JP3158160U - 鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源 - Google Patents

Abstract

【課題】鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える線状光源を提供する。【解決手段】導光体１０および少なくとも２つの発光ダイオード１１ｂ等を含み、導光体１０は、入射面１５、反射面１３、屈折面１７および出射面１２を設ける。その反射面は、鋸歯状プリズム条列１３１の構造を有する。発光ダイオードは、導光体の両端部の入射面に設ける。発光ダイオードから光線が発した後、導光体に進入し、鋸歯状プリズム条列を有する反射面によって光線を反射して、出射面から出射する。副走査方向において、Ｕ形照度分布を生成し、ピックアップレンズとＣＣＤイメージセンサとの間の相補効果を生じる。主走査方向において、線形収束の照度分布を生成することができる。これによって、被照射物体の画像は、ＣＣＤイメージセンサを介して、均一な画像信号に代わった後に、高解像度のファクシミリ、プリンターとスキャナーの線状光源に適用できる。【選択図】図５

Description

本考案は、一種の鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源に関し、特に高解像度のファクシミリ、プリンターとスキャナーに応用するように、所定の照度分布を生成し、ピックアップレンズとＣＣＤイメージセンサとの間に相補効果を生じる線状光源に関する。

現在、スキャナー、ファクシミリ、多機能事務機器及びコピー機等の画像読み取り装置は、すでに文書の保存または転送分野に幅広く使用されている。これらの設備の核心とするものの１つは、光学エンジンモジュール１００（ｏｐｔｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅ ｍｏｄｕｌｅ）である。図１に示すように、光源（ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）１、反射ミラー組１４０（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｍｉｒｒｏｒｓ）、ピックアップレンズ１２０（ｐｉｃｋｕｐ ｌｅｎｓ）およびイメージセンサ１３０（ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）を含む。光源１から光線を発出し、文書５５に投射した後、文書５５より光線を反射し、反射ミラー組１４０を介して複数回の反射を行った後に、ピックアップレンズ１２０によってイメージセンサ１３０に収束および結像した上、イメージを生成する。生成したイメージ（ｉｍａｇｅ）は、イメージセンサ１３０を介して電子信号に置き換える。そのうち、イメージセンサ１３０は、電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ， ＣＣＤ）が良く使われているため、光学エンジンモジュール１００は、電荷結合素子モジュール（ＣＣＤ ｍｏｄｕｌｅ， ＣＣＤＭ）１００とも称する。

光源１は、冷陰極蛍光ランプ（ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ， ＣＣＦＬ）が良く使われているが、ＣＣＦＬには付加的｛ふかてき｝な電圧変換器が必要であり、ハロゲン元素が含まれているため、環境保護の要求を満たしていない。それで、近年では、徐々に発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ， ＬＥＤ）に代わりつつある。米国特許出願公開２００４００９５６２０号明細書（特許文献１）に示すように、ＬＥＤをスキャナーの光源として用いる。ＬＥＤは、省電力と長寿命の長所を有する。しかし、ＬＥＤをスキャナーの光源として使用したときに、ＬＥＤの光線分布の均一度はＣＣＦＬより劣るため、走査解像度の向上が難しく、また、明暗不均衡な反射光線を生成してしまい、低速スキャナー（ｌｏｗ−ｓｐｅｅｄ ｓｃａｎｎｅｒ）のみ適用する。

一般に、電荷結合素子モジュール（ＣＣＤＭ）の光源から発出した光線の長さは、走査される文書の幅と近似的｛きんじ てき｝でいれば（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｌｅｎｇｔｈ ａｓ ａ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｃｕｍｅｎｔ）、特開平１１−２３２９１２号公報（特許文献２）に開示したように、ＬＥＤを光源として、スキャナーに適用できるように、各種のロッドレンズ（ｒｏｄ ｌｅｎｓ）の後部端にＬＥＤアレイを配設することによって、照度を均一に整えることができる。

また、光源から発出した光線を均一化させるために、台湾特許第５７９６４０号（特許文献３）または米国特許出願公開２００５００８８７０５号明細書（特許文献４）によれば、異なるスキャナーの収束装置が開示されている。収束装置に含む収束素子と導光素子を利用して、光源から発出した光線を走査される文書に導くような技術手段がある。また、特開２００３−２６２７３５号公報（特許文献５）によれば、歯状反射面を背光モジュールの導光板（ｌｉｇｈｔ ｇｕｉｄｅ ｐｌａｔｅ）に応用する技術手段が開示されている。台湾特許第Ｉ２４５８６４号（特許文献６）によれば、一種の鋸歯状の反射面を有する線状光源が開示されている。その線状光源において、鋸歯状の反射面および弓状の出射面を有する導光棒を備え、発光ダイオードアレイの出射光線を導光棒を介して均一化させる目的を実現できる。また、米国特許出願公開２００９００１５８８４号明細書（特許文献７）や米国特許出願公開２００９００１５８８６号明細書（特許文献８）に提出したように、導光体の側面に光源を取り付け、導光体の反射面には複数の反射凹槽を設ければ、均一な光線分布を生成できる。

米国特許出願公開２００４００９５６２０号明細書 特開平１１−２３２９１２号公報 台湾特許第５７９６４０号 米国特許出願公開２００５００８８７０５号明細書 特開２００３−２６２７３５号公報 台湾特許第Ｉ２４５８６４号 米国特許出願公開２００９００１５８８４号明細書 米国特許出願公開２００９００１５８８６号明細書 米国特許出願公開２００５０１９５４５２号明細書

しかして、ピックアップレンズの光学レンズ（ｏｐｔｉｃａｌ ｌｅｎｓ）の焦点曲面（ｆｏｃａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）の影響で、光線をピックアップレンズに入射した後、ピックアップレンズを介して収束すると、ピックアップレンズの辺縁部分から出射した光線の強度が弱いから、ＣＣＤの周りの受光強度も弱い。このため、副走査方向に均一な照度を有する光源は、文書画像の辺縁部分が暗くなり、スキャナーの解像度を向上することが難しい。図２は、高速高解像度ＣＣＤＭに使用するＣＣＦＬ（またはキセノンランプ）の照度分布と構造を示す概略図である。図２に示すように、ランプ電極７２がキセノンランプ７１を駆動して、光線を発出した後、特定の長さと照明の配置を介して、走査される文書上の副走査方向（ｓｕｂ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）の照度分布をＵ型の相対照度分布７３として生成させる。即ち、副走査方向において、光源中心７４の照度が低いのに対して、両端部の照度が高いというＵ型の相対照度分布７３によれば、ＣＣＤ周りの光線の弱さを補正することができる。よって、電荷結合素子モジュール（ＣＣＤＭ）に均一な強度を有する画像信号が得られる。さらに、図３に示すような米国特許出願公開２００５０１９５４５２号明細書（特許文献９）が開示されている技術手段として、ロッドレンズ９２（ｒｏｄ ｌｅｎｓ）の後部端にＬＥＤアレイ９１（ＬＥＤ Ａｒｒａｙ）が配設されている。配設されたＬＥＤアレイ９１によって、各ＬＥＤの輝度を制御し、発出した光線が走査される文書上の照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）を均一またはＵ型照度分布に生成する。これによって、副走査方向の均一性を改善し、ＣＣＦＬに代わって高速スキャナーに応用できる。しかしながら、導光体の後部端にＬＥＤアレイ等を採用する技術手段には、数多くのＬＥＤ単体が必要となり、複雑な制御が必要である。別の技術方案としては、図４に示すように光源を導光体の端面に設けるものがある。光源の発出端にエンドキャップ８１（ｅｎｄ ｃａｐ）を設けることによって、端部の近接箇所で大量の光線が漏れるのを避けることができる。また、多角形の導光体８２に歯状反射面（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｔｏｏｔｈ）８２１を設けることによって、光源から発出した光線を充分に反射させることができ、光線の利用率が向上するほか、異なる歯形の形状と歯形同士の間隔を利用し、光線を出射した後の光パターンを調整する。しかしながら、多角形の導光体８２と異なる歯形の間隔を使用することによって、部品製造が困難でコストを低減し難い。

よって、製造を簡単化させてコストを低減できるには、導光体の端面にＬＥＤ光源を設けて、製造が容易にできるようにＬＥＤの使用数量を減少する。また、出射面にて、副走査方向における文書画像と相補効果を持つＵ型照度分布を生成し、主走査方向における線形収束の照度分布を生成することによって、高解像度と高速走査を使用目的としえる。

本考案の目的は、一種の鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源を提供することである。この線状光源は、ピックアップレンズとＣＣＤイメージセンサを有する電荷結合素子モジュール（ＣＣＤＭ）に応用できる。この線状光源は、導光体、反射カートリッジおよび２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。そのうち、導光体は、光学材料からなり、入射面、反射面、２つの屈折面および出射面を備え、反射面と出射面とは対向に設ける。発光ダイオード（ＬＥＤ）は、導光体の両端部の入射面に設ける。２つの屈折面を反射面の両側にそれぞれ設ける。導光体の反射面に複数の鋸歯状プリズム条列の構造を有し、各鋸歯状プリズム条列の構造に面取り面を設け、反射面を利用して導光体に入射した光線を出射面に反射させる。主走査方向における出射面は凸面であり、その凸面を物体側向きにして、発光ダイオード（ＬＥＤ）が発出した光線を入射面に入射させてから、反射面を介して反射させ、屈折面を介して屈折させ、出射面から出射した後、被照射物体（走査される文書等）上の主走査方向（ｍａｉｎ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）において、線形収束（ｌｉｎｅａｒ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）の照度分布を生成し、副走査方向において、Ｕ型照度分布（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を生成し、ＣＣＤの周りの光線の強度が弱い現象の補正を行い、相補効果を生じて、均一な光強度の画像信号が得られる。

本考案の別の目的は、導光体の出射面の平均照度を向上することである。導光体の入射面に入射凹面を設け、該入射凹面の中心部を２つの発光ダイオードの中心軸の接続直線の光軸上に位置し、導光効率を向上させて、光線の分散を軽減する。

本考案のさらに別の目的は、導光体の出射面の両端部の照度の強さをさらに向上させることである。導光体の出射面は、副走査方向における凹面を設け、光線の出射方向に対して凸面を設ける。

したがって、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源は、以下の１つまたは複数の長所を有する。

イ、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体および両側の入射面に配置するＬＥＤ光源は、従来技術による複数のＬＥＤ光源を使用した直接照射方式の高いコストおよび複雑な制御の欠点を改善できる。

ロ、本考案に係る導光体に備える鋸歯状プリズム条列を有する反射面の構造は、主走査方向における線形収束の照度分布を生成し、副走査方向におけるＵ形の照度分布を生成し、ＣＣＤの周りの光線の強度が弱いのを補正し、相補効果を生じて、均一な光強度の画像信号を生成し、高解像度と高速走査の需要に提供できる。

ハ、本考案に係る導光体は、出射面にて、凹面構造（光線の出射方向に対しては凸面）を設け、または入射面にて、凹面構造を設けることによって、光線の利用効率を向上できて、光強度を増強できる。

従来技術の画像走査モジュールに応用する線状光源を示す概略図である。 従来技術の導光体と照度分布を示す概略図である。 従来技術の導光体と照度分布を示す概略図である。 従来技術の導光体を示す概略図である。 本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の実施形態１を示す概略図である。 本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の反射面を示す概略図である。 本考案の実施形態に係る反射カートリッジを示す概略図である。 本考案の実施形態に係る導光体の詳細な部分透視図である。 図８のＡ−Ａ´線断面図である。 図８のＢ−Ｂ´線断面図である。 本考案の実施形態において、副走査方向における入射光線を反射して生成したＵ型照度分布を示す概略図である。 本考案の実施形態において、主走査方向における入射光線を反射して生成した線形収束の照度分布を示す概略図である。 本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の実施形態２を示す概略図である。 本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の実施形態３を示す概略図である。 本考案の実施例２に係る導光体の出射面から７ｍｍを離れた箇所にて、副走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。 本考案の実施例２に係る導光体の出射面から７ｍｍを離れた箇所にて、主走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。 本考案の実施例３に係る導光体の出射面から７ｍｍを離れた箇所にて、副走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。 本考案の実施例３に係る導光体の出射面から７ｍｍを離れた箇所にて、主走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。 本考案の実施例４に係る導光体の出射面から７ｍｍを離れた箇所にて、副走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。 本考案の実施例４に係る導光体の出射面から７ｍｍを離れた箇所にて、主走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。 本考案の実施例５に係る導光体の出射面から７ｍｍを離れた箇所にて、副走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。 本考案の実施例５に係る導光体の出射面から７ｍｍを離れた箇所にて、主走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。

本考案のさらに別の態様、目的、望ましい特徴、および利点は、添付の図面を参照して行う以下の説明から、より明確に理解できるであろう。

図５は、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の実施形態１を示す概略図である。図６は、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の反射面を示す概略図である。図７は、本考案の実施形態に係る反射カートリッジを示す概略図である。図５、図６または図７を参照して、線状光源１は、導光体１０、反射カートリッジ１８および２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（１１ａ、１１ｂ）を含む。そのうち、導光体１０は、光学材料からなり、入射面１５、反射面１３、２つの屈折面１７および出射面１２を設け、反射面１３と出射面１２とは対向に設ける。発光ダイオード（ＬＥＤ）（１１ａ、１１ｂ）は、導光体１０の両端部の入射面１５に設ける。２つの屈折面１７を反射面１３の両側にそれぞれ設け、光線を屈折させるのに用いる。主走査方向（Ｙ方向）において、出射面１２は凸面であり、その凸面を物体側向きにして、その凸面の曲率半径はＲ_１２Ｙである。また、導光体１０の反射面１３は複数の鋸歯状プリズム条列１３１の構造を有し、各鋸歯状プリズム条列１３１の構造に面取り面１３２を設け、図８ないし１０に示すように、反射面１３を利用して導光体１０の反射面１３に入射した光線を出射面１２に反射させる。θcは、面取り角（ｃｈａｍｆｅｒ ａｎｇｌｅ）の角度であり、すなわち、面取り面１３２と反射面１３との間にある角度である。ｃは、面取り面１３２が主走査方向における投影長さであり、Ｗは、導光体１０が主走査方向における幅であり、ｄは、２つの歯形反射リブとの間の距離である。Ｈは、反射面１３から出射面１２頂点までの長さであり、すなわち、導光棒の高さである。Ｈｚは、鋸歯状プリズム条列１３１の底部から出射面１２の頂点までの長さである。その関係式を以下に示す。

さらに、入射面１５においては、入射凹面１６ａ、入射凹面１６ｂを設けることができる。該入射凹面１６ａ、入射凹面１６ｂは、発光ダイオード（ＬＥＤ）（１１ａ、１１ｂ）側に面し、該入射面１５の入射凹面１６ａ、入射凹面１６ｂの中心部は、該２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（１１ａ、１１ｂ）の中心軸の接続直線の光軸上に位置し、その曲率半径は、それぞれＲ_１６ａ、Ｒ_１６ｂである。それらの入射凹面１６ａ、入射凹面１６ｂは、発光ダイオード１１ａ、１１ｂの直径に配合して設置するように、入射面１５における直径はＤｃである。

引き続き、副走査方向（Ｘ方向）において、出射面１２は、凹面を設けても良い。その凹面の曲率半径はＲ_１２Ｘであり、副走査方向にて、出射面１２に出射させる光線の照度分布をより集中できる。

反射カートリッジ１８はＵ形槽を有し、導光体１０を収容するのに用いる。Ｕ形槽は金属製または反射層を有する構造で、導光体１０を通過した光線を導光体１０に反射できる。反射カートリッジ１８は、さらに、２つのエンドキャップ（１８１ａ、１８１ｂ）を含み、非作用区域の光線を遮蔽するのに用いる。

本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体１０は、光学材料からなり、この光学材料の屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）ｎ_ｄは、空気の屈折率１．０より大きい。ＬＥＤから光線が発出して、この光線は、両端部の入射面１５を介して導光体１０に進入する。導光体１０の屈折率ｎ_ｄは、空気の屈折率１．０より大きいため、導光体１０に入射した光線が、臨界角（ｃｒｉｔｉｃａｌ ａｎｇｌｅ）内にあれば、屈折した光線しか生成しないので導光体１０を通過することがない。もし、導光体１０に入射した光線が、臨界角（ｃｒｉｔｉｃａｌ ａｎｇｌｅ）外にあれば、導光体１０を通過した光線は、反射カートリッジ１８の屈折によって導光体１０に進入する。図１１に示すようにＬＥＤから発出した各光線の角度がそれぞれ異なっているため、導光体１０内部の光線が反射面１３に出射すれば、反射面１３を有する鋸歯状プリズム条列１３１の構造によって光線を反射できる。副走査方向において、ＬＥＤが発出した光線２１が導光体１０に進入して反射面１３に入射すれば、光線２１は鋸歯状プリズム条列１３１によって、出射面１２に反射して光線２１´を生成する。そして、光線２２は反射の臨界角度より小さい角度で導光体１０の屈折面１７に入射すれば、屈折面１７によって屈折した後に、反射面１３に入射し、光線２２は鋸歯状プリズム条列１３１によって出射面１２に反射して光線２２´を生成する。本考案に係る導光体１０を利用することによって、副走査方向において、導光体１０の両端部の入射面１５の近接箇所で、出射面１２から出射した光線の照度が高いのに対して、中央部で、出射面１２から出射した光線の照度が低い。しかし、反射面１３の鋸歯状プリズム条列１３１の構造によって、中央部分の照度を増強し、両端部が高く、中央部が低い、かつフラットなＵ形照度分布を生成する。好ましい効果を達成するため、２つの歯状反射面１３の距離ｄ、反射面１３から出射面１２の頂点までの長さＨ（導光棒の高さ）、鋸歯状プリズム条列１３１の底部から出射面１２の頂点までの長さＨｚは、導光体１０の光学材料の屈折率ｎ_ｄおよび導光体１０が副走査方向における長さＬ、発光ダイオード１１ａ、１１ｂの直径等と互いに組み合わせ、本考案を実現することができる。

電荷結合素子モジュールに使用するＣＣＤイメージセンサは、エリアセンサー（ａｒｅａ ｓｅｎｓｏｒ）であり、ピックアップレンズの光学レンズの焦点曲面の影響を受けて、辺縁部分の光線の強度が弱いので、エリアセンサーが辺縁部分で発生した電子信号が低く、中央部で発生した電子信号が均一である。そこで、被照射物体（たとえば、走査される文書等）に照射する光線は、副走査方向において、均一な照度分布であれば（図１に示すように）、走査される文書によって反射した後には、ＣＣＤイメージセンサによって受け取られる。ＣＣＤイメージセンサから生成する画像信号は、両端部が弱い（色調が暗い）ので、現実度（ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｒｅａｌｉｓｍ）が低下する。そこで、図２に示すようなＵ形照度分布、または本考案が生成するＵ形照度分布を使用すれば、ＣＣＤイメージセンサより生成する画像信号は、両端部が増強して、現実度（ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｒｅａｌｉｓｍ）を向上して、より優れた解像度とイメージの電子信号を生成できる。

さらに、図１２に示すように、主走査方向において、光線２１がＬＥＤから出射した後に、鋸歯状プリズム条列１３１を介して出射面１２に反射した上、出射面１２の凸面Ｒ_１２を介して収束して、光線２１’を生成する。これに対して、もし光線２２が反射臨界角より小さい角度で、導光体１０の屈折面１７に入射すれば、屈折面１７を屈折させて、出射面１２に入射してから、出射面１２の凸面Ｒ_１２を介して収束して、光線２２’を生成する。そこで、光線２３が反射臨界角より大きい角度で、導光体１０の屈折面１７に入射すれば、光線２３は導光体１０を通過して、反射カートリッジ１８によって反射した上、再び導光体１０に進入する。また、光線２３が反射面１３の面取り面１３２に入射すれば、光線２３は、面取り面１３２によって出射面１２に反射して、出射面１２の凸面Ｒ_１２を介して収束して、光線２３’を生成する。すなわち、反射面１３の鋸歯状プリズム条列１３１と面取り面１３２によって入射した光線２１、２２、２３を出射面１２に反射した上、出射面１２の凸面Ｒ_１２を介して収束して、線形収束（ｌｉｎｅａｒ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）の照度分布を生成する。主走査方向において、導光体１０が発出した光線は、照度が高いので、幅が狭い線状光束（ｌｉｇｈｔ ｂｅａｍ）を生成して、イメージスキャナーの使用に提供できる。好ましい効果を達成するため、面取り面１３２の面取り角度θ_ｃ、鋸歯状プリズム条列１３１の長さＷ_２は、導光体１０の幅Ｗ、光学材料の屈折率ｎ_ｄ、出射面１２の凸面の曲率半径Ｒ_１２と出射面１２から走査される文書までの距離等と互いに組み合わせ、本考案を実現することができる。

説明および比較の便宜上、以下の実施形態における鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体１０の線状光源１は、すべてＡ３／Ａ４サイズのＣＣＤイメージセンサを有するイメージスキャナーに用いられる線状光源である。走査される文書の幅は、±１０５ｍｍ（または２１０ｍｍである）である。線状光源１は、導光体１０、反射カートリッジ１８および２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（１１ａ、１１ｂ）を含む。発光ダイオード（ＬＥＤ）（１１ａ、１１ｂ）は、高輝度ＬＥＤを使用し、イメージスキャナーを起動すると、白色の光線が発出できる。使用する反射カートリッジ１８は、不透明なプラスチック（ｏｐａｑｕｅ ｐｌａｓｔｉｃ）からなり、Ｕ形槽状であり、裏面層にアルミ反射層（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）がめっき加工しており、導光体１０を通過した光線を反射して導光体１０に入射する。反射カートリッジ１８は、導光棒の両端部に２つのエンドキャップ（１８１ａ、１８１ｂ）を設け、非作用区域の光線を遮蔽する。なお、説明の便宜上、以下各実施形態においては、同じ長さ（Ｌ＝２６０ｍｍ、±１３０ｍｍ）、同じ高さ（Ｈ＝６．５ｍｍ）、同じ幅（Ｗ＝６．２ｍｍ）の導光体１０を使用し、出射面１２から走査される文書までの距離は７ｍｍと設定し、発光ダイオード１１ａ、１１ｂの直径は２．１ｍｍとする。両端部にある発光ダイオード１１ａ、１１ｂから光線を発出した後、２つの幅が１０ｍｍであるエンドキャップ（１８１ａ、１８１ｂ）を介して遮蔽した後、導光体１０は、副走査方向（Ｘ方向）において、長さが±１２０ｍｍのＵ形照度分布の光線を発出し、主走査方向（Ｙ方向）において、線状光束の照度分布の光線を発出し、被照射物体（例えば、走査される文書）に照射するのに用いる。しかし、上記した寸法および数値は単に例示を目的としたものであって、本考案の範囲を規定することを意図したものではない。そのことは、明確に理解されなければならない。

図１５ないし２２は、各実施例において被照射物体（距離が７ｍｍである）上の副走査方向および主走査方向における照度の二乗平均値（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）と位置との関係を示す照度分布図であり、これらの図を参照して、副走査方向においては±１４０ｍｍの長さを表示し（被照射物体の有効範囲が±１０５ｍｍに対する）、主走査方向においては±１０ｍｍの幅を表示する。（光格子による遮断を考慮しない場合に、被照射物体の有効範囲が±２．５ｍｍに対する）

図５は、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の実施形態１を示す概略図である。図５を参照し、本実施例において、導光体１０は、光学材料であるポリカーボネート（ＰＣ）からなり、屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）ｎ_ｄは１．５８である。入射面１５は、平面状であり、出射面１２にて、副走査方向においては平面状である。導光体１０の関連パラメータは表１に示す。

図１３は、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の実施形態２を示す概略図である。図１３を参照し、本実施例において、導光体１０は、光学材料であるポリカーボネート（ＰＣ）からなり、屈折率ｎ_ｄは１．５８である。入射面１５は、凹面状であり、出射面１２にて、副走査方向においては平面状である。導光体１０の関連パラメータは表２に示す。

走査される文書は、導光体１０の両端部から７ｍｍ離れた箇所に設け、本実施例に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える線状光源１において、導光体１０の両端部から７ｍｍ離れた箇所にての照度分布図は、図１５に示すような副走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図であり、図１６に示すような主走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。図１５および図１６に示す通り、本実施例に係る線状光源１は、走査される文書上にピックアップレンズとＣＣＤイメージセンサとの間に相補効果を生じる光源を生成できる。

図１３は、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の実施形態２を示す概略図である。図１３を参照し、本実施例において、導光体１０は、光学材料であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなり、屈折率ｎ_ｄは１．４９である。入射面１５は、凹面状であり、出射面１２にて、副走査方向においては平面状である。導光体１０の関連パラメータは表３に示す。

本実施例に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源１において、導光体１０の両端部から７ｍｍ離れた箇所にての照度分布は図１７、図１８に示すような照度分布図である。図１７に示すような副走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図であり、図１８に示すような主走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。図１７および図１８に示す通り、本実施例に係る線状光源１は、走査される文書上にピックアップレンズとＣＣＤイメージセンサとの間に相補効果を生じる光源を生成できる。

図１４は、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の実施形態３を示す概略図である。図１４を参照し、本実施例において、導光体１０は、光学材料であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなり、屈折率ｎ_ｄは１．４９である。入射面１５は、凹面状であり、出射面１２にて、副走査方向においては凹面状である。導光体１０の関連パラメータは表４に示す。

本実施例に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源１において、導光体１０の両端部から７ｍｍ離れた箇所にての照度分布は図１９、図２０に示すような照度分布図である。図１９に示すような副走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図であり、図２０に示すような主走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。図１９および図２０に示す通り、本実施例に係る線状光源１は、走査される文書上にピックアップレンズとＣＣＤイメージセンサとの間に相補効果を生じる光源を生成できる。

図１４は、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の実施形態３を示す概略図である。図１４を参照し、本実施例において、導光体１０は光学材料であるポリカーボネート（ＰＣ）からなり、屈折率ｎ_ｄは１．５８である。入射面１５は、凹面状であり、出射面１２にて、副走査方向におけるは凹面状である。導光体１０の関連パラメータは表５に示す。

本実施例に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源１において、導光体１０の両端部から７ｍｍ離れた箇所にての照度分布は図２１、図２２に示すような照度分布図である。図２１に示すような副走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図であり、図２２に示すような主走査方向における位置と照度の二乗平均値との関係を示す図である。図２１および図２２に示す通り、本実施例に係る線状光源１は、走査される文書上にピックアップレンズとＣＣＤイメージセンサとの間に相補効果を生じる光源を生成できる。

以上説明した通り、本考案に係る鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源の効果については、鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体および両側の入射面に配置したＬＥＤ光源によって、副走査方向においてＵ形照度分布を生成し、主走査方向において線状光束の照度分布を生成し、高解像度と高速走査のスキャナーの使用に供する。

以上は、本考案の好ましい実施形態であり、本考案の権利範囲に制限を加わるものではない。よって、本考案の権利範囲および明細書の内容による効果等の変化や変更はなお本考案の範囲に含まれるものとする。

１：線状光源
１０：導光体
１１ａ、１１ｂ：発光ダイオード
１２：出射面
１３：反射面
１３１：鋸歯状プリズム条列
１３２：面取り面
１５：入射面
１６（１６ａ、１６ｂ）：入射凹面
１７：屈折面
１８：反射カートリッジ
１８１ａ、１８１ｂ：エンドキャップ
２１、２２、２３：光線
２１´、２２´、２３´：光線
５５：文書
７１：キセノンランプ
７２：ランプ電極
７３：照度分布
７４：光源中心
８１：エンドキャップ
８２：多角形の導光体
８２１：歯状反射面
９１：ＬＥＤアレイ
９２：ロッドレンズ
１００：光学エンジンモジュール
１４０：反射ミラー組
１２０：ピックアップレンズ
１３０：イメージセンサ

Claims (3)

1. ピックアップレンズとＣＣＤイメージセンサを有する電荷結合素子モジュール（ＣＣＤＭ）に応用でき、被照射物体に光線を出射する鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源であって、導光体と、反射カートリッジと、２つの発光ダイオードと、を含む前記線状光源において、
   前記導光体は、光学材料からなり、入射面、反射面、２つの屈折面と１つの出射面とを設け、前記反射面と前記出射面は、対向に設け、前記発光ダイオード（ＬＥＤ）は、前記導光体の両端部の前記入射面に設け、前記２つの屈折面は、前記反射面の両側にそれぞれ設け、
   前記導光体の前記反射面は複数の鋸歯状プリズム条列の構造を有し、各該鋸歯状プリズム条列の構造の両側に面取り面を設け、前記反射面を利用して前記導光体に入射した前記光線を前記出射面に反射させ、主走査方向における前記出射面は凸面であり、前記凸面を前記被照射物体側向きにして、前記発光ダイオード（ＬＥＤ）が発出した前記光線を前記入射面を介して前記導光体に入射させてから、前記反射面を介して反射させ、前記屈折面を介して屈折させ、前記出射面から出射した後、前記被照射物体上の主走査方向において、線形収束の照度分布を生成し、副走査方向において、Ｕ形照度分布を生成する鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源。
2. 前記導光体の前記入射面にて、凹面を設け、前記凹面は、各該発光ダイオード（ＬＥＤ）側に向き、前記入射面の前記凹面の中心部は、前記２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）の中心軸の接続直線の光軸上に配置することを特徴とする請求項１に記載の鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源。
3. 前記導光体は、副走査方向における凹面を設け、前記凹面は、前記被照射物体側向きにすることを特徴とする請求項１に記載の鋸歯状プリズム条列を有する反射面を備える導光体の線状光源。
   

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