JP2008053239A - 面状光源装置および画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光体の一端に複数の光源を配置させることにより、多種類（多色）あるいは同色多数（光量増大）の光源あるいはその複合化を可能にする。
【解決手段】第１ＬＥＤモジュール３２ａと第２ＬＥＤモジュール３２ｂを導光体３１の端面に配置した面状光源装置において、ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない無効領域３７を有する。導光体３１は、短辺方向に対して、第１ＬＥＤモジュール３２ａの出射方向に傾斜角度θでコーナーがカットされたコーナーカット部３９を有する。第１ＬＥＤモジュール３２ａは、導光体３１の短辺側の側面中央部に設けられ、第２ＬＥＤモジュール３２ｂは、導光体３１のコーナーカット部３９に設けられる。
【選択図】図１３

Description

本発明は、導光体裏面側に光散乱機能を持たせ、光を均一に外部に出射する面状光源装置およびその面状光源装置を利用した画像読み取り装置に関する。

従来、面状光源の装置として、例えば、特開２００１−３４２１０号公報に開示されたものが知られている。この公報に開示されている面状光源装置を図１に示す。図１に示す面状光源装置は、透明アクリル樹脂よりなる平面導光体１２を備え、この平面導光体１２は、対向する短辺側の側面中央部にそれぞれＬＥＤ光源１４ａ，１４ｂを備えている。また、平面導光体１２の裏面１３全体に光散乱体が形成されている。平面導光体１２の底面は白色底板１６で覆われ、４つの側面は白色ケース枠１８で覆われる。白色ケース枠１８の上面（発光面）側には拡散シート２０が貼り付けられる。

この面状光源装置は、点光源とみなせるＬＥＤ光源からの光を平面状光源からの光の発光分布に変換するために、透明材の平面導光体に点光源からの光を入射させ、二次元の面状部分から均等に光を発光させる仕組みを用いている。

また、平面導光体の対向する両側面に点光源を１個づつ配置する構成では、発光面の中央付近において片側光源の光量を散乱しつくす、または片側光源の光量が相手側面に到達しても他方光源の光量がもたらす面内輝度分布同士で相互に相補うことで、双方合計した面内輝度分布で最終的に均一な面内分布を得ている。

しかしながら、上述した面状光源装置において、ＬＥＤ光源を増やして多色化や光量増大を図ろうとすると、次のような問題が生じる。

点光源からの光を面状光源からの光の発光分布に変換して二次元の面状部分から均等に光を発光させるには、極めて精度良く調整された光学散乱体を平面導光体の裏面に形成する必要がある。しかし、平面導光体の裏面に形成される光学散乱体は、通常１個のＬＥＤモジュール（ほぼ１点からの発光）に対してのみ均等に光を発光させるように調整されている。１点からの発光（点光源）に対応するよう調整されると、隣接するとはいえ、少し離れた点光源に対しては光量調整にズレが生じ、その結果、面状光源の面内輝度ムラが大きくなってしまうので、間隔をおいて複数個のＬＥＤモジュールを搭載するのは困難である。

したがって、上記のような制約から平面導光体に搭載されるＬＥＤモジュールは１個に限定されてしまう。通常、１個のＬＥＤモジュール（例えば、日亜化学工業（株）製のＮＳＣＭ３１５Ｃ型）にはＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）各１チップの計３チップが搭載され、これ以上のチップを搭載すると、面積が限定された基板に発熱素子を封じ込めることになり、冷却作用が働かず、基板全体が発熱し、それによるＬＥＤ光学性能低下を招く。したがって、例えば、ＲＧＢ３種のＬＥＤが搭載されるＬＥＤモジュールは、通常、それ以外のチップが同時搭載できず、そのために限定されたチップ（数ないし色）による面状光源となってしまう。すなわち、多色化や光量増大が困難である。

また、平面導光体の対向する両面側に光源を設ける場合には、同種類の光源でなければ全体が均一な輝度分布とはならない。同種の点光源を対向配置させた場合のみ光量積算で均一な面状発光が得られるのであり、異種光源では積算されない分、異常な面内光量分布となってしまう。さらに、ＬＥＤ光源の場合は同種類であっても使いにくい状況にある。ＬＥＤ光源の場合は、通常、同一製品であっても光量のバラツキが大きく、仕様上、光出力が最大／最小比で３〜４倍であり、光出力の異なる組み合わせの場合には積算の重み付けにアンバランスが生じ、均一な輝度分布が得られない。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、導光体の一端に複数のＬＥＤ光源を配置させることにより、多種類（多色）あるいは同色多数（光量増大）のＬＥＤ光源あるいはその複合化を可能にする面状光源装置およびその面状光源装置を利用した画像読み取り装置を提供することにある。

本発明は、導光体の裏面に光を散乱するための光学散乱体を備え、前記導光体の端面部に配置される複数のＬＥＤモジュールから出射される光を導光体内部に導き、前記光学散乱体で散乱させて導光体から光を出射する面状光源装置において、前記導光体が、前記導光体の端面部に少なくとも１つのコーナーカット部を有し、前記コーナーカット部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記コーナーカット部以外の同一の端面部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記導光体の裏面の前記ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない領域を有することを特徴とする。

また、本発明は、導光体の裏面に光を散乱するための光学散乱体を備え、前記導光体の端面部に配置される複数のＬＥＤモジュールから出射される光を導光体内部に導き、前記光学散乱体で散乱させて導光体から光を出射する面状光源装置において、前記導光体が、前記導光体の端面部に少なくとも１つのコーナーカット部を有し、前記コーナーカット部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記コーナーカット部以外の同一の端面部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記導光体の裏面の前記ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない領域を有し、前記ＬＥＤモジュールは、前記導光体の裏面の前記光学散乱体の粗な領域に向けて光を出射することを特徴とする。

また、本発明は、導光体の裏面に光を散乱するための光学散乱体を備え、前記導光体の端面部に配置される複数のＬＥＤモジュールから出射される光を導光体内部に導き、前記光学散乱体で散乱させて導光体から光を出射する面状光源装置において、前記導光体が、前記導光体の端面部の両側にコーナーカット部を有し、前記コーナーカット部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記コーナーカット部以外の同一の端面部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記導光体の裏面の前記ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない領域を有することを特徴とする。

また、本発明は、導光体の裏面に光を散乱するための光学散乱体を備え、前記導光体の端面部に配置される複数のＬＥＤモジュールから出射される光を導光体内部に導き、前記光学散乱体で散乱させて導光体から光を出射する面状光源装置において、前記導光体が、前記導光体の端面部の両側にコーナーカット部を有し、前記コーナーカット部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記コーナーカット部以外の同一の端面部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記導光体の裏面の前記ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない領域を有し、前記ＬＥＤモジュールは、前記導光体の裏面の前記光学散乱体の粗な領域に向けて光を出射することを特徴とする。

以上説明したように、本発明は、発光する光の出射角度を同じにする複数のＬＥＤモジュールを離して配置した面状光源において、ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない領域を設けることによって、ＬＥＤモジュール近傍の輝度分布ムラを解消することができ、これにより多種類、光量増加のＬＥＤ面状光源が実現される。

また、本発明は、散乱体パターンの粗の領域にＬＥＤモジュールからの光を出射させることによって、ＬＥＤモジュール近傍の輝度分布ムラを解消することができ、これにより多種類、光量増加のＬＥＤ面状光源が実現される。

次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図２は、本発明に係る面状光源装置の第１の実施の形態を示す分解斜視図である。図２に示す面状光源装置は、平面状の透明な導光体２１と、導光体２１の４つの側面を覆うケース枠２３と、導光体２１の裏面に配置される高反射率の反射板２４と、反射板２４の裏面に配置される底板２５と、導光体２１の上面（発光面）に配置される光拡散シート２６により構成される。

導光体２１には、端面部に導光体２１へ光を入射する光源である第１ＬＥＤモジュール２２ａと第２ＬＥＤモジュール２２ｂが設けられている。

第１ＬＥＤモジュール２２ａは、導光体２１の短辺側の側面中央部に設けられ、第２ＬＥＤモジュール２２ｂは、導光体２１の短辺側の側面中央部と側面端部との間に設けられ、第１ＬＥＤモジュール２２ａおよび第２ＬＥＤモジュール２２ｂは、光の出射角度を同じにしている。また、第１ＬＥＤモジュール２２ａおよび第２ＬＥＤモジュール２２ｂは、それぞれ近接したＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の３つのＬＥＤを備えている。

導光体２１は、サイズが２７×５０×３．５ｍｍであって、透明アクリル樹脂が用いられる。導光体２１の裏面には白色円形ドットからなる散乱体パターンが印刷により形成されている。

導光体を覆うケース枠２３および底板２５には、白色ポリカーボネートが用いられ、光拡散シート２６には、拡散フィルム（キモト製１００ＧＭ２）が用いられる。

反射板２４は、導光体２１と底板２５との間に設けられることもあり、反射率の高い材料、例えば鏡あるいはアルミニウム薄膜のような材料が用いられる。反射板２４の反射率（反射光／入射光）は９０％以上が望ましい。

図３は、導光体２１を裏面（印刷面）方向から見たときの斜視図である。導光体２１の裏面は、図３に示すように、光学散乱体の無い（または、ほとんど散乱しない）領域、すなわち無効領域２７と、白色円形ドットからなる散乱体パターンが印刷された印刷領域２８からなる。無効領域２７は、第１ＬＥＤモジュール２２ａおよび第２ＬＥＤモジュール２２ｂ近傍に設けられ、印刷領域２８は、第１ＬＥＤモジュール２２ａおよび第２ＬＥＤモジュール２２ｂから一定距離離れて設けられている。

図４は、導光体裏面の印刷領域に形成される散乱体パターンを示す図である。導光体２１の裏面には、無効領域２７を間に挟んで、ＬＥＤモジュールから一定距離Ｌ離れた印刷領域２８に図４に示す散乱体パターンが印刷されている。ここで黒色で示されているのが白色円形ドット２９で、この部分の反射率が高い。ここでは、散乱体パターンを円形ドットで形成したが、円形に限る必要はなく、正方形、菱形等多くの変形が可能である。図４において、導光体のＬＥＤモジュールの出射方向の長さＬＯは、５０ｍｍであり、散乱体の無い無効領域２７のＬＥＤモジュールの出射方向の方向の長さＬは、１０ｍｍである。

図５は、導光体２１の短辺側の側面中央部に第１ＬＥＤモジュール２２ａのみを備えるときに均一な発光分布となるために導光体の裏面全体に形成される散乱体パターンを示す図である。図４に示す散乱体パターンは、図５に示す散乱体パターンにおいて、ＬＥＤモジュール側から一定距離Ｌにある白色円形ドット２９を取り除いた残りの白色円形ドット２９からなる散乱体パターンである。

図６〜図１１は、サイズが２５×４７ｍｍの発光面を有する上述した構成の面状光源装置のＬＥＤモジュールに通電をして発光させたときの面内輝度分布の測定結果である。これらのＬＥＤモジュールは、導光体のＸ軸の数値の大きい側（図では４７ｍｍの側）に配置した。輝度計は、トプコン製ＢＭ７を用いた。第１ＬＥＤモジュールおよび第２ＬＥＤモジュールにＲ（レッド）のＬＥＤを使用した場合について説明する。図６〜図１１では、発光面をｘｙ座標で示しており、座標は発光面の一角を原点にとり、測定ピッチを１ｍｍとしてＸ軸を４６等分、Ｙ軸を２３等分した。縦軸を測定輝度（単位ｃｄ／ｍ^２ ）とした。

まず、導光体の短辺側の側面中央部と側面端部との間に設けられた第２ＬＥＤモジュールの光学特性から説明する。図６、図７、図８は、第２ＬＥＤモジュールの光学特性である。

図６は、Ｌ＝０、すなわち導光体の全面に散乱体パターンを形成した場合であり、図５の散乱体パターンを用いたときの第２ＬＥＤモジュールの光学特性である。

図７は、Ｌ＝６ｍｍ、すなわちＬＥＤモジュール近傍６ｍｍに無効領域を設けた場合であり、図５の散乱体パターンにおいて、ＬＥＤモジュール側から６ｍｍの範囲の白色円形ドットが取り除かれているときの第２ＬＥＤモジュールの光学特性である。

図８は、Ｌ＝１０ｍｍ、すなわちＬＥＤモジュール近傍１０ｍｍに無効領域を設けた場合であり、図５の散乱体パターンにおいて、ＬＥＤモジュール側から１０ｍｍの範囲の白色円形ドットが取り除かれているときの第２ＬＥＤモジュールの光学特性である。

図７および図８に示すように、第２ＬＥＤモジュールにとっては無効領域（散乱体パターンのない領域）を設けることで、ＬＥＤモジュール近傍の巨大なピークが減少し、無効領域の長さＬを１０ｍｍにすることによりピークの著しい低下が見られた。その結果、無効領域を除いた後方の印刷領域の光量平均値が上昇し、有効部分の領域がより明るく均一な面内輝度分布を得ることとなった。つまり、図５の散乱体パターンにより光源近傍で出射していた光が、無効領域を設けることで効率よく後方に光が全反射により伝搬していく。

これは、ＬＥＤモジュール同士が数ｍｍ程度離れた点光源を、無効領域以降に形成された光学散乱体が、比較的遠ざかった距離（無効領域を超えた遠く）から見ることになり、隣り合った複数のＬＥＤジュールを含んだ全体をあたかも点光源にみなせることとになるからである。

図９、図１０、図１１は、導光体の短辺側の側面中央部に設けられた第１ＬＥＤモジュールの光学特性である。

図９は、Ｌ＝０、すなわち導光体の全面に散乱体パターンを形成した場合であり、図５の散乱体パターンを用いたときの第１ＬＥＤモジュールの光学特性である。

図１０は、Ｌ＝６ｍｍ、すなわちＬＥＤモジュール近傍６ｍｍに無効領域を設けた場合であり、図５の散乱体パターンにおいて、ＬＥＤモジュール側から６ｍｍの範囲の白色円形ドットが取り除かれているときの第１ＬＥＤモジュールの光学特性である。

図１１は、Ｌ＝１０ｍｍ、すなわちＬＥＤモジュール近傍１０ｍｍに無効領域を設けた場合であり、図５の散乱体パターンにおいて、ＬＥＤモジュール側から１０ｍｍの範囲の白色円形ドットが取り除かれているときの第１ＬＥＤモジュールの光学特性である。

図１０および図１１に示すように、第１ＬＥＤモジュールにとっては無効領域（散乱体パターンのない領域）を設けることで、ＬＥＤモジュール近傍で光量が低下するので、低下した部分は無効分として扱うことになる。これについては、例えば、図１２に示すように、出射面側に無効領域を覆うような遮光板３０を設けて不均一な領域を覆うことで不均一な領域を使用しないようにする。また、ＬＥＤモジュール近傍からの漏れ光を防止することができる。

上述のように、第１の実施の形態は、発光する光の出射角度を同じにするＬＥＤモジュールを複数配置させるときにおいて、ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体の無い無効領域を設けることで、ＬＥＤモジュール近傍に生じる輝度分布ムラを解消することができる。これにより多種類、光量増加のＬＥＤ面状光源が実現される。

次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１３は、本発明に係る面状光源装置の第２の実施の形態を示す分解斜視図である。図１３に示す面状光源装置は、コーナーカット部３９を有する平面状の透明な導光体３１と、導光体３１の５つの側面を覆うケース枠３３と、導光体３１の裏面に配置される高反射率の反射板３４と、反射板３４の裏面に配置される底板３５と、導光体３１の上面（発光面）に配置される光拡散シート３６により構成される。

導光体３１には、端面部に導光体３１へ光を入射する光源である第１ＬＥＤモジュール３２ａと第２ＬＥＤモジュール３２ｂが設けられている。

第１ＬＥＤモジュール３２ａは、導光体３１の短辺側の側面中央部に設けられ、第２ＬＥＤモジュール３２ｂは、導光体３１のコーナーカット部３９に設けられている。第１ＬＥＤモジュール３２ａおよび第２ＬＥＤモジュール３２ｂは、それぞれ近接したＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の３つのＬＥＤを備えている。

導光体３１は、サイズが２７×５８×３．５ｍｍであって、第１ＬＥＤモジュール３２ａが配置される側において、短辺方向に対して、第１ＬＥＤモジュール３２ａの出射方向に傾斜角度θでコーナーがカットされたコーナーカット部３９を有する。導光体３１には、透明アクリル樹脂が用いられ、導光体３１の裏面には白色円形ドットからなる散乱体パターンが印刷により形成されている。

導光体を覆うケース枠３３および底板３５には、白色ポリカーボネートが用いられ、光拡散シート３６には、拡散フィルム（キモト製１００ＧＭ２）が用いられる。

反射板３４には、反射率の高い材料、例えば鏡あるいはアルミニウム薄膜のような材料が用いられる。反射板３４の反射率（反射光／入射光）は９０％以上が望ましい。

図１４は、導光体３１を裏面から見た平面図である。導光体３１の裏面は、図１３に示すように、光学散乱体のない（または、ほとんど散乱しない）領域、すなわち無効領域３７と、白色円形ドットからなる散乱体パターンが印刷された印刷領域３８からなる。導光体３１は、第１ＬＥＤモジュール３２ａの出射方向の長さが５８ｍｍであり、無効領域３７は、第１ＬＥＤモジュール３２ａ近傍に出射方向に１０ｍｍまで設けられ、印刷領域３８は、第１ＬＥＤモジュール３２ａの出射方向に１０ｍｍ以降から５８ｍｍまで設けられている。

導光体３１は、短辺方向に対して、第１ＬＥＤモジュール３２ａの出射方向に傾斜角度θでコーナーがカットされたコーナーカット部３９を有する。第１ＬＥＤモジュール３２ａは、導光体３１の短辺側の側面中央部に設けられ、第２ＬＥＤモジュール３２ｂは、導光体３１のコーナーカット部３９に設けられる。

図１５は、導光体裏面の印刷領域に形成される散乱体パターンとＬＥＤモジュールの相対位置を示す図である。黒色で示されているのが白色円形ドットで、この部分の反射率が高い。ここでは、散乱体パターンを円形ドットで形成したが、円形に限る必要はなく、正方形、菱形等多くの変形が可能である。

第１ＬＥＤモジュール３２ａは、導光体３１の短辺側の側面中央部に設けられ、散乱体パターンの粗な領域（単位面積当たりにおいて白色円形ドットの占める面積割合の少ない領域）に光を出射する。第２ＬＥＤモジュール３２ｂは、第１ＬＥＤモジュール３２ａに隣接して設けられ、第１ＬＥＤモジュール３２ａの出射方向から角度θ傾けて、散乱体パターンの粗な領域（単位面積当たりにおいて白色円形ドットの占める面積割合の少ない領域）に光を出射する。

図１６〜図１９は、サイズが２５×４４ｍｍの発光面を有する上述した構成の面状光源装置において、ＬＥＤモジュールに通電をして発光させたときの面内輝度分布の測定結果である。これらのＬＥＤモジュールは、導光体のＸ軸の数値の大きい側（図では４４ｍｍの側）に配置した。輝度計は、トプコン製ＢＭ７を用いた。第１ＬＥＤモジュールおよび第２ＬＥＤモジュールにＲ（レッド）のＬＥＤを使用した場合について説明する。図１６〜図１９では、発光面をｘｙ座標で示しており、座標は発光面の一角を原点にとり、測定ピッチを１ｍｍとしてＸ軸を４３等分、Ｙ軸を２３等分した。縦軸を測定輝度（単位ｃｄ／ｍ^２ ）とした。

図１６および図１７は、第２ＬＥＤモジュールを設置した導光体の面が第１ＬＥＤモジュールを設置した面に対して１５°傾いている場合における、第１ＬＥＤモジュール、第２ＬＥＤモジュールそれぞれの光学特性である。図１６に示すように、第１ＬＥＤモジュールについての面内輝度分布は、比較的平坦な分布である。また、図１７に示すように、第２ＬＥＤモジュールについての面内輝度分布も、ＬＥＤモジュール近傍にピークがあるものの、比較的均一な分布が得られている。

一方、図１８および図１９は、第２ＬＥＤモジュールを設置した導光体の面が第１ＬＥＤモジュールを設置した面に対して傾いていない場合における、第１ＬＥＤモジュール、第２ＬＥＤモジュールそれぞれの光学特性である。図１９に示すように、第２ＬＥＤモジュールの光学特性は、ＬＥＤモジュール近傍に大きなピークが現れており、図１７に示す第２ＬＥＤモジュールの光学特性と比較すると、面内の均一性が著しく悪くなっている。

図１６〜図１９に示す面内輝度分布の測定結果から次のことが分かる。図１６および図１８に示すように、第１ＬＥＤモジュールは、導光体にコーナーカット部を有するか否かに関わらず、光学特性に差は見られない。これは導光体（屈折率約１．５の媒質）に侵入した光がほとんど指向性を保って中央部へ伝搬・進行していき、コーナーカット部に達する光もないことから、影響の出ない光量分布となっている。

一方、図１７に示すように、コーナーカット部に配置された第２ＬＥＤモジュールにとっては、大部分の光が、大きな光ピークをもたらすＬＥＤモジュール近傍の印刷散乱体を避け、やや遠く離れた散乱体へ向かうこととなり、光量の大部分がそちらに向かうため、全体にバランス良く光散乱が生じる。

図１７と図１９を比較すると、図１７では、第２ＬＥＤモジュールを第１ＬＥＤモジュールに対して傾斜角度を１５°とすることによって、図１９よりもＬＥＤモジュール近傍のピークが大幅に小さくなることが分かる。これは、図１５に示すように、第１ＬＥＤモジュール３２ａからの光を散乱体パターンの粗な領域に出射し、第２ＬＥＤモジュール３２ｂからの光も散乱体パターンの粗な領域に出射するようにしているからである。したがって、本発明は、第２ＬＥＤモジュールを第１ＬＥＤモジュールに対して傾斜させ、散乱体パターンの粗な領域に光を出射することによって、他種類、光量増加が可能なＬＥＤ面状光源を実現できるものである。

図１７に示すように、第２ＬＥＤモジュールにとってはＬＥＤモジュール近傍で光量のピークが生じているので、図１２に示すような遮光板（ＬＥＤモジュール側でピークが生じている領域を覆うための遮光板）を設けて、不均一な領域を覆うことで不均一な領域を使用しないようにしてもよい。

第２ＬＥＤモジュールの傾斜角度の採り得る範囲は、１°から４５°未満であり、好ましい範囲は５°〜３０°である。また、図１５に示すように、複数個のＬＥＤモジュールを備える際に、散乱体パターンの粗の領域にそれらが出射するように、ＬＥＤモジュールの角度を設けることが特徴である。傾斜角度が小さいと、ＬＥＤモジュールから散乱体パターンまでの距離が長くなり、この距離の間は発光強度が弱いので、不要な部分が大きな面状光源となり、好ましくない。また、傾斜角度が４５°以上になると、長手方向に光が導光され難くなり、好ましくない。

なお、第２の実施の形態では、図１５に示すように、２次元的に変化する散乱体パターンを用いて、ＬＥＤモジュールの光が散乱体パターンの粗な領域に出射するようにした。散乱体パターンが２次元分布を持たず、単に、ＬＥＤモジュール側の辺になるほど粗で、この辺から遠ざかるほど密となるような長手方向に１次元的に変化するような散乱体パターンを用いる際にも、第１ＬＥＤモジュールに対して第２ＬＥＤモジュールを傾斜させ、導光体の中央部に出射させることが好ましい。

また、第２の実施の形態では、導光体にコーナーカット部を設け、このコーナーカット部に第２ＬＥＤモジュールを配置することによって、第２ＬＥＤモジュールを第１ＬＥＤモジュールに対して傾斜させたが、必ずしも導光体にコーナーカット部を設ける必要はなく、第２ＬＥＤモジュールを第１ＬＥＤモジュールに対して傾斜させ、散乱体パターンの粗な領域に光を出射することができるのであれば、第２ＬＥＤモジュールをどのように配置してもよい。例えば、ケース枠に第２ＬＥＤモジュールを傾斜させて配置してもよい。

また、第２の実施の形態では、第１ＬＥＤモジュール３２ａの出射方向に対して第２ＬＥＤモジュール３２ｂの出射方向を傾斜させて導光体３１に配置したが、さらに、図２０に示すように、第３ＬＥＤモジュール３２ｃを導光体３１に配置すると、さらに均一性を向上できる。この際、中心部の光量が大きくなる場合は、第１ＬＥＤモジュール３２ａを無くして、第２ＬＥＤモジュール３２ｂおよび第３ＬＥＤモジュール３２ｃだけとしてもよい。

さらに、図２１に示すように、図２０に示す面状光源を複数個配置して、大型の面状光源装置を提供することもできる。すなわち、ｎ個の光源を配置すると、ｎ倍の大きさの光源を作製できる。

また、第１および第２の実施の形態では、近接してＲＧＢのＬＥＤを設けたＬＥＤモジュールについて、Ｒ（レッド）のＬＥＤを用いた場合の光学特性について説明したが、ＲＧＢのＬＥＤは近接して設けられているので、Ｇ（グリーン）およびＢ（ブルー）のＬＥＤを用いた場合についても、同様の結果が得られた。

また、第１ＬＥＤモジュールおよび第２ＬＥＤモジュールに赤外光のＬＥＤを設け、赤外光用輝度計で測定しても、本実施の形態と同様の結果が得られた。また、第１ＬＥＤモジュールおよび第２ＬＥＤモジュールに紫外光のＬＥＤを設け、紫外光用輝度計で測定しても、本実施の形態と同様の効果が得られた。可視光のＬＥＤを赤外光や紫外光のＬＥＤに代えても、導光体の屈折率は波長に依存しないので、可視光での結果と同様の結果となった。

すなわち、第１ＬＥＤモジュールに、ＲＧＢのＬＥＤを備えておき、第２ＬＥＤモジュールにもＲＧＢのＬＥＤを備えておき、ＲＧＢを同期させて発光させると、第１ＬＥＤモジュールと第２ＬＥＤモジュールとが同色であるので、光量を増加できる。ＬＥＤモジュールの個数は２個に限らず、複数個を設けても良い。

また、第１ＬＥＤモジュールに、ＲＧＢのＬＥＤを備えておき、第２ＬＥＤモジュールに赤外光のＬＥＤを備えておくと、ＲＧＢおよび赤外光を発色できる面状光源を提供できる。また、第２ＬＥＤモジュールに紫外光のＬＥＤを備えておくと、ＲＧＢおよび紫外光を発色できる面状光源を提供できる。

ＬＥＤモジュールの個数は２個に限らず、複数個を設けてもよいので、第１ＬＥＤモジュールにＲＧＢのＬＥＤを備え、第２ＬＥＤモジュールに赤外光のＬＥＤを備え、さらに第３ＬＥＤモジュールとして紫外光のＬＥＤを備えておくと、ＲＧＢ、赤外光および紫外光を発色できる面状光源を提供できる。

次に、上述した第１および第２の実施の形態に係る面状光源装置を利用した画像読み取り装置について説明する。

図２２は、上述した面状光源装置を利用した画像読み取り装置の一例を示す断面図である。

図２２に示す画像読み取り装置は、密着型イメージセンサ４６がケース４３内に設けられ、ケース上面は原稿台ガラス４５で構成されている。原稿台ガラス４５上には、フィルム原稿４７が置かれ、フィルム原稿４７の上方には、上述した実施の形態に係る面状光源装置４８が置かれる。この面状光源装置４８は、原稿押さえ蓋（図示せず）に内蔵されるか、またはフィルム原稿読み取り時に原稿押さえ蓋と交換する。

密着型イメージセンサ４６は、内部にロッドレンズアレイ４９と、ラインセンサ４２を備え、原稿台ガラス４５に近接して配置される。また、この密着型イメージセンサ４６は、紙原稿を読み取るために必要なライン照明装置４４をも内蔵しており、フィルム原稿の読み取り時には、消灯される。

密着型イメージセンサ４６は、一定方向に往復駆動されて、原稿を読み取りスキャンする。面状光源装置４８から出射された光は、フィルム原稿４７を透過して、ロッドレンズアレイ４９を介してラインセンサ４２に入射する。

従来の面状光源装置を示す分解斜視図である。 本発明に係る面状光源装置の第１の実施の形態を示す分解斜視図である。 導光体を裏面（印刷面）方向から見たときの斜視図である。 導光体裏面の印刷領域に形成される散乱体パターンを示す図である。 導光体の裏面全体に形成された散乱体パターンを示す図である。 Ｌ＝０のときの第２ＬＥＤモジュールの光学特性である。 Ｌ＝６ｍｍのときの第２ＬＥＤモジュールの光学特性である。 Ｌ＝１０ｍｍのときの第２ＬＥＤモジュールの光学特性である。 Ｌ＝０のときの第１ＬＥＤモジュールの光学特性である。 Ｌ＝６ｍｍのときの第１ＬＥＤモジュールの光学特性である。 Ｌ＝１０ｍｍのときの第１ＬＥＤモジュールの光学特性である。 出射面側に無効領域を覆う遮光板を備える面状光源装置の分解斜視図である。 本発明に係る面状光源装置の第２の実施の形態を示す分解斜視図である。 導光体を裏面から見た平面図である。 導光体裏面の印刷領域に形成される散乱体パターンとＬＥＤモジュールの相対位置を示す図である。 第２ＬＥＤモジュールの設置面が第１ＬＥＤモジュールの設置面に対して１５°傾いている場合における第１ＬＥＤモジュールの光学特性である。 第２ＬＥＤモジュールの設置面が第１ＬＥＤモジュールの設置面に対して１５°傾いている場合における第２ＬＥＤモジュールの光学特性である。 第２ＬＥＤモジュールの設置面が第１ＬＥＤモジュールの設置面に対して傾いていない場合における第１ＬＥＤモジュールの光学特性である。 第２ＬＥＤモジュールの設置面が第１ＬＥＤモジュールの設置面に対して傾いていない場合における第２ＬＥＤモジュールの光学特性である。 第３ＬＥＤモジュールを設けた面状光源装置を示す図である。 面状光源を複数個配置した大型の面状光源装置を示す図である。 第１および第２の実施の形態に係る面状光源装置を利用した画像読み取り装置を示す図である。

符号の説明

１２ 平面導光体
１３ 裏面
１４ａ，１４ｂ ＬＥＤ光源
１６ 白色底板
１８ 白色ケース枠
２０ 拡散シート
２１，３１ 導光体
２２ａ，３２ａ 第１ＬＥＤモジュール
２２ｂ，３２ｂ 第２ＬＥＤモジュール
２３，３３ ケース枠
２４，３４ 反射板
２５，３５ 底板
２６，３６ 光拡散シート
２７，３７ 無効領域
２８，３８ 印刷領域
２９ 白色円形ドット
３０ 遮光板
３２ｃ 第３ＬＥＤモジュール
３９ コーナーカット部
４２ ラインセンサ
４３ ケース
４４ ライン照明装置
４５ 原稿台ガラス
４６ 密着型イメージセンサ
４７ フィルム原稿
４８ 面状光源装置
４９ ロッドレンズアレイ

Claims (12)

1. 導光体の裏面に光を散乱するための光学散乱体を備え、前記導光体の端面部に配置される複数のＬＥＤモジュールから出射される光を導光体内部に導き、前記光学散乱体で散乱させて導光体から光を出射する面状光源装置において、
   前記導光体は、前記導光体の端面部に少なくとも１つのコーナーカット部を有し、前記コーナーカット部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記コーナーカット部以外の同一の端面部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記導光体の裏面の前記ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない領域を有することを特徴とする面状光源装置。
2. 導光体の裏面に光を散乱するための光学散乱体を備え、前記導光体の端面部に配置される複数のＬＥＤモジュールから出射される光を導光体内部に導き、前記光学散乱体で散乱させて導光体から光を出射する面状光源装置において、
   前記導光体は、前記導光体の端面部に少なくとも１つのコーナーカット部を有し、前記コーナーカット部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記コーナーカット部以外の同一の端面部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記導光体の裏面の前記ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない領域を有し、前記ＬＥＤモジュールは、前記導光体の裏面の前記光学散乱体の粗な領域に向けて光を出射することを特徴とする面状光源装置。
3. 導光体の裏面に光を散乱するための光学散乱体を備え、前記導光体の端面部に配置される複数のＬＥＤモジュールから出射される光を導光体内部に導き、前記光学散乱体で散乱させて導光体から光を出射する面状光源装置において、
   前記導光体は、前記導光体の端面部の両側にコーナーカット部を有し、前記コーナーカット部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記コーナーカット部以外の同一の端面部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記導光体の裏面の前記ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない領域を有することを特徴とする面状光源装置。
4. 導光体の裏面に光を散乱するための光学散乱体を備え、前記導光体の端面部に配置される複数のＬＥＤモジュールから出射される光を導光体内部に導き、前記光学散乱体で散乱させて導光体から光を出射する面状光源装置において、
   前記導光体は、前記導光体の端面部の両側にコーナーカット部を有し、前記コーナーカット部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記コーナーカット部以外の同一の端面部には少なくとも１つのＬＥＤモジュールが配置され、前記導光体の裏面の前記ＬＥＤモジュール近傍に光学散乱体のない領域を有し、前記ＬＥＤモジュールは、前記導光体の裏面の前記光学散乱体の粗な領域に向けて光を出射することを特徴とする面状光源装置。
5. 前記複数のＬＥＤモジュールは、同色の複数のＬＥＤモジュールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の面状光源装置。
6. 前記ＬＥＤモジュールは、赤外光のＬＥＤまたは紫外光のＬＥＤを含むことを特徴とする請求項請求項１〜４のいずれかに記載の面状光源装置。
7. 前記ＬＥＤモジュールは、可視光のＬＥＤおよび赤外光のＬＥＤを含むことを特徴とする請求項請求項１〜４のいずれかに記載の面状光源装置。
8. 前記ＬＥＤモジュールは、可視光のＬＥＤおよび紫外光のＬＥＤを含むことを特徴とする請求項請求項１〜４のいずれかに記載の面状光源装置。
9. 前記ＬＥＤモジュールは、可視光のＬＥＤ、赤外光のＬＥＤおよび紫外光のＬＥＤを含むことを特徴とする請求項請求項１〜４のいずれかに記載の面状光源装置。
10. 請求項３または４に記載の面状光源装置を２つ以上、各面状光源装置の導光体側面部が隣接するように並べたことを特徴とする面状光源装置。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載の面状光源装置を用いたことを特徴とする画像読み取り装置。
12. 請求項１０に記載の面状光源装置を用いたことを特徴とする画像読み取り装置。

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