專利名稱：導(dǎo)光體及圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、掃描儀裝置等中用于對原稿進(jìn)行線條(線狀)照明的導(dǎo)光體及組裝了該導(dǎo)光體的圖像讀取裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)已提出了一種以將來自光源的光有效地對被照射物照射為目的，使用在導(dǎo)光體剖面具有拋物線的面的導(dǎo)光體的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
另外，忽視成像性以便實(shí)現(xiàn)提高聚光效率的復(fù)合拋物面聚光器(CPC)是眾所周知的(非專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開2001-330734號公報非專利文獻(xiàn)1書名第6·光的鉛筆5非成像聚光光學(xué)系統(tǒng)作者鶴田匡夫發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明試圖解決的課題來自導(dǎo)光體的射出光具有擴(kuò)散性。因此，當(dāng)原稿與出射面的距離很大時，原稿讀取面的亮度下降，這樣不理想。
但是，如非專利文獻(xiàn)1所述，復(fù)合拋物面聚光器(CPC)是為了有效聚光而提出的光學(xué)系統(tǒng)，以入射角θ以內(nèi)的角度射入受光面的光都具有聚集于聚光面的特性。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)光體及使用該導(dǎo)光體的線照明裝置，該導(dǎo)光體反向地利用復(fù)合拋物面聚光器(CPC)的特性，將來自某限定區(qū)域的遍及全部角度的散射光轉(zhuǎn)換成限定于預(yù)定出射角的輻射光，作為高效地照亮原稿面的光學(xué)系統(tǒng)，由此可將光的擴(kuò)散抑制到最低限度。
課題解決辦法為了解決上述課題，本發(fā)明的導(dǎo)光體使由端面射入的光經(jīng)內(nèi)面反射同時從沿長度方向設(shè)置的出射面射出，與長度方向正交的方向的剖面形狀具有面對的2條拋物線、連接2條拋物線的焦點(diǎn)的線段、相當(dāng)于出射面的線段。包含上述連接2條拋物線的焦點(diǎn)的線段的面成為反射面，與該反射面對應(yīng)的面成為出射面。
利用上述結(jié)構(gòu)，能夠抑制從出射面射出的光的擴(kuò)散。為了使光最高效地射出，最好是將導(dǎo)光體的出射面一側(cè)的側(cè)面設(shè)置為大致平行于光軸。
另外，本發(fā)明的圖像讀取裝置具備2組例如在上述導(dǎo)光體的一端或兩端設(shè)置了發(fā)光源的照明單元，各個照明單元配置為從各個出射面射出的光可照射到原稿讀取面的同一區(qū)域。
發(fā)明的效果本發(fā)明的導(dǎo)光體及使用該導(dǎo)光體的線照明裝置反向地利用復(fù)合拋物面聚光器(CPC)的特性，將來自某限定區(qū)域的遍及全部角度的散射光轉(zhuǎn)換成限定于預(yù)定出射角的輻射光，作為高效地照亮原稿面的光學(xué)系統(tǒng)使用，因此可將光的擴(kuò)散抑制到最低限度。由此，能夠高效地照亮原稿面。


圖1是表示具有本發(fā)明的復(fù)合拋物面形狀的導(dǎo)光體的剖面形狀的圖。
圖2是表示圖1所示的本發(fā)明的導(dǎo)光體的出射光的圖。
圖3是具備組裝了本發(fā)明的導(dǎo)光體的線照明裝置的接觸式圖像傳感器(CIS)的剖面圖。
圖4是表示作為設(shè)置于本發(fā)明的導(dǎo)光體的端面的光源的各發(fā)光二極管的安裝位置的圖。
圖5是表示本發(fā)明的其他導(dǎo)光體的剖面形狀的圖。
圖6是表示本發(fā)明的其他導(dǎo)光體的剖面形狀的圖。
圖7是表示具備復(fù)合拋物面反射鏡的線照明裝置的剖面形狀的圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示具有本發(fā)明的復(fù)合拋物面形狀的導(dǎo)光體的剖面形狀的圖，圖2是表示圖1所示的本發(fā)明的導(dǎo)光體的出射光的圖。
導(dǎo)光體10由例如丙烯酸等透明樹脂形成，其剖面形狀在導(dǎo)光體10的全長上(例如320mm)均是一定的。
導(dǎo)光體10的底面1的寬度W為0.52mm，該底面1上形成有以白色油墨或木紋的細(xì)凹凸所構(gòu)成的散射圖案。散射圖案形成如例如點(diǎn)狀。
該散射圖案既可形成于底面1的整個面，也可以隨著遠(yuǎn)離來自未圖示的發(fā)光源的光所射入的端面而逐漸擴(kuò)大散射圖案的形成區(qū)域。
側(cè)面2是以原點(diǎn)(x，y)＝(0，0)為旋轉(zhuǎn)中心將以虛線表示的2次曲線(y＝0.81927x2-0.30515)旋轉(zhuǎn)θ＝10度，并在x軸方向平行移動-W1/2＝-0.26mm后的曲線的一部分(y的范圍0≤y≤9.97)。將以虛線表示的2次曲線傾斜，使出射面4一側(cè)的側(cè)面2與y軸(光軸)大致平行。側(cè)面3是側(cè)面2的y軸線對稱曲線。
這種情況下，座標(biāo)(x，y)＝(-0.26，0)成為拋物面即側(cè)面2的焦點(diǎn)a。如圖2所示，在來自該焦點(diǎn)a的散射光中，直接到達(dá)側(cè)面2的光滿足全反射條件，相對于y軸，在導(dǎo)光體10的內(nèi)部成為傾斜10度的平行光，到達(dá)出射面4。
當(dāng)導(dǎo)光體10是丙烯酸、并且其折射率為n＝1.49時，1.49·sin10度＝sinθd(斯涅爾定律)(Snell’s Law)則θd＝15度。
因此，如圖2中符號5所示光線那樣，相對于y軸傾斜15度的平行光從出射面4射出。
另一方面，在來自焦點(diǎn)a的散射光中，直接到達(dá)出射面4的光在穿過座標(biāo)(x，y)＝(1.50，9.97)時，如圖2中符號6所示的光線那樣相對于y軸傾斜-15度。
同樣地，坐標(biāo)(x，y)＝(0.26，0)成為拋物面即側(cè)面3的焦點(diǎn)b。在來自該焦點(diǎn)b的散射光中，直接到達(dá)側(cè)面3的光滿足全反射條件，相對于y軸，在導(dǎo)光體10的內(nèi)部成為傾斜-10度的平行光，到達(dá)出射面4。
因此，來自區(qū)間(-0.26≤x≤0.26，y＝0)的散射光(即來自底面1的散射光)包含直接到達(dá)側(cè)面3的散射光的反射，相對于y軸限定于±15度的范圍之內(nèi)。
由此，能夠?qū)某錾涿?射出的光的擴(kuò)散抑制到很小，其結(jié)果是，能夠高效地照亮原稿面。
圖3是具備組裝了本發(fā)明的導(dǎo)光體的線照明裝置的接觸式圖像傳感器(CIS)的剖面圖，圖4是表示作為設(shè)置于本發(fā)明的導(dǎo)光體的端面的光源的各個發(fā)光二極管的安裝位置的圖。
圖3所示的接觸式圖像傳感器(CIS)30具備框體31，該框體31中組裝了2組線照明裝置20L、20R，另外，框體31中配置正像等倍系透鏡陣列32，進(jìn)一步在框體31的下部安裝設(shè)有線圖像傳感器33的基板34。符號35是構(gòu)成原稿臺的覆蓋玻璃。
各個線照明裝置20L、20R由圖1及圖2所示的導(dǎo)光體10、導(dǎo)光體盒11、及具有圖4所示的各發(fā)光二極管12R、12G、12B的發(fā)光源基板(未圖示)構(gòu)成。各發(fā)光二極管12R、12G、12B分別發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色光，這些發(fā)光二極管12R、12G、12B采用芯片型(LED芯片)。
本實(shí)施方式中，如圖4所示，沿著y軸(光軸)按一列配置各發(fā)光二極管12R、12G、12B。由此，形成于導(dǎo)光體10的底面1上的散射點(diǎn)狀圖案的法線與各發(fā)光二極管12R、12G、12B的光軸達(dá)到一致。
來自發(fā)光二極管12R、12G、12B的光在導(dǎo)光體10的內(nèi)部傳輸，在底面1產(chǎn)生散射光。如圖3所示，該散射光在各側(cè)面2、3反射，或者直接從出射面4射出，成為照亮放置在覆蓋玻璃35上未圖示的原稿的讀取面的照明光7。
在未圖示的原稿的讀取面反射的照明光7介由覆蓋玻璃35和透鏡陣列32，由線圖像傳感器33檢出。由此可讀出原稿。
由各導(dǎo)光體10射出的照明光相對于y軸(光軸)限定于±15度的范圍，因此即使到原稿為止的距離很大，也能夠抑制照明光的擴(kuò)散。因此，能夠高效地照亮原稿面。
圖5是表示本發(fā)明的其他導(dǎo)光體的剖面形狀的圖。圖5所示的導(dǎo)光體10A將出射面8作成凸面以縮小出射光的擴(kuò)散角度。
圖6是表示本發(fā)明的其他導(dǎo)光體的剖面形狀的圖。與該導(dǎo)光體的長度方向正交的方向的剖面形狀包含由橢圓曲面形成的側(cè)面2′、3′、底面1′及出射面4′，底面1′的兩端與側(cè)面2′、3′的焦點(diǎn)a′、b′一致。
即，由具有1.6∶6的縱橫比的橢圓曲線(x/1.6)2+(y/6)2＝1求出焦點(diǎn)座標(biāo)，則成為x＝0、y＝f＝-(6×6-1.6×1.6)0.5。
y為區(qū)間(f≤y≤0)、f＝-(6×6-1.6×1.6)0.5中的變量，該區(qū)間的橢圓曲線為x＝1.6(1-(y/6)2)0.5這里，當(dāng)以y＝f時的x作為x0(＝0.42667)時的情況下，通過將導(dǎo)光體的側(cè)面作為曲線x＝1.6(1-(y/6)2)0.5-x0/2底面1′的兩端與側(cè)面(橢圓曲線)2′、3′的焦點(diǎn)a′、b′一致。
將圖6所示的導(dǎo)光體作為圖3所示的20L、20R使用時，可以利用傳感器33檢測出與使用圖1的導(dǎo)光體時幾乎同等的輸出。
除了上述圖示實(shí)例之外，也可以將拋物面2、3或橢圓曲線2′、3′形成為左右不對稱，以改變左右的擴(kuò)散角度。
圖7是表示具備復(fù)合拋物面反射鏡的線照明裝置的剖面形狀的圖。圖7所示的線照明裝置60使從例如剖面形狀為矩形的導(dǎo)光體61的出射面62射出的光在拋物面?zhèn)让娴姆瓷溏R63、64反射，從開口部65作為照明光射出。符號66是塑料盒體。該線照明裝置60在折射率介質(zhì)中沒有反射面，因此可以抑制擴(kuò)散角度。即，復(fù)合拋物面反射鏡63、64內(nèi)部是空氣，因此光從照明光的出口即開口部65射出時不會擴(kuò)散。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光體，其特征在于，是使由端面射入的光經(jīng)內(nèi)面反射，并同時由沿著長度方向設(shè)置的出射面射出的導(dǎo)光體，與上述長度方向正交的方向的剖面形狀具有面對的2條拋物線或2條橢圓曲線；連接上述的2條拋物線的焦點(diǎn)或2條橢圓曲線的焦點(diǎn)的連接線段；相當(dāng)于上述出射面的線段。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光體，其特征在于，上述出射面一側(cè)的導(dǎo)光體的側(cè)面與光軸大致平行。
3.一種圖像讀取裝置，其特征在于，在框體中組裝了照明單元和透鏡陣列，該照明單元在權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光體的端面上設(shè)置發(fā)光源，該透鏡陣列用來使由該照明單元向原稿照射、經(jīng)原稿反射或透過原稿的光集聚到受光元件。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像讀取裝置，其特征在于，配置了2組上述照明單元，各照明單元被配置成由各出射面射出的光照射到原稿讀取面的同一區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明反向利用了復(fù)合拋物面聚光器(CPC)的特性，將來自某限定區(qū)域的遍及全部角度的散射光轉(zhuǎn)換成限定于預(yù)定出射角的輻射光，以便將光的擴(kuò)散抑制到最低限度，并高效地照亮原稿面。在使由端面射入的光經(jīng)內(nèi)面反射同時從沿著長度方向設(shè)置的出射面4射出的導(dǎo)光體10中，與長度方向正交的方向的剖面形狀包含面對的2條拋物線2和3、連接2條拋物線2和3的焦點(diǎn)a和b的線段(底面)1、相當(dāng)于出射面4的線段。另外，在連接焦點(diǎn)a和b的線段(底面)1上形成由白色油墨構(gòu)成的散射圖案。
文檔編號H04N1/04GK1813208SQ20048001797
公開日2006年8月2日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者池田誠, 根本浩之 申請人:日本板硝子株式會社