光导和图像读取装置制造方法
【专利摘要】一种光导，所述光导包括：入射表面，所述入射表面配置成允许来自发光单元的光进入所述光导；导光部分，所述导光部分配置成传播经由所述入射表面进入的光；反射部分，所述反射部分配置成反射传播的光；出射表面，所述出射表面配置成允许在所述反射部分上反射的光出射；以及突出部分，所述突出部分配置成定位所述光导，其中所述突出部分设置在所述反射部分的下游。以及包括这种光导的图像读取装置。
【专利说明】光导和图像读取装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括用于对准的突出部分的光导和包括所述光导的图像读取装置。
【背景技术】
[0002]使用包括发光二极管(LED)光源和导光元件的照明单元的图像读取装置是已知的。常规地，对于照明单元，已知图8A和图SB和图9中所示的配置。
[0003]多个LED元件10成一条线地布置在LED衬底11上。导光元件12固定到LED衬底11，多个LED元件10安装在所述衬底上。此外，通过定位凸起18a、18b和18c对准导光元件12，所述凸起设在导光元件的底表面上，并且固定到在光学单元20之上形成的外壳部件21。
[0004]从LED元件10发射的光传播通过导光元件12并且照射文档定位玻璃23上的文档22。来自文档22的反射光由保持在光学单元20中的折叠镜24a、24b、24c和24d引导到成像单元25。此外，文档的图像由成像单元25形成于固态图像传感器26上。固态图像传感器26对从文档反射的入射光进行光电转换并且输出指示文档的图像的图像数据。光学单元20在读取单元中移动以读取整个文档的图像。
[0005]如美国专利申请公开第2010/0232834号中所述，通过将设在导光元件的底表面上的多个定位凸起装配到设在外壳部件中的装配孔中而执行导光元件的对准。
[0006]在包括图8A和图8B和图9中所示的配置的装置中，从LED元件10入射到导光元件12的光通量的大部分传播通过导光部分14，由反射部分15偏转，并且然后朝着文档22出射。然而，在设在导光兀件的底表面上的定位凸起18a、18b和18c中，传播的光通量没有完全反射并且光通量的一部分从定位凸起泄漏。因此，如图10中所示，在读取宽度方向上的光量的分布不均匀。
[0007]在美国专利申请公开第2010/0232834号中所述的导光元件中，定位凸起沿导光元件12的纵向布置在LED元件和LED元件之间。换句话说,导光元件的定位凸起设在光通量在纵向上稀少的部分中。使用这种配置，减小光从定位凸起的泄漏。然而，需要进一步减小光从定位凸起的泄漏。此外，由于定位凸起的位置取决于LED元件的位置，因此每次改变LED元件的数量或布置时，需要重新形成导光元件，这增加了成本。
[0008]此外，作为用于防止由于光通量从定位凸起的泄漏引起的光量的非均匀分布的措施，如图11中所不，考虑用于在导光兀件的有效范围108d和108e的外部提供定位凸起的措施。然而，当使用上述方法时，导光元件的整个长度增加，这阻碍装置的尺寸的减小。
【发明内容】
[0009]根据本发明的方面，一种光导包括:配置成允许来自发光单元的光进入所述光导的入射表面；配置成传播经由所述入射表面进入的光的导光部分；配置成反射传播的光的反射部分；配置成允许在所述反射部分上反射的光出射的出射表面；以及配置成定位所述光导的突出部分，其中所述突出部分设在所述反射部分的下游。
[0010]根据参考附图的示例性实施例的以下描述，本发明的另外特征将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是示出图像读取装置的横截面图。
[0012]图2是示出光学单元的横截面图。
[0013]图3是示出照明单元的透视图。
[0014]图4是示出照明单元的横截面图。
[0015]图5是示出照明单元的俯视图。
[0016]图6是示出当使用光导时的照明分布的图示。
[0017]图7是示出根据修改例子的照明单元的横截面图。
[0018]图8A和8B分别是不出根据相关技术的光导的横截面图和俯视图。
[0019]图9是示出根据相关技术的光学单元的横截面图。
[0020]图10是示出当使用根据相关技术的光导时的照明分布的图示。
[0021]图11是示出根据相关技术的光导的俯视图。
【具体实施方式】
[0022]在下文中，将描述第一示例性实施例。图1是示出根据示例性实施例的图像读取装置的横截面图。图2是示出图像读取装置中的光学单元110的横截面图。
[0023]光学单元110在读取单元117的内部在运动方向上通过受到马达驱动的带而移动。光学单元110在沿运动方向移动的同时读取文档，所述文档放置在文档定位板112上。
[0024]将描述光学单元110的配置。包括LED元件(发光元件)100和光导102的照明单元固定到外壳部件111，所述外壳部件固定在光学单元110之上。从LED元件100发射的光通量传播通过光导102以朝着文档113出射。光学单元110将折叠镜114a、114b、114c和114d、成像单元115以及固态图像传感器116保持在框架部件中。来自文档113的反射光由保持在光学单元110的框架部件中的折叠镜114a、114b、114c和114d引导到成像单元115 (透镜单元)。此外，文档的图像由成像单元115形成于固态图像传感器116上。固态图像传感器116接收来自文档的入射光并且输出指示文档的图像的图像信号。
[0025]图3是示出根据示例性实施例的照明单元的透视图。图4和图5分别是示出根据示例性实施例的照明单元的横截面图和俯视图。
[0026]多个侧向照射型LED元件100成一条线地安装在LED衬底101上。光导102由丙烯酸树脂形成。此外，光导102固定到LED衬底101上使得多个LED元件100的每一个的发射表面与光导102的入射表面103相对并且邻近该入射表面。在不例性实施例中，光导102使用双面胶带固定到LED衬底101上。此外，包括LED元件100、LED衬底101和光导102的部件固定到外壳部件111。通过将光导102的定位凸起108装配到外壳部件111的装配孔中确定包括LED元件100、LED衬底101和光导102的部件的固定位置。在当前的示例性实施例中，通过使板弯曲来形成外壳部件111。
[0027]从LED元件100发射的光通量从光导102的入射表面103入射到光导102上，并且传播通过光导102的导光部分104。此外，传播通过导光部分104的光通量在设在光导102的下游的反射部分105上反射，在朝着文档113的方向被偏转，并且从出射表面106出射。出射的光通量107线性地照射文档113。
[0028]将详细描述光导102中的定位凸起的位置。根据示例性实施例的定位凸起包括从光导突出的突出部分。
[0029]为了减小光通量从定位凸起108的泄漏，定位凸起108设在光通量稀少的反射部分105的下游。此外，定位凸起108设在主光通量的最外线的外部。另外，如图4中所示，定位凸起108邻近出射表面106，并且沿着主光通量的向外方向设在出射表面上，比其中反射部分105的反射表面向下延伸的表面120 (由反射表面限定的表面)与出射表面106的交叉点121更远。换句话说，定位凸起108的位置位于在反射表面120上反射的主光通量的最外线的外部，并且位于从出射表面106出射的主光通量的最外线的外部。此外，定位凸起108相对于由反射部分的反射表面限定的表面120与出射表面106的交叉点121朝着出射表面106的中心的相对侧突出。
[0030]如上所述，定位凸起108的一部分是表面120的阴影(shadow)并且因此可以减小光通量从定位凸起108的泄漏。为了将定位凸起108布置在反射部分105的最下游，如图4中所示，定位凸起108邻近出射表面106布置。然而，定位凸起108不必邻近出射表面106布置，只要定位凸起108布置在从出射表面106出射的主光通量的最外线的外部即可。
[0031]图6示出当使用根据示例性实施例的光导时在读取宽度方向上的光量分布。可以理解，在根据示例性实施例的装置中改善了在图10中示出的根据相关技术的光导中发生的读取宽度方向上的非均匀光量分布。根据示例性实施例的光导，从定位凸起108泄漏的光通量可以减小到2%或以下并且可以减小定位凸起对照明分布的影响。
[0032]在垂直于纵向的横截面中的光导102的结构类似于在纵向上的任何位置的结构。换句话说，光通量稀少的部分在光导的任何横截面中处于类似位置。所以，定位凸起可以设在光导的纵向上的任意位置。换句话说，在光导的纵向上的有效照明范围内，与LED元件100的位置无关，定位凸起可以设在光导的纵向上的任意位置。在示例性实施例中，如图5中所示，定位凸起设在光导102的纵向上的三个位置108a、108b和108c。所以，类似于图11中所示的光导，光导不需要为长形以布置定位凸起。此外，不同于在美国专利申请公开第2010/0232834号中所述的光导，不必基于LED元件的位置确定定位凸起的位置，即使当改变LED元件的布置时也不必重新形成光导。
[0033]将描述根据第一示例性实施例的光导的修改例子。由于除了光导以外的配置是类似的，因此将不重复类似配置的描述。
[0034]图7是示出根据修改例子的光导的横截面图。图7中所示的光导122包括两个出射表面160a和160b。
[0035]从LED元件100发射的光通量从光导122的入射表面123入射到光导122上，并且传播通过光导122的导光部分124。传播通过导光部分124的光通量分成两个光通量。一个光通量170a在设在光导122的下游的反射部分125上反射,在朝着文档113的方向上被偏转，并且然后从出射表面160a出射。另一个光通量170b从出射表面160b出射而不在反射部分125上反射。光通量170a照原样线性地照射文档113。在此期间，光通量170b在反射板180上反射以照射文档113。照射文档113的光通量170a的方向和照射文档113的光通量170b的方向彼此不同。[0036]光导122的定位凸起128比传播通过导光部分124而不在反射部分125上反射的主光通量的最外线更外部地设在出射表面160b上。此外，定位凸起128布置在反射部分125的反射表面的下游。另外，定位凸起128在反射部分125的反射表面上设在反射部分125上反射的主光通量的最外线的外部。定位凸起128所在的位置对应于光导122的反射部分125的阴影并且是光通量稀少的部分。换句话说，沿两个方向到达定位凸起的光通量很少。所以，通过在上述部分中提供定位凸起128，能够减小光通量从定位凸起的泄漏并且不影响照明光的照明分布。此外，光导122的光通量稀少的部分也存在于光导的任何横截面中的类似位置。所以，定位凸起可以设在光导的纵向上的任意位置。
[0037]尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应当与最广义的解释一致从而涵盖所有这样的修改以及等效结构和功能。
【权利要求】
1.一种光导，所述光导包括: 入射表面，所述入射表面配置成允许来自发光单元的光进入所述光导； 导光部分，所述导光部分配置成传播经由所述入射表面进入的光； 反射部分，所述反射部分配置成反射传播的光； 出射表面，所述出射表面配置成允许在所述反射部分上反射的光出射；以及 突出部分，所述突出部分配置成定位所述光导， 其中所述突出部分设置在所述反射部分的下游。
2.根据权利要求1所述的光导，其中设置所述突出部分的、位于所述反射部分的下游的位置包括待传播的光通量稀少的部分。
3.根据权利要求1所述的光导，其中所述突出部分设于在所述反射部分上反射的主光通量的最外线的外部。
4.根据权利要求1所述的光导，其中所述突出部分相对于由所述反射部分的反射表面限定的表面与所述出射表面的交叉点朝着所述出射表面的中心的相对侧突出。
5.根据权利要求1所述的光导，其中所述出射表面包括第一出射表面和第二出射表面， 其中从所述第一出射表面出射的光是在所述反射部分上反射的光，并且 其中从所述第二出射表面出射的光是未在所述反射部分上反射的光，并且 其中所述突出部分设在包括所述反射部分的阴影的部分中。
6.根据权利要求1所述的光导，其中所述突出部分设在所述光导的纵向上的有效范围内。
7.根据权利要求1所述的光导，其中所述突出部分设在所述反射部分中的邻近所述出射表面的部分上。
8.一种图像读取装置，所述图像读取装置包括: 根据权利要求1所述的光导； 配置成接收从文档反射的光的部分，所述文档由从所述光导出射的光照明； 配置成保持读取单元的框架部件；以及 外壳部件，所述光导固定到所述外壳部件并且所述外壳部件固定到所述框架部件， 其中所述光导由所述光导的所述突出部分相对于所述外壳部件定位。
9.根据权利要求8所述的图像读取装置，其中所述突出部分装配到所述外壳部件的装配孔中。
【文档编号】H04N1/10GK103458150SQ201310211259
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】高桥俊雄 申请人:佳能株式会社