JPH10133026A - 導光体を有する照明装置 - Google Patents
導光体を有する照明装置Info
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- JPH10133026A JPH10133026A JP8289739A JP28973996A JPH10133026A JP H10133026 A JPH10133026 A JP H10133026A JP 8289739 A JP8289739 A JP 8289739A JP 28973996 A JP28973996 A JP 28973996A JP H10133026 A JPH10133026 A JP H10133026A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被照明面上に均一な照度で照射できる線状照
明が可能な照明装置を提供する。 【解決手段】 全体として棒状であり、その端部に光入
射面を有し、また、棒状の長手方向に関して、その一側
面部に、前記光入射面から入射された光束を射出する光
射出面を有すると共に、光射出面に対向する側面部に、
内部に入射された光束を反射および／または拡散するた
めの領域を有する導光体と、前記光入射面の近傍に設け
られたＬＥＤランプとを具有する照明装置において、前
記導光体は、その反射／拡散のための領域が、棒状の長
手方向に歯が並ぶように、鋸歯状に形成されており、か
つ、光源に近いところでは、歯の幅が狭く、遠いところ
では、その幅が広くなるように、形成されていることを
特徴とする。
明が可能な照明装置を提供する。 【解決手段】 全体として棒状であり、その端部に光入
射面を有し、また、棒状の長手方向に関して、その一側
面部に、前記光入射面から入射された光束を射出する光
射出面を有すると共に、光射出面に対向する側面部に、
内部に入射された光束を反射および／または拡散するた
めの領域を有する導光体と、前記光入射面の近傍に設け
られたＬＥＤランプとを具有する照明装置において、前
記導光体は、その反射／拡散のための領域が、棒状の長
手方向に歯が並ぶように、鋸歯状に形成されており、か
つ、光源に近いところでは、歯の幅が狭く、遠いところ
では、その幅が広くなるように、形成されていることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導光体を有する照
明装置、特に、情報処理装置などの画像読取に採用され
る照明装置に関するものである。
明装置、特に、情報処理装置などの画像読取に採用され
る照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ファクシミリ装置や電子複写機、
あるいは、その他の情報処理装置の画像読取装置の照明
装置としては、蛍光管などの放電管やＬＥＤチップを、
多数、アレイ状に並べたＬＥＤアレイが用いられてい
る。特に、近年、ファクシミリ装置などの、家庭内での
使用にともない、より小型で、低価格な製品が要求され
ている。このため、ＬＥＤアレイを利用したものが多く
なっている。
あるいは、その他の情報処理装置の画像読取装置の照明
装置としては、蛍光管などの放電管やＬＥＤチップを、
多数、アレイ状に並べたＬＥＤアレイが用いられてい
る。特に、近年、ファクシミリ装置などの、家庭内での
使用にともない、より小型で、低価格な製品が要求され
ている。このため、ＬＥＤアレイを利用したものが多く
なっている。
【０００３】このようなＬＥＤアレイでは、ＬＥＤチッ
プを密に配列することにより、原稿面に対して、実質的
に均一化した、高い照度を得ることができる。しかしな
がら、ＬＥＤチップの使用個数が多いため、コスト的に
は、充分な低価格化を達成することが難しい。
プを密に配列することにより、原稿面に対して、実質的
に均一化した、高い照度を得ることができる。しかしな
がら、ＬＥＤチップの使用個数が多いため、コスト的に
は、充分な低価格化を達成することが難しい。
【０００４】コストダウンのために、ＬＥＤチップの使
用個数を減らすと、即ち、ＬＥＤチップを粗に配列する
と、ＬＥＤチップの配列間隔が大きくなるために、被照
明面上での照度分布にむらが生じ、均一な照明ができな
くなる。そこで、この問題を解決するため、棒状の透光
性部材で導光体を構成し、その端面からＬＥＤチップの
光を入射し、その内部で全反射を繰り返しながら伝播す
る光束を、その一側面に塗布された光拡散性塗料による
塗膜で、散乱して、外部に取り出す方法が提唱されてい
る。
用個数を減らすと、即ち、ＬＥＤチップを粗に配列する
と、ＬＥＤチップの配列間隔が大きくなるために、被照
明面上での照度分布にむらが生じ、均一な照明ができな
くなる。そこで、この問題を解決するため、棒状の透光
性部材で導光体を構成し、その端面からＬＥＤチップの
光を入射し、その内部で全反射を繰り返しながら伝播す
る光束を、その一側面に塗布された光拡散性塗料による
塗膜で、散乱して、外部に取り出す方法が提唱されてい
る。
【０００５】図１５は、このような照明装置を示してお
り、ここで、符号１は、ＬＥＤチップを金属製のリード
の上にボンディングし、その部分を透明な樹脂でレンズ
状に封止して作ったＬＥＤランプであり、符号３は、断
面が円形である、例えば、石英ロッドなどの透光性部材
からなる棒状の導光体、符号４は、ＬＥＤランプ１から
発せられた光束が導光体３に入射する入射面、また、符
号５は、導光体３内部を伝播する光束を反射・散乱など
をさせて、導光体３の外側に取り出すための領域であ
る。そして、この領域５は、導光体３の一側面を、粗面
化したり、あるいは、そこに光拡散反射性の塗料を塗布
するなどして、構成されている。
り、ここで、符号１は、ＬＥＤチップを金属製のリード
の上にボンディングし、その部分を透明な樹脂でレンズ
状に封止して作ったＬＥＤランプであり、符号３は、断
面が円形である、例えば、石英ロッドなどの透光性部材
からなる棒状の導光体、符号４は、ＬＥＤランプ１から
発せられた光束が導光体３に入射する入射面、また、符
号５は、導光体３内部を伝播する光束を反射・散乱など
をさせて、導光体３の外側に取り出すための領域であ
る。そして、この領域５は、導光体３の一側面を、粗面
化したり、あるいは、そこに光拡散反射性の塗料を塗布
するなどして、構成されている。
【０００６】ＬＥＤランプ１より発せられ、導光体３の
入射面４より、その内部に入射された光束１は、その内
面で反射を繰り返して、伝播され、入射面４の反対側の
面まで到達し、そこで、また、反射されて、導光体３の
内部を伝播する。そして、反射を繰り返す内に、領域５
に光が入射されると、光束は、そこで拡散され、その一
部の光１１が、領域５と対向する側の、射出面から外部
に射出される。
入射面４より、その内部に入射された光束１は、その内
面で反射を繰り返して、伝播され、入射面４の反対側の
面まで到達し、そこで、また、反射されて、導光体３の
内部を伝播する。そして、反射を繰り返す内に、領域５
に光が入射されると、光束は、そこで拡散され、その一
部の光１１が、領域５と対向する側の、射出面から外部
に射出される。
【０００７】また、拡散した光束の他の一部１２は、こ
の射出面に対して斜めに入射するために、全反射して、
再び、導光体３内を伝播する。そして、その伝播を繰り
返し、最終的に、所要角度で入射面４に到達した光は、
そこから外部に射出される。
の射出面に対して斜めに入射するために、全反射して、
再び、導光体３内を伝播する。そして、その伝播を繰り
返し、最終的に、所要角度で入射面４に到達した光は、
そこから外部に射出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような照
明装置が提案されながら、広く用いられていない理由が
あった。即ち、このような構成にした場合、被照明面状
の照度分布は、光源たるＬＥＤランプ１の近辺が明る
く、そこから離れるほど暗くなりやすいという問題点が
あるのである。
明装置が提案されながら、広く用いられていない理由が
あった。即ち、このような構成にした場合、被照明面状
の照度分布は、光源たるＬＥＤランプ１の近辺が明る
く、そこから離れるほど暗くなりやすいという問題点が
あるのである。
【０００９】本発明はかかる問題点を解決し、被照明面
上に均一な照度で照射できる線状照明が可能な照明装置
を提供することを目的とするものである。
上に均一な照度で照射できる線状照明が可能な照明装置
を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
全体として棒状であり、その端部に光入射面を有し、ま
た、棒状の長手方向に関して、その一側面部に、前記光
入射面から入射された光束を射出する光射出面を有する
と共に、光射出面に対向する側面部に、内部に入射され
た光束を反射および／または拡散するための領域を有す
る導光体と、前記光入射面の近傍に設けられたＬＥＤラ
ンプとを具有する照明装置において、前記導光体は、そ
の反射／拡散のための領域が、棒状の長手方向に歯が並
ぶように、鋸歯状に形成されており、かつ、光源に近い
ところでは、歯の幅が狭く、遠いところでは、その幅が
広くなるように、形成されていることを特徴とする。
全体として棒状であり、その端部に光入射面を有し、ま
た、棒状の長手方向に関して、その一側面部に、前記光
入射面から入射された光束を射出する光射出面を有する
と共に、光射出面に対向する側面部に、内部に入射され
た光束を反射および／または拡散するための領域を有す
る導光体と、前記光入射面の近傍に設けられたＬＥＤラ
ンプとを具有する照明装置において、前記導光体は、そ
の反射／拡散のための領域が、棒状の長手方向に歯が並
ぶように、鋸歯状に形成されており、かつ、光源に近い
ところでは、歯の幅が狭く、遠いところでは、その幅が
広くなるように、形成されていることを特徴とする。
【００１１】この場合、前記導光体は、その鋸歯状に形
成された該反射／拡散領域の表面の少なくとも一部が、
塗装も蒸着もされていない状態であるのがよい。また、
前記導光体は、その鋸歯状に形成された該反射／拡散領
域の歯のピッチが、２０ミクロンないし１ｍｍの範囲に
設定されていることが好ましい。また、前記ＬＥＤラン
プは、そこから発する光束の指向性が、前記ＬＥＤラン
プの光軸方向に対する放射強度の指向半値角θhalf＝５
度〜３０度の範囲に設定されていることが好ましく、更
に、要すれば、前記導光体は、その外周部を、少なくと
も内面が光反射性の表面となっている鞘状のカバー部材
で覆われていることが好ましい。
成された該反射／拡散領域の表面の少なくとも一部が、
塗装も蒸着もされていない状態であるのがよい。また、
前記導光体は、その鋸歯状に形成された該反射／拡散領
域の歯のピッチが、２０ミクロンないし１ｍｍの範囲に
設定されていることが好ましい。また、前記ＬＥＤラン
プは、そこから発する光束の指向性が、前記ＬＥＤラン
プの光軸方向に対する放射強度の指向半値角θhalf＝５
度〜３０度の範囲に設定されていることが好ましく、更
に、要すれば、前記導光体は、その外周部を、少なくと
も内面が光反射性の表面となっている鞘状のカバー部材
で覆われていることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
好ましい実施の形態を詳述する。図１は本発明の第１の
実施の形態を模式的に示したもので、符号１は、ＬＥＤ
チップを金属製のリードの上にボンディングし、その部
分を透明な樹脂で、レンズ状に封止して作ったＬＥＤラ
ンプであり、符号３は、断面が略円形である、例えば、
アクリル樹脂などの透光性部材で構成した棒状の導光
体、符号４は、ＬＥＤランプ１から発せられた光束が導
光体３に入射する入射面、符号５は、導光体３内を伝播
する光束を反射・散乱させて、導光体３の外側に取り出
すための領域である。なお、この領域５は、この実施の
形態では、導光体５長手方向に沿う一側面に微小な鋸歯
状の歯列を形成したものである。
好ましい実施の形態を詳述する。図１は本発明の第１の
実施の形態を模式的に示したもので、符号１は、ＬＥＤ
チップを金属製のリードの上にボンディングし、その部
分を透明な樹脂で、レンズ状に封止して作ったＬＥＤラ
ンプであり、符号３は、断面が略円形である、例えば、
アクリル樹脂などの透光性部材で構成した棒状の導光
体、符号４は、ＬＥＤランプ１から発せられた光束が導
光体３に入射する入射面、符号５は、導光体３内を伝播
する光束を反射・散乱させて、導光体３の外側に取り出
すための領域である。なお、この領域５は、この実施の
形態では、導光体５長手方向に沿う一側面に微小な鋸歯
状の歯列を形成したものである。
【００１３】しかして、ＬＥＤランプ１より発して、導
光体３の入射面４よりその内部に入射された光束は、導
光体３の内面で反射を繰り返して、その内部を伝播す
る。そして、この反射を繰り返す過程において、領域５
に光が入射されると、光束は、そこで拡散され、領域５
と対向する側の、射出面から外部に射出される。
光体３の入射面４よりその内部に入射された光束は、導
光体３の内面で反射を繰り返して、その内部を伝播す
る。そして、この反射を繰り返す過程において、領域５
に光が入射されると、光束は、そこで拡散され、領域５
と対向する側の、射出面から外部に射出される。
【００１４】領域５の表面には、アルミ蒸着などの手段
で、光反射性の皮膜を鏡面状に形成してもよいが、最近
では、蒸着の手段によらず、塗装あるいは印刷などの手
段によっても、比較的良好な鏡面となる光反射性皮膜を
得ることができるので、このような手段を用いても良
い。しかし、この実施の形態においては、領域５の表面
に対して、このような光反射性の皮膜を何も形成してい
ない。この場合でも、鋸歯の表面が、十分に平滑な鏡面
に仕上げられているならば、歯の部分に入射した光束の
かなりの部分は、全反射またはフレネル反射によって、
反射し、対向する射出面から外部に射出する。
で、光反射性の皮膜を鏡面状に形成してもよいが、最近
では、蒸着の手段によらず、塗装あるいは印刷などの手
段によっても、比較的良好な鏡面となる光反射性皮膜を
得ることができるので、このような手段を用いても良
い。しかし、この実施の形態においては、領域５の表面
に対して、このような光反射性の皮膜を何も形成してい
ない。この場合でも、鋸歯の表面が、十分に平滑な鏡面
に仕上げられているならば、歯の部分に入射した光束の
かなりの部分は、全反射またはフレネル反射によって、
反射し、対向する射出面から外部に射出する。
【００１５】この際、領域５に入射する光束は、そこで
拡散反射するのではなく、その部分に形成された微小な
鋸歯の斜面で、鏡面反射をするので、対向する射出面に
効率よく導かれる。このため、被照明面において、高い
照度を得ることができる。
拡散反射するのではなく、その部分に形成された微小な
鋸歯の斜面で、鏡面反射をするので、対向する射出面に
効率よく導かれる。このため、被照明面において、高い
照度を得ることができる。
【００１６】しかしながら、領域５を鋸歯状に形成する
場合、従来例のように、粗面化したり、光拡散反射性の
塗料を塗布する場合では生じない、鋸歯化することによ
って特有に生じる問題に、注意しなければならない。す
なわち、被照明面上の照度分布に、鋸歯のピッチＰに起
因する細かいムラが生じることである。
場合、従来例のように、粗面化したり、光拡散反射性の
塗料を塗布する場合では生じない、鋸歯化することによ
って特有に生じる問題に、注意しなければならない。す
なわち、被照明面上の照度分布に、鋸歯のピッチＰに起
因する細かいムラが生じることである。
【００１７】この問題は、鋸歯のピッチＰを充分に細か
くすることによって避けることができる。例えば、図１
４において、後述するような形態の画像読取り装置の光
源として、本発明の照明装置を用いる場合、鋸歯部から
被照明面までの距離は、通常、５ｍｍから３０ｍｍの間
であることが多く、例えば、この実施の形態では約１０
ｍｍとする。この場合、ピッチＰを１ｍｍ以上とする
と、被照明面上の照度分布にピッチＰに対応したムラが
著しくなった。実際には、図１４の実施の形態では、ピ
ッチＰを約０．６ｍｍとしている。
くすることによって避けることができる。例えば、図１
４において、後述するような形態の画像読取り装置の光
源として、本発明の照明装置を用いる場合、鋸歯部から
被照明面までの距離は、通常、５ｍｍから３０ｍｍの間
であることが多く、例えば、この実施の形態では約１０
ｍｍとする。この場合、ピッチＰを１ｍｍ以上とする
と、被照明面上の照度分布にピッチＰに対応したムラが
著しくなった。実際には、図１４の実施の形態では、ピ
ッチＰを約０．６ｍｍとしている。
【００１８】被照明面までの距離を、さらに小さくした
い場合や、被照明面上の照度ムラに対する要求が厳しい
場合には、もっとピッチＰを小さくする必要がある。こ
の実施の形態では、被照明面までの距離：７ｍｍとして
使用することを考えて、また、被照明面上での、より一
層の照度の均一化を狙って、ピッチＰは２５０ミクロン
となっている。
い場合や、被照明面上の照度ムラに対する要求が厳しい
場合には、もっとピッチＰを小さくする必要がある。こ
の実施の形態では、被照明面までの距離：７ｍｍとして
使用することを考えて、また、被照明面上での、より一
層の照度の均一化を狙って、ピッチＰは２５０ミクロン
となっている。
【００１９】更に、ピッチの影響をなくしたい場合に
は、この照明装置と組み合わせて用いられるセンサチッ
プ上に形成された光電変換素子の画素のピッチで決ま
る、画像読取装置の読取り分解能と同程度、あるいは、
それ以下にまで、鋸歯部のピッチＰを小さくすれば良
い。通常、この読取り分解能は、分解能の低い低コスト
の画像読取り装置で１２５ミクロン、また、分解能の高
い高級な画像読取装置で３０から６０ミクロン程度であ
る。
は、この照明装置と組み合わせて用いられるセンサチッ
プ上に形成された光電変換素子の画素のピッチで決ま
る、画像読取装置の読取り分解能と同程度、あるいは、
それ以下にまで、鋸歯部のピッチＰを小さくすれば良
い。通常、この読取り分解能は、分解能の低い低コスト
の画像読取り装置で１２５ミクロン、また、分解能の高
い高級な画像読取装置で３０から６０ミクロン程度であ
る。
【００２０】しかし、一方で、あまりピッチを細かくし
すぎると、鋸歯を正確な形状に製作することが極めて困
難となる。射出成形などの方法によって鋸歯部を形成す
る場合、鋸歯部に対応する金型の部分は、例えば、放電
加工で鋸歯の形状を製作し、必要によって、更に、その
表面を研磨して得る方法とか、あるいは、リン青銅のよ
うな、軟質の金属のコマを用意し、ダイヤモンドチップ
を研磨して作ったダイヤモンドバイトによって、このコ
マを直接、研削して得る方法などがあるが、前者の場合
で、ピッチＰが１００ミクロン以下、また、後者の場合
でも、ピッチＰが２０ミクロン以下になると、正確に鋸
歯の形状を得ることが難しい。
すぎると、鋸歯を正確な形状に製作することが極めて困
難となる。射出成形などの方法によって鋸歯部を形成す
る場合、鋸歯部に対応する金型の部分は、例えば、放電
加工で鋸歯の形状を製作し、必要によって、更に、その
表面を研磨して得る方法とか、あるいは、リン青銅のよ
うな、軟質の金属のコマを用意し、ダイヤモンドチップ
を研磨して作ったダイヤモンドバイトによって、このコ
マを直接、研削して得る方法などがあるが、前者の場合
で、ピッチＰが１００ミクロン以下、また、後者の場合
でも、ピッチＰが２０ミクロン以下になると、正確に鋸
歯の形状を得ることが難しい。
【００２１】なお、鋸歯のピッチは、必ずしも、鋸歯の
形成されている部分全域にわたって同じでなくとも良
い。特に、本発明の実施の形態（図２を参照して後述す
る）においては、鋸歯が形成されている領域５の歯の幅
が、場所によって異なっているために、それに応じて、
鋸歯のピッチも変えた方が、金型製作上、都合が良い場
合もある。また、その他の事情で、鋸歯のピッチが同じ
でない場合であっても、少なくとも、鋸歯のピッチに対
応した、被照明面上の照明ムラが問題となる部分におい
ては、上述のような配慮をすることが望ましい。
形成されている部分全域にわたって同じでなくとも良
い。特に、本発明の実施の形態（図２を参照して後述す
る）においては、鋸歯が形成されている領域５の歯の幅
が、場所によって異なっているために、それに応じて、
鋸歯のピッチも変えた方が、金型製作上、都合が良い場
合もある。また、その他の事情で、鋸歯のピッチが同じ
でない場合であっても、少なくとも、鋸歯のピッチに対
応した、被照明面上の照明ムラが問題となる部分におい
ては、上述のような配慮をすることが望ましい。
【００２２】鋸歯状領域５は、必ずしも、図１の形態の
ように、導光体の表面から突出して形成されていなくて
も良い。例えば、図７に示すように、鋸歯状の領域５
が、略円形断面に形成された導光体３の表面から、やや
内部に入り込んだ形に、形成されていてもよく、あるい
は、図８や図９に示すように、鋸歯状の領域５が、とこ
ろによって、導光体３の表面から、稍、その内部に入り
込んだ形に形成されていたり、導光体３の表面から突出
して、形成されていてもよい。
ように、導光体の表面から突出して形成されていなくて
も良い。例えば、図７に示すように、鋸歯状の領域５
が、略円形断面に形成された導光体３の表面から、やや
内部に入り込んだ形に、形成されていてもよく、あるい
は、図８や図９に示すように、鋸歯状の領域５が、とこ
ろによって、導光体３の表面から、稍、その内部に入り
込んだ形に形成されていたり、導光体３の表面から突出
して、形成されていてもよい。
【００２３】図２は、図１に示した実施の形態における
導光体を、図１中の領域５が設けられている側の一側面
（以後、下面と称す）から見たときの概略的構成図であ
る。この実施の形態においては、領域５の幅は、入射面
４−１または４−２に近い部分では狭く、入射面４−
１、４−２のいずれからも遠い、中央部分では広くなる
ように設定されている。このため、導光体の内部を伝播
する光束が、領域５に入射する割合が、入射面４に近い
側では少なく、遠い側では多くなるから、導光体の長手
方向に関する照度の不均一を改善するのに有効である。
導光体を、図１中の領域５が設けられている側の一側面
（以後、下面と称す）から見たときの概略的構成図であ
る。この実施の形態においては、領域５の幅は、入射面
４−１または４−２に近い部分では狭く、入射面４−
１、４−２のいずれからも遠い、中央部分では広くなる
ように設定されている。このため、導光体の内部を伝播
する光束が、領域５に入射する割合が、入射面４に近い
側では少なく、遠い側では多くなるから、導光体の長手
方向に関する照度の不均一を改善するのに有効である。
【００２４】また、ＬＥＤランプから発する光束の指向
性を、ＬＥＤランプのレンズ部の形状などを適宜に設計
することにより、光軸方向に集中することも、被照明面
上の照度分布の改善に寄与する。ＬＥＤランプから発す
る光束がその光軸方向に鋭い指向性を持っているなら
ば、導光体に入射したとき、入射面の近くで、反射／拡
散の領域５に入射する光束は、少なくなるので、ＬＥＤ
ランプの近辺で、被照明面が照明されすぎる（明るすぎ
る）のを、防ぐことができる。
性を、ＬＥＤランプのレンズ部の形状などを適宜に設計
することにより、光軸方向に集中することも、被照明面
上の照度分布の改善に寄与する。ＬＥＤランプから発す
る光束がその光軸方向に鋭い指向性を持っているなら
ば、導光体に入射したとき、入射面の近くで、反射／拡
散の領域５に入射する光束は、少なくなるので、ＬＥＤ
ランプの近辺で、被照明面が照明されすぎる（明るすぎ
る）のを、防ぐことができる。
【００２５】図３は、図１に示した実施の形態で用いら
れるＬＥＤランプから発する光束の指向特性を具体的に
示すものである。図３から明らかなように、ＬＥＤラン
プの光度は、光軸方向から外れるに従って、急速に減少
する。光度が、光軸方向の光度に対して２分の１になる
角度、即ち、ＬＥＤランプの光軸方向に対する放射強度
の指向半値角は、θhalf＝５度〜３０度の範囲に設定さ
れているとよく、この実施の形態では、約１０度に設定
されている。
れるＬＥＤランプから発する光束の指向特性を具体的に
示すものである。図３から明らかなように、ＬＥＤラン
プの光度は、光軸方向から外れるに従って、急速に減少
する。光度が、光軸方向の光度に対して２分の１になる
角度、即ち、ＬＥＤランプの光軸方向に対する放射強度
の指向半値角は、θhalf＝５度〜３０度の範囲に設定さ
れているとよく、この実施の形態では、約１０度に設定
されている。
【００２６】なお、θhalfが充分に小さくなく、例え
ば、３０度以上あると、ＬＥＤランプ近辺で、被照明面
が明るく照明されすぎて、全体として、被照明面上の照
度分布が充分に改善されない。また、θhalfが極端に小
さく、例えば、数度以下になると、逆に、ＬＥＤランプ
近辺で、被照明面が充分に照明されず、かえって、暗く
なってしまったり、被照明面全体が暗くしか、照明され
なかったりといった不都合が生じる。
ば、３０度以上あると、ＬＥＤランプ近辺で、被照明面
が明るく照明されすぎて、全体として、被照明面上の照
度分布が充分に改善されない。また、θhalfが極端に小
さく、例えば、数度以下になると、逆に、ＬＥＤランプ
近辺で、被照明面が充分に照明されず、かえって、暗く
なってしまったり、被照明面全体が暗くしか、照明され
なかったりといった不都合が生じる。
【００２７】図４は、本発明の照明装置について、その
第２の実施の形態を示す図である。この実施の形態で
は、導光体の表面に、これを保持、位置決めするための
保持部７が設けられている。また、この保持部は、この
導光体を射出成形する場合のゲート部を兼ねている。
第２の実施の形態を示す図である。この実施の形態で
は、導光体の表面に、これを保持、位置決めするための
保持部７が設けられている。また、この保持部は、この
導光体を射出成形する場合のゲート部を兼ねている。
【００２８】図５は、本発明の照明装置について、その
第３の実施の形態を示す図である。この実施の形態で
は、導光体には、その外周部を囲んで、白色、淡黄色、
淡灰色などの反射性材料にてできた鞘状のカバー部材８
が被覆されている。カバー部材の、被照明面に対向する
側の面には、スリット９が設けられており、導光体より
射出した光束が、このスリット９を通って、被照明面の
方向に向かうようになっている。なお、スリット９の幅
は、被照明面上で、必要な照度分布の形に合わせて、部
分的に、広い部分と狭い部分があってもよい。
第３の実施の形態を示す図である。この実施の形態で
は、導光体には、その外周部を囲んで、白色、淡黄色、
淡灰色などの反射性材料にてできた鞘状のカバー部材８
が被覆されている。カバー部材の、被照明面に対向する
側の面には、スリット９が設けられており、導光体より
射出した光束が、このスリット９を通って、被照明面の
方向に向かうようになっている。なお、スリット９の幅
は、被照明面上で、必要な照度分布の形に合わせて、部
分的に、広い部分と狭い部分があってもよい。
【００２９】カバー部材は、導光体の外周表面との間
に、少なくとも、ＬＥＤランプ１−１または１−２より
発する光束の、主発光波長よりも大きい厚みの空気層を
介して、導光体を囲んでいる。このため、カバー部材の
存在は、導光体の内部を全反射を繰り返しながら伝播す
る光束に、ほとんど影響を与えないが、導光体の表面、
あるいは、鋸歯状の領域から漏出した光束は、このカバ
ー部材の内面で反射され、再び、導光体の内部に戻さ
れ、あるいは、被照明面の方向に向けて照射されたりす
る。従って、このような働きは、反射／拡散の領域５に
形成された鋸歯の表面に、何等、光反射性の皮膜を形成
しない場合には、特に有効である。
に、少なくとも、ＬＥＤランプ１−１または１−２より
発する光束の、主発光波長よりも大きい厚みの空気層を
介して、導光体を囲んでいる。このため、カバー部材の
存在は、導光体の内部を全反射を繰り返しながら伝播す
る光束に、ほとんど影響を与えないが、導光体の表面、
あるいは、鋸歯状の領域から漏出した光束は、このカバ
ー部材の内面で反射され、再び、導光体の内部に戻さ
れ、あるいは、被照明面の方向に向けて照射されたりす
る。従って、このような働きは、反射／拡散の領域５に
形成された鋸歯の表面に、何等、光反射性の皮膜を形成
しない場合には、特に有効である。
【００３０】また、図１０は、本発明の照明装置につい
て、その第４の実施の形態を示す図である。この実施の
形態では、光源たるＬＥＤランプは、導光体の一方の端
部側（入射面側）にしか設けられていない。そして、導
光体３の入射面側とは反対の側の終端部には、ＬＥＤラ
ンプの代わりに、反射面６が設けられている。この反射
面は、導光体３自体の終端部の表面に、アルミなどの金
属を蒸着し、あるいは、光拡散反射性の塗料を塗布する
か、あるいは、別部材を設けるのである。
て、その第４の実施の形態を示す図である。この実施の
形態では、光源たるＬＥＤランプは、導光体の一方の端
部側（入射面側）にしか設けられていない。そして、導
光体３の入射面側とは反対の側の終端部には、ＬＥＤラ
ンプの代わりに、反射面６が設けられている。この反射
面は、導光体３自体の終端部の表面に、アルミなどの金
属を蒸着し、あるいは、光拡散反射性の塗料を塗布する
か、あるいは、別部材を設けるのである。
【００３１】図１１は、図１０に示した実施の形態にお
ける導光体を、下面から見たときの概略的構成図であ
る。ここでは、領域５の幅は、入射面４に近い部分で狭
く、入射面４から遠い部分で広くなっている。このた
め、導光体の内部を伝播する光束が、領域５に入射する
割合が、入射面４に近い側では少なく、遠い側では多く
なるので、被照射面での照度の不均一を改善するのに効
果がある。
ける導光体を、下面から見たときの概略的構成図であ
る。ここでは、領域５の幅は、入射面４に近い部分で狭
く、入射面４から遠い部分で広くなっている。このた
め、導光体の内部を伝播する光束が、領域５に入射する
割合が、入射面４に近い側では少なく、遠い側では多く
なるので、被照射面での照度の不均一を改善するのに効
果がある。
【００３２】図１２は、本発明の照明装置について、そ
の第５の実施の形態を示す図である。この実施の形態で
は、光源として用いられているＬＥＤランプが、図１３
に示すように、一つのパッケージの中に、異なる発光波
長のＬＥＤチップを、一緒に実装した構成になってい
る。この事例では、図中、符号１ａが、そのピーク発光
波長：６００ｎｍ以上の赤色発光ＬＥＤチップであり、
１ｂが、そのピーク発光波長：５００ｎｍから６００ｎ
ｍの間にある緑色発光ＬＥＤチップであり、１ｃが、そ
のピーク発光波長：５００ｎｍ以下の青色発光ＬＥＤチ
ップである。そして、これらの異なる発光波長のＬＥＤ
チップを同時に、あるいは、順次、切り替えて発光させ
ることにより、カラー読取りを行うことができる。
の第５の実施の形態を示す図である。この実施の形態で
は、光源として用いられているＬＥＤランプが、図１３
に示すように、一つのパッケージの中に、異なる発光波
長のＬＥＤチップを、一緒に実装した構成になってい
る。この事例では、図中、符号１ａが、そのピーク発光
波長：６００ｎｍ以上の赤色発光ＬＥＤチップであり、
１ｂが、そのピーク発光波長：５００ｎｍから６００ｎ
ｍの間にある緑色発光ＬＥＤチップであり、１ｃが、そ
のピーク発光波長：５００ｎｍ以下の青色発光ＬＥＤチ
ップである。そして、これらの異なる発光波長のＬＥＤ
チップを同時に、あるいは、順次、切り替えて発光させ
ることにより、カラー読取りを行うことができる。
【００３３】このように、導光体の片側端にしか、光源
を設けない場合や、光源として用いられているＬＥＤラ
ンプが、一つのパッケージの中に、異なる発光波長のＬ
ＥＤチップを一緒に実装したものである場合において
も、本発明の第１の実施の形態から第３の実施の形態に
関して、既に述べたように、導光体に保持部を設けた
り、ＬＥＤランプの指向性を鋭いものにしたり、鞘状の
カバー部材を設けたりすることは、すべて有効である。
を設けない場合や、光源として用いられているＬＥＤラ
ンプが、一つのパッケージの中に、異なる発光波長のＬ
ＥＤチップを一緒に実装したものである場合において
も、本発明の第１の実施の形態から第３の実施の形態に
関して、既に述べたように、導光体に保持部を設けた
り、ＬＥＤランプの指向性を鋭いものにしたり、鞘状の
カバー部材を設けたりすることは、すべて有効である。
【００３４】次に、図１４に、本発明の照明装置を用い
た画像読取装置の概略を示す。なお、図中、符号１００
は、本発明の第３の実施の形態で既に記載した照明装置
であり、２００は読取られるべき画像を担持した原稿、
３００はレンズアレイ、４００はセンサーチップ、５０
０は印刷などの手段で電気回路を形成し、そこにセンサ
ーチップを実装している基板である。
た画像読取装置の概略を示す。なお、図中、符号１００
は、本発明の第３の実施の形態で既に記載した照明装置
であり、２００は読取られるべき画像を担持した原稿、
３００はレンズアレイ、４００はセンサーチップ、５０
０は印刷などの手段で電気回路を形成し、そこにセンサ
ーチップを実装している基板である。
【００３５】照明装置１００から発した光束は、原稿２
００を照明する。原稿２００上の画像の濃淡に応じて反
射された光束は、レンズアレイ３００によって、センサ
チップ上に結像される。そして、センサチップ上にアレ
イ状に形成された光電変換素子によって、前記光束は電
気信号に変換され、画像読取りが行われる。
００を照明する。原稿２００上の画像の濃淡に応じて反
射された光束は、レンズアレイ３００によって、センサ
チップ上に結像される。そして、センサチップ上にアレ
イ状に形成された光電変換素子によって、前記光束は電
気信号に変換され、画像読取りが行われる。
【００３６】この場合、本発明の照明装置を用いれば、
僅かな数のＬＥＤによって、原稿面上を均一に、高照度
に照明できるので、安価で高性能の画像読取装置を実現
することができる。
僅かな数のＬＥＤによって、原稿面上を均一に、高照度
に照明できるので、安価で高性能の画像読取装置を実現
することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、全
体として棒状であり、その端部に光入射面を有し、ま
た、棒状の長手方向に関して、その一側面部に、前記光
入射面から入射された光束を射出する光射出面を有する
と共に、光射出面に対向する側面部に、内部に入射され
た光束を反射および／または拡散するための領域を有す
る導光体と、前記光入射面の近傍に設けられたＬＥＤラ
ンプとを具有する照明装置において、前記導光体は、そ
の反射／拡散のための領域が、棒状の長手方向に歯が並
ぶように、鋸歯状に形成されており、かつ、光源に近い
ところでは、歯の幅が狭く、遠いところでは、その幅が
広くなるように、形成されている。
体として棒状であり、その端部に光入射面を有し、ま
た、棒状の長手方向に関して、その一側面部に、前記光
入射面から入射された光束を射出する光射出面を有する
と共に、光射出面に対向する側面部に、内部に入射され
た光束を反射および／または拡散するための領域を有す
る導光体と、前記光入射面の近傍に設けられたＬＥＤラ
ンプとを具有する照明装置において、前記導光体は、そ
の反射／拡散のための領域が、棒状の長手方向に歯が並
ぶように、鋸歯状に形成されており、かつ、光源に近い
ところでは、歯の幅が狭く、遠いところでは、その幅が
広くなるように、形成されている。
【００３８】従って、導光体の端部の光入射面から入射
された光束を、長手方向に沿う側面に設けられた反射／
拡散領域で、反射／拡散して、これと対向する一側面か
ら射出させ、被照明面を、線状に照明する場合に、その
被照明面を均一に照明することができる。また、このよ
うな本発明の照明装置を用いることによって、安価で高
性能な画像読取装置などを、容易に実現することができ
る。
された光束を、長手方向に沿う側面に設けられた反射／
拡散領域で、反射／拡散して、これと対向する一側面か
ら射出させ、被照明面を、線状に照明する場合に、その
被照明面を均一に照明することができる。また、このよ
うな本発明の照明装置を用いることによって、安価で高
性能な画像読取装置などを、容易に実現することができ
る。
【図１】本発明の照明装置について、第１の実施の形態
を側面から見たときの概略的構成図である。
を側面から見たときの概略的構成図である。
【図２】図１における導光体を下面から見たときの概略
的構成図である。
的構成図である。
【図３】図１におけるＬＥＤランプの発光指向特性を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明の照明装置について、第２の実施の形態
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明の照明装置について、第３の実施の形態
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明の照明装置の第１の実施の形態におい
て、導光体の側面に鋸歯部を形成した他の事例を示す図
である。
て、導光体の側面に鋸歯部を形成した他の事例を示す図
である。
【図７】本発明の照明装置の第１の実施の形態におい
て、導光体の側面に鋸歯部を形成した更に他の事例を示
す図である。
て、導光体の側面に鋸歯部を形成した更に他の事例を示
す図である。
【図８】本発明の照明装置の第１の実施の形態におい
て、導光体の側面に鋸歯部を形成した別の事例を示す図
である。
て、導光体の側面に鋸歯部を形成した別の事例を示す図
である。
【図９】本発明の照明装置の第１の実施の形態におい
て、導光体の側面の、平面上に鋸歯部を形成した第４の
事例を示す図である。
て、導光体の側面の、平面上に鋸歯部を形成した第４の
事例を示す図である。
【図１０】本発明の照明装置について、第４の実施の形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図１１】図１０における導光体を下面から見たときの
概略的構成図である。
概略的構成図である。
【図１２】本発明の照明装置について、第５の実施の形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図１３】図１２におけるＬＥＤランプを示す図であ
る。
る。
【図１４】本発明の照明装置を用いた画像読取装置の図
である。
である。
【図１５】従来の照明装置の例を説明するための図であ
る。
る。
１、１ー１、１ー２ ＬＥＤランプ ３ 導光体（透明性部材） ４、４ー１、４ー２ 入射面 ５ 領域 ６ 反射面 ７ 保持部 ８ カバー部材 ９ スリット １１ 光 １２ 光 １００ 照明装置 ２００ 原稿 ３００ レンズアレイ ４００ センサーチップ ５００ 基板
Claims (5)
- 【請求項１】 全体として棒状であり、その端部に光入
射面を有し、また、棒状の長手方向に関して、その一側
面部に、前記光入射面から入射された光束を射出する光
射出面を有すると共に、光射出面に対向する側面部に、
内部に入射された光束を反射および／または拡散するた
めの領域を有する導光体と、前記光入射面の近傍に設け
られたＬＥＤランプとを具有する照明装置において、前
記導光体は、その反射／拡散のための領域が、棒状の長
手方向に歯が並ぶように、鋸歯状に形成されており、か
つ、光源に近いところでは、歯の幅が狭く、遠いところ
では、その幅が広くなるように、形成されていることを
特徴とする、導光体を有する照明装置。 - 【請求項２】 前記導光体は、その鋸歯状に形成された
該反射／拡散領域の表面の少なくとも一部が、塗装も蒸
着もされていない状態あることを特徴とする請求項１に
記載の、導光体を有する照明装置。 - 【請求項３】 前記導光体は、その鋸歯状に形成された
該反射／拡散領域の歯のピッチが、２０ミクロンないし
１ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求項
１に記載の、導光体を有する照明装置。 - 【請求項４】 前記ＬＥＤランプは、そこから発する光
束の指向性が、前記ＬＥＤランプの光軸方向に対する放
射強度の指向半値角θhalf＝５度〜３０度の範囲に設定
されていることを特徴とする請求項１に記載の、導光体
を有する照明装置。 - 【請求項５】 前記導光体は、その外周部を、少なくと
も内面が光反射性の表面となっている鞘状のカバー部材
で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の、導
光体を有する照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8289739A JPH10133026A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 導光体を有する照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8289739A JPH10133026A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 導光体を有する照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10133026A true JPH10133026A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17747139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8289739A Pending JPH10133026A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 導光体を有する照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10133026A (ja) |
Cited By (28)
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-
1996
- 1996-10-31 JP JP8289739A patent/JPH10133026A/ja active Pending
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