導(dǎo)光單元、使用該導(dǎo)光單元的照明裝置和圖像讀取設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)光單元以及使用該導(dǎo)光單元的照明裝置和圖像讀取設(shè)備。特別地，本發(fā)明適用于用于照明原稿表面從而以線性方式依次讀取圖像的諸如圖像掃描儀、復(fù)印機(jī)和傳真機(jī)等的圖像讀取設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]至今，已知一種使用發(fā)光二極管(LED)作為原稿照明裝置的光源的技術(shù)，該原稿照明裝置是圖像讀取設(shè)備中的照明裝置。可以將該照明裝置分類成將多個LED配置在主掃描方向上的陣列配置型照明裝置和將LED配置在由樹脂等構(gòu)成的半透明的導(dǎo)光構(gòu)件的長邊端部的端部配置型照明裝置，由此通過導(dǎo)光構(gòu)件來傳播從光源所射出的光通量。
[0003]最近，LED的發(fā)光效率增強(qiáng)了，因而存在對可以減少LED的使用數(shù)量的端部配置型照明裝置的需求。與陣列配置型相比，端部配置型存在原稿讀取面上被照亮的部分區(qū)域中靠近LED光射入的端面(入射面)的照度不容易增強(qiáng)的問題。該問題歸因于從LED發(fā)出、射入導(dǎo)光構(gòu)件、利用形成在導(dǎo)光構(gòu)件的長邊方向(主掃描方向)上的漫射面反射以穿過導(dǎo)光構(gòu)件的出射面并到達(dá)原稿面的光束的光路長度以及該漫射面所反射的光束的角度。
[0004]特別地，在漫射面具有鋸狀三棱柱或梯形棱柱形狀的情況下，光束向原稿面行進(jìn)的角度趨于指向光束遠(yuǎn)離端面(入射面)的方向，因而不容易增強(qiáng)端面(入射面)附近的照度。
[0005]另外，在要讀取的對象具有很大的厚度的情況下，存在三維對象的陰影趨于僅生成在長邊方向(主掃描方向)的一個方向上的問題。也就是說，與不容易增強(qiáng)端面(入射面)附近的照度的問題類似，光束向原稿面行進(jìn)的角度趨于指向光束遠(yuǎn)離端面(入射面)的方向，因而存在由于要讀取對象的厚度而生成陰影的問題。
[0006]作為解決這些問題的方案，在日本特開2011-71696中，公開了一種用于通過在主掃描方向上擴(kuò)展導(dǎo)光構(gòu)件來改善主掃描照度以使導(dǎo)光構(gòu)件的漫射面(鋸狀三棱柱形狀)所完全反射的光束照明預(yù)定的照明區(qū)域的技術(shù)。
[0007]另外，在日本特開2009-37746中，公開了一種用于通過將配置成與導(dǎo)光構(gòu)件(鋸狀三棱柱形狀)的漫射面相對的反射板的表面形成凹凸形狀來抑制三維對象的陰影的技術(shù)。
[0008]小型化的圖像讀取設(shè)備需求巨大。與這種需求相反，在日本特開2011-71696中，在主掃描方向上擴(kuò)展導(dǎo)光構(gòu)件，這不適于小型化。特別地，在端部配置型中，在導(dǎo)光構(gòu)件的長邊方向(主掃描方向)上配置有諸如導(dǎo)光構(gòu)件、LED光源以及散熱構(gòu)件等的構(gòu)件，因而在導(dǎo)光構(gòu)件的長邊方向(主掃描方向)上擴(kuò)展導(dǎo)光構(gòu)件與設(shè)備的大型化密切相關(guān)。
[0009]另外，在日本特開2009-37746中，反射板的表面形成凹凸形狀，但是在導(dǎo)光構(gòu)件的漫射面的節(jié)距或者形狀與反射板的凹凸形狀的節(jié)距或者形狀之間的相對位置在長邊方向(主掃描方向)上未對準(zhǔn)的情況下，可能生成三維對象的陰影。因此，除了導(dǎo)光構(gòu)件與反射板的高位置精度需求外，存在由于LED光源所生成的熱量引起的熱膨脹可能使導(dǎo)光構(gòu)件的漫射面的節(jié)距或者形狀發(fā)生移位的擔(dān)憂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種能夠在不要求高位置精度的狀態(tài)下，在抑制在長邊方向上增大導(dǎo)光構(gòu)件的同時、增加導(dǎo)光構(gòu)件的甚至端面(入射面)附近的照度并抑制三維對象的陰影的導(dǎo)光構(gòu)件以及使用該導(dǎo)光構(gòu)件的照明裝置和圖像讀取設(shè)備。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種導(dǎo)光單元，使用在用于讀取原稿的圖像讀取設(shè)備中，所述導(dǎo)光單元包括:導(dǎo)光構(gòu)件，其包括入射面、在第一方向上延伸的出射面以及與該出射面相對的導(dǎo)光面；以及漫射構(gòu)件，其與所述導(dǎo)光面相對；其中，從所述入射面射入所述導(dǎo)光構(gòu)件的光經(jīng)由所述導(dǎo)光面和所述漫射構(gòu)件引導(dǎo)至所述出射面，并且從所述出射面射出以照明所述原稿，所述導(dǎo)光構(gòu)件還包括在所述導(dǎo)光構(gòu)件的與所述漫射構(gòu)件相對的一側(cè)上沿所述第一方向配置的多個棱鏡，所述多個棱鏡的各棱鏡在包括所述第一方向并且與所述導(dǎo)光面垂直的第一截面中具有矩形形狀，以及所述多個棱鏡的各棱鏡滿足以下條件:Wtan(sin kl/n)) < Η < 2W，其中W表示所述多個棱鏡的各棱鏡在所述第一截面中的寬度，Η表示所述多個棱鏡的各棱鏡的高度，η表示所述導(dǎo)光構(gòu)件的折射率。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種照明裝置，包括:光源；以及上述導(dǎo)光單元。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種圖像讀取設(shè)備，包括:上述照明裝置；圖像讀取光學(xué)系統(tǒng)；以及配置在所述圖像讀取光學(xué)系統(tǒng)的像面內(nèi)的圖像讀取單元。
[0014]參考附圖根據(jù)對典型實(shí)施例的以下說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。
【附圖說明】
[0015]圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的導(dǎo)光單元的圖像讀取設(shè)備的主體示意圖。
[0016]圖2是用作使用根據(jù)第一實(shí)施例的導(dǎo)光單元的照明裝置的原稿照明裝置的主體示意圖。
[0017]圖3Α是來自光源的光在根據(jù)第一實(shí)施例的導(dǎo)光單元中的棱鏡處被折射的情形的說明圖。
[0018]圖3Β是光在根據(jù)第一實(shí)施例的導(dǎo)光單元中的棱鏡處不被折射而被反射的情形的說明圖。
[0019]圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的導(dǎo)光單元的第二側(cè)面以及漫射/反射構(gòu)件的主體放大圖。
[0020]圖5是根據(jù)第一實(shí)施例的導(dǎo)光單元的端面(入射面)附近的區(qū)域的主體放大圖。
[0021]圖6是使用根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的導(dǎo)光單元的原稿照明裝置的主體示意圖。
[0022]圖7是根據(jù)第二實(shí)施例的導(dǎo)光單元的第二側(cè)面以及漫射/反射構(gòu)件的主體放大圖。
[0023]圖8是使用根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的導(dǎo)光單元的原稿照明裝置的主體示意圖。
[0024]圖9是根據(jù)第三實(shí)施例的導(dǎo)光單元的第二側(cè)面以及漫射/反射構(gòu)件的主體放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下，將參考【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施例。
[0026]第一實(shí)施例
[0027]圖像讀取設(shè)備
[0028]圖1是其上安裝有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的導(dǎo)光單元和用作照明裝置的原稿照明裝置的圖像讀取設(shè)備100的副掃描截面圖。這里，將“主掃描方向”、“副掃描方向”、“主掃描截面”和“副掃描截面”定義如下。即，主掃描方向指的是與圖1的圖頁相垂直的方向(作為長邊方向的第一方向)，副掃描方向指的是圖頁中的A方向(第二方向)，主掃描截面指的是包括第一方向和第二方向的截面(第一截面)，以及副掃描截面指的是圖1的圖頁的截面(第二截面)。
[0029]在圖1中，集成的掃描光學(xué)系統(tǒng)單元(滑架)107包括:讀取單元(線傳感器或圖像傳感器)105，用于讀取來自被原稿照明裝置103照明的原稿101的光通量，該原稿照明裝置103用于對放置在原稿臺玻璃(原稿臺)102上的原稿101進(jìn)行照明。另外，滑架107包括多個折疊鏡104a到104d，用于將來自原稿101的光通量引導(dǎo)到讀取單元105，以及用作圖像讀取光學(xué)系統(tǒng)的縮小的光學(xué)系統(tǒng)(成像透鏡)106，用于基于來自原稿101的圖像信息將光通量成像在作為像面的讀取單元105的面上。
[0030]通過用作驅(qū)動單元的驅(qū)動馬達(dá)(副掃描馬達(dá))108在圖1所示的箭頭A的方向上(副掃描方向)對上述配置的滑架107進(jìn)行掃描。在進(jìn)行原稿掃描時，滑架107所包括的元件不改變它們的相對位置關(guān)系。
[0031]在圖1中，多個折疊鏡包括有序地沿著從原稿101側(cè)開始的光路的第一折疊鏡104a、第二折疊鏡104b、第三折疊鏡104c和第四折疊鏡104d。配置各折疊鏡以使得來自原稿101的光通量從第一折疊鏡104a行進(jìn)到達(dá)第二折疊鏡104b，進(jìn)一步從第二折疊鏡104b行進(jìn)到達(dá)第三折疊鏡104c，以及進(jìn)一步從第三折疊鏡104c行進(jìn)到達(dá)第四折疊鏡104d。
[0032]然后，通過成像光學(xué)系統(tǒng)106將已經(jīng)到達(dá)第四折疊鏡104d的光通量成像在讀取單元105的面上。在這種結(jié)構(gòu)中，將讀取單元105所讀取的原稿的圖像信息作為電信號發(fā)送到特定的圖像處理單元(沒有示出)，經(jīng)過特定的信號處理后輸出。另外，圖像讀取設(shè)備100還包括用于對該設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動的電源單元(沒有示出)。
[0033]照明裝置
[0034]將更詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用作照明裝置的原稿照明裝置103。圖2是根據(jù)本實(shí)施例的原稿照明裝置103的長邊(主掃描)截面圖。該原稿照明裝置103包括作為高亮度白色LED的光源109a和10%、以及用作下面將詳述的導(dǎo)光單元的導(dǎo)光構(gòu)件110和用作漫射構(gòu)件的漫射/反射構(gòu)件116。
[0035]—個光源109a和一個光源109b分別配置在導(dǎo)光構(gòu)件110的長邊方向(主掃描方向)上的兩個端部。漫射/反射構(gòu)件116例如包括白色薄片，在本實(shí)施例中，白色薄片為混有微細(xì)的二氧化鈦粒子的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET樹脂)所形成的白色薄片。導(dǎo)光構(gòu)件110包括玻璃材料或者利用諸如塑料等的合成樹脂制成的光學(xué)構(gòu)件