JP4868062B2 - Illumination device and image reading device using the same - Google Patents
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Description
この発明はLED光源などを搭載した照明装置及びそれを用いた画像読取装置に関するものである。 The present invention relates to an illumination device equipped with an LED light source and an image reading device using the same.
画像読取装置などに使用される照明装置は、読み取り幅方向に亘って線状に配列した光源からの光で原稿などの読み取り対象を照明する。一般に照明効率を向上させるため、断面形状が円状又は円弧状の導光体が用いられている。従来の照明装置の導光体は、円弧部で光源からの光を集光することで読取対象を効率よく照明するものとして、例えば特開平1−144771号公報図1(特許文献1参照)には、LED12からの光をLED12側の円弧部及び出射側の円弧部で集光する棒状レンズ14を用い、照射面3付近で散乱シート2により光を散乱させて棒状レンズ14の軸方向に対して直交する縦方向に対応する照射面3の有効照射幅を広げるようにした発光素子アレイが開示されている。
An illumination device used for an image reading device or the like illuminates an object to be read such as a document with light from a light source arranged linearly over a reading width direction. In general, in order to improve illumination efficiency, a light guide having a circular or arc cross-sectional shape is used. A light guide of a conventional illumination device is assumed to efficiently illuminate a reading object by condensing light from a light source at an arc portion. Uses a rod-
特開2009−259545号公報図1(特許文献2参照)には、長手方向に直線状に延在する開口部1を有する、長尺の筐体2と、長手方向にそれぞれ所定の間隔をおいて筐体2内部に配設された複数のLED光源4とを具備し、筐体2は、その内部に拡散反射面5を有し、複数のLED光源4は、その出射光が前記拡散反射面5に向かって照射されるように筐体2内部に位置決めされた発光装置10が開示されている。
FIG. 1 (see Patent Document 2) of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-259545 has a
特開2006−148956号公報図2(特許文献3参照)には、断面矩形状導光体11の端部に発光ユニット13を設け、導光体11の長手方向に光を伝搬する照明装置で、導光体11の長手方向一方の側面11aには導光体11に入射した光を散乱させるための光散乱パターン20を形成し、側面11aと対向する側面11bはケース12から露出する出射面としたものが開示されている。
FIG. 2 (see Patent Document 3) of Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-14895 is an illuminating device in which a
しかし、特許文献1に記載のものは、散乱シート2により光散乱することで照度のユラギを改善することができるものの、棒状レンズ14の他に拡散シート2が必要であるため部材が増加するという課題がある。
However, although the thing of
特許文献2に記載のものは、出射光の中心軸が拡散反射面5に向くように位置決めさせる構成であり、LED光源4から出た光は、実質的にそのすべてが少なくとも一回拡散反射面5に当たってから開口部1から放出され、読み取り対象までの光路長が長くなり、集光もされないので照射効率が低くなるという課題がある。
特許文献3に記載のものは、光の出射方向を狭く限定しないようにしているため、光強度の減衰が小さくなり、配光性が向上するものの、導光体11内部を伝搬する光を閉じ込める白色のケース12が必要となるため部材が増加するという課題がある。また、導光体11の端部は多数の発光素子13a、13b、13cを配置できないので、比較的照度を高く要求される読み取り速度の速い画像読取装置に適用することは困難であるという課題もある。
In the device described in
この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、光源からの光の集光性や照度の揺らぎを改善しながらも照明深度を比較的深くした照明装置及びそれを用いた画像読取装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and uses an illuminating device having a relatively deep illumination depth while improving the condensing property of light from a light source and fluctuation of illuminance, and the same. An object is to provide an image reading apparatus.
請求項1に係る発明の照明装置は、読み取り幅に亘って原稿の照射部に光を照射する光源と、この光源と前記照射部とを結ぶ照射軸上に配置され、前記光源からの光を入射部に相当する曲面部で入射させ、集光して平行光とし、この平行光を前記曲面部と対向する位置にある前記照射軸と直交する方向に円柱形状を一部切断した形状の平坦部から前記照射部に出射する主走査方向に延在した導光体と、周囲を遮光して前記照射軸に対応する位置にスリット部を設け、前記光源から前記曲面部に入射する光を前記読み取り幅に亘って制限する光制限手段と、この光制限手段に到達する前記光源の光を少なくとも前記照射軸の前記照射部の方向を除き包囲して前記光源を載置すると共に前記導光体及び前記光制限手段を収納又は保持する筐体とを備えたものである。 An illumination device according to a first aspect of the present invention is disposed on a light source that irradiates light to an irradiation portion of a document over a reading width, and an irradiation axis that connects the light source and the irradiation portion, and emits light from the light source. A flat surface in which a cylindrical shape is partially cut in a direction perpendicular to the irradiation axis at a position facing the curved surface portion by making it incident on a curved surface portion corresponding to the incident portion and condensing it into parallel light. A light guide extending in the main scanning direction to be emitted from the light source to the irradiation unit, a slit portion provided at a position corresponding to the irradiation axis while shielding the surroundings, and the light incident on the curved surface portion from the light source A light restricting means for restricting the reading width; and placing the light source by surrounding the light of the light source reaching the light restricting means except at least the direction of the irradiating portion of the irradiating axis. And a housing for storing or holding the light limiting means. Those were example.
請求項2に係る発明の照明装置は、前記主走査方向に直交すると共に前記照射部と前記光源の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の前記導光体の平坦部の幅を前記主走査方向に直交すると共に前記照射部と前記光源の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の前記光制限手段のスリット部の幅より短くし、前記導光体の平坦部から平行光を、前記導光体の平坦部外側の出射側曲面部の出射面から屈折光を前記照射部に照射する請求項1に記載のものである。
Lighting device of the invention according to
請求項3に係る発明の照明装置は、前記光制限手段は、前記導光体の曲面部に塗布又は蒸着された遮光樹脂層である請求項1又は2に記載のものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the lighting device according to the first or second aspect, wherein the light limiting means is a light shielding resin layer applied or deposited on the curved surface portion of the light guide.
請求項4に係る発明の照明装置は、前記光制限手段は、前記筐体に長溝を設けて前記スリット部を形成し、前記長溝の周囲を前記筐体の一部で遮光した請求項1又は2に記載のものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the lighting device according to the first or second aspect, the light restricting means is provided with a long groove in the casing to form the slit portion, and the periphery of the long groove is shielded by a part of the casing. 2.
請求項5に係る発明の照明装置は、前記導光体の曲面部に所定の光学波長を阻止する光学フィルタを設置した請求項1〜4のいずれかに記載のものである。
Lighting device of the invention according to
請求項6に係る発明の画像読取装置は、読み取り幅に亘って原稿の照射部に光を照射する光源、この光源と前記照射部とを結ぶ照射軸上に配置され、前記光源からの光を入射部に相当する曲面部で入射させ、集光して平行光とし、この平行光を前記曲面部に対向する位置にある前記照射軸と直交する方向に円柱形状を一部切断した形状の平坦部から前記照射部に出射する主走査方向に延在した導光体、周囲を遮光して前記照射軸に対応する位置にスリット部を設けた前記光源から前記曲面部に入射する光を前記読み取り幅に亘って制限する光制限手段、この光制限手段に到達する前記光源の光を少なくとも前記照射軸の前記照射部の方向を除き包囲して前記光源を載置すると共に前記導光体及び前記光制限手段を収納又は保持する筐体とを有する照明装置と、前記原稿で反射した光を収束するレンズ体と、このレンズ体で収束された光を受光する受光部とを備えたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, an image reading apparatus according to a sixth aspect of the present invention is disposed on a light source that irradiates light to an irradiation portion of a document over a reading width, an irradiation axis that connects the light source and the irradiation portion, and emits light from the light source. A flat surface in which a cylindrical shape is partially cut in a direction perpendicular to the irradiation axis at a position opposite to the curved surface portion by making it incident on a curved surface portion corresponding to the incident portion and condensing it into parallel light. A light guide that extends in the main scanning direction and is emitted from the light source to the irradiation unit, reads light incident on the curved surface from the light source that is shielded from light and provided with a slit at a position corresponding to the irradiation axis A light limiting means for limiting the width of the light source; the light source reaching the light limiting means is surrounded by at least the direction of the irradiation portion of the irradiation axis; A housing that houses or holds the light limiting means. An illumination device that includes a lens body for focusing the light reflected by the document, in which a light receiving portion for receiving the light converged by the lens body.
請求項7に係る発明の画像読取装置は、前記主走査方向に直交すると共に前記照射部と前記光源の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の前記導光体の平坦部の幅を前記主走査方向に直交すると共に前記照射部と前記光源の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の前記光制限手段のスリット部の幅より短くし、前記導光体の平坦部から平行光を、前記導光体の平坦部外側の出射側曲面部の出射面から屈折光を前記照射部に照射する請求項6に記載のものである。
The image reading apparatus of the invention according to
請求項8に係る発明の画像読取装置は、前記光制限手段は、前記導光体の曲面部に塗布又は蒸着された遮光樹脂層である請求項6又は7に記載のものである。 An image reading apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the image reading device according to the sixth or seventh aspect, wherein the light limiting means is a light shielding resin layer applied or vapor-deposited on the curved surface portion of the light guide.
請求項9に係る発明の画像読取装置は、前記光制限手段は、前記筐体に長溝を設けて前記スリット部を形成し、前記長溝の周囲を前記筐体の一部で遮光した請求項6又は7に記載のものである。 According to a ninth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the sixth aspect, the light restricting means is provided with a long groove in the casing to form the slit portion, and the periphery of the long groove is shielded by a part of the casing. Or it is a thing of 7.
請求項10に係る発明の画像読取装置は、前記導光体の曲面部に所定の光学波長を阻止する光学フィルタを設置した請求項6〜9のいずれかに記載のものである。
Image reading apparatus of the invention according to
この発明に係る照明装置によれば、光源の光を曲面部で集光して平行光とし、この平行光を曲面部に対向する位置に設けた平坦部から照射する導光体と、周囲を遮光して前記照射軸に対応する位置にスリット部を設け、曲面部に入射する光を読み取り幅に亘って制限する光制限手段を用いることにより、光源からの光の集光性や照明照度の改善を図ると共に照明深度を比較的深くすることが可能となる。 According to the illuminating device of the present invention, the light from the light source is condensed at the curved surface portion to be parallel light, and the light guide body that irradiates the parallel light from the flat portion provided at the position facing the curved surface portion, and the surroundings By providing a slit part at a position corresponding to the irradiation axis and blocking light incident on the curved surface part and limiting the light incident on the reading width over the reading width, the light condensing property of the light source and the illumination illuminance can be reduced. Improvements can be made and the illumination depth can be made relatively deep.
この発明に係る画像読取装置によれば、光源の光を曲面部で集光して平行光とし、この平行光を曲面部に対向する位置に設けた平坦部から照射する導光体と、周囲を遮光して前記照射軸に対応する位置にスリット部を設け、曲面部に入射する光を読み取り幅に亘って制限する光制限手段を用いることにより、光源からの光の集光性や照明照度の改善を図ると共に照明深度を比較的深くすることが可能となる。 According to the image reading apparatus of the present invention, the light from the light source is condensed at the curved surface portion to be parallel light, and the parallel light is irradiated from a flat portion provided at a position facing the curved surface portion, and the surroundings. The light condensing property of the light from the light source and the illumination illuminance are provided by providing a slit portion at a position corresponding to the irradiation axis and using light limiting means for limiting the light incident on the curved surface portion over the reading width. As a result, it is possible to make the illumination depth relatively deep.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について、図1を用いて説明する。図1は、この発明の実施の形態1による画像読取装置(密着型イメージセンサ、CISとも呼ぶ)の断面構成図である。図1において、原稿1は、例えば、紙幣、有価証券、その他の一般文書のイメージ情報である被読取媒体(被照射体)である。照射部1aは、原稿1に対する光の照射領域を示し、物質的な意味での構成物ではない。光源2は、LEDを使用し、長手方向(読み取り幅方向)に沿って線状にLED基板3上にアレイ状で直線的に配置される。
光制限手段4は、長手方向に沿って、長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向に一定の幅の開口部(スリット部)4aを設けた遮光性のある樹脂又は金属により構成される。光源2から出射した光は光制限手段4の開口部4aを通過したものだけが取り出され、他の成分は、LED基板3、光制限手段4及び筐体5で囲まれた空間内で散乱反射された後、光制限手段4の開口部4aを通過し取り出される。そのため、LED基板3の表面、光制限手段4の底面及び筐体5の内面を白色とするなど、反射率を高くすることで、光の取り出し効率を向上させる。なお、光制限手段4は筐体5と一体化構造としても良い。
The
導光体6は、長手方向に延長した棒状のもので導光路の役目をおこなう。本実施の形態1では、円柱状の透明な導光体の一部を切断して平坦部6aを設けた形状のものを使用し、導光体6は、照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線(照射軸)上に導光体6断面中心がある。導光体6の平坦部6aは照射軸に対して直交するように設置する。光制限手段4を通過した光は導光体6の入射部に相当する導光体6の曲面部6bで集光され、対向する導光体6の平坦部6aから平行光が出射される。また、平坦部6aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅が開口部4aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅に相当する曲面部6bの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅より短い場合には、出射側曲面部(平坦部外側近接部)6cに達した光は、出射側曲面部6cで屈折され照射部1aに照射される。なお、導光体6は円柱状のものを切断して平坦部6aを形成したが、平坦部6aが平坦であれば、楕円状断面、紡錘状断面の棒状の導光体6を使用しても良い。
The
透過体7は、原稿1の搬送経路を形成し、また、装置内部に混入する異物などの混入防止の役目を担い、アクリルやポリカーボネートなどの透明樹脂又は透明ガラス材などにより構成される。透過体7は導光体6の平坦部6a又は出射側曲面部6cから出射した光を透過して原稿1を照射するとともに、原稿1で反射された光を透過してロッドレンズアレイ(レンズ体)8に入射させる。ロッドレンズアレイ8は原稿1の照射部1aにおいて、原稿1で反射された反射光を収束させるものである。
The
センサIC9は、ロッドレンズアレイ8で収束された光を受光し、光電変換して電気信号を出力するセンサ(受光部)であり、半導体チップなどで構成された光電変換部、その他の駆動回路等を搭載している。センサ基板10は、センサIC9やその他の電子部品を載置する基板である。信号処理IC11は、センサIC9により受光した光電変換出力などを信号処理するものであり、CPUやRAMと連動して信号処理を行うASIC(Application Specific Integrated Circuit)である。ASIC11は、他の電子部品とともにセンサ基板10に載置される。外部コネクタ12は、センサIC9の光電変換出力やその信号処理出力を含む入出力信号インターフェース用として用いるものである。
The
筐体5は、LED基板3、光制限手段4、導光体6、透過体7、ロッドレンズアレイ8及びセンサ基板10を収納又は保持する金属又は少なくとも一部領域が遮光性のあるプラスチック樹脂などで構成され、光源2を搭載したLED基板3を長手方向端部からスライド式で収納する空間を有する。この筐体5の空間は照射部1a方向を除きLED基板3を含む光源2からの光を包囲する反射壁面を有している。なお、LED基板3に載置された光源2、光制限手段4、導光体6及び筐体5の一部を含めて照明装置と呼ぶ。
The
透過体7の原稿1の搬送側には、長手方向に沿って延在するプラテン13が設けられる。プラテン13は、原稿1を透過体7に押圧するとともに、回転することで原稿1を原稿1の搬送方向(読み取り幅方向と直交する方向)へ紙送りする。プラテン13は、通常、画像読取装置の外部側に設置される。ロッドレンズアレイ8の焦点面付近にある原稿1の照射部1aの光情報は、ロッドレンズアレイ8の収束領域の情報としてセンサIC9の受光面上に結像される。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示すものとする。
A
図2は、この発明の実施の形態1による画像読取装置の展開図である。図2において、ホルダ14は導光体6の両端部に設置して導光体6の位置及び角度を固定又は調整するものである。また、ホルダ14は、筐体5と固定し、異物の混入防止の役目も担う。筐体5には、長手方向に延在し、長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅6mmのLED基板3を設置するために長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅6.4mmの空間が長手方向に2系列設けられており、LED基板3は、長手方向に沿って筐体5端部から挿入され、LED基板3の裏面は接着剤で筐体5と固定される。また、実施の形態1では、導光体6、ロッドレンズアレイ8、センサIC9は、原稿1の長手方向の有効読取幅と同等以上の長さを有している。なお、図中、図1と同一符号は、同一又は相当部分を示すものとする。
FIG. 2 is a development view of the image reading apparatus according to
次に動作について図1及び図2を用いて説明する。LED基板3にアレイ状に配列された光源2から照射部1aに向かって発した光は、読み取り幅方向に設置された導光体6の曲面部6bに入射し、曲面部6bで集光され、平行光となって導光体6内部を通過する。そして、曲面部6bに対向する位置に設けた平坦部6aから平行光が原稿1に照射される。また、平坦部6a付近の外側にあたる出射側曲面部6cの出射面では屈折光となって原稿1を照射する。原稿1で反射した反射光は、ロッドレンズアレイ8で収束され、ロッドレンズアレイ8で収束された光はセンサ基板10に載置されたセンサIC9で受光される。センサIC9で受光され、光電変換されたアナログ信号はASIC11でデジタル信号処理され、外部コネクタ12からシステム本体(図示せず)にデジタル処理信号が送出される。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. Light emitted from the
図3は、この発明の実施の形態1による照明装置に使用される光源部分の平面図である。図3において、LEDを使用した光源2は読み取り幅に亘って直線的にアレイ状に配置され、LED基板3端部には、フレキシブル基板で構成した電源用の入力端子3aが設置され、電源がLEDに供給される。なお、本実施の形態1ではLEDを棒状に配置したが、光源は有機発光材料などを用いて棒状に構成した細長の平面光源を用いても良い。
FIG. 3 is a plan view of a light source portion used in the lighting apparatus according to
図4は、実施の形態1による照明装置の導光体に入射する光の伝播を説明する模式断面図である。光源2から出射された光のうち光制限手段4の開口部4aを通過して導光体6に直接入射する光は、曲面部6bで集光されて平行光に変換され、平坦部6aより出射される。導光体6に直接入射しない光は、LED基板3、光制限手段4及び筐体5で多数回散乱反射されてから導光体6へ入射する。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating propagation of light incident on the light guide of the lighting apparatus according to
光制限手段4の開口部4aの幅は2.5mmとし、導光体6の断面の直径4.0mmより小さくしている。また、導光体6の平坦部6aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅は、光制限手段4の開口部4aの幅2.5mmと等しいか、もしくはそれより短く設定する。平坦部6aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅を光制限手段4の開口部4aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅より短くすると曲面部6bで平行光とした光の一部が出射側曲面部6cに到達するため、屈折により長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の有効照射幅は小さくなるが照射部1aに対する集光性が向上する。
The width of the
以上から、実施の形態1による照明装置及びそれを用いた画像読取装置によれば、光制限手段4の開口部4aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅で導光体6に入射する長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の光の幅を制限し、また平坦部6aで長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の照射幅を調整することにより、光源2からの光の集光性や照明照度を調整すると共に平坦部6aから照射された平行光により原稿1に対する照明深度を深くできるという効果がある。
From the above, according to the illumination device according to the first embodiment and the image reading device using the illumination device, a line that is orthogonal to the longitudinal direction of the
実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2による照明装置の導光体に入射する光の伝播を説明する模式断面図である。図5において、導光体61は長手方向に延長した棒状のものであり、導光路の役目をおこなう。本実施の形態2では、非球面断面状の透明な導光体の一部を切断して平坦部61aを設けた形状のものを使用し、導光体61は、照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線(照射軸)上に導光体61断面中心がある。光制限手段4を通過した光は導光体61の入射部に相当する導光体61の曲面部61bで集光され、対向する導光体61の平坦部61aから平行光が出射される。また、平坦部61aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅が開口部4aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅に相当する曲面部61bの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅より短い場合には、出射側曲面部(平坦部外側近接部)61cに達した光は、出射側曲面部61cで屈折され照射部1aに照射される。図中、図4と同一符号は、同一又は相当部分を示す。なお、LED基板3に載置された光源2、光制限手段4、導光体61及び筐体5の一部を含めて照明装置と呼ぶ。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the propagation of light incident on the light guide of the lighting apparatus according to
次に動作について説明する。光源2から出射された光のうち光制限手段4の開口部4aを通過して導光体61に直接入射する光は、曲面部61bで集光されて平行光に変換され、平坦部61aより出射される。導光体61に直接入射しない光は、LED基板3、光制限手段4及び筐体5で多数回散乱反射されてから導光体61に入射する。
Next, the operation will be described. Of the light emitted from the
光制限手段4の開口部4aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅は2.5mmとし、導光体61の断面の直径4.0mmより小さくしている。また、導光体61の平坦部61aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅は、光制限手段4の開口部4aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅2.5mmと等しいか、もしくはそれより短く設定する。平坦部61aの幅を光制限手段4の開口部4aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅より短くすると曲面部61bで平行光とした光の一部が出射側曲面部61cに到達するため、長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の有効照射幅は小さくなるが照射部1aに対する集光性が向上する。なお、光制限手段4は筐体5と一体化構造としても良い。
The width in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the
実施の形態2では、導光体61の出射側曲面部61cが非球面形状となっている。そのため、平坦部61aを通過しない光に対する集光効果は、実施の形態1で説明した円柱形状をカットした導光体6を使用した場合と比べて、より大きくすることができる。
In
以上から、実施の形態2による照明装置及びそれを用いた画像読取装置によれば、光制限手段4の開口部4aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅で導光体61に入射する長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の光の幅を制限し、また平坦部61aで長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の照射幅を調整することにより、光源2からの光の集光性や照明照度を調整すると共に平坦部61aから照射された平行光により原稿1に対する照明深度を深くできるという効果がある。さらに実施の形態2においては、出射側曲面部61cを非球面形状に設計することにより、長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の有効照射幅に対する照明の照度を集中させて照射することができる利点が有る。
From the above, according to the illumination device according to the second embodiment and the image reading device using the illumination device, a line that is orthogonal to the longitudinal direction of the
実施の形態3.
図6は、実施の形態3による照明装置の構成を説明する模式断面図である。光制限手段41には、深さ0.8mm、長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅5.2mmの窪みが設けてあり、窪みには厚さ0.7mm、長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅5.0mmの波長カットフィルタ30を設置している。図中、図4と同一符号は、同一又は相当部分を示す。なお、光制限手段41及び波長カットフィルタ30以外の構成については、実施の形態1と同一であるため、説明を省略する。なお、LED基板3に載置された光源2、光制限手段41、導光体6及び筐体5の一部などを含めて照明装置と呼ぶ。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the illumination device according to the third embodiment. The
波長カットフィルタ30は、光制限手段41の開口部41aを通過して導光体6に入射する一部の光の波長を制限する。そのため、必要な波長の光のみを選択して照射部1aに照射することが可能となる。なお、実施の形態3では、必要な波長の光のみを選択して照射部1aを照射するようにしたが、必要な波長の光のみを選択する場合には、波長通過形のフィルタを用いて照射部1aを照射するようにしても良い。なお、光制限手段41は筐体5と一体化構造としても良い。
The wavelength cut
以上から実施の形態3によれば、光波長カットフィルタ30や波長通過形のフィルタを光源2と導光体6との間に付加することにより、光源2から発する不要な波長の光の照射を防止できる。
As described above, according to the third embodiment, the light wavelength cut
実施の形態4.
図7は、この発明の実施の形態4による画像読取装置の断面構成図である。図7において、光制限手段42は、長手方向に沿って、長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の一定の幅で導光体6を載置する領域を有する樹脂又は金属により構成される。導光体6は、長手方向に延長した棒状のもので導光路の役目をおこなう。本実施の形態4では、円柱状の透明な導光体の一部を切断して平坦部6aを設けた形状のものを使用し、導光体6は、照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線(照射軸)上に導光体6断面中心がある。導光体6の平坦部6aは照射軸に対して直交するように設置する。光制限手段42を通過した光は導光体6の入射部に相当する導光体6の曲面部6bで集光され、対向する導光体6の平坦部6aから平行光が出射される。また、平坦部6aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅が曲面部6bの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅より短い場合には、出射側曲面部(平坦部外側近接部)6cに達した光は、出射側曲面部6cで屈折され照射部1aに照射される。なお、導光体6は円柱状のものを切断して平坦部6aを形成したが、平坦部6aが平坦であれば、楕円状断面、紡錘状断面の棒状の導光体6を使用しても良い。
FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram of an image reading apparatus according to
次に導光体6には、遮光性のある樹脂を導光体6に塗布又は蒸着した遮光膜(遮光部材)6dが導光体6の長手方向に沿って形成されており、これにより導光体6の曲面部6bに入射する光を制限する。曲面部6bの幅(W1)は、導光体6の入射側の両側に設けた遮光膜6dの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向のスリット幅に相当する。すなわち、導光体6に設けられた開口部42aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅に相当する。図中、図4と同一符号は、同一又は相当部分を示す。なお、LED基板3に載置された光源2、光制限手段42、導光体6及び筐体51の一部を含めて照明装置と呼ぶ。その他の構成・動作については実施の形態1で説明したものに準ずるので説明を省略する。
Next, a light-shielding film (light-shielding member) 6d obtained by applying or vapor-depositing a light-shielding resin to the
以上から、実施の形態1〜3では、導光体6、61の曲面部6b、61bは光制限手段4、41の導光体6、61側に設けていたが、実施の形態4では、曲面部6bが光源2側に接近して配置されるので、平坦部6aから出射される平行光が多くなり、平行光成分による出射照度が向上するという利点がある。
From the above, in
なお、図8に示すように実施の形態3で説明した波長カットフィルタ30に代えて、特定波長をカットする樹脂層や薄板を用いたフィルタ31を導光体6の入射側の両側に設けた遮光膜6dのスリットに塗布(蒸着)又は貼付することにより特定の波長に対して実施の形態3で説明したものと同等の効果を奏する。
As shown in FIG. 8, instead of the wavelength cut
実施の形態5.
図9は、この発明の実施の形態5による画像読取装置の断面構成図である。図9において、光制限手段43は、長手方向に沿って、長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の一定の幅の開口部(スリット部)を設けた遮光性のある樹脂又は金属により構成される。光源2から出射した光は光制限手段43の開口部43aを通過したものだけが取り出され、他の成分は、LED基板3、光制限手段43及び筐体52で囲まれた空間内で散乱反射された後、光制限手段43の開口部43aを通過し取り出される。そのため、LED基板3の表面、光制限手段43の底面及び筐体52の内面を白色とするなど、反射率を高くすることで、光の取り出し効率を向上させる。なお、光制限手段43は筐体52と一体化構造としても良い。
FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram of an image reading apparatus according to
導光体6は、長手方向に延長した棒状のもので導光路の役目をおこなう。本実施の形態5では、円柱状の透明な導光体の一部を切断して平坦部6aを設けた形状のものを使用し、導光体6は、照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線(照射軸)上に導光体6断面中心がある。導光体6の平坦部6aは照射軸に対して直交するように設置する。光制限手段43を通過した光は導光体6の入射部に相当する導光体6の曲面部6bで集光され、対向する導光体6の平坦部6aから平行光が出射される。また、平坦部6aの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅が曲面部6bの長手方向に直交すると共に照射部1aと光源2の中心位置とを結ぶ線に対して直交する方向の幅より短い場合には、出射側曲面部(平坦部外側近接部)6cに達した光は、出射側曲面部6cで屈折され照射部1aに照射される。なお、導光体6は円柱状のものを切断して平坦部6aを形成したが、平坦部6aが平坦であれば、楕円状断面、紡錘状断面の棒状の導光体6を使用しても良い。図中、図4と同一符号は、同一又は相当部分を示す。なお、LED基板3に載置された光源2、光制限手段43、導光体6及び筐体52の一部を含めて照明装置と呼ぶ。その他の構成・動作については実施の形態1で説明したものに準ずるので説明を省略する。
The
本実施の形態5では、導光体6を固定する筐体52の一部と光制限手段43とを分離し、光制限手段43と導光体6との間に空間領域を設けている。そして光制限手段43の開口部43aで導光体6に入射する光を制限する。すなわち、曲面部6bの幅(W1)は、導光体6の入射側に設けた光制限手段43の開口部43aに相当する。
In the fifth embodiment, a part of the casing 52 that fixes the
以上から、実施の形態5では、曲面部6bと光源2との距離が実施の形態4で説明したものと比べて遠方に配置されるものの、光制限手段43と導光体6の曲面部6bとは接近しているので、出射される平行光の照度が安定するという利点がある。
As described above, in the fifth embodiment, the distance between the
また、図10に示すように光制限手段43と導光体6との間に位置する空間領域に実施の形態3で説明した波長カットフィルタ30を光制限手段43に貼り付けて設けることにより特定の波長に対して実施の形態3で説明したものと同等の効果を奏する。
Further, as shown in FIG. 10, the wavelength cut
なお、上記実施の形態1〜5では、互いに組み合わせて利用することも可能であり、各実施の形態におけるそれぞれの効果と同様の効果を奏することができる。 In addition, in the said Embodiment 1-5, it is also possible to use in combination with each other, and there can exist an effect similar to each effect in each embodiment.
1・・被照射体(原稿) 1a・・照射部
2・・光源 3・・LED基板 3a・・基板(フレキシブル基板)
4・・光制限手段 4a・・スリット部(開口部) 5・・筐体
6・・導光体 6a・・平坦部 6b・・曲面部 6c・・出射側曲面部
6d・・遮光部材(遮光膜)
7・・透過体 8・・ロッドレンズアレイ(レンズ体)
9・・受光部(センサIC) 10・・センサ基板 11・・信号処理IC(ASIC)
12・・コネクタ(外部コネクタ) 13・・プラテン(搬送手段)
14・・ホルダ 30・・波長カットフィルタ 31・・波長カットフィルタ
41・・光制限手段 41a・・スリット部(開口部)
42・・光制限手段 42a・・スリット部(開口部)
43・・光制限手段 43a・・スリット部(開口部)
51・・筐体 52・・筐体
61・・導光体 61a・・平坦部 61b・・曲面部 61c・・出射側曲面部
1..Subject to be irradiated (original) 1a..
4. ・ Light limiting means 4a ・ ・ Slit (opening) 5 ・ ・
7 ..
9. ・ Light receiving part (sensor IC) 10. ・
12. ・ Connector (external connector) 13. ・ Platen (conveying means)
14..
42..Light limiting means 42a..Slit (opening)
43..Light limiting means 43a..Slit (opening)
51..Case 52..
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