環狀照明適配器的製造方法

2023-07-16 21:19:41 2

環狀照明適配器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供能夠對近距離的被攝體進行良好的照明的環狀照明適配器。環狀照明適配器具有環狀照明光學系統和安裝部，環狀照明光學系統具有：入射面，其供光源發出的光入射；環狀的出射面，其具有用於將入射到入射面的光作為環狀的照明光而射出的開口部；以及環狀的漫反射面，其與出射面對置配置，具有滑面和離散配置在滑面上的微細凸構造或微細凹構造，將從入射面入射的光引導至出射面，出射面具有越接近開口部的中心、出射側的面的法線越接近開口部的中心的託力克面狀的滑面，安裝部能夠安裝在攝影裝置上，以使得將環狀照明光學系統的入射面配置在光源的前方，並且使出射面位於包圍攝影光學系統的光路的場所。
【專利說明】環狀照明適配器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及在攝影裝置等中使用的環狀照明適配器。
【背景技術】
[0002]以往，作為適用於攝像裝置等宏觀攝影的環狀照明適配器，例如公知有專利文獻I所記載的照明裝置。專利文獻I所記載的照明裝置將來自光源的光轉換為環狀的光源。
[0003]【專利文獻I】日本特開2005-258011號公報
[0004]但是，在專利文獻I所公開的光學系統中，出射面為平面狀，未考慮近距離攝影、例如環狀的光學系統所包圍的被攝體的照明。
實用新型內容
[0005]本實用新型鑑於這種課題，提供能夠對近距離的被攝體進行良好的照明的環狀照明適配器。
[0006]為了解決上述課題並實現目的，本實用新型的環狀照明適配器具有環狀照明光學系統和安裝部，環狀照明光學系統具有:入射面，其供光源發出的光入射；環狀的出射面，其具有用於將入射到入射面的光作為環狀的照明光而射出的開口部；以及環狀的漫反射面，其與出射面對置配置，具有滑面和離散配置在滑面上的微細凸構造或微細凹構造，將從入射面入射的光引導至出射面，出射面具有越接近開口部的中心、出射側的面的法線越接近開口部的中心的託力克面狀的滑面，安裝部能夠安裝在攝影裝置上，以使得將環狀照明光學系統的入射面配置在光源的前方，並且使出射面位於包圍攝影光學系統的光路的場所。
`[0007]根據本實用新型，能夠提供能夠對近距離的被攝體進行良好的照明的環狀照明適配器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是實施方式的環狀照明適配器的正面圖。
[0009]圖2是沿圖1的11-11』線剖切的剖面圖，是從圖1的上方進行觀察的剖面圖。
[0010]圖3是示出實施方式的環狀照明適配器以及照相機的安裝部和光源的立體圖。
[0011]圖4是示出將實施方式的環狀照明適配器裝配在照相機上的狀態的立體圖。
[0012]圖5是實施方式的環狀照明適配器的環狀照明光學系統的立體圖。
[0013]圖6是實施方式的環狀照明適配器的環狀照明光學系統的正面圖。
[0014]圖7是沿圖6的VI1-VII』線剖切的剖面圖，是實施方式的環狀照明適配器的環狀照明光學系統的剖面圖。
[0015]圖8是實施方式的環狀照明適配器的環狀照明光學系統的側視圖。
[0016]圖9是示出實施方式的環狀照明適配器的環狀照明光學系統的背面的結構的背面圖。[0017]圖10是示出實施方式的環狀照明適配器的環狀照明光學系統的背面的微細凸構造的側視圖。
[0018]圖11是示出實施方式的環狀照明適配器的環狀照明光學系統的背面的微細凸構造的配置的平面圖。
[0019]圖12是示出環狀照明光學系統的背面的微細凸構造的配置的變形例的平面圖。
[0020]圖13是示出環狀照明光學系統的背面的微細凸構造的配置的變形例的平面圖。
[0021]標號說明
[0022]1:照相機；2:環狀照明適配器；3a、3b:安裝部；4:光源；5:環狀照明光學系統；
6:入射面；7:出射面；7a:開口部；7c:中心；8:滑面(平滑面)；9:微細凸構造；10:漫反射面；11 --第I反射部；12 --第2反射部;12a、12b、12c、12d --第2反射部的反射面；13:遮光部件；13a:外側遮光壁；13b:內側遮光壁；14:定位凸部；15:遮光蓋；16:適配器開口部。
【具體實施方式】
[0023]下面，根據附圖對本實用新型的環狀照明適配器的實施方式進行詳細說明。另外，本實用新型不由該實施方式限定。
[0024][第I實施方式]
[0025]圖1是環狀照明適配器2的正面圖。圖2是在圖1的環狀照明適配器2中沿11-11』剖切並從上方進行觀察的狀態的俯視圖。圖5是環狀照明適配器2的環狀照明光學系統5的立體圖。圖6是環狀照明適配器2的環狀照明光學系統5的正面圖。圖7是沿圖6的VI1-Vir線剖切的剖面圖，是環狀照明適配器2的環狀照明光學系統5的剖面圖。圖8是環狀照明適配器2的環狀照明光學系統5的側視圖。圖9是示出環狀照明適配器2的環狀照明光學系統5的背面的結構的背面圖。
[0026]本實施方式的環狀照明適配器2具有環狀照明光學系統5 (圖1)和安裝部3a (圖2)。
[0027]環狀照明光學系統5具有:入射面6，其供光源4 (圖3)發出的光入射；環狀的出射面7，其具有用於將入射到入射面6的光作為環狀的照明光而射出的開口部7a ;以及環狀的漫反射面10，其與出射面7對置配置，具有滑面8和離散配置在滑面8上的微細凸構造9(圖9)或微細凹構造，將從入射面6入射的光引導至出射面7，出射面7具有越接近開口部7a的中心7c、出射側的面的法線越接近開口部7a的中心7c的託力克面狀的滑面(圖6、圖7)。
[0028]安裝部3a能夠安裝在照相機I上，以使得將環狀照明光學系統5的入射面6配置在光源4的前方，並且使出射面7位於包圍照相機I (攝影裝置)的攝影光學系統的光路的場所。
[0029]照相機I和環狀照明適配器2構成為能夠經由環狀照明適配器側安裝部3a和照相機側安裝部3b進行連接。
[0030]這裡設為銷釘式的安裝方式。本實施方式當然不限於此。例如也可以是螺旋式的安裝方式。
[0031]環狀照明適配器2構成為，在裝配在照相機I上時，照相機I的攝影光學系統的光軸AX和穿過環狀照明適配器2的適配器開口部16的重心並與適配器開口部16垂直的線L2相互一致。
[0032]由此，穿過適配器開口部16的光線被引導至照相機I的攝影光學系統。
[0033]在照相機I中，LED的光源4配置在閃光燈21的旁邊。環狀照明適配器2以環狀照明光學系統5的入射面6位於光源4的正前方的方式裝配在照相機I上(圖3、圖4)。
[0034]環狀照明光學系統5具有環狀的出射面7，該出射面7具有用於將入射到入射面6的光作為環狀的照明光而射出的開口部7a。
[0035]並且，環狀照明光學系統5具有環狀的漫反射面10，該漫反射面10與出射面7對置配置，將從入射面6入射的光引導至出射面7。漫反射面10具有滑面8 (漫反射面側滑面)和離散配置在滑面8上的微細凸構造9 (圖9)。微細凸構造9為一部分從漫反射面10的滑面8突出的球面狀(圖10)。
[0036]這裡，代替從滑面8向外側突出的微細凸構造9，也可以是向內側凹陷的微細凹構造。
[0037]出射面7為越接近開口部7a的中心7c、出射側的面的法線越接近開口部7a的中心7c的託力克面狀的滑面(圖7)。
[0038]這裡，環狀照明光學系統5具有穿過開口部7a的中心7c且與漫反射面10垂直的軸L5。環狀照明光學系統5設置在環狀照明適配器2內，以使得軸L5位於穿過環狀照明適配器2的適配器開口部16的重心且與適配器開口部16垂直的線L2上。
[0039]通過經由安裝部3a、3b在照相機I上安裝環狀照明適配器2，將環狀照明光學系統5的入射面6配置在光源4的前方，並且將出射面7配置在包圍照相機I的攝影光學系統的光路的場所。
[0040]在漫反射面10中的滑面8中，光的入射角較大，從光源4引導至滑面8的多數光反覆進行全反射。
[0041]關於剛在漫反射面10中的滑面8中反射後入射到作為託力克面狀的滑面的出射面7的光，由於入射角較大，所以，多數光反覆進行全反射。
[0042]入射到漫反射面10中的微細凸構造9的光通過微細凸構造的凹內表面反射的作用進行漫反射，該漫反射的光中的、以較小的入射角入射到作為託力克面狀的滑面的出射面7的光在託力克面狀的面中受到透鏡作用進行折射透射，成為照明光。
[0043]這裡，在代替微細凸構造9而使用微細凹構造的情況下，入射到微細凹構造的光通過微細凹構造的凸內表面反射的作用進行漫反射，該漫反射的光中的、以較小的入射角入射到作為託力克面狀的滑面的出射面7的光在託力克面狀的面中受到透鏡作用進行折射透射，成為照明光。
[0044]關於出射面7中的託力克面狀的滑面中的折射，使微細凸構造9中的漫反射光在更寬的範圍內進行折射。
[0045]特別地，由於託力克面狀的滑面的內側的面以接近開口部7a的中心7c的方式使光進行折射，所以，能夠進行環狀照明適配器2附近的物體的照明。
[0046]通過經由安裝部3a、3b將這種結構的環狀照明適配器2安裝在照相機I等攝像裝置上，在由於攝像裝置的影子而使光量不足的近距離攝影中，也能夠通過環狀的照明進行光量不均較少的攝影。
[0047]另外，環狀的照明意味著從攝影光軸的周圍引導照明光的狀態，不是必須為連續的環狀光。
[0048]並且，如上述實施方式那樣，從被攝體側觀察，微細凸構造或微細凹構造如多個點光源那樣進行動作的情況也包含在環狀的照明內。
[0049]並且，在本實施方式中，漫反射面10中的滑面8為平滑面。通過該平滑面中的反射，能夠充分確保光傳播功能，能夠實現環狀照明適配器2的薄型化。
[0050]並且，具有擴散功能的區域中的平滑面8和微細凸構造9 (或微細凹構造)的面積的比例滿足以下的條件式(I)。
[0051]0.KSS/ (SF+SS) <0.5 (I)
[0052]這裡，
[0053]SF是具有擴散功能的區域中的平滑面8的面積，
[0054]SS是具有擴散功能的區域中的微細凸構造9或微細凹構造的面積。
[0055]通過設為不低於條件式(I)的下限，確保了微細凸構造、微細凹構造所佔的面積，確保了擴散功能。
[0056]通過設為不高於條件式(I)的上限，確保了平滑面所佔的面積，確保了基於平滑面中的光的反射而實現的傳播功能，減少了光量不均。
[0057]並且，環狀照明光學系統5具有使從入射面6入射的光進行反射的第I反射部11(反射面)、以及使在第I反射部11中反射的光進行鈍角反射的第2反射部12(反射面)。在第I反射部11中反射的一部分光不在第2反射部12中進行反射，而入射到出射面7的託力克面狀的滑面。在第I反射部11中反射的另一部分光在第2反射部12的反射面12a、12b、12c、12d中進行反射,入射到出射面7的託力克面狀的滑面。
[0058]根據這種結構，減少來自光源4的光量損失，將光引導至環狀的出射面7或漫反射面10。
[0059]並且，第2反射部12具有相互對置配置並且使第I反射部11中的反射光進行鈍角反射的2個反射面12a、12b，這2個反射面12a、12b配置成，離第I反射部11越遠，這2個反射面12a、12b相互越近。
[0060]由此，減少來自光源4的光量損失，將光引導至環狀的出射面7或漫反射面10。
[0061]並且，第2反射部12具有相互對置配置並且使第I反射部11中的反射光進行鈍角反射的2個反射面12c、12d，這2個反射面12c、12d配置成，離第I反射部11越遠，這2個反射面12c、12d相互越近。
[0062]由此，減少來自光源4的光量損失，將光引導至環狀的出射面7或漫反射面10。
[0063]本實施方式的環狀照明適配器2滿足以下的條件式(2)、(3)、(4)。
[0064]1.l<R0Ut/Rin<l.8 (2)
[0065]K (Rout-Rin)/Rfflin<3 (3)
[0066]0.5〈Dmax/Rmin〈2 (4)
[0067]這裡，
[0068]Rin是環狀的出射面7的開口部的半徑，
[0069]Rout是環狀的出射面7的外周的半徑，
[0070]R—是出射面7的託力克狀的面中的、曲率半徑最小的截面中的面頂點處的曲率半徑，[0071]Dfflax是在漫反射面10的滑面8的法線方向中從滑面8到出射面7的滑面的距離的最大值。
[0072]通過設為不低於條件式(2)的下限，確保了漫反射面10的面積，成為能夠充分確保微細凸構造9 (或微細凹構造)的數量的結構，提高了照明光的均勻性，抑制了攝影圖像的照明光不均。
[0073]通過設為不高於條件式(2)的上限，環狀照明適配器2自身不會變厚，容易使攝像裝置接近攝影對象物體。
[0074]通過設為不低於條件式(3)、(4)的下限，增大了作為託力克狀的滑面的出射面7的折射量，確保了接近環狀照明適配器2的區域中的照明光量。
[0075]通過設為不高於條件式(3)、(4)的上限，環狀照明適配器2自身不會變厚。
[0076]並且，在漫反射面10中形成的微細凸構造9 (或微細凹構造)的數量X滿足以下的條件式(5)。
[0077]100〈X (5)
[0078]通過設為不低於條件式(5)的下限，確保了從被攝體進行觀察如光源那樣進行動作的微細凸構造9的數量，確保了照明光量。並且，由於即使減小各個微細凸構造9的尺寸也能夠確保照明光量，所以，減小了微細凸構造9的厚度而實現了薄型化。
[0079]進而，微細凸構造9 (或微細凹構造)的數量X滿足以下的條件式(5-1)。
[0080]300〈X (5-1)
[0081]通過充分確保微細凸構造9 (或微細凹構造)的數量，提高了照明光的均勻性。
[0082]並且，從入射面6到出射面7的光路由固體介質構成，通過該固體介質內的內表面反射將從入射面6入射的光引導至出射面7。
[0083]由此，能夠減小部件的數量，能夠降低製造成本。
[0084]環狀照明光學系統5可以通過例如塑料材料的衝壓成型、注塑成型而構成。
[0085]安裝部3a由與環狀照明光學系統5不同的部件即遮光部件13構成。在該遮光部件13中，在包圍環狀照明光學系統5的外周的位置設有在沿著軸L5的方向上比環狀照明光學系統5長的筒狀的外側遮光壁13a (圖2)。
[0086]通過設置外側遮光壁13a，減少了照明光洩漏到外部的量，並且，減少了環狀照明光學系統5的損傷。
[0087]並且，在遮光部件13中，在環狀照明光學系統5的內周的內側設有在沿著軸L5的方向上比環狀照明光學系統5短的筒狀的內側遮光壁13b (圖2)。
[0088]通過設置內側遮光壁13b，從出射面7出射的照明光和從環狀照明光學系統5的內周的錐部洩漏的光不會直接進入照相機I的攝影光學系統，由此，提高了畫質。
[0089]進而，在遮光部件13中設有將來自照相機I的光源4的光線引導至環狀照明光學系統5的入射面6的孔部(未圖不)。
[0090]並且，遮光部件13具有對透過第I反射部11和第2反射部12的不需要的光進行遮光的遮光蓋15 (圖1)。
[0091]作為變形例，也可以構成為，不使用遮光蓋15，透過第I反射部11和第2反射部12的光能夠對遠方(例如大約30cm處)的被攝體進行照明。
[0092]圖10是示出環狀照明適配器2的環狀照明光學系統5的背面的微細凸構造9的側視圖。
[0093]漫反射面10的微細構造是圖10所示的微細凸構造9，該微細凸構造9為球面狀，滿足以下的條件式(6)。
[0094]0.3〈Dmax2/Rmin2〈0.8 (6)
[0095]這裡，
[0096]Rmin2是微細凸構造9的面頂點處的曲率半徑，
[0097]Dmax2是在漫反射面10的滑面8的法線方向中從滑面8到微細凸構造9的面頂點的距離的最大值。
[0098]通過設為不低於條件式(6)的下限，能夠充分確保漫反射面10的擴散功能。
[0099]通過設為不高於條件式(6)的上限，使得容易製造。
[0100]在本實施方式中，使透明塑料流入金屬模中，對環狀照明光學系統5進行成型。使成型後的環狀照明光學系統5成為在脫模時容易脫模的形狀。
[0101]並且，在環狀照明光學系統5中，在外周面具有用於進行與遮光部件13之間的定位的定位凸部14。 [0102]圖11是示出本實施方式的環狀照明適配器2的環狀照明光學系統5的背面的微細凸構造9的配置(圖案)的平面圖。圖12是示出環狀照明光學系統的背面的微細凸構造的配置的變形例的平面圖。圖13是示出環狀照明光學系統的背面的微細凸構造的配置的變形例的平面圖。圖11、圖12、圖13是僅拔出環狀照明光學系統5的背面的一部分進行描繪的圖，各圖中的微細凸構造在未圖示的範圍內也由同樣的圖案形成。
[0103]在本實施方式中，微細凸構造9的各個面頂點取六方細密配置(圖11)。在本實用新型的環狀照明適配器中，不限於該配置，也可以是圖12所示的按照距離Dl進行配置的矩形排列的微細凸構造。並且，如圖13所示，也可以是排列在二個同心圓Cl、C2上的同心排列。
[0104]以下示出本實施方式的具體的數值實施例和變形例中的數值數據和微細凸構造的配置圖案。
[0105]【實施例】
[0106][實施例1]
[0107]實施例1的環狀照明適配器在所述第I實施方式中採用以下的結構。
[0108]環狀的出射面7的開口部的半徑Rin=15.0mm
[0109]環狀的出射面7的外周的半徑1?_=22.0mm
[0110]出射面7的託力克狀的面中的、曲率半徑最小的截面中的面頂點處的曲率半徑Rmin=3.0mm
[0111]在環狀的漫反射面10的滑面8的法線方向中從滑面8到出射面7的滑面的距離的最大值Dmax=3.0mm
[0112]環狀的漫反射面10的開口部的半徑Rin2=16.0mm
[0113]漫反射面10的微細凸構造9的面頂點處的曲率半徑Rniin2=0.3mm
[0114]在漫反射面10的滑面8的法線方向中從滑面8到微細凸構造9的面頂點的距離的最大值Dmax2=0.15mm
[0115]微細凸構造9的面頂點間距離=1.0mm[0116]配置:六方細密
[0117]以下示出各條件式中的數值。
[0118]SS/ (SF+SS) N 0.245
[0119]Rout/Rin N 1.467
[0120](Rout-Rin) /Rmin N 2.333
[0121]Dfflax/Rfflin=l.000
[0122]X N 800
[0123]Dmax2/Rmin2-0.5
[0124][變形例]
[0125]以下示出變形例的數值例。
[0126]Rmin2=0.2?0.5謹的範圍內的變更
[0127]Dmax2=0.1?0.3_的範圍內的變更
[0128]微細凸構造的面頂點間距離=0.2?2.0mm的範圍內的變更
[0129]配置:六方細密、同心圓、矩形排列中的任意一種
[0130]另外，本實用新型不限於所述實施方式和實施例，能夠進行各種變更。
[0131]如上所述，本實用新型的環狀照明適配器在針對近距離的被攝體的宏觀攝影中是有用的。
【權利要求】
1.一種環狀照明適配器，其特徵在於， 所述環狀照明適配器具有環狀照明光學系統和安裝部， 所述環狀照明光學系統具有: 入射面，其供光源發出的光入射； 環狀的出射面，其具有用於將入射到所述入射面的光作為環狀的照明光而射出的開口部；以及 環狀的漫反射面，其與所述出射面對置配置，具有滑面和離散配置在所述滑面上的微細凸構造或微細凹構造，將從所述入射面入射的光引導至所述出射面， 所述出射面具有越接近所述開口部的中心、出射側的面的法線越接近所述開口部的中心的託力克面狀的滑面， 所述安裝部能夠安裝在所述攝影裝置上，使得將所述環狀照明光學系統的所述入射面配置在所述光源的前方，並且使所述出射面位於包圍攝影光學系統的光路的場所。
2.根據權利要求1所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 所述漫反射面中的所述滑面是平滑面。
3.根據權利要求2所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 具有擴散功能的區域中的所述平滑面和所述微細凸構造或所述微細凹構造的面積的比例滿足以下的條件式(I):
.0.KSS/ (SF+SS) <0.5 (I) 這裡， SF是具有擴散功能的區域中的所述平滑面的面積， SS是具有擴散功能的區域中的所述微細凸構造或所述微細凹構造的面積。
4.根據權利要求1所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 所述環狀照明光學系統具有使從所述入射面入射的光進行反射的第I反射部、以及使在所述第I反射部中反射的光進行鈍角反射的第2反射部，在所述第I反射部中反射的一部分光不經由所述第2反射部而入射到所述託力克面狀的滑面，在所述第I反射部中反射的另一部分光經由所述第2反射部而入射到所述託力克面狀的滑面。
5.根據權利要求4所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 第2反射部至少具有對置配置並且使所述第I反射部中的反射光進行鈍角反射的2個反射面，這2個反射面配置成，離所述第I反射面越遠，這2個反射面越近。
6.根據權利要求1所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 滿足以下的條件式(2)、(3)、(4):
.1.l<R0Ut/Rin<l.8 (2)
K (Rout-Rin) /Rfflin<3 (3)
.0.5<Dmax/Rmin<2 (4) 這裡， Rin是環狀的出射面的開口部的半徑， Rout是環狀的出射面的外周的半徑， Rmin是出射面的託力克狀的面中的曲率半徑最小的截面上的面頂點處的曲率半徑， Dmax是在漫反射面的滑面的法線方向上從滑面到出射面的滑面的距離的最大值。
7.根據權利要求1所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 在所述漫反射面中形成的所述微細凸構造或所述微細凹構造的數量X滿足以下的條件式(5): .100〈X (5)。
8.根據權利要求7所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 在所述漫反射面中形成的所述微細凸構造或所述微細凹構造的數量X滿足以下的條件式(5-1): .300〈X (5-1)。
9.根據權利要求1所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 從所述入射面到所述出射面的光路由固體介質構成,通過所述固體介質內的內表面反射將從所述入射面入射的光引導至所述出射面。
10.根據權利要求9所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 所述安裝部由作為與所述環狀照明光學系統不同的部件的遮光部件構成，所述遮光部件通過在包圍所述環狀照明光學系統的外周的位置設置長度比環狀照明光學系統長的筒狀的遮光壁而成。
11.根據權利要求9所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 所述安裝部由作為與所述環狀照明光學系統不同的部件的遮光部件構成，所述遮光部件通過在所述環狀照明光學系統的內周的內側設置長度比環狀照明光學系統短的筒狀的遮光壁而成。
12.根據權利要求4所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 所述第2反射部具有兩組以下結構:具有對置配置並且使所述第I反射部中的反射光進行鈍角反射的2個反射面，這2個反射面配置成，離所述第I反射面越遠，這2個反射面越近。
13.根據權利要求1所述的環狀照明適配器，其特徵在於， 所述漫反射面的微細構造是所述微細凸構造，所述微細凸構造為球面狀，滿足以下的條件式(6):
.0.3〈Dmax2/Rmin2〈0.8 (6) 這裡， Rfflin2是所述微細凸構造的面頂點處的曲率半徑， Dfflax2是在所述漫反射面的滑面的法線方向上從滑面到所述微細凸構造的面頂點的距離的最大值。
【文檔編號】G03B15/05GK203673203SQ201320863821
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年1月25日
【發明者】早川和仁, 花野和成 申請人:奧林巴斯映像株式會社, 奧林巴斯株式會社