(57)【要約】【課題】  導光体の両端に異なる波長域の光を出射する２つの光源を備え、各光源について、導光体の長手方向中央に対して略対称の形状を有する配光分布が得られる線状光源装置の提供。【解決手段】  線状光源装置は、導光体の両端に異なる波長域の光を出射する２つの光源を備え、導光体の外周面において複数の凹溝が長手方向に並んで形成されることにより隣接する凹溝間に形成された複数のプリズム要素のうち、第１の光源からの光を透過する透過面と第２の光源からの光を反射する反射面とを備えるプリズム要素から構成される第１のプリズム部が、第１の光源側に設けられると共に、第２の光源からの光を透過する透過面と第１の光源からの光を反射する反射面とを備えるプリズム要素から構成される第２のプリズム部が、第２の光源側に設けられることを特徴とする。【選択図】  図１
2016048875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して長手方向に沿って形成された反射部および出射部を有する棒状の導光体と、当該導光体の長手方向における両端面の各々に対向して配置された第１の光源および当該第１の光源とは異なる波長域の光を放射する第２の光源を備えており、前記導光体における反射部が、外周面において複数の凹溝が長手方向に並んで形成されることにより隣接する凹溝間に形成された複数のプリズム要素により構成されてなる線状光源装置において、
前記複数のプリズム要素のうち、前記第１の光源からの光を透過する透過面と前記第２の光源からの光を反射する反射面とを備えるプリズム要素の複数から構成される第１のプリズム部が、長手方向中央より前記第１の光源側に設けられると共に、
前記複数のプリズム要素のうち、前記第２の光源からの光を透過する透過面と前記第１の光源からの光を反射する反射面とを備えるプリズム要素の複数から構成される第２のプリズム部が、長手方向中央より前記第２の光源側に設けられることを特徴とする線状光源装置。
【請求項２】
前記凹溝のピッチが長手方向中央側に向かうに従って大きくなることを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。
【請求項３】
隣接するプリズム要素における反射面の長手方向に対する傾斜角が、長手方向中央側に向かうに従って小さくなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の線状光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ファクシミリ、複写機、スキャナなどの機器に使用される原稿読取装置用の線状光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ファクシミリ、複写機、スキャナなどの機器においては、原稿面を照明する光源装置を備えた、原稿面からの反射光によって原稿面の文字情報および画像情報を読み取る原稿読取装置が搭載されている。
【０００３】
原稿読取装置用の光源装置としては、例えば、透光性の樹脂等からなる棒状の導光体の少なくとも一端に、ＬＥＤ素子を備えたＬＥＤ光源が配置されてなり、ＬＥＤ光源から放射された光を導光体の長手方向に伝播させて原稿面に照射する構成のものが挙げられる。例えば、特許文献１には、棒状の導光体の両端の各々にＬＥＤ光源が配置されてなる線状光源装置が開示されている。
【０００４】
一方、近年、可視光を放射する光源を用いることに限定されずに、これと紫外光を放射する光源や赤外光を放射する光源とを共に備えた線状光源装置の開発も進んでいる。
例えば、特許文献２には、第１の光源として可視光を放射するＬＥＤ素子を用いると共に、第２の光源として赤外光を放射するＬＥＤチップを用いた線状光源装置が開示されている。この線状光源装置によれば、画像読み取り精度および紙幣の識別などの真偽判別精度の向上が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５１４４０号公報
【特許文献２】特開２００７−１６４３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された線状光源装置においては、導光体の長手方向の配光分布は、一方のＬＥＤ光源からの光と、他方のＬＥＤ光源からの光とが合成されて得られるものである。
一方、異なる波長域の光を出射する２つの光源の１つを選択的に点灯させて使用する線状光源装置においては、各光源に係る配光分布が略同一となるよう設計する必要がある。具体的には、導光体の長手方向の配光分布が長手方向の中央位置に対して対称な分布となるように設計する必要がある。例えば、特許文献２に開示された装置においては、それぞれの光源に対応する２つの導光体を搭載している。しかしながら、このような構成は、部品点数の増加および装置の大型化を招いてしまう、という問題がある。
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、導光体の両端面に異なる波長域の光を出射する２つの光源を備えた線状光源装置であって、各光源について、導光体の長手方向中央に対して略対称の形状を有する配光分布が得られる線状光源装置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】
【０００８】
本発明の線状光源装置は、互いに対向して長手方向に沿って形成された反射部および出射部を有する棒状の導光体と、当該導光体の長手方向における両端面の各々に対向して配置された第１の光源および当該第１の光源とは異なる波長域の光を放射する第２の光源を備えており、前記導光体における反射部が、外周面において複数の凹溝が長手方向に並んで形成されることにより隣接する凹溝間に形成された複数のプリズム要素により構成されてなる線状光源装置において、
前記複数のプリズム要素のうち、前記第１の光源からの光を透過する透過面と前記第２の光源からの光を反射する反射面とを備えるプリズム要素の複数から構成される第１のプリズム部が、長手方向中央より前記第１の光源側に設けられると共に、
前記複数のプリズム要素のうち、前記第２の光源からの光を透過する透過面と前記第１の光源からの光を反射する反射面とを備えるプリズム要素の複数から構成される第２のプリズム部が、長手方向中央より前記第２の光源側に設けられることを特徴とする。
【０００９】
本発明の線状光源装置においては、前記凹溝のピッチが長手方向中央側に向かうに従って大きくなることが好ましい。
【００１０】
本発明の線状光源装置においては、隣接するプリズム要素における反射面の長手方向に対する傾斜角が、長手方向中央側に向かうに従って小さくなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の線状光源装置は、導光体の反射部における長手方向中央より各光源の側に、近位側の光源からの光を透過する透過面と遠位側の光源からの光を反射する反射面とを備えるプリズム要素から構成されるプリズム部が、それぞれ設けられている。これにより、個々のプリズム要素において、近位側の光源からの光が透過されると共に遠位側の光源からの光が積極的に反射される。その結果、１本の導光体の両端に異なる波長域の光を出射する２つの光源を備えた構成を有していても、これらを切り替えて点灯したときに、各光源について、それぞれ、導光体の長手方向中央に対して略対称の形状を有する配光分布を得ることができる。
さらに、各光源から出射される光を導光する導光体として共通のものを用いることにより、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の線状光源装置の一例における構成の概略を示す断面図であり、（ｃ）は導光体における反射部の構成の概略を示す拡大断面図である。
【図２】図１に示す線状光源装置の、導光体の長手方向に垂直な断面図である。
【図３】実施例１において作製した線状光源装置の配光分布曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１（ａ），（ｂ）は本発明の線状光源装置の一例における構成の概略を示す断面図、図１（ｃ）は導光体における反射部の構成の概略を示す拡大断面図である。図２は、図１に示す線状光源装置の、導光体の長手方向に垂直な断面図である。
この線状光源装置は、長手方向における両端面１０ａ，１０ｂの各々が光取込面とされた棒状の導光体１０と、この導光体１０の一端面１０ａに対向して配置された第１の光源３０ａと、導光体１０の他端面１０ｂに対向して配置された第２の光源３０ｂと、導光体１０を支持するための導光体支持台４０とを備えている。
【００１５】
第１の光源３０ａは、導光体１０の一端面１０ａと長手方向に離間して対向配置された平板状の基板３１ａと、この基板３１ａの一面上に実装された第１の発光素子としてのＬＥＤ素子３２ａと、導光体１０の一端面１０ａとＬＥＤ素子３２ａとの間の空間を取り囲むよう設けられた反射体３３ａとにより構成されている。
第２の光源３０ｂは、導光体１０の他端面１０ｂと長手方向に離間して対向配置された平板状の基板３１ｂと、この基板３１ｂの一面上に実装された第２の発光素子としてのＬＥＤ素子３２ｂと、導光体１０の他端面１０ｂとＬＥＤ素子３２ｂとの間の空間を取り囲むよう設けられた反射体３３ｂとにより構成されている。
【００１６】
導光体１０は、略円柱状の棒状体であり、円弧状の光出射面を有する出射部１１が長手方向に沿って形成されていると共に、光出射面に対向する周面に、反射部１５が長手方向に沿って形成されている。導光体１０は、当該導光体１０に沿って延びるよう配設された導光体支持台４０によって、出射部１１が所定方向を向く状態で支持されて固定されている。
【００１７】
導光体１０を構成する材料としては、例えば、石英ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などの透光性材料が用いられる。第１の光源３０ａまたは第２の光源３０ｂとして紫外光を出射するものを用いる場合には、導光体１０として石英ガラスよりなるものを用いることが好ましい。
また、導光体支持台４０を構成する材料としては、導光体１０の出射部１１以外の箇所から導光体１０の外部に出射される光を吸収して遮蔽することができるものであることが好ましく、例えば、ポリカーボネート樹脂などを用いることができる。また、適宜の基材の表面に光吸収性を有する塗装が施されたものを用いることもできる。
【００１８】
導光体１０の反射部１５は、導光体１０の外周面において複数の凹溝が長手方向に互いに離間した位置に形成されることにより、隣接する凹溝間に形成された複数のプリズム要素２０により構成されている。この例においては、凹溝は、例えば断面形状が略Ｖ字状のＶ字溝１６により構成されており、各々のプリズム要素２０は、断面台形状または断面三角形状とされている。
【００１９】
そして、上記の線状光源装置においては、導光体１０の反射部１５における長手方向中央より光源３０ａ，３０ｂの各側に、近位側の光源からの光を透過する透過面２１と遠位側の光源からの光を反射する反射面２２とを備えるプリズム要素２０から構成されるプリズム部２７，２８が、それぞれ設けられている。
具体的には、複数のプリズム要素２０のうち、第１の光源３０ａからの光を透過する透過面２１と第２の光源３０ｂからの光を反射する反射面２２とを備えるプリズム要素２０の複数から構成される第１のプリズム部２７が、長手方向中央より第１の光源３０ａ側に設けられている。また、複数のプリズム要素２０のうち、第２の光源３０ｂからの光を透過する透過面２１と第１の光源３０ａからの光を反射する反射面２２とを備えるプリズム要素２０の複数から構成される第２のプリズム部２８が、長手方向中央より第２の光源３０ｂ側に設けられている。
【００２０】
プリズム部２７，２８を構成する複数のプリズム要素２０を形成するためのＶ字溝１６のピッチは、導光体１０の端部から長手方向中央側に向かうに従って大きくなることが好ましい。
【００２１】
また、プリズム部２７，２８を構成する複数のプリズム要素２０を形成するためのＶ字溝１６の深さは、各光源３０ａ，３０ｂからの光の波長域に基づいて決定される導光体１０の屈折率に従い、遠位側の光源からの光を全反射することができる大きさとされていることが好ましい。従って、Ｖ字溝１６の深さは、導光体１０の長手方向中央に対して非対称な大きさとされる。
Ｖ字溝１６の深さは、例えば０．０５〜０．２ｍｍの範囲とされる。
【００２２】
本発明において、近位側の光源に対向する透過面２１は、長手方向に対する傾斜角α（図１（ｃ）参照）が、（９０°−θ）〜９０°の範囲とされることが好ましい。ただし、θは導光体１０から空気へ入射される光線の臨界角である。
導光体１０から空気へ入射される光線の臨界角θは、下記式（１）で表される。
式（１）：臨界角θ＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）
〔上記式（１）において、ｎは、任意の波長域の光に対する導光体１０の屈折率である。〕
具体的には、導光体１０として石英ガラスのものを用いた場合、透過面２１の長手方向に対する傾斜角αは、例えば８０〜９０°であることが好ましい。
【００２３】
本発明において、遠位側の光源に対向する反射面２２は、長手方向に対する傾斜角β（図１（ｃ）参照）が、当該遠位側の光源からの光を全反射する傾斜角のものである。
具体的には、導光体１０として石英ガラスのものを用いた場合、反射面２２の長手方向に対する傾斜角βは、例えば５〜１５°であることが好ましい。
【００２４】
隣接するプリズム要素２０においては、遠位側の光源に対向する反射面２２の長手方向に対する傾斜角βが、長手方向中央側に向かうに従って小さくなることが好ましい。
【００２５】
この線状光源装置においては、第１の光源３０ａのＬＥＤ素子３２ａからの光は、図１（ａ）に示されるように、直接的に、あるいは、反射体３３ａによって反射されて導光体１０の一端面１０ａに入射する。この導光体１０の一端面１０ａに入射した光は、導光体１０によって長手方向に導かれる。このとき、中心位置より一端側に位置される第１のプリズム部２７を構成するプリズム要素２０の透過面２１に入射される光は、当該プリズム要素２０を透過して導光体１０の外部に出射されて導光体支持台４０によって拡散される。さらに、中心位置より他端側に位置される第２のプリズム部２８を構成するプリズム要素２０に入射される光は、当該プリズム要素２０の反射面２２によって反射されてその反射光が導光体１０の出射部１１における光出射面から出射される。
一方、第２の光源３０ｂのＬＥＤ素子３２ｂからの光は、図１（ｂ）に示されるように、直接的にあるいは反射体３３ｂによって反射されて導光体１０の他端面１０ｂに入射する。この導光体１０の他端面１０ｂより入射した光は、導光体１０によって長手方向に導かれる。このとき、中心位置より他端側に位置される第２のプリズム部２８を構成するプリズム要素２０の透過面２１に入射される光は、当該プリズム要素２０を透過して導光体１０の外部に出射されて導光体支持台４０によって拡散される。さらに、中心位置より一端側に位置される第１のプリズム部２７を構成するプリズム要素２０に入射される光は、当該プリズム要素２０の反射面２２によって反射され、その反射光が導光体１０の出射部１１における光出射面から出射される。
【００２６】
以上のように、上記構成の線状光源装置によれば、導光体１０の反射部１５における長手方向中央より各光源３０ａ，３０ｂの側に、近位側の光源からの光を透過する透過面２１と遠位側の光源からの光を反射する反射面２２とを備えるプリズム要素２０から構成されるプリズム部２７，２８が、それぞれ設けられている。これにより、個々のプリズム要素２０において、近位側の光源からの光が透過されると共に遠位側の光源からの光が積極的に反射される。その結果、１本の導光体１０の両端面１０ａ，１０ｂに異なる波長域の光を出射する２つの光源３０ａ，３０ｂを備えた構成を有していても、これらを切り替えて点灯したときに、各光源３０ａ，３０ｂについて、それぞれ、導光体１０の長手方向中央に対して略対称の形状を有する配光分布を得ることができる。
さらに、各光源３０ａ，３０ｂから出射される光を導光する導光体１０として共通のものを用いることにより、装置の小型化を図ることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】
＜実施例１＞
図１〜図２に示す構成を参照して、下記の仕様を有する本発明に係る線状光源装置を作製した。
［導光体支持台（４０）］
材質：ポリカーボネート樹脂
［光源（３０ａ，３０ｂ）］
ＬＥＤ素子（３２ａ）：発光波長３６５ｎｍの紫外光を出射するもの
ＬＥＤ素子（３２ｂ）：発光波長９５０ｎｍの赤外光を出射するもの
［導光体（１０）］
寸法：全長３４０ｍｍ、外径５ｍｍ、円柱状
材質：石英ガラス
凹溝：Ｖ字溝、深さ０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内にて導光体の長手方向の位置によって徐変、ピッチ１ｍｍ
プリズム要素の断面形状：台形状または三角形状、透過面の傾斜角（α）は８０〜９０°の範囲内、反射面の傾斜角（β）は５〜２５°の範囲内
【００３０】
この線状光源装置について、第１の光源（３０ａ）を単独で点灯させ、導光体（１０）の中心軸から垂直方向に１２ｍｍ離間した位置における、導光体（１０）の長手方向の配光分布を測定したところ、図３において実線（ａ）で示す配光分布曲線が得られた。また、第２の光源（３０ｂ）を単独で点灯させたときの導光体（１０）の長手方向の配光分布を、上記と同様の方法により測定したところ、図３において破線（ｂ）で示す配光分布曲線が得られた。
【００３１】
以上の結果より明らかなように、本発明に係る線状光源装置によれば、第１の光源（３０ａ）および第２の光源（３０ｂ）に係る配光分布曲線が、それぞれ、導光体（１０）の長手方向中央に対して略対称の形状を有することが確認された。
また、第１の光源（３０ａ）を単独で点灯したときに得られる配光分布曲線と、第２の光源（３０ｂ）を単独で点灯したときに得られる配光分布曲線とが、略同等の形状を有することが確認された。
【符号の説明】
【００３２】
１０  導光体
１０ａ  一端面
１０ｂ  他端面
１１  出射部
１５  反射部
１６  Ｖ字溝
２０  プリズム要素
２１  透過面
２２  反射面
２７  第１のプリズム部
２８  第２のプリズム部
３０ａ  第１の光源
３０ｂ  第２の光源
３１ａ，３１ｂ  基板
３２ａ，３２ｂ  ＬＥＤ素子
３３ａ，３３ｂ  反射体
４０  導光体支持台
【図１】
2016048875.tif 000003
【図２】
2016048875.tif 000004
【図３】
2016048875.tif 000005