JP6129602B2 - 原稿読取用光源装置 - Google Patents
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Description
加えて、近年では、キセノンランプや冷陰極管(Cold-Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)等の管灯に比べて消費電力や発熱の低減が可能であり、耐久性にも優れたLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)を、光源として採用する需要が高まり、広く浸透してきている。
この光源装置は、LED光源80の各LEDの微小面積から出射されてなる線状光を、リフレクタとしての第1ミラー81により反射させ、その反射光をコンタクトガラス82上に載置された被読取原稿83の被照射部84に照射させる。そして、被読取原稿83の読取対象面で反射された反射光(原稿画像を含む反射光)を第2ミラー85で反射させ、光電変換素子であるラインセンサ86の撮像面上に原稿画像の縮小像として結像させるものである。
しかしながら、この対面照射比率を均一にするためには、LED光源80(導光体)から出射される主要光の光軸を第1ミラー81側に傾けなくてはならず、これにより、読取対象面に対して照射される主要光の照度が低下する等、対面照射比率以外の性能面(すなわち、絶対照度値や主走査配光分布、副走査配光分布、照明深度、輝度リップル等)のいずれかを犠牲にすることになり、これら性能面を効率良く満たすことが困難であった。
原稿読取装置のコンタクトガラス上に載置された被読取原稿の読取対象面に、所定の幅を有する光を前記コンタクトガラスの下方から照射して、前記原稿読取装置における原稿の読み取りに寄与する原稿読取用光源装置において、
長手方向に沿って長尺な開口を有するリング状をなしており、当該長手方向の両端部に対向して配置され、互いに対向する端部に向かって前記長手方向に対し水平に直交する短手方向の二手に分岐した一対の分岐路を有してなる分岐部と、これら分岐部の対向する分岐路間にそれぞれ前記長手方向に沿って平行に延設され、当該各分岐路同士を連通する一対の導光部と、を一体に有し、これら導光部の前記短手方向に対向する上端同士を結んでなる仮想面を出光面とする導光体と、
前記導光体の前記長手方向における前記両端部のうち、少なくとも一方の前記端部の端面に形成された入光面に、発光素子の発光面を向けて配置される半導体光源と、
前記導光体および前記半導体光源を収容し、前記導光体の前記出光面に対応する部位に、前記コンタクトガラスの位置する上方に向けて開口した前記光を照射するための前記長手方向に長尺な出光部を有する筐体と、を備え、
各前記導光部には、
前記半導体光源の発光によって前記入光面および当該入光面から連続する分岐部を介して入射される光を、前記対向する端部側へと導光しつつ、上方に位置する前記コンタクトガラスへ向けて出射させるための導光照射用反射部が、当該各導光部の外周側における前記コンタクトガラスとは反対側の斜め下方となる位置に前記長手方向に沿って延設されており、
前記筐体の内部には、
前記導光体の前記開口の内側に位置し、前記半導体光源が配置される端部側の前記分岐部の内周側に対向して配置され、前記半導体光源から前記入光面を介して入射された光を、当該分岐部の各前記分岐路に沿って分光するように全反射させる分光用反射物と、
前記半導体光源が配置される端部側の前記分岐部における各前記分岐路の外周側に沿って各々配置されると共に、当該各分岐路と連通する各前記導光部の外周側における各前記分岐路との連接部分近傍に沿って各々配置され、前記分光用反射物によって全反射する方向以外の指向を有する迷光を、各前記分岐路に沿って連通する各前記導光部へと導光するための複数の導光用反射物と、が設けられており、
前記半導体光源から発せられ、前記入光面を介して前記導光体内に入射される光が、前記分岐部にて分光されつつ各前記分岐路を介して各前記導光部へと導光され、当該各導光部の双方にて各々前記長手方向に沿って対向する端部側へと導光されながら、前記出光面における各前記導光部の双方に対応する部位から、それぞれ前記コンタクトガラス上の受光面となる前記被読取原稿の読取対象面へ向けて前記出光部を介して出射され、当該受光面に対面照射されることを特徴とする。
前記導光体の前記出光面における各前記導光部の双方に対応する部位からそれぞれ出射され、前記コンタクトガラス上の前記受光面に対面照射される前記光の各々は、当該受光面にて交わることを特徴とする。
前記分光用反射物は三角柱状の形状からなり、垂直方向に立設される三つの面のうち、二つの面を前記分岐部の各前記分岐路の内周面にそれぞれ対向して配置され、当該二つの面は、それぞれ鏡面反射面からなることを特徴とする。
前記導光体における前記入光面の幅は、前記半導体光源における前記発光面の幅と同一か、当該発光面の幅よりも0.5mm〜1mmの範囲で大きく設定されていることを特徴とする。
前記導光体は透明樹脂材からなり、前記分岐部における各前記分岐路は、前記導光体の対向する前記両端部の中心同士を結ぶ前記長手方向の中心軸に対し、それぞれ45°の傾斜角度を有して配設されることを特徴とする。
そして、半導体光源から発せられ、入光面を介して導光体内に入射される光が、分岐部にて分光されつつ各分岐路を介して各導光部へと導光され、当該各導光部の双方にて各々長手方向に沿って対向する端部側へと導光されながら、出光面における各導光部の双方に対応する部位から、それぞれコンタクトガラス上の受光面となる被読取原稿の読取対象面へ向けて出光部を介して出射され、当該受光面に対面照射されるようになっている。
すなわち、コンタクトガラスの下方に配置される、長手方向に長尺な開口を有するリング状の導光体において、半導体光源から発せられる光を分岐部によって分光し、分光された双方の光を対称に配置される一対の導光部からなる出光面より各々出射することで、受光面(被読取原稿の読取対象面)に対する対面照射比率を良好なものにすることができる。しかも、例えば、分岐部における各分岐路を、導光体の対向する両端部の中心同士を結ぶ長手方向の中心軸に対し、それぞれ45°の傾斜角度を有して配設することにより、被読取原稿の読取対象面に対する対面照射比率を略均一にすることができる。
このとき、従来のようなリフレクタを併用する構成とは異なるため、部品点数を低減してコストを抑えることができると共に、半導体光源から発せられる主要光は、一対の導光部に分光されて読取対象面に対して照射されるため、対面照射比率を良好にするべく、光源や導光体の出光角度をリフレクタ側に傾ける必要がない。よって、読取対象面に対して照射される主要光の照度が低下することを未然に回避することができる。さらに、半導体光源から発せられる主要光は、一対の導光部に分光されて読取対象面に対して照射されるため、絶対照度値や主走査配光分布、副走査配光分布、照明深度、輝度リップル等の光学特性における性能面を犠牲にすることはない。よって、これら光学特性を効率良く満たすことができる。
なお、以下では、本発明に係る原稿読取用光源装置として、不図示の原稿読取装置(例えば、スキャナー等のOA機器)のコンタクトガラス上に載置された受光面である被読取原稿の読取対象面に、所定の幅を有する光をコンタクトガラスの下方から照射して、当該原稿読取装置における原稿の読み取りに寄与するものに適用した場合について述べる。
図7および図8に示すように、導光体2の全体のレイアウトとして、最外形(全長および全幅)が、長手方向(主走査方向)の長さX1(図2参照)と、短手方向(副走査方向)の幅Y1とによって決められている場合、分岐部21および導光部22a,22bの形状は、以下のように決められる。
なお、ここでは、各分岐路21a,21bに入光面からの光を均一に分光させるべく、分岐角度αと対向する分岐角度α’とを同等の角度とする場合について述べるが、一例であってこれに限らず、それぞれユーザの要望に応じて、所望する異なる角度で設定しても良い。
これら分岐角度αとα’は、α=α’=ArcTan(Y3/X3)によって求められ、これにより、点光源付近(すなわち、LED光源3を配置する入光面24から導光部22a,22bに掛けて)の入光形状が決定する。因みに、本実施形態の場合、これら分岐角度αとα’は、それぞれ45°に設定されている。
図9は、原稿読取用光源装置1に係わる光路説明図であり、図10は、原稿読取用光源装置1を用いた原稿読取装置(不図示)のコンタクトガラス50上に位置する受光面に対する光路説明図である。なお、図9および図10においては、便宜上、筐体4の内部側を図示し、筐体4については図示を省略する。
なお、図15,図16,図19において、本実施形態の原稿読取用光源装置1については実線で、従来の原稿読取用光源装置については破線で示している。また、図17において、本実施形態の原稿読取用光源装置1の導光体における一方の導光部22aについては実線で、他方の導光部22bについては一点鎖線で、従来の原稿読取用光源装置における光源側については破線で、リフレクタ側については二点鎖線で示している。さらに、図18において、本実施形態の原稿読取用光源装置1おける深度0mmについては実線で、深度2mmについては一点鎖線で、従来の原稿読取用光源装置における深度0mmについては破線で、深度2mmについては二点鎖線で示している。
すなわち、コンタクトガラス50の下方に配置される、長手方向に長尺な開口2aを有するリング状の導光体2において、LED光源3から発せられる光L1を分岐部21,21によって光L1aと光L1bとに分光し、分光された双方の光L1a,L1bを対称に配置される一対の導光部22a,22bを介して出光面23より光L3a,L3bとして各々出射することで、受光面51(被読取原稿の読取対象面)に対する対面照射比率を良好なものにすることができる。
しかも、当該分光用反射物41によって、LED光源3からの直接光(光L1)が、原稿読取装置のCCD(共に不図示)に映り込まないように遮光することもできる。
2…導光体
2a…開口
21…分岐部
21a,21b…分岐路
22a,22b…導光部
23…出光面
23a…有効照明領域
24…入光面
25…導光照射用反射部
25a…パターン面
25b…反射シート
3…LED光源(半導体光源)
4…筐体(ランプハウス)
4a…出光部
50…コンタクトガラス
51…受光面
Claims (5)
- 原稿読取装置のコンタクトガラス上に載置された被読取原稿の読取対象面に、所定の幅を有する光を前記コンタクトガラスの下方から照射して、前記原稿読取装置における原稿の読み取りに寄与する原稿読取用光源装置において、
長手方向に沿って長尺な開口を有するリング状をなしており、当該長手方向の両端部に対向して配置され、互いに対向する端部に向かって前記長手方向に対し水平に直交する短手方向の二手に分岐した一対の分岐路を有してなる分岐部と、これら分岐部の対向する分岐路間にそれぞれ前記長手方向に沿って平行に延設され、当該各分岐路同士を連通する一対の導光部と、を一体に有し、これら導光部の前記短手方向に対向する上端同士を結んでなる仮想面を出光面とする導光体と、
前記導光体の前記長手方向における前記両端部のうち、少なくとも一方の前記端部の端面に形成された入光面に、発光素子の発光面を向けて配置される半導体光源と、
前記導光体および前記半導体光源を収容し、前記導光体の前記出光面に対応する部位に、前記コンタクトガラスの位置する上方に向けて開口した前記光を照射するための前記長手方向に長尺な出光部を有する筐体と、を備え、
各前記導光部には、
前記半導体光源の発光によって前記入光面および当該入光面から連続する分岐部を介して入射される光を、前記対向する端部側へと導光しつつ、上方に位置する前記コンタクトガラスへ向けて出射させるための導光照射用反射部が、当該各導光部の外周側における前記コンタクトガラスとは反対側の斜め下方となる位置に前記長手方向に沿って延設されており、
前記筐体の内部には、
前記導光体の前記開口の内側に位置し、前記半導体光源が配置される端部側の前記分岐部の内周側に対向して配置され、前記半導体光源から前記入光面を介して入射された光を、当該分岐部の各前記分岐路に沿って分光するように全反射させる分光用反射物と、
前記半導体光源が配置される端部側の前記分岐部における各前記分岐路の外周側に沿って各々配置されると共に、当該各分岐路と連通する各前記導光部の外周側における各前記分岐路との連接部分近傍に沿って各々配置され、前記分光用反射物によって全反射する方向以外の指向を有する迷光を、各前記分岐路に沿って連通する各前記導光部へと導光するための複数の導光用反射物と、が設けられており、
前記半導体光源から発せられ、前記入光面を介して前記導光体内に入射される光が、前記分岐部にて分光されつつ各前記分岐路を介して各前記導光部へと導光され、当該各導光部の双方にて各々前記長手方向に沿って対向する端部側へと導光されながら、前記出光面における各前記導光部の双方に対応する部位から、それぞれ前記コンタクトガラス上の受光面となる前記被読取原稿の読取対象面へ向けて前記出光部を介して出射され、当該受光面に対面照射されることを特徴とする原稿読取用光源装置。 - 前記導光体の前記出光面における各前記導光部の双方に対応する部位からそれぞれ出射され、前記コンタクトガラス上の前記受光面に対面照射される前記光の各々は、当該受光面にて交わることを特徴とする請求項1に記載の原稿読取用光源装置。
- 前記分光用反射物は三角柱状の形状からなり、垂直方向に立設される三つの面のうち、二つの面を前記分岐部の各前記分岐路の内周面にそれぞれ対向して配置され、当該二つの面は、それぞれ鏡面反射面からなることを特徴とする請求項1または2に記載の原稿読取用光源装置。
- 前記導光体における前記入光面の幅は、前記半導体光源における前記発光面の幅と同一か、当該発光面の幅よりも0.5mm〜1mmの範囲で大きく設定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の原稿読取用光源装置。
- 前記導光体は透明樹脂材からなり、前記分岐部における各前記分岐路は、前記導光体の対向する前記両端部の中心同士を結ぶ前記長手方向の中心軸に対し、それぞれ45°の傾斜角度を有して配設されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の原稿読取用光源装置。
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