(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源および該光源の光が入射する平板状の導光部材を備え、
該導光部材は入射した光を反射および散乱する線状の散乱面および該散乱面に対向する放射面を有し、
前記光源より前記導光部材に入射した光を線状の光束として前記放射面より放射する線状光源ユニットに於いて、
前記導光部材は下面に前記散乱面を有し、前記散乱面に対向する上面に前記放射面を有する線状の主部分と、
該主部分の長手方向の途中の位置において該主部分より分岐し、前記散乱面を有しない第１の分岐部分と第２の分岐部分よりなり、
前記第１の分岐部分と第２の分岐部分の平面形状は前記主部分の上面と並行な面内において主部分の互いに反対側に分岐する形状をなし、
かつ、前記分岐部分の各々は分岐方向の中心線が互い平行であって、ずれて前記主部分と交差しており、
前記主部分の少なくとも１の端部又はその近傍および前記分岐部分の端部又はその近傍に前記光源が配されていることを特徴とする線状光源ユニット。
【請求項２】
複数の光源および該光源の光が入射する平板状の導光部材を備え、
該導光部材は入射した光を反射および散乱する線状の散乱面および該散乱面に対向する放射面を有し、
前記光源より前記導光部材に入射した光を線状の光束として前記放射面より放射する線状光源ユニットに於いて、
前記導光部材は下面に前記散乱面を有し、前記散乱面に対向する上面に前記放射面を有する線状の主部分と、
該主部分の長手方向の途中の位置において該主部分より分岐し、前記散乱面を有しない第１の分岐部分と第２の分岐部分よりなり、
前記第１の分岐部分と第２の分岐部分の平面形状は前記主部分の上面と並行な面内において主部分の同じ側に分岐する形状をなし、
かつ、前記分岐部分の各々は前記主部分の中央を通り長手方向の中心線と直交する巾方向の中心線に関し互いに対称の位置にあって、前記主部分と交差しており、
前記主部分の少なくとも１の端部又はその近傍および前記分岐部分の端部又はその近傍に前記光源が配されていることを特徴とする線状光源ユニット。
【請求項３】
前記分岐部分の平面形状は前記放射面と並行な面内において主部分より分岐する形状をなし、その前記分岐部分の分岐方向の中心線は前記主部分の長手方向の中心線の法線に対し、前記導光部材の屈折率ｎと、θ＝ｓｉｎー1（１／ｎ）の関係にある臨界角θ以上の角度で交差することを特徴とする請求項１又は２に記載の線状光源ユニット。
【請求項４】
複数の光源および該光源の光が入射する平板状の導光部材を備え、
該導光部材は入射した光を反射および散乱する線状の散乱面および該散乱面に対向する放射面を有し、
前記光源より前記導光部材に入射した光を線状の光束として前記放射面より放射する線状光源ユニットに於いて、
前記導光部材は下面に前記散乱面を有し、前記散乱面に対向する上面に前記放射面を有する線状の主部分と、
該主部分の長手方向の途中の位置において該主部分より分岐し、前記散乱面を有しない１個の分岐部分よりなり、
前記分岐部分の平面形状は前記主部分の上面と並行な面内において主部分の一方の側において中央を挟む位置において分岐する形状をなし、
その平面形状は先細りの台形をなして、前記主部分から分岐突出した形を有しており、
前記主部分の前記分岐部分が設けられた側と反対側の側面の中央部には入射光を散乱する散乱部が設けられ、
前記主部分の少なくとも１の端部又はその近傍および前記分岐部分の端部又はその近傍に前記光源が配されていることを特徴とする線状光源ユニット。
【請求項５】
前記主部分の前記散乱面と交差する長手方向の側面の少なくとも一部に、前記導光部材の屈折率ｎよりも小さい屈折率ｎ１を有する透光性のある補助部材が取付けられていることを特徴とする請求項１、２又は４に記載の線状光源ユニット。
【請求項６】
前記分岐部分の分岐方向の中心線は前記主部分の長手方向の中心線の法線に対し、前記導光部材の屈折率ｎおよび前記補助部材の屈折率ｎ１と、θ１＝ｓｉｎー1（ｎ１／ｎ）の関係にある複合的臨界角θ１にほぼ等しい角度又は該複合的臨界角θ１以上の角度で交差することを特徴とする請求項５に記載の線状光源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報処理装置等の照明手段として使用される光源ユニット、特に発光素子等の光源と導光部材を備えた光源ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ファクシミリ装置、電子複写機等の情報処理装置の照明手段として、蛍光管等の放電管や、固体発光素子を多数アレイ状に並べた例えばＬＥＤアレイが知られている。特に近年、家庭用ファクシミリ装置の需要が高まり、小型で低価格の製品が要求されているところから、ＬＥＤアレイを利用したものが増加している。このようなＬＥＤアレイを用いた照明装置は、例えば特開平６ー２１７０４号公報の図４に示されるように、ＬＥＤチップの数を多くし、すなわち、ＬＥＤチップを密に配列することにより、その照明する原稿面の照度を実質的に均一化して、且つ高い照度を与えることができる。しかし、ＬＥＤチップの使用個数が多いため、十分なコスト低減が困難であり、又ＬＥＤチップを使用しても一層の消費電力の低減を達成するには限界がある。一方、コスト低減のためにＬＥＤチップの使用個数を減らすと、配列の間隔が長くなるために、その照明する原稿面に於ける照度分布にむらを生じ均一な照明ができなくなる。このような不均一な照度分布となると、正確な原稿の読取は難しくなり、照度分布のむらの補正のための回路を必要とし、よりコスト高になるという問題を生じる場合がある。
【０００３】
一方、同号公報の図６に例示されるように、タングステンランプやハロゲンランプ等の電球を光源として、この光源からの光を導光部材により線状の光束に展開して用いる光源ユニットが知られている。この光源ユニットの作用原理を略述すれば、石英ロッド等の導光部材に反射・散乱を起こす散乱領域が設けてあり、電球より入射された光が導光部材の中で界面に於ける反射を繰り返してその内部を伝搬され、前記散乱領域に入射され、そこで散乱されて、散乱された光の一部が該散乱領域に対向する側を放射面として、外部に線状の光束として放射されるのである。このような光源ユニットによれば高い照度で比較的均一な照度分布の照明が得られるが、発熱量が多いため小型化が困難となり、消費電力が大で、電球の寿命が短いという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、前記の特開平６ー２１７０４号公報の図４に例示されるようなＬＥＤアレイを用いた照明装置及び同号公報の図６に例示されるような電球と導光部材を用いた光源ユニットに於ける前記の欠点を共に改善することを目的としてたものとして、前記公報の図７に示されるように光源としＬＥＤを使用し、この光源からの光を導光部材により、前記と同様の原理により、線状の光束に展開して用いる光源ユニットが従来より知られている。この光源ユニットの動作原理を説明すれば、ＬＥＤ光源より導光部材の端部に入射された光が直接に又は導光部材の中で界面に於ける反射を繰り返した後、前記導光部材の長手方向に沿って設けられた散乱領域に入射し、そこで反射・散乱されて、反射・散乱された光が該散乱領域に対向する側を放射面として、被照明面に向かって線状の光束として放射され、被照明面に於いて線状の照明がなされる。
【０００５】
かかる、光源ユニットによれば、少数のＬＥＤ光源を用いても導光部材の働きにより、照度分布のむらの少ない照明ができ、光源の発熱量が少なく小型化ができ、消費電力も小で、光源の寿命は長くなる。しかし、前記導光部材より発せられる線状の光束の照度はその長手方向に関して言えば、端部に於いてかなり高く、端部から離れるに従って顕著に低くなる傾向がある。このため、被照明面に於ける照明の照度は場所により無視できない差を生じ、照明された原稿の読み取り誤差を生ずる。このような照度の勾配は、次のように考えられている。即ち、ＬＥＤ光源の指向性がかなり発散的であり、且つ前記散乱領域はＬＥＤ光源に対する単位面積当たりの立体角が端部から離れるに従って小さくなるためと考えられている。
【０００６】
本願の図１０はＬＥＤと導光部材を用いた線状光源ユニットのかかる欠点を改善するため、導光部材の断面形状および該断面方向のＬＥＤ光源の配置を改善した光源ユニットの改良例を示す図であり、図１１は図１０に於ける導光部材の更なる改良例を示す図である。これらの改良例はいずれも公知であり、前記公報にも記載されている。図１０（ａ）改善された公知の線条光源ユニットの正面図、図１０（ｂ）はその側面の拡大図である。図１０（ａ）において、５１はＬＥＤ光源、５３は導光部材である。ＬＥＤ光源５１は導光部材５３の一方の端面５３ｂに対向して配置されており、端面５３ｂと反対側の端面には反射板５５が取付けられている。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように導光部材５３の下面５３ｃからは導光部材５３の長手方向に沿って伸びる凸状の案合部５６が突き出し、該案合部５６の下方の端面には散乱領域５７が設けられている。導光部材５３の端面５３ｂに於いてはＬＥＤ光源５１と散乱領域５７は水平方向に於いてオフセット量をもって配置されている。
【０００７】
このような構造により、ＬＥＤ光源５１から導光部材５３に入射した光の大部分は長手方向および断面方向での界面での反射を行った後に散乱領域５７に入射し、ここで反射・散乱されて、導光部材５３の上面５３ａを放射面として線状の光束をなして透過して、被照明面５８に入射し、これを照明する。従って反射されることなく直接に散乱領域５７に入射する光の割合が少なくなり、前記のようなＬＥＤ光源に対する立体角に起因する照度の勾配を減少させることができる。しかし、直接入射光の割合を無理に少なくしようとすると、全般に光路が複雑化して長くなり、全反射でない反射の際に入射光の一部が導光部材５３の外部へ洩れる機会が増え、照明の照度の全体的なレベルが低下してしまうので、照度の勾配を減少させることは、実用上限度がある。
【０００８】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（Ｃ）はそれぞれ線条光源ユニットの更なる改良例を示す上面図、正面図及び側面図であり、公知のものである。これ等の図に示すように、導光部材５３をその断面の水平方向の巾寸法が端部から中央部に向かって直線的に巾が狭くなって行くような形状としてある。又導光部材５３の上面５３ａにはシリンドリカルレンズ部５９が設けられている。導光部材５３の断面形状は略逆台形をなし、斜めの側面５３ｄを有する。導光部材５３の両端面５３ｂに対向してそれぞれ３個のＬＥＤ光源５１が配置されている。この３個のうち中央のもの５１ａは、導光部材５３の断面に投影した場合に、水平方向の位置が散乱領域５７と略一致する位置に、両側のもの５１ｂは散乱領域５７に対しオフセットを持った位置にそれぞれ配置されている。中央のＬＥＤ光源５１ａから放射された光は直接に散乱領域５７に入射される割合が比較的高いが、すでに述べたように、散乱領域５７の端部から中央部に行くに従って入射光の照度が顕著に減少する。
【０００９】
一方、両側のＬＥＤ光源５１ｂから放射された光は直接に散乱領域５７に入射する割合は極めて少なく、大部分は反射を繰り返した後に散乱領域５７に入射する。その反射のルートとしては側面５３ｄを経てから更にシリンドリカルレンズ部５９等他の部分を経て散乱領域５７に至る第１のルートと、側面５３ｄを経ることなく他の部分を経て散乱領域５７に至る第２のルートものとがあるが、一度は側面５３ｄを経る第１のルートのものが多いと考えられる。そして第１のルートをとる光は導光部材５３の側面５３ｄが長手方向に於いて中央部にくびれを生じるように傾斜しているので側面５３ｄにより反射された前記第１のルートの光は端部よりも中央部において、より多く散乱領域５７に入射する傾向がある。このため、前記両側のＬＥＤ光源５１ｂからの光についてだけ言えば、散乱領域５７に入射する光の照度は端部で低く中央部に行くに従って高くなる。
【００１０】
このように前記中央のＬＥＤ光源５１ａからの放射光と前記両側のＬＥＤ光源５１ｂからの放射光は互いに反対の傾向の照度の勾配をもって散乱領域５７に入射するので、原理的には、散乱領域５７に於ける総合的な入射光の照度の勾配をゼロとし、場所に拘らず均一な照度の照明ができることになる。しかし、実際には前記両側のＬＥＤ光源５１ｂから散乱領域５７に入射する光は直接光でないため、すでに述べた理由により、その照度のレベルが全体にかなり低くなってしまう。つまり、散乱領域５７における端部と中央部に於けるＬＥＤ光源５１ｂに基づく入射光の照度の差は絶対値で言えば小さな値となってしまう。従って、照度の勾配をキャンセルさせるためには中央のＬＥＤ光源５１ａから散乱領域５７に入射する光のレベルもかなり低くしなければならず、結局、総合的な照明光の照度を高める上でかなり不利となり、実用上必要な照明の照度を確保する上で問題を生ずる場合が無いとはいえない。
【００１１】
又、前記の照度の勾配は、前記導光部材５３の寸法が一定であっても、個々のＬＥＤ光源５１の輝度や指向性のばらつき、導光部材５３に対する配置位置により大きく変化するので、入射光の照度の勾配をキャンセルし、総合的に均一な照度の照明を行うには、ＬＥＤ光源５１の配置位置を調整する為の手段を必要とし、装置の構造および組立・調整工程が複雑になるという問題を生ずる。
【００１２】
本発明は前記のＬＥＤ光源と該光源からの光を展開して線状の光束として放射する導光部材を備えた従来の線条光源ユニットに於ける前記の問題点、すなわち、▲１▼照明光の照度の不均一性、▲２▼照明光の照度のレベルの低下および▲３▼装置の構造および製造工程の複雑性を解決すべき課題とするものである。そして、本発明はかかる課題を解決し、情報処理装置等の読み取り手段の線状の照明装置として、照明光の照度にむらがなく、全体的に均一であり、照度のレベルが十分高く、発熱および消費電力が少なく、小型で、製造コストの低い線状光源ユニットを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の手段として、本発明は、複数の光源および該光源の光が入射する平板状の導光部材を備え、該導光部材は入射した光を反射および散乱する線状の散乱面および該散乱面に対向する放射面を有し、前記光源より前記導光部材に入射した光を線状の光束として前記放射面より放射する線状光源ユニットに於いて、前記導光部材は下面に前記散乱面を有し、前記散乱面に対向する上面に前記放射面を有する線状の主部分と、該主部分の長手方向の途中の位置において該主部分より分岐し、前記散乱面を有しない第１の分岐部分と第２の分岐部分よりなり、前記第１の分岐部分と第２の分岐部分の平面形状は前記主部分の上面と並行な面内において主部分の互いに反対側分岐する形状をなし、かつ、前記分岐部分の各々は分岐方向の中心線が互い平行であって、ずれて前記主部分と交差しており、前記主部分の少なくとも１の端部又はその近傍および前記分岐部分の端部又はその近傍に前記光源が配されていることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための第２の手段として、本発明は、複数の光源および該光源の光が入射する平板状の導光部材を備え、該導光部材は入射した光を反射および散乱する線状の散乱面および該散乱面に対向する放射面を有し、前記光源より前記導光部材に入射した光を線状の光束として前記放射面より放射する線状光源ユニットに於いて、前記導光部材は下面に前記散乱面を有し、前記散乱面に対向する上面に前記放射面を有する線状の主部分と、該主部分の長手方向の途中の位置において該主部分より分岐し、前記散乱面を有しない第１の分岐部分と第２の分岐部分よりなり、前記第１の分岐部分と第２の分岐部分の平面形状は前記主部分の上面と並行な面内において主部分の同じ側に分岐する形状をなし、かつ、前記分岐部分の各々は前記主部分の中央を通り長手方向の中心線と直交する巾方向の中心線に関し互いに対称の位置にあって、前記主部分と交差しており、前記主部分の少なくとも１の端部又はその近傍および前記分岐部分の端部又はその近傍に前記光源が配されていることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための第３の手段として、本発明は、前記第１の手段又は第２の手段において、前記分岐部分の分岐方向の中心線は前記主部分の長手方向の中心線の法線に対し、前記導光部材の屈折率ｎと、θ＝ｓｉｎー1（１／ｎ）の関係にある臨界角θ以上の角度で交差することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための第４の手段として、本発明は、複数の光源および該光源の光が入射する平板状の導光部材を備え、該導光部材は入射した光を反射および散乱する線状の散乱面および該散乱面に対向する放射面を有し、前記光源より前記導光部材に入射した光を線状の光束として前記放射面より放射する線状光源ユニットに於いて、前記導光部材は下面に前記散乱面を有し、前記散乱面に対向する上面に前記放射面を有する線状の主部分と、該主部分の長手方向の途中の位置において該主部分より分岐し、前記散乱面を有しない１個の分岐部分よりなり、前記分岐部分の平面形状は前記主部分の上面と並行な面内において主部分の一方の側において中央を挟む位置において分岐する形状をなし、その平面形状は先細りの台形をなして、前記主部分から分岐突出した形を有しており、前記主部分の少なくとも１の端部又はその近傍および前記分岐部分の端部又はその近傍に前記光源が配されていることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための第５の手段として、本発明は、複数の光源および該光源の光が入射する導光部材を備え、該導光部材は入射した光を反射および散乱する線状の散乱面および該散乱面に対向する放射面を有し、前記光源より前記導光部材に入射した光を線状の光束として前記放射面より放射する線状光源ユニットに於いて、前記導光部材は前記散乱面を有する線状の主部分と、該主部分の長手方向の途中の位置において該主部分より分岐し、前記散乱面を有しない分岐部分とよりなり、前記主部分の少なくとも１の端部又はその近傍および前記分岐部分の端部又はその近傍に前記光源が配され、前記主部分の前記放射面と交差する長手方向の側面の少なくとも一部に、前記導光部材の屈折率ｎよりも小さい屈折率ｎ１を有する透光性のある補助部材が取付けられていることを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するための第６の手段として、本発明は、前記第５の手段に於いて、前記分岐部分の平面形状は前記放射面と並行な面内において主部分より分岐する形状をなし、その前記分岐部分の分岐方向の中心線は前記主部分の長手方向の中心線の法線に対し、前記導光部材の屈折率ｎおよび前記補助部材の屈折率ｎ１と、θ１＝ｓｉｎー1（ｎ１／ｎ）の関係にある複合的臨界角θ１にほぼ等しい角度又は該複合的臨界角θ１以上の角度で交差することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下図面に基づいて本発明の線状光源ユニットの実施の形態を実施例について説明する。図１、および図２は本発明の好適な第１の実施例を示す図であり、図１は本実施例の線状光源ユニットの構成を示す斜視図、図２は該線状光源ユニットの作用を示す斜視図である。図１において、１は光源で、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはそれぞれ光源１、光源２、光源３、光源４を示す。２は石英、又はアクリル、ポリカーボネイト等の透明な材料よりなる導光部材である。該導光部材２は下面に散乱面３を有し、対向する上面が放射面７である線状の主部分２ａと、該主部分２ａの長手方向の途中の位置に於いて分岐し、前記散乱面３を有しない第１の岐部分２ｂ１および第２の分岐部分２ｂ２とよりなっている。後述するように、前記散乱面３に入射した光は反射・散乱され、その大部分が前記放射面７から外部に放射される。
【００２０】
前記第１の分岐部分２ｂ１および第２の分岐部分２ｂ２の平面形状は前記主部分２ａの上面と並行な面内において主部分２ａから互いに反対側に分岐する形状をなし、第１の分岐部分の分岐方向の中心線ｓ１および第２の分岐部分２ｂの中心線ｓ２は前記主部分２ａの長手方向の中心線ｓの法線ｒに対し、前記導光部材の屈折率ｎと、θ＝ｓｉｎー1（１／ｎ）の関係にある臨界角θよりも若干大きい角度αだけ時計方向に回転した角度をもって交差する。そして、第１の分岐部分２ｂ１の分岐方向の中心線ｓ１および第２の分岐部分２ｂの中心線ｓ２は互いに平行ではあるが前記主部分２ａの長手方向の中心線ｓに対しては、長手方向の中央から等量だけ反対方向に外れたオフセット量を持って互いにずれて交差する。
【００２１】
前記導光部材２の主部分２ａの一方の端部には光源１（１ａ）が、その他方の端部には光源２（１ｂ）が、第１の分岐部分２ｂ１の端部には光源３（１ｃ）が、第２の分岐部分２ｂ２の端部には光源４（１ｄ）がそれぞれ設けられている。前記光源１〜４（１ａ〜１ｄ）はカラー情報の読み取りに用いられる場合には例えばＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤが光源ケースの中に配列され、拡散板等を介して外部に白色光を放射する公知のＬＥＤによる白色光源であっても良いし、また白色の電球、放電管等であってもよい。白黒の情報の読み取りに用いられる場合には、単色のＬＥＤ光源その他の発光素子であっても良い。光源１〜４（１ａ〜１ｄ）の配置方法については、接着または取付枠等公知の取付手段を用いて導光部材２に直接取り付ける方法と、共通の回路基板等の上に導光部材２と光源１〜４（１ａ〜１ｄ）を別個に取り付ける方法とがある。
【００２２】
次に本実施例の作用を説明する。図２に示すように、光源１（１ａ）から導光部材２の主部分２ａに入射した光の一部は直接前記散乱面３に入射し（この入射光を以下に直接光という。）、それ以外のものは、主部分２ａの上面（放射面７）および側面から直接外部に洩れるものもあるが、大部分のものは、一旦、その上面および側面に於いて反射されてから間接的に前記散乱面に入射する（この入射光を以下に間接光という）。上記直接光の照度は光源１（１ａ）に対する立体角に依存するので、光源から離れるに従って顕著に減少する。次に上記間接光についても、間接的には前記立体角に依存するので、直接光ほど顕著ではないが、やはり光源から離れるほど減少する傾向にある。この様子を図３（ａ）に示す。
【００２３】
図３（ａ）は光源１（１ａ）のみを点灯したときの前記散乱面３の照度の長手方向の分布を示す図であり、横軸は散乱面３の長手方向の位置を、縦軸は相対照度を示す。同図においてＬ１ａは直接光による分を、Ｌ１ｂは間接光による分をＬ１はこれらが合成された現実の散乱面の照度を示す。図３（ｂ）は光源１（１ａ）と光源２（１ｂ）のみを点灯したときの前記散乱面３の照度Ｌ１２の長手方向の分布を示す図であり、Ｌは光源１（１ａ）のみが点灯されたときの照度を示し、Ｌ２は光源２（１ｂ）のみが点灯されたときの照度を示す。縦軸及、横軸は図３（ａ）のものと同様である。図３（ｂ）に示すように、この場合の散乱面３の照度Ｌ１２の分布は両端部が高く中央部が顕著に低く、くびれたものとなり、このままでは、従来例と同様の傾向を示す。
【００２４】
次に図３（ｃ）は光源３（１ｃ）と光源４（１ｄ）がそれぞれ単独で点灯されたときの散乱面３の照度Ｌ３およびＬ４の分布を示し、光源３（１ｃ）と光源４（１ｄ）のみが同時に点灯されたときの散乱面３の照度Ｌ３４を示す図であり、縦軸および横軸は図３（ａ）および図３（ｂ）と同様である。先ず、光源３（１ｃ）のみを点灯した場合の作用につき説明する。図２に示すように光源３（１ｃ）から第１の分岐部分２ｂ１に入射した光の一部は直接に又は、第１の分岐部分２ｂ１の上、下面、側面、若しくは主部分２ａの上面に於ける反射を経て間接に主部分２ａの第１の分岐部分の反対側の側面５ａに入射し、他の一部は直接に又同様の部分の反射を経て前記側面５ａに入射することなく、散乱面３に入射する。前記の反対側の側面５ａに入射した光のうち側面５ａの法線に対し前記の臨界角θ以上時計方向に回転した角度で入射したものは、主部分２ａの長手方向の中央に近い部分に於いて該側面５ａで全反射される。
【００２５】
そして、その全反射された光は光源２（１ｂ）が配された主部分２ａの端に向かって進行し、その大部分は直接または反射を経て散乱面３に入射する。尚、臨界角θと等しい角度で入射した光については、一部が入射角と等しい反射角で反射され、残りは側面５ａに沿って進行する。ここで、中央に近い部分に於いては、散乱面３の光源３（１ｃ）対する立体角が大きく、端部に近い部分に於いては散乱面３の光源３（１ｃ）に対する等価的な立体角（前記側面５ａの反射面を介しての立体角）が小さくなるので、すでに説明したのと同様の理由により、図３（Ｃ）に示すように、散乱面３の照度Ｌ３の分布は中央部が高く、光源１（１ａ）が配された端部に行くに従って顕著に減少する。
【００２６】
光源４（１ｄ）のみが単独で点灯された場合は、光源４（１ｄ）から第２の分岐部分２ｂ２に入射した光の一部は前記と同様の原理により、主部分２ａの第２の分岐部分２ｂ２の反対側の側面５ｂに入射し、他の一部は前記側面５ｂに入射することなく、散乱面３に入射する。該側面５ｂで前記と同様にして全反射された光は光源１（１ａ）が配された主部分２ａの端に向かって進行し、その大部分は直接または反射を経て散乱面３に入射する。この結果、散乱面３の照度Ｌ４の分布は、すでに説明したのと同様の理由により、図３（ｃ）に示すように中央部が高く、光源２（１ｂ）が配された端部に行くに従って顕著に減少する。
【００２７】
光源３（１ｃ）と光源４（１ｄ）のみが同時に点灯されたときの散乱面３の照度Ｌ３４の分布は前記のＬ３とＬ４をつないだ形となり、中央部が高く両端部に行くに従って顕著に低下する特性を示す。即ち、前記Ｌ１２と逆の特性となる
。
【００２８】
図４は前記光源１〜４（１ａ〜１ｄ）のすべてが点灯されたときの散乱面３に於ける照度Ｌの分布を示す図である。同図に示すように、このときの照度Ｌは前記のように光源１〜４（１ａ〜１ｄ）の各々が単独で点灯されたときの照度Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４をすべて合成したもの即ち前記Ｌ１２とＬ３４を重ね合わせたものとなり、照度Ｌの分布特性は、Ｌ１２とＬ３４が互いにその分布特性を補い合って、勾配のない、均一な分布特性となっている。又その照度のレベルは重ね合わせにより、顕著に高められている。かかる散乱面３での反射・散乱光の大部分は前記主部分２ａの上面の放射面７から図示しない原稿面等の被照明面に放射され、該被照明面において照度分布の均一な線状の照明がなされる。
【００２９】
尚、分岐部分２ｂ１、２ｂ２を有しない導光部材を用いた従来の光源ユニットの場合でも、導光部材の長手方向の寸法を顕著に短いものとすれば、導光部材の両端部の光源から散乱面に達する光が互いに補い合って散乱面で均一な照度分布を得ることも出来なくはない。しかし、この場合は、照明範囲が狭くなり、実用上の価値が大巾に低下する。本実施例は、この点に関していえば、照度分布が均一で且つ従来よりも照明範囲の広い線状の照明を可能にしているのである。
【００３０】
図１に示す分岐部分２ｂ１、２ｂ２の中心線ｓ１、ｓ２の方向は主部分２ａの中心線ｓの法線ｒに対し時計方向にαだけ回転した方向となっているが、αが前記の臨界角θよりも小となりｓ１，ｓ２が放線ｒに近づいて行くと、前記側面５ａおよび５ｂに於ける全反射は起こりにくくなり、これら側面に入射した光の大部分が反射されずに外部に透過してしまい、主部分の端部に向かって伝搬されなくなるので、光源３（１ｃ）及び光源４（１ｄ）に入射した光は主部分の一部に局在し全体には行きわたらなくなるので、前記の照度分布の補正が円滑に行われず、散乱面３の照度の分布を均一のものとすることは出来なくなる。
【００３１】
αが臨界角θに等しい場合には前記側面５ａおよび５ｂに入射した光の半分程度が全反射され、他の半分については、透過と反射が共に行われ光量の大部分は外部に透過する。これは、入射光の大部分は分岐部分の中心線ｓ１、ｓ２と平行でなく、斜交し、実際の入射角は臨界角θより大の場合と小の場合に分かれるからである。しかしながらこの場合は全反射された光は散乱面３の端部にまで行きわたるので、完全とは行かないまでも、照度分布は補正されかなり改善される。αが臨界角θを分岐部分２ｂの寸法等で決まる所定の角度以上更に越えると、前記側面５ａおよび５ｂに入射した光の全部が全反射される。これにより、光源３（１ｃ）および光源４（１ｄ）から入射した光は散乱面３の端部にまで十分に行きわたり、すでに述べたような完全な又はほぼ完全な照度分布の補正が行われ、照度分布は均一となる。又、この場合はαが臨界角θに等しい場合に比して入射光の利用効率が向上するので散乱面３の照度の全体的なレベルが向上する。
【００３２】
例えば本実施例に於いて、導光部材２の材料として、屈折率ｎ＝１．５のアクリルを用いた場合、臨界角θは、θ＝ｓｉｎー1（１／ｎ）＝ｓｉｎー1（０．６６）＝４２゜となるが、前記回転角αが例えば４７゜程度であれば、従来の線状光源ユニットに比し散乱面３の照度レベルを格段に高めるとともに照度レベルの均一性が完全または完全に近いものとなることが確認できた。
【００３３】
ここで、照度レベルが従来より向上したのは、従来は散乱面の端部に於ける本来的な照度を、中央部の照度に合わせて制限することにより、照度分布の均一化を図っていたのに対し、実施例においては、前記のように散乱面３の端部の照度は本来的なものとして残し、更にその上に分岐部分からの入光を積み重ねることより、照度レベルの向上と均一化を両立させた結果である。又、本実施例の線状光源ユニットは光源１〜４（１ａ〜１ｄ）の配置精度は従来のように特別高くする必要が無いので、調整のための部材を必要とせず、構造簡単で組立も容易にできる。尚、図示は省略するが、本実施例の変形として、導向部材２の主部分２ａの上面の放射面７に長手方向に伸びる従来例と同様のシリンドリカルレンズ部を設けることにより、被照明面に於ける線状の照明の巾と照度を適宜調整できることは勿論である。
【００３４】
（実施例２）
以下図面に基づいて本発明の線状光源ユニットの実施の形態を第２の実施例について説明する。図５（ａ）は本実施例の線状光源ユニットの構成を示す斜視図であり、図５（ｂ）は該線状光源ユニットの作用を示す斜視図である。これらの図に示すように、本実施例においては、導光部材２の構造は主部分２ａの一方の側部に第１の分岐部分２ｂ１および第２の分岐部分２ｂ２が設けられている。即ち、前記第１の分岐部分２ｂ１および第２の分岐部分２ｂ２の平面形状は前記主部分の上面と並行な面内において主部分の同じ側に分岐する形状をなし、主部分２ａの中央を通り長手方向の中心線ｓと直交する巾方向の中心線ｓｂに関し互いに対称の位置にある。
【００３５】
そして、第１の分岐部分２ｂ１の分岐方向の中心線ｓ１は前記主部分２ａの長手方向の中心線ｓの法線ｒに対し、前記導光部材の屈折率ｎと、θ＝ｓｉｎー1（１／ｎ）の関係にある臨界角θよりも若干大きい角度αだけ時計方向に回転した角度をもって交差し、第２の分岐部分２ｂ２の分岐方向の中心線ｓ２は前記主部分２ａの長手方向の中心線ｓの法線ｒに対し、前記臨界角θよりも若干大きい角度αだけ反時計方向に回転した角度をもって交差する。第１の分岐部分２ｂ１および第２の分岐部分２ｂ２の端部には光源３（１ｃ）および光源４（１ｄ）がそれぞれ配置されている。主部分２ａに設けられた散乱面３はその中央部分３ｃにおいてその部分の反射率が他の部分よりも低くなるような処理がなされている。その他の構成については図１に示した第１の実施例と同様である。前記の反射率を低下させる処理としては、散乱面の粗さを変える、又は散乱面の裏打材料を変える等の方法がある。
【００３６】
次に、図６（ａ）は光源３（１ｃ）のみが点灯されたときに散乱面３に入射する光の照度Ｌ３１の分布を示す図であり、図６（ｂ）は光源４（１ｄ）のみが点灯されたときに散乱面３に入射する光の照度Ｌ４１の分布を示す図であり、図６（ｃ）は光源４（１ｄ）と光源３（１ｃ）のみが点灯されたときに散乱面３に入射する光の照度Ｌ４３１の分布を示す図であり、図６（ｄ）は光源４（１ｄ）と光源３（１ｃ）のみが点灯されたときに、中央部分３ｃの反射率が小さな場合に、散乱面３から反射される光の照度Ｌ３４の分布を示す図である。図７は光源１（１ａ）と光源２（１ｂ）のみが点灯されたときに散乱面３にから反射される光の照度Ｌ１２の分布を示す図である。
【００３７】
光源３（１ｃ）のみが点灯されたときには、すでに説明したのと同様の原理により、図５（ｂ）に示すように、光源３（１ｃ）から第２の分岐部分２ｂ１に入射した光の一部は、主部分２ａの分岐部分と反対側の側面５に入射し、他の一部は前記側面５に入射することなく、散乱面３に入射する。該側面５で前記と同様にして全反射された光は光源２（１ｂ）が配された主部分２ａの端に向かって進行し、その大部分は直接または反射を経て散乱面３に入射する。この結果、散乱面３に入射する光の照度Ｌ３１の分布は、すでに説明したのと同様の理由により、図６（ａ）に示すように中央から若干光源１（１ａ）の方向にずれた部分（直接光の入射がなされる部分）が高く、光源１（１ａ）が配された端部に行くに従って顕著に減少する。光源４（１ｄ）のみが点灯されたときには、同様の理由により、散乱面３に入射する光の照度Ｌ４１の分布は、図６（ｂ）に示すように中央から若干光源１（１ａ）の方向にずれた部分（直接光の入射がなされる部分）が高く、光源２（１ｂ）が配された端部に行くに従って顕著に減少する。
【００３８】
光源３（１ｃ）および光源４（１ｄ）のみが同時に点灯されたときには、散乱面３に入射する光の照度は、前記のＬ３１とＬ４１が合成されたものとなり、その分布は図６（ｃ）のＬ４３１に示すように、中央部分が重複されて突出し、その他の部分は両端部に向かって減少する形となる。前記のように中央部分は反射率が他の部分より低くなっているので、散乱面３から反射される光の照度Ｌ３４の分布は中央部分３ｃの反射率が小さいので図６（ｄ）に示すように、中央部分の突起は少なくなり、その他の部分は前記Ｌ４３１と同様の形となる。
【００３９】
光源１（１ａ）と光源２（１ｂ）のみが同時に点灯されたときの散乱面３から反射される光の照度Ｌ１２の分布は図７に示すように中央部分が反射率の低下のために少し窪み、その他の部分は両端部に向かって増加する形となる。光源１〜４（１ａ〜１ｄ）がすべて点灯されたときに散乱面３から反射される光の照度の分布については、図示は省略するが、互いに逆の分布特性を持つ前記Ｌ３４とＬ１２が合成され、第１の実施例と同様にレベルが高く均一な照度の分布が得られる。なお、本実施例は占有スペースが第１の実施例よりも小さくて済む。
【００４０】
（実施例３）
以下図面に基づいて本発明の線状光源ユニットの実施の形態を第３の実施例について説明する。図８は本実施例の線状光源ユニットの構成を示す斜視図である。本実施例においては、導光部材２の分岐部分は一個であり、その構造は主部分２ａの一方の側部に分岐部分２ｂが設けらてれている。即ち、前記の分岐部分２ｂの平面形状は前記主部分の上面と並行な面内において主部分２ａの一方の側において中央を挟む位置において分岐する形状をなし、分岐部分２ｂの分岐方向の中心線ｓ３は前記主部分２ａの長手方向の中心線ｓと直交し、前記分岐部分２ｂの一方の側面の稜線は前記導光部材２の屈折率ｎと、θ＝ｓｉｎー1（１／ｎ）の関係にある臨界角θ又はこれより若干大きい角度であるαだけ時計方向に回転した角度をもって法線ｒと交差し、前記分岐部分２ｂの他方の側面の稜線は前記の角度αだけ反時計方向に回転した角度をもって法線ｒと交差する。そして、分岐部分２ｂの平面形状は先細りの台形をなして、主部分２ａから分岐突出した形となっている。前記主部分２ａの前記分岐部分２ｂが設けられた側と反対側の側面の中央部には入射光を散乱する散乱部３ｂが設けられている。そして、前記分岐部分２ｂの端部には光源３（１ｃ）が配置されている。その他の点については図１に示した第１の実施例と同様である。
【００４１】
光源３（１ｃ）のみが点灯されたとき、光源３（１ｃ）からの光は、まず下面の散乱面３に入射するものと、前記側面の散乱部３ｂに入射するものと、前記散乱部３ｂの両側の側面に入射するものとに分かれる。側面の散乱部３ｂに入射したものは、反射、拡散されて、直接または反射を経て下面の散乱面３に入射する。散乱部３ｂの両側の側面に入射したものは全反射され、主部分２ａの両端部に向かって伝搬されつつ散乱面３に入射する。この結果、散乱面３の照度の分布は図示は省略するが、中央部が高く両端部に行くに従って顕著に低下する特性を示す。一方光源１（１ａ）および光源２（１ｂ）のみが点灯されたときの散乱面３の照度の分布は第１の実施例において説明したのと同様に、これとは逆の特性を示す。従って光源１〜３（１ａ〜ｃ）がすべて点灯されたときの散乱面３の照度の分布は、図示は省略するが、極めて均一な分布特性を示すことになる。本実施例は構造が簡単であり、占有スペースも小さくて済む。
【００４２】
（実施例４）
以下図面に基づいて本発明の線状光源ユニットの実施の形態を第４の実施例について説明する。図９は本実施例の線状光源ユニットの構成を示す斜視図である。本実施例の基本的構成は図１に示した第１の実施例と共通であるので、異なる点のみについて説明する。６は導光部材２の主部分２ａの側面に設けられた透明な補助部材であり、補助部材６は屈折率が導光部材２の材料の屈折率ｎより小である屈折率ｎ１の材料によりなっている。導光部材２の第１の分岐部分２ｂ１の分岐方向の中心線ｓ１および第２の分岐部分２ｂ２の中心線ｓ２は前記主部分２ａの長手方向の中心線ｓの法線ｒに対し、前記導光部材２の屈折率ｎおよび前記補助部材６の屈折率ｎ１と、θ１＝ｓｉｎー1（ｎ１／ｎ）の関係にある合成的な臨界角θ１より若干大きい角度α１だけ時計方向に回転した角度をもって交差する。
【００４３】
光源３（１ｃ）および光源４（１ｄ）から主部分２ａの反対側の対向する側面に入射した光の大部分は入射角が前記の臨界角θ１より大となるので全反射され、すでに述べたのと同様の原理により、主部分２ａの下面の散乱面３の照度分布が補正され、第１の実施例と同様に均一となる。本実施例に於ける導光部材２の材料として、屈折率１．６のポリカーボネイトを、補助部材６の材料として屈折率１．５のアクリルを用いた場合、前記の臨界角θ１は  θ１＝ｓｉｎー1（ｎ１／ｎ）＝ｓｉｎー1（１．５／１．６）＝７０゜となり、実用的には前記α１を７３゜程度としておけばよい。入射光が前記側面において丁度臨界角で入射した場合は一部は入射角に等しい反射角で反射され、一部はその側面に沿って進行する。臨界角θ１が増加し、この両者の光の進行方向が近づくほど、光の伝搬が円滑に行われやすくなり、最終的には、散乱面３の照度分布の均一化の更なる向上に寄与する。
【００４４】
尚、図９に於いては、主部分２ａの側面のすべての部分に補助部材６を取り付けてあるが、これに限らず分岐部分２ｂ１、２ｂ２に対向する部分にだけ、補助部材６を取り付けてもほぼ同様の効果が得られる。また、補助部材６は塗布等により形成された膜であってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光源と該光源からの光を展開して線状の光束として放射する導光部材を備えた線状光源ユニットに於いて従来問題とされていた▲１▼照明光の照度の不均一性、▲２▼照明光の照度のレベルの低下および▲３▼装置の構造および製造工程の複雑性が解決され、情報処理装置等の読み取り手段等の線状の照明装置として、照明光の照度にむらがなく、全体的に均一であり、照度のレベルが十分高く、発熱および消費電力が少なく、小型で、製造コストの低い光源ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例の作用を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例に於ける照度の分布を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に於ける照度の分布を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示す図であり、（ａ）はその構成を示す斜視図、（ｂ）はその作用を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施例に於ける照度の分布を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例に於ける照度の分布を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第４の実施例の構成を示す斜視図である。
【図１０】従来の線状光源ユニットを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１１】従来の線状光源ユニットを示す図であり、（ａ）上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【符号の説明図】
１  光源
２  導光部材
２ａ  主部分
２ｂ  分岐部分
３  散乱面
５  側面
６  補助部材
７  放射面
【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】
0003966576.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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