JP2006279781A - Illuminator - Google Patents
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Description
本発明は、画像入力装置等で用いられる矩形領域を照明する照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device that illuminates a rectangular region used in an image input device or the like.
従来、スキャナーなどの画像入力装置の矩形領域を照明する照明装置が提案されている。特に、ガラス等の円柱状導光部材を用い、導光部材の端面から光源光を導入し導光部材の外周の一部に軸方向に沿って配置された散乱板で光源光を乱反射し、散乱されて導光部材から出射された光を導光部材の周囲に設けられた円筒状の反射部材の帯状の隙間から出射して矩形領域を照明する照明装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、特許文献1の開示例では、円筒状の反射部材の帯状の隙間から出射された照明光が、隙間から離れるに従って隙間の幅方向に広がってしまう発散光であるため、照明の効率が低下すると言う問題がある。 However, in the disclosed example of Patent Document 1, the illumination light emitted from the strip-shaped gap of the cylindrical reflecting member is divergent light that spreads in the width direction of the gap as it is away from the gap, so that the illumination efficiency is reduced. There is a problem to say.
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、矩形の照明範囲に均一でかつ効率良く照明光を照射する照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an illumination device that irradiates illumination light uniformly and efficiently over a rectangular illumination range.
上記目的を達成するために、本発明は、矩形照明範囲の長辺方向に略平行に配置された円柱形導光部材と、前記円柱形導光部材の両端近傍に配置された光源部と、前記円柱形導光部材の外周に長辺方向に沿って配置された帯状の光拡散部材と、前記円柱形導光部材の中心軸に対して前記光拡散板に対向する側に配置され、曲面からなる反射面を有する反射部材を有し、前記光源部からの光が前記光拡散板で散乱反射されて前記円柱形導光部材から射出され前記反射部材の反射面で反射されて前記矩形照明範囲に集光されることを特徴とする照明装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a columnar light guide member disposed substantially parallel to the long side direction of the rectangular illumination range, a light source unit disposed near both ends of the columnar light guide member, A strip-shaped light diffusion member disposed along the long side direction on the outer periphery of the cylindrical light guide member, and a curved surface disposed on the side facing the light diffusion plate with respect to the central axis of the cylindrical light guide member The rectangular illumination by reflecting the light from the light source part by being scattered and reflected by the light diffusing plate, being emitted from the cylindrical light guide member, and reflected by the reflecting surface of the reflecting member. Provided is an illuminating device that is focused on a range.
また、本発明の照明装置では、前記矩形照明範囲は、前記反射面の曲率中心と前記円柱形導光部材の中心とを結ぶ直線に略垂直な面内に位置付けられていることが好ましい。 Moreover, in the illuminating device of this invention, it is preferable that the said rectangular illumination range is located in the surface substantially perpendicular | vertical to the straight line which connects the curvature center of the said reflective surface, and the center of the said cylindrical light guide member.
また、本発明の照明装置では、前記反射面は、円弧状、楕円状、放物線状、または平面ミラーの組合せからなることが好ましい。 Moreover, in the illuminating device of this invention, it is preferable that the said reflective surface consists of a combination of circular arc shape, elliptical shape, parabolic shape, or a plane mirror.
また、本発明の照明装置では、前記反射面の曲率半径は、前記円柱形導光部材の半径の3倍以上であることが好ましい。 Moreover, in the illuminating device of this invention, it is preferable that the curvature radius of the said reflective surface is 3 times or more of the radius of the said cylindrical light guide member.
また、本発明の照明装置では、前記円柱形導光部材と前記矩形照明範囲は、前記反射面に対して光学的に略共役に位置付けられていることが好ましい。 Moreover, in the illuminating device of this invention, it is preferable that the said cylindrical light guide member and the said rectangular illumination range are positioned optically substantially conjugate with respect to the said reflective surface.
本発明によれば、矩形の照明範囲に均一でかつ効率良く照明光を照射する照明装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illuminating device which irradiates illumination light uniformly and efficiently to a rectangular illumination range can be provided.
以下、本発明の一実施の形態に関し図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態に係る照明装置の全体斜視図である。図2は図1のA−A面に沿った断面図である。図3は本実施の形態で用いられる円柱状導光部材の導光状態を説明する図である。 FIG. 1 is an overall perspective view of a lighting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along plane AA in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a light guide state of a cylindrical light guide member used in the present embodiment.
図1、図2において、本実施の形態に係る照明装置100は、ガラスまたは光学的に透明な樹脂材料で形成された円柱状導光部材1(以後、導光部材と記す)の外周側面に導光部材1の長軸方向に沿って配置された光拡散部材3と、導光部材1の中心軸Oに対して光拡散部材3と対向する側に配置された反射部材5とから構成されている。
1 and 2, the
光拡散部材3は、細長い帯状の光拡散シートを導光部材1の側面に貼付して形成されている。反射部材5は、曲率半径Rの曲面からなる反射面5aから構成されている。
The light diffusing member 3 is formed by sticking an elongated belt-like light diffusing sheet on the side surface of the light guide member 1. The reflecting member 5 is composed of a reflecting
導光部材1の両端1a、1bの近傍には、複数の光源7(例えば、LEDなど、以後LEDと記す)を固定した基板9、9が配置されている。基板9の導光部材1側の面でLED7が固定されていない部分は、LED7の光を反射する反射面が形成されている。
In the vicinity of both ends 1 a and 1 b of the light guide member 1, substrates 9 and 9 on which a plurality of light sources 7 (for example, LEDs, hereinafter referred to as LEDs) are fixed are arranged. On the surface of the substrate 9 on the light guide member 1 side where the
図3に示すように、導光部材1の両端1a、1b近傍に配設された複数の光源7からの光は、導光部材1の端面1a、1bから導光部材1中に入射される。導光部材1に入射された光は導光部材1の内面で全反射して進行し光拡散部材3に入射して散乱されて導光部材1の側面から出射される。散乱された光は導光部材1の中心軸Oに対して光拡散部材3に対向する方向に主として出射される。
As shown in FIG. 3, light from a plurality of
一方の端面1aのLED7から出射された光のうち光散乱部材3に入射しなかった光は、導光部材1中を進行して、他方の端面1bに至り、基板9の反射面で反射されて再び導光部材1に入射され、光散乱部材3で散乱されて導光部材1から出射される。このようにして、LED7からの光は、導光部材1中を往復しながら光散乱部材3で散乱されて導光部材1からほぼ全てが出射される。
Of the light emitted from the
光散乱部材3で導光部材1の円周面を広く覆うことで反射部材5の方向に出射する光を増やすことができるが、一方では導光部材1内での全反射を妨げることになり導光部材1の軸方向の照明光の均一性を損なうことになる。従って、光散乱部材3が導光部材1の円周面を覆う領域は、照明光の軸方向の均一性と照明効率とのバランスから決定され、最大でも光散乱部材3は、導光部材1の円周面の半分以下を覆うように構成することが望ましい。 By covering the circumferential surface of the light guide member 1 widely with the light scattering member 3, the light emitted in the direction of the reflection member 5 can be increased, but on the other hand, total reflection in the light guide member 1 is prevented. The uniformity of the illumination light in the axial direction of the light guide member 1 is impaired. Accordingly, the region where the light scattering member 3 covers the circumferential surface of the light guide member 1 is determined from the balance between the uniformity of the illumination light in the axial direction and the illumination efficiency. It is desirable to configure so as to cover half or less of the circumferential surface.
導光部材1から出射された光は、反射部材5の反射面5aに入射して反射され、反射面5aで矩形照明領域200に集光される。この際、導光部材1と矩形照明領域200とは略共役な位置関係に配置されているので、導光部材1から出射された光は効率的に矩形照明領域200を照明することができる。
The light emitted from the light guide member 1 enters the
矩形照明領域200は、導光部材1の中心Oと反射部材5の反射面の曲率中心Pとを結ぶ直線OPに略垂直な平面X内に配置されている。また、反射部材5の曲率半径Rは導光部材1の半径rに対して3倍以上の大きさを有している。例えば、r=5mmの時、R=41mm(約8倍)、R=25mm(約5倍)、R=18mm(約3.6倍)等を用いた。
The
反射部材5の反射面5aの曲率半径Rを導光部材1の半径rの3倍以上にすることにより、導光部材1と反射部材5の間隔を一定量確保することができ、照明光の均一性を確保することができ、さらに導光部材1から出射する光をより多く反射させることができるので照明光率を向上させることができる。3倍未満の場合、照明装置100を小型化することは可能であるが、導光部材1と反射部材5の間隔が狭くなりすぎ、照明光の均一性を確保することが難しくなる、また照明効率の向上も難しくなる。
By setting the radius of curvature R of the reflecting
このようにして、本実施形態に係る照明装置100が構成されている。
Thus, the
図4は本実施の形態に係る照明装置の照度分布の一例を示す図である。横軸は矩形照明領域200の長軸方向の中心位置を原点として長軸又は短軸方向の距離(単位:mm)を表す。縦軸は照明強度(単位:W/mm2)を表す。破線は長軸方向の分布を実線は短軸方向の分布をそれぞれ示している。同じ光源7、および同じ導光部材1を用いた従来の方式に比べ、長軸方向および短軸方向ともに照明強度が強くなりかつ変動幅も小さくなることが確認できた。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the illuminance distribution of the lighting apparatus according to the present embodiment. The horizontal axis represents the distance (unit: mm) in the major axis or minor axis direction with the center position in the major axis direction of the
このように、本発明によれば、光源7から導光部材1に入射され光散乱部材3で散乱されて導光部材1から出射された光を反射部材5で効率よく集めて、導光部材1と略共役な位置に設けられた矩形照明領域200を均一で明るく照明することができる。
As described above, according to the present invention, the light that is incident on the light guide member 1 from the
なお、光源のLED7には、白色LED以外にRGBそれぞれのLEDを配置してカラーの照明光を照射することも可能である。また、反射部材5の反射面5aは、円弧状以外に、楕円状、放物線状、または複数の平面を組み合わせた曲面から構成されたもので有っても良い。
In addition, it is also possible to arrange | position RGB LED other than white LED, and to irradiate color illumination light to LED7 of a light source. Moreover, the
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。 The above-described embodiment is merely an example, and is not limited to the above-described configuration and shape, and can be appropriately modified and changed within the scope of the present invention.
1 円柱状導光部材(導光部材)
3 光拡散部材
5 反射部材
7 光源(LED)
9 基板
100 照明装置
200 矩形照明領域
1 Cylindrical light guide member (light guide member)
3 Light diffusing member 5 Reflecting
9
Claims (5)
前記円柱形導光部材の両端近傍に配置された光源部と、
前記円柱形導光部材の外周に長辺方向に沿って配置された帯状の光拡散部材と、
前記円柱形導光部材の中心軸に対して前記光拡散板に対向する側に配置され、曲面からなる反射面を有する反射部材を有し、
前記光源部からの光が前記光拡散板で散乱反射されて前記円柱形導光部材から射出され前記反射部材の反射面で反射されて前記矩形照明範囲に集光されることを特徴とする照明装置。 A cylindrical light guide member disposed substantially parallel to the long side direction of the rectangular illumination range;
A light source unit disposed in the vicinity of both ends of the cylindrical light guide member;
A strip-shaped light diffusing member disposed along the long side direction on the outer periphery of the cylindrical light guide member;
A reflective member having a reflective surface disposed on the side facing the light diffusion plate with respect to the central axis of the cylindrical light guide member,
Illumination characterized in that light from the light source unit is scattered and reflected by the light diffusing plate, emitted from the cylindrical light guide member, reflected by the reflecting surface of the reflecting member, and collected in the rectangular illumination range. apparatus.
Priority Applications (1)
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