JP2015055694A - 閃光発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】閃光発光装置の光透過部材の熱的損傷を防ぐだけでなく、閃光発光装置内部の温度上昇も防ぐことを可能にした閃光発光装置を提供すること。【解決手段】閃光発光光源と第1の光透過部材とを備え、前記閃光発光光源と前記第1の光透過部材の間の光路中に、可視光は透過し、赤外光は反射する赤外光域反射部材を設け、前記閃光発光光源から発せられた光のうち、可視光は前記第1の光透過部材を透過させ、反射した赤外光は第2の光透過部材から閃光発光装置外部に排出することを特徴とする構成とした。【選択図】 図1
Description
本発明は、閃光発光装置に関し、特に閃光発光光源からの光が、光透過部材を介して被写体に照射する閃光発光装置に関するものである。
近年、撮像装置が一秒間に撮影できるコマ数の増加に伴って、撮影時に使用する閃光発光装置の連続発光回数が増加する傾向にある。それに伴い、閃光発光装置の発光に関わる電気素子の発熱が原因で光透過部材を含む内部部材の熱的損傷が問題となっている。
従来の閃光発光装置では、連続発光による熱で樹脂材料からなる光透過部材を含む内部部材が損傷することを防ぐため、過熱防止ファーム等により発光間隔を制限することで樹脂部材を保護していた。しかし、ファームで発光に制限をかけてしまうと発光できる間隔が大幅に伸びてしまう課題があった。
このような光透過部材の熱的損傷をファームによる制限以外で防ぐ手段として、例えば、特許文献1では閃光発光光源と光透過部材との光路中に赤外光は透過しないフィルタを設けることで光透過部材を保護するものが開示されている。また、特許文献2では赤外光を吸収するフィルタ備えることで保護するものが開示されている。
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、ファームによる制限をかけずに連続発光を続けていくと、一時的に光透過部材を保護できても、反射あるいは吸収した赤外光による熱が閃光発光装置内に留まってしまう。そのため、次第に閃光発光装置内部の温度が上昇し、光透過部材を損傷させる恐れがある。さらに、閃光発光装置内部の温度が上昇し、閃光装置内部の樹脂部材に熱的損傷を与える恐れもある。
そこで、本発明の目的は、閃光発光装置の光透過部材の熱的損傷を防ぐだけでなく、閃光発光装置内部の温度上昇も防ぐことを可能にした閃光発光装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、閃光発光光源と第1の光透過部材とを備え、前記閃光発光光源と前記第1の光透過部材の間の光路中に、可視光は透過し、赤外光は反射する赤外光域反射部材を設け、前記閃光発光光源から発せられた光のうち、可視光は前記第1の光透過部材を透過させ、反射した赤外光は第2の光透過部材から閃光発光装置外部に排出することを特徴とする。
本発明によれば閃光発光装置の光透過部材の熱的損傷を防ぐだけでなく、閃光発光装置内部の温度上昇も防ぐことを可能にした閃光発光装置を提供することができる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
[実施例1]
以下、図1〜図12を参照して、本発明の第1の実施形態による、閃光発光装置としての写真撮影用のストロボ装置について説明する。まず、図1〜図6をもとに、各部の構成について説明を行う。図1は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットの中央断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットを斜め下方向から見た斜視図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置がカメラに接続された場合の様子を示す概念図である。
以下、図1〜図12を参照して、本発明の第1の実施形態による、閃光発光装置としての写真撮影用のストロボ装置について説明する。まず、図1〜図6をもとに、各部の構成について説明を行う。図1は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットの中央断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットを斜め下方向から見た斜視図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置がカメラに接続された場合の様子を示す概念図である。
1はフレネルレンズ、2はヒンジ、3は保護ガラス、4は写真撮影用キセノン管、5は反射傘、6は反射傘ホルダ、7は赤外線カットフィルタ、8はコールドミラー、21はコンデンサ、22はフード、23は拡散パネル、24は連結部、25はコンデンサカバー、26は外装カバー、27はモータ、28は送りねじ、29は本体制御部、30は金属接点、40はカメラ、41は撮影レンズを示す。
図1、図2に示す発光部は、コンデンサカバー25に取り付けられた連結部24を介して、水平方向に回転可能に、図3の本体制御部29と連結されている。本体制御部29は、不図示のストロボ発光制御を行う制御基板や電池ボックス、電源供給回路、電源スイッチや設定切り替えスイッチ等の各種操作部材が搭載されている。また、本体制御部29は、撮像装置としてのカメラ40に固定され、本体制御部29とカメラ40との間を金属接点30で接続して通信を行い、ストロボ発光量やカメラ40に取り付けられた撮影用光学系としての撮影レンズ41の焦点距離といった情報に基づいてストロボ装置の制御が行われる。なお、カメラ40に固定されていない場合でも、ワイヤレス通信を用いて前記の制御が行われることもある。そして、第1の光透過部材としてのフレネルレンズ1が取り付けられた外装下カバー26aと外装上カバー26bは、コンデンサカバー25と垂直方向に回転可能に連結されている。
外装下カバー26a、外装上カバー26bの内部には、閃光発光光源としての写真撮影用キセノン管4が、保護ガラス3、反射傘5、反射傘ホルダ6と共に、送りねじ28を介して、モータ27によって駆動する仕組みになっている。更に、フレネルレンズ1と保護ガラス3の間の光路中には、可視光は透過し、赤外光は反射する赤外光域反射部材としての赤外線カットフィルタ7が、ヒンジ2を介して、外装下カバー26aと回転可能に連結されている。
図4は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットのフレネルレンズ1を外して、ヒンジ2の取り付け部を拡大して示した部分拡大図である。31はねじりコイルばね、32はストッパーを示す。赤外線カットフィルタ7は、ヒンジ2に取り付けたねじりコイルばね31によって、写真撮影用キセノン管4側に傾くように弾性的に付勢されている。そして、ヒンジ2に設けられた突起とストッパー32が接触することによって、一定以上傾かない仕組みになっている。
図5は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットにおいて赤外線カットフィルタの特性を示した概念図である。図6は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置に備えた赤外線カットフィルタの分光透過率を示す線図である。図5に示すように、赤外線カットフィルタ7は、光源から照射された光のうち、可視光は高い透過率で透過し、赤外光はほとんど透過せずに反射する。赤外光とは、いわゆる熱線であり、吸収すると熱に変換されるものである。赤外線カットフィルタの一般的な分光特性である図6の示すように、可視光域であるおよそ400nm〜およそ700nmの波長の光は90%以上の高い透過率で透過し、ほとんど反射されない。
しかし、赤外光域であるおよそ800nm〜およそ1100nmの波長の光は15%以下の低い透過率でしか透過されず、その大部分は反射される。なお、図6では一般的な分光特性を示したが、赤外線カットフィルタはその透過波長域を任意に設計できるため、後述する設計値で設計することにより、最良の赤外線カットフィルタを用いることが可能である。
図7は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置の写真撮影用キセノン管の波長に対する一般的な相対強度を示す線図である。写真撮影用キセノン管4は、コンデンサ21から電力供給されて閃光発光することが可能で、発光した光を反射傘5によって反射し、保護ガラス3、赤外線カットフィルタ7、フレネルレンズ1を通って、被写体に向けて照射される。この時、フレネルレンズ1に入射されない光は、フード22によって拡散反射され、より多くの光を被写体に向けて照射できるようになっている。
また、外装上カバー26bとパネルカバー26cの間に収納された拡散パネル23を引き出すことによって、フレネルレンズ1の光学系で対応できる焦点距離よりも広角の焦点距離に対応させることが可能となる。図7に示すように、写真撮影用キセノン管からは、可視光域以外の特に赤外光域で多くの光が発生されており、この光は写真撮影には寄与せずに、ストロボ装置の構成部材の温度を上昇させる原因となっている。
次に、図8〜図12をもとに、本発明の第1の実施形態の動作について説明を行う。図8は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットにおいて写真撮影用キセノン管が発光した際の概念図である。
写真撮影用キセノン管4から発せられた光は、保護ガラス3を透過後、赤外線カットフィルタ7によって、可視光は透過し、赤外光は反射されることで分離される。分離した光のうち、可視光は赤外線カットフィルタ7を透過後、フレネルレンズ1を通って被写体に照射され、写真撮影時の照明光として用いる。分離した光のうち、赤外光は赤外線カットフィルタ7で反射後、外装下カバー26aに備えられた第2の光透過部材からストロボ装置外部に排出する。これにより、赤外光は、フレネルレンズ1にほとんど到達することがなくなり、フレネルレンズ1の温度上昇を抑えて、熱により損傷するのを防ぐことができる。更に、ストロボ装置外部に赤外光を排出しているため、熱がストロボ装置内部に留まってしまうことによる温度上昇も防ぐことができる。
図9は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットにおいてコールドミラーの特性を示した概念図である。図10は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置に備えたコールドミラーの波長に対する一般的な透過率と反射率を示す線図である。図9に示すように、コールドミラー8は、光源から照射された光のうち、可視光はほとんど透過せずに反射し、赤外光は高い透過率で透過する。図10に示すように、可視光域であるおよそ400nm〜およそ700nmの波長の光は90%以上の高い反射率で反射し、ほとんど透過することはないが、赤外光域であるおよそ800nm〜およそ1100nmの波長の光は90%以上の高い透過率で透過し、ほとんど反射されない。なお、図10では一般的な分光特性を示したが、コールドミラーも赤外線カットフィルタと同じく、その透過波長域を任意に設計できるため、後述する赤外線カットフィルタの設計値に合わせて設計することが可能である。
この可視光は透過せず、赤外光は透過する赤外光域透過部材としてのコールドミラー8を第2の光透過部材の代わりに備えることで、コールドミラー8は赤外光のみ透過する。そして、フレネルレンズ1に入射せずにフード22で拡散反射した可視光が、第2の光透過部材からストロボ装置外部に漏れ出すことを防ぐことができる。つまり、意図しない光が写真に写りこむことを防ぐことができる。なお、赤外光のみ透過する効果があれば、コールドミラー8の代わりに赤外線透過フィルタを採用しても良いことは言うまでもない。
図11は、本発明の第1の実施形態において、カメラに取り付けられた撮影レンズの焦点距離に応じたストロボ装置の発光部光学配置変化を示し、(A)は望遠域、(B)は標準域、(C)は広角域の時の様子を示した断面図である。図11(A)は望遠域として焦点距離200mm、図11(B)は標準域として焦点距離50mm、図11(C)は広角域として焦点距離20mmの時の配置を示している。図12は、本発明の第1の実施形態に係るストロボ装置に備えた赤外線カットフィルタの配置角度が変化した場合の、波長に対する透過率の推移を示す線図である。図11の(A)〜(C)に示すように、望遠域から広角域へ変化させた時の様子を順に追って説明する。
図11(A)に示す焦点距離200mmから、図11(B)に示す焦点距離50mmの間については、ねじりコイルばね31により赤外線カットフィルタ7が最も傾いた角度に弾性的に付勢され、第1の実施形態において、赤外光をストロボ装置外部に排出しやすい角度とるように配置されている。図11(B)に示す焦点距離50mmから、図11(C)に示す焦点距離20mmの間については、フレネルレンズ1と保護ガラス3の間の空間が狭くなるため、赤外線カットフィルタ7は反射傘ホルダ6に押されながら、フレネルレンズ1と保護ガラス3の間の空間の中でとれる最も傾いた角度に付勢され、傾きが徐々に変化する。
そして、図11(C)に示す焦点距離20mmになった時、赤外線カットフィルタ7は垂直となる。なお、赤外線カットフィルタ7の角度は、赤外線カットフィルタ7のサイズとヒンジ2の固定位置により調節することが可能で、赤外線カットフィルタ7の分光特性やストロボ装置のサイズが変わっても、最も効果の高い状態を設計することができる。また、バウンス撮影のように最も連続発光すると想定される焦点距離の位置を、図11(B)で示される最も赤外光の外部への排出効果の高い位置に設定することで、ストロボ装置外部への排出能力を最大に活かすことができる。
例えば、図4で説明した実施例中のヒンジ2の位置は、フレネルレンズ1の高さと幅、フード22内の開口スペース、フレネルレンズ1と保護ガラス3との距離の関係によって決定される。これらのスペースにより、赤外線カットフィルタ7の可動範囲が決定し、シミュレーションによって赤外線カットフィルタ7を反射した赤外光が、外装下カバー26aに備えられた第2の光透過部材から最もストロボ装置外部に排出できる角度を解析する。そして、赤外線カットフィルタ7が解析した角度をとれる位置にヒンジ2を配置する。
この時、赤外線カットフィルタ7のサイズが、傾けて配置した状態で、反射傘5の開口部よりも大きくする必要がある。これは、フレネルレンズ1が、写真撮影用キセノン管4から受ける熱のエネルギー密度がフレネルレンズ1の中心部に集中しているためである。つまり、赤外線カットフィルタ7は、熱エネルギーが集中するフレネルレンズ1の中心部をカバーしている必要がある。前記設計により、赤外線カットフィルタ7の角度は、45度傾いた角度を最大として、角度を決定する。因みに、図4は最大変位角度を35度とした例を示している。
図4では、ヒンジ2がフレネルレンズ1にかかる位置に設定されているが、これは前記設計した結果である。ヒンジ2によって可視光が遮られるが、フレネルレンズ1に入射した光はフレネル形状で拡散されるので、照明光には影響を与えないようフレネル形状を設計することができる。また、ヒンジ2自体を透明部材で構成することでも可視光を遮ることを防ぐことが可能である。
しかしながら、一般的に赤外線カットフィルタは、光の入射角によって波長に対する透過率・反射率が変化する。例えば、本発明の第1の実施形態において、赤外線カットフィルタ7は、図11(C)に示す垂直に配置された場合に、図6に示す透過率特性を示す。ところが、図11(C)から図11(B)に焦点距離が変化するのに対応して、赤外線カットフィルタ7の角度が傾いていくと、傾いた角度によって図12に示す透過率変化が起こる。そのため、可視光域の長波長端がカットされるため、ストロボ装置の閃光の色温度が上昇し、ガイドナンバーが低下するといった弊害が起こる。
そこで、ストロボ装置の閃光の色温度上昇とガイドナンバー低下を防止するため、赤外線カットフィルタ7の透過波長域を可視光域よりも広い範囲で設計することが望ましい。この時、赤外線カットフィルタ7の透過波長域を広げ過ぎると、フレネルレンズ1を保護する効果も小さくなるため、赤外線カットフィルタ7の可動範囲に合わせて設計時に最適化する必要がある。
特に、図7に示すように、赤外光域にある輝線スペクトルの相対強度は大きいため、積極的に赤外線カットフィルタ7で反射させ、フレネルレンズ1を透過しないようにするのが好ましい。そのため、可視光域波長の長波長端であるおよそ750nmから、図7の輝線スペクトルのうち、ピークの波長より短波長側の極小点(図7の800nm付近)との間に、赤外線カットフィルタ7の可視光域の長波長側の透過率の半値が入るように設計すると良い。なお、コールドミラー8の透過率の半値の波長は、赤外線カットフィルタ7の透過率の半値の波長と等しい波長に設計するのが好ましい。これにより、赤外線カットフィルタ7で反射した赤外光を、効率良くストロボ装置外部に排出することが出来る。
以上の説明をまとめると、以下のようになる。赤外線カットフィルタ7を備え、ストロボ装置外部に赤外光を排出させることで本発明は完成するが、好ましくはコールドミラー8を付加するのが良い。更に、焦点距離に対応させて赤外線カットフィルタ7の角度を変化可能にしても良い。その場合は、赤外線カットフィルタ7の透過波長域を可視光域よりも広くすることが望ましい。または、赤外線カットフィルタ7の透過率の半値を、輝線スペクトルより短波長側の極小点と可視光域波長の長波長端との間に設定するのが良い。
[実施例2]
以下、図13〜14を参照して、本発明の第2の実施形態によるストロボ装置について説明する。図13は、本発明の第2の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットの中央断面図である。図14は、本発明の第2の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットを斜め下方向から見た斜視図である。
以下、図13〜14を参照して、本発明の第2の実施形態によるストロボ装置について説明する。図13は、本発明の第2の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットの中央断面図である。図14は、本発明の第2の実施形態に係るストロボ装置の発光部のユニットを斜め下方向から見た斜視図である。
本発明の第2の実施形態において、前記第1の実施形態と同様の機能を果たす部材には同じ符号を附して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。図13、図14に示す発光部は、前記第1の実施形態のストロボ装置がコールドミラー8を配置したのに対して、この第2の実施形態は、コールドミラー8に替わって、熱吸収部材としての金属板9と、金属板9に密着させて貼り付けた放熱部材としての放熱フィン10を設けたものである。つまり、赤外線カットフィルタ7で反射した赤外光を、前記第1の実施形態では、コールドミラー8を透過させてストロボ装置外部に排出していたが、この第2の実施形態では、一旦金属板9に吸収させることで赤外光を熱に変換し、金属板9に取り付けられた放熱フィン10によって、その熱をストロボ装置外部に排出する。
このような実施形態によれば、前記第1の実施形態とほぼ同様の効果を有することができると同時に、赤外光から熱に変換することで扱いやすくなり、伝熱方法や放熱方法のバリエーションを増やすことができる。なお、金属板9は熱を吸収しやすくするために、ブラックコート等の熱を吸収しやすい塗装を施すのが好ましい。また、金属板9と放熱フィン10を一体化させ、放熱フィン10の設置面に熱を吸収しやすい塗装を施して金属板9の位置に配置させても良い。更に、放熱フィン10の替わりに、放熱部材としてファンを採用し、強制空冷により放熱させても良いことは言うまでもない。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
1…フレネルレンズ(光透過部材)
2…ヒンジ
3…保護ガラス
4…キセノン管(閃光発光光源)
5…反射傘
6…反射傘ホルダ
7…赤外線カットフィルタ(赤外光域反射部材)
8…コールドミラー(赤外光域透過部材)
9…金属板(熱吸収部材)
10…放熱フィン(放熱部材)
40…カメラ(撮像装置)
41…撮影レンズ(撮影用光学系)
2…ヒンジ
3…保護ガラス
4…キセノン管(閃光発光光源)
5…反射傘
6…反射傘ホルダ
7…赤外線カットフィルタ(赤外光域反射部材)
8…コールドミラー(赤外光域透過部材)
9…金属板(熱吸収部材)
10…放熱フィン(放熱部材)
40…カメラ(撮像装置)
41…撮影レンズ(撮影用光学系)
Claims (6)
- 閃光発光光源(4)と第1の光透過部材(1)とを備え、前記閃光発光光源(4)と前記第1の光透過部材(1)の間の光路中に、可視光は透過し、赤外光は反射する赤外光域反射部材(7)を設け、前記閃光発光光源(4)から発せられた光のうち、可視光は前記第1の光透過部材(1)を透過させ、反射した赤外光は第2の光透過部材から閃光発光装置外部に排出することを特徴とする閃光発光装置。
- 前記可視光は透過し、赤外光は反射する赤外光域反射部材(7)を、撮像装置(40)に取り付けた撮影用光学系(41)の焦点距離に応じて角度変化することを特徴とする請求項1に記載の閃光発光装置。
- 前記可視光は透過し、赤外光は反射する赤外光域反射部材(7)の透過波長域が、可視光域よりも広い範囲の透過波長域であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の閃光発光装置。
- 前記可視光は透過し、赤外光は反射する赤外光域反射部材(7)の長波長側の透過率の半値が、前記閃光発光光源(4)から発せられた光のうち、赤外光域にある輝線スペクトルより短波長側の極小点と、可視光域の長波長端との間に入ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の閃光発光装置。
- 前記第2の光透過部材の代わりに、可視光は透過せず、赤外光は透過する赤外光域透過部材(8)を備えることを特徴とする請求項1に記載の閃光発光装置。
- 閃光発光光源(4)と第1の光透過部材(1)とを備え、前記閃光発光光源(4)と前記第1の光透過部材(1)の間の光路中に、可視光は透過し、赤外光は反射する赤外光域反射部材(7)を設け、前記閃光発光光源(4)から発せられた光のうち、可視光は前記第1の光透過部材(1)を透過させ、反射した赤外光は熱吸収部材(9)に吸収させ、前記熱吸収部材(9)に取り付けられた放熱部材(10)を介して閃光発光装置外部に熱を排出することを特徴とする閃光発光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013187865A JP2015055694A (ja) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 閃光発光装置 |
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JP2013187865A JP2015055694A (ja) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 閃光発光装置 |
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JP (1) | JP2015055694A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019054938A1 (en) * | 2017-09-18 | 2019-03-21 | Profoto Aktiebolag | FLASH PACKAGE FOR TRANSMITTING FLASH LIGHT FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES AND METHOD IN FLASH PACKAGE |
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2013
- 2013-09-11 JP JP2013187865A patent/JP2015055694A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019054938A1 (en) * | 2017-09-18 | 2019-03-21 | Profoto Aktiebolag | FLASH PACKAGE FOR TRANSMITTING FLASH LIGHT FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES AND METHOD IN FLASH PACKAGE |
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