JP5454119B2 - ストロボ装置、及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスバルブの外周面に反射膜が形成されるとともに反射膜の非形成領域からなる光透過部が前面側に形成された放電管と、放電管の光透過部から放射される光を被写体等の照射対象に照射するための光学部材とを備えたストロボ装置、及び、これを備えた撮像装置に関する。

従来から、写真撮影や動画撮影等に用いられるストロボ装置として、放電管が放射した光を照射対象側に反射させる反射傘を備えたものが普及しているが、反射傘は、放電管（ガラスバルブ）の中心から四方八方に放射される光（放電管の周方向全周から放射される光）を照射範囲内に集光するために、開口を大きくする必要があり、ストロボ装置全体を小型化するのに限界がある。

また、放電管が放射した光を反射傘で反射させる場合、放電管から照射対象（前方）側とは反対側に放射した光が、空気よりも大きな屈折率のガラスバルブや反射傘で透過や反射を複数回繰り返すため、その度に光量を低下させてしまう。

そして、反射傘に加えてライトガイド等の光学部材を設けることによって集光効率を向上させたストロボ装置が提案されているが、この種のストロボ装置は、反射傘による反射で光量の低下した光を屈折率の異なる光学部材で集光するため、光量をさらに低下させる虞がある（特許文献１）。

そこで、出願人（発明者）は、ストロボ装置の小型化と、照射範囲外に光が放射することによる光量低下の防止を図るために、ガラスバルブの外周面に反射膜が形成されるとともにガラスバルブの外周面の前面側に反射膜の非形成領域からなる光透過部が形成された放電管を備えたストロボ装置を提案している（本願出願時には未公開の特許文献、特願２００９−０９１４０１７号）。

特開平８−２６２５３７号公報

さらに、発明者は、鋭意研究の結果、上記構成の放電管の光透過部から放射された発散光を集めて発光効率を上げるためには、放電管の光透過部と、光学部材内部の反射曲面と、放電管の中心（ガラスバルブの軸心）との位置関係が重要であることを判明させた。

よって、本発明は、放電管から放射された光を照射範囲内に効率的に照射できるストロボ装置、及び、これを備えた撮像装置を提供することを課題とする。

本発明に係るストロボ装置は、円筒状のガラスバルブの外周面に反射膜が形成されるとともにガラスバルブの外周面の前面側に反射膜の非形成領域からなる光透過部が形成された放電管と、光透過部の前方に配置される光学部材とを備えたストロボ装置であって、光学部材は、放電管の光透過部の前方で該光透過部と対向するように形成され、光透過部から前方に向けて放射された主光線を入射させる第一入射面と、放電管の軸心と直交する方向に間隔をあけて放電管側から第一入射面側に延びるように形成され、放電管の光透過部から斜め前方に放射した補完光線を入射させる一対の第二入射面と、放電管の軸心と直交する方向に間隔をあけて第二入射面よりも外側で前方に向けて延びるように形成され、第二入射面からの補完光線を前方に全反射させる一対の全反射面と、第一入射面の前方に形成され、主光線と補完光線を外部に射出させる射出面とを有し、一対の全反射面のそれぞれは、放電管側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管側にある始点から延びる各曲面に対する二つの接線同士が、放電管の中心より後方側で且つガラスバルブ外周面よりも前方側で交差するように形成されていることを特徴とする。

上記構成のストロボ装置によれば、放電管の光透過部から前方に放射された主光線が第一入射面及び射出面を通過して前方に射出されることになる。すなわち、光透過部を透過した主光線は、ストロボ装置の光軸に対する角度がゼロ、或いは小さな角度であるため、光透過部の前方にある第一透過部及び射出面を透過しても、大きく広がることなく前方側の照射範囲を照射することになる。これに対し、放電管の光透過部から斜め前方に放射された補完光線は、主光線に比してストロボ装置の光軸に対する角度が大きいため、第一入射面に入射せずにその両側にある第二入射面に入射することになる。そうすると各第二入射面に入射した補完光線は、第二入射面を通過して全反射面上に導かれる。

このとき、補完光線は、第二入射面に対する入射による屈折で、放電管の光透過部から放射されたときよりもストロボ装置の光軸に対する角度が大きくなって全反射面に導かれるが、全反射面での反射でストロボ装置の光軸側に向きが変えられることになる。特に、上記構成のストロボ装置は、各全反射面が、放電管側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管側にある始点を接点とする各曲面に対する二つの接線同士が、放電管の中心より後方側で且つガラスバルブの外周面よりも前方側で交差するように形成されているため、第二入射面を通過して全反射面で反射された補完光線は、反射位置が放電管側（曲面の始点側）になるほど立ちあがった状態（ストロボ装置の光軸に対して平行に近づく状態）となる。

従って、上記構成のストロボ装置は、放電管からの光を無造作に照射範囲以外に射出させることがなく、主光線及び補完光線を前方にある照射範囲内に効率的に射出させることができる。

本発明の一態様として、各全反射面は、終点側で反射した補完光線が、相手方の全反射面側にある第一入射面の端縁近傍を通過した主光線と平行又は略平行になるように形成されていることが好ましい。このようにすれば、補完光線を主光線の存在する領域内に導くことができ、放電管から放射された光（主光線及び補完光線）を効率的に照射範囲に照射することができる。

また、本発明の撮像装置は、上記構成の何れかのストロボ装置を備えていることを特徴とする。かかる撮像装置によれば、上記何れかのストロボ装置を備えているため、放電管からの光を無造作に照射範囲以外に放射させることがなく、主光線及び補完光線を前方にある照射範囲内に効率的に射出させることができる。従って、十分な光量で写真撮影や動画撮影を行うことができる。

以上のように、本発明に係るストロボ装置は、放電管から放射された光を照射範囲内に効率的に照射できるといった優れた効果を奏し得る。

また、本発明の撮像装置は、上記構成のストロボ装置を備えているため、放電管から放射された光を照射範囲内に効率的に照射でき、これによって写真撮影や動画撮影を良好に行うことができるといった優れた効果を奏し得る。

本発明の一実施形態に係るストロボ装置の概略斜視図 同実施形態に係るストロボ装置における発光部の概略斜視図 同実施形態に係るストロボ装置における発光部の概略断面図 本発明の第一実施例の発光部と比較例の発光部との光路の相違を説明するための説明図であって、（ａ）は、第一実施例に係る発光部の概略断面図、（ｂ）は、第一比較例に係る発光部の概略断面図、（ｃ）は、第二比較例に係る発光部の概略断面図 本発明の第一実施例の発光部と比較例の発光部との配光の相違を説明するための説明図であって、（ａ）は、第一実施例に係る発光部の配光を示すグラフ、（ｂ）は、第一比較例に係る発光部の配光を示すグラフ、（ｃ）は、第二比較例に係る発光部の配光を示すグラフ 本発明の第二実施例の発光部と比較例の発光部との光路の相違を説明するための説明図であって、（ａ）は、第二実施例に係る発光部の概略断面図、（ｂ）は、第三比較例に係る発光部の概略断面図、（ｃ）は、第四比較例に係る発光部の概略断面図 本発明の第二実施例の発光部と比較例の発光部との配光の相違を説明するための説明図であって、（ａ）は、第二実施例に係る発光部の配光を示すグラフ、（ｂ）は、第三比較例に係る発光部の配光を示すグラフ、（ｃ）は、第四比較例に係る発光部の配光を示すグラフ

以下、本発明の一実施形態に係るストロボ装置について、添付図面を参照しつつ説明する。

本実施形態に係るストロボ装置は、デジタルカメラやアナログカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置（図示しない）に設けられる。そして、ストロボ装置は、図１に示す如く、被写体等の照射対象に向けて照射させる光を発する発光部２と、発光部２を保持する保持手段３とを備えている。

発光部２は、図２及び図３に示す如く、円筒状のガラスバルブ４の外周面に反射膜５が形成されるとともにガラスバルブ４の外周面の前面側に反射膜５の非形成領域からなる光透過部６が形成された放電管７と、光透過部６の前方に配置される光学部材８とを備えている。

放電管７は、いわゆる、閃光放電管であり、図２に示す如く、筒状のガラスバルブ４の両端部に電極端子９ａ、９ｂが封着されている。そして、本実施形態に係る放電管７は、上述の如く、反射膜５及び光透過部６が形成されており、反射膜５は、放電管７の発光領域に対応してガラスバルブ４の軸心Ｃ方向及び周方向に広がるように形成され、光透過部６は、放電管７の発光領域に対応してガラスバルブ４の軸心Ｃ方向に延びるように形成されている。

具体的には、反射膜５は、金属蒸着によって形成されたもので、図３に示す如く、ガラスバルブ４の軸心Ｃを中心にしてガラスバルブ４の周方向における２４０°〜２７０°の範囲に形成される。これに伴い、本実施形態に係る放電管７は、ガラスバルブ４の外周面に反射膜５の形成されていない部分である光透過部６がガラスバルブ４の軸心Ｃを中心にしてガラスバルブ４の周方向における９０°〜１２０°の範囲に形成される。従って、光透過部６は、ガラスバルブ４の軸心Ｃの延びる方向に長手をなした矩形状の領域に形成されている。

光学部材８は、放電管７の光透過部６の全領域に対向できるように形成される。そのため、本実施形態に係る光学部材８は、ガラスバルブ４の軸心Ｃ方向に長手をなす光透過部６に対応して、一方向に長手をなすように形成される。

光学部材８は、放電管７からの光を入射させ、入射した光を内部で反射させて外部に射出させるもので、光透過性を有する透明な素材で形成される。すなわち、光学部材８は、透明なガラスや樹脂で形成することができ、本実施形態においては、光学性能と成形のしやすさを両立させるために、透明アクリル樹脂で成形されている。

そして、本実施形態に係る光学部材８は、放電管７の光透過部６の前方で該光透過部６と対向するように形成され、光透過部６から前方に向けて放射された主光線ＢＭを入射させる第一入射面１０と、放電管７（ガラスバルブ４）の軸心Ｃと直交する方向に間隔をあけて放電管７側から第一入射面１０側に延びるように形成され、放電管７の光透過部６から斜め前方に放射した補完光線ＢＳを入射させる一対の第二入射面１１ａ、１１ｂと、放電管７の軸心Ｃと直交する方向に間隔をあけて第二入射面１１ａ、１１ｂよりも外側で前方に向けて延びるように形成され、第二入射面１１ａ、１１ｂからの補完光線ＢＳを前方に全反射させる一対の全反射面１２ａ、１２ｂと、第一入射面１０の前方に形成され、主光線ＢＭと補完光線ＢＳを外部に射出させる射出面１３とを有している。

第一入射面１０は、放電管７側に凸をなす曲面で構成されている。すなわち、第一入射面１０は、射出面１３側とは反対側に凸をなすように、放電管７の軸心Ｃと直交する方向で一方の端縁から他方の端縁に向けて湾曲した曲面で構成されている。第一入射面１０の曲率は、被写体等の照射対象への光の照射範囲に応じて決定される。本実施形態に係るストロボ装置１は、放電管７の中央（軸心）Ｃとガラスバルブ４の周方向における光透過部６の中央とを通る仮想線上に光軸ＢＬが設定されている。これに伴って、第一入射面１０は、放電管７（ガラスバルブ４）の軸心Ｃと直交する方向の中央に光軸ＢＬが通るように形成されている。

一対の第二入射面１１ａ、１１ｂは、何れも放電管７側に始点が設定され、終点が第一入射面１０の端縁に接続されている。すなわち、各第二入射面１１ａ、１１ｂは、ガラスバルブ４の周方向における光透過部６の両エッジ（反射膜５との境界）の近傍に始点を位置させており、該始点から前方に延びて終点が第一入射面１０の各端縁（放電管７の軸心Ｃと直交する方向にある両端縁）に接続されている。

そして、一対の第二入射面１１ａ、１１ｂは、光軸ＢＬを基準に対称的に配置されている。本実施形態において、各第二入射面１１ａ、１１ｂは、始点側よりも終点側が光軸ＢＬ寄りに傾斜するように形成されている。すなわち、各第二入射面１１ａ、１１ｂは、放電管７の軸心Ｃと直交する方向において、終点よりも始点が外側（光軸ＢＬに対して離間する位置）に設定されている。これにより、本実施形態に係る光学部材８は、第一入射面１０及び一対の第二入射面１１ａ、１１ｂが溝状の凹部を画定している。

一対の全反射面１２ａ、１２ｂのそれぞれは、放電管７側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面１２ａ、１２ｂの放電管７側にある始点ＳＰを接点とする各曲面１２ａ、１２ｂに対する二つの接線ＴＬａ、ＴＬｂ同士が、放電管７の中心Ｃより後方側で且つガラスバルブ４の外周面よりも前方側で交差するように形成されている。

すなわち、一対の全反射面１２ａ、１２ｂのそれぞれは、外方側に凸をなす湾曲面で構成されており、自身（湾曲面）の始点ＳＰに接する接線ＴＬａ、ＴＬｂであって、放電管７側にある自身の始点ＳＰから延びる接線ＴＬａ、ＴＬｂ同士が、ガラスバルブ４の軸中心Ｃよりも後方側（光透過部６のある前面側とは反対側）で且つガラスバルブ４の外周面よりも前方側で交差するように形成されている。

また、一対の全反射面１２ａ、１２ｂは、終点ＥＰ側で反射した補完光線ＢＳが、相手方の全反射面１２ａ、１２ｂ側にある第一入射面１０の端縁近傍を通過した主光線ＢＭと平行又は略平行になるように形成されている。

射出面１３は、ストロボ装置１（発光部２）の最も前方に位置する部位であり、第一入射面１０と対向するように形成される。そして、本実施形態の光学部材８は、光学特性を向上させるべく、射出面１３にフレネル溝が形成されている。射出面１３は、撮像装置に対する搭載状態（取り付け状態）等が考慮され、一対の全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ、ＥＰ間に形成されたり、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰよりも前方側に形成されたりする。

本実施形態に係る光学部材８は、撮像装置に対する取り付けを考慮し、撮像装置のフレーム（図示しない）に形成された開口部に対する嵌合代１４を射出面１３と全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰとの間に形成すべく、射出面１３が全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰよりも前方に形成されている。なお、光学部材８は、全体が一体成形されるため、上述の如く、嵌合代１４を設けても、他の部分（一対の全反射面１２ａ、１２ｂ間にある中実の部分）と一体的（連続的）に形成される。従って、嵌合代１４と他の部分との間に光を反射させるような面が形成されていないため、他の部分からの光の光路を変更させることはない。

図１に戻り、保持手段３は、放電管７を保持すると共に光学部材８を放電管７に当接させて保持するように構成されている。そして、保持手段３は、放電管７の各電極端子９ａ、９ｂが電気的に接続される接続金具１５、接続金具１５が配設された基板１６上に固定される。

本実施形態に係るストロボ装置１は、以上の通りであり、図３に示す如く、放電管７を発光させたとき、光透過部６を透過した主光線ＢＭが、第一入射面１０及び射出面１３を介してそのまま前方に射出されることになる。すなわち、光透過部６を透過した主光線ＢＭは、当該ストロボ装置１の光軸ＢＬに対する角度がゼロ、或いは小さな角度であるため、光透過部６の前方にある第一透過部及び射出面１３を透過しても、大きく広がることなく前方（照射範囲）を照射することになる。

これに対し、光透過部６から斜め前方に放射された補完光線ＢＳは、主光線ＢＭに比してストロボ装置１の光軸ＢＬに対する角度が大きいため、第一入射面１０に入射せずにその両側にある第二入射面１１ａ、１１ｂに入射することになる。そうすると各第二入射面１１ａ、１１ｂに入射した補完光線ＢＳは、第二入射面１１ａ、１１ｂを通過して全反射面１２ａ、１２ｂ上に導かれる。

このとき、補完光線ＢＳは、第二入射面１１ａ、１１ｂに対する入射による屈折で、放電管７の光透過部６から放射されたときよりもストロボ装置１の光軸ＢＬに対する角度が大きくなって全反射面１２ａ、１２ｂに導かれるが、全反射面１２ａ、１２ｂでの反射でストロボ装置１の光軸ＢＬ側に向きが変えられることになる。

本実施形態に係るストロボ装置１は、各全反射面１２ａ、１２ｂが、放電管７側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管７側にある始点ＳＰを接点とする各曲面に対する二つの接線ＴＬａ、ＴＬｂが、前記放電管７の中心Ｃより後方側で且つ前記ガラスバルブ４外周面よりも前方側で交差するように形成されているため、第二入射面１１ａ、１１ｂを通過して全反射面１２ａ、１２ｂで反射された補完光線ＢＳは、反射位置が放電管７側（曲面の始点ＳＰ側）になるほど立ちあがった状態（ストロボ装置１の光軸ＢＬに対して平行に近づく状態）となる。

従って、本実施形態に係るストロボ装置１は、放電管７からの光を無造作に照射範囲以外に射出させることがなく、主光線ＢＭ及び補完光線ＢＳを前方にある照射範囲内に効率的に射出させることができる。

また、本実施形態において、各全反射面１２ａ、１２ｂは、終点ＥＰ側で反射させた補完光線ＢＳが、相手方の全反射面１２ａ、１２ｂ側にある第一入射面１０の端縁近傍を通過した主光線ＢＭと平行又は略平行になるように形成されているため、補完光線ＢＳが主光線ＢＭの存在する領域内に射出することになる。これにより、放電管７から放射される光全体（主光線ＢＭ及び補完光線ＢＳ）が効率的に照射範囲に照射される。

従って、本実施形態に係るストロボ装置１は、放電管７から放射された光を照射範囲内に効率的に照射できるといった優れた効果を奏し得る。また、本実施形態に係るストロボ装置１は、上記構成の全反射面１２ａ、１２ｂが形成されているため、一対の全反射面１２ａ、１２ｂ間を必要最小限の間隔にすることができ、発光部２全体の小型化を達成することができる。

そして、本実施形態に係るストロボ装置１を搭載した撮像装置は、放電管７から放射された光を照射範囲内に効率的に照射でき、これによって写真撮影や動画撮影を良好に行うことができるといった優れた効果を奏し得る。

発明者は、本発明のストロボ装置の性能を確認したところ、優れた性能を発揮することを確認できた。具体的には、図４（ａ）に示す如く、本発明の第一実施例に係るストロボ装置１は、上記実施形態で説明したもので、放電管７として、ガラスバルブ４の外径が１．３ｍｍに設定されるとともに、ガラスバルブ４の内径が０．８５ｍｍに設定され、反射膜５がガラスバルブ４の軸心Ｃを中心にして２５０°の範囲で形成（光透過部６がガラスバルブ４の軸心Ｃを中心にして１１０°の範囲で形成）された閃光放電管を採用した。そして、光学部材８は、アクリル樹脂製のもの（d線に対する屈折率１．４９程度）を採用した。そして、第一実施例に係るストロボ装置１の照射角度は、光軸ＢＬに対して両側２７°の範囲（全範囲５４°：３５ｍｍ版レンズに換算して、２８ｍｍ相当）に設定した。

従って、光軸ＢＬに対して両側３０°程度の光を第一入射面１０で制御するために、第一入射面１０の曲率半径を3ｍｍに設定した。また、照射角度を５４°とするために光学部材８の屈折率を考慮する必要があるため、第二入射面１１ａ、１１ｂの傾斜角度を光軸ＢＬに対して３°に設定した。そして、一対の全反射面１２ａ、１２ｂのそれぞれは、上述の如く、放電管７側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管７側にある始点ＳＰから延びる各曲面に対する二つの接線（図示しない）同士が、前記放電管７の中心Ｃより後方側で且つ前記ガラスバルブ４外周面よりも前方側で交差するように形成されている。

これに対し、第一実施例の比較の対象となる第一比較例に係るストロボ装置１は、図４（ｂ）に示す如く、放電管７に第一実施例と同一のものを採用するとともに、第一入射面１０及び第二入射面１１ａ、１１ｂの条件を第一実施例と同一に設定する一方、一対の全反射面１２ａ、１２ｂのそれぞれが、放電管７側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管７側にある始点ＳＰに接する、各曲面に対する二つの接線（図示しない）同士が、前記放電管７の中心Ｃより前方側で交差するように形成されている。

また、第一実施例の比較の対象となる第二比較例に係るストロボ装置１は、図４（ｃ）に示す如く、放電管７に第一実施例と同一のものを採用するとともに、第一入射面１０及び第二入射面１１ａ、１１ｂの条件を第一実施例と同一に設定する一方、一対の全反射面１２ａ、１２ｂのそれぞれが、放電管７側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管７側にある始点ＳＰに接する、各曲面に対する二つの接線（図示しない）同士が、ガラスバルブ４の外周面よりも後方で交差するように形成されている。

そして、第一実施例、第一比較例、及び第二比較例の各ストロボ装置１の放電管７を同一条件で発光させたところ、第一実施例に係るストロボ装置１は、図４（ａ）に示す如く、光学部材８の屈折率により第一入射面１０に入射した主光線ＢＭ（図中、破線で示す）が光軸ＢＬに対してやや小さな角度の光線となって光学部材８内を通過し、射出面１３から射出する際に、屈折率の違いによって再度光軸ＢＬに対してやや大きな角度の光線となって外部（照射範囲）に照射される。この時、第一入射面１０の端縁近傍に入射する補完光線ＢＳが、光軸ＢＬに対して約２７°となり、ストロボ装置１の照射角度が５４°となる。

そして、全反射面１２ａ、１２ｂが外側に向けて凸をなす湾曲面であることから、全反射面１２ａ、１２ｂに対する接線の方向が始点ＳＰから終点ＥＰまでの任意の点でそれぞれ異なるが、各全反射面１２ａ、１２ｂの放電管７側にある始点ＳＰ上での接線が、放電管７の軸心Ｃよりも後方側で且つ放電管７のガラスバルブ４の外周面よりも前方で交差するように全反射面１２ａ、１２ｂが形成されているため、始点ＳＰ側において全反射面１２ａ １２ｂの始点ＳＰ近傍における形状が、第二入射面１１ａ １１ｂ からの補完光線を、光軸に略平行な方向に反射させるような曲率/形状をもつ反射面になる。

これにより、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰ付近で反射された補完光線（図中、二点鎖線で示す）ＢＳは、光軸ＢＬと略平行になるように反射されるため、照射範囲の中心領域に照射される光線となる。そして、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰと終点ＥＰとの間の領域（反射面）で反射される補完光線ＢＳは、光軸ＢＬと交差するように反射され、終点ＥＰ側に近づくほど反射される補完光線ＢＳが、相手方の全反射面１２ａ、１２ｂ側にある第一入射面１０の端縁近傍を通過した主光線ＢＭと平行又は略平行になる。

これにより、第一実施例に係るストロボ装置１は、照射範囲内に主光線ＢＭ及び補完光線ＢＳを集光できる上に、その照射範囲内の広い範囲で高光量の光が照射される。

すなわち、第一実施例に係るストロボ装置１は、図５（ａ）に示す如く、照射範囲の中央領域（光軸ＢＬに対して両側１０°付近）の光量を１００％とした場合、周辺部分（光軸ＢＬに対して両側２７°付近）は中心部分からの光量低下が１５％程度、すなわち、０．３ＥＶ程度に抑えることができ、略均一な配光が可能であることが確認できた。

これに対し、第一比較例に係るストロボ装置１は、図４（ｂ）に示す如く、各全反射面１２ａ、１２ｂの放電管７側にある始点ＳＰに接する二つの接線同士の交点が、前記放電管７の中心Ｃより前方側に位置するように全反射面１２ａ、１２ｂが形成されているため、光軸ＢＬに対する接線の角度が大きくなる。すなわち、第一比較例に係るストロボ装置１の全反射面１２ａ、１２ｂは、始点ＳＰ側で光軸ＢＬに対して開いた曲線となる。そのため、放電管７からの光線を光軸ＢＬと略平行に反射させようとすると、全反射面１２ａ、１２ｂの曲率を大きくしなければならず、また、始点ＳＰ付近の湾曲（カーブ）も全反射面１２ａ、１２ｂ間の間隔が照射角度内となるように設定しなければならない。その結果、第一比較例に係るストロボ装置１は、第一実施例のストロボ装置１に比して、全反射面１２ａ、１２ｂが大きな曲率の曲面で形成され、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰが大きく前方に位置している。そのため、第一比較例のストロボ装置１は、上記実施形態における嵌合代１４を省略した態様（全反射面１２ａ、１２ｂの終点間に射出面１３が形成された態様）になっているにも拘わらず、光学部材８全体が大型化している。

そして、第一比較例に係るストロボ装置１では、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰ付近において、補完光線ＢＳの全反射面１２ａ、１２ｂへの入射角が大きすぎるため、補完光線ＢＳが光学部材８の外側方向に反射されてしまう。その結果、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰ付近で反射した補完光線ＢＳは、再度全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ側で反射される。その結果、補完光線ＢＳは、最終的に照射範囲に照射されることになるが、全反射面１２ａ、１２ｂで反射を複数回繰り返すことで補完光線ＢＳの光量が低下してしまう。また、第一比較例のストロボ装置１は、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰと終点ＥＰとの間においても、全反射面１２ａ、１２ｂ上での反射が繰り返され、補完光線ＢＳの光量が低下してしまう。

そして、第一比較例に係るストロボ装置１は、全反射面１２ａ、１２ｂに対する反射を繰り返すことで多くの補完光線ＢＳが主光線ＢＭの通過する光路内に入りにくくなり、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ近傍で反射される補完光線ＢＳが中央側（光軸ＢＬ側）に放射されることになる。その結果、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ近傍で反射される補完光線ＢＳが照射範囲の中央に集まるのに対し、その他の多くの補完光線ＢＳが照射範囲から外れた領域に照射される。

従って、第一比較例にかかるストロボ装置１では、図５（ｂ）に示す如く、主光線ＢＭが照射される照射範囲のうち、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ近傍で反射された補完光線ＢＳの集まる中央部分のみの光量が多くなり、照射範囲内への均一な配光ができないことが確認できた。

また、第二比較例に係るストロボ装置１は、図４（ｃ）に示す如く、各全反射面１２ａ、１２ｂの放電管７側にある始点ＳＰから延びる二つの接線同士が、ガラスバルブ４の外周面よりも後方で交差するように各全反射面１２ａ、１２ｂが形成されているため、光軸ＢＬに対する接線の角度が小さくなり、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰ近傍が立ちあがった態様となる。その結果、第二比較例のストロボ装置１は、一対の全反射面１２ａ、１２ｂの間隔が狭くなりすぎてしまい、放電管７からの補完光線ＢＳの入射角が必要以上に小さくなってしまう。

そのため、第二比較例に係るストロボ装置１は、全反射面１２ａ、１２ｂで反射される補完光線ＢＳが主光線ＢＭの光路上を通過するものの、光軸ＢＬ側に大きく傾斜した状態となる。その結果、第二比較例に係るストロボ装置１は、第一実施例のストロボ装置１に比して、光軸ＢＬと略平行に反射される成分が少なくなり、射出面１３から射出された補完光線ＢＳが被写体に届くまでに（射出面１３に対して近い位置で）光軸ＢＬと交差してしまう。

従って、第二比較例に係るストロボ装置１では、主光線ＢＭが照射される照射範囲のうちの中央部分の周辺に補完光線ＢＳが集まってしまい、図５（ｃ）に示す如く、照射範囲の中央部分で光量が少なくなり、照射範囲内への均一な配光ができないことが確認できた。

以上のように、本発明の第一実施例に係るストロボ装置１は、第一比較例及び第二比較例に係るストロボ装置１よりも優れた性能を発揮できることが確認できた。

また、発明者は、照射角度を広角にしたストロボ装置１についても性能を確認した。具体的には、本発明の第二実施例に係るストロボ装置１は、図６（ａ）に示す如く、上記実施形態で説明したもので、放電管７として、ガラスバルブ４の外径が１．３ｍｍに設定されるとともに、ガラスバルブ４の内径が０．８５ｍｍに設定され、反射膜５がガラスバルブ４の軸心Ｃを中心にして２５０°の範囲で形成（光透過部６がガラスバルブ４の軸心Ｃを中心にして１１０°の範囲で形成）された閃光放電管を採用した。そして、光学部材８は、アクリル樹脂製のもの（d線における屈折率１．４９程度）を採用した。そして、第二実施例に係るストロボ装置１の照射角度は、光軸ＢＬに対して両側３０°の範囲（全範囲６０°：３５ｍｍ版レンズに換算して、２４ｍｍ相当）に設定した。

従って、光軸ＢＬに対して両側３０°程度の光を第一入射面１０で制御するために、第一入射面１０の曲率半径を５ｍｍに設定した。また、照射角度を６０°とするために光学部材８の屈折率を考慮する必要があるため、第二入射面１１ａ、１１ｂの傾斜角度を光軸ＢＬに対して３°に設定した。

そして、一対の全反射面１２ａ、１２ｂのそれぞれは、上述の如く、放電管７側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管７側にある始点ＳＰから延びる各曲面に対する二つの接線（図示しない）同士が、前記放電管７の中心Ｃより後方側で且つ前記ガラスバルブ４外周面よりも前方側で交差するように形成されている。

これに対し、第二実施例の比較の対象となる第三比較例に係るストロボ装置１は、図６（ｂ）に示す如く、放電管７が第二実施例と同一のものを採用するとともに、第一入射面１０及び第二入射面１１ａ、１１ｂの条件を第二実施例と同一に設定する一方、一対の全反射面１２ａ、１２ｂのそれぞれが、放電管７側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管７側にある始点ＳＰから延びる各曲面に対する二つの接線（図示しない）同士が、前記放電管７の中心Ｃより前方側で交差するように形成されている。

また、第二実施例の比較の対象となる第四比較例に係るストロボ装置１は、図６（ｃ）に示す如く、放電管７が第二実施例と同一のものを採用するとともに、第一入射面１０及び第二入射面１１ａ、１１ｂの条件を第二実施例と同一に設定する一方、一対の全反射面１２ａ、１２ｂのそれぞれが、放電管７側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管７側にある始点ＳＰから延びる各曲面に対する二つの接線（図示しない）同士が、ガラスバルブ４の外周面よりも後方で交差するように形成されている。

そして、第二実施例、第三比較例、及び第四比較例の各ストロボ装置１の放電管７を同一条件で発光させたところ、第二実施例に係るストロボ装置１は、図６（ａ）に示す如く、光学部材８の屈折率により第一入射面１０に入射した主光線ＢＭ（図中、破線で示す）が光軸ＢＬに対してやや小さな角度の光線となって光学部材８内を通過し、射出面１３から出光する際に、屈折率の違いによって再度光軸ＢＬに対してやや大きな角度の光線となって外部（照射範囲）に照射される。この時、第一入射面１０の端縁近傍に入射する補完光線ＢＳが、光軸ＢＬに対して約３０°となり、ストロボ装置１の照射角度が６０°となる。

そして、全反射面１２ａ、１２ｂが外側に向けて凸をなす湾曲面であることから、全反射面１２ａ、１２ｂに対する接線の方向が始点ＳＰから終点ＥＰまでの任意の点でそれぞれ異なるが、各全反射面１２ａ、１２ｂの放電管７側にある始点ＳＰ上での接線が、放電管７の軸心Ｃよりも後方側で且つ放電管７のガラスバルブ４の外周面よりも前方で交差するように全反射面１２ａ、１２ｂを形成することで、始点ＳＰ側において全反射面１２ａ １２ｂの始点ＳＰ近傍における形状が、第二入射面１１ａ １１ｂからの補完光線を、光軸に略平行な方向に反射させるような曲率/形状をもつ反射面になる。

これにより、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰ付近で反射された補完光線（図中、二点鎖線で示す）ＢＳは、光軸ＢＬと略平行になるように反射されるため、照射範囲の中心領域に照射される光線となる。そして、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰと終点ＥＰとの間の領域（反射面）で反射される補完光線ＢＳは、光軸ＢＬと交差するように反射され、終点ＥＰ側に近づくほど反射される補完光線ＢＳが、相手方の全反射面１２ａ、１２ｂ側にある第一入射面１０の端縁近傍を通過した主光線ＢＭと平行又は略平行になる。

これにより、第二実施例に係るストロボ装置１は、照射範囲内に主光線ＢＭ及び補完光線ＢＳを集光できる上に、その照射範囲内の広い範囲で高光量の光が照射される。

すなわち、第二実施例に係るストロボ装置１は、図７（ａ）に示す如く、照射範囲の中央領域（光軸ＢＬに対して両側１０°付近）の光量を１００％とした場合、周辺部分（光軸ＢＬに対して両側３０°付近）は中心部分からの光量低下が２０％程度、すなわち、−０．３ＥＶ程度に抑えることができ、略均一な配光が可能であることが確認できた。

これに対し、第三比較例に係るストロボ装置１は、図６（ｂ）に示す如く、各全反射面１２ａ、１２ｂの放電管７側にある始点ＳＰから延びる二つの接線同士の交点Ｐが、前記放電管７の中心Ｃより前方側に位置するように全反射面１２ａ、１２ｂが形成されているため、光軸ＢＬに対する接線の角度が大きくなる。すなわち、第三比較例に係るストロボ装置１の全反射面１２ａ、１２ｂは、始点ＳＰ側で光軸ＢＬに対して開いた曲線となる。

そのため、放電管７からの光線を光軸ＢＬと略平行に反射させようとすると、全反射面１２ａ、１２ｂの曲率を大きくしなければならず、また、始点ＳＰ付近の湾曲（カーブ）も全反射面１２ａ、１２ｂ間の間隔が照射角度内となるように設定しなければならない。その結果、第一比較例に係るストロボ装置１は、第二実施例のストロボ装置１に比して、全反射面１２ａ、１２ｂが大きな曲率の曲面で形成され、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰが大きく前方に位置している。そのため、第一比較例のストロボ装置１は、上記実施形態における嵌合代１４を省略した態様（全反射面１２ａ、１２ｂの終点間に射出面１３が形成された態様）になっているにも拘わらず、光学部材８全体が大型化している。

そして、第三比較例に係るストロボ装置１では、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰ付近において、補完光線ＢＳの全反射面１２ａ、１２ｂへの入射角が大きすぎるため、補完光線ＢＳが光学部材８の外側方向に反射されてしまう。そのため、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰ付近で反射した補完光線ＢＳは、再度全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ側で反射される。その結果、補完光線ＢＳは、最終的に照射範囲に照射されることになるが、全反射面１２ａ、１２ｂで反射を複数回繰り返すことで補完光線ＢＳの光量が低下してしまう。また、第三比較例のストロボ装置１は、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰと終点ＥＰとの間においても、全反射面１２ａ、１２ｂ上での反射が繰り返され、補完光線ＢＳの光量が低下してしまう。

そして、第三比較例に係るストロボ装置１は、全反射面１２ａ、１２ｂに対する反射を繰り返すことで多くの補完光線ＢＳが主光線ＢＭの通過する光路内に入りにくくなり、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ近傍で反射される補完光線ＢＳが中央側（光軸ＢＬ側）に放射されることになる。その結果、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ近傍で反射される補完光線ＢＳが照射範囲の中央に集まるのに対し、その他の多くの補完光線ＢＳが照射範囲から外れた領域に照射される。

そのため、第三比較例にかかるストロボ装置１では、図７（ｂ）に示す如く、主光線ＢＭが照射される照射範囲のうち、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ近傍で反射された補完光線ＢＳの集まる中央部分のみの光量が多くなり、照射範囲内への均一な配光ができないことが確認できた。

そして、第四比較例に係るストロボ装置１は、図６（ｃ）に示す如く、各全反射面１２ａ、１２ｂの放電管７側にある始点ＳＰから延びる二つの接線同士が、ガラスバルブ４の外周面よりも後方で交差するように形成されているため、光軸ＢＬに対する接線の角度が小さくなり、全反射面１２ａ、１２ｂの始点ＳＰ近傍が立ちあがった態様となる。その結果、第四比較例のストロボ装置１は、一対の全反射面１２ａ、１２ｂの間隔が狭くなりすぎてしまい、放電管７からの補完光線ＢＳの入射角が必要以上に小さくなってしまう。

そのため、第四比較例に係るストロボ装置１は、全反射面１２ａ、１２ｂで反射される補完光線ＢＳが主光線ＢＭの光路上を通過するものの、光軸ＢＬ側に大きく傾斜した状態となる。

その結果、第四比較例に係るストロボ装置１は、第二実施例のストロボ装置１に比して、光軸ＢＬと略平行に反射される成分が少なくなる結果、射出面１３から射出された補完光線ＢＳが被写体に届くまでに（射出面１３に対して近い位置で）光軸ＢＬと交差してしまう。

従って、第四比較例に係るストロボ装置１では、図７（ｃ）に示す如く、主光線ＢＭが照射される照射範囲のうちの中央部分の周辺に補完光線ＢＳが集まってしまい、照射範囲の中央部分で光量が少なくなり、照射範囲内への均一な配光ができないことが確認できた。

以上のように、本発明の第二実施例に係るストロボ装置１は、第三比較例及び第四比較例に係るストロボ装置１よりも優れた性能を発揮できることが確認できた。すなわち、本発明に係るストロボ装置１は、照射範囲を広角にしても優れた性能を発揮できることが確認できた。

なお、本発明に係るストロボ装置、及び撮像装置は、上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

上記実施形態において、撮像装置に搭載されることを前提に説明したが、これに限定されるものではなく、ストロボ装置１は、撮像装置と別体で構成され、必要に応じて撮像装置に取り付けられるものであっても勿論よい。また、上記実施形態において、デジタルカメラ、アナログカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置を対象に説明したが、例えば、カメラ付き携帯電話を対象にしても勿論よい。

上記実施形態において、光学部材８の射出面１３にフレネル溝を設けたが、これに限定されるものではなく、射出面１３は、ストロボ装置１の性能に応じて平面状に形成したり、フレネル溝を形成したりすればよい。

上記実施形態において、光学部材８の射出面１３を全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰよりも前方に形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、光学部材８を放電管７の前方に配置した状態で維持できるのであれば、嵌入代１４を設けることなく、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ、ＥＰ間に射出面１３を形成するようにしてもよい。

上記実施形態において、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ側で反射させた補完光線ＢＳが、相手方の全反射面１２ａ、１２ｂ側にある第一入射面１０の端縁近傍を通過した主光線ＢＭと平行又は略平行になるように各全反射面１２ａ、１２ｂを形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、全反射面１２ａ、１２ｂの終点ＥＰ側で反射させた補完光線ＢＳが、ストロボ装置１の光軸ＢＬと平行又は略平行になるように各全反射面１２ａ、１２ｂを形成するようにしてもよい。但し、ストロボ装置１の発光性能をより良好にするには、上記実施形態と同様にすることが好ましいことは言うまでもない。

上記実施形態において、光学部材８をアクリル樹脂で形成したが、これに限定されるものではなく、光の屈折率を考慮した上で、光を透過させることのできるその他の樹脂で形成してもよいし、ガラスで形成してもよい。

本発明に係るストロボ装置及び撮像装置は、放電管が放射した光を照射範囲内に効率的に照射できるという効果を有するため、ガラスバルブの外周面に反射膜が形成される放電管と、放電管の前方に配置される光学部材とを備えるストロボ装置や、そのストロボ装置を備える撮像装置として有用である。

１ ストロボ装置
２ 発光部
３ 保持手段
４ ガラスバルブ
５ 反射膜
６ 光透過部
７ 放電管
８ 光学部材
９ａ、９ｂ 電極端子
１０ 第一入射面
１１ａ、１１ｂ 第二入射面
１２ａ、１２ｂ 全反射面
１３ 射出面
１４ 嵌合代
１５ 接続金具
１６ 基板
ＢＬ 光軸
ＢＭ 主光線
ＢＳ 補完光線
Ｃ 軸心（中心）
ＳＰ 始点
ＥＰ 終点
Ｐ 交点
ＴＬａ、ＴＬｂ 接線

Claims (3)

1. 円筒状のガラスバルブの外周面に反射膜が形成されるとともにガラスバルブの外周面の前面側に反射膜の非形成領域からなる光透過部が形成された放電管と、光透過部の前方に配置される光学部材とを備えたストロボ装置であって、光学部材は、放電管の光透過部の前方で該光透過部と対向するように形成され、光透過部から前方に向けて放射された主光線を入射させる第一入射面と、放電管の軸心と直交する方向に間隔をあけて放電管側から第一入射面側に延びるように形成され、放電管の光透過部から斜め前方に放射した補完光線を入射させる一対の第二入射面と、放電管の軸心と直交する方向に間隔をあけて第二入射面よりも外側で前方に向けて延びるように形成され、第二入射面からの補完光線を前方に全反射させる一対の全反射面と、第一入射面の前方に形成され、主光線と補完光線を外部に射出させる射出面とを有し、一対の全反射面のそれぞれは、放電管側から前方に向かうにつれて互いの間隔を拡大させる曲面で構成されるとともに、各曲面の放電管側にある始点を接点とする各曲面に対する二つの接線の交点が、放電管の中心より後方側で且つガラスバルブ外周面よりも前方側になるように形成されていることを特徴とするストロボ装置。
2. 各全反射面は、終点側で反射した補完光線が、相手方の全反射面側にある第一入射面の端縁近傍を通過した主光線と平行又は略平行になるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のストロボ装置。
3. 請求項１又は２に記載のストロボ装置を備えていることを特徴とする撮像装置。

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