JP2000356709A

JP2000356709A - ディフューザー

Info

Publication number: JP2000356709A
Application number: JP16864499A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tamai; 雅之玉井
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2000-12-26
Anticipated expiration: 2019-06-15
Also published as: JP3651317B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光量むらのない光を被照射物に照射することが
可能で、光源を出射した光の光量の損失を最小限にする
ことができるディフューザーを提供する。【解決手段】入射した光を拡散均一化して被照射物の方
向へ出射するディフューザーにおいて、光拡散性および
光透過性を有する拡散基板と、この拡散基板の少なくと
も一方の面に積層された透明バインダーおよび光拡散性
粒子を含む塗料からなる拡散マット層とから形成されて
いる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、写真処理
装置や写真プリンタなどの写真処理機器に備えられ、ス
キャニングや焼き付けなどを行う際に、光源からの光を
ネガフィルム等の被照射物に照射させる際に光源から被
照射物への光路中に設けられ、光源からの光を拡散均一
化された状態で被照射物に照射させるディフューザーに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、写真フィルムのスキャニングを行
う際、あるいは写真印画紙などの感光材料に対して焼き
付けを行う際に、光源からの光を被照射物であるネガフ
ィルムに照射させる光源装置が、種々提案されている。
このような光源装置における光源としては、ハロゲンラ
ンプが一般的に用いられている。

【０００３】ハロゲンランプから出射される光には、フ
ィラメントの形状やリフレクタなどの影響により、光量
むらが生じている。一方、ネガフィルムにおいては、画
像が記録されている領域の全域に対して均一な光が照射
される必要がある。したがって、従来の光源装置におい
ては、ハロゲンランプとネガフィルムとの間に、ディフ
ューザー等の光均一化手段を設け、この光均一化手段に
よってハロゲンランプからの光を均一化するようにして
いる。

【０００４】ところで、従来の光源装置に用いられてい
るディフューザーとしては、例えば、すりガラスや、ポ
リメチルメタクリレート（以下、「ＰＭＭＡ」と記す）
などの光透過性に優れた樹脂に乳白色の顔料を含有させ
た乳白色合成樹脂板材が挙げられる。しかし、すりガラ
スの場合、光の透過性は良好であるが、拡散性が不十分
で、光量むらが生じる恐れがある。

【０００５】一方、乳白色合成樹脂板材の場合、厚みを
厚くすれば、充分な拡散性を確保できるのであるが、厚
みが厚くなるに伴って、光の透過性に問題がでて被照射
物に達する光の光量不足を招く恐れがある。因みに、デ
ィフューザーとして使用されている市販の乳白色ＰＭＭ
Ａ板材であるスミペックス乳半０３０（住友化学工業社
製名称オパール）の場合、板厚３mmで光の透過率７８
％、拡散係数０．４２、板厚２mmで光の透過率８４％、
拡散係数０．２３である。

【０００６】したがって、充分な拡散性を確保するため
に、乳白色合成樹脂板材の厚みを厚くした場合、被照射
物に充分な光量の光を照射するために、光源の光量を増
やさなければならなず、ハロゲンランプの消費電力の増
大、ハロゲンランプ自身のコストの増大などの問題が生
じる。また、ハロゲンランプのパワーを大きくすると、
ハロゲンランプから放出される熱量も大きくなるという
問題も生じていた。この場合、光源装置内を冷却する手
段、例えばファンなどの冷却能力を上げる必要が生じ、
さらなる消費電力の増大を招くことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたもので、その目的は、光量
むらのない光を被照射物に照射することが可能で、光源
を出射した光の光量の損失を最小限にすることができる
ディフューザーを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるディフュ
ーザーは、このような目的を達成するために、入射した
光を拡散均一化して被照射物の方向へ出射するディフュ
ーザーにおいて、光拡散性および光透過性を有する拡散
基板と、この拡散基板の少なくとも一方の面に積層され
た透明バインダーおよび光拡散性粒子を含む塗料からな
る拡散マット層とから形成されている構成とした。

【０００９】本発明のディフューザーにおいて、拡散マ
ット層は、請求項２のように、拡散基板の被照射物と反
対側の面に設けられていることが好ましい。また、拡散
基板としては、必要な光透過性および光拡散性を有する
ものであれば、特に限定されないが、たとえば、請求項
３のように、乳白色の顔料が練りこまれたアクリル樹脂
製のものが好ましい。

【００１０】拡散マット層の光拡散性粒子としては、光
透過性を阻害せず、拡散マット層に充分な光拡散性を付
与できれば特に限定されないが、たとえば、請求項４の
ように、光拡散性粒子がシリカ粒子が好ましい。また、
透明バインダーは、請求項４のようにポリ塩化ビニルで
あることが好ましい。シリカ粒子としては、特に限定さ
れないが、その粒径が、１〜７ミクロン程度のものが好
ましい。

【００１１】上記請求項４のディフューザーのような拡
散マット層の場合、マット層の厚みは、シリカ粒子の配
合量や粒径の違い等によって特に限定されないが、概ね
４〜７ミクロン程度が好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本発明のデ
ィフューザーが組み込まれた光源装置の構成図である。

【００１３】図１に示すように、この光源装置Ａは、ネ
ガフィルムＦに光を照射し、ネガフィルムＦに記録され
た原画像を、ＣＣＤ（図示せず）によって検出するため
の光源装置として使用されるものであって、ランプハウ
ジング２および着脱式のディフューザー１を備えたコン
デンサレンズユニット３とを有している。ランプハウジ
ング２内には、光源部４、熱線反射フィルタ５、回転板
ＡＳＳＹ６、第１フライアイレンズ７ａおよび第２フラ
イアイレンズ７ｂ、および、コールドミラー８が設けら
れている。

【００１４】熱線反射フィルタ５、第１フライアイレン
ズ７ａ、回転板ＡＳＳＹ６、第２フライアイレンズ７
ｂ、コールドミラー８、およびコンデンサレンズユニッ
ト３は、光源部４と、光源装置Ａ外部の所定位置に搬送
されるネガフィルムＦとを結ぶ光軸上に、光源部４から
の光の出射方向に沿ってこの順で設けられている。光源
部４は、ハロゲンランプ（光源）４１と、ヒートシンク
４２と、リフレクタ４３とを備えている。

【００１５】ハロゲンランプ４１としては、発光部とな
るフィラメントを１本備え、その長手方向が、光の出射
方向に対して平行になっている構成のハロゲンランプを
用いることが好ましい。これは、このような構成のハロ
ゲンランプ４１が、ネガフィルムＦの方向から見た場
合、理想的な点光源に最も近い発光を行うものとなって
おり、ネガフィルムＦ上での光量むらを最小限にするこ
とができるからである。しかしながら、このような構成
のハロゲンランプ４１に限定されるものではなく、例え
ば、発光部となるフィラメントを１本備え、その長手方
向が、光の出射方向に対して垂直になっているものや、
フィラメントを２本備え、各フィラメントの長手方向が
光の出射方向に対して平行になっているものなどを用い
ることも可能である。

【００１６】ヒートシンク４２は、ハロゲンランプ４１
に電力を供給し、ハロゲンランプ４１を所定位置に固定
するソケットとしての機能、および、ハロゲンランプ４
１によって発生した熱を吸収・放出する機能の両方を有
している。リフレクタ４３は、ハロゲンランプ４１から
出射される光を反射して前方（熱線反射フィルタ５方
向）へ照射し、かつ集光することができるように、ハロ
ゲンランプ４１の周囲に凹面形状で設けられている。

【００１７】このリフレクタ４３の反射面の曲率は、反
射光の理論上の焦点が、後述する第２フライアイレンズ
７ｂとコンデンサレンズユニット３との間の領域内に位
置するように設計されている。また、リフレクタ４３
は、アルミなどの金属材料から構成されており、光の反
射面とは反対の外面に、放熱のための複数のフィンが形
成されている。したがって、リフレクタ４３は、ハロゲ
ンランプ４１で生じた熱を吸収し、放出する機能が優れ
た構成となっている。

【００１８】なお、リフレクタ４３を構成する材料とし
ては、上記のものに限られるものではなく、例えば、ガ
ラス部材から構成され、反射面に、可視光線を反射させ
る機能を有するダイクロイックミラーを形成した構成と
することも可能である。しかしながら、このガラス部材
から構成されたリフレクタ４３と、本実施形態のよう
に、金属材料から構成されたリフレクタ４３とを比較す
ると、金属材料から構成されたリフレクタ４３の方が反
射特性が安定しており、かつ、安価で長寿命である。

【００１９】また、リフレクタ４３とヒートシンク４２
とは、ネジ止め、あるいはバネ鋼による挟み込みなどに
よって直接固定されているので、ハロゲンランプ４１に
おけるフィラメントの発光位置と、リフレクタ４３の凹
面の曲率との関係を精度良く設定することができる。ま
た、組み立て時や交換時などにおいても、ハロゲンラン
プ４１とリフレクタ４３との微妙な配置関係を容易に決
定することが可能となる。さらに、ヒートシンク４２に
おいて吸収した熱が、放熱効果の高いリフレクタ４３に
容易に移動することが可能となるので、ハロゲンランプ
４１で生じた熱を、さらに効率良く冷却することができ
る。

【００２０】なお、リフレクタ４３の反射面に、赤外線
を吸収する機能を有する熱線吸収膜を蒸着した構成とす
ることも可能であり、この場合、リフレクタ４３によっ
て反射された光の赤外線成分を低減することができる。
熱線反射フィルタ５は、赤外線（７８０ｎｍ以上の波長
の光）を反射させる一方、可視光線（７８０ｎｍ未満の
波長の光）を透過させる機能を有している。

【００２１】回転板ＡＳＳＹ６は、円盤状のフレーム６
３を備え、その中心から放射状に３等分した領域に、ポ
ジフィルタ、セットアップフィルタ、開口部が設けられ
ている。また、フレーム６３は、その外周に接するよう
に、ステッピングモータが設けられており、ステッピン
グモータを駆動させることによって回動するようになっ
ている。すなわち、このようにフレーム６３を回動させ
ることによって、ハロゲンランプ４１から出射した光
が、上記の２種類のフィルタおよび開口部のいずれか１
つを透過させることができるようになっている。

【００２２】ポジフィルタは、入射した光を６８％カッ
トする機能を有している。また、セットアップフィルタ
は、入射した光の全体の光量を８４％カットする機能を
有している。このセットアップフィルタは、ハロゲンラ
ンプ４１の交換時などに使用される。本実施形態におい
ては、ネガフィルムＦに対して光を照射させているの
で、通常に光を照射している時には、上記の開口部がハ
ロゲンランプ４１から出射した光の光路上に位置するよ
うに、フレーム６３が配置される。

【００２３】また、回転板ＡＳＳＹ６には、ネガ焼け防
止ソレノイド６１およびシャッター６２が設けられてい
る。ネガ焼け防止ソレノイド６１およびシャッター６２
からなる構成は、実際にネガフィルムＦの露光を行って
いる時以外において、ネガ焼け防止ソレノイド６１を駆
動することによって、シャッター６２を、ハロゲンラン
プ４１からの光路上に挿入する仕様になっている。これ
は、装置の故障などにより、ネガフィルムＦが露光位置
から動かなくなり、ネガフィルムＦにハロゲンランプ４
１からの光が照射されつづけ、ネガフィルムＦの温度上
昇によって色ぬけなどが生じることを防ぐためのもので
ある。

【００２４】第１フライアイレンズ７ａおよび第２フラ
イアイレンズ７ｂは、それぞれ透明基板と多数のマイク
ロレンズとが一体成形された構成となっており、無色透
明である。また、各マイクロレンズは全て同一形状で構
成されており、透明基板の表面に、各々のマイクロレン
ズの焦点等を考慮して２次元的に規則正しく配列されて
いる。この際に、第１フライアイレンズ７ａにおける各
マイクロレンズは、入射光を第２フライアイレンズ７ｂ
の領域内に導くように配置され、第２フライアイレンズ
７ｂにおける各マイクロレンズは、入射光をコンデンサ
レンズユニット３の開口領域内に導くように配置されて
いる。

【００２５】このような構成の第１フライアイレンズ７
ａおよび第２フライアイレンズ７ｂに入射する光は、凹
凸形状を成す表面において屈折、拡散されるが、このこ
とは、第１フライアイレンズ７ａおよび第２フライアイ
レンズ７ｂに入射する光が、多数のマイクロレンズによ
って分光されると言うこともできる。したがって、第１
フライアイレンズ７ａおよび第２フライアイレンズ７ｂ
は、マイクロレンズの作用によって面光源と同等な機能
を有することになる。また、第１フライアイレンズ７ａ
および第２フライアイレンズ７ｂは、どちらも透明な透
明基板およびマイクロレンズで構成されているため、透
過率９０％以上が実現されており、光源からの出射光の
減光の程度を低く抑えることができるようになってい
る。

【００２６】また、第１フライアイレンズ７ａは、熱線
反射フィルタ５と、回転板ＡＳＳＹ６との間に配置され
ており、第２フライアイレンズ７ｂは、回転板ＡＳＳＹ
６とコールドミラー８との間に配置されている。このよ
うに、２枚の第１フライアイレンズ７ａおよび第２フラ
イアイレンズ７ｂを光軸方向に連続して配置することに
よって、ハロゲンランプ４１から出射された光が有する
光量むらを除去するようになっている。

【００２７】なお、第１フライアイレンズ７ａおよび第
２フライアイレンズ７ｂは、その表面に熱線反射コーテ
ィングを蒸着させた構成とすることも可能であり、この
ような構成とした場合、ネガフィルムＦへの熱線の到達
を抑えて、ネガ面の温度上昇をさらに抑えることができ
る。

【００２８】コールドミラー８は、赤外線を透過させる
一方、可視光線のみをネガフィルムＦ方向に反射させる
ものである。本実施形態においては、４００〜７８０ｎ
ｍの波長を持つ可視光線のみを反射させるコールドミラ
ー８が使用されている。このようなコールドミラー８
は、例えば熱線反射フィルタ５よりも、赤外線を除去す
る効率が高いものとなっている。このように、ハロゲン
ランプ４１から出射した光は、熱線反射フィルタ４、お
よびコールドミラー８によって、その赤外線成分の光が
除去されるので、ネガフィルムＦの温度上昇を十分に抑
えることができる。

【００２９】なお、このコールドミラー８の背面側、す
なわち、コールドミラー８の反射面とは反対側には、反
射防止板８１が配置されている。この反射防止板８１
は、コールドミラー８側の表面にホーニング処理が施さ
れ、さらに黒アルマイト（腸極酸化皮膜）処理が施され
ている。これにより、コールドミラー８を透過した赤外
線がネガフィルムＦ方向へ反射することを防いでいる。
また、この反射防止板８１は、コールドミラー８を透過
した赤外線がランプハウジング２にまで到達し、使用者
が触れる可能性のあるランプハウジング２の一部分が極
端に温度上昇することを防ぐ機能をも有している。

【００３０】また、ランプハウジング２には、コールド
ミラー８からネガフィルムＦへの光の通過部となる開口
部が形成されており、この開口部の外側に、コンデンサ
レンズユニット３が着脱自在に設置されている。なお、
第２フライアイレンズ７ｂと、コールドミラー８と、上
記開口部とに囲まれた空間における両側面には、反射板
が設けられており、側面方向に拡散された光を内側へ反
射させることによって、光の利用効率を高める構成とな
っている。

【００３１】コンデンサレンズユニット３は、レンズホ
ルダー３１と、反射板（反射手段）３２と、コンデンサ
レンズ（集光手段）３３と、ディフューザー１とを備え
ている。コンデンサレンズユニット３の上面は、コンデ
ンサレンズユニット３がランプハウジング２に取付けら
れた状態（以下、取付け状態と称する）において、ラン
プハウジング２における開口部に密着して配置されるよ
うになっている。また、コンデンサレンズユニット３
は、取付け状態において、ランプハウジング２の側面よ
りも外側に突き出るような位置に設けられた把手部３４
を備えており、使用者が、この把手部３４を把持するこ
とによって、コンデンサレンズユニット３の着脱を行え
るようになっている。

【００３２】レンズホルダー３１は、筒状の形状となっ
ており、その断面が略正方形の形状となっている。ま
た、このレンズホルダー３１は、その中心軸が、取付け
状態において、コールドミラー８からネガフィルムＦへ
照射される光の光軸にほぼ一致するように配置されるよ
うになっている。反射板３２は、例えば、表面をスパッ
タリングなどにより鏡面仕上げした金属板やミラーなど
によって構成されており、コンデンサレンズユニット３
の光の入射側からコンデンサレンズ３３に到る筒状領域
の内周面を全て覆うように設けられている。

【００３３】コンデンサレンズ３３は、レンズホルダー
３１の内周面に沿うように、略正方形の形状で形成され
ており、レンズホルダー３１の内周側に設けられた、バ
ネ鋼からなるレンズ押さえ（図示せず）によって保持さ
れている。ディフューザー１は、図２に示すように、拡
散基板１１と、拡散マット層１２とを備え、レンズホル
ダー３１の内周における最下部に設けられて、その拡散
マット層１２側が被照射物であるネガフィルムＦと反対
側であるコンデンサレンズ３３側を向くように配置され
ている。

【００３４】拡散基板１１は、従来の光源装置のディフ
ューザーとして用いられている乳白色の顔料が練りこま
れたＰＭＭＡ製の板材で形成され、従来のディテューザ
ーの半分程度の１．５mm程度の厚みになっている。すな
わち、拡散基板１１は、従来のディフューザーに比べ光
透過性がよく、光拡散性に乏しい。

【００３５】拡散マット層１２は、１〜７ミクロン程度
の粒径の光拡散性粒子としてのシリカ粒子がバインダー
としての透明塩化ビニル樹脂中に溶剤としてのシクロヘ
キサンを介して分散混合された塗料が拡散基板１１の一
方の面に塗布されることによって形成されていて、その
厚みが４〜７ミクロン程度である。すなわち、拡散マッ
ト層１２は、バインダーとして透明塩化ビニル樹脂が用
いられているので、光透過性に優れているとともに、シ
リカ粒子が分散混合されているので、拡散マット層１２
に入光した光を、このシリカ粒子によって拡散均一化す
ることができる。したがって、光の透過率を下げること
なく拡散基板１１の不足する光拡散性を補うことができ
る。

【００３６】次に、上記光源装置における、ハロゲンラ
ンプ４１から出射された光が辿る経路について説明す
る。ハロゲンランプ４１から立体角３６０°で出射され
た光は、リフレクタ４３によって前方へ反射され、熱線
反射フィルタ５に入射する。熱線反射フィルタ５では、
熱線の一部が取り除かれ、可視光線が透過される。

【００３７】熱線反射フィルタ５から出射された光は、
第１フライアイレンズ７ａに入射し、概ね光量むらが除
去された後、回転板ＡＳＳＹ６におけるフレーム６３の
いずれかの領域を透過する。その後、第２フライアイレ
ンズ７ｂを透過することによって、さらに光量むらが除
去され、コールドミラー８によってネガフィルムＦ方向
に反射される。なお、コールドミラー８に到達した赤外
線の一部は、コールドミラー８を透過し、光路から外れ
る。

【００３８】コールドミラー８によって反射された光
は、コンデンサレンズユニット３に入射する。コンデン
サレンズユニット３に入射した光のうち、周辺部近傍に
入射した光は、反射板３２で反射され、コンデンサレン
ズ３３に入射する。また、中心部近傍に入射した光は、
直接コンデンサレンズ３３に入射する。そして、コンデ
ンサレンズ３３を透過した光は、ディフューザー１を透
過し、より均一拡散され光量むらの無い光にしてネガフ
ィルムＦに照射される。

【００３９】しかも、ディフューザー１は、拡散基板１
１の一方の面に光透過性に優れ、かつ、光拡散性に優れ
ている拡散マット層１２を設けた構成となっているの
で、光量むらのない光をネガフィルムＦに照射すること
が可能で、光源を出射した光の光量の損失を最小限にす
ることができる。したがって、ハロゲンランプ４１の消
費電力の抑えることができるとともに、ハロゲンランプ
４１自身のコストを下げることができる。また、ハロゲ
ンランプ４１から放出される熱量も小さくて済むように
なり、ファンなどの冷却手段も小さなもので済み、光源
装置Ａ全体のコストダウンを図ることができる。

【００４０】さらに、このディフューザー１は、拡散マ
ット層１２が拡散基板１１のネガフィルムＦと反対側の
面に設けられているので、ネガフィルムＦなどの交換の
際にも拡散マット層１２に手などが触れたりすることが
ない。したがって、拡散マット層１２が擦れて落剥した
りすることがない。すなわち、ディフューザー１の耐久
性に優れている。

【００４１】本発明は、上記の実施の形態に限定されな
い。たとえば、上記の実施の形態では、光源装置１が、
ネガフィルムＦに光を照射し、ネガフィルムＦに記録さ
れた原画像を、ＣＣＤによって検出するための光源装置
として使用されるものであったが、感光材料としての印
画紙に焼き付けるための光源装置としても適用できる。
上記の実施の形態では、ディフューザー１が、１枚の拡
散基板１１とこの拡散基板１１の１方の面に設けられた
拡散マット層１２とで構成されていたが、２枚の拡散基
板の間に拡散マット層１２をサンドイッチ状に設けるよ
うにしても構わない。

【００４２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を詳しく説明する。

【００４３】（実施例１）１．５mm厚のスミペックス乳
半０３０（住友化学工業社製名称オパール）板材の１方
の面にシリカ粒子が透明塩化ビニル樹脂中にシクロヘキ
サンを介して分散混合された塗料を塗布して５μｍの厚
みの拡散マット層を形成し、本発明のディフューザーを
得た。得られたディフューザーの光の透過率および拡散
係数を測定したところ、光の透過率が８４％と２．０mm
厚のスミペックス乳半０３０と略同等の透過率で、拡散
係数が０．４０と略３．０mm厚のスミペックス乳半０３
０と同等の拡散係数であった。この結果から本発明のデ
ィフューザーが光の透過性に優れ、かつ、光拡散性に優
れていることがよくわかる。

【００４４】

【発明の効果】本発明にかかるディフューザーは、以上
のように構成されているので、光源を出射した光の光量
の損失を最小限にし、かつ、光量むらのない光を被照射
物に照射することができる。また、請求項２のようにす
れば、被照射物の交換などの際に拡散マット層が擦れて
剥落したりすることがない。

【００４５】請求項３のようにすれば、拡散基板の光透
過性および光拡散性に優れ、より光源を出射した光の光
量の損失を最小限にし、かつ、光量むらのない光を被照
射物に照射することができる。請求項４のようにすれ
ば、拡散マット層での光の透過を極力低下させることな
く、光の拡散を充分に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるディフューザーの１つの実施の
形態をあらわす断面図である。

【図２】図１のディフューザーが用いられた光源装置の
断面図である。

【符号の説明】

Ｆネガフィルム（被照射物）１ディフューザー１１拡散基板１２拡散マット層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射した光を拡散均一化して被照射物の方
向へ出射するディフューザーにおいて、光拡散性および
光透過性を有する拡散基板と、この拡散基板の少なくと
も一方の面に積層された透明バインダーおよび光拡散性
粒子を含む塗料からなる拡散マット層とから形成されて
いることを特徴とするディフューザー。
【請求項２】拡散マット層が拡散基板の被照射物と反対
側の面に設けられている請求項１に記載のディフューザ
ー。
【請求項３】拡散基板が乳白色の顔料が練りこまれたア
クリル樹脂によって形成されている請求項１または請求
項２に記載のディフューザー。
【請求項４】光拡散性粒子がシリカ粒子であって、透明
バインダーがポリ塩化ビニルである請求項１〜請求項３
のいずれか１項に記載のディフューザー。