JPS6257982B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非常に幅の狭いスリツト状の平面領
域を光照射するためのスリツト照明装置に関する
ものである。

例えば、フアクシミリの読取部などにおいて
は、原稿の走査を行なうため、原稿の非常に幅の
狭いスリツト状の領域を効率よく照明する必要が
ある。

幅が極く細いスリツト状の領域へ光量を集中す
る方法としては、直線上に発光源を分布させた管
灯と、楕円反射鏡を用いる方法が良く知られてい
る。

第１図は、そのような方式の照明装置を示して
いる。

即ち、第１図において、符号１は管灯を、符号
２は楕円反射鏡を、符号３はコンタクトガラスを
それぞれ示している。

管灯１は、第３図に示すように、真直で透明な
外管１ａ内に、発光線１ｂを長手方向に張渡し、
外管１ａの中心部において、発光源１−１，１−
２，…，１−ｉ，…が直線上に分布するようにし
たものである。

発光源１−ｉの数や形状、分布は、極細幅のス
リツト状の照明部における光量分布が照明部の長
さ方向において一様となるように定められる。

楕円反射鏡２は、長手方向に垂直な断面におけ
る反射面の形状が楕円弧をなすように、且つ上記
形状が上記長手方向において一様であるように形
成された一種の凹面鏡であるが、その鏡面を管灯
１に向けて、管灯１の長さ方向に沿つて配設され
る。

楕円反射鏡２の配設態位は、その反射面が決定
する楕円４の２個の焦点の一方を管灯１の発光源
１−ｉが、他方を照明部Ｐが占めるように定めら
れる。

すると管灯１からθ_１なる角度領域に放射され
た光は、楕円反射鏡２に反射され、第１図で図面
に垂直な方向に長い、極く幅の狭いスリツト状の
照明部Ｐへ集光される。

従つて、コンタクトガラス３上に照明すべき原
稿があれば、照明部Ｐに在る原稿部分が照明され
る。上記θなる角を、管灯１の発光源から、楕円
反射鏡２へ入射する光束の、ひらき角と称する。

以上の説明において、直線および楕円という言
葉を用いているが、本明細書中におけるこれらの
語は常に、近似的な意味で用いられるべきことを
付記しておく。

従つて、例えば楕円反射鏡２は、その形態に関
する限り、その楕円弧の反射面形状を、この楕円
弧を近似しうる円弧形状としてもよい。但し、こ
のような円弧状の反射面を有する反射鏡は、あく
までも楕円反射鏡として使用されるのである。従
つて、この円弧状の反射面を持つ近似的な楕円反
射鏡が用いられるとき、その焦点位置は、円弧の
曲率中心ではなく、あくまでも、この円弧が近似
している楕円弧により決定される楕円の焦点であ
る。

ところで第１図に示すような照明装置の場合次
の如き問題点がある。即ち、楕円反射鏡２の配設
位置が、光源である管灯１に近接しているため、
集光に寄与する光束は大きくとれ、ある程度の幅
を有するスリツト状部分の照明には有効であるが
照明部の幅が非常に細い場合は、そのような細幅
の領域への集光力は弱いのである。

これは、第１図に示すように、光源と鏡面との
距離a₁、鏡面と照明部の距離b₁（＞a₁）を定めれ
ば楕円反射鏡２の結像作用により、有限の径を有
する発光源１−ｉの像が、およそb₁／a₁倍に拡大
されて照明部に結像するためである。すなわち、
照明部Ｐにおける光強度分布は、Ｐ点の位置に極
大を有する、つり鐘形となるが、結像作用が拡大
的に作用するので、このつり鐘形の分布の幅が広
くなり、光強度分布の極大値は、さほど大きくな
らず、集光性が悪いのである。

このように、光源部の像が照明部で拡大的であ
るため、仮に、管灯１の位置が正常であるべき位
置からわずかにずれたような場合にも、管灯１の
発光源１−ｉの像は、大きく変動し、従つて定め
られた照明部における光量分布が大きく変動して
しまうのである。

このような問題は、第２図に示すような光学配
置にすることにより、ある程度解消できる。

即ち、第２図に示す楕円反射鏡２ａは、楕円４
の楕円弧を反射面の形状としている点は、楕円反
射鏡２と同じであるが、両反射鏡はその反射面に
おける曲率が異なり、楕円反射鏡２ａは光源であ
る管灯１から遠く、照明部Ｐに近接した位置に発
光源１−ｉ、照明部Ｐを２個の焦点とするように
配置される。第２図に示すように、距離a₂，b₂を
第１図にならつて定めれば、第２図に示す光学配
置では、a₂＞b₂であるから、発光源１−ｉの像
は、b₂／a₂倍に縮小されて照明部に結像すること
になる。このように、照明部Ｐにおける光源像が
縮小的であるから、第２図に示す如き、光学配置
においては、光源からの光を、非常に幅の狭いス
リツト状の領域に、有効に集光でき、且つ、光源
の位置変動に伴う、照明効率の変動も小さい。

しかしながら反面、楕円反射鏡２ａは、光源か
ら離れた位置にあるため、反射面に入射すべき光
の放射角度θ_２そのものが小さくなり、従つて照
明部に集光する光量自体が少ないという問題があ
る。

本発明の目的は、このような問題を解消し、数
分の１mm程度の幅のスリツト状の領域を有効に照
明できるようにすべく、スリツト照明装置を改良
することである。

以下、図面を参照しながら、実施例を以つて、
本発明を説明する。ただし、繁雑をさけるため、
混同の恐れのない同一機械については、第１図以
下の図面を通して同一の符号を用いる。

本発明の特徴とするところは、反射鏡として、
楕円反射鏡２枚の他に、双曲面反射鏡を用いた点
に存する。

双曲面反射鏡は、その長手方向に垂直な断面に
おける反射面の形状が双曲線を形成し、且つ上記
反射面形状が上記長手方向において一様であるよ
うな反射鏡である。このような双曲面反射鏡と２
枚の楕円反射鏡とを第４図に示すような配位関係
に組合せて、幅の非常に狭いスリツト状の照明部
を有効に照明するのである。

即ち、第４図において、符号５は双曲面反射鏡
を、符号２ｂ，２ｃはそれぞれ楕円反射鏡を示し
ている。ただし該例において楕円反射鏡２ｂ，２
ｃの反射面の形状は楕円弧ではなく円弧である
が、この円弧を以て、所望の楕円弧形を近似する
のであるから、すでに記した所に従つて、これら
をも楕円反射鏡と呼ぶのである。

今、図面に垂直な方向に長い、極細幅の照明部
Ｐを、照明するのに、図面に垂直な方向に長い線
状の光源q₀を以てする場合を例にとつて説明すれ
ば、双曲面反射鏡５は、その長さ方向を光源q₀の
長さ方向に沿わせ、双曲面反射鏡５の反射面が決
定する双曲線５０の焦点に光源q₀を一致させて配
置される。

すると、双曲面反射鏡５の結像作用により光源
q₀の虚像q₁が、双曲線５０に対して共役な双曲線
５１の焦点に生ずる。いいかえれば、双曲面反射
鏡５による反射光は、あたかも虚像q₁から放射さ
れた光のように進行する。

そこで、虚像q₁と照明部Ｐとを２個の焦点とす
る任意の楕円の楕円弧を反射面形状として有する
楕円反射鏡を、上記楕円に合致させて配設すれば
双曲面反射鏡５による反射光を照明部Ｐに有効に
集光できる訳である。

第４図において、符号６Ａ，７Ａは、何れも虚
像ｑ１の位置と、照明部ｐの位置とを２焦点とす
る楕円を示している。楕円反射鏡２ｂ，２ｃは本
来は、これら楕円６Ａ，６Ｂの楕円弧の形状を反
射面の形状として持つことが理想であるが、この
実施例では、これら楕円反射鏡２ｂ，２ｃは前述
の通り、実際には、円弧形状により近似されてい
る。即ち、楕円反射鏡２ｂの反射面形状は、実際
には、中心をＯ１とする円６の一部であり、楕円
反射鏡２ｃの反射面形状は、中心をＯ２とする円
７の一部である。楕円６Ａと円６とは、楕円反射
鏡２ｂの反射面が占めている位置では、弧の形状
が近似的に同一形状であり、楕円７Ａと円７と
は、楕円反射鏡２ｃの反射面が占めている位置で
は、弧の形状が近似的に同一形状である。従つて
これら楕円反射鏡２ａ，２ｂは実際の反射面形状
が円弧形状であるにも拘らず、ｑ１，ｐの２点を
焦点とする楕円反射鏡として機能するのである。
したがつて、ｑ１から放射された光束は、楕円反
射鏡２ｂ，２ｃにより反射されるとｐ点に集光す
る。

このようにして、照明部Ｐへは、光源q₀からの
光が有効に集光されて、極細幅のスリツト状部分
を照明し、この照明部からの反射光は、楕円反射
鏡２ｂ，２ｃの間を通り、反射鏡８により反射さ
れて、受光部へ導かれる。

さて、このような照明系を、前述した諸問題に
徴して考えるにまづ、照明部へ集光させられるべ
き光は、光源q₀から、放射角θ_３＋θ_４の領域に
放射される部分の光であつて、十分な光束を確保
できる。

また、光源q₀の虚像q₁は、光源q₀に対して拡大
的であるが、楕円反射鏡２ｂ，２ｃは、このよう
な光学配置においては当然虚光源から遠く、照明
部Ｐに近接して配設されるため、楕円反射鏡２
ｂ，２ｃによる虚光源の像は縮小的となり、全体
として、光源q₀に対し、その照明部における像は
拡大的とはならない。

従つて、このような照明系を用いることによ
り、非常な細幅のスリツト状の領域に十分な光量
を有効に集光でき、しかも、照明部における照明
状態は、光源の変動に対しても比較的安定的であ
ることになる。なお、照明部に十分な光量を集光
させるためには、管灯の発光源から双曲面反射鏡
に入射する光束のひらき角が、180度以上となる
ようにすればよい。

第５図は、本発明を実施した具体的なスリツト
照明装置を示している。図において符号５ａは、
第４図に符号５で示す双曲面反射鏡に同等な双曲
面反射鏡であつて該例においては、第４図に符号
２ｂで示す楕円反射鏡に同等な楕円反射鏡２ｂ１
とと一体的に形成されている。符号２ｃ１が、第
４図に符号２ｃで示す近似的な楕円反射鏡と同等
な楕円反射鏡であることは、いうまでもない。

光源である管灯１は、その発光源１−ｉが、第
４図に符号q₀で示す光源と同様、双曲面反射鏡５
ａの焦点に合致するように配設されるのである。

ところで、このような照明装置の場合、微小な
照明部領域に多量の光が集光されるため、照明部
における温度上昇が著しくなる。特にフアクシミ
リ装置の情報読取部に用いるような場合、原稿の
走査時間が数10秒を要するので、このような長時
間管灯１を発光させた場合、コンタクトガラスの
割れが生じたり、原稿が、上記照明部の温度上昇
によりこげる恐れがある。これを防止するには、
第４図の例のように、楕円反射鏡２ｂ，２ｃを、
双曲面反射鏡５と別体とし、これらの楕円反射鏡
をコールドミラー、即ちガラスの表面に、特殊な
反射膜を設けて、熱輻射線を反射させずに透通さ
せ、熱成分の少い波長の光のみを反射するような
反射媒体とすればよい。ただし、楕円弧を反射面
形状とするコールドミラーの製作に関する技術的
難度は高く、量産コストの低減もそれほど期待で
きないことから、コールドミラーは上述した近似
的な楕円反射鏡としても良い。

なお、第５図における符号９は遮光板であつ
て、必らずしも必要ではないが、これを設けるこ
とにより、受光部における迷光の影響を低減でき
る。

以上、本発明によれば、新規なスリツト照明装
置を提供できる。このスリツト照明装置では、管
灯の発光源を双曲面反射鏡の焦点に配し、かつ、
発光源から双曲面反射鏡へ入射する光束のひらき
角が180度以上であるので照明部に集光さるべき
光の光量を十分に確保できる。また、照明部への
集光が、縮小的であるので、集光効率が良好であ
り、又、光源の微小な位置変動によつても、集光
位置の変動は、光源の変動が結像作用により縮小
されるので、極めてわずかであり、照明部を極め
て安定的に照明できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来知られているスリツ
ト照明装置の光学配置を示す図、第３図は、本発
明の実施に用いられる管灯の一例を示す正面図、
第４図は、本発明によるスリツト照明装置の光学
配置を説明するための図、第５図は、本発明の一
実施例を示す側面図である。 １……管灯、５ａ……双曲面反射鏡、２ｂ，２
ｃ……楕円反射鏡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平面上の幅の極く狭いスリツト状の領域を光
   照射する装置であつて、直線上に発光源を分布さ
   せた管灯と、この管灯に、その長手方向に沿つて
   設けられ上記管灯に面する側の面が鏡面であつ
   て、長手方向に垂直な断面上における上記鏡面の
   形状が上記長手方向に於いて一様である双曲面反
   射鏡および２枚の楕円反射鏡とを有し、上記管灯
   の発光源を上記双曲面反射鏡の焦点に一致させて
   配置し、上記双曲面反射鏡による上記管灯の発光
   源の虚像の位置を一方の焦点とし、照明部を他方
   の焦点として、且つ、上記発光源の虚像の像が上
   記照明部に縮小的に結像するように上記２枚の楕
   円反射鏡を配設し、上記管灯の、上記双曲面反射
   鏡による反射光を上記２枚の楕円反射鏡により照
   明部へ集光するようにしたことを特徴とする、ス
   リツト照明装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に於いて、２枚の楕円
   反射鏡がコールドミラーであることを特徴とする
   スリツト照明装置。