KR19980079882A

KR19980079882A - 선상 빔 출사장치

Info

Publication number: KR19980079882A
Application number: KR1019980007076A
Authority: KR
Inventors: 데츠로 나카무라; 에이이치로 다나카; 다카히코 무라타
Original assignee: 모리시타 요이치; 마츠시타 덴키 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1998-11-25
Also published as: EP0863422A3; TW404111B; EP0863422A2; US6351594B1; DE69836042D1; EP0863422B1; DE69836042T2

Abstract

본 발명은 선상(線狀) 빔 출사(出射)장치에 관한 것으로, 특히 도광체를 사용한 선상빔 출사장치에 관한 것이다. 투광성을 갖는 유광체(1)의 길이방향 일측 표면에 삼각파면으로 구성된 광굴절·반사영역(2)을 구성함과 동시에, 그 광굴절·반사영역(2)을 가리도록 확산면(8)을 구비하고, 또한, 상기 도광체(1) 일단 혹은 양단에 광원을 배치한다. 이 구성으로 상기 광굴절·반사영역(2)에 대응하는 도광체(1) 타측면에서 선상의 광빔이 출사되게 된다. 이 구성으로 상기 선상의 광빔의 조도편차가 적고, 광의 전송효율이 방약적으로 향상되고, 광원에 배치되는 LED 칩 수를 비약적으로 줄일 수 있다. 또, 그 결과 저코스트를 도모할 수 있다.

Description

선상 빔 출사장치

본 발명은 가령 광학적 화상판독장치에 있어서 원고면을 주주사방향으로 선상조사하는 선상 빔 출사장치에 관한 것이다

종래의 선상 빔 출사장치를 편의상, 광학적 화상판독장치를 예로 들어 설명한다.

최근, 광학적 화상판독장치는, 팩시밀리, 스캐너, 바코드리더 등의 판독장치로서 널리 사용되고 있고, 이 종류 장치의 원고조사수단에는 LED 칩을 선상으로 배열한 LED 어레이가 사용되고 있다.

도 14는 종래의 광학적 화상판독장치의 구조도를 도시한 것이다. 도 14에 있어서 원고(51)는 원고조사수단으로 사용하는 LED 어레이(52)에 의해 조사되고 있으며, 그 원고(51)에서 반사한 광은 로드렌즈 어레이(53)에 의해 광전변환소자 어레이(45)에 이끌어져, 전기신호로 변환되게 되어 있다.

여기서 광전변환소자 어레이(54)에서 원고(51)까지의 거리는, 통상 10mm 전후이고, 로드렌즈 어레이(53)를 구성하는 각 로드렌즈는 0.6ømm 전후의 원주상이다.

도 15는 종래의 LED 어레이 구성을 나타내고, 회로도체층을 형성한 기판(61)상에 LED 칩(62)을 복수개, 직선상으로 배열한 구성으로 되어 있다. 통상, 1개의 기판상에는 24개∼32개의 LED 칩(62)이 배열돼 있고, LED 칩(62) 1개의 길이치수는 2mm 전후이고, 각 LED 칩(62)은 5mm 전후의 간격으로 배치되어 있다.

또, 특개평 6-180009호 공보에는 도광체 양단, 또는 일단에 광원을 배치하고, 그 광원으로부터의 광을 상기 도광체를 통하여 전송시키는 구성의 원고조사수단이 개시되어 있다. 이 구성에서는 도광체의 길이방향 일측면에 광확산부, 가령 삼각파면을 형성하고, 길이방향 타측면에서 선상의 광을 집중 출사하기가 가능하게 된다.

그런데, 원고조사수단은 주사방향으로 선상의 광빔이 얻어지면 족하나, 상기 LED 어레이를 사용하는 구성에서는 LED 칩(62)은 각각 부주사방향으로도 광이 확산되므로 조사효율이 낮아지는 결점이 있다. 또, LED 칩이 소정간격을 두고 배치돼 있으므로 원고면상의 조도 편차가 생겨 셰이딩(shading) 보정 등의 처리를 필요로 함과 동시에, 그 처리를 실시했다 하더라도 화상판독장치 자체의 화상판독 성능은 저하된다. 또, 원고면의 조도편차를 억제하려 하면 원고(51)에서 LED 어레이(52)까지의 거리를 어느 정도의 거리로 유지할 필요가 생기고, 또한 수많은 LED 칩을 사용하게 되어 유니트 자체의 사이즈도 크고, 또, 코스트업의 요인으로 돼 있었다.

또, 상기 특개평 6-180009호 공보 기재의 도광체를 투과하는 광 가운데, 상기 삼각파면에 조사된 광은 그 삼각판면 외부가 도광체보다 굴절률이 낮은 공기이기 때문에, 도광체 내부에 전(全) 반사하여, 최종적으로는 타측면에서 출사하게 된다. 그러나, 모든 광이 반사되어 도광체 내부로 복귀하는 것은 아니고, 일부의 광은 도광체 외부에 누출하여, 전송효율을 악화하는 결점이 있다.

본 발명은 LED 어레이의 조사효율을 저하시키지 않고, 원고면 조사편차를 억제할 수 있는 선상 빔 출사장치를 제공함을 목적으로 한다. 또, 광출사면에서 원고까지의 거리를 짭게 하여 사이즈가 작은 선상 빔 출사장치를 제공함을 목적으로 한다. 또한, 도광체 내부를 전송하는 광이 출사면 이외에서 극력 외부로 누출하지 못하게 하여 광의 전송효율을 비약적으로 향상할 수 있고, LED 칩 수를 비약적으로 줄일 수 있는 선상 빔 출사장치를 제공함을 목적으로 한다. 그리고 또, 저 코스트의 선상 빔 출사장치를 제공함을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 측면 단면도 및 평면도,

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 A-A' 단면도,

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 광굴절·반사영역 및/또는 확산면 개략도,

도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 도광체 부분만의 표시도,

도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 광굴절·반사영역 확대도,

도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 광원부 확대도,

도 7은 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 A-A' 단면도,

도 8은 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 A-A' 단면도,

도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 측면 단면도 및 평면도,

도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 B-B' 단면도,

도 11은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 광굴절·반사영역 및/또는 확산면 개략도,

도 12는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 도광체 부분만의 표시도,

도 13은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상 빔 출사장치의 광종단부 확대도,

도 14는 종래의 광학적 화상판독장치의 구성도,

도 15는 종래의 선상 빔 출사장치의 LED 어레이 부분만의 구성도.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 이하의 수단을 채용하고 있다. 우선, 본 발명은, 투광성을 갖는 도광체(1)와, 상기 도광체(1)의 길이방향 일측 표면에 설치한 광굴절·반사영역(2)과, 상기 도광체(1) 양단부 표면에 광원을 구비한 선상 빔 출사장치를 전제로 하고 있다. 이 구성으로, 상기 광원에서 방출된 광은 도광체(1) 내부에 입사하여 상기 광굴절·반사영역(2)에서 굴절 또는 반사하고, 상기 도광체(1)의 상기 광굴절·반사영역(2)과 대향하는 길이방향의 타측면에서 외부로 선상빔으로서 출사하게 된다.

상기 선상 빔 출사장치에 있어서, 본 발명은 다수의 삼각파면으로 구성된 상기 광굴절·반사영역(2)과, 그 광굴절·반사영역(2)을 가리도록 확산면(8)을 구비한 구성으로 한다. 이에 따라, 도광체(1)에 입사한 광 가운데서 상기 광굴절·반사영역(2) 이외의 부분에 입사한 광은 그 도광체(1) 내면에서 전반사를 반복하여 도광체(1) 내부를 전송하고, 최종적으로는 광굴절·반사영역(2)에 입사하여 거기에 대항하는 출사면에서 선상빔으로서 출사한다. 이때, 그 광굴절·반사영역(2)이 다수의 삼각파면으로 구성되어 있으므로 상기 광굴절·반사영역(2)에 입사한 광은 예각(혹은 예각가까운 각)으로 하방향으로 반사되어 출사면에서 출사하게 되고, 효율좋게 출사하게 된다. 또한, 설사 상기 광굴절·반사영역(2)에 입사한 광이 그 광굴절·반사영역(2)을 투과한 경우라 하더라도, 그 광굴절·반사영역(2)상에 형성된 확산면(8)에 의해 도광치(1) 내부에 복귀되므로 고효율을 유지한 상태로 선상의 빔을 형성할 수 있다.

상기 확산면(8)은, 상기 광굴절·반사영역(2)과 광학적 매칭을 취하지 않는 공간(가령 공기층)을 이격하여 배치하면 상기 확산면(8)에 직접 입사하는 광의 양이 적어지고, 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 도광체(1) 형상은, 양단에서 중앙부를 향하여 단면적이 차츰 작아지고, 중앙부에 있어서 최소 단면적이 되게 한다. 이 경우 상기 도광체(1) 양단에 광원이 배치되게 된다. 또, 상기 도광체(1) 형상은 일단에서 타단을 향하여 단면적이 순차 작아지는 형상으로 하여도 된다. 이 경우 상기 도광체(1) 일단에 광원을 배치하고, 타단에 광종단부(38)를 구비하는 구성으로 한다.

상기 도광체(1)의 광을 출사하는 길이방향의 타측면은 상기 도광체(1) 양단면에 대하여 수직면이 될 필요가 있다. 이에 따라 원고 등의 광조사면과 그 타측면(광출사면)과의 평행을 유지할 수 있다.

상기 도광체(1)의 단면형상은 원, 타원 등을 생각할 수 있다. 단면형상이 타원의 도광체(1)를 사용할 경우에는 그 타원의 한쪽 초점상에 광굴절·반사영역(2)이 배치되는 구성이 바람직하다. 또, 상기 도광체(1)는 지름이 다른 2개의 원을 조합한 단면형상으로 형성할 수도 있다. 이 경우, 지름이 큰 원에 광전송기능을 갖게 하고, 지름이 작은 원에 광출사기능을 갖게 한다.

상기 광원에서 출사한 광을 효율좋게 도광체(1)에 인도하기 위하여, 광원과 도광체(1) 사이에 접속부(6)가 설치된다. 여기서 그 접속부(6)는 광원으로부터의 도광체(1) 양단부에의 입사광이 그 도광체(1) 내벽에서 전반사하는 조건을 만족시키는 길이와 지름을 구비하게 하는 것이 바람직하다.

상기 도광체(1) 단면적을 일단에서 타단을 향하여 작게 할 경우, 그 타단에 도달한 광을 처리하기 위한 광종단부(38)가 배치된다. 그 광종단부(38)는 그 외주부 및 단면에 외부로부터의 광을 차단하기 위한 광차광층 또는 광을 확산하는 광확산층 또는 광을 반사하는 광반사층을 설치한 구성으로 한다.

상기 광원은, 오목반사면(5)에 형성되고 회로기판상에 발광다이오드를 배치하는 구성으로 한다. 상기 발광다이오드와 상기 도광체(1) 또는 접속부(6)는 상기 도광체(1)와 같은 굴절률을 갖는 투명수지이고, 또한 상기 발광다이오드와 상기 도광체(1)는 광학적 매칭을 취하여 접속된다.

(발명의 실시형태)

(제1 실시형태)

이하 본 발명의 제1 실시형태의 선상빔출사장치에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 측면단면도이고, 도 1b는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 A-A' 면의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 광굴절·반사영역 및/또는 확산면의 개략도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 도광체 부분만을 확대한 도면이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 광굴절·반사영역 확대도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상빔출사장치 광원부의 확대측면도이다. 또, 도 7, 도 8은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 도광부분 단면도이다. 본 발명에 사용하는 도광체 단면형상은 도 3, 도 7, 도 8 표시와 같이 원형, 타원형 또는 2개의 원을 조합한 형상을 생각할 수 있으나 이하 도 3 표시의 원형일 경우를 예로 설명한다.

도 1a, 1b 표시와 같이, 도광체(1)는 투광성을 갖는 재료로 이루어지고, 양단면에서 중앙부를 향하여 단면의 원지름이 작아지는 구성으로 하여, 그 도광체(1)의 길이방향 한쪽 표면에는 다수의 삼각파면으로 되는 광굴절·반사영역(2)이 설치된다. 상기 도광체(1) 양단부에는 후기하는 접속부(6)를 통하여 광원부를 구성하는 오목면상의 회로기판(3)이 배치되고, 그 회로기판(3) 중앙부에 발광다이오드(LED) 소자(4)가 배치된다. 또, 상기 광굴절·반사영역(2)을 가리도록, 그 광굴절·반사영역(2)과 광학적 매칭을 치하지 않는 공간(가령 공기측)을 이격하여 확산효과가 강한 백색수지의 시트나 반사효과가 강한 알루미늄 시트로 되는 확산면(8)이 구비된다. 또한, 도광체(1) 양단면에는 확산층(7)을 외주부에 구비함과 동시에, 단면형상이 원형이고 또한 도광체(1) 지름과 같거나 또는 그보다 작은 접속부(6)가 설치돼 있다.

상기 도광체(1)는 원고면에 조사할 때의 원고면상의 각부의 조도의 균일성을 유지하는 필요상, 양단부에서 중앙부를 향함에 따라 단면적이 작아지는 형상으로 돼 있고, 중앙부에 있어서 최소가 된다. 즉, 도광체(1)를 투과하는 광량은 후기와 같이 양단의 광원에서 멀어짐에 따라 적어지므로 그 지름도 광량에 대응하여 작게 하면 원고면에의 조사강도가 원고면상의 각부에서 균일하게 된다. 이같은 구성에 있어서, 도광체(1) 양단의 발광다이오드소자(4)에서 도광체(1) 단면에 대하여 광이 입사하면 그 광은 뒤의 상세한 설명과 같이 도광체(1)내에서 전반사를 반복하여 중앙부를 향함과 동시에 상기 광굴절·반사영역(2)에 대향하는 직선상의 출사면에서 출사하게 된다.

또한, 상기 접속부(6) 외부에 형성된 확산층(7)은 가령 투명실리콘수지와 TiO₂의 혼합체를 도포하는 것이라도 좋고, 또는 백색수지로 제작한 캡을 꽂은 구성이라도 좋다. 또, 상기 도광체(1) 및 광굴절·반사영역(2)을 구성하는 다수의 삼각파면 및 접속부(6)를 투명수지를 사용하여 인젝션 성형으로 일체성형하는 것이 바람직하다.

상기 회로기판(3)은 소정두께의 Al 기판상에 절연층을 100㎛ 정도 형성하고, 그 절연층 표면 전면에 동박(두께 35∼70㎛)을 첩부하고, 그 동박을 에칭으로 삭제하여 회로를 형성한다. 이 회로상에만 Au(또는 Ag)를 0.3㎛ 정도 전해(또는 무전해) 도금으로 형성하고, 다음에 볼록금형을 사용한 스탬핑법으로 오목반사면(5)이 형성된다.

상기 오목반사면(5)의 형상은 역원추대형이 효율좋고, 이에 따라 그 회로기판(3) 중앙부에 배치된 발광다이오드(LED) 소자(4)로부터의 광을 전방으로(즉, 도광체(1)의 단면(端面) 방향), 게다가 필요한 각도분포로 방사할 수 있다. 다음에, 다이마운터를 사용하여 발광다이오드(LED)소자(4)를 회로기판(3)상의 오목반사면(5)의 역원추대 저면상에 실장한다.

발광다이오드(LED) 소자(4)는, 모노크로화상 판독용으로 GaP 또는 고휘도의 것이 필요할 경우는 가령 4원계(元系)의 AlGaInP 등의 녹색 베어칩을 사용한다. 순적색 LED(가령 GaAlAs) 소자, 순녹색 LED(가령 GaN) 소자, 순청색 LED(가령 GaN)소자를 선상빔출사장치에 각 1소자씩 실장하여 적, 녹, 청으로 순차 점등함으로써 광원 교체형 컬러화상판독 선상빔출사장치도 실현된다.

상기 도광체(1) 단면은 도 2 표시와 같이 원형 형상이고 그 단면지름은 가령 5mm 정도이고, 상기 광굴절·반사영역(2)에 대향하는 직선상의 출사면에 광을 수속시키기 위하여, 일부가 길이방향으로 오목홈형상으로 부분적으로 절제되고, 그 절제부에 상기 광굴절·반사영역(2)이 설치되어 있다. 또한, 상기와 같이 그 광굴절·반사영역(2)상에, 그 광굴절·반사영역(2)과 광학적 매칭을 하지 않는 공간을 두고 확산면(8)이 설치되는 구성으로 돼 있다. 상기 접속부(6) 지름은 도광체(1) 지름과 같거나 또는 조금 작을 정도, 가령 2∼5mm 범위로 설정되고, 실제는 3.2mm 정도로 설정돼 있다.

상기 광굴절·반사영역(2)은 기본적으로 도 1b와 같이, 도광체(1)의 길이방향으로 동일폭으로 형성되어 있으나 도광체(1)를 전송하는 광의 양이 중앙부일수록 적게 되므로, 도 3a와 같이, 상기 광굴절·반사영역(2)은 출사강도의 균일성을 유지하기 위하여 도광체(1) 양단면에서 중앙부를 향하여 감에 따라 광굴절·반사영역(2)의 폭을 차츰 크게 하는 구성으로 하여도 되고, 또, 도 3b와 같이, 길이방향으로 일정길이로 일정폭의 광굴절·반사영역(2)을 간헐적으로 배치하여, 출사강도의 균일성을 유지하여도 좋고, 또, 도 3d와 같이, 상기 간헐부분의 길이를 중앙부가 될 수록 작게 하여도 된다. 또한, 도 3c와 같이 광굴절·반사영역(2)을 길이방향으로 간헐적인 배치로 하여, 또한 도광체(1) 양단면에서 중앙부를 향하여 감에 따라 광굴절·반사영역(2)의 폭을 차츰 크게 하는 구성으로 하여도 된다.

또한, 상기와 같이 광굴절·반사영역(2)은, 상기 확산면(8)으로 가려져 있고, 상기 확산면(8)은 상기 광굴절·반사영역(2)과 같은 형상으로 하는 것이 바람직하나, 광출사면을 제외한 도광체(1)를 가리는 구성도 좋다.

상기와 같이 접속부(6), 광굴절·반사영역(2)은 도광체(1) 재료와 같은 투명수지재로 인젝션 성형되나, 이때의 재료굴절률을 가령 약 1.5 정도로 하면 광의 전송효율이 향상한다. 또, 이 투명수지는, 에폭시나 변성 아크릴레이트계의 UV 경화형 수지로서, 가령 투광성, 내열성, 인젝션 성형시의 수지의 흐름성을 고려하면 내열아크릴, 폴리카보네이트, 비정질 폴리오레핀 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 도 4 표시와 같이, 도광체(1) 내부를 통과하는 광을 전반사하도록, 도광체(1) 길이(L) 범위가 50mm∼300mm, 입사측 도광체 지름(R1) 및 선단도광체 지름(R2)의 범위가 0.3＜R2／R1＜0.7이면 광출사면에서 주주사방향으로 광강도가 균일한 선상빔의 광을 출사할 수 있다.

본 실시형태는, 특히 도광체(1)는 길이(L)가 가령 115mm, 양단면 지름(R1)이 가령 5mm, 중앙부 지름(R2)이 가령 2.7mm 정도로 형성되고, 도광체(1) 내부를 통과하는 광을 전반사하기 가능해지고, 이에 따라 광강도가 균일한 선상빔을 얻을 수 있다.

도 5 표시와 같이, 삼각파면의 형상은, 삼각파면의 선단각도(θ)가 60°∼120°, 삼각파면 피치(P)가 30㎛∼500㎛ 범위내이면 어떤 형상이라도 좋고, 본 발명에서는, 피치가 가령 300㎛, 선단각도가 가령 90°로 하고 있다.

상기 구성에 있어서, 도 6 표시와 같이, 광원에서 출사한 광 일부는 직접, 또 다른 일부는 일단 상기 오목반사면(5)에 입사하여 반사된 후, 도광체(1)에 입사하게 된다.

이와 같이, 도광체(1)에 입사한 광중, 길이방향(X)만의 광성분(b₁)은 접속부(6)에 입사한 후, 도광체(1) 내부를 곧게 한다. 이에 비해, 상기 길이방향으로 수직방향(y)의 성분을 갖는 광성분중, 접속부(6)를 통하여 직접 도광체(1)에 입사한 광(가령 b₃)은 대부분 도광체(1)의 측면에서 전반사되어 광굴절·반사영역(2)에 결국 도달한다. 그리고, 이 광성분(b₃)은 광굴절·반사영역(2)의 삼각파면에 있어서 굴절됨으로써 하방을 향하여 급격히 각도를 굽히고, 도광체(1) 내부를 통하여 광출사면(타측면)에서 하방으로 출사되어 원고면을 조사한다. 또, 광굴절·반사영역(2)에서의 굴절에 의해 광굴절·반사영역(2) 상부로 빠져버리는 광성분(b₄)은 그 광굴절·반사영역(2)과 광학적 매칭을 하지 않는 공간을 통하여 확산면(8)에 입사하고, 그 확산면(8)에 있어서 확산되고, 재차 광굴절·반사영역(2)을 통하여 도광체(1)에 입사하여 도광체(1)의 광출사면에서 하방으로 출사되어 원고면(51)을 조사한다.

상기에 있어서, 직접 도광체(1)에 입사한 거의 모든 광이 도광체(1) 측면에서 전반사하도록 접속부(6) 지름을 D, 길이를 L, 접속부(6) 및 도광체(1) 굴절률을 n_LG로 할 때,

가 되는 조건식(1)을 만족하도록 각각 디멘션은 결정되어 있다.

또한, 접속부(6)에 입사한 광 가운데 접속부(6) 측면측에 도달한 광성분(b₂)은 일단, 확산층(7)에 의해 확산되고, 그 대부분을 도광체(1)에 입사할 수 있게 하고 있다. 만일 이 확산층(7)이 없다면, 광은 접속부(6)의 측면에서 직접 외측으로 출산되고, 접속부(6) 바로 밑에 존재하는 원고면의 조도가 부분적으로 현저히 높아져서 조도 편차가 크게 된다. 또, 그 접속부(6) 외주에 설치한 확산층(7)은 반사층이라도 되고, 확산층과 같은 효과가 얻어진다. 또한, 확산층 대신 외부로부터의 광을 차단하기 위한 차광층을 설치하여도 좋다. 단, 이 경우는 상기 성분(b₂)이 차광층에서 흡수되고, 그 결과 확산층, 반사층을 설치할 경우에 비해 조도편차는 없어지나 조사효율은 악화된다.

이와 같이 접속부(6) 확산층(7)에서 도광체에 입사한 광성분(b₂)은 상기 광성분(b₃, b₄)과 같이 도광체(1)내를 전송하여 광빔으로서 출사된다.

상기와 같은 메카니즘에 의거하여 선상 광빔을 형성하는 A4 사이즈용 선상빔출사장치에 대하여 그 특성을 평가하면 이하와 같이 된다.

LED 소자(GaP, λ=565nm)의 수가 4소자의 경우는 원고면 조도 4001x., 조도편차(선상빔출사장치의 광출사면과의 간격 1.1mm로 측정) 약 10%를 실현하였다. 종래의 선상 빔출사장치와 비교하면 LED 소자수를 약 1/8로 삭감할 수 있었다. 또, 종래, 선상빔출사장치(52)에서 원고면(51)까지의 거리가 약 8∼10mm 정도 필요했던 것이, 본 실시형태에서는 선상빔출사장치(52)를 1.5mm 이내로 접근시켜도 조도편차를 허용한도내(10%)로 누를 수 있었다. 이에 따라 60%의 저코스트화를 실현하고, 화상판독장치 자체의 사이즈를 약 절반으로 할 수 있었다.

또한, 상기 광굴절·반사영역(2)과 확산면(8) 사이에 형성된 공간은 도광체(1)보다 굴절률이 작은 물질(가령 공기층)로 형성함으로써 광굴절·반사영역(2)에서의 전반사를 조장하게 되고, 그 확산면(8)이 광굴절·반사영역(2)상에 직접 형성될 경우에 비해 현저히 효과를 높일 수 있다.

이상과 같이, 제1 실시형태에 관한 선상빔 출사장치는 원고면에의 조사효율이 높고, 조도편차를 작게 할 수 있기 때문에 저코스트, 고품질, 고분해능으로 화상을 판독하는, 소형이고 또한 경량의 광학적 화상판독장치를 실현할 수 있다.

(변형예 1)

다음에, 도 7 표시와 같이, 도광체(1)의 A-A' 단면으로 절단한 단면형상을 타원으로 하여도 된다. 타원(15)의 긴지름은 가령 6mm, 작은지름은 가령 3mm로 구성하였다. 이 경우, 도광체(1) 일부를, 타원(15)의 긴지름에 수직이고, 2개의 초점(14)내 1개를 지나는 절단선 따라 삭제하고, 그 절단선이 형성하는 면상에 광굴절·반사영역(2)을 배치하는 구성으로 하고 있다. 또한, 접속부(6)는 도광체(1) 작은지름과 같거나 그보다 약간 작고, 가령 2∼3mm 범위로 형성되고, 광원부로부터의 광을 도광체(1)로 인도하는 구성으로 하고 있다.

상기와 같은 구성으로 하면, 광굴절·반사영역(2)에 있어서 굴절·반사된 광이 도광체(1) 내측면에서 전반사하고, 출사하는 광 선폭이 좁아지게 되고, 원고면에 조사하는 광 조도가, 단면 형상이 원일 때에 비해 1.5배가 된다. 특히, 타원의 2개의 초점중 한쪽 초점위치에 광굴절·반사영역(2)을 배치할 경우, 그 한쪽 초점에서 발사한 광은 타원의 다른쪽 초점에 일단 수속하거나, 혹은 직접 타원 외부에 형성되는 초점에 수속하기 때문에 전송효율을 더욱 좋게 할 수 있다.

이와 같이, 도광체(1) 단면형상을 타원으로 함으로써 원고면에의 조사효율이 높아지고, 조도편차가 작아지기 때문에, 저코스트, 고품질, 고분해능으로 화상을 판독하는, 소형이고 또한 경량의 광학적 화상판독장치를 제공할 수 있다. 또, 원고면에 출사하는 광의 선폭이 좁아지게 되어 단면이 원일 경우에 비해 조사하는 광의 조도를 강화시킬 수 있다.

(변형예 2)

또 도 8 표시와 같이, 도광체(1)를 A-A' 면에서 절단한 단면형상을, 2개의 반경이 다른 원(24, 25)과 2개의 원에 접하는 직선으로 구성되는 형상으로 하여도 된다. 즉, 상기 2개의 원(24, 25)은 광원으로부터의 광을 전송하는 제1원(24)과, 원고면에 광이 출사하는 렌즈기능을 구비한 제2원(25)으로 이루어진다. 또한, 상기 제1원(24)에 광굴절·반사영역(2)이 길이방향 일측면에 형성되고, 확산면(8)이 광굴절·반사영역(2) 및 제2원(25)의 일부를 가리도록 구비된다. 또한, 이때의 제1원(24), 제2원(25)의 지름치수는 가령 각각 5mm(최대), 3mm로 되어 있으나 이 치수에 한정되는 것은 아니다.

이때, 상기 각 예와 같이, 중앙부로 감에 따라 제1원(24), 제2원(25)의 단면적을 작게 하여도 되나 중앙부일수록 도광체(1)를 전송하는 광량이 적어지는 것을 고려하면 제1원(24)의 단면적만을 중앙부로 향함에 따라 작게 하는 것이 바람직하다. 한편, 제2원(25)은 도광체(1)의 길이방향의 어느 단면에 있어서도 단면적은 같아지도록 형성되어 있다. 또한, 상기 제1원(24) 단부와 광원부가 접속부(6)를 통하여 접속되는 구성으로 되어 있고, 접속부(6) 지름은 제1원(24)의 지름과 같은, 가령 5mm이거나 그보다 약간 작은 지름으로 설정되어 있다.

상기와 같은 구성으로 하면, 단면 형상이 원일 때와 비하여 광굴절·반사영역(2)에 있어서 굴절·반사된 광이 도광체(1)의 측면에서 모두 전반사하고, 제2원(25)의 외측이고 2개의 원(24, 25) 중심을 연결하는 직선의 연장상에 수속하기 때문에, 출사하는 광의 선폭이 교축되게 되어 원고면에 조사하는 광의 조도가 도광체(1)의 단면형상이 원일 경우의 1.5배가 된다.

상기와 같이, 광굴절·반사영역측의 제1원(24) 반경이 광반사측의 제2원(25) 반경보다 크게 되는 것과, 도광체(1)의 단면 형상이 제1원(24)과 제2원(25)이 외형선(L1, L2)에 접하도록 구성하면, 광출사면 이외의 개소에서 광이 새는 일이 적고,광의 전송효율을 최대로 향상시킬 수 있다. 또 상기 광출사측의 제2원(25) 반경을 바꿈으로써, 원고면에 조사하는 광의 선폭이나 초점거리를 자유롭게 바꿀 수 있다.

이 경우에 있어서의 선상빔 출사장치의 특성을 평가하면, LED 소자수가 4소자의 경우는 원고면에 조사하는 광 조도는 10001x.이고, 조도편차도 10%(광출사면과 원고면의 거리 1.1mm로 측정)를 실현할 수 있었다. 종래의 선상빔출사장치와 비교하면 LED소자수를 약 1/8로 삭감할 수 있고, 조사장치에서 원고면까지의 거리는 종래 약 8∼10mm 정도 필요하였으나, 1.5mm 이내로 좁혀도 조도 편차를 허용한도내(10%)로 억제할 수 있게 된다. 이에 따라, 75%의 저코스트화를 실현할 수 있고, 화상판독장치 자체의 사이즈를 약 절반으로 할 수 있었다. 또, 컬러화상의 경우는 원고조도가 적, 녹, 청색 소자 모두 20001x. 조도 편차 10% 이하를 확보할 수 있었다.

이와 같이, 도광체(1)의 단면형상을 2개의 반경이 다른 원과 그 2개의 원에 접하는 직선으로 구성함으로써 원고면에의 조사효율이 높아지고, 조도편차가 작아지기 때문에 저코스트, 고품질, 고분해능으로 화상을 판독하고, 또한 소형이고 경량의 광학적 화상판독장치를 제공할 수 있게 된다. 또한, 원고면에 출사하는 광의 선폭이 교축되게 되고, 단면형상이 원의 경우에 비해 원고면에 조사하는 광의 조도를 강화시킬 수 있다. 또, 광의 선폭이나 초점거리를 자유롭게 바꿀 수도 있다.

(제2 실시형태)

이하 본 발명의 제2 실시형태의 선상빔출사장치에 대하여 도면을 참조하며 설명한다.

도 9a는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 측면 단면도이고, 도 9b는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상빔출사장치 평면도이다. 도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 B-B' 면 단면도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 광굴절·반사영역 및/또는 확산면의 개략도이다. 도 12는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 도광체 부분만의 확대도이다. 도 13은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 선상빔출사장치의 광종단부 측면의 확대 단면도이다.

도 9 표시와 같이, 도광체(1) 일단에 광원을 배치하고, 타단은 광종단부로 되어 있다. 이하, 본 실시형태는 제1 실시형태와 다른 구성에 대해서만 주로 상세히 설명한다.

도광체(1)는 일단에서 타단으로 감에 따라 도광체(1) 단면의 단면적이 작아지고, 타단에 있어서 최소가 된다. 또, 도광체(1) 타단에는 광종단부(38)가 형성되고, 그 외주부에 광확산층(39)이, 또, 단면에 광반사층(40)이 설치되어 있다. 또, 도광체(1)를 투과하는 광량은 광원에서 타단을 향함에 따라 적어지기 때문에 그 광종단부(38)에 광원 대신 광확산층(39) 및 광반사층(40)을 설치하는 구성으로 하여도 원고면에의 조사강도 균일성을 확보할 수 있다. 타부분에 대해서는 제1 실시형태와 같은 구성으로 설명을 생략한다. 또, 동일부분에는 동일부호를 부기하여 설명한다.

상기 광종단부(38)는 도광체(1)와 같은 투명수지로 되어 있고, 도광체(1), 접속부(6) 및 다수의 삼각파면으로 구성되는 광굴절·반사영역(2)과 일체로 인젝션 성형하는 것이 바람직하다. 또, 광종단부(38) 외주부분에 형성된 광확산층(39)은, 확산층(7)과 동일하게 투명실리콘수지에 TiO₂를 혼합한 확산재를 도포하여 형성된다. 이 광확산층(39)은 백색수지로 제작한 캡을 꽂아 제작하여도 된다. 또한, 광종단부(38) 단면에 형성된 광반사층(40)은 광종단부(38)에 A1을 증착 또는 디핑 혹은 Al박을 투명접착제로 첩부함으로써 형성된다.

다음에, 도 10 표시와 같이, 도광체(1)의 단면형상도 제1 실시형태와 동일하게, 도광체(1) 일부가 오목홈 형상으로 절제되고, 그 절제부에 광굴절·반사영역(2)이 설치된다. 또, 그 광굴절·반사영역(2)상에 그 광굴절·반사영역(2)과 광학적 매칭을 하지 않는 공간을 두고 확산면(8)이 설치되는 구성으로 하고 있다.

상기 광굴절·반사영역(2)은 제1 실시형태와 같이, 기본적으로는 도 9a 표시와 같이 길이방향으로 같은 폭으로 형성되나, 도광체(1)를 전송하는 광량이 타단만큼 적게 되기 때문에 도 11a 표시와 같이, 출사강도의 균일성을 유지하기 위하여 도광체(1) 일단에서 타단을 향함에 따라 광굴절·반사영역(2)의 폭을 차츰 크게 하는 구성이라도 좋으며, 또한 도 11c 표시와 같이, 이 상태로 광굴절·반사영역(2)을 간헐적으로 배치하여도 된다. 또, 도 11b 표시와 같이, 길이방향으로 같은 폭, 또한 길이방향으로 일정 기리의 광굴절·반사영역(2)이 일정한 간헐성을 가지고 배치되는 구성으로 하여도 되고, 또한 도 11b 표시와 같이, 일단에서 타단을 향함에 따라 상기 간헐폭을 서서히 작게 하는 구성도 좋다.

또한, 상기 광굴절·반사영역(2)은 상기 확산면(8)으로 가려져 있고, 상기 확산면(8)은 제1 실시형태와 같이, 상기 광굴절·반사영역(2)과 같은 형상, 혹은 그보다 큰 형상, 가령, 광출사면을 제외한 도광체(1) 전면을 가리는 형상으로 하는 것이 바람직하다.

본 실시형태는, 도 12 표시와 같이, 도광체(1)는 일단의 지름(R1)이 가령 5mm, 타단의 지름(R2)이 가령 2mm, 길이(L)가 가령 230mm 정도의 치수이고, 이 치수로 높은 효율의 선상빔을 출사할 수 있었다.

제1 실시형태와 같이, LED 소자에 적색, 녹색, 청색 소자를 사용하여 각각 1소자씩 실장하고, 컬러화상 판독장치의 선상빔출사장치도 실현된다.

이상과 같이 구성된 선상빔출사장치에 대하여, 이하 그 동작을 설명한다. 또한, 광원(5)에서 출사된 광성분중, 도중에서 출사되는 광의 전송경로에 대해서는 이미 설명한 바와 같으므로 광종단부(38)에 도달한 광의 출사경로에 관한 설명만 행하기로 한다.

도 13 표시와 같이, 발광다이오드(LED) 소자(4)에서 방출된 광중, 도광체(1), 광굴절·반사영역(2), 확산면(8)에서 반사, 굴절 및 확산한 광성분(C₁)이 도광체(1)에서 광종단부(38)에 입사하면 광반사층(40)에서 반사한다. 이와 같이 광반사층(40)에서 반사한 광이 다시 도광체(1) 내부에 입사하면, 광굴절·반사영역(2)에 있어서 굴절하여 급격히 하방을 향하여 진행한다. 그 후, 도광체(1) 하방 측면에서 출사하여 원고면을 조사한다.

또, 도광체(1)에서 광종단부(38)에 입사해온 광성분(C₂)이 광반사층(40)에 도달하지 않고, 광확산면(39)에 도달한 경우에는 광확산층(39)에 의해 확산하여 그대로 도광체(1)에 재차 입사하거나, 대향하는 광의 확산층(39)에 입사하여 여기서 재차 확산하거나, 혹은 광반사층(40)에서 반사하여 도광체(1)에 재차 입사하여 도광체(1) 하방측면에서 출사하여 원고면을 조사한다.

즉, 도광체(1)에 입사한 광중, 전반사를 반복하여 광종단부(38)까지 도달한 광성분(C₁, C₂)은 광반사층(40)에서 재차 전반사되어 도광체(1)에 돌아가서 재이용되거나, 또는 광확산층(39)에서 확산됨으로써 재이용되어, 손실없이 원고면 조사에 이용된다.

또한, 접속부(6) 외주부에 구비된 확산층(7)과 같이, 광확산층(38) 대신 광반사층, 또는 광차광층을 사용하여도 상기 작용과 같은 효과가 얻어진다. 광차광층을 사용하면 그 광종단부(38)에 도달한 광을 무시하게 되나, 광원으로부터의 광은 광출사면에서 출사하고 있으므로 광종단부(38)에 도달하는 광량은 무시하여도 전체에 큰 영향을 주지 않는다. 또, 광반사층(40) 대신 광확산층, 광차광층을 사용하여도 상기와 동일한 효과가 얻어진다.

상기와 같은 메카니즘에 의거하여 선상빔을 형성하는 A4 사이즈용 선상빔출사장치에 대하여 그 특성을 평가하면, LED 소자(GaP, λ=565mm) 수를 3소자로 하고, 출사면과 원고면 거리를 1.1mm로 할 경우라도, 원고면 조도는 3701x., 조도편차는 약 10%를 실현하였다. 이것을 종래의 LED 어레이와 비교하면 LED 소자수를 약 1/10로 삭감할 수 있다. 또, 선상빔출사장치(52)에서 원고면(51)가지의 거리는 종래 LED 어레이가 약 8∼10mm 정도 필요하였으나 본 실시형태에 관한 선상빔출사장치는 1.5mm 이내로 좁혀도 조도편차를 허용한도내(10%)로 누를 수 있다. 이에 따라, 65%의 저코스트화를 실현함과 동시에 본 실시형태에 관한 선상빔출사장치를 탐재한 화상판독장치에 있어서는 그 사이즈를 약 절반으로 할 수 있었다.

또한, 본 실시형태에 있어서도, 상기 광굴절·반사영역(2)과 확산면(8) 사이에 형성된 공간을 도광체(1)보다 굴절률이 작은 물질로 형성함으로써 광굴절·반사영역(2)의 반사효율을 높일 수 있다.

이상과 같이, 제2 실시형태에 관한 선상빔출사장치는, 원고면에의 조사효율이 높고, 조도편차를 작게 할 수 있기 때문에 저코스트, 고품질, 고분리능으로 화상을 판독하는, 소형, 경량의 광학적 화상판독장치를 실현할 수 있다.

(실시예 1)

또한, 도 7 표시와 같이, 제1 실시형태와 같이, 도광체(1)를 도 7의 B-B' 면으로 절단한 단면형상을 타원으로 하여도 된다. 이 경우, 단면형상이 원일 때에 비해, 조사하는 광이 타원의 긴지름 연장선상에 수속하기 때문에, 원고면을 조사하는 선폭이 교축되어 원고면에 조사하는 광 조도가 1.5배가 된다.

또, 타원의 2개의 초점중 한쪽초점위치에 광굴절·반사영역(2)을 배치하는 경우가 광 수속률이 가장 좋고, 광 전송효율을 좋게 할 수 있다.

또한, 상기 설명에서는 광학적 매칭을 하지 않는 확산면(8)은, 광굴절·반사영역(2)과 공간을 통하여 형성되었으나, 제1 실시형태와 같이, 광굴절·반사영역(2)상에 직접 형성하는 구성으로 하여도 된다. 단, 이 경우 효과는 다소 낮아진다.

이상과 같이, 단면 형상을 타원으로 하면 원고면에의 고사효율이 높고, 조도 편차를 작게 할 수 있기 때문에, 저코스트, 고품질, 고분해능으로 화상을 판독할 수 있는, 소형, 경량의 광학적 화상판독장치를 실현할 수 있게 된다. 또한, 원고면에 출사하는 광 선폭이 교축되어 단면형상이 원의 경우에 비해 조사광의 조도를 강화시킬 수 있다.

(변형예 2)

또, 도 8 표시와 같이, 도광체(1) 단면형상을 2개의 반경이 다른 원과 그 2개의 원에 접하는 직선으로 구성하여도 된다. 광을 전송하는 제1원(24)의 반경을, 광이 출사하는 제2원(25)의 반경보다 크게 하여 도광체(1) 단면형상이 제1원(24)과 제2원(25) 및 그 제1원(24)과 제2원(25)의 접선(L1, L2)으로 구성하는 것이, 광원으로부터의 입사광을 전반사하는데 최적의 조건이고, 이에 따라 전송효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시형태에서는, 제1원(24)이 도광체(1) 단면적이 일단에서 타단을 향함에 따라 작아져 있고, 한편, 제2원(25)은 길이방향의 어느 부분도 단면적이 같아지도록 구성되어 있다. 제1 실시형태와 같이, 제1원(24), 제2원(25)의 지름 치수는 가령 각각 최대 5mm, 3mm로 되어 있으나, 이 치수에 한정되는 것은 아니다. 접속부(6) 지름은 제1원(24)의 지름과 같은(가령 5mm) 지름이든지, 혹은 그보다 작은(가령 2mm) 지름으로 형성되어 제2원(24)과 접속되어 있다.

상기와 같은 구성으로 하면, 광굴절·반사영역(2)에 있어서 굴절·반사된 광이 도광체(1) 내부에서 전반사하여, 작은원(25) 외측이고 2개의 원(24, 25)의 중심을 연결하는 직선의 연장상에 수속하기 때문에, 출사하는 광의 선폭이 교축되어, 원고면에 조사하는 광 조도가 1.5배가 된다.

또, 제2원(25)의 반경을 바꿈으로써 원고에 조사하는 광의 선폭이나 초점거리를 자유롭게 바꿀 수 있다. 그 결과, 최적의 전송효율이 도모되는 선상빔출사장치가 제공된다.

LED 소자수를 2소자로 하고, 광출사면에서 원고면까지의 거리를 1.1mm로 한 경우라 하더라도 원고면에 조사하는 광조도는 6001x.이고, 조도 편차는 10%를 실현할 수 있었다. 종래의 선상빔출사장치와 비교하면, LED 소자수를 약 1/10 삭감할 수 있고, 조사장치에서 원고면까지의 거리는 종래 약 8∼10mm 정도 필요하였으나, 본 실시형태의 경우 1.5mm 이내로 좁혀도 조도편차를 허용한도내(10%)로 누를 수 있다. 이에 따라 80%의 저코스트화를 실현하고, 화상판독장치 자체의 사이즈를 약 절반으로 할 수 있었다. 한편, 컬러화상의 경우는, 원고면 조도가 적색, 녹색, 청색 소자 모두 12001x. 조도 편차 10% 이하를 확복할 수 있었다.

이상과 같이, 지름이 다른 2개의 원으로 구성되는 도광체를 사용하면, 원고면에의 조사효율이 높고, 조도편차를 작게 할 수 있기 때문에 저코스트, 고품질, 고분해능으로 화상을 판독하는 소형, 경량의 광학적 화상판독장치를 실현할 수 있게 된다. 또한, 원고면에 출사하는 광 선폭이 교축되어 단면형상이 원의 경우에 비해 원고면에 조사하는 광 조도를 강화할 수 있다. 또, 광 선폭이나 초점거리를 자유롭게 바꿀 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 삼각파면으로 구성된 광굴절·반사영역 상부에 그 광굴절·반사영역을 가림과 동시에 광을 확산하는 확산면을 구비하고 있으므로 그 광굴절·반사영역에 있어서 조사된 광은 외부로 새지 않고 도광체 길이방향의 타단면에서 출사하게 되어 전송효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 광굴절·반사영역과 상기 확산면 사이에 상기 도광체와의 광매칭을 하지 않는 공간을 형성함으로써 그 효과를 더욱 높일 수 있다.

또, 상기 도광체 양단에 광원을 배치함과 동시에 그 도광체 단면적을 양단면에서 중앙부를 향함에 따라 단면적을 작게 하는 구성으로 함으로써 도광체가 광량에 따른 단면적이 되고, 더욱 효율을 높일 수 있다. 상기 도광체 일단에 광원을 배치할 경우는 그 도광체 일단에서 타단을 향함에 따라 그 도광체 단면적을 작게 할 수 있음으로써 상기와 동일한 효과를 올릴 수 있다.

상기 도광체 단면형상을 여러가지 형상으로 할 수 있으나, 타원 혹은 2개의 반경이 다른 원과 그 2개의 원의 접선으로 이루어지는 구성으로 함으로써 원고면에 조사하는 효율이 높고, 조도편차가 작은 선상빔출사장치가 가능해진다. 또, 선상빔출사장치와 원고면의 간격을 짧게 할 수 있으므로 저코스트, 고품질, 및 고분해능으로 화상을 판독하는 소형이고 또한 경량의 광학적 화상판독장치를 실현할 수 있다.

Claims

투광성을 갖는 도광체와, 상기 도광체의 길이방향 일측표면에 설치한 광굴절·반사영역과, 상기 도광체의 양단부 표면에 광원을 구비하고, 상기 광원에서 방출된 광을 도광체 내부에 입사시키고, 상기 광굴절·반사영역에서 굴절 또는 반사한 광을, 상기 도광체의 상기 굴절·반사영역에 대향하는 길이방향 타측면에서 외부로 선상빔으로 출사하는 선상빔출사장치에 있어서,

다수의 삼각파면으로 구성된 상기 광굴절·반사영역과,

상기 그 광굴절·반사영역을 가지는 확산면을 구비한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 확산면은 상기 광굴절·반사영역과 광학적 매칭을 하지 않는 공간을 두고 구비된 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 도광체는 양단에서 길이방향 중앙부를 향하여 단면적이 차츰 작아지고, 중앙부에서 최소단면적이 되는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광체 단면에 평행인 단면형상이 길이방향의 어느 위치에 있어서도 서로 닮은 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 4 항에 있어서, 상기 도광체의 광을 출사하는 길이방향 타측면이 상기 도광체 양단면에 대하여 수직면인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 5 항에 있어서, 상기 도광체의 광을 출사하는 길이방향 타측면이 상기 광굴절·반사영역에 대향한 직선상인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 6 항에 있어서, 상기 도광체 단면에 평행인 단면형상이 원인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 6 항에 있어서, 상기 도광체 단면에 평행인 단면형상이 타원인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 6 항에 있어서, 상기 도광체 단면에 평행인 단면형상이 타원이 긴지름에 수직임과 동시에, 2개의 초점내의 1개를 통과하는 절단선으로 자른 형상인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 9 항에 있어서, 상기 절단선에 의해 길이방향으로 형성되는 면상에 상기 광굴절·반사영역을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 6 항에 있어서, 상기 도광체의 단면형상이 2개의 반경이 다른 원 일부와, 그 2개의 원의 접선으로 구성되는 형상인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 11 항에 있어서, 상기 2개의 원은 상기 광굴절·반사영역이 설치되는 제1의 원과 광이 출사하는 제2의 원으로 이루어지고, 상기 제1의 원은 상기 도광체 양단에서 길이방향 중앙부를 향함에 따라 단면적이 작아지고, 또, 상기 제2의 원은 상기 도광체 길이방향의 어느 단면에 있어서도 단면적이 동일하게 되는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 7 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광체 길이방향의 일측표면에 오목홈을 형성하고, 상기 광굴절·반사영역이 그 오목홈 저면에 형성되는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 13 항에 있어서, 상기 도광체와 상기 광원 사이를 접속하기 위한 접속부를 설치하는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 14 항에 있어서, 상기 접속부의 상기 도광체 단면에 평행인 단면형상은 원형인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 접속부는 광원으로부터의 도광체 양단부에의 입사광이, 그 도광체 외벽에서 전반사하는 조건을 만족시키는 길이방향의 길이와 지름을 구비한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 14 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속부 외주부분에 외부로부터의 광을 차단하기 위한 차광층을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 14 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속부 외주부분에 광을 확산하는 확산층을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 14 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속부 외주부분에 광을 반사하는 반사층을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 13 항에 있어서, 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면을 상기 도광체 길이방향의 일측표면에 소정 패턴으로 형성한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 20 항에 있어서, 상기 소정패턴은 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면 폭이 상기 도광체의 길이방향 전체에 걸쳐 일정한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 21 항에 있어서, 상기 소정패턴은 길이방향으로 일정길이의 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면이 일정한 간헐성을 가지고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 21 항에 있어서, 상기 소정패턴은 길이방향으로 일정길이의 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면이 상기 도광체 양단부에서 중앙부를 향하여 감아 따라 간헐폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 20 항에 있어서, 상기 소정패턴은 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면 폭이 상기 도광체 양단면에서 중앙부를 향하여 감에 따라 넓어지는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 24 항에 있어서, 상기 소정패턴은 길이방향으로 일정길이의 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면이 일정한 간헐성을 가지고 배치되는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
투광성을 갖는 도광체와, 상기 도광체의 길이방향 일측 표면에 설치한 광굴절·반사영역과, 상기 도광체의 일단부 표면에 광원을 구비하고, 상기 광원에서 방출된 광을 상기 도광체 내부에 입사시켜, 상기 광굴절·반사영역에서 굴절 또는 반사한 광을, 상기 도광체의 상기 광굴절·반사영역에 대향하는 길이방향 타측면에서 외부로 선상빔으로서 출사하는 선상빔출사장치에 있어서,

다수의 삼각파면으로 구성된 상기 광굴절·반사영역과,

상기 광굴절·반사영역을 가지는 확산면을 구비한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 26 항에 있어서, 상기 확산면은 상기 광굴절·반사영역과 광학적 매칭을 취하지 않는 공간을 두고 구비된 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 26 항 또는 제 27 항에 있어서, 상기 도광체는, 상기 광원이 배치된 일단면에서 길이방향 타단면으로 향함에 따라 상기 도광체 단면의 단면적이 차츰 작아지는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 26 항 내지 제 28 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광체 단면에 평행인 단면형상이 길이방향의 어느 위치에 있어서도 서로 닮은 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 29 항에 있어서, 상기 도광체의 광이 출사하는 길이방향 타측면이 상기 광원이 배치된 상기 도광체 일단면에 대하여 수직면인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 30 항에 있어서, 상기 도광체의 광이 출사하는 길이방향 타측면이 상기 광굴절·반사영역에 대향하는 직선상인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 31 항에 있어서, 상기 도광체 단면에 평행인 단면 형상이 원인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 31 항에 있어서, 상기 도광체 단면에 평행인 단면형상이 타원인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 31 항에 있어서, 상기 도광체 단면에 평행인 단면형상이 타원의 긴지름에 수직임과 동시에, 2개의 초점중 1개를 지나는 절단선으로 절단한 형상인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 29 항에 있어서, 상기 절단선에 의해 길이방향으로 형성되는 면상에 상기 광굴절·반사영역을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 31 항에 있어서, 상기 도광체 단면 형상이 2개의 반경이 다른 원 일부와, 그 2개의 원의 접선으로 구성되는 형상인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 36 항에 있어서, 상기 2개의 원은 상기 광굴절·반사영역이 설치되는 제1원과, 광이 출사하는 제2원으로 이루어지고, 상기 제1원은 상기 도광체 일단면에서 타단면으로 향함에 따라 단면적이 작아지고, 또 상기 제2원은 상기 도광체의 길이방향의 어느 단면에 있어서도 단면적이 같아지는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 32 항 내지 제 37 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광체의 길이방향 일측 표면에 오목홈을 형성하고, 상기 광굴절·반사영역이 그 오목홈 저면에 형성되는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 38 항에 있어서, 상기 도광체와 상기 광원 사이를 접속하기 위한 접속부를 설치하는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 39 항에 있어서, 상기 접속부의 상기 도광체 단면에 평행인 단면형상은 원형인 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 39 항 또는 제 40 항에 있어서, 상기 접속부는 광원으로부터의 도광체 일단부에의 입사광이 그 도광체 외벽에서 전반사하는 조건을 만족시키는 길이방향의 길이와 지름을 구비한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 39 항 내지 제 41 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속부 외주부에 외부로부터의 광을 차단하기 위한 차광층을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 39 항 내지 제 41 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속부 외주부에 광을 확산하는 광산층을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 39 항 내지 제 41 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속부 외주부에 광을 반사하는 반사층을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 39 항에 있어서, 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면을 상기 도광체의 길이방향 일측표면에 소정패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 45 항에 있어서, 상기 소정패턴은, 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면의 폭이 상기 도광체 길이방향 전체에 걸쳐 일정한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 46 항에 있어서, 상기 소정패턴은, 길이방향으로 일정길이의 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면이 일정한 간헐성을 가지고 배치되는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 46 항에 있어서, 상기 소정패턴은, 길이방향으로 일정길이의 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면이 상기 도광체 일단면에서 타단면으로 향해감에 따라 간헐폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 45 항에 있어서, 상기 소정패턴은 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면 폭이 상기 도광체 일단면에서 타단면으로 향해 감에 따라 넓어지는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 49 항에 있어서, 상기 소정패턴은 길이방향으로 일정길이의 상기 광굴절·반사영역 및/또는 상기 확산면이 일정한 간헐성을 가지고 배치되는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 32 항 내지 제 37 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광체의 상기 광원이 배치되지 않는 상기 타단면에 그 타단면과 일정거리만큼 같은 단면형상인 광종단부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 51 항에 있어서, 상기 광종단부 외주부에 외부로부터의 광을 차단하기 위한 광차광층 또는 광을 확산하는 광확산층 또는 광을 반사하는 광반사층을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 51 항에 있어서, 상기 광종단부 단면에 외부로부터의 광을 차단하기 위한 광차광층 또는 광을 확산하는 광확산층 또는 광을 반사하는 광반사층을 설치한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 1 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 광원은 발광다이오드를 사용한 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 54 항에 있어서, 상기 발광다이오드는 오목반사면(5)에 형성된 회로기판상에 실장되는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 55 항에 있어서, 상기 오목반사면(5) 형상은, 역타원추대형이고, 또한 상기 발광다이오드는 상기 역타원추대형 저면상에 실장되는 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.
제 56 항에 있어서, 상기 발광다이오드와 상기 도광체는, 상기 도광체와 같은 굴절률을 갖는 투명수지이고, 또한 상기 발광다이오드와 상기 도광체는 광학적 매칭을 취하여 접속된 것을 특징으로 하는 선상빔출사장치.