JP5275009B2 - 導光体、線状光源、および、画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、導光体、線状光源、および、画像読取装置に関する。

図９は、従来の画像読取装置の一例を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示された画像読取装置Ｘは、線状光源９１、反射鏡９２，９３，９４、結像レンズ９５、受光手段９６、および、ガラスカバー９７を備えた縮小光学系スキャナである。線状光源９１は、たとえばハロゲンランプであり、読取対象Ｐに向けて主走査方向に延びる線状光を出射するように構成されている。読取対象Ｐで反射された線状光は、さらに反射鏡９２，９３，９４によって反射され、結像レンズ９５を経て受光手段９６へ到達する。

近年、ハロゲンランプや蛍光灯に替えて、消費電力がより少なく、かつより軽量なＬＥＤを用いた光源を利用することが提案されている。ＬＥＤを光源とする線状光源は、ＬＥＤからの光を長尺の導光体内に導くことにより線状光を出射可能となっている。このような導光体は、長手方向に延びる１個の光反射部を有しており、この光反射部と直交する方向に向けて線状光を出射する。このため、ＬＥＤを光源とする線状光源による線状光は、長手方向と直交する方向における中心部が明るい一方でその周囲が暗くなる傾向があった。

画像読取装置Ｘにおいては、反射鏡９２，９３，９４、結像レンズ９５、または、受光手段９６の取り付け位置や取り付け角度の微妙なずれにより、読み取り位置が大きくばらつくことがあった。このため、線状光源は、副走査方向において余裕をもって読取対象Ｐを照明する必要があり、指向性が比較的高い、ＬＥＤを光源とする線状光源を採用する上で課題となっていた。

特開平７−２３１８９号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ＬＥＤからの光を、長手方向と直交する方向においてより広い範囲で好ましい照度を有する線状光として出射可能な導光体と、上記導光体を用いた線状光源と、上記線状光源を用いた画像読取装置と、を提供することを課題とする。

本発明の第１の側面によって提供される導光体は、全体として棒状に延びており、長手方向端部に設けられた光入射部と、上記長手方向に延びており、上記光入射部から入射した光を反射させる複数の光反射部と、上記複数の光反射部から進行してきた光を上記長手方向に延びる線状光として出射させる光出射部と、を備えており、上記複数の光反射部は、上記長手方向と直交する方向において、互いに離間するように設けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、上記光入射部から上記導光体内に入射した光は、上記複数の光反射部に反射されて上記光出射部から線状光として出射される。上記長手方向と直交する方向において互いに離間する上記複数の光反射部により反射された上記線状光は、上記光反射部が１つの場合に比べて、上記長手方向と直交する方向においてより広い範囲を明るく照明することが可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記線状光の出射方向における上記光出射部の反対側に帯状部を有しており、上記帯状部の上記線状光の出射方向後方に突出するように上記複数の光反射部が形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記帯状部は平坦な面である。

本発明の第２の側面によって提供される線状光源は、上記本発明の第１の側面によって提供される導光体と、上記光入射部に向けて光を出射する光源と、を備えていることを特徴とする。

本発明の第３の側面によって提供される画像読取装置は、本発明の第２の側面によって提供される線状光源と、上記線状光源からの光のうち、読取対象によって反射された光を受光する受光手段と、上記読取対象から上記受光手段へ至る光路上に設置された縮小光学系の光学手段と、を備えることを特徴とする。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

図１および図２は、本発明にかかる画像読取装置の一例を示している。図１および図２に示す画像読取装置Ａは、主走査方向に延びる線状光を出射する線状光源Ｂ、カメラＣ、反射鏡３、副走査方向に沿って読取対象Ｐを移動させるための送紙装置６、および、ケース７を備えている。なお、図１では、読取対象Ｐ、送紙装置６、および、ケース７を省略している。さらに、図３には、線状光源Ｂによる照明の様子を示しており、線状光源Ｂから出射される線状光の中心線Ｌを１点破線で示している。この中心線Ｌが延びる方向を主出射方向ｘとする。

線状光源Ｂは、主走査方向に長く延びる導光体１と、導光体１の主走査方向における両端に設置され、導光体１内に向けて光を出射するＬＥＤモジュール２と、を備えている。導光体１は、たとえば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などのアクリル樹脂からなる透明度が高い部材であり、全長にわたって断面略円形状を有する略円柱形状とされている。この導光体１は、両端に形成された光入射部１１、主走査方向に延びる帯状部１２、主出射方向ｘにおける帯状部１２の反対側に設けられた光出射部１３、および、帯状部１２に形成された１対の光反射部１４，１５を備えている。

帯状部１２は、主出射方向ｘと直交する方向における中央部が、主出射方向ｘにおいて導光体１の内部に食い込むような緩やかな凹面に形成されている。１対の光反射部１４，１５は、主出射方向ｘと直交する方向において、中心線Ｌを挟んで離間するように配置されている。１対の光反射部１４，１５は、帯状部１２から、主出射方向ｘにおいて線状光の進行方向と反対側（後方）に向けて突出する凸部の先端に白色塗装を施すことによって形成されている。なお、これらの凸部は、主走査方向に延びる断面略矩形の帯状とされている。

図３では、光反射部１４に反射された光の中心線Ｌ１と、光反射部１５に反射された光の中心線Ｌ２を示している。さらに、図３では、中心線Ｌ１，Ｌ２と読取対象Ｐとの交点同士の間隔Ｔ１と、読取対象Ｐを好ましく読み取るために必要な均一照度必要領域Ｔ２を示している。均一照度必要領域Ｔ２は、線状光源Ｂ、カメラＣ、および反射鏡３の取り付け位置や取り付け角度の微妙なずれにより、読み取り位置がばらつくことがあることを考慮して設定された線状光の被照射領域である。本実施形態における均一照度必要領域Ｔ２は、副走査方向において中心線Ｌと読取対象Ｐとの交点を中心とする領域であり、その副走査方向における幅は４ｍｍとなっている。

間隔Ｔ１は、１対の光反射部１４，１５間の間隔および帯状部１２の形状によって決定される。本実施形態では、間隔Ｔ１は、均一照度必要領域Ｔ２内に含まれており、なおかつ、間隔Ｔ１の長さが均一照度必要領域Ｔ２の長さの２分の１以上となっている。

反射鏡３は、読取対象Ｐで反射された光を、カメラＣへ向けて反射するように設置されている。カメラＣは、受光手段５、および、反射鏡３からの光を受光手段５に結像させる結像レンズ４を備えている。

反射鏡３および結像レンズ４は、本発明における縮小光学系の光学手段である。結像レンズ４によって受光手段５に形成される読取対象Ｐの像は、縮小された倒立像として形成される。

次に、このような画像読取装置Ａの作用について図４〜図７も参照しつつ説明する。

図４〜図６は、中心線Ｌと読取対象Ｐとの交点からの副走査方向における距離と、線状光源Ｂによる照明の相対照度との関係を説明するための図ある。図４〜図６では、光反射部１４からの線状光による照度分布を示すグラフＧ１、光反射部１５からの線状光による照度分布を示すグラフＧ２、および、グラフＧ１とグラフＧ２とを合成して得られる線状光源Ｂによる照度分布を示すグラフＧ３を示している。図４ではＴ１の長さが２ｍｍとなる場合を、図５ではＴ１の長さが３ｍｍとなる場合を、図６ではＴ１の長さが４ｍｍとなる場合を示している。さらに、図４〜図６との比較のために、図７には、光反射部が１個のみの場合の照度分布を示している。また、図４〜図７では、均一照度必要領域Ｔ２を示している。

図７によると、光反射部が１個のみの場合には、均一照度必要領域Ｔ２の中央と両端とで、照明の相対照度の差が大きくなっていることが分かる。それに対して、図４〜図６におけるグラフＧ３は、均一照度必要領域Ｔ２の中央と両端とで、照明の相対照度の差が比較的小さくなっている。特に、図５および図６におけるグラフＧ３では、均一照度必要領域Ｔ２において、相対照度がほぼ一定となっている。このように線状光源Ｂは、均一照度必要領域Ｔ２の全域を比較的照度が均一な光で照明することができる。従って、画像読取装置Ａでは、線状光源Ｂ、カメラＣ、および反射鏡３の取り付け位置や取り付け角度の微妙なずれにより、読み取り位置がずれても、好ましい照度の光で読取対象Ｐを照明することができる。

さらに、本実施形態によれば、線状光源Ｂは、光源としてＬＥＤモジュール２を採用しているため、軽量化および省エネ化を図ることが可能である。

さらに、本実施形態によれば、線状光源Ｂ、カメラＣ、および反射鏡３の取り付け位置や取り付け角度の微調整を行う必要がないため、生産性の向上を図ることが容易となっている。

図８には、本発明にかかる導光体の別の実施形態を示している。なお、図８において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。図８に示す導光体１’は、導光体１と同様に線状光源Ｂに組み込まれて用いられる。

導光体１’は、図８に示すように、主出射方向ｘを短軸方向とし、主出射方向ｘと直交する方向を長軸方向ｙとする断面形状を有している。この断面形状は、長軸方向ｙに長く延びる長方形の両端に半円を組み合わせた形状となっている。

導光体１’の帯状部１２は、長軸方向ｙに一定幅を有して主走査方向に長く延びるように形成された平坦な面であり、長軸方向ｙにおいて離間する１対の光反射部１４，１５を有している。本実施形態では、帯状部１２が平坦な面であるため、光反射部１４，１５の長軸方向ｙにおける間隔は、間隔Ｔ１と等しくなっている。

このような導光体１’を組み込んだ線状光源Ｂは、導光体１を組み込んだ線状光源Ｂと同様に、均一照度必要領域Ｔ２の全域を比較的照度が均一な光で照明することができる。

本発明にかかる導光体、線状光源および画像読取装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明にかかる導光体、線状光源および画像読取装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、上記実施形態では、読取対象Ｐと結像レンズ４との間の光路上に設置された反射鏡３は１個であるが、光路上に複数の反射鏡があっても構わない。

本発明にかかる画像読取装置の実施形態の一例を示す平面図である。 図１のII-II線に沿う断面図である。 本発明にかかる導光体の実施形態の一例を示す要部断面図である。 本発明にかかる線状光源による照度分布の一例を示す図である。 本発明にかかる線状光源による照度分布の一例を示す図である。 本発明にかかる線状光源による照度分布の一例を示す図である。 従来のＬＥＤを用いた線状光源による照度分布の一例を示す図である。 本発明にかかる導光体の別の実施形態の一例を示す要部断面図である。 従来の画像読取装置の一例を示す構成図である。

符号の説明

Ａ 画像読取装置
Ｂ 線状光源
Ｃ カメラ
Ｐ 読取対象
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ 中心線
Ｔ１ 間隔
Ｔ２ 均一照度必要領域
ｘ 主出射方向
ｙ 長軸方向
１，１’ 導光体
２ ＬＥＤモジュール
３ 反射鏡
４ 結像レンズ
５ 受光手段
６ 送紙装置
７ ケース
１１ 光入射部
１２ 帯状部
１３ 光出射部
１４，１５ 光反射部

Claims (9)

1. 全体として棒状に延びており、
   長手方向端部に設けられた光入射部と、上記長手方向に延びており、上記光入射部から入射した光を反射させる複数の光反射部と、上記複数の光反射部から進行してきた光を上記長手方向に延びる線状光として出射させる光出射部と、
   を備えており、
   上記複数の光反射部は、上記長手方向と直交する方向において、光反射機能を有さない面を介して互いに離間するように設けられていることを特徴とする導光体。
2. 上記複数の光反射部は、上記線状光の出射方向と直交する面である、請求項１に記載の導光体。
3. 上記複数の光反射部は、上記光反射機能を有さない面に対して上記出射方向後方に突出する複数の凸部の先端に形成されている、請求項１または２に記載の導光体。
4. 上記光反射機能を有さない面は、平坦な面である、請求項１ないし３のいずれかに記載の導光体。
5. 上記線状光の出射方向における上記光出射部の反対側に上記長手方向に延びる帯状部を有しており、
   上記帯状部の上記線状光の出射方向後方に突出するように上記複数の光反射部が形成されている、請求項１に記載の導光体。
6. 上記帯状部は平坦な面である、請求項５に記載の導光体。
7. 上記長手方向と直交する断面が、上記線状光の出射方向に沿う短軸と、上記短軸と直交する長軸と、を有する形状であり、上記複数の光反射部が、上記長軸方向において、互いに離間するように形成されている、請求項１ないし６のいずれかに記載の導光体。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の導光体と、
   上記光入射部に向けて光を出射する光源と、
   を備えていることを特徴とする、線状光源。
9. 請求項８に記載の線状光源と、
   上記線状光源からの光のうち、読取対象によって反射された光を受光する受光手段と、
   上記読取対象から上記受光手段へ至る光路上に設置された縮小光学系の光学手段と、
   を備えることを特徴とする、画像読取装置。

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