导光单元、使用该导光单元的照明装置和图像读取设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及导光单元以及使用该导光单元的照明装置和图像读取设备。特别地，本发明适用于用于照明原稿表面从而以线性方式依次读取图像的诸如图像扫描仪、复印机和传真机等的图像读取设备。
【背景技术】
[0002]至今，已知一种使用发光二极管(LED)作为原稿照明装置的光源的技术，该原稿照明装置是图像读取设备中的照明装置。可以将该照明装置分类成将多个LED配置在主扫描方向上的阵列配置型照明装置和将LED配置在由树脂等构成的半透明的导光构件的长边端部的端部配置型照明装置，由此通过导光构件来传播从光源所射出的光通量。
[0003]最近，LED的发光效率增强了，因而存在对可以减少LED的使用数量的端部配置型照明装置的需求。与阵列配置型相比，端部配置型存在原稿读取面上被照亮的部分区域中靠近LED光射入的端面(入射面)的照度不容易增强的问题。该问题归因于从LED发出、射入导光构件、利用形成在导光构件的长边方向(主扫描方向)上的漫射面反射以穿过导光构件的出射面并到达原稿面的光束的光路长度以及该漫射面所反射的光束的角度。
[0004]特别地，在漫射面具有锯状三棱柱或梯形棱柱形状的情况下，光束向原稿面行进的角度趋于指向光束远离端面(入射面)的方向，因而不容易增强端面(入射面)附近的照度。
[0005]另外，在要读取的对象具有很大的厚度的情况下，存在三维对象的阴影趋于仅生成在长边方向(主扫描方向)的一个方向上的问题。也就是说，与不容易增强端面(入射面)附近的照度的问题类似，光束向原稿面行进的角度趋于指向光束远离端面(入射面)的方向，因而存在由于要读取对象的厚度而生成阴影的问题。
[0006]作为解决这些问题的方案，在日本特开2011-71696中，公开了一种用于通过在主扫描方向上扩展导光构件来改善主扫描照度以使导光构件的漫射面(锯状三棱柱形状)所完全反射的光束照明预定的照明区域的技术。
[0007]另外，在日本特开2009-37746中，公开了一种用于通过将配置成与导光构件(锯状三棱柱形状)的漫射面相对的反射板的表面形成凹凸形状来抑制三维对象的阴影的技术。
[0008]小型化的图像读取设备需求巨大。与这种需求相反，在日本特开2011-71696中，在主扫描方向上扩展导光构件，这不适于小型化。特别地，在端部配置型中，在导光构件的长边方向(主扫描方向)上配置有诸如导光构件、LED光源以及散热构件等的构件，因而在导光构件的长边方向(主扫描方向)上扩展导光构件与设备的大型化密切相关。
[0009]另外，在日本特开2009-37746中，反射板的表面形成凹凸形状，但是在导光构件的漫射面的节距或者形状与反射板的凹凸形状的节距或者形状之间的相对位置在长边方向(主扫描方向)上未对准的情况下，可能生成三维对象的阴影。因此，除了导光构件与反射板的高位置精度需求外，存在由于LED光源所生成的热量引起的热膨胀可能使导光构件的漫射面的节距或者形状发生移位的担忧。
【发明内容】
[0010]本发明的目标在于提供一种能够在不要求高位置精度的状态下，在抑制在长边方向上增大导光构件的同时、增加导光构件的甚至端面(入射面)附近的照度并抑制三维对象的阴影的导光构件以及使用该导光构件的照明装置和图像读取设备。
[0011]为了实现上述目标，根据本发明的实施例，提供一种导光单元，使用在用于读取原稿的图像读取设备中，所述导光单元包括:导光构件，其包括入射面、在第一方向上延伸的出射面以及与该出射面相对的导光面；以及漫射构件，其与所述导光面相对；其中，从所述入射面射入所述导光构件的光经由所述导光面和所述漫射构件引导至所述出射面，并且从所述出射面射出以照明所述原稿，所述导光构件还包括在所述导光构件的与所述漫射构件相对的一侧上沿所述第一方向配置的多个棱镜，所述多个棱镜的各棱镜在包括所述第一方向并且与所述导光面垂直的第一截面中具有矩形形状，以及所述多个棱镜的各棱镜满足以下条件:Wtan(sin kl/n)) < Η < 2W，其中W表示所述多个棱镜的各棱镜在所述第一截面中的宽度，Η表示所述多个棱镜的各棱镜的高度，η表示所述导光构件的折射率。
[0012]根据本发明的实施例，提供一种照明装置，包括:光源；以及上述导光单元。
[0013]根据本发明的实施例，提供一种图像读取设备，包括:上述照明装置；图像读取光学系统；以及配置在所述图像读取光学系统的像面内的图像读取单元。
[0014]参考附图根据对典型实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得明显。
【附图说明】
[0015]图1是使用根据本发明的第一实施例的导光单元的图像读取设备的主体示意图。
[0016]图2是用作使用根据第一实施例的导光单元的照明装置的原稿照明装置的主体示意图。
[0017]图3Α是来自光源的光在根据第一实施例的导光单元中的棱镜处被折射的情形的说明图。
[0018]图3Β是光在根据第一实施例的导光单元中的棱镜处不被折射而被反射的情形的说明图。
[0019]图4是根据第一实施例的导光单元的第二侧面以及漫射/反射构件的主体放大图。
[0020]图5是根据第一实施例的导光单元的端面(入射面)附近的区域的主体放大图。
[0021]图6是使用根据本发明的第二实施例的导光单元的原稿照明装置的主体示意图。
[0022]图7是根据第二实施例的导光单元的第二侧面以及漫射/反射构件的主体放大图。
[0023]图8是使用根据本发明的第三实施例的导光单元的原稿照明装置的主体示意图。
[0024]图9是根据第三实施例的导光单元的第二侧面以及漫射/反射构件的主体放大图。
【具体实施方式】
[0025]以下，将参考【附图说明】本发明的实施例。
[0026]第一实施例
[0027]图像读取设备
[0028]图1是其上安装有根据本发明的实施例的导光单元和用作照明装置的原稿照明装置的图像读取设备100的副扫描截面图。这里，将“主扫描方向”、“副扫描方向”、“主扫描截面”和“副扫描截面”定义如下。即，主扫描方向指的是与图1的图页相垂直的方向(作为长边方向的第一方向)，副扫描方向指的是图页中的A方向(第二方向)，主扫描截面指的是包括第一方向和第二方向的截面(第一截面)，以及副扫描截面指的是图1的图页的截面(第二截面)。
[0029]在图1中，集成的扫描光学系统单元(滑架)107包括:读取单元(线传感器或图像传感器)105，用于读取来自被原稿照明装置103照明的原稿101的光通量，该原稿照明装置103用于对放置在原稿台玻璃(原稿台)102上的原稿101进行照明。另外，滑架107包括多个折叠镜104a到104d，用于将来自原稿101的光通量引导到读取单元105，以及用作图像读取光学系统的缩小的光学系统(成像透镜)106，用于基于来自原稿101的图像信息将光通量成像在作为像面的读取单元105的面上。
[0030]通过用作驱动单元的驱动马达(副扫描马达)108在图1所示的箭头A的方向上(副扫描方向)对上述配置的滑架107进行扫描。在进行原稿扫描时，滑架107所包括的元件不改变它们的相对位置关系。
[0031]在图1中，多个折叠镜包括有序地沿着从原稿101侧开始的光路的第一折叠镜104a、第二折叠镜104b、第三折叠镜104c和第四折叠镜104d。配置各折叠镜以使得来自原稿101的光通量从第一折叠镜104a行进到达第二折叠镜104b，进一步从第二折叠镜104b行进到达第三折叠镜104c，以及进一步从第三折叠镜104c行进到达第四折叠镜104d。
[0032]然后，通过成像光学系统106将已经到达第四折叠镜104d的光通量成像在读取单元105的面上。在这种结构中，将读取单元105所读取的原稿的图像信息作为电信号发送到特定的图像处理单元(没有示出)，经过特定的信号处理后输出。另外，图像读取设备100还包括用于对该设备进行驱动的电源单元(没有示出)。
[0033]照明装置
[0034]将更详细地说明根据本发明第一实施例的用作照明装置的原稿照明装置103。图2是根据本实施例的原稿照明装置103的长边(主扫描)截面图。该原稿照明装置103包括作为高亮度白色LED的光源109a和10%、以及用作下面将详述的导光单元的导光构件110和用作漫射构件的漫射/反射构件116。
[0035]—个光源109a和一个光源109b分别配置在导光构件110的长边方向(主扫描方向)上的两个端部。漫射/反射构件116例如包括白色薄片，在本实施例中，白色薄片为混有微细的二氧化钛粒子的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET树脂)所形成的白色薄片。导光构件110包括玻璃材料或者利用诸如塑料等的合成树脂制成的光学构件