JP4793288B2 - 導光体及び2分岐線状光源装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、導光体の短手方向の断面形状において、光出射面が円弧又は楕円の弧などの形状からなるレンズ面状に形成され、光出射面に対向する位置に光変向面を2つ設けた導光体が記載されている。
また、特許文献3には、 導光体の一端面に光源が取り付けられた照明ユニットが対向するように2組配置された光源装置が記載されている。導光体はアクリルやポリカーボネートなどの光透過性の高い樹脂又は光透過性の高い光学ガラスで構成され、一側面に光出射面が形成されている。光源は、例えば、面実装型のLEDが1個又は複数個取り付けられており、LEDから導光体の一端面に入射した光は導光体の内面で反射しながら長手方向へ導かれるとともに、光出射面から矢印方向に光を出射するように構成されている。各照明ユニットは、それらの光出射面から出射した光が原稿面の原稿読取面を照射するように配置され、各々が同一領域である原稿読取面を照射することが記載されている。
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、2方向から原稿読取面に光を照射することができると共に、装置の小型化を実現することのできる導光体及び2分岐線状光源装置を提供することにある。
第1の手段は、LED光源と、該LED光源からの光を導く導光体と、反射鏡とから構成され、前記導光体から出射された光を原稿読取面に照射する原稿読取装置であって、前記導光体は、長手方向に伸びる光変向面と、該光変向面に対向する光出射面とが形成された透明な棒状の導光体であり、前記光変向面は、該光変向面に対する長手方向に伸びる垂直面が交差するように配置された2つの面で形成され、前記光出射面は2つの前記光変向面にそれぞれ対向するように設けられた2つの面で形成されており、前記LED光源は、前記導光体の長手方向両端の少なくとも一方に設けられた光入射部に対向して設けられており、前記導光体から出射された光を前記原稿面に向けて反射する前記反射鏡が設けられており、前記LED光源から前記導光体に入射した光は、前記光変向面で変向され、前記導光体の一方の光出射面から出射される光は前記原稿読取面に向けて出射され、また前記導光体の他方の光出射面から出射される光は前記反射鏡に向けて出射されることを特徴とする原稿読取装置である。
第2の手段は、第1の手段において、前記導光体の各光変向面は、導光体の短手方向に対して凹面状に形成されていることを特徴とする原稿読取装置である。
第3の手段は、第1の手段において、前記導光体の前記光出射面は、曲率が等しい又は異なる2つの曲面で形成されていることを特徴とする原稿読取装置である。
第4の手段は、線状光源装置が、LED光源と、該LED光源からの光を導く導光体と、反射鏡とから構成され、前記LED光源から前記導光体に入射した光は光変向面で変向され、前記導光体の一方の光出射面から出射された光は原稿読取面に向けて出射され、前記導光体の他方の光出射面から出射された光は前記反射鏡によって前記原稿読取面に向けて反射される原稿読取装置に用いられる線状光源装置であって、前記LED光源は、前記導光体の長手方向両端の少なくとも一方に設けられた光入射部に対向して設けられており、
前記導光体は、長手方向に伸びる前記光変向面と、該光変向面に対向する前記光出射面とが形成された透明な棒状の導光体であり、前記光変向面は該光変向面に対する長手方向に伸びる垂直面が交差するように配置された2つの面で形成され、前記光出射面は2つの前記光変向面にそれぞれ対向するように設けられた2つの面で形成されており、前記反射鏡は、前記導光体の他方の光出射面から出射された光を、導光体の一方の光出射面から出射された光が向かう原稿読取面に向けて反射することを特徴とする、原稿読取装置に用いられる線状光源装置である。
第5の手段は、第4の手段において、前記導光体の各光変向面は導光体の短手方向に対して凹面状に形成されていることを特徴とする線状光源装置である。
第6の手段は、第4の手段において、前記導光体の前記光出射面が曲率が等しい又は異なる2つの曲面で形成されていることを特徴とする線状光源装置である。
請求項2に記載の発明によれば、導光体の各光変向面は、導光体の短手方向に対して凹面状に形成されているので、光変向面から変向される光を収束させて光出射面に入射させることができ、光出射面の形状の如何に関わらず光出射面から2方向に出射される光を各々収束して出射させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、導光体の前記光出射面は、曲率が等しい又は異なる2つの曲面で形成されているので、光出射面から2方向に出射される光を各々任意の方向に収束し出射させることが容易となる。
請求項4に記載の発明によれば、線状光源装置が、LED光源と、該LED光源からの光を導く導光体と、反射鏡とから構成され、前記LED光源から前記導光体に入射した光は光変向面で変向され、前記導光体の一方の光出射面から出射された光は原稿読取面に向けて出射され、前記導光体の他方の光出射面から出射された光は前記反射鏡によって前記原稿読取面に向けて反射される原稿読取装置に用いられる線状光源装置であって、前記LED光源は、前記導光体の長手方向両端の少なくとも一方に設けられた光入射部に対向して設けられており、前記導光体は、長手方向に伸びる前記光変向面と、該光変向面に対向する前記光出射面とが形成された透明な棒状の導光体であり、前記光変向面は該光変向面に対する長手方向に伸びる垂直面が交差するように配置された2つの面で形成され、前記光出射面は2つの前記光変向面にそれぞれ対向するように設けられた2つの面で形成されており、前記反射鏡は、前記導光体の他方の光出射面から出射された光を、導光体の一方の光出射面から出射された光が向かう原稿読取面に向けて反射するように構成したので、2方向から原稿読取面への光を照射する構成が容易となり、また、1つの導光体しか用いないので装置の小型化を実現することができる。
請求項5に記載の発明によれば、導光体の各光変向面は、導光体の短手方向に対して凹面状に形成されているので、光変向面から変向される光を収束させて光出射面に入射させることができ、光出射面の形状の如何に関わらず光出射面から2方向に出射される光を各々収束して出射させることができる。
請求項6に記載の発明によれば、導光体の前記光出射面は、曲率が等しい又は異なる2つの曲面で形成されているので、光出射面から2方向に出射される光を各々任意の方向に収束し出射させることが容易となる。
図1は、本実施形態の発明に係る導光体1の斜視図である。
同図において、1は導光体、2は導光体1の長手方向の一端面に形成された光入射面、3は導光体1の長手方向の他端面、4a、4bは光変向面(反射面)、5a、5bは光出射面、6a、6bは光変向面4a、4bと光出射面5a、5bとの間の側面に設けられた一対の突起部である。
導光体1は、棒状の透明なアクリル樹脂よりなり、半径がφ5〜6の細い棒状に形成され、長さが320mmであり、一対の突起部6a、6bは、導光体1の両端を保持しただけでは導光体1が撓み、照明位置がずれてしまうので、固定保持を容易にするために設けられる。導光体1は、少なくとも一方の長手方向端面に光入射面2が設けられ、長手方向に伸びる一方の側面に、第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bが形成されており、第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bは、第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bに対する長手方向に伸びる垂直面が交差するように形成されている。また、導光体1の長手方向に伸びる他方の側面には、第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bに対向して光出射面5a、5bが形成されている。光出射面5a、5bは、共通の面で形成され断面は略半円形である。
この投影図において、第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bは、線分4a、4bとして表されている。投影図において線分として表されている第1の光変向面4aに対して垂直で、かつ、第1の光変向面4aの中央から光変向面5aに向かって進む線を第1の垂直線15aとする。同様に、投影図において線分として表されている第2の光変向面4bに対して垂直で、かつ、第2の光変向面4bの中央から光変向面5bに向かって進む線を第2の垂直線15bとする。この2つの垂直線、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bは、交差角度θ1をなして交差する。なお、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bは、図1に示すような斜視図でみると、長手方向に伸びる面となっている。この第1の垂直線15aまたは第2の垂直線15bを含み、導光体1の長手方向に伸びる仮想平面を「光変向面に対する長手方向に伸びる垂直面」とよぶ。
同図において、7はLEDからなる光源である。光源7は導光体1の長手方向の一方の端部に形成された光入射部2に光を照射する方向に配置され、光源7と導光体1とは極めて近い距離で離間して設けられ、光源7から放射された光は大気中に放射され、その後、導光体1の内部に入射する。
光源7から導光体1に入射された光は、導光体1の内部を全反射し、長手方向Xに導光される。導光される過程で、光変向面4aの山型の凹凸溝の斜面に入射した光は、導光体1の短手(幅)方向Yに向きを変え、光出射面5aから出射される。光変向面4aの山型の凹凸溝の斜面は、光源7からの光A1を光出射面5aに対して概ね垂直方向に放射する光A2となるように、角度が調整されているので、光変向面4aの凹凸溝の斜面に入射した光A1は、光変向面4aから光出射面5aに向かう導光体1の幅方向Yに進む光A2となる。また、光源7から光出射面5aに入射した光B1は、光出射面5aで全反射し、入射角の角度を有したまま長手方向Xに進む光B2となる。その後、反射光B2は、光変向面4aの凹凸溝の斜面に入射し、光変向面4aから光出射面5aに向かう導光体1の短手(幅)方向Yに進む光B3となる。
これらの図において、8は原稿読取面9の中心に垂直な面に対して導光体1と略対称な位置に配置された反射鏡、9は原稿読取面、10はケース、11は導光体1を固定する略コ字状に形成された保持部、12は底面から伸び導光体1を固定する略コ字状に形成された支持部、13、14はケース10に設けられ光を通過する透明な窓である。なお、その他の構成は図3に示した同符号の構成に対応する。
図6及び図7(a)は、本実施形態の発明に係る第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bを有する導光体1を長手方向の一方の端面、即ち、光入射面2または長手方向の他端面3から見た投影図、図7(b)は図7(a)に示した導光体1と対比するための導光体1の光入射面2または長手方向の他端面3から見た投影図である。なお、これらの図に示される符号の構成は図1に示した同符号の構成に対応する。
図6に示す投影図において、第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bは、線分4a、4bとして表されている。投影図において線分として表されている第1の光変向面4aに対して垂直で、かつ、第1の光変向面4aの中央から光変向面5aに向かって進む線を第1の垂直線15aとする。同様に、投影図において線分として表されている第2の光変向面4bに対して垂直で、かつ、第2の光変向面4bの中央から光変向面5bに向かって進む線を第2の垂直線15bとする。この2つの垂直線、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bは、交差角度θ1をなして交差する。この第1の垂直線15aまたは第2の垂直線15bを含み、導光体1の長手方向に伸びる仮想平面を「光変向面に対する長手方向に伸びる垂直面」とよぶ。
第1の光変向面4aと第2の光変向面4bは、短手方向の長さが、例えば、1mm幅の平面状に形成され、交差角度θ1が55°となるように互いに隔てて配置される。さらに、第1の光変向面4a及び第2の光変向面4b、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bが導光体1の光出射面5a、5b側の円形の曲率中心線で交差するように設けられている。
θ’=Sin(N・Sinθ)−1
の角度で放射される。ここで、Nは導光体1の屈折率である。従って、光出射面5aの曲率や、光変向面4aと光出射面5aの曲率中心までの距離を調整することにより、任意の角度θで拡がる光を収束させ、同じ方向に照射することが可能となる。図6に示す導光体1では、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bが、光出射面5a、5bの曲率半径の中心軸で交差するので、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bと同じ方向に光が光出射面5a、5bから収束されて出射される。
図7(a)に示す導光体1では、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bが、円柱状の導光体1の中心軸の外側で交差しているが、図7(b)に示す導光体1では、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bが、円柱状の導光体1の中心軸の内側で交差している。つまり、図7(a)に示した導光体1においては、第1の垂直線15aを含む垂直面と第2の垂直線15bを含む垂直面が光出射面5a、5bと交差する交差線における法線の成す角度θ2が、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bが交差する交差角度θ1よりも小さい。一方、図7(b)に示した導光体1においては、第1の垂直線15aを含む垂直面と第2の垂直線15bを含む垂直面が光出射面5a、5bと交差する交差線における法線の成す角度θ2が、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bが交差する交差角度θ1よりも大きい。
図8、本実施形態の発明に係る導光体1の第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bを有する導光体1を長手方向の一方の端面から見た投影図である。なお、これらの図に示される符号の構成は図1に示した同符号の構成に対応する。
投影図において線分として表されている第1の光変向面4aに対して垂直で、かつ、第1の光変向面4aの中央から光変向面5aに向かって進む線を第1の垂直線15aとする。同様に、投影図において線分として表されている第2の光変向面4bに対して垂直で、かつ、第2の光変向面4bの中央から光変向面5bに向かって進む線を第2の垂直線15bとする。この2つの垂直線、第1の垂直線15aと第2の垂直線15bは、交差角度θ1をなして交差する。この第1の垂直線15aまたは第2の垂直線15bを含み、導光体1の長手方向に伸びる仮想平面を「光変向面に対する長手方向に伸びる垂直面」とよぶ。
同図に示すように、第1の光変向面4aと第2の光変向面4bは一方の共通の半円形に形成され、光出射面5aと光出射面5bは他方の共通の半円形に形成され、両半円形間は平面で繋がっており、第1の光変向面4aと第2の光変向面4bは、光出射面5a、5bの一方の共通の半円形の半径より遠方に配置されている。このように構成することにより、光出射面5a、5bからの出射光の収束性を向上させることができる。
図9(a)は図9(b)〜図9(d)に示した導光体1の第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bの拡大図、図9(b)は光出射面5a、5bの一部に平面部を有する本実施形態の発明に係る導光体1の長手方向の一方の端面から見た投影図、図9(c)は光出射面5a、5bの一部に内向する2つの平面部を有する本実施形態の発明に係る導光体1の長手方向の一方の端面から見た投影図、図9(d)は光出射面5a、5bの一部に外向する2つの平面部を有する本実施形態の発明に係る導光体1の長手方向の一方の端面から見た投影図である。なお、これらの図に示される符号の構成は図1に示した同符号の構成に対応する。
図9(a)に示すように、図9(b)〜図9(d)に示す導光体1の第1の光変向面4a及び第2の光変向面4bは、導光体1の半径方向に対して凹面状に形成されている。このように構成することにより、例えば、第1の光変向面4aから放射される光a1〜c1を収束させて光出射面5aに入射させることができる。また、図9(b)〜図9(c)に示すよう、光出射面5a、5bの一部を平面状に形成することにより、光出射面5a、5bからの出射光の収束性は若干犠牲にされるが、光出射面5a、5bからの出射光の光束や方向を任意に制御することができる。
図10は、1つの光変向面4を有し、光出射面5aと光出射面5bが各々独立した断面が略半円形に形成された本実施形態の発明に係る導光体1の長手方向の一方の端面から見た投影図である。
同図において、4は導光体1の側面に長手方向に伸びる1つの光変向面であり、その他の構成は図1に示した同符号の構成に対応する。
同図に示すように、16aは光出射面5aの法線であり、16bは光出射面5bの法線である。導光体1は法線16a、16bが互いに異なる角度を有する略半円形に形成された2つの曲面、光出射面5aと光出射面5bで構成されている。このように構成することにより、1つの光変向面4から変向され光出射面5a、5bに入射した光は、各々の略半円形に形成された光出射面5aと光出射面5bによって、各々独立して収束され各々異なる方向に出射させることができる。
2 光入射面
3 他端面
4、4a、4b 光変向面(反射面)
5a、5b 光出射面
6a、6b 突起部
7 光源
8 反射鏡
9 原稿読取面
10 ケース
11 保持部
12 支持部
13、14 窓
Claims (6)
- LED光源と、該LED光源からの光を導く導光体と、反射鏡とから構成され、前記導光体から出射された光を原稿読取面に照射する原稿読取装置であって、
前記導光体は、長手方向に伸びる光変向面と、該光変向面に対向する光出射面とが形成された透明な棒状の導光体であり、前記光変向面は、該光変向面に対する長手方向に伸びる垂直面が交差するように配置された2つの面で形成され、前記光出射面は2つの前記光変向面にそれぞれ対向するように設けられた2つの面で形成されており、
前記LED光源は、前記導光体の長手方向両端の少なくとも一方に設けられた光入射部に対向して設けられており、
前記導光体から出射された光を前記原稿面に向けて反射する前記反射鏡が設けられており、
前記LED光源から前記導光体に入射した光は、前記光変向面で変向され、前記導光体の一方の光出射面から出射される光は前記原稿読取面に向けて出射され、また前記導光体の他方の光出射面から出射される光は前記反射鏡に向けて出射されることを特徴とする原稿読取装置。 - 前記導光体の各光変向面は、導光体の短手方向に対して凹面状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の原稿読取装置。
- 前記導光体の前記光出射面は、曲率が等しい又は異なる2つの曲面で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の原稿読取装置。
- 線状光源装置が、LED光源と、該LED光源からの光を導く導光体と、反射鏡とから構成され、前記LED光源から前記導光体に入射した光は光変向面で変向され、前記導光体の一方の光出射面から出射された光は原稿読取面に向けて出射され、前記導光体の他方の光出射面から出射された光は前記反射鏡によって前記原稿読取面に向けて反射される原稿読取装置に用いられる線状光源装置であって、
前記LED光源は、前記導光体の長手方向両端の少なくとも一方に設けられた光入射部に対向して設けられており、
前記導光体は、長手方向に伸びる前記光変向面と、該光変向面に対向する前記光出射面とが形成された透明な棒状の導光体であり、前記光変向面は該光変向面に対する長手方向に伸びる垂直面が交差するように配置された2つの面で形成され、前記光出射面は2つの前記光変向面にそれぞれ対向するように設けられた2つの面で形成されており、
前記反射鏡は、前記導光体の他方の光出射面から出射された光を、導光体の一方の光出射面から出射された光が向かう原稿読取面に向けて反射することを特徴とする、原稿読取装置に用いられる線状光源装置。 - 前記導光体の各光変向面は導光体の短手方向に対して凹面状に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の線状光源装置。
- 前記導光体の前記光出射面が曲率が等しい又は異なる2つの曲面で形成されていることを特徴とする請求項4に記載の線状光源装置。
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