專利名稱：線狀照明裝置以及使用了該線狀照明裝置的圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在通過照射原稿的讀取面來讀取其反射光 的圖像傳感器單元中所使用的線狀照明裝置以及使用了該線狀 照明裝置的圖像讀取裝置。
背景技術(shù)：
作為圖像掃描儀、傳真機或復(fù)印機等圖像讀取裝置所使用 的圖像傳感器，有縮小型、密接型等傳感器。其中，密接型圖
像傳感器(以下簡稱為CIS)由照明裝置、等倍成像光學(xué)裝置和線
列傳感器等構(gòu)成。 一般來說，與利用了縮小光學(xué)系統(tǒng)的圖像傳
感器相比，這樣的CIS的光路長度較短，因而具有容易使裝配
了該傳感器的設(shè)備小型化的特征。因此，替代縮小光學(xué)系統(tǒng)，
越來越多地將上述CIS應(yīng)用于薄型的平板型圖像讀取裝置等 中。而且，在這樣的CIS所使用的線狀照明裝置中，要求以必
需的照度照明原稿面，且要使來自原稿的反射光具有充分的強 度到達線列傳感器。
圖12是用于說明以往的密接型圖像傳感器的結(jié)構(gòu)的剖視 圖，在此表示導(dǎo)光體2為一條時的情況。該密接型圖像傳感器 具有用于照射原稿9的光源單元1，光從該光源單元l通過導(dǎo)光 體2照射到原稿9上。這樣照射的光被原稿9反射，其光通過透 鏡陣列4輸入到由光電變換元件形成的線列傳感器5上并被轉(zhuǎn) 換為電信號。
在圖12中，附圖標(biāo)記3表示用于支承構(gòu)成構(gòu)件的框。線列 傳感器5將用于將原稿的光學(xué)圖像光電轉(zhuǎn)換為電信號的受光部 配置成多條線狀。附圖標(biāo)記6表示安裝了線列傳感器5的傳感器 基板。在光源單元l中，l-r、 1- g、 1- b分別是用于照明原 稿9的LED,可分別發(fā)出紅、綠、藍色的光。這些LED配置于 沿長度方向延伸的導(dǎo)光體2的端面上。導(dǎo)光體2吸收自各LED出 射的光，并將其設(shè)計為使原稿讀取部的整個1行長度上的照明 光量大致均勻。附圖標(biāo)記7表示將傳感器信號與外部設(shè)備連接 起來的連接器，附圖標(biāo)記8表示用于支承原稿9的透明玻璃制的 原稿支承臺。
脂制的導(dǎo)光體2上， 一邊在導(dǎo)光體2的內(nèi)部復(fù)雜地反射一邊從光 出射面出射到外部而照射原稿9。出于反射該光的目的，優(yōu)選 使用印刷等方法預(yù)先在導(dǎo)光體2的反射面、終端部上配置氧化 鈦粉末、鋁粉末。
作為該線狀照明裝置，使用了將發(fā)光元件設(shè)置于丙烯酸樹 脂制的棒狀透明體的一端部上、且使反射面與光源中心位置錯 開了的線狀照明裝置(專利文獻l)。另外，公開有一種在導(dǎo)光體 內(nèi)部具有反射面角度不同的2個面的導(dǎo)光體(專利文獻2)。在這 些公報中公開的線狀照明裝置通過只在棒狀透明體的 一 端配置 作為發(fā)光元件的LED來實現(xiàn)降低成本。并且，為了沿棒狀透明 體的長度方向獲得均勻的照度，研究了導(dǎo)光體的形狀，獲得了 從來自LED元件的光入射的一端到另 一端盡可能均勻的照度。
另外，在專利文獻3中記載有通過配置2個系統(tǒng)的光源，使 各光源的照射位置在受光元件的光軸上上下錯開，從而使得原 稿面的照度在成像部件的視場深度范圍內(nèi)大致恒定。另外，在 專利文獻4記載有一種由于利用導(dǎo)光體來夾持透鏡陣列而將其 導(dǎo)光體中間部分支為二個部分的導(dǎo)光體。
專利文獻l:日本專利登錄公報第2693098號
專利文獻2:日本特開2001 - 159796號7>才艮(圖1)
專利文南大3:曰本專利第2848477號乂^才艮 專利文獻4:曰本對爭開平ll — 266340號7>凈艮 但是，在上述以往的導(dǎo)光體中存在如下那樣的問題。 在圖12中，箭頭1200表示光線的方向。如圖所示，該光線 1200為與光出射面的透鏡效果互相結(jié)合后聚光于原稿9的一個 部位上那樣的光線。
圖13是表示圖12所示的圖像傳感器中的導(dǎo)光體的深度特 性的圖，并表示原稿支承臺8上的高度方向的照度特性。在該 圖13中，縱軸表示使原稿支承臺8上的照度為"1.0"、且與上 浮長度相對應(yīng)的相對照度。另外，橫軸表示,人原稿支承臺8上 浮的長度。
如該圖13所示的光量分布所示，顯示出在稍微離開(大約 2mm)原稿支承臺8的部分，照明光量急劇下降的特性。另一方 面，圖12所示的透鏡陣列4可成像的高度方向的范圍比較狹窄， 為幾mm左右的可成像界限。由于這些特性，在原稿9從原稿支 承臺8上浮而離開原稿支承臺8的部分、例如在翻開書的狀態(tài)下 的書的裝訂部分等處，通過透鏡陣列4而聚光于傳感器陣列5上 的反射光量變得較少，而無法獲得充分的圖像信息。因此，復(fù) 印由這樣的裝置讀取的圖像時，存在該部分的圖像印刷成暗黑 狀態(tài)的問題。對此，如專利文獻3所示，也有使用2個系統(tǒng)的導(dǎo) 光體，并使該2個系統(tǒng)導(dǎo)光體的焦點位置錯開來使原稿臺的高 度方向的光量均衡化的方法。但是，若這樣，導(dǎo)光體及其相關(guān) 部件需要2個系統(tǒng)，對成本方面不利。而且，由于要求微小導(dǎo) 光體的對位精度，因此存在制造工序變得繁雜，制造負荷變大 的問題。另外，專利文獻4所示的導(dǎo)光體為分支為二個分部而 夾持透鏡陣列的結(jié)構(gòu)，并形成具有2個反射面的左右對稱的形 狀。但是，并未改變與以往的導(dǎo)光體相同的、聚光于原稿臺上
的一個點上的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述以往技術(shù)存在的問題。 另外，本發(fā)明的特征在于可提供一種是單一的導(dǎo)光體的結(jié) 構(gòu)，且可獲取原稿的讀取面的照明深度較深的線狀照明裝置。
為達到上述目的，本發(fā)明的一技術(shù)方案的線狀照明裝置具
有如下所示的構(gòu)成。即
一種線狀照明裝置具有由透明材料構(gòu)成的棒狀導(dǎo)光體、設(shè)
體的長度方向側(cè)面的至少 一部分上的光出射面；其特征在于，
與上述導(dǎo)光體的長度方向垂直的寬度方向的截面構(gòu)造具有 光出射面、設(shè)置于與上述光出射面相對的位置處的多個光反射 面、設(shè)置于上述多個光反射面的各交界部分的至少l個光學(xué)障 壁部，
從上述光出射面出射的照明光具有不同的聚光點。 為達到上述目的，本發(fā)明的一技術(shù)方案的線狀照明裝置具
有如下所示的構(gòu)成。即
一種線狀照明裝置具有導(dǎo)光體，該導(dǎo)光體具有導(dǎo)光部和將
來自上述導(dǎo)光部的光照射到外部的出光部；該導(dǎo)光部由透明材
的光；其特征在于，
與上述出光部的長度方向垂直的寬度方向的截面構(gòu)造具有 光出射面、設(shè)置于與上述光出射面相對的位置處的多個光反射 面、設(shè)置于上述多個光反射面的各交界部分上的至少一個光學(xué)
障壁部。
另外，用于解決該課題的技術(shù)方案并沒有列舉出本申請發(fā)
明的所有特征，權(quán)利要求書中所記載的其他權(quán)利要求以及它們 的特征群的組合也可作為發(fā)明。
采用本發(fā)明，可利用單一的導(dǎo)光體擴大原稿讀取面的副掃 描方向的照明寬度，而且可加深照明深度，因此，具有既可抑 制成本的上升、又可良好地讀取離開原稿臺的位置處的原稿圖 像的效果。


圖l是說明本發(fā)明實施方式的線狀照明裝置所使用的導(dǎo)光 體的截面形狀的圖。
圖2是本實施方式1的使用了導(dǎo)光體的線狀照明裝置的剖視圖。
圖3A、圖3B是說明光沿著本實施方式1的導(dǎo)光體的長度方 向傳播的剖視圖。
圖4A、圖4B是說明本實施方式1的使用了線狀照明裝置的 CIS的出射光的光路圖像的圖。
圖5是說明本實施方式1的線狀照明裝置的照明深度特性 的圖。
圖6是說明本實施方式1的線狀照明裝置中的原稿支承臺
的高度與副掃描方向的照度分布的關(guān)系的圖。 圖7是說明以往的導(dǎo)光體的截面結(jié)構(gòu)的圖。 圖8是表示圖7所示的以往的導(dǎo)光體的照度分布特性的圖。 圖9A、圖9B及圖9C是表示本發(fā)明實施方式2的導(dǎo)光體的形
狀的圖。
圖IO是表示本發(fā)明實施方式3的使用了導(dǎo)光體的線狀照明 裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖ll是表示作為本實施方式的圖像傳感器的 一 應(yīng)用例的
圖像讀取裝置的概觀立體圖。
圖12是說明以往的密接型圖像傳感器的構(gòu)成的剖視圖。
圖13是表示以往的照明裝置的相對于原稿的高度方向的
照度特性的圖。
圖14是說明本發(fā)明實施方式2的照度特性的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的最佳實施方式進行詳細說明。 另外，以下的實施方式并不限定權(quán)利要求書中的本發(fā)明；而且，
技術(shù)方案所必需的事項。
本實施方式的線狀照明裝置的特征在于，與以往的反射面 的結(jié)構(gòu)相比，具有多個光反射區(qū)域(以下僅簡稱為反射區(qū)域)。
(實施方式l)
圖l是說明本發(fā)明實施方式的線狀照明裝置所使用的導(dǎo)光 體100的截面形狀的圖。而且，圖2表示使用了該導(dǎo)光體100的 線狀照明裝置的剖視圖。另外，在圖2中，與上述圖12共同的 部分以相同的附圖標(biāo)記來表示，并省略它們的說明。
該導(dǎo)光體100提供對原稿9進行線狀照明、并借助透鏡陣列 4使其反射光成像于光電轉(zhuǎn)換元件5上的光。本實施方式1的導(dǎo) 光體100的尺寸寬度方向的截面最大寬度大約為5mm,長度 方向的長度大約為22cm。
本實施方式1的導(dǎo)光體IOO的形狀由作為曲面的光出射面 101、反射區(qū)域102、 103、側(cè)面104、 105以及面107、 108構(gòu) 成，該面107、 108構(gòu)成將2個反射區(qū)域102、 103隔開的光學(xué)障 壁部(以下簡稱為障壁)106。該導(dǎo)光體IOO的與長度方向垂直的 截面形狀呈大致扇形，其光出射面101為曲率不同的凸?fàn)钋妫?br> 以障壁106為界在底部形成有反射區(qū)域102、 103。在本實施方 式1的線狀照明裝置的導(dǎo)光體IOO的長度方向端面上或其附近， 配置具有3色LED的光源單元1。
另外，在圖2中，與圖12的情況相同，將光源單元l配置于 導(dǎo)光體100的長度方向的端部，但該導(dǎo)光體100沒有如圖12所例 示的導(dǎo)光部大，因此，可在導(dǎo)光體100的側(cè)面直接設(shè)置光源單 元l。
圖3A及圖3B是說明光沿著該導(dǎo)光體100的長度方向傳播
的剖視圖。
該導(dǎo)光體100的光出射面101的設(shè)置于與反射區(qū)域102 、 103相對的部位處的截面是凸?fàn)钋?，由于凸透鏡效果而起到 使來自反射區(qū)域102、 103的光向規(guī)定方向出射的作用。而且， 在導(dǎo)光體100的反射區(qū)域102、 103形成有如圖3A、 3B所示的稱 為滾花的微小棱鏡。利用該微小棱鏡可起到如下的作用使光 沿導(dǎo)光體100的長度方向散射，或改變光的前進方向，使光向 形成于其相對面上的光出射面IOI的方向反射。圖3B是對圖3A 進行放大后表示的圖。另外，圖3B所示的來自右側(cè)的光表示來 自導(dǎo)光體100的與配置有光源單元l的側(cè)相反側(cè)端部的反射光。 優(yōu)選在該相反側(cè)端部設(shè)置有鋁箔等反射構(gòu)件。
在本實施方式l中，在導(dǎo)光體100的內(nèi)部形成有作為將2個 反射區(qū)域102、 103隔開的光學(xué)障壁的障壁106。通過改變圖l 所示的面107、 108的形狀和高度，可對由2個反射區(qū)域102、 103反射的光的混合情況進行控制。即，在由反射區(qū)域102、 103 反射的光當(dāng)中，以低角度入射到反射區(qū)域102、 103上的光由障 壁的面107、 108反射而不能到達光出射面101。在此，入射到 各反射區(qū)域102、 103上的光幾乎都以高角度入射，因而，來自 各反射區(qū)域102、 103的反射光可直接到達光出射面101，并可從光出射面101出射出而照射原稿9。而且，通過提高該障壁106 的高度，使來自2個反射區(qū)域102、 103的光分別通過各自的路 徑照射原稿9。這樣，可取得與分別具有不同的聚光點的、模 擬配置了 2個系統(tǒng)導(dǎo)光體的情況相同的效果。
另外，本實施方式的特征在于2個反射區(qū)^^102、 103的傾
斜角相對于讀取對象的原稿相互不同這一點。如圖1所示，側(cè) 面104與反射區(qū)域102所形成的角度為115度，另外，反射區(qū)域 102與側(cè)面107面所形成的角度為105度。同樣地，側(cè)面105與 反射區(qū)域103所形成的角度為125度，反射區(qū)域103與面108所 形成的夾角為95度。另外，這些角度畢竟只是一個示例，并不
是限定本申請發(fā)明。
例如，如圖3A或圖3B所示，在這些反射區(qū)域102、 103上，
沿導(dǎo)光體IOO的長度方向形成有作為微小棱鏡的多個突起部。 圖3A、 3B都是反射區(qū)域102或103沿著導(dǎo)光體IOO的長度方向的 剖視圖。這樣，在反射區(qū)域102、 103上，沿著導(dǎo)光體100的長 度方向交替配置有突起部和平坦部。其中，平坦部一邊由導(dǎo)光 體IOO按反射原理對以全反射角(丙烯酸樹脂時大約為42度)以 下的角度入射的來自光源單元l的光進行反射， 一邊使光擴散 到導(dǎo)光體100的內(nèi)部(圖3A參照)。另外，如圖3B所示，突起部 具有使與平坦部平行的光向光出射面101的方向反射的作用。
這樣，在反射區(qū)域102、 103具有平坦部分和突起部，自然， 突起部的表面與平坦部的表面形成有角度。本申請所使用的反 射區(qū)域，雖然為了方便說明是指未形成突起部的平坦部分，但 是嚴(yán)格意義上是指包括了平坦部和突起部的整個區(qū)域。
圖4A是說明本實施方式的導(dǎo)光體內(nèi)部的出射光的光路圖 像的圖。
從光源單元1入射到導(dǎo)光體100的端面上的光在導(dǎo)光體IOO
內(nèi)部反復(fù)進行反射，并通過反射區(qū)域102、 103反射而從上部的 光出射面101出射。在此，導(dǎo)光體100由透明的丙烯酸樹脂成型 制成。照射了導(dǎo)光體100的光通過空氣和導(dǎo)光體100的折射而入 射到導(dǎo)光體的內(nèi)部側(cè)，或者反射到導(dǎo)光體100的外部。而且， 從導(dǎo)光體100的內(nèi)部朝向?qū)Ч怏w100的外部前進的光在全反射 角(大約4 2 °)以下時進行全反射而返回到導(dǎo)光體內(nèi)部，但具有全 反射角以上角度的光以某種比例反射或穿過導(dǎo)光體而從導(dǎo)光體光。
在圖4A中，從反射區(qū)域102、 103射向光出射面101的反射 光，由于以較大的角度入射到光出射面101上，因此其光幾乎 都出射到外部而作為照明光來使用。
與此相對，將由側(cè)面104反射而入射到光出射面IOI上的光 分離為根據(jù)其入射角度不同而反射到導(dǎo)光體100的內(nèi)部側(cè)的 光和從導(dǎo)光體100出射到外部的光，其出射的光的一部分可作 為原稿的照明光來使用。另外，由側(cè)面105反射而入射到光出 射面101上的光，由于以較大的角度入射到光出射面101上，因 此其光幾乎都出射到導(dǎo)光體IOO的外部而成為照明光。
接著，對本實施方式的光出射面IOI的形狀進行說明。
本實施方式的光出射面IOI的曲率半徑在側(cè)面104附近較 大，并以明確的折曲點與側(cè)面104相連接。因此，由側(cè)面104 反射的光較多，并以全反射角以下的角度入射到光出射面IOI 上。由此，由側(cè)面104反射的光容易被反射到導(dǎo)光體的內(nèi)部側(cè)。 另一方面，如圖4A所示，光出射面101在側(cè)面105附近的曲率 半徑比側(cè)面104附近的曲率半徑小。由此，由側(cè)面105、側(cè)面104 反射的光較多，并以較大的角度入射到側(cè)面105附近的光出射 面101上。因此，如圖4A所示，這些光穿過該曲率半徑較大的
光出射面IOI而出射到外部。
另外，在由反射區(qū)域102、 103反射的光當(dāng)中，存在有在反 射區(qū)域102、 103附近未被側(cè)面104、 105反射而漏出到導(dǎo)光體 外部的光。這是因為在反射區(qū)域102兩側(cè)的側(cè)面104和107、以 及反射區(qū)域103兩側(cè)的側(cè)面105和108上，來自各反射區(qū)域的反 射光以較大角度入射到兩側(cè)面上。這樣，當(dāng)入射角度變大時， 其反射光未被側(cè)面反射而穿過其側(cè)面出射到導(dǎo)光體IOO的外部 成為漏出光。特別是在反射區(qū)域與側(cè)面所形成的角度為90?；?90。以下(銳角)的情況下，該漏出光會增多，不好。因此，在本 實施方式中，通過將各反射區(qū)域與其側(cè)面所形成的角度設(shè)為鈍 角(盡量大)，從而降低在反射區(qū)域附近漏出到導(dǎo)光體100外部的 光量。這樣，可使更多的反射光入射到光出射面101上。
但是，若該角度過大，則會使光出射面101的面積變得過 大，不能使出射光的方向集中。因此，最大的張開角由作為照 明裝置的聚光條件等限制決定，但太張開也不優(yōu)選。
圖4B是表示本實施方式的使用了導(dǎo)光體100的照明裝置的 概略結(jié)構(gòu)的圖。
其反射光當(dāng)中，可由透鏡陣列4聚光的光由透鏡陣列4的聚光角 度決定。由于該透鏡陣列的聚光角度為十幾度，因此可聚光的 光只限于透鏡陣列4的光軸附近的反射光。
如圖4B所示，來自反射區(qū)域102的反射光以低角度入射到 原稿支承臺8上并照射原稿支承臺8上的原稿。另一方面，來自 反射區(qū)域103的反射光以大于來自反射區(qū)域102的反射光的角 度入射到原稿支承臺8上。由此，將來自反射區(qū)域103的反射光 聚光于離開原稿支承臺8的較高的位置處。結(jié)果，來自反射區(qū) 域102的反射光有助于使副掃描方向(圖4B的左右方向)的照射
范圍變長，來自反射區(qū)域103的反射光可被用于照射位于離開 原稿支承臺8的較高位置處的原稿。
這樣，采用本實施方式l,具有可由1個導(dǎo)光體100生成具 備上述2個照度特性的照明光的效果。
作為光源的L E D的配置位置位于導(dǎo)光體10 0的端面部，密 接于端面上或配置于端面附近。將由紅、綠、藍3色的LED構(gòu) 成的光源的位置配置為使其中心(LED1 - g)成為圖l的截面形 狀的大致中間部。
在圖1所示的本實施方式1的導(dǎo)光體100中，在2個部位形成 有反射區(qū)域102、 103,反射區(qū)域102的角度與反射區(qū)域103相 比，為稍稍傾斜向透鏡陣列4(圖4B)側(cè)的角度。即，將各反射區(qū) 域102、 103的法線設(shè)定為在原稿支承臺8附近交叉。由此，可 使來自光出射面102的反射光進一步聚光于原稿支承臺8上，并 可擴大副掃描方向的照射寬度，而且可提高原稿支承臺8上的 照度。
在圖4B中，使由反射區(qū)域102反射的反射光成為直進而 直接出射的光和由側(cè)面104反射而以低角度入射到原稿支承臺 8上的光。此時，自反射區(qū)域102以低角度反射出再由側(cè)面104 反射的光由于障壁106的側(cè)面107成為障壁而不能射向反射區(qū) 域103側(cè)。由此，正好可以使被障壁106分離了的各導(dǎo)光體部分 作為獨立的導(dǎo)光體來發(fā)揮功能。而且，通過改變障壁106的高 度(深度)，可使各導(dǎo)光體部分的聚光特性發(fā)生變化。
光路400表示由導(dǎo)光體100的側(cè)面104反射的光以低角度 (< 30。)向原稿支承臺8前進的光路。另外，光路402表示來自反 射區(qū)域102的反射光以低角度(< 30°)向原稿支承臺8前進的光 路。由這些光路400、 402照射的光被原稿反射而穿過透鏡陣列 4到達傳感器陣列5。另外，光路401用來自反射區(qū)域103的反射
光以較大角度入射到原稿支承臺8上。另外，光路403的光由導(dǎo)
光體200的側(cè)面105反射而以更大的角度入射到原稿支承臺8 上。但是，以太大的角度入射到原稿支承臺8上的光的反射光 容易穿過透鏡陣列4而入射到傳感器陣列5上。結(jié)果，使反射光 強度變大，而將該部分的原稿圖像誤認為空白，因此不好。
但是，在這些光當(dāng)中，可由透鏡陣列4聚光光的只是受限 定的開口角404范圍內(nèi)的光。因此，在像光路401那樣地以較大 角度入射到原稿支承臺8上的光當(dāng)中，在原稿支承臺8附近反射 的成分由于脫離透鏡陣列4的開口角404而未被聚光，只將來自 離開原稿支承臺8的較高位置處的反射光聚光起來。因此，光 路400、 402的光的反射光作為原稿支承臺8附近的反射光而聚 光起來，而光路401、 403的光的反射光作為來自離開原稿支承 臺8而高高上浮的原稿的反射光而聚光起來。
圖5是說明本實施方式1的線狀照明裝置的副掃描方向的 照明寬度和照明深度特性的圖。該圖表示原稿面的副掃描方向 位置距離原稿支承臺8的高度(d)與照度的關(guān)系。圖中500表示原 稿支承臺8自身位置(d- O)處的副掃描方向的照度，501表示距 離原稿支承臺8為5mm的上部的副掃描方向的照度，502表示距 離相同原稿支承臺8為10mm的上部的副掃描方向的照度。另 外，以縱軸表示原稿支承臺8上的相對照度為"1.0"時的照度。
根據(jù)圖5可知，在原稿支承臺8上沿副掃描方向有2個照度 峰值，并且照度為"0.8"以上的副掃描方向的寬度大約為3 m m 。 另外，距離原稿支承臺8為5mm處的最大照度為"大約0.7",距 離原稿支承臺8為10mm處的最大照度為"大約0.5"。進而可知， 在距離原稿支承臺8為5mm、 10mm處的位置，照度為"0.3"以 上的部分具有大約2mm左右的寬度。這樣可知，在原稿支承臺 8的上方的照度與后述的比較例相比有了非常大的改善。
在此，在副掃描方向-1.5mm處附近的照度峰值取決于以 來自反射區(qū)域102的反射光為主體的光，在副掃描方向Omm處 附近的照度峰值取決于以來自反射區(qū)域10 3的反射光為主體的 光。因此，所述2個照度峰值的形狀可根據(jù)反射區(qū)域102、 103 的寬度、角度來改變。例如，通過將2個反射區(qū)域的相對角度 改變?yōu)殇J角方向來改變各反射-區(qū)域102、 103的法線交叉的位 置。這樣，通過使各照度的峰值位置相接近，可提高照射位置 的照度。進而，也可擴大原稿支承臺8上的高度方向的照度分 布。
圖6是表示本實施方式1的線狀照明裝置中的原稿支承臺8 上的高度與照度的關(guān)系的圖。根據(jù)該圖6可知，在距離原稿支 承臺8為10 m m的位置處也具有大約"0.5 "的照度。
實施方式2
通過將2個反射區(qū)域102、 103改變?yōu)橄嗷テ叫谢蜮g角方向， 可避免通過各反射區(qū)域102、 103中心的法線在光出射面?zhèn)冉?叉。由此，使副掃描方向的2個照度峰值向分離的方向移動， 結(jié)果可擴大副掃描方向的照明寬度。
圖14是說明本發(fā)明實施方式2的照度特性的圖。 在此，表示2個反射區(qū)域102、 103大致平行時的原稿支承 臺8上的照度。具體而言，可改變圖1所示的反射區(qū)域102的角 度而使其與反射區(qū)域103大致平行。結(jié)果，利用來自反射區(qū)域 102的反射光在副掃描方向的-2.0mm附近產(chǎn)生照度峰值，而 利用來自反射區(qū)域103的反射光在+ lmm附近產(chǎn)生照度峰值。 而且，在副掃描方向上照度為0.8以上的區(qū)域大約為4mm，可 知副掃描方向的照度寬度更寬。另外，該情況也與實施方式l 相同，使來自反射區(qū)域103的反射光照射高于原稿支承臺8的 點，因而可提高高度方向的照度深度。
這樣，本實施方式的使用了導(dǎo)光體100的線狀照明裝置正
好與使用了2個系統(tǒng)的導(dǎo)光體的情況相同，可任意改變出射光
的方向、強度。而且，因為照明深度較深，即使是從原稿支承
臺8上浮了的原稿，也可通過適當(dāng)照射其原稿9來讀取。由此， 具有在印刷所讀取的原稿時使暗黑顯示的比例相當(dāng)少的效果。 比專交例
圖7是說明以往的導(dǎo)光體的寬度方向截面構(gòu)造的圖。
與上述實施方式l、 2的導(dǎo)光體100的結(jié)構(gòu)相比，在形成于 底面上的反射區(qū)域只有l(wèi)個，而沒有將反射區(qū)域分為多個的障 壁這一點上不同。光出射面的形狀在光的出射方向上具有凸?fàn)?曲面，從而具有將出射光聚光于特定方向的作用。但是，不是 像上述實施方式那樣地光出射面的曲率半徑不同的結(jié)構(gòu)。光源 單元的配置位置與上述實施方式l相同，在對準(zhǔn)導(dǎo)光體端部的 寬度的大致中心這一點上也相同。
圖8是表示圖7所示的以往的導(dǎo)光體的副掃描方向的照度 分布特性的圖。另外，上述圖13是說明使用了以往的導(dǎo)光體的 線狀照明裝置中的距離原稿支承臺的高度與照度的關(guān)系的圖。
在圖8中，800表示在原稿支承臺8自身位置((1= O)處的副 掃描方向的照度，801表示從原稿支承臺上浮了 5mm的部分(d =5mm)處的照度，802表示從原稿支承臺上浮了 10mm部分(d =10mm)處的副掃描方向的照度。并且，以縱軸表示原稿支承 臺8上的相對照度為"1.0"時的照度。
據(jù)此可知，照度隨著離開原稿支承臺8而變小，而且改變 了高度時的光量分布在副掃描方向上出現(xiàn)了較大的偏移。將所 述圖8和圖13的導(dǎo)光體的照度變化與上述圖6相比，可知當(dāng)原稿 的高度變高(上浮程度變大)時，照度的衰減量也變大。
將如圖8所示的特性與上述實施方式進行比較，在圖8中，
在原稿支承臺8上，照度為"0.8"以上的副掃描方向的寬度只 有大約2mm左右，并且是單一的照度峰值，其寬度較窄。另夕卜， 在從原稿支承臺8上浮了5mm的情況下，照度是一半左右。另 外，在只上浮了 10mm的位置處，照度為幾乎接近于零的狀態(tài)。
圖13是通過曲線以照度與離開原稿支承臺的距離來表示 導(dǎo)光體的深度特性的圖。將該圖13與上述圖6進行比較，根據(jù) 表示以往例的圖13可知，當(dāng)原稿的上浮程度變大時，照度隨之 出現(xiàn)急劇地下降。
另外，在該導(dǎo)光體100中，反射區(qū)域102、 103、側(cè)面104、 105可以是大致平面，或者也可以是曲面。而且，反射區(qū)域102、 103的形狀并不僅限定于平面，可以采用幾種變形形狀。
實施方式3
接著，對本發(fā)明的實施方式3的導(dǎo)光體進行說明。
圖9A 圖9C是分別表示本發(fā)明實施方式3的導(dǎo)光體形狀 的圖。本實施方式的導(dǎo)光體存在多個獨立的反射區(qū)域是很重要 的，關(guān)于其形狀可根據(jù)其目的選用幾種形狀。
在圖9A中，雖然2處反射區(qū)域901、 902都是平面，但其特 征在于各反射區(qū)域的兩端部為曲面狀這一點。即，在反射區(qū)域 901的兩端，與側(cè)面903和障壁907的側(cè)面905相連4^的部分為 曲面。另外，在反射區(qū)域902的兩端，與側(cè)面904和障壁907的 側(cè)面906相連接的部分是曲面。如先前所述，反射區(qū)域端部的 角部形成直線折曲的情況下，如圖4A所示，光容易從導(dǎo)光體的 與反射區(qū)域102、 103相鄰接的側(cè)面104、 107、 108、 105漏出 到外部。因此，通過將其角部設(shè)為曲面，可減少自折曲部的角 部漏出到外部的光，從而提高光的利用效率。
圖9B是表示本實施方式3的其他導(dǎo)光體910的形狀的圖。在 此，反射區(qū)域911、 912都是直線形狀，各反射區(qū)域的角度相同，
其法線平行。在此，反射區(qū)域911、 912的各寬度相互不同是一
特征。可根據(jù)該寬度來控制以低角度入射到原稿支承臺8上而 擴大副掃描方向的照射寬度的光量和以高角度入射而照射原稿 臺上部的光量。在該圖中，使反射區(qū)域911的寬度變得比反射 區(qū)域912窄。因此，在到達原稿支承臺8上的光當(dāng)中，以低角度 進行照射的光的光量減少、從反射區(qū)域912照射到離開了原稿 支承臺8的上部的光變多。
圖9C是說明本實施方式3的其他導(dǎo)光體的圖，在此，表示 形成有3個反射區(qū)域921 ~ 923的導(dǎo)光體920的一個例子。這些形 狀可根據(jù)原稿面上所要求的照度的大小和深度特性來適當(dāng)分開 使用。
這樣，通過反射區(qū)域的數(shù)目、形狀發(fā)生變化了的導(dǎo)光體， 雖然是l個導(dǎo)光體，卻可照射具有多個聚光點的光。由此，可 提高從原稿支承臺8離開到上方的位置處的照度特性。而且， 可擴大副掃描方向的照度寬度。
另外，在此雖未圖示，但在夾著反射區(qū)域的側(cè)面中的至少 l面可以是曲面。在這些面是曲面的情況下，可通過鏡面的透 鏡效果起到在導(dǎo)光體內(nèi)部的光擴散/聚光的效果，并可調(diào)整出射 光的方向以及照度。
另外，圖3A所示的突起部的形狀優(yōu)選鋸齒狀的凸形狀，但 導(dǎo)光體內(nèi)部也可以形成為槽狀。并且，由于自光出射面放出的 出射光量因其形成密度而變化，因此，優(yōu)選那些突起的形成密 度隨著遠離光源單元l而變大。
另外，通過對反射區(qū)域涂敷含有鋁箔的金屬油墨，也可以 進一步提高反射效率。
實施方式4
圖IO是表示本發(fā)明實施方式4的使用了導(dǎo)光體1000的線狀
照明裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。與圖12所示的以往導(dǎo)光體相同，該
導(dǎo)光體1000沿著其長度方向具有導(dǎo)光部1003和出光部1002。 因此，使用了該導(dǎo)光體1000的照明裝置的剖視圖與圖12所示的 照明裝置的截面形狀大致相同。
自配置于導(dǎo)光體IOOO的至少單側(cè)端面附近的光源單元1的 LED入射到導(dǎo)光部1003上的光在導(dǎo)光體1000的內(nèi)部反復(fù)進行 反射，將該光沿長度方向展開。出光部1002接收來自導(dǎo)光部 1003的光，并從設(shè)置于其局部面上的光的出射面1001向規(guī)定方 向出射線狀光，照明原稿支承臺8上的原稿9的讀取部分，這與 以往-技術(shù)相同。
該導(dǎo)光體1000具有2處反射區(qū)域1004、 1005,與上述實施 方式l相同，也使原稿支承臺8上的照射區(qū)域擴大和照明深度變長。
圖IO表示導(dǎo)光部1003與出光部1002分離的示例。在該例 中，在導(dǎo)光部1003與出光部1002的交界部設(shè)置具有一定高度的 矩形構(gòu)造的障壁1010，在與該障壁IOIO相對的位置處設(shè)置楔條 的障壁1011。即，所述的障壁IOIO、 lOll起到了從導(dǎo)光部1003 射向出光部1002的光的光量調(diào)節(jié)閥的作用。這樣，可控制光從 導(dǎo)光部1003向出光部1002的進入。另外，在此，楔狀障壁1011 為可根據(jù)與光源單元1的距離來沿導(dǎo)光體1000的長度方向上該 變其高度的結(jié)構(gòu)，這樣，可在導(dǎo)光體1000的整個長度方向上控 制進入到出光部1002的光量。
在本實施方式4中，反射區(qū)域1004、 1005是各自反射方向 不同的反射區(qū)域，來自各反射區(qū)域1004、 1005的反射光的出射 方向相互不同，這一點與上述實施方式l相同。
利用配置于導(dǎo)光部1003與出光部1002之間的突起IOIO、 1011，可使一次入射到出光部1002上的光返回到導(dǎo)光部1003上的減少。而且，也可有效率地使用自導(dǎo)光部1003進入到出光
部1002的光，因此，與以往例相比，可增大原稿上的照度。 實施方式5
接著，對本實施方式的使用了照明裝置的平板型圖像掃描 器進行說明。
圖ll是表示作為本實施方式的圖像傳感器一應(yīng)用例的圖 像讀取裝置的概觀立體圖。在此表示使用了密接型圖像傳感器 的平板型圖像讀取裝置的例子。
在圖ll中，lll表示具備了上述實施方式1至3中任一方式 的照明裝置的CIS。 112表示作為原稿支承體的玻璃板(相當(dāng)于 上述原稿支承臺8), 113表示使CIS運行的線，114表示用于使 線113移動并使CIS111進行掃描的驅(qū)動電動機，115表示用于按 壓原稿9的壓板。
通過使驅(qū)動電動機114旋轉(zhuǎn)來機械性地帶動線113,從而可 使CIS111沿讀取方向(副掃描方向)移動來讀取原稿的圖像信 息。CIS111構(gòu)成為一體組裝入了照明部的傳感器單元，利用 CIS111的透鏡陣列4將來自被照亮了的原稿的反射光聚光到線 列傳感器5上。由此，作為每行的圖像信息輸出。這樣，可讀 取片狀原稿的圖像，并輸出其圖像信息。
在安裝了本實施方式的CIS單元的圖像掃描器中，即使進 行所謂書本讀取，也可提供減少裝訂部變黑，容易看清的圖像。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的照明裝置可適用于掃描器、傳真裝置，復(fù)印機等 讀取原稿的裝置。
權(quán)利要求
1. 一種線狀照明裝置，其具有:由透明材料構(gòu)成的棒狀導(dǎo)光體、設(shè)置于上述導(dǎo)光體的長度方向端面附近的光源、形成于上述導(dǎo)光體的長度方向側(cè)面的至少一部分上的光出射面；其特征在于，上述導(dǎo)光體的與長度方向垂直的寬度方向的截面構(gòu)造具有:光出射面、設(shè)置于與上述光出射面相對的位置處的多個光反射區(qū)域、設(shè)置于上述多個反射區(qū)域的各交界部分的至少1個障壁，從上述光出射面出射的照明光具有不同的聚光點。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的線狀照明裝置，其特征在于，上 述多個反射區(qū)域分別以相對于讀取對象的原稿相互不同的角度來配設(shè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的線狀照明裝置，其特征在于，上 述光出射面的曲率半徑在上述多個反射區(qū)域的一個反射區(qū)域與 另 一個反射區(qū)域的分別相對的 一側(cè)相互不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的線狀照明裝置，其特征在于，上 述多個反射區(qū)域的各上述寬度方向的長度相互不同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的線狀照明裝置，其特征在于，上 述反射區(qū)域的寬度方向的兩端部與上述導(dǎo)光體的側(cè)面的交界部 及上述反射區(qū)域的寬度方向的兩端部與上述障壁的交界部中的 至少一交界部是曲面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的線狀照明裝置，其特征在于，上 述導(dǎo)光體的與長度方向垂直的寬度方向的截面形狀為大致扇 形，沿著上述扇形的外周緣形成上述光出射面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的線狀照明裝置，其特征在于，上置的多個突起部。
8. —種線狀照明裝置，其具有導(dǎo)光體，該導(dǎo)光體具有導(dǎo) 光部和將來自上述導(dǎo)光部的光照射到外部的出光部，該導(dǎo)光部由透明材料構(gòu)成，用于引導(dǎo)來自設(shè)置于上述導(dǎo)光體的長度方向 端面附近的光源的光；其特征在于，上述出光部的與長度方向垂直的寬度方向的截面構(gòu)造具有光出射面、設(shè)置于與上述光出射面相對的位置處的多個光 反射區(qū)域、設(shè)置于上述多個反射區(qū)域的各交界部分的至少l個障壁。
9. 一種圖像讀取裝置，其特征在于，所述圖像讀取裝置 具有在權(quán)利要求1至8中任一項所述的線狀照明裝置、使上述 線狀照明裝置與原稿進行相對移動的輸送部件、與上述輸送部 件進行的輸送同步地輸出由上述線狀照明裝置讀取的圖像信息 的圖像輸出部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種線狀照明裝置及使用了該線狀照明裝置的圖像讀取裝置。在如以往那樣使用2個系統(tǒng)的導(dǎo)光體的方法中，由于導(dǎo)光體及其相關(guān)部件需要2個系統(tǒng)，因此對成本方面不利。所述的線狀照明裝置具有由透明材料形成的棒狀導(dǎo)光體(100)、設(shè)置于導(dǎo)光體(100)的長度方向端面附近的光源、形成于導(dǎo)光體(100)的長度方向側(cè)面的至少一部分上的光出射面(101)；在導(dǎo)光體的寬度方向截面中，在與光出射面(101)相對的位置處具有多個光反射區(qū)域(102、103)，在這些反射區(qū)域(102、103)的交界部分具有障壁(106)。
文檔編號G03B27/54GK101385326SQ200780005299
公開日2009年3月11日 申請日期2007年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者田端雅巳, 白鳥梓, 勝亦正幸, 霜田修一 申請人:佳能組件股份有限公司