JPH10232432A - ストロボ配光用レンズ及びズームストロボ装置 - Google Patents

ストロボ配光用レンズ及びズームストロボ装置

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JPH10232432A
JPH10232432A JP9034889A JP3488997A JPH10232432A JP H10232432 A JPH10232432 A JP H10232432A JP 9034889 A JP9034889 A JP 9034889A JP 3488997 A JP3488997 A JP 3488997A JP H10232432 A JPH10232432 A JP H10232432A
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distribution lens
convex
optical axis
lens
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JP9034889A
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Takeshi Ishikawa
剛 石川
Minoru Iida
穣 飯田
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Pentax Corp
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02Illuminating scene
    • G03B15/03Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
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    • G03B2215/0592Diffusors, filters or refraction means installed in front of light emitter

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ストロボの発光器の前方に位置させて集光す
るストロボ配光用レンズにおいて、厚さを両凸レンズほ
ど増大させず、輪帯による光量損失が少ない配光用レン
ズを得る。 【構成】 表裏の一面が凸曲面からなり、他面が凸フレ
ネル面からなるストロボ配光用レンズ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、ストロボの発光器の前方におい
て集光する配光用レンズ、及びこれを用いたズームスト
ロボ装置に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】ストロボ装置、特にズーム
レンズカメラに内蔵されるストロボ装置では、テレ端の
焦点距離の増大に伴い、小型でガイドナンバーが大き
く、かつテレからワイドまで発光分布が奇麗な(周辺光
量の低下のない)ストロボ装置が望まれており、発光
管、リフレクター及びフレネルレンズにそれぞれ改良が
加えられている。そのなかで、フレネルレンズは、理論
上は、凸レンズと同一のパワーを持ちながら薄くできる
ため、小型化には有利であるが、各輪帯の光軸と平行な
面(円筒面)による光量損失が避けらず、大きいガイド
ナンバーが得にくい。一方、光量損失がない両凸レンズ
とすれば、大きいガイドナンバーが得やすいが、中心部
の厚みが増して体積が大きくなり、周縁部の厚さ(コバ
厚)の確保が困難になる。このため、小型化が困難であ
る。
【0003】
【発明の目的】本発明は、厚さを両凸レンズほど増大さ
せず、かつ輪帯による光量損失が少なく、ガイドナンバ
ーを増大させることができるストロボ配光用レンズ、及
びこのレンズを用いたズームストロボ装置を得ることを
目的とする。
【0004】
【発明の概要】本発明は、ストロボの発光器の前方に位
置させて集光するストロボ配光用レンズにおいて、表裏
の一面を凸曲面とし、他面を、光軸上の中心円形部と、
この中心円形部を囲む複数の輪帯群を有する凸フレネル
面としたことを特徴としている。また、本発明は、発光
管とリフレクタを有する発光器ユニットと;この発光器
ユニットの前方に位置させて集光する配光用レンズと;
この発光器ユニットと配光用レンズとの間隔を変化させ
るズーム手段と;を備えたズームストロボ装置におい
て、配光用レンズの表裏の一面を凸曲面とし、他面を光
軸上の中心円形部と、この中心円形部を囲む複数の輪帯
群を有する凸フレネル面としたことを特徴としている。
【0005】配光用レンズの凸フレネル面の各輪帯は、
光軸と平行な円筒面と円錐面から構成し、断面楔状とす
ることが、成形型を容易に形成(加工)することがで
き、好ましい。そして、配光用レンズの凸フレネル面の
各輪帯の光軸からの高さをH(mm)、各輪帯の楔面と
光軸と直交する平面とのなす角をθ(゜)としたとき、 θ≦10H の関係を満足することが好ましい。
【0006】また、配光用レンズの凸曲面の曲率半径
は、凸フレネル面の基礎曲面の曲率半径より大きくする
のが好ましい。これは、凸曲面の曲率半径を小さくする
と、レンズがコバを必要とするため厚くなるので、厚さ
を抑えつつパワーを有するレンズを考えると、フレネル
側にパワーを持たせた方が好ましいからである。このた
め、凸曲面の曲率半径を凸フレネル面の中心部の曲率半
径より大きくすることが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明によるス
トロボ配光用レンズ10の一実施形態を示している。こ
のストロボ配光用レンズ10は、ストロボ発光管の管長
方向に長い正面矩形をなし、その表裏のいずれか一面を
凸曲面11とし、他面を凸フレネル面12としている。
【0008】凸フレネル面12は、光軸O上の中心円形
部12aと、この円形部12aの周囲に等間隔で同心に
形成した輪帯12b群とを備えている。円形部12aの
径aは、各輪帯12bの幅bの2倍以下である。円形部
12aは、球面の一部あるいは平面から構成する。各輪
帯12bは、光軸Oと平行な円筒面12cと円錐面12
dとを有していて、断面楔状をなしている。各輪帯12
bの楔面の角度(楔面と、光軸Oと直交する平面とのな
す角)θ(゜)は、中心から周辺に掛けて、徐々に増加
する。図3のように、各輪帯12bの楔面の角度を中心
側から順番にθ1 、θ2 、θ3 、・・・θn とし、各輪
帯12bの光軸Oからの距離をH(mm)とすると、θ
≦10Hの関係を満たしている。このように、θ≦10
Hの関係を満足すると、光量損失が少なく、配光特性に
優れ、しかも厚さが両凸レンズほど厚くないストロボ配
光用レンズが得られる。なお、フレネルレンズの楔面の
角度は、中心から周辺に掛けて増加するが、その増加の
割合は、中心からの距離が増えるに従って徐々に減少さ
せることが好ましい。逆に、θが10Hを越えると、楔
面の加工(凸フレネル面12を成形する成形型の楔面の
加工)が困難になる。
【0009】凸曲面11と凸フレネル面12は、ストロ
ボ配光用レンズ10の表裏の設定曲率半径のうち、小さ
い曲率半径の面を凸フレネル面12とし、大きい曲率半
径の面を凸曲面11とする。そして、実際の各θn の角
度は、凸フレネル面12として光学的に要求される基礎
曲面に応じて決定される。凸曲面11は、球面から構成
しても、非球面から構成してもよい。一方、凸フレネル
面12の円筒面12cと円錐面12dはいずれも、平面
(断面曲線)から構成すると、楔面の加工(凸フレネル
面12を成形する成形型の楔面の加工)が容易である。
凸曲面11と凸フレネル面12は、光学的にはいずれを
外面にしてもよいが、外観及びフレネルのエッジ部分に
ゴミなどの溜ることを考慮すると、凸曲面11を外面に
する方が好ましい。
【0010】図4と図5は、ストロボ配光用レンズ10
を用いたズームストロボ装置の構成例を示している。い
ずれも、発光管(キセノン管)21と反射傘22とで発
光器ユニット23を構成し、この発光器ユニット23を
ストロボ配光用レンズ10に対して接離させることによ
り、発光角を変化させる。図4は、反射傘22が断面楕
円形をなす従来タイプ22A、図5は、反射傘22が発
光管21の背面に沿う曲面部22aと、この曲面部22
aの接線からなる第一平面部22bと、この第一平面部
22bの先端から、所定角度内方に屈曲された第二平面
部22cとからからなっているタイプ22Bである。図
5のタイプは、本出願人が特願平6−217931号
(特開平7−110513号公報)で提案した。いずれ
も、発光器ユニット23がストロボ配光用レンズ10に
接近すると照射角が広がり(ワイド)、離間するにつれ
て照射角が狭まる(テレ)。
【0011】次に、具体的な実施例と比較例を説明す
る。 ストロボ配光用レンズ10の共通データ; 円形部12aの径;1mm 輪帯12bの間隔;0.5mm 輪帯12bの数;14
【0012】[実施例1] ストロボ配光用レンズ10のデータ; 屈折率Nd ;1.49176 凸曲面11の曲率半径;39.5mm 凸フレネル面12の基礎曲率半径;8mm(K(円錐係
数)=−7.5) [実施例2] ストロボ配光用レンズ10のデータ; 屈折率Nd ;1.49176 凸曲面11の曲率半径;39.5mm 凸フレネル面12の基礎曲率半径;11mm(K=−
7.5) [実施例3] ストロボ配光用レンズ10のデータ; 屈折率Nd ;1.49176 凸曲面11の曲率半径;39.5mm 凸フレネル面12の基礎曲率半径;16mm(K=−1
3.0) [比較例] 両凸レンズからなる配光用レンズ 屈折率Nd ;1.49176 表面の曲率半径;39.5mm 裏面の曲率半径;8mm
【0013】 各実施例のθとHのデータ; 実施例1 実施例2 実施例3 輪帯No. H θ 0 0 0.00 0.00 0.00 1 0.5 3.53 2.59 1.78 2 1.0 6.79 5.06 3.50 3 1.5 9.60 7.34 5.10 4 2.0 11.90 9.37 6.54 5 2.5 13.73 11.13 7.82 6 3.0 15.17 12.62 8.94 7 3.5 16.28 13.88 9.89 8 4.0 17.15 14.93 10.70 9 4.5 17.83 15.81 11.39 10 5.0 18.38 16.54 11.97 11 5.5 18.81 17.15 12.47 12 6.0 19.17 17.66 12.88 13 6.5 19.45 18.10 13.24 14 7.0 19.69 18.46 13.55
【0014】図6は、実施例1ないし3の各輪帯のHと
θの関係をプロットしたもので、いずれも、θ≦10H
を満足している。
【0015】次に、図7は、以上の実施例1ないし3及
び比較例のストロボ配光用レンズ10を、図5の反射傘
(タイプ22B)と組み合わせてズームストロボ装置を
構成し、ストロボ配光用レンズ10と発光器ユニット2
3の間隔を変化させて発光し、そのガイドナンバーを調
べたグラフである。ストロボ配光用レンズ10と発光器
ユニット23が最も接近したとき(間隔=0)は、撮影
レンズの焦点距離35mmに対応し、最も離間したとき
(同=10mm)は、同115mmに対応する。
【0016】発光器ユニット23のデータ; 発光管21の径;2.3mmφ α;18.52゜ β;38.85゜ L1;2.3mm L2;2.8mm
【0017】実施例1は、比較例と同じ基礎曲面の曲率
半径8mmの面を凸フレネル面12としたものである
が、比較例に比して、ガイドナンバーの低下は僅かであ
り、フレネル化による光量損失が最小限に抑えられてい
ることが分かる。実施例2は、実施例1に比べてフレネ
ルのパワーを少し弱めたものである。ガイドナンバーは
若干低くなるが、配光特性はよくなっている。実施例3
は、さらにフレネルのパワーを弱めたものである。勿
論、フレネルのパワーを弱くせず、凸曲面側のパワーを
弱くすることも考えられる。その様にすると、凸曲面の
曲率半径が大きくなり、レンズ厚を薄くしてもコバ厚が
確保できるので、レンズが薄くなり、更にコンパクト化
に寄与する。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、厚さを両凸レンズほど
増大させず、フレネルレンズの輪帯の円筒面による光量
損失が少なく、ガイドナンバーが大きいストロボ配光用
レンズ及びズーム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】本発明によるストロボ配光用レンズの一実施形
態を示す正面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】図1の配光用レンズのフレネル部の拡大断面図
である。
【図4】本発明のズームストロボ装置の一実施形態を示
す断面図である。
【図5】同別のズームストロボ装置の実施形態を示す断
面図である。
【図6】本発明によるストロボ配光用レンズの実施例を
示す、フレネル部の各輪帯の楔面の角度分布例を示すグ
ラフ図である。
【図7】図4の実施例のストロボ配光用レンズを用いた
ズームストロボ装置のガイドナンバーの変化を示すグラ
フ図である。
【符号の説明】
10 ストロボ配光用レンズ 11 凸曲面 12 凸フレネル面 12a 円形部 12b 輪帯 12c 円筒面 12d 円錐面 21 発光管 22(22A 22B) 反射傘 23 発光器ユニット

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ストロボの発光器の前方に位置させて集
    光するストロボ配光用レンズにおいて、 表裏の一面が凸曲面からなり、 他面が凸フレネル面からなることを特徴とするストロボ
    配光用レンズ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のストロボ配光用レンズに
    おいて、各輪帯は、光軸と平行な円筒面と円錐面からな
    っていて、断面楔状をなしているストロボ配光用レン
    ズ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のストロボ配光用レンズに
    おいて、凸フレネル面の各輪帯の光軸からの高さをH
    (mm)、各輪帯の楔面と光軸と直交する平面とのなす
    角をθ(゜)としたとき、 θ≦10H を満足するストロボ配光用レンズ。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項記載の
    ストロボ配光用レンズにおいて、凸曲面の曲率半径は、
    凸フレネル面の基礎曲面の曲率半径より大きいストロボ
    配光用レンズ。
  5. 【請求項5】 発光管とリフレクタを有する発光器ユニ
    ットと;この発光器ユニットの前方に位置させて集光す
    る配光用レンズと;この発光器ユニットと配光用レンズ
    との間隔を変化させるズーム手段と;を備えたズームス
    トロボ装置において、 上記配光用レンズの表裏の一面が凸曲面からなり、 他面が凸フレネル面からなっているズームストロボ装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のズームストロボ装置にお
    いて、配光用レンズの凸フレネル面の各輪帯は、光軸と
    平行な円筒面と円錐面からなっていて、断面楔状をなし
    ているズームストロボ装置。
  7. 【請求項7】 請求項6記載のズームストロボ装置にお
    いて、配光用レンズの凸フレネル面の各輪帯の光軸から
    の高さをH(mm)、各輪帯の楔面と光軸と直交する平
    面とのなす角をθ(゜)としたとき、 θ≦10H を満足するズームストロボ装置。
  8. 【請求項8】 請求項5ないし7のいずれか1項記載の
    ズームストロボ装置において、配光用レンズの凸曲面の
    曲率半径は、凸フレネル面の基礎曲面の曲率半径より大
    きいズームストロボ装置。
JP9034889A 1997-02-19 1997-02-19 ストロボ配光用レンズ及びズームストロボ装置 Pending JPH10232432A (ja)

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