JPH05150381A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照明領域における長手方向の光量分布を均一
にする。 【構成】 略点状の固定光源１と、固定光源１の光束Ａ
を短手方向Ｔにのみ平行化するトーリックレンズ２また
は放物筒面反射鏡２′からなる第一偏向手段と、第一偏
向手段２または２′によって平行化された光束Ａを長手
方向Ｎにのみ平行化するシリンドリカルレンズ３と、シ
リンドリカルレンズ３によって平行化された光束Ａを原
稿７に導く走査反射笠４とを設け、第一偏向手段２また
は２′とシリンドリカルレンズ３との間に、光束Ａの長
手方向Ｎの中央領域の光量を減少させる光量補正機構８
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写機，イメー
ジリーダ等のように、固定された光源からの光束を短
手，長手方向に平行化するとともに、該光束を照明領域
に導く照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２，１３は第一従来例の照明装置
（特公昭５３−４１９７６号）を示す。これらの図にお
いて図１２は概略斜視図、図１３（Ａ）は図１２の長手
方向断面図、（Ｂ）は短手方向断面図である。１００は
点状の固定光源であり、固定光源１００を挾んで回転放
物面鏡１０１と、移動反射手段としての走査反射笠１０
２とを設けてある。

【０００３】そして、固定光源１００の光束ａは回転放
物面鏡１０１によって反射される際に、短手方向ｔ及び
長手方向ｎの両方向に平行化された後、走査反射笠１０
２へと導かれる。走査反射笠１０２は原稿台ガラス１０
３に沿って移動し、光束ａが照明領域、即ち、原稿面１
０４を照明する。

【０００４】この第一従来例では、長手方向の中央部の
光束と長手方向の周辺部の光束との光路の差を小さくす
るために、固定光源は回転放物面１０１から遠ざけた構
成となっている。

【０００５】一方、図１４に示す従来例のバリエーショ
ンである第二従来例（（Ａ）は長手方向断面図、（Ｂ）
は短手方向断面図）においては、固定光源１００の光束
を有効に反射させるために、回転放物面鏡１０１に近づ
けてその焦点距離をできるだけ小さくした構成になって
いる。

【０００６】一方、図１５は第三従来例を示している。
２００は長さ２ｈ₁ を有する光源としてのフィラメント
であり、２０１は回転放物面鏡である。また、２０２は
被照明領域である。

【０００７】上記構成において、フィラメント２００の
光束ｅは回転放物面鏡２０１によって反射，平行化さ
れ、照明領域２０２を長手方向の幅Ｌに亘って照明す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第一従来例に
おいては、固定光源１００から長手方向の端部に届く光
束のための反射点を近くなるようにして、長手方向中央
部から端部方向への光量変化を小さくしようという主旨
なので、回転放物面鏡１０１焦点距離ｄが大きくなり、
端手方向ｔにとらえ得る光束幅はが小さくなって、照明
効率が低いものであった。

【０００９】一方、第二従来例のように、焦点距離ｄを
小さくして回転放物面鏡１０１で反射される光束をより
有効に取り込もうとしても、今度は長手方向の端部の反
射点ｂと中央部反射点では反射するまでの光路長に大き
な差が生じることになる。

【００１０】そのため、この照明系では端部光量が中央
部光量に比べて低いものとなってしまうために、照明領
域を長手方向に均一に照明するためには、中央部の光量
を大きく捨てて補正しなければならず、最終的には効率
の良い均一に照明とはならないとう欠点を有していた。

【００１１】また、第三従来例では、フィラメント２０
０のまん中以外の点からの光束（例えば、フィラメント
２００のまん中からｈ₁ 離れた点からの光束）について
は、スリット長手対応方向の被照明幅Ｌのうち、両端の
ｈ₂ づつは照明されず、半影となってしまうため光量お
ちとなるという現象が起こる。

【００１２】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、照明領域における長手方向の光量を均一にすること
のできる照明装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明にあっては、略点状の固定光源と、固定光源の光
束を短手方向にのみ平行化する第一偏向手段と、第一偏
向手段によって平行化された光束を長手方向にのみ平行
化する第二偏向手段と、第二偏向手段によって平行化さ
れた光束を照明領域に導く移動反射手段とを設け、第一
偏向手段と第二偏向手段との間に、光束の長手方向の中
央領域の光量を減少させる光量補正手段を設けた。

【００１４】また、前記光量補正手段を、前記第一偏向
手段又は第二偏向手段に直接設けた。

【００１５】また、所定の長手方向寸法を有する固定光
源と、固定光源の光束を透過または反射して長手方向に
平行化する光学手段と、光学手段を反射または透過した
光束が導かれる照明領域とを有する照明装置において、
前記固定光源の長手方向寸法を２ｈ₁ とし、光学手段の
長手方向寸法をＬ′とし、固定光源から光学手段までの
長手方向の焦点距離をＭ₁ とし、光学手段から照明領域
までの距離をＭ₂ とし、照明領域の必要照明幅をＬとし
たとき、 Ｌ′≧Ｌ＋２ Ｍ₂ ／Ｍ₁ ・ｈ₁ の関係を満足したことを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成に基づく本発明は、固定光源から出た
光束は第一偏向手段によって短手方向に平行化された
後、光量補正手段によって中央領域の光量が減少され、
長手方向の光量が均一化される。その後、光束は第二偏
向手段によって長手方向に平行化され、移動反射手段に
反射されて照明領域を照明する。

【００１７】また、固定光源の光束は光学手段によって
長手方向に平行化された後、照明領域を照明する。その
際、長手方向両端の光束は、照明幅の外側まで到達する
ため、長手方向の照明光量が均一化される。

【００１８】

【実施例】図１，２に本発明の第１実施例を示す。これ
らの図において、１はほぼ点状の固定光源、２は１から
出る光束Ａのうち、短手方向Ｔのみを平行化するトーリ
ックレンズ（第一偏向手段）であり、３は今度は長手方
向Ｎのみをコリメートするシリンドリカルレンズ（第二
偏向手段）である。これら２つの偏向手段により、長手
・短手ともにほぼ平行化された光束は、次に長手方向に
はパワーを持たず、短手方向にのみ集光性を持つ走査反
射笠（移動反射手段）４によって原稿台ガラス６上に置
かれた原稿の被照明領域を照射することになる。

【００１９】なお、５は固定光源１から出る光束のう
ち、トーリックレンズ２と反対側に出る光束を光源に戻
して照明効率を上げるための反射笠ある。照明効率を考
えなくてよい場合は省略したり、単なるフレア防止の遮
光板としてもよい。

【００２０】上記トーリックレンズ２は走査反射笠４と
固定光源１との間に設けてあり、シリンドリカルレンズ
３はトーリックレンズ２と走査反射笠４との間に設けて
ある。走査反射笠４は固定光源１に対して近接・離間す
るように矢印Ｂ方向に沿って移動自在である。

【００２１】この走査反射笠４は平行光束Ｂの方向に走
査することにより、原稿台ガラス６上の被照明領域、即
ち原稿７を走査するようになっている。また８は、この
発明の主旨である光量補正手段としての光量補正板であ
る。この光量補正板８はトーリックレンズ２とシリンド
リカルレンズ３との間に設けてあり、側面形状は長手方
向Ｎの中央領域に比べて両端を細くした紡錘形となって
いる。具体的には遮光板，フィルター等により構成す
る。

【００２２】次に、上記第１実施例の作用を説明する。
固定光源１から発した光束Ａはトーリックレンズ２を透
過する際に短手方向Ｔのみ平行化される。そして、該図
３（Ａ）の光量分布をもつ光束Ａは、光量補正板８によ
って長手方向Ｎの中央領域の光量がカットされ、図３
（Ｂ）のように均一な光束となる。

【００２３】その後、該光束Ａはシリンドリカルレンズ
３を透過する際に長手方向Ｎについて平行化されるとと
もに、矢印Ｂ方向に移動する走査反射笠４によって反射
され、原稿７をスリット状に照明する。

【００２４】以上のように本発明においては、光量補正
板８で中央領域の光量をカットしているから、原稿７に
おける長手方向の照明光量が均一となり良好な照明状態
を得られる。

【００２５】なお、本発明では、光量補正板８をトーリ
ックレンズ２とシリンドリカルレンズ３との間に設けて
あるため、最大限に長手方向に拡開する以前の光束Ａの
長さに対応した寸法に設定しておくだけでよい。従っ
て、長手方向にコンパクトなものとなっている。

【００２６】図４，５に本発明の第２実施例を示す。こ
れらの図においては第１実施例とは異なり、第１偏向手
段として、ほぼ放物筒面（あるいは放物筒面に近い楕円
筒面）の反射鏡２′が用いられており、固定光源１から
出た光束Ａを短手方向にコリメートしている。

【００２７】その際、固定光源１から出る光束Ａのうち
直接シリンドリカルレンズ３の方向に向かう光束Ａを光
源１へ戻し、再び反射鏡２の方向に向かわせるために、
光源１と光量補正板８との間に遮光反射板５が設けられ
ている。この遮光反射板５は効率を考えなくてもよい場
合には単なる遮光板でもよい。その他の構成については
第１実施例と一のものである。

【００２８】図６に、第３実施例として光量補正板８の
形状のバレーションについて示す。（Ａ）はガラス板又
はフィルター板８ａの中央に紡錘形の遮光パターン８ｃ
をつけたもの、（Ｂ）はフィルター板８ａの上下に半月
状の遮光パターン８ｄをつけたものである。（Ｃ）は山
形の遮光パターン８ｅをつけたもの、（Ｄ）は中央部を
濃くして透過率を低くし、周辺にいくにつれて濃度を下
げて透過率を上げていく分布８ｆをつけたものである。
なお、タイプ（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はガラス板，フィ
ルター板を用いず、図の形状のような遮光板を空中に保
持している形状であってもよい。

【００２９】なお、こうしたパターンや濃度分布につい
ては必ずしも平面上につける必要はなく、トーリックレ
ンズ２或は放物筒ミラー２′上に直接つけてもよい。

【００３０】このようにすれば一層コンパクトになる。
なお実施例１，２の第２偏向手段としてはシリンドリカ
ルレンズ３を用いているが、これは図７（Ａ）に示すよ
うなシリンドリカルフレネルレンズ３′であってもよ
い。また、走査反射笠４としては、１枚系を用いていた
が、これも図７（Ｂ）に示すように複数枚として、切り
貼り原稿の影が出にくい構造にすることも考えられる。

【００３１】図８（Ａ）は本発明の第４実施例を表わす
図であり、コリメート系のスリット長手対応方向の平面
断面図を示す。１１は固定光源ランプのフィラメントを
示し、このランプはほぼ、点光源であると考えられる
が、実際にはその発光部であるフィラメントは線状であ
り、ある長手方向寸法２ｈ₁ を持っている。１２は、ス
リット長手対応方向は上記光源ランプのフィラメントの
まん中を焦点とし、その焦点距離がＭ₁ の回転放物面反
射鏡、１３は光源より最も離れた位置での照明領域を示
す。

【００３２】１４は本発明の特徴である、必要照明幅Ｌ
を維持するために回転放物面反射鏡１２の両端に突出し
た部分をしめす。

【００３３】この構成図において、まず、光源ランプの
フィラメント１１からの光束Ａについて述べると、光束
は回転放物面反射鏡１２によって反射されると同時に平
行光となり、照明領域１３には図のような幅Ｌをもって
照明される。

【００３４】今回問題としている光源ランプのフィラメ
ント１１の端の部分（フィラメント上中心からｈ₁ の距
離の位置）からの光束によっても、この被照明領域Ｌを
照明するためには回転放物面反射鏡１２の長手対応の長
さＬ′をＬ′＝Ｌ＋２ Ｍ₂／Ｍ₁ ・ｈ₁ になるように
長手方向に突出部１４をつけ足す必要がある。これによ
って光源が有限の長さであることによって生ずる半影現
象による周辺部での照度低下が無くなる。

【００３５】図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第５実施例
であり、図９（Ａ）は斜視図、図９（Ｂ）は平面断面
図、図９（Ｃ）は側面断面図である。

【００３６】構成は１１は光源ランプのフィラメント、
１５は子線断面においては光源を焦点としたコリメート
系になっていて、母線方向の断面が光源を中心とする円
弧で構成されているトーリックレンズ、１６は、前記ト
ーリックレンズの母線方向の光束をコリメートするシリ
ンドリカルレンズである。

【００３７】この構成において、光源ランプのフィラメ
ント１７からの光束Ａは、スリット短手方向に対応する
方向はトーリックレンズ１５によって平行にされ、スリ
ット長手に対応する方向は、そのまま通過し、シリンド
リカルレンズ１６によってスリット短手に対応する方向
は平行光束のままを保ち、スリット長手に対応する方向
の光束も平行光束となり、最終的には完全な平行光が得
られる。

【００３８】この構成において、光源ランプのフィラメ
ント１７が点状ではなく線状に２ｈ₁ の長さを持つと考
えると、実施例４の場合と同様シリンドリカルレンズ１
６の長さが必要照明幅Ｌと同じ幅であった場合、スリッ
ト長手に対応する方向の被照明領域Ｌの両端ｈ₂ ＝Ｍ₂
／Ｍ₁ ・ｈ₁ づつは半影となり、光量おちが生じるが、
シリンドリカルレンズ６のスリット長手対応断面の長さ
Ｌ′をＬ′≧Ｌ＋２Ｍ₂ ／Ｍ₁ ・ｈ₁ としてあるため、
光源ランプのフィラメント１１が線状であっても領域Ｌ
の端において、光量おちがなくなる。ここで、Ｍ₁ はシ
リンドリカルレンズ１６の焦点距離，Ｍ₂ はシリンドリ
カルレンズ１６と照明領域との距離である。

【００３９】なお、実施例５のシリンドリカルレンズを
リニアフレネルレンズにすると、厚さを大きくすること
なくＤ径を大きくできるため、軽量化，低コスト化を図
れる。

【００４０】図１０、図１１は第６実施例を示してい
る。

【００４１】構成は、５１は光源ランプのフィラメン
ト、５９は迷光防止用の反射鏡、６０はスリット短手対
応方向の形状が光源を焦点とする放物筒面反射鏡、５６
はシリンドリカルレンズ、５３は被照明面をしめす。

【００４２】この構成において光源ランプのフィラメン
ト間から発散した光束Ａは被照明面側を直接照明しない
ようにおかれている迷光防止用の反射鏡５９の作用によ
り、一度放物筒面によって反射されてからシリンドリカ
ルレンズ５６に至るようになっている。

【００４３】スリット長手対応方向においては、光源ラ
ンプフィラメント５１からの光束Ａは、放物筒面１０で
は平面鏡で反射されたのと同様何も作用を加えられず、
シリンドリカルレンズ５６によって平行光となる。スリ
ット短手対応方向においては、放物筒面により平行光と
され、シリンドリカルレンズ５６によって作用は加えら
れない。このようにして、最終的には完全な平行光が得
られる。

【００４４】この構成において光源ランプのフィラメン
ト５１が点状ではなく線状であり、２ｈ₁ の長さを持
つ。

【００４５】そして、スリット長手対応断面において、
放物筒面１０とシリンドリカルレンズ５６の長手方向の
長さＬ′をＬ′＝Ｌ＋２ Ｍ₂ ／Ｌ₁ ・ｈ₁ となるよう
に大きくしてあるから、このことにより、光源ランプの
フィラメント５１が線状であっても領域Ｌの端において
光量おちがなくなる。

【００４６】ここで、Ｍ₁ はシリンドリカルレンズ５６
の焦点距離で、光源５７の放物筒面反射鏡６０による虚
像とシリンドリカルレンズ５６の距離に対応している。
また、Ｍ₂ はシリンドリカルレンズ５６と照明領域との
距離である。

【００４７】なお、第６実施例においてもシリンドリカ
ルレンズをリニアフレネルレンズにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したものであ
るから、光量補正手段によって光束の長手方向中央領域
の光量をカットし、長手方向の光量分布を均一にでき
る。

【００４９】また、光束は照明領域の必要照明幅よりも
外側まで到達するし長手方向の光量分布が均一となる。

【００５０】従って、良好な照明状態を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の斜視図。

【図２】（Ａ）は図１の平面断面図、（Ｂ）は図１の正
面断面図。

【図３】（Ａ）,(Ｂ）は長手方向の光量分布を示す図。

【図４】第２実施例の斜視図。

【図５】（Ａ）は図４の平面断面図、（Ｂ）は図４の正
面断面図。

【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は第３実施例であり、光量補正
板の各種実施例を示す図。

【図７】（Ａ）は第二偏向手段の他の構成例を示す斜視
図、（Ｂ）は移動反射部材の他の構成例を示す正面断面
図。

【図８】第４実施例の平面図。

【図９】（Ａ）は第５実施例の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の平面断面図、（Ｃ）は（Ａ）の正面断面図。

【図１０】第６実施例の斜視図。

【図１１】（Ａ）は図１０の平面断面図、（Ｂ）は図１
０の正面断面図。

【図１２】第一従来例の斜視図。

【図１３】（Ａ）は図１２の平面断面図、（Ｂ）は図１
２の正面断面図。

【図１４】（Ａ）は第二従来例の平面断面図、（Ｂ）は
第二従来例の正面断面図。

【図１５】第三従来例の平面断面図。

【符号の説明】

１ 固定光源 ２ トーリックレンズ ２′放物筒面反射鏡 ３ シリンドリカルレンズ ４ 走査反射笠 ８ 光量補正板 Ａ 光束 Ｔ 短手方向 Ｎ 長手方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略点状の固定光源と、固定光源の光束を
   短手方向にのみ平行化する第一偏向手段と、第一偏向手
   段によって平行化された光束を長手方向にのみ平行化す
   る第二偏向手段と、第二偏向手段によって平行化された
   光束を照明領域に導く移動反射手段とを設け、第一偏向
   手段と第二偏向手段との間に、光束の長手方向の中央領
   域の光量を減少させる光量補正手段を設けたことを特徴
   とする照明装置。
2. 【請求項２】 前記光量補正手段を、前記第一偏向手段
   又は第二偏向手段に直接設けた請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 所定の長手方向寸法を有する固定光源
   と、固定光源の光束を透過または反射して長手方向に平
   行化する光学手段と、光学手段を反射または透過した光
   束が導かれる照明領域とを有する照明装置において、 前記固定光源の長手方向寸法を２ｈ₁ とし、光学手段の
   長手方向寸法をＬ′とし、固定光源から光学手段までの
   長手方向の焦点距離をＭ₁とし、光学手段から照明領域
   までの距離をＭ₂ とし、照明領域の必要照明幅をＬとし
   たとき、 Ｌ′≧Ｌ＋２ Ｍ₂ ／Ｍ₁ ・ｈ₁ の関係を満足したことを特徴とする照明装置。