JP2000196820A

JP2000196820A - 照明装置及び密着型イメージセンサ及び画像読取システム

Info

Publication number: JP2000196820A
Application number: JP10366932A
Authority: JP
Inventors: Masami Tabata; 雅己田端; Tatsuto Kawai; 達人川合
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-07-14
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: JP3083092B2

Abstract

(57)【要約】【課題】導光体の長手方向の照度分布を均一化する。【解決手段】被照明体を照射するために光源からの光
を長手方向に導光し光を照射する導光体において、前記
光源からの光を前記導光体の長手方向に沿って光を拡散
する拡散部と、前記拡散部により拡散された光を所定方
向に照射するための射出部とを有し、前記導光体の長手
方向において見た場合に少なくとも前記光源近傍におい
て前記拡散部の幅の中心を通る法線と前記所定方向が異
なるように前記拡散部及び前記射出部を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導光体及び照明装
置及び密着型イメージセンサ及び画像読取システムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、原稿画像を読み取る画像読取装置
として、原稿と密着しながら原稿を走査することで画像
を読み取る密着型イメージセンサがあった。このような
密着型イメージセンサに用いられる照明装置の一例を図
７、図８及び図９に示す。

【０００３】図において、導光体２の端面１２に配置さ
れた光源であるＬＥＤ等の発光素子１から照射された光
は導光体２の内部に入射し、導光体２の内面反射を繰り
返すことにより導光体２の長手方向に導光される。導光
体２の一部には長手方向に沿って入射された光を拡散及
び／又は反射するための拡散面４が設けられている。そ
して図８に示すように、長手方向に内面反射を繰り返し
た光が拡散面４に入射すると入射した光は散乱され、そ
の一部が導光体２の射出面１３から照射され、原稿を照
明する照明光として寄与する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の照明装置では、導光体における発光素子近傍の拡散
面に直接入射する光量が多く、また拡散面からの正反射
光が被照明物への照明光として寄与してしまうため、発
光素子近傍の照度が他より高く、導光体の長手方向の照
度に不均一が生じてしまうという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたものであり、請求項１に記載の
導光体では、被照明体を照射するために光源からの光を
長手方向に導光し光を照射する導光体において、前記光
源からの光を前記導光体の長手方向に沿って光を拡散及
び／又は反射する拡散部と、前記拡散部により拡散及び
／又は反射された光を所定方向に照射するための射出部
とを有し、前記導光体の長手方向の端面側から見た場合
に少なくとも前記光源近傍において前記拡散部の幅の中
心を通る法線と前記所定方向が異なるように前記拡散部
及び前記射出部を配置したことを特徴とする。

【０００６】請求項５に記載の照明装置では、光源と、
被照明体を照射するために前記光源からの光を長手方向
に導光し光を照射する導光体とを有する照明装置であっ
て、前記導光体は前記光源からの光を前記導光体の長手
方向に沿って光を拡散及び／又は反射する拡散部と、前
記拡散部により拡散及び／又は反射された光を所定方向
に照射するための射出部とを備え、前記導光体の長手方
向の端面側から見た場合に少なくとも前記光源近傍にお
いて前記拡散部の幅の中心を通る法線と前記所定方向が
異なるように前記拡散部及び前記射出部を配置したこと
を特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】（第１の形態）図１は、本発明の
第１の実施の形態における密着型イメージセンサを示す
図である。また、図２は、導光体２の断面図である。図
１において、導光体２の端面に配置されたＬＥＤ等の発
光素子からなる光源１から照射された光は、光透過部材
からなる導光体２の内部に入射し、導光体２の内面反射
を繰り返すことにより導光体２の長手方向に導光され
る。導光体２の一部には長手方向に沿って入射された光
を拡散及び／又は反射するための拡散面４が設けられて
おり、図２に示すように長手方向に内面反射を繰り返し
た光が拡散面４に入射した場合に、入射した光は散乱さ
れてその一部が原稿を照明する照明光として寄与する。

【０００８】導光体２の外側には、光の利用効率を向上
させるために導光体カバー３が設けられ、導光体２から
原稿照射方向と異なる方向に漏れた光を導光体中に再び
戻すために導光体を空気層を介して覆うように取付けら
れている。導光体カバー３は、光反射性の良い例えば白
色の光不透過部材から形成されている。導光体カバー３
の開口部における導光体２の射出面５（射出した光が被
照明体である原稿の照明に寄与する導光体２の面）から
照射された光は、読み取りライン６に位置する不図示の
原稿を照射し、その反射光がロッドレンズアレイ７によ
りセンサアレー９に配置されたラインセンサ１１上に結
像される。そしてラインセンサ１１が結像された光情報
を電気信号に変換して出力することで、原稿の読み取り
が行われる。ここで、本実施の形態では、射出面５をレ
ンズ形状とすることで、読み取りライン６により強い光
を集光できるように構成されている。

【０００９】図２は、図１に示す密着型イメージセンサ
の照明装置を構成するＬＥＤ等の発光素子１を端部に有
する導光体２のみを示した図である。図２のように、本
実施形態の導光体では、拡散面の幅のほぼ中心を通る法
線Ｎ上に発光素子１が３つ並んで配置されている。ここ
で、発光素子であるＬＥＤの数は３つでなくてもよく、
例えば１つだけでもよい。この拡散面の幅の中心を通る
法線と原稿の照射方向とが全く同じであると、従来のよ
うに発光素子１が配置された端部における照度が強くな
り、長手方向に不均一な照射特性を有するようになるた
め、本実施形態では、図１あるいは図２の断面図のよう
に導光体の長手方向の端面側から見た場合に、拡散面の
幅の中心を通る法線Ｎと原稿を照射する方向Ａとを異な
らせている。

【００１０】このように構成することで、導光体の拡散
面に直接入射し、拡散面からのその正反射光は、被照明
物の照明光として直接寄与しないため、長手方向に均一
な照度分布を得ることができる。また、正反射光以外の
光の内の一部は、射出面から射出され、被照明物の照明
光として寄与するため光源近傍が極端に暗くなることは
なく、所定の照度を得られるため導光体の長手方向の全
長を短くすることが可能となる。

【００１１】また、複数の光源を拡散面の幅の中心を通
る法線上に一列に配されているため、特に各光源を独立
に点灯駆動する場合、各光源により得られる照度分布が
ほぼ同一形状となる。そのため、本実施形態の照明装置
を読取装置に使った場合、長手方向に亘って均一な色再
現が可能な読み取りを実現できる。

【００１２】図３は、本実施形態における導光体２の斜
視図を示す。このように本実施形態の導光体では、発光
素子１が配置された端部から離れるにつれて導光体の断
面積が小さくなるようにテーパー面１３を設けている。
このようなテーパー面１３を設けなくても、長手方向に
亘って均一な光を得られるが、テーパー面を設けること
で、導光体２の長手方向全域に亘ってさらに均一な発光
強度の光を原稿に対して照射することができる。

【００１３】（第２の形態）カラー画像の読み取りに対
応したイメージセンサに本発明を適用する場合について
説明する。カラー画像を読み取るために、本実施の形態
では、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）３色の発光
素子を用いて、これら各色の光源を順次切り替えて点灯
させて原稿を照明する。そして、原稿から得られるＲ，
Ｇ，Ｂ３色の光情報をレンズアレイによってラインセン
サ１１上に結像し、ラインセンサ１１がＲ，Ｇ，Ｂ３色
の光情報を電気信号に変換することで、カラー画像信号
を得ることができる。

【００１４】このようなカラー発光素子としてＬＥＤ光
源を用いた場合の等価回路を図４に示す。図６のように
各ＬＥＤ毎に独立したカソードと、共通のアノードとか
ら構成される。図５は、ケースモールド型のＬＥＤ光源
を示した図である。図５（ａ）は、このケースモールド
型のカラーＬＥＤ光源の上面図、図５（ｂ）はその断面
図、図６はリードフレーム上への各ＬＥＤの接続状態を
示した図である。このケースモールド型のＬＥＤ光源は
次のように製造される。まず、リードフレーム１８を成
形金型にインサートしてから射出成形することにより、
リードフレーム１８をＬＥＤ素子実装部以外を光反射性
の良い白色樹脂２０で覆う。つぎにＲ−ＬＥＤ素子、Ｇ
−ＬＥＤ素子、Ｂ−ＬＥＤ素子の３色のＬＥＤ素子のア
ノードをリードフレーム１８の共通のベースピンに接
続し、さらにカソードをリードフレームの各色専用ピン
，，に接続する。そして、３色のＬＥＤ素子上に
光透過性樹脂１９をポッティングすることでＬＥＤ光源
が完成する。そして、図３に示したように位置決め穴１
７に導光体２の位置決めピン１５を挿入し、位置決めピ
ン１５を熱や超音波等でかしめることで、正確に光源を
位置決めし、固定することができる。なお、以上説明し
た各実施形態では、発光素子としてＬＥＤを用いた例を
説明したが、これに限定されるものではなく、他の発光
素子を用いてもよい。

【００１５】また、複数の光源が共通の電極に実装され
ていることで、光源を密に実装することができるため、
それに対応した導光体は薄型化が可能となる。

【００１６】（第３の形態）図７に、上記実施形態の密
着型イメージセンサを用いた情報処理装置として、送受
信機能を有するファクシミリを示す。図中１００は上記
実施形態で説明した密着型イメージセンサ、１０２は被
照明体となる原稿１７を読み取り位置に向けて給送する
ための給紙ローラ、１０４は原稿を一枚づつ確実に分離
するための分離片、１８は密着型イメージセンサ１００
の読み取り位置に設けられて原稿の被読み取り面を規制
するとともに、原稿を搬送する搬送ローラである。

【００１７】Ｗは図示の例では、ロール紙形態をした記
録媒体である。１１０は画像形成を行うための記録ヘッ
ドであり、サーマルヘッド、インクジェット記録ヘッド
等を用いることができる。１１２は記録ヘッド１１０に
よる記録位置に対して記録媒体Ｗを搬送するとともに、
その被記録面を規制するプラテンローラである。

【００１８】１２０は操作入力を受容するスイッチや、
メッセージその他装置の状態を検知するための表示部等
を配したオペレーションパネルである。１３０はシステ
ムコントロール基板であり、各部の制御を行う制御部
や、密着型イメージセンサ１００の光源の点灯制御やセ
ンサの駆動制御を行うための駆動回路、画像情報の処理
部、送受信部等が設けられる。１４０は装置の電源であ
る。

【００１９】原稿１７を送信する場合、相手先の電話番
号や送信モード等がオペレーションパネル１２０から入
力されると、給送ローラ１０２によってイメージセンサ
１００の読取位置まで給紙される。そして、駆動回路に
よって駆動制御されたイメージセンサ１００によって原
稿１７上の画像情報が読み取られ、電気信号に変換され
る。変換された電気信号はシステムコントロール基板１
３０内の処理部において所定の画像処理が行われ、送受
信部を介して公衆回線に出力される。

【００２０】（第４の形態）上記第３の形態において
は、情報処理装置として送受信機能を持つファクシミリ
を例にとって説明したが、本実施形態では、図８を用い
て上記各実施形態で説明した密着型イメージセンサを用
いて構成した情報処理装置の一例として、密着型イメー
ジセンサ２００を内蔵した画像読取装置１５０をパーソ
ナルコンピュータ１６０に接続してシステム化し、読取
った画像をコンピュータあるいはネットワーク上に送出
するようにした構成例について説明する。

【００２１】図８において、１７０は画像読取装置１５
０全体を制御する第１の制御手段としてのＣＰＵ、２０
０は前述した光源及びＣＣＤラインセンサ等により構成
され、被照明体となる原稿の画像を画像信号に変換する
読取ユニットとしての密着型カラーイメージセンサ、１
１６は密着型カラーイメージセンサ２００から出力され
るアナログ画像信号にゲイン調整等のアナログ処理を施
すアナログ信号処理回路である。

【００２２】また、１１８はアナログ信号処理回路１１
６の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１
８０はメモリ１２２を使用してＡ／Ｄ変換器１１８の出
力データにシェーディング補正処理、ガンマ変換処理及
び変倍処理等の画像処理を施す画像処理回路、１２４は
画像処理回路１８０により画像処理されたディジタル画
像データを外部に出力するインターフェースである。イ
ンターフェース１２４は、例えば、ＳＣＳＩ又はＢｉ−
Ｃｅｎｔｒｏｎｉｃｓ等のパーソナルコンピュータで標
準的に採用される規格に従っており、パーソナルコンピ
ュータ１６０に接続される。これらのアナログ信号処理
回路１１６、Ａ／Ｄ変換器１１８、画像処理回路１８
０、メモリ１２２により信号処理手段が構成される。

【００２３】第２の制御手段であるパーソナルコンピュ
ータ１６０には、外部記憶装置又は補助記憶装置１３２
として光磁気ディスクドライブやフロッピーディスクド
ライブなどが装備される。１３４はパーソナルコンピュ
ータ１６０上での作業を表示するディスプレイ、１３３
はパーソナルコンピュータにコマンド等を入力するため
のマウス／キーボードである。また、１３５はパーソナ
ルコンピュータと画像読取装置との間でデータ、コマン
ド、画像読取装置の状態情報の授受を行うインターフェ
ースである。

【００２４】パーソナルコンピュータ１６０のＣＰＵ１
３６は、マウス／キーボード１３３より画像読取装置の
ＣＰＵ１７０に対し読取の指示を入力できるようになっ
ている。マウス／キーボード１３３により読取指示が入
力されると、ＣＰＵ１３６はインターフェース１３５を
介して画像読取装置のＣＰＵ１７０に対して読取コマン
ドを送信する。そして、パーソナルコンピュータ１６０
のＣＰＵ１３６は、ＲＯＭ１３７に格納されている制御
プログラム情報に従って画像読取装置のＣＰＵ１７０の
制御を行ない、ＣＰＵ１７０は光源やＣＣＤの駆動制
御、及び信号処理手段の制御を行う。なお、この制御プ
ログラムは、補助記憶装置１３２に装填される光磁気デ
ィスクやフロッピーディスク等の記憶媒体に記憶したも
のをパソコン１６０内に読み込むことによりＣＰＵ１３
６が実行するようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導光体の長手方向に亘って均一な照度分布を有する光で
被照明体を照明することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の密着型イメージセンサの断
面図である。

【図２】本発明の実施形態の導光体の断面図である。

【図３】本発明の実施形態の導光体の斜視図である。

【図４】本発明の実施形態のＬＥＤの等価回路である。

【図５】本発明の実施形態のＬＥＤの構成図である。

【図６】本発明の実施形態のＬＥＤの構成図である。

【図７】本発明の実施形態の情報処理装置の構成図であ
る。

【図８】本発明の実施形態の情報処理装置の構成図であ
る。

【図９】従来の導光体の斜視図である。

【図１０】従来の導光体の側面図である。

【図１１】従来の導光体の断面図である。

【符号の説明】

１ＬＥＤ２導光体３導光体カバー４拡散面

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１２月３日（１９９９．１２．
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】照明装置及び密着型イメージセンサ及
び画像読取システム

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置及び密着
型イメージセンサ及び画像読取システムに関するもので
ある。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】従来、原稿画像を読み取る画像読取装置
として、原稿と密着しながら原稿を走査することで画像
を読み取る密着型イメージセンサがあった。このような
密着型イメージセンサに用いられる照明装置の一例を図
９、図１０及び図１１に示す。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】図において、導光体２の端面１２に配置さ
れた光源であるＬＥＤ等の発光素子１から照射された光
は導光体２の内部に入射し、導光体２の内面反射を繰り
返すことにより導光体２の長手方向に導光される。導光
体２の一部には長手方向に沿って入射された光を拡散及
び／又は反射するための拡散面４が設けられている。そ
して図１０に示すように、長手方向に内面反射を繰り返
した光が拡散面４に入射すると入射した光は散乱され、
その一部が導光体２の射出面１３から照射され、原稿を
照明する照明光として寄与する。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたものであり、請求項１に記載の
照明装置では、複数の光源と、被照明体を照射するため
に前記複数の光源からの光を長手方向に導光し光を照射
する導光体とを有する照明装置であって、前記導光体は
前記複数の光源からの光を前記導光体の長手方向に沿っ
て光を拡散及び／又は反射する拡散部と、前記拡散部に
より拡散及び／又は反射された光を所定方向に照射する
ための射出部とを備え、前記導光体の長手方向の端面側
から見た場合に少なくとも前記光源近傍において前記拡
散部の幅の中心を通る法線と前記所定方向が異なるよう
に前記拡散部及び前記射出部を配置するとともに、前記
法線上に前記複数の光源を配置したことを特徴とする。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】削除

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】このようなカラー発光素子としてＬＥＤ光
源を用いた場合の等価回路を図４に示す。図４のように
各ＬＥＤ毎に独立したカソードと、共通のアノードとか
ら構成される。図５は、ケースモールド型のＬＥＤ光源
を示した図である。図５（ａ）は、このケースモールド
型のカラーＬＥＤ光源の上面図、図５（ｂ）はその断面
図、図６はリードフレーム上への各ＬＥＤの接続状態を
示した図である。このケースモールド型のＬＥＤ光源は
次のように製造される。まず、リードフレーム１８を成
形金型にインサートしてから射出成形することにより、
リードフレーム１８をＬＥＤ素子実装部以外を光反射性
の良い白色樹脂２０で覆う。つぎにＲ−ＬＥＤ素子、Ｇ
−ＬＥＤ素子、Ｂ−ＬＥＤ素子の３色のＬＥＤ素子のア
ノードをリードフレーム１８の共通のベースピンに接
続し、さらにカソードをリードフレームの各色専用ピン
，，に接続する。そして、３色のＬＥＤ素子上に
光透過性樹脂１９をポッティングすることでＬＥＤ光源
が完成する。そして、図３に示したように位置決め穴１
７に導光体２の位置決めピン１５を挿入し、位置決めピ
ン１５を熱や超音波等でかしめることで、正確に光源を
位置決めし、固定することができる。なお、以上説明し
た各実施形態では、発光素子としてＬＥＤを用いた例を
説明したが、これに限定されるものではなく、他の発光
素子を用いてもよい。

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被照明体を照射するために光源からの光
を長手方向に導光し光を照射する導光体において、前記
光源からの光を前記導光体の長手方向に沿って拡散及び
／又は反射する拡散部と、前記拡散部により拡散及び／
又は反射された光を所定方向に照射するための射出部と
を有し、前記導光体の長手方向の端面側から見た場合に
少なくとも前記光源近傍において前記拡散部の幅の中心
を通る法線と前記所定方向が異なるように前記拡散部及
び前記射出部を配置したことを特徴とする導光体。
【請求項２】請求項１において、前記導光体の長手方
向の端面側から見た場合に、前記導光体の断面積が長手
方向に亘って異なるようにしたことを特徴とする導光
体。
【請求項３】請求項１または２において、前記射出部
に照射する光を集光する集光部を設けたことを特徴とす
る導光体。
【請求項４】請求項３において、前記集光部は前記射
出部をレンズ形状としたことで形成されることを特徴と
する導光体。
【請求項５】光源と、被照明体を照射するために前記
光源からの光を長手方向に導光し光を照射する導光体と
を有する照明装置であって、前記導光体は前記光源から
の光を前記導光体の長手方向に沿って光を拡散及び／又
は反射する拡散部と、前記拡散部により拡散及び／又は
反射された光を所定方向に照射するための射出部とを備
え、前記導光体の長手方向の端面側から見た場合に少な
くとも前記光源近傍において前記拡散部の幅の中心を通
る法線と前記所定方向が異なるように前記拡散部及び前
記射出部を配置したことを特徴とする照明装置。
【請求項６】請求項５において、前記法線上に前記光
源を配置したことを特徴とする照明装置。
【請求項７】請求項６において、複数の光源を前記法
線上に配置したことを特徴とする照明装置。
【請求項８】請求項７において、前記複数の光源は異
なる発光色を有することを特徴とする照明装置。
【請求項９】請求項８において、前記複数の光源は共
通の電極上にマウントされていることを特徴とする照明
装置。
【請求項１０】請求項５乃至９のいずれか１項におい
て、前記光源を前記導光体の端部に配置したことを特徴
とする照明装置。
【請求項１１】請求項５において、前記導光体の長手
方向において見た場合に、前記導光体の断面積が長手方
向に亘って異なるようにしたことを特徴とする照明装
置。
【請求項１２】請求項１０において、前記導光体の長
手方向において見た場合に、前記光源の配置位置からの
距離が離れるにつれて導光体の断面積が小さくなるよう
にしたことを特徴とする照明装置。
【請求項１３】請求項５において、前記射出部に照射
する光を集光する集光部を設けたことを特徴とする照明
装置。
【請求項１４】請求項１３において、前記集光部は前
記射出部をレンズ形状としたことで形成されることを特
徴とする照明装置。
【請求項１５】請求項５乃至１４のいずれか１項にお
いて、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする照明装
置。
【請求項１６】請求項５に記載の照明装置と、前記照
明装置により照明された被照明体からの光を結像するた
めの結像素子と、前記結像素子により結像された光を光
電変換して画像信号を出力する光電変換手段と、を有す
ることを特徴とする密着型イメージセンサ。
【請求項１７】請求項１６に記載の密着型イメージセ
ンサと、前記照明装置及び前記密着型イメージセンサを
駆動制御するための制御部とを有することを特徴とする
画像読取システム。
【請求項１８】請求項１７において、さらに前記画像
信号に所定の処理を施す処理部を備え、前記制御部は前
記処理部の制御を行うことを特徴とする画像読取システ
ム。
【請求項１９】請求項１７または１８において、さら
に前記被照明体と前記光電変換素子とを相対的に移動さ
せる移動手段を備え、前記制御部は前記移動手段の制御
を行うことを特徴とする画像読取システム。
【請求項２０】請求項１７乃至１９のいずれか１項に
おいて、さらに前記画像信号を外部に送信する送信手段
を備え、前記制御部は前記送信手段の制御を行うことを
特徴とする画像読取システム。