專利名稱：光導(dǎo)、照明設(shè)備以及圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光導(dǎo)、照明設(shè)備，以及圖像讀取裝置。本發(fā)明適當(dāng)?shù)靥貏e應(yīng)用于諸如圖 像掃描儀、復(fù)印機、傳真機等等之類的在照明原件的表面時讀取圖像的圖像讀取裝置。
背景技術(shù)：
對降低成本以及提高圖像讀取裝置的操作速度的需求越來越大。響應(yīng)于此，已使 傳感器大小更小，這必然需要縮影光學(xué)系統(tǒng)的縮影比例的降低。因此，需要更亮的原件照明 系統(tǒng)，以便實現(xiàn)如以前那么高的圖像質(zhì)量。為此，可以使用具有高發(fā)光效率的發(fā)光二極管 (LED)。
當(dāng)在光源中使用諸如LED之類的點光源時，在很多情況下，沿著主掃描方向排列 多個點光源。如果從多個點光源發(fā)出的光束被直接傳遞到原件的表面，則將發(fā)生相對于沿 著其排列光源的方向的照明不均勻性，這在讀取的圖像中導(dǎo)致密度不均勻性。日本專利公 告No. 4533235以及日本專利申請公開No. 2008-123766公開了降低使用多個點光源的圖像 讀取裝置中的照明不均勻性的方法。日本專利公告No. 4533235公開了使用光導(dǎo)以便降低 相對于光源的排列方向的照明不均勻性的照明裝置。在此裝置中，直射光束和在光導(dǎo)中反 射的光束被對齊。日本專利申請公開No. 2008-123766公開了配備有光導(dǎo)的照明裝置，該光 導(dǎo)帶有具有聚光功能的光出射表面。
然而，需要具有進一步提高的讀取速度的圖像讀取裝置。日本專利公告 No. 4533235和日本專利申請公開No. 2008-123766中所公開的照明裝置不符合此需求，因 為相對于副掃描方向(即，垂直于主掃描方向或光源的排列方向的方向)的聚光效率不足。 具體而言，在日本專利公告No. 4533235中所公開的裝置中，盡管可能對齊直射光和在光導(dǎo) 中被多次反射的光，但是，特別是相對于副掃描方向，直射光和多次反射光的聚光不足。
在日本專利申請公開No. 2008-123766所公開的裝置中，直射光和穿過光導(dǎo)的多 次反射光僅僅被光出射部聚光。因此，不容易實現(xiàn)每個光束的聚光以及直射光和多次反射 光的聚光。因此，相對于副掃描方向的聚光效率不足。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的光導(dǎo)包括在垂直于一維地排列的光源的排列方向的截面中將來自 所述光源的光束從入射部引導(dǎo)到收縮部的第一光導(dǎo)部，以及第二光導(dǎo)部，該第二光導(dǎo)部與 所述第一光導(dǎo)部集成并在垂直于所述光源的排列方向的所述截面中彎曲來自所述入射部 并穿過所述收縮部的光束的光路，以將所述光束引導(dǎo)到具有聚光功能的光出射部，所述光 束通過該光出射部出射，其中，所述第一光導(dǎo)部具有在垂直于所述光源的排列方向的所述 截面中在第一方向全反射從所述入射部行進的光束的第一側(cè)面部以及在第二方向全反射 從所述入射部行進的光束的第二側(cè)面部，以將從所述入射部行進并被所述第一側(cè)面部和所 述第二側(cè)面部中的至少一個全反射的光束以及直接從所述入射部行進而沒有被所述第一 側(cè)面部或所述第二側(cè)面部反射的光束以疊加的狀態(tài)傳遞到所述收縮部，并且所述第二光導(dǎo)部具有反射聚光部、第三側(cè)面部以及第四側(cè)面部，該反射聚光部在垂直于所述光源的排列 方向的所述截面中具有聚光功能、位于離所述收縮部的預(yù)定距離處并全反射在穿過所述收 縮部之后進一步發(fā)散的光束，該第三側(cè)面部從所述收縮部比作為所述第一側(cè)面部超出所述 收縮部的延伸的虛表面更向外地延伸，以將所述第一側(cè)面部連接到所述光出射部，從而使 得從所述收縮部朝向所述反射聚光部行進的光束不被限制，該第四側(cè)面部從所述收縮部比 作為所述第二側(cè)面部超出所述收縮部的延伸的虛表面更向外地延伸，以將所述第二側(cè)面部 連接到所述反射聚光部，從而使得從所述收縮部朝向所述反射聚光部行進的光束不被限 制，并且使得所述反射聚光部被放大。
通過下列參考附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得顯而易見。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光導(dǎo)的相關(guān)部分的示意圖。
圖2是具有對稱地排列的根據(jù)第一實施例的光導(dǎo)的照明設(shè)備的示意圖。
圖3是示出了配備有根據(jù)本發(fā)明的實施例的光導(dǎo)以及照明設(shè)備的圖像讀取裝置 的基本配置的示意圖。
圖4是比較第一實施例和常規(guī)裝置之間的光量的圖。
圖5是使用根據(jù)第二實施例的光導(dǎo)的照明設(shè)備的示意圖。
圖6是使用根據(jù)第三實施例的光導(dǎo)的照明設(shè)備的示意圖。
圖7是常規(guī)光導(dǎo)的示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
(第一實施例)
圖3是示出了配備有根據(jù)本發(fā)明的一實施例的光導(dǎo)和照明設(shè)備的圖像拾取裝置 的基本構(gòu)造的圖。集成型掃描光學(xué)系統(tǒng)單元107 (在下文中，也將其稱為“機架”)具有照明 被置于玻璃原件臺(原件臺)102上的原件101的照明設(shè)備103以及從被照明設(shè)備103照明 的原件101中讀取光束的讀取單元(例如，線傳感器或圖像傳感器)105。
集成型掃描光學(xué)系統(tǒng)單元107進一步具有將光束從原件101引導(dǎo)到讀取單元105 的折轉(zhuǎn)反射鏡104a到104d以及聚焦來自原件101的具有圖像信息的光束以在讀取單元 105的表面上形成圖像的成像光學(xué)系統(tǒng)(或成像透鏡)106。具有上文所描述的構(gòu)造的集成型 掃描光學(xué)系統(tǒng)單元107被驅(qū)動馬達(dá)(副掃描馬達(dá))108在圖3中的箭頭A所指示的方向(副 掃描方向)上移動以便進行掃描。構(gòu)成集成型掃描光學(xué)系統(tǒng)單兀107的部件移動,而不會改 變它們的相對位置關(guān)系，以掃描原件。
在圖3中，折轉(zhuǎn)反射鏡包括第一折轉(zhuǎn)反射鏡104a、第二折轉(zhuǎn)反射鏡104b、第三折轉(zhuǎn) 反射鏡104c以及第四折轉(zhuǎn)反射鏡104d。這些反射鏡被以這樣的方式排列，以便使得來自原 件101的光束從第一折轉(zhuǎn)反射鏡104a行進到第二折轉(zhuǎn)反射鏡104b，然后從第二折轉(zhuǎn)反射 鏡104b行進到第三折轉(zhuǎn)反射鏡104c，然后從第三折轉(zhuǎn)反射鏡104c行進到第四折轉(zhuǎn)反射鏡 104d。在第四折轉(zhuǎn)反射鏡104d上反射的光束被成像光學(xué)系統(tǒng)106聚焦，以在讀取單元105 的表面上形成圖像。
在此裝置中，由讀取單元105讀取的原件的圖像信息被作為電信號發(fā)送到圖像處 理單元(未示出)，其中，電信號通過特定圖像處理過程被處理，然后被輸出。圖像讀取裝置 I還配備有用于驅(qū)動裝置的電源單元(未示出)。
(光導(dǎo)和照明設(shè)備)
將更詳細(xì)地描述此實施例中的光導(dǎo)和照明設(shè)備。圖2是此實施例中的照明設(shè)備 103的副掃描截面視圖。照明設(shè)備103包括由沿著主掃描方向排列的多個發(fā)光元件或白光 LED 103構(gòu)成的LED陣列、由集成在一起的第一光導(dǎo)部S和第二光導(dǎo)部T構(gòu)成的光導(dǎo)，以及 基板103c。相同的照明設(shè)備103被相對于讀取位置對稱地分別排列在讀取位置的一側(cè)上和 讀取位置的另一側(cè)上。
在基板103c上沿著主掃描方向排列具有排列成行的多個LED103a的LED陣列，以 構(gòu)成光源單兀103e。由第一光導(dǎo)部S和第二光導(dǎo)部T構(gòu)成的集成光導(dǎo)由諸如塑料之類的光 學(xué)合成樹脂制成。
(第一光導(dǎo)部S和第二光導(dǎo)部T)
將參考圖1來描述照明設(shè)備103中的第一光導(dǎo)部S和第二光導(dǎo)部T。在垂直于一 維排列光源的方向的截面中，第一光導(dǎo)部S將來自光源的光束從入射部(具有寬度W)引導(dǎo) 到稍后將描述的收縮部2。在垂直于光源的排列方向的截面中，第二光導(dǎo)部T通過反射聚光 部4彎曲來自入射部并穿過收縮部2的光束的光路，以將光束引導(dǎo)到光出射部5，光束通過 該光出射部5出射到外部。光出射部5具有聚光功能。
在垂直于光源的排列方向的截面中，第一光導(dǎo)部S具有在第一方向全反射從入射 部行進的光束的第一側(cè)面部Ia和在第二方向全反射從入射部行進的光束的第二側(cè)面部 lb。從入射部行進的并被第一側(cè)面部Ia和第二側(cè)面部Ib中的至少一個全反射的光束以及 直接從入射部行進的而沒有被第一側(cè)面部Ia或第二側(cè)面部Ib反射的光束被疊加并引導(dǎo)到 收縮部2。
第二光導(dǎo)部T具有反射聚光部4以及具有聚光功能的光出射部5，該反射聚光部4 在垂直于光源的排列方向的截面中具有聚光功能。反射聚光部4位于離收縮部的預(yù)定距離 處，并全反射在穿過收縮部之后進一步發(fā)散的光束。第二光導(dǎo)部T進一步具有第三側(cè)面部 3a，該第三側(cè)面部3a在收縮部2處將第一側(cè)面部Ia向外(朝向原件臺)連接到光出射部5， 以便使得從收縮部2朝向反射聚光部4行進的光束不被限制。
此外，第二光導(dǎo)部T具有第四側(cè)面部3b，該第四側(cè)面部3b在收縮部2處將第二側(cè) 面部Ib向外(遠(yuǎn)離原件臺)連接到反射聚光部4，以便使得從收縮部2朝向反射聚光部4行 進的光束不被限制，并且使得反射聚光部4被放大。
在此實施例中，第三側(cè)面部3a聯(lián)接光出射部5，而第四側(cè)面部3b聯(lián)接反射聚光部 4。然而，可以在第三側(cè)面部3a和光出射部5之間或在第四側(cè)面部3b和反射聚光部4之間 提供另一部以聯(lián)接它們。
在圖1中，在第一光導(dǎo)部S中，從光源103a通過入射部進入的光束被側(cè)面部la、lb 多次全反射，以到達(dá)下面所描述的收縮部2，同時被聚光。然后，通過第二光導(dǎo)部T，使光束 以相對于副掃描方向被反射聚光部4和光出射部5 (每個部都具有聚光功能)增強的聚光 效率來照明原件的表面。在此實施例中，還在相對于讀取位置的相對側(cè)提供相同的照明設(shè) 備103。當(dāng)讀取三維對象時，這將降低陰影的影響。
(收縮部)
在圖1中，在第一光導(dǎo)部S中，從光源103a通過入射部進入的光束被側(cè)面部la、lb 多次全反射。這可以被視為相當(dāng)于下列情況。相對于入射部的寬度W，在側(cè)面部la、lb的外部通過作為全反射表面的側(cè)面部la、Ib形成入射部的多個鏡像。來自多個鏡像的光束以相應(yīng)的入射角朝向第一光導(dǎo)部S的出口直接地行進。如此，在光束被聚光的位置處形成收縮部2，如同光圈的位置。來自光源的直射光(即，沒有被側(cè)面部la、Ib全反射的光)以及全反射的光(例如，被光導(dǎo)部的側(cè)面部多次全反射并聚光的光)將穿過收縮部2。
第一側(cè)面部Ia的收縮位置2a位于第一側(cè)面部Ia和第三側(cè)面部3a的邊界處，第二側(cè)面部Ib的收縮位置2b位于第二側(cè)面部Ib和第四側(cè)面部3b的邊界處。在此實施例中， 第一側(cè)面部Ia和第二側(cè)面部Ib的平坦表面在收縮位置2a、2b處連續(xù)地聯(lián)接第三側(cè)面部3a 和第四側(cè)面部3b的彎曲表面，而沒有反彎點向外延伸。沒有反彎點的連續(xù)的聯(lián)接促進了使用諸如塑料之類的光學(xué)合成樹脂對光導(dǎo)的模制。
(第二光導(dǎo)部)
在圖1中，通過虛線繪制了作為第一和第二側(cè)面部la、lb超出收縮部2的延伸的虛表面lc、ld。如圖1所示，第一和第二側(cè)面部la、lb在收縮部2處聯(lián)接第三和第四側(cè)面部 3a、3b，第三和第四側(cè)面部3a、3b在從收縮部2朝向反射聚光部4延伸時比相對應(yīng)的虛表面 lc、Id更向外地延伸。因此，在收縮部2處在某種程度上被調(diào)節(jié)和聚光的光束可以被具有大于收縮部2的面積的反射聚光部4反射并有效地聚光，而不會在被配置成從收縮部2在兩側(cè)向外延伸的第二光導(dǎo)部中被阻擋。
由于第四側(cè)面部3b比虛表面Id更向外延伸，因此，可以使反射聚光部4的反射面積更大。在此實施例中，反射聚光部4和光出射部5是彎曲表面，各自都在垂直于光源的排列方向的截面中具有相應(yīng)的正焦度。具體而言，反射聚光部4具有14. 9mm的曲率半徑R，而光出射部5具有5. 87mm的曲率半徑R。
在此實施例中，如圖2所示，在垂直于光源的排列方向的截面(B卩，副掃描截面)上光導(dǎo)的入射部的寬度W 以及從光源到反射聚光部4的距離L被布置為滿足下列條件(I)
0<ff/L<0. 2(I)。
此實施例中的特定尺寸是L=12. 2mm，W=0. 95mm，因此，W/L=0. 08。條件(I)涉及在朝向第二光導(dǎo)部的反射聚光部4行進的光之中，被第一光導(dǎo)部的第一和第二側(cè)面部la、lb 全反射并且被聚光的光的光量與被聚光而沒有被全反射的光的光量的比率。
當(dāng)被光導(dǎo)的側(cè)面部全反射并且被聚光的光的量與被聚光而沒有被全反射的光的量的比率在滿足條件(I)的范圍內(nèi)時，具有各種角度的光束可以通過全反射而被收集。因此，當(dāng)利用被反射聚光部聚光并且此后被光出射部聚光的光照明原件時，可以在垂直于光源的排列方向的截面(即，副掃描截面)中以各種角度照明原件。
因此，甚至在要被讀取的原件光滑的情況下，可以以高的準(zhǔn)確性來讀取圖像。如果條件(I)的上限不被滿足，則在朝向反射聚光部4行進的光之中，在收縮部2處通過被第一和第二側(cè)面部la、lb全反射而聚光的光的量變得比直接到達(dá)收縮部2而沒有被全反射的光的量小得多。因此，以特定角度照明原件的光將是顯著的，從而，在要讀取的原件光滑的情況下，難以以高的準(zhǔn)確性讀取圖像。
滿足下列條件(2)更合乎需要
0<ff/L<0. 15(2)。
然后，為了使光源的安裝精度的影響很小，光源103a在垂直于排列方向的截面 (即，副掃描截面)中的寬度WL與光導(dǎo)的入射部的寬度W滿足下列關(guān)系是合乎需要的
WL<ff (3)。
在此實施例中，尺寸是WL=O. 7mm。
將參考圖1來更詳細(xì)地描述光導(dǎo)的形狀。圖1所示出的光導(dǎo)與圖2所示出的相同。 在圖1中，為了說明光導(dǎo)的形狀，沒有示出相對于讀取位置對稱地定位的另一照明系統(tǒng)。如圖1所示，從光導(dǎo)的入射部到收縮部的長度LI和從收縮部到反射聚光部的長度L2被布置為滿足下列條件(4)
O. 15〈L2/L1〈0. 8 (4)。
此外，從收縮部到反射聚光部的長度L2和從反射聚光部到光出射部的長度L3被布置為滿足下列條件(5)
O. 5<L3/L2<2 (5)。
在下文中，將描述條件(4)和(5)。條件(4)指定了從光導(dǎo)的入射部到收縮部2的長度與從收縮部2到反射聚光部4的長度的比率的范圍。只要比率在如此限制的范圍內(nèi)， 反射聚光部4就可以被有效地利用。在條件(4)的下限之下，從收縮部2到反射聚光部4的距離太短。然后，直接來自光源并穿過收縮部2的光束以及被多次全反射的光束將以它們沒有被分離如此多的狀態(tài)到達(dá)反射聚光部4。因此，對于光束，反射聚光部4無法被有效地利用。
另一方面，在條件(4)的上限之上，反射聚光部4將必然需要是很大的，以便使穿過收縮部的所有光束聚光，這導(dǎo)致光導(dǎo)的大小的增大以及照明系統(tǒng)的整體大小的增大。由于上述原因，從光導(dǎo)的入射部到收縮部的距離與從收縮部2到反射聚光部4的距離的比率被限制在滿足條件(4)的范圍內(nèi)·。然后，可以實現(xiàn)小的并且有效的照明系統(tǒng)。
條件(5)指定了從收縮部到反射聚光部4的距離與從反射聚光部4到光出射部5 的距離的比率的范圍。如果比率的范圍得到滿足，則光出射部5可以被有效地利用。在條件(5)的下限之下，從反射聚光部4到光出射部5的距離太短。然后，直接來自光源并被反射聚光部4聚光的光束以及被多次全反射的光束將以它們在被反射聚光部4反射之后沒有分離如此多的狀態(tài)到達(dá)光出射部5。因此，對于光束，光出射部5無法被有效地利用。
另一方面，在條件(5)的上限之上，光出射部5將必然需要是很大的，以便使被反射聚光部4聚光的所有光束聚光，這導(dǎo)致光導(dǎo)的大小的增大以及照明設(shè)備的整體大小的增大。由于上述原因，從收縮部2到反射聚光部4的距離與從反射聚光部4到光出射部5的距離的比率被限制在滿足條件(5)的范圍內(nèi)。然后，可以實現(xiàn)小的并且有效的照明系統(tǒng)。
此實施例中的特定尺寸是Ll=8. 9mm, L2=3. 3mm, L3=4. lmm,因此,L2/L1=0. 37 且 L3/L2=l. 25。
進一步滿足下列條件(6)和(7)是合乎需要的
O. 3〈L2/L1〈0. 5(6)，以及
O. 75〈L3/L2〈1. 5 (7)。
(主掃描方向上的照明系統(tǒng)的焦度安排)
照明系統(tǒng)相對于主掃描方向(點光源的排列方向)的焦度可以是零。換言之，反射聚光部4和光出射部可以是圓柱表面。然而，在此實施例中，反射聚光部4被調(diào)整為具有相 對于主掃描方向的焦度，以便改進照明系統(tǒng)在原件表面上相對于主掃描方向的角度特性， 即，以便降低相對于主掃描方向的照度不均勻性。具體而言，提供了沿著主掃描方向具有曲 率的多個復(fù)曲面區(qū)域。
如此，在沿著主掃描方向具有曲率的區(qū)域，光束一度聚集，且然后發(fā)散，以照明原 件。因此，可以降低相對于主掃描方向的照度不均勻性?？梢韵蚬獬錾洳?而非反射聚光 部4或向反射聚光部4和光出射部5兩者分配照明系統(tǒng)相對于主掃描方向的焦度。
盡管在此實施例中通過相對于主掃描方向的焦度來實現(xiàn)相對于主掃描方向的照 明不均勻性的降低，可以采用諸如表面?；惖臄U散模式來代替相對于主掃描方向的曲 率。
圖7示出了沒有收縮部的常規(guī)光導(dǎo)的形狀。圖4示出了在此實施例的情況下以及 在常規(guī)光導(dǎo)的情況下在垂直于光源的排列方向的截面中原件表面上的照度的分布。從圖4 可以清楚地看出，根據(jù)此實施例的光導(dǎo)可以在相對于垂直于光源的排列方向的副掃描截面 的聚光效率方面實現(xiàn)很大改進。
(第二實施例)
圖5是根據(jù)此實施例的原件照明光學(xué)系統(tǒng)的副掃描截面視圖。圖像讀取裝置的構(gòu) 造與第一實施例中的構(gòu)造相同，將不對其進行描述。在第二實施例中，與第一實施例不同， 只在讀取位置的一側(cè)提供照明設(shè)備203。這能夠降低基板的成本。此外，在此實施例中，光 導(dǎo)的外表面基本上由多個聯(lián)接的平坦表面構(gòu)成。
照明設(shè)備203通過在入射部的兩側(cè)提供的側(cè)面部21a、21b在光導(dǎo)部中多次全反射 來自光源203a的光，以向收縮部22傳遞光。然后，光在收縮部22中被聚光，并被具有聚光 功能的反射聚光部23a、23b、23c以及光出射部24a、24b引導(dǎo)到原件的表面，以照明原件表面。
接下來，將描述具有由此實施例中的多個聯(lián)接的平坦表面構(gòu)成的外表面的光導(dǎo)的 構(gòu)造。此光導(dǎo)的構(gòu)造與第一實施例中的不同之處主要在于收縮部的構(gòu)造以及反射聚光部和 光出射部的形狀。如圖5所不,在垂直于光源的排列方向的截面中,光束被在入射部的兩側(cè) 上提供的第一和第二側(cè)面部21a、21b反射并被傳遞到收縮部22。光導(dǎo)具有被布置為從收縮 部22比兩側(cè)的第一和第二側(cè)面部21a、21b更向外地延伸的第三和第四側(cè)面部21c、21d。第 一和第二側(cè)面部21a、21b分別利用收縮部22a、22b處的反彎點聯(lián)接第三和第四側(cè)面部21c、 21d。
如圖5所示，反射聚光部由多個部23a、23b、23c組成，而光出射部由多個部24a、 24b組成。反射表面和光出射表面被配置為使得在垂直于光源的排列方向的截面中形成多 邊形形狀，這在通過模制來進行制造的簡便性方面是有益的。此外，此設(shè)計還促進在沿著點 光源的排列方向在反射聚光部或光出射部上提供多個擴散器時的制造簡便性，以便改進照 明系統(tǒng)在原件表面上相對于點光源的排列方向的角度特性。在下文中將描述擴散器的說明 性模式。
(主掃描方向上的照明系統(tǒng)的焦度安排)
照明系統(tǒng)相對于主掃描方向(點光源的排列方向)的焦度可以是零。換言之，反射 聚光部23a、23b、23c和光出射部24a、24b可以是在主掃描方向延伸的平坦表面。然而，在此實施例中，反射聚光部23a、23b、23c被調(diào)整為具有相對于主掃描方向的焦度，以便改進 照明系統(tǒng)在原件表面上相對于主掃描方向的角度特性，即，以便降低相對于主掃描方向的 照度不均勻性。具體而言，提供了沿著主掃描方向具有曲率的多個圓柱表面區(qū)域。
如此，在沿著主掃描方向具有曲率的區(qū)域，光束一度聚集，且然后發(fā)散，以照明原 件。因此，可以降低相對于主掃描方向的照度不均勻性?？梢韵蚬獬錾洳?4a、24b而非反 射聚光部23a、23b、23c或向反射聚光部23a、23b、23c和光出射部24a、24b兩者分配照明系 統(tǒng)相對于主掃描方向的焦度。如此，反射聚光部和光出射部均具有接近弧形的多邊形形狀。 這在實現(xiàn)額外的優(yōu)點方面是有效的。
此實施例中的特定尺寸是L=I lmm, W=Imm,因此，W/L=0. 09。此外,Ll=8mm, L2=3mm, L3=3mm,因此，L2/L1=0. 38且L3/L2=l. O。副掃描截面中的光源的寬度WL是O. 9mm。
(第三實施例)
圖6是根據(jù)第三實施例的照明設(shè)備的副掃描截面視圖。作為圖像讀取裝置，只對 圖3所示出的照明系統(tǒng)進行修改。因此，將不描述圖像讀取裝置。如圖6所示，照明設(shè)備 303包括由多個沿著主掃描方向排列的發(fā)光元件或白光LED 303a構(gòu)成的LED陣列、由第一 光導(dǎo)部S和第二光導(dǎo)部T構(gòu)成的光導(dǎo)，以及基板303c。在相對于讀取位置的相對側(cè)提供反 射光學(xué)系統(tǒng)303d。在基板303c上沿著主掃描方向排列具有排列成行的多個LED 303a的 LED陣列，以構(gòu)成光源單元303e。光導(dǎo)由諸如塑料之類的光學(xué)合成樹脂制成。
此實施例與第一和第二實施例的不同之處在于，只在讀取位置的一側(cè)提供照明系 統(tǒng)的光源，而在相對側(cè)提供反射構(gòu)件303d。這些特征能夠降低基板的成本，并且在讀取三維 對象時降低陰影的影響。
接下來，將描述此實施例中的光導(dǎo)的構(gòu)造。如圖6所示，照明光學(xué)系統(tǒng)303的第一 光導(dǎo)部S具有來自光源303a的光通過其進入的入射部、引導(dǎo)通過入射部進入的光的第一側(cè) 面部31a和第二側(cè)面部31b。光被第一側(cè)面部31a和第二側(cè)面部31b多次全反射，以由此在 收縮部32中被聚光。
(第二光導(dǎo)部)
第二光導(dǎo)部T具有向外延伸以便不限制穿過收縮部32并朝向反射聚光部34行進 的光束的第三側(cè)面部33a (彎曲的部)和第四側(cè)面部33b (彎曲的部)，以及反射來自第一光 導(dǎo)部S的光束的反射聚光部34。
第二光導(dǎo)部T進一步具有將光束從收縮部32引導(dǎo)到原件表面的光出射部35，以及 用于朝向反射構(gòu)件303d引導(dǎo)光的第二光出射部36，提供反射構(gòu)件303d以利用來自與來自 光出射部35的光束對稱的方向的光束來照明原件表面。在收縮部32聚光的光束被具有聚 光效果的反射聚光部34和光出射部35引導(dǎo)到原件表面上，作為照明光束。此外，照明設(shè)備 被調(diào)整為利用穿過第二光出射部36并被設(shè)置于相對于副掃描方向的讀取位置的相對側(cè)的 反射構(gòu)件303d反射的光束來從相對于副掃描方向的相對側(cè)照明原件表面。
在圖6中，通過虛線繪制了作為在收縮部的入射側(cè)的第一和第二側(cè)面部31a、31b 的延伸的虛表面31c、31d。如圖6所示，第三和第四側(cè)面部33a、33b被配置成從收縮部比相 對應(yīng)的虛表面3lc、3Id更向外地延伸。
在此實施例中,第一側(cè)面部31a (平坦表面)在收縮部32a處連續(xù)地聯(lián)接第三側(cè)面 部33a (彎曲表面)，而沒有反彎點。第二側(cè)面部31b (平坦表面)連續(xù)地聯(lián)接第四側(cè)面部33b(彎曲表面)，而沒有反彎點。
在此實施例中，反射聚光部34和光出射部35是彎曲表面，各自都在垂直于光源的 排列方向的截面中具有正焦度。反射聚光部34的曲率半徑R是30mm，而光出射部35的曲 率半徑R是2. 15mm。圖6所示出的此實施例中的特定尺寸是L=L1+L2=12. 6mm, W=O. 9mm, 因此，W/L=0. 07。
圖6所示出的此實施例中的其他尺寸是，Ll=8. 6mm, L2=4mm, L3=3. 95mm,因此,L2/ Ll=O. 47且L3/L2=0. 99。光源的截面的寬度WL是O. 6mm。
(修改方案)
在上文所描述的實施例中，沿著主掃描方向排列多個LED，以構(gòu)成光源?？商娲兀?可以排列多個其他類型的光源，或者，也可以使用單一線光源。
雖然參考示例性實施例來描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的 示例性實施例。下列權(quán)利要求的范圍應(yīng)該有最寬廣的解釋，以便包含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)，包括第一光導(dǎo)部，該第一光導(dǎo)部在垂直于一維地排列的光源的排列方向的截面中將來自所述光源的光束從入射部引導(dǎo)到收縮部；以及第二光導(dǎo)部，該第二光導(dǎo)部與所述第一光導(dǎo)部集成并在垂直于所述光源的所述排列方向的所述截面中彎曲來自所述入射部并穿過所述收縮部的光束的光路，以將所述光束引導(dǎo)到具有聚光功能的光出射部，所述光束通過該光出射部出射，其中，所述第一光導(dǎo)部具有在垂直于所述光源的所述排列方向的所述截面中在第一方向全反射從所述入射部行進的光束的第一側(cè)面部以及在第二方向全反射從所述入射部行進的光束的第二側(cè)面部，以將從所述入射部行進并被所述第一側(cè)面部和所述第二側(cè)面部中的至少一個全反射的光束以及直接從所述入射部行進而沒有被所述第一側(cè)面部或所述第二側(cè)面部反射的光束以疊加的狀態(tài)傳遞到所述收縮部，并且所述第二光導(dǎo)部具有反射聚光部、第三側(cè)面部以及第四側(cè)面部，該反射聚光部在垂直于所述光源的所述排列方向的所述截面中具有聚光功能、位于離所述收縮部預(yù)定距離處并全反射在穿過所述收縮部之后進一步發(fā)散的光束，該第三側(cè)面部從所述收縮部比作為所述第一側(cè)面部超出所述收縮部的延伸的虛表面更向外地延伸，以將所述第一側(cè)面部連接到所述光出射部，從而使得從所述收縮部朝向所述反射聚光部行進的光束不被限制，該第四側(cè)面部從所述收縮部比作為所述第二側(cè)面部超出所述收縮部的延伸的虛表面更向外地延伸， 以將所述第二側(cè)面部連接到所述反射聚光部，從而使得從所述收縮部朝向所述反射聚光部行進的光束不被限制，并且使得所述反射聚光部被放大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中，所述反射聚光部和所述光出射部中的至少一個具有多個復(fù)曲面區(qū)域，這些區(qū)域相對于所述光源被排列的主掃描方向具有曲率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中，在所述收縮部中，所述第三側(cè)面部聯(lián)接所述第一側(cè)面部，而沒有反彎點，并且所述第四側(cè)面部聯(lián)接所述第二側(cè)面部，而沒有反彎點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中，在所述收縮部中，所述第三側(cè)面部和所述第一側(cè)面部，或所述第四側(cè)面部和所述第二側(cè)面部，利用反彎點聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，還包括第二光出射部，從所述收縮部行進而不經(jīng)過所述反射聚光部的光從該第二光出射部出射。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中，所述反射聚光部和所述光出射部在垂直于所述光源的所述排列方向的所述截面中具有正焦度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光導(dǎo)，其中，所述反射聚光部和所述光出射部在垂直于所述光源的所述排列方向的所述截面中具有弧形形狀或接近弧形形狀的多邊形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中，在垂直于所述光源的所述排列方向的所述截面中，所述入射部的長度W和從所述入射部到所述反射聚光部的距離L滿足下列條件0<ff/L<0. 3。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其中，從所述入射部到所述收縮部的長度LI和從所述收縮部到所述反射聚光部的長度L2滿足下列條件O.15〈L2/L1〈0. 8。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光導(dǎo)，其中，從所述反射聚光部到所述出射部的長度L3滿足下列條件O.5<L3/L2<2. O。
11.一種照明設(shè)備，包括在一維方向上排列的光源；以及引導(dǎo)來自所述光源的光的根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)。
12.—種圖像讀取裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的照明設(shè)備；以及讀取由所述照明設(shè)備照明的原件的圖像讀取單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像讀取裝置，其中，從兩側(cè)對稱地傾斜地照明所述原件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像讀取裝置，其中，在所述原件的兩側(cè)對稱地排列兩個光導(dǎo)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像讀取裝置，其中，除了從一側(cè)傾斜地照明所述原件的所述光出射部之外，所述光導(dǎo)還具有第二光出射部，從所述收縮部行進的光從該第二光出射部出射，并且所述圖像讀取裝置還包括反射構(gòu)件，該反射構(gòu)件用于從相對于所述原件對稱的另一側(cè)利用穿過所述第二光出射部的光照明所述原件。
全文摘要
光導(dǎo)在收縮部(2)的前面和后面具有第一和第二光導(dǎo)部(S、T)。第一光導(dǎo)部具有第一和第二側(cè)面部(1a、1b)。第二光導(dǎo)部具有反射聚光部(4)和從收縮部延伸以使第一和第二側(cè)面部比作為第一和第二側(cè)面部超出收縮部的延伸的虛表面(1c、1d)更向外地轉(zhuǎn)向的第三和第四側(cè)面部。
文檔編號F21V8/00GK102998735SQ20121033494
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者齋賀丈慶 申請人:佳能株式會社