CN105027545A - 导光体及图像读取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的导光体包括：光散射部，该光散射部形成于沿长边方向的导光体的侧面，对在导光体的内部传导的光进行反射；以及光射出面部，该光射出面部包含外形部的至少一部分，形成于与光散射部相对的位置的沿长边方向的导光体的侧面，将光散射部所反射出的光向导光体的外部射出，光射出面部由连续的第一光射出面部和第二光射出面部构成，第一光射出面部的短边截面上的圆周的长度比第二光射出面部要长，越是远离第二光射出面部，短边截面上的第一光射出面部的圆周的曲率越大，在光散射部中，通过短边截面上的光散射部的中点的光散射部的法线与第一光射出面部交叉配置，法线与第一光射出面部的交叉点靠近配置于短边截面上的第一光射出面部的圆周上的第二光射出面部一侧。

Description

导光体及图像读取装置
技术领域
本发明涉及对读取对象的图像进行读取的图像读取装置、以及该图像读取装置所使用的导光体，导光体用于向图像读取装置的读取对象呈线状地照射光。
背景技术
以往，图像读取装置用于传真机、复印机、扫描仪、纸币识别机、检查装置、指纹识别装置等。图像读取装置的读取对象多方面地遍及原稿、书本、杂志、文件、绘画、照片、幻灯片胶片、胶片、纸币、证券、基板、电子元器件、指纹等。图像读取装置利用受光元件(传感器元件)接受来自读取对象的反射光，从而获得读取对象的图像。根据读取对象的性质、读取目的，受光元件所接受的反射光不仅是可见光，有时还是波长在可见光外的光。因此，对于内置于图像读取装置的光源、或设置于图像读取装置外部的光源、即为了获得读取对象的反射光而向读取对象进行照射的光源(照明装置)，不仅是可见光，有时还会使用发出波长在可见光外的光的光源元件。对于光源(照明装置)的光源元件，多使用LED(Light EmittingDiode：发光二极管)、有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)等光源元件(点光源)。
一般将传送读取对象的方向称为图像读取装置的副扫描方向(传送方向)。将与副扫描方向交叉(多为正交)的方向称为图像读取装置的主扫描方向。图像读取装置的受光元件多沿该主扫描方向进行排列。图像读取装置的读取深度方向(深度方向)是与主扫描方向及副扫描方向交叉(多为正交)的方向。另外，图像读取装置所使用的光源在用导光体对来自光源元件的光进行导光后向读取对象进行照射，并且导光体呈棒状延伸，在这种情况下，导光体与长边方向及短边方向之间的关系如下。导光体的长边方向相当于图像读取装置的主扫描方向，导光体的短边方向相当于图像读取装置的副扫描方向。
在导光体的内部对光源元件所发出的光进行导光后向读取对象进行照射的光源的结构如下。图像读取装置所使用的导光体具有沿长边方向延伸的光散射区域(光散射部)，并且在与该光散射区域相对的面上具有光射出面部。这样的导光体将从长边方向的端部射入的光沿长边方向进行传送，使其在光散射区域内发生散射反射，从与光散射区域相对的光射出面部射出线状的照射光，以对读取区域进行照明(例如，参照专利文献1～6)。此外，所谓读取区域是指读取面上照射光源的光的照射部。
另外，对于图像读取装置所使用的导光体，还存在以下情况：即，对沿长边方向排列的多个光源元件(点光源)所发出的光进行传送而不使用光散射区域(光散射部)，从光射出面部射出线状的照射光来对读取区域进行照明(例如，参照专利文献7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2003-46726号公报(特别参照图4)
专利文献2：WO2005/001529(特别参照图1)
专利文献3：WO2006/049206(特别参照图3)
专利文献4：日本专利特开2009-75184号公报(特别参照图1)
专利文献5：日本专利特开2010-277940号公报(特别参照图11、图12)
专利文献6：日本专利特开2002-232648号公报(特别参照图3)
专利文献7：日本专利特开2006-67551号公报(特别参照图18)
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1所公开的内容如下：通过获取较宽的导光体射出面(射出面部)来形成在短边方向上较宽的照射光，以对读取对象的位置在读取深度方向(深度方向)上变动的情况下的照度变化进行抑制。专利文献2所公开的内容如下：用形状不同的两种曲面来构成导光体的侧面，从而使照射光的聚焦位置偏向与各个曲面相对应的两处，以对读取对象的位置在读取深度方向(深度方向)上发生变动的情况下的照度变化进行抑制。此外，所谓读取对象的位置是指被传送的读取对象中的读取区域的读取深度方向(深度方向)的位置。
专利文献3～6所公开的内容如下：通过将导光体的射出面(射出面部)形成为圆形或椭圆形来对光进行聚焦。专利文献7所公开的内容如下：用角度不同的两个平面来构成导光体的射出面(射出面部)，从而确保副扫描方向(短边方向)的照度。
在图像读取装置中，在将由多张纸叠在一起并闭合一边而构成的书籍和杂志等书本原稿作为读取对象的情况下，将书本原稿摊开并将谷侧的面即书本原稿的内侧作为读取面来读取图像，但读取面并不平坦。同样，在对表面具有凹凸的纸币等读取对象进行读取的情况下，读取面也不平坦。即，在书本原稿、纸币等读取对象的读取面上存在凹凸。在图像读取装置中，在读取反射光的情况下，由于来自光源的光从斜向进行照射，因此，会因读取面的凹凸而导致读取图像产生明暗差。
为了对这样的读取面的凹凸所引起的明暗差进行抑制，希望将能照射出放置读取对象的保护玻璃罩、或读取对象所通过的保护玻璃罩与读取对象的位置之间的距离(深度)所对应的照度均匀性较高的光的光源用于图像读取装置。此外，所谓保护玻璃罩与读取对象的位置之间的距离(深度)所对应的照度均匀性是指读取深度方向(深度方向)上的照度均匀性。
保护玻璃罩与读取对象的位置之间的距离(深度)的方向相当于上述读取深度方向(深度方向)，多数情况下设为图像读取装置的光学成像系统的光轴延伸的方向。在图像读取装置采用使光学成像系统的光轴被镜子等光学构件所反射而发生弯曲的结构的情况下，可以说从读取对象到最初的光学构件之间的光轴沿读取深度方向延伸。
另外，在图像读取装置的光学成像系统的光轴偏向副扫描方向(短边方向)的情况下，希望副扫描方向的照度均匀性也较高。同样，图像读取装置的传感器被分开配置为2列以上，其各自的读取区域在副扫描方向(短边方向)上分开，在这种情况下，希望副扫描方向的照度均匀性也较高。
具有专利文献1所公开的结构的图像读取装置形成射出面较宽且沿短边方向宽度较宽的照射光，从而提高了相对于读取深度方向和副扫描方向(短边方向)的照度均匀性。然而，由于照射光在较大范围内进行扩散，因此，存在读取区域的照度下降的问题。具有专利文献2所公开的结构的图像读取装置射出经两种曲面反射后的光，使光的聚焦位置在读取深度方向(深度方向)上偏向2点，从而获得高照度且读取深度方向(深度方向)的照度均匀性较高的照明。然而，存在以下问题：即，未考虑到副扫描方向(短边方向)的照度均匀性。
具有专利文献3～6所公开的结构的图像读取装置将导光体的射出面(射出面部)形成为圆形或椭圆形，从而能在副扫描方向(短边方向)上对光进行聚焦，能获得较高的照度。然而，存在以下问题：即，未考虑到读取深度方向的照度均匀性。具有专利文献7所公开的结构的图像读取装置用角度不同的两个平面来构成导光体的射出面(射出面部)，从而确保照度。然而，存在以下问题：由于照射光发生扩散而不在平面上聚焦，因此，照度会下降。
本发明的目的在于，提供一种导光体及使用该导光体的图像读取装置，所述导光体能获得读取深度方向(深度方向)及短边方向的照度均匀性较高并确保了较高的照度的照射光。
解决技术问题所采用的技术手段
本发明的导光体沿长边方向延伸，沿与所述长边方向交叉的短边方向的截面即短边截面上的至少一部分具有圆弧形的外形部，所述导光体的特征在于，包括：光散射部，该光散射部形成于沿所述长边方向的所述导光体的侧面，对在所述导光体的内部传导的光进行反射；以及光射出面部，该光射出面部包含所述外形部的至少一部分，形成于与所述光散射部相对的位置的沿所述长边方向的所述导光体的侧面，将所述光散射部所反射出的光向所述导光体的外部射出，所述光射出面部由连续的第一光射出面部和第二光射出面部构成，所述第一光射出面部的所述短边截面上的圆周的长度比所述第二光射出面部要长，越是远离所述第二光射出面部，所述短边截面上的所述第一光射出面部的圆周的曲率越大，在所述光散射部中，通过所述短边截面上的所述光散射部的中点的所述光散射部的法线与所述第一光射出面部交叉配置，所述法线与所述第一光射出面部的交叉点靠近配置于所述短边截面上的所述第一光射出面部的圆周上的所述第二光射出面部一侧。
发明效果
本发明从光主射出面部射出光束密度较高的光，从而在读取对象的读取区域中，使射出光聚焦，因此，具有以下效果：能获得照度分布沿短边方向均匀、能保持较高照度、且相对于深度的照度变化较小的照明光。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的导光体及图像读取装置的沿短边方向的剖视图。
图2是本发明的实施方式1所涉及的导光体及图像读取装置的分解立体图。
图3是本发明的实施方式1所涉及的图像读取装置的传感器IC的排列图。
图4是本发明的实施方式1所涉及的导光体的比较例的导光体的沿短边方向的剖视图。
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的导光体的比较例的导光体的照度分布图及射出光路径的图。
图6是本发明的实施方式1所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图7是表示本发明的实施方式1所涉及的导光体的照度分布图及射出光路径的图。
图8是本发明的实施方式1所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图9是本发明的实施方式1所涉及的导光体的沿长边方向的剖视图。
图10是本发明的实施方式1所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图11是本发明的实施方式1所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图12是本发明的实施方式1所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图13是本发明的实施方式1所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图14是本发明的实施方式1所涉及的导光体及图像读取装置的从长边方向进行观察的透视图。
图15是本发明的实施方式1所涉及的图像读取装置的传感器IC的排列图。
图16是本发明的实施方式2所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图17是本发明的实施方式2所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图18是本发明的实施方式3所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图19是本发明的实施方式3所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图20是本发明的实施方式3所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图21是本发明的实施方式3所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
图22是本发明的实施方式3所涉及的导光体的沿短边方向的剖视图。
具体实施方式
实施方式1.
利用图1～图15对本发明的实施方式1所涉及的导光体及图像读取装置进行说明。图中，对相同或等同的结构要素标注相同的标号并省略其说明。此外，将传送读取对象1的方向称为图像读取装置的副扫描方向(传送方向)。将与副扫描方向交叉或正交的方向称为图像读取装置的主扫描方向。实施方式1所涉及的导光体(导光体2)与实施方式1所涉及的图像读取装置之间的关系如下所述。从导光体2射出的线状的光向沿读取对象1的主扫描方向延伸的照射部1a进行照射。该照射部1a相当于读取面上的读取区域，实施方式1所涉及的图像读取装置使从导光体2照射的光(照明光)被读取对象1反射后所形成的反射光收敛来进行受光。在本申请中，以主扫描方向与副扫描方向正交的情况为例来进行了图示。此外，在图中，照射部1a示意性地被虚线所包围来表示。
另外，所谓实施方式1所涉及的图像读取装置的读取深度方向(深度方向)是指与主扫描方向和副扫描方向交叉或正交的方向。在本申请中，以与主扫描方向和副扫描方向正交的情况为例，来对读取深度方向进行了图示。读取深度方向在多数情况下设为图像读取装置的光学成像系统8的光轴所延伸的方向。在使光学成像系统8的光轴被镜子等光学构件所反射而发生弯曲的情况下，可以说从读取对象1到最初的光学构件之间的光轴沿读取深度方向延伸。
在本申请中，将使用如下构件的结构用于示例性说明，该构件为：透镜等光学成像构件使用多个排列成阵列状的线状的光学成像系统8、以及将多个受光元件排列成阵列状而形成的线状的受光部11(传感器IC11)。因此，主扫描方向成为光学成像系统8和受光部11所延伸的方向。受光部11(传感器IC11)接受由光学成像系统8进行收敛后的光。图中，将主扫描方向(长边方向)设为X轴方向，将副扫描方向(短边方向)设为Y轴方向，将读取深度方向(深度方向)设为Z轴方向来表示。X轴、Y轴、Z轴是三维直角坐标系。
进一步对实施方式1所涉及的导光体(导光体2)与实施方式1所涉及的图像读取装置之间的关系进行详细说明。导光体2是沿长边方向延伸的棒状物体，由丙烯酸、聚碳酸酯等透明树脂等构成。导光体2内置于图像读取装置内，或者配置于图像读取装置的外部。在本申请中，举例示出了沿副扫描方向配置有两根中间夹有光学成像系统8的导光体2的图像读取装置，但也可以为一根导光体2。
导光体2在内部对从光源元件3所照射的光进行传导，使光从沿长边方向的侧面射出，向沿读取对象1的主扫描方向延伸的照射部1a照射线状的光。因此，导光体2的长边方向相当于图像读取装置的主扫描方向。另外，导光体2的短边方向相当于图像读取装置的副扫描方向。在沿导光体2的长边方向的侧面中，将作为照明光而有效的光所射出的面称为光射出面部。由于沿传送方向(副扫描方向)对读取对象1进行传送，因此，读取对象1中的照射部1a因所传送的读取对象1的移动而依次在读取对象1上移动。
图1是包括实施方式1所涉及的导光体的图像读取装置的短边方向的剖视图。短边方向(Y轴方向)相当于图1中的左右方向。长边方向(X轴方向)相当于图1中的纵深方向。如前所述，传感器IC11的排列方向成为长边方向(主扫描方向)。读取深度方向、深度方向(Z轴方向)是图1中的上下方向，相当于读取对象1与透明平板7(保护玻璃罩7)之间的距离所对应的方向。此外，图2是包括实施方式1所涉及的导光体的图像读取装置的分解立体图，图3是表示包括实施方式1所涉及的导光体的图像读取装置的传感器IC11的配置的图。
关于本申请所涉及的图像读取装置，利用具备导光体2、光学成像系统8、传感器IC11(包含后述的传感器IC11od、传感器IC11ev)的结构来进行说明。导光体2照射读取对象1的照射部1a。光学成像系统8使来自导光体2的光被读取对象1的照射部1a所反射的散射光(反射光)聚焦。传感器IC11接受由光学成像系统8进行聚焦后的光。当然，本申请所涉及的导光体(导光体2)也可以配置于图像读取装置的外部。
读取对象1例如是原稿、书本、杂志、文件、绘画、照片、幻灯片胶片、胶片、纸币、证券、基板、电子元器件、指纹等其它一般文件的画面信息(图像信息)即被读取介质(被照射体)。利用将图像读取装置进行固定并沿短边方向传送读取对象1的方法、或者将读取对象1进行固定并使图像读取装置沿短边方向移动的方法等方法，来使照射部1a沿副扫描方向移动，从而对读取对象1进行读取。详细而言，存在以下两种情况：利用省略图示的传送构件在透明平板状7上传送读取对象1，并利用图像读取装置依次读取相当于线状的照射部1a的部分的图像；以及将读取对象1载放在透明平板7上，并使图像读取装置本身沿传送方向移动，从而利用图像读取装置依次读取相当于线状的照射部1a的部分的图像。无论在哪种情况下，透明平板7都可以与图像读取装置分开设置。此外，还存在如下图像读取装置：即，在利用省略图示的传送构件来对读取对象1进行传送的情况下，可以不设置透明平板7。
导光体2在沿与长边方向交叉的短边方向的截面即短边截面(短边方向截面)上的至少一部分上，具有圆弧形的外形部。另外，导光体2上形成有光散射部2a和光射出面部。即，在导光体2的侧面上设有沿长边方向延伸的光散射部2a，在与光散射部2a相对的面上设有光射出面部。详细而言，光散射部2a形成于沿长边方向的导光体2的侧面，对在导光体2的内部进行传导的光进行反射。光射出面部包含导光体2的外形部的至少一部分，该光射出面部形成于与光散射部2a相对的位置的沿长边方向的导光体2的侧面，向导光体2的外部射出光散射部2a所反射的光。
光源元件3是LED、有机EL等发光元件(点光源)，在基板4上安装有一个以上的光源元件3，利用托架5将这些光源元件3配置成与导光体2的长边方向的端面(沿短边方向的端面)相对。将导光体2、光源元件3、基板4、托架5称为图像读取装置的光源(照明装置)。另外，也可以将导光体2和光源元件3称为图像读取装置的光源(照明装置)。
实施方式1所涉及的图像读取装置的光源(照明装置)的详细情况如下所述。在平板状的托架5上形成有孔，将导光体2的长边方向的端部插入该孔中。在托架5上，在插入导光体2的一侧的相反侧配置有基板4，并且，在基板4上与插入导光体2的孔相对的位置上配置有光源元件3，因此，来自光源元件3的光向导光体2射入。另外，可以将光源元件3插入托架5的孔，也可以将基板4也与光源元件3一起插入托架5的孔。此外，也可以在托架5的孔的内部设置阶差，并将该阶差作为导光体2的卡合结构。导光体2与形成于托架5内部的阶差进行卡合，从而导光体2的端部不会进入位于阶差前方的托架5的内部。由此，能适当保持光源元件3与导光体2的端部之间的距离。通过设置这样的阶差，将光学滤光片配置于光源元件3与导光体2的端部之间也变得较为容易。
导光体2的光射出面部由连续的第一光射出面部2b和第二光射出面部2c构成。对于这些第一光射出面部2b和第二光射出面部2c，第一光射出面部2b的沿短边方向的截面即短边截面上的圆周的长度比第二光射出面部2c要长，越是远离第二光射出面部2c，沿短边方向的截面即短边截面上的第一光射出面部2b的圆周的曲率变得越大。此外，第二光射出面部2c配置成朝向读取对象1(照射部1a)一侧。
在导光体2上，在光散射部2a的法线NL与第一光射出面部2b之间的关系如下所述的位置上，横跨主扫描方向而形成有光散射部2a。通过沿短边方向的截面即短边截面上的光散射部2a的中点的光散射部2a的法线NL与第一光射出面部2b相交叉。法线NL与第一光射出面部2b的交叉点靠近配置于沿短边方向的截面即短边截面上的第一光射出面部2b的圆周上的第二光射出面部2c一侧。此外，光散射部2a可以是由形成于导光体2的侧面的凹凸部构成的棱镜(相当于后述的“光散射棱镜101”)，也可以通过将白色等具有反射率较高的颜色的涂料涂布或印刷于导光体2的侧面而获得，或通过将白色等具有反射率较高的颜色的胶带粘贴于导光体2的侧面而获得。另外，为了利用照射部1a来获得沿主扫描方向(长边方向)均匀的照度，每次远离光源元件3时，都使光散射部2a的图案由粗到密，或者增大Y轴方向的图案的宽度，或者同时采取上述两种措施等即可。
反射材料6配置于导光体2的外部的、沿主扫描方向延伸并与导光体2的光散射部2a相对的位置，由白色树脂、白色胶带、铝胶带等反射率较高的材料构成。在导光体2的光散射部2a由棱镜构成的情况下，反射材料6用于对从该光散射部2a透过的光进行反射，并使其再次射入导光体2。即使在导光体2的光散射部2a通过涂布、印刷、粘贴等来形成的情况下，也可以为了使从光散射部2a的周边漏出的光再次射入导光体2而形成反射材料6。此外，在不需要使透过光散射部2a的光、透过光散射部2a附近的光再次射入导光体2的情况下，或者在几乎不存在透过导光体2的光的情况下，不需要反射材料6。在本申请中，除了后述的图8(c)以外，还示例性地使用需要反射材料6的情况下的图像读取装置来进行说明。
透明平板7使从导光体2射出的光透过并向读取对象1照射光，并使被读取对象1所反射的光透过并射入光学成像系统8。该透明平板7由丙烯酸、聚碳酸酯等透明树脂或透明玻璃材料等构成。另外，在采用传送读取对象1的形式的图像读取装置中，透明平板7(保护玻璃罩7)在多数情况下形成读取对象1的传送路径的一部分。
以使得读取对象1与透明平板7相接触的状态下在透明平板7上传送读取对象1，在这种情况下，光学成像系统8的焦点设定于透明平板7的与读取对象相接触的面的周边。即，在透明平板7的与读取对象1相接触的面的周边，光学成像系统8的光轴与透明平板7相交的部分成为照射部1a。另一方面，如图1所示，在透明平板7不与读取对象1相接触的情况下，光学成像系统8的光轴与读取对象1相交的部分成为照射部1a。当然，也可以说当在读取对象1与透明平板7相接触的状态下在透明平板7上传送读取对象1的情况下，光学成像系统8的光轴与读取对象1相交的部分是照射部1a。
在读取对象1的照射部1a中，光学成像系统8对从读取对象1反射出的光进行聚焦(收敛)。在图1和图2所记载的图像读取装置中，示例性地将棒形透镜阵列、微透镜阵列等正像等倍光学系统(erectingequal-magnification optical system)用于光学成像系统8来进行说明。棒形透镜(微透镜)的排列沿主扫描方向。由此，可以将光学成像系统8称为由多个棒形透镜(微透镜)排列成阵列状而形成的线状的棒形透镜阵列8(微透镜阵列8)或正像等倍光学系统8。
传感器IC11接受由光学成像系统8进行聚焦(收敛)后的光，对其进行光电转换并输出电气信号。如图3所示，在传感器基板21上，沿长边方向呈直线状地配置有长度与图像读取装置的有效读取长度相等或在其以上的受光元件。在图3中，单点划线表示受光元件的排列方向是X轴方向(长边方向)。信号处理IC51用于对从传感器IC11输出的电气信号进行信号处理，是与CPU、RAM连动地进行信号处理的IC(Intergated Circuit：集成电路)。信号处理IC51例如由ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等的集成电路构成。信号处理IC51和其它元器件一起设置于传感器基板21上。外部连接器41用作为包含信号处理IC51的信号处理输出的输入输出信号接口。
壳体9对导光体2、光源元件3、基板4、托架5、反射材料6、光学成像系统8、传感器基板21进行收纳或保持。壳体9由金属或至少一部分具有遮光性的树脂等构成。反射材料6可以形成于壳体9一侧，也可以形成于导光体2一侧。即，只要能使从导光体2漏出的光返回导光体2即可，没有特别限制。当然，不一定必须设置反射材料6。另外，在将透明平板7设置于图像读取装置的情况下，如图1所示，壳体9对透明平板7进行支承的情况为一个示例。在该一个示例的情况下，也可以利用透明平板7对保持光学成像系统8的壳体9内的空间进行密封。此外，在图2所示的图像读取装置的分解立体图中，采用由托架5来负责沿副扫描方向(Y轴方向)对图像读取装置的端部进行密封的配置，但并不局限于此。
接着，对实施方式1所涉及的图像读取装置的动作进行说明。从光源元件3射出的光从导光体2的长边方向的端面(沿短边方向的端面)射入导光体2。射入导光体2的光在导光体2的内部沿长边方向进行传送，在碰到光散射部2a时发生散射反射，一部分的光从第一光射出面部2b或第二光射出面部2c射出。从第一光射出面部2b或第二光射出面部2c射出的光透过透明平板7对读取对象1进行照射，在读取对象1的照射部1a上从读取对象1发生反射。被反射的散射光(反射光)透过透明平板7在光学成像系统8上聚焦(收敛)，通过传感器IC11进行受光，进行光电转换并作为电气信号而输出至外部。
图4是具有圆弧形状的光射出面部2d的比较例的导光体2的沿短边方向的截面即短边截面图。图5(a)是利用曲面来构成射出面的比较例的导光体2的短边方向的照度分布图。图5(b)是表示利用曲面来构成射出面的比较例的导光体2的射出光路径的图。在图5(a)所示的分布图中，纵轴表示照度。横轴表示Y轴方向(副扫描方向)上的照度的分布。Y轴方向与单点划线交叉的位置位于照射部1a的中心附近。表示图5(a)的分布的线P1与单点划线交叉的位置的照度最高。图5(a)中所示的单点划线相当于光学成像系统8的光轴。
比较例的导光体2是与专利文献3～6所公开的“通过将导光体的射出面形成为圆形或椭圆形来对光进行聚焦”相类似的结构。在图4和图5(b)中，用单点划线来表示通过沿短边方向的截面即短边截面上的光散射部2a的中点的、光散射部2a的法线NL。在沿短边方向的截面即短边截面上，法线NL还通过比较例的导光体2的光射出面部2d的中心。另外，在沿短边方向的截面即短边截面上，比较例的导光体2具有以法线NL为轴的线对称的形状。在图5的示意图中，将图5(a)的Y轴看作为读取对象1的传送路径，并且设图5(b)的法线NL的延长线上存在照射部1a的中心。图5(b)的法线NL相对于未图示的读取对象1倾斜。即，图5(b)的法线NL相对于Y轴方向倾斜。
图4和图5(b)所示的比较例的导光体2沿长边方向延伸，沿与长边方向交叉的短边方向的截面即短边截面上具有圆弧形的外形部。另外，比较例的导光体2形成于沿长边方向的侧面，包括：光散射部2a，该光散射部2a对在内部进行传导的光进行反射；以及光射出面部2d，该光射出面部2d形成于与光散射部2a相对的位置处的沿长边方向的侧面，将光散射部2a所反射出的光射出至外部。
比较例的导光体2对光射出面部2d的形状进行调整，从而如图5(b)所示，能获得与法线NL近似平行的射出光。然而，被光散射部2a所散射反射的光线并非在所有方向上以相同强度发生散射，大多以接近光散射部2a的法线NL的角度进行反射。因此，如图5(a)所示，成为比较例的导光体2的法线NL的延长线上具有照度峰值的山形的照度分布。另外，如图5(b)的说明中所描述的那样，法线NL倾斜。由此，关于比较例的导光体2的光线，越靠近图5(a)的分布图所示的单点划线的右侧，到照射面为止的距离越远，射出光越容易扩散，因此，形成为山形的右侧山脚底部较宽的照度分布。因此，比较例的导光体2无法在与比较例的导光体2的短边方向宽度相同程度的范围内获得均匀的照度分布，另外，读取深度方向(深度方向)的照度均匀性较低。
图6是沿实施方式1的导光体的短边方向的截面即短边截面图。图6所示的导光体2仅表示图1和图2所示的图像读取装置中的导光体2。在图6和后述的图7(b)中，用单点划线来表示通过沿短边方向的截面即短边截面上的光散射部2a的中点的、光散射部2a的法线NL。导光体2包括：平面部2f，该平面部2f具有沿长边方向延伸的光散射部2a；以及光射出面部(第一光射出面部2b和第二光射出面部2c)，该光射出面部设置于与该平面部2f相对的一侧。详细而言，光散射部2a形成于平坦的平面部2f,该平面部2f设置于沿长边方向的导光体2的侧面。在沿短边方向的截面即短边截面上，在平面部2f的中心形成有光散射部2a。换言之，法线NL通过平面部2f的中心。
光射出面部由第一光射出面部2b(第一曲面)和第二光射出面部2c(第二曲面)组合而成，所述第一光射出面部2b的与长边方向正交的截面上的形状、即沿短边方向的截面即短边截面的形状为凸状的曲面状，所述第二光射出面部2c具有曲面形状与第一光射出面部2b不同的凸状的曲面状。第一光射出面部2b与第二光射出面部2c通过拐点2e(连续点)平滑地连续连接。图6是导光体2的沿短边方向的截面即短边截面图，因此，虽然称为拐点，但由于导光体2沿长边方向延伸，因此，实际上呈沿长边方向排列有多个拐点的状态。
设置于沿长边方向的导光体2的侧面的平坦的第二平面部2g配置于图6所示的导光体2的平面部2f与第一光射出面部2b之间。另外，设置于沿长边方向的导光体2的侧面的平坦的第三平面部2h配置于平面部2f与第二光射出面部2c之间。在沿短边方向的截面即短边截面上，第二平面部2g、第三平面部2h及平面部2f呈自然的直线状。在沿短边方向的截面即短边截面上，第二平面部2g呈长度比第三平面部2h要短的直线。
如图6所示，拐点2e在沿短边方向的截面即短边截面上，配置于通过光散射部2a的第二光射出面部2c侧的端部的虚线L1与导光体2的光射出面部侧之间的交点上。虚线L1与平面部2f正交。当然，在沿短边方向的截面即短边截面上，也可以增加光散射部2a的宽度，并将虚线L1与导光体2的光射出面部侧之间的交点配置于第二光射出面部2c上。但是，由于第一光射出面部2b和第二光射出面部2c的光的聚焦功能下降，因此，需要进行权衡。换言之，可以说不仅是第一光射出面部2b和第二光射出面部2c的形状，即使是光散射部2a的宽度的宽窄也能对导光体2的聚焦功能进行调整。此外，拐点2e在沿短边方向的截面即短边截面上从法线NL与导光体2的光射出面部(第一光射出面部2b)侧之间的交点向第二光射出面部2c侧偏离(偏移)。
图7(a)是导光体2的短边方向的照度分布图。图7(b)是表示导光体2的射出光路径的图。在图7(a)所示的分布图中，纵轴表示照度。横轴表示Y轴方向(副扫描方向)上的照度的分布。Y轴方向与虚线交叉的位置位于照射部1a的中心附近。图7(a)中所示的单点划线相当于光学成像系统8的光轴。在图7(b)中，用虚线来表示光路61。在该光路61上行进的光配置成对照射部1a的中心进行照射。
在图7(b)中，光路61如下所述。在通过光散射部2a的法线NL的光路(导光体2内的光路)上行进的光在从导光体2射出时被第一光射出面部2b所折射，其中，上述光散射部2a的法线NL通过沿短边方向的截面即短边截面上的光散射部2a的中点。该折射后的光所行进的光路是光路61。另外，与作为比较对象的图5相同，在图7的示意图中，将图7(a)的Y轴看作为读取对象1的传送路径，并且设图7(b)的光路61的延长线上存在照射部1a的中心。
图7(b)的法线NL和光路61相对于未图示的读取对象1倾斜。即，图7(b)的法线NL和光路61相对于Y轴倾斜。若将法线NL与Y轴(读取对象1)交叉的角度中较小的角度(内角)、和光路61与Y轴(读取对象1)交叉的角度中较小的角度(内角)相比较，则光路61与Y轴(读取对象1)交叉的角度比法线NL与Y轴(读取对象1)交叉的角度要大。
如图7(a)所示可知，表示照度分布的线P2与单点划线交叉的位置的照度最高，但其峰值以表示照度分布的线P2与单点划线交叉的位置为中心，沿Y轴方向(副扫描方向)变宽。在图7(a)中，作为比较对象，用双点划线对表示图5(a)的分布的线P1进行了标注。双点划线P1的峰值与表示照度分布的线P2相同，位于双点划线P1与单点划线交叉的位置，其值比表示照度分布的线P2要大。然而，可知双点划线P1的峰值相对于表示照度分布的线P2在Y轴方向(副扫描方向)上的宽度较小，呈尖锐的形状。另一方面，可知表示照度分布的线P2的峰值相对于双点划线P1在Y轴方向(副扫描方向)上的宽度较大，呈平坦的形状。
来自光源元件3的光在导光体2的内部传导，沿光散射部2a的法线NL的方向进行反射的光如图7(b)所示，成为被第一光射出面部2b所折射而通过光路61的射出光。以接近法线NL的角度从光散射部2a反射的光几乎都被第一光射出面部2b所折射，成为近似平行于光路61的射出光。如图6所示，在沿短边方向的截面即短边截面上，第一光射出面部2b越接近侧面，即越远离第二光射出面部2c(拐点2e)而接近第二平面部2g，则倾斜度越陡。即，第一光射出面部2b的曲率随着远离拐点2e而变大。因此，第一光射出面部2b使从光散射部2a射入的光大幅弯曲，在以光路61为基准的情况下，从第一光射出面部2b射出的光射出近似平行于光路61的光线。此时，第一光射出面部2b通过使光线大幅弯曲来提高射出光的光束密度，以提高照度。此外，当然，光路61也是从第一光射出面部2b射出的光的光路。另外，在实施方式1所涉及的导光体(导光体2)中，第二光射出面部2c在拐点2e处与第一光射出面部2b平滑地相连接，将拐点2e附近的倾斜度设为与第一光射出面部2b相同来射出光线。
若利用法线NL将实施方式1所涉及的导光体(图6和图7所示的导光体2)的光射出面部(第一光射出面部2b、第二光射出面部2c)、图4及图5所示的比较例的导光体2的光射出面部(光射出面部2d)一分为二来进行比较，则在实施方式1所涉及的导光体(图6及图7所示的导光体2)中，相对于靠近照射部1a侧的光射出面部(大部分由第二光射出面部2c所构成的光射出面部)，相反侧的光射出面部(仅由第一光射出面部2b所构成的光射出面部)的射出光的光束密度较高，照度得以提高。因此，能在Y轴方向上获得均匀的照度分布，另外，射出光在近似平行的状态下进行聚焦，因此，能提高照度，并且还能提高读取深度方向(深度方向)的照度均匀性。另一方面，在图4和图5所示的比较例的导光体2中，在被法线NL一分为二的光射出面部2d上，靠近照射部1a侧的光射出面部2d与相反侧的光射出面部2d以法线NL为轴呈线对称形状，因此，在被法线NL一分为二的光射出面部2d上，射出光的光束密度不存在较大的差异。
由于这样的理由，如图7(a)所记载的那样，实施方式1所涉及的导光体(导光体2)不是描绘成表示比较例的导光体2中的照度分布的线P1(双点划线)那样的陡峭的曲线的特性，而是能获得由以照射部1a为中心在Y轴方向上较为平坦的线P2(实线)来表示的照度分布。这是由于，相比于第二光射出面部2c，从靠近照射部1a侧的光射出面部的相反侧的光射出面部射出的光通过第一光射出面部2b被更大幅地进行折射，并且照射部2a设定于光路61的延长线上，而非法线NL的延长线上。当然，该配置并非必须的条件，但根据该配置能容易地使照度均匀化。
此外，在实施方式1所涉及的导光体(导光体2)中，为了提高从第二光射出面部2c射出的光线的光束密度，也可以形成与第一光主射面部2b相类似的曲面形状。所谓类似的曲面形状是指如下形状：越接近第二光射出面部2c的侧面附近，即，在沿短边方向的截面即短边截面上越是远离拐点2e而接近第三平面部2h，则第二光射出面部2c的倾斜度越陡。即，成为第二光射出面部2c的曲率随着远离拐点2e而变大的形状。然而，不言而喻，即使在将这样的形状适用于第二光射出面部2c的情况下，光射出面部也必须由连续的第一光射出面部2b及第二光射出面部2c构成，沿短边方向的截面即短边截面上的圆周的长度必须维持以下关系：即，第一光射出面部2b的短边截面上的圆周的长度比第二光射出面部2c的短边截面上的圆周的长度要长。
图8所示的导光体2是实施方式1所涉及的导光体(导光体2)、实施方式1所涉及的图像读取装置所搭载的导光体2的变形例。图8(a)是导光体2的沿短边方向的截面即短边截面图，图8(b)是将图8(a)所示的截面图中的光散射部2a的周边进行放大后的导光体2的截面图，图8(c)是将图8(a)所示的导光体2设置于图像读取装置的壳体9的情况下将导光体2的周边进行放大后的图像读取装置的剖视图。此外，图8(c)所示的壳体9(图像读取装置)是不具备反射材料9的情况。利用图1、图2、图6、图7进行了说明的导光体2在沿短边方向的截面即短边截面上，除了光射出面部(第一光射出面部2b、第二光射出面部2c)以外，由直线状的平面部2f、第二平面部2g、第三平面部2h构成。然而，实施方式1所涉及的导光体(导光体2)在沿短边方向的截面即短边截面上，除光射出面部以外的部位也可以如光射出面部那样是曲线状。
图8所示的导光体2将相当于平面部2f和第二平面部2g的部分置换为曲面部2r。当然，第三平面部2h也可以是曲线状。沿长边方向的导光体2的侧面上与第一光射出面部2b连续地形成有设为曲面状的曲面部2r。在沿短边方向的截面即短边截面上，曲面部2r呈曲线状的形状。另外，设置于沿长边方向的导光体的侧面的平坦的第三平面部2h配置于曲面部2r与第二光射出面部2c之间。
在图8所示的导光体2上形成有光散射部2a。即，在导光体2的侧面上设有沿长边方向延伸的光散射部2a，在与光散射部2a相对的面上设有光射出面部(第一光射出面部2b及第二光射出面部2c)。详细而言，光散射部2a形成于沿长边方向的导光体2的曲面状的侧面即曲面部2r，对在导光体2的内部进行传导的光进行反射。在图8(a)和图8(b)中，用单点划线来表示接线TL(双点划线)的法线NL，其中，该接线TL(双点划线)的法线NL通过沿短边方向的截面即短边截面上的曲线状的光散射部2a的中心。
图8所示的导光体2与利用图1、图2、图6、图7来进行说明的导光体2相同，如图8(a)所示，拐点2e在沿短边方向的截面即短边截面上，配置于通过光散射部2a的第二光射出面部2c侧的端部的虚线L1与导光体2的光射出面部侧之间的交点上。即，拐点2e在沿短边方向的截面即短边截面上从法线NL与导光体2的光射出面部(第一光射出面部2b)侧之间的交点向第二光射出面部2c侧偏离(偏移)。当然，在沿短边方向的截面即短边截面上，也可以增加光散射部2a的宽度，并将虚线L1与导光体2的光射出面部侧之间的交点配置于第二光射出面部2c上。
由此，即使是图8所示的导光体2，相对于靠近照射部1a侧的光射出面部(大部分由第二光射出面部2c所构成的光射出面部)，相反侧的光射出面部(仅由第一光射出面部2b所构成的光射出面部)的射出光的光束密度也较高，照度得以提高。因此，能在Y轴方向上获得均匀的照度分布，另外，射出光在接近平行的状态下进行聚焦，因此，能提高照度，并且还能提高读取深度方向(深度方向)的照度均匀性。
接着，进一步对沿短边方向的截面即短边截面上的第一光射出面部2b和第二光射出面部2c的曲率与照度的关系进行说明。详细而言，在将图7视为一个示意图时，对法线NL与读取对象1相交叉的角度中较小的角度(内角)为45°、且光路61与读取对象1相交叉的角度中较小的角度(内角)为49°的情况下的照度进行描述。此外，光路61与读取对象1相交叉的部分成为照射部1a的中心部分。即，法线NL与读取对象1相交叉的部分偏离照射部1a的中心。
图9是利用图1、图2、图6、图7进行说明的导光体2的光散射部2a的长边方向的剖视图。作为具体的示例，将导光体2的材料设为丙烯酸，将短边方向的截面的高度设为5mm，将宽度设为5mm，将光散射部2a的宽度设为1mm，光散射部2a具有如图9所示那样排列有多个高度和宽度为100μm左右的光散射棱镜101的结构。即，多个光散射棱镜101构成光散射部2a。被图9的虚线所包围的部分是将光散射棱镜101进行放大来表示的部分。此外，所谓短边方向的截面的高度是指在沿短边方向的截面即短边截面上沿虚线L1的光反射部2a与拐点2e之间的距离。所谓短边方向的截面的宽度是指沿短边方向的截面即短边截面上的第二平面部2g与第三平面部2h之间的距离。
图10是实施方式1所涉及的导光体(导光体2)的沿短边方向的截面图，除此以外，还是为了对第一光射出面部2b和第二光射出面部2c的倾斜度进行说明而附注有坐标的图。图10的坐标是使用了α轴、β轴的二维直角坐标系，将拐点2e定义为原点，将相对于光散射部2a的垂线定义为β轴，将短边方向截面内与β轴正交的线定义为α轴。导光体2的尺寸如下：将之前所描述的短边方向的截面的高度设为5mm，将宽度设为5mm。由此，在图10中，将第二平面部2g延长后的虚线与α轴之间的交点的坐标为(3，0)，将第三平面部2h延长后的虚线与α轴之间的交点的坐标为(-2，0)。另外，平面部2f与β轴之间的交点的坐标为(0，5)。
实施方式1所涉及的导光体(导光体2)的第一光射出面部2b越是远离第二光射出面部2c，沿短边方向的截面即短边截面上的圆周的曲率越大。由此，沿短边方向的截面即短边截面上的第一光射出面部2b的圆周的形状优选为利用二次曲线公式中由椭圆公式所获得的曲线。这里，对于沿短边方向的截面即短边截面上的第一光射出面部2b的圆周的形状，利用通过运用非球面透镜的设计所使用的非球面公式而获得的曲线，从而进一步对提高实施方式1所涉及的导光体(导光体2)的性能的情况进行说明。
这里，以对二次曲线的公式附加4次项和6次项而得到的非球面公式为例来进行说明。对二次曲线的公式附加4次项和6次项后的非球面公式为以下的式1。在式1中，R是指曲率半径。K是指圆锥常数(conic constant)。A4、A6分别是指4次项的非球面系数和6次项的非球面系数。坐标轴使用图10所示的α轴和β轴。即，是原点配置于拐点2e的二维直角坐标系。
[数学式1]
β＝α2/[R+√{R2-(1+K)·α2}]+A4·α4+A6·α6
在式1中，示出了用R＝3.8mm、K＝0.4、A4＝0.0014、A6＝0.0008来表示第一光射出面部2b、用R＝3.6mm、K＝0.4、A4＝0、A6＝0.0001来表示第二光射出面部2c的形状(曲线)。第一光射出面部2b和第二光射出面部2c的倾斜度用图10中的θ(α)的绝对值来表示，拐点2e(原点)附近的倾斜度在|θ(0.5)|＝7.5°、|θ(-0.5)|＝7.9°下相等，与第二平面部2g(侧面)相交叉的点处的倾斜度为|θ(3)|＝66°、|θ(-2)|＝31°，第一光射出面部2b的倾斜度较陡。另外，光路61如前所述，从法线NL起倾斜4°。该倾斜4°在图10中是用θ61来表示的角度(θ61＝4°)。
在如上所示的条件下，在对实施方式1所涉及的导光体(导光体2)进行设计的情况下，导光体2的照度分布在短边方向4mm的范围内均匀性为92％，半宽值为10.8mm，深度方向1mm的均匀性为93％。由此，如式1所示，对二轴曲线的公式附加高次项，从而相比于通常的椭圆式即二次曲线的公式中的椭圆公式，能将离原点较远的位置的倾斜度设得更大，能获得照度比使用椭圆公式的情况要高的导光体2。
至此，作为实施方式1所涉及的导光体，以如下导光体(有图示)为例进行了说明，在沿短边方向的截面即短边截面上，所述导光体的法线NL在偏离拐点2e的位置上与导光体2交叉，通过光散射部2a的第二光射出面部2c侧的端部的虚线L1通过拐点2e。除此以外，作为实施方式1所涉及的导光体，对如下导光体(未图示)进行了说明，在沿短边方向的截面即短边截面上，所述导光体的法线NL在比拐点2e要向第二光射出面部2c一侧偏离的位置上与导光体2交叉。然而，以下将对实施方式1所涉及的导光体(导光体2)、实施方式1所涉及的图像读取装置所搭载的导光体2并不仅仅局限于这些结构的情况进行说明。
这里，利用图11和图12来对具有以下结构的导光体2进行说明：在沿短边方向的截面即短边截面上，法线NL在偏离拐点2e的位置上与导光体2交叉，通过光散射部2a的第二光射出面部2c一侧的端部的虚线L1在比拐点2e要向第一光射出面部2b一侧偏离的位置上与导光体2交叉。这是实施方式1所涉及的导光体(导光体2)、实施方式1所涉及的图像读取装置所搭载的导光体2的变形例。此外，利用图13来对具有以下结构的导光体2进行说明：在沿短边方向的截面即短边截面上，法线NL在偏离拐点2e的位置上与导光体2交叉，通过光散射部2a的第二光射出面部2c一侧的端部的虚线L1通过拐点2e，但光散射部2a的中心从光散射部2a向第二平面部2g一侧偏离。这也是实施方式1所涉及的导光体(导光体2)、实施方式1所涉及的图像读取装置所搭载的导光体2的变形例。
图11和图12是沿短边方向的截面的短边截面图，分别示出了实施方式1所涉及的导光体(导光体2)的变形例。例如，在图6和图7中，对拐点2e位于通过光散射部2a的端部的虚线L1上的情况进行了说明。然而，实施方式1所涉及的导光体(导光体2)也可以如图11和图12那样，将拐点2e配置成比图6所示的导光体2要靠近第三平面部2h(侧面)一侧，并使得通过光散射部2a的端部的虚线L1不通过拐点2e。图11所示的导光体2示出了光散射部2a的中心与平面部2f的中心相一致的情况。图12所示的导光体2示出了光散射部2a的中心与平面部2f的中心相偏离、光散射部2a的中心偏向第二平面部2g(第一光射出面部2b)一侧的情况。在图12中，双点划线L2是通过平面部2f的中心的法线。即，双点划线L2可称为法线L2(相当于图6和图7所示的法线NL)。
接着，利用图13，将图12所示的导光体2的虚线L1通过拐点2e的情况作为实施方式1所涉及的导光体(导光体2)的变形例来进行说明。图13是沿短边方向的截面的短边截面图。例如，在图6和图7中，拐点2e均位于通过光散射部2a的端部的虚线L1上，在图6、图7和图11中，光散射部2a的中心与平面部2f的中心均相一致。在图13所示的导光体2中，拐点2e位于通过光散射部2a的端部的虚线L1上，并且光散射部2a的中心与平面部2f的中心相偏离。即，成为图6和图7所示的导光体2与图12所示的导光体2相组合的结构。
在导光体2中，在沿短边方向的截面即短边截面图中，将光散射部2a的法线NL与导光体2相交叉的部位设为第一光射出面部2b，从而能将导光体2的拐点2e靠近配置于第三平面部2h(侧面)一侧。由此，具有容易大幅弯曲射出光的优点。图8所示的导光体2中也具有该优点。另外，将光散射部2a从平面部2f的中心向第一光射出面部(第二平面部2g(侧面))一侧偏移，从而从偏移侧射出的光线增加，因此，射出光发生扩散，使光散射部2a向照度容易下降的一侧即第一光射出面部2b(第二平面部2g)靠近，从而能对照度的下降量进行补偿。该特征也能适用于图8所示的导光体2。
至此为止，举例示出了使用以图1和图2来进行说明的棒形透镜阵列8、微透镜阵列8等的正像等倍光学系统8，来作为实施方式1所涉及的图像读取装置的光学成像系统8。这里，利用图14，对能适用于实施方式1所涉及的图像读取装置的光学成像系统8不限于正像等倍光学系统8的情况进行说明。图14是从在沿短边方向分离的位置上具有两个读取位置的实施方式1所涉及的图像读取装置的长边方向进行观察的透视图。
在图14所示的图像读取装置中，沿主扫描方向延伸的读取位置有两列。此外，图14所示的图像读取装置的两列读取位置互相呈交错配置(交错排列)。因此，传感器IC11也配置(排列)有传感器IC11od和传感器IC11ev这两列。此外，呈交错配置(交错排列)并呈阵列状地排列有多个传感器IC11od和传感器IC11ev彼此的受光元件。传感器IC11od形成于传感器基板22上。传感器IC11ev形成于传感器基板23上。图14是从长边方向对图像读取装置进行观察的透视图，因此，成为能看到交错配置(交错排列)的传感器IC11od和传感器IC11ev这两者的图。传感器IC11od和传感器IC11ev的详细情况将在后文中利用图15来进行说明。
在图14所示的图像读取装置中，将作为图1和图2所示的图像读取装置中的正像等倍光学系统8的光学成像系统8置换为其它光学成像系统，在短边方向远离的位置上具有2列读取区域。图14所示的光学成像系统8利用曲面镜31、曲面镜32、曲面镜33、曲面镜34、平面镜35、平面镜36、以及孔径37、孔径38来形成光路。另外，图14所示的图像读取装置在短边方向远离的位置上具有2列读取区域，因此，可以说是照射部1a在短边方向(副扫描方向)上较宽的情况下的图像读取装置。在图14中，导光体2配置成使得第二光射出面部2c朝向读取对象1一侧。此外，由于被曲面镜、平面镜所反射而使光路弯曲，因此，可以说光学成像系统8的光轴在从读取对象1到最前头的光学构件之间向读取深度方向延伸。
图14是从长边方向对图像读取装置进行观察的透视图，因此，是虽然互相交错配置(交错排列)、但可以看到两条光路及对在这些光路上行进的光进行聚焦(收敛)的光学部件的图。所谓两条光路，是指经由曲面镜31、平面镜35、孔径37、曲面镜33的反射光被传感器IC11od所接受的光路、以及经由曲面镜32、平面镜36、孔径38、曲面镜34的反射光被传感器IC11ev所接受的光路。
对图14所示的图像读取装置进行详细说明。从导光体2射出的光(照明光)向所传送的读取对象1进行照射，被读取对象1所反射的反射光被传感器IC11(传感器IC11od、传感器IC11ev)所接受。分别对传感器IC11od和传感器IC11ev的两列的每一个读取位置进行说明。此外，传感器IC11od形成于被配置在与曲面镜33相对的位置上的传感器基板22。传感器IC11ev形成于被配置在与曲面镜34相对的位置上的传感器基板23。传感器基板22和传感器基板23通过与壳体9的底部(基板)相对的部分被保持于壳体9。
首先，传感器IC11od所接受的反射光的光路反复进行反射并向副扫描方向(Y轴方向)行进。来自读取对象1的反射光如图14所示，经由曲面镜31、平面镜35、孔径37、曲面镜33，向副扫描方向(Y轴方向)进行反射，被传感器IC11od所接受。曲面镜31在与读取对象1相对的位置的壳体9的底部(基板)上沿主扫描方向(X轴方向)排列成阵列状。平面镜35在壳体9的支承有导光体2的部分的背面(下部)沿主扫描方向(X轴方向)排列成阵列状。曲面镜33在与传感器基板22(传感器IC11od)相对的位置的壳体9的底部(基板)上沿主扫描方向(X轴方向)排列成阵列状。在壳体9上，横跨主扫描方向(X轴方向)形成有遮光部9a，所述遮光部9a进行遮光，使得来自曲面镜31的反射光不直接射入曲面镜33。孔径37是平面镜35与曲面镜33之间的遮光部9a中贯穿的开口，沿主扫描方向(X轴方向)排列成阵列状。遮光部9a在Z轴方向上从曲面镜31与曲面镜33之间向平面镜35延伸，向平面镜35与曲面镜33之间的光路侧弯曲。该弯曲的部分上形成有孔径37。
同样，传感器IC11ev所接受的反射光的光路反复进行反射并向副扫描方向(Y轴方向)行进。此外，如图14所示，传感器IC11ev所接受的反射光的光路在与传感器IC11od所接受的反射光的光路相同的Y轴方向上也沿相反方向行进。来自读取对象1的反射光如图14所示，经由曲面镜32、平面镜36、孔径38、曲面镜34，向副扫描方向(Y轴方向)进行反射，被传感器IC11ev所接受。曲面镜32在与读取对象1相对的位置的壳体9的底部(基板)上沿主扫描方向(X轴方向)排列成阵列状。平面镜36在壳体9的支承导光体2的部分的背面(下部)沿主扫描方向(X轴方向)排列成阵列状。曲面镜34在与传感器基板23(传感器IC11ev)相对的位置的壳体9的底部(基板)上沿主扫描方向(X轴方向)排列成阵列状。在壳体9上，横跨主扫描方向(X轴方向)形成有遮光部9a，所述遮光部9a进行遮光，使得来自曲面镜32的反射光不直接射入曲面镜34。孔径38是平面镜36与曲面镜34之间的遮光部9a中贯穿的开口，沿主扫描方向(X轴方向)排列成阵列状。遮光部9a在Z轴方向上从曲面镜32与曲面镜34之间向平面镜36延伸，向平面镜36与曲面镜34之间的光路侧弯曲。该弯曲的部分上形成有孔径38。
传感器IC11od所接受的反射光的光路与传感器IC11ev所接受的反射光的光路沿X轴方向发生偏移而互相错开地进行排列(交错排列)，因此，若使偏移量发生滑动，则成为对象的光路。由此，若使偏移量发生滑动，则导光体2、壳体9、光学成像系统8也成为对象的构造。下面利用图15对与光路相对应的传感器IC11od和传感器IC11ev沿X轴方向发生偏移而互相错开地进行排列(交错排列)的情况进行说明。
图15是表示包括实施方式1所涉及的导光体的图像读取装置的传感器IC11od(第奇数个传感器IC11od)及传感器IC11ev(第偶数个传感器IC11ev)的配置的图。传感器IC11od(第奇数个传感器IC11od)及传感器IC11ev(第偶数个传感器IC11ev)相当于图3所示的传感器IC11。如图15所示，将第奇数个传感器IC11od和第偶数个传感器IC11ev分别呈交错状地交替配置于传感器基板22、传感器基板23。这样的交错排列与经由曲面镜31、平面镜35、孔径37、曲面镜33的光路、以及经由曲面镜32、平面镜36、孔径38、曲面镜34的光路相对应。
在图15中，单点划线表示受光元件的排列方向是X轴方向(长边方向)。另外，与Y轴方向平行的虚线表示在交错排列并相邻的第奇数个传感器IC11od与第偶数个传感器IC11ev的受光元件之间存在间隔的情况。设置该间隔是为了防止光路间或受光元件间的杂散光。即，在X轴方向(主扫描方向)上传感器IC11od与传感器IC11ev不重复排列。此外，即使在光学成像系统8是正像等倍光学系统8的情况下，实施方式1所涉及的图像读取装置也可以将传感器IC11像传感器IC11od(第奇数个传感器IC11od)及传感器IC11ev(第偶数个传感器IC11ev)那样沿主扫描方向(X轴方向)交错排列。当然，在这种情况下，正像等倍光学系统8也必须与传感器IC11相配合地进行交错排列。此外，在使正像等倍光学系统8及传感器IC11交错排列的情况下，一般使相邻元件彼此的一部分沿X轴方向(主扫描方向)重复排列。这是为了满足使交错排列并相邻的传感器IC间的图像相接合的需要。
在使用图14和图15来进行说明的图像读取装置中，被读取对象1所反射的光在两个光路上聚焦于传感器IC11od或传感器IC11ev。一个光路的光被曲面镜31、平面镜33、平面镜35、及孔径37聚焦于传感器IC11od。另一个光路的光被曲面镜32、平面镜34、平面镜36、及孔径38聚焦于传感器IC11ev。被聚焦的光分别被传感器IC11od及传感器IC11ev所接受，并分别从传感器IC11od及传感器IC11ev输出。该输出的电气信号从连接器42及连接器43传送至信号处理基板24，并保存于存储器52。利用信号处理IC51对保存于存储器52的图像信息进行图像结合，并进行信号处理。此外，外部连接器41用作为包含信号处理IC51的信号处理输出的输入输出信号接口。
若是实施方式1所涉及的导光体(导光体2)，则能容易地获得短边方向(Y轴方向)幅度较大的照度。由此，即使在如图14所示的图像读取装置那样在短边方向(Y轴方向)远离的位置上具有两个读取位置的情况下，或在使前述正像等倍光学系统8及传感器IC11交错排列的情况下，也能适用。例如，在将从光学成像系统8(曲面镜31、曲面镜32)到读取对象1为止的光路设为垂直、将读取位置设为沿短边方向距离3.2mm的两处(两列)的情况下，为了使两处(两列)的读取位置上的照度相一致，希望沿短边方向以4mm左右的宽度来获得照度均匀的照射光。若是实施方式1所涉及的导光体(导光体2)，则即使是这样的具有两个读取位置的图像读取装置也能容易地进行适用。
在图1及图2所示的两个导光体2中，导光体2的光路61未图示出，但设为这些光路61与照射部1a的中心交叉，照射部1a的中心成为读取位置的中心。另一方面，在图14所示的两个导光体2中，导光体2的光路61未图示出，但设为这些光路61与照射部1a的中心交叉，照射部1a的中心位于两列读取位置之间。当然，也可以使图14所示的两个导光体2的光路61分别通过最靠近的读取位置。在这种情况下，两个导光体2的光路61的延长线在读取对象1的相反侧、即读取对象1的读取面的相反侧与导光体2交叉。
由此，实施方式1所涉及的图像读取装置具有至少两个导光体2，多个导光体2配置于双方的法线NL彼此在沿短边方向的截面即短边截面上交叉的位置上。此外，在实施方式1所涉及的图像读取装置中，法线NL彼此交叉的点配置于导光体2与读取对象1之间，所述图像读取装置包括光学成像系统8，该光学成像系统8使从导光体2射出的光被读取对象1反射后的反射光收敛。此外，在设定成使得前述两个导光体2的光路61的延长线在读取对象1的读取面的相反侧交叉的情况下，即，在将照射部1a的中心分别配置于两个读取位置的情况下，法线NL彼此交叉的点的位置并不局限于读取对象1与光学成像系统8之间。因此，也可以说实施方式1所涉及的图像读取装置包括光学成像系统8，该光学成像系统8使从导光体2射出的光被读取对象1反射后的反射光进行收敛。当然，实施方式1所涉及的图像读取装置也可以具有一根导光体2。
实施方式2.
利用图16及图17对本发明的实施方式2所涉及的导光体及图像读取装置进行说明。图中，对相同或等同的结构要素标注相同的标号并省略其说明。另外，实施方式2所涉及的导光体及图像读取装置与实施方式1所涉及的导光体及图像读取装置的不同之处在于导光体2的形状，因此，省略除此以外的说明。图16及图17是沿实施方式2所涉及的导光体的短边方向的截面的短边截面图。
实施方式2所涉及的导光体如图16所示，在将实施方式1所涉及的导光体的说明所使用的图6所示的导光体2以法线倾斜的方式进行设置的情况下，在下方设有沿长边方向(X轴方向)延伸的第四平面部71(水平面部71)。这里，假设Y轴方向为水平方向，以沿第四平面部71的短边方向的截面的线段呈水平的情况为前提来进行说明。
实施方式2所涉及的导光体(导光体2)设有第四平面部71，从而能与设置导光体2的壳体9的设置平面相压接或者相抵接来进行设置。因此，能减小导光体2的深度方向的位置偏差。另外，能减小Z轴方向的设置尺寸。具体而言，在将导光体2设置成相对于Y轴倾斜θ°的情况下，若将呈直角的角部进行倒角来设置第四平面部71，则水平深度方向即Y轴方向的设置尺寸比进行倒角前要小第四平面部71的宽度×cosθ×sinθ。由此，例如若是具有如图14所示的光学成像系统8的图像读取装置，则通过减小导光体2的Z轴方向的设置尺寸，来增加平面镜35、平面镜36的设置位置的自由度、壳体9的形状的选择项。
图17在图16所示的导光体2上进一步设置有沿长边方向(X轴方向)延伸的第五平面部72(垂直面部73)。这里，除了假设Y轴方向为水平方向以外，还假设Z轴方向为垂直方向，以沿第五平面部72的短边方向的截面的线段呈垂直的情况为前提来进行说明。实施方式2所涉及的导光体(导光体2)设置有第五平面部72，从而能减小导光体2的深度方向即Z轴方向的位置偏差。此外，能与设置导光体2的壳体9的设置部位的与短边方向平行的侧壁面相压接或相抵接来进行设置，能减小导光体2的短边方向的位置偏差，并能减小短边方向的设置尺寸。
可以说设置于沿长边方向的导光体2的侧面的平坦的第二平面部2g及第四平面部71配置于图16所示的平面部2f与第一光射出面部2b之间。另外，可以说设置于沿长边方向的导光体2的侧面的平坦的第二平面部2g及第四平面部71配置于图17所示的平面部2f与第一光射出面部2b之间，而且，设置于沿长边方向的导光体2的侧面的平坦的第三平面部2h及第五平面部配置于图17所示的平面部2f与第二光射出面部2c之间。当然，实施方式2所涉及的导光体(导光体2)、实施方式2所涉及的图像读取装置所搭载的导光体2也可以不形成第四平面部71而仅形成第五平面部72。在这种情况下，也能减小导光体2的短边方向的位置偏差。
实施方式3.
利用图18～图22对本发明的实施方式3所涉及的导光体及图像读取装置进行说明。图中，对相同或等同的结构要素标注相同的标号并省略其说明。另外，实施方式3所涉及的导光体、图像读取装置与实施方式1及实施方式2所涉及的导光体、图像读取装置的不同之处在于导光体2的形状，因此，省略除此以外的说明。图18～图22是沿实施方式3所涉及的导光体的短边方向的截面即短边截面图。例如，作为实施方式1所涉及的导光体的一个示例来进行了说明的图6所示的导光体2由第一光射出面部2b及第二射出面部2c以外的侧面在沿导光体2的短边方向的截面即短边截面上正交的三个平面构成。因此，在从光散射部2a反射出的光以小于全反射角的入射角度射到上述平面的情况下，有时会从上述平面透过而对照明不起作用。实施方式3力图减少对照明不起作用的光。
实施方式3所涉及的导光体(导光体2)通过多个曲面及多个平面的组合来构成。而且，在沿短边方向的截面即短边截面上，光散射部2a及第一光射出面部2b、第二光射出面部2c以外的相邻的面呈120°至180°左右的角度而交叉。图18所示的导光体2由第一光射出面部2b、第二光射出面部2c、平面部2f、平面部81、平面部82、平面部83、平面部84、平面部85构成。图19所示的导光体2将图18所示的平面部2f置换为曲面部2r。图20所示的导光体2由第一光射出面部2b、第二光射出面部2c、平面部2f、平面部86、平面部87、平面部91、平面部92构成。图21所示的导光体由第一光射出面部2b、第二光射出面部2c、平面部2f、平面部93、平面部94构成。图22所示的导光体2将图21所示的平面部2f置换为曲面部2r。
在图22所示的导光体2中，若曲面部93、曲面部94及曲面部2r无凹凸而平滑地相连续，则作为整体能解释为是曲面部2r。在这种情况下，可以说是与图8所示的导光体2相类似的形状。因此，图8所示的导光体2也可以说是实施方式3所涉及的导光体(导光体2)。假设将图8所示的第三平面部2h替换为曲面部92，则图22所示的导光体2与图8所示的导光体2具有相同的形状。
在图18～图22所示的导光体2的沿短边方向的截面即短边截面上，形成平面部81、平面部82、平面部83、平面部84、平面部85、平面部86、平面部87及曲面部91、曲面部92、曲面部93、曲面部94的形状，使得在从光散射部2a反射出的光射到的情况下，以全反射角以上的角度射到。通过以这样的方式形成，从而能如图18～图22中的双点划线所示的箭头那样，在导光体2的内表面上反复进行全反射，使再次射到光散射部2a的光增加。由此，对照明不起作用的光从导光体2透过的比例减少，光利用效率得以提高。
实施方式3所涉及的导光体(导光体2)力图减少对照明不起作用的光。即，形成沿短边方向的截面即短边截面上的导光体2的形状，以防止光从设定作为光射出面部的第一光射出面部2b及第二光射出面部2c以外漏出。当然，在本申请所涉及的导光体(导光体2)中，也可以将本申请所涉及的图像读取装置的壳体9中的载放导光体2的部分的形状设为在载放有导光体2的情况下仅使第一光射出面部2b及第二光射出面部2c露出的形状、即对第一光射出面部2b及第二光射出面部2c以外的面进行遮光的形状，以防止光从设定作为光射出面部的第一光射出面部2b及第二光射出面部2c以外漏出。
标号说明
1    读取对象
1a   照射部
2    导光体
2a   光散射部
2b   第一光射出面部(第一曲面)
2c   第二光射出面部(第二曲面)
2d   光射出面部
2e   拐点(连续点)
2f   平面部
2g   第一平面部
2h   第二平面部
2r   曲面部
3    光源元件(LED)
4    基板
5    托架
6    反射材料
7    透明平板(保护玻璃罩)
8    光学成像系统
9    壳体
9a   遮光部
11   传感器IC(受光部)
11od 传感器IC(第奇数个传感器IC)
11ev 传感器IC(第偶数个传感器IC)
21   传感器基板
22   传感器基板
23   传感器基板
24   信号处理基板
31   曲面镜
32   曲面镜
33   曲面镜
34   曲面镜
35   平面镜
36   平面镜
37   孔径
38   孔径
41   外部连接器
42   传感器信号用连接器
43   传感器信号用连接器
51   信号处理IC
52   存储器
61   光路
71   第四平面部(水平面部)
72   第五平面部(垂直面部)
81   平面部
82   平面部
83   平面部
84   平面部
85   平面部
86   平面部
87   平面部
91   曲面部
92   曲面部
93   曲面部
94   曲面部
101  光散射棱镜

Claims (6)

1.一种导光体，该导光体沿长边方向延伸，沿与所述长边方向交叉的短边方向的截面即短边截面上的至少一部分具有圆弧形的外形部，所述导光体的特征在于，
包括：光散射部，该光散射部形成于沿所述长边方向的所述导光体的侧面，对在所述导光体的内部传导的光进行反射；以及光射出面部，该光射出面部包含所述外形部的至少一部分，形成于与所述光散射部相对的位置的沿所述长边方向的所述导光体的侧面，将所述光散射部所反射出的光向所述导光体的外部射出，
所述光射出面部由连续的第一光射出面部和第二光射出面部构成，所述第一光射出面部的所述短边截面上的圆周的长度比所述第二光射出面部要长，越是远离所述第二光射出面部，所述短边截面上的所述第一光射出面部的圆周的曲率越大，
在所述光散射部中，通过所述短边截面上的所述光散射部的中点的所述光散射部的法线与所述第一光射出面部交叉配置，所述法线与所述第一光射出面部的交叉点靠近配置于所述短边截面上的所述第一光射出面部的圆周上的所述第二光射出面部一侧。
2.如权利要求1所述的导光体，其特征在于，
所述光散射部形成于设置在沿所述长边方向的所述导光体的侧面上的平坦的平面部。
3.如权利要求2所述的导光体，其特征在于，
设置在沿所述长边方向的所述导光体的侧面上的平坦的第二平面部配置于所述平面部与所述第一光射出面部之间。
4.如权利要求2所述的导光体，其特征在于，
设置在沿所述长边方向的所述导光体的侧面上的平坦的第三平面部配置于所述平面部与所述第二光射出面部之间。
5.一种图像读取装置，其特征在于，包括：光学成像系统，该光学成像系统具有如权利要求1至4的任一项所述的导光体，使从所述导光体射出的光被读取对象反射后所形成的反射光收敛；以及受光部，该受光部接受由该光学成像系统进行收敛后的光。
6.一种图像读取装置，该图像读取装置至少具有两个如权利要求1至4的任一项所述的导光体，多个所述导光体配置于双方的所述法线彼此在所述短边截面上交叉的位置上，所述图像读取装置的特征在于，
所述法线彼此交叉的点配置于读取对象与导光体之间，所述图像读取装置包括：光学成像系统，该光学成像系统使从所述导光体射出的光被所述读取对象所反射后所形成的反射光收敛；以及受光部，该受光部接受由该光学成像系统进行收敛后的光。
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