图像读取装置和线性光源单元的制作方法

专利名称：图像读取装置和线性光源单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像读取装置和线性光源单元。
背景技术：
已知以下述方式读取文档上的图像的图像读取装置。具体地，图像读取装置执行 下述操作即，使得沿着文档的某一个方向(第一扫描方向)设置的光源用光照射文档，然 后使得图像传感器接收来自用光照射的文档的反射光。所述图像读取装置通过沿着与第一 扫描方向交叉的方向(第二扫描方向)顺次移动用光照射的位置同时重复上述操作来读取 文档上的图像。在官方报告所记载的现有技术中，日本已公开专利申请公报No. 2008-129213和 日本已公开实用新型申请公报No. 3139787记载了这样一种技术S卩，将通过沿着第一扫描 方向排列多个发光二极管而形成的LED阵列用作图像读取装置的光源。

发明内容
本发明的目的是抑制当使用多个发光元件排列成一行的光源时的光强度分布的变化。根据本发明的第一方面，提供一种图像读取装置，包括发光元件阵列，其包括沿 着文档的第一扫描方向排列成一行的多个发光元件；引导单元，其引导从所述发光元件阵 列入射的光，并且在漫射所述光的同时朝向所述文档的读取位置发出所述光；光接收单元， 其接收从所述发光元件阵列经由所述引导单元向所述读取位置照射光而产生的反射光；以 及扫描单元，其沿着第二扫描方向移动所述文档的所述读取位置，所述读取位置是所述光 接收单元所读取的位置。根据本发明的第二方面，在所述图像读取装置的第一方面中，所述引导单元包括 用于接收来自所述发光元件阵列的光的入射面和用于出射所述光的出射面。所述出射面的 沿着所述第一扫描方向的长度设定为大于位于所述读取位置的所述文档的长度，并且所述 出射面的沿着所述第一扫描方向的边缘位置分别位于所述文档的沿着所述第一扫描方向 的边缘位置的外侧。此外，所述入射面的沿着所述第一扫描方向的长度设定为小于所述出 射面的沿着所述第一扫描方向的所述长度，并且所述入射面的沿着所述第一扫描方向的边 缘位置分别位于所述出射面的沿着所述第一扫描方向的边缘位置的内侧；并且，所述入射 面的沿着所述第一扫描方向的所述长度设定为大于所述发光元件阵列的长度，并且所述发 光元件阵列的沿着所述第一扫描方向的边缘位置分别位于所述入射面的沿着所述第一扫 描方向的边缘位置的内侧。根据本发明的第三方面，在所述图像读取装置的第一和第二方面中，所述引导单 元包括用于接收来自所述发光元件阵列的光的入射面和用于出射所述光的出射面，并且， 所述出射面具有凹凸，所述凹凸以比所述多个发光元件在所述发光元件阵列中的布置间隔 小的间隔形成。
根据本发明的第四方面，在所述图像读取装置的第三方面中，所述图像读取装置 还包括图像形成部分，其设置在从所述读取位置向所述光接收单元延伸的光路上，并且在 所述光接收单元上形成来自所述读取位置的所述反射光的图像。所述出射面的所述凹凸的 深度形成为在沿着所述第一扫描方向的边缘部分比在沿着所述第一扫描方向的中央部分浅。根据本发明的第五方面，在所述图像读取装置的第四方面中，所述出射面中的所 述凹凸的凸部的宽度形成为在沿着所述第一扫描方向的所述边缘部分比在沿着所述第一 扫描方向的所述中央部分宽。根据本发明的第六方面，提供一种线性光源单元，包括发光元件阵列，其包括排 列成一行的多个发光元件；以及引导单元，其包括入射面和出射面，所述入射面沿着所述发 光元件阵列形成为面向所述发光元件阵列并且接收来自所述发光元件阵列的光，所述出射 面形成为面向所述入射面并且在漫射经由所述入射面入射的光的同时出射所述光。根据本发明的第七方面，在所述线性光源单元的第六方面中，所述入射面的沿着 所述发光元件阵列的排列方向的长度设定为大于所述发光元件阵列的长度，并且所述入射 面的沿着所述排列方向的边缘分别位于所述发光元件阵列的沿着所述排列方向的边缘的 外侧。此外，所述出射面的沿着所述排列方向的长度设定为大于所述入射面的所述长度，并 且所述出射面的沿着所述排列方向的边缘分别位于所述入射面的沿着所述排列方向的边 缘的外侧。根据本发明的第一方面，可以抑制当使用多个发光元件排列成一行的光源时的光 强度分布的变化。根据本发明的第二方面，与未采用本构造的情况相比，可以缩短读取文档所需的 沿着所述发光元件阵列的所述第一扫描方向的长度。根据本发明的第三方面，与未采用本构造的情况相比，可以更加容易地漫射且发 出光。根据本发明的第四方面，与未采用本构造的情况相比，在所述光接收单元中，所述 第一扫描方向的所述边缘部分的光强度的下降比所述第一扫描方向的所述中央部分的光 强度的下降少。根据本发明的第五方面，在所述光接收单元中，所述第一扫描方向的所述边缘部 分的光强度的下降进一步比所述第一扫描方向的所述中央部分的光强度的下降少。根据本发明的第六方面，抑制当使用多个发光元件排列成一行的光源时的光强度 分布的变化。根据本发明的第七方面，与未采用本构造的情况相比，可以缩短读取文档所需的 沿着所述发光元件阵列的所述第一扫描方向的长度。


基于以下各图详细地说明本发明的示例性实施例，其中图1为示出本示例性实施例所应用的读取装置的总体构造实例的简图；图2为用于对扫描仪中的用于图像读取的光路进行说明的简图；图3A至3C为示出设置在扫描仪上的光源单元的构造实例的简图4A和4B为示出图3A至3C中所示的发光单元的构造实例的简图；图5A和5B为示出图3A至3C中所示的引导单元的构造实例的简图；图6为用于对设置在读取装置上的控制/图像处理单元的构造实例进行说明的框 图；图7A至7F为用于对第一示例性实施例的光源单元中的光的行为进行说明的简 图；图8A和8B为用于对在第二示例性实施例中使用的漫射部件的构造实例进行说明 的简图；图9A至9E为用于对第二示例性实施例的光源单元中的光的行为进行说明的简 图；图IOA和IOB为示出在第三示例性实施例中使用的发光单元的构造实例的简图；图11为用于对在第四示例性实施例中使用的光源控制器的构造实例进行说明的 框图；图12为示出在第四示例性实施例中从光源驱动器输出到形成发光元件阵列的每 个组的驱动信号的实例的时序图；以及图13A至13C为用于对光源单元的另一构造实例进行说明的简图。
具体实施例方式在下文中，将参考附图详细地说明本发明的示例性实施例。[第一示例性实施例]图1为示出本示例性实施例所应用的读取装置的总体构造的实例的简图。读取装置包括文档输送器10，其顺次传送来自堆叠的文档束的文档；以及扫描 仪40，其通过扫描读取文档的第一面(正面)的图像。文档输送器10包括文档收容部分11，其堆叠多页文档M的文档束；以及排出纸 张收容部分12，其设置在文档收容部分11的下方并且堆叠已读取的文档M。另外，文档输 送器10包括拾取辊13，该拾取辊13取出且传送文档收容部分11中的文档M。此外，在拾 取辊13沿着文档传送方向的下游侧，设置有用于将文档M分成一页一页的分页机构14。在 传送文档M的传送路径15上，从沿着文档传送方向的上游侧依次设置有预定位辊16、定位 辊17、台板辊18、输出辊19以及排出辊20。预定位辊16在形成文档M的纸卷(loop)的同 时朝向下游侧的辊子传送被分成一页一页的文档M。定位辊17旋转，暂时停止，然后在恰当 的时刻(定时)恢复旋转，从而在对文档读取单元进行定位调节的同时供应文档M。台板 辊18辅助扫描仪40正在读取的文档M的传送。另外，台板辊18用作扫描仪40中明暗校 正的白色基准。输出辊19将扫描仪40所读取的文档M进一步传送到下游。排出辊20进 一步传送已被读取的文档M,且将文档M输出到排出纸张收容部分12。另外，文档输送器10包括接触图像传感器(CIS) 30，该接触图像传感器30在输出 辊19与排出辊20之间读取正被传送的文档M的第二面(背面)的图像。另一方面，扫描仪40以可打开可关闭的方式支撑上述文档输送器10，并且利用装 置框架41支撑文档输送器10，并且读取由文档输送器10传送的文档M的第一面(正面) 的图像。扫描仪40包括装置框架41，其形成外壳；第一台板玻璃42A，其上具有待读取图
6像的文档M在静止状态下放置在第一台板玻璃42A上；以及第二台板玻璃42B，其设置在台 板辊18的下方，并且形成光的开口部分以便读取由文档输送器10传送的文档M。另外，扫描仪40包括全速往复台43，其通过停留在第二台板玻璃42B的下方或 通过遍及整个第一台板玻璃42A进行扫描来读取图像；以及半速往复台45，其将从全速往 复台43获得的光供应到图像形成部分。这里，全速往复台43包括光源单元44A，其利用 光照射文档M ；光源反射镜44B，其朝向文档M反射来自光源单元44A的光；以及第一反射镜 46A，其接收从文档M获得的反射光。此外，半速往复台45包括第二反射镜46B和第三反射 镜46C，第二反射镜46B和第三反射镜46C将从第一反射镜46A获得的光提供到图像形成部 分。此外，扫描仪40包括作为图像形成部分实例的成像透镜47和作为光接收单元实 例的电荷耦合器件(CXD)图像传感器48。其中，成像透镜47光学地缩小从第三反射镜46C 获得的光学图像。同时，CCD图像传感器48对由成像透镜47形成的光学图像进行光电转 换。也就是说，在扫描仪40中，利用所谓的缩小光学系统在CCD图像传感器48中形成图 像。在本示例性实施例中，将包括沿着第二扫描方向并排布置的红色线性传感器、绿色线性 传感器和蓝色线性传感器的CCD图像传感器用作CCD图像传感器48。这样，使用CCD图像 传感器48将形成在文档M上的图像读取为全色图像。此外，扫描仪40包括控制/图像处理单元49。控制/图像处理单元49对从CXD 图像传感器48和上述CIS 30输入的文档的正面和背面的图像数据执行各种类型的图像处 理。控制/图像处理单元49在读取装置的读取操作中控制每个单元的操作。例如，在读取放置在第一台板玻璃42A上的文档M上的图像的固定读取模式的情 况下，全速往复台43和半速往复台45沿着图1中箭头所示的方向以2 1的比率移动。此 时，来自设置在全速往复台43中的光源单元44A的光照射到文档M的读取表面(第一面)。 然后，来自文档M的反射光依次由第一反射镜46A、第二反射镜46B和第三反射镜46C反射 且被引导到成像透镜47。被引导到成像透镜47的光在CCD图像传感器48的光接收面上形 成图像。形成C⑶图像传感器48的各颜色传感器是一维传感器且一次处理一行。当结束 沿着行方向(扫描的第一扫描方向)的一行的读取时，全速往复台43和半速往复台45向 与第一扫描方向交叉的方向(扫描的第二扫描方向)移动以读取文档M的下一行。通过遍 及整个文档M执行上述操作，完成一页的文档读取。另一方面，在读取由文档输送器10传送的文档M上的图像的传送读取模式的情况 下，沿着第二扫描方向传送的文档M经过第二台板玻璃42B的上方。此时，全速往复台43 和半速往复台45在图1所示的实线位置处处于停止状态。正被传送的文档M的第一行的 反射光经由第一反射镜46A、第二反射镜46B以及第三反射镜46C在成像透镜47形成图像。 然后，由CXD图像传感器48读取该图像。具体地，在CXD图像传感器48 —次处理沿着第一 扫描方向的一行之后，读取沿着由文档输送器10传送的文档M的第一扫描方向的下一行。 然后，在文档M的前端已到达第二台板玻璃42B的读取位置之后，文档M的后端经过第二台 板玻璃42B的读取位置的上方，完成遍及第二扫描方向的一页的文档读取。这里，在固定读取模式下，全速往复台43和半速往复台45用作扫描单元。另一方 面，在传送读取模式下，文档输送器10用作扫描单元。在本示例性实施例中，也可以在如上所述的全速往复台43和半速往复台45停止
7并且CXD图像传感器48通过第二台板玻璃42B读取文档M的第一面的文档M传送过程中 通过CIS 30 一次读取文档M的第二面。具体地，可以使用CXD图像传感器48和CIS 30在 向传送路径15的单次传送时同时读取文档M的正面和背面。图2为用于对上述扫描仪40中用于图像读取的光路进行说明的简图。注意到，图 2所示的光路与上述固定读取模式和传送读取模式中相同。利用从光源单元44A发出的光和从光源单元44A发出然后从光源反射镜44B(图 中未示出)反射的光照射文档M的读取位置R。在固定读取模式下，在文档M固定的同时， 全速往复台43 (和半速往复台45)沿着第二扫描方向移动。相应地，文档M上位于读取位 置R处的点接连沿着第二扫描方向移动。另一方面，在传送读取模式下，在固定全速往复台 43(和半速往复台45)的同时，文档M自身沿着第二扫描方向移动。相应地，文档M上位于 读取位置R处的点接连沿着第二扫描方向移动。然后，来自读取位置R的反射光经由第一 反射镜46A至第三反射镜46C入射到成像透镜47。然后，光从成像透镜47发出，随后入射 到CXD图像传感器48。这里，由于透镜的特性，与成像透镜47的中央部分相比，成像透镜47使得光强度 在靠近透镜的边缘部分处衰减。在与文档M的第一扫描方向边缘部分相对应的部分中的光 强度倾向于小于与文档M的第一扫描方向中央部分相对应的部分中的光强度。出于此原 因，CCD图像传感器48的光接收结果表明，根据透镜的衰减特性，与文档M的第一扫描方向 边缘部分相对应的部分中的光强度倾向于小于与文档M的第一扫描方向中央部分相对应 的部分中的光强度。图3A至3C为示出设置在扫描仪40上的光源单元44A的构造实例的简图。图3A 为光源单元44A的前视图。图3B为从光的出射面侧看去的光源单元44A的顶视图。图3C 为光源单元44A的侧视图。光源单元44A是线性光源单元的实例，且包括发光单元50，其发出光；以及引导 单元70，其将从发光单元50发出的光引导到读取位置R(见图2)。注意到，在下面的说明中，X和Y分别指第二扫描方向和第一扫描方向。另外，从 发光单元50向引导单元70延伸的方向，即与第二扫描方向X和第一扫描方向Y正交的方 向称为光轴方向Z。相应地，图3A和3B中的横向方向为第一扫描方向Y，且图3C中的横向 方向为第二扫描方向X。图4A和4B为示出图3A至3C中所示的发光单元50的构造实例的简图。图5A和 5B为示出图3A至3C中所示的引导单元70的构造实例的简图。图4A为发光单元50的前 视图，且图4B为发光单元50的顶视图。图5A为引导单元70的前视图，且图5B为形成引 导单元70的漫射部件72 (后面进行详细说明)的顶视图。注意到，图4A至5B中的横向方 向为第一扫描方向Y。首先，将说明发光单元50的构造。发光单元50包括基板51，其沿着第一扫描方向Y延伸并且内部形成有配线；以 及多个发光元件52，其在基板51的一面沿着第一扫描方向Y排列成一行。发光元件52与 形成在基板51中的配线电连接并且被固定。注意到，在下面的说明中，将沿着某一方向排 列成一行的发光元件52称为发光元件阵列53。作为发光元件阵列实例的发光元件阵列53 构造为发出主要沿着光轴方向Z行进的光。本示例性实施例的发光元件阵列53由四十个发光元件52构成。此外，在本示例性实施例中，以规则的间隔沿着第一扫描方向Y布置形成发光元 件阵列53的四十个发光元件52。相应地，在本实例中，发光元件阵列53的第一扫描方向中 央部分中相邻两个发光元件52之间的布置间隔即中央部分间隔Dc等于发光元件阵列53 的第一扫描方向边缘部分中任一个边缘部分的相邻两个发光元件52之间的布置间隔即边 缘部分间隔De。在本示例性实施例中，发光元件52分别由发出包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B) 颜色成分的光的所谓白色发光二极管(LED)形成。通过发出紫外光或蓝色光的LED与将从 LED发出的光转换成长波长光的荧光体组合而获得本示例性实施例的白色LED，这样白色 LED构造为输出包括RGB成分的光。然而，可以将发出红色光的红色LED、发出绿色光的绿 色LED以及发出蓝色光的蓝色LED的组合用作白色LED。如果CXD图像传感器48是单色成 像的传感器，则发光元件52不需要发出白色光，且可以使用构造为发出具有这样波长的光 的发光元件52，CCD图像传感器48对该波长具有灵敏度。此外，在本示例性实施例中，形成发光元件阵列53的四十个发光元件52分为八个 组Gr. 1至Gr. 8，每个组具有沿着第一扫描方向Y连续的五个发光元件52。分别在组Gr. 1 至Gr. 8中，五个发光元件52通过设置在基板51中的配线相互串联连接或并联连接。另 外，形成组Gr. 1至Gr. 8中任一组的发光元件52通过基板51的配线彼此连接而不与不同 组中的发光元件连接。此外，在基板51中，为各个组Gr. 1至Gr. 8设置电极(图中未示出) 以分别单独供电。相应地，在本示例性实施例中，对每个组Gr. 1至Gr.8分别单独执行点亮 (on)和熄灭(off)控制，并且为每个组Gr. 1至Gr.8供应的电流的值同样可分别单独控制。接下来，将说明引导单元70的构造。引导单元70包括光引导部件71和漫射部件72。光引导部件71沿着第一扫描方 向Y延伸，且引导从发光单元50发出的光。漫射部件72沿着第一扫描方向Y延伸，且在光 引导部件71的光轴方向Z的边缘部分漫射光同时出射在光引导部件71内行进的光。在本示例性实施例中，光引导部件71由诸如丙烯酸树脂等材料形成，其例如透射 从发光单元50发出的光。另外，光引导部件71具有倒梯形的形状，其YZ平面上的截面沿着 光轴方向Z而越来越宽且XZ平面上的截面为矩形。光引导部件71具有入射面71a和出射 面71b。入射面71a是沿着第一扫描方向Y延伸的矩形平坦面，且接收从发光单元50发出 的光。出射面71b是沿着第一扫描方向Y延伸的矩形平坦面，且发出经由入射面71a而入 射到光引导部件71的光。入射面71a和出射面71b定位为面向彼此。出射面71b沿着第 一扫描方向Y的长度设定为大于入射面71a沿着第一扫描方向Y的长度。此外，光引导部 件71还具有第一侧面71c和第二侧面71d。第一侧面71c形成在光引导部件71的第一扫 描方向Y的各边缘部分处，且是相对于光轴方向Z倾斜的平坦面。第二侧面71d形成在光引 导部件71的第二扫描方向X的各边缘部分处，且是沿着光轴方向Z延伸的平坦面。这里， 入射面71a、出射面71b、第一侧面71c和第二侧面71d分别由平滑表面形成。尽管在本实 例中使用树脂形成，但可以使用除了树脂之外的其他材料例如玻璃等形成光引导部件71。 另外，尽管在本实例中由平坦面形成，但第一侧面71c例如可形成有台阶或由曲面形成。漫射部件72由诸如玻璃、丙烯酸树脂或聚碳酸酯等材料形成，其例如透射从发光 单元50发出的透过光引导部件71的光。漫射部件72具有膜或板的形状，且具有入射面72a和出射面72b。入射面72a接收从光引导部件71的出射面71b发出的光。出射面72b 发出经由入射面72a而入射到漫射部件72的光。入射面72a和出射面72b定位为面向彼 此。漫射部件72的入射面72a通过粘合等方式固定到光引导部件71的出射面71b上，由 此形成引导单元70。对于将漫射部件72粘合到光引导部件71上的情况，可以使用透射从 发光单元50发出的光的粘结剂。此外，漫射部件72的出射面72b加工成具有凹凸(粗糙度)，以便在发出经由入射 面72a而入射到漫射部件72的光的同时漫射和散射所述光。这里，在漫射部件72的出射 面72b中，当第一扫描方向中央部分的凹凸的峰高称为中央部分峰高Hc且第一扫描方向边 缘部分的凹凸的峰高称为边缘部分峰高He时，在本示例性实施例中将中央部分峰高Hc和 边缘部分峰高He设定为彼此几乎相等。此外，在漫射部件72的出射面72b中，当第一扫描 方向中央部分的相邻凸部之间的间隔称为中央部分凸部间隔Lc且第一扫描方向边缘部分 的相邻凸部之间的间隔称为边缘部分凸部间隔Le时，在本示例性实施例中将中央部分凸 部间隔Lc和边缘部分凸部间隔Le设定为彼此几乎相等。这里，将中央部分凸部间隔Lc和边缘部分凸部间隔Le设定为至少小于发光元件 阵列53的中央部分间隔Dc和边缘部分间隔De的值。注意到，分别通过获得存在于相应区域中的多个凹凸的平均值来得到中央部分峰 高Hc和边缘部分峰高He。另外，也是分别通过获得存在于相应区域中的多对凸部的平均值 来得到中央部分凸部间隔Lc和边缘部分凸部间隔Le。另外，将说明光源单元44A中的发光单元50与引导单元70之间的相对关系。首先，发光单元50放置为使得形成发光元件阵列53的每个发光元件52的光出射 面可以朝向光轴方向Z。另一方面，引导单元70放置为使得光引导部件71的入射面71a可 以面向发光单元50的发光元件阵列53。这里，光引导部件71沿着第二扫描方向X的长度 (厚度)Tg设定为大于形成发光元件阵列53的每个发光元件52沿第二扫描方向X的长度 (宽度)Ta。结果，如图3B所示从上方可以看出，发光元件阵列53相对于引导单元70的背 面位于内侧区域中。另外，在引导单元70的光引导部件71中，出射面71b沿第一扫描方向Y的长度即 出射面宽度Wo大于入射面71a沿第一扫描方向Y的长度即入射面宽度Wi。此外，出射面 71b的第一扫描方向边缘位于入射面71a的第一扫描方向边缘的外侧。注意到，在本示例性 实施例中，漫射部件72的入射面72a和出射面72b各自的第一扫描方向Y的长度设定为等 于出射面宽度Wo。此外，发光单元50的发光元件阵列53沿着第一扫描方向Y的长度即阵列宽度Wa 小于上述入射面宽度Wi。此外，发光元件阵列53的第一扫描方向边缘位于光引导部件71 的入射面71a的第一扫描方向边缘的内侧。结果，如图3A所示从前方看去时，发光元件阵 列53定位在引导单元70的光引导部件71的入射面71a的下方。注意到，在本示例性实施例中，光引导部件71的入射面71a用作引导单元70的入 射面，且漫射部件72的出射面72b用作引导单元70的出射面。接下来，将说明光源单元44A与位于读取位置R(见图2)的文档M之间的相对关 系。注意到，在下面的说明中，可以由图1所示的读取装置扫描的最大尺寸的文档M沿着第 一扫描方向Y的长度称为最大文档宽度Wm。
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在本示例性实施例中，将引导单元70的出射面宽度Wo设定为大于最大文档宽度 Wm。此外，将引导单元70的入射面宽度Wi和发光单元50的阵列宽度Wa也设定为大于最 大文档宽度Wm。此外，最大文档宽度Wm的第一扫描方向边缘位于发光元件阵列53的第一 扫描方向边缘的内侧。注意到，在本实例中，一个发光元件52位于最大文档宽度Wm的各第 一扫描方向边缘的外侧。接下来，将说明图1所示的控制/图像处理单元49。图6为用于对控制/图像处理单元49的构造实例进行说明的框图。控制/图像 处理单元49包括信号处理器80和控制器90。信号处理器80对从传感器((XD图像传感器 48和CIS 30中设置的传感器)输入的图像数据执行处理，且控制器90控制文档输送器10 和扫描仪40的操作。信号处理器80包括第一图像处理电路81和第二图像处理电路82。第一图像处理 电路81对来自读取文档M的正面(第一面)的CXD图像传感器48的输入信号执行处理。 第二图像处理电路82对来自读取文档M的背面(第二面)的CIS 30的输入信号执行处理。 这里，第一图像处理电路81和第二图像处理电路82分别包括模拟前端(AFE)，其对输入 的模拟图像数据执行偏差调节和增益调节；模拟数字转换器(ADC)，其将模拟图像数据转 换成数字图像数据；明暗校正器，其对数字图像数据执行明暗校正；明暗校正数据生成器， 其基于通过读取台板辊18而获得的结果生成明暗校正数据；等等。然后，将通过第一图像 处理电路81的处理而获得的数字图像数据和通过第二图像处理电路82的处理而获得的数 字图像数据分别作为第一面图像数据和第二面图像数据输出到外部。另一方面，控制器90包括主控制器91、传感器控制器92、光源控制器93、扫描控 制器94以及传送控制器95。其中，主控制器91执行文档输送器10和扫描仪40的总体控 制。传感器控制器92控制C⑶图像传感器48和CIS 30中设置的传感器(图中未示出)的 图像数据捕获操作。光源控制器93根据读取定时执行扫描仪40中设置的光源单元44A和 CIS 30中设置的光源(图中未示出)的点亮和熄灭控制。光源控制器93分别单独对形成 光源单元44A的发光元件阵列53的八个组Gr. 1至Gr. 8的每个组控制供应电流的量。扫 描控制器94打开和关闭扫描仪40的电动机以控制全速往复台43和半速往复台45的扫描 操作。传送控制器95控制文档输送器10中的电动机，还控制各个辊子的操作和自动进给 离合器的操作；门切换操作；等等。各个控制器向文档输送器10和扫描仪40输出控制信号，并且基于这些控制信号 控制文档输送器10和扫描仪40的操作。主控制器91基于来自主系统的控制信号、例如在 自动选择读取功能过程中检测到的传感器输出、用户通过用户界面(UI)等进行的选择等 等来设定读取模式，并且控制文档输送器10和扫描仪40。读取模式包括上述固定读取模式 和传送读取模式。接下来，参考图3A至7F说明当读取装置执行读取操作时光源单元44A执行的操 作。图7A至7F为用于对光源单元44A中的光的行为进行说明的简图。当读取操作开始时，控制器90的光源控制器93向形成发光单元50的发光元件阵 列53的组Gr. 1至Gr. 8的每个组供应电流(正向电流)。这里，供应的电流为从阳极流向 阴极的电流。以此方式接收到正向电流，形成发光元件阵列53的每个发光元件52发出白 色光。这里，假定将具有相同幅值的正向电流连续地供应到各个组Gr. 1至Gr. 8，结果，发光
11元件52输出具有相同光强度的白色光。图7A为光源单元44A的前视图。图7B示出了发光元件52的光分布特性。每个发光元件52朝向光轴方向Z放射状地发出白色光束。在放射状地发出的这 些白色光束之中，沿着光轴方向Z行进的光束具有最大强度。这样从发光元件52发出的白色光经由引导单元70的光引导部件71中设置的入 射面71a(见图5A)而入射到光引导部件71。尽管图7A为了简化说明而示出了如同来自每 个发光元件52的光的行进方向沿着光轴方向Z —样，但实际上如图7B所述，光以各种角度 经由入射面71a入射到光引导部件71。已这样入射到光引导部件71的白色光朝向出射面71b在光引导部件71内部行 进。在白色光在光引导部件71中行进的同时，一些光朝向第一侧面71c和第二侧面71d行 进。由于相对于第一侧面71c或第二侧面71d的入射角以及第一侧面71c或第二侧面71d 与其外层(在此情况下为空气)之间的折射率的差异，朝向第一侧面71c和第二侧面71d 行进的光在界面处反射。反射的光返回到光引导部件71的内部且进一步行进。此外，由于 光引导部件71具有从入射面71a侧向出射面71b侧沿着第一扫描方向Y越来越宽的结构， 因此在光引导部件71内部行进的光也从入射面71a侧向出射面71b侧沿着第一扫描方向Y 发散。由于光引导部件71由透射白色光的材料形成，因此光引导部件71仅使少量白色光 衰减。此外，较少地发生当专门吸收特定颜色成分的光时而出现的光的色调的变化。然后，已到达光引导部件71的出射面71b的白色光经由出射面71b而入射到漫射 部件72的入射面72a。之后，光经由出射面72b而出射到外部。这里，由于出射面72b具有 沿着第一扫描方向形成在整个区域的凹凸，因此当已到达出射面72b的白色光出射时发生 漫射和散射。然后，已从出射面72b出射的白色光朝向文档M的读取位置R(见图2)行进。图7C示出了从图7A所示的发光单元50的发光元件阵列53发出的白色光的光强 度分布的实例。在本示例性实施例中，发光元件阵列53由分别具有如图7B所示的光分布特性的 四十个发光元件52形成。相应地，发光元件阵列53正上方的光强度分布呈现相对于第一 扫描方向Y的波。这里，每个发光元件52正上方的点为光强度的局部最大点；因此，在本实 例中存在四十个波峰。此外，由于在本实例中将具有相同幅值的正向电流供应到形成发光 元件阵列53的各个发光元件52，因此四十个波峰各自的高度几乎相同。接下来，图7D示出了当呈现图7C所示的光强度分布的白色光经由引导单元70的 光引导部件71的入射面71a到达出射面71b时获得的光强度分布的实例。在本示例性实施例中，如前所述，光引导部件71具有倒梯形形状的截面。出于此 原因，与图7C所示的发光元件阵列53的光强度分布相比，光引导部件71的出射面71b的 光强度分布在第一扫描方向Y的边缘处更多地发散。此外，图7E示出了当具有图7D所示的光强度分布的白色光在经由入射面72a入 射到漫射部件72之后从出射面72b出射时获得的光强度分布的实例。在本示例性实施例中，在漫射部件72的出射面72b的整个区域形成凹凸。相应地， 即使当具有图7D所示的光强度分布的白色光入射到漫射部件72的入射面72a时，白色光 也由于出射面72b上的凹凸而发生漫射和散射。这将抑制由于最初发出光的发光元件阵列 53的结构而引起的波即光强度变化。结果，现在漫射部件72的正上方的光强度分布具有沿着第一扫描方向Y较平坦的形状。此外，由于具有较平坦形状的光强度分布的区域沿着第一扫描方向Y的边缘位于 最大文档宽度Wm(见图3A)沿着第一扫描方向Y的边缘的外侧，因此发出到文档M沿着第 一扫描方向Y的边缘区域的白色光的光强度的下降较少。在本示例性实施例中，扫描仪40使用缩小光学系统执行图像读取。出于此原因， 担心的是，即使当在沿着第一扫描方向Y抑制光强度变化的情况下将白色光发出到读取位 置R时，如使用图2所说明的，成像透镜47也会使得与文档M的第一扫描方向Y的边缘相 对应的部分的光强度小于与文档M的第一扫描方向Y的中央部分相对应的部分的光强度。例如，应对此担心的可想到的措施是，在形成发光单元50的发光元件阵列53的组 Gr. 1至Gr. 8之中，供应到组Gr. 1和Gr. 8的正向电流大于供应到其他组Gr. 2至Gr. 7的正 向电流。这里，组Gr. 1和Gr. 8位于第一扫描方向Y的各边缘部分。图7F示出了在使用上述方法控制供应电流值的情况下从漫射部件72的出射面 72b出射的光的光强度分布的实例。通过这样控制供应电流值，允许形成组Gr. 1和Gr. 8的每个发光元件52所发出的 光比形成其他组Gr. 2至Gr. 7的每个发光元件52所发出的光具有较大的强度。结果，由于 最初发出光的发光元件阵列53的结构而引起的波即光强度变化在漫射部件72的正上方的 光强度分布中得到抑制，且光强度在沿着第一扫描方向Y的边缘部分比中央部分大。然后，在读取位置R处，沿着第一扫描方向Y的边缘部分的光强度增加，于是变得 大于中央部分的光强度。相应地，即使当从读取位置R反射的光通过成像透镜47且因此沿 着第一扫描方向Y的边缘部分的光强度与中央部分相比发生衰减时，通过调节供应电流值 而增加的光强度抵消了沿着第一扫描方向Y的边缘部分的光强度的衰减。这样，例如当将 空白文档M放置在读取位置R时，CXD图像传感器48接收到在沿着第一扫描方向Y的中央 部分与边缘部分之间具有较小变化的光。另外，在本示例性实施例中，第一图像处理电路81基于使用扫描仪40读取台板辊 18的表面而获得的结果生成明暗校正数据。然后，在实际读取文档M时，第一图像处理电路 81对由CXD图像传感器48获得的光接收结果使用明暗校正数据执行明暗校正。这里，在采用缩小光学系统的扫描仪40中，由于上述给出的原因，光强度倾向于 在沿着第一扫描方向Y的边缘部分比在中央部分降低得更多。出于此原因，执行明暗校正 倾向于在沿着第一扫描方向Y的边缘部分比在中央部分更多地缩窄动态范围。然而，当如上所述设定从光源单元44A发出到读取位置R的光的光强度分布时，可 减小沿着第一扫描方向Y的中央部分与边缘部分之间的动态范围的差异。尽管在第一示例性实施例中在形成光源单元44A的引导单元70中出射面宽度Wo 设定为大于入射面宽度Wi，但本发明不限于此。图13A至13C示出了光源单元44A的另一构造实例。图13A为光源单元44A的前 视图。图13B为从光出射面侧看去的光源单元44A的顶视图。图13C为光源单元44A的侧 视图。如图13A至13C所示，形成引导单元70的光引导部件71可以为引导单元70中的 入射面宽度Wi与出射面宽度Wo相同的长方体。当采用图13A至13C所示的构造时，与采 用图3A至3C所示的构造的情况相比，可抑制第一扫描方向边缘部分的光强度的下降。相应地，发光元件阵列53的第一扫描方向边缘部分的光强度可以不必增加以具有比第一扫 描方向中央部分的光强度大的光强度。然而，当采用图13A至13C所示的构造时，发光元件 阵列53的第一扫描方向边缘部分的光强度仍可以增加以具有比第一扫描方向中央部分的 光强度大的光强度。〈第二示例性实施例〉尽管本示例性实施例的基本构造与第一示例性实施例中几乎相同，但在引导单元 70的漫射部件72的出射面72b中，形成在沿着第一扫描方向Y的中央部分的凹凸与形成在 边缘部分的凹凸具有彼此不同的结构。注意到，由相同的附图标记表示本示例性实施例中 与第一示例性实施例中相同的组件，且这里不再进行详细说明。图8A和8B为示出在本示例性实施例中所用的漫射部件72的构造实例的简图。具 体地，图8A为示出漫射部件72的实例的顶视图，且图8B为示出漫射部件72的另一实例的 顶视图。在图8A所示的实例中，将漫射部件72的出射面72b加工成具有凹凸。应当注意 的是，在图8A所示的实例中，边缘部分峰高He设定为低于中央部分峰高He。在图8A所示 的实例中，中央部分凸部间隔Lc与边缘部分凸部间隔Le设定为彼此几乎相等。同时，在图8B所示的实例中，同样将漫射部件72的出射面72b加工成具有凹凸。 在图8B所示的实例中，如同图8A所示的实例一样，边缘部分峰高He设定为低于中央部分 峰高He。另外，在图8B所示的实例中，边缘部分凸部间隔Le设定为大于中央部分凸部间隔 Lc0注意到，可以通过从沿着第一扫描方向Y的中央部分朝向边缘部分连续地或逐步 地改变峰高来进行如图8A和8B所示的峰高的调节。此外，也可以通过从沿着第一扫描方 向Y的中央部分朝向边缘部分连续地或逐步地改变间隔来进行如图8B所示的间隔调节。图9A至9E为用于对使用第一示例性实施例中所述的发光单元50和具有如上所 述的漫射部件72的引导单元70而形成的光源单元44A中的光的行为进行说明的简图。图 9A至9D与第一示例性实施例中所述的图7A至7D相同，因此这里不进行说明。图9E示出了当具有图9D所示的光强度分布的白色光在通过入射面72a入射到漫 射部件72之后从出射面72b输出时而获得的光强度分布的实例。在本示例性实施例中，在漫射部件72的出射面72b的整个区域形成凹凸。相应地， 即使当具有图7D所示的光强度分布的白色光入射到漫射部件72的入射面72a时，白色光 也由于出射面72b上的凹凸而发生漫射和散射。例如，如果采用具有图8A所示的构造的漫 射部件72，则中央部分峰高Hc大于边缘部分峰高He。这样，穿过漫射部件72沿着第一扫 描方向Y的边缘部分的光与穿过中央部分的光相比较不易发生漫射。同时，例如，如果采用 具有图8B所示的构造的漫射部件72，则中央部分峰高Hc大于边缘部分峰高He，且中央部 分凸部间隔Lc小于边缘部分凸部间隔Le。这样，穿过漫射部件72沿着第一扫描方向Y的 边缘部分的光与穿过中央部分的光相比更不易发生漫射。换言之，当采用图8A和8B所示 的构造时，与沿着第一扫描方向Y的中央部分相比，沿着第一扫描方向Y的边缘部分的光的 指向性也将提高。结果，由于最初发出光的发光元件阵列53的结构而引起的波即光强度变化在漫 射部件72的正上方的光强度分布中得到抑制，且光强度在沿着第一扫描方向Y的边缘部分比中央部分大。换言之，本示例性实施例实现的效果与第一示例性实施例中通过对每个组 调节供应电流值而获得的效果相同。〈第三示例性实施例〉尽管本示例性实施例的基本构造与第一示例性实施例几乎相同，但形成发光单元 50的发光元件阵列53的发光元件52在沿着第一扫描方向Y的中央部分与边缘部分之间具 有不同的布置间隔。注意到，由相同的附图标记表示本示例性实施例中与第一示例性实施 例中相同的组件，且这里不再进行详细说明。图IOA和IOB为示出在本示例性实施例中所用的发光单元50的构造实例的简图。 具体地，图IOA为发光单元50的前视图，且图IOB为发光单元50的顶视图。在本示例性实施例中，发光元件阵列53由四十四个发光元件52构成。如同第一示例性实施例中一样，将四十四个发光元件52分为八个组Gr. 1至Gr. 8。 然而，位于沿着第一扫描方向Y的中央部分的各组Gr. 2至Gr. 7分别由五个发光元件52形 成，而位于沿着第一扫描方向Y的各边缘部分的组Gr. 1和Gr. 8分别由七个发光元件52形 成。另外，在本实例中，位于发光元件阵列53的沿着第一扫描方向Y的各边缘部分的 组Gr. 1和Gr. 8中的边缘部分间隔De设定为小于位于发光元件阵列53的沿着第一扫描方 向Y的中央部分的组Gr. 2至Gr. 7中的中央部分间隔Dc。在使用上述发光单元50和第一示例性实施例中所述的引导单元70形成光源单 元44A的情况下，如果将具有相同幅值的正向电流供应到形成发光元件阵列53的发光元件 52，则允许形成组Gr. 1和Gr. 8的每个发光元件52所发出的光比形成其他组Gr. 2至Gr. 7 的每个发光元件52所发出的光具有更大的强度。结果，由于最初发出光的发光元件阵列53 的结构而引起的波即光强度变化在漫射部件72的正上方的光强度分布中得到抑制，且光 强度在沿着第一扫描方向Y的边缘部分比中央部分较大。换言之，本示例性实施例实现了 与图7F中所示的光强度分布等效的光强度分布。〈第四示例性实施例〉 本示例性实施例与第一示例性实施例几乎相同。然而，在第一示例性实施例中，对 组Gr. 1至Gr. 8中的每个组执行供应电流值的控制，而在本示例性实施例中，针对组Gr. 1 至Gr.8中的每个组的供应电流值设定为幅值相同，且执行将电流供应到各个组Gr. 1至 Gr. 8的时间段的控制。相应地，在本示例性实施例中，断续地执行向各个组Gr. 1至Gr. 8的 电流供应。注意到，由相同的附图标记表示本示例性实施例中与第一示例性实施例中相同 的组件，且这里不再进行详细说明。图11为用于对在本示例性实施例中所用的光源控制器93的构造实例进行说明的 框图。光源控制器93包括第一驱动器931，其用于驱动形成组Gr. 1的五个发光元件52 ； 第二驱动器932，其用于驱动形成组Gr. 2的五个发光元件52 ；第三驱动器933，其用于驱动 形成组Gr. 3的五个发光元件52 ；第四驱动器934，其用于驱动形成组Gr. 4的五个发光元件 52 ；第五驱动器935，其用于驱动形成组Gr. 5的五个发光元件52 ；第六驱动器936，其用于 驱动形成组Gr. 6的五个发光元件52 ；第七驱动器937，其用于驱动形成组Gr. 7的五个发光 元件52 ；以及第八驱动器938，其用于驱动形成组Gr. 8的五个发光元件52。图12为示出在本示例性实施例中从光源控制器93输出到形成发光元件阵列53的组Gr. 1至Gr. 8中每个组的驱动信号的实例的时序图。在本示例性实施例中，按照发光周期P将驱动信号从光源控制器93供应到到组 Gr. 1至Gr. 8中的每个组。注意到，在图12中，“ON”表示供应具有预定幅值的电流的状态， 且“OFF”表示停止供应电流的状态。另外，在一个发光周期P中，对组Gr. 1的驱动信号为ON 的时间段称为第一时间段P1，对组Gr. 2的驱动信号为ON的时间段称为第二时间段P2，对 组Gr. 3的驱动信号为ON的时间段称为第三时间段P3，对组Gr. 4的驱动信号为ON的时间 段称为第四时间段P4，对组Gr. 5的驱动信号为ON的时间段称为第五时间段P5，对组Gr. 6 的驱动信号为ON的时间段称为第六时间段P6，对组Gr. 7的驱动信号为ON的时间段称为第 七时间段P7，并且对组Gr. 8的驱动信号为ON的时间段称为第八时间段P8。在本示例性实施例中，第二时间段P2和第七时间段P7设定为长于第三时间段P3、 第四时间段P4、第五时间段P5和第六时间段P6。此外，第一时间段Pl和第八时间段P8设 定为长于第二时间段P2和第七时间段P7。注意到，在本实例中，第三时间段P3、第四时间 段P4、第五时间段P5和第六时间段P6设定为具有相同的长度，第二时间段P2和第七时间 段P7设定为具有相同的长度，此外，第一时间段Pl和第八时间段P8设定为具有相同的长 度。当将这种驱动信号供应到各个组Gr. 1至Gr. 8时，位于各第一扫描方向边缘部分 的组Gr. 1和Gr. 8各自的光强度比位于组Gr. 1和Gr. 8内侧的组Gr. 2至Gr. 7各自的光强 度大。此外，组Gr. 2和Gr. 7各自的光强度比位于组Gr. 2和Gr. 7内侧，即位于第一扫描方 向中央部分的组Gr. 3至Gr. 6各自的光强度大。结果，即使当采用此构造时，在读取位置R，沿着第一扫描方向Y的边缘部分的光 强度增加，于是变得比中央部分的光强度大。尽管在第一至第四示例性实施例中引导单元70由光引导部件71和漫射部件72 形成，但本发明不限于此。例如，引导单元70可以由具有出射面71b的光引导部件71形成， 凹凸直接形成在该出射面71b上。尽管在第一至第四示例性实施例中白色LED用作各发光元件52，但本发明不限于 此。例如，可以将有机电致发光(EL)元件等用作各发光元件52。此外，尽管在第一至第四示例性实施例中发光元件阵列53由基板51上沿着第一 扫描方向Y排列成一行的发光元件52形成，但本发明不限于此。例如，发光元件52可以在 基板51上排列成锯齿形图案。出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的前述说明。其本意并不是 穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，对于本技术领域的技术人员可以进行许 多修改和变型。选择和说明该示例性实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应 用，因此使得本技术领域的其他技术人员能够理解本发明所适用的各种实施例并预见到适 合于特定应用的各种修改。目的在于通过所附权利要求及其等同内容限定本发明的范围。
权利要求
一种图像读取装置，包括发光元件阵列，其包括沿着文档的第一扫描方向排列成一行的多个发光元件；引导单元，其引导从所述发光元件阵列入射的光，并且在漫射所述光的同时朝向所述文档的读取位置发出所述光；光接收单元，其接收从所述发光元件阵列经由所述引导单元向所述读取位置照射光而产生的反射光；以及扫描单元，其沿着第二扫描方向移动所述文档的所述读取位置，所述读取位置是所述光接收单元所读取的位置。
2.根据权利要求1所述的图像读取装置，其中，所述引导单元包括用于接收来自所述发光元件阵列的光的入射面和用于出射所述光 的出射面，所述出射面的沿着所述第一扫描方向的长度设定为大于位于所述读取位置的所述文 档的长度，并且所述出射面的沿着所述第一扫描方向的边缘位置分别位于所述文档的沿着 所述第一扫描方向的边缘位置的外侧，并且所述入射面的沿着所述第一扫描方向的长度设定为小于所述出射面的沿着所述第一 扫描方向的所述长度，并且所述入射面的沿着所述第一扫描方向的边缘位置分别位于所述 出射面的沿着所述第一扫描方向的边缘位置的内侧；并且，所述入射面的沿着所述第一扫 描方向的所述长度设定为大于所述发光元件阵列的长度，并且所述发光元件阵列的沿着所 述第一扫描方向的边缘位置分别位于所述入射面的沿着所述第一扫描方向的边缘位置的 内侧。
3.根据权利要求1或2所述的图像读取装置，其中，所述引导单元包括用于接收来自所述发光元件阵列的光的入射面和用于出射所述光 的出射面，并且所述出射面具有凹凸，所述凹凸以比所述多个发光元件在所述发光元件阵列中的布置 间隔小的间隔形成。
4.根据权利要求3所述的图像读取装置，还包括图像形成部分，其设置在从所述读取位置向所述光接收单元延伸的光路上，并且在所 述光接收单元上形成来自所述读取位置的所述反射光的图像，其中所述出射面的所述凹凸的深度形成为在沿着所述第一扫描方向的边缘部分比在沿着 所述第一扫描方向的中央部分浅。
5.根据权利要求4所述的图像读取装置，其中，所述出射面中的所述凹凸的凸部的宽度形成为在沿着所述第一扫描方向的所述边缘 部分比在沿着所述第一扫描方向的所述中央部分宽。
6.一种线性光源单元，包括发光元件阵列，其包括排列成一行的多个发光元件；以及引导单元，其包括入射面和出射面，所述入射面沿着所述发光元件阵列形成为面向所 述发光元件阵列并且接收来自所述发光元件阵列的光，所述出射面形成为面向所述入射面 并且在漫射经由所述入射面入射的光的同时出射所述光。
7.根据权利要求6所述的线性光源单元，其中，所述入射面的沿着所述发光元件阵列的排列方向的长度设定为大于所述发光元件阵 列的长度，并且所述入射面的沿着所述排列方向的边缘分别位于所述发光元件阵列的沿着 所述排列方向的边缘的外侧，并且所述出射面的沿着所述排列方向的长度设定为大于所述入射面的所述长度，并且所述 出射面的沿着所述排列方向的边缘分别位于所述入射面的沿着所述排列方向的边缘的外 侧。全文摘要
本发明公开了一种图像读取装置和线性光源单元，所述图像读取装置包括发光元件阵列，其包括沿着文档的第一扫描方向排列成一行的多个发光元件；引导单元，其引导从所述发光元件阵列入射的光，并且在漫射所述光的同时朝向所述文档的读取位置发出所述光；光接收单元，其接收从所述发光元件阵列经由所述引导单元向所述读取位置照射光而产生的反射光；以及扫描单元，其沿着第二扫描方向移动所述文档的所述读取位置，所述读取位置是所述光接收单元所读取的位置。
文档编号H04N1/04GK101958997SQ20101020357
公开日2011年1月26日 申请日期2010年6月17日 优先权日2009年7月17日
发明者竹内英夫 申请人:富士施乐株式会社