JP2006210241A - Illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置における照射角の変更方法に関する。 The present invention relates to a method for changing an irradiation angle in a lighting device.
従来より、撮影時に被写体を照明する照明装置として、撮影レンズの画角に応じて照射角を変更可能な電子閃光装置が知られている。そして、電子閃光装置の照射光の配光を改善するために、種々の技術が提案されている。
例えば特許文献１では、反射傘内で光源の位置を固定し、光源の前方（反射傘の開口した側）に、正のディオプタを有するレンズ部材を配置している。そして、照射角を広げる場合、レンズ部材を光源に近づけ、照射角を狭める場合、レンズ部材を光源から遠ざけている。この方法は、特に画角及び照射角が望遠側の場合に、レンズ部材の集光作用により画角外に散逸する光を減らし、画角内の光量分布の均一化を図ったものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an illuminating device that illuminates a subject at the time of photographing, an electronic flash device that can change an irradiation angle according to an angle of view of a photographing lens is known. Various techniques have been proposed to improve the light distribution of the irradiation light of the electronic flash device.
For example, in Patent Document 1, the position of a light source is fixed in a reflector, and a lens member having a positive diopter is disposed in front of the light source (on the side where the reflector is opened). When the irradiation angle is widened, the lens member is brought closer to the light source, and when the irradiation angle is narrowed, the lens member is moved away from the light source. In this method, particularly when the field angle and the illumination angle are on the telephoto side, the light dissipated outside the field angle due to the light condensing action of the lens member is reduced, and the light quantity distribution within the field angle is made uniform.
また、特許文献２では、反射傘、カバー（プロテクタ）、光源のみからなる光学系において、光源がカバー側に近づいたり遠ざかったりして照射角を調整している。
特許文献１の方式では、光源の位置が固定されているので、レンズ部材を移動させても、光源から『反射傘の開口した側』を見た見込み角は変わらない。この見込み角を変えないと直接光の照射範囲はあまり変わらず、特許文献１の構成では、レンズ部材の移動量と比較して、照射角の変化量はそれほど大きくならない。従って、照射角の変更範囲を通常の撮影レンズの画角の変更範囲に追従させるためには、反射傘内でのレンズ部材の可動距離を長くする必要がある。その場合、反射傘を大きくする必要があり、電子閃光装置の発光部が大型化してしまう。 In the method of Patent Document 1, since the position of the light source is fixed, even if the lens member is moved, the expected angle of viewing the “open side of the reflector” from the light source does not change. If the expected angle is not changed, the direct light irradiation range does not change so much. In the configuration of Patent Document 1, the amount of change in the irradiation angle is not so large compared to the amount of movement of the lens member. Therefore, in order to make the change range of the illumination angle follow the change range of the angle of view of a normal photographing lens, it is necessary to increase the movable distance of the lens member in the reflector. In that case, it is necessary to enlarge the reflector, and the light emitting unit of the electronic flash device is enlarged.
特許文献２の方式は、光源の移動量が小さい割には照射角の変化量を比較的大きくできるものの、照射角の変更範囲をさらに広げることが要望されていた。
本発明の目的は、電子閃光装置などの照明装置において、発光部の大型化や装置構成の複雑化を招くことなく、照射角の変更範囲を広げるための技術を提供することである。
Although the method of Patent Document 2 can make the change amount of the irradiation angle relatively large for a small movement amount of the light source, it has been demanded to further expand the change range of the irradiation angle.
An object of the present invention is to provide a technique for expanding an irradiation angle change range in an illuminating device such as an electronic flash device without causing an increase in size of a light emitting unit and a complicated device configuration.
請求項１の照明装置は、光源と、光源の照明光を反射する反射傘とを備え、以下の点を特徴とする。第１に、光源は、反射傘内で移動可能に配置されている。第２に、反射傘内には、その開口した側と光源との間に、正のディオプタを有するレンズ部材が固定して配置されている。第３に、照射角を広げる場合、レンズ部材に近づくように光源を移動させ、照射角を狭める場合、レンズ部材から遠ざかるように光源を移動させる照射角調整手段を有する。 The illumination device of claim 1 includes a light source and a reflector that reflects illumination light of the light source, and is characterized by the following points. First, the light source is movably disposed within the reflector. Second, in the reflector, a lens member having a positive diopter is fixedly disposed between the opened side and the light source. Third, when the irradiation angle is widened, the light source is moved so as to approach the lens member, and when the irradiation angle is narrowed, there is provided an irradiation angle adjusting means for moving the light source so as to move away from the lens member.
請求項２の発明は、請求項１の照明装置において、反射傘の内面とレンズ部材との間には、レンズ部材の光軸に直交する方向に間隙があることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２の照明装置において、『レンズ部材の光軸に直交する面方向におけるレンズ部材の断面積は、光源がレンズ部材から最も離れたときに、反射傘で反射せずに出光する光源の照明光（直接光）の略全てを透過させる最小面積である』ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the illumination device of the first aspect, a gap is provided between the inner surface of the reflector and the lens member in a direction perpendicular to the optical axis of the lens member.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the illumination device according to the second aspect, wherein the cross-sectional area of the lens member in the plane direction orthogonal to the optical axis of the lens member is reflected by the reflector when the light source is farthest from the lens member. It is a minimum area through which substantially all of the illumination light (direct light) of the light source that emits light is transmitted.
本発明の照明装置では、出光する側の面と光源との間に正のディオプタを有するレンズ部材を配置し、光源の移動により照射角を変更する。従って、光源の移動により直接光の照射範囲が大きく変わるので、光源を固定とする特許文献１の方式よりも照射角の変更範囲を広くできる。また、レンズ部材の正のレンズ効果により、望遠側では、レンズ部材を配置せずに単に光源を移動させる特許文献２の方式よりも、最小照射角を狭くできる。 In the illuminating device of the present invention, a lens member having a positive diopter is disposed between the light-emitting surface and the light source, and the irradiation angle is changed by moving the light source. Therefore, since the irradiation range of the direct light greatly changes due to the movement of the light source, the irradiation angle change range can be made wider than the method of Patent Document 1 in which the light source is fixed. Further, due to the positive lens effect of the lens member, on the telephoto side, the minimum irradiation angle can be made narrower than the method of Patent Document 2 in which the light source is simply moved without arranging the lens member.
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図１は、本実施形態の電子閃光装置の発光部の斜視図である。図に示すように、発光部１０は、反射傘１４と、反射傘１４内に配置されたキセノン菅１８及びシリンドリカルレンズ２２を有する。シリンドリカルレンズ２２は、正のディオプタを有し、その幅、高さ、厚さを、図中の矢印に示すように定義する。即ち、シリンドリカルレンズ２２の２つの曲面の最大間隔を『厚さ』とし、曲面の曲率方向に『高さ』、厚さ及び高さに直交する方向に『幅』を定義する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 is a perspective view of a light emitting unit of the electronic flash device according to the present embodiment. As shown in the figure, the light emitting unit 10 includes a reflector 14, a xenon rod 18 and a cylindrical lens 22 disposed in the reflector 14. The cylindrical lens 22 has a positive diopter, and its width, height, and thickness are defined as indicated by arrows in the figure. That is, the maximum distance between the two curved surfaces of the cylindrical lens 22 is defined as “thickness”, and “height” is defined in the curvature direction of the curved surface, and “width” is defined in the direction orthogonal to the thickness and height.
本実施形態では一例として、反射傘１４は、楕円を半分にした形状である２つの平面的な側面と、これらの側面に挟まれていると共に横断面がＵ字状の曲面とを有し、開口した部分の縁（図の太線）が長方形である。以下、この開口した部分の縁で形成される長方形の面を『射出面』という。キセノン菅１８は、その延在方向が射出面に平行になるように、反射傘１４内で移動可能に配置されている。シリンドリカルレンズ２２は、曲面がキセノン菅１８に向けられ、その幅方向がキセノン菅１８の延在方向に平行になるように、反射傘１４の射出面とキセノン菅１８との間の所定の位置に固定されている。 In the present embodiment, as an example, the reflector 14 has two planar side surfaces each having an ellipse shape, and a curved surface sandwiched between these side surfaces and having a U-shaped cross section. The edge (thick line in the figure) of the opened part is a rectangle. Hereinafter, a rectangular surface formed by the edge of the opened portion is referred to as an “injection surface”. The xenon rod 18 is arranged so as to be movable in the reflector 14 so that the extending direction thereof is parallel to the exit surface. The cylindrical lens 22 is placed at a predetermined position between the exit surface of the reflector 14 and the xenon rod 18 so that the curved surface is directed to the xenon rod 18 and the width direction thereof is parallel to the extending direction of the xenon rod 18. It is fixed.
射出面には、正のディオプタを有すると共に無色透明のプロテクタであるカバー２６が配置されるが、煩雑となるので図１では省略している（後述の図２〜図４には記載）。カバー２６は、シリンドリカルレンズ２２と光軸が一致するように配置される。本実施形態では、この光軸は、射出面の法線方向に一致する。また、図ではキセノン菅１８、シリンドリカルレンズ２２の幅を反射傘１４の内面の幅と同じに記載しているが、キセノン菅１８、シリンドリカルレンズ２２の幅は、反射傘１４の内面の幅より小さくしてもよい。但し、シリンドリカルレンズ２２は、その高さ方向に、反射傘１４の内面との間隔を必ず置いて配置される。 A cover 26 that has a positive diopter and is a colorless and transparent protector is disposed on the exit surface, but is omitted from FIG. 1 because it is complicated (described in FIGS. 2 to 4 described later). The cover 26 is arranged so that the optical axis coincides with the cylindrical lens 22. In the present embodiment, this optical axis coincides with the normal direction of the exit surface. In the drawing, the width of the xenon rod 18 and the cylindrical lens 22 is described as being the same as the width of the inner surface of the reflector 14, but the width of the xenon rod 18 and the cylindrical lens 22 is smaller than the width of the inner surface of the reflector 14. May be. However, the cylindrical lens 22 is always arranged at a distance from the inner surface of the reflector 14 in the height direction.
本実施形態の電子閃光装置は、発光部１０の他に、昇圧部、照射角調整部、発光制御部等を有する（図示せず）。昇圧部は、電源から供給される電圧を昇圧し、昇圧した電圧をコンデンサに充電する。発光制御部は、コンデンサに充電した電圧によりキセノン菅１８を発光させるものであり、ユーザの操作またはカメラ側からの指令に応じて、発光量及び発光のタイミングを制御する。 In addition to the light emitting unit 10, the electronic flash device of the present embodiment includes a boosting unit, an irradiation angle adjusting unit, a light emission control unit, and the like (not shown). The boosting unit boosts the voltage supplied from the power source and charges the capacitor with the boosted voltage. The light emission control unit causes the xenon rod 18 to emit light with the voltage charged in the capacitor, and controls the light emission amount and the light emission timing in accordance with a user operation or a command from the camera side.
照射角調整部は、設定された照射角になるように、キセノン管１８の位置を調整する。この位置調整では、キセノン菅１８は、その延在方向が変わらないように、且つ、シリンドリカルレンズ２２の光軸に沿って移動する。即ち、照射角調整部は、シリンドリカルレンズ２２及び射出面に近づくようにキセノン菅１８を移動させて照射角を広げ、シリンドリカルレンズ２２及び射出面から遠ざかるようにキセノン菅１８を移動させて照射角を狭める。 The irradiation angle adjustment unit adjusts the position of the xenon tube 18 so that the set irradiation angle is obtained. In this position adjustment, the xenon rod 18 moves along the optical axis of the cylindrical lens 22 so that its extending direction does not change. In other words, the irradiation angle adjusting unit moves the xenon rod 18 so as to approach the cylindrical lens 22 and the emission surface to widen the irradiation angle, and moves the xenon rod 18 so as to move away from the cylindrical lens 22 and the emission surface, thereby adjusting the irradiation angle. Narrow.
図２は、キセノン管１８の延在方向に直交する方向における、発光部１０の断面模式図であり、照射角が最も広角側に設定された場合（キセノン管１８がシリンドリカルレンズ２２に最も近づいた場合）に対応する。図中の実線ａは、キセノン管１８から発せられ、シリンドリカルレンズ２２及びカバー２６を透過して射出する光路（反射傘１４で反射されない、いわゆる直接光の光路）の１つを示す。また、図中の点線ｂは、キセノン管１８からシリンドリカルレンズ２２の曲面までは光路ａと同じであるが、シリンドリカルレンズ２２が配置されなかったと仮定した場合の光路を示す。図中の一点鎖線は、シリンドリカルレンズ２２の光軸である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the light emitting unit 10 in a direction orthogonal to the extending direction of the xenon tube 18, where the irradiation angle is set to the widest side (the xenon tube 18 is closest to the cylindrical lens 22). Case). A solid line a in the drawing indicates one of optical paths (so-called direct light optical paths that are not reflected by the reflector 14) that are emitted from the xenon tube 18 and are transmitted through the cylindrical lens 22 and the cover 26 and emitted. A dotted line b in the figure is the same as the optical path a from the xenon tube 18 to the curved surface of the cylindrical lens 22, but indicates an optical path when it is assumed that the cylindrical lens 22 is not disposed. A one-dot chain line in the figure is the optical axis of the cylindrical lens 22.
図に示すように、キセノン管１８から同じ方向に発せられた光でも、カバー２６に到達する際には、シリンドリカルレンズ２２を透過する光路ａは、光路ｂよりも光軸側になる。これは、シリンドリカルレンズ２２の集光作用による。ここで、カバー２６は、正のディオプタを有するフレネルレンズであり、正のディオプタを有するレンズは、一般にレンズの端側（光軸から離れた側、凸レンズならば肉薄の側）ほど集光作用が強い。 As shown in the figure, even when the light emitted from the xenon tube 18 in the same direction reaches the cover 26, the optical path a that passes through the cylindrical lens 22 is closer to the optical axis than the optical path b. This is due to the light condensing action of the cylindrical lens 22. Here, the cover 26 is a Fresnel lens having a positive diopter, and a lens having a positive diopter generally has a light condensing function toward the end side of the lens (a side away from the optical axis, or a thin side if a convex lens). strong.
このため、光路ａ、ｂはどちらも、カバー２６の集光作用により光軸側に向けて進路を曲げるが、その曲り方の程度は、カバー２６に入射する際に光軸との距離が大きい光路ｂの方が、光路ａよりも大きくなる。従って、光路ａ、ｂは、最終的には互いに交わり、光路ａの方が光路ｂよりも光軸から離れる方向に進む。従って、本実施形態では、シリンドリカルレンズ２２及びカバー２６のレンズ効果により、シリンドリカルレンズ２２を配置せずに単に光源を移動させる方式よりも、最大照射角は広くなる。なお、単に最大照射角を広くするためには、カバー２６に負のレンズ効果を持たせればよいが、その場合、最小照射角が大きくなってしまう。従って、カバー２６は、本実施形態のように正のレンズ効果を有するものが最も望ましい。［∵レンズ効果がないとシリンドリカルレンズの作用により配光が狭められてしまう。］
図３は、キセノン管１８の延在方向に直交する方向における、発光部１０の断面模式図であり、照射角が最も望遠側に設定された場合（キセノン管１８をシリンドリカルレンズ２２から最も遠ざけた場合）に対応する。図中の一点鎖線は、シリンドリカルレンズ２２の光軸であり、点線ｃは、キセノン管１８の中心と、反射傘１４の開口した部分の縁とを結ぶ直線である。図中の実線ｄは、シリンドリカルレンズ２２に入射するまでは点線ｃと同じであり、その後、シリンドリカルレンズ２２及びカバー２６を透過して射出する直接光の光路を示す。
For this reason, both the optical paths a and b bend the path toward the optical axis due to the light collecting action of the cover 26, but the degree of the bending is large when the light enters the cover 26. The optical path b is larger than the optical path a. Therefore, the optical paths a and b finally cross each other, and the optical path a travels away from the optical axis more than the optical path b. Therefore, in the present embodiment, the maximum irradiation angle becomes wider than the method of simply moving the light source without arranging the cylindrical lens 22 due to the lens effect of the cylindrical lens 22 and the cover 26. In order to simply widen the maximum irradiation angle, the cover 26 may have a negative lens effect, but in this case, the minimum irradiation angle becomes large. Therefore, it is most desirable that the cover 26 has a positive lens effect as in this embodiment. [Without the lens effect, the light distribution is narrowed by the action of the cylindrical lens. ]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the light emitting unit 10 in a direction orthogonal to the extending direction of the xenon tube 18, where the irradiation angle is set to the most telephoto side (the xenon tube 18 is farthest from the cylindrical lens 22). Case). The one-dot chain line in the figure is the optical axis of the cylindrical lens 22, and the dotted line c is a straight line connecting the center of the xenon tube 18 and the edge of the opening of the reflector 14. The solid line d in the figure is the same as the dotted line c until it enters the cylindrical lens 22, and then indicates the optical path of direct light that passes through the cylindrical lens 22 and the cover 26 and exits.
この例では、光路ｄは、シリンドリカルレンズ２２におけるキセノン管１８側の曲面に対して、その縁よりも光軸側を通る。また、光路ｄは、シリンドリカルレンズ２２における射出面側の曲面の縁を通る。そして、シリンドリカルレンズ２２の高さ及び幅（射出面に平行な方向におけるシリンドリカルレンズ２２の断面積）は、上記条件を満たす最小値にされている。即ち、射出面に平行な方向における、反射傘１４の内面とシリンドリカルレンズ２２との間隔は、上記条件を満たす最大の間隔にされている。 In this example, the optical path d passes through the optical axis side with respect to the curved surface of the cylindrical lens 22 on the xenon tube 18 side than the edge. In addition, the optical path d passes through the edge of the curved surface on the exit surface side of the cylindrical lens 22. The height and width of the cylindrical lens 22 (the cross-sectional area of the cylindrical lens 22 in the direction parallel to the exit surface) are set to the minimum values that satisfy the above conditions. That is, the distance between the inner surface of the reflector 14 and the cylindrical lens 22 in the direction parallel to the exit surface is set to the maximum distance that satisfies the above condition.
以下、シリンドリカルレンズ２２の高さ及び幅を上記のように選択した理由を説明する。反射光は、その光路のパターンが様々になるので、その照射範囲は望遠側でも広角側でもそれほど変わらない。一方、直接光は、望遠側では広角側よりも光軸側にかなり集光される。このため、直接光により照明される範囲を有効照射角範囲とすれば、望遠側の方が、有効照射角範囲のガイドナンバにおける直接光の寄与率が高くなる。 Hereinafter, the reason why the height and width of the cylindrical lens 22 are selected as described above will be described. Since the reflected light has various optical path patterns, the irradiation range does not change so much on the telephoto side and the wide-angle side. On the other hand, the direct light is more concentrated on the optical axis side on the telephoto side than on the wide angle side. For this reason, if the range illuminated by direct light is the effective illumination angle range, the telephoto side has a higher contribution ratio of direct light in the guide number of the effective illumination angle range.
従って、より遠くまで光を到達させるためには、特に望遠側では、直接光を効率的に光軸側に集光させる必要がある。即ち、直接光のみをシリンドリカルレンズ２２に入射させた方が望ましく、有効照射角範囲に入るとは限らない反射光は、シリンドリカルレンズ２２に入射させない方が望ましいと考えられる。従って、射出面に平行な方向におけるシリンドリカルレンズ２２の断面積は、キセノン管１８の位置に拘らず（照射角に拘らず）、直接光の全てを透過させる最小面積にすることが望ましい。 Therefore, in order to make light reach farther, it is necessary to concentrate light directly on the optical axis side, particularly on the telephoto side. That is, it is desirable that only direct light is incident on the cylindrical lens 22, and it is desirable that reflected light that is not necessarily within the effective irradiation angle range is not incident on the cylindrical lens 22. Therefore, it is desirable that the cross-sectional area of the cylindrical lens 22 in the direction parallel to the exit surface be a minimum area that transmits all of the direct light regardless of the position of the xenon tube 18 (regardless of the irradiation angle).
そのためには、キセノン管１８が射出面から最も離れたときに（直接光の広がりが最小となるときに）、反射傘１４で反射せずに射出する直接光の全てがシリンドリカルレンズ２２を透過するようにすればよい。そのようにすれば、キセノン管１８が射出面に最も近づいたとき（直接光の広がりが最大となるとき）においても、直接光の全てがシリンドリカルレンズ２２を透過する。これは、キセノン管１８が射出面に近づくほど、キセノン管１８から見たシリンドリカルレンズ２２の立体角が大きくなり、直接光がシリンドリカルレンズ２２を透過しやすくなるためである。従って、射出面に平行な方向におけるシリンドリカルレンズ２２の断面積は、キセノン管１８が射出面から最も離れたときに、反射傘１４で反射せずに射出する直接光の全てを透過させる最小面積にすることが望ましい。 For this purpose, when the xenon tube 18 is farthest from the exit surface (when the spread of direct light is minimized), all of the direct light that is emitted without being reflected by the reflector 14 passes through the cylindrical lens 22. What should I do? By doing so, all of the direct light is transmitted through the cylindrical lens 22 even when the xenon tube 18 is closest to the exit surface (when the spread of direct light is maximized). This is because the solid angle of the cylindrical lens 22 viewed from the xenon tube 18 increases as the xenon tube 18 approaches the exit surface, and direct light easily passes through the cylindrical lens 22. Therefore, the cross-sectional area of the cylindrical lens 22 in the direction parallel to the exit surface is the minimum area that transmits all of the direct light that is emitted without being reflected by the reflector 14 when the xenon tube 18 is farthest from the exit surface. It is desirable to do.
なお、例えば反射傘１４内に配置するシリンドリカルレンズ２２が特定のものに決まっており、その断面積が固定の場合、上記と同様の効果が得られるようにシリンドリカルレンズ２２の固定位置を定めることが望ましい。具体的には、シリンドリカルレンズ２２の固定位置は、キセノン管１８が射出面から最も離れたときに直接光を全て透過させ、且つ、射出面に最も近いことが望ましい。 For example, when the cylindrical lens 22 disposed in the reflector 14 is determined to be a specific lens and its cross-sectional area is fixed, the fixing position of the cylindrical lens 22 may be determined so as to obtain the same effect as described above. desirable. Specifically, it is desirable that the cylindrical lens 22 is fixed at a position where the light is transmitted directly when the xenon tube 18 is farthest from the exit surface and closest to the exit surface.
次に、図３を用いて、シリンドリカルレンズ２２を配置せずに単に光源を移動させる方式と、本実施形態とで、最小照射角を比較する。図３内の点線ｃ”は、シリンドリカルレンズ２２が配置されていないと仮定して、前述の点線ｃと同じ光路でカバー２６に入射して射出する光路を示す。光路ｃ”は、シリンドリカルレンズ２２を配置せずに単に光源を移動させる方式の最小照射角にほぼ相当する。 Next, with reference to FIG. 3, the minimum irradiation angle is compared between the present embodiment and the method of simply moving the light source without arranging the cylindrical lens 22. A dotted line c ″ in FIG. 3 indicates an optical path that enters and exits the cover 26 along the same optical path as the above-described dotted line c on the assumption that the cylindrical lens 22 is not disposed. The optical path c ″ indicates the cylindrical lens 22. This is almost equivalent to the minimum irradiation angle of the method in which the light source is simply moved without arranging the light source.
図３に示すように、カバー２６に入射する際には、光路ｃ”は、シリンドリカルレンズ２２を透過しないので、光路ｄよりも光軸から離れる。従って、カバー２６によって光軸側に曲げられる角度は、光路ｃ”の方が、光路ｄよりも大きくなる。しかし、光路ｄは、シリンドリカルレンズ２２の縁側に入射して進路が光軸側に大きく曲げられていることが大きいため、カバー２６を透過後においても、光路ｃ”よりも光軸側に進む。従って、本実施形態では、シリンドリカルレンズ２２を配置せずに単に光源を移動させる方式よりも、最小照射角は小さくなる。 As shown in FIG. 3, when entering the cover 26, the optical path c "is not transmitted through the cylindrical lens 22, and therefore is further away from the optical axis than the optical path d. Therefore, the angle bent by the cover 26 toward the optical axis side. The optical path c ″ is larger than the optical path d. However, since the optical path d is incident on the edge of the cylindrical lens 22 and the path is largely bent toward the optical axis, the optical path d travels further toward the optical axis than the optical path c ″ even after passing through the cover 26. Therefore, in this embodiment, the minimum irradiation angle is smaller than the method of simply moving the light source without arranging the cylindrical lens 22.
このように本実施形態では、シリンドリカルレンズ２２及びカバー２６の集光作用があるため、シリンドリカルレンズ２２を配置せずに単に光源を移動させる方式よりも、最大照射角は広くなり、最小照射角は狭くなる。このため、発光部の大型化や装置構成の複雑化を招くことなく、照射角の変更範囲を広げることができる。従って、広角側ではより広い範囲に亘って照射強度が均一になり、望遠側ではガイドナンバを大きくできる。 As described above, in the present embodiment, since the cylindrical lens 22 and the cover 26 have a light condensing function, the maximum irradiation angle is wider and the minimum irradiation angle is larger than the method of simply moving the light source without arranging the cylindrical lens 22. Narrow. For this reason, the change range of an irradiation angle can be expanded, without causing the enlargement of a light emission part, or complication of an apparatus structure. Accordingly, the irradiation intensity is uniform over a wider range on the wide angle side, and the guide number can be increased on the telephoto side.
以下、本発明の技術思想と、特許文献１との違いについて、補足説明する。
本発明と特許文献１との大きな違いは、本発明では反射光学系と透過光学系の両方が照射角の変更に寄与するのに対し、特許文献１では透過光学系のみが照射角の変更に寄与することである。具体的には、特許文献１では、キセノン管と反射傘とを一体的（固定的）に構成し、射出面とキセノン管との間においてレンズ部材（本実施形態のシリンドリカルレンズ２２に対応）を移動させ、それによりキセノン管とレンズ部材との間隔（位置関係）を変化させ、照射角を変化させている。
Hereinafter, the difference between the technical idea of the present invention and Patent Document 1 will be supplementarily described.
In the present invention, both the reflection optical system and the transmission optical system contribute to the change of the irradiation angle, whereas in Patent Document 1, only the transmission optical system changes the irradiation angle. To contribute. Specifically, in Patent Document 1, a xenon tube and a reflector are integrally (fixed) configured, and a lens member (corresponding to the cylindrical lens 22 of the present embodiment) is provided between the exit surface and the xenon tube. The distance (positional relationship) between the xenon tube and the lens member is changed, thereby changing the irradiation angle.
この場合、キセノン管から射出面側に射出されてレンズ部材を透過する直接光の光束は、変化する。即ち、透過光学系は、照射角の変更に寄与する。しかし、キセノン管の位置が固定なので、キセノン管から射出される全光束の内、反射傘で反射される反射光成分の光路は、レンズ部材の移動によってはあまり変わらない。従って、反射光学系は、照射角の変更に寄与しない。 In this case, the light beam of direct light that is emitted from the xenon tube to the exit surface side and transmitted through the lens member changes. That is, the transmission optical system contributes to the change of the irradiation angle. However, since the position of the xenon tube is fixed, the optical path of the reflected light component reflected by the reflector among the total luminous flux emitted from the xenon tube does not change much depending on the movement of the lens member. Therefore, the reflective optical system does not contribute to the change of the irradiation angle.
それに対して本発明は、レンズ部材の位置を固定としてキセノン管を動かすので、反射傘とキセノン管に着目すると、キセノン管から射出される光束は、キセノン管の移動によって反射傘に対する入射角が大きく変化する。このため、反射傘で反射して射出面から射出する反射光学系が、照射角の変更に寄与する。
また、本発明の構成においてレンズ部材とキセノン管に着目すると、キセノン管の移動によって、キセノン管とレンズ部材との相対的な位置関係が変化し、照射角が変化する。従って、本発明の構成では、透過光学系も照射角の変更に寄与するが、透過光学系は、反射光学系と比較して、照射角の変更感度は低い。これは、透過光学系に寄与する光束は、主に、キセノン管から射出される全光束の内、反射傘で反射されずに直接射出される直接光のみだからである。
In contrast, the present invention moves the xenon tube while fixing the position of the lens member. Therefore, when focusing on the reflector and the xenon tube, the luminous flux emitted from the xenon tube has a large incident angle with respect to the reflector due to the movement of the xenon tube. Change. For this reason, the reflective optical system which reflects with the reflector and exits from the exit surface contributes to the change of the irradiation angle.
Further, when focusing attention on the lens member and the xenon tube in the configuration of the present invention, the relative positional relationship between the xenon tube and the lens member changes and the irradiation angle changes due to the movement of the xenon tube. Therefore, in the configuration of the present invention, the transmission optical system also contributes to the change of the irradiation angle, but the transmission optical system has a lower sensitivity of changing the irradiation angle than the reflection optical system. This is because the light beam that contributes to the transmission optical system is mainly direct light that is directly emitted without being reflected by the reflector among all the light beams emitted from the xenon tube.
従って、反射光学系と透過光学系の両方が照射角の変更に寄与する本発明の構成は、透過光学系のみが照射角の変更に寄与する特許文献１の構成と比較して、照射角の変更感度が倍増する。透過光学系のみが照射角の変更に寄与する特許文献１の構成では、照射角の変更感度が鈍く、キセノン管とレンズ部材との間隔の変化量の割には、照射角の変化量は大きくならない。従って、特許文献１の構成では、十分な照射角の変更範囲を得るためには、反射傘を大きくしてレンズ部材の可動距離を長くする必要があり、装置が大型になってしまう欠点がある。 Therefore, the configuration of the present invention in which both the reflection optical system and the transmission optical system contribute to the change in the irradiation angle is compared with the configuration of Patent Document 1 in which only the transmission optical system contributes to the change in the irradiation angle. Change sensitivity doubles. In the configuration of Patent Document 1 in which only the transmission optical system contributes to the change of the irradiation angle, the change sensitivity of the irradiation angle is low, and the change amount of the irradiation angle is large for the change amount of the distance between the xenon tube and the lens member. Don't be. Therefore, in the configuration of Patent Document 1, in order to obtain a sufficient change range of the irradiation angle, it is necessary to increase the movable distance of the lens member by enlarging the reflector, and there is a drawback that the apparatus becomes large. .
次に、本発明の技術思想と特許文献２との違いについて、補足説明する。特許文献２の構成は、反射傘に対してキセノン管が遠ざかったり近づいたりして照射角を調整するものである。この構成は、キセノン管の移動により、反射光学系を照射角の変更に寄与させるので、キセノン管の移動量が小さい割には照射角が比較的大きく変化する。
特許文献２の構成は、特許文献１の構成よりは照射角の変更感度が高くなるものの、特に望遠側において照射角を狭めにくい欠点があった。これは、特にキセノン管からの直接光で照射角を狭めにくい。なぜなら、キセノン管移動方式では、反射傘からの反射光に対しては、キセノン管の移動によって照射角の変更感度が高くなるが、直接光に対しては、元々キセノン管の移動量が小さくなるため、射出面から見た見込み角はそれほど変化しないからである。
Next, the difference between the technical idea of the present invention and Patent Document 2 will be supplementarily described. The configuration of Patent Document 2 adjusts the irradiation angle by moving the xenon tube away from or approaching the reflector. In this configuration, the reflection optical system contributes to the change of the irradiation angle by the movement of the xenon tube, so that the irradiation angle changes relatively large for a small amount of movement of the xenon tube.
The configuration of Patent Document 2 has a drawback that it is difficult to narrow the irradiation angle particularly on the telephoto side, although the sensitivity of changing the irradiation angle is higher than the configuration of Patent Document 1. This is particularly difficult to narrow the irradiation angle with direct light from a xenon tube. This is because, in the xenon tube moving system, the sensitivity of changing the irradiation angle is increased by moving the xenon tube for the reflected light from the reflector, but the moving amount of the xenon tube is originally reduced for direct light. This is because the prospective angle viewed from the exit surface does not change so much.
ここで、光路図を用いて、本発明と特許文献２との違いを説明する。図４は、上述した実施形態の電子閃光装置の発光部１０の断面模式図であり、（ａ）は照射角が最も望遠側に設定された場合の直接光及び反射光の光路を示し、（ｂ）は照射角が最も広角側に設定された場合の直接光及び反射光の光路を示す。
図５は、反射傘、カバー、キセノン管の形状及びサイズが本実施形態と同じと仮定した場合における、特許文献２の方式での発光部の断面模式図である。図５（ａ）は照射角が最も望遠側に設定された場合の直接光及び反射光の光路を示し、図５（ｂ）は照射角が最も広角側に設定された場合の直接光及び反射光の光路を示す。
Here, the difference between the present invention and Patent Document 2 will be described using an optical path diagram. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the light emitting unit 10 of the electronic flash device according to the above-described embodiment. FIG. 4A shows optical paths of direct light and reflected light when the irradiation angle is set to the most telephoto side. b) shows the optical paths of the direct light and the reflected light when the irradiation angle is set to the widest angle side.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a light emitting unit according to the method of Patent Document 2, assuming that the shapes and sizes of the reflector, the cover, and the xenon tube are the same as those in the present embodiment. FIG. 5A shows the optical paths of direct light and reflected light when the irradiation angle is set to the most telephoto side, and FIG. 5B shows direct light and reflection when the irradiation angle is set to the widest side. Shows the optical path of light.
まず、望遠側から説明する。図４（ａ）において、実線ｇ及び点線ｇ’のどちらもキセノン管１８から同じ方向に発せられた光の光路であり、ｇはシリンドリカルレンズ２２がある場合の光路を示し（本発明に対応）、ｇ’はシリンドリカルレンズ２２がない場合（特許文献２に対応）の光路を示している。図４（ａ）における光路ｇ’は、図５（ａ）における光路ｇ’と同じである。 First, the telephoto side will be described. In FIG. 4A, both the solid line g and the dotted line g ′ are optical paths of light emitted from the xenon tube 18 in the same direction, and g indicates the optical path when the cylindrical lens 22 is present (corresponding to the present invention). , G ′ indicate the optical path when there is no cylindrical lens 22 (corresponding to Patent Document 2). The optical path g ′ in FIG. 4A is the same as the optical path g ′ in FIG.
本発明と特許文献２との違いは、本発明では、キセノン管１８からの直接光がシリンドリカルレンズ２２を透過するようにして、直接光の進路を光軸側に曲げることである。このため、カバー２６（ここでは正のディオプタを有するフレネルレンズ）に入射する際には、光路ｇ’は、シリンドリカルレンズ２２を透過しないので、光路ｇよりも光軸から離れる。 The difference between the present invention and Patent Document 2 is that in the present invention, the direct light from the xenon tube 18 is transmitted through the cylindrical lens 22 and the path of the direct light is bent toward the optical axis side. For this reason, when entering the cover 26 (here, a Fresnel lens having a positive diopter), the optical path g ′ does not pass through the cylindrical lens 22, and therefore is further away from the optical axis than the optical path g.
前記したように凸レンズの集光作用はレンズの端側ほど強いので、カバー２６によって光軸側に曲げられる角度は、光路ｇ’の方が光路ｇよりも大きくなる。しかし、光路ｇは、シリンドリカルレンズ２２によって進路が光軸側に大きく曲げられていることが大きいため、カバー２６を透過後においても、光路ｇ’よりも光軸側に進む。従って、本発明の構成は、シリンドリカルレンズ２２がない特許文献２の構成と比較して、望遠側において、特に直接光で照射角の広がりを狭めることができる。このため、特に望遠側において照射角を狭めにくいという特許文献２の課題は解消される。 As described above, since the condensing action of the convex lens is stronger toward the end of the lens, the angle bent toward the optical axis by the cover 26 is larger in the optical path g ′ than in the optical path g. However, since the path of the optical path g is largely bent to the optical axis side by the cylindrical lens 22, the optical path g advances further to the optical axis side than the optical path g ′ even after passing through the cover 26. Accordingly, the configuration of the present invention can narrow the spread of the irradiation angle with direct light, particularly on the telephoto side, as compared with the configuration of Patent Document 2 without the cylindrical lens 22. For this reason, the subject of patent document 2 that it is hard to narrow an irradiation angle especially in a telephoto side is eliminated.
次に、広角側について説明する。図４（ｂ）において、実線ｈ及び点線ｈ’のどちらもキセノン管１８から同じ方向に発せられた光の光路であり、ｈはシリンドリカルレンズ２２がある場合の光路を示し（本発明に対応）、ｈ’はシリンドリカルレンズ２２がない場合（特許文献２に対応）の光路を示している。図４（ｂ）における光路ｈ’は、図５（ｂ）における光路ｈ’と同じである。 Next, the wide angle side will be described. In FIG. 4B, both the solid line h and the dotted line h ′ are optical paths of light emitted from the xenon tube 18 in the same direction, and h indicates an optical path when the cylindrical lens 22 is present (corresponding to the present invention). , H ′ indicate the optical path when there is no cylindrical lens 22 (corresponding to Patent Document 2). The optical path h ′ in FIG. 4B is the same as the optical path h ′ in FIG.
カバー２６に入射するときには、シリンドリカルレンズ２２を透過する光路ｈは、光路ｈ’よりも光軸側になる。これは、シリンドリカルレンズ２２の集光作用による。ここで、光路ｈ、ｈ’はどちらも、カバー２６の集光作用により光軸側に向けて進路を曲げるが、その曲り方の程度は、カバー２６に入射する際に光軸との距離が大きい光路ｈ’の方が、光路ｈよりも大きくなる。従って、光路ｈ、ｈ’は、最終的には互いに交わり、光路ｈの方が光路ｈ’よりも光軸から離れる方向に進む（前述の図２の光路ａ、ｂ参照）。従って、本発明によれば、広角側において、特許文献２の構成よりも照射角の広がりを増すことができる。 When entering the cover 26, the optical path h that passes through the cylindrical lens 22 is closer to the optical axis than the optical path h ′. This is due to the light condensing action of the cylindrical lens 22. Here, both of the optical paths h and h ′ bend the path toward the optical axis side by the condensing action of the cover 26, and the degree of the bending is determined by the distance from the optical axis when entering the cover 26. The larger optical path h ′ is larger than the optical path h. Therefore, the optical paths h and h 'finally cross each other, and the optical path h travels away from the optical axis rather than the optical path h' (see the optical paths a and b in FIG. 2 described above). Therefore, according to the present invention, the spread of the irradiation angle can be increased on the wide angle side as compared with the configuration of Patent Document 2.
以上詳述したように本発明の技術思想は、特許文献１及び特許文献２とは、概念的に全く異なるものであり、本発明によれば小型で高効率の照明装置を提供することができる。
なお、上述した実施形態では、光源がキセノン管１８であり、正のレンズ効果を有するレンズ部材がシリンドリカルレンズ２２であり、反射傘が図１に示した形状である例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。光源は発光管ではなく、他の形状でもよい。レンズ部材は、例えばフレネルレンズを用いてもよい。反射傘は、例えば略直方体状でもよい。そのような場合でも、直接光はレンズ部材を透過し、反射光はなるべくレンズ部材を透過しないように、レンズ部材の高さ及び幅（断面積）を選択すればよい。
As described above in detail, the technical idea of the present invention is conceptually completely different from Patent Document 1 and Patent Document 2, and according to the present invention, a small and highly efficient lighting device can be provided. .
In the above-described embodiment, an example has been described in which the light source is the xenon tube 18, the lens member having a positive lens effect is the cylindrical lens 22, and the reflector has the shape illustrated in FIG. 1. The present invention is not limited to such an embodiment. The light source is not an arc tube but may have another shape. For example, a Fresnel lens may be used as the lens member. The reflector umbrella may be substantially rectangular parallelepiped, for example. Even in such a case, the height and width (cross-sectional area) of the lens member may be selected so that the direct light is transmitted through the lens member and the reflected light is not transmitted through the lens member as much as possible.
また、上述した実施形態では照明装置の一例として、電子閃光装置、即ち、光源が単発的または非継続的に発光するものについて説明した。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。継続的に照明光を発する照明装置（光源として例えば発光ダイオードを用いたものなど）についても、以上の本発明の原理は適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, the electronic flash device, that is, the light source that emits light only once or discontinuously has been described as an example of the illumination device. The present invention is not limited to such an embodiment. The above principle of the present invention can also be applied to an illumination device that continuously emits illumination light (such as a light source using a light-emitting diode).
以上詳述したように本発明は、照明装置において大いに利用可能である。 As described above in detail, the present invention is greatly applicable to lighting devices.
１０ 発光部
１４ 反射傘
１８ キセノン菅
２２ シリンドリカルレンズ
２６ カバー
10 Light Emitting Unit 14 Reflecting Umbrella 18 Xenon 菅 22 Cylindrical Lens 26 Cover
Claims (3)
前記光源は、前記反射傘内で移動可能に配置され、
前記反射傘内には、その開口した側と前記光源との間に、正のディオプタを有するレンズ部材が固定して配置され、
照射角を広げる場合、前記レンズ部材に近づくように前記光源を移動させ、照射角を狭める場合、前記レンズ部材から遠ざかるように前記光源を移動させる照射角調整手段を有する
ことを特徴とする照明装置。 In an illumination device comprising a light source and a reflector that reflects illumination light of the light source,
The light source is movably disposed within the reflector;
In the reflector, a lens member having a positive diopter is fixedly disposed between the opened side and the light source,
An illumination apparatus comprising: an illumination angle adjusting unit that moves the light source so as to approach the lens member when widening the illumination angle, and moves the light source so as to move away from the lens member when narrowing the illumination angle. .
前記反射傘の内面と、前記レンズ部材との間には、前記レンズ部材の光軸に直交する方向に間隙がある
ことを特徴とする照明装置。 The lighting device of claim 1.
There is a gap between the inner surface of the reflector and the lens member in a direction perpendicular to the optical axis of the lens member.
前記レンズ部材の光軸に直交する面方向における前記レンズ部材の断面積は、前記光源が前記レンズ部材から最も離れたときに、前記反射傘で反射せずに出光する前記光源の照明光（直接光）の略全てを透過させる最小面積である
ことを特徴とする照明装置。 The lighting device of claim 2,
The cross-sectional area of the lens member in the plane direction orthogonal to the optical axis of the lens member is the illumination light of the light source that is emitted without being reflected by the reflector when the light source is farthest from the lens member (directly (Light) is a minimum area that transmits almost all of the light).
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