JPH0553179A - ストロボ装置 - Google Patents

ストロボ装置

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JPH0553179A
JPH0553179A JP21367791A JP21367791A JPH0553179A JP H0553179 A JPH0553179 A JP H0553179A JP 21367791 A JP21367791 A JP 21367791A JP 21367791 A JP21367791 A JP 21367791A JP H0553179 A JPH0553179 A JP H0553179A
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JP
Japan
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reflector
tube
condenser lens
distance
strobe flash
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JP21367791A
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English (en)
Inventor
Yusuke Omura
祐介 大村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カメラの可変照射角機能を持つストロボ装置
で小型化を図りながらも効率的な配光特性を有するスト
ロボ装置を提供すること。 【構成】 閃光管、反射傘、フレネル集光レンズの位置
関係、フレネル集光レンズの焦点距離、反射傘の曲率半
径等をある定まった諸条件の範囲で設定すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラ用ストロボ閃光
器に関し、特に小型の大光量照射角可変ストロボに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、閃光装置の照射角可変装置におい
ては照射角を変える方法としてレンズあるいはプリズム
を組み込んだ照射角変化用の外付けのアダプタを閃光装
置の発光部前面に設けて照射角を変える方法、あるいは
閃光装置の閃光発光管と発光部全面に設けた集光レンズ
との距離を変えて照射角を変える方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
者の方法では撮影レンズがズームレンズの場合には焦点
距離に応じて種々のアダプタを複数個用意して照射角を
変化させるためにこのアダプタを取り替えなければなら
ず煩わしいばかりか複数のアダプタを携帯することにな
り不便となる。
【0004】また後者の方法では、大きな照射角の変化
を得ようとすると、閃光装置の閃光発光管と発光部前面
に設けた集光レンズの相対的な距離変化や集光レンズを
大きくしなければならず装置の大型化を招くという欠点
を有していた。
【0005】単に集光レンズの小型化を図るために、照
射角変化のために反射器と集光レンズの相対位置を大き
くしようとすると、反射器で反射せず又集光レンズに入
射しない無駄な光束が多く発生してしまう。このことを
図6を用いて説明する。図6に於て1は集光レンズ、2
は反射器、3はストロボ閃光器である。図6(A)は集
光レンズ1と反射器2の相対位置が狭く照射角の大きな
状態を示している。l1はストロボ閃光器3を発し集光
レンズ1に直接入射する光束を示している、l2はスト
ロボ閃光管3を発し反射器2で反射した後集光レンズ1
に入射する光束を示している。二つの光束l1、l2の光
軸zと成す角θ1、θ2が配光角となる。図6(B)は
集光レンズ1と反射器2の相対位置が大きく照射角の小
さいGno(ガイドナンバー)の大きな状態を示してい
る。l1′はストロボ閃光器3を発し集光レンズ1端部
に向かう光束を示し、l2′はストロボ閃光管3を発し
反射器2の端部に向かう光束を示している。ここで
1′とl2′の間のθmで示す部分の光束は集光レンズ
1に入射することができず無駄な光束になってしまう。
この無駄な光束は集光レンズ1と反射器2の相対位置が
大きくなればそれだけ増大する。
【0006】次に、照射角の可変の原理を図7を用いて
説明する。フレネルレンズ1の焦点距離をf1とすれば
そのパワーφ1は φ1=1/f1 なる式で表される。
【0007】ストロボ閃光管3から直接フレネルレンズ
1に達する光線のフレネルレンズ1通過後の光線は 1/S’=1/S+φ1 で求められる点を中心として射出する。
【0008】また反射器2の断面形状を楕円形としてス
トロボ閃光器3をこの楕円の焦点位置に設けた点光源と
すればストロボ閃光器を発し反射器で反射された後フレ
ネルレンズ1に入射しフレネルレンズ1を通過後の光線
は 1/L’=1/L+φ1 で求められる点を中心として射出される。ストロボ閃光
管3からの直接光は角度αの角度内に照射され、ストロ
ボ閃光管3から照射され反射器2で反射した光は角度β
の角度内に照射される。
【0009】したがって、照射角が狭く大きなガイドナ
ンバーを得るにはフレネルレンズ1のパワーφ1を大き
くし、かつフレネルレンズ1とストロボ閃光管3、反射
器2の距離S,Lを大きくすればよい。逆に照射角を大
きくするためにはフレネルレンズ1のパワーφ1を小さ
くし、かつフレネルレンズ1とストロボ閃光管3、反射
器2の距離S,lを小さくすればよい。
【0010】しかしながら、大きなGnoを得ようと
S,Lを大きくし、集光レンズをそれに伴って大きくし
なければ、前述のように有効に利用されない無駄な光束
が増大し、照射角は狭くなるもののGnoはおおきくな
らない。
【0011】従って装置の大型化を招かずに大きなGn
oを得るためにはS,L,を最小限に押えながらフレネ
ルレンズ1のパワーによって集光力を得なければならな
いが、あまりフレネルレンズのパワーを大きくするとワ
イド側での配光特性が充分良好に得られないという問題
があった。
【0012】
【問題を解決するための手段】上記の点に鑑み本発明に
於ては、ワイド側での最適な配光角を得つつ大きなフレ
ネルレンズのパワーを得るために、ワイド側でのフレネ
ルレンズとストロボ閃光管の距離Lf、フレネルレンズ
の焦点距離Fp、反射器の頂点とストロボ閃光管の距離
Lh、に最適な値をストロボ閃光管の長さ2l、ストロ
ボ装置の縦方向の開口D=2d、ワイド側での所望の配
光角、水平方向に±θh、垂直方向に±θvから以下の
式で与えることを特徴としている。 0.5*l/tanθh<Lf<l/tanθh…(1) 1/(1/Lf−tanθv/d)<Fp<2/(1/L−tanθv/d)… (2) 0.5*Df<Lh<1.5*Df…(3) 1.5*r<R<3*r…(4) 尚、Rは反射器の断面形状の基準半径を示す。
【0013】
【実施例】図1(A)、図1(B)は本発明に関するス
トロボ装置の断面図である。尚、反射傘は、その断面形
状が楕円形をしており、この楕円形状は以下の式で表さ
れる。xは光軸方向、yは光軸と直交する方向の座標を
それぞれ示す。 断面x=(y2/R)/{1−(1+k)*y2/R}…(A) (Rは基準半径、kは円錐常数) この半円筒状の反射器2の前方に集光フレネルレンズ1
が配置され、前記反射器2の焦点位置近傍に円筒状のス
トロボ閃光管3が配されている。図1(A)はフレネル
レンズ1と反射器2の相対位置が狭く配光角の広いワイ
ド側での状態を示していて、図1(B)はフレネルレン
ズ1と反射器2の相対位置が広く配光角の狭いテレ側で
の状態を示している。
【0014】以下に、前述の数値範囲が最適である理由
を説明する。
【0015】フレネル集光レンズ1とストロボ閃光管3
の発光中心のワイド時の距離Lfをストロボ閃光管3の
長手方向(水平方向)の長さ2lと所望の水平方向の配
光角θhで条件式(1) 0.5xl/tanθh<Lf<l/tanθh…
(1)の様に規定する。
【0016】図5において1は集光レンズ、3はストロ
ボ閃光管を示す略図である。
【0017】l1はストロボ閃光管の端部であるb部を
発し集光レンズ1の光軸中心c部を通る光束を示してい
る。光線l1は光軸中心cを通るからレンズによる偏向
作用はほとんど受けない。一方光線l2はストロボ閃光
管のb部を発し集光レンズ1の端部dを通る光束を示し
ている。
【0018】距離Lfを集光フレネルレンズ1の焦点距
離よりも短く設定すると、光線l2は集光レンズ1によ
って偏向作用を受けるものの光軸Zと成す角θ2は光線
1の光軸Zと成す角θ1よりも大きくなる。これはス
トロボ閃光管3のb部から発し集光レンズ1のc部より
もd部側に入射する光線全てにわたってこの関係があ
る。
【0019】従って、水平方向に必要な配光をθhとし
±θhに均一な配光を得ようとするならば少なくともθ
h<θ1を満足させることが望ましい。そしてθh=θ1
の時に tanθh=tanθ2=l/L ∴L=l/tanθh なる関係が成立する。
【0020】以上からLfの範囲を与える条件式(1)
の上限が決まり、上限を越えてLfを大きくすると周辺
部が暗くなり均一な配光が得られないばかりではなく、
装置も大型化する。又下限を越えると広く均一な配光が
得られるものの、単位立方角当たりの光量が低下し実用
に耐えられないものとなる。
【0021】(2)式は集光フレネルレンズの焦点距離
Fpを、集光レンズの縦方向の開口Dと、前述のLfワ
イド時における垂直方向の配光角θvによって規定する
式である。垂直方向の配光角は前述した「配光角の可変
の原理」で説明した通り、上記3つのパラメータ、F
p,D,Lfによって決まる。集光レンズの焦点距離F
pが(2)式の上限をを越えると均一な広い配光は得ら
れないものの、単位立方角当たりの光量が減少し、また
集光作用を得るための、集光レンズと反射器及び、スト
ロボ閃光管の相対位置変化が大きくなり装置の大型化を
きたす。下限を越えると、所望の均一な配光を得ること
ができない。
【0022】(3)式はストロボ閃光管中心と反射器の
位置関係を規定する条件式である。反射器の楕円形状を
示す式(A)の円錐常数K及び基準球面の曲率半径Rを
用いて
【0023】
【外1】 で表せる(但し、−1<K<0)。
【0024】(3)式の上限を越えると、配光角は広が
るものの周辺への光量が増えるため、配光ムラを生じや
すくなる、又下限を越えると配光が狭くなる。
【0025】ストロボ閃光管の半径をrとすれば反射器
の基準球面の曲率半径Rは 1.5r<R<3r…(4)の範囲 に有ることが望ましくRが上限を越えると装置が大型化
し、下限をきると(3)式の範囲へのストロボ閃光管の
配置が困難になる。
【0026】図1の実施例においては以下の数値を満足
している。 2l=17mm θh≒35° D=2d=17mm θv≒20° r=1.15mm
【0027】以上の条件値から Lf=8.4mm f=18mm R=2.6mm k=−0.73 Df=1.402 Lh=1.40 を決定し、図2(A)に示す配光を得ている。
【0028】図2において縦軸は中心光量によって規格
化された光量を示し、θは配光角を示している。又上段
は水平方向の配光を示し、下段は垂直方向の配光を示し
ている。図2(B)はフレネルレンズ1と反射器2の間
隔を移動により5mm広げた時の配光を示している。
【0029】図3は本発明の別の実施例である。
【0030】これは以下の数値を満足している。 2l=17mm θh=30° D=2d=17mm θv=17°r=1.15mm
【0031】以上の条件値から Lf=7.5mm f=14mm R=2.7mm k=−0.7 Df=1.470 Lh=1.25 を決定した。この実施例に於ては、集光レンズの高パワ
ー化に伴うフレネル部での損失を減少させるため、図3
のフレネルレンズ3の反射器側に図中Aで指し示すよう
な球面によるレンズ部を設けている。これによりフレネ
ルレンズ部の角度を小さくすることができ、光量損失を
小さくすることができる。図4(A),(B)ワイド、
テレ時それぞれの配光特性を示す。
【0032】尚、本発明における配光角とは、中心の光
量に対する光量低下が約20%低下する角度のことをい
う。
【0033】
【発明の効果】以上説明のように、集光レンズの縦方向
の開口をD=2d、光学部材と反射器が最も近ずいた状
態での集光レンズとストロボ閃光管の距離をLf、集光
レンズの焦点距離をFp、前記反射器の断面形状を x=(y2/R)/{1−(1+k)*y2/R} (Rは基準半径、kは円錐常数)で表せるように形成し
反射器の焦点位置と反射器の頂点との間隔をDf、反射
器の頂点とストロボ閃光管との距離をLh、ストロボ閃
光管の管半径をr、ストロボ閃光管の長さを2l、配光
角の最も広い状態での水平、垂直、それぞれの配光を±
θh、±θvとするとき 0.5*l/tanθh<Lf<l/tanθh 1/(1/L−tanθv/d)<Fp<2/(1/L
−tanθv/d) 0.5*Df<Lh<1.5*Df 1.5*r<R<3*r を満足し以て、小型で照射角変化の大きなストロボ装置
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関する第1の実施例の閃光装置の断面
図。
【図2】図1の閃光装置における配光特性図。
【図3】本発明に関する第2の実施例の閃光装置の断面
図。
【図4】図3の閃光装置における配光特性図。
【図5】閃光装置の光線光路を示す図。
【図6】従来の照射角可変ストロボを示す図。
【図7】照射角可変ストロボ装置の原理を説明するため
の図。
【符号の説明】
1 集光フレネルレンズ 2 反射器 3 ストロボ閃光管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射器と、 該反射器の低部に配置されたストロボ閃光器と、 前記反射器の開口部に配置された集光レンズと、 前記反射器及びストロボ閃光器と集光レンズは相対位置
    変化によって照射角を変化させるストロボ装置におい
    て、上記集光レンズの縦方向の開口径をD(=2d)、
    光学部材と反射器が最も近ずいた状態での集光レンズと
    ストロボ閃光管の距離をLf,集光レンズの焦点距離を
    Fp、前記反射器の断面形状を実質的に、 x=(y2/R)/{1−(1+k)*y2/R}…(A) (Rは基準半径、kは円錐常数) で表せるように形成し、反射器の焦点位置と反射器の頂
    点との間隔をDf、反射器の頂点とストロボ閃光管との
    距離をLh、ストロボ閃光管の管半径をr、ストロボ閃
    光管の長さを2l、配光角の最も広い状態での水平、垂
    直、それぞれの配光角を±θh、±θvとすると、上記
    の値が以下の式を満足することを特徴とするストロボ閃
    光器。 0.5*l/tanθh<Lf<l/tanθh…(1) 1/(1/Lf−tanθv/d)<Fp<2/(1/Lf−tanθv/d) …(2) 0.5*Df<Lh<1.5*Df…(3) 1.5*r<R<3*r…(4)
JP21367791A 1991-08-26 1991-08-26 ストロボ装置 Pending JPH0553179A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008129301A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008129301A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置

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