JP2008078855A - 導光体、照明装置、読取装置、及び画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】入射面からの光を効率良く射出面から射出できる導光体を提供する。
【解決手段】導光体は、入射面及び射出面に対向し、且つ傾斜するように配置された第1内面と、第1内面に背向するように配置された第2内面とを有し、入射面からの光を射出面に導くプリズムを備え、第1内面の射出面に対する傾斜角度は、第2内面の射出面に対する傾斜角度よりも小さい。
【選択図】図1
【解決手段】導光体は、入射面及び射出面に対向し、且つ傾斜するように配置された第1内面と、第1内面に背向するように配置された第2内面とを有し、入射面からの光を射出面に導くプリズムを備え、第1内面の射出面に対する傾斜角度は、第2内面の射出面に対する傾斜角度よりも小さい。
【選択図】図1
Description
本発明は、導光体、照明装置、読取装置、及び画像処理装置に関する。
ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等の画像処理装置においては、棒状の導光体を備えた照明装置を用いて、細長い照明領域で原稿を照明する。下記特許文献には、棒状の導光体に関する技術の一例が開示されている。
特許第2693098号公報
特許第3176346号公報
導光体においては、入射面から入射した光を高い強度で射出面から射出できることが要望される。導光体において、入射面からの光をプリズムを介して射出面に導く場合、プリズムの形状によっては、射出面から射出される光の強度が低下する可能性がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、入射面からの光を効率良く射出面から射出できる導光体を提供することを目的とする。また、効率良く光を射出可能な導光体を用いて原稿等の物体を良好に照明できる照明装置、その照明装置を有する読取装置、及び画像処理装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
本発明の第1の態様によると、入射面からの光を所定方向に延びる射出面から射出する棒状の導光体であって、前記入射面及び前記射出面に対向し、且つ傾斜するように配置された第1内面と、前記第1内面に背向するように配置された第2内面とを有し、前記入射面からの光を前記射出面に導くプリズムを備え、前記第1内面の前記射出面に対する傾斜角度は、前記第2内面の前記射出面に対する傾斜角度よりも小さい導光体が提供される。
本発明の第1の態様によれば、入射面及び射出面に対向するように配置されたプリズムの第1内面の射出面に対する傾斜角度を、第1内面に背向するように配置された第2内面の射出面に対する傾斜角度よりも小さくしたので、所定のスペースにおいて第1内面を大きくすることができる。第1内面には入射面からの光が照射されるが、第2内面には入射面からの光がほぼ照射されないので、第1内面を大きくすることによって、入射面からの光は、第1内面を介して、射出面に効率良く供給される。したがって、導光体は、入射面から入射した光を高い強度で射出面から射出でき、入射面からの光を効率良く射出面から射出できる。
ここで、前記第1内面及び前記第2内面の傾斜角度は、前記所定方向に沿う所定軸と実質的にほぼ平行な射出面となす角度を含む。
上記態様の導光体において、前記第2内面の傾斜角度は略90度である構成を採用できる。
これによれば、第1内面を十分に大きくでき、入射面からの光を高い効率で射出面に導くことができる。
上記態様の導光体において、前記プリズムは前記所定方向に複数設けられ、前記所定方向の位置に応じて、前記プリズムの前記第2内面の傾斜角度が変化する構成を採用できる。
これによれば、所望状態の光を射出面から射出できる。
上記態様の導光体において、前記複数のプリズムそれぞれの前記第2内面の傾斜角度は、前記入射面から離れるにしたがって大きくなる構成を採用できる。
これによれば、所定方向における射出面から射出される光の照度分布を均一化できる。
上記態様の導光体において、前記複数のプリズムそれぞれの前記第2内面の傾斜角度は、前記所定方向に関してランダムに設定される構成を採用できる。
これによれば、射出面から射出される光が拡散され、その光を物体に照射することによって、例えば物体上に光の縞模様が形成される等の不具合の発生を抑制できる。
上記態様の導光体において、前記所定方向に隣り合う第1のプリズムの第1内面と第2のプリズムの第2内面との間は曲面状である構成を採用できる。
これによれば、プリズムを形成するときの製造精度を比較的ラフにできるので、製造工程の容易化を図ることができる。
上記態様の導光体において、前記入射面から該入射面と反対側に向かうにしたがって細くなる構成を採用できる。
これによれば、所定方向における射出面から射出される光の照度分布を均一化できる。
本発明の第2の態様によると、上記態様の導光体と、前記導光体の入射面に光を照射する光源装置と、を備え、前記導光体の射出面から射出した光で物体を照明する照明装置が提供される。
本発明の第2の態様によれば、効率良く光を射出可能な導光体を用いて原稿等の物体を良好に照明できる。
上記態様の照明装置において、前記光源装置と前記導光体の入射面とを接続する屈曲した導光部材を有する構成を採用できる。
これによれば、光源装置の配置の自由度が向上される。
本発明の第3の態様によると、上記態様の照明装置と、前記照明装置の光で照明された物体の画像を読み取る光学装置と、を備えた読取装置が提供される。
本発明の第3の態様によれば、原稿等の物体を良好に照明でき、その照明された物体の画像を良好に読み取ることができる。
上記態様の読取装置において、前記光学装置は、前記物体からの光を集光する光学系と、前記光学系を介した光が入射する光電変換素子とを含む構成を採用できる。
これによれば、物体からの光を光学系を介して光電変換素子へ良好に導くことができる。
本発明の第4の態様によると、上記態様の読取装置と、前記読取装置で読み取られた前記物体の画像情報を処理する処理装置と、を備えた画像処理装置が提供される。
本発明の第4の態様によれば、読取装置で良好に読み取られた物体の画像を円滑に処理できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。更には、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る導光体1を備えた照明装置2を示す概略構成図、図2は、導光体1の一部を拡大した図である。図1及び図2において、照明装置2は、導光体1と、導光体1の入射面3に光を照射する光源装置4とを備えている。
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る導光体1を備えた照明装置2を示す概略構成図、図2は、導光体1の一部を拡大した図である。図1及び図2において、照明装置2は、導光体1と、導光体1の入射面3に光を照射する光源装置4とを備えている。
光源装置4は、3原色(赤、緑、青)のLED光源を含む。本実施形態においては、光源装置4は、3原色それぞれのLED光源を時分割で点灯するが、光源装置としては任意の単色光源(赤、緑、青、白色、黄色)も含む。
導光体1は、例えば、アクリル樹脂等、透光性を有する材料で形成されており、光が入射される入射面3と、入射面3から入射されて、内部を伝播した光を射出する射出面5とを有する。導光体1は、所定方向を長手方向とする棒状に形成されており、所定方向に延びる射出面5を有する。本実施形態においては、射出面5は、図中、X軸方向に延びるように形成されている。入射面3は、射出面5と交差するように配置されており、本実施形態においては、図中、−X側の端面に配置されている。
入射面3から入射した光は、導光体1の内部を介して、射出面5から射出される。照明装置2は、導光体1の射出面5から射出した光で、物体の被照射面6を照明する。本実施形態においては、照明装置2は、X軸方向に細長い線状(スリット状)の照明領域で被照射面6を照明する。
また、本実施形態においては、入射面3と反対側の端面7には、導光体1の内部を伝播した光を反射する反射面8が配置されている。本実施形態においては、導光体1とは別の反射面8を有する反射部材9が、その反射面8と導光体1の端面7と対向させるように配置されている。なお、反射部材9の反射面8には、例えばアルミニウム等の金属が蒸着されており、これにより、光を反射する機能が付与されている。なお、導光体1の端面7に、アルミニウム等の金属を蒸着したり、光を反射する機能を有する材料を塗布することで、その端面7に光を反射する機能を付与してもよい。
導光体1は、入射面3及び射出面5に対向し、且つ傾斜するように配置された第1内面11と、第1内面11に背向するように配置された第2内面12とを有するプリズム10を備えている。第1内面11は、入射面3を向くように配置され、入射面3に対して反対側(端面7側)に傾斜している。第2内面12は、入射面3と反対側(端面7側)を向くように配置されている。第1内面11及び第2内面12のそれぞれは、入射した光を反射する反射面として機能し、それら第1内面11及び第2内面12を有するプリズム10は、入射面3からの光を第1内面11及び第2内面12の少なくとも一方で反射して、射出面5に導く。
第1内面11及び第2内面12を有するプリズム10は、射出面5の長手方向(X軸方向)に複数設けられている。すなわち、本実施形態の導光体1には、複数のプリズム10によって、鋸歯状の反射面が形成されている。プリズム10は、射出面5と対向する位置に配置されている。本実施形態においては、射出面5は、図中、導光体1の+Z側の面に配置され、第1内面11及び第2内面12を含むプリズム10は、導光体5の−Z側の面に配置されている。
そして、本実施形態においては、第1内面11の傾斜角度θ1は、第2内面12の傾斜角度θ2よりも小さい。なお、第1内面11の傾斜角度θ1及び第2内面12の傾斜角度θ2は、射出面5と平行であって、射出面5の長手方向(プリズム10の配列方向)に沿うX軸となす角度である。以下の説明においては、射出面5の長手方向(プリズム10の配列方向)と実質的に平行なX軸を基準軸として、第1、第2内面11、12の傾斜角度θ1、θ2を説明する。
第1内面11の傾斜角度θ1は、例えば特許第2693098号公報に開示されているように、導光体1(例えばアクリル樹脂)の屈折率と外部の媒質(例えば空気)の屈折率とで定められる臨界角等に応じて最適な値に設定され、例えば25°〜40°に設定される。本実施形態においては、第1内面11の傾斜角度θ1は、35°に設定される。
第2内面12の傾斜角度θ2は、第1内面11の傾斜角度θ1よりも大きく、本実施形態においては、90°に設定される。
プリズム10の第1内面11及び第2内面12は、導光体1と一体成形されている。また、切削加工等の所定の加工法によって、第1内面11及び第2内面12を形成することができる。また、複数のプリズム10を有する部材を別に用意し、その別の部材を導光体1の側面に接着剤、又は超音波接合等で接合してもよい。また、第1内面11及び第2内面12に、アルミニウム、銀等の金属を蒸着して、光を反射する機能を高めるようにしてもよい。
次に、照明装置2の動作について説明する。光源装置4から射出された光は、導光体1の入射面3に照射される。入射面3から導光体1の内部に入射した光は、導光体1の内部で反射を繰り返しながら伝播する。
入射面3から導光体1の内部に入射した光の少なくとも一部は、第1内面11に入射し、その第1内面11で反射して、射出面5に導かれる。射出面5に導かれた光は、その射出面5より射出して、物体の被照射面6を照明する。
すなわち、光源装置4からの光は、X軸方向に配列されたプリズム10の第1内面11に入射し、その第1内面11で反射して導光体1の外部に取り出される。
一方、第2内面12は、入射面3と反対側を向くように配置されており、入射面3から導光体1の内部に入射された光のうち、第2内面12に照射される光の成分は少ない。また、入射面3から導光体1の内部に入射した光の少なくとも一部は、導光体1の端面7まで伝播し、反射面8で反射し、第2内面12に入射する可能性があるが、反射面8で反射せずに、外部に射出してしまう可能性もあるため、その反射面8からの光が第2内面12に入射する光の成分は僅かであると考えられる。すなわち、プリズム10のうち、入射面3からの光を射出面5に導く機能の殆どを、第1内面11が担っており、第2内面12は、入射面3からの光を射出面5に導くことに殆ど寄与していない。
したがって、導光体1の光の利用効率(射出面5からの光の取り出し効率)を高めるためには、入射面3を向く第1内面11の総面積を大きくすることが有効である。本実施形態においては、第2内面12の傾斜角度θ2を、第1内面11の傾斜角度θ1よりも大きくすることで、第1内面11の傾斜角度θ1を最適な値(例えば25°〜40°)に維持しつつ、第1内面11の総面積を大きくすることができる。
図3は、比較例としての導光体1Rを示す模式図である。図3に示すように、第1内面11Rの傾斜角度θ1Rと第2内面12Rの傾斜角度θ2Rとがほぼ同じ場合、X軸方向における単位長さ当たりの第1内面11Rの数は、図2に示したような本実施形態に係る導光体1における第1内面11の数に比べて、少なくなる。例えば、X軸方向における単位長さARの範囲において、図2に示すような本実施形態に係る導光体1においては、第1内面11の数は8つであるが、図3に示すような比較例における導光体1Rにおいては、第1内面11Rの数は4つである。すなわち、本実施形態の導光体1は、比較例の導光体1Rに比べて、単位長さ当たりの第1内面11の総面積を約2倍に増やすことができる。したがって、約2倍の照度(光量)の光を射出面5に導くことができる。
なお、図2及び図3のそれぞれにおいて、第1内面11(11R)の傾斜角度θ1(θ1R)は同じであり、第1内面11(11R)の高さ(基準軸に対する第1内面のZ軸方向の高さ)も同じである。すなわち、図2及び図3において、第1内面11(11R)のそれぞれの面積は同じである。
このように、本実施形態においては、1つの第1内面11の面積(傾斜角度、高さ)を所望の値に維持しつつ、その第1内面11の数を増やすことができる。したがって、導光体1における単位長さ当たりの第1内面11の総面積を増やすことができる。したがって、入射面3からの光を良好に反射して、効率良く射出面5に導くことができる。
図4は、図2に示したような本実施形態に係る導光体1、及び図3に示したような比較例に係る導光体1Rのそれぞれが射出面5、5Rより射出する光の照度(輝度)を測定した結果を示す図である。図4の横軸は、射出面5、5RのX軸方向の位置、縦軸は、射出面5、5RのX軸方向における各位置から射出された光の照度(輝度)を示す。図4中、ラインL1は、本実施形態に係る導光体1によって得られる光の照度分布(輝度分布)を示し、ラインL2は、比較例に係る導光体1Rによって得られる光の照度分布(輝度分布)を示す。実験は、同一の強度の光を、本実施形態に係る導光体1の入射面3、及び比較例に係る導光体1Rの入射面のそれぞれに照射し、射出面5、5Rから射出される光の照度(輝度)を、X軸方向における複数位置のそれぞれにおいて計測した。図4から分かるように、本実施形態に係る導光体1は、比較例に係る導光体1Rに比べて、約2倍の照度(輝度)を有する光を射出できる。すなわち、本実施形態に係る導光体1の利用効率は、比較例に係る導光体1Rの利用効率に対して約2倍となり、利用効率が向上される。
図5及び図6は、本実施形態に係る導光体1を含む照明装置2、及び比較例に係る導光体1Rを含む照明装置2Rのそれぞれを用いて被照射面6を照射し、後述のCCD等の光電変換素子を含む画像読取装置で被照射面6の画像を読み取ったときの読み取り時間を測定した実験結果を示す図である。図5は、光源装置4の3原色(赤、緑、青)のLED光源のそれぞれから射出される光成分と、それに対応する画像読取装置(CCD)による読み取り時間との関係を示す図、図6は、3原色の各光成分のそれぞれに対応する読み取り時間の平均値を示す図である。本実験においては、光源装置(LED)による導光体1、1Rそれぞれの入射面に対する光の照射条件(照射時間、照度)は同じである。
ここで、画像読取装置において、CCDに照射される光の量(露光量)は、例えば光蓄積感度等、CCDの特性等に応じて最適な値が予め定められている。したがって、CCDに入射する光の照度(射出面から射出される光の輝度)を高めることによって、読み取り時間を短くすることができる。
図5に示すように、3原色(赤、緑、青)の各光成分のそれぞれに関して、ラインL3で示す本実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を用いた場合のほうが、ラインL4で示す比較例に係る導光体1Rを含む照明装置2Rを用いた場合に比べて、画像読取装置(CCD)による読み取り時間を短縮できることが分かる。また、図6に示すように、3原色の各光成分のそれぞれに対応する読み取り時間の平均値も、本実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を用いた場合のほうが、比較例に係る導光体1Rを含む照明装置2Rを用いた場合に比べて、短縮できることが分かる。すなわち、本実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を用いた場合のほうが、比較例に係る導光体1Rを含む照明装置2Rを用いた場合に比べて、入射面3からの光を、高い利用効率で、射出面5より射出することができる。このように、本実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を用いた場合のほうが、比較例に係る導光体1Rを含む照明装置2Rを用いた場合に比べて、読み取り時間を短縮でき、処理効率を向上できる。
以上説明したように、入射面3を向くように配置されたプリズム10の第1内面11の傾斜角度θ1を、入射面3と反対側の端面7側を向くように配置された第2内面12の傾斜角度θ2よりも小さくしたので、限られたスペースにおいて、第1内面11の総面積を大きくすることができる。上述のように、第1内面11には入射面3からの光が照射されるが、第2内面12には入射面3からの光がほぼ照射されないので、第1内面11を大きくすることによって、入射面3からの光を、第1内面11を介して、射出面5に効率良く供給できる。したがって、導光体1は、入射面3から入射した光を高い強度で射出面から射出できる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
次に、第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図7及び図8は、第2実施形態に係る導光体1の一部を拡大した図である。図7及び図8に示すように、第2内面12の傾斜角度θ2は、90°でなくてもよく、第1内面11の傾斜角度θ1よりも大きい範囲で任意に設定可能である。図7においては、第2内面12の傾斜角度θ2は90°よりも小さく、図8においては、第2内面12の傾斜角度θ2は90°よりも大きく設定されている。こうすることによっても、上述の第1実施形態と同様、光の利用効率を高めることができる。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について説明する。図9は、第3実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を示す模式図である。第3実施形態の特徴的な部分は、プリズム10の配列方向(X軸方向)の位置に応じて、プリズム10の第2内面12の傾斜角度θ2が変化する点にある。
次に、第3実施形態について説明する。図9は、第3実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を示す模式図である。第3実施形態の特徴的な部分は、プリズム10の配列方向(X軸方向)の位置に応じて、プリズム10の第2内面12の傾斜角度θ2が変化する点にある。
図9に示すように、本実施形態に係る導光体1は、プリズム10の配列方向(X軸方向)の位置に応じて、プリズム10の第2内面12の傾斜角度θ2が変化している。本実施形態においては、複数のプリズム10それぞれの第2内面12の傾斜角度θ2は、入射面3から離れるにしたがって大きくなっている。例えば、入射面3に最も近い第2内面12の傾斜角度θ2は、第1内面11の傾斜角度θ1(例えば35°)とほぼ同じであり、端面7に最も近い第2内面12の傾斜角度θ2は、例えば100°であり、その間の複数の第2内面12の傾斜角度θ2は、入射面3から端面7に向かうにしたがって漸次大きくなっている。一方、複数のプリズム10それぞれの第1内面11の傾斜角度θ1は、ほぼ一定(例えば35°)である。
光源装置4から射出され、導光体1の入射面3に入射した光は、導光体1の内部で反射を繰り返しながら伝播するが、伝播するにしたがって、その光の照度が減少する。したがって、第1内面11に入射する光の照度も、入射面3から離れるにしたがって減少する。すると、入射面3から離れた位置における射出面5から射出される光の照度が小さくなり、射出面5から射出される光の照度に分布が生じる。すなわち、射出面5から射出される光のX軸方向に関する照度が不均一になる。
本実施形態においては、複数の第1内面11それぞれの大きさ(傾斜角度、高さ)を一定にしつつ、第2内面12の傾斜角度θ2を、入射面3から離れるにしたがって漸次大きくしているので、入射面3から離れた位置におけるプリズム10の反射効率を、入射面3に近い位置におけるプリズム10の反射効率よりも高めることができる。したがっって、X軸方向における射出面5から射出される光の照度を均一にすることができる。
<第4実施形態>
次に、第4実施形態について説明する。図10は、第4実施形態に係る導光体を含む照明装置を示す模式図である。第4実施形態の特徴的な部分は、複数のプリズム10それぞれの第2内面12の傾斜角度θ2が、プリズム10の配列方向(X軸方向)に関してランダムに設定される点にある。
次に、第4実施形態について説明する。図10は、第4実施形態に係る導光体を含む照明装置を示す模式図である。第4実施形態の特徴的な部分は、複数のプリズム10それぞれの第2内面12の傾斜角度θ2が、プリズム10の配列方向(X軸方向)に関してランダムに設定される点にある。
図10に示すように、本実施形態に係る導光体1は、プリズム10の配列方向(X軸方向)の位置に応じて、プリズム10の第2内面12の傾斜角度θ2が変化している。本実施形態においては、複数のプリズム10それぞれの第2内面12の傾斜角度θ2は、プリズム10の配列方向(X軸方向)に関してランダムに設定されている。一方、複数のプリズムそれぞれの第1内面11の傾斜角度θ1は、ほぼ一定(例えば35°)である。
本実施形態の導光体1は、射出面5から射出される光を拡散できる。X軸方向の複数の各位置に応じて、第2内面12の傾斜角度θ2が一定の場合、被照射面6に光の縞模様が発生する可能性がある。本実施形態によれば、X軸方向に関して第2内面12の傾斜角度θ2をランダムにして、射出面5から射出される光を拡散することで、例えば被照射面6に光の縞模様が形成される等の不具合の発生を抑制できる。
<第5実施形態>
次に、第5実施形態について説明する。図11は、第5実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を示す模式図である。第5実施形態の特徴的な部分は、プリズム10の配列方向(X軸方向)に隣り合う第1のプリズム10Aの第1内面11と第2のプリズム10Bの第2内面12との間が、曲面状である点にある。
次に、第5実施形態について説明する。図11は、第5実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を示す模式図である。第5実施形態の特徴的な部分は、プリズム10の配列方向(X軸方向)に隣り合う第1のプリズム10Aの第1内面11と第2のプリズム10Bの第2内面12との間が、曲面状である点にある。
図11に示すように、本実施形態においては、プリズム10の配列方向(X軸方向)に隣り合う第1のプリズム10Aの第1内面11と第2のプリズム10Bの第2内面12との間が、曲面状である。本実施形態においては、プリズム10の配列方向(X軸方向)を含むXZ平面内における第1のプリズム10Aの第1内面11と第2のプリズム10Bの第2内面12との間の形状は円弧状である。
これによれば、プリズム10を形成するときの製造精度を比較的ラフにできるので、製造工程の容易化を図ることができる。例えば、プリズム10を含む導光体1を金型等を用いて製造する場合においても、金型の精度を比較的ラフにすることができる。本実施形態においては、第2内面12の傾斜角度θ2が大きく、1つのプリズム10の頂角が小さいので、第1のプリズム10Aの第1内面11と第2のプリズム10Bの第2内面12との間に、入射面3からの光が入射し難い。したがって、第1のプリズム10Aの第1内面11と第2のプリズム10Bの第2内面12との間の形状が曲面状であっても許容される。なお、上述のように、第2内面12の傾斜角度θ2を大きくすることによって、第1内面11の大きさ(総面積)が十分に大きくなっているので、第1のプリズム10Aの第1内面11と第2のプリズム10Bの第2内面12との間の光が入射し難い部分が存在していても問題ない。
<第6実施形態>
次に、第6実施形態について説明する。図12は、第6実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を示す模式図である。第6実施形態の特徴的な部分は、入射面3からその入射面3と反対側の端面7に向かうにしたがって、導光体1の太さが細くなっている点にある。
次に、第6実施形態について説明する。図12は、第6実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を示す模式図である。第6実施形態の特徴的な部分は、入射面3からその入射面3と反対側の端面7に向かうにしたがって、導光体1の太さが細くなっている点にある。
図12に示すように、本実施形態においては、導光体1の太さが、入射面3から端面7に向かうにしたがって細くなっている。導光体1の太さとは、プリズム10の配列方向(X軸方向)と垂直なYZ平面内における導光体1の大きさである。なお、図12においては、図面を見やすくするために、プリズム10の図示を省略してある。
上述のように、光源装置4から射出され、導光体1の入射面3に入射した光は、導光体1の内部で反射を繰り返しながら伝播するが、伝播するにしたがって、その光の照度が減少する。したがって、第1内面11に入射する光の照度も、入射面3から離れるにしたがって減少する。すると、入射面3から離れた位置における射出面5から射出される光の照度が小さくなり、射出面5から射出される光の照度に分布が生じる。すなわち、射出面5から射出される光のX軸方向に関する照度が不均一になる。
本実施形態においては、入射面3から離れるにしたがって、導光体1を細くしている。これにより、導光体1の内部を伝播する光のうち、入射面3から離れた位置の第1内面11に入射する光の成分を多くすることができる。換言すれば、入射面3から離れた位置に配置されている第1内面11に光が入射する確率を、入射面3に近い位置に配置されている第1内面11に光が入射する確率よりも高めることができる。これにより、射出面5から射出されるX軸方向に関する光の照度を均一にすることができる。
<第7実施形態>
次に、第7実施形態について説明する。図13は、第7実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を示す模式図である。図12において、照明装置2は、光源装置4と導光体1の入射面3とを接続する屈曲した導光部材13を有する。光源装置4から射出された光は、屈曲した導光部材13を介して、導光体1の入射面3に入射する。このように、導光部材13を設けることによって、光源装置4の配置の自由度を向上できる。
次に、第7実施形態について説明する。図13は、第7実施形態に係る導光体1を含む照明装置2を示す模式図である。図12において、照明装置2は、光源装置4と導光体1の入射面3とを接続する屈曲した導光部材13を有する。光源装置4から射出された光は、屈曲した導光部材13を介して、導光体1の入射面3に入射する。このように、導光部材13を設けることによって、光源装置4の配置の自由度を向上できる。
<第8実施形態>
次に、第8実施形態について説明する。本実施形態においては、上述の第1〜第7実施形態で説明した照明装置2が、ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等の画像処理装置20に搭載される場合を例にして説明する。
次に、第8実施形態について説明する。本実施形態においては、上述の第1〜第7実施形態で説明した照明装置2が、ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等の画像処理装置20に搭載される場合を例にして説明する。
図14は、第8実施形態に係る画像処理装置20を示す概略構成図である。図14において、画像処理装置20は、原稿の原稿面6の画像を読み取る画像読取装置30と、画像読取装置30で読み取られた原稿面6の画像情報を処理する信号処理装置40と、画像処理装置20全体の動作を制御する制御装置50とを備えている。また、画像処理装置20は、少なくとも画像読取装置30、信号処理装置40、及び制御装置50を収容するハウジング21と、原稿を載置可能な原稿台22とを備えている。原稿台22は、例えば透明なガラス材料で形成された板状の部材である。本実施形態においては、被照射面である原稿の原稿面6と対向する原稿台22の上面(載置面)は、XY平面とほぼ平行である。画像読取装置30は、原稿台22を介して、その原稿台22に載置された原稿の原稿面6の画像情報を取得する。
また、制御装置50には、画像読取装置30で読み取られた画像情報を出力する出力装置60が接続されている。出力装置60は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置、及びプリンタ装置等を含む。画像読取装置30で読み取られた画像情報は、信号処理装置40で処理された後、制御装置50に出力される。制御装置50は、信号処理装置40で処理された原稿の画像情報を、出力装置60で出力する。
図15は、画像読取装置30を模式的に示す斜視図である。図14及び図15において、画像読取装置30は、照明光で原稿を照明する照明装置2と、照明装置2の照明光で照明された原稿の画像を読み取る光学装置31とを備えている。本実施形態の画像読取装置30は、密着型イメージセンサ(CIS:Contact Image Sensor)を含む。
照明装置2は、導光体1と、導光体1の入射面3に光を照射する光源装置2とを備えている。導光体1は、X軸方向に延びる射出面5を有し、入射面3から入射した光は、導光体1の内部を介して、射出面5から射出される。照明装置2は、導光体1の射出面5から射出された光で、原稿の原稿面6を照明する。照明装置2は、原稿台22を介して、その原稿台22に載置された原稿の原稿面6を照明する。
光学装置31は、照明装置2の照明光で照明された原稿面6からの光を集光する光学系32と、光学系32を介した光が入射されるCCD(Charge Coupled Devices)等の光電変換素子33を含むセンサユニット35とを備える。センサユニット35は、光電変換素子33を支持する基板34を有する。また、本実施形態においては、光電変換素子33は、X軸方向に複数並べられている。すなわち、本実施形態においては、センサユニット35は、複数の光電変換素子33を一次元方向に配列したラインイメージセンサを含む。
照明装置2からの照明光は、原稿台22を介して原稿面6に照射され、その原稿面6に照射された照明光の反射光が、原稿台22を介して光学系32に入射する。光学系32は、複数の光学素子32Lを有し、それら光学素子32Lは原稿面6とほぼ平行なXY方向に配列されている。すなわち、本実施形態の光学系32は、複数の光学素子(レンズ)32Lを二次元方向に配列したレンズアレイを含む。本実施形態においては、光学系32は、正立等倍系の径方向屈折率分布型レンズを複数配列したものであり、それらレンズ32Lは、2枚のFRP板32Bの間に配列されている。また、そのレンズ32Lどうしの隙間には黒色の樹脂が充填されている。本実施形態の光学系32は、SLA(Selfoc Lens Array:登録商標)を含む。
照明装置2で照明され、原稿の原稿面6で反射した反射光は、原稿台22及び光学系32を介してセンサユニット35の光電変換素子33に集光される。光学系32を介した原稿面6からの光は、センサユニット35の光電変換素子33に入射し、光電変化素子33は、光学系32を介した原稿面6からの光を受光する。光学系32は、原稿面6の像を光電変換素子33上に形成し、光電変換素子33は、原稿面6の光学像(画像)を取得する。このように、本実施形態においては、画像読取装置30は、原稿台22を介して、その原稿台22に載置された原稿面6の画像情報を取得する。
本実施形態によれば、照明装置2によって原稿面6を良好に照明でき、その照明された原稿面6の画像を画像読取装置30で良好に読み取ることができる。また、本実施形態によれば、短い読み取り時間で原稿面6の画像を読み取ることができる。
1…導光体、2…照明装置、3…入射面、4…光源装置、5…射出面、6…被照射面(原稿面)、7…端面、10…プリズム、11…第1内面、12…第2内面、13…導光部材、20…画像処理装置、30…読取装置、40…信号処理装置、50…制御装置
Claims (12)
- 入射面からの光を所定方向に延びる射出面から射出する棒状の導光体であって、
前記入射面及び前記射出面に対向し、且つ傾斜するように配置された第1内面と、前記第1内面に背向するように配置された第2内面とを有し、前記入射面からの光を前記射出面に導くプリズムを備え、
前記第1内面の前記射出面に対する傾斜角度は、前記第2内面の前記射出面に対する傾斜角度よりも小さい導光体。 - 前記第2内面の傾斜角度は略90度である請求項1記載の導光体。
- 前記プリズムは前記所定方向に複数設けられ、
前記所定方向の位置に応じて、前記プリズムの前記第2内面の傾斜角度が変化する請求項1又は2記載の導光体。 - 前記複数のプリズムそれぞれの前記第2内面の傾斜角度は、前記入射面から離れるにしたがって大きくなる請求項3記載の導光体。
- 前記複数のプリズムそれぞれの前記第2内面の傾斜角度は、前記所定方向に関してランダムに設定される請求項3記載の導光体。
- 前記所定方向に隣り合う第1のプリズムの第1内面と第2のプリズムの第2内面との間は曲面状である請求項1〜5のいずれか一項記載の導光体。
- 前記入射面から該入射面と反対側に向かうにしたがって細くなる請求項1〜6のいずれか一項記載の導光体。
- 請求項1〜7のいずれか一項記載の導光体と、
前記導光体の入射面に光を照射する光源装置と、を備え、
前記導光体の射出面から射出した光で物体を照明する照明装置。 - 前記光源装置と前記導光体の入射面とを接続する屈曲した導光部材を有する請求項8記載の照明装置。
- 請求項8又は9記載の照明装置と、
前記照明装置の光で照明された物体の画像を読み取る光学装置と、を備えた読取装置。 - 前記光学装置は、前記物体からの光を集光する光学系と、前記光学系を介した光が入射する光電変換素子とを含む請求項10記載の読取装置。
- 請求項10又は11記載の読取装置と、
前記読取装置で読み取られた前記物体の画像情報を処理する処理装置と、を備えた画像処理装置。
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US9338322B2 (en) | 2013-06-11 | 2016-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading device and image forming apparatus including an illuminating unit and an aligning portion for positioning an original |
CN107208866A (zh) * | 2015-02-05 | 2017-09-26 | 法雷奥照明公司 | 具有补偿沿着光导的光的渐进性损耗的装置的光导 |
-
2006
- 2006-09-20 JP JP2006253877A patent/JP2008078855A/ja not_active Withdrawn
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JP2018506153A (ja) * | 2015-02-05 | 2018-03-01 | ヴァレオ ビジョンValeo Vision | ガイドに沿った光の漸進的なロスを補償する手段を有する光ガイド |
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