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1. (WO2019003480) 導光体及び画像読取装置
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明 細 書

発明の名称 導光体及び画像読取装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006  

先行技術文献

特許文献

0007  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0008   0009   0010  

課題を解決するための手段

0011  

発明の効果

0012  

図面の簡単な説明

0013  

発明を実施するための形態

0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078  

符号の説明

0079  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21  

明 細 書

発明の名称 : 導光体及び画像読取装置

技術分野

[0001]
 この発明は、照明装置用の導光体及びそれを備えた画像読取装置に関するものである。

背景技術

[0002]
 導光体は、棒状の透明体で形成されるもので、照明装置(ライン光源装置)に使用するものである。導光体を有する照明装置(ライン光源装置)は、例えばLEDなどの光源を備え、この光源から発した光が、導光体の端面(光入射面)から入射し、導光体の内部で導光されて、導光体の側面である光出射面から、線状の光を出射するものである。導光体を有する照明装置(ライン光源装置)は、ファクシミリ、コピー機、スキャナ、紙幣判別器などの画像読取装置の照明用途に用いることが好適である。照明装置(ライン光源装置)を画像読取装置の筐体の内部に備えたものもある。
[0003]
 従来の導光体には、側面を切り欠いたような窪みを有するものがある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。また、導光体には、光が出射する側面である光出射面がレンズ面であるものがある(例えば、特許文献3参照)。さらに、導光体には、光が入射する端面の近傍が細くなった棒状のものがある(例えば、特許文献4及び特許文献5参照)。
[0004]
 このような導光体を照明装置(ライン光源装置)に使用する場合は、導光体の端面を導光体ホルダで保持し、導光体に窪みを設け、導光体の回転を防止する場合がある(例えば、特許文献6参照)。導光体ホルダには、導光体の端面付近から漏れる光である漏れ光を抑制する機能がある場合が多い。
[0005]
 導光体の端面付近の漏れ光は、導光体の内部で反射をあまり繰り繰り返さず出射した光が多くなるため、均一化することが望ましい。導光体の端面付近から出射する光を導光体の側面に形成した光拡散用凹凸部により均一化を目指しているものがある(例えば、特許文献7参照)。
[0006]
 また、導光体を照明装置(ライン光源装置)に使用する場合は、導光体ホルダに、庇部(ひさし部)を有するものがある(例えば、特許文献8、特許文献9参照)。さらに、導光体ホルダ以外に、導光体を遮光することが可能な連結部や抜止部で、導光体の一部を覆うもの又は固定するものがある(例えば、特許文献9、特許文献10参照)。

先行技術文献

特許文献

[0007]
特許文献1 : 特開2017-85670号公報(特に、図9参照)
特許文献2 : 特開2010-277940号公報(特に、図1参照)
特許文献3 : 特開2007-184186号公報(特に、図1参照)
特許文献4 : 特開2016-178374号公報(特に、図7参照)
特許文献5 : 特開2009-21158号公報(特に、図2参照)
特許文献6 : WO2013/114720(特に、図14参照)
特許文献7 : 特開2008-140726号公報(特に、図4及び図7参照)
特許文献8 : 特開2009-65244号公報(特に、図1参照)
特許文献9 : 特開2015-73264号公報(特に、図1及び図7参照)
特許文献10 : 特開2015-195152号公報(特に、図1参照)

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0008]
 しかしながら、従来の導光体は、読取対象物(照射対象物)に効率よく光を照射するために、次のような課題を有していた。特許文献1及び特許文献6に開示された構成の導光体は、導光体の端面付近から出射する光を考慮していないという課題がある。特許文献2に開示された構成の導光体は、導光体の長手方向の全長に亘り、傾斜面を形成する必要があり構造が複雑になるという課題がある。特許文献3に開示された構成の導光体は、光出射面の曲率を主走査方向に変化させているため、平面に近い領域から出射される光は広がってしまい、照明効率の点で課題がある。特許文献4及び特許文献5に開示された構成の導光体は、光が入射する端面から離れるにつれ、徐々に導光体の径を太くしていくため、導光体の長手方向の長さが、長くなってしまうという課題がある。
[0009]
 一方、特許文献7に開示された構成の導光体は、端面(光入射面)付近の光出射面に凹凸を設け、凹凸部で光を散乱させることで端面(光入射面)付近の光学特性を改善するものである。しかしながら、特許文献7に開示された構成の導光体は、導光体の長手方向に延在する光出射面に凹凸を形成し、長手方向と交差する短手方向に光を散乱させる構造であるため、導光体から出射される光が広がり、照明効率が悪くなる可能性があるという課題がある。また、特許文献8、特許文献9、特許文献10に開示された構成の導光体は、漏れ光の抑制や、導光体の長手方向の支持を目的としており、導光体の端面付近から出射する光の効率を考慮していないという課題がある。
[0010]
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光出射面から出射される光を、読取対象物(照射対象物)に効率よく照射できる導光体及び画像読取装置を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0011]
 この発明に係る導光体は、長手方向に延在する棒状の導光体本体部と、前記長手方向と交差する短手方向に沿った前記導光体本体部の端面である第1端面部と、前記第1端面部から入射し、前記導光体本体部の内部で導光された光を散乱させる、前記長手方向に沿って前記導光体本体部に形成された光散乱パターン部と、前記光散乱パターン部により散乱した光が、前記導光体本体部の壁面で反射して、前記導光体本体部の外部へ出射する面であって、前記長手方向に沿って前記導光体本体部に形成された光出射面部とを備え、前記光出射面部は、前記長手方向において前記第1端面部に近い第1光出射面部と、前記長手方向において前記第1光出射面部と連続する第2光出射面部とを有し、前記短手方向における前記第1光出射面部の幅は、前記短手方向における前記第2光出射面部の幅よりも短いことを特徴とするものである。

発明の効果

[0012]
 この発明によれば、短手方向における第1光出射面部の幅が、短手方向における第2光出射面部の幅よりも短いことで、第1端面部付近から出射される光の量が制限されるので、照射効率を下げることなく、長手方向において、導光体からの出射光を均一に近づけることが容易な導光体及び画像読取装置を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0013]
[図1] この発明の実施の形態1に係る画像読取装置の分解斜視図(実施の形態1に係る導光体の斜視図)である。
[図2] この発明の実施の形態1に係る画像読取装置の斜視図である。
[図3] この発明の実施の形態1に係る画像読取装置の断面図である。
[図4] この発明の実施の形態1に係る画像読取装置(実施の形態1に係る導光体)の導光に関する模式説明図である。
[図5] この発明の実施の形態1に係る画像読取装置の断面図である。
[図6] この発明の実施の形態1に係る画像読取装置(実施の形態1に係る導光体)の導光に関する模式説明図である。
[図7] この発明の実施の形態1に係る画像読取装置の回路構成を示す機能ブロック図である。
[図8] この発明の実施の形態2に係る画像読取装置の分解斜視図(実施の形態21に係る導光体の斜視図)である。
[図9] この発明の実施の形態2に係る画像読取装置の斜視図である。
[図10] この発明の実施の形態2に係る画像読取装置(実施の形態21に係る導光体)の導光に関する模式説明図である。
[図11] この発明の実施の形態3に係る画像読取装置の分解斜視図(実施の形態31に係る導光体の斜視図)である。
[図12] この発明の実施の形態3に係る画像読取装置の斜視図である。
[図13] この発明の実施の形態4に係る画像読取装置の分解斜視図(実施の形態4に係る導光体の斜視図)である。
[図14] この発明の実施の形態4に係る画像読取装置の斜視図である。
[図15] この発明の実施の形態4に係る画像読取装置の断面図である。
[図16] この発明の実施の形態4に係る画像読取装置(実施の形態4に係る導光体)の導光に関する模式説明図である。
[図17] この発明の実施の形態4に係る画像読取装置の断面図である。
[図18] この発明の実施の形態4に係る画像読取装置(実施の形態4に係る導光体)の導光に関する模式説明図である。
[図19] この発明の実施の形態5に係る画像読取装置の分解斜視図(実施の形態5に係る導光体の斜視図)である。
[図20] この発明の実施の形態5に係る画像読取装置の斜視図である。
[図21] この発明の実施の形態5に係る画像読取装置の断面図である。

発明を実施するための形態

[0014]
実施の形態1.
 以下、この発明の実施の形態1に係る画像読取装置について、図1から図7を用いて説明する。なお、実施の形態1に係る導光体や後述する照明装置は、実施の形態1に係る画像読取装置に包含されている。なお、実施の形態2及び3に係る導光体や照明装置は、実施の形態2及び3に係る画像読取装置に包含されている。同じく、実施の形態4及び5に係る導光体や照明装置は、実施の形態4及び5に係る画像読取装置に包含されている。
[0015]
 図1から図7において、照射対象物1(読取対象物1)は、原稿、印刷物、紙幣、有価証券、フィルムなどのシート状のものを含むその他の一般文書の画像情報である。照射対象物1(読取対象物1)は実施の形態1に係る導光体から出射する光の照射対象であり、読取対象物1(照射対象物1)は実施の形態1に係る画像読取装置の画像情報の読取対象であるといえる。
[0016]
 実施の形態1を含む全ての実施の形態において、読取対象物1(照射対象物1)が搬送される方向を搬送方向とし、搬送方向と交差(好ましくは直交)する方向が画像読取装置の主走査方向にとなる。よって、搬送方向は、画像読取装置の副走査方向ともいえる。読取対象物1(照射対象物1)が搬送される空間を搬送路と称する。さらに、主走査方向及び副走査方向の両方に交差(好ましくは直交)する方向が、画像読取装置の読取深度方向となる。なお、画像読取装置における、主走査方向、副走査方向及び読取深度方向は、それぞれ、導光体における、長手方向、短手方向及び高さ方向に相当する。図1から図7においては、X軸、Y軸及びZ軸の三軸を用いて、主走査方向(長手方向)、副走査方向(短手方向)及び読取深度方向(高さ方向)を、それぞれX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向と表現している。X軸の原点は、画像読取装置の主走査方向の長さの中央とする。Y軸の原点は、画像読取装置の副走査方向の長さの中央とする。Z軸の原点は、画像読取装置が読み取る読取対象物1(照射対象物1)の搬送位置とする。
[0017]
 図1から図7において、導光体本体部2は、長手方向に延在する棒状の導光体の本体部分である。第1端面部3は、長手方向と交差する短手方向に沿った導光体本体部2の一方の端面である。第2端面部4は、短手方向に沿った導光体本体部2の他方の端面である。第1端面部3と第2端面部4とは、長手方向において対向している。光散乱パターン部5は、第1端面部3から入射し、導光体本体部1の内部で導光された光を散乱させるもので、長手方向に沿って導光体本体部2に形成されている。光散乱パターン部5は、第1端面部3と第2端面部4との間における導光体本体部1の側面に形成されている。光散乱パターン部5は、第1端面部3及び/又は第2端面部4まで形成、つまり、導光体本体部2の側面全体に亘り形成してもよいし、第1端面部3及び/又は第2端面部4からスペースを空けて形成してもよい。
[0018]
 図1から図7において、光出射面部6は、光散乱パターン部5により散乱した光が、導光体本体部2の壁面で反射して、導光体本体部2の外部へ出射する面であって、長手方向に沿って導光体本体部2に形成されている。光出射面部6は、長手方向において第1端面部3に近い第1光出射面部6aと、長手方向において第1光出射面部6と連続する第2光出射面部6bとを有している。短手方向における第1光出射面部6aの幅は、短手方向における第2光出射面部6bの幅よりも短い。ここで、短手方向における光出射面部6(第1光出射面部6a、第1光出射面部6b)の幅とは、光出射面部6を平面としてみたときの幅を意味しているが、便宜上、短手方向における面の幅という表現を使用している。理由は、短手方向における面の幅は、すなわち、XY平面を平面視した面の幅ということになる。しかし、光出射面部6の面が短手方向に対して傾斜はしているが、短手方向における面でも、第1光出射面部6aの幅と第1光出射面部6bの幅との広狭の関係は変わらないためである。なお、XY平面とは、X軸方向(X軸)とY軸方向(Y軸)とが直交する面を意味している。
[0019]
 図1から図7において、放物面部7は、光出射面部6と連続している導光体本体部2の壁面であって、短手方向に沿った断面が放物線状である。光散乱パターン部5は、短手方向に沿った断面において放物面部7の焦点に形成されている。光出射面部6は、短手方向に沿った断面が直線で構成され、放物面部7で反射した光の光軸方向と短手方向に沿った断面(直線部分)の法線方向とが平行である。図4及び図6では、光出射面部6の法線Nを破線で示している。他の図においても、法線Nは、平面である光出射面部6の法線を意味する破線である。
[0020]
 図1から図4に示すように、実施の形態1に係る画像読取装置は、実施の形態1に係る導光体を二つ備えている。詳しくは、実施の形態1に係る画像読取装置は、一方の導光体本体部2と他方の導光体本体部2とは、短手方向に沿った断面において互いの7放物面部を外に向けて対向して配置されている。長手方向に延在するロットレンズアレイ8は、一方の導光体本体部2と他方の前記導光体本体部2との間に配置され、光出射面部6から出射した光が読取対象物1に反射した光を収束する。受光素子アレイ9は、ロッドレンズアレイ8が収束した光を受光する。ロッドレンズアレイ8は、マイクロレンズアレイ8などの別の結像光学系を用いてもよい。その場合、ロッドレンズアレイ8やマイクロレンズアレイ8などの主走査方向(長手方向)に延在するレンズアレイ8(多くの場合は、正立等倍光学系のレンズ体)だけではなく、縮小光学系のレンズ体でもよい。したがって、画像読取装置は、結像レンズ体8を備えていればよいといえる。
[0021]
 図1に示すように、導光体ホルダ10は、導光体本体部2を保持するものであり、開口部10a、及び、開口部10aと連続する貫通孔部10bを有している。導光体ホルダ10は、導光体本体部2において長手方向における一方側の端部に設けられている。開口部10aは、第1光出射面部6aの少なくとも一部を露出させて第1端面部3が挿入されるものである。開口部10aを介して貫通孔部10bに挿入されている部分において、第1光出射面部6aは、光出射面部6としての機能を発揮しないので、この部分は、第1光出射面部6aではなく、導光体本体部2の回転抑制部6aとして機能させることができる。
[0022]
 第1光出射面部6aの少なくとも一部を回転抑制部6aとして機能させる前提は、開口部10aが導光体本体部2の外形に合った形状であることである。また、開口部10aを介して貫通孔部10bに挿入されている部分では、導光体本体部2に第1光出射面部6aを形成せずに、開口部10aから露出している部分だけに、第1光出射面部6aを形成してもよい。導光体本体部2が回転しないようにする機能の有無に関係なく、光が結果的に出射されないので、回転抑制部6aは、光不出射面部6aといえる。よって、光出射面部6は、第1端面部3と第1光出射面部6aとの間に、第1端面部3と連続する光不出射面部6aを有するといえる。光不出射面部6aは、一旦、射出された光が導光体ホルダ10(貫通孔部10b)によって反射されて、導光体本体部2に戻る場合も含んでいる。つまり、光不出射面部6aの面自体から光が出る場合と、光不出射面部6aの面が遮光されている場合の両方を含んでいる。
[0023]
 貫通孔部10bは、開口部10aに第1端面部3が挿入された側と反対側との間で光を通過させるものである。この部分を開口部10cとしてもよい。つまり、貫通孔10bは、開口部10aと開口部10cとをつなぐものであるといえる。光源11は、開口部10aに第1端面部3が挿入された側と反対側に設置されるものである。貫通孔10bが遮光部として機能しているので、光不出射面部6aが形成されることになる。この場合の貫通孔10bを第2遮光部10bとして、実施の形態4及び5でさらに詳しく説明する。
[0024]
 光源11は、LEDや有機EL(Electro Luminescence)などの光源素子である。光源11は、光源基板11aに形成されている。光源基板11aは、光源11を実装する基板である。光源11と光源基板11aとを光源と称してもよい。光源基板11aと導光体ホルダ10とを対向させて、光源11からの光を貫通孔10bへ開口部10cを介して伝搬させる。光源基板11aと導光体ホルダ10とを密着させることで、貫通孔10bの内部へ光源11の一部又は全部を挿入してもよい。
[0025]
 光源11が発した光は、貫通孔部10bを介して、第1端面部3から導光体本体部2へ入射する。光源11から発す光を効率よく、第1端面部3へ送るため、また、第1端面部3から漏れた光を再度、導光体本体部2へ戻すために、貫通孔部10bは白色などの反射率が高い色のものが好ましい。光源11は、読取対象物1(照射対象物1)の画像情報に応じて、赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)、白色光(WH)、紫外光(UV)、赤外光(IR)などを発光するものが用いられる。複数の光源11を設けて、複数の波長を同時発光又は時差発光するようにしてもよい。
[0026]
 光源11及び導光体本体部2の組、又は、導光体ホルダ10、光源11及び導光体本体部2の組は、実施の形態1に係る照明装置といえる。また、実施の形態1に係る導光体を、導光体ホルダ10、光源11及び導光体本体部2としてもよいし、実施の形態1に係る導光体を、導光体ホルダ10及び導光体本体部2としてもよい。もちろん、実施の形態1に係る導光体を、光源11及び導光体本体部2としてもよい。これは他の実施の形態も同様である。
[0027]
 第1端面部3が導光体ホルダ10に挿入されていることに対し、導光体ホルダ12は、第2端面部4が挿入されるものである。導光体ホルダ12は、導光体本体部2を保持するものであり、開口部12a、及び、開口部12aと連続する孔部12bを有している。導光体ホルダ12は、導光体本体部2において長手方向における他方側の端部に設けられている。すなわち、導光体ホルダ12は、導光体本体部2の導光体ホルダ10が設けられた側の端部とは反対側の端部に設けられている。開口部12aは、第2端面部4が挿入されるものである。孔部12bは、開口部12aに第1端面部3が挿入された側と反対側に壁面を有しており、貫通していないものである。孔部12bの壁面に第2端面部4が接触又は近接していてもよい。第2端面部4から漏れた光を再度、導光体本体部2へ戻すために、孔部12bや孔部12bの壁面は白色などの反射率が高い色のものが好ましい。図示は省略するが、孔部12bの壁面でなく、開口部10cと同じ開口部12cを形成してもよい。但し、好ましくは、開口部12cを白色の板が塞ぐなどすることで、第2端面部4から漏れた光を再度、導光体本体部2へ戻すようにする。もちろん、白色の板が塞ぐ代わりに、光源基板11aを配置して開口部12cを塞ぎ、孔部12bへ光源11から光を送るようにしてもよい。
[0028]
 つまり、導光体ホルダ12を導光体ホルダ10と同じ構造や同一のものにしてもよい。詳しくは、導光体ホルダ12は、導光体本体部2を保持するものであり、開口部12a、及び、開口部12aと連続する貫通孔部12bを有している。導光体ホルダ12は、導光体本体部2において長手方向における他方側の端部に設けられている。開口部12aは、後述する第3光出射面部6cの少なくとも一部を露出させて第2端面部4が挿入されるものである。後述する第3光出射面部6cは、第1光出射面部6aと同じ機能を有するものである。開口部12aを介して貫通孔部12bに挿入されている部分において、第3光出射面部6cは、光出射面部6としての機能を発揮しないので、この部分は、第3光出射面部6cではなく、導光体本体部2の回転抑制部6bとして機能させることができる。回転抑制部6bは、回転抑制部6aと同じ機能を有するものである。
[0029]
 図1及び図2を用いて実施の形態1に係る画像読取装置及び導光体の詳細をさらに説明していく。図1は画像読取装置の分解斜視図である。分解した状態であるので、導光体の形状が露になっている。図2は、図1に示した分解した状態の画像読取装置を組み上げた画像読取装置の斜視図である。図1に示す実施の形態1に係る導光体の導光体の導光体本体部2は、例えば樹脂やガラスで構成されている。よって、導光体本体部2(導光体)は透明体2ともいえる。導光体本体部2は、主走査方向(長手方向)に延在し、長手方向の端部に第1端面部3が形成されている。第1端面部3に対向して光源11が配置されている。光源11から発光した光が第1端面部3から導光体本体部2の内部に入り、長手方向に伝搬して導光される。
[0030]
 導光体本体部2は、高さ方向の一方の側に、長手方向に延在した平坦面を備える。平坦面は、長手方向に形成された光散乱パターン部5を備える。光散乱パターン部5は短手方向に所定の長さの散乱領域を有する。導光体本体部2は、高さ方向の他方側に、導光体本体部2の外部に光を出射する長手方向に延在した光出射面部6を備える。導光体本体部2は、平坦面と光出射面部6とをつなぎ、長手方向に延在した側面を備える。この側面は、放物面形状をしており、光散乱パターン部5からの光を光出射面部6へと反射する反射面でもある。
[0031]
 図1及び図2に示す結像レンズ体8は、長手方向にアレイ状にロッドレンズを複数配列したロッドレンズアレイ8である。結像レンズ体8は、照射対象物1(読取対象物1)とセンサ基板13(信号処理基板13)との間に設置されている。結像レンズ体8は、フレーム14に接着剤10やテープ10などの保持部材10で保持されている。結像レンズ体8は、照明装置(導光体本体部2の光出射面部6)から出射し、読取対象物1で反射した光を集光(収束)し、受光素子9に結像させる機能を有する。
[0032]
 このように、図1及び図2では、結像レンズ体8に反射光が入射する例を図示しているが、結像レンズ体8に透過光を入射するようにしてもよい。すなわち、結像レンズ体8は、照明装置(導光体本体部2の光出射面部6)から出射し、読取対象物1を透過した光を集光(収束)し、受光素子9に結像させる機能を有するといえる。好ましくは、実施の形態1に係る導光体(照明装置)を照射対象物1(読取対象物1)に対して、結像レンズ体8の反対側に設置する。もちろん、照射対象物1(読取対象物1)が搬送されていないときは、実施の形態1に係る導光体(照明装置)と結像レンズ体8とが、搬送路を挟んで対向しているといえる。多くの画像読取装置は、導光体本体部2の光軸と、結像レンズ体8の光軸(結像レンズ体8が縮小光学系のレンズの場合は照射対象物1(読取対象物1)からの光が最初に到達する第1ミラーの光軸)、すなわち、Z軸とを一致させている。また、実施の形態1に係る画像読取装置の二台を、搬送路を挟んで対向させてもよい。この場合は、二台を連携させることで、実施の形態1に係る画像読取システムといえる。
[0033]
 受光素子9は、結像レンズ体8で集束(収束)された光を受光し、光電変換して電気信号を出力する。受光素子9には、半導体チップ等で構成された受光部、その他の駆動回路等が搭載されている。受光素子9はセンサIC9ともいえる。図1及び図2では、結像レンズ体8がロッドレンズアレイ8を使用したものであるので、受光素子9(センサIC9)は、複数の半導体チップが主走査方向に配列された受光素子アレイ9となる。結像レンズ体8が縮小光学系のレンズの場合は、受光素子9は一つか、受光素子アレイ9と比較して少数の受光素子9となる。受光素子アレイ9(受光素子9)は、センサ基板13に形成されている。センサ基板13と結像レンズ体8との間に設置されたフレーム14は、樹脂又は板金などで形成されていることが好ましい。フレーム14は、画像読取装置の外部から受光素子9に入射してくる光を遮るとともに、受光素子9にゴミなどが進入することを防ぐ防塵効果もある。
[0034]
 フレーム14は、長手方向に延在するフレーム開口部14aを有し長手方向に延在するフレーム平面部14cと、短手方向においてフレーム平面部14cのフレーム開口部14a側の端部に読取対象物1側に向かって立設している一対のフレーム傾斜部14bと、短手方向においてフレーム平面部14cのフレーム開口部14aとは反対側の端部に読取対象物1側に向かって立設しているフレーム側壁部14dとを備えている。一対のフレーム傾斜部14bは、読取対象物1側に向かうにしたがいフレーム開口部14aの短手方向の間隔が狭くなる方向へ傾斜している。すなわち、一対のフレーム傾斜部14bは長手方向に延在する隙間を有している。
[0035]
 フレーム平面部14cの両端部には、それぞれホルダ取付部14eがフレーム平面部14cと同一平面で形成されている。一方のホルダ取付部14eは、導光体本体部2との間に、ホルダ取付部14e側から順に、光源基板11、導光体ホルダ10を配置して、光源基板11及び導光体ホルダ10を固定するものである。導光体本体部2が挿入された導光体ホルダ10は、フレーム14のホルダ取付部14eにテープ、接着剤、ネジなどで固定される。導光体ホルダ10は、好ましくは白色の樹脂等で形成されている。他方のホルダ取付部14eは、導光体本体部2との間に、導光体ホルダ12を配置して、導光体ホルダ12を固定するものである。導光体本体部2が挿入された導光体ホルダ12は、フレーム14のホルダ取付部14eにテープ、接着剤、ネジなどで固定される。導光体ホルダ12は、好ましくは白色の樹脂等で形成されている。
[0036]
 なお、導光体ホルダ12側にも、光源基板11を固定させる場合の構成は、導光体ホルダ12と導光体ホルダ10と同じとなる。つまり、光源基板11aは、導光体ホルダ12(導光体ホルダ10)の導光体本体部2が挿入される側の面とは反対側の面に設置されている。このとき、光源11は、導光体ホルダ12(導光体ホルダ10)の開口部12c(開口部10c)に対応する位置に配置されており、導光体本体部2の第2端面部4(第1端面部3)に対面している。
[0037]
 導光体ホルダ10により固定されることになる導光体本体部2とのフレーム14との関係は次のとおりである。図2において、導光体本体部2は、光散乱パターン部5が形成された平坦面が、フレーム14のフレーム平面部14cに対面して配置されている。短手方向において導光体本体部2は、フレーム傾斜部14bとフレーム側壁部14dとに挟まれるように配置されている。このとき、導光体本体部2の側面(反射面)は、側壁部側5cに配置されている。2つの導光体本体部2が、結像レンズ体8を挟んで、結像レンズ体8(ロッドレンズアレイ8)の光軸(読取深度方向)による線対称に配置されている。結像レンズ体8であるロッドレンズアレイ8は、一対のフレーム傾斜部14bの隙間に挿入され、接着剤やテープなどの接着部材15で一対のフレーム傾斜部14bに保持される。
[0038]
 センサ基板13には、受光素子9、外部コネクタ16、信号処理IC17(ASIC(Application Specific Integrated Circuit)17)などの電子部品が設置される。信号処理IC17(ASIC17)は、CPU(Central Processing Unit)17aや、RAM(Random Access Memory)17bと連動して、受光素子9により受光した光電変換出力などを信号処理する。ASIC17のCPU17a、RAM17b及び信号処理回路17cをまとめて信号処理部18と呼ぶ。センサ基板13は、テープ、接着剤、ネジなどでフレーム14に固定される。センサ基板13は、フレーム14のフレーム平面部14cにおける導光体本体部2が配置された面側とは反対側の面に固定される。このとき、結像レンズ体8の光軸が受光素子9の受光部に一致している。つまり、結像レンズ体8の光軸上に受光部が配置されている。画像読取装置のセンサ基板13に形成された外部コネクタ16は、受光素子9の光電変換出力、その信号処理出力を含む入出力信号インターフェース用として用いるものである。
[0039]
 続いて、図3から図6を用いて実施の形態1に係る導光体、すなわち導光体本体部2について詳しく説明する。図3は、図2に示す一点鎖線AA’で囲われた領域の画像読取装置の断面図である。図4は、図3に示す導光体の導光に関する模式説明図である。図5は、図2に示す一点鎖線BB’で囲われた領域の画像読取装置の断面図である。図6は、図5に示す導光体の導光に関する模式説明図である。一点鎖線AA’は、導光体本体部2の第2光出射部6bを含む、導光体本体部2の中央付近の断面を示している。一点鎖線BB’は、導光体本体部2の第1光出射部6aを含む第1端面部3付近の断面を示している。一点鎖線AA’による断面及び一点鎖線BB’による断面は、YZ平面といえる。なお、YZ平面とは、Y軸方向(Y軸)とZ軸方向(Z軸)とが直交する面を意味している。
[0040]
 図1、図2、図5、図6において、第1光出射面部6aと第2光出射面部6bとは、互いが連続する外形の一方が段差状になっている。この段差は、窪み部18により生じている。図6では、窪み部18による段差が分かりやすいように、段差の部分は断面図ではなく、長手方向から見た図としている。導光体本体部2は、窪み部18を有し、短手方向における第1光出射面部6aの幅は、窪み部18により光出射面部6の領域が制限されることで設定されている。窪み部18は、その形状から、導光体本体部2を切り欠いて形成されたようにも見える形状から、窪み部は18を切欠部18と呼んでもよい。もちろん、切欠部18は実際に導光体本体部2を切り欠いて形成してよい。
[0041]
 まず、第2光出射面部6bを含む光出射面部6から照射される光に関して、図3及び図4を用いて説明する。図4は、図3の片方の導光体本体部2の周辺の要部を模式的に表現している図である。図4において、複数の矢印は光線を示し、それぞれ光の方向を示している。導光体本体部2は、フレーム14側の平坦面に光散乱パターン部5を備えている。導光体本体部2の平坦面は長手軸方向に延在している。つまり、光散乱パターン部5も長手方向に形成されている。光散乱パターン部5は、短手方向に所定の長さの散乱領域を有する。光散乱パターン部5は、微細な凹凸面やエンボス面、シルク印刷などで形成され、導光体本体部2内を長手方向へ伝搬(導光)している光を反射または屈折させることで、光の伝搬方向を変え読取対象物1へ照射させる。
[0042]
 光散乱パターン部5は、光の伝搬方向を変え読取対象物1へ照射させる際、第2の光源のような存在となるため光源11が経年劣化して色味や発光量が変化しても長手方向の全体が同じように変化する。そのため、光散乱パターン部5を廃して、光散乱パターン部5が形成された位置から光を導光体本体部2へ入射される、長手方向に複数の点光源(多くの場合、素子はLED)を並べたアレイ光源のように経年劣化で特定領域のみ明るさや色味が変わることはない。また、光散乱パターン部5では、反射だけでなく導光体本体部2を透過する光も存在する場合がある。このため、光散乱パターン部5の下(外側)に設置されているフレーム14のフレーム平面部14cを白樹脂や金属など反射率の高い部材とすることが望ましく、光散乱パターン部5やそれ以外の導光体本体部2を透過してきた光を導光体本体部2の内部へ戻すことができるため効率がよい照明が行える。
[0043]
 図3及び図4において、導光体本体部2は、光散乱パターン部5を備えた平坦面とは反対側に平面形状の光出射面部6(第2光出射面部6b)を備える。光出射面部6(第2光出射面部6b)は、長手方向に延在している。導光体本体部2は、光散乱パターン部5が形成された平坦面と光出射面部6との間には、平坦面と光出射面部6とを繋ぐ側面を備える。側面は長手方向に延在しており、YZ平面から見た形状が放物面形状を成した、光の反射面である。光散乱パターン部5は、YZ平面において、放物面部7の焦点の位置に形成されている。
[0044]
 導光体本体部2の第1端面部3から入射した光は、導光体本体部2内を伝搬して導光され、光散乱パターン部5で反射する。この光散乱パターン部5で反射した光の内、光出射面部6側へ反射した光は、放物面部7で更に反射して、光出射面部6へと向かう。光散乱パターン部5が放物面部7の焦点の位置に形成されていると、放物面部7で反射した光は平行光となって光出射面部6へと向かう。光出射面部6は平面であり、光出射面部6の平面の法線方向は、放物面部7で反射した平行光の方向と、方向が一致している。言い換えると、光出射面部6の平面の法線方向と、放物面部7で反射した平行光の方向とは、平行である。このため、光出射面部6に向かった平行光は、光出射面部6で導光体本体部2の内部へ反射されるがことなく、ほぼ全ての平行光が光出射面部6から導光体本体部2の外部へ出射し、読取対象物1を照明する。
[0045]
 導光体本体部2の放物面部7において、放物面形状の曲率が小さくなり、放物面部7における光散乱パターン部5からの光の反射角度が大きくなると、放物面部7から導光体本体部2の外部へ漏れる漏れ光が発生する。この漏れ光を抑制するため、放物面部7である側面の外側に金属蒸着などを行って、放物面部7を鏡面としてもよい。
[0046]
 つぎに、第1光出射面部6aを含む光出射面部6から照射される光に関して、図5及び図6を用いて説明する。図6は、図5の片方の導光体本体部2の周辺の要部を模式的に表現している図である。図6において、複数の矢印は光線を示し、それぞれ光の方向を示している。図6は、YZ平面における光源11の側端部の導光体本体部2の断面図でもある。光源11から第1端面部3に入射し、光散乱パターン部5へ直接入射すると、光散乱パターン部5で反射された光(以降、直接反射光)が、導光体本体部2の長手方向の端部付近に到達すると、特異的に照度の高い領域が発生し、光学特性が悪化する傾向がある。
[0047]
 このような、導光体本体部2の長手方向の端部付近での光学特性が悪化する傾向を、実施の形態1に係る導光体(照明装置、画像読取装置)では抑制することが容易である。具体的には、第1端面部3側の光出射面部6のYZ平面における角度を変更して窪み部18を形成して、第1光出射面部6aとすることで、直接反射光を光出射面部6(第1光出射面部6a)から出射することが遮断できる。言い換えると、直接反射光の出射を遮断できる理由は、短手方向における第1光出射面部6aの幅が、長手方向における第2光出射面部6bの幅よりも狭いためである。なお、YZ平面において、窪み部18は直線状の面にみえる。第1光出射面部6a(窪み部18)は、光学特性が悪化する傾向がある局所だけに形成すればよいので、長手方向における第1光出射面部6aと第2光出射面部6bとの長さを比較すると、第1光出射面部6aの方が短くなる。直接反射光を光出射面部6(第1光出射面部6a)から出射する光を遮断するためには、窪み部18の面と直接反射光とがなす角度Φは、放物面部7で反射した平行光が全反射する角度(透明樹脂の場合、40度以上)とすることが望ましい。なお、図5及び図6に示す窪み部18では、短手方向の幅を1mm、長手方向の幅を10mm程度としている。
[0048]
 実施の形態1に係る導光体(照明装置、画像読取装置)は、長手方向に延在する棒状の導光体本体部2と、短手方向に沿った導光体本体部2の端面である第1端面部3と、第1端面部3から入射し、導光体本体部2の内部で導光された光を散乱させる、長手方向に沿って導光体本体部2に形成された光散乱パターン部5と、光散乱パターン部5により散乱した光が、導光体本体部2の壁面で反射して、導光体本体部2の外部へ出射する面であって、長手方向に沿って導光体本体部2に形成された光出射面部6とを備えているものである。さらに、光出射面部6は、長手方向において第1端面部3に近い第1光出射面部6aと、長手方向において第1光出射面部6aと連続する第2光出射面部6bとを有し、短手方向における第1光出射面部6aの幅は、短手方向における第2光出射面部6bの幅よりも短い。
[0049]
 そのため、導光体本体部2の第1光出射面部6a及び第2光出射面部6bから、読取対象物1へ照射される光が平行光であるため、読取対象物1と読取装置10との距離が変化しても、読取対象物1を照明する照明光の明るさが変化しない。よって、照明深度が深く、安定性の高い照明を行うことができることに加え、短手方向における第1光出射面部6aの幅は、短手方向における第2光出射面部6bの幅よりも短くするために、導光体本体部2に窪み部18を設けることで、光学特性を悪化させる直接反射光を遮断し、主走査方向(長手方向)に亘って一様な特性を得ることが容易となる。実施の形態1に係る導光体は、短手方向において、窪み部18を導光体本体部2の結像レンズ体8側(放物面部7側の反対側)に形成しているといえる。
[0050]
 ここで、実施形態1に係る画像読取装置の画像読取の動作について説明する。図7は、画像読取装置の回路構成を示す機能ブロック図である。SCLKはスタートクロック信号、SOは信号出力、CLKはクロック信号、SIは信号入力、SIGは画像情報(信号)を意味する。図7の下左図は、信号出力SOの波形で、横軸が時間tである。図7の下右図は、信号処理回路17cから出力される画像情報SIGの波形(1ライン区画)である。最初に、ASIC17が、CPU17aに連動して、光源駆動回路17dに光源点灯信号を送信する。光源駆動回路17dは、受信した光源点灯信号を基に、それぞれの光源11に所定時間電源を供給する。光源11は電源が供給されている間、光を発光する。光源11が発光した光は、導光体本体部2の第1端面部3から導光体本体部2内へ入射し、透過または反射を繰り返しながら伝搬(導光)し、導光体本体部2の光散乱パターン部5に到達する。光散乱パターン部5に入射した光の一部は、読取深度方向(高さ方向)側へ反射され、導光体本体部2の光出射面部6(第1光出射面部6及び第2光出射面部6b)から出射し、読取対象物1へ照射される。読取対象物1へ照射された光は、読取対象物1で反射し、結像レンズ体8(結像光学系8)で集光され、受光素子9に結像される。図7では、例示的に受光素子9が、受光部(光電変換回路)Aと駆動回路Bとで構成されているものを示している。
[0051]
 実施の形態1に係る導光体(照明装置、画像読取装置)は、光源11から入射した光を照射対象物1へ導く導光体本体部2を備え、導光体本体部2に入射した光を照射対象物1へ出射する光出射面部6の一部を、光軸に対して入射角90度から傾斜させた形状に変形した窪み部18を備えたものであるといえる。
[0052]
実施の形態2.
 以下、この発明の実施の形態2に係る画像読取装置について、図8から図10を用いて説明する。なお、実施の形態1と同様の構成は、符号などの説明は省略する。図8から図10は、それぞれ、図1、図2及び図6に対応している。詳しくは、図8は、画像読取装置の分解斜視図(導光体の斜視図)である。図9は、画像読取装置の斜視図である。図10は、画像読取装置(導光体)の導光に関する模式説明図である。図10は、図9に示す一点鎖線BB’で囲われた領域の画像読取装置の断面図である。
[0053]
 実施の形態1に係る導光体は、窪み部18を導光体本体部2の結像レンズ体8側に設置することで、導光体本体部2に近い位置に読取対象物1を設置した時に、読取対象物1の読取領域へ不要な入射する時の光を遮断する構成であった。一方、実施の形態2に係る導光体は、導光体本体部2に比較的に遠い位置に読取対象物1を設置した時に、読取対象物1の読取領域へ不要な入射する時の光を遮断する構成である。
[0054]
 図8から図10に示すように、実施の形態2に係る導光体は、窪み部18が導光体本体部2の結像レンズ体8と反対側に設置している。すなわち、窪み部18を放物面部7側で、放物面部7と連続して形成している。この場合も、窪み部18の面と放物面部7で反射した平行光との角度Φを40度以上に設定することで全反射となり、読取対象物1へ光が照射されなくなる。このとき、全反射となり遮断される導光体本体部2の上部から出射される光は読取対象物1が遠い位置にあった場合に、読取対象物1の読取領域に到達する。そのため、読取対象物1の設置位置が遠い場合、導光体本体部2の長手方向の端部付近での光学特性が悪化するような場合は、直接反射光を遮断することが出来るため、主走査方向全域で均一な光学特性を得ることが出来る。
[0055]
 導光体本体部2の長手方向の端部付近での光学特性が悪化させる光は、光源11の設置位置と導光体本体部2の位置によって出射される位置が変化する。そこで、実施の形態2は読取対象物1が比較的遠い位置に設置された場合に、読取領域に光学特性を悪化させる光が入射する場合を説明した。つまり、実施の形態1に係る導光体が、短手方向において、窪み部18を導光体本体部2の結像レンズ体8側(放物面部7側の反対側)に形成していることに対して、実施の形態2に係る導光体は、短手方向において、窪み部18を導光体本体部2の結像レンズ体8の反対側(放物面部7側)に形成しているといえる。もちろん、短手方向における第1光出射面部6aの幅を、短手方向における第2光出射面部6bの幅よりも短くするために、短手方向において、窪み部18を導光体本体部2の結像レンズ体8側(放物面部7側の反対側)と、結像レンズ体8の反対側(放物面部7側)の両方に形成してもよい。言い換えると、実施の形態1に係る導光体の窪み部18と実施の形態2に係る導光体の窪み部18との両方を形成したものといえる。
[0056]
実施の形態3.
 以下、この発明の実施の形態3に係る画像読取装置について、図11及び図12を用いて説明する。なお、実施の形態1及び実施の形態2と同様の構成は、符号などの説明は省略する。図11及び図12は、それぞれ、図1及び図2に対応している。詳しくは、図11は、画像読取装置の分解斜視図(導光体の斜視図)である。図12は、画像読取装置の斜視図である。実施の形態3に係る導光体の窪み部18は、第1光出射面部6aと第2光出射面部6bとの互いが連続する外形の少なくとも一方が段差状になっている部分が、滑らかになっているものである。第1光出射面部6aと第2光出射面部6bとの互いが連続する外形の少なくとも一方がテーパ状になっているものでもよいし、窪み部18全体がテーパ状になっていてもよい。また、連続している部分以外は、窪み部18が階段状でもよい。逆に、連続している部分が階段状でもよい。
[0057]
 実施の形態1及び実施の形態2に係る導光体では、窪み部18が、どのYZ平面で同じ形状であったが、実施の形態3に係る導光体では、図11及び図12に示すように、窪み部18が長手方向において第1端面部3(光源11)から離れるにつれ、テーパ状に広がっていくものでもよい。言い換えると、短手方向における第1光出射面部6aの幅は、第1端面部3から離れるにつれ、テーパ状に広がっていくといえる。また、このような広がりは、テーパ状でなく、階段状でもよい。なお、図11及び図12では窪み部18を実施の形態1と同じ位置のものを図示しているが、実施の形態3の窪み部18は、実施の形態2と同じ位置でもよい。もちろん、短手方向において、窪み部18を導光体本体部2の結像レンズ体8側(放物面部7側の反対側)と、結像レンズ体8の反対側(放物面部7側)の両方に形成してもよい。実施の形態3に係る導光体は、窪み部18の短手方向の幅を変化させた場合であるといえる。一方、実施の形態1及び2の場合は、窪み部18の読取深度方向(高さ方向)の幅を変化させているといえる。
[0058]
 実施の形態1及び2に係る導光体は、窪み部18が有る領域と無い領域とでの光出射面部6の短手方向の幅が急に変化するため、窪み部18から出射される光量が低下して主走査方向の照度に段差が発生する場合が稀にある。ある程度の照度段差は光散乱パターン部5の幅や形状を変えて、反射率を調整することで押さえることは可能である。しかし、反射率の調整が困難な場合は、実施の形態3に係る導光体の窪み部18が好適である。言い換えると、図11、図12のように、窪み部18(第1光出射面部6a)の幅を長手方向に対して連続的に変化させる。つまり、導光体本体部2に設けられた窪み部18(第1光出射面部6a)の幅を長手方向に調整することで、窪み部18によって低下する照度の変化を滑らかにすることできる。よって、急激な照度の変化が無く、光散乱パターン部5の設計が簡単に行えるといえる。
[0059]
 これまで、実施の形態1から実施の形態3では、導光体本体部2の形状により、窪み部18を形成する例を示していたが、導光体本体部2の短手方向における断面形状を変えるのではなく、光出射面部6の一部を遮光して、第1光出射面部6aを形成してもよい。この場合、窪み部18が遮光部18となる。言い換えると、光出射面部6の短手方向における幅は変えずに、長手方向において第1端面部3に近い光出射面部6の部分を遮光して第1光出射面部6aを形成することになる。窪み部18による遮光は放物面部7で反射したような特定の角度の光は遮断できるが、放物面部7で反射したような特定の角度の光以外の想定外の経路を通ってきた光は、窪み部18で全反射せず、漏れてしまうことがある。遮光部18や後述する第1遮光部19は、放物面部7で反射したような特定の角度の光以外の想定外の経路を通ってきた光も遮断できる。もちろん、窪み部18と遮光部18とを併用してもよい。
[0060]
 したがって、実施の形態1から実施の形態3に係る導光体(照明装置、画像読取装置)は、窪み部18又は遮光部18の少なくとも一方を有し、短手方向における第1光出射面部6aの幅は、窪み部18又は遮光部18の少なくとも一方により光出射面部6の領域が制限されることで設定されているといえる。遮光部18は、導光体本体部2へ光を戻すために、鏡面加工や白色加工が好ましいが、遮光機能を重視して、黒色加工でもよい。また、遮光部18は、導光体本体部2と一体でも別体でもよい。
[0061]
 さらに、実施の形態1から実施の形態3に係る導光体(照明装置、画像読取装置)は、導光体本体部の短手方向における断面形状を変えず、光出射面部6の一部を遮光する際に、導光体本体部2と別体かつ離間した遮光部としてもよい。離間とは、遮光部と光出射面部6とが少なくとも一部が接触している場合も含む。この場合は、遮光部は、遮光部18と同じような構成になる。このような遮光部を第1遮光部19として実施の形態4及び実施の形態5で説明する。もちろん、窪み部18と第1遮光部19とを併用してもよい。短手方向における第1光出射面部6aの幅は、第1遮光部19により光出射面部6の領域が実効的に制限されることで設定されているといえる。つまり、本願では第1光出射面部6aの幅は、物理的な幅だけを意味しているのではなく、光出射面部6の領域において実質的に光が出射される幅も意味していることは明らかである。
[0062]
 実施の形態4に係る導光体は、第1遮光部19を導光体本体部2の結像レンズ体8側(放物面部7側の反対側)に配置することで、導光体本体部2に近い位置に読取対象物1を設置した時に、読取対象物1の読取領域へ不要な入射する時の光を遮断する構成である。つまり、実施の形態1に係る導光体の窪み部18(遮光部18)を第1遮光部19に置換した構成といえる。一方、実施の形態5に係る導光体は、第1遮光部19を導光体本体部2の結像レンズ体8の反対側(放物面部7側)に配置することで、導光体本体部2に比較的に遠い位置に読取対象物1を設置した時に、読取対象物1の読取領域へ不要な入射する時の光を遮断する構成である。つまり、実施の形態2に係る導光体の窪み部18(遮光部18)を第1遮光部19に置換した構成といえる。
[0063]
 もちろん、短手方向における第1光出射面部6aの幅を、短手方向における第2光出射面部6bの幅よりも短くするために、短手方向において、第1遮光部19を導光体本体部2の結像レンズ体8側(放物面部7側の反対側)と、結像レンズ体8の反対側(放物面部7側)の両方に形成してもよい。言い換えると、実施の形態4に係る導光体の第1遮光部19と実施の形態2に係る導光体の第1遮光部19との両方を形成したものといえる。
[0064]
実施の形態4.
 以下、この発明の実施の形態4に係る画像読取装置について、図13から図18を用いて説明する。なお、実施の形態1から実施の形態3と同様の構成は、符号などの説明は省略する。実施の形態4は、第1遮光部19により光出射面部6の領域を実効的に制限して第1光出射面部6aを形成しているものである。図15は、図14に示す一点鎖線AA’で囲われた領域の画像読取装置の断面図である。図16は、図15に示す導光体の導光に関する模式説明図である。図17は、図14に示す一点鎖線BB’で囲われた領域の画像読取装置の断面図である。図18は、図17に示す導光体の導光に関する模式説明図である。一点鎖線AA’は、導光体本体部2の第2光出射部6bを含む、導光体本体部2の中央付近の断面を示している。一点鎖線BB’は、導光体本体部2の第1光出射部6aを含む第1端面部3付近の断面を示している。一点鎖線AA’による断面及び一点鎖線BB’による断面は、YZ平面(Y軸方向(Y軸)とZ軸方向(Z軸)とが直交する面)である。
[0065]
 つぎに、第1光出射面部6aを含む光出射面部6から照射される光に関して、図17及び図18を用いて説明する。図18は、図17の片方の導光体本体部2の周辺の要部を模式的に表現している図である。図18において、複数の矢印は光線を示し、それぞれ光の方向を示している。図18は、YZ平面における光源11の側端部の導光体本体部2の断面図でもある。実施の形態1と同じく、光源11から第1端面部3に入射し、光散乱パターン部5へ直接入射すると、光散乱パターン部5で反射された光(以降、直接反射光)が、導光体本体部2の長手方向の端部付近に到達すると、特異的に照度の高い領域が発生し、光学特性が悪化する傾向がある。
[0066]
 このような、導光体本体部2の長手方向の端部付近での光学特性が悪化する傾向を、実施の形態4に係る導光体(照明装置、画像読取装置)では抑制することが容易である。具体的には、第1端面部3側の光出射面部6上に第1遮光部19を形成して、実質的に光が出射される幅である第1光出射面部6aとすることで、直接反射光を光出射面部6(第1光出射面部6a)から出射することが遮断できる。つまり、実施の形態4に係る導光体では、短手方向において、第1光出射面部6aの物理的な幅、第2光出射面部6aの物理的な幅は同じであってもよい(つまり、どのYZ平面においても光出射面部6の幅が同じであってもよい)し、第1光出射面部6aの物理的な幅が、第2光出射面部6aの物理的な幅よりも、大きくてもよい。第1遮光部19は、光出射面部6と接触していてよい。この場合は、第1遮光部19は、遮光部18と同じような構成になる。第1遮光部19が、光出射面部6に接触していることで、第1遮光部19が導光体本体部2を保持する構造にしてもよい。
[0067]
 図13から図18で図示しているように、第1遮光部19は、後述のするように、導光体ホルダ10と一体であってもよい。この場合、第1遮光部19は、導光体ホルダ10から主走査方向に向かって突起しているため、第1遮光部19を突起部19と称してよい。図13から図18で図示している第1遮光部19は、導光体本体部2の光出射面6と一部で接触しているものを示しているが、第1遮光部19は、第1光出射面6a(第3光出射面6c)及び第2光出射面6bの以外の光出射面6と全面的に接触しているものでもよい。また、第1遮光部19は、フレーム14(フレーム傾斜部14b)に形成してもよい。また、第1遮光部19は、結像レンズ体8の側面に形成してもよいし、結像レンズ体8の側面と接触させて結像レンズ体8を支持させてもよい。さらに、実施の形態4に係る導光体は、光出射面部6が、第1端面部3と第1光出射面部6aとの間に、第1端面部3と連続する光不出射面部6aを有していてもよい。
[0068]
 実施の形態4に係る導光体は、第2遮光部10bを備えている。光不出射面部6aは、第2遮光部10bにより光不出射面部6aからの光の出射が実効的に制限されている。光不出射面部6aは、一旦、射出された光が導光体ホルダ10(第2遮光部10b)によって反射されて、導光体本体部2に戻る場合も含んでいる。つまり、光不出射面部6aの面自体から光が出る場合と、光不出射面部6aの面が遮光されている場合の両方を含んでいる。また、実施の形態4に係る導光体は、導光体本体部2を保持する導光体ホルダ10を備えている。第1遮光部19及び第2遮光部10bの少なくとも一方は、導光体ホルダ10に形成されている。よって、第1遮光部19及び第2遮光部10bの少なくとも一方は、開口部12cと連続しているといえる。よって、第2遮光部10bは孔部10bともいえる。
[0069]
 実施の形態1から実施の形態3に係る導光体(照明装置、画像読取装置)では、光出射面部6の形状により、第1光出射面部6aを形成するか、光出射面部6の一部を遮光する膜などにより、第1光出射面部6aを形成していた。一方、第1遮光部19を用いることで、第1光出射面部6aの短手方向における幅の微調整を第1遮光部19の交換で行うことができる点が、実施の形態1から実施の形態3に係る導光体よりも優位な点である。第1遮光部19は、導光体本体部2へ光を戻すために、鏡面加工や白色加工が好ましいが、遮光機能を重視して、黒色加工でもよい。また、第1遮光部19を導光体ホルダ10と一体的に形成する場合は、第1遮光部19の色は、導光体ホルダ10と同じ色(白色などの反射率が高い色のものが好ましい)にしてもよいし、異なる色で成型が可能であれば異なる色でもよい。
[0070]
実施の形態5.
 以下、この発明の実施の形態5に係る画像読取装置について、図19から図21を用いて説明する。なお、実施の形態1から実施の形態4と同様の構成は、符号などの説明は省略する。実施の形態5は、第1遮光部19により光出射面部6の領域を実効的に制限して第1光出射面部6aを形成しているものである。図19から図21は、それぞれ、図13、図14及び図19に対応している。詳しくは、図19は、画像読取装置の分解斜視図(導光体の斜視図)である。図20は、画像読取装置の斜視図である。図21は、画像読取装置(導光体)の導光に関する模式説明図である。図21は、図20に示す一点鎖線BB’で囲われた領域の画像読取装置の断面図である。
[0071]
 実施の形態4に係る導光体は、第1遮光部19を導光体本体部2の結像レンズ体8側に設置することで、導光体本体部2に近い位置に読取対象物1を設置した時に、読取対象物1の読取領域へ不要な入射する時の光を遮断する構成であった。一方、実施の形態5に係る導光体は、導光体本体部2に比較的に遠い位置に読取対象物1を設置した時に、読取対象物1の読取領域へ不要な入射する時の光を遮断する構成である。
[0072]
 図19から図21に示すように、実施の形態5に係る導光体は、第1遮光部19が導光体本体部2の結像レンズ体8と反対側に設置している。すなわち、第1遮光部19を放物面部7側に形成している。読取対象物1の設置位置が遠い場合、導光体本体部2の長手方向の端部付近での光学特性が悪化するような場合は、直接反射光を遮断することが出来るため、主走査方向全域で均一な光学特性を得ることが出来る。第1遮光部19を用いることで、第1光出射面部6aの短手方向における幅の微調整を第1遮光部19の交換で行うことができる点が、実施の形態1から実施の形態3に係る導光体よりも優位な点である。
[0073]
 実施の形態4に係る導光体が、短手方向において、第1遮光部19を導光体本体部2の結像レンズ体8側(放物面部7側の反対側)に形成していることに対して、実施の形態5に係る導光体は、短手方向において、第1遮光部19を導光体本体部2の結像レンズ体8の反対側(放物面部7側)に形成しているといえる。もちろん、短手方向における第1光出射面部6aの幅を、短手方向における第2光出射面部6bの幅よりも短くするために、短手方向において、第1遮光部19を導光体本体部2の結像レンズ体8側(放物面部7側の反対側)と、結像レンズ体8の反対側(放物面部7側)の両方に形成してもよい。言い換えると、実施の形態4に係る導光体の第1遮光部19と実施の形態5に係る導光体の第1遮光部19との両方を形成したものといえる。
[0074]
 また、実施の形態4及び実施の形態5に係る導光体の第1遮光部19は、実施の形態3に係る導光体の窪み部18と同じ思想で、第1光出射面部6aからの光の出射を実効的に制限してもよい。つまり、第1光出射面部6aと第2光出射面部6bとの互いが連続している実効的に光が出射される部分に対向する第1遮光部19がテーパ状になっているものでもよいし、第1遮光部19全体がテーパ状になっていてもよい。また、連続している部分以外は、第1遮光部19が階段状でもよい。逆に、連続している部分が階段状でもよい。
[0075]
 これまで、実施の形態1から実施の形態5では、光源11からの光が、第1端面部3から入射する場合だけ図示していたが、第2端面部4からも、光源11からの光が入射するようにしてもよい。その場合は、第1端面部3に対向し、長手方向と交差する短手方向に沿った導光体本体部2の端面である第2端面部4をさらに備え、光出射面部6は、長手方向において第2端面部4に近い第3光出射面部6cをさらに有するようにすればよい。
[0076]
 第3光出射面部6cは、長手方向において第2光出射面部4と連続し、光散乱パターン部5は、第2端面部4から入射し、内部で導光された光を散乱させる。短手方向における第3光出射面部6cの幅は、短手方向における第2光出射面部6bの幅よりも短い。なお、第3光出射面部6cは、第1光出射面部6aと同一形状であることが好ましい。第3光出射面部6cの周辺には、第1光出射面部6aと同じ、窪み部18(遮光部18)や第1遮光部19が形成されている。
[0077]
 したがって、実施の形態1から実施の形態5に係る導光体(照明装置、画像読取装置)は、第3光出射面部6c(第3光出射面部6cを形成する窪み部18(遮光部18))を有していてもよい。し、第1遮光部19により光出射面部6の領域を実効的に制限して第3光出射面部6cを形成してもよい。このような場合、導光体ホルダ12が導光体ホルダ10と同じ構成となる。
[0078]
 実施の形態1から実施の形態5に係る画像読取装置(照明装置)では、導光体(導光体本体部2)が二つの場合を例示したが、一つでもよい。また、実施の形態1から実施の形態5に係る導光体(照明装置)では、反射光源としての使用を例示したが、前述のとおり、実施の形態1から実施の形態5に係る導光体(照明装置)は、透過光源として使用してもよい。

符号の説明

[0079]
  1 照射対象物(読取対象物)、2 導光体本体部(透明体)、3 第1端面部、
  4 第2端面部、5 光散乱パターン部、6 光出射面部、6a 第1光出射面部、
 6b 第2光出射面部、6c 第3光出射面部、7 放物面部、
  8 ロッドレンズアレイ(結像レンズ体)、9 受光素子アレイ(受光素子)、
 10 導光体ホルダ、10a 開口部、10b 貫通孔部(第2遮光部、孔部)、
 11 光源、11a 光源基板、12 導光体ホルダ、12a 開口部、
 12b 孔部、12c 開口部、13 センサ基板(信号処理基板)、
 14 フレーム、14a フレーム開口部、14b フレーム傾斜部、
14c フレーム平面部、14d フレーム側壁部、14e ホルダ取付部、
 15 接着部材、16 外部コネクタ、17 信号処理IC(ASIC)、
17a CPU、17b RAM、17c 信号処理回路、17d 光源駆動回路、
 18 窪み部(切欠部、遮光部)、19 第1遮光部(突起部)。

請求の範囲

[請求項1]
 長手方向に延在する棒状の導光体本体部と、前記長手方向と交差する短手方向に沿った前記導光体本体部の端面である第1端面部と、前記第1端面部から入射し、前記導光体本体部の内部で導光された光を散乱させる、前記長手方向に沿って前記導光体本体部に形成された光散乱パターン部と、前記光散乱パターン部により散乱した光が、前記導光体本体部の壁面で反射して、前記導光体本体部の外部へ出射する面であって、前記長手方向に沿って前記導光体本体部に形成された光出射面部とを備え、
 前記光出射面部は、前記長手方向において前記第1端面部に近い第1光出射面部と、前記長手方向において前記第1光出射面部と連続する第2光出射面部とを有し、
 前記短手方向における前記第1光出射面部の幅は、前記短手方向における前記第2光出射面部の幅よりも短いことを特徴とする導光体。
[請求項2]
 前記光出射面部と連続している前記壁面であって、前記短手方向に沿った断面が放物線状である放物面部をさらに備え、前記光散乱パターン部は、前記短手方向に沿った断面において前記放物面部の焦点に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の導光体。
[請求項3]
 前記光出射面部は、前記短手方向に沿った断面が直線で構成され、前記放物面部で反射した光の光軸方向と前記直線の法線方向とが平行であることを特徴とする請求項2に記載の導光体。
[請求項4]
 前記第1光出射面部と前記第2光出射面部とは、互いが連続する外形の少なくとも一方が段差状になっていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の導光体。
[請求項5]
 前記第1光出射面部と前記第2光出射面部とは、互いが連続する外形の少なくとも一方がテーパ状になっていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の導光体。
[請求項6]
 前記短手方向における前記第1光出射面部の幅は、前記第1端面部から離れるにつれ、階段状又はテーパ状に広がっていくことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の導光体。
[請求項7]
 前記導光体本体部は、窪み部又は遮光部の少なくとも一方を有し、前記短手方向における前記第1光出射面部の幅は、前記窪み部又は前記遮光部の少なくとも一方により前記光出射面部の領域が制限されることで設定されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の導光体。
[請求項8]
 第1遮光部をさらに備え、前記短手方向における前記第1光出射面部の幅は、前記第1遮光部により前記光出射面部の領域が実効的に制限されることで設定されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の導光体。
[請求項9]
 前記第1端面部に対向し、前記長手方向と交差する短手方向に沿った前記導光体本体部の端面である第2端面部をさらに備え、前記光出射面部は、前記長手方向において前記第2端面部に近い第3光出射面部をさらに有し、前記第3光出射面部は、前記長手方向において前記第2光出射面部と連続し、前記光散乱パターン部は、前記第2端面部から入射し、前記内部で導光された光を散乱させ、
 前記短手方向における前記第3光出射面部の幅は、前記短手方向における前記第2光出射面部の幅よりも短いことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の導光体。
[請求項10]
 前記第3光出射面部は、前記第1光出射面部と同一形状であることを特徴とする請求項9に記載の導光体。
[請求項11]
 前記光出射面部は、前記第1端面部と前記第1光出射面部との間に、前記第1端面部と連続する光不出射面部を有することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の導光体。
[請求項12]
 前記光出射面部は、前記第1端面部と前記第1光出射面部との間に、前記第1端面部と連続する光不出射面部を有し、
 第2遮光部をさらに備え、前記光不出射面部は、前記第2遮光部により前記光不出射面部からの光の出射が実効的に制限されることを特徴とする請求項8に記載の導光体。
[請求項13]
 前記導光体本体部を保持する導光体ホルダをさらに備え、前記第1遮光部及び前記第2遮光部の少なくとも一方は、前記導光体ホルダに形成されることを特徴とする請求項12に記載の導光体。
[請求項14]
 前記導光体ホルダは、前記第1光出射面部の少なくとも一部を露出させて前記第1端面部が挿入された開口部と、前記開口部に前記第1端面部が挿入された側と反対側との間で光を通過させる貫通孔部とを有することを特徴とする請求項13に記載の導光体。
[請求項15]
 前記第1遮光部及び前記第2遮光部の少なくとも一方は、前記開口部と連続していることを特徴とする請求項14に記載の導光体。
[請求項16]
 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の導光体を備えた画像読取装置であって、前記光出射面部から出射した光が読取対象物に反射した光、又は、前記読取対象物を透過した光を収束する結像レンズ体と、前記結像レンズ体が収束した光を受光する受光素子とを備えたことを特徴とする画像読取装置。
[請求項17]
 請求項13から請求項15のいずれか1項に記載の導光体を備えた画像読取装置であって、前記光出射面部から出射した光が読取対象物に反射した光、又は、前記読取対象物を透過した光を収束する結像レンズ体と、前記結像レンズ体が収束した光を受光する受光素子とを備えたことを特徴とする画像読取装置。
[請求項18]
 長手方向に延在する棒状の導光体本体部、前記長手方向と交差する短手方向に沿った前記導光体本体部の端面である第1端面部、前記第1端面部から入射し、前記導光体本体部の内部で導光された光を散乱させる、前記長手方向に沿って前記導光体本体部に形成された光散乱パターン部、前記光散乱パターン部により散乱した光が、前記導光体本体部の壁面で反射して、前記導光体本体部の外部へ出射する面であって、前記長手方向に沿って前記導光体本体部に形成された光出射面部、前記光出射面部と連続している前記壁面であって、前記短手方向に沿った断面が放物線状である放物面部を有する導光体を二つ備え、
 一方の前記導光体本体部と他方の前記導光体本体部とが、前記短手方向に沿った断面において互いの前記放物面部を外に向けて対向して配置された画像読取装置であって、
 一方の前記導光体本体部と他方の前記導光体本体部との間に配置され、前記光出射面部から出射した光が読取対象物に反射した光を収束する、長手方向に延在するレンズアレイと、前記レンズアレイが収束した光を受光する、長手方向に延在する受光素子アレイと備え、
 前記光出射面部は、前記長手方向において前記第1端面部に近い第1光出射面部と、前記長手方向において前記第1光出射面部と連続する第2光出射面部とを有し、
 前記短手方向における前記第1光出射面部の幅は、前記短手方向における前記第2光出射面部の幅よりも短く、前記光散乱パターン部は、前記短手方向に沿った断面において前記放物面部の焦点に形成され、前記光出射面部は、前記短手方向に沿った断面が直線で構成され、前記放物面部で反射した光の光軸方向と前記直線の法線方向とが平行であることを特徴とする画像読取装置。
[請求項19]
 前記第1光出射面部の少なくとも一部を露出させて前記第1端面部が挿入された開口部、及び、前記開口部に前記第1端面部が挿入された側と反対側との間で光を通過させる貫通孔部、を有し、前記導光体本体部を保持する導光体ホルダをさらに備えたことを特徴とする請求項16又は請求項18に記載の画像読取装置。
[請求項20]
 第1遮光部をさらに備え、前記短手方向における前記第1光出射面部の幅は、前記第1遮光部により前記光出射面部の領域が実効的に制限されることで設定されていることを特徴とする請求項18項に記載の画像読取装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]