(57)【要約】【課題】被照射面を効率良く照射すると共に画像読取に適したセンサ出力が得られる光源、照明装置、画像読取装置、およびこれに用いられる導光体を提供する。【解決手段】光源は、透明電極と発光層と反射電極とが積層された積層体を含み、第１の方向に長い光源であって、前記第１の方向において、前記発光層の単位長さあたりの表面積は、中央部よりも端部の方が大きい。また、導光体は、光束が入射する第１の方向に長い入射面と、該入射面からの光束を反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有する導光体であって、前記第１の方向において、前記入射面の単位長さあたりの表面積は、中央部よりも端部の方が大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極と発光層と反射電極とが積層された積層体を含み、第１の方向に長い光源であって、
前記第１の方向において、前記発光層の単位長さあたりの表面積は、中央部よりも端部の方が大きいことを特徴とする光源。
【請求項２】
前記積層体は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に配列された複数の凹凸形状を有することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直な方向であることを特徴とする請求項２に記載の光源。
【請求項４】
前記複数の凹凸形状の深さは、前記中央部よりも前記端部の方が深いことを特徴とする請求項２または３に記載の光源。
【請求項５】
前記積層体は、前記第１の方向に配列された複数の凹凸形状を更に有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の光源。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光源と、該光源からの光束を導光する導光体と、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
前記導光体は、前記光源からの光束が入射する前記第１の方向に長い入射面と、該入射面からの光束を反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有す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】
前記第１の方向において、前記入射面の単位長さあたりの表面積は、中央部よりも端部の方が大きいことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記入射面は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に配列された複数の凹凸形状を有することを特徴とする請求項７または８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直な方向であることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記入射面における前記複数の凹凸形状の深さは、前記中央部よりも前記端部の方が深いことを特徴とする請求項９または１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記入射面は、前記第１の方向に配列された複数の凹凸形状を更に有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記導光体は、前記反射面からの光束を前記出射面に導く曲面を有することを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記入射面における前記複数の凹凸形状は、三角形状もしくは波形形状であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記入射面における前記複数の凹凸形状は、複数の四角錐形状であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記入射面における前記複数の凹凸形状と前記光源における前記複数の凹凸形状とは、接合可能に互いに凹凸が反転した形状であることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記積層体は、前記入射面の上に形成されていることを特徴とする請求項７乃至１６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記光源は、有機ＥＬであることを特徴とする請求項６乃至１７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１９】
原稿を照明する請求項６乃至１８のいずれか１項に記載の照明装置と、前記原稿からの光束を受光する光電変換素子と、を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２０】
光束が入射する第１の方向に長い入射面と、該入射面からの光束を反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有する導光体であって、
前記第１の方向において、前記入射面の単位長さあたりの表面積は、中央部よりも端部の方が大きいことを特徴とする導光体。
【請求項２１】
前記入射面は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に配列された複数の凹凸形状を有することを特徴とする請求項２０に記載の導光体。
【請求項２２】
前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直な方向であることを特徴とする請求項２１に記載の導光体。
【請求項２３】
前記入射面における前記複数の凹凸形状の深さは、前記中央部よりも前記端部の方が深いことを特徴とする請求項２１または２２に記載の導光体。
【請求項２４】
前記入射面は、前記第１の方向に配列された複数の凹凸形状を更に有することを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項２５】
前記反射面からの光束を前記出射面に導く曲面を有することを特徴とする請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項２６】
前記入射面における前記複数の凹凸形状は、三角形状もしくは波形形状であることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項２７】
前記入射面における前記複数の凹凸形状は、複数の四角錐形状であることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の導光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光源、照明装置、画像読取装置、およびこれに用いられる導光体に関し、特にイメージスキャナー、複写機、ファクシミリなど、原稿面を照明して線順次方式で画像読取を行う画像読取装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、イメージスキャナー、複写機、ファクシミリなど、原稿面を照明して線順次方式で画像読取りを行う画像読取装置に用いられる照明装置は、蛍光灯やＬＥＤアレイなどの線状光源や有機ＥＬなどの面発光光源を用いて原稿面を照明していた。
【０００３】
これら画像読取装置用の照明装置として、面発光光源を導光体に密着させて、導光体の周囲を反射部材で覆い、導光体を通して原稿を照明するものが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１８７０５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に開示された従来技術では、画像を読取るための結像光学系である縮小光学系の特性から、レンズの中心を通った光の光量に対し、レンズの周辺を通った光の光量が減衰する。これは、一般にコサイン４乗則（レンズに入射する入射角がθのとき入射後の照度はコサイン４乗に比例する）として知られている。このため、特許文献１では、被照射面である原稿面を照明する線状光が主走査方向に均一に照明していても、結像光学系としてのレンズの中央を通過した光とその周辺を通過した光でセンサの出力値が異なってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、被照射面を効率良く照射すると共に画像読取に適したセンサ出力が得られる光源、照明装置、画像読取装置、およびこれに用いられる導光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る光源は、透明電極と発光層と反射電極とが積層された積層体を含み、第１の方向に長い光源であって、前記第１の方向において、前記発光層の単位長さあたりの表面積は、中央部よりも端部の方が大きいことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る照明装置、画像読取装置は、上記光源を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る導光体は、光束が入射する第１の方向に長い入射面と、該入射面からの光束を反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有する導光体であって、前記第１の方向において、前記入射面の単位長さあたりの表面積は、中央部よりも端部の方が大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被照射面を効率良く照射すると共に画像読取に適したセンサ出力が得られる光源、照明装置、画像読取装置、およびこれに用いられる導光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、第１の実施形態に係る照明装置の副走査断面図、（ｂ）は、Ｚ−Ｙ断面図、（ｃ）は主走査断面図（Ｙ−Ｘ断面図）である。
【図３】本発明の実施形態に係る照明装置を搭載した画像読取装置の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
《第１の実施形態》
（画像読取装置）
図３に、本実施形態に係る照明装置、導光体、光源を搭載した画像読取装置の副走査断面を示す。後に詳述する照明装置としての原稿照明装置１１０から出射された照明光は、原稿台ガラス００１上に置かれた原稿００２を照明する。原稿読取位置００１ａで反射した画像情報を有した光束は、複数の反射ミラー００５を介して結像光学系としての結像レンズ００６に入射する。
【００１４】
そして、原稿読取位置００１ａからの光束は、結像レンズ００６により、紙面垂直方向（後述する主走査方向）に配列された光電変換素子としての一次元光電変換素子（ＣＣＤ）００７で受光される。キャリッジ００４は、副走査方向駆動装置００８により、後述する副走査方向に移動しながら原稿の２次元画像を線順次読取方式で読み取っていく。読み取られた画像情報は、画像処理部００９を経て次の工程に送られる。
【００１５】
（照明装置）
次に、図１乃至図３を参照して、本実施形態に係る照明装置としての原稿照明装置１１０（導光体と光源を備える）について説明する。ここで、図１乃至図３において、Ｙ方向は、有機ＥＬ光源１０１が長尺に形成されている方向であり、主走査方向と定義する。また、Ｘ方向は、キャリッジ００４が原稿台ガラス００２と相対的に移動する方向であり、副走査方向と定義する。また、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向をＺ方向と定義する。また、有機ＥＬ光源１０１が長尺に形成されている方向に垂直な断面であるＺＸ断面を副走査断面、ＹＸ断面を主走査断面と定義する。
【００１６】
１）導光体
図１は、本実施形態に係る導光体１０９の斜視図である。本実施形態では、導光体１０９の材料はアクリル樹脂であり、導光体１０９は射出成型によって形成される。そして、導光体１０９の出射面１０７から出射された照明光束は、図３の原稿台ガラス００１上に置かれた原稿面を照明する。
【００１７】
導光体１０９の入射面１０８は、一方向（本実施形態では長手方向（主走査方向）であるＹ方向に交差するＺ方向）に周期的な第１の凹凸構造を備える。即ち、入射面１０８は、図１の拡大断面に示すように副走査断面において、傾斜面を含む多面形状（より具体的には、Ｚ方向という一方向に周期性をもっている三角形状の多面形状）を反射手段１０５に向くように形成している。ここで、導光体１０９は、透明基板の役割を成している。
【００１８】
ここで、導光体１０９の入射面１０８は、更に、長手方向（Ｙ方向）において単位長さあたりの第１の凹凸構造における１つの凹凸部の表面積が中央部に比べ端部で大きい形状を備えている。具体的には、第１の凹凸構造は、長手方向（Ｙ方向）において凹凸部の深さが中央部に比べ端部で深い形状を成している。凹凸部の深さが深くなると、三角形状における斜辺の長さが長くなることで、長手方向（Ｙ方向）において単位長さあたりの第１の凹凸構造における１つの凹凸部の表面積が中央部に比べ端部で大きくなる。
【００１９】
本実施形態の導光体１０９の入射面１０８における「端部」とは、長手方向（Ｙ方向）の両端側において夫々導光体１０９の入射面１０８の長手方向の全長の４０％以内の領域である。また「中央部」とは、長手方向（Ｙ方向）の中心側において導光体１０９の入射面１０８の長手方向の全長の２０％以内の領域である。
【００２０】
これは、後述する光源に関しても同様であり、本実施形態の光源における「端部」とは、長手方向（Ｙ方向）の両端側において夫々光源の全長の４０％以内の領域である。また「中央部」とは、長手方向（Ｙ方向）の中心側において光源の長手方向の全長の２０％以内の領域である。
【００２１】
図１で、入射面１０８に隣接する側面のうち、第１の凹凸構造が周期的に配列される方向（Ｚ方向）の側面（上下面）には、反射手段１０５が形成され、入射面１０８に入射し更に上下面に到達する光を到達角にかかわらず反射させる。反射手段１０５としては、例えば反射膜が用いられる。
【００２２】
２）光源
本実施形態において、透明基板の役目を成す導光体１０９の入射面１０８の上に、長手方向（Ｙ方向）に伸びた光源（面発光光源としての有機ＥＬ光源１０１）が、以下の積層体として構成されて、接合される。即ち、導光体１０９の入射面１０８の上に積層体（入射面１０８の上から順に透明電極１０２と発光層１０３と反射電極１０４）が蒸着される。有機ＥＬ光源１０１の主走査方向を原稿幅と略同寸法とすることで、原稿面において主走査方向全域に照明することができる。
【００２３】
ここで、有機ＥＬ光源１０１における透明電極１０２と発光層１０３と反射電極１０４の夫々が、導光体の第１の凹凸構造に対応してＺ方向に周期的な第２の凹凸構造を備える。そして、長手方向において単位長さあたりの発光層１０３における１つの凹凸部の表面積が、中央部に比べ端部で大きい形状を備える。
【００２４】
具体的には、第２の凹凸構造は、長手方向（Ｙ方向）において凹凸部の深さが中央部に比べ端部で深い形状を成している。凹凸部の深さが深くなると、三角形状における斜辺の長さが長くなることで、長手方向（Ｙ方向）において単位長さあたりの第２の凹凸構造における１つの凹凸部の表面積が中央部に比べ端部で大きくなる。
【００２５】
３）導光作用
図２（ａ）は、本実施形態に係る照明装置の副走査断面図、図２（ｂ）は、Ｚ−Ｙ断面図、図２（ｃ）は主走査断面図（Ｙ−Ｘ断面図）を示す。図２（ａ）に示されるように、有機ＥＬ光源１０１から出射された複数の光束の各々は、導光体１０９の副走査断面内で三角形状の入射面１０８を通過する。そして、導光体１０９の上下の側面における反射手段１０５で反射（正反射）を繰り返しながら、副走査方向前方の曲面反射面１０６で反射し、出射面１０７を経て、原稿面００１上の原稿読取位置００１ａに到達する。
【００２６】
なお、本実施形態においては、曲面反射面１０６は、副走査方向に収束させる凸形状の正のパワーを有するが、曲面反射面１０６が凹形状の負のパワーを有する面となっていても良い。
【００２７】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、導光体１０９の上下側面に反射手段１０５を設けることで、臨界角以下の角度の光束も導光体外部に漏れることなく原稿面に導くことができる。そして、発光層に関し、長手方向（主走査方向）において中央部に比べ端部で三角形状（凹凸構造の一つの凹凸部）を深くすることで、発光面積が増加して主走査端部の光量を上げることができる。これにより、結像光学系としてのレンズの中央を通過した光とその周辺を通過した光でセンサの出力値を同じにすることができる。
【００２８】
また、導光体１０９の入射面１０８を透明基板として機能させることで、光源装置との一体化により、低コスト化と小型化が図れる。
【００２９】
なお、曲面反射面１０６が全反射面の場合には、低コスト化を図ることができる。これに対し、曲面反射面１０６が反射率７０％以上の金属薄膜をコーティングしている場合には、臨界角以下の入射角の入射光であっても反射させることができ、導光体の形状自由度を高めると共に小型化に供する。
【００３０】
《第２の実施形態》
以下、図４を参照して、本発明の第２の実施形態に係る照明装置１１０について説明する。導光体の凹凸構造（第１の凹凸構造）の副走査断面内の形状に関して、第１の実施形態では三角形状であったが、本実施形態では波形形状とした点が第１の実施形態と異なり、他の点は第１の実施形態と同じである。図４において、図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００３１】
図４で、透明基板の役割を成す導光体１０９の入射面２０８は、Ｚ方向に波状の凹凸形状を反射手段１０５に向くように形成している。入射面２０８の上に透明電極２０２、発光層２０３、反射電極２０４が積層体として蒸着されており、主走査方向に形成された有機ＥＬ光源２０１となる。有機ＥＬ光源２０１の主走査方向を原稿幅と略同寸法とすることで原稿面において主走査方向全域に照明することができる。
【００３２】
ここで、主走査方向の中央部に比べ端部で波状を深くすることにより、端部での発光面積を増加させて主走査方向の端部での光量を上げることができる。これにより、結像光学系としてのレンズの中央を通過した光とその周辺を通過した光でセンサの出力値を同じにすることができる。
【００３３】
《第３の実施形態》
以下、図５を参照して、本発明の第３の実施形態に係る照明装置１１０について説明する。導光体の凹凸構造（第１の凹凸構造）に関して、第１、第２の実施形態では一方向（Ｚ方向）のみに設けたが、本実施形態では二方向（Ｚ方向およびＹ方向）に設けた点が第１、第２の実施形態と異なり、他の点は第１、第２の実施形態と同じである。図５において、図１、図４に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００３４】
図５で、透明基板の役割を成す導光体１０９の入射面３０８は、直交する二方向に周期性を持たせた四角錐形状の多面形状を形成している。入射面３０８の上に透明電極３０２、発光層３０３、反射電極３０４が積層体として蒸着されており、主走査方向に形成された有機ＥＬ光源３０１となる。有機ＥＬ光源３０１の主走査方向を原稿幅と略同寸法とすることで原稿面において主走査方向全域に照明することができる。
【００３５】
ここで、主走査方向の中央部に比べ端部で四角錐形状を深くすることにより、端部での発光面積を増加させて主走査方向の端部での光量を上げることができる。これにより、結像光学系としてのレンズの中央を通過した光とその周辺を通過した光でセンサの出力値を同じにすることができる。
【００３６】
（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。
【００３７】
（変形例１）
上述した実施形態では、導光体の入射面は、長手方向に交差する方向に周期的な凹凸構造（第１の凹凸構造）を備え、面発光光源が第１の凹凸構造に対応して第１の凹凸構造が周期的に配列される方向に周期的な第２の凹凸構造を備えた。そして、長手方向において単位長さあたりの発光層（面発光光源）における１つの凹凸部の表面積が中央部に比べ端部で大きくなるように、導光体の入射面における第１の凹凸構造の凹凸部の深さを中央部に比べ端部で深くした。
【００３８】
しかしながら、本発明はこれに限らず、導光体の入射面は、長手方向に周期的な凹凸構造（第１の凹凸構造）を備え、面発光光源が第１の凹凸構造に対応して第１の凹凸構造が周期的に配列される方向に周期的な第２の凹凸構造を備えても良い。そして、この場合も上述したように長手方向において単位長さあたりの発光層（面発光光源）における１つの凹凸部の表面積が中央部に比べ端部で大きくなるように、導光体の入射面における第１の凹凸構造の凹凸部の深さを端部で深くすれば良い。
【００３９】
（変形例２）
上述した実施形態では、導光体の第１の凹凸構造と光源の第２の凹凸構造は、接合可能に互いに凹凸が反転した凹凸形状を有するものであったが、全体的に接合できる凹凸構造に限らず、部分的に接合できる凹凸構造であっても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１０１、２０１、３０１・・有機ＥＬ光源、１０２、２０２、３０２・・透明電極、１０３、２０３、３０３・・発光層、１０４、２０４、３０４・・反射電極、１０５・・反射手段、１０７・・出射面、１０８、２０８、３０８・・入射面、１０９・・導光体
【図１】
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【図２】
2015171068.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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