JP2016186899A - 導光体、照明ユニット、および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光量ムラを低減しながら光源の消費電力を低減化する。【解決手段】導光体１４を棒状の光透過性部材により形成する。導光体１４は光透過性部材の側面の一部に散乱部２２を有する。散乱部２２は長手方向に連続し導光体１４の内部から入射する光を散乱させる。導光体１４の両端面から入光し散乱部２２が配置された側面に対向する側面から出射する光の光量を長手方向において任意に定められる位置から離れるに連れて増加させるように散乱部２２の幅方向の長さを定める。【選択図】図４

Description

本発明は、光源から出射される光を、長手方向の側面から射出する導光体、照明ユニット、および画像読取装置に関するものである。

スキャナやファクシミリなどの画像読取装置においては、ライン状に原稿面を照明し、照明された原稿面の光学像を光学系により結像させ、光学像をラインセンサに撮像させることにより画像が読取られる。ライン状の照明領域全体に均等に光を照射しても、光学系の周辺光量低下により、ラインセンサに読取らせる画像には光量ムラが生じ得る。光量ムラの低減化のために、ラインセンサに撮像させた画像に対して、光学系の周辺光量の低下に対応したゲインが乗じられる。ただし、周辺においてゲインを大きくするとノイズも大きくなる。それゆえ、特に、広角の結像光学系を用いるときのように、許容できないノイズが画像に出現し得る。そこで、光学系における光軸近傍から周辺に広がるに連れて開口幅が大きくなる遮光部材を用いて、光量ムラを抑制することが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００２−１０１２６３号公報

遮光部材を用いた光量ムラの抑制は、結像用のレンズの投影領域の中の最低光量に、全領域の光量を近づけることにより達成させており、原稿面を照射する照明光の相応量が遮光される。それゆえ、遮光部材および結像用のレンズを透過した光の明るさを要求される明るさに引上げるためには、光源から出射する光の光量を増大する必要があり、多量の電力消費が必要であった。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、結像された画像における光量ムラを低減化しながら、光源の消費電力を低減化させ得る導光体および画像読取装置を提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による導光体は、
棒状の光透過性部材により形成される導光体であって、
前記光透過性部材の側面に形成され、長手方向に連続し、前記導光体の内部から入射する光を散乱させる散乱部を備え、
前記導光体の両端面から入光し、前記散乱部が配置された側面に対向する側面から出射する光の光量を、前記長手方向において任意に定められる位置から離れるに連れて増加させるように、前記散乱部の幅方向の長さが定められる
ことを特徴とするものである。

また、第２の観点による照明ユニットにおいては、
棒状の光透過性部材により形成される導光体であって、前記光透過性部材の側面に形成され、長手方向に連続し、前記導光体の内部から入射する光を散乱させる散乱部を備え、前記導光体の両端面から入光し、前記散乱部が配置された側面に対向する側面から出射する光の光量を、前記長手方向において任意に定められる位置から離れるに連れて増加させるように、前記散乱部の幅方向の長さが定められる導光体と、
照明光を出射する光源と、
前記導光体の長手方向の端面に前記照明光が入射するように前記導光体および前記光源を保持し、少なくとも前記導光体の長手方向の端近傍の内面に光の反射を低減する反射低減部を有する筐体とを備える
ことを特徴とするものである。

また、第３の観点による画像読取装置は、
棒状の光透過性部材により形成される導光体であって、前記光透過性部材の側面に形成され、長手方向に連続し、前記導光体の内部から入射する光を散乱させる散乱部を備え、前記導光体の両端面から入光し、前記散乱部が配置された側面に対向する側面から出射する光の光量を、前記長手方向において任意に定められる位置から離れるに連れて増加させるように、前記散乱部の幅方向の長さが定められる導光体と、
前記導光体の長手方向に垂直で、前記導光体における前記任意に定められる位置と長手方向の位置が重なる光軸である前記光学系とを備える
ことを特徴とするものである。

上記のように構成された本発明に係る導光体、照明ユニット、および画像読取装置によれば、結像された画像における光量ムラを低減化しながら、光源の消費電力を低減化可能である。

本発明の第１の実施形態に係る導光体を有する画像読取装置の、主走査方向の中心位置における、概略的な断面図である。 図１の正面図である 図１の照明ユニットの長手方向の端部の拡大断面図である。 図１の導光体の外観を示す斜視図である。 図３の導光体において、散乱部が設けられた散乱部配置面を示す平面図である。 画像読取装置における導光体の光軸方向から見た配置を示す配置図である。 図１の画像読取装置の、主走査方向の端部近傍における、概略的な断面図である。 図１の導光体の一方の端面から入光した光に基づく、導光体の側面から出射する光の照度分布を示すグラフである。 図１の導光体の両方の端面から入光した光に基づく、導光体の側面から出射する光の照度分布を示すグラフである。 搬送路内において、光軸に沿った原稿の位置が変動し得ることを説明するための、第１のガラス板および第２のガラス板の拡大断面図である。 本発明と異なる構成により、照度調整を行い得る導光体における反射体の位置を示す図である。 導光体の端部において射出する光の光量が低下することを説明するための図である。 導光体の端部において照度比が悪化することを説明するための図である。 散乱部の端部において幅方向に沿った両方向への突出量を異ならせることによる効果を説明するための図である。 散乱部の長手方向の中心位置近傍における、光軸に沿った位置別の、副走査方向に対する照度分布を示すグラフである。 内部が白色に色付けられた筐体を用いたときの光の漏れを説明するための、照明ユニットの長手方向の端部の拡大断面図である。 第２の実施形態の導光体において、散乱部が設けられた散乱部配置面を示す平面図である。 図１７の導光体の一方の端面から入光した光に基づく、導光体の側面から出射する光の照度分布を示すグラフである。 図１７の導光体の両方の端面から入光した光に基づく、導光体の側面から出射する光の照度分布を示すグラフである。

以下、本発明を適用した導光体の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る導光体を有する画像読取装置１０の概略的な側面図である。画像読取装置１０は、搬送ローラ１１、第１のガイド板１２、第２のガイド板１３、照明ユニット２５、結像光学系１５、およびラインセンサ１６を含んで、構成される。図１において、紙面に垂直な方向を主走査方向、左右方向を副走査方向とする。

第１のガイド板１２および第２のガイド板１３が、主走査方向および副走査方向に平行、且つ所定の搬送幅の間隔をあけて固定される。図においては、理解のために大きな間隔をあけて配置されるが、実際には、原稿をガイド可能な程度の僅かな間隔である。２本の搬送ローラ１１は、主走査方向に平行な直線を軸に回動自在で、搬送ローラ１１の回転により押出される原稿が第１のガイド板１２および第２のガイド板１３の間に導入される位置に、軸支される。２つの照明ユニット２５は、それぞれ導光体１４を有する。２本の導光体１４は、後述するように棒状であり、棒状の長手方向が主走査方向と平行、且つ、第１のガイド板１２側に固定される。結像光学系１５は、光軸ＬＸが２つの照明ユニット２５の間を通るように、固定される。ラインセンサ１６は、長手方向が主走査方向に平行、且つラインセンサ１６の長手方向中心が結像光学系１５の光軸ＬＸに重なるように、固定される。

搬送ローラ１１は、読取対象の原稿を第１のガイド板１２および第２のガイド板１３の間に供給する。第１のガイド板１２および第２のガイド板１３は、原稿および結像光学系１５の間隔を一定の間隔に維持しながら、原稿をガイドする、搬送路１７を区画する。第１のガイド板１２はガラスなどの透明部材により形成され、第１のガイド板１２の外側から照射される照明光は第１のガイド板１２を透過して原稿を照明可能であり、照明された原稿の反射光は第１のガイド板１２を透過可能である。照明ユニット２５は、搬送路１７内の原稿に、主走査方向に沿って均質な線状の照明光を照射する。結像光学系１５は、導光体１４により線状に照明された原稿面の光学像を結像させる。ラインセンサ１６は、結像光学系１５が結像した光学像を撮像する。

照明ユニット２５は、図２に示すように、光源１８、筐体２１、および導光体１４を含んで、構成される。光源１８は、例えばＬＥＤであり、照明光を出射する。筐体２１は、さらに導光体１４の長手方向の両端の端面１９に光源１８が放射する照明光を入射可能に、光源１８および導光体１４を保持する。図３に示すように、筐体２１は、回路基板２６を介して、光源１８を保持してもよい。筐体２１は、少なくとも導光体１４の長手方向の端近傍の内面に、光の反射を低減する反射低減部２７を有する。反射低減部２７は、例えば、光を吸収する黒色塗料である。導光体１４は、光源１８から出射される照明光を端面１９から内部に透過させ、照明光を長手方向に沿って内部で伝播させながら、照明光の一部を側面から出射させる。

次に、上述の導光体１４の構成について、以下に詳細に説明する。図４に示すように、導光体１４は、棒状の光透過性部材によって形成される。導光体１４は、棒状の光透過性部材の側面の一部に平面状の散乱部配置面２０が形成される。散乱部配置面２０は、導光体１４の長手方向の両端部に亘る。また、導光体１４は、第１の実施形態においては、筐体２１（図１参照）を介して導光体１４を画像読取装置１０内に固定するために、筐体２１に係合させ得る形状に形成される。また、導光体１４は、長手方向に垂直な断面における散乱部配置面２０に対向する曲面を有する。曲面は、後述する散乱部２２が散乱する照明光を搬送路１７に向かった方向において集光する。

散乱部配置面２０には、散乱部２２が設けられる。散乱部２２は、長手方向に連続し、例えば、散乱部配置面２０に塗布した白塗料層であって、導光体１の内部から入射する光を散乱する。散乱部２２の幅方向の長さは、導光体１４の両端面１９から導光体１４の内部に入光し、散乱部配置面２０に対向する側面から出射する光の光量を、長手方向において任意に定められる位置、第１の実施形態では中心位置ＣＰから離れるに連れて増加させるように定められる。前述のような機能を有する散乱部２２の形状は、幅方向の長さが全体的に比較的短い場合と比較的長い場合とで、異なる。

第１の実施形態の散乱部２２は、一方の端面１９から入光した光の全量が他方の端面１９に到達する前に散乱されることが無いように、幅方向の長さが全体的に比較的短く形成される。また、散乱部２２は、図５に示すように、長手方向の任意の位置、第１の実施形態では中心位置ＣＰから離れるに連れて幅方向の長さが増加する形状を有する。換言すると、散乱部２２は、幅方向の長さが最も狭くなる長手方向の位置から、長手方向に沿って端部に向かうに連れて、幅方向の長さが長くなる形状を有する。

さらには、散乱部２２の幅方向の長さは、一定の幅を有する散乱部を用いて、散乱部配置面２０に対向する側面から出射した出射光を、光軸ＬＸが長手方向に垂直且つ光軸ＬＸの長手方向の位置が導光体１４の中心位置ＣＰ（任意の位置）に重なるように配置される結像光学系１５によって結像させる場合に、当該出射光の像の長手方向に沿った光量の逆数および係数の積を、当該散乱部の一定の幅に乗じることによって定められる。係数は、ゼロ以外の定数である。上述のような方法で定めた散乱部２２の幅方向の長さは、光軸ＬＸが長手方向に垂直且つ光軸ＬＸの長手方向の位置が導光体１４の中心位置ＣＰ（任意の位置）に重なるように結像光学系１５を配置するときに、結像光学系１５の長手方向に沿った周辺光量曲線に実質的に反比例するように変化する。なお、実質的に反比例とは、例えば、巨視的に見て反比例であること意味する。散乱部２２を印刷などにより形成する場合には、散乱部２２の長手方向の境界は微視的には階段状に形成され得るが、このような構成も含み得る。

また、図５の部分拡大図に示すように、散乱部２２の長手方向に延びる境界２３の任意の２点間の長手方向の長さに対する幅方向の長さが１／５０以下である。さらに、散乱部２２は、長手方向の両方の端部において、幅方向に平行な両側に向かって、一方が他方より長くなるように突出する（符号“Ｐ”参照）形状を有する。

上述のように、導光体１４は、画像読取装置１０における主走査方向と、導光体１４の長手方向とが平行となるように配置される。また、導光体１４は、図１に示すように、２つの導光体１４、１４の散乱部２２の長手方向の中心位置ＣＰにおける幅方向の中心位置を通る、それぞれの散乱部配置面２０の法線ＮＶｃが、導光体１４側の搬送路１７外側において交わる（符合“ＩＰ”参照）ように、散乱部配置面２０が第１のガイド板１２の板面に対して傾斜させて、固定される。また、導光体１４は、図６に示すように、長手方向の両方の端部において、散乱部２２が結像光学系１５の光軸ＬＸから幅方向に沿って離れる方向に、より長く突出するように、配置される（符合“ＬＰ”参照）。図７に示すように、２つの導光体１４、１４の散乱部２２の当該端部ＬＰにおける幅方向の中心位置を通る、それぞれの散乱部配置面２０の法線ＮＶｅが、搬送路１７内において交わる（符合“ＩＰ”参照）。

次に、上述のように、画像読取装置１０に固定した導光体１４の機能を説明する。前述のように、光源１８は、例えばＬＥＤであり、比較的大きな放射角で照明光を出射する。照明光は端面１９から導光体１４の内部に透過する。導光体１４の内部に透過した照明光の中で、側面への入射角が臨界角未満の光成分は、散乱部２２への入射を除いて、側面を透過して外部に射出する。また、導光体１４の内部に透過した照明光の中で、側面への入射角が臨界角以上の光成分は全反射する。散乱部２２以外の側面で全反射を繰返しながら、照明光の一部の光成分が長手方向に沿って導光体１４の内部を伝播する。導光体１４内部で伝播される照明光の光成分が散乱部２２に入射するときに、当該光成分は散乱される。散乱された光の、一部は入射する側面で全反射し、残りは入射する側面を透過して導光体１４から射出する。

以上のような構成の第１の実施形態の導光体によれば、結像された画像における光量ムラを低減しながら、光源１８の消費電力を低減可能である。当該効果について、以下に説明する。

導光体１４の側面から射出する照明光の光量は、射出位置と同じ長手方向の位置近傍における散乱部２２の幅方向の長さ、および光源１８からの距離に応じて変化する。散乱部２２の幅方向の長さが長くなるほど、全反射される光成分より散乱され射出する光成分が多くなり、照明光の光量が増加する。また、光源１８からの射出位置までの距離が長くなるほど、当該位置に伝播されるまでの導光体１４の外部への射出により伝播される光成分が減少し、照明光の光量が減少する。散乱部２２の幅方向の長さが全体的に比較的短い場合には、散乱部２２の幅方向の長さが、照明光の光量の変化により大きな影響を与える。一方、散乱部２２の幅方向の長さが全体的に比較的長い場合には、光源１８からの距離が、照明光の光量の変化により大きな影響を与える。

上述のように、第１の実施形態において散乱部２２の幅方向の長さは全体的に比較的短く、散乱部２２の幅方向の長さが照明光の光量の変化により大きな影響を与える。第１の実施形態では、散乱部２２が長手方向における任意に定められる位置から離れるに連れて幅方向の長さが増加する形状を有するので、結像光学系１５の光軸ＬＸと同じ長手方向の位置、第１の実施形態では中心位置ＣＰにおいて、最低光量の照明光を射出させ、長手方向に沿って当該中心位置ＣＰから離れるに連れて射出させる照明光の光量を増加可能である。すなわち、長手方向の各位置で必要な光量の照明光を利用可能であり、照明された原稿面の光学像の光量ムラを抑制させながら、光源１８から射出する照明光の光量を低減化し、消費電力を抑制可能である。

また、第１の実施形態では、散乱部２２の幅方向の長さは、一定の幅を有する散乱部を用いて散乱部配置面２０に対向する側面から出射した出射光を結像光学系１５によって結像させる場合に、当該出射光の像の長手方向に沿った光量の逆数および係数の積を、当該散乱部の一定の幅に乗じることによって定められるので、照明された原稿を結像させた光学像の光量ムラを、以下に説明するように、更に抑制可能である。出射光の像の長手方向に沿った光量の逆数および係数の積を、当該散乱部の一定の幅に乗じることによって定めることにより、導光体１４の一方の端面１９から入光した光に基づく導光体１４の側面から出射する光の照度分布は、図８に示す曲線を描く。当該曲線を、導光体１４の両側から描き、同じ主走査位置における照度を合計することにより、両端面１９から入光させた光に基づく、図９に示すような、照度分布が得られる。図９に示す曲線は、上述の配置の結像光学系１５の長手方向に沿った周辺光量曲線に実質的に反比例する。したがって、導光体１４を含む照明ユニット２５によって照明され、結像光学系１５によって結像される光学像の長手方向に沿った光量分布は一定となり得、光量ムラの更なる抑制が可能である。

また、第１の実施形態では、一方の端面１９から入光した光は、一部が散乱部２２によって散乱され導光体１４の外部に出射されながら、他方の端面１９まで伝播されるので、導光体１４の両端に設けられる光源１８の出射する光量の差を許容可能となる。

また、第１の実施形態では、散乱部２２が長手方向に沿って連続しているので、以下に説明するように、搬送路１７を用いることに起因する光量ムラを要求される範囲に抑制する導光体１４の作成が容易である。前述のように、第１のガイド板１２および第２のガイド板１３の内面によって搬送路１７が形成され、搬送路１７の搬送幅は想定される厚みの原稿をスムーズに搬送可能な幅に定められる。それゆえ、搬送路１７内の原稿は、所定の搬送幅の範囲内で変位し得る。したがって、光軸ＬＸに沿って、導光体１４から最も近い位置、即ち第１のガイド板１２内側（図１０符合“ＮＰ”参照）に位置するときの光量Ｌ０に対する、最も遠い位置、即ち第２のガイド板１３内側（図１０符合“ＦＰ”参照）に位置するときの光量Ｌ、すなわちＬ／Ｌ０（以下“照度比”と呼ぶ）が小さくなる程、読取る画像の照度ムラが大きくなる。そこで、このような照度ムラを抑制するために、照度比を許容範囲に抑制することが求められる。照度比を許容範囲に抑制するためには、散乱部２２の形成精度、例えば印刷精度を高くする必要がある。特に、長手方向の中心位置ＣＰのように、照明光の光量が絶対的に低い位置近傍においては、原稿が第１のガイド板１２内側に位置するときの光量Ｌ０が小さいので、照度比を許容範囲に抑制させるために求められる散乱部２２の形成精度は更に高い。

第１の実施形態の導光体１４が有する、長手方向の任意の位置から離れるに連れ射出する照明光の光量を大きくする機能は、例えば、図１１に示すように、散乱部配置面２０’に、長手方向に断続する反射体２４’を、中心位置ＣＰから離れるほど密になるように配置することによっても実行可能である。しかし、反射体２４’を断続して形成する構成では、例えば反射体２４’の形成位置が長手方向にも幅方向にもズレ得、照度比を許容範囲への抑制のために要求される反射体２４’の形成精度が極めて高い。したがって、そのような導光体の作成は困難である。一方で、そのような構成に比べて、第１の実施形態のように、長手方向に連続する散乱部２２であれば、求められる形成精度は幅方向だけなので、そのような導光体１４の作成は比較的容易である。

また、第１の実施形態では、散乱部２２の長手方向の長さ変化に対する幅方向の長さの変化が、結像光学系１５の周辺光量曲線に応じて変化するので、照明された原稿を結像させた光学像の光量ムラを更に抑制可能である。

また、第１の実施形態では、散乱部２２の長手方向の両方の端部における突出（図５符合“Ｐ”参照）により、以下に説明するように、長手方向の端部近辺も十分な光量の光を照射可能な領域として用いることが可能になり、結果として画像読取装置１０の小型化が可能である。

図１２に示すように、原稿を照明する照明光は、同じ主走査方向の位置である導光体１４の側面からだけでなく、その長手方向の位置近傍における導光体１４の側面からも照明光が照射される。原稿の主走査方向の端部近傍以外においては、同じ主走査方向位置を中心とした同じ範囲の導光体１４の側面から照明光が照射される（符号“Ａ”、“Ｂ”参照）。しかし、主走査方向の端部近傍においては、他の主走査方向の位置と異なり、より短い範囲の導光体１４の側面からの照明光のみが照射され（符号“Ｃ”参照）、端部においては著しく照明光の光量が低下する。それゆえ、結像光学系１５の周辺光量曲線に応じた幅変化のみを有する散乱部では、端部における著しい光量の低下を補償できず、光量を十分に増加させるための余計な長手方向の長さが導光体に必要となる。その結果、導光体の短縮化が困難で有り、画像読取装置の小型化が困難である。そこで第１の実施形態では、端部において散乱部２２を幅方向に突出させることにより、端部における著しい光量低下を抑制し、導光体１４の端から端までを照明に有効な部位として用いることが可能であり、その結果、画像読取装置１０の小型化が可能である。

また、第１の実施形態では、散乱部２２の長手方向の両方の端部における突出量の違いにより、長手方向の端部における照度比の悪化を抑制可能である。

図１３に示すように、光源１８に対して、散乱部２２において突出する部位Ｐは、長手方向の中心位置ＣＰ側に位置している。したがって、散乱部２２において突出する部位Ｐにおいて散乱する照明光の中心は、長手方向中心位置ＣＰ側に向かう光成分ＩＰとして原稿に到達可能である。したがって、当該光成分ＩＰの主走査方向における到達位置は、導光体１４から離れるにつれて中心位置ＣＰ側に変位する。また、散乱部２２における突出する部位Ｐにより散乱する光は上述のように光量が相対的に大きい。それゆえ、突出する部位Ｐで散乱した照明光の、原稿に到達し得る光成分ＩＰの光量は相対的に大きく、原稿の照度分布に大きな影響を及ぼす。それゆえ、長手方向の端部における突出量が同じである導光体において、原稿の主走査方向に沿った照度分布のピーク位置は、導光体から離れる程中心位置ＣＰ側に変位し、長手方向の端部近辺における長手方向の同じ位置の照度は、導光体から離れる程低下する（図１３下方の照度分布図参照）。それゆえ、散乱部２２の長手方向の端部では、端部以外の部位と比較して、照度比が悪化する。それゆえ、第１の実施形態では、図１４に示すように、幅方向に沿った光軸ＬＸから離れる方向の突出量を大きくすることにより、光量が最大となるピーク光線ＰＲ（突出する両端の中心を通る光線）を光軸ＬＸから離し、その結果、当該ピーク光線ＰＲを、光軸ＬＸに沿った導光体１４から離れる方向に到達させるので、照度比の悪化を抑制可能である。

また、第１の実施形態では、散乱部２２の長手方向に沿った、突出部位以外の境界２３の傾きの絶対値、すなわち、任意の２点間の長手方向の長さに対する幅方向の長さの上限が定められる（１／５０）ので、散乱部２２の境界２３が滑らかとなり、形成精度を向上可能である。

また、第１の実施形態では、２本の導光体１４の法線ＮＶｃが、導光体１４側の搬送路１７外側において交わる（図１参照）ので、以下に説明するように、長手方向（主走査方向）の中心位置ＣＰにおける原稿の副走査方向に沿った照度分布が均質化される。散乱部２２における散乱により導光体１４から照明される光の、副走査方向に沿った照度は、散乱部２２の幅方向（副走査方向）の中心位置を通る散乱部配置面２０の法線ＮＶｃで最大化し、中心位置から離れるにつれて減少する。散乱部２２の幅方向（副走査方向）の幅は、長手方向の中心位置ＣＰ近傍において相対的に細い。それゆえ、照明光の副走査方向に沿った照度分布は、２本の導光体１４、１４の、長手方向の中心位置ＣＰにおける法線ＮＶｃが交わる、光軸ＬＸに沿った位置から遠ざかるほど、図１５に示すように、より均質化、即ち副走査方向中心および両端における照度変化が小さくなる。そこで、第１の実施形態においては、上述のように、２本の導光体１４、１４の、長手方向の中心位置ＣＰにおける法線ＮＶｃを、搬送路１７より導光体１４側で交わらせることにより、搬送路１７内の導光体１４に最も近い位置から最も離れた位置までの範囲で副走査方向に均質な光量の照明光を照射可能となる。

また、第１の実施形態では、２本の導光体１４の法線ＮＶｅが、搬送路１７内において交わる（図７参照）ので、導光体１４から光軸ＬＸに沿った最も近い位置と最も遠い位置における照度の差を低減化し照度比の悪化を抑制可能である。なお、導光体１４の長手方向に沿った端部では、散乱部２２の幅方向の幅が大きいので、副走査方向に均質な光量の照明光を照射可能であって、長手方向の中心位置ＣＰのような副走査方向の均質化を考慮する必要が無い。

また、第１の実施形態では、筐体２１が反射低減部２７を有するので、導光体１４の長手方向の端部近郷における所望の光量分布が、照明ユニット２５を長手方向に長くすること無く、得られる。当該効果について、以下に説明する。

筐体２１’が、例えば白色であり、光を散乱する場合には、図１６に示すように、光源１８’から出射して筐体２１’の内面で散乱した光の一部ＰＬは小さな入射角で導光体１４’に入光し、導光体１４’内で反射されることなく出射する。このような導光体１４’内で反射すること無く出射する光は光量が非常に大きく、所望の光量分布を実現することが難しい。長手方向において、原稿の読取領域よりも、導光体１４’を長くすることにより、上述の光量の大きな光の原稿への照射が防止され、長手方向の当該位置において出射する光量を低減可能であるが、照明ユニット２５’の長手方向の大型化が伴われる。一方で、本実施形態の照明ユニット２５によれば、反射低減部２７により、導光体１４内で反射すること無く出射し得る光の光量を低減するので、照明ユニット２５を長手方向に大型化すること無く、所望の光量分布を得られる照明ユニットの作成が容易となる。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、散乱部の形状が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

第２の実施形態において、画像読取装置１０は、搬送ローラ１１、第１のガイド板１２、第２のガイド板１３、照明ユニット２５、結像光学系１５、およびラインセンサ１６を含んで、構成される。搬送ローラ１１、第１のガイド板１２、第２のガイド板１３、結像光学系１５、およびラインセンサ１６の構造および機能は、第１の実施形態と同じである。照明ユニット２５は、導光体１４における散乱部の形状以外の構造および機能は、第１の実施形態と同じである。

図１７に示すように、第２の実施形態の散乱部２２０は、一方の端面１９から入光した光の全量が他方の端面１９に到達する前に散乱されるように幅方向の長さが全体的に比較的長く形成される。また、散乱部２２０は、長手方向において任意に定められる位置（中心位置ＣＰ）までは一方の端面１９から入光した光の全量が散乱されないように、当該任意に定められる位置離れるに連れて幅方向の長さが減少する形状を有する。

さらには、散乱部２２０の幅方向の長さは、一定の幅を有する散乱部を用いて、散乱部配置面２０に対向する側面から出射した出射光を、光軸ＬＸが長手方向に垂直且つ光軸ＬＸの長手方向の位置が導光体１４の中心位置ＣＰ（任意の位置）に重なるように配置される結像光学系１５によって結像させる場合に、当該出射光の像の長手方向に沿った光量の逆数および係数の積を、当該散乱部の一定の幅に乗じることによって定められる。係数は、ゼロ以外の定数である。上述のような方法で定めた散乱部２２の幅方向の長さは、光軸ＬＸが長手方向に垂直且つ光軸ＬＸの長手方向の位置が導光体１４の中心位置ＣＰ（任意の位置）に重なるように結像光学系１５を配置するときに、結像光学系１５の長手方向に沿った周辺光量曲線に実質的に比例するように変化する。実質的に比例とは、第１の実施形態における「実質的に反比例」と同様に、巨視的に見て比例であること意味する。

また、散乱部２２０は、第１の実施形態と同様に、長手方向の両方の端部において、幅方向に平行な両側に向かって、一方が他方より長くなるように突出する（符号“Ｐ”参照）形状を有する。

以上のような構成の第２の実施形態の導光体によれば、第１の実施形態と同様に、以下に詳細に説明するように、結像された画像における光量ムラを低減しながら、光源１８の消費電力を低減可能である。

上述のように、第２の実施形態において散乱部２２０の幅方向の長さは全体的に比較的長く、光源１８から射出位置までの距離が照明光の光量の変化により大きな影響を与える。第２の実施形態では、導光体１４の端面１９から任意に定められた位置までの間において、端面１９から離れるに連れて、換言すると、任意に定められた位置に近付くに連れて射出させる照明光の光量が減少する。両方の端面１９から光を入光させるので、第２の実施形態においても、結像光学系１５の光軸ＬＸと同じ長手方向の位置、第２の実施形態では中心位置ＣＰにおいて、最低光量の照明光を射出させ、長手方向に沿って当該中心位置ＣＰから離れるに連れて射出させる照明光の光量を増加可能である。

また、第２の実施形態でも、散乱部２２０の幅方向の長さは、一定の幅を有する散乱部を用いて散乱部配置面２０に対向する側面から出射した出射光を結像光学系１５によって結像させる場合に、当該出射光の像の長手方向に沿った光量の逆数および係数の積を、当該散乱部の一定の幅に乗じることによって定められるので、照明された原稿を結像させた光学像の光量ムラを、以下に説明するように、更に抑制可能である。出射光の像の長手方向に沿った光量の逆数および係数の積を、当該散乱部の一定の幅に乗じることによって定めることにより、導光体１４の一方の端面１９から入光した光に基づく導光体１４の側面から出射する光の照度分布は、図１８に示す曲線を描く。当該曲線を、導光体１４の両側から描き、同じ主走査位置における照度を合計することにより、両端面１９から入光させた光に基づく、図１９に示すような、照度分布が得られる。図１９に示す曲線は、上述の配置の結像光学系１５の長手方向に沿った周辺光量曲線に実質的に比例する。したがって、導光体１４を含む照明ユニット２５によって照明され、結像光学系１５によって結像される光学像の長手方向に沿った光量分布は一定となり得、光量ムラの更なる抑制が可能である。

また、第２の実施形態では、一方の端面１９から入光した光の全量が他方の端面１９に到達する前に散乱され、反射されることが無いので、光源１８が出射する光を効率的に用いることが可能となり、光源１８の消費電力が低減され得る。

また、第２の実施形態の導光体によっても、散乱部２２０の長手方向の両方の端部における突出により画像読取装置１０の小型化が可能である。また、第２の実施形態の導光体によっても、散乱部２２０の長手方向の両方の端部における突出量の違いにより、長手方向の端部における照度比の悪化を抑制可能である。また、第２の実施形態の導光体によっても、２本の導光体１４の法線ＮＶｃが、導光体１４側の搬送路１７外側において交わる（図１参照）ので、長手方向（主走査方向）の中心位置ＣＰにおける原稿の副走査方向に沿った照度分布が均質化される。また、第２の実施形態の導光体によっても、２本の導光体１４の法線ＮＶｅが、搬送路１７内において交わる（図７参照）ので、照度比の悪化を抑制可能である。また、第２の実施形態の照明ユニットによっても、筐体２１が反射低減部２７を有するので、導光体１４の長手方向の端部近郷における所望の光量分布が、照明ユニット２５を長手方向に長くすること無く、得られる。

本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、第１の実施形態では、散乱部２２の長手方向の幅は結像光学系１５の長手方向に沿った周辺光量曲線に実質的に反比例し、第２の実施形態では、散乱部２２０の長手方向の幅は結像光学系１５の長手方向に沿った周辺光量曲線に実質的に比例する構成であるが、散乱部２２、２２０の幅方向の長さが一定であってもよい。散乱部２２の幅方向の長さが一定であっても、散乱部配置面２０に対向する側面から出射した出射光を、光軸ＬＸが長手方向に垂直且つ光軸ＬＸの長手方向の位置が導光体１４の中心位置ＣＰ（任意の位置）に重なるように配置される結像光学系１５によって結像させる場合に、長手方向に沿って一定の光量である出射光の像を形成可能である。

１０ 画像読取装置
１１ 搬送ロータ
１２ 第１のガイド板
１３ 第２のガイド板
１４ 導光体
１５ 結像光学系
１６ ラインセンサ
１７ 搬送路
１８ 光源
１９ 端面
２０ 散乱部配置面
２１ 筐体
２２、２２０ 散乱部
２３ 境界
２４’ 反射体
２５ 照明ユニット
２６ 回路基板
２７ 反射低減部
ＣＡ 筐体に覆われた領域と同じ長手方向の、散乱部上の領域
ＣＰ 中心位置
ＣＳ 曲面
ＬＸ 光軸
ＮＶ 法線
ＰＬ 散乱した光の一部

Claims (9)

1. 棒状の光透過性部材により形成される導光体であって、
   前記光透過性部材の側面に形成され、長手方向に連続し、前記導光体の内部から入射する光を散乱させる散乱部を備え、
   前記導光体の両端面から入光し、前記散乱部が配置された側面に対向する側面から出射する光の光量を、前記長手方向において任意に定められる位置から離れるに連れて増加させるように、前記散乱部の幅方向の長さが定められる
   ことを特徴とする導光体。
2. 請求項１に記載の導光体であって、
   前記散乱部の幅方向の長さは、一定の幅の散乱部による該散乱部が配置された側面に対向する側面から出射した出射光を、光軸が前記長手方向に垂直且つ前記光軸の長手方向の位置が前記任意に定められる位置に重なるように配置される光学系によって結像させる場合に、該出射光の像の前記長手方向に沿った光量の逆数および係数の積を、該一定の幅に乗じることにより定められる
   ことを特徴とする導光体。
3. 請求項２に記載の導光体であって、
   前記散乱部の幅方向の長さは、前記光学系の周辺光量曲線に反比例するように変化する
   ことを特徴とする導光体。
4. 請求項２に記載の導光体であって、
   前記散乱部の幅方向の長さは、前記光学系の周辺光量曲線に比例するように変化する
   ことを特徴とする導光体。
5. 請求項１に記載の導光体であって、
   前記散乱部の幅方向の長さは、前記長手方向に沿って一定である
   ことを特徴とする導光体。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の導光体であって、
   前記散乱部は、長手方向の端部において、幅方向に沿った両側に向かって、一方が他方より長くなるように、突出する形状を有する
   ことを特徴とする導光体。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の導光体であって、
   前記散乱部の長手方向に延びる境界の任意の２点間の長手方向の長さに対する幅方向の長さが１／５０以下である
   ことを特徴とする導光体。
8. 棒状の光透過性部材により形成される導光体であって、前記光透過性部材の側面に形成され、長手方向に連続し、前記導光体の内部から入射する光を散乱させる散乱部を備え、前記導光体の両端面から入光し、前記散乱部が配置された側面に対向する側面から出射する光の光量を、前記長手方向において任意に定められる位置から離れるに連れて増加させるように、前記散乱部の幅方向の長さが定められる導光体と、
   照明光を出射する光源と、
   前記導光体の長手方向の端面に前記照明光が入射するように前記導光体および前記光源を保持し、少なくとも前記導光体の長手方向の端近傍の内面に光の反射を低減する反射低減部を有する筐体とを備える
   ことを特徴とする照明ユニット。
9. 棒状の光透過性部材により形成される導光体であって、前記光透過性部材の側面に形成され、長手方向に連続し、前記導光体の内部から入射する光を散乱させる散乱部を備え、前記導光体の両端面から入光し、前記散乱部が配置された側面に対向する側面から出射する光の光量を、前記長手方向において任意に定められる位置から離れるに連れて増加させるように、前記散乱部の幅方向の長さが定められる導光体と、
   前記導光体の長手方向に垂直で、前記導光体における前記任意に定められる位置と長手方向の位置が重なる光軸である前記光学系とを備える
   ことを特徴とする画像読取装置。

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