JP2009092770A - 光学装置および撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】 エアーレンズはガラスレンズなどよりも大型化するため、ストロボ配光範囲と干渉してストロボ光を遮り、ストロボ光を被写体に効果的に導くことが難しい。
【解決手段】 防水ケース２０はその内部にカメラ２４を収納し、エアーレンズ３０がカメラ撮影光学系２４ａの前方で防水ケースにカップリング３９を介在して脱着可能に設けられている。カメラ２４は閃光装置４０を内蔵し、閃光装置からのストロボ光を拡散して被写体に導く板状の拡散部材５０がエアーレンズ３０に脱着可能に取付けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、閃光装置（ストロボ）を発光させ、被写体にストロボ光を照射して撮影を行う光学装置および撮影システムに関し、特に水中撮影に適する光学装置および撮影システムに関する。

近年、アウトドアスポーツの普及により、銀塩カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ（報道用、映画用のものを含む）などを防水ケース（防水ハウジング、防水プロテクタ）に収納して、ダイビング時に水中の生物などを撮影する水中撮影がなされている。

防水ケースの内部にカメラを収納した撮影システムによってなされる水中撮影では、空気の屈折率と水の屈折率との相違によって、撮影画像が望遠側にシフトする。そのため、光入射面をドーム形状(部分球形状)としてその内部に空気を封入したエアーレンズ（空気レンズ)を撮影レンズの前面に配置し、空気の屈折率と水の屈折率との相違を利用して撮影画角を広角側に補正するワイドコンバージョンアダプタが、たとえば、実開平０５−０１８１７３号公報などに開示されている。
実開平０５−０１８１７３号公報

水中では陸上よりも自然光が少なく露光不足になり勝ちであるため、閃光装置（ストロボ）を発光させ、被写体にストロボ光を照射する撮影がしばしばなされる。しかし、エアーレンズは空気を封入して広角の撮影画角を確保するようにドーム形状にしているため大型化し、ストロボ配光範囲と干渉してストロボ光を遮り、ストロボ光を被写体に効果的に導くことが難しい。特に、エアーレンズをレンズフードで覆うとさらに大型化して干渉範囲が増加し、ストロボ光がさらに遮られることとなる。

本発明は、ストロボ光を被写体に効果的に導くことのできる光学装置および撮影システムの提供を目的としている。

請求項１記載の本発明の光学装置によれば、カメラ撮影光学系の前方に脱着可能に配置される光学素子と、上記光学素子に取付けられるストロボ拡散板とを備えることを特徴としている。
請求項２記載の本発明の光学装置によれば、上記光学素子はエアーレンズであり、空気層を封じ込めた透明素材からなり、被写体からの光束を屈曲させて上記カメラ撮影光学系に導くことを特徴としている。
請求項３記載の本発明の光学装置によれば、上記エアーレンズは、透明球状の凸面を有し、該凸面と透明円板とで内部に空気層を封じ込めたことを特徴としている。
請求項４記載の本発明の光学装置によれば、上記拡散板は、カメラからのストロボ光を拡散することを特徴としている。

請求項５記載の本発明の撮影システムによれば、カメラを内部に収納する防水ケースと、上記カメラの撮影レンズに被写体光束を入射するため、上記防水ケースの透明窓部前方に装着された光学素子と、被写体に光を照射する閃光装置と、上記光学素子に取付けられ、閃光装置からの発光光を拡散するための拡散部材とを備えることを特徴としている。
請求項６記載の本発明の撮影システムによれば、上記拡散部材は、板状の部材からなることを特徴としている。
請求項７記載の本発明の光学装置によれば、上記拡散部材は、上記カメラから被写体に向けて照射された光を拡散することを特徴としている。

請求項１記載の本発明では、カメラ撮影光学系の前方に配置された光学素子にストロボ拡散板を取付けて被写体に近い位置でストロボ光を拡散しているため、ストロボ光を被写体に効果的に導くことができる。
請求項２記載の本発明では、光学素子が空気層を封じ込めた透明素材からなるエアーレンズであるため、水中撮影では撮影画角を広角側に補正した撮影が行える。
請求項３記載の本発明では、エアーレンズが入射面をドーム形状としたエアーレンズであるため、撮影画角を広角側に容易に補正できる。
請求項４記載の本発明では、カメラに内蔵された閃光装置からのストロボ光を被写体に効果的に導くことができる。

請求項５記載の本発明では、防水ケースの前方に装着された光学素子にストロボ拡散板を取付けて、閃光装置からの発光光を被写体に近い位置で拡散しているため、発光光を被写体に効果的に導くことができる。
請求項６記載の本発明では、拡散部材は、板状の部材であるため、軽量であり、所望の形状に容易に成形できる。
請求項７記載の本発明では、カメラに内蔵された閃光装置からのストロボ光を被写体に効果的に導くことができる。

本発明の撮影システムでは、防水ケースはその内部にカメラを収納し、エアーレンズがカメラ撮影光学系の前方で防水ケースに脱着可能に設けられている。カメラに内蔵された閃光装置や外付けの閃光装置からのストロボ光を拡散して被写体に導く板状の拡散部材が、エアーレンズに取付けられている。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。図１、図２は本発明の一実施例に係る撮影システムの概略正面図、図１の線Ａ−Ａに沿った横断面図をそれぞれ示し、撮影システム１０は、防水ケース（防水ハウジング、防水プロテクタ）２０と、光学素子３０と、閃光装置４０と、拡散部材５０とを備えている。

防水ケース２０は、一対のケース（フロントケース、リアケース）２２、２３を有し、フロントケース２２、リアケース２３は、いずれも、ポリカーボネートなどの透明プラスチックから中空形状に成形されている。そして、一対のケース２２、２３は金属のピン２０ａでヒンジ止めされ、それらの対向する端面にオーリングなどの防水シールを介在させてバックルで液密に締結されている。

一対のケース２２、２３の内部空間にはカメラ２４が収納されており、フロントケース２２はカメラの主要部を収納する本体（防水ケース本体）として、リアケース２３はカメラの一部を収納するととともに本体の開口背面を閉じる防水カバーとしてそれぞれ機能している。

フロントケース２２は、前方(被写体方向)に延びた円筒部２２ａを一体的に持ち、この円筒部の内部にカメラの撮影レンズ（カメラ撮影光学系）２４ａが配置されている。そして、円筒部２２ａの開口部は、たとえばガラスからなる透明窓部２２ａ１が防水シール２２ａ１’を介して嵌合されることによって密閉されている。
なお、防水ケース２０、カメラ２４の構成そのものは、本発明の要部でないため、概略的に記載されている。

図３は光学素子の分解斜視図を示す。光学素子３０はエアーレンズ（空気レンズ)からなり、エアーレンズは、たとえばアクリル樹脂などの透明な合成樹脂からなる凸面形状(ドーム形状)の凸面部材３１と、中央に開口を有し、遮光性の合成樹脂からなるリング形状の円板３２とを有している。円板３２の開口を横断面Ｌ字形状のシール３３を介して透明なガラスからなるフラットレンズ３４で閉じ、フラットレンズを挟んで円板の背面にねじリング３５が取付けられている。キズ防止および湿気の侵入防止のために、凸面部材３１の表面にマルチコートなどのコーテイングを施してもよい。

エアーレンズ（光学素子）３０を構成する部材の１つであるシール３６は、エアーレンズ光軸中心にリング状に形成されたゴム部材であり、光軸と平行な外周部と、この外周部の一端面から斜めに光軸方向に向って所定寸法だけ飛び出した円錐形状の一部であるひれ状のリング部分と、その外周部端面からひれ状のリング部分とは別に光軸方向に垂直に張出したリング状の第１のリング部分と、外周部の他端面から第１のリング状部分と平行に垂直に張り出したリング状の第２のリング部分とを一体に備えて成形されている。したがって、このシール３６を光軸中心線を含む平面で断面とすれば、コの字状の断面とこれと一体のくの字状の断面とが図示される。

そして、円板３２の外縁がリング形状のシール３６の断面コの字状部分と嵌合されるとともに、このシール３６の断面くの字状部分の開放部分で凸面部材３１の外縁および端面を気密に保持することによって、凸面部材、円板間の封止空間に空気が封じ込められている。
なお、エアーレンズ３０は水中で使用されるため、水温との差により封止空間の湿度によってレンズが曇る。これを避けるように、乾燥した窒素ガスをエアーレンズ３０の内部に封止してもよい。

エアーレンズ（光学素子）３０が空気層を封止した透明素材からなるため、被写体からの光束はエアーレンズで屈曲されてカメラの撮影レンズ２４ａに導かれる。そして、水中で使用すれば、空気の屈折率と水の屈折率との相違から撮影画角が広角側に補正される。

フロントケースの円筒部２２ａの外周面におねじ２２ａ’が形成されている。
円板３２の後方にはねじリング３５が取付けられている。このねじリング３５の中央の開口の周りで後方におねじ３５ａが形成され、おねじ３５ａには後述のカップリング３９のめねじが螺合されている。ねじリング３５は、円板３２の後方に開口の周りでビス３５ｂによって固定されている。
また、ねじリングのおねじ３５ａには、その外径から内径に貫通する通水口３５ｃが設けられており、水中においてはこの通水口から水が侵入してフラットガラス３４と透明窓部２２ａ１との間が水で満たされる。

カップリング３９は筒状の部材であり、開口の一方の端面側から内周面にめねじ３９ａが、他方の開口の他方の端面側からも内周面にめねじ３９ｂがそれぞれ形成されている。

円板３２の後方である背面（防水ケース２０に対向する面）をねじリング３５で覆い、カップリングのめねじ３９ａにねじリングのおねじ３５ａを、カップリングのめねじ３９ｂにフロントケースの円筒部のおねじ２２ａ’をそれぞれ螺合させることによって、エアーレンズ３０はカメラの撮影レンズ２４ａおよびフロントケースの透明窓部２２ａ１の前方（被写体側）で防水ケース２０に脱着可能に装着されている。
カップリング３９との螺着を外すことにより、エアーレンズ３０は防水ケース２０から容易に取り外され、防水ケースから分離して保管、携帯できる。

さらに、エアーレンズ３０の前面（被写体に対向する面）にレンズフード３８が装着されている。図２、図３に示すように、エアーレンズ前方方向に延びたレンズフード３８の筒部は、軸線方向（光軸と平行な方向）に複数の切欠き３８ａを有する半径方向に弾性変形可能な割り形状とされ、その自由端の外面に環状のフック３８ｂが形成されている。レンズフード３８の背面は、バックカバー３７で覆われている。

バックカバー３７はリング形状の部材からなり、エアーレンズ光軸を中心に大きな開口を有し、この開口を囲むようにエアーレンズ光軸に垂直で、そしてエアーレンズ光軸を中心としたリング平面部を有し、その外周から光軸前方方向に短い筒状部分である大径筒部が延びている。

バックカバー３７の大径筒部はレンズフード方向に延出しており、この大径筒部の内面に設けられた係止突起３７ａにフック３８ｂを係止させて、レンズフード３８がエアーレンズ３０に装着されている。

レンズフードのフック３８ｂはバックカバー３７に弾性変形のもとで係止されているにすぎないため、エアーレンズ３０に対して回動可能であるとともに脱着可能であり、被写体側に引けばレンズフードはエアーレンズから分離される。そのため、エアーレンズ３０から分離されたレンズフードの紛失が防止するように、レンズフード３８の上面に係止片３８ｃが設けられ、この係合片に紐の一端が係止されるとともに、紐の他端が防水ケースのフロントケース２２に設けた係止片に係止されている。

係止突起３７ａへのフック３８ｂの係止による装着でなく、バックカバー３７の外面におねじを、レンズフード３８の内面にめねじをそれぞれ設けて、ねじ結合によってレンズフード３８をエアーレンズ３０に脱着可能に装着してもよい。

防水ケース２０に収納されるカメラ２４として、銀塩カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ（報道用、映画用のものを含む）が例示できる。カメラ２４は被写体に光（ストロボ光）を照射する閃光装置４０を内蔵しており、ストロボ光を拡散するための拡散部材（ストロボ拡散板）５０が閃光装置４０の前方（被写体側）でエアーレンズ３０に取付けられている。拡散部材５０は、たとえば被写体側の表面を梨地状面に表面加工した透明または乳白色の着色剤の混入されたポリカーボネートまたはＰＭＭＡなどの合成樹脂板から形成されている。

カメラの撮影レンズ２４ａの前方に配置されたエアーレンズ（光学素子）３０に拡散部材５０を取付けているため、閃光装置４０からのストロボ光は被写体に近い位置で拡散され、ストロボ光を被写体に効果的に導くことができる。

エアーレンズ３０と拡散部材５０とからワイドコンバージョンアダプタである光学装置１２が構成されており、図４は光学装置の背面からの斜視図を示す。
２つの貫通孔５２が拡散部材５０に形成されるとともに、貫通孔に挿通されるねじ穴付ボス３７ｂが、エアーレンズのバックカバー３７の背面（防水ケース２０に対向する面）に一体成形されている。そして、座金５３を介してビス５４がボス３７ｂのねじ穴にビス止めされることにより拡散部材はエアーレンズ３０に脱着可能に取付けられている。脱着可能であるため、拡散部材５０をエアーレンズ３０から容易に分離でき、表面積が大きくかさばる拡散部材の保管、携帯が容易になる。

拡散部材５０は板状であるため軽量化でき、この点からも携帯が容易になる。
また、板状であるため、加工が容易であり、種々な面形状のもとで閃光装置４０からのストロボ光を拡散できる。たとえば、折曲げ面が光軸Ｏ方向に向く垂直な折曲線５０ａを形成するように拡散部材５０を折曲すれば、拡散部材の側部の拡散光が被写体方向に効率よく照射される。

また、図３、図４に示すように、レンズフード３８は山部、谷部を交互につなげた略波形の先端を有している。そのため、その谷部が拡散部材５０の直下に位置すれば拡散部材で拡散されたストロボ光が被写体方向に大量に照射され、山部が拡散部材の直下に位置すれば山部がストロボ光の配光範囲と干渉してストロボ光を遮り、ストロボ光の照射が制限される。つまり、エアーレンズ３０に取付けられた拡散部材５０に対してレンズフード３８が相対的に回動可能であるため、拡散部材からの拡散光の被写体方向への照射がレンズフードの回動によって調整できる。

実施例では、拡散部材５０は、カメラに内蔵された閃光装置４０から被写体に向けて照射されたストロボ光（発光光）を拡散している。しかし、外付けの拡散装置を発光させれば、外付けの拡散装置からのストロボ光が拡散部材４０によって拡散されて被写体方向に効率よく照射される。

上記実施例は、この発明を説明するためのものであり、この発明を何等限定するものでなく、この発明の技術範囲内で上記以外の変形、改造等の施されたものも全てこの発明に包含されることはいうまでもない。
たとえば、エアーレンズ３０に代えてレンズフード３８に拡散部材５０をビス止めしてもよく、先端の谷部のすぐ上に位置するように拡散部材をレンズフードに取付ければ、被写体に近い位置で拡散部材で拡散された大量のストロボ光が被写体に効果的に照射される。
また、拡散部材５０をエアーレンズ３０またはレンズフード３８に脱着可能に取付ける手段はビス止めに限定されない。
さらに、光学素子３０はエアーレンズで説明したが、ガラスで構成されたワイドコンバージョンレンズを光学素子としてもよい。

上記のように、本発明では、カメラの撮影レンズ（カメラ撮影光学系）の前方に配置した光学素子に拡散部材を取付けて被写体に近い位置でストロボ光を拡散しているため、ストロボ光を被写体に効果的に導くことができる。

本発明によれば、エアーレンズのような比較的大型のレンズをカメラの撮影レンズ（カメラ撮影光学系）の前方に装着し、閃光装置（ストロボ）からのストロボ光で露光不足を補って撮影する光学装置や撮影システムに広範囲に応用できる。

本発明の実施例１に係る撮影システムの概略正面図を示す。 図１の線Ａ−Ａに沿った横断面図を示す。 光学素子の分解斜視図を示す。 光学装置の背面からの斜視図を示す。

符号の説明

１０ 撮影システム
１２ 光学装置
２０ 防水ケース
２２ フロントケース
２２ａ 透明窓部
２３ リアケース
２４ カメラ
２４ａ 撮影レンズ（カメラ撮影光学系）
３０ 光学素子（エアーレンズ）
３１ 凸面部材
３２ 円板
３５ ねじリング
３７ バックカバー
３８ レンズフード
４０ 閃光装置（ストロボ）
５０ 拡散部材（ストロボ拡散板）

Claims (7)

1. カメラ撮影光学系の前方に脱着可能に配置される光学素子と、
   上記光学素子に取付けられるストロボ拡散板と、
   を備えることを特徴とした光学装置。
2. 上記光学素子はエアーレンズであり、空気層を封じ込めた透明素材からなり、被写体からの光束を屈曲させて上記カメラ撮影光学系に導くことを特徴とする請求項１記載の光学装置。
3. 上記エアーレンズは、透明球状の凸面を有し、該凸面と透明円板とで内部に空気層を封じ込めたことを特徴とする請求項２記載の光学装置。
4. 上記拡散板は、カメラからのストロボ光を拡散することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の光学装置。
5. カメラを内部に収納する防水ケースと、
   上記カメラの撮影レンズに被写体光束を入射するため、上記防水ケースの透明窓部前方に装着された光学素子と、
   被写体に光を照射する閃光装置と、
   上記光学素子に取付けられ、閃光装置からの発光光を拡散するための拡散部材と、
   を備えることを特徴とした撮影システム。
6. 上記拡散部材は、板状の部材からなることを特徴とする請求項５記載の撮影システム。
7. 上記拡散部材は、上記カメラから被写体に向けて照射された光を拡散することを特徴とする請求項５記載の撮影システム。

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