JPH0583884B2 - - Google Patents
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- JPH0583884B2 JPH0583884B2 JP7336988A JP7336988A JPH0583884B2 JP H0583884 B2 JPH0583884 B2 JP H0583884B2 JP 7336988 A JP7336988 A JP 7336988A JP 7336988 A JP7336988 A JP 7336988A JP H0583884 B2 JPH0583884 B2 JP H0583884B2
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- halogen lamp
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- light
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4298—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の対象技術分野〕
この発明はハロゲンランプの投光光束を光フア
イバー束により構成されるライトガイドへ導くた
めの投光光学系に関するもので、色検出装置等へ
の応用が可能である。[Detailed Description of the Invention] [Technical field to which the invention is directed] This invention relates to a light projection optical system for guiding a light beam projected from a halogen lamp to a light guide constituted by a bundle of optical fibers. can be applied.
〔従来技術〕
ハロゲンランプはその性質上白色光にきわめて
近い光を発するため、より正確な色を認識するの
に好んで用いられるが、第3図に示すようにラン
プ1のガラス封止部1aがその光軸上にあるため
通常凹面鏡からなる反射部2を有し、この反射部
によつてその光を効率よくその前方に反射するよ
うにしている。[Prior Art] Because halogen lamps emit light that is very close to white light due to their nature, they are preferably used for more accurate color recognition, but as shown in FIG. Since it is on the optical axis, it has a reflecting section 2 usually made of a concave mirror, and this reflecting section efficiently reflects the light in front of it.
この図においてランプ1に近接する光軸付近で
は光量のひじように少ない光束しか存在しないた
め、光量分布は第4図Aのようになる。一方同図
Bで示すように焦点b付近では光量の多い光点が
得られるが、各光線の光軸となす角度は他の部分
と変わらないため、その点に光フアイバー束から
なるライトガイド3の端部を置いたばあい、この
ライトガイドの他端からの投光スポツトも環状と
なる。 In this figure, since only an elbow-sized amount of light exists near the optical axis near the lamp 1, the light amount distribution becomes as shown in FIG. 4A. On the other hand, as shown in Figure B, a light spot with a large amount of light is obtained near focal point b, but since the angle between each ray and the optical axis is the same as in other parts, a light guide consisting of an optical fiber bundle is placed at that point. When the end of the light guide is placed, the light projection spot from the other end of the light guide also becomes annular.
なおランプ1の光軸上において焦点bから遠去
かるにしたがつてその光束分布は第4図C,Dの
ように変化する。 Incidentally, as the distance from the focal point b on the optical axis of the lamp 1 increases, the luminous flux distribution changes as shown in FIG. 4C and D.
そこで投光スポツトの形状が環状になる現象を
回避するために第5図に示すようにランプ1の光
軸上において、その焦点から遠去かる位置に凸レ
ンズ11を配設し、この凸レンズを通ることによ
つてほぼ平行光に補正した光束をライトガイド3
に入光させる方法、あるいは同じ目的をもつて第
6図に示すようにその焦点以前の位置に凹レンズ
12を配設する方法がある。 Therefore, in order to avoid the phenomenon that the shape of the light emitting spot becomes annular, a convex lens 11 is arranged on the optical axis of the lamp 1 at a position far from the focal point, as shown in FIG. The light beam corrected to almost parallel light is sent to the light guide 3.
There is a method of letting the light enter the focal point, or a method of arranging a concave lens 12 at a position before the focal point, as shown in FIG. 6, for the same purpose.
第5図あるいは第6図に示すものにあつてはレ
ンズ11,12を保持する必要があり、しかもそ
の構成とくにその製造工程が複雑となり、いきお
い部品点数の増加とともにそれを装置として組立
てたばあいにその構造も全体的に大きくなる欠点
がある。
In the case of the device shown in FIG. 5 or 6, it is necessary to hold the lenses 11 and 12, and the structure, especially the manufacturing process, becomes complicated, and as the number of parts increases, it becomes difficult to assemble them into a device. However, its structure also has the disadvantage of being larger overall.
この発明はこのような従来の欠点にかんがみ、
とくにレンズ等の高精度の光学部品を用いること
なくライトガイドに対して均一な投光スポツトを
得ることを目的とする。
This invention takes into consideration these conventional drawbacks,
In particular, the purpose is to obtain a uniform light projection spot onto a light guide without using high-precision optical parts such as lenses.
この発明はその目的を達成するためにハロゲン
ランプの焦点よりも内側にライトガイドの一端が
位置するように配設される。
In order to achieve this object, the present invention is arranged such that one end of the light guide is located inside the focal point of the halogen lamp.
またハロゲンランプとライトガイド間には熱線
減衰フイルターが設けられ、このフイルターのハ
ロゲンランプ側の面には反射鏡が設けられ、この
反射鏡の中、ライトガイドの端面に対応する部分
に透過部が形成される。 Additionally, a heat ray attenuation filter is provided between the halogen lamp and the light guide, and a reflective mirror is provided on the surface of this filter on the halogen lamp side. It is formed.
一方ハロゲンランプの光軸上において、反射鏡
よりハロゲンランプ寄りに反射鏡によつて反射さ
れた光を透過部を通してライトガイドに導く凸面
鏡が設けられる。 On the other hand, on the optical axis of the halogen lamp, a convex mirror is provided closer to the halogen lamp than the reflecting mirror and guides the light reflected by the reflecting mirror to the light guide through the transmitting part.
ハロゲンランプから発した光線は反射鏡と凸面
で2回反射され、ライトガイドに入射される光は
より均一化される。
The light beam emitted from the halogen lamp is reflected twice by the reflecting mirror and the convex surface, making the light incident on the light guide more uniform.
以下図によつてこの発明の一実施例について説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
すなわち第1図および第2図において、ハロゲ
ンランプ1は凹面鏡からなる反射部2を有してい
る。またライトガイド3は複数の光フアイバーす
なわち光フアイバー束により構成される。そして
このライトガイドはハロゲンランプ1の光軸上に
おいてその一端がハロゲンランプ1からの光束の
焦点bよりそのハロゲンランプ側に位置するよう
に配設される。 That is, in FIGS. 1 and 2, a halogen lamp 1 has a reflecting section 2 made of a concave mirror. Further, the light guide 3 is constituted by a plurality of optical fibers, that is, a bundle of optical fibers. The light guide is arranged on the optical axis of the halogen lamp 1 such that one end thereof is located closer to the halogen lamp than the focal point b of the light beam from the halogen lamp 1.
ハロゲンランプ1とライトガイド3間にはハロ
ゲンランプ1によつて発生する熱線を減衰させる
ための熱線減衰フイルター4が設けられる。そし
てこのフイルターの一方の面すなわちハロゲンラ
ンプ1側には平面状の反射鏡5が形成される。な
おこの反射鏡は熱線減衰フイルター4に蒸着ある
いは別体に形成したものを貼付またはその他の手
段により設けられる。そしてこの反射鏡の中、ラ
イトガイド3の端面に対応する部分にそのライト
ガイドの有効径に比し、所定の寸法だけ大きい径
を有する透過部6が形成される。 A heat ray attenuation filter 4 is provided between the halogen lamp 1 and the light guide 3 to attenuate the heat rays generated by the halogen lamp 1. A planar reflecting mirror 5 is formed on one surface of this filter, that is, on the halogen lamp 1 side. Note that this reflecting mirror is provided on the heat ray attenuation filter 4 by vapor deposition, by attaching a separately formed member, or by other means. A transmitting portion 6 having a diameter larger by a predetermined dimension than the effective diameter of the light guide is formed in the reflecting mirror at a portion corresponding to the end surface of the light guide 3.
またハロゲンランプ1の光軸L1上において、
反射鏡よりハロゲンランプ寄りに、このハロゲン
ランプのバルブ径にほぼ等しい径を有する凸面鏡
7が設けられる。そしてこの凸面鏡はハロゲンラ
ンプ1から放射され、かつ反射鏡5によつて反射
された光を透過部6を通してライトガイド3に導
くようにその曲率が設定される。 Also, on the optical axis L1 of the halogen lamp 1,
A convex mirror 7 having a diameter approximately equal to the bulb diameter of the halogen lamp is provided closer to the halogen lamp than the reflecting mirror. The curvature of this convex mirror is set so that the light emitted from the halogen lamp 1 and reflected by the reflecting mirror 5 is guided to the light guide 3 through the transmitting section 6.
第1図および第2図に示すようにハロゲンラン
プ1から放射された光線は反射鏡5でハロゲンラ
ンプ1側に反射され、さらに凸面鏡7により反射
鏡5側に反射され、透過部6を通つてライトガイ
ド3の一端に入射される。ここでライトガイド3
に対する光線の入射角θ2がハロゲンランプ1か
らの出射角θ1より小さいことが必要である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the light rays emitted from the halogen lamp 1 are reflected by the reflecting mirror 5 toward the halogen lamp 1, further reflected by the convex mirror 7 toward the reflecting mirror 5, and then passed through the transmitting section 6. The light is incident on one end of the light guide 3. Light guide 3 here
It is necessary that the incident angle θ2 of the light beam relative to the halogen lamp 1 is smaller than the exit angle θ1 from the halogen lamp 1.
この発明の実施例においてはハロゲンランプ1
の反射部2の開口径を34mm、この反射部の開口部
から焦点bまでの距離を36mmとしたばあい、反射
鏡5の直径を20mm、透過部6の径を4mm、凸面鏡
7の直径を7mm、その曲率半径を20mm、反射部2
の開口部から凸面鏡7の凸面までの光軸上におけ
る距離を6.05mm、反射鏡5と凸面鏡7との距離を
11.95mmそしてライトガイド3の直径を3.5mmとす
ればハロゲンランプ1からの光はライトガイド3
に対し効率よく集光し、したがつて環状の投光ス
ポツトは発生しない。 In an embodiment of the invention, a halogen lamp 1
If the aperture diameter of the reflecting section 2 is 34 mm, and the distance from the aperture of this reflecting section to the focal point b is 36 mm, then the diameter of the reflecting mirror 5 is 20 mm, the diameter of the transmitting section 6 is 4 mm, and the diameter of the convex mirror 7 is 7mm, its radius of curvature is 20mm, reflective part 2
The distance on the optical axis from the aperture to the convex surface of convex mirror 7 is 6.05 mm, and the distance between reflecting mirror 5 and convex mirror 7 is
11.95mm and the diameter of light guide 3 is 3.5mm, the light from halogen lamp 1 will pass through light guide 3.
Therefore, an annular light projection spot does not occur.
ここでライトガイド3への光線の入射角θ2は
第2図に示すようにハロゲンランプ1からの光線
の出射角θ1より小さいことが必要条件となる。 Here, it is necessary that the incident angle θ2 of the light beam to the light guide 3 is smaller than the exit angle θ1 of the light beam from the halogen lamp 1, as shown in FIG.
この発明は上述のように熱線減衰フイルターの
ハロゲンランプ側の面に反射鏡を形成し、一方ハ
ロゲンランプの光軸上においてこのランプ寄りに
反射鏡と対向する凸面鏡を設け、ハロゲンランプ
から放射された光線を反射鏡によつてハロゲンラ
ンプ側に反射し、さらにこの反射光を凸面鏡によ
り反射し、これを反射鏡に設けた透過部(熱線減
衰フイルター)を通してライトガイドの一端に導
くようにしているので、光線のライトガイドへの
入射角がハロゲンランプから直接入射する時に比
べ圧縮されるためライトガイドの他端において得
られる投光スポツトは一層均一となる。またその
均一な投光スポツトを得るために反射鏡と凸面鏡
を組合せているので、その構成が単純で、とくに
従来のように高価な光学部品を用いずに達成で
き、したがつて単純な構造と高い効率を同時に得
ることができる。
In this invention, as described above, a reflecting mirror is formed on the surface of the heat ray attenuation filter on the halogen lamp side, and a convex mirror facing the reflecting mirror is provided on the optical axis of the halogen lamp on the optical axis of the halogen lamp. The light is reflected toward the halogen lamp by a reflecting mirror, and then this reflected light is further reflected by a convex mirror, and then guided to one end of the light guide through a transmission section (heat ray attenuation filter) provided on the reflecting mirror. Since the angle of incidence of the light beam on the light guide is compressed compared to when it is directly incident from a halogen lamp, the resulting light spot at the other end of the light guide is more uniform. In addition, since a reflecting mirror and a convex mirror are combined to obtain a uniform light emitting spot, the configuration is simple, and in particular, it can be achieved without using expensive optical parts as in the past. High efficiency can be obtained at the same time.
また反射鏡と凸面鏡との組合せはハロゲンラン
プの光軸上におけるこのランプとライトガイド間
の距離すなわち光学系全長の長さを短縮すること
ができる。 Furthermore, the combination of a reflecting mirror and a convex mirror can shorten the distance between the halogen lamp and the light guide on the optical axis of the halogen lamp, that is, the total length of the optical system.
なおこの発明における投光光学系は反射光学系
であるため、これを色検出装置に用いたばあいに
色収差がしないことも特長である。 Note that since the light projecting optical system in this invention is a reflective optical system, another feature is that it does not cause chromatic aberration when used in a color detection device.
第1図はこの発明における投光光学系の一実施
例を示す側面図、第2図は第1図においてハロゲ
ンランプから出た光線がライトガイドに至る過程
を説明する側面図、第3図は一般のハロゲンラン
プの投光曲線を示す側面図、第4図は第3図の各
点における特性曲線図、第5図および第6図は従
来の投光光学系を示す側面図である。
1……ハロゲンランプ、2……反射部、3……
ライトガイド、4……熱線減衰フイルター、5…
…反射鏡、6……透過部、7……凸面鏡。
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the light projecting optical system according to the present invention, FIG. 2 is a side view illustrating the process in which the light rays emitted from the halogen lamp reach the light guide in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a side view showing a light projection curve of a general halogen lamp, FIG. 4 is a characteristic curve diagram at each point in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are side views showing a conventional light projection optical system. 1...Halogen lamp, 2...Reflector, 3...
Light guide, 4... Heat ray attenuation filter, 5...
...Reflector, 6... Transmissive part, 7... Convex mirror.
Claims (1)
バー束により構成されるライトガイドおよびこの
ライトガイドと上記ハロゲンランプとの間に設け
られ、上記ライトガイドへの熱線を減少させる熱
線減衰フイルターとを備えたものにおいて、上記
ライトガイドの一端を上記ハロゲンランプからの
光束の焦点より上記ハロゲンランプ側に配設する
とともに、上記熱線減衰フイルターの上記ハロゲ
ンランプ側の面に反射鏡を形成し、かつこの反射
鏡の中、上記ライトガイドの端面に対応する部分
にそのライトガイドの有効径に比し、所定の寸法
だけ大きい径を有する透過部を形成し、さらに上
記ハロゲンランプの光軸上において、上記反射鏡
より上記ハロゲンランプ寄りに、このハロゲンラ
ンプから放射され、かつ上記反射鏡によつて反射
された光を上記透過部を通して上記ライトガイド
に導く凸面鏡を設けたことを特徴とする投光光学
系。1. A halogen lamp having a reflective part, a light guide composed of an optical fiber bundle, and a heat ray attenuation filter provided between the light guide and the halogen lamp to reduce heat rays to the light guide. One end of the light guide is disposed closer to the halogen lamp than the focal point of the light beam from the halogen lamp, and a reflecting mirror is formed on the surface of the heat ray attenuation filter on the halogen lamp side, and the reflecting mirror is A transmitting portion having a diameter larger by a predetermined dimension than the effective diameter of the light guide is formed in a portion corresponding to the end surface of the light guide, and further, on the optical axis of the halogen lamp, a transmitting portion is formed on a portion corresponding to the end surface of the light guide. A light projecting optical system characterized in that a convex mirror is provided near the halogen lamp to guide light emitted from the halogen lamp and reflected by the reflecting mirror to the light guide through the transmitting portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7336988A JPH01246513A (en) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | Projecting optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7336988A JPH01246513A (en) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | Projecting optical system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01246513A JPH01246513A (en) | 1989-10-02 |
| JPH0583884B2 true JPH0583884B2 (en) | 1993-11-30 |
Family
ID=13516195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7336988A Granted JPH01246513A (en) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | Projecting optical system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01246513A (en) |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP7336988A patent/JPH01246513A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01246513A (en) | 1989-10-02 |
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