JP2009222948A - 閃光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体に均一な白色光を照射することのできる閃光装置を提供する。
【解決手段】本発明の閃光装置（１０，２０，３０，４０）は、短波長光を発光する発光部（１２，２２，３２，４２）と、前記発光部（１２，２２，３２，４２）より発光された前記短波長光を反射させる反射面（１４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａ）に前記短波長光を白色光に変換する蛍光材を有し、前記蛍光材によって前記短波長光から変換された白色光を被写体に照射する反射部（１４，２４，３４，４４）と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体を照射する閃光装置に関するものである。

従来、被写体を照射する閃光装置として、キセノン管を有する閃光装置が使用されている。しかし、キセノン管は、高電圧が必要であるため、装置が大型化し、コストも高くなる。このため、低電圧で発光可能なＬＥＤ（発光ダイオード）を使用した閃光装置が提案されている。このＬＥＤを有する閃光装置としては、蛍光材が側面に塗布されたハウジング内に青色ＬＥＤを配設したものが知られている。この閃光装置では、青色ＬＥＤから発せられて直接被写体に向かう青色光と、青色ＬＥＤから発せられてハウジングの側面で反射され、蛍光材で他の色に変換された光とを混色させることにより白色光が生成される（例えば特許文献１参照）。
特表２００４−５０５１７２号公報

しかし、上記従来技術においては、青色ＬＥＤから発せられて直接被写体に向かう青色光と、青色ＬＥＤから発せられてハウジングの側面で反射されて蛍光材により他の色に変換された光との混色を一様に行うことは困難で、被写体に照射される光の中央部は、青色ＬＥＤから直接到達する青色光の影響が強く、青みがかる可能性がある。

本発明の課題は、被写体に均一な白色光を照射することのできる閃光装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、短波長光を発光する発光部（１２，２２，３２，４２）と、前記発光部（１２，２２，３２，４２）より発光された前記短波長光を反射させる反射面（１４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａ）上に前記短波長光を白色光に変換する蛍光材を有し、前記蛍光材によって前記短波長光から変換された白色光を被写体に照射する反射部（１４，２４，３４，４４）と、を備えることを特徴とする閃光装置（１０，２０，３０，４０）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の閃光装置（２０，３０，４０）であって、前記反射面（２４ａ，３４ａ，４４ａ）の曲率が可変であること、を特徴とする閃光装置（２０，３０，４０）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の閃光装置（２０，３０，４０）であって、前記反射面（２４ａ，３４ａ，４４ａ）の曲率を、撮影画像のアスペクト比に応じて可変であること、を特徴とする閃光装置（２０，３０，４０）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載の閃光装置（１０，２０，４０）であって、前記発光部（１２，２２，４２）が、前記反射部（１４，２４，４４）に対して前記被写体と異なる方向に配置されていること、を特徴とする閃光装置（１０，２０，４０）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３に記載の閃光装置（３０）であって、前記発光部（３２）が、前記反射部（３４）に対して前記被写体と同じ方向に配置されていること、を特徴とする閃光装置（３０）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

本発明によれば、被写体に均一な白色光を照射することのできる閃光装置を提供することができる。

（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態の閃光装置１０の概略図である。第１実施形態の閃光装置１０は、短波長光を発光する発光部１２と、発光部１２が内部に配置された収納部１３と、発光部１２から発せられた光を反射する反射部１４とを備える。

発光部１２は、青色ＬＥＤ１２ａ（青色発光ダイオード）を備える。一般にＬＥＤはエレクトロルミネセンス効果を利用するもので、白熱電球やキセノン管に比べて寿命が長く、また低い消費電力で大きな光エネルギーを得ることができる。青色ＬＥＤ１２ａは、主に窒化ガリウムを材料とする、青色光を発するＬＥＤである。

収納部１３は、底面とその周囲を包囲する側面とを有する皿状の容器である。その内面１３ａは鏡面状に形成され、底面中央部には発光部１２が配置されている。発光部１２から発せられた青色光１７の大部分は直接開口部１３ｂより反射部１４へ進む。また、発光部１２から発せられた青色光１７の一部の光１７ａは、内面１３ａで反射された後、収納部１３の開口部１３ｂから反射部１４へと進む。

反射部１４は、蛍光材がその全面に一様に（均一に）塗布された反射面１４ａを有する板部材である。蛍光材は、短波長光をその波長より長い波長の光に変換するもので、この蛍光材は入射した短波長光である青色光を、白色光に変換するものである。反射面１４ａは、発光部１２から反射面１４ａに入射する光束の光軸１７ｂを略直角に方向転換するように配置されている。すなわち、青色光の光軸１７ｂは、反射面１４ａに入射角４５°で入射し、反射角４５°で反射される。

次に、本実施形態の閃光装置１０の作用について説明する。青色ＬＥＤ１２ａから発せられた光は、収納部１３の内面１３ａで反射された光も含めて開口部１３ｂより反射部１４方向へ若干広がりながら進む。この青色光の光軸１７ｂは、反射面１４ａに入射角４５°で入射し、蛍光材によって白色光１８に変換されるとともに、その光軸１８ａは反射角４５°で反射される。白色光１８は、さらに広がりながら被写体１５へと向かう。図２は一例として壁状の被写体１５に照射される白色光１８を示したもので、被写体１５に照射される光は略円形の均一な白色光１８になる。

図３は第１実施形態に対する比較形態における閃光装置１０’の概略図である。比較形態の閃光装置１０’は、第１実施形態と異なり、発光部１２’と収納部１３’のみ備え、反射部は備えていない。そして、収納部１３’の開口部１３ｂ’より発せられる光は、直接被写体（一例として壁状の被写体）１５’に照射される。

比較形態の発光部１２’は本実施形態と同様に青色ＬＥＤ１２ａ’を備える。収納部１３’は本実施形態と同様に皿状の容器であるが、その内面１３ａ’には蛍光体が塗布されている。この蛍光体は、青色ＬＥＤ１２ａ’から発せられる青色光を、より波長の長い光に変換するものである点で第１実施形態における反射面１４ａに塗布されている蛍光体と同じである。しかし、第１実施形態の蛍光体は、青色光を直接白色光に変換する蛍光体であるのに対して、比較形態の蛍光体は、青色光を、変換されずに直進した青色光と混合した場合に白色光となる光、例えば黄色光に変換するものである。

比較形態によると、青色ＬＥＤ１２ａ’より発せられた青色光１７の一部は収納部１３’の内面１３ａ’で反射され、黄色光１８ａ’に変換される。そして、収納部１３’の開口部１３ｂ’からは、青色ＬＥＤ１２ａ’より発せられた反射されていない青色光１７と、収納部１３’の内面１３ａ’で反射されて黄色に変換された黄色光１８ａ’とが放射される。これらの光は、被写体１５’に照射される際に青色光と黄色光が混合された均一な白色光となるのが理想である。しかし、実際には、中央部において青色ＬＥＤ１２ａ’から直接到達する青色光１７の影響が大きくなる。図４は比較形態の場合において壁状の被写体１５ａ’に照射される光１９’を示したものである。図示するように、被写体１５ａ’に照射される光１９’は、図中斜線で示した中央部１９ａ’が青みがかり、他の部分１９ｂ’は若干黄色い光とり、均一な白色光を形成することは困難である。

以上、第１実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）比較形態においては、均一な白色光を被写体１５’に照射することは困難であるが、第１実施形態によると、被写体１５の全域に対して均一な白色光１８を照射することができる。
（２）均一な白色光１８の照射は、反射部１４を設け、反射部１４の反射面１４ａに蛍光体を塗布するという簡単な構成で達成することができる。
（３）比較形態では小さな収納部１３’の内面１３ａ’に蛍光材料を塗布するという難易度の高い加工技術が必要であるが、第１実施形態で蛍光材は、反射部１４の反射面１４ａに塗布されるため、塗布が容易であり、比較形態の閃光装置１０’と比べて閃光装置１０を安価に製造することができる。

（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態の閃光装置２０の概略斜視図である。図示するように、第２実施形態の閃光装置２０において反射部２４の反射面２４ａは、被写体２５に照射される光束が横方向に広がるように、一軸線２６を中心として湾曲している。この軸線２６は、発光部２２に対する反射面２４ａの傾きと同じ傾きで発光部２２に対して傾いている直線である。なお、他の部分については第１実施形態と同様であるのでその説明は省略する。

第２実施形態において、青色ＬＥＤ２２ａから発せられた光は、収納部２３の開口部２３ｂより反射部２４方向へ若干広がりながら進み、反射面２４ａで反射されて白色光に変換される。このとき、第２実施形態において反射面２４ａは軸線２６を中心として湾曲している。このため、開口部２３ｂより反射面２４ａに進む光軸に対して垂直な方向の断面が略円形であった光束は、反射面２４ａにより反射される際に、光軸（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ＸＹ平面内）の断面が略楕円形の光束（図５のＬａ）に変換される。図６は反射面２４ａにより反射されて被写体２５に照射される光を示した図であり、図示するように、反射面２４ａによって反射された光は、略楕円形の光束に変換され、被写体２５に照射される白色光２８の照射範囲は楕円形となる。

以上、第２実施形態によると、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を有する。
（１）反射面２４ａが湾曲しているため、被写体２５に照射される白色光２８の照射範囲を楕円にすることができ、照射範囲を、例えば、カメラの撮影画角に近い横長の形状とすることができる。
（２）反射面２４ａを湾曲させるだけで被写体２５に照射される白色光２８の照射範囲を楕円にすることができ、楕円形状の照射範囲を、複雑な光学系を備えず、また高精度な加工も要せず、低価格で実現することができる。

（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態の閃光装置３０の概略斜視図である。第３実施形態は、青色ＬＥＤ３２ａを有する発効部３２を内部に備える収納部３３が、反射部３４に正対して配置されている点が第２実施形態と異なる。すなわち、発光部３２から発する光の光軸３７ｂと反射部３４から反射される反射光の光軸３８ａとは互いに向きが異なる同一直線上にある。また、収納部３３は、透明な柱部材３９によって保持され、その柱部材３９は閃光装置３０の基台３６に固定されている。なお、他の構成は第２実施形態と同様であるため同様な部分の説明は省略する。

第３実施形態において、青色ＬＥＤ３２ａから発せられた光は、第２実施形態と同様に、収納部３３の開口部３３ｂより反射部３４方向へ若干広がりながら直進し、反射面３４ａで反射されて白色光に変換される。このとき、反射面３４ａは、第２実施形態と同様に湾曲している。このため、開口部３３ｂより進む光軸に対して垂直な方向の断面が略円形の光束は、反射面３４ａにより反射される際に、光軸に対して垂直な方向の断面が略楕円形の光束に変換される。

第３実施形態においては、反射面３４ａから反射される白色光３８の光軸３８ａ上に発光部３２及び収納部３３が配置されているが、これらは白色光３８の照射範囲に対して充分小さいため、陰が出たり、大きな光量落ちが発生したりすることはない。また、収納部３３を保持する柱部材３９も、白色光３８の照射範囲に対して充分小さいため反射光に対する影響は小さいが、さらに透明部材で製造されているため、反射光に対する影響はより小さい。

以上、第３実施形態によると、第１及び第２実施形態の効果に加え、以下の効果を有する。
（１）発光部３２が反射光（白色光３８）の光軸３８ａ上に配置されるため、閃光装置１０における反射光の光軸３８ａに対して垂直な方向（Ｙ方向）の大きさを第１及び第２実施形態の場合と比べて小さくすることができる。
（２）上述したように、収納部３３を保持する柱部材３９が透明部材で製造されているため、反射光に対する影響を小さくすることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態において閃光装置４０はカメラ１００に内蔵されている。図８はカメラ１００の構成を示した図である。カメラ１００は、撮影レンズ１０１と、撮影レンズ１０１から入射した被写体像を結像するＣＣＤ等の撮像素子１０２と、を備える。撮像素子１０２は撮影レンズ１０１によって結像された像を電気信号に変換するもので、撮像素子１０２には映像回路１０３が接続されている。映像回路１０３は撮像素子１０２の出力する電気信号を増幅し、デジタル信号に変換する。また、撮影レンズ１０１はシャッタ１０１ａを備え、シャッタ１０１ａはシャッタ制御回路１１０に接続されている。

映像回路１０３によってデジタル信号に変換された電気信号は、制御部１０４に出力される。この制御部１０４は、カメラ１００内における閃光装置４０の制御を含めたすべての動作を制御するもので、上述のシャッタ制御回路１１０を介してシャッタ１０１ａの開閉も行う。制御部１０４には、さらに操作検出回路１０５が接続され、操作検出回路１０５には電源スイッチ１０５ａ、レリーズスイッチ１０５ｂ等の操作スイッチが接続されている。

また、制御部１０４には、モニタ制御回路１０６を介してＬＣＤ等のモニタ１０７が接続されている。モニタ１０７は撮影画像を表示するとともに、カメラ１００の各種設定事項を表示可能であり、ユーザはモニタ１０７の画面に表示された設定モードにおいて各種設定を変更することができる。変更可能な設定の１つに、撮影する画像の縦横比（アスペクト比）がある。ユーザーは、複数の画像アスペクト比の設定メニュー（例えば「３：４」や「６：９」や「９：１６」など）の中から任意のものを選択することができる。

閃光装置４０は、カメラ１００の上部に着脱可能に設けられている。閃光装置４０の構成は、第２実施形態と略同様であるので、同様な部分の説明は省略する。第２実施形態の閃光装置２０と異なる点は、反射面４４ａの曲率を制御可能な反射面制御部１０８が備えられており、反射面４４ａの湾曲の曲率を変更することができる点である。反射面制御部１０８は制御部１０４に接続されている。本実施形態では、ユーザーによって上述のアスペクト比の中から任意のアスペクト比が選択されると、そのアスペクト比に応じた曲率が自動的に選択されて、反射面制御部１０８によりその選択された曲率に設定されるようになっている。なお、アスペクト比と反射面の曲率との関係は反射面制御部１０８の中に、テーブル化されて記憶されている。又、反射面制御部１０８を、アスペクト比とは無関係にユーザー操作により任意に動作制御させて、ユーザーが任意の曲率を設定できるようにしても良い。なお、この反射面制御部１０８は、カメラ本体側１００に設けても、内光装置４０側に設けても良い。

また、発光部４２の青色ＬＥＤ４２ａは青色ＬＥＤ駆動回路１０９に接続され、その青色ＬＥＤ駆動回路１０９は制御部１０４に接続されている。青色ＬＥＤ駆動回路１０９は、ユーザのレリーズスイッチ１０５ｂの操作に応じて、青色ＬＥＤ４２ａの点灯・消灯を制御する。閃光装置４０は、例えば、撮影時、セルフ時、赤目防止用の照明時、撮影前の測光時に発光されて被写体を照明する。

次に、カメラ１００の動作について説明する。ユーザは、まず、電源スイッチを１０５ａをオンにする。次いで、モニタ１０７において照射範囲の設定モードを選択する。その設定モードにおいてユーザは、照射される光束の縦横比を、所望により、例えば６×９や３×４に設定する。そうすると、制御部１０４を介して反射面制御部１０８が駆動され、反射面４ａの曲率が変更される。レリーズスイッチ１０５ｂを押すと、制御部１０４からの信号が青色ＬＥＤ駆動回路１０９に行き、シャッタ制御回路１１０によるシャッタ１０１ａの開閉動作に伴い、閃光装置４０が発光する。

このとき、青色ＬＥＤ４２ａから発せられた光は、収納部４３の開口部より反射部４４方向へ若干広がりながら進み、反射面４４ａで反射されて白色光に変換される。このとき、反射面４４ａは湾曲しているため、入射した光は、反射面４４ａにより反射される際に、光軸に対して垂直な方向の断面が略楕円形の光束に変換される。この略楕円形の光束の縦横比は、撮影画像のアスペクト比に応じた、あるいはユーザにより設定された所望の比率となる。

以上、第４実施形態によると、第２実施形態の効果に加え、以下の効果を有する。
（１）反射部４４の反射面４４ａの曲率を変更することができるので、白色光の照射範囲を所望の縦横比にすることができる。

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）上述した実施形態では、短波長光として青色ＬＥＤより発せられる青色光を用いた。しかし、本発明はこれに限らず、例えばより短い波長を有する紫光や紫外線であってもよい。
（２）上述した第１，２，４実施形態では、反射面を、発光部から発せられて反射面に入射した光束の光軸が略直角に方向転換するように、すなわち、入射角及び反射角が４５度になるように配置した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば入射角及び反射角が４５度より大きくなるように配置してもよく、また４５度より小さくなるように配置してもよい。
（３）第２実施形態から第４実施形態では、被写体に照射される光束を横方向に広げるように反射面を湾曲させる形態について説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、被写体に照射される光束が縦方向に広がるように反射面を湾曲させるようにしてもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

本発明の第１実施形態の閃光装置の概略図である。 第１実施形態において被写体に照射される白色光を示したもので 第１実施形態に対する比較形態における閃光装置の概略図である。 比較形態の場合において被写体に照射される光を示したものである。 本発明の第２実施形態の閃光装置の概略斜視図である。 反射面により反射されて被写体に照射される光を示した図である。 本発明の第３実施形態の閃光装置の概略斜視図である。 本発明の第４実施形態の閃光装置を備えるカメラの構成図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０：閃光装置、１２，２２，３２，４２：発光部、１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ：青色ＬＥＤ、１４，２４，３４，４４：反射部、１４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａ：反射面

Claims (5)

1. 短波長光を発光する発光部と、
   前記発光部より発光された前記短波長光を反射させる反射面上に前記短波長光を白色光に変換する蛍光材を有し、前記蛍光材によって前記短波長光から変換された白色光を被写体に照射する反射部と、
   を備えることを特徴とする閃光装置。
2. 請求項１に記載の閃光装置であって、
   前記反射面の曲率が可変であること、
   を特徴とする閃光装置。
3. 請求項１に記載の閃光装置であって、
   前記反射面の曲率を、撮影画像のアスペクト比に応じて可変であること、
   を特徴とする閃光装置。
4. 請求項１〜３に記載の閃光装置であって、
   前記発光部は、前記反射部に対して前記被写体と異なる方向に配置されていること、
   を特徴とする閃光装置。
5. 請求項１〜３に記載の閃光装置であって、
   前記発光部は、前記反射部に対して前記被写体と同じ方向に配置されていること、
   を特徴とする閃光装置。

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