JPH02289834A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は照明装置に関し，特にフイルム簿の被投影画像
を照明する際、被瞭射面を均一照明すると共に光源から
の光束の有効利用を図り，効率の良い照明を行った、例
えば該被投影画像を結像レンズ系を介してＣＣＤＷの受
光素子面に結像させ画像読取りを行う場合等に好適な照
明装置に関するものである． （従来の技術） 従来よりフィルム等の画像を照明し、所定面上に投影す
る際に用いられる照明装置においては、光源からの光束
を反射鏡やコンデンサーレンズ等を用いて集光し，拡散
板を照射し、該拡散板から拡敗放射された光束により、
フイルム等の被投影画偉を照明している． 第４図は従来のこの種の照明装置の光学系の要部概略図
である． 同図においてＡは光源であり発光部としての発光面ｌと
該発光面１を包み込む拡散処理を施した球状のフロント
ガラス２より構成されており、反射ｊａ　３の曲率中心
位置近傍に配置されている．３は反射鏡であり球面や非
球面形状をしており，光源Ａからの被照射面とは逆方向
に放射した尤束を集光し，再び光源Ａ側方向に戻して後
迂する拡散板６面上への照明効率を高めている．４、５
は各々コンデンサーレンズであり光源Ａからの故射光束
を拡散仮６面上の照明したい頓域の《フィルム７を照明
するのに最も効率の良い領域（以下『照明頓域』という
．）》点ａ−ｂ間に集光させている． ６は照明位置近傍に配置された拡散板でありその近傍に
配置した被投影画像であるフィルム７上に存在する微小
なキズや汚れ等の影をポカしその像の目αち方を減少さ
せている． ７は被投影画像であり例えばフイルム等から成っている
． ８は結像レンズであり？！１投影画像７を例λば不図示
の画像読取り用のｃｃｏｖの撮像Ｊ：ｒ而上に結像させ
ている． 同図に於いては光源八から反１｝４ｔｌ３側に放射され
た光束の一部は反１｝４　鏡３により光源Ａ側方向へ反
射させコンデンサーレンズ４，５に導光して拡散板６の
照明領域の点ａ−ｂ間を照明している． 方光源八より反Ｑ４　ｔａ　３を介さずに直接コンデン
サーレンズ４，５側に放射される光束は．そのまま該コ
ンデンサーレンズ４，５を介して集光させて拡散板６面
上の照明領域の点ａ−ｂ間を照明している． モして菖拡舷板６を２次光源面として該拡敗板６から再
放射された拡散光束により被投影画像７を照明し、該被
投影画像７を結像レンズ８により不図示のＣＯＤ等の撮
像素子面上に投影結像している． 第４図に示した照明装置は例えば一般のスライドブロジ
ェクタに比べて光源八として拡散処理を施したフロント
ガラス２を用いている点や被投影画像７とコンデンサー
レンズ５との間に拡散板６を配置している点が異なって
いる． このように構成することによりフィルム７上に存在する
微小なキズや汚れ等の影をポカしその像の目立ち方を減
少させている． フィルム７簿の被投影画像をＣＣＤ等の受光素Ｆで正確
に読み取る為にはフィルム７面をできるだけ均一照明す
ることが必要である． その為には先ず拡散板６面上への入射光量の分布にムラ
の少ないことが重要となって《る．（５！明が解決しよ
うとするｒＷＩＭ点）第５図は第４図に示した照明装置
において光源八から放射された光束が拡散板６面上の照
明間域点ａ−ｂ！Ｗｌを照射したときの光量分布を示す
説明図である． 同図においてグラフＣは光源Ａから放射された光束のう
ち直接コンデンサーレンズ４，５を通過して拡散板６面
上の照明領域点ａ−ｂ間を照射したときの光量分布を示
している． グラフＤは光源Ａから故射された光束のうち反射ｊＪ！
　３で反射され光源八に再突入し透過し、そしてコンデ
ンサーレンズ４，５を通過して拡散板６面上の照明領域
点ａ−ｂ間を照射したときの光噴分布を示している． グラフＢは拡散板６面上の照明領域点ａ　　ｔ）ｌｉｉ
ｌにおいての前記グラフＣとグラフＤの光ｍの寄与の和
の光攪分布を示している． しかしながら実際に拡肚板６面上の照明領域点ａ　−　
ｂ　１１！１のトータル光置の光置分布を求めてみると
グラフＡに示す様に照明領域点ａ　−　ｂ　１１！１の
中央部Ｃがやや落ち込んだ（リシブル》形状を有する光
置分布をもってくる． その原因としては光＠Ａの発光面ｌが完全な点光源では
なくある程度の大きさの有限な面積を有している為に原
理的に前記のような照明領域中央部Ｃにリップルを持つ
現象が生じてくる．次に上記のリップルを有する現象に
ついて説明する． 第４図において反射鏡３の曲率中心位置近傍にある光源
を構成する発光面ｌから反射鏡３方向へ放射された光束
の一部は反射ｊｌｌ３で反射され、そして発光面ｌ近傍
に戻ってくる． しかしながら実際の発光面ｌは前述した様に有限な面積
を有していること、又フロントガラス２には拡散処理が
施されていること等の理由により発光面１の見かけの大
きさが大きくなり発光面ｌからの光束放射位置が反射鏡
３の曲率中心からややずれた位置となってくる． これによってこのずれた位置から放射された発光而ｌか
らの光束は同図の＾印で示した光束Ｌ．Ｉ．Ｌ２の様に
光源八を透過せずに光源Ａの脇《外周部》を通過してコ
ンデンサーレンズ４に入射する． そして該光束Ｌｌ．Ｌ２はコンデンサーレンズ４，５を
通過した後，拡散板６面上の中央耶分Ｃには入射せずに
照明領域点ａ−ｂ間の周辺郎に入射する． この為光束Ｌｌ．１２は前述したリγブルを起こす原因
となり、即ち右害光束となって拡故仮６面上での光晰分
布の不均一さを生じさせている． 具体的には同図に示した様に発光面１のＬ部より反射鏡
３方向へ放射された有害光束Ｌ２は反射ｆＥＩ　３の下
部で反射し光源八の下側をかすめコンデンサーレンズ４
，５の上部を通過して拡散板６面上の照明領域の上部点
ａ側に近い部分に入射している． 又反対に同図に示した様に光源ｌの下部より反射Ｓａ３
方向へ放射された有害光束１−　１は反射鏡３の上部で
反射し光源ＡのＦ側をかすめコンデンサーレンズ４．５
の下部を通過して拡散仮６面Ｆの照明領域の下部点ｂ１
ｌｌ１に近い部分に入射している． 第５図のグラフＥはこのときの有害光束Ｌｌ．．Ｌ２が
拡散板６面上の照明領域点ａ−ｂ問を照射したときの光
量分布を示している． この結果，該何宵光束Ｌ１．Ｌ２により拡散板６面上で
の照明領域点ａ−ｂ間でのトータル光量の光咀分布は第
５図に示すグラフＡの様に中央部分Ｃが極端にくぼんだ
《リップル》形状の光量ムラを有するグラフになる． このように従来の照明装置においては被照射面ｔの光置
分布を均一にすることが大変難しかった． 又このリップルの発生する拡散板６面上での位置及びリ
ップルの程度（光敞が低下する量）は光源Ａの位置誤差
等によっても変化してくる．この先量ムラを少なくする
為に光源Ａと拡散仮６淳の位置を変更し有害光束Ｌｌ．
Ｌ２が拡散板６面上の照明領域点ａ−ｂ間を照射しない
ようにして光瞳ムラを防止する手段も考えられる．しか
しながら光量ムラが防止できても光源Ａと拡散板６の位
置を変更した為拡散板６面上での光量が減少してしまい
５これを補充する為には光源八の消費電力を上げなけれ
ばならず，この為照明効率が著しく低下してくる等の欠
点があった．本発明はガラス管近傍に反射鏡から反射し
た光束のうち有害光束となる光束を遮光する為の遮光部
材を適切に設けることにより、拡散板面上における照明
領域の光置分布の均一化を図り，かつ照明効率を向上さ
せることのできる照明装置の促供を目的とする． 《問題点を解決するための手段》 本発明の照明装置は発光面と該発光面を包み込むガラス
管とを有する光源と、該光源から放射された光束の一部
を任意の場所に導光させる為のコンデンサーレンズと，
該光源から該コンデンサーレンズ側とは逆方向に放射さ
れた光束の一部を該光Ｓ側方向へ反射させ該コンデンサ
ーレンズ側に導光する為の反Ｉ４鏡とを有した照明装置
であって、該光源から該反射鏡方向へ放射され該反射鏡
で反射されて該光源側方向へ戻ってくる光束のうち，該
光源のガラス管の外周領域を通過して該コンデンサーレ
ンズ側に向う光束を遮光する為の遮光部材を該゛ガラス
管近傍に設けたことを特徴としている． （実施例） 第１図は本発明の照明装置の一実施例の光学系の要郎概
略図である． 同図において第４図に示した要素と同一要素には同符番
を付している．照明装置としての照明方法については第
４図の照明装置と略同じである． 即ち，光源八から反射噴３側に放射された光束の一部は
反射鏡３により光源Ａ側方向へ反射させコンデンサーレ
ンズ４、５に導光して拡散板６の照明領域の点ａ−ｂ間
を照明している．一方光源八より反射鏡３を介さずに直
接コンデンサーレンズ４，５側に放射される光束は、そ
のまま該コンデンサーレンズ４、５を介して集光させて
拡散板６面上の照明頓域の点ａ−ｂ間を照明している． そして該拡散板６を２次光源面として該拡散板６から再
照射された拡散光束により被投影画像７を照明し，該肢
投影画像７を結像レンズ８により不図示のＣＯＤ等の撮
像素子面上に投影結像している． ９、ｌＯは谷々本発明に係る遮光部材であり光源八を構
成するガラス管２近傍に設けられている．遮光部材９，
ＩＯは反Ｑ４鏡３で反射されて光源八を透過せずに該光
ｆｉＡのガラス管２の外周領域を通過してコンデンサー
レンズ４方向に向う光束、所謂有害光束Ｌ１、Ｌ２を遮
光している．尚、本実施例において遮光部材９、１０は
各々矩形状の一部を円形にくり抜いた形成をしている． 本実施例において光源八から直接コンデンサーレンズ４
方向へ放射された光束の一部はコンデンサーレンズ４．
５を介して集光され拡散板６面トの照明領域（フィルム
７を照明するのに最も効率の良い領域）点ａ　−　ｂ　
１１１４を照射している．又反射鏡３９１１に放射され
た光源八からの光束の一部は反ｔｐ４ｔｌ３で光源Ａ側
に反射される．このとき光源Ａの内側を透過した光束は
コンデンサーレンズ４、５を介して集光され拡散板６ｉ
！ｉｉ上の照明領域点ａ−ｂ間を照射している． 一方光源Ａの内側を透過せずに光源八の周囲をすり抜け
てコンデンサーレンズ４に向う有害光束［４１、Ｌ２は
遮光部材９，ＩＯにより遮光している． この様に本実施例では反射鏡３で反射された光束のうち
光源八の脇をすり抜けてコンデンサーレンズ４に向う有
害光束Ｌ１．Ｌ２を返光部材９、ＩＯにより遮光し、こ
れにより前記第５図で説明したように有害光束Ｌｌ．Ｌ
２による拡散板６面上での光量分布の不均一さを除去し
ている． 即ち第５図のグラフＢに示す様にリップルを除去した均
一の光屠分布を得ている． 第２図は本発明の照明装置の他の一実施例の光学系の要
部概略図である． 同図において第４図に示した要素と同一要素には同符番
を付している． 同図において２０．２１は各々遮光部材であり照明系の
光軸２４に対゛してコンデンサーレンズ４劉に傾けて配
置している．そして該遮光部材２０（２１）の両面を反
射面２０ａ、２０１）（２１ａ、２ｌｂ）より構成して
いる．本実施例において各々運光部材２０．２１の光学
的作用は同等であるので説明を簡略化する４に．Ｍ光部
材２０のみの光学的作用を取り１−ばて以下説明する． 本実施例において遮光部１イ２０は反躬繞３で反射され
た光源八からの光束のうち光源八を透過せずにガラス管
２の外周領域（光源Ａの脇）をすり抜けようとする光束
βを該遮光部材２０の反射而２０ａにより再度反射鏡３
方向に反射させ該反射鐘３により反射させ光源Ａ側に戻
している．そして光源Ａを透過した光束βをコンデンサ
ーレンズ４、５を介して拡散Ｆｉ６面上の照明領域点ａ
−ｂ間に導光している． 第６図は第２図に示す照明装置における拡散板６面上の
光量分布を示す説明図である．同図においてグラフＥ゛
は第２図に示す光束βによる拡散板６面上の照明領域点
ａ−ｂ間での光量分布を示している． この様に本実施例では反射ｊａ３で反射された光源八か
らの光束のうち光源八の脇をすり抜けようとする光束β
を遮光部材２０の片面に設けた反射而２０４で反射させ
再度反射鏡３で反射させ光源Ａ　ｉ：．　Ｆｉ入射する
様にして拡散板６へ導光させている． これにより該拡散板６面上での照明領域点ａーｂ間のト
ータル先頃の充電分４１が第６図に示すグラフ八゜，即
ちグラフＣとグラフＤ、そしてグラフビ゛の光攬寄Ｌ＞
の和となるようにし前記第１図で示した実施例に比べて
拡散板６面上での照明効＋（第５図のグラフＢ）をさら
に向上させている． 又本実施例においては従来光源八より反射鏡３を介さず
に放射された光束，例λば第２図に示す光束γの様にコ
ンデンサーレンズ４に直接人刺せず拡散板６の照明とし
て寄与しなかった光束γを遮光部材２０の反射面の面に
設けた反射面２０ｂでコンデンサーレンズ４に入射する
様に反射させている． そして拡散仮６に導光して該拡散板６面−Ｌの照明領域
点ａ−ｂ間を照射している． 第６図のグラフＡＡはこのときの光束γの光噴も含めた
拡散板６面上での照明領域点ａ−ｂ間のトータル光置の
光世分布を示している．この様に本実施例では冠先部材
２０のコンデンサーレンズ４例の面も反射面にして該遮
光部材２０を照明系の光軸２４に対して傾けて配置する
ことにより，従来拡ｒ＆．根６の照明光束として寄与し
なかった光束γを拡散板６面上へ導光し，より該拡散板
６面上での照明効率を向上させている． 尚本実施例では必ずしも遮光部材２０の両面に反射面を
設ける必要はなく、片方であっても良い． 第３図は本発明の照明装置の他の−実施例の光学系の要
部概略図である． 同図において第４図に示した要素と同−要素には同符番
を付している． 同図において３０、３ｌは各々遮光部材であり、該遮光
部材３０．３１の光源Ａ近傍の端部に光源支持ガイド３
０ａ、３１ａを設けて光源八を支持している． 該光源支持ガイド３０ａ．３１ａは各々光源Ａのガラス
′ｉ！２の外面の曲率に対応させて形成されており該光
ｆｉＡの中心が照明系の光軸３４近傍に位置する様に支
持している． 従来光源の交換時に光源の中心位置が照明系の光軸に対
してずれて固定されると，例えば第７図に示す様に拡散
板面上の陳明領域点ａ−ｂ間における光置分布にムラが
発生してくる． 本実施例はこのような拡散板６面上での光置ムラを防止
する為，各々の遮光部材３０、３ｌの光源Ａ近傍の端部
に光源支持ガイド３０ａ．３１ａを設けて光源Ａの交換
時に光源八の中心部，即ち発光面が照明系の光軸３４近
傍に位置するようにしている． これにより拡散板６面上の照明領域の点ａ−ｂ間で光攬
分布の均一化を図っている． 尚本発明に係る遮光部材の形状は矩形状に限らず反射鏡
３で反射された光源八からの光束が該光源Ａ内の周囲を
透過し直接コンデンサーレンズ４に入射するのを防正す
ることが出来る形状であればどのような形状で構成して
も良い． （５！明の効果） 本発明によれば光源部を構成するガラス管の近傍に有害
光束を遮光する為の遮光部材を設けることにより被照射
面である拡散板面上の照明領域の光噛分布の均一化を図
りつつ照明効率を向上させることができる照明装置を達
成することができる． 又遮光部材の両面若しくは片方に反射面を設けて照明系
の光軸に対して傾けて配置することにより、光束の利用
効率を高め拡散板面上での照明領域の照度を向上させる
ことができ、更に遮光部材の光源近傍の端部に光源を支
持する為の光源支持ガイドを設ければ拡散板面上の照明
領域の光量分布をより均一化することができる等の特長
を有し，た照明装置を達成することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の照明装置の一実施例の光学系の要部概
略図、第２図、第３図は各々本発明の照明装置の他の一
実施例の光学系の要部概略図、第４図は従来の照明装置
の光学系の要部概略図，第５図、第６図は各々拡散板面
上での照明領域の光看分布を示す説明図、第７図は光源
位置が照明系の光軸に対してズレて固定されたときの拡
散板面上での照明領域の光看分布を示す説明図である． 図中、１は発光面，２はガラス管，Ａは光源，３は反射
鏡、４．５はコンデンサーレンズ，６は拡散板、７は被
投影画像、８は結像レンズ、９、１０．２０、２＋．３
０、３ｌは遮光部材、２４、３４は照明系の光軸．３０
ａ、３１ａは光源支持ガイドである．

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光面と該発光面を包み込むガラス管とを有する
   光源と、該光源から放射された光束の一部を任意の場所
   に導光させる為のコンデンサーレンズと、該光源から該
   コンデンサーレンズ側とは逆方向に放射された光束の一
   部を該光源側方向へ反射させ該コンデンサーレンズ側に
   導光する為の反射鏡とを有した照明装置であって、該光
   源から該反射鏡方向へ放射され該反射鏡で反射されて該
   光源側方向へ戻ってくる光束のうち、該光源のガラス管
   の外周領域を通過して該コンデンサーレンズ側に向う光
   束を遮光する為の遮光部材を該ガラス管近傍に設けたこ
   とを特徴とする照明装置。
2. （２）前記遮光部材の少なくとも一方の面を反射面より
   構成し、該反射面を照明系の光軸に対して前記コンデン
   サーレンズ側に傾けて配置し、該反射面で反射した光束
   を照明用光束として利用したことを特徴とする請求項１
   記載の照明装置。
3. （３）前記遮光部材の前記光源側端部に前記光源のガラ
   ス管外面の外面曲率に対応させた光源支持ガイドを設け
   、該光源支持ガイドにより前記ガラス管を支持するよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載の照明装置。