JP3673063B2

JP3673063B2 - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JP3673063B2
Application number: JP21171297A
Authority: JP
Inventors: 久義藤本; 敏彦高倉; 弘朗大西; 典広今村
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2017-08-06
Also published as: JPH1155464A

Description

【０００１】
【技術分野】
本願発明は、密着型イメージセンサやフラットベッド型イメージセンサなどの画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像読み取り装置に用いられる線状光源装置の一例としては、特開平６−２１７０８４号公報に所載のものがある。同公報に所載の線状光源装置は、本願の図２５に示すように、一定長さを有する透明部材からなる導光部材１ｅの長手方向両端部の端面９０，９０に、ＬＥＤなどのいわゆる点状の光源９１，９１を対向させたものである。上記導光部材１ｅは、その長手方向に延びる第１側面を光出射面９２とし、この光出射面９２と厚み方向に対向する第２側面の略全長域を光乱反射面９３としている。
【０００３】
上記構成の線状光源装置では、光源９１，９１から発せられた光を端面９０，９０から導光部材１ｅの内部に入射させると、この光は導光部材１ｅの長手方向に延びる複数の側面によって全反射されながら長手方向中央部へ進行しつつ、光乱反射面９３によって逐次散乱反射されることとなり、この散乱反射された光の一部が光出射面９２の略全長域から外部へ出射することとなる。すなわち、導光部材１ｅの内部を光が進行する場合、導光部材１ｅの材質によって特定される全反射臨界角よりも大きな角度で導光部材１ｅの平滑な側面に光が入射したときには、その光は全反射されることとなるが、光の入射角が上記全反射臨界角よりも小さいときには、その光は導光部材１ｅの側面をそのまま透過する。上記光乱反射面９３による光の散乱反射は、導光部材１ｅの内部を進行する光が光出射面９２に対してその全反射臨界角よりも小さな入射角で入射し、この光出射面９２の外部へ出射する割合を高める作用を発揮する。上記線状光源装置では、光出射面９２の略全面から光を出射させることができる。したがって、上記光出射面９２を画像読み取り装置の画像読み取り領域に対向させれば、その領域に配置される原稿Ｋの表面に対し、画像読み取りライン方向に延びる線状に光を照射することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の線状光源装置では、次のような不具合があった。
【０００５】
すなわち、上記従来の線状光源装置は、導光部材１ｅの光乱反射面９３によって散乱反射された光の一部をそのまま光出射面９２を介して外部へ出射させるようにしたものに過ぎない。このため、上記光出射面９２から出射する光の進行方向は、上記光出射面９２に対して常に垂直な方向となるわけではなく、図２６の符号Ｎに示すように、上記光出射面９２からは、光が種々の角度で出射し、分散する。ところが、このように光が分散したのでは、上記線状光源装置をたとえば画像読み取り装置の原稿照明として用いた場合に、所望の画像読み取り領域に対して光を効率よく集中的に照射することができず、光の照射効率が悪くなる。したがって、従来では、たとえば画像読み取り領域の照度が低くなり、読み取り画像の質が悪くなる場合があった。また、従来において画像読み取り領域の照度を高めるためには、発光量の大きい高価な光源を用いる必要が生じていた。
【０００６】
なお、従来では、導光部材１ｅの光出射面９２に凸面９４を設けて、光出射面９２から出射する光を凸レンズの作用を発揮する凸面９４によって集束させる手段も提案されている。ところが、このように光出射面９２に凸面９４を設けても、この凸面９４に対しては光乱反射面９３によって散乱反射された光が種々の角度で入射する。したがって、このように種々の角度で入射してくる光を上記凸面９４によって効率良く集束させることは実際には難しく、凸面９４を設ける手段を採用した場合であっても、やはり所望の線的な領域に対して光を効率よく照射させることが難しいものとなっていた。
【０００７】
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、光源から発せられた光を所望の線的な領域に導いて照射させる場合に、その光が種々の方向に分散したかたちで照射される可能性を少なくし、上記領域に対して光を効率よく照射できるようにすることをその課題としている。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明は次の技術的手段を採用している。
【０００９】
本願発明により提供される画像読み取り装置は、線状光源装置と、この線状光源装置から発せられて所望の画像読み取り対象物から反射してきた光を集束させる集光レンズと、この集光レンズによって集束された光を受光するように所定の画像読み取りライン方向に列状に並べられた複数の受光素子と、を具備しており、上記線状光源装置は、導光部材と、この導光部材の光入射部に投光を行う光源と、を具備しているとともに、上記導光部材は、一定長さを有する透明部材を具備して構成され、この透明部材の長手方向に延びる複数の側面として、この透明部材の厚み方向に対向する第１側面と第２側面、およびこの透明部材の幅方向に対向する第３側面と第４側面とを有しており、かつ上記第１側面は、上記透明部材の所定位置に設けられた光入射部から上記透明部材の内部に入射した光を外部へ出射させるための光出射面とされているとともに、上記第３側面および第４側面の少なくとも一方は、上記第２側面の方向から進行してきた光を互いに略平行な光線の光線束にして上記第１側面に向かって進行させるように反射する曲面とされている画像読み取り装置であって、上記所望の画像読み取り対象物を対向配置させるためのガイド面を形成する透明部材からなる画像読み取りガイド板を具備しており、かつ、上記線状光源装置の上記導光部材の上記第１側面から出射した光は、上記ガイド面よりも手前の位置で一旦集束してから上記ガイド面に対してその後所定の幅に広がった状態に照射されるように構成されていることに特徴づけられる。
【００１０】
このような構成によれば、透明部材の第３側面および第４側面の少なくとも一方の放物面とされた側面に対して第２側面の方向から多数の光線が進行すると、上記第３および第４側面の各所で反射された光線のそれぞれは、互いに略平行な光線となって上記透明部材の第１側面に向かって進行することとなる。そして、このように互いに略平行な光線の光線束となった光を第１側面から外部へ出射させれば、その光を互いに分散させるようなことなく、所望の位置に導くことができることとなる。このため、線状光源装置から発せられた光を所望の画像読み取り対象物に照射させる場合に、その光の分散を抑制したかたちで画像読み取り対象物の所定領域に対して効率よく照射することができる。したがって、画像読み取り領域の照度を高め、高画質の読み取り画像を得ることが可能となる。また、光照射効率がよいために、そのランニングコストも安価にすることができる。これらに加えて、このような構成によれば、線状光源装置の導光部材の第１側面からガイド面に向けて出射する光が、上記ガイド面よりも手前において一旦集束するために、この光と集光レンズとの干渉を防止することが可能となる。すなわち、集光レンズは、線状光源装置から光が照射される所望の画像読み取り領域に対して対向配置させる必要があり、この集光レンズを画像読み取り領域に対して接近させて配置せねばならない場合がある。このような場合において、線状光源装置から出射される光の光路が広い場合には、この光路が上記集光レンズと干渉し、遮られる虞れが大きい。これに対し、上記線状光源装置の導光部材の第１側面から出射した光をガイド面の手前において一旦集束させれば、その分だけその光路が絞られて狭くなり、集光レンズと干渉する虞れを少なくできる。したがって、導光部材の第１側面から出射した光が、集光レンズによって不当に遮られないようにして、所望の画像読み取り領域に対して照射させることが可能となり、照射効率を高める上でより好ましいものにできる。
【００１３】
さらに、本願発明では、上記導光部材の第２側面の略全面が光入射部とされている場合には、この導光部材と、この導光部材の光入射部の略全面に対して光を入射可能に構成された光源と、を具備している構成とすることもできる。
【００１４】
本願発明においては、光入射部から導光部材の透明部材内に光を入射させた場合に、たとえばその光が第２側面によって反射されてから、第３側面および第４側面の少なくとも一方の所定の曲面とされた側面に到達してさらに反射されると、その光は、互いに略平行な多数の光線からなる光線束となって第１側面に向けて進行することとなる。また、導光部材の第２側面を光入射部として、この第２側面から光を入射させた場合においても、その光が第３側面および第４側面の少なくとも一方の所定の曲面とされた側面に到達して反射されると、その反射光は、やはり互いに略平行な多数の光線からなる光線束となって第１側面に向けて進行する。そして、このように互いに略平行な光線の光線束となった光を第１側面から外部へ出射させれば、その光を互いに分散させるようなことなく、所望の位置に導くことができることとなる。
【００１５】
このように、本願発明では、導光部材の内部に入射した光のうち、少なくとも第２側面の方向から第３側面および第４側面の所定の曲面とされた側面に進行した光については、第１側面から出射する光が種々の方向に広がらないようにすることができる。したがって、本願発明では、導光部材の第１側面の各所から光を出射させることによって、それらの光を所望の線的な領域に対して効率よく照射することができる。その結果、本願発明に係る導光部材を用いた線状光源装置をたとえば画像読み取り装置の原稿照明として利用すれば、その画像読み取り領域への集中的な光の照射によって、その領域の照度を高めることができ、読み取り画像の質を向上させることができる。また、光源としては、さほど大きな発光量の光源を用いる必要を無くすことも可能となるため、製造コストおよびランニングコストの低減化も図れる。
【００１６】
本願発明の好ましい実施の形態では、上記第１側面は、この第１側面から出射する光を集束させる凸面とされている構成とすることができる。
【００１７】
このような構成によれば、導光部材の第１側面から外部へ出射する光を凸面によって屈折させて集束させることができ、第１側面から出射した光を所定の幅狭な領域に対してより集中させて照射させることができることとなる。この場合、重要な点は、上記第１側面が単にレンズとしての役割を果たす凸面とされているだけではなく、本願発明においては上記第１側面に入射する光をそのレンズの主軸に略平行な光線束にできる点にある。すなわち、第１側面を凸面として形成しただけでは、従来技術の説明において説明したものと同様に、この第１側面から外部へ出射する光を効率よく集束させることは困難であるが、この第１側面に対して入射する光を互いに略平行な多数の光線からなる光線束とすれば、上記凸面による集束効率を飛躍的に高めることができるのである。
【００３３】
上記画像読み取りガイド板は、所定位置に固定して設けられているとともに、上記線状光源装置、集光レンズ、および複数の受光素子は、上記画像読み取りガイド板に対して相対移動自在に設けられたケースに組み込まれており、全体がフラットベッド型のイメージセンサとされた構成とすることができる。また、これに代えて、上記線状光源装置、集光レンズ、および複数の受光素子は、上記画像読み取りガイド板を一側面部に固定装着したケースに組み込まれており、全体が密着型のイメージセンサとされた構成とすることもできる。
【００３９】
【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。
【００４０】
図１は、本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる導光部材の一例を示す一部破断斜視図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３は、図１に示す導光部材の主要領域における作用を示す説明図である。
【００４１】
これらの図に示す導光部材１は、たとえばＰＭＭＡなどのアクリル系透明樹脂を成形して得られる透明部材１０を具備して構成されている。この透明部材１０は、長手方向に一定寸法を有する細長な形状であり、各所の断面形状が一様な主要領域Ｓａと、この主要領域Ｓａの一端に繋がった補助領域Ｓｂとに区分することができる。上記補助領域Ｓｂは、後述する所定の光源２から発せられた光を上記主要領域Ｓａ内に進行させる役割を果たす部分である。これに対し、上記主要領域Ｓａは、上記補助領域Ｓｂから内部に進行してきた光を外部に出射させる役割を果たす部分である。
【００４２】
上記透明部材１０は、その主要領域Ｓａにおいて、上記透明部材１０の長手方向に延びる第１側面１０Ａ、第２側面１０Ｂ、第３側面１０Ｃ、第４側面１０Ｄ、および長手方向一端部の端面１０Ｅを有している。上記第１側面１０Ａと第２側面１０Ｂとは、上記透明部材１０の上下厚み方向に対向しており、第２側面１０Ｂの幅が第１側面１０Ａよりも狭幅とされている。上記第３側面１０Ｃと第４側面１０Ｄとは、上記透明部材１０の幅方向に対向している。
【００４３】
上記第１側面１０Ａは、その略全面が光出射面とされる部分であり、好ましくは鏡面状の平面とされている。同様に、上記第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄも鏡面状の平面とされている。なお、上記鏡面状の面とは、必ずしも表面が積極的に研磨加工されている面である必要はない。たとえば、金型を用いて透明部材１０を樹脂成形する場合において、その樹脂成形によって得られた比較的滑らかな表面も、本願発明でいう鏡面状の面に含まれる。透明部材の表面を鏡面状とすれば、この透明部材の内部に光を進行させる場合において、上記表面に対して透明部材の材質によって特定される全反射臨界角よりも大きな角度で入射する光線を全反射させることができるとともに、上記全反射臨界角よりも小さな角度で入射する光線については、外部へ透過させることができる。
【００４４】
ただし、上記第１側面１０Ａは、その幅方向中央部分が他の部分よりも膨出した非球面状の凸面とされており、上記透明部材１０の内部からこの第１側面１０Ａを透過する光を集束できるように形成されている。上記凸面を非球面状に形成すれば、この凸面によって光を集束させる際の収差（球面収差）を少なくすることができる。
【００４５】
上記第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄのそれぞれは、図３によく表れているように、上記透明部材１０の主要領域Ｓａにおける幅方向中心線Ｃを共通の主軸とする放物面（２次曲面）として形成されている。なお、上記中心線Ｃは、補助領域Ｓｂにおける幅方向中心線Ｃ１に対して傾斜している（図１参照）。これは、後述するように、補助領域Ｓｂについてはその所定部分を光源２に対面させる必要があるのに対し、主要領域Ｓａについてはその第１側面１０Ａを画像読み取り装置の所定の画像読み取り領域に対向させる必要があるからである。
【００４６】
上記第２側面１０Ｂは、図３によく表れているように、上記第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄのそれぞれの放物面の共通の焦点Ｏ１を通過する平面として形成されている。ただし、本願発明では、必ずしも第２側面１０Ｂが厳密な意味で上記焦点Ｏ１を通過している必要はなく、多少の誤差があってもかまわない。図２によく表れているように、上記第２側面１０Ｂには、複数の凹部１４が適当な間隔で設けられている。これら複数の凹部１４の相互間領域は、鏡面状の平面部１３とされている。上記複数の凹部１４は、透明部材１０の内部を進行する光の進行角度を急激に変化させることにより、その光を第１側面１０Ａから出射させる役割を果たす部分であり、たとえば断面円弧状とされている。
【００４７】
上記透明部材１０の補助領域Ｓｂにおいては、その下面部に下向き状の凸状部１７および下向き平面状の光入射部１５が設けられている。また、上記補助領域Ｓｂの側面部および上面部には、傾斜面１６ａ，１６ｂが設けられている。上記凸状部１７は、この導光部材１をたとえば所望の回路基板の上方に配置する場合にその回路基板の表面にこの凸状部１７の先端部を当接させることによって導光部材１の全体の位置決めを図るのに役立つ。上記光入射部１５は、所望の光源２が対向配置される部分である。上記傾斜面１６ａ，１６ｂは、上記光入射部１５からこの透明部材１０の内部に入射した光を上記主要領域Ｓａの方向へ進行させるように反射する部分である。本実施形態では、一方の傾斜面１６ａが平面状の傾斜面とされているとともに、他方の傾斜面１６ｂが上記傾斜面１６ａに対して滑らかに繋がった曲面状の傾斜面とされ、それら各部の角度は、上記光入射部１５から入射する光を可能な限り全反射可能な角度とされている。上記傾斜面１６ａ，１６ｂの外面は、後述するように光反射率の高い光反射部材３Ｂによって覆われ、上記傾斜面１６ａ，１６ｂに到達した光の一部がそのまま透明部材１０の外部へ透過しないようにされる。この場合、上記光反射部材によって、上記補助領域Ｓｂの左右一対の両側面１２ａ，１２ｂおよび端面１２ｃについても覆うことができる。
【００４８】
上記導光部材１は、光入射部１５からその内部に入射した光を第１側面１０Ａの全長域から出射させる役割を果たす。具体的には、図２に示すように、光入射部１５に対向配置された光源２から発せられた光は、光入射部１５から導光部材１内に適当な広がり角度をもって入射し、その大部分は傾斜面１６ａ，１６ｂによって反射され、主要領域Ｓａの長手方向に進行する。すると、その光は、第１側面１０Ａ、第３側面１０Ｃ、ならびに第４側面１０Ｄの各所、および第２側面１０Ｂの一部において全反射を繰り返しながら、導光部材１の長手方向一端部の端面１０Ｅまで達する。第２側面１０Ｂに光が入射する場合、各凹部１４に入射した光の多くは、散乱反射に近いかたちで反射され、急激にその光の進路が変えられる。このため、上記第２側面１０Ｂに到達した光の多くは、図３に示すように、第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄに向けて進行し、これら第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄによってそれぞれ全反射されることとなる。
【００４９】
ただし、既述したとおり、上記第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄは放物面であること、および上記第２側面１０Ｂはその放物面の焦点近傍に位置していることに起因し、上記第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄによってそれぞれ反射された多数の光線は、それらの放物面の主軸に略平行な光線束となって第１側面１０Ａの方向へ進行する。一方、上記第１側面１０Ａは、その凸面の作用により、上記光線束を所望の焦点に集束させる機能を発揮することとなり、上記第１側面１０Ａから外部へ出射する光の多くが種々の方向に分散することがより抑制される。第２側面によって散乱反射された光のうち、第２側面１０Ｂから第１側面１０Ａに直接到達した光については、上記第１側面１０Ａの外部へ上記光線束とは異なる方向に出射する可能性があるが、上記第２側面１０Ｂによって散乱反射された光の多くを、第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄによって反射させてから第１側面１０Ａに到達させることができる。したがって、第１側面１０Ａから出射した光の大部分を所定の方向へ規則的に進行させ、所望の線的な領域に対して効率良く照射させることができる。
【００５０】
図４は、本願発明に係る画像読み取り装置の一例を示す一部省略断面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。図６は、図４のVI−VI断面図である。図７は、図４に示す画像読み取り装置の分解斜視図である。
【００５１】
これらの図に示す画像読み取り装置Ａは、図７によく表れているように、ケース４、回路基板６、この回路基板６上に実装された多数の受光素子５２、光源２、集光レンズ５１、第１の光反射部材３Ａ、第２の光反射部材３Ｂ、１または複数のアタッチメント６９、および上述した導光部材１を具備して構成されている。なお、上記第１の光反射部材３Ａと第２の光反射部材３Ｂとは、一体化することが可能である。この画像読み取り装置Ａは、フラットベッド型のイメージセンサとして構成されており、図４ないし図６に示すように、原稿Ｋを載置するための透明ガラス製の原稿載置板７０を具備している。この原稿載置板７０は、本願発明でいう画像読み取りガイド板の一例に相当するものであり、その上面がガイド面７１とされる。
【００５２】
上記ケース４は、たとえば合成樹脂製であり、上面部の略全面が開口するとともに底面部にも開口部が適宜設けられた長細な箱型状に形成されている。このケース４の内部には、この画像読み取り装置Ａの上述した主要部品が収容される。このケース４は、上記原稿載置板７０の下方において、上記原稿載置板７０に相対して画像読み取り副走査方向に移動自在に設けられている。このケース４を移動自在とする手段は従来既知であるため、その説明は省略する。
【００５３】
上記第１の光反射部材３Ａは、上記導光部材１のホルダとしての役割をも果たすものである。すなわち、この第１の光反射部材３Ａは、図５および図７によく表れているように、前面部分が開口した断面略Ｖ字状の溝部３０を有しており、上記導光部材１はその主要領域Ｓａがこの溝部３０内に嵌入されることにより、上記第１の光反射部材３Ａに保持される。そして、上記導光部材１は、上記第１の光反射部材３Ａが上記ケース４内に組み込まれることにより、上記ケース４内における回路基板６の上方に配置される。上記溝部３０の内壁面としては、上記導光部材１の第２側面１０Ｂ、第３側面１０Ｃ、および第４側面１０Ｄのそれぞれに対向する内壁面３０ｂ，３０ｃ，３０ｄがあり、これらの内壁面３０ｂ〜３０ｄが上記導光部材１の側面１０Ｂ〜１０Ｄから光が外部へ漏れることを防止する役割を果たす。また、上記溝部３０の長手方向一端部には、図４および図７によく表れているように、平面状の側面部３０ｅが設けられており、この側面部３０ｅが導光部材１の端面１０Ｅに対向配置するようになっている。したがって、上記導光部材１の内部を進行する光が上記端面１０Ｅに到達した場合に、その光は上記側面部３０ｅによって確実に反射されることとなり、上記端面１０Ｅから外部へ光が漏れることも防止される。上記第１の光反射部材３Ａは、たとえば白色の合成樹脂製であり、上記内壁面３０ｂ〜３０ｄや側面部３０ｅは光反射率の高い滑らかな面とされている。
【００５４】
なお、導光部材１を上記第１の光反射部材３Ａに保持させる手段としては、たとえば図８に示すような手段を採用することもできる。同図に示す手段は、導光部材１の一側面および第１の光反射部材３Ａの一側部に、相互に連通可能な孔部３９ａ，３９ｂを予め形成しておき、第１の光反射部材３Ａの溝部３０内に導光部材１を嵌入させた後に、上記孔部３９ａ，３９ｂに固定ピン３８を一連に挿入する手段である。このような手段によれば、上記固定ピン３８によって導光部材１を第１の光反射部材３Ａに対して位置決め固定することができ、ケース４内に組み込まれた導光部材１が種々の方向に位置ずれすることを防止する上でより好ましいものにできる。
【００５５】
また、本願発明では、上記第１の光反射部材３Ａを一部材によって形成する手段に代えて、たとえば図９に示すように、２つの部材３ａ，３ａ’を用いて、導光部材１を保持させるようにしてもかまわない。すなわち、第１の光反射部材を複数の部材によって形成してもよい。
【００５６】
上記第２の光反射部材３Ｂは、上記導光部材１の補助領域Ｓｂをカバーするための部材であり、図４および図６によく表れているように、上記導光部材１の補助領域Ｓｂに対してその上面側から外嵌し、傾斜面１６ａ，１６ｂ、端面１２ｃ、および２つの側面部１２ａ，１２ｂをそれぞれ覆うように形成されている。この第２の光反射部材３Ｂも、上記第１の光反射部材３Ａと同様にたとえば白色の合成樹脂製であり、上記傾斜面１６ａ，１６ｂなどの各面に対面する壁面は、光の反射率が高い滑らかな面とされている。
【００５７】
図５によく表れているように、上記集光レンズ５１は、原稿載置板７０に載置された原稿Ｋから反射してきた光を複数の受光素子５２上に集束させるためのものである。この集光レンズ５１としては、たとえば原稿画像を正立等倍に集束可能な多数のセルフォックレンズ（ロッドレンズ）を所定の画像読み取りライン方向に並べたレンズアレイが適用される。むろん、これに代えて、凸レンズを一連に並べたレンズアレイを用いてもよい。原稿載置板７０のガイド面７１のうち、上記集光レンズ５１の直上位置の一定範囲が、画像読み取り領域Ｓとなる。上記各受光素子５２は、上記集光レンズ５１によって集束された光を受光し、その光電変換を行うものであり、回路基板６の長手方向に延びる列状に多数並べて設けられている。
【００５８】
上記光源２としては、たとえばＬＥＤチップを樹脂パッケージしたＬＥＤ光源が用いられる。この光源２は、上記導光部材１の光入射部１５に対向するように、上記回路基板６の長手方向一端部の表面に実装されている。画像読み取り装置Ａをいわゆるモノクロ画像の読み取り用とする場合には、上記光源２としては、白色またはそれ以外の色彩の単色光を発する光源とすればよいが、カラー画像の読み取り用途に適用させる場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ（レッド，グリーン，ブルー）のそれぞれの色彩の光を発する３種類のＬＥＤ、または白色光を発するＬＥＤが用いられることとなる。３種類のＬＥＤを用いる場合においても、それら３つのＬＥＤのチップを１纏まりの光源としてワンパッケージ化することができる。
【００５９】
図７によく表れているように、上記回路基板６は、たとえばエポキシ樹脂製またはセラミクス製であり、その表面には、上記多数の受光素子５２と上記光源２とを実装するための導電配線パターン（図示略）が設けられている。また、上記回路基板６の長手方向他端部にはコネクタ端子６５が取付けられている。このコネクタ端子６５を上記回路基板６における光源２の実装位置とは反対側の端部に取付ければ、回路基板６上に光源２の実装スペースを確保する上で有利となる。上記コネクタ端子６５に対して外部制御機器（図示略）を配線接続すると、上記受光素子５２や光源２をその外部制御機器と電気的に接続できるようになっている。むろん、ケース４には、上記コネクタ端子６５との干渉を回避するための空間スペース（図示略）が適宜設けられている。
【００６０】
上記回路基板６は、ケース４の底部に設けられた凹部４９内に、上記ケース４の下方から嵌合されている。上記アタッチメント６９は、上記回路基板６をケース４に対して取付けるためのものあり、ケース４に対してその下方から外嵌し、ケース４の左右外側面に設けられている係合用突起４８，４８に係止させられることにより、上記回路基板６が下方へ脱落することを防止する。上記アタッチメント６９は、たとえば薄肉金属板をプレス加工するなどして形成されており、適度な弾力性を発揮するものである。
【００６１】
次に、上記画像読み取り装置Ａを用いて画像の読み取り動作を行う場合の作用について説明する。
【００６２】
まず、原稿載置板７０上に、原稿Ｋを載置した状態において、光源２を発光させると、その光は導光部材１の光入射部１５から導光部材１内に入射する。すると、この光は傾斜面１６ａ，１６ｂによって反射され、また直接第１側面１０Ａに到達して反射されるなどしてから、導光部材１の長手方向に進行する。既述したとおり、上記導光部材１は、その長手方向に進行する光を第２側面１０Ｂの凹部１４によって散乱反射に近いかたちで反射することにより、その光を放物面としての第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄによってさらに反射させてそれらの光の光線束を第１側面１０Ａに向けて進行する互いに略平行な光線束とすることができる。さらには、それらの光線束を第１側面１０Ａの凸面の作用により集束させることもできる。したがって、上記第１側面１０Ａから出射する光を、狭幅な所定の画像読み取り領域Ｓに対して集中させて照射することができる。すなわち、第１側面１０Ａから出射する光の多くを種々の方向に分散させることなく、画像読み取り領域Ｓに効率良く照射することができる。したがって、光源２の個数が１個のみであっても、画像読み取り領域Ｓの照度を高めることが可能となり、原稿照明の光量不足に原因する読み取り画像の質の悪化を招くといった不具合をなくすことができる。とくに、本実施形態では、導光部材１の光入射部１５および第１側面１０Ａ以外の領域のほぼ全域を第１の光反射部材３Ａや第２の光反射部材３Ｂによってそれぞれ覆っているために、導光部材１の外部への光の漏れを無くし、または少なくすることができ、画像読み取り領域Ｓに対する光の照射効率をより高めることができる。
【００６３】
また、上記画像読み取り装置Ａでは、上記第１側面１０Ａから出射した光が、原稿載置板７０のガイド面７１よりも手前の位置Ｏ２において一旦集束してからその後発散し、画像読み取り領域Ｓに所定幅Ｌで照射されるように構成されている。このような構成によれば、第１側面１０Ａから出射した光の光路を、その途中において狭めることができ、この光路近傍に位置する集光レンズ５１に対して上記第１側面１０Ａから出射した光が照射されないようにすることができる。したがって、上記第１側面１０Ａから出射した光の一部が集光レンズ５１によって遮られるといった不具合を解消し、その光の略全量を画像読み取り領域Ｓに対して適切に照射することができる。その結果、画像読み取り領域Ｓへの光の出射効率をより一層高めることができる。
【００６４】
図１０は、本願発明に係る画像読み取り装置の他の例を示す断面図である。なお、図１０以降の各図においては、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、その説明は便宜上省略する。
【００６５】
上記図１０に示す画像読み取り装置Ａａは、密着型イメージセンサとして構成されている。この画像読み取り装置Ａａは、先の実施形態の画像読み取り装置Ａとその基本的な構成は共通しているが、ケース４ａの上面部には、原稿Ｋを対向配置するための透明ガラスからなる原稿載置板７０ａが装着されている。この原稿載置板７０ａと対向する位置には、原稿Ｋを副走査方向に移送するためのプラテンローラ９８が適宜設けられる。また、この画像読み取り装置Ａａをいわゆるハンディスキャナタイプの密着型イメージセンサとして構成する場合には、上記プラテンローラ９８は設けられず、ケース４ａをユーザがそのままで手で把持することとなる。上記画像読み取り装置Ａａにおいても、その基本的な構成は先の実施形態の画像読み取り装置Ａと同様であるから、光源から発せられた光を導光部材１の第１側面１０の各所から一定の方向性をもたせて出射させることができ、その光を画像読み取り領域Ｓに対して効率良く照射することができる。このように、本願発明に係る画像読み取り装置は、フラットベッド型のイメージセンサに限らず、密着型イメージセンサとして構成することもできる。
【００６６】
図１１(a) ,(b)は、導光部材の参考例を示す説明図である。
【００６７】
同図（ａ）に示す導光部材１Ａは、透明部材１０の第１側面１０Ａを凸面とすることなく、平面状に形成している。このような構成によれば、第１側面１０Ａから出射する光をこの導光部材１Ａによっては集束させることができないものの、第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄが放物面とされ、かつ第２側面１０Ｂがその焦点Ｏ１またはその近傍を通過する面とされていることにより、上記第１側面１０Ａから出射する光を互いに略平行な光線束とすることができる。したがって、やはり第１側面１０Ａから出射する光の多くが種々の方向に分散照射されることが解消される。また、このような場合、同図（ｂ）に示すように、第１側面１０Ａに対向させて、別途凸レンズＲを配置し、この凸レンズＲを利用して上記第１側面１０Ａから出射する光を集束させるようにしてもよい。
【００６８】
図１２ないし図１６は、導光部材の第２側面に設けられる光乱反射領域の他の例をそれぞれ示す説明図である。
【００６９】
図１２に示す構成では、導光部材１の第２側面１０Ｂに、たとえば断面略円弧状の凸部１４ａを所定間隔で複数設けている。このような構成によっても、第２側面に凹部１４を複数設けた場合と同様に、上記各凸部１４ａに到達した光を散乱反射に近いかたちで反射させることができ、第２側面１０Ｂに到達した光を放物面としての第３側面や第４側面に対して効率よく進行させていくことができる。図１３に示す構成では、第２側面１０Ｂに微小な凹凸を連続して形成した粗面部１４ｂを複数箇所形成している。図１４に示す構成では、第２側面１０Ｂに光の散乱反射が可能な塗料を塗布した塗布部１４ｃを複数箇所設けている。上記各粗面部１４ｂおよび各塗布部１４ｃは、いずれも第２側面１０Ｂに進行してきた光を散乱反射させることが可能である。図１５に示す構成は、第２側面１０Ｂの略全面に光の散乱反射を行う塗料を塗布した塗布部１４ｄを設けた構成である。このように、本願発明では、第２側面１０Ｂの略全面を光の散乱反射領域としてもかまわない。また、本願発明では、光の散乱反射が可能な塗料を塗布する手段に代えて、光の散乱反射が可能な他の物質を蒸着、メッキ、またはスパッタリングによって付着させる手段を採用することもできる。図１６に示す構成は、第２側面１０Ｂについてはなんら特別な加工を施すことなく、この第２側面１０Ｂを光の散乱反射が可能な光反射部材９７に接触させた構成である。このような手段によっても、第２側面１０Ｂに到達した光を散乱反射させることができる。このように本願発明では、導光部材１の第２側面１０Ｂに設けられる光乱反射領域を形成する手段としては種々の手段を採用することができる。
【００７０】
図１７ないし図２０は、本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる導光部材の他の例をそれぞれ示す説明図である。
【００７１】
図１７に示す導光部材１Ｂは、透明部材１０の長手方向両端部の２箇所の下面部を光入射部１５ａ，１５ａとし、これらの光入射部１５ａ，１５ａに対向配置された光源２，２から発せられた光を導光部材１Ｂ内に入射できるように構成されている。また、上記光入射部１５ａ，１５ａに対向する位置には、傾斜面１６Ａ，１６Ａが設けられ、導光部材１Ｂ内に入射した光がこれら傾斜面１６Ａ，１６Ａによって導光部材１の長手方向中央部に向けて反射されるようになっている。このように、本願発明では、必ずしも導光部材の長手方向一端部側のみに光入射部を設ける構成にする必要はなく、導光部材の長手方向両端部のそれぞれに光入射部を設けてもかまわない。このような構成よれば、光入射部の数を多くできる分だけ、導光部材内に多くの光を入射させることができ、第１側面１０Ａからの出射光量を多くすることができる。
【００７２】
図１８に示す導光部材１Ｃは、透明部材１０の長手方向両端部のそれぞれの端面１０Ｆ，１０Ｇを光入射部とした構成である。このように、本願発明では、透明部材１０の長手方向端部の端面を光入射部とすることもできる。また、この場合、図１９に示す導光部材１Ｄのように、透明部材１０の長手方向一端部の端面１０Ｆのみを光入射部とする一方、他端部の端面１０Ｇについては光入射部とすることなく、光反射膜などを形成した光反射面とすることもできる。
【００７３】
図２０に示す導光部材１Ｅは、透明部材１０の第２側面１０Ｂの長手方向中間部に光入射部１５ｅを設けた構成である。また、この光入射部１５ｅには、たとえば断面円弧状または平面状の傾斜面１８ａ，１８ａを有する凹部１８が形成されている。このような構成によれば、光源２から発せられた光が光入射部１５ｅに入射すると、それらの光は、上記傾斜面１８ａ，１８によって透明部材１０の長手方向両端部に進行するように屈折される。したがって、上記光入射部１５ｅから透明部材１０の内部に入射した光がそのまま小さな入射角度で第１側面１０Ａに入射する可能性を少なくし、第１側面１０Ａの光源２と対向する部分から光が集中的に外部へ出射する不具合を解消することができる。第２側面１０Ｂの長手方向中央部に光入射部を設ける場合の他の構成としては、たとえば透明部材１０の第１側面１０Ａの上記光入射部に対向する位置に略Ｖ字状の凹溝を形成するなどして２つの傾斜面を設け、光入射部から透明部材内に入射した光が、これら２つの傾斜面によって透明部材の長手方向両端部に向けて全反射される構成としてもよい。このように、本願発明では、導光部材を構成する透明部材に設けられる光入射部は、種々の位置に設けることが可能であり、その具体的な位置はとくに限定されるものではない。なお、光出射面となる第１側面は、それらの全長にわたって連続した滑らかな面とされていることが好ましいが、本願発明は必ずしもこれに限定されず、その第１側面に凹溝などが一部形成された構成とされていてもかまわない。
【００７４】
図２１は、本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる線状光源装置の他の例を示す側面図である。図２２は、図２１の要部平面図である。
【００７５】
この線状光源装置は、導光部材１Ｈの第２側面１０Ｂの略全面を光入射部としており、光源２Ａとしては、上記第２側面１０Ｂの略全面に対して光を入射可能な光源が用いられている。上記光源２Ａとしては、複数の点状の単位光源２ａを共通の基板９６に列状に配列して実装したものを用いることができる。この線状光源装置では、各単位光源２ａから発せられた光が、第２側面１０Ｂに対して一定の広がり角度で入射すると、それらの光の一部が放物面としての第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄに到達する。そして、これら第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄによって互いに略平行な光線とされた光線束が第１側面１０Ａに向けて進行し、出射することとなる。したがって、上述した画像読み取り装置Ａに組み込まれている線状光源装置と同様な作用が得られる。
【００７６】
図２３は、本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる導光部材の他の例を示す説明図である。
【００７７】
この導光部材１Ｉは、透明部材１０の第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄのうち、一方の第３側面１０Ｃのみを放物面とし、他方の第４側面１０Ｄを平面としている。このような構成によれば、たとえば第２側面１０Ｂに対向配置された光源２から発せられた光のうち、第３側面１０Ｃに進行した光線のみが互いに略平行な光線束として第１側面１０Ａから出射されることとなり、第４側面１０Ｄに到達した光はそのような光線束にはならない。ただし、このような手段によっても、少なくとも第３側面１０Ｃに到達した光については、互いに略平行な光線の光線束とすることによって、第１側面１０Ａから出射する光の分散を抑制する効果が得られるため、従来のものよりも所望の画像読み取り領域に対する光の照射効率を高めることができ、本願発明の目的が達成できる。
【００７８】
図２４は、画像読み取り装置の参考例を示す断面図である。
【００７９】
この画像読み取り装置Ａｂは、透明部材によって構成された導光部材を用いることなく、光反射部材８を用いて、所望の画像読み取り領域Ｓへの光のガイドを行わせている。すなわち、上記光反射部材８は、光源２から発せられた光を画像読み取り領域に導くための空間部８０を形成しているが、この空間部８０を形成する側面の一部領域は、放物面状の光反射面８１として形成されている。上記光源２は、上記光反射面８１の放物面の焦点またはその近傍に配置されている。このような構成によっても、上記光源２から発せられた光が上記光反射面８１に到達すると、その光は上記放物面の主軸に略平行な光線束となって所望の画像読み取り領域Ｓに効率よく照射されることとなる。したがって、光源２から発せられた光が、種々の方向に分散するかたちで画像読み取り領域Ｓに導かれることを抑制することができ、画像読み取り領域Ｓの照度を高めることができる。
【００８０】
その他、本願発明に係る画像読み取り装置の各部の具体的な構成は、上述した実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。導光部材の第３側面および第４側面の少なくとも一方を、テーパ状の微小な平面が多数連続した面として形成した場合も、実質的にはその面は曲面とみなすことができる。したがって、そのような多数の平面が連続した面が本願発明の意図する作用を生じさせる場合には、かかる手段は本願発明の技術的範囲に包摂される。
【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に用いられる導光部材の一例を示す一部破断斜視図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１に示す導光部材の主要領域における作用を示す説明図である。
【図４】本願発明に係る画像読み取り装置の一例を示す一部省略断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図４のVI−VI断面図である。
【図７】図４に示す画像読み取り装置分解斜視図である。
【図８】光反射部材に導光部材を固定保持させる手段の一例を示す断面図である。
【図９】光反射部材の他の例を示す断面図である。
【図１０】本願発明に係る画像読み取り装置の他の例を示す断面図である。
【図１１】導光部材の参考例を示す説明図である。
【図１２】導光部材の第２側面に設けられる光乱反射領域の他の例を示す説明図である。
【図１３】導光部材の第２側面に設けられる光乱反射領域の他の例を示す説明図である。
【図１４】導光部材の第２側面に設けられる光乱反射領域の他の例を示す説明図である。
【図１５】導光部材の第２側面に設けられる光乱反射領域の他の例を示す説明図である。
【図１６】導光部材の第２側面に設けられる光乱反射領域の他の例を示す説明図である。
【図１７】本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる導光部材の他の例を示す説明図である。
【図１８】本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる導光部材の他の例を示す説明図である。
【図１９】本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる導光部材の他の例を示す説明図である。
【図２０】本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる導光部材の他の例を示す説明図である。
【図２１】本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる線状光源装置の他の例を示す側面図である。
【図２２】図２１の要部平面図である。
【図２３】本願発明に係る画像読み取り装置に用いられる導光部材の他の例を示す説明図である。
【図２４】画像読み取り装置の参考例を示す断面図である。
【図２５】従来の線状光源装置の一例を示す説明図である。
【図２６】図２５に示す従来の線状光源装置の作用を示す説明図である。

Claims

線状光源装置と、この線状光源装置から発せられて所望の画像読み取り対象物から反射してきた光を集束させる集光レンズと、この集光レンズによって集束された光を受光するように所定の画像読み取りライン方向に列状に並べられた複数の受光素子と、を具備しており、
上記線状光源装置は、導光部材と、この導光部材の光入射部に投光を行う光源と、を具備しているとともに、
上記導光部材は、一定長さを有する透明部材を具備して構成され、この透明部材の長手方向に延びる複数の側面として、この透明部材の厚み方向に対向する第１側面と第２側面、およびこの透明部材の幅方向に対向する第３側面と第４側面とを有しており、かつ上記第１側面は、上記透明部材の所定位置に設けられた光入射部から上記透明部材の内部に入射した光を外部へ出射させるための光出射面とされているとともに、上記第３側面および第４側面の少なくとも一方は、上記第２側面の方向から進行してきた光を互いに略平行な光線の光線束にして上記第１側面に向かって進行させるように反射する曲面とされている画像読み取り装置であって、
上記所望の画像読み取り対象物を対向配置させるためのガイド面を形成する透明部材からなる画像読み取りガイド板を具備しており、かつ、
上記線状光源装置の上記導光部材の上記第１側面から出射した光は、上記ガイド面よりも手前の位置で一旦集束してから上記ガイド面に対してその後所定の幅に広がった状態に照射されるように構成されていることを特徴とする、画像読み取り装置。
上記導光部材の上記第１側面は、この第１側面から出射する光を集束させる凸面とされている、請求項１に記載の画像読み取り装置。
上記導光部材の上記透明部材の長手方向両端部のそれぞれの端面が上記光入射部とされている、請求項１または２に記載の画像読み取り装置。
上記導光部材の上記透明部材の上記第２側面の略全面が、上記光入射部とされている、請求項１または２に記載の画像読み取り装置。
上記光源は、上記導光部材の上記光入射部の略全面に対して光を入射可能に構成されている、請求項４に記載の画像読み取り装置。
上記画像読み取りガイド板は、所定位置に固定して設けられているとともに、上記線状光源装置、集光レンズ、および複数の受光素子は、上記画像読み取りガイド板に対して相対移動自在に設けられたケースに組み込まれており、全体がフラットベッド型のイメージセンサとして構成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像読み取り装置。
上記線状光源装置、集光レンズ、および複数の受光素子は、上記画像読み取りガイド板を一側面部に固定装着したケースに組み込まれており、全体が密着型のイメージセンサとして構成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像読み取り装置。