JP2011124063A - 線状光源装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、第1の溝からの光と、反射体で反射された光との色度差を抑制した線状光源装置を提供することである。
【解決手段】
第1の発明に係る線状光源装置は、発光ダイオードから放射される波長380nm〜490nmにピーク波長を有する光を棒状の導光体を使って原稿に照明させる線状光源装置において、前記導光体には、前記発光ダイオードの放射光を原稿に向けるための第1の溝と、前記発光ダイオードの放射光を反射体に向けるための第2の溝とが、それぞれ前記導光体の長手方向に沿って伸びるように設けられ、少なくともいずれかの前記溝には、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
従来の線状光源装置1は、円柱状の導光体3と、この導光体3の長手方向における一端面33に対向させた光源2と、導光体3からの光を反射する反射体8と、を備える。
導光体3には、その長手方向に沿って伸びる外面に一対の溝311,312が設けられる。この一対の溝311,312は、切り込み方向が導光体3の長手方向と直交するように構成される。
発光ダイオード3からの出射光は、透光性を有する封止体23を透過して、導光体3の一端面33に向かって出射され、この一端面33から導光体3の内部に取り込まれる。
導光体3に取り込まれた光は、導光体3の内部で反射を繰り返し、一対の溝311,312の傾斜した面に反射され、導光体3の溝311,312に対向する面(出射面32)から出射される。
第1の溝311で反射された光は、出射面32から出射され、原稿台9に向かう(図12における符号DL1)。第2の溝312で反射された光は、出射面32から出射され、反射体8に向かう(図12における符号DL2)。
反射体8は、その反射面が例えばアルミニウムのような金属光沢よって構成され、第2の溝312からの光DL2をその反射面で反射して、原稿台9に向かわせる。
原稿台9は、透明な部材で構成されており、導光体3からの直接光DL1と反射体8からの反射光BLとが透過される。原稿台9上には、原稿用紙などの被読取媒体(不図示)が載置され、原稿台9を透過した光が照射される。被読取媒体の照射面では、直接光DL1の進行方向と反射光BLの進行方向とが交差するように照射されることで、被読取媒体に折り目や貼り合せなどによる段差部分があっても、影が生じることを抑制できる。
特許文献2には、CCDに感度特性があり、光源からの光の波長域によって色再現性が悪くなることが記載されている(特許文献2の段落番号0006参照)。
特許文献2では、光源からの光の波長域をCCDの感度特性に合わせる手段として、図13に示すものが開示されている。図13の光源2は、基板21上に発光ダイオード22を載置し、この発光ダイオード22を封止体23で封止している。この発光ダイオード22には、青色発光ダイオードが用いられ、封止体23には、青色光によって励起される黄色蛍光体が含まれている。この結果、光源2からは、青色発光ダイオード22からの青色光Bと、黄色蛍光体からの黄色光Yとが出射されることで、CCDに不要な波長を含まない白色光が出射される。
ところが、このように構成しても、色再現性が得られないといった問題が生じた。
図12の線状光源装置1と図14とを用いて上記問題を説明すると、図12の光源2からの光が、青色光と黄色光との混色光のとき、第1の溝311及び第2の溝312に反射される光も混色光である。この混色光における青色光(ピークは波長を例えば470nm)と黄色光(ピーク波長が580nm)との比率が例えば1:1であるとすると、原稿台9に照射される直接光DL1における青色光と黄色光の比率は1:1である。一方、反射体8に向かう光DL2は、反射体8の反射面がアルミニウムで構成されていると、青色光の470nmの波長が90%反射されるのに対し、黄色光の580nmの87%反射されて、両者の反射率が一致しない。従って、反射体8からの反射光BLは、青色光と黄色光との比率が9:8.7となり、直接光DL1での比率1:1とは一致しない。従って、原稿台9上の被読取媒体は、直接光DL1の色度と反射光BLの色度とが一致しないことから、色再現性が得られない問題が生じた。
この色再現性が得られない問題は、反射体8の反射面が銀で構成された場合でも生じる。
第2の発明に係る線状光源装置は、第1の発明において、前記反射体の反射面が、アルミニウムで構成され、前記蛍光体が設けられた溝が、前記第2の溝であって、前記発光ダイオードと前記導光体との間にも、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられたことを特徴とする。
第3の発明に係る線状光源装置は、第1の発明において、前記反射体の反射面が、アルミニウムで構成され、前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝及び前記第2の溝であって、前記発光ダイオードと前記導光体との間にも、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられたことを特徴とする。
第4の発明に係る線状光源装置は、第3の発明において、前記第2の溝に設けられた蛍光体は、前記第1の溝に設けられた蛍光体よりも濃度が高いことを特徴とする。
第5の発明に係る線状光源装置は、第1の発明において、前記反射体が、アルミニウムで構成され、前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝及び前記第2の溝であって、前記第2の溝に設けられた蛍光体は、前記第1の溝に設けられた蛍光体よりも濃度が高いことを特徴とする。
第6の発明に係る線状光源装置は、第1の発明において、前記反射体が、銀で構成され、前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝であって、前記発光ダイオードと前記導光体との間にも、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられたことを特徴とする。
第7の発明に係る線状光源装置は、第1の発明において、前記反射体が、銀で構成され、前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝及び前記第2の溝であって、前記発光ダイオードと前記導光体との間にも、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられたことを特徴とする。
第8の発明に係る線状光源装置は、第7の発明において、前記第1の溝に設けられた蛍光体は、前記第2の溝に設けられた蛍光体よりも濃度が高いことを特徴とする。
第9の発明に係る線状光源装置は、第1の発明において、前記反射体が、銀で構成され、前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝及び前記第2の溝であって、前記第1の溝に設けられた蛍光体は、前記第2の溝に設けられた蛍光体よりも濃度が高いことを特徴とする。
図1(a)は、導光体3の長手方向に対して直交した断面図であり、図1(b)は、導光体3の長手方向に沿った断面図(図1(a)のA−A断面図)である。
各溝311,312は、それぞれの溝形状の垂線が交差する位置に設けられる。具体的には、図1(a)において、第1の溝311の溝形状からの垂線(符号DL1と一致する)と、第2の溝312の溝形状からの垂線(符号DL2と一致する)とが、交差する位置に、第1の溝311と第2の溝312が導光体3に設けられる。
導光体3において、溝311,312が対向する外面(出射面32)は、溝311,312で反射された光が集光されるように円弧状に形成され(図1(a)参照)、該円弧状の出射面32が導光体3の長手方向に沿った外面に設けられる。これにより、導光体3全体は、略円柱の棒状で構成される。
導光体3を構成する部材としては、例えばアクリル樹脂,ポリエステル樹脂又はポリカーボネート樹脂のような透光性部材が用いられる。
第1の実施例に用いられる光源2は、380nm〜490nmにピーク波長を有する紫色又は青色発光ダイオード22が基板21上に設けられ、この発光ダイオード22を封止する半球状の封止体231が設けられ、その封止体231を取り囲むように円錐状の反射面を有する反射鏡24が設けられることで、構成される。
第1の実施例に用いられる封止体231には、発光ダイオード22からの光を透過する例えばシリコーンからなる樹脂部材で構成され、その内部に蛍光体が封入される。これにより、蛍光体は、発光ダイオード22と導光体3との間に設けられる。
この蛍光体は、発光ダイオード22からの光によって励起され、発光ダイオード22のピーク波長より長波長の可視光を励起光として出射するものが用いられる。このような蛍光体としては、赤色蛍光体や黄色蛍光体や緑色蛍光体を用いることができる。赤色蛍光体の具体例を挙げると、CaAlSiN3:Eu、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu、CaSiN2:Eu、Sr3SiO2:Eu,Yb、Ba3MgSi2O8:Eu,Mn、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6C12:Eu,Mnなどがある。黄色蛍光体の具体例を挙げると、(Y,Gd)3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、(Sr,Ba)Si2(O,Cl)2N2:Eu、SrSi2(O、Cl)2N2:Euなどがある。緑色蛍光体の具体例を挙げると、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Sr−SiON:Eu、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、ZnS:Cu,Al、BaMgAl10O17:Eu,Mn、SrAl2O4:Euなどがある。
従って、光源2は、封止体23から紫色又は青色発光ダイオード22からの光と、蛍光体からの励起光との混色可視光が出射される。
この溝に設けられた蛍光体52は、発光ダイオード22からの光によって励起され、発光ダイオード22のピーク波長より長波長の可視光を励起光として出射する蛍光体を用いることができる。このような溝に設けられた蛍光体52としては、赤色蛍光体や黄色蛍光体や緑色蛍光体を用いることができる。赤色蛍光体の具体例を挙げると、CaAlSiN3:Eu、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu、CaSiN2:Eu、Sr3SiO2:Eu,Yb、Ba3MgSi2O8:Eu,Mn、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6C12:Eu,Mnなどがある。黄色蛍光体の具体例を挙げると、(Y,Gd)3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、(Sr,Ba)Si2(O,Cl)2N2:Eu、SrSi2(O、Cl)2N2:Euなどがある。緑色蛍光体の具体例を挙げると、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Sr−SiON:Eu、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、ZnS:Cu,Al、BaMgAl10O17:Eu,Mn、SrAl2O4:Euなどがある。
反射体8には、反射面81の背面側に、反射体保持体72が設けられる。
導光体保持体71と反射体保持体72とは互いに固定され、導光体3と反射体8との位置関係が保持される。
このように、光源2からの出射光は、導光体3の長手方向における一端面33を照射し、この一端面33から導光体3の内部に取り込まれる。
反射体8の反射面81はアルミニウムで構成されており、図14に示すように、照射される光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が低下する。
一端側励起光の波長は、発光ダイオード22からの光の波長に対して長波長側にある。このため、導光体3からの第2の溝312の外方に蛍光体52が設けられていない場合、導光体3からの出射される直接光DL1と反射体8に向かう光DL2との色度は一致するが、アルミニウムからなる反射面81で反射された光BLでは、発光ダイオード22からの光の強度に対して一端側励起光の強度が低下してしまい、直接光DL1と反射光BLとの色度が一致しない。
従って、第1の実施例に係る線状光源装置1では、第2の溝312の外方に蛍光体52を設けることで、アルミニウムからなる反射面81で一端側励起光の強度が発光ダイオード22からの光の強度が低下する分を、溝に設けられた蛍光体52からの溝側励起光によって補い、導光体3から原稿台9に向かう直接光DL1と反射面81で反射された反射光BLとの色度を近似させることができる。
このように直接光DL1と反射光BLとの色度が近似することについて、図4に具体的な数値を例示して説明する。
図4(a)の「比較例」には、図1に示した線状光源装置1の構成で蛍光体52を溝に設けなかった例を示しており、「本発明図1」には、図1に示した線状光源装置1の構成を示している。図1に示した線状光源装置1の効果を説明するため、蛍光体52を溝に設けない「比較例」と図1に示した「本発明図1」とを比較する。
この「比較例」の光源2からは、LED光と一端側励起光とが出射され、導光体3の内部に取り込まれる。導光体3の内部に取り込まれたLED光の強度を100%としたとき、一端側励起光の相対強度を例えば100%であったとする(図4(b)の「一端面からの入射光」を参照のこと)。
第1の溝311では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。同じく、第2の溝312では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。
第1の溝311には、蛍光体が設けられていないことから、第1の溝311からの溝側励起光は無い(0%)。
また、第2の溝312には、蛍光体が設けられていないことから、第2の溝312からの溝側励起光は無い(0%)。
反射面81がアルミニウムで構成されることから、光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が低下する(図14参照)。アルミニウムからなる反射面81は、LED光の波長域を例えば5%損失(反射率95%と同義)させ、一端側励起光の波長域を例えば10%損失(反射率90%と同義)させる(図4(b)の「反射面での反射効率」を参照のこと)。
反射体8へ向かうDL2は、アルミニウムからなる反射面81で反射されると、LED光が5%損失することで45%になり、一端側励起光が10%損失することで40%になる。従って、反射面81からの反射光BLは、LED光の強度と一端側励起光の強度との比率が1.125:1の色度を有する(図4(c)の「反射体からの反射光」を参照のこと)。
この「本発明図1」の光源2からは、LED光と一端側励起光とが出射され、導光体3の内部に取り込まれる。導光体3の内部に取り込まれたLED光の強度を100%としたとき、一端側励起光の相対強度を例えば100%であったとする(図4(b)の「一端面からの入射光」を参照のこと)。
第1の溝311では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。同じく、第2の溝312では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。
第1の溝311には、蛍光体が設けられていないことから、第1の溝311からの溝側励起光は無い(0%)。
第2の溝312には、蛍光体52が設けられていることから、第2の溝312からの溝側励起光が得られ、この溝側励起光の強度がLED光の強度に対して例えば5%である。
反射面81がアルミニウムで構成されることから、光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が低下する(図14参照)。アルミニウムからなる反射面81は、LED光の波長域を例えば5%損失(反射率95%と同義)させ、一端側励起光の波長域を例えば10%損失(反射率90%と同義)させる(図4(b)の「反射面での反射効率」を参照のこと)。
反射体8へ向かうDL2は、アルミニウムからなる反射面81で反射されると、LED光が5%損失することで45%になり、LED光のピーク波長より長波長の光(一端側励起光+溝側励起光)が10%損失することで45%になる。従って、反射面81からの反射光BLは、LED光の強度と一端側励起光の強度との比率が1:1の色度を有する(図4(c)の「反射体からの反射光」を参照のこと)。
反射面81からの反射光BLは、反射面81に向かう光DL2を反射した光であり、この光DL2が第2の溝312の伸びる方向に沿って出射されることから、導光体3の長手方向に沿った線状光である。
従って、第1の実施例に係る線状光源装置1は、導光体3の直接光DL1の線状光と反射面81からの反射光BLの線状光とを原稿台9に向かって出射し、原稿台9上に載置された被読取媒体を線状に照射することができる。
図2(a)は、導光体3の長手方向に対して直交した断面図であり、図2(b)は、導光体3の長手方向に沿った断面図(図2(a)のB−B断面図)である。
なお、図2には、図1に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
図2の第2の実施例の説明として、図1で示した第1の実施例の説明と共通する部分は省略し、図1との相違点について述べる。
この溝に設けられた蛍光体51は、発光ダイオード22からの光によって励起され、発光ダイオード22のピーク波長より長波長の可視光を励起光として出射する蛍光体を用いることができる。このような溝に設けられた蛍光体51としては、赤色蛍光体や黄色蛍光体や緑色蛍光体を用いることができる。赤色蛍光体の具体例を挙げると、CaAlSiN3:Eu、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu、CaSiN2:Eu、Sr3SiO2:Eu,Yb、Ba3MgSi2O8:Eu,Mn、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6C12:Eu,Mnなどがある。黄色蛍光体の具体例を挙げると、(Y,Gd)3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、(Sr,Ba)Si2(O,Cl)2N2:Eu、SrSi2(O、Cl)2N2:Euなどがある。緑色蛍光体の具体例を挙げると、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Sr−SiON:Eu、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、ZnS:Cu,Al、BaMgAl10O17:Eu,Mn、SrAl2O4:Euなどがある。
図4(a)の「本発明図2」の構成は、図2で示した構成を示している。図4(a)の「溝に設けられた蛍光体」の「第1の溝」及び「第2の溝」のいずれも「あり」になっているように、第1の溝311の外方及び第2の溝312の外方には、それぞれ蛍光体51,52が設けられているが、その濃度は第2の溝312に設けた溝に設けられた蛍光体52の方が、第1の溝311に設けた溝に設けられた蛍光体51より高くなるように、多く設けられている。
この「本発明図2」の光源2からは、LED光と一端側励起光とが出射され、導光体3の内部に取り込まれる。導光体3の内部に取り込まれたLED光の強度を100%としたとき、一端側励起光の相対強度を例えば100%であったとする(図4(b)の「一端面からの入射光」を参照のこと)。
第1の溝311では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。同じく、第2の溝312では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。
第1の溝311には、蛍光体51が設けられていることから、第1の溝311からは溝側励起光が得られ、この第1の溝311からの溝側励起光の強度がLED光の強度に対して例えば10%である。
第2の溝312には、蛍光体52が設けられていることから、第2の溝312からは溝側励起光が得られるが、第2の溝312の蛍光体52は第1の溝311の蛍光体51よりも濃度が高い。溝に設けられた蛍光体51,52から得られる溝側励起光は、蛍光体の濃度の上昇に伴って励起光の強度が増加することから、第2の溝312からの溝側励起光は、第1の溝311からの溝側励起光よりも強度が高く、LED光の強度に対して例えば14%である。
反射面81がアルミニウムで構成されることから、光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が低下する(図14参照)。アルミニウムからなる反射面81は、LED光の波長域を例えば5%損失(反射率95%と同義)させ、一端側励起光の波長域を例えば10%損失(反射率90%と同義)させる(図4(b)の「反射面での反射効率」を参照のこと)。
反射体8へ向かうDL2は、アルミニウムからなる反射面81で反射されると、LED光が5%損失することで45%になり、LED光のピーク波長より長波長の光(一端側励起光+溝側励起光)が10%損失することで54%になる。従って、反射面81からの反射光BLは、LED光の強度と一端側励起光の強度との比率が1:1.2の色度を有する(図4(c)の「反射体からの反射光」を参照のこと)。
反射面81からの反射光BLは、反射面81に向かう光DL2を反射した光であり、この光DL2が第2の溝312の伸びる方向に沿って出射されることから、導光体3の長手方向に沿った線状光である。
従って、第2の実施例に係る線状光源装置1は、導光体3の直接光DL1の線状光と反射面81からの反射光BLの線状光とを原稿台9に向かって出射し、原稿台9上に載置された被読取媒体を線状に照射することができる。
図3(a)は、導光体3の長手方向に対して直交した断面図であり、図3(b)は、導光体3の長手方向に沿った断面図(図3(a)のC−C断面図)である。
なお、図3には、図2に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
図3の第3の実施例の説明として、図2で示した第2の実施例の説明と共通する部分は省略し、図2との相違点について述べる。
図4(a)の「本発明図3」の構成は、図3で示した構成を示している。図4(a)の「発光ダイオードと導光体との間に設けられた蛍光体」が「なし」になっているように、封止体23中には、蛍光体を封入していない。また、図4(a)の「溝に設けられた蛍光体」の「第1の溝」及び「第2の溝」のいずれも「あり」になっているように、第1の溝311の外方及び第2の溝312の外方には、それぞれ蛍光体51,52が設けられているが、その濃度は第2の溝312に設けたた蛍光体52の方が、第1の溝311に設けた蛍光体51より高くなるように、多く設けられている。
この「本発明図3」の光源2からは、LED光と一端側励起光とが出射され、導光体3の内部に取り込まれる。導光体3の内部に取り込まれたLED光の強度を100%としたとき、蛍光体が設けられていないため、一端側励起光の相対強度を0%になる(図4(b)の「一端面からの入射光」を参照のこと)。
第1の溝311では、LED光が50%反射される。同じく、第2の溝312では、LED光が50%反射される。
第1の溝311には、蛍光体51が設けられていることから、第1の溝311からは溝側励起光が得られ、この第1の溝311からの溝側励起光の強度がLED光の強度に対して例えば50%である。
第2の溝312には、蛍光体52が設けられていることから、第2の溝312からは溝側励起光が得られるが、第2の溝312の蛍光体52は第1の溝311の蛍光体51よりも濃度が高い。溝に設けられた蛍光体51,52から得られる溝側励起光は、蛍光体の濃度の上昇に伴って励起光の強度が増加することから、第2の溝312からの溝側励起光は、第1の溝311からの溝側励起光よりも強度が高く、LED光の強度に対して例えば55%である。
反射面81がアルミニウムで構成されることから、光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が低下する(図14参照)。アルミニウムからなる反射面81は、LED光の波長域を例えば5%損失(反射率95%と同義)させ、溝側励起光の波長域を例えば10%損失(反射率90%と同義)させる(図4(b)の「反射面での反射効率」を参照のこと)。
反射体8へ向かうDL2は、アルミニウムからなる反射面81で反射されると、LED光が5%損失することで45%になり、第2の溝312からの溝側励起光が10%損失することで45%になる。従って、反射面81からの反射光BLは、LED光の強度と第2の溝312からの溝側励起光との比率が1:1の色度を有する(図4(c)の「反射体からの反射光」を参照のこと)。
反射面81からの反射光BLは、反射面81に向かう光DL2を反射した光であり、この光DL2が第2の溝312の伸びる方向に沿って出射されることから、導光体3の長手方向に沿った線状光である。
従って、第3の実施例に係る線状光源装置1は、導光体3の直接光DL1の線状光と反射面81からの反射光BLの線状光とを原稿台9に向かって出射し、原稿台9上に載置された被読取媒体を線状に照射することができる。
図5及び図6では、蛍光体を複数種類で構成した場合の例を示しているが、蛍光体を複数種類で構成した場合においても、図1〜3の構成は変わらない。従って、第1〜3の実施例において、蛍光体を複数種類で構成した場合について、図1〜3,図5及び図6を用いて説明する。
図5(b)では、この「本発明図1A」からのLED光の強度を100%としたときに、一端側励起光の緑色光の相対強度を例えば100%であったとし、一端側励起光の赤色光の相対強度を例えば100%であったとする(図5(b)の「一端面からの入射光」の「緑色」及び「赤色」参照のこと)。
第1の溝311では、LED光が50%反射され、一端側励起光の緑色光が50%反射され、一端側励起光の赤色光が50%反射される。同じく、第2の溝312では、LED光が50%反射され、一端側励起光の緑色光が50%反射され、一端側励起光の赤色光が50%反射される。
第1の溝311には、蛍光体が設けられていないことから、第1の溝311からは溝側励起光は無い(0%)。
第2の溝312には、蛍光体52が設けられていることから、第2の溝312からは溝側励起光が得られる。この溝に設けられた蛍光体52が緑色蛍光体と赤色蛍光体とから構成されていることから、溝側励起光の緑色光の強度がLED光の強度に対して例えば5%であり、溝側励起光の赤色光の強度がLED光の強度に対して例えば7.5%である。
反射面81がアルミニウムで構成されることから、光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が低下する(図14参照)。アルミニウムからなる反射面81は、LED光の波長域を例えば5%損失(反射率95%と同義)させ、緑色光を例えば10%損失(反射率90%と同義)させ、赤色光を例えば12.5%損失(反射率87.5%と同義)させる(図4(b)の「反射面での反射効率」を参照のこと)。
反射体8へ向かう光DL2は、アルミニウムからなる反射面81で反射されると、LED光が5%損失することで45%になり、緑色光が10%損失することで45%になり、赤色光が12.5%損失することで45%になる。従って、反射面81からの反射光BLは、LED光の強度と緑色光の強度と赤色光の強度との比率が1:1:1の色度を有する(図6(c)の「反射体からの反射光」を参照のこと)。
図5(b)の「本発明図2D」の「作用」の説明は省略するが、アルミニウムからなる反射面81で損失する光を、溝に設けられた蛍光体52からの溝側励起光で補うことによって、図6(c)の「本発明図2D」の「効果」に示すように、「第1の溝からの直接光」の色度と「反射体からの反射光」の色度とを一致させることができる。
図5(b)の「本発明図3M」の「作用」の説明は省略するが、アルミニウムからなる反射面81で損失する光を、溝に設けられた蛍光体52からの溝側励起光で補うことによって、図6(c)の「本発明図3M」の「効果」に示すように、「第1の溝からの直接光」の色度と「反射体からの反射光」の色度とを一致させることができる。
図7(a)は、導光体3の長手方向に対して直交した断面図であり、図7(b)は、導光体3の長手方向に沿った断面図(図7(a)のD−D断面図)である。
なお、図7には、図1に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
図7の第4の実施例の説明として、図1で示した第1の実施例の説明と共通する部分は省略し、図1との相違点について述べる。
第4の実施例について、図7及び図8を用いて、その構成・作用・効果について説明する。
図8(a)の「本発明図7」の「構成」は、図7で示した構成を示している。第4の実施例では、反射体8の反射面が銀で構成されていることから、図8(a)の「反射面」に「銀」と記載されている。
また、図8(a)の「本発明図7」は、「LED」に示すように、380nm〜490nmにピーク波長を有する発光ダイオード22を備える。この発光ダイオード22は封止体231で封止されるが、図8(a)の「発光ダイオードと導光体との間に設けられた蛍光体」が「あり」になっているように、封止体231中に、発光ダイオード22からの光のピーク波長より長波長の励起光を出射する発光ダイオードと導光体との間に設けられた蛍光体が封入される。導光体3は、一対の溝311,312を備えるが、図8(a)の「溝に設けられた蛍光体」の「第1の溝」が「あり」になっているように、導光体3の第1の溝311の外方には蛍光体51が設けられているが、「第2の溝」が「なし」になっているように、導光体3の第2の溝312の外方には蛍光体が設けられていない。
この「本発明図7」の光源2からは、LED光と一端側励起光とが出射され、導光体3の内部に取り込まれる。導光体3の内部に取り込まれたLED光の強度を100%としたとき、一端側励起光の相対強度を例えば100%であったとする(図8(b)の「一端面からの入射光」を参照のこと)。
第1の溝311では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。同じく、第2の溝312では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。
第1の溝311には、蛍光体51が設けられていることから、第1の溝311からの溝側励起光が得られ、この溝側励起光の強度がLED光の強度に対して例えば6.25%である。
第2の溝312には、蛍光体が設けられていないことから、第2の溝312からの溝側励起光は無い(0%)。
反射面82が銀で構成されることから、光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が上昇する(図14参照)。銀からなる反射面82は、LED光の波長域を例えば10%損失(反射率90%と同義)させ、一端側励起光の波長域を例えば5%損失(反射率95%と同義)させる(図8(b)の「反射面での反射効率」を参照のこと)。
反射体8へ向かうDL2は、銀からなる反射面82で反射されると、LED光が10%損失することで40%になり、LED光のピーク波長より長波長の光(一端側励起光+溝側励起光)が5%損失することで45%になる。従って、反射面82からの反射光BLは、LED光の強度と一端側励起光の強度との比率が1:1.125の色度を有する(図8(c)の「反射体からの反射光」を参照のこと)。
反射面81からの反射光BLは、反射面81に向かう光DL2を反射した光であり、この光DL2が第2の溝312の伸びる方向に沿って出射されることから、導光体3の長手方向に沿った線状光である。
従って、第4の実施例に係る線状光源装置1は、導光体3の直接光DL1の線状光と反射面81からの反射光BLの線状光とを原稿台9に向かって出射し、原稿台9上に載置された被読取媒体を線状に照射することができる。
図2(a)は、導光体3の長手方向に対して直交した断面図であり、図2(b)は、導光体3の長手方向に沿った断面図(図2(a)のB−B断面図)である。
なお、図2には、図1に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
図2の第5の実施例の説明として、図2を用いて説明した第2の実施例に係る線状光源装置1と共通する部分は省略し、第2の実施例との相違点について述べる。
図8(a)の「本発明図2」の「構成」は、図2で示した構成を示している。図8(a)の「溝に設けられた蛍光体」の「第1の溝」及び「第2の溝」のいずれも「あり」になっているように、第1の溝311の外方及び第2の溝312の外方には、それぞれ蛍光体51,52が設けられているが、その濃度は第1の溝311に設けた蛍光体51の方が、第2の溝312に設けた蛍光体52より高くなるように、多く設けられている。
この「本発明図2」の光源2からは、LED光と一端側励起光とが出射され、導光体3の内部に取り込まれる。導光体3の内部に取り込まれたLED光の強度を100%としたとき、一端側励起光の相対強度を例えば100%であったとする(図8(b)の「一端面からの入射光」を参照のこと)。
第1の溝311では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。同じく、第2の溝312では、LED光が50%反射され、一端側励起光が50%反射される。
第1の溝311には、蛍光体51が設けられていることから、第1の溝311からの溝側励起光が得られ、この溝側励起光の強度がLED光の強度に対して例えば12.5%である。
また、第2の溝312には、蛍光体52が設けられていることから、第2の溝312からは溝側励起光が得られるが、第2の溝312の蛍光体52は第1の溝311の蛍光体51よりも濃度が低い。溝に設けられた蛍光体51,52から得られる溝側励起光は、蛍光体の濃度の低下に伴って励起光の強度が低下することから、第2の溝312からの溝側励起光は、第1の溝311からの溝側励起光よりも強度が低く、LED光の強度に対して例えば5%である。
反射面82が銀で構成されることから、光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が上昇する(図14参照)。銀からなる反射面82は、LED光の波長域を例えば10%損失(反射率90%と同義)させ、一端側励起光の波長域を例えば5%損失(反射率95%と同義)させる(図8(b)の「反射面での反射効率」を参照のこと)。
反射体8へ向かうDL2は、銀からなる反射面82で反射されると、LED光が10%損失することで40%になり、LED光のピーク波長より長波長の光(一端側励起光+溝側励起光)が5%損失することで50%になる。従って、反射面82からの反射光BLは、LED光の強度と一端側励起光の強度との比率が1:1.25の色度を有する(図8(c)の「反射体からの反射光」を参照のこと)。
反射面81からの反射光BLは、反射面81に向かう光DL2を反射した光であり、この光DL2が第2の溝312の伸びる方向に沿って出射されることから、導光体3の長手方向に沿った線状光である。
従って、第5の実施例に係る線状光源装置1は、導光体3の直接光DL1の線状光と反射面81からの反射光BLの線状光とを原稿台9に向かって出射し、原稿台9上に載置された被読取媒体を線状に照射することができる。
図3(a)は、導光体3の長手方向に対して直交した断面図であり、図3(b)は、導光体3の長手方向に沿った断面図(図3(a)のC−C断面図)である。
なお、図3には、図2に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
図3の第6の実施例の説明として、図3を用いて説明した第2の実施例に係る線状光源装置1と共通する部分は省略し、第3の実施例との相違点について述べる。
図8(a)の「本発明図3」の「構成」は、図3で示した構成を示している。図8(a)の「発光ダイオードと導光体との間に設けられた蛍光体」が「なし」になっているように、封止体23中には、蛍光体を封入していない。また、図8(a)の「溝に設けられた蛍光体」の「第1の溝」及び「第2の溝」のいずれも「あり」になっているように、第1の溝311の外方及び第2の溝312の外方には、それぞれ蛍光体51,52が設けられているが、その濃度は第1の溝311に設けた蛍光体51の方が、第2の溝312に設けた蛍光体52より高くなるように、多く設けられている。
この「本発明図3」の光源2からは、LED光と一端側励起光とが出射され、導光体3の内部に取り込まれる。導光体3の内部に取り込まれたLED光の強度を100%としたとき、蛍光体が設けられていないため、一端側励起光の相対強度を0%になる(図4(b)の「一端面からの入射光」を参照のこと)。
第1の溝311では、LED光が50%反射される。同じく、第2の溝312では、LED光が50%反射される。
第1の溝311には、蛍光体51が設けられていることから、第1の溝311からの溝側励起光が得られ、この溝側励起光の強度がLED光の強度に対して例えば50%である。
また、第2の溝312には、蛍光体52が設けられていることから、第2の溝312からは溝側励起光が得られるが、第2の溝312の蛍光体52は第1の溝311の蛍光体51よりも濃度が低い。溝に設けられた蛍光体51,52から得られる溝側励起光は、蛍光体の濃度の低下に伴って励起光の強度が低下することから、第2の溝312からの溝側励起光は、第1の溝311からの溝側励起光よりも強度が低く、LED光の強度に対して例えば45%である。
反射面82が銀で構成されることから、光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が上昇する(図14参照)。銀からなる反射面82は、LED光の波長域を例えば10%損失(反射率90%と同義)させ、一端側励起光の波長域を例えば5%損失(反射率95%と同義)させる(図8(b)の「反射面での反射効率」を参照のこと)。
反射体8へ向かうDL2は、銀からなる反射面82で反射されると、LED光が10%損失することで40%になり、第2の溝312からの溝側励起光が5%損失することで40%になる。従って、反射面82からの反射光BLは、LED光の強度と一端側励起光の強度との比率が1:1の色度を有する(図8(c)の「反射体からの反射光」を参照のこと)。
反射面81からの反射光BLは、反射面81に向かう光DL2を反射した光であり、この光DL2が第2の溝312の伸びる方向に沿って出射されることから、導光体3の長手方向に沿った線状光である。
従って、第6の実施例に係る線状光源装置1は、導光体3の直接光DL1の線状光と反射面81からの反射光BLの線状光とを原稿台9に向かって出射し、原稿台9上に載置された被読取媒体を線状に照射することができる。
図9及び図10では、蛍光体を複数種類で構成した場合の例を示しているが、蛍光体を複数種類で構成した場合においても、図7,図2及び図3の構成は変わらない。従って、第4〜6の実施例において、蛍光体を複数種類で構成した場合について、図7,図2,図3,図9及び図10を用いて説明する。
図9(b)では、この「本発明図7N」からのLED光の強度を100%としたときに、一端側励起光の緑色光の相対強度を例えば100%であったとし、一端側励起光の赤色光の相対強度を例えば100%であったとする(図9(b)の「一端面からの入射光」の「緑色」及び「赤色」参照のこと)。
第1の溝311では、LED光が50%反射され、一端側励起光の緑色光が50%反射され、一端側励起光の赤色光が50%反射される。同じく、第2の溝312では、LED光が50%反射され、一端側励起光の緑色光が50%反射され、一端側励起光の赤色光が50%反射される。
第1の溝311には、蛍光体51が設けられていることから、第1の溝311からは溝側励起光が得られる。この溝に設けられた蛍光体51が緑色蛍光体と赤色蛍光体とから構成されていることから、溝側励起光の緑色光の強度がLED光の強度に対して例えば6.25%であり、溝側励起光の赤色光の強度がLED光の強度に対して例えば9.375%である。
第2の溝312には、蛍光体が設けられていないことから、第2の溝312からは溝側励起光は無い(0%)。
反射面82が銀で構成されることから、光の波長が長波長に向かうにつれて反射率が上昇する(図14参照)。銀からなる反射面82は、LED光の波長域を例えば10%損失(反射率90%と同義)させ、一端側励起光の波長域を例えば5%損失(反射率95%と同義)させる(図8(b)の「反射面での反射効率」を参照のこと)。
反射体8へ向かう光DL2は、銀からなる反射面82で反射されると、LED光が10%損失することで40%になり、緑色光が5%損失することで45%になり、赤色光が2.5%損失することで47.5%になる。従って、反射面82からの反射光BLは、LED光の強度と緑色光の強度と赤色光の強度との比率が1:1.125:1.1875の色度を有する(図10(c)の「反射体からの反射光」を参照のこと)。
図9(b)の「本発明図2O」の「作用」の説明は省略するが、銀からなる反射面82で損失する光を、溝に設けられた蛍光体52からの溝側励起光で補うことによって、図10(c)の「本発明図2O」の「効果」に示すように、「第1の溝からの直接光の色度」と「反射体からの反射光」の色度とを一致させることができる。
図9(b)の「本発明図3X」の「作用」の説明は省略するが、銀からなる反射面82で損失する光を、溝に設けられた蛍光体52からの溝側励起光で補うことによって、図10(c)の「本発明図3X」の「効果」に示すように、「第1の溝からの直接光の色度」と「反射体からの反射光」の色度とを一致させることができる。
そこで、上述した本発明に係る線状光源装置1のように、導光体3に設けた第1の溝311又は/及び第2の溝312の外方にそれぞれ蛍光体51,52を設けたことで、直接光DL1の色度と反射光BLの色度を近似させることができ、色再現性を良好にすることができる。
2 光源
2a 一方の光源
2b 他方の光源
21 基板
22 発光ダイオード
23 封止体
231 蛍光体を封入した封止体
24 反射鏡
3 導光体
311 第1の溝
312 第2の溝
32 出射面
33 一端面
34 他端面
4 拡散反射体
51 第1の溝に設けられた蛍光体
52 第2の溝に設けられた蛍光体
6 発光ダイオードと導光体との間に設けられた蛍光体
71 導光体保持体
72 反射体保持体
8 反射体
81 アルミニウムからなる反射面
82 銀からなる反射面
9 原稿台
DL1 直接光
DL2 直接光
BL 反射光
Claims (9)
- 発光ダイオードから放射される波長380nm〜490nmにピーク波長を有する光を棒状の導光体を使って原稿に照明させる線状光源装置において、
前記導光体には、前記発光ダイオードの放射光を原稿に向けるための第1の溝と、前記発光ダイオードの放射光を反射体に向けるための第2の溝とが、それぞれ前記導光体の長手方向に沿って伸びるように設けられ、
少なくともいずれかの前記溝には、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられた
ことを特徴とする線状光源装置。
- 前記反射体の反射面が、アルミニウムで構成され、
前記蛍光体が設けられた溝が、前記第2の溝であって、
前記発光ダイオードと前記導光体との間にも、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられた
ことを特徴とする請求項1に記載の線状光源装置。
- 前記反射体の反射面が、アルミニウムで構成され、
前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝及び前記第2の溝であって、
前記発光ダイオードと前記導光体との間にも、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられた
ことを特徴とする請求項1に記載の線状光源装置。
- 前記第2の溝に設けられた蛍光体は、前記第1の溝に設けられた蛍光体よりも濃度が高い
ことを特徴とする請求項3に記載の線状光源装置。
- 前記反射体が、アルミニウムで構成され、
前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝及び前記第2の溝であって、
前記第2の溝に設けられた蛍光体は、前記第1の溝に設けられた蛍光体よりも濃度が高い
ことを特徴とする請求項1に記載の線状光源装置。
- 前記反射体が、銀で構成され、
前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝であって、
前記発光ダイオードと前記導光体との間にも、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられた
ことを特徴とする請求項1に記載の線状光源装置。
- 前記反射体が、銀で構成され、
前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝及び前記第2の溝であって、
前記発光ダイオードと前記導光体との間にも、前記発光ダイオードからのピーク波長より長波長の可視光を出射する蛍光体が設けられた
ことを特徴とする請求項1に記載の線状光源装置。
- 前記第1の溝に設けられた蛍光体は、前記第2の溝に設けられた蛍光体よりも濃度が高い
ことを特徴とする請求項7に記載の線状光源装置。
- 前記反射体が、銀で構成され、
前記蛍光体が設けられた溝が、前記第1の溝及び前記第2の溝であって、
前記第1の溝に設けられた蛍光体は、前記第2の溝に設けられた蛍光体よりも濃度が高い
ことを特徴とする請求項1に記載の線状光源装置。
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