JP2015206850A - Luminaire - Google Patents

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Ryoji Tenmyo
良治 天明
裕 山元
Yutaka Yamamoto
裕 山元
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminaire capable of reducing uneven light distribution without using a complicated mechanism.SOLUTION: The luminaire comprises: a light emission member: and a Fresnel-shaped optical member including a first region of a first focal distance, a second region of a second focal distance different from the first focal distance, and a third region held between the first and second regions and having a plurality of continuously changeable focal distances.

Description

本発明は、照明装置に関する。   The present invention relates to a lighting device.

従来、照明装置であるストロボ装置において照射角度を変更可能なズームストロボ装置の発光光学系の小型化を図ったものとして、光源と反射傘の距離変化に同期させてサイドリフレクターを揺動する機構が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、固定したフレネルレンズに対して反射傘を光軸方向に移動させるとともに、これと同期して閃光放電管を搖動させる構成も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, as a light emitting optical system of a zoom strobe device that can change the irradiation angle in a strobe device that is an illumination device, a mechanism that swings a side reflector in synchronization with a change in the distance between a light source and a reflector is provided. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In addition, a configuration has been proposed in which the reflector is moved in the optical axis direction with respect to the fixed Fresnel lens, and the flash discharge tube is swung in synchronism with this (see, for example, Patent Document 2).

特開平09−080593号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-080593 特開2005−78011号公報JP 2005-78011 A

しかしながら、特許文献1,2に開示された従来技術では、複数の動作を同期して行わせるため、機構が複雑となるばかりでなく、所定の光学特性を得るためには高精度な駆動系を必要とする。また、構成部品が多いため、装置が高価になってしまい、さらには重量が重くなってしまう。   However, in the prior arts disclosed in Patent Documents 1 and 2, since a plurality of operations are performed synchronously, not only the mechanism is complicated, but also a high-accuracy drive system is required to obtain predetermined optical characteristics. I need. Moreover, since there are many components, an apparatus will become expensive and will also become heavy.

このような課題を鑑みて、本発明は、複雑な機構を用いることなく配光ムラを軽減することを可能にした照明装置を提供することを目的とする。   In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an illumination device that can reduce uneven light distribution without using a complicated mechanism.

本発明の一側面としての照明装置は、発光部材と、第1の焦点距離である第1の領域と、前記第1の焦点距離と異なる第2の焦点距離である第2の領域と、前記第1の領域と前記第2の領域に挟まれ、連続的に変化する複数の焦点距離を備えた第3の領域と、を有するフレネル形状が形成された光学部材と、を有することを特徴とする。   An illumination device according to an aspect of the present invention includes a light emitting member, a first region that is a first focal length, a second region that is a second focal length different from the first focal length, An optical member formed with a Fresnel shape having a first region and a third region sandwiched between the second region and having a plurality of continuously changing focal lengths. To do.

本発明によれば、複雑な機構を用いることなく配光ムラを軽減することを可能にした照明装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illuminating device which made it possible to reduce light distribution nonuniformity without using a complicated mechanism can be provided.

本発明の実施形態に係るストロボ装置の発光部の主要光学系の斜視図である。It is a perspective view of the main optical system of the light emission part of the strobe device which concerns on embodiment of this invention. ストロボ装置の発光部の主要光学系の中央断面図である。It is a center sectional view of the main optical system of the light emission part of a strobe device. ストロボ装置の発光部の主要光学系の水平方向断面図である。It is horizontal direction sectional drawing of the main optical system of the light emission part of a strobe device. 反射傘の形状説明図である。It is shape explanatory drawing of a reflective umbrella. 光学パネルの特性説明図である。It is characteristic explanatory drawing of an optical panel. 光学パネルの周辺部の形状説明図である。It is shape explanatory drawing of the peripheral part of an optical panel. 配光ムラ対策前の状態を示す配光特性図である。It is a light distribution characteristic figure which shows the state before a light distribution nonuniformity countermeasure. 配光ムラ対策前の状態の光線トレース図である。It is a ray trace figure of the state before light distribution nonuniformity countermeasures. 配光ムラ対策後の状態を示す配光特性図である。It is a light distribution characteristic figure which shows the state after light distribution nonuniformity countermeasures. 配光ムラ対策後の状態の光線トレース図である。It is a light ray trace figure of the state after light distribution nonuniformity countermeasures. 公知技術のストロボ装置の発光部の主要光学系の斜視図である。It is a perspective view of the main optical system of the light emission part of the strobe device of a well-known technique. 公知技術のストロボ装置の発光部の主要光学系の中央断面図である。It is a center sectional view of the main optical system of the light emitting part of a known strobe device. 公知技術のストロボ装置の発光部の主要光学系の水平方向断面図である。It is a horizontal direction sectional view of the main optical system of the light emission part of the strobe device of a well-known technique.

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の照明装置であるストロボ装置は、例えば、特開2005−284095号公報に示すストロボ装置のように、撮像装置(不図示)に着脱可能に取り付けられて使用される。なお、本実施形態のストロボ装置は、主要光学系、照射角度可変機構は、特開2005−284095号公報と異なっているが、その他の発光に関する各部は同様であるため詳細な説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The strobe device, which is the illumination device of the present embodiment, is used by being detachably attached to an imaging device (not shown), for example, as a strobe device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-284095. The strobe device of the present embodiment is different from Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-284095 in the main optical system and the irradiation angle variable mechanism, but the other parts related to light emission are the same, and detailed description thereof is omitted.

まず、本発明の作用効果を明確にするため、図11〜図13に示す公知技術を用いて、照射角度を変更可能なズームストロボ装置を小型化する際の方法とその弊害について説明する。   First, in order to clarify the operation and effect of the present invention, a method for reducing the size of a zoom strobe device capable of changing the irradiation angle and the disadvantages thereof will be described using the known techniques shown in FIGS.

図11は公知技術のストロボ装置の発光部の主要光学系の斜視図、図12は同主要光学系の中央縦断面図、図13は同主要光学系の水平方向断面図である。図12(a)と図13(a)は撮像装置がワイド状態の場合、図12(b)と図13(b)は撮像装置がテレ状態の場合を示している。   11 is a perspective view of a main optical system of a light emitting unit of a known strobe device, FIG. 12 is a central longitudinal sectional view of the main optical system, and FIG. 13 is a horizontal sectional view of the main optical system. 12A and 13A show the case where the imaging device is in the wide state, and FIGS. 12B and 13B show the case where the imaging device is in the tele state.

第1および第2の光学パネル101,105は、ストロボ本体に固定されている。第1の光学パネル101は、反射傘102と閃光放電管103で構成される発光部材側に配置されている。第1の光学パネル101の被写体側の面には、中央部が上下方向にパワーを持った横フレネル形状、左右周辺部は輪帯状のフレネル形状が形成されている。被写体側に配置された第2の光学パネル105の被写体側の面には、左右周辺部にのみ縦フレネル形状が形成されている。第1および第2の光学パネル101,105の発光部材側の面には、閃光放電管103と平行になるように複数のシリンドリカルレンズが形成されている。反射傘102は、高反射率材料、もしくは、内面に高反射率材料を蒸着したモールド部材で構成されている。閃光放電管103は光源であり、保護パネル104は耐熱性の高いガラス材料で形成されている。   The first and second optical panels 101 and 105 are fixed to the strobe body. The first optical panel 101 is disposed on the light emitting member side constituted by the reflector 102 and the flash discharge tube 103. On the subject side surface of the first optical panel 101, a horizontal Fresnel shape with power in the vertical direction is formed at the center, and a ring-shaped Fresnel shape is formed at the left and right peripheral portions. A vertical Fresnel shape is formed only on the left and right peripheral portions on the surface on the subject side of the second optical panel 105 disposed on the subject side. A plurality of cylindrical lenses are formed on the surfaces of the first and second optical panels 101 and 105 on the light emitting member side so as to be parallel to the flash discharge tube 103. The reflector 102 is made of a high reflectivity material or a mold member having a high reflectivity material deposited on the inner surface. The flash discharge tube 103 is a light source, and the protective panel 104 is formed of a glass material having high heat resistance.

図12,13の各断面図に示すように、反射傘102と閃光放電管103は、第1および第2の光学パネル101,105に対して独立に動く。具体的には、図12(a),図13(a)に示すワイド状態の場合、発光部材が光学パネル101に最も接近している。このとき、上下方向の照射角度が最も広くなっている。このとき、反射傘102に対して閃光放電管103が最も離れており、反射傘102の後端と閃光放電管103の中央との距離が最も大きな値G1’となる。一方、図12(b),図13(b)に示すテレ状態の場合、発光部材が光学パネル101から最も離れている。このとき、反射傘102に対して閃光放電管103が最も接近しており、反射傘102後端と閃光放電管103の中央との距離が最も小さな値G2’となる。   12 and 13, the reflector 102 and the flash discharge tube 103 move independently with respect to the first and second optical panels 101 and 105, respectively. Specifically, in the wide state shown in FIGS. 12A and 13A, the light emitting member is closest to the optical panel 101. At this time, the irradiation angle in the vertical direction is the widest. At this time, the flash discharge tube 103 is farthest from the reflector 102, and the distance between the rear end of the reflector 102 and the center of the flash discharge tube 103 is the largest value G1 '. On the other hand, in the tele state shown in FIGS. 12B and 13B, the light emitting member is farthest from the optical panel 101. At this time, the flash discharge tube 103 is closest to the reflector 102, and the distance between the rear end of the reflector 102 and the center of the flash discharge tube 103 is the smallest value G2 '.

一般的に、閃光放電管と反射傘の位置関係を変えて照射角度を変化させるズームストロボ光学系では、光軸方向に少ないスペースの中で、大幅に照射角度を変更させることができるという目的にはきわめて有効である。しかしながら、位置関係の微小な変化で大きく照射角度が変化してしまうため制御が容易ではないという問題点がある。この問題点を緩和する方法として、反射傘の形状を比較的大きくして、閃光放電管と反射傘との相対位置変化を見かけ上少なくする方法が考えられるが、公知技術のように光学パネルの開口面積に占める反射傘の開口面積が大きくなってしまう。この結果、テレ状態とワイド状態の光路が同じ領域を使用する構成を取らざるを得ず、独立した光束制御ができない。このため、どちらのポジションでも最良の状態を実現することができず、中途半端な光学特性しか得られない。また、反射傘を大型化した場合、重量が重くなり、駆動系に対する負荷も大きくなるため、移動時の時間が長くかかってしまう。   In general, in a zoom strobe optical system that changes the irradiation angle by changing the positional relationship between the flash discharge tube and the reflector, the irradiation angle can be changed significantly in a small space in the optical axis direction. Is extremely effective. However, there is a problem that the control is not easy because the irradiation angle is greatly changed by a slight change in the positional relationship. As a method for alleviating this problem, a method can be considered in which the shape of the reflector is made relatively large so that the relative position change between the flash discharge tube and the reflector is apparently reduced. The opening area of the reflector which occupies the opening area becomes large. As a result, it is necessary to adopt a configuration in which the optical path in the tele state and the wide state use the same region, and independent light flux control cannot be performed. For this reason, the best state cannot be realized in either position, and only halfway optical characteristics can be obtained. In addition, when the reflector is enlarged, the weight increases and the load on the drive system also increases, so that it takes a long time to move.

次に、公知技術の左右方向の配光特性について説明する。ワイド状態の場合、第1および第2の光学パネル101,105の使用領域は、反射傘102の開口面積より若干広い程度であり、上下方向はほぼ全面、左右方向は中央の領域に限定される。このとき、第1の光学パネル101は、被写体側の中央部の上下方向にパワーを持つ横フレネル形状の領域と左右の輪帯状のフレネル形状の領域の一部が光学特性に影響を与える状態になる。中央部付近は、左右に延びる横フレネルレンズが存在するが、左右方向には集光性はない。輪帯状のフレネル形状については輪帯中央部の屈折力が弱い領域のみが関係するが、左右への集光効果は弱い。また、第2の光学パネル105は、被写体側は平面であり、集光作用を及ぼさない。この結果、左右方向への各フレネルレンズの屈折力の影響は極めて弱く、広い角度範囲の配光特性となる。一方、テレ状態の場合、第1の光学パネル101の全体の面の影響を受けて集光する。また、第2の光学パネル105については、ワイド状態では機能していなかった左右に形成した縦フレネルレンズが新たに機能することになり、最も中央部付近に集光した配光特性を得る。   Next, the light distribution characteristic in the left-right direction of a known technique will be described. In the wide state, the use area of the first and second optical panels 101 and 105 is slightly larger than the opening area of the reflector 102, the vertical direction is almost the entire surface, and the horizontal direction is limited to the central area. . At this time, the first optical panel 101 is in a state in which the horizontal Fresnel-shaped region having power in the vertical direction at the center of the subject side and a part of the right and left ring-shaped Fresnel-shaped regions affect the optical characteristics. Become. In the vicinity of the central portion, there is a lateral Fresnel lens extending in the left-right direction, but there is no light collecting property in the left-right direction. For the ring-shaped Fresnel shape, only the region where the refractive power is weak at the center of the ring zone is related, but the light collecting effect to the left and right is weak. The second optical panel 105 has a flat surface on the subject side and does not exert a condensing function. As a result, the influence of the refractive power of each Fresnel lens in the left-right direction is extremely weak, resulting in a light distribution characteristic in a wide angle range. On the other hand, in the tele state, the light is condensed under the influence of the entire surface of the first optical panel 101. Further, for the second optical panel 105, the vertical Fresnel lenses formed on the left and right, which did not function in the wide state, will newly function, and the light distribution characteristic condensed most near the center is obtained.

一般的に、フレネルレンズと発光部材との距離が短いズームストロボ装置では、十分な集光効果を得るため、2枚のフレネルレンズを使用し、その合成のパワーによって、より大きな集光作用を持たせている。しかしながら、複数のフレネルレンズを使用することは、光学パネルへの入射出の回数が増加し、表面反射によって効率が低下する。また、部品点数も増えるため、高価になるとともに、重量の増加などの弊害も出てくる。   In general, in a zoom strobe device in which the distance between the Fresnel lens and the light emitting member is short, in order to obtain a sufficient light collecting effect, two Fresnel lenses are used, and a greater light collecting effect is obtained by the combined power. It is However, the use of a plurality of Fresnel lenses increases the number of times of entering and exiting the optical panel, and the efficiency decreases due to surface reflection. Moreover, since the number of parts increases, it becomes expensive, and harmful effects such as an increase in weight also occur.

本発明は、上述した各種問題点の発生を未然に防止した小型ズームストロボ光学系である。以下、従来のズームストロボ装置との相違点を含め、詳細に説明する。   The present invention is a compact zoom strobe optical system that prevents the above-described various problems from occurring. A detailed description will be given below, including differences from the conventional zoom strobe device.

まず、本発明の実施形態に係るストロボ装置の発光部の主要光学系について説明する。図1は本発明の実施形態に係るストロボ装置の発光部の主要光学系の斜視図、図2は同主要光学系の中央断面図、図3は同主要光学系の水平方向断面図である。図2(a)と図3(a)は撮像装置がワイド状態の場合、図2(b)と図3(b)は撮像装置がテレ状態の場合を示している。   First, the main optical system of the light emitting unit of the strobe device according to the embodiment of the present invention will be described. 1 is a perspective view of a main optical system of a light emitting unit of a strobe device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a central sectional view of the main optical system, and FIG. 3 is a horizontal sectional view of the main optical system. 2A and 3A show the case where the imaging device is in the wide state, and FIGS. 2B and 3B show the case where the imaging device is in the tele state.

ストロボ装置は、光学パネル1、反射傘2、閃光放電管3および保護パネル4を有する。光学パネル1は、反射傘2と閃光放電管3で構成されたストロボ装置の発光部材の前面に固定される。光学パネル1は、閃光放電管3から射出される光束を集光、また、均一に拡散させることができる。反射傘2は、閃光放電管3から射出される光束を所定角度に対して均一に照射する。なお、反射傘2は、閃光放電管3が配置された内面側が高反射率となる光輝アルミ材料、もしくは、高反射率材料を蒸着したモールド材料で形成されている。保護パネル4は、発光部材の直前に配置され、発光部材内にゴミやほこりが侵入するのを防止して光学特性の劣化を防止するとともに、光学パネル1に閃光放電管3からの放射熱が直接当たることを防いでいる。保護パネル4は、ガラス材料のような耐熱性の高い材料で形成されている。反射傘2、閃光放電管3および保護パネル4は、位置関係が固定された状態で一体的に保持されており、光学パネル1の光軸に沿って移動可能である。ストロボ装置は、撮像装置に取付けられた撮影レンズの焦点距離に応じて、光学パネル1と発光部との相対距離の変化させることで、ストロボ光を撮像装置の画角に対応した照射角度に変換する。本実施形態では、反射傘2と閃光放電管3を独立して移動させることがないため、機構が簡略化されている。また、各光学部材は、保持部材(不図示)で保持されている。この保持部材は、耐熱性のモールド部材で形成されており、反射傘2や閃光放電管3の駆動部を保持するとともに、不要な方向に光束が射出するのを防止する。   The strobe device has an optical panel 1, a reflector 2, a flash discharge tube 3, and a protection panel 4. The optical panel 1 is fixed to the front surface of a light emitting member of a strobe device composed of a reflector 2 and a flash discharge tube 3. The optical panel 1 can collect and uniformly diffuse the light beam emitted from the flash discharge tube 3. The reflector 2 uniformly irradiates the luminous flux emitted from the flash discharge tube 3 with respect to a predetermined angle. The reflector 2 is formed of a bright aluminum material having a high reflectivity on the inner surface side where the flash discharge tube 3 is disposed, or a mold material on which a high reflectivity material is deposited. The protective panel 4 is disposed immediately in front of the light emitting member, prevents dust and dust from entering the light emitting member to prevent deterioration of optical characteristics, and radiant heat from the flash discharge tube 3 is applied to the optical panel 1. Preventing direct hits. The protective panel 4 is formed of a material having high heat resistance such as a glass material. The reflector 2, the flash discharge tube 3, and the protection panel 4 are integrally held in a state where the positional relationship is fixed, and can be moved along the optical axis of the optical panel 1. The strobe device converts the strobe light into an irradiation angle corresponding to the angle of view of the image pickup device by changing the relative distance between the optical panel 1 and the light emitting unit according to the focal length of the photographic lens attached to the image pickup device. To do. In this embodiment, since the reflector 2 and the flash discharge tube 3 are not moved independently, the mechanism is simplified. Each optical member is held by a holding member (not shown). The holding member is formed of a heat-resistant mold member, holds the drive unit of the reflector 2 and the flash discharge tube 3, and prevents the luminous flux from being emitted in an unnecessary direction.

図2に示すように、光学パネル1の上下開口Hに対して、反射傘2の上下開口RHは約1/4の長さである。本実施形態では、例えば、上下開口Hを32mm、上下開口RHを8,6mmとしている。左右方向の開口についても、図3に示すように、光学パネル1の左右方向の開口Wに対して、反射傘2の左右開口RWは約半分の長さである。本実施形態では、例えば、左右方向の開口Wを64mm、左右開口RWを33mmとしている。この結果、光学パネル1の開口面積に対し、反射傘2の開口面積は約13%と極めて小さな開口面積となり、公知技術に比べ、十分小さい。このように構成することで、ワイド状態では光学パネル1のフレネル形状のパワーの弱い中心部の一部だけを利用し、テレ状態では光学パネル1の開口面積の略全面を利用することができるため、上下・左右方向の大幅な照射角度変化を、効率良く行うことができる。すなわち、本実施形態は、公知技術に比べて、ワイド状態とテレ状態のそれぞれの状態で理想的な配光制御ができる点で優れている。   As shown in FIG. 2, the vertical opening RH of the reflector 2 is about ¼ of the vertical opening H of the optical panel 1. In the present embodiment, for example, the upper and lower openings H are set to 32 mm, and the upper and lower openings RH are set to 8.6 mm. As for the left and right openings, as shown in FIG. 3, the left and right openings RW of the reflector 2 are about half as long as the left and right openings W of the optical panel 1. In this embodiment, for example, the opening W in the left-right direction is 64 mm, and the left-right opening RW is 33 mm. As a result, the opening area of the reflector 2 is an extremely small opening area of about 13% with respect to the opening area of the optical panel 1, which is sufficiently smaller than that of the known technique. With this configuration, it is possible to use only a part of the Fresnel-shaped weakly weak central portion of the optical panel 1 in the wide state, and use almost the entire opening area of the optical panel 1 in the tele state. It is possible to efficiently perform a large change in irradiation angle in the vertical and horizontal directions. That is, this embodiment is superior to the known technique in that ideal light distribution control can be performed in each of the wide state and the tele state.

図4は、反射傘2の形状説明図である。同図は、本実施形態の発光部の中央断面図であり、光源中心からの光線トレースも併せて示している。閃光放電管3の中心部から反射傘2を介さず直接射出する直接光は、反射傘2の開口部によって、角度規制を受ける。本実施形態では、最大角Θ1が上下各40°で規制されるように、開口部の形状を規制している。したがって、直接光に関しては、上下各40°の範囲の各角度に対して、均一な強度の照射を行わせることができる。反射傘2は、光源中心から射出した光束のうち、光軸方向後方に進んだ光線が反射して、再び、光軸中心を通るように形成されている。また、反射傘2は、各反射光が光源中心から射出した角度に応じて均一に分布し、開口部付近で反射した最大角度Θ2が直接光の最大角度Θ1と一致するように形成されている。このように反射傘2を構成することで、光源中心から360°均一に射出した光束が、上下ともに40°の範囲で均一に照射させることが可能になる。   FIG. 4 is an explanatory view of the shape of the reflector 2. This figure is a central sectional view of the light emitting section of the present embodiment, and also shows a ray trace from the center of the light source. Direct light directly emitted from the central portion of the flash discharge tube 3 without passing through the reflector 2 is subjected to angle regulation by the opening of the reflector 2. In the present embodiment, the shape of the opening is regulated so that the maximum angle Θ1 is regulated by 40 ° in the vertical direction. Therefore, with respect to direct light, irradiation with uniform intensity can be performed for each angle in the range of 40 ° above and below. The reflector 2 is formed so that the light beam traveling backward in the optical axis direction out of the luminous flux emitted from the light source center is reflected and passes through the optical axis center again. The reflector 2 is formed so that each reflected light is uniformly distributed according to the angle emitted from the center of the light source, and the maximum angle Θ2 reflected near the opening coincides with the maximum angle Θ1 of the direct light. . By configuring the reflector 2 in this way, it is possible to uniformly irradiate the light beam emitted 360 ° uniformly from the center of the light source in the range of 40 ° both above and below.

光学パネル1の前端と反射傘2の後端との距離がD1となるワイド状態の光学配置では、反射傘2の直前に至近距離で単一の光学パネル1を配置しており、開口面積と光学パネル1の屈折力の影響を最小限にしているため、上下の配光特性が均一になる。ワイド状態では、光学パネル1の極めて少ない領域だけを使用し、また、ほぼ反射傘2だけで配光特性を規制している。この結果、均一化された極めて広い配光特性を得ることができる。   In the optical arrangement in the wide state in which the distance between the front end of the optical panel 1 and the rear end of the reflector 2 is D1, the single optical panel 1 is arranged at a close distance immediately before the reflector 2, Since the influence of the refractive power of the optical panel 1 is minimized, the upper and lower light distribution characteristics are uniform. In the wide state, only an extremely small area of the optical panel 1 is used, and the light distribution characteristic is regulated by the reflector 2 only. As a result, uniform and extremely wide light distribution characteristics can be obtained.

光学パネル1の前端と反射傘2の後端との距離がD2となるテレ状態の光学配置では、反射傘2が十分に小さいため、閃光放電管3からの直接光と、反射傘2による反射光の角度差を見かけ上、小さくすることができ、単一の光学パネル1で効率良く制御できる。この結果、各光束は、光学パネル1の全面に当たり、光学パネル1に形成された極めてパワーの強いフレネルレンズの影響により、効率良く集光させることが可能になる。   In the telescopic optical arrangement in which the distance between the front end of the optical panel 1 and the rear end of the reflector 2 is D2, the reflector 2 is sufficiently small, so that the direct light from the flash discharge tube 3 and the reflection by the reflector 2 are reflected. The difference in the angle of light can be apparently reduced, and can be efficiently controlled by the single optical panel 1. As a result, each light beam hits the entire surface of the optical panel 1 and can be efficiently condensed due to the influence of a very powerful Fresnel lens formed on the optical panel 1.

次に、光学パネル1の光射出側である被写体側に形成されたフレネル形状について、図5および図6を用いて詳細に説明する。光学パネル1は、図5に示すように、焦点距離の異なる複数の領域で構成されている。中心領域1aは、光学パネル1の中心部の円形領域であり、比較的焦点距離の長いフレネル形状の領域である。中心領域1aは、反射傘2の開口部2aをほぼカバーする範囲に対応する。本実施形態では、焦点距離は35mmとしている。周辺領域1bは、光学パネル1の外周部に形成され、焦点距離の短いフレネル形状の領域である。焦点距離は、テレ状態の光学パネル1の被写体側の面から閃光放電管3の中心までの距離(D2−G)とほぼ一致するように設定している。本実施形態では、焦点距離は25mmとしている。中間領域1cは、2つの領域に挟まれた領域である。焦点距離は、中心領域1aの焦点距離と周辺領域1bの焦点距離の中間の焦点距離を連続的に変化するように設定されている。   Next, the Fresnel shape formed on the subject side that is the light emission side of the optical panel 1 will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the optical panel 1 includes a plurality of regions having different focal lengths. The center region 1a is a circular region at the center of the optical panel 1, and is a Fresnel-shaped region having a relatively long focal length. The center region 1a corresponds to a range that substantially covers the opening 2a of the reflector 2. In the present embodiment, the focal length is 35 mm. The peripheral region 1b is a Fresnel-shaped region that is formed on the outer peripheral portion of the optical panel 1 and has a short focal length. The focal length is set so as to substantially coincide with the distance (D2-G) from the subject-side surface of the optical panel 1 in the telephoto state to the center of the flash discharge tube 3. In this embodiment, the focal length is 25 mm. The intermediate region 1c is a region sandwiched between two regions. The focal length is set so as to continuously change a focal length intermediate between the focal length of the central region 1a and the focal length of the peripheral region 1b.

光学パネル1と発光部材を極めて近接させた状態で大きな照射角度変化を持たせるためには、焦点距離の極めて短いフレネルレンズが必要となる。上述したように、公知技術では、十分な集光効果を得るために、複数枚のフレネルレンズを使用して、パワーを分けて配置している。本発明では、各フレネル形状の領域(中心領域1a、周辺領域1b)を結ぶ中間領域1cに大きな傾斜角を形成することによって、1枚の光学パネル1に極めて焦点距離の短いフレネル形状を形成している。本実施形態では、光学パネル1の周辺領域1bのフレネルレンズ角度は70°を超える。図5に、この一部形状を示す。また、移動距離が短く限定されるという状況から、周辺領域1bに至る光束の入射角度はかなり限定され、極めて急角度に入射した成分のみが周辺領域1bの近傍に存在する。入射角度が大きな光束は、入射後の屈折光も、ある特定角度に限定される。   In order to have a large irradiation angle change in a state where the optical panel 1 and the light emitting member are extremely close to each other, a Fresnel lens having a very short focal length is required. As described above, in the known technique, in order to obtain a sufficient light collecting effect, a plurality of Fresnel lenses are used and the power is divided and arranged. In the present invention, the Fresnel shape having a very short focal length is formed on one optical panel 1 by forming a large inclination angle in the intermediate region 1c connecting the Fresnel shaped regions (the central region 1a and the peripheral region 1b). ing. In the present embodiment, the Fresnel lens angle in the peripheral region 1b of the optical panel 1 exceeds 70 °. FIG. 5 shows this partial shape. In addition, since the moving distance is limited to be short, the incident angle of the light beam reaching the peripheral region 1b is considerably limited, and only the component incident at an extremely steep angle exists in the vicinity of the peripheral region 1b. For a light beam having a large incident angle, the refracted light after the incident is also limited to a specific angle.

本実施形態では、光学パネル1の周辺領域1bに入射する光束に着目し、各フレネル形状の領域を結ぶ中間領域の角度を、光学パネル1の位置に応じて、最適になるように変化させている。このため、フレネルレンズ面の傾きが70°を超えるような大きな角度のフレネルレンズ面に対しても、効率良く光束を導くことができる。効率の良い中間領域1cの角度として、光学パネル1に入射し、屈折した後の光束が中間領域1cに直接、入射しない角度、かつ、各フレネル形状の領域から射出した後の光束が中間領域1cに再度、入射しない角度であることが望ましい。   In the present embodiment, paying attention to the light beam incident on the peripheral region 1b of the optical panel 1, the angle of the intermediate region connecting the respective Fresnel-shaped regions is changed to be optimal according to the position of the optical panel 1. Yes. For this reason, it is possible to efficiently guide the light beam even to a Fresnel lens surface having a large angle such that the inclination of the Fresnel lens surface exceeds 70 °. As an angle of the efficient intermediate region 1c, the light beam after entering the optical panel 1 and being refracted does not directly enter the intermediate region 1c, and the light beam after exiting from each Fresnel-shaped region is the intermediate region 1c. It is desirable that the angle is not incident again.

また、本発明では、光学パネル1の成型性も考慮して、各フレネル形状の領域と中間領域1cで構成されるフレネルレンズ頂角が45°以上になるように中間領域1cの角度を規制することが望ましい。本実施形態では、フレネルレンズと連結面で構成されるフレネルレンズの頂角が約50°となるように設定している。   In the present invention, in consideration of the moldability of the optical panel 1, the angle of the intermediate region 1 c is regulated so that the Fresnel lens apex angle formed by each Fresnel-shaped region and the intermediate region 1 c is 45 ° or more. It is desirable. In the present embodiment, the apex angle of the Fresnel lens composed of the Fresnel lens and the coupling surface is set to be about 50 °.

このように、光学パネル1の中間領域1cの角度を適宜設定することにより、大きな屈折力による照射角度可変を行わせることが可能になるとともに、不都合な迷光を極力なくし、効率の良い光照射を行わせることが可能になる。   As described above, by appropriately setting the angle of the intermediate region 1c of the optical panel 1, it becomes possible to change the irradiation angle with a large refractive power, and to eliminate the unnecessary stray light as much as possible and to perform efficient light irradiation. It becomes possible to do.

焦点距離が短く、照射角可変に伴う移動量の少ない光学系では、テレ状態で閃光放電管3の像が被写体面上に結像する現象が発生する。閃光放電管3は一般的に横長に配置され、必要とされる照射範囲に対して横長の照射となる場合が少なくない。本発明では、左右上下の角度範囲を必要とされる角度範囲に変換させるように、具体的には、上下の照射範囲を広げるように、光学パネル1の発光部材側に、拡散面として閃光放電管3と平行に複数のシリンドリカルレンズを形成している。これにより、左右、上下バランスが良く、均一な配光特性を得ることができる。シリンドリカルレンズのパワーとしては従来に比べて弱いパワーで良く、テレ状態での拡散に必要な光量ロスを最小限に抑えることができる。このため、さらに効率の良い光学系の構成が可能となる。   In an optical system with a short focal length and a small amount of movement due to variable illumination angle, a phenomenon occurs in which the image of the flash discharge tube 3 is formed on the subject surface in the tele state. The flash discharge tube 3 is generally arranged in a horizontally long shape, and there are many cases in which the light is irradiated horizontally in the required irradiation range. In the present invention, a flash discharge as a diffusing surface is provided on the light emitting member side of the optical panel 1 so as to convert the left and right and up and down angle ranges into the required angle range, specifically, to widen the upper and lower irradiation ranges. A plurality of cylindrical lenses are formed in parallel with the tube 3. Thereby, the right and left and up and down balance is good, and uniform light distribution characteristics can be obtained. The power of the cylindrical lens may be weaker than that of the conventional lens, and the light amount loss necessary for diffusion in the tele state can be minimized. For this reason, a more efficient optical system can be configured.

次に、中間領域1cの形状について、図7〜図10を用いて説明する。上述したように、中間領域1cは固定焦点領域である中心領域1aと周辺領域1bに挟まれた領域であり、焦点距離は2つの領域の焦点距離の間を連続的に変化するように設定されている。   Next, the shape of the intermediate region 1c will be described with reference to FIGS. As described above, the intermediate region 1c is a region sandwiched between the central region 1a and the peripheral region 1b, which are fixed focal regions, and the focal length is set so as to continuously change between the focal lengths of the two regions. ing.

1枚の光学パネル1で大きな配光特性変化を行わせるために、ワイド状態では中心領域1aの比較的長い焦点距離に対応し、テレ状態では中心領域1aに周辺領域1cの領域を加えて、最も屈折力の強くなるようにフレネル形状を形成することが望ましい。しかし、ズーム領域は、このワイド状態とテレ状態の2つの状態に限定されるわけではなく、それらの中間の状態の焦点距離に対しても、連続的に配光特性が変化することが望ましい。   In order to make a large light distribution characteristic change with one optical panel 1, in the wide state, it corresponds to the relatively long focal length of the central region 1a, and in the tele state, the region of the peripheral region 1c is added to the central region 1a. It is desirable to form a Fresnel shape so as to have the strongest refractive power. However, the zoom region is not limited to the two states of the wide state and the tele state, and it is desirable that the light distribution characteristics continuously change even with the focal length in the intermediate state.

図7,8の状態は、中間領域1cの焦点距離の変化の一つの方法を示しており、中心領域1aの焦点距離35mmの領域から周辺領域1bの焦点距離25mmに至る領域に1回の連続的な焦点距離の変化を行ったものである。   The state of FIGS. 7 and 8 shows one method of changing the focal length of the intermediate region 1c, and is continuously performed once in the region from the focal length of 35 mm in the central region 1a to the focal length of 25 mm in the peripheral region 1b. The focal length is changed.

図7は、ワイド時の配光特性図である。図に示されているように、左右方向で一度暗くなった後に、その外側で周囲より明るい領域Aが存在していることがわかる。図8の光線トレース図を用いて、この状態を説明する。フレネルレンズの周辺部分においては、フレネルレンズからの射出角度の変化量がある一定の角度から極端に少なくなる傾向にある。図8のBに示すように、焦点距離が極めて短いレンズにおいては、その周辺部において、フレネルレンズの角度変化が減少し、フレネルレンズ射出後の光束がある一定の角度に揃い易くなる現象がある。この現象は、ワイド状態の光学配置でのみ生じる現象であり、本来ワイド状態では、均一に照射角度が散らばることが望ましいが、上記現象により、一定角度に光束が集中し、この部分に配光ムラを生じる場合がある。   FIG. 7 is a light distribution characteristic diagram at the time of wide. As shown in the figure, after darkening once in the left-right direction, it can be seen that there is a region A brighter than the surroundings outside. This state will be described with reference to the ray trace diagram of FIG. In the peripheral portion of the Fresnel lens, the amount of change in the emission angle from the Fresnel lens tends to become extremely small from a certain angle. As shown in FIG. 8B, in a lens having an extremely short focal length, the change in the angle of the Fresnel lens is reduced in the periphery thereof, and there is a phenomenon that the light flux after the Fresnel lens exits is easily aligned at a certain angle. . This phenomenon occurs only in the optical arrangement in the wide state. Originally, in the wide state, it is desirable that the irradiation angle is uniformly scattered. However, due to the above phenomenon, the luminous flux is concentrated at a certain angle, and uneven light distribution occurs in this part. May occur.

上述した配光ムラを解消するために、図10に示すように、中間領域1cの領域に、中心領域1aの焦点距離と周辺領域1bの焦点距離の中間の焦点距離が連続的に変化する領域を複数層形成する。そうすることで、図10のDに示すように、光束が均一に拡散し、図9のCに示すように、配光ムラが改善され、均一な配光特性を得ることができるようになる。   In order to eliminate the above-described light distribution unevenness, as shown in FIG. 10, a region in which the focal length intermediate between the focal length of the central region 1 a and the focal length of the peripheral region 1 b continuously changes in the intermediate region 1 c. A plurality of layers are formed. By doing so, as shown in FIG. 10D, the luminous flux is uniformly diffused, and as shown in FIG. 9C, uneven light distribution is improved, and uniform light distribution characteristics can be obtained. .

本実施形態では、中間領域1cの焦点距離の変化の仕方を適宜変化させることにより、本発明特有のワイド状態の配光ムラを未然に防止することができる。なお、本実施形態では、焦点距離が連続的に変化する中間領域1cを3層繰り返しているが、必ずしも3層には限定されず、これより多くても少なくても良い。   In the present embodiment, it is possible to prevent the uneven light distribution in the wide state unique to the present invention by appropriately changing the way of changing the focal length of the intermediate region 1c. In the present embodiment, the intermediate region 1c in which the focal length continuously changes is repeated three layers, but is not necessarily limited to three layers, and may be more or less than this.

以上、説明したように、上記構成によって、小型で、照射角度の変化範囲の広いズームストロボ光学系を実現することができる。   As described above, with the above-described configuration, a zoom strobe optical system that is small and has a wide range of change in irradiation angle can be realized.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本実施形態では、撮像装置に着脱可能に取り付けられて使用されるストロボ装置の例を説明したが、撮像装置に内蔵されたストロボ装置、すなわち、ストロボ装置を内蔵した撮像装置に本発明を適用してもよい。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. For example, in the present embodiment, an example of a strobe device that is detachably attached to an imaging device has been described. However, the present invention is applied to a strobe device built in the imaging device, that is, an imaging device incorporating the strobe device. You may apply.

1 光学パネル(光学部材)
1a 中心領域(第1の領域)
1b 周辺領域(第2の領域)
1c 中間領域(第3の領域)
2 反射傘(発光部材)
3 閃光放電管(発光部材)
1 Optical panel (optical member)
1a Central region (first region)
1b Peripheral area (second area)
1c Intermediate region (third region)
2 Reflector umbrella (light emitting member)
3 Flash discharge tube (light emitting member)

Claims (9)

発光部材と、
第1の焦点距離である第1の領域と、前記第1の焦点距離と異なる第2の焦点距離である第2の領域と、前記第1の領域と前記第2の領域に挟まれ、連続的に変化する複数の焦点距離を備えた第3の領域と、を有するフレネル形状が形成された光学部材と、を有することを特徴とする照明装置。
A light emitting member;
It is sandwiched between a first region that is a first focal length, a second region that is a second focal length different from the first focal length, and the first region and the second region. And an optical member formed with a Fresnel shape having a third region having a plurality of focal lengths that change in a moving manner.
前記フレネル形状は、前記光学部材の光射出側に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the Fresnel shape is formed on a light emission side of the optical member. 前記第1の領域は、前記光学部材の中央部に形成され、
前記第2の領域は、前記光学部材の外周部に形成され、
前記第2の焦点距離は、前記第1の焦点距離より短いことを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。
The first region is formed at a central portion of the optical member,
The second region is formed on the outer periphery of the optical member,
The lighting device according to claim 1, wherein the second focal length is shorter than the first focal length.
前記第3の領域における焦点距離は、前記第1の焦点距離と前記第2の焦点距離との間の焦点距離で連続的に変化することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の照明装置。   4. The focal length in the third region continuously changes at a focal length between the first focal length and the second focal length. 5. The lighting device described in 1. 前記第3の領域は、複数の、前記第1の焦点距離と前記第2の焦点距離との間の焦点距離で連続的に変化する領域を有することを特徴とする請求項4に記載の照明装置。   5. The illumination according to claim 4, wherein the third region has a plurality of regions that continuously change at a focal length between the first focal length and the second focal length. apparatus. 前記発光部材は、閃光放電管と反射傘が一体的に形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の照明装置。   The lighting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the light emitting member is formed integrally with a flash discharge tube and a reflector. 前記第3の領域は、光軸方向から見た際に、前記反射傘の外周部より外側に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 6, wherein the third region is formed outside an outer peripheral portion of the reflector when viewed from the optical axis direction. 前記光学部材の前記発光部材側には、拡散面が形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の照明装置。   The illumination device according to claim 1, wherein a diffusion surface is formed on the light emitting member side of the optical member. 請求項1から8のいずれか1項に記載の照明装置を有することを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus comprising the illumination device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019054934A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-21 Profoto Aktiebolag A flash housing and a method for emitting a beam lobe with an essentially circular cross section

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