JP4171339B2 - 光反射傘およびこれを用いた閃光発光装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光反射傘およびこれを用いた閃光発光装置、詳しくは、発光放電管と反射面を有する光反射傘およびこれを用いた閃光発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、カメラ等に使用されるストロボ発光装置(閃光発光装置)は、発光放電管と光反射傘を有し、放電管の発光を直接被写体に向けて投射する光(以下、直接光と称す)と、放電管の発光を反射傘の反射面で反射させた光(以下、反射光と称す)とを被写体に向けて照射するようになっている。
【0003】
ところで、被写体に上記直接光と反射光の合成光を照射する場合には、これを効率良く被写体に照射しなければならない。そのため、光反射傘は、被写体に対する合成光線を集約する必要があり、このような光反射傘を有する閃光発光装置は、例えば特許文献1に開示されている。
【0004】
特許文献1の閃光発光装置は、図8、図9に示すように、筒状の発光放電管50と、反射傘100とからなり、前面開口部100cを有する反射傘100は、発光放電管50の配設位置を楕円の一つの焦点f101とし、中心軸Oに対し上下方向に対称な半楕円形状を有する楕円反射面100aと、該楕円反射面100aの前端部に連設して形成され、焦点f101を中心とした半径R100の円の一部(部分円弧)で形成された円形反射面100bとで構成されている。
【0005】
このように構成された反射傘100は、図8中のIX―IX線を含む、発光放電管50の筒と直交する平面で断面とする縦断面拡大図である図9に示すように、発光放電管50の発光光線を直接、前方に向けて照射するほか、発光放電管50から楕円反射面100aに向かった光線L101を、楕円反射面100aで1回反射した後、楕円のもう一方の焦点f102に集光されるように前方に向けて投射する。
【0006】
また、発光放電管50から円形反射面100bに向かった光線L102は、円形反射面100bにより1回反射した後、再び同一の経路を通って発光放電管50(焦点f101)の位置に戻り、この焦点f101を通り抜けさらに楕円反射面100aに反射して楕円の第2の焦点f102に集光されるように前方に向けて投射される。
【0007】
このように反射傘100を構成すれば、反射傘の前面開口部100cを小さくすることができ、また効率良く、反射光を被写体に照射することができるという利点がある。
【0008】
【特許文献1】
特開昭59−165037号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、楕円反射面100aの前方に形成された円形反射面100bは、部分円弧で形成されているため、図9に示すように、円形反射面100bの前縁部を通過する光線Lv101と、楕円反射面100aおよび円形反射面100bにより形成される領域Bが大きくなってしまう。
【0010】
このため、反射傘100が配置されるカメラ本体の取り付け部(図示せず)の円形反射面100bに対向する部分は、取り付け部の高さ方向を厚く形成しなければならず、上記取り付け部の全高が高くなってしまいカメラ本体の外形にかかわる外装設計に制約を受けてしまうという問題がある。
【0011】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、配光特性を自在に設定し得るようにし、設計に自由度が利く光反射傘およびこれを用いた閃光発光装置を提供するにある。
【0012】
【課題を解決するための手段、及び作用】
上記の目的を達成するために本発明による反射傘は、中心軸を有し、該中心軸に対して対称に凹状に形成された光反射傘であって、上記中心軸を含む平面上での断面において、上記凹状の内部の上記中心軸上に焦点の一つを配置し、該焦点上に発光部を配置し、上記断面上での形状が上記焦点を有した楕円曲線であって、その焦点近傍の上記楕円曲線の一部を反射曲面とした第1の反射面と、上記発光部からの光を上記中心軸と直交するように反射させるため、上記焦点を焦点として共用した放物曲線の一部を反射面とした第2の反射面と、上記第2の反射面で反射した上記反射光を上記焦点に向けて反射させるため、上記中心軸に関し上記第2の反射面と対称に形成された第3の反射面と、を有したことを特徴とする。
【0013】
本発明による閃光装置は、発光部と、中心軸を有し、該中心軸に対して対称に凹状に形成され、上記中心軸を含む平面上での断面において上記凹状の内部の上記中心軸上に焦点の一つを配置し、該焦点上に上記発光部を配置し、上記断面上での形状が上記焦点を有した楕円曲線であって、その焦点近傍の上記楕円曲線の一部を反射曲面とした第1の反射面と、上記発光部からの光を上記中心軸と直交するように反射させるため、上記焦点を焦点として共用した放物曲線の一部を反射面とした第2の反射面と、上記第2の反射面で反射した上記反射光を上記焦点に向けて反射させるため、上記中心軸に関し上記第2の反射面と対称に形成された第3の反射面と、からなる光反射傘と、を有したことを特徴とする。
【0014】
また、本発明による閃光装置は、発光部と、上記発光部からの光束の一部である第1の光束を直接外部に向けて放出するための開口部と、上記第1の光束とは異なる上記発光部からの光束である第2の光束を反射して上記外部に向けて放出するため、楕円曲線の一部からなり、上記発光部を上記楕円曲線の一部近傍にある一つの焦点に設けた第1の反射面と、上記第1及び第2の光束とは異なる上記発光部からの光束である第3の光束を反射して、放出方向と略直交する方向に反射させるため、焦点を上記焦点に重畳させた放物曲線の一部からなる第2の反射面と、上記第2の反射面で反射した光を上記焦点に向けて反射させるため、上記第2の反射面とは異なる位置に設けられ、焦点を上記焦点に重畳させた放物曲線の一部からなる第3の反射面と、を有したことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
図1は、本発明の一実施の形態を示す光反射傘を用いた閃光発光装置を前方右斜め上方から見た斜視図である。
【0016】
図1に示すように、閃光発光装置10は、内面が反射面をなす横長の長方形状に形成された光反射傘1と、例えばXe(キセノン)管からなる筒状の発光放電管2とで、その主要部が構成されている。光反射傘1は、発光放電管2の発光を予め定められた照射範囲に向けて反射させるためのものであり、例えば、90%以上の光の反射率を有するアルミニウムなどの光輝性を備えた導電性の1枚の薄板を、前面が開放され、筒状の発光放電管と直交する平面で断面とした縦断面形状が線対称の基準となる線である中心軸Oに対して上下方向に対称(線対称)な放物線形状と半楕円形とを有して、所謂凹状をなすように、折り曲げ加工によって形成される。
【0017】
即ち、光反射傘1は、発光放電管2の配設位置を焦点f1(図2参照)とし、中心軸Oに対し上下方向に対称(線対称)な半楕円形状を有する第1の反射面である楕円反射面(光輝面)1aと、該楕円反射面1aと隣接し中心軸Oに対し左右方向に対向した一対の側面1dと、該一対の側面1dに穿設されていて、発光放電管2を挿通するための一対の対向する挿通孔1eと、楕円反射面1aの前端部に連設して形成され、発光放電管2の配設された焦点f1を焦点pとして共用(重畳)し、中心軸Oに対し上下方向に対称(線対称)でかつ中心軸Oに上下方向に直交する中心軸O’を中心とした対称(線対称)の放物線形状を有する第2の反射面である放物反射面(光輝面)1bおよび中心軸Oに関しこの第2の反射面と線対称である第3の反射面である放物反射面(光輝面)1cと、前面開口部1fとで構成されている。尚、前面開口部1fは、放物反射面1b,1cの前端部により形成されている。
【0018】
また、発光放電管2は、上述したように、光反射傘1の一対の挿通孔1eに中心軸Oに対し左右方向に垂直に挿通され、該発光放電管2の中心が楕円反射面1aの焦点f1に位置するように固定されている。
【0019】
次に、このように構成された閃光発光装置10を用いたストロボ光投射時の光の進路について説明する。
図2は、発光放電管2から放出される直接光の進路を示す図1中のII−II線を含む平面で断面とした縦断面拡大図、図3は、発光放電管2で発光した光の内、楕円反射面1aにて反射された光の進路を示す縦断面拡大図、図4は、楕円内の一つの焦点から出た光が、楕円面で反射され、他方の焦点に入光することを示した中空な楕円体の縦断面図、図5は、発光放電管2で発光した光の内、放物反射面1b,1cおよび楕円反射面1aにて反射された光の進路を示す縦断面拡大図、図6は、放物線の焦点から出た光が、放物面で反射され放物線の中心軸と平行に進行することを示した中空な放物体の縦断面図である。
【0020】
まず、発光放電管2より直接被写体に照射される第1の光束である直接光L1は、図2に示すように、光反射傘1の前面開口部1fから前方に向けて投射される。尚、ここで、直接光L1の内、焦点f1から放物反射面1b,1cの前縁部を通過する光線をLv1とし、該光線Lv1間の角度をθ1とする。
【0021】
次に、発光放電管2で発光した光の内、楕円反射面1aに向かった第2の光束である光線L2は、図3に示すように、楕円反射面1aで1回反射した後、楕円のもう一方の焦点f2に向けて集光するように前方に向けて投射される。
【0022】
これは図4に示すように、2つの焦点を持った楕円の一方の焦点から出た光は、他方の焦点に集光するという周知の原理によるものである。尚、ここで、反射光L2の内、焦点f1から楕円反射面1aで反射し、放物反射面1b,1cの前縁部を通過する光線をLv2とし、該光線Lv2間の角度をθ2とする。
【0023】
また、楕円反射面1aは、90%以上の光の反射率を有しているため、この場合、1回の反射により、発光放電管2から投射された光の90%以上が被写体側に照射される。
【0024】
さらに、この場合、放物反射面1b,1cは、断面形状が放物線形状に形成されているため、該放物反射面1b,1cの前縁部を通過する光線Lv2と、楕円反射面1aおよび放物反射面1b,1cにより形成される領域Aは、上述した図9に示した領域Bよりも小さくなる。
【0025】
次に、発光放電管2で発光した光の内、放物反射面1bに向かった第3の光束である光線L3は、図5に示すように、放物反射面1bにより反射した後、上記中心軸Oと直交する方向に向かい、放物反射面1cで反射し、その後、焦点f1(p)を通り抜け、さらに楕円反射面1aで反射して楕円の第2の焦点f2に集光する。
【0026】
これは、図6に示すように、放物線の焦点pから出た光は、放物面C1の一部で反射して、放物線の対称軸と平行に進行するといった周知の原理と、図4に示した原理とを組み合わせたことによるものである。図6中のC2は中心軸Oに関し、C1の線対称となる曲線で、この曲線の一部が光反射面1Cを形成する。尚、ここで、反射光L3の内、焦点f1から放物反射面1b,1cで反射し、さらに、楕円反射面1aで反射し、放物反射面1b,1cの前縁部を通過する光線をLv3とし、該光線Lv3間の角度をθ3とする。
【0027】
尚、楕円反射面1a、放物反射面1b,1cは、90%以上の光の反射率を有しているため、この場合、3回反射すると、発光放電管2から投射された光の73%以上が被写体側に照射される。
【0028】
また、発光放電管2より投射された光の内、放物反射面1cに向かった第3の光束である光線L3も同様に、放物反射面1cにより1回反射した後、放物反射面1bに向かい、該放物反射面1bで反射し、その後、焦点f1(p)を通り抜けさらに楕円反射面1aで反射して楕円の第2の焦点f2に集光する。
【0029】
このように本発明の一実施の形態を示す光反射傘を用いた閃光発光装置においては、光反射傘1の形状を、発光放電管2の配置される焦点f1(図2参照)を一方の焦点とし、中心軸Oに対し上下方向に対称な半楕円形状を有する楕円反射面(光輝面)1aと、該楕円反射面1aの前縁部に連設されて形成され、中心軸Oに対し上下方向に対称でかつ中心軸Oに上下方向に直交する中心軸O’を中心とした放物線形状を有する放物反射面1b,1cと、該放物反射面1b,1cにより形成される前面開口部1fとを有する形状とした。
【0030】
このことにより、光反射傘1は、発光放電管2から投射された直接光L1を、前面開口部1f間を所定の角度θ1を以て被写体に照射することができ、また、反射光L2,L3を、それぞれ所定の角度θ2,θ3を以て第2の焦点に集光することができる。よって、直接光L1と反射光L2,L3の合成光は、被写体に向けて無駄なく照射されるため、発光放電管2からの光は、全て上記照射角度内に納めることができるので、反射傘の前面開口部100cを小さくすることができ、また効率良く、投射光を被写体に照射することができる。
【0031】
また、放物反射面1b,1cを構成する放物線の形状を変更することにより、上記所定の角度θ1及びθ2,θ3は変更することができ、被写体に照射する光の配光を変えることができる。よって、反射傘1が配置されるカメラ本体の取り付け部(図示せず)の放物反射面1b,1cに対向する部分は、放物線形状であれば、自由に形成することができる。
【0032】
さらに、光反射傘1の前部の反射面を放物面としたことにより、放物反射面1b,1cの前縁部を通過する光線Lv2と、楕円反射面1aおよび放物反射面1b,1cにより形成される領域Aは小さくなる。よって、反射傘1が配置されるカメラ本体の取り付け部(図示せず)の一対の放物反射面1b,1cに対向する部分を薄く形成でき、この分、カメラ本体の高さを低く形成することができる。
【0033】
尚、本実施の形態においては、光反射傘の全体の形状は横長の長方形状であると示したが、これに限らず、図7に示すように、閃光発光装置20を、例えば球状のXe(キセノン)管発光部(発光体)22と、中空の楕円体の楕円面の一部で形成した軸対称の断面形状を有する楕円反射面21aおよび中空の放物体の軸対称の断面形状を有する放物面の一部で形成した放物反射面21bからなる光反射傘21とで形成しても本実施の形態と同様の効果が得られることは勿論である。
【0034】
また、上述した実施の形態では、放物線の焦点pは、楕円の焦点f1と共用すると示したが、これに限らず、楕円反射面で反射した光を、第2の焦点に集光する必要がなければ、楕円の焦点と共用しなくとも良い。
【0035】
さらに、楕円反射面および放物反射面の光の反射率は、約90%であると示したが、両反射面を構成する材質によって、光の反射率は変化するということは云うまでもない。
【0036】
【発明の効果】
以上、述べたように本発明によれば、発光放電管の発光光線を自在に照射でき、設計の自由度を向上させた光反射傘およびこれを用いた閃光発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す光反射傘を用いた閃光発光装置を前方右斜め上方から見た斜視図、
【図2】直接光の進路を示す図1中のII−II線を含む平面で断面とした縦断面拡大図、
【図3】楕円反射面にて反射された光の進路を示す図1中のII−II線に沿う縦断面拡大図、
【図4】楕円反射面の光の進路を示す縦断面図、
【図5】放物反射面および楕円反射面にて反射される光の進路を示す図1中のII−II線に沿う縦断面拡大図、
【図6】放物反射面の光の進路を示す縦断面図、
【図7】本発明の一実施の形態の変形例を示す光反射傘を用いた閃光発光装置の斜視図、
【図8】従来の光反射傘を用いた閃光発光装置の一例を示す斜視図、
【図9】図8中のIX−IX線に沿う縦断面拡大図。
【符号の説明】
1…光反射傘
1a…楕円反射面(第1の反射面)
1b…放物反射面(第2の反射面)
1c…放物反射面(第3の反射面)
1f…前面開口部(開口部)
2…発光放電管(発光部)
10…閃光発光装置
20…閃光発光装置
21…光反射傘
21a…楕円反射面(第1の反射面)
21b…放物反射面(第2の反射面)(第3の反射面)
22…発光放電管(発光部)
f1…焦点(楕円)
p…焦点(放物線)
O…中心軸
L1…光線(第1の光束)
L2…光線(第2の光束)
L3…光線(第3の光束)
Claims (3)
- 中心軸を有し、該中心軸に対して対称に凹状に形成された光反射傘であって、
上記中心軸を含む平面上での断面において、上記凹状の内部の上記中心軸上に焦点の一つを配置し、該焦点上に発光部を配置し、上記断面上での形状が上記焦点を有した楕円曲線であって、その焦点近傍の上記楕円曲線の一部を反射曲面とした第1の反射面と、上記発光部からの光を上記中心軸と直交するように反射させるため、上記焦点を焦点として共用した放物曲線の一部を反射面とした第2の反射面と、上記第2の反射面で反射した上記反射光を上記焦点に向けて反射させるため、上記中心軸に関し上記第2の反射面と対称に形成された第3の反射面と、を有したことを特徴とする光反射傘。 - 発光部と、
中心軸を有し、該中心軸に対して対称に凹状に形成され、上記中心軸を含む平面上での断面において上記凹状の内部の上記中心軸上に焦点の一つを配置し、該焦点上に上記発光部を配置し、上記断面上での形状が上記焦点を有した楕円曲線であって、その焦点近傍の上記楕円曲線の一部を反射曲面とした第1の反射面と、上記発光部からの光を上記中心軸と直交するように反射させるため、上記焦点を焦点として共用した放物曲線の一部を反射面とした第2の反射面と、上記第2の反射面で反射した上記反射光を上記焦点に向けて反射させるため、上記中心軸に関し上記第2の反射面と対称に形成された第3の反射面と、からなる光反射傘と、
を有したことを特徴とする閃光発光装置。 - 発光部と、
上記発光部からの光束の一部である第1の光束を直接外部に向けて放出するための開口部と、
上記第1の光束とは異なる上記発光部からの光束である第2の光束を反射して上記外部に向けて放出するため、楕円曲線の一部からなり、上記発光部を上記楕円曲線の一部近傍にある一つの焦点に設けた第1の反射面と、
上記第1及び第2の光束とは異なる上記発光部からの光束である第3の光束を反射して、放出方向と略直交する方向に反射させるため、焦点を上記焦点に重畳させた放物曲線の一部からなる第2の反射面と、
上記第2の反射面で反射した光を上記焦点に向けて反射させるため、上記第2の反射面とは異なる位置に設けられ、焦点を上記焦点に重畳させた放物曲線の一部からなる第3の反射面と、
を有したことを特徴とする閃光発光装置。
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