JPH10107957A - 線状光源装置、これに用いる導光部材およびこの導光部材を用いた線状光源を備える画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 線的な領域を照明する機構を構成する場合に
おいて、照明領域の全長にわたる明るさのバラツキを簡
単な構成によってできるだけなくし、光源の数を減らし
て照明装置のコストダウンを図るとともに、照明エキル
ギ効率を著しく向上させる。 【解決手段】 長尺状の透明部材11の厚み方向一側の第
１側面11A を光出射面12とし、この光出射面12と厚み方
向に対向する第２側面11B に光入射部15が形成された導
光部材10であって、上記光入射部15は、上記透明部材11
の長手方向中間部に形成されており、上記光入射部15か
ら入射した光が上記透明部材11の外面において全反射お
よび乱反射しながら上記透明部材15の内部を長手方向に
進行し、上記光出射面12の全域または略全域から光が出
射するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本願発明は、線状光源装置、
これに用いる導光部材およびこの導光部材を用いた線状
光源を備える画像読み取り装置に関する。たとえば、本
願発明の線状光源装置は、読み取り面に密着させながら
搬送される原稿をラインごとに読み取るように構成され
た画像読み取り装置、すなわち密着型イメージセンサの
原稿照明に好適に採用しうる。

【０００２】

【従来の技術】密着型イメージセンサの従来の一般的な
構成を図１５に示す。このイメージセンサａは、ケーシ
ングｂの上面に透明ガラス板からなる原稿読み取り面ｃ
を備え、この原稿読み取り面ｃに密着させるようにして
プラテンｄによってバックアップされながら搬送される
原稿ｅの画像を、１ラインごとに読み取るように構成さ
れている。

【０００３】ケーシングｂの下面には、基板ｆが取付け
られ、この基板ｆには、所定数の受光素子が造りこまれ
たイメージセンサチップｇが、複数個１列に取付けられ
ている。たとえば、Ａ４幅の原稿を８ドット／ｍｍの読
み取り密度で読み取るためには、上記受光素子は、１２
５μｍピッチで１７２８個配置される。１個のイメージ
センサチップｇには、たとえば９６個の受光素子が一体
に造りこまれ、したがって、この場合、１８個のイメー
ジセンサチップｇが基板ｆ上に一列に搭載されることに
なる。

【０００４】原稿読み取り面ｃに設定された読み取りラ
インＬの鉛直方向下方位置に上記イメージセンサチップ
ｇが配列され、かつ、読み取りラインＬとイメージセン
サチップｇとの間には、レンズアレイｈが配置される。
このレンズアレイｈは、読み取りラインＬ上の画像を、
正立等倍に上記複数個のイメージセンサチップｇ上に配
列された１７２８個の受光素子上に集束させるためのも
のである。

【０００５】ケーシングｂ内の上記読み取り面ｃの下方
に形成された空間には、読み取りラインＬ上の原稿を照
明するための光源が設けられる。従来、この光源として
は、ＬＥＤチップｊが採用されることが多く、そして、
原稿の幅と対応する長さの読み取りラインＬの全長の領
域を照明するために、複数個のＬＥＤチップｊが等間隔
に基板ｋ上に搭載された恰好で配置される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の構成
を備える従来の密着型イメージセンサａにおいては、と
くに、その原稿照明のための構成において、次のような
種々な問題がある。

【０００７】第１に、点的な光源であるＬＥＤチップｊ
が離散的に配置されていることから、光源から所定距離
における明るさが図１６に示すように照明領域の長手方
向について周期的に強弱変化するため、受光素子の出力
が読み取りラインＬの長手方向に一定しない。すなわ
ち、たとえば、読み取りラインＬに沿って同じ明度の原
稿を読み取ったとしても、イメージセンサとしての出力
においては、ラインＬの長手方向に周期的な強弱変化が
出てしまう。このことは、読み取り品質の悪化につなが
り、かかる読み取り品質の悪化を補償しようとすれば、
複雑な補正回路を必要とし、この密着型イメージセンサ
のコストアップにつながる。

【０００８】第２に、複数個のＬＥＤチップｊを光源と
して使用するため、ＬＥＤチップｊごとの光度のバラツ
キに起因して、読み取り品質の悪化が起こる。白黒画像
を読み取る場合には、このような各ＬＥＤチップの光度
のバラツキはそれほど問題とはならないが、カラー画像
を読み取るように密着型イメージセンサを構成する場合
には、読み取り画像品質の著しい悪化につながる。読み
取り素子を共通使用してカラー画像読み取り用のイメー
ジセンサを構成する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の光源を配
置し、光源の発光色を切り換えながら１ラインごとに各
色の画像を読み取ることになるが、上記のようにＬＥＤ
チップの光度にバラツキがある場合、各色ごとの画像デ
ータを合成してカラー画像を再現した段階において、画
像の幅方向に色調のバラツキが生じる。このような色調
のバラツキは、見た目には想像以上に強調されるものと
なるので、再現カラー画像の品質が著しく低下してしま
う。このような色調の補正は、各ＬＥＤチップの光度や
色のバラツキを精密に測定しつつ、煩雑な調整を経て行
わねばならず、この種の密着型イメージセンサの低価格
大量生産に到底耐えるものではない。

【０００９】第３に、一つのイメージセンサを構成する
場合、照明用光源として複数個のＬＥＤチップｊを必要
とするため、その分製造コストが高くなる。とくに、図
１６に示したような原稿読み取り面ｃでの照明の明るさ
の変化をできるだけ少なくするためには、原稿読み取り
面からＬＥＤチップまでの距離を比較的長く設定する必
要がある。しかし、その場合には、光源から出た光のわ
ずかしか実質的に照明光として利用することができず、
多くの光が無駄になる。したがって、照明エネルギ効率
が著しく悪い。

【００１０】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、上記のような従来例の各問題を
解決し、線的な領域を照明する機構を構成する場合にお
いて、照明領域の全長にわたる明るさのバラツキを簡単
な構成によってできるだけなくし、光源の数を減らして
照明装置のコストダウンを図るとともに、照明エキルギ
効率を著しく向上させることをその課題としている。

【００１１】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の各技術的手段を採用した。

【００１２】本願発明の第１の側面によれば、線状光源
装置に用いるための導光部材が提供される。この導光部
材は、基本的に、長尺状の透明部材の厚み方向一側の第
１側面を光出射面とし、この光出射面と厚み方向に対向
する第２側面に光入射部が形成された導光部材であっ
て、上記光入射部は、上記透明部材の長手方向中間部に
形成されており、上記光入射部から入射した光が上記透
明部材の外表面において全反射および乱反射しながら上
記透明部材の内部を長手方向に進行し、上記光出射面の
全域または略全域から光が出射するように構成したこと
に特徴づけられる。

【００１３】透明部材の表面を滑らかな鏡面仕上げ面と
した場合、その内部から表面に入射する光は、この透明
部材の屈折率によって規定される臨界入射角（入射角
は、表面の法線に対する角度）よりも大きな入射角の場
合は表面で全反射して透明部材の内部に戻り、上記臨界
入射角よりも小さな入射角の場合は表面を突き抜けて外
部に出射する。上記構成の導光部材においては、その第
２側面の長手方向中間部に設定された光入射部から透明
部材内に導入された光が、第１側面および第２側面にお
いて反射しながら透明部材の長手方向に進行する。そし
て、こうして透明部材の長手方向に進行してゆくうち
に、第１側面の光出射面への入射角が上記臨界入射角よ
りも小さい場合に、光出射面から外部に照射される。こ
のようにして、たとえば、上記構成の導光部材を用いて
光源装置を形成する場合、かりに上記導光部材の長手方
向中間部に１箇所の光入射部を設け、この光入射部に単
一光源からの光を導入させることにより、上記導光部材
の第１側面において長手方向に線状に形成される光出射
面の全域から満遍なく光を出射させることができる。

【００１４】好ましい実施形態において、上記第１側面
における上記光入射部と対向する部位には、好ましくは
鏡面仕上げされた２つの傾斜面をもつ略Ｖ字状の凹入部
が形成されている。

【００１５】上記凹入部の構成は、光入射部から導光部
材内に導入された光の多くが導光部材を貫通してそのま
ま外部に出射することを有効に回避するための構成であ
る。すなわち、上記凹入部を形成しない第１側面の長手
方向中央部を鏡面仕上げとした場合、上記光入射部に近
い第１側面への光入射角が臨界入射角より小さくなり、
第１側面の内側から到達した光の多くがそのまま第１側
面の境界面で反射することなく外部に出射してしまう。
このような場合、外部から見た場合、導光部材の光出射
面の長手方向中間部に輝点が現れ、線状光源装置とし
て、その光出射面からの満遍ない光の出射が阻害され
る。上記構成において、Ｖ字状の凹入部を形成すること
により、その傾斜面に対する透明部材内部からの光の入
射角を大きくして光の全反射を促し、上記のような輝点
の出現を効果的に回避することができる。

【００１６】実施形態の一例としてさらに、上記凹入部
の構成として、上記２つの傾斜面の底端部間をつなぐ底
面を有するものとしている。そして、この凹入部の底面
は、好ましくは、全反射面とするか、または、細かな凹
凸状の光拡散面とすることができる。

【００１７】上記凹入部の底部を全反射面とするには、
たとえば、金属層を蒸着するなどして形成する。これに
より、上記凹入部の傾斜面が光の全反射を促すことと相
まって、光の直接透過による導光部材長手方向中間部に
おける輝点の出現を有効に回避することができる。

【００１８】また、上記凹入部の底面を凹凸状の光拡散
面とした場合には、この底面から光を拡散状に放射させ
て、上記略Ｖ字状の凹入部の傾斜面において光を導光部
材内部に全反射させることによる導光部材中央部の出射
光量の減少を補償して、導光部材の光出射面全域からの
満遍ない光の照射を担保することができる。

【００１９】好ましい実施形態においては、上記導光部
材の第１側面である光出射面は、鏡面仕上げされた平坦
面とされている。

【００２０】このようにすれば、乱反射による光出射効
率の低下を防止でき、全体として、導光部材の効率をよ
り高めることができる。

【００２１】好ましい実施形態においてはさらに、上記
光入射部が形成される上記第２側面には、鏡面仕上げ領
域と、乱反射領域とを混在させて設けている。

【００２２】鏡面仕上げ領域の境界面に透明部材の内部
から臨界入射角より大きい角度で入射した光は、全反射
する。一方、乱反射領域の境界面に透明部材の内部から
入射した光は、無方向に乱反射して透明部材の内部に戻
る。そして、こうして乱反射した光の一部は、臨界入射
角以下の入射角で第１側面、すなわち、光出射面に到達
し、外部に照射される。したがって、上記乱反射領域の
面積を調整することにより、光出射面から照射される光
の量を調整することができる。

【００２３】好ましい実施形態においては、上記光入射
部が形成される上記第２側面において、鏡面仕上げ領域
に対する乱反射領域の面積比率が、光入射部から遠ざか
るにしたがって高められている。

【００２４】導光部材の内部をその長手方向に進行して
到達する光の量は、導光部材の端部に向かうほど、すな
わち、光入射部からの距離が遠くなるほど少なくなる。
換言すると、光入射部から近いほど光は強いが、遠いほ
ど光は弱い。上記実施形態においては、光入射部から近
い位置においては第２側面に形成する乱反射領域の割合
を少なくする一方、光入射部から遠くなるほど上記乱反
射領域の割合を多くすることによって、光入射部からの
距離による導光部材内の光量の相違を補償して、光出射
面から出射される光の量を導光部材の長手方向に平均化
することができる。

【００２５】なお、上記乱反射領域は、第２側面の選択
された領域に塗装を施すことによって形成したり、上記
第２側面の選択された領域に細かな凹凸を形成すること
によって形成することができる。塗装を施して上記の乱
反射領域を形成する場合、反射効率の面から、白色の塗
装とすることが望ましい。塗装を施すことによって乱反
射領域を形成する場合、第２側面にあらかじめ粗面を形
成し、その上に塗装を施すことが、塗装の密着性を高め
る上で望ましい。また、この場合、鏡面仕上げ領域と乱
反射領域にＡｌ，Ｃｒ，Ａｇ等の金属を蒸着すると、乱
反射領域からの無駄な光の漏れを防止して、効率を高め
ることができる。

【００２６】好ましい実施形態においてはさらに、上記
透明部材の両端部は、全反射面とされている。この全反
射面の形成は、たとえば、金属層を蒸着することによっ
てなされる。

【００２７】前述したように、本願発明にかかる導光部
材は、その長手方向中間部の第２側面に設けた光入射部
から透明部材に導入された光を、透明部材の境界面で全
反射および乱反射させながら長手方向端部に向けて進行
させ、第１側面の光出射面から光を満遍なく出射させる
ようにしたものである。長手方向端部に向けて進行する
光の一部は、やがて透明部材の端面に到達するが、かり
にこの端面が鏡面仕上げあるいはこれに近い滑らかな境
界面であると、この境界面を貫通して無駄に外部に照射
されてしまう。この実施形態では、透明部材の端部を全
反射面とすることにより、上記のようにして透明部材の
端面に到達した光を再度透明部材内に戻し、効率アップ
を図っている。

【００２８】好ましい実施形態においては、上記光入射
部は、上記第２側面における長手方向中央部に１箇所形
成されている。

【００２９】この導光部材を用いて単色の線状光源装置
を構成する場合、上記光入射部に隣接して、たとえば１
個のＬＥＤを配置すればよいことになる。したがって、
従来の密着型イメージセンサの光源に見られるように、
複数の光源を配置することに比較し、ＬＥＤの数の減少
によるコストダウン、線状照明領域に対する照度のバラ
ツキの防止が効果的に実現できる。ＬＥＤの発光色は問
われず、白色ＬＥＤが採用される場合もありうる。

【００３０】他の実施形態においては、上記光入射部
は、上記第２側面における長手方向に複数箇所形成され
ている。

【００３１】このようにすることにより、線状の光出射
面の総延長を拡大して、より長寸の線状照明領域に対応
して、これを平均して照明しうる光源装置が実現でき
る。

【００３２】好ましい実施形態においては、上記第２側
面は、上記光入射部から遠ざかるにしたがって第１側面
との間の距離が減じられるように傾斜または湾曲させら
れている。

【００３３】すなわち、この実施形態においては、導光
部材の厚みが、光入射部が設けられる位置から端部方向
に向かうほど薄肉化させられている。このことによって
も、光源が配置される光入射部からの距離が遠くなるに
したがって透明部材内の光の量が少なくなることを補償
して、すなわち、透明部材内に閉じ込められる光の密度
を平均化して、光出射面からの光の出射量を導光部材の
長手方向について平均化することができる。

【００３４】好ましい実施形態においては、上記透明部
材における上記第１側面の幅寸法が、上記第２側面の幅
寸法より短寸とされている。

【００３５】これにより、幅寸法が限定された線状の照
射領域に対し、十分な量の光を長手方向に照射すること
ができる。

【００３６】本願発明の第２の側面によれば、上記本願
発明の第１の側面にかかる導光部材を用いた線状光源装
置が提供される。この線状光源装置は、上記したいずれ
かの導光部材が用いられ、この導光部材の光入射部に隣
接して光源が配置されて構成されていることに特徴づけ
られる。光源の配置方法は、たとえば、ＬＥＤを導光部
材の光入射部に接着等によって付属させてもよいし、基
板上に実装したＬＥＤを上記導光部材の上記光入射部に
隣接させてもよい。

【００３７】この線状光源装置の利点は、これに用いる
導光部材について前述したことから明らかであると思わ
れるが、それに加えて、たとえば、導光部材の端部に隣
接して光源を配置することに比較し、線状光源装置とし
ての全長が短くなり、この光源装置を利用する機器の長
手方向の小型化を図ることができる。

【００３８】好ましい実施形態においては、上記光源と
して、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤが上記導光部材の光入
射部に隣接して、その幅方向に配列されている。

【００３９】すなわち、この実施形態にかかる光源装置
は、カラー画像を読み取るために構成される密着型イメ
ージセンサの光源装置として好適に利用できるものであ
る。各色について、読み取り領域の長手方向に照明強度
の偏在がなくなることに加え、各色のＬＥＤが導光部材
の幅方向に配列されているため、線状照明領域に対する
各色の光源の位置が長手方向に同一となり、各色間の照
明強度の偏在も回避することができる。

【００４０】また、青色（Ｂ）発光のＬＥＤは、実用化
されているとはいえ緑色（Ｇ）発光あるいは赤色（Ｒ）
発光のＬＥＤの数倍ないし数十倍の価格であることに鑑
みると、本願発明によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤを
各１個用いることによって、カラー画像読み取りのため
の光源装置を構成することがきることは、著しいコスト
ダウンを期待することができる。

【００４１】本願発明の第３の側面によれば、上記本願
発明の第２の側面にかかる線状光源装置を用いた画像読
み取り装置が提供される。この画像読み取り装置は、ケ
ーシングの一面に形成された画像読み取り面上を接触搬
送される原稿に上記ケーシング内に設けられた光源装置
からの光を照射し、上記画像読み取り面上に設定された
読み取りラインにおける原稿からの反射光を上記ケーシ
ング内に上記読み取りライン方向に配列された複数の受
光素子に受光させるようにした画像読み取り装置であっ
て、上記光源装置として、上記第２の側面に係るいずれ
かの線状光源装置を用い、その光出射面から出射させた
光が上記読み取りライン上の原稿を照明するように構成
したことを特徴とする。

【００４２】かかる画像読み取り装置の利点は、本願発
明の第１の側面によって提供される導光部材、第２の側
面によって提供される線状光源装置についての説明か
ら、明らかであろう。

【００４３】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明ら
かとなろう。

【００４４】

【発明の実施の形態】図１は本願発明にかかる導光部材
１０の第１の実施形態の正面図、図２は底面図、図３は
上記導光部材１０の長手方向中央部の拡大側面図、図４
は導光部材１０内の光の進行状態の説明図、図５は上記
導光部材１０の長手方向端部の拡大側面図である。

【００４５】本願発明に係る導光部材１０は、たとえ
ば、ＰＭＭＡ等のアクリル系透明樹脂を成形して得られ
る透明部材１１がその主要部を占めている。この透明部
材１１は、図１および図２に表れているように、所定の
長手方向寸法を有する長尺状の部材であり、上下厚み方
向の第１側面１１Ａと、ごの第１側面１１Ａと対向する
第２側面１１Ｂと、左右幅方向の第３および第４側面１
１Ｃ，１１Ｄと、長手方向両端面１１Ｅ，１１Ｆとを有
している。

【００４６】上記第１側面１１Ａは、好ましくは、鏡面
仕上げされた平坦面とされ、後述するように、この第１
側面は、光出射面１２として機能する。上記第２側面１
１Ｂは、その長手方向中央部から端部方向に向かうにつ
れて、上記第１側面１１Ａとの間の距離が次第に縮小す
る平坦状の傾斜面となっており、その表面は、鏡面仕上
げ領域１３と、乱反射領域１４とが混在させられてい
る。また、この実施形態においては、上記第２側面１１
Ｂの長手方向中央部が、光入射部１５として設定されて
いる。

【００４７】上記第２側面１１Ｂに鏡面仕上げ領域１３
と乱反射領域１４とを混在させる手法としては、たとえ
ば、第２側面１１Ｂの全体を鏡面仕上げ面とし、そのう
ちの選択された領域にたとえば白色の塗装を施す。図に
示す実施形態においては、図２に示すように、上記第２
側面１１Ｂに、その左右幅方向に延びる帯状の白色塗装
１４Ａを透明部材１１の長手方向に複数箇所施し、これ
らの白色塗装１４Ａの内面が上記乱反射領域１４として
機能するようにしている。また、図に示す実施形態にお
いては、上記帯状の白色塗装１４Ａは、その透明部材長
手方向の塗装幅が透明部材１１の端部に向かうにつれて
広くなるようにし、上記第２側面１１Ｂにおいて、鏡面
仕上げ領域１３に対する乱反射領域１４の面積比率が透
明部分１１の端部に向かうほど大きくなるようにしてい
る。このように白色塗装１４Ａを施す場合には、粗面を
形成したうえで塗装をすることが、塗装の密着性が高め
られる。なお、上記乱反射領域１４の形成には、上記し
たように白色塗装を施すほか、図８に示すように、細か
な凹凸１４Ｂを透明部材１１の成形段階において設けた
り、加工によって設けたりしてもよい。この場合、第２
側面１１ＢにＡｌ，Ｃｒ，Ａｇ等の光沢金属を蒸着させ
ることにより、凹凸１４Ｂからの光の漏れをなくして、
効率を上げることができる。また、塗装によって乱反射
領域を形成する場合には、図に示す実施形態のように、
帯状の塗装による他、ドット状の塗装をし、このドット
の密度を透明部材１１の端部に向かうほど高めるように
してもよい。

【００４８】上記透明部材１１の長手方向両端面１１
Ｅ，１１Ｆは、図５に示すように、好ましくは、たとえ
ば金属層１６を蒸着するなどして、全反射面とされる。

【００４９】なお、上記透明部材１１における左右幅方
向の第３および第４側面１１Ｃ，１１Ｄは、いずれも、
鏡面仕上げされた平坦面とすることが望ましいが、これ
に加えて、これらの第３および第４側面の全面に金属層
（図示略）を蒸着するなどして、全反射面としてもよ
い。

【００５０】図１、図３および図６に示すように、上記
透明部材１１の第１側面１１Ａにおける長手方向中央
部、すなわち、上記第２側面１１Ｂに設定された光入射
部１５と上下厚み方向に対向する部位には、略Ｖ字状の
凹入部２０が形成されている。図に示す実施形態におい
ては、この略Ｖ字状の凹入部２０は、２つの傾斜面２
１，２１と、これらの傾斜面２１，２１の底端部間をつ
なぐ水平状の底面２２とを有するようにして形成されて
いる。なお、底面２２の幅は、できるだけ小さくするこ
とが望ましい。

【００５１】また、図に示す実施形態においては、上記
凹入部２０における２つの傾斜面２１，２１は鏡面仕上
げ面とされる一方、上記底面２２は、図６に良く表れて
いるように、凹凸を有する光拡散面２２Ａとされてい
る。光拡散面２２Ａは、透明部材１１の成形時に形成し
てもよいし、鏡面仕上げ面に拡散シートを貼着してもよ
い。なお、後述するように、上記略Ｖ字状の凹入部２０
の底面２２を光拡散面とする理由は、第２側面側１１Ｂ
の光入射部１５から透明部材１１内に入射される光が直
接的に第１側面１１Ａ側に突き抜けて輝点が現れるのを
回避するためであるが、このように輝点の出現を回避す
るとの観点からは、図７に示すように、この凹入部２０
の底面２２を、金属層２２Ｂを蒸着するなどすることに
よる全反射面としてもよい。

【００５２】上記構成を有する導光部材１０における光
入射部１５には、これに隣接して、光源３０が配置され
る。本実施形態においては、１個のＬＥＤ３０Ａが、上
記光入射部１５に付属させるようにして、添着させられ
ている。この場合、ＬＥＤ３０Ａの光出射部が上記導光
部材１０の光入射部１５を向くようにされることはいう
までもない。このように、導光部材１０と、その光入射
部１５に隣接して配置されたＬＥＤ３０Ａとにより、一
定の長手方向寸法を有する導光部材１０の第１側面１１
Ａの全域よりなる光出射面１２から光が出射する線状光
源装置３５が構成される。以下、この線状光源装置３５
の作用について具体的に説明する。

【００５３】図４は、透明部材１１の第１側面１１Ａ、
第２側面１１Ｂおよび上記凹入部２０の傾斜面２１，２
１のすべてが鏡面仕上げ面であると仮定した場合に、上
記光入射部１５に配置したＬＥＤ３０Ａから透明部材１
１内に入射した光の進行経路を模式的に示している。第
１側面１１Ａにおける上記光入射部１５と対向する一定
領域に、前述のような傾斜面２１，２１を有する凹入部
２０が形成されているために、上記ＬＥＤ３０Ａから出
射された光は、上記傾斜面２１，２１に対して全反射臨
界角よりも大きい角度で入射し、また、上記第１側面１
１Ａに対しても全反射臨界角よりも大きい角度で入射す
ることになる。したがって、上記光は、凹入部２０の傾
斜面２１，２１において全反射し、また、第１側面１１
Ａにおいても全反射する。そして、いったん上記傾斜面
２１，２１で全反射した光もまた、第１側面１１Ａに対
して全反射臨界角よりも大きい角度で入射するために、
全反射する。さらに、いったん第１側面１１Ａで全反射
した光もまた、第２側面１１Ｂに対して全反射臨界角よ
りも大きい角度で入射するために、全反射する。このよ
うにして、上記ＬＥＤ３０Ａから出た光の多くは、第１
側面１１Ａおよび第２側面１１Ｂで全反射を繰り返しな
がら、透明部材１１の長手方向端部に向けて進行する。

【００５４】ところで、上記実施形態に係る導光部材１
０においては、上記凹入部２０の底面２２を、光拡散面
２２Ａとしている。かりにこの底面２２が鏡面仕上げ面
であるとすると、この底面に対するＬＥＤ３０Ａからの
光の入射角は全反射臨界角よりも小さいために、この底
面を透過して外部に照射されることになり、この光は、
外部から輝点として現れてしまう。しかし、上記構成の
導光部材１０においては、上記凹入部２０の底面２２を
光拡散面２２Ａとしているので、図６に示すように、上
記底面２２に内部から到達した光は、無方向に拡散され
て外部に照射される。したがって、上記のような輝点の
出現はなく、また、凹入部２０の傾斜面２１，２１で光
が全反射するために導光部材の長手方向中央部付近にお
いて外部に照射される光が減少することを補い、線状光
源装置３５としての長手方向中央部における光の出射量
を確保する。

【００５５】また、上記形態に係る導光部材１０におい
ては、第２側面１１Ｂに、前述したように白色塗装１４
Ａよりなる乱反射領域１４を設けている。この乱反射領
域１４に内部から到達した光は、透明部材１１の内部に
向けて無方向に乱反射される。こうして乱反射される光
のうち、全反射臨界角よりも小さい角度で第１側面１１
Ａに到達した光が、この第１側面１１Ａを透過して照明
光として外部に照射される。

【００５６】上記ＬＥＤ３０Ａが配置された光入射部１
５に近いほど、透明部材１１中を進行する光が強いが、
上記実施形態においては、光入射部１５に近いほど、上
記乱反射領域１４の面積比率を小さくしているので、第
１側面１１Ａを透過して出射される光量を抑制する。一
方、光入射部１５から遠ざかるほど、透明部材１１中を
進行する光が弱くなるが、上記実施形態においては、光
入射部１５から遠ざかるにしたがって上記乱反射領域１
４の面積比率を大きくしているので、透明部材１１中の
光の弱化を補償して、端部領域において第１側面１１Ａ
を透過して出射される光量を確保する。このようにし
て、導光部材１０の第１側面１１Ａから出射させられて
線状照明領域を照明する光の量を、導光部材１０の長手
方向に均一化することができる。

【００５７】また、図に示す実施形態においては、導光
部材１０の第２側面１１Ｂを、端部に向かうほど第１側
面１１Ａに近づく傾斜状とし、導光部材１０の上下厚み
寸法を端部に向かうほど縮小していることもまた、端部
に向かうほど透明部材１１内を進行する光が弱くなるこ
とを補償して、均一な強さの光を長手方向全長にわたっ
て出射させることに寄与している。

【００５８】また、本実施形態においては、透明部材１
１の両端面１１Ｅ，１１Ｆに金属蒸着による全反射面１
６を設けているので、透明部材１１内を進行して端部に
到達した光が無駄に外部に放出されることを回避するこ
とができる。

【００５９】図９ないし図１１は、導光部材１０および
これを用いた線状光源装置３５の第２の実施形態を示し
ている。この実施形態において、前述した第１の実施形
態と異なる点は、図１０および図１１に示されるよう
に、導光部材１０を形成する透明部材１１の横幅面が、
第２側面１１Ｂから第１側面１１Ａに向かうほど、縮小
している点、および、第２側面１１Ｂの長手方向中央部
の光入射部１５には、光源として、赤色（Ｒ）発光のＬ
ＥＤ３０Ｒ、緑色（Ｇ）発光のＬＥＤ３０Ｇ、および青
色（Ｂ）発光ＬＥＤ３０Ｂの３個のＬＥＤが導光部材１
０の幅方向に配列されている点である。

【００６０】上記のように導光部材１０の横幅を第１側
面１１Ａに向かうほど縮小させている点は、第１側面１
１Ａの幅方向寸法を一定以内に抑制して、線状光源とし
て、幅方向の限られた領域に効率よく光を照射すること
ができつつも、第２側面１１Ｂにおいて、上記のように
３個のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを導光部材１０の
長手方向の同位置に配列するに適したものとなる。

【００６１】各色のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂから
発した光は、第１の実施形態について述べたのと同様
に、導光部材１０の第１側面１１Ａの全長領域の光出射
面１２から、均一化されて照射される。各色のＬＥＤ３
０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの出力を調整することにより、フ
ルカラーの発色が可能となる。また、後述するように、
各色のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを順次切り換えて
発光させることにより、受光素子を共通使用する形態の
密着型カラーイメージセンサの光源装置として機能させ
ることができる。

【００６２】図１２および図１３は、図９ないし図１１
に示した導光部材１０および線状光源装置３５を利用し
た密着型カラーイメージセンサ４０を示している。この
イメージセンサ４０は、ケーシング４１の上面に透明ガ
ラス板からなる画像読み取り面４２を備え、この画像読
み取り面４２に密着させるようにしてプラテン４３によ
ってバックアップされながら搬送される原稿Ｄの画像
を、１ラインごとに読み取るように構成されている。

【００６３】ケーシング４１の下面には、基板４４が取
付けられ、この基板４４には、所定数の受光素子が造り
こまれたイメージセンサチップ４５が、複数個１列に取
付けられている。たとえば、Ａ４幅の原稿を８ドット／
ｍｍの読み取り密度で読み取りためには、上記受光素子
は、１２５μｍピッチで１７２８個配置される。１個の
イメージセンサチップ４５には、たとえば９６個の受光
素子が一体に造りこまれ、したがって、この場合、１８
個のイメージセンサチップ４５が基板上に配列されるこ
とになる。

【００６４】画像読み取り面４２に設定された読み取り
ラインＬの鉛直方向下方位置に上記複数個のイメージセ
ンサチップ４５が配列され、かつ、読み取りラインＬと
イメージセンサチップ４５との間には、レンズアレイ４
６が配置される。このレンズアレイ４６は、読み取りラ
インＬ上の画像を、正立等倍に上記複数個のイメージセ
ンサチップ４５上に配列された１７２８個の受光素子上
に集束させる。

【００６５】ケーシング４１内の上記画像読み取り面４
２の下方において、上記レンズアレイ４６の側方に設定
された空間には、図９ないし図１１に示した形態をもつ
本願発明の線状光源装置３５が配置される。この場合、
導光部材１０の左右幅方向中心線Ｌ₁ が、上記画像読み
取り面４２の読み取りラインＬを向くように配置され
る。そして、導光部材１０の第２側面１１Ｂにおける光
入射部１５に隣接させるようにして、基板４７上に搭載
されたＲ、Ｇ、Ｂ各色発光の３個のＬＥＤ３０Ｒ，３０
Ｇ，３０Ｂが、導光部材１０の左右幅方向に配列され
る。

【００６６】上記導光部材１０の第１側面１１Ａから発
した光は、読み取りラインＬ上の原稿を、効率よく照明
する。そして、原稿Ｄを所定ピッチずつ送りながら、読
み取りラインＬ上の原稿の画像のＲ、Ｇ、Ｂ各色ごとの
画像データが、各色のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを
切り換え点灯させながら、イメージセンサチップ４５に
よって順次読み取られる。

【００６７】上記密着型カラーイメージセンサ４０にお
いては、線状光源装置３５が各色１個のＬＥＤ３０Ｒ，
３０Ｇ，３０Ｂから発した光を所定長さの照明領域に均
等に広げて照射するようにしているので、複数個のＬＥ
Ｄを使用する場合に想定される、読み取り幅方向の光量
の偏在、各ＬＥＤの発色光の微妙な相違等に起因した読
み取り画像の色調の偏差等の画像読み取り品質の低下要
因を効果的に解消することができる。また、各色のＬＥ
Ｄ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを、導光部材１０の長手方向
同位置に配置しているので、各色のＬＥＤが読み取り幅
方向に配列される場合に想定される、読み取り画像の色
調の偏差をも、効果的に回避することができる。さら
に、導光部材１０内を進行させた光を、導光部材１０の
第１側面１１Ａから集中的に照射しているので、照明効
率が非常に良く、各色１個のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３
０Ｂを用いているにもかかわらず、十分な照明光量を確
保することができる。さらに、導光部材１０の長手方向
中間部に光源であるＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを配
置しているので、たとえば、導光部材１０の端部に光源
であるＬＥＤ等を配置することに比較し、ケーシング４
１の長手方向寸法が節約され、この種の密着型カラーイ
メージセンサ４０の小型化が促進される。

【００６８】図１４は、本願発明に係る導光部材１０な
いし線状光源装置３５の他の実施形態を示す正面図であ
る。この実施形態に係る導光部材１０ないし線状光源装
置３５は、図１ないし図５に示した導光部材１０ないし
線状光源装置１５を１単位として、これを長手方向に２
単位分連続させたものである。本願発明に係る導光部材
１０ないし線状光源装置３５は、透明部材１１の長手方
向中間部の第２側面１１Ｂに光入射部を設けたが故に、
このような線状照明範囲の長手方向の延長が可能とな
る。

【００６９】もちろん、この発明の範囲は上述した各実
施形態に限定されるものではない。とくに、導光部材な
いしこれを用いた線状光源装置は、前述したように密着
型カラーイメージセンサの光源として利用するほか、室
内照明や車内照明、あるいは装飾照明等、種々な照明光
源としての利用が可能である。この場合、導光部材の寸
法や光源は、それぞれ最適なものが選択される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る導光部材ないしこれを用いた線
状光源装置の第１の実施形態の正面図である。

【図２】図１に示した導光部材ないし線状光源装置の底
面図である。

【図３】図１に示した導光部材ないし線状光源装置の長
手方向中央部の拡大正面図である。

【図４】図１に示した導光部材ないし線状光源装置にお
ける透明部材内の光の進行状況の説明図である。

【図５】図１に示した導光部材ないし線状光源装置の端
部の拡大正面図である。

【図６】図１に示した導光部材ないし線状光源装置にお
いて透明部材の第１側面に形成される略Ｖ字状凹入部の
拡大図である。

【図７】上記略Ｖ字状凹入部の変形例の拡大図である。

【図８】図１に示した導光部材ないし線状光源装置にお
いて、透明部材の第２側面に形成される乱反射領域の変
形例の説明図である。

【図９】本願発明に係る導光部材ないしこれを用いた線
状光源装置の第２の実施形態の正面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。

【図１１】図９のXI−XI線に沿う拡大断面図である。

【図１２】図９ないし図１１に示した導光部材ないし線
状光源装置を利用した密着型カラーイメージセンサの中
央横断面図である。

【図１３】図１２のXIII−XIII線に沿う断面図である。

【図１４】本願発明に係る導光部材ないしこれを用いた
線状光源装置の第３の実施形態の正面図である。

【図１５】従来の密着型イメージセンサの一般的な構成
を示す断面図である。

【図１６】図１５のXVI −XVI 線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１０ 導光部材 １１ 透明部材 １１Ａ 第１側面 １１Ｂ 第２側面 １２ 光出射面 １３ 鏡面仕上げ領域 １４ 乱反射領域 １５ 光入射部 ２０ 凹入部 ２１ 傾斜面 ２２ 底面 ２２Ａ 光拡散面 ２２Ｂ 全反射面（金属層） ２０ 光源 ３０Ａ ＬＥＤ ３０Ｒ 赤色発光ＬＥＤ ３０Ｇ 緑色発光ＬＥＤ ３０Ｂ 青色発光ＬＥＤ ３５ 線状光源装置 ４０ 密着型カラーイメージセンサ ４１ ケーシング ４２ 画像読み取り面 Ｌ 読み取りライン Ｄ 原稿

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺状の透明部材の厚み方向一側の第１
   側面を光出射面とし、この光出射面と厚み方向に対向す
   る第２側面に光入射部が形成された導光部材であって、 上記光入射部は、上記透明部材の長手方向中間部に形成
   されており、 上記光入射部から入射した光が上記透明部材の外面にお
   いて全反射および乱反射しながら上記透明部材の内部を
   長手方向に進行し、上記光出射面の全域または略全域か
   ら光が出射するように構成したことを特徴とする、導光
   部材。
2. 【請求項２】 上記第１側面における上記光入射部と対
   向する部位には、２つの傾斜面をもつ略Ｖ字状の凹入部
   が形成されている、請求項１に記載の導光部材。
3. 【請求項３】 上記凹入部はさらに、上記２つの傾斜面
   の底端部間をつなぐ底面を有している、請求項２に記載
   の導光部材。
4. 【請求項４】 上記略Ｖ字状の凹入部における２つの傾
   斜面は鏡面仕上げされており、上記底面は全反射面とさ
   れている、請求項３に記載の導光部材。
5. 【請求項５】 上記略Ｖ字状の凹入部における２つの傾
   斜面は鏡面仕上げされており、上記底面は凹凸状の光拡
   散面とされている、請求項３に記載の導光部材。
6. 【請求項６】 上記光出射面は、鏡面仕上げされた平坦
   面とされている、請求項１ないし請求項５のいずれかに
   記載の導光部材。
7. 【請求項７】 上記光入射部が形成される上記第２側面
   には、鏡面仕上げ領域と、乱反射領域とを混在させてい
   る、請求項６に記載の導光部材。
8. 【請求項８】 上記光入射部が形成される上記第２側面
   において、鏡面仕上げ領域に対する乱反射領域の面積比
   率が、光入射部から遠ざかるにしたがって高められてい
   る、請求項７に記載の導光部材。
9. 【請求項９】 上記乱反射領域は、上記第２側面の選択
   された領域に塗装を施すことによって形成されている、
   請求項７または請求項８に記載の導光部材。
10. 【請求項１０】 上記乱反射領域は、上記第２側面の選
    択された領域に凹凸を形成することによって形成されて
    いる、請求項７または請求項８に記載の導光部材。
11. 【請求項１１】 上記鏡面仕上げ領域と乱反射領域と
    に、Ａｌ，Ｃｒ，Ａｇ等の光沢材料を蒸着している、請
    求項１０に記載の導光部材。
12. 【請求項１２】 上記透明部材の両端部は、全反射面と
    されている、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記
    載の導光部材。
13. 【請求項１３】 上記光入射部は、上記第２側面におけ
    る長手方向中央部に１箇所形成されている、請求項１な
    いし請求項１２のいずれかに記載の導光部材。
14. 【請求項１４】 上記光入射部は、上記第２側面におけ
    る長手方向に複数箇所形成されている、請求項１ないし
    請求項１２のいずれかに記載の導光部材。
15. 【請求項１５】 上記第２側面は、上記光入射部から遠
    ざかるにしたがって第１側面との間の距離が減じられる
    ように傾斜または湾曲させられている、請求項１ないし
    請求項１４のいずれかに記載の導光部材。
16. 【請求項１６】 上記透明部材における上記第１側面の
    幅寸法が、上記第２側面の幅寸法より短寸とされてい
    る、請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の導光
    部材。
17. 【請求項１７】 請求項１ないし請求項１６のいずれか
    に記載の導光部材が用いられ、この導光部材の光入射部
    に隣接して光源が配置されて構成されている、線状光源
    装置。
18. 【請求項１８】 上記光源は、ＬＥＤである、請求項１
    ７に記載の線状光源装置。
19. 【請求項１９】 上記ＬＥＤは、白色である、請求項１
    ８に記載の線状光源装置。
20. 【請求項２０】 Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤが上記導光
    部材の光入射部に隣接して、その幅方向に配列されてい
    る、請求項１８に記載の線状光源装置。
21. 【請求項２１】 ケーシングの一面に形成された原稿読
    み取り面上を接触搬送される原稿に上記ケーシング内に
    設けられた光源装置からの光を照射し、上記原稿読み取
    り面上に設定された読み取りラインにおける原稿からの
    反射光を上記ケーシング内に上記読み取りライン方向に
    配列された複数の受光素子に受光させるようにした画像
    読み取り装置であって、上記光源装置として、請求項１
    ７ないし請求項２０のいずれかに記載の線状光源装置を
    用い、その光出射面から出射させた光が上記読み取りラ
    イン上の原稿を照明するように構成したことを特徴とす
    る、画像読み取り装置。