光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置
【課題】 光学特性を変更することなく、広い範囲の照射角に対応した光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 矩形開口７に連なる反射面を有する反射体１と、前記反射体１の底部に対して固定もしくは相対位置変位可能に配置された棒状光源２とからなる発光部８の前記矩形開口７に対して相対位置変位可能に配置される光学部材３であって、前記矩形開口７と正対する領域に第一の集光レンズ１１を形成し、前記矩形開口７と正対する領域以外の領域に第二の集光レンズ１２を形成し、任意の位置の前記発光部８に対して前記第一の集光レンズ１１による照明光の照射角が前記第二の集光レンズ１２による照明光の照射角よりも広角となるような光学特性を有することを特徴とする。
【解決手段】 矩形開口７に連なる反射面を有する反射体１と、前記反射体１の底部に対して固定もしくは相対位置変位可能に配置された棒状光源２とからなる発光部８の前記矩形開口７に対して相対位置変位可能に配置される光学部材３であって、前記矩形開口７と正対する領域に第一の集光レンズ１１を形成し、前記矩形開口７と正対する領域以外の領域に第二の集光レンズ１２を形成し、任意の位置の前記発光部８に対して前記第一の集光レンズ１１による照明光の照射角が前記第二の集光レンズ１２による照明光の照射角よりも広角となるような光学特性を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口に連なる反射面を有する反射体と光源とからなる発光部の上記開口に配置される光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置に関し、より詳しくは、前記光学部材と前記発光部との相対位置を変化させて照明光の照射角の変更に対応した光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の画像記録装置による撮影時に使用する人工光源としてのストロボ装置において、撮影画角変更、すなわち撮影倍率変更に伴い照明光の照射角を変更する場合、発光部と発光部前面に設けた集光レンズ（光学部材）との相対距離を変更することで、照射角を変更していた。すなわち、照射角を広くする広角照明のときは、発光部と集光レンズとを近接させ、照射角を狭くする狭角照明のときは、発光部と集光レンズとを離間させていた。また、発光部が光源と反射体とで構成されるときは、光源と反射体との相対距離を変更することによっても照射角変更に対応でき、広角照明時は光源と反射体とを離間させ、狭角照明時は光源と反射体とを近接させていた。
【０００３】
そして、上記の構成にて同一の集光レンズを用いてできるだけ広い範囲の照射角変更に対応できるような集光レンズの構成も様々提案されてきた。
【０００４】
しかしながら、実際上は、同一の集光レンズにより幅広い照射角の変更に対応することは難しく、例えば、３５ｍｍフィルムカメラの焦点距離換算値で、焦点距離１７ｍｍ程度の広角（以下「超広角」という。）もしくは焦点距離１３５ｍｍ程度の狭角（以下「超狭角」という。）に対応するには、集光レンズを超広角もしくは超狭角のいずれか側に寄せた光学特性としたうえで、オプションパネルを設置し、集光レンズの光学特性を補うしかなかった。
【０００５】
そこで、広角撮影時には発光部を集光レンズに近接させることに着目し、発光部の反射体の開口部が接する集光レンズの範囲に拡散光学系を形成することが提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１７５２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献に記載の構成では、集光レンズの一部に拡散光学系を形成しているため、狭角照明時においてこの拡散光学系に入射した光が拡散してしまい、狙い通りの集光が得られず、狭角照明時のガイドナンバーが低下する原因となっていた。
【０００８】
したがって、本発明は、光学特性を変更することなく、広い範囲の照射角に対応した光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学部材は、開口に連なる反射面を有する反射体と、前記反射体の底部に対して相対位置変位可能に配置された光源とからなる発光部の前記開口に対して相対位置変位可能に配置される光学部材であって、前記開口と正対する領域に第一の集光光学系を形成し、前記開口と正対する領域以外の領域に第二の集光光学系を形成し、前記第一の集光光学系は、前記第二の集光光学系よりも焦点距離が長い凸レンズであることを特徴とする。
【００１０】
このようにすれば、発光部の開口と正対する領域に第一の集光光学系を形成しているので、広角照明時、つまり発光部が光学部材に近接したときは、ほぼ第一の集光光学系のみが機能し、狭角照明時、つまり発光部が光学部材から離間したときは、第一の集光光学系および第二の集光光学系の両方が機能することとなる。ここで、凸レンズにあっては、焦点距離が長い方が配光角が広くなり、焦点距離の短い方が配光角が狭くなる。したがって、第一の集光光学系について、発光部を光学部材に近接させたときに所要の超広角の特性が得られるような設計とし、第二の集光光学系について、発光部を光学部材から離間したときに所要の超狭角の特性が得られるような設計とすることにより、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来例の構成では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるようになる。
【００１１】
また、前記第一の集光光学系および前記第二の集光光学系は、フレネルレンズであってもよく、また、前記光学部材は、一つまたは複数の透光性部材で構成され、前記第一の集光光学系および前記第二の集光光学系の光学パワーがそれぞれ各透光性部材の各面に分散して形成されていてもよく、また、前記光学部材は、前記第一の集光光学系および前記第二の集光光学系の光学パワーを拡散するための拡散光学系を前記第一の集光光学系および前記第二の集光光学系を形成した領域の全部または一部に重ねて形成されていてもよい。
【００１２】
本発明のストロボ装置は、前記光学部材を特徴とする。このようにすれば、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるストロボ装置を提供できる。勿論、このようなストロボ装置は、カメラ等の画像記録装置の筐体内に内蔵するものであってもよいし、画像記録装置とは別の単体の筐体に収めたものでもよい。
【００１３】
本発明の画像記録装置は、前記ストロボ装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、ズーム撮影時に撮影画角の変更に応じてストロボ装置の照射角を変更する場合に、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方の撮影画角に対応できる画像記録装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、本発明の光学部材によれば、発光部の開口と正対する領域に第一の集光光学系を形成しているので、第一の集光光学系について、発光部を光学部材に近接させたときに所要の超広角の特性が得られるような設計とし、第二の集光光学系について、発光部を光学部材から離間したときに所要の超狭角の特性が得られるような設計とすることにより、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるようになる。
【００１５】
また、本発明のストロボ装置によれば、前記した光学部材を備えたストロボ装置として構成しているので、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるストロボ装置を提供できる。
【００１６】
また、本発明の画像記録装置によれば、前記した光学部材を有するストロボ装置を備えた画像記録装置として構成しているので、ズーム撮影時に撮影画角の変更に応じてストロボ装置の照射角を変更する場合に、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方の撮影画角に対応できる画像記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学部材と発光部との位置関係を示した斜視図
【図２】同実施の形態１に係る広角照明時および狭角照明時のそれぞれにおける発光部の位置関係を示したイメージ断面図
【図３】同実施の形態１に係る光学部材の正面図
【図４】同実施の形態１に係る光学部材のＡ−Ａ断面図
【図５】同実施の形態１に係る光学部材のＢ−Ｂ断面図
【図６】同実施の形態１に係る広角照射時における配光特性図
【図７】同実施の形態１に係る狭角照射時における配光特性図
【図８】本発明の実施の形態２に係る光学部材の正面図
【図９】同実施の形態２に係る光学部材のＣ−Ｃ断面図
【図１０】同実施の形態２に係る光学部材のＤ−Ｄ断面図
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る光学部材のレンズ構成を示すイメージ断面図
【図１２】本発明の他実施の形態に係る光学部材の正面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１から図７を用いて説明する。
【００１９】
本実施の形態１に係る光学部材３は、図１に示すように、矩形開口に連なる略放物面反射面４および側方反射面５を有する反射体１と、この略放物面反射面４の底部６に対して相対位置変位可能に反射体１の矩形開口７の長手方向に沿って配置された光源としての棒状光源２とからなる発光部８の前記矩形開口７に対向して配置されている。光学部材３は、例えば装置外装を形成する図示しない外部筐体に固定されて配置され、これに対して発光部８が、相対位置変位可能なよう、図示しない駆動機構を伴って移動可能に配置されている。
【００２０】
光学部材３の被写体側の面には凸レンズの光学特性を有するフレネルレンズが形成されており、光学部材３の全体が集光の特性を有している。そして、広角照明のときは、発光部８と光学部材３とを近接させ、狭角照明のときは、発光部８と光学部材３とを離間させる。
【００２１】
また、この実施の形態１では、棒状光源２と反射体１との相対距離を変更することによっても矩形開口７からの照明光の照射角変更に対応しており、広角照明時は棒状光源２と反射体１とを離間させ、狭角照明時は棒状光源２と反射体１とを近接させる。とくに反射体１の略放物面反射面４の焦点位置に棒状光源２が位置したとき最も狭角となる。
【００２２】
本実施の形態１の光学部材３の特徴は、前記フレネルレンズを、第一の集光レンズ１１と、第二の集光レンズ１２とに分けて形成している点である。以下、図２を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図中において、広角照明時における発光部８を実線で示し、狭角照明時における発光部８を破線で示している。第一の集光レンズ１１は、前記矩形開口７と正対する領域ｗに形成され、矩形開口７と正対する領域以外の領域ｔに第二の集光レンズ１２が形成されている。そして、第一の集光レンズ１１は、第二の集光レンズ１２よりも焦点距離が長い光学特性を有している。すなわち、第一の集光レンズ１１の焦点Ｗは、第二の集光レンズ１２の焦点Ｔよりも遠くに設定されている。
【００２４】
図３から図５において、光学部材３のフレネルレンズの形状を詳述する。
【００２５】
第一の集光レンズ１１は、図２で定義した領域ｗ内において長手方向寸法の１／２程度の離間距離を有して配置される頂点１３、１４およびそれに連なるレンズ曲面を複数の同心円状の壁面１７、１８により複数のレンズ曲面１５，１６に分割してフレネルレンズ１９，２０を形成した上で、さらに前記頂点１３，１４を通り光学部材３の短辺方向と平行な直線２１，２２間に囲まれる領域にシリンドリカルレンズ２３を形成してなる。
【００２６】
第二の集光レンズ１２は、矩形状の光学部材３上に設定された中心２４を頂点に、この中心２４に連なるレンズ曲面を複数の同心円状の壁面２５により複数のレンズ曲面２６に分割してフレネルレンズ２７を形成してなる。
【００２７】
第一の集光レンズ１１における二つのフレネルレンズ１９，２０は、第二の集光レンズ１２のフレネルレンズ２７よりも焦点距離が長く設定されている。シリンドリカルレンズ２３は、狭角照明時（図２において発光部８が光学部材から離間した時）において上下方向、すなわち棒状光源２の長手方向に直交する方向の配光特性を狭角にする光学特性を有している。
【００２８】
以上の構成による作用・効果を、図２を参照して説明する。図中において、実線矢印４１は、広角照明時、すなわち発光部８が光学部材３に最も近接したときにおける矩形開口７からの照射光の光路を示し、二点鎖線矢印４２は、狭角照明時、すなわち発光部８が光学部材３から最も離間したときにおける矩形開口７からの照射光の光路を示し、破線矢印４３は、狭角照明時における二点鎖線矢印４２で示した照射光のうち第二の集光レンズ１２を透過する光の光路を示す。
【００２９】
発光部８の矩形開口７と正対する領域ｗに第一の集光光学系を形成しているので、広角照明時、つまり発光部８が光学部材３に近接したときは、ほぼ第一の集光レンズ１１のみが機能し、狭角照明時、つまり発光部８が光学部材３から離間したときは、第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２の両方が機能することとなる。したがって、図２に示すように、広角照明時は実線矢印４１の配光イメージとなり、狭角照明時は破線４３の配光イメージとなる。ここで、第一の集光レンズ１１について、発光部８を光学部材３に近接させたときに所要の超広角の特性が得られるような設計とし、第二の集光レンズ１２について、発光部８を光学部材３から離間したときに所要の超狭角の特性が得られるような設計とすることにより、発光部８の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるようになる。図６および図７において、広角照明時および狭角照明時のそれぞれにおける配光特性のイメージをさらに詳しく説明する。
【００３０】
図６は、広角照明時における配光特性を示す配光特性図、図７は、狭角照明時における配光特性を示す配光特性図である。なお、図６、図７において、上下方向、すなわち棒状光源２の長手方向に直交する方向の配光特性を示しているが、水平方向、すなわち棒状光源２の長手方向の配光特性についても、以下に記載した作用・効果が同様にあてはまる。
【００３１】
広角照射時においては、ほぼ第一の集光レンズ１１しか機能しないため、発光部８を近接したときに所要の超広角の特性が得られるような第一の集光レンズ１１の設計とする。このときの第一の集光レンズ１１による配光特性を図６に示すが、ここに示す配光特性は、目標とする所要の超広角の配光特性とほぼ一致する。
【００３２】
狭角照射時においては、第二の集光レンズ１２を所要の超狭角の特性が得られるような設計とする。このときの第二の集光レンズ１２のみによる配光イメージは、図中二点鎖線で示すようになる。ここで、上記のように、第一の集光レンズ１１は、第二の集光レンズ１２よりも焦点距離が長く設定されているため、第一の集光レンズ１１のみによる配光は、図中実線のようになり、第二の集光レンズ１２によるものほど狭角を実現することは難しく、ガイドナンバーも第二の集光レンズ１２の場合に比べて若干下がってしまう。しかし、第一の集光レンズ１１は凸レンズで構成されており、発光部８を離間することで近接したときに比べれば狭角となるため、図６における第一の集光レンズ１１による場合に比べれば十分狭角にできる。したがって、図７において二点鎖線と一点鎖線との合成和をとれば、ガイドナンバーをあまり低下させることなく、所要の超狭角の配光特性をほぼ達成することができると言えるのである。
【００３３】
なお、上記効果を奏するためには、少なくとも、発光部８が近接したときの第一の集光レンズ１１による照明光の照射角が、発光部８が離間したときの第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２による照明光の照射角よりも広角となるような光学特性であることが必須要件となる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図８から図１０を用いて説明する。図中、図１から図５と同図番を付した構成要素は、同一機能の構成要素を示す。本実施の形態２は、実施の形態１とは光学部材３の第一の集光レンズ１１の構成が異なる例である。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３５】
第一の集光レンズ１１は、図２で定義した領域ｗ内において長手方向寸法の１／２程度の離間距離を有して配置される頂点３３、３４およびそれに連なるレンズ曲面を複数の同心円状の壁面３７、３８により複数のレンズ曲面３５，３６に分割してフレネルレンズ３９，４０を形成してなる。第二の集光レンズ１２は、上記実施の形態１と同様のフレネルレンズ２７が形成されてなる。
【００３６】
第一の集光レンズ１１における二つのフレネルレンズ３９，４０は、第二の集光レンズ１２のフレネルレンズ２７よりも焦点距離が長く設定されている。そして、各フレネルレンズ３９，４０が長手方向に上記のような離間距離を有して配置されることで、第一の集光レンズ１１は、主として長手方向の配光特性をさらに広角にする役割を担う。
【００３７】
以上の構成によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加えて、棒状光源２を用いた場合に問題となりやすい、広角照明時における棒状光源２の長手方向の配光特性をよくすることができる。
【００３８】
なお、本発明はもちろん、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、例えば下記に示す用途の他、あらゆる用途に適用可能である。
【００３９】
（１）上記各実施の形態では、第一の集光レンズ１１は、発光部８の矩形開口７と正対する領域に形成したが、第一の集光レンズ１１は、かかる領域ｗをはみ出して形成されてもよい。たとえば、図１１（ａ）に示すように、第一の集光レンズ１１を形成する領域ｐが前記領域ｗを越えて形成されてもよく、図１１（ｂ）に示すように、領域ｐを領域ｗ内に形成してもよい。
【００４０】
したがって、例えば、図１２に示すように、発光部８の矩形開口７と正対する領域（図中鎖線内）内に図示のような第一の集光レンズ１１を形成することが考えられる。この第一の集光レンズ１１は、光学特性としては実施の形態１と同様にフレネルレンズ１９，２０とシリンドリカルレンズ２３とで構成されているが、外枠がフレネルレンズ１９，２０に沿ってトラック状に形成されている。第一の集光レンズ１１の領域以外の領域に第二の集光レンズ１２が形成されている。第二の集光レンズ１２は、光学特性としては実施の形態１と同様であるが、内周が第一の集光レンズ１１の外形に沿うよう、フレネルレンズ４４，４５とシリンドリカルレンズ４６とで構成されている
（２）光学部材３の第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２の形状、特性は、上記した構成以外にもあらゆる形態が適用できる。例えば、第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２は必ずしもフレネルレンズで構成する必要はなく、厚みの増加が許容されるか、もしくはフレネルレンズにして薄くすると十分な光学特性が得にくいなどの場合は、フレネルレンズではない通常の凸レンズとして形成してもよい。
【００４１】
（３）発光部８は、必ずしも反射体１と棒状光源２との相対位置を変化させるものでなくてもよく、反射体１と棒状光源２との相対位置を固定するものであってもよい。また反射体１の形状も、棒状光源２の軸方向に直交する方向の断面が略放物線形状のものに限定されない。
【００４２】
（４）光学部材３は、上記実施の形態のように１枚で構成してもよいし、複数枚構成してそれぞれ第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２を分散配置し光学パワーを分散してもよい。また光学部材３は前記第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２による光学パワーを拡散し照明光のムラを抑制する拡散光学系を含んでも良い。
【００４３】
（５）図２において、光学部材３は領域ｗと領域ｔとに分けて構成したが、領域ｗの外縁から光学部材３の外縁にかけて、焦点距離が徐々に短くなっていく構成にしてもよい。この場合、発光部８の移動量と、光学部材３における前記矩形開口からの光が照射される領域の変化との関係を割り出し、定量化する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、撮影画角変更、すなわち撮影倍率変更に伴い照明光の照射角を変更するのに対応した光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置として好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 反射体
２ 棒状光源
３ 光学部材
４ 略放物面反射面
５ 側方反射面
６ 底部
７ 矩形開口
８ 発光部
１１ 第一の集光レンズ
１２ 第二の集光レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口に連なる反射面を有する反射体と光源とからなる発光部の上記開口に配置される光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置に関し、より詳しくは、前記光学部材と前記発光部との相対位置を変化させて照明光の照射角の変更に対応した光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の画像記録装置による撮影時に使用する人工光源としてのストロボ装置において、撮影画角変更、すなわち撮影倍率変更に伴い照明光の照射角を変更する場合、発光部と発光部前面に設けた集光レンズ（光学部材）との相対距離を変更することで、照射角を変更していた。すなわち、照射角を広くする広角照明のときは、発光部と集光レンズとを近接させ、照射角を狭くする狭角照明のときは、発光部と集光レンズとを離間させていた。また、発光部が光源と反射体とで構成されるときは、光源と反射体との相対距離を変更することによっても照射角変更に対応でき、広角照明時は光源と反射体とを離間させ、狭角照明時は光源と反射体とを近接させていた。
【０００３】
そして、上記の構成にて同一の集光レンズを用いてできるだけ広い範囲の照射角変更に対応できるような集光レンズの構成も様々提案されてきた。
【０００４】
しかしながら、実際上は、同一の集光レンズにより幅広い照射角の変更に対応することは難しく、例えば、３５ｍｍフィルムカメラの焦点距離換算値で、焦点距離１７ｍｍ程度の広角（以下「超広角」という。）もしくは焦点距離１３５ｍｍ程度の狭角（以下「超狭角」という。）に対応するには、集光レンズを超広角もしくは超狭角のいずれか側に寄せた光学特性としたうえで、オプションパネルを設置し、集光レンズの光学特性を補うしかなかった。
【０００５】
そこで、広角撮影時には発光部を集光レンズに近接させることに着目し、発光部の反射体の開口部が接する集光レンズの範囲に拡散光学系を形成することが提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１７５２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献に記載の構成では、集光レンズの一部に拡散光学系を形成しているため、狭角照明時においてこの拡散光学系に入射した光が拡散してしまい、狙い通りの集光が得られず、狭角照明時のガイドナンバーが低下する原因となっていた。
【０００８】
したがって、本発明は、光学特性を変更することなく、広い範囲の照射角に対応した光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学部材は、開口に連なる反射面を有する反射体と、前記反射体の底部に対して相対位置変位可能に配置された光源とからなる発光部の前記開口に対して相対位置変位可能に配置される光学部材であって、前記開口と正対する領域に第一の集光光学系を形成し、前記開口と正対する領域以外の領域に第二の集光光学系を形成し、前記第一の集光光学系は、前記第二の集光光学系よりも焦点距離が長い凸レンズであることを特徴とする。
【００１０】
このようにすれば、発光部の開口と正対する領域に第一の集光光学系を形成しているので、広角照明時、つまり発光部が光学部材に近接したときは、ほぼ第一の集光光学系のみが機能し、狭角照明時、つまり発光部が光学部材から離間したときは、第一の集光光学系および第二の集光光学系の両方が機能することとなる。ここで、凸レンズにあっては、焦点距離が長い方が配光角が広くなり、焦点距離の短い方が配光角が狭くなる。したがって、第一の集光光学系について、発光部を光学部材に近接させたときに所要の超広角の特性が得られるような設計とし、第二の集光光学系について、発光部を光学部材から離間したときに所要の超狭角の特性が得られるような設計とすることにより、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来例の構成では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるようになる。
【００１１】
また、前記第一の集光光学系および前記第二の集光光学系は、フレネルレンズであってもよく、また、前記光学部材は、一つまたは複数の透光性部材で構成され、前記第一の集光光学系および前記第二の集光光学系の光学パワーがそれぞれ各透光性部材の各面に分散して形成されていてもよく、また、前記光学部材は、前記第一の集光光学系および前記第二の集光光学系の光学パワーを拡散するための拡散光学系を前記第一の集光光学系および前記第二の集光光学系を形成した領域の全部または一部に重ねて形成されていてもよい。
【００１２】
本発明のストロボ装置は、前記光学部材を特徴とする。このようにすれば、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるストロボ装置を提供できる。勿論、このようなストロボ装置は、カメラ等の画像記録装置の筐体内に内蔵するものであってもよいし、画像記録装置とは別の単体の筐体に収めたものでもよい。
【００１３】
本発明の画像記録装置は、前記ストロボ装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、ズーム撮影時に撮影画角の変更に応じてストロボ装置の照射角を変更する場合に、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方の撮影画角に対応できる画像記録装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、本発明の光学部材によれば、発光部の開口と正対する領域に第一の集光光学系を形成しているので、第一の集光光学系について、発光部を光学部材に近接させたときに所要の超広角の特性が得られるような設計とし、第二の集光光学系について、発光部を光学部材から離間したときに所要の超狭角の特性が得られるような設計とすることにより、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるようになる。
【００１５】
また、本発明のストロボ装置によれば、前記した光学部材を備えたストロボ装置として構成しているので、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるストロボ装置を提供できる。
【００１６】
また、本発明の画像記録装置によれば、前記した光学部材を有するストロボ装置を備えた画像記録装置として構成しているので、ズーム撮影時に撮影画角の変更に応じてストロボ装置の照射角を変更する場合に、オプションパネルを別途設置しなくとも、発光部の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方の撮影画角に対応できる画像記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学部材と発光部との位置関係を示した斜視図
【図２】同実施の形態１に係る広角照明時および狭角照明時のそれぞれにおける発光部の位置関係を示したイメージ断面図
【図３】同実施の形態１に係る光学部材の正面図
【図４】同実施の形態１に係る光学部材のＡ−Ａ断面図
【図５】同実施の形態１に係る光学部材のＢ−Ｂ断面図
【図６】同実施の形態１に係る広角照射時における配光特性図
【図７】同実施の形態１に係る狭角照射時における配光特性図
【図８】本発明の実施の形態２に係る光学部材の正面図
【図９】同実施の形態２に係る光学部材のＣ−Ｃ断面図
【図１０】同実施の形態２に係る光学部材のＤ−Ｄ断面図
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る光学部材のレンズ構成を示すイメージ断面図
【図１２】本発明の他実施の形態に係る光学部材の正面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１から図７を用いて説明する。
【００１９】
本実施の形態１に係る光学部材３は、図１に示すように、矩形開口に連なる略放物面反射面４および側方反射面５を有する反射体１と、この略放物面反射面４の底部６に対して相対位置変位可能に反射体１の矩形開口７の長手方向に沿って配置された光源としての棒状光源２とからなる発光部８の前記矩形開口７に対向して配置されている。光学部材３は、例えば装置外装を形成する図示しない外部筐体に固定されて配置され、これに対して発光部８が、相対位置変位可能なよう、図示しない駆動機構を伴って移動可能に配置されている。
【００２０】
光学部材３の被写体側の面には凸レンズの光学特性を有するフレネルレンズが形成されており、光学部材３の全体が集光の特性を有している。そして、広角照明のときは、発光部８と光学部材３とを近接させ、狭角照明のときは、発光部８と光学部材３とを離間させる。
【００２１】
また、この実施の形態１では、棒状光源２と反射体１との相対距離を変更することによっても矩形開口７からの照明光の照射角変更に対応しており、広角照明時は棒状光源２と反射体１とを離間させ、狭角照明時は棒状光源２と反射体１とを近接させる。とくに反射体１の略放物面反射面４の焦点位置に棒状光源２が位置したとき最も狭角となる。
【００２２】
本実施の形態１の光学部材３の特徴は、前記フレネルレンズを、第一の集光レンズ１１と、第二の集光レンズ１２とに分けて形成している点である。以下、図２を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図中において、広角照明時における発光部８を実線で示し、狭角照明時における発光部８を破線で示している。第一の集光レンズ１１は、前記矩形開口７と正対する領域ｗに形成され、矩形開口７と正対する領域以外の領域ｔに第二の集光レンズ１２が形成されている。そして、第一の集光レンズ１１は、第二の集光レンズ１２よりも焦点距離が長い光学特性を有している。すなわち、第一の集光レンズ１１の焦点Ｗは、第二の集光レンズ１２の焦点Ｔよりも遠くに設定されている。
【００２４】
図３から図５において、光学部材３のフレネルレンズの形状を詳述する。
【００２５】
第一の集光レンズ１１は、図２で定義した領域ｗ内において長手方向寸法の１／２程度の離間距離を有して配置される頂点１３、１４およびそれに連なるレンズ曲面を複数の同心円状の壁面１７、１８により複数のレンズ曲面１５，１６に分割してフレネルレンズ１９，２０を形成した上で、さらに前記頂点１３，１４を通り光学部材３の短辺方向と平行な直線２１，２２間に囲まれる領域にシリンドリカルレンズ２３を形成してなる。
【００２６】
第二の集光レンズ１２は、矩形状の光学部材３上に設定された中心２４を頂点に、この中心２４に連なるレンズ曲面を複数の同心円状の壁面２５により複数のレンズ曲面２６に分割してフレネルレンズ２７を形成してなる。
【００２７】
第一の集光レンズ１１における二つのフレネルレンズ１９，２０は、第二の集光レンズ１２のフレネルレンズ２７よりも焦点距離が長く設定されている。シリンドリカルレンズ２３は、狭角照明時（図２において発光部８が光学部材から離間した時）において上下方向、すなわち棒状光源２の長手方向に直交する方向の配光特性を狭角にする光学特性を有している。
【００２８】
以上の構成による作用・効果を、図２を参照して説明する。図中において、実線矢印４１は、広角照明時、すなわち発光部８が光学部材３に最も近接したときにおける矩形開口７からの照射光の光路を示し、二点鎖線矢印４２は、狭角照明時、すなわち発光部８が光学部材３から最も離間したときにおける矩形開口７からの照射光の光路を示し、破線矢印４３は、狭角照明時における二点鎖線矢印４２で示した照射光のうち第二の集光レンズ１２を透過する光の光路を示す。
【００２９】
発光部８の矩形開口７と正対する領域ｗに第一の集光光学系を形成しているので、広角照明時、つまり発光部８が光学部材３に近接したときは、ほぼ第一の集光レンズ１１のみが機能し、狭角照明時、つまり発光部８が光学部材３から離間したときは、第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２の両方が機能することとなる。したがって、図２に示すように、広角照明時は実線矢印４１の配光イメージとなり、狭角照明時は破線４３の配光イメージとなる。ここで、第一の集光レンズ１１について、発光部８を光学部材３に近接させたときに所要の超広角の特性が得られるような設計とし、第二の集光レンズ１２について、発光部８を光学部材３から離間したときに所要の超狭角の特性が得られるような設計とすることにより、発光部８の駆動のみで従来では得られなかった超広角、超狭角の両方に対応できるようになる。図６および図７において、広角照明時および狭角照明時のそれぞれにおける配光特性のイメージをさらに詳しく説明する。
【００３０】
図６は、広角照明時における配光特性を示す配光特性図、図７は、狭角照明時における配光特性を示す配光特性図である。なお、図６、図７において、上下方向、すなわち棒状光源２の長手方向に直交する方向の配光特性を示しているが、水平方向、すなわち棒状光源２の長手方向の配光特性についても、以下に記載した作用・効果が同様にあてはまる。
【００３１】
広角照射時においては、ほぼ第一の集光レンズ１１しか機能しないため、発光部８を近接したときに所要の超広角の特性が得られるような第一の集光レンズ１１の設計とする。このときの第一の集光レンズ１１による配光特性を図６に示すが、ここに示す配光特性は、目標とする所要の超広角の配光特性とほぼ一致する。
【００３２】
狭角照射時においては、第二の集光レンズ１２を所要の超狭角の特性が得られるような設計とする。このときの第二の集光レンズ１２のみによる配光イメージは、図中二点鎖線で示すようになる。ここで、上記のように、第一の集光レンズ１１は、第二の集光レンズ１２よりも焦点距離が長く設定されているため、第一の集光レンズ１１のみによる配光は、図中実線のようになり、第二の集光レンズ１２によるものほど狭角を実現することは難しく、ガイドナンバーも第二の集光レンズ１２の場合に比べて若干下がってしまう。しかし、第一の集光レンズ１１は凸レンズで構成されており、発光部８を離間することで近接したときに比べれば狭角となるため、図６における第一の集光レンズ１１による場合に比べれば十分狭角にできる。したがって、図７において二点鎖線と一点鎖線との合成和をとれば、ガイドナンバーをあまり低下させることなく、所要の超狭角の配光特性をほぼ達成することができると言えるのである。
【００３３】
なお、上記効果を奏するためには、少なくとも、発光部８が近接したときの第一の集光レンズ１１による照明光の照射角が、発光部８が離間したときの第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２による照明光の照射角よりも広角となるような光学特性であることが必須要件となる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図８から図１０を用いて説明する。図中、図１から図５と同図番を付した構成要素は、同一機能の構成要素を示す。本実施の形態２は、実施の形態１とは光学部材３の第一の集光レンズ１１の構成が異なる例である。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３５】
第一の集光レンズ１１は、図２で定義した領域ｗ内において長手方向寸法の１／２程度の離間距離を有して配置される頂点３３、３４およびそれに連なるレンズ曲面を複数の同心円状の壁面３７、３８により複数のレンズ曲面３５，３６に分割してフレネルレンズ３９，４０を形成してなる。第二の集光レンズ１２は、上記実施の形態１と同様のフレネルレンズ２７が形成されてなる。
【００３６】
第一の集光レンズ１１における二つのフレネルレンズ３９，４０は、第二の集光レンズ１２のフレネルレンズ２７よりも焦点距離が長く設定されている。そして、各フレネルレンズ３９，４０が長手方向に上記のような離間距離を有して配置されることで、第一の集光レンズ１１は、主として長手方向の配光特性をさらに広角にする役割を担う。
【００３７】
以上の構成によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加えて、棒状光源２を用いた場合に問題となりやすい、広角照明時における棒状光源２の長手方向の配光特性をよくすることができる。
【００３８】
なお、本発明はもちろん、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、例えば下記に示す用途の他、あらゆる用途に適用可能である。
【００３９】
（１）上記各実施の形態では、第一の集光レンズ１１は、発光部８の矩形開口７と正対する領域に形成したが、第一の集光レンズ１１は、かかる領域ｗをはみ出して形成されてもよい。たとえば、図１１（ａ）に示すように、第一の集光レンズ１１を形成する領域ｐが前記領域ｗを越えて形成されてもよく、図１１（ｂ）に示すように、領域ｐを領域ｗ内に形成してもよい。
【００４０】
したがって、例えば、図１２に示すように、発光部８の矩形開口７と正対する領域（図中鎖線内）内に図示のような第一の集光レンズ１１を形成することが考えられる。この第一の集光レンズ１１は、光学特性としては実施の形態１と同様にフレネルレンズ１９，２０とシリンドリカルレンズ２３とで構成されているが、外枠がフレネルレンズ１９，２０に沿ってトラック状に形成されている。第一の集光レンズ１１の領域以外の領域に第二の集光レンズ１２が形成されている。第二の集光レンズ１２は、光学特性としては実施の形態１と同様であるが、内周が第一の集光レンズ１１の外形に沿うよう、フレネルレンズ４４，４５とシリンドリカルレンズ４６とで構成されている
（２）光学部材３の第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２の形状、特性は、上記した構成以外にもあらゆる形態が適用できる。例えば、第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２は必ずしもフレネルレンズで構成する必要はなく、厚みの増加が許容されるか、もしくはフレネルレンズにして薄くすると十分な光学特性が得にくいなどの場合は、フレネルレンズではない通常の凸レンズとして形成してもよい。
【００４１】
（３）発光部８は、必ずしも反射体１と棒状光源２との相対位置を変化させるものでなくてもよく、反射体１と棒状光源２との相対位置を固定するものであってもよい。また反射体１の形状も、棒状光源２の軸方向に直交する方向の断面が略放物線形状のものに限定されない。
【００４２】
（４）光学部材３は、上記実施の形態のように１枚で構成してもよいし、複数枚構成してそれぞれ第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２を分散配置し光学パワーを分散してもよい。また光学部材３は前記第一の集光レンズ１１および第二の集光レンズ１２による光学パワーを拡散し照明光のムラを抑制する拡散光学系を含んでも良い。
【００４３】
（５）図２において、光学部材３は領域ｗと領域ｔとに分けて構成したが、領域ｗの外縁から光学部材３の外縁にかけて、焦点距離が徐々に短くなっていく構成にしてもよい。この場合、発光部８の移動量と、光学部材３における前記矩形開口からの光が照射される領域の変化との関係を割り出し、定量化する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、撮影画角変更、すなわち撮影倍率変更に伴い照明光の照射角を変更するのに対応した光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置として好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 反射体
２ 棒状光源
３ 光学部材
４ 略放物面反射面
５ 側方反射面
６ 底部
７ 矩形開口
８ 発光部
１１ 第一の集光レンズ
１２ 第二の集光レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口に連なる反射面を有する反射体と、前記反射体の底部に対して相対位置変位可能に配置された光源とからなる発光部の前記開口に対して相対位置変位可能に配置され、広角照明時は狭角照明時に比べて前記発光部を近接させる光学部材であって、
前記開口と正対する領域に第一の集光光学系を形成し、前記開口と正対する領域以外の領域に第二の集光光学系を形成し、前記第一の集光光学系は、前記第二の集光光学系よりも焦点距離が長い凸レンズであることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
前記第一の集光光学系及び／又は前記第二の集光光学系は、フレネルレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
一または複数の透光性部材で構成され、前記第一の集光光学系及び／又は前記第二の集光光学系の光学パワーがそれぞれ前記各透光性部材の各面に分散して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記第一の集光光学系及び／又は前記第二の集光光学系の光学パワーを拡散するための拡散光学系を前記第一の集光光学系及び／又は前記第二の集光光学系を形成した領域の全部または一部に重ねて形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の光学部材。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の光学部材を備えることを特徴とするストロボ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のストロボ装置を備えることを特徴とする画像記録装置。
【請求項１】
開口に連なる反射面を有する反射体と、前記反射体の底部に対して相対位置変位可能に配置された光源とからなる発光部の前記開口に対して相対位置変位可能に配置され、広角照明時は狭角照明時に比べて前記発光部を近接させる光学部材であって、
前記開口と正対する領域に第一の集光光学系を形成し、前記開口と正対する領域以外の領域に第二の集光光学系を形成し、前記第一の集光光学系は、前記第二の集光光学系よりも焦点距離が長い凸レンズであることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
前記第一の集光光学系及び／又は前記第二の集光光学系は、フレネルレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
一または複数の透光性部材で構成され、前記第一の集光光学系及び／又は前記第二の集光光学系の光学パワーがそれぞれ前記各透光性部材の各面に分散して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記第一の集光光学系及び／又は前記第二の集光光学系の光学パワーを拡散するための拡散光学系を前記第一の集光光学系及び／又は前記第二の集光光学系を形成した領域の全部または一部に重ねて形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の光学部材。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の光学部材を備えることを特徴とするストロボ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のストロボ装置を備えることを特徴とする画像記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１８１５４２（Ｐ２０１２−１８１５４２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０５８０３（Ｐ２０１２−１０５８０３）
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【分割の表示】特願２００６−３１３７９４（Ｐ２００６−３１３７９４）の分割
【原出願日】平成１８年１１月２１日（２００６．１１．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【分割の表示】特願２００６−３１３７９４（Ｐ２００６−３１３７９４）の分割
【原出願日】平成１８年１１月２１日（２００６．１１．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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