CN101520154B - 频闪发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供频闪发光装置，其是小型频闪发光装置，能够抑制由反射镜的形状所引起的取向特性紊乱，并且使光量分布均匀。所述频闪发光装置具有发光体(1)、反射发光体(1)的光的反射体(2)、和使经反射体2反射的光通过并照射到外部的透镜(3)，透镜(3)在基材中含有填料(4)。所述填料(4)的折射率为1.3～2.8，平均粒径为0.1μm～20μm，相对于100重量份的基材，填料(4)的含有比例为0.1重量份～3.0重量份。由于填料使透射光发生适度散射，因此即使在反射体具有弯曲部的情况下，也能够抑制由弯曲部引起的局部的取向特性紊乱。

Description

频闪发光装置

技术领域

本发明涉及频闪发光装置，特别涉及发光部的开口径较小的频闪发光装置。

背景技术

如专利文献1所述，频闪发光装置具有利用反射镜将Xe管等发光体的光反射到前方的构造。反射镜以覆盖发光体的后方和上下左右的侧面的方式形成。反射镜前方的开口处配置有透镜，该透镜使从开口两侧向外侧扩散射出的光向光轴方向折射。由此能够增加照射到被摄体上的光量，从而能够减少供给至Xe管等发光体的电流量。因而，通过对灯罩条纹、反射镜的曲线形状或构造进行设计，实现了预定的光量和取向特性。

专利文献1：日本实开平2-62425号公报

发明内容

使用铝等光反射材料制作反射镜时，通常用板金模具对板状的光反射部件进行板金加工，从而形成具有预定设计值的反射镜曲面。但是，使用板金模具来形成曲面时，曲面成为多个平面连接起来的形状，因此反射镜在面与面的连接处成为弯曲的形状。特别是在像内置于照相机的频闪发光装置那样开口部的直径为例如1cm以下等的小型频闪发光装置的情况下，难以加工出反射镜的曲面，由于以较少的平面数制成近似的曲面，因而反射镜在面与面的连接处容易形成较大弯曲的形状。因此，在面与面的连接处，发光体发出来的光的反射方向变得不连续，从而使连接处的取向特性变得紊乱。当使用取向特性紊乱的闪光灯进行摄影时，照射被摄体时的光量分布会受损，图像品质随之也会受损。

本发明的目的在于提供一种小型的频闪发光装置，其能够抑制由反射镜形状引起的取向特性紊乱，并且使光量分布均匀。

为了实现上述目的，本发明提供一种频闪装置，其具有发光体、反射发光体的光的反射体、和使经反射体反射的光通过并照射到外部的透镜，其中，透镜在基材中含有填料。该填料的折射率为1.3～2.8，平均粒径为0.1μm～20μm，相对于100重量份的基材，填料的含有比例为0.1重量份～3.0重量份。如此地，由于透镜中含有填料，填料使透射光发生适度散射，因此即使在反射体具有弯曲部的情况下，也能够抑制由弯曲部引起的局部的取向特性的紊乱。

反射体也可以使用例如具有使平面部件弯曲而形成的形状的反射体。即使在使用弯曲形状的反射体的情况下，也可以通过填料的作用来抑制取向特性的紊乱。由此能够容易地制备出小型的频闪发光装置。

附图说明

图1是表示本实施方式的小型频闪发光装置的结构的说明图。

图2是表示比较例的小型频闪发光装置的结构的说明图。

图3是说明在本实施方式中经反射镜2反射的光束的疏密程度的说明图。

图4(a)是表示本实施方式的小型频闪发光装置的取向特性的曲线图，图4(b)是表示比较例的小型频闪发光装置的取向特性的曲线图。

图5(a)是表示经本实施方式的小型频闪发光装置的光照射的被摄体的光量分布的图表，图5(b)是表示经比较例的小型频闪发光装置的光照射的被摄体的光量分布的图表。

符号说明

1…发光体、2…反射镜、2a…弯曲部、2b…开口、3…透镜、4…填料、31…光线集中部、32…光线过少部、41…取向局部紊乱的部分、51…光量分布的均匀性受损的部分。

具体实施方式

使用附图来说明本发明的一个实施方式的小型频闪发光装置。

本发明中，为了解决小型频闪发光装置中取向特性紊乱的问题，在配置于反射镜前方的透镜中添加了填料，从而使来自反射镜的反射光扩散。由此实现了取向特性紊乱较少的小型频闪发光装置，并通过使用该频闪发光装置，使得所拍摄的图像品质得到提高。

本实施方式的频闪发光装置是如内置于照相机的闪光灯等那样的成为照射被摄体的发光部的开口的口径以最小部分(短径)计为1cm以下的小型频闪发光装置。

如图1所示，该频闪发光装置具有发光体1、反射镜2和透镜3。发光体1可以使用例如Xe管、LED、灯泡等。反射镜2的形状是覆盖发光体1的后方和四周侧面的形状，前方设有向被摄体射出光的开口2b。透镜3以覆盖反射镜2的开口2b的方式配置。反射镜2的外侧配置有支撑反射镜2的箱体，透镜3被箱体的开口部支撑，这在图1中没有给出。

反射镜2将发光体1发出的光反射到开口2b的方向。反射镜2是通过使用板金模具对铝等板状的反射部件进行板金加工而制备的。反射镜2的反射面的形状是两个以上的平面连接起来的形状，平面的连接部成为反射镜2弯折的弯曲部2a。

透镜3将直接来自发光体1或经反射镜2反射而入射到透镜3中的光向光轴5的方向折射。此处，使用菲涅耳透镜作为透镜3。

通过设计反射镜2的反射面形状以及透镜3的折射率和形状，将扩散到外侧的光集中到光轴5的方向，实现了作为频闪发光装置的预定的取向特性和预定的光量。

透镜3的基材是透明树脂，如图1所示，在作为基材的透明树脂中添加了光扩散性的微粒(填料)4。通过添加填料4使通过透镜3的光扩散。填料4的折射率、粒径、添加量被设定成适当的值。由此控制了填料4所致的光扩散的程度，并且维持了通过反射镜2的反射面形状以及透镜3的基材折射率和形状所实现的作为频闪发光装置的预定的光量、预定的取向角度，同时降低了取向特性的局部紊乱。

以下对透镜3的基材和填料4进行说明。

本实施方式中使用透明树脂作为透镜3的基材。特别是由于能够进行注射成型而使用热塑性树脂。

作为热塑性透明树脂，可以使用甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、抗冲击性聚苯乙烯、将丙烯腈和苯乙烯共聚而成的MS树脂、将丙烯腈与丁二烯和苯乙烯这三种成分共聚而成的ABS树脂、将甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯共聚而成的MS树脂、将甲基丙烯酸甲酯与丁二烯和苯乙烯这三种成分共聚而成的MBS树脂、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、脂环式丙烯酸树脂、脂环式聚烯烃树脂、烯烃-马来酰亚胺的交替共聚物、环己二烯类聚合物等。作为优选的树脂，从耐光性方面考虑，可以举出甲基丙烯酸树脂、MS树脂。作为甲基丙烯酸树脂，更优选以甲基丙烯酸甲酯为主体的树脂。

使用甲基丙烯酸树脂时，优选将70～100重量％的甲基丙烯酸甲酯和30～0重量％的与之共聚的单体(共聚)聚合而成的甲基丙烯酸树脂。特别地，优选重均分子量为70,000～220,000，更优选为80,000～200,000。

作为能够与甲基丙烯酸甲酯共聚的单体，可以举出甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等甲基丙烯酸酯类；丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸2-乙基己酯等丙烯酸酯类；甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯、马来酸酐、2-羟基丙烯酸酯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物类等。特别是可以使用将甲基丙烯酸、马来酸酐用作共聚单体以提高耐热性的甲基丙烯酸树脂组合物。这些能够与甲基丙烯酸甲酯共聚的单体可以使用一种或组合两种以上使用。另外也可以使用具有多层结构的丙烯酸橡胶等以赋予抗冲击性的甲基丙烯酸树脂组合物。此外，还可以使用流动特性得到改良的双峰甲基丙烯酸树脂。

对于这样的甲基丙烯酸树脂的制备方法没有特别限制，可以使用悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合、或者溶液聚合等公知方法中的任一种方法。

本实施方式中的MS树脂是指以甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物为主体的树脂，但也包括添加有在上述的甲基丙烯酸树脂中举出的一个以上能够共聚的单体的多元共聚物等。设整个MS树脂为100重量份的情况下，甲基丙烯酸甲酯的比例超过70重量份时，MS树脂具有良好的耐光性，因此是优选的。

作为光扩散性微粒(填料)4，可以使用氧化铝、二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、玻璃珠等无机微粒；苯乙烯交联珠、MS交联珠、硅氧烷系交联珠等有机微粒。此外，也可以使用由甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、MS树脂、环状烯烃树脂等透明性高的树脂材料构成的中空交联微粒和由玻璃构成的中空微粒等。

作为填料4特别优选有机系交联微粒。通过使用有机系交联微粒，可以设计出光扩散剂在成为基质(基材)的甲基丙烯酸树脂中的分散斑较少、透光性高、光扩散性也高的优异的成型材料。作为有机系交联微粒，特别优选的是丙烯酸系树脂微粒、苯乙烯系树脂微粒、硅酮系交联微粒。作为丙烯酸系微粒，例如可以举出甲基丙烯酸甲酯等与单官能乙烯基单体、以及与多官能乙烯基单体的共聚交联微粒；作为苯乙烯系树脂微粒，例如可以举出苯乙烯单体和多官能乙烯基单体的共聚交联微粒。

此外，填料4也可以单独使用上述微粒或合用两种以上使用，对此并没有什么限定。

填料4使用折射率为1.3～2.8的填料。特别地，优选使用折射率为1.3～2.0、更优选为1.3～1.7的填料。其理由是，如果折射率小于1.3，则散射性过弱，从而无法有助于“图像品质的提高”。相反，如果折射率超过1.7，则光扩散过强，光越到所需视角之外，易于发生光量减少、配光角度降低的情况，因而不优选。

需要说明的是，此处所说的折射率是指使用D线(589nm)于20℃的温度测定出的值。作为填料(微粒)4的折射率的测定方法，例如可以举出如下方法：将微粒浸渍到能够一点点地改变折射率的液体中，一边改变液体的折射率一边观察微粒界面，微粒界面变得模糊时测定液体的折射率，将该折射率作为微粒的折射率。另外，测定液体的折射率时，可以使用阿贝折射仪等。

此外，对于填料4的粒径来说，使用平均粒径为0.1μm～20μm的填料。平均粒径优选为0.3μm～15μm，更优选为0.5μm～10μm。更进一步优选为1.0μm～7.0μm。其理由是，平均粒径为20μm以下时，能够使出射光扩散，由此能够得到作为频闪发光装置所希望的扩散性。另外，平均粒径为0.1μm以上时，能够抑制因向后方(发光体1侧)反射等所引起的光损失，有效地将入射的光扩散到发光面侧(被摄体侧)，由此能够得到作为频闪发光装置所希望的光量。

此外，相对于100重量份基材(透明热塑性树脂)，填料4添加到基材(透明热塑性树脂)中的添加量(混合量)为0.1重量份～3.0重量份。优选为0.3重量份～2.0重量份，更优选为0.5重量份～1.5重量份，进一步优选为0.5重量份～1.0重量份。其理由是，通过使添加量为3.0重量份以下，能够得到作为频闪发光装置所规定的光量和取向。此外，通过使添加量为0.1重量份以上，能够表现出填料(光扩散性微粒)4的光扩散效果，从而能够有助于图像品质的提高。

添加填料4并成型后的透镜3的透射率优选为80％～95％的范围。透射率低于80％时，则扩散性变得过强，导致作为频闪装置的光量减少。透射率超过95％时，则透射光增多，光扩散效果降低。透镜的透射率可以通过改变填料4的添加量来控制。需要说明的是，透射率可以通过例如测定全光线透射率来测定。全光线透射率可以通过如下方法测定：依照JIS K 7105“塑料的光学特性试验方法”中规定的方法，将树脂片切成50×50mm大小的试样后，使用日本电色工业(株)制造的浊度计型号：1001DP进行测定。

在此对透镜3的制造方法进行说明。首先，将填料(光扩散性微粒)4均匀分散在基材(热塑性透明树脂)中。作为分散方法可以使用公知的方法。优选使用例如滚筒式混合机或亨舍尔混合机进行混合后，于220℃～250℃的温度使用带排气孔的单螺杆挤出机或双螺杆挤出机进行熔融混炼，由此得到颗粒。然后，使用注塑成型机于240℃～250℃的树脂温度对填料颗粒进行成型，由此可以得到透镜3。

将如此得到的透镜3配置在使用板金模具另行制造的反射镜2的开口处。实际组装的顺序是，在未图示的箱体内配置反射镜2，在反射镜2的内侧配置发光体1，然后将透镜3固定于箱体开口处。

下面，一边对比未添加填料的图2的装置，一边说明本实施方式的图1的小型频闪发光装置中各部分的作用。除了透镜3中未添加填料4之外，图2的装置具有与图1的小型频闪发光装置相同的结构。

从发光体1射出的光直接或者经反射镜2反射后朝着开口2b射入透镜3。透镜3使从开口向外侧扩散射出的光向光轴方向折射。由此增加照射到被摄体上的光量，从而实现规定的光量和取向特性。

此时，由于反射镜2上具有弯曲部2a，因此反射角在弯曲部2a不连续地变化。因此，如图3所示，由发光体1光直接或经反射镜2反射后入射到透镜3中的光形成了反射光重合的光线集中部31和反射光未重合的光线过少部32。尽管在通过透镜3后该入射光的疏密程度大部分能得到改善，但如图2所示那样使用不含有填料4的透镜3时，会如图4(b)所示那样形成取向特性局部紊乱的部分41。

相对于此，本实施方式中，透射3含有填料4，并且如上述那样适当地设定了填料4的折射率、粒径和添加量，因此，入射到透镜3的光发生适度扩散。由此能够如图4(a)所示那样抑制取向特性的局部紊乱。

图5(a)、图5(b)分别表示用本实施方式的频闪发光装置和未添加填料的频闪发光装置进行了光照射的被摄体(平面)的光量分布。如图5(b)所示，用图2的未添加填料的频闪发光装置照射后被摄体的光量分布中具有等光量线不连续地变化、均匀性受损的部分51。另一方面，用本实施方式的频闪发光装置照射后的被摄体的光量分布中，等光量线大致成同心圆状，光量分布缓慢地、连续地变化。

如此地，与未添加填料4的频闪发光装置相比，通过使用在透镜3中添加填料的本实施方式的频闪发光装置，能够改善由反射镜2的弯曲部2a所致的取向特性的紊乱。由此能够将光均匀地照射到被摄体上，提高照相机摄影时的图像品质。

填料4可以不经任何处理地添加到现有的透镜3的基材树脂中，因此不会破坏基材特性。并且可以与现有的成型方法同样地进行成型。

由于以填料4的种类、粒径、添加量作为参数控制了光扩散的程度，因此光量没有减少，并且能够获得频闪装置特有的取向角度。另外，由于反射镜2的形状可以通过现有的设计方法来进行设计，因此也具有能够容易地提高取向特性的效果。

本实施方式的小型频闪发光装置能够应用于所有照相机用频闪装置(包括拍摄动画用照明)。

实施例

以下说明本发明的实施例。

(实施例1～7)

如下制造了实施例1～7的透镜3。实施例1～7中，作为基材使用了甲基丙烯酸树脂，作为填料4添加了平均粒径约为5μm的MS系交联微粒(积水化成株式会社制造的XX51F)。填料4在实施例1～7中的添加量不同，相对于100重量份的基材，实施例1～7的添加量分别为0.1重量份、0.3重量份、0.5重量份、1.0重量份、1.5重量份、2.0重量份、3.0重量份。

此外，除了填料4外，在基材中添加了紫外线吸收剂(Shipro化成株式会社制造的SEESORB 703)。

简单说明制造方法。相对于100重量份基材，用滚筒式混合机将规定量的填料4和0.51重量份的紫外线吸收剂(Shipro化成株式会社制造的SEESORB 703)混合，然后于230℃～250℃的树脂温度使用30mm双螺杆挤出机进行混炼、造粒，由此得到组合物。然后使用注射成型机于240℃～250℃的树脂温度将该组合物成型为规定的形状，由此制造出透镜3。

(比较例1、2)

将填料的添加量设为0.05重量份、3.5重量份，在其它条件与实施例1～7中的条件相同的情况下，制造出比较例1和比较例2的透镜。

(评价)

将制成的透镜3配置于反射镜2的前方，然后按下述方法进行品质评价。对通过利用了频闪发光的拍摄测定(拍摄照片)所得到的图像进行目视观察，根据光量分布和光量-取向的水平如下进行分类，以此来进行判定。

○：没有光量分布的紊乱，满足规定的光量-取向。

◎：光量分布更优于○中的情况，光量-取向优异。

△：光量分布稍有紊乱，或规定的光量-取向略微不足。

×：光量分布明显紊乱，或规定的光量-取向明显不足。

根据上述评价方法对实施例1～7和比较例1、2进行评价，结果列于表1。

[表1]

表1表明，在将填料4添加到基材(透明热塑性树脂)中的添加量设定为相对于100重量份的基材为0.1重量份～0.3重量份的实施例1～7中，得到上述评价中的○(没有光量分布的紊乱，满足规定的光量-取向)或△(光量分布稍有紊乱，或规定的光量-取向略微不足)。相对于这样的评价结果，添加量小于0.1重量份的比较例1和添加量大于3.0重量份的比较例2中，评价为×(光量分布明显紊乱，或规定的光量-取向明显不足)。

此外，添加量为0.1重量份的实施例1和添加量为0.3重量份的实施例2的试料以上述的评价标准均为△，但将两者作以比较，从光量分布的紊乱状况和获得规定的光量-取向的方面考虑，实施例2的试料优于实施例1。此外，添加量为2.0重量份的实施例6和添加量为1.5重量份的实施例5的试料以上述的评价标准均为○，但从上述方面考虑，实施例5的试料优于实施例6。另外，添加量为1.0重量份的实施例4的试料的评价为◎，是最优异的。由此可以确认，填料的添加量优选为0.3重量份～2.0重量份，更优选为0.5重量份～1.5重量份，进一步优选为0.5重量份～1.0重量份。

(实施例8～11)

如下制造了实施例8～11的透镜3。实施例8～11中，作为基材使用了折射率为1.49的甲基丙烯酸树脂，作为填料4分别添加了折射率为1.3的氟系微粒、折射率为1.7的氧化铝微粒、折射率为2.0的硫化钡微粒、折射率为2.8的二氧化钛微粒。

填料4的平均粒径在每个实施例中均为5μm。此外，相对于100重量份的基材，填料4的添加量在实施例8～11中均为0.75重量份。除了填料4外，在基材中添加了紫外线吸收剂(Shipro化成株式会社制造的SEESORB 703)。透镜3的制造方法与实施例1相同。

(比较例3、4)

作为填料4使用了折射率为1.29的氟系微粒、折射率为3.2的氧化铝微粒，在其它条件与实施例8～11中的条件相同的情况下，制造出比较例3和比较例4的透镜。

(评价)

采用与实施例1相同的方法对实施例8～11和比较例3、4的试料进行评价，结果列于表2。

[表2]

表2的○△×的评价标准与表1的评价标准相同。

表2表明，在将填料4的折射率设定为1.3～2.8的实施例8～11中，得到上述评价中的○(没有光量分布的紊乱，满足规定的光量-取向)或△(光量分布稍有紊乱，或规定的光量-取向略微不足)。相对于这样的评价结果，折射率小于1.3的比较例3和折射率大于2.8的比较例4中，评价为×(光量分布明显紊乱，或规定的光量-取向明显不足)。

折射率为2.0的实施例10和折射率为2.8的实施例11的试料以上述的评价标准均为△，但将两者作以比较，从光量分布的紊乱状况和获得规定的光量-取向的方面考虑，实施例10的试料优于实施例11。并且，折射率为1.7的实施例9的试料的评价为○。另外，折射率为1.3的实施例8的试料的评价为◎，是最优异的。由此可以确认，填料的折射率优选为1.3～2.0，更优选为1.3～1.7。

(实施例12～19)

如下制造了实施例12～19的透镜3。实施例12～19中，作为基材使用了甲基丙烯酸树脂，作为填料4添加了MS系交联微粒(积水化成株式会社制造的XX51F)。填料4的平均粒径在实施例12～19中不同，分别为0.1μm、0.3μm、0.5μm、1.0μm、7.0μm、10μm、15μm、20μm。

此外，相对于100重量份的基材，填料4的添加量在实施例12～19中均为0.75重量份。除了填料4外，在基材中添加了紫外线吸收剂(Shipro化成株式会社制造的SEESORB 703)。透镜3的制造方法与实施例1相同。

(比较例5、6)

将填料4的平均粒径设为0.05μm、25μm，在其它条件与实施例12～19中的条件相同的情况下，制造出比较例5和比较例6的透镜。

(评价)

采用与实施例1相同的方法对实施例12～19和比较例5、6进行评价，结果列于表3。

[表3]

表3的○△×的评价标准与表1的评价标准相同。

表3表明，在将填料4的粒径设定为0.1μm～20μm的实施例12～19中，得到上述评价中的○(没有光量分布的紊乱，满足规定的光量-取向)或△(光量分布稍有紊乱，或规定的光量-取向略微不足)。相对于这样的评价结果，粒径小于0.1μm的比较例5和粒径大于20μm的比较例6中，评价为×(光量分布明显紊乱，或规定的光量-取向明显不足)。

此外，粒径为0.1μm的实施例12和粒径为0.3μm的实施例13的试料以上述的评价标准均为△，但将两者作以比较，从光量分布的紊乱状况和获得规定的光量-取向的方面考虑，实施例13的试料优于实施例12。并且，粒径为10μm的实施例17和粒径为15μm的实施例18的试料得到的评价均为○，但从上述方面考虑，实施例17优于实施例18。另外，粒径为17μm的实施例16的试料的评价为◎，是最优异的。由此可以确认，填料的粒径优选为0.3μm～15μm，更优选为0.5μm～10μm，进一步优选为1.0μm～7.0μm。

Claims (2)

1.一种频闪发光装置，其具有发光体、反射所述发光体的光的反射体、和使经所述反射体反射的光通过并照射到外部的透镜，其特征在于，

所述透镜在由甲基丙烯酸树脂形成的基材中含有由有机系交联微粒形成的填料，该填料的折射率为1.3～2.8，平均粒径为0.1μm～20μm，相对于100重量份的基材，填料的含有比例为0.1重量份～3.0重量份。

2.如权利要求1所述的频闪发光装置，其特征在于，所述反射体的形状是通过使平面部件弯曲而形成的。

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