(57)【要約】【課題】主に正レンズ部の射出光の配光むらを解消又は低減する。【解決手段】光源１３と、光源１３の径方向を含む断面において光源１３からの光束を略光軸上に集光させる第１の光学部材１２と、光軸中心付近に設けられ、第１の光学部材１２による集光領域からの光束が入射する正レンズ部１１２を有する第２の光学部材１１とを備え、正レンズ部１１２の前面に、この射出光を拡散させる拡散面１１２ａが形成されている。【選択図】　図１
2004069723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
この光源の径方向を含む断面において前記光源からの光束を略光軸上に集光させる第１の光学部材と、
光軸中心付近に設けられ、前記第１の光学部材による集光領域からの光束が入射する正レンズ部を有する第２の光学部材とを備え、
前記正レンズ部の前面に、この射出光を拡散させる拡散面が形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記拡散面が、前記正レンズ部の前面のうち光軸中心付近の領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
光源と、
この光源の径方向を含む断面において前記光源からの光束を略光軸上に集光させる第１の光学部材と、
光軸中心付近に設けられ、前記第１の光学部材による集光領域からの光束が入射する正レンズ部を有する第２の光学部材とを備え、
前記正レンズ部の前面に、前記正レンズ部の射出光を拡散させる拡散部材が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
前記拡散部材が、前記正レンズ部の射出光のうち光軸中心付近の射出光を拡散させることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第２の光学部材は、前記正レンズ部の周辺に前記集光領域からの光束に集光作用を及ぼすフレネルレンズ部を有し、
前記光源および前記第１の光学部材が、前記第２の光学部材に対して光軸方向に一体的に移動可能に配置されており、
前記光源および前記第１の光学部材の移動により、光照射範囲が変化することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記光源および前記第１の光学部材の光軸方向の移動に応じて、前記拡散部材を前記正レンズ部の前面に進退させる駆動機構を有しており、
この駆動機構は、前記光源および前記第１の光学部材が前記第２の光学部材に対して第１の位置にあるときに前記拡散部材を前記正レンズ部の前面に進入させ、第２の位置にあるときに前記拡散部材を前記正レンズ部の前面から退避させ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】
前記光源および前記第１の光学部材が、前記第１の位置にあるときに前記光照射範囲を広角とし、前記第２の位置にあるときに前記光照射範囲を狭角とすることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光源が光軸と直交する方向に延びる放電管であり、
前記拡散面が、前記放電管の長手方向に沿って形成されている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９】
前記光源が光軸と直交する方向に延びる放電管であり、
前記拡散部材が、前記放電管の長手方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の照明装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の照明装置を有することを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等の撮影装置に用いられる照明装置に関するものであり、具体的には配光むらを解消又は低減することが可能な光学部材の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ等の撮影装置に用いられている照明装置においては、光源から様々な方向に射出した光束を効率良く必要な照射範囲内に集光させるために、従来種々の提案がなされている。特に近年では、光源の前方に配置されるフレネルレンズの代わりに、プリズムやライトガイド等の全反射を利用した光学部材を配置することによって、集光効率の向上と小型化とを図った照明装置が提案されている。
【０００３】
一方、撮影レンズのズームが可能な撮影装置に、照射範囲が固定されたタイプの照明装置が搭載されると、特に必要照射範囲が狭いテレ状態において、不要な範囲にまで照明光が照射されることになり、エネルギロスが大きくなったり必要照射範囲内での光量不足が生じたりする。この不都合を解消するため、撮影画角に応じて照明光の照射範囲を変更させることができるようにした照明装置が提案されている。
【０００４】
照射範囲を可変としたタイプの照明装置としては、特開２００１−６６６７２号公報にて提案されているように、光源の前方に配置され、入射光束の少なくとも一部を全反射させて最も集光させた状態を形成する光学プリズムと、この光学プリズムの被写体側に配置した第１および第２の光学パネルとを有し、これら２つの光学パネルの相対的位置を変化させることによって照射範囲を可変とするものがある。
【０００５】
また、特開平７−２７０８６５号公報で提案されているストロボ装置のように、照射角度を広げる目的で照射方向の最前面に拡散板と反射鏡を配置しているものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００１−６６６７２号公報にて提案されている照明装置では、光源からの光の集光発散を行わせるために、光源の前方に３つの光学部材を配置する必要があり、部品点数が多くなるという問題がある。また、光学部品に関しては組立て位置精度が必要となるため、光学部品が数多くなるほど組立て作業が複雑化するという問題もある。
【０００７】
ここで、同公報の照明装置では、集光光学系を構成する光学プリズムによって光源からの光を、光源の径方向を含む断面（装置本体上下方向における断面）において略平行光化して第１の光学パネルに導くようにしている。しかしながら、光源からの光を略平行光化させるためには、光学プリズムを装置本体上下方向に大型化しなければならないとともに、光学プリズムから射出した略平行光が入射する光学パネルも装置本体上下方向に大きくしなければならない。このため、照明装置が上下方向に大型化してしまうという問題もある。
【０００８】
一方、特開平７−２７０８６５号公報で提案されているストロボ装置においても拡散板と反射鏡を設けているために部品点数が増え、ストロボ装置が大型化するという問題が懸念される。
【０００９】
そこで、本発明は、従来技術に比べて少ない部品点数で構成し、小型化（特に装置本体上下方向の小型化）を図れるようにした照明装置およびこれを備えた撮影装置を提供することを目的としている。しかも、本発明は、上記目的に加えて、光源からの光エネルギを高い効率で利用でき、所定の照射範囲内で均一な配光特性を得ることができるようにした照明装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明である照明装置は、光源と、この光源の径方向を含む断面において光源からの光束を略光軸上に集光させる第１の光学部材と、光軸中心付近に設けられ、第１の光学部材による集光領域からの光束が入射する正レンズ部を有する第２の光学部材とを備え、正レンズ部の前面に、この射出光を拡散させる拡散面が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本願第２の発明である照明装置は、光源と、この光源の径方向を含む断面において光源からの光束を略光軸上に集光させる第１の光学部材と、光軸中心付近に設けられ、第１の光学部材による集光領域からの光束が入射する正レンズ部を有する第２の光学部材とを備え、正レンズ部の前面に、正レンズ部の射出光を拡散させる拡散部材が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
上述した本発明の照明装置の構成においては、光源の他に２つの光学部材（第１の光学部材および第２の光学部材）を配置するだけでよいため、従来技術のように３つの光学部材を配置する場合に比べて部品点数を削減することができ、光学部材同士の相対的な配置位置のずれ等による光学特性への影響も生じにくく、光学特性の安定性および信頼性を高めることが可能となる。
【００１３】
また、第１の光学部材により光源からの光束を略光軸上に集光させているため、従来技術における照明装置のように光源からの光束を略平行光化して装置前方の光学部材に導くこともないため、装置上下方向の小型化を図ることも可能となる。
【００１４】
しかも、第２の光学部材における正レンズ部の前面に、拡散面又は拡散部材を設けたことにより、正レンズ部の射出光を均一な配光分布にして配光むらを防止することができる。特に、上述した本発明の照明装置の構成においては、正レンズ部の前面のうち光軸中心付近の領域における射出光に配光むらが生じることがあるため、拡散面を正レンズ部の前面のうち光軸中心付近の領域に形成したり、拡散部材を正レンズ部の射出光のうち光軸中心付近の射出光を拡散させるように配置することにより、正レンズ部の射出光を均一な配光分布とすることができる。
【００１５】
一方、正レンズ部の周辺に集光領域からの光束に集光作用を及ぼすフレネルレンズ部を設け、光源および第１の光学部材が、第２の光学部材に対して光軸方向に一体的に移動可能とし、光源および第１の光学部材を光軸方向に移動させることにより、光照射範囲を変更するようにすることができる。
【００１６】
本発明では、第１の光学部材により光源からの光を略光軸上に集光させているため、光源および第１の光学部材を第２の光学部材に対して光軸方向に少量移動させることにより、集光領域からの光束すべてを正レンズ部に入射させたり、正レンズ部およびフレネルレンズ部に入射させることができる。集光領域からの光束すべてを正レンズ部に入射させれば照射範囲を広げることができ、正レンズ部およびフレネルレンズ部に入射させれば照射範囲を狭めることができるため、光源および第１の光学部材の少ない移動量で照射範囲を連続的かつ大幅に変更することができる。
【００１７】
ここで、光源および第１の光学部材の光軸方向の移動に応じて、拡散部材を正レンズ部の前面に進退させる駆動機構を設けることができる。この駆動機構により、光源および第１の光学部材が第２の光学部材に対して第１の位置にあるとき、すなわち、集光領域からの光束すべてが正レンズ部に入射されるときに拡散部材を正レンズ部の前面に進入させ、第２の位置にあるとき、すなわち、集光領域からの光束が正レンズ部およびフレネルレンズ部に入射されるときに拡散部材を正レンズ部の前面から退避させるようにすることもできる。
【００１８】
なお、光源として放電管を用いた場合、放電管の長手方向を含む断面において放電管からの光束を光軸方向に集光させる反射部を第１の光学部材に設けてもよい。
【００１９】
また、本発明の照明装置は、カメラや携帯型情報端末に搭載される撮影装置に用いることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１から図１５には、本発明の第１実施形態であるストロボ装置（照明装置）と、このストロボ装置を搭載したカメラの構成と、ストロボ装置の配光特性とをそれぞれ示している。
【００２１】
図１および図２はストロボ装置の光学系の縦断面図（管状光源の径方向を含む断面図）であり、図４および図５はストロボ装置の光学系の水平断面図（光源の長手方向中心軸を含む断面図）、図６はストロボ装置の光学系の一部を示す縦断面図である。
【００２２】
ここで、図１から図６においては、光源の中心から射出した光線のトレース図も合わせて示している。
【００２３】
また、図７はストロボ装置を搭載したカメラの一部における内部構造を示した分解斜視図であり、図８および図９はストロボ装置の組立て状態を示す外観斜視図である。さらに、図１０および図１１はカメラの一部における組立状態を示す外観斜視図である。
【００２４】
図１２はストロボ装置における前面光学素子の詳細図であり、図１３から図１５はストロボ装置の配光特性図である。
【００２５】
図１０および図１１に示すように、本実施形態のストロボ装置はカメラ本体２１の上部に配置されている。
【００２６】
図７において、カメラ本体２１のレンズ鏡筒部２５内に設けられた撮影光学系がズーム動作に伴って撮影光軸方向（図中前後方向）に移動すると、この撮影光学系の駆動機構を構成する部品に設けられた直進ピン２１１がレンズ鏡筒部２５の上面に形成された直進溝２１２に沿って移動する。
【００２７】
レンズ鏡筒部２５の上方にはカム板２３が配置されており、このカム板２３の下面には、直進ピン２１１が係合する不図示の駆動カムが形成されている。このため、直進ピン２１１が直進溝２１２に沿って移動すると、カム板２３は図中の矢印Ａに示す方向に移動する。
【００２８】
また、カム板２３には、ストロボ駆動カム２３１と、ファインダ駆動カム２３２とが形成されている。ストロボ駆動カム２３１には、ストロボ装置を構成する光源ユニット本体１５に設けられたカムピン１５１（図８）が係合し、ファインダ駆動カム２３２には、カメラ本体２１に固定されるファインダ地板２２のファインダ収納部２２２に収納されるファインダ光学系（図示せず）のうちの一部のレンズに設けられたカムピンが係合している。
【００２９】
このため、カム板２３が矢印Ａ方向に移動すると、光源ユニット本体１５とファインダ光学系のレンズとがそれぞれの光軸方向に移動し、ストロボズーム動作およびファインダズーム動作が行われる。
【００３０】
ストロボ装置は、図６に示すように、前面光学素子（第２の光学部材）１１、中間プリズム（第１の光学部材）１２、放電管（光源）１３、反射傘１４、光源ユニット本体１５、押さえゴム１６により構成されている。
【００３１】
前面光学素子１１は、ストロボ光の照射窓としてファインダ地板２２に固定される。放電管１３および放電管１３の後側に配置される反射傘１４は、押さえゴム１６によって光源ユニット本体１５に固定され、中間プリズム１２は、放電管１３の前側に配置された状態で光源ユニット本体１５に固定される。
【００３２】
なお、放電管１３は、不図示のリード線を介してカメラ本体２１側に設けられた電源回路（図示せず）に接続されており、この電源回路からの電力供給を受けて光源として光を発する。反射傘１４は、放電管１３からストロボ装置後方に向けて射出した光を反射させて、放電管１３側に戻す。放電管１３は、押さえゴム１６の弾性力によって反射傘１４に押し付けられる。そして、中間プリズム１２、放電管１３、反射傘１４および光源ユニット本体１５により光源ユニット１が構成される。
【００３３】
前述したように、光源ユニット本体１５に設けられたカムピン１５１とカム板２３に形成されたストロボ駆動カム２３１とのカム係合作用により、光源ユニット１は、前面光学素子１１に対してストロボ装置前後方向に一体的に移動する。これにより、前面光学素子１１と中間プリズム１２との間隔が変化して放電管１３から射出された光の集光又は発散度合いが変化し、撮影レンズのズーム動作に伴ってストロボ光の照射範囲が変更される。
【００３４】
図９は、光源ユニット１を下方から見た図である。光源ユニット本体１５の下面には、ストロボ駆動カム２３１に係合するカムピン１５１と、ガイド突起１５２とが光源ユニット本体１５に一体形成されている。ガイド突起１５２は、図７に示すファインダ地板２２に形成されたレール２２１に係合する。
【００３５】
また、図８および図９に示すように、光源ユニット本体１５の上下面には摺動突起１５３が光源ユニット本体１５に一体形成されている。これら摺動突起１５３は、光源ユニット１がストロボ装置の前後方向に移動する際に、光源ユニット１の上面に取り付けられる上カバー（図示せず）およびファインダ地板２２に対して摺動することにより、光源ユニット１の上下方向のがたつきを抑え、滑らかな移動を可能としている。
【００３６】
図１０は撮影レンズがワイド状態にあるときのカメラ内部構造の外観斜視図であり、図１１はテレ状態におけるカメラ内部構造の外観斜視図である。これらの図に示すように、ワイド状態では、前面光学素子１１と中間プリズム１２とが最も接近し、テレ状態では、前面光学素子１１と中間プリズム１２とが最も離れる。ワイド状態とテレ状態との間で、前面光学素子１１と中間プリズム１２との間隔が変化することにより、放電管１３から射出された光の照射範囲が変化する。
【００３７】
次に、ストロボ装置の動作および光学作用について、図１から図６を用いて詳しく説明する。
【００３８】
これらの図において、放電管１３は、円筒形状のキセノン管で構成されている。反射傘１４は、放電管１３から射出した光束のうちストロボ装置後方に射出された成分をストロボ装置前方に反射させるものであり、この反射面には、高反射率を有する光輝アルミ等の金属材料が貼り付けられたり、高反射率の金属蒸着面が形成されたりしている。
【００３９】
中間プリズム１２は、放電管１３から射出された光束を集光させ、所定の配光特性に制御するための光学部材である。また、前面光学素子１１は、中間プリズム１２に対してストロボ装置の前方に配置され、図４および図５に示すように、光源側の入射面には、放電管１３の長手方向における屈折力を有するシリンドリカルレンズ部１１１が形成されている。
【００４０】
また、前面光学素子１１の被写体側となる射出面のうち光軸を含む中心領域には、図１および図２に示すように、ストロボ装置の上下方向における正の屈折力を有するシリンドリカルレンズ部（正レンズ部）１１２が形成されている。そして、シリンドリカルレンズ部１１２に隣接する装置上下方向の領域には、装置上下方向における正の屈折力を有するフレネルレンズ部１１３、１１４がそれぞれ形成されている。
【００４１】
なお、前面光学素子１１および中間プリズム１２の材料としては、アクリル樹脂等の透過率の高い光学用樹脂材料が好ましい。
【００４２】
以上のように構成される本実施形態の照明装置は、光源ユニット１（特に、中間プリズム１２）と前面光学素子１１との光軸方向における位置関係を変化させることにより、ストロボ装置の上下方向および左右方向の照射範囲を、ズーム動作が可能な撮影レンズの焦点距離（画角）に対応するように変化させるものである。
【００４３】
以下、図１および図２を用いて、ストロボ装置の上下方向における照射範囲を変更するための最適形状の設定に関して説明する。
【００４４】
反射傘１４の反射面は、放電管１３とほぼ同心円となる円筒における半円筒面となっている。これは、反射傘１４の反射面で反射した光を放電管１３の中心部付近に戻すのに有効な形状である。これにより、放電管１３の構成部品であるガラスの屈折による悪影響を受けにくくなる。しかも、放電管１３から中間プリズム１２に直接入射する光と、反射傘１４で反射された光とを放電管１３のほぼ同一点（中心点）からの射出光として扱えるようになるため、この後に続く光学系全体を小型化することができる。
【００４５】
図６は、放電管１３、反射傘１４および中間プリズム１２の径方向断面を示しており、放電管１３の中心部から射出した光束についての光線トレース図も合わせて示している。
【００４６】
図６において、中間プリズム１２の光源側の入射領域のうち光軸を含む中心領域には、正の屈折力を有する非球面のシリンドリカルレンズ部１２１が形成されている。また、シリンドリカルレンズ部１２１を挟んだ装置上下方向の周辺領域には、平面形状の周辺入射面１２２，１２３が形成されている。さらに、周辺入射面１２２の装置上方（図中左側）および周辺入射面１２３の装置下方（図中右側）にはそれぞれ、非球面形状を有する反射面１２４，１２５が形成されている。
【００４７】
シリンドリカルレンズ部１２１および反射面１２４，１２５は、放電管１３から射出した光束を略１点Ｐに向けて集光させる形状に形成されており、これにより、集光点Ｐから前方（図６中上方）に発散していく光束の広がり角度を、所定角度αに絞り込むことが可能になる。なお、中間プリズム１２のうち被写体側となる射出面１２６は、平面状に形成されている。
【００４８】
以下、中間プリズム１２の上下方向における光学作用について図６を用いて詳しく説明する。まず、放電管１３の中心部付近から前方に射出した光束のうち、光軸に対する角度が小さい成分に関しては、直接、シリンドリカルレンズ部１２１に入射する。この光束は、シリンドリカルレンズ部１２１の正の屈折力によって中間プリズム１２の射出面１２６から射出した後、点Ｐ付近に集光する。
【００４９】
また、放電管１３の中心部付近から射出した光束のうち、光軸に対する角度が比較的大きな成分に関しては、周辺入射面１２２，１２３から中間プリズム１２内に入射し、この入射時に屈折した後、反射面１２４，１２５に向かう。反射面１２４，１２５は、周辺入射面１２２，１２３から入射した光束に対して全反射条件を満たす形状に形成されているため、反射面１２４，１２５に入射した光束はほぼ全てが反射する。
【００５０】
さらに、反射面１２４，１２５で反射した光束は、シリンドリカルレンズ部１２１の屈折力による集光点Ｐと略同一点に向かって集光する。
【００５１】
一方、前述したように反射傘１４の反射面は、放電管１３と同心円となる円筒の半円筒面となっているため、放電管１３の中心から後方の反射傘１４に向かった光束は、再度、放電管１３の中心に戻り、上述した中間プリズム１２への直接入射光と同様な光路をたどって、点Ｐ付近に集光する。
【００５２】
このように、放電管１３の中心から射出した光束はすべて点Ｐ付近に集光する。また、集光後の光束の発散角度範囲も角度αに抑えられ、以下に説明する光学系において、取扱い易い光束に変換することが可能である。
【００５３】
ここで、中間プリズム１２の周辺入射面１２２，１２３は、光軸に対する傾き角度が比較的大きな平面で構成されている。これは、図６に示す光路からも分かるように、反射面１２４，１２５で反射した光束が集光点Ｐに向かう際に、周辺入射面１２２，１２３で不要な反射をせず、効率良く射出面１２６に導くことができるようにするためである。
【００５４】
周辺入射面１２２，１２３の傾き角度としては、反射面１２４，１２５の最も後側の部分で反射した光線の光軸に対する傾き角度とほぼ一致するように設定することが望ましく、これは最も光量ロスを少なくする理想的な角度となる。
【００５５】
以上説明したように、中間プリズム１２の各光学面の形状を設定することにより、放電管１３からこの全周囲に向かって射出した光束を、ほぼ集光点Ｐから射出する角度範囲αの光束に変換することができる。
【００５６】
次に、上述した略１点Ｐへの集光を利用した照射範囲の変更について、図１および図２を用いて説明する。
【００５７】
図１は、撮影レンズがワイド状態にあるときのストロボ装置の光学配置図である。なお、この図１に示す状態を、ストロボ装置に関してもワイド状態という。同図に示すように、ワイド状態では、前面光学素子１１と中間プリズム１２とが最も接近している。そして、この状態では、中間プリズム１２による集光点Ｐと前面光学素子１１の入射面（シリンドリカルレンズ部）１１１の位置がほぼ一致している。
【００５８】
但し、集光点Ｐと前面光学素子１１の入射面との最適な位置関係は、撮影レンズに必要とされる焦点距離との関係によって適宜変化する。
【００５９】
ここで、前面光学素子１１の形状について詳しく説明する。前面光学素子１１の入射面（シリンドリカルレンズ部１１１）には、ストロボ装置の上下方向に関してレンズ効果を持たせておらず、この面は、後述するように放電管１３の長手方向の集光に利用している。
【００６０】
一方、前面光学素子１１の射出面は、集光効果および拡散効果を持たせるために各種形状に設定されている。なお、前面光学素子１１の射出面の詳細については図１２を用いて説明する。
【００６１】
まず、前面光学素子１１の射出面のうち光軸を含む中心領域には、前面光学素子１１の長手方向に延びる非球面のシリンドリカルレンズ部１１２が形成されており、このシリンドリカルレンズ部１１２の頂部には適宜な巾で前面光学素子１１の長手方向に延び、拡散効果を有する拡散部（拡散面）１１２ａが形成されている。
【００６２】
拡散部１１２ａとしては、レンズ部の表面にマット（凹凸形状）を打ったものなどが用いられる。
【００６３】
シリンドリカルレンズ部１１２は、光軸直交方向断面において装置上下方向で正の屈折力を持つ。
【００６４】
また、前面光学素子１１の射出面のうちシリンドリカルレンズ部１１２の上下方向において隣接する周辺領域には、光軸直交方向断面において装置上下方向で正の屈折力を持つフレネルレンズ部１１３，１１４が形成されている。
【００６５】
なお、前面光学素子１１の射出面側は、光学的にはすべてシリンドリカルレンズ面で構成することが望ましいが、すべてをシリンドリカルレンズ面で構成すると、前面光学素子の外周周辺領域で必要とされる屈折力が強くなるために、周辺領域の形状の落ち込み（凹み）が大きくなり、カメラの外観部を構成する前面窓として用いるには不適となる。
【００６６】
このため、本実施形態では、前面光学素子１１の射出面のうち中心領域をシリンドリカルレンズ面で構成し、中心領域に隣接する周辺領域をフレネルレンズ面で構成している。
【００６７】
このように構成された前面光学素子１１の光学的作用について説明する。図１に示すワイド状態において、放電管１３の中心から射出した光束は、ほぼ前面光学素子１１の射出面中央部に形成されたシリンドリカルレンズ部１１２から射出している。一般に、後述するようにワイド状態における配光特性が最も配光むらを生じやすいが、本実施形態では、ワイド状態における照射光束すべてをシリンドリカルレンズ部１１２の連続的な非球面形状と拡散部１１２ａとによって配光制御するように構成することによって、不連続な形状によって生ずる配光むらを極力排除し、ほぼ均一な配光特性が得られるように構成している。
【００６８】
また、ワイド状態では、シリンドリカルレンズ部１１２と中間プリズム１２による集光点Ｐとの距離が近いため、集光効果は弱く、比較的広い範囲へのストロボ光の照射を行うことができる。
【００６９】
一方、図２は、撮影レンズがテレ状態にあるときのストロボ装置の光学配置図である。なお、この図２に示す状態を、ストロボ装置に関してもテレ状態という。図２に示すテレ状態において、放電管１３の中心から射出し、中間プリズム１２により集光された光束は、集光点Ｐを通過した後に十分に広がって前面光学素子１１の射出面のほぼ全体に導かれる。
【００７０】
そして、集光点Ｐを通過した光束は、前面光学素子１１の射出面に形成されたシリンドリカルレンズ部１１２とフレネルレンズ部１１３，１１４の光学作用により、極めて狭い角度範囲に集光されるが、シリンドリカルレンズ部１１２及び拡散部１１２ａを通過する光束は、フレネルレンズ部１１３，１１４を通過する光束に対して相対的に低くなっている。このため、テレ状態では拡散部１１２ａで拡散された光束の影響は軽微である。
【００７１】
ここで、拡散部１１２ａの有無による光束の差異について説明する。図３は、拡散部１１２ａを形成しない場合におけるストロボ装置の光学配置および光路図であり、図１は拡散部１１２ａを形成した場合におけるストロボ装置（本実施形態）の光学配置および光路図である。なお、図３および図１において、ストロボ装置はワイド状態にある。
【００７２】
図３（ワイド状態）において、光束１０２，１０４は、中間プリズム１２の反射面１２４，１２５で反射してシリンドリカルレンズ部１１２を通過した光束を示し、光束１０３は、反射面１２４，１２５で反射されずに直接シリンドリカルレンズ部１１２を通過した光束を示す。
【００７３】
ここで、中間プリズムの上下の反射面１２４，１２５によって規制される光束１０２，１０４は、前面光学素子１１と中間プリズム１２の間隔を変化させることによって、照射角度範囲はほとんど変化しないものの、照射方向は徐々に変化する。
【００７４】
上記間隔が広がった場合には、光束１０２，１０４は光軸中心方向に近い方向に向かう。この場合、中間プリズム１２の中央部に形成したシリンドリカルレンズ部１２１によって集光される光束１０３と重なり合うようになるため、配光むらは生じない。
【００７５】
一方、上記間隔が狭まった場合には（ワイド状態）、光束１０２，１０４は照射方向が光軸から離れるように変化する。この場合、中間プリズム１２のシリンドリカルレンズ部１２１によって集光される光束１０３とは隙間が生じる方向に変化するため、境界域１００，１０１、つまり配光むらが発生する。
【００７６】
図１４はこのときの配光特性図であるが、ストロボ装置の上下方向の配光特性において配光に落込み（配光むら）が見られる。この配光むらを低減する方法としては、中間プリズム１２の形状を変更する等の方法があるが、この場合には中間プリズム１２が複雑な形状となってしまうため、設計、加工上好ましくない。
【００７７】
そこで、容易に配光むらを低減する方法として、本実施形態のようにシリンドリカルレンズ部１１２の前面に拡散部１１２ａを設け、シリンドリカルレンズ部１１２を通過する光束を適度に拡散させるようにする。これにより、境界域１００，１０１の範囲を軽減又は解消させることができる。
【００７８】
図１３は、このときの配光特性図である。図１３と比較すると顕著な改善が見られる。
【００７９】
一方、ストロボ装置がテレ状態にあるときには、図２のストロボ装置の光学配置および光束光路で示すようにフレネルレンズ部１１３，１１４を通過する光束が混在するため、拡散部１１２ａで拡散された光束の全体の光束に対する影響は軽微である。このため、中心の光束の強度、つまりＧｎｏ（ガイドナンバー）の低下は微小である。
【００８０】
ここで、ワイド状態とテレ状態における前面光学素子１１に対する中間プリズム１２（光源ユニット１）の位置変化量（移動量）は、約２．０ｍｍとなっている。この移動量は、従来技術の照明装置における移動量に比べて極めて小さい。
【００８１】
一方、中間プリズム１２の移動量が、約２．０ｍｍよりも小さいと、微少な移動量で照射範囲が大きく変化してしまうため、機構設計が困難になる。しかし、本実施形態のような移動量のレベルであれば、機構設計上、最も設計し易い寸法関係となる。
【００８２】
次に、図４および図５を用いて、ストロボ装置の左右方向（放電管１３の長手方向）における照射範囲の変更について説明する。なお、図４および図５には、放電管１３の中心からの光線トレース図も合わせて示している。
【００８３】
図４は、図１に対応したレンズ鏡筒がワイド状態にあるときのストロボ装置の左右方向における集光状態を示している。同図に示すように、前面光学素子１１の入射面は、装置左右方向における照射範囲を変更するために各種形状に形成されている。
【００８４】
まず、前面光学素子１１の入射面のうち光軸を含む中心領域には、シリンドリカルレンズ部１１１が形成されている。本実施形態では、ワイド状態において前面光学素子１１に中間プリズム１２が接近し、テレ状態で離れる構成となっているため、テレ状態で強い集光効果を得ることができる。図４および図５に示す光線トレース図から見ても、ワイド状態よりもテレ状態の方が集光力が強くなっていることが分かる。
【００８５】
ここで、ストロボ装置の左右方向における集光に関して最も特徴的なのは、シリンドリカルレンズ部１１１の左右両端に形成されたプリズム部である。このプリズム部は、入射面１１５，１１６と内面反射面１１７，１１８とを有している。内面反射面１１７，１１８は、入射面１１５，１１６からの入射光に対して全反射条件を満たすように設定されている。
【００８６】
本実施形態では、ワイド状態からテレ状態までの範囲内において、前面光学素子１１に対する中間プリズム１２の光軸方向位置を変化させることにより、入射面１１５，１１６から中間プリズム１２内に入射する光束領域を変化させてストロボ装置の左右方向における大幅な照射範囲の変更を可能としている。
【００８７】
図４に示すワイド状態では、中間プリズム１２から射出した光束のうち左右両端近傍における最小の光束がプリズム部に入射して光軸側に集光され、他の光束はシリンドリカルレンズ部１１１によって広い範囲に照射される。
【００８８】
図５に示すテレ状態では、プリズム部内に入射する光束は最大となる。すなわち、中間プリズム１２の射出光のうち一部の光束が、入射面１１５，１１６のほぼ全面からプリズム部内に入射する。そして、これら多くの光束が光軸側に集光され、他の光束はシリンドリカルレンズ部１１１によって狭い範囲に照射される。したがって、撮影光学系のテレ状態に対応した十分な集光が行われる。
【００８９】
このように、図１および図２に示したストロボ装置の上下方向における全反射による集光効果を、ストロボ装置の左右方向に関しても応用することにより、少ない部品構成であるにもかかわらず、極めて効率良く集光を行わせることができる。
【００９０】
以上のように構成された本実施形態のストロボ装置の配光特性を図１３および図１５に示す。図１３はワイド状態におけるストロボ装置の上下方向および左右方向の配光特性を示し、図１５はテレ状態におけるストロボ装置の上下方向および左右方向の配光特性を示している。なお、両図とも、中心光量に対して５０％の光量で規定した有効照射範囲を示している。
【００９１】
これらの図から分かるように、ワイド状態からテレ状態に移行させることにより、照射範囲（角度）を、ストロボ装置の左右方向に関して７９．６°から４６．５°に変化させ、ストロボ装置の上下方向に関して４１°から１８．７°に大幅に変化させることができる。しかも、配光分布は、どの位置でもほぼ均一に保たれ、むらのない均一な配光特性を得ることが可能である。
【００９２】
また、上述した照射範囲の変化に伴う光軸中心の光量の増加は２倍以上に及び、極めて効率良く照射範囲の変更が達成されている。
【００９３】
このように、本実施形態では、中間プリズム１２（光源ユニット１）が前面光学素子１１に対して僅か２．０ｍｍ移動するだけであるにもかかわらず、ストロボ装置の上下方向および左右方向ともに大幅に照射範囲を変更することができ、ストロボ光の配光特性も良好で、ガイドナンバーの大幅な増加を望むことができる。
【００９４】
なお、本実施形態では、ストロボ光の照射範囲を変化させることができるタイプのストロボ装置について説明したが、照射範囲が固定されたタイプのストロボ装置にも適用することができる。例えば、ストロボ装置を図１に示したワイド状態に相当する光学配置に固定した構成とし、前面光学素子として、本実施形態における前面光学素子１１のうちフレネルレンズ部１１３，１１４を取り除いたシリンドリカルレンズ部１１２および拡散部１１２ａからなる構成とすることができる。
【００９５】
これにより、ストロボ装置の上下方向における開口部（前面光学素子）を小さくしながらも、広い範囲にむらなくストロボ光を照射可能な照明装置を実現することができる。
【００９６】
また、本実施形態では、スチルカメラに搭載されるストロボ装置について説明したが、ビデオカメラや携帯型情報端末に搭載される撮影装置に用いられる照明装置にも適用することができる。
【００９７】
（第２実施形態）
図１６から図１８を用いて本発明の第２実施形態について説明する。
【００９８】
図１６は、本実施形態のストロボ装置を搭載したカメラの内部構造を示した分解斜視図であり、図１７はワイド状態におけるカメラの内部分解斜視図であり、図１８はテレ状態におけるカメラの内部分解斜視図である。以下、カメラの構成について図１６を用いて説明する。なお、第１実施形態で説明した部材と同じ部材については同一符号を用い、説明を省略する。
【００９９】
１６０は拡散板（拡散部材）であり、レバー１６１と一体形成されている。１６１ａは、レバー１６１の側面に形成されたレバーガイド穴部であり、このレバーガイド穴部１６１ａには、カメラ本体に形成されたガイド部１６４に凸状に形成されたガイド軸１６４ａが摺動可能に挿入されている。
【０１００】
１６３は回転軸であり、二方取り形状に形成され、一端に円形部を有する。この回転軸１６３は、レバー１６１に形成された二方取り形状のレバー摺動穴部１６１ｂに摺動可能に挿入されるとともに、カメラ本体に形成された軸受部１６５の軸受１６５ａに回転可能に挿入される。そして、レバー受部１６２とレバー受部１６２の中央部に形成されたビス穴部１６２ａを通してビス１６８で固定される。ここで、レバー受け部１６２が回転すると、回転軸１６３およびレバー摺動穴部１６１ｂの摺動作用によりレバー１６１が回転する。
【０１０１】
レバー受部１６２の外周には、第１スプリングコイル（第１ＳＰ）１６７がはめ込まれる。第１ＳＰ１６７の一端は、レバー１６１の上部に係合する。また、第１ＳＰ１６７の他端は、ストロボ装置がワイド状態のときに光源ユニット本体１５に形成されたホルダー突起部１５ａと当接し、テレ状態のときに非当接となる。
【０１０２】
１６６は第２スプリングコイル（第２ＳＰ）であり、この一端がレバー１６１の後端に形成された係合部１６１ｃに係合し、他端がカメラ本体の突起部（不図示）に係合することにより、レバー１６１を図１６中時計方向に回転するように付勢している。
【０１０３】
上述した構成において、レバー１６１の挙動を図１７及び図１８を用いて説明する。
【０１０４】
図１８に示すテレ状態において、光源ユニット本体１５がカムピン１５１およびストロボ駆動カム２３１のカム係合作用により被写体側（ストロボ装置前方）に移動すると、ホルダー突起部１５ａが第１ＳＰ１６７の他端を押し込み、第１ＳＰ１６７のバネ力によりレバー１６１は、第２ＳＰ１６６のバネ力に抗して図１８中反時計方向に回転する。
【０１０５】
レバー１６１は、レバーガイド穴部１６１ａの上端面がガイド軸１６４ａに当接する。これにより、拡散板１６０が、シリンドリカルレンズ部１１２の中央部に配置される。なお、上述した動作を確保するために、第２ＳＰ１６６のバネ力は第１ＳＰ１６７のバネ力よりも弱くなるように設定されている。
【０１０６】
図１７に示すワイド状態において、光源ユニット本体１５がフィルム面側（ストロボ装置後方）に移動すると、ホルダー突起部１５ａと第１ＳＰ１６７の他端との当接状態が解除されるため、第１ＳＰ１６７はフリーとなる。このため、レバー１６１は、第２ＳＰ１６６の付勢力を受けて図１７中時計方向に回転し、レバーガイド穴部１６１ａの下端面とガイド軸１６４ａとが当接した時点で停止する。これにより、シリンドリカルレンズ部１１２の前面に配置された拡散板１６０は、前面光学素子１１（シリンドリカルレンズ部１１２）の前面から退避する。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によれば、光源の他に２つの光学部材（第１の光学部材および第２の光学部材）を配置するだけでよいため、従来技術のように３つの光学部材を配置する場合に比べて部品点数を削減することができ、光学部材同士の相対的な配置位置のずれ等による光学特性への影響も生じにくく、光学特性の安定性および信頼性を高めることが可能となる。
【０１０８】
また、第１の光学部材により光源からの光束を略光軸上に集光させているため、従来技術における照明装置のように光源からの光束を略平行光化して装置前方の光学部材に導くこともないため、装置上下方向の小型化を図ることも可能となる。
【０１０９】
しかも、第２の光学部材における正レンズ部の前面に、拡散面又は拡散部材を設けたことにより、正レンズ部の射出光を均一な配光分布にして配光むらを防止することができる。特に、上述した本発明の照明装置の構成においては、正レンズ部の前面のうち光軸中心付近の領域における射出光に配光むらが生じることがあるため、拡散面を正レンズ部の前面のうち光軸中心付近の領域に形成したり、拡散部材を正レンズ部の射出光のうち光軸中心付近の射出光を拡散させるように配置することにより、正レンズ部の射出光を均一な配光分布とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】放電管の径方向断面におけるストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図（ワイド状態）。
【図２】放電管の径方向断面における拡散部（拡散板）を備えていないストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図（ワイド状態）。
【図３】放電管の径方向断面におけるストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図（テレ状態）。
【図４】放電管の長手方向断面におけるストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図（ワイド状態）。
【図５】放電管の長手方向断面におけるストロボ装置の光学部材の配置図および光線分布図（テレ状態）。
【図６】放電管の径方向断面におけるストロボ装置のうち光源ユニットにおける光学部材の配置図および光線分布図。
【図７】第１実施形態であるストロボ装置を搭載したカメラの内部構成を示す分解斜視図。
【図８】第１実施形態であるストロボ装置のうち光源ユニットの構成を示す上方斜視図。
【図９】第１実施形態であるストロボ装置のうち光源ユニットの構成を示す下方斜視図。
【図１０】第１実施形態であるストロボ装置を搭載したカメラの内部構成を示す外観斜視図（ワイド状態）。
【図１１】第１実施形態であるストロボ装置を搭載したカメラの内部構成を示す外観斜視図（テレ状態）。
【図１２】第１実施形態における前面光学素子の外観斜視図。
【図１３】本発明であるストロボ装置のワイド状態における配光特性を示す図。
【図１４】前面光学素子に拡散部を持たないときのワイド状態における配光特性を示す図。
【図１５】本発明であるストロボ装置のテレ状態における配光特性を示す図。
【図１６】第２実施形態であるカメラの内部構成を示す分解斜視図。
【図１７】第２実施形態であるカメラのワイド状態における外観斜視図。
【図１８】第２実施形態であるカメラのテレ状態における外観斜視図。
【符号の説明】
１　光源ユニット
１１　前面光学素子
１２　中間プリズム
１３　放電管
１４　反射傘
１５　光源ユニット本体
１５ａ　ホルダー突起部
１６　押さえゴム
２１　カメラ本体
２２　ファインダ地板
２３　カム板
１１２ａ　拡散部
１５１　カムピン
１５２　ガイド突起
１５３　摺動突起
１６０　拡散板
１６１　レバー
１６６　第２スプリングコイル
１６７　第１スプリングコイル
２２１　レール
【図１】
2004069723.tif 000003
【図２】
2004069723.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004069723.tif 000006
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004069723.tif 000014
【図１３】
2004069723.tif 000015
【図１４】
2004069723.tif 000016
【図１５】
2004069723.tif 000017
【図１６】
2004069723.tif 000018
【図１７】
2004069723.tif 000019
【図１８】
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