(57)【要約】【課題】照明装置において、照度分布のばらつきを抑制するのに有利な技術を提供する。【解決手段】光源１０１と、少なくとも一方の端部に前記光源からの光が入射する入射面１１１、および、光を出射するために長手方向に延在する出射面１１２を備える棒状の導光体１０２と、を含む照明装置１００であって、導光体１０２は、導光体１０２の出射面１１２の側の一部であって、長手方向における入射面１１１の側の一部に配された、光が広がるように拡散反射する拡散反射領域１１５を備え、照明装置１００は、拡散部材１０３をさらに含み、拡散部材１０３は、光源１０１および出射面１１２から出射する光を拡散するように、出射面１１２の上に導光体１０２の長手方向に沿って配される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、少なくとも一方の端部に前記光源からの光が入射する入射面、および、光を出射するために長手方向に延在する出射面を備える棒状の導光体と、を含む照明装置であって、
前記導光体は、前記導光体の前記出射面の側の一部であって、前記長手方向における前記入射面の側の一部に配された、光が広がるように拡散反射する拡散反射領域を備え、
前記照明装置は、拡散部材をさらに含み、
前記拡散部材は、前記出射面から出射する光を拡散するように、前記出射面の上に前記導光体の前記長手方向に沿って配されることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記拡散部材が、前記導光体のうち少なくとも一部の上および前記光源の上に配され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】
前記拡散部材が、前記導光体のうち前記拡散反射領域が配された部分と前記拡散反射領域が配されていない部分との境界の上に配され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】
前記拡散部材が、前記導光体の全体の上に配されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記拡散部材の光の拡散度合いが、前記長手方向において一定であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記拡散部材の光の拡散度合いが、前記長手方向において変化することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記導光体は、第１の部分と、前記第１の部分よりも前記光源から遠い第２の部分と、を有し、
前記拡散部材の光の拡散度合いが、前記拡散部材のうち前記第１の部分の上に配された部分よりも前記拡散部材のうち前記第２の部分の上に配された部分の方が低いことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記拡散部材は、前記出射面と対向する第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を備える板形状を有し、
前記第１の面および前記第２の面のうち少なくとも一方が、粗面であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記拡散部材が、光を散乱するための粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記拡散部材が、前記導光体と離間して配されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記拡散部材が、前記導光体と接していることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記導光体が、前記出射面と対向するように配された反射パターンをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記照明装置は、前記光源および前記導光体を収容するフレームをさらに含み、
前記拡散部材が、前記フレームに支持されることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
被照明体を照明する請求項１乃至１３の何れか１項に記載の照明装置と、
前記被照明体の光を集光する集光体と、
前記集光体からの光を受光するラインセンサと、を含み、
前記拡散部材が、前記導光体のうち前記ラインセンサの有効読取領域に対応する領域の上に配されることを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項１５】
被照明体を照明する請求項１乃至１２の何れか１項に記載の照明装置と、
前記被照明体の光を集光する集光体と、
前記集光体からの光を受光するラインセンサと、
前記照明装置、前記集光体および前記ラインセンサを収容するセンサフレームと、を含み、
前記拡散部材が、前記導光体のうち前記ラインセンサの有効読取領域に対応する領域の上に配され、前記センサフレームに支持されることを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項１６】
前記被照明体と前記ラインセンサとの間に、前記拡散部材よりも光の拡散度合いが高い部材が配されないことを特徴とする請求項１４または１５に記載のイメージセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置およびイメージセンサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）などに用いられる照明装置は、長手方向（主走査方向）における照度分布をより均一にすることが求められる。特許文献１には、導光体の周面の一部に長手方向に延在する帯状領域が形成され、この帯状領域に基準点から放射状に延びる突起部を有する放射状微細体が２次元配列された光反射体によって、照度分布を均一化することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１６／１３３２１６号
【特許文献２】特開２０１５−１５４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、放射状微細体を、導光体の光を出射する出射面と対向する位置に光源素子の近傍では粗、光源素子から遠方となるほど密に配置することで照明の主走査方向均一性を確保することが示されている。しかしながら、放射状微細体の形状や放射状微細体の配置などの設計が煩雑で、局所的な明るさのばらつきを生じる場合がある。特許文献２には、照度分布の均一性を高めるために出射面と対向して配された主走査反射パターンに加えて、出射面の側に配された副走査反射パターンを備える導光体が示されている。副走査反射パターンは、光が入射する入射面の近傍に配されるが、副走査反射パターンが配された部分と配されていない部分とで、照度分布にばらつきが生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、照明装置において、照度分布のばらつきを抑制するのに有利な技術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】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る照明装置は、光源と、少なくとも一方の端部に光源からの光が入射する入射面、および、光を出射するために長手方向に延在する出射面を備える棒状の導光体と、を含む照明装置であって、導光体は、導光体の出射面の側の一部であって、長手方向における入射面の側の一部に配された、光が広がるように拡散反射する拡散反射領域を備え、照明装置は、拡散部材をさらに含み、拡散部材は、出射面から出射する光を拡散するように、出射面の上に導光体の長手方向に沿って配されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記手段によって、照明装置において、照度分布のばらつきを抑制するのに有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る照明装置の概略を説明する図。
【図２】図１の照明装置の拡散部材の支持方法の概略を説明する図。
【図３】図１の照明装置が組み込まれたイメージセンサユニットの概略を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る照明装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。各図は、構造ないし構成を説明する目的で記載された模式図に過ぎず、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。また、以下の説明および図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。
【００１０】
図１、２を参照して、本発明の実施形態による照明装置１００について説明する。図１（ａ）、１（ｂ）は、本実施形態の照明装置１００の概略を示す図である。照明装置１００は、例えば、密着イメージセンサ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ：ＣＩＳ）などに用いられる。このため、照明装置１００は、被照明体を照明するための光源１０１と、光源１０１から入射する光を長手方向に導光するための棒状の導光体１０２を含む。光源１０１には、例えば、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）が用いられる。導光体１０２は、少なくとも一方の端部に光源１０１からの光が入射する入射面１１１を備え、および、導光体１０２の内部の光を出射するために長手方向に延在する出射面１１２を備える。
【００１１】
導光体１０２は、導光体１０２の中を伝搬する光が出射面１１２からむらなく出射されるように、出射面１１２の側に光が拡散反射し広がるように配された拡散反射領域１１５を含む。拡散反射領域１１５は、導光体１０２の出射面１１２の側の一部であって、長手方向における入射面１１１の側の一部に配される。拡散反射領域１１５は、図１（ａ）、１（ｂ）に示されるように、出射面１１２の側の入射面１１１側の端部から配されていてもよい。さらに、導光体１０２は、出射面１１２と対向するように配された反射パターン１１３を含んでいてもよい。例えば、反射パターン１１３は、特許文献１に示されるように、放射状の反射体１１４が２次元に配列されていてもよい。この場合、反射体１１４のパターン密度が、光源１０１から離れるにしたがって密になることによって、長手方向の照明の均一性が確保されうる。しかしながら、反射体１１４のような点状のパターンを用いた場合、出射面１１２から出射された光の照度分布において、輝点が生じる場合がある。また、例えば、反射パターン１１３として、特許文献２に示されるように、導光体１０２の出射面１１２と対向する位置に、導光体１０２の長手方向と交差する方向に凹凸構造などを設けてもよい。しかしながら、導光体１０２の長手方向と交差する方向の凹凸構造を用いた場合、出射面１１２から出射される光の照度分布において、輝線が生じる場合がある。このように、反射パターン１１３によって生成される照度分布にむらがある場合でも、拡散反射領域１１５が配されることによって照度分布のばらつきを緩和することができる。しかしながら、拡散反射領域１１５は、導光体１０２の出射面１１２の側のうち入射面１１１に近い側の一部に配される。このため、出射面１１２から出射された光の照度分布において、拡散反射領域１１５が配された部分と配されていない部分との間でばらつきが生じる場合がある。このように、照度分布に局所的な明るさのばらつきを生じてしまう場合、照明装置１００が組み込まれたＣＩＳにおいて、読み取り画像に影が生じてしまう可能性がある。
【００１２】
この照度分布のばらつきを抑制するために、本実施形態において、照明装置１００は、拡散部材１０３をさらに含む。拡散部材１０３は、出射面１１２から出射する光を拡散するように、出射面１１２の上に導光体１０２の長手方向に沿って配される。ここで、出射面１１２の「上」とは、導光体１０２の出射面１１２から出射された光が進む方向のことを示す。拡散部材１０３は、導光体１０２のうち少なくとも一部の上および光源１０１の上に配されてもよい。また、拡散部材１０３は、図１（ａ）、１（ｂ）に示されるように、導光体１０２のうち拡散反射領域１１５が配された部分と拡散反射領域１１５が配されていない部分との境界の上に配されてもよい。また、拡散部材１０３が、導光体１０２の全体の上に配されていてもよい。出射面１１２から出力される光が、輝点や輝線などの照度分布のばらつきを有していても、照明装置１００が拡散部材１０３を備えることによって、拡散部材１０３が光を拡散し、照度分布のばらつきを抑制できる。また、拡散部材１０３が、光源１０１の上に配された場合、照明装置１００のうち最も輝度の高い光源１０１付近の照度分布のばらつきを抑制できる。
【００１３】
例えば、導光体１０２が反射パターン１１３を備え、導光体１０２の長手方向において、光源１０１からの距離に依存する照度分布が小さい場合、拡散部材１０３の光の拡散度合いが、前記長手方向において一定であってもよい。光の拡散度合いが一定のため、拡散部材１０３の選定の自由度が高まる。
【００１４】
また、導光体１０２の長手方向において、光源１０１からの距離に依存する照度分布が存在する場合、拡散部材１０３の光の拡散度合いが、前記長手方向において変化してもよい。導光体１０２のうち光源１０１に近い部分は、出射面１１２から出射される光の照度が高くなりうる。そこで、拡散部材１０３の光の拡散度合いが、拡散部材１０３のうち導光体１０２の光源１０１に近い部分に配された部分よりも、拡散部材１０３のうち導光体１０２の光源１０１から離れた部分の上に配された部分の方が低くてもよい。結果として、照明装置１００から出射される光の照度分布のばらつきが小さくなる。例えば、導光体１０２の一端に光源１０１が配される場合、拡散部材１０３のうち光源１０１が配される端部の光の拡散度合いが最も高く、拡散部材１０３のうち光源１０１から離れた側の端部の光の拡散度合いが最も低くなりうる。また、例えば、導光体１０２の両端に光源１０１が配される場合、拡散部材１０３のうち両端部の光の拡散度合いが最も高く、拡散部材１０３のうち中央部の光の拡散度合いが最も低くなりうる。光の拡散度合いは、グラデーション状に徐々に変化してもよいし、段階的に変化してもよい。
【００１５】
拡散部材１０３は、図１（ａ）、１（ｂ）に示されるように、出射面と対向する面１２１と、面１２１とは反対側の面１２２と、を備える板形状を有し、面１２１および面１２２のうち少なくとも一方が、粗面であることで光を拡散してもよい。例えば、拡散部材１０３が、板状のすりガラスであってもよい。また、拡散部材１０３が、光を散乱するための粒子を含んでいてもよい。例えば、拡散部材１０３は、乳白色の粒子を含有する板状のガラスや樹脂であってもよい。また、例えば、拡散部材１０３は、酸化チタンや硫酸バリウムなどの無機粒子を含有するガラスや樹脂であってもよい。また、例えば、拡散部材１０３は、光を散乱するための粒子を含有するすりガラスであってもよい。また、上述の光の拡散度合いは、拡散部材１０３の面１２１、１２２の表面粗さや、光を散乱するための粒子の含有量で調整することができる。
【００１６】
拡散部材１０３は、図１（ａ）に示されるように、導光体１０２と離間して配されていてもよい。また、拡散部材１０３は、図１（ｂ）に示されるように、導光体と接していてもよい。照明装置１００の形状や大きさに応じて、適宜選択すればよい。また、導光体１０２が、反射体１１４（反射パターン１１３）を備えていなくてもよい。照明装置１００は、少なくとも拡散反射領域１１５が備わる導光体１０２と拡散部材１０３とを含む。
【００１７】
また、照明装置１００は、図２（ａ）の斜視図に示されるように、光源１０１および導光体１０２を収容するフレーム２０１を含む。図２（ｂ）は、図２（ａ）の破線２００での断面図を示す。図２（ａ）、２（ｂ）に示されるように、拡散部材１０３は、フレーム２０１に支持されていてもよい。図２（ａ）、２（ｂ）に示される構造では、拡散部材１０３は、フレーム２０１と直接、結合しているが、支持部材（不図示）などを介して、拡散部材１０３とフレーム２０１とが結合していてもよい。
【００１８】
以下、上述の実施形態に係る照明装置１００の応用例として、照明装置１００が組み込まれたイメージセンサユニット３００について例示的に説明する。図３は、上述の照明装置１００が組み込まれたイメージセンサユニット３００の概略を示す図である。
【００１９】
イメージセンサユニット３００は、被照明体３０４を照明する照明装置１００と、被照明体３０４の光を集光する集光体３０２と、集光体３０２からの光を受光するラインセンサ３０３と、を含む。また、イメージセンサユニット３００は、照明装置１００、集光体３０２およびラインセンサ３０３を収容するセンサフレーム３０１を含む。拡散部材１０３は、導光体１０２のうちラインセンサ３０３の有効読取領域に対応する領域の上に配されうる。
【００２０】
照明装置１００の導光体１０２から出射された光は、拡散部材１０３を通り、イメージセンサユニット３００のセンサフレーム３０１に設けられた窓３０５を介して被照明体３０４に照射される。被照明体３０４に照射された光は、被照明体３０４で反射され、窓３０５および集光体３０２を介してラインセンサ３０３に入射する。このとき、拡散部材１０３と被照明体３０４との間および被照明体３０４とラインセンサ３０３との間に、拡散部材１０３よりも光の拡散度合いが高い部材が配されない。つまり、窓３０５や集光体３０２は、拡散部材１０３よりも光の拡散度合いが低い材料で構成されうる。例えば、窓３０５の表面は、拡散部材１０３の面１２１、１２２よりも平坦であってもよい。また、例えば、窓３０５は、上述のような光を散乱する粒子を含まなくてもよい。
【００２１】
また、拡散部材１０３は、上述のように、照明装置１００のフレーム２０１に支持されるだけに限られない。例えば、拡散部材１０３は、支持部材（不図示）などを介して、センサフレーム３０１に固定、支持されていてもよい。
【００２２】
上述のように、照明装置１００に拡散部材１０３が配されることによって、照明装置１００から出射される光において、輝点や輝線などの照度分布のばらつきが抑制される。結果として、拡散部材１０３を備える照明装置１００が組み込まれたイメージセンサユニット３００において、取得される画像の画質が向上しうる。
【００２３】
以上、本発明に係る実施形態および実施例を示したが、本発明はこれらの実施形態および実施例に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。
【符号の説明】
【００２４】
１００：照明装置、１０１：光源、１０２：導光体、１０３：拡散部材、１１１：入射面、１１２：出射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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