JP2010245689A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点光源を用いる線状の光源装置において光量を低下させることなく光量斑を低減すること。
【解決手段】第１ディフューザー３０ａは、長尺状の透明な樹脂によって形成されている。第１ディフューザー３０ａは、点光源２２ａに面する内側面３１ａと外部に面する外側面３２ａ、光を射出するための発光面３３ａを備えている。本実施例に係る第１ディフューザー３０ａは、ハウジング１１に装着される基部３４ａに対して略Ｌ字状の拡散面３５ａを備え、略Ｎ字状をなしている。第１ディフューザー３０ａの内側面３１ａにはテクスチャが形成され、外側面３２ａにはヘアラインが形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源装置に関し、より具体的には、原稿読み取り装置に好適な光源装置に関する。

光源装置、特に原稿読み取り装置に用いられる光源装置では、読み取り対象である原稿面に対して斑のない均一な読み取り光を照射することが望まれている。従来の光源装置では、線光源である冷陰極管が用いられていたため光量斑はあまり問題とされていなかった。

これに対して、近年、白色発光ダイオードの普及と共に点光源である発光ダイオードが光源装置に用いられるようになった。発光ダイオードは指向性が強く、点光源であるため、原稿読み取り面における光量斑が問題となっていた。この問題に対して、例えば、拡散板であるディフューザーとして光の透過率が低い色調、例えば、乳白色の部材を用いて拡散性を上げたり、間接光をディフューザーに導くためのリフレクタとして反射率の低いリフレクタを用いることが提案されている。また、点光源のピッチを小さくすることによっても光量斑を低減することができるが、コストが嵩むという問題が生じる。

特開２００９−２７４６７号公報 特開昭６２−１６６７０号公報

しかしながら、従来の対応では、対象物を照らす光量が低下してしまうという問題があった。光源装置には、光量斑の抑制が求められる一方で、十分な光量も求められる。したがって、光源装置としての光量を低下させることなく光量斑を低減することが望まれている。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、点光源を用いる線状の光源装置において光量を低下させることなく光量斑を低減することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は以下の種々の態様を採る。

第１の態様は、光源装置を提供する。第１の態様に係る光源装置は、線状に配置された複数の点光源を備える長尺状の発光部と、前記発光部を覆う長尺状の透明な部材によって形成されている拡散部であって、前記発光部に対向しテクスチャが形成されている内側面と照射対象物に対向しヘアラインが形成されている外側面を有する発光面を備える拡散部とを備える。

第１の態様に係る光源装置によれば、透明な部材によって形成され、内側面にテクスチャが形成され、外側面にヘアラインが形成されている拡散部を備えているので、点光源を用いる線状の光源装置において光量を低下させることなく光量斑を低減することができる。

第１の態様に係る光源装置において、前記ヘアラインは、前記拡散部の長手方向に直交して形成されていても良い。この場合には、長手方向への光の拡散性を向上させることができる。

第１の態様に係る光源装置はさらに、前記点光源から前記拡散部に直接入射しない間接光を反射させて前記拡散部の発光面に導く銀色のリフレクタを備えていても良い。この場合には、間接光によって光量を増大させることができる。

第１の態様に係る光源装置において、前記テクスチャはドットパターンによって形成されていても良い。この場合には、ドットパターンに応じた光の拡散を実現することができる。

第１の態様に係る光源装置において、前記テクスチャは前記点光源からの入射光を主に前記拡散部の長手方向に直交する方向に拡散する特性を備えていても良い。この場合には、主に拡散部の長手方向に直交する方向への光の拡散性を向上させることができる。

第２の態様は原稿読み取り装置を提供する。第２の態様に係る原稿読み取り装置は、第１の態様係る光源装置と、原稿読み取り部とを備える。第２の態様に係る原稿読み取り装置によれば、光量斑の少ない十分な光量の読み取り光を用いて原稿を読み取ることが可能となり、読み取り精度を向上させることができる。

本実施例に係る光源装置の分解斜視図である。 本実施例の第１および第２発光部における点光源の配置例を示す説明図である。 本実施例に係る光源装置の第１のディフューザー周りの構成を詳細に示す拡大断面図である。 本実施例における第１ディフューザーの内側面のテクスチャを模式的に示す説明図である。 第１ディフューザーの外側面のヘアラインを模式的に示す説明図である。 従来のリフレクタと本実施例に係るディフューザーとを組み合わせた場合における光の照射の態様を模式的に示す説明図である。 本実施例に係るリフレクタとディフューザーとを組合せた場合における光源装置の第１発光部における光路を模式的に示す説明図である。 本実施例に係るリフレクタとディフューザーの組合せによる光の照射の態様を模式的に示す説明図である。 本実施例に係る原稿読み取り装置の概略構成を模式的に示す説明図である。 他の本実施例に係るディフューザーの光の照射の態様を模式的に示す説明図である。

以下、本発明に係る光源装置、原稿読み取り装置について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。

図１は本実施例に係る光源装置の分解斜視図である。図２は本実施例の第１および第２発光部における点光源の配置例を示す説明図である。本実施例に係る光源装置１０は、ハウジング１１、第１および第２発光部２０ａ、２０ｂ、第１および第２拡散部（以下、「ディフューザー」とも呼ぶ。）３０ａ、３０ｂを備えている。各発光部２０ａ、２０ｂは、照射光が交差するようにハウジング１１に対向して配置され、対応する各ディフューザー３０ａ、３０ｂによって覆われている。各発光部２０ａ、２０ｂはまた、リフレクタ４０ａ、４０ｂを備えている。

ハウジング１１は、光源装置１０を実装する装置、例えば、原稿読み取り装置に対してハウジング１１を固定するための装着部１１１と、第１および第２発光部２０ａ、２０ｂを収容し、第１および第２ディフューザーが装着される平行な第１および第２収容部１１２ａ、１１２ｂを備えている。

第１および第２発光部２０ａ、２０ｂは、それぞれ長板状の第１および第２基板２１ａ、２１ｂ上に直線状に配置された複数の第１および第２点光源２２ａ、２２ｂ、コネクタ２３ａ、２３ｂを備えている。本実施例では、第１および第２点光源２２ａ、２２ｂとして側面発光式の発光ダイオードが用いられている。第１および第２基板２１ａ、２１ｂはハウジング１１の第１および第２収容部１１２ａ、１１２ｂに配置されており、第１点光源２２ａと第２点光源２２ｂとは、互いに照射光が直接重なり合わないように、すなわち、第１基板２１ａ上に配置されている第１点光源２２ａと第１点光源２２ａとの間に対応する第２基板２１ｂ上の位置に第２点光源２２ｂが配置されている。したがって、ハウジング１１に配置された第１および第２基板２１ａ、２１ｂを上面から見ると、第１および第２点光源２２ａ、２２ｂは千鳥状に配置されているということができる。コネクタ２３ａ、２３ｂは、第１および第２点光源２２ａ、２２ｂに対して電力を供給するための電源コード（図示しない）を接続するために用いられる。

第１および第２ディフューザー３０ａ、３０ｂは、長尺状の透明な樹脂によって形成されている。以下では、説明を簡単にするため第１ディフューザー３０ａを例にとって説明する。図３は本実施例に係る光源装置の第１のディフューザー周りの構成を詳細に示す拡大断面図である。第１ディフューザー３０ａは、点光源２２ａに面する内側面３１ａと外部に面する外側面３２ａ、光を射出するための発光面３３ａを備えている。本実施例に係る第１ディフューザー３０ａは、ハウジング１１に装着される基部３４ａに対して略Ｌ字状の拡散面３５ａを備え、略Ｎ字状をなしている。

図４は本実施例における第１ディフューザーの内側面のテクスチャを模式的に示す説明図である。図５は第１ディフューザーの外側面のヘアラインを模式的に示す説明図である。本実施例に係る第１ディフューザー３０ａは、図４に示すように、内側面３１ａに入射光を拡散させるためのドットパターンからなるテクスチャが形成されており、図５に示すように、外側面３２ａには縦方向にヘアラインが形成されている。なお、縦方向とは、第１ディフューザー３０ａの長手方向に交差する方向、あるいは、点光源２２ａの配置方向と交差する方向であるということができる。

光源装置１０の第１発光部２０ａには、第１点光源２２ａから照射される光の内、第１ディフューザー３０ａに直接入射しない間接入射光を第１ディフューザー３０ａの発光面３３ａに入射させるためのリフレクタ４０ａが備えられている。リフレクタ４０ａは、光の反射率が高い、銀色の材料、銀色の塗装、例えば、メッキ塗装が施された樹脂、用紙から形成されている。リフレクタ４０ａとしては、この他にも表面が研磨された、あるいは、平滑な金属、鏡が用いられても良い。

・本実施例に係るディフューザーによる光の照射の態様：
図６は従来のリフレクタと本実施例に係るディフューザーとを組み合わせた場合における光の照射の態様を模式的に示す説明図である。本実施例に係る各ディフューザー３０ａ、３０ｂは、既述のとおり、透明な基材に対して、内側面３１ａ、３１ｂにテクスチャが形成され、外側面３２ａ、３２ｂにヘアラインが形成されている。従来は、ディフューザーの基材として拡散性の高い（透明ではない）、例えば、乳白色の基材を用いることで、光の拡散性を図っていたが、拡散性の高い基材を用いる場合には、光量が低下してしまうという問題があった。これに対して、本実施例では透明な基材を用いているので透過光の光量の低下を低減することができる。

一方で、点光源と透過性の高い基材を組み合わせて用いる場合には、光量の斑、不均一な光量分布が問題となる。この点について、本実施例では、ディフューザー３０ａ、３０ｂの内側面３１ａ、３１ｂに、細かなドットパターンを形成することによって、図６に示すように点光源２２ａ、２２ｂからディフューザー３０ａ、３０ｂへの入射光を縦方向に拡散させることができる。さらに、本実施例では、ディフューザー３０ａ、３０ｂの外側面３２ａ、３２ｂの縦方向にヘアラインを形成しているので、内側面３１ａ、３１ｂに形成されたドット状のテクスチャによって縦方向に拡散された光を、横方向、すなわち、点光源２２ａ、２２ｂの配置方向に拡散することができる。この結果、各点光源２２ａ、２２ｂ間に光を分散することが可能となり、点光源を用いる場合に課題となる、光の拡散の不均一性をさらに改善することができる。すなわち、横方向への指向的な拡散によって、縦方向の拡散によっては改善できない各点光源２２ａ、２２ｂ間、すなわち、各点光源２２ａ、２２ｂのピッチ間における光量落ちを改善することができる。この結果、例えば、本実施例に係る光源装置１０が、原稿読み取り装置に対して用いられる場合には、主走査方向の光量に大きなばらつきのない均一な読み取り光をで読み取り対象である原稿を照射することができる。

なお、本実施例では、テクスチャとして、細かなドットパターンのテクスチャを一例として用いたが、縦方向への拡散を実現できるテクスチャであればこれに限られない。例えば、各点光源２２ａ、２２ｂに対応する位置に、縦方向に長い複数の同心円状の楕円パターンのテクスチャを形成しても良い。

・本実施例に係るリフレクタによる光の照射の態様：
図７は本実施例に係るリフレクタとディフューザーとを組合せた場合における光源装置の第１発光部における光路を模式的に示す説明図である。図８は本実施例に係るリフレクタとディフューザーの組合せによる光の照射の態様を模式的に示す説明図である。本実施例では各発光部２０ａ、２０ｂにリフレクタ４０ａ、４０ｂが備えられている。リフレクタが備えられていない場合、あるいは、反射率の低いリフレクタが備えられている場合には、点光源からディフューザーに直接入射する直接光が発光部から照射される主たる照射光であった。この結果、図６に示すように、光源装置１０から射出される光は各点光源２２ａ、２２ｂからの直接光のみであり、ハウジング１１の収容部１２１ａ、１２１ｂに反射した間接光を有効に利用することができなかった。これに対して、本実施例における反射率の高いリフレクタ４０ａ、４０ｂが備えられている場合には、図７に示すように直接光Ｌ１のみならず、リフレクタ４０ａによって反射された間接光Ｌ２が発光面３３ａに入射し、直接光と間接光の双方を主たる照射光として用いることができる。この結果、各発光部２０ａ、２０ｂから対象物を照らす照射光の光量を増大させることができる。

・光源装置の適用例：
図９は本実施例に係る原稿読み取り装置の概略構成を模式的に示す説明図である。本実施例に係る原稿読み取り装置５０は、反射用光源装置１０ａ、原稿載置ガラス５１１、原稿カバー５１２、走査ユニット５３、可動ミラーユニット５４、光学レンズユニット５５、撮像ユニット５６、透過用光源装置１０ｂ、制御装置６０を備えている。

反射用光源装置１０ａは、文書、画像といった反射原稿に対して用いられる光源装置である。透過用光源装置１０ｂは、ネガフィルム、ポジフィルムといった透過原稿に対して用いられる光源装置である。反射用光源装置１０ａは走査ユニット５３内に、透過用光源装置１０ｂは原稿カバー５１２内に、それぞれ配置されている。透過用光源装置１０ｂは、図示しない駆動機構によって、走査ユニット５３と連動して、原稿カバー５１２内において矢印方向（副走査方向）に移動することができる。

走査ユニット５３には、反射用光源装置１０ａの他に反射鏡５３１が備えられている。走査ユニット５３は、図示しない駆動機構によって、矢印方向に移動して、原稿載置ガラス５２１上に載置されている被照射物としての原稿４０を走査して、原稿４０の読み取り処理を実行する。

可動ミラーユニット５４は反射鏡５４１、５４２を備えている。可動ミラーユニット５４もまた、走査ユニット５３と連動して、図示しない駆動機構によって、原稿読み取りの際には矢印方向へ移動する。駆動機構としては、例えば、タイミングベルトを用いた周知の駆動機構を用いることができる。

光学レンズユニット５５は、１または複数のレンズを備え、可動ミラーユニット５４から入力された光を撮像ユニット５６上に集光させる、縮小光学系のレンズユニットである。

撮像ユニット５６は、受光量に応じた電圧値を出力する半導体素子であり、一般的に、入射光を電荷に変換する受光素子と、受光素子において発生した電荷を転送するための素子を備える。撮像ユニット５６としては、例えば、転送回路に電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いたＣＣＤセンサ、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）を用いたＣＭＯＳセンサを用いることができる。本実施例では、撮像ユニット５６に複数の受光素子が水平方向に配列されており、各受光素子に対しては、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタが装着されている。

制御装置６０は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、入出力インターフェース等を備えている。制御装置６０は、反射用光源装置１０ａのオン・オフ、透過用光源装置１０ｂにおける可視光光源のオン・オフ、走査ユニット５３および可動ミラーユニット５４の動作を制御する。制御装置６０は、撮像ユニット５６を介して読み取った原稿４０の画像データを取得する。

以上説明したように本実施例に係る光源装置１０によれば、光源として点光源を用いる場合であっても、光量を低下させることなく射出光の拡散性を向上させることができる。すなわち、ディフューザー３０ａ、３０ｂとして透明の基材を用いることで不透明な基材を用いる場合と比較して光量の低下を抑制し、ディフューザー３０ａ、３０ｂの内側面３１ａ、３１ｂにテクスチャを形成することによって光を主に縦方向に拡散させることが可能となり、外側面３２ａ、３２ｂに縦方向のヘアラインを形成することによって光を主に横方向に拡散させることが可能となる。この結果、点光源２２ａ、２２ｂ間にも光を十分に配光することが可能となり、光の均一な拡散性を図ることができる。

本実施例に係る光源モジュール１０は、点光源２２ａ、２２ｂが交互に配置される発光部２０ａ、２０ｂを備えているので、一方の発光部において点光源が存在しないことによる光量の低下を他方の発光部における点光源によって補うことができる。したがって、光源モジュール１０からの射出光の光量の一様性を向上させることができる。

本実施例に係る光源装置１０を備える原稿読み取り装置５０によれば、光量斑の少ない読み取り光を用いて原稿を読み取ることが可能となり、読み取り精度を向上させることができる。また、光源装置１０は平行に配置されている発光部２０ａ、２０ｂを備えているので、に適用された場合には、対象物が立体形状を有している場合、たとえば、しわを有する場合であっても、しわによって発生する陰影を抑制することができる。

・その他の実施例：
（１）上記実施例では、白色の発光ダイオードを点光源２２ａ、２２ｂに用いているが、例えば、赤色、緑色、青色の発光ダイオードを光源に用いても良い。また、点発光源として側面発光式の発光ダイオードを用いているが、上面発光式の発光ダイオード、他の点発光源、例えば、通常のフィラメントを用いた極小電球が用いられても良い。いずれの場合にも、点発光源であり、本実施例において述べた利点によって光量分布特性の均一化を図ることができる。

（２）本実施例に係る原稿読み取り装置５０では、走査ユニット５３が移動することによって原稿４０の読み取りが行われているが、固定されている走査ユニット上を原稿４０が移動しても良い。すなわち、原稿と走査ユニット（読み取り部）とが相対的に移動すれば良い。また、原稿とは、文書、画像その他、読み取りの対象となる対象を意味する。

（３）上記実施例では、光源装置１０を原稿読み取り装置５０に適用する例を説明したが、この他にも、ファクシミリ、複写機、複合機、ハンドスキャナといった、光源装置１０を用いることによって、原稿を読み取り可能な種々の装置に用いることができる。

（４）上記実施例では、主に縦方向への光の拡散性を向上させるテクスチャを内側面３１ａ、３１ｂに有する各ディフューザー３０ａ、３０ｂ用いたが、図１０に示すように、無指向性の特性を有するテクスチャを内側面３１ａ’に備えるディフューザー３０ａ’を用いても良い。例えば、各点光源２２ａ、２２ｂに対応する位置に、複数の同心円状のテクスチャを形成することによって実現される。さらに、各ディフューザー３０ａ、３０ｂの内側面３１ａ、３１ｂに形成されるテクスチャとして、各ディフューザー３０ａ、３０ｂの長手方向に形成されたヘアラインを用いても良い。この場合には、主に縦方向への光の拡散性を向上させることができる。

以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

１０…光源装置
１０ａ…反射用光源装置
１０ｂ…透過用光源装置
１１…ハウジング
２０ａ…第１発光部
２０ｂ…第２発光部
２１ａ…第１基板
２１ｂ…第２基板
２２ａ…第１点光源
２２ｂ…第２点光源
２３ａ…コネクタ
３０ａ…第１ディフューザー
３０ｂ…第２ディフューザー
３１ａ…内側面
３２ａ…外側面
３３ａ…発光面
３４ａ…基部
３５ａ…拡散面
４０…原稿
４０ａ、４０ｂ…リフレクタ
５０…原稿読み取り装置
５３…走査ユニット
５４…可動ミラーユニット
５５…光学レンズユニット
５６…撮像ユニット
６０…制御装置
１１１…装着部
１１２ａ…第１収容部
１１２ｂ…第２収容部
５１１…原稿載置ガラス
５１２…原稿カバー
５２１…原稿載置ガラス
５３１…反射鏡
５４１…反射鏡

Claims (6)

1. 光源装置であって、
   線状に配置された複数の点光源を備える長尺状の発光部と、
   前記発光部を覆う長尺状の透明な部材によって形成されている拡散部であって、前記発光部に対向しテクスチャが形成されている内側面と照射対象物に対向しヘアラインが形成されている外側面を有する発光面を備える拡散部と、
   を備える光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記ヘアラインは、前記拡散部の長手方向に直交して形成されている、
   光源装置。
3. 請求項１または２に記載の光源装置はさらに、
   前記点光源から前記拡散部に直接入射しない間接光を反射させて前記拡散部の発光面に導く銀色のリフレクタを備えている、
   光源装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の光源装置であって、
   前記テクスチャはドットパターンによって形成されている、光源装置。
5. 請求項１から３のいずれかに記載の光源装置であって、
   前記テクスチャは前記点光源からの入射光を主に前記拡散部の長手方向に直交する方向に拡散する特性を備える、光源装置。
6. 原稿読み取り装置であって、
   請求項１から５のいずれかに記載の光源装置と、
   原稿読み取り部とを備える原稿読み取り装置。

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