JP3372785B2 - 照明装置及びそれを用いた撮影装置 - Google Patents

照明装置及びそれを用いた撮影装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照明装置及びそれを
用いた撮影装置に関し、例えばカメラ本体（撮影本体）
の一部に装着して、カメラ本体の撮影動作と連動させて
照明光（閃光）を被写体側へ効率良く照射し、撮影する
際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、カメラ本体の一部に装着して
カメラの撮影動作に連動させて照明光（閃光）を被写体
側に照射して撮影するようにした照明装置（ストロボ装
置）が種々と提案されている。
【０００３】例えば特開昭５７−１５０８２６号公報で
は使用時にはカメラ撮影光軸から離れた位置に発光部を
保持固定し、非使用状態には発光部が前側に倒れ、カメ
ラと一体的な形状になるように構成した照明装置が提案
されている。
【０００４】又、特開昭５９−１６５０３７号公報では
閃光放電管から射出した光束を帯状に集光させ、その集
光部にファイバーを配置し、これを適宜束ねることによ
って所定の配光が得られるように構成した照明装置が提
案されている。
【０００５】又、本出願人は特開平８−２３４２７７号
公報において、発光手段と発光手段からの光を被写体に
照射する為に光を部材を通して部材の長手方向に案内
し、光を折り曲げて被写体に向けて集光放射する光学手
段とを備え、発光手段からの光を部材を通してその部材
の長手方向に案内し、光を被写体に向けて集光放射する
ようにした光の利用効率の良い照明装置を提案してい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般にカメラ等の装置
全体が小型・軽量化された撮影装置に装着する照明装置
（ストロボ装置）としては、 (a1).小型軽量であること。
【０００７】(a2).光源手段からの照明光を効率良く被
写体側へ照射することができること。
【０００８】(a3).照明装置が赤目防止の為に撮影レン
ズの光軸からなるべく遠く離れていること。等が要望さ
れている。
【０００９】本発明は、本出願人の先に提案した特開平
８−２３４２７７号公報の照明装置を更に改良し、光源
手段からの光束（照明光）を被写体側に照射するときに
適切に構成した導光部材（光学部材）を介することによ
り、高い利用効率で照射することができるスチルカメ
ラ，ビデオカメラ等に好適な照明装置及びそれを用いた
撮影装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は光源
手段からの光束を光学部材を介して、所定の照射角の照
射光として照射する照明装置において、該光学部材は該
光源手段に対向した入射面、該入射面からの光束の一部
を全反射させる反射面、該入射面と対向し、それよりも
大きな面積を有し、左右方向へ向かう光束に対して集光
性を与える被写体側に凸形状の射出面とを有し、該反射
面は前記入射面からの光束の一部を全反射させ、前記射
出面が前記入射面よりも大きな面積となるような一定の
傾きを持った上下面を含んでおり、該射出面は該入射面
から入射した光束のうち、該上下面で、全反射する光束
と、全反射しない光束が射出する領域を含んでいること
を特徴としている。
【００１１】特に（１−１−１）前記射出面は、曲面と
平面とを有すること。
【００１２】（１−１−２）前記上下面は、曲面で構成
されていること。
【００１３】(1-1-3) 前記光学部材は光束の進行方向に
直交する断面積が入射面から射出面にかけて高次関数的
に増加する導光部を有していること。
【００１４】(1-1-4) 前記入射面は平面又は曲面より成
っていること。
【００１５】(1-1-5) 前記反射面は平面又は曲面より成
っていること。
【００１６】(1-1-6) 前記射出面は平面又は曲面より成
っていること。
【００１７】(1-1-7) 前記射出面は光軸近傍が曲面より
成り、光軸から離れた領域が平面又は該曲面とは形状の
異なる曲面より成っていること。
【００１８】(1-1-8) 前記光学部材の光束の進行方向に
対する上下面は前記入射面と射出面とを結ぶ包絡線を連
続させた自由曲面より成っていること。
【００１９】(1-1-9) 前記光源手段は閃光放電管を有
し、該閃光放電管の有効アーク部のアーク長をＨＬ、該
閃光放電管の内径と外径を各々Ｈ１，Ｈ２、前記光学部
材の入射面は矩形状をしており、該矩形状の該アーク長
方向とそれと直交する方向の長さを各々ＤＸ，ＤＹと
し、各寸法をｍｍ単位で表したとき、 Ｈ１≦ＤＹ≦２×Ｈ２ ＨＬ≦ＤＸ≦ＨＬ＋８（ｍｍ） なる条件を満足すること。
【００２０】(1-1-10) 前記光学部材の側面の入射面に
対する傾き（側面が曲面のときは接線の傾き）をβ、該
光学部材の材質の屈折率をｎとしたとき ｛ｓｉｎ −１（１／ｎ）｝／３≦β なる条件を満足すること。
【００２１】(1-1-11) 前記光学部材の材質の屈折率を
ｎ、該光学部材の射出面は曲面を有し、該曲面の接線の
前記入射面に対して垂直な面との傾きをα、該光学部材
の側面の入射面に対する傾き（側面が曲面のときは接線
の傾き）をβ、前記光源手段からの光束の該入射面への
最大入射角をθmax とするとき α≦２β−θmax ＋sin -1（１／ｎ） なる条件を満足すること。
【００２２】(1-1-12) 前記射出面は中央部が曲面、周
辺部が前記傾きαで規定される平面より成っているこ
と。
【００２３】(1-1-13) 前記射出面は複数の曲面を有し
ていること。
【００２４】(1-1-14) 前記光学部材は照射光軸に対し
て非対称形状であること。
【００２５】(1-1-15) 前記光学部材の射出面は照明光
軸に対して非対称形状より成っていること。
【００２６】(1-1-16) 前記光源手段は閃光放電管を有
し、前記光学部材の照明光軸に対する非対称形状は該閃
光放電管の光軸中心と該光学部材の射出面の光軸中心を
偏心させたものであること。
【００２７】(1-1-17) 前記光学部材の射出面は矩形開
口の曲面を有し、該矩形開口の曲面は該光学部材の入射
面に対して傾いていること。
【００２８】(1-1-18) 前記光学部材の射出面は複数の
曲面を該光学部材の入射面の法線に対して非対称に設け
た形状より成っていること。
【００２９】(1-1-19) 前記光学部材の入射面又は／及
び射出面は正の屈折力の曲面を有していること。
【００３０】(1-1-20) 前記射出面の前方に楔型透明部
材を設けていること。
【００３１】(1-1-21) 前記光学部材の上下面側又は／
及び側面側には該上下面又は／及び射出面から射出した
光束を被照射側に導光する為の反射板が設けられている
こと。
【００３２】(1-1-22) 前記射出面の前方に該射出面に
接着して又は該射出面より所定間隔、離してフレネルレ
ンズを設けていること。
【００３３】(1-1-23) 前記光源手段は閃光放電管を有
し、前記フレネルレンズは該閃光放電管の軸方向に対し
て垂直な方向に形成された正の屈折力の形状を有してい
ること。等を特徴としている。
【００３４】本発明の撮影装置は、 (2-1) 構成(1-1) の照明装置を用いて被写体を照明して
いることを特徴としている。
【００３５】特に、 (2-1-1) 前記照明装置はカメラ本体の一部に摺動可能に
装着されていること。
【００３６】(2-1-2) 該照明装置の射出面の前方に設け
た楔形透明部材は下方又は該撮影本体の撮影レンズ側に
通過光束を偏向させる形状より成っていること。等を特
徴としている。
【００３７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の照明装置をカメラ
（撮像装置）本体の上辺部に設けたときの実施形態１の
要部概略図、図２〜図７は図１の照明装置における照明
光束導光用の光学部材の要部断面図である。
【００３８】図中、１はカメラ本体（撮影本体）、２は
レンズ鏡筒部であり、撮影レンズを保持している。以
下、カメラ本体１の上下方向をＹ軸、左右方向をＸ軸、
光軸方向をＺ軸として表わす。
【００３９】３は照明装置（発光部ユニット）であり、
カメラ本体１の右上部にカメラ本体１の左右方向（Ｘ方
向）又は上下方向（Ｙ方向）に摺動自在に設けている。
照明装置３は光源手段としての閃光を発する円筒形状の
閃光放電管（閃光発光管，ストロボ）４、該閃光放電管
４からの放射光束のうち前方以外の、例えば後方（被写
体側と反対方向）に放射される光束を被写体側へ集光反
射する一次元方向に曲率を有し、内面反射を利用した反
射鏡（反射傘）６、閃光放電管４から直接入射した光束
及び反射鏡６で反射して入射した光束を所定形状の光束
として集光し、被写体側へ効率良く照射する照明光束導
光用の光学部材（ライトガイド）５を有している。
【００４０】光学部材５は平板状の透明部材（ガラス，
プラスチック等）より成っている。光学部材５は閃光放
電管４側からの光束を入射させる入射面５ａ、入射面５
ａからの光束を全反射させる為の反射面としての上下面
５ｃ（５ｃ1 ，５ｃ2 ）と側面５ｄ（５ｄ1 ，５ｄ
2 ）、そして入射面５ａから直接導光される光束、上下
面５ｃと側面５ｄで全反射をし、又は全反射を繰り返し
た後に導光される光束を被写体側へ射出させる射出面５
ｂとを有している。
【００４１】入射面５ａと射出面５ｂとの間が導光部と
なっている。入射面５ａと射出面５ｂは対向配置してい
る。即ち、入射面と射出面は撮影レンズの光軸方向に延
びる線上に配置している。入射面５ａと射出面５ｂは平
面又は曲率を有した正又は負の屈折力の曲面（尚、本明
細書において曲面とは球面，非球面，楕円面，２次曲
面，シリンドリカル面，トーリック面等を言う。）より
成っている。
【００４２】尚、入射面５ａ又は／及び射出面５ｂの一
部を曲面とし、他の部分を平面より構成しても良い。
【００４３】尚、図２〜図７では光学部材５の入射面５
ａと射出面５ｂは簡単の為に平面として示している。上
下面５ｃ1 ，５ｃ2 と側面５ｄ1 ，５ｄ2 は入射面５ａ
に対して大きな角度を持って広がった平面又は曲面より
成っている。
【００４４】光学部材５は入射面５ａの入射面積に比べ
て射出面５ｂの射出面積が大きくなるような形状より成
っている。例えば、光学部材５はそのＸＹ断面において
入射面５ａから射出面５ｂにかけて側面５ｄ1 ，５ｄ2
の距離又は／及び上下面５ｃ1 ，５ｃ2 の距離が順次又
は一定の割合で増大する形状より成っている。
【００４５】具体的にはＸＹ断面積が一定の割合で又は
高次関数的に増加する導光部を有するようにしている。
【００４６】尚、本実施形態において照明装置３をカメ
ラ本体１の側面に、上下方向（Ｙ軸方向）又は左右方向
（Ｘ軸方向）に摺動可能に装着しても良い。
【００４７】本実施形態の照明装置では閃光放電管４か
ら射出した光束を直接、又は反射鏡６で反射させた後に
光学部材５の入射面５ａに導光している。入射面５ａに
入射した光束の一部は直進し、射出面５ｂに導光され、
他の一部は上下面５ｃ又は／及び側面５ｄで全反射して
射出面５ｂに導光される。
【００４８】このように光学部材５の内面で全反射を繰
り返すことによって集光性の高い照明光束として射出面
５ｂより被写体側に所定の照明光束形状（例えばＸＹ断
面内で正方形，Ｘ軸方向に長い長方形等）で照射してい
る。
【００４９】特に閃光放電管の光束のうち径方向（Ｙ方
向）の光束は上下面５ｃ1 ，５ｃ2で繰り返し全反射さ
せ、軸方向（Ｘ方向）の光束は射出面５ｂの曲面の屈折
作用で効率良く集光させて被写体側へ照射している。
【００５０】光学部材５の入射面５ａは矩形状をしてお
り、そのＸ軸方向の長さは閃光放電管４のＸ軸方向の有
効アーク長よりも若干長く、又、入射面５ａのＹ軸方向
の長さは反射鏡６の開口部に対して隙間を生じない程度
の開口部の長さと略同じである。これによって閃光放電
管４からの光束を入射面５ａより効率的に取り込んでい
る。射出面５ｂも入射面５ａと同様に矩形状開口となっ
ている。
【００５１】次に本発明に係る照明光束導光用の光学部
材５について説明する。図２は本発明に係る照明光束導
光用の光学部材を平板状のライトガイドより構成したと
きの要部断面図である。光学部材７は平面又は曲面より
成る多角形状（例えば４角形状）の入射面（光入射面）
７ａ、入射面７ａより大きな面積を有する平面又は曲面
より成る多角形状（例えば４角形状）の射出面（光射出
面）７ｂ、入射面７ａから射出面７ｂまでを一定の傾き
を持った平面又は曲面より成る上下面７ｃ1，７ｃ2 、
側面７ｄ1，７ｄ2 （尚側面７ｄ1，７ｄ2 は不図示）と
を有し、全体として多角形錐台（４角錐台）等の平板形
状より成っている。
【００５２】尚、入射面７ａと射出面７ｂは簡単の為に
平面で表わしている。閃光放電管（不図示）は入射面７
ａから所定距離、離れた位置に配置している。Ｖd は入
射面７ａの高さ（カメラ本体に装着したときの上下方
向，Ｙ方向）、Ａは入射面７ａの高さ方向（Ｙ方向）の
中央部（中心）、Ｖe は射出面７ｂの高さ、Ｂは射出面
７ｂの高さ方向の中央部（中心）、Ｌは光学部材７の長
さ（Ｚ軸方向の長さ）である。ＬABは点Ａと点Ｂを結ぶ
直線（以下「光軸」又は「照射光軸」という。）、ＬC
は射出面７ｂの端部Ｃを通り光軸ＬABに平行な軸であ
る。
【００５３】本実施形態は光学部材７の長さをＬとした
とき入射面７ａの幅Ｖd 、射出面７ｂの幅Ｖe を、 ０．０３＜Ｖd ／Ｌ＜０．３ ０．０８＜Ｖe ／Ｌ＜０．８ の如く設定し、被写体側の上下方向の照射範囲を適切に
照射している。
【００５４】又、入射面７ａの幅（カメラ本体に装着し
たときの横方向，Ｘ方向）をＨd 、射出面７ｂの幅Ｈe
を、 ０．２＜Ｈd ／Ｌ＜２．０ ０．３＜Ｈe ／Ｌ＜３．０ の如く設定し、被写体側の左右方向（Ｘ方向）の照射範
囲を適切に設定している。
【００５５】次に本実施形態において光入射面７ａの前
面に各角度成分に対して均一な拡散光源を配置した状
態、即ち光入射面７ａの高さＶd の全ての点で各角度成
分の強度が均一（配光分布が均一）で最大の入射角度α
の光が光入射面７ａより入射した場合の光束の進行状態
について説明する。
【００５６】この場合、光入射面７ａの各点７ａ1 ，７
ａ2 から入射した光束のうち入射角度の小さい成分は図
に示すようにそのまま直進し、射出面７ｂより射出す
る。一方、入射角の大きい成分は入射角の大きさに応じ
て光学部材７の面７ｃ1 ，７ｃ2 で所定回数全反射した
後、光射出面７ｂより射出する。図示の例では最大３回
の全反射を行い、射出する場合を示している。この様子
を図中に示した光線追跡図を用いて説明する。
【００５７】光線追跡図は、光射出面７ｂ上の中央部Ｂ
を通る。各全反射回数の成分の最大角を細線で示してい
る。各光線ｍ2 〜ｍ2 ′はそれぞれサフィックスが反射
回数、ダッシュの有無が射出面７ｂより射出するときの
上方と下方の光束を示している。例えばｍ2 は２回反射
点Ｂにおける上側の角度成分の最大値を意味し、ｍ0′
は全反射せず、射出面７ｂより射出する直接光の下側の
最大値を示す。
【００５８】この場合の中央部Ｂにおける最大射出角
（半画角）はβb であり、光入射面７ａの上端の点７ａ
1 からの光束が２回の全反射をした後、光射出面７ｂの
中央部Ｂから射出することがわかる。
【００５９】一方、光射出面７ｂの端部の点Ｃを通る各
全反射回数の成分の最大角を二点鎖線で示した各光線が
ｎ3 ′〜ｎ2 である。この場合は上側には最大２回の全
反射光が、下側には最大３回の全反射光が存在する。
【００６０】又、Ｃ点における最大射出角は光軸から離
れる側にβC0、光軸側に近づく方向にβCiとなり、それ
ぞれ最大全反射回数に対応した成分であり、βC0が光射
出面７ｂから射出される最大の射出角成分である。
【００６１】上記数値間には、 βC0＞βb ＞βCi の関係がある。又、上記の例では光射出面７ｂの中央部
Ｂと端点Ｃの２点について示したが、その間の各点では
その中間の特性となり、端点Ｃと比べると外側（軸ＬC
に対して光学部材７の外方）に向かう射出角の最大値β
C0は小さくなり、光軸側に向かう最大角βCiは大きくな
る傾向にある。又、光束の光学部材７への入射角と射出
角の前後の最大値を比較すると、入射時の最大値αに対
し、射出時の最大値βC0は極めて小さくなっている。
【００６２】以上のことから、光学部材７を介すること
によって入射面７ａに一様な配光分布の光が入射した場
合、射出面７ｂから射出される光束は狭く絞られ、又、
その分布も中央部では光軸ＬABを中心にほぼ対称になる
が、周辺に向かうにつれて徐々に分布の中心が外側に移
動し、端部が最も分布が外側に向かう。そして端部の最
大値βC0がこの光学部材７を介した最大の射出角とな
る。
【００６３】さらに、光入射面７ａに不均一な（ムラの
ある）光強度分布の光束が入射した場合でも、上下面又
は／及び側面で全反射を繰り返すことによってその配光
ムラが徐々に緩和されて射出面７ｂより射出する。これ
は入射光が所定角度傾いた全反射面（上下面，側面）で
反射することにより、その角度成分が保存されず、傾斜
角度だけずれて合成されていく為である。
【００６４】本実施形態では光学部材の傾斜角度及び長
さを前述の如く適宜に設定することにより光強度分布に
ムラの少ないほぼ均一な配光の光に変換して射出してい
る。
【００６５】次に本実施形態の光学部材の具体的な数値
例を示す。
【００６６】 Ｖd ＝２．１ Ｌ＝２５．０ α＝７５° Ｖe ＝７．０ ｎ＝1.49171 （光学材料の屈折率）（アクリル樹脂） βC0＝２７．６° βCi＝−１０．３° βb ＝１６．４° となり、入射角の最大値α＝７５°で入射した光が、射
出時には最大角βC0＝２７．６°以内の狭い範囲に変換
している。
【００６７】以上の光学部材の上下方向について説明し
たが、光学部材の左右方向についても同様である。
【００６８】図３，図４は図２の光学部材７に対して入
射面の高さＶd を一定とし、射出面の高さＶe を変化さ
せたときの光路図である。
【００６９】図３では光学部材８の光射出面８ｂの高さ
Ｖe を図２に比べて低くし、図４では逆に光学部材９の
光射出面９ｂの高さＶe を図２に比べて高くした場合を
示している。図中８ａ，９ａは光入射面、８ｂ，９ｂは
光射出面、８ｃ1 ，８ｃ2 は上下面、９ｃ1 ，９ｃ2 は
上下面である。
【００７０】図３，図４においても、図２と対応する形
で光射出面８ｂ，９ｂの中央部Ｂと端部Ｃの２点から射
出されるそれぞれの全反射回数に対応した最大の射出角
の状態の光線軌跡も同時に示している。各光線のサフィ
ックスの意味は図２と同様である。
【００７１】次に図３，図４を図２と比較する。まず、
光射出面８ｂの高さを低くした図３では、光射出点Ｂに
は最大４回の全反射光線が、又、端部の光射出点Ｃでは
最大５回の全反射光線が存在し、射出面各点に到達する
光線は多くの全反射を繰り返した成分が含まれるように
なる。又、この時の各点での最大の射出角βb ，βC0，
βCiもそれぞれ大きくなっていると共に、各値の差が少
なくなっている。このことは言い換えると、射出面８ｂ
の各点から射出される光分布はどの点でも場所によらず
ほぼ一定であり、かつ比較的広い範囲に分布する。つま
り均一に集光できるが集光性が低くなってくる。
【００７２】図２の実施形態と同様に、図３に示す光学
部材８の数値を示すと以下のようになる。
【００７３】 Ｖd ＝２．１ Ｌ＝２５．０ α＝７５° Ｖe ＝４ ｎ＝1.49171 （光学材料の屈折率）（アクリル樹脂） βC0＝３５．６° βCi＝−２８．４° βb ＝２９．４° 次に図４の光射出面９ｂの高さを高くした光学部材９を
図２の光学部材７と比較する。図４において光射出角９
ｂの中央部Ｂには最大１回の全反射光線，光射出面９ｂ
の端部の光射出点Ｃにおいては最大２回の全反射光線が
存在する。この為、このときの各点での最大の射出角β
b ，βC0，βCiが小さくなり、射出角の角度範囲が狭ま
る。
【００７４】又、これと同時にβb ，βC0，βCiの値の
差が大きくなり、光射出面９ｂの各射出点における射出
方向の中心が光軸ＬABから離れるにつれて大きく傾いて
いく。このことは言い換えると光射出面９ｂの各点から
射出される光線を合成した分布は光射出面が広くなる
為、光軸ＬAB方向に近い部分が明るく周辺が暗くなる傾
向にあるが、中心部が極めて明るくできるという特性を
持っている。即ち均一性は少ないが、指向性は高い光分
布を得ることが出来る。
【００７５】図２の実施形態と同様に図４に示す光学部
材９の数値を示すと以下のようになる。
【００７６】 Ｖd ＝２．１ Ｌ＝２５．０ α＝７５° Ｖe ＝１２ ｎ＝1.49171 βC0＝２９．４° βCi＝４．８° βb ＝９．９° 以上、光学部材の光入射面の高さＶd 、光学部材の長さ
Ｌが一定で光射出面の高さＶe を変化させたときについ
て説明したが、光入射面の高さＶd と光射出面の高さＶ
e を一定とし、光学部材の長さＬを変えても良い。長さ
Ｌに自由度がある場合には以下のような傾向がある。
【００７７】長さＬが長い場合には光射出面の光強度分
布が均一でかつ指向性の高い配光が得られ、射出角の最
大値が各図中θに近づく傾向にある。又、このときの配
光分布は入射時の光源のムラ等の配光ムラの影響を受け
にくく、均一な配光となる。これは全反射回数が多くな
る為、入射時の特性が緩和される為である。
【００７８】一方、長さＬが短い場合には、光射出面の
光強度分布が光軸中心の強度が高く、周囲が徐々に低く
なる山形の配光特性となり、各図においてθより広い角
度まで照射範囲が広がる傾向となる。又、このときの配
光分布は、入射時の光源のムラ等の配光ムラの影響を受
けやすくなる。これは光学部材内での全反射回数が少な
い為、入射時の特性が射出時にそのまま反映される為で
ある。
【００７９】又、上記の各実施形態では説明を容易にす
る為、光学部材の導光部の上下面７ｃ1 ，７ｃ2 ，８ｃ
1 ，８ｃ2 ，９ｃ1 ，９ｃ2 が平面である場合について
示したが、必ずしも平面に限定されるわけではなく、任
意の形状、例えば曲面等でもよい。
【００８０】この場合には、導光部分の上下面に当ら
ず、直接光入射面から光射出面に向う光線は影響を受け
ず、上記各実施形態と同様となるが、入射角度の大きい
成分は各反射面の形状を受け、以下のような特性を示
す。
【００８１】曲面に当った光束は曲面形状によってその
分布特性が変化する。即ち上下面を平面にした場合に比
べて外側に張り出すような曲面（凸面）は全反射回数が
減少するが、１回の全反射による角度補正が大きい為、
指向性は高まる。つまり、射出後の一定方向の分布のみ
を強くするのに有効であり、例えば反射後の光束を光軸
ＬABに近づけるように指向させると中央が極めて明るい
分布が得られるが、全体としては配光ムラとなりやす
く、入射時の配光ムラ（光源の影響等）を受けやすくな
る。
【００８２】一方、側面を平面にした場合に比べて、内
側に引っ込むような曲面（凹面）は全反射回数が増加す
るが、１回の全反射による角度補正は小さい。又、直接
光入射面から光射出面に抜ける光束が少なくなる為、入
射時の配光ムラの影響を受けにくい均一な配光特性をい
ずれも平面で形成する場合に比べ短く構成することがで
きる。
【００８３】次に本実施形態における光学部材の好適な
形状について図５〜図７を用い、その数値関係に関して
説明する。
【００８４】まず理想状態を考えると光学部材を用い
て、最大射出角βC0の照射を得る為には上下面５ｃ1 ，
５ｃ2 の傾斜角θを、 θ＝sin -1（(sinβC0）／ｎ） （ｎ；光学部材の材質の屈折率） とし、光学部材の長さＬを無限に伸ばすことが、最も有
効である。しかし、この形態は実際的には大型化する
為、実用的でない。
【００８５】そこで、実用的には光学部材の上下面５ｃ
1 ，５ｃ2 の傾斜角θに上記値より小さな値をとり、全
体の光射出角を狭くすると共に、光学部材の長さＬを実
用的な長さまで短くし、その条件下で発生する制御しき
れない漏れ光の最大値をβC0と一致させている。
【００８６】図５〜図７は、このような考えに基づいて
算出した本実施形態の形状である。図５は、光入射角の
最大値αに対し、光射出角の最大値βC0を得る構成のう
ち、最大１回の全反射を許容したもので、傾きθ，長さ
Ｌ1 が最小となる。
【００８７】図６は同様に最大２回の全反射を許容した
もので、傾きθ2 ，長さＬ2 、図７は同様に最大４回の
全反射を許容したもので、傾きθ3 ，長さＬ3 がそれぞ
れ最小の形態となっている。
【００８８】上記、最小の形態となる最大全反射回数Ｎ
と斜面の傾きθの関係は、 Ｎ・θ＝｛sin -1（(sinα）／ｎ）−sin -1（(sin
βC0）／ｎ）｝／２ であり、このときの光学部材の最短の長さＬは、
【００８９】
【数１】 で求められる。
【００９０】上記関係式から光学部材として全反射を利
用し、有効に制御しうる形態の必要条件は、光学部材の
傾斜角θが最小全反射回数１回の値θ1 より小さく、光
学部材の長さＬが最小全反射回数１回の値Ｌ1 より大き
いことである。
【００９１】この関係は、以下の式で与えられる。
【００９２】
【数２】 次に図５〜図７に示した形状の数値実施例を示す。
【００９３】 Ｖd ；入射面の高さ Ｖe ；射出面の高さ Ｌ；光学部材の長さ θ；側面の傾き α；入射時有効な最大入射角度 βC0；射出面での最大射出角度 ｎ；光学部材の材質の屈折率 とした場合、 Ｖd ＝２．１ ｎ＝1.49171 （アクリル樹脂） α＝６０° βC0＝３０° は共通 θ1 ＝ 7.953° Ｌ1 ＝１８．１ Ｖｅ1 ＝７．２ θ2 ＝ 3.977° Ｌ2 ＝２０．６ Ｖｅ2 ＝５．０ θ4 ＝ 1.988° Ｌ4 ＝３０．６ Ｖｅ4 ＝４．２ 又、このとき得られるそれぞれの配光特性を図８に示
す。図示のように全反射回数の少ない形態は中心部が高
く最大射出角βC0の近くは低くなっているのに対し、全
反射回数が多くなるにつれて、ピークが中心部から周辺
部にずれていく傾向がある。
【００９４】この特性を利用して必要とされる照明範囲
に適した照明光学系を選択することが出来る。例えば所
定距離離れた平面を均一に照明する為には、周辺の照度
の高い全反射回数が多数に及ぶ形態が適している。又、
スポット的に中央を明るくするには全反射回数の少ない
形態が適している。
【００９５】以上、上記実施形態では光学部材のＸＹ断
面内の面積を徐々に広げることによって照明光学系とし
て必要とされる種々の特性が得られることを説明した
が、その形態は上記実施形態に限定されるものではな
く、以下のような変形例が適用可能である。
【００９６】(b1).上下面と側面の傾斜を一定値ではな
く、複数の傾きを組み合わせる。
【００９７】(b2).上下面と側面の一部に断面積が一定
となる部分又は断面積が一部減少する部分を設ける。
【００９８】(b3).光軸ＬAB中心を直線でなく、一定の
曲率で曲げる．即ち両上下面又は両側面を同一方向に曲
げながらかつ断面積を一定の割合で増加させる。等の各
種変形例が適用可能である。
【００９９】いずれもカメラ本体内でのスペースの有効
配置を達成するだけでなく、配光面でも光の均一化が図
れ、光学部材への入射時の配光ムラを緩和する点で効果
がある。
【０１００】以上のように本実施形態では光学部材の光
入射面の高さ，幅，光学部材の長さＬ、光射出面の高
さ，幅，そして上下面・側面の形状，入射面と射出面の
面形状等を前述の如く適切に設定し、光源からの光束の
有効利用を図りつつ、被写体を効率良く照明している。
【０１０１】次に本実施形態における光学部材５と光源
手段として閃光放電管を用いたときの双方形状について
説明する。光学部材５の小型化を図る為には入射面５ａ
の面積は小さい方が良い。
【０１０２】入射面５ａの実質的な最小面積としては、
閃光放電管４の有効アーク部と同一形状が光束がケラれ
ることのない最小面積となる。この場合、中心光量は高
く設定できるが、周辺の光量落ちが大きく、均一な配光
とならない。又、反射傘６の構成上、閃光放電管４の外
径より入射面５ａを小さくすると、反射傘６と光学部材
５の入射面との間に隙間が生じ、この隙間から光線が漏
れ効率が悪くなってくる。
【０１０３】又、この隙間が生じないように反射傘６の
形状を先端がすぼまるように構成すると、反射傘６の内
部での反射回数が増し、効率が低下してくる。又、開口
部が広すぎると光射出面５ｂにそれに比例し大きくなる
為、光学部材全体が大型化してしまう。
【０１０４】そこで光学部材５の入射面５ａを矩形状と
し、そのＹ方向の長さをＤＹ、閃光放電管４の内径と外
径を各々Ｈ１，Ｈ２としたとき Ｈ１≦ＤＹ≦２×Ｈ２ とするのが良い。
【０１０５】光学部材５の軸方向（Ｘ方向）の長さＤＸ
に関しては射出光束を有効に利用する為、最小形状は閃
光放電管４のアーク長と同じ長さ、又、最も長い長さは
閃光放電管４の保持部の幅や長くすることによる大型化
を考慮して、光学部材５の入射面５ａのＸ方向の長さを
ＤＸ、閃光放電管４のアーク長をＨＬとし、各寸法をｍ
ｍで表示したとき、 ＨＬ≦ＤＸ≦ＨＬ＋８（ｍｍ） とするのが良い。
【０１０６】次に光学部材５の側面５ｄ1 ，５ｄ2 の構
成について説明する。側面５ｄ1 ，５ｄ2 は、この面に
光束が入射しないで光束が全て射出面に導光されるよう
にするのが良い。
【０１０７】即ち側面５ｄ1 ，５ｄ2 の傾きβを図９に
示すように光学部材５の材質の屈折率をｎとしたとき β≧sin-1 （１／ｎ） とするのが良い。
【０１０８】しかしながら、実際には左右方向（Ｘ方
向）の開口面積が十分にとれないことや、周辺部の上下
方向の集光を行なうのに十分な長さをとれない等の理由
によりこの側面５ｄ1 ，５ｄ2 の傾きβを小さくしなけ
ればならない場合がある。この実際許容できる角度βは
ほぼ上記角度の１／３程度の値までが実用的である。
【０１０９】即ち ｛sin-1 （１／ｎ）｝／３≦β とするのが良い。
【０１１０】尚、側面５ｄ1 ，５ｄ2 が曲面のときはβ
は接線の傾きとなる。角度βがこれ以下の角度に設定す
ると、側面５ｄ1 ，５ｄ2 で反射後の光束が光射出面５
ｂで全反射しやすくなり、光量ロスが多くなる。又、こ
の光量ロスが生じないように光射出面５ｂの角度を小さ
くすると、所要の屈折力が得られず、小スペースでの高
集光性が得られなくなる。
【０１１１】次に光学部材５の射出面５ｂについて説明
する。射出面５ｂの形状としては、光入射時の最大角度
θmax の光束が側面５ｄ1 ，５ｄ2 で反射した後、すべ
て光射出面５ｂから射出することが望ましい。
【０１１２】図９を参照して各数値関係を示す。上記条
件を式で示すと、 入射面５ａの関係 ψ＝sin-1 （ sinθmax ／ｎ） 射出面５ｂの全反射条件
【０１１３】
【数３】 上記の式が最大入射角θmax の光束が光射出面５ｂで全
反射しない条件となる。ただし α；光射出面５ｂの接線の傾き β；側面５ｄ1 ，５ｄ2 の反射面の傾き、又、側面５ｄ
1 ，５ｄ2 が曲面の場合は接線の傾きの最大値 θmax ；入射角の最大値 ｎ；光学部材の材質の屈折率 次に本発明の実施形態２について説明する。実施形態１
では光射出面の中心部と周辺部で、光強度分布が異な
り、周辺部に向うほど各点での光強度分布の中心が外側
に移動する。この為照射面上での分布が中央は明るく、
周辺部で徐々に暗くなる傾向となる。
【０１１４】本実施形態では光射出面を正の屈折力の曲
面（曲面の形状は前述したように任意）とし、この問題
点を解決するものであり、小型でかつ指向性の高い照明
光学系を実現していることを特徴としている。
【０１１５】図１０は射出面５ｂに曲面を施すときの各
要素の符号を示している。Ｒは射出面５ｂの曲率半径を
示している。
【０１１６】次に本実施形態において光学部材の光射出
面に設ける正の屈折力を持つ曲面として球面（レンズ
面）を用いたときの光学的作用について説明する。光射
出面を正の屈折力の球面（レンズ面）の形状として図３
の形状と同様に最も傾斜θの少ない導光部に適用したと
きは射出面５ｂの中心付近Ｂ点での照射角分布と端点Ｃ
での照射角分布がほぼ同じで射出角βb と射出角βCi，
βC0の差がほとんどない。
【０１１７】このような場合には図８に示したように照
射面の配光は全体的にフラットで均一なものとなり、周
辺での必要照射範囲外で急激に低下するという理想的な
ものとなる。このように傾角θが少ない場合には、光射
出面５ｂに大きな曲率の面を形成すると光は拡散し、逆
効果となる。
【０１１８】光学部材の形状として傾角θが図２の導光
部と同様に中間の状態の導光部に適用したときは中心部
Ｂでの光の分布と、端点Ｃの分布を比較すると照射され
る角度自体はほぼ同等だが、光の射出の中心が傾いてい
る。この現象は光射出面上の各点で連続して生じ、中心
から周辺に向うにつれて光射出方向の中心が徐々にず
れ、端部Ｃでほぼ最大値をとる。
【０１１９】又、この場合の照射面の配光は、図３の射
出面に曲面を適用した状態に比べ、やや周辺部の低下が
緩やかであり、実際に有効な照射範囲（中心に対し５０
％の強度の範囲）は狭まると共に損失する光量が増す。
又、光学部材の形状として図４に示す導光部と同様に最
もθの大きい状態のものを用いたときは傾向としては図
２の射出面に曲面を適用したときと同様であるが、その
度合いが大きくなり、配光はより不均一となり、損失す
る光量が多くなる。実施形態２ではこのような光学部材
の上下面を平面で形成した場合の特性を光射出面に設け
た曲面で効果的に補正している。
【０１２０】次に、その最も基本的な補正方法を以下に
説明する。まず、光射出面の端点Ｃにおける光強度分布
の中心はほぼ上下面の傾きθと一致することから、この
光線が曲面によって光軸とほぼ平行に射出させる補正が
有効である。又、このとき光軸中心付近には曲面の影響
を与えず、周辺と中心部の中間はその曲面の特性を徐々
に変化させることが必要となる。
【０１２１】本実施形態はこの考えに基づき光学部材の
断面図上で図１０に示すような方法で補正を加えてい
る。即ち入射面５ａの端点Ｄ，光射出面の端点Ｃにおい
てＤＣ上を進む傾きθの光線が曲面で屈折後、光軸ＬAB
と平行な方向に進むような、光軸ＬAB上の点Ｅを中心と
するＲ面を補正面としている。
【０１２２】この端点Ｃでの数値関係を式で表すと、 ｎsin ξ＝ sin（ξ＋θ） ‥‥(2) ただし ｎ；光学部材の材質の屈折率 ξ；端点Ｃで変換後の光分布の中心を光軸とほぼ平行に
する為の入射角 又、図１０の関係より光射出面５ｂの最適な曲率Ｒを求
めると、
【０１２３】
【数４】 (2)式の関係から高さＶd を求め、この値を(3)式に代入
することによりほぼ好適な曲率半径Ｒを求めている。
【０１２４】図１１及び図１２は上式(3)を満たすよう
に図５及び図６の光学部材に対応する形状の導光部の光
射出面５ｂに曲率をつけたものである。又、この曲率を
つける前後での配光特性の変化の一例を図１３及び図１
４に示す。
【０１２５】図１１及び図１２からわかるように光入射
面での光強度分布が均一であれば光射出面の中央，周辺
を問わず、光射出面の各点でほぼ均一な光分布を持たせ
ることができる。
【０１２６】実際の数値実施例を示すと、図５及び図６
に示した各値は同一とした場合、(2)，(3)式よりそれぞ
れのξ，Ｒは以下の値をとる。
【０１２７】ξ1 ＝１６° Ｒ1 ＝８．９ ξ2 ＝８° Ｒ2 ＝１２．０ 又、この場合の実際の配光特性を示した図１３及び図１
４は条件として光学部材の光入射面から１ｍｍ離れた位
置に円筒状の光源を配置し、さらに光源の光学部材への
入射部以外を反射鏡で覆った図１に示すような形状に配
置したものであり、その発光管の径方向の断面の配光特
性を示したものである。
【０１２８】図１３は図５の光学部材を用いたときの配
光を破線で、図１１の光学部材を用いたときの配光を実
線で示し、光射出面５ｂを曲面化することによって以下
のような効果を得ている。
【０１２９】まず画角周辺部に存在した中心強度に対
し、弱い実際の照射に寄与しない成分が光軸ＬAB中心側
に持ち上げられ、中心付近の広い範囲にわたってほぼ均
一な配光分布が得られている点である。
【０１３０】この結果、実際に有効となる光軸上の強度
に対して５０％の領域の成分が大幅に上昇し、ロスの少
ない効率の良い照射を行うことができる。又、この特性
を得る為に光学部材の長さを増す必要がない為、全体形
状を小型にまとめることができる。
【０１３１】図示の例では照射範囲が６０°から４０°
へと大幅に狭められ、かつ照射範囲内の光強度分布もほ
ぼ均一に保たれている。又、図示の例では中央付近より
１０°離れた位置にピークを持つ分布となっている。こ
れは光学部材の入射面に入る前の光の特性、即ち光源や
反射鏡で規制される光強度分布特性に依存するものであ
り、光射出面に形成された曲面で本来、中央付近に来る
べき光束が上記構成では不足している為である。
【０１３２】このように比較的全反射回数の少ない光学
部材では光入射面に入射する以前の光強度分布が最終的
な配光特性に影響を与える為、以下のような補正が有効
となる。
【０１３３】(c1).光学部材への入射前の光強度分布を
光源の特性に依らない均一なものにする（入射面を拡散
面とする，又は入射面の前に拡散面を入れる）。
【０１３４】(c2).光射出面での曲面の補正を全ての点
で光分布の中心を一致させるように設定するのでなく、
一定の割合でずらすように重ね合わせる。
【０１３５】特に、(c2)の方法では、光射出面の曲率を
(3)式の値から所定量変化させて設定する方法や、単純
な曲面ではなく、入射前の光分布を補正するような任意
の曲面で形成する方法が望ましい。
【０１３６】又、このときの曲率の設定方法として注意
すべきことは曲率を大きくしすぎると一部の光束が光射
出面で全反射してしまい、有効に利用できないことと、
曲率を小さくしすぎると補正が不十分となり、有効な集
光制御ができなくなるという点である。
【０１３７】このようなことから光射出面の特に周辺部
は全反射を生じない範囲で(3)式に示す曲率半径に近づ
けることが有効である。又、光射出面の周辺部で全反射
を生じる場合にはこの周辺部のみ曲率を大きくとること
が有効である。このような全反射が生じる条件は以下の
場合である。
【０１３８】光入射面に入射する最大角をαとし、全反
射回数をＮとすると、端部Ｃで最大の角度を生じる場合
の射出条件より ξ+ θ+ {sin-1 ((sin α）/n)-2(N+1)θ} ＜ sin-1(1/
n) 実質的に曲率が最大となるのはＮ＝１の場合であり、 ξ＜sin-1(1/n)-sin-1((sinα）/n) ＋３θ であることが必要であり、この条件を満たさない場合に
は、周辺部の曲率を大きく取ることが光を効率良く射出
する為に有効である。
【０１３９】上記実施形態では光射出面に設ける正の屈
折力を有するレンズ部として曲面を形成したが、必ずし
もこの形状に限定されるわけではなく、本文中にも示し
たように非球面としても良く、さらにはフレネルレンズ
等を用いて省スペース化を図っても良い。
【０１４０】又、上記実施形態では理想的な曲面を説明
したが、実質的にはその形状の近傍でも効果的に作用
し、(2),(3) 式から求められる曲率半径Ｒに対して最小
値Ｒmin ＝Ｒ／２から最大値Ｒmax ＝２Ｒの間でほぼ有
効である。
【０１４１】次に本発明の実施形態３について図１５を
用いて説明する。本実施形態では光入射面近傍に配置す
る光源の配光特性に着目し、この特性を生かして効率的
にしかも狭いスペースで光束の指向性を向上させて照射
している。図１５は実施形態１，２と同様に代表的な光
線トレースも同時に示している。
【０１４２】本実施形態の特徴は、光入射面１０ａ側に
正の屈折力を持つ曲面を形成したことである。以下、図
１５をもとに説明する。
【０１４３】図中、４は閃光放電管、６は反射鏡、１０
は光学部材であり、光入射面１０ａは正の屈折力を有す
る曲面が施されている。又、図示の例では光線トレース
も細線で同時に示している。又、比較の為、実施形態
１，２の光入射面と同様に光入射面を平面で形成した場
合の光線トレースも２点鎖線で同時に示している。
【０１４４】一般に光源である閃光放電管４の発光面は
光学部材の光入射面１０ａより小さく、光入射面１０ａ
には光軸ＬAB中心に対し、広がる方向の成分が多く存在
する。図示の例では閃光放電管４の中心部付近から射出
した光束の光線トレースを示したものであるが、閃光放
電管４から直接光入射面１０ａに向う成分及び閃光放電
管４から後方の反射鏡に当って再度閃光放電管４を通っ
て光入射面１０ａに入る成分のほとんどがこのような特
性を示す。このような光源と光入射面１０ａの位置関係
を利用して集光性を増す為には、光入射面１０ａに正の
屈折力を有する曲面を形成することが有効である。
【０１４５】図示のように、光射出面を平面で構成した
ものに比べ、大幅に集光性を増すことができる。この為
実施形態１に示したような上下面１０ｃ1 ，１０ｃ2 の
傾斜面による指向性の向上を行う場合にも光学部材の全
長を短くできるなどの効果がある。この他、実施形態２
に示したような光射出面側に曲面を形成するものと組み
合わせた時、この曲率をゆるく構成することができる
為、光量ロスが少なく光利用効率が良くなる等の効果が
ある。
【０１４６】上記各実施形態では入射面と射出面に形成
する曲面としてレンズ部を用いているが、必ずしもこの
形状に限定されず、任意の傾斜平面や２次曲面、さらに
はフレネルレンズ等を用いても良い。
【０１４７】図１６は本発明の照明装置の実施形態４の
要部斜視図、図１７，図１８は図１６の要部平面図と要
部正面図である。図中、図１で示した要素と同一要素に
は同符号を付している。
【０１４８】本実施形態は図１の実施形態１に比べて、 (d1).射出面５ｂが光軸近傍に正の屈折力の曲面５ｂ1
を設け、周辺部に曲面５ｂ1 に接する平面５ｂ2 を設け
ていること。
【０１４９】(d2).平面５ｂ2 が前述の(1)式で規定され
る傾きαを有していること。
【０１５０】(d3).上面５ｃ1 と下面５ｃ2 は入射面５
ａと射出面５ｂで規定する面を結ぶ包絡線を連続させて
形成される自由曲面（曲面，非対称曲面等、任意の形状
の面）より成っていること。等が異なっているだけであ
り、その他の構成は同じである。
【０１５１】本実施形態の光学部材５は射出面５ｂの中
央部の曲面５ｂ1 を小型化（光学部材を短く）する為、
曲率を極力大きく設定し、周辺部を上記(1)式に基づい
て算出される光射出面５ｂの最大角度αの平面５ｂ2 と
し、上記曲面５ｂ1 と平面５ｂ2 が接するように定義し
ている。
【０１５２】このように構成することによって最小の大
きさで光射出面５ｂでの全反射による光量ロスのない効
率の良い集光光学系を実現している。
【０１５３】図１９は本発明の照明装置の実施形態５の
光学部材の要部概略図である。本実施形態は図１６の実
施形態４に比べて射出面５ｂの中央部分に複数（同図で
は２つの）集光性の凸面５ｂｂ1 ，５ｂｂ2 を連続的に
設けた点が異なっており、その他の構成は同じである。
【０１５４】光射出面の形状は、一つの曲面だけに限定
されず、複数の曲面によって構成することもでき、この
ように形成することにより照射範囲内で意図的に配光分
布に偏りを持たせることを可能としている。
【０１５５】又、本実施形態ではほぼ同一形状の凸部を
２つ形成しているが、必ずしもこの形状に限定されず、
大，小、２つの凸部より形成したり、３つ以上の凸部を
形成するようにしても良い。
【０１５６】このように一部形状を補正することによ
り、照射面上での部分的な配光の補正を良好に行ってい
る。
【０１５７】図２０は本発明の照明装置３をカメラ本体
１に装着したときの実施形態６の要部概略図である。同
図において図１で示した要素と同一要素には同符号を付
している。
【０１５８】本実施形態は図１の実施形態１に比べて、 (e1).光学部材５の射出面５ｂの前方に透過光束を下方
又は撮影レンズ側に偏向させる楔形透明部材（窓材）１
１を設けていること。
【０１５９】(e2).光学部材５の上下面及び側面に該光
学部材５から射出した光束が筐体内で吸収されるのを防
止する為に光束を該光学部材５内に導光する為の内側の
面を反射面とした反射板１２，１３を設けていること。
【０１６０】(e3).光学部材５の射出面５ｂが光軸近傍
が曲面より成り、光軸から離れた領域が平面より成って
いること。等が異なっており、その他の構成は同じであ
る。
【０１６１】図２１は図１５の照明装置３の要部平面
図、図２２は図１５の照明装置３の要部断面図である。
同図では閃光放電管４からの光束が光学部材５と楔形透
明部材１１を介して被写体側へ照射している光路を示し
ている。
【０１６２】図示のように閃光放電管４から射出した光
束は光学部材５の入射面５ａで一度屈折し、光射出面５
ｂに達し、この射出面５ｂの大きな曲率により集光制御
される。
【０１６３】又、一部の光束は光射出面５ｂを射出後、
側面５ｄ1 ，５ｄ2 で反射後、前面パネル１１から射出
する。パネル１１はこの断面では厚みに変化がない配光
には影響を与えない。
【０１６４】一方、閃光放電管４からの入射光のうち、
光学部材５の入射面５ａに対して、特に大きな入射角度
を持つ光束は光学部材５の側面５ｄ1 ，５ｄ2 で一度全
反射した後、光射出面５ｂで屈折して射出する。
【０１６５】このように大きな入射角度を持つ成分も側
面５ｄ1 ，５ｄ2 の全反射を利用して有効に制御してい
る。
【０１６６】ただし先に説明したように、このように側
面５ｄ1 ，５ｄ2 の反射を利用する場合には、光射出面
５ｂの形状によっては光射出面５ｂで全反射し、光量ロ
スが発生する可能性がある。
【０１６７】本実施形態ではこの点を考慮して側面５ｄ
1 ，５ｄ2 の傾きをβ＝３０°、光射出面５ｂの傾きを
α＝４５°、又、光学部材の長さＬを１５．０、Ｘ方向
の長さを２６．０とし、この光射出面での光量ロスがほ
とんどないような形状としている。
【０１６８】又、図示した光学部材５の形状を見てわか
るように、光学部材５は閃光放電管４及び反射傘６から
なる発光部の光軸中心に対し、非対称形状となってい
る。特に光射出面５ｂを照射光軸ＬABに対して左側に偏
心させた形状となっている。
【０１６９】この為光学部材５を通過後の光束は図の左
側に光束の中心が移動している。これは図２０に示すよ
うに閃光放電管４の発光部がカメラ撮影光学系に対して
右上側に位置している為、有限距離（例えば２ｍ）の被
写体に対して照射方向を所定量左側に傾けた方が効率の
良い照射を行うことができる為である（これによってパ
ララックスを補正している）。
【０１７０】次に図２２は閃光放電管４の中心を含む垂
直断面を示しており、同時に閃光放電管４のほぼ中心
（光軸中心）から出た光束の光線トレースも同時に示し
ている。
【０１７１】図示のように光学部材５への入射角度の小
さい成分（光束）は直接、入射角度の大きい成分は光学
部材５の上下面５ｃ1 ，５ｃ2 で全反射を繰り返した
後、ほぼ一定方向に指向されて射出する。又、図示はし
ていないが周辺部の光束は光学部材５の上下面５ｃ1 ，
５ｃ2 の傾きが大きくなるがほぼ同様に制御され集光す
る。
【０１７２】この場合は集光部は短く、パネル１１まで
の距離が長くなるが、反射板１３が存在する為、集光後
の配光分布はそのまま保存され、被写体に向けて照射さ
れる。
【０１７３】又、図示のように本実施形態ではパネル１
１に厚みを変化させている。これは上記水平方向の断面
同様、パララックス補正を想定したものであり、図２０
に示すカメラのレイアウトでは光軸中心を下側に向ける
必要があるが、図のように下側を厚く、上側を薄くする
ことにより、光軸中心を所定量下側に向けている。
【０１７４】尚、左右方向の厚さを同時に左右方向に光
束を偏向させるようにしても良い。又、閃光放電管４の
光軸中心と光学部材５，射出面５ｂの照射光軸ＬABを偏
心させて照射効率を高めている。
【０１７５】尚、本実施形態において、 (f1).光学部材の射出面は矩形開口の曲面を有し、該矩
形開口の曲面は該光学部材の入射面に対して傾いている
こと。
【０１７６】(f2).光学部材の射出面は複数の曲面を該
光学部材の入射面の法線に対して非対称に設けた形状よ
り成っていること。のように構成しても良い。
【０１７７】以上の構成を組み合わせることによって薄
型で、効率が良く、パララックス補正を考慮した円筒状
の光源に対応した最適な照明装置を実現している。
【０１７８】図２３は本発明の照明装置の実施形態７の
要部斜視図、図２４は図２３の要部平面図である。
【０１７９】図２０に示す実施形態６において光学部材
５の光射出面５ｂ側の曲率が大きくなると、光学機器の
筐体（カメラ本体）内に照明装置を内蔵した場合、光学
部材の周辺部が奥まった位置に入ってくる。
【０１８０】そこで、本実施形態では光学部材５の射出
面５ｂに接着して又は僅かの間隔を隔てて水平方向（Ｘ
方向）に正の屈折力を有するフレネルレンズ１４を設け
て、照明装置全体の小型化を図っている。
【０１８１】図中、図１で示した要素と同一要素には同
符号を付している。本実施形態では光射出面にフレネル
レンズ１４を設けることによって閃光放電管４からの光
束を効率良く集光して被写体側へ照射している。
【０１８２】尚、本実施形態においてフレネルレンズ面
を斜めに傾けて、フレネルレンズの光軸中心を発光部の
光軸中心から偏心させて構成しても良く、これによって
パララックスの補正を行うようにしても良い。
【０１８３】本実施形態において光学部材５の上下面５
ｃ1 ，５ｃ2 と側面５ｄ1 ，５ｄ2は平面であっても良
い。これによって光学部材５の製作を容易としている。
【０１８４】尚、本発明の撮影装置としては以上に示し
た各実施形態の照明装置をカメラ本体の一部に固定又は
摺動可能に装着して、被写体側を高い照明効率で照明し
ている。
【０１８５】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、光源手段
からの光束（照明光）を被写体側に照射するときに適切
に構成した導光部材（光学部材）を介することにより、
高い利用効率で照射することができるスチルカメラ，ビ
デオカメラ等に好適な照明装置及びそれを用いた撮影装
置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の要部斜視図
【図２】図１の照明装置で用いる光学部材の説明図
【図３】図１の照明装置で用いる光学部材の説明図
【図４】図１の照明装置で用いる光学部材の説明図
【図５】図１の照明装置で用いる光学部材の説明図
【図６】図１の照明装置で用いる光学部材の説明図
【図７】図１の照明装置で用いる光学部材の説明図
【図８】図１の照明装置で用いる光学部材の配光特性の
説明図
【図９】図１の照明装置で用いる光学部材の一部分の光
路説明図
【図１０】本発明の実施形態２の光学部材の説明図
【図１１】本発明の実施形態２の光学部材の説明図
【図１２】本発明の実施形態２の光学部材の説明図
【図１３】本発明の実施形態２の光学部材の配光特性の
説明図
【図１４】本発明の実施形態２の光学部材の配光特性の
説明図
【図１５】本発明の実施形態３の実施形態の要部断面図
【図１６】本発明の実施形態４の要部斜視図
【図１７】本発明の実施形態４の要部平面図
【図１８】本発明の実施形態４の要部正面図
【図１９】本発明の実施形態５の要部平面図
【図２０】本発明の実施形態６の要部斜視図
【図２１】本発明の実施形態６の要部断面図
【図２２】本発明の実施形態６の要部断面図
【図２３】本発明の実施形態７の要部斜視図
【図２４】本発明の実施形態７の要部斜視図
【符号の説明】
１ カメラ本体 ２ レンズ鏡筒 ３ 照明装置 ４ 光源手段（閃光放電管，閃光発光管） ５，７，８，９，１０ 光学部材（導光部材） ５ａ 入射面 ５ｂ 射出面 ５ｃ1 上面 ５ｃ2 下面 ５ｄ1 ，５ｄ2 側面 １１ 楔形透明部材 １２，１３ 反射部材 １４ フレネルレンズ

Claims (27)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源手段からの光束を光学部材を介し
    て、所定の照射角の照射光として照射する照明装置にお
    いて、 該光学部材は該光源手段に対向した入射面、該入射面か
    らの光束の一部を全反射させる反射面、該入射面と対向
    し、それよりも大きな面積を有し、左右方向へ向かう光
    束に対して集光性を与える被写体側に凸形状の射出面と
    を有し、該反射面は前記入射面からの光束の一部を全反
    射させ、前記射出面が前記入射面よりも大きな面積とな
    るような一定の傾きを持った上下面を含んでおり、該射
    出面は該入射面から入射した光束のうち、該上下面で、
    全反射する光束と、全反射しない光束が射出する領域を
    含んでいることを特徴とする照明装置。
  2. 【請求項２】前記射出面は、曲面と平面とを有すること
    を特徴とする請求項１の照明装置。
  3. 【請求項３】前記上下面は、曲面で構成されていること
    を特徴とする請求項１の照明装置。
  4. 【請求項４】 前記光学部材は光束の進行方向に直交す
    る断面積が入射面から射出面にかけて高次関数的に増加
    する導光部を有していることを特徴とする請求項１又は
    ２の照明装置。
  5. 【請求項５】 前記入射面は平面又は曲面より成ってい
    ることを特徴とする請求項１，２，３又は４の照明装
    置。
  6. 【請求項６】 前記反射面は平面又は曲面より成ってい
    ることを特徴とする請求項１，２，３又は４の照明装
    置。
  7. 【請求項７】 前記射出面は平面又は曲面より成ってい
    ることを特徴とする請求項１，２，３又は４の照明装
    置。
  8. 【請求項８】 前記射出面は光軸近傍が曲面より成り、
    光軸から離れた領域が平面又は該曲面とは形状の異なる
    曲面より成っていることを特徴とする請求項１，２，３
    又は４の照明装置。
  9. 【請求項９】 前記光学部材の光束の進行方向に対する
    上下面は前記入射面と射出面とを結ぶ包絡線を連続させ
    た自由曲面より成っていることを特徴とする請求項１，
    ２，３又は４の照明装置。
  10. 【請求項１０】 前記光源手段は閃光放電管を有し、該
    閃光放電管の有効アーク部のアーク長をＨＬ、該閃光放
    電管の内径と外径を各々Ｈ１，Ｈ２、前記光学部材の入
    射面は矩形状をしており、該矩形状の該アーク長方向と
    それと直交する方向の長さを各々ＤＸ，ＤＹとし、各寸
    法をｍｍ単位で表したとき、 Ｈ１≦ＤＹ≦２×Ｈ２ ＨＬ≦ＤＸ≦ＨＬ＋８（ｍｍ） なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれか１項記載の照明装置。
  11. 【請求項１１】 前記光学部材の側面の入射面に対する
    傾き（側面が曲面のときは接線の傾き）をβ、該光学部
    材の材質の屈折率をｎとしたとき ｛sin -1（１／ｎ）｝／３≦β なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれか１項記載の照明装置。
  12. 【請求項１２】 前記光学部材の材質の屈折率をｎ、該
    光学部材の射出面は曲面を有し、該曲面の接線の前記入
    射面に対して垂直な面との傾きをα、該光学部材の側面
    の入射面に対する傾き（側面が曲面のときは接線の傾
    き）をβ、前記光源手段からの光束の該入射面への最大
    入射角をθmax とするとき α≦２β−θmax ＋sin -1（１／ｎ） なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれか１項記載の照明装置。
  13. 【請求項１３】 前記射出面は中央部が曲面、周辺部が
    前記傾きαで規定される平面より成っていることを特徴
    とする請求項１２の照明装置。
  14. 【請求項１４】 前記射出面は複数の曲面を有している
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項記載の
    照明装置。
  15. 【請求項１５】 前記光学部材は照射光軸に対して非対
    称形状であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれ
    か１項記載の照明装置。
  16. 【請求項１６】 前記光学部材の射出面は照明光軸に対
    して非対称形状より成っていることを特徴とする請求項
    １〜１３のいずれか１項記載の照明装置。
  17. 【請求項１７】 前記光源手段は閃光放電管を有し、前
    記光学部材の照明光軸に対する非対称形状は該閃光放電
    管の光軸中心と該光学部材の射出面の光軸中心を偏心さ
    せたものであることを特徴とする請求項１５の照明装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記光学部材の射出面は矩形開口の曲
    面を有し、該矩形開口の曲面は該光学部材の入射面に対
    して傾いていることを特徴とする請求項１〜１３のいず
    れか１項記載の照明装置。
  19. 【請求項１９】 前記光学部材の射出面は複数の曲面を
    該光学部材の入射面の法線に対して非対称に設けた形状
    より成っていることを特徴とする請求項１〜１３のいず
    れか１項記載の照明装置。
  20. 【請求項２０】 前記光学部材の入射面又は／及び射出
    面は正の屈折力の曲面を有していることを特徴とする請
    求項１〜１３のいずれか１項記載の照明装置。
  21. 【請求項２１】 前記射出面の前方に楔型透明部材を設
    けていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１
    項記載の照明装置。
  22. 【請求項２２】 前記光学部材の上下面側又は／及び側
    面側には該上下面又は／及び射出面から射出した光束を
    被照射側に導光する為の反射板が設けられていることを
    特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項記載の照明装
    置。
  23. 【請求項２３】 前記射出面の前方に該射出面に接着し
    て又は該射出面より所定間隔、離してフレネルレンズを
    設けていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか
    １項記載の照明装置。
  24. 【請求項２４】 前記光源手段は閃光放電管を有し、前
    記フレネルレンズは該閃光放電管の軸方向に対して垂直
    な方向に形成された正の屈折力の形状を有していること
    を特徴とする請求項２３の照明装置。
  25. 【請求項２５】 請求項１〜２４のいずれか１項記載の
    照明装置を有していることを特徴とする撮影装置。
  26. 【請求項２６】 前記照明装置はカメラ本体の一部に摺
    動可能に装着されていることを特徴とする請求項２５の
    撮影装置。
  27. 【請求項２７】 請求項２１記載の照明装置を有した撮
    影装置において、該照明装置の射出面の前方に設けた楔
    形透明部材は下方又は該撮影本体の撮影レンズ側に通過
    光束を偏向させる形状より成っていることを特徴とする
    撮影装置。
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