JP2652092B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機などに採用される
照明装置に関し、特に光源を固定し反射光学系を移動さ
せて被照明領域を走査する照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、固定された光源に対して、反射光
学系だけを移動して被照明領域を走査する照明装置とし
ては、特公昭５３−４１９７６号に示されるようなもの
が知られている。例えば図９〜図１１に示されるように
光源１００からの光を、その光源を焦点とする放物面鏡
１２０や、他のコリメート用レンズを用いて平行光束に
変換し、その平行光束を被照明領域Ｗにほぼ焦点を有す
る放物面の反射笠１１０を用いて集光するという構成に
なっており、この反射光学系の一部をなす反射笠１１０
を走査させることにより、被照明領域を走査するもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし斯かる従来技術
にあっては、上述したように光源１００からの光束を１
つの放物面鏡１２０や他のコリメートレンズ一つのみ
で、発散光束を一気にコリメート（平行化）しようとし
ている。

【０００４】ところが、コリメートするための上記放物
面鏡やコリメートレンズは上述図９にも示されるように
細長く形成されている。そのため、そのコリメート光束
は、長手方向の長さは２００〜３００mmあるのに対し、
短手方向はスリット幅の数倍の３０〜４０mm程度しかな
い。そのため光源とその曲面の頂点の距離は実質的に長
手の幅の２００〜３００mmによって決まり、両者をあま
り近づけることができない。したがって、短手方向に対
しては光量の集光効率がひどく悪くなるという問題点を
有していた。

【０００５】また、長手方向に関しては、かなり大きな
角度が集光できるものの逆にそのために長手方向の中央
部と周辺部では光量差が大きくなり過ぎてしまう。そこ
で光量を周辺部に合せるために、通常はフィルター又は
光電補正板を用いて中央部の光量を多量に減少させなけ
ればならず光の利用効率を却って下げてしまうという問
題点も有していた。

【０００６】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、固
定光源からの光束を、まず一方向のみ第１の偏向手段で
コリメートし、その垂直方向については、その後に第２
の偏向手段でコリメートするというように、直交する２
方向のうち、一方向に対しては全く収束性を変化させ
ず、もう一方向に対してはコリメート機能を持つ独立な
偏向手段を２つ用いることにより、光源の近くでコリメ
ートを行なうことを可能にし光量の集光効率を上げるこ
とができ、かつ小型化が可能な照明装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては固定された点光源と、上記点光源
を焦点とし、一方向に対してコリメート機能を有する半
筒形状の反射鏡と、上記反射鏡から発される光束に対
し、コリメートされていない他の垂直方向でコリメート
機能を有するシリンドリカルレンズと、上記シリンドリ
カルレンズから発される光束を被照明域に集光される移
動走査型の集光手段を、有することを特徴とする。

【０００８】そして、上記反射鏡は、その半筒形状の横
断面が放物線を描く形状に型成されているように形成す
ることや、その半筒形状の横断面が点光源位置を１つの
焦点とする楕円の一部をなす形状となるよう型成するこ
とができる。

【０００９】また、上記シリンドリカルレンズはシリン
ドリカルフレネルレンズとして形成すれば薄型化を図る
ことができる。

【００１０】

【作用】而して光源から発される光束は、まず第１の偏
向手段となる反射鏡で一方向のみコリメートされた後、
シリンドリカルレンズに入る。次に、このシリンドリカ
ルレンズが第２の偏向手段となり垂直方向でコリメート
を行なうと、完全な平行光束が集光手段に達し、被照明
域に集光される。

【００１１】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の第１実施例に係る照明装置につい
て示しており、１は固定された点光源である。この点光
源１からの発散光束を上下方向についてコリメートする
ために反射鏡２が点光源を焦点にして配設されている。
この反射鏡２は第１の偏向手段であり、半筒形の内面
で、点光源１からの光を反射するようになっており、そ
の横断面（図１で上下方向に切った断面、図３を参照）
は放物線を描くように型成されている。

【００１２】次に、図２に示すように上記反射鏡２から
の反射光束を受入れ、他の垂直方向（図１で水平方向）
についてコリメートを施すために配されているのが３
で、シリンドリカルレンズである。このシリンドリカル
レンズ３は第２の偏向手段となり、このシリンドリカル
レンズ３を通過した光束は完全な平行光束となる。そし
て、移動走査系の集光手段としての反射鏡４によって、
図３に示されるように被照明領域に光を集光させるよう
になっている。

【００１３】以上の構成を有する本実施例装置による
と、点光源１から出る発散光は半筒状の反射鏡２によっ
て短手方向（図１で上下方向）のみコリメートされ、長
手方向（図１で水平方向）に関しては集光力がないの
で、図１の上方から示した図２に示されるように、反射
鏡２の描く放物線の準線Ａの位置に短手にはコリメート
された線状光源があるかのように、発散していく光束に
なる。そして、この長手方向に発散する光束をコリメー
トするのがシリンドリカルレンズ３である。このシリン
ドリカルレンズ３を通った後は、光束は上下・水平方向
すべてに関してコリメートされるので完全な平行光束と
なる。

【００１４】なお、シリンドリカルレンズ３の焦点距離
を反射鏡２の短手方向の焦点距離に比べて大きく設定す
るならば、長手方向の中央部と周辺部の光量比を従来の
場合に比べて小さくすることもできる。

【００１５】また、図１を側面から示す図３で明らかな
ように、反射鏡２が従来装置のように長手方向には曲率
を持たないので、反射鏡２を大きくすることなく、しか
も従来に比べて作りやすい形なので光源１と反射鏡２の
距離を近づけることができ、短手方向に対して、集光効
率を高くすることができる。

【００１６】以上のように、反射鏡２及びシリンドリカ
ルレンズ３により完全にコリメートされた光束は、図中
４で示される移動走査系の集光手段として反射鏡によっ
て、被照明領域６をスリット状に走査しながら照明す
る。

【００１７】なお、図１〜３中で５で示しているのは小
さな反射鏡で、シリンドリカルレンズ３の方向に直接向
かっていく光束を再び点光源１の方向に戻すためのもの
であり、この反射鏡５によって更に照明効率を高めると
ともに、シリンドリカルレンズ３の方向に向かう迷光を
除去する働きをも持たせている。

【００１８】さらに、図４は図１で示される移動する反
射鏡４の改良例を示している。すなわち反射鏡４を２つ
に分割した例を示しており、このように被照明域を左右
から照明できるようにすることにより、例えば切り貼り
原稿などを照明して複写するときは段差のかげが見立ち
にくい照明系が得られることになる。

【００１９】図５は本発明の第２実施例に係る照明装置
について示している。上述した第１実施例において採用
したシリンドリカルレンズ３は、例えば一体のガラス、
透明な合成樹脂等で形成できているものであり、照明幅
が３００mm程度と大きい場合、重くなる。また、図１〜
３で示した例においてはコリメートするためのシリンド
リカルレンズの屈折面は一般に非球面（第１実施例のよ
うな場合は双曲線の形となる）になり製作が困難でしか
もコスト高になってしまう傾向がある。こうした状況を
避けるために、シリンドリカルレンズ３をシリンドリカ
ルフレネルレンズ３１に置き換えた第２例を図５に示し
ている。こうすることにより、軽量でコスト的にも安い
系を実現することができる。

【００２０】なお、本実施例装置はシリンドリカルフレ
ネルレンズ３１を採用した以外の構成部分については上
述の第１実施例装置と同様に構成することができる。

【００２１】図６は、本発明の第３実施例に係る照明装
置について示している。上述した第１実施例と同一の構
成部分については重複した説明を省略し特徴部分につい
て説明する。

【００２２】本実施例では、図１〜３で示す第１実施例
で用いていた放物筒面２を軸はずしの放物筒面２１に置
き換えた例を示している。このような構成を取ることに
より、短手方向にコリメートされた光束が、迷光防止用
の反射鏡５のケラレの影響を受けないで済むようにする
ことができる。

【００２３】図７は本発明の第４実施例に係る照明装置
について示している。本実施例も特徴部分を中心に説明
する。上記実施例１〜３においては、光源を完全な点光
源であると仮定して、光束を短手方向にコリメートする
ための半筒形状の反射鏡として放物筒面鏡２を用いてい
た。しかしながら実際の光源はある程度有限の大きさを
有しているために、放物筒面鏡２に入射し反射された光
束はわずかに発散する光束となる。この影響を小さく押
えるために、放物筒面のかわりに放物筒面からわずかに
ずれた楕円筒面を用いたものを本実施例として示す。

【００２４】図７では第１実施例について示す図３の放
物筒面鏡の替りに、放物筒面からわずかにずれた光源位
置を第１焦点とし、第２焦点１０を走査反射笠４の走査
領域よりも遠方に設定した楕円を光源とその楕円を含む
面に垂直な方向に筒状にのばした楕円筒面鏡２２として
形成している。本実施例によれば上述の欠点が解消され
光の利用効率をより高めることができる。

【００２５】図８は上記第４実施例との関連で、本発明
の第５実施例について示している。図６で示した第３実
施例の軸はずしの放物筒面２１を同様の軸はずしの楕円
筒面鏡２３におきかえた例である。本実施例によっても
より光の利用効率を高めることができる。なお上述第
４、第５実施例について示す図７，８においては第２の
偏向手段としては、前記楕円の近似放物線（ずらす前の
放物線）の準線を焦線に持つシリンドリカルレンズ３で
示してあるが、これは図５のようなシリンドリカルフレ
ネルレンズを採用しても良く、フレネルレンズとするこ
とで第２実施例でも説明したように軽量化、コスト軽減
化が図られる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上の構成および作用から成る
もので、点光源から発される発散光を一方向についてコ
リメートする第１の偏向手段としての反射鏡及び垂直な
方向についてコリメートする第２の偏向手段としてのシ
リンドリカルレンズをそれぞれ独立に配設することによ
り、従来の回転放物面（又はそれに近い面）の反射面１
つを使って一気にコリメートしていた系に比べて、作り
やすい形状で小型の、しかも短手長手両方向が独立して
最適化できるので効率のよい照明装置として提供するこ
とができる。

【００２７】さらに、シリンドリカルレンズをガラス単
体のレンズからシリンドリカルフレネルレンズとして構
成することにより、軽量化，コストダウンの効果も期待
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る照明装置を示す斜視
図

【図２】上記第１実施例について示す平面図

【図３】上記第１実施例について示す側面図

【図４】上記第１実施例の１部を変更して示した図

【図５】本発明の第２実施例に係る照明装置について示
す平面図

【図６】本発明の第３実施例について示す側面図

【図７】本発明の第４実施例について示す側面図

【図８】本発明の第５実施例について示す側面図

【図９】従来の照明装置について示す斜視図

【図１０】従来の照明装置について示す平面図

【図１１】従来の照明装置について示す側面図

【符号の説明】

１ 点光源 ２ 半筒形状の反射鏡 ３ シリンドリカルレンズ ４ 反射鏡（移動走査系）

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定された点光源と、 上記点光源を焦点とし、一方向に対してコリメート機能
   を有する半筒形状の反射鏡と、 上記反射鏡から発される光束に対し、コリメートされて
   いない他の垂直方向でコリメート機能を有するシリンド
   リカルレンズと、 上記シリンドリカルレンズから発される光束を被照明域
   に集光される移動走査型の集光手段を、有することを特
   徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 上記反射鏡は、その半筒形状の横断面が
   放物線を描く形状に型成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の照明装置。
3. 【請求項３】 上記反射鏡は、その半筒形状の横断面が
   点光源位置を１つの焦点とする楕円の一部をなす形状と
   なるよう型成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の照明装置。
4. 【請求項４】 上記シリンドリカルレンズはシリンドリ
   カルフレネルレンズとして形成されることを特徴とする
   請求項１，２または３に記載の照明装置。