JP2011004288A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト及び簡単な構成で、読取り対象物に両側から効率よく光を照射することのできる画像読取り装置を得る。
【解決手段】１次元的に並置された複数の発光素子１１，１２から放射された光を原稿Ｄに照射し、その反射光を光学的に読み取る画像読取り装置。光を第１の方向に放射する上面照射型のＬＥＤ１１と、光を第２の方向に放射する側面照射型のＬＥＤ１２とが、単一の基板２０に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像読取り装置、特に、原稿画像からの反射光を光学的に読み取る画像読取り装置に関する。

一般に、スキャナと称されている画像読取り装置は、１次元的に配置された光源を含む読取り系及び原稿などの読取り対象物のいずれかを１次元方向とは直交する方向に移動させ、２次元的に画像を読み取っている。従来、この種の光源としては、蛍光灯が多く使用されていたが、近年では、ＬＥＤを使用することが検討されている。しかし、ＬＥＤは、蛍光灯とは異なって、点光源であるため、スキャンに必要な１次元的な（ライン状の）配光を得るためには、導光体を用いてライン状に変更するか、基板上に１次元方向に複数個並置してライン状とする必要がある。

また、画像読取り装置では、立体部分を陰なく読み取るには、読取り対象物をスキャン方向の両側から照射することが求められている。従来の蛍光灯を用いた照明系では、コスト低減のため、２本の蛍光灯を用いて両側から照明するのではなく、１本の蛍光灯とそれに対向する反射鏡を使用していた。しかしながら、ＬＥＤを光源として用いようとすると、ＬＥＤは指向性が強いために蛍光灯のように開口角を広げて用いることはできず、スキャン方向の両側から光を照射することは困難である。

そこで、特許文献１では、ＬＥＤをスキャン方向の両側に配置し、読取り対象物に対して両側から照射することを提案している。また、特許文献２では、ＬＥＤと読取り対象物との間に集光体を介在させ、読取り対象物に向かう光の一部を反射させ、対向して配置した反射鏡で反射された光を読取り対象物に照射することを提案している。

しかしながら、前者のようにＬＥＤを両側に配置することは、必要とされる基板が大型化し、配線も複雑化することから、コストアップが避けられない。後者のように介在させた集光体で光を両側に分岐させることは、拡散光が多く発生するので効率が悪くなり、また、迷光が発生するので読取り品質を低下させることになる。

特開２００４−１７０８５８号公報 特開２００５−１０２１１２号公報

そこで、本発明の目的は、低コスト及び簡単な構成で、読取り対象物に両側から効率よく光を照射することのできる画像読取り装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明の一形態である画像読取り装置は、
１次元的に並置された複数の発光素子から放射された光を読取り対象物に照射し、その反射光を光学的に読み取る画像読取り装置において、
光を第１の方向に放射する第１の発光素子と、光を第２の方向に放射する第２の発光素子とが、単一の基板に配置されていること、
を特徴とする。

本発明によれば、第１の発光素子と第２の発光素子からそれぞれ異なる方向に放射された光で読取り対象物を照射するため、読取り対象物を両側から効率よく照射することができ、立体的部分にあっても影を作ることなく読取りが可能となる。しかも、第１及び第２の発光素子は単一の基板に配置されるため、配線などが簡略化され、低コスト化を図ることができる。

第１実施例である画像読取り装置の要部を示す概略構成図である。 前記第１実施例の光源部を示す斜視図である。 第２実施例である画像読取り装置の光源部を示す斜視図である。 第３実施例である画像読取り装置の要部を示す概略構成図である。 前記第３実施例の光源部を示す斜視図である。 第４実施例である画像読取り装置の要部を示す概略構成図である。 光源の配置に関する第１変形例を示す斜視図である。 光源の配置に関する第２変形例を示す斜視図である。 光源の配置に関する第３変形例を示す斜視図である。

以下、本発明に係る画像読取り装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図面において、同一部材、部分に関しては同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施例、図１及び図２参照）
第１実施例である画像読取り装置は、図１及び図２に示すように、複数個の第１及び第２のＬＥＤ（発光ダイオード）１１，１２を単一の基板２０の上面に１次元方向Ａに並置したものである。第１のＬＥＤ１１は上面照射（トップビュー）型であり、第２のＬＥＤ１２は側面照射（サイドビュー）型である。第１及び第２のＬＥＤ１１，１２はそれぞれ交互に基板２０上に配置されている。また、ＬＥＤ１１，１２の各発光面は図２において斜線を付して示しており、他の実施例を示す図でも同様である。

第１のＬＥＤ１１の直上には集光機能を有する導光体２１が配置され、第１のＬＥＤ１１から放射された光は導光体２１で集光／偏向されてプラテンガラス３０上に載置された原稿Ｄを図１中左下方向から照射する。第２のＬＥＤ１２の放射方向に対向して反射板２５が配置され、第２のＬＥＤ１２から放射された光は反射板２５で反射されて原稿Ｄを図１中右下方から照射する。

基板２０は、プラテンガラス３０と平行に設置されており、ＬＥＤ１１，１２が配置された１次元方向Ａに原稿Ｄの幅を十分にカバーする長さを有している。また、ＬＥＤ１１，１２は原稿画像を光学的に読み取るのに必要な光量が得られるだけの数が用いられている。ＬＥＤ１１，１２から放射されかつ原稿Ｄで反射された光は、ミラー３５で反射され、図示しないミラー、結像レンズを介して図示しないＣＣＤなどの撮像素子にて読み取られ、画像情報として処理される。この読取り時において、ＬＥＤ１１，１２を含む照明系は矢印Ｂ方向に所定の速度で移動する。

本第１実施例においては、第１のＬＥＤ１１と第２のＬＥＤ１２からそれぞれ異なる方向に放射された光で原稿Ｄを両側から効率よく照射することができ、原稿Ｄに段差があっても影を作ることなく画像の読取りが可能となる。しかも、第１及び第２のＬＥＤ１１，１２は単一の基板２０に配置されるため、配線などが簡略化され、低コスト化を図ることができる。さらに、集光機能を有する導光体２１を用いることにより、第１のＬＥＤ１１から放射された光を所望の位置に集光させ、光の利用効率を上げることができる。

また、ＬＥＤ１１，１２は点光源であるので配置方向（１次元方向Ａ）に光量むらが発生しやすい。しかし、本第１実施例のように反射板２５を用いると、ＬＥＤ１２から原稿Ｄまでの距離が長くなり、光の拡散によって１次元方向Ａの光量むらが軽減される。さらに、第１及び第２のＬＥＤ１１，１２をそれぞれ交互に１次元的に配置することによっても、１次元方向Ａにおける配光むらを減少させることができ、両側における光量バランスを整えることが可能になる。

なお、第１のＬＥＤ１１と第２のＬＥＤ１２の配置数の比を１：１から不均衡な比率に変えることで、原稿Ｄに対する左右方向からの照明比率を自由に変えることができる。

（第２実施例、図３参照）
第２実施例である画像読取り装置は、図３に示すように、単一の基板２０の上面に、上面照射型の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子１３を１次元方向Ａに配置するとともに、複数の側面照射型のＬＥＤ１２を所定の間隔をおいて並置したものである。本第２実施例では有機ＥＬ素子１３を前記第１実施例の第１のＬＥＤ１１に代えて用いたものであり、他の構成は第１実施例と同様である。また、第２実施例の作用効果も第１実施例と同様である。

（第３実施例、図４及び図５参照）
第３実施例である画像読取り装置は、図４及び図５に示すように、単一の基板２０の上面に、砲弾型のＬＥＤ１４と側面照射型のＬＥＤ１２を、１次元方向Ａにそれぞれ交互に所定の間隔をおいて並置したものである。本第３実施例ではＬＥＤ１４を前記第１実施例の第１のＬＥＤ１１に代えて用いたものであり、他の構成は第１実施例と同様である。また、第３実施例の作用効果も第１実施例と同様である。特に、第３実施例では、砲弾型のＬＥＤ１４を用いているため、第１実施例で示した導光体２１を用いることなく、ＬＥＤ１４からの光を原稿Ｄに直接的に照射することができる。

（第４実施例、図６参照）
第４実施例である画像読取り装置は、図６に示すように、略Ｌ字形状の導光体２２を第１及び第２のＬＥＤ１１，１２に近接して配置し、第１のＬＥＤ１１のみならず第２のＬＥＤ１２から放射された光も導光体２２による集光作用を働かせるようにしたものである。他の構成は前記第１実施例と同様であり、その作用効果も第１実施例と同様である。

（光源配置に関する第１変形例、図７参照）
光源配置に関する第１変形例は、図７に示すように、第１のＬＥＤ１１を基板２０の上面に配置し、第２のＬＥＤ１２を基板２０の下面に配置したものである。これにて、ＬＥＤ１１，１２の実装密度を高くすることができる。

画像読取り装置においてより高速に画像の読取りを行うためには、より多量の光量を必要とする。なぜなら、高速で原稿をスキャンすると、１ライン当たりの露光時間が短くなり、ショットノイズが増加して画像品質が劣化するからである。よって、高速スキャンでは露光量を増大させることが望ましい。本第１変形例では、第１及び第２のＬＥＤ１１，１２をそれぞれ基板２０の上下面に分離して配置しているため、ＬＥＤ１１，１２の実装密度を高くして原稿への露光量を増大させることができる。

（光源配置に関する第２変形例、図８参照）
光源配置に関する第２変形例は、図８に示すように、第１及び第２のＬＥＤ１１，１２を基板２０の同一面（上面）に並置したものである。これによっても、ＬＥＤ１１，１２の実装密度を高めて原稿への露光量を増大させることができる。

（光源配置に関する第３変形例、図９参照）
光源配置に関する第３変形例は、図９に示すように、第１及び第２のＬＥＤ１１，１２を基板２０の同一面（上面）に千鳥状に配置したものである。これによって、前記第１及び第２変形例とは逆に、ＬＥＤ１１，１２の実装密度を低くすることができる。このようにＬＥＤ１１，１２を千鳥状に配置することで、放熱効率を上げて温度上昇を抑制することができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像読取り装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

特に、反射部材、集光部材、導光体の形状、配置などは任意である。画像読取り装置及びプラテンガラスを位置固定し、原稿を所定速度で搬送しつつ画像を読み取るようにしてもよい。

以上のように、本発明は、画像読取り装置に有用であり、特に、低コスト及び簡単な構成で、読取り対象物に両側から効率よく光を照射できる点で優れている。

１１，１２，１４…ＬＥＤ
１３…有機ＥＬ素子
２０…基板
２１，２２…導光体
２５…反射板
３０…プラテンガラス
Ｄ…原稿

Claims (9)

1. １次元的に並置された複数の発光素子から放射された光を読取り対象物に照射し、その反射光を光学的に読み取る画像読取り装置において、
   光を第１の方向に放射する第１の発光素子と、光を第２の方向に放射する第２の発光素子とが、単一の基板に配置されていること、
   を特徴とする画像読取り装置。
2. 前記第１及び第２の発光素子はＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
3. 前記第１及び第２の発光素子のいずれかは有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取り装置。
4. 前記第１及び第２の発光素子のいずれか一方は直接的に読取り対象物を照射し、他方は反射部材を介して読取り対象物を照射すること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像読取り装置。
5. 前記一方の発光素子と読取り対象物との間、及び／又は前記反射部材と読取り対象物との間に、集光部材が配置されていること、を特徴とする請求項４に記載の画像読取り装置。
6. 前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子とが、それぞれ交互に１次元的に配置されていること、を特徴とする請求項１、請求項２、請求項４又は請求項５に記載の画像読取り装置。
7. 前記第１及び第２の発光素子のいずれか一方は前記基板の第１の面に配置され、他方は前記第１の面の裏面である第２の面に配置されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像読取り装置。
8. 前記第１及び第２の発光素子は前記基板の同一面に並置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像読取り装置。
9. 前記第１及び第２の発光素子は前記基板の同一面に千鳥状に並置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像読取り装置。

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