JP2011217241A - Ｌｅｄ線状光源装置および原稿読取装置用光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＥＤ素子自体の発光効率が向上されて十分な光量が得られ、しかも、原稿読取装置における受光素子の感度特性に応じた所望の波長特性を有する光の得られる小型のＬＥＤ線状光源装置および原稿読取装置用光照射装置を提供することにある。
【解決手段】 このＬＥＤ線状光源装置は、長手方向に垂直な断面における外周輪郭の一部に光出射面が形成された主導光路形成部と、当該主導光路形成部の少なくとも一端において、当該主導光路形成部に連続する２つ以上の分岐導光路形成部とを有する棒状の導光体と、当該導光体における一の分岐導光路形成部における分岐端面に光を入射させる主ＬＥＤ光源および前記他の分岐導光路形成部における分岐端面に光を入射させる副ＬＥＤ光源とを有する。副ＬＥＤ光源および主ＬＥＤ光源は互いに発光波長特性が異なるものであることが好ましい。原稿読取用光照射装置は、上記ＬＥＤ線状光源装置を備えてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、ファクシミリ、複写機、スキャナなどの機器に使用される原稿読取用のＬＥＤ線状光源装置および当該ＬＥＤ線状光源装置を備えた原稿読取装置用光照射装置に関する。

ファクシミリ、複写機、スキャナなどの機器は、原稿面からの反射光によって原稿面の文字・画像情報を読み取る原稿読取装置を有し、この原稿読取装置には、原稿面を照明する光照射装置が搭載されている。
このような光照射装置としては、透光性の樹脂等からなる棒状の導光体と、当該導光体の少なくとも一端に配置されたＬＥＤ素子を備えたＬＥＤ光源とを備えてなり、ＬＥＤ光源から放射された光を導光体の長手方向に伝播させて原稿面に照射するＬＥＤ線状光源装置を備えたものが主流となりつつある。

原稿読取装置においては、原稿面の文字・画像情報の高速化および高解像度化を図るために、受光素子（ＣＣＤ）の小型化、受光時間の短縮化が求められており、原稿読取装置に搭載される原稿照明用のＬＥＤ線状光源装置においては、受光素子により受光される原稿面よりの反射光の光量を増加させるために、ＬＥＤ素子の高投入電力化により光強度を大きくして照度を高くすることが求められている。
高投入電力タイプのＬＥＤ素子は発熱量が大きく、発光効率を維持するためには、ＬＥＤ素子のジャンクション温度を常時例えば１５０℃以下にしておくことが必要とされており、図１１に示すように、ＬＥＤ光源においては、例えば金属などの放熱部材５５を付設することが必要とされている（特許文献１参照）。図１１において、符号５０は導光体、５１はＬＥＤ素子、５２はＬＥＤ素子５１が実装された基板、５３はＬＥＤ素子５１から放射される光を導光体５０の端面に導くミラー、５４は伝熱部材である。

而して、ＬＥＤ素子においては、投入電力が高くなるに従ってジャンクション温度が高くなる傾向を有している。例えば、白色ＬＥＤ光源は、青色発光ＬＥＤ素子が蛍光体例えばＹＡＧ蛍光体を含む透明な樹脂でモールドされた構成とされているが、ＬＥＤ素子に対する投入電力を高くすることによるＬＥＤ素子自体の発熱によって、蛍光体の変換効率が低下したり、電流密度が高くなることにより格子欠陥が発生しやすくなってＬＥＤ素子自体での発光効率が低下したりするなどの問題が生じやすくなるため、ジャンクション温度を適正な範囲内に維持することが必要とされ、ＬＥＤ素子に対する投入電力が高くなるに従って大きな放熱部材が必要となる。例えばＬＥＤ素子の安定的な使用を可能とするジャンクション温度は例えば１２０℃程度とされるが、例えば、投入電力が３ＷであるＬＥＤ素子においては、蛍光ランプを使用した場合に許容される光源回りの大きさに合わせた放熱部材の体積比で４倍程度の大きさのものを用いることが必要となる。
一方で、原稿読取装置の小型化が進められており、大きな放熱部材を設けることは装置の小型化の傾向に逆行する対応となってしまう。

このような問題に対して、図１２に示すように、ＬＥＤ線状光源装置において、複数の光入射部６１を導光体６０の長手方向側面に設けることにより、光量の増加および放熱の両方の課題を解決する技術が提案されている（特許文献２参照）。
しかしながら、導光体６０の長手方向の側面に光入射部６１が形成されていることにより、導光体６０の端面から入射されて導光体内を導光される光のうち、入射部領域に達する光を利用することができず、光源ユニット６５を構成するＬＥＤ素子の光を有効に利用することができない、という問題がある。
さらにまた、照明用光を放射する導光体６０の周面に余分な凸部を設けることとなり、また、各々のＬＥＤ素子に対する配線の付設方法など、小型化に対して新たな問題を生ずることになる。
さらにまた、光入射部６１が導光体６０に密着しているため、各々のＬＥＤ素子の発熱が導光体６０に伝わり導光体６０の温度が上昇してしまう。

また、上記のようなＬＥＤ線状光源装置においては、原稿読取装置における受光素子（ＣＣＤ）の感度特性に応じた波長特性（色味）を有する光を得ることができていないのが実情である。

特開２００９−０２５６７９号公報 特開２００２−２６２０２６号公報

ＬＥＤ素子が一端に配設された導光体を備えてなるＬＥＤ線状光源装置においては、図３を参照して説明すると、導光体の長手方向の照度分布において、ＬＥＤ素子からの光を受光する導光体の端面近傍に対応する位置に、局所的に強い放射光のピークが存在する。これはＬＥＤ素子からの光の一部が直接外部へ放射されるからである。通常は、この局所的な放射ピークを有する領域を避けて、照度が一定の大きさの範囲内にある平坦な照度分布の得られる導光体の領域（有効発光領域）を利用している。この局所的な放射ピークを有する照度分布の得られる導光体の端部領域（不可使用領域）は、例えば、ＬＥＤ素子を起点におよそ３０ｍｍ程度の長さにわたる大きさである。
そこで、本発明者らは、導光体の長手方向端部における不可使用領域に着目し、ＬＥＤ線状光源装置における光源を例えば主光源および副光源の２つの光源に分け、副光源を不可使用領域の範囲内に、配設することにより、上述の光量の増加および放熱の両方の課題を解決することができると考え、本発明を完成するに至った。

本発明の目的は、ＬＥＤ素子自体の発光効率を向上させることができて十分な光量を得ることができ、しかも、小型化が図られたＬＥＤ線状光源装置および原稿読取装置用光照射装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、原稿読取装置における受光素子の感度特性に応じた所望の波長特性（色味）を有する光を得ることのできるＬＥＤ線状光源装置および原稿読取装置用光照射装置を提供することにある。

本発明のＬＥＤ線状光源装置は、ＬＥＤ光源と、当該ＬＥＤ光源からの光を端部において受光してその長手方向に導光する棒状の導光体とを備えてなるＬＥＤ線状光源装置において、
前記導光体は、長手方向に垂直な断面における外周輪郭の一部に光出射面が形成された主導光路形成部と、当該主導光路形成部の少なくとも一端において、当該主導光路形成部に連続する２つ以上の分岐導光路形成部とを有しており、
前記導光体における一の分岐導光路形成部における分岐端面に光を入射させる主ＬＥＤ光源、および、前記導光体における他の分岐導光路形成部における分岐端面に光を入射させる副ＬＥＤ光源を有することを特徴とする。

本発明のＬＥＤ線状光源装置においては、前記導光体における少なくとも一の分岐導光路形成部は、当該分岐導光路形成部から入射された光を前記主導光路形成部の内面によって当該主導光路形成部の長手方向他端側へ向かって反射させるよう、その軸中心が主導光路形成部の軸中心に対して傾斜して長手方向外方に向かって伸びるよう形成された構成とされていることが好ましい。
また、本発明のＬＥＤ線状光源装置においては、前記導光体における主導光路形成部には、少なくとも一の分岐導光路形成部の当該主導光路形成部に対する入射端面と軸中心を挟んで対向する外面位置に、当該分岐導光路形成部から入射された光を主導光路形成部の長手方向他端側へ向かって反射させる傾斜面領域が形成された構成とされていることが好ましい。

さらにまた、本発明のＬＥＤ線状光源装置においては、副ＬＥＤ光源は、主ＬＥＤ光源より低い投入電力で点灯されるものであることが好ましい。

さらにまた、本発明のＬＥＤ線状光源装置においては、副ＬＥＤ光源は、主ＬＥＤ光源と発光波長特性が異なるものであることが好ましい。

本発明の原稿読取装置用光照射装置は、上記のＬＥＤ線状光源装置を備えてなることを特徴とする。

本発明のＬＥＤ線状光源装置によれば、導光体に対する光源として、主ＬＥＤ光源および副ＬＥＤ光源の２つのＬＥＤ光源を備えてなることにより、主ＬＥＤ光源に対する投入電力と副ＬＥＤ光源に対する投入電力の総投入電力と同一の投入電力で点灯される１つのＬＥＤ光源を備えてなるＬＥＤ線状光源装置に比して、高い光出力を得ること（発光量を多くすること）ができる。しかも、主ＬＥＤ光源および副ＬＥＤ光源に対する投入電力を低くすることができるので、主ＬＥＤ光源および副ＬＥＤ光源における各々のＬＥＤ素子それ自体の発熱量の緩和を確実に図ることができて各々のＬＥＤ素子の発光効率を高くすることができると共に、各々のＬＥＤ光源において必要に応じて設けられる放熱部材を小型のものとすることができる。

導光体が、他の分岐導光路形成部が当該分岐導光路形成部から入射された光を前記主導光路形成部の内面によって当該主導光路形成部の長手方向他端側へ向かって反射させるよう、その軸中心が主導光路形成部の軸中心に対して傾斜して長手方向外方に向かって伸びるよう形成された構成とされていること、あるいは、主導光路形成部における、少なくとも一の分岐導光路形成部の当該主導光路形成部に対する入射端面と軸中心を挟んで対向する外面位置に、当該分岐導光路形成部から入射された光を主導光路形成部の長手方向他端側へ向かって反射させる傾斜面領域が形成された構成とされていることにより、２つの分岐導光路形成部によって囲まれた空間の存在によって、より一層高い放熱性を得ること（発熱部の分散を促進すること）ができて、この点においても、主ＬＥＤ光源および副ＬＥＤ光源の各々のＬＥＤ光源において必要に応じて設けられる放熱部材の小型化を図ることができる。

副ＬＥＤ光源が、主ＬＥＤ光源より低い投入電力で点灯される構成とされていることにより、副ＬＥＤ光源を、主ＬＥＤ光源の発光波長特性を矯正、補償または強調する機能を有するものとすることができると共に放熱部材を有さない構成とすることもできる。

主ＬＥＤ光源および副ＬＥＤ光源が互いに発光波長特性が異なるものが用いられた構成とされていることにより、主ＬＥＤ光源の発光波長特性を副ＬＥＤ光源により矯正、補償または強調することができて導光体から放射される照明用光の色調整を行うことができるので、原稿読取装置における受光素子の感度特性に応じた所望の波長特性（色味）を有する光を得ることができる。

本発明の原稿読取用光照射装置によれば、上記のＬＥＤ線状光源装置を備えているので、高い光出力を得ることができると共に原稿読取装置における受光素子の感度特性に応じた所望の波長特性を有する照明用光を得ることができ、しかも、小型のものとして構成することができる。

本発明の原稿読取装置用光照射装置の一例における構成の概略を示す斜視図である。 原稿読取装置に搭載された図１に示す原稿読取装置用光照射装置を副走査方向に切断して示す説明用断面図である。 図１に示す原稿読取装置用光照射装置におけるＬＥＤ線状光源装置の構成の概略を、原稿載置面での副走査方向の照度分布を示す曲線図と共に示す平面図である。 図１に示すＬＥＤ線状光源装置の導光体の構成の一部を概略的に示す説明図であって、 （Ａ）斜視図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）正面図である。 本発明のＬＥＤ線状光源装置の他の例における構成の概略を示す平面図である。 図５に示すＬＥＤ線状光源装置における導光体の構成例の一部を概略的に示す説明図であって、（Ａ）斜視図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）正面図である。 本発明のＬＥＤ線状光源装置における導光体のさらに他の構成例の一部を概略的に示す説明図であって、（Ａ）斜視図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）正面図である。 実験例における測定系の構成の概略を示す説明用断面図である。 本発明のＬＥＤ線状光源装置の他の例における構成の概略を示す平面図である。 原稿読取装置に搭載された、図９に示すＬＥＤ線状光源装置を備えた原稿読取装置用光照射装置の構成を副走査方向に切断して示す説明用断面図である。 従来のＬＥＤ線状光源装置の一例における要部の構成を示す説明用断面図である。 従来におけるＬＥＤ線状光源装置の他の例における構成を概略的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の原稿読取装置用光照射装置の一例における構成の概略を示す斜視図、図２は、原稿読取装置に搭載された図１に示す原稿読取装置用光照射装置を副走査方向に切断して示す説明用断面図、図３は、図１に示す原稿読取装置用光照射装置におけるＬＥＤ線状光源装置の構成の概略を、原稿載置面での副走査方向の照度分布を示す曲線図と共に示す平面図である。
この原稿読取装置用光照射装置１０は、ＬＥＤ光源およびこのＬＥＤ光源からの光を一端部において受光してその長手方向に導光する略棒状の導光体２１を備えてなるＬＥＤ線状光源装置２０と、導光体２１と離間して平行に並ぶよう配置された長尺な矩形の板状の対向ミラー４０と、それぞれ、共通の平板状の基台１１上に設けられた、導光体２１をその光出射面２２が所定方向を向く状態で保持固定する導光体保持台１２、および、導光体保持台１２から離間して並ぶよう設けられた、対向ミラー４０を保持固定する対向ミラー保持台１５とを備えており、原稿読取装置に搭載するに際しては、原稿読取装置における原稿２が載置される透光性を有する原稿台５の下方位置において、導光体２１が原稿台５の原稿載置面１に平行な平面に沿って主走査方向に伸び、導光体２１と対向ミラー４０との間の中央に原稿の原稿載置面１と垂直な原稿読取軸Ｙが位置されるよう原稿読取軸Ｙに対して対称に配置される。
本発明において、「副走査方向」とは、原稿載置面１に対して原稿読取装置用光照射装置１０を相対的に移動させるときの移動方向を意味し、「主走査方向」とは、副走査方向と垂直な方向であって原稿載置面１に対して平行な方向を意味する。

基台１１は、例えばアルミニウムや鉄などの金属材料よりなり、導光体保持台１２と対向ミラー保持台１５との間の位置に、原稿２からの原稿反射光を透過させるスリット１１Ａが導光体保持台１２および対向ミラー保持台１５と同方向に伸びるよう形成されており、これにより、原稿２からの反射光が、例えば原稿読取装置用光照射装置の下方に配置されたＣＣＤ（図示せず）に受光される。符号１３は、基台１１および導光体保持台１２の間に挟持されて保持された導光体保持用板バネである。
導光体保持台１２および対向ミラー保持台１５を構成する材料としては、アルミニウムなどの金属材料、ポリカーボネート樹脂などの樹脂材料を用いることができる。

ＬＥＤ線状光源装置２０を構成する導光体２１は、その長手方向に垂直な断面における外周輪郭が円弧状の光出射面２２が長手方向に沿って形成されていると共に、光出射面２２に対向する周面における互いに離間した位置に、それぞれ表面に微小プリズム群が形成された第１の光反射面２３および第２の光反射面２４が長手方向に沿って形成された主導光路形成部２５と、この主導光路形成部２５の少なくとも一端部において主導光路形成部２５に連続する２つ以上の分岐導光路形成部とを有する。
この例における導光体２１は、図４にも示すように、主導光路形成部２５の一端部において２つの分岐導光路形成部２６，２７を有しており、一方の分岐導光路形成部２６が主導光路形成部２５の一端部に連続する延長部により構成されていると共に、他方の分岐導光路形成部２７が、その軸中心Ｃ３が主導光路形成部２５の軸中心Ｃ１に対して傾斜して長手方向外方に向かって伸びるよう、主導光路形成部２５と一体に形成されている。そして、主ＬＥＤ光源３０が導光体２１の一方の分岐導光路形成部２６の分岐端面２６Ａと対向して配置されており、また、副ＬＥＤ光源３５が導光体２１における他方の分岐導光路形成部２７の分岐端面２７Ａと対向して配置されている。一方、導光体２１における主導光路形成部２５の他端面には、主導光路形成部２５内を導光される光を拡散反射する光拡散反射板（図示せず）が配置されている。

上述したように、一般に、棒状の導光体の一端にＬＥＤ光源を備えてなる線状光源装置においては、図３に示すように、照明領域において一定の大きさの範囲内の照度の得られる有効発光領域ＬＡと、局所的な放射ピーク部分を有する不可使用領域ＬＢを有しており、この不可使用領域ＬＢは、導光体の端面から入射されるＬＥＤ光源からの光が直接的に外部へ出射されることにより形成される。そして、このＬＥＤ線状光源装置２０においては、導光体２１における不可使用領域ＬＢに対応する位置、例えば一方の分岐導光路形成部２６における分岐端面２６Ａに対向して配置される主ＬＥＤ光源３０のＬＥＤ素子３２から例えば３０ｍｍの長さの領域内の位置において、他方の分岐導光路形成部２７が形成されている。
他方の分岐導光路形成部２７の軸中心Ｃ３の、主導光路形成部２５の軸中心Ｃ１に対する傾斜角度αは、他方の分岐導光路形成部２７より入射された副ＬＥＤ光源３５よりの光の多くが主導光路形成部２５の外面によって導光体２１の長手方向他端側に向かって導かれるよう反射される大きさ、より好ましくは全反射される入射角となる状態が得られるよう、導光体２１の材質に応じて設定されている。例えば、導光体２１がアクリル樹脂よりなる場合には、屈折率が１．４９であることから、他方の分岐導光路形成部の分岐端面２７Ａより入射される光の全反射の臨界角である４２°とされ、このような状態が得られるよう、他方の分岐導光路形成部２７の軸中心Ｃ３の、主導光路形成部２５の軸中心Ｃ１に対する傾斜角度αが設定される。

導光体２１を構成する材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などの環状ポリオレフィン樹脂、オレフィンマレイミド共重合体などのポリオレフィン樹脂、ポリエステル系透明樹脂などの透光性樹脂や、ソーダ石灰ガラス、アルミノ珪酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムガラスなどの透光性ガラスを例示することができる。
このような導光体２１は、例えば、透光性樹脂よりなる場合には、所定の型への樹脂溶液の鋳込み（射出成形法）により作製することができ、また、透光性ガラスよりなる場合には、溶融して一体成形することにより、あるいは、主導光路形成部と他方の分岐導光路形成部とを別個に用意し、貼りあわせることにより、作製することができる。

主ＬＥＤ光源３０は、基板３１の一面上に実装されたＬＥＤ素子３２と、導光体２１における一方の分岐導光路形成部２６の分岐端面２６ＡとＬＥＤ素子３２との間の空間を取り囲むよう設けられたミラー３３とにより構成されており、基板３１の他面には、放熱部材（放熱フィン）３４が設けられている。
放熱部材３４としては、例えばアルマイト処理を施したアルミニウムなどの金属材料や、ＡｌＮなどのセラミックス材料を用いることができる。
副ＬＥＤ光源３５は、基板３６の一面上に実装された、主ＬＥＤ光源３０におけるＬＥＤ素子３２より低い投入電力で点灯されるＬＥＤ素子３７と、導光体２１における他方の分岐導光路形成部２７の分岐端面２７ＡとＬＥＤ素子３７との間の空間を取り囲むよう設けられたミラー３８とにより構成されている。
主ＬＥＤ光源３０におけるＬＥＤ素子３２は、例えば２Ｗを超える高い投入電力により駆動され、一方、副ＬＥＤ光源３５を構成するＬＥＤ素子３７は、例えば１Ｗ以下の比較的低い投入電力で駆動される。

また、主ＬＥＤ光源３０および副ＬＥＤ光源３５は、互いに発光波長特性が異なるものであっても、互いに発光波長特性が同一であるものであっても、いずれであってもよい。
主ＬＥＤ光源３０および副ＬＥＤ光源３５が互いに発光波長特性が異なるものである場合には、主ＬＥＤ光源３０の発光波長特性を副ＬＥＤ光源３５により矯正、補償または強調することができて導光体２１から放射される照明用光の色調整を行うことができ、原稿読取装置におけるＣＣＤの感度特性に応じた所望の波長特性（色味）を有する照明用光を得ることができる。
また、主ＬＥＤ光源３０および副ＬＥＤ光源３５が互いに発光波長特性が同一であるものである場合には、主ＬＥＤ光源３０を構成するＬＥＤ素子の光出力のバラツキが副ＬＥＤ光源３５を構成するＬＥＤ素子によって補償されて光量の微調整を行うことができると共に、ＬＥＤ素子３２，３７自体の発光効率を向上させることができる。

主ＬＥＤ光源３０を構成するＬＥＤ光源と、副ＬＥＤ光源３５を構成するＬＥＤ光源との組み合わせは、下記表１に示すものを例示することができる。なお、下記表１において、擬似白色ＬＥＤ光源は、ピーク波長が４５０ｎｍ近傍にある青色発光ＬＥＤ素子がピーク波長が５５０ｎｍ近傍にある黄色蛍光体（例えばＹＡＧ蛍光体）を含む樹脂によりモールドされてなる白色光が得られるもの、緑色発光ＬＥＤ素子（緑色単色ＬＥＤ光源）の発光におけるピーク波長が５００〜５５０ｎｍ近傍であり、赤色発光ＬＥＤ素子（赤色単色ＬＥＤ光源）の発光におけるピーク波長が５００〜５５０ｎｍ近傍であり、近紫外発光ＬＥＤ素子（近紫外単色ＬＥＤ光源）の発光におけるピーク波長が３６０〜３８０ｎｍ近傍であり、三色白色ＬＥＤ光源は、上記青色発光ＬＥＤ素子, 緑色発光ＬＥＤ素子および赤色発光ＬＥＤ素子がそれぞれ１個ずつ搭載されてパッケージ化されてなり、例えば青色発光ＬＥＤ素子, 緑色発光ＬＥＤ素子および赤色発光ＬＥＤ素子が同時に点灯されることにより白色光が得られるものである。また、近紫外発光ＬＥＤ光源を用いる場合には、導光体として透光性ガラスよりなるものが用いられる。

光拡散反射板としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂中に、気泡や、酸化チタン、炭酸カルシウム、ガラスビーズ等が含有されてなるものを用いることができる。

このような原稿読取装置用光照射装置１０においては、主ＬＥＤ光源３０におけるＬＥＤ素子３２から放射される光がミラー３３によって反射されて導光体２１における一方の分岐導光路形成部２６の分岐端面２６Ａから入射され、導光体２１における主導光路形成部２５の周面によって反射されながら当該導光体２１の長手方向に導かれると共に、副ＬＥＤ光源３５におけるＬＥＤ素子３７から放射される光がミラー３８によって反射されて導光体２１における他方の分岐導光路形成部２７の分岐端面２７Ａから入射され、他方の分岐導光路形成部２７の主導光路形成部２５に対する入射端面と対向する主導光路形成部２５の内面領域によって例えば全反射されることにより主導光路形成部２５に入射され、導光体２１における主導光路形成部２５の周面によって反射されながら当該導光体２１の長手方向に導かれる。そして、主導光路形成部２５における第１の光反射面２３によって反射されて主導光路形成部２５における光出射面２２から出射される光Ｌ１が原稿台５上に載置された原稿２の一面に照射され、一方、第２の光反射面２４によって反射されて主導光路形成部２５における光出射面２２から出射される光が、対向ミラー４０によって反射され、この反射光Ｌ２，Ｌ３が原稿台５上に載置された原稿２の一面に照射される。

而して、上記構成のＬＥＤ線状光源装置によれば、導光体２１に対する光源として、主ＬＥＤ光源３０および副ＬＥＤ光源３５の２つのＬＥＤ光源を備えてなることにより、後述する実験例の結果に示されているように、主ＬＥＤ光源３０におけるＬＥＤ素子３２に対する投入電力と副ＬＥＤ光源３５におけるＬＥＤ素子３７に対する投入電力の総投入電力と同一の投入電力で点灯される１つのＬＥＤ光源を備えてなるＬＥＤ線状光源装置に比して、高い光出力を得ること（発光量を多くすること）ができる。
しかも、光源が分けられていることにより主ＬＥＤ光源３０および副ＬＥＤ光源３５におけるＬＥＤ素子３２，３７の各々に対する投入電力を低くすることができるので、各々のＬＥＤ素子３２，３７それ自体の発熱量の緩和を確実に図ることができて各々のＬＥＤ素子の発光効率を高くすることができると共に、導光体２１が、他方の分岐導光路形成部２７が当該分岐導光路形成部２７から入射された光を主導光路形成部２５の内面によって主導光路形成部２５の長手方向他端側へ向かって反射させるよう、その軸中心Ｃ３が主導光路形成部２５の軸中心Ｃ１に対して傾斜して長手方向外方に向かって伸びるよう形成された構成とされていることにより、２つの分岐導光路形成部２６，２７によって囲まれた空間の存在によって、一層高い放熱性を得ること（発熱部の分散を促進すること）ができるので、主ＬＥＤ光源３０における放熱部材３４を小型のものとすることができると共に副ＬＥＤ光源３５を放熱部材を有さない構成とすることができる。

また、副ＬＥＤ光源３５におけるＬＥＤ素子３７が主ＬＥＤ光源３０におけるＬＥＤ素子３２より低い投入電力で点灯される構成とされていることにより、副ＬＥＤ光源３５を主ＬＥＤ光源３０の発光波長特性を矯正、補償または強調する機能を有するもの、特に、副ＬＥＤ光源３５が主ＬＥＤ光源３０と互いに発光波長特性が異なるＬＥＤ光源により構成されている場合には、導光体２１から放射される光の色調整を行うことができるので、原稿読取装置における受光素子の感度特性に応じた所望の波長特性（色味）を有する光を得ることができる。

従って、上記のＬＥＤ線状光源装置２０を備えてなる原稿読取用光照射装置１０によれば、高い光出力を得ることができると共に原稿読取装置における受光素子の感度特性に応じた所望の波長特性を有する照明用光を得ることができ、しかも、小型のものとして構成することができる。

図５は、本発明のＬＥＤ線状光源装置の他の例における構成の概略を示す平面図、図６は、図５に示すＬＥＤ線状光源装置における導光体の構成例の一部を概略的に示す説明図であって、（Ａ）斜視図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）正面図である。
このＬＥＤ線状光源装置２０Ａは、導光体２１Ａの構成以外は上記のＬＥＤ線状光源装置２０と同一であるものであり、同一の構成部材については同一の符号が付してあり、その説明は省略する。
このＬＥＤ線状光源装置２０Ａにおける導光体２１Ａは、その長手方向に垂直な断面における外周輪郭が円弧状の光出射面が長手方向に沿って形成されていると共に、光出射面に対向する周面における互いに離間した位置に、それぞれ表面に微小プリズム群が形成された第１の光反射面および第２の光反射面が長手方向に沿って形成された主導光路形成部２５と、この主導光路形成部２５の一端部に連続するテーパ状の延長部２９を介して連続して、軸中心Ｃ２が主導光路形成部２５の軸中心Ｃ１に沿って伸びるよう形成された、主導光路形成部２５より小径の一方の分岐導光路形成部２６と、延長部２９における外面に連続して、例えば軸中心Ｃ３が主導光路形成部２５の軸中心Ｃ１と垂直な方向に伸びるよう形成された他方の分岐導光路形成部２７とを有している。ここに、一方の分岐導光路形成部２６は、導光体２１Ａの長手方向に沿った断面における下端縁位置が主導光路形成部２５における下端縁位置と一致するよう形成されている。
この導光体２１Ａの主導光路形成部２５における、他方の分岐導光路形成部２７の主導光路形成部２５に対する入射端面と対向する延長部２９の外面位置に、他方の分岐導光路形成部２７から入射された光を主導光路形成部２５の長手方向他端側へ向かって例えば全反射させる傾斜面領域２９Ａが形成されている。

この傾斜面領域２９Ａにおける傾斜面は、他方の分岐導光路形成部２７の軸中心Ｃ３の、傾斜面に垂直な軸に対してなす角が、他方の分岐導光路形成部２７より入射された光の多くが導光体２１Ａの長手方向他端側に向かって導かれるよう反射される入射角、より好ましくは全反射される入射角となるよう、導光体２１Ａの材質に応じて設定されている。例えば、導光体２１Ａがアクリル樹脂よりなり、他方の分岐導光路形成部２７の分岐端面２７Ａより入射された光を全反射させる場合には、アクリル樹脂の屈折率が１．４９であることから、傾斜面領域２９Ａにおける傾斜面は、他方の分岐導光路形成部２７の軸中心Ｃ３の、傾斜面に垂直な軸に対してなす角が、入射光の全反射の臨界角である４２°となるよう、形成される。

このような構成のＬＥＤ線状光源装置２０Ａを備えた原稿読取装置用光照射装置１０においても、上記のものと同様の効果を得ることができる。

図７は、本発明のＬＥＤ線状光源装置における導光体のさらに他の構成例の一部を概略的に示す説明図であって、（Ａ）斜視図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）正面図である。
この導光体２１Ｂは、その長手方向に垂直な断面における外周輪郭が円弧状の光出射面が長手方向に沿って形成されていると共に、光出射面に対向する周面における互いに離間した位置に、それぞれ表面に微小プリズム群が形成された第１の光反射面および第２の光反射面が長手方向に沿って形成された主導光路形成部２５と、主導光路形成部２５の一端に連続するテーパ状の延長部２９Ｂを介して連続して、軸中心Ｃ２が主導光路形成部２５の軸中心Ｃ１と一致して伸びるよう形成された、主導光路形成部２５より小径の一方の分岐導光路形成部２６と、延長部２９Ｂの外面に連続して、例えば軸中心Ｃ３が主導光路形成部２５の軸中心Ｃ１と垂直な方向に伸びるよう形成された他方の分岐導光路形成部２７とを有している。この導光体２１Ｂにおける延長部２９Ｂは、他方の分岐導光路形成部２７の分岐端面２７Ａから入射された光を主導光路形成部２５の長手方向他端側へ向かって例えば全反射させる傾斜面を有する。

この延長部２９Ｂにおける傾斜面は、図６に示す導光体２１Ａと同様に、他方の分岐導光路形成部２７の軸中心Ｃ３の、傾斜面に垂直な軸に対してなす角が、他方の分岐導光路形成部２７より入射された光の多くが導光体２１Ｂの長手方向他端側に向かって導かれるよう反射される入射角、より好ましくは全反射される入射角となるよう、導光体２１Ｂの材質に応じて設定されている。

このような構成の導光体２１Ｂを備えたＬＥＤ線状光源装置を備えた原稿読取装置用光照射装置においても、上記のものと同様の効果を得ることができる。

＜実験例１＞
図１乃至図４に示す構成に従って、本発明に係る試験用の原稿読取装置用光照射装置を作製した。
導光体（２１）は、材質がアクリル系樹脂で、全長（主導光路形成部（２５）の長さと一方の分岐導光路形成部（２６）の長さとの和）が２５０ｍｍ、他方の分岐導光路形成部（２７）の長さが１０ｍｍ、他方の分岐導光路形成部（２７）の傾斜角度（α）は、他方の分岐導光路形成部の分岐端面（２７Ａ）よりされる光の主導光路形成部（２５）の内面における入射角が４２°となる状態で形成されている。
対向ミラー（４０）は、長尺な矩形の板状の平面ミラーであって、縦横の寸法が７ｍｍ×２２０ｍｍである。
主ＬＥＤ光源（３０）は、青色発光ＬＥＤ素子（３２）がＹＡＧ蛍光体を含む透明な樹脂によりモールドされてなる白色光を放射するＬＥＤ光源（擬似白色ＬＥＤ光源）である。
放熱部材（３４）は、材質が黒アルマイト処理を施したアルミニウムで、幅１４ｍｍ、高さ９ｍｍ、奥行き１５ｍｍ、フィン数３、体積が９５４ｍｍ³ である。
副ＬＥＤ光源（３５）は、青色発光ＬＥＤ素子（３７）がＹＡＧ蛍光体を含む透明な樹脂によりモールドされてなる白色光を放射するＬＥＤ光源（擬似白色ＬＥＤ光源）である。

この原稿読取装置用光照射装置を用いて、図８に示すような測定系を構成し、主ＬＥＤ光源（３０）を２．５Ｗの投入電力で点灯させると共に副ＬＥＤ光源（３５）を１Ｗの投入電力で点灯させて、導光体（２１）の垂直方向に５ｍｍ離間した位置における照度を測定したところ、可視光についての中心照度が３００００〔ｌｘ〕であった。また、主ＬＥＤ光源（３０）における青色ＬＥＤ素子（３２）のジャンクション温度、および、副ＬＥＤ光源（３５）における青色ＬＥＤ素子（３７）のジャンクション温度を、最大動作環境を想定した５０℃雰囲気中で測定したところ、それぞれ、１１８℃、１１３℃であった。ここに、図８における符号４５は照度計である。
また、ＬＥＤ素子のジャンクション温度は、ＬＥＤ素子が実装された基板の温度を測定し、ＬＥＤ素子および基板間の熱抵抗に基づいて求めることができる。

＜比較実験例１＞
実験例１において作製した原稿読取装置用光照射装置において、導光体が他方の分岐導光路を有さないもの（実質的に主導光路形成部のみにより構成されたもの）であることの他は、実験例１におけるものと同様の構成を有する比較用の原稿読取装置用光照射装置を作製し、上記実験例１と同一の測定系において、ＬＥＤ光源を３．５Ｗの投入電力で点灯させて照度を測定したところ、可視光についての中心照度が２５０００〔ｌｘ〕であった。
また、この比較用の原稿読取装置用光照射装置においては、ＬＥＤ光源における青色ＬＥＤ素子のジャンクション温度を、ＬＥＤ光源の安定的な使用を可能とする温度範囲（１２０℃以下）内に維持するために、実験例１における主ＬＥＤ光源（３０）の放熱部材（３４）の体積の４倍の大きさの体積を有する放熱部材が必要であることが確認された。

以上の結果より、２つのＬＥＤ光源よりの光を導光体の一端における２つの分岐導光路形成部の分岐端面の各々に入射させる構成とすることにより、１つのＬＥＤ光源よりの光を導光体に入射させる構成のものに比して、同一の大きさの投入電力で、発光量が多くなり、ＬＥＤ素子自体の発光効率が高くなることが確認された。
しかも、主ＬＥＤ光源における放熱部材は小型のものであってよく、また、副ＬＥＤ光源においては放熱部材を不要とすることができて装置が大型化することを防止することができる。

＜実験例２＞
実験例１において作製した原稿読取装置用光照射装置において、副ＬＥＤ光源として擬似白色ＬＥＤ光源に代えて青色単色ＬＥＤ光源を用いたことの他は、実験例１におけるものと同一の構成を有する本発明に係る原稿読取装置用光照射装置を作製し、この原稿読取装置用光照射装置より照射される光のスペクトルを解析し、色度のｘ座標の値とｙ座標の値を色度測定装置により求めたところ、実験例１における原稿読取装置用光照射装置（主ＬＥＤ光源および副ＬＥＤ光源がいずれも擬似白色ＬＥＤ光源）に比して、青みが強い光（青色成分の割合が高い寒色系の白色光）が得られることが確認された。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
図９は、本発明のＬＥＤ線状光源装置の他の例における構成の概略を示す平面図、図１０は、原稿読取装置に搭載された、図９に示すＬＥＤ線状光源装置を備えた原稿読取装置用光照射装置の構成を副走査方向に切断して示す説明用断面図である。
この原稿読取装置用光照射装置は、各々、ＬＥＤ光源およびこのＬＥＤ光源からの光をいずれか一方の端部において受光してその長手方向に導光する棒状の導光体を備えてなる２つのＬＥＤ線状光源装置２０１，２０２と、共通の平板状の基台１１上において、互いに離間して平行に並ぶよう設けられた、ＬＥＤ線状光源装置２０１，２０２における導光体２１，２１をその光出射面２２，２２が所定方向を向く状態で保持固定する２つの長尺な導光体保持台１２，１２とを備えており、原稿読取装置に搭載するに際しては、原稿読取装置における原稿２が載置される透光性を有する原稿台５の下方位置において、導光体２１，２１が原稿台５の原稿載置面１に平行な平面に沿って主走査方向に伸び、２つの導光体２１，２１の間の中央に原稿の原稿載置面１と垂直な原稿読取軸Ｙが位置されるよう原稿読取軸Ｙに対して対称に配置される。

２つのＬＥＤ線状光源装置２０１，２０２の各々は、上述した図３および図４に示す構成を有するものであって、一方のＬＥＤ線状光源装置２０１における導光体２１は、主導光路形成部２５の一端に連続する２つの分岐導光路形成部２６，２７を有しており、ＬＥＤ素子３２を備えた主ＬＥＤ光源３０が一方の分岐導光路形成部２６の分岐端面２６Ａと対向して配置されていると共にＬＥＤ素子３７を備えた副ＬＥＤ光源３５が他方の分岐導光路形成部２７の分岐端面２７Ａと対向して配置されている。
また、他方のＬＥＤ線状光源装置２０２における導光体２１は、主導光路形成部２５の他端に連続する２つの分岐導光路形成部２６，２７を有しており、ＬＥＤ素子３２を備えた主ＬＥＤ光源３０が一方の分岐導光路形成部２６の分岐端面２６Ａと対向して配置されていると共にＬＥＤ素子３７を備えた副ＬＥＤ光源３５が他方の分岐導光路形成部２７の分岐端面２７Ａと対向して配置されている。
そして、一方のＬＥＤ線状光源装置２０１における導光体２１の主導光路形成部２５の他端面、および、他方のＬＥＤ線状光源装置２０２における導光体２１の主導光路形成部２５の一端面には、主導光路形成部２５内を導光される光を拡散反射する光拡散反射板（不図示）が配置されている。

この原稿読取装置用光照射装置においては、２つのＬＥＤ線状光源装置２０１，２０２の各々において、主ＬＥＤ光源３０におけるＬＥＤ素子３２から放射される光がミラー３３によって反射されて導光体２１における一方の分岐導光路形成部２６の分岐端面２６Ａから入射され、導光体２１における主導光路形成部２５の周面によって反射されながら当該導光体２１の長手方向に導かれると共に、副ＬＥＤ光源３５におけるＬＥＤ素子３７から放射される光がミラー３８によって反射されて導光体２１における他方の分岐導光路形成部２７の分岐端面２７Ａから入射され、他方の分岐導光路形成部２７の主導光路形成部２５に対する入射端面と対向する主導光路形成部２５の内面領域によって例えば全反射されることにより主導光路形成部２５に導かれ、導光体２１における主導光路形成部２５の周面によって反射されながら当該導光体２１の長手方向に導かれる。そして、主導光路形成部２５における各々平面状の第１の光反射面２３および第２の光反射面２４の各々によって反射されて主導光路形成部２５における光出射面２２から出射される光Ｌ１，Ｌ２（Ｌ３，Ｌ４）が原稿台５上に載置された原稿２の一面に照射される。

このような構成の原稿読取装置用光照射装置においても、上記のものと同様の効果を得ることができる。

また、本発明においては、導光体の構成は、上記において例示したものに限定されず、例えば導光体における主導光路形成部の少なくとも一端において２つの分岐導光路形成部が連続する「Ｙ字型」の形態を有するよう構成とされていてもよく、また、主導光路形成部の両端の各々において２つ以上の分岐導光路形成部が形成された構成とされていてもよい。

さらにまた、本発明においては、主ＬＥＤ光源および副ＬＥＤ光源を互いに発光波長特性が同一であるものにより構成し、副ＬＥＤ光源とこの副ＬＥＤ光源よりの光を受光する分岐導光路形成部との間に（カラー）フィルタを介在させることにより、主ＬＥＤ光源の波長特性を副ＬＥＤ光源により矯正、補償または強調して導光体から放射される照明用光の色調整を行い、これにより、原稿読取装置におけるＣＣＤの感度特性に応じた所望の波長特性（色味）を有する照明用光を得る構成とされていてもよい。

１ 原稿載置面
２ 原稿
５ 原稿台
Ｙ 原稿読取軸
１０ 原稿読取装置用光照射装置
１１ 基台
１１Ａ スリット
１２ 導光体保持台
１３ 導光体保持用板バネ
１５ 対向ミラー保持台
２０，２０Ａ，２０１，２０２ ＬＥＤ線状光源装置
２１，２１Ａ，２１Ｂ 導光体
２２ 光出射面
２３ 第１の光反射面
２４ 第２の光反射面
２５ 主導光路形成部
２６ 一方の分岐導光路形成部
２６Ａ 分岐端面
２７ 他方の分岐導光路形成部
２７Ａ 分岐端面
２９，２９Ｂ 延長部
２９Ａ 傾斜面領域
３０ 主ＬＥＤ光源
３１ 基板
３２ ＬＥＤ素子
３３ ミラー
３４ 放熱部材（放熱フィン）
３５ 副ＬＥＤ光源
３６ 基板
３７ ＬＥＤ素子
３８ ミラー
４０ 対向ミラー
４５ 照度計
５０ 導光体
５１ ＬＥＤ素子
５２ 基板
５３ ミラー
５４ 伝熱部材
５５ 放熱部材
６０ 導光体
６１ 光入射部
６５ 光源ユニット
Ｃ１ 主導光路形成部の軸中心
Ｃ２ 一方の分岐導光路形成部の軸中心
Ｃ３ 他方の分岐導光路形成部の軸中心
ＬＡ 有効発光領域
ＬＢ 不可使用領域

Claims (6)

1. ＬＥＤ光源と、当該ＬＥＤ光源からの光を端部において受光してその長手方向に導光する棒状の導光体とを備えてなるＬＥＤ線状光源装置において、
   前記導光体は、長手方向に垂直な断面における外周輪郭の一部に光出射面が形成された主導光路形成部と、当該主導光路形成部の少なくとも一端において、当該主導光路形成部に連続する２つ以上の分岐導光路形成部とを有しており、
   前記導光体における一の分岐導光路形成部における分岐端面に光を入射させる主ＬＥＤ光源、および、前記導光体における他の分岐導光路形成部における分岐端面に光を入射させる副ＬＥＤ光源を有することを特徴とするＬＥＤ線状光源装置。
2. 前記導光体における少なくとも一の分岐導光路形成部は、当該分岐導光路形成部から入射された光を前記主導光路形成部の内面によって当該主導光路形成部の長手方向他端側へ向かって反射させるよう、その軸中心が主導光路形成部の軸中心に対して傾斜して長手方向外方に向かって伸びるよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ線状光源装置。
3. 前記導光体における主導光路形成部には、少なくとも一の分岐導光路形成部の当該主導光路形成部に対する入射端面と軸中心を挟んで対向する外面位置に、当該分岐導光路形成部から入射された光を主導光路形成部の長手方向他端側へ向かって反射させる傾斜面領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ線状光源装置。
4. 副ＬＥＤ光源は、主ＬＥＤ光源より低い投入電力で点灯されるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＬＥＤ線状光源装置。
5. 副ＬＥＤ光源は、主ＬＥＤ光源と発光波長特性が異なるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＬＥＤ線状光源装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＬＥＤ線状光源装置を備えてなることを特徴とする原稿読取装置用光照射装置。

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