JP2000059571A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 照明装置に関し、主走査方向の光量分布の均
一性を保持しながら副走査方向の光量分布を急峻にして
光利用効率を高める。 【解決手段】 両端に端面を有する棒状の導光体がその
外周面の一部に導光体の長手方向に平行な母線を有する
シリンドリカルレンズ面２を有するシリンドリカルレン
ズを含み、前記シリンドリカルレンズ面に対向する面に
前記導光体の長手方向に延びる帯状の光散乱反射領域
４，５をシリンドリカルレンズの光軸から離して形成
し、導光体の端面の少なくとも一方に導光体内部へ光を
照射する光源６を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、照明装置に関
し、特にファクシミリやイメージスキャナのような画像
読み取り装置に用いられる照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリやイメージスキャナのよう
な画像読み取り装置に用いられる照明装置としては、従
来、冷陰極管のような放電管やＬＥＤアレイが用いられ
ている。このような照明装置においては、低コスト化や
省電力化のために光利用効率の高いことが望まれてき
た。これに対し、細長い導光体の端面に光源を設けると
共に、外周面に長手方向に沿って光散乱反射領域を形成
し、導光体の内部へ導入した光を光散乱反射領域によっ
て散乱反射させて導光体の外部へ出射するようにした照
明装置が開発されている（例えば、特開平１０−０７５
３３８号公報、特開平６−２１７０８４号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような導光体を用いた照明装置においては、光散乱
反射領域のサイズと設置位置により、導光体の長手方向
（主走査方向）と幅方向（副走査方向）の光量分布が大
きく変化するため、読み取り領域を効率よく平均して照
明することが容易でないという問題点があった。この発
明はこのような事情を考慮してなされたもので、導光体
に集光特性をもたせ光散乱反射領域の設置位置を工夫す
ることにより、読み取り領域を効率よく照明することが
可能な照明装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、両端に端面
を有する棒状の導光体がその外周面の一部に導光体の長
手方向に平行な母線を有するシリンドリカルレンズ面を
有するシリンドリカルレンズを含み、前記シリンドリカ
ルレンズ面に対向する面に前記導光体の長手方向に延び
る帯状の光散乱反射領域をシリンドリカルレンズの光軸
から離して形成し、導光体の端面の少なくとも一方に導
光体内部へ光を照射する光源を設けてなる照明装置を提
供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】この発明の導光体は、ガラス，ポ
リカーボネート樹脂，アクリル樹脂などを用いて形成す
ることができる。その場合、透明度つまり光透過率はで
きるだけ高いことが好ましい。導光体の外周面に設けら
れるシリンドリカルレンズ面は、導光体の断面が半円、
円、だ円などの形状を有するように形成されたレンズ面
であり、導光体と一体成形することができる。帯状の光
散乱反射領域は、導光体に微小な凹凸や鋸歯を形成した
り、光拡散反射性の塗料を塗布したり、アルミニウムの
ような金属を蒸着するなどの手段を用いて形成すること
ができる。

【０００６】帯状の光散乱反射領域は、前記光軸を挟ん
で設けられた２列の領域であってもよい。光源が、導光
体の両端面にそれぞれ設けられる２つの光源からなって
もよい。シリンドリカルレンズは、光源から離れるに従
ってそのレンズ厚が薄くなるように形成されてもよい。

【０００７】また、シリンドリカルレンズ面は、導光体
の長手方向に対して一定形状であってもよいが、曲率半
径やその他のサイズが変化してもよい。光散乱反射領域
の光軸からの距離は、導光体のサイズおよび光散乱反射
領域の反射率や拡散特性、円筒面の曲率などを考慮して
決定される。

【０００８】実施例 以下、図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳述
する。これによってこの発明が限定されるものではな
い。

【０００９】第１実施例 図１，図２，図３は、それぞれこの発明の照明装置の第
１実施例を示す平面図，側面図，正面図である。これら
の図において、棒状の導光体１は両端に端面１ａ，１ｂ
を有し、外周面の下面にシリンドリカルレンズ面２が、
上面に帯状平面３がそれぞれ導光体１の全長にわたって
形成されている。シリンドリカルレンズ面２は母線が導
光体１の長手方向に平行なシリンドリカルレンズを構成
する。

【００１０】そして、帯状の光散乱反射領域４，５が、
帯状平面３の長手方向に延びる中心線ＣＬ１、つまりシ
リンドリカルレンズ面２の光軸ＣＬ２（図３）から距離
ｄだけ幅方向に離れた位置に、中心線ＣＬ１に沿って全
長にわたって設けられている。また、光源６が端面１ａ
の近傍に設けられ、導光体１の内部へその長手方向に光
を照射するようになっている。

【００１１】導光体１の寸法は、長さＬが５０ｍｍ，幅
Ｗが３ｍｍ，厚さが２．５ｍｍ，シリンドリカルレンズ
面２の半径が１．５ｍｍである。また、光散乱反射領域
４，５の幅はそれぞれ０．２ｍｍであり中心線ＣＬ１
（又はＣＬ２）との距離ｄは０．７ｍｍである。被照射
領域７までの距離Ｈは１．８ｍｍに設定される。

【００１２】このような構成において、光源６が点灯す
ると、光源６から導光体１に入射された光は、導光体１
の内部で反射をくり返して導光体１内部を伝播し端面１
ｂまで達して端面１ａの方へ戻ってくる。そして、伝播
途中で光散乱反射領域４，５に入射した光はそれらの領
域でそれぞれ反射されシリンドリカルレンズ面２を通っ
て被照射領域７に集光される。

【００１３】この時、シリンドリカルレンズ面２はシリ
ンドリカルレンズとして作用し、光散乱反射領域４，５
が中心線ＣＬ１（つまり、光軸ＣＬ２）からそれぞれ
０．７ｍｍだけずれているので、副走査方向の（導光体
１の幅方向）の光量分布が急峻になる。

【００１４】図４は、一列の光散乱反射領域４のみを用
いた場合の被照射領域７における副走査方向の光量分布
を示し、光散乱反射領域４と中心線ＣＬ１（又はＣＬ
２）との距離ｄによって光量分布の急峻度が異なること
を示している。

【００１５】つまり、ｄ＝０のときの光量分布は曲線
（ａ）のようになり、ｄ＝０．３５ｍｍのとき曲線
（ｂ），ｄ＝０．７ｍｍのとき曲線（ｃ），ｄ＝１．０
５ｍｍのとき曲線（ｄ）のようになる。なお、図４は曲
線（ａ）のピーク光量を１とした場合の相対光量を示
す。

【００１６】この実施例ではｄ＝０．７ｍｍに設定して
いるので、副走査方向の光量分布が最も急峻になる。な
お、この実施例は２列の光散乱反射領域４，５を備える
ので、その光量分布は図４の（ｃ）に示す光量分布を左
右反転して加えることになり、被照射領域の中心での光
量は２倍になる。通常、被照射領域７の読み取りに寄与
する幅（副走査方向）は０．１ｍｍ程度であるので、こ
の実施例では実質的な光利用率が大きく向上することが
判る。

【００１７】また、この実施例では、導光体１はアクリ
ル樹脂を用いて製作され、光散乱反射領域４，５はプリ
ント基板シルク印刷用塗料を塗布することにより形成さ
れ、光源６は表面実装型のＬＥＤ素子を用いて構成され
ている。シリンドリカルレンズ面２に関しても、主走査
方向に関して形状が一定でもよく、あるいは曲率半径等
その他の形状パラメータが変化していてもよい。

【００１８】ここで、散乱反射領域４，５の幅ならびに
シリンドリカルレンズ面２の光軸ＣＬ２とのずれｄの値
に関しては、導光体１の幅，厚さ，長さ，ならびに散乱
反射領域４，５での反射率や拡散の角度分布などをふま
えた上で、シリンドリカルレンズ面２の曲面形状，被照
射面７に対する光軸ＣＬ２の角度等を考慮して決定する
のが望ましい。

【００１９】第２実施例 図５は、この発明の照明装置の第２実施例を示す図１対
応図であり、この実施例では第１実施例の光散乱反射領
域４，５の代わりに光散乱反射領域４ａ，５ａを使用
し、その他の構成は第１実施例と同等である。光散乱反
射領域４ａ，５ａは、その幅が光源６から離れるほど広
くなっているので、それによって被照射領域の主走査方
向に対する光量分布の均一化がはかられる。

【００２０】第３実施例 図６はこの発明の第３実施例を示す図２対応図であり、
図７は図６のＡ−Ａ矢視断面図である。これらの図に示
すように、この実施例では第１実施例の導光体１の代わ
りに導光体１１が用いられ、導光体１１の上面に帯状平
面３ａが斜めに形成されて導光体１１は光源６から遠ざ
かるにつれて厚さ（レンズ厚）Ｔが減少するように構成
されている。そして、導光体１１を収容して保持する筐
体１０が設けられ、光源６は筐体１０に設置される。そ
の他の構成は第１実施例と同等である。

【００２１】この実施例では導光体１１は厚さＴが光源
６から遠ざかるにつれて減少しているので、それによっ
て主走査方向の光量分布がさらに均一化される。その
上、筐体１０は導光体１１から被照射領域７以外に出射
した光を導光体１１内へ再入射する役割を果たすので、
光利用率がさらに向上する。

【００２２】この場合、散乱反射領域の幅ならびにシリ
ンドリカルレンズ面２の光軸ＣＬ２とのずれの値に関し
ては、導光体１１の幅，厚み，またその変化の度合い，
長さ，ならびに散乱反射領域での反射率や拡散の角度分
布などをふまえた上で、シリンドリカルレンズ面２の形
状，被照射面７に対する光軸ＣＬ２の角度等を考慮して
決定するのが望ましい。導光体１１の厚みＴに関して
は、光源６からの距離に比例して減らしてもよく、非線
形的に減らしてもよい。また、導光体１１の厚みＴを減
らすと同時に、散乱反射領域４，５の幅を広くしてもよ
い。

【００２３】第４実施例 図８，図９，図１０はそれぞれこの発明の照明装置の第
４実施例を示す平面図，側面図，正面図である。これら
の図に示すようにこの実施例の照明装置は、２つの導光
体２１を左右対称になるよう各端面で突き合わせて接続
し、その両端にそれぞれ光源６を配置している。

【００２４】ここで、一方の導光体２１では、外周面の
下面にシリンドリカルレンズ面２ａが、上面に帯状平面
３ｂがそれぞれ導光体２１の全長にわたって形成され、
第１実施例と同様に、２列の光散乱反射領域４，５が帯
状平面３ｂ上に平行に設けられ、光源６が導光体２１の
端面近傍に設置されている。なお、光源６から遠ざかる
につれて導光体２１の厚さＴが減少し、帯状平面３ｂの
幅が増大している。

【００２５】このように構成することにより、副走査方
向の光量分布の急峻化がはかられると共に、主走査方向
の光量分布の均一化、および２つの光源６による照明光
量の増大化がはかられる。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、主走査方向の光量分
布の均一性を損なわず、副走査方向の光量分布をさらに
急峻にすることができるので、実質的な光利用効率を高
めることが可能となる。その結果、さらなる照明光源の
低消費電流化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の照明装置の第１実施例を示す平面図
である。

【図２】この発明の照明装置の第１実施例を示す側面図
である。

【図３】この発明の照明装置の第１実施例を示す正面図
である。

【図４】この発明の照明装置の第１実施例の光量分布図
である。

【図５】この発明の照明装置の第２実施例を示す平面図
である。

【図６】この発明の照明装置の第３実施例を示す一部切
欠き側面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図８】この発明の照明装置の第４実施例を示す平面図
である。

【図９】この発明の照明装置の第４実施例を示す側面図
である。

【図１０】この発明の照明装置の第４実施例を示す正面
図である。

【符号の説明】

１ 導光体 １ａ 端面 １ｂ 端面 ３ 帯状平面 ４ 光散乱反射領域 ５ 光散乱反射領域 ６ 光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 知史 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 石川 芳朗 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 佐脇 一平 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 AA13 AA54 BA01 2H109 AA02 AA12 AA51 AA56 AA58 AA96 5C072 AA01 CA05 CA15 DA01 DA02 DA16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に端面を有する棒状の導光体がその
   外周面の一部に導光体の長手方向に平行な母線を有する
   シリンドリカルレンズ面を有するシリンドリカルレンズ
   を含み、前記シリンドリカルレンズ面に対向する面に前
   記導光体の長手方向に延びる帯状の光散乱反射領域をシ
   リンドリカルレンズの光軸から離して形成し、導光体の
   端面の少なくとも一方に導光体内部へ光を照射する光源
   を設けてなる照明装置。
2. 【請求項２】 帯状の光散乱反射領域が、前記光軸を挟
   んで設けられた２列の領域からなる請求項１記載の照明
   装置。
3. 【請求項３】 シリンドリカルレンズは、光源から離れ
   るに従ってそのレンズ厚が薄くなるように形成されてな
   る請求項１記載の照明装置。
4. 【請求項４】 光散乱反射領域は、光源から離れるに従
   って幅が増大するように形成されてなる請求項１記載の
   照明装置。