光導(dǎo)和圖像讀取裝置制造方法
【專利摘要】一種光導(dǎo)，所述光導(dǎo)包括：入射表面，所述入射表面配置成允許來自發(fā)光單元的光進(jìn)入所述光導(dǎo)；導(dǎo)光部分，所述導(dǎo)光部分配置成傳播經(jīng)由所述入射表面進(jìn)入的光；反射部分，所述反射部分配置成反射傳播的光；出射表面，所述出射表面配置成允許在所述反射部分上反射的光出射；以及突出部分，所述突出部分配置成定位所述光導(dǎo)，其中所述突出部分設(shè)置在所述反射部分的下游。以及包括這種光導(dǎo)的圖像讀取裝置。
【專利說明】光導(dǎo)和圖像讀取裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括用于對準(zhǔn)的突出部分的光導(dǎo)和包括所述光導(dǎo)的圖像讀取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]使用包括發(fā)光二極管(LED)光源和導(dǎo)光元件的照明單元的圖像讀取裝置是已知的。常規(guī)地，對于照明單元，已知圖8A和圖SB和圖9中所示的配置。
[0003]多個(gè)LED元件10成一條線地布置在LED襯底11上。導(dǎo)光元件12固定到LED襯底11，多個(gè)LED元件10安裝在所述襯底上。此外，通過定位凸起18a、18b和18c對準(zhǔn)導(dǎo)光元件12，所述凸起設(shè)在導(dǎo)光元件的底表面上，并且固定到在光學(xué)單元20之上形成的外殼部件21。
[0004]從LED元件10發(fā)射的光傳播通過導(dǎo)光元件12并且照射文檔定位玻璃23上的文檔22。來自文檔22的反射光由保持在光學(xué)單元20中的折疊鏡24a、24b、24c和24d引導(dǎo)到成像單元25。此外，文檔的圖像由成像單元25形成于固態(tài)圖像傳感器26上。固態(tài)圖像傳感器26對從文檔反射的入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并且輸出指示文檔的圖像的圖像數(shù)據(jù)。光學(xué)單元20在讀取單元中移動以讀取整個(gè)文檔的圖像。
[0005]如美國專利申請公開第2010/0232834號中所述，通過將設(shè)在導(dǎo)光元件的底表面上的多個(gè)定位凸起裝配到設(shè)在外殼部件中的裝配孔中而執(zhí)行導(dǎo)光元件的對準(zhǔn)。
[0006]在包括圖8A和圖8B和圖9中所示的配置的裝置中，從LED元件10入射到導(dǎo)光元件12的光通量的大部分傳播通過導(dǎo)光部分14，由反射部分15偏轉(zhuǎn)，并且然后朝著文檔22出射。然而，在設(shè)在導(dǎo)光兀件的底表面上的定位凸起18a、18b和18c中，傳播的光通量沒有完全反射并且光通量的一部分從定位凸起泄漏。因此，如圖10中所示，在讀取寬度方向上的光量的分布不均勻。
[0007]在美國專利申請公開第2010/0232834號中所述的導(dǎo)光元件中，定位凸起沿導(dǎo)光元件12的縱向布置在LED元件和LED元件之間。換句話說,導(dǎo)光元件的定位凸起設(shè)在光通量在縱向上稀少的部分中。使用這種配置，減小光從定位凸起的泄漏。然而，需要進(jìn)一步減小光從定位凸起的泄漏。此外，由于定位凸起的位置取決于LED元件的位置，因此每次改變LED元件的數(shù)量或布置時(shí)，需要重新形成導(dǎo)光元件，這增加了成本。
[0008]此外，作為用于防止由于光通量從定位凸起的泄漏引起的光量的非均勻分布的措施，如圖11中所不，考慮用于在導(dǎo)光兀件的有效范圍108d和108e的外部提供定位凸起的措施。然而，當(dāng)使用上述方法時(shí)，導(dǎo)光元件的整個(gè)長度增加，這阻礙裝置的尺寸的減小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的方面，一種光導(dǎo)包括:配置成允許來自發(fā)光單元的光進(jìn)入所述光導(dǎo)的入射表面；配置成傳播經(jīng)由所述入射表面進(jìn)入的光的導(dǎo)光部分；配置成反射傳播的光的反射部分；配置成允許在所述反射部分上反射的光出射的出射表面；以及配置成定位所述光導(dǎo)的突出部分，其中所述突出部分設(shè)在所述反射部分的下游。
[0010]根據(jù)參考附圖的示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的另外特征將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是示出圖像讀取裝置的橫截面圖。
[0012]圖2是示出光學(xué)單元的橫截面圖。
[0013]圖3是示出照明單元的透視圖。
[0014]圖4是示出照明單元的橫截面圖。
[0015]圖5是示出照明單元的俯視圖。
[0016]圖6是示出當(dāng)使用光導(dǎo)時(shí)的照明分布的圖示。
[0017]圖7是示出根據(jù)修改例子的照明單元的橫截面圖。
[0018]圖8A和8B分別是不出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光導(dǎo)的橫截面圖和俯視圖。
[0019]圖9是示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光學(xué)單元的橫截面圖。
[0020]圖10是示出當(dāng)使用根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光導(dǎo)時(shí)的照明分布的圖示。
[0021]圖11是示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光導(dǎo)的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在下文中，將描述第一示例性實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的圖像讀取裝置的橫截面圖。圖2是示出圖像讀取裝置中的光學(xué)單元110的橫截面圖。
[0023]光學(xué)單元110在讀取單元117的內(nèi)部在運(yùn)動方向上通過受到馬達(dá)驅(qū)動的帶而移動。光學(xué)單元110在沿運(yùn)動方向移動的同時(shí)讀取文檔，所述文檔放置在文檔定位板112上。
[0024]將描述光學(xué)單元110的配置。包括LED元件(發(fā)光元件)100和光導(dǎo)102的照明單元固定到外殼部件111，所述外殼部件固定在光學(xué)單元110之上。從LED元件100發(fā)射的光通量傳播通過光導(dǎo)102以朝著文檔113出射。光學(xué)單元110將折疊鏡114a、114b、114c和114d、成像單元115以及固態(tài)圖像傳感器116保持在框架部件中。來自文檔113的反射光由保持在光學(xué)單元110的框架部件中的折疊鏡114a、114b、114c和114d引導(dǎo)到成像單元115 (透鏡單元)。此外，文檔的圖像由成像單元115形成于固態(tài)圖像傳感器116上。固態(tài)圖像傳感器116接收來自文檔的入射光并且輸出指示文檔的圖像的圖像信號。
[0025]圖3是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的照明單元的透視圖。圖4和圖5分別是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的照明單元的橫截面圖和俯視圖。
[0026]多個(gè)側(cè)向照射型LED元件100成一條線地安裝在LED襯底101上。光導(dǎo)102由丙烯酸樹脂形成。此外，光導(dǎo)102固定到LED襯底101上使得多個(gè)LED元件100的每一個(gè)的發(fā)射表面與光導(dǎo)102的入射表面103相對并且鄰近該入射表面。在不例性實(shí)施例中，光導(dǎo)102使用雙面膠帶固定到LED襯底101上。此外，包括LED元件100、LED襯底101和光導(dǎo)102的部件固定到外殼部件111。通過將光導(dǎo)102的定位凸起108裝配到外殼部件111的裝配孔中確定包括LED元件100、LED襯底101和光導(dǎo)102的部件的固定位置。在當(dāng)前的示例性實(shí)施例中，通過使板彎曲來形成外殼部件111。
[0027]從LED元件100發(fā)射的光通量從光導(dǎo)102的入射表面103入射到光導(dǎo)102上，并且傳播通過光導(dǎo)102的導(dǎo)光部分104。此外，傳播通過導(dǎo)光部分104的光通量在設(shè)在光導(dǎo)102的下游的反射部分105上反射，在朝著文檔113的方向被偏轉(zhuǎn)，并且從出射表面106出射。出射的光通量107線性地照射文檔113。
[0028]將詳細(xì)描述光導(dǎo)102中的定位凸起的位置。根據(jù)示例性實(shí)施例的定位凸起包括從光導(dǎo)突出的突出部分。
[0029]為了減小光通量從定位凸起108的泄漏，定位凸起108設(shè)在光通量稀少的反射部分105的下游。此外，定位凸起108設(shè)在主光通量的最外線的外部。另外，如圖4中所示，定位凸起108鄰近出射表面106，并且沿著主光通量的向外方向設(shè)在出射表面上，比其中反射部分105的反射表面向下延伸的表面120 (由反射表面限定的表面)與出射表面106的交叉點(diǎn)121更遠(yuǎn)。換句話說，定位凸起108的位置位于在反射表面120上反射的主光通量的最外線的外部，并且位于從出射表面106出射的主光通量的最外線的外部。此外，定位凸起108相對于由反射部分的反射表面限定的表面120與出射表面106的交叉點(diǎn)121朝著出射表面106的中心的相對側(cè)突出。
[0030]如上所述，定位凸起108的一部分是表面120的陰影(shadow)并且因此可以減小光通量從定位凸起108的泄漏。為了將定位凸起108布置在反射部分105的最下游，如圖4中所示，定位凸起108鄰近出射表面106布置。然而，定位凸起108不必鄰近出射表面106布置，只要定位凸起108布置在從出射表面106出射的主光通量的最外線的外部即可。
[0031]圖6示出當(dāng)使用根據(jù)示例性實(shí)施例的光導(dǎo)時(shí)在讀取寬度方向上的光量分布?？梢岳斫?，在根據(jù)示例性實(shí)施例的裝置中改善了在圖10中示出的根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光導(dǎo)中發(fā)生的讀取寬度方向上的非均勻光量分布。根據(jù)示例性實(shí)施例的光導(dǎo)，從定位凸起108泄漏的光通量可以減小到2%或以下并且可以減小定位凸起對照明分布的影響。
[0032]在垂直于縱向的橫截面中的光導(dǎo)102的結(jié)構(gòu)類似于在縱向上的任何位置的結(jié)構(gòu)。換句話說，光通量稀少的部分在光導(dǎo)的任何橫截面中處于類似位置。所以，定位凸起可以設(shè)在光導(dǎo)的縱向上的任意位置。換句話說，在光導(dǎo)的縱向上的有效照明范圍內(nèi)，與LED元件100的位置無關(guān)，定位凸起可以設(shè)在光導(dǎo)的縱向上的任意位置。在示例性實(shí)施例中，如圖5中所示，定位凸起設(shè)在光導(dǎo)102的縱向上的三個(gè)位置108a、108b和108c。所以，類似于圖11中所示的光導(dǎo)，光導(dǎo)不需要為長形以布置定位凸起。此外，不同于在美國專利申請公開第2010/0232834號中所述的光導(dǎo)，不必基于LED元件的位置確定定位凸起的位置，即使當(dāng)改變LED元件的布置時(shí)也不必重新形成光導(dǎo)。
[0033]將描述根據(jù)第一示例性實(shí)施例的光導(dǎo)的修改例子。由于除了光導(dǎo)以外的配置是類似的，因此將不重復(fù)類似配置的描述。
[0034]圖7是示出根據(jù)修改例子的光導(dǎo)的橫截面圖。圖7中所示的光導(dǎo)122包括兩個(gè)出射表面160a和160b。
[0035]從LED元件100發(fā)射的光通量從光導(dǎo)122的入射表面123入射到光導(dǎo)122上，并且傳播通過光導(dǎo)122的導(dǎo)光部分124。傳播通過導(dǎo)光部分124的光通量分成兩個(gè)光通量。一個(gè)光通量170a在設(shè)在光導(dǎo)122的下游的反射部分125上反射,在朝著文檔113的方向上被偏轉(zhuǎn)，并且然后從出射表面160a出射。另一個(gè)光通量170b從出射表面160b出射而不在反射部分125上反射。光通量170a照原樣線性地照射文檔113。在此期間，光通量170b在反射板180上反射以照射文檔113。照射文檔113的光通量170a的方向和照射文檔113的光通量170b的方向彼此不同。[0036]光導(dǎo)122的定位凸起128比傳播通過導(dǎo)光部分124而不在反射部分125上反射的主光通量的最外線更外部地設(shè)在出射表面160b上。此外，定位凸起128布置在反射部分125的反射表面的下游。另外，定位凸起128在反射部分125的反射表面上設(shè)在反射部分125上反射的主光通量的最外線的外部。定位凸起128所在的位置對應(yīng)于光導(dǎo)122的反射部分125的陰影并且是光通量稀少的部分。換句話說，沿兩個(gè)方向到達(dá)定位凸起的光通量很少。所以，通過在上述部分中提供定位凸起128，能夠減小光通量從定位凸起的泄漏并且不影響照明光的照明分布。此外，光導(dǎo)122的光通量稀少的部分也存在于光導(dǎo)的任何橫截面中的類似位置。所以，定位凸起可以設(shè)在光導(dǎo)的縱向上的任意位置。
[0037]盡管已參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。以下權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)與最廣義的解釋一致從而涵蓋所有這樣的修改以及等效結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種光導(dǎo)，所述光導(dǎo)包括: 入射表面，所述入射表面配置成允許來自發(fā)光單元的光進(jìn)入所述光導(dǎo)； 導(dǎo)光部分，所述導(dǎo)光部分配置成傳播經(jīng)由所述入射表面進(jìn)入的光； 反射部分，所述反射部分配置成反射傳播的光； 出射表面，所述出射表面配置成允許在所述反射部分上反射的光出射；以及 突出部分，所述突出部分配置成定位所述光導(dǎo)， 其中所述突出部分設(shè)置在所述反射部分的下游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中設(shè)置所述突出部分的、位于所述反射部分的下游的位置包括待傳播的光通量稀少的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中所述突出部分設(shè)于在所述反射部分上反射的主光通量的最外線的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中所述突出部分相對于由所述反射部分的反射表面限定的表面與所述出射表面的交叉點(diǎn)朝著所述出射表面的中心的相對側(cè)突出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中所述出射表面包括第一出射表面和第二出射表面， 其中從所述第一出射表面出射的光是在所述反射部分上反射的光，并且 其中從所述第二出射表面出射的光是未在所述反射部分上反射的光，并且 其中所述突出部分設(shè)在包括所述反射部分的陰影的部分中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中所述突出部分設(shè)在所述光導(dǎo)的縱向上的有效范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中所述突出部分設(shè)在所述反射部分中的鄰近所述出射表面的部分上。
8.一種圖像讀取裝置，所述圖像讀取裝置包括: 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)； 配置成接收從文檔反射的光的部分，所述文檔由從所述光導(dǎo)出射的光照明； 配置成保持讀取單元的框架部件；以及 外殼部件，所述光導(dǎo)固定到所述外殼部件并且所述外殼部件固定到所述框架部件， 其中所述光導(dǎo)由所述光導(dǎo)的所述突出部分相對于所述外殼部件定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像讀取裝置，其中所述突出部分裝配到所述外殼部件的裝配孔中。
【文檔編號】H04N1/10GK103458150SQ201310211259
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】高橋俊雄 申請人:佳能株式會社