JP2009265233A - 閃光発光装置及び撮像装置 - Google Patents

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JP2009265233A JP2008112472A JP2008112472A JP2009265233A JP 2009265233 A JP2009265233 A JP 2009265233A JP 2008112472 A JP2008112472 A JP 2008112472A JP 2008112472 A JP2008112472 A JP 2008112472A JP 2009265233 A JP2009265233 A JP 2009265233A
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Abstract

【課題】バウンス機能を有して配光特性に優れた小型の閃光発光装置を提供する。
【解決手段】閃光発光部と光学部材の間の狭い空間に、導光板と反射板からなる導光部材を挿入・退避可能とする。閃光発光部からの射出光束を導光部材によって入射面と垂直方向に導光し、通常閃光発光装置をバウンス可能な閃光発光装置に変換する。
【選択図】図3

Description

本発明は、閃光発光装置及び撮像装置に関する。
光源である閃光発光管から射出される光を反射傘(リフレクタ)を介して射出する閃光発光装置は従来から知られており、バウンス機能を有する閃光発光装置も知られている。近年、バウンス機能を有して配光特性に優れた小型の閃光発光装置の需要は益々高まっている。
従来の閃光発光装置におけるバウンス化手段として、閃光発光管の前方を覆う位置と退避する位置とに移動可能な回折格子により、閃光発光装置の発光部の照射方向及び配光角を変更する光学系が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、ミラーを補助光の光路上に配置し、補助光を被写体から離れた方向に向けて反射させるバウンス位置と、補助光の光路上から退避する退避位置に回転移動させる回転移動機構を有する光学系も知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開平06−242498号公報 特開2005−70303号公報
しかしながら、特許文献1は、光束の照射方向を変えるために回折格子を用いているが、これでは、被写体の正面に向かう光束が残ってしまい、比較的強度の弱いバウンス光と比較的強度の強い直接光とが混合するために配光強度ムラを生じやすい。また、特許文献2は、回転移動機構が大きなスペースを必要とするため、撮像装置の外側に大きく張り出すという問題がある。
そこで、本発明は、バウンス機能を有して配光特性に優れた小型の閃光発光装置を提供することを例示的な目的とする。
本発明の一側面としての閃光発光装置は、閃光を発光する光源と、前記光源の周りに配置されて、前記光源からの前記閃光を反射するリフレクタと、前記光源及び前記リフレクタから射出された前記閃光を透過する発光パネルと、を有する閃光発光部を有する閃光発光装置において、前記光源からの前記閃光を前記リフレクタの光軸とは垂直な方向に導光する光学部材と、前記閃光発光部の前記リフレクタと前記発光パネルとの間の挿入位置と、前記閃光発光部の前記リフレクタと前記発光パネルとの間から退避した退避位置と、の間で前記光学部材を前記方向に沿って移動する移動手段と、を設け、前記光学部材が前記挿入位置にある時にバウンス発光を行い、前記光学部材が前記退避位置にある時に前記閃光発光部による閃光発光を行うことを特徴とする。
本発明によれば、バウンス機能を有して配光特性に優れた小型の閃光発光装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図1〜図5は、実施例1の閃光発光装置を内蔵したいわゆるデジタルコンパクトカメラ(撮像装置)を示している。図1はカメラの正面図、図2はカメラの斜視図である。X方向はカメラの幅方向、Y方向はカメラの長さ方向、Z方向はカメラの高さ方向である。
図1及び図2において、1はカメラ本体、2はカメラ本体1の前面ほぼ中央に設けられた撮影レンズ鏡筒部、3はカメラ本体1の上部向かって右側に配置された閃光発光装置、4はレリーズボタン、5はカメラの各種モードを切り替える操作ボタンである。また、6は外光の明るさを測定する測光装置の覗き窓、7はファインダーの覗き窓である。なお、本発明の閃光発光装置が搭載される撮像装置は、図1及び図2に示すデジタルコンパクトカメラに限定されず、一眼レフカメラやビデオカメラなど他の撮像装置であってもよい。
以下、図3〜図5を参照して、閃光発光装置3について説明する。図3は、閃光発光装置3のバウンス時の状態を示す概略断面図であり、図4は、閃光発光装置3の通常の閃光発光時(非バウンス時)の状態を示す概略断面図である。図5は、図3の部分拡大図であり、代表光線の光線追跡図も合わせて示している。X方向は閃光発光装置3の幅方向、Y方向は閃光発光装置3の長さ方向、Z方向は閃光発光装置3の高さ方向である。特に、+X方向は、閃光発光装置3が閃光(光)を発光する前方方向であり、−X方向は後方方向となる。Y方向は左右方向であり、+Z方向は上方方向となる。
図3〜図5において、11は光源としてのY方向に延びる円筒直管形状の閃光発光管(キセノン管)であり、閃光を発光する。12は閃光発光管11から射出した光束のうち光軸L方向の後方及び上下方向に向かう成分を前方に反射させる反射傘(リフレクタ)である。反射傘12は、閃光発光管11の周りに配置されて、閃光発光管11の円筒形状の中心線に沿って延び、閃光発光管11からの閃光(光)を前方に反射する。反射傘12は、内面が高反射率面で形成された光輝アルミ等の金属材料又は内面に高反射率の金属蒸着面が形成された樹脂材料等で構成されている。反射傘12の光軸Lの方向はX方向であるため、光軸Lに垂直な方向はY及びZ方向となる。反射傘12は、断面形状が、円、楕円、非球面その他の曲面形状を有する。反射傘12の光軸Lと撮像レンズ鏡筒2の撮像レンズの光軸は共にX方向に平行である。
13は、閃光発光管11及び反射傘12から射出された閃光を透過する透明体で形成された断面L字形状の光学部材(発光パネル)である。光学部材13の正面側には、反射傘12の射出開口を覆い、反射傘12の射出部の前方に配置され、図1及び図2に示すように、閃光発光管11及び反射傘12からの射出光を集光させるフレネルレンズ部13aが形成されている。また、光学部材13は、導光部材14からの射出光束の全てを透過できるように上方まで回り込み、上方にも別光路からなる光射出部13bを有する。光学部材13は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の透過率の高い光学用有機高分子材料を使用している。
閃光発光管11、反射傘12及び光学部材13は通常の閃光発光部を構成する。
閃光発光装置3は、閃光発光管11からの閃光を反射傘12の光軸Lとは垂直な方向(+Z方向)に導光する光学部材を更に有する。光学部材は、閃光発光管11側(光源側)に配置され、透明体からなる導光部材14と、導光部材14の入射面14aとは反対側に配置された反射部材15と、を有する。
導光部材14は、反射傘12と光学部材13との間の挿入位置に進退自在に配置される。導光部材14は、閃光発光管11からの直接光と反射傘12による反射光をその入射面14aで受光する。即ち、入射面14aは、反射傘12の射出開口を覆うように構成されている。導光部材14の被写体側(入射面14aと反対側)には、微細なプリズム部(反射手段)14bが形成され、更にその外側には、断面L字形状の反射部材15が配置されている。
反射部材15は、導光部材14に対向する平面状の反射部15aによって不要な光束を光源側へ再入射させて光利用効率を向上させると共に、光源からの射出光束が直接被写体に照射されるのを防止している。なお、導光部材14と反射部材15は一体的に構成され、Z方向に移動手段16によって移動可能である。反射部材15は、折り曲げ部15bを更に有する。折り曲げ部15bは導光部材14の下側の端面(導光部材14が閃光を射出する端面14cとはZ方向に沿って反対側の端面)を覆い、不要な端面からの光束の射出による光損失を抑えている。入射面14aと反射部15aは平行で光軸Lに垂直である。
本実施例は、移動手段16を反射部材15の折り曲げ部15bに接続しているが、その位置は限定されない。例えば、退避方向は下側ではなく側方又は上側であってもよい。移動手段16は、このように反射傘12の光軸Lに垂直な方向(本実施例ではZ方向)に沿って光学部材(14、15)を移動させ、回転を伴わないので移動機構は省スペースとなり、小型化を損なわない。
カメラは、動作モードとしてストロボオートモード(通常の閃光発光モード(ノーマルモード)、バウンスモード)を設定可能なモード設定部を操作ボタン5に備えている。ストロボオートモードに設定されるとレリーズボタン4がユーザーによって押された後に、測光装置で測定された外光の明るさと、装填されたフィルムやCCD等の撮像素子の感度とに応じて閃光発光装置3を発光させるか否かを不図示のCPUが判断する。CPUが撮影状況下において閃光発光装置3を発光させると判断した場合、CPUは発光信号を出力し、不図示の発光制御回路から閃光発光管11を発光させる。
その際、モード設定部が通常の閃光発光モード(ノーマルモード)を設定していれば、図4に示すように、移動手段16は導光部材14と反射部材15を反射傘12と光学部材13との間から退避した退避位置(非バウンス位置)に移動する。閃光発光管11から射出した光束のうち後方及び上下方向に射出された光束は反射傘12で反射し、また、前方に射出した光束は光学部材13に直接に入射してフレネルレンズ部13aで所定の配光特性に変換された後、被写体側に照射される。
一方、モード設定部がバウンスモードを設定していれば、図3に示すように、移動手段16は、導光部材14と反射部材15を反射傘12と光学部材13との間の挿入位置(バウンス位置)に移動させる。これにより、入射面14aから入射した光束は、導光部材14のプリズム部14bの全反射作用によって、閃光発光管11からの射出光束を図中上方の導光部材14の端面14cに導くことができる。このとき、反射部材15が、導光部材14によって上方に導けない光束を、再度光源側に戻すことができる。
反射部材15が光源側に戻した光束は、反射傘12によって導光部材14の入射面14aから再度入射し、導光部材14の端面14cに導かれる。この繰り返しによって、閃光発光管11から射出した光束はそのほとんどを導光部材14の端面14cに導くことができる。なお、導光部材14に入射した光束は、導光部材14の各端面に導かれるが、プリズム部14bの作用により、特に上方に導かれる光束を増加させることができる。
実施例1は、バウンス時に導光部材14の端面14cを介して光射出部13bに光束を導いている。また、実施例1は、反射部材15の折り曲げ部15bで導光部材14の下側の端面を覆い、不要な端面からの光束の射出による光損失を抑えている。この結果、光束の射出面は上方の端面14cのみに限定され、狭い射出面に光束を集中させることができる。
以下、図5を参照して、光線追跡の様子を説明する。閃光発光管11の中心部付近から射出した光束を代表光線として説明する。閃光発光管11から射出した光束は導光部材14の入射面14aから入射し、入射面で屈折した後、裏面に形成したプリズム部14bで全反射して端面14cに導かれる。導光中は、入射面14a側での全反射とプリズム部14bの全反射を繰り返して端面14cに到達し、端面14cから上方に射出される。導光部材14を射出した光束は、光学部材13の上方の光射出部13bより射出し、バウンス光として機能する。このように、薄い導光部材14の出し入れという簡単な動作で、通常の閃光発光装置を、バウンス機能を有する閃光発光装置に変換させることが可能となる。
導光部材14及び反射部材15は、閃光発光装置3の光学系の中で十分に薄くスペースを取らないため、小型化に寄与する。また、バウンス時に、反射部材15が、正面への光漏れを防止するので配光ムラのないバウンス発光を実現することができる。
本実施例では、透明な平板部材の導光部材14の表面(入射面14aと反対の面)に微細なプリズム部14bを形成して光束を上方の端面14cに導いているが、導光部材14の構成は本実施例の形状に限定されない。例えば、導光部材14の厚みを変化させ、上方に向かうにつれて(端面14cに向かって)徐々に厚くする構成であってもよい。また、導光部材14の表面(入射面14aと反対の面)を一部拡散面(反射手段)として、導光部材14の端面14cに向かって光束の一部を向かわせる構成を採用してもよい。更に、導光部材14の材料そのものの中に、指向性を持たせる物質を含めてもよい。
また、反射部材15の構成も本実施例の平面形状に限定せず、再入射後の光束が導光部材14の端面14cに向かうような反射面形状(断面鋸形状など)としてもよい。
図6〜図10は、実施例2の閃光発光装置を内蔵したいわゆるデジタルコンパクトカメラ(撮像装置)を示している。図6はカメラの正面図、図7はカメラの斜視図である。X方向はカメラの幅方向、Y方向はカメラの長さ方向、Z方向はカメラの高さ方向である。
実施例2は、バウンスの方向を上方のみに限定した実施例1とは異なり、上方に加えて左右方向にもバウンスさせる例である。この構成は、周囲の壁の色が白色であるという環境が整えば、バウンス光の方向が天井方向に限定されず、不自然な影の少ないより自然なバウンス撮影が可能となる。
図6及び図7において、21はカメラ本体、22はカメラ本体21の前面ほぼ中央に設けられた撮影レンズ鏡筒部、23はカメラ本体21の上部向かって右側に配置された閃光発光装置、24はレリーズボタンである。また、25はカメラの各種モードを切り替える操作ボタン、26は外光の明るさを測定する測光装置の覗き窓、27はファインダーの覗き窓である。なお、本発明の閃光発光装置が搭載される撮像装置は、図6及び図7に示すデジタルコンパクトカメラに限定されず、一眼レフカメラやビデオカメラなど他の撮像装置であってもよい。
以下、図8〜図10を参照して、閃光発光装置23について説明する。図8は、閃光発光装置23のバウンス時の状態を示す概略断面図であり、図9は、閃光発光装置23の通常の発光時(非バウンス時)の状態を示す概略断面図である。図10は、図7のAA断面図であり、閃光発光装置23の閃光発光管31の軸方向で切った横断面図である。X方向は閃光発光装置23の幅方向、Y方向は閃光発光装置23の長さ方向、Z方向は閃光発光装置23の高さ方向である。特に、+X方向は、閃光発光装置23が閃光(光)を発光する前方方向であり、−X方向は後方方向となる。Y方向は左右方向であり、+Z方向は上方方向となる。
閃光発光装置23は、発光部をカメラ本体21から突出させ、左右の壁面に向かってバウンス光を照射しやすいように構成されている。31は光源としてのY方向に延びる円筒直管形状の閃光発光管(キセノン管)であり、閃光を発光する。32は閃光発光管31から射出した光束のうち光軸L方向の後方及び上下方向に向かう成分を前方に反射させる反射傘(リフレクタ)である。反射傘32は、閃光発光管31の周りに配置されて、閃光発光管31の円筒形状の中心線に沿って延び、閃光発光管31からの閃光(光)を前方に反射する。反射傘32は、内面が高反射率面で形成された光輝アルミ等の金属材料又は内面に高反射率の金属蒸着面が形成された樹脂材料等で構成されている。反射傘32の光軸Lの方向はX方向であるため、光軸Lに垂直な方向はY及びZ方向となる。反射傘32は、断面形状が、円、楕円、非球面その他の曲面形状を有する。反射傘32の光軸Lと撮影レンズ鏡筒部22の撮影レンズの光軸は共にX方向に平行である。
33は、閃光発光管31及び反射傘32から射出された閃光を透過する透明体で形成された断面L字形状の光学部材(発光パネル)である。光学部材33の正面側には、反射傘32の射出開口を覆い、反射傘32の射出部の前方に配置され、図6及び図7に示すように、閃光発光管31からの射出光を集光させるフレネルレンズ部33aが形成されている。また、光学部材33は、導光部材34からの射出光束の全てを透過できるように上方まで回り込むと同時に左右方向はカメラ本体21から張り出しており、上方に別光路からなる光射出部33bを有すると共に側方にも別光路からなる光射出部33c(図10)を有する。光学部材33は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の透過率の高い光学用有機高分子材料を使用している。
閃光発光管31、反射傘32及び光学部材33は通常の閃光発光部を構成する。
閃光発光装置23は、閃光発光管31からの閃光を反射傘32の光軸Lとは垂直な方向(+Z方向)に導光する光学部材を更に有する。光学部材は、閃光発光管31側(光源側)に配置され、透明体からなる導光部材34と、導光部材34の入射面34aとは反対側に配置された反射部材35と、を有する。
導光部材34は、反射傘32と光学部材33との間に進退自在に配置される。導光部材34は、閃光発光管31からの直接光と反射傘32による反射光をその入射面34aで受光する。即ち、入射面34aは、反射傘32の射出開口を覆うように構成されている。
導光部材34の被写体側(入射面34aと反対側)には、断面L字形状の反射部材35が配置されている。反射部材35は、導光部材34に対向する階段状に傾斜した複数の反射面35aによって不要な光束を導光部材34や光源側へ再入射させて光利用効率を向上させると共に、光源からの射出光束が直接被写体に照射されるのを防止している。なお、導光部材34と反射部材35は一体的に構成され、Z方向に移動手段36によって移動可能である。なお、図9は、便宜上、移動手段36を省略している。反射部材35は、折り曲げ部35bを更に有する。折り曲げ部35bは導光部材34の下側の端面(導光部材34が閃光を射出する端面34cとはZ方向に沿って反対側の端面)を覆い、不要な端面からの光束の射出による光損失を抑えている。入射面34aは光軸Lに垂直である。
本実施例は、移動手段36を反射部材35の折り曲げ部35bに接続しているが、その位置は限定されない。例えば、退避方向は下側ではなく側方又は上側であってもよい。移動手段36は、このように反射傘32の光軸Lに垂直な方向(本実施例ではZ方向)に沿って光学部材(34、35)を移動させ、回転を伴わないので移動機構は省スペースとなり、小型化を損なわない。
カメラは、動作モードとしてストロボオートモード(通常の閃光発光モード(ノーマルモード)、バウンスモード)を設定可能なモード設定部を操作ボタン25に備えている。ストロボオートモードに設定されるとレリーズボタン24がユーザーによって押された後に、測光装置で測定された外光の明るさと、装填されたフィルムやCCD等の撮像素子の感度とに応じて閃光発光装置23を発光させるか否かを不図示のCPUが判断する。CPUが撮影状況下において閃光発光装置23を発光させると判断した場合、CPUは発光信号を出力し、不図示の発光制御回路から閃光発光管31を発光させる。
その際、モード設定部が通常の閃光発光モード(ノーマルモード)を設定していれば、図9に示すように、移動手段36は導光部材34と反射部材35を反射傘32と光学部材33との間から退避した退避位置(非バウンス位置)に移動する。閃光発光管31から射出した光束のうち後方及び上下方向に射出された光束は反射傘32で反射し、また、前方に射出した光束は光学部材33に直接に入射してフレネルレンズ部33aで所定の配光特性に変換された後、被写体側に照射される。
一方、モード設定部がバウンスモードを設定していれば、図8に示すように、移動手段36は、導光部材34と反射部材35を反射傘32と光学部材33との間の挿入位置(バウンス位置)に移動させる。これにより、入射面34aから入射した光束は、導光部材34が楔状(台形形状)に上方に向かうにつれて徐々に厚くなるように構成されているため、徐々に導光部材の厚い方向、即ち、上方に導かれる。また、反射部材35の反射面35aで反射した光束が導光部材34に入射した際には、導光部材に入射する角度が大きくなり、導光部材34内で全反射して上方に導かれる可能性が高くなる。このように、導光部材34を楔状とし、導光部材34の入射面34aと反対側に導光部材34への入射角度が大きくなるような傾斜を持った反射面35aを配置することで、光源からの光束を導光部材34の端面34cに導き易くしている。このとき、反射部材35が、導光部材34によって上方に導けない光束を、再度光源側に戻すことができる。
反射部材35が光源側に戻した光束は、反射傘32によって導光部材34の入射面34aから再度入射し、導光部材34の端面34cに導かれる。この繰り返しによって、閃光発光管31から射出した光束はそのほとんどを導光部材34の端面34cに導くことができる。本実施例では、実施例1と同様に、折り曲げ部35bを使用して光束を再度戻す構成をとっているので、不要な端面からの光束の射出による光損失を極力抑えることができる。
以下、図10を参照して、光源から射出された光束のうち左右方向にバウンスする構成について説明する。実施例2では、図10の矢印で示すように、バウンス光は上方だけでなく左右方向にも左右の端面34dを介して射出する。導光部材34から射出された光束は、光学部材33の光射出部33cから射出した後、カメラの側方に位置する壁面でバウンスした後、被写体に照射される。このように、薄い導光部材の出し入れという簡単な動作で、通常の閃光発光装置を、上方と左右方向の3方向へのバウンス発光が可能な閃光発光装置に変換させることが可能となる。
導光部材34及び反射部材35は、閃光発光装置3の光学系の中で十分に薄くスペースを取らないため、小型化に寄与する。また、バウンス時に、反射部材35が、正面への光漏れを防止するので配光ムラのないバウンス発光を実現することができる。
実施例1のカメラの正面図である。 図1に示すカメラの斜視図である。 図1に示す閃光発光装置のバウンス時の状態を示す概略断面図である。 図1に示す閃光発光装置の非バウンス時の状態を示す概略断面図である。 図3の部分拡大断面図である。 実施例2のカメラの正面図である。 図6に示すカメラの斜視図である。 図6に示す閃光発光装置のバウンス時の状態を示す概略断面図である。 図7に示す閃光発光装置の非バウンス時の状態を示す概略断面図である。 図7に示すAA断面図である
符号の説明
1、21 カメラ本体
2、22 撮影レンズ鏡筒部
3、23 閃光発光装置
4、24 レリーズボタン
11、31 閃光発光管
12、32 反射傘
13、33 光学部材
14、34 導光部材
15、35 反射部材
16、36 移動手段

Claims (10)

  1. 閃光を発光する光源と、前記光源の周りに配置されて、前記光源からの前記閃光を反射するリフレクタと、前記光源及び前記リフレクタから射出された前記閃光を透過する発光パネルと、を有する閃光発光部を有する閃光発光装置において、
    前記光源からの前記閃光を前記リフレクタの光軸とは垂直な方向に導光する光学部材と、
    前記閃光発光部の前記リフレクタと前記発光パネルとの間の挿入位置と、前記閃光発光部の前記リフレクタと前記発光パネルとの間から退避した退避位置と、の間で前記光学部材を前記方向に沿って移動する移動手段と、
    を設け、
    前記光学部材が前記挿入位置にある時にバウンス発光を行い、
    前記光学部材が前記退避位置にある時に前記閃光発光部による閃光発光を行うことを特徴とする閃光発光装置。
  2. 前記光学部材は、
    前記光源側に配置され、透明体からなる導光部材と、
    前記導光部材の入射面とは反対側に配置された反射部材と、
    を有することを特徴とする請求項1に記載の閃光発光装置。
  3. 前記導光部材は、前記入射面と反対側の面に、全反射によって前記方向に前記閃光を導光する反射手段を有することを特徴とする請求項2に記載の閃光発光装置。
  4. 前記導光部材は平板部材であることを特徴とする請求項2又は3に記載の閃光発光装置。
  5. 前記導光部材は、前記光源からの前記閃光を導光する方向に沿って厚さが増加していることを特徴とする請求項2に記載の閃光発光装置。
  6. 前記反射部材は前記導光部材に対向する平面状の反射面を有することを特徴とする請求項2〜5のうちいずれか一項に記載の閃光発光装置。
  7. 前記反射部材は、前記導光部材と対向する階段状に傾斜した反射面を有することを特徴とする請求項2〜6のうちいずれか一項に記載の閃光発光装置。
  8. 前記反射部材は、前記導光部材が前記閃光を射出する端面とは前記方向に沿って反対側の端面を覆うような断面L字形状を有することを特徴とする請求項2〜7のうちいずれか一項に記載の閃光発光装置。
  9. 前記発光パネルは、前記光学部材から射出された光を射出する光射出部を有することを特徴とする請求項1に記載の閃光発光装置。
  10. 請求項1〜9のうちいずれか一項に記載の閃光発光装置を有することを特徴とする撮像装置。
JP2008112472A 2008-04-23 2008-04-23 閃光発光装置及び撮像装置 Pending JP2009265233A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2022510172A (ja) * 2018-12-05 2022-01-26 肯維捷斯(武漢)科技有限公司 携帯型顕微結像装置

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