JP6163668B2 - 導光体、照明装置および画像読取装置 - Google Patents
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Description
以下、上記図面を参照して、一実施形態に係る導光体と、それを備えた照明装置および画像読取装置と、について説明する。
図中、x軸は、画像読取装置1、照明装置2および導光体3の前から後ろへ向かう方向(つまり、長さ方向)xを示す。他にも、x軸は、画像読取装置1等における主走査方向xを示す。x軸方向はさらに、光源21の光軸方向x、もしくは、各導光部31,32の長さ方向xや、各線状光線L3,L4の延在方向xを示す。
図1において、画像読取装置1は、筐体11と、原稿カバー12と、プラテンガラス13と、第一スライダユニット14と、第二スライダユニット15と、結像レンズ16と、リニアイメージセンサ17と、照明装置2と、第一ミラー18,第二ミラー19および第三ミラー110と、を備えている。
次に、照明装置2の詳細な構成について説明する。図2〜図6において、光源21は、一般的には、LED(Light Emitting Diode)であって、白色の光線L0を放射する。また、光源21は、例えば約120度の半減角を有する。ここで、半減角とは、光源21の出射光線L0に含まれる光軸方向xへの光線の輝度を100%とした時、輝度が50%となる光線間の角度である。
次に、導光体3の詳細な構成について説明する。導光体3は、図3〜図6に示すように、左側導光部31と、右側導光部32と、分岐部33と、左側反射部34と、右側反射部35と、連結部36と、後端反射部37と、を備える。
左下側傾斜面S16は、左内側傾斜面S14の下辺と、導光部31とを接続する。
次に、図7を参照して、照明装置2から線状光線L3,L4が出射されるまでの過程を説明する。まず、導光体3の入射面S11に、光源21の出射光線L0が入射される。入射面S11への入射光線L0の一部(つまり、光軸およびその近傍の光強度の高い光線)は、分岐部33の内部を伝搬された後、主として、傾斜面S14,S17で全反射されて二分岐され、光線L1,L2として導光部31,32に入射される。また、入射面S11への入射光線L0の残り(つまり、光軸およびその近傍以外の光強度の低い光線)は、傾斜面S14,S17に入射されずに、導光部31,32に光線L1,L2として直接入射される。
以上説明した通り、本実施形態では、両内側傾斜面S14,S17と、両下側傾斜面S16,S19と、により、図5左側に示すように、距離x3弱の位置から長さ方向xへ進む程、分岐部33の断面形状は幅方向yおよび高さ方向zの両方向に小さくなっていく。それゆえ、導光体3によれば、図5右側の構成と比較して、分岐部33の後端が位置x4に到達するまでに、入射面S11の近い位置で、導光部31の内側側面314のより多く部分が露出する。したがって、光線L1が両側面314,315でいち早く全反射することになる。したがって、位置x4での導光部31の断面での光量分布を観測すると、導光部31の外側でも内側でも光量は概ね均等になる。この点については、導光部32側でも同様のことが言える。
また、前述の通り、分岐部33の高さは、位置x4よりも前方側では、導光部31,32の高さよりも低くなっている(図4下段を参照)。したがって、導光部31,32において高さh2よりも高い部分では、分岐部33の影響を受ける事無く、入射光線が反射される。それゆえ、線状光線L3,L4の長さ方向端部において適切な配光特性を得やすくなる。
なお、上記導光体3は、照明装置2において、図9上下段に示すような支持台4で支持される。なお、図9では、支持台4を分かり易くするために、導光部31,32の外形線は破線で示される。支持台4は、位置x4よりも長さ方向xへの区間では、底面313および内側側面314のほぼ全域と、底面323および内側側面324のほぼ全域とに接触して、導光体3を支持する(図9下段を参照)。それに対し、位置x4よりも長さ方向xの逆方向の区間では、支持台4は、底面313,底面323に加え、両内側傾斜面S14,S17と、両下側傾斜面S16,S19のほぼ全域と、に接触して、導光体3を支持する(図9上段を参照)。上述のように、導光部31,32では基本的に光線L1,L2は全反射を繰り返して長さ方向xに伝搬されるが、導光部31,32と外部との境界面での散乱や、反射部34,35での反射・屈折により、光線L1,L2が底面313,323および内側側面314,324から外部に抜け出ることが想定される。そこで、支持台4において、底面313,323および内側側面314,324との接触面は、白色の樹脂層や鏡面で覆われることが好ましい。
2 照明装置
21 光源
3 導光体
31,32 導光部
316,326 出射面
33 分岐部
34,35 反射部
36 連結部
37 後端反射部
x 長さ方向(主走査方向)
y 幅方向(副走査方向)
z 高さ方向
Claims (11)
- 光源からの入射光を、少なくとも二分岐する分岐部と、
所定の幅方向に並置されると共に前記分岐部が間に配置された少なくとも二個の導光部であって、前記分岐部からの入射光線を、所定の長さ方向に伝搬させる、少なくとも二個の導光部と、を備えた導光体であって、
各前記導光部は、
前記長さ方向に沿って設けられ、入射光線を反射する反射部と、
前記反射部と対向配置され、前記反射部での反射光線を線状光線にして出射する出射面と、を含み、
各前記出射面からの線状光線の出射方向において、前記長さ方向および前記幅方向に垂直な成分の向きを、高さ方向とする時、前記分岐部における少なくとも一部分では、前記長さ方向に直交する断面の前記幅方向および前記高さ方向への大きさが、前記長さ方向に進む程小さくなるとともに、前記導光部は前記長さ方向に直交する断面の前記幅方向および前記高さ方向への大きさが一定である、導光体。 - 前記幅方向への略中心を通過し、かつ、前記長さ方向および前記高さ方向に略平行な面を縦中心面とし、
前記分岐部は、前記幅方向に略平行で、前記縦中心面に対し互いに対称となる二つの下側傾斜面を含み、前記下側傾斜面は前記長さ方向に進む程、前記断面の前記高さ方向の大きさが小さくなるように傾斜する、請求項1に記載の導光体。 - 前記導光体は、前記長さ方向に平行に配置された二個の前記導光部を有し、二個の前記導光部の間隔は読取位置から離れるほど広がるよう配置される、請求項1または2に記載の導光体。
- 前記導光部のそれぞれは、読取位置と対向し前記読取位置に集光するための曲面である出射面と、前記出射面と対向する底面と、前記出射面と前記底面の間で前記導光体の側面を構成する第1の側面および第2の側面を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の導光体。
- 前記導光部における前記第1の側面および前記第2の側面の間隔は前記読取位置から離れるほど小さくなる、請求項4に記載の導光体。
- 前記幅方向への略中心を通過し、かつ、前記長さ方向および前記高さ方向に略平行な面を縦中心面とし、
前記分岐部は、前記高さ方向に略平行で、前記縦中心面に対し互いに面対称な二つの内側傾斜面であって、前記長さ方向に進む程、前記幅方向への間隔が大きくなる二つの内側傾斜面を含み、前記二つの内側傾斜面により、光源からの入射光を二分岐する、請求項1〜5のいずれかに記載の導光体。 - 前記分岐部は、前記高さ方向への端面である第一面を含み、
前記導光体は、少なくとも前記第一面からの出射光線を遮光する遮光部材を、さらに備える、請求項1〜6のいずれかに記載の導光体。 - 前記分岐部は、前記高さ方向への端面である第一面であって、各前記導光部の前記幅方向への距離が最短箇所に設けられた第一面を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の導光体。
- 各前記出射面において、前記分岐部との近接部分が他の部分よりも前記幅方向への露出が少なくなるよう形成された遮光部材を、さらに備える、請求項8に記載の導光体。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の導光体を備えた、照明装置。
- 請求項10に記載の照明装置を備えた、画像読取装置。
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