(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な材質より成り左右に細長い形状であって、下面の中央部に設けた光入射部から入射した光を左右の長手方向に分ける第１反射部をほぼ中央部に備え、該第１反射部によって反射され左右に分けられ、前記下面の各部に到達した光を上面に向かって散乱的に反射させる第２反射部を前記下面の長手方向のほぼ全長にわたって備えた導光部材と、前記光入射部に配置され、上方に向かう光を前記導光部材に入射させる発光素子より成り、前記第２反射面によって反射される光を前記上面から照明光として射出する線状光源装置において、
前記光入射部は凹部であって前記発光素子はその内部に配置され、前記第１反射部は、前記発光素子の発光面の中心位置を焦点とする回転放物面の上半分を取って左右逆向きに接合した概形を有し、左右方向に開いているとともに前記導光部材の前後方向の厚みの中央において最も前記上面に近づくような曲面であって、前記導光部材の前後にある２つの側面のそれぞれの表面から前記導光部材の内方に向かって彫り込まれた部分の下部に形成された反射面であり、また前記掘り込まれた部分は前記導光部材の前記厚みの中央までは達しないことによって前記掘り込まれた部分に挟まれた薄肉部が形成されており、該薄肉部の下方に配置された前記発光素子から発する光の一部は前記第１反射部で左右方向に反射されることなく前記薄肉部の内部を通過して前記導光部材の上方に導かれることを特徴とする線状光源装置。
【請求項２】
前記薄肉部の上部には、前記導光部材を前記前後方向に貫通する、左右方向に扁平な形状の孔が設けら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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は相当な長さにわたって直線状のほぼ均一な照明光を得るための線状発光ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばイメージセンサにおいては、電子機器に入力すべき文字や画像を有する原稿の表面を直線状に照明しつつ原稿を直線に垂直な方向に移動して画面を走査し、画面を１ラインづつレンズアレイを用いて受光素子アレイ上に結像させて明暗信号として読み取る。そこで画像の結像に必要な、比較的狭い幅でかつ走査方向の原稿の寸法をカバーする長さの直線状の領域を明るく照明するための装置として線状光源装置が用いられている。
【０００３】
線状光源装置の従来例を図２に示す。図２（ａ）は正面図、（ｂ）は中央断面図である。なお本例は本願出願人における従来技術であって、本従来例の構成自体が公知であるとは限らない。１は導光部材、３はＬＥＤ発光素子、４はＬＥＤ基板である。ＬＥＤ発光素子３は発光面を上向きにしＬＥＤ基板４に実装されている。導光部材１は左右に細長くほぼ矩形の断面を持った透明な部材で、ＬＥＤ発光素子３はそのほぼ中央の下面にＬＥＤ基板４を仲介して位置決め固定されている。１１は光入射部で、導光部材１の下面にドーム状に彫り込まれた凹部である。
【０００４】
１２は第１反射部であって導光部材１の一部に成形された平滑な反射面であり、ＬＥＤ発光素子３から上向きに入射する光をその内面で左右方向に分けて反射する。そのためＬＥＤ発光素子の発光面の中心位置を焦点とする回転放物面の一部の上半分を取って左右逆向きに接合した概形を有する。ＬＥＤ発光素子３よりの入射光は上記焦点付近から出発し上記回転放物面にて反射されるので、反射光はほぼ平行あるいは比較的小さい広がり角度で導光部材内を左右に向かう。第１反射部１２の直上には、放物面の成形上出来た窓１３がある。
【０００５】
導光部材１の下面１４は左右方向に反り上がり傾斜した曲面をなしており、多数の半円筒形の溝１４１が彫り込まれている。反射光は長手方向に向かう過程で下側の光線から順次第２反射部１４０でもある下面１４に到達し、溝１４１に当たってその円筒面の各部によって上方に散乱的に反射され、図示しない原稿面を照明すべく、導光部材の全長に渡って上面１５から射出される。
【０００６】
なお溝１４１の中間は平滑面１４２であり、この面に到達した光は反射され、更に導光部材１の端部に向かう過程で導光部材の各内面（上面１５、側面、端面、再び下面の平滑面１４２等）で反射され、導光部材の内部を回って下面各所に隈なく到達し、最終的には溝１４１で上方に反射され、照明光度の均一化に寄与する。なお光の経路を矢印５で示す。溝１４１と平滑な反射面１４２は第２反射部１４０を構成する。（本例では第２反射部１４０は下面１４のほぼ全部を占める。）
【０００７】
第１反射部１２における光５の入射角と反射角は導光部材の材質の屈折率を考慮し幾何光学的になるべく全反射条件を満たすように放物面形状が決定されるが、設計条件によっては、あるいは放物面上の場所によっては全反射条件が満たされないことがある。その場合、入射光の一部は第１反射部１２を通過して直接光５１として上方に漏れ出てくる。その光量が適量ならよいが、過剰であると線状照明の中央部の照度が過剰になったり、被照明面に輝点を生じたりして好ましくない。孔１６は偏平な形状の貫通孔であって、第１反射部１２を通過して上部へ抜ける直接光５１を減衰させるために設けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
材質の反射条件により、第１反射部の反射面の設計はクリティカルとなり、上部へ抜ける光量のコントロールは容易ではない。孔１６のみでは形状を工夫しても光量の補正をし切れないことがある。また逆に第１反射部の上方は光量不足となる場合もある。これらが解決すべき課題となる。本発明の目的は、強制的にある量の光を第１反射部から上部へ通過させるようにして上部に漏れる光量を定量化し、その設計的な制御を容易にした線状光源ユニットの構成を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の線状光源装置は次の特徴を有する。
（１）透明な材質より成り左右に細長い形状であって、下面の中央部に設けた光入射部から入射した光を左右の長手方向に分ける第１反射部をほぼ中央部に備え、該第１反射部によって反射され左右に分けられ、前記下面の各部に到達した光を上面に向かって散乱的に反射させる第２反射部を前記下面の長手方向のほぼ全長にわたって備えた導光部材と、前記光入射部に配置され、上方に向かう光を前記導光部材に入射させる発光素子より成り、前記第２反射面によって反射される光を前記上面から照明光として射出する線状光源装置において、
前記光入射部は凹部であって前記発光素子はその内部に配置され、前記第１反射部は、前記発光素子の発光面の中心位置を焦点とする回転放物面の上半分を取って左右逆向きに接合した概形を有し、左右方向に開いているとともに前記導光部材の前後方向の厚みの中央において最も前記上面に近づくような曲面であって、前記導光部材の前後にある２つの側面のそれぞれの表面から前記導光部材の内方に向かって彫り込まれた部分の下部に形成された反射面であり、また前記掘り込まれた部分は前記導光部材の前記厚みの中央までは達しないことによって前記掘り込まれた部分に挟まれた薄肉部が形成されており、該薄肉部の下方に配置された前記発光素子から発する光の一部は前記第１反射部で左右方向に反射されることなく前記薄肉部の内部を通過して前記導光部材の上方に導かれること。
【００１０】
また更に具体的に、次の特徴を備えることがある。
（２）前記薄肉部の上部には、前記導光部材を前記前後方向に貫通する、左右方向に扁平な形状の孔が設けられていること。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の一例である線状光源装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は中央断面図（Ｘ−Ｘ断面図）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は拡大した断面図で、（ｃ）はＸ−Ｘ断面、（ｄ）はＹ−Ｙ断面、（ｅ）はＺ−Ｚ断面を示している。
【００１３】
各部の名称と記号は図２の従来例と極力共通とし、それらについては改めて説明しない。図１で新設された薄肉部１７のみが新規要素である。薄肉部１７は中央断面図（ｂ）、第１反射部各部の拡大断面図（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、第１反射部１２の放物面の頂上部に当たる窓１３を薄い膜で塞ぐように、導光部材１の同じ材質で一体成形されている。（放物面と窓を導光部材の前後両側から成形する金型の突起部分を突き合わせず、膜厚相当の僅かな隙間を設けることで容易に膜状の薄肉部が形成されることは自明である。また、金型の突当てがなくなるので、従来構造で突当て部に発生し易いバリも生じなくなる。）
【００１４】
ＬＥＤ発光素子３から上方に発した光の一部は、正面図（ａ）や各拡大断面図に直接光５１として示したように、薄肉部１７を通過して上面１５より射出する。この光は放物面で反射されることなく全て上方へ進む。この光を用いて線状光源中央部の照度を確保し平均化しかつ他の部分と同等にする。薄肉部の厚さを調節すれば上方への直接光５１の通過量を制御できる。従ってこれを減衰させる孔１６は本実施の形態においては本来その必要性が薄いため無くてもよいものであるが、導光板の設計如何によってはあった方がよい場合もあり得ると考えられるので図面上残してある。
【００１５】
なお第１反射部１２により左右に反射される光量は、従来例の構成に比し薄肉部１７を通る直接光５１の総量分が減少するが、薄肉部の厚さが薄いため、これによる減少割合は比較的小さいと考えられるので、あまり問題とはならない。なお本例においても溝１４１と平滑面１４２とより成る第２反射部１４０は下面１４のほぼ全部を占めている。
【００１６】
以上本発明の実施の形態の一例について述べたが、本発明の技術的範囲はこの例に止まらず、種々の変形が可能である。例えば薄肉部の厚さを不均等とし、上方へ漏れる光量を長手方向に沿って制御できるし、薄肉部も平板状でなく曲面を持ってもよい。またいくつかに分割し個数が増えることもあり得る。その位置も導光板の厚さの中央とは限らない。また第１反射部の反射面も回転放物面が唯一のものではなく、他の曲面や平面と混合するか、置換してもよい。第２反射部における散乱性の反射面も半円筒面とは限らないし、形状、反射の方向性、位置、大きさ、分布状況等を任意に選択できる。その他種々の実施の形態が実現可能であろう。
【００１７】
【発明の効果】
本発明においては、光の一部を前記第１反射部で反射させないで上部に導く薄肉部を前記導光部材の一部に設けたので、第１反射部の上部の光量が安定し、かつその制御も容易になり、均一な線状照明が得易くなった。また薄肉部を第１反射部の一部に設け、あるいは窓内に設置することにより、何ら困難性はなくその加工ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は本発明の実施の形態の一例である線状光源装置を示し、（ａ）は正面図、（（ｂ）は中央断面図（Ｘ−Ｘ断面図）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は拡大した断面図で、（ｃ）はＸ−Ｘ断面、（ｄ）はＹ−Ｙ断面、（ｅ）はＺ−Ｚ断面を示している。
【図２】従来の線状光源装置の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は中央断面図である。
【符号の説明】
１  導光部材
１１  光入射部
１２  第１反射部
１３  窓
１４  下面
１４０  第２反射部
１４１  溝
１４２  平滑面
１５  上面
１６  孔
１７  薄肉部
３  ＬＥＤ発光素子
４  ＬＥＤ基板
５  光
５１  直接光
【図１】
0004321895.tif 000002
【図２】
0004321895.tif 000003