JP2014232982A - 読取装置用線状光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光体の長さと略同等または同等以上の有効発光長を有する読取用装置用線状光源装置を提供すること。【解決手段】読取装置用線状光源装置は、棒状の導光体と、発光素子と、凹状反射鏡と、当該導光体の長手方向に沿って当該反射部に対向するよう位置された拡散反射面を有する拡散反射部材とを備え、前記拡散反射部材の拡散反射面には、前記発光素子に近接する端部に、当該発光素子に対向する発光素子対向部が設けられており、当該発光素子対向部に当該発光素子および／または前記凹状反射鏡からの光が入射され、この発光素子対向部に入射した光が近接する導光体の端面側に向かって反射されて導光体の内部に導入されることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、読取装置用線状光源装置に関するものであり、更に詳しくは、特にファクシミリ、複写機、イメージスキャナ、バーコードリーダーなどに使用される画像読取装置の照明用光源として利用される読取装置用線状光源装置に関する。

従来から、複写機などには、透光性の読取対象載置台を備え、この読取対象載置台に載置された、例えば原稿などの読取対象に光を照射し、その反射光により読取対象における読取対象面の文字・画像情報を読み取る読取装置が搭載されている。そして、読取装置には、読取対象載置台を介して読取対象の読取対象面に光を照射するための読取装置用光源装置が備えられている。

読取装置用光源装置の或る種のものとしては、図１１に示すように、読取対象載置台５と、図１２に示すような線状発光装置６１よりなる線状光源と、この線状発光装置６１に並設された板状反射鏡６７とを備えた２分岐方式と称される読取装置用線状光源装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
この読取装置用線状光源装置において、線状発光装置６１は、透光性材料よりなり、外周面において長手方向に沿って２つの反射部（第１の反射部２３Ａおよび第２の反射部２３Ｂ）および光出射面２２が形成された棒状の導光体２０と、この導光体２０の両方の端面２１の各々に対向するように配置された発光素子１２とを備えている。そして、発光素子１２からの点状光を導光体２０によって線状光に変換する構成のものである。
この線状発光装置６１には、発光素子１２を包囲するよう配置された凹状反射鏡６３と、導光体２０を支持する導光体支持台６５とが設けられている。線状発光装置６１において、導光体支持台６５は、導光体２０の外周面における光出射面２２以外の領域に対向して導光体２０の長手方向に伸びる拡散反射面６５Ａを有している。この導光体支持台６５は、導光体２０を精度よく保持する支持台としての機能と共に、拡散反射面６５Ａにて導光体２０より漏れ出た光を拡散反射させ、再び導光体に戻すことで光を有効利用する拡散反射部材としての機能を有している。また、凹状反射鏡６３は、例えば円柱状もしくは円錐台形状の空間を包囲する凹状反射面６４を有する共に導光体２０の端面２１より僅かに小径の光投射口６３Ａを有しており、この光投射口６３Ａが導光体２０の端面２１によって閉塞された状態とされている。この凹状反射鏡６３は、凹状反射面６４にて発光素子１２からの光を効率よく集光して、導光体２０に導くという機能を有している。
このような構成の読取装置用線状光源装置においては、線状発光装置６１からの光が、読取対象載置台５の読取対象載置面５Ａ上における読取対象（図の例においては、原稿２）に対して、直接的に照射されると共に板状反射鏡６７にて反射して間接的に照射される。このように読取対象に対して２方向からの光が照射されるため、読取対象が平面的なものではなく立体的なものであっても正しく文字・画像情報を読み取ることができる。
この図の例において、光路Ｌ１は、光出射面２２から出射される光のうちの第１の反射部２３Ａからの光（反射光）の光路を示し、光路Ｌ２は、光出射面２２から出射される光のうちの第２の反射部２３Ｂからの光（反射光）の光路を示す。また、光路Ｌ３は、光出射面２２から出射される光のうちの反射部（図１２においては第１の光反射部２３Ａ）を透過して拡散反射面６５Ａによって反射（拡散反射）された光の光路を示す。

このような読取装置用線状光源装置を備えた読取装置においては、当該読取装置によって読み取ることのできる読取対象の長さ、すなわち読取装置用線状光源装置の有効発光長は、導光体２０の長さ（全長）に依存し、その導光体２０の長さよりも短くなる。その理由は、読取装置用線状光源装置の有効発光長が線状発光装置６１によって得られる主走査方向の有効発光長によって定められ、また導光体２０の反射部（第１の反射部２３Ａおよび第２の反射部２３Ｂ）からの光（反射光）が導光体２０の長手方向に略垂直な方向に指向性を有するためである。具体的に説明すると、導光体２０の光出射面２２から出射される光の大部分が反射部からの光であることから、導光体２０からの光は、当該導光体２０の長手方向に略垂直な方向に指向性を有するものとなる。そのため、読取対象載置面５Ａにおいて、導光体２０の長手方向中央部に対応する領域には、その導光体２０の長手方向中央部からの光と共に、導光体２０における長手方向中央部の長手方向両側の近傍からの光が照射され、よってこれらの光が重畳する。一方、導光体２０の長手方向端部に対応する領域においては、各々、その導光体２０の長手方向端部からの光と、導光体２０における当該長手方向端部の長手方向片側の近傍からの光とが重畳するだけである。従って、導光体２０の長手方向端部に対応する領域においては、導光体２０の長手方向中央部に対応する領域に比して光量が低下し、その結果、読取装置用線状光源装置の有効発光長が導光体２０の長さよりも短くなる。
ここに、本明細書中において、「読取装置用線状光源装置の有効発光長」とは、読取対象載置面において、導光体の長手方向中央部に対応する領域の照度を基準とし、この基準の照度と略同等の照度（例えば、基準の照度を１００％としたときに、相対値が８０％以上である照度）が得られる領域の長さを示す。

近年、読取装置用線状光源装置においては、小型化の要請があるが、読取対象の寸法についての要望は変わらないため、導光体を短くすることができず、装置を小型化することができない、という問題がある。

特開２０１１−２４９１９０号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、導光体の長さと略同等または同等以上の有効発光長を有する読取用装置用線状光源装置を提供することにある。

本発明の読取装置用線状光源装置は、透光性材料よりなり、外周面において長手方向に沿って反射部が形成された棒状の導光体と、当該導光体の端面に対向して配置された発光素子と、当該発光素子を包囲するよう配置された凹状反射鏡と、当該導光体の長手方向に沿って当該反射部に対向するよう位置された拡散反射面を有する拡散反射部材とを備えた読取装置用線状光源装置において、
前記拡散反射部材の拡散反射面には、前記発光素子に近接する端部に、当該発光素子に対向する発光素子対向部が設けられており、当該発光素子対向部に当該発光素子および／または前記凹状反射鏡からの光が入射され、この発光素子対向部に入射した光が近接する導光体の端面側に向かって反射されて導光体の内部に導入されることを特徴とする。

本発明の読取装置用線状光源装置においては、前記凹状反射鏡は、光投射口が前記導光体の端面および前記発光素子対向部を臨むように設けられていることが好ましい。

本発明の読取装置用線状光源装置においては、前記導光体の長手方向に沿って当該導光体に対向する反射鏡が備えられており、
前記導光体には、前記反射部として、長手方向に伸びる第１の反射部と第２の反射部とが互いに離間して設けられており、外周面における当該第１の反射部および第２の反射部に対向する領域に、それぞれ第１の光出射部および第２の光出射部が形成されており、
前記第１の反射部からの光が前記第１の光出射部から読取対象が載置される読取対象載置面に向けて出射され、前記第２の反射部からの光が前記第２の光出射部から前記反射鏡に向けて出射され、当該反射鏡からの光と前記第１の反射部からの光とが、当該読取対象載置面において互いに重畳されることが好ましい。
また、このような構成の本発明の読取装置用線状光源装置においては、前記反射鏡は、前記導光体および前記読取対象載置面に対向する主反射面部と、当該主反射面部における当該導光体の長手方向の端部の外方に向かう光を当該主反射面部に向かって反射する補助反射面部とを備えていることが好ましい。

本発明の読取装置用線状光源装置においては、拡散反射部材の拡散反射面における発光素子に近接する端部に、発光素子対向部が設けられており、この発光素子対向部には、発光素子および／または凹状反射鏡からの光が入射される。そして、発光素子対向部に入射された光は、当該発光素子対向部によって近接する導光体の端面側に向かって反射されて導光体の内部に導入され、光出射面から出射する。この発光素子対向部からの光（反射光）は対向する発光素子側に傾斜した方向に指向性を有するものとなる。そのため、反射部からの光（反射光）による光成分が導光体の長手方向に略垂直な方向に指向性を有するものであっても、発光素子対向部からの光（反射光）により、当該発光素子対向部が対向する発光素子側に傾斜した方向に指向性を有する光成分が補足され、導光体の光出射面から出射される光の光出射方向が調整される。その結果、導光体の長手方向に大きく伸びる帯状の照射領域が形成されることから、導光体の長さと略同等または同等以上の有効発光長を得ることができる。
従って、本発明の読取装置用光源装置によれば、有効発光長が短くなるという弊害を伴うことなく導光体の長さを短くし、装置自体の小型化を図ることができる。そのため、長い有効発光長を有する小型の読取装置用線状光源装置を提供することができる。

本発明の読取装置用線状光源装置の一例における構成を示す説明用平面図である。 図１の本発明の読取装置用線状光源装置におけるＡ−Ａ線断面を、当該読取装置用線状光源装置が読取装置に搭載された状態で示す説明用断面図である。 図１の本発明の読取装置用線状光源装置を構成する線状発光装置における長手方向の断面を示す説明用断面図である。 図３の線状発光装置におけるＢ−Ｂ線断面を、読取装置用線状光源装置が読取装置に搭載された状態で示す説明用断面図である。 図４のＣ−Ｃ線断面を示す説明用断面図である。 本発明の読取装置用線状光源装置の他の例における構成を示す説明用断面図である。 本発明の読取装置用線状光源装置の更に他の例における構成を示す説明用断面図である。 本発明の読取装置用線状光源装置のまた更に他の例における構成を示す説明用断面図である。 本発明の読取装置用線状光源装置のまた更に他の例における構成を示す説明用断面図である。 実験例１および比較用実験例１において得られた照度分布を示すグラフである。 従来の読取装置用線状光源装置の一例における構成を、当該読取装置用線状光源装置が読取装置に搭載された状態で示す説明用断面図である。 図１１の読取装置用線状光源装置を構成する線状発光装置の長手方向の断面を示す説明用断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の読取装置用線状光源装置の一例における構成を示す説明用平面図であり、図２は、図１の本発明の読取装置用線状光源装置におけるＡ−Ａ線断面を、当該読取装置用線状光源装置が読取装置に搭載された状態で示す説明用断面図である。また、図３は、図１の本発明の読取装置用線状光源装置を構成する線状発光装置における長手方向の断面を示す説明用断面図であり、図４は、図３の線状発光装置におけるＢ−Ｂ線断面を、読取装置用線状光源装置が読取装置に搭載された状態で示す説明用断面図である。更に、図５は、図４のＣ−Ｃ線断面を示す説明用断面図である。
読取装置用線状光源装置１０は、線状発光装置１１よりなる線状光源を備えてなるものである。この線状発光装置１１は、透光性材料よりなる棒状の導光体２０と、この導光体２０の両方の端面２１，２１の各々と離間して対向するよう配置された発光素子１２，１２と、これらの発光素子１２，１２の各々を包囲するように配置された凹状反射鏡３０，３０とを備えている。また、読取装置用線状光源装置１０には、線状発光装置１１と共に長尺な板状反射鏡４０が設けられている。この板状反射鏡４０は、導光体２０と離間して平行に並ぶように、すなわち導光体２０の長手方向に沿って導光体２０と離間して対向するように配置されている。
また、線状発光装置１１には、導光体２０を支持するための導光体支持台２５が設けられている。この導光体支持台２５は、長尺なものであり、導光体２０と同方向に伸びるように配設されている。この導光体支持台２５により、導光体２０が光出射面２２が所定方向を向く状態で支持固定されている。
また、板状反射鏡４０は、板状反射鏡支持台４４により、板状反射面４１が所定方向を向く状態で支持固定されている。この板状反射鏡支持台４４は、長尺なものであり、導光体支持台２５から離間して並ぶように配設されている。
この読取装置用線状光源装置１０において、導光体支持台２５と、板状反射鏡支持台４４とは、共通の矩形平板状の基台１５上に設けられている。
この図の例において、基台１５上には、発光素子１２，１２に給電するための配線１８，１８が配置されている。また、発光素子１２，１２の各々から発生する熱を排熱するためのヒートシンク１９，１９が凹状反射鏡３０，３０を覆うように設けられている。

読取装置用線状光源装置１０は、図２に示されているように、読取装置に搭載するに際しては、読取装置における読取対象載置台５の下方に位置される。この読取対象載置台５は、透光性を有するものであり、読取対象載置面５Ａ上に、原稿２などの読取対象が載置される。そして、導光体２０が読取対象載置面５Ａに平行な平面に沿って主走査方向に伸び、また導光体２０と板状反射鏡４０との間の略中央に読取対象載置面５Ａと垂直な対象体読取軸Ｙが位置されるように対象体読取軸Ｙに対して略線対称に配置される。
ここに、本明細書中において、「副走査方向」とは、読取装置用線状光源装置１０を読取対象載置面５Ａに対して平行かつ導光体２０の長手方向に垂直な方向に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読取対象載置面５Ａに対して平行な方向を意味する。

基台１５は、例えばアルミニウムや鉄などの金属材料よりなり、導光体支持台２５と板状反射鏡支持台４４との間の位置に原稿２からの原稿反射光を透過させる矩形状のスリット１５Ａが形成されたロ字状の平板体である。基台１５において、スリット１５Ａは、導光体２０および板状反射鏡４０と同方向に伸びるように形成されている。
このように基台１５にスリット１５Ａが形成されていることにより、原稿２からの原稿反射光が、例えば原稿読取装置用光照射装置１０の下方に配置されたＣＣＤ（図示省略）に受光される。

２つの発光素子１２，１２は、各々、図３および図５に示されているように、例えば青色ＬＥＤ素子１２Ａを備え、この青色ＬＥＤ素子１２Ａが黄色蛍光体を含有する封止体１２Ｂによって封止されてなるものである。この発光素子１２は、青色ＬＥＤ素子１２Ａから放射される青色光を黄色蛍光体によって変換することにより、白色光を放射する。
この図の例において、発光素子１２は、青色ＬＥＤ素子１２Ａが半球状の封止体１２Ｂによって封止されてなるものであり、基板１３の一面１３Ａ上に実装されている。また、基板１３の他面１３Ｂは、その全面がヒートシンク１９に接触した状態とされている。

導光体２０は、略円柱状の棒状体であり、外周面における読取対象載置台５および板状反射鏡４０を臨む領域に、光出射面２２が長手方向に沿って形成されている。
また、導光体２０には、光出射面２２に対向する外周面における互いに離間した位置に、第１の反射部２３Ａおよび第２の反射部２３Ｂ（以下、これらをまとめて「導光体反射部」ともいう。）が、両方の端面２１，２１に直交し、これらの両方の端面２１，２１の間の領域において、長手方向に沿って形成されている。第１の反射部２３Ａは、光出射面２２を介して読取対象載置台５と対向するよう形成されており、また第２の反射部２３Ｂは、光出射面２２を介して板状反射鏡４０と対向するよう形成されている。
また、光出射面２２においては、第１の反射部２３Ａに対向する領域に、第１の光出射部２２Ａが形成されており、また第２の反射部２３Ｂに対向する領域には、第２の光出射部２２Ｂが形成されている。
この図の例において、導光体２０には、外周面における導光体反射部が形成されていない領域に、その外周面から突出し、長手方向に伸びる位置決め用凸部（図示省略）が形成されている。

導光体２０において、導光体反射部（第１の反射部２３Ａおよび第２の反射部２３Ｂ）には、各々、表面に微小プリズム群が形成されている。この微小プリズム群は、図３および図５に示されているように、複数の溝状凹部２４が導光体２０の長手方向に並列に形成されなるものである。
この図の例において、溝状凹部２４は、導光体２０の径方向に伸び、導光体２０の長手方向の断面がＶ字状のものである。また、複数の溝状凹部２４は、互いに隣接する溝状凹部２４が離間した状態で形成されている。

また、導光体２０を構成する透光性材料としては、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）などの透光性樹脂が用いられる。

導光体支持台２５は、長手方向の長さが導光体２０の長さ（全長）と同等のものであり、導光体２０の支持台として機能すると共に、拡散反射部材として機能するものである。
具体的に説明すると、導光体支持台２５には、導光体２０の外周面における光出射面２２以外の領域に対向して導光体２０の長手方向に伸びる導光体対向面２７を有する導光体支持部が形成されている。この導光体対向面２７は、長手方向の長さが導光体２０の長さと同等であって、導光体２０の長手方向に沿って導光体反射部（第１の反射部２３Ａおよび第２の反射部２３Ｂ）に対向している。そして、導光体対向面２７は、拡散反射面とされている。
この図１〜図５の例において、導光体支持台２５は、略台形柱状の外観形状を有しており、４つの側面のうちの１つの側面に、長手方向に伸びる溝２６よりなる導光体支持部が形成されたものである。この導光体支持部を構成する溝２６は、長手方向に垂直な方向の断面形状が略半円状であり、この溝２６の内壁面によって導光体対向面２７が形成されている。また、導光体対向面２７は、導光体２０の外周面における光出射面２２以外の領域に僅かな空隙を介して対向している。
また、導光体対向面２７には、導光体２０における導光体反射部に対向する領域以外の領域に、導光体対向面２７から突出し、長手方向に伸びる位置決め用凹部（図示省略）が形成されている。この位置決め用凹部は、導光体２０における位置決め用凸部に適合する形状を有している。そして、その導光体支持台２５の位置決め用凹部に、導光体２０の位置決め用凸部が嵌合されることより、導光体２０は、所定の状態、すなわち外周面における光出射面２２以外の領域が、導光体支持台２５の導光体対向面２７と僅かな間隙を介して対向した状態で固定されている。

そして、導光体支持台２５において、導光体対向面２７には、導光体反射部と対向する領域における発光素子１２，１２に近接する端部に、各々、この近接する発光素子１２に対向する発光素子対向部２８が設けられている。
この図の例において、発光素子対向部２８，２８は、発光素子１２，１２に近接する端部において、図４に示されているように、第１の反射部２３Ａ、導光体２０の外周面における第１の反射部２３Ａと第２の反射部２３Ｂとの間の領域、および第２の反射部２３Ｂに対向する領域にわたって形成されている。

２つの発光素子対向部２８，２８は、各々、発光素子１２および／または凹状反射鏡３０からの光が入射され、しかもその発光素子対向部２８に入射した光を、近接する導光体の端面２１側に向かって反射して導光体２０の内部に導入させることができるよう、外向きとされている。
具体的に、発光素子対向部２８は、導光体対向面２７の長手方向において内側から外側に向かって当該導光体対向面２７における長手方向端縁の外方を臨むように傾斜することにより、外向きとされている。
この図の例において、発光素子対向部２８，２８は、各々、導光体対向面２７の長手方向において内側から外側に向かって導光体２０から離間する方向に傾斜する平滑なテーパー面よりなる。

また、発光素子対向部２８は、発光素子１２および／または凹状反射鏡３０からの光を導光体２０を直接入射させることができるよう、発光素子１２と対向すると共に、導光体２０における導光体反射部と離間して対向するように配設されている。
この図の例において、発光素子対向部２８，２８においては、各々、導光体対向面２７の長手方向において内側から外側に向かうに従って、発光素子対向部２８を構成するテーパー面と導光体２０との離間距離が次第に大きくなっている。
また、発光素子対向部２８，２８と導光体２０との離間距離は、最大離間距離が０．６ｍｍであって、最小離間距離が０．２ｍｍである。なお、導光体対向面２７における発光素子対向部２８，２８以外の領域と導光体２０との離間距離は一様に０．２ｍｍである。

発光素子対向部２８の導光体２０の長手方向の長さは、読取装置用線状光源装置１０に必要とされる有効発光長および導光体２０の長さなどに応じ、導光体２０の端面２１と発光素子１２との離間距離、導光体２０の断面形状（長手方向に垂直な方向の断面形状）および凹状反射鏡３０の形状（具体的には、例えば凹状反射面３４の形状）などを勘案して適宜に定められる。
この図の例において、導光体対向面２７の長手方向の長さは３２０ｍｍである。また、発光素子対向部２８，２８は、各々、導光体対向面２７における長手方向端縁からの距離が１０ｍｍの領域にわたって形成されている。

導光体支持台２５の構成材料としては、例えばポリカーボネート樹脂などを白化させた白色樹脂が用いられる。

２つの凹状反射鏡３０，３０は、各々、筒状の基体３２の内周面に凹状反射面３４が形成されており、基体３２の一方の開口によって光投射口３１が形成されたものである。
凹状反射鏡３０は、発光素子１２を包囲するよう、発光素子１２と共に導光体２０の一端面２１と発光素子１２との間の空間（以下、「反射鏡内空間」ともいう。）を取り囲み、また光投射口３１が導光体２０の端面２１および発光素子対向部２８を臨むように設けられている。
具体的には、凹状反射鏡３０においては、光投射口３１（基体３２の一方の開口）が、導光体２０の端面２１および発光素子対向部２８を臨み、反射鏡内空間が、導光体反射部と発光素子対向部２８との間の間隙に連通した状態とされている。また、基体３２の他方の開口は、一方の開口の開口径以下であり、かつ発光素子１２よりも大径であって発光素子１２が実装された基板１３の一面１３Ａによって閉塞することができる開口径を有している。
これにより、凹状反射鏡３０は、発光素子１２からの光を効率よく集光して、導光体２０に導くことができ、また発光素子対向部２８に、発光素子１２および／または凹状反射鏡３０からの光を入射させることができる。
この図の例において、凹状反射鏡３０は、外観形状が円柱状であり、略円錐台状の貫通孔が形成されてなる略円筒状の基体３２を有しており、基体３２における略円形状の大径の一方の開口によって光投射口３１が構成されている。また、基体３２における円形状の小径の他方の開口は、発光素子１２が実装された基板１３の一面１３Ａによって閉塞されている。そして、基体３２の一方の開口（光投射口３１）は、導光体２０の端面２１および発光素子対向部２８を臨む状態とされている。また、基体３２の一方の開口を形成する端面３２Ａにより、導光体２０の端面２１の周縁と導光体対向面２７の長手方向端縁における発光素子対向部２８以外の領域との間の空隙が閉塞した状態とされている。以って、凹状反射鏡３０において、光投射口３１の開口縁３１Ａは、導光体２０の端面２１の周縁と発光素子対向部２８とが対向する領域においては、導光体２０の端面２１の周縁の外方に位置、すなわち導光体２０の端面２１と離間して位置している。また、それ以外の領域においては、導光体２０の端面２１の周縁の内方に位置、すなわち導光体２０の端面２１における周縁部に位置にしている。この光投射口３１の開口縁３１Ａにおいて、導光体２０の端面２１の周縁の外方に位置する部分は、導光体対向面２７の長手方向端縁（発光素子対向部２８にかかる長手方向端縁）に接合している。

基体３２の構成材料としては、例えば、アルミニウムなどの金属材料、ステンレスなどの合金材料が用いられる。基体３２の構成材料として金属材料または合金材料を用いた場合には、基体３２の内周面を鏡面加工することによって凹状反射面３４を形成することができる。
また、基体３２の構成材料としては、例えばポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などを白化させた白色樹脂を用いることもできる。

板状反射鏡４０は、導光体２０および読取対象載置面５Ａに対向する板状反射面４１よりなる主反射面部を有するものであり、この板状反射面４１は、導光体２０における第２の光出射部２２Ｂを介して第２の反射部２３Ｂと対向している。
また、板状反射面４１は、長尺な矩形状の形状を有しており、長手方向の長さは、導光体２０の長さ以上とされる。
この図の例において、板状反射鏡４０は、板状反射鏡支持台４４により、読取装置における読取対象載置面５Ａに対する傾斜角度が６０°となる状態で固定されている。
また、板状反射板４１は、長手方向の長さが導光体２０の長さよりも僅かに長いものである。

また、板状反射鏡４０は、主反射面部における導光体２０の長手方向の端部、すなわち板状反射面４１の長手方向端部の外方に向かう光を、当該主反射面部に向かって反射する補助反射面部を備えている。
具体的に、補助反射面部は、図５に示されているように、第２の光出射部２２Ｂから出射される光のうちの、板状反射面４１の長手方向端部より外方に向かう光（図５における光路Ｌ４に係る光）を、板状反射面４１に向かって反射することができるものである。

この補助反射部は、主反射面部を構成する板状反射面４１の長手方向端部の各々において、板状反射面４１と直交し、導光体２０に向かう方向に伸びるよう配設された板状反射面４３，４３よりなる。この２つの板状反射面４３，４３は、互いに対向して平行に配置されている。
この図の例において、補助反射部を構成する板状反射面４３，４３は、長尺な平行四辺形状の形状を有しており、長手方向端部４３Ａ，４３Ａが凹状反射鏡３０に近接している。そして、板状反射面４３，４３は、導光体２０と板状反射面４１との間の空間を包囲するように配設されている。

板状反射鏡支持台４４の構成材料としては、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が用いられる。
この図の例において、板状反射鏡支持台４４の長手方向の長さは、板状反射鏡４０の板状反射面４１の長手方向の長さと同等である。

このような読取装置用線状光源装置１０においては、発光素子１２，１２からの光は、各々、導光体２０における対向する端面２１に、直接的に入射すると共に、凹状反射鏡３０によって反射されて導かれ入射する。この導光体２０の端面２１，２１に入射した光は、導光体２０によって長手方向に導かれると共に、第１の反射部２３Ａおよび第２の反射部２３Ｂの各々に入射され、その大部分が第１の反射部２３Ａまたは第２の反射部２３Ｂによって反射され、その反射光が導光体２０の光出射面２２から出射される（図３および図４における光路Ｌ１および光路Ｌ２参照）。一方、導光体反射部に入射された光の一部、すなわち第１の反射部２３Ａまたは第２の反射部２３Ｂにおいて導光体２０を透過した光は、導光体支持台２５における導光体対向面２７（拡散反射面）によって反射され、その反射光が導光体２０の内部に導入される。そして、導光体対向面２７によって再び導光体２０の内部に戻された光は、第１の反射部２３Ａおよび第２の反射部２３Ｂによって反射された光と共に、導光体２０の光出射面２２から出射される（図３における光路Ｌ３参照）。

而して、読取装置用線状光源装置１０においては、導光体対向面２７に発光素子対向部２８，２８が設けられており、この発光素子対向部２８，２８には、各々、発光素子１２および／または凹状反射鏡３０からの光が直接入射される。そして、発光素子対向部２８に入射された光は、その発光素子対向部２８によって近接する導光体２０の端面２１側に向かって反射され、その反射光（光路Ｌ４に係る光）は導光体２０の内部に導入されて光出射面２２から出射する。この発光素子対向部２８の反射光は対向する発光素子１２側に傾斜した方向に指向性を有するものとなる。そのため、導光体反射部の反射光による光成分が導光体２０の長手方向に略垂直な方向に指向性を有するものであっても、発光素子対向部２８，２８の反射光により、この発光素子対向部２８，２８が対向する発光素子１２，１２側に傾斜した方向に指向性を有する光成分が補足され、導光体２０の光出射面２２から出射される光の光出射方向が調整される。その結果、導光体２０の長手方向に大きく伸びる帯状の照射領域が形成される。そして、読取対象載置面５Ａにおいて、導光体２０の長手方向中央部に対応する領域には、その導光体２０の長手方向中央部からの光と共に、導光体２０における当該長手方向中央部の長手方向両側の近傍からの光が照射され、よってこれらの光が重畳する。そして、導光体２０の長手方向端部に対応する領域においては、各々、その導光体２０の長手方向端部からの光と共に、導光体２０における当該長手方向端部の長手方向片側の近傍からの光、および発光素子対向部２８からの光が照射され、よってこれらの光が重畳する。このようにして、導光体２０の長手方向端部に対応する領域に、導光体２０の長手方向中央部と略同等の光量が得られることから、導光体２０の長さと略同等または同等以上の有効発光長を得ることができる。
従って、読取装置用線状光源装置１０によれば、有効発光長が短くなるという弊害を伴うことなく導光体２０の長さを短くし、装置自体の小型化を図ることができる。

また、読取装置用線状光源装置１０は、板状反射鏡４０が設けられていると共に、導光体２０に第２の反射部２３Ｂおよび第２の光出射部２２Ｂが形成されている。そのため、導光体２０の光出射面２２から出射された光のうち、第１の反射部２３Ａの反射光（光路Ｌ１に係る直接光）を含む第１の光出射部２２Ａから出射された光は、読取対象載置台５上に載置された原稿２の読取対象面、すなわち一面（図２における下面）に照射される。また、第２の反射部２３Ｂの反射光を含む第２の光出射部２２Ｂから出射された光は、板状反射鏡４０によって反射され、この反射光（光路Ｌ２に係る間接光）が読取対象載置台５上に載置された原稿２の一面に照射される。従って、原稿２の一面においては、第１の光出射部２２Ａからの光によって直接光照明領域が形成されると共に、板状反射鏡４０からの反射光によって間接光照明領域が形成される。そして、直接光照明領域および間接光照明領域の各々の一部が互いに重畳することによって、主走査方向に伸びる帯状の照明領域が形成される。このように読取対象である原稿２に対して２方向からの光が照射されるため、読取対象が平面的なものではなく立体的なものであっても正しく文字・画像情報を読み取ることができる。

また、読取装置用線状光源装置１０は、板状反射鏡４０が補助反射面部を備えてなるものであることから、発光素子対向部２８，２８の反射光が、第２の光出射部２２Ｂから出射され、板状反射面４１の長手方向端部より外方に向かう光（図５における光路Ｌ４に係る光）を含むものであっても、その光を板状反射面４１に入射させることができる。そのため、発光素子１２，１２からの光を有効利用することができる。

本発明においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、線状発光装置は、発光素子対向部に対して発光素子および／または凹状反射鏡からの光が直接入射される構成のものでなくてもよく、導光体を透過した光が入射される構成のものであってもよい。

また、発光素子対向部は、発光素子および／または凹状反射鏡からの光が入射され、その発光素子対向部に入射した光を、近接する導光体の端面側に向かって反射して導光体の内部に導入させることができればよく、その構成が図３〜図５に係る構成に限定されるものではない。具体的には、発光素子対向部は、例えば図６〜図９に示す構成を有するものであってもよい。図６の発光素子対向部２８は、内側から外側に向かって導光体２０から離間する方向に傾斜する凹凸面よりなるものである。また、図７および図８の発光素子対向部２８は、内側から外側に向かって導光体２０から離間する方向に傾斜する階段状のものであり、図９の発光素子対向部２８は、鋸歯状のものである。この図６〜図８に示す線状発光装置１１は、発光素子対向部２８の構成が異なると共に、凹状反射鏡３０において凹状反射面３４の形状が異なること以外は、図１〜図５に係る線状発光装置１１と同様の構成を有するものである。また、図９に示す線状発光装置１１は、発光素子対向部２８の構成が異なると共に、凹状反射鏡３０において凹状反射面３４の形状が異なる。また、発光素子対向部２８は、発光素子１２および／または凹状反射鏡３０からの光が直接入射されると共に導光体２０を透過した光が入射される構造を有している。そして、これらの構成以外は、図１〜図５に係る線状発光装置１１と同様の構成を有するものである。

また、板状反射鏡は、補助反射面部を備えていないものであってもよい。
また、読取装置用線状光源装置は、板状反射鏡を備えていないものであってもよい。

以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験例について説明する。

〔実験例１〕
図１〜図５の構成に従って、線状発光装置（１１）と板状反射鏡（４０）と備えた読取装置用線状光源装置（以下、「実験用線状光源装置（１）」ともいう。）を作製した。そして、作製した実験用線状光源装置（１）を、ガラスよりなる厚み３ｍｍの矩形状の平板よりなる読取対象載置台（５）の下方に配置した。
実験用線状光源装置（１）において、線状発光装置（１１）を構成する導光体（２０）は、アクリル樹脂よりなり、全長が３２０ｍｍ、直径が５ｍｍの略円柱状のものである。
また、導光体支持台（２５）は、ポリカーボネート樹脂を白化させた白色樹脂よりなり、導光体対向面（２７）の長手方向の長さが３２０ｍｍのものである。この導光体対向面（２７）において、発光素子対向部（２８）は、内側から外側に向かって導光体（２０）から離間する方向に傾斜する平滑なテーパー面よりなり、導光体対向面（２７）における長手方向端縁からの距離が１０ｍｍの領域にわたって形成されている。また、発光素子対向部（２８）と導光体（２０）との離間距離は、最大離間距離が０．６ｍｍであって、最小離間距離が０．２ｍｍであり、また導光体対向面（２７）における発光素子対向部（２８）以外の領域と導光体（２０）との離間距離は一様に０．２ｍｍである。
凹状反射鏡（３０）は、略円錐台状の凹状反射面（３４）を有しており、光投射口（３１）に係る基体（３２）の略円形状の一方の開口の最大開口径が６．２ｍｍであって、最小開口径が４．８ｍｍである。また、基体（３２）の円形状の他方の開口の開口径は３．３ｍｍである。また、光投射口（３１）を構成する一方の開口の端面（３２Ａ）の最大幅は１．６ｍｍである。
この線状発光装置（１１）は、水平方向（副走査方向）における導光体（２０）の中心軸から対象体読取軸（Ｙ）までの距離が６．２ｍｍとなり、導光体（２０）の中心軸から読取対象載置面（５Ａ）までの垂直方向の距離が１２ｍｍとなるように配置されている。
板状反射鏡（４０）は、縦横寸法が３２０ｍｍ×１０ｍｍの矩形状の板状反射面（４１）よりなる主反射面部と、縦横寸法が１１ｍｍ×１０ｍｍの平行四辺形状の板状反射面（４３）よりなる補助反射面部とを有するものである。この板状反射鏡（４０）は、水平方向（副走査方向）における導光体（２０）の中心軸から板状反射面（４１）までの距離が１４．２ｍｍとなる位置に配置されており、また板状反射鏡支持台（４４）により、読取対象載置台（５）の読取対象載置面（５Ａ）に対する傾斜角度が６０°となる状態で固定されている。

実験用線状光源装置（１）により、読取対象載置台（５）の読取対象載置面（５Ａ）における、導光体（２０）の中心軸から垂直方向に１２ｍｍ離間した位置に光を照射し、導光体（２０）の長手方向における照度分布を測定した。結果を図１０において実線で示す。この図１０においては、導光体（２０）の長手方向中央部に対応する領域の照度を基準（１００％）としたときの照度の相対値の分布を、実験用線状光源装置（１）の照度分布として示した。
そして、図１０の照度分布に基づいて、有効発光長（照度の相対値が８０％以上である領域の長さ）を確認したところ、３１４ｍｍであった。

〔比較用実験例１〕
図１１および図１２の構成に従って、線状発光装置（１１）に代えて線状発光装置（６１）が備えられており、また板状反射鏡（４０）に代えて板状反射鏡（６７）が備えられてなること以外は、実験例１に係る実験用線状光源装置（１）と同様の構成を有する読取装置用線状光源装置（以下、「比較実験用線状光源装置（１）」ともいう。）を作製した。
また、比較実験用線状光源装置（１）において、線状発光装置（６１）は、導光体支持台（６５）の拡散反射面（６５Ａ）に発光素子対向部（２８）が形成されておらず、また凹状反射鏡（６３）が導光体（２０）の端面２１より僅かに小径の直径３．３ｍｍの円形状の光投射口（６３Ａ）を有しており、この光投射口（６３Ａ）が導光体（２０）の端面（２１）によって閉塞された状態とされていること以外は、実験用線状光源装置（１）の線状発光装置（１１）と同様の構成を有するものである。

作製した比較実験用線状光源装置（１）について、実験例１と同様の手法によって導光体の長手方向における照度分布を測定した。結果を図１０において破線で示す。この図１０においては、導光体（２０）の長手方向中央部に対応する領域の照度を基準（１００％）としたときの照度の相対値の分布を、比較実験用線状光源装置（１）の照度分布として示した。
そして、図１０の照度分布に基づいて、有効発光長（照度の相対値が８０％以上である領域の長さ）を確認したところ、３０６ｍｍであった。

以上の結果から、本発明に係る実験用線状光源装置（１）は、比較実験用線状光源装置（１）に比して、有効発光長が長いものとなり、その有効発光長が導光体の長さと略同等となることが明らかとなった。
従って、本発明に係る読取装置用線状光源装置によれば、導光体の長さと略同等の有効発光長が得られることが確認された。

２ 原稿
５ 読取対象載置台
５Ａ 読取対象載置面
１０ 読取装置用線状光源装置
１１ 線状発光装置
１２ 発光素子
１２Ａ 青色ＬＥＤ素子
１２Ｂ 封止体
１３ 基板
１３Ａ 一面
１３Ｂ 他面
１５ 基台
１５Ａ スリット
１８ 配線
１９ ヒートシンク
２０ 導光体
２１ 端面
２２ 光出射面
２２Ａ 第１の光出射部
２２Ｂ 第２の光出射部
２３Ａ 第１の反射部
２３Ｂ 第２の反射部
２４ 溝状凹部
２５ 導光体支持台
２６ 溝
２７ 導光体対向面
２８ 発光素子対向部
３０ 凹状反射鏡
３１ 光投射口
３１Ａ 開口縁
３２ 基体
３２Ａ 端面
３４ 凹状反射面
４０ 板状反射鏡
４１ 板状反射面
４３ 板状反射面
４３Ａ 長手方向端部
４４ 板状反射鏡支持台
６１ 線状発光装置
６３ 凹状反射鏡
６３Ａ 光投射口
６４ 凹状反射面
６５ 導光体支持台
６５Ａ 拡散反射面
６７ 板状反射鏡

Claims (4)

1. 透光性材料よりなり、外周面において長手方向に沿って反射部が形成された棒状の導光体と、当該導光体の端面に対向して配置された発光素子と、当該発光素子を包囲するよう配置された凹状反射鏡と、当該導光体の長手方向に沿って当該反射部に対向するよう位置された拡散反射面を有する拡散反射部材とを備えた読取装置用線状光源装置において、
   前記拡散反射部材の拡散反射面には、前記発光素子に近接する端部に、当該発光素子に対向する発光素子対向部が設けられており、当該発光素子対向部に当該発光素子および／または前記凹状反射鏡からの光が入射され、この発光素子対向部に入射した光が近接する導光体の端面側に向かって反射されて導光体の内部に導入されることを特徴とする読取装置用線状光源装置。
2. 前記凹状反射鏡は、光投射口が前記導光体の端面および前記発光素子対向部を臨むように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の読取装置用線状光源装置。
3. 前記導光体の長手方向に沿って当該導光体に対向する反射鏡が備えられており、
   前記導光体には、前記反射部として、長手方向に伸びる第１の反射部と第２の反射部とが互いに離間して設けられており、外周面における当該第１の反射部および第２の反射部に対向する領域に、それぞれ第１の光出射部および第２の光出射部が形成されており、
   前記第１の反射部からの光が前記第１の光出射部から読取対象が載置される読取対象載置面に向けて出射され、前記第２の反射部からの光が前記第２の光出射部から前記反射鏡に向けて出射され、当該反射鏡からの光と前記第１の反射部からの光とが、当該読取対象載置面において互いに重畳されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置用線状光源装置。
4. 前記反射鏡は、前記導光体および前記読取対象載置面に対向する主反射面部と、当該主反射面部における当該導光体の長手方向の端部の外方に向かう光を当該主反射面部に向かって反射する補助反射面部とを備えていることを特徴とする請求項３に記載の読取装置用線状光源装置。
   

Images