蛍光体膜及びこれを用いた画像読み取り用ライン光源
【課題】入射光により蛍光される光の変換効率を高めることで発光強度を高めると共に、柔軟性を保った蛍光体膜を得ることを目的とする。
【解決手段】柔軟性を有する透光性の第１の樹脂層と、この第１の樹脂層に対向し柔軟性を有する透光性の第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層とで挟持され所定の密度及び所定の厚みで積層され、前記第１の樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【解決手段】柔軟性を有する透光性の第１の樹脂層と、この第１の樹脂層に対向し柔軟性を有する透光性の第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層とで挟持され所定の密度及び所定の厚みで積層され、前記第１の樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被読み取り対象（通常は紙媒体の印刷物、写真など）に光を照射し、被読み取り対象からの反射光を受光することで、被読み取り対象に形成された画像・文字・パターンなどを電子情報化する複写機やスキャナー等の読取り機器に使用される光源に備わる蛍光体粒子を含有した蛍光体膜及びこれ用いた画像読み取り用ライン光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙媒体などに形成された画像・文字・パターンなどを電子情報化する複写機やスキャナー等の読み取り機器においては、光源から被読み取り対象物にライン状に光を照明する。この光源に設けられる蛍光体膜としては、ＬＥＤ素子によって蛍光体が励起される構成としたものが、例えば、特開２００４−１６４９７７号公報（特許文献１参照）及び特開２００７−３０００４３号公報（特許文献２参照）に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の発明においては、ＬＥＤ素子から出射した青色光が導光板で導かれ、この導光板から出射した光を多層の蛍光体膜を透過させる事により、照明に必要な色味の光を生成している。また、特許文献２に記載の発明においては、ＬＥＤから出射した光を、キャップ型の蛍光体膜を透過させる事により必要な色味の光を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６４９７７号公報
【特許文献２】特開２００７−３０００４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の発明は、いずれも蛍光体膜を透過した光を利用する為、蛍光体膜内の蛍光体粒子を、必要な透過光強度が得られる隙間で分散させて形成している。そのため、より発光強度を上げるために蛍光体粒子の充填率を高めて行くと、蛍光体粒子が密集し次第に透過が妨げられ、透過光強度は飽和・減少して所定の発光強度が得られなくなるという課題がある。
【０００６】
また充填率の増加に伴い蛍光体膜の硬度も増していくことから、膜の柔軟性が減少し脆い膜質の蛍光体膜となり、所定の発光分布を得る為に様々な形に加工することが困難になるという課題がある。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決する為になされたものであり、入射光により蛍光される光の変換効率を高めることで発光強度を高めると共に、柔軟性を保った蛍光体膜を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る蛍光体膜は、柔軟性を有する透光性の第１の樹脂層と、この第１の樹脂層に対向し柔軟性を有する透光性の第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層とで挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、前記第２の樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性のものである。
【０００９】
この発明に係る画像読み取り用ライン光源は、ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源を端部に配置し、外周面に長軸方向に沿ってライン状に設けた細幅の光反射パターンを備え、内部に入射した前記ＬＥＤ光源からの光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体と所定の隙間を設けて前記導光体を取り囲むと共に、細長の前記光反射パターンに対向し長軸方向に沿って長溝で構成した開口部を設けた導光体ケースと、この導光体ケースの前記導光体側に設けられ、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の表面から出射した前記ＬＥＤ光源からの光を吸収して励起された前記ＬＥＤ光源からの光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子を所定の密度及び所定の厚みで堆積された蛍光体層に、この蛍光体層を挟持する柔軟性を有する透光性の樹脂層が前記蛍光体層の表裏面に積層された可撓性の蛍光体膜とを備え、前記蛍光を前記導光体の内部を透過させて前記開口部から前記ＬＥＤ光源からの光を含む混色光を被照射体に照射するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る蛍光体膜及び画像読み取り用ライン光源によれば、蛍光体膜からの反射光を使用するので容易に照明強度が高められ、高い照明強度で高効率な光源が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１におけるライン光源の側面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるライン光源の斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるライン光源の分解図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるライン光源の断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する側面図である。
【図６】この発明の実施の形態１による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の断面図である。
【図８】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の製造方法を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の製造方法を示す図である。
【図１０】蛍光体層の厚みと発光輝度との関係を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の他の製造方法を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の他の製造方法を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態２における導光体３の長軸方向における蛍光体膜５の幅を示した図である。
【図１４】この発明の実施の形態２における蛍光体膜５の幅の変化を示す導光体３の軸方向から見たライン光源の断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態３における蛍光体膜の断面構造を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態４における蛍光体膜の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１におけるライン光源について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、この発明の実施の形態１におけるライン光源の側面図である。図２は、この発明の実施の形態１におけるライン光源の斜視図である。図３は、この発明の実施の形態１におけるライン光源の分解図である。図４は、この発明の実施の形態１におけるライン光源の断面図である。
【００１３】
ＬＥＤ光源１は、青色光を発光するＬＥＤ素子を用いた光源である。ＬＥＤ回路２は、ガラスエポキシなどの基板２ａにＬＥＤ光源１を載置すると共に外部からの電源をＬＥＤ光源１に供給するコネクタ２ｂとからなる。導光体３は透明なソーダガラス、透明な樹脂、又は透過率が８０％程度の透明サファイアなど、屈折率（ｎ）が１．５以上を有する部材を棒状に成形加工したもので、端部を鏡面処理し、この端部からＬＥＤ光源１の光を入射させ、内部に入射した青色光を長手方向（長軸方向）に沿って導光する。この導光体３の内部を長軸方向に通過する光の経路を導光路と呼び、導光体３の長軸方向と直交する方向を通過する光の経路を横断路（透過路）と呼ぶ。
【００１４】
図４において、円柱状の導光体３の外周面に対して０．１ｍｍ程度の所定の隙間ｄを隔てて内周面に蛍光体膜５を固着した導光体ケース６が導光体３を取り囲むように配置される。すなわち、導光体３の外周面と導光体ケース６の内周面とは長軸方向の読み取り領域に対して中止軸を同一とする同心円状に配置されている。
【００１５】
導光体ケース６には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口となる開口部６ａを設けている。この開口部６ａの端部を長溝端部と呼ぶ。それぞれの長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体３の外周面には、長軸方向に沿ってシルク印刷用の白色の光反射部材又は導光体３に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて光反射パターン４が互いに平行して形成されている。したがって、導光体３の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン４で散乱又は正反射して導光体３の内部の横断路を透過して導光体３の表面から出射し、導光体ケース６の蛍光体膜５で捕捉される。
【００１６】
導光体ケース６の内周面には、例えば約１２０μｍの厚さｔの蛍光体膜５が接着剤などを用いて固着されている。この蛍光体膜５には、黄色発光する蛍光体粒子を備え、この蛍光体膜５で青色光を捕捉し、一部の青色光は反射し、導光体３の内部を横断して開口部６ａから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体膜５で吸収され励起された黄色の蛍光を放出する。すなわち、蛍光体膜５は青色光とは異なる波長の光に変換された蛍光を生成する。
【００１７】
生成された蛍光は、導光体３の内部を横断して開口部６ａから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光と黄色光とが混合した擬似白色光が被照射体に照明される。なお、導光体３は図３及び図４に示すように導光体ケース６の両端部と中央部に設けた突起部６ｂで固定される。
【００１８】
ライン光源は、中空部を有するホルダー７の中空部の一端側にＬＥＤ回路２の基板２ａに載置したＬＥＤ光源１を収納し、他端側に導光体３を組み込んだ導光体ケース６の端部を挿入することで構成される。図１においては、ホルダー７は導光体ケース６の両端側に設けられ、ＬＥＤ光源１から照射される青色光は導光体３の両端側から入射する。
【００１９】
次に、ＬＥＤ光源１とホルダー７との関係について説明する。導光体３の端部に設けられる青色発光のＬＥＤ光源１を搭載するＬＥＤ回路２は、その保持機構であるホルダー７で固定され、ＬＥＤ回路２は導光体３や導光体ケース６に対して導光体３の端部で光が通過する照射軸を中心とする光学位置が一致するように取り付けられ、ＬＥＤ回路２には単数又は複数の青色ＬＥＤが配置される。またホルダー７の構造によりＬＥＤ光源１は導光体３の端部に対して所定の間隔を保持し、ＬＥＤ光源１から出射する青色光が安定して導光体３の内部に取り込まれるように構成される。
【００２０】
また、ホルダー７は導光体３や導光体ケース６の位置ずれを防止するために図１に示すように２段の嵌め合わせの差込構造を持ち、導光体３の両端部で位置決めを行う構造としている。さらに、導光体３に対するホルダー７の嵌め合わせは例えば導光体３の直径が４ｍｍでは、２ｍｍ以上の深さとし、ＬＥＤ光源１から入射される青色光が導光体３の表面に対して全反射角よりも小さな角度で入射した光だけが導光体３の内部へ入射するようにし、ホルダー７の外部においてはＬＥＤ光源１の直接光が照明光として直接関与しない構造としている。
【００２１】
次にライン光源の動作について図５及び図６を用いて説明する。図５は、この発明の実施の形態１による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する側面図である。図６は、この発明の実施の形態１による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する断面図である。
【００２２】
ＬＥＤ光源１から発せられた光は透明材料により形成された円柱状の導光体３の内部を他端側に向かって導光される過程において、導光体３に設けられた光反射パターン４で光は散乱又は正反射され、蛍光体膜５へ照射される。蛍光体膜５で発光した蛍光と蛍光体膜５で反射された青色光が混色し、導光体３を経由して反射板６の開口部６ａから原稿などの被照射体に向かって蛍光と青色光とが照射される。
【００２３】
蛍光体膜５について、図７を用いて説明する。図７は、この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の断面図である。図７において、バインダーである例えば約４０μｍの厚みを有する膜状で、アスカーＣ硬度が約２０以下の柔軟性を有し、約８０％以上の透光率を有するシリコーン樹脂膜５１と、シリコーン樹脂膜５１の表面に例えば約４０μｍの厚みを有して密集して黄色の蛍光波長を持つ蛍光体粒子５２ａを積層した蛍光体層５２と、シリコーン樹脂膜５１とで蛍光体層５２を挟み込むように積層されたバインダーである例えば例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５３とで形成されている。なお、シリコーン樹脂膜５１とシリコーン樹脂膜５３は、同一の素材である。
【００２４】
蛍光体膜５は、シリコーン樹脂膜５１側を導光体ケース６の内周面にシリコーン樹脂の接着剤を用いて固着され、シリコーン樹脂膜５３側が導光体３の外周面に対峙するように導光体ケース６に取り付けられる。
【００２５】
導光体３から出射した青色光は、シリコーン樹脂膜５３を透光して蛍光体層５２へ到達する。蛍光体層５２は蛍光体粒子５２ａが密集して配置されているため青色光はシリコーン樹脂膜５１へはほとんど透光しなく、一部の青色光は反射し、導光体３へと入射する。その他の青色光は蛍光体粒子５２ａに吸収され励起され黄色の蛍光を放出する。この放出された黄色の蛍光は、導光体３へと入射する。導光体３から蛍光体膜５へ照射される青色光は、蛍光体膜５からの黄色の蛍光と蛍光体膜５の表面で反射した青色光の拡散反射光が合わさって導光体３の横断路を透過して反射板６の開口部６ａより放射され、被照射体に対して白色光による照明を行う。
【００２６】
蛍光体膜５の製造方法について、図８及び図９を用いて説明する。図８及び図９は、この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の製造方法を示す図である。塗布工程（Ｓ１）において、図９（ａ）に示すようにガラス板７１の表面に液体状の透光性のシリコーン樹脂５１を例えば約４０μｍの膜厚で塗布する。加熱工程（Ｓ２）において、ガラス板７１の表面に塗布されたシリコーン樹脂５１を加熱し、Ｂステージ状態にする。表面散布工程（Ｓ３）において、図９（ｂ）に示すようにＢステージ状態のシリコーン樹脂５１の表面に蛍光体粒子５２ａを厚みが例えば約２０μｍとなるように散布する。
【００２７】
張り合わせ工程（Ｓ４）において、図９（ｃ）に示すように、Ｂステージ状態の２枚のシリコーン樹脂膜を蛍光体粒子面で張り合わせる。加熱硬化工程（Ｓ５）において、張り合わされたシリコーン樹脂膜を完全硬化（Ｃステージ）させ、蛍光体膜５にする。
【００２８】
この発明の実施の形態１においては、蛍光体層は密集して配置された蛍光体粒子で形成され、蛍光体粒子に捕捉されない青色光は蛍光体層で反射され導光体に再び入射するので、高輝度の蛍光体膜が得られる。更に、蛍光体層の表裏面を柔軟なシリコーン樹脂で積層する構成としたので、柔軟性の良い蛍光体膜が得られ、導光体ケースの内面形状に沿った形に成形される効果がある。
【００２９】
図１０は、蛍光体層の厚みと発光輝度との関係を説明する図である。蛍光体層５２は約４０μｍの厚みとしたが、図１０に示すように、青色光を照射した際に発光強度が飽和する約４０μｍ以上の厚みで蛍光体層５２を形成することにより、蛍光を生成する変換効率を向上させて、省エネ化を図ると共に、蛍光体層５２の厚みのばらつきによる発光強度が不均一になることを防止する効果がある。
【００３０】
この発明の実施の形態１においては、シリコーン樹脂膜５１及びシリコーン樹脂膜５３の厚みは約４０μｍとしたが、固着される導光体ケース６の曲率になどに応じて、他の厚みとしても良い。
【００３１】
この発明の実施の形態１においては、蛍光体膜５は図８及び図９に示すように、１組のガラス板の表面に塗布されたシリコーン樹脂の表面に蛍光体粒子を塗布し蛍光体層を形成したものを、蛍光体層同士で張り合わせる製造方法としたが、シリコーン樹脂に蛍光体粒子を混練し、このシリコーン樹脂をガラス板に塗布し、蛍光体粒子を沈殿させて蛍光体層を形成したものを、蛍光体層同士で張り合わせる製造方法においても、同様の効果が得られる。
【００３２】
蛍光体膜５の他の製造方法について、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１及び図１２は、この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の他の製造方法を示す図である。混練工程（Ｓ１１）において、液体状の透光性のシリコーン樹脂５１に沈殿時に例えば約２０μｍの蛍光体層となる密度で、蛍光体粒子５２ａを混練する。塗布工程（Ｓ１２）において、図１２（ａ）に示すように、蛍光体粒子５２ａを混練したシリコーン樹脂５１をガラス板７１の表面に塗布する。沈殿工程（Ｓ１３）において、図１２（ｂ）に示すようにシリコーン樹脂５１内の蛍光体粒子５２ａを沈殿させて蛍光体層に分離する。
【００３３】
加熱工程（Ｓ１４）において、蛍光体粒子５２ａが蛍光体層に分離されたシリコーン樹脂５１を加熱し、Ｂステージ状態にする。張り合わせ工程（Ｓ１５）において、図１２（ｃ）に示すように、Ｂステージ状態の２枚のシリコーン樹脂膜を蛍光体層面で張り合わせる。加熱硬化工程（Ｓ１６）において、張り合わされたシリコーン樹脂膜を完全硬化（Ｃステージ）させ、蛍光体膜５にする。
【００３４】
実施の形態２．
図１３は、この発明の実施の形態２における導光体３の長軸方向における蛍光体膜５の幅を示した図である。図１３において、図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。蛍光体膜５は、図１３（ｃ）に示すように、ＬＥＤ光源１から導光体３の長軸方向に延伸するにつれ蛍光体膜５の幅が次第に広くなる構造としている。
【００３５】
図１４は、この発明の実施の形態２における蛍光体膜５の幅の変化を示す導光体３の軸方向から見たライン光源の断面図である。図１４において、図４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１４（ａ）は、図１３（ｃ）のＡ−Ａ部に相当するライン光源の断面図、図１４（ｂ）は、図１３（ｃ）のＢ−Ｂ部に相当するライン光源の断面図、図１４（ｃ）は、図１３（ｃ）のＣ−Ｃ部に相当するライン光源の断面図である。
【００３６】
図１４に示すように、蛍光体膜５は、導光体ケース６の開口部６ａの中心軸に対向する軸を中心にして、次第に幅が広がり、図１４（ａ）に示すように導光体３の一部の面から、図１４（ｃ）に示すように導光体３の周囲を覆うように幅が変化している。
【００３７】
ＬＥＤ光源１から導光体３の長軸方向に延伸するにつれ幅が次第に広くなる蛍光体膜５の作用について図１３を用いて述べる。図１３（ａ）は、蛍光体膜５の長軸方向の幅が一様であるときの、ＬＥＤ光源１から発せられた導光体３に端部から入射した青色光６１の伝搬を示す図である。ＬＥＤ光源１から発せられた光は透明材料により形成された円柱状の導光体３の内部を他端側に向かって導光される過程において、蛍光体膜５で反射されて導光体３から出射される青色光６１ａと共に、一部は蛍光体膜５の蛍光体層５２の表面粗さにより散乱した散乱青色光６１ｂとなり導光体３内を伝搬する。このため、導光体３から出射される長軸方向の光量８１が不均一光量となる。
【００３８】
図１３（ｂ）は、蛍光体膜５の長軸方向の幅が一様であるときの、ＬＥＤ光源１から発せられ導光体３の端部から入射した青色光６１の、導光体３から出射される青色光６１ａと青色光６１によって励起された黄色の蛍光６２を示す図である。図１３（ｂ）において、青色光６１ａの長軸方向の光量の分布は、図１３（ａ）で説明したとおりである。青色光６１ａが長軸方向において不均一光量であるため、青色光６１によって励起される黄色の蛍光６２も青色光６１ａの光量に対応して不均一光量となる。したがって、青色光６１ａと黄色の蛍光６２との混色で得られる色度８２も不均一となり、擬似白色光は導光体３の長軸方向の中央部付近で得られ、導光体３の端部側に向かうにつれ黄緑色光又は赤黄色光となる。
【００３９】
図１４（ｃ）は、蛍光体膜５の長軸方向の幅が次第に広くなる構造であるときの、ＬＥＤ光源１から発せられ導光体３に端部から入射した青色光６１の、導光体３から出射される青色光６１ａと青色光６１によって励起された黄色の蛍光６２を示す図である。図１３（ｃ）において、導光体３の端部側の蛍光体膜３の幅は狭いため、ＬＥＤ光源１から発せられ導光体３に端部から入射した青色光６１の蛍光体層５２により散乱した散乱青色光６１ｂは少なくなり、導光体３内の散乱青色光６１ｂの伝搬量は少なくなる。
【００４０】
また、導光体３の端部側は図１４（ａ）に示すように蛍光体膜５は導光体３の外周の一部を囲んでいるため、導光体３から出射した青色光６１の大半は導光体ケース６の内周面で反射されて、再び導光体３へと入射し、導光体反射パターン４で反射され、蛍光体膜５でさらに反射され、開口部６ａから照射される。したがって、導光体３の端部側の光量が増加するので、導光体３の長軸方向における光量が均一光量となる。
【００４１】
同様に、導光体３の端部側における光量が増加するので、蛍光体膜５で励起される黄色の蛍光６２の光量も増加し、青色光６１ａと黄色の蛍光６２との混色で得られる色度８２も均一となり、導光体３の長軸方向全般に渉って擬似白色光を得る。
【００４２】
図１３（ｃ）においては、蛍光体膜５はステップ状に幅を広げているが、連続的に広げても同様の効果を得る。
【００４３】
実施の形態３．
図１５は、この発明の実施の形態３における蛍光体膜の断面構造を示す図である。図１５において、図７と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１５において、蛍光体膜５は、シリコーン樹脂膜５１の表面に例えば約４０μｍの厚みを有して密集して黄色の蛍光体粒子５２ａを積層した蛍光体層５２と、蛍光体層５２の表面に例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５３と、シリコーン樹脂膜５３の表面に例えば約４０μｍの厚みを有して密集して黄色の蛍光体粒子５４ａを積層した蛍光体層５４と、蛍光体層５４の表面に例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５５とで形成されている。なお、シリコーン樹脂膜５１、シリコーン樹脂膜５３及びシリコーン樹脂膜５５は、同一の素材である。
【００４４】
導光体３から出射した青色光６１は、シリコーン樹脂膜５５を透光して蛍光体層５４へ到達する。蛍光体層５４は蛍光体粒子５４ａが密集して配置されているため、青色光６１はシリコーン樹脂膜５３へはほとんど透光しないが、一部の青色光６１はシリコーン樹脂膜５３へと透光し、蛍光体層５２へと透光する。
【００４５】
蛍光体層５２へ到達した一部の青色光は反射し、導光体３へと入射する。その他の青色光は蛍光体粒子５２ａに吸収され励起され黄色の蛍光６２を放出する。この放出された黄色の蛍光６２は、導光体３へと入射する。
【００４６】
この発明の実施の形態３によれば、この発明の実施の形態１に示す単層の蛍光体層５２に密度の不均一や何らかの欠損が生じて、ＬＥＤ光源１からの青色光６１の一部が蛍光体層５４を透過した場合でも、下層の蛍光体層５２で透過した光を反射し、且つ透過した青色光６１により励起した蛍光体層５２内の蛍光体粒子５２ａから発した蛍光６２も加わることにより、反射光輝度の低下が防止される。
【００４７】
実施の形態４．
図１６は、この発明の実施の形態４における蛍光体膜の断面構造を示す図である。図１６において、図７及び図１５と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１６において、蛍光体膜５は、シリコーン樹脂膜５１の表面に例えば約４０μｍの厚みを有して密集して黄色の蛍光体粒子５２ａを積層した蛍光体層５２と、蛍光体層５２の表面に例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５３と、シリコーン樹脂膜５３の表面に例えば４０μｍ未満の厚みを有して散在して赤色系又は緑色系の蛍光体粒子５６ａを積層した透光性の蛍光体層５６と、蛍光体層５６の表面に例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５５とで形成されている。なお、シリコーン樹脂膜５１、シリコーン樹脂膜５３及びシリコーン樹脂膜５５は、同一の素材である。
【００４８】
導光体３から出射した青色光６１は、シリコーン樹脂膜５５を透光して蛍光体層５６へ到達する。蛍光体層５６は蛍光体粒子５６ａが散在して配置されているため、青色光６１の一部は蛍光体層５６で反射及び励起して赤色系又は緑色系の蛍光６４を発生し、他の青色光６１はシリコーン樹脂膜５３へ透光し、蛍光体層５２へと透光する。
【００４９】
蛍光体層５２へ到達した一部の青色光は反射し、導光体３へと入射する。その他の青色光は蛍光体粒子５２ａに吸収され励起され黄色の蛍光６２を放出する。この放出された黄色の蛍光６２は、導光体３へと入射する。
【００５０】
この発明の実施の形態４によれば、上層の異色の蛍光体粒子５６ａから発せられる蛍光６４と、異色の蛍光体粒子５６ａが疎らに配された蛍光体層５６を通り抜けた青色光６１によって励起され反射してきた蛍光６２とが混合する事によって、この発明の実施の形態１において得られる照明光の色度を調整できる効果がある。
【符号の説明】
【００５１】
１・・ＬＥＤ光源（青色ＬＥＤ）
２・・ＬＥＤ回路 ２ａ・・基板 ２ｂ・・コネクタ（外部端子）
３・・導光体(円柱導光体)
４・・光反射パターン（導光体反射パターン）
５・・蛍光体層
６・・導光体ケース ６ａ・・開口部 ６ｂ・・突起部 ６ｃ・・突起部
７・・ホルダー
５１、５３、５５・・シリコーン樹脂膜
５２、５４、５６・・蛍光体層
５２ａ、５４ａ、５６ａ・・蛍光体粒子
６１・・入射光（青色光） ６１ａ・・青色光 ６１ｂ・・散乱青色光
６２、６３、６４・・蛍光
７１・・ガラス板
８１・・光量
８２・・色度
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被読み取り対象（通常は紙媒体の印刷物、写真など）に光を照射し、被読み取り対象からの反射光を受光することで、被読み取り対象に形成された画像・文字・パターンなどを電子情報化する複写機やスキャナー等の読取り機器に使用される光源に備わる蛍光体粒子を含有した蛍光体膜及びこれ用いた画像読み取り用ライン光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙媒体などに形成された画像・文字・パターンなどを電子情報化する複写機やスキャナー等の読み取り機器においては、光源から被読み取り対象物にライン状に光を照明する。この光源に設けられる蛍光体膜としては、ＬＥＤ素子によって蛍光体が励起される構成としたものが、例えば、特開２００４−１６４９７７号公報（特許文献１参照）及び特開２００７−３０００４３号公報（特許文献２参照）に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の発明においては、ＬＥＤ素子から出射した青色光が導光板で導かれ、この導光板から出射した光を多層の蛍光体膜を透過させる事により、照明に必要な色味の光を生成している。また、特許文献２に記載の発明においては、ＬＥＤから出射した光を、キャップ型の蛍光体膜を透過させる事により必要な色味の光を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６４９７７号公報
【特許文献２】特開２００７−３０００４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の発明は、いずれも蛍光体膜を透過した光を利用する為、蛍光体膜内の蛍光体粒子を、必要な透過光強度が得られる隙間で分散させて形成している。そのため、より発光強度を上げるために蛍光体粒子の充填率を高めて行くと、蛍光体粒子が密集し次第に透過が妨げられ、透過光強度は飽和・減少して所定の発光強度が得られなくなるという課題がある。
【０００６】
また充填率の増加に伴い蛍光体膜の硬度も増していくことから、膜の柔軟性が減少し脆い膜質の蛍光体膜となり、所定の発光分布を得る為に様々な形に加工することが困難になるという課題がある。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決する為になされたものであり、入射光により蛍光される光の変換効率を高めることで発光強度を高めると共に、柔軟性を保った蛍光体膜を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る蛍光体膜は、柔軟性を有する透光性の第１の樹脂層と、この第１の樹脂層に対向し柔軟性を有する透光性の第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層とで挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、前記第２の樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性のものである。
【０００９】
この発明に係る画像読み取り用ライン光源は、ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源を端部に配置し、外周面に長軸方向に沿ってライン状に設けた細幅の光反射パターンを備え、内部に入射した前記ＬＥＤ光源からの光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体と所定の隙間を設けて前記導光体を取り囲むと共に、細長の前記光反射パターンに対向し長軸方向に沿って長溝で構成した開口部を設けた導光体ケースと、この導光体ケースの前記導光体側に設けられ、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の表面から出射した前記ＬＥＤ光源からの光を吸収して励起された前記ＬＥＤ光源からの光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子を所定の密度及び所定の厚みで堆積された蛍光体層に、この蛍光体層を挟持する柔軟性を有する透光性の樹脂層が前記蛍光体層の表裏面に積層された可撓性の蛍光体膜とを備え、前記蛍光を前記導光体の内部を透過させて前記開口部から前記ＬＥＤ光源からの光を含む混色光を被照射体に照射するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る蛍光体膜及び画像読み取り用ライン光源によれば、蛍光体膜からの反射光を使用するので容易に照明強度が高められ、高い照明強度で高効率な光源が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１におけるライン光源の側面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるライン光源の斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるライン光源の分解図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるライン光源の断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する側面図である。
【図６】この発明の実施の形態１による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の断面図である。
【図８】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の製造方法を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の製造方法を示す図である。
【図１０】蛍光体層の厚みと発光輝度との関係を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の他の製造方法を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の他の製造方法を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態２における導光体３の長軸方向における蛍光体膜５の幅を示した図である。
【図１４】この発明の実施の形態２における蛍光体膜５の幅の変化を示す導光体３の軸方向から見たライン光源の断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態３における蛍光体膜の断面構造を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態４における蛍光体膜の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１におけるライン光源について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、この発明の実施の形態１におけるライン光源の側面図である。図２は、この発明の実施の形態１におけるライン光源の斜視図である。図３は、この発明の実施の形態１におけるライン光源の分解図である。図４は、この発明の実施の形態１におけるライン光源の断面図である。
【００１３】
ＬＥＤ光源１は、青色光を発光するＬＥＤ素子を用いた光源である。ＬＥＤ回路２は、ガラスエポキシなどの基板２ａにＬＥＤ光源１を載置すると共に外部からの電源をＬＥＤ光源１に供給するコネクタ２ｂとからなる。導光体３は透明なソーダガラス、透明な樹脂、又は透過率が８０％程度の透明サファイアなど、屈折率（ｎ）が１．５以上を有する部材を棒状に成形加工したもので、端部を鏡面処理し、この端部からＬＥＤ光源１の光を入射させ、内部に入射した青色光を長手方向（長軸方向）に沿って導光する。この導光体３の内部を長軸方向に通過する光の経路を導光路と呼び、導光体３の長軸方向と直交する方向を通過する光の経路を横断路（透過路）と呼ぶ。
【００１４】
図４において、円柱状の導光体３の外周面に対して０．１ｍｍ程度の所定の隙間ｄを隔てて内周面に蛍光体膜５を固着した導光体ケース６が導光体３を取り囲むように配置される。すなわち、導光体３の外周面と導光体ケース６の内周面とは長軸方向の読み取り領域に対して中止軸を同一とする同心円状に配置されている。
【００１５】
導光体ケース６には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する方向に一定幅の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口となる開口部６ａを設けている。この開口部６ａの端部を長溝端部と呼ぶ。それぞれの長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体３の外周面には、長軸方向に沿ってシルク印刷用の白色の光反射部材又は導光体３に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて光反射パターン４が互いに平行して形成されている。したがって、導光体３の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン４で散乱又は正反射して導光体３の内部の横断路を透過して導光体３の表面から出射し、導光体ケース６の蛍光体膜５で捕捉される。
【００１６】
導光体ケース６の内周面には、例えば約１２０μｍの厚さｔの蛍光体膜５が接着剤などを用いて固着されている。この蛍光体膜５には、黄色発光する蛍光体粒子を備え、この蛍光体膜５で青色光を捕捉し、一部の青色光は反射し、導光体３の内部を横断して開口部６ａから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体膜５で吸収され励起された黄色の蛍光を放出する。すなわち、蛍光体膜５は青色光とは異なる波長の光に変換された蛍光を生成する。
【００１７】
生成された蛍光は、導光体３の内部を横断して開口部６ａから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光と黄色光とが混合した擬似白色光が被照射体に照明される。なお、導光体３は図３及び図４に示すように導光体ケース６の両端部と中央部に設けた突起部６ｂで固定される。
【００１８】
ライン光源は、中空部を有するホルダー７の中空部の一端側にＬＥＤ回路２の基板２ａに載置したＬＥＤ光源１を収納し、他端側に導光体３を組み込んだ導光体ケース６の端部を挿入することで構成される。図１においては、ホルダー７は導光体ケース６の両端側に設けられ、ＬＥＤ光源１から照射される青色光は導光体３の両端側から入射する。
【００１９】
次に、ＬＥＤ光源１とホルダー７との関係について説明する。導光体３の端部に設けられる青色発光のＬＥＤ光源１を搭載するＬＥＤ回路２は、その保持機構であるホルダー７で固定され、ＬＥＤ回路２は導光体３や導光体ケース６に対して導光体３の端部で光が通過する照射軸を中心とする光学位置が一致するように取り付けられ、ＬＥＤ回路２には単数又は複数の青色ＬＥＤが配置される。またホルダー７の構造によりＬＥＤ光源１は導光体３の端部に対して所定の間隔を保持し、ＬＥＤ光源１から出射する青色光が安定して導光体３の内部に取り込まれるように構成される。
【００２０】
また、ホルダー７は導光体３や導光体ケース６の位置ずれを防止するために図１に示すように２段の嵌め合わせの差込構造を持ち、導光体３の両端部で位置決めを行う構造としている。さらに、導光体３に対するホルダー７の嵌め合わせは例えば導光体３の直径が４ｍｍでは、２ｍｍ以上の深さとし、ＬＥＤ光源１から入射される青色光が導光体３の表面に対して全反射角よりも小さな角度で入射した光だけが導光体３の内部へ入射するようにし、ホルダー７の外部においてはＬＥＤ光源１の直接光が照明光として直接関与しない構造としている。
【００２１】
次にライン光源の動作について図５及び図６を用いて説明する。図５は、この発明の実施の形態１による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する側面図である。図６は、この発明の実施の形態１による画像読み取り用ライン光源の光路を説明する断面図である。
【００２２】
ＬＥＤ光源１から発せられた光は透明材料により形成された円柱状の導光体３の内部を他端側に向かって導光される過程において、導光体３に設けられた光反射パターン４で光は散乱又は正反射され、蛍光体膜５へ照射される。蛍光体膜５で発光した蛍光と蛍光体膜５で反射された青色光が混色し、導光体３を経由して反射板６の開口部６ａから原稿などの被照射体に向かって蛍光と青色光とが照射される。
【００２３】
蛍光体膜５について、図７を用いて説明する。図７は、この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の断面図である。図７において、バインダーである例えば約４０μｍの厚みを有する膜状で、アスカーＣ硬度が約２０以下の柔軟性を有し、約８０％以上の透光率を有するシリコーン樹脂膜５１と、シリコーン樹脂膜５１の表面に例えば約４０μｍの厚みを有して密集して黄色の蛍光波長を持つ蛍光体粒子５２ａを積層した蛍光体層５２と、シリコーン樹脂膜５１とで蛍光体層５２を挟み込むように積層されたバインダーである例えば例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５３とで形成されている。なお、シリコーン樹脂膜５１とシリコーン樹脂膜５３は、同一の素材である。
【００２４】
蛍光体膜５は、シリコーン樹脂膜５１側を導光体ケース６の内周面にシリコーン樹脂の接着剤を用いて固着され、シリコーン樹脂膜５３側が導光体３の外周面に対峙するように導光体ケース６に取り付けられる。
【００２５】
導光体３から出射した青色光は、シリコーン樹脂膜５３を透光して蛍光体層５２へ到達する。蛍光体層５２は蛍光体粒子５２ａが密集して配置されているため青色光はシリコーン樹脂膜５１へはほとんど透光しなく、一部の青色光は反射し、導光体３へと入射する。その他の青色光は蛍光体粒子５２ａに吸収され励起され黄色の蛍光を放出する。この放出された黄色の蛍光は、導光体３へと入射する。導光体３から蛍光体膜５へ照射される青色光は、蛍光体膜５からの黄色の蛍光と蛍光体膜５の表面で反射した青色光の拡散反射光が合わさって導光体３の横断路を透過して反射板６の開口部６ａより放射され、被照射体に対して白色光による照明を行う。
【００２６】
蛍光体膜５の製造方法について、図８及び図９を用いて説明する。図８及び図９は、この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の製造方法を示す図である。塗布工程（Ｓ１）において、図９（ａ）に示すようにガラス板７１の表面に液体状の透光性のシリコーン樹脂５１を例えば約４０μｍの膜厚で塗布する。加熱工程（Ｓ２）において、ガラス板７１の表面に塗布されたシリコーン樹脂５１を加熱し、Ｂステージ状態にする。表面散布工程（Ｓ３）において、図９（ｂ）に示すようにＢステージ状態のシリコーン樹脂５１の表面に蛍光体粒子５２ａを厚みが例えば約２０μｍとなるように散布する。
【００２７】
張り合わせ工程（Ｓ４）において、図９（ｃ）に示すように、Ｂステージ状態の２枚のシリコーン樹脂膜を蛍光体粒子面で張り合わせる。加熱硬化工程（Ｓ５）において、張り合わされたシリコーン樹脂膜を完全硬化（Ｃステージ）させ、蛍光体膜５にする。
【００２８】
この発明の実施の形態１においては、蛍光体層は密集して配置された蛍光体粒子で形成され、蛍光体粒子に捕捉されない青色光は蛍光体層で反射され導光体に再び入射するので、高輝度の蛍光体膜が得られる。更に、蛍光体層の表裏面を柔軟なシリコーン樹脂で積層する構成としたので、柔軟性の良い蛍光体膜が得られ、導光体ケースの内面形状に沿った形に成形される効果がある。
【００２９】
図１０は、蛍光体層の厚みと発光輝度との関係を説明する図である。蛍光体層５２は約４０μｍの厚みとしたが、図１０に示すように、青色光を照射した際に発光強度が飽和する約４０μｍ以上の厚みで蛍光体層５２を形成することにより、蛍光を生成する変換効率を向上させて、省エネ化を図ると共に、蛍光体層５２の厚みのばらつきによる発光強度が不均一になることを防止する効果がある。
【００３０】
この発明の実施の形態１においては、シリコーン樹脂膜５１及びシリコーン樹脂膜５３の厚みは約４０μｍとしたが、固着される導光体ケース６の曲率になどに応じて、他の厚みとしても良い。
【００３１】
この発明の実施の形態１においては、蛍光体膜５は図８及び図９に示すように、１組のガラス板の表面に塗布されたシリコーン樹脂の表面に蛍光体粒子を塗布し蛍光体層を形成したものを、蛍光体層同士で張り合わせる製造方法としたが、シリコーン樹脂に蛍光体粒子を混練し、このシリコーン樹脂をガラス板に塗布し、蛍光体粒子を沈殿させて蛍光体層を形成したものを、蛍光体層同士で張り合わせる製造方法においても、同様の効果が得られる。
【００３２】
蛍光体膜５の他の製造方法について、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１及び図１２は、この発明の実施の形態１における蛍光体膜５の他の製造方法を示す図である。混練工程（Ｓ１１）において、液体状の透光性のシリコーン樹脂５１に沈殿時に例えば約２０μｍの蛍光体層となる密度で、蛍光体粒子５２ａを混練する。塗布工程（Ｓ１２）において、図１２（ａ）に示すように、蛍光体粒子５２ａを混練したシリコーン樹脂５１をガラス板７１の表面に塗布する。沈殿工程（Ｓ１３）において、図１２（ｂ）に示すようにシリコーン樹脂５１内の蛍光体粒子５２ａを沈殿させて蛍光体層に分離する。
【００３３】
加熱工程（Ｓ１４）において、蛍光体粒子５２ａが蛍光体層に分離されたシリコーン樹脂５１を加熱し、Ｂステージ状態にする。張り合わせ工程（Ｓ１５）において、図１２（ｃ）に示すように、Ｂステージ状態の２枚のシリコーン樹脂膜を蛍光体層面で張り合わせる。加熱硬化工程（Ｓ１６）において、張り合わされたシリコーン樹脂膜を完全硬化（Ｃステージ）させ、蛍光体膜５にする。
【００３４】
実施の形態２．
図１３は、この発明の実施の形態２における導光体３の長軸方向における蛍光体膜５の幅を示した図である。図１３において、図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。蛍光体膜５は、図１３（ｃ）に示すように、ＬＥＤ光源１から導光体３の長軸方向に延伸するにつれ蛍光体膜５の幅が次第に広くなる構造としている。
【００３５】
図１４は、この発明の実施の形態２における蛍光体膜５の幅の変化を示す導光体３の軸方向から見たライン光源の断面図である。図１４において、図４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１４（ａ）は、図１３（ｃ）のＡ−Ａ部に相当するライン光源の断面図、図１４（ｂ）は、図１３（ｃ）のＢ−Ｂ部に相当するライン光源の断面図、図１４（ｃ）は、図１３（ｃ）のＣ−Ｃ部に相当するライン光源の断面図である。
【００３６】
図１４に示すように、蛍光体膜５は、導光体ケース６の開口部６ａの中心軸に対向する軸を中心にして、次第に幅が広がり、図１４（ａ）に示すように導光体３の一部の面から、図１４（ｃ）に示すように導光体３の周囲を覆うように幅が変化している。
【００３７】
ＬＥＤ光源１から導光体３の長軸方向に延伸するにつれ幅が次第に広くなる蛍光体膜５の作用について図１３を用いて述べる。図１３（ａ）は、蛍光体膜５の長軸方向の幅が一様であるときの、ＬＥＤ光源１から発せられた導光体３に端部から入射した青色光６１の伝搬を示す図である。ＬＥＤ光源１から発せられた光は透明材料により形成された円柱状の導光体３の内部を他端側に向かって導光される過程において、蛍光体膜５で反射されて導光体３から出射される青色光６１ａと共に、一部は蛍光体膜５の蛍光体層５２の表面粗さにより散乱した散乱青色光６１ｂとなり導光体３内を伝搬する。このため、導光体３から出射される長軸方向の光量８１が不均一光量となる。
【００３８】
図１３（ｂ）は、蛍光体膜５の長軸方向の幅が一様であるときの、ＬＥＤ光源１から発せられ導光体３の端部から入射した青色光６１の、導光体３から出射される青色光６１ａと青色光６１によって励起された黄色の蛍光６２を示す図である。図１３（ｂ）において、青色光６１ａの長軸方向の光量の分布は、図１３（ａ）で説明したとおりである。青色光６１ａが長軸方向において不均一光量であるため、青色光６１によって励起される黄色の蛍光６２も青色光６１ａの光量に対応して不均一光量となる。したがって、青色光６１ａと黄色の蛍光６２との混色で得られる色度８２も不均一となり、擬似白色光は導光体３の長軸方向の中央部付近で得られ、導光体３の端部側に向かうにつれ黄緑色光又は赤黄色光となる。
【００３９】
図１４（ｃ）は、蛍光体膜５の長軸方向の幅が次第に広くなる構造であるときの、ＬＥＤ光源１から発せられ導光体３に端部から入射した青色光６１の、導光体３から出射される青色光６１ａと青色光６１によって励起された黄色の蛍光６２を示す図である。図１３（ｃ）において、導光体３の端部側の蛍光体膜３の幅は狭いため、ＬＥＤ光源１から発せられ導光体３に端部から入射した青色光６１の蛍光体層５２により散乱した散乱青色光６１ｂは少なくなり、導光体３内の散乱青色光６１ｂの伝搬量は少なくなる。
【００４０】
また、導光体３の端部側は図１４（ａ）に示すように蛍光体膜５は導光体３の外周の一部を囲んでいるため、導光体３から出射した青色光６１の大半は導光体ケース６の内周面で反射されて、再び導光体３へと入射し、導光体反射パターン４で反射され、蛍光体膜５でさらに反射され、開口部６ａから照射される。したがって、導光体３の端部側の光量が増加するので、導光体３の長軸方向における光量が均一光量となる。
【００４１】
同様に、導光体３の端部側における光量が増加するので、蛍光体膜５で励起される黄色の蛍光６２の光量も増加し、青色光６１ａと黄色の蛍光６２との混色で得られる色度８２も均一となり、導光体３の長軸方向全般に渉って擬似白色光を得る。
【００４２】
図１３（ｃ）においては、蛍光体膜５はステップ状に幅を広げているが、連続的に広げても同様の効果を得る。
【００４３】
実施の形態３．
図１５は、この発明の実施の形態３における蛍光体膜の断面構造を示す図である。図１５において、図７と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１５において、蛍光体膜５は、シリコーン樹脂膜５１の表面に例えば約４０μｍの厚みを有して密集して黄色の蛍光体粒子５２ａを積層した蛍光体層５２と、蛍光体層５２の表面に例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５３と、シリコーン樹脂膜５３の表面に例えば約４０μｍの厚みを有して密集して黄色の蛍光体粒子５４ａを積層した蛍光体層５４と、蛍光体層５４の表面に例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５５とで形成されている。なお、シリコーン樹脂膜５１、シリコーン樹脂膜５３及びシリコーン樹脂膜５５は、同一の素材である。
【００４４】
導光体３から出射した青色光６１は、シリコーン樹脂膜５５を透光して蛍光体層５４へ到達する。蛍光体層５４は蛍光体粒子５４ａが密集して配置されているため、青色光６１はシリコーン樹脂膜５３へはほとんど透光しないが、一部の青色光６１はシリコーン樹脂膜５３へと透光し、蛍光体層５２へと透光する。
【００４５】
蛍光体層５２へ到達した一部の青色光は反射し、導光体３へと入射する。その他の青色光は蛍光体粒子５２ａに吸収され励起され黄色の蛍光６２を放出する。この放出された黄色の蛍光６２は、導光体３へと入射する。
【００４６】
この発明の実施の形態３によれば、この発明の実施の形態１に示す単層の蛍光体層５２に密度の不均一や何らかの欠損が生じて、ＬＥＤ光源１からの青色光６１の一部が蛍光体層５４を透過した場合でも、下層の蛍光体層５２で透過した光を反射し、且つ透過した青色光６１により励起した蛍光体層５２内の蛍光体粒子５２ａから発した蛍光６２も加わることにより、反射光輝度の低下が防止される。
【００４７】
実施の形態４．
図１６は、この発明の実施の形態４における蛍光体膜の断面構造を示す図である。図１６において、図７及び図１５と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１６において、蛍光体膜５は、シリコーン樹脂膜５１の表面に例えば約４０μｍの厚みを有して密集して黄色の蛍光体粒子５２ａを積層した蛍光体層５２と、蛍光体層５２の表面に例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５３と、シリコーン樹脂膜５３の表面に例えば４０μｍ未満の厚みを有して散在して赤色系又は緑色系の蛍光体粒子５６ａを積層した透光性の蛍光体層５６と、蛍光体層５６の表面に例えば約４０μｍの厚みを有する膜状の透光性のシリコーン樹脂膜５５とで形成されている。なお、シリコーン樹脂膜５１、シリコーン樹脂膜５３及びシリコーン樹脂膜５５は、同一の素材である。
【００４８】
導光体３から出射した青色光６１は、シリコーン樹脂膜５５を透光して蛍光体層５６へ到達する。蛍光体層５６は蛍光体粒子５６ａが散在して配置されているため、青色光６１の一部は蛍光体層５６で反射及び励起して赤色系又は緑色系の蛍光６４を発生し、他の青色光６１はシリコーン樹脂膜５３へ透光し、蛍光体層５２へと透光する。
【００４９】
蛍光体層５２へ到達した一部の青色光は反射し、導光体３へと入射する。その他の青色光は蛍光体粒子５２ａに吸収され励起され黄色の蛍光６２を放出する。この放出された黄色の蛍光６２は、導光体３へと入射する。
【００５０】
この発明の実施の形態４によれば、上層の異色の蛍光体粒子５６ａから発せられる蛍光６４と、異色の蛍光体粒子５６ａが疎らに配された蛍光体層５６を通り抜けた青色光６１によって励起され反射してきた蛍光６２とが混合する事によって、この発明の実施の形態１において得られる照明光の色度を調整できる効果がある。
【符号の説明】
【００５１】
１・・ＬＥＤ光源（青色ＬＥＤ）
２・・ＬＥＤ回路 ２ａ・・基板 ２ｂ・・コネクタ（外部端子）
３・・導光体(円柱導光体)
４・・光反射パターン（導光体反射パターン）
５・・蛍光体層
６・・導光体ケース ６ａ・・開口部 ６ｂ・・突起部 ６ｃ・・突起部
７・・ホルダー
５１、５３、５５・・シリコーン樹脂膜
５２、５４、５６・・蛍光体層
５２ａ、５４ａ、５６ａ・・蛍光体粒子
６１・・入射光（青色光） ６１ａ・・青色光 ６１ｂ・・散乱青色光
６２、６３、６４・・蛍光
７１・・ガラス板
８１・・光量
８２・・色度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟性を有する透光性の第１の樹脂層と、この第１の樹脂層に対向し柔軟性を有する透光性の第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層とで挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、前記第２の樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【請求項２】
柔軟性を有する透光性の第１の樹脂層と、この第１の樹脂層に対向し柔軟性を有する透光性の第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層とで挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、前記第２の樹脂層を透光して入射する青色光を吸収して励起された黄色の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記青色光を反射させると共に前記黄色の蛍光との混色により白色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【請求項３】
表裏面が互いに対向し柔軟性を有する透光性の複数の樹脂層と、対向する前記それぞれの樹脂層で挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、それぞれの前記樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【請求項４】
表裏面が互いに対向し柔軟性を有する透光性の複数の樹脂層と、対向する前記それぞれの樹脂層で挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、それぞれの前記樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、それぞれの対向した樹脂層で挟持され積層された前記蛍光体粒子が、入射光の入射面側に向かうにつれ前記蛍光体粒子の密度が次第に粗となる構造を有し、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【請求項５】
ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源を端部に配置し、外周面に長軸方向に沿ってライン状に設けた細幅の光反射パターンを備え、内部に入射した前記ＬＥＤ光源からの光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体と所定の隙間を設けて前記導光体を取り囲むと共に、細長の前記光反射パターンに対向し長軸方向に沿って長溝で構成した開口部を設けた導光体ケースと、この導光体ケースの前記導光体側に設けられ、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の表面から出射した前記ＬＥＤ光源からの光を吸収して励起された前記ＬＥＤ光源からの光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子を所定の密度及び所定の厚みで堆積された蛍光体層に、この蛍光体層を挟持する柔軟性を有する透光性の樹脂層が前記蛍光体層の表裏面に積層された可撓性の蛍光体膜とを備え、前記蛍光を前記導光体の内部を透過させて前記開口部から前記ＬＥＤ光源からの光を含む混色光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
【請求項６】
ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源を端部に配置し、外周面に長軸方向に沿ってライン状に設けた細幅の光反射パターンを備え、内部に入射した前記ＬＥＤ光源からの光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体と所定の隙間を設けて前記導光体を取り囲むと共に、細長の前記光反射パターンに対向し長軸方向に沿って長溝で構成した開口部を設けた導光体ケースと、この導光体ケースの前記導光体側に設けられ、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の表面から出射した前記ＬＥＤ光源からの光を吸収して励起された前記ＬＥＤ光源からの光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子を所定の密度及び所定の厚みで堆積された蛍光体層に、この蛍光体層を挟持する柔軟性を有する透光性の樹脂層が前記蛍光体層の表裏面に積層され、前記導光体ケースの開口部の長軸方向に対向する軸を中心軸とし、この中心軸に沿って前記ＬＥＤ光源側から前記長軸方向に延伸するに伴い前記中心軸の所定の長さまで幅が漸増する可撓性の蛍光体膜とを備え、前記蛍光を前記導光体の内部を透過させて前記開口部から前記ＬＥＤ光源からの光を含む混色光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
【請求項７】
前記ＬＥＤ光源は青色光を発生し、前記蛍光体膜は前記青色光によって励起され黄色の蛍光を生成する蛍光体粒子を有し、前記青色光と前記黄色の蛍光との混色により白色光を照射する請求項５又は請求項６に記載の画像読み取り用ライン光源。
【請求項８】
前記蛍光体膜は、複数の前記樹脂層と複数の前記蛍光体層とを交互に積層した多層構造を有する請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の画像読み取り用ライン光源。
【請求項９】
前記蛍光体膜は、複数の前記樹脂層と複数の前記蛍光体層とを交互に積層した多層構造を有し、前記導光体の表面から出射した光の入射側に向かうにつれ前記複数の前記蛍光体層の蛍光体粒子の密度が次第に粗となる構造を有する請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の画像読み取り用ライン光源。
【請求項１】
柔軟性を有する透光性の第１の樹脂層と、この第１の樹脂層に対向し柔軟性を有する透光性の第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層とで挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、前記第２の樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【請求項２】
柔軟性を有する透光性の第１の樹脂層と、この第１の樹脂層に対向し柔軟性を有する透光性の第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層とで挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、前記第２の樹脂層を透光して入射する青色光を吸収して励起された黄色の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記青色光を反射させると共に前記黄色の蛍光との混色により白色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【請求項３】
表裏面が互いに対向し柔軟性を有する透光性の複数の樹脂層と、対向する前記それぞれの樹脂層で挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、それぞれの前記樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【請求項４】
表裏面が互いに対向し柔軟性を有する透光性の複数の樹脂層と、対向する前記それぞれの樹脂層で挟持され所定の密度及び所定の厚みで堆積され、それぞれの前記樹脂層を透光して入射する所定の光学波長を有する入射光を吸収して励起された前記入射光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子とを備え、それぞれの対向した樹脂層で挟持され積層された前記蛍光体粒子が、入射光の入射面側に向かうにつれ前記蛍光体粒子の密度が次第に粗となる構造を有し、前記入射光を反射させると共に前記蛍光との混色光を前記入射光の入射面側から照射する可撓性の蛍光体膜。
【請求項５】
ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源を端部に配置し、外周面に長軸方向に沿ってライン状に設けた細幅の光反射パターンを備え、内部に入射した前記ＬＥＤ光源からの光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体と所定の隙間を設けて前記導光体を取り囲むと共に、細長の前記光反射パターンに対向し長軸方向に沿って長溝で構成した開口部を設けた導光体ケースと、この導光体ケースの前記導光体側に設けられ、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の表面から出射した前記ＬＥＤ光源からの光を吸収して励起された前記ＬＥＤ光源からの光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子を所定の密度及び所定の厚みで堆積された蛍光体層に、この蛍光体層を挟持する柔軟性を有する透光性の樹脂層が前記蛍光体層の表裏面に積層された可撓性の蛍光体膜とを備え、前記蛍光を前記導光体の内部を透過させて前記開口部から前記ＬＥＤ光源からの光を含む混色光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
【請求項６】
ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源を端部に配置し、外周面に長軸方向に沿ってライン状に設けた細幅の光反射パターンを備え、内部に入射した前記ＬＥＤ光源からの光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる棒状の導光体と、この導光体と所定の隙間を設けて前記導光体を取り囲むと共に、細長の前記光反射パターンに対向し長軸方向に沿って長溝で構成した開口部を設けた導光体ケースと、この導光体ケースの前記導光体側に設けられ、前記光反射パターンで散乱又は正反射して前記導光体の表面から出射した前記ＬＥＤ光源からの光を吸収して励起された前記ＬＥＤ光源からの光とは異なる少なくとも１つの光学波長の蛍光を生成する蛍光体粒子を所定の密度及び所定の厚みで堆積された蛍光体層に、この蛍光体層を挟持する柔軟性を有する透光性の樹脂層が前記蛍光体層の表裏面に積層され、前記導光体ケースの開口部の長軸方向に対向する軸を中心軸とし、この中心軸に沿って前記ＬＥＤ光源側から前記長軸方向に延伸するに伴い前記中心軸の所定の長さまで幅が漸増する可撓性の蛍光体膜とを備え、前記蛍光を前記導光体の内部を透過させて前記開口部から前記ＬＥＤ光源からの光を含む混色光を被照射体に照射する画像読み取り用ライン光源。
【請求項７】
前記ＬＥＤ光源は青色光を発生し、前記蛍光体膜は前記青色光によって励起され黄色の蛍光を生成する蛍光体粒子を有し、前記青色光と前記黄色の蛍光との混色により白色光を照射する請求項５又は請求項６に記載の画像読み取り用ライン光源。
【請求項８】
前記蛍光体膜は、複数の前記樹脂層と複数の前記蛍光体層とを交互に積層した多層構造を有する請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の画像読み取り用ライン光源。
【請求項９】
前記蛍光体膜は、複数の前記樹脂層と複数の前記蛍光体層とを交互に積層した多層構造を有し、前記導光体の表面から出射した光の入射側に向かうにつれ前記複数の前記蛍光体層の蛍光体粒子の密度が次第に粗となる構造を有する請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の画像読み取り用ライン光源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２３１２９９（Ｐ２０１２−２３１２９９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８３８０（Ｐ２０１１−９８３８０）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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