JPS5836466B2 - ハロゲン ランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、原稿照明光源に関する。

ファクシミリの送信装置における原稿読取部や複写機等
の、原稿照明光源として、細長い管状のハロゲンランプ
と、光集束部材とを用いるものが知られている。

第１図は、このような、原稿照明光源の１例を示してい
る。

図中、符号１はハロゲンランプ、符号２は、光集束部材
としての楕円反射鏡、符号３は、コンタクトガラスを、
それぞれ示している。

ハロゲンランプ１は、第２図に示すごとく、細長い管状
であって、石英管１ａの長手方向に、発光線Ｌが張り渡
されたものである。

発光線Ｌ上には、複数の発光部Ｌ１ ＋ Ｌ２ ＋ Ｌ
３ ＋ Ｌ＋が配備されている。

この発光部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、フィラメントを
コイルにまいたものであり、発光線Ｌに通電すると、こ
れら発光部Ｌ１， Ｌ２ ， Ｌ ｓ ，Ｌ４が発光す
る。

ハロゲンランプにおける発光部の個数、大きさ、位置等
は、被照明部において求められる配光特性に応じて定め
られるものであり、従って、配光特性がかわれば、発光
部の個数等も変わりうろことはいうまでもない。

さて、第１図にもどって、楕円反射鏡２は、図面に垂直
な方向を長手方向とする一種の凹面鏡であって、その鏡
面の横断面形状は、楕円ＥＡの一部に合致している。

換言すれば、楕円反射鏡２の鏡面は、第１図の楕円Ｅｔ
を底面形状とし、図面に垂直ｔＳ方向を軸方向とする楕
円柱の周面と一致している。

この楕円柱の任意の横断面の形状は、怜円Ｅｔに一致す
るのであるが、この楕円Ｅｔの焦点を、楕円柱の軸方向
に延長して得られる直線を焦点線とよび、これを、第１
図において、符号ｑ１ｑ２で示す。

ハロゲンランプ１は、その発光線Ｌを、焦点線ｑ１に合
致させて配備される。

従って、第１図において、ハロゲンランプ１を発光させ
れば、ハロゲンランプ１から発せられた光の一部、すな
わち、楕円反射鏡２によって反射された光は、他方の焦
点線ｑ２上に、直線状に集束する。

そこで、照明さるべき原稿Ｏを、第１図に示す如く矢印
方向へ送行させれば、コンタクトガラス３上を通過する
原稿部分が、図面に垂直な方向を長手方向とし、幅をｈ
とするスリット状に、反射光束により、照明されること
になる。

第３図は、このような、スリット状の被照明部における
配光特性と、個々の発光部による被照明部における照明
光強度分布との関係を示している，図の左右方向は、被
照明部の長手方向に対応している。

ハロゲンランプ１の発光部Ｌ１．Ｌ２，Ｌ３，Ｌ，が、
被照明部長手方向において、光強度分布Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，Ｐ４を、それぞれ有すると、これらの重ね合せによ
り、配光特性Ｐが得られる。

実際に法まず配光特性Ｐが与えられ、このような配光特
性を与えるような光強度分布Ｐ１等かもとめられ、この
ような光強度分布が得ら礼るように、発光部Ｌ，等にお
ける発光量や配置が設計される訳である。

なお、符号Ｒで示す領域は、有効照明領域である。

ところで、第４図に示す如く、コンタクトガラス３を、
焦点線ｑ２に極めて近接させると、スリット状の被照明
部の幅は極めて細くなる。

この細幅の被照明部の幅が３間程度以下ともなると、以
下にのべるごとき問題が生ずる。

すなわち、第５図に示すように、上記の如き、極めて細
幅のスリット状被照明部の配光特性として、曲線Ｐ。

の如きものを定め、これに応じて、ハロゲンランプ１の
発光部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ，の大きさや、配置を設計
しても、現実に得られる配光特性は、曲線Ｐ。

のどとく滑らかなものとはならず、曲線ＰＲのごとく凹
凸のあるものになってしまうのである。

このような、配光特性曲線ＰＲ上の凹凸、すなわち照度
むらを、短周期の照度むらという。

短周期というのは、この照度むらの凹凸の周期が、設計
上の配光特性曲線Ｐ。

における照度分布の周期に対して短かいからである。

このような短周期の照度むらは、ハロゲンランプからの
光の一部によるスリット状の被照明部の幅を、第４図の
如き照明態様によって極めて細く絞った場合に生ずるの
であるが、原稿の読取りや、複写に悪影響を及ぼしうる
ものである。

本発明の目的は、このような短周期の照度むらを有効に
軽減させうる原稿照明光源の提供にある。

本発明による原稿照明光源の特徴とするところは、この
光源を構成するハロゲンランプの、個々の発光部の構造
にある。

前述の如く、ハロゲンランプの発光部は、コイル構造を
有し、その個々の発光量、位置、発光部の個数等は、被
照明部において求められる配光特性に応じて定められる
。

本発明による原稿照明光源のハロゲンランプにおいても
、個々の発光部の発光量、配置位置は、配光特性に応じ
て定められる。

この配光特性とは、極めて細幅に絞られたスリット状の
被照明部において要求される設計上のものである。

さて、本発明において、個々の発光部のコイルは、円筒
状、ビヤだる状、もしくはつづみ状に形状を定められる
。

ここに、コイルの形状とは、コイルの包絡形状のことで
ある。

発光部を円筒形状とするときは、コイルのピッチが、発
光部内で変化させられる。

発光部をビヤだる形状、もしくはつづみ形状とするとき
は、コイルの巻き径が、発光部内で変化させられること
となる。

そして、上記ピッチの変化、巻き径の変化は、各発光部
において、被照明部に近い側のコイル部分が、遠い側の
コイル部分を遮蔽する割合が、被照明部長手方向におい
て平均化されるように定められる。

ここに、被照明部に近い側のコイル部分、遠い側のコイ
ル部分とは、光集束部材を介して、被照明部に近い側の
部分、遠い側の部分をいう。

例えば、第４図において、焦点線ｑ１上に、発光部のコ
イル形状を考えた場合、そのコイル形状において、反射
鏡２に面している側は、被照明部（焦点線ｑ２に近接し
ている。

）に近い側、反対側は遠い側である。

ところで、問題となっている、短周期の照度むらは、如
何にして生ずるのであろうか。

配光特性というものは、すでにのべたように、個々の発
光部による、被照明部における光強度分布を重ね合せた
ものであり、配光特性に応じて、光強度分布を定め、こ
のような光強度分布を与えるような、発光部を形成する
のであった。

しかるに、被照明部の光強度分布が、第６図の曲線６−
１となるように形成された発光部Ｌｉで、実際に、極め
て細幅の領域を、光集束部材を用いて集束照明してみる
と、現実の光強度分布は、第６図の曲線６−２の如きも
のとなってしまうのである。

ここで、符号Ｌｉは、符号Ｌ， ， Ｌ２， Ｌ３，
Ｌ，で示す発光部の任意のひとつを示すものであり、以
下．この例に従うものとする。

このように、個々の発光部Ｌｉの光強度分布が、設計通
りの曲線６−１を与えず、曲線６−２を与えるものであ
るため、第７図に示すように、ハロゲンランプの発光部
Ｌ１， Ｌ２， Ｌ３， Ｌ４の現実の光強度分布７−
１ ．７−２ ．７−３ ．７−４の重ね合わせにより
、現実の配光特性は、短周期の照度むらを伴った曲線Ｐ
Ｒとなってしまうのである。

なお、繰り返しておくが、このような短周期の照度むら
の発生は、ハロゲンランプの光の一部を光集束部材で、
被照明部に、極めて細幅に集光照明した場合に特有のも
のであり、スリット状の被照明部の幅が、５ｍｍ程度以
上もあれば、このような問題は生じない。

すなわち被照明部の幅が、ある程度大きければ、被照明
部における光強度分布は設計通りのものとなる。

それでは、被照明部における光強度分布が、第６図の分
布６−１を与えずに、分布６−２を与える理由はどこに
あるかというと、この原因は、発光部Ｌｉにおけるコイ
ル構造にあるということができる。

第８図において、符号Ｃ１ないしＣ，１は、発光部Ｌｉ
を構成するコイルの縦断面上のコイル端面の状態を示し
ている。

すなわち発光部Ｌｉを構成するコイルは、Ｃ１からＣ２
，Ｃ２からＣ３へといった調子でＣ１１までまかれてい
る。

なお、この図は説明図であり、コイルの構造も簡単化さ
れて示されている。

実際のハロゲンランプにおいては、発光部を構成するコ
イルの巻き数は、数１０程度である。

第８図において、直線８−１は、極めて細幅のスリット
状被照明部を示している。

すると、この説明図において、Ｃ１ｙ Ｃ３ ｔ Ｃ５
ｔ Ｃ７ ＋ Ｃｏ ＩｃＩＩは、発光部Ｌｉの、被
照明部に近い側のコイル部分であり、Ｃ２ ｔ Ｃ４
ｔ Ｃｏ ｒ Ｃ ｔｏは被照明部から遠い側のコイル
部分である。

今、発光部Ｌｉのコイル構造を度外視して、この発光部
Ｌｉを均一な線発光密度を有する線光源と考えれば、被
照明部における光強度分布は、曲線８−２の如きものと
なる。

しかるに、コイル構造を考慮すると、事情はことなって
くる。

すなわち、今、被照明部８−１上の領域Ｄ−１を考える
と、こめ領域Ｄ−１の照明に寄与しているのは、被照明
部に近い側のコイル部分ＣＩ ＋ Ｃ３ ｇ Ｃ５ ＋
Ｃ７ ＋ Ｃｇ ｓ Ｃｔｔであり、被照明部から遠
い側のコイル部分Ｃ２ ？Ｃ４ ？Ｃ６ １ ＣＢ ＋
ＣＩＯは、コイル部分ｃ３ｊ Ｃ５ ｔ ｃ７＋ Ｃ９
ｐ Ｃｌ１によって遮蔽されてしまう。

発光部Ｌｉを構或するコイルは、あらゆる部分が均一に
発光しているのであるが、領域Ｄ−１にあっては、被照
明部に近い側のコイル部分により遮蔽されるコイル部分
Ｃ２，Ｃ４，Ｃ．，Ｃ８，Ｃ１。

からの光は、この領域Ｄ−１の照明に有効に寄与し得な
い。

このため、領域Ｄ一１における光強度は、設計上のそれ
よりも低いものとなる。

同様のことが、領域Ｄ−２，Ｄ−３，Ｄ−４でも、それ
ぞれおこり、現実の光強度分布は曲線８−３の如き凸凹
を有するものとなる。

このなうな光強度分布の凹凸が原因となって、配光特性
に短周期の照度むらが生ずることは、先にのべた通りで
ある。

従って短周期の照度むらを軽減させるには、その原因と
なる、個々の発光部による光強度分布の凹凸を軽減させ
ればよい。

そこで、個々の発光部による光強度分布の凹凸を如何に
して軽減すべきかを見るために、上記の考察をさらに一
歩すすめ、上記凹凸が、発光部のコイル構造における、
如何なる要因に起因するかを考えてみると、第８図から
分るように、上記凹凸発生の原因は、発光部Ｌｉを構成
するコイルの巻き径およびピッチが一定している点にあ
る。

すなわち、コイルの巻き径、ピッチが一定していると、
第９図に示すように、被照明部から遠い側のコイル部分
Ｃ２ＨＣ４＋ Ｃ６＋ ＣａｔＣｔｏの、近い側のコレ
ル部分Ｃ．，Ｃ３等による遮蔽が、特定の角θ，，θ２
の方向で強く生じ、これが、光強度分布に顕著な凹部を
形成してしまうのである。

換言すれば、このような場合は、コイル部分Ｃ１，Ｃ３
・・・等による、コイル部分Ｃ２，Ｃ４・・・等の遮蔽
が、角度θ１，θ２等の特定の方向において集中してい
るのである。

発光部がコイル構造を有する限り、あるコイル部分によ
り池のコイル部分が遮蔽されることは、避けられない。

しかし、コイルの形状、ピッチ等に工夫をくわえること
によって、上記遮蔽の，特定の方向における集中を回避
することは可能である。

第１０図は、本発明の１実施例におけるハ１ロゲンラン
プの発光部のコイル構造を説明図的に示している。

混同の恐れはないと思われるので、コイル部分に対して
は、発光部に対すると同じく、これまで通りの符号を用
いることとする。

奇数のサフィックスのついたコイル部分Ｃ，，Ｃ３等は
、被照明部に近い側のコイル部分であり、Ｃ２，Ｃ４等
、偶数のサフィックスのついたコイル部分は、被照明部
から遠い側のコイル部分である。

この実施例において、発光部Ｌｉのコイルの泣絡形状は
円筒状であって、コイル内において、ピッチが変化して
いる。

このように、コイルのピッチを変化させると、例えば、
コイル部分Ｃ３がコイル部分Ｃ２を遮蔽する角度θ３の
方向と、コイル部分Ｃ５がＣ４を遮蔽する角度θ４の方
向、コイル部分Ｃ７がＣ６を遮蔽する角度θ５の方向と
が、それぞれ異なった方向となる。

それ故、角度θ３の方向では、コイル部分Ｃ２は、Ｃ３
によって遮蔽されるが、コイル部分Ｃ４，Ｃ６等は、コ
イル部分Ｃ５，Ｃ７等によって遮蔽されず、従って、コ
イル部分Ｃ４，０６等は角度θ３の方向における照明に
寄与しうる。

換言すれば、被照明部に近い側のコイル部分による、遠
い側のコイル部分の遮蔽が、特定の方向に集中すること
が解消される。

別言すれば、被照明部の位置に目をおいて、光集束部材
を介して、発光部Ｌｉを見、被照明部の長手方向で目の
位置をかえて見ると、どの位置からみても、近い側のコ
イル部分が遮蔽する、遠い側のコイル部分の数は、略一
定するのである。

このことを、各発光部において、被照明部に近い側のコ
イル部分が、遠い側のコイル部分を遮蔽する割合が被照
明部長手方向において平均化されているというのである
。

第１１図は、池の実施例の説明図であり、この実施例に
あっては発光部Ｌｉは、ビヤだる形の旭絡形状を有して
いる。

第１２図は、さらに他の実施例の説明図であって、この
実施例にあっては、発光部Ｌｉは、つづみ形の形状を有
している。

これらの例においても、Ｃ１，Ｃ３等、奇数サフィック
スつきのコイル部分が、被照明部に近い側のコイル部分
である。

これらの例において、θ６＼θ７ξθ８，θ９＼θ，０
ξθ，１等であり、これらの例においても、コル部分Ｃ
，，Ｃ３，Ｃ５・・・等によるコイル部分Ｃ２，Ｃ，，
Ｃ６・・・等の遮蔽の、特定方向への集中が回避される
。

かくして、本発明による原稿照明光源によれば、個々の
発光部による光強度分布の凹凸を有効に軽減させること
ができ，従って、短周期の照度むらを有効に軽減させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来知られている原稿照明光源を示す説明図
的な側面図、第２図は、ノ・ロゲンランプの１例を示す
正面図、第３図は、ハロゲンランプの配光特性と、個々
の発光部の光強度分布の関係を説明するための図、第４
図ないし第９図は短周期の照度むらと、その原因を説明
するための図、第１０図は、本発明の１実施例を、その
特微部分たる発光部のコイル構造によって説明するため
の図、第１１図は、本発明の池の実施例を、その特徴部
分たる発光部のコイル構造によって説明するための図、
第１２図は、本発明の別実施例を、その特徴部分たる発
光部のコイル構造によって説明するための図である。 １・・・・・・ハロゲンランプ、２・・・・・・光集束
部材としての楕円反射鏡、３・・・・・・コンタクトガ
ラス、Ｏ・・・・・・原稿、Ｌ１ ｇ Ｌ２ ， Ｌ３
， Ｊ，４， ’Ｉ， ｉ・・・・・・発光部、Ｃ１
，Ｃ３，Ｃ５，・・・・・・被照明部に近い側のコイル
部分、Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６， ・・・・・・被照明部か
ら遠い側のコイル部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原稿の被照明部に平行に、かつ、上記被照明部から
   一定の距離をおいて配設される。 細長い、管状のハロゲンランプと、 このハロゲンランプに沿って配備され、上記ハロゲンラ
   ンプから発せられた光の一部を、上記被照明部に、極め
   て細幅のスリット状に集光させる光集束部材とを有し、 上記ハロゲンランプは、被照明部長手方向における所望
   の配光特性に応じて、個々の配置および発光量を定めら
   れた複数個の発光部を、ランプ長手方向に有し、 上記複数個の発光部の個々は、コイル構造を有し、 各発光部において、被照明部に近い側のコイル部分によ
   り、遠い側のコイル部分が遮断される割合が、被照明部
   長手方向において平均化するように、 個々の発光部のコイルのピッチを、各コイル内で変化さ
   せて、各コイルの形状を円筒状とするか、もしくは、個
   々の発光部のコイルの巻き径を、各コイル内で変化させ
   て、各コイルの形状をビヤだる形もしくは、つづみ形と
   したことを特徴とする、原稿照明光源。