(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光を所定方向に照射する光学部材と、該光学部材から出射された光の特性を変換する照射特性変換部材を備えた発光装置において、
前記光学部材は、該光学部材の前方の空間で且つ前記出射された光軸に直交する面上に照射光が疎になる領域と密になる領域とを交互に複数個形成するシリンドリカルレンズから成る出射面を備え、前記照射特性変換部材は、前記シリンドリカルレンズの前方に配設され、前記シリンドリカルレンズと同一ピッチによるスリットを備え、前記照射特性変換部材の非使用時と使用時での前記ピッチ方向への移動量を前記ピッチの１／２にすることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記照射特性変換部材は、前記光源の発する光の分光特性を変換する機能を有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記照射特性変換部材は、前記照射光の強度を減衰させる機能を有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記照射特性変換部材は、前記照射光の光路を曲げる特性を持った照射特性変換用光学部材であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
前記照射特性変換用光学部材は、所定間隔に配設された複数のプリズムであることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スチルカメラにおいては、着脱式の発光装置（通称、ストロボという）を装着できたり、或いは内蔵されたものがある。さらに、発光装置は、その前面に光学部材を装着したものがあり、発光光の色温度を変換したり、照射方向を変換するなど、照射特性を変換可能にした提案がなされている。例えば、発光光の色温度を変化させるものとして、特開平８−２０１８８６号公報があり、反射笠と放電管からなる発光装置の前方に、反射笠の射出開口と、ほぼ同程度の大きさの透過型カラー液晶とを配置し、透過型カラー液晶には補色系の３原色フィルタを備え、各色に対応する画素の透過率を制御することにより、全体の色温度を制御しようとするものである。また、透過型カラー液晶は、非使用時には、モータ、ギヤを用いた駆動機構により、発光装置の上方に設けられた待避空間に格納される。
【０００３】
また、接写用発光装置を装着したカメラなどを除き、通常のカメラは赤目現象を抑えるために、撮影レンズの光軸に対し、発光装置の光軸は或る距離をもって配設され、或いは内蔵されている。このようなカメラで近距離をストロボ撮影した場合、ストロボ光の照射範囲と撮影範囲にズレが生じ、被写体上に照明ムラが生じる。
【０００４】
この照明ムラの問題を解決するため、従来より、発光部の前面に拡散板を出し入れする発光装置も提案されている。例えば、特開昭５９−２１０４２６号公報では、カメラ本体にフレネルプリズムを固定し、その後方に発光装置を昇降可能に配置している。そして、通常撮影時には、発光装置を上昇させてフレネルプリズムを介さずに発光させ、また、接写モードに切り換えたときには、接写レンズが撮影レンズの前面に移動すると同時に、駆動機構により発光装置が下降してフレネルプリズムの後方に位置するようになり、発光した光はフレネルプリズムにより撮影レンズの光軸方向へ曲げられる。発光した光が曲げられることにより、撮影範囲と照明範囲がほぼ一致するようになり、照明ムラのない均一な照明を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、特開平８−２０１８８６号公報の構成の場合、透過型カラー液晶の不使用時には、これを待避させるための空間が必要になり、発光装置及びカメラが大型化する。また、待避時の移動量も大きなものとなるため、その駆動機構も複雑かつ大型化する。
【０００６】
また、特開昭５９−２１０４２６号公報の構成では、フレネルプリズムの大きさ以上に発光装置全体を移動することが必要なため、質量、移動量共に大きくなり、駆動機構の大型化及び複雑化を招き、カメラの小型化の要望に逆行する。
【０００７】
さらに、いずれの公知技術においても、発光装置の射出開口と透過型カラー液晶または、フレネルプリズムを相対的に射出開口の大きさ以上に移動させねばならず、その移動量は必然的に大きなものとなってしまう。仮に射出開口の高さが１０ｍｍであれば、最低でも１２〜１３ｍｍは移動させる必要がある。
【０００８】
このように、従来の発光装置は大型化が避けられなかったため、カメラの小型化を図り、或いは小型のカメラに上記したような機能を持つ発光装置を装着し、或いは内蔵することは出来なかった。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑み、発光光の色温度の変換、照射方向の変換等を行う照射特性変換部材を備えながら、カメラの小型化或いは小型カメラへの採用を可能にする発光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】
本出願に係る発明の目的を実現する構成は、請求項１に記載のように、光源と、該光源からの光を所定方向に照射する光学部材と、該光学部材から出射された光の特性を変換する照射特性変換部材を備えた発光装置において、前記光学部材は、該光学部材の前方の空間で且つ前記出射された光軸に直交する面上に照射光が疎になる領域と密になる領域とを交互に複数個形成するシリンドリカルレンズから成る出射面を備え、前記照射特性変換部材は、前記シリンドリカルレンズの前方に配設され、前記シリンドリカルレンズと同一ピッチによるスリットを備え、前記照射特性変換部材の非使用時と使用時での前記ピッチ方向への移動量を前記ピッチの１／２にすることを特徴とする発光装置にある。
【００１１】
この構成によれば、シリンドリカルレンズを出射する光が、その前面から所定の距離の位置上に光軸に対して直交する面に照射光が疎になる領域と密になる領域とが交互に形成され、その疎または密の領域の一方が選択されるように照射特性変換部材を移動させることにより、簡単な構成により照射特性の変換を行うことができる。したがって、発光装置の小型化が可能となるほか、超小型のコンパクトカメラへの搭載、或いはカメラの小型化に寄与することができる。
【００１６】
本出願に係る発明の目的を実現する具体的な構成は、請求項２に記載のように、前記照射特性変換部材は、前記光源の発する光の分光特性を変換する機能を有することを特徴とする発光装置にある。
【００１７】
この構成によれば、光源の発する放射光の分光特性を変換するフィルタ部材とすることで、照明光の色温度変換や色補正が可能になる。
【００１８】
本出願に係る発明の目的を実現する具体的な構成は、請求項３に記載のように、前記照射特性変換部材は、前記照射光の強度を減衰させる機能を有することを特徴とする発光装置にある。
【００１９】
この構成によれば、照明光の強度を減衰させる機能により、近距離撮影で適度に照明光の強度を弱めることが可能になり、最適な撮影結果を得ることができる。
【００２０】
本出願に係る発明の目的を実現する具体的な構成は、請求項４に記載のように、前記照射特性変換部材は、前記照射光の光路を曲げる特性を持った光学部材であることを特徴とする発光装置にある。
【００２１】
この構成によれば、照明光の光路を曲げる特性を持った光学部材とすることにより、照射方向が切り換えられ、近距離撮影における照明ムラを防ぐことが可能になり、或いは、焦点距離情報に基づいて照射角度を切り換えることが可能になる。
【００２２】
本出願に係る発明の目的を実現する具体的な構成は、請求項５に記載のように、前記光学部材は、所定間隔に配設された複数のプリズムであることを特徴とする発光装置にある。
【００２３】
これらの構成によれば、簡単な構成によって照明光の光路を曲げることが可能になり、かつ小型軽量化が可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の発光装置を示す分解斜視図である。また、図２は光軸と平行な面における断面図を示している。
【００２５】
各図において、１はプリズム部材であり、光源としての放電管４が発した光の進行を制御する。２は照射特性変換部材としてのフィルタ部材であり、プリズム部材１の前面に配設される。照射特性変換部材２には、ストロボ撮影時に被写体、照明光、使用フィルムに応じて適切な色を再現するために、色温度変換（ＬＢ）、或いは色補正（ＣＣ）フィルタ等、或いは、被写体、撮影距離、特に、近距離において適度に照明光の強度を弱める減光（ＮＤ）フィルタ等を用いることができる。３は窓部材であり、透明なガラスまたは樹脂を用いて作られており、カメラ本体或いは発光装置の筐体に固定される。４はプリズム部材１の後部に配設される放電管（発光管）であり、図示しない制御回路および電池を用いて瞬間的に大光量の光を発光する。５は反射板であり、放電管４の外周にほぼ接するような半円筒形を成し、放電管４の背部に設けられ、放電管４からの光をプリズム部材１の方向へ反射させる。
【００２６】
プリズム部材１は、透明なガラスまたは樹脂を用いて加工されており、背面には放電管４に対向させてシリンドリカルな凸レンズ７が形成され、この凸レンズ７と放電管４を挟む形で側壁６ａ，６ｂが形成され、この側壁６ａ，６ｂに連通させて外表面となる曲面８ａ，８ｂが形成されている。また、前面には複数のシリンドリカルレンズ９が横方向に形成されている。このシリンドリカルレンズ９と同一ピッチによるスリット２ａが、フィルタ部材２に設けられている。
【００２７】
図３は、フィルタ部材２の非使用時と使用時における発光装置の状態を示す説明図であり、（ａ）はフィルタ部材の非使用時の状態を示し、（ｂ）はフィルタ部材の使用時の状態を示している。このように、フィルタ部材２の非使用時にはスリット２ａがシリンドリカルレンズ９の正面に位置してプリズム部材１からの光に介在せず、フィルタ部材２の使用時にはスリット２ａがシリンドリカルレンズ９の中間に位置し、プリズム部材１からの光を透過する。このように２つの状態を形成するために、フィルタ部材２の非使用時と使用時での移動量をシリンドリカルレンズ９のピッチの１／２にしている。
【００２８】
次に、図２を用いて放電管４から発せられた光線がプリズム部材３を通過していく様子を説明する。本実施の形態では、プリズム部材１にアクリル樹脂を用い、屈折率は約１．４９に設定した。
【００２９】
放電管４の光線は、プリズム部材１の凸レンズ７および平面６ａ，６ｂに入射する。凸レンズ７は単純な円筒面ではなく、曲面に構成されているので、凸レンズ７に入射した光線は屈折して平行になり、プリズム部材１内を進行する。また、曲面８ａ，８ｂも反射光が平行化されるような曲面に構成されているので、平面６ａ，６ｂに入射した光線は屈折して曲面８ａ，８ｂに到達し、この曲面８ａ，８ｂで反射し、平行化される。このように、放電管４からの光線を一旦、平面６ａ，６ｂで屈折させ、その後に曲面８ａ，８ｂにより反射させているため、光学系全体の小型化が可能になる。
【００３０】
凸レンズ７、および側壁６ａ，６ｂと曲面８ａ，８ｂで平行化された光線は、前面に設けられたシリンドリカルレンズ９に到達する。シンドリカルレンズ９の曲面は単純な円筒面ではなく、収差の影響を極力少なくするために最適化された曲面で構成されている。したがって、シンドリカルレンズ９により焦点を結ぶ際、焦点はほぼ１本の線状位置に結ばれる。そして、レンズ面から或る距離の空間上に複数の焦点を結び、この焦点を結んだ後、所定の角度をもって被写体側へ照射する。このように、プリズム部材１の射出面側の空間では、図中Ａの照射方向と交わる面Ｐ上で、射出光線がプリズム部材１により焦点を結んだ光線が密な領域１００と、光線が殆ど通過しない疎の領域１０１が作られることになる。
【００３１】
一方、放電管４から後方に発せられた光線は、反射板５により反射し、再度、放電管を通過した後、プリズム部材１へ入射し、上記したように凸レンズ７および側壁６ａ，６ｂへ入射する。
【００３２】
次に、図２の光線形成に図３に示したフィルタ部材２の各状態における焦点形成について説明する。図３（ａ）では、フィルタ部材２は、殆ど光線が通過しない位置（疎の領域１０１）に待避している。したがって、プリズム部材１から射出した光線は、そのままフィルタ部材２の各スリット２ａを通過し、フィルタ部材２の影響を受けることなく被写体へ照射される。一方、フィルタ部材２の使用時には、焦点近傍（密の領域１００）にフィルタ部材２を移動させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、照射特性がフィルタ部材２により変換された照射光が被写体に照射される。
【００３３】
以上の説明は、照射角が一定である照射角固定タイプの発光装置であったが、ズームカメラなどに搭載する照射角可変タイプの発光装置にも本発明を適用することができる。以下に、図面を参照して説明する。
【００３４】
図４は第１の実施の形態の変形例としての照射角可変タイプの発光装置を示す側面断面図である。図４の構成が上記実施の形態と異なるところは、窓部材１０のプリズム部材１に対向する面にシリンドリカルレンズ１１を設けたところにある。このシリンドリカルレンズ１１は、シリンドリカルレンズ９を反転させた構造を有している。図４の発光装置では、窓部材１０は実線の位置のときにワイド（広角）状態になり、２点鎖線の位置のときにテレ（望遠）状態になる。
【００３５】
図５は、図４の照射角可変タイプの発光装置において、フィルタ非使用時の照射角変化の状態を示し、（ａ）はワイド状態、（ｂ）はテレ状態である。図５の（ａ）に示すように、ワイド状態においては、シリンドリカルレンズ１１のレンズ面頂点が、プリズム部材１から射出された光線の焦点近傍に位置するようにセットされる。これにより、窓部材１０に入射した光線は、ほぼプリズム部材１によって制御され、照射角を維持したまま被写体側へ照射される。テレ状態においては、前記焦点位置より遠い距離にシリンドリカルレンズ１１のレンズ面頂点を位置させることで、窓部材１０に入射した光線はレンズにより屈折し照射角は狭まることになる。
【００３６】
なお、図５においては、窓部材１０のワイドとテレの位置のみを示しているが、その中間位置では照射角も中間の広がりをもって照射される。また、図５ではフィルタ非使用時のみを示したが、ワイド、テレの状態に関わらず、プリズム部材１から射出された光線が密の領域（１００）と疎の領域（１０１）の間をフィルタ部材２が移動することで、照射特性を変換することは可能である。
【００３７】
以上説明したように、フィルタ部材２の非使用時と使用時における移動量は、シリンドリカルレンズ９のピッチの半分でよいため、微少な移動量による構成にすることができる。本実施の形態において、仮に、プリズム部材１の射出開口の高さが１０ｍｍであれば、シリンドリカルレンズ９は７個の構成であるため、１０／７／２＝０．７１４ｍｍで良いことになる。したがって、フィルタ部材２の非使用時の待避スペースは僅かの空間でよい。また、フィルタ部材２を駆動する機構も小型化および簡略化が可能なため、発光装置、さらにはカメラの小型化が可能になる。換言すれば、従来大型のストロボ内蔵カメラにしか適用できなかった機能が、超小型のコンパクトカメラにも採用できることになる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の発光装置の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態は、撮影レンズ光軸とストロボ光軸が離れていることにより、近距離での撮影のときに照明ムラが生じるのを防止すべく、撮影距離情報を基に照射方向を切り換えられるようにしたものである。
【００３９】
図６は本発明の発光装置の第２の実施の形態の構成を示す側面断面図である。図６の構成が第１の実施の形態と異なるところは、フィルタ部材２からプリズムプレート１２に変更した点である。その他の構成は、第１の実施の形態と同一である。ここで、プリズムプレート１２は照射特性変換部材として機能する。プリズムプレート１２は、プリズム部材１のシリンドリカルレンズ９に対応する位置にプリズム１３が配置され、プリズム１３の相互間にはスリット１４が形成されている。
【００４０】
図７は第２の実施の形態における照射方向の切り替え状態を示し、（ａ）は通常撮影時、（ｂ）は近距離撮影時である。図７の（ａ）に示すように、通常撮影時においては、プリズム１３のそれぞれは、シリンドリカルレンズ９の中間位置にあり、射出光線は疎の領域１０１に待避している。このため、照射光はプリズム１３の影響を受けることなく、プリズム部材１により制御された方向へ照射される。また、近距離撮影時には、プリズム１３のそれぞれはシリンドリカルレンズ９の正面にあり、射出光線は密の領域１００に位置している。プリズム部材１から射出された光線は、プリズム１３のそれぞれにより屈折し、図の下方（撮影レンズ光軸側）へ曲げられる。したがって、近距離撮影時においても、照明ムラの発生を防止することができる。本実施の形態においても、プリズムプレート１２の移動量はごく僅かであるため、待避スペースを少なくできる。また、駆動機構の小型化および簡略化も可能になる。
【００４１】
第２の実施の形態においては、近距離撮影時に照射方向を切り換えるものとしたが、プリズム１３の構成を凸または凹のシリンドリカルレンズにすることで、撮影レンズの焦点距離情報に基づいて照射角を狭めたり広げたり等、照射角の切り替えを行うことも可能である。
【００４２】
〔発明と実施の形態の対応〕
以上の実施の形態において、プリズム部材１およびシリンドリカルレンズ９，１１、プリズム１３が光学部材に、フィルタ部材２が照射特性変換部材に相当する。凸レンズ７が第１の面に、側壁６ａ，６ｂが第２の面に、曲面８ａ，８ｂが第３の面に相当する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に示した本発明は、光学部材は、該光学部材の前方の空間で且つ出射された光軸に直交する面上に照射光が疎になる領域と密になる領域とを交互に形成するシリンドリカルレンズから成る出射面を備え、前記照射特性変換部材は、前記シリンドリカルレンズの前方に配設され、前記シリンドリカルレンズと同一ピッチによるスリットを備え、前記照射特性変換部材の非使用時と使用時での前記ピッチ方向への移動量を前記ピッチの１／２にする構成にしたので、発光装置の小型化が可能となるほか、超小型のコンパクトカメラへの搭載、或いはカメラの小型化に寄与することができる。
【００４６】
請求項２に示した本発明は、光源の発する光の分光特性を変換する機能を有する照射特性変換部材にしたので、照明光の色温度変換や色補正が簡単な構成により行える。
【００４７】
請求項３に示した本発明は、照射光の強度を減衰させる機能を有する照射特性変換部材にしたので、近距離撮影で適度に照明光の強度を弱めることが可能になり、最適な撮影結果を得ることができる。
【００４８】
請求項４に示した本発明は、照射光の光路を曲げる特性を持った光学部材による照射特性変換部材にしたので、照射方向が切り換えられ、近距離撮影における照明ムラを防ぐことが可能になり、或いは、焦点距離情報に基づいて照射角度を切り換えることが可能になる。
【００４９】
請求項５に示した本発明は、所定間隔に配設された複数のプリズムによる光学部材にしたので、簡単な構成によって照明光の光路を曲げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光装置を示す分解斜視図である。
【図２】図１の発光装置の光軸と平行な面における断面図である。
【図３】図２に示したフィルタ部材の非使用時と使用時における発光装置の状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を照射角可変タイプにした構成を示す側面断面図である。
【図５】図４の照射角可変タイプの発光装置におけるフィルタ非使用時の照射角変化の状態を示す説明図である。
【図６】図６は本発明の発光装置の第２の実施の形態の構成を示す側面断面図である。
【図７】図７は第２の実施の形態における照射方向の切り替え状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  プリズム部材
２  フィルタ部材
２ａ，１４  スリット
３  窓部材
４  放電管
６ａ，６ｂ  側壁
７  凸レンズ
８ａ，８ｂ  曲面
９，１１  シリンドリカルレンズ
１２  プリズムプレート
１３  プリズム
１００  密な領域
１０１  疎の領域
【図１】
0004280380.tif 000002
【図２】
0004280380.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004280380.tif 000005
【図５】
0004280380.tif 000006
【図６】
0004280380.tif 000007
【図７】
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