(57)【要約】【課題】  光源と導光体との位置関係を良好に保ちつつ、光利用効率の低下の抑制及び小型化が可能な照明装置を提供すること。【解決手段】  光源１０１と、光源１０１からの光を被照射面に導く導光体１１０と、を備える照明装置１０００であって、光源１０１及び導光体１１０は、保持部材１０３により保持されており、導光体１１０は、光源１０１からの光が入射する入射面１１１と、入射面１１１からの光が被照射面に向かって出射する出射面１１２と、入射面１１１からの光を出射面１１２に導く導光面１１４と、を有しており、導光面１１４は、空気を介して保持部材１０３と対向する対向領域１０５を含む。【選択図】  図１
2015104056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光を被照射面に導く導光体と、を備える照明装置であって、
前記光源及び前記導光体は、保持部材により保持されており、
前記導光体は、前記光源からの光が入射する入射面と、該入射面からの光が前記被照射面に向かって出射する出射面と、前記入射面からの光を前記出射面に導く導光面と、を有しており、
前記導光面は、空気を介して前記保持部材と対向する対向領域を含むことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源は、第１の方向に配列された複数の発光部を有す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】
前記光源の出射面に垂直な方向において、前記保持部材の長さをｗ、前記保持部材における前記導光面と対向する領域の長さをｄ、とする時、
ｄ＞ｗ／２
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記導光体は、前記導光面に設けられた突起部を有しており、該突起部を介して前記保持部材により保持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源は、第１の方向に配列された複数の発光部を有しており、前記突起部は、前記第１の方向に伸びていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記突起部は、前記対向領域における前記出射面側の端部に設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記突起部が、さらに前記対向領域における前記入射面側の端部に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記導光面は、前記保持部材に対して角度を有するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記保持部材と前記導光面とのなす角度は、５°以上であることを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記導光体は、前記入射面と前記導光面とが成すエッジ部を介して前記保持部材により保持されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記導光体は、前記入射面よりも前記光源側に延設された延設部を有しており、該延設部を介して前記保持部材により保持されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記入射面と前記導光面とのなす角度は、９０°以上であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記被照射面に配置された原稿を照明する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の照明装置と、前記原稿からの光を受光する受光部と、前記原稿からの光を前記受光部に導く結像部と、を備えることを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明装置に関し、イメージスキャナー、複写機、ファクシミリなどの画像読取装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、被照射面（原稿面）を照明して線順次方式で読み取る画像読取装置において、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの点光源を用いた照明装置が採用されている。また、透明部材からなる導光体を用いて、光源からの光を効率よく被照射面に導くことができる構成が知られている。このような導光体を備える照明装置においては、装置全体の小型化だけでなく、光源と導光体の入射面との位置関係を正確に保ち、かつ光利用効率を高めることが求められる。
【０００３】
特許文献１には、ＬＥＤが実装される基板上に導光体を設置することで、ＬＥＤと導光体との位置関係を保ち、かつ導光体の基板に接する面を反射面にすることで、光が導光体の外部へ出て光利用効率が低下することを抑制した照明装置が開示されている。さらに、特許文献２には、導光体の入射面のうちＬＥＤに対向していない部分に凸部を延設し、その凸部を介して導光体を基板上に固定する構成を採ることで、導光体の部品費を低減した照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５２３１０号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３５６７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、特許文献１に記載の構成においては、基板と導光体とが接着剤や両面テープ等の固定部材により固定されており、導光体における基板と対向する部分が固定部材に密着している。そのため、導光体の入射面からの光の一部が固定部材に入射し、固定部材において光の吸収、散乱、乱反射などが起こり、被照射面に導光される光が減少して光利用効率が低下してしまう。
【０００６】
また、特許文献２に記載の構成においては、基板の一方の端部にＬＥＤが実装されており、他方の端部の周辺の領域に回路が実装されている。この時、導光体はＬＥＤが実装されている端部の外側に向かって伸びているため、その反対側（基板において回路が実装されている領域の上方）がデッドスペースとなってしまい、照明装置の小型化の余地が残る。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、光源と導光体との位置関係を良好に保ちつつ、光利用効率の低下の抑制及び小型化が可能な照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての照明装置は、光源と、該光源からの光を被照射面に導く導光体と、を備え、前記光源及び前記導光体は、保持部材により保持されており、前記導光体は、前記光源からの光が入射する入射面と、該入射面からの光が前記被照射面に向かって出射する出射面と、前記入射面からの光を前記出射面に導く導光面と、を有しており、前記導光面は、空気を介して前記保持部材と対向する対向領域を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光源と導光体との位置関係を良好に保ちつつ、光利用効率の低下の抑制及び小型化が可能な照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る照明装置の要部概略図。
【図２】本発明の実施形態に係る照明装置を備えた画像読取装置の要部概略図。
【図３】比較例に係る照明装置の要部概略図。
【図４】本発明の効果を説明するための図。
【図５】本発明の実施例２に係る照明装置の要部概略図。
【図６】本発明の実施形態に係る導光体の成形方法を説明するための図。
【図７】本発明の実施例３に係る照明装置の要部概略図。
【図８】本発明の変形例に係る導光体の要部概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
［実施例１］
図１は、実施例１に係る照明装置１０００の要部概略図であり、図１（ａ）はＺＸ断面図、図１（ｂ）はＹＺ断面図である。本実施例に係る照明装置１０００は、保持部材（基板）１０３に実装された光源１０１と、保持部材１０３により保持された導光体１１０と、を備えている。光源１０１は、Ｘ方向（第１の方向）に配列された複数の発光部（ＬＥＤ）を有している。導光体１１０は、光源１０１からの光が入射する入射面１１１と、入射面１１１からの光が被照射面（原稿面）に向かって出射する出射面１１２と、入射面１１１からの光を出射面１１２に導く導光面１１３及び１１４と、を有している。本実施例に係る導光体１１０は、固定部材（白色両面テープ）１０２によって保持部材１０３上に固定されており、導光体１１０の材料としてはアクリル樹脂が採用されている。  
【００１４】
図２は本実施例に係る照明装置１０００を備えた画像読取装置２０００の要部概略図である。本実施例に係る画像読取装置２０００は、照明装置１０００、折り返しミラー２０７ａ〜２０７ｄ、結像部２０８、及び受光部（ラインセンサー）２０９、を保持するキャリッジ２００と、原稿２０３を保持する原稿台ガラス２０２と、を備えている。照明装置１０００から出射した光は、読取窓２０６を通って原稿２０３における読み取り領域に導光される。そして、その読み取り領域にて反射又は散乱された光は、読取窓２０６、折り返しミラー２０７ａ〜２０７ｄ、及び結像部２０８、の夫々を通って、受光部２０９の受光面上に集光される。
【００１５】
画像読取装置２０００は、原稿２０３に対してキャリッジ２００を図中の矢印Ａの方向（副走査方向）へ移動させることにより、原稿２０３を走査して画像情報を読み取っている。なお、キャリッジ２００を移動させる代わりに、キャリッジ２００に対して原稿２０３を移動させることにより、キャリッジ２００と原稿２０３との相対位置を変更させてもよい。読み取られた画像情報は、インターフェースを通じて不図示の画像処理部、あるいはパーソナルコンピュータなどの外部機器に送信される。
【００１６】
次に、本実施例に係る照明装置の構成について、比較例を用いて詳細に説明する。図３は、比較例に係る照明装置の要部概略図（ＹＺ断面図）である。光源３０１は複数の発光部（ＬＥＤ）を有しており、各ＬＥＤは一般的にランバート照明を行う。すなわち、各ＬＥＤは出射面３０４の法線方向に対して±９０度の範囲に光を出射しており、その法線方向に出射する光の強度が最大となる。図３に示したように、保持部材（基板）３０３に対して出射面３０４が垂直になる構成はサイドビュー型と呼ばれており、液晶ディスプレイのバックライトなどの様々な分野で用いられている。
【００１７】
このような光源３０１と導光体３１０とを用いて、高い光利用効率を有する照明装置を構成するためには、光源３０１と導光体３１０との相対位置がずれないように夫々を保持することが求められる。そこで、光源３０１と導光体３１０との位置関係を正確に保つために、光源３０１が実装される保持部材（基板）３０３により導光体３１０を保持し、光源３０１の出射面３０４と導光体３１０の入射面３１１とを近接して配置する方法が考えられる。
【００１８】
この時、図３に示したように、導光体３１０は固定部材（両面テープや接着剤など）３０２によって保持部材３０３上に固定されている。そのため、導光体３１０と固定部材３０２との界面は空気接触面ではなくなり、その界面での全反射条件が厳しく（全反射するために必要な入射角が大きく）なってしまう。よって、導光体３１０の入射面３１１に入射して導光体３１０と固定部材３０２との界面に到達した光の一部は、全反射されずに固定部材３０２により吸収又は散乱されてしまい、被照射面に導光される光が減少してしまうことになる。
【００１９】
対して、本実施例おいては、図１に示したように、導光体１１０の導光面１１４が、空気を介して保持部材１０３と対向する対向領域１０５を含むように構成している。具体的には、導光面１１４に突起部１１５及び１１６を設け、その突起部１１５及び１１６を介して導光体１１０を保持部材１０３に固定することにより、固定部材１０２と導光面１１４とが密着しないように構成している。これにより、導光体１１０の導光面１１４の略全域が空気接触面となるため、導光面１１４における全反射により光を効率良く出射面１１２に導光することができる。したがって、保持部材１０３上方のデッドスペースを有効活用して照明装置の小型化を実現すると共に、固定部材１０２における吸収や散乱によって被照射面に到達する光量が低下することを抑制することができる。
【００２０】
なお、本実施例においては、突起部１１５及び１１６を、光源１０１が有する複数の発光部の配列方向（Ｘ方向）に伸びた線状形状とし、夫々を対向領域１０５における入射面１１１側の端部及び出射面１１２側の端部に設けている。この構成により、突起部１１５及び１１６の大きさを低減し、且つ導光体１１０の安定性を高めることができる。
【００２１】
ここで、導光面１１４が対向領域１０５を含むように導光体１１０を配置することの効果について説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は、導光体４１０の長さ（入射面４１１から出射面４１２までの距離）が互いに異なる照明装置の構成を示す図である。この時、図４（ａ）及び（ｂ）において、照明装置全体の大きさは互いに等しいため、保持部材４０３の端部から出射面４１２までの距離と、出射面４１２から被照明面４２０までの距離と、光源４０１における発光部の配列ピッチと、が互いに等しくなっている。
【００２２】
出射面４１２から被照明面４２０までの距離が等しい場合、図４（ａ）の構成よりも、図４（ｂ）のように導光体４１０の長さが大きい構成の方が、被照明面４２０上において各発光部からの光同士が重なり合う領域が大きくなる。したがって、図４（ｂ）の構成によれば、光源４０１における発光部の数を減らしたとしても、照明装置の大型化を抑制し、且つ各発光部の配列方向（Ｘ方向）において所望の光量分布を得ることができる。
【００２３】
本実施例においては、図１に示したように、光源１０１の出射面１０４に垂直な方向（Ｚ方向）において、保持部材１０３の長さをｗ、保持部材１０３における導光面１１４と対向する領域の長さをｄ、とする時、以下の条件式（１）を満たす構成を採っている。
ｄ＞ｗ／２    ・・・（１）
【００２４】
条件式（１）を満たす構成を採ることにより、保持部材１０３における導光面１１４と対向する領域の長さを十分に確保することができる。よって、条件式（１）を満たす構成と満たさない構成とを比較すると、保持部材１０３及び導光体１１０の長さが互いに等しい場合、条件式（１）を満たす構成の方が照明装置を小型化しつつ光源１０１における発光部の数を少なくすることができる。さらに、以下の条件式（２）を満たすように構成することがより好ましい。
ｄ＞ｗ／４    ・・・（２）
【００２５】
以上、本実施例に係る照明装置によれば、光源と導光体との位置関係を良好に保ちつつ、光利用効率の低下の抑制及び小型化を実現することができる。
【００２６】
［実施例２］
図５は、実施例２に係る照明装置５０００の要部概略図であり、図５（ａ）はＺＸ断面図、図５（ｂ）はＹＺ断面図である。本実施例が実施例１に対して主に異なる点は、導光体５１０の導光面５１４が保持部材（基板）５０３に対して角度を有するように配置されているという点である。
【００２７】
具体的には、導光体５１０は、導光体５１０の入射面５１１と導光面５１４とが成す交線（エッジ部）５０７と、導光面５１４に設けられた突起部５１５と、を介して保持部材５０３に固定されている。これにより、エッジ部５０７を軸として導光面５１４を角度θだけ傾斜させることができ、導光面５１４が、空気を介して保持部材５０３と対向する対向領域５０５を含むように構成することができる。すなわち、固定部材５０２と導光面５１４とが密着しないように構成することができるため、固定部材５０２における吸収や散乱によって被照射面に到達する光量が低下することを抑制することができる。
【００２８】
ここで、突起部５１５は、対向領域５０５における出射面５１２側の端部のみに設けられており、本実施例では実施例１よりも突起部を減らすことができている。また、突起部５１５の形状は、実施例１と同様に、光源５０１が有する複数の発光部の配列方向（Ｘ方向）に伸びた線状形状である。なお、固定部材５０２における光の吸収や散乱を抑制するためには、保持部材５０３と導光面５１４とのなす角度θを５°以上に設定することが好ましい。
【００２９】
また、図５に示したように、本実施例に係る導光体５１０は、入射面５１１と導光面５１４とのなす角度αが９０°以上（鈍角）となるように構成されている。この理由について、図６を用いて詳細に説明する。
【００３０】
図６は、金型（鏡面駒６１１及び６１２）を用いて導光体６００を射出成形される様子を示した図である。画像読取装置が備える照明装置に用いられる導光体６００のように、Ｚ方向の長さよりもＸ方向の長さの方が長い部材を射出成形する場合、図６に示したように、導光体６００がＹ方向に離型されるよう金型を設計するのが一般的である。この時、導光体６００の入射面６０１と導光面６０２とが直角であると、射出成形された導光体６００を離型する際に、入射面６０１が鏡面駒６１２に引っ掛かり、導光体６００が変形してしまう可能性がある。
【００３１】
そこで、本実施例では、入射面６０１と導光面６０２との成す角度が９０°以上となるように、鏡面駒６１２の鏡面に傾斜（抜き勾配）を付けている。これにより、導光体６００の離型を容易にすることができ、導光体６００が変形することを抑制することが可能になる。なお、本実施例においては、鏡面駒６１２の鏡面に、導光面６０２に対して設けられる突起部を成形するための溝部（不図示）が設けられているため、導光体６００の離型を容易にするには上記構成が特に有効である。
【００３２】
以上、本実施例に係る照明装置によれば、光源と導光体との位置関係を良好に保ちつつ、光利用効率の低下の抑制及び小型化を実現することができる。
【００３３】
［実施例３］
図７は、実施例３に係る照明装置７０００の要部概略図であり、図７（ａ）はＺＸ断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ’断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。本実施例が実施例２に対して主に異なる点は、導光体７１０が、突起部の代わりに、入射面７１１よりも光源７０１側に延設された延設部７１５を有しており、その延設部７１５を介して保持部材７０３に固定されているという点である。
【００３４】
具体的には、本実施例に係る導光体７１０は、図７（ｃ）に示したように、光源７０１が有する発光部が配置されていない領域において、入射面７１１に対して光源７０１側に延設された延設部７１５を有している。本実施例においては、延設部７１５に突起部を設けており、その突起部を保持部材７０３に設けられた穿孔（接着剤だまり）７０４に嵌合して、ＵＶ接着材の塗布及びＵＶ照射を行うことで、導光体７１０を保持部材７０３に固定している。
【００３５】
この構成によれば、導光面７１４に対して突起部を設けずに、且つ固定部材を用いずに、導光面７１４を保持部材７０３に対して傾斜させて配置することができる。これにより、対向領域７０５を十分に確保することができるため、固定部材における吸収や散乱によって被照射面に到達する光量が低下することを抑制することができる。なお、本実施例においては、図７（ａ）に示したように、導光体７１０に対して複数の延設部７１５を設けることにより導光体７１０の安定性を高めているが、延設部７１５を１つだけ設ける構成としても本発明の効果を得ることができる。
【００３６】
以上、本実施例に係る照明装置によれば、光源と導光体との位置関係を良好に保ちつつ、光利用効率の低下の抑制及び小型化を実現することができる。
【００３７】
［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３８】
実施例１及び２においては、導光面に設けられる突起部を、発光部の配列方向の全域渡って伸びた線状形状としているが、これに限られるものではない。例えば、突起部を発光部の配列方向において部分的に設けたり、突起部が伸びる方向を発光点の配列方向以外に設定したり、突起部を点状などの線状以外の形状にしたりしてもよい。また、各実施例において、突起部は対向領域における入射面側の端部又は出射面側の端部に設けられているが、導光体の安定性を保つことができるのであれば、突起部が設けられる位置はこれに限られない。
【００３９】
また、実施例１及び２においては、保持部材における導光面と対向する領域の全域に固定部材を設けているが、これに限られず、エッジ部や突起部と保持部材との間にのみ設けてもよい。実施例３においては、延設部と保持部材とをＵＶ接着材を用いて固定しているが、これに限られず、両面テープや接着剤、ビスなどを用いてもよい。
【００４０】
実施例２及び３においては、入射面と導光面とのなす角度が鈍角となるように導光体を構成しているが、実施例１のように入射面と導光面とのなす角度が直角となるように構成してもよいし、出射面と入射面との成す角度が鈍角となるように構成してもよい。なお、実施例２及び３と同様に、実施例１においても、導光面が保持部材に対して角度を有するように構成したり、入射面と導光面とのなす角度が９０°以上となるように構成したりしてもよい。さらに、実施例３において、導光面に突起部を設けて導光体の安定性をより高める構成としてもよいし、延設部にＹ方向の高さを付けて、対向領域を確保しつつ導光面と保持部材とが平行となるように構成してもよい。
【００４１】
なお、上述した各実施例においては、導光体が１つの導光面及び１つの出射面のみを有する構成について説明したが、これに限られず、複数の導光面又は複数の出射面を有する構成としてもよい。例えば、図８に示す導光体８１０のように、第１の導光面８１４及び第２の導光面８１５を有する構成や、第１の出射面８１２及び第２の出射面８１３を有する構成などを採用することができる。この導光体８１０によれば、入射面８１１第１の導光面８１４及び第２の導光面８１５からの光を、第１の出射面８１２により出射させて直接被照射面に導光し、且つ第２の出射面８１３により透過させて他の光学部材を介して被照射面に導光することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０００  照明装置
１０１  光源
１０３  保持部材
１０５  対向領域
１１０  導光体
１１１  入射面
１１２  出射面
１１４  導光面
【図１】
2015104056.tif 000003
【図２】
2015104056.tif 000004
【図３】
2015104056.tif 000005
【図４】
2015104056.tif 000006
【図５】
2015104056.tif 000007
【図６】
2015104056.tif 000008
【図７】
2015104056.tif 000009
【図８】
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