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JP2006128896A - Illumination device and image input device - Google Patents

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JP2006128896A
JP2006128896A JP2004312333A JP2004312333A JP2006128896A JP 2006128896 A JP2006128896 A JP 2006128896A JP 2004312333 A JP2004312333 A JP 2004312333A JP 2004312333 A JP2004312333 A JP 2004312333A JP 2006128896 A JP2006128896 A JP 2006128896A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
dichroic mirror
illumination
guide panel
light guide
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004312333A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Maki Suzuki
真樹 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2004312333A priority Critical patent/JP2006128896A/en
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Abstract

【課題】 色ムラのない均一な照明光が得られる照明装置の提供。
【解決手段】 LED基板上に設けられたLEDチップ400RはR光を、LEDチップ400GはG光を、LEDチップ400BはB光をそれぞれ反射光学系402へと出射する。B光は、反射光学系402のダイクロイックミラー407Bによりライトガイドパネル41の入射面410方向へと反射され。G光は、ダイクロイックミラー407Bを透過した後にダイクロイックミラー407Gで反射され、再びダイクロイックミラー407Bを透過して入射面410方向へと出射される。R光は、ダイクロイックミラー407B,407Gを透過した後に全反射ミラー408で反射され、再びダイクロイックミラー407B,407Gを透過して入射面410方向へと出射される。その結果、R光,G光,B光の各光軸は同一軸上に揃えられ、それぞれ入射面410の同一位置に入射する。
【選択図】 図3
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination device capable of obtaining uniform illumination light without color unevenness.
An LED chip 400R provided on an LED substrate emits R light, an LED chip 400G emits G light, and an LED chip 400B emits B light to a reflection optical system 402, respectively. The B light is reflected toward the incident surface 410 of the light guide panel 41 by the dichroic mirror 407B of the reflective optical system 402. The G light passes through the dichroic mirror 407B, is reflected by the dichroic mirror 407G, passes through the dichroic mirror 407B again, and is emitted toward the incident surface 410. The R light passes through the dichroic mirrors 407B and 407G, is reflected by the total reflection mirror 408, passes through the dichroic mirrors 407B and 407G again, and is emitted toward the incident surface 410. As a result, the optical axes of R light, G light, and B light are aligned on the same axis, and are incident on the same position on the incident surface 410, respectively.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、面照明を行う照明装置、およびその照明装置を備えた画像入力装置に関する。   The present invention relates to an illumination device that performs surface illumination, and an image input device including the illumination device.

携帯電子機器の液晶表示装置やスキャナ等の画像入力装置では、面照明を行うためにライトガイドパネルが用いられる(例えば、特許文献1参照)。例えば、画像入力装置では、原稿を照明装置で照明し、原稿を透過した光をCCD等の光電変換素子で読み取っている。そして、光電変換素子にエリアCCDが用いられる場合には、一般的にライトガイドパネルを用いて読み取り領域の全域を照明するようにしている。   In an image input device such as a liquid crystal display device or a scanner of a portable electronic device, a light guide panel is used to perform surface illumination (see, for example, Patent Document 1). For example, in an image input device, an original is illuminated by an illumination device, and light transmitted through the original is read by a photoelectric conversion element such as a CCD. When an area CCD is used for the photoelectric conversion element, the entire reading area is generally illuminated using a light guide panel.

そのような照明装置では、LED光源をライトガイドパネルの端面に配設し、パネル端面からLED光を入射してライトガイドパネル内部で反射・拡散させ、原稿と対向する面から照明光を出射する。LED光源には、赤色(R)光,緑色(G)光および青色(B)光を各々発生する単色LEDチップが設けられている。そして、これらのLEDチップを順次あるいは同時に点灯して、原稿を透過した各色成分をCCDエリアセンサで読み取っている。透過原稿の読み取りにおいては、光源が高輝度であることが読み取り速度やS/N比に有利に働くことから、一般的に各単色LEDチップをそれぞれ複数用いている。   In such an illuminating device, the LED light source is disposed on the end surface of the light guide panel, the LED light is incident from the panel end surface, reflected and diffused inside the light guide panel, and the illumination light is emitted from the surface facing the document. . The LED light source is provided with a single color LED chip that generates red (R) light, green (G) light, and blue (B) light. These LED chips are turned on sequentially or simultaneously, and each color component transmitted through the document is read by the CCD area sensor. In reading a transparent original, a high brightness of the light source is advantageous for the reading speed and S / N ratio, so that a plurality of single-color LED chips are generally used.

特開2002−210045号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-210045

しかしながら、上述した従来の装置では、R,G,Bの各単色LEDチップがライトガイドパネルの厚さ方向に並んで配置されているため、各色光毎のライトガイドパネルへの入射点が異なることになる。そのため、ライトガイドパネル内部における各色光の反射経路が同一とならず、部分的に色味が異なるという現象や、明暗差が生じる場合があった。さらに、高輝度化のために各単色LEDチップを大きくして光量アップを図ると、各色光間の距離がますます大きくなり、均一な照明光が得られないという問題があった。   However, in the above-described conventional apparatus, since the R, G, B single color LED chips are arranged in the thickness direction of the light guide panel, the incident points on the light guide panel for each color light are different. become. For this reason, the reflection path of each color light in the light guide panel is not the same, and there is a case where a phenomenon that the color is partially different or a difference in brightness occurs. Furthermore, if each single-color LED chip is increased to increase the amount of light in order to increase the brightness, the distance between the respective color lights becomes larger and uniform illumination light cannot be obtained.

請求項1の発明は、ライトガイドパネルの側面に複数の色光を順次または同時に入射し、ライトガイドパネルの出射面から色光により形成される照明光を出射して面照明を行う照明装置に適用され、光軸が互いに異なる複数の色光をそれぞれ出射する光源と、光源からそれぞれ出射された複数の色光のそれぞれを、それぞれの各光軸を同一軸上に揃えてライトガイドパネルの側面に入射させる光学系とを備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の照明装置において、光源は第1、第2および第3の色光をそれぞれ出射し、光学系は、第1の色光を反射して同一軸上に揃える第1のダイクロイックミラーと、第1のダイクロイックミラーと第1の所定間隔で平行に配設され、第2の色光を反射して同一軸上に揃える第2のダイクロイックミラーと、第1のダイクロイックミラーと第2の所定間隔で平行に配設され、第3の色光を反射して同一軸上に揃える反射ミラーとを有するものである。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の照明装置において、複数の色光をそれぞれ出射する光源を複数組備えたものである。
請求項4の発明による画像入力装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の照明装置と、照明装置で照明された原稿からの光を検出して原稿の画像を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする。
The invention of claim 1 is applied to an illumination device that performs surface illumination by sequentially or simultaneously entering a plurality of colored lights on the side surface of the light guide panel and emitting illumination light formed by the colored light from the emission surface of the light guide panel. A light source that emits a plurality of colored lights having different optical axes, and an optical that causes each of the plurality of colored lights emitted from the light sources to enter the side surfaces of the light guide panel with the respective optical axes aligned on the same axis System.
According to a second aspect of the present invention, in the illumination device according to the first aspect, the light source emits first, second and third color lights, respectively, and the optical system reflects the first color light on the same axis. A first dichroic mirror to be aligned, a second dichroic mirror that is disposed in parallel with the first dichroic mirror at a first predetermined interval, reflects the second color light, and aligns on the same axis, and the first dichroic The mirror includes a mirror and a reflecting mirror that is arranged in parallel at a second predetermined interval and reflects the third color light so as to be aligned on the same axis.
According to a third aspect of the present invention, in the illuminating device according to the first or second aspect, a plurality of sets of light sources that respectively emit a plurality of colored lights are provided.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image input device comprising: the illumination device according to any one of the first to third aspects; and an imaging unit that detects an image of a document by detecting light from the document illuminated by the illumination device. It is characterized by providing.

本発明によれば、複数の色光をそれらの各光軸を同一軸上に揃えてライトガイドパネルの側面に入射させるようにしたので、色ムラが低減された均一な照明光を得ることができる。   According to the present invention, since a plurality of color lights are incident on the side surface of the light guide panel with their optical axes aligned on the same axis, uniform illumination light with reduced color unevenness can be obtained. .

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は本発明による照明装置を用いる画像入力装置の一実施の形態を示す図である。図1は画像入力装置の概略構成を示すブロック図であり、画像入力装置1は、読み取り光学系4を有する本体部2と、原稿30を保持して本体部2に着脱されるアダプタ部3とから成る。アダプタ部3は原稿30の種類に応じていくつかのタイプがあり、それらを差し替えることにより種々の原稿30を読み取ることができる。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image input device using an illumination device according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an image input apparatus. The image input apparatus 1 includes a main body 2 having a reading optical system 4, and an adapter unit 3 that holds a document 30 and is attached to and detached from the main body 2. Consists of. There are several types of adapter unit 3 depending on the type of document 30, and various documents 30 can be read by replacing them.

読み取り光学系4には、光源部40と、ライトガイドパネル41と、CCDエリアセンサ等の読み取りセンサ42と、原稿30を透過した光を読み取りセンサ42上に投影するためのミラー43およびレンズ44とが設けられている。光源部40は、CPU21からの指示により照明駆動回路22を介して点灯制御される。光源部40から図示左方向に出射された照明光は、ライトガイドパネル41の側面からライトガイドパネル41内部へと入射する。   The reading optical system 4 includes a light source unit 40, a light guide panel 41, a reading sensor 42 such as a CCD area sensor, a mirror 43 and a lens 44 for projecting light transmitted through the document 30 onto the reading sensor 42. Is provided. The light source unit 40 is controlled to be turned on via the illumination drive circuit 22 according to an instruction from the CPU 21. Illumination light emitted from the light source unit 40 in the left direction in the figure enters the light guide panel 41 from the side surface of the light guide panel 41.

後述するように光源部40はR光,G光およびB光を発生するLEDチップを複数有しており、照明駆動回路22は読み取り動作の条件に応じてこれらのLEDチップを順次あるいは同時に点灯させる。例えば、読み取りセンサ42がモノクロのCCDセンサである場合には、R,G,Bを順次点灯させて各々読み取ることにより一画面のカラー画像データを得る。なお、光源部40およびライトガイドパネル41の詳細については後述する。   As will be described later, the light source section 40 has a plurality of LED chips that generate R light, G light, and B light, and the illumination drive circuit 22 lights these LED chips sequentially or simultaneously according to the conditions of the reading operation. . For example, when the reading sensor 42 is a monochrome CCD sensor, the color image data of one screen is obtained by sequentially turning on R, G, and B and reading them. Details of the light source unit 40 and the light guide panel 41 will be described later.

ライトガイドパネル41に入射した照明光は、ライトガイドパネル41内部で反射・拡散され、原稿30と対向する下面から原稿30に向けて照明光を出射する。照明光はアダプタ部3に保持された原稿を透過し、ミラー43によりその光路を90度右方向に曲げられ、レンズ44によって原稿像が読み取りセンサ42上に結像される。   The illumination light incident on the light guide panel 41 is reflected and diffused inside the light guide panel 41, and the illumination light is emitted from the lower surface facing the document 30 toward the document 30. The illumination light passes through the document held by the adapter unit 3, and its optical path is bent 90 degrees rightward by the mirror 43, and a document image is formed on the reading sensor 42 by the lens 44.

読み取りセンサ42の光電変換出力は、アナログ画像信号として信号処理回路23に入力され、ここで増幅,相関二重サンプリング,シェーディング補正,暗電流補正等の処理が施される。処理後の画像信号は不図示のA/D変換器でデジタル信号に変換され、デジタル信号に変換された画像情報は、CPU21に送られた後にいったんメモリ24に格納される。   The photoelectric conversion output of the reading sensor 42 is input to the signal processing circuit 23 as an analog image signal, where processing such as amplification, correlated double sampling, shading correction, and dark current correction is performed. The processed image signal is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown), and the image information converted into the digital signal is sent to the CPU 21 and temporarily stored in the memory 24.

その後、メモリ24に格納された画像情報は、外部インターフェース25を介してホストコンピュータ5に送信される。ホストコンピュータ5は、演算処理装置、ハードディスク等の記憶装置、キーボードやマウス等の入力装置およびCRTや液晶ディスプレイ等の表示装置を有する。ホストコンピュータ5には専用のドライバソフトウェアが組み込まれ、画像読取りを始めとした画像読取システムの種々の機能がドライバソフトウェアにてサポートされる。   Thereafter, the image information stored in the memory 24 is transmitted to the host computer 5 via the external interface 25. The host computer 5 includes an arithmetic processing unit, a storage device such as a hard disk, an input device such as a keyboard and a mouse, and a display device such as a CRT and a liquid crystal display. Dedicated driver software is incorporated in the host computer 5, and various functions of the image reading system including image reading are supported by the driver software.

原稿30に対する読み取り光学系4のフォーカシングは、リードネジ27を回転駆動するAFモータ26によって行われる。リードネジ27は読み取り光学系4の下部に設けられたナット28と螺合しており、AFモータ26によりリードネジ27を回転駆動すると、読み取り光学系4の全体がその光軸方向(図示上下方向)に上下移動する。AFモータ26は、CPU21の指示に基づいてAFモータ駆動回路29により駆動制御される。   Focusing of the reading optical system 4 with respect to the document 30 is performed by an AF motor 26 that rotationally drives a lead screw 27. The lead screw 27 is screwed with a nut 28 provided at the lower portion of the reading optical system 4, and when the lead screw 27 is rotationally driven by the AF motor 26, the entire reading optical system 4 is moved in the optical axis direction (vertical direction in the drawing). Move up and down. The AF motor 26 is driven and controlled by an AF motor driving circuit 29 based on an instruction from the CPU 21.

図2は光源部40およびライトガイドパネル41を示す斜視図であり、図3は図2のA−A断面図である。光源部40はライトガイドパネル41の入射面410に対向する位置に設けられ、LEDチップ400B,400G,400Rが配設されるLED基板401と反射光学系402とを備えている。図2には図示していないが、図3に示すようにライトガイドパネル41の入射面410および出射面411を除く他の面は、白色の反射部材413によって囲まれている。   2 is a perspective view showing the light source unit 40 and the light guide panel 41, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The light source unit 40 is provided at a position facing the incident surface 410 of the light guide panel 41, and includes an LED substrate 401 on which the LED chips 400B, 400G, and 400R are disposed and a reflective optical system 402. Although not shown in FIG. 2, the other surfaces of the light guide panel 41 other than the entrance surface 410 and the exit surface 411 are surrounded by a white reflecting member 413 as shown in FIG. 3.

図4は、LED基板401を反射光学系402側から見た平面図である。上下に並んだB光用LEDチップ400B,G光用LEDチップ400GおよびR光用LEDチップ400Rを一組とする光源セットが、LED基板401の長手方向に沿って複数組設けられている。なお、図4では光源セットを4セット設けているが、4セットよりも多く配設してより高輝度な光源部40としても良い。なお、図示上下に並んだ各LEDチップ400B,400G,400Rの間隔はdとする。   FIG. 4 is a plan view of the LED substrate 401 as viewed from the reflective optical system 402 side. A plurality of sets of light sources are provided along the longitudinal direction of the LED substrate 401. The light source sets are a set of the LED chip 400B for B light, the LED chip 400G for G light, and the LED chip 400R for R light. In FIG. 4, four sets of light sources are provided. However, the light source unit 40 may be provided with a higher luminance by arranging more than four sets. In addition, the space | interval of each LED chip 400B, 400G, and 400R located in the upper and lower sides in the drawing is set to d.

図3に示すようにLED基板401を固定部403に固定した状態では、LEDチップ400Bの列がライトガイドパネル41の入射面410に最も近くなるように配設されている。各LEDチップ400B,400G,400Rの出射面がつくる面は、ライトガイドパネル41の入射面410に対して90度の角度を成している。そのため、各LEDチップ400B,400G,400Rから出射されるB光,G光およびR光の出射方向は、入射面410に平行に図示下方向へと出射される。   As shown in FIG. 3, in a state where the LED substrate 401 is fixed to the fixing portion 403, the row of LED chips 400 </ b> B is disposed so as to be closest to the incident surface 410 of the light guide panel 41. The surface formed by the emission surface of each LED chip 400B, 400G, 400R forms an angle of 90 degrees with respect to the incident surface 410 of the light guide panel 41. Therefore, the emission directions of the B light, the G light, and the R light emitted from the LED chips 400B, 400G, and 400R are emitted downward in the drawing parallel to the incident surface 410.

図3に示すように、反射光学系402は光学ガラス等から成る平行透明部材404,405を貼り合わせたものであり、平行透明部材404と平行透明部材405との貼り合わせ面にはG光波長(約560nm以下の波長)を反射するダイクロイックミラー407Gが形成されている。さらに、平行透明部材404の表面にはB光波長のみ(約490nm以下の波長)を反射するダイクロイックミラー407Bが形成され、平行透明部材405の表面には全反射ミラー408が形成されている。反射光学系402は、B光,G光およびR光がダイクロイックミラー407Bに対して45度の角度で入射するように配置されている。   As shown in FIG. 3, the reflective optical system 402 is obtained by bonding parallel transparent members 404 and 405 made of optical glass or the like, and a G light wavelength is applied to the bonding surface between the parallel transparent member 404 and the parallel transparent member 405. A dichroic mirror 407G that reflects (wavelength of about 560 nm or less) is formed. Further, a dichroic mirror 407B that reflects only the B light wavelength (wavelength of about 490 nm or less) is formed on the surface of the parallel transparent member 404, and a total reflection mirror 408 is formed on the surface of the parallel transparent member 405. The reflective optical system 402 is arranged such that B light, G light, and R light are incident on the dichroic mirror 407B at an angle of 45 degrees.

図5は反射光学系402の作用を説明する図である。B光,G光およびR光の入射角はそれぞれ45度であり、入射位置の間隔をLとする。上述したように各LEDチップ400B,400G,400Rの間の間隔はdなので、間隔Lは「L=√2・d」となる。LEDチップ400Bから出射されたB光は、ダイクロイックミラー407Bで全反射される。その結果、図3に示すように、B光の光路はライトガイドパネル41方向に90度曲げられる。   FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the reflection optical system 402. The incident angles of B light, G light, and R light are 45 degrees, and the interval between the incident positions is L. As described above, since the distance between the LED chips 400B, 400G, and 400R is d, the distance L is “L = √2 · d”. The B light emitted from the LED chip 400B is totally reflected by the dichroic mirror 407B. As a result, as shown in FIG. 3, the optical path of the B light is bent 90 degrees toward the light guide panel 41.

LEDチップ400Gから出射されたG光は、同様に入射角45度で反射光学系402に入射し、ダイクロイックミラー407Bを透過した後に平行透明部材404内を進行する。G光波長に関する平行透明部材404,405の屈折率をそれぞれnとすれば、屈折角θは次式(1)で与えられる。
sinθ=1/(√2・n) …(1)
Similarly, the G light emitted from the LED chip 400G enters the reflection optical system 402 at an incident angle of 45 degrees, travels through the parallel transparent member 404 after passing through the dichroic mirror 407B. If the refractive indexes of the parallel transparent members 404 and 405 with respect to the G light wavelength are n G , the refraction angle θ G is given by the following equation (1).
sinθ G = 1 / (√2 · n G ) (1)

平行透明部材404内に入射したG光はダイクロイックミラー407Gで全反射され、ダイクロイックミラー407Bを透過してB光の入射位置(=反射位置)と同一の位置から角度45度で出射される。そのためには、ダイクロイックミラー407Bとダイクロイックミラー407Gとの間隔t1を、次式(2)が満足されるように設定すれば良い。
t1=L/(2sinθ) …(2)
The G light incident on the parallel transparent member 404 is totally reflected by the dichroic mirror 407G, passes through the dichroic mirror 407B, and is emitted at an angle of 45 degrees from the same position as the incident position of B light (= reflection position). For this purpose, the interval t1 between the dichroic mirror 407B and the dichroic mirror 407G may be set so that the following expression (2) is satisfied.
t1 = L / (2sinθ G ) (2)

一方、LEDチップ400Rから出射されたR光は入射角45度で反射光学系402に入射し、ダイクロイックミラー407Bを透過した後に屈折角θで平行透明部材404内を進行する。R光波長に関する平行透明部材404,405の屈折率をそれぞれnとすれば、屈折角θは次式(3)で与えられる。
sinθ=1/(√2・n) …(3)
On the other hand, LED chips R light emitted from the 400R is incident on the reflective optical system 402 at an incidence angle 45 °, travels parallel transparent member 404 at a refraction angle theta R after passing through the dichroic mirror 407B. If the refractive indexes of the parallel transparent members 404 and 405 regarding the R light wavelength are n R , the refraction angle θ R is given by the following equation (3).
sinθ R = 1 / (√2 · n R ) (3)

平行透明部材404内に入射したR光はダイクロイックミラー407Gを透過して平行透明部材405内を進行し、全反射ミラー408で全反射される。さらに、全反射ミラー408で全反射されたR光は、ダイクロイックミラー407Gを再び透過して平行透明部材404内を進行し、ダイクロイックミラー407Bを透過してB光の入射位置(=反射位置)と同一の位置から角度45度で出射される。R光がB光の入射位置と同一の位置から出射されるためには、ダイクロイックミラー407Bと反射ミラー408との間隔tを、次式(4)が満足されるように設定すれば良い。
t=L/sinθ …(4)
The R light incident on the parallel transparent member 404 passes through the dichroic mirror 407G, travels in the parallel transparent member 405, and is totally reflected by the total reflection mirror 408. Further, the R light totally reflected by the total reflection mirror 408 is transmitted again through the dichroic mirror 407G, travels in the parallel transparent member 404, passes through the dichroic mirror 407B, and is incident on the B light (= reflection position). The light is emitted from the same position at an angle of 45 degrees. In order for the R light to be emitted from the same position as the incident position of the B light, the interval t between the dichroic mirror 407B and the reflection mirror 408 may be set so that the following expression (4) is satisfied.
t = L / sinθ R (4)

上述した式(2),(4)のように反射光学系402を設定することにより、図4の縦方向に並んだ一組のLEDチップ400B,400G,400Rから出射されるB光,G光およびR光は、反射光学系402を出射する際に各光軸が同一軸上に揃えられることになる(図5参照)。それらのR光,G光およびB光は、図3に示すようにライトガイドパネル41の入射面410に垂直に入射する。   By setting the reflective optical system 402 as in the above formulas (2) and (4), B light and G light emitted from a set of LED chips 400B, 400G, and 400R arranged in the vertical direction of FIG. When the R light and the R light are emitted from the reflection optical system 402, their optical axes are aligned on the same axis (see FIG. 5). These R light, G light, and B light are perpendicularly incident on the incident surface 410 of the light guide panel 41 as shown in FIG.

ライトガイドパネル41は透明アクリル樹脂等で形成されており、入射面410から遠ざかるにつれて厚さが減少する楔形状の断面を有している。すなわち、出射面411は原稿に対して平行となっているが、背面412は図示左下がりに傾斜している。背面412には、複数の細かい凹部412aが全領域にわたって形成されている。これらの凹部412aは入射面410から入射したR光,G光,B光を反射・拡散するために設けられたものであり、出射光が均一となるように凹部412aの分布密度は入射面410から遠ざかるにつれて密になっている。   The light guide panel 41 is formed of a transparent acrylic resin or the like, and has a wedge-shaped cross section whose thickness decreases as the distance from the incident surface 410 increases. In other words, the exit surface 411 is parallel to the document, but the back surface 412 is inclined downward to the left in the figure. A plurality of fine recesses 412a are formed on the back surface 412 over the entire region. These concave portions 412a are provided for reflecting and diffusing the R, G, and B light incident from the incident surface 410, and the distribution density of the concave portions 412a is such that the emitted light is uniform. It gets denser as you move away from it.

射面410から入射したR光,G光,B光は、凹部412aにより反射・拡散されて、出射面411から原稿30(図1参照)へと出射される。なお、上述したようにライトガイドパネル41の入射面410を除く側面および背面412は白色の反射部材413によって囲まれており、これらの面から漏れ出た光を再びライトガイドパネル41内へと入射させて効率化を図っている。   The R light, G light, and B light incident from the incident surface 410 are reflected and diffused by the concave portion 412a, and emitted from the emission surface 411 to the document 30 (see FIG. 1). As described above, the side surface and the back surface 412 except the incident surface 410 of the light guide panel 41 are surrounded by the white reflecting member 413, and light leaking from these surfaces is incident on the light guide panel 41 again. To improve efficiency.

上述したように、本実施の形態では、反射光学系402によりR光、G光およびB光の各光軸を一致させてライトガイドパネル41に入射させるようにしたので、光を反射・拡散させる凹部412aに対するR光、G光およびB光の入射条件(入射位置および入射方向)が同一となる。このような3つの色光の光軸を一つに揃えるという反射光学系402の作用は、図4に示した各セット毎に働くことになる。その結果、色ムラの発生を防止することができ、均一な照明光を得ることができる。   As described above, in the present embodiment, the respective optical axes of the R light, the G light, and the B light are made to coincide with each other and enter the light guide panel 41 by the reflection optical system 402, so that the light is reflected and diffused. The incident conditions (incident position and incident direction) of the R light, G light, and B light with respect to the recess 412a are the same. The action of the reflection optical system 402 that aligns the optical axes of the three color lights into one works for each set shown in FIG. As a result, the occurrence of color unevenness can be prevented and uniform illumination light can be obtained.

一方、従来の装置では、図6に示すように、ライトガイドパネル41の入射面410と対向するようにLED基板401が配置されているため、LEDチップ400Gから出射されたG光は入射面410の中央付近に入射するが、LEDチップ400Bから出射されたB光は入射面410の上端に近い領域に入射し、逆に、LEDチップ400Rから出射されたR光は入射面410の下端に近い領域に入射することになる。このように、R光、G光およびB光の入射位置が上下に異なると、各R,G,B光の入射位置から各凹部412aまでの光路が各色光毎に異なる。その結果、各凹部412aによる各R,G,B光の反射・拡散のされた方がそれぞれ異なってしまい、色ムラのある不均一な照明光が出射されることになってしまう。   On the other hand, in the conventional apparatus, as shown in FIG. 6, since the LED substrate 401 is disposed so as to face the incident surface 410 of the light guide panel 41, the G light emitted from the LED chip 400G is incident on the incident surface 410. The B light emitted from the LED chip 400B enters a region near the upper end of the incident surface 410, and conversely, the R light emitted from the LED chip 400R is close to the lower end of the incident surface 410. It will enter the region. As described above, when the incident positions of the R light, the G light, and the B light are vertically different, the optical paths from the incident positions of the R, G, and B lights to the concave portions 412a are different for each color light. As a result, each of the R, G, and B light reflected and diffused by the concave portions 412a is different, and uneven illumination light with uneven color is emitted.

また、図6に示すようにLEDチップ400B,400G,400Rをライトガイドパネル41の厚さ方向に配置しているため、ライトガイドパネル41が厚くなってしまうという欠点があった。さらにLEDチップ400B,400G,400Rにより高輝度のものを用いると各チップ寸法が大きくなるので、ライトガイドパネル41がさらに厚くなってしまうことになる。一般的に、ライトガイドパネル41は樹脂成形で形成されるが、その厚さが増すにつれて高精度な成形が難しくなる。   Further, since the LED chips 400B, 400G, and 400R are arranged in the thickness direction of the light guide panel 41 as shown in FIG. 6, there is a drawback that the light guide panel 41 becomes thick. Further, when the LED chips 400B, 400G, and 400R having high luminance are used, the size of each chip increases, so that the light guide panel 41 becomes thicker. Generally, the light guide panel 41 is formed by resin molding. However, as the thickness of the light guide panel 41 increases, high-precision molding becomes difficult.

しかしながら、本実施の形態では、図3に示すようにR光、G光、B光の光軸を揃えてライトガイドパネル41に入射させるようにしたので、入射位置から各凹部412aまでの光路がR光、G光、B光のいずれも同じになり、色ムラのない均一な照明光が得られる。   However, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, since the optical axes of the R light, G light, and B light are aligned and made incident on the light guide panel 41, the optical path from the incident position to each recess 412a is changed. R light, G light, and B light are all the same, and uniform illumination light without color unevenness can be obtained.

また、各色光の光軸が揃っているので、入射面410を図3の上下方向に大きくする必要がなく、図4のように3段に並んだLEDチップ400B,400G,400Rの1段分に対応する厚さがあれば十分である。そのため、ライトガイドパネル41の厚さを低減することができ、小型化およびコストダウンを図ることができる。また、高輝度化を図るために大型のLEDチップ400B,400G,400Rを用いても、ライトガイドパネル41の厚さを増加させる必要がなく、照明装置の高輝度化を容易に図ることができる。   Further, since the optical axes of the respective color lights are aligned, it is not necessary to increase the incident surface 410 in the vertical direction in FIG. 3, and one LED chip 400B, 400G, 400R arranged in three stages as shown in FIG. A thickness corresponding to is sufficient. Therefore, the thickness of the light guide panel 41 can be reduced, and downsizing and cost reduction can be achieved. Further, even if large LED chips 400B, 400G, and 400R are used to increase the luminance, it is not necessary to increase the thickness of the light guide panel 41, and the luminance of the lighting device can be easily increased. .

なお、本実施の形態では、R光、G光およびB光の3色光について説明したが、複数の色光をライトガイドパネル41に入射して混色の照明光を形成するような照明装置にも本発明を適用することができる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では画像入力装置の照明装置を例に説明したが、本発明は画像入力装置に限らず、液晶表示装置のバックライト用照明装置等にも適用することができる。   In this embodiment, the three color lights of R light, G light, and B light have been described. However, the present invention is also applied to an illumination device that forms mixed color illumination light by entering a plurality of color lights into the light guide panel 41. The invention can be applied. In addition, the present invention is not limited to the above embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired. For example, in the above-described embodiment, the illumination device of the image input device has been described as an example. However, the present invention is not limited to the image input device, and can be applied to a backlight illumination device of a liquid crystal display device.

以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、LEDチップ400R,400G,400Bは光源を、反射光学系402は光学系を、読み取りセンサ42は撮像手段をそれぞれ構成する。   In correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the LED chips 400R, 400G, and 400B constitute a light source, the reflective optical system 402 constitutes an optical system, and the reading sensor 42 constitutes an imaging means.

本発明による照明装置を用いる画像入力装置の一実施の形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the image input device using the illuminating device by this invention. 光源部40およびライトガイドパネル41を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the light source part 40 and the light guide panel 41. FIG. 図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. LED基板401の平面図である。It is a top view of LED board 401. FIG. 反射光学系402の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the reflective optical system. LED基板401をライトガイドパネル41の入射面410に対向配置した場合を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a case where an LED substrate 401 is disposed opposite to an incident surface 410 of a light guide panel 41.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像入力装置
2 本体部
3 アダプタ部
4 読み取り光学系
30 原稿
40 光源部
41 ライトガイドパネル
42 読み取りセンサ
400R,400G,400B LEDチップ
401 LED基板
402 反射光学系
404,405 平行透明部材
407B,407G ダイクロイックミラー
408 全反射ミラー
410 入射面
411 出射面
412 背面
412a 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image input device 2 Main body part 3 Adapter part 4 Reading optical system 30 Original 40 Light source part 41 Light guide panel 42 Reading sensor 400R, 400G, 400B LED chip 401 LED board 402 Reflecting optical system 404,405 Parallel transparent member 407B, 407G Dichroic Mirror 408 Total reflection mirror 410 Incident surface 411 Output surface 412 Back surface 412a Concave portion

Claims (4)

ライトガイドパネルの側面に複数の色光を順次または同時に入射し、前記ライトガイドパネルの出射面から前記色光により形成される照明光を出射して面照明を行う照明装置において、
光軸が互いに異なる前記複数の色光をそれぞれ出射する光源と、
前記光源からそれぞれ出射された前記複数の色光のそれぞれを、それぞれの光軸を同一軸上に揃えて前記ライトガイドパネルの側面に入射させる光学系とを備えたことを特徴とする照明装置。
In the illumination device that performs surface illumination by sequentially or simultaneously entering a plurality of color lights on the side surface of the light guide panel and emitting illumination light formed by the color light from the exit surface of the light guide panel,
A light source that respectively emits the plurality of colored lights having different optical axes;
An illumination apparatus comprising: an optical system that causes each of the plurality of color lights emitted from the light sources to enter the side surfaces of the light guide panel with their optical axes aligned on the same axis.
請求項1に記載の照明装置において、
前記光源は第1、第2および第3の色光をそれぞれ出射し、
前記光学系は、前記第1の色光を反射して前記同一軸上に揃える第1のダイクロイックミラーと、前記第1のダイクロイックミラーと第1の所定間隔で平行に配設され、前記第2の色光を反射して前記同一軸上に揃える第2のダイクロイックミラーと、前記第1のダイクロイックミラーと第2の所定間隔で平行に配設され、前記第3の色光を反射して前記同一軸上に揃える反射ミラーとを有することを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 1.
The light sources emit first, second and third color lights, respectively;
The optical system is disposed in parallel with the first dichroic mirror that reflects the first color light and aligns on the same axis, the first dichroic mirror at a first predetermined interval, and the second dichroic mirror. A second dichroic mirror that reflects colored light and aligns on the same axis; and a first dichroic mirror that is arranged in parallel at a second predetermined interval to reflect the third colored light and that are on the same axis. And a reflection mirror aligned with the illumination device.
請求項1または2に記載の照明装置において、
前記複数の色光をそれぞれ出射する前記光源を複数組備えたことを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 1 or 2,
An illumination apparatus comprising a plurality of sets of the light sources that respectively emit the plurality of colored lights.
請求項1〜3のいずれかに記載の照明装置と、
前記照明装置で照明された原稿からの光を検出して前記原稿の画像を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする画像入力装置。
The lighting device according to any one of claims 1 to 3,
An image input apparatus comprising: an imaging unit configured to detect light from a document illuminated by the illumination device and capture an image of the document.
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