JPH0887077A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光量の犠牲が小さく、且つ部品点数を増加せ
ずに露光面の照度分布が均一な光照射装置を提供するこ
と。 【構成】 光源ランプと、入射した光束の進行方向を変
える折返しミラーを持つ光拡散箱とを有し、前記折返し
ミラーの一部に光拡散領域を設けたことを特徴とする。
更に、前記光拡散箱の内部に前記光源ランプからの光束
の光軸に対して傾斜して配置された光拡散板を有するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、写真プリンタや画像読
取り装置用の光源として用いられる光照射装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の光照射装置の分野では、実開昭４
９−６９３３７号公報に記載のように写真プリンタや写
真フィルム画像読取り装置に用いられる光源として、光
源ランプからの光束を光拡散箱に入射し、拡散光を照射
するものが知られている。光拡散箱は光源ランプからの
光を箱中で多重反射させ、光射出面での輝度分布および
色特性が均一な面光源を作るために用いられる。

【０００３】従来用いられている光拡散箱としては、図
１に示すように内面が鏡張りの筒（ミラートンネル）２
の両端に光拡散板３、４を配し、光源であるランプ１か
らの光束を多重反射させるものや、図２に示すように図
１のミラートンネル２を途中で折り曲げた形状のものが
ある。また、鏡張りの筒の代わりに内面が拡散面になっ
ている筒を用いることもある。

【０００４】しかしながら、これらの構成で面光源を作
成した場合、光射出面の中央部に対して周辺部が暗くな
ったり、また面光源の左右（或いは上下）で輝度バラン
スが偏るという現象が生じる。この現象が生じる原因の
主なものは、ミラートンネルの構成に起因する光射出面
の輝度分布と、前記光射出面と露光面との間に配置され
る結像レンズのコサイン４乗則による周辺光量の低下で
ある。

【０００５】従来、この現象を緩和し露光面での照度分
布が均一になる面光源を達成するために、ミラートンネ
ル２を長くして内部での反射回数を増やしたり、拡散板
３、４の形状を平凸にし中央部の明るさを滅殺する等の
方法が採られていた。

【０００６】また、左右あるいは上下の輝度バランスを
改善するために、遮蔽物を配するなどの構成も採られて
いた。

【０００７】しかし、これらの方法では、露光面での照
度分布を均一化するためには光量の犠牲が大きくなると
いう問題があった。

【０００８】そこで、光量の犠牲が小さく、且つ露光面
での照度分布を均一化するものとして、図３に示すよう
にミラートンネル２の内部に切頭円錐若しくは角錐の空
洞体１３を配置する方法が実公昭５９−１３６２２号公
報に提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の光照射装置では、部品点数が増加し、構成が複雑に
なるという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、光量の犠牲が小さく、且
つ部品点数を増加せずに露光面の照度分布が均一な光照
射装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光照射装置は、光源ランプと、入射した光
束の進行方向を変える折返しミラーを持つ光拡散箱とを
有し、前記折返しミラーの一部に光拡散領域を設けたこ
とを特徴とする。

【００１２】更に、前記光拡散箱の内部に前記光源ラン
プからの光束の光軸に対して傾斜して配置された光拡散
板を有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の構成によると、光源ランプから光拡散
領域に入った光束は、拡散反射し、露光面での照度分布
の偏りを小さくする。

【００１４】更に、ミラートンネルの内部に光源ランプ
からの光束の光軸に対して傾斜して光拡散板を設けた場
合は、露光面での照度分布のピークがずれる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。尚、各実施例において実施例相互で同一部分
または相当部分には同一の符号を付してある。

【００１６】図４は、第１実施例の光照射装置の断面図
である。１４は光源となるハロゲンランプ（以下、単に
ランプと称す）で２次曲面のリフレクタを有している。
１５は熱吸収フィルタで、中央部に光が通過できるよう
に穴のあいているホルダ１６によって、ランプ１４から
の光路中に配置されている。１７は光拡散箱となるミラ
ートンネルで、鏡面２３（詳しくは後述する）で光を約
９０度折返して被照射体（本実施例では写真フィルム）
２０へ導くように構成されている。このミラートンネル
１７の形状はＬ字角柱であり、その内側は全面が透明な
ポリカーボネイト板にアルミを裏面蒸着した反射鏡にな
っている。

【００１７】またミラートンネル１７は内側を鏡面とし
た円筒で構成することも可能であるが、平面鏡を複数枚
使って角筒とした方が容易に構成できる。平面鏡として
は、アルミを裏面蒸着したもの以外にも金属鏡面を用い
たりガラス板に金属を蒸着したものを使用することもで
きる。また、ポリカーボネイト板以外の透明な部材で筒
を構成し、筒の外側に金属を蒸着して内面を鏡面にする
構成も考えられる。

【００１８】鏡面２３での折返し角度については本実施
例における装置全体の構成により９０度としているが、
装置の形態に合わせ６０度等の角度でも良い。また、ミ
ラートンネルの形状を２回反射のＺ型の筒としても良
い。また、光拡散箱は、ミラートンネル以外でも、内面
が拡散面になっている筒など、入射した光束が拡散され
て射出されるものであればどのようなものを用いても良
い。

【００１９】１８は光拡散板で、光入射部で光を拡散透
過させる働きがある。１９は光射出部の光拡散板であ
る。本実施例においては光拡散板１８、１９は平行平板
であり、厚さ５ｍｍ乳白色のアクリル板を使用した。

【００２０】２０は本実施例の光照射装置により光が照
射される写真フィルムで、この写真フィルム２０の像
は、結像レンズ２１により露光面２２上に結像される。
本実施例の場合、露光面２２の位置にＣＣＤカメラを配
置して写真フィルム画像の読み取りを行うようにする。
また、露光面２２の位置に例えば感光紙などの感光材料
を配置して写真の焼き付けを行うことも可能である。

【００２１】２３はミラートンネル１７中の一つの鏡面
で、この面によって光が進行方向を変えるように、ラン
プ１４からの光束の光軸に対して４５度傾斜して配置し
てある。

【００２２】鏡面２３の中央部には、分光特性が適当な
白色の塗料で塗りつぶした光拡散領域２４があり、ラン
プ１４からの光束の中央部（光軸近傍）はこの光拡散領
域２４で拡散反射する。光拡散領域２４の形状は、本実
施例のようにミラートンネル１７の傾斜角がランプ１４
からの光束の光軸に対して４５度の場合は略楕円形状が
望ましく、折り返し角度が小さい程円形に近づけるのが
よい。

【００２３】この折返しミラー（鏡面２３）が通常の鏡
面（光拡散領域２４を持たない鏡面）の場合には、光束
は全て鏡面２３で正反射し、図６に示すように光拡散板
１９の中央部付近に到達する。この場合は、従来例のよ
うに光射出面の中央部に比べ周辺部が暗い面光源となっ
てしまう。

【００２４】それに比べて本実施例では鏡面２３に光拡
散領域２４を設けているので、図７に示すように、光軸
近傍の光束は光拡散領域２４で拡散反射し、拡散しなが
ら光拡散板１９に到達する。従って、中央部の光強度と
周辺部の光強度の差は小さくなる。

【００２５】即ち、この光拡散領域２４の形状、材質、
反射特性を適当に選択することにより、露光面２２での
照度分布が均一となる光照射装置を実現することが出来
る。

【００２６】また、反射拡散を利用しているので透過に
よる拡散手段に比べて拡散の効率がよい。

【００２７】図８に、第１実施例の光照射装置の照度分
布を示す。但し、図８（ａ）（ｂ）共に、横軸は露光面
２２の位置を表し、縦軸は最大照度（Ｅｍａｘ）を１と
した照度比を表す。

【００２８】図８（ａ）は、本実施例と同形状のミラー
トンネルで、光拡散領域２４を持たない場合の照度分布
である。この図からわかるように、露光面２２での照度
分布の偏りは２０％程度であった。

【００２９】図８（ｂ）は、光拡散領域２４を設けた場
合の照度分布である。この図からわかるように、照度分
布の偏りは約７％まで改善できた。

【００３０】尚、光射出面での色特性を均一にするた
め、光拡散領域２４の分光特性はミラートンネル１７に
使用されるミラーの分光特性と同じ傾向を示すことが望
ましい。このような光拡散領域２４は、分光特性がミラ
ートンネル１７に使用されるミラーと同傾向の塗料を用
いた塗装や印刷により容易に構成することが可能である
ため、部品点数の増加や大幅なコストアップ無しに均一
な輝度分布の光照射装置を提供することができる。

【００３１】また、光拡散領域２４は光拡散領域の形状
と同形状の光拡散性を有する部材を鏡面に接着して構成
してもよい。或いは、鏡面の光拡散領域に該当する部分
をくり抜き、裏面から光拡散性を有する部材を露出させ
る構成を採ることも可能である。

【００３２】次に、第２実施例について説明する。第１
実施例のように鏡面２３に光拡散領域２４を設けたもの
においても、露光面２２の照度分布が軸対称にならずに
分布が偏ることがある。この照度分布の偏りはミラート
ンネルの形状に起因するものである。

【００３３】この場合、第３の光拡散板を光軸に対し傾
けて配置することにより、照度分布の偏りを低減させる
ことができる。この第３の光拡散板を設けたものが、第
２実施例の光照射装置である。

【００３４】図９に第２実施例の光照射装置の断面図を
示す。第１実施例の光照射装置（図４）と同様に１４は
リフレクタ付きのハロゲンランプ、１５は熱吸収フィル
タ、１６はフィルタホルダである。また、１７はミラー
トンネルであり、その断面は７０ｍｍ角である。

【００３５】２３はミラートンネル１７中に配置された
鏡面（折返しミラー）で第１実施例と同様に図５に示す
光拡散領域２４を有する。１８および１９は光入射部と
光射出部に配置した厚さ５ｍｍ、７０ｍｍ角のアクリル
製光拡散板である。

【００３６】２５は第３の光拡散板で厚さおよび材料は
１８および１９と同じである。この光拡散板２５は光拡
散板１９に対して約２１度の角度を成すように配置され
ている。この角度は、実験により露光面２２の照度分布
が均一になる角度を検討し決定した。

【００３７】尚、光拡散板１８と熱吸収フィルタ１５間
の距離は３０ｍｍ、光拡散板１８とランプ１４間の距離
は９０ｍｍになるように構成されている。

【００３８】図１０に、第２実施例の光照射装置の照度
分布を示す。但し、図１０（ａ）（ｂ）共に、横軸は露
光面２２の位置を表し、縦軸は最大照度（Ｅｍａｘ）を
１とした照度比を表す。

【００３９】図１０（ａ）は、本実施例と同形状のミラ
ートンネルで、鏡面２３に光拡散領域２４を持たず、第
３の光拡散板２５を設けなかった場合の照度分布であ
る。この図からわかるように、照度分布のピークが露光
面２２の中央からずれているため、照度分布の偏りが大
きくなっている。

【００４０】図１０（ｂ）は、鏡面２３に光拡散領域２
４を持たせ、更に第３の光拡散板２５を設けた場合の照
度分布である。この図からわかるように、照度分布のピ
ークを露光面２２の中央にシフトさせると共に露光面２
２全域での照度分布の偏りを７％以内に抑えることがで
きる。

【００４１】即ち、第３の光拡散板２５を設けること
で、図１０（ｂ）のように照度分布のピークを露光面２
２の中央にシフトさせると共に全域での照度分布の偏り
を小さくすることができる。

【００４２】また、第１、第２実施例共に、光拡散領域
２４を鏡面２３に設けるのではなく、入射部の光拡散板
１８や、光射出部の光拡散板１９に設けても同様の効果
が得られる。即ち、光拡散板１８、１９に図５に示すよ
うな光拡散領域２４を設け、光拡散領域２４に入射した
光束を拡散させ、露光面２２での中央部の光強度と周辺
部の光強度の差を小さくすることもできる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、折返し
ミラーに光拡散領域を設けるという簡単な構成で、且つ
安価に、輝度分布が均一な面光源が得られる光照射装置
を提供することができる。

【００４４】更に、ミラートンネルの内部に光源ランプ
からの光束の光軸に対して傾斜して光拡散板を設けれ
ば、露光面の照度分布が軸対称にならずに分布が偏って
いる場合も、照度分布のピークを露光面の中央にシフト
させると共に全域での照度分布の偏りを小さくでき輝度
分布が均一な面光源が得られる光照射装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光照射装置の一例を表す説明図

【図２】従来の光照射装置の一例を表す説明図

【図３】従来の光照射装置の一例を表す説明図

【図４】本発明の第１実施例の光照射装置の断面図

【図５】本発明の実施例における光拡散領域の形状を表
す説明図

【図６】従来の光照射装置の折返しミラーでの反射の様
子を表す説明図

【図７】本発明の光照射装置の折返しミラーでの反射の
様子を表す説明図

【図８】本発明の第１実施例の光照射装置の照度分布を
表す説明図

【図９】本発明の第２実施例の光照射装置の断面図

【図１０】本発明の第２実施例の光照射装置の照度分布
を表す説明図

【符号の説明】

１４ ハロゲンランプ １７ ミラートンネル ２３ 鏡面（折返しミラー） ２４ 光拡散領域 ２５ 第３の光拡散板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源ランプと、 前記光源ランプからの光束の進行方向を変える折返しミ
   ラーを持つ光拡散箱とを有し、 前記折返しミラーの一部に光拡散領域を設けたことを特
   徴とする光照射装置。
2. 【請求項２】 前記光拡散箱の内部に前記光源ランプか
   らの光束の光軸に対して傾斜して配置された光拡散板を
   有することを特徴とする請求項１記載の光照射装置。