JP3334833B2

JP3334833B2 - 線状照明装置

Info

Publication number: JP3334833B2
Application number: JP21639295A
Authority: JP
Inventors: 弘貴本郷; 哲朗中村; 栄一郎田中; 隆彦村田; 祐加梶田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1995-08-24
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2015-08-24
Also published as: JPH0961633A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えばカラ−ファ
クシミリやカラ−複写機等の光学的カラ−画像読み取り
装置において、読み取るべきカラ−原稿の色分解を原稿
面を照明する光源側において行う場合の照明手段として
用いられる線状照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラ−ファクシミリやカラ−複写機等に
おいて、カラー原稿を読み取るための装置として、光学
的カラ−画像読み取り装置は必要不可欠である。従来の
光学的カラ−画像読み取り装置の構成を図１５に示す。
図１５において、光源側でカラ−原稿の色分解を行うた
めに、原稿照明系として赤色（以下Ｒと略する）、緑色
（以下Ｇと略する）及び青色（以下Ｂと略する）の各々
の発光色を有する３本の蛍光灯１５２が用いられてい
る。各蛍光燈１５２はそれぞれ時分割で点灯され、各蛍
光燈からの光は原稿１５１により反射され、ロッドレン
ズアレイ１５３により光電変換素子アレイ１５４に集光
される。光電変換素子アレイ１５４は、集光された光を
取り込み、電気信号に変換する。この動作をＲ、Ｇ、Ｂ
の順に繰返すことにより、原稿１５１の色分解が行われ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の構成では、Ｒ、Ｇ及びＢにそれぞれ対応する３本
の蛍光灯１５２が必要であり、光学的カラ−画像読み取
り装置の低コスト化及び小型化を実現することは困難で
あった。そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、Ｒ、Ｇ
及びＢの各発光色を有する３本の蛍光灯を使用した場合
と同等の性能を有し、装置の構成が簡単、且つ、小型で
あり、低コスト化が可能な光学的カラ−画像読み取り装
置の線状照明装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の線状照明装置は、透光性材料で形成された
柱状の導光体と、前記導光体の側面の少なくとも一部分
に形成された光拡散部と、前記導光体の軸に略直交する
両端面の近傍に設けられた発光体とを具備し、前記発光
体から照射された光を前記導光体内部に入射し、前記光
拡散部により反射され拡散された光を前記導光体の側面
の前記光拡散部以外の光出射面から外部に出射させる線
状照明装置であって、前記発光体は赤色（波長６００ｎ
ｍ〜７００ｎｍ）、緑色（波長５００ｎｍ〜６００ｎ
ｍ）及び青色（波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ）の各々の
発光色を時分割で順に照射するように構成され、前記導
光体は、前記軸に直交する断面の面積が、前記導光体の
両端部から中央部に向かって次第に小さくなり、中央部
において断面積が最小となるような形状であって、前記
光拡散部は、前記導光体の側面上に一定の幅で前記軸方
向に連続的に設けられ、且つ、前記導光体の軸に直交す
る各断面の円周上の一点が、前記導光体の軸に平行な直
線で結ばれ、その直線を含む表面近傍を光出射面として
いる。

【０００５】

【０００６】または、前記導光体は、前記軸に直交する
断面が略円形又は略多角形であり、前記軸に直交する断
面の面積が、前記導光体の両端部から中央部に向かって
次第に小さくなり、中央部において断面積が最小となる
ような略円錐台形状又は略多角錐台形状であることが好
ましい。

【０００７】また、上記各構成において、前記導光体の
光出射面近傍に、挟角が略９０度となる２平面を形成し
たことが好ましい。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】または、前記導光体の側面の内、前記光拡
散部及び光出射面を除く部分に完全反射層を設けたこと
が好ましい。

【００１２】上記各構成において、前記光拡散部の代わ
りに光拡散層を設けたことが好ましい。または、前記光
拡散部の全体又は一部分の上に光拡散層を設けたことが
好ましい。

【００１３】上記構成において、前記光拡散層は、前記
導光体の屈折率よりも大きい屈折率を有する光拡散体
を、前記導光体の屈折率とほぼ等しい屈折率をもつ透光
性樹脂に混同したものであることが好ましい。

【００１４】また、上記各構成において、前記発光体
は、発光ダイオードであることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】

【００１６】

【参考例１】以下本発明の線状照明装置の第１の参考例
について、図１から図３を参照しつつ説明する。図１は
線状照明装置の第１の参考例の構成を示す斜視図であ
る。導光体１は略円柱状であり、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−ル樹脂等の樹脂又はガラス等の透光性材料を用い
て、インジェクション成形法や押出し法等により成形さ
れている。導光体１の円筒状側面の一部分には、導光体
１の軸に平行に光拡散部２が形成されている。導光体１
の円筒状側面（又は軸）に略直交する両端面（以下、光
入射面とする）４に密着するように、それぞれ発光体３
が設けられている。また、導光体１の円筒状側面の内、
光拡散部２に対向する部分を光出射面５とする。なお、
導光体１の光拡散部２以外の全表面（特に、光入射面４
及び光出射面５）は滑面である必要があり、必要があれ
ば成形後研磨等の処理を行う。発光体３の構成の一例を
図２に示す。図２において、（ａ）は発光体３の構成を
示す側部断面図であり、（ｂ）は正面図である。発光体
３の内部には、赤色発光素子（例えば赤色ＬＥＤ）２
１、緑色発光素子（例えば緑色ＬＥＤ）２２及び青色発
光素子（例えば青色ＬＥＤ）２３が設けられている。

【００１７】以上のように構成された線状照明装置の第
１の参考例について、その動作を図３を参照しつつ説明
する。図３において（ａ）は、発光体３から導光体１の
内部に入射した光の振舞いを２次元的に示したものであ
り、（ｂ）はスネルの法則を示す。まず、図２に示した
発光体３の赤色発光素子２１、緑色発光素子２２、青色
発光素子２３を時分割で順次点灯させる。ここで、例え
ば赤色発光素子２１が点灯している時の様子を説明する
と、図３に示すように、赤色発光素子２１から照射され
た光は、光入射面４から導光体１の内部に入射し、スネ
ルの法則に従った振舞いを行う。スネルの法則を（数
１）に示す。

【００１８】

【数１】

【００１９】すなわち、臨界角（ｉ0＝ｓｉｎ-1（１／
ｎi））以内の光線３１は導光体１の内部を通過して空
気中に出射するが、臨界角を越えた光線３２は導光体１
と空気との境界面で全反射を繰り返しながら導光体１の
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る。拡散光３３
は、次に到達する導光体１と空気との境界面において、
スネルの法則に従った振舞いを行う。拡散光３１の内、
臨界角以内の光線は光出射面５から空気中に出射し、照
明光３４として寄与する。また、臨界角を越えた光線は
全反射し、次に到達する導光体１の境界面が光拡散部２
であるか又は光拡散部２以外の空気との境界面であるか
により、上記拡散又は全反射を繰返す。同様の現象は、
導光体１の軸に直交する断面の全ての方向において無数
に繰り返されている。

【００２０】なお、上記第１の参考例では、図１に示す
ように、光拡散部２を導光体１の円筒状側面に一定幅で
連続的に形成したが、さらに照明むらを少なくし、より
均一な照明光を得るために、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るように構成
してもよい。導光体１の円筒状側面に形成される光拡散
部２の他の構成を図４の（ａ）から（ｅ’）に例示す
る。図４（ａ）は、光拡散部２が導光体１の軸方向に連
続的に形成され、且つ、導光体１の光入射面４から中央
部に進むにしたがって光拡散部２の幅が広くなる例を示
す。図４（ｂ）は、光拡散部２が一定のピッチで不連続
に形成された例を示す。図４（ｃ）は、光拡散部２が一
定のピッチで不連続的に形成され、且つ、導光体１の光
入射面４から中央部に進むにしたがって光拡散部２の幅
が広くなる例を示す。図４（ｄ）は、光拡散部２が不均
一なピッチで不連続的に形成され、且つ、導光体１の光
入射面４から中央部に進むにしたがって光拡散部２のピ
ッチ間隔が狭くなる例を示す。図４（ｅ）及び（ｅ’）
は、導光体１の円筒状側面の内、光拡散部２及び光出射
面５を除く部分に完全反射層４１を設けた例を示す。完
全反射層４１としては、パラジウム、鉄、クロム、アル
ミニウム、銀、ニッケル等の金属若しくはこれら合金の
金属薄膜、又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
法等により形成する。

【００２１】導光体１の表面に形成された光拡散部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（又はのこ
ぎり波面）にすることが好ましい。また、光拡散部２を
導光体１の円筒状側面に成形した溝としてもよい。

【００２２】また、上記第１の参考例では、導光体１の
形状として、例えば図１に示すように円柱状に形成した
が、多角柱等の柱状であってもよい。さらに、図６に示
すように、導光体１の光出射面５に２つの平面部を形成
し、その２平面による挟角が９０度となるように構成し
てもよい。

【００２３】また、発光体３の内部に設けた赤色発光素
子２１、緑色発光素子２２、青色発光素子２３を各々時
分割で順次点灯させるのではなく、一度に全て点灯し、
読み取りセンサ側（図示せず）にカラーフィルタを設け
て、原稿情報を読み終わった後に色分解するように構成
してもよい。さらに、発光体３は、図２に示したような
発光体３の内部に赤色発光素子２１、緑色発光素子２
２、青色発光素子２３を設ける構成ではなく、各々独立
した形としてもよい。その場合、例えば図７に示すよう
に、赤色発光体７１、緑色発光体７２、青色発光体７３
を同一基板７４上に設置し、基板７４を回転させ、各発
光体７１、７２、７３を順次導光体１に密着させ点灯さ
せるように構成してもよい。この場合、赤色発光体７
１、緑色発光体７２、青色発光体７３は各々の発光色を
有するＬＥＤであっても良い。

【００２４】以上のように、第１の本参考例によれば、
透光性材料を用いて成形した導光体１の側面に光拡散部
２を設け、導光体１の軸に直交する光入射面４に発光体
３を密着させ、発光体３の各色の発光素子をそれぞれ時
分割して順次発光させるように構成したので、各色につ
いて導光体１の内部と空気との境界面で全反射し導光体
１の内部を進行する光線と、光拡散部２により拡散され
空気中に出射する光線とが常に無数に存在し、導光体１
の光出射面５からは照明むらのない光が時分割的に照射
される。そのため、光学的カラ−画像読み取り装置上の
カラー原稿は、均一に、且つ、各色ごとに照明される。

【００２５】

【参考例２】次に、本発明の線状照明装置の第２の参考
例について、図８を参照しつつ説明する。図８は線状照
明装置の第２の参考例の構成を示す斜視図であり、図１
に示す第１の参考例と同一の符号を付した箇所は実質的
に同一であるものとする。図８において、光拡散層８１
が光拡散部２の代わり又は光拡散部２の上に形成されて
いる。光拡散層８１は、導光体１の屈折率よりも大きい
屈折率を有する光拡散体（例えば酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、シリカ等）
を、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）に混合したものを、印刷法
やロ−ルコ−タ−等のコ−ティング法、塗装法等を用い
て、導光体１の円筒側面の一部分に形成したものであ
る。

【００２６】なお、光拡散層８１を、図４（ａ）から
（ｅ’）に示した各光拡散部２の構成と同様の形状に形
成してもよい。また、光拡散層８１を図４（ａ）から
（ｅ’）に示した光拡散部２上の全面又は一部分に形成
してもよい。後者の場合、導光体１上に直接光拡散層８
１を形成し、光拡散層８１と導光体１の境界面の状態が
滑面である場合と比較して、光拡散層８１又は光拡散部
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％以上向上させることがで
きる。

【００２７】

【参考例３】次に、本発明の線状照明装置の第３の参考
例について、図９を参照しつつ説明する。図９は線状照
明装置の第３の参考例の構成を示す斜視図であり、図１
に示す第１の参考例と同一の符号を付した箇所は実質的
に同一であるものとする。図９において、導光体１の円
筒状側面に一部分が略Ｖ型に切削され、Ｖ型切削面９１
が形成されている。なお、発光体３は、図１に示す第１
の参考例と同様に、導光体１の軸に直交する光入射面４
に密着するように設けられるが、図９においては省略し
てある。また、光拡散部２はＶ型切削面９１上の全面に
形成されているものとする。Ｖ型切削面９１は、導光体
１の円筒状側面を、導光体１の光入射面４から中央部に
向かって切削面の幅が次第に大きくなるように斜めに、
且つ、平面状にＶ型に切削したものであり、導光体１の
中央部において切削面が最大幅を有する。

【００２８】以上のように構成された線状照明装置の第
３の参考例について、以下その動作を説明する。まず、
導光体１の光入射面４に密着するように設けられた発光
体（図示せず）を点灯させると、導光体１の内部に入射
した光は、図３に示す第１の参考例の線状照明装置と同
様な振舞いを行い、照明光として寄与する。第３の参考
例と上記第１及び第２の参考例とを比較すると、第１及
び第２の参考例では、発光体から出射され一方の光入射
面４から導光体１内部に入射した光の一部は、他方の光
入射面４から導光体の外部に抜け、発光体から出射され
た光の内、残りの部分だけが照明光となる。そのため、
発光体から出射された光が有効活用されない場合も生じ
る可能性がある。一方、第３の参考例では、導光体１の
側面にＶ型切削面９１を成形し、Ｖ型切削面９１の全面
を光拡散部２としたので、導光体１の光入射面４に向か
う光をＶ型切削面９１（又はＶ型切削面９１上の光拡散
部２）により光出射面５側に反射させ、照明効率を向上
させている。

【００２９】上記第３の参考例では、光拡散部２をＶ型
切削面９１上の全面に形成したが、さらに照明むらを少
なくし、より均一な照明光を得るために、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
るように構成してもよい。導光体１のＶ型切削面９１上
に形成される光拡散部２の他の構成を図１０の（ａ）か
ら（ｄ’）に例示する。図１０（ａ）は、光拡散部２が
Ｖ型切削面９１上で一定のピッチ及び幅で不連続に形成
された例を示す。図１０（ｂ）は、光拡散部２がＶ型切
削面９１上で一定のピッチで不連続的に形成され、且
つ、導光体１の光入射面４から中央部に進むにしたがっ
て光拡散部２の幅が広くなる例を示す。図１０（ｃ）
は、光拡散部２がＶ型切削面９１上で一定の幅で不均一
なピッチで不連続的に形成され、且つ、導光体１の光入
射面４から中央部に進むにしたがって光拡散部２のピッ
チ間隔が狭くなる例を示す。図１０（ｄ）及び（ｄ’）
は、光拡散部２がＶ型切削面９１上の全面に形成され、
且つ、導光体１の円筒状側面の内、光拡散部２及び光出
射面５を除く部分に完全反射層１０１を設けた例を示
す。完全反射層１０１としては、パラジウム、鉄、クロ
ム、アルミニウム、銀、ニッケル等の金属若しくはこれ
ら合金の金属薄膜、又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、印刷法等により形成する。

【００３０】なお、図１０（ａ）から（ｄ’）に示した
光拡散部２を光拡散層８１に置き換えることも可能であ
る。また、Ｖ型切削面９１の全面に光拡散部２を形成
し、さらに光拡散部２上の全面又は一部分に光拡散層８
１を形成してもよい。または、Ｖ型切削面９１の一部分
に光拡散部２を形成し、光拡散部２の上の全面あるいは
一部に光拡散層９１を形成してもよい。さらに、Ｖ型切
削面９１上の光拡散部２の表面状態は、ＪＩＳ規格Ｂ０
６０１に示されている表面の粗さで、中心線平均粗さＲ
aが（１００〜０．０１３）ａ、最大高さＲmaxが（４０
０〜０．０５）Ｓの粗面や、図５に示すようなピッチ５
０μｍ〜２０００μｍで山の高さ２０μｍ〜８００μｍ
の三角波面（又はのこぎり波面）にすることが好まし
い。

【００３１】以上のように、第３の参考例によれば、導
光体１の円筒状側面を、導光体１の光入射面４から中央
部に向かって切削面の幅が次第に大きくなるように斜め
に、且つ、平面状にＶ型に切削してＶ型切削面９１を形
成し、Ｖ型切削面９１上の全面又は一部分に光拡散層２
を形成したので、発光体１の一方の光入射面４から導光
体１の内部に入射した光の内、他方の光入射面４から抜
け出る量を減らすことができ、光拡散層２に当たる確率
を増やすことにより照明光の光量を増加させることがで
きる。

【００３２】

【参考例４】次に、本発明の線状照明装置の第４の参考
例について、図１１を参照しつつ説明する。図１１にお
いて、（ａ）は線状照明装置の第４の参考例の構成を示
す斜視図であり、（ｂ）はその側面図である。なお、図
１に示す第１の参考例と同一の符号を付した箇所は実質
的に同一であるものとする。図１１に示すように、導光
体１は２つの円錐台の直径の小さい側の端面どうしを接
合したような形状であり、軸に直交する断面が略円形で
あり、両端の光入射面４における直径が最も大きく、中
央部における直径が最も小さい。光拡散層２は導光体１
の略円錐台状の側面に一定に幅で軸方向に連続的に設け
られている。なお、発光体３は、図１に示す第１の参考
例と同様に、導光体１の軸に直交する光入射面４に密着
するように設けられるが、図１１においては省略してあ
る。なお、導光体１の中央部における軸に直交する断面
積は、導光体１の光入射面４の面積の７０％以下である
ことが好ましい。

【００３３】以上のように構成された線状照明装置の第
４の参考例について、以下その動作を説明する。なお、
導光体１の形状としては、円錐台状を例にして説明する
が、断面形状は導光体の断面積が、導光体の両端部から
中央部に向かって、光入射面４と相似形であり、次第に
断面積が小さくなり、中央部において断面積が最小とな
るようなものであれば、これに限定されるものではな
く、多角錐台形状等であっても同様に機能する。まず、
導光体１の光入射面４に密着するように設けられた発光
体（図示せず）を点灯させると、導光体１の内部に入射
した光は、図３に示す第１の参考例の線状照明装置と同
様な振舞いを行い、照明光として寄与する。上記第３の
参考例と比較すると、導光体１の両端部から中央部に進
むにつれて断面積が徐々に小さくなるように構成されて
いるので、導光体１の両端部の光入射面４から入射し、
中央部に向かう光は、中央部に進むにつれて次第に絞り
込まれ、中央部付近の照明光の光量を増加させることが
できる。その結果、照明効率が向上し、照明むらをより
少なくすることができる。

【００３４】上記第４の参考例では、光拡散部２を導光
体１の略円錐台状の側面に一定に幅で軸方向に連続的に
設けたが、さらに照明むらを少なくし、より均一な照明
光を得るために、導光体１の両端部から中央部にかけて
光拡散部２の幅や面積を変化させるように構成してもよ
い。導光体１の略円錐台状側面上に形成される光拡散部
２の他の構成を図１２の（ａ）から（ｆ）に例示する。
図１２（ａ）は、光拡散部２が導光体１の軸方向に連続
的に形成され、且つ、導光体１の光入射面４から中央部
に進むにしたがって光拡散部２の幅が広くなる例を示
す。図１２（ｂ）は、光拡散部２が導光体１の略円錐台
状の側面上で一定のピッチ及び幅で不連続に形成された
例を示す。図１２（ｃ）は、光拡散部２が導光体１の略
円錐台状の側面上で一定のピッチで不連続的に形成さ
れ、且つ、導光体１の光入射面４から中央部に進むにし
たがって光拡散部２の幅が広くなる例を示す。図１２
（ｄ）は、光拡散部２が導光体１の略円錐台状の側面上
で一定の幅で不均一なピッチで不連続的に形成され、且
つ、導光体１の光入射面４から中央部に進むにしたがっ
て光拡散部２のピッチ間隔が狭くなる例を示す。図１２
（ｅ）は、光拡散部２が導光体１の軸方向に一定の幅で
連続的に形成され、且つ、導光体１の円筒状側面の内、
光拡散部２及び光出射面５を除く部分に完全反射層１２
１を設けた例を示す。図１２（ｆ）は、導光体１の軸に
直交する各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を形成した例を示す。な
お、図１２（ｅ）における完全反射層１２１としては、
パラジウム、鉄、クロム、アルミニウム、銀、ニッケル
等の金属若しくはこれら合金の金属薄膜、又はこれらの
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、印刷法等により形成する。

【００３５】なお、図１１に示した光拡散部２は光拡散
層８１に置き換えることも可能である。また、光拡散部
２上の全面又は一部分に光拡散層８１を形成してもよ
い。さらに、光拡散部２の表面状態は、ＪＩＳ規格Ｂ０
６０１に示されている表面の粗さで、中心線平均粗さＲ
aが（１００〜０．０１３）ａ、最大高さＲmaxが（４０
０〜０．０５）Ｓの粗面や、図５に示すようなピッチ５
０μｍ〜２０００μｍで山の高さ２０μｍ〜８００μｍ
の三角波面（又はのこぎり波面）にすることが好まし
い。

【００３６】

【実施例】また、本発明の実施例を図１３に示す。図１
３において、（ａ）は本発明の実施例の構成を示す斜視
図であり、（ｂ）はその側面図である。図１３に示す導
光体１は、軸に直交する各断面積が、導光体１の両端の
光入射面４から中央部に向かって次第に小さくなり、中
央部において断面積が最小となるような略錐台形状であ
り、且つ、導光体１の軸に直交する各断面の円周上の一
点が、導光体１の軸に平行な直線で結ばれ、その直線を
含む表面近傍を光出射面５とする。さらに、導光体１が
略円錐台状であれば、導光体１の断面形状として、図１
４に示すように、導光体１の光出射面５に、２つの平面
部を形成し、その２平面による挟角が９０度である形状
としてもよい。

【００３７】以上のように、本発明の実施例によれば、
導光体１の形状を、導光体１の軸に直交する断面積が、
両端部から中央部に向かって次第に小さくなり、中央部
において断面積が最小となるような錐台形状とし、導光
体１の略円錐台状の側面に光拡散部２及び／又は光拡散
層８１を設けたので、中央部付近の照明光の光量を増加
させることができ、照明効率を向上させ、照明むらを上
記した参考例と比較して、より少なくすることができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明の線状照明装置によ
れば、透光性材料で形成された柱状の導光体と、導光体
の側面の少なくとも一部分に形成された光拡散部と、導
光体の軸に略直交する両端面の近傍に設けられた発光体
とを具備し、発光体から照射された光を導光体内部に入
射し、光拡散部により反射され拡散された光を導光体の
側面の光拡散部以外の光出射面から外部に出射させ、発
光体は赤色（波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ）、緑色（波
長５００ｎｍ〜６００ｎｍ）及び青色（波長４００ｎｍ
〜５００ｎｍ）の各々の発光色を時分割で順に照射する
ように構成されている。そのため、発光体から照射され
た光は、導光体の端面（光入射面）から導光体の内部に
入射し、スネルの法則に従った振舞いを行う。

【００３９】臨界角以内の光線は導光体の内部を通過し
て空気中に出射するが、臨界角を越えた光線は導光体と
空気との境界面で全反射を繰り返しながら導光体の内部
を進行する。この時、光線の一部が光拡散部に当たると
全反射を起こさずに拡散される。拡散光は、次に到達す
る導光体と空気との境界面において、スネルの法則に従
った振舞いを行う。拡散光の内、臨界角以内の光線は光
出射面から空気中に出射し、照明光として寄与する。同
様の現象が、導光体の軸に直交する断面の全ての方向に
おいて無数に繰り返されるので、導光体の光出射面から
出射される照明光はほぼ均一となる。また、Ｒ、Ｇ及び
Ｂにそれぞれ対応する発色光が時分割して照射されるた
め、カラー原稿の色分解を照明側で行うことができる。

【００４０】また、導光体をその軸に直交する断面が略
円形又は略多角形であり、軸に直交する各断面の断面積
が一定であるように構成することにより、導光体の形状
が簡単になり、製作が容易になる。また、導光体の側面
を導光体の両端面から中央部に向かって次第に幅が大き
くなるように斜めに、且つ、平面状にＶ型に切削し、導
光体の中央部において最大幅を有する略Ｖ型切削面を有
し、光拡散部を略Ｖ型切削面上に形成することにより、
導光体の一方の端面から入射した光の内、他方の端面か
ら外部に漏れ出す割合を小さくすることができ、照明効
率を向上させることができる。または、導光体を、その
軸に直交する断面が略円形又は略多角形であり、軸に直
交する断面の面積が、導光体の両端部から中央部に向か
って次第に小さくなり、中央部において断面積が最小と
なるような略円錐台形状又は略多角錐台形状としても同
様に、導光体の一方の端面から入射した光の内、他方の
端面から外部に漏れ出す割合を小さくすることができ、
照明効率を向上させることができる。さらに、導光体の
軸に直交する各断面の外周上の一点が、導光体の軸に平
行な直線で結ばれてるようにすることにより、導光体の
光出射面が略直線状になり、照明光による照明領域を直
線状にすることができる。また、導光体の光出射面近傍
に、挟角が略９０度となる２平面を形成することによ
り、導光体の光出射面が平面状になり、照明光による照
明領域を平面状にすることができる。

【００４１】また、光拡散部を導光体の側面上に一定の
幅で、軸方向に連続的に形成することにより、または、
光拡散部を導光体の側面上に一定のピッチで、軸方向に
不連続に形成することにより、光拡散部の形成が容易に
なる。または、光拡散部２を導光体の軸方向に連続的に
形成し、且つ、導光体の両端面から中央部に進むにした
がって光拡散部の幅が広くなるように形成することによ
り、導光体１の中央部近傍における照明光の光量を増加
させることができ、一般に発光体から距離が離れるにつ
れて光量が低下するという現象を緩和することができ
る。または、光拡散部を導光体の側面上に一定のピッチ
で、軸方向に不連続的に形成し、且つ、導光体の両端面
から中央部に進むにしたがって光拡散部の幅が広くなる
ように形成しても、同様に導光体１の中央部近傍におけ
る照明光の光量を増加させることができる。または、光
拡散部を導光体の側面上に不均一なピッチで、軸方向に
不連続的に形成し、且つ、導光体の両端面から中央部に
進むにしたがって光拡散部のピッチ間隔が狭くなるよう
に形成しても、同様に導光体１の中央部近傍における照
明光の光量を増加させることができる。さらに、導光体
の側面の内、光拡散部及び光出射面を除く部分に完全反
射層を設けることにより、導光体の光拡散部及び光出射
面を除く部分から外部に漏れ出る光をなくすことがで
き、光照射面から照射される照明光の光量を増加させ、
照明効率を向上させることができる。

【００４２】また、光拡散部の代わりに光拡散層を設け
ても、同様に導光体の光照射面からほぼ均一な照明光を
照射することができる。また、光拡散部の全体又は一部
分の上に光拡散層を設けることにより、光拡散部で反射
され、拡散される光量が増加し、照明効率を向上させる
ことができる。また、光拡散層を導光体の屈折率よりも
大きい屈折率を有する光拡散体を導光体の屈折率とほぼ
等しい屈折率をもつ透光性樹脂に混合したものとするこ
とにより、光拡散層が導光体とほぼ物理的に同じ性質を
有し、耐熱性、対候向性等が向上する。また、発光体を
発光ダイオードとすることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ各発光色
の光に時分割発光に要する時間を短くすることができ
る。

【００４３】従って、本発明の線状照明装置は、以上の
ような効果を有するため、被照明対象である原稿面での
照明むらが小さくなり、しかも一つの導光体でＲ、Ｇ、
Ｂの三色の照明が可能となり、光学的カラ−画像読み取
り装置の照明系等に使用すれすることにより装置全体を
小型化することができる。さらに、小型カラ−ファクシ
ミリやカラー複写機等の機器への搭載が可能となり、こ
れらの機器の小型化に寄与する。また、簡単な構成で
Ｒ、Ｇ、Ｂを時分割発光しうる照明系を作製することが
でき、低コスト化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の線状照明装置の第１の参考例の構成図
を示す斜視図

【図２】（ａ）は第１の参考例における発光体の構成を
示す側部断面図、（ｂ）はその正面図

【図３】（ａ）は第１の参考例における導光体内部の光
の進み方の動作説明図、（ｂ）はスネルの法則を示す図

【図４】（ａ）から（ｅ）はそれぞれ第１の参考例にお
ける光拡散部の他の構成を示す平面図、（ｅ’）は
（ｅ）に示す一例の側面図

【図５】光拡散部の形状を示す拡大図

【図６】第１の参考例における導光体の他の構成を示す
側面図

【図７】本発明の線状照明装置の第１の参考例における
他の構成を示す斜視図

【図８】本発明の線状照明装置の第２の参考例における
導光体の構成を示す斜視図

【図９】本発明の線状照明装置の第３の参考例における
導光体の構成を示す斜視図

【図１０】（ａ）から（ｄ）は第３の参考例における光
拡散部の他の構成を示す平面図、（ｄ’）は（ｄ）に示
す一例の側面図

【図１１】（ａ）は本発明の線状照明装置の第４の参考
例における導光体の構成を示す斜視図、（ｂ）はその側
面図

【図１２】（ａ）から（ｆ）はそれぞれ第４の参考例に
おける光拡散部の他の構成を示す平面図

【図１３】（ａ）は本発明の線状照明装置の実施例にお
ける導光体の構成を示す斜視図、（ｂ）はその側面図

【図１４】本発明の線状照明装置の実施例における導光
体の他の構成を示す側面図

【図１５】従来の光学的画像読み取り装置の構成を示す
側面図

【符号の説明】

１：導光体２：光拡散部３：発光体４：導光体底面５：光出射面２１：赤色発光素子２２：色発光素子２３：青色発光素子３１：臨界角以内の光線３２：臨界角を越えた光線３３：拡散光３４：照明光４１：完全反射層７１：赤色発光体７２：緑色発光体７３：青色発光体７４：基板８１：光拡散層９１：Ｖ型切削面１０１：完全反射層１２１：完全反射層１５１：原稿１５２：蛍光灯１５３：ロッドレンズアレイ１５４：光電変換素子アレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梶田祐加大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内審査官吉田英一 (56)参考文献特開昭63−86955（ＪＰ，Ａ) 特開平８−214116（ＪＰ，Ａ) 特開平７−14414（ＪＰ，Ａ) 特開平６−295002（ＪＰ，Ａ) 特開平６−217084（ＪＰ，Ａ) 特開平６−148435（ＪＰ，Ａ) 特開平４−265909（ＪＰ，Ａ) 特開平４−221236（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−146803（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−167245（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−167244（ＪＰ，Ｕ) 実開平６−21940（ＪＰ，Ｕ) 実公昭56−242（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/00 F21V 8/00 H04N 1/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性材料で形成された柱状の導光体
と、前記導光体の側面の少なくとも一部分に形成された
光拡散部と、前記導光体の軸に略直交する両端面の近傍
に設けられた発光体とを具備し、前記発光体から照射さ
れた光を前記導光体内部に入射し、前記光拡散部により
反射され拡散された光を前記導光体の側面の前記光拡散
部以外の光出射面から外部に出射させる線状照明装置で
あって、前記発光体は赤色（波長６００ｎｍ〜７００ｎ
ｍ）、緑色（波長５００ｎｍ〜６００ｎｍ）及び青色
（波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ）の各々の発光色を時分
割で順に照射するように構成され、前記導光体は、前記
軸に直交する断面の面積が、前記導光体の両端部から中
央部に向かって次第に小さくなり、中央部において断面
積が最小となるような形状であって、前記光拡散部は、
前記導光体の側面上に一定の幅で前記軸方向に連続的に
設けられ、且つ、前記導光体の軸に直交する各断面の円
周上の一点が、前記導光体の軸に平行な直線で結ばれ、
その直線を含む表面近傍を光出射面とした線状照明装
置。
【請求項２】前記導光体は、前記軸に直交する断面が
略円形又は略多角形であり、前記軸に直交する断面の面
積が、前記導光体の両端部から中央部に向かって次第に
小さくなり、中央部において断面積が最小となるような
略円錐台形状又は略多角錐台形状である請求項１に記載
の線状照明装置。
【請求項３】前記導光体の光出射面近傍に、挟角が略
９０度となる２平面を形成した請求項２に記載の線状照
明装置。
【請求項４】前記導光体の側面の内、前記光拡散部及
び光出射面を除く部分に完全反射層を設けた請求項２又
は３に記載の線状照明装置。
【請求項５】前記光拡散部の代わりに光拡散層を設け
た請求項１から４のいずれかに記載の線状照明装置。
【請求項６】前記光拡散部の全体又は一部分の上に光
拡散層を設けた請求項１から４のいずれかに記載の線状
照明装置。
【請求項７】前記光拡散層は、前記導光体の屈折率よ
りも大きい屈折率を有する光拡散体を、前記導光体の屈
折率とほぼ等しい屈折率をもつ透光性樹脂に混同したも
のである請求項５又は６に記載の線状照明装置。
【請求項８】前記発光体は、発光ダイオードである請
求項１から７のいずれかに記載の線状照明装置。