【誤訳訂正書】
【提出日】平成19年9月3日(2007.9.3)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】線形照明源およびシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線形照明源であって、
（ａ）長手軸と直交する方向に幅ｗ1を有する線形光源と、
（ｂ）前記線形光源を部分的に取り囲む外部反射囲い部とを備え、該外部反射囲い部は最大内幅ｗ２を有すると共に少なくとも1つの線形開口を備え、該線形開口の最大幅ｗ３の値が(0.03)(ｗ２)以上(0.75)(ｗ２)以下である、線形照明源。
【請求項２】
前記線形光源は管状の蛍光ランプである、請求項１記載の線形照明源。
【請求項３】
前記線形開口の最大幅ｗ３の値は(0.1)(ｗ１)以上ｗ１以下である、請求項２に記載の線形照明源。
【請求項４】
前記線形開口の最大幅ｗ３の値は(0.2)(ｗ１)以上(0.9)(ｗ１)以下である、請求項２に記載の線形照明源。
【請求項５】
前記線形光源は、発光ダイオードのアレイ、レーザダイオードのアレイ、少なくとも１つの有機発光ダイオード、または、少なくとも１つの細長いエレクトロルミネッセンス片である、請求項１に記載の線形照明源。
【請求項６】
前記線形光源は二色以上の発光体を含む、請求項５に記載の線形照明源。
【請求項７】
前記外部反射囲い部は、反射率Ｒが９０％以上である反射材料を含む、請求項１に記載の線形照明源。
【請求項８】
前記外部反射囲い部は、反射率Ｒが９５％以上である反射材料を含む、請求項１に記載の線形照明源。
【請求項９】
前記外部反射囲い部の反射材料は、拡散反射体、鏡面反射体、又は、拡散反射体と鏡面反射体とを組み合わせたものである、請求項８に記載の線形照明源。
【請求項１０】
前記外部反射囲い部の反射材料は、前記外部反射囲い部の構造体材料である、請求項８に記載の線形照明源。
【請求項１１】
前記反射材料は、透明又は白色の充填材である微粒子が充填されたエンジニアリング熱可塑性物質を含み、該微粒子の屈折率は前記熱可塑性物質の屈折率より大きい、請求項１０に記載の線形照明源。
【請求項１２】
前記線形開口の幅は前記線形照明源の長手方向に沿って変化する、請求項１に記載の線形照明源。
【請求項１３】
前記線形開口の最大幅ｗ３の値は、(0.05)(ｗ２)以上(0.50)(ｗ２)以下である、請求項１に記載の線形照明源。
【請求項１４】
線形照明システムであって、
（ａ）長手軸と直交する方向に幅ｗ1を有する線形光源と、
（ｂ）前記線形光源を部分的に取り囲むと共に、最大内幅ｗ２を有する外部反射囲い部であって、該外部反射囲い部は少なくとも１つの線形開口を有し、該線形開口の最大幅ｗ３の値が(0.03)(ｗ２)以上(0.75)(ｗ２)以下である、外部反射囲い部と、
（ｃ）前記少なくとも１つの線形開口に近接して設けられた少なくとも１つの光学要素とを具備する、線形照明システム。
【請求項１５】
前記光学要素は円柱状のロッドレンズである請求項１４に記載の線形照明システム。
【請求項１６】
前記光学要素は、レンチキュラーレンズ、非球面のレンチキュラーレンズ、レンチキュラーのフレネルレンズ、レンチキュラープリズム、レンチキュラーレンズのアレイ、レンチキュラープリズムのアレイ、鏡、または反射集光器である、請求項１４に記載の線形照明システム。
【請求項１７】
前記光学要素は導波管または光導波管である、請求項１４に記載の線形照明システム。
【請求項１８】
前記線形開口の最大幅ｗ3は、(0.05)(ｗ２)以上(0.50)(ｗ２)以下である、請求項１４に記載の線形照明システム。
【請求項１９】
前記線形光源は管状の蛍光ランプである、請求項１４に記載の線形照明システム。
【請求項２０】
前記線形開口の最大幅ｗ３は、(0.1)(ｗ１)以上(1.0)(ｗ１)以下である、請求項１９に記載の線形照明システム。
【請求項２１】
前記線形開口の最大幅ｗ３は、(0.2)(ｗ１)以上(0.9)(ｗ１)以下である、請求項１９に記載の線形照明システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
【発明の分野】
本発明は、全体として、高効率の線形照明源及び改良された出力放射照度及び放射輝度を有する線形照明システムに関する。放射照度は、単位面積当たりの光束として定義され、例えば、平方ｃｍ当たりのワット単位（Ｗ／ｃｍ2）にて表わすことができる。放射輝度は、光の明るさである。放射輝度は、例えば、ステラジアンが立体角の単位であるとき、ステラジアン当たり平方ｃｍ当たりのワット単位（Ｗ／ｃｍ2ステラジアン）にて表わすことができる。
【０００２】
多くの用途に対して、狭小な出力開口及び高出力効率を有する照明源であることが好まれる。かかる照明源は、一般に、ランプ構造体内に形成された内部の細長い開口部を有する開口ランプを使用して製造される。しかしながら、開口ランプは、全体として、ランプ内での光の吸収が増し、また、蛍光体被覆の表面積が減少するため、従来のランプよりも光の放射量が少ない。内部の細長い開口部を有するランプよりも効率的である改良された狭小な照明源であることは極めて望ましい。
【０００３】
例えば、光学スキャナ及び光複写機のような用途の場合、走査をし又は光複写される狭くて細長い領域を照明するため、高出力放射照度を有する線形照明システムが望まれる。かかるシステム用の照明組立体は、一般に、裸の線形光源、開口ランプ、又は鏡面反射器により部分的に取り巻かれたランプから成っている。鏡面反射器は、平滑面を有するミラー状反射器であり、入射角度及び反射角度を表面に対して直角の方向に測定したとき、光の入射角度が反射角度に等しいという性質を有する。より高出力放射照度を有する改良された線形照明システムであることは好ましいことである。
【０００４】
平坦なパネルディスプレイのような特定の他の用途の場合、極めて薄い厚さを有する照明システムであることが極めて望まれる。かかるシステムは、１つ以上の照明源と、導波管又は光を照明源から集め且つ分配する光導波管と、追加的な、散乱要素、反射要素または光を導波管から取り出す平行化（collimating）要素とを備える形態とされている。導波管の端縁を通じて照明源を接続することによりシステムの奥行きを顕著に抑えることができる。このシステムから取り出された光の量は、導波管内にて生じる反射又は散乱事象の数に比例し、この数は、導波管の厚さに逆比例する。光の出力を最大にするため、薄い導波管であることが好ましい。しかしながら、その結果、導波管の端縁は小さい表面積となり、導波管の端縁を直接、接続することのできる照明源の寸法を制限することになる。他方、導波管の端縁の表面積が増大すると、導波管の抽出効果は低下する。薄い導波管を利用し、しかも最大の照明源の入力とすることは極めて望ましい。このため、狭小な開口部から高出力の放射照度及び放射輝度を有する極めて効率的な線形照明源が必要とされている。
【０００５】
【従来技術の説明】
放出された光を集中させ且つ向けて１つの狭小な角度範囲になるようにするため、内部の細長い開口部を有する管状の蛍光ランプを使用することが可能なことは周知である。内部スリットを有する２型式の開口ランプが一般に使用されている。その第一の型式は、図１に開口ランプ１０として断面図で図示されている。このランプは、角度１８を画定する１つの狭小な領域１６を除いて、内面の全体に蛍光体被覆１４を有する中空のガラス管１２から成っている。この管の中央には、管の端部における電極（図示せず）により供給された電流により励起されたとき、紫外光線を放出するガス混合体が充填されている。一方、この紫外光線は、蛍光体被覆１４に衝突して可視光に変換される。典型的な蛍光体被覆は、拡散反射器でもある。拡散反射器は、入射光をある範囲の角度に拡散する反射器であることを認識すべきである。拡散反射器は、典型的に、反射性被覆が比較的厚いとき（例えば、約０．１５ｍｍ以上）にのみ高反射率を有する。必然的に、開口ランプの内側における反射性の蛍光体被覆は、実質的に、０．１５ｍｍ以下の厚さであり、その結果、反射率は劣る（６０乃至８０％程度）。蛍光体被覆により反射されなかった光の大部分は、被覆を透過する。蛍光体被覆に、開口部（この場合、空隙１６）を形成することにより、光を開口部から外に優先的に向けることができる。しかしながら、蛍光体被覆を通じて、幾分かの光は失われるため、この型式の開口ランプの効果は著しく低下する。
【０００６】
内部の開口部を有し且つ当業者に公知の第二の型式のランプは、図２に、開口ランプ５０として図示されている。このランプは、ガラス管５２を有している。このガラス管の内部には、蛍光体被覆５４と、追加的な反射性被覆５６とがある。蛍光体被覆５４及び反射性被覆５６の双方を通り、角度５９を画定し且つ光が優先的に一方向に出て行くのを許容する開口部の開口５８がある。
【０００７】
図１及び図２に図示した内部開口ランプ１０、５０に関連する６つの重要な問題点がある。第一に、蛍光体被覆及び反射性被覆を極めて薄くしなければならず、このため、ランプの作用を妨害しないように被覆材料の選択は極めて制限される。有機質材料から出る全てのガスのため、又は紫外光線の効果に起因して有機質材料が分解するため、ランプの効率が低下する結果、内部被覆に対して有機質材料を使用することはできない。第二に、被覆材料に対する制限のため、被覆の反射率は望ましい程に高くはない。第三に、ランプ内にて発生された相当な量の紫外光線は、蛍光体被覆が存在しない領域内でガラス管に吸収されるため無駄となる。第四に、紫外光線に起因する脱色を少なくし、また、開口部の領域内にてガラスの高透過性の損失を少なくし得るように、これらの型式の開口ランプを製造するためには、より高価なガラスを使用しなければならない。第五に、蛍光体被覆により覆われたランプの内面の面積は開口部を有する領域により減少するから、電気エネルギを光エネルギに変換する効率がこれに応じて低下する。第六に、内部開口ランプは、従来のランプよりも製造することがより難しく、このため、より高価である。かかる難点は、内部の開口部が存在しない標準的なランプと比較して、開口ランプを効率を低下させ且つコストを増大させることにつながることになる。
【０００８】
従って、本発明によって、光源の効率、出力放射照度及び出力放射輝度を向上させるため、１つ以上の線形開口を組み込んだ高反射性の外部反射囲い部を利用する改良に係る線形照明源が提供される。かかる改良に係る照明源は、追加的な光学要素と組み合わせて、より複雑な照明システムを製造することができる。本発明の追加的な目的は、以下の説明から明らかになるであろう。
【０００９】
【発明の概要】
本発明の１つの実施の形態は、改良された線形照明源である。この線形照明源は、（ａ）線形光源の長軸線に対して垂直の方向に幅ｗ１を有する線形光源と、（ｂ）上述した線形光源を部分的に取り巻く外部反射囲い部とを備え、この外部反射囲い部が最大内幅ｗ２を有し、外部反射囲い部は（０．０３）（ｗ２）≦ｗ３≦（０．７５）（ｗ２）となるような最大幅ｗ３を有する少なくとも１つの線形開口を有する。線形光源は、幅寸法ｗ１の少なくとも３倍の長さ寸法を有する光源として画定される。線形光源は、単一の要素から成るものとし、又は多数の要素を含む線形列とすることができる。線形光源が多数の要素を含む１つの列であるならば、その列の長さは、個々の要素の幅の少なくとも３倍の長さ寸法を有する。幅寸法の少なくとも３倍の長さ寸法を有する開口として線形開口が画定される。
【００１０】
高光学的効率及び高出力放射照度及び／又は放射輝度を有する装置を実現し得るように、上述した線形照明源と、１つ以上の追加的な光学要素とを利用する線形照明システムを対象とする本発明の別の実施の形態が開示されている。かかる線形照明システムは、（ａ）線形光源の長軸線に対して垂直な方向への幅ｗ１を有する線形光源と、（ｂ）上述した線形光源を部分的に取り巻く外部反射囲い部とを備え、該外部反射囲い部が最大内幅ｗ２を有し、外部反射囲い部が（０．０３）（ｗ２）≦ｗ３≦（０．７５）（ｗ２）となるように最大幅ｗ３の少なくとも１つの線形開口を有し、（ｃ）少なくとも１つの線形開口に近接する少なくとも１つの光学的要素とを備えている。光学的要素は、例えば、円柱状ロッドレンズ、レンチキュラーレンズ、非球面のレンチキュラーレンズ、レンチキュラープリズム、レンチキュラーレンズのアレイ、レンチキュラープリズムのアレイ、ミラー、反射集光器、又は導波管を含むことができる。「レンチキュラー」（lenticular）との語により、我々はある一方向においてレンズ又はプリズムの断面を有する線形の光学要素を意味するものとする。
【００１１】
本発明の実施の形態は、特定の実施の形態の以下の詳細な説明及び係る実施の形態を図示し且つ例示する添付図面を参照することにより、一層良く理解されよう。
【００１２】
本発明の実施の形態は、特定の実施の形態の以下の詳細な説明及び係る実施の形態を図示し且つ例示する添付図面を参照することにより、より完全に理解され、また、更なる利点が明らかになるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面に例示した以下の好ましい実施の形態は、本発明の一例であり、この出願の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を限定することを意図するものではない。改良された外部反射囲い部、線形開口、及びオプション的に、追加的な光学要素を使用する照明源及び照明システムが本明細書に開示されている。
【００１４】
本発明の１つの実施の形態は図３に断面図で図示した線形照明源１００である。線形照明源１００は、外部囲い部１０４により部分的に取り巻かれた線形光源１０２から成っている。線形光源１０２は、外部囲い部１０４内に中心決めし又は外部囲い部の一側部に変位させることができる。外部囲い部の壁に形成された１つ以上の線形開口１０８は光が外部囲い部から逃げることを許容する。外部囲い部１０４の内面に近接して、反射層１０６が存在している。この図面において、線形光源の幅は１１０であり、外部囲い部の最大内幅は１１２、線形開口の最大幅は１１４である。オプション的に、外部囲い部１０４を透明材料で製造する場合、この外部囲い部は、線形光源１０２を完全に取り巻くようにすることができる。しかしながら、光が線形照明源から逃げることができるように、線形開口１０８は依然として反射層１０６に留まる必要がある。
【００１５】
線形光源１０２は、光を放出する任意の発生源とすることができる。一例としての線形光源は、以下の型式の光源、すなわち、蛍光ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤｓ）、レーザダイオード、有機質発光ダイオード、細長いエレクトロルミネッセンス片又は高強度放電ランプ、を１つ以上を含むが、これに限定されない。一例として、一列に配置された多数の発光ダイオードが線形光源である。単一又は多数要素の線形光源は、１つの色、多数の色、又は白色光（多数の色から成る）の光を放出することができる。図３に図示した線形光源１０２は全ての方向に光を放出することができる。蛍光ランプは、光を全ての方向に放出する線形光源１０２の一例である。線形照明源１００の効率を最大にするため、線形光源１０２は非吸収性面１１６を有することが好ましい。かかる非吸収性面１１６は、反射性、透過性又はその双方とすることができる。
【００１６】
線形光源１０２の非吸収性面１１６と反射層１０６との間には間隙１１８がある。線形光源１０２が蛍光ランプか、または、ランプの光出力の大きさがランプ温度に対して敏感である、他の形式のランプである場合には、線形光源１０２と反射層１０６との間に間隙を設けることは重要である。間隙１１８は、線形光源１０２が理想的な作用温度へと迅速に上昇できるよう、断熱層として機能することができる。望ましくは、この間隙は、線形光源の幅１１０よりも約１０パーセント大きいものとされる。
【００１７】
図３に示した外部囲い部１０４は、その断面形状として、円形、楕円形、長円形、尖端形（ｃｕｓｐ）、切子面形（ｆａｃｅｔｅｄ）をとることができるが、これらに限定されない。線形開口１０８は、望ましくは、外部囲い部１０４の最大内幅１１２よりも小さい、最大幅１１４を有するものとする。さらに望ましくは、線形開口１０８の最大幅１１４は、外部囲い部１０４の最大内幅１１２の約３パーセントないし約７５パーセントの範囲内にあるものとする。最も望ましい場合には、線形開口１０８の最大幅１１４が、外部囲い部１０４の最大内幅１１２の約５パーセントないし約５０パーセントの範囲内にあるものとされる。さらに、線形光源１０２がチューブ状の蛍光ランプであるなら、望ましくは線形開口１０８の最大幅１１４は、線形光源の幅１１０の約１０パーセントないし約１００パーセントの範囲内にあるものとされる。さらに望ましくは、線形開口１０８の最大幅１１４は、線形光源の幅１１０の約２０パーセントないし約９０パーセントの範囲内にあるものとされる。線形開口１０８の幅は、線形光源の長さに沿って均一としてもよく、または、光源に沿って出力光の分配状況を変えるため、線形光源の長さに沿って線形開口１０８の幅が変化するようにしてよい。本発明の、この後者の例の特徴は、均一な照明が要求される場合に重要な利点を与える。元来、不均一なランプの光出力を修正して均一な照射を行うことができるからである。照明源から比較的一定で均一な出力を与えるために、開口の幅は、ランプの長さに沿った任意の箇所で広くすることができる。その箇所とは、ランプの出力が低いところである。
【００１８】
反射層１０６は、光を反射する任意の材料で構成することができる。反射層は、拡散型反射体、鏡面型反射体、またはこれら拡散型および鏡面型の反射体を組み合わせたものであってもよい。
【００１９】
拡散型反射体は、非常に高い反射率（例えば９５パーセント以上または９８パーセント以上）を有するものとして製作することができる。しかしながら、高い反射率を有する拡散型反射体は、一般的にかなり厚い。例えば、９８パーセント以上の反射率を有する拡散型反射体は、典型的には数ミリメートルの厚さがある。拡散型反射体の例としては、ラブスフェアー社（Ｌａｂｓｈｅｒｅ  Ｉｎｃ．）のスペクトラロン（Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ（商標））のようなフルオロポリマー材料、フルオグラス社（Ｆｌｕｏｒｇｌａｓ）や、ダブリュ．エル．ゴアアンド アソシエイツ社（Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ  Ｉｎｃ．）や、イー．アイ．デュポンドゥ ヌムール アンド カンパニー社（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ）から出されているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のフィルム（それぞれ、フロン（Ｆｕｒｏｎ）、ＤＲＰおよびテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）という商標名で販売されている）、硫酸バリウムのフィルム、ポール  ゲルマン  サイエンス社（ＰａｌｌＧｅｌｍａｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）によって作られたポリエーテル・スルホンおよびポリプロピレン・フィルタ材料のような小さな空気溝を含む多孔性ポリマーフィルム、ならびに、例えば二酸化チタニウムのような反射性充填材料を利用したポリマー複合物などがあるが、これらに限定されるものではない。後者の材料の例としては、ＲＴＰによって製造される、二酸化チタニウムを入れ込んだＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン・ターポリマー）がある。反射材料として、例えば二酸化チタニウムを入れ込んだＡＢＳのような構造材料を使用した場合には、図３に示した外部囲い部１０４の構造支持体は、図４および図５に示すような構造にすべく、図３に示した反射層１０６と組み合わせることができる。
【００２０】
ほとんどの正反射材料は、約８０％ないし約９３％の範囲の反射率を有する。正反射体によって反射されない光は吸収されて熱に変換され、従って、反射体のようなものを利用する光学装置の効率を低下させる。正反射材料の例としては、限定的ではないが、３Ｍの製品であるシルバーラックス（Ｓｉｌｖｅｒｌｕｘ）（登録商標）及び銀、アルミニウム又は金のような薄い金属層によってコーティングされたその他のプラスチックの支持フィルムがある。金属コーティングの厚みは、使用される材料及び金属コーティングの製造方法に依存して約０．０５μｍないし約０．１ｍｍとすることができる。
【００２１】
正反射及び拡散反射材料の組合せの１つの例は、正反射体によって裏打ちされた拡散反射体の１以上の層である。正反射体及び拡散反射体のこのような組合せは、米国特許出願第０８／６７９，０４７号に開示されている。正反射及び拡散反射材料の組み合わせを使用することによって、より薄い層内に、拡散反射体単独を使用する場合よりもより高い反射率がもたらされる。
【００２２】
線形照明源１００の効率は、線形開口１０８を通って出て行く線形光源１０２から射出される光のパーセンテージとして規定される。この効率は、線形開口１０８の最大幅１１４、反射層１０６の内側面の円周、反射層１０６の反射率及び線形光源１０２の反射率に大きく依存する。例えば、線形開口１０８の最大幅１１４が反射層１０６の内側面の円周の１／１０である場合には、線形光源１０２から射出される光のほんの１０％が反射層１０６によって反射されることなく線形開口１０８から出て行くであろう。残りの９０％の光は、反射層１０６又は線形光源１０２によって１回以上反射された後に、線形開口１０８から出て行くか、又は反射面によって吸収されて熱に変換されるであろう。ある光は、１０回以上反射された後に出て行くかも知れない。光が反射され得る回数がより多いことは、反射層１０６の反射率が空間及びコストの実際的な考慮が許すものの１００％に近いということを極めて重要なものとする。例えば、光学的表面の反射率が反射当たり９０％であり、光がこの表面によって１０回反射される場合には、全効率は、（０．９０）１０すなわち３５％である。残りの６５％の光は損失される。しかしながら、反射体の反射率が反射当たり９５％まで増大せしめられ、光がその表面によって１０回反射される場合には、全効率は、（０．９５）１０すなわち６０％となり、３５％以上の著しい改良となる。反射率が９５％よりも大きい場合には、更に大きな改良が達成されるかもしれない。従って、本発明のためには、反射層１０６用に採用される材料の反射率は９０％より大きいのが好ましく、９５％より大きいのがより好ましく、約９７％より大きいのが最も好ましい。
【００２３】
本発明の別の実施形態が、図４（断面図）及び図５（斜視図）において線形照明源１５０として示されている。この実施形態においては、幅１６０を有する線形光源１５２は、最大内幅１６２を有する外部反射囲い部１５４によって包囲されている。外部反射囲い部１５４の壁内に設けられた一以上の線形開口１５８によって光が外部反射囲い部から出て行くことができる。線形開口１５８の最大幅は、１６４で示されている。図４及び５に示された外部反射囲い部１５４は、限定的ではないが、円形、楕円形、長円形、尖端形又は切子面形を含むあらゆる断面形状を有することができる。線形開口１５８は、外部反射囲い部１５４の最大内幅１６２よりも小さい最大幅１６４を有するのが好ましい。線形開口１５８の最大幅１６４は、外部反射囲い部の最大内幅１６２の約３％〜約７５％の範囲であるのがより好ましい。線形開口１５８の最大幅１６４は、外部反射囲い部１５４の最大内幅１６２の約５％〜約５０％の範囲であるのが最も好ましい。更に、線形光源１５２が管状の蛍光ランプである場合には、線形開口１５８の最大幅１６４は、線形光源の幅１６０の約１０％〜約１００％の範囲であるのが好ましい。線形開口１５８の最大幅１６４は、線形光源の幅１６０の約２０％〜約９０％の範囲であるのが最も好ましい。線形開口１５８の幅は、線形光源の長さに沿って均一であっても良いし、又は光源の非均一を補償するために光源に沿った出力光の分布を変えるように線形光源の長さに沿って変えても良い。
【００２４】
図４及び５に示された実施形態は、外部反射囲い部１５４の構造材料もまた反射材料である点を除いて、図３と類似している。この実施形態は、外部反射囲い部のための構造材料が拡散反射体である場合に特に有用である。拡散反射体の例は上記したものである。反射材料は、外部反射囲い部に必要な形状に、切断し、形作り、押し出し、又は成形することができ、もろちん、照明システムのための構造部材として機能するために、十分な引張り弾性率、曲げ率、熱変形温度、及び耐衝撃性を有することができる。
【００２５】
これらの実施例１５０、２００、３００、３５０、４００、４５０、５００で用いられる好ましい反射材料はエンジニアリング熱可塑性物質であり、該エンジニアリング熱可塑性物質は、ホストポリマーより実質的に大きな屈折率を有する微粒子であって純粋な形態では光学的に透明又は白色である微粒子、例えば、二酸化チタン（ルチルと鋭錐石）、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウム、酸化アンチモン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、ストロンチウムチタンテート（ｓｔｒｏｎｔｉｕｍｔｉｔａｎｔａｔｅ）等を充填した、エンジニアリング熱可塑性物質である。粒子、空隙、又は、気泡を入れ込むこと等により形成されたガス充填気泡を含むエンジニアリング熱可塑性物質もまた好ましい材料であって、該粒子、空隙又は気泡はホストポリマーよりも実質的に小さい屈折率を有する。主な粒子サイズは、ポリマー母材内に分散するため、もっと、かなり微細であり得るが、充填粒子又は空隙は好ましくは約０．１ミクロンから約３．０ミクロンのサイズで存在し、最も好ましくは、約０．１ミクロンから約１ミクロンで存在する。充填粒子の最適なサイズは、関係式ｄ＝２λｏ／（πｎδ）（ｄは粒子の直径、λｏは有効な真空波長（ｖａｃｕｕｍｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）、ｎは母材のポリマーの屈折率、δは充填物と母材との屈折率の差を示す）から推定してもよい。本発明で有用な熱可塑性物質は好ましくは黄味を帯びていないものであり、射出成形や押し出しに有用なものとして当業界で知られている、広範囲のプラスチックが含まれる。例えば、ＡＢＳ、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン、ナイロン６、ナイロン６６、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド及びそれらのブレンドとアロイである。
【００２６】
本発明のもう一つの実施例を、図６（断面図）と図７（斜視図）の線形照明源２００として示す。本実施例では、幅２１０を有する線形光源２０２が、外部反射囲い部２０４の側部に埋設されており、該外部反射囲い部は、最大内幅２１２を有している。外部反射囲い部２０４の壁部の、一又はそれ以上の線形開口２０８は、外部反射囲い部から光が逃げるのを許容する。各線形開口２０８の最大幅は、２１４で示される。図６及び図７において、線形開口２０８は、外部反射囲い部２０４の、線形光源２０２と反対側の側部にあるように図示されている。しかし、これに限らず、線形光源２０２と線形開口２０８は互いに隣接していてもよい。外部反射囲い部２０４は拡散反射材料から構成されていてもよく、又は高い反射率を得るため、追加の反射層が外部反射囲い部２０４の内表面２０６上に設けられていてもよい。図６及び図７に示す線形光源２０２は、光を半球状（立体角２π）に照射するか、または、２πより小さい立体角に照射することが好ましく、（立体角が４πになるような）全ての方向に照射しないことが好ましい。線形光源２０２の例としては、発光ダイオード、レーザーダイオード、有機発光ダイオード、および細長いエレクトロルミネセント片が挙げられるが、これらに限らない。本発明の本実施例では、外部反射囲い部２０４はまた、線形光源２０２からの光出力を均質化するように機能することもできる。この均質化は、線形光源２０２が発光ダイオード、レーザーダイオード又は有機発光ダイオードのアレイである場合に特に重要であり、そのダイオードの各々は非常に小さな発光面を有していてよい。もし、線形光源２０２が異なる色を発する要素（例えば、赤、緑、青の発光ダイオード）を含む場合、外部反射囲い部２０４はその色を混ぜて白色光出力を形成することができる。
【００２７】
本願発明の他の実施例は、図８の断面に示された線形照明源２５０によって図示されている。この形状は、線形光源が例えば管状のけい光ランプの場合に特に役立つ。前記けい光ランプは、内側が螢光体層２５４でコーティング（被覆）されている透明なガラス製の覆い２５２として図８に図示されている。線形光源は、開口幅２６２を有する線形開口２６４を除いて、外部囲い部２５６によって囲まれている。外部囲い部２５６は、反射材料、無反射材料、又は透明な材料から構成することができる。外部囲い部２５６が、無反射材料や透明な材料から構成されている場合、追加の反射層２５８を外部囲い部２５６の内面に設けることが必要である。外部囲い部２５６及び／又は反射層２５８を含む反射構造体は、拡散反射材料、鏡面反射材料、又は拡散反射材料と鏡面反射材料の組み合わせから構成することができる。拡散反射材料と鏡面反射材料の例は、上記されている。図８は、図８において、線形光源と反射層２５８との間にギャップ（間隙）がほとんどないか又は全くないということを除いて、図３と同様である。好適な実施例において、前記ギャップは、前記ランプ幅２６０の１０パーセントよりも小さい。前記線形光源がけい光ランプの場合、前記ギャップを取り除くことによって、線形開口２６４から漏れる前に外部反射囲い部の内側で光が反射しなければならない回数を減少させることにより、前記線形照明源の出力の効率をより高くすることができる。（なお、けい光ランプの内側にコーティングされた螢光体は、典型的に、約６０−８０％の反射率を有しており、光の残りのほとんどは、螢光体コーティングを通過することによって、光が前記ランプの一方のサイドから他方のサイドまで移動することができるように伝達される状態となる）。しかしながら、けい光ランプは、周囲温度に影響されやすい。外部囲い部２５６及び／又は反射層２５８を、前記けい光ランプに近接して配置することによって、又は、前記けい光ランプに実際に接触させて配置することによって、前記ランプの+安定時間を長くすることができ、この結果前記ランプが暖機されている間、光の出力を減少させることができ、あるいは、前記けい光ランプの定常状態にある作動温度を下げ、これによって、また、光の出力を低下させることができる。オプションで、外部囲い部２５６が透明な材料から構成され、反射層２５８が用いられている場合、外部囲い部２５６が、前記けい光ランプのガラス製の覆い２５２を完全に囲むようにしてもよい。しかしながら、光を線形照明源から漏らすために、線形開口２６４は、依然として、反射層２５８にとどめなければならない。前記オプションの形状の一例として、線形開口２６４を有する可撓性のある拡散反射層２５８を使用してもよく、また、外部囲い部２５６用の透明な収縮管を使用してもよい。前記部片が正確な形状に組み立てられた後、前記収縮管を加熱して、当該収縮管を反射器及びけい光ランプの周囲にぴったりと収縮させることができる。
【００２８】
本発明の他の実施例は、より複雑な線形照明システムを構成するために、図３ないし図８に示すタイプの線形照明源を含んでいる。線形照明システムは、追加の光学要素、例えば、導波管、円柱状のロッドレンズ、レンチキュラーレンズ、非球面のレンチキュラーレンズ、レンチキュラーレンズのアレイ、プリズム、レンチキュラープリズムのアレイ、反射体、集光器、コリメーターなどを有していてもよい。この光学要素は、線形照明源から出射された光を、整形したり、焦点に集めたり、平行光にしたり、あるいは投射したりするのに用いられる。この線形照明システムの例は、図９ないし図１４に示されているが、この発明の範囲を限定する意味ではない。例えば、図３ないし図８に示す線形照明源のいずれかを、線形照明システムを構成するために光学要素のいずれかと共に用いてもよい。同様に、その追加の光学要素を、図１０に示すレンズ及び図９に示す光導波管と共に用いても良いし、レンズと複合放物面集光器（ＣＰＣ）を組み合わせてもよいし、あるいは、多段複合放物面集光器を連設させてもよい。
【００２９】
図９には、本発明の他の実施例を示している。線形照明システム３００は、線形照明源３２０と光導波管３１６を備えている。例として、線形照明源３２０は、図４に示すタイプとして説明され、線形光源３０２と外部反射囲い部３０４を備えている。外部反射囲い部３０４の線形開口３０８は、線形照明源３２０から光導波管３１６まで光を通過させる。光導波管を用いることによって、線形照明源３２０から離れた場所に全反射（ＴＩＲ）によって光を動かしてもよい。当業者であれば理解できるように、他の光学部材を光導波管３１６と用いることによって他の照明システムを構成することができる。かかる形態の線形照明システムの応用例には、フラットパネルディスプレイ用のエッジライト照明システム及びコリメート照明システムがある。
【００３０】
図１０（断面図）及び図１１（斜視図）には、本発明の別の実施例が示されている。線形照明システム３５０は、線形照明源３７０と、レンズ３６６とから構成される。例示のため、線形照明源３７０は、図４で先に示された形式を持つように示されている。外部反射囲い部３５４における線形開口３５８は、光が線形照明源３７０からレンズ３６６まで通過することを可能にする。線形照明システムに対してより高い出力放射照度及び放射輝度を達成するため、好ましくは、線形開口３５８は、外部反射囲い部３５４の最大内幅３６２より小さい最大幅３６４を持つ。更に好ましくは、線形開口３５８の最大幅３６４は、外部反射囲い部の最大内幅３６２の約３％から約７５％の範囲にある。最も好ましくは、線形開口３５８の最大幅３６４は、外部反射囲い部の最大内幅３６２の約５％から約５０％の範囲にある。これに加えて、線形光源３５２が管状蛍光ランプである場合、好ましくは、線形開口３５８の最大幅３６４は、線形光源３５２の幅３６０の約５％から約１００％の範囲にある。更に好ましくは、線形開口３５８の最大幅３６４は、線形光源３５２の幅３６０の約２０％から約９０％の範囲にある。レンズ３６６の例には、レンチキュラーレンズ、非球面のレンチキュラーレンズ、円柱状ロッドレンズ、レンチキュラー平凸レンズ、レンチキュラー両凸レンズ、レンチキュラーフレネルレンズ、及び、任意形式の多重エレメントのレンズなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。レンズ３６６が図１０及び１１に示されたように円柱状ロッドレンズである、線形照明システムが特に有用である。レンズ３６６は、任意の透明材料から作ることができる。この線形照明システムは、例えば光学スキャナ、ファクシミリ装置、及び、写真複写機などを含む多数の用途で使用することができる。
【００３１】
図１２は、本発明の更に別の実施例を示している。線形照明システム４００は、線形照明源４３０と、透明光学エレメント４１６とから構成される。例示のため、線形照明源４３０は、図４に示された形式を持つように示されており、線形光源４０２と外部反射囲い部４０４とから構成される。外部反射囲い部４０４は、光が線形照明源４３０から透明光学エレメント４１６まで通過することを可能にする、最大幅４１４を持つ線形開口４０８を有する。透明光学エレメント４１６は、線形開口４０８に隣接した入射表面４１８と、側壁４２０及び４２２により画定された長さ４３２のテーパー部と、出射表面４２４と、を有する。オプションで、透明光学エレメント４１６は、平行な側壁４３４及び４３６を備えた直線部も備えており、これによって該直線部は、（側壁４２０及び４２２により画定された）テーパー部と、出射表面４２４との間に位置決めされている。好ましくは、入射表面４１８は平面であるが、平面性は要求されない。光学エレメント４１６の出射幅４２８は、好ましくはテーパー部の入射幅４２６より大きい。更に好ましくは、光学エレメント４１６の出射幅４２８は、入射幅４２６の少なくとも２倍である。テーパー部の側壁４２０及び４２２は、平面、湾曲面、或いは、切子面のいずれでもよい。透明光学エレメント４１６の出射表面４２４も、平面、湾曲面、或いは、切子面のいずれでもよい。好ましくは、出射表面４２４は、湾曲レンチキュラーレンズであるのがよく、これにより、当該レンズは単一の曲率半径を持ち得、放物面形状とすることができる。あるいは、単一の曲率半径を持たない一般形状でもよい。更に好ましくは、出射表面４２４は、単一の曲率半径Ｒを持つ。ここで、曲率半径Ｒは、出射幅４２８の二分の一から出射幅４２８の二分の一の約１．５倍までの範囲にあるようにしてもよい。換言すれば、曲率半径Ｒの範囲は、
（出射幅４２８）／２  ≦  Ｒ  ≦  （１．５）（出射幅４２８）／２
である。光は入射表面４１８を通って透明光学エレメント４１６に入る。この光のうちある部分は、側壁４２０及び４２２の内側の表面から、及び、オプションの側壁４３４及び４３６の内側の表面から反射する。これらの反射は、側壁４２０、４２２、４３４及び４３６がコーティングで覆われていない場合、全反射（ＴＩＲ）により生じ得る。さもなくば、これらの側壁が反射コーティングで覆われている場合には、通常の反射により引き起こされ得る。側壁４２０及び４２２が広がったテーパーを形成するので、光は、光学エレメント４１６のテーパー部により部分的に平行にされる。次に、この光は、出射表面４２４を出て、出力光ビームを更に形成することができる。出射表面４２４は、より平行にされるか或いはより焦点に集められたいずれかの光出力ビームを結果として生じさせることができる。
【００３２】
図１３は本発明の別の実施例を図示している。線形照明システム４５０は、線形照明源４７６及びテーパ付き光学構造体４６６を備える。例として、線形照明源４７６は、図４に示されたタイプのものとして図示されている。線形照明源４７６は、さらに線形光源４５２及び外部反射囲い部４５４を備える。外部反射囲い部４５４の開口４５８は、線形照明源４７６から側壁４７０，４７２を有するテーパ付き光学構造体４６６に、光が通過するのを許容する。仮にテーパ付き光学構造体４６６が中実構造（中空ではない）の場合、テーパ付き光学構造体４６６の光の入射端４６８は、好ましくは、平面であるが、必ずしも平面であることを要求されない。テーパ付き光学構造体４６６の出射幅４８０は、入射幅４７８よりも大きい。好ましくは、テーパ付き光学構造体４６６の出射幅４８０は、少なくとも入射幅４７８の２倍である。特に有用なのは、テーパ付き光学導波管（構造体）の側壁４７０，４７２が放物面形状又は複合放物面集光器（ＣＰＣ）形状である、線形照明システムである。テーパ付き光学構造体４６６は、反射性材料により被覆されていないか、あるいは被覆されている、側壁４７０，４７２を有した、中実状の透明材料から構成するか、又は反射性材料により被覆された側壁４７０，４７２を有し且つ開口した入射端４６８，開口した出射端４７４を有する中空構造体により構成することができる。光が、入射端４６８でテーパ付き光学構造体４６６に入射し、側壁４７０，４７２で反射し、出射端４７４から出射する。テーパ付き光学構造体４６６のテーパした側壁によって、テーパ付き光学構造体の出射端４７４での光線は、入射端４６８の光線よりも、より視準（平行）となる。光学構造体４６６が澄んだ（クリーアな）誘電性材料から製造される場合にあっては、出射端４７４を図示するように平面ではなく、凸状に形成することも可能である。このような場合、付与された視準度は、長さがより短い光学構造体４６６により達成される。ここで、長さは、入射端４６８から出射端４７４への垂線距離として定義される。
【００３３】
本発明の別の実施例は線形照明システム５００として図１４に図示される。線形照明システム５００は、線形照明源５２０及びレンチキュラー光学素子５１８のアレイ５１６を備える。例として、線形照明源５２０は、図４に示されたタイプのものとして図示されている。線形照明源５２０は、さらに、線形開口５０８を有する外部反射囲い部５０４によって部分的に囲繞された線形光源５０２を備える。レンチキュラー光学素子５１８は、レンチキュラープリズム及び、分離或いは組み合わせて使用されるレンチキュラーレンズを含むことができる。仮に、レンチキュラー光学素子５１８がレンチキュラープリズムの場合、該プリズムの側壁は平面、曲面、或いは切子面とすることができる。仮に、レンチキュラー光学素子５１８がレンチキュラーレンズの場合、該レンズは、一つの曲率半径、多数の曲率半径を有するか、或いは非球面のレンチキュラーレンズとすることができる。レンチキュラー光学素子のアレイ５１６の目的は、線形開口５０８から出射する光にさらに形状を付けたり、該光をさらに視準（平行に）したり、該光をさらにフォーカスしたりすることである。
【００３４】
以下の例は、本発明の幾つかの実施例を図示するために含まれるが、本発明の範囲を限定することを意味するものではない。
実施例１
この例は、拡散反射性材料の層と鏡面反射性材料層との組み合わせを用いた反射器を形成することを例示する。反射力測定は市場で入手できるマクベス（Ｍａｃｂｅｔｈ）の３１００番の分光光度計を用いて行った。ニューヨーク州フーシックフォールスのフーロン社（Ｆｕｒｏｎ）製造の、白い乱反射性のポリテトラフルオロエチレン（製品番号１２８−１０白）の厚さ０．５ｍｍ（０．０２０インチ）のシートの反射力が測定され、鏡面反射器の背面配置なしに９５．６パーセントであると測定された。９２パーセントの反射率を有するシルバーラックス（Ｓｉｌｖｅｒｌｕｘ）（３Ｍの商標名）の鏡面反射シートが白い拡散材料の背面に配置されると、複合材料の反射力は９６．８パーセントに増大し、この値は２つの反射性の材料の別々に測ったそれより大きかった。このような大きさの反射力の増大は光がシステム内部で何回も反射される照明システムにおいて非常に重要である。例えば、光が照明システム内で２０回反射するとした場合、２０回の反射の全体の効率は、拡散性反射材料単独に対し０．９５６の２０乗即ち４０．７パーセントとなり、また鏡面反射性材料単独に対し０．９２０の２０乗即ち１８．９パーセントになり、反射材料の組み合わせに対し０．９６８の２０乗即ち５２．２パーセントとなる。この例において、拡散性及び鏡面性の反射材料の組み合わせは拡散性反射材料単独で用いた場合より２８パーセント効率が大きく、また鏡面反射性材料を単独で用いた場合より１７６パーセント効率が大きい。
実施例２
この例では、市場で入手可能な蛍光開口ランプで（図２に概念的に示した先行技術の形状を利用した）内部の開口部を有したものの効率がこの発明の記載に基づいて設計された改良された線形照明源と比較された。
【００３５】
市場で入手できる内部開口ランプは、エルシーディー  ライティング社（ＬＣＤ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ）で作られた３ｍｍ直径の冷陰極蛍光ランプであった。このランプはランプの一方の側からほとんど光が逃げることを許す９０度の内部の開口部を有していた。この９０度の開口部は、開口部の幅が反射層の内側幅の約５０パーセントである場合に対応するものであることに注意して欲しい。ランプは積分球の内部に置かれ全光出力が測定された。全光出力をランプの長さで割ることにより、単位長さ当たりの出力１．５７ルーメン／ｃｍ（４．０ルーメン／インチ）を得た。
【００３６】
内部の開口部はないが前の開口ランプと同じ特性（３ｍｍの直径、同じ蛍燐光体及びガス充填成分）を有した第２のランプ（上述の開口ランプと同じ長さ）が、エルシーディー  ライティング社から得られた。このランプは、光を逃がす９０度の線形開口を除き拡散反射性及び鏡面反射性の材料の組み合わせにより緊密に包まれた。この場合、拡散反射性及び鏡面反射性材料の組み合わせは、ガラスの包囲体の外面に置かれて線形の外部開口を形成した。拡散反射性及び鏡面反射性材料の組み合わせは、フルオグラス社より市販のフーロン（ＦＵＲＯＮ）（商標名）で知られるポリテトラフルオロエチレンの拡散反射性材料の０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）の厚さのシートで、３Ｍより市販の鏡面反射性の材料であるシルバーラックス（Ｓｉｌｖｅｒｌｕｘ）（商標名）の層で裏打ちされたものより成っていた。反射性の材料は、ランプと反射性の材料とを透明なプラスチックのシュリンク（収縮性）チューブで完全に包囲しその後該チューブを加熱してそれが反射性の材料をランプの外面にきつく押し付けるようになるまで行うことにより、所定の位置に保持された。照明源が積分球の中に置かれ全光出力が測定された。ルーメン／ｃｍ（ルーメン／インチ）に変換するためランプの長さで割り、内部開口ランプの効率の７０パーセントの改良である２．６８ルーメン／ｃｍ（６．８ルーメン／インチ）の出力を得た。
実施例３
実施例２の２つの照明源、すなわち、エルシーディ  ライティング社の９０°の内部の開口部を有する開口ランプ及び本発明の改良された線形照明源を含む第２のランプはそれぞれ、各ランプから４ｍｍの表面を照射するために使用された。この放射照度（単位：ｍＷ／ｃｍ２）は双方の照明源で測定された。４ｍｍの距離においては、標準の内部開口ランプからの放射照度は３．４ｍＷ／ｃｍ２であった。本発明の改良された照明源からの放射照度は５．６ｍＷ／ｃｍ２であり、６５％の改善である。
実施例４
線形照明源が図４に概括的に示されている構造を使用して構成され、かつ図１０に概括的に示されている構造を使用して構成され外部レンズを含んでいる線形照明システムと比較された。双方の場合、光源は２．６ｍｍの外径と２６８ｍｍの長さとを有しているハリソン社製の冷陰極蛍光ランプであった。このランプは約３．７ワットのインバーターインプット入力を使用しているインバーターによって駆動された。裸ランプの光出力は較正された積分球を使用して計測されかつ１２３ルーメンとなることが判明した。外部反射囲い部が、幅を調整可能な線形開口を除いてランプを包囲した。この外部反射囲い部は２片の（ラブスフェアー（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）社の）スペクトラロン（商標名）により構成された。このスペクトラロンは反射力が材料の厚みにより変化する乱反射固形物である。５５５ｎｍ光の場合、３ｍｍ厚みのスペクトラロンの部分は９７．２％の反射力を有している。これら２片の反射材料は、外部反射囲い部の形状が長円形をなすように機械加工された。この長円形の外部反射囲い部の最大内幅は約７．０ｍｍで、最小内幅は約４．６ｍｍであった。この長円形の外部反射囲い部の一側における線形開口は１．１５ｍｍの均一な幅を有するように調整された。線形開口の幅が１．１５ｍｍであるとき、線形開口の幅は長円形の外部反射囲い部の最大内幅の約１６％にすぎず、ランプの幅の約４４％である。線形照明システムの場合、直径約３．１８ｍｍのロッドレンズ若しくは平凸シリンダーレンズが長円形の外部反射囲い部の外側へかつ長円形の外部反射囲い部内の長円形空洞から約３．５ｍｍに配置されている。これら３つ（即ち、レンズ無し、ロッドレンズ、又は平凸シリンダーレンズ）の全ての場合、線形照明システムの放射照度（単位：ｍＷ／ｃｍ２）が、１ｍｍ直径の検出器を使用して、ロッドレンズから７ｍｍの距離にて測定された。７ｍｍの距離には、平台型ドキュメントスキャナーの内側に通常取り込まれている光学配置を模倣した３ｍｍ厚みのガラス板があった。検出器は約３０ｍｍの範囲で横方向に移動され線形照明システムの長い軸線に垂直な放射照度分布の形状を描いた。この結果が図１５に示されている。レンズ無しでの線形照明源では、生じるピーク放射照度は約７．３ｍＷ／ｃｍ２であった。線形照明源の線形開口へ平凸シリンダーレンズを位置させることにより、ピーク放射照度は約１４ｍＷ／ｃｍ２まで増加した。シリンダーレンズをロッドレンズと取替ることによりピーク放射照度は約１５ｍＷ／ｃｍ２まで増加した。レンズを使用することにより、ロッドレンズでも平凸シリンダーレンズでも、ピーク放射照度は著しく増大した。
実施例５
線形照明システムを図１０に図解的に示された形態で使用するように構成した。このシステムは線形光源と、外部反射囲い部と、外側のレンズとを備えていた。線形光源は外径２．６mmで長さが２６８mmのハリソン（Ｈａｒｒｉｓｏｎ）により作られた冷陰極蛍光ランプであった。このランプは約３．７ワットのインバーター入力を使用するインバーターで駆動された。裸ランプの光出力は校正された積分球を使用して計測されて１２３ルーメンであることが分かった。外部反射囲い部は、幅が調整可能な直線状スリットを除いて、ランプを包囲した。外部反射囲い部は２片のスペクトラロン（Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ）（商標）（ラブスフェアー（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）社製）で構成された。スペクトラロンはその反射力が物質の厚さに依存する拡散反射固形物である。５５５ナノメートル光に対して、３mm厚さのスペクトラロンの部分は９７．２%の反射力がある。２片の反射材は、外部反射囲い部の形状が長円形であるように機械加工された。長円形の外部反射囲い部の最大内幅は約７．０mmであり、最小内幅は約４．６mmであった。長円形の外部反射囲い部の一方側の線形開口は１．１５ｍｍから２．３５ｍｍの範囲の均一な幅を有するように調整された。線形開口の幅が２．３５ｍｍであるとき、線形開口の幅は蛍光ランプの幅（２．６ｍｍ）より小さく長円形の外部反射囲い部の最大内幅の約３５%にすぎない。線形開口の幅が１．１５ｍｍであるとき、線形開口の幅は長円形の外側反射囲い部の最大内幅の約１６%にすぎず、ランプの幅の約４４%である。直径が約３．１８ｍｍの円柱状のロッドレンズは長円形の外部反射囲い部の外側に配置されかつ長円形の外部反射囲い部の長円形空洞から約３．５ｍｍである。線形照明システムの放射照度（ｍＷ／ｃｍ２単位で）は１mm直径の検出器を使用してロッドレンズから７mmの距離で計測された。３ｍｍ厚さのガラス板が７mm以内の距離にあり、このガラス板は、平台形のドキュメントスキャナー内部に典型的に存在する光学的配置を模擬したものである。検出器は約３０mmの範囲に亘り横方向に移動して線形照明システムの長手方向軸線に垂直な放射照度分布の形状を描いた。その結果が図１６に示されている。最も狭い線形開口の幅１．１５ｍｍにおいて最も高いピーク放射照度（約１６ｍＷ／ｃｍ２）を有し、最も狭い放射照度分布（半最大値における全幅が約５ｍｍ）をも有する。それとは逆に、最も広い線形開口の幅（２．３５ｍｍ）において最も低いピーク放射照度（約１１．５ｍＷ／ｃｍ２）を有しかつ最も広い放射照度分布（半最大値における全幅が約１１mm）を有する。計測された最も狭い線形開口の幅及び最も広い線形開口の幅の双方に対して、放射照度のピーク値はレンズのない線形照明源の放射照度より大きい。線形照明システムからの全光出力は線形開口の幅に直接比例し、図１７に示されるように最も広い線形開口において最も高い。標準化されたピーク放射照度は線形開口の幅に反比例し、最も小さい線形開口の幅において最も高い（図１７に示されている）。
実施例６
反射材のパーセント反射力の関数として線形照明源の出力効率を計測するようにして実験がなされた。線形照明源は、線形光源と、管状の外部囲い部と、一層の反射材とで構成され、一層の反射材は１．５ｍｍの固定幅を有する線形開口を除いて管状の外部囲い部の内面を裏打ちする。線形光源は、直径が２．６ｍｍ及び長さが２６８mmの冷陰極蛍光ランプであった。ランプは約３．７ワットのインバーター入力を使用するインバーターにより駆動された。外部囲い部は内径が６．４ｍｍのアクリル管で構成された。５つの異なった反射材が外部囲い部の内部に連続的に配置された。これらの反射材はポリエーテルスルホンフィルター材（ポール  ゲルマンサイエンス（Ｐａｌｌ  Ｇｅｌｍａｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）社から入手した）、スペクトラフレクト（Ｓｐｅｃｔｒａｆｌｅｃｔ）（商標）（ラブスフェアー（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）社から入手した）、デュラフレクト（Ｄｕｒａｆｌｅｃｔ）（ラブスフェアー（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）社製）、シルバーラックス（Ｓｉｌｖｅｒｌｕｘ）（商標）（３Ｍ社から入手した），プレデーター（Ｐｒｅｄａｔｏｒ）（商標）（ポール  ゲルマン  サイエンス（Ｐａｌｌ  Ｇｅｌｍａｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）社から入手した）であった。シルバーラックス（Ｓｉｌｖｅｒｌｕｘ）を除く全ての反射材は拡散反射材であった。下記の表は材料の反射力の関数として得られた照明源効率を示す。
【００３７】
反射材                     反射力          効率 
ポリエーテルスルホン             ９７．７%     ５４．３% 
Ｓｐｅｃｔｒａｆｌｅｃｔ（商標） ９７．５%     ５４．３% 
Ｄｕｒａｆｌｅｃｔ（商標）       ９６%         ４８% 
Ｓｉｌｖｅｒｌｕｘ（商標）       ９２%         ４１．９% 
Ｐｒｅｄａｔｏｒ（商標）         ８５%         ３１．３%
このように、上記表は、反射力の小さな変動が線形照明源の効率を大きく変動させることを示している。
実施例７
この実施例において、開口ランプ（ａｐｅｒｔｕｒｅ ｌａｍｐ）を利用する二つの照明装置は、この発明で教示されるような二つの改良された照明システムと比較された。装置１は、市場で入手できる直径３ｍｍの冷陰極開口蛍光ランプであって、エルシーディ  ライティング社によって作られていた。このランプは、光がランプの一方の側から優先的に逃げることができる９０°の内部の開口部を有していた。９０°の開口部は、開口部の幅が反射層の内側幅のおおよそ５０％である場合に対応するものであることに注意すべきである。装置２は装置１と同じ開口ランプを使用したが、ランプ開口部からおおよそ３．５ｍｍの位置に置かれた直径３．１８ｍｍのロッドレンズが加えられた。両装置１及び２に対して、ランプは透明なアクリル製の囲い部の内側に置かれたが、囲い部に対しては反射材料は使用されなかった。装置３及び４は、本発明の実施例の例示である。装置３及び４は、エルシーディ  ライティング社から得られた第２のランプを利用しており、その第２のランプは内部の開口部を有していないが、前述の開口ランプと同様の技術的特性（直径３ｍｍで、同様の蛍光体及びガス充填混合物）を有している。更に、装置３及び４に対して、外部反射囲い部がランプの回りに置かれ、そこにおいて、外部反射囲い部は、幅がちょうど１．１５ｍｍの線形開口を有していた。外部反射囲い部は、２片のスペクトラロン（ＳｐｅｃｔｒａｌｏｎＴＭ）（ラブスフェア社（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ  Ｉｎｃ．））からつくられた。スペクトラロンは、反射力が材料の厚さに依存する拡散反射固形物である。５５５ｎｍの光に対して、厚さ３ｍｍのスペクトラロンの部分（ｓｅｃｔｉｏｎ）はおおよそ９７．２％の反射力を有している。反射材料の二つの部分は、外部反射囲い部の形状が長円形になるように、機械加工された。長円形の外部反射囲い部の最大内幅はおおよそ７０ｍｍであり、長円形の外部反射囲い部の最小内幅はおおよそ４．６ｍｍであった。装置４に対して、直径がおおよそ３．１８ｍｍのロッドレンズは長円形の外部反射囲い部内の長円形の空洞からおおよそ３．５ｍｍの位置に置かれた。装置３はレンズを有していない。線形照明システムの放射照度（ｉｒｒａｄｉａｎｃｅ）（ｍＷ／ｃｍ２）は、１ｍｍ直径の検出器を使用してロッドレンズから７ｍｍの距離で測定される。７ｍｍの距離内に、厚さ３ｍｍのガラス板があり、そのガラス板は、典型的に平台ドキュメントスキャナの内側で遭遇する光学装置に似せてある。検出器はおおよそ３０ｍｍの範囲に亘って一方の側部から他方の側部に移動され、線形照明システムの長軸線に垂直な放射照度分布の形状を描いた。結果は図１８に示されている。装置１（開口ランプのみ）は、約３．０ｍＷ／ｃｍ２の最も悪いピーク放射照度を有していた。装置２（開口ランプにロッドレンズを加えたもの）に対して、ピーク放射照度は４．２９ｍＷ／ｃｍ２までわずかに増加した。装置３（本発明によって教示された外部反射囲い部と共に使用された開口なしランプ）は、７．０ｍＷ／ｃｍ2のより改良されたピーク放射照度を有していた。装置４（本発明によって教示された外部反射囲い部及びロッドレンズ装置と共に使用された開口なしランプ）は、１１．８ｍＷ／ｃｍ２の最高のピーク放射照度を有していた。これらの結果は、狭い線形開口を有する外部反射囲い部と共に使用される開口なしランプが、内部開口ランプより高い放射照度を与えることを、かつ制御された放射照度における更なる改良が追加の光学要素（この場合、ロッドレンズ）を付加することによって得られることを示している。
【００３８】
本発明は、線形照明源及び線形照明システムを必要とする種々の装置に応用可能であることは理解されるべきである。例示はスキャナ、ファクスマシン、写真複写機、商用、オフィス用、住宅用、アウトドアー用、自動車用及び機械装置への応用を含むが、それに限られない。本発明は、コンピュータ用、自動車、軍事、航空宇宙、消費者、商用及び産業用のディスプレー（例えば平板ディスプレー）に適用できる。
【００３９】
発明の好適な実施例と信じられるものに付いて説明してきたが、当業者は、本発明の精神を逸脱することなく更なる変更が可能であることは理解できる。本発明の範囲内に入るこれらの実施例の全てをクレームすることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術の内部開口ランプの概略図的な断面図である。
【図２】
従来技術の１つの代替的な内部開口ランプの概略図的な断面図である。
【図３】
線形照明源の概略図的な断面図である。
【図４】
線形照明源の１つの代替的な形態の概略図的な断面図である。
【図５】 
図４の実施の形態の斜視図である。
【図６】
線形照明源の別の実施の形態の概略図的な断面図である。
【図７】
図６の実施の形態の斜視図である。
【図８】
別の線形照明源の概略図的な断面図である。
【図９】
図４の線形照明源及び導波管を利用する線形照明システムの概略図的な断面図である。
【図１０】
図４の線形照明源と、レンズとを利用する線形照明システムの概略図的な断面図である。
【図１１】
図１０の線形照明システムの斜視図である。
【図１２】
図４の線形照明源と、回折及び全反射の双方により機能するレンズとを利用する線形照明システムの概略図的な断面図である。
【図１３】
図４の線形照明源と、複合的な複合放物面集光器（ＣＰＣ）とを利用する線形照明システムの概略図的な断面図である。
【図１４】
図４の線形照明源と、光学的要素のアレイとを利用する線形照明システムの概略図的な断面図である。
【図１５】
強度（放射照度）対検出器の位置とのプロット図である。
【図１６】
強度（放射照度）対検出器の位置とのプロット図である。
【図１７】
相対的な出力対線形開口の幅とのプロット図である。
【図１８】
強度（放射照度）対検出器の位置とのプロット図である。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図６
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図６】
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