JP2010103034A - 線状光源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
本発明の目的は、他端側の照度の広がりを大きくした線状光源装置を提供することである。
【解決手段】
第１の発明に係る線状光源装置は、長手方向に沿った外面に溝が設けられた導光体と、該導光体の長手方向の一端に対向する光源と、からなる線状光源装置において、該導光体の長手方向の他端に対向する拡散反射体が設けられたことを特徴とする。
【選択図】図１
本発明の目的は、他端側の照度の広がりを大きくした線状光源装置を提供することである。
【解決手段】
第１の発明に係る線状光源装置は、長手方向に沿った外面に溝が設けられた導光体と、該導光体の長手方向の一端に対向する光源と、からなる線状光源装置において、該導光体の長手方向の他端に対向する拡散反射体が設けられたことを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナ、バーコードリーダなどに使用する画像読取装置の照明用光源や液晶パネルの導光板を使用したバックライトのエッジ照明用光源などに用いられる線状光源装置に関する。
従来、パーソナルファクシミリなどの画像読取装置において、線状光源装置として特許文献１に記載されるものが知られていた。特許文献１の図３に記載の線状光源装置は、円柱状の導光体と、該導光体の長手方向の一端に設けた光源とにより構成され、該光源はハロゲンランプが用いられていた。
近年、パーソナルファクシミリなどの画像読取装置において、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｈｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と言う）の出力向上により、小型で低消費電力のＬＥＤが線状光源装置の光源として使用されるようになってきている（特許文献２参照）。
図１５は、従来に係る線状光源装置１の説明図であり、円柱状の導光体３の長手方向に沿った断面図である。
従来の線状光源装置１は、円柱状の導光体３と、該導光体３の長手方向における一端面３３に対向させた光源２（ＬＥＤ）と、該導光体３の長手方向の他端面３４に反射面９１を対向させた反射体９と、により構成される。
該導光体３には、その長手方向に沿って伸びる外面に溝３１が設けられる。該溝３１は、切り込み方向が導光体３の軸方向と直交するように構成される。
従来の線状光源装置１は、円柱状の導光体３と、該導光体３の長手方向における一端面３３に対向させた光源２（ＬＥＤ）と、該導光体３の長手方向の他端面３４に反射面９１を対向させた反射体９と、により構成される。
該導光体３には、その長手方向に沿って伸びる外面に溝３１が設けられる。該溝３１は、切り込み方向が導光体３の軸方向と直交するように構成される。
光源２は、基板２２に載置された発光素子（不図示）と、その外周を封止する半球状の封止体２３と、該封止体２３を取り囲む反射鏡２１と、により構成される（詳細は、特許文献２の図１６を参照）。
図示しない発光素子からの出射光Ｓは、透光性を有する封止体２３を透過して導光体３の一端面３３に向かって出射され、該導光体３の一端面３３から導光体３の内部に取り込まれる。このとき、封止体２３を透過した光の一部は、光源２が具備する反射鏡２１に向かうが、反射鏡２１に反射されて、導光体３の一端面３３に向かうので、反射鏡２１による反射光も導光体３の一端面３３から導光体３の内部に取り込まれる。これら導光体３に取り込まれた光Ｓは、導光体３の内部で反射を繰り返し、溝３１の傾斜した面に反射され、導光体３の溝３１に対向する面（出射面３２）から出射される。
このように、導光体３の出射面３２からは、導光体３の長手方向に沿って線状に出射光Ｓが出射される。
光源２からの出射光Ｓの中には、導光体３の出射面３２から出射されずに、導光体３の長手方向の他端面３４までに至るものがある。この導光体３の他端面３４に至った光は、導光体３の他端面３４に対向された反射面９１によって鏡面反射（すなわち、正反射）され、再度導光体３の内部に取り込まれる。
図示しない発光素子からの出射光Ｓは、透光性を有する封止体２３を透過して導光体３の一端面３３に向かって出射され、該導光体３の一端面３３から導光体３の内部に取り込まれる。このとき、封止体２３を透過した光の一部は、光源２が具備する反射鏡２１に向かうが、反射鏡２１に反射されて、導光体３の一端面３３に向かうので、反射鏡２１による反射光も導光体３の一端面３３から導光体３の内部に取り込まれる。これら導光体３に取り込まれた光Ｓは、導光体３の内部で反射を繰り返し、溝３１の傾斜した面に反射され、導光体３の溝３１に対向する面（出射面３２）から出射される。
このように、導光体３の出射面３２からは、導光体３の長手方向に沿って線状に出射光Ｓが出射される。
光源２からの出射光Ｓの中には、導光体３の出射面３２から出射されずに、導光体３の長手方向の他端面３４までに至るものがある。この導光体３の他端面３４に至った光は、導光体３の他端面３４に対向された反射面９１によって鏡面反射（すなわち、正反射）され、再度導光体３の内部に取り込まれる。
従来に係る線状光源装置１は、画像読取装置の用途において、ＣＣＤセンサーなどの電子受光素子（不図示）が用いられ、線状光源装置１からの線状の出射光Ｓを電子受光素子（不図示）により受光される。
ところが、従来に係る線状光源装置１からの線状の出射光Ｓは、電子受光素子（不図示）で受光すると、その線状の出射光Ｓの照度分布が変化することがあった。これは、特許文献３の段落番号０００４に記載されるように、電子受光素子（不図示）の読取位置は導光体３の軸方向に対して垂直方向に向かってずれることがあり、この読取位置ズレにより、照度分布が変化したものと考えられる。具体的には、図１６及び図１７を用いて説明する。
ところが、従来に係る線状光源装置１からの線状の出射光Ｓは、電子受光素子（不図示）で受光すると、その線状の出射光Ｓの照度分布が変化することがあった。これは、特許文献３の段落番号０００４に記載されるように、電子受光素子（不図示）の読取位置は導光体３の軸方向に対して垂直方向に向かってずれることがあり、この読取位置ズレにより、照度分布が変化したものと考えられる。具体的には、図１６及び図１７を用いて説明する。
図１６は、図１５の従来に係る線状光源装置１の出射面３２側から見た上面図である。図１７（ａ）（ｂ）は、図１６の従来に係る線状光源装置１の軸方向に対して直交する面の断面図（図１７（ａ）が図１６のＣ−Ｃ断面図、図１７（ｂ）が図１６のＤ−Ｄ断面図）である。
なお、図１６及び図１７には、図１５に示したものと同じものに同一の符号が付している。
なお、図１６及び図１７には、図１５に示したものと同じものに同一の符号が付している。
従来に係る線状光源装置１は、導光体３の一端側３３にのみ光源２を設けている。このため、導光体３の出射面３２から出射される光Ｓは、図１６に示すように、一端側３３から取り込まれた光が、導光体３の内部で導光され、導光体３の一端側３３から導光体３の他端側３４に伸びる線状に出射される。このとき、導光体３に取り込まれた光Ｓは、導光体３の一端側３３において、導光体３の軸方向に対して角度成分の大きい光Ｓ１を有しており、この光が溝３１に反射されると、出射面３２からは、図１７（ａ）に示すような広がりを持った光Ｓ１が出射される。
ところが、取り込まれた光Ｓの中で、導光体３の軸方向に対して角度成分の大きい光Ｓ１は、導光体３の一端側３３から中央部の間で殆んど出射面３２から出射されたり、導光体３の側面（導光体３の外面における出射面３２から溝３１との間の面）で屈折されて角度成分が変化してしまう。このため、導光体３の他端側３４にたどり着く光Ｓは、導光体３の軸方向に対して角度成分の小さい光Ｓ２ばかりになってしまう。当然、導光体３の他端側３４に設けた反射体９に反射される光Ｓも、角度成分の小さな光Ｓ２であり、この反射体９は鏡面反射、すなわち正反射を行なうものであるので、反射体９によって反射された光も角度成分の小さな光Ｓ２であった。よって、導光体３の他端側３４の出射面３２から出射される光Ｓは、図１７（ｂ）に示すように、一端側３３よりも広がりが小さくなってしまう。
ところが、取り込まれた光Ｓの中で、導光体３の軸方向に対して角度成分の大きい光Ｓ１は、導光体３の一端側３３から中央部の間で殆んど出射面３２から出射されたり、導光体３の側面（導光体３の外面における出射面３２から溝３１との間の面）で屈折されて角度成分が変化してしまう。このため、導光体３の他端側３４にたどり着く光Ｓは、導光体３の軸方向に対して角度成分の小さい光Ｓ２ばかりになってしまう。当然、導光体３の他端側３４に設けた反射体９に反射される光Ｓも、角度成分の小さな光Ｓ２であり、この反射体９は鏡面反射、すなわち正反射を行なうものであるので、反射体９によって反射された光も角度成分の小さな光Ｓ２であった。よって、導光体３の他端側３４の出射面３２から出射される光Ｓは、図１７（ｂ）に示すように、一端側３３よりも広がりが小さくなってしまう。
このように、従来に係る線状光源装置１は、その長手方向の一端側３３における断面の照度分布と他端側３４における照度分布とが異なっている。このため、電子受光素子（不図示）で導光体３から出射された線状光をその長手方向に沿って読み取るとき、その中心軸に沿って読み取った照度分布と、電子受光素子の読取位置が中央部から横方向（Ｚ軸方向）にずれた位置での照度分布とが、異なってしまう。この点について、図１８を用いて説明する。
図１８（ａ）は、紙面下側に図１５の線状光源装置１を示しており、紙面上側にこの線状光源装置１の長手方向に沿って電子受光素子Ｘ１，Ｘ２で読み取った相対照度の測定結果である。図１８（ｂ）及び（ｃ）は、図１７（ａ）及び（ｂ）の断面と同一であり、各断面において電子受光素子Ｘ１，Ｘ２の読取位置を示したものである。
なお、図１８には、図１５〜１７に示したものと同じものに同一の符号が付している。
図１８（ｂ）及び図１８（ｃ）に示すように、導光体３の中心軸の外方に電子受光素子Ｘ１を位置させたとき、導光体３の中心軸方向に沿って電子受光素子Ｘ１で照度を読み取ると、図１８（ａ）の紙面上側の図の実線のようになり、その相対強度は一定となることが分かる。
ところが、図１８（ｂ）に示すように、導光体３の一端側３３の断面においては光の広がりが大きいのに対し、図１８（ｃ）に示すように、導光体３の他端側３４の断面においては光の広がりが小さい。このため、導光体３の中心軸の外方から横方向（図１８においてＺ軸方向）に移動させた電子受光素子Ｘ２では、導光体３の中心軸方向に沿って照度を読み取ると、図１８（ａ）の紙面上側の図の点線のようになり、その相対強度が導光体３の一端側３３から他端側３４に向かうにつれて落ち込んでしまうことが分かる。
上記のように、従来に係る線状光源装置１は、電子受光素子による読み取る位置によって、導光体３の長手方向における照度分布が変化してしまう問題があった。
図１８（ａ）は、紙面下側に図１５の線状光源装置１を示しており、紙面上側にこの線状光源装置１の長手方向に沿って電子受光素子Ｘ１，Ｘ２で読み取った相対照度の測定結果である。図１８（ｂ）及び（ｃ）は、図１７（ａ）及び（ｂ）の断面と同一であり、各断面において電子受光素子Ｘ１，Ｘ２の読取位置を示したものである。
なお、図１８には、図１５〜１７に示したものと同じものに同一の符号が付している。
図１８（ｂ）及び図１８（ｃ）に示すように、導光体３の中心軸の外方に電子受光素子Ｘ１を位置させたとき、導光体３の中心軸方向に沿って電子受光素子Ｘ１で照度を読み取ると、図１８（ａ）の紙面上側の図の実線のようになり、その相対強度は一定となることが分かる。
ところが、図１８（ｂ）に示すように、導光体３の一端側３３の断面においては光の広がりが大きいのに対し、図１８（ｃ）に示すように、導光体３の他端側３４の断面においては光の広がりが小さい。このため、導光体３の中心軸の外方から横方向（図１８においてＺ軸方向）に移動させた電子受光素子Ｘ２では、導光体３の中心軸方向に沿って照度を読み取ると、図１８（ａ）の紙面上側の図の点線のようになり、その相対強度が導光体３の一端側３３から他端側３４に向かうにつれて落ち込んでしまうことが分かる。
上記のように、従来に係る線状光源装置１は、電子受光素子による読み取る位置によって、導光体３の長手方向における照度分布が変化してしまう問題があった。
そこで、本発明の目的は、他端側の照度の広がりを大きくした線状光源装置を提供することである。
第１の発明に係る線状光源装置は、長手方向に沿った外面に溝が設けられた導光体と、該導光体の長手方向の一端に対向する光源と、からなる線状光源装置において、該導光体の長手方向の他端に対向する拡散反射体が設けられたことを特徴とする。
第２の発明に係る線状光源装置は、第１の発明において、該導光体と該拡散反射体とが離隔されたことを特徴とする。
第３の発明に係る線状光源装置は、長手方向に沿った外面に溝が設けられた導光体と、該導光体の長手方向の一端に対向する光源と、からなる線状光源装置において、該導光体の長手方向の他端面に凹凸を設けたことを特徴とする。
第４の発明に係る線状光源装置は、第３の発明において、該導光体の他端面に対向する鏡面反射体が設けられたことを特徴とする。
第１の発明及び第３の発明に係る線状光源装置は、一端側から取り込まれた光が、他端に設けた拡散反射体によって拡散され、その拡散光の中に導光体の軸方向に対して角度成分の大きい光が含まれていることから、他端側の照度の広がりを大きくすることができる。
第２の発明及び第４の発明に係る線状光源装置は、導光体と拡散反射体とが離隔されることで、拡散反射体によって拡散された光が、導光体の他端面から取り込まれるときに、導光体の軸方向に対して角度成分が小さくなる。これにより、角度成分を小さくした拡散光が、導光体の中央部にまで届けることができ、導光体の中央部における照度分布の広がりが小さくなることを抑制できる。
図１〜５は、第１の実施例に係る線状光源装置１の説明図である。
図１は、線状光源装置１の斜視図である。図２は、図１の線状光源装置１の導光体３の軸方向に沿った断面図である。図３は、図２の線状光源装置１の出射面３２から見た上面図である。図４（ａ）は図２の線状光源装置１の他端側の拡大図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の点線の丸で囲った部分の拡大図である。図５は、図３の線状光源装置１の導光体３の軸方向に対して直交する断面図（図５（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、図５（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図）である。
なお、図１〜５には、図１５〜１７に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
図１は、線状光源装置１の斜視図である。図２は、図１の線状光源装置１の導光体３の軸方向に沿った断面図である。図３は、図２の線状光源装置１の出射面３２から見た上面図である。図４（ａ）は図２の線状光源装置１の他端側の拡大図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の点線の丸で囲った部分の拡大図である。図５は、図３の線状光源装置１の導光体３の軸方向に対して直交する断面図（図５（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、図５（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図）である。
なお、図１〜５には、図１５〜１７に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
第１の実施例に係る線状光源装置１は、長手方向に沿った外面に溝３１が設けられた導光体３と、該導光体３の長手方向の一端３３に対向する光源２と、該導光体３の長手方向の他端３４に対向する拡散反射体４と、により構成される。
導光体３の外面に設けられる溝形状は種々あるが、第１の実施例においては、例えば導光体３の軸方向に直交する方向（図１におけるＺ方向）に切り込んで形成される。このような溝３１は、導光体３の長手方向に沿って複数設けられる。
導光体３において、溝３１が対向する外面（出射面３２）は、好適に光が出射されるように円弧状に形成され（図５参照）、該円弧状の出射面３２が導光体３の長手方向に沿った外面に設けられる。これにより、導光体３全体は、図１に示すように円柱状に構成される。
導光体３を構成する部材としては、例えばアクリル樹脂，ポリエステル樹脂又はポリカーボネート樹脂のような透光性部材が用いられる。
導光体３において、溝３１が対向する外面（出射面３２）は、好適に光が出射されるように円弧状に形成され（図５参照）、該円弧状の出射面３２が導光体３の長手方向に沿った外面に設けられる。これにより、導光体３全体は、図１に示すように円柱状に構成される。
導光体３を構成する部材としては、例えばアクリル樹脂，ポリエステル樹脂又はポリカーボネート樹脂のような透光性部材が用いられる。
導光体３の長手方向の一端３３には、図２及び図３に示すように、光源２としてＬＥＤ２が設けられる。
第１の実施例に用いられるＬＥＤ２は、図示しない発光素子が基板２２上に載置され、この発光素子を封止するように半球状の封止体２３が設けられ、その封止体２３を取り囲むように円錐状の反射面を有する反射鏡２１が設けられることで、構成される。
ＬＥＤ２の半球状の封止体２３は、図２及び図３に示すように、導光体３の長手方向における平坦な一端面３３に対向配置される。
本発明の用途のように、画像読取装置の照明光源２としては、可視光領域の光が用いられることから、第１の実施例に係る光源２には、例えば白色光を出射するＬＥＤ２が用いられる。
第１の実施例に用いられるＬＥＤ２は、図示しない発光素子が基板２２上に載置され、この発光素子を封止するように半球状の封止体２３が設けられ、その封止体２３を取り囲むように円錐状の反射面を有する反射鏡２１が設けられることで、構成される。
ＬＥＤ２の半球状の封止体２３は、図２及び図３に示すように、導光体３の長手方向における平坦な一端面３３に対向配置される。
本発明の用途のように、画像読取装置の照明光源２としては、可視光領域の光が用いられることから、第１の実施例に係る光源２には、例えば白色光を出射するＬＥＤ２が用いられる。
導光体３の長手方向の平坦な他端面３４には、図２及び図３に示すように、拡散反射体４が密着されて設けられる。
この拡散反射体４は、図４に示すように、例えばアクリル樹脂，ポリエステル樹脂又はポリカーボネート樹脂のような透光性部材の内部に、例えば硫酸バリウム、二酸化チタン、硫酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、タルクやマイカのような粒状の白色粒子４２を複数封入することで構成される。
図４（ｂ）に示すように、第１の実施例においては、白色粒子は略球状である。このため、導光体３の他端３４面から拡散反射体４を見ると、白色粒子４２の外面による反射面が導光体３の他端３４側に向かって突出する略半球状に見える。
また、第１の実施例においては、複数の略球状の白色粒子を透光性部材の内部で不規則に配置される。このため、導光体３の他端３４面から拡散反射体４を見ると、略球状の反射面が不規則に配置されているように見える。
これにより、例えば導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、拡散反射体４に入射されたとき、拡散反射体４の透光性部材には透過され、白色粒子４２の外面形状によって角度を変化させると共に方向を変化させて反射される。具体的には、図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）に示す紙面上側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、角度を少し変えて紙面上側に向かって反射される。これに対し、図４（ｂ）に示す紙面下側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、紙面上側の場合と比べて角度を大きく変えて紙面下側に向かって反射される。これは、光が白色粒子４２の外面に当たった位置が異なることから、外面の当った位置での曲面に応じて角度が変化する。
なお、図４（ｂ）では、導光体３を構成する透光性部材と、拡散反射体４を構成する透光性部材とが同一であるとして説明した。
この拡散反射体４は、図４に示すように、例えばアクリル樹脂，ポリエステル樹脂又はポリカーボネート樹脂のような透光性部材の内部に、例えば硫酸バリウム、二酸化チタン、硫酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、タルクやマイカのような粒状の白色粒子４２を複数封入することで構成される。
図４（ｂ）に示すように、第１の実施例においては、白色粒子は略球状である。このため、導光体３の他端３４面から拡散反射体４を見ると、白色粒子４２の外面による反射面が導光体３の他端３４側に向かって突出する略半球状に見える。
また、第１の実施例においては、複数の略球状の白色粒子を透光性部材の内部で不規則に配置される。このため、導光体３の他端３４面から拡散反射体４を見ると、略球状の反射面が不規則に配置されているように見える。
これにより、例えば導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、拡散反射体４に入射されたとき、拡散反射体４の透光性部材には透過され、白色粒子４２の外面形状によって角度を変化させると共に方向を変化させて反射される。具体的には、図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）に示す紙面上側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、角度を少し変えて紙面上側に向かって反射される。これに対し、図４（ｂ）に示す紙面下側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、紙面上側の場合と比べて角度を大きく変えて紙面下側に向かって反射される。これは、光が白色粒子４２の外面に当たった位置が異なることから、外面の当った位置での曲面に応じて角度が変化する。
なお、図４（ｂ）では、導光体３を構成する透光性部材と、拡散反射体４を構成する透光性部材とが同一であるとして説明した。
上述のように、第１の実施例で示した拡散反射体４は、透光性部材の内部に粒状の白色粒子４２を封入したことにより、導光体３から拡散反射体４に入射された光を拡散反射させる。
なお、ここでいう「拡散反射」とは、物体表面に入射した光束が、その表面から映像を作らないような状態で各方向に反射される現象のことをいう。
なお、ここでいう「拡散反射」とは、物体表面に入射した光束が、その表面から映像を作らないような状態で各方向に反射される現象のことをいう。
上述した第１の実施例に係る線状光源装置１は、図示しない電源装置から光源２に給電されることで、導光体３の長手方向に沿った線状の出射光を、導光体３の出射面３２から出射させる。線状光源装置１が線状の出射光を出射するまでについて説明する。
光源２は、給電されることにより、発光素子（不図示）から可視光が出射される。発光素子（不図示）からの出射光Ｓは、発光素子を封止する封止体２３が透光性部材で構成されているので、その封止体２３の内部に透過される。封止体２３を透った可視光は、封止体２３の外面から出射される。このとき、封止体２３からの出射光Ｓは、導光体３の長手方向における一端面３３を照射するものもあるが、一部には封止体２３を取り囲む反射鏡２１の反射面を照射するものもある。反射鏡２１の反射面を照射した可視光は、反射面によって反射され、導光体３の長手方向における一端面３３を照射する（図２の矢印線参照）。
このように、光源２からの出射光Ｓは、導光体３の長手方向における一端面３３を照射し、この一端面３３から導光体３の内部に取り込まれる。
このように、光源２からの出射光Ｓは、導光体３の長手方向における一端面３３を照射し、この一端面３３から導光体３の内部に取り込まれる。
導光体３の内部に取り込まれた可視光は、図３に示すように、導光体３の長手方向に沿って導光される。
光源２からの出射光Ｓには、その中心光線に対して種々の角度成分が含まれており、その様々な角度成分は、導光体３に取り込まれた状態においても存在する。このうち、導光体３の軸方向に対して角度成分を有する光は、換言すれば、導光体３の外周面に向かう光Ｓである。このため、導光体３の軸方向に対して角度成分が大きな光Ｓ１は、導光体３の一端側３３の外周面に照射されやすく、導光体３の軸方向に対して角度成分が小さな光Ｓ２は、導光体３の他端側３４の外周面に照射されやすい。なお、導光体３の長手方向に沿った外周面を照射しなかった光は、導光体３の軸方向に対して角度成分が近似した光Ｓであり、導光体３の軸方向に沿って導光体３の内部を透り、導光体３の長手方向の他端面３４に照射される。
光源２からの出射光Ｓには、その中心光線に対して種々の角度成分が含まれており、その様々な角度成分は、導光体３に取り込まれた状態においても存在する。このうち、導光体３の軸方向に対して角度成分を有する光は、換言すれば、導光体３の外周面に向かう光Ｓである。このため、導光体３の軸方向に対して角度成分が大きな光Ｓ１は、導光体３の一端側３３の外周面に照射されやすく、導光体３の軸方向に対して角度成分が小さな光Ｓ２は、導光体３の他端側３４の外周面に照射されやすい。なお、導光体３の長手方向に沿った外周面を照射しなかった光は、導光体３の軸方向に対して角度成分が近似した光Ｓであり、導光体３の軸方向に沿って導光体３の内部を透り、導光体３の長手方向の他端面３４に照射される。
導光体３の軸方向に対して角度成分が大きな光Ｓ１は、導光体３の長手方向の一端側３３において、例えば図５（ａ）に示すように、導光体３の外面に設けた溝３１を照射するとき、溝３１で反射された反射光が導光体３の出射面３２（図５（ａ）の導光体３における紙面上方側の外面）から出射される。このとき、導光体３の溝３１を照射した可視光の角度成分が大きいことから、導光体３の溝３１で反射された反射光Ｓ１も角度成分が大きく、導光体３の一端側３３の出射面３２からの出射光Ｓは広がりが大きな光Ｓ１となる。
一方、導光体３の軸方向に対して角度成分が小さな光Ｓ２は、導光体３の長手方向の他端側３４において、例えば図５（ｂ）に示すように、導光体３の外面に設けた溝３１を照射するとき、導光体３の溝３１を照射した可視光の角度成分が小さいことから、導光体３の溝３１で反射された反射光も角度成分が小さく、導光体３の他端側３４の出射面３２からの出射光Ｓは広がりが小さな光Ｓ２となる。
第１の実施例においては、導光体３の他端面３４に対向する拡散反射体４を設けたことにより、図３に示すように、導光体３の軸方向に近似した角度成分を有する光は、導光体３の他端面３４に設けた拡散反射体４によって拡散反射され、導光体３の内部に取り込まれる。この拡散反射光Ｐには、導光体３の軸方向に対して種々の角度成分が含まれており、導光体３の軸方向に近似した角度成分を有する光Ｓ０より、角度成分が大きな光も含まれている。このため、拡散反射光Ｐのうち、導光体３の軸方向に対して角度成分が大きな拡散反射光は、導光体３の長手方向の他端側３４において、例えば図５（ｂ）に示すように、導光体３の外面に設けた溝３１を照射するとき、溝３１で反射された反射光が導光体３の出射面３２（図５（ｂ）の導光体３における紙面上方側の外面）から出射される。このとき、導光体３の溝３１を照射した拡散反射光Ｐの角度成分が大きいことから、導光体３の溝３１で反射された反射光も角度成分が大きく、導光体３の他端側３４の出射面３２からの出射光Ｐは広がりが大きな光となる。
第１の実施例においては、導光体３の他端面３４に対向する拡散反射体４を設けたことにより、図３に示すように、導光体３の軸方向に近似した角度成分を有する光は、導光体３の他端面３４に設けた拡散反射体４によって拡散反射され、導光体３の内部に取り込まれる。この拡散反射光Ｐには、導光体３の軸方向に対して種々の角度成分が含まれており、導光体３の軸方向に近似した角度成分を有する光Ｓ０より、角度成分が大きな光も含まれている。このため、拡散反射光Ｐのうち、導光体３の軸方向に対して角度成分が大きな拡散反射光は、導光体３の長手方向の他端側３４において、例えば図５（ｂ）に示すように、導光体３の外面に設けた溝３１を照射するとき、溝３１で反射された反射光が導光体３の出射面３２（図５（ｂ）の導光体３における紙面上方側の外面）から出射される。このとき、導光体３の溝３１を照射した拡散反射光Ｐの角度成分が大きいことから、導光体３の溝３１で反射された反射光も角度成分が大きく、導光体３の他端側３４の出射面３２からの出射光Ｐは広がりが大きな光となる。
すなわち、第１の実施例に係る線状光源装置１は、導光体３の他端面３４に対向する拡散反射体４を設けたことで、導光体３の軸方向に対する直交方向において、導光体３の他端側３４の出射面３２からの出射光の広がりを大きくすることができる。
これにより、第１の実施例に係る線状光源装置１からの出射光は、導光体３の軸方向に沿った位置での照度分布と、導光体３の軸方向から横方向（図３におけるＺ軸方向）にずれた位置での照度分布とを近似させることができる。
これにより、第１の実施例に係る線状光源装置１からの出射光は、導光体３の軸方向に沿った位置での照度分布と、導光体３の軸方向から横方向（図３におけるＺ軸方向）にずれた位置での照度分布とを近似させることができる。
なお、第１の実施例では、拡散反射体４を透光性部材の内部に白色粒子４２を封入することで構成したが、この白色粒子４２に換えて、透光性部材の屈折率に対して異なる屈折率を有する透光性粒子を封入してもかまわない。
この場合、図４を参照して説明すると、図４における符号４２が透光性粒子に相当し、拡散反射体４の内部に取り込まれた光が、透光性粒子４２に当たったとき、透光性粒子４２の外面で反射されることがある。透光性粒子４２は略球状であることから、その光は、透光性粒子４２の外面に当った位置での曲面に応じて角度が変化する。すなわち、拡散反射体４は、透光性部材の内部に、該透光性部材の屈折率に対して異なる屈折率を有する透光性粒子を封入することで構成されても、白色粒子を封入したときと同様に拡散反射光を得ることができるため、拡散反射させる部材が透光性粒子であってもかまわない。
この場合、図４を参照して説明すると、図４における符号４２が透光性粒子に相当し、拡散反射体４の内部に取り込まれた光が、透光性粒子４２に当たったとき、透光性粒子４２の外面で反射されることがある。透光性粒子４２は略球状であることから、その光は、透光性粒子４２の外面に当った位置での曲面に応じて角度が変化する。すなわち、拡散反射体４は、透光性部材の内部に、該透光性部材の屈折率に対して異なる屈折率を有する透光性粒子を封入することで構成されても、白色粒子を封入したときと同様に拡散反射光を得ることができるため、拡散反射させる部材が透光性粒子であってもかまわない。
また、第１の実施例では、透光性部材がアクリル樹脂やシリコン樹脂のような接着性を有する透光性部材であってもかまわない。透光性部材に接着性を具備させることで、導光体３の他端面３４に拡散反射体４を接着させることができる。
上述の第１の実施例に係る線状光源装置１では、導光体３の他端側３４において、導光体３の出射面３２からの出射光の照度分布を広げることを示した。ところが、拡散反射体４と導光体３とを密着して配置すると、拡散反射体４によって拡散された光の多くが、拡散反射体４を配置した導光体３の他端側３４から出射されてしまい、導光体３の中央部に届いた角度成分の大きな光の照度が低くなってしまうことがあった。これにより、導光体３の中央部からの出射光が、そのピーク照度に対して、導光体３の直交する幅方向に広がる照度が低くなることがあった。電子受光素子が受光するためには、所定値以上の照度（後述する実験２においてピーク照度に対して８０％以上の照度）があることが好ましい。
このため、拡散反射体４によって拡散反射された光Ｐを、導光体３の中央部に届け、導光体３の中央部における出射面３２からの出射光の照度を向上させる構成を、第２の実施例として説明する。
このため、拡散反射体４によって拡散反射された光Ｐを、導光体３の中央部に届け、導光体３の中央部における出射面３２からの出射光の照度を向上させる構成を、第２の実施例として説明する。
図６（ａ）は、第２の実施例に係る線状光源装置１の説明図であり、導光体３の軸方向に沿った断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の導光体３の他端側３４において、点線の丸で囲った部分の拡大図である。
なお、図６には、図３に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
なお、図６には、図３に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
図６に示す線状光源装置１は、拡散反射体４が導光体３の他端面３４から離隔された点で、図３に示す線状光源装置１と相違する。
図６の第２の実施例の説明として、図３で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図３との相違点について述べる。
図６の第２の実施例の説明として、図３で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図３との相違点について述べる。
導光体３の他端側３４には、その他端面３４には離隔される拡散反射体４が設けられる。
このため、導光体３と拡散反射体４との間に、導光体３より屈折率の低い空気層が介在される。このように構成することにより、拡散反射体４によって拡散反射された拡散光Ｐが、導光体３に入射されるときに、その角度成分が導光体３の軸方向に対して小さくなる。
具体的には、図６（ｂ）に示すように、拡散反射体４に反射された拡散反射光Ｐは、拡散反射体４と導光体３との間の空気層では導光体３の軸方向に対してΘ１の角度を有しているが、空気層より屈折率の大きな導光体３に拡散反射光が入射されると、導光体３の軸方向に対してΘ２の角度に変化する。これは、スネルの法則として知られており、屈折率の低いものから高いものへ入射されたとき、その光の入射角度が小さくなることを利用して、第２の実施例に係る線状光源装置１においては、拡散反射光を導光体３の中央部にまで届けようとしたものである。
このため、導光体３と拡散反射体４との間に、導光体３より屈折率の低い空気層が介在される。このように構成することにより、拡散反射体４によって拡散反射された拡散光Ｐが、導光体３に入射されるときに、その角度成分が導光体３の軸方向に対して小さくなる。
具体的には、図６（ｂ）に示すように、拡散反射体４に反射された拡散反射光Ｐは、拡散反射体４と導光体３との間の空気層では導光体３の軸方向に対してΘ１の角度を有しているが、空気層より屈折率の大きな導光体３に拡散反射光が入射されると、導光体３の軸方向に対してΘ２の角度に変化する。これは、スネルの法則として知られており、屈折率の低いものから高いものへ入射されたとき、その光の入射角度が小さくなることを利用して、第２の実施例に係る線状光源装置１においては、拡散反射光を導光体３の中央部にまで届けようとしたものである。
よって、第２の実施例に係る線状光源装置１は、導光体３と拡散反射体４とを光学的に離隔させたことにより、導光体３の中央部における出射面３２からの出射光の照度を向上させることができる。
上述の第２の実施例においては、導光体３を構成する透光性部材と拡散反射体４を構成する透光性部材とが同一であって、導光体３と拡散反射体４との間に、導光体３が構成する部材の屈折率よりも小さい空気層を設けることで、導光体３の他端面３４から中央部にまで光を導光させることができた。これは、導光体３を構成する透光性部材と、拡散反射体４が構成する白色粒子による拡散反射面との間に、導光体３を構成する透光性部材の屈折率よりも小さいものを配置すれば良いことが分かる。
このため、拡散反射体４を構成する透光性部材の屈折率を導光体３が構成する透光性部材の屈折率よりも小さくすれば、第１の実施例のように、導光体３と拡散反射体４とを密着させたとしても、拡散反射体４の透光性部材から導光体３の透光性部材に入射されるときに、その光の入射角度を小さくすることができるので、導光体３の中央部に光を導光することができる。
このため、拡散反射体４を構成する透光性部材の屈折率を導光体３が構成する透光性部材の屈折率よりも小さくすれば、第１の実施例のように、導光体３と拡散反射体４とを密着させたとしても、拡散反射体４の透光性部材から導光体３の透光性部材に入射されるときに、その光の入射角度を小さくすることができるので、導光体３の中央部に光を導光することができる。
上述の第１及び第２の実施例では、拡散反射体４を透光性部材とその内部に封入した白色粒子又は透光性粒子によって構成したが、それ以外の例として第３及び第４の実施例を示す。
図７は、第３の実施例に係る線状光源装置１の説明図である。図７（ａ）は、導光体３の軸方向に沿った断面図であり、他端側３４の拡大図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の導光体３の他端側３４において点線の丸で囲った部分の拡大図である。
なお、図７には、図４に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
なお、図７には、図４に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
図７に示す線状光源装置１は、拡散反射体４を白色粒子のみで構成した点で、図４に示す線状光源装置１と相違する。
図７の第３の実施例の説明として、図４で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図４との相違点について述べる。
図７の第３の実施例の説明として、図４で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図４との相違点について述べる。
導光体３の長手方向の平坦な他端面３４には、図７（ａ）に示すように、拡散反射体４が設けられる。
この拡散反射体４は、図７（ｂ）に示すように、例えば硫酸バリウムのような粒状の白色粒子４２を複数積層させることで構成される。
この拡散反射体４は、図７（ｂ）に示すように、例えば硫酸バリウムのような粒状の白色粒子４２を複数積層させることで構成される。
拡散反射体４を構成する白色粒子を、導光体３の長手方向の他端面全体に設ける方法として、次に挙げるものがある。
例えば硫酸バリウムのような白色粒子と、例えば珪酸カリウム水溶液や珪酸ナトリウム水溶液からなる無機質系接着剤とを混合攪拌させ、導光体３の他端２３面全体に塗布する。導光体３の他端面２３に塗布した状態で、自然乾燥させることで、無機質系接着剤を蒸発させることで、導光体３の他端３４面全体に白色粒子の集合体が設けられる。この白色粒子の集合体が第２の実施例における拡散反射体４となる。
例えば硫酸バリウムのような白色粒子と、例えば珪酸カリウム水溶液や珪酸ナトリウム水溶液からなる無機質系接着剤とを混合攪拌させ、導光体３の他端２３面全体に塗布する。導光体３の他端面２３に塗布した状態で、自然乾燥させることで、無機質系接着剤を蒸発させることで、導光体３の他端３４面全体に白色粒子の集合体が設けられる。この白色粒子の集合体が第２の実施例における拡散反射体４となる。
図７（ｂ）に示すように、第３の実施例においては、白色粒子４２は略球状であり、この白色粒子４２の集合体が導光体３の他端面３４全体に設けられることで、導光体３の他端面３４から拡散反射体４を見ると、白色粒子の集合体による凹凸形状４２１が見える。
これにより、例えば導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、拡散反射体４に入射されたとき、拡散反射体４の凹凸形状４２１によって角度を変化させると共に方向を変化させて反射される。具体的には、図７（ｂ）を用いて説明する。図７（ｂ）に示す紙面上側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、角度を少し変えて紙面上側に向かって反射される。これに対し、図７（ｂ）に示す紙面下側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、紙面上側の場合と比べて角度を大きく変えて紙面下側に向かって反射される。これは、光が白色粒子の外面に当たった位置が異なることから、外面の当った位置での曲面に応じて角度が変化する。
上述のように、第３の実施例で示した拡散反射体４は、白色粒子による凹凸形状を構成したことにより、導光体３から拡散反射体４に入射された光を拡散反射させる。
第３の実施例で示した拡散反射体４は、その凹凸を導光体３の他端面３４に対向させることにより、第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
これにより、例えば導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、拡散反射体４に入射されたとき、拡散反射体４の凹凸形状４２１によって角度を変化させると共に方向を変化させて反射される。具体的には、図７（ｂ）を用いて説明する。図７（ｂ）に示す紙面上側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、角度を少し変えて紙面上側に向かって反射される。これに対し、図７（ｂ）に示す紙面下側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、紙面上側の場合と比べて角度を大きく変えて紙面下側に向かって反射される。これは、光が白色粒子の外面に当たった位置が異なることから、外面の当った位置での曲面に応じて角度が変化する。
上述のように、第３の実施例で示した拡散反射体４は、白色粒子による凹凸形状を構成したことにより、導光体３から拡散反射体４に入射された光を拡散反射させる。
第３の実施例で示した拡散反射体４は、その凹凸を導光体３の他端面３４に対向させることにより、第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
また、拡散反射体４の凹凸４２１と、導光体３の他端面３４との間には、図７（ｂ）に示すように、空隙ができる部分がある。この空隙部分が大気状態であり、導光体３が構成する部材の屈折率よりも小さい空気層であった場合、第３の実施例においても、第２の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
なお、第３の実施例においても、第１の実施例のように、白色粒子に換えて、透光性粒子で構成してもかまわない。
続いて、第４の実施例について説明する。
図８は、第４の実施例に係る線状光源装置１の説明図である。図８（ａ）は、導光体３の軸方向に沿った断面図であり、他端側３４の拡大図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の導光体３の他端側３４において点線の丸で囲った部分の拡大図である。
なお、図８には、図４に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
図８は、第４の実施例に係る線状光源装置１の説明図である。図８（ａ）は、導光体３の軸方向に沿った断面図であり、他端側３４の拡大図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の導光体３の他端側３４において点線の丸で囲った部分の拡大図である。
なお、図８には、図４に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
図８に示す線状光源装置１は、拡散反射体４を構成する透光性部材に凹凸４３を設け、該凹凸３４１を導光体３の他端面３４に対向させ、該透光性部材の内部に白色粒子を設けない点で、図４に示す線状光源装置１と相違する。
図８の第４の実施例の説明として、図４で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図４との相違点について述べる。
図８の第４の実施例の説明として、図４で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図４との相違点について述べる。
拡散反射体４には凹凸４３が設けられ、該凹凸４３が導光体３の長手方向の平坦な他端面３４に対向するように設けられる。
拡散反射体４の凹凸４３は、例えばアクリル樹脂のような透光性部材を発泡させることで設けることができる。また、拡散反射体４の凹凸４３は、透光性部材の表面をサンドブラスト加工することで削って設けることや、ケミカル加工によって透光性部材の表面を溶解させて設けることができる。
拡散反射体４の凹凸４３は、例えばアクリル樹脂のような透光性部材を発泡させることで設けることができる。また、拡散反射体４の凹凸４３は、透光性部材の表面をサンドブラスト加工することで削って設けることや、ケミカル加工によって透光性部材の表面を溶解させて設けることができる。
Ａというある媒質からＢというある媒質へ光が入射されるとき、その光の入射角によって全反射させ、又は透過させることが知られている。
第４の実施例では、これを利用し、導光体３の他端面３４に拡散反射体４の凹凸４３を設けることで、凹凸４３に入射した光を全反射させたり、透過させたりする。全反射された光は、その凹凸形状４３によって角度を変化させると共に方向を変化させて反射される。具体的には、図８（ｂ）を用いて説明する。図８（ｂ）に示すように紙面上側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、角度を少し変えて紙面上側に向かって反射される。これに対し、図８（ｂ）に示す紙面下側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、紙面上側の場合に比べて角度を大きく変えて紙面下側に向かって反射される。これは、光が拡散反射体４の凹凸４３に対して全反射される角度で入射されたことで全反射され、さらにその凹凸形状４３によって角度が変化されたためである。なお、図８（ｂ）に示す紙面中央では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、透光性部材にとって透過される角度で入射されたため、透光性部材の内部に透過される。
上述のように、第４の実施例で示した拡散反射体４は、一部が拡散反射体４の内部に透過されるものの、その凹凸を導光体３の他端面３４に対向させたことにより、導光体３から拡散反射体４に入射された光を拡散反射させる。
第４の実施例で示した拡散反射体４は、その凹凸４３を導光体３の他端面３４に対向させることにより、第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
第４の実施例では、これを利用し、導光体３の他端面３４に拡散反射体４の凹凸４３を設けることで、凹凸４３に入射した光を全反射させたり、透過させたりする。全反射された光は、その凹凸形状４３によって角度を変化させると共に方向を変化させて反射される。具体的には、図８（ｂ）を用いて説明する。図８（ｂ）に示すように紙面上側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、角度を少し変えて紙面上側に向かって反射される。これに対し、図８（ｂ）に示す紙面下側では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、紙面上側の場合に比べて角度を大きく変えて紙面下側に向かって反射される。これは、光が拡散反射体４の凹凸４３に対して全反射される角度で入射されたことで全反射され、さらにその凹凸形状４３によって角度が変化されたためである。なお、図８（ｂ）に示す紙面中央では、導光体３の軸方向に沿って伸びる光が、透光性部材にとって透過される角度で入射されたため、透光性部材の内部に透過される。
上述のように、第４の実施例で示した拡散反射体４は、一部が拡散反射体４の内部に透過されるものの、その凹凸を導光体３の他端面３４に対向させたことにより、導光体３から拡散反射体４に入射された光を拡散反射させる。
第４の実施例で示した拡散反射体４は、その凹凸４３を導光体３の他端面３４に対向させることにより、第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
また、拡散反射体４の凹凸４３と、導光体３の他端面３４との間には、図７（ｂ）に示すように、空隙ができる部分がある。この空隙部分が大気状態であり、導光体３が構成する部材の屈折率よりも小さい空気層であった場合、第４の実施例においても、第２の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
上述の第４の実施例では、透光性部材に凹凸４３を設けることで、透光性部材に拡散反射機能を具備させている。この点を利用して、拡散反射体４を設けずに、導光体３の長手方向の他端面３４に拡散反射機能を設けた例を第５の実施例として説明する。
図９（ａ）は、第５の実施例に係る線状光源装置１の説明図である。図９（ａ）は、導光体３の軸方向に沿った断面図であり、他端側の拡大図である。
なお、図９には、図４に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
なお、図９には、図４に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
図９に示す線状光源装置１は、拡散反射体を設けずに、導光体３の他端面３４に凹凸３４１を設けた点で、図４に示す線状光源装置１と相違する。
図９の第５の実施例の説明として、図４で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図４との相違点について述べる。
図９の第５の実施例の説明として、図４で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図４との相違点について述べる。
導光体３の長手方向の他端面３４には、凹凸３４１が設けられる。
この導光体３の凹凸３４１は、例えばアクリル樹脂のような透光性部材を発泡させることで設けることができる。また、導光体３の凹凸３４１は、透光性部材の表面をサンドブラスト加工することで設けことや、ケミカル加工によって透光性部材の表面を溶解させて設けることができる。
この導光体３の凹凸３４１は、例えばアクリル樹脂のような透光性部材を発泡させることで設けることができる。また、導光体３の凹凸３４１は、透光性部材の表面をサンドブラスト加工することで設けことや、ケミカル加工によって透光性部材の表面を溶解させて設けることができる。
第５の実施例において、導光体の他端面に凹凸を設けたことによる作用・効果は、第４の実施例との説明と重複するので省略する。
第５の実施例で示した導光体３は、光の一部が導光体３の他端面３４から出射されるものの、導光体３の他端面３４を凹凸３４１で構成したことにより、導光体３の内部から他端面３４に入射された光を導光体３の内部に向かって拡散反射させる。
第５の実施例で示した導光体３は、その凹凸３４１を導光体３の他端面３４に設けたことにより、第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
第５の実施例で示した導光体３は、光の一部が導光体３の他端面３４から出射されるものの、導光体３の他端面３４を凹凸３４１で構成したことにより、導光体３の内部から他端面３４に入射された光を導光体３の内部に向かって拡散反射させる。
第５の実施例で示した導光体３は、その凹凸３４１を導光体３の他端面３４に設けたことにより、第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
さらに、第２の実施例で示した、導光体３の中央部に光を導く手段として、図８（ｂ）を示す。
図９（ｂ）は、導光体３の軸方向に沿った断面図であり、他端側３４の拡大図である。
なお、図９には、図４に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
図９（ｂ）は、導光体３の軸方向に沿った断面図であり、他端側３４の拡大図である。
なお、図９には、図４に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
図９（ｂ）では、鏡面反射体９の鏡面反射面９１を導光体３の凹凸３４１で構成した他端面３４に対向させて設けた。これは、導光体３の他端面３４と鏡面反射体９との間に、導光体３を構成する透光性部材よりも屈折率の小さな空気層を設けることで、第２の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
前述したように、電子受光素子が受光するためには、所定値以上の照度（後述する実験２においてピーク照度に対して８０％以上の照度）があることが好ましい。
このため、導光体３の他端面３４から出射される光の光量を向上させることで、導光体３の他端側３４において、その直交する断面の幅方向に広がる照度を大きくすることが考えられる。後述する実験２に示すように、導光体３の他端面３４から出射される光の光量は、５０％以上が好ましい。このように、導光体３の他端面３４から出射させる光の光量を向上させる手段として第６の実施例を示す。
このため、導光体３の他端面３４から出射される光の光量を向上させることで、導光体３の他端側３４において、その直交する断面の幅方向に広がる照度を大きくすることが考えられる。後述する実験２に示すように、導光体３の他端面３４から出射される光の光量は、５０％以上が好ましい。このように、導光体３の他端面３４から出射させる光の光量を向上させる手段として第６の実施例を示す。
図１０は、第６の実施例に係る線状光源装置１の説明図である。図１０（ａ）導光体３の軸方向に沿った断面図であり、導光体３の一端側３３の一部拡大図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す導光体３の溝の一部を拡大したものである。
なお、図１０には、図２に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
なお、図１０には、図２に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
図１０に示す線状光源装置１は、導光体３の溝３１の形状を変更した点と、該溝３１に対向する反射鏡５を設けた点とで、図２に示す線状光源装置１と相違する。
図１０の第６の実施例の説明として、図２で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図２との相違点について述べる。
図１０の第６の実施例の説明として、図２で示した第１の実施例の説明と共通する部分は省略し、図２との相違点について述べる。
導光体３の溝３１は、図１０（ａ）に示すように、導光体３の一端側３３から他端側３４に向かって導光体３を縮径する第１の面３１１と、第１の面３１１に連続すると共に導光体３の軸方向に平行な第２の面３１２と、第２の面３１２に連続すると共に導光体３の一端側３３から他端側３４に向かって導光体３を縮径する第３の面３１３と、第３の面３１３に連続すると共に導光体３の軸方向に平行な第４の面３１４と、により構成される。
なお、第６の実施例においては、第１の面３１１が構成する傾斜角度（導光体の軸方向（図１０のＸ方向）に対する傾斜角度）Θ３は３５°であり、第３の傾斜部３１３が構成する傾斜角度（導光体の軸方向（図１０のＸ方向）に対する傾斜角度）と同じく３５°である。
なお、第６の実施例においては、第１の面３１１が構成する傾斜角度（導光体の軸方向（図１０のＸ方向）に対する傾斜角度）Θ３は３５°であり、第３の傾斜部３１３が構成する傾斜角度（導光体の軸方向（図１０のＸ方向）に対する傾斜角度）と同じく３５°である。
導光体３の溝３１の外方には、導光体３の長手方向に並行する半筒状の反射鏡５が設けられ、導光体３の溝３１と反射鏡５とが対向配置される。これにより、溝３１を構成する第４の面は、反射鏡５の反射面と当接される。
第６の実施例に係る線状光源装置１は、不図示の光源２から導光体３の内部に取り込まれた光のうち、溝３１の第１の面に入射する角度によって、全反射され、又は、透過される。この点については、図１０（ｂ）を用いて説明する。
導光体３の内部を導光された光は、溝３１の第１の面に入射されるとき、導光体３を構成する例えばアクリル樹脂の屈折率と、溝３１と反射鏡５との間の大気の屈折率とによって、全反射が生じる臨界角がスネルの法則により求められる。導光体３を構成する部材がアクリル樹脂であるとき、スネルの法則により、臨界角は４２°である。
図１０（ｂ）に示すように、溝３１の第１の面に対して垂線を引き、その垂線から臨界角Θ４＝４２°以上の角度Θ５で光が入射した場合、全反射が起きる。すなわち、第１の面３１１に対して引いた垂線に対してΘ５＝４２°以上９０°未満の角度で入射した光（図１０（ｂ）におけるＬ１の範囲から入射して垂線と第１の面との接点に向かって進む光）が、導光体３の外面に対して全反射を生じる。一方、臨界角Θ４＝４２°未満の場合は、導光体３の第１の面３１１を透過する。すなわち、第１の面３１１に対して引いた垂線に対してΘ４＝０°以上４２°未満の角度で入射した光（図１０（ｂ）におけるＬ２の範囲から入射して垂線と第１の面との接点に向かって進む光）が、導光体３の外面から透過される。
このように、溝３１の第１の面３１１に対して入射される光の角度によって、全反射されるものと、透過されるものがある。
なお、導光体３の軸方向を０°とした場合、第１の面３１１における全反射される角度の範囲αは、−３５°＜α≦１３°と９７°≦α＜１４５°、である。また、導光体３の軸方向を０°とした場合、第１の面３１１における透過される角度の範囲βは、１３°＜β＜９７°である。
図１０（ｂ）に示すように、溝３１の第１の面に対して垂線を引き、その垂線から臨界角Θ４＝４２°以上の角度Θ５で光が入射した場合、全反射が起きる。すなわち、第１の面３１１に対して引いた垂線に対してΘ５＝４２°以上９０°未満の角度で入射した光（図１０（ｂ）におけるＬ１の範囲から入射して垂線と第１の面との接点に向かって進む光）が、導光体３の外面に対して全反射を生じる。一方、臨界角Θ４＝４２°未満の場合は、導光体３の第１の面３１１を透過する。すなわち、第１の面３１１に対して引いた垂線に対してΘ４＝０°以上４２°未満の角度で入射した光（図１０（ｂ）におけるＬ２の範囲から入射して垂線と第１の面との接点に向かって進む光）が、導光体３の外面から透過される。
このように、溝３１の第１の面３１１に対して入射される光の角度によって、全反射されるものと、透過されるものがある。
なお、導光体３の軸方向を０°とした場合、第１の面３１１における全反射される角度の範囲αは、−３５°＜α≦１３°と９７°≦α＜１４５°、である。また、導光体３の軸方向を０°とした場合、第１の面３１１における透過される角度の範囲βは、１３°＜β＜９７°である。
図１０（ａ）に示すように、導光体３の内部の光は、例えばＳ５の場合、全反射の角度範囲αで入射したため、第１の面に全反射されて、光出射面３２から出射される。
一方、Ｓ４の光は、透過される角度範囲で入射したため、第１の面に透過され、反射鏡５に反射される。反射鏡５に反射された光は、導光体３の第３の面３１３に入射されて再度導光体３の内部で、導光体３の端部側に向かって導光される。
また、第１の面３１１に入射せずに、第４の面３１４に入射する光Ｓ３は、反射面５で反射されて、導光体３の端部に向かう。
このように、第６の実施例に係る線状光源装置１は、導光体３の溝３１を図１０のような溝形状にすることで、導光体３の溝３１に照射された光の一部を透過させ、反射鏡５によって反射させて再度導光体３の内部を導光させることで、導光体３の他端側３４に届く光の光量を向上させることができる。よって、第６の実施例に係る線状光源装置１は、導光体３の溝３１の構成を例えば図１０のようにすることで、導光体３の他端側３４に届く光量を５０％以上にすることができ、導光体３の他端側３４の直交する幅方向の照度を向上させることができる。
一方、Ｓ４の光は、透過される角度範囲で入射したため、第１の面に透過され、反射鏡５に反射される。反射鏡５に反射された光は、導光体３の第３の面３１３に入射されて再度導光体３の内部で、導光体３の端部側に向かって導光される。
また、第１の面３１１に入射せずに、第４の面３１４に入射する光Ｓ３は、反射面５で反射されて、導光体３の端部に向かう。
このように、第６の実施例に係る線状光源装置１は、導光体３の溝３１を図１０のような溝形状にすることで、導光体３の溝３１に照射された光の一部を透過させ、反射鏡５によって反射させて再度導光体３の内部を導光させることで、導光体３の他端側３４に届く光の光量を向上させることができる。よって、第６の実施例に係る線状光源装置１は、導光体３の溝３１の構成を例えば図１０のようにすることで、導光体３の他端側３４に届く光量を５０％以上にすることができ、導光体３の他端側３４の直交する幅方向の照度を向上させることができる。
上述した本発明の効果を確認するため、以下の実験１及び実験２を行なった。
まず、実験１においては、導光体３の長手方向の他端３４に対向する拡散反射体４を設けたことによる効果を確かめるため、従来と本願の線状光源装置１とを比較することとした。
実験１のために、従来に係る線状光源装置１としては、図１５〜１６に示す線状光源装置１において、導光体３の他端３４に設けた反射体９を取り外したＡの線状光源装置と、導光体３の他端３４に反射体９を設けたＢの線状光源装置とを準備した。また、本願に係る線状光源装置１としては、図１〜４で示した導光体３の他端側３４に拡散反射体４を設けたＣの線状光源装置を準備した。
これらＡ〜Ｃの線状光源装置には、後述する実験２との比較を行なうため、図１０に示すような反射鏡５を導光体３の溝３１に対向するように配置した。
まず、実験１においては、導光体３の長手方向の他端３４に対向する拡散反射体４を設けたことによる効果を確かめるため、従来と本願の線状光源装置１とを比較することとした。
実験１のために、従来に係る線状光源装置１としては、図１５〜１６に示す線状光源装置１において、導光体３の他端３４に設けた反射体９を取り外したＡの線状光源装置と、導光体３の他端３４に反射体９を設けたＢの線状光源装置とを準備した。また、本願に係る線状光源装置１としては、図１〜４で示した導光体３の他端側３４に拡散反射体４を設けたＣの線状光源装置を準備した。
これらＡ〜Ｃの線状光源装置には、後述する実験２との比較を行なうため、図１０に示すような反射鏡５を導光体３の溝３１に対向するように配置した。
Ａ〜Ｃの線状光源装置の共通の仕様を示すと、導光体３はアクリル樹脂で構成し、この導光体３の軸方向の長さが３６０ｍｍで、導光体３の直径が６ｍｍである。導光体３の溝３１の構成は、図１及び図２に示すものであり、Ａ〜Ｃの線状光源装置のいずれも同一である。
なお、Ｂの線状光源装置が具備する鏡面反射体の拡散成分は１０％以下であり、Ｃの線状光源装置が具備する拡散反射体４の拡散成分は９６％である。
なお、Ｂの線状光源装置が具備する鏡面反射体の拡散成分は１０％以下であり、Ｃの線状光源装置が具備する拡散反射体４の拡散成分は９６％である。
実験１の実験方法は、各線状光源装置において、導光体３の一端３３に設けた光源２から導光体３の一端面３３に向かって照射させ、導光体３の溝３１に対向する出射面３２からの出射光の照度を測定した。この照度測定は、導光体３の長手方向において、導光体３の一端３３から９０ｍｍ離れた位置、導光体３の一端３３から１８０ｍｍ離れた位置、導光体３の一端３３から２７０ｍｍ離れた位置の計３箇所の位置で行なった。
また、測定方法としては、上記した３箇所の位置において、導光体３の軸方向に対して直交する（図１におけるＺ軸方向）に移動させて測定した。
また、測定方法としては、上記した３箇所の位置において、導光体３の軸方向に対して直交する（図１におけるＺ軸方向）に移動させて測定した。
実験結果を示したのが図１１及び図１２である。図１１は、導光体３の長手方向での３箇所の位置において、導光体３の軸方向に対して直交方向（図１におけるＺ軸方向）での照度分布を示したものであり、Ａ〜Ｃの各線状光源装置の照度分布を重ね合わせたものである。
図１１における横軸（単位ｍｍ）は、導光体３の軸方向に対して直交方向（図１におけるＺ軸方向）の位置を示しており、導光体３の中心軸の位置を０ｍｍとしている。図１１における縦軸は、ピーク照度に対する相対強度を示しており、ピーク照度を１としている。
図１１における横軸（単位ｍｍ）は、導光体３の軸方向に対して直交方向（図１におけるＺ軸方向）の位置を示しており、導光体３の中心軸の位置を０ｍｍとしている。図１１における縦軸は、ピーク照度に対する相対強度を示しており、ピーク照度を１としている。
図１２は、図１１で示した導光体３の長手方向での３箇所の位置（図１１（ａ）〜（ｃ）の実験結果）において、ピーク照度に対して９０％以上（図１１における縦軸の０．９以上）の照度を有する幅の長さと、ピーク照度に対して８０％以上（図１１における縦軸の０．８以上）の照度を有する幅の長さとを示したものである。
考察すると、Ａ〜Ｃの線状光源装置におけるピーク照度に対して９０％以上の照度を有する幅の長さは、導光体３の一端側３３（導光体３の３３から９０ｍｍの位置）において、図１２（ａ）から分かるように、Ａの線状光源装置が２．５ｍｍで、Ｂの線状光源装置が２．４ｍｍで、Ｃの線状光源装置が２．５ｍｍであるのに対し、導光体３の他端側３４（導光体３の一端３３から２７０ｍｍの位置）において、図１２（ｃ）から分かるように、Ａの線状光源装置が１．９ｍｍで一端側３３よりも０．６ｍｍ短くなり、Ｂの線状光源装置が１．７ｍｍで０．７ｍｍ短くなり、Ｃの線状光源装置が２．１ｍｍで０．４ｍｍ短くなっている。これは、換言すると、本発明に係るＣの線状光源装置は、導光体３の他端側３４に拡散反射体４を設けたことにより、従来に係るＡ及びＢの線状光源装置よりも、導光体３の他端側３４の照度の広がりを大きくすることができたことになる。この本発明に係るＣの線状光源装置の効果は、ピーク照度に対して８０％以上の照度を有する幅の長さにおいても言える。
また、本発明に係るＣの線状光源装置は、電子受光素子の測定位置の移動を許容できる距離を、従来に係るＡ及びＢの線状光源装置よりも広げることができる。
また、本発明に係るＣの線状光源装置は、電子受光素子の測定位置の移動を許容できる距離を、従来に係るＡ及びＢの線状光源装置よりも広げることができる。
本発明に用途においては電子受光素子が用いられ、その電子受光素子が受光するために必要な照度は、ピーク照度に対して８０％以上の照度が必要である。図１２の実験結果では、本発明に係るＣの線状光源装置の８０％幅が、一端側３３（９０ｍｍの位置）で３．２ｍｍに対し他端側３４（２７０ｍｍの位置）で３．１ｍｍであり、他端側３４の幅が一端側３３の幅より０．１ｍｍ小さくなっている。電子受光素子の必要照度を考えると、ピーク照度に対して８０％以上の照度を有する幅の長さを、導光体３の他端側３４での幅の長さが、少なくとも導光体３の一端側３３での幅の長さと同一以上であることが好ましい。
実験１においては、導光体３の他端面３４から出射された光量が、導光体３の一端面３３に入射させるときの光量の２５％であった。このため、導光体３の他端面３４から出射される照度を向上させると、導光体３の他端３４に設けた拡散反射体４に拡散反射される照度も向上されるので、導光体３の他端側３４での８０％幅を向上させることができると考えられる。これを示したのが、実験２である。
実験１においては、導光体３の他端面３４から出射された光量が、導光体３の一端面３３に入射させるときの光量の２５％であった。このため、導光体３の他端面３４から出射される照度を向上させると、導光体３の他端３４に設けた拡散反射体４に拡散反射される照度も向上されるので、導光体３の他端側３４での８０％幅を向上させることができると考えられる。これを示したのが、実験２である。
実験２においては、前述の実験１に用いたＡ〜Ｃの線状光源装置の導光体３の一端側３３に位置する溝３１を、図１０に示す溝形状にし、各線状光源装置をａ〜ｃとした。各線状光源装置ａ〜ｃが具備する導光体３の他端面３４から出射される光量は、導光体３の一端面３３に入射させた光量の５０％であった。実験２に用いたａ〜ｃの線状光源装置は、実験１に用いたＡ〜Ｃの線状光源装置の溝形状以外は共通の仕様であるので、その説明を省略する。また、実験２における実験方法も、実験１における実験方法と同一であるため、その説明を省略する。
実験２の実験結果を示したのが図１３及び図１４である。図１３は、導光体３の長手方向での３箇所の位置において、導光体３の軸方向に対して直交する方向（図１におけるＺ軸方向）での照度分布を示したものであり、ａ〜ｃの各線状光源装置の照度分布を重ね合わせたものである。
図１３における横軸（単位ｍｍ）は、導光体３の軸方向に対して直交方向（図１におけるＺ軸方向）の位置を示しており、導光体３の中心軸の位置を０ｍｍとしている。図１３における縦軸は、ピーク照度に対する相対強度を示しており、ピーク照度を１としている。
図１３における横軸（単位ｍｍ）は、導光体３の軸方向に対して直交方向（図１におけるＺ軸方向）の位置を示しており、導光体３の中心軸の位置を０ｍｍとしている。図１３における縦軸は、ピーク照度に対する相対強度を示しており、ピーク照度を１としている。
図１４は、図１３で示した導光体３の長手方向での３箇所の位置（図１３（ａ）〜（ｃ）の実験結果）において、ピーク照度に対して９０％以上（図１３における縦軸の０．９以上）の照度を有する幅の長さと、ピーク照度に対して８０％以上（図１３における縦軸の０．８以上）の照度を有する幅の長さとを示したものである。
実験２の考察では、実験２の実験結果である図１４を用いると共に、実験１の実験結果である図１２も用いて説明する。
図１２及び図１４に示す実験結果から、従来に係る線状光源装置ａ，ｂは、導光体３の他端面３４から出射される光量を２５％から５０％に向上させたとしても、ピーク照度に対して８０％以上の照度を有する幅の長さはほとんど変化しない。
図１２及び図１４に示す実験結果から、従来に係る線状光源装置ａ，ｂは、導光体３の他端面３４から出射される光量を２５％から５０％に向上させたとしても、ピーク照度に対して８０％以上の照度を有する幅の長さはほとんど変化しない。
これに対して、図１２及び図１４に示す実験結果から、本発明に係る線状光源装置ｃは、導光体３の他端面３４から出射される光量を２５％から５０％に向上させると、８０％以上の照度を有する幅の長さは、導光体３の他端側３４において、大きくなっていることが分かる。
具体的には、Ｃの線状光源装置においては、導光体３の一端側３３の８０％幅が３．２ｍｍであるのに対し導光体３の他端側３４の８０％幅が３．１ｍｍと０．１ｍｍ短くなっている。一方、ｃの線状光源装置において、導光体３の一端側３３の８０％幅が３．２５ｍｍであるのに対し導光体３の他端側３４の８０％幅が３．３５ｍｍと０．１５ｍｍ長くなっている。これは換言すると、導光体３の他端面３４から出射される光量を導光体３の一端面３３に入射される光量よりも５０％以上にすると、本発明に係る線状光源装置は、導光体３の一端側３３の８０％幅を短くすることなく、導光体３の他端側３４の８０％幅を一端側３３の８０％幅よりも大きくすることができることになる。
これにより、本発明に係る線状光源装置は、導光体３の他端面３４からの光量を入射面への光量に対して５０％以上にすることで、電子受光素子による読取幅を十分大きなものにすることができる。
具体的には、Ｃの線状光源装置においては、導光体３の一端側３３の８０％幅が３．２ｍｍであるのに対し導光体３の他端側３４の８０％幅が３．１ｍｍと０．１ｍｍ短くなっている。一方、ｃの線状光源装置において、導光体３の一端側３３の８０％幅が３．２５ｍｍであるのに対し導光体３の他端側３４の８０％幅が３．３５ｍｍと０．１５ｍｍ長くなっている。これは換言すると、導光体３の他端面３４から出射される光量を導光体３の一端面３３に入射される光量よりも５０％以上にすると、本発明に係る線状光源装置は、導光体３の一端側３３の８０％幅を短くすることなく、導光体３の他端側３４の８０％幅を一端側３３の８０％幅よりも大きくすることができることになる。
これにより、本発明に係る線状光源装置は、導光体３の他端面３４からの光量を入射面への光量に対して５０％以上にすることで、電子受光素子による読取幅を十分大きなものにすることができる。
１ 線状光源装置
２ 光源
２１ 反射鏡
２２ 基板
２３ 封止体
３ 導光体
３１ 溝
３１１ 第１の面
３１２ 第２の面
３１３ 第３の面
３１４ 第４の面
３２ 出射面
３３ 一端（光取込面）
３４ 他端
３４１ 凹凸
４ 拡散反射体
４２ 白色粒子
４２１ 凹凸
４３ 凹凸
５ 反射鏡
９ 鏡面反射体
９１ 鏡面反射面
Ｌ１ 透過する範囲
Ｌ２ 全反射する範囲
Ｓ１ 導光体の軸方向に対して角度成分の大きな光
Ｓ２ 導光体の軸方向に対して角度成分の小さな光
Ｐ 拡散光
２ 光源
２１ 反射鏡
２２ 基板
２３ 封止体
３ 導光体
３１ 溝
３１１ 第１の面
３１２ 第２の面
３１３ 第３の面
３１４ 第４の面
３２ 出射面
３３ 一端（光取込面）
３４ 他端
３４１ 凹凸
４ 拡散反射体
４２ 白色粒子
４２１ 凹凸
４３ 凹凸
５ 反射鏡
９ 鏡面反射体
９１ 鏡面反射面
Ｌ１ 透過する範囲
Ｌ２ 全反射する範囲
Ｓ１ 導光体の軸方向に対して角度成分の大きな光
Ｓ２ 導光体の軸方向に対して角度成分の小さな光
Ｐ 拡散光
Claims (4)
- 長手方向に沿った外面に溝が設けられた導光体と、
該導光体の長手方向の一端に対向する光源と、
からなる線状光源装置において、
該導光体の長手方向の他端に対向する拡散反射体が設けられた
ことを特徴とする線状光源装置。 - 該導光体と該拡散反射体とが離隔された
ことを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。 - 長手方向に沿った外面に溝が設けられた導光体と、
該導光体の長手方向の一端に対向する光源と、
からなる線状光源装置において、
該導光体の長手方向の他端面に凹凸を設けた
ことを特徴とする線状光源装置。 - 該導光体の他端面に対向する鏡面反射体が設けられた
ことを特徴とする請求項３に記載の線状光源装置。
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