JP2011004291A - 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かつバランス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】主走査方向Ａ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。単一の基板２０に、上面照射（トップビュー）型であるＬＥＤ１１，１２が配置され、導光体３０及び反射部材３９が設けられている。両端のＬＥＤ１１から放射された光Ｂ１は、導光体３０の端部３０ａから内部に入射して端部斜面３０ｂで全反射し、主走査方向Ａに進行方向を変え、さらに、内部で反射／拡散され、光Ｂ１’として原稿を照射する。一方、ＬＥＤ１２から放射された光Ｂ２は、導光体３０の斜面３０ｄに接着された反射テープ３２で反射され、さらに、反射部材３９を介して原稿を照射する。
【選択図】図２

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と、両側からの光照射を実現できるが両側の光量バランスを調整することは困難である。

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かつバランス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、本発明の第１の形態である画像読取り装置は、
主走査方向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、
単一の基板と、
前記基板の端部に配置された第１の発光素子と、
前記基板の端部以外の箇所に配置された第２の発光素子と、
第１の発光素子から放射された光を、主走査方向に線状に導くとともに前記読取り対象物に照射させる導光体と、
前記導光体の表面に設けられ、前記第２の発光素子から放射された光を反射する反射部材と、
を備え、
前記反射部材で反射された光は、前記読取り対象物に第１の発光素子から放射された光とは副走査方向の対向側から照射すること、
を特徴とする。

第１の形態である画像読取り装置において、第１の発光素子から放射された光は導光体を通じて、第２の発光素子から放射された光は導光体の表面に設けた反射部材を通じて、それぞれ副走査方向（スキャン方向）の両側から読取り対象物を照射するため、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。また、第１及び第２の発光素子の配置個数の比率を変化させることにより、両側からの照射光量のバランスを調整することができる。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。

本発明の第２の形態である画像読取り装置は、
主走査方向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、
単一の基板と、
前記基板上に主走査方向に配置された複数の発光素子と、
前記発光素子の直上に配置された導光体と、
光を前記読取り対象物に向かって反射する反射部材と、
を備え、
前記導光体は、透明材からなり、前記基板とは平行でない平面を有し、前記発光素子から放射された光のうち、前記平面を透過した第１の光を前記読取り対象物に照射し、かつ、前記平面で反射した第２の光は前記反射部材に向かい、
第１の光と第２の光はそれぞれ前記読取り対象物を副走査方向に対向する両側から照射すること、
を特徴とする。

第２の形態である画像読取り装置において、発光素子から放射された光のうち、導光体の平面を透過した第１の光は導光体から読取り対象物を照射し、導光体の平面で反射した第２の光は反射部材を介して読取り対象物を照射し、第１の光と第２の光はそれぞれ副走査方向（スキャン方向）の両側から読取り対象物を照射するため、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。また、第１及び第２の光の発光比率を変化させることにより、両側からの照射光量のバランスを調整することができる。しかも、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。

本発明によれば、副走査方向の両側から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かつバランス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、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。 前記第１実施例を構成する導光体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要部を示す概略構成図である。 前記第２実施例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光源部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〜図３参照）
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の上面に主走査方向Ａに並置し、導光体３０及び反射部材３９を設けたものである。第１及び第２のＬＥＤ１１，１２はいずれも上面照射（トップビュー）型であり、第１のＬＥＤ１１は基板２０の両端部にそれぞれ１個ずつ配置され、第２のＬＥＤ１２は第１のＬＥＤ１１の間に等間隔で複数個配置されている。

ＬＥＤ１１，１２の直上には透明材からなる導光体３０が配置され、第１のＬＥＤ１１から放射された光Ｂ１は、導光体３０の端部３０ａから内部に入射して端部斜面３０ｂで全反射し、主走査方向Ａに進行方向を変える。さらに、光Ｂ１の多くは、導光体３０の斜面３０ｃに主走査方向Ａに複数個設けられた微小突起で反射／拡散され、光Ｂ１’に進行方向を変えて集光され、プラテンガラス４０上に載置された原稿Ｄを図１中左下方向から照射する。微小突起が形成されている領域を図３において斜線を付し、かつ、符号３１で示す。

また、導光体３０の斜面３０ｄには反射テープ３２が接着されており、第２のＬＥＤ１２から放射された光Ｂ２は反射テープ３２で反射され、さらに、反射部材３９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４０と平行に設置されており、ＬＥＤ１１，１２が配置された主走査方向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４５で反射され、結像レンズ４６を介してＣＣＤなどの撮像素子４７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を含む照明系は副走査方向Ｂ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から放射された光は導光体３０を通じて、第２のＬＥＤ１２から放射された光は反射テープ３２及び反射部材３９を通じて、それぞれ、原稿Ｄを副走査方向Ｂの両側から効率よく照射することができ、読取り位置Ｃにおいて原稿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、導光機能及び集光機能を有する導光体３０を用いることにより、第１のＬＥＤ１１から放射された光を読取り位置Ｃ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実施例のように導光体３０や反射テープ３２及び反射部材３９を用いると、ＬＥＤ１１，１２から原稿Ｄまでの距離が長くなり、光の拡散によって主走査方向Ａの光量むらが軽減される。さらに、第１のＬＥＤ１１と第２のＬＥＤ１２の配置数の比を変えることで、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、理想的な左右バランスである１：１に近付けることが容易である。

（第２実施例、図４及び図５参照）
第２実施例である画像読取り装置は、基本的には前記第１実施例と同様の構成からなり、図４及び図５に示すように、上面照射（トップビュー）型のＬＥＤ１１を基板２０上に主走査方向Ａに並置し、導光体３５及び反射部材３９を設けたものである。

導光体３５は、透明材からなり、基板２０とは平行でない平面３５ａ，３５ｂを有している。ＬＥＤ１１から放射された光Ｂ１は平面３５ａを照射し、平面３５ａにて周知のスネルの法則に従って透過光と反射光とに分けられる。導光体３５の内部に進入した透過光は、さらに、平面３５ｂで反射され、かつ、集光されてプラテンガラス４０上に載置された原稿Ｄを図４中左下方向から照射する。平面３５ｂでの反射光は、さらに、反射部材３９で反射されて原稿Ｄを図１中右下方から照射する。

本第２実施例においては、ＬＥＤ１１から放射された光のうち、平面３５ａを透過した第１の光は導光体３５から原稿Ｄを照射し、平面３５ａで反射した第２の光は反射部材３９を介して原稿Ｄを照射し、第１の光と第２の光はそれぞれ原稿Ｄを副走査方向Ｂの両側から効率よく照射することができ、読取り位置Ｃにおいて原稿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、ＬＥＤ１１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、ＬＥＤ１１から読取り位置Ｃまでの光路が長くなるので、光の拡散によって主走査方向Ａの光量むらが軽減される。また、平面３５ａでの透過光と反射光との比率を変更することにより、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、理想的な左右バランスである１：１に近付けることが容易である。

なお、本第２実施例においては、導光体３５の平面３５ｂの外側に反射テープを設けると、反射効率が向上し、原稿Ｄを照射する光量が上昇する。

（第３実施例、図６参照）
第３実施例である画像読取り装置は、基本的には前記第２実施例と同様に導光体３５を用いたもので、図６に示すように、基板２０上に、上面照射（トップビュー）型である第１のＬＥＤ１１と、側面照射（サイドビュー）型である第２のＬＥＤ１２とが主走査方向Ａに交互に配置されている。

第１のＬＥＤ１１から放射された光Ｂ１は、導光体３５の平面３５ａで透過光と反射光とに別れ、前記第２実施例と同様に、それぞれ原稿を副走査方向Ｂに対向する両側から照射する。一方、第２のＬＥＤ１２から放射された光Ｂ２は、直接的に反射部材３９で反射されて原稿を照射する。

本第３実施例においては、第２のＬＥＤ１２からの光が直接的に反射部材３９を介して原稿を照射するため、反射部材３９から原稿を照射する光量を多くすることができる。第１及び第２のＬＥＤ１１，１２の配置個数を調整することで、左右の光量バランスを理想的な１：１に近付けることが容易である。

（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、導光体や反射部材の形状、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、原稿を所定速度で副走査方向に搬送しつつ画像を読み取るようにしてもよい。また、上面照射型のＬＥＤに代えて、上面照射型の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を配置してもよい。

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かつバランスよく光を照射できる点で優れている。

１１，１２…ＬＥＤ
２０…基板
３０，３５…導光体
３５ａ…平面
３２…反射テープ
３９…反射部材
４０…プラテンガラス
Ａ…主走査方向
Ｂ…副走査方向
Ｄ…原稿

Claims (4)

1. 主走査方向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、
   単一の基板と、
   前記基板の端部に配置された第１の発光素子と、
   前記基板の端部以外の箇所に配置された第２の発光素子と、
   第１の発光素子から放射された光を、主走査方向に線状に導くとともに前記読取り対象物に照射させる導光体と、
   前記導光体の表面に設けられ、前記第２の発光素子から放射された光を反射する反射部材と、
   を備え、
   前記反射部材で反射された光は、前記読取り対象物に第１の発光素子から放射された光とは副走査方向の対向側から照射すること、
   を特徴とする画像読取り装置。
2. 前記反射部材で反射された光を前記読取り対象物に対して反射するいま一つの反射部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
3. 主走査方向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、
   単一の基板と、
   前記基板上に主走査方向に配置された複数の発光素子と、
   前記発光素子の直上に配置された導光体と、
   光を前記読取り対象物に向かって反射する反射部材と、
   を備え、
   前記導光体は、透明材からなり、前記基板とは平行でない平面を有し、前記発光素子から放射された光のうち、前記平面を透過した第１の光を前記読取り対象物に照射し、かつ、前記平面で反射した第２の光は前記反射部材に向かい、
   第１の光と第２の光はそれぞれ前記読取り対象物を副走査方向に対向する両側から照射すること、
   を特徴とする画像読取り装置。
4. 発光素子は、前記基板の平面に対して垂直な方向に光を放射する第１の発光素子と、前記基板の平面に対して平行な方向に光を放射する第２の発光素子とで構成されていること、を特徴とする請求項３に記載の画像読取り装置。

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