JPH0855506A - ライン照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】透明ロッドへの入射光の指向性を変えることな
く、かつ点光源の出力限界に依存することなく、ライン
照明の照度を容易に上げる。 【構成】空気よりも大きい屈折率を有する透明光学材料
で形成された透明ロッド１に、点光源２から発生する光
を凹面鏡３にて集光した光を入射し、当該入射した光を
透明ロッド１内の一側面側に配置された全反射手段に当
てて全反射させ、全反射手段と反対側の側面よりライン
照明として射出し、対象物上にライン照明を生成するよ
うにしたライン照明装置において、透明ロッドの一端側
の端面に配置されたミラー面１１と、透明ロッドの他端
側に、点光源として配置された複数個の点光源と、各々
の点光源からそれぞれ発生する光を集光して一本化し、
透明ロッドにその端面から入射させる光ファイバーとを
備えて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば撮像素子で画像
を撮る際に撮影の対象物を照明するのに用いられるライ
ン照明装置に係り、特に透明ロッドへの入射光の指向性
を変えることなく、かつ点光源の出力限界に依存するこ
となく、ライン照明の照度を容易に上げ得るようにした
ライン照明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば撮像素子で画像を撮る
際には、撮影の対象物を照明するためのライン照明装置
が多く用いられてきている。図７は、この種の従来のラ
イン照明装置の構成例を示す概要図である。

【０００３】すなわち、図７に示すように、ライン照明
装置は、空気よりも大きい屈折率を有する透明光学材料
で形成された透明ロッド１に、その両端側の端面より、
点光源２から発生する光を凹面鏡３にてレンズ４に集光
した光をそれぞれ入射し、その入射した光５を透明ロッ
ド１内の一側面側に配置された全反射格子６に当てて全
反射させ、全反射格子６と反対側の側面よりライン照明
として射出し、撮影の対象物７上にライン照明８を生成
するものである。

【０００４】ところで、このようなライン照明装置にお
いて、ライン照明の照度を増すためには、点光源２の個
数を増加させることが考えられる。しかしながら、透明
ロッド１に対して同一の入射方向に複数個個の点光源を
並べることは不可能であるため、透明ロッド１に対して
異なった入射方向に並べなくてはならないことになり、
結果として入射光の指向性が保てなくなる。

【０００５】また、１個の点光源２で照度を上げるため
には、点光源２の出力を増加させることが考えられる。
しかしながら、１個の点光源２自体には出力の限界があ
るため、最大照度は点光源２の最大出力に依存せざるを
得ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ライン照明装置においては、透明ロッドに対して入射光
の指向性が保てないばかりでなく、最大照度が点光源の
最大出力に依存せざるを得ないという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、透明ロッドへの入射光の
指向性を変えることなく、かつ点光源の出力限界に依存
することなく、ライン照明の照度を容易に上げることが
可能なライン照明装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、空気よりも大きい屈折率を有する透明光学材料で
形成された透明ロッドに、点光源から発生する光を凹面
鏡にて集光した光を入射し、当該入射した光を透明ロッ
ド内の一側面側に配置された全反射手段に当てて全反射
させ、全反射手段と反対側の側面よりライン照明として
射出し、対象物上にライン照明を生成するようにしたラ
イン照明装置において、まず、請求項１に係る発明で
は、透明ロッドの一端側の端面に配置されたミラー面
と、透明ロッドの他端側に、点光源として配置された複
数個の点光源と、各々の点光源からそれぞれ発生する光
を集光して一本化し、透明ロッドにその端面から入射さ
せる光ファイバーとを備えて成る。

【０００９】また、請求項２に係る発明では、透明ロッ
ドの一端側に、点光源として配置された複数個の点光源
からなる第１の点光源群と、透明ロッドの他端側に、点
光源として配置された複数個の点光源からなる第２の点
光源群と、第１の点光源群の各々の点光源からそれぞれ
発生する光を集光して一本化し、透明ロッドにその端面
から入射させる第１の光ファイバーと、第２の点光源群
の各々の点光源からそれぞれ発生する光を集光して一本
化し、透明ロッドにその端面から入射させる第２の光フ
ァイバーとを備えて成る。

【００１０】さらに、請求項３に係る発明では、上記請
求項２に係る発明のライン照明装置において、第１の光
ファイバーと透明ロッドとの間、および第２の光ファイ
バーと透明ロッドとの間に、透明ロッド内に光をある指
向性を持たせて集光し入射させる少なくとも１個のレン
ズをそれぞれ配置して成る。

【００１１】さらにまた、請求項４に係る発明では、上
記請求項３に係る発明のライン照明装置において、第１
および第２の各光ファイバーの代わりに、セルフォック
ファイバーを備えて成る。

【００１２】ここで、特に上記全反射手段としては、当
たった光が拡散しないように平面精度で形成されかつ全
反射角に切られた全反射格子、または当該全反射格子に
その外側からミラーコーティングを施したもの、あるい
は全反射格子の代わりに完全拡散帯を塗布したものを配
置するようにしている。

【００１３】

【作用】従って、本発明のライン照明装置においては、
複数個の点光源からそれぞれ発生する光を、光ファイバ
ーで集光して一本にまとめて透明ロッドに入射させるこ
とにより、透明ロッドへの入射光の指向性を保ち、かつ
点光源の個数を増加することで、ライン照明の照度を容
易に上げることができる。

【００１４】また、請求項２に係る発明のライン照明装
置においては、透明ロッドにその両端側から光を入射さ
せることにより、ライン照明の照度をより一層容易に上
げることができる。

【００１５】さらに、請求項３に係る発明のライン照明
装置においては、光ファイバーで集光して一本にまとめ
られた光を、レンズで透明ロッド内にある指向性を持た
せて集光し入射させることにより、ライン照明の照度を
さらにより一層容易に上げることができる。

【００１６】

【実施例】本発明では、空気よりも大きい屈折率を有す
る透明光学材料で形成された透明ロッドに、点光源から
発生する光を凹面鏡にて集光した光を入射し、当該入射
した光を透明ロッド内の一側面側に配置された全反射手
段に当てて全反射させ、全反射手段と反対側の側面より
ライン照明として射出し、対象物上にライン照明を生成
するようにしたライン照明装置において、複数個の点光
源からそれぞれ発生する光を、光ファイバーで集光して
一本にまとめて透明ロッドに入射させるようにするもの
である。

【００１７】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例による
ライン照明装置の構成例を示す概要図であり、図７と同
一要素には同一符号を付して示している。

【００１８】すなわち、図１に示すように、本実施例の
ライン照明装置は、空気よりも大きい屈折率を有する透
明光学材料で形成された透明ロッド１に、その一端側の
端面より、複数個（本例では３個）の点光源２から発生
する光を各点光源２に対応して設けられた凹面鏡３にて
集光した光を、光ファイバー１０にて一本化して入射
し、さらにこの入射した光５を、透明ロッド１内の一側
面側に配置された全反射手段である全反射格子６に当て
て全反射させ、この全反射格子６と反対側の側面よりラ
イン照明として射出し、撮影の対象物７上にライン照明
８を生成するようにしている。

【００１９】また、透明ロッド１の他端側の端面は、こ
の端面より入射光５が逃げないようにするミラー面１１
としている。なお、全反射格子６は、当たった光が拡散
しないように平面精度で形成され、かつ全反射角に切ら
れている。

【００２０】次に、以上のように構成した本実施例のラ
イン照明装置においては、３個の点光源２からそれぞれ
発生した光は、各々の凹面鏡３にて集光された光も含め
て、光ファイバー１０で一本にまとめられて、透明ロッ
ド１にその一端側より入射される。

【００２１】そして、この入射した光５は、透明ロッド
１内の全反射格子６に当たって全反射され、反対側の側
面より撮影の対象物７上にライン照明８として生成され
る。これにより、透明ロッド１への入射光５の指向性を
保ったままで、点光源２の個数分のライン照明８の照度
を得ることができる。

【００２２】なお、この場合、透明ロッド１の他端側の
端面は、ミラー面１１となっているため、入射光５が端
面より逃げないようにして、照明効率を上げることがで
きる。

【００２３】上述したように、本実施例では、空気より
も大きい屈折率を有する透明光学材料で形成された透明
ロッド１に、点光源２から発生する光を凹面鏡３にて集
光した光を入射し、この入射した光５を透明ロッド１内
の一側面側に配置された全反射格子６に当てて全反射さ
せ、全反射格子６と反対側の側面よりライン照明として
射出し、撮影の対象物７上にライン照明８を生成するよ
うにしたライン照明装置において、透明ロッド１の一端
側の端面に配置されたミラー面１１と、透明ロッド１の
他端側に、点光源として配置された３個の点光源２と、
各々の点光源３からそれぞれ発生する光を集光して一本
化し、透明ロッド１にその端面から入射させる光ファイ
バー１０とを備えるようにしたものである。

【００２４】従って、個の点光源２からそれぞれ発生す
る光を、光ファイバー１０で集光して一本にまとめて透
明ロッド１に入射させているため、透明ロッド１への入
射光５の指向性を保つことが可能となる。

【００２５】また、点光源２の個数を増加することがで
きるため、点光源２の出力限界に依存することなく、ラ
イン照明８の照度を容易に上げることが可能となる。 （第２の実施例）図２は、本発明の第２の実施例による
ライン照明装置の構成例を示す概要図であり、図１と同
一要素には同一符号を付して示している。

【００２６】すなわち、図２に示すように、本実施例の
ライン照明装置は、空気よりも大きい屈折率を有する透
明光学材料で形成された透明ロッド１に、その一端側
（図示左側）の端面より、複数個（本例では３個）の光
源２からなる第１の点光源群から発生する光を各点光源
２に対応して設けられた凹面鏡３にて集光した光を、第
１の光ファイバー１０にて一本化して入射すると共に、
上記透明ロッド１に、その他端側（図示右側）の端面よ
り、複数個（本例では３個）の光源２からなる第２の点
光源群から発生する光を各点光源２に対応して設けられ
た凹面鏡３にて集光した光を、第２の光ファイバー１０
にて一本化して入射し、さらにこれらの入射した各々の
光５を、透明ロッド１内の一側面側に配置された全反射
手段である全反射格子６にそれぞれ当てて全反射させ、
この全反射格子６と反対側の側面よりライン照明として
射出し、撮影の対象物７上にライン照明８を生成するよ
うにしている。

【００２７】なお、全反射格子６は、当たった光が拡散
しないように平面精度で形成され、かつ全反射角に切ら
れている。次に、以上のように構成した本実施例のライ
ン照明装置においては、３個の点光源２からなる第１の
点光源群から発生した光は、各々の凹面鏡３にて集光さ
れた光も含めて、第１の光ファイバー１０で一本にまと
められて、透明ロッド１にその一端側より入射される。

【００２８】また、同じく３個の点光源２からなる第２
の点光源群から発生した光は、各々の凹面鏡３にて集光
された光も含めて、第２の光ファイバー１０で一本にま
とめられて、透明ロッド１にその他端側より入射され
る。

【００２９】そして、透明ロッド１の一端側および他端
側より入射したこれらの光５は、透明ロッド１内の全反
射格子６に当たって全反射され、反対側の側面より撮影
の対象物７上にライン照明８として生成される。

【００３０】これにより、透明ロッド１への入射光５の
指向性を保ったままで、点光源２の個数分のライン照明
８の照度を得ることができる。なお、この場合、透明ロ
ッド１にその両端側から光を入射させることにより、ラ
イン照明８の照度をより一層容易に上げることができる
（第１の実施例の場合のほぼ２倍の照度が得られる）。

【００３１】上述したように、本実施例では、空気より
も大きい屈折率を有する透明光学材料で形成された透明
ロッド１に、点光源２から発生する光を凹面鏡３にて集
光した光を入射し、この入射した光５を透明ロッド１内
の一側面側に配置された全反射格子６に当てて全反射さ
せ、全反射格子６と反対側の側面よりライン照明として
射出し、撮影の対象物７上にライン照明８を生成するよ
うにしたライン照明装置において、透明ロッド１の一端
側に、点光源２として配置された３個の点光源２からな
る第１の点光源群と、透明ロッド１の他端側に、点光源
として配置された３個の点光源２からなる第２の点光源
群と、第１の点光源群の各々の点光源２からそれぞれ発
生する光を集光して一本化し、透明ロッド１にその端面
から入射させる第１の光ファイバー１０と、第２の点光
源群の各々の点光源２からそれぞれ発生する光を集光し
て一本化し、透明ロッド１にその端面から入射させる第
２の光ファイバー１０とを備えるようにしたものであ
る。

【００３２】従って、個の点光源２からそれぞれ発生す
る光を、光ファイバー１０で集光して一本にまとめて透
明ロッド１に入射させているため、透明ロッド１への入
射光５の指向性を保つことが可能となる。

【００３３】また、点光源２の個数を増加することがで
きるため、点光源２の出力限界に依存することなく、ラ
イン照明８の照度を容易に上げることが可能となる。さ
らに、透明ロッド１にその両端側から光を入射させてい
るため、ライン照明８の照度をより一層容易に上げるこ
とが可能となる（第１の実施例の場合のほぼ２倍の照度
を得ることが可能となる）。

【００３４】（第３の実施例）図３は、本発明の第３の
実施例によるライン照明装置の構成例を示す概要図であ
り、図２と同一要素には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００３５】すなわち、図３に示すように、本実施例の
ライン照明装置は、図２における第１の光ファイバー１
０と透明ロッド１との間、および第２の光ファイバー１
０と透明ロッド１との間に、透明ロッド１内に光をある
指向性を持たせて集光し入射させる２個のレンズ１２，
１３をそれぞれ配置した構成としている。

【００３６】次に、以上のように構成した本実施例のラ
イン照明装置においては、３個の点光源２からなる第１
の点光源群から発生した光は、各々の凹面鏡３にて集光
された光も含めて、第１の光ファイバー１０で一本にま
とめられる。そして、この一本化された光は、レンズ１
２を通して集光され、さらにレンズ１３を通して平行光
とされ、全反射格子６により効率良く全反射されるよう
なある指向性を持たせて、透明ロッド１にその一端側よ
り入射される。

【００３７】また、同じく３個の点光源２からなる第２
の点光源群から発生した光は、各々の凹面鏡３にて集光
された光も含めて、第２の光ファイバー１０で一本にま
とめられる。そして、この一本化された光は、レンズ１
２を通して集光され、さらにレンズ１３を通して平行光
とされ、全反射格子６により効率良く全反射されるよう
なある指向性を持たせて、透明ロッド１にその他端側よ
り入射される。

【００３８】そして、透明ロッド１の一端側および他端
側より入射したこれらの光５は、透明ロッド１内の全反
射格子６に当たって全反射され、反対側の側面より撮影
の対象物７上にライン照明８として生成される。

【００３９】これにより、透明ロッド１への入射光５の
指向性を保ったままで、点光源２の個数分のライン照明
８の照度を得ることができる。なお、この場合、各々の
光ファイバー１０で一本化された光は、レンズ１２を通
して集光され、レンズ１３を通して平行光とされ、全反
射格子６により効率良く全反射されるようなある指向性
を持たせて、透明ロッド１にその両端側から入射させる
ことにより、ライン照明８の照度を第２の実施例の場合
よりも一層容易に上げることができる。

【００４０】上述したように、本実施例のライン照明装
置においても、透明ロッド１への入射光５の指向性を変
えることなく、かつ点光源２の出力限界に依存すること
なく、ライン照明８の照度を容易に上げることが可能と
なる。

【００４１】（第４の実施例）図４は、本発明の第４の
実施例によるライン照明装置の要部構成例を示す概要図
であり、図３と同一要素には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００４２】すなわち、図４に示すように、本実施例の
ライン照明装置は、図３におけるレンズ１２、レンズ１
３を省略すると共に、第１および第２の各光ファイバー
１０の代わりに、セルフォックファイバー１４を用いた
構成としている。

【００４３】次に、以上のように構成した本実施例のラ
イン照明装置においては、図３の場合と同様であるが、
光ファイバー１０の代わりに、セルフォックファイバー
１４を用いることにより、図３におけるレンズ１２、レ
ンズ１３を省略できるため、ライン照明装置を第３の実
施例の場合よりも一層コンパクトなものにすることがで
きる。

【００４４】上述したように、本実施例のライン照明装
置においても、透明ロッド１への入射光５の指向性を変
えることなく、かつ点光源２の出力限界に依存すること
なく、ライン照明８の照度を容易に上げることが可能と
なる。

【００４５】尚、本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、次のようにしても同様に実施できるもので
ある。 （ａ）上記第１ないし第４の各実施例では、全反射手段
として、当たった光が拡散しないように平面精度で形成
されかつ全反射角に切られた全反射格子６を配置する場
合についてそれぞれ説明したが、これに限らず、全反射
手段として、例えば図５に要部構成例を示すように、全
反射格子６の部分にその外側からミラーコーティング１
５を施したものを配置したり、あるいは図６に要部構成
例を示すように、全反射格子６の代わりに完全拡散帯１
６を塗布したものを配置するようにしても、前述の場合
と同様に実施して前述と同様の効果を得ることが可能で
ある。

【００４６】（ｂ）上記第３の各実施例では、第１の光
ファイバー１０と透明ロッド１との間、および第２の光
ファイバー１０と透明ロッド１との間に、２個のレンズ
１２，１３をそれぞれ配置する場合について説明した
が、これに限らず、一方のレンズ１３を省略して入射光
５を広げげることにより、全反射格子６に当たる面積を
大きくすることも可能となる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
気よりも大きい屈折率を有する透明光学材料で形成され
た透明ロッドに、点光源から発生する光を凹面鏡にて集
光した光を入射し、当該入射した光を透明ロッド内の一
側面側に配置された全反射手段に当てて全反射させ、全
反射手段と反対側の側面よりライン照明として射出し、
対象物上にライン照明を生成するようにしたライン照明
装置において、透明ロッドの一端側の端面に配置された
ミラー面と、透明ロッドの他端側に、点光源として配置
された複数個の点光源と、各々の点光源からそれぞれ発
生する光を集光して一本化し、透明ロッドにその端面か
ら入射させる光ファイバーとを備えるか、または透明ロ
ッドの一端側に、点光源として配置された複数個の点光
源からなる第１の点光源群と、透明ロッドの他端側に、
点光源として配置された複数個の点光源からなる第２の
点光源群と、第１の点光源群の各々の点光源からそれぞ
れ発生する光を集光して一本化し、透明ロッドにその端
面から入射させる第１の光ファイバーと、第２の点光源
群の各々の点光源からそれぞれ発生する光を集光して一
本化し、透明ロッドにその端面から入射させる第２の光
ファイバーとを備え、さらに必要に応じて、第１の光フ
ァイバーと透明ロッドとの間、および第２の光ファイバ
ーと透明ロッドとの間に、透明ロッド内に光をある指向
性を持たせて集光し入射させる少なくとも１個のレンズ
をそれぞれ配置するようにしたので、透明ロッドへの入
射光の指向性を変えることなく、かつ点光源の出力限界
に依存することなく、ライン照明の照度を容易に上げる
ことが可能なライン照明装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるライン照明装置の第１の実施例を
示す概要図。

【図２】本発明によるライン照明装置の第２の実施例を
示す概要図。

【図３】本発明によるライン照明装置の第３の実施例を
示す概要図。

【図４】本発明によるライン照明装置の第４の実施例を
示す要部概要図。

【図５】本発明によるライン照明装置の他の実施例を示
す要部概要図。

【図６】本発明によるライン照明装置の他の実施例を示
す要部概要図。

【図７】従来のライン照明装置の構成例を示す概要図。

【符号の説明】

１…透明ロッド、２…点光源、３…凹面鏡、５…入射
光、６…全反射格子、７…撮影の対象物、８…ライン照
明、１０…光ファイバー、１１…ミラー面、１２，１３
…レンズ、１４……セルフォックファイバー、１５…ミ
ラーコーティング、１６…完全拡散帯。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気よりも大きい屈折率を有する透明光
   学材料で形成された透明ロッドに、点光源から発生する
   光を凹面鏡にて集光した光を入射し、当該入射した光を
   前記透明ロッド内の一側面側に配置された全反射手段に
   当てて全反射させ、前記全反射手段と反対側の側面より
   ライン照明として射出し、対象物上にライン照明を生成
   するようにしたライン照明装置において、 前記透明ロッドの一端側の端面に配置されたミラー面
   と、 前記透明ロッドの他端側に、前記点光源として配置され
   た複数個の点光源と、 前記各々の点光源からそれぞれ発生する光を集光して一
   本化し、前記透明ロッドにその端面から入射させる光フ
   ァイバーと、 を備えて成ることを特徴とするライン照明装置。
2. 【請求項２】 空気よりも大きい屈折率を有する透明光
   学材料で形成された透明ロッドに、点光源から発生する
   光を凹面鏡にて集光した光を入射し、当該入射した光を
   前記透明ロッド内の一側面側に配置された全反射手段に
   当てて全反射させ、前記全反射手段と反対側の側面より
   ライン照明として射出し、対象物上にライン照明を生成
   するようにしたライン照明装置において、 前記透明ロッドの一端側に、前記点光源として配置され
   た複数個の点光源からなる第１の点光源群と、 前記透明ロッドの他端側に、前記点光源として配置され
   た複数個の点光源からなる第２の点光源群と、 前記第１の点光源群の各々の点光源からそれぞれ発生す
   る光を集光して一本化し、前記透明ロッドにその端面か
   ら入射させる第１の光ファイバーと、 前記第２の点光源群の各々の点光源からそれぞれ発生す
   る光を集光して一本化し、前記透明ロッドにその端面か
   ら入射させる第２の光ファイバーと、 を備えて成ることを特徴とするライン照明装置。
3. 【請求項３】 前記請求項２に記載のライン照明装置に
   おいて、 前記第１の光ファイバーと透明ロッドとの間、および前
   記第２の光ファイバーと透明ロッドとの間に、前記透明
   ロッド内に光をある指向性を持たせて集光し入射させる
   少なくとも１個のレンズをそれぞれ配置して成ることを
   特徴とするライン照明装置。
4. 【請求項４】 前記請求項３に記載のライン照明装置に
   おいて、 前記第１および第２の各光ファイバーの代わりに、セル
   フォックファイバーを備えて成ることを特徴とするライ
   ン照明装置。
5. 【請求項５】 前記全反射手段としては、当たった光が
   拡散しないように平面精度で形成されかつ全反射角に切
   られた全反射格子、または当該全反射格子にその外側か
   らミラーコーティングを施したもの、あるいは前記全反
   射格子の代わりに完全拡散帯を塗布したものを配置する
   ようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項４の
   いずれか１項に記載のライン照明装置。