导光体、线状光源单元及图像读取装置.pdf

本发明提供导光体、线状光源单元及图像读取装置。长形导光体在其长度方向分开的两端部具有光入射部，并具有用于使从各光入射部射入的光反射的多个光反射部。这些光反射部相互平行，分别在上述长度方向延伸。另外，上述导光体具有使从上述多个光反射部行进来的光作为在上述长度方向延伸的线状光射出的光射出区域。上述多个光反射部在与上述长度方向正交的方向上彼此分开。

1.  一种导光体，其为长形状，该导光体的特征在于，包括：
设于长度方向端部的光入射部；
在所述长度方向延伸，使从所述光入射部射入的光反射的多个光反射部；以及
使从所述多个光反射部行进而来的光作为在所述长度方向延伸的线状光射出的光射出区域，其中，
所述多个光反射部设置成在其与所述长度方向正交的方向上相互分开。

2.  如权利要求1所述的导光体，其特征在于，还包括：
在所述光射出区域的相反侧沿着所述长度方向延伸的带状区域；和
设置于该带状区域的多个凸部，其中，
所述多个光反射部分别形成于所述多个凸部中的对应的一个凸部。

3.  如权利要求2所述的导光体，其特征在于：
所述带状区域是平坦的区域。

4.  如权利要求1所述的导光体，其特征在于：
与所述长度方向正交的截面为具有沿着所述线状光的射出方向的短轴、和与所述短轴正交的长轴的形状，
所述多个光反射部在所述长轴方向相互分开。

5.  一种线状光源单元，其特征在于，包括：
权利要求1所述的导光体；和
向所述光入射部射出光的光源。

6.  一种图像读取装置，其特征在于，包括：
用于向读取对象照射光而设置的权利要求5所述的线状光源单元；
对由所述读取对象反射的光进行接收的光接收机构；以及
设置在从所述读取对象至所述光接收机构的光路上的缩小光学系统的光学机构。

导光体、线状光源单元及图像读取装置
技术领域
本发明涉及点状光源用导光体。本发明还涉及采用该导光体的线状光源单元及采用该线状光源单元的图像读取装置。
背景技术
图9表示现有技术的图像读取装置的一个例子(参照日本特开平7-23189号公报)。该图所示的图像读取装置90包括：线状光源单元91、反射镜92、93、94、成像透镜95、光接收机构96、以及玻璃盖97。线状光源单元91例入包括卤灯(或者荧光灯)，向读取对象98射出沿着主扫描方向延伸的线状光。由读取对象98反射的线状光经由反射镜92～94和成像透镜95射向光接收机构96。
近年来，对于图像读取装置，提出采用耗电少且重量轻的发光二极管(LED)等点状光源代替卤灯(或荧光灯)。通常，在以LED为光源的光源单元(以下称为“LED光源单元”)中，多采用长形导光体，从LED射出的光被导入该导光体内，最终成线状光向读取对象射出。然而，现有技术中的导光体存在这样的问题，由线状光形成的带状照射区域的亮度根据场所的不同而不同。例如，在上述带状照射区域中，会存在如下的状况：在沿主扫描方向延长的线上，基本上以均匀亮度照射，而在延副扫描方向延长的线上，则仅中心部被明亮照射，除此之外的位置则相对变暗。即，在副扫描方向上，导光体进而LED光源单元具有高的指向性(参照图7)。
具有上述照射特性的LED光源单元可以用在图9所示的图像读取装置90中。但是，在图像读取装置90中，由于反射镜92～94及成像透镜95等的安装位置或安装角度的误差，存在相对于读取对象98的读取位置大幅偏离当初的设定位置的情况。在产生这样的偏离的情况下，为了将从上述LED光源单元射出的光正确照射到读取位置，需要对该LED光源单元的安装角度等进行微调等，额外增加劳力和时间。另外，在采用不能进行这样的微调的结构的情况下，具有不能对读取对象98进行正确读取的缺点。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的。因此，本发明的目的在于提供一种在副扫描方向也能够射出照度大致均匀、照射范围广的线状光的导光体。另外，本发明的目的还在于，提供一种采用该导光体的线状光源单元和采用该线状光源单元的图像读取装置。
根据本发明的第一方面，提供一种长形状导光体。该导光体包括：设于长度方向端部的光入射部；在上述长度方向延伸，使从上述光入射部射入的光反射的多个光反射部；以及使从上述多个光反射部行进来的光作为在上述长度方向延伸的线状光射出的光射出区域。进一步，上述多个光反射部设置成在与上述长度方向正交的方向上相互分开。
优选本发明的导光体还包括在上述光射出区域的相反侧沿着上述长度方向延伸的带状区域；和设于该带状区域的多个凸部，上述多个光反射部分别形成于上述多个凸部中的对应的一个凸部。
上述带状区域例如平坦地形成。
优选本发明的导光体形成为其与上述长度方向正交的截面为具有沿着上述线状光的射出方向的短轴、和与上述短轴正交的长轴的形状。进一步，上述多个光反射部配置成在上述长轴方向相互分开。
根据本发明的第二方面，提供一种线状光源单元。该线状光源单元包括：上述第一方面的导光体；和向该导光体的上述光入射部射出光的光源。
根据本发明的第三方面，提供一种图像读取装置。该图像读取装置包括：为了向读取对象照射光而设置的上述第二方面的线状光源单元；对由上述读取对象反射的光进行接收的光接收机构；以及设置在从上述读取对象至上述光接收机构的光路上的缩小光学系统的光学机构。
本发明的其他特征及优点将通过参照附图进行的如下的详细说明变得更加清晰。
附图说明
图1为表示基于本发明的图像读取装置的一个例子的平面图。
图2为沿着图1的II-II线的截面图。
图3为表示本发明的导光体的一个例子的截面图。
图4为表示本发明的线状光源单元的照度分布的一个例子的图。
图5为表示本发明的线状光源单元的照度分布的一个例子的图。
图6为表示本发明的线状光源单元的照度分布的一个例子的图。
图7为表示现有技术的LED光源单元的照度分布的一个例子的图。
图8为表示本发明的导光体的另外一个例子的截面图。
图9为表示现有技术的图像读取装置的一个例子的结构图。
具体实施方式
图1～3表示本发明的图像读取装置的一个例子。这些图所示的图像读取装置1包括：射出在主扫描方向延伸的线状光的线状光源单元2、照相机3、反射镜4、用于使读取对象5在副扫描方向移动的送纸装置6和外壳7。反射镜4的数目不限于1个，能够采用多个。在图1中，省略了读取对象5、送纸装置6和外壳7。
如图1所示，线状光源单元2包括：沿着主扫描方向较长地延伸的导光体8，和设置于导光体8的两端部(在主扫描方向彼此分开的端部)的、向导光体8内射出光的LED模块9。导光体8例如是由PMMA(聚甲基丙稀酸甲酯)等丙烯酸树脂形成的透明度高的柱状部件，在其整个长度具有大致圆形的截面(参照图3)。导光体8具有：形成于各端部的光入射部10、在主扫描方向延伸的带状区域11、以及设于带状区域11的相反侧的光射出区域12。如图3所示，在带状区域11，形成有1对光反射部13，14。另外，在本说明书中，“带状区域11”是指除光反射部13、14之外的区域(即，没有形成起因于这些光反射部的局部凹凸的区域)。
图3是表示从导光体8射出的线状光的情况的截面图，用点画线L表示线状光的中心线。令光沿着该中心线L前进的方向为主射出方向x。由该图可知，本实施方式中的带状区域11不平坦，是朝向光出射区域12稍微凹陷的凹面。该凹面在图3所示的截面中相对于中心线L对称，但是本发明并不限定于此，例如也能够相对于中心线L不对称。1对光反射部13、14在与主射出方向x和主扫描方向两个方向均正交的方向上，夹着中心线L彼此分开地配置。各光反射部13、14通过在从带状区域11向后方(即与主出射方向x相反的方向)突出的凸部的前端面上涂成白色而形成。各凸部在主扫描方向上较长地延伸，其截面例如为矩形。
作为用于形成光反射部13、14的处理，也可以代替上述的涂成白色的方法，而采用以物理或化学的方式等使上述各凸部的前端面粗糙至能够进行光反射的程度的方法。作为这样的方法，例如有：面粗糙加工，褶皱加工等。另外，也可以在带状区域11形成凹部以代替上述凸部，对该凹部的一部分进行上述的光反射部形成处理(涂成白色、面粗糙加工、褶皱加工等)。
如图3所示，以被光反射部13反射的光的中心线为L1，以被光反射部14反射的光的中心线为L2。另外，令各中心线L1、L2与读取对象5的交点彼此的间隔为T1。为了正确读取读取对象5，需要在副扫描方向上对具有规定尺寸的区域进行均匀照射(下面，将该区域称为“均匀照度必要区域”)。在图3中，令均匀照度必要区域的副扫描方向尺寸为T2。该尺寸T2经考虑由于线状光源单元2、照相机3、和反射镜4的安装位置和安装角度的微小偏差而可能产生的读取位置的误差后被设定。在本实施方式中，均匀照度必要区域被设定为其副扫描方向的中心与中心线L和读取对象5的交点一致，尺寸T2例如为4mm。
间隔T1根据光反射部13，14之间的中心间距离和带状区域11的形状等而确定。由T1表示的区间设定成位于T2所示的区间的内部。在本实施方式中，间隔T1比均匀照度必要区域的尺寸T2小，并且为T2的二分之一以上(T2＞T1≥(1/2)T2)。
如图2所示，反射镜4设置成将来自读取对象5的光向照相机3反射。照相机3具有成像透镜15和光接收机构16。来自反射镜4的光经成像透镜15在光接收机构16上成像。即，在本实施方式中，在读取对象5上反射的光在通过包括反射镜4和成像透镜15的光学系统后被光接收机构16检测出。成像透镜15以缩小且倒立的状态在光接收机构16上形成读取对象5的像。
下面参照图4～图7对上述的图像读取装置1的作用进行说明。
图4～图6为用于说明在副扫描方向上距读取对象5上的基准点(中心线L和读取对象5的交点)的距离、和线状光源单元2的照明的相对照度的关系的图表。在这些图中，令表示来自光反射部13的线状光的照度分布的图表为G1，令表示来自光反射部14的线状光的照度分布的图表为G2，令合成表G1和G2而得到的图表(表示线状光源单元2的照度分布的图表)为G3。另外，图4表示T1为2mm的情况，图5表示T1为3mm的情况，图6表示T1为4mm的情况。进一步，为了与图4～图6进行比较，图7表示光反射部仅1个的情况下的照度分布。
如图7所示，在光反射部为1个的场合，在均匀照度必要区域的中央和两端，照明相对照度的差变大。与此相对，在图4～图6的表G3，在均匀照度必要区域(由T2所示的区间)的中央和两端，照明的相对照度的差变得相对小。特别是，在图5和图6的表G3中，在均匀照度必要区域，相对照度大致一定。这样，线状光源单元2能够利用照度相对均匀的光照射均匀照度必要区域的整个区域。因此，在图像读取装置1中，即使由于线状光源单元2、照相机3、和反射镜4的安装位置、安装角度的微小误差而导致实际的读取位置偏离初始的设定位置，也能够以合适的照度的光对读取对象5进行照明。
根据上述的实施方式，因为采用LED模块作为光源，所以能够实现线状光源单元2的轻量化和节能化。另外，由于无需进行线状光源单元2、照相机3、和反射镜4的安装位置、安装角度的微调，所以能够提高生产率。
图8表示本发明的导光体的另一实施方式。在图8中，对与上述实施方式(图1～3)相同或类似的要素标注相同符号，适当地省略其说明。图8所示的导光体8’与上述导光体8同样地能够装入线状光源单元2加以使用。
如图8所示，导光体8’具有以主射出方向x为短轴方向、以与主射出方向x正交的方向为长轴方向y的截面形状。该截面形状为在沿着长轴方向y较长地延伸的长方形的两端分别组合半圆而得的形状。
导光体8’的带状区域11为在主扫描方向上较长地延伸的平坦的面，长轴方向y的尺寸在该带状区域11的长度方向上一定。在带状区域11设置有1对在长轴方向y上分开的光反射部13，14。在本实施方式中，因为带状区域11为平坦的面，所以从光反射部13，14延伸的中心线L1、L2彼此平行。位于带状区域11的相反侧的光射出区域12在长度方向y其中央部平坦，但其两端部呈圆弧状。组装有这种导光体8’的线状光源单元2与组装有导光体8的情况一样，能够以照度相对均匀的光照射均匀照度必要区域的整个区域。
本发明的导光体、线状光源单元和图像读取装置不限于上述的实施方式。本发明的导光体、线状光源单元和图像读取装置的各部分的具体的结构能够多种多样地进行设计的变更。