JP6174866B2 - 導光体、線状光源ユニット、画像読取装置、ドキュメントスキャナ - Google Patents

Description

本発明は、導光体、線状光源ユニット、画像読取装置、ドキュメントスキャナに関する。

たとえば読取対象物に記載された内容を画像データとして取り込む手段として、ドキュメントスキャナが用いられている。ドキュメントスキャナには、発光および受光などの機能を備えた画像読取装置が組み込まれている。特許文献１には、従来の画像読取装置の一例が開示されている。本文献に開示された画像読取装置は、線状光源ユニットと、レンズアレイと、受光センサと、受光センサを支持する基板と、これらを収容するケースとを備えている。この画像読取装置は、上記線状光源ユニットからの主走査方向に延びる線状光によって読取対象物を照らし、その反射光を上記レンズアレイによって上記受光センサに備えられた主走査方向に並ぶ複数の受光部に結像することにより、読取対象物の読み取りを行う。

上記線状光源ユニットは、光源としてのＬＥＤチップと、このＬＥＤチップからの光を線状光に変換する導光体とを備えている。上記導光体は、主走査方向に長く延びており、主走査方向の一端面が入射面となっている。この上記ＬＥＤチップからの光は、上記入射面から入射する。上記導光体には、主走査方向に延びる反射部が設けられている。この反射部は、導光体の一部において主走査方向に離散的に配置された複数の反射領域を有する。上記入射面から入射した光は、上記反射部によって反射されることにより、主走査方向に長く延びる線状光として出射される。読取対象物をより鮮明に読み取るには、読取対象物の全面をより均一に照らすことが求められる。特許文献１においては、上記複数の反射領域の大きさを上記入射面から遠ざかるほど大とすることにより、上記線状光の主走査方向における照度分布の均一化が図られている。しかしながら、このような方策を採用したとしても、線状光の主走査方向端部においては、照度の均一化がいまだ十分に図られていないという問題が起こりうる。

特開２００７−２７１３７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、照度の均一化を図ることにより、鮮明な読取りを可能とする導光体、線状光源ユニット、画像読取装置、ドキュメントスキャナを提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供される導光体は、全体として細長状であり、長手方向一端に位置する入射面と、上記長手方向に長く延びており、上記入射面から進行してきた光を反射する反射部と、上記長手方向に長く延びており、上記反射部から進行してきた光を線状光として出射する出射面と、を備える導光体であって、上記反射部は、各々の上記長手方向寸法および面積が等しく、かつ上記長手方向に配列された複数の区画からなるものとして規定した場合、上記各区画は、光を反射する反射領域を少なくともその一部に有し、上記複数の区画は、上記入射面に最も近いとともに上記反射領域が占める割合である反射領域占有率が隣にある上記区画よりも大である始端区画と、上記反射領域占有率が両隣の上記区画よりも小である第１区画と、上記第１区画に続き上記入射面とは反対側にあるものの上記反射領域占有率が上記入射面側に隣合うもの以上であるいくつかの上記区画と、を含むとともに、上記反射部が形成された主要部は、上記長手方向と直角である断面積が一定であり、上記反射部と上記出射面とが離間する方向を第１方向、上記長手方向および上記第１方向のいずれに対しても直角である方向を第２方向とした場合、上記始端区画の上記反射領域の上記長手方向寸法および上記第２方向寸法はいずれも、上記始端区画の隣りにある上記区画の上記反射領域の上記長手方向寸法および上記第２方向寸法よりも大であり、上記第１区画の上記反射領域の上記長手方向寸法および上記第２方向寸法はいずれも、上記第１区画の両隣にある上記区画の上記反射領域の上記長手方向寸法および上記第２方向寸法よりも小であり、上記第１区画に続き上記入射面とは反対側にあるものの上記反射領域占有率が上記入射面側に隣合うもの以上であるいくつかの上記区画の上記反射領域は、上記第２方向寸法が上記入射面側に隣り合う上記区画の上記反射領域の上記第２方向寸法と同じであり且つ上記長手方向寸法が上記入射面側に隣り合う上記区画の上記反射領域の上記長手方向寸法よりも大であるものを含むことを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記入射面と上記第１区画との距離は、上記反射部と上記出射面との距離の１．０倍〜３．０倍である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１区画の上記反射領域占有率は、隣合う上記区画の上記反射領域占有率の０．４倍〜０．９倍である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１区画の上記反射領域占有率は、５．６％〜１３．０％である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の区画は、第１区画よりも上記入射面から離間しているとともに、相対的に上記反射領域占有率が大である２つの上記区画に挟まれた１以上の第２区画を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２区画は、上記長手方向において上記入射面から離間するほど上記反射領域占有率が増加するか、あるいは一定である、２つの区間に挟まれている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記導光体の上記入射面とは反対側の長手方向端と上記第２区画との距離は、上記反射部と上記出射面との距離の３．０倍〜８．０倍である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２区画の上記反射領域占有率は、隣合う上記区画の上記反射領域占有率の０．８５倍〜０．９８倍である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２区画の上記反射領域占有率は、７０％〜９８％である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射領域は、上記導光体の表面に印刷された反射材料からなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射材料は、白色塗料である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射領域は、矩形状である。

本発明の第２の側面によって提供される線状光源ユニットは、本発明の第１の側面によって提供される導光体と、上記入射面に正対する１以上のＬＥＤチップと、を備えることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射部と上記出射面とが離間する方向において、上記反射部寄りに位置する第１ＬＥＤチップと上記出射面寄りに位置する１以上の第２ＬＥＤチップとを備えており、上記反射部は、上記始端区画よりも上記入射面寄りに位置する追加の反射領域を有しており、上記入射面のうち上記長手方向視において上記第１ＬＥＤチップの中心に重なる点と上記追加の反射領域とを結ぶ直線と、上記長手方向と、がなす角は、上記導光体から光が出射する場合の臨界角以下であり、上記入射面のうち上記長手方向視において上記第２ＬＥＤチップの中心に重なる点と上記追加の反射領域とを結ぶ直線と、上記長手方向と、がなす角は、上記導光体から光が出射する場合の臨界角よりも大である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射部と上記出射面とが離間する方向および上記長手方向のいずれに対しても直角である方向において、上記追加の反射領域に対して上記第２ＬＥＤチップよりも上記第１ＬＥＤチップが近い位置に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１ＬＥＤチップは、赤色光を発する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２ＬＥＤチップは、青色光または緑色光を発する。

本発明の好ましい実施の形態においては、青色光および緑色光を発する２つの上記第２ＬＥＤチップを備える。

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ユニットと、上記長手方向と主走査方向が一致する受光センサと、上記線状光源ユニットから発せられ、読取対象物によって反射された光を上記受光センサに結像させるレンズユニットと、を備えることを特徴としている。

本発明の第４の側面によって提供されるドキュメントスキャナは、本発明の第３の側面によって提供される画像読取装置と、読取対象物を上記画像読取装置に対して副走査方向に搬送する搬送手段と、上記画像読取装置からの出力信号によって、上記読取対象物に記載された画像を生成する制御手段と、を備えることを特徴としている。

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。

本発明に係る画像読取装置の一例を示す分解斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１の画像読取装置に用いられる線状光源ユニットの一例を示す平面図である。 図１の画像読取装置に用いられる線状光源ユニットの一例を示す正面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図４の線状光源ユニットに用いられるＬＥＤモジュールを示す平面図である。 図４の線状光源ユニットに用いられる導光体の一例を示す底面図である。 図７の導光体を示す要部底面図である。 図７の導光体を示す要部底面図である。 図７の導光体の反射領域のサイズを示す表である。 図７の導光体の反射領域のサイズを示す表である。 図７の導光体の反射領域の反射領域占有率を示すグラフである。 本発明に係るドキュメントスキャナの一例を示す断面図である。 比較例の導光体による照度分布を示すグラフである。 他の比較例の導光体による照度分布を示すグラフである。 図７の導光体による照度分布を示すグラフである。 図４の線状光源ユニットに用いられる導光体の他の例を示す底面図である。 図１７の導光体を示す要部底面図である。 図１７の導光体を示す要部底面図である。 図１７の導光体の反射領域のサイズを示す表である。 図１７の導光体の反射領域のサイズを示す表である。 図１７の導光体の反射領域の反射領域占有率を示すグラフである。 図１７の導光体を示す側面図および要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２は、本発明に係る画像読取装置の一例を示している。本実施形態の画像読取装置４００は、ケース４１０、線状光源ユニット２００、レンズユニット４２０、受光センサ４３０、センサ基板４４０およびカバーガラス４５０を備えている。画像読取装置４００は、読取対象物７００に記載された内容を画像データとして読み取る機能を実現するためのものであり、後述するようにたとえばドキュメントスキャナに組み込まれる。なお、ｘ方向は主走査方向であり、ｙ方向は副走査方向である。

ケース４１０は、全体としてｘ方向を長手方向とする直方体形状とされており、たとえば黒色樹脂からなる。ケース４１０は、線状光源ユニット２００、レンズユニット４２０、受光センサ４３０、センサ基板４４０およびカバーガラス４５０を収容するものであり、これらを収容するための開口や空洞部が適宜形成されている。

線状光源ユニット２００は、読取対象物７００に対してｘ方向に長く延びる線状光を照射するものである。線状光源ユニット２００は、導光体１０１、導光体ケース２１０およびＬＥＤモジュール３００からなる。これらの詳細な構成については、後述する。

レンズユニット４２０は、読取対象物７００によって反射された光を受光センサ４３０に結像させるための光学部品である。本実施形態のレンズユニット４２０は、各々が正立等倍に結像させる複数のロッドレンズが、ｘ方向に配列された状態でたとえば樹脂製のケースに保持された構成とされている。

受光センサ４３０は、センサ基板４４０によって支持されており、全体としてｘ方向に長く延びるたとえば矩形状である。受光センサ４３０は、ｘ方向に配列された複数の受光部（図示略）を有している。受光センサ４３０は、上記複数の受光部が受けた光を電気信号へと変換する光電変換機能を有している。上記複数の受光部には、レンズユニット４２０によって読取対象物７００から進行してきた光が結像される。

センサ基板４４０は、たとえばセラミックスあるいはガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる基材と、この基材上に形成された配線パターンを有している。また、センサ基板４４０には、画像読取装置４００をたとえばドキュメントスキャナに組み込むためのコネクタが設けられている。

図３〜図５は、線状光源ユニット２００を示している。上述した通り、線状光源ユニット２００は、導光体１０１、導光体ケース２１０およびＬＥＤモジュール３００からなる。導光体１０１は、全体としてｘ方向を長手方向とする細長状であり、本実施形態においては、断面円形状の主要部分と、この主要部分に繋がるリブ状の部分などとによって構成されている。これらの図および図７に示すように、導光体１０１は、入射面１１０、反射部１２０および出射面１７０を有している。導光体１０１の寸法の一例を挙げると、ｘ方向長さがたとえば２４０ｍｍ程度、上記主要部分の直径がたとえば４ｍｍ程度である。導光体１０１は、透明材料からなり、たとえばポリメタクリル酸メチル樹脂（Poly methyl methacrylate、略称ＰＭＭＡ樹脂）などのアクリル樹脂からなる。なお、以降の説明においては、ｘ方向に対して直角であり、かつ反射部１２０と出射面１７０とが離間する方向をＮ１方向、ｘ方向およびＮ１方向のいずれに対しても直角である方向をＮ２方向と定義する。本実施形態においては、図５および図６に示すように、Ｎ１方向がｚ方向に対して傾いている。Ｎ１方向とｚ方向とがなす角度は、たとえば３５度程度である。

入射面１１０は、導光体１０１のｘ方向における一端面である。入射面１１０は、ＬＥＤモジュール３００からの光が入射する面であり、ＬＥＤモジュール３００に対して正対している。

反射部１２０は、入射面１１０から進行してきた光をＮ１方向に向けて反射することにより線状光を構成する部分であり、ｘ方向に長く延びる部分がこれに相当する。本実施形態においては、導光体１０１の上記主要部分の一部に、ｘ方向に長く延びる帯状の平面が形成されている。反射部１２０は、この平面に設けられている。図７〜図９に示すように、本実施形態の反射部１２０は、複数の反射領域１５０を有している。複数の反射領域１５０は、ｘ方向に離散的に配置されており、入射面１１０から進行してきた光を反射しうる構成とされている。本実施形態においては、導光体１０１のうち反射部１２０に相当する部位の表面に白色塗料が塗布されることによって複数の反射領域１５０が構成されている。導光体１０１の内部を進行してきた光のうち反射領域１５０に到達した光が反射される。反射領域１５０が白色塗料からなるため、反射領域１５０においては光が拡散されながら反射される。

図８および図９に示すように、反射部１２０は、複数の区画１３０を有するものとして想定される。複数の区画１３０は、ｘ方向に並んだ同形状、同サイズの領域であり、本実施形態においては、ｘ方向寸法が２．５ｍｍ、Ｎ２方向寸法が１．８ｍｍの領域となる。なお、図８および図９中の下線を付した数字は、複数の区画１３０の区画番号であり、入射面１１０側から順に１〜９５の区画番号が付されている。各区画１３０は、反射領域１５０を含んでいる。

図１０および図１１は、複数の反射領域１５０のサイズを示している。寸法Ｌは、反射領域１５０のｘ方向寸法であり、寸法Ｗは、反射領域１５０のＮ２方向寸法である。面積Ａは、反射領域１５０の面積である。さらに、反射領域１５０の面積Ａの区画１３０の面積に対する割合を、反射領域占有率と定義する。図１２は、区画番号と反射領域占有率の関係を示している。

図８および図１０に示すように、区画番号１における反射領域占有率は、１７．７％と、区画番号１の隣にある区画番号２の反射領域占有率、さらには区画番号３〜１３の反射領域占有率よりも大である。本発明においては、この区画番号１の区画１３０は、始端区画１３１と定義される。なお、入射面１１０から区画番号１の反射領域１５０までの距離は、たとえば２ｍｍ程度である。

また、区画番号３の反射領域占有率は１１．８％であり、区画番号３の両隣である区画番号２の反射領域占有率の１４．１％および区画番号４の反射領域占有率１４．４％のいずれよりも小である。これにより、区画番号３において、反射領域占有率が極小値をとっている。本発明においては、区画番号３の区画１３０は、第１区画１３２と定義される。なお、入射面１１０から区画番号３の反射領域１５０までの距離は、７ｍｍ程度である。本発明が意図する効果を適切に発揮するには、入射面１１０から区画番号３の反射領域１５０までの距離は、反射部１２０と出射面１７０とのＮ１方向における距離の１．０倍〜３．０倍であることが好ましい。また、第１区画１３２の反射領域占有率は、隣合う区画番号２，４の反射領域占有率の０．４倍〜０．９倍であることが好ましく、より具体的には、５．６％〜１３．０％に設定される。

図１０〜図１２に示すように、本実施形態においては、区画番号４〜区画番号９５においては、互いに隣合う区画１３０のうち入射面１１０に対して遠いものの反射領域占有率が、入射面１１０に対して近いものの反射領域占有率以上となっている。また、区画番号７５以降においては、寸法Ｌが２．５ｍｍと区画１３０のｘ方向寸法と同じとなっている。このため、区画番号７５以降においては、互いに隣合う区画１３０の反射領域１５０どうしが繋がっている。また、区画番号９２以降においては、寸法Ｗが区画１３０のＮ２方向寸法と同じとなっている。このため、区画番号９２以降においては、区画１３０の全面が反射領域１５０によって占められており、反射領域占有率が１００％となっている。

出射面１７０は、図３〜図５に示すように、反射部１２０によって反射された光を線状光として出射する面であり、ｘ方向に長く延びている。上述したＮ１方向の定義の通り、出射面１７０は反射部１２０に対してＮ１方向に離間しており、本実施形態においては、反射部１２０に対して平行である。

ＬＥＤモジュール３００は、導光体１０１の入射面１１０に入射させる光を発するモジュールであり、本実施形態においては、リード３１０、ＬＥＤケース３２０およびＬＥＤチップ３３１，３３２，３３３を備えている。リード３１０は、ＬＥＤチップ３３１，３３２，３３３を支持するとともにこれらを発光させるための電力を供給する経路を構成している。リード３１０のうちＬＥＤケース３２０からｚ方向に突出する部分は、複数の端子３１１となっている。端子３１１は、ＬＥＤモジュール３００をセンサ基板４４０に取り付けるために用いられる。リード３１０は、たとえばＣｕなどの金属からなる。

ＬＥＤケース３２０は、たとえば白色の樹脂からなり、リード３１０の一部を覆っている。本実施形態においては、ＬＥＤケース３２０は、ｘ方向視矩形状とされている。ＬＥＤケース３２０には、開口３２１が形成されている。開口３２１は、リード３１０の一部を露出している。リード３１０のうち開口３２１から露出した部分には、ＬＥＤチップ３３１，３３２，３３３が搭載されている。開口３２１はたとえば円形状であり、ｘ方向視において導光体１０１の入射面１１０に内包される。また、ＬＥＤケース３２０には、導光体ケース２１０を取り付けるための凹部または凸部などが適宜形成されている。

ＬＥＤチップ３３１，３３２，３３３は、ＬＥＤモジュール３００の光源である。本実施形態においては、ＬＥＤチップ３３１は赤色光を発し、ＬＥＤチップ３３２は緑色光を発し、ＬＥＤチップ３３３は青色光を発する。また、ＬＥＤチップ３３１は、Ｎ１方向においてＬＥＤチップ３３２，３３３よりも導光体１０１の入射面１１０寄りに配置されている。ＬＥＤチップ３３２，３３３は、ＬＥＤチップ３３１を通りＮ１方向に延びる直線を挟んで配置されており、Ｎ１方向における位置がほぼ同じである。ＬＥＤチップ３３１，３３２，３３３は、リード３１０のうち同一のアイランド部に搭載されている。ＬＥＤチップ３３１は、いわゆる１ワイヤタイプであり、ＬＥＤチップ３３２，３３３は、いわゆる２ワイヤタイプである。ＬＥＤチップ３３２，３３３に過大な逆電圧が印加されることを防止するために、２つのツェナーダイオード３５０が設けられている。ＬＥＤチップ３３１，３３２，３３３は、導光体１０１の入射面１１０に対して、わずかな隙間を隔てて正対している。

なお、３つのＬＥＤチップ３３１，３３２，３３３の発光色は、上述した色に限定されない。また、ＬＥＤモジュール３００が備えるＬＥＤチップの個数は、３個に限定されず、１，２個、あるいは４個以上であってもよい。

導光体ケース２１０は、導光体１０１の出射面１７０を露出させつつ、導光体１０１を収容しており、たとえば白色樹脂からなる。導光体ケース２１０の断面形状は、図５に示すように、導光体１０１の上述したリブ状部分と係合する形状とされている。導光体ケース２１０と反射部１２０との間には、隙間が設けられている。また、導光体ケース２１０は、導光体１０１の入射面１１０とは反対側の端面を覆う部分を有している。この部分は、導光体１０１内をｘ方向に進行して上記端面に到達した光を、再び導光体１０１内へと復帰させる機能を果たす。

図１３は、画像読取装置４００が用いられたドキュメントスキャナの一例を示している。同図に示されたドキュメントスキャナ５００は、２つの画像読取装置４００、ケース５１０、複数の搬送ローラ５２０および制御部５３０を備えている。ドキュメントスキャナ５００は、読取対象物７００を副走査方向に順次搬送することにより、読取対象物７００の両面に記載された内容を電子データとして読み取る。

ケース５１０は、２つの画像読取装置４００、複数の搬送ローラ５２０および制御部５３０を収容しており、たとえば樹脂からなる。ケース５１０には、読取対象物７００を挿入する挿入口および読取り処理を終えた読取対象物７００を排出するための排出口が形成されている。

ドキュメントスキャナ５００においては、２つの画像読取装置４００が互いに対向配置されている。２つの画像読取装置４００は、互いのＮ１方向が平行とされており、互いのカバーガラス４５０が隙間を隔てて平行に位置している。この隙間は、読取対象物７００が通過するために設けられている。

複数の搬送ローラ５２０は、本発明で言う搬送手段に相当する。本実施形態においては、２つずつの搬送ローラ５２０が２つの画像読取装置４００に対して副走査方向上流側および下流側に配置されている。複数の搬送ローラ５２０の少なくともいずれかは、図示しないモータなどによって駆動される。

制御部５３０は、ドキュメントスキャナ５００の動作を制御するためのものであり、ＣＰＵ、メモリ、インターフェースなどからなる。制御部５３０は、複数の搬送ローラ５２０の駆動制御を行う。また、制御部５３０は、搬送ローラ５２０の回転に同期しながら、２つの画像読取装置４００の読取り処理を制御し、２つの画像読取装置４００から読み取りデータを受信する。この読み取りデータに基いて、制御部５３０は、読取対象物７００の両面に記載された内容を電子データとして復元する。

なお、ドキュメントスキャナ５００は、画像読取装置４００が用いられる機器構成の一例である。たとえば、１つの画像読取装置４００を有する場合、読取対象物７００の片面を読み取る構成であってもよい。また、固定された読取対象物７００に対して、画像読取装置４００を移動させる構成であってもよい。

次に、導光体１０１、線状光源ユニット２００、画像読取装置４００、ドキュメントスキャナ５００の作用について説明する。

図１４は、導光体１０１に対する比較例としての導光体１０１Ａの照度分布を示している。同図の横軸は、入射面１１０からのｘ方向における距離であり、縦軸は相対的な照度である。グラフ上の点は、各区画１３０からＮ１方向に一定距離離れた箇所における相対照度である。導光体１０１Ａにおいては、導光体１０１と異なり、始端区画１３１および第１区画１３２が設けられていない。このため、同図における複数の区画１３０は、入射面１１０から遠ざかるほど反射領域占有率が大となっている。このような導光体１０１Ａの入射面１１０に光が入射した場合、照度分布は、入射面１１０からｘ方向に進むに連れて徐々に高くなり、ある位置よりも入射面１１０から遠ざかるとほぼ一定となる。導光体１０１Ａの場合、この照度が徐々に高くなっている領域の長さである非一定分布長さＬｎは、たとえば９．８ｍｍ程度である。

次に、図１５は、導光体１０１に対する他の比較例としての導光体１０１Ｂの照度分布を示している。導光体１０１Ｂは、導光体１０１で説明した始端区画１３１が設けられている。ただし、第１区画１３２は設けられていない。始端区画１３１が設けられていることにより、入射面１１０に近い範囲の照度分布が概ね高められている。しかし、始端区画１３１から数えて３つめおよび４つめの区画１３０における照度がそれ以降の区画１３０の照度よりも高められている。このため、導光体１０１Ｂの照度分布は、入射面１１０から遠ざかるにつれて徐々に増加し、若干減少した後にほぼ一定となっている。したがって、非一定分布長さＬｎは、導光体１０１Ａにおける非一定分布長さＬｎよりも長くなっている。

一方、図１６は、本実施形態の導光体１０１の照度分布を示している。導光体１０１は、上述した通り始端区画１３１と第１区画１３２を有している。図１４と図１５を比較すると理解される通り、始端区画１３１を設けることにより、入射面１１０付近の照度が高められる。そして、図１５において照度が極大値となっていた付近に第１区画１３２が設けられることにより、第１区画１３２における照度がこれに続く区画１３０における照度とほぼ同程度となっている。これにより、第１区画１３２以降においては、照度がほぼ一定となっており、本実施形態においては非一定分布長さＬｎは、たとえば７．３ｍｍ程度に短縮される。このように、導光体１０１および導光体１０１が用いられた線状光源ユニット２００によれば、ｘ方向における照度分布がより均一である線状光を出射することが可能である。したがって、画像読取装置４００およびドキュメントスキャナ５００によって、読取対象物７００のより広い領域を鮮明に読み取ることができる。

入射面１１０と第１区画１３２との距離が、反射部１２０と出射面１７０とのＮ１方向における距離の１．０倍〜３．０倍であることにより、入射面１１０近傍領域において始端区画１３１によって照度を効果的に高めつつ、意図しない位置における照度が不当に高められてしまうことを防止することができる。このような効果を奏するには、第１区画１３２の反射領域占有率が、隣合う区画１３０の反射領域占有率の０．４倍〜０．９倍であることが好ましく、第１区画１３２の反射領域占有率は、好適には、５．６％〜１３．０％に設定される。

反射領域１５０を白色塗料によって構成することにより、入射面１１０から入射した光を拡散させながら比較的広角に反射することができる。印刷によって反射領域１５０を形成すれば、反射領域１５０の大きさや形状を所望のものに仕上げやすい。これは、照度分布を適切に設定するのに有利である。

図１７〜図１９は、本発明に係る導光体の他の例を示している。なお、これらの図において、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いる。

本実施形態の導光体１０２は、始端区画１３１および第１区画１３２に加えて、第２区画１３２および追加の反射領域１５１を有している点が、上述した導光体１０１と異なっている。

導光体１０２においては、区画番号が１〜９４とされた９４個の区画１３０が設けられている。区画番号８７，８８の区画１３０が、第２区画１３２となっている。図２０および図２１は、複数の反射領域１５０のサイズを示しており、図２２は、区画番号と反射領域占有率との関係を示している。図２１に示すように、第２区画１３２に相当する区画番号８７，８８の区画１３０における反射領域占有率は、９２．４％，９２．０％である。これらの第２区画１３２を挟んでいる区画番号８６，８９の反射領域占有率は、９３．０％，９４．０％である。このように、第２区画１３２の反射領域占有率は、これらを挟んで隣合う区画１３０の反射領域占有率よりも小となっている。また、第１区画１３２と第２区画１３２とに挟まれた区画番号４〜８６においては、互いに隣合う区画１３０のうち入射面１１０に対して遠いものの反射領域占有率が、入射面１１０に対して近いものの反射領域占有率以上となっている。また、第２区画１３２よりも入射面１１０から離間している領域にある区画番号８９〜９４においても、互いに隣合う区画１３０のうち入射面１１０に対して遠いものの反射領域占有率が、入射面１１０に対して近いものの反射領域占有率以上となっている。

導光体１０２が採用された線状光源ユニット２００においては、導光体１０２内をｘ方向に進行した光の一部は、導光体１０２のｘ方向における入射面とは反対側の端面に到達する。この光は、導光体ケース２１０のうちこの端面を覆う部分によって反射され、再び導光体１０２内へと入射する。この光が反射部１２０によって反射されると、ｘ方向において入射面１１０とは反対側に位置する特定領域において照度が不当に高くなってしまうという不具合が生じうる。しかし、導光体１０２においては、この特定領域に対応する位置に、第２区画１３２が設けられている。このため、第２区画１３２付近において照度が不当に高められてしまうことを防止することが可能であり、より均一な照度分布を実現することができる。

導光体１０２の入射面１１０とは反対側の長手方向端面と第２区画１３２との距離が、反射部１２０と出射面１７０とのＮ１方向における距離の３．０倍〜８．０倍であることにより、上述した照度分布の均一化を図ることができる。第２区画１３２の反射領域占有率は、隣合う区画１３０の反射領域占有率の０．８５倍〜０．９８倍であることが好ましく、第２区画１３２の反射領域占有率は、好適には、７０％〜９８％に設定される。

図１８に示すように、追加の反射領域１５１は、始端区画１３１よりも入射面１１０寄りに配置されている。追加の反射領域１５１の寸法の一例を挙げると、寸法Ｌが０．６ｍｍ程度、寸法Ｗが０．７ｍｍ程度である。図２３は、導光体１０２のＮ２方向視形状と、追加の反射領域１５１を通るＮ１方向およびＮ２方向に平行な平面における導光体１０２の断面とを示している。なお、断面図においては、理解の便宜上ハッチングを施していない。

本実施形態においても、上述したＬＥＤモジュール３００におけるＬＥＤチップ３３１，３３２，３３３の配置が踏襲されている。このため、Ｎ１方向において、ＬＥＤチップ３３１が追加の反射領域１５１にもっとも近く、ＬＥＤチップ３３２，３３３は、ＬＥＤチップ３３１よりも追加の反射領域１５１から遠ざかっている。このような配置構成により、ＬＥＤチップ３３１は、本発明で言う第１ＬＥＤチップに相当し、ＬＥＤチップ３３２，３３３は、本発明で言う第２ＬＥＤチップに相当する。入射面１１０のうちＮ２方向視においてＬＥＤチップ３３１の中心と重なる点である点Ｐ１と追加の反射領域１５１とを結ぶ直線とｘ方向とがなす角を角α１と定義する。また、入射面１１０のうちＮ２方向視においてＬＥＤチップ３３２，３３３の中心と重なる点である点Ｐ２と追加の反射領域１５１とを結ぶ直線とｘ方向とがなす角を角α２と定義する。角α１は、導光体１０１から光が出射する場合の臨界角以下とされている。一方、角α２は、導光体１０２から光が出射する場合の臨界角よりも大とされている。導光体１０２が上述したアクリル樹脂からなる場合、上記臨界角は、たとえば４２度程度である。

角α１、角α２が上述した関係であることにより、ＬＥＤチップ３３１からの光は追加の反射領域１５１に到達しうる一方、ＬＥＤチップ３３２，３３３からの光は追加の反射領域１５１には到達しがたい。言い換えると、区画番号１である始端区画１３１の反射領域１５０にはＬＥＤチップ３３１，３３２，３３３からの光が確実に到達することが意図されているが、追加の反射領域１５１には、ＬＥＤチップ３３１からの光のみが到達することが意図されている。この点が、追加の反射領域１５１と反射領域１５０との差異となっている。

始端区画１３１の反射領域１５０やその近傍にある区画１３０の反射領域１５０においては、ＬＥＤチップ３３２，３３３からの光が比較的入射面１１０寄りに反射され、ＬＥＤチップ３３１からの光は入射面１１０から遠い側に反射される傾向にある。このため、仮に追加の反射領域１５１がない場合、入射面１１０に近い領域においては、ＬＥＤチップ３３２，３３３からの緑色光および青色光の照度が相対的に高くなり、ＬＥＤチップ３３１からの赤色光の照度が相対的に低くなってしまう。しかし、追加の反射領域１５１が設けられていることにより、入射面１１０の近傍において、ＬＥＤチップ３３１からの赤色光が補充される格好となる。これにより、入射面１１０近傍において、ＬＥＤチップ３３１からの赤色光の照度と、ＬＥＤチップ３３２，３３３からの緑色光および青色光との照度とが不均一となることを解消することができる。

また、本実施形態においては、ＬＥＤチップ３３１と追加の反射領域１５１とのＮ２方向における位置がほぼ一致している。一方、ＬＥＤチップ３３２，３３３のＮ２方向における位置は、追加の反射領域１５１に対してそれぞれシフトしている。このため、ＬＥＤチップ３３１からの赤色光が追加の反射領域１５１によって反射されると、この反射光は、ｘ方向およびＮ１方向を含む平面に沿って進行しやすい。一方、ＬＥＤチップ３３２，３３３からの緑色光および青色光が追加の反射領域１５１によって反射されると、これらの反射光は、Ｎ２方向に逸れた向きに進行しやすい。したがって、入射面１１０における予期せぬ微小な散乱などによってＬＥＤチップ３３２，３３３からの光が追加の反射領域１５１に到達したとしても、これらの光が出射面１７０を経由して読取対象物７００に向けて出射されてしまうことを回避することができる。これは、入射面１１０の近傍において、赤色光を選択的に補充するのに好適である。

本発明に係る導光体、線状光源ユニット、画像読取装置、ドキュメントスキャナは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る導光体、線状光源ユニット、画像読取装置、ドキュメントスキャナの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明で言う反射領域は、各々が単一の矩形領域に形成されたものに限定されない。本発明で言う反射領域は、各区画において所望の反射領域占有率を達成可能なものであれば、その構成はなんら限定されない。たとえば、個々の区画に含まれる反射領域を、白色塗料などによって形成された微細な多数の点がｘ方向およびＮ２方向において離散的に配置された、いわゆるインクジェットプリンタによるハーフトーンに類似した態様とされていてもよい。さらに、反射領域を形成するための反射材料は、白色以外の塗料であってもよいし、塗料以外のたとえば金属膜であってもよい。あるいは、導光体の一部に粗面加工を施すことによって反射領域を形成する構成をとりうる。

１０１，１０２ 導光体
１１０ 入射面
１２０ 反射部
１３０ 区画
１３１ 始端区画
１３２ 第１区画
１３３ 第２区画
１５０ 反射領域
１５１ 追加の反射領域
１７０ 出射面
２００ 線状光源ユニット
２１０ 導光体ケース
３００ ＬＥＤモジュール
３１０ リード
３１１ 端子
３２０ ＬＥＤケース
３２１ 開口
３３１ （第１）ＬＥＤチップ
３３２ （第２）ＬＥＤチップ
３３３ （第２）ＬＥＤチップ
３５０ ツェナーダイオード
４００ 画像読取装置
４１０ ケース
４２０ レンズユニット
４３０ 受光センサ
４４０ センサ基板
４５０ カバーガラス
５００ ドキュメントスキャナ
５１０ ケース
５２０ 搬送ローラ（搬送手段）
５３０ 制御部（制御手段）
７００ 読取対象物

Claims (20)

1. 全体として細長状であり、
   長手方向一端に位置する入射面と、
   上記長手方向に長く延びており、上記入射面から進行してきた光を反射する反射部と、
   上記長手方向に長く延びており、上記反射部から進行してきた光を線状光として出射する出射面と、を備える導光体であって、
   上記反射部は、各々の上記長手方向寸法および面積が等しく、かつ上記長手方向に配列された複数の区画からなるものとして規定した場合、
   上記各区画は、光を反射する反射領域を少なくともその一部に有し、
   上記複数の区画は、上記入射面に最も近いとともに上記反射領域が占める割合である反射領域占有率が隣にある上記区画よりも大である始端区間と、上記反射領域占有率が両隣の上記区画よりも小である第１区画と、上記第１区画に続き上記入射面とは反対側にあるものの上記反射領域占有率が上記入射面側に隣合うもの以上であるいくつかの上記区画と、を含むとともに、
   上記反射部が形成された主要部は、上記長手方向と直角である断面積が一定であり、
   上記反射部と上記出射面とが離間する方向を第１方向、上記長手方向および上記第１方向のいずれに対しても直角である方向を第２方向とした場合、上記始端区画の上記反射領域の上記長手方向寸法および上記第２方向寸法はいずれも、上記始端区画の隣りにある上記区画の上記反射領域の上記長手方向寸法および上記第２方向寸法よりも大であり、上記第１区画の上記反射領域の上記長手方向寸法および上記第２方向寸法はいずれも、上記第１区画の両隣にある上記区画の上記反射領域の上記長手方向寸法および上記第２方向寸法よりも小であり、上記第１区画に続き上記入射面とは反対側にあるものの上記反射領域占有率が上記入射面側に隣合うもの以上であるいくつかの上記区画の上記反射領域は、上記第２方向寸法が上記入射面側に隣り合う上記区画の上記反射領域の上記第２方向寸法と同じであり且つ上記長手方向寸法が上記入射面側に隣り合う上記区画の上記反射領域の上記長手方向寸法よりも大であるものを含むことを特徴とする、導光体。
2. 上記入射面と上記第１区画との距離は、上記反射部と上記出射面との距離の１．０倍〜３．０倍である、請求項１に記載の導光体。
3. 上記第１区画の上記反射領域占有率は、隣合う上記区画の上記反射領域占有率の０．４倍〜０．９倍である、請求項１または２に記載の導光体。
4. 上記第１区画の上記反射領域占有率は、５．６％〜１３．０％である、請求項３に記載の導光体。
5. 上記複数の区画は、第１区画よりも上記入射面から離間しているとともに、相対的に上記反射領域占有率が大である２つの上記区画に挟まれた１以上の第２区画を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の導光体。
6. 上記第２区画は、上記長手方向において上記入射面から離間するほど上記反射領域占有率が増加するか、あるいは一定である、２つの区間に挟まれている、請求項５に記載の導光体。
7. 上記導光体の上記入射面とは反対側の長手方向端と上記第２区画との距離は、上記反射部と上記出射面との距離の３．０倍〜８．０倍である、請求項５または６に記載の導光体。
8. 上記第２区画の上記反射領域占有率は、隣合う上記区画の上記反射領域占有率の０．８５倍〜０．９８倍である、請求項５ないし７のいずれかに記載の導光体。
9. 上記第２区画の上記反射領域占有率は、７０％〜９８％である、請求項８に記載の導光体。
10. 上記反射領域は、上記導光体の表面に印刷された反射材料からなる、請求項１ないし９のいずれかに記載の導光体。
11. 上記反射材料は、白色塗料である、請求項１０に記載の導光体。
12. 上記反射領域は、矩形状である、請求項１ないし１１のいずれかに記載の導光体。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の導光体と、
    上記入射面に正対する１以上のＬＥＤチップと、
    を備えることを特徴とする、線状光源ユニット。
14. 上記反射部と上記出射面とが離間する方向において、上記反射部寄りに位置する第１ＬＥＤチップと上記出射面寄りに位置する１以上の第２ＬＥＤチップとを備えており、
    上記反射部は、上記始端区間よりも上記入射面寄りに位置する追加の反射領域を有しており、
    上記入射面のうち上記長手方向視において上記第１ＬＥＤチップの中心に重なる点と上記追加の反射領域とを結ぶ直線と、上記長手方向と、がなす角は、上記導光体から光が出射する場合の臨界角以下であり、
    上記入射面のうち上記長手方向視において上記第２ＬＥＤチップの中心に重なる点と上記追加の反射領域とを結ぶ直線と、上記長手方向と、がなす角は、上記導光体から光が出射する場合の臨界角よりも大である、請求項１３に記載の線状光源ユニット。
15. 上記反射部と上記出射面とが離間する方向および上記長手方向のいずれに対しても直角である方向において、上記追加の反射領域に対して上記第２ＬＥＤチップよりも上記第１ＬＥＤチップが近い位置に配置されている、請求項１４に記載の線状光源ユニット。
16. 上記第１ＬＥＤチップは、赤色光を発する、請求項１４または１５に記載の線状光源ユニット。
17. 上記第２ＬＥＤチップは、青色光または緑色光を発する、請求項１６に記載の線状光源ユニット。
18. 青色光および緑色光を発する２つの上記第２ＬＥＤチップを備える、請求項１６に記載の線状光源ユニット。
19. 請求項１３ないし１８のいずれかに記載の線状光源ユニットと、
    上記長手方向と主走査方向が一致する受光センサと、
    上記線状光源ユニットから発せられ、読取対象物によって反射された光を上記受光センサに結像させるレンズユニットと、
    を備えることを特徴とする、画像読取装置。
20. 請求項１９に記載の画像読取装置と、
    読取対象物を上記画像読取装置に対して副走査方向に搬送する搬送手段と、
    上記画像読取装置からの出力信号によって、上記読取対象物に記載された画像を生成する制御手段と、
    を備えることを特徴とする、ドキュメントスキャナ。

Images