(57)【要約】【課題】従来のストロボ装置においては、光の出射面を小型化すると、光源に対する光束利用率が低下して効率が減少すると共に、充分な照射範囲が得られないものとなり、実用性が低下するという問題点を生じていた。【解決手段】本発明により、光源２とは大気を介してして対峙し、光源から水平方向に射出される光を入射させる正面入射部３ａを有すると共に、正面入射部の上方と下方に光源に向かい突出する一対のプリズム部３ｃ、３ｄを有するレンズと、光源から上下方向に射出される光をプリズム部の外側からレンズに取り込み、それ以外の方向から放出される光をプリズム部の内側からレンズ内に取り込むリフレクタとから成るストロボ装置とすることで、小型化と光束利用率の向上を共に可能として課題を解決するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状光源と、前記円筒状光源からの光を鏡面で全反射するリフレクタと、前記円筒状光源からの光、および、前記リフレクタから内部に入射した光に対して大気との境界面の屈折率の差により生じる臨界角に応じて内面反射、または、大気中への射出が行われる角度に透明部材により形成されたレンズとにより構成されるストロボ装置であり、このストロボ装置の照射方向を水平としたときの前記円筒状光源から水平方向に発せられる光の前記照射方向側への直射光は直接に、前記直射光と対称の背面から発せられる光は前記リフレクタにより反射が行われて、前記レンズの中心に前記円筒状光源と大気を介在させて設けられた正面入射部を介して前記レンズ内に入射し、このレンズ内を透過し射出面から出射して前方を照射し、前記円筒状光源から上下方向に発せられる光は前記リフレクタにより反射が行われ、前記レンズの正面入射部の上方、および、下方に前記円筒状光源側に向かい突出して設けられたプリズム部の外側面からレンズ内に入射し複数回の内面反射を行い前記射出面から出射して前方を照射し、前記水平方向と上下方向との中間から発せられる光は、前記プリズム部の内側面から前記レンズ内に入射し少なくとも１回の内面反射を行い射出面から出射して前方を照射するものとされていることを特徴とするストロボ装置。
【請求項２】
前記レンズの前記正面入射部を非球面形状と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】
前記レンズの前記プリズム部の外側面、または、内側面を、曲面形状としたことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載のストロボ装置。
【請求項４】
前記レンズの前記射出面には、フレネルレンズカットが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３何れかに記載のストロボ装置。
【請求項５】
前記リフレクタは前記レンズとの間隙が必要な部分、および、前記射出面を除きレンズ、および、円筒状光源の側面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４何れかに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、夜間の写真撮影時に照明用として用いられるストロボ装置に係るものであり、詳細には前記ストロボ装置における円筒状光源から発光される光の利用効率の向上に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種、光源からの光の有効利用を図るストロボ装置９０の構成の例を示すものが図８、および、図９であり、まず、図８は、キセノン放電管など円筒型光源９１から水平方向に放射される光に対する作用を示すものであり、前記円筒型光源９１は全周に光を放射するものであるので、この円筒型光源９１の背面側には、照射を目的とする方向に対して背面方向に放射される光を照射方向に戻すリフレクタ９２が、半円筒状などとして設けられている。
【０００３】
また、前記円筒型光源９１の前方には、この円筒型光源９１からの光を平行光線などに変換する投影レンズ部９３ａを有するレンズ９３が設けられ、このレンズ９３の、前記円筒型光源９１の上下方向には夫々に反射部９３ｂと光取込部９３ｃとが設けられている。即ち、前記円筒型光源９１は前方と上下との三方から光取込部９３ｃで取り囲まれている。
【０００４】
そして、前記円筒型光源９１から背面方向に射出された光は前記リフレクタ９２により照射方向に反射され、最初から照射方向に射出された光と加算され、投影レンズ部９３ａを透過して適宜な照射角を有する照明光として照射方向に投射される。
【０００５】
また、図９に示すものは、前記円筒型光源９１から上下方向に射出される光に対する回収手段を示すものであり、一旦、円筒型光源９１から大気中に射出された光は、大気よりも屈折率の高い部材で形成されたレンズ９３の上下方向の光取込部９３ｃからレンズ９３内に導入され、前記反射部９３ｂに達し内面全反射を行い、投射部９３ｄに達し、この投射部９３ｄから外部に射出される。そして、図８と図９とを合成したのが、従来のストロボ装置９０の照射特性となる。
【特許文献１】特開平０４−１３８４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来のストロボ装置９０においては、円筒型光源９１から上下方向に放射される光を照射方向に向けるためには、上下方向の夫々に約４５°に傾斜する反射部９３ｂを設ける必要を生じ、集光性能を維持する状態で小型化することは困難となる。従って、明るさを損なうことなく小型化することは困難であるという問題点を生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、円筒状光源と、前記円筒状光源からの光を鏡面で全反射するリフレクタと、前記円筒状光源からの光、および、前記リフレクタから内部に入射した光に対して大気との境界面の屈折率の差により生じる臨界角に応じて内面反射、または、大気中への射出が行われる角度に透明部材により形成されたレンズとにより構成されるストロボ装置であり、このストロボ装置の照射方向を水平としたときの前記円筒状光源から水平方向に発せられる光の前記照射方向側への直射光は直接に、前記直射光と対称の背面から発せられる光は前記リフレクタにより反射が行われて、前記前記レンズの中心に前記円筒状光源と大気を介在させて設けられた正面入射部を介して前記レンズ内に入射し、このレンズ内を透過し射出面から出射して前方を照射し、前記円筒状光源から上下方向に発せられる光は前記リフレクタにより反射が行われ、前記レンズの正面入射部の上方、および、下方に前記円筒状光源側に向かい突出して設けられたプリズム部の外側面からレンズ内に入射し複数回の内面反射を行い前記射出面から出射して前方を照射し、前記水平方向と上下方向との中間から発せられる光は、前記プリズム部の内側面から前記レンズ内に入射し少なくとも１回の内面反射を行い射出面から出射して前方を照射するものとされていることを特徴とするストロボ装置を提供することで、性能を損なうことなく一層の小型化を可能として課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、円筒状光源の上端近傍と下端近傍とに、この円筒状光源に向かい尖端を突出させるプリズム部を形成し、加えて、円筒状光源から放出される光をリフレクタによりレンズに設けたプリズム部内を照射方向に内面反射を繰り返しながら進行するようにしたことで、円筒状光源の径とそれ程相違のない上下方向への寸法のレンズにおいても集光性能を失うことなく小型化を可能として、この種のストロボ装置の小型化に優れた効果を奏するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すものは、本発明に係るストロボ装置であり、このストロボ装置１は、基本的には、キセノン放電管などである円筒状光源２と、透明樹脂で形成されたレンズ３と、前記円筒状光源２から外部に放射される光に所望の方向性を与えるリフレクタ４とで構成されている。
【００１０】
尚、実際のストロボ装置１においては、シャッターが押された時点で前記円筒状光源２に給電を行い発光を行わせる電源装置、発光により露光量が過剰になるときには、前記円筒状光源２の発光を強制的に停止させる調光装置なども付属させられているが、本発明では、要旨の部分ではないので、図示と説明は省略する。
【００１１】
まず、本発明のストロボ装置１においては、前記円筒状光源２にはレンズ３が取付けられる。そして、このレンズ３には前記円筒状光源２から発せられる光を照射方向に集束して向かわせる正面入射部３ａが設けられており、前記正面入射部３ａの照射方向側の端部は、基本的には平面とされて出射面３ｂとされている。
【００１２】
また、前記レンズ３の正面入射部３ａの上下には尖端を前記筒状光源２方向とする楔状とした一対のプリズム部３ｃ、３ｄが設けられている。このときに、前記一対のプリズム部３ｃ、３ｄは、前記筒状光源２の中心Ｏを通る水平線Ｈに対して、線対称の形状とされている。よって、前記円筒状光源２と正面入射部３ａとの間には前記プリズム部３ｃ、３ｄの長さ分の空間が有るものとなり、正面入射部３ａの曲率などが定められるものとなる。
【００１３】
そして、前記プリズム部３ｃ、３ｄの後端側は、前記正面入射部３ａの出射面３ｂと同一面とされている。よって、前記プリズム部３ｃ、３ｄから入射した光も、前記出射面３ｂから出射が行われるようにされ、前記プリズム部３ｃ、３ｄは適宜な部分から先は上下面３ｅが略平行面とされ、レンズ３がカメラ（図示せず）などに設けられた所定の範囲内に収納できるようにされている。
【００１４】
また、前記リフレクタ４は、金属、樹脂などで所定の形状に形成されるものであり、その表面にはアルミニウム、銀などの真空蒸着が行われるなどして鏡面４ａが形成されている。そして、そのリフレクタ４の形状は、前記円筒状光源２の中心Ｏを通る垂直線Ｖから後半をほぼ密着した状態で覆う半円筒鏡部４ｂとされている。
【００１５】
前記垂直線Ｖから前方では前記円筒状光源２の中心Ｏを略焦点とする放物鏡部４ｃとして形成され、前記プリズム部３ｃ、３ｄとは適宜な間隔を有するようにされている。尚、このときの前記放物鏡部４ｃの形状、反射方向は、この放物鏡部４ｃからの反射光が前記プリズム部３ｃ、３ｄ内に入射した後には効率良く内面反射を繰り返し、前記レンズ３の出射面３ｂに達するようにされている。
【００１６】
また、上記の説明でも明らかなように、発光源の形状が略円筒状であるので、正面入射部３ａの形状もそれに併せてシリンドリカルレンズ状など、前記円筒状光源２からの光をできるだけ効率良く採り入れられる形状とすることが好ましく、同様に、前記プリズム部３ｃ、３ｄの面形状も前記円筒状光源２、リフレクタ４の形状に併せて曲面などとしても良い。また、出射面３ｂにも所望する配光形状に沿うようにフレネルレンズカットを施すなどは、自在である。
【００１７】
つぎに、図２〜図４により、本発明に係るストロボ装置１の作用を説明する。図２は、前記円筒状光源２から前後（水平）方向に放射される光の軌跡を示すものであり、照射方向側に放射された光は、そのままレンズ３の正面入射部３ａに捕捉され、レンズ３内を透過して出射面３ｂから規定照射角として外部に放出される。
【００１８】
これに対して、背面側に向かい放射された光は、リフレクタ４の半円筒鏡部４ａで反射し、照射方向側に折り返されるものとなり、結果としては、前記正面入射部３ａに入射する光量は略倍増するものとなる。
【００１９】
図３は、前記円筒状光源２から上下（垂直）方向に向かい放射される光の軌跡を示すものであり、この場合、前記円筒状光源２から放射された光の内、背面寄りの約半分の光はリフレクタ４の半円筒鏡部４ｂに達し、照射方向寄りの約半分の光は放物鏡部４ｃに達するものとなる。そして、前記半円筒鏡部４ｂで反射が行われた光は、反射後は放物鏡部４ｃに達するものとなる。
【００２０】
よって、前記放物鏡部４ｃで反射した後には、レンズ３のプリズム部３ｃ、３ｄの何れかに外側面３ｏから入射し、内側面３ｉで大気との境界面により内面反射し、この後、再度外側面３ｏまたは、上下面３ｅで内面反射後、出射面３ｂから外部に放出される。よって、円筒状光源２から上下方向に向かい放射される光もほぼ全てが出射面３ｂから外部に放射されるものとなる。
【００２１】
図４は、上記に説明した前後方向と上下方向以外の方向にである中間部に放射される光の軌跡を示すものであり、これらの光は前記レンズ３のプリズム部３ｃ、３ｄの何れかに内側面３ｉから入射し、同じプリズム部３ｃ、３ｄの外側面３ｏで内面反射を行い、その後、直接または、さらに前記内側面３ｉで内面反射し、前記出射面３ｂから外部に放出されるものとなる。
【００２２】
以上の説明でも明らかなように、本発明のストロボ装置１の構成によれば、円筒状光源２（キセノン放電管）から放射される光は、図２〜図４に示した光の捕捉状態を重ね合わせても明らかなように、ほぼ全てを捕捉可能とするものであり、そして、捕捉した光を出射面３ｂから外部に放射することができるものとなる。しかも、前記出射面３ｂも円筒状光源２に対してそれほど幅の広いものとはならないので、ストロボ装置１全体の小型化が可能となる。
【００２３】
図５は従来例のストロボ装置の上下方向に対する配光特性ＯＶと、本発明のストロボ装置１との上下方向に対する配光特性ＮＶとを比較して示すものであり、本発明の配光特性ＮＶの方が遠方まで明るく照射していることが明らかであり、また、均一な照度範囲で比較しても、本発明のストロボ装置１の方がやや広いと云える。
【００２４】
図６は従来例のストロボ装置の左右方向に対する配光特性ＯＨと、本発明のストロボ装置１との左右方向に対する配光特性ＮＨとを比較して示すものであり、本発明の配光特性ＮＨの方が遠方まで明るく、且つ、幅広く照射していることが明らかであり、図５、および、図６の両図からも本発明のストロボ装置１の構成が、円筒状光源２に対する光束利用率に優れていることが明白である。
【００２５】
図７は本発明に係るストロボ装置１の別の実施例であり、前の実施例では必要とされる部分では、確実に内部反射が行われ出射面３ｂ以外の部分からの漏光はないものとして説明した。しかしながら、現実には製造誤差、或いは、レンズ３を形成する部材の屈折率の相違などで必要以外の部分から漏光を生じることも起こり得るので、出射面３ｂを除く全ての部分をリフレクタ４で覆ったものであり、確実に漏光が防止できるものとなり、一層に効率も良く、配光特性も優れるストロボ装置１が得られるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るストロボ装置の実施例を示す断面図である。
【図２】同じ実施例における光源から水平方向に発せられる光に対する軌跡を示す説明図である。
【図３】同じ実施例における光源から上下方向に発せられる光に対する軌跡を示す説明図である。
【図４】同じ実施例における光源から中間方向に発せられる光に対する軌跡を示す説明図である。
【図５】本発明に係るストロボ装置の上下方向への配光特性を従来例との比較で示すグラフである。
【図６】本発明に係るストロボ装置の左右方向への配光特性を従来例との比較で示すグラフである。
【図７】本発明に係るストロボ装置の別の実施例を示す断面図である。
【図８】従来例における光源から水平方向に発せられる光に対する軌跡を示す説明図である。
【図９】同じ従来例における光源から上下方向に発せられる光に対する軌跡を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…ストロボ装置
２…円筒状光源
３…レンズ
３ａ…正面入射部
３ｂ…出射面
３ｃ、３ｄ…プリズム部
３ｏ…プリズム部の外側面
３ｉ…プリズム部の内側面
４…リフレクタ
４ａ…鏡面
４ｂ…半円筒鏡部
４ｃ…放物鏡部
【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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【図９】
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