JPH02196229A - 照射角可変ストロボ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、カメラ用ストロボ装置、特に反射傘の断面形
状を変化させることにより照射角を可変とする照射角可
変ストロボ装置の改良に関するものである。

（発明の背景） 従来、反射傘の形状を変化させてストロボ照射角を変化
させるこの種のストロボ装置としては、実公昭５７−５
４０９２号公報に開示されている様に、反射傘を中央及
び可動反射板で構成し、反射傘後方の紐を引くことによ
り可動反射板間の開口角度を自在に変化させるものが提
案されていた。また、特開昭６２−２１８９４９号公報
に開示される様に、二次曲面を持つ反射傘の断面形状を
変化させると同時に発光管を移動させるものが提案され
ていた。

また、本実が提案する様な、反射傘の形状を指定したス
トロボ装置の提案としては、本願出願人による実願昭５
９−１６８２８５号による、２４ｍｍの広角レンズにも
対応可能な小型楕円反射傘や、特開昭６２−２３４１４
０号による、閃光放電管と反射傘を相対的に移動させる
タイプにおける、反射傘の形状を規制するものが提案さ
れている。

しかしながら、上記従来例の実公昭５７−５４０９２号
では、反射板が平面である為、反射傘の集光効率が悪く
、また、特開昭６２−２１８９４９号では、反射傘は二
次曲面（楕円）の離心率を変化さぜ、そ４１ぞれの楕円
の焦点位置に閃光発光管が位置する様に発光管を移動さ
せる構成にしている為、反射傘の変化と閃光発光管の移
動の双方を変化させる必要があり、機構的に複雑になる
という欠点があった。

また、反射傘の数値限定を行１）でいる、実願昭５９−
１６８２８５号及び、特開昭６２−２３４１４０号では
、いずれも反射傘を変形させることを前提としたもので
なく、前者は、閃光発光部どフレネルレンズの相対距離
の変化、後者は、反射傘と閃光発光管との相対的な距離
を変化させて照射角可変を行う際、最も効率の良い形状
固定反射傘形状、具体的には楕円反射傘の形状を規制し
たものであり、この場合、望遠レンズに対応した照射角
の狭い状態には十分対応できず、水室で提示する様な、
楕円から双曲面に至る広い範囲で反射傘形状の変化を規
制するものではなかった。

また、本願出願人が同日出願している反射傘形状を可変
（略楕円形状から略放物面形状に変化させる構成のもの
）する構成のものでは、テレ側での集光力が不充分であ
った。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解決し、装置の小型
化を達成しつつ、広角１／ンズから望遠レンズまでに対
応してより適正に照射角可変を行うことのできる照射角
可変ストロボ装置を提供することである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、反射傘の前面に
配置される集光特性を有する光学パネルと、前記反射傘
の頂点と閃光発光管の距離を一定に保持すると共に、前
記反射傘の形状を、略楕円形状から略双曲面形状に変化
させる照射角可変手段を設け、以て、反射傘の形状を略
楕円形状から略双曲面形状に変化させると共に、反射傘
の前面に配置した光学パネルの働ぎにより、照射角を可
変させるようにしたことを特徴とする。

（発明の実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図（Ａ）　（Ｂ）乃至第２図（Ａ）　（Ｂ）は本発
明の第１の実施例を示したもので、これら図の（Ａ）は
被写体側から見た正面図を、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断
面をそれぞれ示している。

同図において、１は可撓性を有する樹脂板にアルミ定着
を施したもの、または金属薄板のような可撓性材料で形
成さねた主反射傘であり、２は主反射傘１の光軸ｄ」二
に配置さねた閃光発光管であり、主反射傘の頂点１ａか
ら該閃光発光管２の中心までの距離りは、不図示の部材
により主反射傘１が変形した場合でも、一定値をとる様
に保持されている。３は側面反射傘であり、上記可撓性
材料、もしくは従来通りの高反射材料から成り、図示し
ていないが、ストロボ装置本体ケースに軸支され、その
傾きを任意の角度に可変でき、また発光部開口面積を可
変できるものである。４は集光レンズであり、輪帯状の
フレネルレンズをフレネル面が被写体側に位置する様に
配置されている。

またＶｅｒ、　Ｖｅｒ’は主反射傘１の開口幅、Ｄｅｐ
Ｄｅρ′は主反射傘の奥行、ｓ、ｓ’は側面反射傘３の
開口幅を示している。

主反射傘１の断面形状は、光軸ｄ方向なＸ、それと直交
する方向なｙ、近軸曲率半径をＲ０離心率をｅとした時
、 で表わされるような、二次曲面の一部で近似される形状
であり、かつ ０．７≦ｅ≦１．５０　　　　　　　−−−−・−−−
−・−、（２）の範囲で変形可能であると共に、閃光発
光管２と主反射傘】の頂点１ａまでの距離を一定値りと
した時、 １．７Ｄ≦Ｒ≦２．５Ｄ　　　　　・・・・・・・・・
・・・（３）を満足している。

すなわち、第１図実施例では ｅ＝０．８６６　　　Ｒ＝３．２ｍｍ　　Ｄｅｐ＝９ｍ
ｍＶｅｒ＝１２．２ｍｍ　　Ｓ＝２０ｍｍ　　　Ｄ＝＝
１．６　ｍｍθ＝２１’ をもつ形状をしており、上記構成のストロボ装置光学系
により、第３図（Ａ）　（Ｂ）の配光特性図に示す様に
３５ｍｍの撮影レンズに対応したストロボ装置照射角を
得ることができる。但し、θは光軸ｄに対する側面反射
傘３の傾き、閃光発光管２の直径はφ３とする。

一方、第２図は、第１図に示す主反射傘を変形させたも
のであり、式（１）　（２）　（３）におけるｅ＝１．
１５　　Ｒ＝３．２　ｍｍ　　Ｄｅｐ　　＝７．７　ｍ
ｍＶｅｒ　　＝１６．５２　ｍｍ　　５＝２５．２ｍｍ
　　Ｄ＝１．６　ｍｍθ＝　５４．９゜ をもつ形状であり、このストロボ装置光学系により、第
４図の配光特性図に示す様に７０ｍｍレンズの撮影画角
に対応した照射角を得ることができる。

ここで、前記（１）式に基づく主反射傘１の断面形状は
、離心率ｅの値によって以下の如く異なってくる。

ｅ＞１　　　　・・・双曲面 ｅ＝１　　　　・・・放物面 ０＜ｅ＜１　　・・・楕円面 ｅ＝ｏ　　　　・・・円 上記実施例において、第１図は楕円面であり、第２図は
双曲面である。また、閃光発光管２の中心と主反射傘の
頂点１ａとの距離りは１．６ｍｍであり、同一の値をと
っている。

以下、反射傘形状を決定する過程について述べる。

二次曲線の一般式（１）と楕円の一般式との対応から、
主反射傘１の形状が変化した場合でも、該主反射傘１の
頂点１ａと閃光発光管２の中心間の距離りが一定値を取
り、かつこの距離が二次曲線の焦点位置と一致する様な
、近軸曲率半径Ｒを求めてみる。

楕円の頂点を原点とする楕円の一般式は、反射傘の頂点
を原点とし、光軸方向をＸ、それと直交する方向をｙと
すると、 （ｘ−Ａ）”　／Ａ”　＋ｙ”　／Ｂ”　＝１で表わさ
れる。

ただし、２Ａは楕円の長軸、２Ｂは楕円の短軸を示す。

この時、二次曲線の一般式（１）とＡ、Ｂとの間には以
下の関係が成り立つ。

１／Ｒ＝Ａ／Ｂ”　　　　　　・・・・・・・・・・・
・（４）ｅ　＝　　　　−Ｂ　　／Ａ　　　　””＝　
（５）Ｄ＝Ａ−ｎ了　　　・旧・・・・・・・・（６）
上記（４）　（５）　（６）式より、Ａ、Ｂを消去し、
ＲをＤについて解くと、以下のようになる。

Ｒ＝　（１＋ｅ）Ｄ　　　　　　・・・・・・・・・・
・・（７）すなわち、閃光発光管２主反射傘１との距離
りを一定とした場合、楕円の離心率ｅに応じて上記（７
）式によって、近軸曲率半径Ｒを変化させることによっ
て、常に主反射傘１の焦点位置に閃光発光管２を配置す
ることが可能となる。

しかし、実際には、この近軸曲率半径Ｒの変化を正確に
制御しながら反射傘を変形させることは、該主反射傘１
の頂点１ａの背面のごく限られた面積を保持することに
なる。そこで、実際には、この近軸曲率半径Ｒをある一
定範囲内（はぼ焦点位置とみなせる範囲内）で、一定値
を設定することが現実的である。

第１図及び第２図に示す実施例は、この観点から、近軸
曲率半径Ｒを、反射傘が楕円から双曲面の間を変化する
ことから、その間に位置する閃光発光管２の中心位置が
放物面の焦点位置と一致する様に設定したものであり、
反射傘形状を変形し、ワイド側楕円面に向うにつれて、
反射傘の焦点位置に対して閃光発光管２の中心位置が相
対的に後方に移動し、また、望遠側（双曲面側）に向う
につれて、閃光発光管２の中心位置が相対的に前側に移
動する構成をとっている。この様に、近軸曲率半径Ｒを
一定値に保つことによって、反射傘後方の保持固定部分
（接着部分）を増やすことができ、確実に光学系を保持
できるので、現実的である一方、発光光学系がワイド側
に設定された時に生じる閃光発光管１の中心の反射傘焦
点位置とのずれ量は（７）式より、 Ｄｄ＝　（Ｒ／１＋ｅ）　　Ｄ。

で表され、第１図に示す例では Ｄｄ＝１．７１５−１．６　＝０．１１５つまり、ワイ
ド状態（第１図に示す状態における楕円反射傘の焦点位
１）に対して閃光発光管２が０．１１５ｍｍ反射傘に近
づいた位置にあることになる。

この場合の様に閃光発光管、楕円反射傘の距離が楕円反
射傘の焦点距離より短い場合、閃光発光管２が楕円反射
傘の焦点位置にある場合に比べ、上下方向の配光がやや
狭くなるものの、配光自体は、ハート型とならず、均一
な配光が得られる傾向があること、また、変位量０．１
１５ｍｍは上下方向の配光に実質的に影響を与えるほど
大きな値でなく、はぼ焦点位置にあると見なすことがで
きることから、ワイド側でも均一な配光な得られやすい
構成となっている。

次に、（２）式に示す離心率ｅの範囲について説明する
。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、主反射傘１
は、前記（２）式の下限値近傍の値をもつ反射傘の断面
形状を示している。また、この図においては、比較の為
、前記（２）式の上限値近傍の値をとった場合の形状１
′　（第２図に示した反射傘形状）についても合せて二
点鎖線で示している。

具体的な定数は、以下の様である。

ｅ＝０．７Ｒ＝３．２　ｍｎｔ　　Ｖｅｒ＝８．０７ｍ
ｍ　（Ｖｅｒ＝８．９６ｍｍ）　　ｄｅｐ＝　９ｍｍ　
（ｄｅｐ＝６．２７ｍｍ）　　Ｓ　＝２０　　Ｄ＝１．
６ｍｍ　　θ＝２１゜（Ｖ　ｅｒ、　Ｖ　ｅｐのカッコ
内は楕円半分の場合）図示の様に、主反射傘１の断面形
状は、楕円の長軸２Ａの半分Ａより大きく、傘形状とし
ては、先端がすぼまる形状となる。この時の配光特性を
第６図（Ａ）、　（Ｂ）に示す。この図に示す様に、上
下、左右の配光共極めて均一な配光であることがわかる
。一方、照射角としては、第６図（Ａ）に示す様に５３
°であり、撮影レンズとして２８ｍｍレンズを使用した
場合に必要な上下方向の照射角５３°をカバーしており
、実質的にこの値以下の離心率を持たせる必要はなく、
実質的にこれ以上反射傘を小さくすると効率低下を招く
為、離心率ｅの値は、最小値として０．７を規定すれば
、広角側の照射角を十分にカバーできるものと考えられ
る。また、これ以上の広い照射角を持たせる為には、集
光レンズの中央部の集光力を落ぜば良い。

一方、左右方向の配光については、第３図（Ｂ）と第６
図（Ｂ）とはサイドリフレクタに同じ傾きを持たせたも
のであり、配光もほぼ６２°と同様の値を示している。

すなわち、主反射傘１の形状の変化により、左右方向の
配光は影響を受けないことを示している。また、同時に
、左右方向の配光は、２８ｍｍレンズに対応した７０”
配光が得られていないこともわかる。これは、図中には
示していないが、本実施例では、反射傘前面に集光させ
るフレネルレンズを用いている為であり、このフレネル
レンズの集光力を最適化し、また、閃光発光管２のアー
ク長として適切な長さの管を選ぶことにより、左右方向
の配光も２８ｍｍレンズに対応した照射角を得ることは
言うまでもない、また、この光学系を元にしてフレネル
レンズの内、外周のパワーのとり方、側面反射傘３の傾
きを変え、左右方向の配光も主反射傘１の変形と同時に
コントロールすることにより、照射角可変の効果をより
効率的に行うことができる。

次に、前記（２）式の離心率ｅの上限値について述べる
。

本実施例では、閃光発光管２から発光を反射傘によって
集光させているが、さらに反射傘前面の配光した集光レ
ンズ４によって集光させ、集光効果の高い光学系を実現
している。この様に集光レンズ４を利用した場合、閃光
発光管２を放物反射面の焦点距離近傍に配置するよりも
、反射傘を双曲面とし、−度反射傘で光を拡散させ、そ
の後に集光レンズを用いて集光させた方が中心光量の高
い効率の良い配光な得ることができる。

第７図はこのことを説明する為の図であり、第７図（Ａ
）は放物面反射傘の焦点位置に閃光発光管を配置したも
のであり、中心光量を評価比較する為、被写体側から光
線を追ったものである。該図かられかる様に、被写体側
から追った光線は反射傘に当たった後、すべて発光管を
通ることがわかる。また、図中破線で示した架空の集光
力を持たない光学パネルを考えた場合、有効に使われる
領域は、図示のβ０の範囲となる。

一方、第７図（Ｂ）は本実で述べる双曲面反射傘であり
、第７図（Ａ）の反射傘を変形したものであり、閃光発
光管と反射傘との距離は同一である。

該図かられかる様に、破線で示した光学パネルの位置に
所定の集光力を持たせた場合、被写体側から追った光線
がすべて反射傘に当って閃光発光管を通っている。この
時、集光レンズの有効に使われる領域はＩ２１の範囲で
ある０図示の様にβｏくβ１であり、被写体面上での光
量は、この光学パネルの有効領域が広いβ１の場合、す
なわち、双曲面反射傘と集光レンズの組み合せて照射し
た場合の方が大きくなる。

また、上述の例では反射傘の反射による光線のみについ
て評価したが、閃光発光管から直接、集光レンズに向っ
た光について考えてみるとさらに効果がある。すなわち
放物面反射傘の場合、反射光への影響から集光レンズを
配置できず、閃光発光管から出た直接光を集光させるこ
とが難しいが、双曲線プラス集光レンズのタイプでは、
直接光も集光レンズによって集光でき、より中心光量を
向上させることができる。

また、フレネルレンズの集光力の取り方については、全
面均一の焦点距離となる様に取る必要はなく、中央部に
ついては、広角領域の照射角を狭めない様に弱いパワー
をつけ、外周部については、望遠レンズに対応した照射
角を得る為、照射周回変時反射傘の開口面積が広がるが
、この開口面積が広がる部分または、その領域を含む部
分についてのみ中心部の集光力より強い集光力を持たせ
、望遠時のみより集光特性を強めると効果的である。こ
れを図８を用いて説明する。

第８図（Ａ）はフレネルレンズ（集光レンズ）をそのパ
ワーによって輪帯状に３分割したものであり、破線は反
射傘が広角状態にある時の開口部の大きさである０図中
２１は、フレネルレンズの中央部分を示し、レンズのパ
ワーの最も弱い部分であり、２３は、フレネルレンズの
外周部であり、テレ側の照射角に対応できる様に、スト
ロボ装置の発光部が近くても十分に集光できるだけの強
いパワーを持たせた部分であり、２２はその中間に位置
し、内側から外側に向うにつれて徐々にパワーが増す構
成となっており、これによって、ワイドからテレ側に至
まで効率良く集光させることができる。

一方、第８図（Ｂ）は、フレネルレンズを開口面積に対
応した形状パワーを２分割したものであり、中央部２４
は集光レンズのパワーが弱く、外周部２５は集光レンズ
のパワーが強くなっている。この場合は、フレネルレン
ズの分割が開口面積に対応している為、ワイド側、テレ
側の両端で最も効率良く適正な配光な得ることができる
。

一方、双曲面の離心率の最大値は、集光レンズのパワー
の取り方、及び反射傘と集光レンズとの距離によって決
定される。集光レンズのパワーもある一定値以上は損失
が大きくなり、また、反射傘と集光レンズとの距離につ
いても、小型化からの限界がある為、実質的に１．５程
度が限界と考えられる。

以上で本実施例の目的は達成できるわけだが、さらにコ
ンパクトな照射角可変ストロボ装置を実現するためには
、閃光発光管２の中心と主反射傘１の頂点１ａの距離り
を規制する必要がある。

距離りは閃光発光管２の外径の大きさに依存し、閃光発
光管２の半径ｄと距離りが等しい時、上記構成の照射角
可変装置の最もコンパクトな光学系が実現できる。

しかし、実際には、特に大型ストロボ装置、又は連続発
光を行う際などには、密着した状態では閃光発光管２か
ら発するエネルギの為に反射傘に多大な熱が伝わり、周
辺部品が損傷したり、該反射傘自体が焼けたりする可能
性があった。

そこで ｄ≦Ｄ≦２ｄ　　　　　　・・・・・・・・・・・・（
８）の範囲内で使用することが、反射傘、またそれに接
続する発光開口部を大きくせずコンパクトにできる範囲
と考える。

次に、反射傘を所定の形状に変形させることを実現する
為の機構を第９図及び第１０図に示す断面図を用いて説
明する。

第９図において、１は可撓性樹脂板にアルミ定着を施し
たもの、または金属薄板のような可撓性材料で形成され
た前述した主反射傘、１１は主反射傘１の後方に位置し
、二次曲面の反射傘の近軸曲率半径に、反射傘の厚みを
考慮した曲率な持たせた反射傘保持具であり、反射傘後
方が円筒面で近似できる範囲内で接着等の手段により、
反射傘を固定している。２は前述した閃光発光管であり
、不指示のキセノンブツシュを用いて反射傘保持具１１
に一体的に固定されている。１２及び１３は主反射傘１
を変形させる為のレバーであり、本体ケースに保持され
た軸１４及び１５を中心軸として回動可能となっている
。また、レバー１２１３は、一端を本体ケースに固定さ
れたバネ１６．１７によって主反射傘１が開く方向に付
勢されており、この回動は、本体ケースに軸支されたカ
ム１８．１９によって規制さねている。カム１８．１９
は、モータ等の公知の駆動源と接続され、同期して回動
可能である。

また、レバー１２及び１３は接着等の手段により、反射
傘１１の外周部２０．２１に固定されており、軸１４及
び１５により開口部の位置及び傾きが規制されている。

また、４はスロトボ発光部からの照射光を集光させる為
の前述した集光レンズである。第１０図も対応する番号
は第９図と同じ構成どなっている。

以下、この動作について説明する。

第９図に示す状態は、望遠レンズに対応した照射角を得
る為の系であり、モータ等の駆動源によって回動される
カム１８．１９による規制が解除され、バネ１６．１７
によって主反射傘ｌが開く方向に付勢される為、軸１４
．１５を回転軸としてレバー１２及び１３が回動される
。このことによって、主反射傘１の周縁部はこの動きに
応じた開口部の位置及び傾きが規制される。

一方、第１０図に示す状態は、広角レンズに対応した照
射角を得る為の系であり、モータ等の公知の駆動源によ
って連動して回動されるカム１８１９によってレバー１
２．１３が押され、第９図と同様に、反射傘周縁部がレ
バー１２．１３によって規制される為、開口部の位置及
び傾きが規制される。

上記構成において、中間のポイントの照射角を得る為に
はカム形状を変更し、照射角に対応した位置で停止する
様に構成すればよく、広角から望遠レンズに対応した照
射角を連続的に得ることができる。

また、上述の実施例では、主反射傘ｌの規制位置として
該主反射傘１の頂点ｌａ付近と開口部の位置及び傾きを
規制しているが、中間のポイントを規制することにより
さらに理想に近い配光な得ることができる。

さらに、上記実施例では、主反射傘１のみ形状可変とし
、側面反射傘３は回転可能とし角度のみ可変できるもの
としたが、これにとられれることなく側面反射傘３も設
定照射角の変化に応じて変形可能とするもの、また、側
面反射傘３は回動も変形もさせないものを使用しても良
い。

主反射傘１の変形に当っては、該傘の頂点１ａを固定し
、開口部側の開口中及び傾きを規制し、反射傘の形状を
近似させたものを用いても良い。

また、主反射傘ｌの変形方式としては、モータを用いる
もの、また圧電素子を用いるもの、形状記憶合金等の各
種アクチュエータを用いても良い。

本実施例によれば、反射傘を略楕円形状から略双曲面形
状に変化させることにより、閃光発光管が、二次曲面の
ほぼ焦点位置に常に配置され、反射傘の各変形状態で効
率の良い、フラットな配光特性を得ることができる。

特に、望遠レンズに対応した照射角を得る場合、反射傘
として双曲面を採用することにより、見かけの開口面積
（集光レンズの有効面積）を増やすことができ中心光量
の高い効率の良い閃光照射を行うことができる。

さらに、反射傘の各変形状態で、閃光発光管と反射傘の
頂点間の距離を相対的に変化させる必要がない為、閃光
発光管と反射傘を同時に、容易にかつ確実に保持するこ
とができるという効果がある。

更に、従来からある、反射傘を含む発光部ブロックを光
学レンズに対して相対的に移動させる方式に対して、極
めて小型化できると共に、アクチエータとしても反射傘
の形状を変形させるだけで良い為、簡単な構成でしかも
安価に実現できるものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、反射傘の前面に
配置される集光特性を有する光学パネルと、前記反射傘
の頂点と閃光発光管の距離を一定に保持すると共に、前
記反射傘の形状を、略楕円形状から略双曲面形状に変化
させる照射角可変手段を設け、以て、反射傘の形状な略
楕円形状から略双曲面形状に変化させると共に、反射傘
の前面に配置した光学パネルの働きにより、照射角を可
変するようにしたから、装置の小型化を達成しつつ、広
角レンズから望遠レンズまでに対応してより適正に照射
角を可変できる照射角可変ストロボ装置を提供可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　（Ｂ）及び第２図（Ａ）　（Ｂ）は本発
明の一実施例を示す正面図及び側面図、第３図及び第４
図はその配光特性をそれぞれ示す図、第５図は本発明の
他の実施例を示す側面図、第６図はその配光特性を示す
図、第７図は本発明の一実施例における双曲面反射傘の
光路をそれぞれ説明するための図、第８図は本発明の一
実施例で使用する集光レンズのパワーの分布を示す図、
第９図及び第１０図は本発明の一実施例における反射傘
形状を変形させるための機構を示す側面断面図である。 １・・・・・・主反射傘、２・・・・・・閃光発光管、
３・・・・・・側面反射傘、４・・・・・・集光レンズ
、１１・・・・・・反射傘保持具、１２．１３・・・・
・・レバー　１４．１５・・・・・・軸、１６．１７・
・・・・・バネ、１８．１９・・・・・・カム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）略二次曲面状断面を有する反射傘と、該反射傘の
   光軸上に配置される閃光放電管とを備え、前記反射傘の
   断面形状を変化させることにより、照射角を可変とする
   照射角可変ストロボ装置において、前記反射傘の前面に
   配置される集光特性を有する光学パネルと、前記反射傘
   の頂点と閃光発光管の距離を一定に保持すると共に、前
   記反射傘の形状を、略楕円形状から略双曲面形状に変化
   させる照射角可変手段を設けたことを特徴とする照射角
   可変ストロボ装置。