201005227 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明，是有關導光體及線狀光源裝置，使用於：傳 真機、影印機、掃描機、讀條碼機等中的畫像讀取裝置用 的照明用光源、及設有液晶面板的導光板的背部光源用的 端緣照明用光源等。 φ 【先前技術】 近年來，對於個人傳真機等的畫像讀取裝置，因爲發 光二極管（以下稱LED)的高輸出化及作爲受光元件的CCD 型感測器的高靈敏度化，小型且低消耗電力的LED已被 作爲讀取光源裝置的光源使用。已知將這種LED作爲光 源的習知的線狀光源裝置，爲了降低光源的個數且獲得均 一的照明強度的目的，而使用導光體，並將從光源放射的 光入射至導光體讓光朝所期的方向被導光。 〇 第8圖，是顯示習知的線狀光源裝置的曰本特開平9- 1 63 080號公報所揭示的線狀光源裝置的結構的圖。 線狀光源裝置是具備：由透明樹脂等構成的導光體1 、由LED構成的光源2。導光體1，是在軸方向的一端設 有光取入部3，於另一端設有形成反射膜的平滑面4。光 源2，是配置成對峙於光取入部3。且，在導光體1的照 射方向相反側的外周面，設有朝軸方向延伸的壓花溝5。 壓花溝5，其切入方向是與軸方向垂直，沿著軸方向的剖 面是成爲二等邊三角形形狀。 -5- 201005227 光源2的射出光，是從光取入部3入射至導光體1的 內部，在導光體1內返覆反射，並反射至壓花溝5的反射 面6後，以預定的角度從導光體1射出。 光源2的射出光之中，對於光取入部3的入射角較大 的光αΐ，是被接近光取入部3的壓花溝5的反射面6所 反射（光α 2)。對於光取入部3的入射角較大的光〇:1，因 爲對於壓花溝5的反射面6的入射角較小（光α 2)，所以能 φ 以接近垂直的（朝平滑面4方向若干傾斜）射出角度從導光 體1射出（光α 3)。 另一方面，光源2的射出光之中，對於光取入部3的 入射角較小的光/31，是沿著導光體1的軸方向進入，並 被由遠離光取入部3但接近平滑面4的壓花溝5的反射面 6所反射（光Θ 2)。對於光取入部3的入射角較小的光万1 ，因爲對於壓花溝5的反射面6的入射角較大（光沒2)，所 以以具有朝平滑面4方向傾斜的角度從導光體1射出（光 ❹ 0 3)。 [專利文獻1]日本特開平9-163080號公報 【發明內容】 (本發明所欲解決的課題） 但是，如第8圖所示的線狀光源裝置，因爲是射出具 有朝平滑面4方向傾斜的角度的光^3，所以在讀取畫像 中會有產生黑紋的情況。第9圖，是爲了說明影44而顯 示讀取對象42及光線的畫像讀取裝置的一部分剖面圖。 -6- 201005227 在畫像讀取裝置中，設有相面對於線狀光源裝置的光 射出面9且由光透過性構件構成的載置面41，將記載有欲 取入的畫像的讀取對象42載置於載置面41來使用。從導 光體1的光射出面9射出的光是對於載置面41進行照射 ，將檢出的讀取對象42的投影像作爲讀取畫像。 書籍等具有厚度的讀取對象42時，會在讀取對象42 的光照射面及原稿蓋43之間產生厚度。因爲光不會透過 φ 讀取對象42，所以照射讀取對象42的端部的光0 3a不會 照射原稿蓋43。從照射讀取對象42的端部的光^ 3a朝軸 方向稍爲偏離照射的光；3 3b，雖是照射原稿蓋43，但是因 爲具有角度，所以會從讀取對象42的端朝軸方向偏離地 照射。因此，光33a及光03b之間，不會被光照射而產 生影44，在讀取畫像會顯示黑紋。 且，同樣地於讀取對象42具有曲折線等的段差的情 況時也會發生。 φ 本發明，是鑑於上述的問題點，其目的爲提供一種光 導光體及線狀光源裝置，即使在讀取對象具有厚度或段差 的情況，也能由不會在讀取畫像出現黑紋的方式放射光。 (解決上述課題的手段） 本案第1發明，是一種導光體，是棒狀的導光體，其 軸方向的一方的端部是成爲光取入部，且在側面形成朝軸 方向延伸的壓花溝，其特徵爲：前述壓花溝具有複數溝部 ，前述溝部的光取入部側的側面是成爲反射面，前述溝部 -7- 201005227 之中至少1條溝部的反射面是由1次反射面及2次反射面 所構成。 且，本案第2發明，是如第1發明，在前述1次反射 面的軸方向端部形成前述2次反射面，前述2次反射面的 傾斜角度是比前述1次反射面的傾斜角度大。 且，本案第3發明，是如第1發明，前述溝部’是由 前述反射面、平坦面及透光面所構成，具有由前述1次反 φ 射面及前述2次反射面構成的前述反射面的前述溝部的前 述透光面，是由1次透光面及2次透光面所構成。 且，本案第4發明，是如第3發明，在前述2次透光 面的軸方向端部形成前述1次透光面，前述2次透光面的 傾斜角度是比前述1次透光面的傾斜角度大。 且，本案第5發明，是如第1發明，前述溝部，是由 前述反射面、平坦面及透光面所構成，前述平坦面是從軸 方向朝逆時針方向傾斜。 φ 且，本案第6發明，是一種線狀光源裝置，其特徵爲 ，具有：如第1〜5項之中任一項的導光體、及相面對設 置於前述導光體的前述光取入部之光源。 [發明的效果] 依據本發明的導光體及線狀光源裝置，因爲壓花溝的 溝部的反射面藉由1次反射面及2次反射面構成，而可從 線狀光源裝置朝向讀取對象射出在軸方向具有不同的2個 角度成分的光，所以即使在讀取對象具有厚度或段差的情 -8- 201005227 況也不會在原稿蓋發生影’就不會在讀取畫像出現黑紋。 【實施方式】 說明本發明的第1實施例。第1圖，是顯示本發明的 線狀光源裝置的結構的立體圖。 線狀光源裝置是具備：由透明樹脂等構成的導光體1 ，由LED構成的光源2。導光體1，是由圓柱狀的零件’ φ 在軸方向的一端設有光取入部3’另一端是成爲平滑面4 。在成爲導光體1側面的外周面，設有朝軸方向延伸的壓 花溝5，相面對於壓花溝5的位置是成爲光射出面9。壓 花溝5，是複數形成有切入方向與導光體1的軸方向垂直 的溝部7。 光源2，是在例如由樹脂藉構成的封裝盒內部，配置 1至複數個藍色LED元件，藉由塑模材固定藍色LED保 護使與外氣遮斷，藉由螢光體層將來自藍色LED的藍色 φ 光變換成白色光。又，一般，LED元件對於光輸出會參差 不一，但是在光源2配置複數LED元件的情況時，光源2 的光輸出，不會影響各LED元件的光輸出，而可以確保 一定的光輸出。光源2，是對峙於光取入部3地配置。 從光源2射出的光，是具有完全擴散面光源的配光分 布，朝向導光體1照射。來自光源2的射出光是入射至高 曲折質媒體的情況時，依據反射法則，成爲曲折角度較小 的光線。例如，來自光源2的射出光，是通過空氣入射至 曲折率n= 1.49的導光體1時’入射面是對於導光體1的 -9- 201005227 中心軸爲垂面的話，入射角度即使是89°的光線，對於導 光體1的軸的42°傾斜光線，即對於導光體1的側面（外周 面）的入射角度是成爲48°，超過臨界角。因此，導光體的 側面是由鏡面對於軸平行的話，入射至導光體1的光，可 全部被全反射而無損失地被導光。 第2圖，是顯示將本發明的線狀光源裝置朝軸方向X 切斷的擴大剖面圖。 φ 壓花溝5，是與導光體的軸方向X垂直，且設有複數 從壓花溝5朝光射出面9前進的徑方向Y切入的溝部7, 在各溝部7的頂部形成平坦面8。在導光體1內被導光的 光量，因爲是隨著從光取入部3遠離而減少，所以平坦面 8的軸方向X的長度會隨著遠離光取入部3而變短，由壓 花溝5反射的光量，可橫跨軸方向整體皆均一。且，爲了 讓光量更均一，也有使各溝部7的徑方向Y的長度隨著從 光取入部3附近接近平滑面4附近漸深地形成，且溝部7 φ 的寬度漸廣。 從光源2入射的光，是一邊反射導光體1內壁，一邊 到達壓花溝5，對於反射面6的入射角是超過臨界角的情 況時是全反射進入光射出面9，從導光體1朝外部射出。 對於光取入部3的入射角較大的光A1，是被接近光取入 部3的壓花溝5的反射面6所反射。入射光A1，因爲是 對於壓花溝5的反射面6的入射角較小，所以對於光射出 面9幾乎朝垂直方向被全反射。對於光取入部3的入射角 較小的光B1，是沿著導光體1的軸方向X前進，並遠離 -10- 201005227 光取入部3，由接近平滑面4的壓花溝5的反射面6所反 射。入射光B1’因爲是對於壓花溝5的反射面6的入射 角較大，所以是由具有從光取入部3朝平滑面4前進的軸 方向X傾斜的角度被反射。 第3圖，是顯示將本發明的導光體1沿著如第2圖所 示的線A-A’朝徑方向Y切斷的投影圖。實線是顯示線A-A·的導光體1的形狀，虛線是顯示壓花溝5的溝部7。 φ 導光體1的徑方向的剖面，不是完全圓形，一部分設 有直線部。由導光體1整體來看的話，在外周面設有朝軸 方向延伸的水平面。壓花溝5，是設在此水平面。因爲該 水平面可以容易進行高精度的溝加工。 壓花溝5，是形成橫跨寬度方向Z朝徑方向Y以同一 長度切入的溝部7。在徑方向Y及寬度方向Z的平面的投 影圖中，溝部7是成爲梯形狀。 第4圖，是顯示將本發明的導光體的壓花溝5朝軸方 φ 向X切斷的各溝部7的擴大剖面圖。 各溝部7的光取入部3側的側面是成爲反射面6，平 滑面4側的側面是成爲透光面10。反射面6，是由1次反 射面11及2次反射面12所構成，在1次反射面11的軸 方向X端部形成2次反射面12。溝部7，是在從光取入部 3前進平滑面4的軸方向X，形成朝徑方向Y沒入的1次 反射面11，延續1次反射面11形成2次反射面12，延續 2次反射面12形成平坦面8，延續平坦面8形成朝徑方向 Y的相反方向突出的透光面10。即，溝部7，是朝向軸方 -11 - 201005227 向X依序形成1次反射面11、2次反射面12、平坦面8、 透光面1 0。 Θ1是表示從軸方向X直到1次反射面n爲止朝逆 時針旋轉時的角度’ 02是表示從軸方向X的180。的相反 方向直到透光面10爲止朝順時針旋轉時的角度，03是表 示從軸方向X直到2次反射面12爲止朝逆時針旋轉時的 角度。 φ 爲了使來自光源2的光至少一半以上被導光體1全反 射而同行’有需要使從光源2以45。射出的光，即使在導 光體1內對於導光體1的軸具有28。的傾斜的光被全反射 。因此，1次反射面11的傾斜角度01，是在光取入部3 附近形成20°。且，透光面1〇的傾斜角度02，是不與具 有28°傾斜的光接觸地形成28°以上。 2次反射面12的傾斜角度03是比1次反射面11的 傾斜角度01大。因此’由1次反射面11所反射的光會發 生再度反射至2次反射面12的情況。 入射至位於遠離2次反射面12位置的1次反射面11 的光A1’是作爲具有朝軸方向X傾斜的角度的光A2被反 射。另一方面’入射至2次反射面12附近的1次反射面 11的光B1’是由2次反射面12再度被反射，作爲具有朝 軸方向X的相反方向傾斜的角度的光B2被反射。傾斜角 度Θ 3是75°〜90°的話，射出光B2會朝較佳方向前進。 因爲反射面6是由1次反射面11及2次反射面12所 構成’所以從光源朝導光體內部以單一方向前進的光A1 -12- 201005227 、B1即使被導光，也會被反射面6所反射而成爲朝2方 向前進的光A2、B2。爲了讓光A2及光B2的光量具有適 當的比率，雖可適宜地進行調整，但是2次反射面12的 高度是可讓具有15°〜20°傾斜的光的一半程度可碰撞於2 次反射面1 2較佳。 第5圖，是顯示光線A2、B2照射於讀取對象42的狀 態的畫像讀取裝置的一部分剖面圖。 φ 如第4圖所示由反射面6所反射的光A2、B2，是透 過光射出面9朝導光體1的外部射出，照射第5圖所示的 讀取對象42。在畫像讀取裝置中，設有相面對於線狀光源 裝置的光射出面9且由光透過性構件構成的載置面41，將 記載有欲取入的畫像的讀取對象42載置於載置面41來使 用。從導光體1的光射出面9射出的光是對於載置面41 進行照射。畫像讀取裝置，是將記載有欲取入的畫像的讀 取對象42載置於載置面41 ’檢出被載置於載置面41的讀 • 取對象42的投影像作爲讀取畫像。 書籍等具有厚度的讀取對象42時，會在讀取對象42 的光照射面及原稿蓋43之間產生厚度。因爲光不會透過 讀取對象42，所以，具有朝軸方向X傾斜的角度成分的 光A2會照射讀取對象42的端部而不會照射原稿蓋43。 但是，具有朝軸方向X相反方向傾斜的角度成分的光B2 ，可照射到光A2無法照射到原稿蓋43的位置，所以不會 發生光未被照射的影。 同樣地於讀取對象42具有曲折線等的段差的情況也 -13- 201005227 適用。 因此，因爲藉由讓壓花溝5的溝部7的反射面6由1 次反射面11及2次反射面12構成’可以從線狀光源裝置 將在軸方向X具有2個不同角度成分的光朝向讀取對象 42射出，所以即使在讀取對象42具有厚度或段差的情況 也不會在原稿蓋43發生影，就不會在讀取畫像中出現黑 紋。 φ 說明本發明的第2實施例。第6圖，是顯示本發明的 導光體的壓花溝5的各溝部7的擴大剖面圖。 第2實施例，是對於第1實施例的線狀光源裝置，變 更壓花溝5的溝部7形狀。形成有由一面構成的反射面6 之溝部7a、及形成有由1次反射面11及2次反射面12構 成的反射面6之溝部7b是交互地形成。溝部7b，是從溝 部7a的平坦面8朝徑方向Y沒入的矩形狀的溝。形成於 溝部7b的2次反射面12與第1實施例的2次反射面12 0 相比’朝徑方向Y的沒入長度變大，其表面積也變大。且 ’形成於溝部7b的透光面10也由1次透光面13及2次 透光面14所構成。1次透光面13的傾斜角度04，是表示 從軸方向X的相反方向直到1次透光面13爲止的順時針 旋轉時的角度’與溝部7a的透光面1〇的傾斜角度略 同一。2次透光面14’是設成相面對於2次反射面12。2 次透光面14的傾斜角度05’是表示從軸方向X的相反方 向直到2次透光面14爲止的順時針旋轉時的角度，比1 次透光面13的傾斜角度04大。 -14 - 201005227 溝部7a，是在軸方向X形成朝徑方向γ沒入的反射 面6，延續反射面6形成平坦面8，延續平坦面8形成朝 徑方向Υ的相反方向突出的透光面10。即，溝部7a，是 朝向軸方向X依序形成反射面6、平坦面8、透光面10。 另一方面，溝部7b，是在軸方向X形成朝徑方向γ 沒入的1次反射面11，延續1次反射面11形成續2次反 射面12，延續2次反射面12形成平坦面8，延續平坦面8 φ 形成朝徑方向Y的相反方向突出的2次透光面14，延續2 次透光面14形成1次透光面13。即，溝部7b，是朝向軸 方向X依序形成1次反射面11、2次反射面12、平坦面8 、2次透光面14、1次透光面13。 入射至溝部7a的反射面6的光A1，是作爲具有朝軸 方向X傾斜的角度的光A2被反射。另一方面，入射至溝 部7b的1次反射面11的光B1，是藉由加長2次反射面 12的朝徑方向Y沒入的長度（高度）就可無關朝1次反射面 φ 11的入射角度或入射位置，大致再度被反射，作爲具有朝 軸方向X的相反方向傾斜的角度的光B2被反射。光A1 入射至反射面6的高度、及光B1入射至1次反射面丨丨的 筒度是略同一，但是被反射的光A2、B2是朝不同方向前 進。 且，從比光Al、B1高的位置照射至溝部7b的光C1 ，是入射至2次反射面12»因爲2次反射面12的傾斜角 度大，所以光C1的入射角度比臨界角小，光C1會透過2 次反射面12。光C1的透過光會從2次透過面14再度入 -15- 201005227 射至導光體內部，成爲朝軸方向X被導光的光C2。 如此，形成有由一面構成的反射面6之溝部7a、及形 成有由1次反射面11及2次反射面12構成的反射面6之 溝部7b藉由交互地形成，即使從光源朝導光體內部以單 —方向前進的光Al、B1被導光，仍可將由溝部7a的反射 面6所反射的光A2、及由溝部7b的1次反射面11及2 次反射面12所反射的光B2，即具有朝軸方向X不同2方 φ 向的角度成分的光A2、B2朝向讀取對象42射出。且，因 爲透過2次反射面12的光C1也再度入射至導光體內部， 成爲朝軸方向X被導光的光C2，所以可以效率佳地利用 光。 又，形成有由一面構成的反射面6之溝部7a、及形成 有由1次反射面11及2次反射面12構成的反射面6之溝 部7b之間的形成間隔，不是交互形成也可以，在複數形 成有由一面構成的反射面6之溝部7a形成處只適當插入 φ 形成有由1次反射面11及2次反射面12構成的反射面6 之溝部7b的數量的壓花溝5也可以。且，相反也可能。 對於原稿蓋爲了防止在讀取對象的端部發生影，而在 導光體的軸方向X的平滑面側的一部分的壓花溝5的溝部 7，具有上述形成有由1次反射面11及2次反射面12構 成的反射面6之溝部7b也可以。 對於本發明的第3實施例說明。第7圖是顯示本發明 的導光體的壓花溝5的溝部7的一部分擴大剖面圖。第7 圖（a)是顯示如第6圖所示溝部7a的將平坦面8從軸方向 -16- 201005227 X朝逆時針傾斜形成的情況，第7圖（b)是顯示如第6圖 示溝部7b的2次反射面12及2次透過面14的傾斜角 爲9(Γ以下的情況。 如第7圖（a)所示，第3實施例，是對於第2實施例 線狀光源裝置，將溝部7a的平坦面8從軸方向X朝逆 針傾斜形成。平坦面8，是以與反射面6的接點爲支點 軸方向X朝逆時針稍爲旋轉的狀態的方式形成。光A1 φ 入射至平坦面8時，與平坦面8朝軸方向X平行的情況 比，入射角度0a變小。光A1是在平坦面8由對應於 射角度0a的角度被全反射而成爲光A2。光A2的與軸 向X的角度0b，是比平坦面8與軸方向X平行的情況 比較大，光A2是可以加大徑方向Y的角度成分。 如第7圖（b)所示，第3實施例，是對於第2實施例 線狀光源裝置，溝部7b的2次反射面12及2次透過面 的傾斜角度爲90°以下。2次反射面12的傾斜角度03 φ 90°以下的話，光B1反射至1次反射面11並入射至2 反射面12時，對於2次反射面12的入射角度0d，與 次反射面12的傾斜角度03爲90°的情況相比變大。2 反射面12的射出光B2，因爲射出角度也對應入射角度 d，所以與徑方向Y的角度0 e變小。光B 2，與傾斜角 0 3爲90°的情況相比，因爲軸方向X的相反方向的角 成分變小，徑方向Y的角度成分變大，所以成爲朝接近 方向Y的方向前進。 所 度 的 時 從 是 相 入 方 相 的 14 爲 次 2 次 Θ 度 度 徑 -17- 201005227 【圖式簡單說明】 [第1圖]本發明的線狀光源裝置的結構的立體圖 [第2圖]本發明的線狀光源裝置的擴大剖面圖 [第3圖]將本發明的導光體朝徑方向切斷的投影圖 [第4圖]本發明的導光體的壓花溝的各溝部的擴大剖 面圖 [第5圖]光線照射於讀取對象的狀態的畫像讀取裝置 φ 的一部分剖面圖 [第6圖]本發明的導光體的壓花溝的各溝部的擴大剖 面圖 [第7圖（a)(b)]本發明的導光體的壓花溝的溝部的一部 分擴大剖面圖 [第8圖]習知的線狀光源裝置的結構的剖面圖 [第9圖]光線照射於讀取對象的狀態的畫像讀取裝置 的一部分剖面圖 【主要元件符號說明】 1 :導光體 2 :光源 3 :光取入部 4 :平滑面 5 :壓花溝 6 :反射面 7 :溝部 -18- 201005227 7a :溝部 7b :溝部 8 :平坦面 9 :光射出面 10 :透光面 1 1 : 1次反射面 1 2 : 2次反射面 1 3 : 1次透光面 14 : 2次透光面 4 1 :載置面 42 :讀取對象 43 :原稿蓋 44 :影
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