(57)【要約】【課題】  矩形の照明範囲に均一でかつ効率良く照明光を照射する照明装置を提供すること。【解決手段】  矩形照明範囲２００の長辺方向に略平行に配置された円柱形導光部材１と、前記円柱形導光部材１の両端近傍に配置された光源部７と、前記円柱形導光部材１の外周に長辺方向に沿って配置された帯状の光拡散部材３と、前記円柱形導光部材１の中心軸に対して前記光拡散板３に対向する側に配置され、曲面からなる反射面５ａを有する反射部材５を有し、前記光源部７からの光が前記光拡散板３で散乱反射されて前記円柱形導光部材１から射出され前記反射部材５の反射面５ａで反射されて前記矩形照明範囲２００に集光される照明装置。【選択図】  図１
2006279781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形照明範囲の長辺方向に略平行に配置された円柱形導光部材と、
前記円柱形導光部材の両端近傍に配置された光源部と、
前記円柱形導光部材の外周に長辺方向に沿って配置された帯状の光拡散部材と、
前記円柱形導光部材の中心軸に対して前記光拡散板に対向する側に配置され、曲面からなる反射面を有する反射部材を有し、
前記光源部からの光が前記光拡散板で散乱反射されて前記円柱形導光部材から射出され前記反射部材の反射面で反射されて前記矩形照明範囲に集光されることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記矩形照明範囲は、前記反射面の曲率中心と前記円柱形導光部材の中心とを結ぶ直線に略垂直な面内に位置付けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記反射面は、円弧状、楕円状、放物線状、または平面ミラーの組合せからなることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記反射面の曲率半径は、前記円柱形導光部材の半径の３倍以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記円柱形導光部材と前記矩形照明範囲は、前記反射面に対して光学的に略共役に位置付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか1項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像入力装置等で用いられる矩形領域を照明する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキャナーなどの画像入力装置の矩形領域を照明する照明装置が提案されている。特に、ガラス等の円柱状導光部材を用い、導光部材の端面から光源光を導入し導光部材の外周の一部に軸方向に沿って配置された散乱板で光源光を乱反射し、散乱されて導光部材から出射された光を導光部材の周囲に設けられた円筒状の反射部材の帯状の隙間から出射して矩形領域を照明する照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９ー９００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の開示例では、円筒状の反射部材の帯状の隙間から出射された照明光が、隙間から離れるに従って隙間の幅方向に広がってしまう発散光であるため、照明の効率が低下すると言う問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、矩形の照明範囲に均一でかつ効率良く照明光を照射する照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、矩形照明範囲の長辺方向に略平行に配置された円柱形導光部材と、前記円柱形導光部材の両端近傍に配置された光源部と、前記円柱形導光部材の外周に長辺方向に沿って配置された帯状の光拡散部材と、前記円柱形導光部材の中心軸に対して前記光拡散板に対向する側に配置され、曲面からなる反射面を有する反射部材を有し、前記光源部からの光が前記光拡散板で散乱反射されて前記円柱形導光部材から射出され前記反射部材の反射面で反射されて前記矩形照明範囲に集光されることを特徴とする照明装置を提供する。
【０００６】
また、本発明の照明装置では、前記矩形照明範囲は、前記反射面の曲率中心と前記円柱形導光部材の中心とを結ぶ直線に略垂直な面内に位置付けられていることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の照明装置では、前記反射面は、円弧状、楕円状、放物線状、または平面ミラーの組合せからなることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の照明装置では、前記反射面の曲率半径は、前記円柱形導光部材の半径の３倍以上であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の照明装置では、前記円柱形導光部材と前記矩形照明範囲は、前記反射面に対して光学的に略共役に位置付けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、矩形の照明範囲に均一でかつ効率良く照明光を照射する照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態に関し図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態に係る照明装置の全体斜視図である。図２は図１のＡ−Ａ面に沿った断面図である。図３は本実施の形態で用いられる円柱状導光部材の導光状態を説明する図である。
【００１３】
図１、図２において、本実施の形態に係る照明装置１００は、ガラスまたは光学的に透明な樹脂材料で形成された円柱状導光部材１（以後、導光部材と記す）の外周側面に導光部材１の長軸方向に沿って配置された光拡散部材３と、導光部材１の中心軸Ｏに対して光拡散部材３と対向する側に配置された反射部材５とから構成されている。
【００１４】
光拡散部材３は、細長い帯状の光拡散シートを導光部材１の側面に貼付して形成されている。反射部材５は、曲率半径Ｒの曲面からなる反射面５ａから構成されている。
【００１５】
導光部材１の両端１ａ、１ｂの近傍には、複数の光源７（例えば、ＬＥＤなど、以後ＬＥＤと記す）を固定した基板９、９が配置されている。基板９の導光部材１側の面でＬＥＤ７が固定されていない部分は、ＬＥＤ７の光を反射する反射面が形成されている。
【００１６】
図３に示すように、導光部材１の両端１ａ、１ｂ近傍に配設された複数の光源７からの光は、導光部材１の端面１ａ、１ｂから導光部材１中に入射される。導光部材１に入射された光は導光部材１の内面で全反射して進行し光拡散部材３に入射して散乱されて導光部材１の側面から出射される。散乱された光は導光部材１の中心軸Ｏに対して光拡散部材３に対向する方向に主として出射される。
【００１７】
一方の端面１ａのＬＥＤ７から出射された光のうち光散乱部材３に入射しなかった光は、導光部材１中を進行して、他方の端面１ｂに至り、基板９の反射面で反射されて再び導光部材１に入射され、光散乱部材３で散乱されて導光部材１から出射される。このようにして、ＬＥＤ７からの光は、導光部材１中を往復しながら光散乱部材３で散乱されて導光部材１からほぼ全てが出射される。
【００１８】
光散乱部材３で導光部材１の円周面を広く覆うことで反射部材５の方向に出射する光を増やすことができるが、一方では導光部材１内での全反射を妨げることになり導光部材１の軸方向の照明光の均一性を損なうことになる。従って、光散乱部材３が導光部材１の円周面を覆う領域は、照明光の軸方向の均一性と照明効率とのバランスから決定され、最大でも光散乱部材３は、導光部材１の円周面の半分以下を覆うように構成することが望ましい。
【００１９】
導光部材１から出射された光は、反射部材５の反射面５ａに入射して反射され、反射面５ａで矩形照明領域２００に集光される。この際、導光部材１と矩形照明領域２００とは略共役な位置関係に配置されているので、導光部材１から出射された光は効率的に矩形照明領域２００を照明することができる。
【００２０】
矩形照明領域２００は、導光部材１の中心Ｏと反射部材５の反射面の曲率中心Ｐとを結ぶ直線ＯＰに略垂直な平面Ｘ内に配置されている。また、反射部材５の曲率半径Ｒは導光部材１の半径ｒに対して３倍以上の大きさを有している。例えば、ｒ＝５ｍｍの時、Ｒ＝４１ｍｍ（約８倍）、Ｒ＝２５ｍｍ（約５倍）、Ｒ＝１８ｍｍ（約３.６倍）等を用いた。
【００２１】
反射部材５の反射面５ａの曲率半径Ｒを導光部材１の半径ｒの３倍以上にすることにより、導光部材１と反射部材５の間隔を一定量確保することができ、照明光の均一性を確保することができ、さらに導光部材１から出射する光をより多く反射させることができるので照明光率を向上させることができる。３倍未満の場合、照明装置１００を小型化することは可能であるが、導光部材１と反射部材５の間隔が狭くなりすぎ、照明光の均一性を確保することが難しくなる、また照明効率の向上も難しくなる。
【００２２】
このようにして、本実施形態に係る照明装置１００が構成されている。
【００２３】
図４は本実施の形態に係る照明装置の照度分布の一例を示す図である。横軸は矩形照明領域２００の長軸方向の中心位置を原点として長軸又は短軸方向の距離（単位：ｍｍ）を表す。縦軸は照明強度（単位：Ｗ／ｍｍ２）を表す。破線は長軸方向の分布を実線は短軸方向の分布をそれぞれ示している。同じ光源７、および同じ導光部材１を用いた従来の方式に比べ、長軸方向および短軸方向ともに照明強度が強くなりかつ変動幅も小さくなることが確認できた。
【００２４】
このように、本発明によれば、光源７から導光部材１に入射され光散乱部材３で散乱されて導光部材１から出射された光を反射部材５で効率よく集めて、導光部材１と略共役な位置に設けられた矩形照明領域２００を均一で明るく照明することができる。
【００２５】
なお、光源のＬＥＤ７には、白色ＬＥＤ以外にＲＧＢそれぞれのＬＥＤを配置してカラーの照明光を照射することも可能である。また、反射部材５の反射面５ａは、円弧状以外に、楕円状、放物線状、または複数の平面を組み合わせた曲面から構成されたもので有っても良い。
【００２６】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る照明装置の全体斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ面に沿った断面図である。
【図３】本実施の形態で用いられる円柱状導光部材の導光状態を説明する図。
【図４】本実施の形態に係る照明装置の照度分布の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    円柱状導光部材（導光部材）
３    光拡散部材
５    反射部材
７    光源（ＬＥＤ）
９    基板
１００  照明装置
２００  矩形照明領域
【図１】
2006279781.tif 000003
【図２】
2006279781.tif 000004
【図３】
2006279781.tif 000005
【図４】
2006279781.tif 000006