JP2011102897A - ストロボ装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電管から放射される光を、要求される照射範囲内に照射できると共に、発光効率を向上させることができるストロボ装置及び撮像装置を提供する。
【解決手段】反射部材３の内周面１６は、入口部１４から出口部１５に向けて開口が拡がるような自由曲線で形成されると共に、放電管２の軸心方向と直交する面において、入口部１４の端点における接線同士が放電管２の軸心より後方側で且つガラスバルブ１０の外周面１１より前方側で交差するように形成されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラスバルブの外周面に反射膜が形成される放電管と、筒状に形成され、内周面で放電管から放射される光を反射する反射部材とを備えるストロボ装置に関し、また、そのストロボ装置を備える撮像装置に関する。

従来、ストロボ装置において、放電管から放射された光を被写体側に反射させるために、反射傘が用いられている。斯かる反射傘においては、放電管の軸心から放射状に放射される光を照射範囲内に集光するために、開口を大きく設計する必要がある。

また、被写体側と反対方向に放射した光が、屈折率の異なる放電管のガラスバルブや反射傘の表面で透過や反射を複数回繰り返すため、そのたびに光量低下が発生してしまう。そこで、ガラスバルブの外周面に反射膜が形成される放電管が提案されている（例えば特許文献１）。

そして、出願人（発明者ら）は、ストロボ装置の小型化と、照射範囲外となる方向へ放射する光の光量低下を防止すべく、ガラスバルブの外周面に反射膜が形成され、反射膜には、光を外部に放射するための開口部がガラスバルブの前方側に設けられる放電管と、筒状に形成され、内周面で放電管から放射される光を反射する反射部材とを備えるストロボ装置を提案している（未公開自社出願の特願２００９−０１４０１７号）。

特開平７−７２５３５号公報

さらに、発明者は、鋭意研究の結果、前方に放射され散乱した光を集めて発光効率を向上させるためには、単に放電管の前方に反射部材を配置するだけでなく、反射膜の開口部と、反射部材の内周面と、放電管の軸心との位置関係が重要であることを判明させた。

よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、放電管から放射される光を、要求される照射範囲内に照射できると共に、発光効率を向上させることができるストロボ装置及び撮像装置を提供することを課題とする。

本発明に係るストロボ装置は、円筒状のガラスバルブの外周面に反射膜が形成され、反射膜には、光を外部に放射するための開口部がガラスバルブの前方側に設けられる放電管と、放電管から放射される光を入口部から入光し且つ出口部から出光すべく筒状に形成され、内周面で光を反射する反射部材とを備え、反射部材は、入口部が反射膜の開口部の形状に対応し且つガラスバルブの外周面と嵌合するように形成されるストロボ装置であって、反射部材の内周面は、入口部から出口部に向けて開口が拡がるような自由曲線で形成されると共に、放電管の軸心方向と直交する面において、入口部の端点における接線同士が放電管の軸心より後方側で且つガラスバルブの外周面より前方側で交差するように形成されることを特徴とする。

本発明に係るストロボ装置によれば、筒状に形成される反射部材は、放電管から放射される光を入口部から入光し且つ出口部から出光すると共に、内周面で放電管から放射される光を反射する。そして、反射部材は、入口部が反射膜の開口部の形状に対応し且つガラスバルブの外周面と嵌合するように形成される。しかも、反射部材の内周面が入口部から出口部に向けて開口が拡がるような自由曲線で形成されるため、放電管から放射される光が照射範囲外となる方向へ反射するのを防止できる。

さらに、反射部材の内周面は、放電管の軸心方向と直交する面において、入口部の端点における接線同士が放電管の軸心より後方側で且つガラスバルブの外周面より前方側で交差するように形成される。これにより、放電管の軸心から反射部材の入口部側の内周面に入射される光が、放電管から放射される光の光軸とほぼ平行になるように反射されるため、発光効率を向上させることができる。

また、本発明に係るストロボ装置においては、反射部材の内周面は、放電管の軸心方向と直交する面において、出口部の端点における各接線が放電管から放射される光の光軸とほぼ平行となるように形成されてもよい。

斯かるストロボ装置の構成によれば、反射部材の内周面は、放電管の軸心方向と直交する面において、出口部の端点における各接線が放電管から放射される光の光軸と平行となるように形成されている。これにより、放電管の軸心から反射部材の出口部側の内周面に入射される光が、照射範囲角度の半分の角度で放電管から放射される光の光軸と交差する線（反射部材の内周面における出口部の端点と放電管の軸心とを結ぶ線）とほぼ平行となるように反射されるため、放電管から放射される光が照射範囲外となる方向へ反射するのを防止できる。

また、本発明に係る撮像装置は、前記のストロボ装置を備えることを特徴とする。

以上の如く、本発明に係るストロボ装置及び撮像装置によれば、放電管から放射される光を、要求される照射範囲内に照射できると共に、発光効率を向上させることができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るストロボ装置の全体斜視図 （ａ）は、同実施形態に係るストロボ装置の要部斜視図、（ｂ）は、要部断面図 （ａ）は、同実施形態に係るストロボ装置の反射部材の構成説明図、（ｂ）は、同反射部材の作用説明図、（ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図 （ａ）は、比較例１に係るストロボ装置の反射部材の構成説明図、（ｂ）は、同反射部材の作用説明図、（ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図 （ａ）は、比較例２に係るストロボ装置の反射部材の構成説明図、（ｂ）は、同反射部材の作用説明図、（ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図 （ａ）は、同実施形態に係るストロボ装置の配光グラフ、（ｂ）は、比較例１に係るストロボ装置の配光グラフ、（ｃ）は、比較例２に係るストロボ装置の配光グラフ （ａ）は、本発明の他の実施形態に係るストロボ装置の要部断面図、（ｂ）は、比較例３に係るストロボ装置の要部断面図、（ｃ）は、比較例４に係るストロボ装置の要部断面図 （ａ）は、同実施形態に係るストロボ装置の配光グラフ、（ｂ）は、比較例３に係るストロボ装置の配光グラフ、（ｃ）は、比較例４に係るストロボ装置の配光グラフ

以下、本発明に係るストロボ装置における第１の実施形態について、図１〜図６を参酌して説明する。

本実施形態に係るストロボ装置１は、撮像装置（図示していない）に設けられる。そして、ストロボ装置１は、図１及び図２に示すように、光を放射する放電管２と、放電管２から放射される光を被写体側に向けて反射する反射部材３とを備える。また、ストロボ装置１は、放電管２及び反射部材３を保持するホルダ４を備える。

さらに、ストロボ装置１は、一部が透光性を有し且つ放電管２と反射部材３とを保持した状態でホルダ４を収容する光学部材５と、光学部材５を覆うように、光学部材５に固定されるパネル基板６とを備える。加えて、ストロボ装置１は、パネル基板６に搭載される高電圧部のトリガーコイル（図示していない）及び各種電子部品７，８，…と、オートフォーカスを行う際に補助光として機能する補助光源（ＬＥＤ）９とを備える。

放電管（閃光放電管）２は、長尺な円筒状のガラスバルブ１０と、ガラスバルブ１０の外周面１１に金属蒸着により形成される反射膜１２とを備える。そして、反射膜１２は、光を外部に放射するための開口部１３をガラスバルブ１０の前方側に備える。具体的には、反射膜１２は、ガラスバルブ１０の周方向における２４０°〜２７０°の部位を金属蒸着され、軸心方向に沿って帯状で矩形状の開口部１３を備える。

反射部材３は、放電管２から放射される光を入口部１４から入光し且つ出口部１５から出光すべく、放電管２から放射される光の光軸（以下、単に「放電管２の光軸」という）Ｌ方向、即ち、放電管２の軸心方向と直交する方向で貫通するように角筒状に形成される。そして、反射部材３は、内周面（反射面）１６で放電管２から放射される光を反射する。また、反射部材３は、入口部１４から出口部１５に向けて次第に矩形状の開口が拡がるように形成される。

入口部１４は、ガラスバルブ１０の外周面１１と嵌合するように形成されると共に、反射膜１２の開口部１３の形状に対応して矩形状に形成される。そして、入口部１４は、ガラスバルブ１０との間から放電管２の光が漏れるのを防止すべく、ガラスバルブ１０の外周面１１と密着するように配置され、また、反射膜１２との間から放電管の光が漏れるのを防止すべく、内縁が開口部１３の内縁と密着するように配置される。

反射部材３の内周面１６は、放電管２から放射される光が照射範囲外となる方向（所望の照射範囲から外れる方向）へ反射するのを防止すべく、自由曲線により設計される。具体的には、反射部材３の内周面１６は、放電管３が放射するそれぞれの光の任意の入射角に対して、規定する照射方向へ反射するための微小反射面を、滑らかに連続させた曲面で形成される。

そして、図２（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、反射部材３の内周面１６は、放電管２の軸心方向と直交する面において、入口部１４の端点Ｐ，Ｐにおける接線Ｔ，Ｔ同士が放電管２の軸心Ｏより後方側で且つガラスバルブ１０の外周面１１より前方側（交点Ｒ）で交差するように形成される。さらに、反射部材３の内周面１６は、放電管２の軸心方向と直交する面において、出口部１５の端点Ｑ，Ｑにおける各接線Ｕ，Ｕが放電管２の光軸Ｌとほぼ平行となるように形成される。

本実施形態に係るストロボ装置１の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係るストロボ装置１の作用について説明する。

まず、本実施形態に係る放電管２においては、外径が１．３０ｍｍで、内径が０．８５ｍｍであるガラスバルブ１０を採用している。そして、ガラスバルブ１０に設けられる反射膜１２が軸心方向と直交する面において２５０°の範囲に亘って設けられている。即ち、開口部１３が１１０°に設定されている。

また、本実施形態に係る反射部材３においては、ストロボ装置１としての照射角度Ｄが５４°となるように、出口部１５が設定されている。具体的には、放電管２の軸心Ｏと出口部１５の端点Ｑとを結ぶ線Ｖと、放電管２の光軸Ｌとが、照射角度Ｄの半分の角度（２７°）で交差するように、出口部１５が設定されている。

そして、放電管２から放射される光のうち、照射角度Ｄの範囲内に放射される光は、反射部材３に反射されずに、被写体に向けて直接照射される（当該光を「直接光」という）。また、放電管２から放射される光のうち、照射角度Ｄの範囲外に放射される光は、反射部材３の内周面１６で反射され、照射方向を照射角度Ｄの範囲内に修正した上で、光量を補完すべく被写体に向けて照射される（当該光を「補完光」という）。

例えば、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、放電管２の軸心Ｏから反射部材３の内周面１６における入口部１４の端点Ｔに入射した補完光は、放電管２の光軸Ｌとほぼ平行となるように反射され、照射範囲の中心領域を照射する光となる。また、放電管２の軸心Ｏから反射部材３の内周面１６における出口部１５の端点Ｕに入射した補完光は、放電管２の軸心Ｏと出口部１５の他方の端点Ｑとを結ぶ線Ｖとほぼ平行となるように反射され、照射範囲内を照射する光となる。

なお、入口部１４から出口部１５に向けて次第に開口が拡がるように形成されているため、補完光は、放電管２の軸心Ｏから入射する位置が入口部１４から出口部１５に向かって、放電管２の光軸Ｌと交差する角度が大きくなるが、照射範囲外を照射することはない。なお、図３（ｂ）〜（ｃ）において、直接光を実線で、補完光を一点鎖線で示している（図４（ｂ）〜（ｃ）、図５（ｂ）〜（ｃ）及び図７（ａ）〜（ｃ）においても同様とする）。

すると、本実施形態に係るストロボ装置１における配光は、図６（ａ）に示すように、照射範囲の中心の露光量を１００％とした場合、照射範囲の外側部分（放電管２の光軸Ｌを中心として±２７°の部分）の露光量が約８０％であり、露光量の低下が２０％程度に抑えられている。したがって、ストロボ装置１として、略均一な配光を達成している。

＜比較例１＞
そこで、本実施形態に係るストロボ装置１に対する第１の比較例（以下「比較例１」という）について説明する。具体的には、図４に示すように、照射角度Ｄが５４°と同じであり、内周面１６における入口部１４の端点Ｐ，Ｐにおける接線Ｔ，Ｔ同士が放電管２の軸心Ｏより前方側（交点Ｒ）で交差するように形成される反射部材３について説明する。

まず、比較例１に係る反射部材３においては、放電管２の軸心Ｏから反射部材３の内周面１６における入口部１４の端点Ｔに入射した補完光が、放電管２の光軸Ｌとほぼ平行となるように反射するには、内周面１６の曲率を大きく設定する必要がある。また、放電管２の軸心Ｏから反射部材３の内周面１６における出口部１５の端点Ｕに入射した補完光が、照射範囲内を照射する光となるには、内周面１６の曲率を大きく設定する必要がある。

したがって、比較例１に係る反射部材３は、大型化することになる。しかも、比較例１に係る反射部材３のように内周面１６が大きな曲率の曲面であると、反射部材３を金属のプレス成形で加工する場合に、内周面１６に細かなシワ（凹凸）が形成されてしまい、シワ（凹凸）によって光が拡散してしまう恐れがある。

ところで、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、放電管２の軸心Ｏから、反射部材３の内周面１６における入口部１４付近や、入口部１４及び出口部１５の中間付近に入射した補完光は、入射角が大き過ぎるため、内周面１６に再度入射することになる。そして、最終的には、照射範囲内を照射する光となるが、複数回反射されることで、光量が損失される（例えば１回の反射で約９５％の光量となる）。また、放電管２の軸心Ｏから反射部材３の内周面１６における出口部１５付近に入射した補完光は、照射範囲の中心領域を照射する光となる。

したがって、比較例１に係るストロボ装置１における配光は、放電管２の光軸Ｌに平行な光が多いため、図６（ｂ）に示すように、照射範囲の中心領域のみに光が集中し、照射範囲の外側部分（放電管２の光軸Ｌを中心として±２７°の部分）への補完光が不足している。よって、不均一な配光となる。

＜比較例２＞
また、本実施形態に係るストロボ装置１に対する第２の比較例（以下「比較例２」という）について説明する。具体的には、図５に示すように、照射角度Ｄが５４°と同じであり、内周面１６における入口部１４の端点Ｐ，Ｐにおける接線Ｔ，Ｔ同士が放電管２のガラスバルブ１０の外周面１１より後方側（交点Ｒ）で交差するように形成される反射部材３について説明する。

まず、比較例２に係る反射部材３においては、入口部１４付近における反射部材３の内周面１６が放電管２の光軸Ｌに対して狭まった曲線となる。これにより、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、放電管２の軸心Ｏから反射部材３の内周面１６における入口部１４付近に入射した補完光は、入射角が必要以上に小さくなるため、放電管２の光軸Ｌと略平行になるように反射される成分が減少し、その結果、照射範囲の中心領域を照射する光量が少なくなる。

また、放電管２の軸心Ｏから反射部材３の内周面１６における出口部１５付近に入射した補完光も、出口部１５に近づくほど放電管２の光軸Ｌに対する角度が大きくなるため、放電管２の光軸Ｌと交差するように反射し、照射範囲の中心領域を照射する光にならない。したがって、比較例２に係るストロボ装置１における配光は、照射範囲の中心領域に向かう補完光が不足するため、図６（ｃ）に示すように、中心領域の光量が極端に減少する。よって、不均一な配光となる。

以上より、本実施形態に係るストロボ装置１によれば、筒状に形成される反射部材３は、入口部１４が反射膜１２の開口部１３の形状に対応し且つガラスバルブ１０の外周面１１と嵌合するように形成される。しかも、反射部材３の内周面１６が自由曲線により設計されるため、放電管２から放射される光が照射範囲外となる方向へ反射するのを防止できる。

また、本実施形態に係るストロボ装置１によれば、反射部材３の内周面１６は、放電管２の軸心方向と直交する面において、入口部１４の端点Ｐ，Ｐにおける接線Ｔ，Ｔ同士が放電管２の軸心Ｏより後方側で且つガラスバルブ１０の外周面１１より前方側で交差するように形成される。

これにより、反射部材３の入口部１４側の内周面１６において、放電管２の光軸Ｌとほぼ平行になるように、放電管２の軸心Ｏからの光が反射されるため、発光効率を向上させることができる。しかも、小さな曲率の内周面（反射面）１６と、入口部１４や出口部１５を狭い開口間口にすることとが可能となって、ストロボ装置１の小型化を達成することができる。

次に、本発明に係るストロボ装置における第２の実施形態について、図７及び図８を参酌して説明する。なお、図７及び図８において、図１〜図６の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同一の構成又は要素を表す。

まず、本実施形態に係る放電管２においては、第１実施形態に係る放電管２と同様に、外径が１．３０ｍｍで、内径が０．８５ｍｍであるガラスバルブ１０を採用し、そして、ガラスバルブ１０に設けられる反射膜１２が軸心方向と直交する面において２５０°の範囲に亘って設けられている（即ち、開口部１３が１１０°に設定されている）。

また、本実施形態に係る反射部材３においては、図７（ａ）に示すように、ストロボ装置１としての照射角度Ｄが６０°となるように、出口部１５が設定されている。具体的には、放電管２の軸心Ｏと出口部１５の端点Ｑとを結ぶ線Ｖと、放電管２の光軸Ｌとが、照射角度Ｄの半分の角度（３０°）で交差するように、第１実施形態に係る反射部材３と比較して広角となる出口部１５が設定されている。

そして、本実施形態に係る反射部材３の内周面１６は、放電管２の軸心方向と直交する面において、入口部１４の端点Ｐ，Ｐにおける接線Ｔ，Ｔ同士が放電管２の軸心Ｏより後方側で且つガラスバルブ１０の外周面１１より前方側で交差するように形成されている。

＜比較例３＞
また、本実施形態に係るストロボ装置１に対する第１の比較例（以下「比較例３」という）は、図７（ｂ）に示すように、照射角度Ｄが６０°と同じであり、内周面１６の入口部１４の端点Ｐ，Ｐにおける接線Ｔ，Ｔ同士が放電管２の軸心Ｏより前方側（交点Ｒ）で交差するように形成される反射部材３とする。

＜比較例４＞
そして、本実施形態に係るストロボ装置１に対する第２の比較例（以下「比較例４」という）は、図７（ｃ）に示すように、照射角度Ｄが６０°と同じであり、内周面１６の入口部１４の端点Ｐ，Ｐにおける接線Ｔ，Ｔ同士が放電管２のガラスバルブ１０の外周面１１より後方側（交点Ｒ）で交差するように形成される反射部材３とする。

すると、照射角度Ｄが異なった場合（広角の場合）においても、第１実施形態と同様に、図８（ａ）に示される本実施形態に係るストロボ装置１が略均一な配光を達成している一方、図８（ｂ）に示される比較例３に係るストロボ装置１や、図８（ｃ）に示される比較例４に係るストロボ装置１は、不均一な配光となる。

したがって、上記のように反射部材３の内周面（反射面）１６を設定することにより、放電管２の軸心Ｏから放射される光が照射範囲外に照射されるのを防止でき、また、反射部材３を小型化した設計が可能となるため、小型で高効率のストロボ装置１を提供することができる。

なお、本発明に係るストロボ装置及び撮像装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施形態に係るストロボ装置１においては、反射部材３の内周面１６は、放電管２の軸心方向と直交する面において、出口部１５の端点Ｑ，Ｑにおける各接線Ｕが放電管２の光軸Ｌとほぼ平行となるように形成される場合を説明したが、斯かる場合に限られず、出口部１５の端点Ｑ，Ｑにおける接線Ｕ，Ｕ同士が当該端点Ｑよりも（放電管２の）後方側で交差する場合でもよい。要するに、反射部材３の内周面１６は、放電管２の軸心方向と直交する面において、出口部１５の端点Ｑ，Ｑにおける接線Ｕ，Ｕ同士が当該端点Ｑよりも（放電管２の）前方側で交差しない場合であればよい。

本発明に係るストロボ装置及び撮像装置は、放電管から放射される光を、要求される照射範囲内に照射できると共に、発光効率を向上させることができる効果を有するため、ガラスバルブの外周面に反射膜が形成される放電管と、筒状に形成され、内周面で放電管から放射される光を反射する反射部材とを備えるストロボ装置や、そのストロボ装置を備える撮像装置として有用である。

１ ストロボ装置
２ 放電管
３ 反射部材
１０ ガラスバルブ
１１ 外周面
１２ 反射膜
１３ 開口部
１４ 入口部
１５ 出口部
１６ 内周面

Claims (3)

1. 円筒状のガラスバルブの外周面に反射膜が形成され、反射膜には、光を外部に放射するための開口部がガラスバルブの前方側に設けられる放電管と、放電管から放射される光を入口部から入光し且つ出口部から出光すべく筒状に形成され、内周面で光を反射する反射部材とを備え、反射部材は、入口部が反射膜の開口部の形状に対応し且つガラスバルブの外周面と嵌合するように形成されるストロボ装置であって、反射部材の内周面は、入口部から出口部に向けて開口が拡がるような自由曲線で形成されると共に、放電管の軸心方向と直交する面において、入口部の端点における接線同士が放電管の軸心より後方側で且つガラスバルブの外周面より前方側で交差するように形成されることを特徴とするストロボ装置。
2. 反射部材の内周面は、放電管の軸心方向と直交する面において、出口部の端点における各接線が放電管から放射される光の光軸とほぼ平行となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載のストロボ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のストロボ装置を備えることを特徴とする撮像装置。
   
   

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