TW201345228A - 照射裝置及影像讀取裝置 - Google Patents

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Akiko Fujiuchi
Toshiaki Shoji
Nobutaka Kobayashi
Akio Masuda
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

提供一種可使照明深度變深，而且易於組裝之照射裝置。LED配置於端部附近之透明之棒狀的導光體110係設置成在其長度方向延伸，並包括使光擴散並反射之第1稜鏡群121與反射鏡111及第2稜鏡群123與反射鏡112。導光體110係包括：第1射出部122，係使分別所反射之光射出，作為主光Lm；及第2射出部124，係使分別所反射之光射出，作為副光Ls。第1射出部122具有構成平面的平面部136。平面鏡115係在讀取區域105朝向與主光Lm重疊之方向反射副光Ls。

Description

照射裝置及影像讀取裝置
本發明係有關於照明裝置及影像讀取裝置。
影像讀取裝置係照射裝置將光照射於原稿後，接受該照射光被原稿所反射之光，並產生包含原稿所表示之資訊的影像資料。在照射光的光源，常用氙氣燈或鹵素燈，但是近年來，順著節能的潮流，正逐漸替代為發光二極體(LED：Light Emitting Diode)(例如，參照專利文獻1、2)。
一般，原稿之折痕或皺紋、在將書籍作為原稿的情況之頁之換頁處的附近等，在藉影像讀取裝置所產生之影像資料表示的影像，可能出現陰影。在專利文獻1所記載之圖像感測器或專利文獻2所記載之2分支線狀光源裝置係為了抑制這種陰影的產生，而從複數個方向將照明光照射於原稿。
在專利文獻1所記載之圖像感測器具有傳播來自配置於端部之LED的光之棒狀的導光體。導光體具有：第1與第2光散射層，係使所傳播之光散射並反射；第1射出部，係射出在第1光散射層所散射反射的光；及第2射出部，係射出在第2光散射層所散射反射的光。從第1射出部所射出之光(主光)係從斜方向直接照射原稿的照射部。從第2射出部所射出之光(副光)係被反射體反射後，從斜方向照射原稿的照射 部。副光係從相對使自原稿的照射部所反射之光收歛的透鏡體與主光相反側，照射原稿的照射部。
在專利文獻1所記載之圖像感測器，因為藉由取得主光與副光之光量的平衡使因折痕或皺紋而產生之陰影變少，所以第2光散射層的寬度係比第1光散射層更寬。
在專利文獻2所記載之2分支線狀光源裝置，從導光體的長度方向所觀察之反射鏡(反射體)的截面形狀形成橢圓形或拋物線狀。藉此，被反射鏡反射後照射原稿讀取面之光(副光)的擴散寬度與直接照射原稿讀取面之光(主光)的相等。
此外，主要以氙氣燈為光源，但是在專利文獻3記載一種陰影修正方法，該方法係從相對向之斜方向將來自光源的直接光與經由反射構件的反射光照射原稿，並調整副掃描方向的照度分布。
【先行專利文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]特開2008-219244號公報
[專利文獻2]特開2008-216409號公報
[專利文獻3]特開2001-148767號公報
在專利文獻1所記載之圖像感測器，在原稿的照射部之原稿搬運方向的主光與副光之各自的擴散寬度相異，主光與副光都從斜方向照射原稿的照射部。在這種情況，原稿在上述之透鏡體的光軸方向與圖像感測器的距離變化時，因應於 該距離，在原稿之照射部的照度會變化。因此，在書籍之頁之換頁處的附近等無法以與圖像感測器相距既定距離之方式配置原稿的部分係在所產生之影像資料表示的影像濃淡會變化。
在專利文獻2或3所記載之2分支線狀光源裝置，採用具有橢圓形或拋物線狀之截面形狀的反射鏡。這種反射鏡係需要在2分支線狀光源裝置以高精度定位，而組裝2分支線狀光源裝置係不容易。
本發明係鑑於上述之情況而開發者，其目的在於提供一種可使照明深度變深，而且易於組裝之照射裝置。
為了達成該目的，本發明之照射裝置係包括：發射光的光源部；透明之棒狀的導光體，係光源部配置於端部附近；第1擴散反射部，係設置成在導光體之長度方向延伸，並使在導光體之內部傳播的光擴散並反射；第1射出部，係在位於第1擴散反射部的反射方向之導光體的外面在長度方向所延伸的部分，使藉第1擴散反射部所反射之光射出，作為主光；第2擴散反射部，係設置成在導光體之長度方向延伸，並使在導光體之內部傳播的光擴散並反射；第2射出部，係在位於第2擴散反射部的反射方向之導光體的外面在長度方向所延伸的部分，使藉第2擴散反射部所反射之光射出，作為副光；及平面鏡，係在既定區域朝向與主光重疊的方向反射副光。第1射出部係在至少一部分包含構成平面、或從長度方向觀察時曲率比第2射出部小之曲面的部分。
若依據本發明，因為第1射出部具有曲率比第2射出部小之曲面或平面，所以主光具有比副光更寬的發散角。藉此，可使照明深度變深。又，因為反射副光的鏡是平面鏡，所以可易於組裝。
100‧‧‧影像讀取裝置
101、201‧‧‧照射裝置
102‧‧‧讀取裝置
103‧‧‧接觸玻璃
104‧‧‧原稿
105‧‧‧讀取區域
110、210‧‧‧導光體
111‧‧‧第1反射鏡
112‧‧‧第2反射鏡
113‧‧‧光源部
114、214‧‧‧夾具
115‧‧‧平面鏡
121‧‧‧第1稜鏡群
122‧‧‧第1射出部
123‧‧‧第2稜鏡群
124‧‧‧第2射出部
136‧‧‧平面部
137‧‧‧圓周部
151‧‧‧LED
152‧‧‧基板
161‧‧‧光源安裝部
162、262‧‧‧嵌合部
183‧‧‧反射鏡
184‧‧‧第1反射散射物質層
185‧‧‧第2反射散射物質層
285‧‧‧缺口部
286‧‧‧第1抵接部
287‧‧‧第2抵接部
291‧‧‧偏壓部
第1圖係表示本發明之第1實施形態的影像讀取裝置之構成的立體圖。
第2圖係在導光體之長度方向觀察第1實施形態之照射裝置的剖面圖。
第3圖係在第2圖之I-I線的剖面圖。
第4圖係將第3圖所示之虛線圓圈之區域放大後所表示的圖。
第5圖係在第2圖之Ⅱ-Ⅱ線的剖面圖。
第6A圖係表示在藉第1實施形態之照射裝置照射的情況之在接觸玻璃的上面之X方向之照度分布的圖。
第6B圖係表示在藉第1實施形態之照射裝置照射的情況之在接觸玻璃的上方5mm之X方向之照度分布的圖。
第6C圖係表示在藉第1實施形態之照射裝置照射的情況之在接觸玻璃的上方10mm之X方向之照度分布的圖。
第7A圖係表示在藉比較用之照射裝置照射的情況之在接觸玻璃的上面之X方向之照度分布的圖。
第7B圖係表示在藉比較用之照射裝置照射的情況之在接觸玻璃的上方5mm之X方向之照度分布的圖。
第7C圖係表示在藉比較用之照射裝置照射的情況之在接觸玻璃的上方10mm之X方向之照度分布的圖。
第8圖係表示在讀取區域之被照射面的高度方向與照度之變化的圖。
第9圖係從長度方向觀察第1變形例之照射裝置的導光體與其附近的剖面圖。
第10圖係從長度方向觀察第2變形例之照射裝置的導光體與其附近的剖面圖。
第11圖係從長度方向觀察第3變形例之照射裝置之導光體的剖面圖。
第12圖係從長度方向觀察第4變形例之照射裝置之導光體的剖面圖。
第13圖係表示本發明之第2實施形態的導光體之端部附近與夾具之構成的分解立體圖。
第14圖係第2實施形態的導光體之端部附近與夾具之沿著導光體之長度方向的剖面圖。
以下，一面參照圖面，一面說明本發明之實施形態。透過全部的圖對同一構成元件附加相同的符號。此外，構成影像讀取裝置之構件的尺寸比係可適當地變更，未限定為各圖所示者。
(第1實施形態)
第1圖係表示本發明之第1實施形態的影像讀取裝置之構成的立體圖。影像讀取裝置100係讀取在被載置於接 觸玻璃103之原稿104的一面(讀取面)所顯示之文字、圖形、記號等的資訊後，輸出包含所讀取之資訊之影像資料的裝置。此外，原稿104係成為使影像讀取裝置100讀取資訊的對象之物的一例。影像讀取裝置100包括照射裝置101與讀取裝置102。
照射裝置101係從與讀取線相交之相異的2方向將光照射於線狀之讀取區域105的裝置。讀取區域105係亦可被適當地決定成可使用照射裝置101以最佳之照度及照度分布照射光的區域。照射裝置101包括導光體110、第1反射鏡111、第2反射鏡112、2個光源部113、2個夾具114及平面鏡115。
導光體110係以例如丙烯酸或環烯烴系之透明樹脂、或者玻璃等的材料所製作之透明之棒狀的構件。將導光體110之長度方向稱照射裝置101的長度方向(以下稱為「Y方向」)。在Y方向觀察導光體110的截面(以下稱為「導光體110的截面」)是大致圓形。在細節上，例如如是從Y方向觀察導光體110之剖面圖的的第2圖所示，形成圓弧之一部分被其弦切掉的形狀。
導光體110係例如如第2圖所示，在其外面，包括第1稜鏡群121、第1射出部122、第2稜鏡群123及第2射出部124。第1稜鏡群121係具有多個微小的稜鏡，並形成在導光體110之Y方向所延伸的外面(外側面)。
第3圖表示在第2圖之I-I線，即在箭號方向觀察在包含第1稜鏡群121之與Y方向垂直的寬度方向之中心與導光體110之中心軸(以下僅稱為「軸」)126的平面之截面 的剖面圖。將第3圖之虛線圓圈之區域128放大後，如第4圖所示，第1稜鏡群121的各稜鏡132係例如形成從構成在Y方向成帶狀地延伸之平面的區域(第1稜鏡區域)131在導光體110之截面的徑向所突出的山型，並以不均勻的間距在Y方向排列一千多~數千條。第1稜鏡群121之各稜鏡132的寬度係例如約100μm。
第1稜鏡群121之各稜鏡132的稜線134係例如與Y方向垂直，並與第1稜鏡區域131平行。
第1射出部122係如第2圖及第3圖所示，係在導光體110之外面的Y方向成帶狀地延伸的部分，並設置於隔著導光體110的軸126大致與第1稜鏡群121相對向的位置。第1射出部122具有形成與導光體110的軸126平行之平面的平面部136。第1射出部122更包含圓周部137，該圓周部137係如第2圖所示，在從長度方向觀察的情況，形成與平面部136之兩端連接之導光體110的約略呈圓形之圓周的一部分(圓周部)。
此外，亦可第1射出部122係替代平面部136，具有曲面部，該曲面部係在將成為導光體110之截面的約略呈圓形的半徑設為R[m]的情況，形成曲率比1/R更小的曲面。又，亦可第1射出部122不包含圓周部137。
第2稜鏡群123係具有多個微小的稜鏡，並形成導光體110的外側面。如第1圖所示，第2稜鏡群123係在導光體110的外側面設置於第1稜鏡群121與第1射出部122之間。在細節上，例如第2稜鏡群123係如第2圖所示，在從Y 方向觀察的情況，設置於在以通過第1稜鏡群121與第1射出部122之中間的直徑將形成導光體110之外側面的約略呈圓形所分割的2個半圓中設置第1稜鏡群121之側的半圓內。
第5圖表示在第2圖之Ⅱ-Ⅱ線之，即在箭號方向觀察在包含第2稜鏡群123之與Y方向垂直的寬度方向之中心與導光體110之軸126的平面之截面的剖面圖。第2稜鏡群123係例如與第1稜鏡群121一樣，形成從構成在Y方向成帶狀地延伸之平面的區域(第2稜鏡區域)在導光體110之截面的徑向所突出的山型，並以不均勻的間距在Y方向排列一千多~數千條(參照第4圖)。第2稜鏡群123之各稜鏡132的寬度係例如約100μm。
第2稜鏡群123之各稜鏡132的稜線134係例如與構成第1稜鏡群121者一樣，係與Y方向垂直，並與第2稜鏡區域平行。
第2射出部124係如第2圖及第5圖所示，係在導光體110之外面在Y方向成帶狀地延伸的部分，並形成於隔著導光體110的軸126大致與第2稜鏡群123相對向的位置。第2射出部124係在從長度方向觀察的情況，構成形成導光體110的約略呈圓形的一部分。即，在將成為導光體110之截面的約略呈圓形的半徑設為R[m]的情況，第2射出部124的曲率係1/R。
第1反射鏡111係如第1圖所示，在Y方向所延伸之帶狀的構件，並在其一面具有反射光的面(第1反射面)141。第1反射面141係為了提高在原稿104之讀取面的照 度，是例如90%以上之高的反射率較佳，因此，是梨地面(有斑點花樣的面)或鏡面。
第1反射鏡111係由例如白色之聚碳酸酯等的樹脂所製作。亦可第1反射鏡111係例如將白色膠帶黏貼於如金屬板金的構件者。
第1反射面141係因應於第1反射鏡111的形狀形成在Y方向所延伸的帶狀，如第2圖及第3圖所示，配置成僅間隔既定距離與第1稜鏡群121相對向。第1反射面141係比第1稜鏡群121寬，並配置成覆蓋第1稜鏡群121的整體。在本實施形態，以第1稜鏡群121與第1反射鏡(反射部)111構成第1擴散反射部。
第2反射鏡112係如第1圖所示，在Y方向所延伸之帶狀的構件，並在其一面具有反射光的梨地面或鏡面(第2反射面)143。第2反射面143係為了提高在原稿104之讀取面的照度，是例如90%以上之高的反射率較佳，因此，是梨地面或鏡面。
第2反射鏡112係由例如白色之聚碳酸酯等的樹脂所製作。亦可第2反射鏡112係例如將白色膠帶黏貼於如金屬板金的構件者。
第2反射面143係因應於第2反射鏡112的形狀形成在Y方向所延伸的帶狀，如第2圖及第5圖所示，配置成僅間隔既定距離與第2稜鏡群123相對向。第2反射面143係比第2稜鏡群123寬，並配置成覆蓋第2稜鏡群123的整體。在本實施形態，以第2稜鏡群123與第2反射鏡(反射部)112 構成第2擴散反射部。
各光源部113係例如如第1圖所示，包括是光源的LED(Light Emitting Diode)151與基板152。LED151組裝於基板152之一側的面。基板152係由鋁等之金屬、玻璃環氧樹脂、聚醯亞胺等之樹脂、陶瓷等材料所製作。基板152係經由連接器連接電源電纜(未圖示)，藉此，供給用以對LED151點燈的電力。
位於導光體110之兩端的2個夾具114係例如如第1圖所示，是固持導光體110與光源部113的構件。各夾具114包括安裝光源部113的光源安裝部161、與導光體110之端部所嵌合的嵌合部162。將光源部113安裝於光源安裝部161時，LED151係配置於夾具114內的光源空間165(參照第3圖、第5圖)。
嵌合部162係在從Y方向觀察的情況，形成構成比構成導光體110之截面之約略呈圓形的圓稍大或與其相等之大小的大致圓形的孔。嵌合部162所形成之孔與光源空間165連通。此外，在將第1射出部122的平面部136或曲面部設置成延伸至導光體110之端面168的情況，嵌合部162具有在導光體110之端部嵌合的情況第1射出部122所抵接之抵接部(第1抵接部)。
藉由具有這種構成，在光源部113與導光體110被固持於夾具114的情況，LED151與導光體110的端面168相對向，導光體110的端部被夾具114所覆蓋。在此情況，LED151與導光體110的端面168係接近較佳。
各夾具114係例如為了使LED151所發射之光擴散反射，而由白色之聚碳酸酯等的樹脂所形成。形成夾具114之光源空間165的面及形成嵌合部162之孔的面係為了提高在原稿104之讀取面的照度，具有高的反射率較佳，例如是梨地面或鏡面。
在基板152，例如如第3圖所示，為了抑制在LED151發光之間的溫升，將散熱片169設置於光源部113的背面，即基板152之未設置LED151之側的面。
平面鏡115係如第1圖所示，具有在Y方向成帶狀地延伸之平的鏡面。平面鏡115係例如在已研磨之玻璃基板的一面蒸鍍鋁等之金屬而形成平的鏡面，或者對鋁等之金屬製構件的一面研磨而形成平的鏡面，藉此所製造。平面鏡115的鏡面係為了提高在原稿104之讀取面的照度，具有高的反射率較佳，因此，亦可施加例如增反射塗膜。
平面鏡115係如第2圖所示，在從第2稜鏡群123面臨第2射出部124之方向所配置。此外，照射裝置101的短邊方向(以下稱為「X方向」)係從Y方向觀察時，藉連接導光體110之軸126與平面鏡115之鏡面上的點(典型上係平面鏡115之鏡面的中心)170之線的方向所規定。
平面鏡115之鏡面係從與X方向及Y方向之雙方垂直的方向(Z方向)觀察時朝向第2射出部124的方向，擴散至副光Ls所通過的全域較佳，藉此，反射從第2射出部124所射出之副光Ls的幾乎整體。平面鏡115之鏡面係配置成朝向所反射之副光Ls與從第1射出部122所射出之主光Lm在讀 取區域105重疊的方向。主光Lm與副光Ls所重疊之區域成為讀取區域105。
讀取區域105係以與導光體110之軸126及平面 鏡115的鏡面上之在Y方向所延伸的線(典型上係平面鏡115之鏡面之在Y方向所延伸的中心線)170等距離的方式形成於與X方向垂直的平面上較佳。
讀取裝置102係接受從照射裝置101所照射之光在讀取面所反射的光(反射光)後輸出影像資料的裝置。讀取裝置102係如第1圖所示，包括複數個讀取系統反射鏡175、光學透鏡176及圖像感測器177。
各讀取系統反射鏡175例如各自具有與Y方向平行之帶狀的鏡面。複數個讀取系統反射鏡175之至少一個鏡面配置於反射光所前進之反射路徑180(參照第2圖)。而且，複數個讀取系統反射鏡175將反射光導往光學透鏡176。光學透鏡176係將藉複數個讀取系統反射鏡175所引導的光聚光，而將讀取區域105的像成像於圖像感測器177。圖像感測器177係由CCD(Charge Coupled Device)圖像感測器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)圖像感測器所構成，並將所接受的光變換成電氣信號(影像資料)後輸出。
至目前為止，說明了影像讀取裝置100的構成。以後，參照圖，說明影像讀取裝置100產生影像資料的過程。
在此，為了說明，詳細地定義各方向，將X方向及Y方向設為水平的方向。將與該X方向及Y方向垂直的方向，即高度方向設為Z方向。而且，將從導光體110的軸126 往平面鏡115之中心線170的方向設為X的正方向(例如第1圖所示之短邊方向X的箭號方向)，將其反方向設為X的負方向。將使X的正方向朝向左之情況的進深方向設為Y的正方向(例如第1圖所示之長邊方向Y的箭號方向)，將其反方向設為Y的負方向。在第1圖，被載置於接觸玻璃103的原稿104係朝下，照射裝置101係從下將光照射於原稿104時，將高度的上方向設為Z的正方向(例如第1圖所示之高度方向Z的箭號方向)，將其反方向設為Z的負方向。即，座標系統XYZ是左手系統。此外，這些方向係為了說明所使用，其主旨不是用以限定本發明。
原稿104係例如如第2圖所示，以讀取面朝向下方的方式被載置於接觸玻璃103。經由基板152將電力供給至各LED151，藉此，各LED151發射光。各LED151所發射之光係從導光體110的端面168射入導光體110的內部。
在本實施形態，夾具114之形成光源空間165的面具有高的反射率。因此，各LED151所發射之光係不僅經由導光體110的端面168向內部直接射入，而且以夾具114之形成光源空間165的面所反射之光亦射入。又，夾具114的嵌合部162係以具有高之反射率的面覆蓋導光體110的端部，所以可防止光從導光體110之端部的外面漏出。因此，可提高各LED151所發射之光的利用效率。
向導光體110之內部所射入的光係如後述所示，只要未碰到第1稜鏡群121及第2稜鏡群123，就一面在導光體110的內側面大部分進行全反射一面作為傳播光Lp，在導光 體110的內部在大致正與負的Y方向傳播。第3圖及第5圖表示導光體110之Y方向負側的端部之附近的傳播光Lp，兩圖所示之傳播光Lp係在Y的正方向傳播。
傳播光Lp的一部分係如第3圖所示，藉第1稜鏡群121與第1反射鏡111擴散並反射。傳播光Lp的一部分係藉第1稜鏡群121反射。透過第1稜鏡群121之光的一部分係藉第1反射鏡111反射擴散後，經由第1稜鏡群121再向導光體110的內部射入。
藉第1稜鏡群121與第1反射鏡111所擴散並反射的光係如第2圖所示，從隔著導光體110的軸126大致與第1稜鏡群121相對向的第1射出部122射出，作為主光Lm。主光Lm之至少一部分係如第2圖所示，藉接觸玻璃103折射後從右斜下方往讀取區域105前進。
傳播光Lp的一部分係如第5圖所示，藉第2稜鏡群123與第2反射鏡112擴散並反射。傳播光Lp的一部分係藉第2稜鏡群123反射，透過第2稜鏡群123之光的一部分係藉第2反射鏡112反射擴散後，經由第2稜鏡群123再向導光體110的內部射入。
藉第2稜鏡群123與第2反射鏡112所擴散並反射的光係從隔著導光體110的軸126大致與第2稜鏡群123相對向的第2射出部124射出，作為副光Ls。
因為平面鏡115係在從第2稜鏡群112面臨第2射出部124之方向所配置，所以副光Ls係如第2圖所示，藉平面鏡115所反射。副光Ls之至少一部分係如第2圖所示， 藉接觸玻璃103折射後從左斜下方往讀取區域105前進。
依此方式，在讀取區域105，從右斜下方所進來的主光Lm與從左斜下方所進來的副光Ls重疊。
相對第1射出部122具有平面部136，第2射出部124係以圓周部所形成。主光Lm具有比副光Ls更寬的發散角。
副光Ls係與主光Lm相異，經由平面鏡115到達讀取區域105。因此，從第2射出部124至讀取區域105之副光Ls的路徑係比從第1射出部122至讀取區域105之主光Lm的路徑更長。
藉由在主光Lm與副光Ls發散角及路徑如上述般相異，成為既定值以上之照度的主光Lm與副光Ls之在X方向的寬度係與Z方向的位置無關，都同程度。
參照表示在相異之Z方向的位置之X方向的照度分布的圖，詳細說明這一點。此外，將接觸玻璃103的上面作為Z方向之位置的基準(0mm)，並將讀取區域105作為X方向之位置的基準(0mm)。
第6A圖係表示在藉第1實施形態之照射裝置照射的情況之在接觸玻璃的上面之X方向之照度分布的圖。第6B圖係表示在藉第1實施形態之照射裝置照射的情況之在接觸玻璃的上方5mm之X方向之照度分布的圖。第6C圖係表示在藉第1實施形態之照射裝置照射的情況之在接觸玻璃的上方10mm之X方向之照度分布的圖。
若參照第6A圖~第6C圖，成為既定值以上之照度的主光Lm與副光Ls之X方向的寬度係與Z方向的位置無關， 都同程度。而且，主光Lm與副光Ls之尖峰值的位置係以X=0為中心大致對稱(尖峰值之位置X的絕對值大致相等)。因此，即使Z方向的位置變化，將主光Lm之照度分布與副光Ls之照度分布相加的合成照度分布(圖中之主光+副光)係以X=0之軸為中心，大致左右對稱，其照度成為尖峰值之X方向的位置係不會大為移動。
又，因為主光Lm與副光Ls都是擴散光，所以隨著Z方向的位置從0mm往5mm、10mm變化，各個之X方向的寬度變寬，同時主光Lm與副光Ls所重疊之區域(第2圖所示之有效照射區域182)之X方向的寬度亦逐漸變大。因此，即使Z方向的位置變化，將主光Lm與副光Ls相加之照度亦不太變化。
作為其相對的比較例，第7A圖~第7C圖分別表示藉具有替代本實施形態之照射裝置101的第1射出部122，僅由圓周部所構成，即曲率是與第2射出部124相同之1/R的第1射出部的照射裝置(比較用的照射裝置)照射的情況之在Z=0mm、5mm、10mm之X方向的照度分布。
若參照第7A圖~第7C圖，成為既定值以上之照度的主光Lm與副光Ls之X方向的寬度係主光Lm的比副光Ls更窄，尖峰值的照度係主光Lm的比副光Ls更高。因此，隨著Z方向的位置從0mm往5mm、10mm變化，主光Lm之照度分布成為尖峰值之X方向的位置移動，隨著，合成照度分布成為尖峰值之X方向的位置大為移動。
依此方式，若依據本實施形態的照射裝置101，在讀取區域105及其上方，不僅主光Lm與副光Ls從在右與左相 異之斜下方進來，而且成為既定值以上之照度的主光Lm與副光Ls之X方向的寬度與Z方向的位置無關，都同程度。又，隨著往Z的正方向移動，主光Lm與副光Ls所重疊之有效照射區域182之X方向的寬度逐漸變大。
根據以上，即使是原稿104之讀取面的位置從讀取區域105在Z方向變化的情況，亦可減少照度的變化，即，可使照明深度變深。在此，在本實施形態的照射裝置與比較例，比較一下被照射面之高度方向(照明深度方向)之照度的變化。
第8圖係對本實施形態的照射裝置101與比較用的照射裝置之各個，表示在讀取區域之被照射面的高度方向與照度之變化的圖。在第8圖，對照射裝置101與比較用的照射裝置之任一個，都將在Z=0mm的照度當作1，進行正常化。從第8圖得知，在相對Z方向之位置的變化之照度的變化上，本實施形態之照射裝置101的情況比比較用之照射裝置的情況更小。
結果，例如如書籍的換頁處般，即使是讀取面遠離在接觸玻璃103上所設定之讀取區域105的情況，亦可適當地照射原稿104的讀取面
又，在本實施形態的照射裝置101，使用從Y方向所觀察之鏡面的截面形狀構成直線的平面鏡115，而不是構成橢圓或拋物線的鏡(複曲面反射鏡)。在組裝照射裝置101的情況，若從Y方向所觀察之鏡面的形狀是橢圓或拋物線的鏡，決定鏡面之6個自由度全部需要高的精度，但是若是平面鏡 115，沿著直線之2個方向與鏡面內之轉動的至少3個自由度不需要高的精度。因此，可易於組裝照射裝置101。
平面鏡115係因為其製造比複曲面反射鏡簡易而便宜，結果，可使照射裝置101變得便宜。因為鏡面之形狀的測量亦容易，所以照射裝置101的品管亦可變得容易。
在第1射出部122具有平面部的情況，因為是在Y方向切掉圓筒形構件之一部分的形狀，所以能以聚碳酸酯或環烯烴系的樹脂射出成形來製作導光體110，在此情況，難發生收縮，而可易於達成所需的形狀精度。又，因為導光體110之截面的形狀主要由圓弧與直線所構成，所以形狀的測量容易，品管亦變得容易。
進而，將使光源空間165比嵌合部162更窄的段差部設置於夾具114，藉由將導光體110的端面168壓靠在段差部，而可將導光體110對夾具114定位並嵌合。嵌合部162係在具有第1射出部122所抵接之第1抵接部的情況，那些係具有曲率與平面或構成導光體110之截面的約略呈圓形之圓相異的曲面。在此情況，以導光體110的軸126為中心之轉動方向的定位亦變成容易。因此，藉此亦可使照射裝置101的組立變得容易。
又，構成第1稜鏡群121及第2稜鏡群123之稜鏡132係以不均勻之間距在Y方向排列數百~數千條，藉此，可作成以在讀取區域105之Y方向的照度分布為目標的分布，例如COS-4乘方型的分布。
進而，藉由具備具有高反射率之第1反射鏡111， 因為可使透過第1稜鏡群121的光再射入導光體110的內部，所以可使射入第1稜鏡群121之光的大部分從第1射出部122射出。藉此，可提高在原稿104之讀取面的照度。
關於第2反射鏡112亦一樣。藉由具備具有高反射率之第2反射鏡112，因為可使射入第2稜鏡群123之光的大部分從第2射出部124射出，所以可提高在原稿104之讀取面的照度。
主光Lm與副光Ls係各自如第2圖所示，從右斜下方與左斜下方照射配置於讀取區域105或其上方之原稿104的讀取面。主光Lm與副光Ls係在原稿104的讀取面被反射/吸收後，擴散。因為反射光係因應於讀取面之反射/吸收率分布而反射並擴散，所以包含讀取面的資訊。讀取區域105的影像係藉讀取裝置102之讀取系統反射鏡175與光學透鏡176成像後藉圖像感測器177受光。圖像感測器177輸出與所受光之光的強度對應的電氣信號。該電氣信號係包含藉照射裝置101被照射主光Lm與副光Ls之部分的讀取面之資訊的影像資料。
依此方式，讀取裝置102輸出影像資料。照射裝置101係例如藉未圖示的驅動裝置一面在X方向移動一面照射原稿104之讀取面的既定區域。此外，亦可替代照射裝置101移動，而藉驅動裝置在X方向搬運原稿104，藉此，照射裝置101亦可照射讀取面的既定區域。
讀取裝置102係依序輸出與所照射之部分對應的影像資料。所依序輸出之影像資料係記憶於記憶體，藉此，產生包含出現於原稿104之讀取面的既定區域之資訊的影像資 料。在此，記憶所依序輸出之影像資料的記憶體係亦可讀取裝置102所具備，亦可讀取裝置102所連接之裝置所具備。
如上述所示，即使是讀取面遠離在接觸玻璃103上所設定之讀取區域105的情況，亦可良好地照射原稿104的讀取面。因此，若依據本實施形態的影像讀取裝置100，即使是被照射面之高度變化的情況，亦可輸出濃淡的變化少之良好的影像資料。
以上，說明了本發明之第1實施形態，但是本實施形態係未限定為上述的構成。
在第1實施形態，藉導光體110的截面構成大致圓形，即在導光體110的截面，構成從圓形切掉第1稜鏡群121、第2稜鏡群123及第1射出部122所具有之平面部136之形狀的例子加以說明。可是，導光體110之截面之約略形狀不限定為圓形。
亦可導光體110的截面係例如是橢圓形。在此情況，在組裝照射裝置101時，藉由適當地設定以導光體110之軸126為中心的轉動方向，可在至少一部分實現曲率比第2射出部124更小的第1射出部122。當然，亦可例如加工截面構成橢圓之棒狀的構件，在第1射出部122，與第1實施形態一樣地設置在至少一部分曲率比平面或第2射出部124更小的曲面部。
在第1實施形態採用夾具114的雙方固持光源部113，但是亦可夾具114的一方係不固持光源部113，而僅固持導光體110的端部。
在第1實施形態，在第1稜鏡群121與第2稜鏡群123將構成各自之稜鏡132的片數設為相同。可是，第2稜鏡群123之稜鏡132的片數比第1稜鏡群121的片數多較佳。
如在第1實施形態的說明所示，副光Ls係藉平面鏡115反射而到達讀取區域105，主光Lm係未經由鏡，就到達讀取區域105。因此，根據平面鏡115的反射率，在讀取區域105副光Ls的照度係可能比主光Lm的照度更低。
因此，如上述所示，藉由使第2稜鏡群123之稜鏡132的片數比第1稜鏡群121的片數多，減輕平面鏡115之反射率所造成的影響，而在讀取區域105可使主光Lm的照度與副光Ls的照度變成相同。結果，可使照明深度變成更深。例如，在平面鏡115之反射率是95%的情況，使第2稜鏡群123之稜鏡132的片數比第1稜鏡群121的片數多5%即可。
在第1實施形態，說明第1反射鏡111與第2反射鏡112係以不同構件所設置，但是將透過第1稜鏡群121與第2稜鏡群123的光反射之反射鏡的構成係未限定如此。例如，第1變形例的照射裝置係替代第1實施形態的照射裝置101所具有之第1反射鏡111與第2反射鏡112，如第9圖所示，具有以覆蓋第1稜鏡群121與第2稜鏡群123之雙方之一體的構件所構成的反射鏡183，作為反射部。
藉由採用一體的反射鏡183，因為可減少照射裝置之組裝工時，所以可更易於組裝照射裝置。又，在反射鏡183係例如以白色之聚碳酸酯等的樹脂所製作的情況，藉由將反射鏡183作成一體的構件，因為抑制成形費用，所以可使照射裝 置變成更便宜。
在第1實施形態，採用第1擴散反射部由第1稜鏡群121與第1反射鏡111所構成，第2擴散反射部由第2稜鏡群123與第2反射鏡112所構成。可是，第1擴散反射部或第2擴散反射部的構成係未限定如此。
例如，根據構成第1稜鏡群121或第2稜鏡群123之稜鏡132的形狀，可能射入第1稜鏡群121或第2稜鏡群123之各個之光的大部分未透過而反射。在這種情況，亦可第1反射鏡111或第2反射鏡112係不設置，藉此，不僅可具有第1實施形態相同之效果，而且可使照射裝置的組裝變成更容易。又，可使照射裝置變得便宜。
又，亦可例如第1擴散反射部係如第10圖所示之第2變形例的照射裝置所示，與第1反射鏡111一起，或如第11圖所示之第3變形例的照射裝置所示，替代第1反射鏡111(參照第11圖)，而在導光體110的外面具有在長度方向所設置之含有反射散射物質的第1反射散射物質層184。例如，第1反射散射物質層184係可設置於第1稜鏡群121之外面的整體，或與構成第1稜鏡群121之稜鏡132一樣，以不均勻之間距在Y方向排列成島狀的方式設置於第1稜鏡群121的外面。第1反射散射物質層184係例如能以塗布含有反射散射物質之材料的方式所設置。在此，反射散射物質係使光反射並散射的物質，例如是白色的物質。
藉此，亦可使射入第1稜鏡群121之傳播光Lp從第1射出部122射出。因此，可具有與第1實施形態一樣之效 果。
亦可第2擴散反射部係如第10圖所示之第2變形例的照射裝置所示，與第2反射鏡112一起，或如第11圖所示之第3變形例的照射裝置所示，替代第2反射鏡112，與上述之第1擴散反射部184一樣，具有在導光體110的外面在長度方向所設置之含有反射散射物質的反射散射物質層185。藉此，亦可使射入第2稜鏡群123之傳播光Lp從第2射出部124射出。因此，可具有與第1實施形態一樣之效果。
在第1稜鏡群121與第2稜鏡群123之雙方具有反射散射物質層的情況，亦可第2擴散反射部所具有之反射散射物質層所含之反射散射物質的量係比第1擴散反射部所具有之反射散射物質層所含之反射散射物質的量更多。在反射散射物質之量的調整，有在第1擴散反射部與第2擴散反射部使反射散射物質層之Y方向的間距、寬度等相異的方法。
藉此，與使第2稜鏡群123之稜鏡132的片數比第1稜鏡群121之片數多一樣，減輕平面鏡115之反射率所造成的影響，而在讀取區域105可使主光Lm的照度與副光Ls的照度相等。結果，可使照明深度變深。
進而，例如，亦可如第12圖所示之第4變形例的照射裝置所示，第1擴散反射部係替代第1稜鏡群121及第1反射鏡111，以在導光體110的外側面在長度方向所設置之含有反射散射物質的第1反射散射物質層184構成。一樣地，亦可第2擴散反射部係替代第2稜鏡群123及第2反射鏡112，以第2反射散射物質層185構成。第1反射散射物質層184或 第2反射散射物質層185係例如以將含有反射散射物質之材料塗布於導光體110之外側面的方式設置即可。反射散射物質係如上述所示，是使光反射並散射的物質，例如是白色的物質。
藉此，亦可使射入第1擴散反射部之傳播光Lp從第1射出部122射出。又，可使射入第2擴散反射部的傳播光Lp從第2射出部124射出，因此，可具有與第1實施形態一樣之效果。
在此情況，反射散射物質層係與構成第1稜鏡群121或第2稜鏡群123之稜鏡132一樣，以不均勻之間距在Y方向排列成島狀的方式所設置較佳。藉此，可作成以在讀取區域105之Y方向的照度分布為目標的分布，例如COS-4乘方型的分布。
在第1擴散反射部與第2擴散反射部之雙方以反射散射物質層構成的情況，構成第2擴散反射部的反射散射物質層所含之反射散射物質的量係比第1擴散反射部的更多較佳。在反射散射物質之量的調整，有在第1擴散反射部與第2擴散反射部使構成反射散射物質層的島之Y方向的間距、寬度等相異的方法。
藉此，與使第2稜鏡群123之稜鏡132的片數比第1稜鏡群121之片數多一樣，減輕平面鏡115之反射率所造成的影響，例如在接觸玻璃103的上面可使主光Lm的照度與副光Ls的照度相等。結果，可使照明深度變深。
第2實施形態
在第2實施形態，導光體及夾具係與第1實施形 態之導光體110及夾具114相異。本實施形態之導光體210的端部係如第13圖所示，具有缺口部285。缺口部285形成從導光體210的端面168在Y方向所延伸的平面。缺口部285設置於與第1射出部122相異的部分。缺口部285之Y方向的長度係與導光體210和夾具214之嵌合部262嵌合的長度相同或比其稍長。
夾具214係具有與第1實施形態之夾具114大致相等的構成，夾具214之嵌合部262所形成之孔的形狀與第1實施形態之夾具114的孔相異。嵌合部262係在從Y方向觀察的情況，形成比構成導光體210之截面的約略呈圓形之圓稍大或構成與其相等之大致圓形的孔。嵌合部262係除了在導光體210之端部嵌合的情況第1射出部122所抵接之與第1實施形態相同的第1抵接部286以外，還具有在導光體210之端部嵌合的情況缺口部285所抵接之第2抵接部287。
夾具214係進而如第13圖所示，具有偏壓部291。偏壓部291係在導光體110之端部嵌合的情況往向第1抵接部286推壓第1射出部122，同時向第2抵接部287推壓缺口部285之方向對導光體210之端部的外側面偏壓。
在細節上，例如偏壓部291係由樹脂製之銷292與金屬製之彈簧所構成，該彈簧係朝向形成嵌合部262的孔之從Y方向所觀察的約略呈圓形之圓的中心對銷292偏壓。銷292係可在從Y方向觀察的情況，在經由形成嵌合部262的孔之從Y方向所觀察的約略呈圓形之圓的中心與第1抵接部286相反側的位置、及經由該中心與第2抵接部287相反側的位置 之間(其中間較佳)，配置於不含第1抵接部286及第2抵接部287之側的區域。此外，亦可偏壓部291係例如藉射出成形等，與夾具214一體地設置。
藉此，藉一個偏壓部291，可在導光體110之端部嵌合的情況往向第1抵接部286推壓第1射出部122，同時向第2抵接部287推壓缺口部285之方向對導光體210之端部的外側面偏壓。此外，亦可偏壓部291係設置複數個。
若依據本第2實施形態，在導光體210之端部嵌合的情況第1射出部122及缺口部285係分別被第1抵接部286及第2抵接部287推壓。因此，導光體210之在與Y方向垂直之面內的位置就固定，同時以導光體210的軸為中心之轉動方向的角度亦固定。因此，在組裝本實施形態之照射裝置201的情況，可易於決定導光體210之在與Y方向垂直之面內的位置與以導光體210的軸126為中心之轉動方向的角度。結果，可穩定地製造在原稿104的讀取面之X方向的照度分布上個別差異少的照射裝置201。
又，在導光體210係對聚碳酸酯或環烯烴系的樹脂進行射出成形所製造的情況，在導光體210之外面的某處需要射出用的澆口。在本實施形態，澆口係如在第14圖以點線之橢圓296包圍所表示，可設置於導光體210的外側面中缺口部285的附近，並從缺口部285沿著導光體210的Y方向中心側之傳播光Lp不會照射到的區域(遮光區域)。
一般，為了令在導光體210的內面大致進行全反射以傳播傳播光Lp，導光體210的內面係鏡面較佳，會破壞鏡 面之澆口的設置處係需要小心地決定。例如，因為端面、第1稜鏡群121、第2稜鏡群123及Y方向之中央附近的外側面係影響讀取區域105之照度或照度分布，所以避免將澆口設置於這種區域。
例如在第1實施形態的情況，澆口係例如大多設置於導光體110的外側面中接近導光體110之端面168的區域(端部)。可是，該區域係從LED151對端面168接近平行，即以淺角度所射入之光本來最初被全反射的部分。因此，若將澆口設置於導光體110之端部的外側面，則尤其對在Y方向的兩端附近之讀取區域105的照度或照度分布有不良影響。
若依據本實施形態，如第14圖所示，形成連接缺口部285與導光體210之外側面之段差的連接部294與夾具114抵接或接近。因此，如第14圖所示，以點線之橢圓296所包圍之範圍所含之導光體210的外側面係在導光體210的端部與夾具嵌合的情況成為遮蔽傳播光Lp的遮光區域。
依此方式，在本實施形態，藉由將澆口設置於遮光區域，不會影響讀取區域105的照度或照度分布，而可在讀取區域105的整體得到良好的照度或照度分布。
以上，說明了本發明之實施形態及變形例，但是本發明係未限定為實施形態及變形例，亦包含例如將各實施形態及變形例適當地組合的形態，及與其同等之技術性範圍。
【工業上的可應用性】
本發明之照明裝置及影像讀取裝置係可應用於例 如影印機、掃描器、藉由讀取紙幣或有價證券之影像來識別其真偽的裝置等。
本專利申請係主張基於在2012年1月30日所申請之包含專利說明書、申請專利範圍、圖及摘要的日本專利申請2012-16130號、及在2012年12月3日所申請之包含專利說明書、申請專利範圍、圖及摘要的國際專利申請PCT/JP2012/081258號的優先權。藉由參照這些成為基本之專利申請的揭示內容，整體上包含於本專利申請。
101‧‧‧照射裝置
103‧‧‧接觸玻璃
104‧‧‧原稿
105‧‧‧讀取區域
110‧‧‧導光體
111‧‧‧第1反射鏡
112‧‧‧第2反射鏡
115‧‧‧平面鏡
121‧‧‧第1稜鏡群
122‧‧‧第1射出部
123‧‧‧第2稜鏡群
124‧‧‧第2射出部
126‧‧‧中心軸
136‧‧‧平面部
137‧‧‧圓周部
141‧‧‧第1反射面
143‧‧‧第2反射面
170‧‧‧中心線
180‧‧‧反射路徑
182‧‧‧有效照射區域
Lm‧‧‧主光
Ls‧‧‧副光

Claims (13)

  1. 一種照射裝置，包括：發射光的光源部；透明之棒狀的導光體，係該光源部配置於端部附近；第1擴散反射部，係設置成在該導光體之長度方向延伸，並使在該導光體之內部傳播的光擴散並反射；第1射出部，係在位於該第1擴散反射部的反射方向之該導光體的外面在該長度方向所延伸的部分，使藉該第1擴散反射部所反射之光射出，作為主光；第2擴散反射部，係設置成在該導光體之長度方向延伸，並使在該導光體之內部傳播的光擴散並反射；第2射出部，係在位於該第2擴散反射部的反射方向之該導光體的外面在該長度方向所延伸的部分，使藉該第2擴散反射部所反射之光射出，作為副光；及平面鏡，係在既定區域朝向與該主光重疊的方向反射該副光；該第1射出部係在至少一部分包含構成平面、或從該長度方向觀察時曲率比該第2射出部小之曲面的部分。
  2. 如申請專利範圍第1項之照射裝置，其中從該導光體之該長度方向所觀察的大致形狀係圓形；該第1射出部係構成平面；該第2射出部係具有構成是從該導光體之該長度方向所觀察的約略呈圓形之圓之一部分的曲率。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之照射裝置，其中該導光體係 在與外面之該第1射出部相異的部分，形成具有在該長度方向所延伸之平面的缺口部；包括夾具，係固持該光源部與該導光體的夾具，並具有：光源安裝部，係安裝該光源部；嵌合部，係形成與該光源部所發射之光通過的光源空間連通，且在該長度方向插入該導光體之端部的孔，藉此，與該導光體之端部嵌合；第1抵接部，係形成於該嵌合部的面，該第1射出部所抵接；第2抵接部，係形成於該嵌合部的平面，該缺口部所抵接；及偏壓部，係在該導光體之端部與該嵌合部嵌合的情況，朝向往該第1抵接部推壓該第1射出部同時往該第2抵接部推壓該缺口部的方向對該導光體之端部偏壓。
  4. 如申請專利範圍第3項之照射裝置，其中該缺口部係具有以與嵌合於該嵌合部之該導光體之該長度方向的長度對應之長度在該長度方向延伸的平面；該導光體係更在該缺口部的附近並在該長度方向比該缺口部更靠近該導光體的中心側設置射出成形用的澆口。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之照射裝置，其中該第1擴散反射部與該第2擴散反射部之一方或雙方係具有設置於在該導光體之該長度方向所延伸之區域的稜鏡群。
  6. 如申請專利範圍第5項之照射裝置，其中該第1擴散反射部與該第2擴散反射部之雙方具有該稜鏡群； 該第2擴散反射部所具有之稜鏡群所含之稜鏡的片數係比該第1擴散反射部所具有之稜鏡群所含之稜鏡的片數更多。
  7. 如申請專利範圍第5項之照射裝置，其中在具有該稜鏡群之該第1擴散反射部與該第2擴散反射部之一方或雙方，更具有覆蓋該稜鏡群的反射部。
  8. 如申請專利範圍第7項之照射裝置，其中在該第1擴散反射部與該第2擴散反射部之雙方具有該反射部；該反射部係成一體覆蓋該稜鏡群之雙方。
  9. 如申請專利範圍第5項之照射裝置，其中在具有該稜鏡群之該第1擴散反射部與該第2擴散反射部之一方或雙方係更在該稜鏡群的外面具有含有反射散射物質的反射散射物質層。
  10. 如申請專利範圍第9項之照射裝置，其中在該第1擴散反射部與該第2擴散反射部之雙方具有該反射散射物質層；該第2擴散反射部所具有之反射散射物質層所含之反射散射物質的量係比該第1擴散反射部所具有之反射散射物質層所含之反射散射物質的量更多。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之照射裝置，其中該第1擴散反射部與該第2擴散反射部係在該導光體的外面之在該長度方向所延伸的區域所設置之含有反射散射物質的反射散射物質層。
  12. 如申請專利範圍第11項之照射裝置，其中形成該第2擴散反射部之反射散射物質的量係比形成該第1擴散反射部之反射散射物質的量更多。
  13. 一種影像讀取裝置，包括：如申請專利範圍第1或2項之照射裝置；及讀取裝置，係接受從該照射裝置所照射之光被對象物所反射的光後，輸出影像資料。
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