(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられた発散光を前方に照射する照明装置において、
前記光源から斜め前方に射出した光が入射する第１入射面と、この第１入射面を通過して来た光を前方側に全反射させる全反射面と、前記光源から主に前方に射出した光が入射する正の屈折面である第２入射面と、この第２入射面を通過して来た光および前記全反射面で全反射した光を射出させる射出面とを有して、前記光源の中心よりも前方に配置されたプリズム、および、
前記光源から側方あるいは後方に射出した光を主に前方に反射させる反射鏡を備え、
前記プリズムの射出面が、水平な照射光軸よりも上側を向く形状とされ、
前記第１入射面と全反射面との組が、前記照射光軸を含む水平面を挟んで上下に１組ずつ配置され、
２つの全反射面のうち上側の全反射面が前記水平面となす角度が、下側の全反射面が前記水平面となす角度より大とされるとともに、
前記第２入射面が、水平な照射光軸よりも上側を向く形状とされたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記プリズムの射出面が、カメラの外観表面であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はカメラ等に用いられる照明装置に関し、特に詳細には、集光効率の向上および小型化を図った照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ等に用いられるストロボ照明装置は、基本的に、光源と、この光源から発せられた発散光を前方側に導く反射鏡やプリズム等の光学部材とで構成されている。
【０００３】
このような照明装置において、光源から発せられた光をより多く所望画角内に集光するために従来より、
（１）  特開平４−１３８４３８号公報に示されるように、光源から側方あるいは後方に射出した光を前方側に向けて反射させる全反射面を有するプリズムを用いる。
【０００４】
（２）  特公平６−１０７１２号公報に示されるように、反射鏡を前方側（被写体側）に長く延ばして深くする。
【０００５】
等の構成が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記（１）の構成においては、プリズムの光入射面（光源から射出した光を入射させ、上記全反射面に向けて屈折させる面）の一部が光源の後方まで延びているため、十分に小型化することは難しいという問題があった。
【０００７】
また上記（２）の構成においては、集光効率を上げようとすると反射鏡が長くなってしまい、それにより、照明装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、集光効率が高く、十分小型に形成され得る照明装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による照明装置は、前述したように光源から発せられた発散光を前方に照射する照明装置において、
光源から斜め前方に射出した光が入射する第１入射面と、この第１入射面を通過して来た光を前方側に全反射させる全反射面と、光源から主に前方に射出した光が入射する正の屈折面である第２入射面と、この第２入射面を通過して来た光および上記全反射面で全反射した光を射出させる射出面とを有して、光源の中心よりも前方に配置されたプリズム、および、
光源から側方あるいは後方に射出した光を主に前方に反射させる反射鏡を備え、
前記プリズムの射出面が、水平な照射光軸よりも上側を向く形状とされ、
前記第１入射面と全反射面との組が、前記照射光軸を含む水平面を挟んで上下に１組ずつ配置され、
２つの全反射面のうち上側の全反射面が前記水平面となす角度が、下側の全反射面が前記水平面となす角度より大とされるとともに、
前記第２入射面が、水平な照射光軸よりも上側を向く形状とされたことを特徴とするものである。
【００１０】
なお上記の構成において、プリズムの射出面は、主に上記全反射面で全反射した光を射出させる第１射出面と、主に第２入射面を通過して来た光を射出させる第２射出面とに分割され、第１射出面が照射光軸に対して傾斜することにより、プリズムの射出面が全体として断面凹形状とされるのが望ましい。
【００１１】
また上記プリズムの第１入射面は、照射光軸に対して２〜30°傾斜した平面であるのが望ましい。
【００１２】
また、上記反射鏡の有効部分の奥行きｘr および間口ｙr はそれぞれ、光源の直径をＤとしたとき、
Ｄ／２≦ｘr ≦Ｄ、  Ｄ＜ｙr ≦２Ｄ
の範囲にあるのが望ましい。
【００１３】
一方、上記プリズムの第１入射面の光源側の端点での間口ｙp1は、光源の直径をＤとしたとき、
Ｄ≦ｙp1≦２Ｄ
の範囲にあるのが望ましい。
【００１４】
さらに、上記プリズムの射出面は、カメラの外観表面とされるのが望ましい。
【００１５】
【作用および発明の効果】
上記構成を有する本発明の照明装置において、光源から主に前方に射出した光はプリズムの第２入射面に入射し、正の屈折面であるこの第２入射面によって集光されて前方側に射出する。また、光源から斜め前方に射出した光はプリズムの第１入射面に入射し、そこを通過した後全反射面で全反射して前方側に射出する。一方、光源から側方あるいは後方に射出した光は反射鏡に入射し、そこで主に前方に反射するから、プリズムを光源の中心よりも前方に配置していても、集光効率が低下することはない。
【００１６】
以上の通り本発明の照明装置においては、光源から側方あるいは後方に射出した光は、一般に薄く形成できる反射鏡により主に前方に反射させるようにし、プリズムは、光源から主に前方および斜め前方に射出した光のみが入射するように、光源の中心よりも前方に配置しているので、プリズムの前端が低くなって小型化し、また装置の奥行寸法も小さくなって、装置の小型化が可能になる。
【００１７】
そして、プリズムでの全反射は、反射鏡における反射よりも反射効率が高いので、本発明の照明装置は、従来の反射鏡を用いる照明装置と比べて、光源から出た光の利用効率を高めることができる。
【００１８】
さらに、光源から斜め前方に射出した光はプリズムの第１入射面で屈折してから全反射面に入射するようになるので、この全反射面が比較的小さくて済み、この点からもプリズムが小型化し、ひいては装置全体の小型化が達成される。
【００１９】
また本発明の照明装置においては、プリズムの形状を変えることにより、配光特性の調整も容易なものとなる。
【００２０】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。ここでまず、本発明に対する参考例について説明する。図２、３および４はそれぞれ、本発明に対する第１参考例によるストロボ照明装置の側面形状、平面形状および斜視形状を示すものであり、また図１はこのストロボ照明装置の要部の側面形状を示している。なお図１の（Ａ）と（Ｂ）に示される装置自体は互いに同じものであり、（Ａ）では光源10から発せられてプリズム11に入射する光の軌跡を、（Ｂ）では光源10から発せられて反射鏡12に入射する光の軌跡を示してある。
【００２１】
このストロボ照明装置は、例えばＸｅ（キセノン）管等の光源10と、この光源10の中心よりも前方に配された透明部材製プリズム11と、光源10の後方から側方にかけて配された反射鏡12とから構成されている。なお図２〜４における30はカメラ本体、35は照明装置のケース、36は発光制御用トリガー、37は光源保持用のシリコンバンドである。
【００２２】
図１に示されているようにプリズム11は、第１入射面11ａと、正の屈折面である第２入射面11ｂと、全反射面11ｃと、射出面11ｄとを有している。同図（Ａ）に示されているように、光源10から主に前方に射出した光はプリズム11の第２入射面11ｂに入射し、正の屈折面であるこの第２入射面11ｂによって集光されて前方側に射出する。また、光源10から斜め前方に射出した光はプリズム11の第１入射面11ａに入射し、そこを通過した後全反射面11ｃで全反射する。この全反射面11ｃで全反射した光は、射出面11ｄから前方側に射出して、主に照射光軸をはさんで反対側の被写体を照射する。
【００２３】
上記全反射面11ｃの断面形状としては、楕円、円弧、複数の円弧の組合わせ、平面、あるいはこれらを複数組み合わせたもの等を採用することができる。
【００２４】
なお、光源10から斜め前方に射出した光は、プリズム11の第１入射面11ａにおいて照射光軸Ｏとなす角度が増大する方向に屈折してから全反射面11ｃに入射するので、この全反射面11ｃが比較的小さくて済み、プリズム11を小型に形成することができる。ちなみに、このようなプリズム11の代わりに前記特公平６−１０７１２号公報に示されるような反射鏡を用いる場合は、上述のような屈折は生じないから、光源10から斜め前方に射出した光線ａを前方側に向けて反射させるためには、図１の（Ａ）に破線で示すように反射鏡を点Ａまで大きく延ばす必要がある。
【００２５】
一方、図１の（Ｂ）に示されているように、光源10から側方あるいは後方に射出した光は反射鏡12に入射し、そこで主に前方に反射する。なおこの反射鏡12は、アルミ板や、モールド部品にアルミ蒸着したもの等から形成することができる。またその断面形状としては、楕円、双曲線、円弧、複数の円弧の組合わせ、あるいはこれらを複数組み合わせたもの等を採用することができる。
【００２６】
以上の通りこの照明装置においては、光源10から側方あるいは後方に射出した光は、薄い反射鏡12により主に前方に反射させる一方、プリズム11は光源10の中心よりも前方に配置するとともに、その全反射面11ｃを小さく形成していることから、プリズム11の前端の高さｙp2が小さくなって小型化し、また装置の奥行寸法ｘp2も小さくなって、装置の小型化が可能になる。
【００２７】
なおプリズム11の第１入射面11ａは、照射光軸Ｏに対して２〜５°程度傾斜していた方が、成形性が良くなり、表面反射も少なくなって入射効率が向上するので好ましい。ただし、この傾斜が大き過ぎると、第１入射面11ａでの光の屈折角が小さくなるので、全反射面11ｃの前方側の端点を前に延ばさなくてはならず、プリズム11が大型化するので、この傾斜角θp2は最大でも30°程度とする。
【００２８】
一方、反射鏡12の有効部分の奥行きｘr および間口ｙr はそれぞれ、光源の直径をＤとしたとき、
Ｄ／２≦ｘr ≦Ｄ、    Ｄ＜ｙr ≦２Ｄ
の範囲にあるのが望ましい。
【００２９】
すなわち、Ｄ／２＞ｘr であると、プリズム11を後方へ延ばさなければならず、プリズム11が大型化してしまう。また、ｘr ＞Ｄであると、従来の反射鏡と同様に、ｘr の増大に伴なってｙr を大きくしなければならない。そのとき、反射鏡12で反射した光を第２入射面11ｂに向かわせるためには、第１入射面11ａの光源側の端点での間口ｙp1についてｙr ≦ｙp1の関係を維持するのが好ましいので、結果的にｙp1も増大し、プリズム11が大型化してしまう。また、その場合、斜め前方へ向かう光が反射鏡12に向かうようになるので、プリズム11を用いる優位性が半減してしまう。
【００３０】
一方Ｄ≧ｙr の場合には、上記Ｄ／２≦ｘr の関係を満足させると、反射鏡12の断面形状が、開口部に近付く程間口が小さくなる先すぼまりの形状となり、集光効率が良くならない。また、部品製造上も不利となる。ｙr ＞２Ｄの場合には、上記ｙr ≦ｙp1の関係を維持したときにｙp1が増大して、プリズム11が大型化してしまう。
【００３１】
さらに、プリズム11の第１入射面11ａの光源10側の端点での間口ｙp1は、光源10の直径をＤとしたとき、
Ｄ≦ｙp1≦２Ｄ
の範囲にあるのが望ましい。すなわちＤ＞ｙp1であると、反射鏡12で反射した光を効率良く第２入射面11ｂに導くことが難しくなる。一方プリズム11は、光源10が発生する熱の影響を少なくするために、光源10の外面からある程度距離を置いて配置する必要がある。第１入射面11ａの光源側の端点Ｐ1 と光源10との距離はｘp1（図１参照）とｙp1とで決まるが、少なくともｙp1＝２Ｄあれば、光源10との距離は熱の影響を避ける上で十分である。したがって、ｙp1＞２Ｄとしてもプリズム11が大型化するばかりで、意味がなくなる。
【００３２】
なお、本参考例における反射鏡12は、ほぼ断面半円状の部分と、その両端にそれぞれ連なる直線状部分とからなるものであるが、上記直線状部分は省かれても構わない。
【００３３】
この第１参考例装置において、プリズム11の射出面11ｄは、主に全反射面11ｃで全反射した光を射出させる部分と、主に第２入射面11ｂを通過して来た光を射出させる部分とが互いに同一平面とされているので、図２に示されるように、この射出面11ｄをそのままカメラの外観表面として用いることができる。
【００３４】
また光源10としては、長手方向を有する直管状のものや、あるいは球状のものを採用することができる。前者を採用する場合、プリズム11は長手方向を有して、光源10の長手方向とほぼ平行に延びるものとされる。後者を採用する場合、プリズム11は照射光軸Ｏに関して回転対称のものとされる。
【００３５】
そして反射鏡12の形状、プリズム11の全反射面11ｃの形状や傾斜、第２入射面11ｂの形状は、所望の配光特性が得られるように調整される。
【００３６】
次に、本発明に対する第２参考例を説明する。図５は、この第２参考例のストロボ照明装置の側面形状を示すものである。なおこの図５でも、（Ａ）と（Ｂ）に示される照明装置自体は互いに同じものであり、（Ａ）では光源10から発せられてプリズム21に入射する光の軌跡を、（Ｂ）では光源10から発せられて反射鏡12に入射する光の軌跡を示してある。また、この図５において、図１中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。
【００３７】
この第２参考例のストロボ照明装置は、第１参考例装置のものとは異なるプリズム21が用いられたものである。このプリズム21は、第１入射面21ａと、正の屈折面である第２入射面21ｂと、全反射面21ｃと、射出面21ｄ、21ｅとを有しているが、全反射面21ｃの傾きθp2が比較的小さく設定され、プリズム前面の上下寸法ｙp2を小さくできるようにしてある。
【００３８】
しかしこの場合は、全反射面21ｃで全反射した光の照射角が大きくなりがちであるので、これを補正する射出面形状が採用されている。すなわち、プリズム21の射出面は、主に全反射面21ｃで全反射した光を射出させる第１射出面21ｄと、主に第２入射面21ｂを通過して来た光を射出させる第２射出面21ｅとに分割され、上記第１射出面21ｄが照射光軸Ｏに対して傾斜することにより、プリズム21の射出面が全体として断面凹形状とされている。したがって、全反射面21ｃで全反射した光は第１射出面21ｄを通過する際、照射角が小さくなる方向に屈折する。
【００３９】
なお、上記第１射出面21ｄと第２射出面21ｅとがつながる部分が谷状になっていると、そこにゴミ等がたまりやすくなるので、それを防止するために、第１射出面21ｄと第２射出面21ｅとを適当な曲面部分を介して接続してもよい。
【００４０】
次に、本発明に対する第３参考例を説明する。図６は、この第３参考例のストロボ照明装置の側面形状を示すものである。この第３参考例装置におけるプリズム31は、第１入射面31ａと、正の屈折面である第２入射面31ｂと、全反射面31ｃと、射出面31ｄとを有し、光源10を保護するプロテクタを兼ねている。そしてこのプリズム31の射出面31ｄは、カメラ本体30の傾いた前面と整合するように、照射光軸Ｏに対して傾けられている。
【００４１】
次に、本発明の第１実施例を説明する。図７は、本発明の第１実施例によるストロボ照明装置の側面形状を示すものである。この第１実施例装置におけるプリズム41も、第３参考例装置のプリズム31と同様、第１入射面41ａと、正の屈折面である第２入射面41ｂと、全反射面41ｃと、射出面41ｄとを有し、光源10を保護す るプロテクタを兼ねている。そしてこのプリズム41の射出面41ｄは、カメラ本体30の傾いた前面と整合するように、照射光軸Ｏに対して傾けられている。
【００４２】
先に説明した第３参考例装置では、プリズム31の射出面31ｄを照射光軸Ｏに対して傾けたことにより、照射光が下側に偏る傾向がある。そこでこの第１実施例では、上側の全反射面41ｃは傾きを比較的大とする一方、下側の全反射面41ｃは傾きを比較的小とするとともに、第２入射面41ｂも照射光軸Ｏに対して傾けられている。このようにすることにより、図６と図７の光線軌跡を比較すると明らかなように、上述した照射光の偏りが補正される。
【００４３】
次に図８、９および１０を参照して、本発明に対する第４参考例を説明する。図８、９はそれぞれ、この第４参考例のストロボ照明装置の平面形状、側面形状を示すものであり、また図１０はそれに用いられているプリズム51の斜視形状を示している。なお図８では、反射鏡12を省いてある。
【００４４】
この第４参考例装置におけるプリズム51も、第１入射面51ａと、正の屈折面である第２入射面51ｂと、全反射面51ｃと、射出面51ｄとを有している。そしてこのプリズム51の射出面51ｄは、縦フレネルレンズ形状とされている。
【００４５】
プリズム51の射出面51ｄを上記のような形状としたことにより、直管状の光源10からの光をその長手方向に集光して、所望の配光特性を得ることができる。なおこれとは反対に、フレネルレンズの形状次第で、直管状の光源10の長手方向に光を発散させることも可能である。
【００４６】
次に図１１を参照して、本発明に対する第５参考例を説明する。図１１は、この第５参考例のストロボ照明装置の平面形状を示すものである。なおこの実施例でも、上記各実施例および参考例に用いられたものと同様の反射鏡12が設けられるが、図示は省略してある。この第５参考例装置におけるプリズム61の射出面61ｄは、シリンドリカルレンズ形状とされている。それにより、直管状の光源10からの光をその長手方向に集光して、所望の配光特性を得ることができる。なおこれとは反対に、シリンドリカルレンズの形状次第で、直管状の光源10の長手方向に光を発散させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に対する第１参考例の照明装置の要部の側面図
【図２】上記第１参考例装置の一部破断側面図
【図３】上記第１参考例装置の一部破断平面図
【図４】上記第１参考例装置の斜視図
【図５】本発明に対する第２参考例の照明装置の側面図
【図６】本発明に対する第３参考例の照明装置の側面図
【図７】本発明の第１実施例による照明装置の側面図
【図８】本発明に対する第４参考例の照明装置の平面図
【図９】上記第４参考例装置の側面図
【図１０】上記４参考例装置の一部を示す斜視図
【図１１】本発明に対する第５参考例の照明装置の平面図
【図１】
0003685516.tif 000002
【図２】
0003685516.tif 000003
【図３】
0003685516.tif 000004
【図４】
0003685516.tif 000005
【図５】
0003685516.tif 000006
【図６】
0003685516.tif 000007
【図７】
0003685516.tif 000008
【図８】
0003685516.tif 000009
【図９】
0003685516.tif 000010
【図１０】
0003685516.tif 000011
【図１１】
0003685516.tif 000012