(57)【要約】【課題】小型かつ安価な構成でありながら、面発光体からの光を必要照射範囲に効率良く集光でき、かつ所望の配光特性を得られる照明装置を実現する。【解決手段】照明装置１０は、面発光体１と、該面発光体からの光に対する集光作用を有する光学部材２とを有する。第１の方向および該第１の方向に直交する第２の方向での集光を行うための複数の屈折部２ａが、該光学部材の射出面２Ｂ上に連続して形成されている。各屈折部は、複数の屈折面２ｂ，２ｃにより構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面発光体と、
該面発光体からの光に対する集光作用を有する光学部材とを有し、
それぞれ複数の屈折面によって構成される複数の屈折部であって、第１の方向および該第１の方向に直交する第２の方向での集光を行うための複数の屈折部が、前記光学部材の射出面上に連続して形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記複数の屈折部は、前記射出面の全体にわたって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】
前記複数の屈折部は、前記射出面の中心を通る面に対して対称となるように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４】
前記複数の屈折部は、前記第１および第２の方向に連続して形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項５】
前記複数の屈折部は、同一形状又は相似形状を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項６】
前記各屈折部は、前記第１の方向での集光を行うための第１の屈折面と、前記第２の方向における集光を行うための第２の屈折面とにより構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項７】
該照明装置の照射光軸方向に対する前記各屈折部を構成する屈折面の傾きが、前記第１の方向と前記第２の方向とで異なることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項８】
前記各屈折部が角錐形状に形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項９】
前記各屈折部がリング形状に形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１０】
前記面発光体および前記光学部材が、リング形状に形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光学部材の入射面が平面形状を有し、
該光学部材は、前記面発光体に対して近接した位置に配置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１２】
前記光学部材の入射面および射出面は、前記面発光体の発光面と同一形状を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１３】
前記光学部材を前記面発光体に一体に形成したことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１４】
前記面発光体は、有機又は無機エレクトロルミネセンス素子であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１つに記載の照明装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
請求項１０に記載の照明装置を、撮影レンズの周囲に備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光体を光源として用いた照明装置に関し、特にスチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に好適な照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮影用照明装置には、光源として、ランプやＬＥＤのような点光源、若しくはキセノンランプや冷陰極管のような線状（管状）の光源が用いられてきた。これに対し、最近では、有機又は無機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子等の面発光体を撮影用照明装置の光源として使用することが考えられている。
【０００３】
撮影用照明装置には、光源から発せられた光を撮影に必要な照射角度範囲に効率良く集光する機能が必要である。点光源や線光源を用いる場合の集光機能を担う光学系については、従来数多く提案されている。
【０００４】
一方、面発光体を光源とする撮影用照明装置としては、面発光体からの光を直接被写体に照射するものが提案されている（特許文献１参照）。また、面発光体を光源とする信号機用の照明装置として、面発光体からの光を、光の回折作用を利用するホログラム光学素子によって一定方向に指向させる光学系を有するものがある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−４３５５８号公報（段落００１９，００３７、図１，図２等）
【特許文献２】米国特許第５,９１７,６２２号公報（コラム２〜５、FIG．３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にて提案されている照明装置は、集光光学系を持たないため、面発光体からの光が必要照射範囲外の範囲にまで照射されてしまう場合が多く、効率の良い照明装置になっていない。
【０００６】
また、特許文献２にて提案されている照明装置では、一般に高価なホログラム光学素子を使用するため、撮影装置に搭載する照明装置としては実用的ではない。また、撮影用の照明光として一般的な白色光のように広い波長領域の光に対して波長依存性の高いホログラム光学素子を用いると、光の利用効率が低くなったり、所望の配光特性が得られなかったりする可能性が高い。
【０００７】
このように、点光源や線光源に比べて広い発光面から均一に光を発する面発光体に対して、コンパクト化が進んでいる撮像装置における限られたスペースの中で、所定の照射角度範囲に集光しつつ、所望の配光特性を得ることは極めて困難であった。
【０００８】
本発明は、小型かつ安価な構成でありながらも、面発光体からの光を必要照射範囲に効率良く集光でき、かつ所望の配光特性を得られるようにした照明装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としての照明装置は、面発光体と、該面発光体からの光に対する集光作用を有する光学部材とを有する。そして、それぞれ複数の屈折面によって構成される複数の屈折部であって、第１の方向および該第１の方向に直交する第２の方向での集光を行うための複数の屈折部が、該光学部材の射出面上に連続して形成されていることを特徴とする。
【００１０】
なお、上記照明装置を搭載した撮像装置も、本発明の他の側面を構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、射出面上に連続して形成された複数の屈折部により、面発光体のいずれの位置から発せられた光も第１の方向および第２の方向において必要照射角度範囲内に集光することができる。しかも、該屈折部の連続した配置と面発光体の均一な面発光特性とが相まって、配光特性の制御を容易に行うことができる。さらに、光学部材は光の屈折作用を利用する部材であるので、ホログラム光学素子に比べて安価に製作し易い。また、集光光学系を単一の光学部材による簡易な構成としているので、小型化もし易い。したがって、小型かつ安価な構成でありながらも、面発光体からの光を必要照射範囲に効率良く集光でき、かつ所望の配光特性を得られる照明装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
各実施例の照明装置は、各発光点から均一な明るさ（光量）で広い発光角度範囲を持った光を発する面発光体と、この面発光体の前面（発光面）に近接して配置された光学部材とにより構成される。光学部材の射出面上には、屈折部としての多数の微小プリズム部又はリング（円形、楕円形又は矩形リング）状のプリズム部が、射出面の全体若しくは大部分に、連続して、言い換えれば相互に隣接して、一定の形状パターンを構成するように形成されている。これらプリズム部によって、面発光体からの光を上下方向および左右方向において必要とされる照射角度範囲に効率良く集光させる。
【実施例１】
【００１４】
図１には、本発明の実施例１である照明装置を搭載した撮像装置としてのコンパクトデジタルカメラの概略構成を示している。
【００１５】
図１において、１１はカメラ本体であり、該カメラ本体１１の前面には、撮影レンズ鏡筒１２が設けられている。撮影レンズにより形成された被写体像は、不図示の撮像素子（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等）により光電変換される。そして、撮像素子からの出力に基づいて画像信号が生成され、不図示の記録媒体（半導体メモリや光ディスク等）に記録されたり、不図示の背面ディスプレイに表示されたりする。
【００１６】
１３は被写体の明るさを測定する測光ユニットの受光窓、１４はファインダの被写体側の覗き窓である。
【００１７】
１０は本実施例の照明装置であり、カメラ本体１１の前部に内蔵されている。該照明装置１０は、適正な撮像を行うために被写体の明るさが不足しているような場合に、被写体に照明光を照射する。
【００１８】
なお、本発明の照明装置は、このようなコンパクトデジタルカメラに限らず、銀塩カメラやビデオカメラや一眼レフカメラ等の各種撮像装置に搭載することができる。このことは、後述する他の実施例でも同様である。
【００１９】
図２には、照明装置１０を正面から見た図を示している。この図に示す状態がカメラを通常の横位置にセットした状態であり、以下、この状態での上下方向を上下方向と言い、左右方向を左右方向という。また、図３には、該照明装置１０を分解して示している。また、図４は、照明装置１０を左右方向の中央近傍にて切断したときの側面断面図であり、図５では、図４の断面図に、面発光体上の代表点（中央近傍点）から発せられた光線のトレース図を付記している。また、図６は、照明装置１０を上下方向の中央近傍にて切断したときの上面断面図であり、図７では、図６の断面図に、該代表点から発せられた光線のトレース図を付記している。
【００２０】
図２〜７において、１は白色無機ＥＬ素子や白色有機ＥＬ素子等からなる面発光体であり、横長の長方形の平板形状を有する。面発光体１は、平板内において多数の微小発光点が分散したものとも考えることができる。各発光点からは、広い発光角度範囲に均一に光が発せられる。
【００２１】
面発光体１は、不図示の電気制御回路によって、静止画撮影に適した閃光や動画撮影に適した定常光を発することが可能である。面発光体１における発光面（前面）とは反対側の面（後面）には、電極が形成されており、該面自体が反射面となっている。このため、本来の発光方向と逆方向である後方に向かった光は、発光面側である前方に反射される。このように、面発光体と一体的に反射面が形成されていることによって、発光効率を向上させることができるとともに、光学部材２から面発光体１に戻ってきた光を再び光学部材２側に反射することができる。これにより、小型で効率の良い光学系を構成するため都合が良い。
【００２２】
また、面発光体１の裏面の電極部に反射面を形成することによって、光を後方に射出させることなく全て面発光体１の内部で反射させることが可能である。これにより、面発光体１と外界との界面での表面反射による光量ロスがなく、小さなスペースの中で効率良く発光可能な光源を実現することができる。
【００２３】
なお、以下の説明において、面発光体１の発光面の中心を通り、該発光面に直交する軸を照射光軸ＡＸＬといい、該照射光軸ＡＸＬに平行な方向を照射光軸方向という。
【００２４】
２は面発光体１から発せられた光に対する集光作用を有し、光の照射角度範囲を制限するための光学部材である。該光学部材２は、面発光体１の発光面に近接して配置されている。
【００２５】
この光学部材２は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂のような成形性と光学特性に優れた無色透明の樹脂材料により形成されている。光学部材２の入射面２Ａおよび射出面２Ｂは、正面視において、面発光体１の発光面と同一の長方形状を有する。このように面発光体１と光学部材２とを同一形状とすることによって、照明装置１０を最もコンパクトな構成とし、かつ最も効率良く面発光体１からの光を光学部材２に入射させることができる。
【００２６】
光学部材２の入射面２Ａは、面発光体１から発せられた光を最もロスが少なく取り込み易い平面で構成されている。
【００２７】
一方、射出面２Ｂは、その全体に同一形状の複数のプリズム部（屈折部）２ａが格子状パターンを構成するように上下および左右方向に連続して（互いに隣接して）並んだ形状を有する。すなわち、面発光体１の各発光点に対して、同一形状のプリズム部２ａを対応させている。
【００２８】
なお、本実施例の説明中の「同一形状」とは、完全に同一の形状だけでなく、製造誤差等に起因して光学的に同一とみなせる範囲で異なる形状も含む。すなわち、実質的に同一形状の意味である。なお、同一形状とは、その大きさ（面積）も同一であることを意味する。また、プリズム部２ａが射出面２Ｂの全体に形成されているとは、完全に全体である場合だけでなく、光学的に全体がカバーされているとみなせるようなほとんど全体という意味も含む。すなわち、実質的に全体という意味である。これらのことは、後述する他の実施例でも同様である。
【００２９】
図２および図３中に二点鎖線で囲んで示す各プリズム部２ａは、図２に示す正面視において横長の矩形形状を有し、立体的に見ると、図３に示すように、光照射側に向かって凹となる四角錐形状を有する。そして、該四角錐を構成する４つの三角形の面のうち上下の２つの面（第１の屈折面）２ｂは、発光体１からの光を屈折作用によって上下方向に偏向し、同方向での集光を行うために用いられる。また、左右の２つの面（第２の屈折面）２ｃは、発光体１からの光を屈折作用によって左右方向に偏向し、同方向での集光を行うために用いられる。
【００３０】
各プリズム部２ａにおいて上下左右の４つの面２ｂ，２ｃは上下および左右方向において相互に隣接している。なお、面２ｂ，２ｃは、本実施例では平面として形成されている。
【００３１】
なお、本実施例の説明中の「連続して（互いに隣接して）」形成されているとは、全く隙間なく接している場合だけでなく、製造上の必要性や誤差等の理由で、光学特性に実質的な影響を与えない程度に離れている場合も含む。このことは、後述する他の実施例でも同じである。
【００３２】
また、各プリズム部２ａを四角錐形状とすることで、図４および図６に示すように、上下の面２ｂの照射光軸ＡＸＬ（照射光軸方向）に対する傾斜角度αと、左右の面２ｃの照射光軸ＡＸＬに対する傾斜角度βとを異ならせることができる。これにより、上下方向と左右方向の集光度合いを異ならせ、所望の配光特性を得ることができる。本実施例のように、左右の面２ｃの傾斜角度βより上下の面の傾斜角度αを小さくすることによって、左右方向の照射角度範囲を上下方向のそれに比べて広くすることができる。この詳細については後述する。
【００３３】
前述したように、すべてのプリズム部２ａは同一形状である。すなわち、プリズム部２ａの大きさおよび面２ｂ，２ｃの傾斜角度は、射出面２Ｂ上のいずれの位置でも同じである。このため、複数のプリズム部２ａは、面発光体１上のいずれの位置の発光点から発せられた光に対しても、同等の光学作用（屈折による集光方向）を及ぼす。しかも、図２に示すように、すべてのプリズム部２ａ（面２ｂ，２ｃ）が、射出面２Ｂの中心を通る垂直面および水平面（図には、線Ａ，Ｂとして示す）に対して対称となるように形成されている。
【００３４】
これにより、面発光体１から発せられた光の全体に対して、左右方向と上下方向のそれぞれで容易に良好な集光制御を行うことができ、この結果、必要照射範囲に効率良く光を照射し、かつ所望の（例えば、均一な）配光特性を得ることができる。
【００３５】
一方、本実施例では、光学部材２の射出面２Ｂの表面には、小さな複数の長方形で構成される稜線（四角錐の底辺）が露出するのみであり、該射出面２Ｂをそのままカメラの外表面とすることができる。つまり、該射出面２Ｂに使用者の指等が触れたとしても、四角錐の頂点に触れた場合のような痛みを感じる可能性はきわめて低い。したがって、光学部材２の射出面２Ｂを他の透明部材で覆う必要がなく、光学系の効率を高めることができる。しかも、面２ｂ，２ｃの傾斜角度がどのようであっても露出する稜線の形状は変わらず、この結果、面２ｂ，２ｃの傾斜角度を任意に設定することができる。すなわち、光学設計的にも自由度の高い形状である。
【００３６】
次に、図４〜図９を用いて、光学部材２の形状および光学作用についてさらに詳しく説明する。
【００３７】
図４の側面断面図には、光学部材２において上下に隣接した２つプリズム部２ａの面２ｂがなす角度（以下、頂角という）２・αが９０°である場合を示している。ここで、９０°という頂角は、比較的小さな角度であり、面発光体１の各発光点からの光を上下方向において比較的狭い角度範囲に照射するのに有効な角度である。
【００３８】
このような頂角設定において、図５の光線トレース図に示すように、光学部材２の入射面２Ａに比較的小さな入射角で入射した光束は、その入射位置の前方にて該頂角を形成する２つの面２ｂの屈折作用によって所定の角度範囲内の成分に変換（集光）される。
【００３９】
一方、入射面２Ａに比較的大きな入射角で入射した光束は、その入射位置の前方位置から上下に離れたプリズム部２ａの面２ｂから射出する。この場合、該光束は面２ｂに対してほぼ垂直に入射し、屈折による角度変化を受けずに射出される。
【００４０】
これらのことから、面発光体１に近接した位置に配置された光学部材２によって、面発光体１からの光束を狭い角度範囲に効率良く集光するためには、以下のようにすることが有効であることが分かる。すなわち、射出面２Ｂに微小なプリズム部２ａを形成し、かつプリズム部２ａを構成する面２ｂの照射光軸ＡＸＬに対する傾斜角度α（言い換えれば、頂角２・α）を小さく設定することである。
【００４１】
頂角２・αとしては、光学部材２の材料の屈折率にもよるが、屈折率１．５前後の樹脂材料である場合には、８０°≦２・α≦１００°で最も狭い角度範囲に集光させることができる。また、照射角度範囲の中心領域（照射光軸ＡＸＬを含む狭い領域）の光強度も強くすることができる。頂角２・αを８０°より小さくすると、照射角度範囲をより狭めることができるが、面２ｂで屈折して射出する成分よりも、全反射して射出しない成分が増加するので、光学系として好ましくない。
【００４２】
図６の上面断面図には、光学部材２において左右に隣接した２つプリズム部２ａの面２ｃがなす頂角２・βが１２０°である場合を示している。ここで、１２０°という頂角は、比較的大きな角度であり、面発光体１の各発光点からの光を左右方向において比較的広い角度範囲に照射するのに有効な角度である。
【００４３】
このような頂角設定において、図７の光線トレース図に示すように、光学部材２の入射面２Ａに比較的小さな入射角で入射した光束は、その入射位置の前方にて該頂角を形成する２つの面２ｃの屈折作用によって所定の角度範囲内の成分に変換（集光）される。このとき、図５に示した上下方向に比べて、頂角２・βが広いため、該光束は大きな屈折作用を受けず、比較的広い角度範囲に射出される。
【００４４】
一方、入射面２Ａに比較的大きな入射角で入射した光束は、その入射位置の前方位置から左右に離れたプリズム部２ａの面２ｃから、ほとんど屈折による角度変化を受けずに射出される。但し、このように入射位置の前方位置から離れた面２ｃから射出する光束は、図５の場合に比べて少なく、実質的な照射角度範囲は必要以上に広がらない。
【００４５】
これらのことから、面発光体１に近接した位置に配置された光学部材２によって、面発光体１からの光束を比較的広い角度範囲に効率良く集光するためには、以下のようにすることが有効であることが分かる。すなわち、射出面２Ｂに微小なプリズム部２ａを形成し、かつプリズム部２ａを構成する面２ｃの照射光軸ＡＸＬに対する傾斜角度β（言い換えれば、頂角２・β）を大きく設定することである。
【００４６】
頂角２・βとしては、光学部材２の材料の屈折率にもよるが、屈折率１．５前後の樹脂材料である場合には、１１０°≦２・β≦１５０°で比較的広い角度範囲に集光させることができる。また、照射角度範囲の中心領域の光強度を全体的に均一に強くすることができる。頂角２・βを１５０°より大きくしても、照射角度範囲の広がりはわずかであり、中心領域の強度も上がらないので、好ましくない。
【００４７】
次に、本実施例の照明装置の配光特性について図８を用いて説明する。図８において、法線方向の軸は照射光軸方向に対する照射角度を示し、周方向の軸は照射角度範囲の中心領域に向かう光束の強度に対する光束の強度を示す。実線は上下方向の配光特性を、点線は左右方向の配光特性を示す。
【００４８】
この図から、上下方向の照射角度範囲は、左右方向の照射角度範囲より狭く、上下方向において大幅に集光されていることが分かる。特に、中心領域の強度に対して５０％の強度で示す照射角度範囲は、左右方向が９８°であるのに対し、上下方向が７６°である。このことから、上下方向においては、狭い角度範囲に効率良く集光させていることが分かる。
【００４９】
また、隣接したプリズム部２ａの面がなす頂角（図では、プリズムの頂角として示す）と中心領域での照射強度および照射角度との関係をまとめて示してグラフ化したのが、図９である。頂角と照射強度との関係をｘ印を繋いだ曲線により、また、頂角と照射角度との関係を丸印を繋いだ曲線により示している。
【００５０】
図示のように、頂角を９０°前後としたときに最も大きな中心領域照射強度が得られる。また、照射角度は、頂角を小さくするほど狭まる。図９に示したいずれの頂角を形成した場合でも、光学部材２の射出面２Ｂにプリズム部２ａを形成することによって、集光効果を得ることができるが、９０°前後の頂角を形成した場合が最も効率の良い集光光学系を構成することができる。
【００５１】
また、図９のグラフに基づいて、照明装置１０に対して必要とされる照射角度範囲に応じて、最大の照射強度を得られるプリズム部２ａの形状を決定することができる。
【００５２】
従来では、発光面全体から均一な明るさの光を発光し、かつ各発光点で広い発光角度分布を持つような面発光体から発せられた光を、コンパクトな構成で所定の照射角度範囲に集光することは困難であった。特に、単一の光学部材のみでこのような集光機能を得ることは極めて困難であった。
【００５３】
本実施例では、面発光体１から発せられた直後の光を取り込む光学部材２の射出面２Ｂに、一定のパターンを形成するような規則（ルール）に従って屈折面２ｂ，２ｃ（又はプリズム部２ａ）を連続して形成することにより、光に指向性を持たせる。これにより、効率の良い集光を可能にしている。このように、全体がコンパクトでありながら、所定の規則に従って一体の形状パターンを構成するように屈折面を形成したことで、効率の良い集光機能を実現した点が、本実施例の最大の特徴である。
【００５４】
つまり、本実施例では、隣接するプリズム部の屈折面同士が接する側に光束を偏向する光学部材を１つだけ、面発光体に近接して配置するという簡単な構成により、レンズを用いる場合とは全く異なる集光原理に基づいて、必要照射角度範囲に効率良く集光する。
【００５５】
なお、本実施例では、面発光体１と光学部材２の外形を同一の長方形に形成した場合について説明したが、本発明の照明装置では必ずしも長方形に限定されず、どのような形状であってもよい。
【００５６】
また、本実施例では、プリズム部２ａを構成する面２ｂ，２ｃを平面で構成した場合について説明したが、これを曲面としても構成してもよい。このことは、後述する他の実施例でも同じである。この場合、各面が照射光軸ＡＸＬ（照射光軸方向）に対してなす傾斜角度は、例えば該曲面に近似される平面若しくは該曲面の中心（重心）位置での接線の傾斜角度として扱えばよい。
【実施例２】
【００５７】
図１０には、本発明の実施例２である照明装置を搭載したコンパクトデジタルカメラを示している。図１０において、実施例１の図１で示したカメラと共通する部分については、実施例１と同符号を付す。２０は本実施例の照明装置であり、カメラ本体１１の前部に内蔵されている。
【００５８】
図１１には、照明装置２０を正面から見た図を示している。また、図１２には、該照明装置２０を分解して示している。また、図１３は、照明装置２０を左右方向の中央近傍にて切断したときの側面断面図であり、図１４では、図１３の断面図に、面発光体上の代表点から発せられた光線のトレース図を付記している。また、図１５は、照明装置２０を上下方向の中央近傍にて切断したときの上面断面図であり、図１６では、図１５の断面図に、該代表点から発せられた光線のトレース図を付記している。
【００５９】
図１１〜１６において、２１，２２は無機ＥＬ素子や有機ＥＬ素子等からなる面発光体であり、それぞれ横長の長方形の平板形状を有する。各面発光体の各発光点からは、広い発光角度範囲に均一に光が発せられる。
【００６０】
面発光体２１，２２は、不図示の電気制御回路によって、静止画撮影に適した閃光や動画撮影に適した定常光を発することが可能である。本実施例では、２つの面発光体２１，２２を重ね合わせるように配置している。また、面発光体２１，２２はそれぞれ、実施例１の面発光体とは異なり、前側の発光面２１ａ，２２ａが透過性の透明電極で構成されるとともに、反対側の面２１ｂ，２２ｂも透過面として構成されている。このため、後側に配置された面発光体２２から発せられた光もその前側に配置された面発光体２１を介して前方に射出される。
【００６１】
このように２つの面発光体２１，２２を重ね合わせて配置することにより、大きな光量の光を射出しつつも、１つの面発光体を用いる場合と同様に狭い面積の開口から光を射出させることができる。また、１つの面発光体を用いる場合に比べて、同等の光量を維持したまま、開口面積をより小さくすることも可能になる。
【００６２】
なお、本実施例では、面発光体を２つ重ね合わせる場合について説明するが、本発明の面発光体として、３つ以上の面発光体を重ね合わせて用いてもよい。
【００６３】
２３は面発光体２１，２２の発光面側とは反対側に配置された反射板であり、面発光体２１，２２から後方に発せられた光を前方に反射させるための部材である。
【００６４】
２４は面発光体２１，２２から発せられた光に対する集光作用を有し、光の照射角度範囲を制限するための光学部材である。該光学部材２４は、前側の面発光体２１の発光面に近接して配置されている。
【００６５】
この光学部材２４は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂のような成形性と光学特性に優れた無色透明の樹脂材料により形成されている。光学部材２４の入射面２４Ａおよび射出面２４Ｂは、正面視において、面発光体２１，２２の発光面および反射板２３の反射面と同一の長方形状を有する。このように面発光体２１，２２、反射板２３および光学部材２４を同一形状とすることによって、照明装置２０を最もコンパクトな構成とし、かつ最も効率良く面発光体２１，２２からの光を光学部材２４に入射させることができる。
【００６６】
光学部材２４の入射面２４Ａは、面発光体２１，２２から発せられた光を最もロスが少なく取り込み易い平面で構成されている。
【００６７】
一方、射出面２４Ｂは、その全体に同一形状の複数のプリズム部（屈折部）２４ａが斜めの格子状パターンを構成するように上下および左右方向に連続して（互いに隣接して）並んだ形状を有する。すなわち、面発光体２１，２２の各発光点に対して、同一形状のプリズム部２４ａを対応させている。
【００６８】
なお、射出面２４Ｂの最も周辺部のプリズム部２４ａは、他のプリズム部２４ａを半分にカットした形状を有するが、光学作用的には同一とみなせるので、ここでは、すべてのプリズム部２４ａが同一形状であるものとして説明する。
【００６９】
図１１中に二点鎖線で囲んで示す各プリズム部２４ａは、正面視において横長の菱形形状を有し、立体的に見ると、底面が横長の菱形であり、光照射側に向かって凸となる四角錐（菱形錐）形状を有する。そして、該四角錐を構成する４つの三角形の面（屈折面）２４ｂは、発光体２１からの光を屈折作用によって上下方向および左右方向に偏向し、これらの方向での集光を行うために用いられる。
【００７０】
各プリズム部２４ａにおいて、４つの面２４ｂは上下および左右方向において相互に隣接している。さらに、面２４ｂは、本実施例では平面として形成されている。
【００７１】
各プリズム部２４ａを四角錐形状とすることで、図１３および図１５に示すように、上下方向での面２４ｂの照射光軸ＡＸＬ（照射光軸方向）に対する傾斜角度αと、左右方向での面２４ｂの照射光軸ＡＸＬに対する傾斜角度βとを異ならせることができる。これにより、上下方向と左右方向の集光度合いを異ならせ、所望の配光特性を得ることができる。本実施例のように、左右方向での傾斜角度βより上下方向での傾斜角度αを小さくすることによって、左右方向の照射角度範囲を上下方向のそれに比べて広くすることができる。
【００７２】
前述したように、すべてのプリズム部２４ａは同一形状である。すなわち、プリズム部２４ａの大きさおよび面２４ｂの傾斜角度は、射出面２４Ｂ上のいずれの位置でも同じである。このため、複数のプリズム部２４ａは、面発光体２１，２２上のいずれの位置の発光点から発せられた光に対しても、同等の光学作用（屈折による集光方向）を及ぼす。しかも、図１１に示すように、すべてのプリズム部２４ａ（面２４ｂ）が、射出面２４Ｂの中心を通る垂直面および水平面（図には、線Ａ，Ｂとして示す）に対して対称となるように形成されている。
【００７３】
これにより、面発光体２１，２２から発せられた光の全体に対して、左右方向と上下方向のそれぞれで容易に良好な集光制御を行うことができ、この結果、必要照射範囲に効率良く光を照射し、かつ所望の（例えば、均一な）配光特性を得ることができる。
【００７４】
次に、図１３〜図１６を用いて、光学部材２４の形状および光学作用についてさらに詳しく説明する。
【００７５】
図１３の側面断面図には、プリズム部２４ａの上下の面２４ｂがなす頂角２・αが９０°である場合を示している。ここで、９０°という頂角は、比較的小さな角度であり、面発光体２１，２２の各発光点からの光を上下方向において比較的狭い角度範囲に照射するのに有効な角度である。
【００７６】
このような頂角設定において、図１４の光線トレース図に示すように、光学部材２４の入射面２４Ａに比較的小さな入射角で入射した光束は、その入射位置の前方に配置された２つの面２４ｂの屈折作用によって所定の角度範囲内の成分に変換（集光）される。
【００７７】
一方、入射面２４Ａに比較的大きな入射角で入射した光束は、その入射位置の前方位置から上下に離れたプリズム部２４ａの面２４ｂから射出する。この場合、該光束は面２４ｂに対してほぼ垂直に入射し、屈折による角度変化を受けずに射出される。
【００７８】
これらのことから、前側の面発光体２１に近接した位置に配置された光学部材２４によって、面発光体２１，２２からの光束を狭い角度範囲に効率良く集光するためには、以下のようにすることが有効であることが分かる。すなわち、射出面２４Ｂに微小なプリズム部２４ａを形成し、かつプリズム部２４ａを構成する面２４ｂの照射光軸ＡＸＬに対する傾斜角度α（言い換えれば、プリズム部２４ａの頂角２・α）を小さく設定することである。
【００７９】
頂角２・αとしては、光学部材２４の材料の屈折率にもよるが、屈折率１．５前後の樹脂材料である場合には、８０°≦２・α≦１００°で最も狭い角度範囲に集光させることができる。また、照射角度範囲の中心領域（照射光軸ＡＸＬを含む狭い領域）の光強度も強くすることができる。頂角２・αを８０°より小さくすると、照射角度範囲をより狭めることができるが、面２４ｂで屈折して射出する成分よりも、全反射して射出しない成分が増加するので、光学系として好ましくない。
【００８０】
図１５の上面断面図には、プリズム部２４ａの左右の面２４ｂがなす頂角２・βが１２０°である場合を示している。ここで、１２０°という頂角は、比較的大きな角度であり、面発光体２１，２２の各発光点からの光を左右方向において比較的広い角度範囲に照射するのに有効な角度である。
【００８１】
このような頂角設定において、図１６の光線トレース図に示すように、光学部材２４の入射面２４Ａに比較的小さな入射角で入射した光束は、その入射位置の前方に配置された２つの面２４ｂの屈折作用によって所定の角度範囲内の成分に変換（集光）される。このとき、図１４に示した上下方向に比べて、頂角２・βが広いため、該光束は大きな屈折作用を受けず、比較的広い角度範囲に射出される。
【００８２】
一方、入射面２４Ａに比較的大きな入射角で入射した光束は、その入射位置の前方位置から上下に離れたプリズム部２４ａの面２４ｂから、ほとんど屈折による角度変化を受けずに射出される。但し、このように入射位置の前方位置から離れた面２４ｂから射出する光束は、図１４の場合に比べて少なく、実質的な照射角度範囲は必要以上に広がらない。
【００８３】
これらのことから、面発光体２１に近接した位置に配置された光学部材２４によって、面発光体２１，２２からの光束を比較的広い角度範囲に効率良く集光するためには、以下のようにすることが有効であることが分かる。すなわち、射出面２４Ｂに微小なプリズム部２４ａを形成し、かつプリズム部２４ａを構成する面２４ｂの照射光軸ＡＸＬに対する傾斜角度β（言い換えれば、プリズム部２４ａの頂角２・β）を大きく設定することである。
【００８４】
頂角２・βとしては、光学部材２４の材料の屈折率にもよるが、屈折率１．５前後の樹脂材料である場合には、１１０°≦２・β≦１５０°で比較的広い角度範囲に集光させることができる。また、照射角度範囲の中心領域の光強度を全体的に均一に強くすることができる。頂角２・βを１５０°より大きくしても、照射角度範囲の広がりはわずかであり、中心領域の強度も上がらないので、好ましくない。
【００８５】
なお、図１４から図１６には、各プリズム部２４ａを構成する面２４ｂの照射光軸ＡＸＬに対する最小傾斜角度と最大傾斜角度を示している。実際の該面２４ｂの傾斜角度は、これら最小傾斜角度と最大傾斜角度の間で徐々に変化する。そして、各方向への照射角度も該傾斜角度の変化に伴って連続的に変化する。
【００８６】
本実施例によれば、２つの面発光体２１，２２を重ねて使用し、面発光体２１に近接配置した光学部材２４を用いて集光制御することにより、狭い面積の開口から大きな光量の光を必要照射角度範囲に効率良く集光し、所望の配光特性を得ることができる。配光特性は、実施例１と同様である。
【００８７】
なお、本実施例では、光学部材２４に光照射側に凸の菱形錐形状を有するプリズム部２４ａを形成した場合について説明したが、プリズム部の形状はこれに限らない。実施例１と同様の凹四角錐のプリズム部を形成してもよい。また、本実施例では、プリズム部２４ａを横長の菱形錐形状に形成した場合について説明したが、カメラの撮影に要求される上下および左右方向の照射角度範囲に応じて、縦長の菱形錐形状や上下左右で対称となる四角錐形状としてもよい。
【００８８】
また、上記実施例１，２では、プリズム部を四角錐形状とした場合について説明したが、六角錐や三角錐等の他の形状に形成してもよい。また、多少の隙間が生じるが、円錐形状等、多角形断面を有さない錐形状としてもよい。
【００８９】
また、実施例１，２において説明した各プリズム部を構成する面の角度設定は例にすぎず、カメラの撮像に要求される照射角度範囲に応じて変更可能である。
【００９０】
次に、実施例１，２で説明した各プリズム部の大きさに関して説明する。基本的には、各プリズム部の大きさによって光学部材の定性的な特性はほとんど変化しない。しかし、照明装置を小型化する上では、各プリズム部をできるだけ小さくした方が、光学部材を薄型化できるため都合がよい。一方、各プリズム部を小さくしすぎると、光学部材の製作が困難となり、高価なものになってしまう。また、精度面でも所望の形状のプリズム部を作りにくくなり、好ましくない。これらの観点から、各プリズム部の大きさは、０．１〜２．０ｍｍの大きさであることが望ましい。
【実施例３】
【００９１】
図１７および図１８には、本発明の実施例３である照明装置を示している。なお、本実施例の照明装置が搭載されるカメラの構成は、実施例１と同様である。図１７には照明装置３０の正面図を、図１８には照明装置３０の斜視図を示している。
【００９２】
これらの図において、３１は無機ＥＬ素子や有機ＥＬ素子等からなる面発光体であり、正面視において横長の長方形状を有する。面発光体３１の各発光点からは、広い発光角度範囲に均一に光が発せられる。
【００９３】
面発光体３１は、不図示の電気制御回路によって、静止画撮影に適した閃光や動画撮影に適した定常光を発することが可能である。本実施例の面発光体３１は、実施例１にて説明した面発光体と光学部材とを一体化したものである。これにより、実施例１に比べて、より薄く、光学的に効率の良い照明装置を実現できる。
【００９４】
面発光体３１は、図１８に二点鎖線で示す発光部３１ａにＥＬ素子を配置し、その前後に以下に説明する光学特性を持たせたものである。
【００９５】
すなわち、本実施例では、面発光体３１における光射出側に、集光作用を有する光学部材としての光学機能部３１ｃを一体形成している。また、この射出側とは反対側の電極部に反射面３１ｂを一体形成している。このように、面発光体自体に光学作用を持たせることで、最小の体積で、光学的なロスがほとんどない照明装置を実現することができる。光学機能部３１ｃの入射面および射出面と反射面３１ｂは、正面視において発光部３１ａと同一形状を有する。
【００９６】
光学機能部３１ｃは、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂のような成形性と光学特性に優れた無色透明の樹脂材料で形成されている。
【００９７】
また、光学機能部３１ｃの射出面は、その全体に光照射側に凹となる正三角錐形状の複数のプリズム部（屈折部）３１ｄが正三角形の網目状パターンを構成するように上下および左右方向に連続して（互いに隣接して）並んだ形状を有する。すなわち、面発光体３１の各発光点に対して、同一形状のプリズム部３１ｄを対応させている。
【００９８】
図１７に二点鎖線で囲んで示した各プリズム部３１ｄの正三角錐を構成する３つの三角形の面３１ｅは、相互に隣接し、発光体１からの光を屈折作用によって偏向して上下方向および左右方向を含む全方向での集光を行うために用いられる。なお、面３１ｅは、平面として形成されている。
【００９９】
前述したように、すべてのプリズム部３１ｄは同一形状である。すなわち、プリズム部３１ｄの大きさおよび面３１ｅの傾斜角度は、射出面上のいずれの位置でも同じである。このため、複数のプリズム部３１ｄは、いずれの位置の発光点から発せられた光に対しても、同等の光学作用（屈折による集光方向）を及ぼす。しかも、図１７に示すように、すべてのプリズム部３１ｄ（面３１ｅ）が、射出面の中心を通る垂直面および水平面（図には、線Ａ，Ｂとして示す）に対して対称となるように形成されている。
【０１００】
これにより、面発光体１から発せられた光の全体に対して容易に良好な集光制御を行うことができ、この結果、必要照射範囲に効率良く光を照射し、かつ所望の（例えば、均一な）配光特性を得ることができる。
【０１０１】
なお、プリズム部３１ｄを正三角錐形状に形成することにより、実施例１，２とは異なり、特定の方向に偏った配光特性を示さない。このため、全方向において同等な配光分布を得ることができる。
【０１０２】
一方、本実施例では、光学機能部３１ｃの射出面の表面には、小さな複数の正三角形で構成される稜線（三角錐の底辺）が露出するのみであり、該射出面をそのままカメラの外表面とすることができる。つまり、該射出面に使用者の指等が触れたとしても、三角錐の頂点に触れた場合のような痛みを感じる可能性はきわめて低い。したがって、光学機能部３１ｃの射出面を他の透明部材で覆う必要がなく、光学系の効率を高めることができる。しかも、面３１ｅの傾斜角度がどのようであっても露出する稜線の形状は変わらず、この結果、面３１ｅの傾斜角度を任意に設定することができる。すなわち、光学設計的にも自由度の高い形状である。
【０１０３】
光学機能部３１ｃによる配光特性は、プリズム部３１ｄを構成する面３１ｅの照射光軸ＡＸＬ（照射光軸方向）に対する傾斜角度に依存する。具体的には、傾斜角度が大きい場合よりも小さい場合の方が、光束の指向性を高めることができる。このため、必要とされる配光特性に応じて、正三角錐の傾斜面の角度を設定することが望ましい。
【０１０４】
また、配光特性は、プリズム部３１ｄのピッチには基本的に依存しない。このため、各プリズム部３１ｄのピッチを小さくして微細化した方が、光学機能部３１ｃの厚みを抑えることができる。
【０１０５】
但し、プリズム部３１ｄを微細化しすぎると、型製作が複雑となり、またプリズム部３１ｄの形状を正確に出すためには加工精度も上げなくてはならないため、高価なものになってしまう。
【０１０６】
これらの観点から、このプリズム部３１ｄのピッチとしては、０．１〜２．０ｍｍの間にあることが望ましい。
【０１０７】
次に、光学機能部３１ｃとは反対側に設けられた電極部について説明する。該電極部には、実施例１と同様に反射面３１ｂが形成され、発光部３１ａから後方に発せられた光を光学機能部３１ｃの方向に反射する。これにより、発光部３１ａから後方に発せられた光を、必要最小限の厚みと大きさの中で本来の照射方向に射出させることができる。
【０１０８】
このように、本実施例では、光学機能部３１ｃの射出面の全体に凹正三角錐形状のプリズム部３１ｄを多数形成することにより、全方向において均一な配光分布が得られる指向性の高い照明装置を実現することができる。
【０１０９】
なお、本実施例では、正三角錐形状のプリズム部を形成した場合について説明したが、プリズム部の形状は、正三角錐形状に限らない。正四角錐、正六角錐、円錐等のいずれでもよい。また、本実施例では、プリズム部を凹形状に形成した場合について説明したが、プリズム部の形状はこれに限定されない。実施例２のように全てのプリズム部を光照射側に凸となる形成としてもよいし、凹形状のプリズム部と凸形状のプリズム部とを組み合わせてもよい。
【実施例４】
【０１１０】
図１９には、本発明の実施例４である照明装置を備えたデジタルカメラを示している。図１９において、実施例１の図１で示したカメラと共通する部分については、実施例１と同符号を付す。４０は本実施例の照明装置であり、カメラ本体１１の前部に内蔵されている。
【０１１１】
図２０は照明装置４０の正面図、図２１は照明装置４０の分解斜視図である。これらの図において、４１は無機ＥＬや有機ＥＬ等からなる面発光体であり、横長の楕円形状を有する。該面発光体４１の各発光点からは、広い角度範囲に均一に光が発せられる。
【０１１２】
面発光体４１は、不図示の電気制御回路によって、静止画撮影に適した閃光や動画撮影に適した定常光を発することが可能である。面発光体４１における発光面（前面）とは反対側の面（後面）には、電極が形成されており、該面自体が反射面となっている。このため、本来の発光方向と逆方向である後方に向かった光は、発光面側である前方に反射される。
【０１１３】
４２は面発光体４１から発せられた光に対する集光作用を有し、光の照射角度範囲を制限するための光学部材である。該光学部材４２は、面発光体４１の発光面に近接して配置されている。
【０１１４】
この光学部材４２は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂のような成形性と光学特性に優れた無色透明の樹脂材料により形成されている。光学部材４２の入射面４２Ａおよび射出面４２Ｂは、正面視において、面発光体４１の発光面と同一形状の楕円形である。このように面発光体４１と光学部材４２を同一形状とすることによって、照明装置４０を最もコンパクトな構成とし、かつ最も効率良く面発光体４１からの光を光学部材４２に入射させることができる。
【０１１５】
光学部材４２の入射面４２Ａは、面発光体４１から発せられた光を最もロスが少なく取り込み易い平面で構成されている。
【０１１６】
一方、射出面４２Ｂは、その全体に、稜線が楕円リング形状を有する複数のプリズム部（屈折部）４２ａが同心相似楕円パターンを構成するように上下および左右方向に連続して（互いに隣接して）並んだ形状を有する。すなわち、面発光体４１の各発光点に対して相似形状のプリズム部４２ａを対応させている。
【０１１７】
各プリズム部４２ａは内外周面（屈折面）４２ｂを有する。該プリズム部４２ａのうち上下の領域の内外周面（第１の屈折面）４２ｂは、主として上下方向の集光を行うために用いられ、左右の領域の内外周面（第２の屈折面）４２ｂは、主として左右方向の集光を行うために用いられる。
【０１１８】
プリズム部４２ａは、光学部材４２の中心を通る垂直面および水平面（図には、線Ａ，Ｂで示す）で切断した断面が、実施例１に図４から図７に示した形状と同様になるように形成されている。すなわち、各プリズム部４２ａの内外周面４２ｂの照射光軸ＡＸＬ（照射光軸方向）に対する上下方向での傾斜角度と左右方向での傾斜角度とを異ならせている。これにより、上下方向と左右方向の集光度合いを異ならせ、所望の配光特性を得ることができる。左右方向での傾斜角度より上下方向での傾斜角度を小さくすることによって、左右方向の照射角度範囲を上下方向のそれに比べて広くすることができる。
【０１１９】
但し、内外周面４２ｂの傾斜角度は、カメラの撮像に要求される光照射角度範囲に応じて任意に設定することができる。
【０１２０】
なお、各プリズム部４２ａは、上記垂直面および水平面（Ａ，Ｂ）で切断した位置以外の位置では上下方向と左右方向の双方での集光のために用いられる。
【０１２１】
このように、複数のプリズム部４２ａは、面発光体４１上でのいずれの位置の発光点から発せられた光に対しても、上下方向および左右方向での集光に寄与する。また、図２０に示すように、すべてのプリズム部４２ａ（面４２ｂ）が、射出面４２Ｂの中心を通る垂直面および水平面（Ａ，Ｂ）に対して対称となるように形成されている。
【０１２２】
これにより、面発光体４１から発せられた光の全体に対して、左右方向と上下方向のそれぞれで容易に良好な集光制御を行うことができ、この結果、必要照射範囲に効率良く光を照射し、かつ所望の（例えば、均一な）配光特性を得ることができる。
【０１２３】
本実施例では、光学部材４２の射出面４２Ｂに楕円リング形状の複数のプリズム部４２ａを形成することによって所望の配光特性が得られる照明装置について説明した。つまり、実施例１〜３に示したような微細なプリズム部を形成しなくても、上下方向と左右方向とで配光特性の異なる照明装置を容易に実現できる。プリズム部４２ａの形状が簡易であるため、光学部材４２を安価に製作することができる。
【０１２４】
なお、本実施例では、内外周面４２ｂの上下方向と左右方向での傾斜角度が異なる楕円リング状の稜線形状を有するプリズム部４２ａを形成した場合について説明したが、本発明において、プリズム部４２ａの稜線の形状が楕円に限定されるわけではない。すなわち、各プリズム部４２ａの稜線形状を円形状とし、上下方向と左右方向で傾斜角度が異なるようにするため、プリズム部の深さ（谷の稜線の深さ）を上下方向と左右方向で異なるようにしてもよい。
【０１２５】
また、上下方向と左右方向の配光特性を同等とするため、プリズム部を同心円形状とし、該プリズム部の構成面の傾斜角度も上下方向と左右方向とで同じにしてもよい。この場合には、製作がきわめて容易であり、より安価な照明装置を実現できる。
【０１２６】
さらに、本実施例では、光学部材４２上に、同心相似形状の一組の楕円形状プリズム部４２ａを形成した場合について説明したが、同様の楕円形状プリズム部の組を複数、横に並ぶように形成してもよい。
【０１２７】
なお、本実施例の照明装置において、プリズム部４２ａの大きさ（径方向の幅）によって定性的な特性は変化しないが、照明装置を小型化する上では、各プリズム部４２ａをできるだけ小さくした方が光学部材４２を薄型化できるため都合がよい。一方、プリズム部４２ａを小さくしすぎると、製作が困難となり、高価なものになってしまう。また、形状の精度面でも所望の形状のプリズム部４２ａが作りにくくなり、好ましくない。これらの観点から、各プリズム部４２ａの大きさは、０．１〜２．０ｍｍの間であることが望ましい。
【実施例５】
【０１２８】
図２２および図２３には、本発明の実施例５である照明装置を示している。なお、本実施例の照明装置が搭載されるカメラの構成は、実施例１と同様である。図２２には照明装置５０の正面図を、図２３には照明装置５０の分解斜視図を示している。
【０１２９】
これらの図において、５１は無機ＥＬや有機ＥＬ等からなる面発光体であり、横長の長方形状を有する。該面発光体５１の各発光点からは、広い角度範囲に均一に光が発せられる。
【０１３０】
面発光体５１は、不図示の電気制御回路によって、静止画撮影に適した閃光や動画撮影に適した定常光を発することが可能である。面発光体５１における発光面（前面）とは反対側の面（後面）には、電極が形成されており、該面自体が反射面となっている。このため、本来の発光方向と逆方向である後方に向かった光は、発光面側である前方に反射される。
【０１３１】
５２は面発光体５１から発せられた光に対する集光作用を有し、光の照射角度範囲を制限するための光学部材である。該光学部材５２は、面発光体５１の発光面に近接して配置されている。
【０１３２】
この光学部材５２は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂のような成形性と光学特性に優れた無色透明の樹脂材料により形成されている。光学部材５２の入射面５２Ａおよび射出面５２Ｂは、正面視において、面発光体５１の発光面と同一形状を有する。
【０１３３】
また、光学部材５２の入射面５２Ａは、面発光体５１から発せられた光を最もロスが少なく取り込み易い平面で構成されている。
【０１３４】
一方、射出面５２Ｂは、その全体に、稜線が矩形形状を有する複数のプリズム部（屈折部）５２ａが同心相似矩形パターンを構成するように上下および左右方向に連続して（互いに隣接して）並んだ形状を有する。すなわち、面発光体５１の各発光点に対して相似形状のプリズム部５２ａを対応させている。
【０１３５】
各プリズム部５２ａは、左右方向に延びる２つの面（第１の屈折面）５２ｂと、上下方向に延びる２つの面（第２の屈折面）５２ｃとを有する。面５２ｂは上下方向の集光を行うために用いられ、面５２ｃは左右方向の集光を行うために用いられる。
【０１３６】
光学部材５２の中心を通る垂直面および水平面（図には、線Ａ，Ｂで示す）で切断した断面は、実施例１に図４から図７に示した形状と同様である。すなわち、左右方向に延びる２つの面５２ｂの照射光軸ＡＸＬ（照射光軸方向）に対する上下方向での傾斜角度と、上下方向に延びる２つの面５２ｃの傾斜角度とを異ならせている。これにより、上下方向と左右方向の集光度合いを異ならせ、所望の配光特性を得ることができる。左右方向での傾斜角度より上下方向での傾斜角度を小さくすることによって、左右方向の照射角度範囲を上下方向のそれに比べて広くすることができる。
【０１３７】
但し、各面５２ｂ，５２ｃの傾斜角度は、カメラの撮像に要求される光照射角度範囲に応じて任意に設定することができる。
【０１３８】
このように、複数のプリズム部５２ａは、面発光体５１上でのいずれの位置の発光点から発せられた光に対しても、上下方向および左右方向での集光に寄与する。また、図２２に示すように、すべてのプリズム部５２ａ（面５２ｂ，５２ｃ）が、射出面５２Ｂの中心を通る垂直面および水平面（Ａ，Ｂ）に対して対称となるように形成されている。
【０１３９】
これにより、面発光体５１から発せられた光の全体に対して、左右方向と上下方向のそれぞれで容易に良好な集光制御を行うことができ、この結果、必要照射範囲に効率良く光を照射し、かつ所望の（例えば、均一な）配光特性を得ることができる。
【０１４０】
本実施例では、光学部材５２の射出面５２Ｂに矩形形状の複数のプリズム部５２ａを形成することによって所望の配光特性が得られる照明装置について説明した。つまり、実施例１〜３に示したような微細なプリズム部を形成しなくても、上下方向と左右方向とで配光特性の異なる照明装置を容易に実現できる。プリズム部５２ａの形状が簡易であるため、光学部材５２を安価に製作することができる
なお、本実施例では、面５２ｂの上下方向での傾斜角度と面５２ｃの左右方向での傾斜角度とが異なる矩形稜線形状を有するプリズム部５２ａを形成した場合について説明した。しかし、本発明において、プリズム部５２ａの稜線の形状が矩形に限定されるわけではない。すなわち、各プリズム部５２ａの稜線形状を正方形とし、上下方向と左右方向で傾斜角度が異なるようにするため、プリズム部の深さ（谷の稜線の深さ）を上下方向と左右方向で異なるようにしてもよい。
【０１４１】
また、上下方向と左右方向の配光特性を同等とするため、プリズム部を正方形状とし、該プリズム部の構成面の傾斜角度も上下方向と左右方向とで同じにしてもよい。この場合には、製作がきわめて容易であり、より安価な照明装置を実現できる。
【０１４２】
さらに、本実施例では、光学部材５２上に、同心相似形状の一組の矩形形状プリズム部５２ａを形成した場合について説明したが、同様の矩形形状プリズム部の組を複数、横に並ぶように形成してもよい。
【０１４３】
なお、本実施例の照明装置において、プリズム部５２ａの大きさ（上下および左右方向の幅）によって定性的な特性は変化しないが、照明装置を小型化する上では、各プリズム部５２ａをできるだけ小さくした方が光学部材５２を薄型化できるため都合がよい。一方、プリズム部５２ａを小さくしすぎると、製作が困難となり、高価なものになってしまう。また、形状の精度面でも所望の形状のプリズム部５２ａが作りにくくなり、好ましくない。これらの観点から、各プリズム部５２ａの大きさは、０．１〜２．０ｍｍの間であることが望ましい。
【実施例６】
【０１４４】
図２４には、本発明の実施例６である照明装置を正面から見て示している。なお、本実施例では、照明装置を構成する光学部材の正面図のみを示し、面発光体は図示しない。面発光体は実施例１と基本的には同様のものである。但し、本実施例で用いられる面発光体は、実施例１に比べて左右方向により長く延びた長方形状を有する。また、本実施例の照明装置が搭載されるカメラは、実施例１で図１に示したものと同様である。
【０１４５】
図において、６１は面発光体から発せられた光に対する集光作用を有し、光の照射角度範囲を制限するための光学部材である。該光学部材６１は、面発光体の発光面に近接して配置されている。
【０１４６】
この光学部材６１は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂のような成形性と光学特性に優れた無色透明の樹脂材料により形成されている。光学部材６１の入射面および射出面６１Ｂは、正面視において、面発光体の発光面と同一形状を有する。
【０１４７】
また、図示しないが、光学部材６１の入射面は、面発光体から発せられた光を最もロスが少なく取り込み易い平面で構成されている。
【０１４８】
一方、射出面６１Ｂには、稜線が円形状を有する複数のプリズム部（屈折部）６１ａが同心相似矩形パターンを構成するように上下および左右方向に互いに連続して（互いに隣接して）並んでいる。さらに、本実施例では、これら複数の同心円形状プリズム部６１ａからなる組が、射出面６１Ｂの大部分を覆うように三組、左右方向に互いに隣接して並んでいる。これにより、不図示の面発光体の発光点のほぼすべてに対して同一又は相似形状のプリズム部６１ａを対応させている。
【０１４９】
各プリズム部６１ａのうち上下の領域の内外周面（第１の屈折面）は、主として上下方向の集光を行うために用いられ、左右の領域の内外周面（第２の屈折面）は、主として左右方向の集光を行うために用いられる。
【０１５０】
なお、隣接する２つの同心円形状プリズム部６１ａの間の上下部分にはプリズム部が形成されない領域６１ｂが残るが、この領域６１ｂの射出面６１Ｂ全体に対する面積比率はわずかであり、この照明装置６０の配光特性にはほとんど影響しない。
【０１５１】
このように構成することで、横に長い面発光体に適した集光光学系を構成することができる。
【０１５２】
光学部材６１の中心を通る垂直面および水平面（図には、線Ａ，Ｂで示す）で切断した断面において、プリズム部６１ａの構成面の照射光軸（照射光軸方向）に対する上下方向での傾斜角度と左右方向での傾斜角度とは同じである。また、上下方向および左右方向の光の照射角度範囲は同じである。
【０１５３】
但し、各プリズム部６１ａの構成面の傾斜角度は、カメラの撮像に要求される光照射角度範囲に応じて任意に設定することができる。
【０１５４】
このように、複数のプリズム部６１ａは、面発光体上でのほとんどすべての位置の発光点から発せられた光に対して、上下方向および左右方向での集光に寄与する。また、図に示すように、すべてのプリズム部６１ａが、射出面６１Ｂの中心を通る垂直面および水平面（Ａ，Ｂ）に対して対称となるように形成されている。
【０１５５】
これにより、不図示の面発光体から発せられた光のほぼ全体に対して、左右方向と上下方向のそれぞれで容易に良好な集光制御を行うことができ、この結果、必要照射範囲に効率良く光を照射し、かつ所望の（例えば、均一な）配光特性を得ることができる。
【０１５６】
なお、本実施例では、各プリズム部６１ａの構成面の傾斜角度を上下方向および左右方向で同じとした場合について説明したが、これらの傾斜角度を異なせて、本実施例とは異なる配光特性を得るようにしてもよい。
【０１５７】
また、本実施例では、横長の長方形状の面発光体および光学部材を用いる場合について説明したが、面発光体や光学部材の形状はこれに限定されない。例えば、縦長の長方形状やカメラの曲面外形に沿わせた曲面形状としてもよい。さらに、直角に曲がった形状としてもよい。本実施例のように同心円形状プリズム部の組を複数設けることで、様々な形状の面発光体に対応することができる。
【実施例７】
【０１５８】
図２５には、本発明の実施例７である照明装置を備えたデジタルカメラを示している。図２５において、実施例１の図１で示したカメラと共通する部分については、実施例１と同符号を付す。７０は本実施例の照明装置であり、リング形状に形成されている。この照明装置７０は、カメラ本体１１における撮影レンズ鏡筒１２の周囲に配置（内蔵）されている。
【０１５９】
７１は不図示のリング形状の面発光体から発せられた光に対する集光作用を有し、光の照射角度範囲を制限するための光学部材である。該光学部材７１は、面発光体の発光面に近接して配置されている。
【０１６０】
光学部材７１は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂のような成形性と光学特性に優れた無色透明の樹脂材料により形成されている。光学部材７１の入射面および射出面は、正面視において、面発光体の発光面と同一形状を有する。
【０１６１】
図示しないが、光学部材７１の入射面は、面発光体から発せられた光を最もロスが少なく取り込み易い平面で構成されている。
【０１６２】
また、光学部材７１の射出面には、撮影レンズの光軸位置を中心とする同心相似円形状の複数のプリズム部７１ａが径方向（上下および左右方向）に互いに連続して（互いに隣接して）形成されている。各プリズム部７１ａのうち上下の領域の面（第１の屈折面）は、主として上下方向の集光を行うために用いられ、左右の領域の面（第２の屈折面）は、主として左右方向の集光を行うために用いられる。
【０１６３】
このように複数のプリズム部７１ａは、面発光体上のいずれの位置の発光点から発せられた光に対しても、上下方向および左右方向での集光に寄与する。また、図に示すように、すべてのプリズム部７１ａが、射出面の中心を通る垂直面および水平面（Ａ，Ｂ）に対して対称となるように形成されている。
【０１６４】
これにより、面発光体から発せられた光のほぼ全体に対して、左右方向と上下方向のそれぞれで容易に良好な集光制御を行うことができ、この結果、必要照射範囲に効率良く光を照射し、かつ所望の（例えば、均一な）配光特性を得ることができる。
【実施例８】
【０１６５】
図２６には、本発明の実施例８である照明装置を備えたデジタルカメラを示している。図２６において、実施例１の図１で示したカメラと共通する部分については、実施例１と同符号を付す。８０は本実施例の照明装置であり、リング形状に形成されている。この照明装置８０は、カメラ本体１１における撮影レンズ鏡筒１２の周囲に配置（内蔵）されている。
【０１６６】
８１は不図示のリング形状の面発光体から発せられた光に対する集光作用を有し、光の照射角度範囲を制限するための光学部材である。該光学部材８１は、面発光体の発光面に近接して配置されている。
【０１６７】
光学部材８１は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂のような成形性と光学特性に優れた無色透明の樹脂材料により形成されている。光学部材８１の入射面および射出面は、正面視において、面発光体の発光面と同一形状を有する。
【０１６８】
図示しないが、光学部材８１の入射面は、面発光体から発せられた光を最もロスが少なく取り込み易い平面で構成されている。
【０１６９】
また、光学部材８１の射出面には、撮影レンズの光軸位置を中心として放射状に複数のプリズム部８１ａが形成されている。これら複数のプリズム部８１ａは、光学部材８１の周方向に連続して（互いに隣接して）形成されている。
【０１７０】
光学部材８１の上下の領域に形成されたプリズム部８１ａは、主として左右方向の集光を行うために用いられ、左右の領域に形成されたプリズム部８１ａは、主として上下方向の集光を行うために用いられる。なお、撮影レンズの光軸位置から見て斜め方向に形成されたプリズム部８１は、上下方向および左右方向の集光を行うために用いられる。
【０１７１】
このように複数のプリズム部８１ａは、面発光体上のいずれの位置の発光点から発せられた光に対しても、上下方向および左右方向での集光に寄与する。また、図に示すように、すべてのプリズム部８１ａが、射出面の中心を通る垂直面および水平面（Ａ，Ｂ）に対して対称となるように形成されている。
【０１７２】
これにより、面発光体から発せられた光のほぼ全体に対して、左右方向と上下方向のそれぞれで容易に良好な集光制御を行うことができ、この結果、必要照射範囲に効率良く光を照射し、かつ所望の（例えば、均一な）配光特性を得ることができる。
【実施例９】
【０１７３】
図２７には、本発明の実施例９である照明装置を備えたデジタルカメラを示している。図２７において、実施例１の図１で示したカメラと共通する部分については、実施例１と同符号を付す。９０は本実施例の照明装置であり、リング形状に形成されている。この照明装置９０は、カメラ本体１１における撮影レンズ鏡筒１２の周囲に配置（内蔵）されている。
【０１７４】
９１は不図示のリング形状の面発光体から発せられた光に対する集光作用を有し、光の照射角度範囲を制限するための光学部材である。該光学部材９１は、面発光体の発光面に近接して配置されている。
【０１７５】
光学部材９１は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂のような成形性と光学特性に優れた無色透明の樹脂材料により形成されている。光学部材９１の入射面および射出面は、正面視において、面発光体の発光面と同一形状を有する。
【０１７６】
図示しないが、光学部材９１の入射面は、面発光体から発せられた光を最もロスが少なく取り込み易い平面で構成されている。
【０１７７】
また、光学部材９１の射出面には、複数のプリズム部９１ａが、撮影レンズの光軸位置を中心として放射状に広がる格子状に形成されている。これら複数のプリズム部９１ａは、光学部材９１の周方向および径方向に連続して（互いに隣接して）形成されている。
【０１７８】
図には表れていないが、各プリズム部９１ａは、例えば実施例２のような菱形錘に近い形状に形成され、その複数の屈折面によって上下方向および左右方向の集光を行うために用いられる。各屈折部の上下方向および左右方向での集光度合いは同じである。このように複数のプリズム部９１ａは、面発光体上のいずれの位置の発光点から発せられた光に対しても、上下方向および左右方向での集光に寄与する。また、図に示すように、すべてのプリズム部９１ａが、射出面の中心を通る垂直面および水平面（Ａ，Ｂ）に対して対称となるように形成されている。
【０１７９】
これにより、面発光体から発せられた光のほぼ全体に対して、左右方向と上下方向のそれぞれで容易に良好な集光制御を行うことができ、この結果、必要照射範囲に効率良く光を照射し、かつ所望の（例えば、均一な）配光特性を得ることができる。
【０１８０】
以上説明したように、上記各実施例によれば、面発光体を光源とする照明装置において、該光源から射出された光束を効率良く、必要とされる照射角度範囲に集光照射することができる。
【０１８１】
また、面発光体の形状や大きさによらず、所望の配光特性を満たす照明装置を構成することができる。
【０１８２】
さらに、照射角度範囲にかかわらず極めて小型および薄型の照明装置を構成することができ、これを搭載する撮像装置の小型化に有効に寄与することができる。
【０１８３】
なお、上記各実施例は、以下の事項も開示する。
【０１８４】
（１）光学部材の射出面に形成された複数の屈折部は、該射出面上に隙間なく配列されている。
【０１８５】
（２）各屈折部は、凸部として構成されている。
【０１８６】
（３）各屈折部は、凹部として構成されている。
【０１８７】
（４）各屈折部は、照射光軸に対する傾斜角度が等しい複数の屈折面で構成されている。
【０１８８】
（５）各屈折部は、内周側の屈折面と外周側の屈折面とが接する稜線が周方向にて閉じた形状を有する。
【０１８９】
（６）（５）において、各屈折部が、円形、楕円形又は多角形状の稜線を有する形状に形成されている。
【０１９０】
（７）（５）において、照射光軸に対する内周側の屈折面と外周側の屈折面の傾斜角度が等しい。
【０１９１】
（８）（５）において、複数の屈折部は、面発光体の少なくとも一点に対応する位置を中心として、該中心の周りを囲む同心相似形状に形成されている。
【０１９２】
なお、（４），（７）において、「等しい」とは、完全に同じ場合だけでなく、光学特性上、同じとみなせる範囲で異なる場合も含む意味である。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】本発明の実施例１である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。
【図２】実施例１の照明装置の正面図。
【図３】実施例１の照明装置の分解斜視図。
【図４】実施例１の照明装置の縦断面図。
【図５】実施例１の照明装置の縦断面における光線トレース図。
【図６】実施例１の照明装置の横断面図。
【図７】実施例１の横断面における光線トレース図。
【図８】実施例の照明装置の配光特性を示した図。
【図９】実施例１の照明装置に用いられている光学部材の形状と光学特性との関係を示した図。
【図１０】本発明の実施例２である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。
【図１１】実施例２の照明装置の正面図。
【図１２】実施例２の照明装置の分解斜視図。
【図１３】実施例２の照明装置の縦断面図。
【図１４】実施例２の照明装置の縦断面における光線トレース図。
【図１５】実施例２の照明装置の横断面図。
【図１６】実施例２の照明装置の横断面における光線トレース図。
【図１７】本発明の実施例３である照明装置の正面図。
【図１８】実施例３の照明装置の斜視図。
【図１９】本発明の実施例４である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。
【図２０】実施例４の照明装置の正面図。
【図２１】実施例４の照明装置の分解斜視図。
【図２２】本発明の実施例５である照明装置の正面図。
【図２３】実施例５の照明装置の分解斜視図。
【図２４】本発明の実施例６である照明装置の正面図。
【図２５】本発明の実施例７である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。
【図２６】本発明の実施例８である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。
【図２７】本発明の実施例９である照明装置を備えたデジタルカメラの正面図。
【符号の説明】
【０１９４】
１，２１，２２，３１，４１，５１  面発光体
２，２４，４２，５２，６１，７１，８１，９１  光学部材
２ａ，２４ａ，４２ａ，５２ａ，６１ａ，７１ａ，８１ａ，９１ａ  プリズム部
１１  カメラ本体
１２  撮影レンズ鏡筒
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０  照明装置
２３  反射部材
【図５】
2007148231.tif 000003
【図１】
2007148231.tif 000004
【図２】
2007148231.tif 000005
【図３】
2007148231.tif 000006
【図４】
2007148231.tif 000007
【図６】
2007148231.tif 000008
【図７】
2007148231.tif 000009
【図８】
2007148231.tif 000010
【図９】
2007148231.tif 000011
【図１０】
2007148231.tif 000012
【図１１】
2007148231.tif 000013
【図１２】
2007148231.tif 000014
【図１３】
2007148231.tif 000015
【図１４】
2007148231.tif 000016
【図１５】
2007148231.tif 000017
【図１６】
2007148231.tif 000018
【図１７】
2007148231.tif 000019
【図１８】
2007148231.tif 000020
【図１９】
2007148231.tif 000021
【図２０】
2007148231.tif 000022
【図２１】
2007148231.tif 000023
【図２２】
2007148231.tif 000024
【図２３】
2007148231.tif 000025
【図２４】
2007148231.tif 000026
【図２５】
2007148231.tif 000027
【図２６】
2007148231.tif 000028
【図２７】
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