CN103672587B - 光源装置 - Google Patents

Abstract

提供一种光源装置，导光体的制造容易，且能够形成副扫描方向的照度的均匀性高的高照度照明区域。具备：棒状的导光体，由透光性材料构成；LED元件，与该导光体的长度方向的端面对置地配置；以及反射镜，与导光体并列配置，将来自该导光体的光朝向原稿载置面反射；导光体的与长度方向垂直的截面为圆形；导光体具有：第一反射部，在该导光体的外表面上沿长度方向形成，将来自上述LED元件的光朝向上述原稿载置面反射；以及第二反射部，在该导光体的外表面上沿长度方向形成，将来自上述LED元件的光朝向上述反射镜反射；在第一反射部的圆周方向的中央区域中，在该第一反射部的遍及长度方向整个区域形成有非反射部分。

Description

光源装置

技术领域

本发明涉及在传真机、复印机、扫描机等设备中使用的原稿读取用的光源装置。

背景技术

传真机、复印机、扫描机等设备具有通过来自原稿面的反射光来读取原稿面的文字、图像信息的原稿读取装置，在该原稿读取装置上搭载有对原稿面进行照明的光源装置。

在原稿读取用的光源装置中，要求能够形成副扫描方向上的宽度较大的高照度照明区域，作为这样的光源装置提出了如下装置：具备在一端配置有LED元件的棒状的导光体、以及与该导光体并列配置的第一反射镜及第二反射镜，导光体具有将来自LED元件的光朝向原稿载置面反射的第一反射部、以及将来自LED元件的光朝向第一反射镜及第二反射镜反射的第二反射部（参照专利文献1）。

图7是表示搭载于原稿读取装置的以往的光源装置中的导光体的结构的说明图。在该导光体80中，沿着该导光体80的长度方向形成有与该长度方向垂直的截面的外周轮廓为圆弧状的光出射面81。在导光体80的与光出射面81对置的周面上，沿着该导光体80的长度方向以向导光体80的半径方向突出的状态形成有将来自LED元件90的光朝向原稿载置面（省略图示）反射的第一反射部82，并且在与该第一反射部82在导光体80的圆周方向上分离的位置上，沿着该导光体80的长度方向以向导光体80的半径方向突出的状态形成有将来自LED元件90的光朝向反射镜（省略图示）反射的第二反射部83。此外，在导光体80的光出射面81与第一反射部82之间，形成有沿导光体80的长度方向延伸的保持用突条部85。91是以包围导光体80的一端面与LED元件90之间的空间的方式配置的镜。

然而，在上述的光源装置中，导光体80的第一反射部82以及第二反射部83以向半径方向突出的状态形成，并且导光体80整体为复杂的形状，因此导光体80本身的制造成本高，而且由于使用2个反射镜，因此存在光源装置的制造成本高的问题。

为了解决该问题，本发明的发明者们对作为导光体而使用简单的形状例如圆柱状的结构，并且使用一个反射镜的光源装置进行了研究。

然而，已明确在使用圆柱状的导光体以及一个反射镜来构成光源装置的情况下，难以形成原稿载置面的副扫描方向的照度分布（以下，还称为“截面配光”）的均匀性高的照明区域。以下，对该问题进行具体的说明。

在上述的光源装置中，从LED元件入射到导光体的光通过第一反射部从导光体的光出射面朝向原稿载置面射出，并且通过第二反射部从导光体的光出射面朝向反射镜射出，进而朝向反射镜射出的光通过该反射镜朝向原稿载置面反射。并且，在原稿载置面上，由从第一反射部直接照射到原稿载置面上的光（以下，还称为“直接光”）所形成的照明区域（以下，还称为“直接光照明区域”）、以及由从导光体的第二反射部经由反射镜照射到原稿载置面上的光（以下，还称为“间接光”）所形成的照明区域（以下，还称为“间接光照明区域”）各自的一部分相互重叠地形成，由此在该原稿载置面上形成沿主扫描方向延伸的带状的高照度照明区域。

在这样的光源装置中，只要直接光照明区域的截面配光的图形以及间接光照明区域的截面配光的图形互相近似，则通过使直接光照明区域以及间接光照明区域的一部分相互重叠，能够形成截面配光的均匀性高的高照度照明区域。

但是，由于间接光经由反射镜照射到原稿载置面，因此间接光照明区域的照度与直接光照明区域的照度相比变得非常低。而且，直接光以及间接光在从导光体的光出射面射出时光学上被聚光，但直接光和间接光的从导光体的光出射面到达原稿载置面为止的距离不同。因此，直接光照明区域的截面配光以及间接光照明区域的截面配光成为互相大为不同的图形。因而，即使在原稿载置面上使直接光照明区域以及间接光照明区域重叠，也由于两者的照度分布的平衡较差，因此不能形成截面配光的均匀性高的高照度照明区域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－182370号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是基于以上的情况而作出的，其目的在于提供一种在读取来自原稿的反射光的原稿读取装置中使用的光源装置，该光源装置的导光体的制造容易、且能够形成副扫描方向的照度的均匀性高的高照度照明区域。

用于解决问题的手段

本发明的光源装置是一种光源装置，在读取来自原稿的原稿反射光的原稿读取装置中使用，该光源装置具备：棒状的导光体，由透光性材料构成；LED元件，与该导光体的长度方向的端面对置地配置；以及反射镜，与上述导光体并列配置，将来自该导光体的光朝向原稿载置面反射；上述导光体的与长度方向垂直的截面为圆形；上述导光体具有：第一反射部，在该导光体的外表面上沿长度方向形成，将来自上述LED元件的光朝向上述原稿载置面反射；以及第二反射部，在该导光体的外表面上沿长度方向形成，将来自上述LED元件的光朝向上述反射镜反射；在上述第一反射部的圆周方向的中央区域中，在该第一反射部的遍及长度方向整个区域形成有非反射部分。

优选地，在本发明的光源装置中，上述非反射部分形成于：在上述导光体的与长度方向垂直的截面中，从由上述第一反射部描绘的圆弧的中心角的二等分线上向远离上述第二反射部的方向移位后的位置。

此外，优选的是，在上述导光体的与长度方向垂直的截面中，由上述第一反射部描绘的圆弧的中心角大于由上述第二反射部描绘的圆弧的中心角。

此外，也可以是，在本发明的光源装置中，上述第一反射部以及上述第二反射部分别由在上述导光体的外表面上沿该导光体的长度方向排列形成的多个凹部构成。

发明的效果

根据本发明的光源装置，棒状的导光体的与长度方向垂直的截面为圆形，因此能够容易制造该导光体。

此外，在朝向原稿载置面反射的第一反射部的圆周方向的中央区域中，在该第一反射部的长度方向整个区域上形成有非反射部分，由此调整由来自第一反射部的光形成的照明区域的副扫描方向的照度分布。因此，由来自第一反射部的光形成的照明区域的副扫描方向的照度分布、与由来自第二反射部的光形成的照明区域的副扫描方向的照度分布的平衡变得良好，结果，能够形成副扫描方向的照度的均匀性高的高照度照明区域。

附图说明

图1是表示搭载于原稿读取装置的本发明的光源装置的一例的结构的说明用剖视图。

图2是将图1所示的光源装置的导光体与LED元件一起表示的纵剖视图。

图3是将图1所示的光源装置中的导光体沿与长度方向垂直的方向切断而表示的剖视图。

图4是表示图1所示的光源装置中的导光体的立体图。

图5是表示基于实验例1的光源装置（A）的在原稿载置面上的副扫描方向的照度分布的曲线图。

图6是表示基于比较实验例1的光源装置（B）的在原稿载置面上的副扫描方向的照度分布的曲线图。

图7是表示搭载于原稿读取装置的以往的光源装置的一例的导光体的立体图。

符号说明

1 原稿载置面

2 原稿

5 原稿台

10 导光体

11 光出射面

12 第一反射部

12a 非反射部分

12H 凹部

13 第二反射部

13H 凹部

20 反射镜

30 LED元件

31 镜

32 配线

40A、40B 底座

41A、41B 基台

44 空隙

45 导光体保持台

46 反射镜保持台

80 导光体

81 光出射面

82 第一反射部

83 第二反射部

85 保持用突条部

90 LED元件

91 镜

具体实施方式

以下，对本发明的光源装置的实施方式进行说明。

图1是表示搭载于原稿读取装置的本发明的光源装置的一例的结构的说明用剖视图，图2是将图1所示的光源装置中的导光体与LED元件一起表示的纵剖视图，图3是将图1所示的光源装置中的导光体沿与长度方向垂直的方向切断而表示的横剖视图，图4是表示图1所示的光源装置中的导光体的立体图。

该光源装置如图1所示，在原稿读取装置中配置在载置原稿2的具有透光性的原稿台5的下方，具有：棒状的导光体10，沿着与原稿台5的原稿载置面1平行的平面配置成沿主扫描方向延伸；以及长矩形的板状的反射镜20，以隔着与原稿载置面1垂直的原稿读取轴Y在副扫描方向上与该导光体10相离地并排的状态配置，沿主扫描方向延伸。

在本发明中，“副扫描方向”是指使光源装置相对于原稿载置面1相对移动时的移动方向，“主扫描方向”是指与副扫描方向垂直、且与原稿载置面平行的方向。

如图2所示，在与导光体10的一端面（图2中左端面）对置的位置上，与该导光体10的一端面分离地配置有LED元件30。此外，在导光体10的一端，以包围该导光体10的一端面与LED元件30之间的空间的方式配置有镜31。图示的例子中，在与导光体10的另一端面（图2中右端面）对置的位置上，也与该导光体10的另一端面分离地配置有LED元件30，在该导光体10的另一端，以包围该导光体10的另一端面与LED元件30之间的空间的方式配置有镜31。

导光体10由底座40A固定并保持，反射镜20由底座40B固定并保持。具体说明如下，保持导光体10的底座40A具有：基台41A；以及导光体保持台45，设置在该基台41A上，沿与导光体10相同方向延伸。此外，保持反射镜20的底座40B具有：基台41B；以及反射镜保持台46，在该基台41B上以与导光体保持台45分离而并列的方式设置，沿与反射镜20相同方向延伸。

并且，导光体10以光出射面11朝向规定的方向的状态保持并固定于导光体保持台45。具体而言，导光体10形成有从其周面突出、沿长度方向延伸的定位用的凸部（省略图示），导光体保持台45形成有与导光体10的凸部相适应的形状的凹部（省略图示），导光体10的凸部嵌合到导光体保持台45的凹部，从而导光体10被固定。另一方面，反射镜20以反射面朝向规定的方向的状态保持于反射镜保持台46。此外，在各个底座40A、40B之间，以沿与导光体保持台45以及反射镜保持台46相同方向延伸的方式形成有使来自原稿2的原稿反射光透过的空隙44，由此，来自原稿2的反射光被例如配置在光源装置的下方的CCD接受。此外，在底座40A上的基台41A上，配置有用于向LED元件供电的布线32。

还如图3所示，导光体10的与其长度方向垂直的截面的轮廓形状为圆形。在该导光体10的外周面的面对原稿载置面1以及反射镜20的区域中，沿着该导光体10的长度方向形成有光出射面11。在导光体10的外周面的与光出射面11对置的区域中，形成有将来自LED元件30的光朝向原稿载置面1反射的第一反射部12，并且在圆周方向上与该第一反射部12分离的位置上，沿着该导光体10的长度方向形成有将来自LED元件30的光朝向反射镜20反射的第二反射部13。

在第一反射部12的圆周方向的中央区域中，在该第一反射部12的遍及长度方向整个区域形成有非反射部分12a。该非反射部分12a优选形成于如下位置，即：在导光体10的与长度方向垂直的截面中，从由第一反射部12描绘的圆弧的中心角的二等分线上向远离第二反射部13的方向移位后的位置。具体而言，非反射部分12a优选形成于其中央位置比由第一反射部12描绘的圆弧的中心角的二等分线上向远离第二反射部13的方向移位1°～4°的位置。

在第一反射部12中，在导光体10的与长度方向垂直的截面中由该第一反射部12描绘的圆弧的中心角优选为18°～24°。

此外，在第二反射部13中，在导光体10的与长度方向垂直的截面中由该第二反射部13描绘的圆弧的中心角优选为10°～15°。

此外，在导光体10的与长度方向垂直的截面中由第一反射部12描绘的圆弧的中心角优选大于由第二反射部13描绘的圆弧的中心角，尤其在将由第一反射部12描绘的圆弧的中心角设为A、将由第二反射部13描绘的圆弧的中心角设为B时，优选满足1＜A／B＜2.5。在A／B的值小于等于1的情况下，基于第一反射部12的截面配光的宽度变窄，截面配光曲线的倾斜变得急剧。其结果，即使在原稿载置面上使直接光照明区域以及间接光照明区域重叠，也由于两者的照度分布的平衡较差，因此难以形成截面配光的均匀性高的高照度照明区域。另一方面，在A／B的值大于等于2.5的情况下，第一反射部12的宽度变大，基于激光的凹部的加工精度急剧降低。其结果，照度分布中有可能产生不均匀。

此外，在第一反射部12中，在导光体10的与长度方向垂直的截面中由非反射部分12a描绘的圆弧的中心角优选为2.5°～7.5°。

此外，在将导光体10的与长度方向垂直的截面中由第一反射部12描绘的圆弧的中心角设为A、将由该第一反射部12的非反射部分12a描绘的圆弧的中心角设为C时，优选满足3.5≤A／C≤5.0。在A／C的值小于3.5的情况下，非反射部分12a在第一反射部12中所占的比率变大，有可能得不到需要的光量。另一方面，在A／C的值超过5.0的情况下，基于第一反射部12的截面配光曲线的倾斜变得急剧。此外，由于非反射部分12a所占的比率下降，因此第一反射部12的照度上升。其结果，即使在原稿载置面上使直接光照明区域以及间接光照明区域重叠，也由于两者的照度分布的平衡较差，因此难以形成截面配光的均匀性高的高照度照明区域。

该例中的第一反射部12以及第二反射部13的各个反射部如图4所示，由在导光体10的外表面沿该导光体10的长度方向排列而形成的多个凹部12H、13H构成。这样的凹部12H、13H能够通过使用CO₂激光装置的激光加工来形成在导光体10的外表面。

导光体10由透光性材料构成。作为构成导光体10的透光性材料，能够使用聚甲基丙烯酸甲酯树脂等的丙烯酸系树脂、环烯烃聚合物、环烯烃共聚合物等，通过使用上述的材料，能够通过射出成形法来容易地制作导光体10，并且通过激光加工能够容易地在该导光体10的外表面形成由多个凹部12H、13H构成的第一反射部12以及第二反射部13。

作为LED元件30，可以使用白色LED元件。

此外，作为构成底座40上的基台41的材料，能够使用铝等的金属材料，作为构成导光体保持台45以及反射镜保持台46的材料，能够使用铝等的金属材料、聚碳酸酯树脂等的树脂材料。

在上述的光源装置中，从LED元件30放射的光L由镜31反射并引导而从导光体10的端面入射到导光体10，并由该导光体10向该导光体10的长度方向引导，并且由第一反射部12以及第二反射部13的各个反射部反射，该反射光从导光体10的光出射面11射出。并且，来自第一反射面12的光（直接光）L1照射到载置在原稿台5上的原稿2的一面，并且来自第二光反射面13的光L2由反射镜20反射，该反射光（间接光）L3照射到载置在原稿台5上的原稿2的一面。

并且，在原稿2的一面上，由来自第一反射部12的光L1形成直接光照明区域，并且由来自反射镜20的反射光L3形成间接光照明区域。并且，通过直接光照明区域以及间接光照明区域各自的一部分相互重叠，形成沿主扫描方向延伸的带状的高照度照明区域。

根据上述的光源装置，棒状的导光体10的与长度方向垂直的截面为圆形，因此能够容易地制造该导光体10。

此外，在朝向原稿载置面进行反射的第一反射部12的圆周方向的中央区域中，在该第一反射部12的遍及长度方向整个区域形成有非反射部分12a，由此调整由来自第一反射部12的光所形成的照明区域的副扫描方向的照度分布。因此，由来自第一反射部12的光所形成的照明区域的副扫描方向的照度分布、与由来自第二反射部13的光所形成的照明区域的副扫描方向的照度分布的平衡较变得良好，结果，能够形成副扫描方向的照度的均匀性高的高照度照明区域。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，能够实施各种变更。

例如LED元件30也可以仅配置在导光体10的一端侧。在这样的结构中，也可以是，在导光体10的另一端面配置有将来自LED元件30的光进行扩散反射的光扩散反射板。

【实施例】

〈实施例1〉

作为LED元件而使用白色LED元件，并根据下述的条件，制作了图1所示的结构的光源装置（A）。

导光体的材质为丙烯酸系树脂，全长为340mm，直径为5mm。导光体的第一反射部以及第二反射部由沿该导光体的长度方向排列的多个凹部构成。上述凹部的深度为0.05mm，上述凹部的在导光体10的长度方向上的宽度为0.2mm，相邻的凹部间的分离距离为：间接光侧是在长度方向上分离0.4mm～0.6mm，直接光侧是在长度方向上分离0.7mm～1.0mm（凹部的间距为：间接光侧是在长度方向上间隔0.6mm～0.8mm，直接光侧是在长度方向上间隔0.9mm～1.2mm）。在导光体的与长度方向垂直的截面中，由第一反射部描绘的圆弧的中心角为21°，由第二反射部描绘的圆弧的中心角为12°（A／B＝1.75）。此外，由第一反射部中的非反射部分描绘的圆弧的中心角为5°（A／C＝4.2），该非反射部分形成于其中央位置比由第一反射部描绘的圆弧的中心角的二等分线上向远离第二反射部的方向移位2.5°的位置上。

反射镜是长矩形的板状的平面镜，其纵横的尺寸为10mm×340mm，相对于水平面（原稿载置面）的倾斜角度为60°，水平方向（副扫描方向）上的从导光体的中心轴到反射镜的距离为14.2mm。

通过该光源装置（A）向在垂直方向上与导光体的中心轴分离12mm的原稿载置面照射光，测定副扫描方向上的照度分布。将结果表示在图5中。

这里，在导光体的与长度方向垂直的截面中，来自第一反射部的光（直接光）的光轴与原稿载置面的交点位于与原稿读取轴Y向导光体侧分离（包括玻璃厚度3mm的折射）0mm的位置，来自第一反射部的光的光轴与原稿载置面所成的角为60°。此外，来自反射镜的光（间接光）的光轴与原稿载置面的交点位于与原稿读取轴Y向反射镜侧分离（包括玻璃厚度3mm的折射在内）1.8mm的位置。

〈比较例1〉

制作除了在导光体的第一反射部没有形成非反射部分以外与实施例1相同的结构的光源装置（B），通过该光源装置（B）向在垂直方向与从导光体分离12mm的原稿载置面照射光，测定副扫描方向的照度分布。将结果表示在图6中。

图5是表示基于来自光源装置（A）的光所得到的原稿载置面的副扫描方向的照度分布的曲线图，纵轴是以原稿载置面的原稿读取轴Y上的照度为1的相对照度，横轴是距原稿载置面的原稿读取轴Y的距离，a是基于来自导光体的第一反射部的光（直接光）所得到的照度分布曲线，b是基于来自反射镜的反射光（来自第二反射部的间接光）所得到的照度分布曲线，c是基于来自装置整体的光所得到的照度分布曲线。

此外，图6是表示基于来自光源装置（B）的光所得到的原稿载置面的副扫描方向的照度分布的曲线图，纵轴是以原稿载置面的原稿读取轴Y上的照度为1的相对照度，横轴是距原稿载置面的原稿读取轴Y的距离，a是基于来自导光体的第一反射部的光（直接光）所得到的照度分布曲线，b是基于来自反射镜的反射光（来自第二反射部的间接光）所得到的照度分布曲线，c是基于来自装置整体的光所得到的照度分布曲线。

从图5及图6的结果可以得出，根据实施例1涉及的光源装置（A），能得到副扫描方向的照度的均匀性高的高照度照明区域。

Claims (3)

1.一种光源装置，在读取来自原稿的原稿反射光的原稿读取装置中使用，其特征在于，具备：

棒状的导光体，由透光性材料构成；

LED元件，与该导光体的长度方向的端面对置地配置；以及

反射镜，与上述导光体并列配置，将来自该导光体的光朝向原稿载置面反射，

上述导光体的与长度方向垂直的截面为圆形，

上述导光体具有：

第一反射部，在该导光体的外表面上沿长度方向形成，将来自上述LED元件的光朝向上述原稿载置面反射；以及

第二反射部，在该导光体的外表面上沿长度方向形成，将来自上述LED元件的光朝向上述反射镜反射，

在上述第一反射部的圆周方向的中央区域中，在该第一反射部的遍及长度方向整个区域形成有非反射部分，

上述非反射部分形成于：在上述导光体的与长度方向垂直的截面中，从由上述第一反射部描绘的圆弧的中心角的二等分线上向远离上述第二反射部的方向移位后的位置。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

在上述导光体的与长度方向垂直的截面中，由上述第一反射部描绘的圆弧的中心角大于由上述第二反射部描绘的圆弧的中心角。

3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

上述第一反射部以及上述第二反射部的各个反射部由在上述导光体的外表面上沿该导光体的长度方向排列形成的多个凹部构成。