DE3524239A1

DE3524239A1 - Illuminating device for uniform illumination of a surface

Info

Publication number: DE3524239A1
Application number: DE19853524239
Authority: DE
Inventors: Achim Dr Ing Willing
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1985-07-06
Filing date: 1985-07-06
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DK318286A; DK318286D0

Abstract

An illuminating device for space-saving and uniform illumination of a surface, preferably an original holder in copiers or reproduction units, is constructed in such a way that a) the lamps are formed by bulb lamps (3) whose axes (4) enclose an acute angle with the surface (1) and are approximately at right angles to the theoretical line of intersection of the two reflector surfaces (5, 6), b) the mounts (7) for the lamps (3), and thus the lamp cap (3a) are arranged outside the reflectors (5, 6) behind the theoretical line of intersection of the two reflector surfaces (5, 6), c) the reflector surfaces (6) which are separated less in terms of height from the surface (1) are of shorter cross-section, d) the reflector surfaces (5, 6) are formed with a cross-section such that each of the marginal rays (10a to 10d) emanating from a lamp filament (3c) and extending to an inner or outer edge of each reflector surface (5, 6) in the plane of the lamp filament (3c) is reflected onto another of the sides (1a) of the surface (1) which are parallel to the longitudinal sides of the reflector. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung zur gleichmäßigen Ausleuchtung einer Fläche, vorzugsweise eines Vorlagenhalters in Kopier- oder Reprogeräten, mit je zwei außerhalb zweier paralleler Seiten der Fläche und senkrecht hierzu von dieser beabstandet angeordne ten Lampen, die innerhalb von Reflektoren liegen, die je durch zwei entgegengesetzt konkav gewölbte, teilzy lindrische Flächen gebildet werden, welche Teilen von Kegelschnitten ähnliche Querschnitte aufweisen und an ihren der Fläche abgewandten parallelen Kanten aufein ander zu und gegen die Fläche hin auseinanderlaufen. The invention relates to a lighting device for uniform illumination of a surface, preferably a template holder in copy or repro equipment, with two each outside two parallel sides of the surface and spaced perpendicularly from it lamps located inside reflectors that each with two oppositely concave, partially zipped Lindrike surfaces are formed, which parts of Conic sections have similar cross sections and their parallel edges facing away from the surface diverge towards and against the surface.

Eine Beleuchtungseinrichtung dieser Art ist bekannt durch die DE-PS 14 97 304, eine ähnliche Anordnung durch die US PS 40 99 865. Insbesondere mit der erstge nannten bekannten Vorrichtung soll die Auswirkung der sog. cos⁴-Funktion des Objektives einer Reprokamera kompensiert werden. Diese Kompensation muß hierbei je doch in Abhängigkeit vom Vergrößerungsmaßstab unter schiedlich erfolgen, weshalb die Lampen samt Reflekto ren verstellbar sind. Derartige Lampenanordnungen bauen außerdem sehr raumgreifend.A lighting device of this type is known from DE-PS 14 97 304, a similar arrangement by US PS 40 99 865. In particular with the first-mentioned known device, the effect of the so-called cos ⁴ function of the lens of a repro camera is to be compensated. This compensation must be done differently depending on the magnification scale, which is why the lamps including reflectors are adjustable. Such lamp arrangements are also very bulky.

Demgegenüber muß bei einem Vorlagenhalter für ein Ko piergerät mit fest eingebauten Lampen und Reflektoren die Ausleuchtung der Auflagefläche unter Berücksichti gung des Lichtrandabfalls des Objektives so gleichmäßig sein, daß unterschiedliche, zu kopierende Vorlagenfor mate alle gleich gut und gleichmäßig kopiert werden. Bei Flächen, die nur angestrahlt werden sollen, z. B. Bildwänden, ist dagegen die Berücksichtigung des Objek tiv-Randabfalls nicht erforderlich bzw. erwünscht.In contrast, a template holder for a Ko Pier device with permanently installed lamps and reflectors the illumination of the contact surface taking into account the light edge drop of the lens so evenly be that different templates to be copied mate all copied equally well and evenly. For areas that are only to be illuminated, e.g. B. Screen walls, on the other hand, is the consideration of the object tiv edge waste not required or desired.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ggf. unter Berücksichtigung des Licht randabfalls eines zugeordneten Abbildungsobjektives eine vorgegebene, zu beleuchtende Fläche bei räumlich gedrängter Bauweise gleichmäßig ausgeleuchtet wird.The invention is therefore based on the object Lighting device of the type mentioned above train that, if necessary, taking into account the light edge of an assigned imaging lens a given area to be illuminated at spatial compact construction is evenly illuminated.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Haupt anspruchs. Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfin dung sind den Unteransprüchen entnehmbar. This task is solved by the characteristics of the main demanding Further advantageous details of the Erfin can be found in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to drawings tert. Show it

Fig. 1 eine verkleinerte Draufsicht auf eine erfin dungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in Richtung senkrecht zur zu beleuchtenden Fläche, Fig. 1 is a reduced plan view of a dung OF INVENTION contemporary lighting device in the direction perpendicular to the surface to be illuminated,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Beleuchtungseinrichtung nach Fig. 1 gemäß der Schnittlinie II-II, Fig. 2 shows a section through the lighting device of FIG. 1 according to the section line II-II,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 vergrößerte Darstellung von Teilen der Beleuchtungseinrichtung, Fig. 3 shows a comparison with FIG. 2 enlarged view of parts of the lighting device,

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt durch einen der er findungsgemäßen Reflektoren nach den Fig. 1 bis 3, Fig. 4 is an enlarged section through one of he inventive reflectors according to FIGS. 1 to 3,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 4 bei abgenommenem, oben liegendem Reflektorteil. Fig. 5 is a plan view of the arrangement of FIG. 4 with the reflector part removed from the top.

Gemäß den Figuren weist eine Beleuchtungseinrichtung zur gleichmäßigen Ausleuchtung einer ebenen Fläche 1 ein unterhalb der Fläche 1 angeordnetes Gehäuseteil 2 auf, das zugleich das Trägerteil für die Fläche 1 dar stellen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die Fläche 1 den Vorlagenhalter für Kopiergeräte dar, wobei die Vorlage mit ihrer abzubildenden Seite nach unten auf die Fläche 1 aufgelegt wird und darüber eine bekannte und daher nicht gezeigte Abdeckung ge klappt wird. In diesem Falle ist die Fläche 1 durch sichtig. Das quaderförmige Gehäuse 2 ist breiter und länger als die Fläche 1 und hat unterhalb der Fläche 1 eine gewisse Höhe, damit die Beleuchtungsanordnung im erforderlichen Abstand unterhalb der Fläche 1 ange bracht werden kann. In der Bodenfläche 2 a des Gehäu ses 2 ist ein etwa der Größe der Fläche 1 entsprechen der Schacht 2 b senkrecht unterhalb derselben vorgese hen, der die Verbindung zum im übrigen bekannten und daher nicht gezeigten Kopiergerät bildet. Insbesondere umfaßt letzteres ein nicht gezeigtes Abbildungsobjek tiv, von dem vorausgesetzt werden kann, daß es etwa den üblichen cos⁴-Randabfall aufweist; das bedeutet, daß bei völlig gleichmäßiger Ausleuchtung der Vorlage eine Abbildung derselben zu ihren Rändern hin etwa gemäß dem cos⁴ des Winkels, den ein auf eine Stelle der Abbil dung treffender Hauptstrahl mit der Objektivachse ein schließt, schwächer abgebildet wird. Dieser bekannte Randabfall muß daher dahingehend kompensiert werden, daß die Beleuchtung der Fläche 1 zu deren Rändern hin entsprechend stärker wird.According to the figures, a lighting device for uniformly illuminating a flat surface 1 has a housing part 2 arranged underneath the surface 1 , which can also represent the support part for the surface 1 . In the present exemplary embodiment, the surface 1 represents the original holder for copying machines, the original being placed with its side to be imaged down on the surface 1 and a known and therefore not shown cover being folded over it. In this case, the area 1 is visible. The cuboid housing 2 is wider and longer than the surface 1 and has a certain height below the surface 1 , so that the lighting arrangement can be placed below the surface 1 at the required distance. In the bottom surface 2 a of the housing 2 is approximately the size of the surface 1 correspond to the shaft 2 b vertically below the same hen, which forms the connection to the otherwise known and therefore not shown copier. In particular, the latter comprises an imaging lens, not shown, from which it can be assumed that it has approximately the usual cos ⁴ edge drop; This means that with completely uniform illumination of the original, an image of the same towards its edges approximately according to the cos ^{4 of} the angle, which includes a main beam hitting a point of the image with the lens axis, is mapped weaker. This known edge drop must therefore be compensated to the extent that the illumination of the surface 1 towards its edges becomes correspondingly stronger.

Hierzu sind je zwei Kolbenlampen 3 schräg außerhalb und unterhalb längs den zwei zueinander parallelen Längs seiten 1 a der Fläche 1 im Gehäuse 2 je in zylindrischen Reflektoren 5, 6 gelagert. Es hat sich bei Berücksich tigung der im folgenden beschriebenen Anordnung ge zeigt, daß die Lampen 3 zweckmäßigerweise so angeordnet werden, daß ihre Längsrichtung bzw. ihre Achsen 4 je weils die Schmalseiten 1 b der Fläche 1 schneiden oder dieser Schmalseite 1 b zumindest nahe benachbart liegen. Entspricht das Verhältnis der Seitenlängen 1 a und 1 b nicht mehr dem der üblichen Blattgrößen, sondern ist es sehr groß, so kann es zweckmäßig sein, die Lampen 3 nicht unmittelbar den Schmalseiten 1 b benachbart, son dern jeweils an einer geeigneten Stelle in den äußeren Vierteln der Längsseiten 1 a anzuordnen. Die gehäusesei tigen Fassungen 7 für die Lampensockel 3 a sind derart im Gehäuse 1 bzw. außerhalb der Schnittlinie der Re flektorteile 5, 6 vorgesehen, daß jede der Lampen 3 mit ihrem Sockel 3 a voll in die zugehörige Fassung 7 ein schraubbar ist, so daß die Fassungen und die Sockel 3 a nicht mehr im Reflektionsbereich der Reflektoren 5, 6 liegen. Außerdem wird vor der Schmelzstelle 3 b jeder Lampe 3 eine Abdeckung 8 für diese angebracht. Hier durch wird erreicht, daß alle Lampenteile 3 a und 3 b, die Störstellen im Kolben und daher bei der gleichmäßi gen Ausstrahlung von Licht darstellen, abgedeckt sind und nicht zur Ausleuchtung der Fläche 1 beitragen. Sie können daher keine Unregelmäßigkeiten in der gleich mäßigen Abstrahlung von Licht durch die Lampe 3 bzw. deren Wendel 3 c und die Reflektoren 5, 6 erzeugen. Für die Befestigung der Abdeckung 8 gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die optimale Ausleuchtung wird erreicht, wenn die Abdeckung 8 samt Träger 9 sich in Richtung der Reflektorachse erstreckt und am inneren Reflektorrand befestigt wird, da hierdurch die Schmelzstelle 3 b über die ganze Reflektorlänge abgedeckt wird und auch keine störenden Randstrahlen aussenden kann.For this purpose, two bulb lamps 3 obliquely outside and below along the two parallel longitudinal sides 1 a of the area 1 in the housing 2 in each cylindrical reflectors 5, stored. 6 It has taken ge considering the arrangement described below that the lamps 3 are expediently arranged so that their longitudinal direction or their axes 4 each cut the narrow sides 1 b of the surface 1 or this narrow side 1 b are at least closely adjacent . Corresponds to the ratio of the side lengths 1 a and 1 b no longer that of the usual sheet sizes, but it is very large, so it may be appropriate to not directly adjacent the lamps 3 the narrow sides 1 b , but each at a suitable point in the outer Arrange quarters of the long sides 1 a . The gehäusesei term versions 7 for the lamp base 3 a are provided in the housing 1 or outside the section line of the reflector parts 5 , 6 , that each of the lamps 3 with its base 3 a is fully screwed into the associated version 7 , so that the sockets and the base 3 a are no longer in the reflection area of the reflectors 5 , 6 . In addition, a cover 8 is attached for each lamp 3 in front of the melting point 3 b . This ensures that all lamp parts 3 a and 3 b , the imperfections in the bulb and therefore represent the even radiation of light, are covered and do not contribute to the illumination of area 1 . You can therefore not produce any irregularities in the uniform emission of light by the lamp 3 or its filament 3 c and the reflectors 5 , 6 . There are various options for fastening the cover 8 . The optimal illumination is achieved when the cover 8 including the support 9 extends in the direction of the reflector axis and is fastened to the inner reflector edge, since this covers the melting point 3 b over the entire reflector length and cannot emit any disruptive edge rays.

Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die zylindrischen Reflektoren 5, 6 vom durch die Schmalseiten 1 b gebildeten Flächenrand paral lel zu den Längsseiten 1 a nach innen, und zwar jeweils über maximal das erste Viertel der Länge der Längssei te 1 a. Die beiden Reflektorteile 5, 6 haben dabei un terschiedliche Querschnitte. Die von der Fläche 1 hö henmäßig weniger beabstandeten, aber seitlich weiter außen gelegenen Reflektorflächen 6 sind im Querschnitt kürzer. Die Querschnitte der Reflektorflächen 5, 6 sind dabei so geformt, daß die von einer Lampenwendel 3 c (vgl. Fig. 3 und 4) ausgehenden, zu je einer inneren und einer äußeren Kante einer jeden Reflektorfläche 5 bzw. 6 in der Ebene der Lampenwendel 3 c verlaufenden Randstrahlen 10 a, 10 b, 10 c, 10 d auf eine andere der zu den Reflektorlängsseiten parallelen Längsseiten 1 a der Fläche 1 reflektiert werden. Diese reflektierten Rand strahlen werden mit 10 a′ bis 10 d′ in Fig. 3 bezeich net; sie wurden in Fig. 4 der Übersichtlichkeit wegen weggelassen. Dabei weisen die Querschnitte der beiden Reflektorteile 5, 6 voneinander unterschiedliche Kur venformen auf, wobei die Kurvenformen der vier Reflek torteile 5 untereinander gleich sind, ebenso wie die Kurvenformen der Reflektorteile 6 untereinander.In the embodiment shown in the figures, the cylindrical reflectors 5 , 6 extend from the surface edge formed by the narrow sides 1 b paral lel to the long sides 1 a inwards, in each case over a maximum of the first quarter of the length of the longitudinal side 1 a . The two reflector parts 5 , 6 have un different cross sections. The less spaced hö henmäßig of the surface 1, but more laterally outermost reflector surfaces 6 are shorter in cross section. The cross sections of the reflector surfaces 5 , 6 are shaped in such a way that the emanating from a lamp filament 3 c (cf. FIGS. 3 and 4) each have an inner and an outer edge of each reflector surface 5 and 6 in the plane of the lamp filament 3 c extending edge rays 10 a , 10 b , 10 c , 10 d are reflected on another of the longitudinal sides 1 a of the surface 1 parallel to the longitudinal sides of the reflector. These reflected edge rays are denoted by 10 a 'to 10 d' in Fig. 3; they have been omitted in FIG. 4 for the sake of clarity. The cross sections of the two reflector parts 5 , 6 from each other different ven ven Kur, wherein the curve shapes of the four reflector gate parts 5 are the same as each other, as well as the curve shapes of the reflector parts 6 with each other.

Durch diese Geometrie der Beleuchtunsanordnung in der Ebene der Lampenwendel 3 c wird eine bereits gut gleich mäßige Ausleuchtung der Fläche 1 erreicht. Die Anpas sung an den Randabfall eines Objektivs oder an unge bräuchliche Abmessungen der Fläche oder an die Aus leuchtung bei völligem Wegfall eines Objektives oder an einen ggf. erwünschten anderen Helligkeitsverlauf über die Fläche 1 wird dann durch die speziellen Kurvenfor men der Reflektorquerschnitte erreicht. Als Quer schnittsformen bieten sich dabei für die Reflektorflä chen 5 Teilstücke von flachen Ellipsen oder Parabeln an. Für die Reflektorflächen 6 kommen beispielsweise Teilstücke eines Kreisbogens eines Radius oder von mehreren ineinander übergehenden Kreisbogen unter schiedlicher Radien oder Teilstücke von Ellipsen infra ge. Auch die zeichnerische oder rechnerische Ermittlung der Kurvenformen ist möglich, wobei jedem Punkt jedes Reflektorteiles 5, 6 oder gleichmäßig aufgeteilten Punktreihen zwischen dem inneren und äußeren Reflekto rendpunkt bzw. den Randstrahlen 10 a, 10 d bzw. 10 b, 10 c die korrespondierenden Punkte der Fläche 1 zwischen den beiden Längsseiten 1 a zugeordnet werden.This geometry of the lighting arrangement in the plane of the lamp filament 3 c achieves an already uniform illumination of the surface 1 . The adaptation to the edge drop of a lens or to unusual dimensions of the surface or to the illumination when a lens is completely absent or to a possibly desired other brightness curve across surface 1 is then achieved by the special curve shapes of the reflector cross sections. As cross-sectional shapes, there are 5 sections of flat ellipses or parabolas for the reflector surfaces. For the reflector surfaces 6 come, for example, sections of an arc of a radius or of a plurality of merging circular arcs under different radii or sections of ellipses infra ge. The graphical or arithmetical determination of the curve shapes is possible, with each point of each reflector part 5 , 6 or evenly divided rows of points between the inner and outer reflector end point or the marginal rays 10 a , 10 d or 10 b , 10 c, the corresponding points of Area 1 between the two long sides 1 a are assigned.

Naturgemäß sind noch andere, der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellte Ausführungsbeispiele möglich. So kann es fertigungsmäßig und befestigungs mäßig günstiger sein, statt zweier Reflektoren längs einer der beiden parallelen Seiten nur einen einzigen, über die ganze Seitenlänge reichenden Reflektor vorzu sehen. Die Abdeckung kann statt durch ein getrenntes Abschirmteil 8 a durch eine undurchsichtige Aufdampfung auf die Schmelzstelle 3 c einer jeden Lampe 3 bewirkt werden. Außerdem ist die erfindungsgemäße Beleuchtungs anordnung nicht nur für die Vorlagenfläche eines Ko piergerätes geeignet, sondern beispielsweise ebenso für die Vorlagenfläche einer Reprokamera, wobei dann die Lampen und Reflektoren oberhalb der Fläche 1 anzubrin gen sind.Naturally, other exemplary embodiments which are not shown in the figures for the sake of simplicity are possible. So it can be cheaper in terms of production and fixation, instead of two reflectors along one of the two parallel sides, only one single reflector extending over the entire side length can be seen. The cover can be effected by an opaque vapor deposition on the melting point 3 c of each lamp 3 instead of by a separate shielding part 8 a . In addition, the lighting arrangement according to the invention is not only suitable for the template surface of a piercing device, but for example also for the template surface of a repro camera, in which case the lamps and reflectors above surface 1 are to be attached.

Claims

1. Illumination device for uniformly illuminating an area, preferably a pre-holder in copiers or repro devices, each with two outside two parallel sides of the area and perpendicular to this spaced lamps arranged, which are within reflectors, each opposed by two set concavely curved, partially cylindrical surfaces are formed, which parts of cone sections have similar cross-sections and diverge towards and against the surface at their parallel edges facing away from each other, characterized in that

a) the lamps are formed by bulb lamps ( 3 ), the axes ( 4 ) of which form an acute angle with the surface ( 1 ) and are approximately perpendicular to the theoretical intersection of the two reflector surfaces ( 5 , 6 ),
b) the sockets ( 7 ) for the lamps ( 3 ) and thus the lamp base ( 3 a) outside the reflectors ( 5 , 6 ) behind the theoretical line of intersection of the two reflector surfaces ( 5 , 6 ) are arranged,
c) the area ( 1 ) in terms of height less be spaced reflector surfaces ( 6 ) are shorter in cross section,
d) the reflector surfaces ( 5 , 6 ) are shaped in cross section so that each of the lamp filament ( 3 c) starting, to one in the inner or outer edge of each Re reflector surface ( 5 , 6 ) in the plane of the lamp pen coil ( 3 c) extending marginal rays ( 10 a to 10 d) onto another of the sides ( 1 a) of the surface ( 1 ) which are parallel to the longitudinal sides of the reflectors.

2. Lighting device according to claim 1, characterized in that lamps ( 3 ) with their base ( 3 a) opposite melting point ( 3 b) are provided and that between each melting point ( 3 b) and the surface ( 1 ) a cover ( 8 ) for the melting point ( 3 b) is arranged.

3. Lighting device according to claim 2, there characterized in that the cover on the Lamp is evaporated.

4. Lighting device according to claim 2, characterized in that the cover ( 8 ) is attached to one or two thin arms ( 8 , 9 ) which run parallel to the longitudinal axis of the reflector and are attached to a wall of a reflector or housing wall.

5. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that each of the two cylindrical reflector surfaces ( 5 , 6 ) of a reflector extend up to their common cutting line and that in the adjacent reflector surfaces ( 5 , 6 ) one in both surfaces sufficient breakthrough for reaching through the lamp base ( 3 a) is seen before.

6. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that each along one of the parallel sides ( 1 a) of the surface ( 1 ) is provided hen, in which the two lamps are arranged spaced apart.

7. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that along each of the two parallel sides ( 1 a) of the surface ( 1 ) on which the lamps ( 3 ) are provided, each with its own reflector ( 5 , 6 ) is arranged for each lamp ( 3 ).

8. Lighting device according to claim 7, characterized in that the two along one surface side ( 1 a) arranged Reflekto ren ( 5 , 6 ) along approximately the two outer four tel of the side length are arranged.

9. Lighting device according to one of Ansprü che 6 to 8, characterized in that the lamps ( 3 ) are arranged near the outer end of the reflector gate length or the side length.

10. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the cross sections of the two mutually associated reflector surfaces ( 5 , 6 ) have different curve shapes.

11. Lighting device according to one of the previously outgoing claims, characterized in that the cross-sectional shape of a reflector surface Is part of an ellipse.

12. Lighting device according to one of the previously outgoing claims, characterized in that the cross-sectional shape of a reflector surface Is part of a parabola.

13. Lighting device according to one of the previously outgoing claims, characterized in that the cross-sectional shape of one of the reflector surfaces through a circular arc or through each other merging circular arc pieces with difference radii is formed.