JP2015119355A - Light guide body, illumination device, and image reader - Google Patents

Light guide body, illumination device, and image reader Download PDF

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稔允 伊藤
Toshimitsu Ito
稔允 伊藤
杉山 孝幸
Takayuki Sugiyama
孝幸 杉山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide body capable of efficiently guiding light from a light source to a reading area and to provide an illumination device and an image reader.SOLUTION: The light guide body includes an incident surface on which a luminous flux is made incident, an emission surface from which the luminous flux from the incident surface is emitted toward the reading area, and a side surface which connects the incident surface and the emission surface. Further, the light guide body includes a gap part configured so that a part of the luminous flux made incident on the incident surface and going toward the emission surface, without passing through the side surface is totally reflected and guided to the emission surface.

Description

本発明は、導光体に関し、特に、イメージスキャナ、複写機、ファクシミリなどの画像読取装置に好適なものである。   The present invention relates to a light guide, and is particularly suitable for an image reading apparatus such as an image scanner, a copying machine, or a facsimile.

従来、原稿面を照明して線順次方式で画像読取を行う画像読取装置に用いられる照明装置として、一方向に長い導光体を用いて、その導光体の長手方向(主走査方向)に長い読取領域を照明する構成が知られている。特許文献1には、導光体の光路外に放射された所定の光を側面で全反射させ、出射面としてのシリンドリカルレンズ面の焦点に向かわせる構成が開示されている。また、特許文献2には、液晶表示装置に用いられる導光体の出射面に溝を形成することで、溝の傾斜面での全反射により反射率を上げることが可能な構成が開示されている。   Conventionally, as an illuminating device used in an image reading apparatus that illuminates a document surface and reads an image in a line-sequential manner, a light guide that is long in one direction is used, and the longitudinal direction (main scanning direction) of the light guide is used. A configuration for illuminating a long reading area is known. Patent Document 1 discloses a configuration in which predetermined light emitted outside the optical path of a light guide is totally reflected by a side surface and directed toward a focal point of a cylindrical lens surface as an exit surface. Further, Patent Document 2 discloses a configuration in which the reflectance can be increased by total reflection on the inclined surface of the groove by forming a groove on the exit surface of the light guide used in the liquid crystal display device. Yes.

特開2011−14301号公報JP 2011-14301 A 特開2001−42328号公報JP 2001-42328 A

しかしながら、特許文献1では、シリンドリカルレンズ面の周辺面を用いる必要が有るため、照明装置が大型化してしまうという問題が生じる。また、特許文献2では、導光体の出射面に互いに平行な多数の溝を形成すれば良く、すなわち、溝の数のみが考慮されており、出射面における溝の位置に関しては考慮されていないため、この構成を照明装置に適用することはできない。   However, in patent document 1, since it is necessary to use the peripheral surface of a cylindrical lens surface, the problem that an illuminating device will enlarge will arise. Further, in Patent Document 2, it is only necessary to form a large number of grooves parallel to each other on the exit surface of the light guide, that is, only the number of grooves is considered, and the position of the grooves on the exit surface is not considered. Therefore, this configuration cannot be applied to the lighting device.

そこで、本発明の目的は、光源からの光を効率良く読取領域に導くことができる導光体および照明装置並びに画像読取装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light guide, an illuminating device, and an image reading device that can efficiently guide light from a light source to a reading region.

上記目的を達成するために、本発明に係る導光体は、光束が入射する入射面と、該入射面からの光束が読取領域に向かって出射する出射面と、前記入射面と前記出射面とを接続する側面と、を有する導光体であって、前記入射面に入射して前記側面を介さずに前記出射面に向かう光束の一部を全反射させて前記出射面に導く空隙部が設けられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a light guide according to the present invention includes an incident surface on which a light beam is incident, an exit surface from which the light beam from the incident surface exits toward a reading region, the incident surface, and the exit surface. A gap that is incident on the incident surface and totally reflects a part of the light beam that goes to the exit surface without passing through the side surface and guides it to the exit surface. Is provided.

本発明によれば、光源からの光を効率良く読取領域としての原稿読取領域に導くことができる。   According to the present invention, light from a light source can be efficiently guided to a document reading area as a reading area.

本発明の第1の実施形態に係る導光体の副走査断面を示す図である。It is a figure which shows the subscanning cross section of the light guide which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態における間接光路の断面図である。It is sectional drawing of the indirect optical path in 1st Embodiment. 第1の実施形態における直接光路の断面図である。It is sectional drawing of the direct optical path in 1st Embodiment. 第1の実施形態の光量分布を示すグラフである。It is a graph which shows light quantity distribution of 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る導光体の副走査断面を示す図である。It is a figure which shows the subscanning cross section of the light guide which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態における間接光路の断面図である。It is sectional drawing of the indirect optical path in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における直接光路の断面図である。It is sectional drawing of the direct optical path in 2nd Embodiment. 第2の実施形態の光量分布を示すグラフである。It is a graph which shows light quantity distribution of 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る導光体の副走査断面を示す図である。It is a figure which shows the subscanning cross section of the light guide which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態における間接光路の断面図である。It is sectional drawing of the indirect optical path in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における直接光路の断面図である。It is sectional drawing of the direct optical path in 3rd Embodiment. 第3の実施形態の光量分布を示すグラフである。It is a graph which shows light quantity distribution of 3rd Embodiment. 本発明の実施形態に係る導光体および照明装置を搭載した画像読取装置の主要部についての副走査断面図である。It is a sub-scanning sectional view about the principal part of the image reading device carrying a light guide and an illuminating device concerning an embodiment of the present invention.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

《第1の実施形態》
(画像読取装置)
図13に、本発明の実施形態に係る導光体および照明装置を搭載した画像読取装置の主要部についての副走査断面を示す。ここで、本願明細書では、「主走査方向」、「副走査方向」、「主走査断面」、「副走査断面」を以下のように定義する。すなわち、主走査方向とは点光源群の配列方向であるY方向(第1の方向)、副走査方向とはX方向(第2の方向)、主走査断面とはXY断面(第1の断面)、副走査断面とは点光源群の配列方向に垂直な断面であるZX断面(第2の断面)とする。なお、本願明細書で主走査方向を長手方向とも呼ぶ。
<< First Embodiment >>
(Image reading device)
FIG. 13 shows a sub-scanning cross section of the main part of the image reading apparatus equipped with the light guide and the illumination device according to the embodiment of the present invention. Here, in the present specification, “main scanning direction”, “sub-scanning direction”, “main-scanning section”, and “sub-scanning section” are defined as follows. That is, the main scanning direction is the Y direction (first direction) which is the arrangement direction of the point light source groups, the sub-scanning direction is the X direction (second direction), and the main scanning section is the XY section (first section). ), The sub-scanning section is a ZX section (second section) which is a section perpendicular to the arrangement direction of the point light source groups. In the present specification, the main scanning direction is also referred to as the longitudinal direction.

主走査方向(長手方向)に延在した管状光源101(長手方向に配置される点光源群もしくは長尺光源)から発した照明光は、光源前方の主走査方向に延在した導光体102の入射面に入射する。   Illumination light emitted from a tubular light source 101 (point light source group or long light source arranged in the longitudinal direction) extending in the main scanning direction (longitudinal direction) is a light guide 102 extending in the main scanning direction in front of the light source. Is incident on the incident surface.

導光体102の入射面に入射した光は、導光体102の内部を伝搬して導光体102の出射面から出射し、原稿台ガラス001上に置かれた原稿000を照明する。原稿面の読取領域からの光束は、複数の反射ミラー005を介して、読取領域からの光束を受光する受光部としての光電変換素子007上に、光電変換素子007に導く結像部としての結像レンズ006により結像される。そして、副走査駆動装置008によってキャリッジ004が副走査方向(X方向)に移動しながら、原稿の2次元画像を線順次読取方式で読み取っていく。   The light incident on the incident surface of the light guide 102 propagates through the light guide 102 and is emitted from the exit surface of the light guide 102 to illuminate the document 000 placed on the document table glass 001. The light flux from the reading area on the original surface is connected as a focusing section to the photoelectric conversion element 007 on the photoelectric conversion element 007 as a light receiving section that receives the light flux from the reading area via a plurality of reflecting mirrors 005. An image is formed by the image lens 006. Then, the two-dimensional image of the document is read by the line sequential reading method while the carriage 004 is moved in the sub-scanning direction (X direction) by the sub-scanning driving device 008.

(導光体)
1)入射面、側面、出射面
図1は、本発明の実施形態に係る導光体102の副走査方向の断面図である。長手方向(Y方向)に延在する管状光源101の近傍に、導光体102の入射面103が配置される。導光体102は、入射面103、原稿000へ導光される光を出射する出射面104、入射面103と出射面104とをつなぐ側面105を備える。そして、夫々の面の間は空気と異なる光学媒質で充填される。本実施形態では、導光体102はアクリル樹脂の射出成型によって形成されている。
(Light guide)
1) Incident surface, side surface, and exit surface FIG. 1 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction of a light guide 102 according to an embodiment of the present invention. An incident surface 103 of the light guide 102 is disposed in the vicinity of the tubular light source 101 extending in the longitudinal direction (Y direction). The light guide 102 includes an entrance surface 103, an exit surface 104 that emits light guided to the document 000, and a side surface 105 that connects the entrance surface 103 and the exit surface 104. The space between the surfaces is filled with an optical medium different from air. In the present embodiment, the light guide 102 is formed by injection molding of acrylic resin.

側面105は、副走査断面において入射面103の幅よりも広く形成される。そして、側面105は集光作用を有しており、曲面形状をしている。本実施形態では、側面105は正のパワーを有する楕円面形状としている。これにより、副走査断面において、入射面103の中点の位置を楕円面の第1焦点とし、入射面103から側面105に向かう光を効率良く原稿000の方向へ偏向させることが可能となる。   The side surface 105 is formed wider than the width of the incident surface 103 in the sub-scan section. The side surface 105 has a condensing function and has a curved surface shape. In the present embodiment, the side surface 105 has an elliptical shape having a positive power. Thus, in the sub-scan section, the position of the midpoint of the incident surface 103 is set as the first focal point of the elliptical surface, and light traveling from the incident surface 103 toward the side surface 105 can be efficiently deflected in the direction of the document 000.

そして、出射面104は、外方に突出する断面略円弧上の曲面としての正のパワー(屈折力)を備える屈折面(凸面)で形成されている。光源101から導光体102に入射した光のうち、側面105に到達する光は、側面105での全反射を介して出射面104から出射して効率的に読取領域である原稿読取領域に導くことができる(図2)。一方、光源101から導光体102に入射された光のうち、側面105を介さず直接に出射面104に到達する光は、以下に述べる空隙部と、出射面としての正の屈折面(凸面)とで、効率的に原稿読取領域に導くことができる(図3)。   The exit surface 104 is formed of a refracting surface (convex surface) having positive power (refractive power) as a curved surface on a substantially circular arc that protrudes outward. Of the light that has entered the light guide 102 from the light source 101, the light that reaches the side surface 105 is emitted from the emission surface 104 through total reflection at the side surface 105, and is efficiently guided to the document reading region that is the reading region. (FIG. 2). On the other hand, of the light incident on the light guide 102 from the light source 101, the light that directly reaches the emission surface 104 without passing through the side surface 105 includes a gap described below and a positive refracting surface (convex surface) as the emission surface. ) Can be efficiently guided to the document reading area (FIG. 3).

2)空隙部
出射面104には出射面104から入射面103側に向かって空隙部106が設けられている。空隙部106は、出射面104から読取領域側に向かう直接光のうち読取領域(原稿読取領域)に向かわない光が出射面104の手前に到達する位置に設けられ、かつ全反射により原稿読取領域に向かわせる光とされる角度に設定されている。ここで、直接光とは、入射面103から入射した光源からの光であって、側面105を介さずに出射面104を介して読取領域側に向かう光である。
2) Gap portion A gap portion 106 is provided on the emission surface 104 from the emission surface 104 toward the incidence surface 103 side. The gap 106 is provided at a position where light that does not go to the reading area (document reading area) out of the direct light traveling from the exit surface 104 toward the reading area side reaches the front of the exit surface 104, and the original reading area by total reflection. The angle is set to the light that is directed to Here, the direct light is light from the light source incident from the incident surface 103 and is directed toward the reading region via the emission surface 104 without passing through the side surface 105.

そして、空隙部106は、入射面103から側面105に向かう光線が蹴られない範囲で、出射面104から入射面103に向かって形成される。具体的には、長手方向に垂直な断面内(副走査断面内)で、原稿読取中心から最も遠い入射面103の端部を点A、最も近い出射面104の端部を点Bとするとき、空隙部106は出射面104から直線ABと交わる部分までの範囲内で形成される。より好ましくは、直線ABと交わる部分まで形成される。   The gap 106 is formed from the exit surface 104 toward the entrance surface 103 as long as the light beam traveling from the entrance surface 103 toward the side surface 105 is not kicked. Specifically, in the cross section perpendicular to the longitudinal direction (in the sub-scanning cross section), the end of the incident surface 103 farthest from the document reading center is set as the point A, and the end of the nearest exit surface 104 is set as the point B. The gap 106 is formed within a range from the emission surface 104 to a portion intersecting with the straight line AB. More preferably, it is formed up to a portion intersecting with the straight line AB.

このようにして、入射面103から一度も側面105で反射しないで出射面105から原稿000に向かう直接光の一部を空隙部106で全反射することで、原稿000において十分な光量を確保し、且つ安定した副走査方向の照明領域を確保できる。   In this way, a portion of the direct light from the exit surface 105 toward the document 000 is not totally reflected by the side surface 105 from the incident surface 103, but is totally reflected by the gap 106, so that a sufficient amount of light is secured in the document 000. In addition, a stable illumination area in the sub-scanning direction can be secured.

図4に、本実施形態における副走査方向の光量分布を示す。実線は本実施形態の光量分布、波線は従来の実施形態の光量分布を示す。空隙106で全反射した光は、画像読取光軸から導光体102側にかけて光量を上げることができる。そして、原稿000の所望の原稿読取領域を確保しながら、原稿浮きにも強くすることができる。   FIG. 4 shows a light amount distribution in the sub-scanning direction in the present embodiment. A solid line indicates the light amount distribution of the present embodiment, and a wavy line indicates the light amount distribution of the conventional embodiment. The amount of light totally reflected by the gap 106 can be increased from the image reading optical axis to the light guide 102 side. In addition, it is possible to strengthen the document floating while securing a desired document reading area of the document 000.

(本実施形態の効果)
このように、本実施形態では管状光源101から放射される光を効率良く原稿読取領域に導くと共に、導光体の寸法を従来の導光体と同等にすることで照明装置の大型化を抑えることができる。
(Effect of this embodiment)
As described above, in the present embodiment, the light emitted from the tubular light source 101 is efficiently guided to the document reading area, and the size of the light guide is made equal to that of the conventional light guide to suppress the increase in the size of the illumination device. be able to.

《第2の実施形態》
以下、図5乃至図8を用いて、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態と異なる点は、入射面が導光体の側端面であって光源として点光源が用いられること、出射面に対向する面が拡散面であることである。
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The difference from the first embodiment is that the incident surface is the side end surface of the light guide, a point light source is used as the light source, and the surface facing the emission surface is a diffusion surface.

1)入射面、拡散面、側面、出射面
図5で、主走査方向端部の点光源(高出力白色LED)201は、導光体202の外側で導光体202の側端面である入射面203の近傍に配置される。導光体202は、点光源201からの光束が入射する入射面203、原稿000へ導光される光束が出射する出射面205、出射面205に対向し入射面203を介した光源からの光束が拡散する拡散面204、これらの面を接続する側面206を有する。そして、第1の実施形態と同様に、夫々の面の間は空気と異なる光学媒質で充填され、導光体202はアクリル樹脂の射出成型によって形成されている。
1) Incident surface, diffusing surface, side surface, exit surface In FIG. 5, a point light source (high-power white LED) 201 at the end in the main scanning direction is incident on the side end surface of the light guide 202 outside the light guide 202. Arranged in the vicinity of the surface 203. The light guide 202 includes an incident surface 203 on which the light beam from the point light source 201 is incident, an output surface 205 from which the light beam guided to the document 000 is emitted, and a light beam from the light source that faces the output surface 205 and passes through the incident surface 203. Has a diffusing surface 204 on which the surface diffuses, and a side surface 206 connecting these surfaces. As in the first embodiment, each surface is filled with an optical medium different from air, and the light guide 202 is formed by injection molding of acrylic resin.

側面206は、集光作用を有しており、曲面形状をしている。本実施形態では、凸のパワーを有した楕円面としている。即ち、副走査断面において、拡散面204の中点の位置を楕円面の第1焦点とした楕円反射面と設定することにより、拡散面204から側面206に向かう光束を効率良く原稿000の方向へ偏向させることが可能となる。   The side surface 206 has a condensing function and has a curved surface shape. In the present embodiment, an elliptical surface having convex power is used. That is, in the sub-scanning section, by setting the position of the middle point of the diffusing surface 204 as an elliptical reflecting surface having the first focal point of the ellipsoidal surface, the light beam traveling from the diffusing surface 204 toward the side surface 206 is efficiently directed toward the document 000. It can be deflected.

そして、出射面205は、外方に突出する断面略円弧上の曲面としての正の屈折面(凸面)で形成されている。光源201から導光体202に入射した光が拡散面204により拡散された光のうち、側面206に到達する光は、側面206での全反射を介して出射面205から出射して効率的に原稿読取領域に導くことができる(図6)。一方、光源201から導光体202に入射された光が拡散面204により拡散された光のうち、側面206を介さず直接に出射面205に到達する光は、以下に述べる空隙部と、出射面の正の屈折面(凸面)とで効率的に原稿読取領域に導くことができる(図7)。   The exit surface 205 is formed as a positive refracting surface (convex surface) as a curved surface with a substantially arc-shaped cross section protruding outward. Of the light diffused by the diffusion surface 204 from the light incident on the light guide 202 from the light source 201, the light reaching the side surface 206 is emitted from the emission surface 205 through total reflection at the side surface 206 and efficiently It can be led to the document reading area (FIG. 6). On the other hand, the light that has entered the light guide 202 from the light source 201 and is diffused by the diffusing surface 204, the light that directly reaches the exit surface 205 without passing through the side surface 206, the gap described below, and the exit The positive refracting surface (convex surface) of the surface can efficiently lead to the document reading area (FIG. 7).

2)空隙部
ここで、出射面205には出射面205から拡散面204側に向かって空隙部207が設けられている。空隙部207は、側面206を介さずに拡散面204から出射面205を介して原稿読取領域側に向かう直接光のうち原稿読取領域に向かわない光が出射面205の手前に到達する位置に設けられる。かつ、空隙部207は、全反射により原稿読取領域に向かわせる光とする角度に設定される。本実施形態では、入射面が設けられる長手方向に垂直な断面内で、空隙部207は、入射面203の中心位置と出射面205の中心位置とを結ぶ方向と同方向(平行な場合の他、概ね平行な場合も含む)に設けられる。
2) Gap part Here, a gap part 207 is provided on the emission surface 205 from the emission surface 205 toward the diffusion surface 204 side. The gap portion 207 is provided at a position where direct light that goes from the diffusion surface 204 to the document reading region side through the exit surface 205 without passing through the side surface 206 reaches the front of the exit surface 205. It is done. In addition, the gap 207 is set to an angle at which light is directed toward the document reading area by total reflection. In the present embodiment, in the cross section perpendicular to the longitudinal direction where the incident surface is provided, the gap portion 207 is in the same direction as the direction connecting the center position of the incident surface 203 and the center position of the exit surface 205 (other than when parallel). , Including a substantially parallel case).

そして、空隙部207は、拡散面204から側面206に向かう光線が蹴られない範囲で、出射面205から拡散面204に向かって形成される。具体的には、副走査断面において、原稿読取中心から最も遠い拡散面204の端部を点A、最も近い出射面104の端部を点Bとするとき、空隙部207は出射面205から直線ABと交わる部分までの範囲内で形成される。より好ましくは、直線ABと交わる部分まで形成される。   The gap portion 207 is formed from the emission surface 205 toward the diffusion surface 204 in a range where the light beam from the diffusion surface 204 toward the side surface 206 is not kicked. Specifically, in the sub-scan section, when the end of the diffusing surface 204 farthest from the document reading center is a point A and the end of the nearest exit surface 104 is a point B, the gap 207 is a straight line from the exit surface 205. It is formed within a range up to a portion intersecting with AB. More preferably, it is formed up to a portion intersecting with the straight line AB.

このようにして、拡散面204から一度も側面206で反射しないで出射面205から原稿000に向かう直接光の一部を空隙部207で全反射することで、原稿000において十分な光量を確保し、且つ安定した副走査方向の照明領域を確保できる。   In this way, a part of the direct light from the exit surface 205 toward the document 000 is not totally reflected by the side surface 206 from the diffusing surface 204, and is totally reflected by the gap portion 207, thereby ensuring a sufficient amount of light in the document 000. In addition, a stable illumination area in the sub-scanning direction can be secured.

図8に、本実施形態における副走査方向の光量分布を示す。実線は本実施形態の光量分布、波線は従来の光量分布を示す。空隙部207で全反射した光は、画像読取光軸から導光体202側にかけて光量を上げることができる。そして、原稿000の所望の原稿読取領域を確保しながら、原稿浮きにも強くすることができる。   FIG. 8 shows a light amount distribution in the sub-scanning direction in the present embodiment. A solid line indicates the light amount distribution of this embodiment, and a wavy line indicates the conventional light amount distribution. The amount of light totally reflected by the gap 207 can be increased from the image reading optical axis to the light guide 202 side. In addition, it is possible to strengthen the document floating while securing a desired document reading area of the document 000.

(本実施形態の効果)
このように、本実施形態では点光源201から放射される光を効率良く原稿読取領域に導くと共に、導光体の寸法を従来の導光体と同等にすることで照明装置の大型化を抑えることができる。
(Effect of this embodiment)
As described above, in the present embodiment, the light emitted from the point light source 201 is efficiently guided to the document reading area, and the size of the light guide is made equal to that of the conventional light guide, thereby suppressing the increase in size of the illumination device. be able to.

《第3の実施形態》
以下、図9乃至図12を用いて、本発明の第3の実施形態について説明する。第1の実施形態と異なる点は、光源を管状光源から面光源にしたこと、空隙部を副走査断面において2箇所であって曲面形状に形成したことである。
<< Third Embodiment >>
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The difference from the first embodiment is that the light source is changed from a tubular light source to a surface light source, and the gap is formed in a curved shape at two locations in the sub-scanning cross section.

1)入射面、側面、出射面
図9は、本発明の実施形態に係る導光体302の副走査方向の断面図である。長手方向(Y方向)に延在する面光源(有機EL)301の近傍に、導光体302の入射面303が配置される。導光体302は、入射面303、原稿000へ導光される光を出射する出射面304、入射面303と出射面304とを接続する側面305を備える。そして、夫々の面の間は空気と異なる光学媒質で充填される。本実施形態では、導光体302はアクリル樹脂の射出成型によって形成されている。
1) Incident surface, side surface, and exit surface FIG. 9 is a cross-sectional view of the light guide 302 according to the embodiment of the present invention in the sub-scanning direction. An incident surface 303 of the light guide 302 is disposed in the vicinity of the surface light source (organic EL) 301 extending in the longitudinal direction (Y direction). The light guide 302 includes an entrance surface 303, an exit surface 304 that emits light guided to the document 000, and a side surface 305 that connects the entrance surface 303 and the exit surface 304. The space between the surfaces is filled with an optical medium different from air. In this embodiment, the light guide 302 is formed by injection molding of acrylic resin.

側面305は、副走査断面において入射面303の幅よりも広く形成される。そして、側面305は集光作用を有しており、曲面形状をしている。本実施形態では、側面305は凸のパワーを有した楕円面としている。これにより、副走査断面において、入射面303の中点の位置を楕円面の第1焦点とし、入射面303から側面305に向かう光を効率良く原稿000の方向へ偏向させることが可能となる。   The side surface 305 is formed wider than the width of the incident surface 303 in the sub-scan section. The side surface 305 has a light collecting action and has a curved surface shape. In the present embodiment, the side surface 305 is an elliptical surface having convex power. As a result, in the sub-scan section, the position of the midpoint of the incident surface 303 is the first focal point of the elliptical surface, and light from the incident surface 303 toward the side surface 305 can be efficiently deflected in the direction of the document 000.

そして、出射面304は、外方に突出する断面略円弧上の曲面としての正の屈折面(凸面)で形成されている。面光源301から導光体302に入射した光のうち、側面305に到達する光は、側面305での全反射を介して出射面304から出射して効率的に原稿読取領域に導くことができる(図10)。一方、面光源301から導光体302に入射された光のうち、側面305を介さず直接に出射面304に到達する光は、以下に述べる空隙部と、出射面の正の屈折面(凸面)とで効率的に原稿読取領域に導くことができる(図11)。   The exit surface 304 is formed as a positive refracting surface (convex surface) as a curved surface with a substantially arc-shaped cross section protruding outward. Of the light incident on the light guide 302 from the surface light source 301, the light reaching the side surface 305 can be emitted from the emission surface 304 via total reflection at the side surface 305 and efficiently guided to the document reading area. (FIG. 10). On the other hand, of the light incident on the light guide 302 from the surface light source 301, the light that directly reaches the exit surface 304 without passing through the side surface 305 includes a gap portion described below and a positive refracting surface (convex surface) of the exit surface. ) Can efficiently lead to the document reading area (FIG. 11).

2)空隙部
ここで、出射面304には出射面304から入射面303側に向かって曲面形状の空隙部306が2箇所設けられている。空隙部306は、出射面304から原稿読取領域側に向かう直接光のうち原稿読取領域に向かわない光が出射面304の手前に到達する位置に設けられ、かつ全反射により原稿読取領域に向かわせる光とする角度に設定されている。そして、空隙部306は、入射面303から側面305に向かう光線が蹴られない範囲で、出射面304から入射面303に向かって形成される。
2) Cavity portion Here, the exit surface 304 is provided with two curved space portions 306 from the exit surface 304 toward the entrance surface 303 side. The gap portion 306 is provided at a position where direct light traveling from the exit surface 304 toward the document reading area reaches the front side of the exit surface 304 and is directed toward the document reading area by total reflection. The angle is set as light. The gap 306 is formed from the exit surface 304 toward the entrance surface 303 within a range in which light rays from the entrance surface 303 toward the side surface 305 are not kicked.

ここで、副走査断面において、原稿読取中心から最も遠い入射面303の端部を点A、最も近い出射面304の端部を点B、最も近い入射面303の端部を点D、最も近い出射面304の端部を点B、最も遠い出射面304の端部を点Cとする。このとき、空隙部306は、直線ABと直線CDが交わる部分までの範囲内で形成される。より好ましくは、直線ABと直線CDが交わる部分まで形成される。   Here, in the sub-scan section, the end of the incident surface 303 farthest from the document reading center is point A, the end of the nearest exit surface 304 is point B, and the end of the nearest entrance surface 303 is point D, the nearest. The end of the exit surface 304 is point B, and the end of the farthest exit surface 304 is point C. At this time, the gap 306 is formed within a range up to a portion where the straight line AB and the straight line CD intersect. More preferably, it is formed up to a portion where the straight line AB and the straight line CD intersect.

このようにして、入射面303から一度も側面305で反射せずに出射面305から原稿000に向かう直接光の一部を空隙部306で全反射する。空隙部306は曲面形状を有しているため、全反射した光束は効率良く原稿000に導かれ、十分な光量を確保し、且つ安定した副走査方向の照明領域を確保することが可能となる。   In this way, a part of the direct light from the exit surface 305 toward the document 000 is totally reflected by the gap portion 306 without being reflected by the side surface 305 from the entrance surface 303. Since the gap 306 has a curved surface shape, the totally reflected light beam is efficiently guided to the document 000, so that a sufficient amount of light can be secured and a stable illumination area in the sub-scanning direction can be secured. .

図12に、本実施形態における副走査方向の光量分布を示す。実線は本実施形態の光量分布、波線は従来の光量分布を示す。空隙部306で全反射した光は、画像読取光軸から導光体302側にかけて光量を上げることができる。そして、原稿000の所望の原稿読取領域を確保しながら、原稿浮きにも強くすることができる。   FIG. 12 shows a light amount distribution in the sub-scanning direction in the present embodiment. A solid line indicates the light amount distribution of this embodiment, and a wavy line indicates the conventional light amount distribution. The amount of light totally reflected by the gap 306 can be increased from the image reading optical axis to the light guide 302 side. In addition, it is possible to strengthen the document floating while securing a desired document reading area of the document 000.

(本実施形態の効果)
このように、本実施形態では面光源301から放射される光を効率良く原稿読取領域に導くと共に、導光体の寸法を従来の導光体と同等にすることで照明装置の大型化を抑えることができる。
(Effect of this embodiment)
As described above, in the present embodiment, the light emitted from the surface light source 301 is efficiently guided to the document reading area, and the size of the light guide is made equal to that of the conventional light guide to suppress the increase in the size of the illumination device. be able to.

(変形例)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
(Modification)
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible within the scope of the present invention.

(変形例1)
上述した実施形態では、原稿面の原稿読取領域に対し片側から照明するように1個の導光体を斜設する構成を採った。しかしながら、これに限らず、原稿面の原稿読取領域に対し両側から照明するように、原稿読取領域に対し対称的に複数個(2個)の導光体を斜設する構成を採っても良い。この場合、複数個(2個)の導光体として同一の導光体を用いることができる。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, a configuration is adopted in which one light guide is obliquely provided so as to illuminate the original reading area on the original surface from one side. However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which a plurality of (two) light guides are obliquely arranged with respect to the document reading region so as to illuminate the document reading region on the document surface from both sides. . In this case, the same light guide can be used as a plurality (two) of light guides.

なお、1個の導光体を斜設する構成を前提とし、この導光体に第2の出射面を形成し、第2の出射面に対向する反射部材(ミラー、プリズムなど)を介して原稿読取領域に対し両側から照明する構成を採ることもできる。この場合、
上述した実施形態と同様に原稿読取領域が照明されると共に、第2の出射面および反射部材を介して反対側から原稿読取領域が照明されることになる。
In addition, on the premise of a configuration in which one light guide is provided obliquely, a second light exit surface is formed on this light guide, and a reflective member (mirror, prism, etc.) facing the second light exit surface is provided. It is also possible to adopt a configuration in which the original reading area is illuminated from both sides. in this case,
Similar to the above-described embodiment, the document reading area is illuminated, and the document reading area is illuminated from the opposite side via the second emission surface and the reflecting member.

(変形例2)
第1、第2の実施形態では空隙部が平面状に延在し、第3の実施形態では空隙部が曲面状に延在したが、逆に第1、第2の実施形態で空隙部が曲面状に延在し、第3の実施形態では空隙部が平面状に延在しても良い。
(Modification 2)
In the first and second embodiments, the gap portion extends in a planar shape, and in the third embodiment, the gap portion extends in a curved shape. On the contrary, in the first and second embodiments, the gap portion is extended. It extends in the shape of a curved surface, and in the third embodiment, the gap portion may extend in a planar shape.

(変形例3)
第3の実施形態では空隙部を2箇所設けたが、第2の実施形態でも第3の実施形態と同様に空隙部を2箇所設けることもできる。また、このような2箇所を3個以上の複数個所とすることもできる。
(Modification 3)
In the third embodiment, two gaps are provided. However, in the second embodiment, two gaps can be provided as in the third embodiment. Moreover, such two places can also be made into three or more places.

(変形例4)
上述した実施形態では、導光体の側面を正のパワーを有する楕円面形状としたが、正のパワーを有する放物面形状としても良い。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the side surface of the light guide has an elliptical shape having positive power, but may have a parabolic shape having positive power.

(変形例5)
第2の実施形態では、出射面に対向して拡散面を備えたが、この拡散面の長手方向(主走査方向)で拡散される度合い(拡散度)が変化するようにしても良い(例えば、長手方向の中央部側では端部側に対して拡散度を大きくする)。
(Modification 5)
In the second embodiment, the diffusion surface is provided opposite to the emission surface. However, the degree of diffusion (diffusivity) in the longitudinal direction (main scanning direction) of the diffusion surface may be changed (for example, The diffusivity is increased on the center side in the longitudinal direction relative to the end side).

102、202、302 導光体、103、203、303・・入射面、104、205、304・・出射面、011、105、206、305・・側面、106、207、306・・空隙部
102, 202, 302 Light guide, 103, 203, 303... Incident surface, 104, 205, 304... Exit surface, 011, 105, 206, 305 .. side surface, 106, 207, 306.

Claims (15)

光束が入射する入射面と、該入射面からの光束が読取領域に向かって出射する出射面と、前記入射面と前記出射面とを接続する側面と、を有する導光体であって、
前記入射面に入射して前記側面を介さずに前記出射面に向かう光束の一部を全反射させて前記出射面に導く空隙部が設けられていることを特徴とする導光体。
A light guide having an incident surface on which a light beam is incident, an exit surface from which the light beam from the incident surface exits toward a reading region, and a side surface connecting the incident surface and the exit surface,
A light guide having an air gap that is incident on the incident surface and totally reflects a part of the light beam directed to the exit surface without passing through the side surface and guides the light to the exit surface.
前記入射面に入射した光束を拡散する拡散面を有することを特徴とする請求項1に記載の導光体。   The light guide according to claim 1, further comprising a diffusing surface for diffusing a light beam incident on the incident surface. 前記入射面が設けられる長手方向に垂直な断面内で、前記入射面において前記読取領域の中心から最も遠い端部を点A、前記出射面において前記読取領域の中心から最も近い端部を点Bとするとき、前記空隙部は前記出射面から直線ABと交わる部分までの範囲内で延在することを特徴とする請求項1または2に記載の導光体。   In the cross section perpendicular to the longitudinal direction where the incident surface is provided, the end portion farthest from the center of the reading region on the incident surface is point A, and the end portion closest to the center of the reading region on the exit surface is point B. The light guide according to claim 1 or 2, wherein the gap extends within a range from the emission surface to a portion intersecting with the straight line AB. 前記空隙部は前記出射面から直線ABと交わる部分まで延在することを特徴とする請求項3に記載の導光体。   The light guide according to claim 3, wherein the gap extends from the exit surface to a portion intersecting with the straight line AB. 前記入射面が設けられる長手方向に垂直な断面内で、前記空隙部は、前記入射面の中心位置と前記出射面の中心位置とを結ぶ方向と同方向に設けられることを特徴とする請求項3または4に記載の導光体。   The cross section perpendicular to the longitudinal direction in which the incident surface is provided, the gap is provided in the same direction as a direction connecting the center position of the incident surface and the center position of the exit surface. 5. The light guide according to 3 or 4. 前記空隙部は2箇所設けられ、
前記入射面において前記読取領域の中心から最も近い端部を点D、前記出射面において前記読取領域の中心から最も遠い端部を点Cとするとき、
前記空隙部は前記出射面から直線ABおよび直線CDと交わる部分までの範囲内で延在することを特徴とする請求項3に記載の導光体。
The gap is provided in two places,
When an end portion closest to the center of the reading area on the incident surface is a point D and an end portion farthest from the center of the reading area on the exit surface is a point C,
The light guide according to claim 3, wherein the gap extends within a range from the emission surface to a portion intersecting with the straight line AB and the straight line CD.
前記入射面に入射した光束を拡散する拡散面を有し
前記空隙部は2箇所設けられ、
前記拡散面において前記読取領域の中心から最も近い端部を点D、前記出射面において前記読取領域の中心から最も遠い端部を点Cとするとき、
前記空隙部は前記出射面から直線ABおよび直線CDと交わる部分までの範囲内で延在することを特徴とする請求項4に記載の導光体。
A diffusion surface for diffusing the light beam incident on the incident surface;
When the end closest to the center of the reading area on the diffusion surface is point D and the end farthest from the center of the reading area on the exit surface is point C,
The light guide according to claim 4, wherein the gap extends within a range from the emission surface to a portion intersecting with the straight line AB and the straight line CD.
2箇所の前記空隙部は前記出射面から直線ABおよび直線CDと交わる部分まで延在することを特徴とする請求項6または7に記載の導光体。   8. The light guide according to claim 6, wherein the two gap portions extend from the emission surface to a portion intersecting with the straight line AB and the straight line CD. 前記空隙部は平面状または曲面状に延在することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の導光体。   The light guide according to any one of claims 1 to 8, wherein the gap portion extends in a planar shape or a curved shape. 前記出射面が長手方向に沿って設けられ、前記出射面は前記長手方向に垂直な断面内で、正のパワーを有する曲面形状を備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の導光体。   The exit surface is provided along a longitudinal direction, and the exit surface has a curved surface shape having a positive power in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. The light guide according to 1. 前記側面は、前記長手方向に垂直な断面内で、正のパワーを有する放物面形状もしくは楕円面形状を有することを特徴とする請求項10に記載の導光体。   The light guide according to claim 10, wherein the side surface has a parabolic shape or an elliptical shape having a positive power in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. 前記入射面に光束を入射させる光源は、点光源群もしくは長尺光源または面光源であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の導光体。   The light guide according to any one of claims 1 to 11, wherein the light source that causes the light beam to enter the incident surface is a point light source group, a long light source, or a surface light source. 光源と、該光源からの光束を前記読取領域に導く請求項1乃至12のいずれか1項に記載の導光体と、を有することを特徴とする照明装置。   An illumination device comprising: a light source; and the light guide according to claim 1 for guiding a light beam from the light source to the reading region. 前記導光体が前記読取領域に対して対称的に2つ配置されていることを特徴とする請求項13に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 13, wherein two light guides are arranged symmetrically with respect to the reading region. 請求項13または14に記載の照明装置と、前記読取領域からの光束を受光する受光部と、前記読取領域からの光束を前記受光部に導く結像部と、を有することを特徴とする画像読取装置。   15. An image comprising: the illumination device according to claim 13; a light receiving unit that receives a light beam from the reading region; and an imaging unit that guides the light beam from the reading region to the light receiving unit. Reader.
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