(57)【要約】【課題】導光体と、該導光体の両端の入射端面に光を導入するＬＥＤ素子とを備えた線状光源装置において、導光体の長手方向にデッドスペースを生じさせることなく、有効発光領域の長い効率的な線状光源装置を提供せんとするものである。【解決手段】前記導光体は、互いに間隙をおいて直線状に配置された複数の導光棒からなり、該隣接する導光棒の対向する各端面が入射端面を構成するとともに、各導光棒間の間隙には、ＬＥＤ素子が該導光棒に直交する方向に向けて配置され、前記間隙には、被照射体に対向するように透光性の拡散部材が配置されていて、前記ＬＥＤ素子からの光が、該拡散部材により拡散されて前記両側の導光棒に入射されるとともに、該拡散部材を透過した光は、被照射体に向けて照射されることを特徴とする。【選択図】  図２
2016015240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の棒状導光体と、該導光体の入射端面に光を導入するＬＥＤ素子とを備え、前記導光体からの出射光を被照射体に照射する線状光源装置において、
前記導光体は、互いに間隙をおいて直線状に配置された複数の導光棒からなり、
該隣接する導光棒の対向する各端面が入射端面を構成するとともに、各導光棒間の間隙に臨んで、ＬＥＤ素子が該導光棒に直交する方向に向けて配置され、
前記間隙には、前記被照射体に対向するように透光性の拡散部材が配置されていて、
前記ＬＥＤ素子からの光が、前記拡散部材の内面により拡散されて前記両側の導光棒に入射されるとともに、該拡散部材を透過した光は、前記被照射体に向けて照射されることを特徴とする線状光源装置。
【請求項２】
前記拡散部材が、間隙を置いて配置される導光棒を接続支持する接続部材を兼ねてい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】
前記ＬＥＤ素子が、前記導光棒間の間隙から退避した位置にあって該間隙に臨んで配置されてい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４】
前記拡散部材が、前記被照射体側の拡散部と、前記ＬＥＤ素子側の遮光部によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の線状光源装置。
【請求項５】
前記導光棒が３本以上備えられ、該各導光棒間の間隙のいずれにもＬＥＤ素子が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は線状光源装置に関するものであり、特に、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナー、バーコードリーダ等に使用される画像読取装置用の線状光源装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、上述の画像読取装置において、ＬＥＤ素子（発光ダイオード）の出力向上と受光素子としてのＣＣＤ型センサの高感度化により、小型で低消費電力のＬＥＤ素子を利用した線状光源装置が読取装置の光源として使用されるようになってきていて、例えば、特開２０１１−１２４０６３号公報（特許文献１）にその技術が開示されている。
図１０に、この従来技術の線状光源装置２０の概略構造が示されている。
図１０（Ａ）においては、透光性の棒状導光体２１の一端面にＬＥＤ素子２２を配置し、このＬＥＤ素子２２からの光をこの端面から導光体２１に導入し、上方に向けて出射するものである。
しかして、この種の線状光源装置には、画像読取装置側の設置スペースのコンパクト化に伴い、さらなる小型化の要請がなされている。
しかしながら、上記線状光源装置２０においては、導光体２１の端面にＬＥＤ素子２２を対向配置するという構成上、導光体の端部においてどうしてもデッドスペースＤが生じてしまい、有効発光領域が広く取れないという問題があった。
また、図１０（Ｂ）のように、高光量を得るために導光体２１の両端面にＬＥＤ素子２２を配置する場合には、両端部においてデッドスペースＤが生じて、上記問題が更に大きくなっている。
【０００３】
他方で、図１１に示すように、複数個のＬＥＤを用いる場合の明るさの不均一や色ムラを解消するために、導光部材３１の中央部にＬＥＤ素子３２を配置し、その上方に反射部材３３を設けて導光部材３１の両側に光を反射・指向させるものが、特開２０００−１８４１３５号公報（特許文献２）で開示されている。
しかしながら、このような複雑な装置形態ではＬＥＤ素子３２から導光した光を導光部材３１の左右に均一に広げることが難しく、また、該導光部材３１の中央部の構造が複雑な形状となり、精度のよい反射特性を得ることが困難な上に、装置製造上でのコスト的にも好ましいものとは言えなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２４０６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１８４１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、導光体と、該導光体の入射端面に光を導入するＬＥＤ素子とを備え、前記導光体からの出射光を被照射体に照射する線状光源装置において、導光体の長手方向にデッドスペースを生じさせることなく、有効発光領域の長い効率的な線状光源装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明に係る線状光源装置は、前記導光体が、互いに間隙をおいて直線状に配置された複数の導光棒からなり、該隣接する導光棒の対向する各端面が入射端面を構成するとともに、各導光棒間の間隙に臨んで、ＬＥＤ素子が該導光棒に直交する方向に向けて配置され、前記間隙には、前記被照射体に対向するように透光性の拡散部材が配置されていて、前記ＬＥＤ素子からの光が、該拡散部材の内面により拡散されて前記両側の導光棒に入射されるとともに、該拡散部材を透過した光は、被照射体に向けて照射されることを特徴とする。
【０００７】
また、前記拡散部材が、間隙を置いて配置される導光棒を接続支持する接続部材を兼ねていることを特徴とする。
また、前記ＬＥＤ素子が、前記導光棒間の間隙から退避した位置にあって該間隙に臨んで配置されていることを特徴とする。
また、前記拡散部材が、前記被照射体側の拡散部と、前記ＬＥＤ素子側の遮光部によって構成されていることを特徴とする。
また、前記導光棒が３本以上備えられ、該各導光棒間の間隙のいずれにもＬＥＤ素子が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の線状光源装置によれば、導光体を直線状に間隙をおいて配置された複数の導光棒より構成し、その間隙にＬＥＤ素子を配置するようにしたので、導光棒の長手方向におけるデッドスペースを極力小さなものとすることができて、線状光源装置をコンパクト化できる。
また、ＬＥＤ素子に対向して拡散部材を配置したので、ＬＥＤ素子からの光を拡散して両側の導光棒に入射させるので、光の有効利用が図れるとともに、前記ＬＥＤ素子からの光の一部を透過させて被照射体に照射させるので、導光棒間の間隙に相当する位置での照度の落ち込みをなくすことができ、均一な照度分布が得られる。
また、拡散部材が導光棒の接続部材を兼ねているので、部品点数の低減化を図れて、構造が簡素化するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１の線状光源装置の斜視図。
【図２】図１の側断面図（Ａ）とその横断面図（Ｂ）。
【図３】実施例２の側断面図（Ａ）とその横断面図（Ｂ）。
【図４】実施例２の不具合対策の説明図。
【図５】実施例３の側断面図。
【図６】実施例４の側断面図（Ａ）、上面図（Ｂ）、横断面図（Ｃ）。
【図７】実施例５の横断面図（Ａ）、実施例６の横断面図（Ｂ）。
【図８】実験例を示す概略図。
【図９】本発明の効果を表すグラフ。
【図１０】従来の線状光源装置。
【図１１】他の従来の線状光源装置。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の線状光源装置を示す斜視図で、図２（Ａ）はその側断面図、図２（Ｂ）は横断面図である。
図１および図２（Ａ）で示されるように、線状光源装置１における導光体２は、その長さ方向において分割して形成された第１の導光棒３と第２の導光棒４とからなり、全体として直線状に配置されるように支持台１５上に支持されている。
前記第１および第２の導光棒３、４は、図２（Ａ）で示すように、間隙Ｓをおいて直線状に配置されており、その間隙には拡散部材１１が配置されている。この拡散部材１１は、例えば、白色のポリカーボネートなどの透光性材料からなり、ＬＥＤ素子１０からの光の一部をその内面で反射するとともに、他の一部を透過する。
この実施例では、前記拡散部材１１は第１の導光棒３と第２の導光棒４とを接続支持する接続部材を兼ねているものが示されているが、接続部材と拡散部材とを別部材としてもよい。
【００１１】
前記導光棒３、４間の間隙Ｓ内にはＬＥＤ素子１０が配置されている。この実施例では、ＬＥＤ素子１０は、導光体２の光の出射方向と同方向に向けて、つまり、被照射体に対向するように配置されている。
このＬＥＤ素子１０からの光は、第１の導光棒３と第２の導光棒４の対向する入射端面３ａ、４ａから直接各導光棒３、４に入射するとともに、その一部は、前記拡散部材（兼接続部材）１１に向かう。このＬＥＤ素子１０から前記拡散部材１１に向かう光は、その一部が内面で拡散反射されて拡散光となって入射端面３ａ、３ｂから各導光棒３、４に入射するとともに、他の一部は拡散部材１１を透過して被照射体に向けて照射される。
そして、ＬＥＤ素子１０から直接に、および、拡散部材１１から拡散反射されて導光棒３、４に入射した光は、各導光棒３、４内を進んで反射部３ｄ、４ｄによって反射されて光出射面３ｅ、４ｅから出射して被照射体に向かう。
【００１２】
図３には、他の実施例２が示されていて、この実施例２では、ＬＥＤ素子１０が、導光棒３、４の入射端面３ａ、４ａ間の間隙Ｓから少し退避した位置、即ち、導光棒３、４から半径方向にずれた位置にあって、前記間隙Ｓに臨むように配置されている。
つまり、拡散部材（接続部材）１１には、間隙Ｓに形成された主開口部１２ａと、これに連通する連通開口部１２ｂを介して収容部１２ｃが形成されていて、この収容部１２ｃ内にＬＥＤ素子１０が配置されるものである。
ＬＥＤ素子１０からの光は、連通開口部１２ｂを経て主開口部１２ａに至り、入射端面３ａ、４ａから各導光棒３、４に入射する。また、拡散部材１１に向かう光が、一部が拡散反射されて導光棒３、４に入射し、一部が透過して被照射体に向かうことは、図２の実施例を同様である。
このような配置とすることで、導光棒３、４間の間隙Ｓ内にＬＥＤ素子１０を直接設置するスペースを設ける必要がなくなり、前記間隙Ｓをより小さなものとする設計が可能となる。
【００１３】
なお、この実施例２においては、図３（Ｂ）に示されるように、拡散部材（接続部材）１１は、上方部分（被照射体側）を透光拡散部１１ａとし、下方部分（ＬＥＤ素子側）を遮光部１１ｂとしてもよい。この拡散透光部１１ａは、例えば、白色のポリカーボネートなどの透光性材料からなり、遮光部１１ｂは、例えば、アルミニウム板や黒色塗料を塗布したポリカーボネートなどの遮光性材料からなる。
図４（Ａ）に示すように、ＬＥＤ素子１０が導光棒３の入射端面３ａから退避した位置にあると、ＬＥＤ素子１０からの光の一部が導光棒３の入射端面３ａから入射されず、導光棒３の端部において下方から直接入射し、これが直接出射されてしまい、その端部近傍が著しく照度が高くなり、均一な配光特性を得ることが難しくなる。
図４（Ｂ）に示すように、拡散部材１１のＬＥＤ素子側の一部を遮光部１１ｂとすることで、ＬＥＤ素子１０からの光が直接導光棒３の下方から透過することを防止できる。
【００１４】
上記の実施例１、２では、導光棒が２本からなる導光体を示したが、これに限られず、所望の照射幅に応じて設置本数を増やすことができる。例えば図５には、導光棒を３本備えた実施例３が示されている。この実施例３は、第１、第２、第３の導光棒３、４、５を備え、それぞれの導光棒間の間隙にはいずれもＬＥＤ素子１０と拡散部材（接続部材）１１が設けられている。
尚、この配置の場合、中央に位置する第２の導光棒４には両端面のＬＥＤ素子から光が導入されることから、両側の第１および第３導光棒３、５よりも長尺とされている。
勿論、３本以上の導光棒とすることも可能である。
【００１５】
図６には、上記実施例１〜３の線状光源装置を面状に配置した実施例４が示されている。
図６（Ｂ）（Ｃ）で示されるように、線状光源装置１を複数本並列配置したものである。この実施例４では、拡散部材１１は、各線状光源装置に共通する部材とすることができる。なお、この実施例でも、拡散部材１１は、透光拡散部１１ａと遮光部１１ｂとからなる例が示されている。
このような配置とすることで、略平行な光を平面状に出射することができ、例えば、ワーク（被照射体）の表面検査などに利用できる。
【００１６】
更に、図７には他の実施例５、６が示されていて、前記した図１〜６の実施例１〜４では、ＬＥＤ素子１０が、導光体２からの光の出射方向と同方向に向けて、被照射体に対向して間隙Ｓ内に臨むように配置されているが、図７（Ａ）に示す実施例５では、導光体２からの光の出射方向に対して直交する方向にＬＥＤ素子１０が配置されている。また、図７（Ｂ）に示す実施例６では、光の出射方向に直交する方向の両側にＬＥＤ素子１０、１０が配置されている。
【００１７】
本発明の効果を実証する実験を行った。
＜本発明＞
図３に従う構造として、図８（Ａ）に示すように、それぞれ長さ３９ｍｍ、直径φ５ｍｍの導光棒３、４を、間隙Ｓ：２ｍｍを有するように配置して全長を８０ｍｍとし、その間隙に臨むようにＬＥＤ素子１０を配置した。このＬＥＤ素子１０は、導光棒３、４の中心から６ｍｍだけ退避した位置に配置。
そして、前記間隙には、拡散部材（接続部材）１１として、光出射側が透光機能を有する拡散部とされ、ＬＥＤ素子側が遮光部とされたものを配置した。その幅は４ｍｍで、導光棒３、４は端部の１ｍｍがこの拡散部材１１に挿入されていて、前記導光棒３、４の発光長は３８ｍｍである。
＜従来例＞
図８（Ｂ）に示すように、長さ８０ｍｍ、直径φ５ｍｍの導光体の一端面側にＬＥＤ素子を対向配置したものを準備。
＜比較例＞
比較例として、前述の図８（Ａ）に示す本発明の構造において、導光棒間の間隙の拡散部材を全て非透光性の遮光部材に置き換えたものを準備（不図示）。
これらを、導光棒の光出射面から５ｍｍの位置に照度計の受光器を配置してそれぞれの照度を測定した。
【００１８】
その結果が図９に示されている。
本発明と従来例との照度配光の比較が図９（Ａ）に示されていて、従来例でのＬＥＤ素子配置側を示す左側（−４０ｍｍ側）での照度低下に比べて、本発明ではその部分での照度低下が明らかに減少していて、従来例ではデッドスペースの影響が明らかである。
また、本発明と比較例との照度配光の比較が図９（Ｂ）に示されていて、拡散部材を備えた本発明では、長手方向の中央部での照度低下がみられない。これに対して、拡散部材を持たない比較例では、当該部位での照度低下が大きいことが分かる。
【００１９】
以上のように、本発明においては、棒状導光体と、該導光体の入射端面に光を導入するＬＥＤ素子とを備えた線状光源装置において、前記導光体が、互いに間隙をおいて直線状に配置された複数の導光棒からなり、該隣接する導光棒の入射端面間の間隙に臨んで、ＬＥＤ素子が該導光棒に直交する方向に向けて配置され、前記間隙には、前記ＬＥＤ素子に対向するように透光性の拡散部材が配置されていて、前記ＬＥＤ素子からの光が、該拡散部材の内面により拡散されて前記両側の導光棒に入射されるとともに、該拡散部材を透過した光は、前記被照射体に向けて照射されるようにしたことにより、光の有効利用が図られ、導光体の長手方向でのデッドスペースが少なくなり、有効発光領域の長い効率的な線状光源装置を提供できるものである。
【符号の説明】
【００２０】
１      線状光源装置
２      導光体
３      第１の導光棒
３ａ    入射端面
３ｄ    反射部
３ｅ    光出射面
４      第２の導光棒
４ａ    入射端面
４ｄ    自由端面
４ｅ    光出射面
５      第３の導光棒
１０    ＬＥＤ素子
１１    拡散部材
１１ａ  拡散部
１１ｂ  遮光部
１２    開口部
１２ａ  主開口部
１２ｂ  連通開口部
１２ｃ  収容部
１５    支持台
Ｓ      間隙
【図１】
2016015240.tif 000003
【図２】
2016015240.tif 000004
【図３】
2016015240.tif 000005
【図４】
2016015240.tif 000006
【図５】
2016015240.tif 000007
【図６】
2016015240.tif 000008
【図７】
2016015240.tif 000009
【図８】
2016015240.tif 000010
【図９】
2016015240.tif 000011
【図１０】
2016015240.tif 000012
【図１１】
2016015240.tif 000013