JP5795067B2 - 照明装置、イメージセンサヘッドおよびこれを備える読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置、イメージセンサヘッドおよびこれを備える読取装置に関する。

近年、光源である発光部材からの光を均一に読取媒体に出射する照明装置が知られている。この照明装置は、発光部材からの光を導光体の一端部から供給し、導光体の反射部にて光を反射して出射部にて反射した光を出射することで、読取媒体に光を出射している。

そして、２つの導光体を出射部が連続するように接続部にて接続してなる導光部材と、導光部材の両端に配置された発光部材とを備えた照明装置が知られている。

また、この照明装置を備えるファクシミリ、電子黒板、あるいは複写機等の読取装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）

ＷＯ２００６／１０４２０３パンフレット

しかしながら、２つの導光体を接続部にて接続して導光部材を形成し、両端から発光部材により導光部材に光を供給すると、供給された光の一部が接続部にて反射される場合がある。接続部にて反射された光は、接続部の近傍における反射部にてさらに反射される場合がある。反射部にて反射された光は、接続部の近傍における出射部より出射され、接続部の近傍における光量が他の部位に比べて多くなる場合がある。そのため、導光部材から読取媒体に均一な光量を供給することができない可能性がある。

本発明の照明装置は、光を出射する出射部および該出射部の反対側に配置された反射部を有した複数の導光体を、接着剤を介して接続してなる導光部材と、該導光部材の両端部に配置され、該導光部材に光を供給する発光部材と、を備え、前記接着剤の近傍における前記反射部の外表面上および前記反射部側の前記接着剤上に、黒色の膜が設けられており、前記膜の主走査方向における長さが、前記接着剤の主走査方向における長さよりも長い。

また、本発明のイメージセンサヘッドは、上記に記載の照明装置と、複数の受光素子と、前記出射部と離間して配置され、前記出射部より出射された光を読取媒体に出射し、該読取媒体から反射した光を集光する複数の集光部とを備える。

また、本発明の読取装置は、上記に記載のイメージセンサヘッドと、該イメージセンサヘッドまたは前記読取媒体を搬送方向に駆動させる駆動部とを備える。

本発明によれば、導光部材から読取媒体に均一な量の光を供給することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。 （ａ）は図１に示すＩ−Ｉ線断面図であり、（ｂ）は照明装置の下面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、導光部材から出射される光を示す概念図である。 （ａ）は図３（ａ）〜（ｃ）に示す導光部材から出射される光を合成した概念図であり、（ｂ）は図１に示す照明装置から出射される光を示す概念図である。 図１に示す照明装置の変形例を示し、（ａ）は接続部近傍の斜視図であり、（ｂ）は接続部近傍の断面図である。 図１に示す照明装置の他の変形例を示し、（ａ）は接続部近傍の断面図であり、（ｂ）は導光体の端面の平面図である。 図１に示す照明装置の変形例を示す斜視図である。 （ａ）は図７に示す照明装置のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、（ｂ）は光拡散部を拡大して示す説明図である。 図１に示す照明装置を備えるイメージセンサヘッドを示す概略斜視図である。 図９に示すイメージセンサヘッドを備える読取装置を示す概略斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。 （ａ）は図１１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、（ｂ）は照明装置の下面図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置の変形例を示し、（ａ）は図１１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図に対応する断面図であり、（ｂ）は照明装置の下面図である。 照明装置から出射される光を示す概念図であり、（ａ）は図１１に示す照明装置の変形例を示し、（ｂ）は、図１１に示す照明装置のさらに他の変形例を示す。 本発明の第３の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。 図１５に示す照明装置を備えるイメージセンサヘッドを示す概略斜視図である。 集光部とプリズムのパターンとの関係を概略的に示す下面図である。 図１５に示す照明装置の変形例の概略断面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の照明装置に係る第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、照明装置Ｘ１は、光を出射する出射部９ａ，９ｂおよび出射部９ａ，９ｂの反対側に配置された反射部１１ａ，１１ｂを有した複数の導光体３ａ，３ｂにおける出射部９ａ，９ｂが連続するように、複数の導光体３ａ，３ｂを接続部８にて接続してなる導光部材１と、導光部材１の両端部に配置され、導光部材１に光を供給する発光部材７ａ，７ｂとを備えている。

導光部材１は、発光部材７ａ，７ｂから供給された光を反射部１１ａ，１１ｂにより反射させて、出射部９ａ，９ｂから原稿台２へ光を出射している。図１においては、照明装置Ｘ１にて出射された光、および光が原稿台２に到達して、照射された領域（照射エリア４）を一点鎖線で示している。

導光部材１は、２つの導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂ（図２参照）を互いに対向させた状態で、導光体３ａ，３ｂのそれぞれの出射部９ａ，９ｂが連続するように接続部８にて接続されている。導光部材１は、導光体３ａ，３ｂの接続部８の反対側の面である導光部材１の両端部に、それぞれ発光部材７が設けられている。

導光体３ａ，３ｂは、発光部材７から供給された光を原稿台２の照射エリア４に出射する機能を有している。導光体３ａ，３ｂは、原稿台２と反対側に位置する反射部１１ａ，１１ｂにより発光部材７ａ，７ｂからの入射光を反射して、出射部９ａ，９ｂを介して、入射光を原稿台２へ供給している。導光体３ａ，３ｂの接続部８の近傍の反射部１１ａ，１１ｂに、光を吸収するための吸光部５が設けられている。なお、接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂとは、接続部８から所定の距離に位置する反射部１１ａ，１１ｂを示している。なお、接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂにおいても同様である。

接続部８の近傍とは、発光部材７の光量、導光部材１の長さ、および接続部８の断面積によって様々な値に設定することができる。例えば、接続部８の近傍の領域は、接続部からの長さが、導光部材１の長さの１〜１０％の領域を例示することができる。具体的には、第１の実施形態に係る照明装置Ｘ１の場合、接続部８から２〜５ｍｍの領域を接続部８の近傍とすることができ、この範囲に吸光部５を設ければよい。接続部８からの距離は、実施形態に合わせて適宜変更することができる。

照明装置Ｘ１は、吸光部５の一方の端部と接続部８との間の距離Ｄ１は、吸光部５の他方の端部と接続部８との間の距離Ｄ２と略等しい構成となっている。ここで吸光部５の一方の端部と接続部８との間の距離Ｄ１と、吸光部５の他方の端部と接続部８との間の距離Ｄ２とが略等しいとは、製造誤差の範囲を含むものであり、全く等しいものに限定されるものではない。

発光部材７は、導光部材１に光を供給するための部材であり、ＬＥＤ等の光源を用いることができる。導光部材１の両端に配置されるそれぞれの発光部材７は、互いに光量の等しいものを用いることが好ましい。また、一方の発光部材７ａを上述した光源により形成し、他方の発光部材７ｂを鏡等の反射材により形成してもよい。

導光体３ａ，３ｂは、図１，２に示すように、細長い円柱形を有している。導光体３ａ，３ｂは、原稿台２と対向する出射部９ａ，９ｂと、出射部９ａ，９ｂの反対側に配置された反射部１１ａ，１１ｂとを有している。導光体３ａ，３ｂの反射部１１ａ，１１ｂが設けられている部位は、円柱状の一部に形成された平面上に設けられている。そのため、反射部１１ａ，１１ｂにて反射した光を、原稿台２に出射することができる。

導光体３ａ，３ｂは、両端に配置された発光部材７により供給される光を反射部１１ａ，１１ｂにて反射して、出射部９ａ，９ｂから出射する必要があるため、透過性があることが必要であり、透過率Ｔが８５〜９８％であることが好ましい。このような透過性（透光性）の導光体３ａ，３ｂの材料としては、例えば、ガラス、透光性セラミックス、あるいはアクリル樹脂等の有機材料を例示することができる。

透過率Ｔは、入射光の強度と透過光の強度を比で表したものであり、吸光光度法などにより求めることができる。例えば、ＬＥＤ等を光源として、所定の光量Ｉ_０を光源より計測体へ出射する。そして、計測体より出射した光量Ｉを照度計などの光量測定器で測定して、光量Ｉを光量Ｉ_０で除して透過率Τを求めることができる。

導光体３ａ，３ｂの反射部１１ａ，１１ｂは、図２に示すように、複数のプリズム１２を含んでいる。複数のプリズム１２は、図２（ａ）に示すように、断面視して三角形状を有しており、プリズム１２は、発光部材７が設けられる一方側よりも他方側に頂点が位置するように設けられている。

プリズム１２は導光体３ａ，３ｂを加工することにより形成することができ、プリズム１２の高さ、プリズム１２の長さ、プリズム１２の間隔、あるいはプリズム１２の傾きは、導光部材１の態様によって適宜設定することができる。また、照明装置Ｘ１では、三角形状のプリズム１２の例を示しているが、プリズム１２の形状は、円筒状、台形状、あるいは矩形状としてもよい。

導光体３ａ，３ｂにおいては、図２（ｂ）に示すように、同じ大きさのプリズム１２が、等間隔で形成されている。また、導光体３ａと導光体３ｂとではプリズム１２の形状が逆となっている。つまり、接続部８を境に線対称な構造となっている。そのため、導光体３ａと導光体３ｂとで同様の形状の導光体を用いることができ、導光部材１を容易に作製することができる。つまり、導光体３ａと導光体３ｂとで同じ導光体３ａ，３ｂを用いることができ、導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂ同士を接続することにより、導光部材１を作製することができる。

図２（ａ）に示すように、導光部材１は、導光体３ａ，３ｂの接続部８近傍の反射部１１ａ，１１ｂに、吸光部５が設けられている。吸光部５は、導光体３ａ，３ｂの反射部１１ａにおける、接続部８側の２つのプリズム１２上に設けられている。そのため、導光部材１は、導光体３ａ，３ｂの接続部８近傍の４つのプリズム１２上に、吸光部５が設けられた構成となる。

吸光部５は、光を吸収する機能を有しており、黒色の塗料を塗布することにより黒色の膜が形成されている。吸光部５としては、例えば、油性塗料、一液常温熱硬化系接着剤、一液湿気硬化性弾性接着剤等をあげることができる。光を吸収する機能の点から、反射率の低いものが好ましい。そのため、これらの色彩は、暗い色彩を用いることが好ましく、特に黒色のものを用いることが好ましい。

また、吸光部５は、吸光部５を形成する材料を全面に塗布して形成してもよく、メッシュ状に塗布して形成してもよい。これにより、吸光部による吸光量を調整することができる。さらにまた、スリット等のパターン状に塗布してもよい。この場合においても、吸光部による吸光量を調整することができる。

反射率は、光が物質の表面で反射されるときの入射光強度に対する反射光強度の割合を示し、入射する光束Φ、反射する光束Φｒとすると、反射率ＲはΦｒ／Φと表すことができる。なお、拡散反射法を利用することにより反射率を測定することができる。接続部８の近傍における光量を減らすために、吸光部５の反射率は１〜２０％であることが好ましい。

次に、図３、４を用いて、反射部１１ａ，１１ｂによって反射される光について説明する。なお、図３、４についてはハッチングを省略して示している。

図３（ａ）に示すように、導光体３ａ側の発光部材７ａから供給された光の一部は、反射部１１ａのプリズム１２に反射して、出射部９ａを介して原稿台２へ光が出射される。同様に、導光体３ｂ側の発光部材７ｂから供給された光は、反射部１１ｂのプリズム１２に反射して、出射部９ｂを介して原稿台２へ光が出射される。以下、この反射を通常反射と称する場合がある。

また、図３（ｂ）に示すように、導光体３ａ側の発光部材７ａから供給された光の一部は、接続部８を通過して隣り合う導光体３ｂに入射して、導光体３ｂの反射部１１ｂにより反射されて、出射部９ｂを介して原稿台２へ光が出射される。同様に、導光体３ｂ側の発光部材７ｂから供給された光の一部は、接続部８を通過して隣り合う導光体３ａに入射して、導光体３ａの反射部１１ａにより反射されて、出射部９ａを介して原稿台２へ光が出射される。以下、この反射を透過反射と称する場合がある。

また、図３（ｃ）に示すように、導光体３ａ側の発光部材７ａから供給された光の一部は、接続部８において反射して、導光体３ａの反射部１１ａにより反射されて、出射部９ａを介して原稿台２へ光が出射される。同様に、導光体３ｂ側の発光部材７ｂから供給された光の一部は、接続部８において反射して、導光体３ｂの反射部１１ｂにより反射されて、出射部９ｂを介して原稿台２へ光が出射される。以下、この反射を接続反射と称する場合がある。

導光体３ａ，３ｂを接続してなる照明装置Ｘ１は、上記の透過反射および接続反射に起因して、原稿台２へ供給される光量は、接続部８近傍が他の領域に比べて多くなる可能性がある。

図４（ａ）は、図３（ａ）〜（ｃ）に示した光の反射を合成した概念図であり、図４（ｂ）は、接続部８近傍に吸光部５を設けた導光部材１の光の出射を示す概念図である。図４（ａ）に示すように、接続部８の近傍においては、導光体３ａの反射部１１ａは、導光体３ａを通過した光、導光体３ｂを通過した光、および接続部８にて反射された光を反射する。同様に、接続部８の近傍においては、導光体３ｂの反射部１１ｂは、導光体３ｂを通過した光、導光体３ａを通過した光、および接続部８にて反射された光を反射する。

照明装置Ｘ１は、導光部材１の接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂに、吸光部５が設けられている。そのため、図４（ｂ）に示すように、吸光部５により反射部１１ａ，１１ｂに供給された光が吸光されて、吸光部５が設けられたプリズム１２から、原稿台に光が反射されないこととなる。つまり、反射部１１ａ，１１ｂに供給された光の一部が、吸光部５により吸光されて一点鎖線で示すように反射した光が原稿台に供給されないこととなる。

それにより、接続部８の近傍から出射される光量を減らすことができ、接続部８の近傍における原稿台２に供給される光量を減らすことができる。そのため、導光部材１から原稿台２へ均一な量の光を供給することができる。

また、導光部材１が、一端部に発光部材７が接続された導光体９ａの他端部（端面６ａ）と、一端部に発光部材７が接続された導光体９ｂの他端部（端面６ｂ）とを接続部８にて接続してなることから、導光体１を組み合わせることにより、大きな導光部材１を作製することができる。なお、接続部８にて接続する導光部材９ａ，９ｂの端面６ａ，６ｂを鏡面加工することが好ましい。接続部８を鏡面加工することで、接続部８での反射を低減させることができる。

さらに、吸光部５の一方の端部と接続部８との間の距離Ｄ１が、吸光部５の他方の端部と接続部８との間の距離Ｄ２と略等しい構成となっている。言い換えると、接続部８を境界として、導光部材１が線対称に構成されていることとなる。そのため、導光体３ａと導光体３ｂとから出射される光量を均一に近づけることができる。それにより、プリズム１２の配列方向に均一な量の光を出射することができる。

図５，６を用いて照明装置Ｘ１の変形例を説明する。

図５に示す照明装置Ｘ１´は、吸光部５が、接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂに設けられている。その他の点は照明装置Ｘ１と同等であるため説明を省略する。

吸光部５は、接続部８の近傍の出射部９ａ，９ｂに設けられている。これにより、接続部８の近傍の出射部９ａ，９ｂから出射される光量を低減することができ、原稿台２に均一な量の光を供給することができる。

図６に示す照明装置Ｘ１´´は、吸光部５が接続部８に設けられており、接続部８にて反射される反射光の一部を吸光している。また、接続部８を透過する透過光の一部を吸光している。これにより、透過反射および接続反射を低減させることができ、接続部８の近傍における出射光を低減させることができる。そのため、原稿台２に均一な量の光を供給することができる。

吸光部５は、図６（ｂ）に示すように、導光体３ａの端面６ａの下部に設けられている。なお、対応する導光体３ｂの端面６ｂにも、吸光部５を設けてもよい。吸光部は、上述したように、油性塗料等を端面６ａに塗布することにより設けることができるが、横方向あるいは縦方向にスリットが設けられるように塗布してもよい。その場合、透過光が、スリットにて回折されて透過光を散乱させることができる。それにより、接続部８の近傍における透過反射を低減させることができる。なお、導光体３ａの端面６ａの下部に設けた例を示したが、吸光部５を端面６ａの上部に設けてもよい。

なお、第１の実施形態では、吸光部５が、接続部８、接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂ、あるいは接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂにそれぞれ別々に設けられた例を示したが、これに限定されるものではない。

例えば、接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂ、および接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂに吸光部５を設けてもよい。また、接続部８、および接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂに吸光部５を設けてもよい。また、接続部８、および接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂに吸光部５を設けてもよい。さらにまた、接続部８、接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂ、および接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂのすべてに吸光部５を設けてもよい。

照明装置Ｘ１の変形例である照明装置Ｘ１´´´について図７，８を用いて説明する。照明装置Ｘ１´´´は、接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂに光拡散部１０が設けられている。

光拡散部１０は、光拡散部１０に入光した光を拡散させる機能を有している。光拡散部１０として、図８（ｂ）に示すように、表面に第１凹凸部としてドットパターンが形成された光拡散部材あるいは摺り加工施した材料により形成された光拡散部材等を例示することができる。光拡散部材を両面テープあるいは接着剤等の接合部材により、接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂに接着することにより光拡散部１０が形成されている。なお、ドットパターンとは、凸部として設けられたドットが、所定の繰り返しパターンに配置された部材である。

第１凹凸部は、図８（ｂ）においては、半球状のドットを示したが、ドットの形状は、円錐形状、立方体形状、あるいは円柱形状でもよい。また、繰り返しパターンを千鳥状ではなく、列状としてもよい。光拡散部１０として、光拡散部材を接着する代わりに、反射部１１ａ，１１ｂにドットパターンあるいは複数の溝等を設けて光拡散部１０としてもよい。また、反射部１１ａ，１１ｂに、顔料あるいは金属粒子等の光拡散粒子を含有させてもよい。

上記のような構成とすることにより、光拡散部１０に出射された光が、光拡散部１０によって拡散され、光が散乱することとなる。それにより、接続部８の近傍に光拡散部１０を設けることで、接続部８の近傍における出射される光量を低減することができる。

照明装置Ｘ１を備えるイメージセンサヘッドＹ１、およびイメージセンサヘッドＹ１を備える読取装置Ｚ１について、図９，１０を用いて説明する。

イメージセンサヘッドＹ１は、照明装置Ｘ１を構成する導光部材１と、図９においては省略して示すが導光部材１の両端に設けられた発光部材と、複数の受光素子１６と、複数のレンズが配列された集光部１８とを枠体２０の内部に収納して構成されている。そして枠体２０の上面はカバーガラス１７で覆われている。

受光素子１６は、主走査方向である１直線上に複数個配置されており、スイッチング素子の入力端子に接続されている。受光素子１６は、光が照射されると電流を流す機能を有しており、例えば、薄膜のフォトダイオードより構成される光電変換素子を用いることができる。

受光素子１６と読み取られる読取媒体（不図示）との間には、受光素子１６に対応した複数レンズが配列された集光部１８が配置されている。つまり、集光部１８も主走査方向である一直線状に複数個配置されている。集光部１８は、導光部材１より読取媒体に出射した光が読取媒体により反射されて生じた反射光を受光素子１６に供給するための部材である。集光部１８としては、レンズを用いることができる。

カバーガラス１７は、枠体２０に固定されており、カバーガラスの上面に配置された読取媒体を保持する機能を有している。また、枠体２０の内部に設けられた各部材を保護する機能を有している。カバーガラス１７は、導光部材１より供給された光を、読取媒体に到達させるために透過性を有する必要がある。

枠体２０は、導光部材１と、受光素子１６と、集光部１８とを収納するための筐体であり、プラスチック等により構成されている。枠体２０は受光素子１６と集光部１８とを所定の間隔をあけて保持する機能を有している。

イメージセンサヘッドＹ１は、照射装置Ｘ１により読取媒体に光を出射し、読取媒体により反射された反射光を、集光部１８を介して受光素子１６により読み取る機能を有している。つまり、読取媒体の画像情報を電気信号に変換する機能を有している。そして、イメージセンサヘッドＹ１は、枠体２０を副走査方向に駆動させる駆動部２２（図１０参照）と、駆動を制御する制御部（不図示）とをさらに備える読取装置Ｚ１に組み込まれることで、ファックス、スキャナまたはこれらの複合機あるいは電子黒板のような読取装置Ｚ１とすることができる。

イメージセンサヘッドＹ１を備える読取装置Ｚ１として、電子黒板を例に挙げて図１０を用いて説明する。

読取装置Ｚ１は、イメージセンサヘッドＹ１と、イメージセンサヘッドＹ１を読取方向である副走査方向に駆動させる駆動部２２とを備えている。

イメージセンサヘッドＹ１のカバーガラス１７の面と、読取装置Ｚ１の読取面２３とが対向するように配置されており、イメージセンサヘッドＹ１の上部に駆動部２２が接続されている。

駆動部２２は、読取装置Ｚ１の読取面２３上をイメージセンサヘッドＹ１が副走査方向に移動するように設けられている。駆動部２２は、読取装置Ｚ１のガイドレール（不図示）上に車輪（不図示）が配置されており、モータ等の駆動機構（不図示）を駆動させることにより、読取面２３上のイメージセンサヘッドＹ１を副走査方向へ移動することができる。なお、イメージセンサヘッドＹ１の内部に駆動部２２を設けてもよい。

読取装置Ｚ１は、読取面２３に記載された画像等を読み取る際に、まず１画素分の幅の１ラインの画像等を線状に読み取る。次に、制御部は、読み取った１ラインの隣の画素を読み取るために、駆動部２２を動作させて、読取装置Ｚ１がガイドレール上を１画素分隣に移動するように駆動部２２を動作させる。そして、読取装置Ｚ１は、読み取り対象の位置にある画像等の読取媒体を読み取る。この作動を複数回繰り返すことにより、画像等の全体を読み取る。

なお、読取装置Ｚ１として、電子黒板の例を示したが、複合機等に本技術を用いてもよい。その場合、イメージセンサヘッドＹ１は、複合機に固定されており、駆動部２２は、読取媒体を主走査方向である搬送方向に駆動させて読取媒体を読み取る。また、カバーガラス１７を備えるイメージセンサヘッドＹ１を例示したが、イメージセンサヘッドＹ１はカバーガラス１７を備えていなくともよい。

＜第２の実施形態＞
図１１，１２を用いて照明装置Ｘ２について説明する。照明装置Ｘ２は、光拡散部１０が接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂに設けられるとともに、導光体３ａと導光体３ｂとの間に接続部８として接着剤１３が配置されており、導光体３ａと導光体３ｂとが接着剤１３により接続されて構成されている。また、図１２に示すように、導光部材１の端部から接続部８に向かうに従って、プリズム１２同士の間隔（以下、プリズムピッチと称する）が狭くなっている。そのため、プリズムピッチが、発光部材７側よりも接続部８側のほうが短くなっている。その他の構成は、照明装置Ｘ１と同じである。

接着剤１３は、アクリル系などのシリコーン樹脂を用いることができる。また、上述した一液常温熱硬化系接着剤、あるいは一液湿気硬化性弾性接着剤を用いることができる。

接着剤１３の透過率Ｔは、透過率パーセントで７５〜９６％であることが好ましく、導光体３ａ，３ｂの透過率Ｔと同等または導光体３ａ，３ｂの透過率よりも低いことが好ましい。接着剤１３の透過率Ｔを導光体３ａ，３ｂの透過率Ｔと同等とすることで、接続部８にて反射が生じにくくなり、接続反射を低減させることができることから、接続部８の近傍から出射する光量を減らすことができる。

また、接着剤１３の透過率を導光体３ａ，３ｂの透過率よりも低くすることにより、接続部８にて反射が生じにくくなり、接続部８の近傍から出射する光量を減らすことができる。

プリズムピッチは、導光部材１の端部から接続部８に向かうに従って、プリズムピッチが狭くなっている。つまり、図１２で示すように発光部材７側よりも接続部８側のほうが短くなっている。照明装置Ｘ２では、発光部材７側ではプリズムピッチＬ１を０．６〜１．０ｍｍ、接続部８側ではプリズムピッチＬ２を０．１〜０．６ｍｍとして形成されている。そして、照明装置Ｘ２は、発光部材７側から接続部８側に向けて漸次プリズムピッチが短くなるように構成されている。

このように、接続部８側のプリズムピッチＬ２が、発光部材７側のプリズムピッチＬ１よりも短く形成されていることにより、発光部材７からの距離が遠い接続部８側においても、接続部８側の光量を確保することができる。

ここで、照明装置は、作動時に発熱する場合があり、導光部材の両端が固定されている場合に、導光体が熱膨張することにより、導光体同士の接続部に応力が生じて、導光体に反りが生じる場合がある。このように導光体に反りが生じると導光部材の光出射面にゆがみを発生させ、照明装置の照明光に輝度むらが生じる場合、あるいは平均輝度を低下する場合がある。

また、照明装置を用いて、例えば、電子黒板用の読取装置を形成する場合、照明装置を重錘方向に立てた状態で作動する場合があり、この場合においても接続部に応力が集中して、導光体が変形を生じる場合がある。

これに対して、照明装置Ｘ２は、接続部８として接着剤１３を用いたことから、導光体３ａ，３ｂの熱膨張を緩和することができ、両端部が固定されていた場合においても、導光体３ａ，３ｂの反りを抑えることができる。それにより、導光部材１の光出射面のゆがみの発生を抑えることができ、照明装置の輝度むら、あるいは平均輝度の低下を低減することができる。

さらに、照明装置Ｘ２を、下方に位置する導光体３ａを枠体にねじ止め等により強固に固定して、導光体３ａと導光体３ｂとを接着剤１３により接続し、上方に位置する導光体３ｂを枠体に接着剤１３により固定することで、照明装置Ｘ２は、下方の導光体３ａは強固に固定され、上方の導光体３ｂは変形可能に固定されることとなる。それにより、導光体３ａ，３ｂが熱膨張した場合においても、導光部材１が上方に伸びることができ、導光部材１の反りを抑えることができる。

接着剤１３として弾性を有する弾性接着剤を用いることが、さらに好ましい。弾性を有する弾性接着剤を用いることで、導光体３ａ，３ｂの熱膨張に起因した応力をさらに緩和することができる。また、導光体３ａ，３ｂの自重に起因した応力も緩和することができる。

さらに、接着剤１３にて導光体３ａと導光体３ｂとを接続することから、温度変化のみならず湿度変化が生じた場合においても、信頼性を向上させることができる。

なお、発光部材７側から接続部８側に向けて漸次プリズムピッチが短くなるように構成した例を示したが、発光部材７側のプリズムピッチＬ１に比べて接続部８側のプリズムピッチＬ２が段階的に短くなるように構成してもよい。

図１３を用いて第２の実施形態に係る照明装置Ｘ２の変形例について説明する。照明装置Ｘ２´は、導光部材１の端部から接続部８に向かうに従って、プリズム１２の長さが短くなっている。つまり、プリズム１２の配列方向における、発光部材７側に位置するプリズム１２の長さＬ３よりも、プリズム１２の配列方向における、接続部８側に位置するプリズム１２の長さＬ４のほうが短くなっている。また、接着剤１３に光拡散粒子を含有させており、接着剤１３が光拡散部１０として機能している。その他の構成は照明装置Ｘ２と同様であり説明を省略する。

照明装置Ｘ２´は、導光部材１の端部から接続部８に向かうに従って、プリズム１２の長さが短くなっていることから、発光部材７からの距離が遠い接続部８側においても、読取媒体に出射する光量を確保することができる。

プリズム１２の長さは、例えば、発光部材７側のプリズムの長さＬ３を０．４ｍｍとして、接続部８側のプリズムの長さＬ４を０．２ｍｍとすることができる。これらの値は実施形態に合わせて適宜設定すればよい。

また、照明装置Ｘ２と照明装置Ｘ２´とを組み合わせて、発光部材７側と接続部８側とのプリズムピッチおよびプリズムの長さを変えてもよい。つまり、発光部材７側のプリズムピッチＬ１に比べて、接続部８側のプリズムピッチＬ２を短くするとともに、発光部材７側のプリズムの長さＬ３に比べて、接続部８側のプリズム長さＬ４を短くする構成とすることで、さらに接続部８側の読取媒体に出射する光量を確保することができる。

接着剤１３は、内部に光拡散粒子として、炭酸カルシウムを１．０〜１０．０重量％含有している。なお、炭酸カルシウムではなく、酸化チタンあるいは、乳白色の顔料を光拡散粒子として含有させてもよい。

接着剤１３が光拡散部１０として機能することから、透過反射および接続反射を低減することができ、接続部８の近傍における光量を低減することができる。また、接着剤１０に光拡散粒子を含有させることにより、光拡散部１０を形成するため、照明装置Ｘ２´に容易に光拡散部１０を形成することができる。

図１４を用いて、光拡散部１０の変形例について説明する。

図１４（ａ）に示す照明装置Ｘ２´´は、接着剤１３のかわりに光拡散部１０を備えており、プリズム１２のうち接続部８に最も近い側に位置するプリズム１２に、光拡散粒子が含有されており、光拡散部１０として機能している。その他の点は、照明装置Ｘ２と同様である。

導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂの間に配置された光拡散部１０は、アクリル等の透明な部材の両面に摺り加工が施されており、不透明に形成されている。導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂは、それぞれ鏡面加工が施されており、導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂは、光拡散部１０とそれぞれ接触している。それにより、光拡散部１０と導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂとの境界にて、反射が生じる可能性を低減することができる。それにより、接続反射を低減することができる。

また、接続部８に最も近い側に位置するプリズム１２が、光拡散部１０として機能している。そのため、接続部８の近傍における通常反射、透過反射および接続反射を低減することができ、接続部８の近傍から出射される光量を低減することができる。

図１４（ｂ）に示す照明装置Ｘ２´´´は、導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂに第２凹凸部が設けられている。導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂは、サンドブラスト工法等により、表面処理されており第２凹凸部が形成されている。導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂ同士の間には、接着剤１３が設けられており、導光体３ａ，３ｂ同士を接続している。

このように、導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂに第２凹凸部が形成されていることにより、導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂにて光を拡散することができ、導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂが光拡散部１０として機能する。そのため、導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂにて反射する光を低減することができる。また、導光体３ａ，３ｂの端面６ａ，６ｂに凹凸部が設けられているため、接着剤１３が、第２凹凸部に入り込むことにより、導光体３ａ，３ｂ同士の接続強度を向上させることができる。なお、第２凹凸部を第１凹凸部と同様の部材により形成してもよい。

なお、プリズム１２同士の間隔とは、プリズムピッチを意味しており、図１２（ａ）に示すように、隣り合うプリズム１２の頂点同士の間隔Ｌ１，Ｌ２を意味する。プリズム１２の長さとは、図１３（ａ）に示すように、１つのプリズム１２の長さＬ３，Ｌ４を示す。また、プリズム１２の高さとは、反射部１１ａ，１１ｂより突出したプリズム１２の高さを示す。さらにまた、プリズム１２の傾斜とは、三角形状のプリズム１２を用いた場合に、プリズム１２を構成する斜面の傾きを意味する。

なお、照明装置Ｘ２においては、光拡散部１０を接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂの下方、および接着剤１３の下方に設けた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、光拡散部１０を、接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂに設けてもよい。また、光拡散部１０を、接続部８および接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂに設けてもよい。また、光拡散部１０を、接続部８、および接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂに設けてもよい。また、光拡散部１０を、接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂ、および接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂに設けてもよい。さらにまた、光拡散部１０を、接続部８、接続部８の近傍における出射部９ａ，９ｂ、および接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂのすべてに設けてもよい。

＜第３の実施形態＞
図１５〜１７を用いて照明装置Ｘ３について説明する。照明装置Ｘ３は、接続部８の近傍における反射部１１ａ，１１ｂに吸光部５が設けられており、接続部８に光拡散粒子を含有した接着剤１３が塗布されており、光拡散部１０として機能している。

集光部１８は、中央部、および中央部の外側に位置する縁部を有しており、光を集光する機能を有する。集光部１８は一般に知られるレンズ等を用いることができる。なお、集光部１８の中央部とは、集光部１８の中心から７０〜８５％程度の領域を示し、集光部１８の端部とはそれ以外の部位を示す。

図１６は、照明装置Ｘ３を備えるイメージセンサヘッドＹ２を概略的に示す斜視図である。イメージセンサヘッドＹ２は、読取媒体Ｐに光を照射して読取媒体Ｐからの反射光を読み取ることにより、読取媒体Ｐの画像データを読み取っている。より詳細に説明すると、導光部材１から読取媒体Ｐに向けて光が出射される。読取媒体Ｐに出射された光は読取媒体Ｐにより反射される。読取媒体Ｐにより反射された光は、複数設けられた集光部１８にて集光され、集光部１８に対応する受光素子１６に供給される。複数の受光素子１６は、読取媒体Ｐからの反射光を読取り、読取媒体Ｐの画像情報を電子データへと変換する。

ここで、集光部は、集光部の中央部と縁部とでは集光する光量に差が生じる場合がある。詳細には、集光部は、集光部の中央部と縁部とで周辺光量の低下により光量に差が生じる場合があり、集光部の縁部において、集光部の中央部に比べて光量が少なくなる可能性がある。そのため、受光素子に供給される光量にばらつきが生じる可能性がある。

しかしながら、図１７に示す照明装置Ｘ３は、集光部１８の縁部に対応するプリズム１２同士の間隔が、集光部１８の中央部に対応するプリズム１２同士の間隔よりも小さい構成となっている。つまり、集光部１８の縁部に対応する反射部１１ａ，１１ｂの領域に存在するプリズム１２の数が、集光部１８の中央部に対応する反射部１１ａ，１１ｂの領域に存在するプリズム１２の数よりも多い構成となる。

そのため、集光部１８の縁部に対応する反射部１１ａ，１１ｂにより反射される光量が、集光部１８の中央部に対応する反射部１１ａ，１１ｂにより反射される光量よりも多くなる。それゆえ、集光部１８の縁部に供給される光量が、集光部１８の中央部に供給される光量よりも多くなり、受光素子１６に供給される光量のばらつきを低減させることができる。

また、反射部１１ａ，１１ｂに吸光部５を設け、接続部８に光拡散部１０を設けたことにより、透過光および接続部８における反射光を低減することができるとともに、反射部１１ａ，１１ｂに設けられた吸光部５により、透過反射および接続反射をさらに低減することができる。そのため、接続部８の近傍の光量を低減することができる。

なお、集光部１８の縁部に対応するプリズム１２とは、集光部１８の縁部に光を供給する位置に存在するプリズム１２を意味する。また、集光部１８の縁部に対応する反射部１１ａ，１１ｂの領域とは、集光部１８の縁部に光を供給する位置に存在する反射部１１ａ，１１ｂの領域を意味する。集光部１８の中央部に対応するプリズム１２とは、集光部１８の中央部に光を供給する位置に存在するプリズム１２を意味する。また、集光部１８の中央部に対応する反射部１１ａ，１１ｂの領域とは、集光部１８の中央部に光を供給する位置に存在する反射部１１ａ，１１ｂの領域を意味する。

つまり、集光部１８の縁部に対応する反射部１１ａ，１１ｂの領域に位置するプリズム１２により反射された反射光は、読取媒体Ｐに照射され、読取媒体Ｐにて反射された反射光は、集光部１８の端部に供給されることとなる。集光部１８の中央部においても同様である。これらの対応関係については、例えば、シミュレーションにより求めることができる。具体的には、導光部材１の各種寸法、集光部１８の位置情報、およびプリズム１２の形状等の情報を演算手段に入力し、プリズム１２の反射光が集光部１８に照射する領域を求めることができる。そのため、プリズム１２の反射光と、集光部１８との対応関係を求めることができる。

照明装置Ｘ３では、集光部１８の縁部に対応するプリズム１２同士の間隔を、集光部１８の中央部に対応するプリズム１２同士の間隔よりも小さくする例を示したが、プリズム１２の長さを変化させてもよい。つまり、集光部１８の縁部に対応する反射部１１ａ，１１ｂの領域におけるプリズム１２の長さが、集光部１８の中央部に対応する反射部１１ａ，１１ｂの領域におけるプリズム１２の長さよりも長い構成としてもよい。この場合においても、集光部１８の縁部に供給する光量を増加させることができ、受光素子１６に供給される光量のばらつきを低減させることができる。

図１８を用いて、照明装置Ｘ３の変形例である照明装置Ｘ３´について説明する。照明装置Ｘ３´は、プリズム１２が、断面視して、第１面１４ａと、第１面１４ａよりも接続部８から遠い側に位置する第２面１４ｂとを有しており、第１面１４ａおよび第２面１４ｂにより三角形状を構成しており、第２面１４ｂに吸光部５が設けられている。

このように、吸光部５が、プリズム１２の第２面１４ｂに設けられていることから、透過反射および接続反射を低減することができる。つまり、プリズム１２は第１面１４ａにより通常反射を低減せずに、接続部８の光量増加の原因となる透過反射および接続反射を第２面１４ｂに設けられた吸光部５により吸光することができるため、接続部８の近傍における光量を低減することができる。なお、プリズム１２の第２面１４ｂに吸光部５を設けた例を示したが、光拡散部１０を設けてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、実施形態Ｘ１〜Ｘ３を任意に組み合わせてもよい。

例えば、反射部１１ａ，１１ｂにおけるプリズム１２の形状を位置によって異なる形状としてもよい。例えば、接続部８側のプリズムの高さを、発光部材７側のプリズム１２の高さよりも高くすることにより、接続部８の近傍の光量を多くすることができる。

また、導光体３ａ，３ｂを２本組み合わせた導光部材１について例示したが、２本以上の導光体３ａ，３ｂを組み合わせて導光部材１を形成してもよい。

さらにまた、出射部９ａ，９ｂ、反射部１１ａ，１１ｂおよび接続部８のすべての部位に光拡散部１０を設けてもよく、出射部９ａ，９ｂ、反射部１１ａ，１１ｂおよび接続部８のすべての部位に吸光部５を設けてもよい。また、光拡散部１０と吸光部５とを組み合わせて両方同時に用いてもよい。好ましくは、出射部９ａ，９ｂおよび接続部８に光拡散部１０を設けて、反射部１１ａ，１１ｂに吸光部５を設けることが好ましい。これにより、導光部材１から出射される全体の光量の低下を抑えるとともに、接続部５の近傍の光量を低減することができ、導光部材１から均一な光量を供給することができる。

なお、照明装置Ｘ１を用いたイメージセンサヘッドＹ１を備える読取装置Ｚ１の例について説明したが、このイメージセンサヘッドＹ１に代えて、イメージセンサヘッドＹ２を採用した読取装置Ｚ１を構成してもよい。

Ｘ１〜Ｘ３ 照明装置
Ｙ１，Ｙ２ イメージセンサヘッド
Ｚ１ 読取装置
１ 導光部材
３ａ，３ｂ 導光体
５ 吸光部
６ａ，６ｂ 端面
７ａ，７ｂ 発光部材
８ 接続部
９ａ，９ｂ 出射部
１０ 光拡散部
１１ａ，１１ｂ 反射部
１２ プリズム
１３ 接着剤
１４ａ 第１面
１４ｂ 第２面
１６ 受光素子
１８ 集光部
２０ 枠体

Claims (12)

1. 光を出射する出射部および該出射部の反対側に配置された反射部を有した複数の導光体を、接着剤を介して接続してなる導光部材と、
   該導光部材の両端部に配置され、該導光部材に光を供給する発光部材と、を備え、
   前記接着剤の近傍における前記反射部の外表面上および前記反射部側の前記接着剤上に、黒色の膜が設けられており、
   前記膜の主走査方向における長さが、前記接着剤の主走査方向における長さよりも長いことを特徴とする照明装置。
2. 前記接着剤の透過率が、前記導光体の透過率よりも低い、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記接着剤は、弾性を有する弾性接着剤である、請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記接着剤は、光拡散粒子を含有している、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記反射部は複数のプリズムを含んでおり、
   前記プリズムは、断面視して、第１面と、該第１面よりも前記接着剤から遠い側に位置する第２面とを有しており、前記第１面および前記第２面により三角形状を構成しており、
   前記第２面に前記膜が設けられている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記導光体は、前記接着剤にて接続される端面に、第２凸凹部を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記反射部は複数のプリズムを含んでおり、
   前記導光部材の端部から前記接着剤に向かうに従って、前記プリズム同士の間隔が狭くなっている、請求項１に記載の照明装置。
8. 前記反射部は複数のプリズムを含んでおり、
   前記導光部材の端部から前記接着剤に向かうに従って、前記プリズムの長さが短くなっている、請求項１に記載の照明装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の照明装置と、
   前記出射部と離間して配置され、前記出射部より出射された光を読取媒体に出射し、該読取媒体から反射した光を集光する複数の集光部と、
   複数の該集光部により集光された光を受光する複数の受光素子と、を備えることを特徴とするイメージセンサヘッド。
10. 前記照明装置の前記反射部は複数のプリズムを含んでおり、
    前記集光部は、中央部、および該中央部の外側に位置する縁部を有しており、
    前記集光部の前記縁部に対応する前記反射部の領域には複数の前記プリズムが配置され、前記集光部の前記中央部に対応する前記反射部の領域にも複数の前記プリズムが配置されており、
    前記集光部の前記縁部に対応する前記反射部の領域における前記プリズム同士の間隔が、前記集光部の前記中央部に対応する前記反射部の領域における前記プリズム同士の間隔よりも小さい、請求項９に記載のイメージセンサヘッド。
11. 前記照明装置の前記反射部は複数のプリズムを含んでおり、
    前記集光部は、中央部、および該中央部の外側に位置する縁部を有しており、
    前記集光部の前記縁部に対応する前記反射部の領域には複数の前記プリズムが配置され、前記集光部の前記中央部に対応する前記反射部の領域にも複数の前記プリズムが配置されており、
    前記集光部の前記縁部に対応する前記反射部の領域のプリズムの長さが、前記集光部の前記中央部に対応する前記反射部の領域のプリズムの長さよりも長い、請求項９に記載のイメージセンサヘッド。
12. 請求項１０乃至１１のいずれか１項に記載のイメージセンサヘッドと、
    該イメージセンサヘッドまたは前記読取媒体を搬送方向に駆動させる駆動部と、を備えることを特徴とする読取装置。

Images