CN104279459A - 图像读取用的线状光源装置 - Google Patents

Abstract

一种图像读取用的线状光源装置，能够在不缩短有效照射宽度的情况下使导光体变短并对从导光体照射的光的配光分布进行调整。该线状光源装置是读取来自原稿的原稿反射光的原稿读取装置所使用的光源装置，包括由透光性构件构成的棒状导光体和配置于导光体的至少一个端部的LED光源，在导光体的侧面设置有沿长度方向延伸形成的主反射部以及与主反射部相对配置的光出射面，被主反射部反射的光经由光出射面照射到原稿侧，在导光体的至少一个端部包括接受来自LED光源的光的入射面和相对于入射面倾斜的倾斜面，倾斜面与入射面相邻而形成，在倾斜面形成反射来自LED光源的光的辅助反射部，辅助反射部将入射到倾斜面的光向原稿侧反射。

Description

图像读取用的线状光源装置

技术领域

本发明涉及一种作为打印机、扫描仪等的原稿读取的光源的使用较长的导光体和LED光源的线状光源装置。

背景技术

以往，作为打印机、扫描仪等的原稿读取用的光源，公知有使用由较长的导光体和发光二极管(LED)构成的光源的线状光源装置。例如，在日本特开2008－275689号专利文献(专利文献1)中记载了涉及这种线状光源装置的技术。

图8表示线状光源装置的概要结构。线状光源装置90具备由透明树脂构成的棒状的导光体91和LED光源92。在导光体91的长度方向的一端设置入射面93，该入射面93和LED光源92相对而配置。由此，从LED光源92发出的光经由入射面93而被向导光体91的内部引导。而且，在导光体的侧面，分别形成对从入射面93引导的光进行反射的主反射部94、以及将被主反射部94反射的光向外部出射的光出射面95。主反射部94例如是在与导光体91的轴向正交的方向上切入切口而成的凹凸槽。通过上述结构，从LED光源92发出的光被向导光体91的内部引导，被主反射部94反射的光经由光出射面95而出射到导光体91的外部，从导光体91向原稿面96照射线状的光。

另外，这种线状光源装置需要将所照射的线状的光调整为希望的配光分布，对此正在研究各种对策。例如，在日本特开2007―025705号专利文献(专利文献2)中记载的线状光源装置公开了一种技术：将被引导到导光体的内部的光的一部分遮蔽，并在导光体的内部设置用于使该被遮蔽的光从光出射面出射的貫通孔或狭缝，由此能够防止光源附近的照度的下降。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开2008－275689

【专利文献2】日本特开2007―025705

发明内容

近年来，需要使得上述的线状光源装置更加小型化。针对线状光源装置的小型化，使安装于光源装置内的导光体变短被认为是一种有效的技术方案。但是，在作为原稿用的光源装置时，需要的原稿面的读取宽度(以下，称作有效照射宽度)被预先确定，难以确保该有效照射宽度并且使导光体变短。

另外，在专利文献2所记载的技术中，由于在导光体的内部形成有貫通孔或狭缝，因此在导光体的内部杂散光容易增加，难以进行配光分布的调整。另外，难以进行导光体的制造，制造工序变得繁杂。

鉴于上述情况，本申请发明目的在于，提供一种导光体的形状以及线状光源装置的方式，能够在不缩短有效照射宽度的情况下使导光体变短，并能够对从导光体照射的光的配光分布进行调整。

本发明的实施方式所涉及的线状光源装置是读取来自原稿的原稿反射光的原稿读取装置所使用的光源装置，所述线状光源装置的特征在于，包括由透光性构件构成的棒状的导光体和配置于所述导光体的至少一个端部的LED光源，在所述导光体的侧面形成如下结构：设置有沿长度方向延伸而形成的主反射部以及与所述主反射部相对而配置的光出射面，被所述主反射部反射的光经由所述光出射面照射到所述原稿侧，在所述导光体的至少一个端部包括：入射面，接受来自所述LED光源的光；以及倾斜面，相对于所述入射面倾斜，所述倾斜面与所述入射面相邻而形成，在所述倾斜面形成有对来自所述LED光源的光进行反射的辅助反射部，所述辅助反射部将入射到所述倾斜面的光向所述原稿侧反射。

并且，在上述的实施方式中，进而也可以具备如下特征：在与所述导光体的长度方向正交的剖面中，所述辅助反射部形成在与所述主反射部相对的部位。

并且，在上述的实施方式中，进而也可以具备如下特征：所述辅助反射部在所述入射面的周缘形成于多个位置。

并且，在上述的实施方式中，进而也可以具备如下特征：所述倾斜面在所述导光体的端部的全周范围形成。

并且，在上述的实施方式中，进而也可以具备如下特征：设置有反射杯，所述反射杯具备围绕所述LED光源的光轴的外周的筒状的反射面，所述筒状的反射面是随着从所述LED光源朝向前方而扩大的反射镜形状，该反射面的前方的开口的面积比所述导光体的入射面的面积宽。

根据本发明的实施方式所涉及的线状光源装置，在棒状的导光体的端部设置有接受来自LED光源的光的入射面、以及相对于所述入射面倾斜的倾斜面，在所述倾斜面形成有对来自所述LED光源的光进行反射的辅助反射部，所述辅助反射部将入射到所述倾斜面的光向原稿面侧反射。由此，辅助针对原稿面的光照射，并且扩张光照射范围，因此能够在不使光的照射宽度变窄的情况下使导光体变短。

附图说明

图1是本发明所涉及的线状光源装置的概要图。图1(a)是导光体的长度方向的剖视图，图1(b)是与导光体的长度方向正交的剖视图。

图2是表示本发明的实施方式中的一个的概要图。图2(a)是导光体21的长度方向的剖视图，图2(b)是与导光体21的长度方向正交的剖视图。

图3是表示本发明所涉及的倾斜面以及辅助反射部的其他实施方式的概要图。

图4是本发明所涉及的线状光源装置的其他实施方式的概要图。

图5是本发明所涉及的实施方式的放大图。

图6是本发明的实施例1所涉及的概要图。

图7是表示本发明的效果的实验图。

图8是表示现有的线状光源装置的概要图。

检测具体实施方式

图1是搭载于原稿读取装置的线状光源装置的概要图。并且，图1(a)表示导光体的长度方向的剖面，图1(b)表示与导光体的长度方向正交的剖面。并且，为了方便说明，从LED光源发射的光的光路以虚线箭头标记。

在原稿读取装置中，具有载置原稿的透光性的原稿台1，在原稿台1的下方配置线状光源装置2。在线状光源装置2设置棒状的导光体21，在导光体21的一端部设置LED光源22，将从LED光源22发出的光从导光体21的端部向内部引导。在导光体21的侧面形成有反射被引导的光的主反射部23。被主反射部23反射的光行进到与主反射部23相对的面24(以下，称作光出射面)，经由光出射面24向导光体21的外部出射。该出射光作为线状的光而照射在原稿载置面11上的原稿面12，并由设置于原稿面12的下部的检测部3对原稿面12进行检测。

而且，线状光源装置2在导光体21和原稿载置面11保持平行的位置关系的情况下沿与导光体21的长度方向正交的方向进行扫描。由此，将线状的光照射到原稿面12的整个区域，从而能够读取原稿面12的二维信息。

导光体21由透光性材料构成。具体地说，能够使用聚甲基丙烯酸甲酯树脂等丙烯酸系树脂、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物等透光性材料。这种材料能够利用射出成形法容易地制造导光体21。

在导光体21的外侧面沿长度方向形成有主反射部23，主反射部23的相反侧的区域成为光出射面24。主反射部23例如由以沿该导光体21的长度方向排列的方式在导光体21的外表面形成的多个凹部构成。通过使用CO₂激光装置的激光加工，能够在导光体21的外表面形成这种凹部。并且，关于所形成多个凹部，通过对槽的间隔进行调整能够对原稿面12上的照度分布进行调整。

并且，主反射部23也可以是在所述导光体21的长度方向上连续而延伸的扩散反射膜。具体地说，能够通过在导光体的外表面涂覆白色涂料而形成主反射部23。作为白色涂料，在聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚碳酸酯(PC)等粘接剂树脂中，氧化钛、碳酸钙、玻璃珠等反射材料分散在微粒子上。

导光体21由导光体保持台25保持。在导光体保持台25上，形成有与导光体21的剖面形状对应的凹部，导光体21嵌入所述凹部中。由此，对导光体21的长轴良好地定位。所述导光体保持台25例如使用聚碳酸酯。

在导光体21的至少一个端部，在LED光源22的光轴上设置有接受LED光源22的光的入射面26。进而，在导光体21的一个端部形成有从导光体21的中央侧向端部侧倾斜的倾斜面27，在倾斜面27的表面设置有辅助反射部28。辅助反射部28例如能够使用镜面反射构件或通过金属蒸镀形成的反射膜等。由此，从所述LED光源22发射的光的一部分被倾斜面上的辅助反射部28反射，被辅助反射部28反射的光(以下，称作辅助光)照射到原稿面12。

图2是表示本发明的实施方式中的一个的概要图。图2(a)表示导光体21的长度方向的剖视图，图2(b)表示与导光体21的长度方向正交的剖视图。

在导光体21的端部，在与导光体21的入射面26相邻的部位形成有从导光体21的中央侧向端部侧倾斜的倾斜面27。并且，倾斜面27在其表面上设置有辅助反射部28，将从LED光源22发射的光的一部分向原稿面侧12反射。该辅助反射部28至少形成于光出射面侧24，由此，来自辅助反射部28的辅助光一次也不被引导到导光体21的内部而照射到原稿面12。辅助反射部28例如使用镜面反射构件或由金属蒸镀实现的反射膜。

被引导到导光体21的内部的光被主反射部23反射后，经由光出射面24向导光体21的外部出射，照射到原稿载置面上的照射区域A。与此相对地，来自导光体21的辅助反射部28的辅助光不被引导到导光体21的内部，而照射到原稿面12的照射区域B。如图2(a)所示，被来自辅助反射部28的辅助光照射的照射区域B照射在从导光体21的光出射面24照射的照射区域A的端部。即，照射区域A和照射区域B一部分重叠，从而通过照射区域B辅助照射区域A的端部附近的配光。

进而，来自辅助反射部28的辅助光也照射到照射区域A的区域外，因此线状光源装置2的照射区域在长度方向上拓宽，导光体21的有效照射宽度在长度方向上扩张。即，能够使用更短的导光体21并且确保在原稿面12的有效照射宽度。

来自辅助反射部28的辅助光不被引导到导光体21内而直接照射到原稿面12，因此光不在导光体21的内部衰减。并且，通过对倾斜面27以及辅助反射部28的位置、范围和角度适当地进行变更，能够对照射区域B的范围进行调整。

在LED光源22也可以安装反射杯4作为聚光镜。反射杯4在其内表面具备反射面41，该反射面41以围绕LED光源22的光轴的外周的方式配置于LED光源22的周围。并且，反射杯4的反射面41是从LED光源22朝向导光体21的入射面26逐渐扩张的筒状的反射镜形状，能够提高光的利用效率。

并且，优选为，在反射杯4和导光体21之间，设置约1mm左右的间隙。这是假设导光体21在长度方向上热膨胀而设置的间隙。

图2(b)是在本发明所涉及的线状光源装置2中从LED光源侧22观察的导光体21的端部形状。在导光体21的下表面形成有主反射部23，在导光体21的上表面具有光出射面24，分别设置于导光体21的外表面。在导光体21的一端部与入射面26相邻而形成有倾斜面27。并且，在倾斜面27的表面设置有辅助反射部28，辅助反射部28设置在光出射面侧24。光出射面24是曲面形状，至少将辅助反射部28形成在连接光出射面24的曲率中心O和主反射部23的直线上。

并且，图2(b)中的倾斜面27是将导光体21的端部切削加工为锥状而在端部的边缘形成的。并且，辅助反射部28不是必须设置于倾斜面27的整个区域。

倾斜面27以及辅助反射部28也可以形成在导光体21的两端部。例如，在图2(a)所示的实施方式中，在导光体21的另一个端部设置有倾斜面27’以及辅助反射部28’。在该情况下，被设置在导光体21的另一侧的反射板5反射的光的一部分被该辅助反射部28’反射，来自辅助反射部28’的辅助光照射到原稿面12的照射区域B’，辅助照射区域A而将照射范围扩张。

同样地，即使针对在导光体21的两端部具备LED光源22的线状光源装置2，也能够在导光体21的端部设置上述的倾斜面(27、27’)以及辅助反射部(28、28’)的结构。

图3表示本发明所涉及的导光体的倾斜面以及辅助反射部的其他实施方式。

图3(a)是将导光体21的端部以平面进行切割而形成倾斜面27a的实施方式。在该实施方式中，倾斜面27a的加工以及辅助反射部28a的形成变得比较容易。

图3(b)是以曲面对导光体21的端部进行切割而形成倾斜面27b的实施方式。据此，倾斜面27b是向主反射部23的方向弯曲的形状，因此辅助反射部28b沿倾斜面27b的形状弯曲而形成。由此，能够附加将来自辅助反射部28b的辅助光向原稿面12侧聚光的作用效果。

图3(c)是将导光体21的端部在全周范围切割为锥状而形成倾斜面27c的实施方式。据此，在导光体21的边缘的全周范围设置有倾斜面27c，因此与主反射部23的光学性定位变得容易，能够抑制导光体21在制造上的品质偏差和光学特性的离散。

并且，辅助反射部28不需要设置于倾斜面27的整个区域，只要至少形成于连接光出射面24的曲率中心O和主反射部23的直线上即可。

图4是表示本发明所涉及的线状光源装置的其他实施方式的概略图。如图所示，在导光体21的外周面设置有两个在导光体21的长度方向上延伸的主反射部(231、232)。被第一主反射部231反射的光经由与该第一主反射部231相对配置的第一光出射面241而照射到原稿面12。与此相对地，被第二主反射部232反射的光经由与该第二主反射部232相对配置的第二光出射面243而照射到设置于导光体21的外部的反射镜6，来自反射镜6的反射光照射到原稿面12。由此，被引导到导光体21的内部的光通过第一主反射部231以及第二主反射部232而在两个方向上分路，各自的光照射到原稿面12。在该情况下，在与第一主反射部对应的区域以及与第二主反射部对应的区域形成有倾斜面27d，在倾斜面27d设置有辅助反射部(281、282)。

并且，在图4所示的线状光源装置的实施方式中，倾斜面27d以及辅助反射部(281、282)的方式能够适当地应用图3所示的各种实施方式。

图5表示导光体21的倾斜面附近的放大剖视图。如图5所示，在倾斜面27和入射面26的边界部分能够设置实施了圆角加工后的R部。该R部是将倾斜面27和入射面26各自外切的曲率形状，倾斜面27和入射面26经由R部平滑地连续设置。

同样地，也能够在导光体21的外侧面21f和倾斜面27的边界部分设置R部。在该情况下，在该边界部分形成有将导光体21的外侧面21f以及倾斜面27各自外切的曲率形状的R部。通过设置R部，能够将入射面26、倾斜面27、导光体侧面21f平滑地连续设置，能够使在端部区域的配光分布不产生台阶差而更平滑地相连。

【实施例】

以下，针对表示本发明的作用效果的实验例进行说明。

＜实施例1＞

根据图6所示的结构，利用下述条件，制作本发明所涉及的线状光源装置。

导光体(21)：全长320mm，直径：5mm

入射面(26)：直径4mm

倾斜面(27)：相对于LED光源的光轴的倾斜角38度

辅助反射部(28)：铝板

反射杯(4)：开口直径5mm，开口角30度

＜比较例1＞

制作了如下线状光源装置作为比较例1：在导光体未形成倾斜面以及辅助反射部，除了倾斜面和辅助反射部的结构以外，具有与实施例1相同的结构。

使用上述的实施例1以及比较例1的线状光源装置并对各自的照度分布进行测定，对发明的作用效果进行了验证。图7表示照度分布的测定结果。图中的实线是对于实施例1的测定结果，虚线是对于比较例1的测定结果。

并且，图7的纵轴是中央照度比，通过以导光体的中央的照度值作为基准的照度比例进行表示，横轴表示以导光体的中央为基准(0mm)的导光体的长度方向的距离。由此，能够确认从导光体的中央部到端部的配光分布。

并且，图7所示的照度分布以从导光体的光出射面离开11mm的位置为测定点对导光体的长度方向的配光分布进行了测定。

根据图7，在由虚线所示的比较例1中，在导光体的端部附近，照度的下降较大。此处，在中央照度将1以上的范围作为有效照射宽度的情况下，对于比较例1，从导光体的中央起大约145mm的范围成为有效的照射区域。与此相对地，对于实施例1，从导光体的中央起大约160mm的范围成为有效的照射区域，有效照射宽度扩张了大约10％。

由此，实施例1中的有效的照射区域与比较例1相比被扩张。可以认为这是因为，通过在导光体的端部形成倾斜面以及辅助反射部，被辅助反射部反射的光辅助了在入射面的附近的光照射。

根据以上的结果可知，实施例1与比较例1相比能够拓宽有效照射宽度，从而能够维持有效照射宽度并且使导光体变短。

图7所示的实施例1的测定结果是在导光体的一端部形成了倾斜面以及辅助反射部的情况下的测定结果。然而，倾斜面以及辅助反射部也可以设置在导光体的两端部。在该情况下，由于在导光体的两端部对光的照射区域进行了扩张，因此有效照射宽度与实施例1相比进一步被扩张，从而能够使导光体变得更短。

由于能够使导光体的两端部变短，因此与实施例1的情况相比，能够变短的距离增加到2倍左右。

本发明所涉及的线状光源装置在导光体的端部形成倾斜面以及辅助反射部，从而能够防止在入射面附近的光量的下降，能够确保更广区域的有效照射宽度。因此，能够在不缩短有效照射宽度的情况下使导光体变短。

Claims (5)

1.一种线状光源装置，是读取来自原稿的原稿反射光的原稿读取装置所使用的光源装置，所述线状光源装置的特征在于，

包括由透光性构件构成的棒状的导光体和配置于所述导光体的至少一个端部的LED光源，

在所述导光体的侧面设置有沿长度方向延伸而形成的主反射部以及与所述主反射部相对而配置的光出射面，被所述主反射部反射的光经由所述光出射面照射到所述原稿侧，

在所述导光体的至少一个端部包括：入射面，接受来自所述LED光源的光；以及倾斜面，相对于所述入射面倾斜，

所述倾斜面与所述入射面相邻而形成，

在所述倾斜面形成有对来自所述LED光源的光进行反射的辅助反射部，

所述辅助反射部将入射到所述倾斜面的光向所述原稿侧反射。

2.根据权利要求1记载的线状光源装置，其特征在于，

在与所述导光体的长度方向正交的剖面中，所述辅助反射部形成在与所述主反射部相对的部位。

3.根据权利要求2记载的线状光源装置，其特征在于，

所述辅助反射部在所述入射面的周缘形成于多个位置。

4.根据权利要求2记载的线状光源装置，其特征在于，

所述倾斜面在所述导光体的端部的全周范围形成。

5.根据权利要求4记载的线状光源装置，其特征在于，

在所述LED光源设置有反射杯，所述反射杯具备围绕所述LED光源的光轴的外周的筒状的反射面，

所述筒状的反射面是随着从所述LED光源朝向前方而扩大的反射镜形状，该反射面的前方的开口的面积比所述导光体的入射面的面积宽。