JP6305090B2

JP6305090B2 - 照明装置

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Publication number: JP6305090B2
Application number: JP2014023827A
Authority: JP
Inventors: 俊樹宮川; 天明　良治; 良治天明
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2018-04-04
Anticipated expiration: 2034-02-10
Also published as: CN104834155B; CN204515314U; JP2015152642A; US20150227026A1; CN104834155A; US9921456B2

Description

本発明は、照明装置に関するものである。

至近距離の被写体を撮影するマクロ撮影においては、撮影レンズの先端にその外周に沿ったリング状または円弧状の光射出部を有する照明装置が用いられることが多い。特許文献１には、キセノン管等の光源を円弧形状に形成し、該光源を撮影レンズの外周に沿うように複数配置することでリング状の光射出部を構成した照明装置が開示されている。

特開２００１−２１５５７４号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された照明装置では、光源として、キセノン管のように一般的には直管型として製造される光源のガラス管を、高い精度で曲げ加工することによって円弧形状に形成したもの（曲管型）が用いられる。この結果、光源のコストが上昇し、照明装置が高価になるという問題がある。しかも、このような複数の曲管型の光源から射出される光を、マクロ撮影の対象である被写体に向けて効率良く、かつ均一に照射することが難しく、光の利用効率や配光分布の面で十分な性能が得られないという問題もある。さらに、この種の照明装置は、カメラ（および交換型の撮影レンズ）とともに携帯されて使用されるため、できるだけ小型であることが望まれる。

そこで、本発明は、光源からの光を効率良く利用するとともに、照明装置が大型化することを抑えることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる照明装置は、円弧状に形成された第１の反射部と、前記第１の反射部の径方向において、当該第１の反射部よりも外側に配置される光源と、前記光源からの光を前記第１の反射部の周方向であって前記光源から離れる方向に反射する第２の反射部と、前記第１の反射部で反射された光を射出する射出部と、受光部と、を有し、前記第１の反射部は、前記光源に面する領域から前記周方向における一方と他方にそれぞれ延びる領域を有し、前記第２の反射部は、前記光源からの光の一部を前記一方に延びる領域に向けて反射する第１の面と、前記光源からの光の他の一部を前記他方に延びる領域に向けて反射する第２の面とを有していて、前記第１の面及び前記第２の面の少なくとも一方に穴部が設けられていて、前記受光部は、前記第１の面と前記第２の面との間の位置に配置されていて、前記穴部を通過した光を受光することを特徴とする。

本発明によれば、光源からの光を効率良く利用するとともに、照明装置が大型化することを抑えることができる。

本発明の実施形態に係る照明装置を撮像装置に取付けた状態の全体構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係るストロボ装置の分解斜視図である。発光部１０１のセンターフレームユニットの分解斜視図である。発光部１０１の発光光学系、発光ユニット１５、センサーユニット１６を示す斜視図である。発光部１０１の発光光学系の構成を示す図である。発光部１０１内の詳細図である。センサーユニット１６の詳細図である。プリズムパネル１の全体図である。プリズムパネル１の詳細図である。プリズムパネル１の内部を通る光の経路を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１には、本発明の実施形態に係る照明装置であるストロボ装置と撮像装置であるカメラ２００と撮影レンズ２０１を含むカメラシステムを示している。ストロボ装置は、制御部１００と発光部１０１とに分かれていて、制御部１００と発光部１０１とは連結コード１０２によって連結されている。また、図１のように、制御部１００はカメラ２００のアクセサリーシューに着脱可能に装着され、発光部１０１は、撮影レンズ２０１の外周を囲むように撮影レンズ２０１に着脱可能に装着されている。なお、撮影レンズ２０１は、カメラ２００に一体に設けられたものであってもよいし、カメラ２００に着脱可能に装着される交換レンズであってもよい。また、発光部１０１は、撮影レンズ２０１の外周を取り囲むように装着可能であれば、撮影レンズ２０１に対してではなく、カメラ２００に着脱可能に装着される構成であってもよい。

図２は、本発明の実施形態に係るストロボ装置の発光部１０１の分解斜視図である。発光部１０１は、前カバーユニット、センターフレームユニット、後ろカバーユニットから構成されている。前カバーユニットは、プリズムパネル１、前カバー２、熱拡散板３、フォーカシングユニット４を有している。センターフレームユニットは、発光光学系、センターフレーム１２、基板１３、発光ユニット１５、センサーユニット１６を有している。後ろカバーユニットは、ロック機構、後ろカバー１４を有している。

図３は、センターフレームユニットの分解斜視図である。センターフレームユニットは、センターフレーム１２を挟んで被写体側（前側）に、トリガーコイル２４からのトリガー電圧がかかる発光光学系の部品が配置されている。また、発光ユニット１５の発光量を制御するために発光ユニット１５からの光をモニタするセンサーユニット１６も発光光学系同様に被写体側に配置されている。しかしながら、発光ユニット１５からの光を拡散させるために用いるセンサーカバー１７にモールドで成形された非導電部材を用いている。そのため、センサーカバー１７がトリガー電圧からセンサーカバー１７内を絶縁する役割を果たし、センサーカバー１７内の部品にトリガー電圧がかかることはない。

センターフレーム１２を挟んで撮影者側（後ろ側）には、電子部品が実装された基板１３が配置されている。発光ユニット１５が発光する際、発光ユニット１５の光源にトリガー電圧がかかるだけでなく、発光光学系の部品もトリガー電圧がかかり、他の金属部品や基板にトリガー電圧が飛ぶトリガー飛びと呼ばれる現象が発生する。しかしながら、センターフレーム１２はモールドで成形された非導電部材であるため、センターフレーム１２よりも撮影者側に配置されている基板１３にトリガー電圧は飛ばない。このように、発光時に高電圧がかかる発光光学系と基板１３との間に非導電部材を配置することで、発光時に生じる電気ノイズから基板１３を保護することができる。また、発光ユニット１５の発光量を制御するために発光ユニット１５からの光をモニタするセンサーユニット１６内の部品を非導電部材であるセンサーカバー１７で覆うことで、発光時に生じる電気ノイズからセンサーユニット１６内の部品を保護できる。

次に、発光部１０１の発光光学系、発光ユニット１５、センサーユニット１６について図４、図５、図６、図７を用いて説明する。図４は、発光光学系、発光ユニット１５、センサーユニット１６を示す図、図５は、発光光学系の構成を示す図、図６は、発光部１０１内部の詳細図、図７は、センサーユニット１６の詳細図である。なお、発光部１０１は、発光光学系、発光ユニット１５、センサーユニット１６を１対ずつ有しているがそれぞれ同様の構成のため、以下では一方のみを説明する。

発光ユニット１５は、Ｘｅ管１１、反射傘９、反射傘ホルダ１０、ヒートシンク８、シリコンバンド７を含んでいる。前述したように、熱拡散板３は前カバーユニットに含まれているが、発光ユニット１５との関連性があるためここで合わせて説明する。

Ｘｅ（キセノン）管１１は、発光部１０１の光源でありトリガーコイル２４からのトリガー電圧がかかることで発光する。トリガーコイル２４は、基板１３に実装されていて、ケーブルなどで反射傘９に電気的に接続されている。トリガー電圧は、トリガーコイル２４から反射傘９を介してＸｅ管１１に印加される。また、Ｘｅ管１１は後述する円弧状反射部材５の周方向に対する接線方向を長手方向とする直線形状であって、円弧状反射部材５の径方向において、円弧状反射部材５よりも外側に配置される。反射傘９は、Ｘｅ管１１の長手方向と直交する方向において一部に開口を有するようにＸｅ管１１を覆い、Ｘｅ管１１から発せられた光を発光光学系の方向に向けて反射する。反射傘ホルダ１０は、反射傘９を保持する。ヒートシンク８は、熱伝導率の高い銅やアルミなどの金属材料で形成されていて、反射傘９、反射傘ホルダ１０を覆い、Ｘｅ管１１から放出された熱が伝わった反射傘９、反射傘ホルダ１０の熱を拡散させる。また、ヒートシンク８は、被写体側よりも撮影者側に広い面積を有していて、撮影者側の面はセンターフレーム１２と接しており、反射傘９、反射傘ホルダ１０からの熱をセンターフレーム１２へ伝える。シリコンバンド７は、弾性部材であって、Ｘｅ管１１、反射傘９、反射傘ホルダ１０、ヒートシンク８を固定する。

熱拡散板３は、ヒートシンク８の被写体側の面に接するとともにヒートシンク８とプリズムパネル１とで挟まれていて、両面テープによりプリズムパネル１に固定されている。これによりヒートシンク８の熱がプリズムパネル１に直接伝わるのではなく、空気層を介して一旦熱拡散板３に熱伝導させ拡散させることにより、ホットスポットを作ることなく拡散させた熱がプリズムパネル１に伝わるようにしている。

発光光学系は、樹脂製で金属蒸着された円弧状反射部材５と光輝アルミなどの金属材料で形成された反射板６とで構成されていて、発光ユニット１５からの光を円弧状に導くとともに被写体側へ照射する。Ｘｅ管１１と円弧状反射部材５との距離が近接しており、また反射傘９の焦点位置と円弧反射部材５が重なるため、円弧状反射部材５はＸｅ管１１から照射される熱エネルギーを大きく受ける。そこで、Ｘｅ管１１からの熱エネルギーを大きく受ける箇所に反射板６を配置することで円弧状反射部材５を保護することができる。なお、本実施形では、円弧反射部材５と反射板６は別部材とし被嵌して使用しているが、円弧反射部材５を成形する際にインモールド成形を用い、円弧反射部材５と反射板６とを一体成形してもよい。

直線形状のＸｅ管１１を光源に用いて、Ｘｅ管１１からの光を円弧状に導くとともに被写体側へ照射するためには、Ｘｅ管１１の発光量を大きくする必要があり、Ｘｅ管１１から生じる熱により周囲の部品が受ける影響も大きくなる。しかしながら、上記のようにヒートシンク８、熱拡散板３を用いてＸｅ管１１から生じる熱を効率良く拡散させたり、反射板６で保護することにより、直線形状のＸｅ管１１を光源に用いた構成であっても、十分な配光、ガイドナンバーを得ることができる。

また、発光光学系は、発光ユニット１５からの光を円弧状に導くとともに被写体側へ照射する導光部として機能するために、図５（ｃ）に示すように、円弧状反射部材５に反射面５ａ、反射板６に反射面６ａ、６ｂが設けられている。反射面５ａは、到達した光をプリズムパネル１側（被写体側）に反射する円弧形状の面であり、光源に面する領域から周方向における一方と他方にそれぞれ延びる領域を有している。これらの領域は、周方向において発光ユニット１５から離れるほどプリズムパネル１に近くなるように傾斜している。反射面６ａは、Ｘｅ管１１に面していて、到達した光をプリズムパネル１側（被写体側）に反射する、円弧状反射部材５の径方向に延出する略三角形の面である。反射面６ｂは、到達した光を反射面５ａの方向に反射する面であり、円弧状反射部材５の径方向に平行な平面に対して略垂直となるように設けられている。光を反射する方向が異なる２つの反射面６ｂは、光源からの光の一部を円弧状反射部材５の一方に延びる領域に向けて反射する面と、光源からの光の他の一部を他方に延びる領域に向けて反射する面である。これらの反射面６ｂは、円弧状反射部材５の円弧の径方向において外周側になるほど互いの距離が近づくように設けられている。反射面６ａは、この２つの反射面６ｂよりもプリズムパネル１側（被写体側）に設けられていて、反射面６ａの発光ユニット１５の方向に向く角を挟む両端は、２つ反射面６につながっている。

以上のように、直線形状の光源からの光を被写体側に反射する反射部と円弧状に導く反射部とを有する導光部を設けることで、直線形状のＸｅ管１１を光源に用いた構成であっても、十分な配光、ガイドナンバーを得ることができる。

上記のような構成では、反射面６ａの裏側と２つの反射面６ｂの裏側とに囲まれる空間が生じるので、本実施形態では、その空間にセンサーユニット１６を配置している。すなわち、センサーユニット１６は、２つの反射面６ｂの間の位置に配置され、反射面６ａは、センサーユニット１６よりもプリズムパネル１に近い位置に配置される。

センサーユニット１６は、センサーカバー１７、シールドテープ１８、センサーシールド１９、センサー基板２０、センサー２１、遮光テープ２２を含んでいて、受光部として機能する。

センサーカバー１７は、白色の樹脂材料で成形されていて、前述のように、センサーユニット１６内の部品を発光時に生じる電気ノイズから保護する役割を果たす。シールドテープ１８は、金属プレス部品であるセンサーシールド１９の曲げ逃げ形状をシールドするためのテープである。センサー基板２０は、センサー２１を実装する基板であり、センサー２１は、発光ユニット１５の発光量を制御するために発光ユニット１５からの光をモニタ（検出）する。遮光テープ２２は、センサー基板２０の背面側からのセンサー２１への光の入り込みを防止するためのテープである。

図７（ｃ）は、発光ユニット１５からの光をセンサー２１でモニタする際の光の経路を示している。

発光ユニット１５からの光は、反射面６ｂに設けられた穴部６ｃと、反射面６ｂの穴部と重なる位置に設けられた円弧状反射部材５の穴部５ｂとを通過し、センサーカバー１７に到達する。センサーカバー１７に到達した光は、拡散作用を備えたセンサーカバー１７によって拡散される。そして、拡散された光は、センサーシールド１９の設けられた穴部１９ａを通過しセンサー２１にて受光される。本実施形態では、Ｘｅ管１１の長手方向の中心を通り当該長手方向に直交する平面からずれた位置にセンサー２１を配置しているため、センサー２１へ光が到達しやすいようにセンサー２１が配置されている側（センサーと同じ方向）に各部品の穴部を設けている。しかしながら、Ｘｅ管１１の長手方向の中心を通り当該長手方向に直交する平面と重なる位置にセンサー２１を配置する構成であれば、Ｘｅ管１１の長手方向の中心を通り当該長手方向に直交する平面を中心にして左右対称にそれぞれ各部品の穴部を設けてよい。なお、反射面６ａの裏側と２つの反射面６ｂの裏側とに囲まれる空間にセンサー２１を設ける構成では、Ｘｅ管１１の長手方向の中心を通り当該長手方向に直交する平面と重なる位置に各部品の穴部を設けると、センサー２１で受光する光量が大きくなりすぎる。したがって、Ｘｅ管１１の長手方向の中心を通り当該長手方向に直交する平面と重なる位置に各部品の穴部を設けない構成が望ましい。

以上のように、直線形状の光源からの光を導光部のより円弧状に導くとともに被写体側へ照射することで、曲管型の光源を用いることなく光源からの光を効率良く利用することができる。さらに、導光部により形成される空間に光源からの光をモニタするセンサー２１を配置することで、照明装置の大型化を抑えることができる。

次に、図８、図９、図１０を用いてプリズムパネル１について説明する。図８は、プリズムパネル１の全体図であって、図８（ａ）はプリズムパネル１の表側（射出側）を示す図、図８（ｂ）はプリズムパネル１の裏側（入射側）を示す図である。図９はプリズムパネル１の詳細図、図１０は、プリズムパネル１の内部を通る光の経路を示す図である。なお、プリズムパネル１は、発光光学系に対応して発光部１０１に２つ設けられて、２つで略リング形状となるが、２つの構成は同じであるため一方についてのみ説明する。

プリズムパネル１は、円弧状反射部材５の円弧と対応するように円弧形状になっていて、円弧状反射部材５の前側（被写体側）に配置されている。また、プリズムパネル１は、アクリル樹脂等の透過性の高い透明樹脂材料、もしくは透明樹脂材料に拡散材を混ぜた乳白色材料により形成されている。

プリズムパネル１の射出面には、プリズムパネル１の円弧形状に沿って複数のシリンドリカルレンズ１ｅが同心状に形成されている。シリンドリカルレンズ１ｅはプリズムパネル１の内部を通り射出面に到達した光を屈折させ拡散させる。

また、プリズムパネル１の入射面には、複数の微細なプリズム部１ｆが、前カバーユニット、センターフレームユニット、後ろカバーユニットを組付けた状態でＸｅ管１１の長手方向の中心位置を中心にして同心状に形成されている。以上のように、プリズムパネル１は、円弧状反射部材５で反射された光を射出する射出部として機能する。

また、プリズムパネル１は、外周部分にリブ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有しており、これらのリブは、発光部１０１の外部からの静電気が発光部１０１内部の発光光学系などの導通部材に飛ばないよう延面距離を稼ぐ役割を果たす。

リブ１ａ、１ｂ、１ｃは、入射面及び射出面に垂直な方向に射出面側（表側）から入射面側（裏側）へと延びており、リブ１ａは円弧形状の内周側の端部、リブ１ｂは円弧形状の周方向の端部、リブ１ｃは円弧形状の外周側の端部にそれぞれ設けられている。また、リブ１ｄは、前カバーユニット、センターフレームユニット、後ろカバーユニットを組付けた状態でヒートシンク８と重なり、ヒートシンク８よりも外側に出るように円弧形状の径方向に延びている。ここで、前述のように、ヒートシンク８の熱がプリズムパネル１に直接伝わらないように、リブ１ｄとヒートシンク８との間に熱拡散板３が挟まれている。

ここで、延面距離を稼ぐためにプリズムパネル１の外周部分にリブ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを設けているが、リブ１ａはセンサー２１の近傍まで延びているため、プリズムパネル１に入射した光の一部がリブ１ａを通ってセンサー２１に到達するおそれがある。このような光をセンサー２１で受光すると、Ｘｅ管１１の発光量を正確に検出することができないため、リブ１ａのセンサー２１の近傍となる位置に遮光テープ２３を貼着している。

図１０において矢印で示すように、Ｘｅ管１１からの光の一部は発光光学系で反射されてプリズムパネル１に入射し、射出面から射出されることなくプリズムパネル１の内部を全反射しながらリブ１ａへと進んでいく。その後、遮光テープ２３を貼着していなければ、プリズムパネル１の内部の光がリブ１ａから射出されてセンサー２１へと到達するおそれがあるが、遮光テープ２３を貼着することによって、センサー２１へと到達することを防止できる。

以上のように、本実施形態では、２つの光源を有する照明装置の例を説明したが、光源が１つの照明装置にも３つ以上ある照明装置にも適用できる。

また、本実施形態では、制御部と発光部とが連結コードによって連結されている照明装置の例を説明したが、制御部と発光部が一体となっている照明装置にも適用できる。

また、メインコンデンサに蓄積されたエネルギーを用いて発光する光源を有する照明装置であれば、光源がキセノン管以外であってもよい。例えば、直線形状のＸｅ管の代わりに、ＬＥＤなどの点光源を直線状に複数並べたものであってもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１プリズムパネル
３熱拡散板
５円弧状反射部材
６反射板
８ヒートシンク
９反射傘
１１Ｘｅ管
１２センターフレーム
１３基板
１５発光ユニット
１６センサーユニット
１７センサーカバー
１９センサーシールド
２１センサー
２３遮光テープ
１０１発光部

Claims

円弧状に形成された第１の反射部と、
前記第１の反射部の径方向において、当該第１の反射部よりも外側に配置される光源と、
前記光源からの光を前記第１の反射部の周方向であって前記光源から離れる方向に反射する第２の反射部と、
前記第１の反射部で反射された光を射出する射出部と、
受光部と、を有し、
前記第１の反射部は、前記光源に面する領域から前記周方向における一方と他方にそれぞれ延びる領域を有し、
前記第２の反射部は、前記光源からの光の一部を前記一方に延びる領域に向けて反射する第１の面と、前記光源からの光の他の一部を前記他方に延びる領域に向けて反射する第２の面とを有していて、
前記第１の面及び前記第２の面の少なくとも一方に穴部が設けられていて、
前記受光部は、前記第１の面と前記第２の面との間の位置に配置されていて、前記穴部を通過した光を受光することを特徴とする照明装置。
前記光源と面していて、前記光源からの光を前記射出部の方向に反射する第３の反射部を有し、
前記第３の反射部は、前記受光部よりも前記射出部に近い位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記第３の反射部は、前記第１の面及び前記第２の面よりも前記射出部に近い位置に配置され、
前記受光部は、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の反射部に囲まれる位置に配置されることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記穴部は、前記光源の長手方向の中心を通り当該長手方向と直交する平面からずれた位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
前記受光部は、前記光源の長手方向の中心を通り当該長手方向と直交する平面からずれた位置に配置されるセンサーを有していて、
前記穴部は、前記光源の長手方向の中心を通り当該長手方向と直交する平面から前記センサーと同じ方向にずれていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
前記受光部は、前記穴部を通過した光を拡散させる拡散作用を備えたカバーを有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の照明装置。
前記カバーは、非導電部材であることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
前記光源は、前記周方向に対する接線方向を長手方向とする直線形状の光源または直線状に並んだ複数の光源であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の照明装置。