。   FIG. 2 shows the illuminating device 13 shown in FIG. 1 in an enlarged manner. The illumination device 13 of the present embodiment is arranged in a horizontal direction with a wider angle of view when the shooting field angle of the imaging system is viewed in the horizontal direction (left-right direction in the figure) and the vertical direction (up-down direction in the figure). The emitted light beams from the light emitting diodes (light emitting surfaces 1a, 2a, 3a) can be efficiently condensed.

通常、デジタルカメラの照明装置としては、キセノン管のような放電発光管を用いたフラッシュが用いられることが多かったが、本実施例の照明装置は、近年急速に光学特性が向上した発光ダイオードを複数個用いることによって、動画撮影および静止画撮影の双方に有効に機能する。   Usually, a flash using a discharge arc tube such as a xenon tube is often used as an illumination device of a digital camera. However, the illumination device of this embodiment is a light emitting diode whose optical characteristics have been rapidly improved in recent years. The use of a plurality effectively functions for both moving image shooting and still image shooting.

図3から図5には、照明装置13を、1つの発光ダイオード2の発光面の中心に立てた法線、言い換えれば照明装置13における1つの発光ダイオードからの光束の照射光軸Lを通る垂直方向(第1の方向)の面で切断したときの断面図を示す。図4および図5には、発光ダイオード2の発光面2aの中心から射出した代表光束の光線トレース図を付記している。   3 to 5, the illuminating device 13 is a normal line standing at the center of the light emitting surface of one light emitting diode 2, in other words, the vertical direction passing through the irradiation optical axis L of the light flux from one light emitting diode in the illuminating device 13. Sectional drawing when cut | disconnecting in the surface of a direction (1st direction) is shown. In FIGS. 4 and 5, ray tracing diagrams of representative light beams emitted from the center of the light emitting surface 2 a of the light emitting diode 2 are appended.

また、図6から図8には、照明装置13を3つの発光ダイオード1,2,3の照射光軸Lを通る水平方向(第2の方向)の面で切断したときの断面図を示す。図7および図8には、発光ダイオード2の発光面2aの中心から射出した代表光束の光線トレース図を付記している。   6 to 8 are cross-sectional views when the lighting device 13 is cut along a plane in the horizontal direction (second direction) passing through the irradiation optical axes L of the three light-emitting diodes 1, 2, and 3. FIG. 7 and 8 are ray trace diagrams of representative light beams emitted from the center of the light emitting surface 2a of the light emitting diode 2. FIG.

これらの図において、3つの発光ダイオード1〜3は、水平方向に等間隔に配置されている。4は発光ダイオード1〜3から射出した光束を集光させる光学部材である。   In these drawings, the three light emitting diodes 1 to 3 are arranged at equal intervals in the horizontal direction. Reference numeral 4 denotes an optical member that condenses the light beams emitted from the light emitting diodes 1 to 3.

5はハード基板であり、発光ダイオード1〜3と電気的に接続され、かつ発光ダイオード1〜3を保持する。6はデジタルカメラ本体11の外装部材である。   A hard substrate 5 is electrically connected to the light emitting diodes 1 to 3 and holds the light emitting diodes 1 to 3. Reference numeral 6 denotes an exterior member of the digital camera body 11.

発光ダイオード1〜3は、均一な色分布特性を持った白色光を射出することができ、一定の時間定常光(フラッシュのような瞬間光より長い時間連続発光される光)を発することができる高輝度の白色発光ダイオードである。均一な色分布特性の白色光を射出するために、本実施例の発光ダイオードは、青色系の光を発光する発光ダイオードチップ1b,2b,3bと、該青色系の光のうち一部を吸収して長波長光を発生する蛍光体が分散したモールド樹脂性の拡散面とにより構成される。発光ダイオードチップから発せられる青色系の光と蛍光体から発せられる長波長光との混色によって、白色光が発せられる。   The light emitting diodes 1 to 3 can emit white light having uniform color distribution characteristics, and can emit steady light for a certain period of time (light that is continuously emitted for a longer time than instantaneous light such as a flash). It is a high-intensity white light emitting diode. In order to emit white light with uniform color distribution characteristics, the light emitting diode of this embodiment absorbs part of the blue light and the light emitting diode chips 1b, 2b, and 3b that emit blue light. And a mold resinous diffusion surface in which a phosphor generating long-wavelength light is dispersed. White light is emitted by the color mixture of the blue light emitted from the light emitting diode chip and the long wavelength light emitted from the phosphor.

3つの発光ダイオード1〜3は、ほぼ同一の光学特性(色分布特性および射出光の強度分布特性等)を有する。また、3つの発光ダイオード1〜3は、発光ダイオードチップの前面(光照射側の部分)に光照射方向から見て略円形で互いに略同じ大きさの有限面積を有する拡散発光面1a,2a,3aを有する。各発光ダイオードチップから発せられた光束が拡散発光面で拡散されることにより、発光ダイオード1〜3は発光面のほぼ全体から均一に発光する。   The three light emitting diodes 1 to 3 have substantially the same optical characteristics (color distribution characteristics, intensity distribution characteristics of emitted light, etc.). Further, the three light emitting diodes 1 to 3 are diffused light emitting surfaces 1a, 2a, 2a, 2a, 2a, 2a, 2a, 2a, 2a, 2a, 2a, 2b, 2a, 2b, having a substantially circular shape and a finite area with respect to each other. 3a. The light emitted from each light emitting diode chip is diffused by the diffusion light emitting surface, so that the light emitting diodes 1 to 3 emit light uniformly from almost the entire light emitting surface.

発光ダイオード1〜3は、半田付け等によってハード基板5に電気的および機械的に接続されており、ハード基板5を介して不図示のCPUからの制御信号を受けることにより発光する。ハード基板5は、不図示の固定部材によってデジタルカメラ本体11内の所定の位置、具体的には照明光学系として最も効率良く機能するように、所定間隔離れた位置にそれぞれ固定されている。   The light emitting diodes 1 to 3 are electrically and mechanically connected to the hard substrate 5 by soldering or the like, and emit light when receiving a control signal from a CPU (not shown) via the hard substrate 5. The hard substrate 5 is fixed to a predetermined position in the digital camera body 11 by a fixing member (not shown), specifically, to a position separated by a predetermined interval so as to function most efficiently as an illumination optical system.

光学部材4は、透明性の高い光学樹脂材料で一体形成され、所定間隔をあけて配置された3つの発光ダイオード1〜3から射出した光束を効率良く必要照射範囲に集光させる。光学部材4は、1つの発光ダイオードに対して1つずつ設けられた3つの入射面4aと、共通の射出面4bとを有する。さらに、1つの発光ダイオードに対して1つずつ設けられ、入射面4aから入射した光束を反射して射出面4bに導く3つの反射面4cとを有している。ここで、以下、光学部材4のうち1つの発光ダイオードから射出された光束が通過又は反射する入射面4a、反射面4cおよび射出面4bの一部を、該発光ダイオードに対する導光領域という。すなわち、本実施例の光学部材4は、3つの発光ダイオード1〜3に対応する3つの導光領域を有する。   The optical member 4 is integrally formed of a highly transparent optical resin material, and efficiently converges the light beams emitted from the three light emitting diodes 1 to 3 arranged at a predetermined interval in a necessary irradiation range. The optical member 4 has three entrance surfaces 4a provided for each light emitting diode, and a common exit surface 4b. Further, one reflection diode 4c is provided for each light-emitting diode, and reflects three light beams incident from the incident surface 4a and guides them to the emission surface 4b. Hereinafter, a part of the incident surface 4a, the reflecting surface 4c, and the emitting surface 4b through which the light beam emitted from one light emitting diode of the optical member 4 passes or reflects is referred to as a light guide region for the light emitting diode. That is, the optical member 4 of the present embodiment has three light guide regions corresponding to the three light emitting diodes 1 to 3.

各入射面4aの照射光軸方向で見たときの外形は、発光ダイオードの発光面の形状と同じ略円形である。該入射面4aは、照射光軸Lに対して略直交する面である。ここでいう略直交するとは、完全に直交するか又はメカ的誤差の分だけ照射光軸Lに直交する面に対して傾いて場合を含む。このことは、以下の実施例でも同様である。   The outer shape of each incident surface 4a when viewed in the direction of the irradiation optical axis is substantially circular, which is the same as the shape of the light emitting surface of the light emitting diode. The incident surface 4a is a surface substantially orthogonal to the irradiation optical axis L. The term “substantially orthogonal” as used herein includes a case where it is completely orthogonal or tilted with respect to a plane orthogonal to the irradiation optical axis L by a mechanical error. The same applies to the following embodiments.

また、各入射面4aの大きさ(径)は、各発光ダイオードの発光面の大きさ(径)と略同じである。なお、本実施例中にいう大きさや形状が略同じとは、完全に同じ場合と光学部材4を製造する際の精度等による誤差を含む程度に異なる場合とを含む。このことは、以下の実施例でも同様である。   The size (diameter) of each incident surface 4a is substantially the same as the size (diameter) of the light emitting surface of each light emitting diode. Note that the size and shape in the present embodiment are substantially the same, including the case where they are completely the same and the case where they are different to the extent that they include errors due to the accuracy in manufacturing the optical member 4. The same applies to the following embodiments.

そして、光学部材4において、3つの入射面4aは、発光ダイオード1〜3の発光面1a,2a,3aの直前にて近接した位置であって、かつ照射光軸L上で発光面1a,2a,3aと向かい合うように配置されている。   In the optical member 4, the three incident surfaces 4 a are positions close to the light emitting surfaces 1 a, 2 a, 3 a of the light emitting diodes 1 to 3, and the light emitting surfaces 1 a, 2 a on the irradiation optical axis L. , 3a.

ここで、入射面4aの大きさが、発光面の大きさよりも小さい場合には、発光面から射出したすべての光束を入射面4aに入射させることができなくなる。一方、入射面4aの大きさが発光面の大きさより大きい場合には、光学部材4が大型化する。しかも、入射面4aのうち周辺部に到達する光束が減少して入射面4aでの光の分布が不均一となり、結果として配光むらが生じる。そこで、本実施例のように、入射面4aと発光面1a,2a,3aの大きさを略等しくすることが望ましい。   Here, when the size of the incident surface 4a is smaller than the size of the light emitting surface, all the light beams emitted from the light emitting surface cannot be incident on the incident surface 4a. On the other hand, when the incident surface 4a is larger than the light emitting surface, the optical member 4 is increased in size. In addition, the light flux reaching the periphery of the incident surface 4a is reduced, and the light distribution on the incident surface 4a becomes non-uniform, resulting in uneven light distribution. Therefore, it is desirable that the incident surface 4a and the light emitting surfaces 1a, 2a, and 3a have substantially the same size as in this embodiment.

光学部材4の射出面4bは、図3〜図5に示すように、垂直方向に正の屈折力を持ち、かつ図6〜図8に示すように、水平方向には屈折力を持たないシリンドリカルレンズ面である。これにより、図4に示す垂直断面において、発光ダイオード2から射出して入射面4aに入射した光束のうち一部は射出面4bに直接向かい、射出面4bで屈折して所定の照射角度に集光される。   The exit surface 4b of the optical member 4 has a positive refracting power in the vertical direction as shown in FIGS. 3 to 5 and has no refracting power in the horizontal direction as shown in FIGS. It is a lens surface. As a result, in the vertical cross section shown in FIG. 4, a part of the light beam emitted from the light emitting diode 2 and incident on the incident surface 4a is directly directed to the emergent surface 4b and refracted on the emergent surface 4b and collected at a predetermined irradiation angle. Lighted.

また、図2に示すように、光学部材4を照射光軸方向から見た場合において、射出面4bのうち各発光ダイオードからの光束が通過する領域(以下、射出領域という)4dに着目すると、該射出領域4dの開口面積は入射面4aの開口面積よりも大きくなっている。特に、垂直方向断面では、水平方向断面に比べて、射出面4bでの射出領域の開口幅が入射面4aの開口幅に対してより大きい。このため、各射出領域4dの開口形状は、垂直方向を長軸方向とする略楕円形状になる。   Also, as shown in FIG. 2, when the optical member 4 is viewed from the irradiation optical axis direction, attention is paid to a region (hereinafter referred to as an emission region) 4d through which the light flux from each light-emitting diode passes in the emission surface 4b. The opening area of the emission region 4d is larger than the opening area of the incident surface 4a. In particular, in the vertical section, the opening width of the exit region at the exit surface 4b is larger than the opening width of the entrance surface 4a as compared to the horizontal section. For this reason, the opening shape of each injection region 4d is a substantially elliptical shape with the vertical direction as the major axis direction.

光学部材4の各反射面4cは、各発光ダイオードから射出して各入射面4aに入射した光束のうち残りの光束を反射させて、射出面4bに導く。ここで、反射面4cは、曲面で構成されている。具体的には、反射面4cの形状は、光学部材4を照射光軸Lに対して直交する面で切断したときの面積(径)が、入射面4aから射出面4bに向かうにつれて連続的に増加するような形状となっている。この場合も、図5に示すように、発光ダイオード1〜3から射出して入射面4aに入射した光束のうち反射面4cで反射する光束は、その後射出面4bに向かい射出面4bで屈折して、上記図4に示す光束と同様に所定の照射角度に集光される。   Each reflecting surface 4c of the optical member 4 reflects the remaining light beam out of the light beams emitted from each light emitting diode and incident on each incident surface 4a, and guides it to the emitting surface 4b. Here, the reflecting surface 4c is formed of a curved surface. Specifically, the shape of the reflection surface 4c is such that the area (diameter) when the optical member 4 is cut by a surface orthogonal to the irradiation optical axis L is continuously increased from the incident surface 4a toward the emission surface 4b. The shape is increasing. Also in this case, as shown in FIG. 5, the light beam that is emitted from the light emitting diodes 1 to 3 and is incident on the incident surface 4a is reflected by the reflecting surface 4c and then refracted by the emitting surface 4b toward the emitting surface 4b. As in the case of the light beam shown in FIG.

次に、本実施例の反射面4cの形状をさらに詳しく説明する。まず、反射面4cの垂直方向断面での形状について説明する。   Next, the shape of the reflective surface 4c of the present embodiment will be described in more detail. First, the shape of the reflecting surface 4c in the vertical cross section will be described.

図3において、光学部材4における射出面4bの垂直方向端部Aから入射面4aの垂直方向端部Bに至る外縁部分は、端部Aから端部Bに近づくほど、端部Aに立てた法線nに対する接線のなす角度が大きくなる連続した曲線形状に形成されている。言い換えると、該外縁部分は、端部B側から端部A側に向かって照射光軸Lに対してなす角度が漸次大きくなるホーン型の形状を有する。そして、反射面4cは、該外縁部分のうち端部Bから端部A付近まで形成されている。なお、光学部材4における端部Aと反射面4cにおける端部A側の端との間の部分は、水平方向にて隣り合う発光ダイオード用の導光領域との連結部である。   In FIG. 3, the outer edge portion from the vertical end A of the exit surface 4 b to the vertical end B of the incident surface 4 a in the optical member 4 is raised at the end A as it approaches the end B from the end A. It is formed in a continuous curved shape in which an angle formed by a tangent to the normal line n is increased. In other words, the outer edge portion has a horn shape in which the angle formed with respect to the irradiation optical axis L gradually increases from the end B side toward the end A side. And the reflective surface 4c is formed from the edge part B to the edge part A vicinity among this outer edge part. In addition, the part between the edge part A in the optical member 4 and the edge by the side of the edge part A in the reflective surface 4c is a connection part with the light guide area | region for light emitting diodes adjacent in a horizontal direction.

このような形状は、各入射面4aからの光束のうち直接、射出面4bの垂直方向端部Aに到達した光束と、反射面4cのうち射出面4b側の領域で反射した光束とを連続的に分布させるのに有効である。この反射面形状を採ることによって、射出面4bに直接到達する直接光束のうち端部Aに到達する光線の照射光軸Lに対する角度と、反射面4cを介した反射光束のうち照射光軸Lに対して最大角度をなす光線の該角度とをほぼ等しくすることができる。この結果、上記直接光と反射光束との不連続性を回避することが可能になる。   With such a shape, the light beam directly reaching the vertical end A of the exit surface 4b and the light beam reflected by the region on the exit surface 4b side of the reflective surface 4c are continuously transmitted from the light incident surfaces 4a. It is effective to distribute it. By adopting this reflecting surface shape, the angle of the light beam reaching the end A among the direct light beam directly reaching the exit surface 4b and the irradiation light axis L of the reflected light beam via the reflecting surface 4c. Can be made substantially equal to the angle of the light beam forming the maximum angle with respect to. As a result, the discontinuity between the direct light and the reflected light beam can be avoided.

また、反射面4cのうち入射面4aに接する領域(端部Bを含む領域)は、上述したように発光ダイオードの発光面と略同一の形状(大きさ)に設定された入射面4aに繋がるように形成されている。すなわち、反射面4cのうち入射面4aに接する領域は、図2に破線で示すように、照射光軸方向視において略円形に形成されている。   Moreover, the area | region (area | region containing the edge part B) which touches the entrance plane 4a among the reflective surfaces 4c is connected with the entrance plane 4a set to the shape (size) substantially the same as the light emission surface of a light emitting diode as mentioned above. It is formed as follows. That is, the region of the reflecting surface 4c that is in contact with the incident surface 4a is formed in a substantially circular shape when viewed in the irradiation optical axis direction, as indicated by a broken line in FIG.

また、前述したように、反射面4cはホーン形状の曲面で構成されている。これは以下の理由による。本来、反射面4cで反射する光束は、平面で形成された入射面4aで1回屈折した成分である。このため、本実施例のように光学部材4の照射光軸方向の長さが比較的短い光学系では、反射面4cに到達する成分は少なく、該成分の角度範囲も比較的狭い。一方、照明装置としては、反射面4cで反射した反射光の角度分布と入射面4aから直接、射出面4bに到達する直接光の角度分布とがほぼ同様の分布となることが望ましい。そこで、本実施例では、反射面4cに到達した光束の角度分布を広げるため、反射面4cの形状をホーン形状の曲面とすることによって、射出光の配光特性の均一化を図っている。   Further, as described above, the reflecting surface 4c is formed of a horn-shaped curved surface. This is due to the following reason. Originally, the light beam reflected by the reflecting surface 4c is a component refracted once by the incident surface 4a formed by a plane. For this reason, in the optical system in which the length of the optical member 4 in the irradiation optical axis direction is relatively short as in the present embodiment, there are few components reaching the reflecting surface 4c, and the angular range of the components is also relatively narrow. On the other hand, as an illuminating device, it is desirable that the angle distribution of the reflected light reflected by the reflecting surface 4c and the angle distribution of the direct light reaching the exit surface 4b directly from the incident surface 4a are substantially the same. Therefore, in this embodiment, in order to widen the angular distribution of the light beam that has reached the reflecting surface 4c, the shape of the reflecting surface 4c is a horn-shaped curved surface, thereby making the light distribution characteristics of the emitted light uniform.

ここで、説明を簡単にするため、反射面4cを円弧断面を有する曲面とした場合において、この反射面4cに当たった光束の角度分布特性について説明する。まず、比較のために、反射面4cが直線断面を有する面である場合には、該反射面4cでの反射の前後で光束の広がり方は変化しない。また、反射面4cが円弧断面を有する場合において、上記直線に対して該円弧の中心が照射光軸L側にある場合は、反射後の角度分布が狭くなる。逆に、円弧の中心が上記直線を挟んで照射光軸Lとは反対側にある場合、すなわち本実施例のようなホーン形状の曲面の場合には、反射面4cで反射した後の光束の角度分布を反射前に比べて広げることが可能になる。   Here, in order to simplify the description, the angular distribution characteristics of the light beam that has hit the reflecting surface 4c when the reflecting surface 4c is a curved surface having an arc cross section will be described. First, for comparison, when the reflecting surface 4c is a surface having a straight cross section, the way in which the light beam spreads does not change before and after the reflection at the reflecting surface 4c. Further, in the case where the reflecting surface 4c has an arc cross section, when the center of the arc is on the irradiation optical axis L side with respect to the straight line, the angle distribution after reflection becomes narrow. Conversely, when the center of the arc is on the opposite side of the irradiation optical axis L across the straight line, that is, in the case of a horn-shaped curved surface as in the present embodiment, the luminous flux after being reflected by the reflecting surface 4c It becomes possible to widen the angle distribution compared to before reflection.

次に、反射面4cの曲率について説明する。反射面4cの曲率によって反射光の角度分布を変化させることができる。上述したように、光学部品4の照射光軸方向の長さが短い本実施例の場合には、反射光束成分が少なく、また反射の前後で大きな角度変化をさせる必要がある。このため、反射面4cは、比較的曲率が大きい曲面とする必要がある。光学部材の照射光軸方向長さが長い場合には、反射面に当たる光束成分が多く、反射の前後で大きな角度変化を必要としないため、小さな曲率の中で角度分布を調整しても、所望の配光特性を得ることができる。   Next, the curvature of the reflecting surface 4c will be described. The angular distribution of reflected light can be changed by the curvature of the reflecting surface 4c. As described above, in the case of the present embodiment in which the length of the optical component 4 in the irradiation optical axis direction is short, the reflected light beam component is small, and it is necessary to change the angle greatly before and after the reflection. For this reason, the reflective surface 4c needs to be a curved surface having a relatively large curvature. When the length of the optical member in the direction of the optical axis of the optical member is long, there are many light flux components that hit the reflecting surface, and a large angle change is not required before and after reflection. The light distribution characteristics can be obtained.

さらに、反射面4cは、入射面4aからの光束を射出面4b側に全反射させるように構成されている。ここで、蒸着処理等によって反射面4cを高反射率の金属蒸着面とすることで、入射面4aからの光束のほぼ全てを反射させることもできる。   Further, the reflecting surface 4c is configured to totally reflect the light beam from the incident surface 4a toward the exit surface 4b. Here, almost all of the light flux from the incident surface 4a can be reflected by making the reflective surface 4c into a highly reflective metal vapor-deposited surface by vapor deposition or the like.

ただし、反射面4cを全反射面とした場合には、蒸着処理等を行う必要がなくなるため、光学部材4の製造工数を減らして光学部材4の製造コストを低減させることができる。また、光学特性的にも全反射を利用することによって、理論的に100%(実際には100%に近い値)の反射率が得られるため、光量損失の少ない効率の良い照明光学系を構成することができる。   However, when the reflection surface 4c is a total reflection surface, it is not necessary to perform a vapor deposition process or the like, so that the manufacturing cost of the optical member 4 can be reduced and the manufacturing cost of the optical member 4 can be reduced. Also, from the viewpoint of optical characteristics, a total reflectance of 100% (actually close to 100%) can be obtained theoretically, so that an efficient illumination optical system with little light loss is constructed. can do.

次に、本実施例の照明装置の水平方向の断面形状について、図6〜8を用いて説明する。 本実施例の照明装置は、複数の光源から射出した光束を効率良く撮像画角に対応する必要照射範囲に照射することを目的の1つとするものである。前述したように、通常は、撮像画角は水平方向と垂直方向とで異なっている。この場合における最も効率の良い照射方法は、方向によって異なる必要照射範囲に対して配光分布を異ならせることである。   Next, the cross-sectional shape of the illuminating device of a present Example in the horizontal direction is demonstrated using FIGS. The illumination device of the present embodiment is intended to efficiently irradiate light beams emitted from a plurality of light sources to a necessary irradiation range corresponding to an imaging field angle. As described above, normally, the imaging field angle is different between the horizontal direction and the vertical direction. In this case, the most efficient irradiation method is to vary the light distribution in the necessary irradiation range that varies depending on the direction.

しかし、従来の照明装置では、発光ダイオードからの射出光束の照射角度を水平方向と垂直方向とで異ならせたものはなく、どちらかの方向の照射角度が必要以上に広がっている場合が多かった。これに対し、本実施例では、水平方向と垂直方向とで方向性のない光源、つまり全方向にほぼ同一分布で光束を射出する光源を用い、さらに光源から射出面までの距離が小さく限られている場合に、水平方向と垂直方向で配光特性を異ならせることができる。   However, there is no conventional illumination device in which the irradiation angle of the luminous flux emitted from the light emitting diode is different between the horizontal direction and the vertical direction, and the irradiation angle in either direction is often spread more than necessary. . In contrast, in this embodiment, a light source having no directivity in the horizontal direction and the vertical direction, that is, a light source that emits a light beam with almost the same distribution in all directions is used, and the distance from the light source to the exit surface is limited to be small. The light distribution characteristics can be made different between the horizontal direction and the vertical direction.

本実施例では、上記目的を達成するため、図6〜図8に示すように、水平方向では垂直方向と異なった集光方法を用いて所望の配光特性を得る。なお、3つの発光ダイオード1,2,3に対する光学部材4の3つの導光領域の形状は互いに同一であるため、図7および図8には、代表として発光ダイオード2についてのみ、光線トレース図を付記している。
発光ダイオード1,3からの光束のトレース図はこれとほぼ同様である。
In this embodiment, in order to achieve the above object, as shown in FIGS. 6 to 8, a desired light distribution characteristic is obtained by using a condensing method different from that in the vertical direction in the horizontal direction. Since the shapes of the three light guide regions of the optical member 4 with respect to the three light emitting diodes 1, 2, and 3 are the same as each other, FIGS. 7 and 8 show ray tracing diagrams only for the light emitting diode 2 as a representative. It is added.
The trace of the light flux from the light emitting diodes 1 and 3 is almost the same as this.

まず、前述したように、光学部材4の射出面4bは水平方向に関しては屈折力を持たない(図6参照)。図7に示すように、各発光ダイオードから射出して入射面4aに入射した光束のうち一部の光束は射出面4bに直接向かい、射出面4bで屈折して所定の照射角度の成分として射出する。この場合、射出光束は、射出面4bにおける各発光ダイオードに対応する射出領域の開口面積のみによって角度制限を受ける。   First, as described above, the exit surface 4b of the optical member 4 has no refractive power in the horizontal direction (see FIG. 6). As shown in FIG. 7, some of the light beams emitted from the respective light emitting diodes and incident on the incident surface 4a are directly directed to the emergent surface 4b and refracted by the emergent surface 4b to be emitted as components of a predetermined irradiation angle. To do. In this case, the emitted light beam is limited in angle only by the opening area of the emission region corresponding to each light emitting diode on the emission surface 4b.

また、水平方向において、射出面4bにおける各発光ダイオードに対応する射出領域の開口幅は入射面4aの開口幅よりも大きい。つまり、水平方向において、射出面4bの発光ダイオードごとの射出領域は入射面4aよりも大きく形成されている。しかし、この水平方向での射出領域の開口幅は、図3に示した垂直方向での開口幅に比べて狭い。したがって、前述したように、射出面4bにおける各射出領域4dの開口形状は、垂直方向を長軸方向とする略楕円形状になる。   Further, in the horizontal direction, the opening width of the emission region corresponding to each light emitting diode on the emission surface 4b is larger than the opening width of the incident surface 4a. That is, in the horizontal direction, the emission area of each light emitting diode on the emission surface 4b is formed larger than the incidence surface 4a. However, the opening width of the emission region in the horizontal direction is narrower than the opening width in the vertical direction shown in FIG. Therefore, as described above, the opening shape of each emission region 4d on the emission surface 4b is substantially elliptical with the vertical direction as the major axis direction.

反射面4cは、各発光ダイオードから射出して入射面4aに入射した光束のうち、直接射出面4bに向かう光束(直接光束)以外の光束を反射して射出面4bに導く。ここで、反射面4cは、この水平方向での断面においては、照射光軸Lに対して一定の傾きを持つ直線形状となるように構成されている。この場合も、図8に示すように、各発光ダイオードから射出して入射面4aに入射した光束のうち反射面4cで反射した光束(反射光束)は、射出面4bでの屈折を経て、図5に示す光束と同様に所定の照射角度に集光される。   The reflection surface 4c reflects and guides the light beam other than the light beam (direct light beam) directed to the direct emission surface 4b out of the light beam emitted from each light emitting diode and incident on the incident surface 4a to the emission surface 4b. Here, the reflection surface 4c is configured to have a linear shape having a certain inclination with respect to the irradiation optical axis L in the cross section in the horizontal direction. Also in this case, as shown in FIG. 8, the light beam (reflected light beam) reflected by the reflecting surface 4c out of the light beams emitted from the respective light emitting diodes and incident on the incident surface 4a undergoes refraction at the emitting surface 4b, Similarly to the luminous flux shown in FIG.

この場合の集光度は、反射面4cの照射光軸Lに対する傾き角度と、光学部材4の照射光軸方向の長さ(奥行き)とによって規定される。反射面4cの傾き角度が小さいほど、また光学部材4の奥行きが大きいほど、光束を均一に集光させることができる。一方、反射面4cの傾き角度がやや大きく、光学部材4の奥行きが小さい場合でも、比較的小型で、ある程度の集光効果を持たせることができる。   The degree of condensing in this case is defined by the inclination angle of the reflecting surface 4c with respect to the irradiation optical axis L and the length (depth) of the optical member 4 in the irradiation optical axis direction. The smaller the tilt angle of the reflecting surface 4c is, and the greater the depth of the optical member 4 is, the more uniformly the light beam can be condensed. On the other hand, even when the angle of inclination of the reflecting surface 4c is slightly large and the depth of the optical member 4 is small, the reflecting surface 4c is relatively small and can have a certain degree of light collecting effect.

本実施例では、この両者を考慮し、与えられた光学部材4の奥行きの中で、大きさと集光度とをバランスさせるため、反射面4cの傾きによる集光効果のみで集光を行わせている。すなわち、図示のように、反射面4cによる全反射によって、反射光束を図7に示す直接光束とほぼ同様の照射角度成分に変換している。また、図8に示すように、水平方向では、図5に示す垂直方向に比べて反射光束が多い。また、反射面4cでの反射の前後における光束の角度分布は、反射面4cの水平方向断面での形状が直線であるため、ほとんど変化していない。   In the present embodiment, in consideration of both, in order to balance the size and the degree of light condensing within the given depth of the optical member 4, light condensing is performed only by the light condensing effect due to the inclination of the reflecting surface 4c. Yes. That is, as shown in the figure, the reflected light beam is converted into an irradiation angle component substantially similar to the direct light beam shown in FIG. 7 by total reflection by the reflecting surface 4c. Further, as shown in FIG. 8, the reflected light flux is larger in the horizontal direction than in the vertical direction shown in FIG. In addition, the angular distribution of the light flux before and after the reflection on the reflection surface 4c hardly changes because the shape of the reflection surface 4c in the horizontal section is a straight line.

以上説明したように、本実施例では、光学部材4の反射面4cの形状を、垂直方向断面(図3〜図5)と水平方向断面(図6〜図8)とで異ならせている。これにより、各発光ダイオードから光学部材4の射出面4bまでの距離が垂直方向断面上と水平方向断面上とで同一であるにも関わらず、射出光束の垂直方向での配光特性と水平方向の配光特性とをそれぞれ独立に制御することができる。具体的には、垂直方向に関しては、射出面4bのシリンドリカルレンズと曲面で構成した反射面4cとの相互作用によって配光特性を制御し、水平方向に関しては、反射面4cのみの作用によって配光特性を制御する。このため、撮像画角に対して不要な領域への光束の照射が少ない効率の良い照明を行うことができる。   As described above, in this embodiment, the shape of the reflecting surface 4c of the optical member 4 is different between the vertical section (FIGS. 3 to 5) and the horizontal section (FIGS. 6 to 8). Thereby, although the distance from each light emitting diode to the exit surface 4b of the optical member 4 is the same in the vertical section and the horizontal section, the light distribution characteristics in the vertical direction and the horizontal direction of the emitted light flux The light distribution characteristics can be controlled independently of each other. Specifically, in the vertical direction, the light distribution characteristics are controlled by the interaction between the cylindrical lens on the exit surface 4b and the reflecting surface 4c formed of a curved surface, and in the horizontal direction, the light distribution is performed only by the action of the reflecting surface 4c. Control properties. For this reason, it is possible to perform efficient illumination with less irradiation of a light beam to an unnecessary region with respect to the imaging field angle.

ここで、反射面4cの射出側端部は、照射光軸方向視において、垂直方向を長軸方向とする楕円形状を有する。すなわち、反射面4cは、入射面4a側の端部と射出面4b側の端部とで形状が異なる。これにより、垂直方向および水平方向とは異なる方向の断面において、上述した垂直方向での配光特性と水平方向での配光特性とが連続的に変化する。   Here, the exit side end portion of the reflection surface 4c has an elliptical shape with the vertical direction as the major axis direction when viewed in the irradiation optical axis direction. That is, the shape of the reflecting surface 4c is different between the end on the incident surface 4a side and the end on the exit surface 4b side. Thereby, in the cross section in a direction different from the vertical direction and the horizontal direction, the light distribution characteristics in the vertical direction and the light distribution characteristics in the horizontal direction are continuously changed.

また、本実施例では、発光ダイオード1〜3を同一形状とし、光学部材4によって制御される各発光ダイオードからの光束の配光特性もほぼ等価な特性が得られるように構成している。そして、これら3つの発光ダイオードからの光束を重ね合わせることによって、撮像画角に対応した配光特性が得られる。これは、例えば被写体距離が近く、すべての発光ダイオード1〜3を使用しなくても十分に光量が足りるような場合において、1又は2つの発光ダイオードの発光によって必要な光量と配光特性とが得られるようにすることも考慮した構成である。また、複数の発光ダイオード1〜3により発せられて光学部材4から射出された光束を重ね合わせることによって、部品公差や個々の発光ダイオードの色特性や発光効率の違いに起因する発光量の違いを全体として吸収することができる。これにより、均一で、効率の良い照明光学系を構成することができる。   Further, in this embodiment, the light emitting diodes 1 to 3 have the same shape, and the light distribution characteristics of the light beams from the respective light emitting diodes controlled by the optical member 4 are configured to obtain substantially equivalent characteristics. Then, by superimposing the light beams from these three light emitting diodes, a light distribution characteristic corresponding to the imaging field angle can be obtained. This is because, for example, when the subject distance is short and the light quantity is sufficient even if all the light emitting diodes 1 to 3 are not used, the necessary light quantity and light distribution characteristics are obtained by the light emission of one or two light emitting diodes. It is the structure which considered making it obtain. In addition, by superimposing the light beams emitted from the plurality of light emitting diodes 1 to 3 and emitted from the optical member 4, differences in the light emission amount due to component tolerance, color characteristics of individual light emitting diodes, and differences in light emission efficiency can be obtained. It can be absorbed as a whole. Thereby, a uniform and efficient illumination optical system can be configured.

また、本実施例では、発光ダイオードを3つ使用する例について説明したが、本発明において光源の数はこれに限定されず、2個や4個以上でもよい。   In this embodiment, an example in which three light emitting diodes are used has been described. However, in the present invention, the number of light sources is not limited to this, and may be two or four or more.

さらに、本実施例では、垂直方向断面において、光学部材4の射出面4bにレンズ形状を付加する例について示したが、本発明においては水平方向にもレンズ形状を付加することができる。この場合、垂直方向と水平方向とで屈折力が異なるトーリックレンズ面を付加してもよい。また、必要によっては、入射面4aにレンズ面を付加してもよい。   Further, in this embodiment, an example in which a lens shape is added to the exit surface 4b of the optical member 4 in the vertical cross section has been described. However, in the present invention, a lens shape can also be added in the horizontal direction. In this case, toric lens surfaces having different refractive powers in the vertical direction and the horizontal direction may be added. If necessary, a lens surface may be added to the incident surface 4a.

また、本実施例では、白色発光ダイオードを使用して白色光を照射する例について示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、青、赤、緑の発光ダイオードを用い、該3色を合成することで白色光を照射するようにしてもよい。   Further, in this embodiment, an example in which white light is emitted using a white light emitting diode has been described. However, the present invention is not limited to this, and, for example, blue, red, and green light emitting diodes are used and the three colors are used. It is also possible to irradiate white light by synthesizing.

また、本実施例では、3つの発光ダイオードを水平方向に並べて配置する例について説明したが、本発明の複数の光源の配置はこれに限定されない。例えば、照射光軸方向視において千鳥状に複数の発光ダイオードを配置することによって、同じ数の複数の発光ダイオードを水平方向に一列に並べる場合に比べて、照明装置の発光部の水平方向長さを短くすることができる。また、本実施例では、複数の発光ダイオードをまとめてカメラ本体11の隅部に配置した場合について説明したが、互いに離れた位置に複数個ずつ光源および光学部材を配置してもよい。さらに、複数の発光ダイオードを縦一列に並べてカメラの側面に沿って配置するようにしてもよい。   In the present embodiment, the example in which the three light emitting diodes are arranged in the horizontal direction has been described. However, the arrangement of the plurality of light sources of the present invention is not limited to this. For example, by arranging a plurality of light emitting diodes in a zigzag pattern when viewed in the direction of the irradiation optical axis, the horizontal length of the light emitting unit of the lighting device is larger than the case where the same number of light emitting diodes are arranged in a row in the horizontal direction. Can be shortened. In the present embodiment, the case where a plurality of light emitting diodes are collectively arranged at the corner of the camera body 11 has been described. However, a plurality of light sources and optical members may be arranged at positions apart from each other. Further, a plurality of light emitting diodes may be arranged in a vertical line along the side surface of the camera.

図9には、本発明の実施例2である照明装置を備えたデジタルカメラ(撮像装置)の概略構成を示している。図9において、28はデジタルカメラ本体、281は撮影レンズを有するレンズ鏡筒、282は該レンズ鏡筒281により形成された被写体像を光電変換して画像を取得するためのCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子である。これらレンズ鏡筒281および撮像素子282により撮像系が構成される。29は被写体に対して照明光を照射する本実施例の照明装置である。   FIG. 9 shows a schematic configuration of a digital camera (imaging device) including an illumination device that is Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 9, 28 is a digital camera body, 281 is a lens barrel having a photographing lens, 282 is a CCD sensor or CMOS sensor for photoelectrically converting a subject image formed by the lens barrel 281 and acquiring an image. This is an image sensor. The lens barrel 281 and the imaging element 282 constitute an imaging system. Reference numeral 29 denotes an illuminating device according to this embodiment that irradiates a subject with illumination light.

図9に示すように、本実施例の照明装置は、デジタルカメラ本体28の前面であって、前面から見てレンズ鏡筒281の右上方の隅部に配置されている。   As shown in FIG. 9, the illumination device of the present embodiment is disposed on the front surface of the digital camera body 28 and at the upper right corner of the lens barrel 281 when viewed from the front surface.

図10には、図9に示した照明装置29を拡大して示している。本実施例の照明装置29は、撮像系の撮影画角を水平方向(図の左右方向)と垂直方向(図の上下方向)で見たときに、より画角が広い水平方向に複数並べられた発光ダイオード(発光面21a,22a,23a)からの射出光束を効率良く集光させることができる。   FIG. 10 shows the illuminating device 29 shown in FIG. 9 in an enlarged manner. The illumination device 29 of the present embodiment is arranged in a horizontal direction with a wider angle of view when the shooting field angle of the imaging system is viewed in the horizontal direction (left-right direction in the figure) and the vertical direction (up-down direction in the figure). The emitted light beams from the light emitting diodes (light emitting surfaces 21a, 22a, 23a) can be efficiently condensed.

本実施例の照明装置29は、実施例1と同様に、所定間隔をあけて配置された複数の発光ダイオードから射出される光束を効率良く集光させる。但し、光源である発光ダイオードの射出面形状が正方形である点、後述する光学部材の射出面が平面で構成されている点で実施例1と異なる。また、光学部材の入射面の形状も実施例1と異なる。   As in the first embodiment, the illumination device 29 according to the present embodiment efficiently collects light beams emitted from a plurality of light emitting diodes arranged at predetermined intervals. However, the light emitting diode as a light source is different from the first embodiment in that the shape of the light emitting diode is square and the light emitting surface of an optical member described later is a flat surface. Also, the shape of the incident surface of the optical member is different from that of the first embodiment.

図11から図13には、照明装置29を1つの発光ダイオード22からの照射光軸Lを通る垂直方向(第1の方向)の面で切断したときの断面図を示す。図12および図13には、発光ダイオード22の発光面22aの中心から射出した代表光束の光線トレース図を付記している。   11 to 13 are cross-sectional views when the lighting device 29 is cut along a plane in the vertical direction (first direction) passing through the irradiation optical axis L from one light emitting diode 22. In FIGS. 12 and 13, ray tracing diagrams of representative light beams emitted from the center of the light emitting surface 22 a of the light emitting diode 22 are added.

また、図14から図16には、照明装置29を3つの発光ダイオード21,22,23からの照射光軸Lを通る水平方向(第2の方向)の面で切断したときの断面図を示す。図15および図16には、発光ダイオード22の発光面22aの中心から射出した代表光束の光線トレース図を付記している。   14 to 16 are cross-sectional views when the lighting device 29 is cut along a plane in the horizontal direction (second direction) passing through the irradiation optical axis L from the three light-emitting diodes 21, 22, and 23. FIG. . 15 and 16 are attached with ray tracing diagrams of representative light beams emitted from the center of the light emitting surface 22a of the light emitting diode 22. FIG.

これらの図において、3つの発光ダイオード21〜23は、水平方向に等間隔に配置されている。24は発光ダイオード21〜23から射出した光束を集光させる光学部材である。   In these drawings, the three light emitting diodes 21 to 23 are arranged at equal intervals in the horizontal direction. Reference numeral 24 denotes an optical member that condenses the light beams emitted from the light emitting diodes 21 to 23.

25はハード基板であり、発光ダイオード21〜23と電気的に接続され、かつ発光ダイオード21〜23を保持する。26はデジタルカメラ本体28の外装部材である。   A hard substrate 25 is electrically connected to the light emitting diodes 21 to 23 and holds the light emitting diodes 21 to 23. Reference numeral 26 denotes an exterior member of the digital camera body 28.

発光ダイオード21〜23は、実施例1と同様に、均一な色分布特性を持った白色光を射出することができ、一定の時間定常光を発することができる高輝度の白色発光ダイオードである。3つの発光ダイオード21〜23は、ほぼ同一の光学特性(色分布特性および射出光の強度分布特性等)を有する。また、3つの発光ダイオード21〜23は、発光ダイオードチップの前面(光照射側の部分)に照射光軸方向から見て、略正方形で互いに略同じ大きさの有限面積を有する拡散発光面21a,22a,23aを有する。各発光ダイオードチップから発せられた光束が拡散発光面で拡散されることにより、発光ダイオード21〜23は発光面のほぼ全体から均一に発光する。   The light-emitting diodes 21 to 23 are high-intensity white light-emitting diodes that can emit white light with uniform color distribution characteristics and can emit stationary light for a certain period of time, as in the first embodiment. The three light emitting diodes 21 to 23 have almost the same optical characteristics (color distribution characteristics, intensity distribution characteristics of emitted light, etc.). The three light-emitting diodes 21 to 23 are diffused light-emitting surfaces 21a, 21a, 21b, 21a, 21b, 21a, 21b, 21a, 21b, 21a, 21b, 21b, 21a, 21b, 21b, 21b, 21b 22a and 23a. The light emitted from each light emitting diode chip is diffused by the diffuse light emitting surface, so that the light emitting diodes 21 to 23 emit light uniformly from almost the entire light emitting surface.

発光ダイオード21〜23は、半田付け等によってハード基板25に電気的および機械的に接続されており、ハード基板25を介して不図示のCPUからの制御信号を受けることにより発光する。ハード基板25は、不図示の固定部材によってデジタルカメラ本体28内の所定の位置、具体的には照明光学系として最も効率良く機能するように、所定間隔離れた位置にそれぞれ固定されている。   The light emitting diodes 21 to 23 are electrically and mechanically connected to the hard substrate 25 by soldering or the like, and emit light when receiving a control signal from a CPU (not shown) via the hard substrate 25. The hard substrate 25 is fixed to a predetermined position in the digital camera main body 28 by a fixing member (not shown), specifically, a position separated by a predetermined interval so as to function most efficiently as an illumination optical system.

光学部材24は、透明性の高い光学樹脂材料で一体形成され、所定間隔をあけて配置された3つの発光ダイオード21〜23から射出した光束を効率良く必要照射範囲に集光させる。光学部材24は、1つの発光ダイオードに対して3つずつ設けられた計9つの入射面24a,24bと、共通の射出面24cとを有する。さらに、1つの発光ダイオードに対して2つずつ設けられ、入射面24bから入射した光束を反射して射出面24cに導く計12個の反射面24d,24eとを有している。ここで、以下、光学部材24のうち1つの発光ダイオードから射出された光束が通過又は反射する入射面24a,24b、反射面24d,24eおよび射出面24cの一部を、該発光ダイオードに対する導光領域という。すなわち、本実施例の光学部材24は、3つの発光ダイオード21〜23に対応する3つの導光領域を有する。   The optical member 24 is integrally formed of a highly transparent optical resin material, and efficiently collects the light beams emitted from the three light emitting diodes 21 to 23 arranged at a predetermined interval in a necessary irradiation range. The optical member 24 has a total of nine incident surfaces 24a and 24b provided three by three for one light emitting diode, and a common exit surface 24c. Further, two light emitting diodes are provided for each of the light emitting diodes, and a total of twelve reflecting surfaces 24d and 24e that reflect the light beam incident from the incident surface 24b and guide it to the exit surface 24c are provided. Here, a part of the incident surfaces 24a and 24b, the reflecting surfaces 24d and 24e, and the exit surface 24c through which the light beam emitted from one light emitting diode of the optical member 24 passes or reflects is guided to the light emitting diode. It is called an area. That is, the optical member 24 of the present embodiment has three light guide regions corresponding to the three light emitting diodes 21 to 23.

ここで、入射面24a,24bは、垂直方向と水平方向とで形状が異なる。また、反射面24d,24eも垂直方向と水平方向とで形状が異なる。   Here, the incident surfaces 24a and 24b have different shapes in the vertical direction and the horizontal direction. The reflecting surfaces 24d and 24e also have different shapes in the vertical direction and the horizontal direction.

各発光ダイオードからの射出光束が入射する入射面24a,24bのうち、照射光軸Lを含む中央部に形成された入射面24aは、照射光軸方向から見たとき、発光ダイオードの発光面と同じ略正方形の形状を有する。図11に示す垂直方向断面では、該入射面24aは、発光ダイオード側に凸形状のシリンドリカルレンズ面として形成されている。また、入射面24aの上下に形成された入射面24bは、該入射面24aの上下端部から発光ダイオードの側に延びている。   Of the incident surfaces 24a and 24b on which light beams emitted from the respective light emitting diodes are incident, the incident surface 24a formed at the central portion including the irradiation optical axis L is the light emitting surface of the light emitting diode when viewed from the irradiation optical axis direction. It has the same substantially square shape. In the vertical cross section shown in FIG. 11, the incident surface 24a is formed as a convex cylindrical lens surface on the light emitting diode side. In addition, incident surfaces 24b formed above and below the incident surface 24a extend from the upper and lower ends of the incident surface 24a toward the light emitting diode.

なお、図14に示すように、入射面24a,24bの水平方向両端部を覆うように一対の反射板27が配置されている。これは、発光ダイオードからの射出光束のうち水平方向への射出角度が大きく、入射面24a,24bに入射できなかった光束がそのまま水平方向に抜けてしまい、光の利用効率が低下することを防止するためのものである。反射板27は、光束の入射する側が高反射率である金属反射板若しくは薄い樹脂材料に金属蒸着を施して高反射率が得られるようにした反射板によって構成されている。   As shown in FIG. 14, a pair of reflecting plates 27 are arranged so as to cover both horizontal ends of the incident surfaces 24a and 24b. This is because the emission angle in the horizontal direction of the emitted light beam from the light emitting diode is large, and the light beam that could not be incident on the incident surfaces 24a and 24b escapes in the horizontal direction as it is, thereby preventing the light utilization efficiency from decreasing. Is to do. The reflection plate 27 is configured by a metal reflection plate having a high reflectance on the side on which the light beam enters or a reflection plate obtained by performing metal deposition on a thin resin material to obtain a high reflectance.

ここで、入射面24bの発光ダイオード側の稜線部と反射板27の発光ダイオード側の端部とで囲まれる領域を入射領域とするとき、該入射領域は、照射光軸方向視において、発光ダイオードの発光面と同じ略正方形の形状を有する。また、該入射領域は、発光ダイオードの発光面と略同じ大きさを有する。そして、光学部材24の入射面24aは、発光ダイオードの発光面から入射面24bの照射光軸方向長さ分だけ離れた位置に配置されており、発光ダイオードから射出した光束が該入射面24aで屈折して集光されるように構成されている。さらに、入射面24aは、照射光軸L上で発光面と向かい合うように配置されている。   Here, when the region surrounded by the ridge line portion on the light emitting diode side of the incident surface 24b and the end portion on the light emitting diode side of the reflecting plate 27 is an incident region, the incident region is a light emitting diode in the irradiation optical axis direction view. The light emitting surface has the same substantially square shape. Further, the incident area has substantially the same size as the light emitting surface of the light emitting diode. The incident surface 24a of the optical member 24 is disposed at a position separated from the light emitting surface of the light emitting diode by the length of the incident surface 24b in the irradiation optical axis direction, and the light beam emitted from the light emitting diode is incident on the incident surface 24a. It is configured to be refracted and condensed. Further, the incident surface 24a is disposed on the irradiation optical axis L so as to face the light emitting surface.

一方、入射面24bは、発光ダイオードの発光面からの射出光束のうち入射面24aに入射する光束よりも照射光軸Lに対する射出角度が大きい光束が、発光面と入射面24aとの間から抜け出ないように形成された第2の入射面である。この入射面24bから入射した光束は、該入射面24bで屈折した後、反射面24dで全反射し、所定の集光作用を受けた後、射出面24cに向かう。このように、発光ダイオードから射出する光束の角度に応じて複数の入射面を設けることにより、発光ダイオードから射出した光束を分離して独立に制御することが可能となり、効率良く集光させることが可能になる。   On the other hand, the incident surface 24b allows a light beam having a larger exit angle with respect to the irradiation optical axis L than a light beam incident on the incident surface 24a out of the light beam emitted from the light emitting surface of the light emitting diode to escape from between the light emitting surface and the incident surface 24a. It is the 2nd entrance plane formed so that there may not be. The light beam incident from the incident surface 24b is refracted by the incident surface 24b, is totally reflected by the reflecting surface 24d, receives a predetermined light condensing action, and then travels to the exit surface 24c. In this way, by providing a plurality of incident surfaces according to the angle of the light beam emitted from the light emitting diode, it becomes possible to separate and independently control the light beam emitted from the light emitting diode, and to collect light efficiently. It becomes possible.

ここで、入射面24bの発光ダイオード側の稜線と反射板27の発光ダイオード側の端面によって囲まれる入射領域の大きさが、発光ダイオードの発光面の大きさよりも小さい場合には、発光面から射出したすべての光束を光学部材24に入射させることができなくなる。また、該入射領域の大きさが、発光面の大きさよりも大きすぎる場合には、光学部材24が大型化してしまう。そこで、本実施例のように、入射領域の大きさを発光ダイオードの発光面と略等しくすることが望ましい。   Here, when the size of the incident region surrounded by the ridge line on the light emitting diode side of the incident surface 24b and the end surface on the light emitting diode side of the reflector 27 is smaller than the size of the light emitting surface of the light emitting diode, the light is emitted from the light emitting surface. All the luminous fluxes thus made cannot enter the optical member 24. In addition, when the size of the incident region is too larger than the size of the light emitting surface, the optical member 24 is increased in size. Therefore, it is desirable to make the size of the incident region substantially equal to the light emitting surface of the light emitting diode as in this embodiment.

光学部材24の射出面24cは、図11〜図16に示すように照射光軸Lに対して略直交する平面である。これにより、カメラの外観面での自由度を増すことができる。   The exit surface 24c of the optical member 24 is a plane substantially orthogonal to the irradiation optical axis L as shown in FIGS. Thereby, the freedom degree in the external appearance surface of a camera can be increased.

図12および図13に示すように、垂直方向断面において、発光ダイオード22から射出して入射面24aに入射した光束は、射出面24cに直接向かい、所定の照射角度に集光された状態で光学部材24から射出される。一方、発光ダイオード22から射出した光束のうち上下の入射面24bから入射した光束は、反射面24dで全反射し、射出面24cに導びかれる。このような光束の進行は、他の発光ダイオード21,23から発せられた光束についても同様である。   As shown in FIG. 12 and FIG. 13, in the vertical cross section, the light beam emitted from the light emitting diode 22 and incident on the incident surface 24a is directly directed to the emergent surface 24c and condensed in a predetermined irradiation angle. Injected from member 24. On the other hand, of the light beam emitted from the light emitting diode 22, the light beam incident from the upper and lower incidence surfaces 24b is totally reflected by the reflection surface 24d and guided to the emission surface 24c. The progress of such a light beam is the same for the light beams emitted from the other light emitting diodes 21 and 23.

ここで、反射面24dは図11〜図13に示すように、照射光軸Lに向かって凹となる曲面形状に形成されている。また、反射面24dは、光学部材24を照射光軸Lに対して直交する面で切断したとき、該切断位置が射出面24cに近づくにつれて、照射光軸Lとの距離が連続的に増加するような形状を有する。この反射面24dは、実施例1で説明した反射面4cとは異なり、該反射面24bでの反射した光束の角度分布を反射前の光束の角度分布より狭める作用を有する。このため、図13に示すように、発光ダイオード22から射出して反射面24dで反射した光束は、極めて集光された状態で光学部材24から射出される。   Here, the reflection surface 24d is formed in a curved surface shape that becomes concave toward the irradiation optical axis L, as shown in FIGS. Further, when the optical member 24 is cut along a plane orthogonal to the irradiation optical axis L, the reflecting surface 24d continuously increases in distance from the irradiation optical axis L as the cutting position approaches the exit surface 24c. It has such a shape. Unlike the reflecting surface 4c described in the first embodiment, the reflecting surface 24d has an effect of narrowing the angular distribution of the light beam reflected by the reflecting surface 24b from the angular distribution of the light beam before reflection. For this reason, as shown in FIG. 13, the light beam emitted from the light emitting diode 22 and reflected by the reflecting surface 24d is emitted from the optical member 24 in a very condensed state.

また、図10に示すように、光学部材24を照射光軸方向から見たときに、射出面24cのうち各発光ダイオードからの光束が通過する領域(射出領域)24fの開口は、入射面24aの開口よりも大きな矩形形状を有する。   Further, as shown in FIG. 10, when the optical member 24 is viewed from the irradiation optical axis direction, the opening of the region (exit region) 24f through which the light flux from each light-emitting diode passes is formed on the incident surface 24a. It has a rectangular shape larger than the opening.

次に、本実施例の照明装置の水平方向での断面形状について、図14〜16を用いて説明する。   Next, the cross-sectional shape in the horizontal direction of the illuminating device of a present Example is demonstrated using FIGS.

本実施例では、図14〜16に示すように、水平方向では垂直方向と異なった集光方法で、すなわち反射面24eだけで配光特性を決定している。なお、3つの発光ダイオード21,22,23に対する光学部材24の3つの導光領域の形状は互いに同一であるため、図15および図16には、代表として発光ダイオード22についてのみ、光線トレース図を付記している。発光ダイオード21,23からの光束のトレース図はこれとほぼ同様である。   In this embodiment, as shown in FIGS. 14 to 16, the light distribution characteristics are determined by a condensing method different from that in the vertical direction in the horizontal direction, that is, only by the reflection surface 24e. Since the shapes of the three light guide regions of the optical member 24 with respect to the three light emitting diodes 21, 22, and 23 are the same, FIG. 15 and FIG. 16 show ray tracing diagrams only for the light emitting diode 22 as a representative. It is added. The trace diagrams of the light beams from the light emitting diodes 21 and 23 are almost the same.

まず、図14に示すように、光学部材24の射出面24cは、屈折力を持たない平面形状である。各発光ダイオードから射出して入射面24aに入射した光束のうち一部の光束は、射出面24cに直接向かい、射出面24cで屈折して所定の照射角度範囲に射出される。これは実施例1の図7に示した様子と同じであり、射出面(射出領域)の開口幅によって照射角度が決定される。   First, as shown in FIG. 14, the exit surface 24c of the optical member 24 has a planar shape having no refractive power. A part of the light beam emitted from each light emitting diode and incident on the incident surface 24a is directly directed to the emission surface 24c, refracted by the emission surface 24c, and emitted in a predetermined irradiation angle range. This is the same as that shown in FIG. 7 of the first embodiment, and the irradiation angle is determined by the opening width of the exit surface (injection region).

一方、反射面24eは、各発光ダイオードから射出して入射面24aに入射した光束のうち、射出面24cに直接向かう光束以外の光束を反射させて射出面24cに導く。また、各発光ダイオードからの射出光束のうち、照射光軸Lに対する角度が大きく入射面24aに直接入射できない光束は、図16に示すように、反射板27での反射を利用することによって入射面24aに導かれる。これにより、各発光ダイオードからの射出光束を余すことなく有効に活用することができる。ここで、反射面24eは、水平方向断面において、照射光軸Lに対して一定の傾きを有する平面として構成されている。この場合、図16に示すように、入射面24aから光学部材24内に入射した光束のうち反射面24eで全反射した光束は、射出面24cに向かい、該射出面24cで屈折して所定の照射角度範囲に集光される。図16に示すように、反射面24eで全反射して射出される光束(反射光束)の角度分布範囲は、図15に示す入射面24aから直接射出面24cに向かった直接光束とほぼ同様の照射角度範囲に変換される。   On the other hand, the reflecting surface 24e reflects and guides the light beam other than the light beam directly directed to the emission surface 24c out of the light beams emitted from the respective light emitting diodes and incident on the incident surface 24a to the emission surface 24c. Further, among the light beams emitted from the respective light emitting diodes, a light beam that has a large angle with respect to the irradiation optical axis L and cannot be directly incident on the incident surface 24a can be obtained by using reflection on the reflecting plate 27 as shown in FIG. 24a. As a result, the luminous flux emitted from each light emitting diode can be effectively utilized without leaving any excess. Here, the reflecting surface 24e is configured as a plane having a certain inclination with respect to the irradiation optical axis L in the horizontal cross section. In this case, as shown in FIG. 16, the light beam totally reflected by the reflecting surface 24e out of the light beam incident from the incident surface 24a into the optical member 24 is directed to the exit surface 24c and is refracted by the exit surface 24c. It is condensed in the irradiation angle range. As shown in FIG. 16, the angular distribution range of the light beam (reflected light beam) emitted after being totally reflected by the reflecting surface 24e is substantially the same as the direct light beam directed from the incident surface 24a toward the direct exit surface 24c shown in FIG. Converted to the irradiation angle range.

上記光学系の特徴として、まず、図11〜13に示す垂直方向の断面に関しては、発光ダイオード21〜23から極めて近い距離で集光性の高い光学系を構成することができる反面、開口幅はやや広くなる傾向がある。一方、図14〜図16に示す水平方向の断面においては、反射回数を増やすことによって、比較的狭い開口幅で照射角度範囲を狭めた配光特性を実現させることができる反面、光学部材24の全長がやや長くなる傾向がある。いずれの方向の断面においても、発光ダイオード21〜23から射出した光束を極めて有効に活用することができるとともに、比較的狭い照射角度範囲に収めることができる。また、発光ダイオードの特性として、光軸付近に射出する光束は青色系の光束であり、光軸に対して比較的大きな角度で射出した光束は黄色系の光束になる傾向がある。しかし、本実施例で用いる照明光学系においては、直接光束と反射光束とを同じ照射角度範囲で重ね合わせることで、色むらを発生にくくしている。   As a feature of the above optical system, first, regarding the vertical cross section shown in FIGS. There is a tendency to become somewhat wide. On the other hand, in the horizontal cross section shown in FIGS. 14 to 16, by increasing the number of reflections, it is possible to realize a light distribution characteristic in which the irradiation angle range is narrowed with a relatively narrow aperture width. The total length tends to be slightly longer. In any of the cross sections in any direction, the light beams emitted from the light emitting diodes 21 to 23 can be used very effectively and can be within a relatively narrow irradiation angle range. Further, as a characteristic of the light emitting diode, a light beam emitted near the optical axis is a blue light beam, and a light beam emitted at a relatively large angle with respect to the optical axis tends to be a yellow light beam. However, in the illumination optical system used in the present embodiment, the direct light flux and the reflected light flux are overlapped in the same irradiation angle range, thereby making it difficult for color unevenness to occur.

以上説明したように、本実施例の照明装置では、垂直方向と水平方向での入射面24a,24bおよび反射面24d,24eの形状を異ならせている。これにより、発光ダイオードから射出面24cまでの距離が同一であるにも関わらず、垂直方向での配光特性と水平方向での配光特性をそれぞれ独立に制御することができる。したがって、撮像画角に対応した必要照射範囲に効率の良い照明を行うことができる。すなわち、必要照射範囲外に照射される光束を少なくすることができる。   As described above, in the illumination device of the present embodiment, the shapes of the incident surfaces 24a and 24b and the reflecting surfaces 24d and 24e in the vertical direction and the horizontal direction are different. Thereby, although the distance from the light emitting diode to the emission surface 24c is the same, the light distribution characteristic in the vertical direction and the light distribution characteristic in the horizontal direction can be controlled independently. Therefore, efficient illumination can be performed in the necessary irradiation range corresponding to the imaging field angle. That is, it is possible to reduce the luminous flux irradiated outside the necessary irradiation range.

また、垂直方向および水平方向以外の方向の断面に関しては、図10に示したように、反射面24d,24eは、射出面24c上に矩形の射出領域(各発光ダイオードからの光束が射出する領域)24fを形成するようにその形状が設定されている。このため、与えられた射出面24cの水平方向に長い長方形型の開口スペースに対してほとんど隙間なく複数の射出領域を形成することができる。したがって、効率の良い照明を行うことができる。   Further, regarding the cross section in the direction other than the vertical direction and the horizontal direction, as shown in FIG. 10, the reflection surfaces 24d and 24e are rectangular emission areas (areas where the light beams from the respective light emitting diodes are emitted) on the emission surface 24c. ) The shape is set so as to form 24f. For this reason, a plurality of injection regions can be formed with almost no gap with respect to a rectangular opening space that is long in the horizontal direction of a given emission surface 24c. Therefore, efficient illumination can be performed.

本実施例では、発光ダイオード21〜23は同一形状を有し、また光学部材24によって制御される配光特性もほぼ等価な特性となる。そして、この3つの発光ダイオードによる照射光束を重ね合わせることによって必要照射範囲に対する所定の配光特性が得られる。実施例1と同様に、複数の光源からの照射光束を重ね合わせることによって、部品公差や個々の発光ダイオードの色特性および発光効率の違いに起因する発光量の違いを、全体として吸収することができ、均一で効率の良い照明光学系を構成することができる。   In the present embodiment, the light emitting diodes 21 to 23 have the same shape, and the light distribution characteristics controlled by the optical member 24 are substantially equivalent characteristics. And the predetermined light distribution characteristic with respect to a required irradiation range is acquired by superimposing the irradiation light beam by these three light emitting diodes. Similar to the first embodiment, by superimposing the luminous fluxes from a plurality of light sources, it is possible to absorb the difference in the light emission amount due to the difference in the component tolerance, the color characteristics of each light emitting diode and the light emission efficiency as a whole. It is possible to configure a uniform and efficient illumination optical system.

また、本実施例では、発光ダイオードを3つ使用する例について説明したが、本発明において光源の数はこれに限定されず、2個や4個以上でもよい。   In this embodiment, an example in which three light emitting diodes are used has been described. However, in the present invention, the number of light sources is not limited to this, and may be two or four or more.

さらに、本実施例では、光学部材24の射出面24cを平面とした例について示したが、該射出面にレンズ形状を付加することもできる。   Furthermore, in the present embodiment, an example in which the exit surface 24c of the optical member 24 is a flat surface has been shown, but a lens shape can be added to the exit surface.

また、本実施例では、白色発光ダイオードを使用して白色光を照射する例について示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、青、赤、緑の発光ダイオードを用い、該3色を合成することで白色光を照射するようにしてもよい。   Further, in this embodiment, an example in which white light is emitted using a white light emitting diode has been described. However, the present invention is not limited to this, and, for example, blue, red, and green light emitting diodes are used and the three colors are used. It is also possible to irradiate white light by synthesizing.

また、本実施例では、3つの発光ダイオードを水平方向に並べて配置する例について説明したが、本発明の複数の光源の配置はこれに限定されない。例えば、照射光軸方向視において千鳥状に複数の発光ダイオードを配置することによって、同じ数の複数の発光ダイオードを水平方向に一列に並べる場合に比べて、照明装置の発光部の水平方向長さを短くすることができる。また、本実施例では、複数の発光ダイオードをまとめてデジタルカメラ本体28の隅部に配置した場合について説明したが、互いに離れた位置に複数個ずつ光源および光学部材を配置してもよい。さらに、複数の発光ダイオードを縦一列に並べてカメラの側面に沿って配置するようにしてもよい。   In the present embodiment, the example in which the three light emitting diodes are arranged in the horizontal direction has been described. However, the arrangement of the plurality of light sources of the present invention is not limited to this. For example, by arranging a plurality of light emitting diodes in a zigzag pattern when viewed in the direction of the irradiation optical axis, the horizontal length of the light emitting unit of the lighting device is larger than the case where the same number of light emitting diodes are arranged in a row in the horizontal direction. Can be shortened. In the present embodiment, the case where a plurality of light emitting diodes are collectively arranged at the corner of the digital camera main body 28 has been described. However, a plurality of light sources and optical members may be arranged at positions apart from each other. Further, a plurality of light emitting diodes may be arranged in a vertical line along the side surface of the camera.

図17には、本発明の実施例3である照明装置を備えたデジタルカメラ(撮像装置)の概略構成を示している。図17において、38はデジタルカメラ本体、381は撮影レンズを有するレンズ鏡筒、382は該レンズ鏡筒381により形成された被写体像を光電変換して画像を取得するためのCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子である。これらレンズ鏡筒381および撮像素子382により撮像系が構成される。39は被写体に対して照明光を照射する本実施例の照明装置である。   FIG. 17 shows a schematic configuration of a digital camera (imaging device) including an illumination device that is Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 17, 38 is a digital camera body, 381 is a lens barrel having a photographic lens, 382 is a CCD sensor or CMOS sensor for photoelectrically converting a subject image formed by the lens barrel 381 to obtain an image, etc. This is an image sensor. The lens barrel 381 and the imaging element 382 constitute an imaging system. Reference numeral 39 denotes an illuminating device according to the present embodiment that irradiates a subject with illumination light.

図17に示すように、本実施例の照明装置は、デジタルカメラ本体38の前面であって、前面から見てレンズ鏡筒381の右上方の隅部に配置されている。   As shown in FIG. 17, the illumination device of the present embodiment is disposed on the front surface of the digital camera body 38 at the upper right corner of the lens barrel 381 when viewed from the front surface.

図18には、図17に示した照明装置39を拡大して示している。本実施例の照明装置39は、撮像系の撮影画角を水平方向(図の左右方向)と垂直方向(図の上下方向)で見たときに、より画角が広い水平方向に複数並べられた発光ダイオード(発光面31a,32a,33a)からの射出光束を効率良く集光させることができる。   FIG. 18 is an enlarged view of the illumination device 39 shown in FIG. The illumination device 39 of the present embodiment is arranged in a horizontal direction with a wider field angle when the shooting field angle of the imaging system is viewed in the horizontal direction (left-right direction in the figure) and the vertical direction (up-down direction in the figure). The emitted light beams from the light emitting diodes (light emitting surfaces 31a, 32a, 33a) can be efficiently condensed.

本実施例の照明装置39は、実施例1と同様に、発光ダイオードの発光面が略円形であり、かつ所定間隔をあけて配置された複数の発光ダイオードから射出される光束を効率良く集光させる。但し、本実施例の照明装置39は、光の照射範囲を変化させることができる点で照射範囲が固定である実施例1と異なる。   As in the first embodiment, the illumination device 39 according to the present embodiment efficiently collects light beams emitted from a plurality of light-emitting diodes having a light-emitting surface of a light-emitting diode that is substantially circular and arranged at a predetermined interval. Let However, the illumination device 39 of the present embodiment is different from the first embodiment in which the irradiation range is fixed in that the irradiation range of light can be changed.

図19から図21には、照明装置39を1つの発光ダイオード32からの照射光軸Lを通る垂直方向(第1の方向)の面で切断したときの断面図を示す。これらの図は、照射範囲を最小とした場合を示す。図20および図21には、発光ダイオード32の発光面32aの中心から射出した代表光束の光線トレース図を付記している。   19 to 21 are cross-sectional views when the lighting device 39 is cut along a plane in the vertical direction (first direction) passing through the irradiation optical axis L from one light emitting diode 32. FIG. These figures show the case where the irradiation range is minimized. FIGS. 20 and 21 are attached with ray tracing diagrams of representative light beams emitted from the center of the light emitting surface 32a of the light emitting diode 32. FIG.

また、図22から図24には、垂直方向断面において、照射範囲を最大とした場合を示す。図23および図24には、発光ダイオード32の発光面32aの中心から射出した代表光束の光線トレース図を付記している。   FIGS. 22 to 24 show the case where the irradiation range is maximized in the vertical cross section. 23 and 24, a ray trace diagram of a representative light beam emitted from the center of the light emitting surface 32a of the light emitting diode 32 is appended.

さらに、図25から図27には、照明装置39を3つの発光ダイオード31,32,33の照射光軸Lを通る水平方向(第2の方向)の面で切断したときの断面図を示す。これらの図は、照射範囲を最小とした場合を示す。図26および図27には、発光ダイオード32の発光面32aの中心から射出した代表光束の光線トレース図を付記している。   Further, FIGS. 25 to 27 show cross-sectional views when the illumination device 39 is cut along a plane in the horizontal direction (second direction) passing through the irradiation optical axis L of the three light emitting diodes 31, 32 and 33. These figures show the case where the irradiation range is minimized. 26 and 27, a ray trace diagram of a representative light beam emitted from the center of the light emitting surface 32a of the light emitting diode 32 is appended.

また、図28から図30には、水平方向断面において、照射範囲を最大とした場合を示す。図29および図30には、発光ダイオード32の発光面32aの中心から射出した代表光束の光線トレース図を付記している。   FIGS. 28 to 30 show cases where the irradiation range is maximized in the horizontal cross section. In FIGS. 29 and 30, ray tracing diagrams of representative light beams emitted from the center of the light emitting surface 32 a of the light emitting diode 32 are appended.

これらの図において、3つの発光ダイオード31〜33は、水平方向に等間隔に配置されている。34は発光ダイオード31〜33から射出した光束を集光させる光学部材である。   In these drawings, the three light emitting diodes 31 to 33 are arranged at equal intervals in the horizontal direction. Reference numeral 34 denotes an optical member that condenses the light beams emitted from the light emitting diodes 31 to 33.

35はハード基板であり、発光ダイオード31〜33と電気的に接続され、かつ発光ダイオード31〜33を保持する。36はデジタルカメラ本体38の外装部材である。   A hard substrate 35 is electrically connected to the light emitting diodes 31 to 33 and holds the light emitting diodes 31 to 33. Reference numeral 36 denotes an exterior member of the digital camera body 38.

発光ダイオード31〜33は、実施例1と同様に、均一な色分布特性を持った白色光を射出することができ、一定の時間定常光を発することができる高輝度の白色発光ダイオードである。3つの発光ダイオード31〜33は、ほぼ同一の光学特性(色分布特性および射出光の強度分布特性等)を有する。また、3つの発光ダイオード31〜33は、発光ダイオードチップの前面(光照射側の部分)に照射光軸方向から見て、略円形で互いに略同じ大きさの有限面積を有する拡散発光面31a,32a,33aを有する。各発光ダイオードチップから発せられた光束が拡散発光面で拡散されることにより、発光ダイオード31〜33は発光面のほぼ全体から均一に発光する。   The light-emitting diodes 31 to 33 are high-intensity white light-emitting diodes that can emit white light having uniform color distribution characteristics and emit steady light for a certain period of time, as in the first embodiment. The three light emitting diodes 31 to 33 have substantially the same optical characteristics (color distribution characteristics, intensity distribution characteristics of emitted light, etc.). In addition, the three light emitting diodes 31 to 33 are diffused light emitting surfaces 31a, 31a, having a substantially circular shape and a finite area having the same size as each other when viewed from the irradiation optical axis direction on the front surface (light irradiation side portion) of the light emitting diode chip. 32a and 33a. The light emitted from each light emitting diode chip is diffused by the diffusion light emitting surface, so that the light emitting diodes 31 to 33 emit light uniformly from almost the entire light emitting surface.

発光ダイオード31〜33は、半田付け等によってハード基板35に電気的および機械的に接続されており、ハード基板35を介して不図示のCPUからの制御信号を受けることにより発光する。ハード基板35は、照射光軸方向(撮影レンズの光軸方向)に移動可能な可動部材73によって保持されている。可動部材73に形成されたラックギヤ部には、モータ71のピニオンギヤ72の出力が、不図示の減速ギヤ列を介して、その最終段で噛み合っている。このため、CPUからの駆動信号によってモータ71が回転すると、可動部材73およびハード基板35とともに発光ダイオード31〜33が照射光軸方向に移動する。これにより、発光ダイオード31〜33と光学部材34との照射光軸方向での相対距離が変化し、照射範囲を変化させることができる。なお、本実施例の照明装置39は、発光ダイオード31〜33と光学部材34との照射光軸方向での相対距離が変化しても、照明光学系として最も効率良く機能するように構成されている。   The light emitting diodes 31 to 33 are electrically and mechanically connected to the hard substrate 35 by soldering or the like, and emit light when receiving a control signal from a CPU (not shown) via the hard substrate 35. The hard substrate 35 is held by a movable member 73 that is movable in the irradiation optical axis direction (the optical axis direction of the photographing lens). In the rack gear portion formed on the movable member 73, the output of the pinion gear 72 of the motor 71 is meshed at the final stage via a reduction gear train (not shown). For this reason, when the motor 71 is rotated by the drive signal from the CPU, the light emitting diodes 31 to 33 are moved in the irradiation optical axis direction together with the movable member 73 and the hard substrate 35. Thereby, the relative distance in the irradiation optical axis direction of the light emitting diodes 31 to 33 and the optical member 34 changes, and the irradiation range can be changed. The illumination device 39 of the present embodiment is configured to function most efficiently as an illumination optical system even if the relative distance between the light emitting diodes 31 to 33 and the optical member 34 in the irradiation optical axis direction changes. Yes.

光学部材34は、透明性の高い光学樹脂材料で一体形成され、所定間隔をあけて配置された3つの発光ダイオード31〜33から射出した光束を効率良く必要照射範囲に集光させる。光学部材34は、1つの発光ダイオードに対して2つずつ設けられた計6つの入射面34a,34bと、共通の射出面34cとを有する。さらに、1つの発光ダイオードに対して1つずつ設けられ、入射面34bから入射した光束を反射して射出面34cに導く3つの反射面34dとを有している。なお、図25〜30においては、入射面34bおよび反射面34cにおける垂直方向断面との形状との差異を説明するため、これら入射面34bと反射面34cにそれぞれ34e,34fという別の符号を付している。   The optical member 34 is integrally formed of a highly transparent optical resin material, and efficiently concentrates the light beams emitted from the three light emitting diodes 31 to 33 arranged at a predetermined interval in a necessary irradiation range. The optical member 34 has a total of six incident surfaces 34a and 34b provided two for each light emitting diode, and a common exit surface 34c. Further, one reflection diode 34d is provided for each light emitting diode, and reflects the light beam incident from the incident surface 34b and guides it to the emission surface 34c. 25 to 30, in order to explain the difference between the shapes of the incident surface 34 b and the reflecting surface 34 c with respect to the vertical cross section, the incident surface 34 b and the reflecting surface 34 c are given different reference numerals 34 e and 34 f, respectively. is doing.

ここで、以下、光学部材34のうち1つの発光ダイオードから射出された光束が通過又は反射する入射面34a,34b、反射面34dおよび射出面34cの一部を、該発光ダイオードに対する導光領域という。すなわち、本実施例の光学部材34は、3つの発光ダイオードに対応する3つの導光領域を有する。   Hereinafter, a part of the incident surfaces 34a and 34b, the reflecting surface 34d, and the emitting surface 34c through which the light beam emitted from one light emitting diode of the optical member 34 passes or reflects is referred to as a light guide region for the light emitting diode. . That is, the optical member 34 of the present embodiment has three light guide regions corresponding to the three light emitting diodes.

ここで、入射面34aは、垂直方向と水平方向とで形状、つまりは屈折力が異なるトーリックレンズ面として構成されている。具体的には、垂直方向での屈折力が水平方向での屈折力より強いトーリックレンズ面として形成されている。また、反射面34dも、垂直方向と水平方向とで形状が異なる。   Here, the incident surface 34a is configured as a toric lens surface having different shapes in the vertical direction and the horizontal direction, that is, different refractive powers. Specifically, it is formed as a toric lens surface whose refractive power in the vertical direction is stronger than that in the horizontal direction. The reflecting surface 34d also has a different shape in the vertical direction and the horizontal direction.

各発光ダイオードからの射出光束が入射する入射面34a,34bのうち、照射光軸Lを含む中央部に形成された入射面34aは、照射光軸方向から見たとき、発光ダイオードの発光面と同じ略円形の形状を有する。該入射面34aは、前述したトーリック面として形成され、該入射面34aの上下に形成された入射面34bは、該入射面34aの上下端部から発光ダイオードの側に延びている。   Of the incident surfaces 34a and 34b on which light beams emitted from the respective light emitting diodes are incident, the incident surface 34a formed at the central portion including the irradiation optical axis L is the light emitting surface of the light emitting diode when viewed from the irradiation optical axis direction. It has the same substantially circular shape. The incident surface 34a is formed as the above-described toric surface, and incident surfaces 34b formed above and below the incident surface 34a extend from the upper and lower ends of the incident surface 34a to the light emitting diode side.

入射面34bの発光ダイオード側の稜線部で囲まれる領域を入射領域とするとき、該入射領域は、照射光軸方向視において、発光ダイオードの発光面と同じ略円形の形状を有する。また、該入射領域は、発光ダイオードの発光面と略同じ大きさを有する。そして、図19〜図22に示す最小照射範囲の状態では、入射面34aは、発光ダイオードの発光面から入射面34bの照射光軸方向長さ分だけ離れた位置に配置されており、発光ダイオードから射出した光束が該入射面34aで屈折して集光されるように構成されている。さらに、入射面34aは、照射光軸L上で発光面と向かい合うように配置されている。   When the region surrounded by the ridge line portion on the light emitting diode side of the incident surface 34b is defined as the incident region, the incident region has the same substantially circular shape as the light emitting surface of the light emitting diode when viewed in the irradiation optical axis direction. Further, the incident area has substantially the same size as the light emitting surface of the light emitting diode. And in the state of the minimum irradiation range shown in FIGS. 19-22, the incident surface 34a is arrange | positioned in the position away from the light emission surface of the light emitting diode by the irradiation optical-axis direction length, and is a light emitting diode. The light beam emitted from the light beam is refracted and collected by the incident surface 34a. Further, the incident surface 34a is disposed on the irradiation optical axis L so as to face the light emitting surface.

一方、入射面34bは、発光ダイオードの発光面からの射出光束のうち入射面34aに入射する光束よりも照射光軸Lに対する射出角度が大きい光束が、発光面と入射面34aとの間から抜け出ないように形成された第2の入射面である。この入射面34bから入射した光束は、該入射面34bで屈折した後、反射面34dで全反射し、所定の集光作用を受けた後、射出面34cに向かう。このように、発光ダイオードから射出する光束の角度に応じて複数の入射面を設けることにより、発光ダイオードから射出した光束を分離して独立に制御することが可能となり、効率良く集光させることが可能になる。   On the other hand, the incident surface 34b allows a light beam having a larger exit angle with respect to the irradiation optical axis L than a light beam incident on the incident surface 34a to exit from between the light emitting surface and the incident surface 34a. It is the 2nd entrance plane formed so that there may not be. The light beam incident from the incident surface 34b is refracted by the incident surface 34b, then totally reflected by the reflecting surface 34d, undergoes a predetermined light condensing action, and then travels to the exit surface 34c. In this way, by providing a plurality of incident surfaces according to the angle of the light beam emitted from the light emitting diode, it becomes possible to separate and independently control the light beam emitted from the light emitting diode, and to collect light efficiently. It becomes possible.

ここで、入射面34bの発光ダイオード側の稜線によって囲まれる入射領域の大きさが、発光ダイオードの発光面の大きさよりも小さい場合には、発光面から射出したすべての光束を光学部材34に入射させることができなくなる。また、該入射領域の大きさが、発光面の大きさよりも大きすぎる場合には、光学部材34が大型化してしまう。そこで、本実施例のように、入射領域の大きさを発光ダイオードの発光面と略等しくすることが望ましい。   Here, when the size of the incident region surrounded by the ridge line on the light emitting diode side of the incident surface 34b is smaller than the size of the light emitting surface of the light emitting diode, all the light beams emitted from the light emitting surface are incident on the optical member 34. Can not be made. Further, when the size of the incident region is too larger than the size of the light emitting surface, the optical member 34 is increased in size. Therefore, it is desirable to make the size of the incident region substantially equal to the light emitting surface of the light emitting diode as in this embodiment.

次に、本実施例において、最も照射範囲が狭い状態(テレ状態)での各面の形状と作用との関係について、垂直方向断面を示す図19〜図21と水平方向断面を示す図25〜図27を用いて説明する。   Next, in this example, regarding the relationship between the shape and action of each surface in a state where the irradiation range is the narrowest (tele state), FIGS. 19 to 21 showing a vertical section and FIGS. 25 to 25 showing a horizontal section. This will be described with reference to FIG.

光学部材34の射出面34cは、図19〜図30に示すように、照射光軸Lに対して略直交する平面である。これにより、カメラの外観面での自由度を増すことができる。   The exit surface 34c of the optical member 34 is a plane substantially orthogonal to the irradiation optical axis L, as shown in FIGS. Thereby, the freedom degree in the external appearance surface of a camera can be increased.

図20に示す垂直方向断面において、各発光ダイオードから射出して入射面34aに入射した光束は、射出面34cに直接向かい、照射角度の最も狭い集光された状態で光学部材34から射出される。一方、図21に示すように、各発光ダイオードから射出した光束のうち上下の入射面34bから入射した光束は、反射面34dで全反射し、射出面34cに導びかれる。   In the cross section in the vertical direction shown in FIG. 20, the light beam emitted from each light emitting diode and incident on the incident surface 34a is directly directed to the emission surface 34c and emitted from the optical member 34 in a condensed state with the narrowest irradiation angle. . On the other hand, as shown in FIG. 21, of the light beams emitted from the respective light emitting diodes, the light beams incident from the upper and lower incident surfaces 34b are totally reflected by the reflection surface 34d and guided to the emission surface 34c.

ここで、反射面34dは図19〜図21に示すように、照射光軸Lに向かって凹となる曲面形状に形成されている。また、反射面34dは、光学部材34を照射光軸Lに対して直交する面で切断したとき、該切断位置が射出面34cに近づくにつれて、照射光軸Lとの距離が連続的に増加するような形状を有する。この場合、図21に示すように、各発光ダイオードから射出して反射面34dで反射した光束は、照射角度が最も狭い状態で光学部材34から射出される。   Here, the reflecting surface 34d is formed in a curved surface shape that becomes concave toward the irradiation optical axis L, as shown in FIGS. In addition, when the optical member 34 is cut along a plane orthogonal to the irradiation optical axis L, the reflection surface 34d continuously increases in distance from the irradiation optical axis L as the cutting position approaches the emission surface 34c. It has such a shape. In this case, as shown in FIG. 21, the light beam emitted from each light-emitting diode and reflected by the reflecting surface 34d is emitted from the optical member 34 with the irradiation angle being the narrowest.

また、図18に示すように、光学部材34を照射光軸方向から見たときに、射出面34cのうち各発光ダイオードからの光束が通過する領域(射出領域)34gの開口は、入射面34aの開口よりも大きな略楕円形状を有する。該楕円形状は、垂直方向を長軸方向としている。   Further, as shown in FIG. 18, when the optical member 34 is viewed from the irradiation optical axis direction, the opening of the region (exit region) 34g through which the light flux from each light-emitting diode passes is formed on the incident surface 34a. It has a substantially elliptical shape larger than the opening. The elliptical shape has a vertical direction as a major axis direction.

次に、水平方向での断面形状について、図25〜27を用いて説明する。本実施例では、図25〜27に示すように、垂直方向とほぼ同じ集光方法で配光特性を決定している。なお、3つの発光ダイオード31〜33に対する光学部材34の3つの導光領域の形状は互いに同一であるため、図26および図27には、代表として発光ダイオード32についてのみ、光線トレース図を付記している。発光ダイオード31,33からの光束のトレース図はこれとほぼ同様である。また、ここでは、前述した理由により、入射面34bと反射面34cにそれぞれ34e,34fの符号を付している。   Next, the cross-sectional shape in the horizontal direction will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIGS. 25 to 27, the light distribution characteristics are determined by the light collection method substantially the same as that in the vertical direction. Since the shapes of the three light guide regions of the optical member 34 with respect to the three light emitting diodes 31 to 33 are the same, FIG. 26 and FIG. ing. The trace diagram of the light flux from the light emitting diodes 31 and 33 is almost the same as this. Here, for the reasons described above, reference numerals 34e and 34f are assigned to the incident surface 34b and the reflecting surface 34c, respectively.

図26に示すように、各発光ダイオードから射出して入射面34aに入射した光束は、射出面34cに直接向かい、必要照射範囲に対応した最も狭い照射角度で光学部材34から射出される。一方、図27に示すように、各発光ダイオードから射出した光束のうち入射面34eから入射した光束は、反射面34fで全反射し、射出面34cに導びかれる。   As shown in FIG. 26, a light beam emitted from each light emitting diode and incident on the incident surface 34a is directly directed to the emission surface 34c and emitted from the optical member 34 at the narrowest irradiation angle corresponding to the necessary irradiation range. On the other hand, as shown in FIG. 27, the light beam incident from the incident surface 34e among the light beams emitted from the respective light emitting diodes is totally reflected by the reflection surface 34f and guided to the emission surface 34c.

ここで、反射面34fは、図25〜図27に示すように、照射光軸Lに向かって凹となる曲面形状に形成されている。また、反射面34fは、光学部材34を照射光軸Lに対して直交する面で切断したとき、該切断位置が射出面34cに近づくにつれて、照射光軸Lとの距離が連続的に増加するような形状を有する。これらの点では、垂直方向断面と同じである。但し、水平方向断面における反射面34fの曲率(つまりは、光学的パワー:焦点距離の逆数)は、垂直方向断面での反射面34cの曲率よりも大きい。   Here, the reflecting surface 34f is formed in a curved surface shape that becomes concave toward the irradiation optical axis L, as shown in FIGS. Further, when the optical member 34 is cut along a plane orthogonal to the irradiation optical axis L, the reflection surface 34f continuously increases in distance from the irradiation optical axis L as the cutting position approaches the exit surface 34c. It has such a shape. These points are the same as the vertical cross section. However, the curvature of the reflecting surface 34f in the horizontal section (that is, the optical power: the reciprocal of the focal length) is larger than the curvature of the reflecting surface 34c in the vertical section.

この場合も、図27に示すように、各発光ダイオードから射出して反射面34fで反射した光束は、照射角度が最も狭い状態で光学部材34から射出される。   Also in this case, as shown in FIG. 27, the light beam emitted from each light emitting diode and reflected by the reflecting surface 34f is emitted from the optical member 34 in a state where the irradiation angle is the narrowest.

次に、本実施例において、最も照射範囲が広い状態(ワイド状態)での各面の形状と作用との関係について、垂直方向断面を示す図22〜図24と水平方向断面を示す図28〜図30を用いて説明する。このワイド状態では、テレ状態に比べて、発光ダイオード31〜33を被写体側に前進させ、光学部材34における入射面34a,34bによって囲まれる空間内に各発光ダイオードが配置されるようにする。   Next, in this example, regarding the relationship between the shape and action of each surface in a state where the irradiation range is the widest (wide state), FIGS. 22 to 24 showing a vertical section and FIGS. 28 to 28 showing a horizontal section. This will be described with reference to FIG. In this wide state, the light emitting diodes 31 to 33 are moved forward toward the subject side as compared to the tele state, and the respective light emitting diodes are arranged in a space surrounded by the incident surfaces 34a and 34b of the optical member 34.

図23に示す垂直方向断面において、各発光ダイオードから射出して入射面34aに入射した光束は、射出面34cに直接向かい、必要照射範囲に対応した照射角度が広い状態で光学部材34から射出される。一方、図24に示すように、各発光ダイオードから射出した光束のうち入射面34bから入射した光束は、反射面34dで全反射し、射出面34cに導びかれる。この場合も、図24に示すように、発光ダイオード31,32,33から射出して反射面34dで反射した光束は、その後射出面34cに向かい、照射角度が最も広い状態で射出される。   In the vertical cross section shown in FIG. 23, the light beam emitted from each light emitting diode and incident on the incident surface 34a is directly directed to the emission surface 34c and emitted from the optical member 34 with a wide irradiation angle corresponding to the required irradiation range. The On the other hand, as shown in FIG. 24, among the light beams emitted from the respective light emitting diodes, the light beam incident from the incident surface 34b is totally reflected by the reflection surface 34d and guided to the emission surface 34c. Also in this case, as shown in FIG. 24, the light beam emitted from the light-emitting diodes 31, 32, 33 and reflected by the reflecting surface 34d is directed toward the emitting surface 34c and then emitted with the widest irradiation angle.

また、図29に示す水平方向断面において、各発光ダイオード31,32,33から射出し、入射面34aに入射した光束は、射出面34cに直接向かい、必要照射範囲に対応した照射角度が最も広い状態で光学部材34から射出される。一方、図30に示すように、各発光ダイオードから射出した光束のうち入射面34eから入射した光束は、反射面34fで全反射し、射出面34cに導びかれる。この場合も、図30に示すように、各発光ダイオードから射出して反射面34fで反射した光束は、必要照射範囲に対応した照射角度が最も広い光束に変換される。   In addition, in the horizontal cross section shown in FIG. 29, the light beam emitted from each of the light emitting diodes 31, 32, 33 and incident on the incident surface 34a is directly directed to the emission surface 34c and has the widest irradiation angle corresponding to the required irradiation range. In the state, it is ejected from the optical member 34. On the other hand, as shown in FIG. 30, among the light beams emitted from the respective light emitting diodes, the light beam incident from the incident surface 34e is totally reflected by the reflection surface 34f and guided to the emission surface 34c. Also in this case, as shown in FIG. 30, the light beam emitted from each light emitting diode and reflected by the reflecting surface 34f is converted into a light beam having the widest irradiation angle corresponding to the required irradiation range.

以上説明したように、本実施例によれば、発光ダイオード31〜33を光学部材34に対して照射光軸方向に移動させることによって、上下と左右の照射角度を同時に変化させることができる。なお、本実施例では、照射角度が最も狭い場合と最も広い場合についてのみ説明したが、照射角度は、発光ダイオード31〜33と光学部材34との連続的な又は段階的な相対位置関係の変化に応じて連続的又は段階的に変化させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the vertical and horizontal irradiation angles can be changed simultaneously by moving the light emitting diodes 31 to 33 in the irradiation optical axis direction with respect to the optical member 34. In the present embodiment, only the case where the irradiation angle is the narrowest and the widest case has been described. However, the irradiation angle changes in a continuous or stepwise relative positional relationship between the light emitting diodes 31 to 33 and the optical member 34. Can be changed continuously or stepwise.

このため、デジタルカメラの撮影レンズの焦点距離に連動して照射角度を変化させることによって、撮像画角に細かく対応した極めて効率の良い照明を行うことが可能になる。   For this reason, by changing the irradiation angle in conjunction with the focal length of the photographic lens of the digital camera, it is possible to perform extremely efficient illumination that finely corresponds to the imaging field angle.

なお、本実施例では、発光ダイオードを3つ使用する例について説明したが、本発明において光源の数はこれに限定されず、2個や4個以上でもよい。   In this embodiment, an example in which three light emitting diodes are used has been described. However, in the present invention, the number of light sources is not limited to this, and may be two or four or more.

さらに、本実施例では、光学部材34の射出面34cを平面とした例について示したが、該射出面にレンズ形状を付加することもできる。   Furthermore, in the present embodiment, an example in which the exit surface 34c of the optical member 34 is a flat surface has been shown, but a lens shape can be added to the exit surface.

また、本実施例では、白色発光ダイオードを使用して白色光を照射する例について示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、青、赤、緑の発光ダイオードを用い、該3色を合成することで白色光を照射するようにしてもよい。   Further, in this embodiment, an example in which white light is emitted using a white light emitting diode has been described. However, the present invention is not limited to this, and, for example, blue, red, and green light emitting diodes are used and the three colors are used. It is also possible to irradiate white light by synthesizing.

また、本実施例では、3つの発光ダイオードを水平方向に並べて配置する例について説明したが、本発明の複数の光源の配置はこれに限定されない。例えば、照射光軸方向視において千鳥状に複数の発光ダイオードを配置することによって、同じ数の複数の発光ダイオードを水平方向に一列に並べる場合に比べて、照明装置の発光部の水平方向長さを短くすることができる。   In the present embodiment, the example in which the three light emitting diodes are arranged in the horizontal direction has been described. However, the arrangement of the plurality of light sources of the present invention is not limited to this. For example, by arranging a plurality of light emitting diodes in a zigzag pattern when viewed in the direction of the irradiation optical axis, the horizontal length of the light emitting unit of the lighting device is larger than the case where the same number of light emitting diodes are arranged in a row in the horizontal direction. Can be shortened.

また、本実施例では、複数の発光ダイオードをまとめてデジタルカメラ本体38の隅部に配置した場合について説明したが、互いに離れた位置に複数個ずつ光源および光学部材を配置してもよい。さらに、複数の発光ダイオードを縦一列に並べてカメラの側面に沿って配置するようにしてもよい。   In the present embodiment, the case where a plurality of light emitting diodes are collectively arranged at the corner of the digital camera main body 38 has been described. However, a plurality of light sources and optical members may be arranged at positions apart from each other. Further, a plurality of light emitting diodes may be arranged in a vertical line along the side surface of the camera.

図31には、本発明の実施例4である照明装置を備えたデジタルカメラ(撮像装置)の概略構成を示している。図31において、48はデジタルカメラ本体、481は撮影レンズを有するレンズ鏡筒、482は該レンズ鏡筒481により形成された被写体像を光電変換して画像を取得するためのCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子である。これらレンズ鏡筒481および撮像素子482により撮像系が構成される。49は被写体に対して照明光を照射する本実施例の照明装置である。   FIG. 31 shows a schematic configuration of a digital camera (imaging device) including an illumination device that is Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 31, 48 is a digital camera body, 481 is a lens barrel having a photographic lens, 482 is a CCD sensor or CMOS sensor for photoelectrically converting a subject image formed by the lens barrel 481 to obtain an image, etc. This is an image sensor. The lens barrel 481 and the imaging element 482 constitute an imaging system. Reference numeral 49 denotes an illuminating device according to this embodiment that irradiates a subject with illumination light.

図31に示すように、本実施例の照明装置は、デジタルカメラ本体48の前面であって、前面から見てレンズ鏡筒481の右上方の端部に、該デジタルカメラ本体48の側面に沿って垂直方向に5つの発光ダイオードが並ぶように配置されている。   As shown in FIG. 31, the illumination device of this embodiment is the front surface of the digital camera body 48, along the side surface of the digital camera body 48 at the upper right end of the lens barrel 481 when viewed from the front surface. Thus, five light emitting diodes are arranged in the vertical direction.

これは、限られたデジタルカメラの前面のうち、最も撮影レンズから遠いとともに、撮影時の指の掛かりを防止するのに都合が良い位置である。撮影レンズから遠い位置に照明装置49を配置することによって、静止画撮影時の赤目現象を未然に防止することができる。   This is a position that is farthest from the taking lens among the front face of the limited digital camera and is convenient for preventing the finger from being caught during photographing. By disposing the illumination device 49 at a position far from the photographing lens, it is possible to prevent the red-eye phenomenon during still image photographing.

本実施例の照明装置49でも、実施例1〜3にて説明した構成を採用することにより、垂直方向に所定間隔をあけて並んだ5つの発光ダイオードからの射出光束を効率良く集光させることができる。すなわち、実施例1〜3と同様に、略同一の配光特性を有する複数の光束を重ね合せることにより、必要照射範囲において所定の配光特性が得られる。   Even in the illumination device 49 of the present embodiment, by adopting the configuration described in the first to third embodiments, the luminous fluxes emitted from the five light emitting diodes arranged at predetermined intervals in the vertical direction can be efficiently condensed. Can do. That is, as in the first to third embodiments, a predetermined light distribution characteristic can be obtained in a necessary irradiation range by superimposing a plurality of light beams having substantially the same light distribution characteristic.

上記実施例3においては、照射角度を変化させることができる照明装置について説明したが、光を照射する方向を変化させることができると良い場合がある。   In the said Example 3, although the illuminating device which can change an irradiation angle was demonstrated, it may be good to be able to change the direction which irradiates light.

一般に、撮影レンズの撮影光軸と照明装置の照射光軸(以下、照明光軸という)とがずれた関係にある。この場合、被写体が比較的遠い状態では、照明光軸と撮影光軸とがずれた位置で平行であっても問題とならない。しかし、被写体が近い状態では、照明光軸と撮影光軸とのずれによって、撮影レンズに対して照明装置の反対側に存在する被写体の照明が不十分になる可能性がある。このため、理想的には、該近い被写体が存在する距離で、照明光軸が撮影光軸と交わることが望ましい。本実施例は、この問題を解決するためのものである。   In general, the photographing optical axis of the photographing lens and the irradiation optical axis of the illumination device (hereinafter referred to as illumination optical axis) are in a shifted relationship. In this case, in a state where the subject is relatively far away, there is no problem even if the illumination optical axis and the photographing optical axis are parallel at a shifted position. However, when the subject is close, there is a possibility that the illumination of the subject existing on the opposite side of the illuminating device with respect to the photographing lens may be insufficient due to the deviation between the illumination optical axis and the photographing optical axis. Therefore, ideally, it is desirable that the illumination optical axis intersects with the photographing optical axis at a distance where the close subject exists. The present embodiment is for solving this problem.

図32には、本発明の実施例5である照明装置を備えたデジタルカメラ(撮像装置)の概略構成を示している。図32において、58はデジタルカメラ本体、581は撮影レンズを有するレンズ鏡筒、582は該レンズ鏡筒581により形成された被写体像を光電変換して画像を取得するためのCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子である。これらレンズ鏡筒581および撮像素子582により撮像系が構成される。59は被写体に対して照明光を照射する本実施例の照明装置である。   FIG. 32 shows a schematic configuration of a digital camera (imaging device) including an illumination device that is Embodiment 5 of the present invention. 32, 58 is a digital camera body, 581 is a lens barrel having a photographic lens, 582 is a CCD sensor or CMOS sensor for photoelectrically converting a subject image formed by the lens barrel 581 and acquiring an image. This is an image sensor. The lens barrel 581 and the imaging element 582 constitute an imaging system. Reference numeral 59 denotes an illuminating device according to the present embodiment that irradiates a subject with illumination light.

図33および図34には、照明装置59を拡大して示している。これらの図において、51,52,53は発光面の形状が略円形である3つの発光ダイオード、54は発光ダイオード51〜53から射出した光束を集光させる光学部材である。   33 and 34, the illumination device 59 is shown enlarged. In these drawings, reference numerals 51, 52, and 53 denote three light emitting diodes having a light emitting surface having a substantially circular shape, and reference numeral 54 denotes an optical member that condenses the light beams emitted from the light emitting diodes 51 to 53.

本実施例の照明装置は、デジタルカメラ本体58の前面であって、前面から見てレンズ鏡筒581の右上方の隅部に、発光ダイオード51,52が左と右に並び、かつ発光ダイオード52,53が上と下に並ぶように配置されている。すなわち、上下を逆さまにした略L字型に3つの発光ダイオード51〜53が並んでいる。   The illumination device of the present embodiment is the front surface of the digital camera main body 58, and light emitting diodes 51 and 52 are arranged on the left and right at the upper right corner of the lens barrel 581 when viewed from the front surface. , 53 are arranged so as to be lined up and down. That is, the three light emitting diodes 51 to 53 are arranged in a substantially L shape that is upside down.

55はハード基板であり、発光ダイオード51〜53と電気的に接続され、発光ダイオード51〜53を保持する。また、ハード基板55は、カメラ本体58に対して固定された光学部材54に対して、照射光軸Lに略垂直する面内で、レンズ鏡筒(撮影レンズ)581から遠ざかる方向Gに移動可能に保持されている。なお、図32〜図34中に示したラインFは、正面視において、レンズ鏡筒(撮影レンズ)581の中心と発光ダイオード52の中心(照射光軸L)とを結んだラインであり、方向Gはこのラインに沿った方向である。   A hard substrate 55 is electrically connected to the light emitting diodes 51 to 53 and holds the light emitting diodes 51 to 53. Further, the hard substrate 55 can move in a direction G away from the lens barrel (photographing lens) 581 in a plane substantially perpendicular to the irradiation optical axis L with respect to the optical member 54 fixed to the camera body 58. Is held in. A line F shown in FIGS. 32 to 34 is a line connecting the center of the lens barrel (photographing lens) 581 and the center of the light emitting diode 52 (irradiation optical axis L) in the front view. G is the direction along this line.

図33には、被写体が比較的遠い通常撮影の場合における発光ダイオードと光学部材との位置関係を示している。この場合、撮影光軸と照明光軸とが平行になっている。   FIG. 33 shows the positional relationship between the light emitting diode and the optical member in the case of normal photographing where the subject is relatively far away. In this case, the photographing optical axis and the illumination optical axis are parallel.

また、図34には、被写体が至近距離に位置する状態での理想的な発光ダイオードと光学部材との位置関係照明光学系の配置を示している。図33の状態から不図示の駆動機構又は手動により、ハード基板55を方向Gに移動させることにより、この状態が実現される。   FIG. 34 shows an ideal arrangement of the illumination optical system between the light emitting diode and the optical member in a state where the subject is located at a close distance. This state is realized by moving the hard substrate 55 in the direction G by a drive mechanism (not shown) or manually from the state of FIG.

このように、デジタルカメラ本体58に固定された光学部材54に対して、ハード基板55とともに発光ダイオード51〜53を撮影光軸から遠ざかる方向Gに移動させることにより、照明光学系が偏心光学系となる。そして、これにより、照明光軸をカメラから近い距離で撮影光軸に対して交差させることができる。すなわち、照射方向を変更することができる。   As described above, the light emitting diodes 51 to 53 are moved together with the hard substrate 55 in the direction G away from the photographing optical axis with respect to the optical member 54 fixed to the digital camera main body 58, so that the illumination optical system is decentered. Become. And thereby, an illumination optical axis can be made to cross | intersect with an imaging | photography optical axis at the near distance from a camera. That is, the irradiation direction can be changed.

発光ダイオード51〜53のG方向への移動を、例えば、CPUによる被写体距離の検出情報に応じた駆動機構の制御によって行うことにより、被写体距離に応じて照明光の照射方向を自動的に変更することができる。これにより、近距離被写体に対しても最適な照明を行うことができる。   For example, by moving the light emitting diodes 51 to 53 in the G direction by controlling the driving mechanism according to the object distance detection information by the CPU, the irradiation direction of the illumination light is automatically changed according to the object distance. be able to. Thereby, it is possible to perform optimal illumination even for a short-distance subject.

なお、実施例3および本実施例においては、固定された光学部材に対して発光ダイオードが照射光軸方向又はこれに直交する方向に移動する場合について説明したが、光学部材を固定された発光ダイオードに対して移動させてもよい。   In the third embodiment and the present embodiment, the case where the light emitting diode moves in the irradiation optical axis direction or a direction orthogonal to the irradiation optical axis direction with respect to the fixed optical member has been described. You may move with respect to.

本発明の実施例1である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。1 is a front view of a digital camera including an illumination device that is Embodiment 1 of the present invention. 実施例1の照明装置の拡大図。The enlarged view of the illuminating device of Example 1. FIG. 実施例1の照明装置の垂直断面図。FIG. 3 is a vertical sectional view of the lighting device according to the first embodiment. 実施例1の照明装置の垂直断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the vertical sectional view of the illuminating device of Example 1, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 実施例1の照明装置の垂直断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the vertical sectional view of the illuminating device of Example 1, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 実施例1の照明装置の水平断面図。FIG. 3 is a horizontal sectional view of the lighting apparatus according to the first embodiment. 実施例1の照明装置の水平断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the horizontal sectional view of the illuminating device of Example 1, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 実施例1の照明装置の水平断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the horizontal sectional view of the illuminating device of Example 1, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 本発明の実施例2である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。The front view of the digital camera provided with the illuminating device which is Example 2 of this invention. 実施例2の照明装置の拡大図。The enlarged view of the illuminating device of Example 2. FIG. 実施例2の照明装置の垂直断面図。FIG. 6 is a vertical sectional view of the lighting device according to the second embodiment. 実施例2の照明装置の垂直断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the vertical sectional view of the illuminating device of Example 2, Comprising: The figure which added the light ray trace figure. 実施例2の照明装置の垂直断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the vertical sectional view of the illuminating device of Example 2, Comprising: The figure which added the light ray trace figure. 実施例2の照明装置の水平断面図。The horizontal sectional view of the illuminating device of Example 2. FIG. 実施例2の照明装置の水平断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the horizontal sectional view of the illuminating device of Example 2, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 実施例2の照明装置の水平断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the horizontal sectional view of the illuminating device of Example 2, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 本発明の実施例3である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。The front view of the digital camera provided with the illuminating device which is Example 3 of this invention. 実施例3の照明装置の拡大図。The enlarged view of the illuminating device of Example 3. FIG. 実施例3の照明装置(テレ状態)の垂直断面図。The vertical sectional view of the illuminating device of Example 3 (tele state). 実施例3の照明装置(テレ状態)の垂直断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the vertical sectional view of the illuminating device (telephoto state) of Example 3, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 実施例3の照明装置(テレ状態)の垂直断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the vertical sectional view of the illuminating device (telephoto state) of Example 3, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 実施例3の照明装置(ワイド状態)の垂直断面図。FIG. 6 is a vertical sectional view of the illumination device (wide state) of Embodiment 3. 実施例3の照明装置(ワイド状態)の垂直断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the vertical sectional view of the illuminating device (wide state) of Example 3, Comprising: The figure which added the light ray trace figure. 実施例3の照明装置(ワイド状態)の垂直断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the vertical sectional view of the illuminating device (wide state) of Example 3, Comprising: The figure which added the light ray trace figure. 実施例3の照明装置(テレ状態)の水平断面図。The horizontal sectional view of the illuminating device (telephoto state) of Example 3. 実施例3の照明装置(テレ状態)の水平断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the horizontal sectional view of the illuminating device (telestate) of Example 3, Comprising: The figure which added the light ray trace figure. 実施例3の照明装置(テレ状態)の水平断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the horizontal sectional view of the illuminating device (telestate) of Example 3, Comprising: The figure which added the light ray trace figure. 実施例3の照明装置(ワイド状態)の水平断面図。The horizontal sectional view of the illuminating device (wide state) of Example 3. 実施例3の照明装置(ワイド状態)の水平断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the horizontal sectional view of the illuminating device (wide state) of Example 3, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 実施例3の照明装置(ワイド状態)の水平断面図であって、光線トレース図を付記した図。It is the horizontal sectional view of the illuminating device (wide state) of Example 3, Comprising: The figure which attached the light ray trace figure. 本発明の実施例4である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。The front view of the digital camera provided with the illuminating device which is Example 4 of this invention. 本発明の実施例5である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。The front view of the digital camera provided with the illuminating device which is Example 5 of this invention. 実施例5の照明装置の拡大図。The enlarged view of the illuminating device of Example 5. FIG. 実施例5の照明装置の拡大図。The enlarged view of the illuminating device of Example 5. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,3,21,22,23,31,32,33,51,52,53 発光ダイオード
4,24,34,,54 光学部材
5,25,35,55 ハード基板
6,26,36 外装部材
11,28,38,48,58 デジタルカメラ本体
12,281,381,481,581 レンズ鏡筒
13,29,39,49,59 照明装置
1, 2, 3, 21, 22, 23, 31, 32, 33, 51, 52, 53 Light-emitting diode 4, 24, 34, 54 Optical member 5, 25, 35, 55 Hard substrate 6, 26, 36 Exterior Member 11, 28, 38, 48, 58 Digital camera body 12, 281, 381, 481, 581 Lens barrel 13, 29, 39, 49, 59 Illumination device

Claims (12)

複数の光源と、
該複数の光源のそれぞれから射出した光束が入射する複数の入射面、該複数の入射面から入射した光束を射出する射出面、および前記複数の入射面から入射した光束をそれぞれ前記射出面に導く複数の反射面を備えた光学部材とを有し、
前記各反射面は、前記各光源の光軸に直交する第1の方向と該第1の方向に直交する第2の方向とで異なる断面形状を有することを特徴とする照明装置。
Multiple light sources;
A plurality of incident surfaces on which light beams emitted from each of the plurality of light sources are incident, an exit surface from which light beams incident from the plurality of incident surfaces are emitted, and a light beam incident from the plurality of incident surfaces are respectively guided to the emission surface. An optical member having a plurality of reflective surfaces;
Each of the reflecting surfaces has a different cross-sectional shape in a first direction orthogonal to the optical axis of each light source and in a second direction orthogonal to the first direction.
前記各反射面のうち前記入射面側の端部と前記射出面側の端部とが互いに異なる形状を有することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein an end portion on the incident surface side and an end portion on the exit surface side of the reflecting surfaces have different shapes. 前記各反射面のうち前記入射面側の端部が、前記第1の方向と前記第2の方向とで略同一の開口幅を有す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 illumination device according to claim 1, wherein an end of the reflecting surface on the incident surface side has substantially the same opening width in the first direction and the second direction. . 前記各光源が面光源であり、
射出光軸方向視において、前記各入射面が前記各光源の発光面と略同一の形状を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の照明装置。
Each of the light sources is a surface light source,
4. The illumination device according to claim 1, wherein each of the incident surfaces has substantially the same shape as a light emitting surface of each of the light sources when viewed in the emission optical axis direction.
前記複数の入射面および前記複数の反射面は、前記射出面から射出される複数の光束の配光特性を互いに略同一とする形状に形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の照明装置。   5. The plurality of incident surfaces and the plurality of reflection surfaces are formed in a shape in which light distribution characteristics of a plurality of light beams emitted from the emission surface are substantially the same. The lighting device according to any one of the above. 前記射出面は、前記第1の方向と第2の方向とで異なる開口幅を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the emission surface has different opening widths in the first direction and the second direction. 前記射出面は、前記反射面における前記第1の方向と前記第2の方向のうち開口幅の広い方向での屈折力が、該開口幅の狭い方向での屈折力よりも大きい形状を有することを特徴とする請求項6に記載の照明装置。   The exit surface has a shape in which a refractive power in a direction having a wide opening width among the first direction and the second direction on the reflecting surface is larger than a refractive power in a direction having a narrow opening width. The lighting device according to claim 6. 前記複数の光源と前記光学部材とを相対移動させる機構を有することを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の照明装置。   The illumination device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a mechanism that relatively moves the plurality of light sources and the optical member. 前記光源は発光ダイオードを発光体として有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the light source includes a light emitting diode as a light emitter. 前記光源は、青色系の光を発する発光ダイオードチップと蛍光体を含む樹脂とを有することを特徴とする請求項9に記載の照明装置。
The lighting device according to claim 9, wherein the light source includes a light emitting diode chip that emits blue light and a resin including a phosphor.
請求項1から10のいずれか1つに記載の照明装置と、
被写体像の画像を取得する撮像系とを有することを特徴とする撮像装置。
The lighting device according to any one of claims 1 to 10,
An imaging apparatus comprising: an imaging system that acquires an image of a subject image.
請求項7に記載の照明装置と、
被写体像の画像を取得する撮像系とを有し、
前記照明装置は、前記反射面における前記開口幅が広い方向が、前記撮像系における画角が狭い方向を向くように配置されていることを特徴とする撮像装置。
A lighting device according to claim 7;
An imaging system for acquiring an image of a subject image,
The illuminating device is arranged such that a direction in which the opening width of the reflecting surface is wide is oriented so that a field angle in the imaging system is narrow.
JP2005218032A 2005-07-27 2005-07-27 Imaging device Expired - Fee Related JP4764088B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005218032A JP4764088B2 (en) 2005-07-27 2005-07-27 Imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005218032A JP4764088B2 (en) 2005-07-27 2005-07-27 Imaging device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007033944A true JP2007033944A (en) 2007-02-08
JP2007033944A5 JP2007033944A5 (en) 2008-09-11
JP4764088B2 JP4764088B2 (en) 2011-08-31

Family

ID=37793270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005218032A Expired - Fee Related JP4764088B2 (en) 2005-07-27 2005-07-27 Imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4764088B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010177208A (en) * 2010-04-05 2010-08-12 Showa Denko Kk Lighting system
WO2012172688A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 東芝ライテック株式会社 Light source and illuminating apparatus provided with same
JP2013024966A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Iwasaki Electric Co Ltd Optical component and lamp
JP2016051021A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社エンプラス Luminous flux control member, luminescent device, and illumination device
KR101798063B1 (en) * 2010-12-14 2017-11-15 삼성전자주식회사 Illumination optical system and 3D image acquisition apparatus including the same

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204924A (en) * 1990-11-30 1992-07-27 Canon Inc Illuminating device
JPH10115855A (en) * 1996-10-09 1998-05-06 Canon Inc Illuminator and photographing device using the same
JP2003202490A (en) * 2002-01-07 2003-07-18 Canon Inc Photographing device
JP2004516684A (en) * 2000-12-22 2004-06-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ LED module
JP2004271981A (en) * 2003-03-10 2004-09-30 Kyocera Corp Flash unit, photographing device, and mobile terminal
JP2004309710A (en) * 2003-04-04 2004-11-04 Stanley Electric Co Ltd Photographic light source device
JP2005024964A (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Seiko Epson Corp Lens barrel and light source device
JP2005114924A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Pentax Corp Illuminator for photography
JP2005332757A (en) * 2004-05-21 2005-12-02 Canon Inc Lighting system
JP2005346970A (en) * 2004-05-31 2005-12-15 Canon Inc Lighting device and photography device

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204924A (en) * 1990-11-30 1992-07-27 Canon Inc Illuminating device
JPH10115855A (en) * 1996-10-09 1998-05-06 Canon Inc Illuminator and photographing device using the same
JP2004516684A (en) * 2000-12-22 2004-06-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ LED module
JP2003202490A (en) * 2002-01-07 2003-07-18 Canon Inc Photographing device
JP2004271981A (en) * 2003-03-10 2004-09-30 Kyocera Corp Flash unit, photographing device, and mobile terminal
JP2004309710A (en) * 2003-04-04 2004-11-04 Stanley Electric Co Ltd Photographic light source device
JP2005024964A (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Seiko Epson Corp Lens barrel and light source device
JP2005114924A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Pentax Corp Illuminator for photography
JP2005332757A (en) * 2004-05-21 2005-12-02 Canon Inc Lighting system
JP2005346970A (en) * 2004-05-31 2005-12-15 Canon Inc Lighting device and photography device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010177208A (en) * 2010-04-05 2010-08-12 Showa Denko Kk Lighting system
KR101798063B1 (en) * 2010-12-14 2017-11-15 삼성전자주식회사 Illumination optical system and 3D image acquisition apparatus including the same
US9874637B2 (en) 2010-12-14 2018-01-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Illumination optical system and 3D image acquisition apparatus including the same
WO2012172688A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 東芝ライテック株式会社 Light source and illuminating apparatus provided with same
JP2013024966A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Iwasaki Electric Co Ltd Optical component and lamp
JP2016051021A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社エンプラス Luminous flux control member, luminescent device, and illumination device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4764088B2 (en) 2011-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3891535B2 (en) Irradiation angle variable illumination device and photographing device using the same
US6850375B2 (en) Lighting apparatus and image pickup apparatus
JP4677256B2 (en) Light emitting device
US7224501B2 (en) Light-emitting device and apparatus having the same
JP4579729B2 (en) Light emitting device
JP6168779B2 (en) Lighting device for photography
JP2005258011A (en) Illuminator and photographing apparatus
JP2007079528A (en) Illuminator and imaging device with illuminator
JP2000298244A (en) Lighting system and photographing device using the same
JP2005346970A (en) Lighting device and photography device
JP6541450B2 (en) Lighting device
JP4764088B2 (en) Imaging device
JP2004191866A (en) Lighting device
JP2007148231A (en) Illuminator and imaging apparatus
JP7092874B2 (en) Lens used for flash devices
JP4006375B2 (en) Lighting device and electronic device
JP2009237298A (en) Lighting device and imaging apparatus
JP3854885B2 (en) Illumination device and photographing device
JP4587429B2 (en) Illumination device and photographing device
US11251347B2 (en) Semiconductor light source
JP2007033860A (en) Illuminator and imaging apparatus
JP4603881B2 (en) Illumination device and photographing device
JP2001142119A (en) Light emission device
JPH09138449A (en) Irradiating angle variable type illumination optical system
JP4544513B2 (en) Illumination device and imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080728

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080728

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101116

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110301

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110304

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110607

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110610

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140617

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4764088

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees