JP3610815B2 - 光源装置 - Google Patents
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Description
【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に照射させる光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、写真フィルムのスキャニング、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、上記の光源装置において、ハロゲンランプとネガフィルムとの間に、ハロゲンランプからの光を均一化する構成が必要となる。
【０００４】
図２は、ハロゲンランプからの光を均一化する構成として、ミラートンネル３３を備えた、従来のスキャニング用の光源装置の一構成例を示す模式図である。この光源装置は、光源３１と、ＮＤフィルタ３２と、ミラートンネル３３とを備えている。
【０００５】
光源３１は、ハロゲンランプとリフレクタとを備えており、ハロゲンランプから出射した光は、その一部がリフレクタで反射されることによって、略一定方向（調光フィルタ３２の方向）に照射される。ＮＤフィルタ３２は、入射光の光量を適宜カットする機能を有している。
【０００６】
ミラートンネル３３は、内周面に光反射面が形成された筒状部と、この筒状部における光の入射側と出射側とに設けられた拡散板とから構成されている。拡散板は、例えばスリガラスや、ＰＭＭＡ（Poly-methyl methacrylate：メタクリル樹脂）などの樹脂に乳白色の顔料を含有させたもので構成される。
【０００７】
このような構成の従来の光源装置における発光時の動作は次のようになる。光源３１から出射した光は、ＮＤフィルタ３２を透過することによってその光量が調節され、ミラートンネル３３の光入射側の拡散板にて拡散されてミラートンネル３３内に進入する。そして、進入した光がミラートンネル３３内部の光反射面にて反射、拡散され、ミラートンネル３３の光出射側の拡散板にて再度拡散された後、ネガフィルム３４に到達する。
【０００８】
このように、光源３１から出射した光を一旦ミラートンネル３３を透過させてからネガフィルム３４に照射することによって、むらのない均一な光をネガフィルム３４に照射することが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ミラートンネル３３は、上記のように、入射した光を内部で乱反射させることによって光量むらを均一化させるものである。すなわち、反射を繰り返すことによって生じる光量の減衰や、入射した光が、乱反射に伴って入射した方向にも反射されてしまうことによる光量の損失などが生じている。
【００１０】
また、ミラートンネル３３には、その入射側および出射側の両方に、拡散板が設けられている。この拡散板は、上述したようにスリガラスまたは乳白色の物質で構成されるため、光源からの光が２つの拡散板を通過する際に、光量が大幅に低下することになる。
【００１１】
また、上記のような構成の光源装置はスキャニングに使用されるものであり、ネガフィルムを照らした光は、ＣＣＤ(Charge-Coupled Device) によって検出される。ＣＣＤは、受光する像の光量が、光量センサの上限と下限との範囲内に広く分布している時に、コントラストの大きい像を得ることができる。すなわち、ネガフィルムを照らす光は、ある程度の光量を有している必要がある。
【００１２】
したがって、従来の写真処理機器の構成では、光源からの光がミラートンネル３３を通過することによって起こる光量低下を補償するために、ハロゲンランプのパワーをより大きくすることによって対応していた。その結果、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ていた。
【００１３】
また、上記のように、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構成、例えばファンなどの構成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。
【００１４】
また、ハロゲンランプのパワーを大きくすると、ネガフィルムでの照度むらが大きくなるので、上記の場合では、ミラートンネル３３の拡散板の厚みを増加させ、ミラートンネル３３での拡散効果を高める方法が考えられる。しかし、拡散板の厚みの増加によってさらに光量の低下が起こり、さらに、容量の高い光源が必要となってしまう。
【００１５】
また、ネガフィルム上における光量むらを防ぐ別の方法としては、ミラートンネル３３を光軸方向に長く形成し、ミラートンネル３３内部での反射回数を増加させることにより拡散効果を高める方法もある。しかし、この方法では、ミラートンネル３３が大型化し、これに伴って光源装置自体も大型化するという問題が生じる。
【００１６】
また、ＣＣＤによってネガフィルム上の画像を画像データとして読み取る構成の場合、ミラートンネル３３を用いずに、拡散板のみを用いて、画像の中心部と周辺部との光量差を、データ処理によって補正する構成もある。詳しく説明すると、光量が中心部よりも小さくなる周辺部のデータに対して、明るさをより大きくするようにデータ処理を行うことによって、画像全体で明るさを平均化させている。
【００１７】
しかしながら、このようなデータ処理を行うと、不要なノイズが強調されてしまったり、逆に明確に表現される必要のある画像が不明瞭になってしまったりする弊害が生じている。
【００１８】
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照明対象に照射することが可能な光源装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光源装置は、光源と、上記光源から出射した光を均一化する光均一化手段と、上記光均一化手段によって均一化された光を照明対象に対して集光する集光手段と、上記光均一化手段から上記集光手段に照射される光領域の周辺部を囲うように配置され、反射面がその内側に形成された反射手段とを備えている。
【００２０】
上記の構成によれば、光均一化手段と集光手段との間の領域に、光領域の周辺部を囲うように配置された反射手段が設けられているので、光均一化手段を出射した光のうち、周辺部に拡散した光が、反射手段によって中心部側に反射されることになる。すなわち、光均一化手段を出射した光のうち、集光手段に入射する光の割合を高めることができる。したがって、光源から出射した光を効率良く照明対象に照射することができる。
【００２１】
また、光均一化手段によって均一化された光は、集光手段によって集光されて照明対象に照射されるので、照明が必要な領域にのみ光を照射することができる。したがって、従来の、拡散板によって拡散された光を照明対象に照射する場合のように、不要な領域へも光が拡散されることがなくなるので、効率良く照明対象を照明することができる。
【００２２】
また、光源を出射した光は、光均一化手段によって光量むらが除去されてから集光手段によって集光されるので、照明対象に照射される光の光量むらを効率良く除去することができる。詳しく説明すると、例えば、光源を出射した光が、集光手段によって集光されてから光均一化手段に入射する構成の場合、集光されて光束の断面積が小さくなった光が光均一化手段に入射することになる。この場合、光均一化手段の一部分のみを透過して光が均一化されることになり、均一化の効率が悪くなる。一方、上記の構成によれば、光源を出射した光は、光均一化手段のほぼ全面に入射し、その後、集光手段によって集光されるので、効率良く光の均一化を行うことができる。
【００２３】
また、本発明に係る光源装置は、上記の構成において、上記光源から出射される光を反射して上記集光手段が配置されている方向へ照射することができるように、上記光源の周囲に凹面形状で設けられるリフレクタをさらに備え、上記反射手段で囲まれた領域に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光が反射手段で反射された後に集光手段に入射し、中心部近傍に入射した光が直接集光手段に入射するように、上記リフレクタの反射面の曲率が設定されていることを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、反射手段で囲まれた領域に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光が反射手段で反射された後に集光手段に入射し、中心部近傍に入射した光が直接集光手段に入射することになるので、照明対象上の光領域において、光量が小さくなる周辺部に対しては、反射手段で反射されずに直接照射される光と、反射手段で反射されて照射される光とが重畳されて照射されることになる。したがって、照明対象上の光領域における、中心部と周辺部との間の光量差を小さくすることができるので、照明対象に対して均一な光を照射することが可能となる。
【００２５】
また、本発明に係る光源装置は、上記したいずれかの構成において、上記光均一化手段が、透明基板の表面に複数のマイクロレンズが形成されたフライアイレンズであることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、光均一化手段としてフライアイレンズを用いており、このフライアイレンズは、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。したがって、このような構成の光均一化手段を用いることにより、入射した光を均一に拡散し、かつ、光量の減少を最低限にすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２８】
本実施形態に係る光源装置は、図１に示すように、ランプボックスとしての筺体１および着脱式のコンデンサレンズユニット２とを有している。筺体１内には、光源部３、熱線反射フィルタ４、回転板ＡＳＳＹ５、第１および第２フライアイレンズ（光均一化手段）６Ａ・６Ｂ、および、コールドミラー７が設けられている。熱線反射フィルタ４、第１フライアイレンズ６Ａ、回転板ＡＳＳＹ５、第２フライアイレンズ６Ｂ、コールドミラー７、およびコンデンサレンズユニット２は、光源部３と、光源装置外部の所定位置に搬送されるネガフィルム８とを結ぶ光軸上に、光源部３からの光の出射方向に沿ってこの順で設けられている。
【００２９】
なお、本実施形態における光源装置は、ネガフィルム８に光を照射し、ネガフィルム８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るが、感光材料としての印画紙に焼き付けるための光源装置にも適用できる。
【００３０】
光源部３は、ハロゲンランプ（光源）９と、ヒートシンク１０と、リフレクタ１１とを備えている。
【００３１】
ハロゲンランプ９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９が、ネガフィルム８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８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９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。
【００３２】
ヒートシンク１０は、ハロゲンランプ９に電力を供給し、ハロゲンランプ９を所定位置に固定するソケットとしての機能と、ハロゲンランプ９で生じた熱を吸収・放出するヒートシンクとしての機能との両方を有している。
【００３３】
リフレクタ１１は、ハロゲンランプ９から出射される光を反射して前方（熱線反射フィルタ４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９の周囲に凹面形状で設けられている。このリフレクタ１１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６Ｂとコンデンサレンズユニット２との間の領域内に位置するように設計されている。
【００３４】
また、リフレクタ１１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１１は、ハロゲンランプ９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。
【００３５】
なお、リフレクタ１１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１１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１１とを比較すると、金属材料から構成されたリフレクタ１１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。
【００３６】
また、リフレクタ１１とヒートシンク１０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９におけるフィラメントの発光位置と、リフレクタ１１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９とリフレクタ１１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１０において吸収した熱が、放熱効果の高いリフレクタ１１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９で生じた熱を、さらに効率良く冷却することができる。
【００３７】
なお、リフレクタ１１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１１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。
【００３８】
熱線反射フィルタ４は、赤外線を反射させる一方、可視光線を透過させる機能を有している。ここでは、７８０ｎｍ以上の波長の光を反射させ、７８０ｎｍ未満の波長の光を透過させる機能を有する熱線反射フィルタ４を用いる。
【００３９】
回転板ＡＳＳＹ５は、円盤状のフレーム１２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。
【００４０】
また、フレーム１２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することにより、フレーム１２を回動させることが可能となっている。このようにフレーム１２を回動させることによって、ハロゲンランプ９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つを透過することになる。
【００４１】
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９の交換時などに使用される。
【００４２】
本実施形態においては、ネガフィルム８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９から出射した光の光路上に位置するように、フレーム１２が配置される。
【００４３】
また、回転板ＡＳＳＹ５には、ネガ焼け防止ソレノイド１３およびシャッター１４が設けられている。ネガ焼け防止ソレノイド１３およびシャッター１４からなる構成は、実際にネガフィルム８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１３を駆動することによって、シャッター１４を、ハロゲンランプ９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８が露光位置から動かなくなり、ネガフィルム８にハロゲンランプ９からの光が照射されつづけ、ネガフィルム８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。
【００４４】
第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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、内部に乳白色の顔料等を含んでいないので、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６Ａ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６Ｂの領域内に導くように配置され、第２フライアイレンズ６Ｂ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２の開口領域内に導くように配置されている。
【００４５】
このような構成の第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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ようにしている。このように、第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂは、入射した光を均一に拡散し、かつ、光量の減少を最低限にすることができる。
【００４６】
以上のような構成の第１フライアイレンズ６Ａは、熱線反射フィルタ４と、回転板ＡＳＳＹ５との間に配置されており、第２フライアイレンズ６Ｂは、回転板ＡＳＳＹ５とコールドミラー７との間に配置されている。このように、２枚の第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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９から出射された光が有する光量むらを確実に除去することができる。
【００４７】
なお、第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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８への熱線の到達をさらに抑えて、ネガ面の温度上昇をさらに抑えることができる。
【００４８】
コールドミラー７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８方向に反射させるものである。本実施形態においては、４００〜７８０ｎｍ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７を使用する。このようなコールドミラー７は、例えば熱線反射フィルタ４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９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７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８の温度上昇を十分に抑えることができる。
【００４９】
なお、このコールドミラー７の背面側、すなわち、コールドミラー７の反射面とは反対側には、反射防止板１５が配置されている。この反射防止板１５におけるコールドミラー７側の表面はホーニング処理が施され、さらに黒アルマイト（陽極酸化皮膜）処理が施されている。これにより、コールドミラー７を透過した赤外線がネガフィルム８方向へ反射することを防いでいる。また、この反射防止板１５は、コールドミラー７を透過した赤外線が筺体１にまで到達し、使用者が触れる可能性のある筺体１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。
【００５０】
また、筐体１には、コールドミラー７からネガフィルム８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２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６Ｂと、コールドミラー７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。
【００５１】
コンデンサレンズユニット２は、レンズホルダー１６と、反射板（反射手段）１７と、コンデンサレンズ（集光手段）１８と、拡散板１９とを備えている。コンデンサレンズユニット２の上面は、コンデンサレンズユニット２が筺体１に取付けられた状態（以下、取付け状態と称する）において、筺体１における開口部に密着して接するように配置される。
【００５２】
また、コンデンサレンズユニット２は、取付け状態において、筺体１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２０を備えており、使用者は、この把手部２０を把持することによって、コンデンサレンズユニット２の着脱を行う。
【００５３】
レンズホルダー１６は筒状の形状となっており、その断面は略正方形の形状となっている。また、このレンズホルダー１６は、その中心軸が、取付け状態において、コールドミラー７からネガフィルム８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。
【００５４】
レンズホルダー１６の内周における最下部には、拡散板１９が配置されており、拡散板１９の上部には、コンデンサレンズ１８が配置されている。そして、レンズホルダー１６の内周における最上部からコンデンサレンズ１８の上部にわたる内側面に、反射板１７が設けられている。
【００５５】
コンデンサレンズ１８は、レンズホルダー１６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１６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。
【００５６】
また、拡散板１９は、スリガラスによって構成されており、ネガフィルム８上の微小な傷を目立たなくする目的で配置されている。この拡散板１９による減光率は５〜１０％程度であり、光が拡散板１９を透過する際の光量の低下の程度は僅かなものとなっている。
【００５７】
反射板１７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２の光の入射側からコンデンサレンズ１８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。
【００５８】
また、コンデンサレンズユニット２において、把手部２０側から見て左右の端部は、筺体１に形成されたガイド部（図示せず）にガイドされている。そして、コンデンサレンズユニット２は、このガイド部に従って、把手部２０側から見て前後に（図１においては左右に）移動可能となっている。これにより、コンデンサレンズユニット２は、筺体１に対して取り外し可能となっている。
【００５９】
さらに、筺体１におけるレンズホルダー１６に対向する位置には、マグネット２１が設けられており、取付け状態において、このマグネット２１とレンズホルダー１６とが磁力によって接着される。すなわち、コンデンサレンズユニット２は、図１において左右に移動することによって筺体１に対して着脱可能になっており、取付け状態においては、マグネット２１とレンズホルダー１６とが磁力によって接着されることにより固定される。よって、使用者はコンデンサレンズユニット２の交換を容易に行うことができ、かつ、取付け状態における正確な位置決めを行うことができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、コンデンサレンズユニット２は、上記のような構成によって筺体１に対して着脱可能となっているが、このような構成に限定されるものではなく、使用者が容易にコンデンサレンズユニット２の着脱を行うことができ、かつ、取付け状態におけるコンデンサレンズユニット２の位置決めを正確に行うことができる構成であれば、どのような構成でも構わない。
【００６１】
このように、コンデンサレンズユニット２が着脱自在な構成となっているので、それぞれ焦点距離の異なるコンデンサレンズ１８を備えたコンデンサレンズユニット２を複数用意しておくことによって、ネガフィルム８のサイズに応じて、コンデンサレンズユニット２を入れ換えて使用することができる。よって、ネガフィルム８のサイズが変更されても、コンデンサレンズユニット２を交換することによって、光が照射される領域が、ネガフィルム８上の画像領域よりも小さくなってしまったり、逆に、照明が必要な領域以外の領域に多量の光が照射されることがなくなる。したがって、サイズの異なるネガフィルム８を使用した場合でも、ハロゲンランプ９から出射した光を効率良く照明必要領域に照射することが可能となる。
【００６２】
次に、上記光源装置における、ハロゲンランプ９から出射された光が辿る経路について説明する。
【００６３】
ハロゲンランプ９から立体角３６０°で出射された光は、リフレクター１１によって前方へ反射され、熱線反射フィルタ４に入射する。熱線反射フィルタ４では、熱線の一部が取り除かれ、可視光線が透過される。
【００６４】
熱線反射フィルタ４から出射された光は、第１フライアイレンズ６Ａに入射し、光量むらが除去された後、回転板ＡＳＳＹ５におけるフレーム１２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６Ｂ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７によってネガフィルム８方向に反射される。なお、コールドミラー７に到達した赤外線の一部は、コールドミラー７を透過し、光路から外れる。
【００６５】
コールドミラー７によって反射された光は、コンデンサレンズユニット２に入射する。コンデンサレンズユニット２に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光は、反射板１７で反射され、コンデンサレンズ１８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１８に入射する。そして、コンデンサレンズ１８を透過した光は、拡散板１９を透過し、ネガフィルム８に照射される。
【００６６】
このように、コンデンサレンズユニット２に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光は反射板１７で反射された後にコンデンサレンズ１８に入射し、中心部近傍に入射した光は直接コンデンサレンズ１８に入射することによって、ネガフィルム８上に照射される光領域において、周辺部と中心部との間の光量差をほとんどなくすことができる。これは、ネガフィルム８上の光領域において、光量が小さくなる周辺部に対しては、反射板１７で反射されずに直接照射される光と、反射板１７で反射されて照射される光とが重畳されて照射されることによるものと推測される。
【００６７】
このように、コンデンサレンズユニット２に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光は反射板１７で反射された後にコンデンサレンズ１８に入射し、中心部近傍に入射した光は直接コンデンサレンズ１８に入射するようにするためには、リフレクタ１１の反射面の曲率を、上記のような光の進行状態となるように設定する必要がある。本実施形態の構成においては、上記したように、リフレクタ１１の反射面の曲率を、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６Ｂとコンデンサレンズユニット２との間の領域内に位置するように設計した場合に、ネガフィルム８上における光領域の中心部と周辺部との光量差を最も小さくすることが可能となった。
【００６８】
これに対して、例えば、リフレクタ１１による反射光の理論上の焦点を、上記の位置よりも光源側に移動させた場合には、コンデンサレンズユニット２に入射する光の入射角度がきつくなり、反射板１７によって光が乱反射されることになる。この場合、光量の損失が大きくなるという問題が生じる。
【００６９】
また、リフレクタ１１による反射光の理論上の焦点を、上記の位置よりもコンデンサレンズ１８側に移動させた場合には、コンデンサレンズユニット２に入射する光の入射角度がゆるくなり、反射板１７で反射されてネガフィルム８上に照射される光の量が少なくなる。この場合、反射板１７による、ネガフィルム８上における周辺部の光量上昇の効果が少なくなり、中心部と周辺部との光量差を小さくすることができなくなる。
【００７０】
以上のように、コンデンサレンズ１８に対して光源側に反射板１７を設けた構成とすることにより、ネガフィルム８上における光領域の中心部と周辺部との光量差をほとんどなくすことが可能となる。具体的には、この中心部と周辺部との光量差をおよそ３％以内にすることが可能となる。例えば、反射板１７を設けない構成とした場合には、中心部と周辺部との光量差はおよそ１０％程度となる。すなわち、上記のように反射板１７を設けることによって、光量差を７％程度小さくることが可能となっている。
【００７１】
例えば、ネガフィルム８を透過した光をＣＣＤによって検出する装置の場合、上記のように、反射板１７を設けない構成としたときには、ＣＣＤによって検出したデータに対してデータ処理を施すことによって、中心部と周辺部との光量差を補償する必要があった。しかしながら、前記したように、このようなデータ処理を行うと、余分なノイズが画像データに含まれることになる。
【００７２】
一方、本実施形態における構成によれば、上記のように、中心部と周辺部との光量差を３％以内とすることができる。よって、光量差を補償するための画像処理を行う必要がなくなるので、処理の簡素化が図れるとともに、良好な画像データを提供することが可能となる。
【００７３】
また、反射板１７を設けない構成の場合には、中心部と周辺部との光量差が１０％程度となっているので、ネガフィルム８の画像を感光材料としての印画紙に焼き付ける装置には適用することができなかった。しかしながら、本実施形態における構成によれば、中心部と周辺部との光量差をほとんどなくすことができるので、印画紙を感光させる装置に適用することが可能となる。
【００７４】
また、上記のように、入射光をコンデンサレンズユニット２における入射側領域内に導くことができるように、透明基板の表面に複数のマイクロレンズが形成された第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂを備えているので、第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂによって光量むらが除去された光の大部分がコンデンサレンズユニット２に入射することになる。したがって、従来用いられていたような、スリガラスや乳白色の顔料を含有した樹脂などを用いた拡散板のように、不要な領域へ光が拡散されることがなくなるので、ハロゲンランプ９を出射した光の光量ロスを大幅に低減することができる。
【００７５】
また、第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂによって均一化された光は、コンデンサレンズ１８によって集光されてネガフィルム８に照射されるので、照明が必要な領域にのみ光を照射することができる。したがって、従来のように、拡散板によって拡散された光を照明対象に照射する場合のように、不要な領域へも光が拡散されることがなくなるので、効率良くネガフィルム８を照明することができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る光源装置は、光源と、上記光源から出射した光を均一化する光均一化手段と、上記光均一化手段によって均一化された光を照明対象に対して集光する集光手段と、上記光均一化手段から上記集光手段に照射される光領域の周辺部を囲うように配置され、反射面がその内側に形成された反射手段とを備えている構成である。
【００７７】
これにより、光均一化手段を出射した光のうち、周辺部に拡散した光が、反射手段によって中心部側に反射されることになる。すなわち、光均一化手段を出射した光のうち、集光手段に入射する光の割合を高めることができるので、光源から出射した光を、効率良く照明対象に照射することができるという効果を奏する。
【００７８】
また、光均一化手段によって均一化された光は、集光手段によって集光されて照明対象に照射されるので、照明が必要な領域にのみ光を照射することができる。したがって、従来の、拡散板によって拡散された光を照明対象に照射する場合のように、不要な領域へも光が拡散されることがなくなるので、効率良く照明対象を照明することができるという効果を奏する。
【００７９】
また、光源を出射した光は、光均一化手段によって光量むらが除去されてから集光手段によって集光されるので、光源を出射した光は、光均一化手段のほぼ全面に入射し、その後、集光手段によって集光されることになる。よって、照明対象に照射される光の光量むらを効率良く除去することができるという効果を奏する。
【００８０】
本発明に係る光源装置は、上記光源から出射される光を反射して上記集光手段が配置されている方向へ照射することができるように、上記光源の周囲に凹面形状で設けられるリフレクタをさらに備え、上記反射手段で囲まれた領域に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光が反射手段で反射された後に集光手段に入射し、中心部近傍に入射した光が直接集光手段に入射するように、上記リフレクタの反射面の曲率が設定されている構成である。
【００８１】
これにより、上記の構成による効果に加えて、照明対象上の光領域において、光量が小さくなる周辺部に対しては、反射手段で反射されずに直接照射される光と、反射手段で反射されて照射される光とが重畳されて照射されることになる。したがって、照明対象上の光領域における、中心部と周辺部との間の光量差を小さくすることができるので、照明対象に対して均一な光を照射することが可能となるという効果を奏する。
【００８２】
本発明に係る光源装置は、上記光均一化手段が、透明基板の表面に複数のマイクロレンズが形成されたフライアイレンズである構成である。
【００８３】
これにより、上記したいずれかの構成による効果に加えて、光均一化手段としてフライアイレンズを用いており、このフライアイレンズは、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。したがって、このような構成の光均一化手段を用いることにより、入射した光を均一に拡散し、かつ、光量の減少を最低限にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る光源装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】従来の光源装置の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 筺体
２ コンデンサレンズユニット
３ 光源部
４ 熱線反射フィルタ
５ 回転板ＡＳＳＹ
６Ａ・６Ｂ 第１および第２フライアイレンズ（光均一化手段）
７ コールドミラー
８ ネガフィルム
９ ハロゲンランプ（光源）
１０ ヒートシンク
１１ リフレクタ
１６ レンズホルダー
１７ 反射板（反射手段）
１８ コンデンサレンズ（集光手段）
１９ 拡散板
【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に照射させる光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、写真フィルムのスキャニング、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、上記の光源装置において、ハロゲンランプとネガフィルムとの間に、ハロゲンランプからの光を均一化する構成が必要となる。
【０００４】
図２は、ハロゲンランプからの光を均一化する構成として、ミラートンネル３３を備えた、従来のスキャニング用の光源装置の一構成例を示す模式図である。この光源装置は、光源３１と、ＮＤフィルタ３２と、ミラートンネル３３とを備えている。
【０００５】
光源３１は、ハロゲンランプとリフレクタとを備えており、ハロゲンランプから出射した光は、その一部がリフレクタで反射されることによって、略一定方向（調光フィルタ３２の方向）に照射される。ＮＤフィルタ３２は、入射光の光量を適宜カットする機能を有している。
【０００６】
ミラートンネル３３は、内周面に光反射面が形成された筒状部と、この筒状部における光の入射側と出射側とに設けられた拡散板とから構成されている。拡散板は、例えばスリガラスや、ＰＭＭＡ（Poly-methyl methacrylate：メタクリル樹脂）などの樹脂に乳白色の顔料を含有させたもので構成される。
【０００７】
このような構成の従来の光源装置における発光時の動作は次のようになる。光源３１から出射した光は、ＮＤフィルタ３２を透過することによってその光量が調節され、ミラートンネル３３の光入射側の拡散板にて拡散されてミラートンネル３３内に進入する。そして、進入した光がミラートンネル３３内部の光反射面にて反射、拡散され、ミラートンネル３３の光出射側の拡散板にて再度拡散された後、ネガフィルム３４に到達する。
【０００８】
このように、光源３１から出射した光を一旦ミラートンネル３３を透過させてからネガフィルム３４に照射することによって、むらのない均一な光をネガフィルム３４に照射することが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ミラートンネル３３は、上記のように、入射した光を内部で乱反射させることによって光量むらを均一化させるものである。すなわち、反射を繰り返すことによって生じる光量の減衰や、入射した光が、乱反射に伴って入射した方向にも反射されてしまうことによる光量の損失などが生じている。
【００１０】
また、ミラートンネル３３には、その入射側および出射側の両方に、拡散板が設けられている。この拡散板は、上述したようにスリガラスまたは乳白色の物質で構成されるため、光源からの光が２つの拡散板を通過する際に、光量が大幅に低下することになる。
【００１１】
また、上記のような構成の光源装置はスキャニングに使用されるものであり、ネガフィルムを照らした光は、ＣＣＤ(Charge-Coupled Device) によって検出される。ＣＣＤは、受光する像の光量が、光量センサの上限と下限との範囲内に広く分布している時に、コントラストの大きい像を得ることができる。すなわち、ネガフィルムを照らす光は、ある程度の光量を有している必要がある。
【００１２】
したがって、従来の写真処理機器の構成では、光源からの光がミラートンネル３３を通過することによって起こる光量低下を補償するために、ハロゲンランプのパワーをより大きくすることによって対応していた。その結果、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ていた。
【００１３】
また、上記のように、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構成、例えばファンなどの構成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。
【００１４】
また、ハロゲンランプのパワーを大きくすると、ネガフィルムでの照度むらが大きくなるので、上記の場合では、ミラートンネル３３の拡散板の厚みを増加させ、ミラートンネル３３での拡散効果を高める方法が考えられる。しかし、拡散板の厚みの増加によってさらに光量の低下が起こり、さらに、容量の高い光源が必要となってしまう。
【００１５】
また、ネガフィルム上における光量むらを防ぐ別の方法としては、ミラートンネル３３を光軸方向に長く形成し、ミラートンネル３３内部での反射回数を増加させることにより拡散効果を高める方法もある。しかし、この方法では、ミラートンネル３３が大型化し、これに伴って光源装置自体も大型化するという問題が生じる。
【００１６】
また、ＣＣＤによってネガフィルム上の画像を画像データとして読み取る構成の場合、ミラートンネル３３を用いずに、拡散板のみを用いて、画像の中心部と周辺部との光量差を、データ処理によって補正する構成もある。詳しく説明すると、光量が中心部よりも小さくなる周辺部のデータに対して、明るさをより大きくするようにデータ処理を行うことによって、画像全体で明るさを平均化させている。
【００１７】
しかしながら、このようなデータ処理を行うと、不要なノイズが強調されてしまったり、逆に明確に表現される必要のある画像が不明瞭になってしまったりする弊害が生じている。
【００１８】
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照明対象に照射することが可能な光源装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光源装置は、光源と、上記光源から出射した光を均一化する光均一化手段と、上記光均一化手段によって均一化された光を照明対象に対して集光する集光手段と、上記光均一化手段から上記集光手段に照射される光領域の周辺部を囲うように配置され、反射面がその内側に形成された反射手段とを備えている。
【００２０】
上記の構成によれば、光均一化手段と集光手段との間の領域に、光領域の周辺部を囲うように配置された反射手段が設けられているので、光均一化手段を出射した光のうち、周辺部に拡散した光が、反射手段によって中心部側に反射されることになる。すなわち、光均一化手段を出射した光のうち、集光手段に入射する光の割合を高めることができる。したがって、光源から出射した光を効率良く照明対象に照射することができる。
【００２１】
また、光均一化手段によって均一化された光は、集光手段によって集光されて照明対象に照射されるので、照明が必要な領域にのみ光を照射することができる。したがって、従来の、拡散板によって拡散された光を照明対象に照射する場合のように、不要な領域へも光が拡散されることがなくなるので、効率良く照明対象を照明することができる。
【００２２】
また、光源を出射した光は、光均一化手段によって光量むらが除去されてから集光手段によって集光されるので、照明対象に照射される光の光量むらを効率良く除去することができる。詳しく説明すると、例えば、光源を出射した光が、集光手段によって集光されてから光均一化手段に入射する構成の場合、集光されて光束の断面積が小さくなった光が光均一化手段に入射することになる。この場合、光均一化手段の一部分のみを透過して光が均一化されることになり、均一化の効率が悪くなる。一方、上記の構成によれば、光源を出射した光は、光均一化手段のほぼ全面に入射し、その後、集光手段によって集光されるので、効率良く光の均一化を行うことができる。
【００２３】
また、本発明に係る光源装置は、上記の構成において、上記光源から出射される光を反射して上記集光手段が配置されている方向へ照射することができるように、上記光源の周囲に凹面形状で設けられるリフレクタをさらに備え、上記反射手段で囲まれた領域に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光が反射手段で反射された後に集光手段に入射し、中心部近傍に入射した光が直接集光手段に入射するように、上記リフレクタの反射面の曲率が設定されていることを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、反射手段で囲まれた領域に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光が反射手段で反射された後に集光手段に入射し、中心部近傍に入射した光が直接集光手段に入射することになるので、照明対象上の光領域において、光量が小さくなる周辺部に対しては、反射手段で反射されずに直接照射される光と、反射手段で反射されて照射される光とが重畳されて照射されることになる。したがって、照明対象上の光領域における、中心部と周辺部との間の光量差を小さくすることができるので、照明対象に対して均一な光を照射することが可能となる。
【００２５】
また、本発明に係る光源装置は、上記したいずれかの構成において、上記光均一化手段が、透明基板の表面に複数のマイクロレンズが形成されたフライアイレンズであることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、光均一化手段としてフライアイレンズを用いており、このフライアイレンズは、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。したがって、このような構成の光均一化手段を用いることにより、入射した光を均一に拡散し、かつ、光量の減少を最低限にすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２８】
本実施形態に係る光源装置は、図１に示すように、ランプボックスとしての筺体１および着脱式のコンデンサレンズユニット２とを有している。筺体１内には、光源部３、熱線反射フィルタ４、回転板ＡＳＳＹ５、第１および第２フライアイレンズ（光均一化手段）６Ａ・６Ｂ、および、コールドミラー７が設けられている。熱線反射フィルタ４、第１フライアイレンズ６Ａ、回転板ＡＳＳＹ５、第２フライアイレンズ６Ｂ、コールドミラー７、およびコンデンサレンズユニット２は、光源部３と、光源装置外部の所定位置に搬送されるネガフィルム８とを結ぶ光軸上に、光源部３からの光の出射方向に沿ってこの順で設けられている。
【００２９】
なお、本実施形態における光源装置は、ネガフィルム８に光を照射し、ネガフィルム８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るが、感光材料としての印画紙に焼き付けるための光源装置にも適用できる。
【００３０】
光源部３は、ハロゲンランプ（光源）９と、ヒートシンク１０と、リフレクタ１１とを備えている。
【００３１】
ハロゲンランプ９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９が、ネガフィルム８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８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９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。
【００３２】
ヒートシンク１０は、ハロゲンランプ９に電力を供給し、ハロゲンランプ９を所定位置に固定するソケットとしての機能と、ハロゲンランプ９で生じた熱を吸収・放出するヒートシンクとしての機能との両方を有している。
【００３３】
リフレクタ１１は、ハロゲンランプ９から出射される光を反射して前方（熱線反射フィルタ４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９の周囲に凹面形状で設けられている。このリフレクタ１１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６Ｂとコンデンサレンズユニット２との間の領域内に位置するように設計されている。
【００３４】
また、リフレクタ１１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１１は、ハロゲンランプ９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。
【００３５】
なお、リフレクタ１１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１１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１１とを比較すると、金属材料から構成されたリフレクタ１１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。
【００３６】
また、リフレクタ１１とヒートシンク１０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９におけるフィラメントの発光位置と、リフレクタ１１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９とリフレクタ１１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１０において吸収した熱が、放熱効果の高いリフレクタ１１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９で生じた熱を、さらに効率良く冷却することができる。
【００３７】
なお、リフレクタ１１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１１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。
【００３８】
熱線反射フィルタ４は、赤外線を反射させる一方、可視光線を透過させる機能を有している。ここでは、７８０ｎｍ以上の波長の光を反射させ、７８０ｎｍ未満の波長の光を透過させる機能を有する熱線反射フィルタ４を用いる。
【００３９】
回転板ＡＳＳＹ５は、円盤状のフレーム１２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。
【００４０】
また、フレーム１２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することにより、フレーム１２を回動させることが可能となっている。このようにフレーム１２を回動させることによって、ハロゲンランプ９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つを透過することになる。
【００４１】
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９の交換時などに使用される。
【００４２】
本実施形態においては、ネガフィルム８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９から出射した光の光路上に位置するように、フレーム１２が配置される。
【００４３】
また、回転板ＡＳＳＹ５には、ネガ焼け防止ソレノイド１３およびシャッター１４が設けられている。ネガ焼け防止ソレノイド１３およびシャッター１４からなる構成は、実際にネガフィルム８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１３を駆動することによって、シャッター１４を、ハロゲンランプ９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８が露光位置から動かなくなり、ネガフィルム８にハロゲンランプ９からの光が照射されつづけ、ネガフィルム８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。
【００４４】
第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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、内部に乳白色の顔料等を含んでいないので、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６Ａ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６Ｂの領域内に導くように配置され、第２フライアイレンズ６Ｂ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２の開口領域内に導くように配置されている。
【００４５】
このような構成の第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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ようにしている。このように、第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂは、入射した光を均一に拡散し、かつ、光量の減少を最低限にすることができる。
【００４６】
以上のような構成の第１フライアイレンズ６Ａは、熱線反射フィルタ４と、回転板ＡＳＳＹ５との間に配置されており、第２フライアイレンズ６Ｂは、回転板ＡＳＳＹ５とコールドミラー７との間に配置されている。このように、２枚の第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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９から出射された光が有する光量むらを確実に除去することができる。
【００４７】
なお、第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂ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８への熱線の到達をさらに抑えて、ネガ面の温度上昇をさらに抑えることができる。
【００４８】
コールドミラー７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８方向に反射させるものである。本実施形態においては、４００〜７８０ｎｍ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７を使用する。このようなコールドミラー７は、例えば熱線反射フィルタ４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９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７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８の温度上昇を十分に抑えることができる。
【００４９】
なお、このコールドミラー７の背面側、すなわち、コールドミラー７の反射面とは反対側には、反射防止板１５が配置されている。この反射防止板１５におけるコールドミラー７側の表面はホーニング処理が施され、さらに黒アルマイト（陽極酸化皮膜）処理が施されている。これにより、コールドミラー７を透過した赤外線がネガフィルム８方向へ反射することを防いでいる。また、この反射防止板１５は、コールドミラー７を透過した赤外線が筺体１にまで到達し、使用者が触れる可能性のある筺体１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。
【００５０】
また、筐体１には、コールドミラー７からネガフィルム８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２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６Ｂと、コールドミラー７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。
【００５１】
コンデンサレンズユニット２は、レンズホルダー１６と、反射板（反射手段）１７と、コンデンサレンズ（集光手段）１８と、拡散板１９とを備えている。コンデンサレンズユニット２の上面は、コンデンサレンズユニット２が筺体１に取付けられた状態（以下、取付け状態と称する）において、筺体１における開口部に密着して接するように配置される。
【００５２】
また、コンデンサレンズユニット２は、取付け状態において、筺体１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２０を備えており、使用者は、この把手部２０を把持することによって、コンデンサレンズユニット２の着脱を行う。
【００５３】
レンズホルダー１６は筒状の形状となっており、その断面は略正方形の形状となっている。また、このレンズホルダー１６は、その中心軸が、取付け状態において、コールドミラー７からネガフィルム８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。
【００５４】
レンズホルダー１６の内周における最下部には、拡散板１９が配置されており、拡散板１９の上部には、コンデンサレンズ１８が配置されている。そして、レンズホルダー１６の内周における最上部からコンデンサレンズ１８の上部にわたる内側面に、反射板１７が設けられている。
【００５５】
コンデンサレンズ１８は、レンズホルダー１６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１６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。
【００５６】
また、拡散板１９は、スリガラスによって構成されており、ネガフィルム８上の微小な傷を目立たなくする目的で配置されている。この拡散板１９による減光率は５〜１０％程度であり、光が拡散板１９を透過する際の光量の低下の程度は僅かなものとなっている。
【００５７】
反射板１７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２の光の入射側からコンデンサレンズ１８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。
【００５８】
また、コンデンサレンズユニット２において、把手部２０側から見て左右の端部は、筺体１に形成されたガイド部（図示せず）にガイドされている。そして、コンデンサレンズユニット２は、このガイド部に従って、把手部２０側から見て前後に（図１においては左右に）移動可能となっている。これにより、コンデンサレンズユニット２は、筺体１に対して取り外し可能となっている。
【００５９】
さらに、筺体１におけるレンズホルダー１６に対向する位置には、マグネット２１が設けられており、取付け状態において、このマグネット２１とレンズホルダー１６とが磁力によって接着される。すなわち、コンデンサレンズユニット２は、図１において左右に移動することによって筺体１に対して着脱可能になっており、取付け状態においては、マグネット２１とレンズホルダー１６とが磁力によって接着されることにより固定される。よって、使用者はコンデンサレンズユニット２の交換を容易に行うことができ、かつ、取付け状態における正確な位置決めを行うことができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、コンデンサレンズユニット２は、上記のような構成によって筺体１に対して着脱可能となっているが、このような構成に限定されるものではなく、使用者が容易にコンデンサレンズユニット２の着脱を行うことができ、かつ、取付け状態におけるコンデンサレンズユニット２の位置決めを正確に行うことができる構成であれば、どのような構成でも構わない。
【００６１】
このように、コンデンサレンズユニット２が着脱自在な構成となっているので、それぞれ焦点距離の異なるコンデンサレンズ１８を備えたコンデンサレンズユニット２を複数用意しておくことによって、ネガフィルム８のサイズに応じて、コンデンサレンズユニット２を入れ換えて使用することができる。よって、ネガフィルム８のサイズが変更されても、コンデンサレンズユニット２を交換することによって、光が照射される領域が、ネガフィルム８上の画像領域よりも小さくなってしまったり、逆に、照明が必要な領域以外の領域に多量の光が照射されることがなくなる。したがって、サイズの異なるネガフィルム８を使用した場合でも、ハロゲンランプ９から出射した光を効率良く照明必要領域に照射することが可能となる。
【００６２】
次に、上記光源装置における、ハロゲンランプ９から出射された光が辿る経路について説明する。
【００６３】
ハロゲンランプ９から立体角３６０°で出射された光は、リフレクター１１によって前方へ反射され、熱線反射フィルタ４に入射する。熱線反射フィルタ４では、熱線の一部が取り除かれ、可視光線が透過される。
【００６４】
熱線反射フィルタ４から出射された光は、第１フライアイレンズ６Ａに入射し、光量むらが除去された後、回転板ＡＳＳＹ５におけるフレーム１２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６Ｂ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７によってネガフィルム８方向に反射される。なお、コールドミラー７に到達した赤外線の一部は、コールドミラー７を透過し、光路から外れる。
【００６５】
コールドミラー７によって反射された光は、コンデンサレンズユニット２に入射する。コンデンサレンズユニット２に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光は、反射板１７で反射され、コンデンサレンズ１８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１８に入射する。そして、コンデンサレンズ１８を透過した光は、拡散板１９を透過し、ネガフィルム８に照射される。
【００６６】
このように、コンデンサレンズユニット２に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光は反射板１７で反射された後にコンデンサレンズ１８に入射し、中心部近傍に入射した光は直接コンデンサレンズ１８に入射することによって、ネガフィルム８上に照射される光領域において、周辺部と中心部との間の光量差をほとんどなくすことができる。これは、ネガフィルム８上の光領域において、光量が小さくなる周辺部に対しては、反射板１７で反射されずに直接照射される光と、反射板１７で反射されて照射される光とが重畳されて照射されることによるものと推測される。
【００６７】
このように、コンデンサレンズユニット２に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光は反射板１７で反射された後にコンデンサレンズ１８に入射し、中心部近傍に入射した光は直接コンデンサレンズ１８に入射するようにするためには、リフレクタ１１の反射面の曲率を、上記のような光の進行状態となるように設定する必要がある。本実施形態の構成においては、上記したように、リフレクタ１１の反射面の曲率を、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６Ｂとコンデンサレンズユニット２との間の領域内に位置するように設計した場合に、ネガフィルム８上における光領域の中心部と周辺部との光量差を最も小さくすることが可能となった。
【００６８】
これに対して、例えば、リフレクタ１１による反射光の理論上の焦点を、上記の位置よりも光源側に移動させた場合には、コンデンサレンズユニット２に入射する光の入射角度がきつくなり、反射板１７によって光が乱反射されることになる。この場合、光量の損失が大きくなるという問題が生じる。
【００６９】
また、リフレクタ１１による反射光の理論上の焦点を、上記の位置よりもコンデンサレンズ１８側に移動させた場合には、コンデンサレンズユニット２に入射する光の入射角度がゆるくなり、反射板１７で反射されてネガフィルム８上に照射される光の量が少なくなる。この場合、反射板１７による、ネガフィルム８上における周辺部の光量上昇の効果が少なくなり、中心部と周辺部との光量差を小さくすることができなくなる。
【００７０】
以上のように、コンデンサレンズ１８に対して光源側に反射板１７を設けた構成とすることにより、ネガフィルム８上における光領域の中心部と周辺部との光量差をほとんどなくすことが可能となる。具体的には、この中心部と周辺部との光量差をおよそ３％以内にすることが可能となる。例えば、反射板１７を設けない構成とした場合には、中心部と周辺部との光量差はおよそ１０％程度となる。すなわち、上記のように反射板１７を設けることによって、光量差を７％程度小さくることが可能となっている。
【００７１】
例えば、ネガフィルム８を透過した光をＣＣＤによって検出する装置の場合、上記のように、反射板１７を設けない構成としたときには、ＣＣＤによって検出したデータに対してデータ処理を施すことによって、中心部と周辺部との光量差を補償する必要があった。しかしながら、前記したように、このようなデータ処理を行うと、余分なノイズが画像データに含まれることになる。
【００７２】
一方、本実施形態における構成によれば、上記のように、中心部と周辺部との光量差を３％以内とすることができる。よって、光量差を補償するための画像処理を行う必要がなくなるので、処理の簡素化が図れるとともに、良好な画像データを提供することが可能となる。
【００７３】
また、反射板１７を設けない構成の場合には、中心部と周辺部との光量差が１０％程度となっているので、ネガフィルム８の画像を感光材料としての印画紙に焼き付ける装置には適用することができなかった。しかしながら、本実施形態における構成によれば、中心部と周辺部との光量差をほとんどなくすことができるので、印画紙を感光させる装置に適用することが可能となる。
【００７４】
また、上記のように、入射光をコンデンサレンズユニット２における入射側領域内に導くことができるように、透明基板の表面に複数のマイクロレンズが形成された第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂを備えているので、第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂによって光量むらが除去された光の大部分がコンデンサレンズユニット２に入射することになる。したがって、従来用いられていたような、スリガラスや乳白色の顔料を含有した樹脂などを用いた拡散板のように、不要な領域へ光が拡散されることがなくなるので、ハロゲンランプ９を出射した光の光量ロスを大幅に低減することができる。
【００７５】
また、第１および第２フライアイレンズ６Ａ・６Ｂによって均一化された光は、コンデンサレンズ１８によって集光されてネガフィルム８に照射されるので、照明が必要な領域にのみ光を照射することができる。したがって、従来のように、拡散板によって拡散された光を照明対象に照射する場合のように、不要な領域へも光が拡散されることがなくなるので、効率良くネガフィルム８を照明することができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る光源装置は、光源と、上記光源から出射した光を均一化する光均一化手段と、上記光均一化手段によって均一化された光を照明対象に対して集光する集光手段と、上記光均一化手段から上記集光手段に照射される光領域の周辺部を囲うように配置され、反射面がその内側に形成された反射手段とを備えている構成である。
【００７７】
これにより、光均一化手段を出射した光のうち、周辺部に拡散した光が、反射手段によって中心部側に反射されることになる。すなわち、光均一化手段を出射した光のうち、集光手段に入射する光の割合を高めることができるので、光源から出射した光を、効率良く照明対象に照射することができるという効果を奏する。
【００７８】
また、光均一化手段によって均一化された光は、集光手段によって集光されて照明対象に照射されるので、照明が必要な領域にのみ光を照射することができる。したがって、従来の、拡散板によって拡散された光を照明対象に照射する場合のように、不要な領域へも光が拡散されることがなくなるので、効率良く照明対象を照明することができるという効果を奏する。
【００７９】
また、光源を出射した光は、光均一化手段によって光量むらが除去されてから集光手段によって集光されるので、光源を出射した光は、光均一化手段のほぼ全面に入射し、その後、集光手段によって集光されることになる。よって、照明対象に照射される光の光量むらを効率良く除去することができるという効果を奏する。
【００８０】
本発明に係る光源装置は、上記光源から出射される光を反射して上記集光手段が配置されている方向へ照射することができるように、上記光源の周囲に凹面形状で設けられるリフレクタをさらに備え、上記反射手段で囲まれた領域に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光が反射手段で反射された後に集光手段に入射し、中心部近傍に入射した光が直接集光手段に入射するように、上記リフレクタの反射面の曲率が設定されている構成である。
【００８１】
これにより、上記の構成による効果に加えて、照明対象上の光領域において、光量が小さくなる周辺部に対しては、反射手段で反射されずに直接照射される光と、反射手段で反射されて照射される光とが重畳されて照射されることになる。したがって、照明対象上の光領域における、中心部と周辺部との間の光量差を小さくすることができるので、照明対象に対して均一な光を照射することが可能となるという効果を奏する。
【００８２】
本発明に係る光源装置は、上記光均一化手段が、透明基板の表面に複数のマイクロレンズが形成されたフライアイレンズである構成である。
【００８３】
これにより、上記したいずれかの構成による効果に加えて、光均一化手段としてフライアイレンズを用いており、このフライアイレンズは、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。したがって、このような構成の光均一化手段を用いることにより、入射した光を均一に拡散し、かつ、光量の減少を最低限にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る光源装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】従来の光源装置の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 筺体
２ コンデンサレンズユニット
３ 光源部
４ 熱線反射フィルタ
５ 回転板ＡＳＳＹ
６Ａ・６Ｂ 第１および第２フライアイレンズ（光均一化手段）
７ コールドミラー
８ ネガフィルム
９ ハロゲンランプ（光源）
１０ ヒートシンク
１１ リフレクタ
１６ レンズホルダー
１７ 反射板（反射手段）
１８ コンデンサレンズ（集光手段）
１９ 拡散板
Claims (3)
- 光源と、
上記光源から出射した光を均一化するフライアイレンズと、
上記光源および上記フライアイレンズを内部に含む筐体と、
上記フライアイレンズによって均一化された光を照射対象に対して集光する集光手段、および、上記フライアイレンズから上記集光手段に照射される光領域の周辺部を囲うように配置され、反射面がその内側に形成された反射手段を有するレンズユニットとを備え、
上記レンズユニットが上記筐体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする光源装置。 - 上記光源から出射される光を反射して上記集光手段が配置されている方向へ照射することができるように、上記光源の周囲に凹面形状で設けられるリフレクタをさらに備え、
上記反射手段で囲まれた領域に入射した光のうち、周辺部近傍に入射した光が反射手段で反射された後に集光手段に入射し、中心部近傍に入射した光が直接集光手段に入射するように、上記リフレクタの反射面の曲率が設定されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。 - 上記フライアイレンズが、自身の表面に熱線反射コーティングを蒸着させた構成であることを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
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