JPH06148435A - 棒状照明体 - Google Patents

棒状照明体

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JPH06148435A
JPH06148435A JP5144908A JP14490893A JPH06148435A JP H06148435 A JPH06148435 A JP H06148435A JP 5144908 A JP5144908 A JP 5144908A JP 14490893 A JP14490893 A JP 14490893A JP H06148435 A JPH06148435 A JP H06148435A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファクシミリ、コピー機等に使用される走査
装置等において線状の部分を照明する際に有用な高い照
度の得られる光ガイドタイプの素子を提供する。 【構成】 照明体3は角柱状の透明ガラスあるいは透明
樹脂からなり、断面を長方形として対象物5に対する奥
行き方向の辺の長さPを、対象物5に対向する辺の長さ
Qよりも大きくしている。そして照明体3の四周側面の
うち、対象物5に対向する面とは反対側の側面全体を粗
面化することにより光散乱面3aとしてある。また、内
面が反射面6Aとなっていて上部が開口している断面チ
ャンネル形状の反射板6を照明体3を囲むように配置す
る。Pを長くするに従って散乱光の広がりが小さくな
り、対象物5の照度が大きくなる。またPを大きくする
と照明体の横方向における照度むらが改善される効果も
ある。これらの効果を充分発揮させるためには、P/Q
の値を1.5以上とすることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、コピー
機等に使用される走査装置等において、線状の部分を照
明する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ファクシミリ、コピー機等では、原稿を
読み取るために走査装置が用いられている。走査装置に
は縮小型、密着型、完全密着型といった種類があるが、
密着型走査装置の一例を図1に示す。密着型走査装置1
は、照明系1b、結像光学系1c、センサー1dの各部
分をハウジング内に取り付けて構成され、ハウジング上
部のカバーガラス1a表面に原稿面2を密着させ、照明
系1bで原稿面2を照明し、この照明領域の原稿画像が
光学系1cによりセンサー1d上に結像し、検出され
る。
【0003】走査装置の照明系1bは、原稿面2の照度
をセンサー1dによる読み取りが可能な明るさ以上にし
なければならない。照明すべき範囲は走査方向(以下、
縦方向と呼ぶ)には極めて狭く、走査方向と直角をなす
方向(以下、横方向と呼ぶ)には広い、線状である。横
方向に原稿面照度のむらがあると読み取りエラーの原因
となるため、照度は一様であることが望ましい。
【0004】現在照明系1bとしては、LEDを横方向
に並べたLEDアレイが用いられている。LEDチップ
の間隔が開くと周期的な照度のむらが大きくなるため、
LEDチップの数は幅216mm(A4版)に対して3
0個程度必要となる。LEDアレイは充分な光量を確保
することができるが、LEDチップを多数配置するので
コストと電力消費が大きくなるという問題点がある。ま
た、照度のむらを避けるためにはLEDチップと原稿面
の間隔をある程度大きく取る必要があるので、走査装置
全体を小型化するための障害となる。
【0005】LEDアレイに代わる方法として、滑らか
な表面を有する角柱あるいは円柱といった棒状の透明体
を照明体となす方法がある。図2は照明体3として透明
な四角柱を用いた一例である。照明体3の端にはLED
等の光源4が配置され、光源4から出射した光は、照明
体3の表面で全反射を繰り返しつつ照明体3中を伝播す
る。ここで、照明体3の一面を光散乱面3aとしておけ
ば、照明体3中を伝播しつつある光を少量ずつ、照明体
3の長さと直角をなす方向に取り出すことができる。
【0006】上記のような棒状の照明体3はLEDアレ
イと比較すると、LEDチップの数を少なくすることが
できるという利点がある。また、照明体3が横方向に連
続的に発光するため、照明すべき対象物(たとえば原稿
面)と照明体の間隔を近づけて対象物の照度を大きくし
ても照度のむらが生じにくい、といった長所がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の棒状照
明体3は光源4を片端もしくは両端にしか置くことがで
きない。したがって光の絶対量が少ないために、対象物
の照度が不足するという問題点がある。また、照明体3
の散乱面3aの輝度は光源4に近いほど大きくなりがち
であるため、両端に光源4を設置すると照明体中央部の
輝度が落込み、対象物の照度が長さ方向に不均一とな
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するため、光散乱面から射出され透明体内部を透過す
る光線が対象物を照射するように光散乱面を配置した。
本発明の好ましい実施態様では、上記に加えて照明体本
体の断面形状を略長方形とするととともにその短辺をな
す一面を光散乱面とし、かつ長辺と短辺の比率を1.5
以上とする。さらに望ましくは、その短辺の長さを1m
m以上2mm以下とし、その比率を2.0以上とし、そ
の長辺の長さを10mm以下とする。
【0009】本発明で照明体本体に用いる透明体の材質
としては、着色の少ない光学ガラス、あるいはアクリル
等のプラスチックが適している。また、光源は透明体の
両端に設置した方が、片側のみに設置するよりも対象物
照度の大きさと長さ方向の均一性の点で有利である。
【0010】
【作用】照明体として正方形の断面を有する棒状の透明
体を用い、その一側面を光散乱面とするに当たり、従来
構造と本発明構造との作用効果の比較を図3に示す。図
3のうち(a)は散乱面3aを対象物5側に配置した場
合を示し、(b)は対象物5と反対側に配置した場合を
示す。どちらの場合も、対象物5と逆方向に向かう光を
反射させて対象物5に向かわせるための反射板6を設置
してある。
【0011】図3(a)の場合、散乱面3aで散乱した
光はそのまま180度の範囲に散らばるため、対象物5
上で照明される範囲は広くなるが、照度は小さくなる。
それに対して図3(b)の場合は、透明体3内部の全反
射により散乱光の広がりが小さくなるため、照明される
範囲は狭くなるかわりに照度が大きくなる。上述したよ
うに、縦方向の照明範囲は狭くても差し支えないので、
光の指向性が良い(b)の方がより好ましい照明体であ
る。
【0012】
【実施例】以下本発明を図面に示した好適実施例に基づ
き詳細に説明する。図4は本発明の一実施例を示す断面
図であり、従来のものと共通する部分については同一の
参照番号を使用している。照明体3は角柱状の透明ガラ
スあるいは透明樹脂からなり、断面を長方形として対象
物5に対する奥行き方向の辺の長さPを、対象物5に対
向する辺の長さQよりも大きくしている。そして照明体
3の四周側面のうち、対象物5に対向する面とは反対側
の側面全体を粗面化することにより光散乱面3aとして
ある。また、内面が反射面6Aとなっていて上部が開口
している断面チャンネル形状の反射板6を照明体3を囲
むように配置する。すなわち、対象物5と対向する面を
除く三面に対向させて反射面6Aを設ける。
【0013】本発明者らの研究によると、上記寸法Pを
大きくするにしたがって散乱光の広がりが小さくなり、
対象物5の照度が大きくなる。Pを大きくすると照明体
の横方向における照度むらが改善される効果もある。ま
た特に、照明体を小型の装置に組み込む場合には、Qの
長さはあまり大きくできず、2mm以下が望ましい。逆
にQがあまり小さいと光源からの光を取り込む効率が低
下するので、例えば光源がLEDの場合では1mm以上
とすることが望ましい。
【0014】後述の具体的数値例に示すように、これら
の効果を充分発揮させるためには、P/Qの値を1.5
以上とすることが望ましく、さらに2.0以上とするの
が有効である。ただしPをあまり大きくすると、装置が
大きくなってしまうので、Pは100mm以下であるこ
とが望ましい。
【0015】照明体3として略円形の断面を有する透明
体を用いる場合であっても、散乱面3aを対象物5の反
対側に設けることにより、対象物の照度を大きくするこ
とができる。図5に本発明の他の実施例を示す。本例で
は、照明体3の断面形状を円弧と弦からなる弓形とし、
その弦をなす一面を光散乱面3aとして、円弧側の面を
対象物5に対向させて配置している。本例構造では対象
物に対向する円弧部分が凸レンズの作用を果たすため、
光の指向性がさらに向上する。
【0016】次に本発明の具体的数値例について説明す
る。 <実施例1>透明体として、断面形状が4mm角、長さ
230mmの四角柱を使用した。この透明体の材質は、
屈折率nd=1.5491、アッベ数νd=50.1の光
学ガラスである。透明体3の一側面は、日本工業規格
(JIS)の砥粒粒度#1000で砂摺りして散乱面3
aとし、他の三側面および両端面はポリッシュ仕上げと
した。
【0017】対象物の照度を測定するために、透明体か
ら4mm離れた位置に光強度計のセンサーを置いて光強
度を測定した。光強度計センサーの受光部の直径は1m
mである。透明体とセンサーの配置を図6(a)に示
す。散乱面3aはセンサー7の反対側に置き、散乱面3
aとその両側の面に対向させて白色の紙を設置して反射
板6とした。
【0018】透明体3の両端には高輝度LED(スタン
レー電気社製HPY5066X)を各1個設置して光源
とした。LEDのピーク波長は570nmであり、発光
時の電流はそれぞれ20mAとした。暗室中でLEDを
発光させ、光強度計のセンサーを照明体3の長さ方向に
移動させて光強度を連続的に測定した。その結果を図1
0に示す。また比較例1として、実施例1と同じ透明体
を用い、図6(b)に示すように散乱面3aをセンサー
に対向配置した以外は実施例1と同じ条件で光強度を測
定した。その結果を図10中に「比較例1」として示し
た。
【0019】同図のように、本発明実施例の方が比較例
に対して照明体中央で30%程度大きい光強度が得られ
た。
【0020】<実施例2>透明体の断面形状を4mm×
6mmの長方形とし、長方形の短辺をなす一側面を#1
000粒度砥粒で砂摺り研磨して散乱面とし、他のすべ
ての面はポリッシュ仕上げとした。他の条件は実施例1
と同じである。透明体とセンサーの配置を図7に示す。
この場合の透明体の長短辺比P/Qの値は、1.5であ
る。光強度の実測値を図11に示す。本実施例では透明
体のP/Qの値を1.5としたため、実施例1(P/Q
=1.0)よりも照明体中央部の光強度が約30%増大
した。また、照明体の中央部と両端部の光強度差も縮小
している。
【0021】<実施例3>透明体の断面形状を4mm×
8mmの長方形とし、長方形の短辺をなす一側面を#1
000粒度砥粒で砂摺り研磨して散乱面とし、他のすべ
ての面はポリッシュ仕上げとした。他の条件は実施例1
と同じである。透明体とセンサーの配置を図8に示す。
この場合の透明体のP/Qの値は、2.0である。光強
度の実測値を図12に示す。実施例1、2と比較すると
照明体中央部の光強度は最も大きく、実施例1(P/Q
=1.0)の場合の約2倍に達した。また、照明体の中
央部と両端部の光強度差も最小となった。
【0022】<実施例4>透明体の断面形状を直径3m
mの円弧と長さ2mmの弦からなる弓形とした。透明体
の材質は石英ガラスである。弦をなす平坦面は#100
0粒度砥粒で砂摺り研磨して散乱面とし、他のすべての
面はポリッシュ仕上げとした。光源、センサーについて
は実施例1と同じであある。透明体とセンサーの配置を
図9(a)に示す。透明体の上部を除いた周囲は光沢の
あるステンレス板で覆って反射板6とした。光強度の実
測値を図13に示す。また比較例として、上記と同じ透
明体を用い、同図(b)に示すように散乱面3aをセン
サー7に対向配置した他は実施例4と同じ条件にして光
強度を測定した。その結果を図13中に「比較例2」と
して示した。図13のグラフで示されるように、本実施
例のものは比較例に比べて照明体の中央部で約40%程
度大きい光強度が得られた。
【0023】<実施例5>透明体の断面形状を2mm×
8mmの長方形とし、長方形の短辺をなす一側面を#1
000粒度砥粒で砂摺り研磨して散乱面とし、他のすべ
ての面はポリッシュ仕上げとした。他の条件は実施例1
と同じである。透明体とセンサーの配置を図8に示す。
この場合の透明体のP/Qの値は、4.0である。光強
度の実測値を図14に示す。
【0024】
【発明の効果】本発明の照明体を用いれば、少数の光源
によって線状の範囲を均一に明るく照明することができ
る。したがって、走査装置等のコスト切下げに大きく貢
献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】ファクシミリ等に用いられる密着型走査装置の
一例を示す断面図
【図2】従来の棒状照明体の一例を示す側面図および断
面図
【図3】棒状照明体における光線の挙動を、従来構造
(a)と本発明(b)について比較説明する断面図
【図4】本発明の一実施例を示す断面図
【図5】本発明の他の実施例を示す断面図
【図6】本発明の実施例1(a)と比較例1(b)との
光強度分布の比較測定を説明する断面図
【図7】本発明の実施例2の光強度分布の測定を説明す
る断面図
【図8】本発明の実施例3の光強度分布の測定を説明す
る断面図
【図9】本発明の実施例4(a)と比較例2(b)との
光強度分布の比較測定を説明する断面図
【図10】実施例1と比較例1の光強度分布測定の結果
を示す図
【図11】実施例2の光強度分布測定の結果を示す図
【図12】実施例3の光強度分布測定の結果を示す図
【図13】実施例4と比較例2の光強度分布測定の結果
を示す図
【図14】実施例5の光強度分布測定の結果を示す図
【符号の説明】
1 ・・・密着型走査装置 1a ・・・カバーガラス 1b ・・・LEDアレイ照明系 1c ・・・レンズアレイ結像光学系 1d ・・・センサー 2 ・・・原稿面 3 ・・・棒状透明体(照明体) 3a ・・・散乱面 4 ・・・光源(LED) 5 ・・・照明対象物 6 ・・・反射板 6A ・・・反射面 7 ・・・光強度測定センサー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 棒状の透明体表面の一部を光散乱面、残
    りの部分を平滑面とし、かつ透明体の片側もしくは両側
    端面に光源を配置することにより上記散乱面を発光面と
    なす照明体において、前記光散乱面から射出され透明体
    内部を透過する光線が対象物を照射するように光散乱面
    を配置することを特徴とする棒状照明体。
  2. 【請求項2】 前記透明体の断面形状を略長方形とし、
    その短辺をなす一面を光散乱面とし、かつ長方形の長辺
    と短辺の比率を1.5以上とした請求項1に記載の棒状
    照明体。
  3. 【請求項3】 前記透明体の断面形状を円弧と弦からな
    る弓形とし、その弦をなす一面を光散乱面とした請求項
    1に記載の棒状照明体。
  4. 【請求項4】 請求項2において、以下の条件をすべて
    満たす棒状照明体。 (イ)透明体断面の短辺の長さを1mm以上3mm以下
    とする。 (ロ)透明体断面の長辺と短辺の長さの比率を2.0以
    上とする。 (ハ)透明体断面の長辺の長さを10mm以下とする。
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