JP2900799B2 - 線状照明装置 - Google Patents
線状照明装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば光学的画像読み
取り装置において原稿面を主走査方向に細幅の線状に照
明する場合の照明手段として適切な線状照明装置に関す
る。
取り装置において原稿面を主走査方向に細幅の線状に照
明する場合の照明手段として適切な線状照明装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】便宜上、光学的画像読み取り装置を例に
して説明する。
して説明する。
【０００３】近年、光学的画像読み取り装置は小型ファ
クシミリやバーコードリーダー等の読み取り装置として
広く使用されており、この種の装置の原稿照明系にはＬ
ＥＤチップを一列状に並べたＬＥＤアレイが使用されて
いる。
クシミリやバーコードリーダー等の読み取り装置として
広く使用されており、この種の装置の原稿照明系にはＬ
ＥＤチップを一列状に並べたＬＥＤアレイが使用されて
いる。
【０００４】以下図面を参照しながら、上記した従来の
光学的画像読み取り装置に使用されている線状照明装置
の一例について説明する。
光学的画像読み取り装置に使用されている線状照明装置
の一例について説明する。
【０００５】図１４は従来の光学的画像読み取り装置の
構成図を示すものである。図１４において、１４１は原
稿である。１４２は原稿を照明する線状照明装置として
のＬＥＤアレイである。１４３は原稿で反射した光を集
光するロッドレンズアレイである。１４４は１４３で集
光された光を取り込んで電気信号に変換する光電変換素
子アレイである。又、ＬＥＤアレイ１４２は例えば図１
５に示すように、回路導体層を施した基板１５１上にＬ
ＥＤチップ１５２を複数個、直線状に実装して構成す
る。
構成図を示すものである。図１４において、１４１は原
稿である。１４２は原稿を照明する線状照明装置として
のＬＥＤアレイである。１４３は原稿で反射した光を集
光するロッドレンズアレイである。１４４は１４３で集
光された光を取り込んで電気信号に変換する光電変換素
子アレイである。又、ＬＥＤアレイ１４２は例えば図１
５に示すように、回路導体層を施した基板１５１上にＬ
ＥＤチップ１５２を複数個、直線状に実装して構成す
る。
【０００６】以上のように構成された光学的画像読み取
り装置及び線状照明装置について、以下その動作につい
て説明する。
り装置及び線状照明装置について、以下その動作につい
て説明する。
【０００７】まずＬＥＤアレイ１４２からの光を読み取
るべき原稿１４１に照射し、その反射光をロッドレンズ
アレイ１４３で集光し、光電変換素子アレイ１４４に導
き、電気信号に変換していた。
るべき原稿１４１に照射し、その反射光をロッドレンズ
アレイ１４３で集光し、光電変換素子アレイ１４４に導
き、電気信号に変換していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、ＬＥＤアレイ１４２は、図１４における
ＬＥＤチップ１５２の個々の発光量ばらつきや指向特性
の影響により、被照明原稿面１４１での照明ムラを生じ
ることとなり、この照明系を上記の光学的画像読み取り
装置に用いると、光電変換素子アレイ１４４で受光し、
変換された電気信号は均一性（ＰＲＮＵ）の悪い信号と
なり、信号補正処理（例えばシェーディング補正）を設
けたとしてもコストアップや信号補正処理能力等に負担
が生じる。又、信号補正処理を設けなければ、例えば一
様な灰色の原稿を読み取ると照明の明るい部分は白く、
照明の暗い部分は黒く表示するおそれがある。又、Ｓ／
Ｎを上げるためにＬＥＤアレイ１４２を原稿面１４１に
近付けるとＬＥＤチップ１５２の個々の指向特性の影響
がさらに大きくなり、光学的画像読み取り装置の電気信
号のＰＲＮＵが益々悪化することになる。
うな構成では、ＬＥＤアレイ１４２は、図１４における
ＬＥＤチップ１５２の個々の発光量ばらつきや指向特性
の影響により、被照明原稿面１４１での照明ムラを生じ
ることとなり、この照明系を上記の光学的画像読み取り
装置に用いると、光電変換素子アレイ１４４で受光し、
変換された電気信号は均一性（ＰＲＮＵ）の悪い信号と
なり、信号補正処理（例えばシェーディング補正）を設
けたとしてもコストアップや信号補正処理能力等に負担
が生じる。又、信号補正処理を設けなければ、例えば一
様な灰色の原稿を読み取ると照明の明るい部分は白く、
照明の暗い部分は黒く表示するおそれがある。又、Ｓ／
Ｎを上げるためにＬＥＤアレイ１４２を原稿面１４１に
近付けるとＬＥＤチップ１５２の個々の指向特性の影響
がさらに大きくなり、光学的画像読み取り装置の電気信
号のＰＲＮＵが益々悪化することになる。
【０００９】本発明は上記問題点に鑑み、原稿面照度が
充分にとれ、しかも原稿面に近付けても照明ムラは生じ
ず、さらにＬＥＤチップの個数を削減することで低コス
ト化が実現できる線状照明装置を提供するものである。
充分にとれ、しかも原稿面に近付けても照明ムラは生じ
ず、さらにＬＥＤチップの個数を削減することで低コス
ト化が実現できる線状照明装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の線状照明装置は
透光性材料から成る導光体と、前記導光体を柱状あるい
は錐台状の形状とし、前記導光体の端面部には発光体を
備えた構造となる。そして前記導光体の少なくとも一側
表面に光拡散部を設け、一方、前記導光体の他の端面部
にも発光体とを備え、その発光体から放出された光を導
光体内部に入射し、前記光拡散部で反射、拡散された光
が、前記導光体の前記光拡散部を設けた一側表面以外の
側面表面からも外部に出射する様にしたものである。
透光性材料から成る導光体と、前記導光体を柱状あるい
は錐台状の形状とし、前記導光体の端面部には発光体を
備えた構造となる。そして前記導光体の少なくとも一側
表面に光拡散部を設け、一方、前記導光体の他の端面部
にも発光体とを備え、その発光体から放出された光を導
光体内部に入射し、前記光拡散部で反射、拡散された光
が、前記導光体の前記光拡散部を設けた一側表面以外の
側面表面からも外部に出射する様にしたものである。
【００１１】
【作用】本発明は上記した構成によって、発光体から導
光体内部に入射した光は、スネルの法則に従って前記導
光体内部を進行するが、途中で光拡散部に到達した光は
前記光拡散部で反射、拡散され、前記導光体の少なくと
も一側表面から外部に出射することとなる。
光体内部に入射した光は、スネルの法則に従って前記導
光体内部を進行するが、途中で光拡散部に到達した光は
前記光拡散部で反射、拡散され、前記導光体の少なくと
も一側表面から外部に出射することとなる。
【００１２】
【実施例】まず、本発明の参考例の線状照明装置につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１３】図１〜図６は第一の参考例における柱状形
状の線状照明装置の構成を示すものである。図１におい
て、１は導光体、２は光拡散部、３は発光体である。４
は導光体の底面部である。５は光出射面である。図２は
発光体３の発光角度分布（指向特性）である。図３は導
光体内部に入射した光の振舞いを２次元で示した一例で
ある。図３において、３１は臨界角以内の光線である。
３２は臨界角を越えた光線である。３３は拡散光であ
る。３４は照明光である。図４は、導光体表面に形成す
る光拡散部の形態を示すものである。図５は、導光体表
面の光拡散部の状態の一例である。図６は、導光体断面
の形状である。ここで図１〜図６の同様の箇所には同一
番号を記している。
状の線状照明装置の構成を示すものである。図１におい
て、１は導光体、２は光拡散部、３は発光体である。４
は導光体の底面部である。５は光出射面である。図２は
発光体３の発光角度分布（指向特性）である。図３は導
光体内部に入射した光の振舞いを２次元で示した一例で
ある。図３において、３１は臨界角以内の光線である。
３２は臨界角を越えた光線である。３３は拡散光であ
る。３４は照明光である。図４は、導光体表面に形成す
る光拡散部の形態を示すものである。図５は、導光体表
面の光拡散部の状態の一例である。図６は、導光体断面
の形状である。ここで図１〜図６の同様の箇所には同一
番号を記している。
【００１４】以上のように構成された線状照明装置につ
いて、以下、図１〜図６を用いてその動作を説明する。
なお、ここでは便宜上、柱状形状の例として円柱形状を
取り上げる。
いて、以下、図１〜図６を用いてその動作を説明する。
なお、ここでは便宜上、柱状形状の例として円柱形状を
取り上げる。
【００１５】まず、光線透過率が８０％以上で屈折率が
１．４〜１．７である、例えばアクリル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニ−ル樹脂、
あるいはガラスのような透光性材料を用いて成形した導
光体１の側面の表面に光拡散部２を形成する。但し、導
光体１の光拡散部２以外の全表面は滑面である必要があ
り、インジェクション成形法や押しだし法で成形し、必
要があればその後、研磨等の処理を行う。又この時、光
拡散部２は導光体１の側面の表面に成形した溝としても
よい。次に、導光体１の底面４に例えば、図２に示した
ような発光角度分布（指向特性）が３０度〜１５０度で
ある発光体３（例えば発光ダイオード）を密着させ、発
光体３を点灯させると、発光体３が放出した光は、底面
４から導光体１の内部に入射し、図３に示すようなスネ
ルの法則に従った振舞いをする。（スネルの法則：ｓｉ
ｎ ｉ／ｓｉｎ ｒ＝ｎr／ｎiの式で表され、本実施例の
場合、ｉは導光体内部から空気中に向かう光線３１と導
光体表面の法線との角。ｒは光線３１が空気中に出射し
た時の屈折角。ｎrは空気の屈折率で１。ｎiは導光体の
屈折率で１．４〜１．７。）即ち、臨界角（ｉ0＝ｓｉ
ｎ-1（１／ｎi））以内の光線３１は導光体内部から空
気中に出射するが、臨界角を越えた光線３２は導光体表
面で全反射を繰り返しながら導光体内部を進行する。こ
の時、光線３２の一部が光拡散部２に当たると全反射を
起こさずに拡散され、その拡散光３３は次に到達する導
光体表面に於いて、またスネルの法則に従った振舞いを
し、臨界角以内の光線は空気中に出射し、照明光３４と
して寄与し、臨界角を越えた光線は全反射して次に到達
する導光体表面が光拡散部２か、あるいは光拡散部２以
外の導光体１の表面かによって前述した同様の現象が導
光体１の長さ方向で生じている。又、導光体１の断面方
向についても同様の現象が無数に繰り返されている。
又、ここでは第一の実施例として図１に示すような円柱
形状の導光体１を例としたが、形状は多角柱等の柱状で
あってもよい。又、光拡散部２は、図１では導光体１の
一側面の表面に、一定幅で連続的に形成したが、照明ム
ラのない均一な照明光を出すために導光体１の両端から
中央部にかけて光拡散部２の幅や面積を変化させ、例え
ば図４に示したように発光体３が設置されている導光体
１の底面４から中央部に向かって次第に大きくなるよう
に連続的に形成したり（図４ａ）、導光体の一側表面
に、不連続的に一定ピッチで、かつ一定形状で形成した
り（図４ｂ）、あるいは導光体の一側表面に、不連続的
に一定ピッチで、かつ光拡散層面積が導光体１の底面４
から中央部に向かって次第に大きくなるように形成した
り（図４ｃ）、導光体１の一側表面に、不連続的に一定
形状で、かつ導光体１の底面４から中央部に向かって次
第にピッチが狭くなるように形成（図４ｄ）してもよ
い。さらに導光体１の表面は、導光体１の一側表面に設
けた光拡散部２と、光出射面５と、発光体３を備えた底
面４以外は完全光反射層４１を形成する（図４ｅ）方法
もある。ここで完全反射層４１はパラジウム、鉄、クロ
ム、アルミニウム、銀、ニッケル等の金属やこれら合金
の金属薄膜、あるいはこれらの合金片や粒子を含むイン
キ等を蒸着法、スパッタ法、転写法、メッキ法、塗装
法、印刷法によって形成する。又、導光体１の表面の光
拡散部２の表面状態は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１に示され
ている表面の粗さで中心線平均粗さＲaが（１００〜
０．０１３）ａ、最大高さＲmaxが（４００〜０．０
５）Ｓの粗面や、図５に示すようなピッチ５０μｍ〜２
０００μｍで山の高さ２０μｍ〜８００μｍの三角波面
（あるいはのこぎり波面）とするとよい。又、本実施例
に示したように導光体１が円柱状であれば、導光体１の
断面形状は図６に示すように 導光体１の光出射面５
に、二面の平面部を形成し、その二平面による挟角が９
０度である形状としてもよい。
１．４〜１．７である、例えばアクリル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニ−ル樹脂、
あるいはガラスのような透光性材料を用いて成形した導
光体１の側面の表面に光拡散部２を形成する。但し、導
光体１の光拡散部２以外の全表面は滑面である必要があ
り、インジェクション成形法や押しだし法で成形し、必
要があればその後、研磨等の処理を行う。又この時、光
拡散部２は導光体１の側面の表面に成形した溝としても
よい。次に、導光体１の底面４に例えば、図２に示した
ような発光角度分布（指向特性）が３０度〜１５０度で
ある発光体３（例えば発光ダイオード）を密着させ、発
光体３を点灯させると、発光体３が放出した光は、底面
４から導光体１の内部に入射し、図３に示すようなスネ
ルの法則に従った振舞いをする。（スネルの法則：ｓｉ
ｎ ｉ／ｓｉｎ ｒ＝ｎr／ｎiの式で表され、本実施例の
場合、ｉは導光体内部から空気中に向かう光線３１と導
光体表面の法線との角。ｒは光線３１が空気中に出射し
た時の屈折角。ｎrは空気の屈折率で１。ｎiは導光体の
屈折率で１．４〜１．７。）即ち、臨界角（ｉ0＝ｓｉ
ｎ-1（１／ｎi））以内の光線３１は導光体内部から空
気中に出射するが、臨界角を越えた光線３２は導光体表
面で全反射を繰り返しながら導光体内部を進行する。こ
の時、光線３２の一部が光拡散部２に当たると全反射を
起こさずに拡散され、その拡散光３３は次に到達する導
光体表面に於いて、またスネルの法則に従った振舞いを
し、臨界角以内の光線は空気中に出射し、照明光３４と
して寄与し、臨界角を越えた光線は全反射して次に到達
する導光体表面が光拡散部２か、あるいは光拡散部２以
外の導光体１の表面かによって前述した同様の現象が導
光体１の長さ方向で生じている。又、導光体１の断面方
向についても同様の現象が無数に繰り返されている。
又、ここでは第一の実施例として図１に示すような円柱
形状の導光体１を例としたが、形状は多角柱等の柱状で
あってもよい。又、光拡散部２は、図１では導光体１の
一側面の表面に、一定幅で連続的に形成したが、照明ム
ラのない均一な照明光を出すために導光体１の両端から
中央部にかけて光拡散部２の幅や面積を変化させ、例え
ば図４に示したように発光体３が設置されている導光体
１の底面４から中央部に向かって次第に大きくなるよう
に連続的に形成したり（図４ａ）、導光体の一側表面
に、不連続的に一定ピッチで、かつ一定形状で形成した
り（図４ｂ）、あるいは導光体の一側表面に、不連続的
に一定ピッチで、かつ光拡散層面積が導光体１の底面４
から中央部に向かって次第に大きくなるように形成した
り（図４ｃ）、導光体１の一側表面に、不連続的に一定
形状で、かつ導光体１の底面４から中央部に向かって次
第にピッチが狭くなるように形成（図４ｄ）してもよ
い。さらに導光体１の表面は、導光体１の一側表面に設
けた光拡散部２と、光出射面５と、発光体３を備えた底
面４以外は完全光反射層４１を形成する（図４ｅ）方法
もある。ここで完全反射層４１はパラジウム、鉄、クロ
ム、アルミニウム、銀、ニッケル等の金属やこれら合金
の金属薄膜、あるいはこれらの合金片や粒子を含むイン
キ等を蒸着法、スパッタ法、転写法、メッキ法、塗装
法、印刷法によって形成する。又、導光体１の表面の光
拡散部２の表面状態は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１に示され
ている表面の粗さで中心線平均粗さＲaが（１００〜
０．０１３）ａ、最大高さＲmaxが（４００〜０．０
５）Ｓの粗面や、図５に示すようなピッチ５０μｍ〜２
０００μｍで山の高さ２０μｍ〜８００μｍの三角波面
（あるいはのこぎり波面）とするとよい。又、本実施例
に示したように導光体１が円柱状であれば、導光体１の
断面形状は図６に示すように 導光体１の光出射面５
に、二面の平面部を形成し、その二平面による挟角が９
０度である形状としてもよい。
【００１６】以上のように参考例によれば、透光性材料
を用いて成形した導光体と、その導光体の側面の表面に
光拡散部を設け、導光体の両底面に発光体を密着し発光
させることにより、導光体の内部表面で全反射し導光体
内部を進行する光線と、光拡散部に当り拡散され空気中
に出射する光線が常に無数に存在し、導光体から照明ム
ラのない光が発せられることとなる。
を用いて成形した導光体と、その導光体の側面の表面に
光拡散部を設け、導光体の両底面に発光体を密着し発光
させることにより、導光体の内部表面で全反射し導光体
内部を進行する光線と、光拡散部に当り拡散され空気中
に出射する光線が常に無数に存在し、導光体から照明ム
ラのない光が発せられることとなる。
【００１７】以下本発明の第二の参考例について図面を
参照しながら説明する。図７は本発明の第二の参考例を
示す線状照明装置の導光体の斜視図である。同図におい
て、７１は光拡散層である。他は図１の構成と同様で同
一箇所には同一番号を記してある。
参照しながら説明する。図７は本発明の第二の参考例を
示す線状照明装置の導光体の斜視図である。同図におい
て、７１は光拡散層である。他は図１の構成と同様で同
一箇所には同一番号を記してある。
【００１８】図１と異なるのは、光拡散層７１を光拡散
部２の代わりに形成したことである。ここで、光拡散層
７１は導光体１の屈折率よりも大きい屈折率をもつ光拡
散体（例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ム、あるいは炭酸カルシウム、シリカ等）と、導光体１
の屈折率とほぼ等しい屈折率をもつ透光性樹脂（例えば
シリコン樹脂）を、印刷法やロ−ルコ−タ−等のコ−テ
ィング法、塗装法によって導光体１の一側表面に作製す
る。又、光拡散層７１は図４で示した光拡散部２とと同
様に形成することができ、又、光拡散層７１は図４で示
した光拡散部２の上の全面あるいは一部に形成してもよ
い。その場合、導光体１の光拡散層７１を形成した一側
表面（光拡散層７１と導光体１の境界）の状態が滑面で
ある場合と比較して、光拡散層７１、あるいは光拡散部
２に当たった光はさらに効率よく拡散され、線状照明装
置としての照明効率を２０％以上よくすることができ
る。
部２の代わりに形成したことである。ここで、光拡散層
７１は導光体１の屈折率よりも大きい屈折率をもつ光拡
散体（例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ム、あるいは炭酸カルシウム、シリカ等）と、導光体１
の屈折率とほぼ等しい屈折率をもつ透光性樹脂（例えば
シリコン樹脂）を、印刷法やロ−ルコ−タ−等のコ−テ
ィング法、塗装法によって導光体１の一側表面に作製す
る。又、光拡散層７１は図４で示した光拡散部２とと同
様に形成することができ、又、光拡散層７１は図４で示
した光拡散部２の上の全面あるいは一部に形成してもよ
い。その場合、導光体１の光拡散層７１を形成した一側
表面（光拡散層７１と導光体１の境界）の状態が滑面で
ある場合と比較して、光拡散層７１、あるいは光拡散部
２に当たった光はさらに効率よく拡散され、線状照明装
置としての照明効率を２０％以上よくすることができ
る。
【００１９】以下本発明の第一の実施例について図面を
参照しながら説明する。図８は本発明の第一の実施例を
示す線状照明装置の導光体の斜視図である。同図におい
て、８１はＶ型切削面である。他は図１の構成と同様で
同一箇所には同一番号を記してある。なお、発光体３
は、図１と同様導光体１の底面４に密着させるが図８に
於いては省略してある。
参照しながら説明する。図８は本発明の第一の実施例を
示す線状照明装置の導光体の斜視図である。同図におい
て、８１はＶ型切削面である。他は図１の構成と同様で
同一箇所には同一番号を記してある。なお、発光体３
は、図１と同様導光体１の底面４に密着させるが図８に
於いては省略してある。
【００２０】図１及び図２と異なるのは導光体１の側面
に、導光体１の底面４から中央部に向かって次第に大き
くなるように斜めに、かつ平面でＶ型に切削したＶ型切
削面８１を設け、導光体１の中央部において切削面が最
大幅を持つようにした点である。
に、導光体１の底面４から中央部に向かって次第に大き
くなるように斜めに、かつ平面でＶ型に切削したＶ型切
削面８１を設け、導光体１の中央部において切削面が最
大幅を持つようにした点である。
【００２１】以上のように構成された線状照明装置の導
光体について、以下その動作を説明する。
光体について、以下その動作を説明する。
【００２２】まず、導光体１の底面４に発光体３を密着
させ発光体３を点灯すると、導光体１内部に入射した光
は第一の参考例で説明した線状照明装置と同様な振舞い
をし照明光３４となる。しかし、第一の参考例及び第二
の参考例では、発光体３から導光体１内部に入射した光
は、導光体１の底面４（ａ）（あるいは４（ｂ））から
一方の底面４（ｂ）（あるいは４（ａ））に抜けて行く
光が多く、発光体３から出た光の一部だけが照明光３４
となり、発光体３から出た光が有効活用されず結局、照
明光の光量不足という課題があった。そこで第一の実施
例では第一の参考例及び第二の参考例の課題を解決する
ために、導光体１の側面にＶ型切削面８１を成形し、Ｖ
型切削面８１の全面あるいは一部を光拡散部２とするこ
とで、底面４（ａ）（あるいは４（ｂ））から底面４
（ｂ）（あるいは４（ａ））に向かう光をＶ型切削面８
１（あるいはＶ型切削面８１上にある光拡散部２）に当
て、照明効率をよくするものである。又、第一の実施例
の導光体１の側面に形成する光拡散部２は、図８では導
光体１の一側面に成形したＶ型切削面８１の全面に、連
続的に形成したが、照明ムラのない均一な照明光を出す
ために導光体１の両端から中央部にかけてＶ型切削面８
１上の光拡散部２の幅や面積を変化させ、例えば、図９
に示したようにＶ型切削面８１上で、不連続的に一定ピ
ッチで、かつ一定幅状で形成したり（図９ａ）、あるい
はＶ型切削面８１上に、不連続的に一定ピッチで、かつ
光拡散部面積が導光体１の底面４から中央部に向かって
次第に大きくなるように形成したり（図９ｂ）、Ｖ型切
削面８１上に、不連続的に一定幅状で、かつ導光体１の
底面４から中央部に向かって次第にピッチが狭くなるよ
うに形成（図９ｃ）してもよい。さらに導光体１の表面
は、光拡散部２と、光出射面５と、発光体３を備えた底
面４以外は完全光反射層９１を形成してもよい（図９
ｄ）。又、図９に示した光拡散部２は光拡散層７１に置
き換えることも可能であるし、さらにＶ型切削面８１の
全面を光拡散部２として、その上の全面あるいは一部に
光拡散層７１を形成したり、あるいはＶ型切削面８１の
一部を光拡散部２として、その光拡散部２の上の全面あ
るいは一部に光拡散層７１を形成してもよい。又、完全
光反射層は、パラジウム、鉄、クロム、アルミニウム、
銀、ニッケル等の金属やこれら合金の金属薄膜、あるい
はこれらの合金片や粒子を含むインキ等を蒸着法、スパ
ッタ法、転写法、メッキ法、塗装法、印刷法によって形
成する。さらに上記したＶ型切削面８１上の光拡散部２
の表面状態は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１に示されている表
面の粗さで中心線平均粗さＲaが（１００〜０．０１
３）ａ、最大高さＲmaxが（４００〜０．０５）Ｓの粗
面や、図５に示すようなピッチ５０μｍ〜２０００μｍ
で山の高さ２０μｍ〜８００μｍの三角波面（あるいは
のこぎり波面）とするとよい。
させ発光体３を点灯すると、導光体１内部に入射した光
は第一の参考例で説明した線状照明装置と同様な振舞い
をし照明光３４となる。しかし、第一の参考例及び第二
の参考例では、発光体３から導光体１内部に入射した光
は、導光体１の底面４（ａ）（あるいは４（ｂ））から
一方の底面４（ｂ）（あるいは４（ａ））に抜けて行く
光が多く、発光体３から出た光の一部だけが照明光３４
となり、発光体３から出た光が有効活用されず結局、照
明光の光量不足という課題があった。そこで第一の実施
例では第一の参考例及び第二の参考例の課題を解決する
ために、導光体１の側面にＶ型切削面８１を成形し、Ｖ
型切削面８１の全面あるいは一部を光拡散部２とするこ
とで、底面４（ａ）（あるいは４（ｂ））から底面４
（ｂ）（あるいは４（ａ））に向かう光をＶ型切削面８
１（あるいはＶ型切削面８１上にある光拡散部２）に当
て、照明効率をよくするものである。又、第一の実施例
の導光体１の側面に形成する光拡散部２は、図８では導
光体１の一側面に成形したＶ型切削面８１の全面に、連
続的に形成したが、照明ムラのない均一な照明光を出す
ために導光体１の両端から中央部にかけてＶ型切削面８
１上の光拡散部２の幅や面積を変化させ、例えば、図９
に示したようにＶ型切削面８１上で、不連続的に一定ピ
ッチで、かつ一定幅状で形成したり（図９ａ）、あるい
はＶ型切削面８１上に、不連続的に一定ピッチで、かつ
光拡散部面積が導光体１の底面４から中央部に向かって
次第に大きくなるように形成したり（図９ｂ）、Ｖ型切
削面８１上に、不連続的に一定幅状で、かつ導光体１の
底面４から中央部に向かって次第にピッチが狭くなるよ
うに形成（図９ｃ）してもよい。さらに導光体１の表面
は、光拡散部２と、光出射面５と、発光体３を備えた底
面４以外は完全光反射層９１を形成してもよい（図９
ｄ）。又、図９に示した光拡散部２は光拡散層７１に置
き換えることも可能であるし、さらにＶ型切削面８１の
全面を光拡散部２として、その上の全面あるいは一部に
光拡散層７１を形成したり、あるいはＶ型切削面８１の
一部を光拡散部２として、その光拡散部２の上の全面あ
るいは一部に光拡散層７１を形成してもよい。又、完全
光反射層は、パラジウム、鉄、クロム、アルミニウム、
銀、ニッケル等の金属やこれら合金の金属薄膜、あるい
はこれらの合金片や粒子を含むインキ等を蒸着法、スパ
ッタ法、転写法、メッキ法、塗装法、印刷法によって形
成する。さらに上記したＶ型切削面８１上の光拡散部２
の表面状態は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１に示されている表
面の粗さで中心線平均粗さＲaが（１００〜０．０１
３）ａ、最大高さＲmaxが（４００〜０．０５）Ｓの粗
面や、図５に示すようなピッチ５０μｍ〜２０００μｍ
で山の高さ２０μｍ〜８００μｍの三角波面（あるいは
のこぎり波面）とするとよい。
【００２３】以上のように導光体の側面の光拡散層形成
面を、導光体の両底面から中央部に向かって次第に大き
くなるように斜めに、かつ平面でＶ型に切削し、導光体
の中央部において切削面が最大幅を持つようなＶ型切削
面を設けることにより、発光体から導光体内部に入射し
た光の一方の底面から他方の底面に抜けて行く量を減ら
し、拡散層に当たる確率を増やすことで照明光の光量を
上げることができる。
面を、導光体の両底面から中央部に向かって次第に大き
くなるように斜めに、かつ平面でＶ型に切削し、導光体
の中央部において切削面が最大幅を持つようなＶ型切削
面を設けることにより、発光体から導光体内部に入射し
た光の一方の底面から他方の底面に抜けて行く量を減ら
し、拡散層に当たる確率を増やすことで照明光の光量を
上げることができる。
【００２４】以下本発明の第二の実施例について図面を
参照しながら説明する。図１０は本発明の第二の実施例
を示す線状照明装置の錐台状導光体の斜視図である。
参照しながら説明する。図１０は本発明の第二の実施例
を示す線状照明装置の錐台状導光体の斜視図である。
【００２５】図１１は、導光体表面に形成する光拡散層
の形態を示すものである。図１２は、垂錐台形状の導光
体を示すものである。図１３は、導光体断面の形状であ
る。ここで前図と同様の箇所には同一番号を記してい
る。なお、発光体３は、図１と同様導光体１の底面４に
密着させるが図１０に於いては省略してある。図１及び
図８と異なるのは、導光体１の断面積は、導光体の底面
４から中央部に向かって次第に小面積となり、中央部に
おける導光体１の断面積は底面４の断面積の７０％以下
で最小断面積となるような錐台形状とすることである。
の形態を示すものである。図１２は、垂錐台形状の導光
体を示すものである。図１３は、導光体断面の形状であ
る。ここで前図と同様の箇所には同一番号を記してい
る。なお、発光体３は、図１と同様導光体１の底面４に
密着させるが図１０に於いては省略してある。図１及び
図８と異なるのは、導光体１の断面積は、導光体の底面
４から中央部に向かって次第に小面積となり、中央部に
おける導光体１の断面積は底面４の断面積の７０％以下
で最小断面積となるような錐台形状とすることである。
【００２６】以上のように構成された線状照明装置の導
光体について、以下その動作を説明する。
光体について、以下その動作を説明する。
【００２７】便宜上円錐台状の導光体を例にして説明す
るが、断面形状は導光体の断面積が、導光体の両底面か
ら中央部に向かって、両底面と相似形で次第に小面積に
なり、中央部において最小断面積となるような多角錐台
形状でもよい。
るが、断面形状は導光体の断面積が、導光体の両底面か
ら中央部に向かって、両底面と相似形で次第に小面積に
なり、中央部において最小断面積となるような多角錐台
形状でもよい。
【００２８】まず、導光体１の底面４に発光体３を密着
させ発光体３を点灯すると、導光体１内部に入射した光
は第一の参考例で説明した線状照明装置と同様の振舞い
をし、照明光３４となる。しかし、第一の実施例よりも
照明効率をよくし、さらに照明ムラを向上するために
は、第四の実施例では導光体１を錐台形状とすること
で、底面４（ａ）（あるいは４（ｂ））から底面４
（ｂ）（あるいは４（ａ））に向かう光は、中央部に進
むに連れて次第に絞り込まれ、中央部付近の照明光３４
の光量を上げることができ、照明効率がよく、照明ムラ
を無くすことができる。
させ発光体３を点灯すると、導光体１内部に入射した光
は第一の参考例で説明した線状照明装置と同様の振舞い
をし、照明光３４となる。しかし、第一の実施例よりも
照明効率をよくし、さらに照明ムラを向上するために
は、第四の実施例では導光体１を錐台形状とすること
で、底面４（ａ）（あるいは４（ｂ））から底面４
（ｂ）（あるいは４（ａ））に向かう光は、中央部に進
むに連れて次第に絞り込まれ、中央部付近の照明光３４
の光量を上げることができ、照明効率がよく、照明ムラ
を無くすことができる。
【００２９】以上のように導光体の断面積が、両底面か
ら中央部に向かって次第に小面積になり、中央部におい
て最小断面積となるような錐台形状で、導光体の側面に
光拡散部２、光拡散層７１を備えることにより、中央部
付近の照明光の光量を上げることができ、照明効率がよ
く、照明ムラを無くすことができる。
ら中央部に向かって次第に小面積になり、中央部におい
て最小断面積となるような錐台形状で、導光体の側面に
光拡散部２、光拡散層７１を備えることにより、中央部
付近の照明光の光量を上げることができ、照明効率がよ
く、照明ムラを無くすことができる。
【００３０】又、第二の実施例の錐台形の導光体１の側
面に形成する光拡散部２は、図１０では導光体１の一側
面の表面に、一定幅で連続的に形成したが、照明ムラの
ない均一な照明光を出すために導光体１の両端から中央
部にかけて光拡散部２の幅や面積を変化させ、例えば、
図１１に示したように発光体３が設置されている導光体
１の底面４から中央部に向かって次第に大きくなるよう
に連続的に形成したり（図１１ａ）、導光体の一側表面
に、不連続的に一定ピッチで、かつ一定形状で形成した
り（図１１ｂ）、あるいは導光体の一側表面に、不連続
的に一定ピッチで、かつ光拡散層面積が導光体１の底面
４から中央部に向かって次第に大きくなるように形成し
たり（図１１ｃ）、導光体１の一側表面に、不連続的に
一定形状で、かつ導光体１の底面４から中央部に向かっ
て次第にピッチが狭くなるように形成（図１１ｄ）して
もよい。さらに導光体１の表面は、導光体１の一側表面
に設けた光拡散部２と、光出射面５と、発光体３を備え
た底面４以外は完全光反射層１１１を形成したり（図１
１ｅ）、導光体１の長さ方向の各点の断面の直径と光拡
散部２の幅との比率が常に一定になるように光拡散部２
を形成してもよい。（図１１ｆ）又、図１０に示した光
拡散部２は光拡散層７１に置き換えることも可能である
し、さらに図１０に示した光拡散部２の上の全面あるい
は一部に光拡散層７１を形成してもよい。又、完全光反
射層は、パラジウム、鉄、クロム、アルミニウム、銀、
ニッケル等の金属やこれら合金の金属薄膜、あるいはこ
れらの合金片や粒子を含むインキ等を蒸着法、スパッタ
法、転写法、メッキ法、塗装法、印刷法によって形成す
る。さらに上記した光拡散部２を形成するために導光体
１の表面に成形した光拡散部２の表面状態を、ＪＩＳ規
格Ｂ０６０１に示されている表面の粗さで中心線平均粗
さＲaは（１００〜０．０１３）ａ、最大高さＲmaxは
（４００〜０．０５）Ｓの粗面や、図５に示すようなピ
ッチ５０μｍ〜２０００μｍで山の高さ２０μｍ〜８０
０μｍの三角波面（あるいはのこぎり波面）とすること
が望ましい。
面に形成する光拡散部２は、図１０では導光体１の一側
面の表面に、一定幅で連続的に形成したが、照明ムラの
ない均一な照明光を出すために導光体１の両端から中央
部にかけて光拡散部２の幅や面積を変化させ、例えば、
図１１に示したように発光体３が設置されている導光体
１の底面４から中央部に向かって次第に大きくなるよう
に連続的に形成したり（図１１ａ）、導光体の一側表面
に、不連続的に一定ピッチで、かつ一定形状で形成した
り（図１１ｂ）、あるいは導光体の一側表面に、不連続
的に一定ピッチで、かつ光拡散層面積が導光体１の底面
４から中央部に向かって次第に大きくなるように形成し
たり（図１１ｃ）、導光体１の一側表面に、不連続的に
一定形状で、かつ導光体１の底面４から中央部に向かっ
て次第にピッチが狭くなるように形成（図１１ｄ）して
もよい。さらに導光体１の表面は、導光体１の一側表面
に設けた光拡散部２と、光出射面５と、発光体３を備え
た底面４以外は完全光反射層１１１を形成したり（図１
１ｅ）、導光体１の長さ方向の各点の断面の直径と光拡
散部２の幅との比率が常に一定になるように光拡散部２
を形成してもよい。（図１１ｆ）又、図１０に示した光
拡散部２は光拡散層７１に置き換えることも可能である
し、さらに図１０に示した光拡散部２の上の全面あるい
は一部に光拡散層７１を形成してもよい。又、完全光反
射層は、パラジウム、鉄、クロム、アルミニウム、銀、
ニッケル等の金属やこれら合金の金属薄膜、あるいはこ
れらの合金片や粒子を含むインキ等を蒸着法、スパッタ
法、転写法、メッキ法、塗装法、印刷法によって形成す
る。さらに上記した光拡散部２を形成するために導光体
１の表面に成形した光拡散部２の表面状態を、ＪＩＳ規
格Ｂ０６０１に示されている表面の粗さで中心線平均粗
さＲaは（１００〜０．０１３）ａ、最大高さＲmaxは
（４００〜０．０５）Ｓの粗面や、図５に示すようなピ
ッチ５０μｍ〜２０００μｍで山の高さ２０μｍ〜８０
０μｍの三角波面（あるいはのこぎり波面）とすること
が望ましい。
【００３１】又、図１２に示したように導光体１は、長
さ方向の各断面積が、導光体の底面５から中央部に向か
って次第に小面積になり、中央部において最小断面積と
なるような錐台形状であるとともに、光を外部に出射す
る光出射面５は両底面部に対して垂直としてもよい。な
お、図１３に示すように導光体を完全な円錐台状とする
のではなく、光出射面５に相当する部分は長さ方向に沿
った二平面から構成されていてもよく、その二平面によ
る挟角が９０度であるのが好ましい。本実施例において
図１２に示した導光体の両底面４の直径を５ｍｍ、中央
部の断面円の直径を２．７ｍｍ、光拡散層７１幅を１ｍ
ｍ、溝深さを０．５ｍｍとした時の従来との比較データ
を記載する。
さ方向の各断面積が、導光体の底面５から中央部に向か
って次第に小面積になり、中央部において最小断面積と
なるような錐台形状であるとともに、光を外部に出射す
る光出射面５は両底面部に対して垂直としてもよい。な
お、図１３に示すように導光体を完全な円錐台状とする
のではなく、光出射面５に相当する部分は長さ方向に沿
った二平面から構成されていてもよく、その二平面によ
る挟角が９０度であるのが好ましい。本実施例において
図１２に示した導光体の両底面４の直径を５ｍｍ、中央
部の断面円の直径を２．７ｍｍ、光拡散層７１幅を１ｍ
ｍ、溝深さを０．５ｍｍとした時の従来との比較データ
を記載する。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明の線状照明装置は、
透光性材料から成る導光体の底面部に発光体を備え、前
記導光体の形状を柱状、あるいは錐台状とし、前記導光
体の少なくとも一側表面にＶ型切削や溝を施し、さらに
前記Ｖ型切削面や溝面を粗面、あるいは三角波面に処理
して光拡散部を形成する構成とすることにより、被照明
原稿面での照明ムラをなくし、原稿面に限りなく近付い
ていっても照明ムラを悪化させずに原稿面照度をあげる
ことができる。しかも原稿面に限りなく近付けられるこ
とで本発明の線状照明装置を光学的画像読み取り装置の
照明系に使用すれば装置全体の小型化に寄与でき、携帯
ファクシミリ等の小型化が要求される機器への搭載が可
能となる。又、発光体の素子数を減らすことができ、低
コスト化が実現できる。
透光性材料から成る導光体の底面部に発光体を備え、前
記導光体の形状を柱状、あるいは錐台状とし、前記導光
体の少なくとも一側表面にＶ型切削や溝を施し、さらに
前記Ｖ型切削面や溝面を粗面、あるいは三角波面に処理
して光拡散部を形成する構成とすることにより、被照明
原稿面での照明ムラをなくし、原稿面に限りなく近付い
ていっても照明ムラを悪化させずに原稿面照度をあげる
ことができる。しかも原稿面に限りなく近付けられるこ
とで本発明の線状照明装置を光学的画像読み取り装置の
照明系に使用すれば装置全体の小型化に寄与でき、携帯
ファクシミリ等の小型化が要求される機器への搭載が可
能となる。又、発光体の素子数を減らすことができ、低
コスト化が実現できる。
【図１】本発明の第１の参考例における線状照明装置の
構成図
構成図
【図２】同参考例における発光体の発光角度分布（指向
特性）
特性）
【図３】同参考例における導光体内部の光の進み方の動
作説明図
作説明図
【図４】本発明の第一の参考例における光拡散部の概略
図
図
【図５】本発明の光拡散部の拡大図
【図６】本発明の第一及び第二の参考例における導光体
の断面図
の断面図
【図７】本発明の第二の参考例における導光体の斜視図
【図８】本発明の第一の実施例における導光体の斜視図
【図９】本発明の第一の実施例における光拡散部の概略
図
図
【図１０】本発明の第二の実施例における導光体の斜視
図
図
【図１１】本発明の第二の実施例における光拡散部の概
略図
略図
【図１２】本発明の第二の実施例における導光体の斜視
図
図
【図１３】本発明の第二の実施例における導光体の断面
図
図
【図１４】従来の光学的画像読み取り装置の構成図
【図１５】従来の線状照明装置の一種のＬＥＤアレイの
構成図
構成図
１ 導光体 ２ 光拡散部 ３ 発光体 ４ 導光体底面 ５ 光出射面 ３１ 臨界角以内の光線 ３２ 臨界角を超えた光線 ３３ 拡散光 ３４ 照明光 ４１ 完全反射層 ７１ 光拡散層 ８１ Ｖ型切削面 ９１ 完全反射面 １１１ 完全反射面 １４１ 原稿 １４２ ＬＥＤアレイ １４３ ロッドレンズアレイ １４４ 光電変換素子アレイ １５１ 基板 １５２ ＬＥＤチップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 慎司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−284102（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−167244（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−179737（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/00
Claims (16)
- 【請求項１】少なくとも一側面部に両底面部から中央部
に向かって次第に幅が大きくなるように長さ方向に対し
て斜めにかつ平面状でＶ型に切削し中央部において最大
幅を持つようなＶ型切削面を有する柱状の導光体と、前
記導光体の底面部に発光体とを備え、前記発光体から放
出された光を前記導光体内部に入射し、前記Ｖ型切削面
に設けた光拡散部で反射、拡散された光が前記導光体の
少なくとも一側表面から外部に出射することを特徴とす
る線状照明装置。 - 【請求項２】少なくとも両底面部から中央部に向かって
次第に断面積が小さくなり中央部で最小となる錐台形状
の導光体と、前記導光体の底面部に発光体とを備え、前
記発光体から放出された光を前記導光体内部に入射し、
前記導光体の一側表面に設けた光拡散部で反射、拡散さ
れた光が前記導光体の少なくとも他側表面から外部に出
射することを特徴とする線状照明装置。 - 【請求項３】光拡散部は、導光体の少なくとも一側表面
に、一定幅で連続的に設けた請求項２記載の線状照明装
置。 - 【請求項４】光拡散部は、導光体の少なくとも一側表面
に、前記導光体の両底面から中央部に向かって次第に大
きくなるように設けた請求項２記載の線状照明装置。 - 【請求項５】光拡散部は、導光体の少なくとも一側表面
に、不連続的に一定ピッチで、かつ一定形状であるよう
に設けた請求項２記載の線状照明装置。 - 【請求項６】光拡散部は、導光体の少なくとも一側面部
に、不連続的に一定ピッチで、かつ前記光拡散部面積が
前記導光体の両底面部から中央部に向かって次第に大き
くなるように設けた請求項２記載の線状照明装置。 - 【請求項７】光拡散部は、導光体の少なくとも一側表面
に、不連続的に一定形状で、かつ前記導光体の両底面部
から中央部に向かって次第にピッチが狭くなるように設
けた請求項２記載の線状照明装置。 - 【請求項８】少なくとも両底面部から中央部に向かって
前記両底面部と相似形で次第に断面積が小さくなり中央
部で最小となる多角錐台形状の導光体と、前記導光体の
底面部に発光体とを備え、前記発光体から放出された光
を前記導光体内部に入射し、前記導光体の一側表面に設
けた光拡散部で反射、拡散された光が前記導光体の少な
くとも他側表面から外部に出射することを特徴とする線
状照明装置。 - 【請求項９】少なくとも両底面部から中央部に向かって
断面積が小さくなり中央部で最小となる円錐台形状の導
光体と、前記導光体の底面部に発光体とを備え、前記発
光体から放出された光を前記導光体内部に入射し、前記
導光体の一側表面に設けた光拡散部で反射、拡散された
光が前記導光体の少なくとも他側表面から外部に出射す
ることを特徴とする線状照明装置。 - 【請求項１０】少なくとも光が外部に出射する光出射面
は両底面部に対して垂直である請求項２記載の線状照明
装置。 - 【請求項１１】導光体は、中央部の断面積が底面積の７
０％以下である請求項１０記載の線状照明装置。 - 【請求項１２】光拡散部に溝を設けた請求項１、２、
８，９のいずれか一項記載の線状照明装置。 - 【請求項１３】光拡散部は、粗面である請求項１、２、
８，９のいずれか一項記載の線状照明装置。 - 【請求項１４】光拡散部は、粗さがＪＩＳ規格Ｂ０６０
１により中心線平均粗さＲaは（１００〜０．０１３）
ａ、最大高さＲmaxは（４００〜０．０５）Ｓである請
求項１、２、８，９のいずれか一項記載の線状照明装
置。 - 【請求項１５】光拡散層部は、三角波面である請求項
１、２、８，９のいずれか一項記載の線状照明装置。 - 【請求項１６】光拡散部は、ピッチが５０μｍ〜２００
０μｍで、山の高さが２０μｍ〜８００μｍの三角波面
である請求項１、２、８，９のいずれか一項記載の線状
照明装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180009A JP2900799B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 線状照明装置 |
| TW85102511A TW290670B (ja) | 1994-08-01 | 1996-03-01 | |
| US09/344,075 US6268600B1 (en) | 1994-08-01 | 1999-06-25 | Linear illumination device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180009A JP2900799B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 線状照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843633A JPH0843633A (ja) | 1996-02-16 |
| JP2900799B2 true JP2900799B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=16075865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6180009A Expired - Fee Related JP2900799B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 線状照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2900799B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7614772B2 (en) | 2006-05-26 | 2009-11-10 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Linear light emitting apparatus |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0863422B1 (en) * | 1997-03-04 | 2006-10-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear beam irradiator |
| JPH11134918A (ja) * | 1997-03-04 | 1999-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 線状照明装置 |
| KR19990013827A (ko) | 1997-07-14 | 1999-02-25 | 모리시타 요우이치 | 선 형상 조명장치 및 그것을 이용한 화상 판독장치 |
| JP4028448B2 (ja) * | 2003-07-14 | 2007-12-26 | 株式会社東海理化電機製作所 | ライトガイド及びそれを用いた照光式スイッチ装置 |
| JP4093990B2 (ja) | 2004-05-26 | 2008-06-04 | 日本板硝子株式会社 | 導光体、ライン照明装置および画像読取装置 |
| US7498559B2 (en) | 2004-09-22 | 2009-03-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical discharge apparatus and image forming apparatus containing the same |
| JP2007221360A (ja) | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Rohm Co Ltd | 画像読取装置およびその製造方法 |
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