(57)【特許請求の範囲】
【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、かつ上記第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されており、
上記凹入部は、上記２つの傾斜面の底端部間をつなぐ底面をさらに有していることを特徴とする、導光部材。
【請求項２】
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１に記載の導光部材。
【請求項３】
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１に記載の導光部材。
【請求項４】
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３のいずれかに記載の導光部材。
【請求項５】
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４に記載の導光部材。
【請求項６】
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５に記載の導光部材。
【請求項７】
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５または６に記載の導光部材。
【請求項８】
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５または６に記載の導光部材。
【請求項９】
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８に記載の導光部材。
【請求項１０】
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９のいずれかに記載の導光部材。
【請求項１１】
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１０のいずれかに記載の導光部材。
【請求項１２】
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１０のいずれかに記載の導光部材。
【請求項１３】
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１２のいずれかに記載の導光部材。
【請求項１４】
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１３のいずれかに記載の導光部材。
【請求項１５】
請求項１ないし１４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。
【請求項１６】
上記光源は、ＬＥＤである、請求項１５に記載の線状光源装置。
【請求項１７】
上記ＬＥＤは、白色である、請求項１６に記載の線状光源装置。
【請求項１８】
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１６に記載の線状光源装置。
【請求項１９】
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１５ないし１８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。
【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、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、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、かつ上記第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されており、上記凹入部は、上記２つの傾斜面の底端部間をつなぐ底面をさらに有している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。
【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】
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１１Ｃ，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１１Ｂ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１１Ｂ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１１Ｅ，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２１，２１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１１Ａ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２１，２１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１１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１１Ａ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１１Ａ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。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１４Ａ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１１Ａ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１５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１４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１１の両端面１１Ｅ，１１Ｆに金属蒸着による全反射面１６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ＬＥＤ３０Ｒ、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１０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１１Ａ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ＬＥＤ３０Ｒ，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４６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４２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，３０Ｇ，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ＬＥＤ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ＬＥＤ３０Ｒ，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，３０Ｂ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４１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
【図１】
0003563544.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
0003563544.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003563544.tif 000011
【図１１】
0003563544.tif 000012
【図１２】
0003563544.tif 000013
【図１３】
0003563544.tif 000014
【図１４】
0003563544.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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