WO2013114720A1 - 照射装置および画像読取装置 - Google Patents

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亜紀子 藤内
俊明 庄司
信高 小林
増田 暁雄
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    • G02B6/0085Means for removing heat created by the light source from the package

Definitions

  • the present invention relates to an irradiation apparatus and an image reading apparatus.
  • the irradiation device irradiates the document with light, and the irradiation light receives the light reflected by the document to generate image data including information represented on the document.
  • Xenon lamps and halogen lamps have been often used as the light source of irradiation light, but in recent years, light-emitting diodes (LEDs: Light ⁇ ⁇ Emitting Diodes) are being replaced in accordance with the trend of power saving (for example, patent documents) 1 and 2).
  • folds and wrinkles of a document, the vicinity of a page opening when a book is a document, and the like may appear as shadows in an image indicated by image data generated by the image reading apparatus.
  • the image sensor described in Patent Document 1 and the two-branch linear light source device described in Patent Document 2 irradiate the original with illumination light from a plurality of directions in order to suppress the occurrence of such shadows.
  • the image sensor described in Patent Document 1 includes a rod-shaped light guide that propagates light from an LED disposed at an end.
  • the light guide includes first and second light scattering layers that scatter and reflect propagating light, a first emission unit that emits light scattered and reflected by the first light scattering layer, and a scattering reflection by the second light scattering layer. And a second emitting part for emitting the emitted light.
  • the light (main light) emitted from the first emission part directly irradiates the irradiation part of the document from an oblique direction.
  • the light (secondary light) emitted from the second emission part is reflected by the reflector and irradiates the irradiation part of the document from an oblique direction.
  • the auxiliary light irradiates the irradiating portion of the original from the side opposite to the main light to the lens body that converges the light reflected from the irradiating portion of the original.
  • the second light scattering layer is less than the first light scattering layer in order to reduce the occurrence of shadows due to folds and wrinkles by balancing the light amounts of the main light and the sub light. Wide.
  • the cross-sectional shape of the reflector (reflector) viewed from the longitudinal direction of the light guide is formed in an elliptical shape or a parabolic shape.
  • a xenon lamp is mainly used as a light source.
  • a xenon lamp is mainly used as a light source.
  • Patent Document 3 direct light from a light source and reflected light passing through a reflecting member are irradiated on an original from an oblique direction opposite to each other, and an illuminance distribution in the sub-scanning direction is obtained. A shading correction method to be adjusted is described.
  • the spread widths of the main light and the sub light in the document conveyance direction in the original irradiation unit are different from each other, and both the main light and the sub light are oblique to the original irradiation unit. Irradiate from the direction.
  • the illuminance at the irradiation unit of the document may change according to the distance.
  • the portion where the original cannot be placed at a predetermined distance from the image sensor, such as in the vicinity of the opening of a book page may change in shading in the image indicated by the generated image data.
  • a reflecting mirror having an elliptical or parabolic cross-sectional shape is employed. Such a reflecting mirror needs to be positioned with high accuracy in the two-branch linear light source device, and it is not easy to assemble the two-branch linear light source device.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an irradiation apparatus that can be easily assembled with a deep illumination depth.
  • an irradiation apparatus includes a light source section that emits light, a transparent rod-shaped light guide body in which the light source section is disposed in the vicinity of the end, and a longitudinal direction of the light guide body.
  • a first diffuse reflector that diffuses and reflects light propagating through the light guide, and a portion extending in the longitudinal direction on the outer surface of the light guide in the reflection direction of the first diffuse reflector The first light emitting portion for emitting the light reflected by the first diffuse reflection portion as the main light and the light emitting member extending in the longitudinal direction and propagating through the inside of the light guiding member.
  • a second diffuse reflector that diffuses and reflects light; and a portion that extends in the longitudinal direction on the outer surface of the light guide in the reflection direction of the second diffuse reflector, and is reflected by the second diffuse reflector.
  • a second emission part for emitting the emitted light as sub-light and a sub-direction in a direction overlapping the main light in a predetermined area
  • a plane mirror for reflecting.
  • the first emission part includes at least a part that is a flat surface or a curved surface having a smaller curvature than the second emission part when viewed from the longitudinal direction.
  • the main light has a wider divergence angle than the auxiliary light. This makes it possible to increase the illumination depth. Further, since the mirror that reflects the auxiliary light is a plane mirror, it can be easily assembled.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an image reading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. It is sectional drawing which looked at the irradiation apparatus which concerns on Embodiment 1 in the longitudinal direction of the light guide.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 2. It is a figure which expands and shows the area
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the X direction in the upper surface of contact glass at the time of irradiating with the irradiation apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the X direction in the upper surface of contact glass at the time of irradiating with the irradiation apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 3 shows the illumination intensity distribution
  • FIG. It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the X direction in 5 mm above contact glass at the time of irradiating with the irradiation apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the X direction in 10 mm above contact glass at the time of irradiating with the irradiation apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the X direction in the upper surface of the contact glass at the time of irradiating with the irradiation apparatus for a comparison.
  • FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an image reading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the image reading apparatus 100 is an apparatus that reads information such as characters, graphics, and symbols represented on one surface (reading surface) of the document 104 placed on the contact glass 103 and outputs image data including the read information.
  • the document 104 is an example of an object that causes the image reading apparatus 100 to read information.
  • the image reading apparatus 100 includes an irradiation device 101 and a reading device 102.
  • the irradiation device 101 is a device that irradiates the line-shaped reading region 105 with light from two different directions intersecting the reading line.
  • the reading area 105 may be appropriately determined as an area where light can be irradiated with the optimal illuminance and illuminance distribution using the irradiation device 101.
  • the irradiation apparatus 101 includes a light guide 110, a first reflector 111, a second reflector 112, two light sources 113, two holders 114, and a plane mirror 115.
  • the light guide 110 is a transparent rod-shaped member made of a material such as acrylic or cycloolefin-based transparent resin or glass.
  • the longitudinal direction of the light guide 110 is referred to as the longitudinal direction of the irradiation device 101 (hereinafter, “Y direction”).
  • the cross section of the light guide 110 viewed in the Y direction (hereinafter referred to as “the cross section of the light guide 110”) is generally circular.
  • FIG. 2 which is a cross-sectional view of the irradiation device 101 viewed from the Y direction, a shape in which a part of an arc is cut out in the string is formed.
  • the light guide 110 includes a first prism group 121, a first emission unit 122, a second prism group 123, and a second emission unit 124 on the outer surface thereof.
  • the first prism group 121 includes a large number of minute prisms and forms an outer surface (outer surface) extending in the Y direction of the light guide 110.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 2, that is, the center in the width direction perpendicular to the Y direction of the first prism group 121 and the central axis (hereinafter simply referred to as “axis”) 126 of the light guide 110. Sectional drawing which looked at the cross section in the plane containing these in the arrow direction is shown. As shown in FIG. 4 by enlarging the region 128 surrounded by the broken line in FIG. 3, each prism 132 of the first prism group 121 is, for example, a region that forms a flat surface extending in the Y direction (first prism region).
  • each prism 132 of the first prism group 121 is about 100 ⁇ m, for example.
  • each prism 132 of the first prism group 121 is, for example, perpendicular to the Y direction and parallel to the first prism region 131.
  • the first emitting portion 122 is a portion extending in a strip shape in the Y direction on the outer surface of the light guide 110, and is substantially the first across the shaft 126 of the light guide 110. It is provided at a position facing the prism group 121.
  • the first emission part 122 has a flat part 136 that forms a plane parallel to the axis 126 of the light guide 110.
  • the first emission part 122 further includes a part of the circumference (circumferential part) forming the general shape of the light guide 110 connected to both ends of the plane part 136 when viewed from the longitudinal direction as shown in FIG. 137.
  • the first emitting portion 122 is a curved surface having a curvature smaller than 1 / R when the radius of a circle, which is a rough shape of the cross section of the light guide 110, is R [m] instead of the flat portion 136.
  • a curved surface portion may be provided. Further, the first emission part 122 may not include the circumferential part 137.
  • the second prism group 123 includes a large number of minute prisms and forms the outer surface of the light guide 110. As shown in FIG. 1, the second prism group 123 is provided between the first prism group 121 and the first emitting portion 122 on the outer surface of the light guide 110. In detail, for example, the second prism group 123 forms a circle that forms the outline of the outer surface of the light guide 110 when viewed from the Y direction as shown in FIG. Of the two semicircles divided by the diameter passing through the middle of the light emitting portion 122, the first prism group 121 is provided in the semicircle on the side where the first prism group 121 is provided.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 2, that is, the plane including the center in the width direction perpendicular to the Y direction of the second prism group 123 and the axis 126 of the light guide 110.
  • the second prism group 123 is, for example, a mountain shape protruding in the radial direction of the cross section of the light guide 110 from a region (second prism region) that forms a plane extending in a strip shape in the Y direction, like the first prism group 121. A few hundred to several thousand lines are arranged in the Y direction at a non-uniform pitch (see FIG. 4).
  • the width of each prism 132 of the second prism group 123 is, for example, about 100 ⁇ m.
  • each prism 132 of the second prism group 123 is perpendicular to the Y direction and parallel to the second prism region, for example, as in the first prism group 121.
  • the second emitting portion 124 is a portion extending in a band shape in the Y direction on the outer surface of the light guide 110, and is generally a second portion sandwiching the shaft 126 of the light guide 110. It is formed at a position facing the prism group 123.
  • the second light emitting portion 124 forms a part of a circle that forms a general shape of the light guide 110 when viewed from the longitudinal direction. In other words, when the radius of a circle that is a rough shape of the cross section of the light guide 110 is R [m], the curvature of the second emitting portion 124 is 1 / R.
  • the first reflector 111 is a band-like member extending in the Y direction as shown in FIG. 1 and has a surface (first reflecting surface) 141 that reflects light on one surface thereof.
  • the first reflecting surface 141 desirably has a high reflectance of, for example, 90% or more in order to improve the illuminance on the reading surface of the original 104, and is therefore a satin surface (a rough surface) or a mirror surface.
  • the first reflector 111 is made of a resin such as white polycarbonate, for example.
  • the first reflector 111 may be a structural member such as a metal sheet metal with a white tape attached thereto.
  • the first reflecting surface 141 has a belt shape extending in the Y direction according to the shape of the first reflector 111, and is separated from the first prism group 121 by a predetermined distance as shown in FIGS. To face each other.
  • the first reflecting surface 141 is wider than the first prism group 121 and is disposed so as to cover the entire first prism group 121.
  • the first prism group 121 and the first reflector (reflecting part) 111 constitute a first diffuse reflecting part.
  • the second reflector 112 is a belt-like member extending in the Y direction as shown in FIG. 1 and has a satin surface or a mirror surface (second reflecting surface) 143 that reflects light on one surface thereof.
  • the second reflecting surface 143 preferably has a high reflectance of, for example, 90% or more in order to improve the illuminance on the reading surface of the original 104, and is therefore a satin surface or a mirror surface.
  • the second reflector 112 is made of a resin such as white polycarbonate, for example.
  • the second reflector 112 may be a structural member such as a metal sheet with a white tape applied thereto.
  • the second reflecting surface 143 has a band shape extending in the Y direction according to the shape of the second reflector 112, and is separated from the second prism group 123 by a predetermined distance as shown in FIGS. To face each other.
  • the second reflecting surface 143 is wider than the second prism group 123 and is disposed so as to cover the entire second prism group 123.
  • the second diffuse reflector is configured by the second prism group 123 and the second reflector (reflector) 112.
  • Each light source unit 113 includes, for example, a light emitting diode (LED) 151 and a substrate 152 as shown in FIG.
  • the LED 151 is mounted on one surface of the substrate 152.
  • the substrate 152 is made of a metal such as aluminum, a resin such as glass epoxy or polyimide, a ceramic, or the like.
  • a power cable is connected to the substrate 152 via a connector (not shown), and thereby, power for turning on the LED 151 is supplied.
  • the two holders 114 at both ends of the light guide 110 are members that hold the light guide 110 and the light source unit 113, as shown in FIG.
  • Each holder 114 includes a light source attachment portion 161 for attaching the light source portion 113 and a fitting portion 162 into which an end portion of the light guide 110 is fitted.
  • the LED 151 is disposed in the light source space 165 in the holder 114 (see FIGS. 3 and 5).
  • the fitting portion 162 When viewed from the Y direction, the fitting portion 162 forms a generally circular hole that is slightly larger than the circle that forms the outline of the cross section of the light guide 110 or the same size as the circle. The hole formed by the fitting portion 162 communicates with the light source space 165.
  • the fitting part 162 when the flat part 136 or curved surface part of the 1st output part 122 is extended and provided to the end surface 168 of the light guide 110, the fitting part 162 is a case where the edge part of the light guide 110 fits. And a contact portion (first contact portion) with which the first emitting portion 122 contacts.
  • Each holder 114 is made of a resin such as white polycarbonate in order to diffusely reflect light emitted from the LED 151, for example.
  • the surface forming the light source space 165 of the holder 114 and the surface forming the hole of the fitting portion 162 preferably have a high reflectance in order to improve the illuminance on the reading surface of the document 104, for example, a satin surface or a mirror surface. It is.
  • the substrate 152 has a heat sink 169 on the back surface of the light source unit 113, that is, the surface of the substrate 152 on which the LED 151 is not provided, in order to suppress a temperature rise while the LEDs 151 emit light. Is provided.
  • the flat mirror 115 has a flat mirror surface extending in a band shape in the Y direction, as shown in FIG.
  • the flat mirror 115 is formed by, for example, depositing a metal such as aluminum on one surface of a polished glass substrate to form a flat mirror surface, or polishing one surface of a metal member such as aluminum to form a flat mirror surface. It is manufactured by doing.
  • the mirror surface of the plane mirror 115 preferably has a high reflectance in order to improve the illuminance on the reading surface of the original 104, and therefore, for example, an increased reflection coating may be applied.
  • the plane mirror 115 is arranged in a direction facing the second emission unit 124 from the second prism group 123.
  • the short direction (hereinafter referred to as “X direction”) of the irradiation apparatus 101 is a point on the mirror surface of the axis 126 of the light guide 110 and the plane mirror 115 (typically, the plane mirror 115 as viewed from the Y direction).
  • the center of the mirror surface) 170 is defined by the direction of the line connecting the two.
  • the mirror surface of the plane mirror 115 faces the direction of the second emission part 124 when viewed from the direction perpendicular to both the X direction and the Y direction (Z direction), and preferably spreads over the entire area through which the secondary light Ls passes. Almost all of the secondary light Ls emitted from the second emission part 124 is reflected.
  • the mirror surface of the plane mirror 115 is arranged so that the reflected secondary light Ls and the main light Lm emitted from the first emission part 122 overlap in the reading region 105. A region where the main light Lm and the sub light Ls overlap is a reading region 105.
  • the reading region 105 is equidistant from the axis 126 of the light guide 110 and a line 170 extending in the Y direction on the mirror surface of the plane mirror 115 (typically, a center line extending in the Y direction of the mirror surface of the plane mirror 115) in the X direction. It is desirable to form on a plane perpendicular to the.
  • the reading device 102 is a device that receives light (reflected light) reflected from the reading surface by the light emitted from the irradiation device 101 and outputs image data. As shown in FIG. 1, the reading device 102 includes a plurality of reading system mirrors 175, an optical lens 176, and an image sensor 177.
  • Each reading system mirror 175 has, for example, a belt-like flat mirror surface parallel to the Y direction. At least one mirror surface of the plurality of reading system mirrors 175 is disposed in a reflection path 180 (see FIG. 2) through which reflected light travels. The plurality of reading system mirrors 175 guide the reflected light to the optical lens 176. The optical lens 176 collects the light guided by the plurality of reading system mirrors 175 and forms an image of the reading area 105 on the image sensor 177.
  • the image sensor 177 is composed of a CCD (Charge-Coupled Device) image sensor, a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) image sensor, or the like, and converts received light into an electrical signal (image data) and outputs it.
  • CCD Charge-Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide-Semiconductor
  • each direction is defined in detail. It is assumed that the X direction and the Y direction are horizontal directions.
  • the direction perpendicular to the X direction and the Y direction, that is, the height direction is defined as the Z direction.
  • the direction from the axis 126 of the light guide 110 to the center line 170 of the plane mirror 115 is the positive direction of X (for example, the direction indicated by the arrow in the short direction X shown in FIG. 1), and the opposite direction is the negative direction of X.
  • the depth direction when the positive direction of X is directed to the left is the positive direction of Y (for example, the arrow direction of the longitudinal direction Y shown in FIG. 1), and the opposite direction is the negative direction of Y.
  • Y for example, the arrow direction of the longitudinal direction Y shown in FIG. 1
  • the document 104 placed on the contact glass 103 faces downward, and the irradiation device 101 irradiates the document 104 with light from below, so that the height is upward (for example, the height direction shown in FIG. 1).
  • the arrow direction of Z) is the positive direction of Z, and the opposite direction is the negative direction of Z. That is, the coordinate system XYZ is a left-handed system.
  • these directions are used for description, and are not intended to limit the invention according to the present application.
  • each LED 151 is supplied with electric power through the substrate 152, whereby each LED 151 emits light.
  • the light emitted from each LED 151 enters the light guide 110 from the end face 168 of the light guide 110.
  • the surface forming the light source space 165 of the holder 114 has a high reflectance. Therefore, the light emitted from each LED 151 is not only directly incident on the inside via the end surface 168 of the light guide body 110 but also the light reflected by the surface forming the light source space 165 of the holder 114. Moreover, since the fitting part 162 of the holder 114 covers the edge part of the light guide 110 with the surface which has a high reflectance, it can prevent that light leaks from the outer surface of the edge part of the light guide body 110. FIG. Therefore, it is possible to improve the utilization efficiency of the light emitted from the LED 151.
  • the propagation light Lp while being substantially totally reflected by the inner surface of the light guide 110.
  • the light propagates in the positive and negative Y directions in the light guide 110. 3 and 5 show the propagation light Lp in the vicinity of the Y-direction negative end of the light guide 110, and the propagation light Lp shown in both figures propagates in the positive Y direction.
  • a part of the propagation light Lp is diffused and reflected by the first prism group 121 and the first reflector 111 as shown in FIG.
  • a part of the propagation light Lp is reflected by the first prism group 121.
  • a part of the light transmitted through the first prism group 121 is reflected and diffused by the first reflector 111, and reenters the light guide 110 through the first prism group 121.
  • the light diffused and reflected by the first prism group 121 and the first reflector 111 is substantially opposed to the first prism group 121 across the shaft 126 of the light guide 110 as shown in FIG. Are emitted as main light Lm. As shown in the figure, at least part of the main light Lm is refracted by the contact glass 103 and proceeds to the reading region 105 from the lower right side.
  • a part of the propagation light Lp is diffused and reflected by the second prism group 123 and the second reflector 112.
  • a part of the propagation light Lp is reflected by the second prism group 123, and a part of the light transmitted through the second prism group 123 is reflected and diffused by the second reflector 112 and passes through the second prism group 123. Re-enters the light guide 110.
  • the light diffused and reflected by the second prism group 123 and the second reflector 112 is sub-lighted from the second emission part 124 that is generally opposed to the second prism group 123 across the shaft 126 of the light guide 110. It is emitted as Ls.
  • the plane mirror 115 Since the plane mirror 115 is arranged in a direction facing the second emission unit 124 from the second prism group 112, the secondary light Ls is reflected by the plane mirror 115 as shown in FIG. As shown in the figure, at least a part of the auxiliary light Ls is refracted by the contact glass 103 and proceeds to the reading region 105 from the lower left side.
  • the first emission part 122 has a flat part 136, while the second emission part 124 is formed of a circumferential part.
  • the main light Lm has a wider divergence angle than the sub-light Ls.
  • the secondary light Ls passes through the plane mirror 115 before reaching the reading area 105. Therefore, the path of the secondary light Ls from the second emission part 124 to the reading area 105 is longer than the path of the main light Lm from the first emission part 122 to the reading area 105.
  • the width in the X direction between the main light Lm and the sub light Ls that has an illuminance of a predetermined value or more is independent of the position in the Z direction. It becomes the same level.
  • the upper surface of the contact glass 103 is set as a reference (0 mm) for the position in the Z direction, and the reading area 105 is set as a reference (0 mm) for the position in the X direction.
  • FIG. 6A is a diagram showing an illuminance distribution in the X direction on the upper surface of the contact glass when irradiated by the irradiation apparatus according to the first embodiment.
  • 6B is a diagram showing an illuminance distribution in the X direction at 5 mm above the contact glass when irradiated by the irradiation apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 6C is a diagram showing an illuminance distribution in the X direction at 10 mm above the contact glass when irradiated by the irradiation apparatus according to Embodiment 1.
  • the widths in the X direction of the main light Lm and the sub light Ls having an illuminance of a predetermined value or more are approximately the same regardless of the position in the Z direction.
  • the position in the X direction at which the illuminance reaches a peak does not move greatly.
  • both the main light Lm and the sub-light Ls are diffused light, as the position in the Z direction changes from 0 mm to 5 mm and 10 mm, the width in the X direction increases and at the same time the main light Lm and The width in the X direction of the region where the auxiliary light Ls overlaps (the effective irradiation region 182 shown in FIG. 2) gradually increases. Therefore, even if the position in the Z direction changes, the illuminance obtained by adding the main light Lm and the sub light Ls does not change much.
  • FIGS. 7A to 7C each include only a circumferential portion instead of the first emitting portion 122 of the irradiation apparatus 101 according to the present embodiment, that is, the second emitting portion 124 having a curvature.
  • the illumination intensity distribution in the X direction at Z 0 mm, 5 mm, and 10 mm when irradiated by an irradiation apparatus (irradiation apparatus for comparison) having a first emission unit that is the same 1 / R as in FIG.
  • the width in the X direction of the main light Lm and the sub light Ls having an illuminance of a predetermined value or more is narrower in the main light Lm than the sub light Ls, and the peak illuminance is the main light Lm. Is higher than the auxiliary light Ls. For this reason, as the position in the Z direction changes from 0 mm to 5 mm and 10 mm, the position in the X direction where the illuminance distribution of the main light Lm peaks moves, and accordingly the X direction in which the combined illuminance distribution peaks The position moves greatly.
  • the irradiation apparatus 101 not only the main light Lm and the sub-light Ls travel from the lower and lower sides of the reading area 105 and above, but the right and left are different from each other.
  • the X-direction widths of the main light Lm and the sub-light Ls having an illuminance equal to or higher than a predetermined value are approximately the same regardless of the position in the Z direction. As the Z moves in the positive direction, the width in the X direction of the effective irradiation region 182 where the main light Lm and the sub-light Ls overlap gradually increases.
  • the change in illuminance can be reduced, that is, the illumination depth can be increased.
  • a change in illuminance in the height direction (illumination depth direction) of the irradiated surface is compared between the irradiation apparatus of the present embodiment and the comparative example.
  • FIG. 8 is a diagram showing a change in the height direction position and illuminance of the irradiated surface in the reading region for each of the irradiation apparatus 101 according to the present embodiment and the irradiation apparatus for comparison.
  • the change in illuminance with respect to the change in the position in the Z direction is smaller in the case of the irradiation apparatus 101 according to the present embodiment than in the case of the irradiation apparatus for comparison.
  • a plane mirror 115 whose cross-sectional shape forms a straight line is used instead of a mirror (toroidal mirror) whose cross-sectional shape viewed from the Y direction is an ellipse or a parabola.
  • a mirror tilt mirror
  • a parabolic mirror high accuracy is required for all six degrees of freedom to determine the attitude of the mirror surface.
  • the two directions of the straight line along and at least three degrees of freedom of rotation in the mirror plane do not require high accuracy. Therefore, the irradiation apparatus 101 can be easily assembled.
  • the plane mirror 115 is inexpensive because it is easier to manufacture than the toroidal mirror, and as a result, the irradiation apparatus 101 can be made inexpensive. Since the shape of the mirror surface can be easily measured, the quality control of the irradiation apparatus 101 can be facilitated.
  • the light guide 110 is manufactured by injection molding with polycarbonate or a cycloolefin-based resin because a part of the cylindrical member is cut in the Y direction. In this case, sink marks are unlikely to occur, and the required shape accuracy can be easily achieved. Further, since the cross-sectional shape of the light guide 110 is mainly composed of an arc and a straight line, the shape can be easily measured and quality control can be facilitated.
  • the light guide body 110 is positioned with respect to the holder 114 by providing the holder 114 with a step portion that makes the light source space 165 narrower than the fitting portion 162 and pressing the end surface 168 of the light guide body 110 against the step portion. Can be fitted together.
  • the fitting part 162 has a first contact part with which the first light emitting part 122 comes into contact
  • the fitting part 162 has a curved surface having a curvature different from that of a flat surface or a circle that is a rough shape of the cross section of the light guide 110. become. In this case, positioning in the rotational direction around the shaft 126 of the light guide 110 is also facilitated. Therefore, the assembly of the irradiation apparatus 101 can be facilitated also by these.
  • prisms 132 constituting the first prism group 121 and the second prism group 123 are arranged in the Y direction at a non-uniform pitch. It is possible to make the distribution a target distribution, for example, a COS-4 power distribution.
  • the first reflector 111 having a high reflectance
  • the light transmitted through the first prism group 121 can be re-entered into the light guide 110, so that the light enters the first prism group 121.
  • Most of the emitted light can be emitted from the first emission part 122. Thereby, the illuminance on the reading surface of the original 104 can be improved.
  • the second reflector 112. By providing the second reflector 112 having a high reflectivity, most of the light incident on the second prism group 123 can be emitted from the second emission unit 124, so that the illuminance on the reading surface of the original 104 can be reduced. It becomes possible to improve.
  • the main light Lm and the sub-light Ls respectively irradiate the reading area 105 or the reading surface of the original 104 arranged above the reading area 105 from the lower right side and the lower left side.
  • the main light Lm and the sub light Ls are reflected / absorbed by the reading surface of the original 104 and diffused. Since the reflected light is reflected and diffused according to the reflection / absorption rate distribution on the reading surface, it includes information on the reading surface.
  • the image in the reading area 105 is imaged by the reading system mirror group 175 and the optical lens 176 of the reading device 102 and received by the image sensor 177.
  • the image sensor 177 outputs an electrical signal corresponding to the intensity of the received light. This electric signal is image data including information on the reading surface of the portion irradiated with the main light Lm and the sub light Ls by the irradiation device 101.
  • the reading device 102 outputs image data.
  • the irradiation device 101 irradiates a predetermined area on the reading surface of the document 104 while moving in the X direction by a driving device (not shown).
  • the document 104 may be conveyed in the X direction by the driving device, and the irradiation device 101 can also irradiate a predetermined area on the reading surface.
  • the reading device 102 sequentially outputs image data corresponding to the irradiated part.
  • the sequentially output image data is stored in the memory, and thereby image data including information represented in a predetermined area on the reading surface of the original 104 is generated.
  • the memory for storing sequentially output image data may be provided in the reading device 102 or may be provided in a device to which the reading device 102 is connected.
  • the reading surface of the original 104 can be irradiated well. Therefore, according to the image reading apparatus 100 according to the present embodiment, it is possible to output good image data with less change in shading even when the height of the irradiated surface changes. .
  • Embodiment 1 of this invention was demonstrated, this Embodiment is not restricted to the above-mentioned structure.
  • the light guide 110 has a substantially circular cross section, that is, the first prism group 121, the second prism group 123, and the first emission unit 122 in the cross section of the light guide 110.
  • the example in which the portion 136 is cut out from a circle has been described.
  • the outline of the cross section of the light guide 110 is not limited to a circle.
  • the cross section of the light guide 110 may be elliptical, for example.
  • the first emission whose curvature is smaller than that of the second emission part 124 is at least partially set by appropriately setting the rotation direction around the axis 126 of the light guide 110.
  • the unit 122 can be realized.
  • the first emitting portion 122 has a flat surface or a curved surface portion having a smaller curvature at least in part than the second emitting portion 124, for example, a rod-shaped member whose section is an ellipse. May be provided.
  • both of the holders 114 hold the light source unit 113, but one of the holders 114 may hold only the end of the light guide 110 without holding the light source unit 113.
  • the first prism group 121 and the second prism group 123 have the same number of prisms 132 constituting each. However, it is desirable that the number of prisms 132 in the second prism group 123 is larger than the number of first prism groups 121.
  • the secondary light Ls is reflected by the plane mirror 115 and reaches the reading area 105, and the main light Lm reaches the reading area 105 without passing through the mirror. Therefore, depending on the reflectance of the plane mirror 115, the illuminance of the secondary light Ls in the reading region 105 may be lower than the illuminance of the main light Lm.
  • the influence of the reflectance of the plane mirror 115 is reduced by increasing the number of the prisms 132 of the second prism group 123 as compared with the number of the first prism group 121, and the main light in the reading region 105 is obtained.
  • the illuminance of Lm and the illuminance of the auxiliary light Ls can be made comparable.
  • the illumination depth can be further increased.
  • the number of the prisms 132 in the second prism group 123 may be 5% greater than the number of the first prism groups 121.
  • the example in which the first reflector 111 and the second reflector 112 are provided as separate members has been described.
  • the configuration of is not limited to this.
  • the irradiation apparatus according to Modification Example 1 includes a first prism group 121 as illustrated in FIG. 9 instead of the first reflector 111 and the second reflector 112 included in the irradiation apparatus 101 according to Embodiment 1.
  • a reflector 183 formed of an integral member that covers both the second prism group 123 is provided as a reflecting portion.
  • the integrated reflector 183 By adopting the integrated reflector 183, the number of steps for assembling the irradiation device can be reduced, so that the irradiation device can be assembled more easily. Further, when the reflector 183 is made of a resin such as white polycarbonate, for example, the molding cost can be reduced by using the reflector 183 as an integral member, so that the irradiation device can be made cheaper.
  • the first diffuse reflector is composed of the first prism group 121 and the first reflector 111
  • the second diffuse reflector is the second prism group 123 and the second reflector 112. It was decided to consist of.
  • the configuration of the first diffuse reflector or the second diffuse reflector is not limited to this.
  • the prism 132 constituting the first prism group 121 or the second prism group 123 For example, depending on the shape of the prism 132 constituting the first prism group 121 or the second prism group 123, much of the light incident on each of the first prism group 121 or the second prism group 123 may not be transmitted. May be reflected. In such a case, the first reflector 111 or the second reflector 112 may not be provided, which not only enables the same effects as in the first embodiment to be achieved, but also the irradiation device. As a result, it becomes possible to further facilitate assembly. In addition, the irradiation apparatus can be made inexpensive.
  • the first diffuse reflector is the first reflector 111 together with the first reflector 111 as in the irradiation device according to the modification 2 shown in FIG. 10 or as the irradiation device according to the modification 3 as shown in FIG.
  • a first reflective / scattering material layer 184 including a reflective / scattering material provided in the longitudinal direction on the outer surface of the light guide 110 may be provided.
  • the first reflective / scattering material layer 184 is an island shape arranged in the Y direction on the entire outer surface of the first prism group 121 or at a non-uniform pitch in the same manner as the prisms 132 constituting the first prism group 121.
  • the first reflective / scattering substance layer 184 can be provided, for example, by applying a material containing a reflective / scattering substance.
  • the reflection / scattering substance is a substance that reflects and scatters light, and is, for example, a white substance.
  • the propagation light Lp incident on the first prism group 121 can be emitted from the first emission part 122. Therefore, it is possible to achieve the same effect as in the first embodiment.
  • the second diffuse reflection section is provided on the second reflector 112 together with the second reflector 112 as in the irradiation apparatus according to the second modification shown in FIG. 10 or as in the irradiation apparatus according to the third modification shown in FIG.
  • a reflection / scattering material layer 185 including a reflection / scattering material provided in the longitudinal direction on the outer surface of the light guide 110 may be provided in the same manner as the first diffuse reflection section 184 described above.
  • the propagating light Lp incident on the second prism group 123 can be emitted from the second emission part 124. Therefore, it is possible to achieve the same effect as in the first embodiment.
  • the amount of the reflective / scattering material included in the reflective / scattering material layer included in the second diffuse reflection unit is the first diffusion.
  • the amount may be larger than the amount of the reflective / scattering substance included in the reflective / scattering substance layer provided in the reflection unit.
  • the first diffuse reflector is arranged in the longitudinal direction on the outer surface of the light guide 110 instead of the first prism group 121 and the first reflector 111.
  • the first reflection / scattering material layer 184 containing the reflection / scattering material provided on the first and second reflection / scattering materials may be provided.
  • the second diffuse reflection section may be configured by the second reflection / scattering material layer 185 instead of the second prism group 123 and the second reflector 112.
  • the first reflective / scattering material layer 184 or the second reflective / scattering material layer 185 may be provided by applying a material containing the reflective / scattering material to the outer surface of the light guide 110.
  • the reflection / scattering substance is a substance that reflects and scatters light as described above, and is, for example, a white substance.
  • the propagating light Lp incident on the first diffuse reflection section can be emitted from the first emission section 122. Further, the propagation light Lp incident on the second diffuse reflection portion can be emitted from the second emission portion 124. Therefore, it is possible to achieve the same effect as in the first embodiment.
  • the reflection / scattering material layer is provided in the form of islands arranged in the Y direction at a non-uniform pitch, like the prisms 132 constituting the first prism group 121 or the second prism group 123. This makes it possible to obtain a target distribution, for example, a COS-4 power distribution, in the reading area 105 in the Y direction.
  • the amount of the reflective scattering material included in the reflective scattering material layer constituting the second diffuse reflection part is: It is desirable that there be more than that of one diffuse reflection part.
  • adjusting the amount of the reflective / scattering substance there is a method in which the first diffusion reflection part and the second diffuse reflection part have different pitches and widths in the Y direction of the islands constituting the reflection / scattering substance layer. is there.
  • Embodiment 2 the light guide and the holder are different from the light guide 110 and the holder 114 according to the first embodiment.
  • the end of the light guide 210 according to the present embodiment includes a notch 285 as shown in FIG.
  • the notch 285 forms a plane extending in the Y direction from the end surface 168 of the light guide 210.
  • the notch 285 is provided in a different part from the first emitting part 122.
  • the length of the cutout portion 285 in the Y direction is the same as or slightly longer than the length in which the light guide 210 is fitted to the fitting portion 262 of the holder 214.
  • the holder 214 has substantially the same configuration as the holder 114 according to the first embodiment, and the shape of the hole formed by the fitting portion 262 of the holder 214 is different from the hole of the holder 114 according to the first embodiment.
  • the fitting portion 262 forms a hole that is slightly larger than a circle that forms a schematic shape of the cross section of the light guide 210 or a circular shape that is approximately the same as the circle.
  • the fitting portion 262 is in contact with the first emitting portion 122 when the end portion of the light guiding body 210 is fitted, and the light guiding body 210.
  • a second abutting portion 287 against which the notch portion 285 abuts when the end portions of the two are fitted.
  • the holder 214 further includes an urging portion 291 as shown in FIG.
  • the urging portion 291 presses the first emitting portion 122 to the first contact portion 286 and presses the notch portion 285 to the second contact portion 287.
  • the outer side surface of the end portion of the light guide 210 is biased in the direction to be moved.
  • the urging portion 291 is made of a metal that urges the pin 292 toward the center of a circle that forms a general shape viewed from the Y direction of the hole of the fitting portion 262 and the resin pin 292. It consists of a spring.
  • the pin 292 When viewed from the Y direction, the pin 292 has a position opposite to the first abutting portion 286 through the center of a circle that forms a general shape viewed from the Y direction of the hole of the fitting portion 262, and Arranged in a region not including the first contact portion 286 and the second contact portion 287 between the second contact portion 287 and the opposite side position (preferably in the middle) through the center. It is good to be done.
  • the biasing portion 291 may be provided integrally with the holder 214 by, for example, injection molding.
  • the end portion of the light guide 110 is fitted by one urging portion 291
  • the first emitting portion 122 is pressed against the first abutting portion 286 and the notch portion 285 is pressed against the second contact portion 286. It becomes possible to urge the outer surface of the end portion of the light guide 210 in the direction in which the contact portion 287 is pressed.
  • a plurality of biasing portions 291 may be provided.
  • the first emission portion 122 and the notch portion 285 are respectively the first contact portion 286 and the second contact portion 287. Pressed. Therefore, the position of the light guide 210 in the plane perpendicular to the Y direction is determined, and at the same time, the angle of the rotation direction around the axis of the light guide 210 is also determined. Therefore, when assembling the irradiation apparatus 201 according to the present embodiment, the position in the plane perpendicular to the Y direction of the light guide 210 and the angle in the rotation direction around the axis 126 of the light guide 210 are easily set. It becomes possible to decide. As a result, it is possible to stably manufacture the irradiation device 201 with little individual difference in the illuminance distribution in the X direction on the reading surface of the document 104.
  • the gate is in the vicinity of the notch 285 on the outer surface of the light guide 210 as shown by being surrounded by a dotted ellipse 296 in FIG. It is good to provide in the area
  • the inner surface of the light guide 210 is a mirror surface in order to propagate the propagation light Lp by almost total reflection on the inner surface of the light guide 210, and the installation location of the gate that will break the mirror surface is carefully determined.
  • the end surface, the first prism group 121, the second prism group 123, and the outer surface near the center in the Y direction affect the illuminance or illuminance distribution of the reading area 105, and therefore a gate is provided in such an area. Can be avoided.
  • the gate is often provided in a region (end) near the end surface 168 of the light guide 110 on the outer surface of the light guide 110, for example.
  • this region is a portion where light incident from the LED 151 is almost parallel to the end face 168, that is, light incident at a shallow angle is originally totally reflected. Therefore, when a gate is provided on the outer surface of the end portion of the light guide 110, the illuminance or illuminance distribution of the reading region 105 in the vicinity of both ends in the Y direction may be adversely affected.
  • connection part 294 that forms a step connecting the notch part 285 and the outer surface of the light guide 210 abuts or approaches the holder 114. Therefore, as shown in the drawing, the outer surface of the light guide 210 included in the range surrounded by the dotted ellipse 296 blocks the propagation light Lp when the end of the light guide 210 is fitted to the holder. It becomes a light shielding area.
  • the illuminance or illuminance distribution of the reading region 105 is not affected, and good illuminance and illuminance distribution can be obtained over the entire reading region 105. Is possible.
  • the irradiation apparatus and image reading apparatus according to the present invention can be applied to, for example, a copying machine, a scanner, and an apparatus for identifying the authenticity by reading an image of banknotes or securities.
  • 100 image reading device 101, 201 irradiation device, 102 reading device, 103 contact glass, 104 original, 105 reading area, 110, 210 light guide, 111 first reflector, 112 second reflector, 113 light source unit, 114 , 214 holder, 115 plane mirror, 121 first prism group, 122 first exit section, 123 second prism group, 124 second exit section, 136 plane section, 137 circumferential section, 151 LED, 152 substrate, 161, light source mounting portion, 162, 262, fitting portion, 183 reflector, 184, first reflection / scattering material layer, 185, second reflection / scattering material layer, 285, notch, 286, first contact portion, 287, second contact Tangent part, 291 energizing part.

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Abstract

 照明深度を深くし、かつ、容易に組み立てることが可能な照射装置を提供する。LEDが端部近傍に配置される透明な棒状の導光体110は、その長手方向に延びて設けられており、光を拡散して反射させる第1のプリズム群121およびリフレクタ111と第2のプリズム群123およびリフレクタ112とを備える。導光体110は、それぞれで反射された光を主光Lmとして出射させる第1の出射部122と副光Lsとして出射させる第2の出射部124とを備える。第1の出射部122は、平面をなす平面部136を有する。平面鏡115は、読取領域105において主光Lmと重なり合う方向へ副光Lsを反射する。

Description

照射装置および画像読取装置
 本発明は、照射装置および画像読取装置に関する。
 画像読取装置は、照射装置が原稿に光を照射し、その照射光が原稿で反射した光を受けて原稿に表された情報を含む画像データを生成する。照射光の光源には、キセノンランプやハロゲンランプが多く用いられてきたが、近年では省電力化の流れに沿って、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)へ置き換えられつつある(例えば、特許文献1、2参照)。
 一般に原稿の折り目やしわ、書籍を原稿とする場合のページの開き目の近傍などは、画像読取装置により生成された画像データが示す画像において影になって表れることがある。特許文献1に記載されたイメージセンサや、特許文献2に記載された2分岐線状光源装置は、このような影の発生を抑えるために、複数の方向から原稿に照明光を照射する。
 特許文献1に記載のイメージセンサは、端部に配置されたLEDからの光を伝搬する棒状の導光体を備える。導光体は、伝搬する光を散乱反射する第1および第2光散乱層と、第1光散乱層で散乱反射された光を出射させる第1出射部と、第2光散乱層で散乱反射された光を出射させる第2出射部とを有する。第1出射部から出射された光(主光)は、原稿の照射部を斜め方向から直接照射する。第2出射部から出射された光(副光)は、反射体で反射されて、原稿の照射部に対して斜め方向から照射する。副光は、原稿の照射部から反射された光を収束するレンズ体に対して主光とは反対側から原稿の照射部を照射する。
 特許文献1に記載のイメージセンサでは、主光と副光との光量のバランスをとることで折り目やしわにより影が生じることを少なくするため、第2光散乱層は第1光散乱層よりも幅広とされる。
 特許文献2に記載の2分岐線状光源装置では、導光体の長手方向から見た反射鏡(反射体)の断面形状が楕円状や放物線状に形成される。これによって、反射鏡で反射して原稿読取面を照射する光(副光)の広がり幅が直接原稿読取面を照射する光(主光)のそれと同程度となる。
 そのほか、主にキセノンランプを光源としているが、特許文献3には、光源からの直接光と反射部材を経由する反射光を対向する斜め方向から原稿に照射して、副走査方向の照度分布を調整するシェーディング補正方法が記載されている。
特開2008-219244号公報 特開2008-216409号公報 特開2001-148767号公報
 特許文献1に記載のイメージセンサでは、原稿の照射部における原稿搬送方向の主光と副光とのそれぞれの広がり幅が異なり、主光と副光とはいずれも原稿の照射部に対して斜め方向から照射する。このような場合、原稿が上述のレンズ体の光軸方向へイメージセンサからの距離が変化すると、その距離に応じて原稿の照射部における照度が変化することがある。そのため、書籍のページの開き目の近傍などで原稿をイメージセンサから所定の距離で配置できない部分は、生成された画像データが示す画像において濃淡が変化することがある。
 引用文献2または3に記載の2分岐線状光源装置では、楕円状や放物線状の断面形状を有する反射鏡が採用される。このような反射鏡は2分岐線状光源装置において高精度で位置決めされる必要があり、2分岐線状光源装置を組み立てることは容易ではない。
 本発明は、上述の事情を鑑みてなされたもので、照明深度を深くし、かつ、容易に組み立てることが可能な照射装置などを提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明に係る照射装置は、光を発する光源部と、光源部が端部近傍に配置される透明な棒状の導光体と、導光体の長手方向に延びて設けられており、導光体の内部を伝搬する光を拡散して反射させる第1の拡散反射部と、第1の拡散反射部の反射方向にある導光体の外面で長手方向に延びる部分であって、第1の拡散反射部により反射された光を主光として出射させる第1の出射部と、導光体の長手方向に延びて設けられており、導光体の内部を伝搬する光を拡散して反射させる第2の拡散反射部と、第2の拡散反射部の反射方向にある導光体の外面で長手方向に延びる部分であって、第2の拡散反射部により反射された光を副光として出射させる第2の出射部と、所定の領域において主光と重なり合う方向へ副光を反射する平面鏡と、を備える。第1の出射部は、平面、または長手方向から見て第2の出射部より小さい曲率の曲面をなす部分、を少なくとも一部に含む。
 本発明によれば、第1の出射部が第2の出射部より小さい曲率の曲面または平面を有するため、主光は副光よりも広い発散角を有する。これによって、照明深度を深くすることが可能になる。また、副光を反射する鏡は平面鏡であるため、容易に組み立てることが可能になる。
本発明の実施の形態1に係る画像読取装置の構成を示す斜視図である。 実施の形態1に係る照射装置を導光体の長手方向に見た断面図である。 図2のI-I線における断面図である。 図3の破線丸囲みの領域を拡大して示す図である。 図2のII-II線における断面図である。 実施の形態1に係る照射装置により照射した場合のコンタクトガラスの上面でのX方向の照度分布を示す図である。 実施の形態1に係る照射装置により照射した場合のコンタクトガラスの上方5mmでのX方向の照度分布を示す図である。 実施の形態1に係る照射装置により照射した場合のコンタクトガラスの上方10mmでのX方向の照度分布を示す図である。 比較のための照射装置により照射した場合のコンタクトガラスの上面でのX方向の照度分布を示す図である。 比較のための照射装置により照射した場合のコンタクトガラスの上方5mmでのX方向の照度分布を示す図である。 比較のための照射装置により照射した場合のコンタクトガラスの上方10mmでのX方向の照度分布を示す図である。 読取領域における被照射面の高さ方向位置と照度の変化を示す図である。 変形例1に係る照射装置の導光体とその近傍を長手方向から見た断面図である。 変形例2に係る照射装置の導光体とその近傍を長手方向から見た断面図である。 変形例3に係る照射装置の導光体を長手方向から見た断面図である。 変形例4に係る照射装置の導光体を長手方向から見た断面図である。 本発明の実施の形態2に係る導光体の端部近傍とホルダとの構成を示す分解斜視図である。 実施の形態2に係る導光体の端部近傍およびホルダの、導光体の長手方向に沿った断面図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。全図を通じて同一の要素には同一の符号を付す。なお、画像読取装置を構成する部材の寸法比は適宜変更されてよく、各図に示すものに限られない。
 実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1に係る画像読取装置の構成を示す斜視図である。画像読取装置100は、コンタクトガラス103に載置された原稿104の一面(読取面)に表された文字、図形、記号などの情報を読み取り、読み取った情報を含む画像データを出力する装置である。なお、原稿104は画像読取装置100に情報を読み取らせる対象となる物の一例である。画像読取装置100は、照射装置101と読取装置102とを備える。
 照射装置101は、ライン状の読取領域105に、読み取りラインに交わる異なる2方向から光を照射する装置である。読取領域105は、照射装置101を用いて最適な照度および照度分布で光を照射することができる領域として適宜定められてよい。照射装置101は、導光体110、第1のリフレクタ111、第2のリフレクタ112、2つの光源部113、2つのホルダ114および平面鏡115とを備える。
 導光体110は、例えばアクリルやシクロオレフィン系の透明樹脂、または、ガラスなどの材料で作られた透明な棒状の部材である。導光体110の長手方向を照射装置101の長手方向(以下、「Y方向」)という。導光体110をY方向に見た断面(以下、「導光体110の断面」という。)は概ね円形である。詳細には例えば、照射装置101をY方向から見た断面図である図2に示すように、円弧の一部をその弦に切り欠いた形状をなす。
 導光体110は、例えば図2に示すように、その外面に、第1のプリズム群121、第1の出射部122、第2のプリズム群123および第2の出射部124を備える。第1のプリズム群121は多数の微小なプリズムを備え、導光体110のY方向に延びる外面(外側面)を形成する。
 図3は、図2のI-I線での、すなわち第1のプリズム群121のY方向に垂直な幅方向の中心と導光体110の中心軸(以下、単に「軸」という。)126とを含む平面での断面を矢示方向に見た断面図を示す。図3の破線丸囲みの領域128を拡大して図4に示すように、第1のプリズム群121の各プリズム132は例えば、Y方向に帯状に延びる平面をなす領域(第1のプリズム領域)131から導光体110の断面の径方向に突き出す山型をなし、不均一なピッチで千数百~数千本Y方向に並ぶ。第1のプリズム群121の各プリズム132の幅は例えば約100μmである。
 第1のプリズム群121の各プリズム132の稜線134は例えば、Y方向に垂直であって、第1のプリズム領域131と平行である。
 第1の出射部122は、図2および図3に示すように、導光体110の外面のY方向に帯状に延びる部分であって、導光体110の軸126を挟んで概ね第1のプリズム群121に対向する位置に設けられる。第1の出射部122は、導光体110の軸126に平行な平面を形成する平面部136を有する。第1の出射部122は、さらに、図2に示すように長手方向から見た場合に、平面部136の両端に接続する導光体110の概形をなす円周の一部(円周部)137を含む。
 なお、第1の出射部122は、平面部136に代えて、導光体110の断面の概形となる円の半径をR[m]とした場合に、曲率が1/Rよりも小さい曲面を形成する曲面部を備えてもよい。また、第1の出射部122は円周部137を含まなくてもよい。
 第2のプリズム群123は多数の微小なプリズムを備え、導光体110の外側面を形成する。図1に示すように、第2のプリズム群123は、導光体110の外側面において第1のプリズム群121と第1の出射部122との間に設けられる。詳細には例えば、第2のプリズム群123は、図2に示すようにY方向から見た場合に、導光体110の外側面の概形をなす円を第1のプリズム群121と第1の出射部122との中間を通る直径で分けた2つの半円のうち、第1のプリズム群121が設けられている側の半円内に設けられる。
 図5は、図2のII-II線での、すなわち第2のプリズム群123のY方向に垂直な幅方向の中心と導光体110の軸126とを含む平面での断面を矢示方向に見た断面図を示す。第2のプリズム群123は例えば、第1のプリズム群121と同様に、Y方向に帯状に延びる平面をなす領域(第2のプリズム領域)から導光体110の断面の径方向に突き出す山型をなし、不均一なピッチで千数百~数千本Y方向に並ぶ(図4参照)。第2のプリズム群123の各プリズム132の幅は例えば約100μmである。
 第2のプリズム群123の各プリズム132の稜線134は例えば、第1のプリズム群121を構成するものと同様に、Y方向に垂直であって、第2のプリズム領域と平行である。
 第2の出射部124は、図2および図5に示すように、導光体110の外面でY方向に帯状に延びる部分であって、導光体110の軸126を挟んで概ね第2のプリズム群123に対向する位置に形成される。第2の出射部124は、長手方向から見た場合に、導光体110の概形を形成する円の一部をなす。すなわち、導光体110の断面の概形となる円の半径をR[m]とした場合、第2の出射部124の曲率は1/Rである。
 第1のリフレクタ111は、図1に示すようにY方向に延びる帯状の部材であって、その一面に光を反射する面(第1の反射面)141を有する。第1の反射面141は、原稿104の読取面での照度を向上させるために、例えば90%以上の高い反射率であることが望ましく、そのため梨地面(ざらつきのある面)または鏡面である。
 第1のリフレクタ111は、例えば白色のポリカーボネート等の樹脂で作られる。第1のリフレクタ111は例えば金属板金のような構造部材に白色テープを貼ったものであってもよい。
 第1の反射面141は、第1のリフレクタ111の形状に応じてY方向に延びる帯状をなしており、図2および図3に示すように第1のプリズム群121に所定の距離だけ離間して対置される。第1の反射面141は第1のプリズム群121より広く、第1のプリズム群121の全体を覆うように配置される。本実施の形態では、第1のプリズム群121と第1のリフレクタ(反射部)111とで、第1の拡散反射部が構成される。
 第2のリフレクタ112は、図1に示すようにY方向に延びる帯状の部材であって、その一面に光を反射する梨地面または鏡面(第2の反射面)143を有する。第2の反射面143は、原稿104の読取面での照度を向上させるために、例えば90%以上の高い反射率であることが望ましく、そのため梨地面または鏡面である。
 第2のリフレクタ112は、例えば白色のポリカーボネート等の樹脂で作られる。第2のリフレクタ112は例えば金属板金のような構造部材に白色テープを貼ったものであってもよい。
 第2の反射面143は、第2のリフレクタ112の形状に応じてY方向に延びる帯状をなしており、図2および図5に示すように第2のプリズム群123に所定の距離だけ離間して対置される。第2の反射面143は第2のプリズム群123より広く、第2のプリズム群123の全体を覆うように配置される。本実施の形態では、第2のプリズム群123と第2のリフレクタ(反射部)112とにより第2の拡散反射部が構成される。
 各光源部113は、例えば図1に示すように、光源であるLED(Light Emitting Diode)151と基板152とを備える。LED151は、基板152の一方の面に実装されている。基板152はアルミニウム等の金属、ガラスエポキシ、ポリイミド等の樹脂、セラミック等を材料として作られている。基板152は、コネクタを介して電源ケーブルが接続されており(図示せず)、それによって、LED151を点灯されるための電力が供給される。
 導光体110の両端にある2つのホルダ114は、例えば図1に示すように、導光体110と光源部113とを保持する部材である。各ホルダ114は、光源部113を取り付ける光源取付部161と、導光体110の端部が嵌合する嵌合部162とを備える。光源取付部161に光源部113が取り付けられると、LED151はホルダ114内の光源空間165に配置される(図3、図5参照)。
 嵌合部162は、Y方向から見た場合に、導光体110の断面の概形をなす円より僅かに大きいか、それと同程度の大きさの概ね円形をなす孔を形成する。嵌合部162が形成する孔は光源空間165と連通する。なお、第1の出射部122の平面部136または曲面部が導光体110の端面168まで延びて設けられる場合には、嵌合部162は、導光体110の端部が嵌合した場合に第1の出射部122が当接する当接部(第1の当接部)を有する。
 このような構成を備えることによって、光源部113と導光体110とがホルダ114に保持された場合、LED151と導光体110の端面168とは対置され、導光体110の端部はホルダ114で覆われる。この場合、LED151と導光体110の端面168とは近接していることが望ましい。
 各ホルダ114は、例えばLED151が発する光を拡散反射するために、白色のポリカーボネート等の樹脂から形成される。ホルダ114の光源空間165を形成する面および嵌合部162の孔を形成する面は、原稿104の読取面での照度を向上させるために高い反射率を有することが望ましく、例えば梨地面または鏡面である。
 基板152には、例えば図3に示すように、LED151が発光している間の温度上昇を抑えるために、光源部113の背面、すなわち基板152のLED151が設けられていない方の面にヒートシンク169が設けられる。
 平面鏡115は、図1に示すように、Y方向に帯状に延びる平らな鏡面を有する。平面鏡115は例えば、研磨されたガラス基材の一面にアルミニウム等の金属を蒸着して平らな鏡面を形成すること、または、アルミニウム等の金属製の部材の一面を研磨して平らな鏡面を形成することなどによって製造される。平面鏡115の鏡面は原稿104の読取面での照度を向上させるために高い反射率であることが望ましく、そのため例えば増反射コートが施されていてもよい。
 平面鏡115は、図2に示すように、第2のプリズム群123から第2の出射部124を臨む方向に配置される。なお、照射装置101の短手方向(以下、「X方向」という。)は、Y方向から見て、導光体110の軸126と平面鏡115の鏡面上の点(典型的には、平面鏡115の鏡面の中心)170とを結ぶ線の方向により規定される。
 平面鏡115の鏡面は、X方向とY方向の両方に垂直な方向(Z方向)から見て第2の出射部124の方向を向き、望ましくは副光Lsが通過する全域に広がり、これによって、第2の出射部124から出射される副光Lsのほぼ全体を反射する。平面鏡115の鏡面は、反射した副光Lsと第1の出射部122から出射される主光Lmとが読取領域105で重なり合う方向を向けて配置される。主光Lmと副光Lsとが重なり合う領域が読取領域105となる。
 読取領域105は、導光体110の軸126と平面鏡115の鏡面上のY方向に延びる線(典型的には、平面鏡115の鏡面のY方向に延びる中心線)170とに等距離でX方向に垂直な平面上に形成されることが望ましい。
 読取装置102は、照射装置101から照射された光が読取面で反射した光(反射光)を受けて画像データを出力する装置である。読取装置102は、図1に示すように、複数の読取系ミラー175と、光学レンズ176と、イメージセンサ177とを備える。
 各読取系ミラー175は例えば、それぞれY方向に平行な帯状の平面の鏡面を有する。複数の読取系ミラー175の少なくとも1つの鏡面は、反射光が進む反射経路180(図2参照)に配置される。そして、複数の読取系ミラー175は反射光を光学レンズ176へ導く。光学レンズ176は複数の読取系ミラー175により導かれた光を集光してイメージセンサ177に読取領域105の像を結ぶ。イメージセンサ177は、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ、またはCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)イメージセンサなどから構成され、受けた光を電気信号(画像データ)に変換して出力する。
 ここまで、画像読取装置100の構成について説明した。ここから画像読取装置100が画像データを生成する過程について、図を参照して説明する。
 ここで説明のために、各方向を詳細に定義する。X方向およびY方向は水平な方向であるとする。そのX方向とY方向とに垂直な方向、すなわち高さ方向をZ方向とする。そして、導光体110の軸126から平面鏡115の中心線170へ向かう方向をXの正方向(例えば図1に示す短手方向Xの矢示方向)とし、その逆方向はXの負方向とする。Xの正方向を左に向けた場合の奥行き方向をYの正方向(例えば図1に示す長手方向Yの矢示方向)とし、その逆方向をYの負方向とする。図1において、コンタクトガラス103に載置された原稿104は下向きであって、照射装置101は下から原稿104に光を照射すると見て、高さの上方向(例えば図1に示す高さ方向Zの矢示方向)をZの正方向とし、その逆方向をZの負方向とする。すなわち、座標系XYZは左手系である。なお、これらの方向は説明のために用いるものであって、本願に係る発明を限定する趣旨ではない。
 原稿104は、例えば図2に示すように、読取面を下方に向けてコンタクトガラス103に載置される。各LED151には基板152を介して電力が供給され、それによって、各LED151は光を発する。各LED151が発した光は、導光体110の端面168から導光体110の内部へ入射する。
 本実施の形態では、ホルダ114の光源空間165を形成する面は高い反射率を有する。そのため、各LED151が発した光は、導光体110の端面168を介して内部へ直接的に入射するだけでなく、ホルダ114の光源空間165を形成する面で反射した光も入射する。また、ホルダ114の嵌合部162は高い反射率を有する面で導光体110の端部を覆うため、導光体110の端部の外面から光が漏れ出すことを防ぐことができる。したがって、LED151が発した光の利用効率を向上させることが可能になる。
 導光体110の内部へ入射した光は、後述するように第1のプリズム群121および第2のプリズム群123に当たらなければ、導光体110の内側面でほぼ全反射しながら伝搬光Lpとして導光体110の内部を概ね正と負のY方向に伝搬する。図3および図5は導光体110のY方向負側の端部の近傍における伝搬光Lpを示しており、両図に示す伝搬光LpはYの正方向に伝搬している。
 伝搬光Lpの一部は、図3に示すように、第1のプリズム群121と第1のリフレクタ111とで拡散し反射する。伝搬光Lpの一部は、第1のプリズム群121で反射する。第1のプリズム群121を透過した光の一部は第1のリフレクタ111で反射拡散し、第1のプリズム群121を介して導光体110の内部へ再入射する。
 第1のプリズム群121と第1のリフレクタ111とにより拡散し反射した光は、図2に示すように、導光体110の軸126を挟んで概ね第1のプリズム群121に対向する第1の出射部122から主光Lmとして出射される。主光Lmの少なくとも一部は、同図に示すように、コンタクトガラス103で屈折して読取領域105へ右斜め下方から進む。
 伝搬光Lpの一部は、図5に示すように、第2のプリズム群123と第2のリフレクタ112とで拡散し反射する。伝搬光Lpの一部は、第2のプリズム群123で反射し、第2のプリズム群123を透過した光の一部は第2のリフレクタ112で反射拡散して第2のプリズム群123を介して導光体110の内部へ再入射する。
 第2のプリズム群123と第2のリフレクタ112とにより拡散し反射した光は、導光体110の軸126を挟んで概ね第2のプリズム群123に対向する第2の出射部124から副光Lsとして出射される。
 平面鏡115は第2のプリズム群112から第2の出射部124を臨む方向に配置されているため、副光Lsは、図2に示すように、平面鏡115によって反射される。副光Lsの少なくとも一部は、同図に示すように、コンタクトガラス103で屈折して読取領域105へ左斜め下方から進む。
 このように読取領域105では、右斜め下方から進んできた主光Lmと左斜め下方から進んできた副光Lsとが重なり合う。
 第1の出射部122は平面部136を有するのに対して、第2の出射部124は円周部で形成される。主光Lmは副光Lsよりも広い発散角を有する。
 副光Lsは主光Lmとは異なり、読取領域105へ至るまでに平面鏡115を経由する。そのため、第2の出射部124から読取領域105へ至る副光Lsの経路は、第1の出射部122から読取領域105へ至る主光Lmの経路よりも長い。
 主光Lmと副光Lsとで発散角および経路がこのように異なることによって、所定値以上の照度となる主光Lmと副光LsとのX方向の幅は、Z方向の位置にかかわらず同程度になる。
 この点、異なるZ方向の位置におけるX方向の照度分布を示す図を参照して詳細に説明する。なお、コンタクトガラス103の上面をZ方向の位置の基準(0mm)とし、読取領域105をX方向の位置の基準(0mm)とする。
 図6Aは、実施の形態1に係る照射装置により照射した場合のコンタクトガラスの上面でのX方向の照度分布を示す図である。図6Bは、実施の形態1に係る照射装置により照射した場合のコンタクトガラスの上方5mmでのX方向の照度分布を示す図である。図6Cは、実施の形態1に係る照射装置により照射した場合のコンタクトガラスの上方10mmでのX方向の照度分布を示す図である。
 図6A~図6Cを参照すると、所定値以上の照度となる主光Lmと副光LsとのX方向の幅は、Z方向の位置にかかわらず同程度になっている。そして、主光Lmと副光Lsのピークの位置は、X=0を中心にほぼ対称(ピークの位置Xの絶対値がほぼ同じ)である。このため、Z方向の位置が変化しても、主光Lmによる照度分布と副光Lsによる照度分布とを足し合わせた合成照度分布(図中の主光+副光)は、X=0の軸を中心におよそ左右対称となっており、その照度がピークとなるX方向の位置は大きく移動しない。
 また、主光Lmと副光Lsとはいずれも拡散光であるので、Z方向の位置が0mmから5mm、10mmへと変化するにつれて、それぞれのX方向の幅が広がると同時に、主光Lmと副光Lsとが重なり合う領域(図2に示す有効照射領域182)のX方向の幅も次第に大きくなる。そのため、Z方向の位置が変化しても、主光Lmと副光Lsとを足し合わせた照度はあまり変化しない。
 これに対する比較例として、図7A~図7Cはそれぞれ、本実施の形態に係る照射装置101の第1の出射部122に代えて、円周部のみからなる、つまり曲率が第2の出射部124と同じ1/Rである第1の出射部を備えた照射装置(比較のための照射装置)によって照射した場合のZ=0mm、5mm、10mmでのX方向の照度分布を示す。
 図7A~図7Cを参照すると、所定値以上の照度となる主光Lmと副光LsとのX方向の幅は主光Lmの方が副光Lsよりも狭く、ピークの照度は主光Lmの方が副光Lsよりも高い。このため、Z方向の位置が0mmから5mm、10mmへと変化するにつれて、主光Lmの照度分布がピークとなるX方向の位置が移動し、それに従って、合成照度分布がピークとなるX方向の位置は大きく移動する。
 このように、本実施の形態に係る照射装置101によれば、読取領域105およびその上方には主光Lmと副光Lsとが右と左とで異なる斜め下方から進んでくるだけでなく、所定値以上の照度となる主光Lmと副光LsとのX方向の幅がZ方向の位置にかかわらず同程度になる。また、Zの正方向へ移動するにつれて、主光Lmと副光Lsとが重なり合う有効照射領域182のX方向の幅は次第に大きくなる。
 これらのことから、原稿104の読取面の位置が読取領域105からZ方向に変化した場合であっても照度の変化を低減させること、すなわち照明深度を深くすることが可能になる。ここで、本実施の形態の照射装置と比較例とで、被照射面の高さ方向(照明深度方向)の照度の変化を比べてみる。
 図8は、本実施の形態に係る照射装置101と比較のための照射装置とのそれぞれについて、読取領域における被照射面の高さ方向位置と照度の変化を示す図である。図8では、照射装置101と比較のための照射装置とのいずれについてもZ=0mmでの照度を1として正規化している。図8から分かるように、Z方向の位置の変化に対する照度の変化は、本実施の形態に係る照射装置101による場合の方が比較のための照射装置による場合よりも小さい。
 その結果、例えば書籍の開き目などのように、コンタクトガラス103上に設定された読取領域105から読取面が離隔してしまうような場合であっても、適切に原稿104の読取面を照射することが可能になる。
 また、本実施の形態に係る照射装置101では、Y方向から見た鏡面の断面形状が楕円や放物線をなす鏡(トロイダルミラー)ではなく、断面形状が直線をなす平面鏡115を用いている。照射装置101を組み立てる場合、Y方向から見た鏡面の形状が楕円や放物線の鏡であれば鏡面の姿勢を決める6個の自由度すべてに高い精度が必要となるが、平面鏡115であれば鏡面に沿った直線の2方向と、鏡面内の回転の少なくとも3個の自由度は高い精度を必要としない。したがって、照射装置101を容易に組み立てることが可能になる。
 平面鏡115は、その製造がトロイダルミラーより容易であるため安価であり、その結果、照射装置101を安価にすることが可能になる。鏡面の形状の測定も容易であるため、照射装置101の品質管理も容易にすることが可能になる。
 第1の出射部122が平面部を有する場合、円筒状の部材の一部をY方向にカットした形状であるため、ポリカーボネートやシクロオレフィン系の樹脂で射出成形して導光体110を製作することができ、この場合、ヒケが発生しにくく、必要とする形状精度を容易に達成することが可能になる。また、導光体110の断面の形状は主に円弧と直線からなるため、形状の測定が容易で品質管理も容易にすることが可能になる。
 さらに、ホルダ114に嵌合部162よりも光源空間165を狭くする段差部を設け、導光体110の端面168を段差部に押し当てることで、ホルダ114に対して導光体110を位置決めして嵌め合わせることができる。嵌合部162は、第1の出射部122が当接する第1の当接部を有する場合、それらは平面または導光体110の断面の概形をなす円とは異なる曲率の曲面を有することになる。この場合には、導光体110の軸126を中心とする回転方向の位置決めも容易になる。したがって、これらによっても照射装置101の組み立てを容易にすることが可能になる。
 また、第1のプリズム群121および第2のプリズム群123を構成するプリズム132は不均一なピッチで数百~数千本Y方向に並んでおり、これによって、読取領域105におけるY方向の照度分布を目標とする分布、例えばCOS-4乗型の分布にすることが可能になる。
 さらに、高い反射率を有する第1のリフレクタ111を備えることによって第1のプリズム群121を透過した光を導光体110の内部へ再入射させることができるので、第1のプリズム群121に入射した光の多くを第1の出射部122から出射させることができる。これによって、原稿104の読取面における照度を向上させることが可能になる。
 第2のリフレクタ112についても同様である。高い反射率を有する第2のリフレクタ112を備えることによって、第2のプリズム群123に入射した光の多くを第2の出射部124から出射させることができるので、原稿104の読取面における照度を向上させることが可能になる。
 主光Lmと副光Lsとはそれぞれ、図2に示すように右斜め下方と左斜め下方とから、読取領域105またはその上方に配置された原稿104の読取面を照射する。主光Lmと副光Lsとは原稿104の読取面で反射/吸収され、拡散する。反射光は読取面の反射/吸収率分布に応じて反射し拡散するため、読取面の情報を含んだものとなる。読取領域105の画像は、読取装置102の読取系鏡群175と光学レンズ176とで結像されてイメージセンサ177により受光される。イメージセンサ177は、受光した光の強度に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、照射装置101によって主光Lmと副光Lsとが照射された部分の読取面の情報を含む画像データである。
 このようにして、読取装置102は画像データを出力する。照射装置101は例えば、図示しない駆動装置によってX方向に移動しながら原稿104の読取面の所定の領域を照射する。なお、照射装置101が移動する代わりに、原稿104が駆動装置によってX方向に搬送されてもよく、これによっても照射装置101は読取面の所定の領域を照射することができる。
 読取装置102は、照射された部分に対応する画像データを順次出力する。順次出力される画像データはメモリに記憶され、これによって、原稿104の読取面の所定の領域に表された情報を含む画像データが生成される。ここで、順次出力される画像データを記憶するメモリは、読取装置102が備えてもよいし、読取装置102が接続される装置が備えてもよい。
 上述のようにコンタクトガラス103上に設定された読取領域105から読取面が離隔してしまうような場合であっても、良好に原稿104の読取面を照射することが可能になる。そのため、本実施の形態に係る画像読取装置100によれば、被照射面の高さが変化するような場合であっても濃淡の変化を少なくした良好な画像データを出力することが可能になる。
 以上、本発明の実施の形態1について説明したが、本実施の形態は上述の構成に限られない。
 実施の形態1では、導光体110の断面が概ね円形をなす、すなわち、導光体110の断面において第1のプリズム群121と第2のプリズム群123と第1の出射部122が有する平面部136とを円形から切り欠いた形状をなす例により説明した。しかし、導光体110の断面の概形は円形に限られない。
 導光体110の断面は例えば楕円形であってもよい。この場合、照射装置101を組み立てる際にその導光体110の軸126を中心とした回転方向を適宜設定することによって、少なくとも一部において第2の出射部124よりも曲率が小さい第1の出射部122を実現することができる。もちろん、第1の出射部122には実施の形態1と同様に平面または第2の出射部124よりも少なくとも一部において曲率が小さい曲面部が、例えば断面が楕円をなす棒状の部材を加工して、設けられてもよい。
 実施の形態1ではホルダ114の両方が光源部113を保持することとしたが、ホルダ114の一方は、光源部113を保持せずに導光体110の端部のみを保持してもよい。
 実施の形態1では第1のプリズム群121と第2のプリズム群123とでそれぞれを構成するプリズム132の本数を同程度とした。しかし、第2のプリズム群123のプリズム132の本数は第1のプリズム群121の本数より多い方が望ましい。
 実施の形態1で説明したように、副光Lsは平面鏡115で反射されて読取領域105に至り、主光Lmは鏡を経由することなく読取領域105に至る。そのため、平面鏡115の反射率によっては、読取領域105において副光Lsの照度は主光Lmの照度よりも低くなることがある。
 そこで、上述のように、第2のプリズム群123のプリズム132の本数を第1のプリズム群121の本数より多くすることで、平面鏡115の反射率による影響を軽減し、読取領域105において主光Lmの照度と副光Lsの照度とを同程度にすることが可能になる。その結果、照明深度をさらに深くすることが可能になる。例えば平面鏡115の反射率が95%である場合、第2のプリズム群123のプリズム132の本数を第1のプリズム群121の本数より5%多くするとよい。
 実施の形態1では第1のリフレクタ111と第2のリフレクタ112とが別部材で設けられる例により説明したが、第1のプリズム群121と第2のプリズム群123を透過した光を反射するリフレクタの構成はこれに限られない。例えば変形例1に係る照射装置は、実施の形態1に係る照射装置101が備える第1のリフレクタ111と第2のリフレクタ112とに代えて、図9に示すように第1のプリズム群121と第2のプリズム群123との両方を覆う一体の部材で構成されるリフレクタ183を反射部として備える。
 一体のリフレクタ183を採用することによって、照射装置の組み立ての工数を減らすことができるので、照射装置をより容易に組み立てることが可能になる。また、リフレクタ183が例えば白色のポリカーボネート等の樹脂で作られる場合、リフレクタ183を一体の部材とすることによって成形費用が抑えられるため、照射装置をより安価にすることが可能になる。
 実施の形態1では、第1の拡散反射部が、第1のプリズム群121と第1のリフレクタ111とで構成され、第2の拡散反射部が第2のプリズム群123と第2のリフレクタ112とで構成されることとした。しかし、第1の拡散反射部または第2の拡散反射部の構成はこれに限られない。
 例えば、第1のプリズム群121または第2のプリズム群123を構成するプリズム132の形状によっては、第1のプリズム群121または第2のプリズム群123のそれぞれに入射した光の多くが透過せずに反射することがある。このような場合には、第1のリフレクタ111または第2のリフレクタ112は設けられなくてもよく、これによって、実施の形態1と同様の効果を奏することが可能になるだけでなく、照射装置の組み立てをさらに容易にすることが可能になる。また、照射装置を安価にすることが可能になる。
 また例えば、第1の拡散反射部は、図10に示す変形例2に係る照射装置のように第1のリフレクタ111とともに、または図11に示す変形例3に係る照射装置のように第1のリフレクタ111に代えて(図11参照)、導光体110の外面に長手方向に設けられた反射散乱物質を含む第1の反射散乱物質層184を備えてもよい。例えば第1の反射散乱物質層184は、第1のプリズム群121の外面の全体に、または、第1のプリズム群121を構成するプリズム132と同様に不均一なピッチでY方向に並ぶ島状に第1のプリズム群121の外面に設けられるとよい。第1の反射散乱物質層184は例えば、反射散乱物質を含む材料を塗布することで設けることができる。ここで、反射散乱物質は光を反射し散乱させる物質であって、例えば白色の物質である。
 これによっても、第1のプリズム群121に入射した伝搬光Lpを第1の出射部122から出射させることができる。したがって、実施の形態1と同様の効果を奏することが可能になる。
 第2の拡散反射部が、図10に示す変形例2に係る照射装置のように第2のリフレクタ112とともに、または図11に示す変形例3に係る照射装置のように第2のリフレクタ112に代えて、上述の第1の拡散反射部184と同様に導光体110の外面に長手方向に設けられた反射散乱物質を含む反射散乱物質層185を備えてもよい。これによっても、第2のプリズム群123に入射した伝搬光Lpを第2の出射部124から出射させることができる。したがって、実施の形態1と同様の効果を奏することが可能になる。
 第1のプリズム群121と第2のプリズム群123の両方が反射散乱物質層を備える場合、第2の拡散反射部が備える反射散乱物質層に含まれる反射散乱物質の量は、第1の拡散反射部が備える反射散乱物質層に含まれる反射散乱物質の量よりも多くてもよい。反射散乱物質の量の調整には、第1の拡散反射部と第2の拡散反射部とで反射散乱物質層のY方向のピッチ、幅などを異なるものにするなどの方法がある。
 これによって、第2のプリズム群123のプリズム132の本数を第1のプリズム群121の本数より多くするのと同様に、平面鏡115の反射率による影響を軽減し、読取領域105において主光Lmの照度と副光Lsの照度とを同程度にすることが可能になる。その結果、照明深度を深くすることが可能になる。
 さらに例えば、図12に示す変形例4に係る照射装置のように第1の拡散反射部は、第1のプリズム群121および第1リフレクタ111に代えて、導光体110の外側面に長手方向に設けられた反射散乱物質を含む第1の反射散乱物質層184で構成されてもよい。同様に、第2の拡散反射部は、第2のプリズム群123および第2のリフレクタ112に代えて、第2の反射散乱物質層185で構成されてもよい。第1の反射散乱物質層184または第2の反射散乱物質層185は例えば、反射散乱物質を含む材料を導光体110の外側面に塗布することで設けられるとよい。反射散乱物質は上述のように光を反射し散乱させる物質であって、例えば白色の物質である。
 これによっても、第1の拡散反射部に入射した伝搬光Lpを第1の出射部122から出射させることができる。また、第2の拡散反射部に入射した伝搬光Lpを第2の出射部124から出射させることができる。したがって、実施の形態1と同様の効果を奏することが可能になる。
 この場合、反射散乱物質層は、第1のプリズム群121または第2のプリズム群123を構成するプリズム132と同様に、不均一なピッチでY方向に並ぶ島状に設けられることが望ましい。これによって、読取領域105におけるY方向の照度分布を目標とする分布、例えばCOS-4乗型の分布にすることが可能になる。
 第1の拡散反射部と第2の拡散反射部と両方が反射散乱物質層で構成される場合、第2の拡散反射部を構成する反射散乱物質層に含まれる反射散乱物質の量は、第1の拡散反射部のそれよりも多い方が望ましい。反射散乱物質の量の調整には、第1の拡散反射部と第2の拡散反射部とで反射散乱物質層を構成する島のY方向のピッチ、幅などを異なるものにするなどの方法がある。
 これによって、第2のプリズム群123のプリズム132の本数を第1のプリズム群121の本数より多くするのと同様に、平面鏡115の反射率による影響を軽減し、例えばコンタクトガラス103の上面において副光Lsの照度と主光Lmの照度とを同程度にすることが可能になる。その結果、照明深度を深くすることが可能になる。
 実施の形態2.
 実施の形態2では導光体とホルダとが、実施の形態1に係る導光体110とホルダ114とは異なる。本実施の形態に係る導光体210の端部は、図13に示すように、切欠部285を備える。切欠部285は、導光体210の端面168からY方向に延びる平面を形成する。切欠部285は、第1の出射部122と異なる部分に設けられる。切欠部285のY方向の長さは、導光体210がホルダ214の嵌合部262と嵌合する長さと同じかそれよりも僅かに長い。
 ホルダ214は、実施の形態1に係るホルダ114と概ね同様の構成を備えており、ホルダ214の嵌合部262が形成する孔の形状が実施の形態1に係るホルダ114の孔と異なる。嵌合部262は、Y方向から見た場合に、導光体210の断面の概形をなす円より僅かに大きいか、それと同程度の概ね円形をなす孔を形成する。嵌合部262は、導光体210の端部が嵌合した場合に第1の出射部122が当接する実施の形態1と同様の第1の当接部286に加えて、導光体210の端部が嵌合した場合に切欠部285が当接する第2の当接部287を備える。
 ホルダ214はさらに、図13に示すように、付勢部291を備える。付勢部291は、導光体110の端部が嵌合した場合に第1の出射部122を第1の当接部286へ押圧するとともに切欠部285を第2の当接部287へ押圧する方向へ導光体210の端部の外側面を付勢する。
 詳細には例えば、付勢部291は、樹脂製のピン292と、嵌合部262の孔のY方向から見た概形を形成する円の中心へ向けてピン292を付勢する金属製のバネとから構成される。ピン292は、Y方向から見た場合に、嵌合部262の孔のY方向から見た概形を形成する円の中心を介して第1の当接部286と反対側の位置と、その中心を介して第2の当接部287と反対側の位置との間(望ましくはその中間)で、第1の当接部286および第2の当接部287を含まない側の領域に配置されるとよい。なお、付勢部291は、例えば射出成形などによって、ホルダ214と一体で設けられてもよい。
 これによって、1つの付勢部291によって、導光体110の端部が嵌合した場合に第1の出射部122を第1の当接部286へ押圧するとともに切欠部285を第2の当接部287へ押圧する方向へ導光体210の端部の外側面を付勢することが可能になる。なお、付勢部291は複数設けられてもよい。
 本実施の形態2によれば、導光体210の端部が嵌合した場合、第1の出射部122および切欠部285のそれぞれは第1の当接部286および第2の当接部287に押圧される。そのため、導光体210のY方向に垂直な面内における位置が定まり、同時に導光体210の軸を中心とした回転方向の角度も定まる。したがって、本実施の形態に係る照射装置201を組み立てる場合に、導光体210のY方向に垂直な面内における位置と導光体210の軸126を中心とした回転方向の角度とを容易に決定することが可能になる。その結果、原稿104の読取面におけるX方向の照度分布において個体差の少ない照射装置201を安定して製造することが可能になる。
 また、導光体210がポリカーボネートやシクロオレフィン系の樹脂を射出成形して製作される場合、導光体210の外面のどこかに射出用のゲートが必要になる。本実施の形態では、ゲートは、図14に点線の楕円296で囲んで示すように、導光体210の外側面のうち切欠部285の近傍であって、切欠部285から導光体210のY方向に沿って中心側の伝搬光Lpが照射しない領域(遮光領域)に設けられるとよい。
 一般に導光体210の内面でほぼ全反射させて伝搬光Lpを伝搬させるために、導光体210の内面は鏡面であることが望ましく、鏡面を崩すことになるゲートの設置箇所は注意深く決定される。例えば端面、第1のプリズム群121、第2のプリズム群123、およびY方向の中央付近の外側面は、読取領域105の照度または照度分布に影響するため、このような領域にゲートを設けることは避けられる。
 例えば実施の形態1の場合、ゲートは例えば導光体110の外側面のうち、導光体110の端面168に近い領域(端部)に設けられることが多い。しかし、この領域はLED151から端面168に対し平行に近い、すなわち浅い角度で入射した光が本来最初に全反射される部分である。そのため、導光体110の端部の外側面にゲートを設けると、特にY方向の両端近傍における読取領域105の照度または照度分布に悪影響を及ぼすことがある。
 本実施の形態によれば、図14に示すように、切欠部285と導光体210の外側面とを接続する段差を形成する接続部294がホルダ114と当接または近接する。そのため、同図に示すように、点線の楕円296で囲んだ範囲に含まれる導光体210の外側面は、導光体210の端部がホルダに嵌合した場合に伝搬光Lpが遮られる遮光領域となる。
 このように、本実施の形態では、遮光領域にゲートを設けることによって、読取領域105の照度または照度分布に影響を与えることがなく、読取領域105の全体にわたって良好な照度および照度分布を得ることが可能になる。
 以上、本発明の実施の形態および変形例について説明したが、本発明は、実施の形態および変形例に限定されるものではなく、例えば各実施の形態および各変形例を適宜組み合わせた態様、またそれらと均等な技術的範囲をも含む。
 本発明に係る照射装置および画像読取装置は、例えば複写機、スキャナ、紙幣や有価証券の画像を読み取ることでその真偽を識別する装置などに適用することができる。
 本出願は、2012年1月30日に出願された、明細書、特許請求の範囲、図、および要約書を含む日本国特許出願2012-16130号に基づく優先権を主張するものである。この元となる特許出願の開示内容は参照により全体として本出願に含まれる。
 100 画像読取装置、101,201 照射装置、102 読取装置、103 コンタクトガラス、104 原稿、105 読取領域、110,210 導光体、111 第1のリフレクタ、112 第2のリフレクタ、113 光源部、114,214 ホルダ、115 平面鏡、121 第1のプリズム群、122 第1の出射部、123 第2のプリズム群、124 第2の出射部、136 平面部、137 円周部、151 LED、152 基板、161 光源取付部、162,262 嵌合部、183 リフレクタ、184 第1の反射散乱物質層、185 第2の反射散乱物質層、285 切欠部、286 第1の当接部、287 第2の当接部、291 付勢部。

Claims (13)

  1.  光を発する光源部と、
     前記光源部が端部近傍に配置される透明な棒状の導光体と、
     前記導光体の長手方向に延びて設けられており、前記導光体の内部を伝搬する光を拡散して反射させる第1の拡散反射部と、
     前記第1の拡散反射部の反射方向にある前記導光体の外面で前記長手方向に延びる部分であって、前記第1の拡散反射部により反射された光を主光として出射させる第1の出射部と、
     前記導光体の前記長手方向に延びて設けられており、前記導光体の内部を伝搬する光を拡散して反射させる第2の拡散反射部と、
     前記第2の拡散反射部の反射方向にある前記導光体の外面で前記長手方向に延びる部分であって、前記第2の拡散反射部により反射された光を副光として出射させる第2の出射部と、
     所定の領域において前記主光と重なり合う方向へ前記副光を反射する平面鏡と、
     を備え、
     前記第1の出射部は、平面、または前記長手方向から見て前記第2の出射部より小さい曲率の曲面をなす部分、を少なくとも一部に含む、照射装置。
  2.  前記導光体の前記長手方向から見た概形は円形であり、
     前記第1の出射部は平面をなし、
     前記第2の出射部は、前記導光体の前記長手方向から見た概形である円の一部をなす曲率を有する、
     請求項1に記載の照射装置。
  3.  前記導光体は、外面の前記第1の出射部とは異なる部分に、前記長手方向に延びる平面を有する切欠部が形成され、
     前記光源部と前記導光体とを保持するホルダであって、
      前記光源部が取り付けられる光源取付部と、
      前記光源部が発する光が通過する光源空間と連通し、前記導光体の端部が前記長手方向に挿入される孔を形成し、それによって前記導光体の端部と嵌合する嵌合部と、
      前記嵌合部に形成される面であって、前記第1の出射部が当接する第1の当接部と、
      前記嵌合部に形成される平面であって、前記切欠部が当接する第2の当接部と、
      前記導光体の端部が前記嵌合部に嵌合している場合に、前記第1の出射部を前記第1の当接部へ押圧するとともに前記切欠部を前記第2の当接部へ押圧する方向へ前記導光体の端部を付勢する付勢部と、
     を有するホルダを備える、
     請求項1または2に記載の照射装置。
  4.  前記切欠部は、前記嵌合部に嵌合する前記導光体の前記長手方向の長さに応じた長さで前記長手方向に延びる平面を有し、
     前記導光体は、さらに、前記切欠部の近傍であって、前記長手方向に前記切欠部よりも前記導光体の中心側に射出成型用のゲートが設けられている、
     請求項3に記載の照射装置。
  5.  前記第1の拡散反射部と前記第2の拡散反射部との一方または両方は、前記導光体の前記長手方向に延びる領域に設けられたプリズム群を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の照射装置。
  6.  前記第1の拡散反射部と前記第2の拡散反射部との両方が前記プリズム群を備え、
     前記第2の拡散反射部が備えるプリズム群に含まれるプリズムの数は、前記第1の拡散反射部が備えるプリズム群に含まれるプリズムの数よりも多い、
    請求項5に記載の照射装置。
  7.  前記プリズム群を備える前記第1の拡散反射部と前記第2の拡散反射部との一方または両方に、さらに、前記プリズム群を覆う反射部を備える、請求項5または6に記載の照射装置。
  8.  前記第1の拡散反射部と前記第2の拡散反射部との両方に前記反射部を備え、
     前記反射部は一体で前記プリズム群の両方を覆う、
    請求項7に記載の照射装置。
  9.  前記プリズム群を備える前記第1の拡散反射部と前記第2の拡散反射部との一方または両方は、さらに、前記プリズム群の外面に反射散乱物質を含む反射散乱物質層を備える、請求項5から8のいずれか1項に記載の照射装置。
  10.  前記第1の拡散反射部と前記第2の拡散反射部との両方が前記反射散乱物質層を備え、
     前記第2の拡散反射部が備える反射散乱物質層に含まれる反射散乱物質の量は、前記第1の拡散反射部が備える反射散乱物質層に含まれる反射散乱物質の量よりも多い、
    請求項9に記載の照射装置。
  11.  前記第1の拡散反射部と前記第2の拡散反射部とは、前記導光体の外面の前記長手方向に延びる領域に設けられた反射散乱物質を含む反射散乱物質層である、請求項1から4のいずれか1項に記載の照射装置。
  12.  前記第2の拡散反射部を形成する反射散乱物質の量は、前記第1の拡散反射部を形成する反射散乱物質の量よりも多い、請求項11に記載の照射装置。
  13.  請求項1から12のいずれか1項に記載の照射装置と、
     前記照射装置から照射された光が対象物で反射した光を受けて画像データを出力する読取装置と、
     を備える画像読取装置。
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