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CN101175945A - 导光体及图像读取装置 - Google Patents

导光体及图像读取装置 Download PDF

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CN101175945A
CN101175945A CNA2006800162809A CN200680016280A CN101175945A CN 101175945 A CN101175945 A CN 101175945A CN A2006800162809 A CNA2006800162809 A CN A2006800162809A CN 200680016280 A CN200680016280 A CN 200680016280A CN 101175945 A CN101175945 A CN 101175945A
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CN
China
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face
light
scattering pattern
light scattering
light conductor
Prior art date
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Pending
Application number
CNA2006800162809A
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English (en)
Inventor
池田诚
根本浩之
岸本隆
石丸刚志
岩濑世彦
竹内秀光
齐藤富久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种即使在靠近射入面的部分也不会产生颜色不均匀的导光体。棒状导光体(3)是通过射出成型丙烯酸树脂等透明树脂而形成，且由射出面(3a)、底面(3b)、左右的侧面(3c、3d)及端面(3e、3f)构成其表面。此外，一个端面(3e)与所述发光单元(10)相对，底面(3b)形成有可使从所述端面(3e)射入的光散射的光散射图案。在作为射入面的端面(3e)附近部分与远离端面(3e)部分的光散射图案的图案形状不同。又，形成于射入面附近部分的光散射图案(11)是由许多细微半球状凹部构成，又，远离射入面部分的光散射图案(12)是由三角槽或半圆筒槽构成，且这些三角槽与半圆筒槽的轴方向是形成有图案的底面(3b)的宽度方向(副扫描方向)。

Description

导光体及图像读取装置
技术领域
本发明涉及一种使用于图像读取装置等中的导光体及具有该导光体的图像读取装置。
背景技术
在传真机、复印机、扫描装置等图像读取装置中安装有：照明装置，组装有可照射直线光至原稿的棒状导光体；及图像传感器，具有可将从原稿发出的反射光会聚至线图像传感器的透镜阵列。
组装有棒状导光体的照明装置是将LED等发光装置安装于一端，且将来自该发光装置的光从棒状导光体端面导入内部，并利用形成于棒状导光体侧面的光散射图案散射于棒状导光体内传送的光，再将所述散射光从棒状导光体的射出面朝原稿照射。
此外，所述棒状导光体一般是呈方杆状，所述光散射图案是利用网版印刷将白色涂料转印于导光体侧面而形成。(专利文献1)
印刷有所述白色涂料的光散射图案的制作方法由于需要印刷步骤，因此提高了成本，且随之产生光散射图案特性的不均。因此，如专利文献2所揭示的，提出了在用以射出成型导光体的模具模穴预先形成凹凸部，再将所述凹凸部转印于棒状导光体的侧面以作为光散射图案。
特别地，在专利文献2中是选择三角槽作为凹凸部，且使该三角槽的轴(长度方向)与导光体侧面的宽度方向一致，或相对宽度方向倾斜预定角度。
[专利文献1]特开平8-163320号公报
[专利文献2]特开2001-242322号公报
发明内容
发明要解决的问题
图12是以各色显示使作为光散射图案的三角槽与导光体侧面的宽度方向一致而形成的导光体(专利文献1的第1实施例)的主要扫描位移与光强度的关系图，而图12(a)显示原稿浮动量0mm时的光强度比，且图12(b)显示原稿浮动量3mm时的光强度比，并且图12(c)显示原稿浮动量0mm与3mm时的光强度比。
从图12(a)中可得知，来自RGB的各LED芯片的光强度在主要扫描位移10mm以上处大致一致，而在靠近射入端面10mm的区域中蓝色(B)比其他色(G、R)弱，并且各色都是越靠近端面光强度越弱。
另一方面，从图12(b)中可得知，在主要扫描位移15mm附近处，蓝色(B)与红色(R)的光强度变得异常地高，而在靠近射入端面10mm的区域中绿色(G)的光强度比蓝色(B)与红色(R)高。又，从图12(c)中亦可得知，在主要扫描位移15mm附近处，蓝色(B)与红色(R)异常地增加。
因此，当主要扫描位移15mm附近处如蓝色(B)与红色(R)的特定颜色的光强度具有异常值时，主要扫描位移15mm附近处的蓝色(B)与红色(R)将被强调出来，并观察到颜色不均匀。
为了解决所述问题，本发明是一种导光体，是呈棒状的导光体，该导光体以一端面为射入面、以一侧面为射出面，在另一侧面设有朝所述射出面反射光的光散射图案，所述光散射图案由凹部或凸部构成，在所述光散射图案中，在所述射入面附近部分，使图案形状成为朝射出面以外也反射的不具有角度依赖性的形状，并在远离所述射入面部分，使图案形状成为朝射出面反射的具有角度依赖性的形状。
本发明的棒状是指端面形状为四角形、五角形、六角形等的方杆状，但亦包含有侧面整体为曲面或侧面的一部分为曲面，只有形成有射出面与光散射图案的底面为平面的。又，端面形状为六角形的可举出在两侧面与底面之间形成有可朝射出面反射在底面反射的光的具有角度的平坦状倒角部的为例。
又，所谓的角度依赖性(方向依赖性)即是当传送于导光体内的光中的与导光体长度方向平行的光照射于光散射图案时，若已决定反射方向的话，则视为具有角度依赖性，若未决定反射方向的话，则视为不具有角度依赖性。例如，由于作为光散射图案的三角槽或半圆筒槽已决定反射方向，因此具有角度依赖性，又，由于半球状凹部、半球状凸部或白色涂料未决定反射方向，因此不具有角度依赖性。又，即使三角槽或半圆筒槽具有单一的角度依赖性，亦可通过组合轴方向不同的形成不具有角度依赖性的形状。
再者，所谓的射入面附近是指在主要扫描位移时从端面至50～70mm的范围。
此外，本发明具体的图案形状可举出例如由许多细微半球状凹部所构成的作为导光体一端的射入面附近部分的光散射图案形状，且可举出例如以形成有图案的侧面的宽度方向(副扫描方向)为轴方向的三角槽或半圆筒槽作为远离所述射入面部分的光散射图案形状。
所述射入面附近部分的光散射图案的变形例，可考虑于形成有图案的侧面的长度方向上(主要扫描方向)许多细微半球状凹部的密度不同的。
又，用以构成射入面附近部分的光散射图案的许多细微半球状凹部亦包含任一连续或分离地形成的，特别地，半球状凹部的深度最好是该半球状凹部为其一部分的球直径的0.23以上、0.33以下。
又，作为所述射入面附近部分的光散射图案的变形例，可考虑构成为以相对导光体侧面的宽度方向倾斜的方向为轴方向的三角槽或半圆筒槽，且这些互相相邻的三角槽或半圆筒槽的轴方向是以侧面的宽度方向为基准的反方向。
本发明的对象亦包含有组装有上述各方面的导光体的照明装置、以及可将从所述照明装置发出的射出光之中来自原稿的反射光会聚至线图像传感器的透镜阵列。
发明效果
根据本发明，通过以可与导光体形成同时形成的凹凸形状作为形成于导光体侧面的光散射图案，可抑制制作成本。特别地，通过以光散射图案中靠近射入端面部分的光散射形状为不具有角度依赖性的，可防止因在射入面附近特定颜色被强调出来而产生的颜色不均匀，又，通过以远离射入端面部分的光散射图案形状为具有角度依赖性的形状，可防止从射出面射出的光量降低。
附图说明
图1是使用组装有本发明的导光体的线照明装置的图像读取装置的截面图。
图2是线照明装置的分解立体图。
图3(a)是本发明的导光体的正视图，图3(b)是后视图，图3(c)是平视图，图3(d)是仰视图，图3(e)是左侧视图，图3(f)是右侧视图。
图4是本发明的导光体射入面附近部分的光散射图案的放大图。
图5是以各色显示实施例所示的导光体的主要扫描位移与光强度的关系图，而图5(a)是显示原稿浮动量0mm时的光强度比，且图5(b)是显示原稿浮动量3mm时的光强度比，并且图5(c)是显示原稿浮动量0mm与3mm时的光强度比。
图6是从底面侧看另一实施例的光散射图案的放大图。
图7是图6的A-A方向的截面图。
图8是显示当凹球面的深度为球直径的1/3(0.33)时颜色不均匀的程度的图。
图9是显示当凹球面的深度为球直径的1/2时颜色不均匀的程度的图。
图10(a)～(c)是显示又一实施例且与图4同样的图。
图11是显示再一实施例的导光体主要部位的立体图。
图12是以各色显示形成有作为光散射图案的三角槽的导光体的主要扫描位移与光强度的关系图，而图12(a)是显示原稿浮动量0mm时的光强度比，且图12(b)是显示原稿浮动量3mm时的光强度比，并且图12(c)是显示原稿浮动量0mm与3mm时的光强度比。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施方式。图1是使用组装有本发明的导光体的线照明装置的图像读取装置的截面图；图2是线照明装置的分解立体图；图3(a)是本发明的导光体的正视图、图3(b)是后视图、图3(c)是平视图、图3(d)是仰视图、图3(e)是左侧视图、图3(f)是右侧视图；图4是本发明的导光体射入面附近部分的光散射图案的放大图。
图像读取装置是将凹部1a、凹部1b形成于框架(框体)1，并以可放置原稿的透明顶板2塞住凹部1a的上面，且将盒体4内收纳有棒状导光体3的线照明装置5倾斜固定于凹部1a内，并且将具有线图像传感器(光电转化元件)6及其驱动电路7的基板8安装在下方的凹部1b，另外将用以等倍成像的透镜阵列9保持于框架1内。
而且，以从线照明装置5的射出面射出的光线照射放置于顶板2上的原稿，再利用透镜阵列9将该反射光射入排列成直线状的图像传感器6。
所述线照明装置5的盒体4的截面是成U字状，且在盒体4的开口嵌入有棒状导光体3，使棒状导光体3的射出面3a位于盒体4的开口。又，盒体4的一端安装有发光单元10，且在该发光单元10上沿着相对棒状导光体3底面3b的横向中心线的法线方向以相同间隔安装有蓝色元件10a、红色元件10b、绿色元件10c。
棒状导光体3是通过射出成型丙烯酸树脂等透明树脂而形成，且由射出面3a、底面3b、左右的侧面3c、3d及端面3e、3f构成其表面。此外，一个端面3e与所述发光单元10相对，底面3b形成有可使从所述端面3e射入的光散射的散射图案。
在作为射入面的端面3e附近部分与离开端面3e部分的光散射图案的图案形状不同。又，本实施例中，是以端面3e至60mm的区域为射入面附近部分，而以超过60mm至另一端面3f的区域为远离射入面的部分。
此外，形成于射入面附近部分的光散射图案11是由许多细微半球状凹部构成，又，远离射入面部分的光散射图案12是由三角槽或半圆筒槽构成，且这些三角槽或半圆筒槽的轴方向是形成有图案的底面3b的宽度方向(副扫描方向)。又，这些光散射图案11、12的表面可以进行镜面加工，亦可为粗糙面。
由于作为所述光散射图案11的半球状凹部朝所有方向反射射入光线，因此可视为不具有角度依赖性的形状，又，由于所述光散射图案12朝主要射出面3a反射射入光线，因此可视为具有角度依赖性的形状。
图5是以各色显示所述实施例所示的导光体的主要扫描位移与光强度的关系图，而图5(a)是显示原稿浮动量0mm时的光强度比，且图5(b)是显示原稿浮动量3mm时的光强度比，并且图5(c)是显示原稿浮动量0mm与3mm时的光强度比。
从图5(a)中可得知，来自RGB的各LED芯片的光强度在主要扫描位移10mm以上处大致一致，而在靠近射入端面10mm的区域中，各色都是越靠近端面光强度越弱。特别地，当与已知的图12(a)比较时，虽然原稿浮动量都为0mm，但本发明的导光体的射入面附近部分的各色的光强度大致相同。因此，当使用本发明的导光体时，则不易产生颜色不均匀。
又，从图5(b)中可得知，即使原稿浮动量为3mm，其波形与原稿浮动量为0mm时也大致相同。从图5(c)中可得知，即使原稿的浮动量变大，强度比也不会变化那么大。特别地，在本发明的导光体中，不认为已知的主要扫描位移在为15mm的位置处造成异常的增加，故可得知本发明是不产生颜色不均匀的导光体。
图6是从底面侧看另一实施例的光散射图案的放大图。图7是图6的A-A方向的截面图，在该实施例中是稠密状地连续形成细微凹球面11，以形成光散射图案的各形成区域。
在此是以深度0.02～0.03mm的圆弧作为凹球面11的截面形状的一例，而该圆弧是利用在0.01～0.02的范围重叠直径0.09mm的圆而形成的。
以下是显示针对凹球面11的深度所作的实验的结果。图8是显示当凹球面11原本的球直径为30μm，而凹球面11的深度为7～10μm时，即，凹球面11的深度为球直径的0.23～0.33时颜色不均匀的程度的图。图9是显示同一凹球面但深度为直径的1/2(完整的半球)时颜色不均匀的程度的图。又，实验条件是通过将R的LEF配置于中央，令R的数据始终位于B与G之中间，故在此不图示。
从图8中可得知，当凹球面11的深度为球直径的0.33时，可抑制颜色不均匀，特别是产生在LED附近的颜色不均匀。另一方面，在图9的情况下可得知，特别是在LED附近会产生颜色不均匀。又，当凹球面11的深度为球直径的0.23时，亦可得到与图8相同的结果。
从这些图中可得知，通过使凹球面的深度是该细微凹球面为其一部分的球直径的0.23以上、0.33以下，可抑制颜色不均匀，特别是产生在LED附近的颜色不均匀。
图10(a)～(c)是显示又一实施例且与图4同样的图，由于这些实施例的全体形状(正面、背面、平面、左右侧面及两端面)与图3所示的实施例相同，因此省略其图示。
图10(a)所示的实施例是使作为光散射图案11的许多半球状凹部的密度在导光体的长度方向上不同，以调整光反射强度。又，图10(b)及(c)所示的实施例是以三角槽或半圆筒槽构成形成于射入面附近部分的光散射图案11，并使任一三角槽或半圆筒槽的轴方向具有相对于形成有光散射图案11的底面3b的宽度方向(副扫描方向)的角度，并且使相邻的三角槽或半圆筒槽的轴方向朝向反方向。具体而言，在图10(b)中，两个三角槽或半圆筒槽形成X字状，而在图10(c)中，两个三角槽或半圆筒槽形成八字状。
因此，虽然各个三角槽或半圆筒槽是具有角度依赖性的形状，但亦可通过组合其中两个去除角度依赖性。
再者，图11是显示再一实施例的导光体主要部位的立体图。在该实施例中，是将散射区域13、13设于光源10附近的导光体两侧面3c、3d，并且将具有角度的平坦状倒角部3g、3h形成于两侧面3c、3d与形成有光散射图案的底面3b之间，而该倒角部3g、3h是可朝射出面3a反射在底面3b反射的光的。
这样，通过将散射区域13、13设于光源附近的导光体两侧面，可扰乱入射光以降低射出光的颜色不均匀。所述散射区域的形成方法可以射出成型形成细微凹凸，亦可以印刷形成白色涂料，也可以激光等粗糙地形成表面。
又，通过形成具预定角度的平坦状倒角部3g、3h，可提高发光强度。
产业上利用的可能性
本发明的照明装置及图像传感器可装于复印机、传真机等图像读取装置中而有效地利用。

Claims (9)

1.一种导光体，其是呈棒状的导光体，该导光体以一端面为射入面、以一侧面为射出面，在另一侧面设有朝所述射出面反射光的光散射图案，所述光散射图案由凹部或凸部构成，在所述光散射图案中，在所述射入面的附近部分，使图案形状成为朝射出面以外也反射的不具有角度依赖性的形状，并在远离所述射入面的部分，使图案形状成为朝射出面反射的具有角度依赖性的形状。
2.如权利要求1所述的导光体，其中，所述射入面附近部分的光散射图案形状包括许多细微半球状凹部，远离所述射入面的部分的光散射图案形状是以形成有图案的侧面的宽度方向(副扫描方向)为轴方向的三角槽或半圆筒槽。
3.如权利要求2所述的导光体，其中，构成所述射入面附近部分的光散射图案的许多细微半球状凹部在形成有图案的侧面的长度方向(主要扫描方向)上，半球状凹部的形成密度不同。
4.如权利要求2所述的导光体，其中，构成所述射入面附近部分的光散射图案的许多细微半球状凹部连续或分离地形成，所述半球状凹部的深度是所述半球状凹部为其一部分的球的直径的0.23以上、0.33以下。
5.如权利要求1所述的导光体，其中，所述射入面附近部分的光散射图案形状是以相对于形成有图案的侧面的宽度方向倾斜的方向为轴方向的三角槽或半圆筒槽，所述远离射入面的部分的光散射图案形状是以形成有图案的侧面的宽度方向为轴方向的三角槽或半圆筒槽。
6.如权利要求5所述的导光体，其中，构成所述射入面附近部分的光散射图案的三角槽或半圆筒槽中，互相相邻的三角槽或半圆筒槽的轴方向是以侧面的宽度方向为基准的反方向。
7.如权利要求1所述的导光体，其中，在所述导光体的两侧面与底面之间形成有具有角度的平坦状倒角部，该倒角部朝所述射出面反射在所述底面反射的光。
8.如权利要求1所述的导光体，其中，在所述射入面附近的导光体的两侧面形成有散射区域。
9.一种图像读取装置，包含：
组装有如权利要求1至8所述的导光体的照明装置；以及
将从所述照明装置发出的射出光之中来自原稿的反射光会聚至线图像传感器的透镜阵列。
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