JP5712978B2 - 導光体、照明装置及び画像読み取り装置 - Google Patents
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Description
本発明の第2の形態に係る照明装置は、所定方向に延在する棒状の導光体と、第1の光源と、第2の光源と、を備えている照明装置であって、前記導光体は、前記導光体内の光を該導光体内に向けて反射させる反射面と、所定方向の両端に位置する第1の端面及び第2の端面と、所定方向から平面視したときに、第1の焦点及び前記反射面に位置する第2の焦点を有し、かつ、該第2の焦点よりも該第1の焦点の近くに位置する第1の楕円弧をなしている第1の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第1の出射面と、所定方向から平面視したときに、第3の焦点及び前記第2の焦点と重なる第4の焦点を有し、かつ、該第4の焦点よりも該第3の焦点の近くに位置する第2の楕円弧をなしている第2の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第2の出射面と、を備えており、前記第1の光源は、前記第1の端面又は前記第2の端面から光を前記導光体内に入射させ、前記所定方向から平面視したときに、前記第3の焦点と重なっており、前記第2の光源は、前記第1の端面又は前記第2の端面から光を前記導光体内に入射させ、前記所定方向から平面視したときに、前記第1の焦点と重なっていること、を特徴とする。
図1は、本発明の一実施形態に係る導光体及び照明装置を備えた画像読み取り装置10の構成図である。以下では、鉛直方向をz軸と定義し、スライダーユニット18,20の移動方向(すなわち、副走査方向)をx軸と定義する。そして、x軸及びz軸に直交する方向(すなわち、主走査方向)をy軸と定義する。
以下に、照明装置27の構成について図面を参照しながら説明する。図2は、照明装置27及びミラー28の外観斜視図である。図3は、照明装置27をy軸の負方向側から平面視した図である。
本実施形態に係る導光体40によれば、光の利用効率の向上が図られる。より詳細には、導光体40では、出射面S4は、y軸の負方向側から平面視したときに、焦点P3及び反射面S5に位置する焦点P2を有し、かつ、焦点P2よりも焦点P3の近くに位置する楕円弧をなしている。これにより、光B3は、図5に示すように、出射面S4において全反射させられると、出射面S4の焦点P2に集光される。そして、光B3は、反射面S5において反射させられて、出射面S3を介して導光体40外に出射させられて、読み取り位置A1に向かって進行する。以上のように、導光体40では、端面S1の焦点P3から入射させられた光の内の出射面S4に直接に向かう光B3が読み取り位置A1に向かって進行するようになる。また、同じ理由により、導光体40では、端面S2の焦点P1から入射させられた光の内の出射面S4に直接に向かう光B4が読み取り位置A1に向かって進行するようになる。これにより、導光体40において、光の利用効率の向上が図られている。
本願発明者は、導光体40が奏する効果をより明確にするために、以下に説明するコンピュータシミュレーションを行った。モデルとしては、図3に示す構造の導光体40を用いた。図3において、反射面S5に平行な方向をX軸と定義する。また、X軸に直交する方向をY軸と定義する。
以下に、変形例に係る導光体40aについて図面を参照しながら説明する。図8は、変形例に係る導光体40aを備えた照明装置27をy軸の負方向側から平面視した図である。図9は、楕円レンズの長軸の長さa及び短軸の長さbを変化させたときの、集光の様子を示した図である。
b:短軸の長さ
√(a2−b2):長軸と短軸の交点から焦点までの距離
楕円D1:a=2.8、b=2.6、√(a2−b2)=1.0
楕円D2:a=2.8、b=2.35、√(a2−b2)=1.5
楕円D3:a=3.13、b=2.35、√(a2−b2)=2.1
本発明に係る導光体及び照明装置は、導光体40,40a及び照明装置27に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
S1,S2 端面
S3,S4 出射面
S5 反射面
S6,S7 円弧面
10 画像読み取り装置
40,40a 導光体
50a,50b 光源
Claims (13)
- 所定方向に延在する棒状の導光体であって、
前記導光体内の光を該導光体内に向けて反射させる反射面と、
所定方向から平面視したときに、第1の焦点及び前記反射面に位置する第2の焦点を有し、かつ、該第2の焦点よりも該第1の焦点の近くに位置する第1の楕円弧をなしている第1の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第1の出射面と、
所定方向から平面視したときに、第3の焦点及び前記第2の焦点と重なる第4の焦点を有し、かつ、該第4の焦点よりも該第3の焦点の近くに位置する第2の楕円弧をなしている第2の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第2の出射面と、
を備えており、
前記第1の焦点と前記第2の焦点との間隔は、前記第3の焦点と前記第4の焦点との間隔よりも長いこと、
を特徴とする導光体。 - 所定方向から平面視したときに、前記第3の焦点を中心とし、かつ、前記第1の出射面と前記反射面とを繋ぐ第1の円弧面と、
所定方向から平面視したときに、前記第1の焦点を中心とし、かつ、前記第2の出射面と前記反射面とを繋ぐ第2の円弧面と、
を更に備えていること、
を特徴とする請求項1に記載の導光体。 - 所定方向の両端に位置する第1の端面及び第2の端面を有しており、
第1の光源が、前記第1の端面における前記第3の焦点又は前記第2の端面における前記第3の焦点を介して光を前記導光体内に入射させ、
第2の光源が、前記第1の端面における前記第1の焦点又は前記第2の端面における前記第1の焦点を介して光を前記導光体内に入射させること、
を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の導光体。 - 前記第1の端面又は前記第2の端面における前記第3の焦点を介して前記導光体内に入射させられた光の一部は、前記反射面において反射させられた後に、前記第1の出射面から出射し、
前記第1の端面又は前記第2の端面における前記第1の焦点を介して前記導光体内に入射させられた光の一部は、前記反射面において反射させられた後に、前記第2の出射面から出射すること、
を特徴とする請求項3に記載の導光体。 - 請求項3又は請求項4のいずれかに記載の導光体と、
前記第1の端面における前記第3の焦点又は前記第2の端面における前記第3の焦点を介して光を前記導光体内に入射させる第1の光源と、
前記第1の端面における前記第1の焦点又は前記第2の端面における前記第1の焦点を介して光を前記導光体内に入射させる第2の光源と、
を備えていること、
を特徴とする照明装置。 - 前記第1の光源は、前記所定方向から平面視したときに、前記第3の焦点と重なっており、
前記第2の光源は、前記所定方向から平面視したときに、前記第1の焦点と重なっていること、
を特徴とする請求項5に記載の照明装置。 - 前記第2の出射面から出射した光は、ミラーによって読み取り位置に向けて反射させられ、
前記第1の出射面から出射した光は、前記読み取り位置に向かうこと、
を特徴とする請求項5又は請求項6のいずれかに記載の照明装置。 - 所定方向に延在する棒状の導光体と、第1の光源と、第2の光源と、を備えている照明装置であって、
前記導光体は、
前記導光体内の光を該導光体内に向けて反射させる反射面と、
所定方向の両端に位置する第1の端面及び第2の端面と、
所定方向から平面視したときに、第1の焦点及び前記反射面に位置する第2の焦点を有し、かつ、該第2の焦点よりも該第1の焦点の近くに位置する第1の楕円弧をなしている第1の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第1の出射面と、
所定方向から平面視したときに、第3の焦点及び前記第2の焦点と重なる第4の焦点を有し、かつ、該第4の焦点よりも該第3の焦点の近くに位置する第2の楕円弧をなしている第2の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第2の出射面と、
を備えており、
前記第1の光源は、前記第1の端面又は前記第2の端面から光を前記導光体内に入射させ、前記所定方向から平面視したときに、前記第3の焦点と重なっており、
前記第2の光源は、前記第1の端面又は前記第2の端面から光を前記導光体内に入射させ、前記所定方向から平面視したときに、前記第1の焦点と重なっていること、
を特徴とする照明装置。 - 前記導光体は、
前記所定方向から平面視したときに、前記第3の焦点を中心とし、かつ、前記第1の出射面と前記反射面とを繋ぐ第1の円弧面と、
前記所定方向から平面視したときに、前記第1の焦点を中心とし、かつ、前記第2の出射面と前記反射面とを繋ぐ第2の円弧面と、
を更に備えていること、
を特徴とする請求項8に記載の照明装置。 - 前記第1の焦点と前記第2の焦点との間隔は、前記第3の焦点と前記第4の焦点との間隔よりも長いこと、
を特徴とする請求項8又は請求項9のいずれかに記載の照明装置。 - 前記第1の光源により前記導光体内に入射させられた光の一部は、前記反射面において反射させられた後に、前記第1の出射面から出射し、
前記第2の光源により前記導光体内に入射させられた光の一部は、前記反射面において反射させられた後に、前記第2の出射面から出射すること、
を特徴とする請求項8ないし請求項10のいずれかに記載の照明装置。 - 前記第1の光源は、前記第1の端面又は前記第2の端面のいずれか一方から光を前記導光体内に入射させ、
前記第2の光源は、前記第1の端面又は前記第2の端面のいずれか他方から光を前記導光体内に入射させること、
を特徴とする請求項5ないし請求項11のいずれかに記載の照明装置。 - 請求項5ないし請求項12のいずれかに記載の照明装置を備えていること、
を特徴とする画像読み取り装置。
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