(57)【要約】【課題】入射光の利用効率を向上するとともに、出射光の輝度および照度分布を均一化できる光源モジュールおよび前記光源モジュールを備えた画像読取装置、照明装置等の電子機器を提供すること。【解決手段】この光源モジュールは、光源１２と、導光体１０を備える。前記導光体１０は、前記光源１２からの光が入射する光結合面１４と、前記光結合面１４に隣接して、光取り出し面１６を有する。前記前記光取り出し面１６に対向する第１光拡散面１８には、第１光拡散構造２２が設けられ、前記光取り出し面１６には、前記導光体１０の長手方向に延在する第２光拡散構造２４が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、導光体により構成された光源モジュールであって、
前記導光体は、前記光源からの光線を導入する光結合面と前記光結合面に隣接した光取り出し面を有し、
前記光取り出し面と対向する面には、第１光拡散構造が設けられ、
前記光取り出し面には、前記導光体の長手方向に延在する第２光拡散構造が設けられていることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】
前記第１光拡散構造および第２光拡散構造は、拡散微粒子を含む塗料の塗布により形成されるか、または、前記光取り出し面および前記光取り出し面に対向する面の凹凸構造で形成されることを特徴とする請求項１記載の光源モジュール。
【請求項３】
前記第２光拡散構造の幅は、前記光結合面の幅よりも短いことを特徴とする請求項２記載の光源モジュール。
【請求項４】
前記第２光拡散構造の幅は、前記光結合面側から漸増していく構造であることを特徴とする請求項３記載の光源モジュール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の光源モジュールを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光体を利用した光源モジュールおよび該モジュールを備えたスキャナ等電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源モジュールとしては、蛍光管等の放電管を使用しているものがある。しかし、光量は高い一方、消費電力が大きく、所望の光量を得るまでの立ち上がり時間が長いという課題がある。
【０００３】
そのような背景もあり、近年では、光源モジュールとしては、導光板に対して、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の点光源を結合させ、面光源として利用する光源モジュールが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
上記光源モジュールは、透明導光板と、前記導光板の両端に取り付けられたＬＥＤ等の光源と、前記導光板の裏面に取り付けられた白色散乱反射板と、同じく前記導光板の裏面に設けられた拡散透過部と、前記光源の光を前記導光板に結合させるための湾曲反射板とを備える。
【０００５】
この光源モジュールでは、光源から放射された光は、透明導光板に結合され、全反射を繰り返すことによって前記導光板内を伝播していく。
【０００６】
このとき、透明導光板に形成されている拡散透過部に入射した光は、散乱され、全反射条件を満たさなくなる。上記散乱した光は、白色散乱反射板で反射され、若しくは直接前記導光板の表面から透明導光板の外部に放射される。
【０００７】
消費電力が小さく、所望の光量を得るまでの立ち上がり時間が短いＬＥＤ等光半導体素子を光源として用いるため、高い光量と、低消費電力および短い立ち上がり時間の両立が可能である。
【０００８】
しかしながら、上記従来の透明導光板を利用した光源モジュールにおいて、ムラの無い均一な線状光源とするためには、拡散透過部のパターン形状の密度を変化させたりする必要があるが、拡散透過部の形状によってはその拡散透過部の境界が出射光において輝線となり、輝度および照度ムラの原因となることがある。
【０００９】
前記、輝度および照度ムラを防止するため、前記導光板の表面に拡散板や拡散シートを別途設置しているが、拡散板や拡散シートのコストがかかる上に、設置スペースが必要で光源モジュールが大型化するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３０６４００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、導光板等導光体を使用した光源モジュールに関して、拡散板や拡散シートを用いることなく、出射光の輝度および照度が均一である光源モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態の光源モジュールは、
光源と、アクリル等透明な材料でできた、導光板や導光棒等の導光体により構成された光源モジュールであって、
前記導光体は、前記光源からの光線を導入する光結合面と、前記光結合面に垂直な形で隣接し、前期導光体の外部へ光を出射する光取り出し面を有し、
前記光取り出し面と対向する面には、導光光を全反射条件が満たされない方向へ散乱する第１光拡散構造が設けられ、
前記光取り出し面には、前記導光体の導光方向である長手方向に延在し、前記第１光拡散構造により散乱されて角度が変換された光をさらに拡散させる第２光拡散構造が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
以上の構成とすることで、前記導光体の表面に拡散板や拡散シートを別途設置せずとも、出射光の輝度および照度が均一で、輝度および照度ムラのない光源モジュールが得られる。
【００１４】
なお、光源とは、導光体に結合可能なものであれば良いが、結合のし易さから、ＬＥＤやＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等の光半導体が好適である。
【００１５】
また、本発明の一実施形態の光源モジュールは、
前記第１光拡散構造および第２光拡散構造は、前記導光体とはその光学的な境界で散乱を起こす程度に屈折率の異なる拡散微粒子を含む塗料の塗布により形成されるか、または、前記光取り出し面および前記光取り出し面に対向する面に空気との境界面で散乱を生ずるための微小な凹凸構造で形成されることを特徴とする。
【００１６】
なお、塗布とはコーティング形式での形成および印刷方式での形成を意味する。
【００１７】
以上の構成とすることで、第１光拡散構造および第２光拡散構造を、導光体表面への印刷や、導光体表面の凹凸として導光体成形時に同時に一体成形できる。設置スペースの観点とコストの観点から有利である。
【００１８】
また、本発明の一実施形態の光源モジュールは、
前記第２光拡散構造は、前記光結合面よりも短い幅であることを特徴とする。
【００１９】
以上の構成とすることで、前記導光体での導光条件を満足しながら、前記光取り出し面からの光の出射を行うことが出来る。また、前記第１光拡散構造と組み合わせることで、出射光の輝度および照度の制御が行いやすくなり、出射光の輝度および照度の均一化が達成しやすくなる。
【００２０】
さらに、出射光の前記光源モジュール近傍のパターンであるニアフィールドパターンとして、極めて線状のパターンを形成することが出来、スキャナ等極めて細いニアフィールドパターンが要求される用途に有利である。
【００２１】
また、本発明の一実施形態の光源モジュールは、
前記第２光拡散構造の幅は、前記光結合面側から漸増していく構造であることを特徴とする。
【００２２】
前記第１光拡散構造と組み合わせることで、出射光の輝度および照度の制御が、より一層行いやすくなり、出射光の輝度および照度の均一化が達成しやすくなる。
【００２３】
また、本発明の一実施形態の電子機器は、本発明の光源モジュールを備えたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の光源モジュールは、上記したように、導光体の表面に拡散板や拡散シートを別途設置せずとも、出射光の輝度および照度の均一化が実現でき、スキャナや照明装置等の電子機器に、本発明の光源モジュールを用いることで、電子機器の小型化や低コスト化が行える。
【発明の効果】
【００２５】
この発明の光源モジュールによれば、導光体の表面に拡散板や拡散シートを別途設置せずとも、出射光の輝度および照度の均一化が実現でき、光源モジュールの低コスト化、簡素化および薄型化を実現できる。
【００２６】
また、導光体の１つの面に設けられた第１光拡散構造のみでなく、対向する面に設けられた第２光拡散構造との組み合わせで、出射光の輝度および照度を制御することも可能で、出射光のより精細な制御が行える。
【００２７】
更に、塗布等の印刷パターンや導光体表面自体の一体成形加工により光出射面側の第２光拡散構造を形成でき、前記第２光拡散構造の形状によっては、光源モジュールの光出射面近傍のパターンであるニアフィールドパターンとして極めて細いパターンが得られる。
【００２８】
本発明の光源モジュールをスキャナや照明装置等の電子機器に搭載することで、当該電子機器の小型化、低コスト化、高性能化が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態の説明図
【図２】第１実施形態の実施例と比較例の概略図
【図３】第１実施形態の実施例と比較例の実験結果
【図４】第２実施形態における第１光拡散構造と第２光拡散構造の概略図
【図５】第２実施形態において光取り出し面上１３ｍｍの位置での照度分布
【図６】第３実施形態の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について説明する。本発明の光源モジュールの例として、光源としてＬＥＤを用いた照明装置について説明するが、ＬＤ等同様の効果を成すものであれば本発明の適用は可能であり、以下の実施の形態の構成に限定されるもではない。
【００３１】
ＬＥＤやＬＤを用いることで、出射光の強度や色度を様々な選択肢の中から選択することが可能である。また、ＬＥＤやＬＤは小型であるため、光源部の実装体積を小さくすることができる。また、従来の蛍光管光源等に比べ、立ち上がり特性が早く、省電力化も可能になる。
【００３２】
なお、以下の実施の形態の説明においては、同一の機能および作用を示す部材については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
(第１実施形態)
図１は第１実施形態の光源モジュール３０の断面図を示したものである。第１実施形態においては、光源１２と、光源１２の光が結合される、光結合面１４を有する棒状の直方体形状の導光体１０を基本構成とする。
【００３４】
また、本実施形態の場合、光源１２は前記導光体の両端にそれぞれ光源１２Ａ、光源１２Ｂとして設けられている。光結合面１４も、前記導光体の両端にそれぞれ光結合面１４Ａ、光結合面１４Ｂとして、対応して設けられる。本実施形態では、導光体１０の両端面から光を導入する形態を採用しているが、一端面のみから導入する形態でも本発明の効果が毀損するものではない。
【００３５】
なお、光源１２Ａと光源１２Ｂは、パッケージングされたＬＥＤであり、導光体１０の両端面である光結合面１４Ａと光結合面１４Ｂを介して前記導光体１０に結合するため結合部材１３Ａと結合部材１３Ｂをそれぞれ有す。
【００３６】
前記導光体１０は、前記光結合面１４Ａと光結合面１４Ｂと隣接する光取り出し面１６を有する。前記光取り出し面１６に対向する面である第１光拡散面１８には、導光体１０内を導光する導光光を、全反射条件が満たされない方向へ散乱する第１光拡散構造２２が設けられている。前記第１光拡散構造は、光を拡散させる複数の拡散部２３を有している。上記導光体１０中を導光する光は、上記第１光拡散構造において散乱され、その光線の進行方向が変化し、その進行方向が変化した光線の一部は、上記光取り出し面１６において、全反射の条件を満たさなくなり、前記光取り出し面より、前記導光体１０の外部に出射され易くなる。
【００３７】
光源１２Ａ、光源１２Ｂから結合された入射光は、導光体１０の内部において全反射の原理によって導光する。よって、導光体１０は、全反射に関係し、本発明の光の散乱による取り出しに寄与しない各側面部分は、鏡面加工なされていることが望ましい。ここでの鏡面加工とは必ずしも精密な研磨加工である必要はなく、成型および切削研磨等において鏡面に類する滑らかな面であればよい。
【００３８】
なお、この導光体１０の材料としては、例えば、アクリル樹脂の他、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、またはガラスなど、可視光等使用する光の波長域において透明性が良く、透過率の高いものを選ぶことが可能である。
【００３９】
また、前記光取り出し面１６には、前記第１光拡散構造２２により散乱されて角度が変換された光を、さらに拡散させる第２光拡散構造２４が設けられている。なお、第２光拡散構造２４は、前記導光体１０の短手方向である幅より短い幅で、前記導光体１０の導光方向である長手方向に延在している。
【００４０】
前記第１光拡散構造２２および第２光拡散構造２４は、例えば透明樹脂中に拡散微粒子を混ぜ合わせた材料で形成される。前記第１光拡散構造２２および第２光拡散構造２４は、スクリーン印刷法によって、前記透明樹脂中に拡散微粒子を混ぜ合わせた材料を、前記導光体１０の、前記光取り出し面１６と前記第１光拡散面１８上に形成することが可能である。スクリーン印刷法によれば、小さくは１０μm幅程度の微細なパターン形状であっても比較的容易に形成することが可能である。
【００４１】
また、凹凸の立体構造を導光体に形成することでも、前記第１光拡散構造２２および第２光拡散構造２４を形成することは可能である。凹凸の立体構造は、導光体１０の金型の表面に予め凹凸を形成しておくことにより、前記導光体１０の成形と同時に作製することが可能である。
【００４２】
なお、前記第１光拡散構造２２および第２光拡散構造２４は、前記導光体１０内の光線を散乱させることが可能であれば、上記方法に限定されない。また、前記印刷による方法と凹凸の立体構造による方法を組み合わせても良い。
【００４３】
前記第１光拡散構造は、第１光拡散面１８において、導光体１０の端面である光結合面１４Ａ、光結合面１４Ｂから、導光体１０の中央部に向かって、拡散部２３の単位寸法当たりの個数を変化させる方法等で、全反射条件から外れる方向となる光線本数を制御することが可能であり、前記光取り出し面１６からの出射光の分布を制御する。
【００４４】
例えば、前記拡散部２３の配置形態としては、導光体１０の長手方向において端面である光結合面１４に近い部分から遠くなるに従い、拡散部２３の密度が密になる配置がある。光源１２に近い部分では、光取り出し面１６から出射される光量が大きくなるため、拡散部１６の密度は低くし、遠くなるに従って拡散部１６の密度を高くすることで出射光の強度分布の均一化に寄与することが可能である。
【００４５】
しかしながら、前記拡散部２３の密度が疎である領域においては、拡散部２３の配置に起因して出射光にムラが生じることがあり、光取り出し面の上に拡散板や拡散シート等の拡散部材を配置し、ムラを目立たなくする。前記拡散部材は、別部材となり、特に本実施形態の様に導光体が棒状の場合は取り扱いが困難である。また、別部材として厚みがあり、拡散部材での吸収損失も大きいという課題もある。
【００４６】
本発明においては、光取り出し面１６に光拡散性を有する第２光拡散構造２４を、印刷や成形により、導光体内の光線の導光方向に延在する形で形成する。第２光拡散構造２４は、光線の進行方向においては境界を持たない。よって、出射光の分布が。均一化された状態で出射され、拡散部材を別途設置したのと同じ効果がある。
【００４７】
また、本発明の第２光拡散構造２４は、従来の拡散部材と異なり、導光体１０に直接設けられ、光の拡散性以外に光の取り出しにも寄与する。第２光拡散構造２４は、前記第１光拡散構造２２により散乱されて角度が変換された光を、さらに散乱し拡散させて、全反射条件を満たさない光線の割合をさらに増加させる。
【００４８】
よって、光取り出し面１６からの出射光の配光特性と光量は、第１光拡散面１８に形成した第１光拡散構造２２の拡散部２３の配置パターンと、光取り出し面１６に設けられた第２光拡散構造２４の形状により制御することが可能である。
【００４９】
本第１実施形態の光源モジュールに関して、その効果の確認実験を行った。実験に用いた導光体１０の材質はアクリルで、導光体１０の幅は５ｍｍ、高さは６ｍｍ、長さは３３０ｍｍのものを使用した。前記幅とは、光取り出し面１６の法線方向と光結合面１４の法線方向の両方に直交する方向である。また、光源１２としては、白色のＬＥＤを用いた。
【００５０】
第１光拡散構造２２と第２光拡散構造２４は、実験では透明樹脂中に拡散微粒子を混ぜ合わせたものを、スクリーン印刷法によって形成した。本実施形態に用いた前記拡散微粒子の大きさは約１０μｍである。光の散乱特性は拡散微粒子の大きさおよび、密度によって変化するが、実験においては、微粒子の大きさは約１０μｍで揃え、密度は一定になるようにした。
【００５１】
実験では導光体１０の両端面から光を導入する方法を採用し、第１光拡散構造２２のパターンとして、拡散部２３の配列間隔は、前記導光体１０の中央から両端に向かって広くした。これは光源１２近傍ほど光の出射量が大きくなるため、その取り出し光量の不均衡を防ぐためである。また、1つの拡散部のパターン寸法は、ここでは一例として、幅が０.３ｍｍで、高さ０.０１ｍｍとした。
【００５２】
第２光拡散構造２４は、幅を２．０ｍｍ、長さを３３０ｍｍの長方形とした。即ち、第２光拡散構造２４の幅は、導光体１０の光結合面１４の幅である５ｍｍより短い２．０ｍｍで、長さは、導光体１０の長さである３３０ｍｍとした。
【００５３】
第２光拡散構造２４は、幅２．０ｍｍを長手の方向全域で一定にしていることから、光源近傍での出射光が大きくなりやすいが、第１光拡散構造２２の間隔を、光源１２近傍である導光体１０の両端で広げることで、均一な取り出し光量とすることが可能になる。
【００５４】
最終的には、光取り出し面１６から出射する光の分布特性は、第１光拡散構造２２と第２光拡散構造２４の組み合わせで調整した。
【００５５】
図２（ａ）は本発明の実施例である第１光拡散構造２２と第２光拡散構造２４を有した導光体１０の斜視図であり、図２（ｂ）はそのＴ方向から見た光取り出し面１６に設けられた第２光拡散構造２４のパターン図、図２（ｃ）はそのＢ方向から見た第１光拡散面１８に設けられた第１光拡散構造２２のパターン図である。
【００５６】
また、図２（ｄ）は従来技術に相当する比較例である第１光拡散構造２２のみを有した導光体１０の斜視図であり、図２（ｅ）はそのＴ方向から見た光取り出し面１６の図、図２（ｆ）はそのＢ方向から見た第１光拡散面１８に設けられた第１光拡散構造２２のパターン図である。
【００５７】
実施例、比較例ともに各パターン図は、導光体１０の光結合面１４Ａ側から、導光体１０の中央部に至る部分を示している。光結合面１４Ａ側から前記中央に向かって、第１光拡散構造２２の各拡散部２３の間隔が広がっていくパターンとなっている。図示はされないが、光結合面１４Ｂ側も、光結合面１４Ｂ側から前記中央に向かって、第１光拡散構造２２の各拡散部２３の間隔が広がっていくパターンとなっている。パターンの間隔は０．１〜３．０ｍｍの範囲で可変とした。
【００５８】
図３には図２で示した構成の導光体に対し、光源１２を結合させた場合の、光取り出し面１６近傍３０ｍｍの範囲での輝度分布を示す
図３（ａ）は本発明に関係する実施例の測定結果、図３（ｂ）は前記比較例の測定結果である。図３において、横軸は導光体１０の長手方向を示し、縦軸は、光取り出し面１６から発せられる単位面積あたりの光量である輝度値（単位ｃｄ／ｍ２）である。
【００５９】
図３（ａ）と図３（ｂ）を比較すると、本発明を使用した図３（ａ）は滑らかな輝度分布を示している。一方、従来技術に相当する図３（ｂ）は、第１光拡散面１８に形成した第１光拡散構造２２のパターンに相当する部分で輝度が大きくなっており、輝度ムラとなる。何本もの急峻なピークが見られる。
【００６０】
前記輝度ムラは、例えば、スキャナ等の読取用の照明光源として使用する場合、読取時に原稿面の位置により照射される光量が急峻にばらつくことになり、読み取った画像の明るさやコントラストが場所によりばらつくことになり好ましくない。
【００６１】
一方、光の利用効率においても、以下のように本発明は従来技術である比較例に対して効率的である結果が得られた。
【００６２】
導光体１０に結合しない状態で光源１２であるＬＥＤの全光束を測定し、２９０ｌｍであった。前記光源１２を導光体１０に結合し、光取り出し面１６より出射される全光束を計測した結果、本発明に関係する実施例では２２０ｌｍ得られたのに対して、従来技術である比較例では２０６ｌｍとなった。
【００６３】
また、第２光拡散構造２４が第１光拡散構造２２に対して、導光体外へ出射さる光線の光取り出し面１６直近の光源パターンであるニアフィールドバターンへの影響が高いことが判明した。即ち、第２光拡散構造２４が、主な光出射領域となる。
【００６４】
よって、本実施形態においては、光取り出し面１６の寸法は幅５．０ｍｍ×長さ３３０ｍｍであるが、光が積極的に出射する領域は第２光拡散構造２４に相当する２．０ｍｍ×３３０ｍｍの領域であり、出射する領域の狭域化を図る用途にも好適である。
【００６５】
出射領域の幅が狭くなると、出射光を集光したりする場合において有利であり、光源の大きさ等で導光体の幅が大きくならざるを得ない状況であっても、本実施例の構成等によれば、実質的なの出射領域を狭域化することが可能となる。
【００６６】
なお、ニアフィールドバターンを狭くする用途の場合、第１光拡散構造２２が導光光を散乱する作用より、第２光拡散構造２４が第１光拡散構造２２での散乱光を更に散乱する作用が強くなるように設定しておくと狭幅のニアフィールドバターンが得られる。前記散乱作用の調整は、例えば前記透明樹脂中の拡散微粒子のサイズや量の増減により行う。
【００６７】
また、光取り出し面１６と光結合面１４以外の３面に反射板を備えても良い。導光体１０の側面が完全な鏡面であれば、上記導光体１０の前記３面から全反射条件が崩れて外に漏れ出た光を前記反射板で反射させて再び導光体１０内に戻すことが可能であり、光取り出し面からの出射光をより大きくすることも可能となる。
【００６８】
ここで、反射板の材質は正反射成分の多い金属材料でも良いし、反射率が高く拡散成分が多い白色樹脂材料であってもよい。前者の材料としては、一般的な高輝アルミや住友スリーエム株式会社製のＤ−ＥＳＲなどがある。後者としては、帝人化成製の高反射ポリカーボネイトなどがある。
【００６９】
また、光取り出し面１６から出射する光を効率良くある特定の領域に照射するためには、光取り出し面１６近傍に反射部材を設けてレフレクタとして機能させるのが効果的である。または、光取り出し面１６と光結合面１４以外の３面を金属蒸着等によりミラー加工してもよい。反射率が高いほど、光取り出し面以外から漏れ出る光を減らすことが可能であるので、光利用効率を向上させることが可能である。
【００７０】
上記の構成により高効率で、配光特性を制御できる光源モジュールと得ることが可能である。本発明の光源モジュールは、コピー機やスキャナなどに用いられる画像読取光源や液晶テレビ用のバックライト、コピー機、プリンタなどにおける感光体上の電荷を光により制御する除電用の光源、インテリア用照明光源、誘導灯など、その他の光源装置に幅広く応用することが可能である。
【００７１】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と異なる点は、第１光拡散構造と第２光拡散構造のパターン形状である。断面図等は同じでありその説明は省略する。
【００７２】
第２実施形態においては、第１光拡散構造２２は、等間隔のピッチとする。この場合、光源１２近傍である導光体１０の両端面付近の出射光の光量が、導光体１０中央部に比べて大きい。本課題に対応するため、第２光拡散構造２４のパターン形状は、その幅が光結合面１４から中央部に向かう距離に応じて連続的に変化するパターン形状としている。
【００７３】
第２実施形態の導光体１０の寸法については第１実施形態と同じく、幅５．０ｍｍ、高さ６．０ｍｍ、長さ３３０ｍｍとした。
【００７４】
第１光拡散構造２２は、拡散部２３を幅０．３ｍｍ、高さ０．０１ｍｍとし、間隔は０．８ｍｍ、本数は３００本とした。
【００７５】
導光体１０において、第１光拡散構造２２の拡散部２３間の間隔が等間隔で、光取り出し面１６を含む他の面に、拡散性を有する構造体が形成されていない場合においては、光取り出し面１６から出射される光の分布は、ＬＥＤ近傍で明るく、中央に近づくに従って暗くなる。
【００７６】
しかしながら、本発明者は、第２光拡散構造２４の工夫により、光取り出し面１６から出射される光の配光特性を均一に制御することが可能となることを見出した。
【００７７】
図４（ａ）は第１光拡散構造２２のパターン図であり、図４（ｂ）は第２光拡散構造２４のパターン図である。図４はあくまで概略図であり、正確な寸法を反映していはいない。
【００７８】
第２光拡散構造２４の寸法は、以下のａ、ｂ、ｃにて規定され、本実施形態においては、ａ＝１．０ｍｍ、ｂ＝１４０ｍｍ、ｃ＝２．０ｍｍとしている。
【００７９】
光結合面１４近傍において、上記構造体の幅を１．０ｍｍとし、導光体１０の中心になるに従ってその幅を広げ、入射面から１４０ｍｍの位置で最大幅２．０ｍｍとしているが、このように中心にいくに従って構造体の幅を広げていくことで、光源入射面近傍での光の出射を抑え、中央近傍にて出射光の向上を図ることが可能になっている。
【００８０】
本実施例においては、光源１２であるＬＥＤは導光体１０の両側端面である光結合面１４Ａと光結合面１４Ｂから入射を行っており、ＬＥＤ１個あたりの光束は８０ｌｍとしている。
【００８１】
図５に本実施例における導光体１０からの出射光の照度分布の解析結果示す。照度分布の測定位置は、光取り出し面１６から光取り出し面の法線方向出射側に１３ｍｍ上の位置である。
【００８２】
図５において横軸は導光体の長手方向の位置を示し、０の位置は導光体中央部の位置を示す。縦軸は照度(ｌｘ)を示す。照度値とは面に入ってくる光の総量を示し、ここでは光取出し面１６から１３ｍｍ上の面での光の総量を示す。
【００８３】
図５においては、導光体１０の中央部の照度と、導光体両端部の中央から±約１４０ｍｍの位置での照度値はほとんど差がなく、中央部照度１１６００ｌｘに対して±１４０ｍｍの位置での照度は１２０００ｌｘとなっている。中央に対する端部の照度は約１０４％である。
【００８４】
上述の照度分布は、第２光拡散構造２４のパターン形状で照度分布を制御可能である。本実施例においては、長手方向の広範囲にわたり比較的均一な照度分布を目的としているが、構造体形状を制御することで中央に対する端部の照度を他の強度分布となるように制御することが可能である。
【００８５】
例えば、本実施形態では第２光拡散構造２４のパターン形状は導光体の端部においてその幅が小さくなる形状としているが、前記第１実施形態とように、導光体１０の長手方向に幅が一定な長方形形状とする場合においては、導光体１０の端部からより多くの光が出射される傾向となり、中央部の照度に対して、端部の照度が高い照度分布を実現することが可能である。よって、光源に要求される仕様によって、第２光拡散構造２４のパターン形状の変更を行い、強度分布を最適化していくことが可能である。
【００８６】
また、第１光拡散構造２２のパターン形状は、本実施形態においては全域で等間隔としているが、可変であってもかまわない。ただし、可変とする場合は、その間隔の変動が急峻であると、その近傍で照度・輝度に急峻な変化が現れるので、その間隔は滑らかに変化していくことが望ましい。また、第１光拡散構造２２のパターン形状に応じて第２光拡散構造２４のパターン形状を随時最適化していくことは勿論である。
【００８７】
なお、本実施形態は、第１実施形態と同じく、幅広く様々な光源モジュールへの適用が可能である。
【００８８】
（第３実施形態）
本発明の電子機器への適用例を、本発明の光源モジュール３０をスキャナ等画像読取装置の光源に適用した場合に関して図６を用いて説明する。
【００８９】
図６は縮小光学系による画像読取装置の概略図である。図６では、光源１２としてＬＥＤ、導光体１０、反射部材６２、カバーガラス６３、ミラー６４から画像読取装置が構成されている。
【００９０】
原稿読取領域を挟み込む形で２つ配置された導光体１０からの出射光Ｌ１が、反射部材６２により狭幅の原稿読取領域６５に照射される。読取原稿はカバーガラス６３上に配置されており、原稿読取領域６５上の原稿に前記出射光Ｌ１が照射されることとなる。
【００９１】
原稿からの反射光Ｌ２は前記ミラー６４で反射され、図示していない縮小光学系を通過して、図示されていないラインセンサに導かれる。
【００９２】
前記一連の動作を、光源ユニット６６を走査させながら行うことで、原稿の画像情報を逐次ラインセンサで読込み、原稿の２次元画像を得ることが可能になる。
【００９３】
本構成の画像読取装置においては、光源モジュール３０により、所望の配光特性を有し輝度ムラ等がない出射光を得ることが可能であるので、高画質の読取を行うことが可能である。
【００９４】
また、ＬＥＤを光源とすることで高効率かつ省電力の光源ユニットとなるので、画像読取装置全体の消費電力を抑えることができる。
【００９５】
また、従来の蛍光管による線状光源に比較して立ち上がり時間を劇的に短縮させることが可能になる。
【００９６】
また、光源モジュール３０を２本搭載しているために、光源モジュール３０間で照度や色度のばらつきが生じていたとしても、原稿面領域においては平均化されることとなり、ばらつきを緩和させることが可能である。
【００９７】
本実施形態における、光源モジュール３０の配置および反射部材６２等の配置はあくまで一例であり、適宜最適配置を施すことで他にも配置構成をとることは可能である。また、光源ユニット内の光源モジュール３０の本数は２本に限らず、１本または３本以上を用いても良い。例えば、縮小型光学系による画像読取装置でなく密着型読取装置においては、原稿面領域での必要照度はより低くてもよい。その場合、本発明の光源モジュール３０が１本で画像読取装置を形成するほうが、該画像読取装置の簡略化・小型化・低コスト化を行うことができる
なお、本発明は以上の各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明による線状光源は、画像読取装置の光源として用いることができる。例えば、カラーおよびモノクロスキャナ、ファクシミリ、複写機、およびこれらの複合機の原稿読取用光源として利用可能である。また、従来の蛍光管との置き換え利用が可能であり、各種照明および液晶テレビ等で用いられる液晶バックライト用光源として用いることが可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１０  導光体
１２、１２Ａ、１２Ｂ  光源
１４、１４Ａ、１４Ｂ  光結合面
１６  光取り出し面
１８  第１光拡散面
２２  第１光拡散構造
２４  第２光拡散構造
３０  光源モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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