JP5216431B2 - カメラ用ストロボリフレクタ - Google Patents

Description

本発明は、カメラ用ストロボリフレクタに関する。

従来、カメラ用のストロボは、主に光源、リフレクタ、及びレンズで構成されており、光源から出射した直射光線及び光源から出射してリフレクタで反射された反射光線をレンズにより光路制御して被写体に向けて照射するものである。

具体的には、例えば図６（線状光源の短手方向に平行な方向の横断面図）に示すように、短手方向の断面形状が、円弧部５０及び該円弧部の両端から直線状或いは曲線状に延長された延長部５１からなるリフレクタ５２の前記円弧部５０内にキセノン管等からなる線状光源５３が収容され、リフレクタ５２の略長方形状の開口部５４を覆うようにレンズ５５が配置されている。レンズ５５の光源５３と反対側の面には、段差方向を光源５３の短手方向とするフレネルレンズ面５６が形成されている。

また、図７（線状光源の長手方向に平行な方向の横断面図）より、リフレクタ５２の長手方向の両端部は光軸Ｘに対して光源５３側から被写体側に向かって外側に開いた直線からなる傾斜面５７となっている。

そこで、線状光源５３から該光源５３の中心線Ｙの放射方向に出射されて直接レンズ５５の光入射面５８に至った直射光線Ｌ１及びリフレクタ５２の延長部５１で反射されてレンズ５５の光入射面５８に至った反射光線Ｌ２はいずれもレンズ５５内を導光されてフレネルレンズ面５６に至り、フレネルレンズ面５６で光軸Ｘ方向に屈折されて該フレネルレンズ面５６を光出射面５９として被写体に向けて照射される。

一方、線状光源５３から該光源５３の中心線Ｙの放射方向に対して傾斜した方向に出射された光線のうち一部の光線Ｌ３はリフレクタ５２の傾斜面５７に至り、該傾斜面５７で反射された反射光Ｌ３はレンズ５５の光入射面５８からレンズ５５内に入射してフレネルレンズ面５６まで導光され、フレネルレンズ面５６で光軸Ｘ方向に屈折されて該フレネルレンズ面５６を光出射面５９として被写体に向けて照射される。

このときの指向特性を図８及び図９に示している。図８はレンズ上方における、線状光源の長手方向（図７中に記したＹ１−Ｙ１方向）の指向特性、図９はレンズ上方における、線状光源の短手方向（図６中に記したＺ１−Ｚ１方向）の指向特性を示している。

図８及び図９において、光度が最大光度の１/２となる、光軸Ｘからの角度を表す指向半値角θ１／２を比較した場合、図８が約５５°であるのに対し図９は約３３°であり、線状光源の長手方向の指向性が短手方向の指向性に比べてはるかに広いことを示している。

線状光源５３の長手方向の指向性は、光源５３の上方に位置するレンズ５５にフレネルレンズ面５６を形成することにより、光源５３からの直射光線Ｌ１及びリフレクタ５２の延長部５１で反射された反射光線Ｌ２の光路をレンズ５５のフレネルレンズ面５６を介して光軸Ｘの方向に向け、且つリフレクタ５２の両端部を傾斜面５７とすることにより傾斜面５７に到達した光線Ｌ３の光路をレンズ５５側に向けたにも拘わらず、線状光源５３の短手方向の指向性ほどの集光性の効果は得られていない。

また、リフレクタ５２の傾斜面５７が平面のために傾斜面５７による反射光Ｌ３が拡散光でなく線状光となるため（図１０参照）、レンズ５５内に入射してフレネルレンズ面５６を介して被写体に向けて照射される照射光にスジムラを生じる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−２５９４６３号公報

そこで、レンズ５５のフレネルレンズ面５６によって更に照射光の集光性を高めようとすると、フレネルレンズ面５６の段差が高くなってレンズ５５の厚みが厚くなると共にフレネルレンズ面の成形も難しくなり、レンズ５５の成形時にヒケが生じてレンズ５５の光学性能が低下することになる。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、被写体に向けて照射される照射光が、線状光源の長手方向の集光性が高く且つ全面に亘って輝度分布が均一なカメラ用ストロボを、小型化を維持した状態で実現させることが可能となるリフレクタを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、線状光源と、
前記線状光源を包囲するように位置し前記線状光源から出射した光線を所定の方向に反射させるリフレクタと、
前記線状光源の上方に位置し前記線状光源からの直射光線及び前記リフレクタによる反射光線の光路を制御して被写体の方向に向けて照射するレンズを備えたカメラ用ストロボにおいて、
前記リフレクタの、前記線状光源の長手方向の端部側に位置する面は、前記線状光源から前記レンズに向かう方向に対して外側に開いた略平行な平坦反射面と、前記線状光源と反対側に凹状で前記線状光源から前記レンズに向かう方向に対して略垂直な方向に延びる略同一の曲率半径を有する円弧反射面とを交互に連結した構成とされていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記各円弧反射面は、前記線状光源の中心線上の、前記線状光源の長手方向の中点から出射した光線を、前記線状光源の前記中心線の方向を境として前記レンズ方向に反射させることを特徴とするものである。

本発明のカメラ用ストロボリフレクタは、線状光源の長手方向の端部側に位置する面を、線状光源から被写体（レンズ）に向かう方向に対して外側に開いた略平行な平坦反射面と、前記光源と反対側に凹状で前記線状光源から前記被写体に向かう方向に対して略垂直な方向に延びる略同一の曲率半径を有する円弧反射面とを交互に連結した構成とした。

そして、線状光源の中心線上の、該線状光源の長手方向の中点から出射して各平坦反射面に至った光線は全て被写体方向に反射されると共に、特に各円弧反射面に至った光線は、円弧反射面によって全て線状光源の中心線の方向を境として被写体方向に反射、拡散される。

その結果、ストロボの線状光源の長手方向の均一配光性能が向上すると共に、線状光源から出射された光線の利用効率が向上して明るいストロボが実現できる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１から図５を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

本発明は、キセノン管等からなる線状光源、線状光源から出射した光線を所定の方向に反射させるリフレクタ、及び光源からの直射光及びリフレクタによる反射光の配光制御を行って被写体に向けて照射するレンズを備えたカメラ用ストロボにおいて、特にリフレクタに特徴を有するものである。

本発明のカメラ用ストロボリフレクタを備えたストロボの具体的な構造を図１及び図２に示している。図１は斜視図、図２は図１の短手方向の断面図である。

カメラ用ストロボ２０を構成するリフレクタ２は、略半円筒状の湾曲部４と、該湾曲部４から短手方向の外側に向かって延びた一対の、平坦反射面を備えた第１反射部５と、該一対の第１反射部５の端部同士を繋ぐ一対の、反射面を備えた第２反射部６を有しており、前記湾曲部４内に例えばキセノン管等からなる線状光源７が収容されている。

リフレクタ２の一対の第１反射部５と一対の第２反射部６によって開口部８が形成され、開口部８を覆うようにレンズ９が配置されている。レンズ９は線状光源７の上方に位置し、光源７側の面は平端面１０、光源７と反対側の面は段差方向を線状光源７の短手方向とするフレネルレンズ面１１が形成されている。

そこで、線状光源７から該光源７の中心線Ｙの放射方向に出射されてリフレクタ２の開口部８を介して直接レンズ９の平坦面１０からなる光入射面１２に至った直射光線Ｌ１及びリフレクタ２の第１反射部５の平坦反射面で反射されてレンズ９の平坦面１０からなる光入射面１２に至った反射光線Ｌ２はいずれもレンズ９内を導光されてフレネルレンズ面１１に至り、フレネルレンズ面１１で光軸Ｘ方向（図２の紙厚方向）に屈折されて該フレネルレンズ面１１を光出射面１３として被写体に向けて照射される

リフレクタ２の第１反射部５は上述した従来のカメラ用ストロボの形態と同様であり、線状光源７から該光源７の中心線Ｙの放射方向に出射された光線Ｌ１、Ｌ２がレンズ９内を導光されて被写体に向けて出射されるまでの光路も従来のカメラ用ストロボと同様である。

それに対し、本発明はリフレクタ２の第２反射部６を平坦反射面ではなく、平坦反射面と、光源と反対側に凹状の円弧反射面を交互に繋いだ構成としている。なお、光軸Ｘは線状光源７の中心線Ｙ上の、線状光源７の長手方向の中点を通り中心線Ｙに対して垂直な直線である。

図３及び図４は、その第２反射部６の構成を示す説明図である。線状光源（図示せず）の光軸Ｘに対して該光源側から被写体側に向かって外側に開いた平坦面からなる基準面Ｉを設定し、更に該基準面Ｉを外側に所定の距離だけ平行移動したオフセット面Ｊを設定する。

基準面Ｉ上の、光軸Ｘに対して略垂直な方向に２本以上の直線Ｋを等間隔に設定すると共に、互いに隣り合う直線Ｋ間の真中に該直線Ｋと平行な直線Ｇを想定し、直線Ｇを含む平面Ｐをオフセット面Ｊに直交させたときのオフセット面Ｊとの交線を直線Ｖと設定する。

基準面Ｉ上の互いに隣り合う２本の直線Ｋ及びオフセット面Ｊ上の直線Ｖの３本の直線Ｋ、Ｋ、Ｖを通る円弧面Ｒを設定する。すると、連続する複数の円弧面Ｒが設定される。

次に、線状光源７の中心線Ｙと光軸Ｘとの交点から各円弧面Ｒに向けて出射される光線Ｌ３を想定し、該光線Ｌ３が夫々の円弧面Ｒで反射されたときにその反射光が線状光源７の中心線Ｙと平行の方向に向かうように反射される円弧面Ｒ上の点をＭ´とし、Ｍ´を通り直線Ｖに平行な直線を直線Ｍと設定する。

そして、各円弧面Ｒの直線Ｍと、該直線Ｍを含むオフセット面Ｊに平行な面を隣り合う円弧面Ｒに交差させたときの円弧面Ｒとの交線を直線Ｓとしたときの、該直線Ｓとを含む平面を平面Ｔとし、各円弧面Ｒの直線Ｍと直線Ｓとで挟まれた領域を円弧面Ｕとする。

すると第２反射部６は、上記円弧面Ｕと平面Ｔを交互に連設した構成となる。このとき、各円弧面Ｒの直線Ｍから上側（被写体方向）に位置する面は本来、線状光源７の中心線Ｙと光軸Ｘとの交点から出射された光線Ｌ４を、線状光源７の中心線Ｙの方向を境として被写体（レンズ）方向と反対方向（光源７方向）に反射させ、照射光としては寄与しない光線の光路を形成する領域である。そこで本発明では、その領域を平面Ｔとし、平面Ｔによる反射光が被写体（レンズ）の方向に向かうような光路を形成している。

また、線状光源７の中心線Ｙと光軸Ｘとの交点から出射された光線のうち、円弧面Ｕに向かう光線Ｌ５は円弧面Ｕで線状光源７の長手方向に分散反射され、その反射光が上方に位置するレンズ９に向かう。

なお、基準面Ｉ上の直線Ｋとオフセット面Ｊ上の直線Ｖの総数ｍは、円弧面Ｒの数をｎとするとｍ＝２ｎ＋１となる。

最も被写体方向と反対方向（光源７方向）に位置する円弧面Ｕはその円弧面を保持したまま基準面Ｉまで延び、更に基準面Ｉに沿って平坦面状に被写体方向と反対方向（光源７方向）に延びている。

以上説明したように、本発明のカメラ用ストロボリフレクタは、特に線状光源の長手方向の端部側に位置する反射面を平坦反射面ではなく、平坦反射面と、光源と反対側に凹状の円弧反射面を交互に繋いだ構成とし、光源から出射して拡散反射面となる円弧反射面に向かう光線は円弧反射面で反射されて反射光が拡散光となって（図５参照）上方に位置するレンズの光入射面に至り、レンズ内を導光されて光出射面となるフレネルレンズ面から被写体の方向に向かって照射される。

このとき、レンズ内に拡散光として入射した光線はフレネルレンズ面によって光路を光軸Ｘ方向に曲げられ且つ分散され、ストロボの線状光源の長手方向の均一配光性能を向上させるのに寄与する。

また、光源から出射されて線状光源の長手方向の端部側に位置する反射面に向かう光線は全て光源の上方に位置するレンズの方向に反射され（図５参照）、レンズを介して被写体の方向に向かって照射される。そのため、光源から出射された光線の利用効率が高くなり明るいストロボを実現することができる。

更に、レンズのフレネルレンズ面は従来と同様の光学性能を有するものが使用可能であるため、小型化を維持した状態で光学性能に優れたカメラ用ストロボを実現することが可能となる。

本発明のカメラ用ストロボリフレクタを備えたストロボの斜視図である。 図１の断面図である。 本発明のカメラ用ストロボリフレクタの部分拡大図である。 同じく、本発明のカメラ用ストロボリフレクタの部分拡大図である。 本発明のカメラ用ストロボリフレクタの光学機能を示す説明図である。 従来のストロボの断面図である。 同様に、従来のストロボの断面図である。 従来のストロボの指向特性である。 同様に、従来のストロボの指向特性である。 従来のカメラ用ストロボリフレクタの光学作用を示す説明図である。

符号の説明

１ 光源
２ リフレクタ
３ レンズ
４ 湾曲部
５ 第１反射部
６ 第２反射部
７ 光源
８ 開口部
９ レンズ
１０ 平端面
１１ フレネルレンズ面
１２ 光入射面
１３ 光出射面
２０ ストロボ

Claims (2)

1. 線状光源と、
   前記線状光源を包囲するように位置し前記線状光源から出射した光線を所定の方向に反射させるリフレクタと、
   前記線状光源の上方に位置し前記線状光源からの直射光線及び前記リフレクタによる反射光線の光路を制御して被写体の方向に向けて照射するレンズを備えたカメラ用ストロボにおいて、
   前記リフレクタの、前記線状光源の長手方向の端部側に位置する面は、前記線状光源から前記レンズに向かう方向に対して外側に開いた略平行な平坦反射面と、前記線状光源と反対側に凹状で前記線状光源から前記レンズに向かう方向に対して略垂直な方向に延びる略同一の曲率半径を有する円弧反射面とを交互に連結した構成とされていることを特徴とするカメラ用ストロボリフレクタ。
2. 前記各円弧反射面は、前記線状光源の中心線上の、前記線状光源の長手方向の中点から出射した光線を、前記線状光源の前記中心線の方向を境として前記レンズ方向に反射させることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用ストロボリフレクタ。

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