照明装置および画像読取装置
【課題】 導光体などの光学部品の組み立て時の位置ずれによる長手方向の照度分布の均一性低下を防止することができる照明装置および画像読取装置を得る。
【解決手段】 照明装置の導光体が、その光出射面と対向する側面の一部に長手方向に延在し、それぞれの法線が光出射面の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜した複数の平面と、この複数の平面に沿ってそれぞれ長手方向に延在し、光源から導光された光を散乱させる散乱領域とを備える。
【解決手段】 照明装置の導光体が、その光出射面と対向する側面の一部に長手方向に延在し、それぞれの法線が光出射面の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜した複数の平面と、この複数の平面に沿ってそれぞれ長手方向に延在し、光源から導光された光を散乱させる散乱領域とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ファクシミリ、コピー機、スキャナなどの画像読取装置に使用される原稿面を線状に照明する棒状の照明装置、およびこの照明装置を備えた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、画像読取装置などに使用される照明装置は、光源からの光で、線状の読取対象領域を照明するために、導光体が用いられている。従来の照明装置の導光体は、その導光体の一面を光束の射出面(以下、光出射面と記す。)とし、光出射面に対向する面に導光体端部から入射された光束を拡散及び/又は反射するための領域(以下、散乱領域と記す。)を有する。導光体の端部に配される光源からの光を導光体の長手方向に導光し、散乱領域により光を散乱させ、光出射面から線状の光を出射して読取対象領域を照明する。(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】特開平6−217084号公報
【特許文献2】特開2003−348299号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の照明装置を備えた画像読取装置では、読取対象領域の副走査方向、すなわち導光体の短手幅方向において、導光体からの出射光の照度分布が、中央部が高くなる現象が発生する。特に導光体の光源近傍では、光源からの光が直接、散乱領域に入射して散乱する割合が多くなるため、より副走査方向の中央部が高い照度分布となる。
【0005】
その結果、従来の照明装置を備えた画像読取装置の組み立て時に、導光体などの光学部品が設計位置からずれると、主走査方向、すなわち導光体の長手方向の照度分布の均一性が低下するという問題点があった。これは、導光体からの出射光の副走査方向の照度分布の均一性が低下しているために、導光体などの光学部品の組み立て時に、副走査方向の位置精度に余裕がなくなるからである。特に導光体の光源近傍における副走査方向の照度分布の均一性が低下しているために、導光体を非常に高精度に位置決めしながら組み立てる必要性があり、その精密な位置調整には製造上の限界があった。
【0006】
また、照明装置の主走査方向の照度分布の均一性が低下すると、読取対象領域の主走査方向の明るさが変化することになり、画像の正確な濃度分布を観測することができなくなる。また、読み取った画像の散乱光をラインセンサで電気信号に変換するにあたり、原稿面が白い場合の濃度分布をあらかじめ測定しておき、原稿の画像読取時に電気信号処理することにより補正を行う場合でも、濃度レベルの解像度が低下するという問題点があった。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、照明装置を備えた画像読取装置において、画像の正確な読み取りが可能となる照明装置、およびこの照明装置を備えた画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る照明装置においては、照明装置の導光体が、その光出射面と対向する側面の一部に長手方向に延在し、それぞれの法線が光出射面の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜した複数の平面と、この複数の平面に沿ってそれぞれ長手方向に延在し、光源から導光された光を散乱させる散乱領域とを備えたものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、導光体の散乱領域から光出射面へ向かう光の放射角度を副走査方向に拡げることが可能となる。特に、導光体の光源近傍、すなわち長手方向の導光体の端部において、導光体からの出射光の副走査方向の照度分布の均一性を向上させることが可能となる。これにより、導光体などの光学部品の組み立て時の副走査方向の位置精度の余裕が拡大するため、組み立て時の位置ずれによる長手方向の照度分布の均一性低下を防止することが可能な照明装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
実施の形態1.
実施の形態1について図面を参照して説明する。図1は実施の形態1における照明装置および画像読取装置の短手幅方向の概略を示す構成図であり、図2は照明装置の長手方向の概略を示す構成図である。
【0011】
図1において、長手方向41とはラインセンサ7の配列方向と平行な方向であり、画像読取装置201の主走査方向とも呼ぶ。図1の図面上では紙面を貫く方向となる。また、短手幅方向42とは、前記の長手方向41と直交する方向であり、画像読取装置201の副走査方向とも呼ぶ。この方向は画像読取装置201の原稿送り方向43に対応しており、図1の図面上では紙面の左右方向となる。
【0012】
画像読取装置201は、基本的構成部分として、照明装置101、カバーガラス2、ロッドレンズ6、およびラインセンサ7により構成されている。ここで、照明装置101が照明光学系を構成し、ロッドレンズ6、ラインセンサ7、およびラインセンサ7を実装するセンサ基板8にて読取光学系を構成する。
【0013】
カバーガラス2は、筺体1の上部に設けられ、透明平板状の部材である。ロッドレンズ6は、カバーガラス2の下方の筺体1の内部に、長手方向41に沿ってアレイ状に配列されて延在するレンズである。ラインセンサ7は、ロッドレンズ6の直下に長手方向41に沿って配置され、ロッドレンズ6を介して入射する光を検出する。また、ラインセンサ7は、センサ基板8の上に設置されている。このようなロッドレンズ6、ラインセンサ7、およびセンサ基板8を有する読取光学系は、読取対象物の一例に相当する原稿3において、長手方向41に沿った線状の読取対象領域3bの画像を読み取る。
【0014】
また、カバーガラス2の上には、長手方向41に沿って延在するプラテン4が設けられる。プラテン4は、原稿3をカバーガラス2に押圧するとともに、回転することで原稿3を原稿送り方向43へ紙送りする。
【0015】
照明装置101は、カバーガラス2の下方の筺体1の内部に、前述の読取光学系の短手幅方向42に隣接して、読取対象領域3bを含む領域に光が照射されるように配向して配置されている。照明装置101は、散乱領域11a、11bを備えた導光体9、および光源5a、5bを有する。導光体9やロッドレンズ6などの光学部品は、アクリル、ポリカーボネイト等の透明樹脂、あるいはガラス等の透明材料で構成されている。
【0016】
実施の形態1では、導光体9は円柱形状と角柱形状とを組み合わせた形状からなり、長手方向41に沿って延在している。また、導光体9は、側面の一部の円柱形状に対応して凸レンズ状の曲面で構成され、線状の光を出射する光出射面91が長手方向41に延在している。この光出射面91に対向する側面の一部に散乱領域11a、11bが備えられた複数の平面92、93が長手方向41に延在している。複数の平面92、93は、長手方向41に延在する溝状の凹部分に沿って備えられ、それぞれの法線が光出射面91の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜している。この複数の平面92、93に沿って、散乱領域11a、11bが、それぞれ設けられている。
【0017】
図2において、光源5a、5bは、例えばLED等の発光体にて構成され、長手方向41における導光体9の両側の端面に設けられている。散乱領域11a、11bは、導光体9と光学的にカップリングしており、光源5a、5bから導光体9内に放射され、導光体9内に導光された光を散乱するように構成されている。
なお、光源5a、5bは、導光体9の両側の端面に設けられているように構成したが、導光体9の一方の端面に設けられているように構成してもよい。
【0018】
導光体9の短手幅方向42の断面の大きさは、光源5a、5bであるLEDのサイズ、および装置の小型化などを考慮して、1辺または径の長さが2ないし8mm、好ましくは4ないし6mmが適当である。
【0019】
散乱領域11a、11bとしては、例えば、導光体9の複数の平面92、93上に白色顔料等の光反射性の塗料を塗布したものや、複数の平面92、93自体を粗面加工したもの、鋸歯状のプリズム形状加工、または、ピラミッド状のエンボス形状加工したものとして構成することができる。特にプリズム形状加工やエンボス形状加工で、導光体9の材料が透明樹脂等であれば、導光体9の成型時に、複数の平面92、93と共に同時に一体成型することも可能である。
【0020】
なお、導光体9自体の長手方向41の照射光強度分布を均一化させるためには、散乱領域11a、11bそのものに適切な分布を持たせることも可能である。例えば、プリズム形状加工の場合であれば、長手方向41に、プリズム形状の鋸歯密度や幅を変更して、長手方向41の照射光強度を調整することができる。また、プリズム形状の鋸歯の向きは必ずしも長手方向41である必要はなく、短手幅方向42やそれ以外の向きであっても散乱領域11a、11bとして使用可能である。
【0021】
以上のような導光体9を備えた照明装置101および画像読取装置201の動作について説明する。
光源5a、5bから放出された光は、導光体9内に取り込まれ、導光体9内を伝播する。導光体9内を伝播する光は、導光体9に設けられた散乱領域11a、11bに当たり、散乱されて、一部の光が導光体9の光出射面91から出射される。導光体9の光出射面91から出射された線状の光は読取対象領域を照明する。このように、導光体9は、光源5a、5bが発した光を照明光照射方向に導く部材である。
【0022】
光出射面91から出射された線状の光が長手方向41に沿った線状の読取対象領域3bで散乱した光、すなわち読取対象物である原稿面3aの画像を読み取った光は、長手方向41に沿ってアレイ状に配列されたロッドレンズ6のアレイによって、ラインセンサ7のアレイに1対1で正像転写され、各ラインセンサ7により電気信号に変換される。これにより、長手方向41、すなわち主走査方向に走査して、画像を読み取ることができる。
【0023】
原稿3は、プラテン4により原稿送り方向43に移動されることから、線状の照射光は、原稿面3a上では、短手幅方向42、すなわち副走査方向に走査されることとなり、最終的に原稿面3a全体の画像を電気信号に変換して読み取ることができる。
【0024】
図3は実施の形態1における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。図4は比較のため、従来の照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
また、図5は実施の形態1における導光体の光出射面から出射された線状の光の短手幅方向の照明照度を示す照度分布図であり、図5の(a)は長手方向中央部における照度分布、図5の(b)は光源近傍における照度分布を示す。同様に、図6は従来の導光体の光出射面から出射された線状の光の短手幅方向の照明照度を示す照度分布図であり、図6の(a)は長手方向中央部における照度分布、図6の(b)は光源近傍における照度分布を示す。
【0025】
図3において、実施の形態1では、2つの光源5a、5bが、導光体9の一方の端面に設けられている。2つの散乱領域11a、11bが、それぞれ設けられている2つの平面92、93は、それぞれの法線が光出射面91の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜している。
ここで、光源の光軸21a、21bを光源から放出される光の最も強度が高い部分の進行方向であるとする。複数の平面92、93のそれぞれの法線23a、23bは、それぞれの光源の光軸21a、21bと交差する方向へ向くように傾斜していることが望ましい。
【0026】
図4において、比較のため、従来の照明装置の導光体の短手幅方向の概略を一例として示す。従来の照明装置は、2つの光源5a、5bに対し、散乱領域11は1つであり、散乱領域11が設けられている平面の法線は光出射面91の短手幅の中心の方向へ向くように構成されている。
【0027】
図5と図6において、実施の形態1と、従来の照明装置の導光体における光出射面91から出射された線状の光の短手幅方向42の照度分布をそれぞれ比較して示す。
図5の(a)と図6の(a)に示すように、長手方向41の中央部においては、光源5a、5bからの光が、導光体9の内壁面で多数回反射され、十分混合されるので、散乱領域11a、11bの設けられている2つの平面92、93の法線方向によらず、短手幅方向42に、導光体9の幅程度の均一性が確保された照度分布を得ることができる。
【0028】
ところが、長手方向41の端部、すなわち光源近傍においては、光源5a、5bからの光が直接、散乱領域11に入射して反射または散乱する割合が多くなる。その結果、図6の(b)に示すように、従来の構成では、散乱領域11での光の反射方向を制御することができず、短手幅方向42の照度分布は、中心部が高く、周辺に向けて急に低下するような分布となる。このような照度分布だと、導光体9などの光学部品の組み立て時に、設置する位置が短手幅方向42にわずかにずれただけでも照明照度が大きく変動することになり、長手方向41の照度分布の均一性が大きく低下する。このため、光学部品の組み立て時に、短手幅方向42の位置精度にはまったく余裕がないことになる。
【0029】
一方、実施の形態1においては、散乱領域11a、11bが2つの平面92、93に沿って設けられ、2つの平面92、93はそれぞれの法線が光出射面91の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜して構成されている。この構成により、2つの光源5a、5bの位置、光軸に対応して、散乱領域11a、11bでの反射または散乱する光の方向を調節することが可能となる。これにより、散乱領域11a、11bから光出射面91へ向かう光の放射角度を短手幅方向42に拡げて、短手幅方向42の照度分布の周辺部を高くすることができる。その結果、図5の(b)に示すように、光源近傍においても、長手方向41の中央部と同様に、短手幅方向42に、導光体9の幅程度の均一性が確保された照度分布を得ることができる。
【0030】
このように構成された導光体9を備えた照明装置101においては、光学部品の組み立て時に、導光体9などを設置する位置が短手幅方向42にわずかにずれたとしても、照明照度はほとんど変化しないので、長手方向41の照度分布の均一性を保つことが可能となる。これにより、導光体9などの光学部品の組み立て時の短手幅方向42の位置精度の余裕が大幅に拡大するため、組み立て時の位置ずれによる長手方向の照度分布の均一性低下を防止することが可能な照明装置101およびこの照明装置101を備えた画像読取装置201を実現することができる。
【0031】
実施の形態1の画像読取装置201としては、さらに、光源5a、5bからの光が原稿3の読取対象領域3bに適切に到達するように、照明光学系が適宜調整され、また、原稿面3aからの光がラインセンサ7に適切に到達するように、読取光学系が適宜調整されることはいうまでもない。
【0032】
なお、実施の形態1では、傾斜した複数の平面92、93は、導光体9の側面の一部に設けられた長手方向41に延在する断面が逆V字状の凹部分であるように構成したが、図7に示すように、導光体9の側面の一部に設けられた長手方向41に延在する断面がV字状の凸部分であるように構成してもまったく同様の効果を得ることができる。
【0033】
実施の形態2.
図8は実施の形態2における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。図中、図3に示す実施の形態1と同一符号は同一または相当の構成を示す。なお、導光体9の断面形状以外の構成および動作については、実施の形態1と同一であるため、以下では説明を省略する。
【0034】
図8において、実施の形態2では、実施の形態1と同様に、導光体9は円柱形状と角柱形状とを組み合わせた形状からなるが、角柱形状部分の1辺が、円柱形状部分の径よりも短手幅方向42に大きくなるように構成されている。また、実施の形態1と同様に、導光体9の円柱形状に対応した側面が、光出射面91aとなる。
【0035】
このように構成された導光体9を備えた照明装置は、光源5a、5bの大きさによっては、光出射面91aとなる円柱形状部分の大きさを変更することなく、角柱形状部分の大きさを調整するのみで、光源5a、5bの配置が可能となる。一方、円柱形状部分の大きさは、光源5a、5bの大きさによらず変更することが可能となり、光出射面91aの短手幅方向42の幅を独立して調整することができる。これにより、実施の形態1とまったく同様の効果を得ることができることはいうまでもないが、光量を増加させるために光源5a、5bのサイズを大きくすることも可能となる。
【0036】
実施の形態3.
図9は実施の形態3における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。図中、図3に示す実施の形態1と同一符号は同一または相当の構成を示す。なお、導光体9の断面形状、および、光源、散乱領域、散乱領域が設けられている複数の平面以外の構成および動作については、実施の形態1と同一であるため、以下では説明を省略する。
【0037】
図9において、実施の形態3では、実施の形態2と同様に、導光体9は円柱形状と角柱形状とを組み合わせた形状からなり、角柱形状部分の1辺が、円柱形状部分の径よりも短手幅方向42に大きくなるように構成されている。さらに、実施の形態3では、3つの光源5a、5b、5cが、導光体9の一方の端面に設けられている。また、3つの散乱領域11a、11b、11cが、それぞれ長手方向41に延在する3つの平面92、93、94に沿って設けられている。3つの平面92、93、94のうち、2つの平面92、93はそれぞれの法線23a、23bが光出射面91aの短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜して構成されている。また、3つの平面92、93、94はそれぞれの法線23a、23b、23cが、それぞれの光源の光軸21a、21b、21cと交差する方向へ向くように傾斜して構成されている。
【0038】
このように構成された導光体9を備えた照明装置は、光源5a、5b、5cの数を増加させて、光量を増加させることができる。また、3つの光源5a、5b、5cにそれぞれ対応するように、3つの散乱領域11a、11b、11cが設けられた3つの平面92、93、94を備えているので、実施の形態1とまったく同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【0039】
なお、実施の形態3では、光源、散乱領域、散乱領域が設けられている複数の平面がそれぞれ3つ備えられているように構成したが、4つ以上備えられているように構成することも可能である。また、光源の数と、散乱領域および散乱領域が設けられている複数の平面の数が、異なるように構成することも可能であり、実施の形態1とまったく同様の効果を得ることができる。
【0040】
実施の形態4.
図10は実施の形態4における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図であり、図11は実施の形態4における照明装置を備えた画像読取装置を一部省略して示す斜視図である。図中、図1ないし図3に示す実施の形態1と同一符号は同一または相当の構成を示す。なお、導光体の断面形状、および、円筒レンズ以外の構成および動作については、実施の形態1と同一であるため、以下では説明を省略する。
【0041】
図10において、実施の形態4では、導光体10の長手方向41に直交する断面形状は、複数の平面92、93が備えられた部分を除き、円形で構成されている。すなわち、導光体10の形状は円柱形状からなるように構成されている。実施の形態4も実施の形態1と同様に、散乱領域11a、11bが設けられている複数の平面92、93が備えられた側面と対向する側面が光出射面91となる。
さらに、実施の形態4では、導光体10の光出射面91と原稿3の被照明位置との間に円筒レンズ12を備えるように構成されている。
【0042】
このように構成された導光体10を備えた照明装置102は、導光体10の形状が円柱形状のため、光源5a、5bからの光が、導光体10の散乱領域11a、11bを除く内壁面で効率良く反射され、導光体10内を伝播する。導光体10の内壁面での光損失が少ないので、さらに散乱領域11a、11bで散乱されて、光出射面91から出射される照明光においても、光源5a、5bからの光損失の非常に少ない照明装置102を実現することができる。
なお、散乱領域11a、11bが設けられている複数の平面92、93については、実施の形態1と同一の構成のため、実施の形態1とまったく同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【0043】
一方、実施の形態2、あるいは実施の形態3と異なり、実施の形態4では、光源5a、5bの大きさや数によっては、導光体10の短手幅方向42の幅が制限を受ける場合がある。特に、導光体10の短手幅方向42の幅が大きくなると、光出射面91の短手幅方向42の幅も大きくなり、照明光としては拡がり過ぎる場合がある。
そのため、実施の形態4では、導光体10の光出射面91と原稿3の被照明位置との間に備えた円筒レンズ12にて、光出射面91から出射される光を集光させる。
【0044】
円筒レンズ12は、蒲鉾形の断面を有し、長手方向41に延在するレンズである。円筒レンズ12は、その光軸方向に凸状の円筒面と、円筒面に対向する平坦面とを有する。このような円筒レンズ12を導光体10の光出射面91に円筒面を対向させて、原稿3の被照明位置との間に配置させる。また、円筒レンズ12の光軸は、導光体10の光出射面91の光軸と一致するように配置される。
【0045】
このように構成された導光体10を備えた照明装置102は、さらに円筒レンズ12を備えたことにより、円筒レンズ12の集光作用により、原稿3の必要な照明範囲に照明光を照射することができるため、効率の良い照明が可能となる。
【0046】
なお、実施の形態4では、円柱形状の導光体10の直径は、光源5a、5bであるLEDのサイズ、および装置の小型化などを考慮して、2ないし8mm、好ましくは、3ないし6mmが適当である。この場合、円筒レンズ12の曲率半径は、例えば、2ないし6mm程度にすることにより、原稿面3aの近傍で、照明光を集光光束あるいは、概略平行光束に制御することができる。
【0047】
また、円筒レンズ12の円筒面は、楕円面、放物面等の非球面形状にすることで、さらに照明光束を効率良く制御することができる。
なお、この円筒レンズ12は、実施の形態4に限らず、その他の各実施の形態にも適用することが可能であり、実施の形態4と同様の効果を得ることができる。
【0048】
実施の形態5.
図12は実施の形態5における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。図中、図3に示す実施の形態1と同一符号は同一または相当の構成を示す。なお、導光体9の断面形状以外の構成および動作については、実施の形態1と同一であるため、以下では説明を省略する。
【0049】
図12において、実施の形態5では、導光体9は、複数(例えば、2個)の円形断面導光体が側面で結合された構造を有し、各円形断面導光体の両側端面または片側端面には、光源5a、5bがそれぞれ配置される。導光体9の長手方向に直交する断面形状は、円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状からなり、散乱領域11a側の約半分の領域が円柱形状で、導光体9の楕円形状に対応した側面が、光出射面91aとなるように構成されている。さらに、導光体9は、各光源21a、21bに対して、上記の形状をなし、2つの円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状が傾きを持って結合された構成になっている。
【0050】
このように構成された導光体9を備えた照明装置は、光源5a、5bの配置に応じて2つの円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状の間隔が調整できるので、光源5a、5bを近接して配置することができるので、狭い空間において、光量を増加させるために光源5a、5bのサイズを大きくすることも可能となる。さらに、2つの円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状が傾きを持って結合することにより、所望の領域の光量を増加させることができる。
【0051】
なお、実施の形態5では、光出射面91a、91bを楕円形状として説明したが、円形状、放物面形状等の非球面形状でも良い。また、2つの円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状が傾きを持って結合する構成を示したが、2つ以上であれば、さらに光量を増加できる。
【0052】
なお、上記各実施の形態はお互いに組み合わせて利用することも可能であり、各実施の形態におけるそれぞれの効果と同様の効果を得ることができる。
【0053】
ところで、上記各実施の形態では、いずれも、ロッドレンズ6、ラインセンサ7、およびセンサ基板8にて構成される読取光学系の短手幅方向42の片側にのみ隣接して、照明光学系の照明装置101を配置するように構成しているが、読取光学系を間に挟み、短手幅方向42の両側に照明光学系の照明装置101を配置するように構成することもできる。このように構成することにより、読取対象領域3bにおける光量を増加させることができる。
【0054】
また、上記各実施の形態では、照明装置101、102を画像読取装置用として説明したが、同様に対象領域を線状に照明する棒状の照明装置を備えたその他の装置に用いることも可能である。例えば、プリント基板の検査装置や半導体ウエハの欠陥検査装置などに利用することができ、必要な照明領域に効率良く光を照射することが可能となり、各実施の形態におけるそれぞれの効果と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】実施の形態1における照明装置および画像読取装置の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図2】実施の形態1における照明装置の長手方向の概略を示す構成図である。
【図3】実施の形態1における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図4】比較のため、従来の照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図5】実施の形態1における導光体の光出射面から出射された線状の光の短手幅方向の照明照度を示す照度分布図である。
【図6】従来の導光体の光出射面から出射された線状の光の短手幅方向の照明照度を示す照度分布図である。
【図7】実施の形態1における照明装置の導光体の短手幅方向の概略の変形例を示す構成図である。
【図8】実施の形態2における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図9】実施の形態3における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図10】実施の形態4における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図11】実施の形態4における照明装置を備えた画像読取装置を一部省略して示す斜視図である。
【図12】実施の形態5における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【0056】
5a、5b、5c 光源、
7 ラインセンサ、
9、10 導光体、
11、11a、11b、11c 散乱領域、
12 円筒レンズ、
21a、21b、21c 光源の光軸、
23a、23b、23c 法線、
41 長手方向、
42 短手幅方向、
91、91a 光出射面、
92、93、94 複数の平面、
101、102 照明装置、
201 画像読取装置、
【技術分野】
【0001】
本発明は、ファクシミリ、コピー機、スキャナなどの画像読取装置に使用される原稿面を線状に照明する棒状の照明装置、およびこの照明装置を備えた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、画像読取装置などに使用される照明装置は、光源からの光で、線状の読取対象領域を照明するために、導光体が用いられている。従来の照明装置の導光体は、その導光体の一面を光束の射出面(以下、光出射面と記す。)とし、光出射面に対向する面に導光体端部から入射された光束を拡散及び/又は反射するための領域(以下、散乱領域と記す。)を有する。導光体の端部に配される光源からの光を導光体の長手方向に導光し、散乱領域により光を散乱させ、光出射面から線状の光を出射して読取対象領域を照明する。(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】特開平6−217084号公報
【特許文献2】特開2003−348299号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の照明装置を備えた画像読取装置では、読取対象領域の副走査方向、すなわち導光体の短手幅方向において、導光体からの出射光の照度分布が、中央部が高くなる現象が発生する。特に導光体の光源近傍では、光源からの光が直接、散乱領域に入射して散乱する割合が多くなるため、より副走査方向の中央部が高い照度分布となる。
【0005】
その結果、従来の照明装置を備えた画像読取装置の組み立て時に、導光体などの光学部品が設計位置からずれると、主走査方向、すなわち導光体の長手方向の照度分布の均一性が低下するという問題点があった。これは、導光体からの出射光の副走査方向の照度分布の均一性が低下しているために、導光体などの光学部品の組み立て時に、副走査方向の位置精度に余裕がなくなるからである。特に導光体の光源近傍における副走査方向の照度分布の均一性が低下しているために、導光体を非常に高精度に位置決めしながら組み立てる必要性があり、その精密な位置調整には製造上の限界があった。
【0006】
また、照明装置の主走査方向の照度分布の均一性が低下すると、読取対象領域の主走査方向の明るさが変化することになり、画像の正確な濃度分布を観測することができなくなる。また、読み取った画像の散乱光をラインセンサで電気信号に変換するにあたり、原稿面が白い場合の濃度分布をあらかじめ測定しておき、原稿の画像読取時に電気信号処理することにより補正を行う場合でも、濃度レベルの解像度が低下するという問題点があった。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、照明装置を備えた画像読取装置において、画像の正確な読み取りが可能となる照明装置、およびこの照明装置を備えた画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る照明装置においては、照明装置の導光体が、その光出射面と対向する側面の一部に長手方向に延在し、それぞれの法線が光出射面の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜した複数の平面と、この複数の平面に沿ってそれぞれ長手方向に延在し、光源から導光された光を散乱させる散乱領域とを備えたものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、導光体の散乱領域から光出射面へ向かう光の放射角度を副走査方向に拡げることが可能となる。特に、導光体の光源近傍、すなわち長手方向の導光体の端部において、導光体からの出射光の副走査方向の照度分布の均一性を向上させることが可能となる。これにより、導光体などの光学部品の組み立て時の副走査方向の位置精度の余裕が拡大するため、組み立て時の位置ずれによる長手方向の照度分布の均一性低下を防止することが可能な照明装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
実施の形態1.
実施の形態1について図面を参照して説明する。図1は実施の形態1における照明装置および画像読取装置の短手幅方向の概略を示す構成図であり、図2は照明装置の長手方向の概略を示す構成図である。
【0011】
図1において、長手方向41とはラインセンサ7の配列方向と平行な方向であり、画像読取装置201の主走査方向とも呼ぶ。図1の図面上では紙面を貫く方向となる。また、短手幅方向42とは、前記の長手方向41と直交する方向であり、画像読取装置201の副走査方向とも呼ぶ。この方向は画像読取装置201の原稿送り方向43に対応しており、図1の図面上では紙面の左右方向となる。
【0012】
画像読取装置201は、基本的構成部分として、照明装置101、カバーガラス2、ロッドレンズ6、およびラインセンサ7により構成されている。ここで、照明装置101が照明光学系を構成し、ロッドレンズ6、ラインセンサ7、およびラインセンサ7を実装するセンサ基板8にて読取光学系を構成する。
【0013】
カバーガラス2は、筺体1の上部に設けられ、透明平板状の部材である。ロッドレンズ6は、カバーガラス2の下方の筺体1の内部に、長手方向41に沿ってアレイ状に配列されて延在するレンズである。ラインセンサ7は、ロッドレンズ6の直下に長手方向41に沿って配置され、ロッドレンズ6を介して入射する光を検出する。また、ラインセンサ7は、センサ基板8の上に設置されている。このようなロッドレンズ6、ラインセンサ7、およびセンサ基板8を有する読取光学系は、読取対象物の一例に相当する原稿3において、長手方向41に沿った線状の読取対象領域3bの画像を読み取る。
【0014】
また、カバーガラス2の上には、長手方向41に沿って延在するプラテン4が設けられる。プラテン4は、原稿3をカバーガラス2に押圧するとともに、回転することで原稿3を原稿送り方向43へ紙送りする。
【0015】
照明装置101は、カバーガラス2の下方の筺体1の内部に、前述の読取光学系の短手幅方向42に隣接して、読取対象領域3bを含む領域に光が照射されるように配向して配置されている。照明装置101は、散乱領域11a、11bを備えた導光体9、および光源5a、5bを有する。導光体9やロッドレンズ6などの光学部品は、アクリル、ポリカーボネイト等の透明樹脂、あるいはガラス等の透明材料で構成されている。
【0016】
実施の形態1では、導光体9は円柱形状と角柱形状とを組み合わせた形状からなり、長手方向41に沿って延在している。また、導光体9は、側面の一部の円柱形状に対応して凸レンズ状の曲面で構成され、線状の光を出射する光出射面91が長手方向41に延在している。この光出射面91に対向する側面の一部に散乱領域11a、11bが備えられた複数の平面92、93が長手方向41に延在している。複数の平面92、93は、長手方向41に延在する溝状の凹部分に沿って備えられ、それぞれの法線が光出射面91の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜している。この複数の平面92、93に沿って、散乱領域11a、11bが、それぞれ設けられている。
【0017】
図2において、光源5a、5bは、例えばLED等の発光体にて構成され、長手方向41における導光体9の両側の端面に設けられている。散乱領域11a、11bは、導光体9と光学的にカップリングしており、光源5a、5bから導光体9内に放射され、導光体9内に導光された光を散乱するように構成されている。
なお、光源5a、5bは、導光体9の両側の端面に設けられているように構成したが、導光体9の一方の端面に設けられているように構成してもよい。
【0018】
導光体9の短手幅方向42の断面の大きさは、光源5a、5bであるLEDのサイズ、および装置の小型化などを考慮して、1辺または径の長さが2ないし8mm、好ましくは4ないし6mmが適当である。
【0019】
散乱領域11a、11bとしては、例えば、導光体9の複数の平面92、93上に白色顔料等の光反射性の塗料を塗布したものや、複数の平面92、93自体を粗面加工したもの、鋸歯状のプリズム形状加工、または、ピラミッド状のエンボス形状加工したものとして構成することができる。特にプリズム形状加工やエンボス形状加工で、導光体9の材料が透明樹脂等であれば、導光体9の成型時に、複数の平面92、93と共に同時に一体成型することも可能である。
【0020】
なお、導光体9自体の長手方向41の照射光強度分布を均一化させるためには、散乱領域11a、11bそのものに適切な分布を持たせることも可能である。例えば、プリズム形状加工の場合であれば、長手方向41に、プリズム形状の鋸歯密度や幅を変更して、長手方向41の照射光強度を調整することができる。また、プリズム形状の鋸歯の向きは必ずしも長手方向41である必要はなく、短手幅方向42やそれ以外の向きであっても散乱領域11a、11bとして使用可能である。
【0021】
以上のような導光体9を備えた照明装置101および画像読取装置201の動作について説明する。
光源5a、5bから放出された光は、導光体9内に取り込まれ、導光体9内を伝播する。導光体9内を伝播する光は、導光体9に設けられた散乱領域11a、11bに当たり、散乱されて、一部の光が導光体9の光出射面91から出射される。導光体9の光出射面91から出射された線状の光は読取対象領域を照明する。このように、導光体9は、光源5a、5bが発した光を照明光照射方向に導く部材である。
【0022】
光出射面91から出射された線状の光が長手方向41に沿った線状の読取対象領域3bで散乱した光、すなわち読取対象物である原稿面3aの画像を読み取った光は、長手方向41に沿ってアレイ状に配列されたロッドレンズ6のアレイによって、ラインセンサ7のアレイに1対1で正像転写され、各ラインセンサ7により電気信号に変換される。これにより、長手方向41、すなわち主走査方向に走査して、画像を読み取ることができる。
【0023】
原稿3は、プラテン4により原稿送り方向43に移動されることから、線状の照射光は、原稿面3a上では、短手幅方向42、すなわち副走査方向に走査されることとなり、最終的に原稿面3a全体の画像を電気信号に変換して読み取ることができる。
【0024】
図3は実施の形態1における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。図4は比較のため、従来の照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
また、図5は実施の形態1における導光体の光出射面から出射された線状の光の短手幅方向の照明照度を示す照度分布図であり、図5の(a)は長手方向中央部における照度分布、図5の(b)は光源近傍における照度分布を示す。同様に、図6は従来の導光体の光出射面から出射された線状の光の短手幅方向の照明照度を示す照度分布図であり、図6の(a)は長手方向中央部における照度分布、図6の(b)は光源近傍における照度分布を示す。
【0025】
図3において、実施の形態1では、2つの光源5a、5bが、導光体9の一方の端面に設けられている。2つの散乱領域11a、11bが、それぞれ設けられている2つの平面92、93は、それぞれの法線が光出射面91の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜している。
ここで、光源の光軸21a、21bを光源から放出される光の最も強度が高い部分の進行方向であるとする。複数の平面92、93のそれぞれの法線23a、23bは、それぞれの光源の光軸21a、21bと交差する方向へ向くように傾斜していることが望ましい。
【0026】
図4において、比較のため、従来の照明装置の導光体の短手幅方向の概略を一例として示す。従来の照明装置は、2つの光源5a、5bに対し、散乱領域11は1つであり、散乱領域11が設けられている平面の法線は光出射面91の短手幅の中心の方向へ向くように構成されている。
【0027】
図5と図6において、実施の形態1と、従来の照明装置の導光体における光出射面91から出射された線状の光の短手幅方向42の照度分布をそれぞれ比較して示す。
図5の(a)と図6の(a)に示すように、長手方向41の中央部においては、光源5a、5bからの光が、導光体9の内壁面で多数回反射され、十分混合されるので、散乱領域11a、11bの設けられている2つの平面92、93の法線方向によらず、短手幅方向42に、導光体9の幅程度の均一性が確保された照度分布を得ることができる。
【0028】
ところが、長手方向41の端部、すなわち光源近傍においては、光源5a、5bからの光が直接、散乱領域11に入射して反射または散乱する割合が多くなる。その結果、図6の(b)に示すように、従来の構成では、散乱領域11での光の反射方向を制御することができず、短手幅方向42の照度分布は、中心部が高く、周辺に向けて急に低下するような分布となる。このような照度分布だと、導光体9などの光学部品の組み立て時に、設置する位置が短手幅方向42にわずかにずれただけでも照明照度が大きく変動することになり、長手方向41の照度分布の均一性が大きく低下する。このため、光学部品の組み立て時に、短手幅方向42の位置精度にはまったく余裕がないことになる。
【0029】
一方、実施の形態1においては、散乱領域11a、11bが2つの平面92、93に沿って設けられ、2つの平面92、93はそれぞれの法線が光出射面91の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜して構成されている。この構成により、2つの光源5a、5bの位置、光軸に対応して、散乱領域11a、11bでの反射または散乱する光の方向を調節することが可能となる。これにより、散乱領域11a、11bから光出射面91へ向かう光の放射角度を短手幅方向42に拡げて、短手幅方向42の照度分布の周辺部を高くすることができる。その結果、図5の(b)に示すように、光源近傍においても、長手方向41の中央部と同様に、短手幅方向42に、導光体9の幅程度の均一性が確保された照度分布を得ることができる。
【0030】
このように構成された導光体9を備えた照明装置101においては、光学部品の組み立て時に、導光体9などを設置する位置が短手幅方向42にわずかにずれたとしても、照明照度はほとんど変化しないので、長手方向41の照度分布の均一性を保つことが可能となる。これにより、導光体9などの光学部品の組み立て時の短手幅方向42の位置精度の余裕が大幅に拡大するため、組み立て時の位置ずれによる長手方向の照度分布の均一性低下を防止することが可能な照明装置101およびこの照明装置101を備えた画像読取装置201を実現することができる。
【0031】
実施の形態1の画像読取装置201としては、さらに、光源5a、5bからの光が原稿3の読取対象領域3bに適切に到達するように、照明光学系が適宜調整され、また、原稿面3aからの光がラインセンサ7に適切に到達するように、読取光学系が適宜調整されることはいうまでもない。
【0032】
なお、実施の形態1では、傾斜した複数の平面92、93は、導光体9の側面の一部に設けられた長手方向41に延在する断面が逆V字状の凹部分であるように構成したが、図7に示すように、導光体9の側面の一部に設けられた長手方向41に延在する断面がV字状の凸部分であるように構成してもまったく同様の効果を得ることができる。
【0033】
実施の形態2.
図8は実施の形態2における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。図中、図3に示す実施の形態1と同一符号は同一または相当の構成を示す。なお、導光体9の断面形状以外の構成および動作については、実施の形態1と同一であるため、以下では説明を省略する。
【0034】
図8において、実施の形態2では、実施の形態1と同様に、導光体9は円柱形状と角柱形状とを組み合わせた形状からなるが、角柱形状部分の1辺が、円柱形状部分の径よりも短手幅方向42に大きくなるように構成されている。また、実施の形態1と同様に、導光体9の円柱形状に対応した側面が、光出射面91aとなる。
【0035】
このように構成された導光体9を備えた照明装置は、光源5a、5bの大きさによっては、光出射面91aとなる円柱形状部分の大きさを変更することなく、角柱形状部分の大きさを調整するのみで、光源5a、5bの配置が可能となる。一方、円柱形状部分の大きさは、光源5a、5bの大きさによらず変更することが可能となり、光出射面91aの短手幅方向42の幅を独立して調整することができる。これにより、実施の形態1とまったく同様の効果を得ることができることはいうまでもないが、光量を増加させるために光源5a、5bのサイズを大きくすることも可能となる。
【0036】
実施の形態3.
図9は実施の形態3における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。図中、図3に示す実施の形態1と同一符号は同一または相当の構成を示す。なお、導光体9の断面形状、および、光源、散乱領域、散乱領域が設けられている複数の平面以外の構成および動作については、実施の形態1と同一であるため、以下では説明を省略する。
【0037】
図9において、実施の形態3では、実施の形態2と同様に、導光体9は円柱形状と角柱形状とを組み合わせた形状からなり、角柱形状部分の1辺が、円柱形状部分の径よりも短手幅方向42に大きくなるように構成されている。さらに、実施の形態3では、3つの光源5a、5b、5cが、導光体9の一方の端面に設けられている。また、3つの散乱領域11a、11b、11cが、それぞれ長手方向41に延在する3つの平面92、93、94に沿って設けられている。3つの平面92、93、94のうち、2つの平面92、93はそれぞれの法線23a、23bが光出射面91aの短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜して構成されている。また、3つの平面92、93、94はそれぞれの法線23a、23b、23cが、それぞれの光源の光軸21a、21b、21cと交差する方向へ向くように傾斜して構成されている。
【0038】
このように構成された導光体9を備えた照明装置は、光源5a、5b、5cの数を増加させて、光量を増加させることができる。また、3つの光源5a、5b、5cにそれぞれ対応するように、3つの散乱領域11a、11b、11cが設けられた3つの平面92、93、94を備えているので、実施の形態1とまったく同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【0039】
なお、実施の形態3では、光源、散乱領域、散乱領域が設けられている複数の平面がそれぞれ3つ備えられているように構成したが、4つ以上備えられているように構成することも可能である。また、光源の数と、散乱領域および散乱領域が設けられている複数の平面の数が、異なるように構成することも可能であり、実施の形態1とまったく同様の効果を得ることができる。
【0040】
実施の形態4.
図10は実施の形態4における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図であり、図11は実施の形態4における照明装置を備えた画像読取装置を一部省略して示す斜視図である。図中、図1ないし図3に示す実施の形態1と同一符号は同一または相当の構成を示す。なお、導光体の断面形状、および、円筒レンズ以外の構成および動作については、実施の形態1と同一であるため、以下では説明を省略する。
【0041】
図10において、実施の形態4では、導光体10の長手方向41に直交する断面形状は、複数の平面92、93が備えられた部分を除き、円形で構成されている。すなわち、導光体10の形状は円柱形状からなるように構成されている。実施の形態4も実施の形態1と同様に、散乱領域11a、11bが設けられている複数の平面92、93が備えられた側面と対向する側面が光出射面91となる。
さらに、実施の形態4では、導光体10の光出射面91と原稿3の被照明位置との間に円筒レンズ12を備えるように構成されている。
【0042】
このように構成された導光体10を備えた照明装置102は、導光体10の形状が円柱形状のため、光源5a、5bからの光が、導光体10の散乱領域11a、11bを除く内壁面で効率良く反射され、導光体10内を伝播する。導光体10の内壁面での光損失が少ないので、さらに散乱領域11a、11bで散乱されて、光出射面91から出射される照明光においても、光源5a、5bからの光損失の非常に少ない照明装置102を実現することができる。
なお、散乱領域11a、11bが設けられている複数の平面92、93については、実施の形態1と同一の構成のため、実施の形態1とまったく同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【0043】
一方、実施の形態2、あるいは実施の形態3と異なり、実施の形態4では、光源5a、5bの大きさや数によっては、導光体10の短手幅方向42の幅が制限を受ける場合がある。特に、導光体10の短手幅方向42の幅が大きくなると、光出射面91の短手幅方向42の幅も大きくなり、照明光としては拡がり過ぎる場合がある。
そのため、実施の形態4では、導光体10の光出射面91と原稿3の被照明位置との間に備えた円筒レンズ12にて、光出射面91から出射される光を集光させる。
【0044】
円筒レンズ12は、蒲鉾形の断面を有し、長手方向41に延在するレンズである。円筒レンズ12は、その光軸方向に凸状の円筒面と、円筒面に対向する平坦面とを有する。このような円筒レンズ12を導光体10の光出射面91に円筒面を対向させて、原稿3の被照明位置との間に配置させる。また、円筒レンズ12の光軸は、導光体10の光出射面91の光軸と一致するように配置される。
【0045】
このように構成された導光体10を備えた照明装置102は、さらに円筒レンズ12を備えたことにより、円筒レンズ12の集光作用により、原稿3の必要な照明範囲に照明光を照射することができるため、効率の良い照明が可能となる。
【0046】
なお、実施の形態4では、円柱形状の導光体10の直径は、光源5a、5bであるLEDのサイズ、および装置の小型化などを考慮して、2ないし8mm、好ましくは、3ないし6mmが適当である。この場合、円筒レンズ12の曲率半径は、例えば、2ないし6mm程度にすることにより、原稿面3aの近傍で、照明光を集光光束あるいは、概略平行光束に制御することができる。
【0047】
また、円筒レンズ12の円筒面は、楕円面、放物面等の非球面形状にすることで、さらに照明光束を効率良く制御することができる。
なお、この円筒レンズ12は、実施の形態4に限らず、その他の各実施の形態にも適用することが可能であり、実施の形態4と同様の効果を得ることができる。
【0048】
実施の形態5.
図12は実施の形態5における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。図中、図3に示す実施の形態1と同一符号は同一または相当の構成を示す。なお、導光体9の断面形状以外の構成および動作については、実施の形態1と同一であるため、以下では説明を省略する。
【0049】
図12において、実施の形態5では、導光体9は、複数(例えば、2個)の円形断面導光体が側面で結合された構造を有し、各円形断面導光体の両側端面または片側端面には、光源5a、5bがそれぞれ配置される。導光体9の長手方向に直交する断面形状は、円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状からなり、散乱領域11a側の約半分の領域が円柱形状で、導光体9の楕円形状に対応した側面が、光出射面91aとなるように構成されている。さらに、導光体9は、各光源21a、21bに対して、上記の形状をなし、2つの円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状が傾きを持って結合された構成になっている。
【0050】
このように構成された導光体9を備えた照明装置は、光源5a、5bの配置に応じて2つの円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状の間隔が調整できるので、光源5a、5bを近接して配置することができるので、狭い空間において、光量を増加させるために光源5a、5bのサイズを大きくすることも可能となる。さらに、2つの円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状が傾きを持って結合することにより、所望の領域の光量を増加させることができる。
【0051】
なお、実施の形態5では、光出射面91a、91bを楕円形状として説明したが、円形状、放物面形状等の非球面形状でも良い。また、2つの円柱形状と楕円形状とを組み合わせた形状が傾きを持って結合する構成を示したが、2つ以上であれば、さらに光量を増加できる。
【0052】
なお、上記各実施の形態はお互いに組み合わせて利用することも可能であり、各実施の形態におけるそれぞれの効果と同様の効果を得ることができる。
【0053】
ところで、上記各実施の形態では、いずれも、ロッドレンズ6、ラインセンサ7、およびセンサ基板8にて構成される読取光学系の短手幅方向42の片側にのみ隣接して、照明光学系の照明装置101を配置するように構成しているが、読取光学系を間に挟み、短手幅方向42の両側に照明光学系の照明装置101を配置するように構成することもできる。このように構成することにより、読取対象領域3bにおける光量を増加させることができる。
【0054】
また、上記各実施の形態では、照明装置101、102を画像読取装置用として説明したが、同様に対象領域を線状に照明する棒状の照明装置を備えたその他の装置に用いることも可能である。例えば、プリント基板の検査装置や半導体ウエハの欠陥検査装置などに利用することができ、必要な照明領域に効率良く光を照射することが可能となり、各実施の形態におけるそれぞれの効果と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】実施の形態1における照明装置および画像読取装置の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図2】実施の形態1における照明装置の長手方向の概略を示す構成図である。
【図3】実施の形態1における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図4】比較のため、従来の照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図5】実施の形態1における導光体の光出射面から出射された線状の光の短手幅方向の照明照度を示す照度分布図である。
【図6】従来の導光体の光出射面から出射された線状の光の短手幅方向の照明照度を示す照度分布図である。
【図7】実施の形態1における照明装置の導光体の短手幅方向の概略の変形例を示す構成図である。
【図8】実施の形態2における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図9】実施の形態3における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図10】実施の形態4における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【図11】実施の形態4における照明装置を備えた画像読取装置を一部省略して示す斜視図である。
【図12】実施の形態5における照明装置の導光体の短手幅方向の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【0056】
5a、5b、5c 光源、
7 ラインセンサ、
9、10 導光体、
11、11a、11b、11c 散乱領域、
12 円筒レンズ、
21a、21b、21c 光源の光軸、
23a、23b、23c 法線、
41 長手方向、
42 短手幅方向、
91、91a 光出射面、
92、93、94 複数の平面、
101、102 照明装置、
201 画像読取装置、
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源からの光を端面から入射して長手方向に導光し、
側面の一部に長手方向に延在する光出射面から線状の光を出射する導光体を備えた照明装置において、
前記光出射面と対向する側面の一部に長手方向に延在し、
それぞれの法線が前記光出射面の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜した複数の平面と、
前記複数の平面に沿ってそれぞれ長手方向に延在し、
前記光源から導光された光を散乱させる散乱領域とを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項2】
前記複数の平面は、前記導光体の前記光出射面と対向する側面の一部に設けられた長手方向に延在する凹部分、または、凸部分であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
【請求項3】
前記光源は前記導光体の一端面に複数個備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。
【請求項4】
前記複数の平面は、短手幅の中心の法線が前記光源の光軸方向へ向くように傾斜したことを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
【請求項5】
前記散乱領域は前記複数の平面に鋸歯状のプリズム形状加工、または、ピラミッド状のエンボス形状加工された領域であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項6】
前記散乱領域は前記複数の平面上に光反射性の塗料を塗布、または、粗面加工された領域であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項7】
前記導光体の前記光出射面は凸レンズ状の曲面で構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項8】
前記導光体の長手方向に直交する断面形状は、前記複数の平面が備えられた部分を除き、円形で構成されていることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
【請求項9】
前記導光体の前記光出射面と被照明位置との間に円筒レンズを備えたことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の照明装置。
【請求項10】
前記導光体は、複数の円形断面導光体が側面で結合された構造を有し、各円形断面導光体ごとに光源が配置されていることを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項11】
請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の照明装置と、前記照明装置により照明された対象物からの散乱光を電気信号に変換するラインセンサとを備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項1】
光源からの光を端面から入射して長手方向に導光し、
側面の一部に長手方向に延在する光出射面から線状の光を出射する導光体を備えた照明装置において、
前記光出射面と対向する側面の一部に長手方向に延在し、
それぞれの法線が前記光出射面の短手幅の中心と異なる方向へ向くように傾斜した複数の平面と、
前記複数の平面に沿ってそれぞれ長手方向に延在し、
前記光源から導光された光を散乱させる散乱領域とを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項2】
前記複数の平面は、前記導光体の前記光出射面と対向する側面の一部に設けられた長手方向に延在する凹部分、または、凸部分であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
【請求項3】
前記光源は前記導光体の一端面に複数個備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。
【請求項4】
前記複数の平面は、短手幅の中心の法線が前記光源の光軸方向へ向くように傾斜したことを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
【請求項5】
前記散乱領域は前記複数の平面に鋸歯状のプリズム形状加工、または、ピラミッド状のエンボス形状加工された領域であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項6】
前記散乱領域は前記複数の平面上に光反射性の塗料を塗布、または、粗面加工された領域であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項7】
前記導光体の前記光出射面は凸レンズ状の曲面で構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項8】
前記導光体の長手方向に直交する断面形状は、前記複数の平面が備えられた部分を除き、円形で構成されていることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
【請求項9】
前記導光体の前記光出射面と被照明位置との間に円筒レンズを備えたことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の照明装置。
【請求項10】
前記導光体は、複数の円形断面導光体が側面で結合された構造を有し、各円形断面導光体ごとに光源が配置されていることを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項11】
請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の照明装置と、前記照明装置により照明された対象物からの散乱光を電気信号に変換するラインセンサとを備えたことを特徴とする画像読取装置。
【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2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2009−225414(P2009−225414A)
【公開日】平成21年10月1日(2009.10.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−152543(P2008−152543)
【出願日】平成20年6月11日(2008.6.11)
【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21年10月1日(2009.10.1)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年6月11日(2008.6.11)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
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