JPH0933989A

JPH0933989A - 照明光学系

Info

Publication number: JPH0933989A
Application number: JP7207604A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Otake; 基之大竹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-07-21
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1997-02-07
Also published as: KR100381824B1; KR970007411A; US5775790A

Abstract

(57)【要約】【課題】たとえばカメラに適用された場合に、カメラ
本体のデザインを優先させながらも、所定の撮影範囲を
良好に照明することができる照射角可変の照明光学系を
提供すること。【解決手段】照明光を供給するための発光手段と、該
発光手段からの光束を屈折作用により指向させるための
指向手段とを備えた照明光学系において、前記発光手段
および前記指向手段のうち少なくとも一方を前記指向手
段の光軸方向とは異なる方向に移動させて前記発光手段
と前記指向手段との間隔を変化させることによって、所
定の距離における照明範囲を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は照明光学系に関し、
特に所定の範囲を照明するためのカメラ等に好適な照明
光学系であって照射角が可変の照明光学系に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、従来の照明光学系を備えたカ
メラの斜視図である。図１７のカメラは、カメラ本体１
１を備えている。カメラ本体１１の正面側（被写体側）
には、図示のように光軸１４を有する撮影レンズ１２、
ファインダー窓１３および照明光学系１５がそれぞれ配
置されている。

【０００３】赤目現象（目が赤く写ってしまう現象）を
緩和するために、照明光学系１５は撮影レンズ１２から
できるだけ離れた位置に配置されている。すなわち、カ
メラ本体１１を正面から見て、照明光学系１５はカメラ
本体１１の右端隅部や左端隅部に配置されている。図１
８は、図１７の照明光学系１５の断面図であって、
（ａ）はキセノン管１の長手方向軸線に垂直な面に沿っ
た断面図であり、（ｂ）はキセノン管１の長手方向軸線
とフレネルレンズ２の光軸５とを含む面に沿った断面図
である。

【０００４】図１７および図１８に示すように、照明光
学系１５は、円筒形状で直管タイプのキセノン管１、反
射傘９およびフレネルレンズ２からなる。発光光源であ
るキセノン管１は、その長手方向軸線が撮影レンズ１２
の光軸１４に対して垂直になるように位置決めされてい
る。なお、反射傘９はキセノン管１を包囲するような形
状を有し、キセノン管１からの光をフレネルレンズ２に
向かって反射する。また、フレネルレンズ２の光軸５
は、撮影レンズ１２の光軸１４と平行であり、且つフレ
ネルレンズ２の外径形状（外側面によって規定される形
状）４の中心軸線（外径中心軸線）６と一致している。

【０００５】さらに、フレネルレンズ２の被写体側（図
１８中左側）の面がフレネルレンズ２の光軸５に対して
垂直な平面状に形成されている。一方、フレネルレンズ
２のキセノン管１側の面は、レンズ光軸５を回転中心と
する複数の輪帯状のフレネル要素からなるフレネル面状
に形成されている。こうして、キセノン管１より発した
光束は、反射傘９において反射されて間接的に、あるい
はキセノン管１から直接的に、フレネルレンズ２に入射
する。フレネルレンズ２で屈折された光は、撮影レンズ
１２の撮影範囲を照明するように指向される。

【０００６】キセノン管１より発した光束により撮影レ
ンズ１２の撮影範囲を有効に照明するには、照明光学系
１５の照射角を撮影レンズ２の画角に近づけることが肝
要である。照明光学系１５の照明範囲は、距離ｄだけ離
れた位置おいて、照射角をεとするとｄ× tanεの範囲
に相当する。一方、撮影レンズ１２の撮影範囲は、半画
角をωとするとｄ× tanωの範囲に相当する。ただし、
撮影レンズ１２の撮影範囲は、焦点距離に依存して変化
する。また、同じ焦点距離であっても合焦状態（撮影距
離）が異なると撮影範囲が変化する。すなわち、撮影レ
ンズ１２の撮影範囲は、撮影距離および焦点距離の双方
に依存して変化する。

【０００７】図１９は、図１８のキセノン管１より発し
た光束の光路図である。図１９に示すように、従来技術
による照明光学系では、撮影レンズ１２の撮影範囲を良
好に照明するように、球面収差が良好に補正されてい
る。しかしながら、１つのフレネル面だけでは、球面収
差とサインコンディションとを同時に補正することはで
きない。したがって、従来技術による照明光学系では、
球面収差が良好に補正されているが、サインコンディシ
ョンは充分に補正されていなかった。この場合、例えば
フレネルレンズ２の両側の面をフレネル面状に形成する
ことにより、球面収差とサインコンディションとを同時
に補正することも考えられる。

【０００８】しかしながら、フレネル面では、各フレネ
ル要素が全体として連続的な形状を構成していないた
め、光量の損失が大きい。したがって、フレネルレンズ
２の両側の面をフレネル面状に形成すると、効率的な照
明を行うことができなくなってしまう。また、フレネル
レンズ２の照明範囲側の面もフレネル面状に形成する
と、この外部に露出した照明範囲側のフレネル面が汚れ
た場合、汚れを容易に拭き取ることができないという不
都合もあった。

【０００９】図２０は、フレネルレンズを有しない照明
光学系の構成を概略的に示す図である。図２０に示すよ
うに、フレネルレンズが存在しない照明光学系では、カ
メラ前面の開口部９１とキセノン管１との位置関係に基
づいて照射角εが規定される。しかしながら、実際に
は、カメラ本体の薄型化を図るために、集光作用を有す
るフレネルレンズを配置する。そして、フレネルレンズ
によるキセノン管の虚像位置（図１９参照）が、フレネ
ルレンズを配置しない時のキセノン管の位置（図２０参
照）とほぼ同じになるように構成していた。従って、各
フレネル要素のフレネル角は、光軸から離れるにしたが
って大きくなるように構成されていた。

【００１０】ところで、近年、レンズシャッター式のカ
メラでは、高変倍ズームレンズを備えたカメラが主流と
なりつつある。なお、図２１は、ズームレンズを備えた
カメラに搭載される照明光学系の構成を概略的に示す図
である。このようなズームレンズでは、望遠端における
Ｆナンバーが大きく、良好な露出特性を得るには強力な
照明光学系が必要である。しかしながら、望遠端では狭
い撮影範囲に照明光束を集め、逆に広角端では広い撮影
範囲を一様に照明しなければならない。

【００１１】このため、ズームレンズを備えたカメラに
搭載される照明光学系は、図２１に示すように、キセノ
ン管１をフレネルレンズ２に対してレンズ光軸５に沿っ
て移動させることによって照明範囲を変化させ、撮影レ
ンズの変倍に応じて撮影レンズの撮影範囲に照明範囲を
合わせていた。図２１中破線は、広角端における広い撮
影範囲を照明する際のキセノン管１のフレネルレンズ２
に近接した位置を示している。また、図２１中実線は、
望遠端における狭い撮影範囲を照明する際のキセノン管
１のフレネルレンズ２から離れた位置を示している。

【００１２】また、近年、カメラ本体のデザインの多様
化が進んでいる。そして、カメラ前面の形状が撮影レン
ズの光軸に対して垂直な平面だけで構成される従来のデ
ザインとは異なり、例えばカメラ本体の中央部の厚みに
比べて周辺部の厚みの方が薄くなるデザインが増えてい
る。このように、デザイン重視のカメラが増えつつあ
り、特にカメラ前面が複雑な形状で構成されるカメラが
増えている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなデザイン
重視のカメラにおいては、照明光学系の最も撮影範囲側
の面がカメラ本体の外観形状に合わせた段差のない形状
となる方がデザイン上好ましい。しかしながら、従来の
照明光学系では、フレネルレンズの前面すなわち撮影範
囲側の面が撮影レンズの光軸に垂直な平面状に形成され
ていたため、デザインを優先させることができないとい
う不都合があった。このようなデザイン上の不都合を解
決するために、例えば、外観形状に合致し且つ照明特性
に影響を与えない形状の保護部材を照明光学系の照明範
囲側に配置する方法が考えられる。また、外観形状に合
致するように、単純にフレネルレンズを傾ける方法が考
えられる。

【００１４】しかしながら、前者の方法の場合、保護部
材を配置するスペースが必要になり、カメラ本体の薄型
化を図ることができなくなってしまう。また、照明効率
の上でも、保護部材での反射による光損失があるため、
好ましくない。一方、後者の方法の場合、フレネルレン
ズではサインコンディションが充分補正されていないた
め、コマ収差が発生して照明範囲が偏ってしまうので好
ましくない。このように、照明光学系の配置は、カメラ
本体をデザインする上で大きな制約となっていた。

【００１５】また、上述のコマ収差の発生に関する不都
合を解消するために、例えばフレネル面をレンズ光軸に
対して非回転対称な形状に形成することにより、照明範
囲が偏らないようにすることも考えられる。しかしなが
ら、このような非回転対称なフレネル面の加工自体が困
難であり、所望の加工精度を確保することができないの
で実用上不可能であった。

【００１６】図２２は、本件出願人による特開平６−３
３２０４４号公報に開示の照明光学系の構成を概略的に
示す図である。図２２の照明光学系では、フレネルレン
ズ２の傾きθによる照明範囲の偏りを、レンズ外径４の
中心軸線６に対してレンズ光軸５とレンズとの交点すな
わちレンズ中心をΔだけシフトさせることによる照明範
囲の偏りによって相殺して補正している。このように、
フレネルレンズ２を傾けても照明範囲の偏りが発生しな
いような照明光学系を実現して、カメラ本体のデザイン
を優先させている。

【００１７】しかしながら、照射角を変化させることの
できる、いわゆる照射角可変の照明光学系に特開平６−
３３２０４４号公報に開示の構成を適用しようとした場
合、照射角が変化するにつれて照明範囲の偏る量が変化
してしまう。このため、広角端と望遠端との双方におい
て撮影レンズの撮影範囲を良好に照明することができな
い。

【００１８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、たとえばカメラに適用された場合に、カメラ
本体のデザインを優先させながらも、所定の撮影範囲を
良好に照明することができる照射角可変の照明光学系を
提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、照明光を供給するための発光手
段と、該発光手段からの光束を屈折作用により指向させ
るための指向手段とを備えた照明光学系において、前記
発光手段および前記指向手段のうち少なくとも一方を前
記指向手段の光軸方向とは異なる方向に移動させて前記
発光手段と前記指向手段との間隔を変化させることによ
って、所定の距離における照明範囲を変化させることを
特徴とする照明光学系を提供する。

【００２０】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記指向手段の光軸方向とは異なる方向に前記発光手段を
移動させることによって所定の距離における照明範囲を
変化させる。

【００２１】

【発明の実施の形態】まず、カメラ等に用いられる照明
光学系では、撮影レンズの露出が行われる間に被写体を
照明する。そして、特に被写体が暗い撮影シーン等で被
写体を照明する場合、発光光源としては瞬間的に強力な
光量を照射する光源が望ましい。そこで、カメラ等に用
いられる照明光学系では、発光光源としてキセノン管が
一般的に用いられている。キセノン管は、全体的に棒状
で且つ円筒形状である。そして、その発光強度分布は、
キセノン管の長手軸線に関して回転対称であり、キセノ
ン管の長手軸線に沿って一定になるという特徴がある。

【００２２】また、所定の撮影範囲を照明するように、
発光光源から発した光束を指向させるための指向手段に
は、屈折作用（集光作用）を有するレンズ成分が用いら
れる。特に、レンズ成分が保持し易く且つ安価に製造が
可能なように、光学材料としてプラスチック材料が多く
用いられている。また、レンズ成分として、その中心部
と周辺部とにおける厚みの変化の少ないフレネルレンズ
が一般的に用いられている。

【００２３】本発明による照明光学系をカメラに組み込
んだ場合、照明光学系の照明範囲が撮影レンズの撮影範
囲をカバーすることが望ましい。ところで、前述のよう
に、赤目現象を防ぐために、撮影レンズと照明光学系と
が離れて配置されている。従って、被写体位置によりパ
ララックスが生じることも考慮して、被写体位置によら
ず撮影範囲を良好に照明することが必要である。

【００２４】図１は、本発明による照明光学系を組み込
んだカメラの構成を示す斜視図である。図１のカメラ
は、カメラ本体１１を備えている。カメラ本体１１の正
面側（被写体側）には、図示のように光軸１４を有する
撮影レンズ１２、ファインダー窓１３および照明光学系
１５がそれぞれ配置されている。

【００２５】照明光学系１５は、円筒形状で直管タイプ
のキセノン管１、反射傘９およびフレネルレンズ２から
なる。発光光源であるキセノン管１は、その長手方向軸
線が撮影レンズ１２の光軸１４に対して垂直になるよう
に位置決めされている。なお、反射傘９はキセノン管１
を包囲するような形状を有し、キセノン管１からの光を
フレネルレンズ２に向かって反射する。このように、フ
レネルレンズ２は、キセノン管１の照明範囲側に配置さ
れ、キセノン管１より発した光束を所定の照明範囲を照
明するように指向させる指向手段を構成している。そし
て、後述するように、キセノン管１とフレネルレンズ２
との間隔を変化させることにより、所定距離における照
明範囲を変化させる。

【００２６】図２は、本発明による照明光学系の光学配
置を示す断面図である。なお、（ａ）はレンズ中心７と
キセノン管１とを含む平面に沿った断面図であり、
（ｂ）はレンズ光軸５を通り（ａ）の断面に垂直な平面
に沿った断面図であり、（ｃ）はフレネルレンズ２の外
形寸法を示す図である。図２（ａ）および（ｂ）におい
て、フレネルレンズ２の外径形状４の中心軸線が参照符
号６で示されている。また、フレネルレンズ２のレンズ
光軸５とフレネルレンズ２との交点すなわちレンズ中心
が参照符号７で示されている。なお、軸線８は、撮影レ
ンズ１２の光軸１４に平行で且つレンズ中心７を通る基
準光軸を示している。

【００２７】また、ｍおよびｎはそれぞれキセノン管１
の両端の点を示している。そして、キセノン管１、反射
傘９、各点ｍおよびｎの添字ｗおよびｔは、所定距離に
おける照明範囲が最も広い状態すなわち広角端および最
も狭い状態すなわち望遠端をそれぞれ示している。ま
た、参照符号Ｌは、キセノン管１の広角端と望遠端との
間の往復移動を示すベクトルである。

【００２８】フレネルレンズ２は、キセノン管１側の面
がフレネル面状に形成され、もう一方の照明範囲側の面
がレンズ光軸５に対して垂直な平面状に形成されてい
る。図２（ａ）および（ｂ）を参照してわかるように、
フレネルレンズ２では、基準光軸８と外径中心軸線６と
がΔだけ離れて配置されている。また、レンズ光軸５が
基準光軸８に対して、（ａ）では角度θA だけ（ｂ）で
は角度θB だけ傾斜して配置されている。そして、点ｍ
w と点ｍt とを直線的に結んだ線分ｋは、レンズ光軸５
と平行ではない。

【００２９】次に、本発明においてフレネルレンズを傾
けた際の照明範囲の補正方法に関して説明する。図３
は、フレネルレンズを傾けていない従来の照明光学系の
状態を示す概念図である。図４は、フレネルレンズを傾
けた状態を示す概念図である。図５は、レンズ光軸を基
準光軸に対してシフトさせた状態を示す概念図である。
図６は、フレネルレンズの傾きによる照明範囲の偏りを
フレネルレンズのシフトによる照明範囲の偏りによって
補正した状態を示す概念図である。

【００３０】図３乃至図６の各図において、ａは発光光
源を、ｂは指向手段であるフレネルレンズを、ｃはフレ
ネルレンズｂによる発光光源ａの像位置をそれぞれ示し
ている。また、ｒ１およびｒ２は発光光源ａより発した
光線の光路を、ｄは撮影レンズの光軸に平行で且つフレ
ネルレンズｂのレンズ中心ｇを通る基準光軸を、ｅはフ
レネルレンズｂのレンズ光軸をそれぞれ示している。な
お、各図中、フレネルレンズｂは薄肉レンズとして表現
されているが、発光光源ａ側の面がフレネル面状に形成
され、もう一方の面がレンズ光軸ｅに対して垂直な平面
状に形成されている。

【００３１】図３に示すように、フレネルレンズｂを傾
けていない従来例では、基準光軸ｄとレンズ光軸ｅとが
重なっており、発光光源ａがレンズ光軸ｅ上にある。そ
の結果、像位置ｃもレンズ光軸ｅ上に存在していた。図
４では、フレネルレンズｂが図４の紙面内において基準
光軸ｄに対して角度θだけ傾いている。この場合、フレ
ネルレンズｂを傾けていない従来例における像位置ｃ’
が像位置ｃまで移動する。なお、レンズ中心ｇから像位
置ｃまでの基準光軸ｄに沿った距離はＢＣであり、図中
紙面上において基準光軸ｄに垂直な方向に沿った像位置
の移動量はｒである。また、フレネルレンズｂの傾きに
よる照明範囲の傾き量はγである。

【００３２】フレネルレンズｂを傾けた場合、前述のよ
うに、１つのフレネル面だけでは球面収差とサインコン
ディションとを同時に補正することができない。このた
め、コマ収差が発生して像位置ｃがシフトし、その結果
照明範囲が角度γだけ偏ってしまう。

【００３３】図５では、図３の配置からレンズ中心ｇを
基準光軸ｄに垂直な方向にΔだけシフトさせている。つ
まり、レンズ光軸ｅと基準光軸ｄとをシフト量Δだけシ
フトさせており、レンズ光軸ｅと基準光軸ｄとは一致し
ている。そして、発光光源ａは、レンズ中心ｇから基準
光軸ｄに沿って距離ＡＢだけ間隔を隔てて位置決めされ
ている。なお、発光光源ａの結像倍率はβである。この
ように、レンズ中心ｇをΔだけシフトさせた場合、発光
光源ａがΔだけ物体高を有し、その像位置ｃはβΔだけ
像高を有するようになる。したがって、基準光軸ｄのシ
フトにより、照明範囲が角度δだけ偏ってしまう。図６
では、フレネルレンズｂの傾きによる照明範囲の偏りγ
を、フレネルレンズｂのレンズ中心ｇのシフトによる照
明範囲の偏りδにより補正した状態を示している。

【００３４】以上の議論は、キセノン管の長手方向軸線
に垂直な断面内における構成に基づいている。一方、キ
セノン管の長手方向軸線を含む断面内における構成に着
目すると、従来の照明光学系はフレネルレンズのレンズ
光軸に対して対称な構成を有する。これに対し、フレネ
ルレンズを傾けたりシフトさせたりした場合には、レン
ズ光軸に対するキセノン管の配置の対称性が崩れて、上
述の議論と同様に、キセノン管の長手方向軸線を含む断
面内においても照明範囲が偏ることになる。したがっ
て、この場合も、フレネルレンズの傾きによる照明範囲
の偏りをフレネルレンズのシフトによる照明範囲の偏り
によって補正することも可能である。

【００３５】ところで、撮影レンズが変倍光学系の場
合、撮影レンズの変倍に伴って撮影範囲が変化する。し
たがって、効率的に被写体を照明するには、撮影範囲の
変化に合わせて照明範囲を変化させることが望ましい。
従来の照明光学系では、フレネルレンズのレンズ光軸と
撮影レンズの光軸とが平行で、且つ照明範囲を変化させ
るためにキセノン管をレンズ光軸に沿って移動させてい
た。したがって、図７に示すように、広角端においても
望遠端においてもキセノン管のフレネルレンズによる像
位置がレンズ光軸上に存在するので、広角端から望遠端
への変倍時に照明範囲が偏ることなく撮影レンズの撮影
範囲を良好に照明することができた。

【００３６】図７において、（ａ）は広角端におけるキ
セノン管１w のフレネルレンズ２による像１'wの位置
を、（ｂ）は望遠端におけるキセノン管１t のフレネル
レンズ２による像１'tの位置をそれぞれ示している。広
角端における状態を示す図７（ａ）では、キセノン管１
w の中央点ｐw （すなわちキセノン管１w の長手方向軸
線とフレネルレンズ２のレンズ光軸５との交点）のフレ
ネルレンズ２による虚像は、レンズ光軸５上の位置ｐ'w
に形成される。また、キセノン管１w の図中左端および
右端の点であるｍw およびｎw のフレネルレンズ２によ
る虚像は、それぞれ位置ｍ'wおよびｎ'wに形成される。
すなわち、広角端において、キセノン管１w のフレネル
レンズ２による像１'wの位置がレンズ光軸５上に存在す
ることになる。

【００３７】一方、望遠端における状態を示す図７
（ｂ）では、キセノン管１t の中央点ｐt （すなわちキ
セノン管１t の長手方向軸線とフレネルレンズ２のレン
ズ光軸５との交点）のフレネルレンズ２による虚像は、
レンズ光軸５上の位置ｐ'wに形成される。また、キセノ
ン管１t の図中左端および右端の点であるｍt およびｎ
tのフレネルレンズ２による虚像は、それぞれ位置ｍ't
およびｎ'tに形成される。すなわち、広角端において、
キセノン管１t のフレネルレンズ２による像１'tの位置
がレンズ光軸５上に存在することになる。

【００３８】ところが、上述の議論におけるフレネルレ
ンズの傾きとシフトとによる照明範囲の補正方法は、フ
レネルレンズとキセノン管とが所定の位置関係にある場
合にのみ適用されるものである。したがって、キセノン
管がフレネルレンズのレンズ光軸に沿って移動するよう
な場合には、フレネルレンズの傾きによる照明範囲の偏
りを補正するためのシフト補正量も変化してしまう。こ
のため、変倍範囲全体に亘って照明範囲が偏ることなく
撮影レンズの撮影範囲を良好に照明することができなく
なってしまう。

【００３９】そこで、本発明において、キセノン管とフ
レネルレンズとの間隔が変化した場合に発生する照明範
囲の偏りを補正する方法に関して説明する。ただし、以
下の説明では、キセノン管だけを移動させている。本発
明においては、フレネルレンズとキセノン管との基準光
軸に沿った間隔を変化させることにより、照明光学系に
よる照射角を変化させている。すなわち、図８に示すよ
うに、広角端における状態を示す（ａ）と望遠端におけ
る状態を示す（ｂ）とでは、フレネルレンズ２とキセノ
ン管１との基準光軸８に沿った間隔が異なるので、フレ
ネルレンズ２によるキセノン管１の像倍率が異なる。こ
のため、所定量だけフレネルレンズ２を傾けたりシフト
させたりした場合の照明範囲の偏りが広角端と望遠端と
で異なってしまう。

【００４０】ところで、前述のように、キセノン管１に
対してレンズ光軸５をシフトさせた場合、照明範囲が偏
る（図５参照）。したがって、逆に、レンズ光軸５に対
してキセノン管１をシフトさせても、照明範囲が偏るこ
とになる。そこで、キセノン管１をレンズ光軸５とは異
なる方向に移動させることによって、照明範囲の偏りを
補正している。こうして、広角端から望遠端までの照射
角変化領域におけるすべてのキセノン管位置状態で、照
明範囲の偏りのない照明を可能としている。

【００４１】特に、本発明においては、図９に示すよう
に、キセノン管１に対して照明範囲側とは反対の側にキ
セノン管１を包むような全体形状を有する反射傘９を配
置している。なお、図９において、（ａ）は広角端にお
ける光路を、（ｂ）は望遠端における光路を示してい
る。キセノン管１は円筒形状であり、円筒軸線に垂直な
方向には光束が均一に照射される。このため、キセノン
管１の被写体側にフレネルレンズ２を配置するだけで
は、キセノン管１より発した光束を照明に効率的に寄与
させることができない。そこで、反射傘９を図９のよう
に配置することが効果的である。

【００４２】こうして、キセノン管１からフレネルレン
ズ２とは反対側に向かう光束を反射傘９で一旦反射した
後、フレネルレンズ２で所定の照明範囲を照明するよう
に指向させて、所定の照明範囲を効率的に照明すること
ができる。なお、図示のように、反射傘９の反射面を、
球面状や、楕円面、放物面あるいは双曲面等の非球面状
に形成したり、さらに複数の曲面の組み合わで形成する
ことも可能である。

【００４３】また、広角端から望遠端までのすべてのキ
セノン管位置状態において照明範囲の偏りを補正して良
好に撮影範囲を照明するために、照射角を変化させる際
にキセノン管１と反射傘９とを一体的に移動させること
が望ましい。さらに、照明光学系は撮影レンズから離れ
て配置されるために、撮影レンズの焦点距離と被写体位
置とに応じて、照明光学系に対する撮影レンズの撮影範
囲の方向が変化する。このため、撮影範囲の方向変化に
応じて、撮影レンズの光軸に垂直な方向にフレネルレン
ズをシフトさせることにより、撮影範囲を良好に照明す
ることも可能である。

【００４４】

【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１０は、本発明の第１実施例にかかる照明光学
系の光学配置を示す断面図である。図１０において、フ
レネルレンズ２の外径形状４の中心軸線が参照符号６で
示されている。また、フレネルレンズ２のレンズ光軸５
とフレネルレンズ２との交点すなわちレンズ中心が参照
符号７で示されている。なお、軸線８は、撮影レンズ１
２の光軸１４に平行で且つレンズ中心７を通る基準光軸
を示している。

【００４５】また、キセノン管１および反射傘９の添字
ｗおよびｔは、所定距離における照明範囲が最も広い状
態すなわち広角端および最も狭い状態すなわち望遠端を
それぞれ示している。図１０に示すように、第１実施例
においては、外径中心軸線６と基準光軸８とレンズ光軸
５とキセノン管１とが同一平面上に存在し、基準光軸８
とレンズ光軸５とがこの平面内において２０度の角度を
なしている。また、キセノン管１は基準光軸８に対して
垂直に延びており、広角端から望遠端への照射角可変時
に、外径中心６と基準光軸８とを含む平面内において基
準光軸８に沿ってフレネルレンズ２から遠ざかるように
移動する。

【００４６】第１実施例において、フレネルレンズ２の
外径形状４は、レンズ光軸５の方向から見た場合、図１
１に示すような寸法を有する矩形状である。そして、フ
レネルレンズ２の照明範囲側の面はレンズ光軸５に垂直
な平面状に形成され、キセノン管１側の面はフレネル面
状に形成されている。以下の表（１）に、フレネルレン
ズ２のフレネル面の諸元を示す。表（１）において、ｈ
はレンズ光軸５からの距離を、σ（度）はレンズ光軸と
各フレネル要素の法線方向とのなす角度すなわちフレネ
ル角度をそれぞれ示している。

【００４７】

【表１】ｈ[mm] σ（度） 0.5 0.00 1.5 0.00 2.5 1.24 3.5 2.21 4.5 3.14 5.5 3.70 6.5 6.95 7.5 11.81 8.5 22.80 9.5 25.11 10.5 27.30 11.5 29.37 12.5 31.32 13.5 33.16 14.5 34.89 15.5 36.53 16.5 38.09 17.5 39.64 18.5 41.00 19.5 42.00

【００４８】図１２および図１３は、第１実施例の広角
端および望遠端における光路図である。また、図１４
は、第１実施例の広角端および望遠端における照明特性
をそれぞれ示す図である。第１実施例ではフレネルレン
ズ２のレンズ光軸５が基準光軸８に対して傾いて配置さ
れているので、図１４ではキセノン管の長手方向の照明
特性を示している。図１４において、光束がフレネルレ
ンズ２を射出した際の基準光軸８に対してなす角度を横
軸に、相対的な強度分布を縦軸にそれぞれ示している。
なお、（ａ）は広角端における照明特性を、（ｂ）は望
遠端における照明特性をそれぞれ示している。図１４に
示すように、本実施例においては、良好な照明特性が得
られている。したがって、カメラの照明光学系に適用さ
れた場合、撮影レンズの撮影範囲を広角端から望遠端に
亘って良好に照明することができる。

【００４９】図１５は、本発明の第２実施例にかかる照
明光学系の光学配置を示す断面図である。（ａ）はキセ
ノン管１の長手方向軸線と基準光軸８とを含む面に沿っ
た断面図であり、（ｂ）はキセノン管１の長手方向軸線
に垂直な面に沿った断面図である。図１５（ａ）および
（ｂ）において、フレネルレンズ２の外径形状４の中心
軸線が参照符号６で示されている。また、フレネルレン
ズ２のレンズ光軸５とフレネルレンズ２との交点すなわ
ちレンズ中心が参照符号７で示されている。なお、軸線
８は、撮影レンズ１２の光軸１４に平行で且つレンズ中
心７を通る基準光軸を示している。

【００５０】また、ｍおよびｎはそれぞれキセノン管１
の両端の点を示している。そして、キセノン管１、反射
傘９、各点ｍおよびｎの添字ｗおよびｔは、所定距離に
おける照明範囲が最も広い状態すなわち広角端および最
も狭い状態すなわち望遠端をそれぞれ示している。図１
５に示すように、第２実施例においては、外径中心軸線
６と基準光軸８とキセノン管１とが同一平面上に存在す
る。そして、キセノン管１の長手方向軸線と基準光軸８
とを含む面内においてレンズ光軸５と基準光軸８とは１
０°の角度をなしている。また、キセノン管１の長手方
向軸線に垂直で且つ基準光軸８を含む面内においてレン
ズ光軸５と基準光軸８とは１０°の角度をなしている。
さらに、キセノン管１は基準光軸８に対して垂直に延び
ており、広角端から望遠端への照射角可変時に、外径中
心６と基準光軸８とを含む平面内において基準光軸８に
対してシフトしながら基準光軸８に沿ってフレネルレン
ズ２から遠ざかるように移動する。

【００５１】第２実施例において、フレネルレンズ２の
外径形状４は、レンズ光軸５の方向から見た場合、図１
６に示すような寸法を有する矩形状である。そして、フ
レネルレンズ２の照明範囲側の面はレンズ光軸５に垂直
な平面状に形成され、キセノン管１側の面はフレネル面
状に形成されている。以下の表（２）に、フレネルレン
ズ２のフレネル面の諸元を示す。表（２）において、ｈ
はレンズ光軸５からの距離を、σ（度）はレンズ光軸と
各フレネル要素の法線方向とのなす角度すなわちフレネ
ル角度をそれぞれ示している。

【００５２】

【表２】ｈ[mm] σ（度） 0.5 0.00 1.5 0.25 2.5 1.73 3.5 2.68 4.5 3.48 5.5 5.99 6.5 9.41 7.5 14.12 8.5 23.97 9.5 26.22 10.5 33.35 11.5 35.36 12.5 40.25 13.5 42.04 14.5 43.72 15.5 45.32 16.5 43.86 17.5 45.47 18.5 45.50 19.5 46.50 20.5 47.10 21.5 47.50

【００５３】第２実施例においても、第１実施例同様に
良好な照明特性が得られることを検証している。また、
上述の第２実施例においては、広角端と望遠端とでキセ
ノン管が平行に移動し且つキセノン管を基準光軸に対し
てシフトすることによって、照明範囲の偏りを補正して
いる。しかしながら、広角端と望遠端とでキセノン管が
互いに平行にならないように傾けて、照明範囲の偏りを
補正することができることはいうまでもない。

【００５４】なお、上述の各実施例では、発光光源とし
てキセノン管を使用する例を示したが、ハロゲンランプ
や、ＬＥＤ等の他の適当な発光光源を用いることも可能
である。

【００５５】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、デザイ
ンを優先させたカメラ前面の形状としても、良好に撮影
レンズの撮影範囲を良好に照明可能な照射角可変の照明
光学系を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による照明光学系を組み込んだカメラの
構成を示す斜視図である。

【図２】本発明による照明光学系の光学配置を示す断面
図である。

【図３】フレネルレンズを傾けていない従来の照明光学
系の状態を示す概念図である。

【図４】フレネルレンズを傾けた状態を示す概念図であ
る。

【図５】レンズ光軸を基準軸線に対してシフトさせた状
態を示す概念図である。

【図６】フレネルレンズの傾きによる照明範囲の偏りを
フレネルレンズのシフトによる照明範囲の偏りによって
補正した状態を示す概念図である。

【図７】従来の照明光学系において、キセノン管をレン
ズ光軸に沿って移動させて照明範囲を変化させる様子を
示す図である。

【図８】本発明において、フレネルレンズとキセノン管
との基準光軸に沿った間隔を変化させることにより、照
明光学系による照射角を変化させる様子を示す図であ
る。

【図９】キセノン管１に対して照明範囲側とは反対の側
にキセノン管１を包むような全体形状を有する反射傘９
を配置した構成を示す図であって、（ａ）は広角端にお
ける光路を、（ｂ）は望遠端における光路を示してい
る。

【図１０】本発明の第１実施例にかかる照明光学系の光
学配置を示す断面図である。

【図１１】図１１におけるフレネルレンズ２の外径形状
４をレンズ光軸５の方向から見た図である。

【図１２】第１実施例の広角端における光路図である。

【図１３】第１実施例の望遠端における光路図である。

【図１４】第１実施例の広角端および望遠端における照
明特性を示す図である。

【図１５】本発明の第２実施例にかかる照明光学系の光
学配置を示す断面図である。

【図１６】図１４におけるフレネルレンズ２の外径形状
４をレンズ光軸５の方向から見た図である。

【図１７】従来の照明光学系を備えたカメラの斜視図で
ある。

【図１８】図１７の照明光学系１５の断面図であって、
（ａ）はキセノン管１の長手方向軸線に垂直な面に沿っ
た断面図であり、（ｂ）はキセノン管１の長手方向軸線
とフレネルレンズ２の光軸５とを含む面に沿った断面図
である。

【図１９】図１８のキセノン管１より発した光束の光路
図である。

【図２０】フレネルレンズを有しない照明光学系の構成
を概略的に示す図である。

【図２１】ズームレンズを備えたカメラに搭載される照
明光学系の構成を概略的に示す図である。

【図２２】本件出願人による特開平６−３３２０４４号
公報に開示の照明光学系の構成を概略的に示す図であ
る。

【符号の説明】

１キセノン管２フレネルレンズ４フレネルレンズの外径５フレネルレンズの光軸６外径中心軸線７レンズ中心８基準光軸９反射傘１１カメラ本体１２撮影レンズ１３ファインダ窓１４撮影レンズの光軸１５照明光学系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明光を供給するための発光手段と、該
発光手段からの光束を屈折作用により指向させるための
指向手段とを備えた照明光学系において、前記発光手段および前記指向手段のうち少なくとも一方
を前記指向手段の光軸方向とは異なる方向に移動させて
前記発光手段と前記指向手段との間隔を変化させること
によって、所定の距離における照明範囲を変化させるこ
とを特徴とする照明光学系。
【請求項２】前記指向手段の光軸方向とは異なる方向
に前記発光手段を移動させることによって所定の距離に
おける照明範囲を変化させることを特徴とする照明光学
系。
【請求項３】前記指向手段は少なくとも１枚のフレネ
ルレンズを有し、前記指向手段の傾きによる照明範囲の偏りを補正するた
めに、前記指向手段の外径中心軸線に対して前記指向手
段の光軸中心がシフトしていることを特徴とする請求項
１または２に記載の照明光学系。
【請求項４】前記発光手段はキセノン管であることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明光
学系。
【請求項５】前記発光手段に対して前記指向手段の側と
は反対の側には、前記発光手段からの光束の一部を前記
指向手段に向かって反射するための反射手段が設けられ
ていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
に記載の照明光学系。
【請求項６】前記発光手段と前記指向手段との間隔が大
きくなるにつれて所定の距離における照射範囲が狭くな
り、最も照明範囲の広い状態を広角端とし、最も照明範
囲の狭い状態を望遠端とするとき、前記発光手段は、前記照明範囲が変化する際に、前記広
角端における位置と前記望遠端における位置との間を直
線的に移動することを特徴とする請求項１乃至５のいず
れか１項に記載の照明光学系。
【請求項７】前記照明範囲が変化する際に、前記指向手
段の光軸に対する前記発光手段のシフト量が変化するこ
とを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
照明光学系。