JP4457597B2

JP4457597B2 - 照射角可変ストロボ装置

Info

Publication number: JP4457597B2
Application number: JP2003278086A
Authority: JP
Inventors: 克典川端
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2023-07-23
Also published as: JP2005043688A

Description

本発明は、広角撮影時と望遠撮影時とで発光の照射角度を可変にできる照射角可変ストロボ装置に関し、特に、広角撮影時に生じやすい配光むらを防止することができる照射角可変ストロボ装置に関するものである。

従来より、光源としての閃光放電管、反射傘及び光制御部材であるフレネルレンズ等からなる発光部より射出される射出光の照射角を、撮影に使用する撮影レンズの焦点距離に応じて制御するように構成されたいわゆる照射角可変ストロボ装置は、種々、実用化あるいは提案されている。

従来の照射角可変ストロボ装置については、反射傘の前面に配置される光制御部材を反射傘に接離する方向に移動させて照射角を変化させるものがある（特許文献１）。あるいはその逆に、光制御部材を固定して該光制御部材に反射傘を接離する方向に移動させて照射角を変化させるものもある（特許文献２）。

また、閃光放電管を反射傘内で移動させて（反射傘の底部に接離する方向に移動させて）反射傘に対する閃光放電管の位置関係を変化させることにより照射角を変化させるものもある（特許文献３）。

しかし、前者の方式の場合、光制御部材あるいは反射傘の移動で照射角を変化させていたため、光制御部材あるいは反射傘の移動スペースが必要であり、小型化が制約される、という問題があり、一方、後者の方式の場合、閃光放電管及び反射傘の位置関係を変化させて照射角を変化させていたため、閃光放電管の移動量が反射傘の大きさによって制約され、照射角の変化が少ない（特に閃光放電管の長手方向が少なくなる）という問題がある。そして、これらの問題を解決すべく、光制御部材を反射傘に接離する方向に移動させると共に、閃光放電管を反射傘内で移動させて照射角を変化させるものが提案された（特許文献４）。

ところで、これら従来の照射角可変ストロボ装置は、発光部の形状を小型化して実際に写真撮影を行った場合、配光むらとして閃光放電管の長手方向の端部に種々の色の細い線（いわゆる「虹むら」）が発生することがある。そこで、これを防止するために、本出願人は、閃光放電管と対向する面に、該閃光放電管の長手方向に一致する方向に形成され、閃光放電管の長手方向に直交する方向に対して光拡散作用を有する凹状シリンドリカルレンズを備え、他面に、少なくとも一つの頂点を有し、閃光放電管から直接あるいは反射傘を介して供給される光を全ての方向に対して集光する集光作用を有するレンズ曲面を同心状に細分化してなる複数のレンズ曲面部の夫々の間を壁面部で連接した形成された輪帯レンズを備えた第一光制御部材と、該輪帯レンズと対向する一面に前記凹状シリンドリカルレンズと直交する方向に形成される凹状シリンドリカルレンズを備えた第二光制御部材とを含んで構成される照射角可変ストロボ装置を提案している（特許文献５）。
実開昭５３−６２３３０号公報特開昭６０−８３９２１号公報特公昭６２−５１４５３号公報特開平２−２９１５３８号公報特開平１０−３９３７７号公報

しかしながら、特許文献４の照射角可変ストロボ装置のようなワイド側状態における閃光放電管と光制御部材との間隔が近くなる構成を採ると、ワイド側状態での照射角の広角化は図れるものの、照射領域の周辺部における配光不足は否めない。

本発明は、上記のような不都合点を考慮してなしたもので、ワイド側状態における照射領域の周辺部における配光不足を改善することができる照射角可変ストロボ装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照射角可変ストロボ装置は、上記課題を解決するためになされたものであり、反射傘に内挿される閃光放電管と該反射傘の前方に配される光制御部材とを備え、閃光放電管と光制御部材との相対距離を変更することにより照射角を可変する照射角可変ストロボ装置であって、前記光制御部材は、一面に、閃光放電管の長手方向に対してのみあるいは閃光放電管の長手方向に直交する方向に対してのみ光拡散作用を有する凹状シリンドリカルレンズからなる拡散制御部を備え、他面の中心領域に、閃光放電管の長手方向に直交する方向に対してのみ集光する集光作用を有する凸状レンズからなる第一集光制御部を備え、且つ、他面の他領域に、全ての方向に対して集光する集光作用を有する輪帯レンズからなる第二集光制御部を備えてなることを特徴とする。

上記構成からなる照射角可変ストロボ装置によれば、閃光放電管と光制御部材とが接近した場合（ワイド側状態）に、閃光放電管から光制御部材に入射して該光制御部材の第一集光制御部から出射する光は、第二集光制御部よりも大きな集光作用によって集光されるため、集光焦点が短く、それゆえ、集光は焦点から先が拡散光となり、該拡散光によって照射領域の周辺部における配光不足が補われ、照射領域全体の光量を均一化することができる。また、フレネルレンズではなく一体型のレンズを用いることにより、フレネルレンズのつなぎ面でのロスがなく効率が良い。

しかも、光制御部材に入射する光を拡散制御部によって閃光放電管の長手方向あるいは該長手方向に直交する方向に対して拡散させる作用によって、光制御部材におけるプリズム作用を抑制・制限することができ、この結果、特に小型化した場合のワイド側状態において、光制御部材のプリズム作用に基づく虹むらの発生が防止される。

また、本発明に係る照射角可変ストロボ装置は、請求項２記載の如く、前記光制御部材は、該光制御部材と閃光放電管とが接近する時の反射傘の開口を覆わない領域に、閃光放電管の長手方向に対して集光作用を有する集光レンズからなる第三集光制御部と、閃光放電管の長手方向に直交する方向に対して集光作用を有する集光レンズからなる第四集光制御部とを備えてなる構成を採用することができる。

上記構成からなる照射角可変ストロボ装置によれば、第三集光制御部及び第四集光制御部は、集光作用を有するものではあるが、ワイド側状態での反射傘の開口を覆わない部分、換言すれば、閃光放電管から光が入射しない部分に備えられているため、ワイド状態における照射角に影響を与えることはない。即ち、第三集光制御部及び第四集光制御部によってワイド側状態での照射角の広角化が阻害されることはない。

しかし、第三集光制御部及び第四集光制御部が備えられている部分は、閃光放電管と光制御部材とが離反した場合（テレ側状態）では、閃光放電管から光が入射するようになっており、第三集光制御部及び第四集光制御部を介して外部に射出される射出光は、第三集光制御部及び第四集光制御部によって閃光放電管の長手方向及びこれに直交する方向に対して集光されるため、テレ側状態での集光度が高められるようになる。

以上の如く、本発明に係る照射角可変ストロボ装置は、閃光放電管の長手方向に直交する方向に対してのみ集光する集光作用を有する凸状レンズからなる第一集光制御部を設けているため、ワイド側状態に、閃光放電管から光制御部材に入射して該光制御部材の第一集光制御部から出射する光は、第二集光制御部よりも大きな集光作用によって集光されるため、集光焦点が短く、それゆえ、集光は焦点から先が拡散光となり、該拡散光によって照射領域の周辺部における配光不足が改善され、照射領域全体の光量を均一化することができる。

また、拡散制御部がワイド側状態で閃光放電管の長手方向あるいは長手方向に直交する方向に対して入射光を拡散させる作用を有することで、発光部形状を小型化した場合のワイド側状態においてもフレネルレンズのプリズム作用に基づく虹むらの発生を防止でき、しかも、ワイド側状態で入射光が入射し得ない領域に備えられた第三集光制御部及び第四集光制御部がテレ側状態で閃光放電管の長手方向及びこれに直交する方向に入射光を集光させる作用を有することで、ワイド側状態での照射角の広角化を実現しつつ、テレ側状態での集光度を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本実施形態に係る照射角可変ストロボ装置は、図１及び図２に示す如く、閃光放電管１と、該閃光放電管１を内挿する有底形状からなる第一反射傘２と、該第一反射傘２を内挿可能な枠形状からなる第二反射傘３と、該第二反射傘３の前面に配置される光制御部材４，５とを備え、第一反射傘２が第二反射傘３内を出退するようにして光制御部材４，５に接離する方向に移動可能で且つ閃光放電管１が第一反射傘２の底部２ａに接離する方向に第一反射傘２内を移動可能に構成されている。

これを具体的に実現したものを図３に示す。閃光放電管１は、その両端が揺動体６によって保持されている。第一反射傘２は、可動体７によって保持されている。第二反射傘３は、ハウジング８によって保持されている。該ハウジング８は、可動体７を内挿するもので、照射角可変ストロボユニットとしての筐体を兼ねている。また、可動体７は、ハウジング８に設けられたガイド９にスライド可能に取り付けられ、光制御部材４，５（図示しないが、ハウジング８の前面開口部に取り付けられる）に接離する方向に可動となっている。尚、可動体７とハウジング８は、引きバネ等の弾性体１０によって連結され、可動体７は、常時は光制御部材４，５から離間する方向に付勢されている。

一方、揺動体６は、可動体７に揺動可能に取り付けられ、第一反射傘２に内挿された状態で閃光放電管１の両端を保持する二股のアーム部を備えている。そして、揺動体６は、その揺動中心と閃光放電管１の軸心とが平行であり且つ両者を含む面が光制御部材４，５と対向するような配置されている。従って、閃光放電管１は、揺動体６が可動体７に対して所定角度範囲で揺動することにより円弧移動するが、その角度範囲は狭いため、実質的には可動体７の移動方向（光制御部材４，５の表面と直交する方向）に沿って略直線移動するに等しい。尚、揺動体６と可動体７は、コイルバネ等の弾性体（図示しない）によって連結され、揺動体６は、常時は光制御部材４，５から離間する方向に付勢されている。

ハウジング８は、可動体７の移動に伴って揺動体６が揺動動作を起こすよう、揺動体６の一部（揺動中心を挟んで閃光放電管１とは反対側に形成された突片６ａ）が当接し且つ可動体７の移動方向に対して傾斜するガイド面８ａを備えている。該ガイド面８ａは、光制御部材４，５に接近するほど中心側に寄る傾斜面であり、従って、可動体７が光制御部材４，５側に移動すると、閃光放電管１も第一反射傘２に対して光制御部材４，５側に相対的に移動する一方、可動体７が光制御部材４，５から離間する方向に移動すると、閃光放電管１は、ガイド面８ａによる揺動体６の押圧が解除され、弾性体の付勢により第一反射傘２に対して光制御部材４，５から離間する方向（即ち、第一反射傘２の底部２ａ側）に相対的に移動するようになっている。

また、ハウジング８には、可動体７を移動させるための駆動手段１１が設けられている。該駆動手段１１は、可動体７の移動方向と直交する方向に沿った出力軸を有するモータ１２と、該モータ１２の出力軸に螺合されたレバー１３とを備えている。該レバー１３は、モータ１２をハウジング８に取り付けるためのフレーム１４に設けられたガイド１５にスライド可能に取り付けられ、回転が規制された状態で可動体７の移動方向と直交する方向に可動となっている。

レバー１３は、中心側に移動するほど光制御部材４，５から離間する傾斜面１３ａを備え、該傾斜面１３ａは、可動体７の背面に当接する。従って、モータ１２の駆動によりレバー１３が中心側に移動すると、可動体７が前方に押し出されて光制御部材４，５側に移動する一方、モータ１２の逆駆動によりレバー１３が反対に移動すると、可動体７は、レバー１３による押圧が解除され、弾性体１０の付勢により光制御部材４，５から離間する方向に移動するようになっている。

従って、かかる構成によれば、図５（イ）に示すテレ側状態から、モータ１２が正回転駆動すれば、レバー１３が下がり、可動体７を光制御部材４，５側に押し出し、これにより、可動体７が光制御部材４，５側に移動して第二反射傘３内に進入すると共に、これに伴って、揺動体６の一部６ａがガイド面８ａと当接して揺動体６が光制御部材４，５側に揺動することにより、閃光放電管１が第一反射傘２の底部２ａから離間する方向（光制御部材４，５側）に移動し、その結果、閃光放電管１が光制御部材４，５に最も接近したワイド側状態となる（図５（ロ））。

一方、図５（ロ）に示すワイド側状態から、モータ１２が逆回転駆動すれば、レバー１３が上がり、レバー１３による押圧が解除された可動体７が弾性部材により光制御部材４，５から離間する方向に移動して第二反射傘３から退避すると共に、これに伴って、ガイド面８ａとの当接が解除された揺動体６が弾性部材により光制御部材４，５から離間する方向に揺動することにより、閃光放電管１が第一反射傘２の底部２ａに接近する方向に移動し、その結果、閃光放電管１が光制御部材４，５から最も離間したテレ側状態となる（図５（イ））。

前記光制御部材４，５は、反射傘２，３の前方に供給される光を拡散および集光制御するものであり、反射傘２，３の前方に閃光放電管１側から順に配置される第一光制御部材４と第二光制御部材５とから構成される。

第一光制御部材１１は、図６（イ）に示す如く、閃光放電管１と対向する面（正確には、左右の端部領域のうちの閃光放電管１の長手方向に直交する方向の中間領域を除く領域）に、閃光放電管１の長手方向に一致する方向に形成され、閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対してのみ光拡散作用を有する拡散制御部としての凹状シリンドリカルレンズ１６を備え、一方、図６（ロ）に示す如く、他面（対向面の反対面）の中心領域に、閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対してのみ集光する集光作用を有する第一集光制御部としての凸状レンズ１７を備え、且つ、同面の他領域に、供給される光を全ての方向に対して集光する集光作用を有する第二集光制御部としての輪帯レンズ１８を備えている。

第二光制御部材５は、図６（ハ）に示す如く、閃光放電管１との対向面であって、中央領域及び左右の端部領域のうちの閃光放電管１の長手方向に直交する方向の中間領域に、閃光放電管１の長手方向に対してのみ光拡散作用を有する拡散制御部としての凹状シリンドリカルレンズ１９を備え、且つ、同面であって、左右の端部領域のうちの閃光放電管１の長手方向に直交する方向の中間領域を除く領域（四隅の領域）に、閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対してのみ集光作用を有する第三集光制御部としての集光レンズ２０を備え、一方、図６（ニ）に示す如く、他面（対向面の反対面）の左右の端部領域に、閃光放電管１の長手方向に対してのみ集光作用を有する第四集光制御部としての集光レンズ２１を備えている。

凸状レンズ１７は、例えば輪帯レンズ１８の集光特性より強く、且つ閃光放電管１の長手方向には曲率を有さず、長手方向に直交する方向に所定の曲率を有する単一円弧面からなる凸レンズである。曲率としては、半径５０ｍｍ〜∞の範囲内にて設定される。

輪帯レンズ１８は、二つの頂点１８ａ，１８ｂを有し、閃光放電管１から直接あるいは反射傘２，３を介して供給される光を全ての方向に対して集光する集光作用を有するレンズ曲面を同心状に細分化してなる複数のレンズ曲面部の夫々の間を壁面部で連接して形成したもの、より具体的には、閃光放電管１の長手方向の中心を同方向に直交して横切る中心線を中心として対称に設けられている。

集光レンズ２０は、例えば輪帯レンズ１８の集光特性より強く、且つ閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対してのみ集光作用を有するレンズ曲面を、閃光放電管１の長手方向の複数のレンズ曲面部に細分化し、且つ該複数のレンズ曲面部の夫々の間を壁面部で連接して形成した帯レンズにて構成している。

集光レンズ２１は、例えば輪帯レンズ１８の集光特性より強く、且つ閃光放電管１の長手方向に対してのみ集光作用を有するレンズ曲面を、閃光放電管１の長手方向に直交する方向の複数のレンズ曲面部に細分化し、且つ該複数のレンズ曲面部の夫々の間を壁面部で連接して形成した帯レンズにて構成している。

本実施形態に係る照射角可変ストロボ装置は、以上の構成からなり、ワイド側状態においては、閃光放電管１から直接あるいは第一反射傘２を介して光制御部材４，５に供給される光は、第一の凹状シリンドリカルレンズ１６にて閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対して拡散され、さらに凸状レンズ１７にて閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対して集光されると共に、輪帯レンズ１８にて全方向に対して集光され、次いで第２の凹状シリンドリカルレンズ１９にて閃光放電管１の長手方向に対して拡散された後に外部に射出されることになる。但し、このワイド側状態における発光照射角度の広角化を図るべく、輪帯レンズ１８の集光度は低めに設定されている。

一方、テレ側状態においては、閃光放電管１から直接光あるいは反射光による光制御部材４，５の略全域に供給される光は、第１の凹状シリンドリカルレンズ１６にて閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対して拡散され、さらに凸状レンズ１７及び輪帯レンズ１８から出射され、次いで第２の凹状シリンドリカルレンズ１９にて閃光放電管１の長手方向に対して拡散され、且つ集光レンズ２０にて閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対して集光されると共に、集光レンズ２１にて閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対して集光される。

従って、本実施形態に係る照射角可変ストロボ装置によれば、ワイド側状態に、閃光放電管１の直接光及び反射光が光制御部材４，５に入射して該光制御部材４，５の凸状レンズ１７から出射する光は、輪帯レンズ１８よりも大きな集光作用によって集光されるため、集光焦点が短く（図７参照）、それゆえ、集光は焦点から先が拡散光となり、該拡散光によって照射領域の周辺部における配光不足が補われ、照射領域全体の光量を均一化することができる（結果を図８〜図１１に示す）。

しかも、光制御部材４，５に入射する光を凹状シリンドリカルレンズ１６によって閃光放電管１の長手方向に直交する方向に対して拡散させる作用によって、光制御部材４，５におけるプリズム作用を抑制・制限することができ、この結果、特に小型化した場合のワイド側状態において、光制御部材４，５のプリズム作用に基づく虹むらの発生が防止される。

また、集光レンズ２０，２１は、集光作用を有するものではあるが、ワイド側状態での第一反射傘２の開口を覆わない部分、換言すれば、閃光放電管１から光が入射しない部分に備えられているため、ワイド状態における照射角に影響を与えることはない。即ち、集光レンズ２０，２１によってワイド側状態での照射角の広角化が阻害されることはない。

しかし、集光レンズ２０，２１が備えられている部分は、閃光放電管１と光制御部材４，５とが離反した場合（テレ側状態）では、閃光放電管１から光が入射するようになっており、集光レンズ２０，２１を介して外部に射出される射出光は、集光レンズ２０，２１によって閃光放電管１の長手方向及びこれに直交する方向に対して集光されるため、テレ側状態での集光度が高められるようになる。

また、光制御部材を二枚の光制御部材４，５に分離して形成したことから、プリズム作用の抑制等に加えて、光制御部材４，５を介して外部に射出されることになる光の配光特性のうち、特に閃光放電管１の長手方向に直交する方向の配光特性を滑らかに制御できることになり、これにより実写時の同方向における配光むらの発生する可能性を低減することもできる。

また、二つの頂点１８ａ，１８ｂを有する輪帯レンズ１８で構成するようにしているため、一つの頂点を有する輪帯レンズに比して広角撮影時でより広い発光照射角度を設定することができることになる。

また、集光レンズ２０は、閃光放電管１の長手方向に直交する方向の中間領域を除いて形成されてなる構成であり、これは、そもそも閃光放電管１の長手方向に直交する方向の中間領域、即ち閃光放電管１に近い領域では、光の入射角が小さい（即ち、光制御部材４，５に対して光が略直交状態で入射する）ため、敢えて集光させる必然性がないからである。そして、この領域に凹状シリンドリカルレンズ１９を延在させているため、発光部の形状の小型化が進むことによりテレ側状態でも発生の可能性のある虹むらを防止する効果が高くなる。

但し、本発明は、上記実施形態に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記実施形態においては、光制御部材４，５が二つであり、第一集光制御部１７及び第二集光制御部１８が反射傘２，３に近い側の光制御部材４の反射傘２，３との対向面の反対面に設けられると共に、拡散制御部１９及び第三集光制御部２０が反射傘２，３から遠い側の光制御部材５の反射傘２，３との対向面に設けられ且つ第四集光制御部２１が該光制御部材５の反射傘２，３との対向面の反対面に設けられるものであるが、これらの組み合わせは例示であって、その他の組み合わせであってもよい。

また、二つの光制御部材４，５である必要性はなく、一つの光制御部材４，５であってもよい。光制御部材４が一つの場合は、閃光放電管１の長手方向に対してのみ光拡散作用を有する拡散制御部及び第四集光制御部が光制御部材４の反射傘２，３との対向面に設けられると共に、第１乃至第三集光制御部が反対面に設けられる態様が挙げられる。

また、上記実施形態においては、光制御部材４，５側の開口部がそれと反対側の開口部よりも拡開された形状である第二反射傘３を設けているが、これは必須ではない。但し、テレ側状態において第一反射傘２から射出された光の一部が光制御部材４，５を通らずに外部に漏れて照射光の全体光量が低下するのを防止できる点で、第二反射傘３を設ける方がよい。

本実施形態に係る照射角可変ストロボ装置の概略構成分解斜視図同実施形態の照射角可変ストロボ装置の概略構成であって、（イ）テレ側状態の側面図（ロ）中間状態の側面図（ハ）ワイド側状態の側面図同実施形態の照射角可変ストロボ装置の分解斜視図同実施形態の照射角可変ストロボ装置の組立斜視図同実施形態の照射角可変ストロボ装置であって、（イ）テレ側状態の断面側面図（ロ）ワイド側状態の断面側面図同実施形態の光制御部材であって、（イ）第一光制御部材の反射傘との対向面を示す図（ロ）その反対面を示す図（ハ）第二制御部材の（ロ）との対向面を示す図（ニ）その反対面の正面図同実施形態の照射角可変ストロボ装置のワイド側状態における光路説明図同実施形態の縦中心線における配光特性図同実施形態の横中心線における配光特性図同実施形態の右対角線における配光特性図同実施形態の左対角線における配光特性図

符号の説明

１閃光放電管
２第一反射傘（反射傘）
３第二反射傘（反射傘）
４光制御部材
５光制御部材
１６凹状シリンドリカルレンズ（拡散制御部）
１７凸状レンズ（第一集光制御部）
１８輪帯レンズ（第二集光制御部）
１９凹状シリンドリカルレンズ（拡散制御部）
２０集光レンズ（第三集光制御部）
２１集光レンズ（第四集光制御部）

Claims

反射傘に内挿される閃光放電管と該反射傘の前方に配される光制御部材とを備え、閃光放電管と光制御部材との相対距離を変更することにより照射角を可変する照射角可変ストロボ装置であって、前記光制御部材は、一面に、閃光放電管の長手方向に対してのみあるいは閃光放電管の長手方向に直交する方向に対してのみ光拡散作用を有する凹状シリンドリカルレンズからなる拡散制御部を備え、他面の中心領域に、閃光放電管の長手方向に直交する方向に対してのみ集光する集光作用を有する凸状レンズからなる第一集光制御部を備え、且つ、他面の他領域に、全ての方向に対して集光する集光作用を有する輪帯レンズからなる第二集光制御部を備えてなることを特徴とする照射角可変ストロボ装置。
前記光制御部材は、該光制御部材と閃光放電管とが接近する時の反射傘の開口を覆わない領域に、閃光放電管の長手方向に対して集光作用を有する集光レンズからなる第三集光制御部と、閃光放電管の長手方向に直交する方向に対して集光作用を有する集光レンズからなる第四集光制御部とを備えてなることを特徴とする請求項１記載の照射角可変ストロボ装置。