JP2010193360A - Led光源及び画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像読取装置の光源として最適なLED光源の提供。
【解決手段】読取原稿を載置するプラテンと、プラテン上に載置される読取原稿を照明する光源と、光源により照明された読取原稿の主走査ラインからの反射光を集光するレンズ手段と、レンズ手段によって集光された読取原稿の主走査ラインからの反射光を受光する受光手段とから成る画像読取装置に用いられる光源で、発光源となるLEDと、LEDの光を内面反射させ主走査ライン状に拡散させるライトガイドとで構成され、LEDはライトガイドの主走査ライン方向端部に配置され、ライトガイドはLEDの発光面と対峙する内側面が主走査ライン方向に反射させる湾曲反射面を形成すると共に、LEDを湾曲反射面の主走査ライン方向端の臨界角領域外に配置。
【選択図】図11
【解決手段】読取原稿を載置するプラテンと、プラテン上に載置される読取原稿を照明する光源と、光源により照明された読取原稿の主走査ラインからの反射光を集光するレンズ手段と、レンズ手段によって集光された読取原稿の主走査ラインからの反射光を受光する受光手段とから成る画像読取装置に用いられる光源で、発光源となるLEDと、LEDの光を内面反射させ主走査ライン状に拡散させるライトガイドとで構成され、LEDはライトガイドの主走査ライン方向端部に配置され、ライトガイドはLEDの発光面と対峙する内側面が主走査ライン方向に反射させる湾曲反射面を形成すると共に、LEDを湾曲反射面の主走査ライン方向端の臨界角領域外に配置。
【選択図】図11
Description
本願発明は、画像読取装置の光源として用いられるLEDを発光源とするLED光源、及びこのLED光源を光源として利用した光学縮小型の画像読取装置に関する。
従来、この種の光学縮小型の画像読取装置としては、例えば特許文献1で知られている。その光学縮小型の画像読取装置は、図1において、(a)図で示す様に、読取原稿Sを載置するプラテンPと、このプラテンPの載置面上に置かれた読取原稿Sの原稿面を照明する光源LAと、読取原稿Sの原稿面からの反射光を反射する反射板M1とから成る第1のキャリッジ体と、反射板M1の反射光を受光手段CCDへ導くための反射板M2と反射板M3から成る第2のキャリッジ体と、(b)図で示す様に、第2のキャリッジ体の反射板M3からの反射光を集光し受光手段CCDの受光面に結像させる光学レンズLEと、光学レンズLEにより集光された読取原稿Sの画像光を受光する受光手段CCDとから成る受光部とで構成されている。
そして、この画像読取装置は、同(a)図で示す様に、第1のキャリッジ体を紙面左隅から右隅に読取原稿Sの原稿面に沿って速度Vで移動させ、この第1のキャリッジ体の移動に追従し第2のキャリッジ体を第1のキャリッジ体の移動速度の半分の速度で同一方向に移動させ、読取原稿Sの原稿面を受光手段CCDで読み取る様に成っている。
一方、これら画像読取装置の発光源として用いられる光源LAとして、例えば特許文献2で示すLEDを光源とするLED光源LAが知られている。そのLED光源LAを図5で示すと、まず(b)図で示す様に、発光源となるLEDと、このLEDの光を導光ガイドするライトガイドRGとから構成されている。また、そのライトガイドRGはLEDから照射された光を読取原稿の原稿面を照射するために導光ガイド内から外方に取り出すための導光ガイド内に突出する反射面体RG1を形成している。この反射面体RG1は(c)図で示す様に、一定の間隔pでライトガイドRGの表面にV字状(若しくは円弧状)に窪み形成されている。
まず、上記光学縮小型の画像読取装置では、次のような不具合が有る。
すなわち、光学縮小型の画像読取装置では、図2で示す様に仮に光源LAの照明光LA―Lvの均一な光量範囲LV1で読取原稿Sの原稿面を照明した場合であっても、光学レンズLEを通って受光手段CCDで受光される光の光量は、コサイン4乗則の影響を受け、その両側端部の光量LV2、LV3が図示のごとく降下され、結果、中心部が明るく、両脇が暗くなり、全体として画像の光量斑が生じる。尚、コサイン4乗則とは、光軸に平行な入射光による像面照度に対し、光軸と任意の角をなして入射する光による像面照度は、入射角(α)のコサインの4乗に比例して低下するという法則。
そこで、上記特許文献1の場合には、その不具合を図3で示す様に、光学レンズLEと受光手段CCDとの間にスリット開口SH1を形成したスリット板SHを介在させることで対処している。そのスリット板SHのスリット開口SH1は中央の隙間が狭く、両脇に行くほど広く成る様に開口されている。そして、図4で示す様に受光手段CCDの中央部に行くほど受光量を下げることで均一化させ、画像の光量斑を解消する様にしている。
しかし、このスリット板SHを介在させる方法では、受光手段CCDの受光量をカットすることで全体の光量レベルを下げるもので、読取画像全体が暗くなり、場合によっては光量不足で読取不能となる。
一方、上記LED光源LAでは、次のような不具合が有る。
すなわち、LED光源LAは図5の(a)図で示す様に、LED近傍が光の集中でピーク現象を起こした光源特性LA−Lvとなることが知られている。
そこで、上記特許文献2の場合には、その不具合を図6の(b)図で示す様に、光源LEDをライトガイドRGから切り離し、その間に絞り板Epを介在させ、光源LEDからの光を絞り込むと共に、導光ガイド径をLED遠方側程狭くなるように反射面体RG1を形成する面を傾斜α傾け、同(a)図の実線で示す様に、ピーク現象を抑え光源特性LA−Lvをほぼ均一にするようにしている。
しかし、反射面体RG1を形成する面を傾斜αとするために導光ガイド径を徐々に小さくする方法では、導光ガイドの長さに限界が有り、均一光源領域の広いライトガイドRGを作り難い。また、ライトガイドRGを樹脂成形で作る場合、導光ガイド径を異ならせることで、湯流れや環境温度によるひずみ等で導光ガイドが歪み、光量斑の要因となり易い。
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、画像読取装置の光源として最適で、特に光学縮小型の画像読取装置に用いた場合に、当該装置が抱えるコサイン4乗則の影響による光量斑を光源側で解消出来、かつ生産性に優れたLED光源を提供することを課題としている。
本願発明は上記の課題を達成するために、読取原稿を載置するプラテンと、このプラテン上に載置される読取原稿を照明するLED光源と、このLED光源により照明された読取原稿の主走査ラインからの反射光を集光するレンズ手段と、このレンズ手段によって集光された読取原稿の主走査ラインからの反射光を受光する受光手段と、から成る画像読取装置であって、前記LED光源は、発光源となるLEDと、LEDの光を内面反射させ主走査ライン状に拡散させるライトガイドとで構成され、前記LEDは前記ライトガイドの主走査ライン方向端部に配置され、前記ライトガイドは前記LEDの発光面と対峙する内側面が主走査ライン方向に反射させる湾曲反射面を形成すると共に、前記LEDを前記湾曲反射面の主走査ライン方向端の臨界角領域外に配置している。
具体的に、前記湾曲反射面は楕円曲面で形成され、その主走査ライン方向端はLED光の臨界角に等しくなる位置まで形成される。前記LEDは青色LEDチップとYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系黄色蛍光体から成るシングルチップ方式の白色LEDを用い、主走査ライン方向に沿って二個以上配置し、その二個の白色LEDは共に臨界角領域外に配置され、各白色LEDからの光をライトガイドで全反射させることでライトガイドからの漏れる光を抑えている。また、前記ライトガイドは、その湾曲反射面を含め照射域以外の外表を白色の反射体である支持フレームで包み込まれ、ライトガイドからの漏れる光を抑えるようにしている。
また、前記LEDは青色LEDチップとYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系黄色蛍光体から成るシングルチップ方式の白色LEDを用い、主走査ライン方向に沿って二個以上配置し、主走査ライン方向の照射光量分布に応じて適宜な位置関係で配列している。
本願発明は、LEDの光を反射する反射面を湾曲反射面とし、且つLEDの配置を前記湾曲反射面の主走査ライン方向端の臨界角領域外に配置し、LEDから発光される光をライトガイド内で全反射させることで、ライトガイドからの漏れる光を抑え、以って明るいLED光源を提供することが出来る。
また、前記湾曲反射面を楕円曲面とすることで、円曲面と比較してライトガイドの高さ寸法を抑えることが出来、比較的薄いコンパクトなLED光源を提供することが出来る。
更に、湾曲反射面の曲率とLEDの配置により、また更にそのLEDを二個以上使用し、各LEDを主走査ライン方向に配列することで、各LEDによる照射範囲を主走査ライン方向に沿って分散させることで照射範囲が広く、効率の良いLED光源の提供が可能となる。具体的に、LED光源として主走査ライン方向に沿って二個以上配置し、主走査ライン方向に照射光量分布に応じて、湾曲反射面とLEDの適宜な配列によって、少なくとも前記集光レンズを通過しコサイン4乗則に従って減光される光量を補間し、白基準面から反射され前記受光手段で受光される主走査ライン方向の光量分布をほぼ均一に調整することが出来、光量斑の無い画像読取装置の光源として最適なLED光源を提供することが出来る。
以下、本願発明のLED光源を光学縮小型の画像読取装置の光源として用いた実施例について詳述する。
[画像読取装置の構成及び動作概要]
図7は本願発明に係るLED光源を搭載した第1実施例であるツーキャリッジ式の光学縮小型の画像読取装置の概要を示す構成図で、図8は本願発明に係るLED光源を搭載した第2実施例であるキャリッジ一体型の光学縮小型の画像読取装置の概要を示す構成図で、共に(a)図はその装置構成図、(b)図は光学縮小系光路図である。
図7は本願発明に係るLED光源を搭載した第1実施例であるツーキャリッジ式の光学縮小型の画像読取装置の概要を示す構成図で、図8は本願発明に係るLED光源を搭載した第2実施例であるキャリッジ一体型の光学縮小型の画像読取装置の概要を示す構成図で、共に(a)図はその装置構成図、(b)図は光学縮小系光路図である。
まず、図7の1実施例であるツーキャリッジ式の光学縮小型の画像読取装置について説明する。同(a)図において読取原稿Sを載置するプラテンPと、このプラテンPの載置面上に置かれた読取原稿Sの原稿面を照明するLED光源LAと、読取原稿Sの原稿面からの反射光を反射する反射板M1とから成る第1のキャリッジ体CAR1と、反射板M1の反射光を受光手段CCDへ導くための反射板M2と反射板M3から成る第2のキャリッジ体CAR2と、同(b)図で示す様に、第2のキャリッジ体の反射板M3からの反射光を集光し受光手段CCDの受光面に結像させる光学レンズLEと、光学レンズLEにより集光された読取原稿Sの画像光を受光する受光手段CCDとから成る受光部とで構成されている。
そして、この画像読取装置は、同(a)図で示す様に、第1のキャリッジ体CAR1を紙面左隅から右隅に読取原稿Sの原稿面に沿って速度Vで移動させ、この第1のキャリッジ体CAR1の移動に追従し第2のキャリッジ体CAR2を第1のキャリッジ体CAR1の移動速度の半分の速度で同一方向に移動させ、読取原稿Sの原稿面を受光手段CCDで読み取る様に成っている。
次に、図8の2実施例であるキャリッジ一体型の光学縮小型の画像読取装置について説明する。同(a)図において読取原稿Sを載置するプラテンPと、このプラテンPの載置面上に置かれた読取原稿Sの原稿面を照明するLED光源LAと、読取原稿Sの原稿面からの反射光を反射する反射板M1と、反射板M1の反射光を受光手段CCDへ導くための反射板M2と反射板M3と、同(b)図で示す様に、反射板M3からの反射光を集光し受光手段CCDの受光面に結像させる光学レンズLEと、光学レンズLEにより集光された読取原稿Sの画像光を受光する受光手段CCDとから成る受光部とを一つの移動フレーム体に組み込んだキャリッジ体CAR3で構成されている。
そして、この画像読取装置は、同(a)図で示す様に、キャリッジ体CAR3を紙面左隅から右隅に読取原稿Sの原稿面に沿って一定速度で移動させ、読取原稿Sの原稿面を受光手段CCDで読み取る様に成っている。
[LED光源LAの構成]
次に、図9及び図10に基づき本願発明に係わるLED光源の構成につい詳述する。図9はLED光源の概観を示す斜視図、図10はそのLED光源を分解した斜視図を示している。
次に、図9及び図10に基づき本願発明に係わるLED光源の構成につい詳述する。図9はLED光源の概観を示す斜視図、図10はそのLED光源を分解した斜視図を示している。
まず、そのLED光源LAは、ライトガイドRGと、このライトガイドRGを支持する支持フレームREと、この支持フレームREに取り付けられライトガイドRGを介し読取原稿Sを照明する発光源となるLEDと、から構成されている。
[光源LEDの説明]
光源として用いるLEDは、白色LEDで有る。この白色LEDは、シングルチップ方式のものでInGaN系青色LEDとYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系黄色蛍光体で、電気エネルギーを白色光を発光するように構成された光源である。この白色LEDを読取原稿Sの主走査方向に沿って適宜な間隔を隔て三個配列している。尚、白色LEDの数はライトガイドRGの長さ、照明光の光量特性に応じ適宜増減する。
光源として用いるLEDは、白色LEDで有る。この白色LEDは、シングルチップ方式のものでInGaN系青色LEDとYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系黄色蛍光体で、電気エネルギーを白色光を発光するように構成された光源である。この白色LEDを読取原稿Sの主走査方向に沿って適宜な間隔を隔て三個配列している。尚、白色LEDの数はライトガイドRGの長さ、照明光の光量特性に応じ適宜増減する。
[支持フレームREの説明]
支持フレームREは、ABS樹脂[アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン]に白色顔料を混ぜライトガイドRGを支持可能に成形され、少なくともライトガイドRGを支持する内面が不透明な白色を成すフレームである。内面が不透明な白色を成す理由としては、前記臨界角を外れライトガイドRGから外側に漏れる光を反射させ、漏れた光をライトガイドRG内へ戻すことで、ライトガイドRGの反射効率を上げるようにしている。特に、後述するライトガイドRGの湾曲反射面RG0を覆う支持フレームREの主走査ライン方向端Q1は、少なくともLEDから発せられる光をライトガイドRGの主走査ライン方向に全反射可能な臨界角の位置まで形成されている。
支持フレームREは、ABS樹脂[アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン]に白色顔料を混ぜライトガイドRGを支持可能に成形され、少なくともライトガイドRGを支持する内面が不透明な白色を成すフレームである。内面が不透明な白色を成す理由としては、前記臨界角を外れライトガイドRGから外側に漏れる光を反射させ、漏れた光をライトガイドRG内へ戻すことで、ライトガイドRGの反射効率を上げるようにしている。特に、後述するライトガイドRGの湾曲反射面RG0を覆う支持フレームREの主走査ライン方向端Q1は、少なくともLEDから発せられる光をライトガイドRGの主走査ライン方向に全反射可能な臨界角の位置まで形成されている。
[ライトガイドRGの説明]
ライトガイドRGは、一般に透明度の高い材料、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂PMMAによる透明固体材でアクリルガラスとして知られるアクリル樹脂、或るいは熱可塑性プラスチックの一種であるポリカーボネット樹脂を成形したものである。尚、アクリル樹脂の屈折率は1.49、臨界角(全反射が起こり始める角度)は約42度で、ポリカーボネット樹脂の屈折率は1.585、臨界角は約39度である。
ライトガイドRGは、一般に透明度の高い材料、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂PMMAによる透明固体材でアクリルガラスとして知られるアクリル樹脂、或るいは熱可塑性プラスチックの一種であるポリカーボネット樹脂を成形したものである。尚、アクリル樹脂の屈折率は1.49、臨界角(全反射が起こり始める角度)は約42度で、ポリカーボネット樹脂の屈折率は1.585、臨界角は約39度である。
ここではアクリル樹脂を用いて成形したもので、図10の拡大図として示す様に、その下面に外側から樹脂内に向けV字状に切り込んだ凹溝から成り、樹脂内を通過する光が読取原稿Sを照明する方向に反射さる反射面を形成する反射面体RG1を一定の間隔Pを隔て複数個形成し、読取原稿Sの主走査方向に沿って、読取原稿Sの原稿幅全域を照明する。
更に、図11を用いてライトガイドRGを詳述する。図は読取主走査方向に沿ってほぼ中央の断面を示すもので、特にLEDの上方部の反射面は下記の式で描かれる軌跡に沿った湾曲反射面RG0を形成している。
X2/a2 + Y2/b2 = 1 ・・・楕円
但し、a>b>0
実際に、長軸aの設計値が10mm、短軸bの設計値が7mmに設定してなる楕円の湾曲反射面RG0を形成し、この湾曲反射面RG0で反射させることによって、図示の様にLED1から出た光が反射面体RG1で最初に反射する点が手前側に、LED2から出た光が反射面体RG1で最初に反射する点がほぼ中央に、LED3から出た光が反射面体RG1で最初に反射する点が遠方側に成るようにしている。尚、この実施例では必要としなかったが、湾曲反射面RG0の先端部を反射効率、成形条件等で垂直にカットし、支持フレームと共に垂直な反射面を形成させることで、LEDの光をより読取主走査方向に反射させることが可能で、その分LED光源LAの照度が上がる。またLED光源LAの寸法を小さくし装置全体をコンパクトにすることも出来る。
X2/a2 + Y2/b2 = 1 ・・・楕円
但し、a>b>0
実際に、長軸aの設計値が10mm、短軸bの設計値が7mmに設定してなる楕円の湾曲反射面RG0を形成し、この湾曲反射面RG0で反射させることによって、図示の様にLED1から出た光が反射面体RG1で最初に反射する点が手前側に、LED2から出た光が反射面体RG1で最初に反射する点がほぼ中央に、LED3から出た光が反射面体RG1で最初に反射する点が遠方側に成るようにしている。尚、この実施例では必要としなかったが、湾曲反射面RG0の先端部を反射効率、成形条件等で垂直にカットし、支持フレームと共に垂直な反射面を形成させることで、LEDの光をより読取主走査方向に反射させることが可能で、その分LED光源LAの照度が上がる。またLED光源LAの寸法を小さくし装置全体をコンパクトにすることも出来る。
[反射面体RG1の形状配置]
また、LEDの光を反射して読取原稿の読取主走査方向をライン状に照射する反射面体RG1は、
図12の側面図(b)で示す様にほぼ等間隔で配列され、ライトガイド外側から断面逆V字状、又は断面逆蒲鉾状に肉抜きされた表面により形成される。また、その幅は平面図(a)で示す様に中央部位が幅d2と狭く、最も遠方側が幅d1と広く成る様に形成されている。その反射面体RG1の各幅dは、図13で後述する受光手段CCDが白基準を読取った際にその読取主走査領域内で受光光量がほぼ均一に上述のコサイン4乗則によるなる様に光の減衰を補強すべく反射光量を増減可能に決められている。尚、具体的に幅d1はほぼ2mm、幅d2はほぼ5mmとなっている。
また、LEDの光を反射して読取原稿の読取主走査方向をライン状に照射する反射面体RG1は、
図12の側面図(b)で示す様にほぼ等間隔で配列され、ライトガイド外側から断面逆V字状、又は断面逆蒲鉾状に肉抜きされた表面により形成される。また、その幅は平面図(a)で示す様に中央部位が幅d2と狭く、最も遠方側が幅d1と広く成る様に形成されている。その反射面体RG1の各幅dは、図13で後述する受光手段CCDが白基準を読取った際にその読取主走査領域内で受光光量がほぼ均一に上述のコサイン4乗則によるなる様に光の減衰を補強すべく反射光量を増減可能に決められている。尚、具体的に幅d1はほぼ2mm、幅d2はほぼ5mmとなっている。
[LEDの配置]
LEDの配置は、湾曲反射面RG0の条件[この場合、楕円曲面で長軸a値と短軸b値]と、ライトガイドRG固有の臨界角が設定されることで、その位置を決定することが出来る。このLEDの位置が決まればLEDの発光面と対峙する湾曲反射面RG0の主走査ライン方向端Q1が決まり、この湾曲反射面RG0を包み込む支持フレームの反射面形状が設定される。従って、少なくともLEDの配置は、この支持フレームの反射面に包み込まれた湾曲反射面RG0の主走査ライン方向端Q1の臨界角領域外で適宜調整配置することと成る。実際にLEDを3チップ構成とした場合、各LEDは湾曲反射面RG0の主走査ライン方向端Q1の臨界角領域外で適宜調整配置される。
LEDの配置は、湾曲反射面RG0の条件[この場合、楕円曲面で長軸a値と短軸b値]と、ライトガイドRG固有の臨界角が設定されることで、その位置を決定することが出来る。このLEDの位置が決まればLEDの発光面と対峙する湾曲反射面RG0の主走査ライン方向端Q1が決まり、この湾曲反射面RG0を包み込む支持フレームの反射面形状が設定される。従って、少なくともLEDの配置は、この支持フレームの反射面に包み込まれた湾曲反射面RG0の主走査ライン方向端Q1の臨界角領域外で適宜調整配置することと成る。実際にLEDを3チップ構成とした場合、各LEDは湾曲反射面RG0の主走査ライン方向端Q1の臨界角領域外で適宜調整配置される。
具体的に各LEDの配置は、最も近傍を照明し光の反射光量レベルが高くなるLED1の光量分布を基準に、LED1、LED2の配置位置(間隔P1、P2)を適宜読取主走査方向で調整し、LED光源として図13で示す様な上述の集光レンズLEのコサイン4乗則による光の減衰を補強する光量分布を形成する様にしている。尚、具体的に図11で示す様に、LED1の上部湾曲反射面RG0の主走査ライン方向端Q1からの図示寸法L0は臨界角(A)が約42度で設定されるラインQ1−Q2で決まる後退距離Lbの距離6.3mmを基準に前記光量分布に応じ位置調整される。また、LED1とLED2の間隔、LED2とLED3の間隔は、読取原稿Sの最低幅がほぼ297mmと設定し、ライトガイドRGの楕円中心からライトガイドRGの主走査ライン方向の全長をほぼ350mmとした場合、共にほぼ2mmと基準値が決まり、この基準値を基準に前記光量分布に応じ各間隔が調整設定している。
[LED光源の光量分布]
次に、LED光源の光量分布について説明する。図13で示す様に、受光手段CCDが白基準を読取った際に集光レンズLEのコサイン4乗則による光が減衰し点線となるところを、図中実線で示す様に光量CCD−Lvが、読取主走査領域LV1内で、そので受光光量がほぼ均一になる様、LED3の三点鎖線で示す光量分布を基準に、LED1の一点鎖線で示す光量分布と、LED2の二点鎖線で示す光量分布とすべく各LED1、LED2、LED3の配置を調整する。その結果、図示、LED光源の光量分布LA−Lvが前記コサイン4乗則により光が減衰した部分の光量を補強する照明特性を備える。
次に、LED光源の光量分布について説明する。図13で示す様に、受光手段CCDが白基準を読取った際に集光レンズLEのコサイン4乗則による光が減衰し点線となるところを、図中実線で示す様に光量CCD−Lvが、読取主走査領域LV1内で、そので受光光量がほぼ均一になる様、LED3の三点鎖線で示す光量分布を基準に、LED1の一点鎖線で示す光量分布と、LED2の二点鎖線で示す光量分布とすべく各LED1、LED2、LED3の配置を調整する。その結果、図示、LED光源の光量分布LA−Lvが前記コサイン4乗則により光が減衰した部分の光量を補強する照明特性を備える。
[第2の実施例]
以下、図14及び図15に基づき第2の実施例について説明する。この第2の実施例は、先に説明した本願のLED光源を密着センサ型の画像読取装置の光源として用いたものである。
以下、図14及び図15に基づき第2の実施例について説明する。この第2の実施例は、先に説明した本願のLED光源を密着センサ型の画像読取装置の光源として用いたものである。
[画像読取装置の構成及び動作概要]
図14は本願発明に係わる密着センサ型の画像読取装置の概要を示す構成図で、同(a)図はその装置構成図、同(b)図はその密着センサを読取原稿側から見た概要図である。
図14は本願発明に係わる密着センサ型の画像読取装置の概要を示す構成図で、同(a)図はその装置構成図、同(b)図はその密着センサを読取原稿側から見た概要図である。
まず同(a)図に基づき装置全体構成について説明する。読取原稿Sを載置するプラテンPと、このプラテンPの載置面上に置かれた読取原稿Sの原稿面を照明するLED光源LAと、読取原稿Sの原稿面からの反射光を集光するセルホックレンズSHLと、セルホックレンズSHLから集光された読取原稿Sの画像光を受光する受光手段CCDとから成るキャリッジ体で構成されている。
そして、この画像読取装置は、同(a)図で示す様に、キャリッジ体を紙面左隅から右隅に読取原稿Sの原稿面に沿って速度Vで移動させ、読取原稿Sの原稿面を受光手段CCDで読み取る様に成っている。
[LED光源の光量分布]
次に、図15に基づき第2の実施例に適用させたLED光源の光量分布について説明する。同(a)図は本願発明に基づき製作されたLED光源の光量分布を示す。また同(b)図はそのLED光源を示し、3個のLEDの上方反射面が先に説明した湾曲反射面RG0形状(楕円形状)に形成されている。
次に、図15に基づき第2の実施例に適用させたLED光源の光量分布について説明する。同(a)図は本願発明に基づき製作されたLED光源の光量分布を示す。また同(b)図はそのLED光源を示し、3個のLEDの上方反射面が先に説明した湾曲反射面RG0形状(楕円形状)に形成されている。
このため、図中Aで示す様に先に説明した従前のLED光源の光量分布(点線)に比べ、ライトガイドRGのLED端部の光量が減衰され、主走査ライン方向の光量斑が解消されている。
次に、同(c)図は上述のLED光源に対しLEDの配置関係を更に調整したもので、そのLED光源の光量分布を示す。また同(d)図はそのLED光源の構成を示している。
この(d)図と(b)図との違いは、(b)図においては先に説明した図11で示す様に、ライトガイドRGの湾曲反射面RG0を形成する曲率が長軸a=10mm、短軸b=7mmの楕円[X2/a2+Y2/b2=1]形状と決定することで、主走査ライン方向手前側のLED1の位置L1が先に説明した臨界角領域の距離L0=6.3mmに設定され、また読取原稿Sの最低幅がほぼ297mmと設定し、ライトガイドRGの楕円中心からライトガイドRGの主走査ライン方向の全長をほぼ350mmとした場合、LED1とLED2、LED2とLED3のそれぞれ間隔p1=2mm、から成るのに対し、(d)図においてはそのLED1とLED2の間隔p2、LED2とLED3の間隔p3をそれぞれ基準値2mmを基準に前記光量分布に応じ調整されている。
この結果、(c)図に示す様に更にライトガイドRGのLED端部の光量が減衰され、主走査ライン方向の光量斑を解消することが出来る。
以上説明する様に、このLED光源の光量分布の調整を使用形態に合せ行うことで、光学縮小型の画像読取装置の光源として、また密着センサ型の画像読取装置の光源として利用することが出来る。
[その他実施例]
上記の実施例では、集光レンズLEのコサイン4乗則による光の減衰を補強するためにLED光源の光量分布LA−Lvを形成するために、第1に各反射面体RG1の幅を個々に変化させ、第2にLED1の臨界角(A)から決まる後退位置Lbと、LED1、LED2、LED3の各間隔P1、P2の適宜調整しているが、各反射面体RG1の幅だけで調整が可能であれば反射面体RG1の幅のみの調整で、またLED1、LED2、LED3の配置関係のびで調整が可能であれば各LEDの配置のみの調整で有っても良い。
上記の実施例では、集光レンズLEのコサイン4乗則による光の減衰を補強するためにLED光源の光量分布LA−Lvを形成するために、第1に各反射面体RG1の幅を個々に変化させ、第2にLED1の臨界角(A)から決まる後退位置Lbと、LED1、LED2、LED3の各間隔P1、P2の適宜調整しているが、各反射面体RG1の幅だけで調整が可能であれば反射面体RG1の幅のみの調整で、またLED1、LED2、LED3の配置関係のびで調整が可能であれば各LEDの配置のみの調整で有っても良い。
また、反射面体RG1の反射面は上述の様なV字に抉った形以外で、例えば半円形に抉った形でも良い。
また、ライトガイドRGの端部曲面は最良が楕円であるが、楕円以外に球面であっても良い。尚、楕円にすると球面の場合に比べライトガイドの高さを小さく抑えることが出来、装置全体としてコンパクト性に優れる。
また、LED光源を取り付ける基板の表面を白のシルク印刷とすることで、LED光源の反射効率を上げることが出来、その分明るいLED光源を提供することが出来る。
また、以上説明した実施例では共にLEDをライトガイドRGの片側に配置したLED光源を開示したものであるが、当然にライトガイドRGの両端に配置し、湾曲反射面RG0形状(楕円定数a、b)、臨界角領域からのLEDの後退位置、反射面体の幅等を必要な照明光量に応じて調整することで画像読取装置に最適な明るいLED光源を提供することが出来る。
また、湾曲反射面RG0形状、LEDの配置等を必要な照明光量に応じて調整することが装置仕様によって不十分な場合で、特にLEDを二個以上用いた場合には、各LEDを点灯する点灯制御手段にPWM回路を形成し、各LEDの点灯時間をコントロールすることで調整することが出来る。
また、先に説明したLEDの配置を必要な照明光量に応じて調整する際に、図16で示す様に、主走査ライン方向に直交する方向に各LEDの位置を移動させることで調整が可能である。
CCD 受光手段
LE 集光レンズ(レンズ手段)
LA LED光源
LED 発光源
P プラテン
Q1 主走査ライン方向端
RE 支持フレーム
RG ライトガイド
RG0 湾曲曲面
RG1 反射面体
S 読取原稿
SHL セルホックレンズ(レンズ手段)
LE 集光レンズ(レンズ手段)
LA LED光源
LED 発光源
P プラテン
Q1 主走査ライン方向端
RE 支持フレーム
RG ライトガイド
RG0 湾曲曲面
RG1 反射面体
S 読取原稿
SHL セルホックレンズ(レンズ手段)
Claims (12)
- 発光源となるLEDと
LEDの光を内面反射させ主走査ライン状に拡散させるライトガイドとで構成され、
前記LEDは前記ライトガイドの主走査ライン方向端部に配置され、
前記ライトガイドは前記LEDの発光面と対峙する内側面が主走査ライン方向に反射させる湾曲反射面を形成すると共に、
前記LEDを前記湾曲反射面の主走査ライン方向端の臨界角領域外に配置したことを特徴とするLED光源。 - 前記湾曲反射面RG0は下記の式から成る楕円曲面を形成して成る請求項1に記載のLED光源。
式 ・・・X2/a2+Y2/b2=1 (但し、a>b>1) - 前記LEDは白色LEDから成る請求項1に記載のLED光源。
- 前記白色LEDは青色LEDチップと黄色蛍光体から成るシングルチップ方式のLEDから成る請求項3に記載のLED光源。
- 前記黄色蛍光体はYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系黄色蛍光体から成る請求項4に記載のLED光源。
- 前記LEDは主走査ライン方向に沿って複数個配列して成る請求項1及び3に記載のLED光源。
- 前記LEDは、主走査ライン方向に沿って配列された少なくとも2個以上の白色LEDで、各LEDの配置間隔は主走査ライン方向の光量に応じて適宜調整して成る請求項6に記載の画像読取装置。
- 前記LEDの配置間隔は、集光レンズを通過しコサイン4乗則に従って減光される光量に応じて調整して成る請求項11に記載の画像読取装置。
- 読取原稿を載置するプラテンと、
このプラテン上に載置される読取原稿を照明するLED光源と、
このLED光源により照明された読取原稿の主走査ラインからの反射光を集光するレンズ手段と、
このレンズ手段によって集光された読取原稿の主走査ラインからの反射光を受光する受光手段と、
から成る画像読取装置であって、
前記LED光源は、
発光源となるLEDと、
LEDの光を内面反射させ主走査ライン状に拡散させるライトガイドとで構成され、
前記LEDは前記ライトガイドの主走査ライン方向端部に配置され、
前記ライトガイドは前記LEDの発光面と対峙する内側面が主走査ライン方向に反射させる湾曲反射面を形成すると共に、
前記LEDを前記湾曲反射面の主走査ライン方向端の臨界角領域外に配置して成ることを特徴として成る画像読取装置。 - 前記湾曲反射面は下記の式から成る楕円曲面を形成して成る請求項9に記載の画像読取装置。
式 ・・・X2/a2+Y2/b2=1 (但し、a>b>1) - 前記LED光源は、主走査ライン方向に沿って配列された少なくとも2個以上の白色LEDを配置し、各LEDの配置間隔は主走査ライン方向の光量に応じて適宜調整して成る請求項9に記載の画像読取装置。
- 前記レンズ手段は、通過する光をコサイン4乗則に従って減光する集光レンズで、
前記LEDの配置間隔は、前記集光レンズを通過しコサイン4乗則に従って減光される光量に応じて調整して成る請求項11に記載の画像読取装置。
Priority Applications (3)
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JP2009037890A JP2010193360A (ja) | 2009-02-20 | 2009-02-20 | Led光源及び画像読取装置 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012105151A1 (ja) | 2011-01-31 | 2012-08-09 | ニスカ株式会社 | 照明装置 |
JP2014505990A (ja) * | 2011-02-22 | 2014-03-06 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 光コリメータ及びかかる光コリメータを有する照明ユニット |
JP2016134303A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | コニカミノルタ株式会社 | 導光体、照明装置及び画像読取装置 |
JP2016186899A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 京セラ株式会社 | 導光体、照明ユニット、および画像読取装置 |
CN109812769A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-05-28 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | 一种led车灯及其远光模组 |
DE112020007020T5 (de) | 2020-04-03 | 2023-04-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Beleuchtungseinrichtung und bildscanner |
-
2009
- 2009-02-20 JP JP2009037890A patent/JP2010193360A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012105151A1 (ja) | 2011-01-31 | 2012-08-09 | ニスカ株式会社 | 照明装置 |
US9151470B2 (en) | 2011-01-31 | 2015-10-06 | Nisca Corporation | Illumination device |
JP2014505990A (ja) * | 2011-02-22 | 2014-03-06 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 光コリメータ及びかかる光コリメータを有する照明ユニット |
US9411091B2 (en) | 2011-02-22 | 2016-08-09 | Koninklijke Philips N.V. | Light collimator and lighting unit comprising such light collimator |
JP2016134303A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | コニカミノルタ株式会社 | 導光体、照明装置及び画像読取装置 |
JP2016186899A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 京セラ株式会社 | 導光体、照明ユニット、および画像読取装置 |
CN109812769A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-05-28 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | 一种led车灯及其远光模组 |
CN109812769B (zh) * | 2019-02-18 | 2024-02-09 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | 一种led车灯及其远光模组 |
DE112020007020T5 (de) | 2020-04-03 | 2023-04-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Beleuchtungseinrichtung und bildscanner |
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