JP5573107B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
このような照明装置としては、互いに並ぶよう配置された2つのロッド状のライトガイドと、2つのライトガイドの各々の端面に設けられた発光素子とを備えてなり、一方のライトガイドに係る発光素子と他方のライトガイドに係る発光素子とが、各ライトガイドにおける互いに反対方向を向く端面に配置されてなるものが知られている(特許文献1参照。)。
ここで、有効照明領域とは、所定の照度例えば最大照度の95%以上の照度を有する照明領域であり、照明装置においては、有効照明領域が、その副走査方向において読み取りに必要な幅、例えば有効照明領域の中央位置から±3mm(有効照明領域の幅としては6mm)以上の幅を有すること、および副走査方向において均一性の高い照度分布を有することが肝要である。
しかしながら、上記の照明装置80においては、主走査方向において均一性の高い照度分布を有する有効照明領域を得ることは可能であるが、以下のような問題により、副走査方向において読み取りに必要な幅を有し、かつ副走査方向において均一性の高い照度分布を有する有効照明領域を得ることが困難である。
図14から明らかなように、2つのライトガイドを各々からの光による原稿面上での2つの強度ピーク位置が重なるよう配置した場合には、有効照明領域の副走査方向における強度ピーク位置が一つであり、この強度ピーク位置から離れるに従って照度が低下するため、副走査方向において読み取りに必要な幅を有する有効照明領域を得ることは困難である。
然るに、2つのライトガイドに配置された発光素子の各々の光量にバラツキがある場合には、有効照明領域の副走査方向において、一側の照度が他側の照度より低くなるため、均一性の高い照度分布が得られず、また、他側の照度の低下が著しいときには、副走査方向において読み取りに必要な幅を有する有効照明領域を得ることが困難となる(図12の照度分布曲線b参照。)。
互いに並ぶよう配置された2つのロッド状のライトガイドと、これらのライトガイドの各々の端面に配置された発光素子とを備えてなり、
前記ライトガイドの各々は、その長手方向に沿って形成された、当該長手方向に垂直な断面における外周輪郭が円弧状の光出射面と、この光出射面に対向する周面に形成された2つの平面状光反射面とを有し、
前記ライトガイドの各々における2つの平面状光反射面の各々には、その長手方向に沿って微小プリズム群が形成されており、
前記発光素子からの光が、前記ライトガイドによってその長手方向に導かれ、前記2つの平面状光反射面の各々によって反射されて当該ライトガイドの光出射面から出射され、
前記2つのライトガイドの各々の長手方向に垂直な仮想平面において、各ライトガイドからの光は、原稿面上で、当該2つの平面状光反射面からの反射光による2つの強度ピークと、一方の強度ピークに続く平坦な強度分布とを有し、当該原稿面上での2つの強度ピーク位置が各ライトガイドの間の中央に位置する原稿面と垂直な原稿読取軸の両側に位置された状態で、当該2つのライトガイドからの光が原稿面における原稿読取軸を含む領域において重畳されていることを特徴とする。
また、2つのライトガイドは、原稿読取軸に対して対称に配置されていることが好ましい。
また、2つのライトガイドを保持するシャーシを有し、このシャーシには、原稿面からの原稿反射光を透過させるスリットが形成されていることが好ましい。
図1は、本発明の照明装置の一例を示す斜視図であり、図2は、原稿読取装置に搭載された図1に示す照明装置における構成を副走査方向に切断して示す説明用断面図である。 この照明装置は、原稿が載置される透光性を有する原稿台2の下方に配置され、図3にも示すように、原稿面1に平行な平面に沿って互いに離間して主走査方向に平行に並ぶよう配置された2つのロッド状のライトガイド10,20を有する。図示の例では、2つのライトガイド10,20は、実質的に互いに同一の形状を有し、各ライトガイド10,20の間の中央に位置する原稿の原稿面1と垂直な原稿読取軸Yに対して対称に配置されている。
本発明において、「副走査方向」とは、原稿面に対して照明装置を相対的に移動させるときの移動方向を意味し、「主走査方向」とは、副走査方向と垂直な方向であって原稿面に対して平行な方向を意味する。
2つのライトガイド10,20のうち、一方のライトガイド10の一端面には、発光素子30が当該一方のライトガイド10の一端面から離間して配置され、一方のライトガイド10の一端面と発光素子30との間の空間を取り囲むようミラー31が配置されている。また、他方のライトガイド20における一方のライトガイド10の一端面と反対方向を向く他端面には、発光素子35が当該他方のライトガイド20の他端面から離間して配置され、他方のライトガイド20の他端面と発光素子35との間の空間を取り囲むようミラー36が配置されている。
また、微小プリズム群14,15,24,25の各々は、ライトガイド10,20における平面状光反射面12,13,22,23に一体に形成されていても、平面状光反射面12,13,22,23と別体のものが接着されて形成されていてもよく、別体の微小プリズム群14,15,24,25を用いる場合には、これらは、ライトガイド10,20と同様の材料を用いることにより、射出成形法によってライトガイド10,20を作製することができる。
ライトガイド10,20の寸法の一例を挙げると、全長が340mm、光出射部11,21を形成する円弧の半径が2.5mm、平面状光反射面12,13,22,23の幅が1.0mmである。
また、シャーシ40における基台41を構成する材料としては、アルミニウムなどの金属材料を用いることができ、保持台45,46を構成する材料としては、アルミニウムなどの金属材料、ポリカーボネート樹脂などの樹脂材料を用いることができる。
また、一方のライトガイド10に係る2つの微小プリズム群14,15うち、原稿読取軸Yから見て外側に位置する微小プリズム群14における幅方向の中心位置での光線軸M1が、原稿読取軸Yを交差し、他方のライトガイド20に係る2つの微小プリズム群24,25うち、原稿読取軸Yから見て外側に位置する微小プリズム群24における幅方向の中心位置での光線軸M3が、原稿読取軸Yを交差する状態とされている。
このような構成によれば、副走査方向において一層均一性の高い照度分布を有する有効照明領域を得ることができる。
例えば図6に示すように、各ライトガイド10,20における平面状光反射面12,13,22,23の各々の原稿面に対する傾きを変更することにより、一方のライトガイド10に係る2つの微小プリズム群14,15のうち、原稿読取軸Yから見て内側に位置する微小プリズム群15における幅方向の中心位置での光線軸M2が、原稿読取軸Yを交差し、他方のライトガイド20に係る2つの微小プリズム群24,25のうち、原稿読取軸Yから見て内側に位置する微小プリズム群25における幅方向の中心位置での光線軸M4が、原稿読取軸Yを交差する状態とされていてもよい。
図2に示す構成に従い、発光素子として互いに光量が同等な2つの白色LEDを用い、それぞれ全長が340mm、光出射面を形成する円弧の半径が2.5mm、各平面状光反射面の幅が1.0mm、2つの平面状光反射面のなす角が24°の2つのライトガイドが配置されてなる照明装置(A1)を作製した。
この照明装置(A1)によって、各ライトガイドの垂直方向に8.0mm離間した原稿面に光を照射し、副走査方向における照度分布を測定した。
図7は、1つのライトガイドからの光による副走査方向の照度分布を示す曲線図であり、縦軸は相対強度、横軸は原稿読取軸からの距離、aは一方の平面状光反射面からの反射光による照度分布曲線、bは他方の平面状光反射面からの反射光による照度分布曲線、cはライトガイド全体からの光による照度分布曲線である。この図から明らかなように、一つのライトガイドからの光は、2つの強度ピークと、一方の強度ピークに続く略平坦な分布とを有し、原稿面上での2つの強度ピーク位置が原稿読取軸の両側に位置されていることが理解される。
図8は、2つのライトガイドからの光による副走査方向の照度分布を示す曲線図であり、縦軸は相対強度、横軸は原稿読取軸からの距離、aは一方のライトガイドからの光による照度分布曲線、bは他方のライトガイドからの光による照度分布曲線、cは2つのライトガイドからの光による照度分布曲線である。この図から明らかなように、2つのライトガイドからの光によって、副走査方向において原稿読取軸から±3mm以上の範囲において所要の照度が得られると共に、この範囲において均一性の高い照度分布が得られることが理解される。
他方のライトガイドに配置された発光素子(白色LED)として、一方のライトガイドに配置された発光素子(白色LED)よりも光量が15%小さいものを用いたこと以外は、照明装置(A1)と同様の仕様の照明装置(A2)を作製し、この照明装置(A2)によって、それぞれのライトガイドの垂直方向に8.0mm離間した原稿面に光を照射し、副走査方向における照度分布を測定した。結果を図9に示す。
図9において、縦軸は相対強度、横軸は原稿読取軸からの距離、aは、光量が互いに同等の2つの発光素子(白色LED)を用いた照明装置(A1)による照度分布曲線、bは、他方のライトガイドに配置された発光素子(白色LED)が一方のライトガイドに配置された発光素子(白色LED)よりも光量が15%小さい照明装置(A2)による照度分布曲線である。この図から明らかなように、2つのライトガイドに配置された発光素子の各々にバラツキがあっても、副走査方向において原稿読取軸から±3mm以上の範囲において所要の照度が得られると共に、この範囲において均一性の高い照度分布が得られることが理解される。
図10に示す構成に従い、発光素子として互いに光量が同等な2つの白色LEDを用い、それぞれ光出射面(51,61)に対向する周面に形成された1つの平面状光反射面(52,62)を有し、それぞれ全長が840mm、光出射面(51,61)を形成する円弧の半径が2.5mm、平面状光反射面(52,62)の幅が1.8mmの2つのライトガイド(50,60)が配置されてなる照明装置(B1)を作製した。
この照明装置(B1)によって、各ライトガイドの垂直方向に8.0mm離間した原稿面に光を照射し、副走査方向における照度分布を測定した。結果を図11に示す。
また、他方のライトガイドに配置された発光素子(白色LED)として、一方のライトガイドに配置された発光素子(白色LED)よりも光量が15%小さいものを用いたこと以外は、照明装置(B1)と同様の仕様の照明装置(B2)を作製し、この照明装置(B2)によって、それぞれのライトガイドの垂直方向に8.0mm離間した原稿面に光を照射し、副走査方向における照度分布を測定した。結果を図12に示す。
図11において、縦軸は相対強度、横軸は原稿読取軸からの距離、aは、一方のライトガイドからの光による照度分布曲線、bは他方のライトガイドからの光による照度分布曲線、cは2つのライトガイドからの光による照度分布曲線である。
また、図12において、縦軸は相対強度、横軸は原稿読取軸からの距離、aは、光量が互いに同等の2つの発光素子(白色LED)を用いた照明装置(B1)による照度分布曲線、bは、他方のライトガイドに配置された発光素子(白色LED)が一方のライトガイドに配置された発光素子(白色LED)よりも光量が15%小さい照明装置(B2)による照度分布曲線である。
これらの図から明らかなように、2つのライトガイドに配置された発光素子の各々の光量が同等である場合には、副走査方向において均一性の高い照度分布が得られるが、2つのライトガイドに配置された発光素子の各々の光量にバラツキがある場合には、副走査方向において原稿読取軸から±3mm以上の範囲において所要の照度が得られず、また、この範囲において均一性の高い照度分布が得られなかった。
2 原稿台
10 ライトガイド
11 光出射面
12,13 平面状光反射面
14,15 微小プリズム群
16 保持用突条部
20 ライトガイド
21 光出射面
22,23 平面状光反射面
24,25 微小プリズム群
26 保持用突条部
30 発光素子
31 ミラー
35 発光素子
36 ミラー
40 シャーシ
41 基台
44 スリット
45,46 保持台
47,48 ガイド固定つめ
50 ライトガイド
51 光出射面
52 平面状光反射面
60 ライトガイド
61 光出射面
62 平面状光反射面
80 照明装置
81,82 ライトガイド
81a,82a 光出射面
83 シャーシ
90 原稿台
91 原稿面
95 光電変換素子
96 ロッドレンズアレイ
97 基板
Claims (4)
- 原稿面からの反射光を読み取る原稿読取装置に用いられる照明装置であって、
互いに並ぶよう配置された2つのロッド状のライトガイドと、これらのライトガイドの各々の端面に配置された発光素子とを備えてなり、
前記ライトガイドの各々は、その長手方向に沿って形成された、当該長手方向に垂直な断面における外周輪郭が円弧状の光出射面と、この光出射面に対向する周面に形成された2つの平面状光反射面とを有し、
前記ライトガイドの各々における2つの平面状光反射面の各々には、その長手方向に沿って微小プリズム群が形成されており、
前記発光素子からの光が、前記ライトガイドによってその長手方向に導かれ、前記2つの平面状光反射面の各々によって反射されて当該ライトガイドの光出射面から出射され、
前記2つのライトガイドの各々の長手方向に垂直な仮想平面において、各ライトガイドからの光は、原稿面上で、当該2つの平面状光反射面からの反射光による2つの強度ピークと、一方の強度ピークに続く平坦な強度分布とを有し、当該原稿面上での2つの強度ピーク位置が各ライトガイドの間の中央に位置する原稿面と垂直な原稿読取軸の両側に位置された状態で、当該2つのライトガイドからの光が原稿面における原稿読取軸を含む領域において重畳されていることを特徴とする照明装置。 - 前記2つのライトガイドの各々の長手方向に垂直な仮想平面において、原稿面と原稿読取軸との交点から、各ライトガイドにおける2つの平面状光反射面よりの光による原稿面上での2つの強度ピーク位置のうち原稿読取軸を交差する反射光による一方の強度ピーク位置までの距離が、原稿面と原稿読取軸との交点から他方の強度ピーク位置までの距離より短いことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 2つのライトガイドは、原稿読取軸に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。
- 2つのライトガイドを保持するシャーシを有し、このシャーシには、原稿面からの原稿反射光を透過させるスリットが形成されていることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
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