(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査装置（10）に用いる発光装置において、
青色光と紫光のうちの１つであり、かつ、複合光の第１の成分である第１の色光（36）を放出する発光ダイオード（26）と、
外面を有する細長い構造体（28、50、54、56）であって、該細長い構造体の長手方向における一方の端部を通して、前記発光ダイオードから前記第１の色光を受け、前記外面は前記細長い構造体の内部領域を画定して、前記第１の色光のための伝播導管を提供する、細長い構造体と、
前記細長い構造体の外面の近くにおいて、該細長い構造体の長手方向に沿ってストリップ状に分布する第１の蛍光材料であって、前記第１の色光を吸収して、前記複合光の第２の成分である第２の色光を放出する性質を有する第１の蛍光材料と、
前記細長い構造体の外面の近くにおいて、該細長い構造体の長手方向に沿ってストリップ状に分布し、及び、前記第１の蛍光材料に対して平行に、かつ該第１の蛍光材料と分離して分布する第２の蛍光材料であって、前記第１の色光を吸収して、前記複合光の第３の成分である第３の色光を放出する性質を有する第２の蛍光材料と、
前記細長い構造体の外面の近くにおいて、該細長い構造体の長手方向に沿ってストリップ状に分布し、及び、前記第１及び第２の蛍光材料に対して平行に、かつ、該第１及び第２の蛍光材料と分離して分布する非蛍光材料であって、前記第１の色光を該第１の色光と同じ色の第４の色光として反射する性質を有する非蛍光材料
を備え、
前記細長い構造体は、前記第２、第３、及び第４の色光を集光して前記複合光を形成し、かつ、前記外面のうち、前記細長い構造体の長手方向に沿った面を介して目標走査面に照射するように構成された棒状のレンズであり、
前記第２、第３の色光は、それぞれ、赤色光、緑色光であるか、または、それぞれ、緑色光、赤色光である、発光装置。
【請求項２】
前記発光ダイオード（26）が、前記細長い構造体（28、50、54、56）の前記一方の端部に隣接して配置され、前記第１の色光（36）を該一方の端部を介して前記内部領域に放出する、請求項１の発光装置。
【請求項３】
前記発光ダイオード（26）が、窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースの発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、前記ＧａＮベースのＬＥＤは、前記第１の色光（36）を放出するよう構成され、前記第１の色光は、可視光スペクトルの青色領域内にあることからなる、請求項１または２の発光装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の蛍光材料（30および32、52）は、蛍光有機染料であることからなる、請求項１乃至３のいずれかの発光装置。
【請求項５】
前記細長い構造体（28、50、54、56）は、透明材料から構成された固体の棒であり、前記透明材料は、前記細長い構造体内部において前記第１の色光（36）のための伝播媒体を与えることからなる、請求項１乃至４のいずれかの発光装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の蛍光材料（30、32、52）は、前記細長い構造体（28、50、54、56）の中に拡散し、それにより前記細長い構造体内部に蛍光領域を形成することからなる、請求項１乃至５のいずれかの発光装置。
【請求項７】
発光ダイオード（26）と、細長い棒と、第１の蛍光ストリップと、第２の蛍光ストリップと、非蛍光ストリップとを備える発光装置を用いて走査面を照明する方法において、前記第１の蛍光ストリップ、前記第２の蛍光ストリップ、及び前記非蛍光ストリップは、それぞれ、第１の蛍光材料、第２の蛍光材料、及び非蛍光材料が、細長い棒の外面の近くにおいて該細長い棒の長手方向に沿ってストリップ状に分布したものとして形成され、前記第１の蛍光ストリップ、前記第２の蛍光ストリップ、及び前記非蛍光ストリップは、該細長い棒の外面の近くにおいて互いに分離して、該細長い棒の長手方向に沿って互いに平行に配置され、前記細長い棒は、前記発光ダイオード（26）から放出された光が該細長い棒の中を伝播できるように透明であって、前記第１の蛍光材料、前記第２の蛍光材料、及び前記非蛍光材料からそれぞれ放出された光を集光し、かつ、前記第１の蛍光ストリップ、前記第２の蛍光ストリップ、及び前記非蛍光ストリップが近くに分布する前記外面と対向する側にある、前記細長い棒の長手方向に沿った外面を介して、前記集光した光を目標面に照射するように構成された棒状のレンズであり、
前記発光ダイオード（26）から青色光と紫光のうちの１つである第１の色光（36）を放出するステップ（60）と、
前記第１の色光を前記細長い棒（28、50、54、56）の長手方向における一方の端部を通して受けるステップ（62）と、
前記第１の色光を前記第１の蛍光ストリップを形成する前記第１の蛍光材料により吸収するステップ（64）と、
前記第１の色光の吸収に応答して第２の色光を前記第１の蛍光ストリップを形成する前記第１の蛍光材料により放出するステップ（66）と、
前記第１の色光（36）を、前記第２の蛍光ストリップを形成する前記第２の蛍光材料により吸収するステップと、
前記第２の蛍光材料による前記第１の色光（36）の吸収に応答して、第３の色光を前記第２の蛍光ストリップを形成する前記第２の蛍光材料により放出するステップと、
前記第１の色光（36）を前記非蛍光ストリップを形成する前記非蛍光材料で受けて、受けた該第１の色光を該第１の色光と同じ色の第４の色光として該非蛍光材料により反射するステップと、
前記第１の蛍光材料により放出された前記第２の色光を、前記細長い棒から離れ、かつ前記目標面に向かう方向に送るステップ（70）と、
前記第２の蛍光材料により放出された前記第３の色光を、前記細長い棒から離れ、かつ前記目標面に向かう方向に送るステップと、
前記非蛍光材料により反射された前記第４の色光を、前記細長い棒から離れ、かつ前記目標面に向かう方向に送るステップ
を含み、
前記第２、第３の色光は、それぞれ、赤色光、緑色光であるか、または、それぞれ、緑色光、赤色光である、方法。
【請求項８】
前記第１の色光（36）を放出する前記ステップ（60）が、窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースの前記発光ダイオード（26）を使用して可視光スペクトルの青色領域内の光を発生することを含む、請求項７の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に走査装置に関し、更に詳細には走査装置用発光装置（以下、発光装置を光源アセンブリという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平面カラースキャナおよびカラー複写機のような走査装置は、走査媒体から反射された光を捕らえ、捕らえた光を使用して媒体から画像、図形、および/または文字列を作成するように動作する。通常の走査装置では、光源アセンブリが細い線状の光のパターンを投射し、これが反射されて光検知構成要素により捕らえられる。走査装置の普通の光検知構成要素は、薄いストリップに設置された光センサの配列を有する電荷結合素子（ＣＣＤ）である。光源アセンブリは、線状光パターンの投射および捕捉を行なうためにＣＣＤに隣接して設置されている。ＣＣＤによって受け取られる光の特性により、媒体上の画像、図形、および/または文字列の鮮明度および色の組成を決定することができる。媒体の表面全体を、光源アセンブリおよびＣＣＤを媒体に対して移動させることにより走査することができる。代替的には、媒体を光源アセンブリおよびＣＣＤに対して移動させて媒体の表面の走査を行なうことができる。
【０００３】
走査装置用の様々なタイプの従来の光源アセンブリが存在する。従来の光源アセンブリは、蛍光管の長手領域に沿って一つ以上の内部皮膜を除去することにより形成された長手方向に延長する孔を有する蛍光管を備えることができる。蛍光管から孔を通って出る発生光により線形照明（線形照射）が与えられる。しかし、走査装置用の更に一般的なタイプの光源アセンブリは、透明な固体棒を利用して電灯からの光を受け、受けた光を棒の長さ全体に沿って棒の長さに垂直な方向に伝え、線形照明を与えている。これら棒形光源アセンブリは、管形光源アセンブリより嵩張らず且つ必要電力が少ない。
【０００４】
Yamashita、他に与えられた米国特許第4,924,357号は、スキャナおよび複写機のような事務機に上述の棒を利用した光源アセンブリを開示している。Yamashita、他の光源アセンブリは、固体透明棒の一端に設置されて、棒の内部領域を長さ方向に通して光源光を放出（放射）するランプを備えている。Yamashita、他の光源アセンブリに利用できる色々なランプが開示されている。タングステン・ハロゲン・ランプ、水銀ランプ、キセノン・ランプ、および閃光ランプが、光源アセンブリ用の光エネルギーを発生する候補として具体的に挙げられている。棒は、円形または楕円形の断面を有する固体光伝達棒として記述されている。棒の長さ方向に沿って拡散材料からなるストリップ（以下、拡散ストリップという）が棒の外面にコーティングされている。棒全体がアルミニウム円筒のケースに入れられ、このケースにはその長さ方向にスリットがある。棒は、棒の拡散ストリップがスリットと反対側に設置されるようにケース内に設置されている。拡散ストリップは、棒の内部領域を伝播するランプからの光を拡散するよう動作する。実際、拡散ストリップは、棒の表面およびケースの内面から反射されるランプからの光源光をケースのスリットの方に向けなおし、向けなおされた光がスリットの全長から発射できるようにする。ケースのスリットからの発射光は、線形照明を与える。
【０００５】
更に電力効率の良い光源アセンブリは、Ｇennettenに与えられた米国特許第5,753,906号に説明されている。Ｇennettenの光源アセンブリは、線形照明を与えるのに発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用している。ＬＥＤは、電灯に比較して多数の長所を備えている。たとえば、ＬＥＤは、電灯より廉価で且つコンパクトである。加えて、ＬＥＤは、安定な幾何学的光出力、すなわち、一様な照明を与えながら、電灯よりかなり低い電圧で動作する。Ｇennettenの光源アセンブリは、四つの異なるタイプのＬＥＤを備え、各タイプのＬＥＤは特定の色の光を放出するよう設計されている。一実施形態では、ＬＥＤは直線に沿って交互に設置されている。ＬＥＤは、同じ色のＬＥＤが４個おきに存在するように、４個のＬＥＤの群を成して設置されている。他の実施形態では、配列内のＮ個のＬＥＤの行が一つの色のものであるように、ＬＥＤが４×Ｎ配列を形成している。いずれの実施形態においても、線状に分布したＬＥＤが走査装置に必要な線形照明を与える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
Ｇennettenの光源アセンブリは従来のランプに対して長所のあるＬＥＤを利用しているが、Ｇennettenの光源アセンブリに必要な多数のＬＥＤが長所の幾つかを相殺している。Ｇennettenの光源アセンブリは、数十個のＬＥＤを必要とするが、Yamashita、他の光源アセンブリでは、必要なランプは一つだけである。
【０００７】
ＬＥＤの有利な性質の長所を利用しつつ、棒形光源アセンブリの長所の幾つかを活用する走査装置用のコンパクトな光源アセンブリが必要とされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
所望の表面を照明する光源アセンブリおよび方法は、特定の色、すなわち、特定の波長、の光源から複合「白色」光を発生するのに蛍光材料を利用する。本発明は、単一色光源から所望の複合色を形成するのに必要な色々な色光を与えるのに蛍光を活用している。光源アセンブリは、目標走査面から画像、図形、および/または文字列を捕らえる（取り込む）のに線形照明を必要とする、平面カラースキャナのような走査装置に使用するために最適に設計される。
【０００９】
光源アセンブリは、光源光発生器および光伝達棒を備えている。光源光発生器は好適には、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。紫または紫外光を放出できるＬＥＤを利用できるが、高強度の青色光を放出する窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースのＬＥＤ、たとえば、東京の日亜化学工業（株）が製造しているＬＥＤが好適である。代替の構成では、光源アセンブリは光源光を供給するのに２個のＬＥＤを使用する。２個のＬＥＤを光伝達棒の対向する端部の近傍に配置して、両端から光源光を棒の中に放出する。
【００１０】
光伝達棒は好適には、棒の少なくとも一端から光源光を受けるよう設計された固体（頑丈な）透明構造体である。光伝達棒は、この棒が光源光を伝達する媒体となるように構成されている。光伝達棒を、ガラスまたはポリスチレン、アクリル樹脂、またはポリカーボネートのような、プラスチック材料から構成することができる。光伝達棒は、棒の外面近くに設置された少なくとも一つの蛍光ストリップを備えている。
【００１１】
蛍光ストリップは、棒の長さ方向に延長している。蛍光ストリップには、光源光を吸収して別の色の光を放出する性質のある蛍光材料が入っている。蛍光材料は無機蛍光染料または有機蛍光染料でよい。好適実施形態では、有機染料を利用して、液体状態にある有機染料をエポキシまたは他の同等の材料と組み合わせることにより蛍光ストリップを形成する。染料−エポキシ複合体を光伝達棒に加えて蛍光ストリップを製作する。代替の構成では、有機染料を光伝達棒内に拡散させて光伝達棒の長さ方向に蛍光材料の領域を形成する。
【００１２】
本発明の第１の実施形態では、光伝達棒は、棒の長さ方向に互いに平行に設置された一つの非蛍光ストリップおよび二つの蛍光ストリップを備えている。第１の蛍光ストリップには、青い光源光を吸収して赤色光を放出することができる有機染料が入っている。第２の蛍光ストリップには、青い光源光を吸収して緑色光を放出することができる別の有機染料が入っている。しかし、非蛍光ストリップには有機染料が入っていない。非蛍光ストリップには、硫酸バリウム、マグネシア、またはチタニアのような、拡散性材料が入っていて青い光源光を反射する。放出された赤および緑の光は、反射された青い光とともに、光伝達棒の内部の目標走査面に集光する。次に異なる色の光が棒から複合「白色」光として放射され、照明を与える。この放射は、光伝達棒の長さ全体に沿って行なわれ、所望の線形照明を作り出す。
【００１３】
本発明の第２の実施形態では、光伝達棒は、第１の実施形態で利用されて青色光源光を吸収し、赤および緑の２つの光を放出する二つの有機染料が入っている複合蛍光ストリップを備えている。本質的に、第１の実施形態の二つの蛍光ストリップが、赤および緑の光を発生する単一のストリップに統合される。第２の実施形態はまた、青い光源光を反射して青色光を複合光に供給する非蛍光ストリップを備えている。複合蛍光ストリップおよび非蛍光ストリップからの三つの色光は、複合光を形成し、光伝達棒から目標走査面に伝えられる。
【００１４】
いずれの実施形態においても、光伝達棒は、ストリップから所望の走査面に伝えられる光を集光するレンズとして働くよう設計されている。光伝達棒は、集光機能を行なうための様々な形状を備えることができる。光伝達棒は、円形、Ｕ形、または楕円形の断面を備えることができる。しかし、光伝達棒の断面形状は本発明にとって重要ではない。
【００１５】
本発明の長所は、光源光を与えるのにＬＥＤを採用していることである。ＬＥＤを使用することにより、通常の電灯に比較して低価格、安定な幾何学的光出力、低い動作電圧、およびコンパクトであるといった固体デバイスのすべての長所が本発明に取り入れられる。
【００１６】
他の長所は、青い光源光および有機染料から放出される赤および緑の光が人間の目の三刺激値に厳密に整合し、走査画像の色品質が向上することである。
【００１７】
更に他の長所は、ＬＥＤを使用する従来の光源アセンブリと異なり、本発明は、数十のＬＥＤの代わりに、単一のＬＥＤだけを必要とすることである。その結果、より廉価で製作できるコンパクトな光源アセンブリが得られる。加えて、単一のＬＥＤだけが電力を必要とするので、光源アセンブリを動作させるのに必要なエネルギーが少ない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明を具現する平面カラースキャナ10を関連するコンピュータシステム12と共に示す。スキャナ10は、ハウジング14、およびハウジング内部に入っている往復台装置（キャリッジユニット）16を備えている。往復台装置16は、光源アセンブリ18および光センサ20から構成されている。光源アセンブリ18および光センサ20は、画像、図形、および/または文字列（今後包括的に「画像」という）を一枚の紙のような媒体の表面から取り込むよう調和して動作するように設計されている。光源アセンブリ18は、走査すべき媒体の表面に照明を与え、光センサ20は、媒体の照明面からの反射光を捕らえる。光センサ20は、電荷結合素子（ＣＣＤ）または他の光検出デバイスとすることができる。捕らえられた光は、処理されて、媒体の表面からの画像を再現する。再現画像をコンピュータシステム12のモニタ22に表示することができる。
【００１９】
スキャナ10の最大走査領域は、スキャナ10の長方形開口部24により規定される。開口部24は、ガラスで覆われており、走査すべき一枚の紙を往復台装置16の上部のガラスの上に設置することができる。動作中、ガラスに隣接する紙の表面がスキャナ10により走査される。光源アセンブリ18を除き、スキャナ10は、構造上および動作上、従来のスキャナと同一である。光源アセンブリ18を以下に詳細に説明する。
【００２０】
動作中、一枚の紙、または他の媒体が、走査領域内部のガラスの上に載せられる。スキャナ・カバー（図示せず）が走査領域の上に設置され、紙をガラスとカバーとの間に位置決めしている。好適には、ユーザがコンピュータシステム12上で動作するソフトウェアを利用してスキャナ10の動作を制御する。ユーザは、命令をコンピュータシステム12に入力することによりスキャナ10の機能を操作することができる。ユーザは、適切な命令を入力することにより走査手順を開始する。命令に応答して、往復台装置16が矢印26で示した方向に移動し始める。往復台装置16は最初は側面Ａの近くにある。走査モード中、往復台装置16は、紙の表面全体を走査するために側面Ｂに向かって前進する。往復台装置16が紙の下を通過するにつれて、光源アセンブリ18により与えられた光が紙から反射され、光センサ20により受取られる。
【００２１】
光センサ20は、受取った光の強度の変化に応答して電気信号を発生する。次に、電気信号は、処理のためにコンピュータシステム12に送られる。光センサ20により捕らえられた反射光の強度を計算することにより、コンピュータシステム12は、紙の上に画像を再現できる。この再現画像を、編集および/または印刷のためコンピュータシステムのモニタ22に表示することができる。
【００２２】
図２および図３に、本発明の第１の実施形態による図１の光源アセンブリ18の重要な構成要素を示してある。光源アセンブリ18の重要な構成要素は、発光ダイオード（ＬＥＤ）26および光伝達棒レンズ28である。図２は、ＬＥＤ26および棒レンズ28の下面図である。図３は、棒レンズ28の断面図である。好適には、ＬＥＤ26は、青色光を放出する、窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースのＬＥＤである。たとえば、ＬＥＤ26は東京の日亜化学工業（株）が製造するＬＥＤでよい。代替的には、ＬＥＤ26を紫または紫外光を放出するＬＥＤとすることができる。しかし、これら代替のタイプのＬＥＤを使用することに対する動作の実現可能性は、棒レンズ28の組成によって決まる。以下の説明では、ＬＥＤ26は、作動したときに青い光を放出するＬＥＤであると仮定することにする。
【００２３】
光伝達棒レンズ28は、透明で、光を棒レンズ内部を伝播させることができる固体円筒形棒である。棒レンズ28は、ガラスまたは、ポリスチレン、アクリル樹脂、またはポリカーボネートのような、プラスチック材料から構成することができる。棒レンズ28は、図３に示すように、円形断面を備えている。後述するように、棒レンズ28は、光の伝播導管として働くばかりでなく、レンズとしても働く。この実施形態では、二つの蛍光ストリップ30および32および１つの非蛍光ストリップ34が棒レンズ28の上に存在する。三つのストリップ30、32、および34は、ＬＥＤ26から放出された青色光36を受け、赤色光40、緑色光42、および青色光44の成分を有する複合「白色」光38を伝えるよう動作する。ストリップ30、32、および34を図２および図３では分離されているように図示してあるが、ストリップ30、32、および34を互いにじかに接するように配置して、ストリップ30、32、および34の間に空間が現われないようにすることができる。
【００２４】
放出された青色光36から複合光38を発生するために、蛍光ストリップ30および32には、放出された青色光36を赤色光40および緑色光42に変換する蛍光材料が入っている。蛍光ストリップ30には放出された青色光36を吸収して、赤色光40を放出することができる第１の蛍光材料が入っており、蛍光ストリップ32には放出された青色光36に応答して緑色光42を放出できる蛍光材料が入っている。しかし、非蛍光ストリップ34には蛍光材料が入っていない。非蛍光ストリップ34は、青色光44を供給して複合光38を形成するために、放出された青色光36を反射するよう動作する。
【００２５】
蛍光ストリップ30および32に入っている蛍光材料は、無機染料または有機染料とすることができる。無機染料は通常、粉末のような固体形状である。しかし、有機染料は通常、液体形状である。好適には、有機染料は、蛍光ストリップ30および32を製作するのに使用される。蛍光ストリップ30および32の製作プロセスには所定の有機染料をエポキシまたは他の同等の結合材料と混合して蛍光ペーストを形成することが含まれる。所定の有機染料によって、蛍光ペーストは、蛍光ストリップ30を形成するのに使用されるのか、または蛍光ストリップ32を形成するのに使用されるのかが決まる。蛍光ペーストは、蛍光ストリップ30および32の一方を形成するために、棒レンズ28の外面に棒レンズ28の長さ方向に加えられる。
【００２６】
一例として、蛍光ストリップ30および32に利用される有機染料を、フロリダ州フォート・ラウデルデールにあるラムダ・フィジック・インコーポレイテッドから供給される染料としてよい。たとえば、「ピリジン（Pyridine）１」の名称で販売されている有機染料を利用して蛍光ストリップ30を製作することができ、一方「クーマリン(Coumarin)６」の名称で販売されている有機染料を利用して蛍光ストリップ32を製作することができる。有機染料の選択は、特定の入力色光からの所望の出力色光によって決まる。上の例では、ピリジン１は、青色光を受けると赤色光を放出する。しかし、クーマリン６は、同じ青色光を受けると緑色光を放出する。ラムダ・フィジック・インコーポレイテッドから供給される染料の他に、現在市場で入手できる他の有機蛍光染料を蛍光ストリップ30および32に利用できる。
【００２７】
非蛍光ストリップ34には、硫酸バリウム、マグネシア、チタニア、または他の同等の材料のような、放出された青色光36を拡散及び反射する拡散性材料が入っている。拡散性材料を、エポキシまたは他の同等の結合材料と混合してペーストにし、非蛍光ストリップ34を製作するために棒レンズ28に加えることもできる。
【００２８】
ストリップ30、32、および34の上方に反射器46が貼りつけられている。さらに、反射器48が棒レンズ28の一端の上部に設置されている。反射器46および48を銀またはアルミニウムから構成することができる。反射器46は、ストリップ30、32、および34の一つを通って伝播した光を反射するように働き、光を所望の方向、すなわち、複合光38の方向に向けなおすことができるようにする。簡単のため、反射器46は図２には示していない。反射器48は、棒レンズ28の端に達した光を逆にＬＥＤ26の方に反射することによって、反射光の幾らかを複合光38の中に取り込んで、複合光の強度および光源アセンブリの効率を増大させることができる。
【００２９】
動作に際し、ＬＥＤ26が最初に作動して青色光36を放出する。放出された青色光36は棒レンズ28の近接端から棒レンズ28に入る。青色光36が棒レンズ28の長さ方向に伝播するにつれて、青色光36の幾らかがストリップ30、32、および34に入射する。非蛍光ストリップ34に入射する放出青色光36は、青色光44として反射する。反射青色光44は、図３に示すように、棒レンズ28により集光し、棒レンズ28から一般に非蛍光ストリップ34とは反対の方向に伝わり、それにより、複合光38の青色光成分になる。蛍光ストリップ30に入射する放出青色光36は、ストリップ30の中に入っている蛍光材料により吸収される。蛍光材料は、励起されて、蛍光発光として知られるプロセスにより赤色光40を放出する。同様に、蛍光ストリップ32に入射する放出青色光36は、蛍光ストリップ32の中に入っている蛍光材料により吸収される。しかし、ストリップ32の蛍光材料は放出青色光36に応答して緑色光42を放出する。赤色光40及び緑色光42も、集光して棒レンズ28から伝送されて、複合光38の赤および緑の成分となる。複合光38は、赤色光40、緑色光42、および青色光44がストリップ30、32、および34に沿って放出されるので、棒レンズ28の長さ全体から発射される。したがって、複合光38は、走査面に所望の線形照明を与える。
【００３０】
複合光38の赤、緑、および青の光成分の量は、ストリップ30、32、および34の表面積と比例関係にある。したがって、複合光38の特定の色成分の量を対応するストリップの幅を広くすることにより増加させることができる。たとえば、更に大きな量の赤色光が欲しければ、蛍光ストリップ30を広くして追加赤色光を複合光38に供給できる。逆に、ストリップの幅を減らすと逆の効果が得られる。赤、緑、および青の光成分を操作することにより、複合光38を操作して、人間の目に対する三刺激値により良く整合させ、再生画像の色品質を増すことができる。
【００３１】
図４および図５に、本発明の第２の実施形態による光伝達棒レンズ50を示す。図４は、棒レンズ50の下面図である。図５は、棒レンズ50の断面図である。適用可能な場合は、図２および図３と同じ参照数字を使用する。棒レンズ50は図２および図３の棒レンズ28と実質的に同じである。棒レンズ50と棒レンズ28との唯一の実質的相違は、棒レンズ50が単一の蛍光ストリップ52を備えていることであり、この蛍光ストリップ52は、棒レンズ28のストリップ30および32に本質的に置き換わるものである。蛍光ストリップ52は、ストリップ30および32に利用された有機染料から構成される。たとえば、蛍光ストリップ52にピリジン１とクーマリン６の混合物を入れることができる。蛍光ストリップ52は、放出青色光36から赤および緑の光40および42を発生するよう動作する。複合光38の青色光成分は、非蛍光ストリップ34により与えられる。
【００３２】
蛍光ストリップ52を棒レンズ28のストリップ30および32と同じようにして製作し、棒レンズ50に貼りつけることができる。有機染料の混合物をエポキシまたは他の同等の結合材料により共に結合してペーストを形成することができる。混合物内の有機染料の割合を、複合光38に所望される特定の色の量に応じて変えることができる。たとえば、更に多い赤色光成分が必要なら、混合物にクーマリン６よりピリジン１を多く入れることができる。次にペーストを棒レンズ50の外面に施して蛍光ストリップ52を形成する。
【００３３】
動作時、ＬＥＤ26を作動させて青色光36を放出する。放出青色光36は棒レンズ50の近傍端を通って伝播する。棒レンズ50の内部で、放出青色光36の一部分が蛍光ストリップ52および非蛍光ストリップ34に入射する。非蛍光ストリップ34に入射する放出光の幾らかが青色光44として反射する。しかし、蛍光ストリップ52に入射する放出青色光36の幾らかは、ストリップ52の蛍光材料により吸収される。ストリップには二つのタイプの蛍光材料が入っているので、蛍光ストリップ52は、赤色光40および緑色光42の両方を放出する。赤色光40、緑色光42、および青色光44は、棒レンズ50により集光され、棒レンズ50から伝送されて複合光38の成分となる。棒レンズ50の他端に到達するか、またはストリップ34および52の一つを通って進む光は、それぞれ、反射器48および46により反射される。
【００３４】
棒レンズ28または棒レンズ50を有する光源アセンブリ18の代替の構成を考える。第１の代替の構成は、ＬＥＤ26に対して棒レンズ28または50の反対の端の近くに設置された第２のＬＥＤを備え、反射器48が棒レンズ28または50から取り外されている。この代替の構成では、ＬＥＤ26および第２のＬＥＤが両方共青色光を棒レンズ28または50の中に放出し、生ずる複合光の強度を増大させる。
【００３５】
第２の代替の構成は、様々な棒レンズに利用される蛍光ストリップに関連する。棒レンズの外面に蛍光材料を皮膜として施す代わりに、液体有機染料を棒レンズの表面に近い内部領域に拡散させる。この構成を実施するために、棒レンズをプラスチック材料から構成するのが好ましい。有機染料が拡散した棒レンズの領域を、棒レンズの外面に近い長いストリップ状領域とすることができる。有機染料を含むこの領域は、蛍光ストリップ30、32、および52の一つとして働くことができる。
【００３６】
第３の代替の構成は、Ｕ形断面または楕円形断面を有する棒レンズを利用することに関連する。これら色々な断面は、棒レンズの集光機能を容易にする。しかし、本発明の全体の動作は、これら代替の実施形態のいずれにおいても違わない。棒レンズの２つの代替の断面を図６および図７に示す。
【００３７】
図６に、本発明の第１の代替実施形態によるＵ形棒レンズ54の断面図を示す。本発明の第２の代替実施形態による楕円形棒レンズ56の断面図を図７に示す。２つの棒レンズ54および56が、反射器46に取付けられたストリップ30、32、および34を備えているように図示してある。しかし、ストリップ30および32を図４および図５の蛍光ストリップ52で置き換えることができる。棒レンズ54および56の断面形状により、赤色光40、緑色光42、および青色光44が集光され、複合光38が形成され、複合光38によって走査面の所望の線状部分が照明される。
【００３８】
本発明に従う走査装置によって線形照明を与える方法を図８を参照して説明する。ステップ60で、第１の波長の光をＬＥＤが放出する。好適には、ＬＥＤは青色光を放出するよう設計された窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースのＬＥＤである。第１の波長の放出光は、ステップ62で、光伝達棒レンズにより受け取られる。好適には、放出光は棒レンズの一端から棒レンズに入る。ステップ64で、放出光は、棒レンズの蛍光ストリップにより吸収される。次に、ステップ66で、第２の波長の光が蛍光発光により蛍光ストリップによって放出される。次に第２の波長の光が、ステップ68で棒レンズ内部で集光する。棒レンズの断面形状により第２の波長の光が集光することが可能となる。ステップ70で、第２の波長の光が棒レンズから目標面に伝えられる。
【００３９】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
【００４０】
１．走査装置（10）に用いる光源アセンブリ（18）において、
第１の中心波長の光（36）を放出する光源（26）と、
外面に第１のポートを有する細長い構造体（28；50；54；56）であって、該第１のポートは前記光源に光学的に結合して、前記光源から前記第１の中心波長の光を受け、前記外面は前記細長い構造体の内部領域を画定して、前記第１の中心波長の光のための伝播導管を提供し、前記細長い構造体はその長手方向に第２のポートを備え、前記第１の中心波長の光に応答して複合光（38）を目標走査面に導くことと、
前記細長い構造体に関連して作用する蛍光材料（30および32；52）であって、前記細長い構造体の長手方向に概ね分布し、前記第１の中心波長の光を吸収して、前記複合光の少なくとも１つの成分である第２の中心波長の光（40および42）を放出する性質を備える蛍光材料（30および32；52）
とからなる光源アセンブリ。
【００４１】
２．前記光源（26）が、前記細長い構造体（28；50；54；56）の前記第１のポートに隣接して配置され、前記第１の中心波長の光（36）を前記第１のポートを介して前記内部領域に放出する発光ダイオードである上項１の光源アセンブリ。
【００４２】
３．前記光源（26）が、窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースの発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、前記ＧａＮベースのＬＥＤは、前記第１の中心波長の光（36）を放出するよう構成され、前記第１の中心波長は、可視光スペクトルの青色領域内にあることからなる上項１または２の光源アセンブリ。
【００４３】
４．前記蛍光材料（30および32；52）は、蛍光有機染料であることからなる上項１、２、または３の光源アセンブリ。
【００４４】
５．前記細長い構造体（28；50；54；56）は、透明材料から構成された固体の棒であり、前記透明材料は、前記細長い構造体内部において前記第１の中心波長の光（36）のための伝播媒体を与えることからなる上項１、２、３、または４の光源アセンブリ。
【００４５】
６．前記蛍光材料（30および32；52）は、前記細長い構造体（28；50；54；56）の中に拡散し、それにより前記細長い構造体内部に蛍光領域を形成することからなる上項１、２、３、４、または５の光源アセンブリ。
【００４６】
７．走査面に照明を与える方法において、
光源（26）から第１の中心波長の光（36）を放出するステップ（60）と、
前記第１の中心波長の光を細長い棒（28；50；54；56）の一端にあるポートを通して受けるステップ（62）であって、前記第１の中心波長の光が前記細長い棒の中を伝播できるように、前記細長い棒が透明であることからなるステップ（62）と、
前記第１の中心波長の光を前記細長い棒の外面の近くに配置された蛍光材料(30及び32；52)により吸収するステップ（64）であって、前記蛍光材料が前記細長い棒の長手方向に概ね分布していることからなるステップ（64）と、
前記第１の中心波長の光の吸収に応答して第２の中心波長の光（40および42）を前記蛍光材料により放出するステップ（66）と、
前記第２の中心波長の光を前記蛍光材料から、前記細長い棒から離れ、かつ目標面に向かう方向に送るステップ（70）
とからなる方法。
【００４７】
８．前記第１の中心波長の光（36）を放出する前記ステップ（60）が、発光ダイオード（26）を使用して前記第１の中心波長の光を発生することを含む上項７の方法。
【００４８】
９．前記第１の中心波長の光（36）を放出する前記ステップ（60）が、窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースの発光ダイオード（26）を使用して可視光スペクトルの青色領域内の光を発生することを含む上項７または８の方法。
【００４９】
１０．前記第１の中心波長の光（36）を、前記細長い棒（28；50；54；56）の外面の近くに配置された第２の蛍光材料（30および32；52）により吸収するステップであって、前記第２の蛍光材料は、前記細長い棒の長手方向に概ね分布していることからなるステップと、
前記第２の蛍光材料による前記第１の中心波長の光（36）の吸収に応答して、第３の中心波長の光（40および42）を前記第２の蛍光材料により放出するステップ
とからさらになる上項７、８、または９の方法。
【００５０】
【発明の効果】
本発明による光源アセンブリを使用した装置は、光源として単一のＬＥＤを使用するので、従来の電灯を光源とする装置に比べて、低コストかつコンパクトに製作でき、さらに、低電圧で動作可能である等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具現する走査装置および関連するコンピュータシステムの斜視図である。
【図２】発光ダイオード（ＬＥＤ）および本発明の第１の実施形態による光伝達棒レンズを備えた光源アセンブリの底面図である。
【図３】図２の光伝達棒レンズの断面図である。
【図４】ＬＥＤおよび本発明の第２の実施形態による光伝達棒レンズを備えた光源アセンブリの底面図である。
【図５】図４の光伝達棒レンズの断面図である。
【図６】本発明の第１の代替実施形態によるＵ形断面を有する光伝達棒レンズの断面図である。
【図７】本発明の第２の代替実施形態による楕円形断面を有する光伝達棒レンズの断面図である。
【図８】本発明による走査装置により線形照明を与える方法の流れ図である。
【符号の説明】
10      平面カラースキャナ
12      関連するコンピュータシステム
14      ハウジング（筐体）
16      キャリッジユニット（往復台装置）
18      光源アセンブリ
20      フォト（光）センサ
22      モニタ
24      長方形の開口部
26      発光ダイオード（LED）
28、50  光伝達棒レンズ
30、32、52  蛍光ストリップ
34      非蛍光ストリップ
36      青色光
38      複合「白色」光
40      赤色光
42      緑色光
44      青色光
46、48  反射器
54      Ｕ形棒レンズ
56      楕円形棒レンズ
【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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