JP2007140218A - 照明装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な照射範囲と良好な光学特性を確保しつつ、射出部をより薄型化することが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】 照明装置５は、光源６と、該光源からの光が入射する第１の光学部材８と、該第１の光学部材から射出した光を照射範囲に照射する第２の光学部材９とを有する。第１および第２の光学部材のそれぞれには、互いに光学特性が異なる光学面Ｈ，Ｎが照射光軸方向に直交する第１の方向に交互に形成され、該第１および第２の光学部材が第１の方向に相対移動することで照射範囲が変化する。第２の光学部材における射出面９Ｅの第１および照射光軸方向に直交する第２の方向での大きさは、第１の光学部材の該第２の方向での大きさよりも小さい。
【選択図】図７

Description

本発明は、カメラ等の撮像装置に搭載される照明装置に関する。

カメラに搭載される照明装置は、光源と、この光源から発せられた光（照明光）を装置前方（被写体側）に導く反射鏡やフレネルレンズ等の光学部品とで構成される。

このような照明装置においては、光源から様々な方向に射出した光を効率良く必要照射範囲内に集光させるために種々の提案がなされている。特に、近年では、フレネルレンズに代えて、プリズムやライトガイド等、全反射を利用した光学部材を配置することによって、集光効率の向上と装置の小型化とを図っている。

この種の照明装置には、光源から前方に射出された光を正の屈折力を有するレンズによって集光するとともに、光源から側方に射出された光を前方に向けて全反射させる全反射面によって集光し、同一の射出面から照射するものがある（特許文献１参照）。この照明装置では、レンズ面と反射面とを有し、さらに光源から射出された光の一部をレンズ面に直接導く第１の入射面と、他の光束を反射面に導く第２の入射面とを有するプリズムが用いられている。

また、撮影範囲の変化（ズーミング）に対応して照明光の照射範囲を変化させることが可能な照明装置も提案されている。特許文献２には、それぞれ互いに光学特性が異なる光学面が光軸直交面内の所定方向に交互に形成された第１の光学部材と第２の光学部材とを有し、これら第１および第２の光学部材を該所定方向に相対移動させて照射範囲を変化させる照明装置が開示されている。
特開平４−１３８４３８号公報（第２頁左下欄１８行〜第３頁左上欄１５行、第１図（Ａ），（Ｂ）等） 特開２００２−３５０９３９号公報（段落００１４〜００３８、図３〜１０等）

近年、カメラの小型化に伴って照明装置にも更なる小型化が望まれている。特に、カメラの新規デザインに対応するため、カメラの外観に現れる射出部の上下方向での小型化（薄型化）が強く求められている。

上述した特許文献２にて開示された照明装置では、第１の光学部材のうち全反射面における最も広がった部分の上下方向高さによって決定される射出面と同じ大きさの第２の光学部材が用いられている。しかし、これよりもさらに射出部の薄型化が求められている。その一方で、従来と同等な照射範囲を維持し、かつ均一な照射特性や高い光利用効率等の良好な光学特性を確保する必要もある。

本発明は、十分な照射範囲と良好な光学特性を確保しつつ、射出部をより薄型化することが可能な照明装置を提供することを目的の１つとしている。また、本発明は、上記のような目的を達成しながらも撮像装置のズーミングに対応して照射範囲を変更可能な照明装置を提供することを目的の１つとしている。

本発明の一側面としての照明装置は、光源と、該光源からの光が入射する第１の光学部材と、該第１の光学部材から射出した光を照射範囲に照射する第２の光学部材とを有する。第１および第２の光学部材のそれぞれには、互いに光学特性が異なる光学面が照射光軸方向に直交する第１の方向に交互に形成され、該第１および第２の光学部材が第１の方向に相対移動することで照射範囲が変化する。そして、第２の光学部材における射出面の第１および照射光軸方向に直交する第２の方向での大きさが、第１の光学部材の該第２の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての照明装置は、円筒形状の光源と、該光源からの光が入射する第１の光学部材と、該第１の光学部材から射出した光を照射範囲に照射する第２の光学部材とを有する。そして、光源の長手方向に平行な方向を第１の方向とし、該第１の方向と照射光軸方向とに直交する方向を第２の方向とするとき、第２の光学部材における射出面の第２の方向での大きさが、第１の光学部材の該第２の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、照明装置の射出部を構成する第２の光学部材における射出面の第２の方向での大きさが、光源側に配置された第１の光学部材よりも小さいので、従来に比べて撮像装置の外観上での照明装置のさらなる薄型化を実現することができる。しかも、第１の光学部材を第２の光学部材の射出面よりも厚く形成することができるので、第１の光学部材による光の制御を容易に行うことができる。したがって、第２の光学部材の薄型化にかかわらず、十分な照射範囲と良好な光学特性を得やすい照明装置を実現することができる。

なお、第１の光学部材と第２の光学部材とを第１の方向に相対移動させることで、上記効果を得ながら照射範囲を可変とすることができる。そして、この照明装置を撮影装置に用いれば、薄型でありながらズーミングに伴って照明光の照射範囲を適正に設定できる撮影装置を実現することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１から図７には、本発明の実施例１である照明ユニット（照明装置）を示している。図１には、該照明ユニットを搭載したカメラ（撮像装置）を示している。

図１において、１はカメラ本体である。２は撮影レンズ鏡筒であり、不図示の撮影レンズを保持している。３は光学ファインダである。４はレリーズボタンである。５は照明ユニットであり、カメラ本体１の右上部に設けられている。

なお、ここでは、レンズ一体型のコンパクトカメラについて説明するが、本発明の照明ユニットは、レンズ交換型カメラ（一眼レフカメラ）の照明ユニットとしても使用することもできる。

図２および図３にはそれぞれ、本実施例の照明ユニットを分解し、前方向および後方向から見た構成を示している。なお、これらの図には、照明ユニットの照明光学系を構成する部材のみを示し、保持部材やリード線は示していない。

照明ユニット５は、トリガ信号の入力を受けて閃光（フラッシュ光）を発する円筒形状の閃光放電管６と、該放電管６から後方（被写体側とは反対の方向）に射出された光束を前方（被写体側）に反射するリフレクタ７とを有する。リフレクタ７は、一次元方向（上下方向）に曲率を有し、その内面が高反射率を有する光輝アルミ等の金属材料や、金属蒸着面が内側に形成された樹脂材料等により構成されている。

また、照明ユニット５は、放電管６から前方および上下方向に射出された光束とリフレクタ７による反射光束とが入射する第１の光学プリズム８と、該第１の光学部材８から射出した光束を被写体側の必要照射範囲に照射する第２の光学プリズム９とを有する。これら光学プリズム（光学部材）８，９は、アクリル樹脂等、光透過率の高い光学樹脂材料又はガラス材料により形成されている。

上記カメラにおいて、例えば、カメラが「ストロボオートモード」に設定されている場合には、レリーズボタン４が半押し操作されると、不図示の測光系により被写体の明るさが測定（測光）される。この測光結果はカメラ本体１内に配置された不図示の中央演算処理ユニットに送られる。中央演算処理ユニットは、明るさ情報と撮像素子（ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサ等）の感度とに基づいて照明ユニットを発光させるか否かを判断する。

「照明ユニットを発光させる」と判断した場合、中央演算処理ユニットは、レリーズボタン４の全押し操作に応じて、リフレクタ７に取り付けられた不図示のトリガリード線を介して閃光放電管６が発光させる。

閃光放電管６から射出した光束のうち後方に射出した光束は、リフレクタ７で反射されて前方に戻される。また、閃光放電管６から前方および上下方向に射出した光束およびリフレクタ７により前方に反射された光束は、第１の光学プリズム８に入射し、その後第２の光学プリズム９に入射する。この過程で光束は所定の配光特性を有する光束に変換され、被写体側に照射される。

本実施例の照明ユニットは、主として、被写体側に配置された第２の光学プリズム９の射出面の上下方向での大きさ（高さ）と、照明ユニットの照射光軸方向での長さをできるだけ小さくするとともに、最適な配光特性が得られるように構成される。

照射光軸は、図５および図７の断面中にＡＸＬとして示すように、該断面において閃光放電管６の径方向中心から第１および第２の光学プリズム８，９の中心を通って被写体側に進む光線の経路に相当する。左右方向に関しては、閃光放電管６の長手方向の中心から第１の光学プリズム８の中心を通って被写体側に進む光線の経路に相当する。また、照射光軸方向は、該照射光軸ＡＸＬに平行な方向である。

本実施例では、第１の光学プリズム８、閃光放電管６およびリフレクタ７を、カメラ本体１に固定された第２の光学プリズム９に対して照射光軸方向と直交する方向（左右方向：第１の方向）に一体的に移動させることができる。これにより、第１および第２のプリズム８，９の左右方向での相対位置を変化させ、照明ユニット５から照射される光束（照明光）の照射角度範囲を変化させることができる。

第１の光学プリズム８、閃光放電管６およびリフレクタ７の駆動は、不図示の駆動機構によって行われる。この駆動機構は、撮影レンズのズーム駆動を行うズーム駆動機構に連動している。この構成により、撮影レンズのズーミングに応じて照明ユニットの照射角度範囲を変化させることができる。

以下、照明光学系の形状と、閃光放電管６から発せられた光線の挙動について詳細に説明する。なお、本明細書および請求の範囲において、「平行」や「直交」とは、完全に平行又は直交する場合と、光学的若しくは実際上平行又は直交とみなせる場合とを含む。

図４および図５には、本実施例の照明ユニット５において、閃光放電管６からの射出光束を最も集光させた状態、すなわち照射角度範囲が最も狭くなるテレ状態での第１および第２の光学プリズム８，９の配置を示している。図４は、照明ユニット５を上方から見た図である。図４に示すように、第１の光学プリズム８、閃光放電管６およびリフレクタ７は、第２の光学プリズム９に対して最も右側に移動している。

また、図５（ａ）は、照明ユニット５を図４中のＡ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。図５（ｂ）は、照明ユニット５を図４中のＢ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。

図６および図７には、本実施例の照明ユニット５において、閃光放電管６からの射出光束を最も発散させた状態、すなわち照射角度範囲が最も広くなるワイド状態での第１および第２の光学プリズム８，９の配置を示している。図６は、照明ユニット５を上方から見た図である。図６に示すように、第１の光学プリズム８、閃光放電管６およびリフレクタ７は、第２の光学プリズム９に対して最も左側に移動している。

また、図７（ａ）は、照明ユニット５を図６中のＡ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。図７（ｂ）は、照明ユニット５を図６中のＢ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。図５（ａ），（ｂ）および図７（ａ），（ｂ）には、閃光放電管６の中心から射出した代表的な光線をトレースした光線トレース図を付記している。

図５（ａ），（ｂ）および図７（ａ），（ｂ）には、閃光放電管６を構成するガラス管の内外径を示している。この種の放電管での実際の発光現象としては、効率を向上させるため、内径一杯に発光させる場合が多く、放電管の内径一杯の発光点からほぼ均一に発光していると考えて差し支えない。しかし、説明を容易にするため、放電管６の中心から射出した光束を代表光線と考え、図中では該代表光線のみを示している。

実際の配光特性としては、図に示したような代表光線に加え、放電管６の周辺部から射出した光束によって、配光特性は全体として若干広がる方向に変化するが、配光特性の傾向としてはほとんど一致するため、以下この代表光束に従って説明する。

また、図示しないが、閃光放電管６から後方に射出した光線（照射光軸ＡＸＬに対して後述する第２の角度以上の角度をなす光線）は、リフレクタ７で反射されて閃光放電管６内に戻る。リフレクタ７は閃光放電管６の中心と同心の半円筒形状であり、閃光放電管６のガラス管もその中心に対して同心形状であるため、閃光放電管６の中心から後方に射出した光束はすべてガラス管による屈折の影響を受けずに再度光源中心に戻る。このため、光源中心に戻った後の光線の振る舞いについては、以下に説明する被写体側に射出された光線と同様である。したがって、以下では、閃光放電管６から被写体側に発せられた代表光線についてのみ説明する。

第１の光学プリズム８は、閃光放電管６の長手方向に対して直交する上下方向において収斂作用を有するシリンドリカルレンズ面（第１入射面）８Ｒと、該シリンドリカルレンズ面８Ｒの上下に形成された平面形状の２つの第２入射面８Ｃとを有する。また、第１の光学プリズム８は、第２入射面８Ｃの上下に形成された２つの反射面８ＴＲと、射出面とを有する。

第１の光学部材８の射出面には、図２にも示すように、上下方向に延びる複数の平面部（第２の光学面）８Ｈと、上下方向にて発散作用を有する複数のシリンドリカルレンズ部（第１の光学面）８Ｎとが左右方向に交互に形成されている。

第２の光学部材９には、入射面と射出面９Ｅとが形成されている。該入射面には、図３にも示すように、上下方向に延びる複数の平面部（第４の光学面）９Ｈと、上下方向にて発散作用を有する複数のシリンドリカルレンズ部（第３の光学面）９Ｎとが左右方向に交互に形成されている。第２の光学部材９の射出面はその全体が平面形状に形成されている。

そして、第２の光学プリズム９における射出面９Ｅの上下方向の大きさ（高さ）９ＭＡＸは、第１の光学部材８の上下方向の大きさ（高さ）８ＭＡＸよりも小さい。さらに言えば、第２の光学プリズム９の全体の高さ９ＭＡＸが、第１の光学部材８の全体の高さ８ＭＡＸよりも小さい。第１の光学プリズム８の高さ８ＭＡＸは、上下の反射面８ＴＲにおける最も被写体側の位置での開口幅によって決定される。一方、第２の光学プリズム９の高さは、入射面９Ｈ，９Ｎおよび射出面９Ｅの高さによって決定される。

カメラの外観に露出する第２の光学プリズム９の高さ（特に、射出面の高さ）が第１の光学プリズム８の高さより小さいことで、カメラの外観上での照明ユニットを薄型化することができる。例えば、第１の光学プリズムと同じ高さの第２の光学プリズムを用いる場合に比べてより薄型化することができる。

また、逆に言えば、第１の光学プリズム８の高さを第２の光学プリズム９の高さよりも大きくすることができる。このため、閃光放電管６からの光が直接又はリフレクタを介して入射する第１の光学プリズム８の設計自由度を高くすることができ、これによる該光の制御を容易に行うことができる。すなわち、第２の光学プリズム９の薄型化にかかわらず、十分な照射範囲を得たり、良好な光学特性を得たりすることができる。

ここで、本発明にいう「第２の方向（実施例では上下方向）での大きさ」と上記実施例との関係について説明を追加する。第１および第２の光学プリズム８，９には、実際には、その上面や下面に、該光学プリズムをカメラ本体１や照明ユニット５の駆動機構によって保持できるようにするための突起部や係合部が形成される場合がある。また、これ以外に、光学プリズムのうち閃光放電管６からの光を被写体側に照射するために寄与する入射面、射出面および反射面といった光学有効部分（図５および図７に示した部分）ではない光学無効部分が光学プリズムの上面や下面に形成される場合もある。

本発明にいう「第２の方向での大きさ」は、光学プリズム（光学部材）のうちこれらの突起部、係合部および光学無効部分を除いた光学有効部分の大きさを意味する。具体的には、第１の光学プリズム８の光学有効部の大きさは、前述したように、上下の反射面８ＴＲにおける最も被写体側の位置での高さ間隔（最大開口幅）に相当する。また、第２の光学プリズム９の光学有効部の大きさは、入射面および射出面のうち大きい方（両者の大きさが同じである場合は両者）の高さに相当する。このことは、後述する他の実施例でも同様である。

但し、例えば、第１の光学部材における反射面の高さ間隔よりも射出面の高さが大きい場合は、該射出面の高さが第１の光学部材の光学有効部の大きさとなる。

図５（ａ）および図５（ｂ）の光線トレース図を用いて、テレ状態の照明光学系における代表光線の振る舞いについて説明する。

図５（ａ）において、閃光放電管６から照射光軸ＡＸＬに対して上方および下方に第１の角度θ１より大きく第２の角度θ２より小さな角度をなすように射出した光線は、第１の光学部材８の第２入射面８Ｃで屈折した後、反射面８ＴＲに到達する。該光線は該反射面８ＴＲでほぼ全反射されて集光された後、射出面のシリンドリカルレンズ部８Ｎによって発散方向に屈折し、照射光軸ＡＸＬに平行な光線として第１の光学部材８から射出する。

また、閃光放電管６から照射光軸ＡＸＬに対して第１の角度θ１以下の角度をなすように射出した光線（すなわち、照射光軸ＡＸＬ近傍の光線）は、第１の光学部材８のシリンドリカルレンズ部８Ｒで収斂方向に屈折する。該光線は、射出面のシリンドリカルレンズ部８Ｎによって発散方向にわずかに屈折し、照射光軸ＡＸＬに平行な光線として第１の光学部材８から射出する。

こうして、閃光放電管６のＡ線位置での断面における中心から発せられた光線は、第１の光学部材８によってすべて照射光軸ＡＸＬに平行な光線に変換される。

そして、第１の光学部材８の射出面におけるシリンドリカルレンズ部８Ｎから射出された光線は、第２の光学部材９の入射面における平面部９Ｈに入射し、照射光軸ＡＸＬに対して平行なまま第２の光学部材９の射出面９Ｅから被写体側に射出する。

図５（ｂ）において、閃光放電管６から照射光軸ＡＸＬに対して上方および下方に前述した第１の角度より大きく第２の角度より小さな角度をなすように射出した光線は、第１の光学部材８の第２入射面８Ｃで屈折した後、反射面８ＴＲに到達する。該光線は該反射面８ＴＲでほぼ全反射されて集光された後、射出面の平面部８Ｈによってわずかに収斂方向に屈折して第１の光学部材８から射出する。

また、閃光放電管６から照射光軸ＡＸＬに対して第１の角度以下の角度をなすように射出した光線（すなわち、照射光軸ＡＸＬ近傍の光線）は、第１の光学部材８のシリンドリカルレンズ部８Ｒで収斂方向に屈折する。該光線は、射出面の平面部８Ｈをほぼそのまま透過して第１の光学部材８から射出する。

こうして、閃光放電管６のＢ線位置での断面における中心から発せられた光線は、第１の光学部材８によって照射光軸ＡＸＬ上の一点に収斂する方向に進む光線に変換される。

第１の光学部材８の射出面における平面部８Ｈから射出した光線は、第２の光学部材９の入射面におけるシリンドリカルレンズ部９Ｎにて発散方向に屈折されて照射光軸ＡＸＬに平行な光線となる。そして、第２の光学部材９の射出面９Ｅからそのまま被写体側に射出される。

以上のように、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すテレ状態では、閃光放電管６から発せられた光線はすべて照射光軸ＡＸＬに対して平行な光線に変換され、狭い照射角度で被写体側に照射される。

次に、図７（ａ）および図７（ｂ）の光線トレース図を用いて、ワイド状態の照明光学系における光線の振る舞いについて説明する。

図７（ａ）において、閃光放電管６から照射光軸ＡＸＬに対して第１の角度θ１（図５（ａ）参照）より大きく第２の角度θ２より小さな角度をなすように射出した光線は、第１の光学部材８の第２入射面８Ｃで屈折した後、反射面８ＴＲに到達する。該光線は該反射面８ＴＲでほぼ全反射されて集光された後、射出面のシリンドリカルレンズ部８Ｎによって発散方向に屈折し、照射光軸ＡＸＬに平行な光線として第１の光学部材８から射出する。

また、閃光放電管６から照射光軸ＡＸＬに対して第１の角度θ１以下の角度をなすように射出した光線（すなわち、照射光軸ＡＸＬ近傍の光線）は、第１の光学部材８のシリンドリカルレンズ部８Ｒで収斂方向に屈折する。該光線は、射出面のシリンドリカルレンズ部８Ｎによってわずかに発散方向に屈折し、照射光軸ＡＸＬに平行な光線として第１の光学部材８から射出する。

こうして、閃光放電管６のＡ線位置での断面における中心から発せられた光線は、第１の光学部材８によってすべて照射光軸ＡＸＬに平行な光線に変換される。

第１の光学部材８の射出面におけるシリンドリカルレンズ部８Ｎから射出した光線は、第２の光学部材９の入射面におけるシリンドリカル部９Ｎに入射し、発散光線に変換されて第２の光学部材９の射出面９Ｅから被写体側に射出される。

図７（ｂ）において、閃光放電管６から照射光軸ＡＸＬに対して上方および下方に第１の角度より大きく第２の角度より小さな角度をなすように射出した光線は、第１の光学部材８の第２入射面８Ｃで屈折した後、反射面８ＴＲに到達する。該光線は該反射面８ＴＲでほぼ全反射されて集光された後、射出面のシリンドリカルレンズ部８Ｎによってわずかに収斂方向に屈折して第１の光学部材８から射出する。

また、閃光放電管６から照射光軸ＡＸＬに対して第１の角度以下の角度をなすように射出した光線（すなわち、照射光軸ＡＸＬ近傍の光線）は、第１の光学部材８のシリンドリカルレンズ部８Ｒで収斂方向に屈折する。該光線は、射出面の平面部８Ｈをほぼそのまま透過して第１の光学部材８から射出する。

こうして、閃光放電管６のＢ線位置での断面における中心から発せられた光線は、第１の光学部材８によって照射光軸ＡＸＬ上の一点に収斂する方向に進む光線に変換される。

そして、第１の光学部材８の射出面における平面部８Ｈから射出した光線は、第２の光学部材９の入射面における平面９Ｈに入射し、ほぼそのまま第２の光学部材９の射出面９Ｅから被写体側に射出される。該光線は、照射光軸ＡＸＬ上の一点に収斂した後、発散していく。

以上のように、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すワイド状態では、閃光放電管６から発せられた光線は発散光線に変換され、広い照射角度で被写体側に照射される。

このように、第１の光学プリズム８と第２の光学プリズム９の左右方向での相対位置を変化させることによって、照明ユニット５からの光束の上下方向での照射角度範囲を最も狭い範囲と最も広い範囲とに変化させることができる。

なお、本実施例の照明ユニット５からの光束の照射角度範囲は、上記２つの状態に限定されるわけではない。すなわち、第１の光学プリズム８と第２の光学プリズム９との相対位置関係を上記２つの状態の間で連続的又は段階的に変更することにより、照射角度範囲も最も狭い範囲と最も広い範囲との間で連続的又は段階的に変化する。

したがって、この照明ユニット５を、撮影レンズ２がズームレンズであるカメラ本体１に搭載し、ズーミングに連動して第１の光学プリズム８（および閃光放電管６，リフレクタ７）を第２の光学プリズム９に対して移動させることができる。これにより、常に撮影レンズの焦点距離に対応した最適な照射角度範囲を得ることができる。

図８から図１１には、本発明の実施例２である照明ユニットを示している。なお、本実施例における閃光放電管６とリフレクタ７は実施例１と同じものである。

図８および図９には、本実施例の照明ユニット５’において、閃光放電管６からの射出光束を最も集光させ、照射角度範囲が最も狭くなるテレ状態での第１および第２の光学プリズム１０，１１の配置を示している。図８は、照明ユニット５’を上方から見た図である。図８に示すように、第１の光学プリズム１０、閃光放電管６およびリフレクタ７は、第２の光学プリズム１１に対して最も右側に移動している。

また、図９（ａ）は、照明ユニット５’を図８中のＣ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。図９（ｂ）は、照明ユニット５’を図８中のＤ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。

図１０および図１１には、本実施例の照明ユニット５’において、閃光放電管６からの射出光束を最も発散させ、照射角度範囲が最も狭くなるワイド状態での第１および第２の光学プリズム１０，１１の配置を示している。図１０は、照明ユニット５’を上方から見た図である。図１０に示すように、第１の光学プリズム１０、閃光放電管６およびリフレクタ７は、第２の光学プリズム１１に対して最も左側に移動している。

また、図１１（ａ）は、照明ユニット５’を図１０中のＣ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。図１１（ｂ）は、照明ユニット５’を図１０中のＤ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。図９（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）には、閃光放電管６の中心から射出した代表光線をトレースした光線トレース図を付記している。

実施例１では、第１の光学プリズム８の射出面にシリンドリカルレンズ部８Ｎと平面部８Ｈを交互に形成し、第２の光学プリズム９の入射面にシリンドリカルレンズ部９Ｎと平面部９Ｈを交互に形成した。これに対し、本実施例では、第１の光学部材１０の射出面にフレネルレンズ部１０Ｎと平面部１０Ｈとを交互に形成し、第２の光学部材１１の入射面にフレネルレンズ部１１Ｎと平面部１１Ｈとを交互に形成している。

第１の光学プリズム１０のうち入射面１０Ｃ，１０Ｒおよび反射面１０ＴＲの形状と、第２の光学プリズム１１の射出面１１Ｅの形状は、実施例１の第１および第２の光学プリズム８，９のそれらと同じである。

また、図９（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）に示した代表光線の振る舞いも、実施例１において図５（ａ），（ｂ）および図７（ａ），（ｂ）を用いて説明したものと同様である。

そして、本実施例でも、第１の光学プリズム１０と第２の光学プリズム１１の左右方向での相対位置を変化させることによって、照明ユニット５’からの光束の上下方向での照射角度範囲を最も狭い範囲と最も広い範囲との間で任意に変化させることができる。

したがって、この照明ユニット５’を、図１に示した撮影レンズ２がズームレンズであるカメラ本体１に搭載し、ズーミングに連動して第１の光学プリズム１０（および閃光放電管６，リフレクタ７）を第２の光学プリズム１１に対して移動させることができる。これにより、常に撮影レンズの焦点距離に対応した最適な照射角度範囲を得ることができる。

図１２から図１５には、本発明の実施例３である照明ユニットを示している。なお、本実施例における閃光放電管６は実施例１と同じものである。

但し、本実施例のリフレクタ１２は、閃光放電管６から後方に発せられた光束を反射する機能のみ有する実施例１のリフレクタ７とは異なる。リフレクタ１２は、閃光放電管６から後方に発せられた光束と、前方に発せられた光束のうち、照射光軸ＡＸＬに対して第１の角度θ１（図５（ａ）参照）より大きく第２の角度θ２より小さい角度をなす光束を反射する反射面１２Ｒを有する。このため、第１の光学プリズム１３には、反射面が形成されていない。

図１２および図１３には、本実施例の照明ユニット５″において、閃光放電管６からの射出光束を最も集光させ、照射角度範囲が最も狭くなるテレ状態での第１および第２の光学プリズム１３，１４の配置を示している。図１２は、照明ユニット５″を上方から見た図である。図１２に示すように、第１の光学プリズム１３、閃光放電管６およびリフレクタ１２は、第２の光学プリズム１４に対して最も右側に移動している。

また、図１３（ａ）は、照明ユニット５″を図１２中のＥ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。図１３（ｂ）は、照明ユニット５″を図１２中のＦ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。

図１４および図１５には、本実施例の照明ユニット５″において、閃光放電管６からの射出光束を最も発散させ、照射角度範囲が最も広くなるワイド状態での第１および第２の光学プリズム１３，１４の配置を示している。図１４は、照明ユニット５″を上方から見た図である。図１４に示すように、第１の光学プリズム１３、閃光放電管６およびリフレクタ１２は、第２の光学プリズム１４に対して最も左側に移動している。

また、図１５（ａ）は、照明ユニット５″を図１４中のＥ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。図１５（ｂ）は、照明ユニット５″を図１４中のＦ線の位置で閃光放電管６の径方向に切断したときの断面図である。図１３（ａ），（ｂ）および図１５（ａ），（ｂ）には、閃光放電管６の中心から射出した代表光線をトレースした光線トレース図を付記している。

第１の光学プリズム１３の射出面には、実施例１と同様に、シリンドリカルレンズ部１３Ｎと平面部１３Ｈとが交互に形成されている。また、第２の光学プリズム１４の入射面には、実施例１と同様に、シリンドリカルレンズ部１４Ｎと平面部１４Ｈとが交互に形成されている。

また、第１の光学プリズム１３は、閃光放電管６から、照射光軸ＡＸＬに対して第１の角度θ１以下の角度で発せられた光束が直接入射し、反射面１２Ｒで反射した光束が入射する入射面１３Ｃを有する。第２の光学プリズム１４の射出面１４Ｅの形状は、実施例１にて説明した第２の光学プリズム９のそれと同じである。

また、図１３（ａ），（ｂ）および図１５（ａ），（ｂ）に示した代表光線の振る舞いは、実施例１において図５（ａ），（ｂ）および図７（ａ），（ｂ）を用いて説明したものと基本的に同じである。閃光放電管６から照射光軸ＡＸＬに対して第１の角度より大きく第２の角度より小さい角度をなすように発せられた光束が、実施例１では第１の光学プリズム８の反射面８ＴＲで反射したが、本実施例ではリフレクタ１２の反射面１２Ｒで反射する点のみ異なる。

そして、本実施例でも、第１の光学プリズム１３と第２の光学プリズム１４の左右方向での相対位置を変化させることによって、照明ユニット５″からの光束の上下方向での照射角度範囲を最も狭い範囲と最も広い範囲との間で任意に変化させることができる。

したがって、この照明ユニット５″を、図１に示した撮影レンズ２がズームレンズであるカメラ本体１に搭載し、ズーミングに連動して第１の光学プリズム１３（および閃光放電管６，リフレクタ１２）を第２の光学プリズム１４に対して移動させることができる。これにより、常に撮影レンズの焦点距離に対応した最適な照射角度範囲を得ることができる。

図１６には、本発明の実施例４である照明ユニットのワイド状態での断面を示している。なお、本実施例における閃光放電管６とリフレクタ７は実施例１と同じものである。また、図示しないが、本実施例の照明ユニットは、実施例１と同様に、第１および第２の光学プリズム１５，１６が左右方向に相対移動することにより、照射角度範囲が変化する。

上記実施例１〜３では、第２の光学プリズムの入射面と射出面の高さが同じである場合について説明した。これに対し、本実施例では、第２の光学プリズム１６の入射面（図には平面部１６Ｈを示す）の高さが、射出面１６Ｅの高さよりも高く、かつ第１の光学部材１５の高さと同じである。

図１６は、第１の光学プリズム１５の反射面１５ＴＲで全反射した光束の一部が、第２の光学プリズム１６における入射面１６Ｈと射出面１６Ｅとの段差部分を通過して射出面１６Ｅに向かう場合を示している。また、この段差部分は、第２の光学プリズム１６をカメラ本体１に取り付ける場合の位置合わせ部としても機能する。

本実施例では、第２の光学プリズム１６の全体としての高さ（第２の方向の大きさ）が第１の光学プリズム１５の高さより小さいとは言えない。しかし、カメラに搭載されたときに外観として露出する第２の光学プリズム１６の射出面１６Ｅの高さが、第１の光学プリズム１５の高さよりも小さい。したがって、実施例１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

以上説明した各実施例では、第１の光学部材と第２の光学部材との相互作用により、光源から射出した光束を集光および発散させて照射角度範囲を変化させる照明ユニットの例を示した。しかし、本発明の照明ユニットは、上記各実施例にて説明した構成および形状を有するものに限られない。

例えば、上記各実施例では、リフレクタとして、閃光放電管と同心の半円筒形状を有するものを用いたが、楕円形状等の２次曲面形状を有するリフレクタを用いてもよい。
楕円形状のリフレクタを用いることにより、リフレクタの上下方向での小型化を図ることができる。

また、実施例１，２および４では、第１の光学プリズムの反射面が内部全反射面として構成されている場合について説明したが、この面を金属蒸着面としてもよい。この場合には、反射面に当たる光線の角度の限定が少なくなるため、より小型で光源からの光束を効率良く集光することができる。

また、実施例２では、第１の光学プリズム１０の射出面と第２の光学プリズム１１の入射面の両方にフレネルレンズ部を形成した場合について説明したが、どちらか一方にのみフレネルレンズ部を形成してもよい。

さらに、上記各実施例において、第２の光学プリズムにおける入射面と射出面の形状を入れ換えてもよい。

また、上記各実施例において、第２の光学プリズムの射出面が平面形状である場合について説明したが、該射出面を曲面形状として光学パワーを持たせてもよい。これにより、他の光学面の最適化を容易にすることができる。

さらに、上記各実施例では、第１および第２のプリズムを相対移動させて照射角度範囲を変更できる照明ユニットについて説明したが、本発明は、第１および第２の光学プリズムが相対移動せず、照射角度範囲が固定された照明ユニットにも適用することができる。

また、上記各実施例では、カメラの撮影に用いられる照明ユニットについて説明したが、本発明の照明装置は、室内照明用の照明装置等、様々な用途の照明装置に適用が可能である。

本発明の実施例１である照明ユニットを搭載したカメラの斜視図。 実施例１の照明ユニットの分解斜視図。 実施例１の照明ユニットの分解斜視図。 実施例１の照明ユニット（テレ状態）の上面図。 （ａ）は実施例１の照明ユニットの図４中のＡ線位置での断面図、（ｂ）は実施例１の照明ユニットの図４中のＢ線位置での断面図。 実施例１の照明ユニット（ワイド状態）の上面図。 （ａ）は実施例１の照明ユニットの図６中のＡ線位置での断面図、（ｂ）は実施例１の照明ユニットの図６中のＢ線位置での断面図。 本発明の実施例２である照明ユニット（テレ状態）の上面図。 （ａ）は実施例２の照明ユニットの図８中のＣ線位置での断面図、（ｂ）は実施例２の照明ユニットの図８中のＤ線位置での断面図。 実施例２の照明ユニット（ワイド状態）の上面図。 （ａ）は実施例２の照明ユニットの図１０中のＣ線位置での断面図、（ｂ）は実施例２の照明ユニットの図１０中のＤ線位置での断面図。 本発明の実施例３であるの照明ユニット（テレ状態）の上面図。 （ａ）は実施例３の照明ユニットの図１２中のＥ線位置での断面図、（ｂ）は実施例３の照明ユニットの図１２中のＦ線位置での断面図。 実施例３の照明ユニット（ワイド状態）の上面図。 （ａ）は実施例３の照明ユニットの図１４中のＥ線位置での断面図、（ｂ）は実施例３の照明ユニットの図１４中のＦ線位置での断面図。 本発明の実施例４である照明ユニットの断面図。

符号の説明

１ カメラ本体
２ 撮影レンズ鏡筒
３ 光学ファインダ
４ レリーズボタン、
５，５’，５″ 照明ユニット
６ 閃光放電管
７，１２ リフレクタ
８，１０，１３，１５ 第１の光学プリズム
９，１１，１４，１６ 第２の光学プリズム

Claims (7)

1. 光源と、
   該光源からの光が入射する第１の光学部材と、
   該第１の光学部材から射出した光を照射範囲に照射する第２の光学部材とを有し、
   前記第１および第２の光学部材のそれぞれに、互いに光学特性が異なる光学面が照射光軸方向に直交する第１の方向に交互に形成され、該第１および第２の光学部材が前記第１の方向に相対移動することで照射範囲が変化し、
   前記第２の光学部材における射出面の前記第１および照射光軸方向に直交する第２の方向での大きさが、前記第１の光学部材の該第２の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする照明装置。
2. 前記第２の光学部材の前記第２の方向での大きさが、前記第１の光学部材の該第２の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２の光学部材における射出面の前記第２の方向での大きさが、前記第１の光学部材における光学有効部分の該第２の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記第１の光学部材は、前記光源からの光を反射して該第１の光学部材の射出面に導く反射面を有し、
   前記第２の光学部材における射出面の前記第２の方向での大きさが、前記反射面における前記第２の方向での最大開口幅よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
5. 前記第１の光学部材には、光の発散作用を有する第１の光学面と、発散作用を有さない第２の光学面とが交互に形成されており、
   前記第２の光学部材には、光の発散作用を有する第３の光学面と、発散作用を有さない第４の光学面とが交互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。
6. 前記第１および第３の光学面がシリンドリカルレンズ形状を有し、前記第２および第４の光学面が平面形状を有することを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の照明装置とを有することを特徴とする撮像装置。