説明

照明装置および撮像装置

【課題】十分な照射範囲と良好な光学特性を確保しつつ、射出部をより薄型化することが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】 照明装置5は、光源6と、該光源からの光が入射する第1の光学部材8と、該第1の光学部材から射出した光を照射範囲に照射する第2の光学部材9とを有する。第1および第2の光学部材のそれぞれには、互いに光学特性が異なる光学面H,Nが照射光軸方向に直交する第1の方向に交互に形成され、該第1および第2の光学部材が第1の方向に相対移動することで照射範囲が変化する。第2の光学部材における射出面9Eの第1および照射光軸方向に直交する第2の方向での大きさは、第1の光学部材の該第2の方向での大きさよりも小さい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カメラ等の撮像装置に搭載される照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
カメラに搭載される照明装置は、光源と、この光源から発せられた光(照明光)を装置前方(被写体側)に導く反射鏡やフレネルレンズ等の光学部品とで構成される。
【0003】
このような照明装置においては、光源から様々な方向に射出した光を効率良く必要照射範囲内に集光させるために種々の提案がなされている。特に、近年では、フレネルレンズに代えて、プリズムやライトガイド等、全反射を利用した光学部材を配置することによって、集光効率の向上と装置の小型化とを図っている。
【0004】
この種の照明装置には、光源から前方に射出された光を正の屈折力を有するレンズによって集光するとともに、光源から側方に射出された光を前方に向けて全反射させる全反射面によって集光し、同一の射出面から照射するものがある(特許文献1参照)。この照明装置では、レンズ面と反射面とを有し、さらに光源から射出された光の一部をレンズ面に直接導く第1の入射面と、他の光束を反射面に導く第2の入射面とを有するプリズムが用いられている。
【0005】
また、撮影範囲の変化(ズーミング)に対応して照明光の照射範囲を変化させることが可能な照明装置も提案されている。特許文献2には、それぞれ互いに光学特性が異なる光学面が光軸直交面内の所定方向に交互に形成された第1の光学部材と第2の光学部材とを有し、これら第1および第2の光学部材を該所定方向に相対移動させて照射範囲を変化させる照明装置が開示されている。
【特許文献1】特開平4−138438号公報(第2頁左下欄18行〜第3頁左上欄15行、第1図(A),(B)等)
【特許文献2】特開2002−350939号公報(段落0014〜0038、図3〜10等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
近年、カメラの小型化に伴って照明装置にも更なる小型化が望まれている。特に、カメラの新規デザインに対応するため、カメラの外観に現れる射出部の上下方向での小型化(薄型化)が強く求められている。
【0007】
上述した特許文献2にて開示された照明装置では、第1の光学部材のうち全反射面における最も広がった部分の上下方向高さによって決定される射出面と同じ大きさの第2の光学部材が用いられている。しかし、これよりもさらに射出部の薄型化が求められている。その一方で、従来と同等な照射範囲を維持し、かつ均一な照射特性や高い光利用効率等の良好な光学特性を確保する必要もある。
【0008】
本発明は、十分な照射範囲と良好な光学特性を確保しつつ、射出部をより薄型化することが可能な照明装置を提供することを目的の1つとしている。また、本発明は、上記のような目的を達成しながらも撮像装置のズーミングに対応して照射範囲を変更可能な照明装置を提供することを目的の1つとしている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一側面としての照明装置は、光源と、該光源からの光が入射する第1の光学部材と、該第1の光学部材から射出した光を照射範囲に照射する第2の光学部材とを有する。第1および第2の光学部材のそれぞれには、互いに光学特性が異なる光学面が照射光軸方向に直交する第1の方向に交互に形成され、該第1および第2の光学部材が第1の方向に相対移動することで照射範囲が変化する。そして、第2の光学部材における射出面の第1および照射光軸方向に直交する第2の方向での大きさが、第1の光学部材の該第2の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする。
【0010】
また、本発明の他の側面としての照明装置は、円筒形状の光源と、該光源からの光が入射する第1の光学部材と、該第1の光学部材から射出した光を照射範囲に照射する第2の光学部材とを有する。そして、光源の長手方向に平行な方向を第1の方向とし、該第1の方向と照射光軸方向とに直交する方向を第2の方向とするとき、第2の光学部材における射出面の第2の方向での大きさが、第1の光学部材の該第2の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、照明装置の射出部を構成する第2の光学部材における射出面の第2の方向での大きさが、光源側に配置された第1の光学部材よりも小さいので、従来に比べて撮像装置の外観上での照明装置のさらなる薄型化を実現することができる。しかも、第1の光学部材を第2の光学部材の射出面よりも厚く形成することができるので、第1の光学部材による光の制御を容易に行うことができる。したがって、第2の光学部材の薄型化にかかわらず、十分な照射範囲と良好な光学特性を得やすい照明装置を実現することができる。
【0012】
なお、第1の光学部材と第2の光学部材とを第1の方向に相対移動させることで、上記効果を得ながら照射範囲を可変とすることができる。そして、この照明装置を撮影装置に用いれば、薄型でありながらズーミングに伴って照明光の照射範囲を適正に設定できる撮影装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例1】
【0014】
図1から図7には、本発明の実施例1である照明ユニット(照明装置)を示している。図1には、該照明ユニットを搭載したカメラ(撮像装置)を示している。
【0015】
図1において、1はカメラ本体である。2は撮影レンズ鏡筒であり、不図示の撮影レンズを保持している。3は光学ファインダである。4はレリーズボタンである。5は照明ユニットであり、カメラ本体1の右上部に設けられている。
【0016】
なお、ここでは、レンズ一体型のコンパクトカメラについて説明するが、本発明の照明ユニットは、レンズ交換型カメラ(一眼レフカメラ)の照明ユニットとしても使用することもできる。
【0017】
図2および図3にはそれぞれ、本実施例の照明ユニットを分解し、前方向および後方向から見た構成を示している。なお、これらの図には、照明ユニットの照明光学系を構成する部材のみを示し、保持部材やリード線は示していない。
【0018】
照明ユニット5は、トリガ信号の入力を受けて閃光(フラッシュ光)を発する円筒形状の閃光放電管6と、該放電管6から後方(被写体側とは反対の方向)に射出された光束を前方(被写体側)に反射するリフレクタ7とを有する。リフレクタ7は、一次元方向(上下方向)に曲率を有し、その内面が高反射率を有する光輝アルミ等の金属材料や、金属蒸着面が内側に形成された樹脂材料等により構成されている。
【0019】
また、照明ユニット5は、放電管6から前方および上下方向に射出された光束とリフレクタ7による反射光束とが入射する第1の光学プリズム8と、該第1の光学部材8から射出した光束を被写体側の必要照射範囲に照射する第2の光学プリズム9とを有する。これら光学プリズム(光学部材)8,9は、アクリル樹脂等、光透過率の高い光学樹脂材料又はガラス材料により形成されている。
【0020】
上記カメラにおいて、例えば、カメラが「ストロボオートモード」に設定されている場合には、レリーズボタン4が半押し操作されると、不図示の測光系により被写体の明るさが測定(測光)される。この測光結果はカメラ本体1内に配置された不図示の中央演算処理ユニットに送られる。中央演算処理ユニットは、明るさ情報と撮像素子(CCDセンサ又はCMOSセンサ等)の感度とに基づいて照明ユニットを発光させるか否かを判断する。
【0021】
「照明ユニットを発光させる」と判断した場合、中央演算処理ユニットは、レリーズボタン4の全押し操作に応じて、リフレクタ7に取り付けられた不図示のトリガリード線を介して閃光放電管6が発光させる。
【0022】
閃光放電管6から射出した光束のうち後方に射出した光束は、リフレクタ7で反射されて前方に戻される。また、閃光放電管6から前方および上下方向に射出した光束およびリフレクタ7により前方に反射された光束は、第1の光学プリズム8に入射し、その後第2の光学プリズム9に入射する。この過程で光束は所定の配光特性を有する光束に変換され、被写体側に照射される。
【0023】
本実施例の照明ユニットは、主として、被写体側に配置された第2の光学プリズム9の射出面の上下方向での大きさ(高さ)と、照明ユニットの照射光軸方向での長さをできるだけ小さくするとともに、最適な配光特性が得られるように構成される。
【0024】
照射光軸は、図5および図7の断面中にAXLとして示すように、該断面において閃光放電管6の径方向中心から第1および第2の光学プリズム8,9の中心を通って被写体側に進む光線の経路に相当する。左右方向に関しては、閃光放電管6の長手方向の中心から第1の光学プリズム8の中心を通って被写体側に進む光線の経路に相当する。また、照射光軸方向は、該照射光軸AXLに平行な方向である。
【0025】
本実施例では、第1の光学プリズム8、閃光放電管6およびリフレクタ7を、カメラ本体1に固定された第2の光学プリズム9に対して照射光軸方向と直交する方向(左右方向:第1の方向)に一体的に移動させることができる。これにより、第1および第2のプリズム8,9の左右方向での相対位置を変化させ、照明ユニット5から照射される光束(照明光)の照射角度範囲を変化させることができる。
【0026】
第1の光学プリズム8、閃光放電管6およびリフレクタ7の駆動は、不図示の駆動機構によって行われる。この駆動機構は、撮影レンズのズーム駆動を行うズーム駆動機構に連動している。この構成により、撮影レンズのズーミングに応じて照明ユニットの照射角度範囲を変化させることができる。
【0027】
以下、照明光学系の形状と、閃光放電管6から発せられた光線の挙動について詳細に説明する。なお、本明細書および請求の範囲において、「平行」や「直交」とは、完全に平行又は直交する場合と、光学的若しくは実際上平行又は直交とみなせる場合とを含む。
【0028】
図4および図5には、本実施例の照明ユニット5において、閃光放電管6からの射出光束を最も集光させた状態、すなわち照射角度範囲が最も狭くなるテレ状態での第1および第2の光学プリズム8,9の配置を示している。図4は、照明ユニット5を上方から見た図である。図4に示すように、第1の光学プリズム8、閃光放電管6およびリフレクタ7は、第2の光学プリズム9に対して最も右側に移動している。
【0029】
また、図5(a)は、照明ユニット5を図4中のA線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。図5(b)は、照明ユニット5を図4中のB線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。
【0030】
図6および図7には、本実施例の照明ユニット5において、閃光放電管6からの射出光束を最も発散させた状態、すなわち照射角度範囲が最も広くなるワイド状態での第1および第2の光学プリズム8,9の配置を示している。図6は、照明ユニット5を上方から見た図である。図6に示すように、第1の光学プリズム8、閃光放電管6およびリフレクタ7は、第2の光学プリズム9に対して最も左側に移動している。
【0031】
また、図7(a)は、照明ユニット5を図6中のA線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。図7(b)は、照明ユニット5を図6中のB線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。図5(a),(b)および図7(a),(b)には、閃光放電管6の中心から射出した代表的な光線をトレースした光線トレース図を付記している。
【0032】
図5(a),(b)および図7(a),(b)には、閃光放電管6を構成するガラス管の内外径を示している。この種の放電管での実際の発光現象としては、効率を向上させるため、内径一杯に発光させる場合が多く、放電管の内径一杯の発光点からほぼ均一に発光していると考えて差し支えない。しかし、説明を容易にするため、放電管6の中心から射出した光束を代表光線と考え、図中では該代表光線のみを示している。
【0033】
実際の配光特性としては、図に示したような代表光線に加え、放電管6の周辺部から射出した光束によって、配光特性は全体として若干広がる方向に変化するが、配光特性の傾向としてはほとんど一致するため、以下この代表光束に従って説明する。
【0034】
また、図示しないが、閃光放電管6から後方に射出した光線(照射光軸AXLに対して後述する第2の角度以上の角度をなす光線)は、リフレクタ7で反射されて閃光放電管6内に戻る。リフレクタ7は閃光放電管6の中心と同心の半円筒形状であり、閃光放電管6のガラス管もその中心に対して同心形状であるため、閃光放電管6の中心から後方に射出した光束はすべてガラス管による屈折の影響を受けずに再度光源中心に戻る。このため、光源中心に戻った後の光線の振る舞いについては、以下に説明する被写体側に射出された光線と同様である。したがって、以下では、閃光放電管6から被写体側に発せられた代表光線についてのみ説明する。
【0035】
第1の光学プリズム8は、閃光放電管6の長手方向に対して直交する上下方向において収斂作用を有するシリンドリカルレンズ面(第1入射面)8Rと、該シリンドリカルレンズ面8Rの上下に形成された平面形状の2つの第2入射面8Cとを有する。また、第1の光学プリズム8は、第2入射面8Cの上下に形成された2つの反射面8TRと、射出面とを有する。
【0036】
第1の光学部材8の射出面には、図2にも示すように、上下方向に延びる複数の平面部(第2の光学面)8Hと、上下方向にて発散作用を有する複数のシリンドリカルレンズ部(第1の光学面)8Nとが左右方向に交互に形成されている。
【0037】
第2の光学部材9には、入射面と射出面9Eとが形成されている。該入射面には、図3にも示すように、上下方向に延びる複数の平面部(第4の光学面)9Hと、上下方向にて発散作用を有する複数のシリンドリカルレンズ部(第3の光学面)9Nとが左右方向に交互に形成されている。第2の光学部材9の射出面はその全体が平面形状に形成されている。
【0038】
そして、第2の光学プリズム9における射出面9Eの上下方向の大きさ(高さ)9MAXは、第1の光学部材8の上下方向の大きさ(高さ)8MAXよりも小さい。さらに言えば、第2の光学プリズム9の全体の高さ9MAXが、第1の光学部材8の全体の高さ8MAXよりも小さい。第1の光学プリズム8の高さ8MAXは、上下の反射面8TRにおける最も被写体側の位置での開口幅によって決定される。一方、第2の光学プリズム9の高さは、入射面9H,9Nおよび射出面9Eの高さによって決定される。
【0039】
カメラの外観に露出する第2の光学プリズム9の高さ(特に、射出面の高さ)が第1の光学プリズム8の高さより小さいことで、カメラの外観上での照明ユニットを薄型化することができる。例えば、第1の光学プリズムと同じ高さの第2の光学プリズムを用いる場合に比べてより薄型化することができる。
【0040】
また、逆に言えば、第1の光学プリズム8の高さを第2の光学プリズム9の高さよりも大きくすることができる。このため、閃光放電管6からの光が直接又はリフレクタを介して入射する第1の光学プリズム8の設計自由度を高くすることができ、これによる該光の制御を容易に行うことができる。すなわち、第2の光学プリズム9の薄型化にかかわらず、十分な照射範囲を得たり、良好な光学特性を得たりすることができる。
【0041】
ここで、本発明にいう「第2の方向(実施例では上下方向)での大きさ」と上記実施例との関係について説明を追加する。第1および第2の光学プリズム8,9には、実際には、その上面や下面に、該光学プリズムをカメラ本体1や照明ユニット5の駆動機構によって保持できるようにするための突起部や係合部が形成される場合がある。また、これ以外に、光学プリズムのうち閃光放電管6からの光を被写体側に照射するために寄与する入射面、射出面および反射面といった光学有効部分(図5および図7に示した部分)ではない光学無効部分が光学プリズムの上面や下面に形成される場合もある。
【0042】
本発明にいう「第2の方向での大きさ」は、光学プリズム(光学部材)のうちこれらの突起部、係合部および光学無効部分を除いた光学有効部分の大きさを意味する。具体的には、第1の光学プリズム8の光学有効部の大きさは、前述したように、上下の反射面8TRにおける最も被写体側の位置での高さ間隔(最大開口幅)に相当する。また、第2の光学プリズム9の光学有効部の大きさは、入射面および射出面のうち大きい方(両者の大きさが同じである場合は両者)の高さに相当する。このことは、後述する他の実施例でも同様である。
【0043】
但し、例えば、第1の光学部材における反射面の高さ間隔よりも射出面の高さが大きい場合は、該射出面の高さが第1の光学部材の光学有効部の大きさとなる。
【0044】
図5(a)および図5(b)の光線トレース図を用いて、テレ状態の照明光学系における代表光線の振る舞いについて説明する。
【0045】
図5(a)において、閃光放電管6から照射光軸AXLに対して上方および下方に第1の角度θ1より大きく第2の角度θ2より小さな角度をなすように射出した光線は、第1の光学部材8の第2入射面8Cで屈折した後、反射面8TRに到達する。該光線は該反射面8TRでほぼ全反射されて集光された後、射出面のシリンドリカルレンズ部8Nによって発散方向に屈折し、照射光軸AXLに平行な光線として第1の光学部材8から射出する。
【0046】
また、閃光放電管6から照射光軸AXLに対して第1の角度θ1以下の角度をなすように射出した光線(すなわち、照射光軸AXL近傍の光線)は、第1の光学部材8のシリンドリカルレンズ部8Rで収斂方向に屈折する。該光線は、射出面のシリンドリカルレンズ部8Nによって発散方向にわずかに屈折し、照射光軸AXLに平行な光線として第1の光学部材8から射出する。
【0047】
こうして、閃光放電管6のA線位置での断面における中心から発せられた光線は、第1の光学部材8によってすべて照射光軸AXLに平行な光線に変換される。
【0048】
そして、第1の光学部材8の射出面におけるシリンドリカルレンズ部8Nから射出された光線は、第2の光学部材9の入射面における平面部9Hに入射し、照射光軸AXLに対して平行なまま第2の光学部材9の射出面9Eから被写体側に射出する。
【0049】
図5(b)において、閃光放電管6から照射光軸AXLに対して上方および下方に前述した第1の角度より大きく第2の角度より小さな角度をなすように射出した光線は、第1の光学部材8の第2入射面8Cで屈折した後、反射面8TRに到達する。該光線は該反射面8TRでほぼ全反射されて集光された後、射出面の平面部8Hによってわずかに収斂方向に屈折して第1の光学部材8から射出する。
【0050】
また、閃光放電管6から照射光軸AXLに対して第1の角度以下の角度をなすように射出した光線(すなわち、照射光軸AXL近傍の光線)は、第1の光学部材8のシリンドリカルレンズ部8Rで収斂方向に屈折する。該光線は、射出面の平面部8Hをほぼそのまま透過して第1の光学部材8から射出する。
【0051】
こうして、閃光放電管6のB線位置での断面における中心から発せられた光線は、第1の光学部材8によって照射光軸AXL上の一点に収斂する方向に進む光線に変換される。
【0052】
第1の光学部材8の射出面における平面部8Hから射出した光線は、第2の光学部材9の入射面におけるシリンドリカルレンズ部9Nにて発散方向に屈折されて照射光軸AXLに平行な光線となる。そして、第2の光学部材9の射出面9Eからそのまま被写体側に射出される。
【0053】
以上のように、図5(a)および図5(b)に示すテレ状態では、閃光放電管6から発せられた光線はすべて照射光軸AXLに対して平行な光線に変換され、狭い照射角度で被写体側に照射される。
【0054】
次に、図7(a)および図7(b)の光線トレース図を用いて、ワイド状態の照明光学系における光線の振る舞いについて説明する。
【0055】
図7(a)において、閃光放電管6から照射光軸AXLに対して第1の角度θ1(図5(a)参照)より大きく第2の角度θ2より小さな角度をなすように射出した光線は、第1の光学部材8の第2入射面8Cで屈折した後、反射面8TRに到達する。該光線は該反射面8TRでほぼ全反射されて集光された後、射出面のシリンドリカルレンズ部8Nによって発散方向に屈折し、照射光軸AXLに平行な光線として第1の光学部材8から射出する。
【0056】
また、閃光放電管6から照射光軸AXLに対して第1の角度θ1以下の角度をなすように射出した光線(すなわち、照射光軸AXL近傍の光線)は、第1の光学部材8のシリンドリカルレンズ部8Rで収斂方向に屈折する。該光線は、射出面のシリンドリカルレンズ部8Nによってわずかに発散方向に屈折し、照射光軸AXLに平行な光線として第1の光学部材8から射出する。
【0057】
こうして、閃光放電管6のA線位置での断面における中心から発せられた光線は、第1の光学部材8によってすべて照射光軸AXLに平行な光線に変換される。
【0058】
第1の光学部材8の射出面におけるシリンドリカルレンズ部8Nから射出した光線は、第2の光学部材9の入射面におけるシリンドリカル部9Nに入射し、発散光線に変換されて第2の光学部材9の射出面9Eから被写体側に射出される。
【0059】
図7(b)において、閃光放電管6から照射光軸AXLに対して上方および下方に第1の角度より大きく第2の角度より小さな角度をなすように射出した光線は、第1の光学部材8の第2入射面8Cで屈折した後、反射面8TRに到達する。該光線は該反射面8TRでほぼ全反射されて集光された後、射出面のシリンドリカルレンズ部8Nによってわずかに収斂方向に屈折して第1の光学部材8から射出する。
【0060】
また、閃光放電管6から照射光軸AXLに対して第1の角度以下の角度をなすように射出した光線(すなわち、照射光軸AXL近傍の光線)は、第1の光学部材8のシリンドリカルレンズ部8Rで収斂方向に屈折する。該光線は、射出面の平面部8Hをほぼそのまま透過して第1の光学部材8から射出する。
【0061】
こうして、閃光放電管6のB線位置での断面における中心から発せられた光線は、第1の光学部材8によって照射光軸AXL上の一点に収斂する方向に進む光線に変換される。
【0062】
そして、第1の光学部材8の射出面における平面部8Hから射出した光線は、第2の光学部材9の入射面における平面9Hに入射し、ほぼそのまま第2の光学部材9の射出面9Eから被写体側に射出される。該光線は、照射光軸AXL上の一点に収斂した後、発散していく。
【0063】
以上のように、図7(a)および図7(b)に示すワイド状態では、閃光放電管6から発せられた光線は発散光線に変換され、広い照射角度で被写体側に照射される。
【0064】
このように、第1の光学プリズム8と第2の光学プリズム9の左右方向での相対位置を変化させることによって、照明ユニット5からの光束の上下方向での照射角度範囲を最も狭い範囲と最も広い範囲とに変化させることができる。
【0065】
なお、本実施例の照明ユニット5からの光束の照射角度範囲は、上記2つの状態に限定されるわけではない。すなわち、第1の光学プリズム8と第2の光学プリズム9との相対位置関係を上記2つの状態の間で連続的又は段階的に変更することにより、照射角度範囲も最も狭い範囲と最も広い範囲との間で連続的又は段階的に変化する。
【0066】
したがって、この照明ユニット5を、撮影レンズ2がズームレンズであるカメラ本体1に搭載し、ズーミングに連動して第1の光学プリズム8(および閃光放電管6,リフレクタ7)を第2の光学プリズム9に対して移動させることができる。これにより、常に撮影レンズの焦点距離に対応した最適な照射角度範囲を得ることができる。
【実施例2】
【0067】
図8から図11には、本発明の実施例2である照明ユニットを示している。なお、本実施例における閃光放電管6とリフレクタ7は実施例1と同じものである。
【0068】
図8および図9には、本実施例の照明ユニット5’において、閃光放電管6からの射出光束を最も集光させ、照射角度範囲が最も狭くなるテレ状態での第1および第2の光学プリズム10,11の配置を示している。図8は、照明ユニット5’を上方から見た図である。図8に示すように、第1の光学プリズム10、閃光放電管6およびリフレクタ7は、第2の光学プリズム11に対して最も右側に移動している。
【0069】
また、図9(a)は、照明ユニット5’を図8中のC線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。図9(b)は、照明ユニット5’を図8中のD線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。
【0070】
図10および図11には、本実施例の照明ユニット5’において、閃光放電管6からの射出光束を最も発散させ、照射角度範囲が最も狭くなるワイド状態での第1および第2の光学プリズム10,11の配置を示している。図10は、照明ユニット5’を上方から見た図である。図10に示すように、第1の光学プリズム10、閃光放電管6およびリフレクタ7は、第2の光学プリズム11に対して最も左側に移動している。
【0071】
また、図11(a)は、照明ユニット5’を図10中のC線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。図11(b)は、照明ユニット5’を図10中のD線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。図9(a),(b)および図11(a),(b)には、閃光放電管6の中心から射出した代表光線をトレースした光線トレース図を付記している。
【0072】
実施例1では、第1の光学プリズム8の射出面にシリンドリカルレンズ部8Nと平面部8Hを交互に形成し、第2の光学プリズム9の入射面にシリンドリカルレンズ部9Nと平面部9Hを交互に形成した。これに対し、本実施例では、第1の光学部材10の射出面にフレネルレンズ部10Nと平面部10Hとを交互に形成し、第2の光学部材11の入射面にフレネルレンズ部11Nと平面部11Hとを交互に形成している。
【0073】
第1の光学プリズム10のうち入射面10C,10Rおよび反射面10TRの形状と、第2の光学プリズム11の射出面11Eの形状は、実施例1の第1および第2の光学プリズム8,9のそれらと同じである。
【0074】
また、図9(a),(b)および図11(a),(b)に示した代表光線の振る舞いも、実施例1において図5(a),(b)および図7(a),(b)を用いて説明したものと同様である。
【0075】
そして、本実施例でも、第1の光学プリズム10と第2の光学プリズム11の左右方向での相対位置を変化させることによって、照明ユニット5’からの光束の上下方向での照射角度範囲を最も狭い範囲と最も広い範囲との間で任意に変化させることができる。
【0076】
したがって、この照明ユニット5’を、図1に示した撮影レンズ2がズームレンズであるカメラ本体1に搭載し、ズーミングに連動して第1の光学プリズム10(および閃光放電管6,リフレクタ7)を第2の光学プリズム11に対して移動させることができる。これにより、常に撮影レンズの焦点距離に対応した最適な照射角度範囲を得ることができる。
【実施例3】
【0077】
図12から図15には、本発明の実施例3である照明ユニットを示している。なお、本実施例における閃光放電管6は実施例1と同じものである。
【0078】
但し、本実施例のリフレクタ12は、閃光放電管6から後方に発せられた光束を反射する機能のみ有する実施例1のリフレクタ7とは異なる。リフレクタ12は、閃光放電管6から後方に発せられた光束と、前方に発せられた光束のうち、照射光軸AXLに対して第1の角度θ1(図5(a)参照)より大きく第2の角度θ2より小さい角度をなす光束を反射する反射面12Rを有する。このため、第1の光学プリズム13には、反射面が形成されていない。
【0079】
図12および図13には、本実施例の照明ユニット5″において、閃光放電管6からの射出光束を最も集光させ、照射角度範囲が最も狭くなるテレ状態での第1および第2の光学プリズム13,14の配置を示している。図12は、照明ユニット5″を上方から見た図である。図12に示すように、第1の光学プリズム13、閃光放電管6およびリフレクタ12は、第2の光学プリズム14に対して最も右側に移動している。
【0080】
また、図13(a)は、照明ユニット5″を図12中のE線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。図13(b)は、照明ユニット5″を図12中のF線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。
【0081】
図14および図15には、本実施例の照明ユニット5″において、閃光放電管6からの射出光束を最も発散させ、照射角度範囲が最も広くなるワイド状態での第1および第2の光学プリズム13,14の配置を示している。図14は、照明ユニット5″を上方から見た図である。図14に示すように、第1の光学プリズム13、閃光放電管6およびリフレクタ12は、第2の光学プリズム14に対して最も左側に移動している。
【0082】
また、図15(a)は、照明ユニット5″を図14中のE線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。図15(b)は、照明ユニット5″を図14中のF線の位置で閃光放電管6の径方向に切断したときの断面図である。図13(a),(b)および図15(a),(b)には、閃光放電管6の中心から射出した代表光線をトレースした光線トレース図を付記している。
【0083】
第1の光学プリズム13の射出面には、実施例1と同様に、シリンドリカルレンズ部13Nと平面部13Hとが交互に形成されている。また、第2の光学プリズム14の入射面には、実施例1と同様に、シリンドリカルレンズ部14Nと平面部14Hとが交互に形成されている。
【0084】
また、第1の光学プリズム13は、閃光放電管6から、照射光軸AXLに対して第1の角度θ1以下の角度で発せられた光束が直接入射し、反射面12Rで反射した光束が入射する入射面13Cを有する。第2の光学プリズム14の射出面14Eの形状は、実施例1にて説明した第2の光学プリズム9のそれと同じである。
【0085】
また、図13(a),(b)および図15(a),(b)に示した代表光線の振る舞いは、実施例1において図5(a),(b)および図7(a),(b)を用いて説明したものと基本的に同じである。閃光放電管6から照射光軸AXLに対して第1の角度より大きく第2の角度より小さい角度をなすように発せられた光束が、実施例1では第1の光学プリズム8の反射面8TRで反射したが、本実施例ではリフレクタ12の反射面12Rで反射する点のみ異なる。
【0086】
そして、本実施例でも、第1の光学プリズム13と第2の光学プリズム14の左右方向での相対位置を変化させることによって、照明ユニット5″からの光束の上下方向での照射角度範囲を最も狭い範囲と最も広い範囲との間で任意に変化させることができる。
【0087】
したがって、この照明ユニット5″を、図1に示した撮影レンズ2がズームレンズであるカメラ本体1に搭載し、ズーミングに連動して第1の光学プリズム13(および閃光放電管6,リフレクタ12)を第2の光学プリズム14に対して移動させることができる。これにより、常に撮影レンズの焦点距離に対応した最適な照射角度範囲を得ることができる。
【実施例4】
【0088】
図16には、本発明の実施例4である照明ユニットのワイド状態での断面を示している。なお、本実施例における閃光放電管6とリフレクタ7は実施例1と同じものである。また、図示しないが、本実施例の照明ユニットは、実施例1と同様に、第1および第2の光学プリズム15,16が左右方向に相対移動することにより、照射角度範囲が変化する。
【0089】
上記実施例1〜3では、第2の光学プリズムの入射面と射出面の高さが同じである場合について説明した。これに対し、本実施例では、第2の光学プリズム16の入射面(図には平面部16Hを示す)の高さが、射出面16Eの高さよりも高く、かつ第1の光学部材15の高さと同じである。
【0090】
図16は、第1の光学プリズム15の反射面15TRで全反射した光束の一部が、第2の光学プリズム16における入射面16Hと射出面16Eとの段差部分を通過して射出面16Eに向かう場合を示している。また、この段差部分は、第2の光学プリズム16をカメラ本体1に取り付ける場合の位置合わせ部としても機能する。
【0091】
本実施例では、第2の光学プリズム16の全体としての高さ(第2の方向の大きさ)が第1の光学プリズム15の高さより小さいとは言えない。しかし、カメラに搭載されたときに外観として露出する第2の光学プリズム16の射出面16Eの高さが、第1の光学プリズム15の高さよりも小さい。したがって、実施例1〜3と同様の作用効果を得ることができる。
【0092】
以上説明した各実施例では、第1の光学部材と第2の光学部材との相互作用により、光源から射出した光束を集光および発散させて照射角度範囲を変化させる照明ユニットの例を示した。しかし、本発明の照明ユニットは、上記各実施例にて説明した構成および形状を有するものに限られない。
【0093】
例えば、上記各実施例では、リフレクタとして、閃光放電管と同心の半円筒形状を有するものを用いたが、楕円形状等の2次曲面形状を有するリフレクタを用いてもよい。
楕円形状のリフレクタを用いることにより、リフレクタの上下方向での小型化を図ることができる。
【0094】
また、実施例1,2および4では、第1の光学プリズムの反射面が内部全反射面として構成されている場合について説明したが、この面を金属蒸着面としてもよい。この場合には、反射面に当たる光線の角度の限定が少なくなるため、より小型で光源からの光束を効率良く集光することができる。
【0095】
また、実施例2では、第1の光学プリズム10の射出面と第2の光学プリズム11の入射面の両方にフレネルレンズ部を形成した場合について説明したが、どちらか一方にのみフレネルレンズ部を形成してもよい。
【0096】
さらに、上記各実施例において、第2の光学プリズムにおける入射面と射出面の形状を入れ換えてもよい。
【0097】
また、上記各実施例において、第2の光学プリズムの射出面が平面形状である場合について説明したが、該射出面を曲面形状として光学パワーを持たせてもよい。これにより、他の光学面の最適化を容易にすることができる。
【0098】
さらに、上記各実施例では、第1および第2のプリズムを相対移動させて照射角度範囲を変更できる照明ユニットについて説明したが、本発明は、第1および第2の光学プリズムが相対移動せず、照射角度範囲が固定された照明ユニットにも適用することができる。
【0099】
また、上記各実施例では、カメラの撮影に用いられる照明ユニットについて説明したが、本発明の照明装置は、室内照明用の照明装置等、様々な用途の照明装置に適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0100】
【図1】本発明の実施例1である照明ユニットを搭載したカメラの斜視図。
【図2】実施例1の照明ユニットの分解斜視図。
【図3】実施例1の照明ユニットの分解斜視図。
【図4】実施例1の照明ユニット(テレ状態)の上面図。
【図5】(a)は実施例1の照明ユニットの図4中のA線位置での断面図、(b)は実施例1の照明ユニットの図4中のB線位置での断面図。
【図6】実施例1の照明ユニット(ワイド状態)の上面図。
【図7】(a)は実施例1の照明ユニットの図6中のA線位置での断面図、(b)は実施例1の照明ユニットの図6中のB線位置での断面図。
【図8】本発明の実施例2である照明ユニット(テレ状態)の上面図。
【図9】(a)は実施例2の照明ユニットの図8中のC線位置での断面図、(b)は実施例2の照明ユニットの図8中のD線位置での断面図。
【図10】実施例2の照明ユニット(ワイド状態)の上面図。
【図11】(a)は実施例2の照明ユニットの図10中のC線位置での断面図、(b)は実施例2の照明ユニットの図10中のD線位置での断面図。
【図12】本発明の実施例3であるの照明ユニット(テレ状態)の上面図。
【図13】(a)は実施例3の照明ユニットの図12中のE線位置での断面図、(b)は実施例3の照明ユニットの図12中のF線位置での断面図。
【図14】実施例3の照明ユニット(ワイド状態)の上面図。
【図15】(a)は実施例3の照明ユニットの図14中のE線位置での断面図、(b)は実施例3の照明ユニットの図14中のF線位置での断面図。
【図16】本発明の実施例4である照明ユニットの断面図。
【符号の説明】
【0101】
1 カメラ本体
2 撮影レンズ鏡筒
3 光学ファインダ
4 レリーズボタン、
5,5’,5″ 照明ユニット
6 閃光放電管
7,12 リフレクタ
8,10,13,15 第1の光学プリズム
9,11,14,16 第2の光学プリズム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、
該光源からの光が入射する第1の光学部材と、
該第1の光学部材から射出した光を照射範囲に照射する第2の光学部材とを有し、
前記第1および第2の光学部材のそれぞれに、互いに光学特性が異なる光学面が照射光軸方向に直交する第1の方向に交互に形成され、該第1および第2の光学部材が前記第1の方向に相対移動することで照射範囲が変化し、
前記第2の光学部材における射出面の前記第1および照射光軸方向に直交する第2の方向での大きさが、前記第1の光学部材の該第2の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする照明装置。
【請求項2】
前記第2の光学部材の前記第2の方向での大きさが、前記第1の光学部材の該第2の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
【請求項3】
前記第2の光学部材における射出面の前記第2の方向での大きさが、前記第1の光学部材における光学有効部分の該第2の方向での大きさよりも小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。
【請求項4】
前記第1の光学部材は、前記光源からの光を反射して該第1の光学部材の射出面に導く反射面を有し、
前記第2の光学部材における射出面の前記第2の方向での大きさが、前記反射面における前記第2の方向での最大開口幅よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。
【請求項5】
前記第1の光学部材には、光の発散作用を有する第1の光学面と、発散作用を有さない第2の光学面とが交互に形成されており、
前記第2の光学部材には、光の発散作用を有する第3の光学面と、発散作用を有さない第4の光学面とが交互に形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の照明装置。
【請求項6】
前記第1および第3の光学面がシリンドリカルレンズ形状を有し、前記第2および第4の光学面が平面形状を有することを特徴とする請求項5に記載の照明装置。
【請求項7】
請求項1から6のいずれかに記載の照明装置とを有することを特徴とする撮像装置。

【図1】
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【図4】
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【図10】
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【図12】
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【図14】
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【図2】
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【図3】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図11】
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【図13】
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【図15】
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【図16】
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【公開番号】特開2007−140218(P2007−140218A)
【公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−335089(P2005−335089)
【出願日】平成17年11月21日(2005.11.21)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】