JP5434744B2 - Linear light source device - Google Patents
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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に用いられる線状光源装置に関する。 The present invention relates to a linear light source device used as an illumination light source of an image reading apparatus used for a facsimile, a copying machine, an image scanner, a barcode reader, and the like.
従来、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開平１１−０８４１３７号公報に記載されたものがあった。 Conventionally, in an image reading apparatus such as a facsimile, there has been a linear light source device described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-084137.
図８は、従来に係る線状光源装置９０１の説明図である。
図８は、導光体９１１の長手方向に沿った断面図であって、光源９２１が設けられた側の端部のみを図示したものである。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional linear
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
線状光源装置９０１は、棒状の導光体９１１と、この棒状の導光体９１１の一端面９１４に対向する光源９２１と、該光源９２１の封止体９２２を取り囲む反射体９１４と、を備える。
棒状の導光体９１１は、その長手方向に沿って光を出射する出射面９１３が設けられる。この出射面９１３に対向する部分には、三角波など凸凹溝からなる反射面９１２が設けられ、この反射面９１２は、導光体９１１の長手方向に沿って設けられる。
このような導光体９１１の構成材料としては、透光性、耐熱性及び成形性を有する材料が用いられ、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
The linear
The rod-
As a constituent material of such a
導光体９１１の端部には、光源９２１が設けられる。
この光源９２１は、基板９２３上に設けた発光ダイオード（不図示）と、この発光ダイオードを封止する半球状の封止体９２２とを備える。発光ダイオードは、封止体９２２を介して導光体９１１の一端面と対向するように配置される。
A
The
封止体９２２の周縁部には、封止体９２２を取り囲むように反射体９３１が設けられる。
この反射体９３１は、発光ダイオードから導光体９１１に向かうに従って拡径する反射面９３２を備え、光源９２１からの光をこの反射面９３２で反射して導光体９１１の内部に取り込ませる。
A
The
従来に係る線状光源装置９０１は、光源９２１からの光が導光体９１１の一端面９１４を直接照射しつつ、反射体９３１の反射面９３２を介して一端面９１４を間接照射し、光源９２１からの光が導光体９１１の一端面９１４から内部に取り込まれる。導光体９１１の内部に取り込まれた光は、導光体９１１の長手方向に沿って設けられた凸凹溝からなる反射面９１２によって反射されて、導光体９１１の出射面９１３から出射され、導光体９１１の長手方向に沿った線状光となる。
In the conventional linear
画像読取用途において、読取媒体をカラーで読み取る場合に、線状光源装置からの光は白色光のような複数の色からなる光が利用され、この白色光が読取媒体（原稿用紙など）に照射されることで、読取媒体に記載のカラー文字などから反射光を得て、ＣＣＤで読み取る。
上述の従来に係る線状光源装置９０１をカラー読取に利用したとき、読取媒体をＣＣＤによって読み取った結果に色むらが生じる問題があった。
In image reading applications, when reading a reading medium in color, the light from the linear light source device uses light of a plurality of colors such as white light, and this white light is applied to the reading medium (such as original paper). As a result, the reflected light is obtained from the color characters described on the reading medium and read by the CCD.
When the above-described linear
このような問題が生じた理由を、本発明者らが鋭意検討したところ、導光体９１１の構成材料に原因があることを発見した。この知見については、図９を用いて説明する。
When the present inventors diligently examined the reason why such a problem occurred, it was found that there is a cause in the constituent material of the
図９は、１０ｍｍの厚みを有したアクリル樹脂において、各波長の透過率を示した図である。
図９に示すように、１０ｍｍの厚みを有したアクリル樹脂は、約４００ｎｍの波長から光を透過し始め、波長が長くなるにつれてその透過率が上昇し、約６００ｎｍの波長以上の長波長の光はほぼ１００％透過するようになる。
このように、図９からは、アクリル樹脂が波長によって透過率が異なることが分かる。
FIG. 9 is a diagram showing the transmittance of each wavelength in an acrylic resin having a thickness of 10 mm.
As shown in FIG. 9, the acrylic resin having a thickness of 10 mm starts to transmit light from a wavelength of about 400 nm, and its transmittance increases as the wavelength becomes longer. Becomes almost 100% transparent.
Thus, it can be seen from FIG. 9 that the transmittance of the acrylic resin varies depending on the wavelength.
このように、アクリル樹脂が４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光の透過率が１００％にならないのは、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光をアクリル樹脂が吸収しているためである。従って、図９は、アクリル樹脂が１０ｍｍの厚みを有する場合に、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長の光を、どれだけ吸収しているかを示しており、アクリル樹脂の厚みが１０ｍｍより厚くなる毎に吸収する量は増えていく。 As described above, the acrylic resin does not have a light transmittance of 100% in the wavelength region of 400 nm to 600 nm because the acrylic resin absorbs light in the wavelength region of 400 nm to 600 nm. Therefore, FIG. 9 shows how much light having a wavelength of 400 nm to 600 nm is absorbed when the acrylic resin has a thickness of 10 mm, and absorbs whenever the thickness of the acrylic resin becomes thicker than 10 mm. The amount will increase.
Ａ４サイズの読取媒体を読み取る場合、線状光源装置９０１の導光体９１１は約２００ｍｍの長さを有する。導光体９１１の一端面９１４から光源９２１からの光が入射されると、導光体９１１の長手方向に沿って出射面９１３から光が出射される。
光源９２１が例えば、青色発光ダイオードからの青色光と黄色蛍光体からの黄色光とを混色した白色光であった場合、青色光の波長域は例えば４３０ｎｍ〜４７０ｎｍであり、黄色光の波長域は例えば５００ｎｍ〜６００ｎｍであって、これらの波長域が白色光には含まれている。
導光体９１１をアクリル樹脂で構成した場合、導光体９１１の一端面９１４（光源９２１側）から１０ｍｍ離れた出射面９１３から出射される光は、図９に示すように、光源９２１からの光のうち４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長域の光は最大５％ほど導光体に吸収されているのに対して、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光は最大２％ほど導光体に吸収されている。
一方、導光体９１１の一端面（光源側）から２００ｍｍ離れた出射面９１３から出射される光は、導光体９１１の一端面９１４から１０ｍｍ離れた出射面９１３から出射される光よりも４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長域が吸収される量が増えることから、例えば最大２０％ほど吸収される。これに対して、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光は、例えば最大８％ほど吸収される。
このように、導光体９１１の出射面９１３から出射される光は、１０ｍｍ離れた出射面９１３から出射される光の青色光と黄色光との強度比率に比べて、２００ｍｍ離れた出射面９１３から出射される光の青色光と黄色光との強度比率とが異なっていることから、両者の色度が異なっている。前述のように、アクリル樹脂は、その厚みが厚くなるに従って、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長の光を吸収量が増えていくことから、アクリル樹脂からなる導光体は、その長手方向に沿って、青色光（４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長域の光）の光の吸収量が、黄色光（５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光）の吸収量に比べて大きくなっていき、導光体９１１の光源９２１側からの光に比べて、導光体９１１の他端側（光源側と反対側の端部）に向かうに従って順次青色光の吸収量が大きくなってしまって、導光体９１１の端部側に至っては光源９２１側とは全く異なった色度となってしまう。
When reading an A4 size reading medium, the
For example, when the
When the
On the other hand, the light emitted from the
Thus, the light emitted from the
以上のように、導光体の構成材料によっては、光源からの白色光のうち短波長域の光（上述でいう青色光）の透過率が長波長域の光（上述でいう黄色光）の透過率より低いことから、導光体９１１の長手方向に沿って光源側から離れていく毎に短波長域の光が長波長域の光に比べて強度が低下していってしまって、導光体９１１からの線状光は、その長手方向に沿って異なる色度となってしまい、読取媒体をカラーで読み取るときに、色むらが生じたものと考えられる。
なお、上述では、導光体９１１をアクリル樹脂で構成した場合で説明したが、アクリル樹脂だけでなく、シクロオレフィンコポリマー(ＣＯＣ：ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ)，シクロオレフィンポリマー(ＣＯＰ：ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ)及びポリカーボネート(ＰＣ：Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ)は、アクリル樹脂と同様に、光の波長に対して透過率が異なり、これらを導光体９１１の構成材料としたときには、アクリル樹脂と同じように色むらの問題が生じる。
As described above, depending on the constituent material of the light guide, the transmittance of short wavelength light (blue light as described above) of white light from the light source is long wavelength light (yellow light as described above). Since it is lower than the transmittance, the intensity of the light in the short wavelength region decreases as compared with the light in the long wavelength region each time it moves away from the light source side along the longitudinal direction of the
In the above description, the
そこで、本発明の目的は、導光体の長手方向における一端側からの出射光の色度に対して、他端側からの出射光の色度を近似させた線状光源装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a linear light source device in which the chromaticity of the emitted light from the other end side is approximated to the chromaticity of the emitted light from the one end side in the longitudinal direction of the light guide. It is in.
（１）第１の発明に係る線状光源装置は、棒状の導光体と、該導光体の一端面に対向する発光ダイオードを備え、該発光ダイオードを封止体で封止した光源と、該導光体の長手方向に沿った断面において、該発光ダイオードから導光体に向かうに従って拡径し、該発光ダイオードからの光を平行光に近似させる反射面を備え、該反射面で該光源の周縁を取り囲むように配置した反射体と、を備えた線状光源装置において、該光源と該反射面との間に、該光源からの光のうちの長波長域の光の透過率が短波長域の光の透過率よりも低いフィルタを設けた、もしくは、該反射面を、該光源からの光のうちの長波長域の光の反射率が短波長域の光の反射率よりも低い着色樹脂で構成したことを特徴とする。
（２）第２の発明に係る線状光源装置は、第１の発明において、該フィルタを設けた場合であって、該反射体を、金属又は合金で構成し、該フィルタを、該反射体の反射面に設けたことを特徴とする。
(1) A linear light source device according to a first aspect of the present invention includes a rod-shaped light guide and a light emitting diode facing one end surface of the light guide, and the light source in which the light emitting diode is sealed with a sealing body; The light guide has a reflecting surface that expands in diameter from the light emitting diode toward the light guiding body and approximates the light from the light emitting diode to parallel light in the cross section along the longitudinal direction of the light guide, A linear light source device including a reflector disposed so as to surround a periphery of the light source, a light transmittance in a long wavelength region of light from the light source is between the light source and the reflection surface. A filter having a lower transmittance than the light transmittance in the short wavelength region is provided, or the reflectance of the light from the light source is longer than the reflectance of the light in the short wavelength region. It is characterized by comprising a low colored resin.
(2) The linear light source device according to the second invention is the case where the filter is provided in the first invention, wherein the reflector is made of a metal or an alloy, and the filter is made of the reflector It is characterized in that it is provided on the reflective surface.
本発明に係る線状光源装置は、上記特徴により、導光体の長手方向における一端側からの出射光の色度に対して、他端側からの出射光の色度を近似させることができる。 The linear light source device according to the present invention can approximate the chromaticity of the outgoing light from the other end side with respect to the chromaticity of the outgoing light from the one end side in the longitudinal direction of the light guide due to the above characteristics. .
図１及び図２は、本発明の第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の導光体３の長手方向に沿った断面図である。図２（ａ）は、図１の線状光源装置１から導光体３と拡散反射体６とを取り除き、封止体２３の半球状の面を正面から見た図である。図２（ｂ）は、図１の線状光源装置１の光源２側を一部拡大した図である。
1 and 2 are explanatory views of a linear
FIG. 1 is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the
第１の実施例に係る線状光源装置１は、棒状の導光体３と、導光体３の長手方向における一端面３３に対向配置した発光ダイオード２２を備えた光源２と、該光源２からの光を反射して導光体３の一端面３３に入射させる反射面４１１を備えた反射体４１とを備え、光源２と反射面４１１との間にフィルタ５が設けられる。
The linear
図１に示すように、導光体３の長手方向における一端面３３には、光源２が配置される。
この光源２は、図２（ｂ）に示すように基板２１の上面に発光ダイオード２２が設けられ、この発光ダイオード２２が導光体３の一端面３３に対向するように配置される。発光ダイオード２２は、半球状の封止体２３によって封止されており、この封止体２３は透光性を有することから、発光ダイオード２２からの光が封止体２３を通過して導光体３の一端面３３に取り込まれる。
封止体２３の構成材料としては、白色光を通過する材料が用いられ、例えばシリコーン樹脂のような透光性樹脂が用いられる。
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 2B, the
As a constituent material of the sealing
この光源２は、白色光を出射するものが用いられ、例えば青色発光ダイオード２２と、例えば黄色蛍光体を封入した封止体２３とを用いることができる。この光源２からの出射光は、青色発光ダイオード２２からの青色光と、この青色光によって黄色蛍光体が励起されて得られた黄色光とが混色されて、白色光になる。
As the
封止体２３の周縁には、封止体２３を反射面４１１で取り囲むように反射体４１が設けられる。
この反射面４１１は、発光ダイオード２２から導光体３に向かうに従って拡径されおり、小径側（図２（ｂ）の紙面左側）が発光ダイオード２２の周縁を取り囲み（図２（ａ）参照）、大径側（図２（ｂ）の紙面右側）が導光体３の一端面３３の周縁を取り囲んでいる。また、反射面４１１の最小径部（図２（ｂ）の紙面左側の封止体２３の周縁を取り囲んでいる部分）は、導光体３の一端面３３の外径よりも小さいので、反射体４１の反射面４１１は、導光体３の一端面３３に対向するようになり、光源２から出射された光を反射面４１１で反射することで導光体３の一端面３３に入射される。
反射体４１は、反射面４１１の最大径部分から、導光体３に向かって筒状部分４１２が突出し、この筒状部分４１２が導光体３に当接する。これにより、導光体３の長手方向において、反射体４１の反射面４１１を導光体３の一端面３３に対して所望の位置に位置決めがなされて配置される。
反射体４１の構成材料としては、例えばアルミニウムなどの金属材料や、例えばステンレスなどの合金材料が用いられ、これら金属材料や合金材料を鏡面加工することで反射面４１１を形成することができる。
また、反射体４１の構成材料としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ：Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）樹脂やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：Ｐｏｌｙ ｂｕｔｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂などを白化させた白色樹脂を用いることもでき、これらの白色樹脂は鏡面加工することで反射面４１１を形成することができる。
A
The reflecting
In the
As a constituent material of the
Further, as the constituent material of the
棒状の導光体３は、一端面３３から取り込んだ光を出射する出射面３２を備え、この出射面３２が導光体３の長手方向に沿って設けられる。
この出射面３２の反対側には、凸凹溝からなる反射面３１を備え、この反射面３１が導光体３の長手方向に沿って設けられる。
導光体３の構成材料としては、白色光（可視光）を透過する材料が用いられ、例えばアクリル樹脂，シクロオレフィンコポリマー(ＣＯＣ：ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ)樹脂，シクロオレフィンポリマー(ＣＯＰ：ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ)樹脂やポリカーボネート(ＰＣ：Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ)樹脂などのような透光性樹脂が用いられる。
The rod-shaped
On the opposite side of the
As the constituent material of the
導光体３の他端面３４には拡散反射体６が設けられる。導光体３の内部に取り込んだ光のうち、導光体３の他端面３４に至った光は、この拡散反射体６によって拡散反射されることで、導光体３の内部に戻されることになり、出射面３２からの出射光の光量低下を抑制することができる。
A diffuse
発光ダイオード２２を封止する封止体２３と反射面４１１との間には、フィルタ５が設けられる。
このフィルタ５は、光源２からの白色光のうち、長波長域の光の透過率が短波長域の透過率よりも低いものである。このフィルタ５が光源２と反射面４１１との間に設けられることから、反射面４１１で反射されて導光体３に入射される光は、光源２からの白色光の色度に比べて、長波長域の光の強度が弱い色度になる。
フィルタ５の構成材料としては、色温度変換フィルタと呼ばれているものを用いることができ、例えばアクリル樹脂のような透光性を有する樹脂材料の内部に例えば酸化銅を混ぜ込んだものを用いることができる。
The
The
As a constituent material of the
上述した第１の実施例に係る線状光源装置１は、図示しない電源から発光ダイオード２２に給電することで、導光体３の出射面３２から線状の出射光（線状光）が得られる。この線状光を得るまでについて説明する。
The linear
給電された発光ダイオード２２は例えば４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長域のいわゆる青色光を出射し、発光ダイオード２２を封止する封止体２３を照射する。封止体２３には、黄色蛍光体が封入されており、この黄色蛍光体にも青色光が照射される。黄色蛍光体は、青色光が照射されることで励起されて５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域のいわゆる黄色光を出射する。
このように光源２からは、青色光と黄色光とが混色された白色光が出射される。
The fed
Thus, the
光源２からの白色光は、導光体３の一端面３３に直接入射されるものと、反射体４１の反射面４１１で反射されて間接的に導光体３の一端面３３に入射されるものとがある。
The white light from the
まず、光源２からの白色光のうち、導光体３の一端面３３に直接入射される光について説明する。
光源２からの白色光のうち、導光体３の一端面３３に直接入射されるものは、図１に示すように、導光体３の長手方向において、一端面３３側の凸凹溝からなる反射面３１で反射されて出射面３２から出射される光Ｌ１１と、導光体３の内部を進んでいって他端面３４側の凸凹溝からなる反射面３１で反射されて出射面３２から出射される光Ｌ１２とがある。
導光体３の一端面３３側で出射された光Ｌ１１及び他端面３４側で出射された光Ｌ１２は、光源２からの青色光と黄色光とを含んでいるが、例えばアクリル樹脂からなる導光体３の内部を進むと、短波長域の青色光の方が長波長域の黄色光よりも導光体３に吸収される量が大きくなり、光源２で出射されたときの白色光の色度に比べて、青色光の強度が弱い色度になる。
さらに、他端面３４側で出射された光Ｌ１２は、一端面３３側で出射された光Ｌ１１よりも導光体３の内部を進んだ距離が長いことから、一端面３３側で出射された光Ｌ１１の色度に比べて、青色光の強度が著しく弱い色度になる。
First, of the white light from the
Of the white light from the
The light L11 emitted on the one
Further, the light L12 emitted on the
次に、光源２からの白色光のうち、反射体４１の反射面４１１で反射されて間接的に導光体３の一端面３３に入射される光について説明する。
光源２からの白色光のうち、反射体４１の反射面４１１に向かって進む光は、その途中でフィルタ５を通過する。
このフィルタ５は、光源２からの白色光のうち、長波長域の光の透過率が短波長域の透過率よりも低いものであるので、光源２からの白色光が通過する際に、長波長域の黄色光の方が短波長域の青色光よりも吸収する量が大きい。このため、フィルタ５を通過して反射面４１１に向かう光は、光源２で出射されたときの白色光の色度に比べて、黄色光の強度が弱い色度になる。
反射体４１の反射面４１１は、発光ダイオード２２から導光体３に向かうに従って拡径されおり、図２（ｂ）では断面傾斜面からなり、この反射面４１１で反射された光は、導光体３の長手方向に沿った平行光に近似する。反射面４１１で反射された光が平行光に近似すると、導光体３の長手方向に対して成す角度が小さくなり、反射面４１１で反射された光は、導光体３の一端面３３から入射された後、導光体３の一端面３３側で出射されるものが少なく、図１に示すように、その多くは導光体３の他端面３４側にまで進みやすくなり、導光体３の他端面３４側の凸凹溝からなる反射面３１で反射されて出射面３２から出射される（図１の符号Ｌ２）。
反射体４１の反射面４１１で反射された光Ｌ２は、他端面３４側で出射されることになるので、導光体３の内部を進んだ距離が、前述の導光体３の手前側で出射される光Ｌ１１に比べて長くなり、短波長域の青色光が長波長域の黄色光よりも導光体３に吸収される量が大きくなる。しかしながら、反射面４１１で反射された光は、フィルタ５を通過した光であることから、導光体３に入射する前に光源２からの白色光の色度に比べて青色光の強度が強い色度になっており、導光体３の内部を進んだ結果、導光体３に青色光が黄色光よりも導光体３に吸収されたとしても、フィルタ５を通過していない他端面３４側で出射された前述の光Ｌ１２の色度に比べて、青色光の強度が強い色度を有することになる。
Next, of the white light from the
Of the white light from the
Since this
The
Since the light L2 reflected by the
以上のように、光源２からの白色光が導光体３に直接入射された光Ｌ１１，Ｌ１２は、導光体３の長手方向において、一端面３３側から他端面３４側に向かうに従って、導光体３の内部を進む距離が長くなることから、青色光の強度の低下が黄色光の強度の低下よりも大きくなっていき、一端面３３側の出射面３２からの出射光Ｌ１１の色度に比べて、他端面３４側の出射面３２からの出射光Ｌ１２の色度が、黄色光の強度が強い色度になってしまう。
そこで、第１の実施例に係る線状光源装置１は、光源２から出射された光のうち、反射面４１１に向かう光をフィルタ５に通過させたことで、フィルタ５を通過した光を、フィルタを通過する前の光の色度に比べて青色光の強度を強くした色度にし、その色度を有した光を反射面４１１で反射させて平行光に近似させることで、導光体３の他端面３４側の出射面３２で出射させている。これにより、導光体３の他端面３４側の出射面３２からの出射光は、導光体３の一端面３３に直接入射された光Ｌ１２と間接入射された光Ｌ２との混色光が出射され、フィルタ５を通過させた光Ｌ２を他端面３４側の出射面３２から出射させたことにより、導光体３の一端面３３側の出射面３２から出射される光の色度に近似させることができる。
従って、第１の実施例に係る線状光源装置１は、導光体３の長手方向において、色度差が小さい線状光を出射することができる。
As described above, the lights L11 and L12 in which the white light from the
Therefore, the linear
Therefore, the linear
上述のように、第１の実施例においては、反射面４１１に向かう光をフィルタ５に通過させるために、図２（ｂ）に示すように、フィルタ５を光源２と反射面４１１との間であって、光源２と反射面４１１と離隔された位置に設けている。本発明としては、フィルタ５を光源２と反射面４１１との間に設ければよく、光源２と反射面４１１と離隔されていなくてもかまわない。この具体的な構成を示す例として、第２の実施例を説明する。
As described above, in the first embodiment, in order to allow the light traveling toward the reflecting
図３は、本発明の第２の実施例に係る線状光源装置１の説明図である。
図３は、線状光源装置１の導光体３の長手方向に沿った断面図であって、光源２側を一部拡大した図である。
なお、図３には、図２（ｂ）に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the linear
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of the
In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 2B are denoted by the same reference numerals.
図３に示す線状光源装置１は、反射体４２の反射面４２１上にフィルタ５を設けた点で、図２（ｂ）で示した第１の実施例と相違する。
図３の第２の実施例の説明として、図２（ｂ）と共通する説明は省略し、図２（ｂ）との相違点について述べる。
The linear
As a description of the second embodiment of FIG. 3, the description common to FIG. 2B will be omitted, and differences from FIG. 2B will be described.
フィルタ５は、発光ダイオード２２を封止する封止体２３と反射体４２の反射面４２１との間であって、反射面４２１上に当接するように設けられる。
このフィルタ５は、光源２からの白色光のうち、長波長域の光の透過率が短波長域の透過率よりも低いものである。このフィルタ５が光源２と反射面４２１との間に設けられることから、反射面４２１で反射されて導光体３に入射される光は、光源２からの白色光の色度に比べて、長波長域の光の強度が弱い色度になる。
フィルタ５の構成材料としては、色温度変換フィルタ５と呼ばれているものを用いることができ、例えばアクリル樹脂のような透光性を有する樹脂材料の内部に例えば酸化銅を混ぜ込んだものを用いることができる。
The
The
As a constituent material of the
第２の実施例に係る線状光源装置１は、反射面４２１上にフィルタ５を設けることで、光源２から出射された光のうち、反射面４２１に向かう光をフィルタ５に通過させることができるので、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
In the linear
なお、フィルタ５は、光源２からの白色光を通過させる際に、長波長域の光を短波長域の青色光よりも吸収している。光源２からの白色光の強度が強くなるにつれて、フィルタ５で吸収される光の強度も大きくなっていき、フィルタ５が吸収した光によって加熱されて変形することがある。
そこで、図３に示す線状光源装置１において、この反射体４２の構成材料を、フィルタ５の熱伝導性よりも高い熱伝導性を有する材料を用いることで、フィルタ５で吸収した光によって加熱されたとしても、フィルタ５がフィルタ５よりも熱伝導性が良好な反射体４２に当接していることから、フィルタ５で生じた熱を反射体４２に熱伝導することができ、これにより加熱による変形がフィルタ５に生じることを抑制することができる。
なお、反射体４２の構成材料としては、例えばアルミニウムなどの金属材料や、例えばステンレスなどの合金材料が挙げられる。
The
Therefore, in the linear
In addition, as a constituent material of the
第１及び２の実施例に係る線状光源装置１では、長波長域の光の透過率が短波長域の透過率よりも低いフィルタ５を用いたが、このフィルタ５を用いない例として、第３の実施例を説明する。
In the linear
図４は、本発明の第３の実施例に係る線状光源装置１の説明図である。
図４は、線状光源装置１の導光体３の長手方向に沿った断面図であって、光源２側を一部拡大した図である。
なお、図４には、図２（ｂ）に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the linear
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of the
In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 2B are denoted by the same reference numerals.
図４に示す線状光源装置１は、フィルタ５を設けない点と、反射面４３１を短波長域の反射率が長波長域の反射率よりも高いものにした点とで、図２（ｂ）で示した第１の実施例と相違する。
図４の第３の実施例の説明として、図２（ｂ）と共通する説明は省略し、図２（ｂ）との相違点について述べる。
The linear
As a description of the third embodiment of FIG. 4, the description common to FIG. 2B will be omitted, and differences from FIG. 2B will be described.
反射体４３の反射面４３１は、光源２からの白色光のうち、短波長域の反射率が長波長域の反射率よりも高くしたものである。
反射体４３の構成材料としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ：Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）樹脂やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：Ｐｏｌｙ ｂｕｔｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂などの透光性を有する樹脂材料を、例えば樹脂用の青色染料や、例えば樹脂用の青色顔料によって着色したものを用いることができる。
このように、反射体４３を着色したものにすることで、その反射面４３１が、光源２からの白色光のうち、短波長域の反射率が長波長域の反射率よりも高くしたものになり、反射面４３１の外見は、白色光のうちの長波長域の光の強度が短波長域の光の強度より強いので、青味の色度が強い色に見える。
The reflecting
As a constituent material of the
Thus, by making the
上述した第３の実施例に係る線状光源装置１は、図示しない電源から発光ダイオード２２に給電することで、導光体３の出射面３２から線状の出射光（線状光）が得られる。この線状光を得るまでについて説明する。
なお、図４に示す線状光源装置１は、フィルタ５を設けていない点と、反射面４３１を短波長域の反射率が長波長域の反射率よりも高い面にした点とで、図１に示す線状光源装置１と相違するが、この相違点以外の構成が図１に示すものと共通である。このため、図４に示す線状光源装置１の全体図として、図１を参照しながら、共通する構成について説明する。
The linear
Note that the linear
給電された発光ダイオード２２は例えば４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長域のいわゆる青色光を出射し、発光ダイオード２２を封止する封止体２３を照射する。封止体２３には、黄色蛍光体が封入されており、この黄色蛍光体にも青色光が照射される。黄色蛍光体は、青色光が照射されることで励起されて５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域のいわゆる黄色光を出射する。
このように光源２からは、青色光と黄色光とが混色された白色光が出射される。
The fed
Thus, the
光源２からの白色光は、導光体３の一端面３３に直接入射されるものと、反射体４３の反射面４３１で反射されて間接的に導光体３の一端面３３に入射されるものとがある。
White light from the
まず、光源２からの白色光のうち、導光体３の一端面３３に直接入射される光について説明する。
光源２からの白色光のうち、導光体３の一端面３３に直接入射されるものは、図１に示すように、導光体３の長手方向において、一端面３３側の凸凹溝からなる反射面３１で反射されて出射面３２から出射される光Ｌ１１と、導光体３の内部を進んでいって他端面３４側の凸凹溝からなる反射面３１で反射されて出射面３２から出射される光Ｌ１２とがある。
導光体３の一端面３３側で出射された光Ｌ１１及び他端面３４側で出射された光Ｌ１２は、光源２からの青色光と黄色光とを含んでいるが、例えばアクリル樹脂からなる導光体３の内部を進むと、短波長域の青色光の方が長波長域の黄色光よりも導光体３に吸収される量が大きくなり、光源２で出射されたときの白色光の色度に比べて、青色光の強度が弱い色度になる。
さらに、他端面３４側で出射された光Ｌ１２は、一端面３３側で出射された光Ｌ１１よりも導光体３の内部を進んだ距離が長いことから、一端面３３側で出射された光Ｌ１１の色度に比べて、青色光の強度が著しく弱い色度になる。
First, of the white light from the
Of the white light from the
The light L11 emitted on the one
Further, the light L12 emitted on the
次に、光源２からの白色光のうち、反射体４３の反射面４３１で反射されて間接的に導光体３の一端面３３に入射される光について説明する。
光源２からの白色光のうち、反射体４３の反射面４３１に向かって進む光は、反射面４３１で反射される。
この反射面４３１は、光源２からの白色光のうち、短波長域の反射率が長波長域の反射率よりも高いものであるので、光源２からの白色光が反射される際に、長波長域の黄色光の方が短波長域の青色光よりも吸収する量が大きい。このため、反射面４３１で反射される光は、光源２で出射されたときの白色光の色度に比べて、黄色光の強度が弱い色度になる。
反射体４３の反射面４３１は、発光ダイオード２２から導光体３に向かうに従って拡径されおり、図４では断面傾斜面からなり、この反射面４３１で反射された光は、導光体３の長手方向に沿った平行光に近似する。反射面４３１で反射された光が平行光に近似すると、導光体３の長手方向に対して成す角度が小さくなり、反射面４１１で反射された光は、導光体３の一端面３３から入射された後、導光体３の一端面３３側で出射されるものが少なく、図１に示すように、その多くは導光体３の他端面３４側にまで進みやすくなり、導光体３の他端面３４側の凸凹溝からなる反射面３１で反射されて出射面３２から出射される（図１の符号Ｌ２）。
反射体４３の反射面４３１で反射された光Ｌ２は、他端面３４側で出射されることになるので、導光体３の内部を進んだ距離が、前述の導光体３の手前側で出射される光Ｌ１１に比べて長くなり、短波長側の青色光が長波長側の黄色光よりも導光体３に吸収される量が大きくなる。しかしながら、反射面４３１で反射された光は、短波長域の反射率が長波長域の反射率よりも高い反射面４３１で反射されたことで、導光体３に入射する前に光源２からの白色光の色度に比べて青色光の強度が強い色度になっており、導光体３の内部を進んだ結果、導光体３に青色光が黄色光よりも導光体３に吸収されたとしても、反射面４３１で反射されていない他端面３４側で出射された前述の光Ｌ１２の色度に比べて、青色光の強度が強い色度を有することになる。
Next, of the white light from the
Of the white light from the
Since the
The
Since the light L2 reflected by the
以上のように、光源２からの白色光が導光体３に直接入射された光Ｌ１１，Ｌ１２は、導光体３の長手方向において、一端面３３側から他端面３４側に向かうに従って、導光体３の内部を進む距離が長くなることから、青色光の強度が黄色光の強度よりも低くなっていき、一端面３３側の出射面３２からの出射光Ｌ１１の色度に比べて、他端面３４側の出射面３２からの出射光Ｌ１２の色度が黄色光の色度が強くなってしまう。
そこで、第３の実施例に係る線状光源装置１は、光源２から出射された光のうち、反射面４３１で反射させた光を、反射面４３１で反射させる前の光の色度に比べて青色光の強度を強くした色度にし、且つ、反射面４３１によって平行光に近似させることで、導光体３の他端面３４側の出射面３２で出射させている。これにより、導光体３の他端面３４側の出射面３２からの出射光は、導光体３の一端面３３に直接入射された光Ｌ１２と間接入射された光Ｌ２との混色光が出射され、反射面４３１で反射された光Ｌ２を他端面３４側の出射面３２から出射させたことにより、導光体３の一端面３３側の出射面３２から出射される光の色度に近似させることができる。
従って、第３の実施例に係る線状光源装置１は、導光体３の長手方向において、色度差が小さい線状光を出射することができる。
As described above, the lights L11 and L12 in which the white light from the
Therefore, in the linear
Therefore, the linear
上述の第１〜３の実施例では、導光体３の長手方向における断面において、反射面４１１，４２１，４３１を傾斜した面で示したが、本発明に係る反射面４１１，４２１，４３１は、断面傾斜面に限定されるものではなく、導光体３の長手方向に対して平行光に近似させられる面であれば用いることができる。
断面傾斜面以外の反射面の例として、第４の実施例を説明する。
In the first to third embodiments described above, the reflecting
A fourth embodiment will be described as an example of a reflecting surface other than the cross-sectional inclined surface.
図５は、本発明の第４の実施例に係る線状光源装置１の説明図である。
図５は、線状光源装置１の導光体３の長手方向に沿った断面図であって、光源２側を一部拡大した図である。
なお、図５には、図２（ｂ）に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the linear
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of the
In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 2B are denoted by the same reference numerals.
図５に示す線状光源装置１は、反射面４１１の形状を回転放物面形状にした点で、第１の実施例と相違する。
図５の第４の実施例の説明図として、図２（ｂ）と共通する説明は省略し、図２（ｂ）との相違点について述べる。
The linear
As an explanatory diagram of the fourth embodiment of FIG. 5, the description common to FIG. 2B is omitted, and the difference from FIG. 2B will be described.
反射面４１１は、回転放物面形状（図５に示すように断面は放物線）に形成される。
光源２からの白色光は、フィルタ５を通過したのち、この回転放物面からなる反射面４１１で反射されると、導光体３の長手方向に沿った平行光に近似される。
このような回転放物面からなる反射面４１１であっても、図２（ｂ）に示す断面傾斜面からなる反射面４１１と同様に、反射面４１１で反射した光Ｌ２を導光体３の他端面３４側の凸凹溝からなる反射面３１で反射させることができる。
従って、第４の実施例に係る線状光源装置１は、図５に示す反射面４１１であっても、第１の実施例に係る線状光源装置１と同様の効果を得ることができる。
The
When the white light from the
Even in the case of the reflecting
Therefore, the linear
なお、第４の実施例に示す回転放物面からなる反射面４１１は、フィルタ５が反射面４１１と離隔した図５で説明したが、本発明においては、第２の実施例のように反射面４２１にフィルタ５を当接させた構成であってもその反射面４２１を回転放物面にしてもかまわないし、第３の実施例のように着色した反射面４３１を回転放物面にしてもかまわない。
In addition, although the
上述した本発明について、その効果を示すための実験を行なった。 An experiment for showing the effect of the present invention described above was conducted.
まず、実験に用いた線状光源装置１について説明する。
実験では、本発明に係る線状光源装置１として図３に示したものを用いた。また、従来に係る線状光源装置１として図３に示したものにおいて、フィルタ５を具備しないものを用いた。
従って、本発明に係る線状光源装置１と従来に係る線状光源装置１とは、フィルタ５の有無を除いては、共通の構成を有する。
この共通の構成については、図３を用いて既に説明したので省略し、各構成の部材と数値について説明する。
First, the linear
In the experiment, the linear
Therefore, the linear
Since this common configuration has already been described with reference to FIG. 3, it will be omitted, and members and numerical values of each configuration will be described.
導光体３としては、棒状のアクリル樹脂を用い、その全長が２１０ｍｍであり、直径が６ｍｍのものを利用した。
光源２としては、青色発光ダイオード２２と、黄色蛍光体を封入されたシリコーン樹脂からなる封止体２３とを備えたものであり、点灯させたときに封止体２３からの出射光の分光分布が図６に示すものを利用した。図６は、横軸が光の波長を示し、縦軸がピーク強度に対する相対強度を示している。この図６に示すように、光源２からの出射光は、青色発光ダイオード２２からの青色光（４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長域を含む光）と黄色蛍光体からの黄色光（５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域を含む光）とからなる。
反射体４２としては、アルミニウムからなるものを用い、反射面４２１として鏡面加工して形成したものを用いた。
拡散反射体６としては、白化させたポリエチレンテレフタレート樹脂を用い、導光体３の他端面３４に対向する面を鏡面加工せずに拡散反射するものを用いた。
As the
The
The
As the diffuse
本発明に係る線状光源装置１は、フィルタ５を具備しており、このフィルタ５としては、アクリル樹脂に酸化銅を混ぜたものを用いた。
The linear
実験では、各線状光源装置１から得られた線状光について、その色度を測定して比較をした。
具体的には、各線状光源装置１を点灯させ、各線状光源装置１に具備される導光体３の出射面３２から１０ｍｍ離れた位置に分光光度計の受光部を配置し、導光体３の長手方向に沿ってその線状光の色度を測定した。
In the experiment, the chromaticity of the linear light obtained from each linear
Specifically, each linear
その実験結果を示したのが図７である。
図７（ａ）においては、縦軸が色度図で用いられるｘ座標を示しており、横軸が測定位置を示している。
図７（ｂ）においては、縦軸が色度図で用いられるｙ座標を示しており、横軸が測定位置を示している。
図７（ａ）の横軸及び図７（ｂ）の横軸では、導光体３の長手方向における中央位置を「０ｍｍ」とし、発光ダイオード２２が対向配置された一端面３３側を「−１０５ｍｍ」とし、拡散反射体６が対向配置された他端面３４側を「１０５ｍｍ」としている。
図７（ａ）の縦軸及び図７（ｂ）の縦軸では、一端面３３側の「−１０５ｍｍ」の色度を基準として、それ以外の測定位置の数値をその基準との色度差として示している。
The experimental results are shown in FIG.
In FIG. 7A, the vertical axis indicates the x coordinate used in the chromaticity diagram, and the horizontal axis indicates the measurement position.
In FIG. 7B, the vertical axis represents the y coordinate used in the chromaticity diagram, and the horizontal axis represents the measurement position.
In the horizontal axis of FIG. 7A and the horizontal axis of FIG. 7B, the central position in the longitudinal direction of the
In the vertical axis of FIG. 7A and the vertical axis of FIG. 7B, the chromaticity of “−105 mm” on the one
まず、従来に係る線状光源装置１の結果を見ると、導光体３の長手方向において、一端面３３側の色度に比べて、他端面３４側の色度がｘ値及びｙ値のいずれも高くなっている。ｘ値及びｙ値が高くなるということは、黄色光の強度が青色光の強度よりも高くなっていることを示している。特に、図７（ａ）に示すｘ値については、測定基準位置「−１０５ｍｍ」に対して、測定位置「８０ｍｍ」近辺のｘ値０．００６が最も大きく異なっている。また図７（ｂ）に示すｙ値については、測定基準位置「−１０５ｍｍ」に対して、測定位置「９０ｍｍ」近辺のｙ値０．００７が最も大きく異なっている。
従来に係る線状光源装置１は、導光体３の長手方向において、一端面３３側の色度に比べて他端面３４側の色度が黄色光の強度が青色光の強度が強くなってしまうことで、導光体３の長手方向において、色度が変わってしまっていることを示している。
First, when the result of the linear
In the linear
次に、本発明に係る線状光源装置１の結果を見ると、導光体３の長手方向において、一端面３３側の色度に比べて、他端面３４側の色度がｘ値及びｙ値のいずれも高くなっているものの、従来に係る線状光源装置１に比べて、他端面３４側の色度が一端面３３側の色度に近似させることができている。
これは、本発明に係る線状光源装置１は、光源２から出射された光のうち、反射面４２１に向かう光をフィルタ５に通過させたことで、黄色光よりも青色光の強度を強くした色度にし、その色度を有した光を反射面４２１で反射させて平行光に近似させることで、導光体３の他端面３４側の出射面３２で出射させていることにより、従来に係る線状光源装置１に比べて、他端面３４側の色度を一端面３３側の色度に近似させることができたものである。
Next, looking at the result of the linear
This is because the linear
さらに、本発明に係る線状光源装置１の結果において、図７（ａ）に示すｘ値については、測定基準位置「−１０５ｍｍ」に対して、測定位置「１０ｍｍ」近辺のｘ値０．００４が最も大きく異なっているが、従来に係る線状光源装置１の測定位置「８０ｍｍ」近辺のｘ値０．００６に比べると、その値は０．００２も小さい。
また、本発明に係る線状光源装置１の結果において、図７（ｂ）に示すｙ値については、測定基準位置「−１０５ｍｍ」に対して、測定位置「２０ｍｍ」近辺のｙ値０．００５５が最も大きく異なっているが、従来に係る線状光源装置１の測定位置の測定位置「９０ｍｍ」近辺のｙ値０．００７に比べると、その値は０．００１５も小さい。
これらのことから、本発明に係る線状光源装置１は、フィルタ５を具備することで、他端面３４側の色度を一端面３３側の色度に近似できるだけでなく、導光体３の長手方向における線状光の色度を一端面３３側の色度に近似できていることを示している。
Furthermore, in the result of the linear
Further, in the result of the linear
For these reasons, the linear
従って、本発明に係る線状光源装置１は、光源２から出射された光のうち、反射面に向かう光をフィルタ５に通過させたことで、従来に係る線状光源装置１に比べて、他端面３４側から出射される光の色度を一端面３３側から出射される光の色度に近似させることができ、線状光の長手方向における色度差が小さくできることを、実験結果から確認できた。
Therefore, the linear
１ 線状光源装置
２ 光源
２１ 基板
２２ 発光ダイオード
２３ 封止体
３ 導光体
３１ 反射面
３２ 出射面
３３ 一端面
３４ 他端面
４１ 反射体
４１１ 反射面
４１２ 筒状部分
４２ 金属材料又は合金材料からなる反射体
４２１ 反射面
４２２ 筒状部分
４３ 反射体
４３１ 着色樹脂からなる反射面
４３２ 筒状部分
５ フィルタ
６ 拡散反射体
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該導光体の一端面に対向する発光ダイオードを備え、該発光ダイオードを封止体で封止した光源と、
該導光体の長手方向に沿った断面において、該発光ダイオードから導光体に向かうに従って拡径し、該発光ダイオードからの光を平行光に近似させる反射面を備え、該反射面で該光源の周縁を取り囲むように配置した反射体と、
を備えた線状光源装置において、
該光源と該反射面との間に、該光源からの光のうちの長波長域の光の透過率が短波長域の光の透過率よりも低いフィルタを設けた、もしくは、該反射面を、該光源からの光のうちの長波長域の光の反射率が短波長域の光の反射率よりも低い着色樹脂で構成した
ことを特徴とする線状光源装置。 A rod-shaped light guide,
A light source provided with a light emitting diode facing one end surface of the light guide, and a light source in which the light emitting diode is sealed with a sealing body;
A cross-section along the longitudinal direction of the light guide has a reflecting surface that expands in diameter from the light emitting diode toward the light guide and approximates light from the light emitting diode to parallel light, and the light source at the reflecting surface A reflector arranged to surround the periphery of
In a linear light source device comprising:
Provided between the light source and the reflection surface is a filter in which the transmittance of light in the long wavelength region of the light from the light source is lower than the transmittance of light in the short wavelength region, or the reflection surface A linear light source device characterized in that the reflectance of light in the long wavelength region of the light from the light source is lower than the reflectance of light in the short wavelength region.
該反射体を、金属又は合金で構成し、
該フィルタを、該反射体の反射面に設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。 When the filter is provided,
The reflector is made of metal or alloy,
The linear light source device according to claim 1, wherein the filter is provided on a reflection surface of the reflector.
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