JP5618637B2 - Document reading light source device - Google Patents
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Description
本発明は、原稿読取用光源装置に関するものであり、詳しくは、スキャナー等の原稿読取装置に光源として用いられる原稿読取用光源装置に関する。 The present invention relates to a document reading light source device, and more particularly to a document reading light source device used as a light source in a document reading device such as a scanner.
従来、縮小光学系及び密着式光学系スキャナー等における原稿の読み取りは、コンタクトガラス上に載置された被読取原稿の画像面に所定の幅を有する線状光を走査照射し、その反射光あるいは透過光をミラーやレンズ等の光学素子で構成された光学系を経て線状固体撮像素子(ラインCCD)に結像させ、線状固体撮像素子から出力された撮像信号を信号処理することにより原稿画像を読み取るものである。 Conventionally, reading of a document in a reduction optical system, a contact optical system scanner, or the like is performed by scanning and irradiating linear light having a predetermined width on an image surface of a document to be read placed on a contact glass, The transmitted light is imaged on a linear solid-state image sensor (line CCD) through an optical system composed of optical elements such as a mirror and a lens, and an image signal output from the linear solid-state image sensor is processed by signal processing. The image is read.
このとき、原稿画像がカラー画像の場合、カラー原稿画像を高精彩に読み取るためには、被読取原稿の画像面を高照度で且つ均一な照度分布で照射する線状光が求められ、そのような線状光を実現するための光源装置が必要とされる。 At this time, when the document image is a color image, in order to read the color document image with high definition, linear light that irradiates the image surface of the read document with high illuminance and uniform illuminance distribution is required. A light source device for realizing a linear light is required.
光源装置の従来例としては、図11に示すように、複数個配列されたLED光源80の夫々の微小面積から出射した光をミラー81により反射して反射光をコンタクトガラス82及び被読取原稿83からなる被照射部84に照射し、被読取原稿83の画像面で反射された反射光(原稿画像を含む反射光)をミラー85で反射して光電変換素子としてのラインセンサ86の撮像面上に原稿画像の縮小像として結像するものである(例えば、特許文献1参照。)。
As a conventional example of a light source device, as shown in FIG. 11, light emitted from a small area of each of a plurality of
ところで、上記構成からなる光源装置は、LED光源80から出射した光が被照射部84に照射されるまでの光路中に光学素子(ミラー81)が配置されているためにその間の光路長が長くなり、光路での光損失が大きくなる。その結果、LED光源80から発せられた光の利用効率が低下して原稿の読み取りに寄与する照射光の光量が低減し、ラインセンサ86の撮像面上に鮮明な原稿画像が結像されない恐れがある。
By the way, since the optical element (mirror 81) is arrange | positioned in the light source apparatus which consists of the said structure in the optical path until the light radiate | emitted from the
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、光利用効率が良好で被読取原稿に対して高照度で且つ照度分布が良好な光を照射することが可能な原稿読取用光源装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to irradiate light to be read with high illuminance and good illuminance distribution with good light utilization efficiency. An object of the present invention is to provide a document reading light source device.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、長尺平板状の導光体と、前記導光体の長手方向に沿う一方の端面に沿って所定の間隔で且つ照射方向を前記端面に向けて配置された複数のLED光源を有し、前記導光体は、平板状の一方の面には、該導光体の短手方向に沿う中心軸に対して所定の角度で前記端面側に向って立ち上がり該導光体の長手方向に沿って延びる複数の鏡面傾斜面が並設され、平板状の他方の面には、複数の三角柱状又は円弧柱状のプリズムカットが該導光体の短手方向に並設されたプリズムカット面とされ、該プリズムカット面と所定の幅の空隙を隔てて対向する位置に前記プリズムカット面の延伸方向と平行に鏡面反射面が配設されていることを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problem, the invention described in
また、本発明の請求項2に記載された発明は、長尺平板状の導光体と、前記導光体の長手方向に沿う一方の端面に沿って所定の間隔で且つ照射方向を前記端面に向けて配置された複数のLED光源を有し、前記導光体は、平板状の一方の面には、該導光体の短手方向に沿う中心軸に対して所定の角度で前記端面側に向って立ち上がり該導光体の長手方向に沿って延びる複数の鏡面傾斜面が並設され、平板状の他方の面には、複数の三角柱状又は円弧柱状のプリズムカットが該導光体の短手方向に並設されたプリズムカット面とされ、該プリズムカット面と所定の幅の空隙を隔てて対向する位置に前記プリズムカット面の延伸方向と平行に鏡面反射面が配設され、前記複数のLED光源が配置された側の端面と対向する端面には、複数の三角柱状又は円弧柱状のプリズムカットが該導光体の厚み方向に並設されていることを特徴とするものである。
Further, the invention described in
また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項1又は請求項2において、前記複数の鏡面傾斜面のうち、互いに隣接する鏡面傾斜面同士は、前記導光体の短手方向に沿う中心軸に対する立ち上がり傾斜角度が同一か又はLED光源側に位置する鏡面傾斜面の方が傾斜角度が小さいことを特徴とするものである。
Moreover, the invention described in claim 3 of the present invention is that in
また、本発明の請求項4に記載された発明は、請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、前記導光体は透明樹脂からなり、前記鏡面傾斜面の前記導光体の短手方向に沿う中心軸に対する立ち上がり傾斜角度は24°から25°の範囲であることを特徴とするものである。
Moreover, the invention described in claim 4 of the present invention is any one of
本発明の原稿読取用光源装置は、長尺平板状の導光体の長手方向に沿う一端面近傍に複数のLED光源を配置し、平板状の少なくとも一方の面にLED光源側に向って立ち上がり長手方向に沿って延びる複数の鏡面傾斜面を並設し、平板状の他方の面と空隙を隔てて対向する位置に鏡面反射面を配設した構造を備えた。 The document reading light source device of the present invention has a plurality of LED light sources arranged in the vicinity of one end surface along the longitudinal direction of a long flat light guide, and rises toward the LED light source side on at least one flat surface. A plurality of mirror-surface inclined surfaces extending along the longitudinal direction are arranged side by side, and a structure is provided in which a mirror-reflection surface is disposed at a position facing the other flat surface with a gap.
その結果、LED光源から発せられて導光体内を反射されることなく導光された集光性の高い光と、鏡面傾斜面で反射して空隙に出射されることにより集光性が高められた光とによる照射光が形成され、被読取原稿の画像面上に高照度の線状光を照射することが可能な原稿読取用光源装置を実現することができる。 As a result, the light condensing performance is enhanced by the highly condensing light emitted from the LED light source and guided without being reflected in the light guide, and reflected by the mirror inclined surface and emitted to the gap. Therefore, it is possible to realize a document reading light source device that is capable of irradiating high-illuminance linear light onto an image surface of a document to be read.
以下、この発明の好適な実施形態を図1〜図10を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付す)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10 (the same parts are denoted by the same reference numerals). The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. Unless stated to the effect, the present invention is not limited to these embodiments.
図1及び図2は、本実施形態に係わる原稿読取用光源装置の概略構造を模式的に示したものであり、図1は斜視的に、図2は断面的に夫々示した図である。 1 and 2 schematically show a schematic structure of a document reading light source device according to the present embodiment. FIG. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is a cross-sectional view.
原稿読取用光源装置1の構成は主に、基板2、LED光源5、導光体10、反射部材20、ランプハウス30からなっている。そのうち、基板2は、長尺状を呈し、少なくとも一方の面に導電パターン(図示せず)が形成されると共に該導電パターンから延びてLED光源5の電極と電気的に接続される電極パッド(図示せず)が形成されている。
The document reading
LED光源5は、基板2に実装した状態において、その照射光を基板面に対して略平行に照射する所謂サイドビュータイプと呼称されるものであり、発光源に青色光を発光する青色LED素子(以下、LED素子と略称する)6を用い、透光性樹脂に蛍光体を混入してなる封止樹脂7で該LED素子6を覆った状態に樹脂封止した構造となっている。
The
この場合、透光性樹脂に混入される蛍光体は、LED素子6から発せられた青色光に励起されて青色の補色となる黄色或いは黄緑色の光に波長変換する黄色或いは黄緑色蛍光体が用いられ、LED素子から発せられた青色光の一部が黄色或いは黄緑色蛍光体を励起することにより波長変換された黄色或いは黄緑色光と、LED素子から発せられた青色光の一部との加法混色により疑似白色光が生成される。 In this case, the phosphor mixed in the translucent resin is a yellow or yellow-green phosphor that is wavelength-converted into yellow or yellow-green light that is excited by blue light emitted from the LED element 6 and has a blue complementary color. A part of the blue light emitted from the LED element, and a part of the blue light emitted from the LED element, and a part of the blue light emitted from the LED element. Pseudo white light is generated by additive color mixing.
また、蛍光体については、青色光に励起されて緑色光及び赤色光に夫々波長変換する緑色蛍光体及び赤色蛍光体を混合した混合蛍光体を用い、LED素子6から発せられた青色光の一部が混合蛍光体を励起することにより波長変換された緑色光及び赤色光と、LED素子6から発せられた青色光の一部との加法混色により白色光を生成することもできる。 As for the phosphor, a mixed phosphor obtained by mixing a green phosphor and a red phosphor, which are excited by blue light and wavelength-converted into green light and red light, respectively, is used, and one of the blue light emitted from the LED element 6 is used. It is also possible to generate white light by additive color mixture of green light and red light whose wavelengths have been converted by exciting the mixed phosphor and a part of the blue light emitted from the LED element 6.
導光体10はアクリル等の透明樹脂材料からなり、長尺平板状を呈しており、長手方向に沿い互いに対向する端面のうち、一方の端面が光入射面11とされ、他方の端面が光出射面12とされている。
The
また、導光体10の互いに対向する平板状の面のうち、一方の面が鏡面平坦面13とされ、他方の面が、短手方向に沿う中心軸Zに対して所定の角度で光入射面11側に向って立ち上がる複数の鏡面傾斜面14の夫々が長手方向に沿って平行に延びるプリズム面15とされている。
In addition, one of the opposing flat surfaces of the
反射部材20は、鏡面反射面21を有しており、この鏡面反射面21は反射部材20全体が銀(Ag)等の反射金属フィルムで形成されるか、或いは樹脂フィルムに銀(Ag)等の反射金属膜を設けることにより形成される。
The reflecting
ランプハウス30は、好ましくは遮光性の高い材料からなり、本実施形態においては遮光性と共に光散乱性を有する白色ポリカーボネート樹脂材料が用いられており、短手方向の断面形状を有底開口を有する略U字形状とする長尺状を呈しており、内側に凹部31を有している。
The
原稿読取用光源装置1は上記の各構成部材を用いて以下に説明する構造に組上げられている。
The document reading
それは、長尺状の基板2の短手方向の一方の側に、該基板2の長手方向に沿って所定の間隔で複数のサイドビュータイプのLED光源5が実装され、各LED光源5はその照射光が基板面に対して略平行に且つ他方の側に向って照射されるように配置されている。
That is, a plurality of side view type
また、基板2の短手方向の他方の側に、該基板2の長手方向に沿って長尺状の導光体10が、そのプリズム面15側が基板2に接するように配設されている。このとき、LED光源5と導光体10との関係は、複数のLED光源5が導光体10の光入射面11の近傍に且つ光入射面11に沿って所定の間隔で配置されており、各LED光源5の光出射面8と導光体10の光入射面11は互いに対向している。また、各LED光源5の光出射面8の高さと導光体10の光入射面11の高さは略同一とされると共に、LED光源5の光軸と導光体10の短手方向に沿う導光体10の厚み方向の中心軸Zとが略一直線上に位置している。
Further, on the other side of the
そして、複数のLED光源5が実装され且つ導光体10が配設された基板2がランプハウス30の凹部31内に収容され固定されている。この場合、基板2は該基板2の、LED光源5の実装面の反対側の面がランプハウス30の凹部31の内側面32に接触された状態で固定されている。
And the board |
導光体10の光出射面12とランプハウス30の開口端部33とは略面一の関係にある。また、導光体10の鏡面平坦面13の上方には反射部材20が、その鏡面反射面21を導光体10の鏡面平坦面13側に向けた状態で配設され、導光体10の鏡面平坦面13と反射部材20の鏡面反射面21との間には所定の幅の空隙40が設けられている。
The
なお、鏡面平坦面13及び鏡面傾斜面14は、形状を示すものであり、いずれも透明樹脂材料の形状を加工したものである。すなわち、反射膜等を形成して鏡面とするものではなく、樹脂と空気の屈折率差により全反射の作用等を有するものである。
In addition, the mirror surface
以上が本実施形態に係わる原稿読取用光源装置の概略構造である。次に、LED光源から発せられた光が原稿読取用光源装置から外部に向けて照射されるまでの間の光路形成を、原稿読取用光源装置が使用される原稿読取装置の光学系と、原稿読取用光源装置の更なる詳細とに基づいて説明する。 The above is the schematic structure of the light source device for document reading according to the present embodiment. Next, the optical path formation until the light emitted from the LED light source is emitted to the outside from the light source device for document reading, the optical system of the document reading device in which the light source device for document reading is used, and the document Description will be made based on further details of the reading light source device.
図3は、LED光源5から発せられて導光体10の光入射面11から導光体10内に入射した光のうち、導光体10内で反射されることなく直接光出射面12から外部に出射される光の光路形成について示している。
FIG. 3 shows that light emitted from the LED
導光体10は上述したように透明樹脂材料からなり長尺平板状を呈している。長尺平板状の具体的な寸法は、短手方向の幅w(光入射面11と光出射面12との距離)は4mm、厚みdは0.8mmであり、透明樹脂材料の屈折率n1は1.49である。
As described above, the
そこで、LED光源5から発せられて導光体10の光入射面11から入射した光が、該導光体10の厚み方向において導光体10内で反射されることなく直接光出射面12に到達するためには、導光体10の光入射面11における入射光の(光入射面11に垂直な線を法線Nとする)入射角をθ1とすると、θ1がθ1≦tan−1(d/2・w)の範囲にあれば良い。この式に上記d=0.8mm、w=4mmを代入するとθ1≦5.71°の範囲となる。
Therefore, the light emitted from the LED
つまり、LED光源5から発せられて導光体10の光入射面11から法線Nに対して5.71°以下の角度で入射した光は導光体10内で反射されることなく光出射面12に到達する。
That is, light emitted from the LED
更に、光出射面12に到達した光が該光出射面12から屈折率n2が1の大気中に出射する場合、導光体10の光出射面12と空気との境界面において、導光体10内を導光された光の入射角はθ1であり、屈折されて空気中に出射する屈折光の屈折角をθ2とすると、θ2はθ2=sin−1(n・sinθ1)となる。この式に上記θ1≦5.71°を代入するとθ2≦8.525°となる。
Further, when the light reaching the
つまり、導光体10の光出射面12から出射する出射光(屈折光)は、法線Nに対して8.525°以下の角度で出射することになる。ところで、被読取原稿に照射した照射光の反射光で効率よく原稿画像を読み取るためには、反射光が受光素子となるCCDの受光面に所定内の幅で結像することが必要であり、この結像幅を確保するためには被読取原稿の画像面上における照射光の照射幅を3mm以内に設定することが求められる。
That is, the emitted light (refracted light) emitted from the
そこで、図3において、導光体10の光出射面12からの距離をs、導光体10の光出射面12から法線Nに対してθ2以下の角度で出射した照射光の幅をaとすると、s=((a−d)/2・tanθ2)となる。この式のaに上記照射幅3mmを代入し、d=0.8、θ2=8.525を代入すると、s=7.338となる。
Therefore, in FIG. 3, the distance from the
これより、被読取原稿が導光体10の光出射面12から7.338mm以内の距離に位置することにより、被読取原稿からの反射光がCCDの受光面上に鮮明な結像を結ぶことになる。
Accordingly, the read original is positioned at a distance of 7.338 mm or less from the
但し、実際の原稿読取装置においては、図4のように、コンタクトガラス46の上に被読取原稿45が載置される。そのため、被読取原稿45の画像面47にはコンタクトガラス46を透過した屈折光が照射される。そのため、被読取原稿45の画像面47上における照射光の照射幅bに対する、導光体10の光出射面12から被読取原稿45の画像面47までの距離は、個々の原稿読取装置の光学系に基づいて設定される。
However, in the actual document reading apparatus, the document to be read 45 is placed on the
以上は、導光体10の光入射面11から入射した光のうち、導光体10内を導光中に反射されることなく直接光出射面12に到達した光の光路形成について説明したが、導光体10の両面を鏡面平坦面とすると、導光体10に入射して導光体10内を導光中に一回以上反射(全反射)された光が光出射面12に到達して該光出射面12から大気中に出射する場合、導光体10の光出射面12から空気中に出射する出射角は、光入射面11における入射角と同一であり、光出射面12から出射する出射光の法線Nに対する角度は、上述の、導光体10内を導光中に反射されることなく直接光出射面12に到達した光が光出射面12から出射する出射光の法線Nに対する角度よりも大きくなる。
The above is the description of the optical path formation of the light that has directly entered the
そのため、導光体10の平板状の両面が鏡面平坦面の場合は、照射光の、導光体10の厚み方向の照射範囲が拡大することにより被読取原稿の画像面に適宜に集光した照射光を照射することが難しくなり、被読取原稿からの反射光によりCCDの受光面上に鮮明な原稿画像を結像することが困難なものとなる。
Therefore, when both the flat plate-like surfaces of the
そこで、本発明は、導光体10の光入射面11における入射角θ1がθ1>tan−1(d/2・w)の範囲にある入射光が、導光体10内を導光中に一回以上反射(全反射)して光出射面12から大気中に出射するときの出射角を小さくすることにより、集光した照射光を被読取原稿の画像面に照射するものである。
Therefore, in the present invention, incident light having an incident angle θ 1 on the
その具体的方法として、上述のように導光体10の片方の面を、短手方向に沿う中心軸Zに対して所定の角度で光入射面側に向って立ち上がる複数の鏡面傾斜面14の夫々が長手方向に沿って延びるプリズム面15とし、且つ導光体10の前記プリズム面15の反対側の鏡面平坦面13の上方に鏡面反射面21を配設し、鏡面平坦面13と鏡面反射面21との間に所定の幅の空隙40を設けた構造とした。
As a specific method, as described above, one surface of the
図5〜図7は、導光体10の具体的な詳細構造と光線軌跡を示すものであり、図におけるα1〜3は鏡面傾斜面14が中心軸Zに対して立ち上がる傾斜角度、β1〜3は光入射面から入射して鏡面傾斜面14で反射(全反射)された反射光が鏡面平坦面13に到達したときの、該鏡面平坦面13の法線Nに対する入射角、γ1〜3は鏡面平坦面13に到達した反射光が空隙40に出射するときの法線Nに対する屈折角である。
5 to 7 show specific detailed structures and light ray trajectories of the
なお、いずれの場合も、導光体10の光入射面11から入射して鏡面傾斜面14に到達する光は、導光体10内を中心軸Zと平行に導光されたものと設定する。
In any case, the light incident from the
すると、図5のように、鏡面傾斜面14の傾斜角度α1を24°に設定すると、光入射面から入射して鏡面傾斜面14で反射された反射光は入射角β1が42°で鏡面平坦面13に入射し、鏡面平坦面13から屈折角γ1が85.56°で空隙40に出射し、そのまま原稿読取用光源装置から外部に照射されるか、或いは鏡面反射面21で反射されてその反射光が原稿読取用光源装置から外部に照射される。
Then, as shown in FIG. 5, when the inclination angle α 1 of the mirror surface inclined
また、図6のように、鏡面傾斜面14の傾斜角度α2を24.5°に設定すると、光入射面から入射して鏡面傾斜面14で反射された反射光は入射角β2が41°で鏡面平坦面13に入射し、鏡面平坦面13から屈折角γ2が77.83°で空隙40に出射し、そのまま原稿読取用光源装置から外部に照射されるか、或いは鏡面反射面21で反射されてその反射光が原稿読取用光源装置から外部に照射される。
Further, as shown in FIG. 6, when the inclination angle α 2 of the mirror inclined
更に、図7のように、鏡面傾斜面14の傾斜角度α3を25°に設定すると、光入射面から入射して鏡面傾斜面14で反射された反射光は入射角β3が40°で鏡面平坦面13に入射し、鏡面平坦面13から屈折角γ3が73.28°で空隙40に出射し、そのまま原稿読取用光源装置から外部に照射されるか、或いは鏡面反射面21で反射されてその反射光が原稿読取用光源装置から外部に照射される。
Further, as shown in FIG. 7, when the inclination angle α 3 of the
屈折率n1が1.49の導光体10の鏡面平坦面13と屈折率n2が1の空隙40との界面において、導光体10側から界面に入射した入射光が界面から空隙40側に出射するときの臨界角をτとするとτ=42.155°となる。したがって、導光体10側から界面に向う光を臨界角τよりも小さく且つ可能な限り臨界角τに近い入射角βで入射させることにより、界面で屈折されて空隙40に出射する光の屈折角γを限りなく90°に近づけることができる。
At the interface between the mirror-surface
界面から空隙40に出射する出射光の屈折角γが90°に近づくということは、言い換えると、出射光の、導光体10の中心軸Zに対する傾斜角が小さくなり、出射光が中心軸Z側に集光されることを意味する。
The fact that the refraction angle γ of the outgoing light exiting from the interface to the
そこで、このような光線追跡結果に基づき、導光体10のプリズム面15に形成される鏡面傾斜面14の、中心軸Zから立ち上がる傾斜角αは24°〜25°の範囲とすることが好ましい。但し、鏡面傾斜面14は必ずしも全ての傾斜角αを同一にする必要はなく、光入射面11と光出射面12の間で連続的に変えても良いし、光入射面11と光出射面12の間を複数の領域に区画して各区画毎に異なる傾斜角αとしても良い。
Therefore, based on such a ray tracing result, the inclination angle α rising from the central axis Z of the mirror inclined
また、導光体10の光入射面11側に位置する鏡面傾斜面14と光出射面12側に位置する鏡面傾斜面14とを比べた場合、光入射面11側の鏡面傾斜面14の方が光入射面11における入射角αの大きい光が到達する。そのため、光入射面11側の鏡面傾斜面14で反射(全反射)されて鏡面平坦面13から空隙40に出射される光の屈折角γを大きくして、光出射面12側の鏡面傾斜面14で反射(全反射)されて鏡面平坦面13から空隙40に出射される光の屈折角γの大きさに近づけるためには、光入射面11側の鏡面傾斜面14の傾斜角αを小さくすることで可能となる。
Further, when the mirror surface inclined
つまり、複数の鏡面傾斜面のうち、互いに隣接する鏡面傾斜面同士は、導光体の短手方向に沿う中心軸に対する立ち上がり傾斜角αを同一か又は光入射面(LED光源)側に位置する鏡面傾斜面の方の傾斜角αを小さいことが好ましい。いずれにしても、プリズム面15における鏡面傾斜面14の傾斜角α及びピッチ等は、導光体10の形状、寸法及び光学特性等の諸要件を考慮して適宜に設定される。
That is, among the plurality of mirror surface inclined surfaces, the mirror surface inclined surfaces adjacent to each other have the same rising inclination angle α with respect to the central axis along the short direction of the light guide or are positioned on the light incident surface (LED light source) side. It is preferable that the inclination angle α of the mirror inclined surface is small. In any case, the inclination angle α and the pitch of the mirror inclined
更に、傾斜角αはできる限り、導光体10の鏡面平坦面13から空隙40に出射して鏡面反射面21で反射された光が、再度鏡面平坦面に到達する前に光源装置外に照射されるような角度に設定されることが好ましい。なぜなら、鏡面反射面21で反射されて鏡面平坦面13に戻った光は再度導光体10内に入射して被読取原稿の読み取りに寄与する照射光とはなり難いからである。
Further, as much as possible, the angle α of the light emitted from the mirror
導光体10は上述したような、一方の面を鏡面平坦面13とし、他方の面をプリズム面とした形状に限られるものではなく、導光板10の厚み方向の集光性を高め且つ長手方向の散乱性を高めることにより、被読取原稿の画像面上に高照度且つ照度分布が均一な線状光を照射するような構造とすることも考えられる。
The
図8及び図9はその具体例であり、そのうち図8は、導光体10の一方の面を、複数の鏡面傾斜面14を有する第1のプリズム面16とすると同時に、他方の面を、複数の三角柱状又は円弧柱状(図8は三角柱状)のプリズムカット17aが導光体10の短手方向(光入射面11と光出射面12とを結ぶ方向)に並設された第2のプリズム面17とするものである。
8 and FIG. 9 are specific examples thereof, in which FIG. 8 shows that one surface of the
これにより、LED光源から発せられた光が導光体10内を導光されて第1のプリズム面16の鏡面傾斜面14で反射され、その反射光が第2のプリズム面17から空隙に出射するときに導光体10の長手方向に屈折される。そのため、原稿読取装置の空隙からは長手方向に向かう拡散光が照射され、長手方向に対する照度分布の均一化が図られる。
Thereby, the light emitted from the LED light source is guided through the
図9は、導光体10の一方の面を、複数の鏡面傾斜面14を有する第1のプリズム面16とするとし、他方の面を、複数の三角柱状又は円弧柱状(図9は三角柱状)のプリズムカット17aが導光体10の短手方向(光入射面11と光出射面12とを結ぶ方向)に並設された第2のプリズム面17とすると同時に、光出射面12を、複数の三角柱状又は円弧柱状(図9は三角柱状)のプリズムカット18aが導光体10の厚み方向に並設された第3のプリズム面18とするものである。
In FIG. 9, it is assumed that one surface of the
これにより、LED光源から発せられた光が導光体10内を導光されて第1のプリズム面16の鏡面傾斜面14で反射され、その反射光が第2のプリズム面17から空隙に出射するときに導光体10の長手方向に屈折される。それと同時に、LED光源から発せられて導光体10に入射し、該導光体10の厚み方向において導光体10内で反射されることなく直接第3のプリズム面18(光出射面12)に到達した光が、該プリズム面18から大気中に出射するときに導光体10の長手方向に屈折される。
Thereby, the light emitted from the LED light source is guided through the
そのため、原稿読取用光源装置の空隙、及び導光体10の光出射面12の両方からは長手方向に向かう拡散光が照射され、長手方向に対する照度分布の更なる均一化が図られる。
Therefore, the diffused light directed in the longitudinal direction is irradiated from both the gap of the light source device for reading the document and the
なお、導光体の光出射面をプリズム面としない場合は、光出射面にシボ加工やブラスト処理等の光拡散処理を施したり、あるいは光出射面に光拡散シートを設けるなどの光拡散手段により、導光体の光出射面から大気中に出射される照射光を拡散光として照度分布の均一化を図ることもできる。 If the light exit surface of the light guide is not a prism surface, light diffusing means such as applying light diffusion processing such as embossing or blasting to the light exit surface or providing a light diffusion sheet on the light exit surface Accordingly, it is possible to make the illuminance distribution uniform by using diffused light as irradiation light emitted from the light emitting surface of the light guide to the atmosphere.
図10は、上記原稿読取用光源装置を用いた場合の、一般的なスキャナーの縮小光学系を示す説明図である。 FIG. 10 is an explanatory view showing a reduction optical system of a general scanner in the case where the original reading light source device is used.
コンタクトガラス46の下方に、原稿読取用光源装置1と第1のミラー50が収容されてなりコンタクトガラス46に沿って移動可能に配設された第1のキャリッジ55と、第2のミラー51と第3のミラー52が収容されてなり第1のキャリッジ55に連動して移動可能に配設された第2のキャリッジ56と、集光レンズ60と、ラインCCDリニアセンサ61、信号処理部62が備えられている。
A document reading
そして、コンタクトガラス46に沿って移動する第1のキャリッジ55に収容された原稿読取用光源装置1から出射された光が、コンタクトガラス46の上に載置された被読取原稿45の画像面47に該コンタクトガラス46を透過して走査照射され、反射光による原稿画像が順次、第1のミラー50、第2のミラー51及び第3のミラー52に反射されて集光レンズ60に到達し、集光レンズ60で集光された原稿画像の縮小像がラインCCDリニアセンサ61の撮像面上に結像する。そして、ラインCCDリニアセンサ61から出力されたCCDデータ(原稿画像データ)が信号処理部62に送られて画像処理が施され、外部機器に対して出力される。
Then, the light emitted from the document reading
上記スキャナーの照明光源に、被読取原稿の画像面に高輝照度で且つ照度分布が均一な線状光を照射する本発明の原稿読取用光源装置を用いることにより、画像面の原稿画像を正確に読み取ることができる。 By using the document reading light source device of the present invention that irradiates the image light surface of the document to be scanned with linear light having a high luminance and a uniform illuminance distribution, the original image on the image surface can be accurately obtained. Can be read.
また、本発明の原稿読取用光源装置は、高照度で且つ照度分布が均一な線状光を照射するための構造がシンプルであるため小型化及び低コスト化が可能であり、その結果、本発明の原稿読取用光源装置を組み込んだスキャナー等の原稿読取装置の小型化及び低コスト化の実現に寄与するものである。 Further, the document reading light source device of the present invention has a simple structure for irradiating linear light with high illuminance and uniform illuminance distribution, and thus can be reduced in size and cost. This contributes to the reduction in size and cost of an original reading apparatus such as a scanner incorporating the original reading light source device.
1… 原稿読取用光源装置
2… 基板
5… LED光源
6… LED素子
7… 封止樹脂
8… 光出射面
10… 導光体
11… 光入射面
12… 光出射面
13… 鏡面平坦面
14… 鏡面傾斜面
15… プリズム面
16… 第1のプリズム面
17… 第2のプリズム面
17a… プリズムカット
18… 第3のプリズム面
18a… プリズムカット
20… 反射部材
21… 鏡面反射面
30… ランプハウス
31… 凹部
32… 内側面
33… 開口端部
40… 空隙
45… 被読取原稿
46… コンタクトガラス
47… 画像面
50… 第1のミラー
51… 第2のミラー
52… 第3のミラー
55… 第1のキャリッジ
56… 第2のキャリッジ
60… 集光レンズ
61… ラインCCDリニアセンサ
62… 信号処理部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記導光体の長手方向に沿う一方の端面に沿って所定の間隔で且つ照射方向を前記端面に向けて配置された複数のLED光源を有し、
前記導光体は、平板状の一方の面には、該導光体の短手方向に沿う中心軸に対して所定の角度で前記端面側に向って立ち上がり該導光体の長手方向に沿って延びる複数の鏡面傾斜面が並設され、平板状の他方の面には、複数の三角柱状又は円弧柱状のプリズムカットが該導光体の短手方向に並設されたプリズムカット面とされ、
該プリズムカット面と所定の幅の空隙を隔てて対向する位置に前記プリズムカット面の延伸方向と平行に鏡面反射面が配設されていることを特徴とする原稿読取用光源装置。 A long flat light guide,
A plurality of LED light sources arranged at a predetermined interval along one end surface along the longitudinal direction of the light guide and with the irradiation direction facing the end surface;
The light guide rises toward the end face at a predetermined angle with respect to the central axis along the short direction of the light guide on one surface of the flat plate and extends along the longitudinal direction of the light guide A plurality of inclined mirror surfaces extending in parallel are arranged in parallel, and a prism cut surface in which a plurality of triangular prisms or circular arc prisms are arranged in parallel in the lateral direction of the light guide is formed on the other flat surface. ,
An original reading light source device, wherein a specular reflection surface is disposed in parallel with an extending direction of the prism cut surface at a position facing the prism cut surface with a gap having a predetermined width.
前記導光体の長手方向に沿う一方の端面に沿って所定の間隔で且つ照射方向を前記端面に向けて配置された複数のLED光源を有し、
前記導光体は、平板状の一方の面には、該導光体の短手方向に沿う中心軸に対して所定の角度で前記端面側に向って立ち上がり該導光体の長手方向に沿って延びる複数の鏡面傾斜面が並設され、平板状の他方の面には、複数の三角柱状又は円弧柱状のプリズムカットが該導光体の短手方向に並設されたプリズムカット面とされ、
該プリズムカット面と所定の幅の空隙を隔てて対向する位置に前記プリズムカット面の延伸方向と平行に鏡面反射面が配設され、
前記複数のLED光源が配置された側の端面と対向する端面には、複数の三角柱状又は円弧柱状のプリズムカットが該導光体の厚み方向に並設されていることを特徴とする原稿読取用光源装置。 A long flat light guide,
A plurality of LED light sources arranged at a predetermined interval along one end surface along the longitudinal direction of the light guide and with the irradiation direction facing the end surface;
The light guide rises toward the end face at a predetermined angle with respect to the central axis along the short direction of the light guide on one surface of the flat plate and extends along the longitudinal direction of the light guide A plurality of inclined mirror surfaces extending in parallel are arranged in parallel, and a prism cut surface in which a plurality of triangular prisms or circular arc prisms are arranged in parallel in the lateral direction of the light guide is formed on the other flat surface. ,
A specular reflection surface is disposed in parallel with the extending direction of the prism cut surface at a position facing the prism cut surface with a gap having a predetermined width.
A document reading, wherein a plurality of triangular prisms or arc column prism cuts are arranged in parallel in the thickness direction of the light guide on an end surface opposite to an end surface on which the plurality of LED light sources are arranged. Light source device.
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