(57)【要約】      （修正有）【課題】導光部からの光の出射を均一にしつつ小型化が可能な発光装置および光学素子を提供する。【解決手段】発光装置２０、および導光体１は、棒状の導光体１と、導光体１の長尺方向端部から入射された光を出射面６から出射し、出射面６のうち、導光体１の長尺方向端部側に、出射した光を多重散乱させかつ入射してきた光の多くを入射方向と同じ方向側に導く光散乱粒子を含有し、入射してきた光の多くを出射面６から出射させる光散乱導光部５が導光体１の一部として設けている。【選択図】図５
2011003476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の導光部と、上記導光部に光を入射する光源と、上記導光部の長尺方向端部から入射された光を出射面から出射する発光装置において、
上記導光部の長尺方向端部側には、上記出射した光を多重散乱させかつ入射してきた光の多くを入射方向と同じ方向側に導く光散乱粒子を含有し、入射してきた光の多くを上記出射面から出射させる光散乱導光部が設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１記載の発光装置において、
前記長尺方向端部側から入射した光を前記出射面に向くように方向転換させる方向転換部をさらに備え、
前記光源は、前記導光部の中心軸から上記方向転換部に近づく側または上記方向転換部から離れる側にシフトさせることにより、前記導光部に入射してきた光を前記導光部の前記出射面または上記方向転換部に向くように構成したことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
棒状の導光部と、上記導光部の長尺方向端部から入射された光を方向転換させる方向転換部とを有し、上記方向転換部と対向するように配置された出射面から上記方向転換部によって方向転換された光を出射する光学素子において、
上記出射面のうち、上記導光部の長尺方向端部側には、上記出射した光を多重散乱させかつ入射してきた光の多くを入射方向と同じ方向側に導く光散乱粒子を含有し、入射してきた光の多くを上記出射面から出射させる光散乱導光部が上記導光部の一部として設けられていることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項３記載の光学素子において、
前記導光部のうち、前記光散乱導光部以外の部分は、透明体とされる、または透明体に前記光散乱粒子が前記光散乱導光部よりも低い含有率で含まれていることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
請求項３または４記載の光学素子において、
前記導光部の長尺方向の両端面には、前記長尺方向端部から膨らむように凸レンズ形状の入射レンズが配置され、
前記光散乱導光部は、上記入射レンズが配置される部分以外の上記端面から前記導光部の長尺方向に延びるように設けられていることを特徴とする光学素子。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１項に記載の光学素子において、
前記光散乱導光部は、前記導光部の両端にそれぞれ設けられ、
前記方向転換部は、断面三角形状のプリズムとされ、
各プリズムの頂点を結ぶ線に対する反射面の角度であって一方の前記長尺方向端部からの入射する光を反射する反射面の角度をＡとし、他方の前記長尺方向端部からの入射する光を反射する反射面の角度をＢとしたとき、前記一方の長尺方向端部領域においては、Ａ＜Ｂとなり、前記他方の長尺方向端部領域においては、Ａ＞Ｂとなり、
前記導光部の長尺方向中央領域においては、Ａ＝Ｂとなっていることを特徴とする光学素子。
【請求項７】
請求項６に記載の光学素子において、
前記光散乱導光部に含有される前記光散乱粒子は、散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度をτとし、前記各光散乱導光部の中心軸方向の長さをα／２としたとき、平均散乱回数を示す平均散乱回数値が、
５＜α／（２×τ）＜５０の範囲内とされることを特徴とする光学素子。
【請求項８】
請求項７に記載の光学素子において、
前記導光部のうち、前記光散乱導光部以外の部分にも、前記光散乱粒子を含み、
前記光散乱導光部以外の部分に含有される前記光散乱粒子は、散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度をτとし、前記導光部の軸方向の長さをＬとしたとき、平均散乱回数を示す平均散乱回数値が、
０＜Ｌ／τ＜６０の範囲内とされ、かつ前記光散乱導光部の平均散乱回数値が前記光散乱導光部以外の導光部の値より大きくされることを特徴とする光学素子。
【請求項９】
請求項６に記載の光学素子において、
前記光散乱導光部の散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度の値を、前記光散乱導光部以外の前記導光部の値より大きくしたことを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
請求項３から９のいずれか１項に記載の光学素子において、
前記光散乱導光部の軸方向の合計の長さをαとし、前記導光部の軸方向の長さをＬとしたとき、
Ｌ／１５＜α＜Ｌ／２の範囲内とされることを特徴とする光学素子。
【請求項１１】
請求項３から９のいずれか１項に記載の光学素子において、
前記導光部の短尺方向中央部における前記出射面と直交する方向の前記光散乱導光部の厚みｔは、前記出射面と直交する方向の前記導光部の厚みをＴとしたとき、
Ｔ／２０＜ｔ＜Ｔ／２の範囲内とされることを特徴とする光学素子。
【請求項１２】
請求項３から９のいずれか１項に記載の光学素子と、その光学素子の両端または一端に配置される光源と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の照明装置において、
前記光源をＬＥＤとし、このＬＥＤを前記光学素子の長尺方向端部の中央より前記出射面とは反対となる面に近づく位置に配置したことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置および光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源に用いた照明装置としては、以下のものが提案されている。すなわち、一端面が入射端面とされるとともに前面が階段状面に形成され、入射端面から入射した光を導いて前面の複数の段差面から出射する導光板の後側に反射板を設け、導光板の入射端面に対向させて発光素子を配置している。そして、導光板の入射端面から少なくとも入射端面の高さ以上の範囲の端部領域の前側に光の一部を吸収する拡散手段を設けている。さらに、この照明装置は、導光板の前側に、端部領域以外の部分に対向させて、導光板の複数の段差面から出射した光を段差面に対する角度が小さくなる方向に屈折させる光学部材を配置している（特許文献１参照）。
【０００３】
この照明装置は、導光板にその入射端面から入射した光が入射端面側の端部付近から出射する際、拡散手段によってその光を拡散し、中央側へ進行するようにしている。そして、この照明装置は、導光板の入射端面側の端部領域以外の部分に対応する領域を光の出射エリアとし、この出射エリアの全域から均一な強度分布の光を出射させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１９１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている照明装置は、拡散手段が設けられた部分以外を光の出射エリアとしているため、照明エリアに比べ導光板がかなり長くなる。この結果、照明装置が大型化しがちとなる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、導光部からの光の出射を均一にしつつ小型化が可能な発光装置および光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の発光装置は、棒状の導光部と、導光部に光を入射する光源と、導光部の長尺方向端部から入射された光を出射面から出射し、導光部の長尺方向端部側には、出射した光を多重散乱させかつ入射してきた光の多くを入射方向と同じ方向側に導く光散乱粒子を含有し、入射してきた光の多くを出射面から出射させる光散乱導光部が設けられている。
【０００８】
ここで、長尺方向端部側から入射した光を出射面に向くように方向転換させる方向転換部をさらに備え、光源は、導光部の中心軸から方向転換部に近づく側または方向転換部から離れる側にシフトさせることにより、導光部に入射してきた光を導光部の出射面または方向転換部に向くように構成することが好ましい。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の光学素子は、棒状の導光部と、導光部の長尺方向端部から入射された光を方向転換させる方向転換部とを有し、方向転換部と対向するように配置された出射面から方向転換部によって方向転換された光を出射し、出射面のうち、導光部の長尺方向端部側には、出射した光を多重散乱させかつ入射してきた光の多くを入射方向と同じ方向側に導く光散乱粒子を含有し、入射してきた光の多くを出射面から出射させる光散乱導光部が導光部の一部として設けられている。
【００１０】
ここで、導光部のうち、光散乱導光部以外の部分は、透明体とされる、または透明体に光散乱粒子が光散乱導光部よりも低い含有率で含まれていることとすることができる。
【００１１】
また、導光部の長尺方向の両端面には、長尺方向端部から膨らむように凸レンズ形状の入射レンズが配置され、光散乱導光部は、入射レンズが配置される部分以外の端面から導光部の長尺方向に延びるように設けられていることが好ましい。
【００１２】
また、光散乱導光部は、導光部の両端にそれぞれ設けられ、方向転換部は、断面三角形状のプリズムとされ、各プリズムの頂点を結ぶ線に対する反射面の角度であって一方の長尺方向端部からの入射する光を反射する反射面の角度をＡとし、他方の長尺方向端部からの入射する光を反射する反射面の角度をＢとしたとき、一方の長尺方向端部領域においては、Ａ＜Ｂとなり、他方の長尺方向端部領域においては、Ａ＞Ｂとなり、導光部の長尺方向中央領域においては、Ａ＝Ｂとなっていることが好ましい。
【００１３】
また、光散乱導光部に含有される光散乱粒子は、散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度をτとし、各光散乱導光部の中心軸方向の長さをα／２としたとき、平均散乱回数を示す平均散乱回数値が、５＜α／（２×τ）＜５０の範囲内とされることが好ましい。
【００１４】
また、導光部のうち、光散乱導光部以外の部分にも、光散乱粒子を含み、光散乱導光部以外の部分に含有される光散乱粒子は、散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度をτとし、導光部の軸方向の長さをＬとしたとき、平均散乱回数を示す平均散乱回数値が、０＜Ｌ／τ＜６０の範囲内とされ、かつ光散乱導光部の平均散乱回数値が光散乱導光部以外の導光部の値より大きくされることが好ましい。
【００１５】
また、光散乱導光部の散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度の値を、光散乱導光部以外の導光部の値より大きくしたことが好ましい。
【００１６】
また、光散乱導光部の軸方向の合計の長さをαとし、導光部の軸方向の長さをＬとしたとき、Ｌ／１５＜α＜Ｌ／２の範囲内とされることが好ましい。
【００１７】
また、導光部の短尺方向中央部における出射面と直交する方向の光散乱導光部の厚みｔは、出射面と直交する方向の導光部の厚みをＴとしたとき、Ｔ／２０＜ｔ＜Ｔ／２の範囲内とされることが好ましい。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の発光装置は、上述のいずれかの光学素子と、その光学素子の両端または一端に配置される光源と、を有する。
【００１９】
ここで、光源をＬＥＤとし、このＬＥＤを光学素子の長尺方向端部の中央より出射面とは反対となる面に近づく位置に配置したことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、導光部からの光の出射を均一にしつつ小型化が可能な発光装置および光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光学素子である導光体の構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す導光体の右側面図である。
【図３】図１および図２に示す導光体を構成する光散乱導光部中の光散乱粒子となるシリコーン粒子の散乱原理を示す図で、単一真球粒子による散乱光強度の角度分布（Α、Θ）を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係る導光体の長尺方向端部から約半分の長さに存在するプリズム部の側面形状を示す概要図であり、また、ＬＥＤを点灯させたときの本発明の実施の形態に係る発光装置の光の入出射の状況を示す概要図でもある。
【図５】第１の実施の形態の発光装置の縦断面図である。
【図６】図５に示す発光装置の導光体の中央部からの距離を横軸にとり、出射面からの光の照度を縦軸にとり、発光装置の明るさ（光量）の分布をシミュレーション結果として示す図である。
【図７】光散乱導光部の部分を他の導光体の部分と同様に透明体とした以外は図５に示す発光装置と同じ構成の比較例の発光装置について、明るさの分布を図６と同様に示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る発光装置を発光させたときの出射面の輝度チャートを示す図で、黒色に近づくほど輝度が低く、白色に近づくほど輝度が高くなる図である。
【図９】図７に示す比較例の発光装置を発光させたときの出射面の輝度チャートを示す図で、黒色に近づくほど輝度が低く、白色に近づくほど輝度が高くなる図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る発光装置について、明るさの分布を図６と同様に示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る発光装置の断面を図５と同様に示す概略図で、その長尺方向両端部と長尺方向中央部における、プリズム部の拡大図も併せて示した図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態の照明装置と本発明の第３の実施の形態の照明装置の光の出射方向を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る発光装置の第１変形例の発光装置の図２に相当する側面図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る発光装置の第２変形例の発光装置の図２に相当する側面図である。
【図１５】左側の図は、本発明の実施の形態に係る導光体の構成を示す側面図であり、第１の実施の形態に係る導光体における図２に相当する図で、右側の図は、左側の図に示す導光体の端部の構成を示す正面図であり、第１の実施の形態に係る導光体における図１の一部に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る光学素子および発光装置の構成、ならびにそれらの作用について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態の光学素子の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学素子である導光体１の構成を示す正面図、図２は、その側面図である。
【００２４】
図１および図２に示すように、導光体１は、外形が長尺の四角柱に近い棒状の導光部が主たる構成要素となっている。導光体１は、導光部の長尺方向両端に設けられ導光体１の一部となる２つの入射レンズ３，３と、導光部の下面に形成され導光体１の一部となるプリズム部４と、導光部の上面の長尺方向両端に配置され導光体１の一部となる２箇所の光散乱導光部５，５と、導光部の上面に形成され導光体１の一部となり導光体１の長尺方向端部から入射された光を出射する出射面６を有している。
【００２５】
導光体１のうち、光散乱導光部５以外の部分は、透明のポリメチルメタクリレート（以下、「ＰＭＭＡ」と略記する。）からなる樹脂成形体であり、略四角柱形状をなしている。入射レンズ３もＰＭＭＡからなり、断面が双曲線形状となる凸レンズである。なお、導光体１と入射レンズ３とは、一体成形されている。
【００２６】
図２に示すように、導光体１の長尺方向端面は、平坦な平坦面７とされ、その中央に長尺方向端部から膨らんでいる凸レンズである入射レンズ３が配置されている。そして、光散乱導光部５は、入射レンズ３が配置される部分以外の平坦面７から導光体１の長尺方向に延びるように設けられている。図１および図２では、方向転換部となるプリズム部４の詳細な形態の図示は省略すると共に、プリズム部４の詳細な形状についての説明は後述する。
【００２７】
光散乱導光部５は、光散乱粒子として粒子径が２μｍから９μｍの球状かつ透光性のシリコーン粒子（図示省略）が含有されているＰＭＭＡ樹脂成形体である。２つの光散乱導光部５の長さは同一寸法α／２（単位はｃｍ）であり、２つの光散乱導光部５のそれぞれの長さ寸法α／２の和αは、導光体１の長尺方向の寸法Ｌ（単位はｃｍ）の１／１０である。また、２つの光散乱導光部５は、短尺方向の寸法Ｗ１が、導光体１の短尺方向の寸法Ｗ２とそれぞれ同一の寸法である。導光体１の短尺方向中央部における出射面６と直交する方向の光散乱導光部の厚み寸法ｔ（単位はｃｍ）は、出射面６と直交する方向の導光体１の厚みをＴ（単位はｃｍ）としたとき、ｔ＝Ｔ／５とされている。図２に示すように、光散乱導光部５の上面は、短尺方向の両端部から中央部に向かって膨らんでいる。この膨らみの形状は、円柱の側面の一部の形状である。すなわち、表面は球面の一部とされている。なお、導光体１のうち、光散乱導光部５以外の部分と光散乱導光部５は２材成形によって一体化されている。
【００２８】
ここで、光散乱導光部５に含有される光散乱粒子は、光散乱導光部５の散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度をτ（単位はｃｍ）としたとき、平均散乱回数を示す平均散乱回数値が、上述の光散乱導光部５のそれぞれの長さα／２に対して、５＜α／（２×τ）＜５０の範囲内とされる。また、光散乱導光部５の軸方向の合計の長さαは、全体の出射光の均一性などを考慮すると、上述の導光体１の軸方向の長さをＬに対して、Ｌ／３０＜α＜Ｌ／４の範囲内とされる。さらに、上述の光散乱導光部５の厚みｔは、入射光を効率よく出射面６に導くことを考慮すると、上述の導光体１の厚みＴに対して、Ｔ／２０＜ｔ＜Ｔ／２の範囲内とされる。
【００２９】
以下、光散乱導光部５のシリコーン粒子について説明する。このシリコーン粒子は、体積的に一様な散乱能が与えられた導光体であり、散乱微粒子としての球形粒子を多数含んでいる。光散乱導光部５の内部に光が入射すると、その光は散乱微粒子によって散乱することになる。
【００３０】
ここで、シリコーン粒子の理論的な基礎を与えるＭｉｅ散乱理論について説明する。Ｍｉｅ散乱理論は、一様な屈折率を有する媒体（マトリックス）中に該媒体と異なる屈折率を有する球形粒子（散乱微粒子）が存在するケースについてマックスウェルの電磁方程式の解を求めたものである。光散乱粒子に相当する散乱微粒子によって散乱した散乱光の角度に依存した強度分布Ｉ（Α、Θ）は下記（１）式で表される。Αは、散乱微粒子の光学的大きさを示すサイズパラメータであり、マトリックス中での光の波長λで規格化された球形粒子（散乱微粒子）の半径ｒに相当する量である。角度Θは散乱角で、入射光の進行方向と同一方向をΘ＝１８０°にとる。
【００３１】
また、（１）式中のｉ１、ｉ２は（４）式で表される。そして、（２）〜（４）式中の下添字ν付のａおよびｂは（５）式で表される。上添字１および下添字νを付したＰ（ｃｏｓΘ）は、Ｌｅｇｅｎｄｒｅの多項式、下添字ν付のａ、ｂは１次、２次のＲｅｃａｔｔｉ−Ｂｅｓｓｅｌ関数Ψ＊、ζ＊（ただし、「＊」は下添字νを意味する。）とその導関数とからなる。ｍはマトリックスを基準にした散乱微粒子の相対屈折率で、ｍ＝ｎｓｃａｔｔｅｒ／ｎｍａｔｒｉｘである。
【００３２】
【数１】
2011003476.tif 000003
【００３３】
図３は、上記（１）〜（５）式に基づいて、単一真球粒子による強度分布Ｉ（Α、Θ）を示すグラフである。この図３では、原点Ｇの位置に散乱微粒子としての真球粒子があり、下方から入射光が入射した場合の散乱光強度の角度分布Ｉ（Α、Θ）を示している。そして、原点Ｇから各曲線Ｓ１〜Ｓ３までの距離が、それぞれの散乱角方向の散乱光強度である。曲線Ｓ１はΑが１．７であるときの散乱光強度、曲線Ｓ２はΑが１１．５であるときの散乱光強度、曲線Ｓ３はΑが６９．２であるときの散乱光強度を示している。なお、図３においては、散乱光強度を対数目盛で示している。このため、図３では僅かな強度差として見える部分が、実際には非常に大きな差となる。
【００３４】
この図３に示すように、サイズパラメータΑが大きくなればなるほど（ある波長λで考えた場合は真球粒子の粒径が大きくなればなるほど）、上方（照射方向の前方）に対して指向性高く光が散乱されていることがわかる。また、実際のところ、散乱光強度の角度分布Ｉ（Α、Θ）は、入射光波長λを固定すれば、散乱子の半径ｒと、媒体および散乱微粒子の相対屈折率ｍとをパラメータとして制御することができる。なお、光散乱導光部５は、前方散乱が大きいものである。
【００３５】
このような、単一真球粒子がＮ個含まれる光散乱導光体に光を入射させると、光は真球粒子により散乱される。散乱光は光散乱導光体中を進み、他の真球粒子により再度散乱される。ある程度以上の体積濃度で粒子を添加した場合には、このような散乱が逐次的に複数回行われた後、光が光散乱導光体から出射する。このような散乱光がさらに散乱されるような現象を多重散乱現象と呼ぶ。このような多重散乱においては、透明ポリマーでの光線追跡法による解析は容易ではない。しかし、モンテカルロ法により光の挙動を追跡し、その特性を解析することはできる。それによると、入射光が無偏光の場合、散乱角の累積分布関数Ｆ（Θ）は下記の（６）式で表される。
【００３６】
【数２】
2011003476.tif 000004
【００３７】
ここで（６）式中のＩ（Θ）は、（１）式で表されるサイズパラメータΑの真球粒子の散乱強度である。強度Ｉｏの光が光散乱導光体に入射し、距離ｙを透過した後、光の強度が散乱によりＩに減衰したとすると、これらの関係は下記の（７）式で表される。
【００３８】
【数３】
2011003476.tif 000005
【００３９】
この（７）式中のτは濁度と呼ばれ、媒体の散乱係数に相当するものであり、下記の（８）式のように粒子数Ｎに比例する。なお、（８）式中、σｓは散乱断面積である。
【００４０】
【数４】
2011003476.tif 000006
【００４１】
（７）式から長さＬの光散乱導光体を散乱せずに透過する確率Ｐｔ（Ｌ）は下記の（９）式で表される。
【００４２】
【数５】
2011003476.tif 000007
【００４３】
反対に光路長Ｌまでに散乱される確率Ｐｓ（Ｌ）は下記の（１０）式で表される。
【数６】
2011003476.tif 000008
【００４４】
これらの式からわかるように、濁度τを変えることにより、光散乱導光体内での多重散乱の度合いを制御することができる。
【００４５】
以上の関係式により、散乱微粒子のサイズパラメータΑと濁度τとの少なくとも１つをパラメータとして、光散乱導光体内での多重散乱を制御可能であり、出射面６における出射光強度と散乱角も適正に設定可能である。
【００４６】
図４は、導光体１の長尺方向端部から約半分の長さに存在するプリズム部４の側面形状を示す概要図である。導光体１の上面となる出射面６と対向する面、すなわち導光体１の下面に、断面三角形状の凸部１０が等間隔に多数個同じ形状で形成されている。また、隣接する凸部１０によって鋸歯状の凹部１１が形成されている。この鋸歯の頂点は、凹部１０の最も突出した部分である。凸部１０および凹部１１によってプリズム部４が構成されている。なお、凸部１０および凹部１１は、導光体１および入射レンズ３の金型による一体成形の際に同時に形成される。また、プリズム部４の表面（図４における下面）には、反射膜が着けられ、導光部を進行してきてプリズム部４に突き当たる光を反射させる。
【００４７】
（第１の実施の形態の発光装置の構成）
図５は、導光体１を用いた第１の実施の形態の発光装置２０の縦断面図である。導光体１の両端には、光源としてのＬＥＤ２１および反射部材となる鏡面部材２２が各１個固定配置されている。ＬＥＤ２１は、チップ型のものである。ＬＥＤ２１は、入射レンズ３の光軸Ｍ１よりもプリズム部４に近い側(図５の下側）に配置されている。すなわち、ＬＥＤ２１は、光軸Ｍ１に対して下側にシフトされている。このシフトの結果、ＬＥＤ２１の配置位置は、光軸Ｍ１とプリズム部４との中間位置とされている。ここで、入射レンズ３の光軸Ｍ１とは、プリズム部４と平行となり、出射面６とも平行となり、かつ入射レンズ３の中心を通る線である。
【００４８】
各鏡面部材２２は、図５における縦断面が放物線状の曲線を描くカップ状の形状をしている。この放物線は、光軸Ｍ１を含むどの断面で切った場合も同一となる。また、放物線の焦点位置は、光軸Ｍ１上となるように設定されている。カップ状の鏡面部材２２の内側面にはＬＥＤ２１の光を反射できるように鏡面加工が施されている。また、カップ状の鏡面部材２２の開口端部は、導光体１の端部を覆い、ＬＥＤ２１の光が鏡面部材２２と導光体１の間から漏れないように目張りがされている。このため、導光体１の両端に置かれたＬＥＤ２１の光の殆どは、導光体１へ入射することとなる。
【００４９】
（ＬＥＤ２１を点灯させたときの発光装置２０の光の入出射の状況）
図４は、 ＬＥＤ２１を点灯させたときの発光装置２０の光の入出射の状況を示す概要図でもある。図４には、ＬＥＤ２１から直接入射レンズ３へと入射される光の光路（破線で示す）と、ＬＥＤ２１からの光が鏡面部材２２に反射して入射レンズ３へと入射される光の光路（実線で示す）を示している。
【００５０】
ＬＥＤ２１は、入射レンズ３の焦点位置でありかつ鏡面部材２２の放物線の焦点位置である両焦点位置Ｆからわずかに下方（＝光軸Ｍ１に対して垂直方向下方）に、ＬＥＤ２１の中心がくるように配置される。ＬＥＤ２１の中心位置は、両焦点位置Ｆから垂直方向下方ではなく、斜め下方など光軸Ｍ１の下方位置となる他の下方位置となるようにしても良い。なお、図４では分かり易くするため両焦点位置Ｆからかなり離れた下方にＬＥＤ２１の中心がくるように示している。ＬＥＤ２１から発せられる光は、電球などに比べると出射範囲がかなり限定された光であるが、その一部は角度を持った発散光となる。しかし、このような角度を持った光も入射レンズ３に入射した後は凸レンズ作用により平行光に近づいている。そして、ＬＥＤ２１から入射レンズ３に入射する光は、一旦図４における導光体１の出射面６（上側面となる）に照射される。そして、その光は入射角が臨界角以上となるものが多くなり、出射面６で全反射してプリズム部４側に向かう。プリズム部４に向かった光は、プリズム部４にて方向転換される。そして、プリズム部４における方向転換は、出射面６に対して略垂直となるものであり、プリズム部４からの光は、出射面６を通過して出射される。ここで、ＬＥＤ２１から発せられる光で入射レンズ３に直接入射してきた光のうちの一部は、出射面６の長さ方向両端部の光散乱導光部５に入るが、入射してきた光の一部は、散乱しながら通過して出射される。
【００５１】
ＬＥＤ２１からの光が鏡面部材２２に反射して入射レンズ３へと入射される光の一部は、出射面６での全反射を経てプリズム部４にて方向転換される光路をとる光もある。しかし、鏡面部材２２に反射して入射レンズ３へと入射される光の他の一部は、図４に示すように出射面６での全反射を経ずに、鏡面部材２２から入射レンズ３を通過し光散乱導光部５にすぐ入射したり、直接プリズム部４に照射されたりする。光散乱導光部５にすぐに入った光は、散乱しながらその一部は出射面６を通過し、他の一部は出射面６で反射される。プリズム部４で方向転換された光は、光散乱導光部５を散乱しながらその一部は出射面６を通過して出射され他の一部は出射面６にて反射される。
【００５２】
図６は、導光体１の中央部からの距離を横軸にとり、導光体１の明るさ（光量）の分布をシミュレーション結果として示す図である。シミュレーションの条件は、ＬＥＤ２１の発光面を１ｍｍ角とし、その明るさが１５０ｌｕｍｅｎ／個で、広がり角１６０°とし、光散乱導光部５のうち出射面６から１０ｍｍ離れた位置の明るさを表示する条件である（図７に示すものについても同条件である）。なお、縦軸はルクス（Ｌｕｘ）である。図２に示す光散乱導光部５や他の導光部の上面は、導光体１の短尺方向の両端部から中央部に向かって膨らんでいるため、凸レンズの役割をする。そのため、出射面６から出射される光は、出射面６から所定距離離れた位置に集まりその位置に用紙（たとえばスキャナ用の紙）を置いた場合、その用紙には光軸Ｍ１と平行な線状の照明線が映し出される。また、導光体１の両端の光散乱導光部５には光散乱粒子が含まれているため、そこから出射される出射光は若干散乱されている。この結果、光散乱導光部５から出射される光は、他の導光部からの光に比べ導光体１の短尺方向に相当する幅が広くなる。さらに、図６に示すように、出射光は、導光体１の両端部よりも中央部の方が出射する光の光量が少ない。これは、光散乱導光部５の設置によって、入射光について中央側への誘導をより大きくしているが、導光体１の両端部では、ＬＥＤ２１に非常に近いことから出射される光の光路が短くなり、かつその強度が大きくなるためである。
【００５３】
図７は、光散乱導光部５の部分を他の導光体１部分と同様に透明体とした以外は発光装置２０と同じ構成の比較例の発光装置について、導光体１に相当する部分の明るさの分布を図６と同様に示す図である。図８は、発光装置２０を発光させたときの出射面６の輝度チャートを示す図で、黒色に近づくほど輝度が低く、白色に近づくほど輝度が高くなる図である。図９は、図７に示す比較例の発光装置を発光させたときの出射面６の輝度チャートを示す図で、黒色に近づくほど輝度が低く、白色に近づくほど輝度が高くなる図である。
【００５４】
図６と図７とを比較すると、発光装置２０は、その光散乱導光部５の光散乱作用によって、導光体１の両端部から出射される光の強度が抑えられていることがわかる。その抑えられた分の光は、導光体１の長尺方向の両端部分において、導光体１の短尺方向および長尺方向に照射範囲を広くしている（図８参照）。また、導光体１の両端部分は、極端に明るい部分が２箇所ずつあり、その間の部分（横軸が約＋１４０ｍｍ、約−１４０ｍｍの部分）が暗くなっている。発光装置２０は、その間の部分の暗さを若干明るくして導光体１全体の明るさを平準化している。すなわち、図６と図７の１００，０００ルクスの線との比較でわかるように、導光体１の中央部分領域が図６の光散乱導光部５を設置した方が、図７の光散乱導光部５を設置しないものに比べ明るくなっている。さらに図８と図９の比較から分かるように、導光体１の中央部の短尺方向の明るい部分は、光散乱導光部５が設置されている方がより広くなっている。
【００５５】
よって、導光体１は、長尺方向の両端部分が特に眩しくなるといったことはなく、導光体１全体に亘って略均一な強さの光の照射が可能となっている。具体的にいえば、導光部の中央付近の最低照度Ｈ１と端部の最高照度Ｈ２との比（Ｈ２／Ｈ１）は、図６では１．６３で図７では２．５３となる。このように、光散乱導光部５を設置しないものは、２．５倍以上の照度のバラツキが生ずるのに対し、光散乱導光部５を設置した発光装置２０は、１．６３倍のバラツキであり、出射光の均一化が達成されている。
【００５６】
（第２の実施の形態の光学素子およびそれを用いた第２の実施の形態の発光装置）
図１０は、光散乱導光部５の部分以外の導光体１の部分を、透明体とせずに光散乱導光部５に含有されているのと同じ光散乱粒子が光散乱導光部５よりも低濃度に含有されていることとした以外は発光装置２０と同じ構成の第２の実施の形態の発光装置について、明るさの分布を図６と同様に示す図である。なお、以下では、第２の実施の形態の導光体およびそれを用いた第２の実施の形態の発光装置の説明に際し、第１の実施の形態の導光体１およびそれを用いた第１の実施の形態の発光装置２０に相当する構成要素には、それと同じ符号を付すこととする。
【００５７】
図６と図１０とを比較すると、第２の実施の形態の発光装置も、その導光体（導光体１に相当する第２の実施の形態の光学素子）の両端部から出射される光の強度が抑えられていることがわかる。その抑えられた分の光は、導光体１と同様に照射範囲を広くしている。よって、第２の実施の形態の発光装置も、その導光体（導光体１に相当する第２の実施の形態の光学素子）全体に亘って略均一な強さの光の照射が可能となっている。具体的な数値でいえば、導光部の中央付近の最低照度Ｈ１と端部の最高照度Ｈ２との比（Ｈ２／Ｈ１）は、２．２６で、図７の場合の２．５３に比べ小さい値となっている。
【００５８】
ここで、光散乱導光部５以外の部分に含有される光散乱粒子は、散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度τ、上述の第２の実施の形態の導光体の軸方向の長さＬとしたとき、平均散乱回数を示す平均散乱回数値が、０＜Ｌ／（２×τ）＜６０の範囲内とされている。
【００５９】
（第３の実施の形態の光学素子およびそれを用いた第３の実施の形態の発光装置）
図１１は、プリズム部４の形状を変えた以外は発光装置２０と同じ構成の第３の実施の形態の発光装置２０Ａの断面を図５と同様に示す概略図で、また光散乱導光部５の図示を省略している図である。また、図１１には、導光体１Ａの長尺方向端部と長尺方向中央部における、発光装置２０Ａの導光体１Ａのプリズム部４Ａの拡大図も示している。プリズム部４Ａは、断面三角形状のプリズムとされている。そして、各プリズムの頂点１０Ａを結ぶ線Ｎに対する反射面４Ａ１，４Ａ２の角度であって一方の長尺方向端部Ｐ側からの入射する光を反射する反射面４Ａ１の角度をＡとする。なお、第３の実施の形態の照明装置２０Ａのプリズム部４Ａの形状は、光散乱導光部５を有さない上述の比較例の照明装置にも適用することができる。なお、以下では、第３の実施の形態の導光体１Ａおよびそれを用いた第３の実施の形態の発光装置２０Ａの説明に際し、第１の実施の形態の導光体１およびそれを用いた第１の実施の形態の発光装置２０に相当する構成要素には、プリズム部４Ａ、出射面６Ａ、および頂点１０Ａを除き、それと同じ符号を付すこととする。
【００６０】
そして、他方の長尺方向端部Ｑ側からの入射する光を反射する反射面４Ａ２の角度をＢとする。そのとき、プリズム部４Ａは、一方の長尺方向端部Ｐに近い領域ＰＡにおいては、Ａ＜Ｂとなり、他方の長尺方向端部Ｑに近い領域ＱＡにおいては、Ａ＞Ｂとなっている。そして、導光体１Ａの長尺方向中央の領域ＲＡにおいては、Ａ＝Ｂとなっている。これらの領域ＰＡ，ＱＡ，ＲＡの長さは、それぞれ同じとしているが、ＰＡ：ＱＡ：ＲＡ＝２：１：１としたり、３：３：１の長さとしても良い。また、角度Ａ，Ｂの関係であるＡ＜Ｂ，Ａ＞Ｂについては、角度Ａ，Ｂをそれぞれ同じとしても良いが、領域ＰＡでは、端部Ｐから離れるに従い角度Ａを徐々に大きくし、角度Ｂを徐々に小さくし、一方、領域ＱＡでは、端部Ｑから離れるに従い、角度Ａを徐々に小さくし、角度Ｂを徐々に大きくする構成としても良い。
【００６１】
領域ＰＡでは、図１１の右側の拡大図に示すように、一方の長尺方向端部Ｐ側から入射する光が反射面４Ａ１を照射する場合のその光の線Ｎと平行な線Ｎ’に対する交差角Ｃが、他方の長尺方向端部Ｑ側から入射する光が反射面４Ａ２を照射する場合のその光の線Ｎ’との交差角Ｄよりも大きくなる確率が高い。これは、領域ＰＡでは、反射面４Ａ１と端部Ｐ側のＬＥＤ２１とが近接しており、端部Ｐに近い出射面６で全反射してくる光や入射レンズ３から直接導かれる光が線Ｎ’に対して大きな交差角を持つためである。また、領域ＰＡでは、反射面４Ａ２と端部Ｑ側のＬＥＤ２１とが遠くなり、反射面４Ａ２を照射する光は、どうしても線Ｎ’に対しての交差角が小さくなるためである。そこで、反射面４Ａ１の角度Ａを小さくすることで、端部Ｐ側からの光であって方向転換された後の光を、出射面６Ａに対して略垂直とすることができる。また、反射面４Ａ２の角度Ｂを大きくすることで、端部Ｑ側からの光であって、方向転換された後の光を、出射面６Ａに対して略垂直とすることができる。
【００６２】
同様に、領域ＱＡでは、図１１の左側の拡大図に示すように、一方の長尺方向端部Ｐ側から入射する光が反射面４Ａ１を照射するその光の線Ｎと平行な線Ｎ’に対する交差角Ｃが、他方の長尺方向端部Ｑ側から入射する光が反射面４Ａ２を照射する場合のその光の線Ｎ’との交差角Ｄよりも小さくなる確率が高い。これは、領域ＱＡでは、反射面４Ａ２と端部Ｑ側のＬＥＤ２１とが近接しており、端部Ｑに近い出射面６で全反射してくる光や入射レンズ３から直接導かれる光が線Ｎ’に対して大きな交差角を持つためである。また、領域ＱＡでは、反射面４Ａ１と端部Ｐ側のＬＥＤ２１とが遠くなり、反射面４Ａ１を照射する光は、どうしても線Ｎ’に対しての交差角が小さくなるためである。そこで、反射面４Ａ１の角度Ａを大きくすることで、端部Ｑ側からの光であって方向転換された後の光を、出射面６Ａに対して略垂直とすることができる。また、反射面４Ａ２の角度Ｂを小さくすることで、端部Ｐ側からの光であって方向転換された後の光を、出射面６Ａに対して略垂直とすることができる。
【００６３】
長尺方向中央の領域ＲＡでは、一方の長尺方向端部Ｐ側から入射する光が反射面４Ａ１を照射する場合のその光の線Ｎ’に対する交差角Ｃが、他方の長尺方向端部Ｑ側から入射する光が反射面４Ａ２を照射する場合のその光の線Ｎ’に対する交差角Ｄと略等しくなるものが多い。そこで、反射面４Ａ１の角度Ａと、反射面４Ａ２の角度Ｂを等しくし、かつ両方の光を出射面６Ａに対して垂直となるように出射面６Ａ側に導く角度とすることで、方向転換された後の光を、出射面６Ａに対して略垂直とすることができる。
【００６４】
図１２は、第１の実施の形態の照明装置２０と第３の実施の形態の照明装置２０Ａの光の出射方向を示す図である。照明装置２０は、その長尺方向の両端部Ｐ，Ｑに近い領域ＰＡ，ＱＡにおいては、外側に向けて出射される光が多くなり、その長尺方向の中央部の領域ＲＡではその長尺方向と直交する方向に出射される光が多くなっている。照明装置２０Ａは、その長尺方向の両端部Ｐ，Ｑ側の領域ＰＡ，ＱＡおよびその長尺方向の中央部の領域ＲＡの全てで長尺方向と直交する方向に出射される光が多くなっている。すなわち、照明装置２０Ａは、導光体１Ａの全ての範囲において光の出射方向が出射面６Ａに略垂直となる。
【００６５】
（本発明の実施の形態によって得られる主な効果）
発光装置２０，２０Ａ、および第２の実施の形態に係る発光装置（これらを総称して、発光装置２０等という）、ならびに導光体１，１Ａ、および第２の実施の形態に係る導光体（これらを総称して、導光体１等という）は、出射面６，６Ａのうち、導光体１等の長尺方向端部領域に、出射した光を多重散乱させかつ入射してきた光の多くを後方側に導く光散乱粒子を含有し、入射してきた光の多くを出射面６，６Ａから出射させる光散乱導光部５が導光体１等の一部として設けている。そのため、導光体１等の長尺方向端部領域の強い発光を散乱させることができ、導光体１等からの光の出射を均一にすることができる。また、光散乱導光部５を含む全ての導光部を光の出射エリアとすることができるため、発光装置２０等および導光体１等を小型化できる。
【００６６】
また、発光装置２０等は、ＬＥＤ２１をプリズム部４側にシフトして配置しているため、導光体１等の中央部を通常よりも強く光らせることができ出射光の均一化を図ることができる。しかし、中央部の光の強さが両端部の強さまでにはいかないため、端部の光の強さが必要とされるスキャナ用の光源としては好ましいものとなる。また、導光体１等の長尺方向の長さを短くしたり、光散乱導光部５の散乱度を高くするなどによって全範囲に渡って均一化された光強度の出射光とすることができる。このような場合、細長い蛍光灯の代わりとすることができる。
【００６７】
また、導光体１，１Ａのうち、光散乱導光部５以外の部分は、透明体とされることにより、その長尺方向の両端部分が特に眩しくなるといったことはなく、導光体１，１Ａの全体に亘って略均一な強さの光の照射が可能となる。また、導光体１，１Ａのうち、光散乱導光部５以外の部分は、透明体とされることにより、導光体１，１Ａの長尺方向の中央部の光出射量を多くすることができる。さらに、第２の実施の形態に係る導光体のうち、光散乱導光部５以外の部分は、透明体に光散乱粒子が光散乱導光部よりも低い含有率で含まれていることにより、その長尺方向の両端部分が特に眩しくなるといったことはなく、第２の実施の形態に係る導光体の全体に渡って略均一な強さの光の照射が可能となる。
【００６８】
また、導光体１等の長尺方向端面には、平坦面７とされ、その中央に長尺方向端部から膨らんでいる入射レンズ３が配置されている。入射レンズ３によって、ＬＥＤ２１から発せられた光は、平行光に近づけた光となって導光体１等内に入る。そのため、導光体１等の長尺方向の両端部分の光が減少し、中央側に導かれる光が多くなり出射光が均一化される。また、平行光に近いが全くの平行光ではないため、プリズム部４のうち同一のプリズム面で反射される光は、入射角がわずかに異なるものを含むこととなり、次のような問題を回避することができる。すなわち、全くの平行光であると、隣接するプリズム部４，４Ａの面で反射される光の間に、反射光量が少ない部分が生じ、出射光に強弱の縞状分布が生じてしまうという問題が生ずるが、平行光でない光が混じるため、このような問題を防ぐことができる。また、図２に示すように、光散乱導光部５は、入射レンズ３が配置される部分以外の平坦面７から導光部の長尺方向に延びるように設けられている。図４に示すように、ＬＥＤ２１から直接入射レンズ３を通る光の多くは導光体１等の両端部ではなく中央部からの出射光となる。光が散乱されて導光体１等の中央部から出射されなくなるといったことが、この構成によって抑制される。
【００６９】
また、導光体１Ａは、上述したように、図１１に示すプリズム部４Ａの形状となっている。そのため、導光体１Ａの全ての範囲において光の出射方向を出射面６Ａに対し略垂直とすることができ、導光体１Ａからの光の出射をより均一にすることができる。なお、プリズム部４Ａの角度Ａ，Ｂを適宜選択することで、全ての出射方向を出射面６Ａに対して垂直でない方向とすることができる。
【００７０】
また、導光体１等の光散乱導光部５に含有される光散乱粒子は、散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度をτとしたとき、平均散乱回数を示す平均散乱回数値が、上述の光散乱導光部５の長さα／２に対して、５＜α／（２×τ）＜５０の範囲内としている。このことによって、導光体１等の両端部から出射される強い光を適度に散乱させて、導光体１等からの光の出射をより均一にすることができる。
【００７１】
また、光散乱導光部５の軸方向の長さα／２は、導光体１等の軸方向の長さＬに対して、Ｌ／３０＜α／２＜Ｌ／４の範囲内とされている。このことによって、導光体１等の両端部から出射される強い光が出射する範囲の光を十分に光散乱導光部５により散乱することができる。そして、出射光の過度な散乱を抑え、導光体１等からの光の出射の均一性を阻害しないようにすることができる。
【００７２】
また、上述の光散乱導光部５の厚みｔは、上述の導光体１等の厚みＴに対して、Ｔ／２０＜ｔ＜Ｔ／２の範囲内とされている。このことによって、導光体１等の両端部から出射される強い光を適度に散乱させるために好適な光散乱導光部５の厚みを確保できる。
【００７３】
また、第２の実施の形態に係る導光体においては、光散乱導光部５の上述の濁度τの値を、光散乱導光部５以外の第２の実施の形態に係る導光体の値より大きくしている。そのため、過度な散乱によって、光源であるＬＥＤ２１から離れた位置にある導光体の中央部からの出射光量の減少を抑制できる。
【００７４】
また、導光体１等のうち光散乱導光部５以外の部分と光散乱導光部５が２材成形によって一体とされている。そのため、両者を一体として取り扱うことができ取り扱い性に優れるものとなる。
【００７５】
（第１変形例）
図１３は、発光装置２０等の第１変形例の発光装置２０Ｂで、図２に相当する側面図である。発光装置２０Ｂの各構成要素については、発光装置２０に対応する構成要素には、それと同一の符号を付している。発光装置２０Ｂは、出射面６が平坦面とされている以外は、発光装置２０と同一の構成である。このような発光装置２０Ｂの構成にすることによって、出射面６から出射する光は、出射面６から所定距離離れた位置に光軸Ｍ１と平行な線状とはならず、導光体１等の短尺方向に広がることとなる。なお、
導光体１等の短尺方向中央部における出射面６と直交する方向の光散乱導光部５の厚み寸法ｔは、図１３に示すように他の部位の厚み寸法よりも短くなる。なお、図１３における光散乱導光部５を短尺方向で全て同じ厚み寸法ｔを有するものとしても良い。
【００７６】
（第２変形例）
図１４は、発光装置２０等の第２変形例の発光装置２０Ｃで、図２に相当する側面図である。発光装置２０Ｃの各構成要素については、発光装置２０に対応する構成要素には、それと同一の符号を付している。発光装置２０Ｃは、出射面６が凹面とされている以外は、発光装置２０と同一の構成である。このような発光装置２０Ｃの構成にすることによって、出射面６から出射する光は、導光体１等の短尺方向に、より広がることとなる。なお、導光体１等の短尺方向中央部における出射面６と直交する方向の光散乱導光部５の厚み寸法ｔは、図１４に示すように、他の部位の厚み寸法よりも短くなる。なお、図１４における光散乱導光部５を、短尺方向の下面が曲線状ではなく直線状となるものとしても良い。
【００７７】
このような、出射面６から出射する光が導光体１等の短尺方向に広がる発光装置２０Ｂ，２０Ｃは、たとえば照明装置等の用途に、より適している。逆に、出射面６から所定距離離れた位置に集まりその位置に用紙を置いた場合、その用紙には光軸Ｍ１と平行な線状の照明状態が映し出される発光装置２０は、たとえばスキャナ用の光源等の用途に、より適している。
【００７８】
（他の形態）
以上、本発明の実施の形態における光学素子（導光体１等）ならびに発光装置２０等および発光装置２０Ｂ，２０Ｃについて説明したが、本発明の要旨を逸脱しない限り種々変更実施可能である。たとえば、光学素子としては、導光部を円柱状の形状のもので構成しても良い。また、たとえば、発光装置としては、電球の傘のような反射部材を付加して構成しても良い。 
【００７９】
本発明の実施の形態に係る発光装置２０等，および発光装置２０Ｂ，２０Ｃ、および導光体１等は、棒状の導光体１等と、導光体１等の長尺方向端部から入射された光を出射面６，６Ａから出射し、出射面６，６Ａのうち、導光体１等の長尺方向端部領域に、出射した光を多重散乱させかつ入射してきた光の多くを後方側に導く光散乱粒子を含有し、入射してきた光の多くを出射面６，６Ａから出射させる光散乱導光部５が導光体１等の一部として設けている。また、発光装置２０等，および発光装置２０Ｂ，２０Ｃは、導光体１等に光を入射するＬＥＤ２１と、鏡面部材２２を有している。しかし、鏡面部材２２は、省略することができる。ただし、ＬＥＤ２１から出射される光を有効活用する観点からは、発光装置２０等，および発光装置２０Ｂ，２０Ｃは、鏡面部材２２を備えていることが好ましい。また、発光装置２０等，および発光装置２０Ｂ，２０Ｃが鏡面部材２２を備える場合であっても、鏡面部材２２は、図５における縦断面が放物線状の曲線を描くカップ状の形状をしている必要はなく、球面形状等の他の形状をしていても良い。また、発光部材としては、チップ型のＬＥＤ２１に限らずディスクリート型のＬＥＤ、有機ＥＬ素子等、他の発光部材を採用できる。
【００８０】
また、発光装置２０等，および発光装置２０Ｂ，２０Ｃは、ＬＥＤ２１をプリズム部４，４Ａ側にシフトして配置している。しかし、ＬＥＤ２１は、出射面６，６Ａ側にシフトして配置しても良い。また、ＬＥＤ２１は、図５の下側から斜め上側に向かって入射レンズ３に対して光を照射するようにしても良い。たとえば、ＬＥＤ２１の出射光の中心線が導光体１等の中心軸（光軸Ｍ１）に対して平行でなく４５°や２０°等傾けてチルト配置しても良い。また、発光装置２０等，および発光装置２０Ｂ，２０Ｃに用いられるＬＥＤ２１は、導光体１等の中心軸（光軸Ｍ１）と出射面６，６Ａとの中間位置に配置した上で、プリズム部４，４Ａの方向に向けて導光体１等の中心軸（光軸Ｍ１）に対して４５°（チルト量）等傾けてチルト配置しても良い。これらのシフト位置およびチルト量は、適宜変更できる。たとえば、シフト位置は、導光体１等の中心軸（光軸Ｍ１）から伸びて出射面６，６Ａと直交する線上、または導光体１等の中心軸（光軸Ｍ１）から伸びてプリズム部４，４Ａと直交する線上で適宜設定できる。また、チルト量は、たとえば発光装置２０等，および発光装置２０Ｂ，２０Ｃのように全くチルトしていない状態から、ＬＥＤ２１の発光面が導光体１等の中心軸（光軸Ｍ１）に向かうように５°〜８５°の範囲で適宜設定するようにしても良い。
【００８１】
また、導光体１，１Ａのうち、光散乱導光部５以外の部分は、透明体とされている。この透明体は、無色透明、有色透明のいずれであっても良い。また、このことは、第２の実施の形態に係る導光体の光散乱導光部５以外の部分の光散乱粒子を除いた部分についても同様である。導光部の中央付近の最低照度Ｈ１と、端部の最高照度Ｈ２との比（Ｈ２／Ｈ１）は、スキャナ用としては、１．２〜２．３の間が好ましく、１．４〜２．０の範囲がさらに好ましい。また、通常の照明用としては、Ｈ２／Ｈ１は、１．１〜１．７の範囲が好ましく、１．２〜１．４の範囲がさらに好ましい。これは、Ｈ２／Ｈ１の値を小さくしようとすると、両端部の明るさを落とすか、中央部の明るさを増す必要があるが、そのような工夫は全体の光効率を落とす場合が多いため、Ｈ２／Ｈ１の値は、１．１以上が好ましいのである。
【００８２】
また、導光体１等の長尺方向端面には、平坦面７とされ、その中央に長尺方向端部から膨らんでいる入射レンズ３が配置されている。しかし、平坦面７を省略し、導光体１等の長尺方向端面全体を入射レンズ３とすることができる。このような例を図１５に示す。図１５の左側は、このような導光体の構成を示す側面図であり、導光体１における図２に相当する図である。また、図１５の右側は、このような導光体の端部の構成を示す正面図であり、導光体１における図１の一部に相当する図である。また、入射レンズ３を省略して、導光体１等の長尺方向端面全体を平坦面７とすることができる。さらに、導光体１等の長尺方向端面に入射レンズ３を設ける場合であっても、その周囲は平坦な平坦面７ではなく、たとえば、円錐台形の側面等の他の形状としても良い。
【００８３】
また、導光体１等のうち導光体１Ａ以外は、プリズム部４を有しており、導光体１Ａは、図９に示すプリズム部４Ａを有している。しかし、光を方向転換する方向転換部には、鋸歯状のプリズム部４，４Ａではなく、底面を傾斜させまたは傾斜させないで、底面にミラー、白色面等、光を反射する部材を設けるようにしても良い。
【００８４】
また、光散乱導光部５に含有される光散乱粒子は、光散乱導光部５の散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度をτとしたとき、平均散乱回数を示す平均散乱回数値が、上述の光散乱導光部５の長さα／２に対して、５＜α／（２×τ）＜５０の範囲内としている。また、光散乱導光部５の軸方向の長さα／２は、上述の導光体１の軸方向の長さＬに対して、Ｌ／３０＜α／２＜Ｌ／４の範囲内としている。さらに、上述の光散乱導光部５の厚みｔは、上述の導光体１の厚みＴに対して、Ｔ／２０＜ｔ＜Ｔ／２の範囲内としている。しかし、発光装置２０等，および発光装置２０Ｂ，２０Ｃ、ならびに導光体１等の大きさ、長さ、用いる材料等によってこれらの範囲は、適宜変更することができる。
【００８５】
また、第２の実施の形態に係る導光体においては、光散乱導光部５の上述の濁度τの値を、光散乱導光部５以外の第２の実施の形態に係る導光体の値より大きくしている。しかし、発光装置２０等，および発光装置２０Ｂ，２０Ｃ、ならびに導光体１等の大きさ、長さ、用いる材料等によってこれらの範囲は、第２の実施の形態に係る導光体における光散乱導光部５の上述の濁度τの値を、光散乱導光部５以外の第２の実施の形態に係る導光体の値より小さくすることができる。たとえば、第２の実施の形態に係る導光体の長尺方向端部よりも中央部の方が出射光量が多くなるような場合等には、光散乱導光部５以外の第２の実施の形態に係る導光体の濁度τの値をより大きくすることでその導光体全体に渡って均一な出射光量を得ることができる。
【００８６】
さらに、導光体１等には、ＰＭＭＡ製のものを用いているが、その他のアクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルの重合体で、透明性の高い非晶質の合成樹脂であるアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート等の他の透光性樹脂やガラス等を材質としたものを用いることができる。また、入射レンズ３は、平行光形成体として機能する。同じ平行光形成体を得るためには、たとえばＬＥＤ２１を導光体１等とは逆方向に向けて配置した場合、鏡面部材２２が平行光形成体となる。このように凹面反射鏡を平行光形成体としても良い。
【００８７】
また、光散乱粒子の材質、形状、粒径等の諸条件は適宜設定できる。たとえば、光散乱粒子は、その粒子径が２μｍから９μｍの球状かつ透光性のシリコーン粒子としている。しかし、光散乱粒子は、透光部材１内の光を多重散乱するものであれば、その材質、形状、粒子径等を問わず、種々のものを用いることができる。ただし、光散乱導光部５が入射光の前方散乱を適切な範囲で大きくするためには、粒子径が２μｍから９μｍ、より好ましくは５μｍから９μｍの球状かつ透光性のシリコーン粒子を用いることが好ましい。
【００８８】
また、入射光の前方散乱（＝入射光の方向と同方向への散乱）を適切なものとするためには、導光体１等の内部へ入射した光の平均自由行程の調整も重要である。平均自由行程は、たとえば光散乱導光部５の厚みを上述のようにｔとすると、「（１／４）×ｔ」から「（１／２）×ｔ」の範囲とすることが好ましい。平均自由行程を「（１／４）×ｔ」以上とすることで、後方散乱を大きくし過ぎずに、入射光に対する出射光の効率の低下を抑えることができる。平均自由行程を「（１／２）×ｔ」以下とすることで、前方散乱を大きくし過ぎずに、光の強弱の縞状分布を適切に抑制できる。このことは、光散乱粒子として粒子径が２μｍから９μｍまたは５μｍから９μｍの球状かつ透光性のシリコーン粒子を用いた場合に特にあてはまる。
【００８９】
また、導光体１等の両端ではなく一端のみにＬＥＤ２１および／または入射レンズ３を配置することとしても良い。さらに、ＬＥＤ２１および／または入射レンズ３は、導光体１等の両端部または一端に２つ以上配置されていても良い。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ  導光体（光学素子）
３  入射レンズ（凸レンズ）
４，４Ａ  プリズム部（方向転換部）
５  光散乱導光部
６，６Ａ  出射面
７  平坦面
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  発光装置
２１  ＬＥＤ（光源）
Ａ  一方の長尺方向端部からの入射する光を反射する反射面の角度
Ｂ  他方の長尺方向端部からの入射する光を反射する反射面の角度
τ  濁度（散乱係数、散乱パラメータ）
α  光散乱導光部の中心軸方向の長さ
Ｌ  導光部の軸方向の長さ
ｔ  導光部の短尺方向中央部における出射面と直交する方向の光散乱導光部の厚み
Ｔ  出射面と直交する方向の導光部の厚み
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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