CN112352416A - 照明装置和图像读取装置 - Google Patents

Abstract

包括：棒状的导光体(2)，其沿长边方向延伸，对从端面射入的光进行导光并从侧面射出线状的光；导光体保持件(3)，其具有插入有导光体(2)端面的孔部，在与插入有导光体(2)端面的面相反一侧的平坦的第一平坦面上具有与孔部光学连通的开口部；壳体(4)，其对导光体(2)和导光体保持件(3)进行收纳，使导光体(2)的端面露出并对导光体保持件(3)进行支承；光源基板(5)，其形成有向导光体(2)的端面射出光的光源元件(5a)；以及基板保护层(6)，其具有覆盖光源基板(5)且表面平坦的第二平坦面，且形成在除了至少形成有光源元件的区域之外的光源基板(5)上。在光源元件(5a)射出的光向从开口部露出的导光体(2)端面射入的位置处，光源基板(5)和基板保护层(6)的第二平坦面中的至少一方压靠于壳体(4)或第一平坦面。

Description

照明装置和图像读取装置

技术领域

本发明涉及一种包括导光体的照明装置和图像读取装置。

背景技术

导光体由棒状的透明体形成，用于照明装置。具有导光体的照明装置也被称为线光源装置，用于包括传真机、复印机、扫描仪和纸币判别器在内的图像读取装置的照明用途。具有将照明装置装配于图像读取装置的壳体内部的结构，或是将读取对象配置于照明装置与图像读取装置的透镜体之间的结构。此外，具有导光体的照明装置包括光源，从上述光源发出的光从导光体的端面射入，并在导光体内导光。然后，从导光体的侧面、即光射出面射出线状的光。光源例如是LED。

在现有的照明装置中，具有形成有光源的光源基板与对导光体进行保持的导光体保持件接触并固定于壳体的结构(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所记载的照明装置中，导光体保持件除了具有对导光体进行保持的通孔之外，还在与长边方向垂直的方向的侧壁部具有用于供电力供给机构插入并弹性固定的缺口部。对能通过上述结构来抑制电力供给机构露出至壳体外部并且小型化进行了说明。

此外，在现有的照明装置中，具有将对导光体进行保持的导光体保持件分割并对光学设备进行夹持的结构(例如，参照专利文献2)。此处的光学设备例如是过滤器。对光学设备进行夹持的导光体保持件固定于壳体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2015-159446号公报

专利文献2：日本专利特开2014-63600号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在现有的照明装置中，由于导光体保持件与光源基板直接接触或是相对并固定于壳体，因此，存在在光源基板发生改变的情况下，也需要改变导光体保持件的形状这样的技术问题。换言之，在对导光体保持件进行设计时，不仅需要考虑导光体的形状，还需要考虑光源基板的形状，存在导光体保持件的设计繁杂这样的技术问题。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于获得一种容易进行导光体保持件的设计的照明装置和图像读取装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的照明装置包括：棒状的导光体，所述导光体沿长边方向延伸，对从端面射入的光进行导光并从侧面射出线状的光；导光体保持件，所述导光体保持件具有插入有导光体的端面的孔部，并在与插入有导光体的端面的面相反一侧的平坦的第一平坦面上具有与孔部光学地连通的开口部；壳体，所述壳体对导光体和导光体保持件进行收纳，使导光体的端面露出，并对导光体保持件进行支承；光源基板，所述光源基板形成有光源元件，所述光源元件朝导光体的端面射出光；以及基板保护层，所述基板保护层具有覆盖光源基板且表面平坦的第二平坦面，所述基板保护层形成在除了至少形成有光源元件的区域之外的光源基板上。特征是，在光源元件射出的光向从开口部露出的导光体的端面射入的位置处，光源基板和基板保护层的第二平坦面中的至少一方压靠于壳体，或者，光源基板和基板保护层的第二平坦面中的至少一方压靠于导光体保持件的第一平坦面。

发明效果

根据本发明，在光源元件射出的光向从开口部露出的导光体的端面射入的位置处，光源基板或基板保护层的第二平坦面压靠于壳体或导光体保持件的第一平坦面，因此，光源基板的形状对导光体保持件的形状造成的影响小，能容易地进行导光体保持件的设计。

附图说明

图1是本发明实施方式1的图像读取装置的剖视图。

图2是本发明实施方式1的照明装置和图像读取装置的导光体和导光体保持件的立体图。

图3是图像读取装置的分解立体图。

图4是图像读取装置的分解立体图。

图5是图像读取装置的剖视图。

图6是照明装置和图像读取装置的光源基板、基板保护层和粘接部的分解立体图。

图7是照明装置和图像读取装置的光源基板、基板保护层和粘接部的分解立体图。

图8A是照明装置和图像读取装置的光源基板和基板保护层的主视图。

图8B是照明装置和图像读取装置的光源基板和基板保护层的主视图。

图8C是照明装置和图像读取装置的光源基板和基板保护层的主视图。

具体实施方式

实施方式1

以下，使用图1至图8，对本发明实施方式1的照明装置和图像读取装置100进行说明。照明装置是图像读取装置100的一部分。实施方式1的照明装置中的长边方向和短边方向分别相当于图像读取装置100中的主扫描方向和副扫描方向。照明装置的照射对象物即读取对象物1在图像读取装置100中被相对地沿短边方向即副扫描方向搬运，因此，短边方向和副扫描方向也被称为搬运方向。在以下说明中，将副扫描方向、搬运方向称为短边方向，将主扫描方向称为长边方向。

在图1至图8中，读取对象物1是片状的物品，例如是原稿、印刷物、纸币、有价证券、胶片及其他一般文件，其是具有图像信息的物品。图1是实施方式1的图像读取装置100的、与短边方向及高度方向平行的平面上的剖视图。

照明装置是图像读取装置100中的、具有将光照射至读取对象物1的功能的部分。图像读取装置100除了包括照明装置之外，还包括透镜体7和传感器基板8，上述透镜体7将穿透读取对象物1或是在读取对象物1处反射的光会聚，上述传感器基板8形成有传感器元件8a，上述传感器元件8a接收透镜体7会聚的光。

读取对象物1是从实施方式1的照明装置射出的线状的光的照射对象物，读取对象物1也可以称为实施方式1的图像读取装置100的图像信息的读取对象。长边方向与短边方向交叉，较为理想的是正交。将分别与长边方向及短边方向交叉的方向设为照明装置和图像读取装置100的高度方向。高度方向优选与长边方向及短边方向正交。沿着后述的透镜体7的光轴的光轴方向相当于高度方向。在通过镜子使光轴折返的情况下，从读取对象物1至光最初反射的镜子为止的光轴为高度方向。在图中，将长边方向表示为X轴方向，将短边方向表示为Y轴方向，将高度方向表示为Z轴方向。

图2是实施方式1的照明装置和图像读取装置100的导光体2和导光体保持件3的立体图。导光体2是棒状的透明体，例如由树脂形成。导光体2如图2所示沿长边方向延伸，对从端面2a射入的光进行导光并从侧面2b射出线状的光。如图1所示，在导光体2的、与侧面2b相对的部分处形成有光散射图案2c。另外，尽管在图中示出了导光体2的数量为三的情况，但并不局限于此。导光体2的数量只要是一以上即可。

导光体保持件3具有供导光体2的端面2a插入的孔部3a，导光体保持件3在与插入有导光体2的端面2a的插入面3b相反一侧的平坦的第一平坦面3c上，具有与孔部3a光学地连通的开口部3d。孔部3a、开口部3d与导光体2的数量相匹配地形成即可。

此外，如图2所示，从减小导光体保持件3的尺寸的目的出发，也可以设为将孔部3a和开口部3d的一部分切除的形状。将一部分切除的形状例如是兰道环(日文：ランドルト環)或C字状的环。图2表示出将导光体2插入至切除了孔部3a和开口部3d的一部分的状态的导光体保持件3之前的状态。

如图1所示，壳体4将透明的顶板4a作为盖，但在图2至图8中省略顶板4a。另外，实际上也可以省略顶板4a，还可以使要组装的产品包括壳体4用的顶板4a。壳体4对导光体2和导光体保持件3进行收纳，使导光体2的端面2a露出并对导光体保持件3进行支承。

图3是图像读取装置100的分解立体图，其表示出将导光体2插入导光体保持件3的组件安装至壳体4之前的状态。壳体4具有侧壁4b。在与长边方向交叉的截面上的、除了至少使导光体2的端面2a露出的部分之外的区域内，侧壁4b配置在光源基板5与导光体保持件3之间。图3表示没有光源基板5的状态，其表示出将后述的透镜体7和传感器基板8安装至壳体4之前的状态。

图4是图像读取装置100的分解立体图，其表示出将插入了导光体2的导光体保持件3和光源基板5安装至壳体4之前的状态。在本实施方式1中，在侧壁4b处开设有三个与导光体2的端面2a匹配的孔。也可以说，在通过将这些孔的直径扩展或是使其这些孔连通来将孔的开口扩展的情况下，在与长边方向交叉的截面上的、除了至少使第一平坦面3c露出的部分之外的区域内，侧壁4b配置在光源基板5与导光体保持件3之间。也就是说，壳体4也可以以还使第一平坦面3c露出的方式对导光体保持件3进行支承。

图5是将图像读取装置100的与长边方向及高度方向平行的面上的剖视图中的端部扩大的图。如图3、5所示，壳体4具有与导光体保持件3的外形匹配的凹部4c，将导光体保持件3固定于凹部4c。导光体保持件3形成有与凹部4c嵌合的突起3e。也就是说，凹部4c与突起3e的形状匹配。突起3e沿高度方向突出。由此，也可以说凹部4c在高度方向上凹陷。

导光体3的第一平坦面3c和壳体4的侧壁4b分别形成于与短边方向及高度方向平行的假想平面，且互相在长边方向错开配置。在本实施方式中，以导光体保持件3形成于仅导光体2的一个端面2a的情况为例进行了说明，但导光体保持件3也可以形成于导光体2的另一个端面。也就是说，导光体保持件3的第一平坦面3c、壳体4的侧壁4b以及后述的基板保护层6的第二平坦面6a、光源基板5也可以形成于导光体2的两个端面。

光源基板5形成有将光射出至导光体2的端面2a的光源元件5a。光源基板5设置于壳体4的外部。光源元件5a由树脂模制而成。也可以将包括树脂模制而成的部分的部件称为光源元件5a。尽管图5表示出光源元件5a是被树脂模制而成的情况，但并不局限于此。也就是说，光源元件5a也可以不被树脂模制而成的。

光源基板5形成有对光源元件5a供电或是发送控制信号的线缆5b。线缆5b优选为柔性基板。基板保护层6具有覆盖光源基板5且表面平坦的第二平坦面6a，并形成于除了至少光源元件5a之外的光源基板5的壳体4一侧的面。基板保护层6的光源元件5a周边朝向导光体2的端面2a呈筒状突起。在光源元件5a被树脂模制而成的情况下，此处被称为光源元件5a的部分也包括树脂模制而成的部分。

由于光源元件5a与其他构件碰撞，因此，上述基板保护层6的筒状的突起对光源元件5a进行保护。因此，较为理想的是，朝向主扫描方向的突出部即突起的高度比光源元件5a的高度高。与导光体保持件3的第一平坦面3c及壳体4的侧壁4b同样地，基板保护层6的第二平坦面6a和光源基板5形成于与短边方向及高度方向平行的假想平面，并在长边方向上错开配置。

实施方式1的照明装置具有导光体2、导光体保持件3、壳体4、光源基板5和基板保护层6。实施方式1的图像读取装置100除了具有导光体2、导光体保持件3、壳体4、光源基板5和基板保护层6之外，还具有透镜体7和传感器基板8，因此，除了透镜体7和传感器基板8之外的部件也可以称为实施方式1的照明装置。省略仅有照明装置的图。

如图1所示，形成于导光体2的光散射图案2c沿长边方向延伸，其是形成于导光体2的表面的凹凸形状体，例如具有微小的凹凸面或浮雕面(日文：エンボス面)。此外，形成于导光体2的光散射图案2c也可以是沿着长边方向形成于导光体2的表面的白色涂料。例如，通过丝网印刷形成。上述那样的光散射图案2c使在导光体2的内部传播的光反射、散射。由此，能使线状的光从导光体2的侧面2b向照射对象即读取对象物1照射。另外，导光体2通过使从端面2a射入的光反射或折射，从而改变光的传播方向以进行导光。即，光在导光体2的内部向长边方向传播。

使光射入这样的导光体2的、形成于光源基板5的光源元件5a是任意的光学元件，例如是LED(Light Emitting Diode：发光二极管)或有机EL(Electro Luminescence：电子发光器)。也可以将光源基板5和光源元件5a统称为光源。通过基板保护层6将周围围住的光源元件5a所发出的光经由导光体保持件3的开口部3d和孔部3a从端面2a向导光体2射入。

较为理想的是，导光体保持件3的开口部3d和孔部3a以及基板保护层6的至少光源元件5a的周围为反射率高的颜色，例如优选为白色。由此，能高效地将从光源元件5a发出的光发送至端面2a，此外，能使从端面2a漏出的光再次返回至导光体2。期望的是，朝向导光体2的端面2a呈筒状突起的基板保护层6的“筒状突起”中的靠光源元件5a一侧的面至少为白色。较为理想的是，光源元件5a以与照射对象即读取对象物1的图像信息对应的发光颜色发光。例如，光源元件5a发出红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)、白光(H)、紫外光(UV)和红外光(IR)。

也可以将与多个导光体2每一个对应的多个光源元件5a设置于光源基板5，并同时发出或错时发出多个波长的光。一个光源元件5a也可以包括多个元件。在图1中，将导光体2的侧面2b与光散射图案2c连接的直线是线光源射出的线状的光的光轴。在本实施方式中，例示出将三根导光体2中的一根用作穿透光源而将其余两根用作反射光源的情况。作为穿透光源的一根导光体2的光轴与作为读取对象物1的搬运方向的短边方向正交。此外，作为反射光源的另外两根导光体2的光轴相对于短边方向倾斜。

如图1和图5所示，实施方式1的图像读取装置100除了具有导光体2、导光体保持件3、壳体4、光源基板5和基板保护层6之外，还具有透镜体7和传感器基板8。图1所示的透镜体7将从作为反射光源的导光体2的侧面2b射出的线状的光在读取对象物1处反射的光会聚。传感器基板8的传感器元件8a接收在透镜体7处会聚的光。在这种情况下，壳体4对透镜体7和传感器基板8进行保持。另一方面，尽管省略图示，但在读取对象物1的、与导光体2相反一侧还设有透镜体和传感器基板。从作为穿透光源的导光体2的侧面2b射出的线状的光穿透读取对象物1并在透镜体处会聚，并被传感器基板的传感器元件接收。

在实施方式1中，图像读取装置100包括作为正立等倍的杆状透镜阵列的透镜体7。杆状透镜阵列是大量的杆状透镜沿着长边方向呈阵列状排列而成的。但并不局限于此，透镜体7也可以是正立等倍的微透镜阵列或是缩小光学系统的透镜。透镜体7插入并固定于沿着图3所示的壳体4的长边方向形成的槽状的透镜体保持部4d。

在实施方式1的图像读取装置100中，大量的传感器元件8a沿着长边方向呈阵列状排列在传感器基板8上，但并不局限于此。在传感器基板8上除了安装有传感器元件8a之外，还安装有各种电子部件。例如，安装有外部连接器、信号处理IC(ASIC：ApplicationSpecific Integrated Circuit(专用集成电路))。信号处理IC也可以设置于与传感器基板8不同的基板。

信号处理IC与CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)联动地对通过传感器元件8a接收并光电转换后的输出进行信号处理。将CPU、RAM和信号处理IC统称为信号处理部。受光部位于透镜体7的光轴上的传感器元件8a被安装在传感器基板8上。形成于传感器基板8的外部连接器用作包括传感器元件8a的光电转换输出及其信号处理输出的输入输出信号接口。

在光源元件5a射出的光向开口部3d射入的位置处，光源基板5和基板保护层6的第二平坦面6a中的至少一方压靠于壳体4。在通过将导光体保持件3的突起3e嵌入壳体4的凹部4c以将导光体保持件3设置于壳体4之后，使光源基板5和第二平坦面6a中的至少一方压靠于壳体4。图5中表示出压靠并通过粘接部9固定于壳体4的状态。

此处，也可以在光源元件5a射出的光向开口部3d射入的位置处，光源基板5和基板保护层6的第二平坦面6a中的至少一方压靠于导光体保持件3的第一平坦面3c。这在将侧壁4b开设的三个孔的直径扩大或是使三个孔连通来将孔的开口扩大的情况下是理想的。这样，由于实施方式1的照明装置和图像读取装置100具有光源基板5和第二平坦面6a中的至少一方压靠于壳体4或第一平坦面3c的结构，因此，即使在光源基板5的形状发生改变的情况下，也不需要大幅改变导光体保持件3的形状。也就是说，在设计导光体保持件3时，除了考虑导光体2的形状之外，还要考虑光源基板5的形状的必要性降低。

图6和图7是组装光源基板5、基板保护层6和粘接部9之前的立体图。此外，图8A、图8B、图8C是光源基板5和基板保护层6的主视图。基板保护层6通过任意的粘接方法固定于光源基板5。例如通过树脂固定。或者也可以将基板保护层6层叠在光源基板5上。此处，图6和图7以示意性的表示进行记载。光源基板5和基板保护层6的第二平坦面6a中的至少一方隔着粘接部9压靠于壳体4或导光体保持件3的第一平坦面3c。

图6和图8A表示基板保护层6的外周在除了线缆5b之外的部位处与光源基板5的外周一致的情况。图7和图8B表示基板保护层6的外周在除了线缆5b之外的部位处也位于光源基板5外周的内侧且位于光源元件5a周边的情况。特别地，在图7和图8B的情况下，基板保护层6具有朝向导光体2的端面2a呈筒状突起的“筒状突起”，且仅在“筒状突起”的周边形成有第二平坦面6a。

如图8C所示，也可以是介于图6及图8A的情况与图7及图8B的情况之间的尺寸。图7、图8B和图8C所示的基板保护层6形成在沿着光源基板5外周的部分之外的部分。在任意情况下，光源基板5的外周与导光体保持件3的第一平坦面3c的外周均通过粘接部9固定。

如图6和图7所示，粘接部9呈环形状。详细而言，呈矩形的环形状。环形状是圈状，包括椭圆或矩形的环形状。

粘接部9可以将光源基板5的外周或基板保护层6的第二平坦面6a与壳体4的侧壁4b或导光体保持件3的第一平坦面3c的外周局部粘接。另外，将光源基板5的外周或第二平坦面6a与侧壁4b或第一平坦面3c的外周局部粘接的粘接部9也可以呈不完整的环状。不完整的环状例如呈兰道环或C字状的环形状。此外，局部粘接的粘接部9也可以呈环形状。此外，较为理想的是，粘接部9呈至少避开朝向导光体2的端面2a呈筒状突起的“筒状突起”的片状。

如图1所示，实施方式1的照明装置能用作图像读取装置100的反射光源或穿透光源。也就是说，实施方式1的图像读取装置100的透镜体7将从导光体2的侧面2b射出的线状的光中的、经由读取对象物的光会聚。经由读取对象物的光是指在读取对象物处反射的光或透过读取对象物的光。

在将实施方式1的照明装置用作穿透光源的情况下，将透镜体7和传感器基板8装配于图像读取装置100的壳体4的外部。即，透镜体7和传感器基板8相对于读取对象物1配置在与导光体2相反一侧。

在将实施方式1的照明装置用作反射光源的情况下，透镜体7和传感器基板8相对于读取对象物1配置在与导光体2相同一侧。另外，即使在将照明装置用作反射光源的情况下，也可以在图像读取装置100的壳体4的外部装配透镜体7和传感器基板8。此外，在将实施方式1的照明装置用作反射光源的图像读取装置100中，也可以将具有另一导光体2的另一照明装置配置作为穿透光源，上述另一导光体2位于透镜体7的光轴上且相对于读取对象物1位于与透镜体7相反一侧。

另外，本发明能在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下，实现各种实施方式及变形。此外，上述实施方式用于对本发明进行说明，并不对本发明的范围进行限定。即，本发明的范围并非通过实施方式示出，而是通过权利要求书示出。此外，在权利要求书内及与之等同的发明含义的范围内实施的各种变形应当视作本发明的范围之内。

本申请基于2018年7月5日提交申请的日本专利申请特愿2018－127949号主张优先权。将日本专利申请特愿2018－127949号的说明书、权利要求书及附图整体以参见的方式纳入本说明书中。

(符号说明)

1 读取对象物；

2 导光体；

2a 端面；

2b 侧面；

2c 光散射图案；

3 导光体保持件；

3a 孔部；

3b 面(插入面)；

3c 第一平坦面；

3d 开口部；

3e 突起；

4 壳体；

4a 顶板；

4b 侧壁；

4c 凹部；

4d 透镜体保持部；

5 光源基板；

5a 光源元件；

5b 线缆；

6 基板保护层；

6a 第二平坦面；

7 透镜体(杆状透镜阵列)；

8 传感器基板；

8a 传感器元件(传感器元件阵列)；

9 粘接部；

100 图像读取装置。

Claims (12)

1.一种照明装置，包括：

棒状的导光体，所述导光体沿长边方向延伸，对从端面射入的光进行导光并从侧面射出线状的光；

导光体保持件，所述导光体保持件具有插入有所述导光体的所述端面的孔部，所述导光体在与插入有所述导光体的所述端面的面相反一侧的平坦的第一平坦面上，具有与所述孔部光学地连通的开口部；

壳体，所述壳体对所述导光体和所述导光体保持件进行收纳，使所述导光体的所述端面露出并对所述导光体保持件进行支承；

光源基板，所述光源基板形成有光源元件，所述光源元件朝所述导光体的所述端面射出光；以及

基板保护层，所述基板保护层具有覆盖所述光源基板且表面平坦的第二平坦面，所述基板保护层形成在除了至少形成有所述光源元件的区域之外的所述光源基板上，

所述光源元件射出的光向从所述开口部露出的所述导光体的所述端面射入的位置处，所述光源基板和所述基板保护层的所述第二平坦面中的至少一方压靠于所述壳体，或是，所述光源基板和所述基板保护层的所述第二平坦面中的至少一方压靠于所述导光体保持件的所述第一平坦面。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述光源基板和所述基板保护层的所述第二平坦面中的至少一方隔着粘接部压靠。

3.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，

所述粘接部呈环形状。

4.如权利要求2或3所述的照明装置，其特征在于，

所述粘接部将所述光源基板的外周与所述第一平坦面的外周局部粘接。

5.如权利要求1至4中任一项所述的照明装置，其特征在于，

所述壳体具有侧壁，在与所述长边方向交叉的截面上，在除了至少使所述导光体的所述端面露出的部分之外的区域内，所述侧壁配置在所述光源基板与所述导光体保持件之间。

6.如权利要求5所述的照明装置，其特征在于，

所述壳体的所述侧壁使所述导光体的所述端面和所述第一平坦面的一部分露出，在与所述长边方向交叉的截面上，在除了至少使所述导光体的所述端面和所述第一平坦面的一部分露出的部分之外的区域内，所述侧壁配置在所述光源基板与所述导光体保持件之间。

7.如权利要求1至6中任一项所述的照明装置，其特征在于，

所述壳体具有与所述导光体保持件的外形匹配的凹部，将所述导光体保持件固定于所述凹部。

8.如权利要求1至7中任一项所述的照明装置，其特征在于，

所述光源基板设置于所述壳体的外部。

9.如权利要求1至8中任一项所述的照明装置，其特征在于，

所述基板保护层的所述光源元件周边朝向所述导光体的所述端面呈筒状突起。

10.一种图像读取装置，包括：

权利要求1至9中任一项所述的照明装置；

透镜体，所述透镜体将从所述导光体的侧面射出的线状的光中的、经由读取对象物的光会聚；以及

传感器基板，所述传感器基板形成有传感器元件，所述传感器元件接收所述透镜体会聚的光。

11.如权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于，

所述壳体对所述透镜体和所述传感器基板进行保持。

12.如权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于，

所述透镜体和所述传感器基板相对于所述读取对象物配置在与所述导光体相反一侧处。

Images