(57)【要約】  【課題】撮影用照明装置による照明光の色むらを抑える。  【解決手段】発光素子１３１ｂによる青色光、発光素子１３１ｇによる緑色光、および発光素子１３１ｒによる赤色光を、それぞれプリズム１３６により屈折させて各色の光を共通の光軸Ａｘ上に射出させる。プリズム１３６から射出された混色光を拡散板１３７を介してレンズ１３５へ導く。発光素子１３１ｂ、１３１ｇ、および１３１ｒはフレキシブル基板１３８上の所定位置に実装する。  【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色成分の光を発する第１の発光素子と、
前記第１の色成分と異なる第２の色成分の光を発する第２の発光素子と、
前記第１の色成分の光と前記第２の色成分の光とをそれぞれ屈折させ、前記第１の色成分および前記第２の色成分の光の光軸を揃えて射出する屈折部材とを備えることを特徴とする撮影用照明装置。
【請求項２】
第１の色成分の光を発する第１の発光素子と、
前記第１の色成分と異なる第２の色成分の光を発する第２の発光素子と、
前記第１の色成分の光と前記第２の色成分の光とをそれぞれ回折させ、前記第１の色成分および前記第２の色成分の光の光軸を揃えて射出する回折部材とを備えることを特徴とする撮影用照明装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮影用照明装置において、
前記光軸が揃えられた前記第１の色成分および前記第２の色成分の光を拡散する拡散部材をさらに備えることを特徴とする撮影用照明装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮影用照明装置において、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子はフレキシブル基板上に実装されることを特徴とする撮影用照明装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮影用照明装置を備えることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影時に被写体を照明する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影時に被写体を照明する照明装置において、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤ発光ユニットによる混合光を照射するものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１の図２０には、各色の光をダイクロイックプリズムを用いて混合する技術が開示されている。この混合方式によれば、２つの三角プリズムおよび１つの矩形プリズムでダイクロイックプリズムが構成され、これらプリズム間の２つの接合面にそれぞれダイクロイック膜が形成される。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０６９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成では３つのプリズムが必要であり、コスト上昇に加えて照明装置の大型化や質量の増加の要因となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明による撮影用照明装置は、第１の色成分の光を発する第１の発光素子と、第１の色成分と異なる第２の色成分の光を発する第２の発光素子と、第１の色成分の光と第２の色成分の光とをそれぞれ屈折させ、第１の色成分および第２の色成分の光の光軸を揃えて射出する屈折部材とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明による撮影用照明装置は、第１の色成分の光を発する第１の発光素子と、第１の色成分と異なる第２の色成分の光を発する第２の発光素子と、第１の色成分の光と第２の色成分の光とをそれぞれ回折させ、第１の色成分および第２の色成分の光の光軸を揃えて射出する回折部材とを備えることを特徴とする。
請求項１または２に記載の撮影用照明装置はさらに、光軸が揃えられた第１の色成分および第２の色成分の光を拡散する拡散部材を備えてもよい。
第１の発光素子および第２の発光素子はフレキシブル基板上に実装するとよい。
請求項５に記載の発明によるカメラは、請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮影用照明装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、屈折現象を利用したり、回折現象を利用したりすることによって第１の色成分および第２の色成分の光の光軸を揃えるようにしたので、簡単な構成で照明光の色むらが抑えられ、ダイクロイックプリズムを用いる場合に比べて装置の小型化および質量の低減を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による照明装置を装着したカメラシステムの外観図である。図１において、カメラ本体１０に交換可能な撮影レンズ２０が装着されている。カメラ本体１０の被写体側から見て左上部にレリーズボタン１１が設けられ、カメラ本体１０の中央上部に配設されているアクセサリシュー（不図示）に、照明装置３０が装着されている。
【０００８】
図２は、図１のカメラシステムの要部構成を説明するブロック図である。図２において、照明装置３０はＬＥＤモジュール１３１およびＬＥＤモジュール１３１を発光させる発光回路１３２を有する。照明装置３０は、アクセサリシューに備えられている通信用端子３１を介してＬＥＤモジュール１３１の発光開始や発光終了を指示するタイミング信号、発光輝度を指示する信号などをＣＰＵ１０１から受信する。なお、カメラ本体１０に照明装置３０による発光を禁止する設定が行われている場合には、ＣＰＵ１０１が発光を指示する信号を照明装置３０へ出力しないように構成されている。
【０００９】
ＣＰＵ１０１はＡＳＩＣなどによって構成される。ＣＰＵ１０１は、後述する各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。
【００１０】
撮影レンズ２０（図１）を通過してカメラ本体１０に入射した被写体光束は、シャッタユニット１０５を介してＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される撮像素子（不図示）に導かれる。シャッタユニット１０５は、撮影時にＣＰＵ１０１からの指令に応じて所定のタイミングでシャッタ幕を開き、シャッタ速度に対応する露光時間が経過するとシャッタ幕を閉じる。
【００１１】
操作部材１０７はレリーズボタン１１（図１）に連動するレリーズスイッチ、および各種設定を行う操作スイッチ群を含み、操作内容に応じた操作信号をＣＰＵ１０１へ出力する。たとえば、照明装置３０に対する発光許可／発光禁止、および赤目軽減発光などの設定操作に応じて設定操作信号をＣＰＵ１０１へ出力する。
【００１２】
測距装置１０２は、撮影レンズ２０による焦点位置の調節状態を検出し、検出信号をＣＰＵ１０１へ出力する。焦点調節情報の取得は、たとえば、周知の位相差検出方式によって行う。具体的には、撮影レンズ２０の異なる領域を介して入射される２つの焦点検出用光束について、それぞれ不図示のイメージセンサーアレイＡ、およびイメージセンサーアレイＢ上に結像させる。これらイメージセンサーアレイＡ、Ｂに結像した一対の被写体像は、撮影レンズ２０が予定焦点面よりも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦点面より後ろに被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。予定焦点面において被写体の鮮鋭像を結ぶ合焦時には、イメージセンサーアレイＡ、Ｂ上の一対の被写体像が相対的に一致する。したがって、一対の被写体像の相対位置ずれ量を求めることにより、撮影レンズ２０の焦点調節状態、すなわちデフォーカス量が得られる。
【００１３】
ＣＰＵ１０１はレンズ駆動ユニット１０４へ指令を送り、上記デフォーカス量に応じて撮影レンズ２０内のフォーカスレンズ（不図示）を光軸方向に進退駆動させ、撮影レンズ２０の焦点位置を調節する。なお、測距装置１０２による焦点検出信号は主要被写体までの距離（撮影距離）に対応する距離情報となる。
【００１４】
測光装置１０３は、撮影レンズ２０を通して被写体光量を検出し、検出信号をＣＰＵ１０１へ出力する。ＣＰＵ１０１は、この検出信号を用いて被写体輝度を算出し、算出した輝度情報を用いて露出演算を行う。
【００１５】
図３は、照明装置３０の詳細なブロック図である。照明装置３０は、赤色光を発する発光素子１３１ｒ、緑色光を発する発光素子１３１ｇ、および青色光を発する発光素子１３１ｂと、発光回路（ＬＥＤドライバ）１３２と、電源回路１３３と、ＣＰＵ１３４と、レンズ１３５と、プリズム１３６と、拡散板１３７とを含む。発光素子１３１ｒ、発光素子１３１ｇおよび発光素子１３１ｂは、図２のＬＥＤモジュール１３１を構成する。各発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂはフレキシブル基板１３８上の所定位置に実装され、各発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂのそれぞれから射出される光束の広がり角度は同等に構成されている。
【００１６】
電源回路１３３は、照明装置３０の不図示の電源スイッチがオンされるとＣＰＵ１３４および発光回路１３２へ電力を供給する。照明装置３０がカメラ本体１０のアクセサリシュー（不図示）に装着され、電源スイッチ（不図示）がオンされると、照明装置３０側のＣＰＵ１３４とカメラ本体１０側のＣＰＵ１０１との間が通信用端子３１を介して接続される。接続される信号にはＸ接点信号、発光光量を示す信号、シャッタ速度を示す信号などが含まれる。
【００１７】
ＣＰＵ１３４は、演算回路１０１から発光光量を示す信号を受信すると、受信信号に対応する光量の照明光を各発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂから発光させるために必要な駆動電流値、および電流供給時間（すなわち発光時間）を算出する。発光光量は、発光強度および発光時間の積算値で示される。ＣＰＵ１３４は、演算回路１０１からＸ接点のオン信号が入力されると発光回路１３２へ駆動電流値および発光開始を指示し、上記発光時間が経過すると発光停止を指示する。
【００１８】
発光回路１３２は、ＣＰＵ１３４から送信される発光指示に応じて発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂの点灯制御を行う。発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂはそれぞれの発光／非発光、および発光輝度が独立して点灯制御可能に構成されている。赤、緑、青の発光輝度の組み合わせを変えることにより、任意の色温度の照明光が得られる。
【００１９】
プリズム１３６は、発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂから出力された各色光の光軸を揃えて拡散板１３７、レンズ１３５へ導く。一般に、プリズム１３６による光の屈折角は入射光の波長が短いほど大きくなる。したがって、プリズム１３６から射出させる光の光軸Ａｘに対して屈折角が大きい位置から順に発光素子１３１ｂ、１３１ｇ、１３１ｒを配設することにより、各色光の射出光軸を合致させる。ここで、各色光の光軸はそれぞれの光束の中心を通る線とし、プリズム１３６から射出されてレンズ１３５に入射される光束の中心線を光軸Ａｘで表す。
【００２０】
上述したように、各発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂからそれぞれ射出される光束の広がり角度が同等にされているので、各色光の射出光軸を光軸Ａｘに合致させると各色光で照射される範囲も合致する。これにより、各色光の射出光軸が揃っていない場合に比べて、各色が共通に照射される範囲（すなわち、色むらを抑えた混色光で照明される範囲）が広くなる。
【００２１】
発光素子１３１ｂ、１３１ｇ、および１３１ｒをフレキシブル基板１３８上の所定位置に実装したので、プリズム１３６の配設位置に対するフレキシブル基板１３８の配設位置を調節することにより、プリズム１３６から射出される各色光の光軸を揃えることが容易である。具体的には、プリズム１３６から光軸Ａｘ上に射出される光を受光する位置に位置調節用治具である受光センサ（不図示）を配設し、発光素子１３１ｂ、１３１ｇ、および１３１ｒを順次切り替えて発光させながら、受光センサから出力される受光信号が各色光においてそれぞれ最大になるように、フレキシブル基板１３８の配設位置を調節する。
【００２２】
配設位置が調節された各発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂから発光され、プリズム１３６によって合波・射出された混色光は、拡散板１３７およびレンズ１３５を介して所定の照射パターンで図３の左方向へ射出される。拡散板１３７を介することにより、プリズム１３６から射出される各色の光の光軸が厳密に一致していなくても、拡散板１３７による拡散効果によって各色光の照射範囲が揃えられるため、光軸Ａｘから外れた光束によって生じる照明光の色むらを抑えることができる。
【００２３】
また、発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂによる出力光の波長半値幅が広い（たとえば、３０ｎｍ）場合、発光中心波長から外れた波長成分の光は光軸Ａｘから外れて進行する。しかしながら、光軸Ａｘから外れて進行しても拡散板１３７により拡散されるため、光軸Ａｘから外れて進行する光束による照射範囲は、光軸Ａｘ上を進行する光束（発光中心波長付近の光）による照射範囲と同等になる。したがって、波長帯域幅が広い発光素子を用いた場合に生じる照明光の色むらも抑えることができる。
【００２４】
レンズ１３５は、上述したように照射範囲が調節された各色光の混色光を撮影画角内で均一に配光するように構成されている。
【００２５】
以上説明した第一の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）発光素子１３１ｂによる青色光、発光素子１３１ｇによる緑色光、および発光素子１３１ｒによる赤色光を、それぞれプリズム１３６により屈折させて各色の光を共通の光軸Ａｘ上に射出させるようにした。したがって、各色光の射出光軸が不一致の場合に比べて、各色光で共通に照射される範囲が広くなる結果、色むらを抑えた照明光（混色光）を被写界の広い範囲へ照射することができる。また、プリズム１３６による屈折現象を利用して各色光の射出光軸を揃えるようにしたので、合波光学系をプリズム１つで構成でき、照明装置３０の低コスト化、小型化および軽量化を実現できる。
【００２６】
（２）プリズム１３６から射出された混色光を拡散板１３７を介してレンズ１３５へ導くようにしたので、プリズム１３６から射出される各色の光の光軸を厳密に一致させなくても、光軸Ａｘから外れた光束によって生じる照明光の色むらを抑えることができる。これにより、各発光素子１３１ｂ、１３１ｇ、および１３１ｒ（上記の例ではフレキシブル基板１３８）の配設位置の調節時に要求される精度が低くなり、調節工数を低減できる。また、各発光素子による出力光の波長半値幅が広くても（１０ｎｍ〜５０ｎｍ）、光軸Ａｘから外れた波長成分の光束によって生じる照明光の色むらを抑えることができる。これにより、各発光素子に広波長域の発光素子を用いることが可能になり、狭波長域の発光素子を用いる場合に比べて同一駆動電流において高い発光輝度が得られる。
【００２７】
（３）発光素子１３１ｂ、１３１ｇ、および１３１ｒをフレキシブル基板１３８上の所定位置に実装し、プリズム１３６の配設位置に対するフレキシブル基板１３８の配設位置を調節することによってプリズム１３６から射出される各色の光の光軸調節を行うようにした。したがって、発光素子１３１ｂ、１３１ｇ、および１３１ｒを個別に位置調節するよりも、調節作業がやりやすくなる。
【００２８】
（第二の実施形態）
発光素子１３１ｂによる青色光、発光素子１３１ｇによる緑色光、および発光素子１３１ｒによる赤色光を、それぞれ回折光学素子により回折させて各色の光を共通の光軸Ａｘ上に射出させるように構成してもよい。図４は、本発明の第二の実施形態による合波光学系を説明する図である。図３と比べて、プリズム１３６の代わりに回折光学素子１３６Ｂが配設されている点、およびフレキシブル基板１３８の代わりにフレキシブル基板１３８１３８Ｂが配設されている点が異なる。
【００２９】
回折光学素子１３６Ｂは、たとえば、ガラスなどの基板表面に所定の間隔で溝（格子）を形成した透過型位相格子によって構成される。回折光学素子１３６Ｂは、発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂから出力された各色光の光軸を揃えて拡散板１３７、レンズ１３５へ導く。一般に、回折光学素子１３６Ｂによる光の回折角は入射光の波長が長いほど大きくなる。したがって、回折光学素子１３６Ｂから射出させる光の光軸Ａｘに対して屈折角が大きい位置から順に発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂを配設することにより、各色光の射出光軸を光軸Ａｘに合致させる。このため、図３の場合とは各発光素子を実装する順序が異なったフレキシブル基板１３８Ｂが配設されている。
【００３０】
なお、発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂによる各色光の射出光軸を光軸Ａｘに合致させるようにフレキシブル基板１３８Ｂの配設位置を調節する点は、図３の場合と同様である。
【００３１】
以上説明した第二の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）発光素子１３１ｒによる赤色光、発光素子１３１ｇによる緑色光、および発光素子１３１ｂによる青色光を、それぞれ回折光学素子１３６Ｂにより回折させて各色の光を共通の光軸Ａｘ上に射出させるようにした。したがって、第一の実施形態と同様に、色むらを抑えた照明光を被写界の広い範囲へ照射することができる。また、回折光学素子１３６Ｂによる回折現象を利用して各色光の射出光軸を揃えるようにしたので、合波光学系を回折格子１つで構成でき、照明装置３０の低コスト化、小型化および軽量化を実現できる。
【００３２】
（２）回折光学素子１３６Ｂから射出された混色光を拡散板１３７を介してレンズ１３５へ導くようにしたので、回折光学素子１３６Ｂから射出される各色の光の光軸を厳密に一致させなくても、光軸Ａｘから外れた光束によって生じる照明光の色むらを抑えることができる。これにより、第一の実施形態と同様に、フレキシブル基板１３８Ｂの配設位置の調節時に要求される精度が低くなり、調節工数を低減できる。また、各発光素子に広波長域の発光素子を用いることが可能になり、狭波長域の発光素子を用いる場合に比べて同一駆動電流において高い発光輝度が得られる。
【００３３】
上述したプリズム１３６や回折光学素子１３６Ｂの代わりに、ファイバカプラを用いて合波光学系を構成してもよい。この場合には、たとえば、３×１ファイバカプラの３つ入力ポートに発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂによる各色光をそれぞれ入射させ、１つの出力ポートから出力される合波光（混色光）を拡散板１３７、レンズ１３５へ導く。
【００３４】
発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂによる各色光の光軸が一致するようにフレキシブル基板１３８（１３８Ｂ）の配設位置が十分調節されている場合、かつ各色光の波長半値幅が数ｎｍ以下の場合には、拡散板１３７を省略してもよい。
【００３５】
上記の説明では、発光素子１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂを各１つの素子で構成する例を説明したが、複数の発光素子で構成してもよい。この場合には、図３（図４）の紙面に垂直な方向に各発光素子と同色の発光素子を並べてフレキシブル基板１３８（１３８Ｂ）上に実装すればよい。たとえば、赤色光を発する発光素子１３１ｒを複数個備える場合には、赤色光を発する発光素子を垂直方向に並べ、青色光を発する発光素子１３１ｂを複数個備える場合には、青色光を発する発光素子を垂直方向に並べてフレキシブル基板に実装する。
【００３６】
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の発光素子を用いる構成を説明したが、たとえば、ＲＧＢのうち２色の発光素子のみを用いたり、黄色を発する発光素子と青色を発する発光素子とを用いる場合など、２色の発光素子を用いる場合にも本発明を適用できる。
【００３７】
以上の説明では、カメラ本体１０に装着するタイプの外付け照明装置３０を例にあげて説明したが、カメラ本体に照明装置を内蔵させてもよい。
【００３８】
また、カメラ本体１０が電子カメラの場合を説明したが、フィルムカメラの場合にも本発明を適用できる。
【００３９】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明を実施するための最良の形態における各構成要素との対応について説明する。第１の発光素子は、たとえば、発光素子１３１ｒによって構成される。第２の発光素子は、たとえば、発光素子１３１ｇ（１３１ｂ）によって構成される。屈折部材は、たとえば、プリズム１３６によって構成される。回折部材は、たとえば、回折光学素子１３６Ｂによって構成される。拡散部材は、たとえば、拡散板１３７によって構成される。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第一の実施形態による照明装置を装着したカメラシステムの外観図である。
【図２】図１のカメラシステムの要部構成を説明するブロック図である。
【図３】照明装置３０の詳細なブロック図である。
【図４】本発明の第二の実施形態による合波光学系を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…カメラ本体
２０…撮影レンズ
３０…照明装置
１０１、１３４…ＣＰＵ
１３１…ＬＥＤモジュール
１３１ｒ、１３１ｇ、１３１ｂ…発光素子
１３２…発光回路
１３５…レンズ
１３６…プリズム
１３６Ｂ…回折光学素子
１３７…拡散板
１３８、１３８Ｂ…フレキシブル基板
Ａｘ…光軸
【図１】
2006119284.tif 000003
【図２】
2006119284.tif 000004
【図３】
2006119284.tif 000005
【図４】
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