JP2010066464A - 照明装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性が高く、光源からの光を効率良く必要照射範囲に導くことができる照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置６は、光源９と、該光源からの光を少なくとも透過させる光学部材と、それぞれ光源よりも光学部材側に延び、該光源からの光を反射して光学部材に入射させる第１及び第２の反射部８ｃを含み、該第１及び第２の反射部の間に光を通過させる開口８ｈを有する反射部材８とを有する。光学部材の光入射側の面における該開口に面する領域７ｍよりも外側の領域には、第１及び第２の反射部の端部から離れるように凹んだ凹部７ｃが形成されている。該凹部は、光源からの光のうち反射部で反射されずに該凹部に入射した光を、光学部材の射出面７ｎに向けて屈折させる屈折面７ｃ１を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置等の光学機器に好適な照明装置であって、光源からの光を反射する反射部材を備えた照明装置に関する。

上記のような照明装置は、例えば、デジタルカメラ等の撮像装置のフラッシュとして用いられる。照明装置には、放電発光管等の光源からの光を透過させながらその照射範囲を制御するフレネルレンズ等の光学部材や、光源からの光の一部を光源に戻すように又は光学部材に導くように反射する反射傘が用いられる。

特許文献１には、光源の中心よりも後側の部分を光源の中心を焦点とする楕円形状に形成し、光源の中心よりも前側の部分を光源を中心とする円筒形状に形成した反射部材を有する照明装置が開示されている。

このような照明装置を搭載する撮像装置等の光学機器の小型化に伴い、照明装置自体にも小型化が求められている。
特許第３５４４０６６号公報

しかしながら、照明装置の小型化により、放電発光管等の光源及び反射部材の前側の部分が光学部材に近接し、光学プラスチックにより形成された光学部材が溶けるおそれが生じる。また、撮像装置の筐体が金属により形成されている場合には、光源と筐体との間の沿面距離が小さくなり、光源から筐体への電気的なリークが発生し易くなる。

耐熱性を有する光学部材によって光源及び反射部材を覆うように構成することで、熱や沿面距離の問題を回避することは可能である。しかし、この場合、光学部材における射出領域の周囲において光源からの光が分散してしまい、必要とされる照射範囲に効率良く光を導くことができなくなるおそれがある。

本発明は、耐熱性が高く、光源からの光を効率良く必要照射範囲に導くことができるようにした照明装置及びこれを有する撮像装置を提供する。

本発明の一側面としての照明装置は、光源と、該光源からの光を少なくとも透過させる光学部材と、それぞれ光源よりも光学部材側に延び、該光源からの光を反射して光学部材に入射させる第１の反射部と第２の反射部を含み、該第１及び第２の反射部の間に光を通過させる開口を有する反射部材とを有する。光学部材の光入射側の面における該開口に面する領域よりも外側の領域には、第１及び第２の反射部の端部から離れるように凹んだ凹部が形成されている。そして、該凹部は、光源からの光のうち反射部で反射されずに該凹部に入射した光を、光学部材の射出面に向けて屈折させる屈折面を含むことを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としての照明装置は、光源と、該光源からの光を少なくとも透過させる光学部材と、光源よりも光学部材側に延び、該光源からの光を反射して光学部材に入射させる反射部を含む反射部材とを有する。光学部材の光入射側の面における反射部で反射した光が入射する領域よりも外側の領域には、反射部の端部から離れるように凹んだ凹部が形成されている。そして、該凹部は、光源からの光のうち反射部で反射されずに該凹部に入射した光を、光学部材の射出面に向けて屈折させる屈折面を含むことを特徴とする。

なお、上記照明装置からの光によって照明された被写体を撮像する撮像装置も本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、光学部材の光入射側の面に反射部の端部から離れるように凹んだ凹部を形成することで、高温になる反射部の端部を光学部材に近接させることができ、照明装置を小型化することができる。しかも、凹部に屈折面を設けることで、光源からの光のうち反射部で反射されず。光学部材における反射部材の開口に面する領域（入射面）にも入射しない光を光学部材の射出面を通して必要照射範囲に導くことができる。これにより、光源からの光の利用効率を高めることができる。

そして、このような小型で効率の良い照明装置を撮像装置に搭載することで、被写体を良好に照明可能な小型の撮像装置を実現することができる。

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。

図７には、本発明の実施例である照明装置としてのフラッシュユニットを有するデジタルスチルカメラ（撮像装置又は光学機器）の外観を示している。

１はカメラの外装部材である筐体であり、２は不図示の撮像光学系を収容したレンズ鏡筒である。３は電源ボタンであり、４はレリーズボタンである。５はカメラの撮影モード等を変更するための選択レバーであり、６は上記フラッシュユニットである。

このように構成されたカメラは、暗い被写体をフラッシュユニット６からの光で照明して、該被写体を撮像する。これにより、良好な撮影画像を得ることができる。

図１、図２、図３及び図４には、フラッシュユニット６及びその周辺の構成を示している。

フレキシブル基板１６には、フラッシュユニット６の光源であるキセノン管（Ｘｅ管：放電発光管）９を発光させるための電気回路を構成する電気素子が実装されている。また、フレキシブル基板１６に形成されている穴部１６ｂの周囲には、不図示のランドが形成されている。該穴部１６ｂには、メインコンデンサ１５の端子１５ａが通され、該端子１５ａがランドに半田付けされている。

さらに、フレキシブル基板１６には、リード線１６ｃ、リード線１６ｄ及びコネクタ付きリード線１６ｆが接続されている。フレキシブル基板１６は、フラッシュベース部材１１に形成されたボス１１ｆがフレキシブル基板１６に形成された穴部１６ａに挿入されることでフラッシュベース部材１１に対して位置決めされ、両面テープ等によってフラッシュベース部材１１に固定される。

フラッシュユニット６において、Ｘｅ管９は、反射傘（反射部材）８の内側に形成された穴部８ｂ内に配置される。円筒直管形状を有するＸｅ管９の長手方向の両端は、耐熱性及び絶縁性を有するシリコンゴムリング１０に形成された穴部１０ａに挿入される。ゴムリング１０は、反射傘８における穴部８ｂの両端に当接する。これにより、Ｘｅ管９が反射傘８に対して位置決めされた状態で反射傘８により保持される。

以下の説明において、フラッシュユニット６から被写体に向けて光が射出する方向（光照射方向又は照射光軸方向）を前方又は前側といい、その反対側を後方又は後側という。

反射傘８は、Ｘｅ管９から射出した光を反射する。反射傘８は、その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その内面に高反射率の金属蒸着面が形成された樹脂材料によって形成されている。

フレキシブル基板１６に接続されたリード線１６ｃ，１６ｄの端部はそれぞれ、Ｘｅ管９の長手方向両端に設けられた電極９ａに半田付けされる。

Ｘｅ管９を保持した反射傘８は、光学部材としてのプリズムパネル７によって保持される。プリズムパネル７は、図１に示すように、その長手方向に直交する断面において、Ｘｅ管９と反射傘８のうちＸｅ管９の中心よりも後側の位置から前側の部分を覆う形状に形成されている。

プリズムパネル７の上面及び下面には、リブ７ｂが形成されており、該上下のリブ７ｂに反射傘８の上下の面８ｃが当接することで、Ｘｅ管９及び反射傘８は上下方向においてプリズムパネル７により保持される。また。反射傘８の長手方向両端に形成されたリブ８ａがプリズムパネル７の長手方向両端に形成された不図示のリブに対して適度なクリアランスを設けて対向することで、Ｘｅ管９及び反射傘８の長手方向（左右方向）での保持がなされる。プリズムパネル７は、光を透過させる透光性材料により形成されている。透光性材料としては、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が好ましい。

プリズムパネル７の長手方向両端に形成された突起部７ａは、フラッシュベース部材１１の同方向の両側に形成された壁部１１ａに当接する。これにより、プリズムパネル７（つまりはフラッシュユニット６）のフラッシュベース部材１１に対する左右方向の位置決めがなされる。また、プリズムパネル７の下面の後端に形成されたリブ７ｄが、フラッシュベース部材１１上に形成された溝部１１ｉに挿入されることで、フラッシュユニット６のフラッシュベース部材１１に対する前後方向での位置決めがなされる。

フラッシュベース１１上に形成された凹部１１ｃには、反射傘８の背面８ｄに対向するようゴムプレート１２が挿入される。ゴムプレート１２と反射傘８の背面８ｄとの間には、フレキシブル基板１６に形成された反射傘接続部１６ｅが挟み込まれる。ゴムフレート１２は、その弾性力によって反射傘接続部１６ｅを反射傘８の背面８ｄに押圧する。反射傘接続部１６ｅは、Ｘｅ管９の発光（放電）を開始させるためのトリガー電圧を、反射傘８を介してＸｅ管９の表面のネサコート部に供給する。

フラッシュカバー１３は、フラッシュユニット６の上面を覆うようにフラッシュベース部材１１に取り付けられる。このとき、フラッシュカバー１３に形成された不図示の２つの穴部にフラッシュベース部材１１に形成された２つのボス１１ｂが挿入される。フラッシュベース部材１１に形成された爪１１ｄ，１１ｅが、フラッシュカバー１３に形成された穴部１３ａ，１３ｂに係合することで、フラッシュカバー１３がフラッシュベース部材１１に固定される。フラッシュカバー１３に形成された溝部１３ｄにプリズムパネル７に形成されたリブ７ｅが挿入されることで、フラッシュユニット６のフラッシュカバー１３及びフラッシュベース１１に対する前後方向での位置決めがなされる。

フラッシュプレート１４は、レンズ鏡筒２や不図示の画像処理／システム制御回路が形成されたメイン基板を保持する不図示のメインシャーシにネジ止めされることで、フラッシュベース部材１１をメインシャーシに対して固定する役割を有する。このフラッシュプレート１４は、フラッシュベース部材１１の側面に取り付けられる。このとき、フラッシュプレート１４に形成された穴部１４ａには、フラッシュベース１１に形成されたボス１１ｇが挿入される。フラッシュプレート１４は、穴部１４ｂとフラッシュベース１１に形成されたビス下穴部１１ｂとにビスが挿入されて締め込まれることで、フラッシュベース部材１１に固定される。さらに、フラッシュカバー１３に形成された爪１３ｃは、フラッシュプレート１４に形成された穴部１４ｃに係合する。

フレキシブル基板１６に接続されたコネクタ付きリード線１６ｆのコネクタ１６ｇは、上述したメイン基板に実装されたコネクタに接続される。これにより、メイン基板からフレキシブル基板１６への電源や信号の供給が可能となる。

次に、図５を用いて、フラッシュユニット６のより詳しい構成と光学作用について説明する。

反射傘８は、Ｘｅ管９の中心（以下、光源中心という）より後側の楕円部８ｅと、光源中心よりも前側において上下に形成された円筒部８ｆとを有する。さらに、反射傘８は、それぞれ上下の円筒部８ｆよりも前側（光学部材側、すなわちフラッシュパネル側）に延びるように形成された上下のテーパ部（反射部、第１の反射部及び第２の反射部）８ｇを有する。

Ｘｅ管９から後方及び上下方向に射出された光は楕円部８ｅ及び上下の円筒部８ｆにより反射されてＸｅ管９に戻される。また、Ｘｅ管９から上下斜め前方に射出された光（以下、第１の光という）は、上下のテーパ部８ｇによって反射されて、該上下のテーパ部８ｇの間に形成された開口幅Ｈを有する開口８ｈを通過してプリズムパネル７に向かう。Ｘｅ管９から前方に射出した光（以下、第２の光という）は、反射傘８で反射されずに開口８ｈを通過してプリズムパネル７に向かう。

フラッシュパネル７は、上記開口８ｈに対向する領域に入射面７ｍを有し、さらに該入射面７ｍの前方に射出面７ｎを有する。すなわち、フラッシュパネル７は、Ｘｅ管９からの光を少なくとも透過させる。

上記第１の光及び第２の光は、入射面７ｍからフラッシュパネル７内に入射する。また、フラッシュパネル７における入射面７ｍと射出面７ｎの間の上下には、入射面７ｍから入射した光の一部を内部全反射により射出面７ｎに導く内面反射面（以下、全反射面という）７ｏが形成されている。フラッシュパネル７に入射した光は、入射面７ｍ及び射出面７ｎでの屈折と全反射面７ｏでの反射により集光されて、被写体側の必要照射範囲に均一な配光分布で照射される。フラッシュパネル７のうち入射面７ｍ、射出面７ｎ及び全反射面７ｏで囲まれた領域を集光部という。

また、フラッシュパネル７の光入射側の面における開口８ｈに面する領域（すなわち、入射面７ｍ）よりも上下方向外側の領域には、上下のテーパ部８ｇの前端部から離れるように凹んだ凹部７ｃが形成されている。これらの凹部７ｃは、フラッシュパネル７の光入射側の面における上下のテーパ部８ｇで反射した光が入射する領域よりも上下方向外側の領域に設けられている。凹部７ｃは、図６の断面において、Ｖ溝形状を有する。

ここで、図６には、フラッシュパネル７に凹部７ｃが形成されていないフラッシュユニットを比較例として示している。Ｘｅ管９から上述した「上下斜め前方」と「前方」との間に射出された光（例えば、光線ａ：以下、この光を第３の光という）は、テーパ部８ｇで反射されずにフラッシュパネル７の光入射側の面における入射面７ｍよりも上下方向外側の領域に入射する。そして、この第３の光は、フラッシュパネル７の光射出側の面における射出面７ｎよりも上下方向外側の領域から外部に射出する。第３の光は、フラッシュパネル７の集光部での集光作用を受けないため、必要照射範囲外に照射される。このため、必要照射範囲に照射される光量が低下し、フラッシュユニットとしてのガイドナンバーが低下する。

これに対し、図５に示す本実施例のフラッシュユニット６では、凹部７ｃに入射した光（例えば、光線ｂ）は、該凹部７ｃを構成する屈折面７ｃ１によりフラッシュパネル７の射出面に向けて屈折される。このため、第３の光も、第１及び第２の光と同様に必要照射範囲に照射される。このため、図６に示すフラッシュユニットに比べて、ガイドナンバーが高くなる。

また、屈折面７ｃ１は、フラッシュパネル７の入射面７ｍから該フラッシュパネル７内に入射した光のうち屈折面７ｃ１に向かった光（以下、第４の光という）を内部全反射して射出面に向かわせる内面反射面としての機能も有する。これにより、入射面７ｍからフラッシュパネル７内に入射したものの、上述した集光部の全反射面７ｏによっては反射されない第４の光を、必要照射範囲に導くことができる。このため、ガイドナンバーをより高めることができる。

さらに、本実施例のようにフラッシュパネル７に凹部７ｃを形成することで、該凹部７ｃが形成されていないフラッシュパネル７において反射傘８のテーパ部８ｇの前端部に最も近接する部分を、該テーパ部８ｇの前端部から離すことができる。したがって、テーパ部８ｇの前端部、つまりは反射傘８をフラッシュパネル７に近づけて配置した場合でも、Ｘｅ管９からテーパ部８ｇに伝わる熱によってフラッシュパネル７が溶けたり変形したりすることを防止できる。

以上説明したように、本実施例によれば、フラッシュパネル７の光入射側の面に反射傘８のテーパ部８ｇの前端部から離れるように凹んだ凹部７ｃを形成することで、高温になるテーパ部８ｇの前端部をフラッシュパネル７に近接させることができる。したがって、フラッシュユニット６を小型化（薄型化）することができる。

しかも、凹部７ｃに屈折面（及び反射面）７ｃ１を設けることで、Ｘｅ管９からの光のうちテーパ部８ｇで反射されずフラッシュパネル７の入射面７ｍにも入射しない光を、フラッシュパネル７の射出面を通して必要照射範囲に導くことができる。これにより、Ｘｅ管９からの光の利用効率を高めることができ、必要照射範囲を明るく照明することができる。

さらに、本実施例では、光学用有機高分子材料等により形成されたフラッシュパネル７を反射傘８の大部分を覆う形状に形成しているので、筐体１と反射傘８との間の絶縁に必要な沿面距離を長くとることができる。したがって、Ｘｅ管を発光させるトリガー電圧や発光電圧のリークが生じにくい構造を得ることができる。

また、本実施例では、反射傘８の開口８ｈとプリズムパネル７の入射面７ｍとがほぼ同じ幅（高さ）で構成できるので、フラッシュパネル７の高さを小さくすることができる。そして、このような小さな高さのフラッシュパネル７（射出面７ｎ）から効率良く光を射出することができるだけでなく、カメラ全体の小型化に有利なフラッシュユニットを実現することができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

例えば、上記実施例では、フラッシュパネル７に形成してた凹部７ｃをＶ溝断面形状を有するように形成したが、凹面等、Ｖ溝断面形状以外の形状を有する凹部を形成してもよい。

さらに、上記実施例では、フラッシュユニットを内蔵したコンパクトデジタルスチルカメラについて説明した。しかし、本発明は、一眼レフカメラ、ビデオカメラ等の種々の撮像装置に内蔵される照明装置、撮像装置に外付けされる照明装置、及び撮像装置以外の光学機器に用いられる照明装置にも適用することができる。

本発明の実施例であるフラッシュユニットの断面図（図２のＡ−Ａ線での断面図）。 実施例のフラッシュユニットの正面図。 実施例のフラッシュユニットの分解斜視図。 実施例のフラッシュユニットの正面斜視図及び背面斜視図。 実施例のフラッシュユニットの光線トレース図。 フラッシュパネルに凹部を形成していない場合のフラッシュユニットの光線トレース図。 実施例のフラッシュユニットを内蔵したカメラの正面斜視図。

符号の説明

１ 筐体
２ レンズ鏡筒
６ フラッシュユニット
７ フラッシュパネル
７ｍ 入射面
７ｎ 射出面
７ｏ 全反射面
８ 反射傘
８ｇ テーパ部
９ Ｘｅ管
１１ フラッシュベース
１３ フラッシュカバー

Claims (4)

1. 光源と、
   該光源からの光を少なくとも透過させる光学部材と、
   それぞれ前記光源よりも前記光学部材側に延び、該光源からの光を反射して前記光学部材に入射させる第１の反射部と第２の反射部を含み、該第１及び第２の反射部の間に前記光を通過させる開口を有する反射部材とを有し、
   前記光学部材の光入射側の面における前記開口に面する領域よりも外側の領域に、前記第１及び第２の反射部の端部から離れるように凹んだ凹部が形成されており、
   前記凹部は、前記光源からの光のうち前記反射部で反射されずに該凹部に入射した光を、前記光学部材の射出面に向けて屈折させる屈折面を含むことを特徴とする照明装置。
2. 光源と、
   該光源からの光を少なくとも透過させる光学部材と、
   前記光源よりも前記光学部材側に延び、該光源からの光を反射して前記光学部材に入射させる反射部を含む反射部材とを有し、
   前記光学部材の光入射側の面における前記反射部で反射した光が入射する領域よりも外側の領域に、前記反射部の端部から離れるように凹んだ凹部が形成されており、
   前記凹部は、前記光源からの光のうち前記反射部で反射されずに該凹部に入射した光を、前記光学部材の射出面に向けて屈折させる屈折面を含むことを特徴とする照明装置。
3. 前記凹部は、前記光源からの光のうち前記反射部で反射されずに前記光学部材に入射した光を、前記光学部材の射出面に向けて反射する反射面を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の照明装置を有し、
   該照明装置からの光によって照明された被写体を撮像することを特徴とする撮像装置。