(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ、レンズの全反射面で全反射した光を配光制御して照射対象に効率良く照射することができるストロボ装置を提供すること。【解決手段】ストロボ光を発光する光源２と、該光源２からのストロボ光を全反射させて照射対象に向けて出射させるレンズ３を備えたストロボ装置１において、前記レンズ３の光出射面を光軸に直交する平面部３ａとその少なくとも上下方向両側に配される傾斜面部３ｂとで凸状に構成するとともに、光入射面を多角形面で構成し、その第１の面３ｃを光出射面の前記平面部３ａに集光する面とし、第２の面３ｄを光出射面の前記傾斜面部３ｂに集光する面とし、第３の面３ｅを全反射面３ｆに向かう光の入射面とし、全反射面３ｆで全反射した光を光出射面の前記傾斜面部３ｂに集光するよう構成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストロボ光を発光する光源と、該光源からのストロボ光を全反射させて照射対象に向けて出射させるレンズを備えたストロボ装置において、
前記レンズの光出射面を光軸に直交する平面部とその少なくとも上下方向両側に配される傾斜面部とで凸状に構成するとともに、光入射面を多角形面で構成し、その第１の面を光出射面の前記平面部に集光する面とし、第２の面を光出射面の前記傾斜面部に集光する面とし、第３の面を全反射面に向かう光の入射面とし、全反射面で全反射した光を光出射面の前記傾斜面部に集光するよう構成したことを特徴とするストロボ装置。
【請求項２】
前記レンズの光出射面を構成する前記平面部を左右方向に複数配置し、各平面部の周囲に前記傾斜面部を配したことを特徴とする請求項１記載のストロボ装置。
【請求項３】
前記レンズの全反射面のオフセット形状を有するリフレクタを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のストロボ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影のための補助光としてのストロボ光を照射対象に向けて照射するためのストロボ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、デジタルカメラ等に内蔵されるストロボ装置は、夜間や雨天時等のように周囲が暗い環境下においても所定の撮影有効範囲内での撮影を可能とするためにストロボ光を照射対象に向けて照射するものであって、その構成の一例を図８に示す（特許文献１参照）。
【０００３】
即ち、図８は従来のストロボ装置の断面図であり、図示のストロボ装置１０１は、光源であるＬＥＤ１０２とレンズ１０３をそれぞれの光軸が一致するように配設して構成されている。そして、レンズ１０３には、内底面が凸面を有する凸形状で開口する凹形状の光入射面１０３ａと、中央部と外周部とが異なる形状又は曲率で形成された凸部１０３ｂと該凸部１０３ｂの外周部に形成された平面部１０３ｃとで構成された光出射面１０３ｄと、光入射面１０３ａと光出射面１０３ｄの間に位置する全反射面１０３ｅが設けられている。
【特許文献１】特開２００７−１４２１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８に示すストロボ装置１０１においては、ＬＥＤ１０２から出射してレンズ１０３の全反射面１０３ｅにて全反射した光が光出射面１０３ｄの平面部１０３ｃからそのまま出射して集光するため、ストロボの目的とする配光（上下方向２２．５°、左右方向３０°の広がり）をクリアするためにはレンズ１０３の全反射面１０３ｅの傾きが急になり、該全反射面１０３ｅで全反射することができない光が増えて効率が悪くなるという問題がある。
【０００５】
レンズ１０３の光出射面１０３ｄの平面部１０３ｃから出射される光を広げるには、全反射面１０３ｅの傾きを緩やかにする必要があり、全反射面１０３ｅの傾きを緩やかにするとレンズ１０３の幅が広くなってストロボ装置１０１が大型化するという問題が発生する。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、小型化を図りつつ、レンズの全反射面で全反射した光を配光制御して照射対象に効率良く照射することができるストロボ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ストロボ光を発光する光源と、該光源からのストロボ光を全反射させて照射対象に向けて出射させるレンズを備えたストロボ装置において、前記レンズの光出射面を光軸に直交する平面部とその少なくとも上下方向両側に配される傾斜面部とで凸状に構成するとともに、光入射面を多角形面で構成し、その第１の面を光出射面の前記平面部に集光する面とし、第２の面を光出射面の前記傾斜面部に集光する面とし、第３の面を全反射面に向かう光の入射面とし、全反射面で全反射した光を光出射面の前記傾斜面部に集光するよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記レンズの光出射面を構成する前記平面部を左右方向に複数配置し、各平面部の周囲に前記傾斜面部を配したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記レンズの全反射面のオフセット形状を有するリフレクタを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レンズの光出射面を光軸に直交する平面部とその少なくとも上下方向両側に配される傾斜面部とで凸状に構成するとともに、光入射面を多角形面で構成し、その第１の面を光出射面の前記平面部に集光する面とし、第２の面を光出射面の前記傾斜面部に集光する面とし、第３の面を全反射面に向かう光の入射面とし、全反射面で全反射した光を光出射面の前記傾斜面部に集光するよう構成したため、レンズの光入射面の第２及び第３の面からレンズに入射した光を光出射面の傾斜面部に集光して目的の方向に向けて出射させ、照射対象にストロボ光を効率良く照射することができる。
【００１１】
又、レンズの全反射面で全反射した光を光出射面によって配光制御して照射対象に効率良く照射することができる結果、レンズの幅寸法（上下方向寸法）を小さく抑えてストロボ装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るストロボ装置の斜視図、図２は同ストロボ装置の分解斜視図、図３は同ストロボ装置の平面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５は図３のＢ−Ｂ線断面図、図６はストロボ光の出射方向と照射領域を示す図である。
【００１４】
本発明に係るストロボ装置１は、例えばデジタルカメラに内蔵されるものであって、幅方向（図５の紙面垂直方向）に長いキセノン管（Ｘｅ管）等から成る円管状の光源２と、該光源２から出射されるストロボ光を全反射させて照射対象である不図示の被写体に向けて照射するレンズ３と、該レンズ３の周囲と前記光源２を覆うリフレクタ４とを筐体５に組み込んで構成されている。
【００１５】
図１〜図４に示すように上記レンズ３の光出射面（上面）は、幅方向（左右方向）に並設された３つの四角錐台３Ａによって構成されており、各四角錐台３Ａは、図５に示すように、光軸に直交する平面部３ａとその周囲に配された４つの傾斜面部３ｂとで凸状に構成されている。
【００１６】
又、レンズ３の光源２に対向する凹状の光入射面は多角形面で構成されており、その第１の面３ｃは光出射面の平面部３ａと平行な凸面を成している。そして、この第１の面３ｃの両側には、光出射面の傾斜面部３ｂと略平行な凸面を成す第２の面３ｄが形成されており、各第２の面３ｄに連なる第３の面３ｅは、光軸に略平行の（実際には金型の抜き勾配（角度５°）だけ傾斜している）平面を成している。更に、レンズ３の光入射面と光反射面以外の上下（図５の左右）の周面は、所定の曲率の凸曲面を成す全反射面３ｆを構成している。
【００１７】
他方、前記リフレクタ４は、レンズ３の全反射面３ｆのオフセット形状を成して全反射面３ｆに対面する第１の反射部４ａと光源２の半周を覆う第２の反射部４ｂを備えており、第２の反射部４ｂは、光源２を中心とする半同心円筒を成している。
【００１８】
次に、以上のように構成されたストロボ装置１の作用について説明する。
【００１９】
本実施の形態に係るストロボ装置１は、夜間や雨天時等のように周囲が暗い環境下においても所定の撮影有効範囲内での撮影を可能とするためにストロボ光を被写体に向けて照射するものであって、撮影に必要な十分な明るさが確保されない場合には、不図示のシャッターボタンの操作に同期してストロボ装置１の光源２からストロボ光が出射される。
【００２０】
図５に示すように、光源２から放射状に放射されるストロボ光のうち、例えば光軸と平行に進む光Ｌ１はレンズ３の光入射面の第１の面３ｃからレンズ２に入射してそのまま直進し、屈折することなく光出射面の平面部３ａから光軸方向に被写体に向かって出射される。尚、レンズ３の光入射面の第１の面３ｃは凸状円弧面を成しているため、該第１の面３ｃからレンズ３に入射した光は光出射面の平面部３ａに向かって放射状に広がり、例えば図５に示す光Ｌ１’は平面部３ａから出射されて被写体の上下方向中心部を照明する。
【００２１】
又、光源２から放射状に放射されるストロボ光のうち、レンズ３の光入射面の第２の面３ｄからレンズ３に入射した光Ｌ２は、光出射面の傾斜面部３ｂに集光し、屈折することなくそのまま直進して傾斜面部３ｂからそのまま出射し、光Ｌ２’は屈折してレンズ３内を光出射面の傾斜面部３ｂに向かって進み、傾斜面部３ｂの端部から光軸中心に向かって出射する。ここで、レンズ３の光出射部の傾斜面部３ｂから出射する光Ｌ２は、光軸方向に対して上下方向に所定角度θ（２２．５°）だけ広がる方向に出射される。尚、光源２から放射される光の挙動は光軸を境として上下対称であるため、図５には片側半分における光の挙動を示す。
【００２２】
更に、光源２から放射状に放射されるストロボ光のうち、レンズ３の光入射面の第３の面３ｅからレンズ３に入射した光Ｌ３は、レンズ３の全反射面３ｆで全反射して光出射面の傾斜面部３ｂに集光し、傾斜面部３ｂから光軸方向に対して上下方向に所定角度θ（２２．５°）だけ中心方向に向かって出射して被写体の中心部を照射する。尚、レンズ３の全反射面３ｆで全反射しないで全反射面３ｆからレンズ３外へと出射される光は、リフレクタ４の第１の反射部４ａで反射してレンズ３に再入射され、レンズ３の光出射面から出射して被写体の照射に供される。又、光源２からリフレクタ４の半円筒状の第２の反射部４ｂに向かって放射された光Ｌ４は、第２の反射部４ｂにて前方方向に反射される。
【００２３】
ところで、ストロボの配光規格（上下方向２２．５°、左右方向３０°の広がり）をクリアするために、レンズ３の光入射面の第３の面３ｅから入射した光Ｌ３は、前述のようにレンズ３の全反射面３ｆで全反射して光出射面の傾斜面部３ｂに集光し、傾斜面部３ｂから光軸方向に対して上下方向に所定角度θ（２２．５°）だけ中心方向に向かって出射するよう光出射面の傾斜面部３ｂの傾斜角を設定したが、これだけでは必要十分な強度分布が得られない。
【００２４】
然るに、本実施の形態では、レンズ３の光入射面に第２の面３ｄを形成し、前述のように第２の面３ｄからレンズに入射した光Ｌ２は、光出射面の傾斜面部３ｂに集光し、屈折することなくそのまま直進して傾斜面部３ｂからそのまま出射し、光Ｌ２’は屈折してレンズ３内を光出射面の傾斜面部３ｂに向かって進み、傾斜面部３ｂの端部から光軸中心に向かって出射するようにしたため、光出射面の傾斜面部３ｂから上下方向に所定角度θ（２２．５°）だけ中心方向に向かって出射する光の強度が高められる。尚、上下方向の配光は、レンズ３の光出射面の平面部３ａのサイズと傾斜面部３ｂの傾斜角によって制御される。
【００２５】
又、レンズ３の光入射面の中心付近の第１の面３ｃからレンズ３に入射した光は，光出射面の平面部３ａに向かって放射状に広がり、平面部３ａから放射状に出射して被写体の上下方向中心部分に照射される。
【００２６】
以上の結果、本実施の形態では、図６に示すように、レンズ３の光出射面の平面部３ａから出射する光は、ストロボ装置１から所定距離だけ離れた位置に設置された観測面６上の上下方向中心領域Ｒ１を照明し、光出射面の傾斜面部３ｂから出射する光は、観測面６上の上下方向中心から少なくとも角度２２．５°の範囲の領域Ｒ２，Ｒ３を照明する。
【００２７】
又、観測面６上の左右方向の配光は、レンズ３の光出射面の３つの円錐台３Ａの左右方向の傾斜面部３ｂ（図４参照）の傾斜角によって制御され、観測面６上の左右方向中心から左右に少なくとも角度３０°の範囲の領域を照射することができる。尚、本実施の形態では、レンズ３の光出射面を形成する平面部３ａと傾斜面部３ｂを共に平坦な平面としたが、自由表面或いはフレネルレンズとしても良い。
【００２８】
以上において、本実施の形態では、レンズ３の光出射面を光軸に直交する平面部３ａとその周囲に配される４つの傾斜面部３ｂとで構成するとともに、光入射面を多角形面で構成し、その第１の面３ｃを光出射面の前記平面部３ａに集光する面とし、第２の面３ｄを光出射面の前記傾斜面部３ｂに集光する面とし、第３の面３ｅを全反射面３ｆに向かう光の入射面とし、全反射面３ｆで全反射した光を光出射面の前記傾斜面部３ｂに集光するよう構成したため、レンズ３の光入射面の第２の面３ｄと第３の面３ｅからレンズ３に入射した光を光出射面の傾斜面部３ｂに集光し、傾斜面部３ｂによって光を目的の方向に向けて出射させることができる。このため、所望の配光を得ることができ、ストロボ光を照射対象である被写体に向けて効率良く照射することができる。
【００２９】
又、レンズ３の全反射面３ｆで全反射した光を光出射面によって配光制御して照射対象に効率良く照射することができる結果、レンズ３の幅寸法（上下方向寸法）を小さく抑えてストロボ装置１の小型化を図ることができる。
【００３０】
更に、本実施の形態では、レンズ３の光出射面を幅方向（左右方向）に並設された３つの四角錐台３Ａによって構成したため、ストロボ装置１の意匠的に斬新なデザインが可能となる。
【００３１】
尚、レンズ３の光出射面としては、本実施の形態において示したもの以外に、例えば図７（ａ）に示すように２つの四角錐台３Ａを幅方向（左右方向）に並設したもの、図７（ｂ）に示すように１つの四角錐台３Ａで構成したもの、図７（ｃ）に示すように多角錐台（８角錐台）３Ａ’で構成されたもの、図７（ｄ）示すように平面部３ａの上下にのみ傾斜面部３ｂを配したもの等が考えられ、それぞれに特徴的なデザインが得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、デジタルカメラ、スチルカメラ、ビデオカメラ等に搭載されるストロボ装置の他、店舗照明、住宅照明、遊技機照明等に対しても適用範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るストロボ装置の斜視図である。
【図２】本発明に係るストロボ装置の分解斜視図である。
【図３】本発明に係るストロボ装置の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明に係るストロボ装置におけるストロボ光の出射方向と照射領域を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るストロボ装置のレンズの変形例を示す平面図である。
【図８】従来のストロボ装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１          ストロボ装置
２          光源
３          レンズ
３Ａ        レンズの四角錐台
３Ａ’      レンズの多角錐台
３ａ        光出射面の平面部
３ｂ        光出射面の斜面部
３ｃ        光入射面の第１の面
３ｄ        光入射面の第２の面
３ｅ        光入射面の第３の面
３ｆ        レンズの全反射面
４          リフレクタ
４ａ        リフレクタの第１の反射部
４ｂ        リフレクタの第２の反射部
５          筐体
６          観測面
Ｌ１〜Ｌ４  光
Ｒ１〜Ｒ３  光の照射領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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