導光体、照明ユニットおよび画像読取用照明装置
【課題】照明深度が大きくかつ副走査方向の照明幅が広く、高照度の照明を実現できる導光体、照明ユニットおよび画像読取用照明装置を提供する。
【解決手段】導光体ＬＧ１，ＬＧ２は、軸線方向に平行な複数の側面を有する柱状透明部材からなり、光源からの光が入射する光入射面１１と、光入射面１１の両側にそれぞれ配置された下面１２および上面１３と、下面１２との内角が鈍角となるように形成された蹴り上げ面１４と、上面１３と蹴り上げ面１４との間に配置され、内部反射した光を外部へ射出する光射出面１５を少なくとも備え、光入射面１１にはＬＥＤアレイ１８が配置されている。
【解決手段】導光体ＬＧ１，ＬＧ２は、軸線方向に平行な複数の側面を有する柱状透明部材からなり、光源からの光が入射する光入射面１１と、光入射面１１の両側にそれぞれ配置された下面１２および上面１３と、下面１２との内角が鈍角となるように形成された蹴り上げ面１４と、上面１３と蹴り上げ面１４との間に配置され、内部反射した光を外部へ射出する光射出面１５を少なくとも備え、光入射面１１にはＬＥＤアレイ１８が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷物やブック原稿などの読取対象物に対して線状照明を行うための導光体に関する。また本発明は、該導光体を用いた照明ユニット、および該照明ユニットを用いた画像読取用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１では、扇板状の導光体を用いて、基板に固定した光源からの光を回転指針へ供給するための照明装置が開示されている。下記特許文献２では、基板に固定した複数の光源に対応して、複数の凸面および凹面が組み込まれた導光部材を備えた画像読取用導光ユニットが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３１３９４号公報
【特許文献２】特開２００１−７７９７５号公報
【特許文献３】特開平１１−８７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像読取装置において、例えば、ブック原稿や皺のある紙幣など、表面に凸凹のある読取対象物の画像を鮮明に結像できる大きな焦点深度を有する読取光学系を採用した場合、照明深度の大きな照明装置が必要である。凹凸のある原稿を読み込む際に、照明深度方向に照度分布があると、読込画像に明るさ変動が発生するためである。
【０００５】
副走査方向に幅の広い原稿読取光学系とは、例えば、特開平１１−８７４２号公報のように折り曲げミラーや凹面鏡を用いた光学系を想定している。このような読取光学系では、副走査方向の幅が大きくなるので、特許文献２のような読取光学系の光軸方向に長い照明光学系を読み取り光学系の副走査方向の横に置くことができない。また、照明光学系に厚みがあるため、読取光学系とカバーガラスの間のスペースに設置することはできない。
【０００６】
本発明の目的は、照明深度が大きくかつ副走査方向の照明幅が広く、高照度の照明を実現できる導光体、照明ユニットおよび画像読取用照明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】
上記目的を達成するために、本発明に係る導光体は、軸線方向に平行な複数の側面を有する柱状透明部材からなり、
光源からの光が入射する第１側面と、
第１側面の両側にそれぞれ配置された第２側面および第３側面と、
第２側面との内角が鈍角となるように形成された第４側面と、
第３側面と第４側面との間に配置され、内部反射した光を外部へ射出する第５側面と、を備え、
第２側面および第３側面は、第１側面から離れるほど互いの間隔が増加するように形成され、
第１側面から入射した光源からの光を第４側面で反射させて第５側面から外部へ射出するとともに、第１側面から入射した光源からの光を第２側面、第３側面および第４側面で反射させて第５側面から外部へ射出することを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係る照明ユニットは、上記の導光体と、
導光体の第１側面に、軸線方向に沿って設けられたＬＥＤアレイと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明に係る画像読取用照明装置は、上記の照明ユニットが、読取対象物からの光を結像する読取光学系の光軸に関してそれぞれ両側に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、線状照明を行う導光体の薄型化が図られるため、照明装置の省スペース化が可能である。また、こうした導光体の第１側面にＬＥＤアレイを設けた照明ユニットは、均一でかつ明るい線状照明を実現できる。さらに、こうした照明ユニットを読取光学系の光軸に関してそれぞれ両側に配置することによって、照明深度が大きく、副走査方向にも一様な強度分布を持つ線状照明が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る照明装置を備えた画像読取装置の構成を示す斜視図であり、図２はその正面図である。画像読取装置は、印刷物などの読取対象物ＯＢＪを一定方向に移動するための搬送機構６と、透明なカバーガラス２と、対象物ＯＢＪの表面に線状照明を行う導光体ＬＧ１，ＬＧ２を含む照明装置と、対象物ＯＢＪからの光を、ＣＣＤ等のラインセンサ４０に結像するための読取光学系３０などで構成される。
【００１３】
ここで、理解容易のため、ラインセンサ４０の電気的走査により対象物ＯＢＪを走査する主走査方向をｘとし、読取対象物ＯＢＪが移動する副走査方向をｙとし、ｘ方向およびｙ方向に垂直な方向をｚとする。
【００１４】
搬送機構６は、ｘ方向と平行な回転軸を有するドラムとして構成され、対象物ＯＢＪをドラム側面に装着した状態で回転することにより、ｙ方向の副走査を行う。なお、本実施形態では、対象物ＯＢＪのドラム搬送を例示しているが、対象物ＯＢＪを固定した状態で、画像読取装置が移動して原稿走査を行う構成でもよく、逆に、画像読取装置を固定した状態で、対象物ＯＢＪが移動して原稿走査を行う構成でもよい。
【００１５】
カバーガラス２は、平坦な透明ガラス板で構成されており、対象物ＯＢＪおよび搬送機構６が配置される空間と照明装置および読取光学系３０が配置される空間とを分離して、光透過のみを許容しつつ、塵埃の侵入を防止するために設けられる。
【００１６】
読取光学系３０は、対象物ＯＢＪからラインセンサ４０へ向かう光路に沿って順次配置された平面ミラー３１，３２、結像レンズ３３、平面ミラー３４，３５を備える。本実施形態では、対象物ＯＢＪから平面ミラー３１までの光路および平面ミラー３５からラインセンサ４０までの光路をｚ方向と平行になるように設定し、複数の折り曲げミラーを使用することにより読取光学系３０の小型化、薄型化を図っている。
【００１７】
照明装置は、カバーガラス２と読取光学系３０との間に設置され、カバーガラス２の上方に位置決めされた対象物ＯＢＪに光を照射して、対象物ＯＢＪの表面にｘ方向に沿った線状照明を行う。
【００１８】
図３（ａ）は、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の一例を示す正面図であり、図３（ｂ）はその平面図であり、図４はその斜視図である。導光体ＬＧ１，ＬＧ２は、軸線方向に平行な複数の側面を有する柱状透明部材からなり、光源からの光が入射する光入射面１１（第１側面）と、光入射面１１の両側にそれぞれ配置された下面１２（第２側面）および上面１３（第３側面）と、下面１２との内角が鈍角、即ち、９０°より大きく１８０°より小さくなるように形成された蹴り上げ面１４（第４側面）と、上面１３と蹴り上げ面１４との間に配置され、内部反射した光を外部へ射出する光射出面１５（第５側面）を少なくとも備える。ここでは、導光体ＬＧ１，ＬＧ２が５つの側面を有する場合を例示するが、６つ以上の側面を有していても構わない。
【００１９】
光入射面１１には、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）チップからなるＬＥＤアレイ１８が導光体の軸線方向、即ち、ｘ方向に沿って配置され、単一の照明ユニットを構成している。
【００２０】
また、導光体ＬＧ１，ＬＧ２を構成する柱状透明部材の底面１６の一方または両方には、軸線方向に平行な平面を持つ突起部１７を設けることが好ましい。これにより画像読取装置のフレームに設けた基準面と突起部１７の平面との位置合わせが容易になり、導光体ＬＧ１，ＬＧ２を高精度かつ安定に位置決めすることができる。また、突起部１７による支持構造により、導光体の各側面と接触する部材が省略できるため、光の漏れや光損失を防止できる。突起部１７は、軸線方向に平行な平面を有する形状であれば、どのような形状でもよい。
【００２１】
次に、導光体の機能について説明する。図３に示すように、ＬＥＤアレイ１８から放射された光が光入射面１１に入射すると、入射光の一部はｙ方向に直進して、蹴り上げ面１４によって上方へ反射されるが、入射光の大部分は導光体の下面１２および上面１３で全反射を繰り返しながら均一に混合され、そして、蹴り上げ面１４によって上方へ反射される。蹴り上げ面１４で反射した光は、光射出面１５から外部へ取り出され、対象物ＯＢＪの表面において、ｘ方向に沿って均一な照度分布を示し、高い照度を持つ線状照明エリアを形成する。
【００２２】
蹴り上げ面１４は、ミラー面として構成されており、できる限り多くの光が光射出面１５から射出されるように角度を調整している。本実施形態では、光射出面１５がｘ方向およびｙ方向に対して平行となるように形成しているが、ｘ方向に平行かつｙ方向に対して斜めとなるように形成してもよい。
【００２３】
導光体は、光入射面１１から光射出面１５へ向かうにつれて肉厚が増加する構成、即ち、下面１２および上面１３が光入射面１１から離れるほど互いの間隔が増加するように、光進行方向に開いたテーパー状に形成することが好ましい。これにより下面１２および上面１３に対する光の入射角が鈍角になるため、導光体内部での全反射が促され、光射出面１５へ向かう光量が増加し、その結果、光射出面１５からの光強度が増加する。
【００２４】
導光体ＬＧ１，ＬＧ２のｘ方向寸法は、読取光学系３０の読み取り幅に応じて、例えば、１３０ｍｍ〜１５０ｍｍに設定される。また、導光体ＬＧ１，ＬＧ２のｙ方向寸法は、ＬＥＤアレイ１８からの光の混合の程度および読取光学系３０のｙ方向寸法に応じて、例えば、２５ｍｍ〜３５ｍｍにそれぞれ設定される。導光体ＬＧ１，ＬＧ２のｚ方向寸法は、カバーガラス２と読取光学系３０との間隔に応じて、例えば、２ｍｍ〜５ｍｍに設定される。光入射面１１のｚ方向寸法は、ＬＥＤアレイ１８の寸法を考慮して、好ましくは２ｍｍ〜５ｍｍに設定され、より好ましくは３ｍｍ〜４ｍｍに設定される。
【００２５】
導光体ＬＧ１，ＬＧ２の材料は、透明材料、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等の合成樹脂材や、ガラス材料であってもよい。導光体の材料としてアクリル樹脂等の合成樹脂を選択した場合、金型成型による量産化に有利である。一方、導光体の材料としてガラス材料を選択した場合、アクリル樹脂と比べて融点が高いため、ＬＥＤアレイ１８の許容温度の上限を高く設定できる点で有利である。
【００２６】
導光体ＬＧ１，ＬＧ２を含む２つの照明ユニットは、各光射出面１５が読取光学系３０の光軸に近接するように、読取光学系３０の光軸に関してそれぞれ両側に配置することが好ましい。これによって照明深度が大きく、副走査方向の照明幅が広く、高い照度の線状照明を実現することができる。
【００２７】
単一の照明ユニットだけを使用した場合、対象物ＯＢＪの位置がｚ方向に変化すると、照度分布のピークがｙ方向に移動していくとともに、照度のピークも減少していく。そのため、単一の照明ユニットだけでは照明深度が小さくなる。そこで、２つの照明ユニットを向かい合わせて配置し、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の間隔、蹴り上げ面１７の角度、射出光の角度を調整して、光射出面１５からの照射角は、ｚ方向に対してできる限り平行になるように設定することが好ましい。
【００２８】
ｚ方向に対する各照明ユニットの照射角は、０°〜３０°が好ましく、より好ましくは０°〜２０°であり、さらに好ましくは５°〜１０°である。このとき、各照明ユニットから射出される光の照射方向は、読取光学系３０の光軸に関して対称であることが好ましく、これにより均一な照度分布を有する線状照明が得られる。
【００２９】
本実施形態では、対象物ＯＢＪの位置がｚ方向に変化すると、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布のピークがｙ方向に移動し、照度のピークも減少することを利用して、各導光体の照度分布を重ね合わせた状態で、対象物ＯＢＪのｚ方向変位が生じても、対象物ＯＢＪの表面での照度分布が一定であるように設定している。
【００３０】
図５は、カバーガラス２から対象物ＯＢＪまでの距離ｄが変化したときの様子を示す説明図である。図６（ａ）〜図６（ｂ）は、距離変化に対応した対象物表面での照度分布を示すグラフである。導光体ＬＧ１，ＬＧ２を間隔２ｍｍで向かい合わせて配置した状態で、距離ｄがそれぞれ０ｍｍ（密着），４ｍｍ，８ｍｍと変化すると、導光体ＬＧ１，ＬＧ２による照度分布が変化する。
【００３１】
ｄ＝０ｍｍのとき、図６（ａ）に示すように、導光体ＬＧ１の照度分布（実線）および導光体ＬＧ２の照度分布（点線）のピークは比較的高いが、両者の分離度も高く、合成した照度分布（太い実線）は、上に凸の放物線状のカーブになる。ｄ＝４ｍｍのとき、図６（ｂ）に示すように、各導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布のピークは図６（ａ）よりも低下するが、両者の分離度も低くなるため、合成した照度分布は、図６（ａ）と同様なカーブが得られる。ｄ＝８ｍｍのとき、図６（ｃ）に示すように、各導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布のピークは図６（ｂ）よりも低下するが、両者の分離度もより低くなるため、合成した照度分布は、図６（ａ）と同様なカーブが得られる。
【００３２】
このように各導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布を、読取光学系の光軸に関して対称に設定することにより、距離ｄの変化による照度分布の変化が少なく、照明深度が大きい線状照明を実現できることが判る。
【００３３】
図７（ｂ）は、合成照度分布のｘ方向変化を示すグラフである。導光体ＬＧ１，ＬＧ２では、ＬＥＤアレイ１８からの光が充分に混合されて射出しているため、主走査方向に平坦な照度分布が得られていることが判る。
【００３４】
図７（ｃ）は、合成照度分布のｙ方向変化を示すグラフである。各導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布を、読取光学系の光軸に関して対称に設定しているため、合成照度分布も読取光学系の光軸に関して対称になることが判る。
【００３５】
図７（ｄ）は、合成照度分布のピークのｚ方向変化を示すグラフである。合成照度分布ピークは、ｄ＝０ｍｍを基準として、ｄ＝８ｍｍのときでも１５％程度の減少に抑制できていることが判る。従って、対象物ＯＢＪの表面に凹凸が生じていても、均一な照度分布で照明することが可能になり、その結果、読み取り画像の濃度変動を防止できる。
【００３６】
また、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の間隔が狭いほど、図８に示すように、対象物への入射角が垂直に近くなり、距離ｄの変化による照度変化が少なくなる。しかし、入射角が完全に垂直になると、導光体が読取光学系の光軸と交差してしまう。そのため、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の間隔は、読取光学系の視野を妨げないようにできる限り小さく設定することが好ましく、例えば、２ｍｍ程度に設定することが好ましい。
【００３７】
実施の形態２．
図９は、光射出面１５の寸法の最適化に関する説明図である。光射出面１５からの射出角について、図９に示すように、読取光学系の光軸に最も近い位置での射出角をθ１、読取光学系の光軸に最も遠い位置での射出角をθ２と定義し、読取光学系の読取限界深度をｈ、対象物の読取位置のｙ方向幅をＲ１とすると、光射出面１５のｙ方向幅幅ｒ１は、次の式を満たすときが最も良い条件である。
【００３８】
【数１】
【００３９】
ただし、ｒ２は、光射出面１５の読取位置の中心軸から最も遠い位置から射出される光と同位置から原稿面に垂直に降ろした線と原稿面で出来る三角形の原稿面と重なっている線分、Ｒ２は、射出口の読取位置の中心軸から最も近い位置から射出される光とその光が対象物に到達した位置から主、副走査面に垂直に降ろした線と主、副走査面で出来る三角形の主、副走査面上で切り取られている線分である。
【００４０】
この条件（１）は、次の式に書き直すことができる。
【００４１】
【数２】
【００４２】
しかし、実際には、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の作製精度や光学部品の取り付け精度などを考慮すると、次の式を満たしている必要がある。
【００４３】
【数３】
【００４４】
こうして上記の式（３）を満たすように、光射出面１５のｙ方向寸法ｒを設定することにより、照明対象位置に対して適切な面積に光を集めて、照度を上げることができる。
【００４５】
また、図１６のように導光体から射出され照明される原稿面の副走査方向の幅をＲ３とすると、Ｒ３は次の式を満たす必要がある。
【００４６】
【数４】
【００４７】
この式の等号が成立したとき、照明領域と読取領域が一致し、照明強度は最大となる。また、読取装置の深度方向の読み取り範囲、つまり最小読取深度ｈｌから最大読取深度ｈの間において、副走査方向の読取領域Ｒ１に照明を行うための光射出角φ１、φ２は導光体の間隔をｄとすると、次の条件を満たしている必要がある。ここで読取装置の深度方向の読み取り範囲をカバーガラスの表面位置からΔｈ上方までの範囲とすると、最小読取深度ｈｌとはカバーガラスの表面の位置を指し、最大読み取り深度ｈはｈ＝ｈ１＋Δｈを指す。
【００４８】
φ１は最大読取深度ｈの位置で読取領域Ｒ１のより広い範囲に照明光が到達している必要がある。しかし、照明装置の光射出口を読取領域Ｒ１よりも副走査方向に対してあえて内側に設置する必要はないのでφ１は９０°以下にすることが望ましい。それを表しているのが式（５）である。
【００４９】
φ２の場合は、両側から対称に照明することを考えると、最小読取深度ｈｌの位置で照明光が読取領域Ｒ１の中心よりも広い領域に到達している必要がある。そうでないと中心部に照明の当たらない領域が発生するからである。それを表しているのが式（６）の右側の不等号である。また、最小読取深度ｈｌの位置で照明光が読取領域Ｒ１を超える必要はない。すなわち、図１６において、導光体の端部から角度φ２で出射する光線のｈ１での到達点は点Ｑよりも左側にあれば良い。それを表しているのが式（６）の左側の不等号である。
【００５０】
【数５】
【００５１】
本実施の形態においてｈ＝１０ｍｍ、ｈｌ＝３ｍｍ、Ｒ１＝２ｍｍ、ｒ１＝５ｍｍ、ｄ＝２ｍｍ程度である。これらの値より計算すると、下記の範囲内である。
【００５２】
【数６】
【００５３】
実施の形態３．
図１０は、本発明に係る導光体の他の例を示す正面図である。導光体の下面１２および蹴り上げ面１４に、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ等の金属材料からなる金属反射層２１を形成している。これによりＬＥＤアレイ１８からの光を光射出面１５へ効率的に伝達できるとともに、導光体の下方に配置された読取光学系への迷光侵入を防止することができる。
【００５４】
さらに、下面１２および蹴り上げ面１４に設けた金属反射層２１の外面に、黒色塗料などの光吸収層２２を形成している。これにより導光体の下方に配置された読取光学系で発生した迷光が導光体に侵入したり、あるいは導光体で反射し再び読取光学系へ侵入するような現象を防止でき、その結果、読取光学系のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００５５】
実施の形態４．
図１１は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。光入射面１１および光射出面１５の何れか一方または両方に、シリンドリカルレンズ群からなるレンチキュラーレンズ２３を設置することによって、光を拡散させることが可能になる。その結果、導光体全体のｙ方向寸法を短くすることが可能になり、対象物ＯＢＪの表面における照度分布をｘ方向およびｙ方向に渡って一様にすることが可能になる。
【００５６】
図１２は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。下面１２および上面１３は、光進行方向に開いたテーパー状に形成するとともに、下面１２および上面１３の何れか一方または両方に、外側に凸の曲率を有する曲面状に形成している。これにより、導光体内部での全反射を調整して、対象物ＯＢＪの表面での照明照度を調整できる。
【００５７】
図１３は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。下面１２の全部または一部に、拡散面２４が形成されている。こうした拡散面２４により、ＬＥＤアレイ１８からの光がより混合されるようになり、その結果、導光体全体のｙ方向寸法を短くすることが可能になり、対象物表面における照度分布をｘ方向およびｙ方向に渡って一様にすることが可能になる。
【００５８】
図１４は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。光射出面１５の近傍に、シリンドリカルコリメートレンズ２５が配置されている。こうしたコリメートレンズ２５により、光射出面１５から射出される光の平行度が高くなり、もしくは光の広がり角を低減できるため、ｚ方向の照度分布をより一様にすることができる。
【００５９】
図１５は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。光入射面１１に設置するＬＥＤアレイ１８は、複数種類のＬＥＤチップで構成されている。ＬＥＤチップ１８ａ，１８ｂの組合せとして、例えば、高輝度ＬＥＤと低輝度ＬＥＤの交互配置や周期的配置により、対象物表面における照度分布を、正弦波のような周期的な分布に設定できる。また、発光波長の異なる複数のＬＥＤの周期的配置により、照明光の波長分布を調整することができる。
【００６０】
なお、上述した各実施形態における各種構成は、１つ又は複数を適宜組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る照明装置を備えた画像読取装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る照明装置を備えた画像読取装置の構成を示す正面図である。
【図３】図３（ａ）は、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の一例を示す正面図であり、図３（ｂ）はその平面図である。
【図４】導光体ＬＧ１，ＬＧ２の一例を示す斜視図である。
【図５】カバーガラス２から対象物ＯＢＪまでの距離ｄが変化したときの様子を示す説明図である。
【図６】距離変化に対応した対象物表面での照度分布を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）は導光体ＬＧ１，ＬＧ２の一例を示す正面図、図７（ｂ）は合成照度分布のｘ方向変化を示すグラフ、図７（ｃ）はそのｙ方向変化を示すグラフ、図７（ｄ）はそのｚ方向変化を示すグラフである。
【図８】対象物ＯＢＪへの垂直入射の様子を示す説明図である。
【図９】光射出面１５の寸法の最適化に関する説明図である。
【図１０】本発明に係る導光体の他の例を示す正面図である。
【図１１】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１２】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１３】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１４】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１５】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１６】導光体からの光射出角φ１、φ２についての説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
２ カバーガラス、 ６ 搬送機構、 １１ 光入射面、 １２ 下面、
１３ 上面、 １４ 蹴り上げ面、 １５ 光射出面、 １６ 底面、
１７ 突起部、 １８ ＬＥＤアレイ、 １８ａ，１８ｂ ＬＥＤチップ、
２１ 金属反射層、 ２２ 光吸収層、 ２３ レンチキュラーレンズ、
２４ 拡散面、 ２５ シリンドリカルコリメートレンズ、
３０ 読取光学系、 ３１，３２，３４，３５ 平面ミラー、 ３３ 結像レンズ、
４０ ラインセンサ、 ＬＧ１，ＬＧ２ 導光体、 ＯＢＪ 読取対象物。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷物やブック原稿などの読取対象物に対して線状照明を行うための導光体に関する。また本発明は、該導光体を用いた照明ユニット、および該照明ユニットを用いた画像読取用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１では、扇板状の導光体を用いて、基板に固定した光源からの光を回転指針へ供給するための照明装置が開示されている。下記特許文献２では、基板に固定した複数の光源に対応して、複数の凸面および凹面が組み込まれた導光部材を備えた画像読取用導光ユニットが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３１３９４号公報
【特許文献２】特開２００１−７７９７５号公報
【特許文献３】特開平１１−８７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像読取装置において、例えば、ブック原稿や皺のある紙幣など、表面に凸凹のある読取対象物の画像を鮮明に結像できる大きな焦点深度を有する読取光学系を採用した場合、照明深度の大きな照明装置が必要である。凹凸のある原稿を読み込む際に、照明深度方向に照度分布があると、読込画像に明るさ変動が発生するためである。
【０００５】
副走査方向に幅の広い原稿読取光学系とは、例えば、特開平１１−８７４２号公報のように折り曲げミラーや凹面鏡を用いた光学系を想定している。このような読取光学系では、副走査方向の幅が大きくなるので、特許文献２のような読取光学系の光軸方向に長い照明光学系を読み取り光学系の副走査方向の横に置くことができない。また、照明光学系に厚みがあるため、読取光学系とカバーガラスの間のスペースに設置することはできない。
【０００６】
本発明の目的は、照明深度が大きくかつ副走査方向の照明幅が広く、高照度の照明を実現できる導光体、照明ユニットおよび画像読取用照明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】
上記目的を達成するために、本発明に係る導光体は、軸線方向に平行な複数の側面を有する柱状透明部材からなり、
光源からの光が入射する第１側面と、
第１側面の両側にそれぞれ配置された第２側面および第３側面と、
第２側面との内角が鈍角となるように形成された第４側面と、
第３側面と第４側面との間に配置され、内部反射した光を外部へ射出する第５側面と、を備え、
第２側面および第３側面は、第１側面から離れるほど互いの間隔が増加するように形成され、
第１側面から入射した光源からの光を第４側面で反射させて第５側面から外部へ射出するとともに、第１側面から入射した光源からの光を第２側面、第３側面および第４側面で反射させて第５側面から外部へ射出することを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係る照明ユニットは、上記の導光体と、
導光体の第１側面に、軸線方向に沿って設けられたＬＥＤアレイと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明に係る画像読取用照明装置は、上記の照明ユニットが、読取対象物からの光を結像する読取光学系の光軸に関してそれぞれ両側に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、線状照明を行う導光体の薄型化が図られるため、照明装置の省スペース化が可能である。また、こうした導光体の第１側面にＬＥＤアレイを設けた照明ユニットは、均一でかつ明るい線状照明を実現できる。さらに、こうした照明ユニットを読取光学系の光軸に関してそれぞれ両側に配置することによって、照明深度が大きく、副走査方向にも一様な強度分布を持つ線状照明が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る照明装置を備えた画像読取装置の構成を示す斜視図であり、図２はその正面図である。画像読取装置は、印刷物などの読取対象物ＯＢＪを一定方向に移動するための搬送機構６と、透明なカバーガラス２と、対象物ＯＢＪの表面に線状照明を行う導光体ＬＧ１，ＬＧ２を含む照明装置と、対象物ＯＢＪからの光を、ＣＣＤ等のラインセンサ４０に結像するための読取光学系３０などで構成される。
【００１３】
ここで、理解容易のため、ラインセンサ４０の電気的走査により対象物ＯＢＪを走査する主走査方向をｘとし、読取対象物ＯＢＪが移動する副走査方向をｙとし、ｘ方向およびｙ方向に垂直な方向をｚとする。
【００１４】
搬送機構６は、ｘ方向と平行な回転軸を有するドラムとして構成され、対象物ＯＢＪをドラム側面に装着した状態で回転することにより、ｙ方向の副走査を行う。なお、本実施形態では、対象物ＯＢＪのドラム搬送を例示しているが、対象物ＯＢＪを固定した状態で、画像読取装置が移動して原稿走査を行う構成でもよく、逆に、画像読取装置を固定した状態で、対象物ＯＢＪが移動して原稿走査を行う構成でもよい。
【００１５】
カバーガラス２は、平坦な透明ガラス板で構成されており、対象物ＯＢＪおよび搬送機構６が配置される空間と照明装置および読取光学系３０が配置される空間とを分離して、光透過のみを許容しつつ、塵埃の侵入を防止するために設けられる。
【００１６】
読取光学系３０は、対象物ＯＢＪからラインセンサ４０へ向かう光路に沿って順次配置された平面ミラー３１，３２、結像レンズ３３、平面ミラー３４，３５を備える。本実施形態では、対象物ＯＢＪから平面ミラー３１までの光路および平面ミラー３５からラインセンサ４０までの光路をｚ方向と平行になるように設定し、複数の折り曲げミラーを使用することにより読取光学系３０の小型化、薄型化を図っている。
【００１７】
照明装置は、カバーガラス２と読取光学系３０との間に設置され、カバーガラス２の上方に位置決めされた対象物ＯＢＪに光を照射して、対象物ＯＢＪの表面にｘ方向に沿った線状照明を行う。
【００１８】
図３（ａ）は、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の一例を示す正面図であり、図３（ｂ）はその平面図であり、図４はその斜視図である。導光体ＬＧ１，ＬＧ２は、軸線方向に平行な複数の側面を有する柱状透明部材からなり、光源からの光が入射する光入射面１１（第１側面）と、光入射面１１の両側にそれぞれ配置された下面１２（第２側面）および上面１３（第３側面）と、下面１２との内角が鈍角、即ち、９０°より大きく１８０°より小さくなるように形成された蹴り上げ面１４（第４側面）と、上面１３と蹴り上げ面１４との間に配置され、内部反射した光を外部へ射出する光射出面１５（第５側面）を少なくとも備える。ここでは、導光体ＬＧ１，ＬＧ２が５つの側面を有する場合を例示するが、６つ以上の側面を有していても構わない。
【００１９】
光入射面１１には、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）チップからなるＬＥＤアレイ１８が導光体の軸線方向、即ち、ｘ方向に沿って配置され、単一の照明ユニットを構成している。
【００２０】
また、導光体ＬＧ１，ＬＧ２を構成する柱状透明部材の底面１６の一方または両方には、軸線方向に平行な平面を持つ突起部１７を設けることが好ましい。これにより画像読取装置のフレームに設けた基準面と突起部１７の平面との位置合わせが容易になり、導光体ＬＧ１，ＬＧ２を高精度かつ安定に位置決めすることができる。また、突起部１７による支持構造により、導光体の各側面と接触する部材が省略できるため、光の漏れや光損失を防止できる。突起部１７は、軸線方向に平行な平面を有する形状であれば、どのような形状でもよい。
【００２１】
次に、導光体の機能について説明する。図３に示すように、ＬＥＤアレイ１８から放射された光が光入射面１１に入射すると、入射光の一部はｙ方向に直進して、蹴り上げ面１４によって上方へ反射されるが、入射光の大部分は導光体の下面１２および上面１３で全反射を繰り返しながら均一に混合され、そして、蹴り上げ面１４によって上方へ反射される。蹴り上げ面１４で反射した光は、光射出面１５から外部へ取り出され、対象物ＯＢＪの表面において、ｘ方向に沿って均一な照度分布を示し、高い照度を持つ線状照明エリアを形成する。
【００２２】
蹴り上げ面１４は、ミラー面として構成されており、できる限り多くの光が光射出面１５から射出されるように角度を調整している。本実施形態では、光射出面１５がｘ方向およびｙ方向に対して平行となるように形成しているが、ｘ方向に平行かつｙ方向に対して斜めとなるように形成してもよい。
【００２３】
導光体は、光入射面１１から光射出面１５へ向かうにつれて肉厚が増加する構成、即ち、下面１２および上面１３が光入射面１１から離れるほど互いの間隔が増加するように、光進行方向に開いたテーパー状に形成することが好ましい。これにより下面１２および上面１３に対する光の入射角が鈍角になるため、導光体内部での全反射が促され、光射出面１５へ向かう光量が増加し、その結果、光射出面１５からの光強度が増加する。
【００２４】
導光体ＬＧ１，ＬＧ２のｘ方向寸法は、読取光学系３０の読み取り幅に応じて、例えば、１３０ｍｍ〜１５０ｍｍに設定される。また、導光体ＬＧ１，ＬＧ２のｙ方向寸法は、ＬＥＤアレイ１８からの光の混合の程度および読取光学系３０のｙ方向寸法に応じて、例えば、２５ｍｍ〜３５ｍｍにそれぞれ設定される。導光体ＬＧ１，ＬＧ２のｚ方向寸法は、カバーガラス２と読取光学系３０との間隔に応じて、例えば、２ｍｍ〜５ｍｍに設定される。光入射面１１のｚ方向寸法は、ＬＥＤアレイ１８の寸法を考慮して、好ましくは２ｍｍ〜５ｍｍに設定され、より好ましくは３ｍｍ〜４ｍｍに設定される。
【００２５】
導光体ＬＧ１，ＬＧ２の材料は、透明材料、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等の合成樹脂材や、ガラス材料であってもよい。導光体の材料としてアクリル樹脂等の合成樹脂を選択した場合、金型成型による量産化に有利である。一方、導光体の材料としてガラス材料を選択した場合、アクリル樹脂と比べて融点が高いため、ＬＥＤアレイ１８の許容温度の上限を高く設定できる点で有利である。
【００２６】
導光体ＬＧ１，ＬＧ２を含む２つの照明ユニットは、各光射出面１５が読取光学系３０の光軸に近接するように、読取光学系３０の光軸に関してそれぞれ両側に配置することが好ましい。これによって照明深度が大きく、副走査方向の照明幅が広く、高い照度の線状照明を実現することができる。
【００２７】
単一の照明ユニットだけを使用した場合、対象物ＯＢＪの位置がｚ方向に変化すると、照度分布のピークがｙ方向に移動していくとともに、照度のピークも減少していく。そのため、単一の照明ユニットだけでは照明深度が小さくなる。そこで、２つの照明ユニットを向かい合わせて配置し、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の間隔、蹴り上げ面１７の角度、射出光の角度を調整して、光射出面１５からの照射角は、ｚ方向に対してできる限り平行になるように設定することが好ましい。
【００２８】
ｚ方向に対する各照明ユニットの照射角は、０°〜３０°が好ましく、より好ましくは０°〜２０°であり、さらに好ましくは５°〜１０°である。このとき、各照明ユニットから射出される光の照射方向は、読取光学系３０の光軸に関して対称であることが好ましく、これにより均一な照度分布を有する線状照明が得られる。
【００２９】
本実施形態では、対象物ＯＢＪの位置がｚ方向に変化すると、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布のピークがｙ方向に移動し、照度のピークも減少することを利用して、各導光体の照度分布を重ね合わせた状態で、対象物ＯＢＪのｚ方向変位が生じても、対象物ＯＢＪの表面での照度分布が一定であるように設定している。
【００３０】
図５は、カバーガラス２から対象物ＯＢＪまでの距離ｄが変化したときの様子を示す説明図である。図６（ａ）〜図６（ｂ）は、距離変化に対応した対象物表面での照度分布を示すグラフである。導光体ＬＧ１，ＬＧ２を間隔２ｍｍで向かい合わせて配置した状態で、距離ｄがそれぞれ０ｍｍ（密着），４ｍｍ，８ｍｍと変化すると、導光体ＬＧ１，ＬＧ２による照度分布が変化する。
【００３１】
ｄ＝０ｍｍのとき、図６（ａ）に示すように、導光体ＬＧ１の照度分布（実線）および導光体ＬＧ２の照度分布（点線）のピークは比較的高いが、両者の分離度も高く、合成した照度分布（太い実線）は、上に凸の放物線状のカーブになる。ｄ＝４ｍｍのとき、図６（ｂ）に示すように、各導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布のピークは図６（ａ）よりも低下するが、両者の分離度も低くなるため、合成した照度分布は、図６（ａ）と同様なカーブが得られる。ｄ＝８ｍｍのとき、図６（ｃ）に示すように、各導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布のピークは図６（ｂ）よりも低下するが、両者の分離度もより低くなるため、合成した照度分布は、図６（ａ）と同様なカーブが得られる。
【００３２】
このように各導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布を、読取光学系の光軸に関して対称に設定することにより、距離ｄの変化による照度分布の変化が少なく、照明深度が大きい線状照明を実現できることが判る。
【００３３】
図７（ｂ）は、合成照度分布のｘ方向変化を示すグラフである。導光体ＬＧ１，ＬＧ２では、ＬＥＤアレイ１８からの光が充分に混合されて射出しているため、主走査方向に平坦な照度分布が得られていることが判る。
【００３４】
図７（ｃ）は、合成照度分布のｙ方向変化を示すグラフである。各導光体ＬＧ１，ＬＧ２の照度分布を、読取光学系の光軸に関して対称に設定しているため、合成照度分布も読取光学系の光軸に関して対称になることが判る。
【００３５】
図７（ｄ）は、合成照度分布のピークのｚ方向変化を示すグラフである。合成照度分布ピークは、ｄ＝０ｍｍを基準として、ｄ＝８ｍｍのときでも１５％程度の減少に抑制できていることが判る。従って、対象物ＯＢＪの表面に凹凸が生じていても、均一な照度分布で照明することが可能になり、その結果、読み取り画像の濃度変動を防止できる。
【００３６】
また、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の間隔が狭いほど、図８に示すように、対象物への入射角が垂直に近くなり、距離ｄの変化による照度変化が少なくなる。しかし、入射角が完全に垂直になると、導光体が読取光学系の光軸と交差してしまう。そのため、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の間隔は、読取光学系の視野を妨げないようにできる限り小さく設定することが好ましく、例えば、２ｍｍ程度に設定することが好ましい。
【００３７】
実施の形態２．
図９は、光射出面１５の寸法の最適化に関する説明図である。光射出面１５からの射出角について、図９に示すように、読取光学系の光軸に最も近い位置での射出角をθ１、読取光学系の光軸に最も遠い位置での射出角をθ２と定義し、読取光学系の読取限界深度をｈ、対象物の読取位置のｙ方向幅をＲ１とすると、光射出面１５のｙ方向幅幅ｒ１は、次の式を満たすときが最も良い条件である。
【００３８】
【数１】
【００３９】
ただし、ｒ２は、光射出面１５の読取位置の中心軸から最も遠い位置から射出される光と同位置から原稿面に垂直に降ろした線と原稿面で出来る三角形の原稿面と重なっている線分、Ｒ２は、射出口の読取位置の中心軸から最も近い位置から射出される光とその光が対象物に到達した位置から主、副走査面に垂直に降ろした線と主、副走査面で出来る三角形の主、副走査面上で切り取られている線分である。
【００４０】
この条件（１）は、次の式に書き直すことができる。
【００４１】
【数２】
【００４２】
しかし、実際には、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の作製精度や光学部品の取り付け精度などを考慮すると、次の式を満たしている必要がある。
【００４３】
【数３】
【００４４】
こうして上記の式（３）を満たすように、光射出面１５のｙ方向寸法ｒを設定することにより、照明対象位置に対して適切な面積に光を集めて、照度を上げることができる。
【００４５】
また、図１６のように導光体から射出され照明される原稿面の副走査方向の幅をＲ３とすると、Ｒ３は次の式を満たす必要がある。
【００４６】
【数４】
【００４７】
この式の等号が成立したとき、照明領域と読取領域が一致し、照明強度は最大となる。また、読取装置の深度方向の読み取り範囲、つまり最小読取深度ｈｌから最大読取深度ｈの間において、副走査方向の読取領域Ｒ１に照明を行うための光射出角φ１、φ２は導光体の間隔をｄとすると、次の条件を満たしている必要がある。ここで読取装置の深度方向の読み取り範囲をカバーガラスの表面位置からΔｈ上方までの範囲とすると、最小読取深度ｈｌとはカバーガラスの表面の位置を指し、最大読み取り深度ｈはｈ＝ｈ１＋Δｈを指す。
【００４８】
φ１は最大読取深度ｈの位置で読取領域Ｒ１のより広い範囲に照明光が到達している必要がある。しかし、照明装置の光射出口を読取領域Ｒ１よりも副走査方向に対してあえて内側に設置する必要はないのでφ１は９０°以下にすることが望ましい。それを表しているのが式（５）である。
【００４９】
φ２の場合は、両側から対称に照明することを考えると、最小読取深度ｈｌの位置で照明光が読取領域Ｒ１の中心よりも広い領域に到達している必要がある。そうでないと中心部に照明の当たらない領域が発生するからである。それを表しているのが式（６）の右側の不等号である。また、最小読取深度ｈｌの位置で照明光が読取領域Ｒ１を超える必要はない。すなわち、図１６において、導光体の端部から角度φ２で出射する光線のｈ１での到達点は点Ｑよりも左側にあれば良い。それを表しているのが式（６）の左側の不等号である。
【００５０】
【数５】
【００５１】
本実施の形態においてｈ＝１０ｍｍ、ｈｌ＝３ｍｍ、Ｒ１＝２ｍｍ、ｒ１＝５ｍｍ、ｄ＝２ｍｍ程度である。これらの値より計算すると、下記の範囲内である。
【００５２】
【数６】
【００５３】
実施の形態３．
図１０は、本発明に係る導光体の他の例を示す正面図である。導光体の下面１２および蹴り上げ面１４に、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ等の金属材料からなる金属反射層２１を形成している。これによりＬＥＤアレイ１８からの光を光射出面１５へ効率的に伝達できるとともに、導光体の下方に配置された読取光学系への迷光侵入を防止することができる。
【００５４】
さらに、下面１２および蹴り上げ面１４に設けた金属反射層２１の外面に、黒色塗料などの光吸収層２２を形成している。これにより導光体の下方に配置された読取光学系で発生した迷光が導光体に侵入したり、あるいは導光体で反射し再び読取光学系へ侵入するような現象を防止でき、その結果、読取光学系のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００５５】
実施の形態４．
図１１は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。光入射面１１および光射出面１５の何れか一方または両方に、シリンドリカルレンズ群からなるレンチキュラーレンズ２３を設置することによって、光を拡散させることが可能になる。その結果、導光体全体のｙ方向寸法を短くすることが可能になり、対象物ＯＢＪの表面における照度分布をｘ方向およびｙ方向に渡って一様にすることが可能になる。
【００５６】
図１２は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。下面１２および上面１３は、光進行方向に開いたテーパー状に形成するとともに、下面１２および上面１３の何れか一方または両方に、外側に凸の曲率を有する曲面状に形成している。これにより、導光体内部での全反射を調整して、対象物ＯＢＪの表面での照明照度を調整できる。
【００５７】
図１３は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。下面１２の全部または一部に、拡散面２４が形成されている。こうした拡散面２４により、ＬＥＤアレイ１８からの光がより混合されるようになり、その結果、導光体全体のｙ方向寸法を短くすることが可能になり、対象物表面における照度分布をｘ方向およびｙ方向に渡って一様にすることが可能になる。
【００５８】
図１４は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。光射出面１５の近傍に、シリンドリカルコリメートレンズ２５が配置されている。こうしたコリメートレンズ２５により、光射出面１５から射出される光の平行度が高くなり、もしくは光の広がり角を低減できるため、ｚ方向の照度分布をより一様にすることができる。
【００５９】
図１５は、本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。光入射面１１に設置するＬＥＤアレイ１８は、複数種類のＬＥＤチップで構成されている。ＬＥＤチップ１８ａ，１８ｂの組合せとして、例えば、高輝度ＬＥＤと低輝度ＬＥＤの交互配置や周期的配置により、対象物表面における照度分布を、正弦波のような周期的な分布に設定できる。また、発光波長の異なる複数のＬＥＤの周期的配置により、照明光の波長分布を調整することができる。
【００６０】
なお、上述した各実施形態における各種構成は、１つ又は複数を適宜組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る照明装置を備えた画像読取装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る照明装置を備えた画像読取装置の構成を示す正面図である。
【図３】図３（ａ）は、導光体ＬＧ１，ＬＧ２の一例を示す正面図であり、図３（ｂ）はその平面図である。
【図４】導光体ＬＧ１，ＬＧ２の一例を示す斜視図である。
【図５】カバーガラス２から対象物ＯＢＪまでの距離ｄが変化したときの様子を示す説明図である。
【図６】距離変化に対応した対象物表面での照度分布を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）は導光体ＬＧ１，ＬＧ２の一例を示す正面図、図７（ｂ）は合成照度分布のｘ方向変化を示すグラフ、図７（ｃ）はそのｙ方向変化を示すグラフ、図７（ｄ）はそのｚ方向変化を示すグラフである。
【図８】対象物ＯＢＪへの垂直入射の様子を示す説明図である。
【図９】光射出面１５の寸法の最適化に関する説明図である。
【図１０】本発明に係る導光体の他の例を示す正面図である。
【図１１】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１２】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１３】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１４】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１５】本発明に係る導光体のさらに他の例を示す正面図である。
【図１６】導光体からの光射出角φ１、φ２についての説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
２ カバーガラス、 ６ 搬送機構、 １１ 光入射面、 １２ 下面、
１３ 上面、 １４ 蹴り上げ面、 １５ 光射出面、 １６ 底面、
１７ 突起部、 １８ ＬＥＤアレイ、 １８ａ，１８ｂ ＬＥＤチップ、
２１ 金属反射層、 ２２ 光吸収層、 ２３ レンチキュラーレンズ、
２４ 拡散面、 ２５ シリンドリカルコリメートレンズ、
３０ 読取光学系、 ３１，３２，３４，３５ 平面ミラー、 ３３ 結像レンズ、
４０ ラインセンサ、 ＬＧ１，ＬＧ２ 導光体、 ＯＢＪ 読取対象物。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に平行な複数の側面を有する柱状透明部材からなる導光体であって、
光源からの光が入射する第１側面と、
第１側面の両側にそれぞれ配置された第２側面および第３側面と、
第２側面との内角が鈍角となるように形成された第４側面と、
第３側面と第４側面との間に配置され、内部反射した光を外部へ射出する第５側面と、を備え、
第２側面および第３側面は、第１側面から離れるほど互いの間隔が増加するように形成され、
第１側面から入射した光源からの光を第４側面で反射させて第５側面から外部へ射出するとともに、第１側面から入射した光源からの光を第２側面、第３側面および第４側面で反射させて第５側面から外部へ射出することを特徴とする導光体。
【請求項２】
複数の側面の少なくとも１つが、曲面状、拡散面状またはレンチキュラーレンズ状に形成されることを特徴とする請求項１記載の導光体。
【請求項３】
柱状透明部材の側面には、軸線方向に平行な平面を持つ突起部が設けられることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の導光体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の導光体と、
導光体の第１側面に、軸線方向に沿って設けられたＬＥＤアレイと、を備えることを特徴とする照明ユニット。
【請求項５】
請求項４記載の照明ユニットが、読取対象物からの光を結像する読取光学系の光軸に関してそれぞれ両側に配置されていることを特徴とする画像読取用照明装置。
【請求項６】
各照明ユニットから射出される光の照射方向が、読取光学系の光軸に関して対称であることを特徴とする請求項５記載の画像読取用照明装置。
【請求項７】
導光体の軸線方向および読取光学系の光軸に対して垂直な方向を副走査方向として、光を射出する第５側面の副走査方向の幅ｒは、次式を満たすことを特徴とする請求項５または６記載の画像読取用照明装置。
【数１】
ただし、Ｒ１は読取位置の副走査方向の幅、ｈは結像光学系の読取限界深度、θ１は第５側面の読取位置の中心軸から最も遠い位置から射出される光と副走査方向の間の角度、θ２は第５側面の読取位置の中心軸から最も近い位置から射出される光と副走査方向の間の角度である。
【請求項１】
軸線方向に平行な複数の側面を有する柱状透明部材からなる導光体であって、
光源からの光が入射する第１側面と、
第１側面の両側にそれぞれ配置された第２側面および第３側面と、
第２側面との内角が鈍角となるように形成された第４側面と、
第３側面と第４側面との間に配置され、内部反射した光を外部へ射出する第５側面と、を備え、
第２側面および第３側面は、第１側面から離れるほど互いの間隔が増加するように形成され、
第１側面から入射した光源からの光を第４側面で反射させて第５側面から外部へ射出するとともに、第１側面から入射した光源からの光を第２側面、第３側面および第４側面で反射させて第５側面から外部へ射出することを特徴とする導光体。
【請求項２】
複数の側面の少なくとも１つが、曲面状、拡散面状またはレンチキュラーレンズ状に形成されることを特徴とする請求項１記載の導光体。
【請求項３】
柱状透明部材の側面には、軸線方向に平行な平面を持つ突起部が設けられることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の導光体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の導光体と、
導光体の第１側面に、軸線方向に沿って設けられたＬＥＤアレイと、を備えることを特徴とする照明ユニット。
【請求項５】
請求項４記載の照明ユニットが、読取対象物からの光を結像する読取光学系の光軸に関してそれぞれ両側に配置されていることを特徴とする画像読取用照明装置。
【請求項６】
各照明ユニットから射出される光の照射方向が、読取光学系の光軸に関して対称であることを特徴とする請求項５記載の画像読取用照明装置。
【請求項７】
導光体の軸線方向および読取光学系の光軸に対して垂直な方向を副走査方向として、光を射出する第５側面の副走査方向の幅ｒは、次式を満たすことを特徴とする請求項５または６記載の画像読取用照明装置。
【数１】
ただし、Ｒ１は読取位置の副走査方向の幅、ｈは結像光学系の読取限界深度、θ１は第５側面の読取位置の中心軸から最も遠い位置から射出される光と副走査方向の間の角度、θ２は第５側面の読取位置の中心軸から最も近い位置から射出される光と副走査方向の間の角度である。
【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２０１３−９３３３０（Ｐ２０１３−９３３３０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２８３８９５（Ｐ２０１２−２８３８９５）
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２００８−１２３２８７（Ｐ２００８−１２３２８７）の分割
【原出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【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２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２００８−１２３２８７（Ｐ２００８−１２３２８７）の分割
【原出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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