JP2012128212A - 画像読取用照明装置及び画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 導光体の長手方向端部に設けられた点光源から出射された光を、導光体を通して画像読取位置に照射させるにあたり、点光源から導光体に出射された光が画像読取位置に対してその両側から簡単かつ適切に照射されるようにする。
【解決手段】 導光体12の長手方向端部に光源11を設けると共に、導光体12と画像読取位置Pを介して反対側の位置に反射部材14を設け、光源11から導光体12内に出射された光を、導光体12の長手方向に沿って設けられた反射部12aにより反射させ、反射された光の中で導光体12の平面部12bに導かれた光を平面部12bで反射させて画像読取位置Pに出射させると共に、平面部12b間に導かれた光を反射部材14に導き、この反射部材14で反射させて画像読取位置Pに出射させるようにした。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複写機，ファクシミリ，イメージスキャナー等に使用される画像読取装置及びこの画像読取装置において画像読取位置に光を照射させる画像読取用照明装置に関するものである。特に、導光体の長手方向端部に設けられた点光源から出射された光を、導光体を通して画像読取位置に照射させるにあたり、点光源から導光体に出射された光が、画像読取位置に対してその両側から簡単かつ適切に照射されるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機，ファクシミリ，イメージスキャナー等においては、画像読取装置に設けられた画像読取用照明装置から画像読取位置に光を照射させて、原稿読取台にセットされた原稿等の読取対象物における画像情報を読み取ることが行われている。

ここで、画像読取用照明装置として、従来においては、その光源に蛍光灯を用いるようにしたものが一般に使用されており、また本等のように読取対象物に段差部分等が存在する場合に、影になる部分が生じるのを防止するため、蛍光灯と対向するようにして画像読取位置の反対側に反射部材を設け、蛍光灯からの光を画像読取位置の片側から照射させると共に、蛍光灯からの光を反射部材により反射させて画像読取位置の反対側からも光を照射させるようにしたものが用いられている。

しかし、画像読取用照明装置に蛍光灯を使用した場合、消費電力が多くなってランニングコストが高くつくと共に、光源としての寿命も短いという問題があった。

このため、近年においては、画像読取用照明装置の光源にＬＥＤ光源を用いるようにしたものが提案されている。

例えば、特許文献１においては、ＬＥＤ光源を複数配列させたＬＥＤアレイを、画像読取位置に対して副走査方向両側に配置させて、画像読取位置に対して両側のＬＥＤアレイから光を照射させるようにしたもので提案されている。しかし、このようにＬＥＤ光源を多数設けると、コストが高くつくと共に、消費電力も多くなってランニングコストが高くつくという問題があった。

また、特許文献２においては、ＬＥＤ光源から出射された光を導く導光体を、伝播部を介して折り返し状に設け、このように折り返し状に設けられた導光体により画像読取位置の両側から光を照射させるようにしたものが提案されている。しかし、このようにＬＥＤ光源から出射された光を、伝播部を介して折り返し状になった導光体から出射させる場合、ＬＥＤ光源から出射された光が直接導かれる側の導光体から出射される光と、伝播部を介して光が導かれる導光体から出射される光との間における強度差が大きくなると共に、色度にも差が生じて読み取った画像の色再現性も悪くなるという問題があった。

また、特許文献３においては、ＬＥＤ光源から出射された光を導く導光体の長手方向に沿って光を反射させる２種類の光変向面を設けると共に、導光体と画像読取位置を介して反対側の位置に反射鏡を設け、光変向面において変向された一方の光を導光体から画像読取位置の片側に出射させる一方、光変向面において変向された他方の光を導光体から反射鏡に導き、この反射鏡において反射された光を画像読取位置の反対側に出射させるようにしたものが提案されている。しかし、このように２種類の光変向面によって導光体から画像読取位置の片側に出射させる光の量と、導光体から反射鏡に導かれる光の量とをバランスよく調整することは困難であり、またＬＥＤ光源から出射された光が導光体を通して反対側に抜けて、出射された光が無駄になるのを抑制するために、これらの光変向面の高さ等を適切に調整することも困難になる等の問題があった。

特開２００４−１７０８５８号公報 特開２００２−１８５７０８号公報 特開２００８−２１６４０９号公報

本発明は、画像読取装置における画像読取用照明装置から画像読取位置に光を照射させて、原稿等の読取対象物における画像情報を読み取る場合における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。

特に、本発明においては、導光体の長手方向端部に設けられた点光源から出射された光を、導光体を通して画像読取位置に照射させるにあたり、点光源から導光体に出射された光が、画像読取位置に対してその両側から簡単かつ適切に照射されるようにすることを課題とするものである。

本発明の画像読取用照明装置においては、上記のような課題を解決するため、画像を光学的に読み取る際の読取面を照明する画像読取用照明装置であって、光源と、一方向に伸びた形状を有し、長手方向端部から入射された前記光源からの光を反射させて前記長手方向と交差する第１の方向と第２の方向に光を出射する導光体と、前記導光体に対して前記第１の方向または前記第２の方向に設けられた反射部材とを備え、前記導光体は、前記長手方向に沿って設けられ、前記光源からの光を前記第１の方向に反射させる反射部と、前記長手方向に沿って所要間隔を有して設けられ、前記反射部により前記第１の方向に反射された光の一部を前記第２の方向に反射する平面部とを有し、前記第１の方向および第２の方向のうち前記反射部材が設けられた方向に出射された光であって前記反射部材による反射を経た光と、前記反射部材が設けられていない方向に出射された光とにより前記読取面の画像読取位置における法線を挟んだ両側から前記画像読取位置を照明するようにした。

ここで、この画像読取用照明装置において、上記のように反射部において反射されて平面部に導かれた光を、この平面部において適切に反射させて十分な量の光が出射させるようにするためには、導光体における平面部を、反射部において反射された光に対して臨界角以上に傾斜させるようにすることが好ましく、また上記の導光体の平面部と接するように反射材を設けることが好ましい。

また、上記のように導光体の平面部と接するように反射材を設けるにあたっては、導光体の平面部と接するようにして導光体を保持する保持部材を設け、導光体の平面部と接する保持部材の面を反射材で構成することができる。

さらに、上記のように導光体を保持部材する場合において、導光体の平面部と接する保持部材の平面保持部に向けて導光体から出射される光を有効に利用するため、この平面保持部に傾斜部を設け、この平面保持部に向けて導光体から出射される光をこの傾斜部において反射させて、上記の反射部材や画像読取位置に向かうようにことが好ましい。

また、この画像読取用照明装置においては、導光体から画像読取位置の片側に直接出射される光の光路長に比べて、導光体から反射部材に導かれ、この反射部材において反射されて画像読取位置の反対側に出射される光の光路長が長くなって、画像読取位置の反対側に照射される光の強度が低下する。このため、導光体における平面部の長手方向の幅と平面部間の間隔とを調整して、導光体から画像読取位置の片側に直接出射される光量よりも、反射部材において反射させて画像読取位置の反対側に出射される光量を多くし、画像読取位置の片側と反対側とに照射される光の強度差を少なくすることが好ましい。

また、本発明の画像読取装置においては、上記のような画像読取用照明装置を用いるようにした。

本発明における画像読取用照明装置においては、本等のように読取対象物に段差部分等が存在する場合にも、読取面上の読み取り対象位置である画像読取位置の両側から光が適切に照射されて、原稿等の読取対象物における画像情報を適切に読み取ることができるようになる。

また、上記のように導光体の長手方向に沿って設けられた反射部により反射部材に向けて反射された光の中で、平面部に導かれた光をこの平面部において反射させて導光体から出射させる一方、平面部が設けられていない平面部間に導かれた光を導光体から上記の反射部材において反射させて出射させるようにしたため、平面部の長手方向の幅と平面部間の間隔とを調整することにより、画像読取位置の片側に出射される光の強度と、画像読取位置の反対側に出射される光の強度とを簡単かつ適切に調整することができ、画像読取位置の両側から適切に光を照射させることができるようになる。

本発明の一実施形態に係る画像読取用照明装置を構成する光源、導光体、保持部材及び反射部材の配置状態を示した概略斜視図である。 上記の実施形態の画像読取用照明装置において、画像読取位置の両側から光を照射させる状態を示した概略説明図である。 上記の実施形態の画像読取用照明装置において、光源から導光体内に出射された光を導光体の長手方向に沿って設けた反射部により反射部材に向けて反射させる状態を示した部分概略説明図である。 上記の実施形態の画像読取用照明装置に使用する導光体の概略斜視図である。 上記の実施形態の画像読取用照明装置において、導光体に設けられた反射部により反射部材に向けて反射されて導光体の平面部に導かれた光が、この平面部において反射されて画像読取位置の片側に向けて出射されると共に、平面部間の部分に導かれた光が導光体から反射部材に出射され、この反射部材により反射されて画像読取位置の反対側の部分に向けて出射される状態を示した概略説明図である。 上記の実施形態の画像読取用照明装置に使用する導光体に平面部を設けるにあたり、平面部の長手方向の幅を平面部間の間隔より狭くした状態を示した部分概略説明図である。 上記の実施形態の画像読取用照明装置において、導光体の平面部と接する保持部材の部分における光源側の部分に傾斜部を設けた状態を示した部分概略斜視図である。 上記の実施形態の画像読取用照明装置において、導光体の平面部と接する保持部材の部分に設けた傾斜部において光が反射されて反射部材に導かれる状態を示した部分断面説明図である。 上記の実施形態の画像読取用照明装置を使用した画像読取装置において、本のような読取対象物における画像読取位置の画像情報を読み取る状態を示した概略説明図である。

ここで、本発明の実施形態に係る画像読取用照明装置及び画像読取装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像読取用照明装置及び画像読取装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態に係る画像読取用照明装置においては、図１及び図２に示すように、基板１１ａに実装されたＬＥＤ光源（光源）１１を一方向に伸びた略円柱状になった導光体１２の長手方向一端部に設け、この導光体１２を保持部材１３に保持させると共に、原稿読取台１の読取面１ａの画像読取位置Ｐにおける光源側の法線を挟んで導光体１２と反対側の位置に反射部材１４を設けている。

そして、上記のＬＥＤ光源１１から出射された光を、導光体１２を通して画像読取位置Ｐの片側から画像読取位置Ｐに向けてライン状に出射させると共に、この導光体１２から上記の反射部材１４に向けて出射された光を、この反射部材１４により反射させて画像読取位置Ｐの反対側から画像読取位置Ｐに向けてライン状に出射させるようにしている。ここで、画像読取位置Ｐの「両側」は、読取面１ａの画像読取位置Ｐにおける法線に対して両側であることを示しており、「片側」は両側のうちの一方を示している。

ここで、上記の導光体１２においては、図３及び図４に示すように、上記の反射部材１４と反対側に位置する部分に、導光体１２の長手方向に沿ってジグザグ状になった反射部１２ａを設け、上記のＬＥＤ光源１１から導光体１０内に出射された光をこの反射部１２ａにより反射部材１４に向かう（第１の方向）に向けて反射させるようにしている。ここで、ジグザグ状になった反射部１２ａは、導光体１２の短手方向に線状となったプリズム形状を有する凹みを、例えばｌｍｍ以下のピッチで長手方向に設けることによって形成されている。

また、この反射部１２ａと反対側における反射部材１４と対向する部分に、上記の反射部１２ａにおいて反射された光を反射させて画像読取位置Ｐの片側に向かう（第２の方向）に向けて出射される傾斜した平面部１２ｂを、導光体１２の長手方向に沿って所要間隔を介して複数設けている。

ここで、上記の第１の方向および第２の方向は、それぞれ厳密に一方向を示すものではなく、ＬＥＤ光源１１の指向特性や、反射部１２ａおよび平面部１２ｂの反射特性等に応じてある程度広がりを持った方向である。

そして、このように反射部１２ａと反対側における反射部材１４と対向する導光体１２の部分に、平面部１２ｂを導光体１２の長手方向に沿って所要間隔を介して複数設けると、図５に示すように、反射部１２ａにおいて反射されて平面部１２ｂに導かれた光は、この平面部１２ｂにおいて反射されて画像読取位置Ｐの片側に向けて出射される一方、平面部１２ｂが設けられていない平面部１２ｂと平面部１２ｂとの間の部分に導かれた光は、導光体１２から上記の反射部材１４に向けて出射され、この反射部材１４により反射されて画像読取位置Ｐの反対側の部分に向けて出射されるようになる。

以上のように平面部１２ａにより反射された光と、反射部１４により反射された光は、いずれも導光体１２の長手方向と交差する方向に出射されることになる。

ここで、上記のように反射部１２ａと反対側における反射部材１４と対向する導光体１２の部分に平面部１２ｂを設けるにあたっては、反射部１２ａにおいて反射された光の平面部１２ｂへの入射角が臨界角以上になる向きに設け、反射部１２ａにおいて反射されて平面部１２ｂに導かれた光が適切に反射されて、十分な量の光が画像読取位置Ｐの片側に向けて出射されるようにすることが好ましい。

以上のように平面部１２ａを導光体１２の長手方向に沿って所要間隔を介して複数設けた構成によれば、導光体１２から出射した直後の光の強度は長手方向について強弱を有するものとなるが、ＬＥＤ光源１１からは広がりを持って光が出射されているため、画像読取位置Ｐに到達する光は、強弱のムラが解消されたライン状の光となる。

また、この実施形態においては、導光体１２を保持部材１３に保持させるにあたり、図１及び図２に示すように、導光体１２の平面部１２ｂと接触するようにして保持部材１３に平面部１３ａを設けている。このため、この保持部材１３における平面部１３ａを反射材で構成し、反射部１２ａにおいて反射されて導光体１２の平面部１２ｂに導かれた光を、この反射材で構成された保持部材１３の平面部１３ａにより反射させて、画像読取位置Ｐの片側に向けて出射されるようにすることもできる。さらに、ＬＥＤ光源１１から出射された光や導光体１２内で様々な方向に反射された光が、導光体１２から様々な位置から外部に漏れ出すのを防止するため、導光体１２と接触する保持部材１３の面を反射材で構成することが好ましい。

また、上記のようにして画像読取位置Ｐの両側から光を照射させる場合、平面部１２ｂにおいて反射されて導光体１２から画像読取位置Ｐに到達する光の光路長に比べて、導光体１２から反射部材１４に導かれ、この反射部材１４において反射されて画像読取位置Ｐに到達する光の光路長の方が長くなって、画像読取位置Ｐの反射部材１４側から照射される光の強度の低下が大きくなる。このため、上記のように平面部１２ｂを導光体１２の長手方向に沿って所要間隔を介して複数設けるにあたっては、図６に示すように、各平面部１２ｂにおける長手方向の幅ｄ１を、隣り合う平面部１２ｂと平面部１２ｂとの間の間隔ｄ２より狭くし、平面部１２ｂと平面部１２ｂとの間を通して反射部材１４に導かれる光の量を、平面部１２ｂにおいて反射される光の量よりも多くして、画像読取位置Ｐの両側から照射される光の強度を一定化させることが好ましい。

また、ＬＥＤ光源１１から導光体１２内に出射され、導光体１２の平面部１２ｂと接する保持部材１３の平面保持部１３ｂに向けて出射される光を有効に利用するため、図７及び図８に示すように、導光体１２の平面部１２ｂと接する保持部材１３の平面保持部１３ｂにおけるＬＥＤ光源１１側の部分に傾斜部１３ｃを設け、導光体１２の平面部１２ｂと接する保持部材１３の平面保持部１３ｂに向けて出射された光をこの傾斜部１３ｃにおいて反射させて、上記の反射部材１４に導くようにすることもできる。

なお、上記の画像読取用照明装置では、反射部１２ａで反射され、平面部１２ｂと平面部１２ｂとの間を通過して導光体１２から出射された光を反射部材１４に導くようにしたが、平面部１２ｂで反射された光を反射部材１４に導き、平面部１２ｂと平面部１２ｂとの間を通過した光を画像読取位置Ｐに向けて出射するようにしても良い。但し、画像読取位置Ｐに対して両側から照射される光の強度を一定に設定するという観点からは、平面部１２ｂでの反射を経ずに出射した光を反射部材１４で反射させて画像読取位置Ｐを照射する構成の方が好ましい。

そして、このような画像読取用照明装置を用いた画像読取装置においては、図９に示すように、原稿読取台１の上に載置された本等の読取対象物２に対して、上記のように画像読取位置Ｐの両側から光を照射させ、画像読取位置Ｐにおける読取対象物２において反射された画像情報を、第１ミラー３ａ、第２ミラー３ｂ、第３ミラー３ｃを通して結像レンズ４に導き、この結像レンズ４により撮像素子５に結像させて、画像読取位置Ｐにおける画像情報を読み取るようにしている。

このようにすると、上記の画像読取用照明装置によって画像読取位置Ｐの両側から光が読取対象物２に対して適切に照射されるようになり、本のような読取対象物２のように浮き上がり部分があっても、光が適切に照射されて影のない適切な画像情報の読み取りが行えるようになる。

１ 原稿読取台
１ａ 読取面
２ 読取対象物
３ａ 第１ミラー
３ｂ 第２ミラー
３ｃ 第３ミラー
４ 結像レンズ
５ 撮像素子
１１ ＬＥＤ光源（光源）
１２ 導光体
１２ａ 反射部
１２ｂ 平面部
１３ 保持部材
１３ａ 平面部
１３ｂ 平面保持部
１３ｃ 傾斜部
１４ 反射部材
ｄ１ 導光体の平面部における長手方向の幅
ｄ２ 導光体の平面部間の間隔

Claims (7)

1. 画像を光学的に読み取る際の読取面を照明する画像読取用照明装置であって、
   光源と、
   一方向に伸びた形状を有し、長手方向端部から入射された前記光源からの光を反射させて前記長手方向と交差する第１の方向と第２の方向に光を出射する導光体と、
   前記導光体に対して前記第１の方向または前記第２の方向に設けられた反射部材とを備え、
   前記導光体は、前記長手方向に沿って設けられ、前記光源からの光を前記第１の方向に反射させる反射部と、前記長手方向に沿って所要間隔を有して設けられ、前記反射部により前記第１の方向に反射された光の一部を前記第２の方向に反射する平面部とを有し、
   前記第１の方向および第２の方向のうち前記反射部材が設けられた方向に出射された光であって前記反射部材による反射を経た光と、前記反射部材が設けられていない方向に出射された光とにより前記読取面の画像読取位置における法線を挟んだ両側から前記画像読取位置を照明することを特徴とする画像読取用照明装置。
2. 請求項１に記載の画像読取用照明装置において、前記反射部において反射された光の前記平面部への入射角が臨界角以上となる向きに前記平面部を設けたことを特徴とする画像読取用照明装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像読取用照明装置において、前記平面部と接するように反射材を設けたことを特徴とする画像読取装置。
4. 請求項３に記載の画像読取用照明装置において、前記平面部と接するようにして前記導光体を保持する保持部材を設け、前記平面部と接する保持部材の面を反射材で構成したことを特徴とする画像読取装置。
5. 請求項４に記載の画像読取用照明装置において、前記導光体を通過し、前記保持部材の前記導光体と接しない部分に入射した光を前記第１の方向に反射させる傾斜部を前記保持部材に設けたことを特徴とする画像読取装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像読取用照明装置において、前記平面部の前記長手方向の幅を、前記平面部間の間隔より狭くしたことを特徴とする画像読取用照明装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像読取用照明装置を備えたことを特徴とする画像読取装置。

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