JPH10190960A

JPH10190960A - 線状光源装置およびこの線状光源装置を用いた画像読み取り装置

Info

Publication number: JPH10190960A
Application number: JP8349672A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Fujimoto; 久義藤本; Hiroaki Onishi; 弘朗大西; Toshihiko Takakura; 敏彦高倉
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】線的な領域を照明する機構を構成する場合に
おいて、照明領域の全長にわたる明るさのバラツキを簡
単な構成によってできるだけなくし、光源の数を減らし
照明装置のコストダウンを図ることができるとともに、
照明エネルギ効率を著しく向上させる。【解決手段】長尺状の透明部材の厚み方向一側の側面
を光出射面21とするとともに、この光出射面21以外の側
面の長手方向中間部に光入射部が形成された導光部材
と、この導光部材の上記光入射部23に配置した光源とを
備え、上記光入射部23から導光部材20内に入射させた光
を上記導光部材20の内部においてその長手方向に進行さ
せ、上記光出射面21の全域または略全域から出射させる
ようにした線状光源装置10であって、上記導光部材20に
おける上記光出射面21以外の面の全部または一部を反射
面で覆ったことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本願発明は、線状光源装置お
よびこの線状光源装置を用いた画像読み取り装置に関す
る。たとえば、本願発明の線状光源装置は、読み取り面
に密着させながら搬送される原稿をラインごとに読み取
るように構成された画像読み取り装置、すなわち密着型
イメージセンサの原稿照明に好適に採用しうるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】密着型イメージセンサの従来の一般的な
構成を図２１に示す。このイメージセンサａは、ケーシ
ングｂの上面に透明ガラス板からなる原稿読み取り面ｃ
を備え、この原稿読み取り面ｃに密着させるようにして
プラテンｄによってバックアップされなが搬送される原
稿ｅを画像を、１ラインごとに読み取るように構成され
ている。

【０００３】ケーシングｂの下面には基板ｆが取付けら
れ、この基板ｆには、所定数の受光素子が造りこまれた
イメージセンサチップｇが、複数個１列に取付けられて
いる。たとえば、Ａ４幅の原稿を８ドット／ｍｍの読み
取り密度で読み取るためには、受光素子は１２５μｍピ
ッチで１７２８個配置される。１個のイメージセンサチ
ップｇには、たとえば９６個の受光素子が一体に造りこ
まれ、したがってこの場合、１８個のイメージセンサチ
ップｇが基板ｆ上に１列に搭載されることになる。

【０００４】原稿読み取り面ｃに設定された読み取りラ
インＬの鉛直方向下方位置には、上記イメージセンサチ
ップｇが配列され、かつ、読み取りラインＬとイメージ
センサチップｇとの間には、レンズアレイｈが配置され
る。このレンズアレイｈは、読み取りラインＬ上の画像
を正立等倍に上記複数個のイメージセンサチップｇ上に
配列された１７２８個の受光素子上に集束させるための
ものである。

【０００５】ケーシングｂ内の上記読み取り面ｃの下方
に形成された空間には、読み取りラインＬ上の原稿を照
明するための光源が設けられる。従来、この光源として
は、ＬＥＤチップｊが採用されることが多く、そして、
原稿の幅と対応する長さの読み取りラインＬの全長の領
域を照明するために、複数個のＬＥＤチップｊが等間隔
に基板ｋ上に搭載された恰好で配置される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の構成
を備える従来の密着型イメージセンサａにおいては、特
に、その原稿照明のための構成に関連して、次のような
種々な問題がある。

【０００７】第１に、点的な光源であるＬＥＤチップｊ
が離散的に配置されていることから、光源から所定距離
における明るさが、照明領域の長手方向について周期的
に強弱変化するため、受光素子の出力が読み取りライン
Ｌの長手方向に一定しない。すなわち、たとえば、読み
取りラインＬに沿って同じ明度の原稿を読み取ったとし
ても、イメージセンサとしての出力においては、ライン
Ｌの長手方向に周期的な強弱的な変化がでてしまう。こ
のことは、読み取り品質の悪化につながり、このような
読み取り品質の悪化を補償しようとすれば、複雑な補正
回路を必要とし、この種の密着型イメージセンサのコス
トアップにつながる。

【０００８】第２に、複数個のＬＥＤチップｊを光源と
して使用するため、ＬＥＤチップｊごとの光度のバラツ
キに起因して、読み取り品質の悪化が起こる。白黒画像
を読み取る場合には、このような各ＬＥＤチップの光度
のバラツキはそれほど問題とはならないが、カラー画像
を読み取るように密着型イメージセンサを構成する場合
には、読み取り画像品質の著しい悪化につながる。読み
取り素子を共通使用してカラー画像読み取り用のイメー
ジセンサを構成する場合Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の光源を配置
し、光源の発色光を切り換えながら１ラインごとに各色
の画像を読み取ることになるが、上記のようにＬＥＤチ
ップの光度のバラツキがある場合、各色ごとの画像デー
タを構成してカラー画像を再現した段階において、画像
の幅方向に色調のバラツキが生じる。このような色調の
バラツキは、見た目には想像以上に強調されたものとな
るので、再現カラー画像の品質が著しく低下してしま
う。このような色調の補正は、各ＬＥＤチップの光度や
色のバラツキを精密に測定しつつ、複雑な調整を経て行
わなければならず、この種の密着型イメージセンサの低
価格大量生産に到底耐えるものではない。

【０００９】第３に、１つのイメージセンサを構成する
場合、照明用光源として複数個のＬＥＤチップｊを必要
とするため、その分製造コストが高くなる。特に、原稿
読み取り面ｃでの照明の明るさの変化をできるだけ少な
くするためには、原稿読み取り面からＬＥＤチップまで
の距離を比較的長く設定する必要がある。しかしその場
合には、光源から出た光のわずかしか実質的に照明光と
して利用することができず、多くの光が無駄になる。し
たがって、照明エネルギ効率が著しく悪い。

【００１０】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、上記のような従来例の各問題を
解決し、線的な領域を照明する機構を構成する場合にお
いて、照明領域の全長にわたる明るさのバラツキを簡単
な構成によってできるだけなくし、光源の数を減らして
照明装置のコストダウンを図ることができるとともに、
照明エネルギ効率を著しく向上させることをその課題と
している。

【００１１】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の各技術的手段を採用した。

【００１２】本願発明の第１の側面によって提供される
線状光源装置は、長尺状の透明部材の厚み方向一側の第
１側面を光出射面とするとともに、この光出射面以外の
側面の長手方向中間部に光入射部が形成された導光部材
と、この導光部材の上記光入射部に配置した光源とを備
え、上記光入射部から導光部材内に入射させた光を上記
導光部材の内部においてその長手方向に進行させ、上記
光出射面の全域または略全域から出射させるようにした
線状光源装置であって、上記導光部材における上記光出
射面以外の面の全部または一部を反射面で覆ったことを
特徴としている。

【００１３】好ましい実施形態においては、上記光出射
面を形成する導光部材の第１側面は鏡面仕上げ面とされ
ている。また光入射部は、上記鏡面仕上げされた第１側
面と対向する第２側面の長手方向中間部に形成されてい
る。

【００１４】導光部材の鏡面仕上げされた面にその内部
から入射する光は、この導光部材の屈折率によって規定
される臨界入射角（入射角は境界面の法線に対する角
度）よりも大きな入射角の場合は表面で全反射して導光
部材の内部に戻り、上記臨界入射角よりも小さな入射角
の場合は境界面を突き抜けて外部に出射する。上記構成
の導光部材においては、その光入射部から入射された光
が、鏡面仕上げされた境界面において反射しながら導光
部材の長手方向に進行する。そして、こうして導光部材
の長手方向に光が進行していくうちに第１側面の光出射
面への入射角が上記臨界入射角よりも小さい場合に、こ
の光は光出射面から外部に照射される。このようにし
て、たとえば、上記導光部材の長手方向中間部に１箇所
の光入射部を設け、この光入射部光源からの光を導入さ
せることにより、上記導光部材の第１側面において長手
方向に線状に形成される光出射面の全域から満遍なく光
を出射させることができる。

【００１５】そして、本願発明においては特に、上記導
光部材における上記光出射面以外の面の全部または一部
を反射面で覆っている。前述したように、光入射部から
導光部材内に入射された光はこの導光部材の表面で全反
射を繰り返しながらその導光部材の長手方向に進行する
が、光出射部が形成された第１側面以外の面において
も、この面に上記臨界入射角よりも小さな角度で光が入
射する場合が起こる。この場合、光は導光部材の外面か
ら放射されてしまい、その分照明効率が低下する。しか
しながら、本願発明においては、導光部材における光出
射面以外の面の全部または一部、より具体的には、上記
のような臨界入射角よりも小さい角度での導光部材内部
からの入射が想定される側面を覆うようにして、反射面
が配置されている。したがって、たとえ上記導光部材に
おける光出射面以外の面から光が放射されたとしても、
この光は上記反射面によって再び導光部材に戻され、光
源からの光が無駄になることが極力抑制される。その結
果、全体として、この線状光源装置の照明効率を著しく
向上させることができる。

【００１６】好ましい実施形態においては、上記第１側
面における上記光入射部と対向する部位には、鏡面仕上
げ面または全反射面あるいはそれらの複合面とされた２
つの傾斜面をもつＶ字状または略Ｖ字状の凹入部が形成
されており、上記光入射部から入射した光を上記傾斜面
で全反射して、導光部材の長手方向端部方向に進行させ
るように構成されている。このような凹入部の構成は、
光入射部から導光部材内に導入された光の多くが導光部
材を貫通してそのまま外部に出射することを有効に回避
するための構成である。すなわち、上記凹入部を形成し
ない場合、光入射部に近い第１側面での入射角が臨界入
射角より小さくなり、内側から第１側面に到達した光の
多くがそのまま第１側面で反射することなく外部に出射
してしまう。このような場合、外部からは、導光部材の
光出射面の長手方向中間部に輝点として現れ、線状光源
装置として、その光出射面からの満遍のない光の出射が
阻害される。上記構成においては、Ｖ字状の凹入部を形
成することにより、その傾斜面に対する導光部材内部か
らの光の入射角を大きくして光の全反射を促し、上記の
ような輝点の出現を効果的に回避することができる。こ
の凹入部は、その全てを鏡面仕上げ面としてもよいが、
部分的に光沢金属を蒸着するなどして形成される全反射
面としてもよい。この全反射面の形成領域を選択するこ
とにより、第１側面の光出射面から出射される光の量の
バラツキを調整して、線状の光出射面からの光の量を極
力均一化することができる。

【００１７】本願発明の第２側面によって提供される線
状光源装置は、長尺状の透明部材の厚み方向一側の第１
側面の略全域を鏡面仕上げされた光出射面とするととも
に、上記光出射面と厚み方向に対向する第２側面の長手
方向中間部に光入射部が形成された導光部材と、この導
光部材の上記光入射部に配置した光源とを備え、上記光
入射部から導光部材内に入射させた光を上記導光部材の
内部においてその長手方向に進行させ、上記光出射面の
全域または略全域から出射させるようにした線状光源装
置であって、上記導光部材における光出射面から出射す
る光の導光部材の幅方向の広がりを防止するための手段
を設けたことを特徴としている。

【００１８】好ましい実施形態においては、上記光出射
面に沿うにようにしてレンズ部材を配置することによ
り、上記光出射面から出射する光の導光部材の幅方向の
広がりを防止するようにしている。

【００１９】他の好ましい実施形態においては、光出射
面にレンズ部を一体形成することにより、この光出射面
から出射する光が導光部材の幅方向に広がるのを防止し
ている。

【００２０】さらに他の好ましい実施形態においては、
光出射面に沿うようにして、反射面を配置することによ
り、光出射面から出射する光が導光部材の幅方向に広が
るのを防止している。

【００２１】本願発明に係る線状光源装置は、イメージ
センサにおける原稿読み取り面に設定された読み取りラ
インなどの線状の照明領域を照明するものである。した
がって、導光部材の光出射面から出射される光が所定幅
の帯状線状領域を効率的に照明するのが望ましい。この
ような要求を、本願発明の第２の側面の構成により実現
している。光出射面に配置されるレンズ部材、あるいは
光出射面に一体形成されるレンズ部は、その横断面にお
いて凸レンズの形態をもつものである。これにより、導
光部材の光出射面から広がりをもって出射される光を線
状の照明領域に集束させることができ、より効率的な照
明が可能となる。

【００２２】また、導光部材の光出射面に沿うように反
射面を配置する場合は、この反射面は、横断面において
凹面鏡のような形態となる。このような構成によって
も、上記したのと同様の照明効率の向上を図ることがで
きる。

【００２３】もちろん、本願発明の第１の側面の構成
と、第２の側面の構成とを組み合わせて線状光源装置を
構成することもできる。このようにすれば、照明効率が
さらに向上する。

【００２４】本願発明の第１の側面および第２の側面に
共通する好ましい実施形態においては、光入射部に配置
される光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤが、上記
導光部材の幅方向に配列されている。

【００２５】すなわち、このような構成をもつ光源装置
は、カラー画像を読み取るために構成される密着型イメ
ージセンサの光源装置として、好適に利用できるもので
ある。各色において、読み取り領域の長手方向に照明強
度の偏在がなくなること加え、各色のＬＥＤが導光部材
の幅方向に配列されているため、線状照明領域に対する
各色の光源装置の位置が長手方向に同位置となり、各色
間の照明強度の偏在も回避することができる。

【００２６】また、青色（Ｂ）発色および緑色（Pure G
reen）発色のＬＥＤは、実用化されているとはいえ、黄
緑色発色あるいは赤色（Ｒ）発色のＬＥＤの数倍ないし
数十倍の価格であることに鑑みると、本願発明によれ
ば、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤを各１個用いることによっ
てカラー画像を読み取るための光源装置を構成すること
ができる。このことは、密着型カラーイメージセンサの
著しいコストダウンを期待できることが意味する。

【００２７】本願発明の第３の側面によって提供される
線状光源装置は、長尺状の透明部材の厚み方向一側の第
１側面の略全域を鏡面仕上げされた光出射面とするとと
もに、長手方向端面に光入射部が形成された導光部材
と、この導光部材の上記光入射部に配置した光源とを備
え、上記光入射部から導光部材内に入射させた光を上記
導光部材の内部においてその長手方向に進行させ、上記
光出射面の全域または略全域から出射させるようにした
線状光源装置であって、上記導光部材における上記光出
射面以外の面の全部または一部を反射面で覆ったことを
特徴としている。

【００２８】本願発明の第１の側面によって提供される
前述の線状光源装置が導光部材の長手方向中間部に光入
射部および光源を配置したのに対し、この第２の側面に
係る線状光源装置は、導光部材の端面を光入射部とし
て、この光入射部に光源を配置したものであるが、導光
部材のその他の構成は、上記第１の側面によって提供さ
れる光源装置に用いられる導光部材の構成と類似してい
る。すなわち、光入射部から導光部材に入射された光
は、導光部材の境界面で全反射を繰り返しながら、導光
部材の長手方向に進行し、出射面である第１側面に臨界
入射角よりも小さな角度で入射した光が、第１側面の外
部に出射されることによって、線状の出射面の全域から
光を出射させるようにしたものである。この場合におい
ても導光部材の出射面以外の面を覆う反射面を配置する
ことにより、導光部材の外面から出射した光を再度導光
部材に戻すことができ、照明エネルギ効率を著しく高め
ることができるのである。

【００２９】本願発明の第４の側面によって提供される
画像読み取り装置は、ケーシングの一面に形成された原
稿読み取り面上を接触搬送される原稿に上記ケーシング
内に設けられた光源装置からの光を照射し、上記原稿読
み取り面上に設定された読み取りラインにおける原稿か
らの反射光を上記ケーシング内に上記読み取りライン方
向に配列された複数の受光素子に受光させるようにした
画像読み取り装置であって、上記光源装置として、前述
した各構成を有する線状光源装置を用い、その光出射面
から出射させた光が上記読み取りライン上の原稿を照明
するようにしたことを特徴としている。

【００３０】このような画像読み取り装置の利点は、前
述した線状光源装置についての説明から、明らかであろ
う。

【００３１】そして、この画像読み取り装置の好ましい
実施形態においては、導光部材における上記光出射面以
外の面の全部または一部を覆う反射面をケーシングの内
面を利用して形成することができる。

【００３２】すなわち、上記反射面は、光沢金属板ある
いは樹脂板などの板材の表面に光沢金属を蒸着するなど
して光沢面を形成した部材、あるいは白色塗装を施した
板材を用いて形成することができるが、このような別部
材を用いることなく、ケーシングの内面の選択した領域
を光沢面あるいは白色塗装面などで形成される反射面と
することにより、部材点数を削減しつつ、前述した本願
発明の線状光源装置の作用効果を期待することができる
のである。

【００３３】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明からより明らか
となろう。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は本願発明に係る線状光源装
置１０の第１の実施形態の部分断面側面図、図２は平面
図、図３は長手方向中央部の部分拡大図、図４は図１の
IV−IV線に沿う拡大断面図、図５は図１のＶ−Ｖ線に沿
う拡大断面図、図６は分解斜視図である。

【００３５】この線状光源装置１０は、たとえば、ＰＭ
ＭＡ等のアクリル系透明樹脂を成形して得られる導光部
材２０がその主要部を占めている。この導光部材２０
は、所定の長手方向寸法を有する長尺状の部材であり、
上下厚み方向の第１側面２０Ａと、この第１側面２０Ａ
と対向する第２側面２０Ｂと、左右幅方向に対向する第
３側面２０Ｃおよび第４側面２０Ｄと、長手方向端面２
０Ｅ，２０Ｅとを有している。

【００３６】上記第１側面２０Ａは、好ましくは鏡面仕
上げされた平坦面とされ、後述するように、この第１側
面２０Ａは、所定幅をもった線状の光出射面２１として
機能する。第２側面２０Ｂは、その長手方向中央部から
端部方向に向かうにつれ、上記第１側面２０Ａとの間の
距離が次第に縮小する傾斜面となっており、その表面
は、導光部材２０の幅方向に延びる断面円弧状の凹溝２
２を全長にわたって複数形成した凹凸面となっている。
そして、この実施形態においては、上記第２側面２０Ｂ
の長手方向中央部が、光入射部２３として設定されてい
る。さらに、図４および図６によく表れているように、
幅方向に対向する第３側面２０Ｃおよび第４側面２０Ｄ
は、光出射面２１である第１側面２０Ａに向かうほどそ
れらの間隔が縮小されており、その結果、この導光部材
２０は、光入射部２３が形成された第２側面２０Ｂから
光出射面２１である第１側面２０Ａに向かうほど横幅が
縮小された、横断面台形状をなしている。

【００３７】そして、上記導光部材２０の第１側面２０
Ａにおける長手方向中央部、すなわち、上記第２側面２
０Ｂに設定された光入射部２３と上下厚み方向に対向す
る部位には、２つの傾斜面２４ａ，２４ｂによって形成
された略Ｖ字状の凹入部２４が形成されている。

【００３８】上記構成の導光部材２０は、その全ての外
表面を鏡面仕上げ面とすることができる。なおこの鏡面
仕上げ面とは、研磨加工によって鏡面とするほか、金型
による成形によって滑らかな表面を得ることも含む概念
である。しかしながら、この導光部材２０の外表面の選
択された領域は、たとえば光沢金属を添着するなどし
て、全反射面として機能させることができる。図に示す
実施形態においては、上記第１側面の略Ｖ字状凹入部２
４の選択された領域、すなわち、このＶ字状の凹入部２
４の谷底部、および、傾斜面２４ａ，２４ｂと平坦状の
第１側面２０Ａとを繋ぐ部分を、上記のような全反射面
としている。

【００３９】第２側面２０Ｂの長手方向中央部に形成さ
れる光入射部２３は、図３によく表れているように、導
光部材２０の幅方向に延びる凹溝２３ａによって形成し
ている。この光入射部２３には、光源３０としてのＬＥ
Ｄが配置される。図に示す実施形態においては、図４に
よく表れているように、基板３１上に担持されたＲ、
Ｇ、Ｂの３個のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが、導光
部材２０の幅方向に配列されている。上記光入射部２３
を形成する凹溝２３ａは、上記ＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，
３０Ｂが適切に嵌合しうる幅を有しており、したがっ
て、上記凹溝２３ａが、ＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ
の導光板長手方向の位置決め作用をなしている。

【００４０】上記線状光源装置１０はさらに、導光部材
２０の光出射面２１である第１側面２０Ａを除く外表面
の大部分、すなわち、第２側面２０Ｂ、第３側面２０Ｃ
および第４側面２０Ｄを覆う反射面４０を有している。
この反射面４０は、図４ないし図６によく表れているよ
うに、光沢表面をもつ金属薄板を上記導光部材２０の断
面形状と対応したチャンネル状に折曲形成して得ること
ができる。すなわち、図に示す実施形態における上記反
射面４０を形成する部材４１は、上記第２側面２０Ｂに
沿う底面部４１ａと、この底面部４１ａの両側部から立
ち上がって、上記導光部材２０の第３側面２０Ｃおよび
第４側面２０Ｄにそれぞれ沿って延びる側面部４１ｂ，
４１ｃとを有している。底面部４１ａには、基板３１に
担持されたＲ、Ｇ、Ｂの３個のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，
３０Ｂを臨ませる窓孔４２が形成されている。図６によ
く表れているように、この反射面形成部材４１に対して
上記導光部材２０をスライド挿入し、かつ上記反射面形
成部材４１の底面部４１ａに設けた窓孔４２から上記３
個のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを導光部材２０の光
入射部２３に嵌め込むことにより、この線状光源装置１
０を簡便に組み立てることができる。なお、上記反射面
形成部材４１は、光沢金属薄板を折曲形成するほか、樹
脂製の薄板の内面に光沢金属箔を添着したものを用いる
ことができる、また、同様の樹脂製薄板の内面に白色塗
装を施したもの用いることもできる。

【００４１】透明部材からなる導光部材２０は、その外
表面のほとんどがいわゆる鏡面仕上げ面とされている。
この鏡面仕上げ面に導光部材２０の内部から到達した光
は、その入射角によって次のように進む。すなわち、境
界面にいわゆる臨界入射角よりも大きな角度で入射した
光は、外部に出射されることなく、その全量が反射す
る。そして、上記臨界入射角よりも小さな角度で入射し
た光は、境界面を透過して外部に出射される。このよう
な鏡面仕上げ面での全反射は、１００％の全反射であ
り、ほとんど損失がない。一方、光沢金属の蒸着などに
よって形成された全反射面４０に内部から到達した光
は、その入射角度にかかわりなく全反射させられる。た
だし、このような全反射面による反射には、やや損失が
生じる。

【００４２】図３を参照して、光源３０であるＬＥＤ３
０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂからの入射光は、側面視において
ほぼ１８０°の放射角をもって導光部材２０の内部に入
射される。本実施形態においては、上記光入射部２３と
導光板の厚み方向に対向する部位に、２つの傾斜面２４
ａ，２４ｂからなる略Ｖ字状の凹入部２４が形成されて
いる。したがって、上記光源３０から導光板部材２０の
厚み方向に進行する光の上記傾斜面２４ａ，２４ｂに対
する入射角度を臨界入射角よりも大きくすることがで
き、したがって、上記のようにして光源３０から導光部
材２０の厚み方向に進行する光の多くが、上記Ｖ字状の
凹入部２４を形成する傾斜面２４ａ，２４ｂにおいて、
全反射によって進行方向を転換され、導光部材２０の長
手方向両端部に向けて進行させられる。本実施形態にお
いては特に、上記凹入部２４の谷底部近傍ならびに凹入
部２４を形成する傾斜面２４ａ，２４ｂ，と第１側面２
０Ａとの境界部に全反射面２５を形成しているので、こ
れらの部位から光源３０からの光が透過して輝点が出現
することを有効に回避している。

【００４３】上記のようにして導光部材２０の長手方向
に進行する光は、導光部材２０の各側面で全反射を繰り
返しながらさらにその長手方向端部に向けて進行し、光
出射面２１である第１側面２０Ａにおいて、これに対し
て臨界入射角よりも小さな角度で入射した光が外部に出
射される。理想的には、長手方向に一定の寸法を有する
線状の光出射面２１の全域から均等に光が出射されるこ
とが望ましいが、このように光出射面２１からの均等な
光出射を実現するために、次のような手段が講じられて
いる。

【００４４】すなわち、前述したように、導光部材２０
の第２側面２０Ｂには、導光部材２０の幅方向に延びる
断面円弧状の凹溝２２を長手方向にわたって複数形成す
ることにより、凹凸面を形成している。この凹凸面もま
た、成形によって達成される鏡面仕上げ面としておいて
よい。この凹溝２２の表面に導光部材２０の内部からほ
ぼ同一方向で入射する光は、放射状に分散反射させられ
る。ただし、この場合も、入射角が臨界入射角よりも大
きいという条件の下においてである。このようにして、
導光部材２０の厚み方向へ進行方向を転換させられた光
の一部が上記出射面２１である第１側面２０Ａから外部
に出射させられることになる。

【００４５】導光部材２０の長手方向中央部に光源３０
が配置されているこの実施形態においては、上記光源３
０から近い場合には光の密度が高く、端部に向かうにつ
れて光の密度が小さくなると考えられる。したがって、
上記第２側面２０Ｂに形成される凹溝２２の相互の間隔
は、導光部材２０の端部に向かうほど小さくすることが
望まれる。このようにすれば、導光部材２０の端部に向
かうほど、上記凹溝２２の内面によって導光部材２０の
上下厚み方向に進行方向が転換される光の量が増大し、
上述のような導光部材２０の端部に向かうほど光の密度
が小さくなることを補償して、光出射面２１からの出射
光の均一化を図ることができる。

【００４６】そして、上記凹凸面は、この実施形態にお
いては特に、導光部材２０の幅方向に延びる凹溝２２に
よって形成している。したがって、この凹溝２２の内面
によって反射する光が導光部材２０の幅方向に広がるの
を抑制し、導光部材２０の幅方向の第３側面２０Ｃおよ
び第４側面２０Ｄから無駄な光が外部に出射されるのを
極力防止することができる。

【００４７】上記第２側面２０Ｂに形成された凹凸面に
導光部材内部から入射する光の一部は、この第２側面２
０Ｂから外部に出射されてしまうが、このように外部に
出射された光は、上記反射面４０によって反射させられ
て再び第２側面２０Ｂから導光部材２０の内部に戻され
る。また、導光部材２０の第３側面２０Ｃおよび第４側
面２０Ｄからも、これらの側面に内部から入射した光の
一部が外部に出射されることがあるが、このような光も
また、上記反射面４０で反射させられて導光部材２０の
内部に戻される。これらのことによって、光源装置１０
としての高い効率を達成することができる。

【００４８】また、この実施形態においては、上記導光
部材２０の上下方向厚みが、長手方向中央部から両端部
に向かうにつれて縮小させられている。これにより、光
源３０から遠ざかるにしたがって導光部材２０内の光の
密度が減少することを補償して、長手方向に一定の長さ
を有する線状の光出射面２１からの均一な光の出射を達
成することができる。

【００４９】また、本実施形態においては、導光部材２
０は、図４および図５に表れているように、第２側面２
０Ｂから光出射面２１である第１側面２０Ａに向かうに
つれて次第に幅を縮小された横断面台形状をしている。
これにより、光源３０からの光を導光部材２０の全域に
適正に行き渡らせながら、一定の密度に高められた光を
線状出射面２１から効率よく出射させることができる。

【００５０】さらに本実施形態においては、光源３０と
してＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ
を導光部材２０の幅方向に配列している。各色のＬＥＤ
３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの導光部材２０の長手方向の位
置が同一となっているので、各色のＬＥＤ３０Ｒ，３０
Ｇ，３０Ｂの点灯状態での光出射面２１からの発光量の
分布を、各色について同様とすることができる。

【００５１】また、各色のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０
Ｂの出力を調整することにより、フルカラーの発光が可
能となる。また、各色のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ
を順次切り換えて発光させることにより、受光素子を共
通使用する形態の密着型カラーイメージセンサ５０の光
源装置１０として適切に機能させることができる。

【００５２】図７および図８は、図１ないし図６に示し
た線状光源装置１０を利用した密着型カラーイメージセ
ンサ５０を示している。このイメージセンサ５０は、ケ
ーシング５１の上面に透明ガラス板からなる画像読み取
り面５２を備え、この画像読み取り面５２に密着させる
ようにしてプラテン５３によってバックアップしながら
搬送される原稿Ｄの画像を、１ラインごとに読み取るよ
うに構成されている。ケーシング５１の下面には、基板
５４が取付けられ、この基板５４には、所定数の受光素
子が造りこまれたイメージセンサチップ５５が複数個一
列に取付けられている。たとえば、Ａ４幅の原稿を８ド
ット／mmの読み取り密度で読み取るためには、上記受光
素子が１２５μｍピッチで１７２８個配置される。１個
のイメージセンサチップ５５には、たとえば９６個の受
光素子が一体に造りこまれる。したがって、この場合、
１８個のイメージセンサチップ５５が基板５４上に配列
されることになる。

【００５３】画像読み取り面５２に設定された読み取り
ラインＬａの鉛直方向下方位置には、上記複数個のイメ
ージセンサチップ５５が配列され、かつ読み取りライン
Ｌａとイメージセンサチップ５５との間には、レンズア
レイ５６が配置される。このレンズアレイ５６には、読
み取りラインＬａ上の画像を、正立等倍に上記複数個の
イメージセンサチップ５５上の１７２８個の受光素子に
集束させる。ケーシング５１内の上記画像読み取り面５
２の下方において上記レンズアレイ５６の側方に設定さ
れた空間には、図１ないし図６に示した形態をもつ本願
発明の線状光源装置１０が配置される。この場合、導光
部材２０の左右幅方向中心線Ｌｂが、上記画像読み取り
面５２の読み取りラインＬａを向くように配置される。

【００５４】すでに説明したように、上記線状光源装置
１０の導光部材２０の線状光出射面２１からは、その長
手方向全域にわたって均一化された光が出射される。こ
うして出射された光は、上記画像読み取り面５２の読み
取りラインＬａに沿う帯状領域に効率よく照明する。そ
して、原稿Ｄを所定ピッチで送りながら、読み取りライ
ンＬａ上の原稿の画像のＲ、Ｇ、Ｂ各色ごとの画像デー
タが、各色のＬＥＤ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを切り換え
点灯させながら、イメージセンサチップ５５によって順
次読み取られる。

【００５５】上記密着型カラーイメージセンサ５０にお
いては、線状光源装置１０が各色１個のＬＥＤ３０Ｒ，
３０Ｇ，３０Ｂから発した光を所定長さの照明領域に均
等に照射するようにしているので、複数個のＬＥＤを使
用する場合に想定される、読み取り幅方向の光の偏在、
各ＬＥＤの発光色の微妙な相違等に起因した読み取り画
像の色調の変化等の画像読み取り品質の低下要因を効果
的に解消することができる。また、各色のＬＥＤ３０
Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを、導光部材２０の長手方向同位置
に配置しているので、各色のＬＥＤが読み取り幅方向に
配列する場合に想定される読み取り画像の色調の変化を
も効果的に回避することができる。さらに、導光部材２
０内を進行させた光は、導光部材２０の第１側面２０Ａ
における細幅線状の光出射面２１から集中的に照射され
るので、照明効率が非常に良く、各色１個のＬＥＤ３０
Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを用いているにもかかわらず、充分
な照明光量を確保することができる。さらに、導光部材
２０の長手方向中間部に光源であるＬＥＤ３０Ｒ，３０
Ｇ，３０Ｂを配置しているので、たとえば、導光部材２
０の端部に光源を配置することに比較し、ケーシング５
１の長手方向寸法が節約され、この種の密着型イメージ
センサ５０の小型化が促進される。

【００５６】上記各実施形態において、導光部材２０の
光出射面２１以外の側面を覆う反射面４０は、第２側面
２０Ｂ、第３側面２０Ｃ、および第４側面２０Ｄをわず
かなすきまを介して覆うように構成しているが、たとえ
ば図９に断面を示すように、第３側面２０Ｃおよび第４
側面２０Ｄのみを覆うように構成してもよいし、図１０
に断面を示すように、第３側面２０Ｃおよび第４側面２
０Ｄを上方に向かうほど広がるすきまをもって覆うよう
に構成してもよい。

【００５７】図１０に示す実施形態においては、第３側
面２０Ｃを覆う反射面４１ｂと、第４側面２０Ｄを覆う
反射面４１ｃとが、上方に向かうにつれて広がっている
ので、これらの反射面４１ｂ，４１ｃは、単に導光部材
２０の外部に漏れ出た光を導光部材に戻すだけではな
く、反射によって光を照明領域に向けて照射する役割を
も果たすことができる。

【００５８】図１１は、本願発明に係る線状光源装置１
０の他の実施形態を断面において示している。この実施
形態において、導光部材２０それ自体は、図１ないし図
６に示したものと同様のものを採用することができる。
この実施形態において特徴的な点は、光出射面２１に沿
うようにして、この光出射面２１からの出射光の導光部
材２０の幅方向への広がりを防止するためのレンズ部材
６０を配置した点である。このレンズ部材６０は、平坦
な出射面２１と対応した平坦面６０ａと、円弧面６０ｂ
とを組み合わせた凸レンズ状を呈している。ただし、こ
のレンズ部材６０は、導光部材２０の長手方向に一様な
断面を有している。このような凸レンズ部材６０を付加
することにより、導光部材２０の光出射面２１から出射
させた光を、より集中的に照明領域に向けて放射させる
ことができ、より効率のよい光源装置が実現される。

【００５９】図１２は、図１１に示した線状光源装置１
０の変形例である。この場合、導光部材２０の光出射面
２１に、この光出射面２１からの出射光の導光部材幅方
向の広がりを抑制するためのレンズ部が一体に形成され
ている。このようにすることによっても、照明領域をよ
り効率的に照明することができるという、前述の実施形
態と同様の効果を期待することができる。

【００６０】図１５は、本願発明に係る線状光源装置の
さらに他の実施形態を断面において示している。この実
施形態においては、導光部材２０それ自体は、図１ない
し図６に示したものと同様のものを採用することができ
る。この実施形態において特徴的な点は、光出射面２１
の幅方向両側に、光出射面からの出射光の幅方向への広
がりを防止するための反射面７０を配置している点であ
る。この反射面７０は断面において凹面鏡にような形態
となっており、長手方向について一様な断面をもつもの
である。このように構成することによっても、導光部材
２０の光出射面２１から出射させた光を集中的に照明領
域に向けて放射させることができ、より効率のよい光源
装置が実現される。

【００６１】図１３は、本願発明の線状光源装置１０の
さらに他の実施形態を、断面において示している。この
実施形態においては、導光部材２０の光出射面２１以外
の側面を覆う反射面４０を設けることと、光出射面２１
に図１１に示したのと同様なレンズ部材６０を設けるこ
ととによって照明効率をさらに高めている。

【００６２】図１４は、本願発明の線状光源装置１０の
さらに他の実施形態を断面において示している。この実
施形態においては、図１２に示したような凸レンズ部一
体型の導光部材２０の第２側面２０Ｂ、第３側面２０
Ｃ、および第４側面２０Ｄに、光沢金属を蒸着するなど
して形成された全反射面２５を設けたものである。これ
によっても、照明効率が著しく高められた線状光源装置
が実現される。

【００６３】本願発明は、上述した各実施形態に限定さ
れるものでない。まず、光入射部２３から導光部材２０
に入射された光を導光部材２０の長手方向に進行させ、
その光を導光部材２０の長手方向について均一に光出射
面２１から出射させるための手段として、図１ないし図
６に示す実施形態においては、導光部材２０の第２側面
２０Ｂに凹凸面を形成したが、たとえば図１８に示すよ
うに、基本的に鏡面仕上げ面とした第２側面２０Ｂに、
複数の塗装領域２６を設けてもよい。この場合塗装色と
しては、白色が望ましい。この塗装領域２６において
は、導光部材２０の内部からの光を乱反射させることが
でき、こうして乱反射させられた光の一部が臨界入射角
よりも小さい角度をもって第１側面２０Ａに到達し、こ
れを透過して外部に出射させられる。そして光源３０を
導光部材２０の長手方向中央部に配置していることか
ら、光源から遠ざかるにしたがって、光の密度が減少す
ることを補償するために、上記白色塗装の塗装幅を導光
部材２０の端部方向に向かうほど大きくするとともに、
導光部材２０の上下寸法を、端部に向かうほど小さくし
ている。

【００６４】上記のようにして白色塗装によって乱反射
領域を設けることのほか、たとえば図１９に示すよう
に、成形や加工による細かな凹凸を設けることによる乱
反射領域を設けてもよい。

【００６５】以上の説明においては、導光部材２０の長
手方向中間部に光源３０を配置したが、図１６に示すよ
うに、導光部材２０の端面を光入射部２３とし、この部
位に光源３０を配置するようにしてもよい。この場合に
おいても、光出射面２１を除く側面を覆う反射面４０を
設けること、および／または、光出射面にレンズ部材を
配置したり、一体のレンズ部を形成したりすることを採
用することにより、照明効率を高めることができるとい
う、前述した各実施形態について述べたのと同様の作用
効果を期待することができる。

【００６６】さらに、図７に示したイメージセンサ５０
においては、導光部材２０の光出射面以外の出射面を覆
う反射面４０として、別部材４１を用いたが、図２０に
示すように、ケーシング５１の内面を利用して、その選
択された領域に光沢面や白色塗装面を形成することによ
り、上記反射面４０を形成することもできる。このよう
にすれば、部材点数が少なくなり、組み立て工数の削減
によるコストダウンを期待することができる。

【００６７】さらに、図１ないし図６に示した実施形態
において、導光部材２０の長手方向中間部に光源を配置
するにあたって、長手方向中央部１箇所に光源を配置し
たが、長手方向の中間部であれば、２箇所またはそれ以
上の箇所に光源３０を配置してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る線状光源装置の一実施形態を示
す部分断面側面図である。

【図２】図１の線状光源装置における導光部材の平面図
である。

【図３】図１の線状光源装置の部分拡大側面図である。

【図４】図１のIV−IV線に沿う拡大断面図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う拡大断面図である。

【図６】図１の線状光源装置の分解斜視図である。

【図７】本願発明に係る画像読み取り装置の一実施形態
を示す断面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。

【図９】本願発明に係る線状光源装置の他の実施形態を
示す断面図である。

【図１０】本願発明に係る線状光源装置のさらに他の実
施形態を示す断面図である。

【図１１】本願発明に係る線状光源装置のさらに他の実
施形態を示す断面図である。

【図１２】本願発明に係る線状光源装置のさらに他の実
施形態を示す断面図である。

【図１３】本願発明に係る線状光源装置のさらに他の実
施形態を示す断面図である。

【図１４】本願発明に係る線状光源装置のさらに他の実
施形態を示す断面図である。

【図１５】本願発明に係る線状光源装置のさらに他の実
施形態を示す断面図である。

【図１６】本願発明に係る線状光源装置のさらに他の実
施形態を示す部分断面側面図である。

【図１７】図１６のＸVII−ＸVII線に沿う断面図であ
る。

【図１８】本願発明に係る線状光源装置のさらに他の実
施形態を示す側面図である。

【図１９】本願発明に係る線状光源装置のさらに他の実
施形態を示す部分断面側面図である。

【図２０】本願発明に係る画像読み取り装置の他の実施
形態を示す断面図である。

【図２１】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０線状光源装置２０導光部材２０Ａ第１側面２０Ｂ第２側面２１光出射面２２凹溝２３光入射部２４凹入部２４ａ，２４ｂ傾斜面２５全反射面３０光源３０Ｒ赤色（Ｒ）発光ＬＥＤ３０Ｇ緑色（Ｇ）発光ＬＥＤ３０Ｂ青色（Ｂ）発光ＬＥＤ４０反射面４１反射面形成部材５０密着型カラーイメージセンサ５１ケーシング５２画像読み取り面５３プラテン５４基板５５イメージセンサチップ５６レンズアレイＬａ読み取りラインＤ原稿

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺状の透明部材の厚み方向一側の第１
側面を光出射面とするとともに、この光出射面以外の側
面の長手方向中間部に光入射部が形成された導光部材
と、この導光部材の上記光入射部に配置した光源とを備
え、上記光入射部から導光部材内に入射させた光を上記
導光部材の内部においてその長手方向に進行させ、上記
光出射面の全域または略全域から出射させるようにした
線状光源装置であって、上記導光部材における上記光出射面以外の面の全部また
は一部を反射面で覆ったことを特徴とする、線状光源装
置。
【請求項２】長尺状の透明部材の厚み方向一側の第１
側面の略全域を鏡面仕上げされた光出射面とするととも
に、上記光出射面と厚み方向に対向する第２側面の長手
方向中間部に光入射部が形成された導光部材と、この導
光部材の上記光入射部に配置した光源とを備え、上記光
入射部から導光部材内に入射させた光を上記導光部材の
内部においてその長手方向に進行させ、上記光出射面の
全域または略全域から出射させるようにした線状光源装
置であって、上記導光部材における上記光出射面以外の面の全部また
は一部を反射面で覆ったことを特徴とする、線状光源装
置。
【請求項３】上記第１側面における上記光入射部と対
向する部位には、鏡面仕上げ面または全反射面、あるい
はそれらの複合面とされた２つの傾斜面をもつＶ字状ま
たは略Ｖ字状の凹入部が形成されており、上記光入射部
から入射した光を上記傾斜面で全反射させて導光部材の
長手方向端部方向に進行させるように構成されている、
請求項１または請求項２に記載の線状光源装置。
【請求項４】長尺状の透明部材の厚み方向一側の第１
側面の略全域を鏡面仕上げされた光出射面とするととも
に、上記光出射面と厚み方向に対向する第２側面の長手
方向中間部に光入射部が形成された導光部材と、この導
光部材の上記光入射部に配置した光源とを備え、上記光
入射部から導光部材内に入射させた光を上記導光部材の
内部においてその長手方向に進行させ、上記光出射面の
全域または略全域から出射させるようにした線状光源装
置であって、上記導光部材における上記光出射面に沿うようにして、
光出射面から出射する光の導光部材の幅方向の広がりを
防止するためのレンズ部材を配置したことを特徴とす
る、線状光源装置。
【請求項５】長尺状の透明部材の厚み方向一側の第１
側面の略全域を鏡面仕上げされた光出射面とするととも
に、上記光出射面と厚み方向に対向する第２側面の長手
方向中間部に光入射部が形成された導光部材と、この導
光部材の上記光入射部に配置した光源とを備え、上記光
入射部から導光部材内に入射させた光を上記導光部材の
内部においてその長手方向に進行させ、上記光出射面の
全域または略全域から出射させるようにした線状光源装
置であって、上記導光部材における上記光出射面には、この光出射面
から出射する光の導光部材の幅方向の広がりを防止する
ためのレンズ部が一体形成されていることを特徴とす
る、線状光源装置。
【請求項６】長尺状の透明部材の厚み方向一側の第１
側面の略全域を鏡面仕上げされた光出射面とするととも
に、上記光出射面と厚み方向に対向する第２側面の長手
方向中間部に光入射部が形成された導光部材と、この導
光部材の上記光入射部に配置した光源とを備え、上記光
入射部から導光部材内に入射させた光を上記導光部材の
内部においてその長手方向に進行させ、上記光出射面の
全域または略全域から出射させるようにした線状光源装
置であって、上記導光部材における上記光出射面に沿うようにして、
光出射面から出射する光の導光部材の幅方向の広がりを
防止するための反射面を配置したことを特徴とする、線
状光源装置。
【請求項７】上記第１側面における上記光入射部と対
向する部位には、鏡面仕上げ面または全反射面、あるい
はそれらの複合面とされた２つの傾斜面をもつＶ字状ま
たは略Ｖ字状の凹入部が形成されており、上記光入射部
から入射した光を上記傾斜面で全反射させて導光部材の
長手方向端部方向に進行させるように構成されている、
請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の線状光源装
置。
【請求項８】請求項４ないし請求項７のいずれかに記
載の線状光源装置において、上記導光部材における上記光出射面以外の面の全部また
は一部を反射面で覆ったことを特徴とする、線状光源装
置。
【請求項９】上記反射面は、白色表面または光沢表面
とされている、請求項１、請求項２、請求項３または請
求項８に記載の線状光源装置。
【請求項１０】上記導光部材の光入射部に配置される
光源は、導光部材の幅方向に配列されたＲ、Ｇ、Ｂの３
色のＬＥＤである、請求項１ないし請求項９のいずれか
に記載の線状光源装置。
【請求項１１】長尺状の透明部材の厚み方向一側の第
１側面の略全域を鏡面仕上げされた光出射面とするとと
もに、長手方向端面に光入射部が形成された導光部材
と、この導光部材の上記光入射部に配置した光源とを備
え、上記光入射部から導光部材内に入射させた光を上記
導光部材の内部においてその長手方向に進行させ、上記
光出射面の全域または略全域から出射させるようにした
線状光源装置であって、上記導光部材における上記光出射面以外の面の全部また
は一部を反射面で覆ったことを特徴とする、線状光源装
置。
【請求項１２】ケーシングの一面に形成された原稿読
み取り面上を接触搬送される原稿に上記ケーシング内に
設けられた光源装置からの光を照射し、上記原稿読み取
り面上に設定された読み取りラインにおける原稿からの
反射光を上記ケーシング内に上記読み取りライン方向に
配列された複数の受光素子に受光させるようにした画像
読み取り装置であって、上記光源装置として、請求項１
ないし請求項１１のいずれかに記載の線状光源装置を用
い、その光出射面から出射させた光が上記読み取りライ
ン上の原稿を照明するように構成したことを特徴とす
る、画像読み取り装置。
【請求項１３】上記導光部材における上記光出射面以
外の面の全部または一部を覆う反射面は、上記ケーシン
グの内面を利用して形成されている、請求項１２に記載
の画像読み取り装置。