JP2000358130A - 画像読み取り装置およびこれに用いる導光用ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光源装置から発せられた光を導光用の透明部材
を利用してライン状の読み取り対象領域に導く場合に、
透明部材の全体のボリュームが大きくなることを防止し
つつ、読み取り対象領域への光の照射効率を高くできる
ようにする。 【解決手段】光源装置８と、この光源装置８から発せら
れた光をライン状の読み取り対象領域Ｓ導くための導光
手段Ｕと、読み取り対象領域Ｓの像を複数の受光素子６
上に結像させるための複数のレンズ２０とを具備してい
る画像読み取り装置Ａであって、導光手段Ｕは、光源装
置８に対向する光入射面４０Ａおよびこれに対向する光
出射面４０Ｂの少なくとも一方の全体または一部が読み
取り対象領域Ｓの長手方向に延びる凸状曲面とされた第
１の透明部材４と、この第１の透明部材４とは別体に形
成され、かつ光出射面４０Ｂから出射した光を読み取り
対象領域Ｓに導くように設けられた第２の透明部材５
と、を備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、画像読み取り装
置およびこれに用いる導光用ユニットに関し、さらに詳
しくは、たとえばホワイトボードなどの電子黒板に描か
れた図や文字などのコピーを取る際の画像読み取り用途
や、それ以外の各種の原稿類の画像の読み取り用途に用
いられる画像読み取り装置およびこれに用いる導光用ユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、ラインイメージセンサ型
の画像読み取り装置の一般的な構成は、ライン状の読み
取り対象領域を光源装置によって照明し、上記読み取り
対象領域によって反射された光を複数のレンズを用いて
集束させることにより、上記読み取り対象領域の画像を
複数の受光素子上に結像させるようになっている。複数
の受光素子は、受光量に対応した出力レベルの画像信号
を出力するため、この画像信号に基づいて読み取り画像
を得ることができる。

【０００３】このような構成の画像読み取り装置におい
ては、装置全体の構造をできる限り簡易にしつつ、光源
装置から発せられた光を読み取り対象領域に効率良く導
く必要がある。そこで、従来では、たとえば特開平９−
３０７６９６号公報に記載されているもののように、光
源装置に対向させて導光用の透明部材（プリズム）を設
けることにより、上記光源装置から発せられた光を上記
透明部材の内部に進行させて所望の読み取り対象領域ま
で導く手段がある。このような手段によれば、光源装置
から発せられた光の進路を透明部材によって規定するこ
とができるために、たとえば光源装置が読み取り対象領
域に対して直接対向していなくてもその読み取り対象領
域に光を導くことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、導光用の透明部材が単一部品として構成され
ているに過ぎず、しかも透明部材の外面のうち、光源装
置から光を受ける面（光入射面）は単なる平面状とされ
ていたことにより、次に述べるような不具合を生じてい
た。

【０００５】すなわち、導光用の透明部材を利用して読
み取り対象領域に光を導く場合において、読み取り対象
領域への光の照射効率を高めるには、光源装置から発せ
られた光の多くを透明部材内に進行させる必要がある。
そのためには、光源装置から光を受ける透明部材の光入
射面の面積を大きくしなければならない。

【０００６】ところが、従来においては、透明部材の光
入射面の面積を大きくすることを目的として透明部材の
一端部を幅広に形成すると、それに伴って透明部材のそ
れ以外の大部分の領域についても幅広に形成する必要が
あった。なぜなら、透明部材は、その内部に進行した光
を透明部材の滑らかな外面によって全反射させながら読
み取り対象領域に向けて進行させていくものであり、透
明部材に形状や幅寸法などが急変する個所を形成したの
では、透明部材内を進行する光がその部分から外部に漏
出し、読み取り対象領域に光を効率良く導くことが困難
となるからである。とくに、光源装置から透明部材に向
けて進行する光線は非平行光線であるのが一般的であ
り、その光線は透明部材の内部においても一定の広がり
角度をもって進行するために、このような光線の多くを
全反射の作用によって読み取り対象領域に導くために
は、透明部材に形状や幅寸法などが急変する個所が存在
しないようにすることがより強く要請される。さらに、
光入射面から透明部材内に入射した光がそのまま透明部
材の側面に到達して外部に漏出することを防止するため
には、透明部材の光入射面の近傍部分の幅をかなり大き
くとる必要もある。

【０００７】このように、従来においては、透明部材の
光入射面を大きくしようとする場合には、透明部材の略
全体にわたって幅広に形成する必要が生じる。その結
果、光源装置と読み取り対象領域との距離が大きく、透
明部材を長く形成しなければならないような場合には、
透明部材の全体のボリュームが非常に大きくなってしま
い、その製造コストが高価になるという不具合を生じて
いた。

【０００８】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、光源装置から発せられた光を導
光用の透明部材を利用してライン状の読み取り対象領域
に導く場合に、透明部材の全体のボリュームが大きくな
ることを極力防止しつつ、読み取り対象領域への光の照
射効率を高くできるようにすることをその課題としてい
る。

【０００９】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１０】本願発明の第１の側面によれば、画像読み
取り装置が提供される。この画像読み取り装置は、光源
装置と、この光源装置から発せられた光をライン状の読
み取り対象領域に導くための導光手段と、上記読み取り
対象領域の像を複数の受光素子上に結像させるための複
数のレンズとを具備している、画像読み取り装置であっ
て、上記導光手段は、上記光源装置から光を受ける光入
射面およびこの光入射面に対向する光出射面を有し、か
つこれら光入射面および光出射面の少なくとも一方の全
体または一部が上記読み取り対象領域の長手方向に延び
る凸状曲面とされた第１の透明部材と、この第１の透明
部材とは別体に形成され、かつ上記第１の透明部材の光
出射面から出射した光を上記読み取り対象領域に導くよ
うに設けられた第２の透明部材と、を備えて構成されて
いることを特徴としている。

【００１１】本願発明によって提供される画像読み取り
装置においては、光源装置から発せられた光は、第１の
透明部材の光入射面および光出射面を通過してから第２
の透明部材内に進行し、読み取り対象領域に導かれるこ
ととなる。光源装置から発せられた光は第１の透明部材
に向けて一定の広がり角度をもって進行しても、この光
は第１の透明部材の凸状曲面を通過する際に屈折するた
め、その屈折作用によって光の広がり角度を小さくし、
その光をたとえば平行光線あるいはそれに近い光線束に
して、第２の透明部材内に進行させることができる。し
たがって、第２の透明部材については、その内部に光が
一定の広がり角度をもって進行する場合とは異なり、そ
の全体を比較的細幅なサイズに形成しても、内部を進行
する光を第２の透明部材の外面によって効率良く全反射
させて読み取り対象領域に導くことが可能なものにでき
る。一方、第１の透明部材については、所望の面積の光
入射面を確保できるサイズに形成すればよく、その形成
は第２の透明部材とは別個に行なえる。その結果、本願
発明においては、従来とは異なり、光源装置からの光を
受ける光入射面の面積を大きくするからといって、透明
部材の全体、すなわち第１の透明部材と第２の透明部材
との全体を幅広なサイズに形成する必要はなくなり、そ
の製造コストを安価にすることが可能となる。

【００１２】また、本願発明においては、第１の透明部
材と第２の透明部材とが別体であるから、これらの間、
あるいはこれらのうち互いに対面する面を利用して、た
とえば後述するように、読み取り対象領域に導かれる光
の光量分布調整を簡便に行なうことも可能となる。

【００１３】本願発明の好ましい実施の形態において
は、上記第１の透明部材の光入射面および光出射面のそ
れぞれが、上記凸状曲面とされている。

【００１４】このような構成によれば、第１の透明部材
の光入射面と光出射面とのそれぞれによって光を屈折さ
せることができるために、光のトータルの屈折量を大き
くとることができる。したがって、屈折量光源装置から
第１の透明部材に向けて一定の広がり角度をもって進行
してきた光線を平行光線にし、またはそれに近づけるこ
とが的確に行なえる。

【００１５】本願発明の他の好ましい実施の形態におい
ては、上記各レンズは、上記複数の受光素子上に上記読
み取り対象領域の縮小像を結像させるものであり、かつ
上記第１の透明部材および上記第２の透明部材は、上記
読み取り対象領域のうち、上記各レンズの光軸から遠い
部分の照度を上記各光軸の近傍部分の照度よりも高める
ことが可能に、上記光源装置から上記第１の透明部材が
受けた光を、それとは異なる光量分布で上記読み取り対
象領域に導くものとされている。

【００１６】このような構成によれば、読み取り対象領
域の画像の濃淡に忠実な縮小画像を得ることができる。
すなわち、上記構成においては、各レンズとしてたとえ
ば凸レンズが用いられており、読み取り対象領域の縮小
像が複数の受光素子上に結像される。このような場合、
読み取り対象領域の各所の濃度および照度が均一であっ
たとしても、複数の受光素子上に結像する像は、上記各
レンズの特性に起因して、各レンズの光軸の近傍部分の
方が光軸から離れた部分よりも明るくなるという特有の
現象を生じる。各レンズが縮小像を結像させる場合に
は、各レンズを通過した光がその光軸に接近するように
集束するからである。ところが、上記構成においては、
読み取り対象領域のうち、各レンズの光軸の近傍部分の
照度を低くすることが可能であるために、複数の受光素
子上に結像する縮小像については、各レンズの特性に起
因して各レンズの光軸の近傍部分が他の部分よりも明る
いものにはならないようにすることができる。したがっ
て、各受光素子上には、読み取り対象領域の実際の画像
の濃淡に正確に対応する縮小像を結像させることができ
るのである。

【００１７】本願発明の他の好ましい実施の形態におい
ては、上記第２の透明部材は、上記第１の透明部材の光
出射面に対向する光入射面と、上記読み取り対象領域に
対向する光出射面とを有しており、かつ、上記第２の透
明部材の光入射面と上記第１の透明部材の光出射面との
少なくとも一方、またはこれらの間には、上記第２の透
明部材内を進行する光の光量分布を上記第１の透明部材
内を進行する光の光量分布とは相違させるための光量分
布変更手段が設けられている。

【００１８】このような構成によれば、読み取り対象領
域から離れた位置において光量分布の変更を行なうこと
ができるために、読み取り対象領域の照度の調整が容易
に行なえることとなる。すなわち、上記構成とは異な
り、読み取り対象領域に接近した個所において光量分布
変更を行なわせた場合には、その光量が急変する個所が
仮にあると、それに対応して読み取り対象領域において
も照度が急変する個所が発生しやすくなる。これに対
し、読み取り対象領域から離れた個所において光量分布
変更を行なわせた場合には、その部分において光量が急
変する個所が仮にあったとしても、読み取り対象領域は
その個所から距離を隔てている分だけ、その影響を直接
受け難くなり、読み取り対象領域の照度をゆるやかに変
化させることが容易となるのである。

【００１９】本願発明の他の好ましい実施の形態におい
ては、上記光量分布変更手段は、上記第２の透明部材の
光入射面が凹凸面となるように、その光入射面に交互に
設けられた複数の凹状曲面部および複数の凸状曲面部で
ある。

【００２０】このような構成によれば、第１の透明部材
の光出射面から出射した光が第２の透明部材の光入射面
に入射するときに、その凹状曲面部や凸状曲面部の作用
によって屈折させることにより、読み取り対象領域に照
射される光の光量分布を所望の状態に設定することがで
きる。光量分布変更に際し、第２の透明部材に特別な部
材を設けるといった手間は不要である。

【００２１】本願発明の他の好ましい実施の形態におい
ては、上記光源装置は、複数のＬＥＤ光源が間隔を隔て
て列状に並べられたものであり、かつ上記各ＬＥＤ光源
は、上記各レンズの光軸の位置から上記読み取り対象領
域の長手方向にオフセットされている。

【００２２】このような構成によれば、各ＬＥＤ光源が
各レンズの光軸からオフセットされている分だけ、読み
取り対象領域における各レンズの光軸近傍部分への照射
光量を少なくすることが可能となる。したがって、読み
取り対象領域における各レンズの光軸の近傍部分を光軸
から遠い部分よりも低い照度にすることが容易化ならび
に確実化される。

【００２３】本願発明の他の好ましい実施の形態におい
ては、上記第１の透明部材および上記第２の透明部材
は、それらの一部分どうしが互いに嵌合するように形成
されている。

【００２４】このような構成によれば、第１の透明部材
と第２の透明部材とを互いに位置合わせてして組み合わ
せる作業が容易化される。

【００２５】本願発明の他の好ましい実施の形態におい
ては、上記光源装置、上記各レンズ、上記各受光素子、
上記第１の透明部材および上記第２の透明部材のそれぞ
れが組み込まれるケースを具備しており、かつ上記第２
の透明部材の光出射面寄りの一部分は、上記ケースの外
方へ突出している。

【００２６】このような構成によれば、所定の部品群が
組み込まれたケースを読み取り対象領域から離れた位置
にセッティングした場合であっても、第２の透明部材の
光出射面については読み取り対象領域に接近させること
ができる。したがって、読み取り対象領域に対する光の
照射効率を高めることができる。さらには、読み取り対
象領域の照度を、第２の透明部材の光出射面における出
射光量分布に正確に対応させることも可能となる。

【００２７】本願発明の第２の側面によれば、導光用ユ
ニットが提供される。この導光用ユニットは、互いに別
体に形成された第１の透明部材と第２の透明部材とを具
備する導光用ユニットであって、上記第１の透明部材
は、一定方向に延びる複数の側面として、外部の光を受
けるための光入射面とこの光入射面に対向する光出射面
とを有しているとともに、上記光入射面および上記光出
射面の少なくとも一方の全体または一部がそれらの面と
同方向に延びる凸状曲面とされており、かつ上記第２の
透明部材は、一定方向に延びる複数の側面として、上記
第１の透明部材の上記光出射面から出射される光を受け
るための光入射面と、この光入射面からこの第２の透明
部材内に進行した光を外部に出射させるための光出射面
とを有していることを特徴としている。

【００２８】このような構成の導光用ユニットにおいて
は、一定の広がり角度をもつ光線を第１の透明部材内に
その光入射面から進行させると、その光入射面および光
出射面の少なくとも一方の凸状曲面の作用によって、上
記光線の広がり角度を小さくすることができる。そし
て、その光については、第２の透明部材の光入射面から
その内部に進行させ、第２の透明部材の光出射面から所
望のライン状の領域に向けて出射させることができる。
したがって、画像読み取り装置の光源装置から発せられ
た光をライン状の読み取り対象領域に導く手段として、
この導光用ユニットを好適に用いることができ、本願発
明の第１の側面によって得られるのと同様な効果が期待
できる。

【００２９】本願発明のその他の特徴および利点につい
ては、次の発明の実施の形態の説明から、より明らかに
なるであろう。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００３１】図１は、本願発明に係る画像読み取り装置
の一例を示す断面図である。図２は、図１のII−II断面
図である。図３は、図１のIII −III 断面図である。図
４は、第１の透明部材の一例を示す一部断面斜視図であ
る。図５（ａ）は、第２の透明部材の一例を示す正面図
であり、図５（ｂ）は、その右側面図である。

【００３２】図１ないし図３に示す本実施形態の画像読
み取り装置Ａは、電子黒板としてのホワイトボードＷＢ
に記された図や文字などの縮小コピーを取るための画像
読み取り装置として構成されたものである。ホワイトボ
ードＷＢは、一般には、その表面が略鉛直方向に広がる
姿勢とされるが、本実施形態においては、これとは異な
り、図面においてホワイトボードＷＢの表面を水平に描
き、また上下方向の位置関係については図面にしたがっ
て説明することとする。図において、矢印Ｎ１方向が主
走査方向であり、これと直交する矢印Ｎ２方向が副走査
方向である。

【００３３】図１によく表れているように、この画像読
み取り装置Ａは、ケース１、レンズアレイ２、レンズア
レイカバー３、導光用ユニットＵ、光源装置８、複数の
受光素子６および基板７を具備して構成されている。導
光用ユニットＵは、第１の透明部材４と第２の透明部材
５とを具備して構成されている。

【００３４】ケース１は、合成樹脂製であり、全体の概
略形状は一定方向に延びた細長ブロック状とされてい
る。ケース１には、上記した各部品を組み込むための貫
通孔状の空間部１０，１１がこのケース１の長手方向に
延びて形成されている。ケース１は、主走査方向に延
び、かつその表面部（上面部）がホワイトボードＷＢの
表面に所定の間隔を隔てて対向するように、図示されて
いない支持手段によって支持され、副走査方向に移動自
在に設けられている。

【００３５】レンズアレイ２は、複数の凸レンズ２０を
合成樹脂製のホルダ２１に保持させたものであり、ケー
ス１の空間部１０内に嵌め込まれて所定高さに設定され
ている。複数の凸レンズ２０は、主走査方向に延びる列
状に一定間隔で並んでいる。レンズアレイとしては、複
数の凸レンズとこれを保持するホルダとを合成樹脂によ
って一体成形したものを用いることも可能である。ホワ
イトボードＷＢの表面のうち、複数の凸レンズ２０の光
軸Ｃと交差し、かつ主走査方向にライン状に延びる領域
が、読み取り対象領域Ｓである。なお、本願発明におい
ては、必ずしもレンズアレイとして構成されたレンズを
用いる必要はない。たとえば、本願発明においては、ケ
ースにホルダの代わりとなる部分を形成し、この部分に
複数のレンズを列状に並べて個々に装着した構造として
もかまわない。

【００３６】レンズアレイカバー３は、たとえば黒色の
合成樹脂製であり、空間部１０に嵌め込まれてレンズア
レイ２の上側に配されている。このレンズアレイカバー
３は、レンズアレイ２を押さえ付けてその固定を図る役
割をも果たす。レンズアレイカバー３には、各凸レンズ
２０への入射光量を規定する絞りとしての複数の透光孔
３０が設けられている。各透光孔３０の中心は、各凸レ
ンズ２０の光軸Ｃに合わされており、本実施形態におい
ては、各透光孔３０の内径ｄ１が各凸レンズ２０の直径
ｄ２よりも小径とされている。このようにすれば、各凸
レンズ２０の外周縁部近傍には外部から光が入射しない
ようにすることができるために、収差を少なくすること
ができ、各凸レンズ２０によって結像された像を鮮明に
することができる。各透光孔３０の内径を大きくすれ
ば、像を明るくすることはできるものの、像の鮮明度は
低下する。

【００３７】複数の受光素子６は、光電変換機能を有す
るものであり、基板７の表面に搭載されている。基板７
は、空間部１０，１１の底部開口部を塞ぐようにケース
１の底部に組み付けられている。この基板７の組み付け
により、各受光素子６は各凸レンズ２０に対向してお
り、各凸レンズ２０を利用して読み取り対象領域Ｓの倒
立縮小像を各受光素子６上に結像可能となっている。図
３によく表れているように、複数の受光素子６は、複数
の凸レンズ２０のそれぞれに対応する一定数の受光素子
ごとに、１つのセンサＩＣチップ６０としてワンチップ
化されており、複数のセンサＩＣチップ６０が適当な間
隔を隔てて主走査方向に並べられていることにより、複
数の受光素子６もそれと同方向に並んでいる。ケース１
には、空間部１０を凸レンズ２０およびセンサＩＣチッ
プ６０がそれぞれ１つずつ設けられた複数の室に仕切る
仕切壁１９が設けられており、それら各室間において光
が互いに干渉し合わないように配慮されている。

【００３８】光源装置８は、基板７の表面に複数のＬＥ
Ｄ光源８０を主走査方向に一定間隔で並べて搭載するこ
とにより構成されており、ケース１の空間部１１の底部
に配されている。ただし、各ＬＥＤ光源８０は、図２に
よく表れているように、各凸レンズ２０の光軸Ｃから適
当な寸法Ｌだけ主走査方向にオフセットされている。Ｌ
ＥＤ光源８０としては、たとえば緑色ＬＥＤと赤色ＬＥ
Ｄとを組み合わせたものが用いられている。このように
すれば、赤色ＬＥＤのみを発光させたときには、読み取
り対象領域Ｓの赤色部分はその光を反射しないために、
赤色部分についての画像読み取りはなされない。これに
対し、緑色ＬＥＤのみを発光させたときには、読み取り
対象領域Ｓの色彩を問わず、その全体の画像読み取りが
行なえる。したがって、それら２種類の読み取り画像を
比較することにより、赤色部分とそうでない部分とを区
別し、いわゆる２色読み取りが可能となる。このような
読み取りは、黒色などに加えて赤色を多用するホワイト
ボードＷＢのコピー用途に最適なものとなる。ただし、
本願発明はこれに限定されず、光源装置８は、たとえば
白色や緑色などの単色光のみを発するものとして構成さ
れていてもむろんかまわない。

【００３９】第１の透明部材４は、樹脂成形品であり、
その具体的な材質としては、透明度や機械的強度に優れ
たＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（メタクリル樹
脂））、あるいはＰＣ（ポリカーボネート）が用いられ
ている。図４によく表れているように、この第１の透明
部材４は、一定方向に延びた略バー状であり、この第１
の透明部材４の長手方向にそれぞれ延びる面として、Ｌ
ＥＤ光源８０よりも幅広な下向きの光入射面４０Ａとこ
れに対向する上向きの光出射面４０Ｂとがある。これら
の光入射面４０Ａと光出射面４０Ｂとは、いずれも鏡面
状であり、それらの全体または略全体は、この第１の透
明部材４の長手方向に断面一様に延びた下向きまたは上
向きの凸状曲面とされている。なお、本願発明でいう鏡
面状とは、積極的に研磨された面である必要はなく、た
とえば金型成形によって滑らかに形成された面も鏡面状
の面に含まれる。本実施形態においては、光入射面４０
Ａよりも光出射面４０Ｂの方が、曲率が大きい凸状曲面
とされている。

【００４０】第１の透明部材４の幅方向両側部には、光
入射面４０Ａよりも下方に突出し、かつこの第１の透明
部材４の長手方向に延びている一対の脚部４１が設けら
れている。図１によく表れているように、第１の透明部
材４は、ケース１の空間部１１内に嵌め込まれた状態に
おいて、一対の脚部４１が基板７の表面に当接するよう
にして、基板７の表面上に搭載されており、これにより
光入射面４０Ａは、各ＬＥＤ光源８０に接近して対向し
ている。第１の透明部材４は、光入射面４０Ａおよび光
出射面４０Ｂが主走査方向に延びる姿勢とされている。

【００４１】第２の透明部材５は、第１の透明部材４と
同様に、たとえばＰＭＭＡあるいはＰＣからなる樹脂成
形品である。この第２の透明部材５は、一定方向に延び
た略プレート状であり、この第２の透明部材５の長手方
向に延びる複数の側面としては、光入射面５０Ａ、光出
射面５０Ｂ、およびこれら光入射面５０Ａと光出射面５
０Ｂとを繋ぐように厚み方向に対向する２つの側面５０
Ｃ，５０Ｄがある。これらの面５０Ａ〜５０Ｄは、いず
れも鏡面状である。このように、第２の透明部材５の各
部の側面を鏡面状にすれば、それらの各面に対してこの
第２の透明部材５の材質により特定される全反射臨界角
（たとえば４５°程度）よりも大きな入射角で入射する
光線については、全反射させることができる。これに対
し、上記全反射臨界角よりも小さな入射角で入射する光
線については、その面をそのまま透過させることができ
る。

【００４２】第２の透明部材５の光入射面５０Ａの近傍
には、光入射面５０Ａよりも下方に突出した複数の脚部
５１が連設されている。これら複数の脚部５１は、第２
の透明部材５の側面視において左右二股状に分岐する形
態に設けられており、図５（ａ）に示すように、第２の
透明部材５の長手方向に適当な間隔を隔てて設けられて
いる。ただし、これらの脚部５１を、第１の透明部材４
の脚部４１と同様に、第２の透明部材５の長手方向に一
連に延びた形態に形成してもかまわない。複数の脚部５
１を適当な間隔を隔てて複数個所設ける場合には、側面
５０Ｃ側に設けられる脚部５１と側面５０Ｄ側に設けら
れる脚部５１とを互いに違い状に配置することが好まし
い。このようにすれば、第２の透明部材５を金型成形す
るときの型抜き工程を容易にすることができる。

【００４３】図１によく表れているように、第２の透明
部材５は、光出射面５０Ｂ寄りの一部分がケース１の外
部に突出するようにして、それ以外の他の部分がケース
１の空間部１１内に収容されている。複数の脚部５１の
各先端部は、第１の透明部材４の各脚部４１の上部に形
成された凹部４１ａに嵌合しており、これにより第１の
透明部材４と第２の透明部材５との幅方向の位置決めが
図られている。また、第２の透明部材５の上下高さ方向
の中間部は、ケース１の空間部１１の上端開口縁部１１
ａにより挟まれており、これによりケース１に対する第
２の透明部材５の位置決め保持が図られている。図５
（ａ），（ｂ）に示すように、第２の透明部材５の長手
方向両端部の端面には、凸部５２またはこれに代わる凹
部も設けられており、この凸部５２またはこれに代わる
凹部も、第２の透明部材５をケース１に取り付ける際の
位置決めに利用されている。

【００４４】第２の透明部材５の光入射面５０Ａは、第
１の透明部材４の光出射面４０Ａに対面するように配さ
れている。光入射面５０Ａは、図５（ａ）によく表れて
いるように、湾曲した複数の凹状曲面部５３と複数の凸
状曲面部５４とが交互に繋がって設けられた滑らかな凹
凸面として形成されている。これらの凹状曲面部５３や
凸状曲面部５４は、本願発明でいう光量分布変更手段の
一例に相当するものである。複数の凹状曲面部５３のピ
ッチＰは、レンズアレイ２の各凸レンズ２０のピッチと
同一とされており、図２に示すように、各凹状曲面部５
３の幅方向中心は各凸レンズ２０の光軸Ｃと重なる位置
とされている。複数のＬＥＤ光源８０は、各凸レンズ２
０の光軸Ｃから主走査方向に適当な寸法Ｌだけオフセッ
トされているとともに、複数の凹状曲面部５３の両端部
近傍に対して第１の透明部材４を挟んで対向するように
設けられている。

【００４５】第２の透明部材５の側面５０Ｃ，５０Ｄ
は、屈曲した面とされている。これにより、図１によく
表れているように、第２の透明部材５は側面視において
屈曲した形態となっており、各凸レンズ２０の光軸Ｃか
ら離れているＬＥＤ光源８０に光入射面５０Ａが対向す
るとともに、光軸Ｃに一致する読み取り対象領域Ｓに光
出射面５０Ｂが対向している。

【００４６】次に、上記構成の画像読み取り装置Ａの作
用について説明する。

【００４７】まず、図１において、各ＬＥＤ光源８０を
発光させると、その光は第１の光入射面４０Ａから第１
の透明部材４内に進行し、光出射面４０Ｂから出射す
る。ただし、これらの光入射面４０Ａおよび光出射面４
０Ｂは、凸状曲面であるから、凸レンズと同様な光の屈
折作用が生じる。このため、各ＬＥＤ光源８０から一定
の広がり角度をもって進行してきた光線を、平行光線ま
たはそれに近い光線にすることができる。たとえば図６
に示すように、第１の透明部材４の凸状曲面部分４９の
幅Ｌｃが狭い場合には、その凸状曲面部分４９の中心線
Ｃａに対してＬＥＤ光源８０の位置ずれがあると、仮に
その位置ずれ量Ｌａが僅かであっても、このＬＥＤ光源
８０から発せられる光線の多くを平行光線にすることが
困難となる。これに対し、本実施形態の画像読み取り装
置Ａのように、第１の透明部材４を幅広に形成して凸状
曲面の幅を大きくすれば、凸状曲面の中心からＬＥＤ光
源８０が多少位置ずれしていても、ＬＥＤ光源８０から
発せられた光線を適切に平行光線またはそれに近い光線
にすることが可能である。また、光入射面４０Ａを幅広
にすれば、それだけ第１の透明部材４の受光量を多くす
ることができるために、光出射面４０Ｂからの出射光量
を多くすることもできる。

【００４８】光出射面４０Ｂから出射した光は、光入射
面５０Ａから第２の透明部材５の内部に進行する。この
場合、第２の透明部材５内を進行する光のなかには、側
面５０Ｃ，５０Ｄに到達する光があるが、それらの光は
平行光線またはそれに近い光線束とされているために、
第２の透明部材５の全体の幅Ｌｂを比較的薄くした場合
であっても、側面５０Ｃ，５０Ｄの各所に対するそれら
の光の入射角を大きくすることができる。したがって、
側面５０Ｃ，５０Ｄを透過してそのまま外部へ漏出する
光の量を少なくし、第２の透明部材５内に進行した光の
多くを側面５０Ｃ，５０Ｄによって全反射させながら光
出射面５０Ｂに導くことができる。その結果、第２の透
明部材５の全体の薄肉化を図りつつ、光出射面５０Ｂか
らライン状の読み取り対象領域Ｓの全長域に対して光を
効率良く照射することが可能となる。

【００４９】一方、ＬＥＤ光源８０から発せられた光の
進路状況を、図２に示す断面において観察すると、各Ｌ
ＥＤ光源８０から一定の広がり角度をもって進行する光
は、多少の屈折を伴いながら第１の透明部材４を透過
し、その後第２の透明部材５の光入射面５０Ａに種々の
角度で入射する。各ＬＥＤ光源８０は、光入射面５０Ａ
の凹状曲面部５３を挟む各凸状曲面部５４に対して斜め
方向から対面しているために、各凸状曲面部５４は光束
密度が高い光線束を効率良く受けることとなり、しかも
受けた光の多くを、各凸レンズ２０の光軸Ｃから離反さ
せる方向に進行させるように屈折させる。光出射面５０
Ｂには、複数のＬＥＤ光源８０から発せられた光が重な
り合った状態で到達するが、各凸状曲面部５４は、互い
に隣り合う光軸Ｃどうしの中央部近傍における光の重な
り度合いを多くするように光を屈折させるのである。各
凹状曲面部５３も光を受けるが、それらの光は光出射面
５０Ｂに向けて分散しながら進行するように屈折する。
各ＬＥＤ光源８０は、各凸レンズ２０の光軸Ｃから適当
量Ｌだけオフセットされているために、各ＬＥＤ光源８
０から発せられた光束密度の高い光線が、光出射面５０
Ｂにおける光軸Ｃの近傍部分に向けてそのまま直進する
ようなこともない。

【００５０】このようなことから、第２の透明部材５の
光出射面５０Ｂにおける出射光量分布は、光入射面５０
Ａが受ける光の光量分布とは異なったものとなり、各凸
レンズ２０の光軸Ｃに相当する部分の光量が最も少な
く、かつその部分から遠くなるほど、すなわち互いに隣
り合う光軸Ｃどうしの中央部に近づくほど、徐々に光量
が多くなる分布状況となる。したがって、ライン状の読
み取り対象領域Ｓの長手方向の照度分布も、上記した光
出射面５０Ｂの光量分布に対応したものとなる。

【００５１】読み取り対象領域Ｓに光が照射されると、
図３に示すように、読み取り対象領域Ｓからの反射光が
各凸レンズ２０によって集束されることにより、各受光
素子６上には読み取り対象領域Ｓの倒立縮小像が結像す
る。各受光素子６は、受光量に対応した出力レベルの画
像信号を出力する。各凸レンズ２０自体には、光軸Ｃの
近傍部分ほど明るくなる倒立縮小像を結像させる特性が
みられる。ところが、この画像読み取り装置Ａにおいて
は、読み取り対象領域Ｓにおける各光軸Ｃの近傍部分の
照度は他の部分に相対して低くされている。したがっ
て、これらのトータル的な作用により、各受光素子６上
に結像される倒立縮小像が光軸Ｃの近傍部分ほど明るく
なってしまうという現象を生じないようにすることがで
きる。その結果、この画像読み取り装置Ａにおいては、
読み取り対象領域Ｓの画像の濃淡に忠実な画質の良い縮
小読み取り画像を得ることができる。

【００５２】図７は、導光用ユニットの他の例を示す断
面図である。

【００５３】図７に示す導光用ユニットＵａは、第２の
透明部材５の光入射面５０Ａに、光の透過率が低い不透
明または半透明の遮光用部材５５または遮光用物質を所
定の間隔で複数個所設けている。このような構成によれ
ば、第１の透明部材４の光出射面４０Ｂから第２の透明
部材５に向けて光が進行した場合に、遮光用部材５５が
設けられている部分においては多くの光が第２の透明部
材５内に進行しないようにすることができる。したがっ
て、このような構成によっても、第２の透明部材５の光
出射面５０Ｂから出射する光を所望の光量分布に設定す
ることが可能である。遮光用部材５５の光の透過率を無
段階に変化させておけば、その部分を透過する光量また
はその部分によって遮断される光量を無段階に変化させ
ることができるため、読み取り対象領域に照度が急変す
る箇所が発生しないようにすることが可能である。

【００５４】このように、本願発明においては、第２の
透明部材の光入射面に遮光用部材または遮光用物質を設
けることによって、光量分布変更を行ってもかまわな
い。また、遮光用部材または遮光用物質を第１の透明部
材の光出射面に設けたり、あるいは第１の透明部材と第
２の透明部材との間に介在させて設けた構成とすること
もできる。ただし、先に述べた導光用ユニットＵのよう
に、第２の透明部材５の光入射面５０Ａを凹凸状に形成
することによって光量分布変更を行なうようにすれば、
透明部材に遮光用部材などを設ける手間が不要となり、
導光用ユニットを構成する各透明部材を樹脂成形工程の
みによって簡易かつ安価に製作することができるという
利点が得られる。

【００５５】本願発明の具体的な構成は、上述の実施形
態に限定されず、種々に設計変更自在である。

【００５６】上述の実施形態では、ホワイトボードの縮
小コピーを取るための画像読み取り装置として構成した
場合を一例として説明したが、本願発明は、むろんこれ
に限定されず、種々の用途の画像読み取り装置として構
成することができる。したがって、たとえば原稿画像を
等倍のサイズで読み取るような場合には、結像用のレン
ズとして、たとえば正立等倍像を得ることが可能なセル
フォックレンズや、凸レンズなどを複数組み合わせて構
成された組合せレンズを用いてもかまわない。原稿画像
を複数の受光素子上に正立等倍で結像させる場合には、
凸レンズを用いて原稿の縮小像を結像させる場合とは異
なり、レンズの特性に起因してレンズの光軸部分が他の
部分よりも明るくなるという現象は生じない。したがっ
て、このような場合には、光量分布変更手段を設ける必
要はなく、導光用ユニットの構成としては、第２の透明
部材の光出射面を単なる平面状に形成すればよい。もち
ろん、第２の透明部材の光出射面の凹凸形状を上述した
実施形態の形状とは異なる形状に変更することにより、
読み取り対象領域の各所の照度を均一に設定することも
可能である。

【００５７】さらに、上述の実施形態では、第１の透明
部材の光入射面と光出射面とのそれぞれの全体または略
全体を凸状曲面としているが、やはり本願発明はこれに
限定されない。本願発明においては、第１の透明部材の
光入射面と光出射面との少なくとも一方が凸状曲面とさ
れていればよい。また、図６を参照して説明した内容か
ら明らかなように、第１の透明部材に形成する凸状曲面
はできる限り幅広に形成することが好ましいものの、あ
えて図６に示すように、第１の透明部材の光入射面また
は光出射面の一部分のみを凸状曲面としてもかまわな
い。

【００５８】本願発明でいう第１の透明部材および第２
の透明部材は、必ずしもそれら全体の外観が透明である
必要はない。たとえば、これらの光入射面や光出射面を
除く領域が不透明な部材または物質によって覆われてい
ることにより、その一部分が不透明とされていてもよ
い。また、本願発明に係る導光用ユニットは、第１の透
明部材や第２の透明部材に加えて、それらとは別体の他
の透明部材（第３の透明部材など）が付加された構成と
することもできる。さらに、本願発明においては、光源
装置としては、複数のＬＥＤ光源を備えたものに代え
て、たとえば発光面がライン状に延びた冷陰極管を用い
た構成とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る画像読み取り装置の一例を示す
断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】図１のIII −III 断面図である。

【図４】第１の透明部材の一例を示す一部断面斜視図で
ある。

【図５】（ａ）は、第２の透明部材の一例を示す正面図
であり、（ｂ）は、その右側面図である。

【図６】第１の透明部材の他の例を示す要部説明図であ
る。

【図７】導光用ユニットの他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ 画像読み取り装置 Ｓ 読み取り対象領域 Ｃ 光軸（凸レンズの） １ ケース ４ 第１の透明部材 ５ 第２の透明部材 ６ 受光素子 ８ 光源装置 ２０ 凸レンズ（レンズ） ４０Ａ 光入射面（第１の透明部材の） ４０Ｂ 光出射面（第１の透明部材の） ５０Ａ 光入射面（第２の透明部材の） ５０Ｂ 光出射面（第２の透明部材の） ５３ 凹状曲面部 ５４ 凸状曲面部 ８０ ＬＥＤ光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/04 １０１ Ｇ０６Ｆ 15/64 ３２０Ｆ ３２０Ｃ (72)発明者 今村 典広 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA54 BA02 2H109 AA13 AA26 AA54 AA94 AB34 AB48 5B047 AA01 AB02 AB04 BB02 BC05 BC12 BC30 CA19 5C051 AA01 BA02 DA03 DB01 DB21 DB22 DB29 DC07 FA01 FA04 5C072 AA01 BA01 CA05 CA12 CA15 DA03 DA17 DA21 EA04 QA12 XA01 XA02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源装置と、この光源装置から発せられ
   た光をライン状の読み取り対象領域に導くための導光手
   段と、上記読み取り対象領域の像を複数の受光素子上に
   結像させるための複数のレンズとを具備している、画像
   読み取り装置であって、 上記導光手段は、 上記光源装置から光を受ける光入射面およびこの光入射
   面に対向する光出射面を有し、かつこれら光入射面およ
   び光出射面の少なくとも一方の全体または一部が上記読
   み取り対象領域の長手方向に延びる凸状曲面とされた第
   １の透明部材と、 この第１の透明部材とは別体に形成され、かつ上記第１
   の透明部材の光出射面から出射した光を上記読み取り対
   象領域に導くように設けられた第２の透明部材と、 を備えて構成されていることを特徴とする、画像読み取
   り装置。
2. 【請求項２】 上記第１の透明部材の光入射面および光
   出射面のそれぞれが、上記凸状曲面とされている、請求
   項１に記載の画像読み取り装置。
3. 【請求項３】 上記各レンズは、上記複数の受光素子上
   に上記読み取り対象領域の縮小像を結像させるものであ
   り、かつ、 上記第１の透明部材および上記第２の透明部材は、上記
   読み取り対象領域のうち、上記各レンズの光軸から遠い
   部分の照度を上記各光軸の近傍部分の照度よりも高める
   ことが可能に、上記光源装置から上記第１の透明部材が
   受けた光を、それとは異なる光量分布で上記読み取り対
   象領域に導くものとされている、請求項１または２に記
   載の画像読み取り装置。
4. 【請求項４】 上記第２の透明部材は、上記第１の透明
   部材の光出射面に対向する光入射面と、上記読み取り対
   象領域に対向する光出射面とを有しており、かつ、 上記第２の透明部材の光入射面と上記第１の透明部材の
   光出射面との少なくとも一方、またはこれらの間には、
   上記第２の透明部材内を進行する光の光量分布を上記第
   １の透明部材内を進行する光の光量分布とは相違させる
   ための光量分布変更手段が設けられている、請求項３に
   記載の画像読み取り装置。
5. 【請求項５】 上記光量分布変更手段は、上記第２の透
   明部材の光入射面が凹凸面となるように、その光入射面
   に交互に設けられた複数の凹状曲面部および複数の凸状
   曲面部である、請求項４に記載の画像読み取り装置。
6. 【請求項６】 上記光源装置は、複数のＬＥＤ光源が間
   隔を隔てて列状に並べられたものであり、かつ、 上記各ＬＥＤ光源は、上記各レンズの光軸の位置から上
   記読み取り対象領域の長手方向にオフセットされてい
   る、請求項３ないし５のいずれかに記載の画像読み取り
   装置。
7. 【請求項７】 上記第１の透明部材および上記第２の透
   明部材は、それらの一部分どうしが互いに嵌合するよう
   に形成されている、請求項１ないし６のいずれかに記載
   の画像読み取り装置。
8. 【請求項８】 上記光源装置、上記各レンズ、上記各受
   光素子、上記第１の透明部材および上記第２の透明部材
   のそれぞれが組み込まれるケースを具備しており、かつ
   上記第２の透明部材の光出射面寄りの一部分は、上記ケ
   ースの外方へ突出している、請求項１ないし７のいずれ
   かに記載の画像読み取り装置。
9. 【請求項９】 互いに別体に形成された第１の透明部材
   と第２の透明部材とを具備する導光用ユニットであっ
   て、 上記第１の透明部材は、一定方向に延びる複数の側面と
   して、外部の光を受けるための光入射面とこの光入射面
   に対向する光出射面とを有しているとともに、上記光入
   射面および上記光出射面の少なくとも一方の全体または
   一部がそれらの面と同方向に延びる凸状曲面とされてお
   り、かつ、 上記第２の透明部材は、一定方向に延びる複数の側面と
   して、上記第１の透明部材の上記光出射面から出射され
   る光を受けるための光入射面と、この光入射面からこの
   第２の透明部材内に進行した光を外部に出射させるため
   の光出射面とを有していることを特徴とする、導光用ユ
   ニット。