JP5903950B2 - 画像読み取り用ライン光源 - Google Patents

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Description

この発明は、読み取り対象物(被照射体)に光を照射し、読み取り対象物からの透過光や反射光をライン状に配置された光センサで読み取らせることで読み取り対象物上に形成された画像、文字、パターンなどを電子情報化する複写機やスキャナー等の画像読み取り機器に使用される画像読み取り用ライン光源に関するものである。
紙媒体などに印刷形成された画像、文字、パターンなどの情報を電子化するときに用いられる複写機、スキャナー等の機器においては、キセノン(Xe)ランプなどの線状光源で読み取り対象物を照明するものが多い。例えば、特開2002−190919号公報段落[0020](特許文献1参照)には、蛍光体非塗布部(帯状光投射部)13a、13bを残して蛍光体膜とした、キセノンガスを放電媒体とするアパーチャ形の蛍光ランプ12a、12bが開示されている。
また、線状光源としてXeランプの代わりに青色光や紫外光を発するLEDを用いた光源が普及している。例えば、特開2000−127505号公報段落[0023](特許文献2参照)には、LED26から放出された青色光36を受けて、蛍光ストリップ30、32と非蛍光ストリップ34をガラス又はプラスチック材料で構成した透明な棒レンズ28から複合「白色」光38を発生させる光源アセンブリ18が開示されている。
特開2004−85824号公報段落[0014](特許文献3参照)には、紫外線発光のLED11の上方に数タイプの発光色をブレンドした蛍光体13を塗布した透明板(ガラス板等)12が配置され、LED11から発した紫外光UVが蛍光体13に当たって可視光を発光する長尺光源(線状光源)10が開示されている。
特開平10−79835号公報段落[0015](特許文献4参照)には、光源1の管内面に塗付されている蛍光体5により紫外線4から変換された可視光6と、光源1の開口部2から直接放射された紫外線4aを蛍光体10と反射膜11からなる蛍光部材9により変換された可視光6aとからなる合成可視光を原稿7に照射する照明装置が開示されている。
特開2006−67197号公報段落[0062](特許文献5参照)には、外筒部としての反射シート18の内面に蛍光体43が印刷されたパターン、又はカバー15の内面に蛍光体44が印刷されたパターンを導光体と接するように貼り付け又は覆うライン光源が開示されている。
特開2011−250028号公報段落[0018](特許文献6参照)には、円筒状の透光筒11の内周面の周方向における全周にわたる領域に、蛍光体層25が設けられ、透光筒11の長手方向に沿って延びるよう配設された基板21上においてその長手方向に並んで配置された複数のLED素子20からの光によって蛍光体が励起されてLED素子20の発光による青色光のピーク波長より長波長の励起光(黄色光)を放射し、青色光及び励起光(黄色光)が混色された混色光を放射する光源装置が開示されている。
特開2011−216945号公報段落[0020](特許文献7参照)には、導光体3の背面34の外面に可視域の長波長成分をカットするフィルタ6が配置された線状光源装置が開示されている。
特開2002−190919号公報(例えば、段落[0020]など) 特開2000−127505号公報(例えば、段落[0023]など) 特開2004−85824号公報(例えば、段落[0014]、第2図など) 特開平10−79835号公報(例えば、段落[0015]、第1図など) 特開2006−67197号公報(例えば、段落[0062]など) 特開2011−250028号公報(例えば、段落[0018]、第1図など) 特開2011−216945号公報(例えば、段落[0020]、第2図など)
しかしながら、特許文献1に記載のものでは、Xeガスの放電で発生した紫外光でガラス管内壁面に形成した蛍光体層を励起して蛍光させるためにXeランプに数kVの高電圧を印加するので高電圧を生成するための電源回路が必要であるという課題がある。また、放電現象を利用していることにより発熱が大きく、ランプの温度上昇に伴い蛍光体の発光効率や輝度が低下し、時間と共に輝度が大きく変化してしまうという課題もあった。
特許文献2に記載のものは、青色のLEDを使用するので低電圧で動作が可能であるものの、ハウジング14の内部に入っているキャリッジユニット16の一部を構成する棒状の光源アセンブリ18の蛍光ストリップ30、32については言及されているが、ハウジング14やキャリッジユニット16などの周辺部材との取り合わせについては触れていない。
特許文献3に記載のものは、紫外発光のLED11の上方に蛍光体13を塗布した透明板(ガラス板等)12が配置されるので、光の照射方向に可視光(VR)と紫外線(UV)とが複合され、紫外線の強度が大きい場合には、読み取り対象物に対する紫外線のスペクトラム比率が高くなり、紫外線の強度が小さい場合には、蛍光の変換効率を悪くなるという課題がある。また、LED11を長手方向(読み取り幅方向)の長さに合わせてアレー状に多数配列するので経時変化などで個々のLED11の光変換効率に差が生じ均一な照明が困難になるという課題があった。LEDをアレー状に多数配列することに起因する課題は、特許文献6に記載のものにもいえることである。
特許文献4に記載のものは、光源1の管内面に蛍光体5が塗布されるので、副走査方向と直交する領域に塗布された蛍光体5の塗布厚のばらつきがあり、均一性を確保することが困難であるという課題がある。また、長筒状の光源1が筐体フレームに保持されることに関する詳細については触れられていない。
特許文献5に記載のものは、外筒部としての反射シート18の内面に蛍光体43が印刷されたパターン又はカバー15の内面に蛍光体44が印刷されたパターンを導光体と接するように貼り付け又は覆うので、蛍光体層の厚みを十分に確保できないため蛍光体43、44の発光効率が低下するという課題がある。
特許文献7に記載のものは、蛍光される光の変換に関する詳細な記載がなく、蛍光体やその周辺部材との取り合わせについては触れていない。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、長尺の光源を形成した場合にも長手方向に照明の均一性を得ることができると共に蛍光される光の変換効率を高めることで発光強度の大きな画像読み取り用ライン光源を得ることを目的とする。
請求項1に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させたケースと、このケースにおける前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間に設けられ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項2に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層における前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間に設けられた透明ケースと、前記蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から前記透明ケースを介して出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記透明ケースを介して前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記蛍光体層から露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項3に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向に沿って凹部及び凸部が交互に複数形成されたケースと、このケースの前記凹部に設けられ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成され、前記ケースの凸部によって前記導光体への入射角度が制限された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項4に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向と直交する方向に沿って第2凹部及び第2凸部が交互に複数形成され、前記第2凸部が前記開口側を向いた斜面部を有するケースと、このケースの前記第2凹部及び前記斜面部に設けられ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項5に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向に沿って凹部及び凸部が交互に複数形成され、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向と直交する方向に沿って第2凹部及び第2凸部が交互に複数形成され、前記第2凸部が前記開口側を向いた斜面部を有するケースと、このケースの前記第2凹部及び前記斜面部並びに前記凹部よって形成された複数の格子状凹部に設けられ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成され、前記ケースの凸部によって前記導光体への入射角度が制限された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項6に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させたケースと、このケースにおける前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間に設けられ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項7に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層における前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間に設けられた透明ケースと、前記蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から前記透明ケースを介して出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記透明ケースを介して前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記蛍光体層から露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項8に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向に沿って凹部及び凸部が交互に複数形成されたケースと、このケースの前記凹部に設けられ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成され、前記ケースの凸部によって前記導光体への入射角度が制限された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項9に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向と直交する方向に沿って第2凹部及び第2凸部が交互に複数形成され、前記第2凸部が前記開口側を向いた斜面部を有するケースと、このケースの前記第2凹部及び前記斜面部に設けられ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項10に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向に沿って凹部及び凸部が交互に複数形成され、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向と直交する方向に沿って第2凹部及び第2凸部が交互に複数形成され、前記第2凸部が前記開口側を向いた斜面部を有するケースと、このケースの前記第2凹部及び前記斜面部並びに前記凹部よって形成された複数の格子状凹部に設けられ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成され、前記ケースの凸部によって前記導光体への入射角度が制限された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射するものである。
請求項11に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光部が形成された請求項6、8〜10のいずれかに記載のものである。
請求項12に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記導光体における前記透明ケースから露出、又は、突出した一部からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光部が形成された請求項7に記載のものである。
請求項13に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記紫外線遮光部が、前記導光体の外周面に前記長軸方向に沿って設けられ、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光パターンである請求項11に記載のものである。
請求項14に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記紫外線遮光部が、前記導光体の外周面に前記長軸方向に沿って設けられ、前記導光体における前記透明ケースから露出、又は、突出した一部からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光パターンである請求項12に記載のものである。
請求項15に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記導光体が、少なくとも前記ケースの凸部の頂点又は前記ケースの第2凸部の一方の頂点で支持されたものである請求項3〜5及び請求項8〜11、13のいずれかに記載のものである。
請求項16に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記導光体の長軸方向と直交する方向の断面形状が、円形又は多角形である請求項1〜15のいずれかに記載のものである。
請求項17に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記導光体の長軸方向と直交する方向の断面形状が、前記光反射パターンと対向する部分における前記外周面が連続する少なくとも一方側が円弧状に突起した形状である請求項1〜15のいずれかに記載のものである。
請求項18に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記開口が、前記導光体における円弧状に突起した部分を、露出、又は、突出させたものである請求項17に記載のものである。
請求項19に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記導光体の長軸方向と直交する方向の断面形状が、前記光反射パターンと対向する部分が直線形状であって、その直線形状の部分が、前記円弧状に突起した部分側に傾斜した形状である請求項17又は18に記載のものである。
請求項20に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記蛍光体層の前記導光体の長軸方向と直交する方向の断面形状が、前記開口に近づくにつれ、前記導光体からの距離が離れていくものである請求項1〜19のいずれかに記載のものである。
請求項21に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、前記蛍光体層が、前記開口に近づくにつれ、前記導光体からの距離が離れていく部分で生成した光の一部を直接被照射体に照射するものである請求項20に記載のものである。
請求項22に係る発明の画像読み取り用ライン光源は、光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させたケースと、このケースにおける前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間、又は、前記ケースにおける前記導光体を取り囲む側の面と反対側の面の少なくとも一方に設けられ、前記端部から内部に入射した光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記端部から内部に入射した光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した光を捕捉し、この光を反射させると共に当該光とは異なる光学波長の光に変換された光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記端部から内部に入射した光及び前記蛍光体層で生成された光を被照射体に照射するものである。
この発明(例えば、請求項22)に係る画像読み取り用ライン光源によれば、長溝で形成した開口から出射する光の長手方向の照明の均一性を確保すると共に蛍光体からの発光色を効率的に被照射体に照射することで発光強度の大きな画像読み取り用ライン光源を得ることができ、光源の省エネルギー化にも寄与することが可能であるという効果を奏する。
請求項1及び6に係る発明は、蛍光体層の保持や蛍光体層と導光体との距離の設定が容易であるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項2及び7に係る発明は、請求項1及び6に係る発明の効果に加え、蛍光体層を透明ケースの外皮側に容易に形成できるので、透明ケースによって導光体を支持する構造に蛍光体層の形状による制約を与えないという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項3及び8に係る発明は、請求項1及び6に係る発明の効果に加え、蛍光体層で生成された光をケースの凸部によって導光体への入射角度を制限しているので、蛍光体層で生成された光が導体体の外周面での反射又は導光体の内部を導光して、蛍光体層で生成された光が再度蛍光体層に入射することを減じるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項4及び9に係る発明は、請求項1及び6に係る発明の効果に加え、蛍光体層がケースの第2凹部及び開口側を向いた斜面部に設けられているので、蛍光体層で生成された光のうち、導光体内部にて長軸方向に沿って反射させながら伝搬するものに対して、開口側に向かって伝搬するものが支配的となるので、蛍光体層で生成された光が再度蛍光体層に入射することを減じるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項5及び10に係る発明は、請求項3及び8に係る発明が奏する効果と請求項4及び9に係る発明が奏する効果と併せ持った画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項11に係る発明は、請求項1〜6に係る発明の効果に加え、紫外光を遮光することができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項12に係る発明は、請求項7に係る発明の効果に加え、紫外光を遮光することができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項13に係る発明は、請求項11に係る発明の効果に加え、導光体の一部に紫外線遮光パターンを形成することで容易に紫外光を遮光することができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項14に係る発明は、請求項12に係る発明の効果に加え、導光体の一部に紫外線遮光パターンを形成することで容易に紫外光を遮光することができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項15に係る発明は、請求項3〜5及び請求項8〜11、13に係る発明の効果に加え、ケースの導光体支持構造と、蛍光体層で生成された光の導光体への入射角度を制限するケースの凸部とを一体的に形成することができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項16に係る発明は、請求項1〜15に係る発明の効果に加え、ケース又は透明ケースの形状を簡便なものとすることができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項17に係る発明は、請求項1〜15に係る発明の効果に加え、蛍光体層で生成された光が導光体の内部を導光して、蛍光体層で生成された光が再度蛍光体層に入射することを減じる作用を導光体の長軸方向と直交する方向の断面形状から得ることができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項18に係る発明は、請求項17に係る発明の効果に加え、導光体における円弧状に突起した部分からを被照射体に光を照射することができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項19に係る発明は、請求項17及び18に係る発明の効果に加え、蛍光体層で生成された光が導光体の内部を導光して、蛍光体層で生成された光が再度蛍光体層に入射することを減じる作用を蛍光体層が延在する位置から得ることができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項20に係る発明は、請求項1〜19に係る発明の効果に加え、蛍光体層が開口に近づくにつれ、導光体からの距離が離れていくので、蛍光体層で生成された光が導光体の内部を導光して、蛍光体層で生成された光が再度蛍光体層に入射することを減じる作用を得ることができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
請求項21に係る発明は、請求項20に係る発明の効果に加え、蛍光体層で生成された光が導光体の一部を直接被照射体に照射することができる可能性が高まるので、導光体の内部を導光して、蛍光体層で生成された光が再度蛍光体層に入射することを減じる作用を蛍光体層が延在する位置から得ることができるという効果を奏する画像読み取り用ライン光源を得ることができる。
この発明の実施の形態1による画像読み取り用ライン光源の側面断面図である。 この発明の実施の形態1に係る画像読み取り用ライン光源の斜視図である。 この発明の実施の形態1に係る画像読み取り用ライン光源の構成を説明する展開斜視図である。 この発明の実施の形態1に係る画像読み取り用ライン光源の断面図である。 この発明の実施の形態1に係る画像読み取り用ライン光源の光路を説明する側面図である。 この発明の実施の形態1に係る画像読み取り用ライン光源の光路を説明する断面図である。 この発明の実施の形態1に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケースを変更した展開斜視図である。 この発明の実施の形態1に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケースを変更した断面図である。 蛍光体の厚みと発光輝度との関係を説明する図である。 この発明の実施の形態1に係る画像読み取り用ライン光源の照明発光特性を説明する図である。 この発明の実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源の側面断面図である。 この発明の実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源の斜視図である。 この発明の実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源に搭載する紫外線カットフィルタの特性を説明する図である。 この発明の実施の形態1又は2に係る画像読み取り用ライン光源の反射パターンのサイズを説明する断面図であり、図14(a)は細幅サイズ、図14(b)は広幅サイズを示す。 この発明の実施の形態1又は2に係る画像読み取り用ライン光源の反射パターンの位置を説明する断面図であり、図15(a)は端部付近、図15(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態3に係る画像読み取り用ライン光源の蛍光体層の位置を説明する断面図であり、図16(a)は端部付近、図16(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態3に係る画像読み取り用ライン光源の蛍光体層の領域を説明する断面図であり、図17(a)は端部付近、図17(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態4に係る画像読み取り用ライン光源の断面図であり、図18(a)は端部付近、図18(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態5に係る画像読み取り用ライン光源の断面図であり、図19(a)は端部付近、図19(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態5に係る画像読み取り用ライン光源の反射パターンを付加した断面図であり、図20(a)は端部付近、図20(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態6に係る画像読み取り用ライン光源の断面図であり、図21(a)は端部付近、図21(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態6に係る画像読み取り用ライン光源の反射パターンを付加した断面図であり、図22(a)は端部付近、図22(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態7に係る画像読み取り用ライン光源の断面図であり、図23(a)は端部付近、図23(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態7に係る画像読み取り用ライン光源の反射パターンを付加した断面図であり、図24(a)は端部付近、図24(b)は中央部付近を示す。 この発明の実施の形態8に係る画像読み取り用ライン光源の中央部付近の断面図である。 この発明の実施の形態8に係る画像読み取り用ライン光源の側面断面図である。 この発明の実施の形態9に係る画像読み取り用ライン光源のホルダー近傍の展開斜視図である。 この発明の実施の形態9に係る画像読み取り用ライン光源の導光体部分の断面図(短軸方向)である。 この発明の実施の形態10に係る画像読み取り用ライン光源のホルダー近傍の展開斜視図である。 この発明の実施の形態10に係る画像読み取り用ライン光源の斜視図(ホルダーなし)及び導光体部分の断面図(短軸方向)である。 この発明の実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源の側面図及びホルダー近傍の展開斜視図である。 この発明の実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源の導光体部分の断面図(短軸方向)である。 この発明の実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源の導光体部分の断面図(短軸方向)である。 この発明の実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源の導光体部分の断面図(短軸方向)である。 この発明の実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源の導光体部分の断面図(短軸方向)である。 この発明の実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源のホルダー近傍の展開斜視図である。 この発明の実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源の導光体部分の透視図である。 この発明の実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源のホルダー近傍の断面図である。 この発明の実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケース及び蛍光体層の詳細段面図である。 この発明の実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケース及び蛍光体層の詳細段面図である。 この発明の実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケース及び蛍光体層の詳細段面図である。 この発明の実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケース及び蛍光体層の詳細段面図である。 この発明の実施の形態13に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケース及び蛍光体層の詳細斜視図である。 この発明の実施の形態13に係る画像読み取り用ライン光源の導光体部分の断面図(短軸方向)である。 この発明の実施の形態13に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケース及び蛍光体層の詳細斜視図(端部)である。 この発明の実施の形態13に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケース及び蛍光体層の詳細斜視図(端部)である。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1による画像読み取り用ライン光源について図1〜図4を用いて説明する。図1は、この発明の実施の形態1による画像読み取り用ライン光源の側面断面図である。図2は、この発明の実施の形態1による画像読み取り用ライン光源の斜視図である。図3は、この発明の実施の形態1による画像読み取り用ライン光源の構成を説明する展開斜視図である。図4は、この発明の実施の形態1による画像読み取り用ライン光源の図3端部から見た断面図である。
LED光源1は青色光を発光するLED発光素子を用いた波長が約430nm〜470nm程度の光源である。LED回路2は、エポキシ材などの基板2a(LED基板2a)にLED光源1を載置すると共に外部からの電源をLED光源1に供給するコネクタ2bとからなる。LED回路2における基板2aのLED光源1と対向する面と反対の面に放熱板2cを設けてもよい。本願に係る図面では放熱板2cやコネクタ2bの図示を省略しているものもある。導光体3は透明なソーダガラス、透明な樹脂、又は透過率が80%程度の透明サファイアなど、屈折率(n)が1.5以上を有する部材を棒状に成形加工したもので、端部を鏡面処理し、この端部からLED光源1の光を入射させ、内部に入射した青色光を長手方向(長軸方向)に沿って導光する。
この導光体3の内部を長軸方向に通過する光の経路を導光路と呼び、導光体3の長軸方向と直交する方向を通過する光の経路を横断路(透過路)と呼ぶ。横断路(透過路)は、蛍光発光射出経路ともいえる。なお、本願に係る画像読み取り用ライン光源における出射領域へ光が導光される経路は、横断路(透過路)が支配的になっているものといえる。また、長軸方向は、本願に係る画像読み取り用ライン光源が搭載される画像読み取り機器の主走査方向に相当し、長軸方向と直交する方向(短軸方向,短手方向)は、画像読み取り機器の副走査方向(原稿などの被照射体が搬送される搬送方向)に相当する。
図4に示す一例では、円柱状の導光体3の外周面に対して0.1mm程度の所定の隙間(d)を隔てて内周面に蛍光体層(蛍光体)5を塗布した白色の反射板6(導光体ケース6,単に「ケース6」や、「屈曲反射板6」ともいう)が、導光体3を取り囲むように設置される。すなわち、導光体3の外周面と反射板6の内周面(導光体2を取り囲む側の面)とは長軸方向の読み取り領域(有効読取幅)に対して中心軸を同一とする同心円状に構成される。
反射板6には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口(出射領域)となる開口部6a(単に「開口6a」ともいう)を設けている。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口6aから、導光体3の一部を露出(実施の形態1〜9では、図示していないが「突出」させてもよい。)している。開口部6aの端部(反射板6、又は、反射板6及び蛍光体層5の長軸方向に沿った端部に相当)を長溝端部と呼ぶ。それぞれの長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体3の外周面には、長軸方向に沿ってシルク印刷用の白色の光反射部材又は導光体3に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて光反射パターン4(導光体反射パターン4,光散乱パターン4)が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体3の内部を介して対向する位置の導光体3の外周面に、長軸方向に沿って設けられているともいえる。
また、光反射パターン4は、長軸方向に沿ってライン状に設けられているといえる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に沿って連続的に形成されているものとする。さらに、光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口部6a側に一部又は全部出ていてもよい(長軸方向及び短軸方向ともに)。したがって、導光体3の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱又は正反射して導光体3の内部の横断路を透過して導光体3の表面から出射し、反射板6の蛍光体層5で捕捉される。
実施の形態1を含む本願に係る画像読み取り用ライン光源(ライン光源)における開口部6aは、一箇所に形成されたものを説明しているが、開口部6aを長軸方向に沿って二箇所に形成して、二方向に光(後述の複合光)を照射してもよい。図3のように、長軸方向の端部におけるケース6の開口部6aによって切り欠き状になっている部分が接続された状態のものを準備することで、容易に開口部6aを長軸方向に沿って二箇所に形成することができる。
反射板6の内面には、約50μmの厚み(t)の蛍光体層5が塗布される。この蛍光体層5には、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布され、この蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は反射し、導光体3の内部を横断して開口部6aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放出する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を生成する。
生成された蛍光は導光体3の内部を横断して開口部6aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照明される。なお、導光体3は図3に示すように反射板6の両端部と中央部に設けた突起部6bで固定される。蛍光体層5がシート状のものである場合は、突起部6bが、蛍光体層5の孔部を介して、導光体3を支持することができることが図3から分かる。また、蛍光体層5がシート状のものである場合は、蛍光体層5の孔部に突起部6bを挿入することで、蛍光体層5の位置決めを、突起部6b、つまり、ケース6(反射板6)によって行うことができる。
実施の形態1(本願)に係るライン光源(画像読み取り用ライン光源)は、中空部を有するホルダー7の中空部の一端側にLED回路2の基板2aに載置したLED光源1を収納し、他端側に導光体3を組み込んだ反射板6の端部を挿入することで構成される。図1では、ホルダー7は反射板6の両端側に設けられ、LED光源1から照射される青色光は導光体3の両側から入射するものを図示しているが、導光体3の片方の端部だけにホルダー7及びLED光源1を配設する構成でもよいことはいうまでもない。
次にLED光源1とホルダー7との関係について説明する。導光体3の端部に設けられる青色発光のLED光源1を搭載するLED回路2は、その保持機構であるホルダー7で固定され、LED回路2は導光体3や反射板6に対して導光体3の端部で光が通過する照射軸を中心とする光学位置が一致するように取り付けられ、LED回路2には単数又は複数の青色LEDが配置される。またホルダー7の構造によりLED光源1は導光体3の端部に対して所定の間隔を保持し、LED光源1から出射する青色光が安定して導光体3の内部に取り込まれるように構成される。
また、ホルダー7は導光体3や反射板6の位置ずれを防止するために図1に示す2段の嵌め合わせの差込構造を持ち、導光体3の両端部で位置決めを行う構造としている。さらに、導光体3に対するホルダー7の嵌め合わせは例えば導光体3の直径が4mmでは、2mm以上の深さとし、LED光源1から入射される青色光が導光体3の表面に対して全反射角よりも小さな角度で入射した光だけが導光体3の内部へ入射するようにし、ホルダー7の外部においてはLED光源1の直接光が照明光として直接関与しない構造としている。なお、ホルダー7の近傍で、図3では長軸方向の端部におけるケース6の開口部6aによって切り欠き状になっている部分を接続させた構造とすることで、開口部6aを長軸方向に沿って二箇所に形成することによる画像読み取り用ライン光源の性能劣化を防ぐことができる。
次に、実施の形態1(本願)に係るライン光源(画像読み取り用ライン光源)の動作について図5及び図6を用いて説明する。図5は、この発明の実施の形態1による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する側面図である。図6は、この発明の実施の形態1による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する断面図である。
LED光源1から発せられた光は透明材料により形成された円柱状(棒状)の導光体3の内部を一端側から他端側に向かって導光される、つまり、端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる過程において、導光体3に設けられた光反射パターン4で光は散乱又は正反射され、蛍光体層5へ照射される。蛍光体層5で発光した蛍光と蛍光体層5で反射された青色光が混色し、導光体3を経由して反射板6の開口部6aから原稿などの被照射体に向かって蛍光と青色光との複合光(混色光)が照射される。
導光体3は外部空間より高い屈折率を保有しているので導光体3の端部から入射された光は鏡面状態の導光体3の表面に到達したとき、全反射角よりも大きな角度で入射し、表面で全反射されることにより導光体3内部の導光路を伝搬する。
一部の光は光反射パターン4で反射し、反射角が変更され、全反射角より小さな角度で導光体3の表面から外部へ放射される。この光は反射板6の内面に塗布された蛍光体層5に照射される。反射板6は、突起部6bによる導光体3の支持部材としてだけでなく、反射板6における導光体3を取り囲む側の面と導光体3の外周面との間に設けられた蛍光体層5の支持部材としての役目も担っている。実施の形態1において、反射板6は、反射板6の導光体3側にある反射板6の内面に形成される蛍光体層5の支持基板(支持部材)としての役目も担っているといえる。
導光体3の外周面と反射板6内周面とは所定の隙間(ギャップ)を有しており、この隙間を一定にすることにより、蛍光体層5の導光体3に対する位置の安定性を確保する。また、図3及び図4に示すように反射板6は両端部及び中央部の3箇所の内面に約0.1mmの高さの導光体3との接触面積が小さい突起部6b(導光体3の支持部材)を有しており、この突起部6bと導光体3とが密接することにより、反射板6の内面に形成されている蛍光体層5と導光体3との間に所定の隙間(d>t)を維持する。
蛍光体層5は、赤色や緑色(黄緑色)などの蛍光波長を持つ染料又は顔料で形成され、導光体3の光反射パターン4に対向する反射板6の内面に主体的に形成される。導光体3から蛍光体層5へ照射される青色光は、蛍光体層5からの蛍光と蛍光体層5の表面で反射した青色光の拡散反射光が合わさって導光体3の横断路を透過して反射板6の開口部6aより放射され、被照射体に対して白色光による照明を行う。
なお、実施の形態1では、反射板6の突起部6bは反射板6の両端部及び中央部に設けたが図7及び図8に示すように長軸方向に一様に連続的に設けても良い。すなわち、導光体3と蛍光体層5が塗布された反射板6との隙間を維持する機構として、実施の形態1では長軸方向に所定間隔の突起部6bを反射板6の内面に形成したが、反射板6の長軸方向に三角柱や半円柱状の突起部6cを連続的にライン状に形成することで、反射板6の突起部6bとし、導光体3と蛍光体層5との位置関係を保持する機構としても良い。この場合には、反射板6の短軸断面形状が長軸方向に亘って同一になるので反射板6の成形加工が容易になる。
図9は、蛍光体の厚みと発光輝度との関係を説明する図である。蛍光体層5は約50μmの膜厚としたが、図9に示すように、青色光を照射した際に発光強度が飽和する厚みで蛍光体層5を形成することにより、蛍光を生成する変換効率を向上させて、省エネルギー化を図ると共に蛍光体層5の膜厚のばらつきによる発光強度が不均一になることを防止することができる。
図10は、この発明の実施の形態1による画像読み取り用ライン光源の照明発光特性を説明する図である。図10では、450nm程度のピーク波長と、約500〜630nmに亘る蛍光体で発光した複合光とが合わさり白色光を呈する。
以上の構造を持つ実施の形態1に係る画像読み取り用ライン光源では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体3の内部を透過し、反射板6の開口部6aから被照射体に白色の照明光を与える。さらに、導光体3が円柱状の形状をしているので、蛍光体層5の表面で反射した反射光や生成された蛍光は導光体3で集光され、そのレンズ効果により、被照射体に対する照明照度を向上させるという効果がある。
実施の形態2.
実施の形態1では、青色LEDを用いたライン光源の構成について説明したが、実施の形態2では、紫外線LEDを用いたライン光源の構成について図11及び図12を用いて説明する。LED光源及び蛍光体層並びに紫外線遮光パターン(紫外線遮光パターン)に関する構成以外の構成は、実施の形態1及び2に係る画像読み取り用ライン光源ともに基本的に同じである。図11は、この発明の実施の形態2による画像読み取り用ライン光源の側面断面図である。図12は、この発明の実施の形態2による画像読み取り用ライン光源の斜視図である。
LED光源11は紫外線を発光するLED発光素子を用いた波長が約350nm〜380nmまでの光源である。LED回路2は、エポキシ材などの基板2aにLED光源11を載置すると共に外部からの電源をLED光源11に供給するコネクタ2bとからなる。導光体3は透明なソーダガラス、透明な樹脂、又は透過率が80%程度の透明サファイアなど、屈折率(n)が1.5以上を有する部材を棒状に成形加工したもので、端部を鏡面処理し、この端部からLED光源11の光を入射させ、内部に入射した紫外光(紫外線)を長手方向(長軸方向)に沿って導光する。この導光体3の内部を長軸方向に通過する光の経路を導光路と呼び、導光体3の長軸方向と直交する方向を通過する光の経路を横断路(透過路)と呼ぶ。
円柱状(棒状)の導光体3の外周面に対して0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体を塗布した白色の反射板(導光体ケース)6が導光体3を取り囲むように設置される構成については実施の形態1で説明したものと同一なので詳細説明を省略する。
反射板6には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口となる開口部6a(開口6a)を設けている。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口6aから、導光体3の一部を露出(実施の形態1〜9では、図示していないが「突出」させてもよい。)している。開口部6aの端部を長溝端部と呼ぶ。それぞれの長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体3の外周面には、長軸方向に沿ってシルク印刷用の白色の光反射部材又は導光体3に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて光反射パターン4が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体3の内部を介して対向する位置の導光体3の外周面に、長軸方向に沿って設けられているともいえる。
また、光反射パターン4は、長軸方向に沿ってライン状に設けられているといえる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に沿って連続的に形成されているものとする。さらに、光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口部6a側に出ていてもよい(長軸方向及び短軸方向ともに)。したがって、導光体3の導光路を通過する紫外光の一部は光反射パターン4で散乱又は正反射して導光体3の内部の横断路を透過して導光体3の表面から出射し、反射板6の蛍光体層51で捕捉される。
反射板6の内面には、約50μmの厚み(t)の蛍光体層51が塗布される。この蛍光体層51には、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体、波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体、及び波長が450nm程度の青色発光させる蛍光体が混合して塗布され、この蛍光体層51で紫外光を捕捉し、一部の紫外光は反射し、導光体3の内部を横断して開口部6aから被照射体に照射される。その他の紫外光は蛍光体層51で吸収され励起された蛍光を放出する。すなわち、蛍光体層51は紫外光と異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成する。この生成された蛍光は導光体3の内部を横断して開口部6aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照明される。
実施の形態2(本願)に係るライン光源(画像読み取り用ライン光源)は、中空部を有するホルダー7の中空部の一端側にLED回路2の基板2aに載置したLED光源11を収納し、他端側に導光体3を組み込んだ反射板6の端部を挿入することで構成される。図11では、ホルダー7は反射板6の両端側に設けられ、LED光源11から照射される紫外光は導光体3の両側から入射するものを図示しているが、導光体3の片方の端部だけにホルダー7及びLED光源11を配設する構成でもよいことはいうまでもない。なお、LED光源11とホルダー7との関係及びライン光源の動作については、実施の形態1で説明した「LED光源1とホルダー7との関係及びライン光源の動作」と同一なので説明を省略する。図11及び図12中、図1及び図2と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
実施の形態2では、紫外光が被照射体に入射しないように、導光体3におけるケース6からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光部が形成されている。実施の形態2において、具体的には紫外線遮光部が、導光体3の外周面に長軸方向に沿って設けられ、導光体3におけるケース6からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光パターン8(紫外線カットパターン8,紫外線カットフィルタ8)であるものを例に説明を行う。
実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源には、二列の光反射パターン4に挟まれた導光体3の外周面に長軸方向に沿って反射板6の開口部6aからライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光パターン(紫外線カットフィルタ)8を設けている。すなわち、光反射パターン4に挟まれた導光体3の外周面に長軸方向に沿って反射板6の開口部6aからライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光パターン8を設けている。紫外線カットフィルタ8は、図13に示すように遮断波長が約430nm付近にあり、430nm以下の短波長側の波長をカットし、青色光を含む長波長側の光を透過させるフィルタ材料を導光体3に塗布又は蒸着して用いる。
なお、導光体3の外周面に、光反射パターン4が片側の長溝端部の近傍に一列のみ形成されている場合、紫外線遮光パターン(紫外線カットフィルタ)8は、二つの長溝端部に挟まれて形成され、導光体3の外周面に長軸方向に沿って反射板6の開口部6aからライン状に出射する紫外光を遮光するものといえる。
このようにして蛍光体層51などで反射された紫外光は照明光としては不要である場合は、紫外線遮光部である紫外線遮光パターン(紫外線カットフィルタ)8を画像読み取り用ライン光源に形成すればよい。この紫外線カットフィルタ8を透過した蛍光の可視光のみが被照射体に照射される。本実施の形態2では実施の形態1で説明した青色LEDを用いた図10に示す発光スペクトルに対して、青色発光成分に強い発光ピークが無い発光スペクトルを得ることが可能となる。すなわち、実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源は、可視光領域でフラットな発光スペクトルを持つ照明となり得る。
以上の構造を持つ実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源では、開口部6aに到達した紫外光は紫外線カットフィルタ8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体3の内部を透過して反射板6の開口部6aから被照射体に白色の照明光を与える。さらに導光体3が円柱状の形状をしているので、蛍光体層5で生成した蛍光は導光体3で集光され、そのレンズ効果により、被照射体に対する照明照度を向上させるという効果もある。
実施の形態1及び2に係る画像読み取り用ライン光源の説明では、光反射パターン4の幅(短軸方向の幅)について言及しなかったが、光反射パターン4の幅は、図14(a)に示すようにW1=0.2mm程度の細幅から図14(b)に示すようにW2=0.3mm程度の比較的広い細幅のパターンが適当である。
実施の形態1及び2に係る画像読み取り用ライン光源の説明では、光反射パターン4の位置は、長溝で形成した開口部6aのそれぞれの端部と隙間を空けて対向する導光体3の外周面に設けるようにしたが、前述したように、光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口部6a側に一部又は全部出ていてもよい(長軸方向及び短軸方向ともに)。一部出た光反射パターン4を図15(a)(b)示す。光反射パターン4は、図15(a)及び図15(b)に示すように一部が開口部6a側に入り込んでいても実施の形態1及び2で説明したものと同様な効果を奏する。
実施の形態3.
図16は、この発明の実施の形態3による画像読み取り用ライン光源の蛍光体層の位置を説明する断面図であり、図16(a)は端部付近(突起部6bを有する部分)、図16(b)は中央部付近を示す。図17は、この発明の実施の形態3による画像読み取り用ライン光源の蛍光体層の領域を説明する断面図であり、図17(a)は端部付近(突起部6bを有する部分)、図17(b)は中央部付近を示す。実施の形態3に係る画像読み取り用ライン光源において、実施の形態1及び2に係る画像読み取り用ライン光源と基本的に同じ部分は説明を省略する。
実施の形態1及び2では、反射板6の内面全域に蛍光体層5(蛍光体層51)を塗布したが実施の形態3では、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の蛍光体層5(蛍光体層51)を複数個ライン状に設け、長軸方向に沿って延在させている。隣接する蛍光体層5(蛍光体層51)間にスリット部を設ける。また、少なくとも蛍光体層5(蛍光体層51)が塗布(形成)されない反射板6の内面表面領域を黒色などの光吸収材で遮光することにより、青色光を吸収し、図10に示す青色LED発光成分の発光輝度を軽減することで蛍光体層発光成分の輝度に近づけることもできる。すなわち、導光体ケース(反射板)6に黒色プラスチィック樹脂を適用することで白色発光スペクトルの輝度調節も可能である。このような方法での輝度調節が必要ない場合は、反射板6の内面表面領域を黒色をとせず、白色としても実施の形態3に係る画像読み取り用ライン光源を実施できる。
実施の形態1及び2では、反射板6の内面全域に蛍光体層を塗布したが、図17に示すように蛍光体層5の塗布領域は反射板6の内面全域に限らず、開口部6aと対向する反射板6の領域を主体に2mm幅で3ライン程度の蛍光体層5を設け、黒色の導光体ケース6を用いることにより、青色LED発光成分の発光輝度をさらに軽減することができる。このような方法での輝度調節が必要ない場合は、反射板6の内面表面領域を黒色をとせず、白色としても実施の形態3に係る画像読み取り用ライン光源を実施できる。
実施の形態4.
実施の形態1〜3では、円柱状の導光体を用いたライン光源(画像読み取り用ライン光源)の構成について説明したが、実施の形態4では、短軸側断面が楕円状の導光体を用いたライン光源の構成について図18を用いて説明する。図18は、この発明の実施の形態4による画像読み取り用ライン光源の断面図であり、図18(a)は端部付近(突起部61bを有する部分)、図18(b)は中央部付近を示す。
短軸側断面が楕円状の棒状導光体31の外周面に対して0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体を塗布した白色の反射板61(導光体ケース61,単に「ケース61」や、「屈曲反射板61」ともいう)が導光体31を取り囲むように設置される構成以外は実施の形態1〜3で説明したものと同一なので説明を省略する。
反射板61には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口となる開口部61a(単に「開口61a」ともいう)を設けている。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口61aから、導光体31の一部を露出(実施の形態1〜9では、図示していないが「突出」させてもよい。)している。開口部61aの端部を長溝端部と呼ぶ。それぞれの長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体31の外周面には、長軸方向に沿ってシルク印刷用の白色の光反射部材又は導光体3に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて光反射パターン4が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体31の内部を介して対向する位置の導光体3の外周面に、長軸方向に沿って設けられているともいえる。
また、光反射パターン4は、長軸方向に沿ってライン状に設けられているといえる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に沿って連続的に形成されているものとする。さらに、光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口部61a側に一部又は全部出ていてもよい(長軸方向及び短軸方向ともに)。したがって、導光体31の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱又は正反射して導光体31の内部の横断路を透過して導光体31の表面から出射し、反射板61の蛍光体層5で捕捉される。
反射板61の内面には、約50μmの厚み(t)の蛍光体層5が塗布される。この蛍光体層5には、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布され、この蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は反射し、導光体31の内部を横断して開口部61aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放出する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を生成する。
生成された蛍光は導光体31の内部を横断して開口部61aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照明される。なお、LED光源とホルダーとの関係及びライン光源の動作については、実施の形態1〜3で説明したものと同一なので説明を省略する。図18中、図4と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
以上の構造を持つ実施の形態4に係る画像読み取り用ライン光源では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体31の内部を透過し、反射板61の開口部61aから被照射体に白色の照明光を与える。さらに、導光体31の断面が楕円状の形状をしているので、蛍光体層5の表面で反射した反射光や生成された蛍光は導光体31で集光され、そのレンズ効果により、被照射体に対する照明照度を向上させるという効果があると共に断面が楕円状であるので楕円形の長軸方向に多数のLED光源を搭載できる利点がある。
なお、実施の形態4に係る画像読み取り用ライン光源は、実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源におけるLED光源11,蛍光体層51に相当する構成をLED光源11,蛍光体層51に置換し、紫外線遮光パターン8を形成することにより、開口部61aに到達した紫外光は紫外線カットフィルタ8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体31の内部を透過して反射板61の開口部61aから被照射体に白色の照明光を与えることも可能である。すなわち、実施の形態4に係る画像読み取り用ライン光源は、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成するものでもよい。
実施の形態5.
実施の形態1〜3では、円柱状の導光体を用いたライン光源の構成について説明したが、実施の形態5では、短軸側断面が楕円状の導光体に切り欠き部を設けたライン光源の構成について図19及び図20を用いて説明する。図19は、この発明の実施の形態5による画像読み取り用ライン光源の断面図であり、図19(a)は端部付近(突起部62bを有する部分)、図19(b)は中央部付近を示す。図20は、この発明の実施の形態5による画像読み取り用ライン光源の反射パターンを付加した断面図であり、図20(a)は端部付近(突起部62bを有する部分)、図20(b)は中央部付近を示す。
図19において、短軸側断面が楕円状の棒状導光体32の一部に切り欠き部62cを設け、この切り欠き部62cの両側に長軸方向に沿って光反射パターン4を設け、切り欠き部62cを除く導光体32の外周面に対して0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体層5を塗布した白色の反射板62(導光体ケース62,単に「ケース62」や、「屈曲反射板62」ともいう)が導光体32を取り囲むように設置される構成以外は実施の形態1で説明したものと同一なので説明を省略する。
反射板62には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口となる開口部62a(単に「開口62a」ともいう)を設けている。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口62aから、導光体32の一部を露出(実施の形態1〜9では、図示していないが「突出」させてもよい。)している。開口部62aの端部を長溝端部と呼ぶ。それぞれの長溝端部と離間して対向する導光体32の外周面の切り欠き部62cには、長軸方向に沿ってシルク印刷用の白色の光反射部材又は導光体32に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて光反射パターン4が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体32の内部を介して対向する位置の導光体32の外周面に、長軸方向に沿って設けられているともいえる。
また、光反射パターン4は、長軸方向に沿ってライン状に設けられているといえる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に沿って連続的に形成されているものとする。さらに、光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口部62a側に一部又は全部出ていてもよい(長軸方向及び短軸方向ともに)。したがって、導光体32の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱又は正反射して導光体32の内部の横断路を透過して導光体32の表面から出射し、反射板62の蛍光体層5で捕捉される。
反射板62の内面には、約50μmの厚み(t)の蛍光体層5が塗布される。この蛍光体層5には、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布され、この蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は反射し、導光体32の内部を横断して開口部62aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放出する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を生成する。
生成された蛍光は導光体32の内部を横断して開口部62aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照明される。なお、LED光源とホルダーとの関係及びライン光源の動作については、実施の形態1〜3で説明したものと同一なので説明を省略する。図19中、図4と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
以上の構造を持つ実施の形態5に係る画像読み取り用ライン光源では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体32の内部を透過し、反射板62の開口部62aから被照射体に白色の照明光を与える。さらに、導光体32の断面が楕円状の形状をしているので、蛍光体層5の表面で反射した反射光や生成された蛍光は導光体32で集光され、そのレンズ効果により、被照射体に対する照明照度を向上させるという効果があると共に導光体32の短軸側断面が楕円状であるので楕円形の長軸方向に多数のLED光源を搭載できる利点がある。また、図20に示すように導光体32の開口部62a側に設置した光反射パターン4と対向する導光体32の外周面に光反射パターン41(導光体反射パターン41,光散乱パターン41)を付加することにより開口部62aから出射する青色光の照射量を多くすることができる。また、導光体32の外周面に設置した光反射パターン41の設置位置を変更することにより、青色光の出射量を調節することもできる。光反射パターン41は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体32の内部を介して対向する位置の導光体32の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられている。
なお、実施の形態5に係る画像読み取り用ライン光源は、実施の形態4に係る画像読み取り用ライン光源と同様に、実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源におけるLED光源11,蛍光体層51に相当する構成をLED光源11,蛍光体層51に置換し、紫外線遮光パターン8を、光反射パターン4を避けて切り欠き部62cに形成することにより、開口部62aに到達した紫外光は紫外線カットフィルタ8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体32の内部を透過して反射板62の開口部62aから被照射体に白色の照明光を与えることも可能である。すなわち、実施の形態5に係る画像読み取り用ライン光源は、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成するものでもよい。
実施の形態6.
実施の形態1〜3では、円柱状の導光体を用いたライン光源の構成について説明したが、実施の形態6では、短軸側断面が5角形の導光体に切り欠き部を設けたライン光源の構成について図21及び図22を用いて説明する。図21は、この発明の実施の形態6による画像読み取り用ライン光源の断面図であり、図21(a)は端部付近(突起部63bを有する部分)、図21(b)は中央部付近を示す。図22は、この発明の実施の形態6による画像読み取り用ライン光源の反射パターンを付加した断面図であり、図22(a)は端部付近(突起部63bを有する部分)、図22(b)は中央部付近を示す。
図21において、短軸側断面が5角形(多角形)の棒状導光体33の一部に切り欠き部63cを設け、この切り欠き部63cの両側に長軸方向に沿って光反射パターン4を設け、切り欠き部63cを除く導光体33の外周面に対して0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体層5を塗布した白色の反射板63(導光体ケース63,単に「ケース63」や、「屈曲反射板63」ともいう)が導光体33を取り囲むように設置される構成以外は実施の形態1で説明したものと同一なので説明を省略する。
反射板63には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口となる開口部63a(単に「開口63a」ともいう)を設けている。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口63aから、導光体33の一部を露出(実施の形態1〜9では、図示していないが「突出」させてもよい。)している。開口部63aの端部を長溝端部と呼ぶ。それぞれの長溝端部と離間して対向する導光体33の外周面の切り欠き部63cには、長軸方向に沿ってシルク印刷用の白色の光反射部材又は導光体33に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて光反射パターン4が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体33の内部を介して対向する位置の導光体33の外周面に、長軸方向に沿って設けられているともいえる。
また、光反射パターン4は、長軸方向に沿ってライン状に設けられているといえる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に沿って連続的に形成されているものとする。さらに、光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口部63a側に一部又は全部出ていてもよい(長軸方向及び短軸方向ともに)。したがって、導光体33の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱又は正反射して導光体33の内部の横断路を透過して導光体33の表面から出射し、反射板63の蛍光体層5で捕捉される。
反射板63の内面には、約50μmの厚み(t)の蛍光体層5が塗布される。この蛍光体層5には、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布され、この蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は反射し、導光体33の内部を横断して開口部63aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放出する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を生成する。
生成された蛍光は導光体33の内部を横断して開口部63aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照明される。なお、LED光源とホルダーとの関係及びライン光源の動作については、実施の形態1〜3で説明したものと同一なので説明を省略する。図21中、図4と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
以上の構造を持つ実施の形態6に係る画像読み取り用ライン光源では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体33の内部を透過し、反射板63の開口部63aから被照射体に白色の照明光を与える。本実施の形態6では、導光体33の切り欠き部63cが光の出射面となる。また、図22に示すように導光体33の開口部63a側に設置した反射パターン4と対向する導光体33の外周面に光反射パターン41を付加することにより開口部63aから出射する青色光の照射量を多くすることができる。また、導光体33の外周面に設置した反射パターン41の設置位置を変更することにより、青色光の出射量を調節することもできる。光反射パターン41は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体32の内部を介して対向する位置の導光体33の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられている。
なお、実施の形態6に係る画像読み取り用ライン光源は、実施の形態4及び5に係る画像読み取り用ライン光源と同様に、実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源におけるLED光源11,蛍光体層51に相当する構成をLED光源11,蛍光体層51に置換し、紫外線遮光パターン8を、光反射パターン4を避けて切り欠き部63cに形成することにより、開口部63aに到達した紫外光は紫外線カットフィルタ8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体33の内部を透過して反射板63の開口部63aから被照射体に白色の照明光を与えることも可能である。すなわち、実施の形態5に係る画像読み取り用ライン光源は、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成するものでもよい。
実施の形態7.
実施の形態6では、短軸側断面が5角形の導光体の切り欠き部63cに光反射パターン4を設けたが、実施の形態7では、切り欠き部以外の導光体の表面に光反射パターンを設けたライン光源の構成について図23及び図24を用いて説明する。図23は、この発明の実施の形態7による画像読み取り用ライン光源の断面図であり、図23(a)は端部付近(突起部63bを有する部分)、図23(b)は中央部付近を示す。図24は、この発明の実施の形態7による画像読み取り用ライン光源の反射パターンを付加した断面図であり、図24(a)は端部付近(突起部63bを有する部分)、図24(b)は中央部付近を示す。
図23において、短軸側断面が5角形(多角形)の棒状導光体33の一部に切り欠き部63cを設け、この切り欠き部63cの外側に位置する導光体33の長軸方向に沿って導光体33に光反射パターン4を設け、切り欠き部63cを除く導光体33の外周面に対して0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体を塗布した白色の反射板63が導光体33を取り囲むように設置される構成以外は実施の形態1で説明したものと同一なので説明を省略する。
反射板63には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口となる開口部63aを設けている。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口63a(開口部63a)から、導光体33の一部を露出している。開口部63aの端部を長溝端部と呼ぶ。それぞれの長溝端部と離間して対向する導光体33の外周面の切り欠き部63cと隣接する導光体33の辺には、切り欠き部63cに近接して長軸方向に沿ってシルク印刷用の白色の光反射部材又は導光体33に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて光反射パターン4が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体33の内部を介して対向する位置の導光体33の外周面に、長軸方向に沿って設けられているともいえる。
また、光反射パターン4は、長軸方向に沿ってライン状に設けられているといえる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に沿って連続的に形成されているものとする。さらに、光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口部63a側に一部又は全部出ていてもよい(長軸方向及び短軸方向ともに)。したがって、導光体33の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱又は正反射して導光体33の内部の横断路を透過して導光体33の表面から出射し、反射板63の蛍光体層5で捕捉される。
反射板63の内面には、約50μmの厚み(t)の蛍光体層5が塗布される。この蛍光体層5には、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布され、この蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は反射し、導光体33の内部を横断して開口部63aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放出する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を生成する。
生成された蛍光は導光体33の内部を横断して開口部63aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照明される。なお、LED光源とホルダーとの関係及びライン光源の動作については、実施の形態1〜3で説明したものと同一なので説明を省略する。図23中、図21と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
以上の構造を持つ実施の形態7に係る画像読み取り用ライン光源では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体33の内部を透過し、反射板63の開口部63aから被照射体に白色の照明光を与える。本実施の形態7では、導光体33の切り欠き部63cが光の出射面となるものの光反射パターン4から透過して開口部63aに漏れる青色光を軽減すると共に導光体33の切り欠き部63cから出射する光の出射領域の面積を増加せせることができる。また、図24に示すように導光体33の開口部63a側に設置した光反射パターン4と対向する導光体33の外周面に光反射パターン41を付加することにより開口部63aから出射する青色光の照射量を多くすることができる。また、導光体33の外周面に設置した反射パターン41の設置位置を変更することにより、青色光の出射量を調節することもできる。光反射パターン41は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体32の内部を介して対向する位置の導光体33の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられている。
なお、実施の形態7に係る画像読み取り用ライン光源は、実施の形態4〜6に係る画像読み取り用ライン光源と同様に、実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源におけるLED光源11,蛍光体層51に相当する構成をLED光源11,蛍光体層51に置換し、紫外線遮光パターン8を、二列の光反射パターン4に挟まれた切り欠き部63cに形成することにより、開口部63aに到達した紫外光は紫外線カットフィルタ8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体33の内部を透過して反射板63の開口部63aから被照射体に白色の照明光を与えることも可能である。すなわち、実施の形態5に係る画像読み取り用ライン光源は、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成するものでもよい。
実施の形態8.
実施の形態7では、短軸側断面が5角形の導光体の切欠き部の外側に光反射パターンを設けたが実施の形態8では、導光体の切り欠き部を面取り(C面取り)したライン光源の構成について図25及び図26を用いて説明する。図25は、この発明の実施の形態8による画像読み取り用ライン光源の中央部付近の断面図(突起部64bを有する部分)である。図26は、この発明の実施の形態8による画像読み取り用ライン光源の側面断面図である。実施の形態8に係る画像読み取り用ライン光源は、突起部64bが長軸方向に連続して存在している場合を例示している。
図25において、短軸側断面が四角形(多角形)の棒状導光体34の一部に切り欠き部64cを設け、この切り欠き部64cの外側に位置する導光体34の長軸方向に沿って導光体34に光反射パターン4を設け、切り欠き部64cを除く導光体34の外周面に対して0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体を塗布した白色の反射板64(導光体ケース64,単に「ケース64」や、「屈曲反射板64」ともいう)が導光体34を取り囲むように設置される構成以外は実施の形態1で説明したものに準ずるので説明を省略する。
反射板64には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口となる開口部64a(単に「開口64a」ともいう)を設けている。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口64aから、導光体34の一部を露出(実施の形態1〜9では、図示していないが「突出」させてもよい。)している。開口部64aの端部を長溝端部と呼ぶ。それぞれの長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体34の外周面の切り欠き部64cと隣接する導光体34の辺には、切り欠き部64cに近接して長軸方向に沿ってシルク印刷用の白色の光反射部材又は導光体34に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて光反射パターン4が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体34の内部を介して対向する位置の導光体34の外周面に、長軸方向に沿って設けられているともいえる。
また、光反射パターン4は、長軸方向に沿ってライン状に設けられているといえる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に沿って連続的に形成されているものとする。さらに、光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口部64a側に一部又は全部出ていてもよい(長軸方向及び短軸方向ともに)。したがって、導光体34の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱又は正反射して導光体34の内部の横断路を透過して導光体34の表面から出射し、反射板64の蛍光体層5で捕捉される。
反射板64の内面には、約50μmの厚み(t)の蛍光体層5が塗布される。この蛍光体層5には、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布され、この蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は反射し、導光体34の内部を横断して開口部64aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放出する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を生成する。
生成された蛍光は導光体34の内部を横断して開口部64aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照明される。なお、LED光源とホルダーとの関係及びライン光源の動作については、実施の形態1〜3で説明したものと同一なので説明を省略する。図25中、図4と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
以上の構造を持つ実施の形態7に係る画像読み取り用ライン光源では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体34の内部を透過し、反射板64の開口部64aから被照射体に白色の照明光を与える。本実施の形態8では、導光体34の切り欠き部64cが光の出射面となり、切り欠き部64cは導光体34の一部を面取りしている。図示はしていないが、他の実施の形態のように、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体32の内部を介して対向する位置の導光体33の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に光反射パターン41を設けてもよい。
図26は、図25に示す断面領域を長軸方向から見たライン光源の側面断面図であり、導光体34の面取り部(切り欠き部)64cから集中させて白色光を被照射体に照射することにより、照明照度の大きいライン光源を得ることができる利点がある。
実施の形態3〜8に係る画像読み取り用ライン光源では、主として青色LEDを用いたライン光源で説明したが、前述のとおり、実施の形態2で説明した紫外線LEDを用いたライン光源であってもLED光源とホルダーとの関係及び光源の動作については同一である。実施の形態8に係る画像読み取り用ライン光源において、詳しくは、実施の形態2に係る画像読み取り用ライン光源におけるLED光源11,蛍光体層51に相当する構成をLED光源11,蛍光体層51に置換し、紫外線遮光パターン8を、光反射パターン4を避けて切り欠き部64cに形成することにより、開口部64aに到達した紫外光は紫外線カットフィルタ8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体34の内部を透過して反射板64の開口部64aから被照射体に白色の照明光を与えることも可能である。すなわち、実施の形態8に係る画像読み取り用ライン光源は、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成するものでもよい。
なお、実施の形態1〜8において、蛍光体層5、51は蛍光材料を混合(ブレンド)したもので説明したが、蛍光体層5、51を分割形成し、それぞれの蛍光体層5、51を単色発光させても良く、蛍光体材料は赤色発光、緑色発光、青色発光を主体で説明したが、これらの発光色に限るものではなく、橙色や黄緑発光色などの蛍光体材料を用いて画像読み取り用ライン光源を構成しても良い。
実施の形態9.
実施の形態1〜8に係る画像読み取り用ライン光源では、蛍光体層5や蛍光体層51が、棒状の導光体3(導光体31〜34)を覆うケース6(ケース61〜64)における前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間に形成する場合を説明した。この実施の形態9に係る画像読み取り用ライン光源では、蛍光体層5や蛍光体層51が、棒状の導光体3(導光体31〜34)を覆うケース6(ケース61〜64)における棒状の導光体3(導光体31〜34)を取り囲む側の面と反対側の面に形成する場合に関して、図27及び図28を用いて説明する。なお、導光体の形状は、円柱状の導光体3を例示して説明するが、導光体31〜34であってよいことはいうまでもない。
図27及び図28において、透明ケース65(透明導光体ケース65,外殻パイプ65)は、柱状の導光体(導光体3)を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、導光体3の一部を露出、又は、突出させ、LED光源1(LED光源11)からの光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層5(蛍光体層51)における導光体3を取り囲む側の面と導光体3の外周面との間に設けられるものである。つまり、蛍光体層5(蛍光体層51)は、透明ケース65の外周面に形成されている。開口部65aは、前述の蛍光体層5(蛍光体層51)による導光体3を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口である。この開口部65aは、蛍光体層5(蛍光体層51)によって形成された長溝(開口部65a)を導光体3上に遮光部材を形成や光反射パターン4の配置によって狭めてもよい。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
また、透明ケース65の開口部65aと対向する部分は、導光体3を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口部(開口)としてよい。つまり、ケース6(61〜64)と同様の形状でもよいし、図示しているように導光体3を収納する中空部を有する円筒状でもよい。引き続き、図27及び図28において、突起部65bは透明ケース65における導光体3側の面に形成された透明の突起であり、導光体3の外周面と接触することで、透明ケース65が導光体3を支持している。突起部65bの形状は、突起部6bのように、ケースの両端部及び中央部に設けてもよいし、図7及び図8に示すように長軸方向に一様に連続的に設けてもよい。突起部65bの形状は、長軸方向に所定間隔の突起部6bを透明ケース65の内面に形成したが、透明ケース65の長軸方向に三角柱や半円柱状の突起部6cを連続的にライン状に形成してよい。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
図27及び図28において、保護シート65c(最外殻パイプ65c)は、透明ケース65及び透明ケース65の外周面に形成された蛍光体層5(蛍光体層51)を取り囲む保護するものであり、透明ケース65及び蛍光体層5(蛍光体層51)並びに導光体3を収納する中空部を有する円筒状でもよい。なお、実施の形態9に係る画像読み取り用ライン光源は、保護シート65cを備えていないものでもよい。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
次に、実施の形態9に係る画像読み取り用ライン光源の動作を説明する。図27の展開斜視図に示すLED光源1(LED光源11)からの光は、導光体3の端部から入射され、導光体3を伝搬する。その伝搬の過程において、蛍光体層5(蛍光体層51)は、光反射パターン4で散乱又は正反射して導光体3の外周面から透明ケース65を介して出射した光を捕捉し、この光を反射させると共にLED光源1(LED光源11)からの光とは異なる光学波長の光に変換された複数色の複合光(混色光)を生成する。
蛍光体層5(蛍光体層51)で生成された光は、透明ケース65を介して導光体3の内部へ透過し、導光体3における、蛍光体層5(蛍光体層51)、厳密には、前述の狭められたものを含む開口65aから露出、又は、突出した一部からLED光源1(LED光源11)からの光を含む複合光を被照射体に照射されることなる。
実施の形態9に係る画像読み取り用ライン光源は、このような動作により被照射体に光を照射するので、実施の形態1〜8に係る画像読み取り用ライン光源と同等の効果を有するだけなく、より安定的に蛍光体層5(蛍光体層51)を形成することができる。なぜならば、蛍光体層5(蛍光体層51)を、透明ケース65が導光体3を支持する構造である突起部65cが形成されている面ではなく、透明ケース65の外周面に形成しているので、凹凸の無い平坦な面(導光体3であれば曲面)に蛍光体層5(蛍光体層51)を容易に形成することができるからである。
図28(a)(b)に示す断面図は、実施の形態9に係る画像読み取り用ライン光源における蛍光体層5(蛍光体層51)の違いを示す図である。図28(a)に記載の蛍光体層5(蛍光体層51)による開口部65aによる長溝は、図28(b)に記載の蛍光体層5(蛍光体層51)による開口部65aによる長溝よりも短軸方向が長いものとなっている。開口部65aの短軸方向の長さの調整を蛍光体層5(蛍光体層51)によって行うことで、LED光源1(LED光源11)からの光を含む複合光に影響がある場合は、前述のように、開口部65aを導光体3上に遮光部材を形成や光反射パターン4の配置によって狭めてもよい。
なお、実施の形態9に係る画像読み取り用ライン光源にLED光源11を使用する場合であって、導光体3におけるケース65からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光部が必要な場合は、実施の形態1〜8と同様の紫外線遮光パターン8(紫外線カットパターン8,紫外線カットフィルタ8)を導光体3やその近傍に形成すればよい。
実施の形態10.
実施の形態1〜9に画像読み取り用ライン光源では、蛍光体層5(蛍光体層51)が、光反射パターン4で散乱又は正反射して導光体3の外周面から出る光を反射させると共に当該光とは異なる光学波長の光に変換された光を生成して、蛍光体層5(蛍光体層51)による反射光及び光学波長を変換した光による複合光を被照射体に照射することだけを論じていた。
しかし、実施の形態1〜9に画像読み取り用ライン光源に基づく、画像読み取り用ライン光源の構造・形状の選択によっては、一部の複合光が、導光体3の外周面に反射して、再度、蛍光体層5(蛍光体層51)に入射したり(照射されたり)、一部の複合光が、出射領域である開口部へ向わずに、つまり、導光体3内部の横断路(透過路)を主に導光されずに、導光体3内部の導光路を主に伝搬して、再度、導光体3の外周面から蛍光体層5(蛍光体層51)へ入射したり(照射されたり)する場合があることが分かった(二次励起)。後者は、具体的には導光体から光を被照射体へ出射する空間への全反射角よりも大きな角度で入射した光は外部に出ずに、導光体内を伝搬して、再度、導光体の外周面から蛍光体層5(蛍光体層51)へ照射されてしまう。なお、二次励起は複合光(混色光)に含まれる可視光領域の光でも生じる。
このように、複合光が、蛍光体層5(蛍光体層51)に再照射されてしまうと、蛍光体層5(蛍光体層51)による再度の光学波長の変換により(二次発光)、複合光の波長の内訳が変化していまい、所望の複合光の色味が得られない場合がある。特に、何度も再照射されると影響が大きくなる。そして、二次励起による二次発光よって、ライン光源の長手方向の位置における色ずれを引き起こす原因となる可能性がある。換言すると、長軸方向においる色均一性を損なう原因となる可能性がある。
実施の形態10に画像読み取り用ライン光源は、複合光の蛍光体層5(蛍光体層51)への再照射の可能性を減少させたものである。実施の形態10に画像読み取り用ライン光源に関して、図29及び図30を用いて説明する。図30(a)は画像読み取り用ライン光源の導光体部分の断面図、図30(b)は画像読み取り用ライン光源の斜視図(ホルダーなし)である。なお、導光体の形状は、円柱状の導光体3を例示して説明するが、導光体31〜34であってよいことはいうまでもない。図29及び図30(b)では光反射パターン4を省略している。
図29及び図30において、導光体ケース66(ケース66,反射板66)は、柱状の導光体(導光体3)を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口部66a(開口66a)から、導光体3の一部を露出(又は突出)させたものである。この導光体ケース66の開口部66aと対向する導光体ケース66の底面から導光体ケース66の側面の途中までに蛍光体層5(蛍光体層51)が形成されている。導光体3の直径をaとしたときに、導光体ケース66の底面の短軸方向の長さを2a以上としている。導光体支持部66bは、長軸方向に沿って周期的に導光体ケース66の底面上に形成され、導光体3を保持する壁面であり、その壁面に導光体3を保持する切り欠き部が形成されている。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
図29に記載の構成・構造から明らかなように、実施の形態10に画像読み取り用ライン光源におけるLED光源1(LED光源11)からの光が光散乱パターン4で散乱又は正反射して導光体3の外周面から出射するまでの動作は、実施の形態1〜9に画像読み取り用ライン光源と同様であるので説明を省略する。次に、実施の形態10に係る画像読み取り用ライン光源が、長軸方向において、色均一性を容易に得ることができることを説明する。
図30(b)に示すように、導光体3の直径をaとしたときに、導光体ケース66の蛍光体層5(蛍光体層51)が形成された底面の短軸方向の長さが導光体3の直径の二倍以上あるので、光散乱パターン4で散乱又は正反射して導光体3の外周面から出射した光は、蛍光体層5(蛍光体層51)により一部、反射された光、一部、光学波長を変換された光からなる複合光が、図30(a)に示す開口部66aから、直接、被照射体に照射される割合が増える。よって、再度、蛍光体層5(蛍光体層51)に照射される複合光の割合を下げることができる。換言すると二次励起を抑制することができるといえる。
図29に図示するように、導光体ケース66の側壁(壁面に形成された蛍光体層5(蛍光体層51))を開口部66a側に向かうにつれ、導光体3から離れるようにすると、さらに、再度、蛍光体層5(蛍光体層51)に照射される複合光の割合を下げることができる。つまり、蛍光体層5(蛍光体層51)の導光体3の長軸方向と直交する方向の断面形状が、開口部66aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていくものであればよい。また、蛍光体層5(蛍光体層51)が、開口部66aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていく部分で生成した光(複合光)の一部を直接被照射体に照射するともいえる。
なお、実施の形態10に係る画像読み取り用ライン光源にLED光源11を使用する場合であって、導光体3におけるケース65からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光部が必要な場合は、実施の形態1〜8と同様の紫外線遮光パターン8(紫外線カットパターン8,紫外線カットフィルタ8)を導光体3やその近傍に形成すればよいが、開口部66aが、他の実施の形態の開口部よりも大きくなりがちであるので、紫外線遮光パターン8(紫外線カットパターン8,紫外線カットフィルタ8)は、開口部66aに対して蓋(例えば、透明天板)をするような形状が望ましい。また、透明天板が導光体3と一体化していてもよい。
実施の形態11.
実施の形態10に係る画像読み取り用ライン光源では、導光体ケースと導光体との寸法の関係を用いて、二次励起を抑制する構成を説明したが、実施の形態11では、導光体の導光路と横断路(透過路,蛍光発光射出経路)とを概ね分離することで、二次励起を抑制する構成を説明する。具体的には、実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源は、主に、二種類がある。一つ目は、導光体よりもケースの開口部である出射領域側にも蛍光体層を形成させ、その蛍光体層に対向する位置に光反射パターンを形成するものである(例えば、図31及び図32)。二つ目は、他の実施の形態のように出射領域(開口部)の近傍に光反射パターンを設けず、かつ、導光体の短軸方向の断面を多角形の形状の一部から円弧状に突起したような形状にするものである(例えば、図33〜図35)。この二つ目の構成に一つ目の構成を併合してもよい。
実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源を図31〜図35を用いて説明する。図31(a)は導光体ケースの開口側から見た画像読み取り用ライン光源の側面図、図31(b)はホルダー近傍の画像読み取り用ライン光源の展開斜視図である。図32は図31に記載の画像読み取り用ライン光源の導光体部分の断面図である。図33〜図35も画像読み取り用ライン光源の導光体部分の断面図であるが、相当する「光体ケースの開口側から見た画像読み取り用ライン光源の側面図」及び「ホルダー近傍の画像読み取り用ライン光源の展開斜視図」は図31と類似の構成のため、図示は省略する。なお、図32〜図35には、長軸方向へ平面視したときのLED光源1(LED光源11)の位置を「LED光源位置」と図面中に付記している。さらに、実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源の基本動作は、他の実施の形態に係る画像読み取り用ライン光源と同様のために説明は省略する。
図31及び図32において、導光体ケース67(ケース67,反射板67)は、導光体3を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口部67aから、導光体3の一部を露出(、又は、突出)させたU字状の導光体ケースであり、対向する壁面の片側が長い形状となっている。この長い形状となっている側に、主に、蛍光体層5(蛍光体層51)が形成されている。導光体ケース67は導光体3を挟み込むように保持している。光反射パターン42は、少なくとも、蛍光体層5(蛍光体層51)の導光体3の長軸方向と直交する方向の断面形状が、開口部67aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていく部分と、導光体3の内部を介して対向する位置を含む導光体3の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられた幅広の光反射パターンである。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源である図31及び図32に記載の画像読み取り用ライン光源は、蛍光体層5(蛍光体層51)の導光体3の長軸方向と直交する方向の断面形状が、開口部67aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていくものとなっている。また、この蛍光体層5(蛍光体層51)の部分に導光体3の内部を介して対向している部分を有する幅広の光反射パターン42を有しているので、LED光源1(LED光源11)の光が蛍光体層5(蛍光体層51)に照射された後、再照射されることなく、複合光として開口部67a側に向かう量が多くなるので、二次励起を抑制することができる。換言すると、図31及び図32に記載の画像読み取り用ライン光源は、蛍光体層5(蛍光体層51)が開口部67aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていく部分で生成した光の一部を直接被照射体に照射するものであるといえる。よって、図31及び図32に記載の画像読み取り用ライン光源は、導光体3の導光路と横断路(透過路,蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものとなる。
図33において、導光体35は、長軸方向と直交する方向の断面形状が光散乱パターン43と対向する部分における外周面が連続する少なくとも一方側が円弧状に突起した形状であり、突起した部分以外の長軸方向と直交する方向の断面形状は、多角形となっているものである。また、導光体35は、光散乱パターン43と対向する部分が直線形状であって、その直線形状の部分が、円弧状に突起した部分側に傾斜した形状である。開口部68aは、導光体35における円弧状に突起した部分を(露出、又は)突出させたものである。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
図33において、光散乱パターン43は、前述の導光体35の傾斜した形状の部分に対向する位置に形成された蛍光体層5(蛍光体層51)と導光体35の内部を介して対向する位置の導光体35の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられたものである。なお、蛍光体層5(蛍光体層51)は、開口部68aの近傍まで形成されている。また、蛍光体層5(蛍光体層51)の導光体35の長軸方向と直交する方向の断面形状が、開口部68aに近づくにつれ、導光体35からの距離が離れていくものとなっている。光反射パターン43は、蛍光体層5(蛍光体層51)の部分に向けて、導光体35の内部を介して、LED光源1(LED光源11)からの光を反射することができる。導光体ケース68は、導光体35を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口部68aから、前述のとおり、導光体35の一部を(露出、又は)突出させた導光体ケースである。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源である図33に記載の画像読み取り用ライン光源は、蛍光体層5(蛍光体層51)の導光体35の長軸方向と直交する方向の断面形状が、開口部68aに近づくにつれ、導光体35からの距離が離れていくものとなっていることに加え、開口部68a側に傾斜した蛍光体層5(蛍光体層51)の部分に導光体35の内部を介して対向している部分を有する光反射パターン43を有しているので、LED光源1(LED光源11)の光が蛍光体層5(蛍光体層51)に照射された後、再照射されることなく、複合光として開口部68a側に向かう量が多くなるので、二次励起を抑制することができる。よって、図33に記載の画像読み取り用ライン光源は、導光体35の導光路と横断路(透過路,蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものとなる。
図34及び図35において、導光体36は、長軸方向と直交する方向の断面形状が光散乱パターン44と対向する部分における外周面が連続する少なくとも一方側が円弧状に突起した形状であり、突起した部分以外の長軸方向と直交する方向の断面形状は、多角形となっているものである。導光体35の円弧状の突起部分は、半円又は半円未満の突起であったが、導光体35の円弧状の突起部分は、半円以上の突起である。また、導光体36は、導光体35と同じく光散乱パターン44と対向する部分が直線形状であって、その直線形状の部分が、円弧状に突起した部分側に傾斜した形状である。開口部69aは、導光体36における円弧状に突起した部分を(露出、又は)突出させたものである。光散乱パターン44は、前述の導光体36の傾斜した形状の部分に対向する位置に形成された蛍光体層5(蛍光体層51)と導光体36の内部を介して対向する位置の導光体36の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられたものである。光反射パターン44は、蛍光体層5(蛍光体層51)の部分に向けて、導光体35の内部を介して、LED光源1(LED光源11)からの光を反射することができる。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
図34及び図35において、導光体ケース69は、導光体36を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口部69aから、前述のとおり、導光体36の一部を(露出、又は)突出させた導光体ケースである。導光体37は、導光体36における導光体36と蛍光体層5(蛍光体層51)とが対向する部分の開口部69aと反対側の端部の形状を傾斜状ではなく、直立状にしたものである(直立断面)。よって、導光体37は、この直立状の部分と光散乱パターン44が形成された部分との間の長軸方向に直交する断面形状が括れたものとなっている(括れ断面)。導光体ケース70は、導光体37を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口部70aから、導光体37の一部(突起部分)を(露出、又は)突出させた導光体ケースである。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源である図34に記載の画像読み取り用ライン光源は、開口部69a側に傾斜した蛍光体層5(蛍光体層51)の部分に導光体36の内部を介して対向している部分を有する光反射パターン44を有しているので、LED光源1(LED光源11)の光が蛍光体層5(蛍光体層51)に照射された後、再照射されることなく、複合光として開口部68a側に向かう量が多くなるので、二次励起を抑制することができる。よって、図34に記載の画像読み取り用ライン光源は、導光体36の導光路と横断路(透過路,蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものとなる。
さらに、実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源である図35に記載の画像読み取り用ライン光源は、導光体37が前述の直立断面及び括れ断面によって、光反射パターン44による反射によって、LED光源1(LED光源11)の光が蛍光体層5(蛍光体層51)に照射された後、再照射されることなく、複合光として開口部68a側に向かう量が図34に記載の画像読み取り用ライン光源よりも多くなる。もちろん、図35に記載の画像読み取り用ライン光源は、導光体37の導光路と横断路(透過路,蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものとなる。
実施の形態11に係る画像読み取り用ライン光源は、導光体35が半円付き多角形導光体35といえ、導光体36及び導光体37が円形−多角形結合導光体36及び円形−多角形結合導光体37といえる。また、導光体35,導光体36,導光体37における「光散乱パターン」と対向する部分が直線形状であって、その直線形状の部分が、円弧状に突起した部分側に傾斜した形状であるとしているが、このような直線形状が弓形形状であってもよい。この弓形形状の概ねの延在する仮想直線が前述の直線形状の延在する仮想直線となっておればよい。つまり、弓形形状の概ねの延在する仮想直線が、円弧状に突起した部分側に傾斜しておればよい。なお、弓形形状は、導光体35,導光体36,導光体37の内部に抉れたような形状物でもよいし、導光体35,導光体36,導光体37の外部に飛び出したような形状物でもよい。
実施の形態12.
実施の形態10では、導光体ケースと導光体との寸法の関係を用いて二次励起(二次発光)を抑制した画像読み取り用ライン光源を説明した。また、実施の形態11では、導光体の導光路と横断路(透過路,蛍光発光射出経路)とを概ね分離して二次励起(二次発光)を抑制した画像読み取り用ライン光源を説明した。この実施の形態12では、導光体ケースの形状を利用して二次励起(二次発光)を抑制した画像読み取り用ライン光源を説明する。詳しくは、導光体3の導光体ケース側に蛍光体層5(蛍光体層51)による励起光を含む複合光の出力角度(導光体3への照射角度)を制限することで、二次励起(二次発光)を抑制する。
図36〜図42を用いて実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源を説明する。図37は導光体と導光体ケースの一部を透視した透視斜視図になっている。図39〜図42は、図38に記載の円(点線)で囲った部分に相当する拡大図であり、実施の形態12が許容する構造例を何例か挙げたものである。実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源の基本動作は、他の実施の形態に係る画像読み取り用ライン光源と同様のために説明は省略する。
図36〜図42において、光反射パターン4の図示は省略しているが、他の実施の形態で説明したものと同様のものである。導光体ケース601は、導光体3を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口部6aから、導光体3の一部を露出(又は、突出させ)、導光体3を取り囲む面に長軸方向に沿って凹部601d及び凸部601cが交互に複数形成されたものである。凹部601d及び凸部601cの段差によって突起部601bが形成されている。導光体3は、凸部601cの頂点(突起部601b)で支持されている。凹部601d及び凸部601cとは別により背の高い突起部601bを設けて、導光体3を支持してもよい。凸部601c(突起部601b)は導光体ケース601に形成された導光体保持壁といえる。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
なお、蛍光体層5(蛍光体層51)は、少なくとも導光体ケース601の凹部601dに設けられておればよい。もちろん、凸部601cの斜面部601fや斜面部601fの途中まで形成されていてもよい。ここで、斜面部601fとは、凸部601cと凹部601dとにより形成される斜面である。便宜上、斜面部601fは凹部601dと直交する壁面(壁面部)を含むものとする。突起部601eは凹部601dに形成された突起であり、凸部601cを超えない高さのものである。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源は、図37〜図39に示すように、LED光源1(LED光源11)からの光反射パターン4に反射して、蛍光体層5(蛍光体層51)に照射されて、蛍光光(複合光)が導光体3へ照射されるが、導光体ケース601の凸部601cによって導光体3への入射角度が制限された光を導光体3の内部へ透過させるので、広角な入射は制限されて、複合光の導光路への進入よりも、複合光の横断路(透過路,蛍光発光射出経路)への進入が支配的となり、二次励起(二次発光)を抑制することができる。
実施の形態12において、凸部601cに関しては、図39、図41、図42に示すような先鋭的な頂点を有するものでもよいし、図49に示すような平坦な頂点を有するものでもよい。また、凹部601dの底面は図39及び図40に示すように平坦でもよいが、図41に示すように湾曲状にしたり、図42に示すように、突起部601eを形成したりすることで、凸部601cの高さや形状を変更することなく、導光体3への入射角を調整することができる。実施の形態12に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケース601は、他の実施の形態に係る像読み取り用ライン光源の導光体ケースに適用できる。実施の形態9に係る画像読み取り用ライン光源の導光体ケースの場合は、蛍光体層5(蛍光体層51)の形成場所が異なる。
実施の形態13.
実施の形態12では、導光体3の導光体ケース側に蛍光体層5(蛍光体層51)による励起光を含む複合光の出力角度(導光体3への照射角度)を、導光体3を取り囲む面に長軸方向に沿って凹部601d及び凸部601cが交互に複数形成した導光体ケース601で制限することで、二次励起(二次発光)を抑制していた。実施の形態13に係る画像読み取り用ライン光源は、導光体3の導光体ケース側に蛍光体層5(蛍光体層51)による励起光を含む複合光の出力角度(導光体3への照射角度)を、導光体3を取り囲む面に長軸方向に直交する方向(短軸方向)に沿って凹部及び凸部が交互に複数形成した導光体ケースで制限することで、二次励起(二次発光)を抑制するものである。また、実施の形態13に係る画像読取装置と実施の形態12に係る画像読取装置とを併用した形態も説明する。
図43〜図46を用いて実施の形態13に係る画像読み取り用ライン光源を説明する。図43及び図45は導光体ケース602の蛍光体層5(蛍光体層51)の近傍拡大図(導光体の図示は省略)である。図44は図43及び図45をさらに拡大した図である。図44は図34に図示されるものに実施の形態13に係る画像読み取り用ライン光源を適用した図(短軸方向の断面図)である。図46は導光体ケース603の蛍光体層5(蛍光体層51)の近傍拡大図(導光体の図示は省略)である。実施の形態13に係る画像読み取り用ライン光源の基本動作は、他の実施の形態に係る画像読み取り用ライン光源と同様のために説明は省略する。
図43〜図45において、光反射パターン4の図示は省略しているが、他の実施の形態で説明したものと同様のものである。導光体ケース602は、導光体3(導光体36)を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口部6a(開口部69a)から、導光体3(導光体36)の一部を露出、又は、突出させ、導光体3(導光体36)を取り囲む面に長軸方向と直交する方向(短軸方向)に沿って第2凹部(凹部602d)及び第2凸部(凸部602c)が交互に複数形成され、凸部602cが開口部6a(開口部69a)側を向いた斜面部602eを有するものである。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
なお、蛍光体層5(蛍光体層51)は、導光体ケース602の凹部602d及び斜面部602eに設けられている。凹部602d及び凸部602cの段差によって突起部602bが形成されている。導光体3(導光体36)は、凸部602cの頂点(突起部602b)で支持されている。凹部602d及び凸部602cとは別により背の高い突起部602bを設けて、導光体3を支持してもよい。凸部602c(突起部602b)は導光体ケース602に形成された導光体保持壁といえる。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態13に係る画像読み取り用ライン光源である図43〜図45に記載の画像読み取り用ライン光源は、開口部6a(開口部69a)側を向いた斜面部602eに形成された蛍光体層5(蛍光体層51)が、LED光源1(LED光源11)の光を複合光として、開口部6a(開口部69a)側、つまり、横断路(透過路,蛍光発光射出経路)へ向かわせるので、二次励起を抑制することができる。具体的には、図43(b)を用いて説明する。図43(b)に示す矢印は、導光体3(導光体36)から出射されたLED光源1(LED光源11)からの光が蛍光体層5(蛍光体層51)で励起されていることを示している。この図から明らかのとおり、多くの光線が開口部6a(開口部69a)側に向かっていることが分かる。よって、図43〜図45に記載の画像読み取り用ライン光源は、導光体3(導光体36)の導光路と横断路(透過路,蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものとなる。
次に、図46を用いて、実施の形態12との併用の形態を説明する。図46において、導光体ケース603は、導光体3を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、導光体3の一部を露出、又は、突出させ、導光体3を取り囲む面に長軸方向に沿って凹部601d及び凸部601cが交互に複数形成され、導光体3を取り囲む面に長軸方向と直交する方向に沿って第2凹部(凹部602d)及び第2凸部(凸部602c)が交互に複数形成され、凸部602cが開口側を向いた斜面部602eを有するものである。蛍光体層5(蛍光体層51)は、導光体ケース603の凹部602d及び斜面部602e並びに凹部601dよって形成された複数の格子状凹部に形成されている。なお、導光体3は、少なくとも導光体ケース603の凸部601cの頂点(突起部601b)又は導光体ケース603の凸部602c(突起部602b)の一方の頂点で支持されておればよい。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態12との併用の形態における導光体ケース603は、図46に示すような構成となっているので、導光体ケース603の凸部601cによって導光体3への入射角度が制限された光を導光体3の内部へ透過させるので、広角な入射は制限されて、複合光の導光路への進入よりも、複合光の横断路(透過路,蛍光発光射出経路)への進入が支配的となり、さらに、導光体ケース603の開口部6a側を向いた斜面部602eに形成された蛍光体層5(蛍光体層51)が、LED光源1(LED光源11)の光を複合光として、開口部6a側、つまり、横断路(透過路,蛍光発光射出経路)へ向かわせるので、実施の形態12及び13に係る画像読み取り用ライン光源は、互いの効果を有するものとなる。
本願に係る画像読み取り用ライン光源は、導光体ケースにおける導光体を取り囲む側の面と導光体の外周面との間、又は、導光体ケースにおける導光体を取り囲む側の面と反対側の面の少なくとも一方に設けられ、端部から内部に入射した光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層の少なくとも一部と導光体の内部を介して対向する位置の導光体の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備えている。そして、端部から内部に入射した光が導光体を伝搬する過程において、蛍光体層は、光反射パターンで散乱又は正反射して導光体の外周面から出射した光を捕捉し、この光を反射させると共に当該光とは異なる光学波長の光に変換された光を生成し、蛍光体層で生成された光を導光体の内部へ透過させて、導光体におけるケースから露出、又は、突出した一部から端部から内部に入射した光及び蛍光体層で生成された光を被照射体に照射するものである。よって、実施の形態1〜13におけるそれぞれの記載を適宜組み合わせることが可能であることはいうまでもない。
1・・LED光源(青色LED)
2・・LED回路 2a・・基板 2b・・コネクタ(外部端子) 2c・・放熱板
3・・導光体(円柱導光体)
4・・光反射パターン(導光体反射パターン,光散乱パターン)
5・・蛍光体層
6・・反射板(導光体ケース,ケース) 6a・・開口部 6b・・突起部
6c・・突起部 601・・反射板(導光体ケース,ケース) 601b・・突起部
601c・・凸部 601d・・凹部 601e・・突起部
601f・・斜面部(壁面部)
602・・反射板(導光体ケース,ケース) 602b・・突起部 602c・・凸部
602d・・凹部 602e・・斜面部
603・・反射板(導光体ケース,ケース)
7・・ホルダー
8・・紫外線遮光パターン(紫外線カットパターン,紫外光カットフィルタ)
11・・LED光源(紫外線光源)
31・・導光体(楕円状導光体) 32・・導光体(楕円状導光体)
33・・導光体(5角柱導光体) 34・・導光体(四角柱面取り導光体)
35・・導光体(半円付き多角形導光体) 36・・導光体(円形−多角形結合導光体)
37・・導光体(円形−多角形結合導光体)
41・・光反射パターン(導光体反射パターン,光散乱パターン)
42・・光反射パターン(導光体反射パターン,光散乱パターン)
43・・光反射パターン(導光体反射パターン,光散乱パターン)
44・・光反射パターン(導光体反射パターン,光散乱パターン)
51・・蛍光体層
61・・反射板(導光体ケース,ケース)
61a・・開口部 61b・・突起部
62・・反射板(導光体ケース,ケース)
62a・・開口部 62b・・突起部 62c・・切り欠き部(導光体の切り欠き部)
63・・反射板(導光体ケース,ケース)
63a・・開口部 63b・・突起部 63c・・切り欠き部(導光体の切り欠き部)
64・・反射板(導光体ケース,ケース)
64a・・開口部 64b・・突起部 64c・・面取り部(導光体の切り欠き部)
65・・透明ケース(透明導光体ケース,外殻パイプ)
65a・・開口部 65b・・突起部 65c・・保護シート(外殻パイプ)
66・・導光体ケース(ケース,反射板) 66a・・開口部 66b・・導光体支持部
67・・導光体ケース(ケース,反射板,U字状導光体ケース) 67a・・開口部
68・・導光体ケース(ケース,反射板) 68a・・開口部
69・・導光体ケース(ケース,反射板) 69a・・開口部
70・・導光体ケース(ケース,反射板) 70a・・開口部。

Claims (22)

  1. 青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させたケースと、このケースにおける前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間に設けられ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  2. 青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層における前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間に設けられた透明ケースと、前記蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から前記透明ケースを介して出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記透明ケースを介して前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記蛍光体層から露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  3. 青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向に沿って凹部及び凸部が交互に複数形成されたケースと、このケースの前記凹部に設けられ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成され、前記ケースの凸部によって前記導光体への入射角度が制限された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  4. 青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向と直交する方向に沿って第2凹部及び第2凸部が交互に複数形成され、前記第2凸部が前記開口側を向いた斜面部を有するケースと、このケースの前記第2凹部及び前記斜面部に設けられ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  5. 青色光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向に沿って凹部及び凸部が交互に複数形成され、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向と直交する方向に沿って第2凹部及び第2凸部が交互に複数形成され、前記第2凸部が前記開口側を向いた斜面部を有するケースと、このケースの前記第2凹部及び前記斜面部並びに前記凹部よって形成された複数の格子状凹部に設けられ、前記青色光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記青色光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した青色光を捕捉し、前記青色光を反射させると共に前記青色光とは異なる光学波長の光に変換された2種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成され、前記ケースの凸部によって前記導光体への入射角度が制限された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記青色光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  6. 紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させたケースと、このケースにおける前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間に設けられ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  7. 紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層における前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間に設けられた透明ケースと、前記蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から前記透明ケースを介して出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記透明ケースを介して前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記蛍光体層から露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  8. 紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向に沿って凹部及び凸部が交互に複数形成されたケースと、このケースの前記凹部に設けられ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成され、前記ケースの凸部によって前記導光体への入射角度が制限された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  9. 紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向と直交する方向に沿って第2凹部及び第2凸部が交互に複数形成され、前記第2凸部が前記開口側を向いた斜面部を有するケースと、このケースの前記第2凹部及び前記斜面部に設けられ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  10. 紫外光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した紫外光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させ、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向に沿って凹部及び凸部が交互に複数形成され、前記導光体を取り囲む面に前記長軸方向と直交する方向に沿って第2凹部及び第2凸部が交互に複数形成され、前記第2凸部が前記開口側を向いた斜面部を有するケースと、このケースの前記第2凹部及び前記斜面部並びに前記凹部よって形成された複数の格子状凹部に設けられ、前記紫外光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記紫外光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した紫外光を捕捉し、前記紫外光を反射させると共に前記紫外光とは異なる光学波長の光に変換された3種以上の複合光を生成し、前記蛍光体層で生成され、前記ケースの凸部によって前記導光体への入射角度が制限された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記紫外光を含む前記複合光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
  11. 前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光部が形成された請求項6、8〜10のいずれかに記載の画像読み取り用ライン光源。
  12. 前記導光体における前記透明ケースから露出、又は、突出した一部からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光部が形成された請求項7に記載の画像読み取り用ライン光源。
  13. 前記紫外線遮光部は、前記導光体の外周面に前記長軸方向に沿って設けられ、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光パターンである請求項11に記載の画像読み取り用ライン光源。
  14. 前記紫外線遮光部は、前記導光体の外周面に前記長軸方向に沿って設けられ、前記導光体における前記透明ケースから露出、又は、突出した一部からライン状に出射する紫外光を遮光する紫外線遮光パターンである請求項12に記載の画像読み取り用ライン光源。
  15. 前記導光体は、少なくとも前記ケースの凸部の頂点又は前記ケースの第2凸部の一方の頂点で支持されたものである請求項3〜5及び請求項8〜11、13のいずれかに記載の画像読み取り用ライン光源。
  16. 前記導光体の長軸方向と直交する方向の断面形状は、円形又は多角形である請求項1〜15のいずれかに記載の画像読み取り用ライン光源。
  17. 前記導光体の長軸方向と直交する方向の断面形状は、前記光反射パターンと対向する部分における前記外周面が連続する少なくとも一方側が円弧状に突起した形状である請求項1〜15のいずれかに記載の画像読み取り用ライン光源。
  18. 前記開口は、前記導光体における円弧状に突起した部分を、露出、又は、突出させたものである請求項17に記載の画像読み取り用ライン光源。
  19. 前記導光体の長軸方向と直交する方向の断面形状は、前記光反射パターンと対向する部分が直線形状であって、その直線形状の部分が、前記円弧状に突起した部分側に傾斜した形状である請求項17又は18に記載の画像読み取り用ライン光源。
  20. 前記蛍光体層の前記導光体の長軸方向と直交する方向の断面形状は、前記開口に近づくにつれ、前記導光体からの距離が離れていくものである請求項1〜19のいずれかに記載の画像読み取り用ライン光源。
  21. 前記蛍光体層は、前記開口に近づくにつれ、前記導光体からの距離が離れていく部分で生成した光の一部を直接被照射体に照射するものである請求項20に記載の画像読み取り用ライン光源。
  22. 光を発生するLED光源と、このLED光源を端部に配置し、前記端部から内部に入射した光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、前記導光体の一部を露出、又は、突出させたケースと、このケースにおける前記導光体を取り囲む側の面と前記導光体の外周面との間、又は、前記ケースにおける前記導光体を取り囲む側の面と反対側の面の少なくとも一方に設けられ、前記端部から内部に入射した光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層と、この蛍光体層の少なくとも一部と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備え、前記端部から内部に入射した光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の外周面から出射した光を捕捉し、この光を反射させると共に当該光とは異なる光学波長の光に変換された光を生成し、前記蛍光体層で生成された光を前記導光体の内部へ透過させて、前記導光体における前記ケースから露出、又は、突出した一部から前記端部から内部に入射した光及び前記蛍光体層で生成された光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
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