CN102095127B - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明装置，即使在发光元件的各个的光量有偏差，也能得到在副扫描方向具有读取所必需的宽度、且具有高均匀性的照度分布的有效照度领域。具备在端面具有发光元件的两个棒状的光导管，光导管具有：沿着长度方向形成的、垂直于该长度方向的断面的外周轮廓为圆弧状的光射出面，以及，形成在与光射出面相对的周面上的两个平面状光反射面；在两个平面状光反射面，沿着长度方向形成有微小棱镜组；来自发光元件的光，通过光导管被引导至长度方向，被平面状光反射面所反射而从光射出面射出；在垂直于光导管的长度方向的假想平面中，由来自光导管的两个平面状光反射面的反射光所致的原稿面上的两个强度峰值位置为，位于与位于各光导管间的中央的原稿面垂直的原稿读取轴的两侧。

Description

照明装置

技术领域

本发明是关于传真机、复印机、扫描机等机器所使用的原稿读取用的照明装置。

背景技术

传真机、复印机、扫描机等机器，是具有通过来自原稿面的反射光读取原稿面的文字、图像信息的原稿读取装置，而在此原稿读取装置，设有照明原稿面的照明装置。

作为此种照明装置，众知有如下结构的照明装置：具备互相排列地所配置的两个棒状光导管及设于两个光导管的各个端面的发光元件，一个光导管的发光元件与另一个光导管的发光元件为，配置于各光导管的互相朝相反方向的端面(参照专利文献1)。

图13是表示具备现有的照明装置的原稿读取装置的一例的主要部分的构成的说明用断面图。在此图中，80是照明装置，具有分别朝主扫描方向(在图中垂直于纸面的方向)延伸的两个棒状光导管81、82，及保持此些的光导管81、82的底座83。两个光导管81、82之中，在一个光导管81的一端面(例如在纸面中近身侧的端面)配置有发光元件(省略图示)，在另一个光导管82的另一端面(例如在纸面中位于进深侧的另一面)，亦即在朝与一个光导管81的一端面相反方向的端面，配置有发光元件(省略图示)。81a、82a是光导管81、82的光射出面。90是载置原稿的原稿台，设于照明装置80的上方。91是被载置于原稿台90的原稿的原稿面。95是经由棒状透镜阵列96进行接受来自原稿面91的原稿反射光的光电变换元件，此光电变换元件95是设于基板97。

在上述的照明装置80中，从发光元件所放射的光从光导管81、82从的端面被入射光导管81、82，而通过此光导管81、82被引导至主扫描方向，并且从该光导管81、82射出，而从光导管81、82射出的光被照射至原稿面91，由此，在该原稿面91上形成有用以读取其信息的朝主扫描方向延伸的带状有效照明区域，来自该原稿面91的有效照明区域的原稿反射光经由棒状透镜阵列96被光电变换元件95接受。通过对于该原稿面91朝副扫描方向亦即对于光导管的长度方向垂直的方向相对地移动原稿面91的有效照明区域，原稿面的所需要的文字、图像信息被读取。

在此，有效照明区域是指具有预定照度例如最大照度的95％以上的照度的照明区域，在照明装置中，有效照明区域，在其副扫描方向具有读取所必的宽度，例如从有效照明区域的中央位置±3mm(作为有效照明区域的宽度为6mm)以上的宽度，及在副扫描方向中具有均匀性的高照度分布为很要紧。

于是，依照上述的照明装置80，通过发光元件配置于两个光导管的互相朝相反方向的端面，在原稿面上来自两个光导管81、82的各个的光所致的照度分布互相地对称之故，因而通过重叠来自各光导管81、82的光，可得到具有高均匀性的照度分布的有效照明区域。

然而，在上述的照明装置80中，可得到在主扫描方向具有高均匀性的照度分布的有效照明区域，但由于以下的问题，很难得到副扫描方向具有读取所需的宽度、且在副扫描方向具有高均匀性的照度分布的有效照度领域。

图14是表示在现有的照明装置中，将两个光导管配置成来自各个的光所致的原稿面上的两个强度峰值位置重叠时的原稿面上的副扫描方向的照度分布的曲线图。在此图中，纵轴是相对强度，横轴是副扫描方向的座标，a是依来自一个光导管的光所致的照度分布曲线，b是依来自另一个光导管的光所致的照度分布曲线，c是依来自两个光导管的光所致的光所致的照度分布曲线。

由图14可明了，将两个光导管配置成来自各个的光所致的原稿面上的两个强度峰值位置重叠时，有效照明区域的副扫描方向的强度峰值位置为一位置，随着远离此强度峰值位置而照度降低，因而很难得到在副扫描方向具有读取所需的宽度的有效照明区域。

由此些事项，可考量将两个光导管配置成来自各个的光的原稿面上的两个强度峰值位置分开。依照此种构成，若配置于两个光导管的发光元件的各个光量为同等，则可得到依来自各光导管的光的各个所致的两个强度峰值位置之故，因而可得到在副扫描方向中具有读取所需的宽度的有效照明区域(参照图12的照度分布曲线a。)。

然而，在配置于两个光导管的发光元件的各个光量上有偏差的情形，在有效照明区域的副扫描方向中，一侧的照度比另一侧的照度要低之故，因而无法得到高均匀性的照度分布，另一侧的照度降低显著时，则无法得到在副扫描方向中具有读取所需的宽度的有效照明区域(参照图12的照度分布曲线b。)。

专利文献1：日本特开2001-268320号公报

发明内容

本发明是依据如以上的事项而创作的，其目的是在于提供一种照明装置，在被使用于读取来自原稿面的反射光的原稿读取装置的照明装置中，即使在配置于两个光导管的发光元件的各个光量有偏差，也可得到在副扫描方向中具有读取所需的宽度、且在副扫描方向中具有高均匀性的照度分布的有效照度领域。

本发明的一种照明装置，使用于读取来自原稿面的反射光的原稿读取装置，其特征为：

具备互相地排列地配置的两个棒状的光导管及配置于这些光导管的各个的端面的发光元件，

上述光导管的各个具有：沿着其长度方向形成的、垂直于该长度方向的断面的外周轮廓为圆弧状的光射出面，以及，形成在与该光射出面相对的周面上的两个平面状光反射面，

在上述光导管的各个的两个平面状光反射面的各个上，沿着其长度方向形成有微小棱镜组，

来自上述发光元件的光，通过上述光导管被引导至其长度方向，被上述两个平面状光反射面各个所反射而从该光导管的光射出面射出，

在垂直于上述两个光导管的各个的长度方向的假想平面中，由来自各光导管的两个平面状光反射面的反射光所致的原稿面上的两个强度峰值位置为，位于与位于各光导管间的中央的原稿面垂直的原稿读取轴的两侧。

在本发明的照明装置中，最好，在垂直于上述两个光导管的各个的长度方向的假想平面中，从原稿面与原稿读取轴的交点，到来自各光导管的两个平面状光反射面的光所致的原稿面上的两个强度峰值位置中与原稿读取轴交叉的反射光所致的一个强度峰值位置的距离，比从原稿面与原稿读取轴的交点到另一个强度峰值位置为止的距离短。

最好，两个光导管相对于原稿读取轴对称地配置。

最好，具有保持两个光导管的底座，在该底座上形成有使来自原稿面的原稿反射光透过的狭缝。

发明的效果

依照本发明的照明装置，在两个光导管的各个的相对于光射出面的周面上，分别形成有形成了微小棱镜组的两个平面状光反射面，因而来自一个光导管的光，在垂直于该光导管的长度方向的假想平面中，具有以来自两个平面状光反射面的反射光的任一为主的两个强度峰值，而且这些反射光所致的原稿面上的两个强度峰值位置，位于与位于各光导管间的中央原稿面垂直的原稿读取轴的两侧，因而即使在配置于两个光导管的发光元件各个光量有偏差，也通过在原稿面中来自两个光导管的光被重叠而互相地互补，可得到在副扫描方向中具有读取所需的宽度且在副扫描方向中具有高均匀性的照度分布的有效照明区域。

附图说明

图1是表示本发明的照明装置的一例子的立体图。

图2是表示朝副扫描方向切断装载于原稿读取装置的图1所示的照明装置的构成的说明图。

图3是表示两个光导管及两个发光元件的配置关系的说明图。

图4是扩大表示光导管的一部分的说明用断面图。

图5是表示依原稿面上的两个光导管所致的强度峰值位置与原稿读取轴的位置关系的说明图。

图6是表示将本发明的照明装置的其他例的构成装载于原稿读取装置的状态朝副扫描方向切剖的说明用断面图。

图7是表示在实施例1中，依来自一个光导管的光所致的副扫描方向的照度分布的曲线图。

图8是表示在实施例1中，依来自两个光导管的光所致的副扫描方向的照度分布的曲线图。

图9是表示依实施例1及实施例2的照明装置所致的副扫描方向的照度分布的曲线图。

图10是表示朝副扫描方向切剖比较实施例1的照明装置的构成的说明用断面图。

图11是表示依比较实施例1的照明装置(B1)所致的照度分布的曲线图。

图12是表示依比较实施例1的照明装置(B1)及照明装置(B2)所致照度分布的曲线图。

图13是表示具备现有的照明装置的原稿读取装置的一例的主要部分的构成的说明用断面图。

图14是表示在现有的照明装置中，将两个光导管依来自各个的光所致的原稿面上的两个强度峰值位置重叠的方式所配置时的原稿面上的副扫描方向的照度分布的曲线图。

[主要元件符号说明]

1：原稿面

2：原稿台

10：光导管

11：光射出面

12、13：平面状光反射面

14、15：微小棱镜组

16：保持用突条部

20：光导管

21：光射出面

22、23：平面状光反射面

24、25：微小棱镜组

26：保持用突条部

30：发光元件

31：反射镜

35：发光元件

36：反射镜

40：底座

41：基台

44：狭缝

45、46：保持台

47、48：导向器固定爪

50：光导管

51：光射出面

52：平面状光反射面

60：光导管

62：平面状光反射面

80：照明装置

81、82：光导管

81a、82a：光射出面

83：底座

90：原稿台

91：原稿面

95：光电变换元件

96：棒状透镜阵列

97：基板

具体实施方式

以下，对于照明装置的实施形态加以说明。

图1是表示本发明的照明装置的一例的立体图，图2是表示朝副扫描方向切剖装载于原稿读取装置的表示于图1的照明装置的构成的说明用断面图。

此照明装置是配置于具有载置原稿的透光性的原稿台2的下方，如图3所示，具有沿着平行于原稿面1的平面相互离开而并在主扫描方向上平行地排列配置的两个棒状光导管10、20。在图示的例子中，两个光导管10、20是具有实质上互相相同的形状，相对于与位于各光导管10、20间的中央的原稿的原稿面1垂直的原稿读取轴Y对称地配置。

在本发明中，“副扫描方向”是指使照明装置相对于原稿面相对移动时的移动方向，而“主扫描方向”是指与副扫描方向垂直的方向即与原稿面平行的方向。

在两个光导管10、20之中，在一个光导管10的一端面，发光元件30离开该一个光导管10的一端面地配置，而配置有包围一个光导管10的一端面与发光元件30之间的空间的反射镜31。在与朝另一个光导管20的与一个光导管10的一端面相反方向的另一端面，离开该另一个光导管20的另一端面配置有发光元件35，配置有包围另一个光导管20的另一端面与发光元件35之间的空间的反射镜36。

在两个光导管10、20的各个，沿着该光导管10、20的长度方向形成有垂直于其长度方向的断面的外周轮廓为圆弧状的光射出面11、21，而在相对于各个光射出面11、21的周面，如图4也扩大所示地，形成有两个平面状光反射面12、13、22、23。在各光导管10、20的各个的两个平面状光反射面12、13、22、23的各个，朝光射出面反射从发光元件30、35入射到光导管10、20的光的微小棱镜组14、15、24、25，沿着该光导管10、20的长度方向形成。

两个光导管10、20的各个，是通过共通的底座40所保持。具体而言，底座40具有：基台41，在此基台41上互相分开并平行地排列设置的两个长的保持台45、46，被夹持于基台41与保持台45、46的各个之间而被保持的导向器固定爪47、48，一方面，在光导管10、20的各个，在光射出面11、21与一个平面状光反射面12、22之间，形成有朝光导管10、20的长度方向延伸的保持用突条部16、26，光导管10、20的保持用突条部16、26通过底座40的导向器固定爪47、48被固定，藉此，在光导管10、20的光射出面11、21朝预定方向的状态下光导管10、20被保持于保持台45、46的各个。在底座40的基台41的两个保持台45、46之间的位置，使来自原稿面的原稿反射光透过的狭缝44朝与保持台45、46相同方向延伸的方式所形成。

作为构成光导管10、20的材料，可使用聚甲基丙烯酸甲酯、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物等，利用使用此种材料，通过注射成形法可制作光导管10、20。

微小棱镜组14、15、24、25的各个，可以与光导管10、20的光平面状光反射面12、13、22、23一体形成，也可以是接合与平面状光反射面12、13、22、23分体的部件而形成，在使用分体的微小棱镜组14、15、24、25时，这些是利用使用与光导管10、20同样的材料，通过注射成形法可制作光导管10、20。

列举光导管10、20的尺寸的一例子，全长为340mm，形成光射出部11、21的圆弧的半径为2.5mm，平面状光反射面12、13、22、23的宽度为1.0mm。

作为发光元件30、35，可使用白色LED。

作为构成底座40的基台41的材料，可使用铝等金属材料，而作为构成保持台45、46的材料，可使用铝等金属材料、聚碳酸酯树脂等的树脂材料。

在上述的照明装置中，从发光元件30、35放射的光被反射镜31反射、36而被引导，而从其端面入射到光导管10、20，被该光导管10、20的周面反射的同时被沿该光导管10、20的长度方向引导，而且被两个平面状光反射面12、13、22、23的各个反射，此反射光从光导管10、20的光射出面11、21射出，而被照射在载置于原稿台2上的原稿的原稿面1。这时候，如图5所示地，在原稿面1上存在着来自一个照明装置10的两个平面状光反射面12、13的光所致的两个强度峰值位置Pa、Pb，及依来自另一个照明装置20的两个平面状光反射面22、23的光所致的两个强度峰值位置Pc、Pd。

而且，在本发明的照明装置，在垂直于两个光导管10、20的各个长度方向的假想平面中，来自一个光导管10的两个平面状光反射面12、13的反射光所致的原稿面上的两个强度峰值位置Pa、Pb位于与位于光导管10、20之间的中央的原稿面1垂直的原稿读取轴Y的两侧，而来自另一个光导管20的两个平面状光反射面22、23的反射光所致的原稿面上的两个强度峰值位置Pc、Pd位于原稿读取轴Y两侧地，配置有光导管10、20。

在图示的例子中，在垂直于两个光导管10、20的各个的长度方向的假想平面中，将通过原稿读取轴Y和原稿面1的交点S与一个光导管10的光射出面11的圆弧的中心G1的假想直线作为L1，而将通过原稿读取轴Y和原稿面1的交点S与另一个光导管20的光射出面21的圆弧的中心G2的假想直线作为L2时，来自一个光导管10的微小棱镜组14、15的各个的宽度方向的中心位置的各个的光线轴M1、M2，作成与假想直线L1交叉，而来自另一个光导管20的微小棱镜组24、25的各个的宽度方向的中心位置的各个光线轴M3、M4，作成与假想直线L2交叉的状态。在此，光线轴M1、M2、M3、M4未通过光导管10、20的光射出面11、21的圆弧的中心G1、G2，因而与光射出面11、12进行交叉时通过折射会变更方向，但在图中，为了方便以直线表示。

一个光导管10的两个微小棱镜组14、15中、从原稿读取轴Y观看位于外侧的微小棱镜组14的宽度方向的中心位置的光线轴M1，作成交叉原稿读取轴Y，而另一个光导管20的两个微小棱镜组24、25中、从原稿读取轴Y观看位于外侧的微小棱镜组24的宽度方向的中心位置的光线轴M3，作成交叉原稿读取轴Y的状态。

在本发明的照明装置中，优选在垂直于两个光导管10、20的各个的长度方向的假想平面中，从原稿面1与原稿读取轴Y的交点S，到来自一个光导管10的两个平面状光反射面12、13的光所致原稿面1上的强度峰值位置Pa、Pb中与原稿读取轴Y交叉的反射光所致的一个强度峰值位置Pb的距离，比从原稿面1与原稿读取轴Y的交点S到另一个强度峰值位置Pa的距离短，且从原稿面1与原稿读取轴Y的交点S，到来自另一个光导管20的两个平面状光反射面22、23的光所致的原稿面1上的强度峰值位置Pc、Pd中与原稿读取轴Y交叉的反射光所致的一个强度峰值位置Pd的距离，比从原稿面1与原稿读取轴Y的交点S到另一个强度峰值位置Pc的距离短。

依照此种构成，可得到在副扫描方向具有更高均匀性的照度分布的有效照明区域。

依照本发明的照明装置，在与两个光导管10、20的各个的光射出面11、21相对的周面上，形成有分别形成有微小棱镜组14、15、24、25的两个平面状光反射面12、13、22、23，因而由下述的实施例也可明了，在垂直于光导管10、20的长度方向的假想平面中，来自一个光导管10的光具有，以来自两个平面状光反射面12、13的反射光的任一为主的两个强度峰值，以及连续于一个强度峰值的大约平坦的分布，而且来自另一个光导管20的光具有，以来自两个平面状光反射面12、13的反射光为主的两个强度峰值，以及连续于一个强度峰值的大约平坦的分布(参照图7及图8)，而且，来自一个光导管10的两个平面状光反射面12、13的反射光所致的原稿面上的各个两个强度峰值位置Pa、Pb位于原稿读取轴Y的两侧，并且来自另一个光导管20的两平面状光反射面22、23的反射光所致的原稿面上的各个两个强度峰值位置Pc、Pd，位于原稿读取轴Y的两侧，因而即使配置于两个光导管10、20的发光元件30、35的各个光量上有偏差，也通过来自两个光导管10、20的光在原稿面1重叠而互相地互补，可得到在副扫描方向具有读取需的宽度、且在副扫描方向具有高均匀性的照度分布的有效照明区域。

本发明的照明装置，并不被限定于上述的实施形态而可施以各种变更。

例如也可以如图6所示地，通过变更各光导管10、20的平面状光反射面12、13、22、23的各个相对于原稿面的斜度，一个光导管10的两个微小棱镜组14、15中，从原稿读取轴Y观看位于内侧的微小棱镜组15的宽度方向的中心位置的光线轴M2，作成交叉原稿读取轴Y，而另一个光导管20的两个微小棱镜组24、25中，从原稿读取轴Y观看位于内侧的微小棱镜组25的宽度方向的中心位置的光线轴M4，作成交叉原稿读取轴Y的状态。

<实施例1>

依照表示于图2的构成，作为发光元件使用光量互相同等的两个白色LED，制作分别配置有全长为340mm、形成光射出面的圆弧的半径为2.5mm、各平面状光反射面的宽度为1.0mm、两个平面状光反射面所形成的角度为24°的两个光导管所成的照明装置(A1)。

通过此照明装置(A1)，对各光导管的垂直方向上离开8.0mm的原稿面照射光，来测定副扫描方向的照度分布。

图7是表示来自一个光导管的光所致的副扫描方向的照度分布的曲线图，纵轴是相对强度，横轴是距原稿读取轴的距离，a是来自一个平面状光反射面的光的照度分布曲线，b是来自另一个平面状光反射面的光的照度分布曲线，c是来自光导管整体的光的照度分布曲线。由此图可明了，来自一个光导管的光具有两个强度峰值及连续于一个强度峰值的大约平坦的分布，原稿面上的两个强度峰值位置位于原稿读取轴两侧。

图8是表示来自两个光导管的光所致的副扫描方向的照度分布的曲线图，纵轴是相对强度，横轴是距原稿读取轴的距离，a是来自一个光导管的光的照度分布曲线，b是来自另一个光导管的光的照度分布曲线，c是来自两个光导管的光的照度分布曲线。由此图可明了，通过来自两个光导管的光，在副扫描方向上距原稿读取轴±3mm以上的范围可得到所需要的照度，而且在此范围可得到高均匀性的照度分布。

<实施例2>

制作下面这样的照明装置(A2)：作为配置于另一个光导管的发光元件(白色LED)，使用光量比配置于一个光导管的发光元件(白色LED)小15％的，除此之外，与照明装置(A1)同样规格；通过此照明装置(A2)，对在各个光导管的垂直方向上离开8.0mm的原稿面照射光，来测定副扫描方向的照度分布。将结果表示于图9。

在图9中，纵轴是相对强度，横轴是距原稿读取轴的距离，a是使用光量互相地同等的两个发光元件(白色LED)的照明装置(A1)所致照明分布图，b是配置于另一个发光元件(白色LED)比配置于一个发光元件(白色LED)光量小15％的照明装置(A2)所致的照度分布曲线。由此图可明了，即使在配置于两个光导管的发光元件的各个有偏差，也可在副扫描方向上距原稿读取轴±3mm以上的范围可得到所需要的照度，而且在此范围可得到高均匀性的照度分布。

<比较实施例1>

依照图10所示的构成，制作下面结构的照明装置(B1)：作为发光元件使用光量同等的两个白色LED，具有形成于分别与光射出面(51、61)相对的周面上的一个平面状光反射面(52、62)，分别配置全长为840mm、形成光射出面(51、61)的圆弧的半径为2.5mm、平面状光反射面(52、62)的宽度为1.8mm的两个光导管(50、60)。

通过此照明装置(B1)，对在各光导管的垂直方向上离开8.0mm的原稿面照射光，来测定副扫描方向的照度分布。将结果表示于图11。

制作下面这样的照明装置(B2)：作为配置于另一个光导管的发光元件(白色LED)，使用光量比配置于光导管的发光元件(白色LED)小15％的，除此之外，与照明装置(B1)同样规格；通过此照明装置(B2)，对在各个的光导管的垂直方向上离开8.0mm的原稿面照射光，来测定副扫描方向的照度分布。将结果表示于图12。

在图11中，纵轴是相对强度，横轴是距原稿读取轴的距离，a是来自一个光导管的光的照度分布曲线，b是来自另一个光导管的光的照度分布曲线，c是来自两个光导管的光的照度分布曲线。

在图12中，纵轴是相对强度，横轴是距原稿读取轴的距离，a是使用光量互相地同等的两个发光元件(白色LED)的照明装置(B1)所致的照度分布图，b是配置于另一个光导管的发光元件(白色LED)比配置于一个光导管的发光元件(白色LED)光量小15％的照明装置(B2)所致的照度分布曲线。

由此些图可明了，在配置于两个光导管的发光元件的各个的光量同等时，可得到在副扫描方向上高均匀性的照度分布，但在配置于两个光导管的发光元件的各个的光量有偏差时，在副扫描方向上距原稿读取轴±3mm以上的范围无法得到所需要的照度，在此范围内无法得到高均匀性的照度分布。

Claims (4)

1.一种照明装置，使用于读取来自原稿面的反射光的原稿读取装置，其特征为：

具备互相地排列地配置的两个棒状的光导管及配置于各个光导管的端面的发光元件，

上述各个光导管具有：沿着其长度方向形成的、垂直于该长度方向的断面的外周轮廓为圆弧状的光射出面，以及，形成在与该光射出面相对的周面上的两个平面状光反射面，

在上述各个光导管的各个平面状光反射面上，沿着其长度方向形成有微小棱镜组，

来自上述发光元件的光，通过上述光导管被引导至其长度方向，被上述各个平面状光反射面所反射而从该光导管的光射出面射出，

在垂直于上述各个光导管的长度方向的假想平面中，来自各光导管的光在原稿面上具有来自该两个平面状光反射面的反射光所致的两个强度峰值和这两个强度峰值之间的平坦的强度分布，在该原稿面上的两个强度峰值位置为位于与位于各光导管间的中央的原稿面垂直的原稿读取轴的两侧的状态下，来自该两个光导管的光在原稿面的包含原稿读取轴的区域重叠。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征为，

在垂直于上述各个光导管的长度方向的假想平面中，从原稿面与原稿读取轴的交点，到来自各光导管的两个平面状光反射面的光所致的原稿面上的两个强度峰值位置中与原稿读取轴交叉的反射光所致的一个强度峰值位置的距离，比从原稿面与原稿读取轴的交点到另一个强度峰值位置为止的距离短。

3.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征为，

两个光导管相对于原稿读取轴对称地配置。

4.如权利要求3所述的照明装置，其特征为，

具有保持两个光导管的底座，在该底座上形成有使来自原稿面的原稿反射光透过的狭缝。