JP2000028829A - 導光体、照明装置及びそれを用いた画像読取装置 - Google Patents
導光体、照明装置及びそれを用いた画像読取装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光入射面から入射して鋸刃状の反射部で反射
し射出する光束を所定の集光位置に導光して、該光束を
効率良く利用させることを可能とした導光体、該導光体
を用いて照明効率の向上を図った照明装置及びそれを用
いた画像読取装置を提供すること。 【解決手段】 端面を光入射面２とする柱状の透光性部
材であり、その側面の一部に光射出面４を有し、該光射
出面４と対向する面に鋸刃状の反射部３を有する導光体
であって、 該鋸刃状の反射部３が、複数の反射面３ａ
より構成され、この各反射面３ａの導光体長手方向に対
する角度αを、該光入射面２に近い反射面３ａよりも該
光入射面から離れた反射面で大きくしていること。
し射出する光束を所定の集光位置に導光して、該光束を
効率良く利用させることを可能とした導光体、該導光体
を用いて照明効率の向上を図った照明装置及びそれを用
いた画像読取装置を提供すること。 【解決手段】 端面を光入射面２とする柱状の透光性部
材であり、その側面の一部に光射出面４を有し、該光射
出面４と対向する面に鋸刃状の反射部３を有する導光体
であって、 該鋸刃状の反射部３が、複数の反射面３ａ
より構成され、この各反射面３ａの導光体長手方向に対
する角度αを、該光入射面２に近い反射面３ａよりも該
光入射面から離れた反射面で大きくしていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は導光体、照明装置及
びそれを用いた画像読取装置に関し、特に原稿を線状の
光束で光走査しながら照明し、該原稿からの光束を受光
面上に導光して該原稿の像を形成し、読み取りを行う装
置に関する。
びそれを用いた画像読取装置に関し、特に原稿を線状の
光束で光走査しながら照明し、該原稿からの光束を受光
面上に導光して該原稿の像を形成し、読み取りを行う装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来例（特開平９−６１６３３）
を説明する図であり、発光体４１の光束を柱状導光体４
５の端部より入射させ、柱状導光体４５内を伝播させ、
光拡散部４３を照射した光束を拡散させ一部を光射出部
４４より図の下方向に射出するものである。
を説明する図であり、発光体４１の光束を柱状導光体４
５の端部より入射させ、柱状導光体４５内を伝播させ、
光拡散部４３を照射した光束を拡散させ一部を光射出部
４４より図の下方向に射出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１０は図９の従来例
を画像読取装置に適用した際の光路の説明図である。同
図中、４６は画像読取系の結像レンズ、４７は透過原稿
である。
を画像読取装置に適用した際の光路の説明図である。同
図中、４６は画像読取系の結像レンズ、４７は透過原稿
である。
【０００４】該装置において、発光体４１からの光束
は、柱状導光体４５の端部の光入射面４２より導光体内
に入射し、導光体内を伝播して該導光体側面の長手方向
に沿って設けた光射出部４４より導光体４５の外に射出
され、透過原稿４７を照明する。該照明された透過原稿
４７の画像は、結像レンズ４６によって不図示の受光素
子面上に結像され、読み取りが行われる。
は、柱状導光体４５の端部の光入射面４２より導光体内
に入射し、導光体内を伝播して該導光体側面の長手方向
に沿って設けた光射出部４４より導光体４５の外に射出
され、透過原稿４７を照明する。該照明された透過原稿
４７の画像は、結像レンズ４６によって不図示の受光素
子面上に結像され、読み取りが行われる。
【０００５】一般的に導光体を用いた照明装置において
は、導光体内で全反射を繰り返す光束のうち、導光体の
内壁に対して全反射条件を満たさずに外部に抜け出る光
来を利用することにより照明を行なう。ただし光射出面
の対向面に反射拡散面が設けられている場合は、導光体
に入射した光束のうち全反射を行なわずに直接反射拡散
面で反射し、そのまま光射出部から外部に射出される光
束の量が比較的多い。特に従来例のように光拡散面を鋸
刃状光反射面とし、該反射面のピッチを均等にした場合
には、図１０に示すとおり、前記の直接射出された光束
の一部が結像レンズの瞳に入らないため、照明効率が低
かった。
は、導光体内で全反射を繰り返す光束のうち、導光体の
内壁に対して全反射条件を満たさずに外部に抜け出る光
来を利用することにより照明を行なう。ただし光射出面
の対向面に反射拡散面が設けられている場合は、導光体
に入射した光束のうち全反射を行なわずに直接反射拡散
面で反射し、そのまま光射出部から外部に射出される光
束の量が比較的多い。特に従来例のように光拡散面を鋸
刃状光反射面とし、該反射面のピッチを均等にした場合
には、図１０に示すとおり、前記の直接射出された光束
の一部が結像レンズの瞳に入らないため、照明効率が低
かった。
【０００６】そこで本発明は、光入射面から入射して鋸
刃状の反射部で反射し射出する光束を所定の集光位置に
導光して、該光束を効率良く利用させることを可能とし
た導光体、該導光体を用いて照明効率の向上を図った照
明装置及びそれを用いた画像読取装置の提供を目的とし
ている。
刃状の反射部で反射し射出する光束を所定の集光位置に
導光して、該光束を効率良く利用させることを可能とし
た導光体、該導光体を用いて照明効率の向上を図った照
明装置及びそれを用いた画像読取装置の提供を目的とし
ている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】〔１〕：端面を光入射面
とする柱状の透光性部材であり、その側面の一部に光射
出面を有し、該光射出面と対向する面に鋸刃状の反射部
を有する導光体であって、該鋸刃状の反射部が、複数の
反射面より構成され、この各反射面の導光体長手方向に
対する角度を、該光入射面に近い反射面よりも該光入射
面近傍から離れた反射面で大きくしていることを特徴と
する導光体。
とする柱状の透光性部材であり、その側面の一部に光射
出面を有し、該光射出面と対向する面に鋸刃状の反射部
を有する導光体であって、該鋸刃状の反射部が、複数の
反射面より構成され、この各反射面の導光体長手方向に
対する角度を、該光入射面に近い反射面よりも該光入射
面近傍から離れた反射面で大きくしていることを特徴と
する導光体。
【０００８】〔２〕：端面を光入射面とする柱状の透光
性部材であり、その側面の一部に光射出面を有し、該光
射出面と対向する面に鋸刃状の反射部を有する導光体に
おいて、該鋸刃状の反射部が、複数の反射面より構成さ
れ、この各反射面が該光入射面からの光束を所定の集光
位置に反射するように設定されており、 α：導光体長手方向に対する反射面の傾斜角度 Ｈ：導光体長手方向に垂直な断面内における、光入射面
の光入射位置と反射面との距離 Ｌ：導光体長手方向における、反射対象である光束の光
入射面と反射面との距離 ｍ：導光体長手方向における、集光位置と反射面との距
離 Ｄ：導光体長手方向に垂直な断面内における、集光位置
と反射面との距離としたとき、 x=(1/2)[{90°-tan-1(|m|/D)}-{tan-1(H/|L|)}] さらにα=90°-tan-1(H/L)-x の±５°を満たすことを
特徴とする導光体。
性部材であり、その側面の一部に光射出面を有し、該光
射出面と対向する面に鋸刃状の反射部を有する導光体に
おいて、該鋸刃状の反射部が、複数の反射面より構成さ
れ、この各反射面が該光入射面からの光束を所定の集光
位置に反射するように設定されており、 α：導光体長手方向に対する反射面の傾斜角度 Ｈ：導光体長手方向に垂直な断面内における、光入射面
の光入射位置と反射面との距離 Ｌ：導光体長手方向における、反射対象である光束の光
入射面と反射面との距離 ｍ：導光体長手方向における、集光位置と反射面との距
離 Ｄ：導光体長手方向に垂直な断面内における、集光位置
と反射面との距離としたとき、 x=(1/2)[{90°-tan-1(|m|/D)}-{tan-1(H/|L|)}] さらにα=90°-tan-1(H/L)-x の±５°を満たすことを
特徴とする導光体。
【０００９】〔３〕：円柱形状であることを特徴とする
〔１〕又は〔２〕記載の導光体。
〔１〕又は〔２〕記載の導光体。
【００１０】〔４〕：前記光入射面が、長手方向の両端
にあることを特徴とする〔１〕，〔２〕又は〔３〕記載
の導光体。
にあることを特徴とする〔１〕，〔２〕又は〔３〕記載
の導光体。
【００１１】〔５〕：前記光入射面が、長手方向の一方
の端部にあり、他端部に端部反射面があることを特徴と
する〔１〕，〔２〕又は〔３〕記載の導光体。
の端部にあり、他端部に端部反射面があることを特徴と
する〔１〕，〔２〕又は〔３〕記載の導光体。
【００１２】〔６〕：前記反射面の反射率が８０％以上
であることを特徴とする〔１〕乃至〔５〕の何れか1項
に記載の導光体。
であることを特徴とする〔１〕乃至〔５〕の何れか1項
に記載の導光体。
【００１３】〔７〕：前記光射出面が集光作用を持つ形
状であることを特徴とする〔１〕乃至〔６〕の何れか1
項に記載の導光体。
状であることを特徴とする〔１〕乃至〔６〕の何れか1
項に記載の導光体。
【００１４】〔８〕：光源からの光束を前記〔１〕乃至
〔７〕の何れか1項に記載の導光体の光入射面に入射さ
せ、前記光射出面から射出する光束で被照明物体を照明
することを特徴とする照明装置。
〔７〕の何れか1項に記載の導光体の光入射面に入射さ
せ、前記光射出面から射出する光束で被照明物体を照明
することを特徴とする照明装置。
【００１５】
〔９〕：前記光源が、前記光入射面の光入
射位置に配置したＬＥＤであることを特徴とする〔８〕
記載の照明装置。
射位置に配置したＬＥＤであることを特徴とする〔８〕
記載の照明装置。
【００１６】〔１０〕：前記光源が、単色のＬＥＤであ
ることを特徴とする
ることを特徴とする
〔９〕記載の照明装置。
【００１７】〔１１〕：前記光源が、複数色のＬＥＤで
あることを特徴とする
あることを特徴とする
〔９〕記載の照明装置。 〔１
２〕：照明手段によって照明された原稿からの光束を結
像レンズに入射させ、該結像レンズからの光束を受光素
子面上に導光し、該受光素子面上に該原稿の像を形成し
て読み取りを行う画像読取装置であって、該照明手段と
して〔８〕，
２〕：照明手段によって照明された原稿からの光束を結
像レンズに入射させ、該結像レンズからの光束を受光素
子面上に導光し、該受光素子面上に該原稿の像を形成し
て読み取りを行う画像読取装置であって、該照明手段と
して〔８〕，
〔９〕，〔１０〕又は〔１１〕記載の照明
装置を備えたことを特徴とする画像読取装置。
装置を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【００１８】〔１３〕：前記結像レンズが、前記集光位
置に配置されていることを特徴とする〔１２〕記載の画
像読取装置。
置に配置されていることを特徴とする〔１２〕記載の画
像読取装置。
【００１９】〔１４〕：前記照明装置で照明された原稿
からの透過光を前記結像レンズに入射させることを特徴
とする〔１２〕又は〔１３〕記載の画像読取装置。
からの透過光を前記結像レンズに入射させることを特徴
とする〔１２〕又は〔１３〕記載の画像読取装置。
【００２０】〈作用〉上記〔１〕又は〔２〕の構成をと
ることにより、導光体に入射して全反射を行なわずに直
接反射部で反射し、そのまま光射出部から外部に射出さ
れる光束を所定の集光位置に効率良く導光させている。
これにより例えば該集光位置にレンズを配置して該光束
を利用する場合の効率を向上させている。
ることにより、導光体に入射して全反射を行なわずに直
接反射部で反射し、そのまま光射出部から外部に射出さ
れる光束を所定の集光位置に効率良く導光させている。
これにより例えば該集光位置にレンズを配置して該光束
を利用する場合の効率を向上させている。
【００２１】上記〔３〕の構成をとることにより、簡単
な形状で光入射面からの光束を効率良く線状に導光して
いる。
な形状で光入射面からの光束を効率良く線状に導光して
いる。
【００２２】上記〔４〕の構成をとることにより、入射
光量をより多くでき、また光量分布をより均一に近く出
来るようにしている。
光量をより多くでき、また光量分布をより均一に近く出
来るようにしている。
【００２３】上記〔５〕の構成をとることにより、当該
導光体を用いて照明装置等を構成した場合の光源の簡素
化或は装置全体のコンパクト化を可能としている。
導光体を用いて照明装置等を構成した場合の光源の簡素
化或は装置全体のコンパクト化を可能としている。
【００２４】上記〔６〕の構成をとることにより、入射
した光束を効率良く光射出面へ導くことを可能としてい
る。
した光束を効率良く光射出面へ導くことを可能としてい
る。
【００２５】上記〔７〕の構成をとることにより、射出
する光束を被照明面等へ効率良く導光することを可能と
している。
する光束を被照明面等へ効率良く導光することを可能と
している。
【００２６】上記〔８〕乃至〔１１〕の何れかに記載の
構成をとることにより、効率良く照明することを可能に
している。
構成をとることにより、効率良く照明することを可能に
している。
【００２７】上記〔１２〕乃至〔１４〕の何れかに記載
の構成をとることにより、原稿からの光束を効率良く受
光素子面上に導光することができ、より良い条件での読
み取りを可能にしている。これにより例えば装置の高速
化を図ることができる。
の構成をとることにより、原稿からの光束を効率良く受
光素子面上に導光することができ、より良い条件での読
み取りを可能にしている。これにより例えば装置の高速
化を図ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】〈第１の実施形態〉図１、図２、
図３、図４はそれぞれ本発明の第１の実施形態を示す図
であり、図１は本実施形態の特徴である導光体を含む照
明系の説明図、図２は前記導光体の長手断面、図３は前
記導光体の短手断面（導光体の長手方向と直交する断
面）、図４は前記導光体を画像読取装置に適用した例を
示す図である。
図３、図４はそれぞれ本発明の第１の実施形態を示す図
であり、図１は本実施形態の特徴である導光体を含む照
明系の説明図、図２は前記導光体の長手断面、図３は前
記導光体の短手断面（導光体の長手方向と直交する断
面）、図４は前記導光体を画像読取装置に適用した例を
示す図である。
【００２９】図１、図２、図３、図４において、１はＬ
ＥＤ等よりなる光源、Ｆは該光源からの光束を導光し、
照明光として射出する円柱状の導光体である。
ＥＤ等よりなる光源、Ｆは該光源からの光束を導光し、
照明光として射出する円柱状の導光体である。
【００３０】２は該導光体の長手両端面の光入射部、３
は該導光体長手方向に沿って側面内側に設けられた鋸刃
状の反射部、４は該鋸刃状反射部と対向する位置に設け
られた光射出部、５は光源からの光束を導光する導光部
である。
は該導光体長手方向に沿って側面内側に設けられた鋸刃
状の反射部、４は該鋸刃状反射部と対向する位置に設け
られた光射出部、５は光源からの光束を導光する導光部
である。
【００３１】６は該照明光を介して受光面上に導光し、
該受光面上に原稿の像を形成する結像レンズ、７は透過
原稿、８は受光面上に形成された原稿の像を電気信号に
変換して読み取る受光素子である。
該受光面上に原稿の像を形成する結像レンズ、７は透過
原稿、８は受光面上に形成された原稿の像を電気信号に
変換して読み取る受光素子である。
【００３２】先ず本実施形態の導光体Ｆについて説明す
る。（図１、図２、図３）一般的に公知であるＲＧＢ
（赤色・緑色・青色）のＬＥＤによって構成される光源
１からの光束は、光入射面２から導光体Ｆへと入射し、
導光部５内を全反射しながら伝播する。それと同時に伝
播する光束の一部は、８０％以上の反射率を持つ鋸刃状
反射部３にあたり、光射出部４へと反射される。該鋸刃
状反射部３は図１（ｂ）に示すように複数の反射面３ａ
よりなっており、単に拡散をするのではなく、各反射面
３ａがそれぞれ所定の角度で光束を反射し、光射出部４
へ導くことにより、該光束が効率よく全反射角よりも小
さい角度で光射出部４の内壁へとあたるようにしてい
る。また、光射出面４は導光体短手断面において集光効
果を持つ形状（曲面）である。これらの構成により、該
光束は光射出部４から指向性をもって射出され、透過原
稿７を適切に照明する。なお、導光体Ｆは樹脂を型成形
した柱状であり、その長手方向の長さは透過原稿７の被
照明域を照明しうる長さを有する。また、図３に示した
ように、導光体Ｆの短手断面形状は略円形であり、導光
体自体は略円筒状である。また、該導光体Ｆの断面形状
は矩形、台形やそれに近い形状でもかまわない。
る。（図１、図２、図３）一般的に公知であるＲＧＢ
（赤色・緑色・青色）のＬＥＤによって構成される光源
１からの光束は、光入射面２から導光体Ｆへと入射し、
導光部５内を全反射しながら伝播する。それと同時に伝
播する光束の一部は、８０％以上の反射率を持つ鋸刃状
反射部３にあたり、光射出部４へと反射される。該鋸刃
状反射部３は図１（ｂ）に示すように複数の反射面３ａ
よりなっており、単に拡散をするのではなく、各反射面
３ａがそれぞれ所定の角度で光束を反射し、光射出部４
へ導くことにより、該光束が効率よく全反射角よりも小
さい角度で光射出部４の内壁へとあたるようにしてい
る。また、光射出面４は導光体短手断面において集光効
果を持つ形状（曲面）である。これらの構成により、該
光束は光射出部４から指向性をもって射出され、透過原
稿７を適切に照明する。なお、導光体Ｆは樹脂を型成形
した柱状であり、その長手方向の長さは透過原稿７の被
照明域を照明しうる長さを有する。また、図３に示した
ように、導光体Ｆの短手断面形状は略円形であり、導光
体自体は略円筒状である。また、該導光体Ｆの断面形状
は矩形、台形やそれに近い形状でもかまわない。
【００３３】本形態の前記鋸刃状反射部３は、導光体Ｆ
の長手断面において鋸刃形状をもち、短手方向に細長い
細線状であり、導光体の長手側面に沿った細長い面積を
有するものとする。該鋸刃状反射部３は、導光体Ｆの長
手方向のどの位置でも幅が同じであるか、もしくは長手
方向の照射光量分布をより適正に補正するべく、光源か
ら離れるに従い幅を広くするものとする。また、該鋸刃
形状をなす反射面３ａの導光体長手方向におけるピッチ
ｐは、長手方向のどの位置でも均一であるか、もしくは
長手方向の照射光量分布をより適正に補正するべく、光
源１より離れるに従い、狭くなるものとする。
の長手断面において鋸刃形状をもち、短手方向に細長い
細線状であり、導光体の長手側面に沿った細長い面積を
有するものとする。該鋸刃状反射部３は、導光体Ｆの長
手方向のどの位置でも幅が同じであるか、もしくは長手
方向の照射光量分布をより適正に補正するべく、光源か
ら離れるに従い幅を広くするものとする。また、該鋸刃
形状をなす反射面３ａの導光体長手方向におけるピッチ
ｐは、長手方向のどの位置でも均一であるか、もしくは
長手方向の照射光量分布をより適正に補正するべく、光
源１より離れるに従い、狭くなるものとする。
【００３４】ここで、本発明の特徴である前記鋸刃状光
反射面３の傾斜角度について、特徴の詳細を述べる。
（図１）一般的に導光体照明においては、導光体内で全
反射を繰り返す光束のうち、導光体Ｆの内壁に対して全
反射条件を満たさずに外部に抜け出る光束を利用するこ
とにより、照明を行なう。ただし本形態のように、光射
出面４の対向面に反射部３が設けられている場合におい
ては、導光体Ｆに入射して全反射を行なわずに直接反射
部３で反射し、そのまま光射出部４から外部に射出され
る光束の量が比較的多い。この光束により透過原稿７の
照明を行い、透過原稿７の画像情報を持つ光来がより多
く受光素子８に到達するようにさせるためには、結像レ
ンズ６の瞳に前記の光来（導光体に入射し、全反射を行
なわずに直接鋸刃状光反射面で反射し、そのまま光射出
部から外部に射出される光束）が入るように照明するこ
とが有効である。
反射面３の傾斜角度について、特徴の詳細を述べる。
（図１）一般的に導光体照明においては、導光体内で全
反射を繰り返す光束のうち、導光体Ｆの内壁に対して全
反射条件を満たさずに外部に抜け出る光束を利用するこ
とにより、照明を行なう。ただし本形態のように、光射
出面４の対向面に反射部３が設けられている場合におい
ては、導光体Ｆに入射して全反射を行なわずに直接反射
部３で反射し、そのまま光射出部４から外部に射出され
る光束の量が比較的多い。この光束により透過原稿７の
照明を行い、透過原稿７の画像情報を持つ光来がより多
く受光素子８に到達するようにさせるためには、結像レ
ンズ６の瞳に前記の光来（導光体に入射し、全反射を行
なわずに直接鋸刃状光反射面で反射し、そのまま光射出
部から外部に射出される光束）が入るように照明するこ
とが有効である。
【００３５】よって、本実施形態ではこれを実現するべ
く、鋸刃状反射部３の各反射面３ａの傾斜角度αが、前
記光束を結像レンズ６の瞳中心に反射する角度を中心に
±５°となるように、以下の如く設定した。
く、鋸刃状反射部３の各反射面３ａの傾斜角度αが、前
記光束を結像レンズ６の瞳中心に反射する角度を中心に
±５°となるように、以下の如く設定した。
【００３６】 x=(1/2)[{90°-tan-1(|m|/D)}-{tan-1(H/|L|)}] さらにα=90°-tan-1(H/L)-x このことにより、光束はレンズの瞳の中心へ向かう角度
を中心に±１０°の範囲内に射出される。
を中心に±１０°の範囲内に射出される。
【００３７】ここで、各々の記号は以下を意味する。
【００３８】α：導光体長手方向に対する反射面３ａの
傾斜角度 Ｈ：導光体長手方向に垂直な断面内における、光入射面
２の光入射位置２ａと反射面３ａとの距離 Ｌ：導光体長手方向における光入射面２と反射面３ａと
の距離 ｍ：導光体長手方向におけるレンズ６の瞳中心（集光位
置）と反射面３ａとの距離 Ｄ：導光体長手方向に垂直な断面内におけるレンズ６の
瞳中心と反射面３ａとの距離 このように、結像レンズ６の瞳の中心に対して±１０°
の範囲に光束を導光することにより、画像読取装置の結
像レンズ６のＦＮｏ．に対応する開口角の範囲内にほと
んどの光束を入射させることができる。
傾斜角度 Ｈ：導光体長手方向に垂直な断面内における、光入射面
２の光入射位置２ａと反射面３ａとの距離 Ｌ：導光体長手方向における光入射面２と反射面３ａと
の距離 ｍ：導光体長手方向におけるレンズ６の瞳中心（集光位
置）と反射面３ａとの距離 Ｄ：導光体長手方向に垂直な断面内におけるレンズ６の
瞳中心と反射面３ａとの距離 このように、結像レンズ６の瞳の中心に対して±１０°
の範囲に光束を導光することにより、画像読取装置の結
像レンズ６のＦＮｏ．に対応する開口角の範囲内にほと
んどの光束を入射させることができる。
【００３９】例えば、画像読取装置の結像レンズとして
は明るいＦＮｏ．５程度の結像レンズ６を用いた場合で
も、原稿７からの光束が瞳の中心に向かって±１０°内
に入っていれば、受光素子８に到達しうる。
は明るいＦＮｏ．５程度の結像レンズ６を用いた場合で
も、原稿７からの光束が瞳の中心に向かって±１０°内
に入っていれば、受光素子８に到達しうる。
【００４０】次に画像を読み取る際の動作について説明
する。（図４） 本発明の導光体Ｆと透過原稿７は近接して配置されてお
り、導光体Ｆからの光束は原稿７を直接照明し、透過原
稿７の画像情報が結像レンズ系６によって読取手段であ
る受光素子（１ラインセンサ）８上に所定の倍率で結像
される。
する。（図４） 本発明の導光体Ｆと透過原稿７は近接して配置されてお
り、導光体Ｆからの光束は原稿７を直接照明し、透過原
稿７の画像情報が結像レンズ系６によって読取手段であ
る受光素子（１ラインセンサ）８上に所定の倍率で結像
される。
【００４１】この時、導光体Ｆの光射出部４の長さは原
稿の読取幅と同等か、もしくはそれ以上に長く、十分に
原稿の読取領域の照明がされるものとする。そして、透
過原稿７との相対位置を変化させて（本形態では照明装
置、結像レンズ６そしてラインセンサ８を図中の矢印の
方向（副走査方向）に移動（走査）させて）透過原稿７
を２次元的な画線情報としてラインセンサ８で読み取る
ようにしている。
稿の読取幅と同等か、もしくはそれ以上に長く、十分に
原稿の読取領域の照明がされるものとする。そして、透
過原稿７との相対位置を変化させて（本形態では照明装
置、結像レンズ６そしてラインセンサ８を図中の矢印の
方向（副走査方向）に移動（走査）させて）透過原稿７
を２次元的な画線情報としてラインセンサ８で読み取る
ようにしている。
【００４２】なお、カラー画像の読み取りを行う場合に
は、上記の動作をＲＧＢ各色ごとに行う。例えば、Ｒの
ＬＥＤのみを点灯して原稿を読取り、次にＧのみを点灯
させて原稿を読み取る、と言うように順次原稿の読取り
を行う。また、図４において、装置の光路は直線状であ
るが、途中に折り曲げ反射鏡などを配して光路を曲げて
もかまわない。
は、上記の動作をＲＧＢ各色ごとに行う。例えば、Ｒの
ＬＥＤのみを点灯して原稿を読取り、次にＧのみを点灯
させて原稿を読み取る、と言うように順次原稿の読取り
を行う。また、図４において、装置の光路は直線状であ
るが、途中に折り曲げ反射鏡などを配して光路を曲げて
もかまわない。
【００４３】また、導光体長手方向における照明光束の
光量分布の補正を、鋸刃状反射部３の長手方向ピッチや
幅の変化によって行うと上述したが、この補正対象とな
る光量分布は、その被照明物に応じて、均一にする場合
と、また、図４で示したような画像読取系において結像
レンズ６のコサイン４乗則により生じる光量分布を補正
する場合などがある。したがって、前記の鋸刃状をなす
反射面３ａの傾斜角度αの角度分布を、前記の角度範囲
内において、結像レンズ６のコサイン４乗則により生じ
る光量分布を補正するように設定しても良い。
光量分布の補正を、鋸刃状反射部３の長手方向ピッチや
幅の変化によって行うと上述したが、この補正対象とな
る光量分布は、その被照明物に応じて、均一にする場合
と、また、図４で示したような画像読取系において結像
レンズ６のコサイン４乗則により生じる光量分布を補正
する場合などがある。したがって、前記の鋸刃状をなす
反射面３ａの傾斜角度αの角度分布を、前記の角度範囲
内において、結像レンズ６のコサイン４乗則により生じ
る光量分布を補正するように設定しても良い。
【００４４】以上のように本実施形態によれば、導光体
Ｆに入射して全反射を行なわずに直接鋸刃状反射部３で
反射し、そのまま光射出部４から外部に射出される光束
が、結像レンズ６の瞳に入るように該反射部３を構成す
る各反射面３ａの傾斜角度αを設定したことにより、透
過原稿７を透過した該原稿７の画像情報を持つ光束をよ
り多く受光素子８に到達させることが出来、より良好な
条件で画橡読取を行なうことが可能となる。
Ｆに入射して全反射を行なわずに直接鋸刃状反射部３で
反射し、そのまま光射出部４から外部に射出される光束
が、結像レンズ６の瞳に入るように該反射部３を構成す
る各反射面３ａの傾斜角度αを設定したことにより、透
過原稿７を透過した該原稿７の画像情報を持つ光束をよ
り多く受光素子８に到達させることが出来、より良好な
条件で画橡読取を行なうことが可能となる。
【００４５】〈第２の実施形態〉図５は本発明に係る第
２の実施形態の照明装置を示す概略図である。本形態の
基本構成は前述の第１の実施形態とほぼ同じであるの
で、同一の要素には同符番を付して再度の説明を省略し
ている。
２の実施形態の照明装置を示す概略図である。本形態の
基本構成は前述の第１の実施形態とほぼ同じであるの
で、同一の要素には同符番を付して再度の説明を省略し
ている。
【００４６】本形態では、導光体Ｆの片側の端面のみ光
入射面２として光源１を設け、その反対端には光反射面
（端部反射面）１９を設けたことを特徴とする。
入射面２として光源１を設け、その反対端には光反射面
（端部反射面）１９を設けたことを特徴とする。
【００４７】このことにより、光源の数を減らすことが
出来、コストダウンを図ることが可能となる。また、Ｌ
ＥＤの数を減らさずに光源１を導光体Ｆの片側のみに配
置することで、その反対側端のＬＥＤをなくし、よりコ
ンパクトな照明装置も可能となる。
出来、コストダウンを図ることが可能となる。また、Ｌ
ＥＤの数を減らさずに光源１を導光体Ｆの片側のみに配
置することで、その反対側端のＬＥＤをなくし、よりコ
ンパクトな照明装置も可能となる。
【００４８】〈第３の実施形態〉図６、図７は本発明に
係る第３の実施形態を示す図である。本形態の基本構成
は前述の第１の実施形態とほぼ同じであるので、同一の
要素には同符番を付して再度の説明を省略している。
係る第３の実施形態を示す図である。本形態の基本構成
は前述の第１の実施形態とほぼ同じであるので、同一の
要素には同符番を付して再度の説明を省略している。
【００４９】本実施形態では、導光体Ｆの短手断面の面
積を長手方向に沿って光源１から離れるに従って小さく
し、長手方向の光量分布の不適性を緩和する形状となっ
ている。この際、鋸刃状反射部３が図に示すように傾斜
をもつが、該反射部３の各反射面３ａの傾斜角度αは反
射面ひとつひとつに対して適用するものとする。
積を長手方向に沿って光源１から離れるに従って小さく
し、長手方向の光量分布の不適性を緩和する形状となっ
ている。この際、鋸刃状反射部３が図に示すように傾斜
をもつが、該反射部３の各反射面３ａの傾斜角度αは反
射面ひとつひとつに対して適用するものとする。
【００５０】なお、本形態では、前記断面積を長手方向
で変化させるために、鋸刃状反射部３を傾斜させ、光射
出部４を被照明領域に対して平行としたが、これに限ら
ず、鋸刃状反射部３を被照明領域に対して平行とし、光
射出部４を傾斜させても良く、さらに有効に光量分布補
正を行うべく、鋸刃状反射部３と光射出部４の両方を傾
斜させても良い。
で変化させるために、鋸刃状反射部３を傾斜させ、光射
出部４を被照明領域に対して平行としたが、これに限ら
ず、鋸刃状反射部３を被照明領域に対して平行とし、光
射出部４を傾斜させても良く、さらに有効に光量分布補
正を行うべく、鋸刃状反射部３と光射出部４の両方を傾
斜させても良い。
【００５１】以上のように本形態によれば、より良好な
光量分布を持つ照明装置を実現できる。
光量分布を持つ照明装置を実現できる。
【００５２】〈第４の実施形態〉図８は本発明に係る第
４の実施形態の概略図である。本形態の基本構成は前述
の第２、第３の実施形態とほぼ同じであるので、同一の
要素には同符番を付して再度の説明を省略している。
４の実施形態の概略図である。本形態の基本構成は前述
の第２、第３の実施形態とほぼ同じであるので、同一の
要素には同符番を付して再度の説明を省略している。
【００５３】本実施形態では、導光体Ｆの片側にのみ光
源１を設けて、その反対端に光反射面１９を設け、導光
体Ｆの短手断面の面積を光源１から離れるに従って小さ
くしたことを特徴とする。 このことにより、より良好
な光量分布を持つ照明装置においてＬＥＤ光源の数を減
らすことが出来、コストダウンを図ることが可能とな
る。
源１を設けて、その反対端に光反射面１９を設け、導光
体Ｆの短手断面の面積を光源１から離れるに従って小さ
くしたことを特徴とする。 このことにより、より良好
な光量分布を持つ照明装置においてＬＥＤ光源の数を減
らすことが出来、コストダウンを図ることが可能とな
る。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
入射面から入射して鋸刃状の反射部で反射し射出する光
束を所定の集光位置に導光して、該光束を効率良く利用
させることを可能とした導光体、該導光体を用いて照明
効率の向上を図った照明装置及びそれを用いた画像読取
装置を提供することができる。
入射面から入射して鋸刃状の反射部で反射し射出する光
束を所定の集光位置に導光して、該光束を効率良く利用
させることを可能とした導光体、該導光体を用いて照明
効率の向上を図った照明装置及びそれを用いた画像読取
装置を提供することができる。
【００５５】特に、請求項１又は請求項２の発明によれ
ば、導光体に入射して全反射を行なわずに直接反射部で
反射し、そのまま光射出部から外部に射出される光束を
所定の集光位置に効率良く導光させている。これにより
例えば該集光位置にレンズを配置して該光束を利用する
場合の効率を向上できる。
ば、導光体に入射して全反射を行なわずに直接反射部で
反射し、そのまま光射出部から外部に射出される光束を
所定の集光位置に効率良く導光させている。これにより
例えば該集光位置にレンズを配置して該光束を利用する
場合の効率を向上できる。
【００５６】請求項３の発明によれば、簡単な形状で光
入射面からの光束を線状に導光できる。
入射面からの光束を線状に導光できる。
【００５７】請求項４の発明によれば、入射光量をより
多くでき、また光量分布をより均一に近く出来る。
多くでき、また光量分布をより均一に近く出来る。
【００５８】請求項５の発明によれば、当該導光体を用
いて照明装置等を構成した場合の光源の簡素化或は装置
全体のコンパクト化を可能としている。
いて照明装置等を構成した場合の光源の簡素化或は装置
全体のコンパクト化を可能としている。
【００５９】請求項６の発明によれば、入射した光束を
効率良く光射出面へ導くことができる。
効率良く光射出面へ導くことができる。
【００６０】請求項７の発明によれば、射出する光束を
被照明面等へ効率良く導光することができる。 請求項
８乃至請求項１１の何れかに記載の発明によれば、効率
良く照明することができる。請求項１２乃至請求項１４
の何れかに記載の発明によれば、原稿からの光束を効率
良く受光素子面上に導光することができ、より良い条件
での読み取りを可能にできる。これにより例えば装置の
高速化を図ることができる。
被照明面等へ効率良く導光することができる。 請求項
８乃至請求項１１の何れかに記載の発明によれば、効率
良く照明することができる。請求項１２乃至請求項１４
の何れかに記載の発明によれば、原稿からの光束を効率
良く受光素子面上に導光することができ、より良い条件
での読み取りを可能にできる。これにより例えば装置の
高速化を図ることができる。
【図１】 本発明に係る第１の実施形態の説明図
【図２】 本発明に係る第１の実施形態の説明図
【図３】 本発明に係る第１の実施形態の説明図
【図４】 本発明に係る第１の実施形態の説明図
【図５】 本発明に係る第２の実施形態の説明図
【図６】 本発明に係る第３の実施形態の説明図
【図７】 本発明に係る第３の実施形態の説明図
【図８】 本発明に係る第４の実施形態の説明図
【図９】 従来例を示す図
【図１０】 従来例を示す図
１，４１ 光源 ２ 光入射面 ３，４３ 鋸刃状反射部 ４，４４ 光射出部 ５ 導光部 ６，４６ 結像レンズ ７，４７ 透過原稿 ８ 受光素子 １９ 反射面 Ｆ，４５ 導光体
Claims (14)
- 【請求項１】 端面を光入射面とする柱状の透光性部材
であり、その側面の一部に光射出面を有し、該光射出面
と対向する面に鋸刃状の反射部を有する導光体であっ
て、 該鋸刃状の反射部が、複数の反射面より構成され、この
各反射面の導光体長手方向に対する角度を、該光入射面
に近い反射面よりも該光入射面近傍から離れた反射面で
大きくしていることを特徴とする導光体。 - 【請求項２】 端面を光入射面とする柱状の透光性部材
であり、その側面の一部に光射出面を有し、該光射出面
と対向する面に鋸刃状の反射部を有する導光体におい
て、 該鋸刃状の反射部が、複数の反射面より構成され、この
各反射面が該光入射面からの光束を所定の集光位置に反
射するように設定されており、 α：導光体長手方向に対する反射面の傾斜角度 Ｈ：導光体長手方向に垂直な断面内における、光入射面
の光入射位置と反射面との距離 Ｌ：導光体長手方向における、反射対象である光束の光
入射面と反射面との距離 ｍ：導光体長手方向における、集光位置と反射面との距
離 Ｄ：導光体長手方向に垂直な断面内における、集光位置
と反射面との距離としたとき、 x=(1/2)[{90°-tan-1(|m|/D)}-{tan-1(H/|L|)}] さらにα＝90°-tan-1(H/L)-xの±５°を満たすことを
特徴とする導光体。 - 【請求項３】 円柱形状であることを特徴とする請求項
１又は２記載の導光体。 - 【請求項４】 前記光入射面が、長手方向の両端にある
ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の導光体。 - 【請求項５】 前記光入射面が、長手方向の一方の端部
にあり、他端部に端部反射面があることを特徴とする請
求項１，２又は３記載の導光体。 - 【請求項６】 前記反射面の反射率が８０％以上である
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか1項に記載の
導光体。 - 【請求項７】 前記光射出面が集光作用を持つ形状であ
ることを特徴とする請求項１乃至６の何れか1項に記載
の導光体。 - 【請求項８】 光源からの光束を前記請求項１乃至７の
何れか１項に記載の導光体の光入射面に入射させ、前記
光射出面から射出する光束で被照明物体を照明すること
を特徴とする照明装置。 - 【請求項９】 前記光源が、前記光入射面の光入射位置
に配置したＬＥＤであることを特徴とする請求項８記載
の照明装置。 - 【請求項１０】 前記光源が、単色のＬＥＤであること
を特徴とする請求項９記載の照明装置。 - 【請求項１１】 前記光源が、複数色のＬＥＤであるこ
とを特徴とする請求項９記載の照明装置。 - 【請求項１２】 照明手段によって照明された原稿から
の光束を結像レンズに入射させ、該結像レンズからの光
束を受光素子面上に導光し、該受光素子面上に該原稿の
像を形成して読み取りを行う画像読取装置であって、該
照明手段として請求項８，９，１０又は１１記載の照明
装置を備えたことを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項１３】 前記結像レンズが、前記集光位置に配
置されていることを特徴とする請求項１２記載の画像読
取装置。 - 【請求項１４】 前記照明装置で照明された原稿からの
透過光を前記結像レンズに入射させることを特徴とする
請求項１２又は１３記載の画像読取装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21198798A JP3862422B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 画像読取装置 |
| US09/349,113 US6232592B1 (en) | 1998-07-10 | 1999-07-08 | Light guide member, illumination device, and image reading apparatus using them |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21198798A JP3862422B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 画像読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000028829A true JP2000028829A (ja) | 2000-01-28 |
| JP3862422B2 JP3862422B2 (ja) | 2006-12-27 |
Family
ID=16615024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21198798A Expired - Fee Related JP3862422B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 画像読取装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6232592B1 (ja) |
| JP (1) | JP3862422B2 (ja) |
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| KR101832954B1 (ko) * | 2011-05-11 | 2018-04-13 | 엘지전자 주식회사 | 이동 단말기 |
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| US9690029B2 (en) | 2013-01-30 | 2017-06-27 | Cree, Inc. | Optical waveguides and luminaires incorporating same |
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