JP5349865B2 - ストロボ装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮影のための補助光としてのストロボ光を照射対象に向けて照射するためのストロボ装置に関するものである。

例えば、デジタルカメラ等に内蔵されたストロボ装置は、夜間や雨天時等のように周囲が暗い環境下においても所定の撮影有効範囲内での撮影を可能とするためにストロボ光を照射対象に向けて照射するものであって、その構成の一例を図１０及び図１１に示す。

即ち、図１０は従来のストロボ装置の斜視図、図１１は同ストロボ装置の側断面図であり、図示のストロボ装置１０１は、幅方向（図１１の紙面垂直方向）に長いキセノン管等から成る光源１０２と、該光源１０２からのストロボ光を照射対象である被写体に向けて反射させるリフレクタ１０３と、該リフレクタ１０３の前面（光出射面）を覆う矩形プレート状のレンズ１０４を備えている。

上記構成を有するストロボ装置１０１において、光源１０２にて発光したストロボ光は、図１１に矢印ａにて示すようにレンズ１０４を直接透過して不図示の被写体に照射され、或は図１１に矢印ｂにて示すようにリフレクタ１０３の反射面にて反射して集光した後にレンズ１０４を透過して被写体に照射される。ここで、レンズ１０４には所定のカッティングが施されたフレネルレンズ等が使用され、該レンズ１０４を透過する光が所望の配光パターンを形成するよう構成されている。

ところで、斯かるストロボ装置に関して特許文献１には、ストロボ光の発光効率を向上させるために、光源である放電管のガラス管を全てリフレクタ（反射傘）内に収納し、或はガラス管の円周方向の曲面における略半周の曲面にアルミ蒸着を施した蒸着部を設け、この蒸着部をリフレクタの中央反射面に対向させる構成が提案されている。

又、特許文献２には、ストロボ装置を大型化することなくストロボ光の到達距離を長くするために、リフレクタによって反射した反射光が入射した場合に該入射光を素通しする保護カバーを光照射側に設けるとともに、リフレクタの反射面に、光源からの光の配光を決定する凹凸を施す構成が提案されている。
特開平８−０９５１２６号公報 特開２００３−１４９７１２号公報

ところで、一般的にストロボ装置は、図１０及び図１１に示すストロボ装置１０１のように横長の長方形を成しているため、反射面による配光制御において光照射方向に対する上下方向は制御が比較的容易である反面、左右方向（幅方向）は難しく、レンズにカッティングが施されたフレネルレンズ等が使用されているが、上下方向の配光制御ほどの効果は得られていないのが実情である。これは、図１２の説明図に示すように、光源１０２から出射されるストロボ光のうち平行光Ｌａはレンズ１０４によって被写体（焦点）方向に向けることができるが、それ以外の光Ｌｂについてはレンズ１０４では制御が難しく、被写体（焦点）に向かわせることができないことによる。

ストロボ反射面の左右端部に向かう光を制御するためには、レンズのカッティングによって光を幅方向中心へと向かわせる必要があるが、そのためにはカット角度が大きくなってカット面が急勾配となり、レンズの製造が困難である。尚、このような問題は、特許文献１，２に記載された提案によっても解決することは不可能である。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、光源の長手方向と直交する上下方向の大きさが光源の直径の３倍以下である小型のストロボ装置の幅方向の集光率を高めて幅方向に均一なストロボ配光を実現することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ストロボ光を発光する幅方向に長い円筒状の光源と、該光源からのストロボ光を照射対象に向けて反射させる幅方向に横長のリフレクタと、前記光源の管径の１倍より大きく３倍を超えない長さの短辺を備えて前記光源と前記リフレクタの前方を覆うレンズとを備えたストロボ装置において、
前記リフレクタの上面及び下面は、前記光源の後半の半周面を覆い前記レンズの上辺及び下辺に向かって拡開した形状を有しており、
同リフレクタの両端面側は、前記光源の両端部を覆い前記レンズの短辺に向かって拡開した形状を有しており、
同リフレクタの底部の幅方向両側部に、前記光源からのストロボ光を幅方向中央に向けて反射させる傾斜カット面を幅方向に複数形成し、
前記傾斜カット面は、幅方向中央を中心として左右対称形状とされて互いに逆方向に傾斜しており、
前記傾斜カット面の傾斜角は、前記光源の幅方向に対して１５°〜３０°に設定されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記角傾斜カット面に円弧曲面上のエイミングを施したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、幅方向に隣接する前記傾斜カット面同士を接続する面を成形型の抜き勾配を考慮した傾斜面としたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、光源からのストロボ光は、リフレクタ底部の幅方向両側部に形成された複数の傾斜カット面によって幅方向中央に向けて反射するため、幅方向の集光率が高められて幅方向に均一なストロボ配光が実現される。尚、各傾斜カット面の傾斜角が大き過ぎると良い結果が得られず、傾斜角は１５°〜３０°、望ましくは１８°〜２０°の範囲内に設定すべきである。

請求項２記載の発明によれば、各傾斜カット面に円弧曲面状のエイミングを施すことによって幅方向中央への集光率を高めることができる。

請求項３記載の発明によれば、幅方向に隣接する傾斜カット面同士を接続する面を成形型の抜き勾配を考慮して傾斜面としたため、リフレクタを板金のプレス成形或は樹脂の一体成形によって製造する場合の型抜きが容易となって生産性が高められる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るストロボ装置の斜視図、図２は同ストロボ装置の正面図、図３は同ストロボ装置の底面図、図４は図２のＸ部拡大詳細図、図５は図２のＹ−Ｙ線断面図である。

本発明に係るストロボ装置１は、例えばデジタルカメラに内蔵されるものであって、その基本構成は図１０及び図１１に示した従来のストロボ装置１０１にそれと同じであり、幅方向（図５の紙面垂直方向）に長いキセノン管等から成る円筒状の光源２と、該光源２から出射されるストロボ光を照射対象である被写体に向けて反射させる横長のリフレクタ３と、該リフレクタ３の前面（光出射面）を覆う矩形プレート状のレンズ４を備えている。尚、図１に示すように、レンズ４には所望の配光パターンを得るためのカッティングが施されたフレネル状のものが使用される。尚、レンズ４は、その短辺が円筒状光源２の管径の１倍より大きく３倍を超えない長さとされて前面の面積が小さくされ、その面積の小さな前面から光を出射する小型のものとされている。又、レンズ４には所望の配光パターンを得るためのフレネル状のカッティングが施されたものが使用されている。そして、リフレクタ３の上面及び下面は、光源２の後半の半周面を覆いレンズ４の上辺及び下辺に向かって拡開した形状を有しており、リフレクタ３の両端面側は、光源２の両端部を覆いレンズ４の短辺に向かって拡開した形状とされている。これによりストロボ装置１全体の小型化が図られている。

ところで、前記光源２の後半の半周面はリフレクタ３の半円筒状の底部３Ａによって覆われているが、このリフレクタ３の底部３Ａの幅方向中央部を除く左右両側部には、図１〜図３に示すように、前記光源２からのストロボ光を幅方向中央の被写体に向けて反射させる傾斜カット面３ａが幅方向に複数並設されている。ここで、左右の複数の傾斜カット面３ａは左右対称形状に形成されており、左右の傾斜カット面３ａ同士は互いに逆方向に傾斜しており、その傾斜角θ（図６参照）は、１５°〜３０°、望ましくは１８°〜２０°の範囲に設定されている。又、リフレクタ３の底部３Ａの幅方向中央部には傾斜カット面３ａは傾斜されていない。左右の傾斜カット面３ａは、光源２の両端部に対応する位置にも形成されている。換言すれば、左右の傾斜カット面３ａの間に位置するように光源２が設置され、光源２の全てがリフレクタ３の内側に設けられている。

ところで、低部３Ａの左右両端に複数の傾斜カット面３ａが形成されたリフレクタ３は、板金のプレス成形又は樹脂の一体成形によって製作されるが、図４に詳細に示すように、各傾斜カット面３ａには円弧曲面上のエイミングが施されており、幅方向に隣接する傾斜カット面３ａ同士を接続する面３ｂは、不図示の成形型の抜き勾配を考慮した傾斜面とされている。尚、リフレクタ３の反射面を構成する内面には必要に応じてアルミ蒸着等が施されて反射率が高められる。

次に、以上の構成を有するストロボ装置１の作用を図６〜図９に基づいて説明する。

図６はリフレクタ底部の傾斜カット面の拡大断面図、図７は平行光線に対する光線追跡結果を示すストロボ装置の部分正断面図、図８は放射光線に対する光線追跡結果を示すストロボ装置の部分正断面図、図９は本発明に係るストロボ配光の強度分布を従来の強度分布と規格化して対比して示す図である。

本実施の形態に係るストロボ装置１は、夜間や雨天時等のように周囲が暗い環境下においても所定の撮影有効範囲内での撮影を可能とするためにストロボ光を被写体に向けて照射するものであって、撮影に必要な十分な明るさが確保されない場合には、不図示のシャッターボタンの操作に同期してストロボ装置１の光源２からストロボ光が出射される。

光源２から出射されたストロボ光は、その大部分がリフレクタ３へ向けて照射され、該リフレクタ３の反射面で反射して被写体へ向かい、レンズ４を透過することによって配光されて補助光として被写体に向けて照射され、暗い環境下での撮影有効範囲内での撮影を可能とする。

而して、本実施の形態に係るストロボ装置１においては、前述のようにリフレクタ３の底部３Ａの左右両側部に複数の傾斜カット面３ａを幅方向に並設したため、図６に示すように、傾斜カット面３ａに対する入射光Ｌは傾斜カット面３ａによって反射し、その反射光Ｌ’の方向が被写体が存在する幅方向中央に向けられる。ここで、リフレクタ３の底部３Ａの左側端部に形成された複数の傾斜カット面３ａと右側端部に形成された複数の傾斜カット面３ａは左右対称形状に形成されているため、左右の傾斜カット面３ａにおいてそれぞれ反射した反射光Ｌ’は何れも幅方向中央に向かう。

図７に光源２から平行に出射する平行光線に対する光線追跡結果をストロボ装置１の左側半分について示すが、光源２からリフレクタ３の底部３Ａに向かって平行に出射した平行光線群Ｌ１は、リフレクタ３の底部３Ａに形成された複数の傾斜カット面３ａによって反射してその向きを変えられ、その反射光線群Ｌ１’は被写体が存在する幅方向中央に向けて照射される。本実施の形態では、傾斜カット面３ａで反射した反射光の９０％以上が被写体付近に向けて照射される。尚、図７には左側半分の光線追跡結果を示すが、右側半分においても、光源２からリフレクタ３の底部３Ａに向かって平行に出射した平行光線群Ｌ１は、リフレクタ３の底部３Ａに形成された複数の傾斜カット面３ａによって反射してその向きを変えられ、その反射光線群Ｌ１’は被写体が存在する幅方向中央に向けて照射される。

又、図８に光源２から放射状に出射する放射光線に対する光線追跡結果をストロボ装置１の左側半分について示すが、光源２からリフレクタ３の底部３Ａに向かって放射状に出射した放射光線群Ｌ２は、リフレクタ３の底部３Ａに形成された複数の傾斜カット面３ａによって反射してその向きを変えられ、その反射光線群Ｌ２’は被写体が存在する幅方向中央に向けて照射される。本実施の形態では、傾斜カット面３ａで反射した反射光の７５％以上が被写体付近に向けて照射される。尚、図８には左側半分の光線追跡結果を示すが、右側半分においても、光源２からリフレクタ３の底部３Ａに向かって放射状に出射した放射光線群は、リフレクタ３の底部３Ａに形成された複数の傾斜カット面３ａによって反射してその向きを変えられ、その反射光線群Ｌ２’は被写体が存在する幅方向中央に向けて照射される。

以上のように、本実施の形態では、光源２からのストロボ光は、リフレクタ３の底部３Ａの幅方向両側部に形成された複数の傾斜カット面３ａによって幅方向中央に向けて反射するため、幅方向の集光率が高められて幅方向に均一なストロボ配光が実現される。又、光源２の端部からの光も有効に利用することができるために全体の光量が増加する。ここで、図９に本発明に係るストロボ装置１（傾斜カット面３ａの傾斜角θ＝２０°）において得られる左右方向のストロボ配光の強度分布を曲線Ａにて示すが、本発明に係るストロボ装置１では前述のように傾斜カット面３ａによって幅方向の集光率が高められるため、曲線Ｂにて示す従来のストロボ装置（傾斜カット面の無いもの）において得られる左右方向のストロボ配光の強度分布との比較において明らかなように、本発明に係るストロボ装置１によれば、幅方向に一層均一な理想的なストロボ配光が実現されることが分かる。尚、各傾斜カット面３ａの傾斜角θが大き過ぎると良い結果が得られず、傾斜角θは１５°〜３０°、望ましくは１８°〜２０°の範囲内に設定すべきである。

又、本実施の形態では、図４に詳細に示すように、各傾斜カット面３ａに円弧曲面状のエイミングを施したため、幅方向中央への集光効率が高められる。そして、幅方向に隣接する傾斜カット面３ａ同士を接続する面３ｂを成形型の抜き勾配を考慮した傾斜面としたため、リフレクタ３を板金のプレス成形或は樹脂の一体成形によって製造する場合の型抜きが容易となって生産性が高められるという効果が得られる。

本発明に係るストロボ装置の斜視図である。 本発明に係るストロボ装置の正面図である。 本発明に係るストロボ装置の底面図である。 図２のＸ部拡大詳細図である。 図２のＹ−Ｙ線断面図である。 本発明に係るストロボ装置のリフレクタ底部の傾斜カット面の拡大断面図である。 本発明に係るストロボ装置の平行光線に対する光線追跡結果を示す部分正断面図である。 本発明に係るストロボ装置の放射光線に対する光線追跡結果を示す部分正断面図である。 本発明に係るストロボ配光の強度分布を従来の強度分布と規格化して対比して示す図である。 従来のストロボ装置の斜視図である。 従来のストロボ装置の側断面図である。 従来のストロボ装置における光の出射方向を示す説明図である。

符号の説明

１ ストロボ装置
２ 光源
３ リフレクタ
３Ａ リフレクタの底部
３ａ リフレクタ底部の傾斜カット面
３ｂ 隣接する傾斜カット面同士の接続面
４ レンズ
Ｌ 入射光
Ｌ’ 反射光
Ｌ１ 平行光線群
Ｌ１’ 反射光線群
Ｌ２ 放射光線群
Ｌ２’ 反射光線群
θ 傾斜カット面の傾斜角

Claims (3)

1. ストロボ光を発光する幅方向に長い円筒状の光源と、該光源からのストロボ光を照射対象に向けて反射させる幅方向に横長のリフレクタと、前記光源の管径の１倍より大きく３倍を超えない長さの短辺を備えて前記光源と前記リフレクタの前方を覆うレンズとを備えたストロボ装置において、
   前記リフレクタの上面及び下面は、前記光源の後半の半周面を覆い前記レンズの上辺及び下辺に向かって拡開した形状を有しており、
   同リフレクタの両端面側は、前記光源の両端部を覆い前記レンズの短辺に向かって拡開した形状を有しており、
   同リフレクタの底部の幅方向両側部に、前記光源からのストロボ光を幅方向中央に向けて反射させる傾斜カット面を幅方向に複数形成し、
   前記傾斜カット面は、幅方向中央を中心として左右対称形状とされて互いに逆方向に傾斜しており、
   前記傾斜カット面の傾斜角は、前記光源の幅方向に対して１５°〜３０°に設定されていることを特徴とするストロボ装置。
2. 前記角傾斜カット面に円弧曲面上のエイミングを施したことを特徴とする請求項１記載のストロボ装置。
3. 幅方向に隣接する前記傾斜カット面同士を接続する面を成形型の抜き勾配を考慮した傾斜面としたことを特徴とする請求項１又は２記載のストロボ装置。
   

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