JPH073553B2 - Light source unit - Google Patents
Light source unitInfo
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- JPH073553B2 JPH073553B2 JP61255046A JP25504686A JPH073553B2 JP H073553 B2 JPH073553 B2 JP H073553B2 JP 61255046 A JP61255046 A JP 61255046A JP 25504686 A JP25504686 A JP 25504686A JP H073553 B2 JPH073553 B2 JP H073553B2
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光源ユニットに関し、特に、イメージスキャナ
ー、オプティカルプリンター、モノクロ複写機、カラー
複写機、ファクシミリ装置等の事務機器用の光源として
用いて好適な光源ユニットに関する。The present invention relates to a light source unit, and is particularly suitable for use as a light source for office equipment such as an image scanner, an optical printer, a monochrome copying machine, a color copying machine, and a facsimile machine. A light source unit.
イメージスキャナー、オプティカルプリンター、モノク
ロ複写機、カラー複写機、ファクシミリ装置等の事務機
器用の光源としては、解像度及び読み取り速度を向上さ
せるために、光量レベルが大きく、光量ムラ及び偏りの
ない均一な線状光であるとともに、配光ビーム角が小さ
い平行光線に近い照射光(以下、高輝線状光という)を
得ることができるものであることが望ましい。As a light source for office equipment such as image scanners, optical printers, monochrome copiers, color copiers, facsimile machines, etc., in order to improve the resolution and reading speed, the light intensity level is large, and the light intensity level is uniform and uniform. It is desirable that the irradiation light be a linear light and an irradiation light close to a parallel light ray having a small light distribution beam angle (hereinafter, referred to as a high bright line light).
このような要求に応じる高輝線状光用の光源として、本
出願人は先に特願昭60−284115号として、スリット付円
筒鏡に被覆された光伝送用ロッドをもちいた光源ユニッ
トを提案している。この光源ユニットは、被取付体に取
付けられる基台と、この基台に支持されるとともに、一
端面に軸方向内方に反射面を有する反射鏡を設け、かつ
外周面に高屈折率の微粉体を軸方向に直線細縞状に付着
して形成した拡散縞を設けた光伝送用ロッドと、この光
伝送用ロッドを被覆するとともに、光伝送用ロッドに形
成された拡散縞と対向する位置にスリットを有したスリ
ット付円筒鏡と、光伝送用ロッドの他端面に設けられる
とともに、この他端面に光を入射するランプとより構成
されている。As a light source for high-brightness linear light that meets such requirements, the present applicant has previously proposed, as Japanese Patent Application No. 60-284115, a light source unit using an optical transmission rod covered by a cylindrical mirror with a slit. ing. This light source unit is provided with a base that is attached to a body to be attached, a reflection mirror that is supported by the base, has a reflecting surface axially inward on one end surface, and has a high refractive index fine powder on the outer peripheral surface. An optical transmission rod provided with a diffusion fringe formed by attaching a body in a linear fine stripe shape in the axial direction, and a position facing the diffusion fringe formed on the optical transmission rod while covering the optical transmission rod. A cylindrical mirror with a slit having a slit, and a lamp which is provided on the other end surface of the optical transmission rod and which allows light to enter the other end surface.
以上の構成において、ランプを点灯すると、ランプから
放射された光が、光伝送用ロッドの端面に集光されつつ
入射される。入射された光は、拡散縞によって、スリッ
トから一次ビーム光のみが照射される。これにより、平
行光線に近い光量ムラのない均一な線状光、すなわち高
輝線状光を得ることができる。また、二次ビーム光は、
スリット付円筒鏡により、光伝送用ロッド内の拡散縞へ
反射されて、再度一次ビーム光として利用されている。In the above configuration, when the lamp is turned on, the light emitted from the lamp is incident on the end face of the optical transmission rod while being condensed. The incident light is irradiated with only the primary beam light from the slit due to the diffusion fringes. As a result, it is possible to obtain uniform linear light that is close to parallel rays and has no unevenness in light amount, that is, high-brightness linear light. Also, the secondary beam light is
The light is reflected by the fringes in the optical transmission rod by the cylindrical mirror with slits and is used again as the primary beam light.
しかし、前記した特願昭60−284115号公報に示された光
源ユニットによれば、スリット付円筒鏡が単に同心円上
に光伝送用ロッドを被覆しているため、二次ビーム光を
効率よく拡散縞へ反射するために反射面の曲率を最適曲
率に選定すると、スリット付円筒鏡が大型化し、ひいて
は光源ユニット全体が大型化するという欠点があった。However, according to the light source unit disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 60-284115, since the cylindrical mirror with slit simply covers the optical transmission rod on a concentric circle, the secondary beam light is efficiently diffused. When the curvature of the reflecting surface is selected to be the optimum curvature for reflecting the stripes, there is a drawback in that the slitted cylindrical mirror becomes large and the light source unit as a whole becomes large in size.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、二次ビー
ム光を効率よく拡散縞へ反射させて、一次ビーム光とし
て有効に利用するとともに、光源ユニット全体を小型化
するため、二次ビーム光の反斜面のみ最適曲率に形成し
たスリット付反射鏡を有した光源ユニットを提供するも
のである。The present invention has been made in view of the above, and efficiently reflects the secondary beam light to the diffusion fringes and effectively uses it as the primary beam light, and further reduces the size of the entire light source unit. Provided is a light source unit having a reflecting mirror with a slit formed only on an anti-slope of light to have an optimum curvature.
すなわち、この光源ユニットは、外周面に高屈折率の微
粉体を軸方向に直線細縞状に付着して形成した拡散縞を
設けた光伝送用ロッドと、前記光伝送用ロッドに形成さ
れた前記拡散縞と対向する位置にスリットを有し、かつ
前記拡散縞に対向するスリット部分が前記光伝送用ロッ
ドに最も隣接した位置にあり、スリットから外方へ離れ
るに従って前記光伝送用ロッドからも離間するような曲
率たる最適曲率に形成された反射面を有するとともに、
前記反射面以外は前記光伝送用ロッド近傍に添設するよ
うに形成されたスリット付反射鏡と、少なくとも前記光
伝送用ロッドの一端面に光を入射する光源とを配設する
ようにしたものである。That is, this light source unit is formed on the optical transmission rod, which has an optical transmission rod provided on the outer peripheral surface thereof with diffusion fringes formed by adhering fine powder having a high refractive index in the form of linear fine stripes in the axial direction. There is a slit at a position facing the diffusion fringes, and the slit portion facing the diffusion fringes is at a position most adjacent to the light transmission rod, and also from the light transmission rod as it goes away from the slit. In addition to having a reflective surface that is formed with an optimal curvature that is spaced apart,
A reflection mirror with a slit formed so as to be provided in the vicinity of the optical transmission rod except for the reflection surface, and a light source for injecting light into at least one end surface of the optical transmission rod. Is.
以下、図面に基づいて本発明による光源ユニットを詳細
に説明する。Hereinafter, a light source unit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図(a),(b)及び(c)は、本発明による光源
ユニットの一実施例を示し、スキャナー等の被取付体に
ビス、ボルト等の任意の固着手段によって取り付けられ
るとともに、後述するサポート12L,12Rの脚部14L,14R及
びスリット付反射鏡16の脚部18を嵌入固着するための孔
20及び溝22(なお、脚部14Rは、溝22と嵌入固着され
る。)を有した基台10と、円柱状の光伝送用ロッド26を
貫孔28に密着挿通して支持するとともに、基台10及びス
リット付反射鏡16と係合固着される脚部14L,14R及び突
部30L,30Rを有した左右一対のサポート12L,12Rと、基台
10の孔20と係合する脚部18及びサポート12L,12Rの突部3
0L,30Rと係合する切欠32を有するとともに、頂部にスリ
ット34を有した内面が鏡面状の略逆U字形のスリット付
反射鏡16とを有している。一端から入射された光を他端
方向へ伝送する円柱状の光伝送用ロッド26の外周面に
は、軸方向に直線細縞状に高屈折率の微粉体を塗布して
拡散縞36が形成されるとともに、一端面には光伝送用ロ
ッド26の内面に反斜面を有する反射鏡が設けられてい
る。なお、前記拡散縞36は、組み立てた状態で、スリッ
ト34とは反対面に位置するようになり、孔20と貫通係合
した脚部18は、基台10の底面で折曲されて固定される。
光伝送用ロッド26の反射鏡を有する端面とは反対側の端
面には、光伝送用ロッド26への有効入射光以外の散乱光
を再びランプ40のランプ反射鏡42へ戻すための反射面を
有した反射器44が取り付けられている。ランプ40は、ハ
ロゲン電球、キセノンランプ、フラッシュランプ等のラ
ンプを使用でき、本実施例においては、ランプ40及び反
射鏡42として、反射鏡付ハロゲン電球を使用した。FIGS. 1 (a), (b) and (c) show an embodiment of a light source unit according to the present invention, which is attached to an attached body such as a scanner by any fixing means such as screws and bolts, and will be described later. Holes for fitting and fixing the legs 14L, 14R of the supports 12L, 12R and the legs 18 of the reflecting mirror 16 with slits.
A base 10 having 20 and a groove 22 (the leg portion 14R is fitted and fixed to the groove 22) and a columnar optical transmission rod 26 are closely inserted into and supported by the through hole 28, and A pair of left and right supports 12L, 12R having legs 14L, 14R and protrusions 30L, 30R engaged and fixed to the base 10 and the reflecting mirror 16 with slits, and a base
Protrusions 3 of legs 18 and supports 12L, 12R that engage holes 20 of 10
It has a notch 32 that engages with 0L and 30R, and has a slit-shaped reflecting mirror 16 having a slit 34 at the top and a mirror-like substantially inverted U-shape. Diffuse fringes 36 are formed on the outer peripheral surface of a cylindrical optical transmission rod 26 that transmits the light incident from one end toward the other end by applying fine powder having a high refractive index in the form of linear fine stripes in the axial direction. In addition, a reflecting mirror having an anti-slope on the inner surface of the optical transmission rod 26 is provided on one end surface. Note that the diffusion fringes 36 are located on the surface opposite to the slits 34 in the assembled state, and the leg portions 18 penetratingly engaged with the holes 20 are fixed by being bent at the bottom surface of the base 10. It
A reflection surface for returning scattered light other than the effective incident light to the light transmission rod 26 to the lamp reflection mirror 42 of the lamp 40 again is provided on the end surface of the light transmission rod 26 opposite to the end surface having the reflection mirror. A reflector 44 having is attached. A lamp such as a halogen bulb, a xenon lamp, or a flash lamp can be used as the lamp 40. In this embodiment, a halogen bulb with a reflector is used as the lamp 40 and the reflector 42.
ランプ40よりの光が集光されつつ、光伝送用ロッド26の
反射鏡を有しない端面よりその内部に入射された光は、
光伝送用ロッド26内で全反射を繰り返しながら軸方向へ
伝送され、反射鏡まで至った伝送光は、この反射鏡によ
り反射される。光伝送用ロッド26の外周面には、軸方向
に沿って高屈折率の微粉体からなる拡散縞36が形成され
ているため、光伝送用ロッド26を伝送された伝送光及び
反射鏡により反射された反射光は、拡散縞36により光伝
送用ロッド26内に拡散反射され、更に光伝送用ロッド26
のレンズ作用により拡散縞36と反対方向に指向性をもっ
て放出される。第2図は光伝送用ロッド26のレンズ作用
を示す原理説明図であり、拡散縞36は、光伝送用ロッド
26外周面に密着した円弧状の拡散性反射鏡として作用す
ることになる。While the light from the lamp 40 is being condensed, the light incident on the inside of the end face of the optical transmission rod 26 that does not have a reflecting mirror is:
The transmitted light that has been transmitted in the axial direction while repeating total reflection in the optical transmission rod 26 and reaches the reflecting mirror is reflected by this reflecting mirror. On the outer peripheral surface of the optical transmission rod 26, since the diffusion fringes 36 made of fine powder having a high refractive index are formed along the axial direction, the transmitted light transmitted through the optical transmission rod 26 and reflected by the reflecting mirror are reflected. The reflected light thus reflected is diffused and reflected in the optical transmission rod 26 by the diffusion stripes 36, and further, the optical transmission rod 26.
Due to the lens action of, the light is emitted with directivity in the direction opposite to the diffusion stripe 36. FIG. 2 is an explanatory view of the principle of the lens action of the optical transmission rod 26, and the diffusion fringes 36 are the optical transmission rods.
26 It will act as an arc-shaped diffusive reflector closely attached to the outer peripheral surface.
従って、拡散縞36の反射鏡作用により拡散反射された拡
散光の中で、拡散縞36の円弧形状に伴う指向特性によ
り、光伝送用ロッド26の中心軸46に一度集束してから出
射される成分と、中心軸46に集束しないその他拡散光の
うちで、光伝送用ロッド26のレンズ作用により角度を減
じて拡散縞36と反対方向に集束して放射されたもののう
ち、前記中心軸46に一度集束してから出射される成分と
重なる範囲の成分とが合成合体して、光量レベルの大き
い一次ビーム光Aを構成することになる。そして、前記
一次ビーム光Aを構成する成分以外の拡散光成分により
光量レベルの小さい二次ビーム光Bが構成されることに
なる。また、光伝送用ロッド26から放出されない入射光
は光伝送用ロッド26内で全反射を繰り返し、再度拡散縞
36により拡散反射されて光伝送用ロッド26外に放射され
る。このように、光伝送用ロッド26内の伝送光及び反射
光は、その伝送途中及び反射途中において順次拡散縞36
により、これにそって、かつこの拡散縞36の塗布された
側とは反対方向に指向性をもって放射されるので、光量
ムラのない線状光を得ることができるものである。ま
た、光伝送用ロッド26のレンズ作用は光の波長によって
異なるため、可視光成分は指向性が強く、近赤外線から
赤外線までの成分は指向性が弱く拡散されるため、有害
な熱線放射を避けることができる。Therefore, in the diffused light diffusely reflected by the reflecting mirror action of the diffuser fringes 36, due to the directional characteristics associated with the circular arc shape of the diffuser fringes 36, the light is once focused on the central axis 46 of the optical transmission rod 26 and then emitted. Of the component and other diffused light that does not focus on the central axis 46, of the ones emitted by converging in the opposite direction to the diffusion fringes 36 by reducing the angle by the lens action of the optical transmission rod 26, the central axis 46 is emitted. The component that is once focused and then emitted and the component in the overlapping range are combined and combined to form the primary beam light A having a large light amount level. Then, the secondary light beam B having a small light quantity level is constituted by the diffused light component other than the component constituting the primary light beam A. In addition, the incident light that is not emitted from the optical transmission rod 26 repeats total reflection inside the optical transmission rod 26, and diffused fringes again.
The light is diffused and reflected by 36 and is emitted to the outside of the optical transmission rod 26. In this way, the transmitted light and the reflected light in the optical transmission rod 26 are sequentially diffused by the diffusion stripes 36 during the transmission and the reflection.
As a result, along with this, the light is emitted with directivity in the direction opposite to the side on which the diffusion fringes 36 are coated, so that it is possible to obtain linear light with no unevenness in the amount of light. Further, since the lens action of the optical transmission rod 26 differs depending on the wavelength of light, the visible light component has a strong directivity, and the components from the near infrared to the infrared have a weak directivity and are diffused, so that harmful heat ray radiation is avoided. be able to.
高輝線状光源として有用であるのは、光量レベルが強
く、光量分布も均一である一次ビーム光Aである。二次
ビーム光Bは、臨界角に近づくにつれて光伝送用ロッド
26から周囲媒質へ出射する際、光伝送用ロッド26内部へ
の界面反射成分が増大し光量レベルが低下するととも
に、出射角も臨界角近傍を除き広がる傾向となる。従っ
て、この2次ビーム光Bを再び拡散縞36へ戻し、1次ビ
ーム光Aに変換せしめることにより、一次ビーム光Aの
光量の増大を図ることができるものである。スリット付
反射鏡16は、そのため、光伝送用ロッド26からの出射光
が再度同一光路を返って拡散縞36まで戻るような曲率を
有するように決定されるものである。但し、その際に、
第3図に示されるように、出射光が光伝送用ロッド中心
軸46より外側へ離れるにつれて、反射光がロッドへ再入
射する角度αが大(α2>α1)となり、光伝送用ロッ
ド26表面での反射ロスが増える。そのため、αが大の領
域での効果は相対的に減少する。このことより、1次ビ
ーム光A近傍におけるスリット付反射鏡16の曲率が重要
となり、以下のように決定されるものである。すなわ
ち、光伝送用ロッド26の出射光特性は光伝送用ロッド断
面図において座標系を第4図の様に定め、第1象限につ
いて考えると、拡散縞(36)Q点より発し任意P点より
ロッド26の周囲媒質n2中に出射する光束について関係式
を求めると、 Y=tan(α−i2)X+{YP−tan(α−i2)・XP}……
(1) 但し、XP=Rcosα、YP=Rsinα となる。なお、第4象限ついては、上記第1象限と、x
軸に関して対称になる。The primary beam light A, which has a strong light quantity level and a uniform light quantity distribution, is useful as a high-brightness linear light source. The secondary beam light B is transmitted through the optical transmission rod as it approaches the critical angle.
When the light is emitted from 26 to the surrounding medium, the interface reflection component inside the optical transmission rod 26 increases and the light amount level decreases, and the emission angle also tends to widen except near the critical angle. Therefore, by returning the secondary beam light B to the diffusion fringes 36 and converting the secondary beam light B into the primary beam light A, the light amount of the primary beam light A can be increased. Therefore, the reflecting mirror 16 with slits is determined to have a curvature such that the light emitted from the optical transmission rod 26 returns to the same optical path and returns to the diffusion fringes 36. However, at that time,
As shown in FIG. 3, as the outgoing light is separated from the central axis 46 of the rod for optical transmission, the angle α at which the reflected light is re-incident on the rod becomes larger (α 2 > α 1 ), and the rod for optical transmission is increased. 26 Reflection loss on the surface increases. Therefore, the effect in the region where α is large is relatively reduced. From this, the curvature of the reflecting mirror with slit 16 in the vicinity of the primary beam light A becomes important and is determined as follows. That is, regarding the outgoing light characteristic of the optical transmission rod 26, the coordinate system is set as shown in FIG. 4 in the optical transmission rod cross-sectional view, and considering the first quadrant, it is emitted from the diffusion stripe (36) point Q and from an arbitrary point P. When the relational expression is obtained for the luminous flux emitted into the surrounding medium n 2 of the rod 26, Y = tan (α−i 2 ) X + {Y P −tan (α−i 2 ) · X P } ...
(1) where, X P = Rcosα, a Y P = Rsinα. Regarding the fourth quadrant, the first quadrant and x
Be symmetrical about the axis.
出射光軸の延長線がX軸と交わる見掛けの焦点を第4図
の様にF(XF,O)とすれば(1)式より、 Shnellの法則より、 n1・sini1=n2・sini2であるから、i2=90゜より臨界角
iicは、 i2<90゜においてi2は、 またRM=|XF|+R+δ ……(5) α=2i1 ……(6) 出射光はi1<iic又はα<2iicの範囲に限定される。If the apparent focal point where the extension line of the outgoing optical axis intersects the X axis is F (X F , O) as shown in FIG. According to Shnell's law, n 1 · sini 1 = n 2 · sini 2 , so i 2 = 90 °
iic When i 2 <90 °, i 2 is Further, R M = | X F | + R + δ (5) α = 2i 1 (6) The emitted light is limited to the range of i 1 <iic or α <2iic.
(2)、(4)、(5)及び(6)式よりRMをαに関し
て整理すると、 となり、所望の円筒鏡曲率半径RMが算出される。From the equations (2), (4), (5) and (6), when arranging R M with respect to α, Then, the desired radius of curvature R M of the cylindrical mirror is calculated.
例えば、 n1=1.46(石英ロッドの屈折率) n2=1.0(ロッドが接する媒質[空気]の屈折率) 従って、α<±86.46゜の範囲が出射光として寄与す
る。For example, n 1 = 1.46 (refractive index of quartz rod) n 2 = 1.0 (refractive index of medium [air] in contact with the rod) Therefore, the range of α <± 86.46 ° contributes as outgoing light.
δ=1(mm)について 1)R=3(mm) 2)R=5(mm) 3)R=7.5(mm) 夫々の場合について計算した結果は別表1の通りであ
る。計算結果よりα≦50゜の範囲において反射鏡の曲率
数値は余り変化せず平均値で代表させることが実用的で
あることがわかる。Regarding δ = 1 (mm) 1) R = 3 (mm) 2) R = 5 (mm) 3) R = 7.5 (mm) The calculation results for each case are shown in Appendix 1. From the calculation results, it can be seen that it is practical that the curvature value of the reflecting mirror does not change so much and that it is represented by an average value in the range of α ≦ 50 °.
また、 n1=1.49(アクリル樹脂ロッドの屈折率)として場合
は、α<±84.3゜の範囲で出射光として寄与する。Further, when n 1 = 1.49 (refractive index of acrylic resin rod), it contributes as outgoing light in the range of α <± 84.3 °.
δ=1(mm)について 4)R=3(mm) 5)R=5(mm) 6)R=7.5(mm) 夫々の場合について計算した結果は、別表2の通りであ
る。これらのことより、0≦α≦20゜程度の範囲の出射
光は、1次ビーム光とほぼ重複し、そのまま反射鏡16の
スリット34を通過して外部へ出光させることになる故、
曲率RMの値は±20゜<α<±50゜程度の範囲を主体的に
考慮すれば良い。Regarding δ = 1 (mm) 4) R = 3 (mm) 5) R = 5 (mm) 6) R = 7.5 (mm) The calculation results for each case are shown in Appendix 2. From these facts, the emitted light in the range of 0 ≦ α ≦ 20 ° almost overlaps with the primary beam light, and passes through the slit 34 of the reflecting mirror 16 as it is to be emitted to the outside.
The value of the curvature R M may be considered mainly in the range of ± 20 ° <α <± 50 °.
従って反射鏡16のスリット34を通過しない光束を有効に
拡散縞36へ戻して再反射させるのに適した反射鏡16の形
状はエアギャップδを1mmとした場合、近似的に下記曲
率半径で代表させることができる。Therefore, the shape of the reflecting mirror 16 that is suitable for effectively returning the light flux that does not pass through the slit 34 of the reflecting mirror 16 to the diffusion fringes 36 and re-reflecting it is approximately represented by the following radius of curvature when the air gap δ is 1 mm. Can be made.
1)石英ロッドの場合 RM=12.5(mm) (R=3mm) RM=20 (mm) (R=5mm) RM=30 (mm) (R=7.5mm) 2)アクリル樹脂ロッドの場合 RM=13 (mm) (R=3mm) RM=21 (mm) (R=5mm) RM=32 (mm) (R=7.5mm) また、第4図のロッド断面図において、中心軸に対する
出射 光の出射角は臨界角 で定まる一定範囲内に限られるのでスリット付反射鏡16
は出射光に面した部分のみ最適曲率で構成されていれば
よく、第4図に示すように、スリット付反射鏡16の反射
面は、拡散縞36に対向するスリット34の部分がロッド26
に最も接近した位置にあり、スリット34から離れるに従
ってロッド26からも離間するような曲率たる最適曲率を
有した反射面に形成されている。そして、反射面以外
は、いかなる曲率でも良いため、ロッド26近傍に添設す
るようにして、スリット付反射鏡16を小型化している。1) Quartz rod R M = 12.5 (mm) (R = 3 mm) R M = 20 (mm) (R = 5 mm) R M = 30 (mm) (R = 7.5 mm) 2) Acrylic resin rod R M = 13 (mm) (R = 3 mm) R M = 21 (mm) (R = 5 mm) R M = 32 (mm) (R = 7.5 mm) Also, in the rod cross-sectional view of FIG. The outgoing angle of the outgoing light with respect to is the critical angle Since it is limited to a certain range determined by
Is required to have an optimum curvature only in the portion facing the emitted light. As shown in FIG. 4, the reflecting surface of the slit reflecting mirror 16 is such that the portion of the slit 34 facing the diffusion stripe 36 is the rod 26.
Is formed on the reflecting surface having the optimum curvature that is the closest to the slit 34, and is separated from the rod 26 as it is separated from the slit 34. Since any curvature other than the reflecting surface may be used, the reflecting mirror with slit 16 is miniaturized by being provided in the vicinity of the rod 26.
また、出願人による実験によると、光伝送用ロッド16の
材質として、溶融石英を使用し、ロッド径10mm、拡散縞
36の縞幅を3mmとした場合に、スリット34の幅と縞幅と
の間には以下のような関係があり、別表3の結果を得
た。According to an experiment by the applicant, fused silica is used as the material of the optical transmission rod 16, the rod diameter is 10 mm, and the diffusion stripe is
When the stripe width of 36 is 3 mm, there is the following relationship between the width of the slit 34 and the stripe width, and the results of Appendix 3 are obtained.
但し、実験方法として、第5図に示す方法により、光量
レベルの計測にはマルチモード光通信用石英ファイバー
(コア径50μ、クラッド径125μ、受光角2θ=20゜の
もの)を使用し、光軸中心に対して垂直方向にスキャン
した。測定距離は、円筒鏡外面より5mmとした。However, as an experimental method, according to the method shown in Fig. 5, a quartz fiber for multi-mode optical communication (core diameter 50μ, cladding diameter 125μ, acceptance angle 2θ = 20 °) was used to measure the light level. The scan was performed in the direction perpendicular to the axis center. The measurement distance was 5 mm from the outer surface of the cylindrical mirror.
実験結果より、スリット34からの出射光量の分布特性図
を示すと、第6図のようになり、従って、スリット34の
幅と縞幅との関係は、実使用に際しては、(3)とする
のが特性上及び安定性の点で好ましく、鋭い指向特性と
最大の光量レベルを得るには(2)の如くスリット幅を
多少狭くした方が良い。From the experimental results, the distribution characteristic diagram of the amount of light emitted from the slit 34 is shown in FIG. 6. Therefore, the relationship between the width of the slit 34 and the stripe width is (3) in actual use. In terms of characteristics and stability, it is preferable to narrow the slit width a little as in (2) in order to obtain a sharp directional characteristic and a maximum light amount level.
なお、90%出射光量分布幅と云うのは第7図中のxのこ
とで、光量レベル90%以上の出射幅を示す。The 90% outgoing light quantity distribution width is x in FIG. 7, and indicates the outgoing width at a light quantity level of 90% or more.
以上の構成において、ランプ40を点灯すると、ランプ40
により放射された光が直接またはランプ反射鏡42及び反
射器44を介して、光伝送用ロッド26の端面に集光されつ
つ入射される。入射された光は、拡散縞36によって、ス
リット34から一次ビーム光Aのみ出射され、平行光線に
近い光量ムラのない均一な線状光を得ることができる。In the above configuration, when the lamp 40 is turned on, the lamp 40
The light radiated by is directly or via the lamp reflecting mirror 42 and the reflector 44 incident on the end face of the optical transmission rod 26 while being condensed. Only the primary beam light A is emitted from the slit 34 due to the diffused fringes 36 of the incident light, and it is possible to obtain a uniform linear light which is close to a parallel light beam and has no light amount unevenness.
二次ビーム光Bは、スリット付反射鏡16により、光伝送
用ロッド26内の拡散縞36へ反射されて、再度一次ビーム
光として利用される。The secondary beam light B is reflected by the reflecting mirror with slit 16 to the diffusion fringes 36 in the optical transmission rod 26, and is used again as the primary beam light.
第8図(a),(b)及び(c)には、スリット付反射
鏡の他の実施例が示されており、符号216,316,416で示
されている。要は、出射光が反射する部分(反射面)の
み、最適曲率を有した形状、すなわち、スリット34近傍
が光伝送用ロッド26に最も隣接しており、スリット34か
ら離れるに従って、光伝送用ロッド26から離間していく
形状であればよく、反射面以外は適宜選択することがで
きる。8 (a), (b) and (c) show another embodiment of the reflecting mirror with slits, which are designated by reference numerals 216, 316 and 416. In short, only the portion (reflecting surface) where the emitted light is reflected has a shape having an optimum curvature, that is, the vicinity of the slit 34 is closest to the optical transmission rod 26, and the light transmission rod is separated from the slit 34. Any shape other than the reflecting surface can be selected as appropriate as long as the shape is separated from 26.
また、第9図は、スリット付反射鏡116と基台100とを一
体成形としたものであって、このものにあっては、効率
よく生産可能となる。Further, FIG. 9 shows that the slit reflecting mirror 116 and the base 100 are integrally molded, and in this case, the production can be efficiently performed.
さらにまた、第10図に示すように、光伝送用ロッド4の
一端面に設けられた反射鏡に代えて、一端面に光を入射
するランプを設けても良い(すなわち、光伝送用ロッド
4の両端にランプを配設する)こと勿論であり、このも
のにあっては、軸方向に対して、より効果的な光量分布
を得ることができる。Furthermore, as shown in FIG. 10, instead of the reflecting mirror provided on the one end surface of the optical transmission rod 4, a lamp that makes light incident on the one end surface may be provided (that is, the optical transmission rod 4). Of course, the lamps are arranged at both ends of this, and in this case, a more effective light amount distribution can be obtained in the axial direction.
以上説明した通り本発明による光源ユニットによれば、
外周面に高屈折率の微粉体を軸方向に直線細縞状に付着
して形成した拡散縞を設けた光伝送用ロッドと、前記光
伝送用ロッドに形成された、前記拡散縞と対向する位置
にスリットを有するとともに、前記拡散縞に対向するス
リット部分が前記光伝送用ロッドに最も隣接した位置に
あり、スリットから外方へ離れるに従って前記光伝送用
ロッドからも離間するような曲率たる最適曲率に形成さ
れた反斜面を有したスリット付反射面と、少なくとも前
記光伝送用ロッドの一端面に光を入射する光源とを有す
るようにしたため、二次ビーム光を効率よく拡散縞へ反
射させて、一次ビーム光として有効に利用することがで
きるとともに、光源ユニット全体を小型にすることがで
きるので、装置への取付性を極めて向上することができ
る。As described above, according to the light source unit of the present invention,
An optical transmission rod provided with diffusion fringes formed by attaching fine powder having a high refractive index to the outer peripheral surface in the form of linear fine stripes in the axial direction, and facing the diffusion fringes formed on the optical transmission rod. While having a slit at a position, the slit portion facing the diffusion fringe is at a position most adjacent to the optical transmission rod, and has an optimum curvature so as to be separated from the optical transmission rod as it goes away from the slit. Since a reflecting surface with a slit having an anti-slope formed in a curvature and a light source for injecting light into at least one end surface of the optical transmission rod are provided, the secondary beam light is efficiently reflected to the diffusion fringes. As a result, the light source unit can be effectively used as the primary light beam and the entire light source unit can be downsized, so that the mountability to the device can be significantly improved.
第1図は本発明の一実施例を示し、(a)は要部分解斜
視図、(b)はユニット化した状態の正面図、(c)は
C−C線断面図、第2図は光伝送用ロッドのレンズ作用
を示す原理説明図、第3図は出射光と反射鏡の曲率との
関係を示す説明図、第4図は所望の円筒鏡曲率半径につ
いての関係式を求めるための説明図、第5図は拡散縞の
縞幅とスリットの幅との関係を示す実験においての光量
レベル計測方法を示す説明図、第6図はスリットからの
出射光量の分布特性を示す説明図、第7図は90%出射光
量分布幅を示す説明図、第8図(a),(b),(c)
はスリット付反射鏡の他の実施例を示す断面図、第9図
はスリット付反射鏡と基台とを一体成形にしたものを示
す断面図、第10図は、光伝送用ロッドの両端にランプを
配設した実施例を示すユニット化した状態の正面図。 符号の説明 10……基台、12L,12R……サポート 14L,14R……脚部、16……スリット付反射鏡 18……脚部、20……孔 22……溝、26……光伝送用ロッド 28……貫孔、30L,30R……突部 32……切欠、34……スリット 40……ランプ、42……ランプ反射鏡、44……反射器 116,216,316,416……スリット付反射鏡 n1……伝送ロッドの屈折率 n2……ロッド周囲媒質の屈折率 δ……ロッド、円筒鏡間のエアギャップ R……伝送ロッドの半径 RM……所望の円筒鏡曲率半径 Q……拡散縞位置、F……出射光の見掛け焦点FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, (a) is an exploded perspective view of a main part, (b) is a front view of a unitized state, (c) is a sectional view taken along the line CC, and FIG. 2 is FIG. 3 is an explanatory view showing the principle of the lens action of the optical transmission rod, FIG. 3 is an explanatory view showing the relationship between the emitted light and the curvature of the reflecting mirror, and FIG. 4 is for obtaining a relational expression for a desired radius of curvature of the cylindrical mirror. Explanatory diagram, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a light amount level measuring method in an experiment showing the relationship between the stripe width of diffusion stripes and the width of the slit, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing distribution characteristics of the amount of light emitted from the slit, FIG. 7 is an explanatory view showing the 90% outgoing light quantity distribution width, and FIGS. 8 (a), 8 (b) and 8 (c).
Is a sectional view showing another embodiment of the reflecting mirror with slit, FIG. 9 is a sectional view showing the slit reflecting mirror and the base integrally formed, and FIG. 10 is shown at both ends of the optical transmission rod. The front view of the united state showing the example in which the lamp is arranged. Explanation of symbols 10 …… Base, 12L, 12R …… Support 14L, 14R …… Leg, 16 …… Reflector with slit 18 …… Leg, 20 …… Hole 22 …… Groove, 26 …… Optical transmission Rod 28 …… Through hole, 30L, 30R …… Projection 32 …… Notch, 34 …… Slit 40 …… Lamp, 42 …… Lamp reflector, 44 …… Reflector 116,216,316,416 …… Slit reflector n 1 ...... Transmission rod refractive index n 2 ...... Rod surrounding medium refractive index δ …… Air gap between rod and cylindrical mirror R …… Transmission rod radius RM …… Desired cylindrical mirror curvature radius Q …… Diffusion fringe Position, F ... Apparent focus of emitted light
Claims (1)
細縞状に付着して形成した拡散縞を設けた、円柱状の光
伝送用ロッドと、 前記光伝送用ロッドの外周面に形成された前記拡散縞と
対向する位置にスリットを有し、かつ前記拡散縞に対向
する前記スリットが、前記光伝送用ロッドに最も隣接し
た位置にあり、前記光伝送用ロッドと対向する面が、前
記光伝送用ロッドの外周面に沿うような曲率であるとと
もに、前記スリットから外方に離れるに従って、前記光
伝送用ロッドから離隔するような曲率で、かつ前記拡散
縞により拡散反射された拡散出射光のなかで、前記光伝
送用ロッドの中心軸に一度集束してから出射される一次
ビーム光成分以外の成分である二次ビーム光が、再度同
一光路を返って前記拡散縞まで戻るような曲率に形成さ
れ、該曲率に形成された前記光伝送用ロッドに対向する
面が、鏡面状の反射面とされたスリット付反射鏡と、 少なくとも前記光伝送用ロッドの一端面に光を入射する
光源 とを有することを特徴とする光源ユニット。1. A cylindrical optical transmission rod having an outer peripheral surface provided with diffusion fringes formed by adhering fine powder having a high refractive index in the form of linear fine stripes in the axial direction, and an outer periphery of the optical transmission rod. There is a slit at a position facing the diffusion fringes formed on the surface, and the slit facing the diffusion fringes is at a position closest to the light transmission rod, and faces the light transmission rod. The surface has a curvature along the outer peripheral surface of the optical transmission rod, has a curvature that separates from the optical transmission rod as it goes away from the slit, and is diffusely reflected by the diffusion fringes. Among the diffused emitted light, the secondary beam light, which is a component other than the primary beam light component that is once focused on the central axis of the optical transmission rod and then emitted, returns to the same optical path again to the diffusion fringes. Formed with a curvature that returns And a surface of the curved surface facing the rod for optical transmission, which has a mirror-like reflecting surface, is provided with a slit-reflecting mirror, and a light source for making light incident on at least one end surface of the rod for optical transmission. A light source unit having.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61255046A JPH073553B2 (en) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | Light source unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61255046A JPH073553B2 (en) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | Light source unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63108332A JPS63108332A (en) | 1988-05-13 |
| JPH073553B2 true JPH073553B2 (en) | 1995-01-18 |
Family
ID=17273408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61255046A Expired - Lifetime JPH073553B2 (en) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | Light source unit |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JPH073553B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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Family Cites Families (4)
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| JPS5315211Y2 (en) * | 1973-10-30 | 1978-04-21 | ||
| JPS5537885Y2 (en) * | 1974-10-04 | 1980-09-04 | ||
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-
1986
- 1986-10-27 JP JP61255046A patent/JPH073553B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63108332A (en) | 1988-05-13 |
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