JP5891583B2 - Image reading device - Google Patents
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Description
この発明は、光源からの光を導光部材により導いて物体に照射するとともに物体からの光を検出することで、物体の画像を読み取る画像読取装置に関するものである。 The present invention relates to an image reading apparatus that reads an image of an object by guiding light from a light source with a light guide member to irradiate the object and detecting light from the object.
イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機、金融端末装置等では、コンタクトイメージセンサー(Contact Image Sensor)モジュール(以下、「CISモジュール」と略する)が画像読取装置として用いられている。このCISモジュールは、読取対象物に光を照射するとともに、このときの反射光を光学センサーで検出することで、読取対象物の画像を読み取る。また、読取対象物からの反射光を光学センサーに適切に導くために、正立等倍の結像倍率を有する結像光学系を用いることが一般的である。つまり、この結像光学系は、読取対象物で反射された光を正立等倍で結像して、読取対象物の正立等倍像を光学センサーに向けて結像するものである。そして、光学センサーは、結像光学系によって結像された正立等倍像を検出することで、読取対象物の画像を読み取ることができる。 In image scanners, facsimiles, copiers, financial terminal devices, etc., contact image sensor modules (hereinafter abbreviated as “CIS modules”) are used as image reading devices. The CIS module irradiates the reading object with light and detects the reflected light at this time with an optical sensor, thereby reading an image of the reading object. In order to appropriately guide reflected light from the reading object to the optical sensor, it is common to use an imaging optical system having an imaging magnification of erecting equal magnification. That is, the imaging optical system forms an image of the light reflected by the reading object at an erecting equal magnification, and forms an erecting equal magnification image of the reading object toward the optical sensor. The optical sensor can read the image of the reading object by detecting the erecting equal-magnification image formed by the imaging optical system.
ところで、特許文献1では、CISモジュールの小型化を目的として、ルーフプリズムで光を反射して、光軸の向きを変えた(光軸を折り曲げた)結像光学系が記載されている。この結像光学系では、読取対象物に対向して配置された物体側レンズと、当該物体側レンズと協働して読取対象物の像を結像面に結ぶ結像側レンズとが設けられている。そして、物体側レンズから結像側レンズへ向かう光路中にルーフプリズムが配置されている。したがって、読取対象物で反射されて物体側レンズを透過した光はルーフプリズムレンズで反射されて、その進行方向を変えて結像側レンズに向かう。このように、反射面(ルーフプリズム)によって光の進行方向を変えることで、CISモジュールの小型化を図ることができる。 By the way, Patent Document 1 describes an imaging optical system in which light is reflected by a roof prism and the direction of the optical axis is changed (the optical axis is bent) for the purpose of downsizing the CIS module. In this imaging optical system, an object-side lens disposed opposite to the reading object and an imaging-side lens that cooperates with the object-side lens and connects the image of the reading object to the imaging surface are provided. ing. A roof prism is disposed in the optical path from the object side lens to the imaging side lens. Therefore, the light reflected by the reading object and transmitted through the object side lens is reflected by the roof prism lens and changes its traveling direction toward the imaging side lens. Thus, the CIS module can be reduced in size by changing the traveling direction of light by the reflecting surface (roof prism).
ところで、画像読取装置は、物体に対して光を照射する照明手段を必要とする。特許文献1では、このような照明手段として照明光源が設けられている。ただし、光源で発生した光を物体に適切に照射するためには、特許文献1で示されるような照明光源以外に、光源で発生した光を導いて物体に照射するライトガイドを併せ備えることが好適となる。しかしながら、光源の他にライトガイドを別途備えることで、画像読取装置の小型化が困難になる場合があった。 By the way, the image reading apparatus requires illumination means for irradiating light to an object. In Patent Document 1, an illumination light source is provided as such illumination means. However, in order to appropriately irradiate the object with the light generated by the light source, in addition to the illumination light source as shown in Patent Document 1, a light guide that guides the light generated by the light source and irradiates the object may be provided. Preferred. However, it may be difficult to reduce the size of the image reading apparatus by separately providing a light guide in addition to the light source.
また、次のような理由によっても、画像読取装置の小型化が困難になる場合があった。つまり、上述のように光センサーや光源を備えた画像読取装置においては、これら光センサーや光源を搭載するための基板を設ける必要がある。しかしながら、光センサーおよび光源のそれぞれに対して基板を設けるとなると、やはり、画像読取装置の小型化が困難になる場合があった。 In addition, it may be difficult to reduce the size of the image reading apparatus for the following reasons. That is, in the image reading apparatus provided with the photosensor and the light source as described above, it is necessary to provide a substrate for mounting the photosensor and the light source. However, if a substrate is provided for each of the optical sensor and the light source, it may be difficult to reduce the size of the image reading apparatus.
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光源からの光を導光部材により物体に導光するとともに、物体からの光を光センサーで読み取る画像読取装置の小型化を可能とする技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and enables downsizing of an image reading apparatus that guides light from a light source to an object by a light guide member and reads light from the object by an optical sensor. The purpose is to provide technology.
この発明にかかる画像読取装置は、上記目的を達成するために、光源と、光源から射出された光を導いて物体に照射する導光部材と、物体から第1方向に向かう光を物体の第1方向に配置された反射面によって第1方向に交差する第2方向へ反射するとともに、反射面で反射された光を反射面の第2方向に配置された射出部によって第2方向に向けて収束させて、射出部の第2方向に物体の正立等倍像を結像する結像光学系と、結像光学系の射出部の第2方向に配置されて、結像光学系が結像した正立等倍像を検出する光センサーとを備え、導光部材は、第1方向において射出部の物体側に配置され、光源は、導光部材の第2方向に配置され、光センサーおよび光源は、結像光学系および導光部材の第2方向に配置された同一の基板に搭載されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image reading apparatus according to the present invention includes a light source, a light guide member that guides light emitted from the light source to irradiate the object, and light from the object in a first direction. The light is reflected in the second direction intersecting the first direction by the reflective surface arranged in one direction, and the light reflected by the reflective surface is directed in the second direction by the emitting portion arranged in the second direction of the reflective surface. An imaging optical system that converges and forms an erecting equal-magnification image of the object in the second direction of the emission unit, and an imaging optical system that is disposed in the second direction of the emission unit of the imaging optical system are connected. An optical sensor for detecting the imaged erect life-size image, the light guide member is disposed on the object side of the emitting portion in the first direction, and the light source is disposed in the second direction of the light guide member. And the light source are mounted on the same substrate disposed in the second direction of the imaging optical system and the light guide member. It is characterized in that.
このように構成された発明(画像読取装置)では、物体から第1方向に向かう光を物体の第1方向に配置された反射面が第1方向に交差する第2方向へ反射する。つまり、物体の第1方向に配置された反射面が、物体からの光の向きを第1方向から第2方向へと変えている。また、反射面の第2方向には射出部が配置されており、この射出部が反射面で反射された光を第2方向に向けて収束する。このように物体から反射面まで第1方向に進行した光を射出部により第2方向に向けて収束する構成では、射出部の物体側にスペースを作ることができる。そこで、この発明では、光源からの光を物体に導光する導光部材を、このスペースに配置している。したがって、光源の他に導光部材を備えているにも拘わらず、画像読取装置の小型化を図ることが可能となっている。 In the invention (image reading apparatus) configured as described above, the light traveling from the object in the first direction is reflected in the second direction in which the reflection surface arranged in the first direction of the object intersects the first direction. That is, the reflective surface arranged in the first direction of the object changes the direction of light from the object from the first direction to the second direction. Further, an emission part is disposed in the second direction of the reflection surface, and the emission part converges the light reflected by the reflection surface in the second direction. Thus, in the configuration in which the light traveling in the first direction from the object to the reflecting surface is converged in the second direction by the emitting unit, a space can be created on the object side of the emitting unit. Therefore, in the present invention, a light guide member that guides light from the light source to the object is disposed in this space. Therefore, it is possible to reduce the size of the image reading apparatus despite having a light guide member in addition to the light source.
このように、結像光学系の射出部の物体側に空いたスペースに導光部材が配置されており、言わば、結像光学系の射出部と導光部材が第1方向に並んで配置されている。さらに、この発明では、このような配置が有する利点を次のよう活かして、画像読取装置の小型化が図られている。つまり、結像光学系は光センサーに向けて正立等倍像を結像するものであり、導光部材は光源が射出した光を導くものである。したがって、結像光学系および導光部材それぞれに対しては、光センサーや光源を配置する必要がある。これに対して、結像光学系および導光部材が第1方向に並んで配置された構成では、結像光学系および導光部材の第2方向に光センサーおよび光源の両方をまとめて配置することができる。そこで、この発明では、光センサーおよび導光部材を、結像光学系および導光部材の第2方向に配置している。しかも、結像光学系および導光部材の第2方向には基板が配置されており、光センサーおよび光源はこの同一の基板に搭載されている。その結果、画像読取装置の小型化を図ることが可能となっている。 In this way, the light guide member is arranged in the space that is vacant on the object side of the emission part of the imaging optical system. In other words, the emission part of the imaging optical system and the light guide member are arranged side by side in the first direction. ing. Furthermore, in the present invention, the image reading apparatus is reduced in size by taking advantage of such an arrangement as follows. That is, the imaging optical system forms an erecting equal-magnification image toward the optical sensor, and the light guide member guides light emitted from the light source. Therefore, it is necessary to dispose an optical sensor and a light source for each of the imaging optical system and the light guide member. In contrast, in the configuration in which the imaging optical system and the light guide member are arranged side by side in the first direction, both the optical sensor and the light source are collectively arranged in the second direction of the imaging optical system and the light guide member. be able to. Therefore, in the present invention, the optical sensor and the light guide member are arranged in the second direction of the imaging optical system and the light guide member. In addition, a substrate is disposed in the second direction of the imaging optical system and the light guide member, and the optical sensor and the light source are mounted on the same substrate. As a result, it is possible to reduce the size of the image reading apparatus.
なお、結像光学系は、反射面の物体側に配置された入射部によって、物体から第1方向に向かう光を反射面に導くものであっても良い。このような構成では、物体からの光を反射面に適切に導くことができ、光の利用効率の向上を図ることが可能となる等の利点がある。 Note that the imaging optical system may guide the light traveling from the object in the first direction to the reflection surface by the incident portion arranged on the object side of the reflection surface. With such a configuration, there is an advantage that light from an object can be appropriately guided to the reflecting surface, and it is possible to improve light utilization efficiency.
この際、より具体的には、入射部は、物体に対向する面に入射レンズを有して、入射レンズにより物体から第1方向に向かう光を反射面に導き、射出部は、光センサーに対向する面に射出レンズを有して、射出レンズにより、反射面で反射された光を第2方向に向けて収束させるように構成しても良い。 More specifically, the incident unit has an incident lens on the surface facing the object, and guides light from the object in the first direction to the reflection surface by the incident lens, and the emission unit serves as an optical sensor. An exit lens may be provided on the opposite surface, and the light reflected by the reflecting surface may be converged in the second direction by the exit lens.
さらには、結像光学系は、第1方向に延びる入射部、第2方向に延びる射出部、および入射部と射出部とを接続する接続部を透明媒体で一体的に形成した構成を有するとともに、入射部から射出部に向かう接続部において第1方向から第2方向に曲がった形状を有し、反射面は、第1方向から第2方向に曲がる接続部の外周面に設けられているように構成しても良い。このような構成では、入射部の入射レンズ、接続部の反射面および射出部の射出レンズを透明媒体で一体的に構成されており、これら入射レンズ、反射面および射出レンズの間に空気が介在しない。したがって、空気との界面で光が散乱されることがなく、光の利用効率の向上を図ることが可能となる等の利点がある。 Furthermore, the imaging optical system has a configuration in which an incident part extending in the first direction, an emission part extending in the second direction, and a connection part connecting the incident part and the emission part are integrally formed of a transparent medium. The connecting portion from the incident portion to the emitting portion has a shape bent from the first direction to the second direction, and the reflection surface is provided on the outer peripheral surface of the connection portion bent from the first direction to the second direction. You may comprise. In such a configuration, the incident lens of the incident portion, the reflection surface of the connection portion, and the emission lens of the emission portion are integrally formed of a transparent medium, and air is interposed between the incidence lens, the reflection surface, and the emission lens. do not do. Therefore, there is an advantage that light is not scattered at the interface with the air, and it is possible to improve the light use efficiency.
あるいは、射出部は、第2方向に並ぶ複数のレンズで構成されており、結像光学素子は、複数のレンズにより反射面で反射された光を収束させて、正立等倍像を結像するように構成しても良い。 Alternatively, the emission unit is composed of a plurality of lenses arranged in the second direction, and the imaging optical element converges the light reflected from the reflecting surface by the plurality of lenses to form an erecting equal-magnification image. You may comprise so that it may do.
また、射出部は、屈折率分布型レンズで構成されており、結像光学素子は、屈折率分布型レンズにより反射面で反射された光を収束させて、正立等倍像を結像するように構成しても良い。 In addition, the exit section is composed of a gradient index lens, and the imaging optical element converges the light reflected by the reflecting surface by the gradient index lens to form an erect life-size image. You may comprise as follows.
ちなみに、第2方向は、第1方向に直交する方向とすることができる。 Incidentally, the second direction can be a direction orthogonal to the first direction.
第1実施形態
図1は、本発明にかかる画像読取装置の一実施形態であるCISモジュールの概略構成を示す部分断面斜視図である。図2は、入射側アパーチャー部材、レンズアレイおよび射出側アパーチャー部材を示す斜視図である。これら図1、図2および以下で説明する図では、各部材の位置関係を示すために、XYZ直交座標を適宜示すものとする。また、座標軸の矢印側を正側とするとともに座標軸の矢印反対側を負側とする。さらに、以下の説明では、Z方向の負側を上側と、Z方向の正側を下側と、Y方向の負側を左側と、Y方向の正側を右側と、X方向の負側を前側と、X方向の正側を後側として適宜取り扱う。
First Embodiment FIG. 1 is a partial sectional perspective view showing a schematic configuration of a CIS module which is an embodiment of an image reading apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the entrance-side aperture member, the lens array, and the exit-side aperture member. In these FIG. 1, FIG. 2, and the figure demonstrated below, in order to show the positional relationship of each member, XYZ rectangular coordinates shall be shown suitably. Further, the arrow side of the coordinate axis is defined as the positive side, and the opposite side of the coordinate axis is defined as the negative side. Further, in the following description, the negative side in the Z direction is the upper side, the positive side in the Z direction is the lower side, the negative side in the Y direction is the left side, the positive side in the Y direction is the right side, and the negative side in the X direction is The front side and the positive side in the X direction are appropriately handled as the rear side.
このCISモジュール1は、原稿ガラスGL上に載置された原稿OBを読取対象物として原稿OBに印刷された画像を読み取る装置であり、原稿ガラスGLの直下に配置されている。CISモジュール1は、X方向における最大読取範囲より長く延びる略直方体状のフレーム2を有しており、同フレーム2内に照明部3、入射側アパーチャー部材4、レンズアレイ5、射出側アパーチャー部材6、光センサー7およびプリント回路基板8が配置されている。
The CIS module 1 is a device that reads an image printed on a document OB using a document OB placed on the document glass GL as a reading object, and is disposed immediately below the document glass GL. The CIS module 1 has a substantially
このフレーム2内には、原稿OBに照明を照らす照明部3を収容する第1収容空間SP1と、原稿OBの画像を読み取るための各機能部4、5、6,7、8を収容する第2収容空間SP2とがセパレーター21によって区分けされている。第1収容空間SP1は、フレーム2内の上方の位置に設けられている。一方、第2収容空間SP2は、YZ平面を含む断面(以下「副走査断面」という)において、第1収容空間SP1に対して、左側から下方に潜り込むようにして設けられている。より具体的には、第2収容空間SP2は、第1収容空間SP1の左側でZ方向(上下方向)に延びる垂直空間SP2aと、垂直空間SP2aの下端からY方向(左右方向)に延びる左右空間SP2bとで構成されている。こうして、垂直空間SP2aから直角に湾曲して左右空間SP2bに到る第2収容空間SP2が形成される。
In this
照明部3は、第1収容空間SP1の内部に収容されたライトガイド31および光源32で構成されている。光源32は、ライトガイド31のY方向(右方向)に配置されたLED(Light Emitting Diode)であり、Y方向の負側(左方向)に向けて照明光を射出する。光源32から射出された照明光は、不図示の部材によりライトガイド31の一方端面(X方向負側の端面)にまで導かれて、この一方端面からライトガイド31の内部に入射する。このライトガイド31は、図1に示すように、セパレーター21の上面で最大読取範囲とほぼ同じ長さだけX方向に延設されている。そして、照明光は一方端面から入射した後に、ライトガイド31の内部をX方向に伝播しながら、ライトガイド31の各部で部分的に先端部(光射出面)から射出される(図1の矢印参照)。ライトガイド31(の先端)から左斜め上方の照射位置LPに向けて射出された光は、原稿ガラスGL上の原稿OBに照射される。こうして、X方向に延びる帯状の照明光が原稿OBに照射され、原稿OBで反射される。
The
ライトガイド31が原稿OBに照明光を照射する照射位置LPの直下には、上記した上部垂直空間SP2aが設けられており、その上端部に入射側アパーチャー部材4が配置されている。この入射側アパーチャー部材4は最大読取範囲とほぼ同じ長さだけX方向に延設されている。この入射側アパーチャー部材4には、複数の貫通孔41がX方向に所定ピッチで一列に並べられており、それぞれレンズアレイ5に設けられる複数の第1レンズLS1に対する入射側アパーチャーとして機能する。
The upper vertical space SP2a described above is provided immediately below the irradiation position LP where the
レンズアレイ5は、最大読取範囲とほぼ同じ長さだけX方向に延設されており、レンズアレイ5全体がすっぽりと第2収容空間SP2に挿入可能となっている。このレンズアレイ5は、原稿OB(の照射位置LP)に対向して上側に凸の第1レンズLS1(入射側レンズ)と、第1レンズLS1の下方かつ右側で光センサー7に対向する右側に凸の第2レンズLS2(射出側レンズ)と、これら第1・第2レンズLS1、LS2を連結する導光部51とで構成されている。
The
副走査断面において、導光部51は、Z方向に延びる入射部51aと、入射部51aの下端からY方向に湾曲した湾曲部51bと、湾曲部51bの右端からY方向に延びる射出部51cとで構成されている。このように、導光部51は入射部51aから射出部51cに到る湾曲部51bにおいて、X方向からY方向に直角に湾曲している。導光部51の入射部51aの上面には、入射側アパーチャー部材4の複数の貫通孔41に一対一で対応して、複数の第1レンズLS1がX方向に所定ピッチで一列に並んでいる。また、導光部51の射出部51cの右端面には、複数の第1レンズLS1に一対一で対応して、複数の第2レンズLS2がX方向に所定ピッチで一列に並んでいる。そして、第1レンズLS1に入射した照明光は、導光部51により第2レンズLS2にまで導かれる。
In the sub-scan section, the
また、導光部51に対しては、第1レンズLS1からの入射光を第2レンズLS2に導くために、反射膜511が形成されている。反射膜511は、導光部51の入射部51aから射出部51cにかけて曲がる湾曲部51bの外周面に蒸着された金属膜であり、第1レンズLS1からZ方向に入射した照明光を、Y方向に反射する。こうして、照明光の照射位置LPで原稿OBから反射された光は、Z方向に進んで第1レンズLS1に入射する。
In addition, a
このように構成されたレンズアレイ5は、照明光の照射位置LPで原稿OBから反射された光を、Y方向に向けて結像する(図3)。図3は、第1レンズ、反射膜および第2反射膜からなる結像光学系の光線図である。図3に示すように、原稿OBで反射されてX方向に向かうは、第1レンズLS1によって反射膜511に導かれる。このように、第1レンズLS1によって、原稿OBからZ方向に向かう光を反射膜511に適切に導くことができ、光の利用効率の向上を図ることが可能となる。そして、原稿OBから反射膜511にまで導かれた光は、この反射膜511によりY方向に向けて反射された後に、第2レンズLS2によってY方向に向けて収束される。こうして、第2レンズLS2のY方向にある光センサー7のセンサー面に原稿OBの正立等倍像が結像される。
The
ちなみに、複数の第1レンズLS1、導光部51(51a、51b、51c)および複数の第2レンズLS2は、照明光に対して光透過性を有する樹脂やガラスなどの透明媒体によって一体的に形成されている。したがって、第1レンズLS1に入射した照明光は、第1レンズLS1から反射膜511を経由して第2レンズLS2に到るまで、透明媒体の内部を進行する。つまり、これら第1レンズLS1、反射膜511および第2レンズLS2の間に空気が介在せず、したがって、空気との界面で光が散乱されることがなく、光の利用効率の向上を図ることが可能となっている。なお、レンズアレイ5を一体的に形成するにあたっては、各部毎(例えば、第1レンズLS1、導光部51、第2レンズLS2)をそれぞれ別体で形成した後にこれらを接着して一体化しても良いし、各部を別体で形成することなくレンズアレイ5全体を一体的に形成しても良い。
Incidentally, the plurality of first lenses LS1, the light guide portions 51 (51a, 51b, 51c) and the plurality of second lenses LS2 are integrally formed by a transparent medium such as resin or glass having light transmittance with respect to illumination light. Is formed. Accordingly, the illumination light incident on the first lens LS1 travels through the transparent medium from the first lens LS1 to the second lens LS2 via the
このように構成されたレンズアレイ5が、第2収容空間SP2の垂直空間SP2aの途中から左右空間SP2bの途中にまで配置されている。一方、左右空間SP2bでは、レンズアレイ5の射出部51cの右側で射出側アパーチャー部材6と光センサー7とがこの順番でY方向に並んでいる。この射出側アパーチャー部材6は、入射側アパーチャー部材4と同様に、最大読取範囲とほぼ同じ長さだけX方向に延設されるとともに、複数の貫通孔61がX方向に一列で並んでいる。これら複数の貫通孔61は、複数の第2レンズLS2に対して一対一で対応して設けられており、各貫通孔61は対応する第2レンズLS2の射出側アパーチャーとして機能する。また、光センサー7は、第2レンズLS2から射出されて、射出側アパーチャー部材6を通過した光を検出することで、レンズアレイ5が結像した正立等倍像を読み取る。
The
このように、第1収容空間SP1においてライトガイド31と光源32とがY方向に並んで配置されるとともに、この第1収容空間SP1の下方にある左右空間SP2c(第2収容空間SP2)においてレンズアレイ5(の射出部51c)と光センサー7とがY方向に並んで配置されている。また、これら第1収容空間SP1および左右空間SP2bのY方向の端では、第1収容空間SP1と左右空間SP2bとがZ方向に連通している。そして、この連通部分に、第1収容空間SP1および左右空間SP2bをZ方向に跨ぐプリント回路基板8が配置されている。
In this way, the
このプリント回路基板8には、光センサー7および光源32が搭載されている。そして、光源32は、プリント回路基板8から受け取った制御信号に基づいて発光するとともに、光センサー7は、読み取った画像に関連する信号をプリント回路基板8に受け渡す。
On this printed
以上のように、この実施形態では、原稿OB(物体)からZ方向(第1方向)に向かう光を原稿OBのZ方向に配置された反射膜511(反射面)がZ方向に交差するY方向(第2方向)へ反射する。つまり、原稿OBのZ方向に配置された反射膜511が、原稿OBからの光の向きをZ方向からY方向へと変えている。また、反射膜511のY方向には射出部51cが配置されており、この射出部51c(に形成された第2レンズLS2)が反射膜511で反射された光をY方向に向けて収束する。このように原稿OBから反射膜511までZ方向に進行した光を射出部51cによりY方向に向けて収束する構成では、射出部51cの原稿OB側にスペース(第1収容空間SP1)を作ることができる。そこで、この実施形態では、光源32からの光を原稿OB(に光を照射する照射位置LP)に導光するライトガイド31(導光部材)を、このスペースに配置している。したがって、光源32の他にライトガイド31を備えているにも拘わらず、画像読取装置1の小型化を図ることが可能となっている。
As described above, in this embodiment, the reflection film 511 (reflecting surface) arranged in the Z direction of the original OB crosses the light traveling in the Z direction (first direction) from the original OB (object). Reflects in the direction (second direction). That is, the
このように、レンズアレイ5の射出部51cの原稿OB側に空いたスペースにライトガイド31が配置されており、言わば、レンズアレイ5の射出部51cとライトガイド31がZ方向に並んで配置されている。さらに、この実施形態では、このような配置が有する利点を次のよう活かして、画像読取装置1の小型化が図られている。つまり、レンズアレイ5は光センサー7に向けて正立等倍像を結像するものであり、ライトガイド31は光源32が射出した光を導くものである。したがって、レンズアレイ5およびライトガイド31それぞれに対しては、光センサー7や光源32を配置する必要がある。これに対して、レンズアレイ5およびライトガイド31がZ方向に並んで配置された構成では、レンズアレイ5およびライトガイド31のY方向に光センサー7および光源32の両方をまとめて配置することができる。そこで、この実施形態では、光センサー7およびライトガイド31を、レンズアレイ5およびライトガイド31のY方向に配置している。しかも、レンズアレイ5およびライトガイド31のY方向にはプリント回路基板8が配置されており、光センサー7および光源32はこの同一のプリント回路基板8に搭載されている。その結果、画像読取装置1の小型化を図ることが可能となっている。
In this way, the
以上のように上記実施形態では、Z方向が本発明の「第1方向」に相当し、Y方向が本発明の「第2方向」に相当する。また、画像読取装置1が本発明の「画像読取装置」に相当し、光源32が本発明の「光源」に相当し、ライトガイド31が本発明の「導光部材」に相当し、第1レンズLS1、反射膜511および第2レンズLS2からなる結像光学系が本発明の「結像光学系」に相当し、光センサー7が本発明の「光センサー」に相当し、プリント回路基板8が本発明の「基板」に相当する。また、入射部51aが本発明の「入射部」に相当し、湾曲部51bが本発明の「接続部」に相当し、射出部51cが本発明の「射出部」に相当し、反射膜511が本発明の「反射面」に相当する。また、第1レンズLS1が本発明の「入射レンズ」に相当し、第2レンズLS2が本発明の「射出レンズ」に相当する。
As described above, in the above embodiment, the Z direction corresponds to the “first direction” of the present invention, and the Y direction corresponds to the “second direction” of the present invention. The image reading device 1 corresponds to the “image reading device” of the present invention, the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、導光部51は、湾曲部51bにおいてZ方向からY方向に向けて直角に湾曲した形状を有していた(つまり、Y方向が本発明の「第2方向」に相当していた)。しかしながら、導光部51が湾曲する角度は90°に限られず、例えば図4に示すよう構成することもできる。図4は、結像光学系の変形例を示す図である。図4に示す変形例が異なるのは結像光学系の構成のみであるので、ここでは、この差異点について説明し、共通部分については相当符号を付して説明を適宜省略する。また、図4の変形例が、上述の実施形態と共通する構成により同様の効果を奏することは言うまでも無い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made to the above-described one without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the
図4のレンズアレイ5では、導光部51の湾曲部51bは、Z方向に90°よりも小さい角度θw(<90°)で交差するW方向(第2方向)に湾曲しており、これに続く射出部51cはW方向に延びた形状を有している。つまり、導光部51は、入射部51aから射出部51cに到る湾曲部51bにおいて、X方向からW方向に湾曲している。導光部51の入射部51aの上面には、上側に凸の複数の第1レンズがX方向に所定ピッチで一列に並んでいる。また、導光部51の射出部51cのW方向端面には、W方向に凸の複数の第2レンズがX方向に所定ピッチで一列に並んでいる。また、湾曲部51bの外周面は全反射条件を満たす形状に仕上げられている。
In the
レンズアレイ5がこのような構成を有しているため、第1レンズLS1から入射した光は、湾曲部51bの外周面でW方向に全反射されて、第2レンズLS2にまで導かれる。第2レンズLS2は、湾曲部51bでの全反射光をW方向に収束する。こうして、第2レンズLS2のW方向に原稿OBの正立等倍像が結像される。そして、この正立等倍像が、第2レンズLS2のW方向に配置された光センサー7によって読み取られる。
Since the
一方、レンズアレイ5の上側にはライトガイド31が配置されるとともに、ライトガイド31のW方向には光源32が配置される。そして、光源32から射出された光がライトガイド31により導かれて、照射位置LPに照射されることとなる。このように、図4の変形例では、原稿OBから湾曲部51bの外周面(反射面)までZ方向に進行した光を、射出部51cによりW方向に向けて収束するよう構成することで、射出部51cの原稿OB側にスペースを作っている。そして、光源32からの光を原稿OB(に光を照射する照射位置LP)に導光するライトガイド31(導光部材)を、このスペースに配置している。これによって、光源32の他にライトガイド31を備えているにも拘わらず、画像読取装置1の小型化を図ることが可能となっている。
On the other hand, a
さらに、図4に示す変形例では、レンズアレイ5およびライトガイド31のW方向に、光センサー7および光源32の両方をまとめて配置するとともに、光センサー7および光源32を、レンズアレイ5およびライトガイド31のW方向に配置された同一のプリント回路基板8に搭載している。これによっても、画像読取装置1の小型化を図ることが可能となっている。
Further, in the modification shown in FIG. 4, both the optical sensor 7 and the
なお、以上に説明した実施形態では、反射膜511の表面は、湾曲した形状を有していた。しかしながら、例えば、導光部51の湾曲部51bの外周面を平面形状で仕上げた、ここに反射膜511を形成することで、反射膜511の形状を平面に形成しても良い。
In the embodiment described above, the surface of the
また、反射膜511の形成方法も、上述した金属蒸着以外の方法を適宜採用可能である。
In addition, as a method for forming the
また、上述の第1・第2レンズLS1、LS2の形状についても、非球面形状や自由曲面形状等の種々の形状を採用可能である。 Further, various shapes such as an aspherical shape and a free-form surface shape can be adopted as the shape of the first and second lenses LS1 and LS2.
また、上記実施形態では、第1レンズLS1、反射膜511および第2レンズLS2を透明媒体で一体形成したものを結像光学系として用いていた。しかしながら、図5に示すものに、結像光学系を変形することもできる。ここで、図5は、結像光学系の別の変形例を示す模式図である。図5に示す変形例が異なるのは結像光学系の構成のみであるので、ここでは、この差異点について説明し、共通部分については相当符号を付して説明を適宜省略する。また、図5の変形例が、上述の実施形態と共通する構成により同様の効果を奏することは言うまでも無い。
In the embodiment described above, the first lens LS1, the
図5に示す変形例では、Y方向に並ぶ4枚のレンズLSによって、射出部51c(射出部)が構成されている。また、この射出部51cと別体で構成された反射ミラー512が、原稿OBのZ方向に配置されている。そして、原稿OBからZ方向に向かう光は、反射ミラー512に直接入射するとともに、この反射ミラー512によってY方向へ向けて反射される。そして、射出部51cを構成する4枚のレンズLSが協働して、反射ミラー512で反射された光をY方向に向けて収束させる。こうして、光センサー7に正立等倍像が結像される。なお、図5に示す4枚のレンズLSに変えて、屈折率分布型レンズを用いて、同様の機能を実現するように変形することもできる。
In the modification shown in FIG. 5, the
1…CISモジュール(画像読取装置)、 2…フレーム2、 3…照明部、 31…ライトガイド(導光部材)、 32…光源、 5…レンズアレイ、 51…導光部、 51a…入射部、 51b…湾曲部(接続部)、 51c…射出部、 7…光センサー、 8…プリント回路基板、 LS1…第1レンズ(入射レンズ)、 LS2…第2レンズ(射出レンズ)、 Z…Z方向(第1方向)、 Y…Y方向(第2方向)、 W…W方向(第2方向)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CIS module (image reading apparatus), 2 ...
Claims (2)
前記光源から射出された光を一方の端部から導いて原稿ガラスに載置された原稿に向けて他方の端部にある先端部から照射する導光部材と、
前記原稿から第1方向に向かう光を入射部で受け入れ、前記入射部の第1方向に配置された反射面によって前記第1方向に交差する第2方向へ反射するとともに、前記反射面で反射された光を前記反射面の前記第2方向に配置された射出部によって前記第2方向に向けて収束させて、前記射出部の前記第2方向に前記原稿の正立等倍像を結像する結像光学系と、
前記結像光学系の前記射出部の前記第2方向に配置されて、前記結像光学系が結像した前記正立等倍像を検出する光センサーと
前記原稿ガラスと、前記結像光学系の前記入射部と、の間に設けられ、前記入射部に対するアパーチャーとして機能する入射側アパーチャーと、
前記結像光学系の前記射出部と、前記光センサーと、の間に設けられ、前記光センサーに対するアパーチャーとして機能する射出側アパーチャーと、
前記光源および前記導光部材が収容される第1収容空間と、前記入射側アパーチャー、前記結像光学系、前記射出側アパーチャー、および前記光センサーが収容される第2収容空間と、を有するフレームと、
前記フレームに設けられ、前記第1収容空間から前記第2収容空間へ直接向かう光を遮るセパレーターと、
を備え、
前記導光部材は、前記第1方向において前記射出部の一部と重なるように前記セパレーターの前記原稿側に配置され、
前記導光部材の前記先端部は、前記セパレーターに設けられて前記先端部の外形形状に沿うように前記第1方向に対して傾斜した傾斜平面を有する支持部によって支持され、
前記光源は、前記導光部材の前記一方の端部の前記第2方向に配置され、
前記光センサーおよび前記光源は、前記結像光学系および前記導光部材の前記第2方向に配置された同一の基板に搭載され、
前記入射側アパーチャーおよび前記射出側アパーチャーは、前記結像光学系から離間した状態で配置され、
前記結像光学系は、前記第1方向に延びる前記入射部、前記第2方向に延びる前記射出部、および前記入射部と前記射出部とを連続的に接続する接続部を透明媒体で一体的に形成した構成を有するとともに、前記入射部から前記射出部に向かう前記接続部において、前記第1方向に沿う方向から前記第2方向に沿う方向へ徐々に沿う方向が変化するように湾曲した湾曲形状を有し、
前記反射面は、前記接続部における前記湾曲形状の外周面に設けられた反射膜によって構成されていることを特徴とする画像読取装置。 A light source;
A light guide member that guides light emitted from the light source from one end and irradiates the original placed on the original glass from the tip at the other end; and
Light traveling in the first direction from the original is received by the incident portion, reflected by the reflecting surface disposed in the first direction of the incident portion in the second direction intersecting the first direction, and reflected by the reflecting surface. The reflected light is converged in the second direction by the emitting portion disposed in the second direction of the reflecting surface, and an erecting equal-magnification image of the original is formed in the second direction of the emitting portion. An imaging optical system;
An optical sensor disposed in the second direction of the exit portion of the imaging optical system for detecting the erecting equal-magnification image formed by the imaging optical system, the original glass, and the imaging optical system An incident-side aperture that is provided between the incident portion and functions as an aperture for the incident portion;
An exit-side aperture that is provided between the exit portion of the imaging optical system and the optical sensor and functions as an aperture for the optical sensor;
A frame having a first accommodation space in which the light source and the light guide member are accommodated, and a second accommodation space in which the incident side aperture, the imaging optical system, the emission side aperture, and the optical sensor are accommodated. When,
A separator provided on the frame and configured to block light directed directly from the first accommodation space to the second accommodation space;
With
The light guide member is disposed on the document side of the separator so as to overlap with a part of the injection portion in the first direction,
The tip portion of the light guide member is supported by a support portion that is provided on the separator and has an inclined plane that is inclined with respect to the first direction so as to follow the outer shape of the tip portion,
The light source is disposed in the second direction of the one end of the light guide member;
The optical sensor and the light source are mounted on the same substrate disposed in the second direction of the imaging optical system and the light guide member,
The incident side aperture and the exit side aperture are arranged in a state of being separated from the imaging optical system,
In the imaging optical system, the incident portion extending in the first direction, the emission portion extending in the second direction, and a connection portion that continuously connects the incidence portion and the emission portion are integrated with a transparent medium. And a curved portion that is curved so that the direction along the first direction gradually changes from the direction along the first direction to the direction along the second direction at the connection portion from the incident portion toward the emission portion. Has a shape,
The image reading apparatus, wherein the reflection surface is formed of a reflection film provided on the curved outer peripheral surface of the connection portion.
前記射出部は、前記射出側アパーチャーに対向する面に射出レンズを有して、前記射出レンズにより、前記反射面で反射された光を前記第2方向に向けて収束させる請求項1に記載の画像読取装置。
The incident portion has an incident lens on a surface facing the incident-side aperture, and guides light from the original toward the first direction to the reflection surface by the incident lens.
The said exit part has an exit lens in the surface facing the said exit side aperture, The light reflected by the said reflective surface by the said exit lens is converged toward the said 2nd direction. Image reading device.
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