JP2013162184A - Image reading apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、入射光から線状光を生成し原稿の読取位置に出射する導光体を備えた画像読取装置に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus including a light guide that generates linear light from incident light and emits the light to a reading position of a document.
近年、文書等の原稿を電子化または複写するために、上記のような画像読取装置が用いられている。この画像読取装置に備わる導光体からの出射線状光は、原稿台上の原稿で反射する。原稿での反射光は、ミラーやレンズを介してラインセンサに導かれる。ラインセンサは、入射光から1ライン分の原稿画像を読み取る。また、画像読取装置は、例えばスライダーを用いて導光体を副走査方向に搬送しつつ、1ライン分の画像情報を順次的に生成し、これによって、原稿を表す画像情報を生成する。 In recent years, the image reading apparatus as described above has been used to digitize or copy originals such as documents. The outgoing linear light from the light guide provided in the image reading apparatus is reflected by the original on the original table. The reflected light from the document is guided to the line sensor via a mirror and a lens. The line sensor reads a document image for one line from incident light. Further, the image reading apparatus sequentially generates image information for one line while conveying the light guide in the sub-scanning direction using, for example, a slider, and thereby generates image information representing a document.
上記導光体としては、下記の特許文献1に記載の線状照明装置がある。この線状照明装置は、透光性を有する導光体と、前記導光体の長手方向の一側表面に三角波面で構成された光屈折・反射領域と、前記導光体の長手方向の一側表面に設けた光屈折・反射領域と、前記導光体の両端部表面に光源とを備え、多数の三角波面で構成された上記光屈折・反射領域を覆うように、該光屈折・反射領域上に拡散面を備えた構成である。
As the light guide, there is a linear illumination device described in
上記の通り、画像読取装置では、ラインセンサが1ライン分の原稿を読み取るので、導光体は、この1ライン分の幅(副走査方向幅)を超える線状光を照射する必要はない。しかし、従来の線状照明装置では、反射領域を覆う拡散面で光が拡散されるため、1ライン分の幅を大きく超えた線状光が生成される場合がある。 As described above, in the image reading apparatus, since the line sensor reads a document for one line, the light guide need not irradiate linear light exceeding the width of one line (width in the sub-scanning direction). However, in the conventional linear illumination device, light is diffused on the diffusion surface that covers the reflection region, so that linear light that greatly exceeds the width of one line may be generated.
それゆえに、本発明の目的は、より幅の狭い線状光を生成可能な導光体を備えた画像読取装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image reading apparatus provided with a light guide that can generate linear light having a narrower width.
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、画像読取装置であって、少なくとも1つの発光素子と、反射部を有し、前記発光素子からの入射光を該反射部で反射することで線状光を生成し、生成した線状光を原稿の読取位置に向けて出射する導光体と、前記原稿での反射光が入射され、該入射光から画像情報を生成する撮像素子と、を備え、前記導光体は、円弧面と楕円弧面とを組み合わせた外周面を含み、前記円弧の中心と前記楕円弧の第1焦点とは互いに一致し、かつ、前記反射部は、前記楕円弧の第2焦点を含む位置に形成されている。 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention is an image reading apparatus which includes at least one light emitting element and a reflecting portion, and reflects incident light from the light emitting element by the reflecting portion. A light guide that generates linear light in the direction and emits the generated linear light toward the reading position of the document, and an imaging element that receives reflected light from the document and generates image information from the incident light. The light guide includes an outer peripheral surface obtained by combining an arc surface and an elliptic arc surface, the center of the arc and the first focal point of the elliptic arc coincide with each other, and the reflection portion includes the elliptic arc Is formed at a position including the second focal point.
上記画像読取装置によれば、より幅の狭い線状光を生成することが可能となる。 According to the image reading apparatus, it is possible to generate linear light having a narrower width.
以下、本発明の各実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、各図面において、対応する部材、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。また、各図において、X軸およびY軸は、画像読み取りの副走査方向および主走査方向を示す。また、Z軸は、画像読取装置の上下方向を示す。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected regarding a corresponding member and part, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In each figure, the X axis and the Y axis indicate the sub-scanning direction and the main scanning direction for image reading. The Z axis indicates the vertical direction of the image reading apparatus.
(画像読取装置の概略構成)
まず、図1および図2を参照して、画像読取装置1の概略的な構成を説明する。図1および図2において、画像読取装置1は、発光素子9と、導光体10と、反射部材11と、例えばガラス製の原稿台30と、ミラー22,24,25と、結像レンズ26と、撮像素子の一例としてのラインセンサ27と、を備えている。
(Schematic configuration of image reading apparatus)
First, a schematic configuration of the
発光素子9は、例えばLEDであり、例えば導光体10の端面S2に光を出射する。
The
導光体10は、透光性材料からなる。透光性材料としては、アクリル、ポリカーボネートまたはガラスが例示される。導光体10は、原稿台30の真下で主走査方向Yに延在し、かつ副走査方向Xに移動可能に配置される。導光体10への入射光は内部で全反射を繰り返して進む。この光は、導光体10内に形成された反射部(後述の反射部33,第1反射部39)で反射して進行方向を変える。その結果、臨界角よりも小さな入射角の光が導光体10内外の境界面に入射する。この入射光は、図2に示すように、導光体10の外部に出射され、線状光L(一点鎖線部分を参照)として、導光体10に対し斜め上方にある原稿Dに照射される。以下の説明では、原稿Dにおいて線状光Lが照射される線状領域を読取領域Rという。
The
原稿台30上の原稿Dでの反射光は、導光体10と反射部材11の間を通過して、ミラー22,24,25を介して結像レンズ26に導かれた後、ラインセンサ27で受光される。以上の光路は図1において点線矢印で示されている。ラインセンサ27は、原稿Dの1ライン分に相当する画像情報を生成する。
The reflected light from the document D on the document table 30 passes between the
反射部材11は、原稿Dでの反射光の光路を挟んで導光体10と反対側に配置される。ところで、導光体10からは線状光Lが出射されるが、導光体10から反射部材11に出射される光も一部存在する。反射部材11は、入射光を読取領域Rに向けて反射する。このように、線状光Lと反対側から光を読取領域Rに当てることで、原稿Dの折り目等に起因する影の影響を低減させることが可能となる。
The
また、発光素子9、導光体10、反射部材11およびミラー22は、第1スライダー21に搭載され、ミラー24,25は第2スライダー23に搭載される。第1スライダー21は原稿台30の直下を副走査方向Xに速度Vで移動し、第2スライダー23は副走査方向Xに速度V/2で移動する。これらの副走査方向Xへの移動により、原稿D全体がスキャンされ、ラインセンサ27は1ライン分の画像情報を順次的に生成し、最終的に、原稿全体を表す画像情報が生成される。
The
(実施形態)
以下、本発明の実施形態に係る導光体10の詳細について説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, the detail of the
導光体10は、図2に示すように、主走査方向Yに沿って延在する外周面S1と、ZX平面に平行な2端面S2,S3と、を備えている。ここで、図3は、主走査方向Yに沿って端面S2を平面視した図である。図3に示すように、外周面S1は、円弧面31と楕円弧面32とを組み合わせた形状となる。より具体的には、円弧面31を構成する円弧中心Cと、楕円弧面32を構成する楕円弧の第1焦点F1は互いに一致する。また、この楕円弧の第2焦点F2は上記円弧上に設けられる。なお、端面S3の形状や、外周面S1のZX平面に沿う断面形状も、端面S2と同様である。
As shown in FIG. 2, the
また、第2焦点F2を含む領域には、円弧面31に沿って反射部33が設けられる。反射部33は、例えばプリズムまたは白色塗料からなる反射ドットであり、自身への入射光を反射させる。
In addition, a
また、導光体10は、好ましくは、図4に示すように、第1焦点F1および第2焦点F2を結ぶ線が読取領域Rを通過する位置に配置される。また、導光体10は、さらに好ましくは、図5に示すように、線状光Lが読取領域R上で焦点Fを結ぶ位置に配置される。
In addition, the
また、導光体10に対し、発光素子9は、下記の位置に配置される。つまり、発光素子9は、自身の光軸Aが端面S2の第1焦点F1を貫き、かつ主走査方向Yに平行になるように、導光体10と軸合わせされる。
Moreover, the
(実施形態の作用・効果)
発光素子9の出射光は、端面S2の第1焦点F1を通って、導光体10の内部に入射される。導光体10内の光のうち楕円弧面32に当たったものは、図3の矢印a→bに示すように第2焦点F2およびその近傍、つまり反射部33に集まる。また、円弧面31に当たった光は、図3の矢印c→aに示すように、第1焦点F1を通過して楕円弧面32に当たる。この場合も、上記同様、反射部33に光が集まる。反射部33での反射光は、上記した通り、導光体10の外部に線状光Lとして出射され、原稿Dの読取領域Rに照射される。
(Operation and effect of the embodiment)
The light emitted from the
実施形態では、上記のような導光体10を採用したことにより、入射光を第2焦点F2(つまり反射部33)に高効率で集めることが可能となる。したがって、導光体10によれば、幅が狭く、かつ入射光を効率的に用いた線状光Lが生成可能となる。これによって、ラインセンサ27に不要光が入射されることを防止し、その結果、画像読取装置1の省電力化を図ることができるとともに、高品質な画像情報を生成することが可能となる。
In the embodiment, by adopting the
また、図6に示したように、光軸Aは第1焦点F1に軸合わせされている。また、図3に示したように、円弧面31上に反射部33が配置されることで、円弧面31での反射光を反射部33に導くことが可能となる。また、図4に示したように、好ましくは、第1焦点F1および第2焦点F2を結ぶ線上に読取領域Rが設けられる。これら構成により、入射光をさらに効率的に用いることが可能となる。また、図5に示したように、線状光Lが読取領域R上で焦点Fを結ぶことで、入射光をさらに効率的に用いることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 6, the optical axis A is aligned with the first focal point F1. Further, as shown in FIG. 3, the
(第1変形例)
次に、図7を参照して、第1変形例に係る導光体10aについて説明する。導光体10aは、主走査方向Yに沿って延在する外周面S4と、ZX平面に平行な2端面S5,S6と、を備えている。また、外周面S4は、上記の円弧面31および楕円弧面32に加え、別形状の面35を組み合わせた形状となる。なお、反射部33は、上述同様、円弧面31に形成される。
(First modification)
Next, the light guide 10a according to the first modification will be described with reference to FIG. The light guide 10a includes an outer peripheral surface S4 extending along the main scanning direction Y and two end surfaces S5 and S6 parallel to the ZX plane. Further, the outer peripheral surface S4 has a shape obtained by combining another
面35の形状は、特に限定されないが、図示した例では、円弧面31の直径よりも小さな直径を有する円弧面である。また、この面35は、線状光Lの出射面上に形成され、集光手段35として機能する。集光手段35は、反射部33の反射光が入射されると、入射光を集光(屈折)し、線状光Lとして出射する。線状光Lが読取領域R上で焦点Fを結ぶよう、集光手段35が形成されることが好ましい。集光手段35を備えることにより、導光体10aの入射光をさらに効率的に用いつつ、幅の狭い線状光Lを生成することが可能となる。
The shape of the
(第2変形例)
次に、図8を参照して、第2変形例に係る導光体10bについて説明する。導光体10bは、主走査方向Yに沿って延在する外周面S7と、ZX平面に平行な2端面S8,S9と、を備えている。また、外周面S7は、円弧面36、第1楕円弧面37および第2楕円弧面38を組み合わせた形状となる。より具体的には、円弧面36の円弧中心Cと、第1楕円弧面37を構成する楕円弧の第1焦点F1と、第2楕円弧面38を構成する楕円弧の第1焦点F3とは互いに一致する。また、第1楕円弧面37を構成する楕円弧の第2焦点F2は円弧面36上に設けられ、第2楕円弧面38を構成する楕円弧の第2焦点F4は、円弧中心C周りに上記第2焦点F2を所定角度だけ回転した位置に設けられる。
(Second modification)
Next, with reference to FIG. 8, the light guide 10b which concerns on a 2nd modification is demonstrated. The light guide 10b includes an outer peripheral surface S7 extending along the main scanning direction Y and two end surfaces S8 and S9 parallel to the ZX plane. Further, the outer peripheral surface S7 has a shape obtained by combining the
また、円弧面36上で第2焦点F2を含む領域には、円弧面36に沿って第1反射部39が設けられる。同様に、第2焦点F4を含む領域には、円弧面36に沿って第2反射部40が設けられる。第1反射部39および第2反射部40は、上記反射部33と同様、反射ドット等からなり、自身への入射光を反射させる。
Further, a first reflecting
また、導光体10bは、第1焦点F1および第2焦点F2を結ぶ線が読取領域Rを通過し、かつ第1焦点F3および第2焦点F4を結ぶ線が反射部材11を通過する位置に配置される。
Further, the light guide 10b is located at a position where a line connecting the first focus F1 and the second focus F2 passes through the reading region R, and a line connecting the first focus F3 and the second focus F4 passes through the reflecting
(第2変形例の作用・効果)
導光体10bは、導光体10と同様の構成を有するため、上記実施形態と同様の作用・効果を奏する。導光体10bでは、第2楕円弧面38に当たった光は第2反射部40で反射し、導光体10bの外部に第2線状光L2として出射される。第2線状光L2は、反射部材11により反射され、原稿Dの読取領域Rに照射される。このように、第2変形例では、導光体10bは、反射部材11に第2線状光L2を出射可能な構成を採用しているので、原稿Dの折り目等に起因する影の影響をさらに低減させることが可能となる。
(Operation and effect of the second modification)
Since the light guide body 10b has the same configuration as the
(付記)
上記では、発光素子9の個数は1つとして説明した(図2参照)。しかし、これに限らず、発光素子9の個数は2個以上であっても構わない。2個の場合であれば、発光素子9は、例えば、導光体10の各端面側に1つずつ設けられる。
(Appendix)
In the above description, the number of the
本発明に係る画像読取装置は、より幅の狭い線状光を生成できるという効果を奏し、複写機、複合機、各種スキャナ等として有用である。 The image reading apparatus according to the present invention produces an effect that it is possible to generate narrower linear light, and is useful as a copying machine, a multifunction machine, various scanners, and the like.
1 画像読取装置
9 発光素子
10 10a 10b 導光体
31 36 円弧面
32 楕円弧面
33 反射部
35 集光手段
37 第1楕円弧面
38 第2楕円弧面
39 第1反射部
40 第2反射部
11 反射部材
27 ラインセンサ(撮像素子)
L 線状光
L1 第1線状光
L2 第2線状光
DESCRIPTION OF
L linear light L1 first linear light L2 second linear light
Claims (7)
反射部を有し、前記発光素子からの入射光を該反射部で反射することで線状光を生成し、生成した線状光を原稿の読取位置に向けて出射する導光体と、
前記原稿での反射光が入射され、該入射光から画像情報を生成する撮像素子と、
を備え、
前記導光体は、円弧面と楕円弧面とを組み合わせた外周面を含み、
前記円弧の中心と前記楕円弧の第1焦点とは互いに一致し、
前記反射部は、前記楕円弧の第2焦点を含む位置に形成される、
画像読取装置。 At least one light emitting element;
A light guide that has a reflection part, generates linear light by reflecting incident light from the light emitting element by the reflection part, and emits the generated linear light toward the reading position of the document;
An image sensor that receives reflected light from the original and generates image information from the incident light;
With
The light guide includes an outer peripheral surface that combines an arc surface and an elliptical arc surface,
The center of the arc and the first focal point of the elliptical arc coincide with each other;
The reflecting portion is formed at a position including the second focal point of the elliptical arc.
Image reading device.
請求項1に記載の画像読取装置。 The optical axis of the light emitting element is aligned so as to coincide with the first focal point,
The image reading apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の画像読取装置。 The second focal point is located on the arc, and the reflection portion is formed on the arc.
The image reading apparatus according to claim 1.
請求項1〜3のいずれかに記載の画像読取装置。 The reading position is preset on a line connecting the first focus and the second focus,
The image reading apparatus according to claim 1.
請求項1〜4のいずれかに記載の画像読取装置。 The focal length of the light guide is equal to the distance from the light guide to the document.
The image reading apparatus according to claim 1.
さらに備える請求項1〜5のいずれかに記載の画像読取装置。 Condensing means that is formed on the light guide, further collects the first linear light generated by the light guide, and emits the light toward the reading position.
The image reading apparatus according to claim 1, further comprising:
第1および第2反射部を有し、前記発光素子からの入射光を該第1反射部で反射することで線状光を生成し、生成した線状光を原稿の読取位置に向けて出射するとともに、該発光素子からの入射光を該第2反射部で反射することで第2線状光を生成し、生成した第2線状光を前記反射部材に向けて出射する導光体と、
前記原稿での反射光の光路を挟んで、前記導光体とは反対の位置に設けられ、前記導光体から出射された第2線状光を反射して前記読取位置に照射する反射部材と、
前記原稿での反射光が入射され、該入射光から画像情報を生成する撮像素子と、
を備え、
前記導光体は、円弧面と第1楕円弧面と第2楕円弧面とを組み合わせた外周面を含み、
前記円弧の中心と、前記第1楕円弧および前記第2楕円弧の各第1焦点とは互いに一致し、
前記第1反射部および前記第2反射部は、前記第1楕円弧および前記第2楕円弧の第2焦点を含む位置に形成される、
画像読取装置。 At least one light emitting element;
First and second reflecting portions are provided, linear light is generated by reflecting incident light from the light emitting element by the first reflecting portion, and the generated linear light is emitted toward the reading position of the document. And a light guide that generates incident light from the light emitting element by reflecting the incident light from the light-emitting element at the second reflecting portion, and emits the generated second linear light toward the reflecting member; ,
A reflective member that is provided at a position opposite to the light guide across the optical path of the reflected light from the original and reflects the second linear light emitted from the light guide to irradiate the reading position When,
An image sensor that receives reflected light from the original and generates image information from the incident light;
With
The light guide includes an outer peripheral surface that combines an arc surface, a first elliptic arc surface, and a second elliptic arc surface,
The center of the arc and the first focal points of the first elliptic arc and the second elliptic arc coincide with each other,
The first reflecting portion and the second reflecting portion are formed at positions including a second focal point of the first elliptic arc and the second elliptic arc.
Image reading device.
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