照明装置および原稿読取装置
【課題】 小型の光源を用いながら、照明対象上での照度が高い照明装置および照明装置を用いた原稿読取装置を提供する。
【解決手段】 原稿読取装置としてのスキャナ１は、照明装置４と、センサ５と、原稿３を載置するガラス板２とを有する。照明装置４は、光源である有機ＥＬ素子６と、この有機ＥＬ素子６に対して光が出射される側に設けられた反射鏡７とを有しており、反射鏡７が有機ＥＬ素子６からの光を原稿３に集光し、照明装置４とセンサ５とをガラス板２に沿って走査して、原稿３で反射された光をセンサ５で読み取る。
【解決手段】 原稿読取装置としてのスキャナ１は、照明装置４と、センサ５と、原稿３を載置するガラス板２とを有する。照明装置４は、光源である有機ＥＬ素子６と、この有機ＥＬ素子６に対して光が出射される側に設けられた反射鏡７とを有しており、反射鏡７が有機ＥＬ素子６からの光を原稿３に集光し、照明装置４とセンサ５とをガラス板２に沿って走査して、原稿３で反射された光をセンサ５で読み取る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置および当該照明装置を用いた原稿読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ、コピー、スキャナなどは、原稿に記載されている情報を読み取る原稿読取装置を有する。原稿読取装置においては、光源からの光を原稿に照射し、原稿で反射される光をセンサで受光する。そして、受光した光の強弱により原稿に記載されている情報を読み取る。
【０００３】
近年、ファクシミリ等の装置にも小型化の要求が強まり、それに従い、ファクシミリ等に用いられる原稿読取装置も小型化する必要性が生じてきた。同時に、原稿を読み取る時間の短縮や読取画質の向上の要求も強く、原稿読取装置に用いられる光源からの光を強くする必要もある。
【０００４】
これらの要求を同時に満たすために、たとえば特許文献１に記載の原稿読取装置では、原稿読取装置において、照明光源として長尺のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いるとともに、このＥＬ素子からの光をその幅方向に斜めに導いて読取部分に集光させるためのライトガイドとして多数の長尺の微小プリズムを前記ＥＬ素子と平行に配列して平板状に集積してなるプリズムアレイを用い、ＥＬ素子上に前記プリズムアレイを重ねたものをガラス板の直下にこれと平行に配設している。これにより、装置の小型化と読取画質の向上をはかっている。
【特許文献１】特開平６−２１７０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＥＬ素子からの光を集光するためのプリズムアレイ等の光学部材を用いると、確かに集光方向の輝度を向上させることができるが、照明対象である読取原稿上での照度は逆に低下する場合もある。これは、ＥＬ素子からの光が光学部材を透過する間に減衰してしまうからである。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型の光源を用いながら、照明対象上での照度が高い照明装置を提供することであり、また、そのような照明装置を用いた原稿読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために鋭意研究開発した結果、本願の発明者らは、光源からの光を光学部材ではなく反射部材により集光することに想到するに至り、本願発明を完成させた。すなわち、本願発明は、光源と、この光源に対して光が出射される側に設けられた反射部材とを有する照明装置である。そして、この照明装置においては、反射部材が光源からの光を集光することを特徴とする。ここで、「集光」とは、光源の光が出射される側に反射部材を設けない場合と比較して、照明対象上での照度が高くなることを意味している。
【０００８】
この発明によれば、光源からの光を減衰させることなく集光することが可能となるため、照明対象上での照度を向上させることができる。また、光源からの光が減衰しないため、必要な照度を得るための光源からの光量も少なくて済み、光源を小型化することも可能となる。
【０００９】
本願発明において、光源を線状に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）とし、反射部材を光源である有機ＥＬ素子の長手方向に沿って設けるとよい。光源を線状の有機ＥＬ素子にすることにより、光源を小型化、薄型化することができる。また、光源の長手方向に沿って反射部材を設けることにより、光源からの光を効率的に集光することが可能となる。
【００１０】
光源が有機ＥＬ素子である場合には、光源からの光が出射される側に光取り出し用光学部材を設けることが好ましい。ここで、「光取り出し用光学部材」とは、この光学部材を設けない場合には、有機ＥＬ素子と空気との屈折率との差により有機ＥＬ素子の内部に全反射を繰り返してしてしまい有機ＥＬ素子の外部に取り出すことができない光を、外部に取り出すための光学部材を指す。このような機能を有する光学部材を光源の光出射側に設けることにより、光源内部で発生する光を効率的に照明対象に照射することが可能となる。
【００１１】
「光取り出し用光学部材」として光拡散フィルムを用いることができる。
【００１２】
反射部材の反射面は、入射した光を正反射する正反射面であってもよい。
【００１３】
反射部材の反射面は、湾曲形状であってもよい。
【００１４】
本願の別の発明は、照明装置と、センサと、原稿を載置する透明板とを有する原稿読取装置である。この発明で、照明装置は、光源と、この光源に対して光が出射される側に設けられた反射部材とを有しており、反射部材が光源からの光を原稿に集光し、照明装置を透明板に沿って走査して、原稿で反射された光をセンサで読み取ることを特徴とする。
【００１５】
この発明においても、光源を線状に形成された有機ＥＬ素子として、反射部材を光源の長手方向に沿って設けることが好ましい。
【００１６】
有機ＥＬ素子の光が出射される側の面は、透明板に対して斜めに配置されており、原稿上における、有機ＥＬ素子を含む仮想平面と、反射部材を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部において、一部で反射された光をセンサで読み取ることがさらに好ましい。ここで「反射部材を含む仮想平面」とは、照明装置の有機ＥＬ素子の光が出射される側の面における反射部材と有機ＥＬ素子との接続部分と、反射部材の端部とを結んだ平面を含む仮想平面のことを意味する。この発明では、有機ＥＬ素子の光が出射される側の面に反射部材が設けられておらず、有機ＥＬ素子の光が出射される側の面が透明板に対して平行に配置した場合と比べて原稿の読取対象部での照度を高くすることができる。また、光源が有機ＥＬ素子である場合には、光源の光が出射される側に光拡散フィルムを設けてもよい。
【００１７】
反射部材の反射面は、入射した光を正反射する正反射面であってもよい。
【００１８】
反射部材の反射面は、湾曲形状であってもよい。
【００１９】
さらに照明装置をセンサに対して対称に２つ設けることが好ましい。照明装置をセンサに対して対称に２つ設けることにより、原稿上の照度を更に上げることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本願発明のよれば、小型の光源を用いながら、照明対象上での照度が高い照明装置、およびそのような照明装置を用いた原稿読取装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の原稿読取装置およびその照明装置をスキャナに具体化した第１の実施形態を、図１〜図３にしたがって説明する。図１は第１の実施形態におけるスキャナの模式断面図、図２は照明装置およびセンサの模式平面図、図３は図２のＡ−Ａ線における照明装置の模式断面図である。
【００２２】
図１に示すように、スキャナ１は、透明板であるガラス板２とそのガラス板２の下方に配置され、ガラス板２上に載せられた原稿３に光を照射するための照明装置４と、原稿３で反射した光を受光するセンサ５とを有する。そして、照明装置４から照射される光で原稿３の一部を照明し、当該原稿３の一部から反射される光をセンサ５で受光し、反射される光の強弱によって、原稿３の一部（照明装置４によって照明されている部分）に記載された情報を読み取る。照明装置４とセンサ５とを一体的にガラス板２に沿って（図１中の矢印Ｄの方向）走査することにより、原稿３の全体を読み取る。
【００２３】
照明装置４は、光源である有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）６と反射部材である反射鏡７とを有する。この実施形態では、図１、２に示すように、照明装置４はセンサ５に対して対称に２つ設けられており、両照明装置４ともガラス板２と平行に配置されている。
【００２４】
図２に示すように、有機ＥＬ素子６は矩形状で長辺が短辺に比べて著しく長い線状であり、２つある長辺のうちセンサ５側に位置する長辺に沿って発光部８が設けられている。そして、反射鏡７は、発光部８の全長にわたり発光部８のセンサ５とは反対側に沿って、有機ＥＬ素子６からガラス板２に向かって延びるように配置されている。また、有機ＥＬ素子６は、発光部８に対してセンサ５とは反対側に、有機ＥＬ素子６に電力を供給するための２つの電極端子９、１０を有している
有機ＥＬ素子６は、図３に示すように、基板２０上に、第一電極２１、発光層を含む有機層２２、第二電極２３および保護膜２４をこの順に積層した構造を有する。
【００２５】
基板２０は、有機ＥＬ素子６を支えるための板状の部材であり、取り出す光に対して高い透過率を示す透明基板が用いられる。例えば、可視光領域で高い透過率を示すガラスや、透明なアクリル樹脂等を用いることができる。
【００２６】
第一電極２１には、公知の透明電極材料が用いられ、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等を用いることができる。
【００２７】
第二電極２３には、有機層２２から出射された光に対する反射性を有する電極材料が用いられる。電極材料としては、公知の金属電極や合金電極を用いることができ、例えば、ＡｇやＡｌ等が用いられる。
【００２８】
上記の第一電極２１と第二電極２３との間に設けられる有機層２２は、発光層を含む有機層より構成され、例えば、発光層１層から構成される場合や、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、バッファー層等のうちの１層以上と発光層との組み合わせにより構成される場合等がある。本実施形態では、有機層２２は白色発光を示すように構成されている。
【００２９】
保護膜２４は、第一電極２１、有機層２２および第二電極２３を外部の水分や酸素等から保護するためのものであり、公知のパッシベーション膜で構成される。保護膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸窒化珪素膜等の無機化合物膜や、樹脂膜等の有機化合物膜等を採用することができる。
【００３０】
なお、透明電極２１は、保護膜２４の外部に延出しており、保護膜２４の外側の部分が一方の電極端子９を構成している。また、この有機ＥＬ素子６では、有機層２２と第二電極２３とが重なる部分が発光部８を構成する。
【００３１】
有機ＥＬ素子６の光出射側には光取り出し用光学部材としての光拡散フィルム２５が設けられている。この光拡散フィルム２５は、ガラス基板２０の屈折率とほぼ等しい屈折率を有する材料からなる母材中に、これらとは屈折率の異なる微小なビーズを散在させて形成されている。
【００３２】
有機層２２から発せられた光はガラス基板２０に入射する。光拡散フィルム２５がない場合には、ガラス基板２０と空気との界面において、ガラス基板２０の屈折率と空気の屈折率とで決まる臨界角以上の入射角でこの界面に到達した光は全反射して空気には出射することができない。そのため、このような光を原稿の照明に使用することができず、光の利用効率が低くなる。
【００３３】
一方、光拡散フィルム２５をガラス基板２０の光出射側に設けた場合、ガラス基板２０の屈折率と光拡散フィルム２５の母材の屈折率がほぼ等しいため、ガラス基板２０から光拡散フィルム２５へ大きなロスがなく光が進む。そして、光拡散フィルム２５内のビーズにより光の進行方向が変えられる。このため、光拡散フィルム２５と空気との界面において全反射された光も、ビーズによって進行方向が変化するため、１回または何回か空気との界面で全反射されたのち、空気へと出射することができる。したがって、光拡散フィルム２５を設けることにより、有機層２２で発せられた光を効率よく取り出すことができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００３４】
なお、光取り出し用光学部材としては、光拡散フィルムに限られず、微小な円錐や角錐等が平面上にマトリクス状に並べられている光学フィルムであってもよい。
【００３５】
反射鏡７は、有機ＥＬ素子６から発せられた光の一部を原稿３に向けて反射するものである。反射鏡７の反射面は、入射した光を正反射する正反射面であることが望ましい。反射鏡７は、有機ＥＬ素子６の発光部８に沿って、有機ＥＬ素子６の法線方向と所定の角度θ１をなすように固定される。この角度θ１は、原稿３の所望の位置の照度が最大となるように調整される。
【００３６】
センサ５は、原稿３で反射した光の強弱を検知するためのもので、公知のイメージセンサを用いることができる。必要に応じて、原稿３とセンサ５との間に、反射した光を集光するレンズ等を設けてもよい。
【００３７】
このように構成された照明装置４およびスキャナ１の動作を説明する。
【００３８】
有機ＥＬ素子６の両電極端子９、１０間に電圧が印加されると、有機層２２中の発光層が発光する。この光のうち一部は直接ガラス基板２０を通り、残りの一部は第二電極２３で反射された後ガラス基板２０を通って光拡散フィルム２５に入射する。光拡散フィルム２５で光は拡散され外部に出射される。
【００３９】
光拡散フィルム２５から出射された光のうち一部は、直接原稿３の読取対象部分Ｒに到達する。しかし、有機ＥＬ素子６の光出射特性は等方性であり、さらに光拡散フィルム２５によって拡散されているため、他の大部分の光は直接原稿３の読取対象部分Ｒには向かわない。
【００４０】
ところが、ここでは、有機ＥＬ素子６の発光部８に沿って反射鏡７が設けてある。そのため、直接原稿３の読取対象部分Ｒに向かわない光の一部は、この反射鏡７で反射して、最終的には読取対象部分Ｒに向かうことになる。結果として、有機ＥＬ素子６からの光が反射鏡７によって原稿３の読取対象部分Ｒに集光され、当該読取対象部分Ｒの照度が向上する。
【００４１】
原稿３の読取対象部分Ｒに到達した光は、この部分で反射されてセンサ５に向かう。このとき、読取対象部分Ｒの状態、すなわち、どんな色かによって反射する光が変わる。有機ＥＬ素子６は白色の光を発しているため、読取対象部分Ｒで反射される光の状態は、自然光下で人間の目に認識される色の状態に近いものとなる。このように反射された光をセンサ５で受光して、その受光した光の状態を電気信号に変換して、画像として読み込む。
【００４２】
このようにして原稿３の読取対象部分Ｒに記載されている情報を読み取った後、センサ５と照明装置４とを一体的にガラス板２に沿って移動させて、原稿３上の読取対象部分Ｒを変える。そして、上記のようにこの新たな読取対象部分Ｒに記載されている情報を読み取る。このような読取動作を原稿３全体にわたって行う（走査する）ことにより、原稿３に記載されている情報の全部を読み取る。
【００４３】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）有機ＥＬ素子６からの光を反射鏡７で反射して集光している。このため、照明装置４は、有機ＥＬ素子６からの光を減衰させることなく集光することができる。また、スキャナ１において、読取対象部分Ｒの照度を向上させることができ、同じ照度を得るために必要な有機ＥＬ素子６を小型にすることができる。
（２）反射鏡７は、有機ＥＬ素子６の発光部８に沿って設けられている。このため、照明装置４は、有機ＥＬ素子６からの光を効率的に集光することができる。また、スキャナ１において、有機ＥＬ素子６からの光を効率的に読取対象部分Ｒに集光することができる。
（３）有機ＥＬ素子６の光出射側に光拡散フィルム２５が貼付されている。このため、照明装置４は、有機ＥＬ素子６内部で発せられた光を効率的に外部に取り出すことができる。スキャナ１は、有機ＥＬ素子６からの光を効率的に読取対象部分Ｒを照明するのに用いることができる。
（４）光拡散フィルム２５は、有機ＥＬ素子６を構成するガラス基板２０の屈折率とほぼ等しい屈折率を有する材料からなる母材に、これらとは屈折率の異なるビーズを散在させて構成されている。このため、ガラス基板２０と光拡散フィルム２５との界面での光の全反射を少なくすることができ、有機ＥＬ素子６で発せられた光をより効率的に使用することができる。
（５）センサ５と照明装置４とを一体的にガラス板２に沿って走査する。このため、小型のセンサ５、照明装置４を用いても、大きな原稿に記載された情報を読み取ることが可能となる。
（６）照明装置４をセンサ５に対して対称に２つ設けている。このため、原稿３の読取対象部分Ｒ上の照度をさらに上げることができる。
（７）有機ＥＬ素子６は白色の光を発するように、有機層２２が構成されている。このため、自然光とほぼ同じ状態で原稿３の読取対象部分Ｒを照明することができ、読取対象部分Ｒで反射される光の状態を自然光下で肉眼で認識される色の状態に近いものとすることができる。
（８）反射鏡７と有機ＥＬ素子６の法線とのなす角θ１が、原稿３の読取対象部分Ｒでの照度が最大となるように調整されている。このため、有機ＥＬ素子６からの光を効率的に原稿３の読取対象部分Ｒに集光することができる。
（９）光源として有機ＥＬ素子６を用いている。このため、光源を小型（薄型）にでき、スキャナ１も全体として小型（薄型）にできる。
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態を図５にしたがって、説明する。図５は、第２の実施形態におけるスキャナの模式断面図である。第１の実施形態では、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面がガラス板２に対して平行に配置されていたが第２の実施形態では、有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して斜めに配置されている点が第１の実施形態と異なる。第１の実施形態と類似または同一の部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００４４】
図５に示すように、有機ＥＬ素子６は、ガラス板２に対して斜めに配置されている。また、原稿３上における、有機ＥＬ素子６を含む仮想平面と、反射鏡７を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部である読取対象部Ｒにおいて、当該一部である読取対象部Ｒで反射された光をセンサ５で読み取る。有機ＥＬ素子６から発せられた光は、反射鏡７と有機ＥＬ素子６の金属電極である第二電極２３との間で反射を繰り返し、原稿３の読取対象部分Ｒに到達する。有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して平行に配置されている場合、有機ＥＬ素子６から発せられる光は等方性であるため、読取対象部Ｒの照度に寄与しない光も存在する。しかし、この実施形態では、有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して斜めに配置されており、原稿３上における、有機ＥＬ素子６を含む仮想平面と、反射鏡７を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部である読取対象部Ｒにおいて、当該一部である読取対象部Ｒで反射された光をセンサ５で読み取る。このため、有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して平行に配置されている場合と比べて有機ＥＬ素子６から発せられた光をより効率的に読取対象部Ｒに集光することができ、その結果、読取対象部Ｒの照度がより高くなる。
【００４５】
この実施形態では、第１の実施形態の効果（１）〜（９）以外に以下の効果を有する。
（１０）有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して斜めに配置されており、原稿３上における、有機ＥＬ素子６を含む仮想平面と、反射鏡７を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部である読取対象部Ｒにおいて、当該一部である読取対象部Ｒで反射された光をセンサ５で読み取る。従って、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面に反射鏡７を有しておらず、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面がガラス板２に対して平行に配置されている場合と比べて読取対象部Ｒの照度をより高くすることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の効果をシミュレーションによって確認した結果を示す。
【００４７】
＜実施例１＞
図４に示すような、幅４．５ｍｍのセンサの両側に幅８ｍｍで発光部の幅が４ｍｍの有機ＥＬ素子を設けた原稿読取装置において、センサの中央部の上方７ｍｍの位置にある読取対象部分Ｒの照度を、光学シミュレーションにより計算した。
【００４８】
長さが有機ＥＬ素子と同じで幅は５ｍｍの板状反射鏡を、有機ＥＬ素子の発光部に沿って配置した。反射鏡は正反射するものとし、反射率を９５％とした。また、反射鏡と有機ＥＬ素子の法線とのなす角を３５°とした。
【００４９】
＜実施例２＞
実施例１に示したものと同じ反射鏡を配置するとともに、有機ＥＬ素子の光出射側に光取り出し用光学部材として、微小な四角錐が多数マトリクス状に並べられたフィルムを設けた。反射鏡と有機ＥＬ素子の法線とのなす角は３５°である。
【００５０】
＜比較例１＞
比較のため、有機ＥＬ素子のみの場合の、読取対象部分Ｒの照度をシミュレーションにより計算した。
【００５１】
＜比較例２＞
有機ＥＬ素子に、断面が直角二等辺三角形である微小プリズムが多数互いに平行に設けられた輝度向上フィルムを、プリズムの延びる方向が互いに直角になるように２枚重ねて、光出射側に設けた。反射鏡は設けない。
【００５２】
＜比較例３＞
有機ＥＬ素子の光出射側に、実施例２で用いたのと同じ光取り出し用光学部材を設け、反射鏡は設けない。
【００５３】
以上のような場合のシミュレーション結果を表１に示す。表１においては、比較例１のシミュレーション結果を１とした場合の相対照度で表している。
【００５４】
【表１】
【００５５】
実施例１と比較例１との比較、および実施例２と比較例３との比較より、反射鏡を設けることにより、読取対象部分の照度が約１．７倍になることがわかる。このことから、有機ＥＬ素子から発せられ、直接読取対象部分Ｒに向かわない光の一部が、反射鏡で反射されて読取対象部分Ｒに向かうことが確認できた。
【００５６】
また、集光フィルムを設けた場合には、他の実験により集光フィルム上での輝度は向上していることが確認できているが、読取対象部分の照度向上にはあまり効果がないことが確認できた。これは、集光フィルム内で光が減衰しているためであると考えられる。
【００５７】
次に、反射鏡の有機ＥＬ素子に対する傾き、および有機ＥＬ素子のガラス板に対する傾きと、読取対象部分Ｒの照度との関係をシミュレーションにより確認した結果を示す。
【００５８】
＜実施例３＞
反射鏡と有機ＥＬ素子の法線とのなす角θ１を０°にし（反射鏡と有機ＥＬ素子とは直角をなす）、有機ＥＬの法線とガラス板とのなす角θ２を９０°にした（有機ＥＬ素子とガラス板とは並行）。
【００５９】
この実施例では、実施例２で用いた光取り出し用光学部材を用い、反射鏡の条件は実施例１，２と同じである。
【００６０】
＜実施例４〜１０＞
θ１をそれぞれ１０°、２０°、３０°、３５°、４０°、５０°、６０°とした以外は、実施例３と同じ条件である。
【００６１】
＜実施例１１＞
θ２を４５°とした以外は、実施例３と同じ条件である。
【００６２】
＜実施例１２〜１４＞
θ１をそれぞれ１０°、２０°、３０°とした以外は、実施例１１と同じ条件である。
【００６３】
以上のような条件でシミュレーションを行った結果を表２に示す。表２においては、実施例３の場合の照度を１とした場合の相対照度で表している。
【００６４】
【表２】
【００６５】
上記の結果から、反射鏡の有機ＥＬ素子に対する傾きや有機ＥＬ素子のガラス板に対する傾きは、読取対象部分Ｒの照度に大きく影響を与えることが分かった。これらの傾きの最適値は、光源の出射特性や、光源と読取対象部分Ｒとの相対的な位置関係に依存するので、それぞれの場合において、試作やシミュレーションによって最適値を求める必要がある。
【００６６】
＜実施例１５＞
図６に示すように、幅４．５ｍｍのセンサの両側に発光部の幅が８ｍｍの有機ＥＬ素子を設け、有機ＥＬ素子の発光部の中央部からセンサの中央部までの距離を７ｍｍとした原稿読取装置において、センサの上方であり、有機ＥＬ素子の発光部の中央部から上方１４ｍｍの位置にある読取対象部分Ｒの照度を、光学シミュレーションにより計算した。また、有機ＥＬ素子の光出射面上には、有機ＥＬ素子の基板の屈折率とほぼ等しい屈折率を有する材料からなる母材中に、これらとは屈折率の異なる微小なビーズを散在させた光拡散フィルムが設けられている。
【００６７】
長さが有機ＥＬ素子と同じで幅が５ｍｍの板状反射鏡を、有機ＥＬ素子の発光部に沿って配置した。有機ＥＬ素子は、ガラス板に対して斜めになるように配置されており、原稿上における、有機ＥＬ素子を含む仮想平面と、反射鏡を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部である読取対象部Ｒにおいて、当該一部である読取対象部Ｒで反射された光をセンサで読み取る。反射鏡は正反射するものとし、反射率を９５％とした。また、透明板であるガラス板の原稿を載置する側の面に対する法線と反射鏡とのなす角を２０°、ガラス板の原稿を載置する側の面と平行な平面と有機ＥＬ素子とのなす角を３０°とした。
【００６８】
＜比較例４＞
図７に示すように、幅４．５ｍｍのセンサの両側に発光部の幅が８ｍｍの有機ＥＬ素子を設け、有機ＥＬ素子同士の距離が５．５ｍｍである原稿読取装置において、有機ＥＬ素子の光出射面から上方１４ｍｍの位置にある読取対象部分Ｒの照度を、光学シミュレーションにより計算した。また、有機ＥＬ素子の光出射面上には実施例１５と同様の光拡散フィルムが設けられている。
【００６９】
比較例４のシミュレーション結果における照度を１とした場合の実施例１５の相対照度は、１．７６であった。従って、有機ＥＬ素子の光出射面上に反射部材である反射鏡を設けず、有機ＥＬ素子の光出射面と、透明板であるガラス板の原稿を載置する側の面とが平行になるように有機ＥＬ素子を配置した場合と比べて原稿の読取対象部Ｒにおける照度が高くなることが確認された。
【００７０】
なお、実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
【００７１】
○ 光源として有機ＥＬ素子６を用いたが、光源として他の発光装置、例えばＬＥＤや冷陰極管、無機ＥＬ素子等も用いることができる。ＬＥＤや冷陰極管、無機ＥＬ素子等を用いた場合でも、反射部材を使って照明対象に光源からの光を集光することができる。
【００７２】
○ 上記実施形態では、有機ＥＬ素子６は基板側から光が出射される、いわゆるボトムエミッションタイプであったが、基板とは反対側から光が出射されるトップエミッションタイプであってもよい。トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子を光源として採用する場合には、第二電極２３および保護膜２４を透明にする必要がある。また、基板２０および第一電極２１は透明である必要はない。
【００７３】
○ 原稿読取装置をスキャナ１に用いたが、スキャナ１以外にも、ファクシミリ装置やコピー装置にも用いることができる。
【００７４】
○ 照明装置４をスキャナ１に用いたが、スキャナ１用以外の照明装置として用いてもよい。
【００７５】
○ スキャナ１において、照明装置４は２つ同時に用いる必要はなく、１つのみであってもよい。
【００７６】
○ スキャナ１において、センサ５と照明装置６とを一体的に走査する必要はなく、例えば、センサ５をガラス板２に対して固定し、照明装置６のみを走査してもよい。この場合、原稿３からの反射光は別途光学系を用いてセンサ５に導けばよい。
【００７７】
○ 図８に示すように、反射鏡７の反射面は湾曲形状であってもよい。この場合、反射鏡７を含む仮想平面とは、照明装置４の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面に対して垂直な断面形状における反射鏡７と有機ＥＬ素子６との接続部分７１と、反射鏡７の端部７２とを結んだ平面７３のことを意味する。
【００７８】
○ 反射鏡７の反射面は一部が正反射面であり、一部が湾曲形状であってもよい。
【００７９】
○ 照明装置４が２つの有機ＥＬ素子から構成されていてもよい。即ち、有機ＥＬ素子６の光が出射される側に、反射部材の替わりに、有機ＥＬ素子６とは別の有機ＥＬ素子を設けてもよい。この場合、前記別の有機ＥＬ素子の金属電極が反射部材の役割を果たすこととなる。照明装置４が２つの有機ＥＬ素子から構成されているため、１つの有機ＥＬ素子から構成される場合と比べて、原稿３の読取対象部Ｒに到達する光量を多くすることができる。従って、原稿３の読取対象部Ｒでの照度をより高くすることができる。
【００８０】
○ 反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分に、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面と反射鏡７との間に集光される光を、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面と反射鏡７との外側に出射するように反射する平坦部が形成されていてもよい。この場合、例えば、図９に示すように、反射鏡７は、反射鏡７１１と反射鏡７１２の二部材より構成され、反射鏡７の有機ＥＬ素子６との接続部分に設けられる反射鏡７１２が平坦部となる。当然、反射鏡７が一部材で構成されており、反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分から所定の位置で、反射鏡７の反射面が有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面側に近づくように屈曲する屈曲部を設けてもよい。この場合、反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分から屈曲部までが平坦部となる。反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分に平坦部がない場合、有機ＥＬ素子６から発せられた光が前記接続部分に集光してしまう可能性があり、有機ＥＬ素子６から発せられた光を有効に利用できない場合がある。しかし、この場合、反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分に平坦部が形成されているため反射鏡７と有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分で有機ＥＬ素子６から発せられた光が集光することを抑制できる。なお、図１から図９において、図示の都合上、一部のハッチングを省略してある。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施形態におけるスキャナ装置の模式断面図。
【図２】図１のセンサおよび照明装置の模式平面図。
【図３】図２中の有機ＥＬ素子のＡ−Ａ線における模式断面図。
【図４】第１の実施形態に対する実施例のシミュレーションの条件を示す模式図。
【図５】第２の実施形態におけるスキャナ装置の模式断面図。
【図６】第２の実施形態に対する実施例のシミュレーションの条件を示す模式図。
【図７】比較例４に対するシミュレーションの条件を示す模式図。
【図８】別例における照明装置の模式図。
【図９】別例における照明装置の平坦部の模式図。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・原稿読取装置としてのスキャナ、２・・・透明板としてのガラス板、３・・・原稿、４・・・照明装置、５・・・センサ、６・・・光源としての有機ＥＬ素子、７・・・反射部材としての反射鏡、２５・・・光取り出し用光学部材としての光拡散フィルム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置および当該照明装置を用いた原稿読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ、コピー、スキャナなどは、原稿に記載されている情報を読み取る原稿読取装置を有する。原稿読取装置においては、光源からの光を原稿に照射し、原稿で反射される光をセンサで受光する。そして、受光した光の強弱により原稿に記載されている情報を読み取る。
【０００３】
近年、ファクシミリ等の装置にも小型化の要求が強まり、それに従い、ファクシミリ等に用いられる原稿読取装置も小型化する必要性が生じてきた。同時に、原稿を読み取る時間の短縮や読取画質の向上の要求も強く、原稿読取装置に用いられる光源からの光を強くする必要もある。
【０００４】
これらの要求を同時に満たすために、たとえば特許文献１に記載の原稿読取装置では、原稿読取装置において、照明光源として長尺のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いるとともに、このＥＬ素子からの光をその幅方向に斜めに導いて読取部分に集光させるためのライトガイドとして多数の長尺の微小プリズムを前記ＥＬ素子と平行に配列して平板状に集積してなるプリズムアレイを用い、ＥＬ素子上に前記プリズムアレイを重ねたものをガラス板の直下にこれと平行に配設している。これにより、装置の小型化と読取画質の向上をはかっている。
【特許文献１】特開平６−２１７０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＥＬ素子からの光を集光するためのプリズムアレイ等の光学部材を用いると、確かに集光方向の輝度を向上させることができるが、照明対象である読取原稿上での照度は逆に低下する場合もある。これは、ＥＬ素子からの光が光学部材を透過する間に減衰してしまうからである。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型の光源を用いながら、照明対象上での照度が高い照明装置を提供することであり、また、そのような照明装置を用いた原稿読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために鋭意研究開発した結果、本願の発明者らは、光源からの光を光学部材ではなく反射部材により集光することに想到するに至り、本願発明を完成させた。すなわち、本願発明は、光源と、この光源に対して光が出射される側に設けられた反射部材とを有する照明装置である。そして、この照明装置においては、反射部材が光源からの光を集光することを特徴とする。ここで、「集光」とは、光源の光が出射される側に反射部材を設けない場合と比較して、照明対象上での照度が高くなることを意味している。
【０００８】
この発明によれば、光源からの光を減衰させることなく集光することが可能となるため、照明対象上での照度を向上させることができる。また、光源からの光が減衰しないため、必要な照度を得るための光源からの光量も少なくて済み、光源を小型化することも可能となる。
【０００９】
本願発明において、光源を線状に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）とし、反射部材を光源である有機ＥＬ素子の長手方向に沿って設けるとよい。光源を線状の有機ＥＬ素子にすることにより、光源を小型化、薄型化することができる。また、光源の長手方向に沿って反射部材を設けることにより、光源からの光を効率的に集光することが可能となる。
【００１０】
光源が有機ＥＬ素子である場合には、光源からの光が出射される側に光取り出し用光学部材を設けることが好ましい。ここで、「光取り出し用光学部材」とは、この光学部材を設けない場合には、有機ＥＬ素子と空気との屈折率との差により有機ＥＬ素子の内部に全反射を繰り返してしてしまい有機ＥＬ素子の外部に取り出すことができない光を、外部に取り出すための光学部材を指す。このような機能を有する光学部材を光源の光出射側に設けることにより、光源内部で発生する光を効率的に照明対象に照射することが可能となる。
【００１１】
「光取り出し用光学部材」として光拡散フィルムを用いることができる。
【００１２】
反射部材の反射面は、入射した光を正反射する正反射面であってもよい。
【００１３】
反射部材の反射面は、湾曲形状であってもよい。
【００１４】
本願の別の発明は、照明装置と、センサと、原稿を載置する透明板とを有する原稿読取装置である。この発明で、照明装置は、光源と、この光源に対して光が出射される側に設けられた反射部材とを有しており、反射部材が光源からの光を原稿に集光し、照明装置を透明板に沿って走査して、原稿で反射された光をセンサで読み取ることを特徴とする。
【００１５】
この発明においても、光源を線状に形成された有機ＥＬ素子として、反射部材を光源の長手方向に沿って設けることが好ましい。
【００１６】
有機ＥＬ素子の光が出射される側の面は、透明板に対して斜めに配置されており、原稿上における、有機ＥＬ素子を含む仮想平面と、反射部材を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部において、一部で反射された光をセンサで読み取ることがさらに好ましい。ここで「反射部材を含む仮想平面」とは、照明装置の有機ＥＬ素子の光が出射される側の面における反射部材と有機ＥＬ素子との接続部分と、反射部材の端部とを結んだ平面を含む仮想平面のことを意味する。この発明では、有機ＥＬ素子の光が出射される側の面に反射部材が設けられておらず、有機ＥＬ素子の光が出射される側の面が透明板に対して平行に配置した場合と比べて原稿の読取対象部での照度を高くすることができる。また、光源が有機ＥＬ素子である場合には、光源の光が出射される側に光拡散フィルムを設けてもよい。
【００１７】
反射部材の反射面は、入射した光を正反射する正反射面であってもよい。
【００１８】
反射部材の反射面は、湾曲形状であってもよい。
【００１９】
さらに照明装置をセンサに対して対称に２つ設けることが好ましい。照明装置をセンサに対して対称に２つ設けることにより、原稿上の照度を更に上げることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本願発明のよれば、小型の光源を用いながら、照明対象上での照度が高い照明装置、およびそのような照明装置を用いた原稿読取装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の原稿読取装置およびその照明装置をスキャナに具体化した第１の実施形態を、図１〜図３にしたがって説明する。図１は第１の実施形態におけるスキャナの模式断面図、図２は照明装置およびセンサの模式平面図、図３は図２のＡ−Ａ線における照明装置の模式断面図である。
【００２２】
図１に示すように、スキャナ１は、透明板であるガラス板２とそのガラス板２の下方に配置され、ガラス板２上に載せられた原稿３に光を照射するための照明装置４と、原稿３で反射した光を受光するセンサ５とを有する。そして、照明装置４から照射される光で原稿３の一部を照明し、当該原稿３の一部から反射される光をセンサ５で受光し、反射される光の強弱によって、原稿３の一部（照明装置４によって照明されている部分）に記載された情報を読み取る。照明装置４とセンサ５とを一体的にガラス板２に沿って（図１中の矢印Ｄの方向）走査することにより、原稿３の全体を読み取る。
【００２３】
照明装置４は、光源である有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）６と反射部材である反射鏡７とを有する。この実施形態では、図１、２に示すように、照明装置４はセンサ５に対して対称に２つ設けられており、両照明装置４ともガラス板２と平行に配置されている。
【００２４】
図２に示すように、有機ＥＬ素子６は矩形状で長辺が短辺に比べて著しく長い線状であり、２つある長辺のうちセンサ５側に位置する長辺に沿って発光部８が設けられている。そして、反射鏡７は、発光部８の全長にわたり発光部８のセンサ５とは反対側に沿って、有機ＥＬ素子６からガラス板２に向かって延びるように配置されている。また、有機ＥＬ素子６は、発光部８に対してセンサ５とは反対側に、有機ＥＬ素子６に電力を供給するための２つの電極端子９、１０を有している
有機ＥＬ素子６は、図３に示すように、基板２０上に、第一電極２１、発光層を含む有機層２２、第二電極２３および保護膜２４をこの順に積層した構造を有する。
【００２５】
基板２０は、有機ＥＬ素子６を支えるための板状の部材であり、取り出す光に対して高い透過率を示す透明基板が用いられる。例えば、可視光領域で高い透過率を示すガラスや、透明なアクリル樹脂等を用いることができる。
【００２６】
第一電極２１には、公知の透明電極材料が用いられ、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等を用いることができる。
【００２７】
第二電極２３には、有機層２２から出射された光に対する反射性を有する電極材料が用いられる。電極材料としては、公知の金属電極や合金電極を用いることができ、例えば、ＡｇやＡｌ等が用いられる。
【００２８】
上記の第一電極２１と第二電極２３との間に設けられる有機層２２は、発光層を含む有機層より構成され、例えば、発光層１層から構成される場合や、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、バッファー層等のうちの１層以上と発光層との組み合わせにより構成される場合等がある。本実施形態では、有機層２２は白色発光を示すように構成されている。
【００２９】
保護膜２４は、第一電極２１、有機層２２および第二電極２３を外部の水分や酸素等から保護するためのものであり、公知のパッシベーション膜で構成される。保護膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸窒化珪素膜等の無機化合物膜や、樹脂膜等の有機化合物膜等を採用することができる。
【００３０】
なお、透明電極２１は、保護膜２４の外部に延出しており、保護膜２４の外側の部分が一方の電極端子９を構成している。また、この有機ＥＬ素子６では、有機層２２と第二電極２３とが重なる部分が発光部８を構成する。
【００３１】
有機ＥＬ素子６の光出射側には光取り出し用光学部材としての光拡散フィルム２５が設けられている。この光拡散フィルム２５は、ガラス基板２０の屈折率とほぼ等しい屈折率を有する材料からなる母材中に、これらとは屈折率の異なる微小なビーズを散在させて形成されている。
【００３２】
有機層２２から発せられた光はガラス基板２０に入射する。光拡散フィルム２５がない場合には、ガラス基板２０と空気との界面において、ガラス基板２０の屈折率と空気の屈折率とで決まる臨界角以上の入射角でこの界面に到達した光は全反射して空気には出射することができない。そのため、このような光を原稿の照明に使用することができず、光の利用効率が低くなる。
【００３３】
一方、光拡散フィルム２５をガラス基板２０の光出射側に設けた場合、ガラス基板２０の屈折率と光拡散フィルム２５の母材の屈折率がほぼ等しいため、ガラス基板２０から光拡散フィルム２５へ大きなロスがなく光が進む。そして、光拡散フィルム２５内のビーズにより光の進行方向が変えられる。このため、光拡散フィルム２５と空気との界面において全反射された光も、ビーズによって進行方向が変化するため、１回または何回か空気との界面で全反射されたのち、空気へと出射することができる。したがって、光拡散フィルム２５を設けることにより、有機層２２で発せられた光を効率よく取り出すことができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００３４】
なお、光取り出し用光学部材としては、光拡散フィルムに限られず、微小な円錐や角錐等が平面上にマトリクス状に並べられている光学フィルムであってもよい。
【００３５】
反射鏡７は、有機ＥＬ素子６から発せられた光の一部を原稿３に向けて反射するものである。反射鏡７の反射面は、入射した光を正反射する正反射面であることが望ましい。反射鏡７は、有機ＥＬ素子６の発光部８に沿って、有機ＥＬ素子６の法線方向と所定の角度θ１をなすように固定される。この角度θ１は、原稿３の所望の位置の照度が最大となるように調整される。
【００３６】
センサ５は、原稿３で反射した光の強弱を検知するためのもので、公知のイメージセンサを用いることができる。必要に応じて、原稿３とセンサ５との間に、反射した光を集光するレンズ等を設けてもよい。
【００３７】
このように構成された照明装置４およびスキャナ１の動作を説明する。
【００３８】
有機ＥＬ素子６の両電極端子９、１０間に電圧が印加されると、有機層２２中の発光層が発光する。この光のうち一部は直接ガラス基板２０を通り、残りの一部は第二電極２３で反射された後ガラス基板２０を通って光拡散フィルム２５に入射する。光拡散フィルム２５で光は拡散され外部に出射される。
【００３９】
光拡散フィルム２５から出射された光のうち一部は、直接原稿３の読取対象部分Ｒに到達する。しかし、有機ＥＬ素子６の光出射特性は等方性であり、さらに光拡散フィルム２５によって拡散されているため、他の大部分の光は直接原稿３の読取対象部分Ｒには向かわない。
【００４０】
ところが、ここでは、有機ＥＬ素子６の発光部８に沿って反射鏡７が設けてある。そのため、直接原稿３の読取対象部分Ｒに向かわない光の一部は、この反射鏡７で反射して、最終的には読取対象部分Ｒに向かうことになる。結果として、有機ＥＬ素子６からの光が反射鏡７によって原稿３の読取対象部分Ｒに集光され、当該読取対象部分Ｒの照度が向上する。
【００４１】
原稿３の読取対象部分Ｒに到達した光は、この部分で反射されてセンサ５に向かう。このとき、読取対象部分Ｒの状態、すなわち、どんな色かによって反射する光が変わる。有機ＥＬ素子６は白色の光を発しているため、読取対象部分Ｒで反射される光の状態は、自然光下で人間の目に認識される色の状態に近いものとなる。このように反射された光をセンサ５で受光して、その受光した光の状態を電気信号に変換して、画像として読み込む。
【００４２】
このようにして原稿３の読取対象部分Ｒに記載されている情報を読み取った後、センサ５と照明装置４とを一体的にガラス板２に沿って移動させて、原稿３上の読取対象部分Ｒを変える。そして、上記のようにこの新たな読取対象部分Ｒに記載されている情報を読み取る。このような読取動作を原稿３全体にわたって行う（走査する）ことにより、原稿３に記載されている情報の全部を読み取る。
【００４３】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）有機ＥＬ素子６からの光を反射鏡７で反射して集光している。このため、照明装置４は、有機ＥＬ素子６からの光を減衰させることなく集光することができる。また、スキャナ１において、読取対象部分Ｒの照度を向上させることができ、同じ照度を得るために必要な有機ＥＬ素子６を小型にすることができる。
（２）反射鏡７は、有機ＥＬ素子６の発光部８に沿って設けられている。このため、照明装置４は、有機ＥＬ素子６からの光を効率的に集光することができる。また、スキャナ１において、有機ＥＬ素子６からの光を効率的に読取対象部分Ｒに集光することができる。
（３）有機ＥＬ素子６の光出射側に光拡散フィルム２５が貼付されている。このため、照明装置４は、有機ＥＬ素子６内部で発せられた光を効率的に外部に取り出すことができる。スキャナ１は、有機ＥＬ素子６からの光を効率的に読取対象部分Ｒを照明するのに用いることができる。
（４）光拡散フィルム２５は、有機ＥＬ素子６を構成するガラス基板２０の屈折率とほぼ等しい屈折率を有する材料からなる母材に、これらとは屈折率の異なるビーズを散在させて構成されている。このため、ガラス基板２０と光拡散フィルム２５との界面での光の全反射を少なくすることができ、有機ＥＬ素子６で発せられた光をより効率的に使用することができる。
（５）センサ５と照明装置４とを一体的にガラス板２に沿って走査する。このため、小型のセンサ５、照明装置４を用いても、大きな原稿に記載された情報を読み取ることが可能となる。
（６）照明装置４をセンサ５に対して対称に２つ設けている。このため、原稿３の読取対象部分Ｒ上の照度をさらに上げることができる。
（７）有機ＥＬ素子６は白色の光を発するように、有機層２２が構成されている。このため、自然光とほぼ同じ状態で原稿３の読取対象部分Ｒを照明することができ、読取対象部分Ｒで反射される光の状態を自然光下で肉眼で認識される色の状態に近いものとすることができる。
（８）反射鏡７と有機ＥＬ素子６の法線とのなす角θ１が、原稿３の読取対象部分Ｒでの照度が最大となるように調整されている。このため、有機ＥＬ素子６からの光を効率的に原稿３の読取対象部分Ｒに集光することができる。
（９）光源として有機ＥＬ素子６を用いている。このため、光源を小型（薄型）にでき、スキャナ１も全体として小型（薄型）にできる。
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態を図５にしたがって、説明する。図５は、第２の実施形態におけるスキャナの模式断面図である。第１の実施形態では、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面がガラス板２に対して平行に配置されていたが第２の実施形態では、有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して斜めに配置されている点が第１の実施形態と異なる。第１の実施形態と類似または同一の部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００４４】
図５に示すように、有機ＥＬ素子６は、ガラス板２に対して斜めに配置されている。また、原稿３上における、有機ＥＬ素子６を含む仮想平面と、反射鏡７を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部である読取対象部Ｒにおいて、当該一部である読取対象部Ｒで反射された光をセンサ５で読み取る。有機ＥＬ素子６から発せられた光は、反射鏡７と有機ＥＬ素子６の金属電極である第二電極２３との間で反射を繰り返し、原稿３の読取対象部分Ｒに到達する。有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して平行に配置されている場合、有機ＥＬ素子６から発せられる光は等方性であるため、読取対象部Ｒの照度に寄与しない光も存在する。しかし、この実施形態では、有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して斜めに配置されており、原稿３上における、有機ＥＬ素子６を含む仮想平面と、反射鏡７を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部である読取対象部Ｒにおいて、当該一部である読取対象部Ｒで反射された光をセンサ５で読み取る。このため、有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して平行に配置されている場合と比べて有機ＥＬ素子６から発せられた光をより効率的に読取対象部Ｒに集光することができ、その結果、読取対象部Ｒの照度がより高くなる。
【００４５】
この実施形態では、第１の実施形態の効果（１）〜（９）以外に以下の効果を有する。
（１０）有機ＥＬ素子６がガラス板２に対して斜めに配置されており、原稿３上における、有機ＥＬ素子６を含む仮想平面と、反射鏡７を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部である読取対象部Ｒにおいて、当該一部である読取対象部Ｒで反射された光をセンサ５で読み取る。従って、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面に反射鏡７を有しておらず、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面がガラス板２に対して平行に配置されている場合と比べて読取対象部Ｒの照度をより高くすることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の効果をシミュレーションによって確認した結果を示す。
【００４７】
＜実施例１＞
図４に示すような、幅４．５ｍｍのセンサの両側に幅８ｍｍで発光部の幅が４ｍｍの有機ＥＬ素子を設けた原稿読取装置において、センサの中央部の上方７ｍｍの位置にある読取対象部分Ｒの照度を、光学シミュレーションにより計算した。
【００４８】
長さが有機ＥＬ素子と同じで幅は５ｍｍの板状反射鏡を、有機ＥＬ素子の発光部に沿って配置した。反射鏡は正反射するものとし、反射率を９５％とした。また、反射鏡と有機ＥＬ素子の法線とのなす角を３５°とした。
【００４９】
＜実施例２＞
実施例１に示したものと同じ反射鏡を配置するとともに、有機ＥＬ素子の光出射側に光取り出し用光学部材として、微小な四角錐が多数マトリクス状に並べられたフィルムを設けた。反射鏡と有機ＥＬ素子の法線とのなす角は３５°である。
【００５０】
＜比較例１＞
比較のため、有機ＥＬ素子のみの場合の、読取対象部分Ｒの照度をシミュレーションにより計算した。
【００５１】
＜比較例２＞
有機ＥＬ素子に、断面が直角二等辺三角形である微小プリズムが多数互いに平行に設けられた輝度向上フィルムを、プリズムの延びる方向が互いに直角になるように２枚重ねて、光出射側に設けた。反射鏡は設けない。
【００５２】
＜比較例３＞
有機ＥＬ素子の光出射側に、実施例２で用いたのと同じ光取り出し用光学部材を設け、反射鏡は設けない。
【００５３】
以上のような場合のシミュレーション結果を表１に示す。表１においては、比較例１のシミュレーション結果を１とした場合の相対照度で表している。
【００５４】
【表１】
【００５５】
実施例１と比較例１との比較、および実施例２と比較例３との比較より、反射鏡を設けることにより、読取対象部分の照度が約１．７倍になることがわかる。このことから、有機ＥＬ素子から発せられ、直接読取対象部分Ｒに向かわない光の一部が、反射鏡で反射されて読取対象部分Ｒに向かうことが確認できた。
【００５６】
また、集光フィルムを設けた場合には、他の実験により集光フィルム上での輝度は向上していることが確認できているが、読取対象部分の照度向上にはあまり効果がないことが確認できた。これは、集光フィルム内で光が減衰しているためであると考えられる。
【００５７】
次に、反射鏡の有機ＥＬ素子に対する傾き、および有機ＥＬ素子のガラス板に対する傾きと、読取対象部分Ｒの照度との関係をシミュレーションにより確認した結果を示す。
【００５８】
＜実施例３＞
反射鏡と有機ＥＬ素子の法線とのなす角θ１を０°にし（反射鏡と有機ＥＬ素子とは直角をなす）、有機ＥＬの法線とガラス板とのなす角θ２を９０°にした（有機ＥＬ素子とガラス板とは並行）。
【００５９】
この実施例では、実施例２で用いた光取り出し用光学部材を用い、反射鏡の条件は実施例１，２と同じである。
【００６０】
＜実施例４〜１０＞
θ１をそれぞれ１０°、２０°、３０°、３５°、４０°、５０°、６０°とした以外は、実施例３と同じ条件である。
【００６１】
＜実施例１１＞
θ２を４５°とした以外は、実施例３と同じ条件である。
【００６２】
＜実施例１２〜１４＞
θ１をそれぞれ１０°、２０°、３０°とした以外は、実施例１１と同じ条件である。
【００６３】
以上のような条件でシミュレーションを行った結果を表２に示す。表２においては、実施例３の場合の照度を１とした場合の相対照度で表している。
【００６４】
【表２】
【００６５】
上記の結果から、反射鏡の有機ＥＬ素子に対する傾きや有機ＥＬ素子のガラス板に対する傾きは、読取対象部分Ｒの照度に大きく影響を与えることが分かった。これらの傾きの最適値は、光源の出射特性や、光源と読取対象部分Ｒとの相対的な位置関係に依存するので、それぞれの場合において、試作やシミュレーションによって最適値を求める必要がある。
【００６６】
＜実施例１５＞
図６に示すように、幅４．５ｍｍのセンサの両側に発光部の幅が８ｍｍの有機ＥＬ素子を設け、有機ＥＬ素子の発光部の中央部からセンサの中央部までの距離を７ｍｍとした原稿読取装置において、センサの上方であり、有機ＥＬ素子の発光部の中央部から上方１４ｍｍの位置にある読取対象部分Ｒの照度を、光学シミュレーションにより計算した。また、有機ＥＬ素子の光出射面上には、有機ＥＬ素子の基板の屈折率とほぼ等しい屈折率を有する材料からなる母材中に、これらとは屈折率の異なる微小なビーズを散在させた光拡散フィルムが設けられている。
【００６７】
長さが有機ＥＬ素子と同じで幅が５ｍｍの板状反射鏡を、有機ＥＬ素子の発光部に沿って配置した。有機ＥＬ素子は、ガラス板に対して斜めになるように配置されており、原稿上における、有機ＥＬ素子を含む仮想平面と、反射鏡を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部である読取対象部Ｒにおいて、当該一部である読取対象部Ｒで反射された光をセンサで読み取る。反射鏡は正反射するものとし、反射率を９５％とした。また、透明板であるガラス板の原稿を載置する側の面に対する法線と反射鏡とのなす角を２０°、ガラス板の原稿を載置する側の面と平行な平面と有機ＥＬ素子とのなす角を３０°とした。
【００６８】
＜比較例４＞
図７に示すように、幅４．５ｍｍのセンサの両側に発光部の幅が８ｍｍの有機ＥＬ素子を設け、有機ＥＬ素子同士の距離が５．５ｍｍである原稿読取装置において、有機ＥＬ素子の光出射面から上方１４ｍｍの位置にある読取対象部分Ｒの照度を、光学シミュレーションにより計算した。また、有機ＥＬ素子の光出射面上には実施例１５と同様の光拡散フィルムが設けられている。
【００６９】
比較例４のシミュレーション結果における照度を１とした場合の実施例１５の相対照度は、１．７６であった。従って、有機ＥＬ素子の光出射面上に反射部材である反射鏡を設けず、有機ＥＬ素子の光出射面と、透明板であるガラス板の原稿を載置する側の面とが平行になるように有機ＥＬ素子を配置した場合と比べて原稿の読取対象部Ｒにおける照度が高くなることが確認された。
【００７０】
なお、実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
【００７１】
○ 光源として有機ＥＬ素子６を用いたが、光源として他の発光装置、例えばＬＥＤや冷陰極管、無機ＥＬ素子等も用いることができる。ＬＥＤや冷陰極管、無機ＥＬ素子等を用いた場合でも、反射部材を使って照明対象に光源からの光を集光することができる。
【００７２】
○ 上記実施形態では、有機ＥＬ素子６は基板側から光が出射される、いわゆるボトムエミッションタイプであったが、基板とは反対側から光が出射されるトップエミッションタイプであってもよい。トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子を光源として採用する場合には、第二電極２３および保護膜２４を透明にする必要がある。また、基板２０および第一電極２１は透明である必要はない。
【００７３】
○ 原稿読取装置をスキャナ１に用いたが、スキャナ１以外にも、ファクシミリ装置やコピー装置にも用いることができる。
【００７４】
○ 照明装置４をスキャナ１に用いたが、スキャナ１用以外の照明装置として用いてもよい。
【００７５】
○ スキャナ１において、照明装置４は２つ同時に用いる必要はなく、１つのみであってもよい。
【００７６】
○ スキャナ１において、センサ５と照明装置６とを一体的に走査する必要はなく、例えば、センサ５をガラス板２に対して固定し、照明装置６のみを走査してもよい。この場合、原稿３からの反射光は別途光学系を用いてセンサ５に導けばよい。
【００７７】
○ 図８に示すように、反射鏡７の反射面は湾曲形状であってもよい。この場合、反射鏡７を含む仮想平面とは、照明装置４の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面に対して垂直な断面形状における反射鏡７と有機ＥＬ素子６との接続部分７１と、反射鏡７の端部７２とを結んだ平面７３のことを意味する。
【００７８】
○ 反射鏡７の反射面は一部が正反射面であり、一部が湾曲形状であってもよい。
【００７９】
○ 照明装置４が２つの有機ＥＬ素子から構成されていてもよい。即ち、有機ＥＬ素子６の光が出射される側に、反射部材の替わりに、有機ＥＬ素子６とは別の有機ＥＬ素子を設けてもよい。この場合、前記別の有機ＥＬ素子の金属電極が反射部材の役割を果たすこととなる。照明装置４が２つの有機ＥＬ素子から構成されているため、１つの有機ＥＬ素子から構成される場合と比べて、原稿３の読取対象部Ｒに到達する光量を多くすることができる。従って、原稿３の読取対象部Ｒでの照度をより高くすることができる。
【００８０】
○ 反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分に、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面と反射鏡７との間に集光される光を、有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面と反射鏡７との外側に出射するように反射する平坦部が形成されていてもよい。この場合、例えば、図９に示すように、反射鏡７は、反射鏡７１１と反射鏡７１２の二部材より構成され、反射鏡７の有機ＥＬ素子６との接続部分に設けられる反射鏡７１２が平坦部となる。当然、反射鏡７が一部材で構成されており、反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分から所定の位置で、反射鏡７の反射面が有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面側に近づくように屈曲する屈曲部を設けてもよい。この場合、反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分から屈曲部までが平坦部となる。反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分に平坦部がない場合、有機ＥＬ素子６から発せられた光が前記接続部分に集光してしまう可能性があり、有機ＥＬ素子６から発せられた光を有効に利用できない場合がある。しかし、この場合、反射鏡７の有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分に平坦部が形成されているため反射鏡７と有機ＥＬ素子６の光が出射される側の面との接続部分で有機ＥＬ素子６から発せられた光が集光することを抑制できる。なお、図１から図９において、図示の都合上、一部のハッチングを省略してある。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施形態におけるスキャナ装置の模式断面図。
【図２】図１のセンサおよび照明装置の模式平面図。
【図３】図２中の有機ＥＬ素子のＡ−Ａ線における模式断面図。
【図４】第１の実施形態に対する実施例のシミュレーションの条件を示す模式図。
【図５】第２の実施形態におけるスキャナ装置の模式断面図。
【図６】第２の実施形態に対する実施例のシミュレーションの条件を示す模式図。
【図７】比較例４に対するシミュレーションの条件を示す模式図。
【図８】別例における照明装置の模式図。
【図９】別例における照明装置の平坦部の模式図。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・原稿読取装置としてのスキャナ、２・・・透明板としてのガラス板、３・・・原稿、４・・・照明装置、５・・・センサ、６・・・光源としての有機ＥＬ素子、７・・・反射部材としての反射鏡、２５・・・光取り出し用光学部材としての光拡散フィルム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源に対して光が出射される側に設けられた反射部材とを有する照明装置であって、
前記反射部材は、前記光源からの光を集光する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源が、線状に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記反射部材は、前記光源の長手方向に沿って設けられている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源の光が、出射される側に光取り出し用光学部材が設けられている、請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光取り出し用光学部材が光拡散フィルムである、請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記反射部材の反射面は、入射した光を正反射する正反射面である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記反射部材の反射面は、湾曲形状である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
照明装置と、センサと、原稿を載置する透明板とを有する原稿読取装置であって、
前記照明装置は、光源と、該光源に対して光が出射される側に設けられた反射部材とを有しており、
前記反射部材は、前記光源からの光を前記原稿に集光し、
前記照明装置と前記センサとが前記透明板に沿って走査されるとともに、前記原稿で反射された光を前記センサで読み取る
ことを特徴とする原稿読取装置。
【請求項８】
前記光源が、線状に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記反射部材は、前記光源の長手方向に沿って設けられている、請求項７に記載の原稿読取装置。
【請求項９】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の光が出射される側の面は、前記透明板に対して斜めに配置されており、前記原稿上における、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を含む仮想平面と、前記反射部材を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部において、当該一部で反射された光を前記センサで読み取る請求項８に記載の原稿読取装置。
【請求項１０】
前記光源の光が出射される側に光拡散フィルムが設けられている、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の原稿読取装置。
【請求項１１】
前記反射部材の反射面は、入射した光を正反射する正反射面である請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の原稿読取装置。
【請求項１２】
前記反射部材の反射面は、湾曲形状である請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の原稿読取装置。
【請求項１３】
前記照明装置が前記センサに対して対称に２つ設けられている請求項７〜１２のいずれか一項に記載の原稿読取装置。
【請求項１】
光源と、該光源に対して光が出射される側に設けられた反射部材とを有する照明装置であって、
前記反射部材は、前記光源からの光を集光する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源が、線状に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記反射部材は、前記光源の長手方向に沿って設けられている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源の光が、出射される側に光取り出し用光学部材が設けられている、請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光取り出し用光学部材が光拡散フィルムである、請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記反射部材の反射面は、入射した光を正反射する正反射面である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記反射部材の反射面は、湾曲形状である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
照明装置と、センサと、原稿を載置する透明板とを有する原稿読取装置であって、
前記照明装置は、光源と、該光源に対して光が出射される側に設けられた反射部材とを有しており、
前記反射部材は、前記光源からの光を前記原稿に集光し、
前記照明装置と前記センサとが前記透明板に沿って走査されるとともに、前記原稿で反射された光を前記センサで読み取る
ことを特徴とする原稿読取装置。
【請求項８】
前記光源が、線状に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記反射部材は、前記光源の長手方向に沿って設けられている、請求項７に記載の原稿読取装置。
【請求項９】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の光が出射される側の面は、前記透明板に対して斜めに配置されており、前記原稿上における、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を含む仮想平面と、前記反射部材を含む仮想平面とによって囲まれた部分の一部において、当該一部で反射された光を前記センサで読み取る請求項８に記載の原稿読取装置。
【請求項１０】
前記光源の光が出射される側に光拡散フィルムが設けられている、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の原稿読取装置。
【請求項１１】
前記反射部材の反射面は、入射した光を正反射する正反射面である請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の原稿読取装置。
【請求項１２】
前記反射部材の反射面は、湾曲形状である請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の原稿読取装置。
【請求項１３】
前記照明装置が前記センサに対して対称に２つ設けられている請求項７〜１２のいずれか一項に記載の原稿読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１３９１３（Ｐ２００７−１３９１３Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２８９０９（Ｐ２００５−３２８９０９）
【出願日】平成１７年１１月１４日（２００５．１１．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１４日（２００５．１１．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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