JP2003344958A - 光学素子及びそれを有する照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源から放射された光束を効率良くライン状
に整形し、原稿のサイズによらない汎用性の高い光学素
子及びそれを有する照明装置を得ること。 【解決手段】 放物線の焦点又はその近傍の点を含む軸
を回転軸Ｌｓとし、該回転軸を回転させたときに形成さ
れる曲面の内側の一部を反射面３ａとしていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学素子及びそれを
有する照明装置に関し、特に光源手段から発する光束を
直線状に整形し、ライン照明を効率良く行うようにし
た、例えば一次元ラインセンサーを使用した画像読取装
置に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像読取装置のライン用照明を得
るために消費電力や発熱量が少なく、また特別な点灯装
置も必要ないことから、近年、光源手段として半導体デ
バイスより成る光源（点状光源）を使用し、該光源から
発した光束をレンズや反射部材等を使用して効率よく原
稿面上に集光させた照明装置が種々と提案されている。

【０００３】これら照明装置は半導体デバイスより成る
光源を一次元ラインセンサーの一次元方向と平行に複数
配列し、該複数の光源から発した光束を単一の長尺な反
射部材（光学素子）により原稿面上に集光させているも
のである。このような照明装置が、例えば特開平１１−
５２１３６号公報で提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら効率のよ
い集光は、その一方で非常に製造誤差に敏感であり、高
い形状精度や保持精度が要求されることとなる。そのた
め以下に示す問題点があった。

【０００５】（１）反射部材が長尺であるために製造す
るための型が大きくなり、型代が非常に高価である。

【０００６】（２）反射部材が長尺であるために成型時
の残留応力の関係で離型後変形をしてしまう。

【０００７】（３）光源と反射部材との相対位置関係が
敏感であり、湾曲を補正しきれないことが多い。

【０００８】（４）反射部材は原稿のサイズに対応して
製作されているため汎用性に欠ける。

【０００９】本発明は光源から放射された光束を効率良
くライン状に整形し、原稿のサイズによらない汎用性の
高い光学素子及びそれを有する照明装置の提供を目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光学素
子は、放物線の焦点又はその近傍の点を含む軸を回転軸
とし、該回転軸を回転させたときに形成される曲面の内
側の一部を反射面としていることを特徴としている。

【００１１】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記曲面は前記回転軸が基準位置から±４５°〜±
９０°の範囲に回転したときに形成される形状であるこ
とを特徴としている。

【００１２】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記反射面以外の面に組立用部材が設けられて
いることを特徴としている。

【００１３】請求項４の発明は請求項１、２又は３の発
明において、前記反射面が対向する空間の一部には透明
部材が設けられていることを特徴としている。

【００１４】請求項５の発明の照明装置は、請求項１乃
至４の何れか１項に記載の光学素子と、該光学素子の一
方の焦点又はその近傍の点に発光点が位置する光源手段
とを含む照明ユニットを１以上を有し、該発光点からの
光束を該光学素子を介して被照射面を照明することを特
徴としている。

【００１５】請求項６の発明の光学素子は、楕円の一方
の焦点又はその近傍の点を含む軸を回転軸とし、該楕円
の形状を該回転軸の回転による回転角に応じて変化させ
て形成される曲面の内側の一部を反射面としていること
を特徴としている。

【００１６】請求項７の発明は請求項６の発明におい
て、前記曲面の形状は該曲面を形成する楕円の他方の焦
点が仮想直線上に位置する形状より成っていることを特
徴としている。

【００１７】請求項８の発明は請求項６又は７の発明に
おいて、前記曲面は前記回転軸が基準位置から±４５°
〜±９０°の範囲に回転したときに形成される形状であ
ることを特徴としている。

【００１８】請求項９の発明は請求項６、７又は８の発
明において、前記反射面以外の面に組立用部材が設けら
れていることを特徴としている。

【００１９】請求項１０の発明は請求項６乃至９の何れ
か１項の発明において、前記反射面が対向する空間の一
部には透明部材が設けられていることを特徴としてい
る。

【００２０】請求項１１の発明の照明装置は、請求項６
乃至１０の何れか１項に記載の光学素子と、該光学素子
の一方の焦点又はその近傍の点に発光点が位置する光源
手段とを含む照明ユニットを１以上を有し、該発光点か
らの光束を該光学素子を介して被照射面を照明すること
を特徴としている。

【００２１】請求項１２の発明は請求項１１の発明にお
いて、透明部材の形状が回転軸を中心にした略同心円弧
状の射出端面を有することを特徴としている。

【００２２】請求項１３の発明は請求項１２の発明にお
いて、透明部材の射出端面が、回転軸と平行な方向に、
曲率をもたない形状であることを特徴としている。

【００２３】請求項１４の発明は請求項１２の発明にお
いて、透明部材の射出端面が、回転軸と平行な方向に曲
率を有し、その曲率は、焦点の仮想直線から離れるに従
って、パワーがゆるくなる形状変化を示し、しかも、反
射曲面の形状は、射出端面上に設けられた、曲率との間
で合成された焦点位置の軌跡が、仮想直線上にくるよう
な形状変化をすることを特徴としている。

【００２４】請求項１５の発明は請求項１３の発明にお
いて、射出端面上におけるパワーがゆるくなる形状変化
とは、発光点の結像位置が仮想直線上にくるような形状
変化であることを特徴としている。

【００２５】請求項１６の発明は請求項１１の発明にお
いて、前記反射曲面は前記発光点から発した光束を結像
させることにより一次元方向に焦線を形成させているこ
とを特徴としている。

【００２６】請求項１７の発明は請求項５、１１又は１
６の発明において、前記照明ユニットを複数有し、該複
数の照明ユニットは前記発光点の前記反射曲面により形
成された焦線方向と平行方向に配置されていることを特
徴としている。

【００２７】請求項１８の発明の画像読取装置は、請求
項５、１１、１６又は１７に記載の照明装置と、該照明
装置によって直線状に照明された画像情報を一次元ライ
ンセンサー上に結像させる結像手段とを用いて、該画像
情報を読取ることを特徴としている。

【００２８】

【発明の実施の形態】［実施形態１］図１は本発明の光
学素子を用いた照明装置の要部斜視図、図２は図１のＹ
−Ｚ断面図（垂直断面図）、図３は図１のＸ−Ｙ平面図
（水平断面図）である。

【００２９】図１において１は光源手段であり、光源
（点状光源）より成っており、後述する光学素子３を形
成する反射曲面の一方の焦点又はその近傍の点に発光点
（チップ）１ａが位置するように配されている。光源１
は基板２上の所定位置にボンディングされており、電圧
をかけることで発光点１ａが発光する半導体デバイスチ
ップより成っている。通常、光源１の発光は発光点１ａ
の鉛直方向(Ｚ方向)に対して余弦で減衰するような配光
特性を有するのが一般的であるが、このうち原稿をライ
ン方向(Ｘ方向)に有効に照明するために使用されるのは
わずかである。

【００３０】３は光学素子であり、この有効に使用され
ない光束の一部を集光するため曲面状の反射部材より成
っている。この反射部材３は放物線の焦点又はその近傍
の点を含む軸を回転軸Ｌｓとし、該回転軸Ｌｓを回転さ
せたときに形成される曲面の内側の一部を反射面３ａと
している。曲面は回転軸が基準位置から±４５°〜±９
０°の範囲に回転したときに形成される形状より成って
いる。尚、光学素子３と光源手段１の各要素は照明ユニ
ット（照明装置）１１の一要素を構成している。

【００３１】反射部材３の非反射面の下面には組立用部
材としての位置決め用のピン４が一体で成型させてお
り、基板２上にあらかじめ空けられた位置決め用の穴２
ａと嵌合する。この図１ではアッセンブリ作業が１工程
で行なわれるように反射部材３を連結する枠材５を設
け、その下面にも位置決めピン４を形成しているが、独
立させ反射部材３を同形状の２部品に分けてやれば、型
投資はさらに節約可能となる。

【００３２】基板２の平面内において、光源１を含み、
読み取りライン(Ｘ方向)に平行な直線をＬｍ、該直線Ｌ
ｍに垂直な直線をＬｓと定義した場合、嵌合状態で該直
線Ｌｓを回転軸とし、回転したときに形成される直線Ｌ
ｓを含む任意の平面と、反射部材３との交線Ｌａ，Ｌｂ
は二次曲線Ｌ１〜Ｌｎの一部となり（図４参照）、その
ときこの二次曲線Ｌ１の焦点Ｆ１は光源１もしくは製造
誤差の範囲内でその近傍にくる。

【００３３】尚、回転軸Ｌｓは焦点Ｆ１又はその近傍の
点を含む直線であれば、例えば図４の点線で示す回転軸
Ｌｓ１、‥‥等どのような軸であっても良い。光学素子
３は回転軸Ｌｓを回転したときに形成される曲面の内側
の面を反射面３ａとしている。

【００３４】すなわち別の言い方をすれば、光源１を焦
点に持つ所定の二次曲線Ｌ１を直線Ｌｓを回転軸として
回転したときに形成される曲面で基板２上に形成される
反射面Ｒｍを有しているのが反射部材３である。

【００３５】本実施形態では反射面Ｒｍが１８０°の回
転角で形成されているが、配光特性から９０°から１８
０°の範囲で反射面を形成するのがよい。また発光点１
ａから光束が放射する方向を透明基板の下方に設定して
反射面Ｒｍを設定しても良い。

【００３６】図２は図１において基板２に反射部材３を
装着した嵌合状態における該基板２に対する直線Ｌｓ上
での垂直断面図である。二次曲線Ｌ１は実線で表した基
板２上の曲線Ｌ１１ならびに破線で表した基板２下の曲
線Ｌ１２より形成され，光源１を焦点にもつ放物線より
成っている。光源１から発する発散光束は反射部材３の
反射面３ａで反射した後に平行光束に換えられ原稿面上
（不図示）を照明するために有効利用される。

【００３７】図３は図１において基板２に反射部材３を
装着した嵌合状態における該基板２に対する直線Ｌｓ上
での水平断面図である。二次曲線Ｌ１は実線で表した基
板２上の曲線Ｌ１１ならびに破線で表した基板２下の曲
線Ｌ１２より形成されるところの光源１を焦点にもつ放
物線より成っている。光源１から発する発散光束は図３
でも反射部材３の反射面３ａで反射した後に平行光束に
換えられる。即ち発光点１ａから発した光束が無限遠に
結像する。

【００３８】この光束は実質的に原稿面上（不図示）に
は届くことは少ないが、図２から図３に至るまでの中間
の断面形状すべてが、その反射面３ａで光束の一部を平
行光束に換えて射出するため、読み取りライン方向に均
質なライン照明が達成され、照明ユニット１１をＸ方向
に複数個並べた場合でも、この照明装置から発する光束
がリップルを形成することなく均質に混ざり合うことが
可能である。

【００３９】この均質性を維持するためには反射面Ｒｍ
が形成される扇の角度を９０°以上確保することが望ま
しい。これ以下であると、反射面Ｒｍからの光束の指向
性がきつすぎ、照明エリアの重ね合わせの部分で照度リ
ップル（照明ムラ）が発生しやすく、原稿が浮き沈みし
た際などに画像読取装置の画質を低下させる原因とな
る。

【００４０】このように本実施形態では上記の如く反射
部材３を放物線の焦点又はその近傍の点を含む軸を回転
軸Ｌｓとし、該回転軸Ｌｓを回転させたときに形成され
る曲面の内側の一部を反射面３ａとすることにより、読
み取りライン方向から離れる方向の光束を該読み取りラ
イン方向に適度に集光させつつ、均質なライン照明を実
現している。さらに必要な原稿のサイズと光量に応じて
光源（発光点１ａ）１及び光学素子３を有する照明ユニ
ット１１の数と密度設定を最適に設定することによって
ライン照明を効率良く実現している。また、反射面３ａ
の形状を回転放物線にすることで、形状自体を複雑にす
ることなく、回転軸Ｌｓを軸対象として同一形状で本発
明を実施することが可能である。

【００４１】尚、本実施形態では二次関数より成る放物
線の焦点又はその近傍の点を含む軸を回転軸Ｌｓとし、
該回転軸Ｌｓを回転させたときに形成される曲面の内側
の一部を反射面３ａとし、２つ形成される反射曲面を同
一な対称形状で説明したが、これらは、実使用状態にお
いて、図４で説明したごとく、非対称に設定することも
可能であるし、２つの曲面の照明方向を、被照明領域に
応じて、それぞれ独立に設定することも可能である。

【００４２】また、反射曲面は、主として反射する光束
が、所定の照明領域に到達すれば、目的を達成可能なた
め、反射面上に微細構造を付加して、表面に反射指向性
を有する拡散性をもたせ、製造や組み付けの精度の敏感
度を落としてやることも可能であるし、また、曲面形状
自体を多面体で近似し、結果として総じて曲面となるよ
うに製造してもよいことは、いうまでもない。

【００４３】［実施形態２］図５は本発明の照明装置の
実施形態２の要部斜視図、図６は楕円の一部を反射面と
する為の説明図である。図５において図１に示した要素
と同一要素には同符番を付している。

【００４４】本実施形態は図６に示すように楕円５１の
一方の焦点又はその近傍の点５１ａを含む軸Ｌｓを回転
軸とし、該楕円５１の形状を該回転軸Ｌｓの回転による
回転角に応じて変化させて形成される曲面の内側の一部
を反射面５１ｂとしている。

【００４５】即ち、曲面形状は回転軸Ｌｓを回転したと
きに回転角に応じて楕円形状を変化させるが、このとき
楕円の形状が楕円の他方の焦点又はその近傍の点５１ｃ
が画像の読み取りラインＬｒと平行となる仮想直線上に
位置するように変化させている。

【００４６】尚、上記曲面は回転軸Ｌｓが基準位置から
±４５°〜±９０°の範囲に回転したときに形成される
形状である。

【００４７】図７は図５のＸ−Ｚ断面図（側面図）であ
り、反射部材３の反射面Ｒｍの形状の設定の原理を説明
するための図である。

【００４８】図中、ＧＢは透明な媒体（プラスチック、
ガラス材）であり、反射面Ｒｍが対向する空間の一部に
設けられており、光源１を覆っている。反射部材３は媒
体ＧＢに設けられている。

【００４９】図５では一般にレンズフードを纏った半導
体発光デバイス（光源）１を示している。配線用のリー
ド線が予め設けられた半導体発光デバイス１のレンズフ
ード部に直線Ｌｓを含む平面との交線が発光点１ａを楕
円の焦点にとるような反射面Ｒｍを側面の一部に有して
いる。底部に形成された位置決めピン（組立用部材）４
で基板２上に取り付けられた後、リード線が半田付けさ
れる。

【００５０】図７はこの状態におけるにおける側面図で
あり、直線Ｌｒは画像の読み取りを想定した仮想線であ
る。ここで反射面Ｒｍの形状の決定方法について説明す
る。画像の読み取りラインＬｒ上の読み取りポイントｐ
１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、…、ｐｎを任意に指定した場
合、点ｐｎと直線Ｌｓとを含む断面Ｄｍが反射部材３の
反射面Ｒｍとの間に形成する交線３Ｐは、１つの焦点を
光源１に有し、媒質が異なることも考慮した上での他方
の焦点をｐｎ′としたとき、点ｐｎ′は光源１と点ｐｎ
とを結ぶ直線状に存在し、しかも点ｐｎ′同士を結んだ
直線Ｌｐは読み取りラインＬｒと平行になるように設定
している。

【００５１】即ち、反射面（曲面）Ｒｍは発光点１ａか
ら発した光束を結像させることにより一次元方向に焦線
を形成させている。

【００５２】このように設定することで光源１から発し
た光束は反射面Ｒｍで反射した後、きれいな焦線を読み
取りラインＬｒと平行に形成することが可能で、この周
辺に行くほど減衰するライン照明を重ね合わせることで
効率の良いライン照明を実現している。

【００５３】さらに図７において、照明効率を高めるた
めにハッチングの領域１３に入る光束を反射面６で反射
させることにより有効利用している。一例としてはハッ
チング部１３を放物面に設定しておけば、反射面６の形
状は平面でも微細なシリンドリカル面やフレネル反射面
であってもよい。

【００５４】図８は図５のＹ−Ｚ断面図であり、直線Ｌ
ｓを含む任意の断面図に相当している。

【００５５】同図において一方の焦点Ｆ１に設けた発光
点１ａから放射した光束は光学素子３の反射面Ｒｍで反
射した後、他方の焦点Ｆ２に集光する。このとき集光点
Ｆ２が読み取りラインＬｒに相当する位置よりも光源１
側に位置するようにして照明効率の向上を図っている。

【００５６】読み取りラインＬｒ上に実用的な照明幅を
効率よく形成するために媒体ＧＢの射出端面７を光源１
を中心にした円形状又はトーリック形状又はシリンドリ
カル形状に形成しておくことにより、媒体ＧＢから光束
が射出するときに、ほぼ垂直に取り出すことが可能にな
る。

【００５７】射出端面７の直線Ｌｓ方向には所定のパワ
ーを設定している。尚、射出端面７は平面であっても良
い。

【００５８】ここで所定のパワーとは光源１からの直接
の発散光束を読み取りラインＬｒよりも外側に収束させ
ることで、該読み取りラインＬｒ上にある有限の照明幅
を形成し、その照明幅と概略等しくなるような照明幅を
該読み取りラインＬｒ上に形成できるように、該読み取
りラインＬｒよりも内側に反射面Ｒｍによる反射光を収
束させるように設定している。

【００５９】さらに詳しくは、図７において、Ｐ１から
Ｐｎに向かうにしたがって、しだいに射出端面の前記パ
ワーがゆるくなるように設定することで、Ｐ１´からＰ
ｎ´までが、光源１ａと共役な関係を維持し、直線上に
なるようにすることで、さらに均一性の高い焦線を形成
可能となる。すなわち、反射曲面３を経ない光束につい
ても、均一な焦線を形成可能となる。この際は、射出端
面の前記パワーを考慮して、合成の焦点位置が、直線状
の軌跡を描くように、前記反射曲面３の曲面形状を変化
させてやればよい。この際、照明エリアの均一性を上げ
るために射出端面７の形状をわずかながら拡散性を付与
することも有効である。

【００６０】なお、射出端面７に前記パワーを与えず
に、シリンドリカル面としたときは、反射曲面３の形状
は、楕円柱を光源を中心に円弧状に切り取ればよいの
で、製造過程が非常に簡略化可能である。以上、いろい
ろな組み合わせで説明をしてきたが、これらの組み合わ
せは自由であり、単独で使用しても複合的に使用しても
問題ないことは説明するまでもない。

【００６１】尚、本実施形態では二次関数より成る楕円
の焦点又はその近傍の点を含む軸を回転軸Ｌｓとし、該
回転軸Ｌｓを回転させたときに形成される曲面の内側の
一部を反射面３ａとし、２つ形成される反射曲面を同一
な対称形状で説明したが、これらは、実使用状態におい
て、図４で説明したごとく、非対称に設定することも可
能であるし、２つの曲面の焦点の位置を、被照明領域に
応じて、それぞれ独立に設定することも可能であるし、
片側の曲面形状を多焦点の形状にすることも可能であ
る。

【００６２】また、反射曲面は、主として反射する光束
が、所定の照明領域に到達すれば、目的を達成可能なた
め、反射面上に微細構造を付加して、表面に反射指向性
を有する拡散性をもたせ、製造や組み付けの精度の敏感
度を落としてやることも可能であるし、また、曲面形状
自体を多面体で近似し、結果として総じて曲面となるよ
うに製造してもよいことは、いうまでもない。

【００６３】尚、光学素子３と光源手段１を含む照明ユ
ニット１１を複数用いて、発光点からの光束を該光学素
子３を介して被照射面（原稿面）を照明する照明装置の
ときは、該照明ユニット１１を読み取りラインＬｒ（Ｘ
方向）と平行になるように配列すれば良い。

【００６４】［画像読取装置１］図９は本発明の照明装
置を用いたときの画像読取装置の要部断面図である。同
図においては照明ユニット１１をＬｍ方向（Ｘ方向）に
複数個並べて反射原稿１０を高効率に照明する例であ
る。

【００６５】同図において基板２上に位置決めされた照
明ユニット１１が直線Ｌｍ方向に指向性をもたない均一
な焦線を反射原稿１０の読み取りラインＬｒ上に形成し
ており、これらが滑らかに合成されることで高効率のラ
イン照明を得ている。

【００６６】同図において照明ユニット１１から発した
光束で照明された反射原稿１０の画像は、結像手段とし
ての結像レンズ８によって一次元ラインセンサー（ＣＣ
Ｄ）９上に結像される。そして反射原稿１０は一次元ラ
インセンサー９に対して垂直方向に搬送されることでそ
の画像情報が読み取られる。

【００６７】［画像読取装置２］図１０は本発明の照明
装置を用いたときの画像読取装置の要部断面図である。
同図においては照明ユニット１１を単独で使用したとき
の例である。

【００６８】同図において照明ユニット１１から発した
光束はフレネルレンズなどの光学素子１２によって結像
手段としての結像レンズ８の入射瞳方向へ偏向され、ケ
ーラー照明系を形成しつつ一次元ラインセンサー（ＣＣ
Ｄ）９上に到達する。この光束は光学素子１２を通過
後、いったん空中結像をする。そしてその焦線近傍に配
された透過原稿１０の画像は結像レンズ８によって一次
元ラインセンサー（ＣＣＤ）９上に結像される。そして
透過原稿１０は紙面に対し垂直方向に搬送されることで
その画像情報が読み取られる。

【００６９】［画像読取装置３］図１１は本発明の照明
装置を１：２走査型の画像読取装置に適用したときの要
部概略図である。

【００７０】同図において照明ユニット１１から放射さ
れた光束は原稿６１を照明し、該原稿６１からの反射光
を第１、第２、第３の反射ミラー６５，６６，６７を介
して本体内部でその光束の光路を折り曲げ、結像手段と
しての結像レンズ６８により一次元ラインセンサー（Ｃ
ＣＤ）６９面上に結像させている。このとき第１、第
２、第３の反射ミラー６５，６６，６７が副走査方向に
移動しながら主走査方向を電気的に走査することで原稿
６１の画像情報を読み取っている。このとき第２，３の
反射ミラー６６，６７は、第１の反射ミラー６５の移動
量の半分移動することで原稿６１と一次元ラインセンサ
ー６９との距離を一定としている。

【００７１】［画像読取装置４］図１２は本発明の照明
装置をキャリッジ一体型の画像読取装置に適用したとき
の要部概略図である。

【００７２】同図において照明ユニット１１から放射さ
れた光束は原稿８１を照明し、該原稿８１からの反射光
束を第１、第２、第３、第４反射ミラー８５，８６，８
７，８８を介してキャリッジ９１内部でその光路を折り
曲げ、結像手段としての結像レンズ８９により一次元ラ
インセンサー（ＣＣＤ）９０面上に結像させている。そ
してキャリッジ９１を副走査モーター（不図示）により
図中に示す矢印Ｃ方向（副走査方向）に移動させること
により原稿８１の画像情報を読み取っている。

【００７３】尚、本実施形態ではデジタルカラー複写機
やカラーイメージスキャナーなどの種々のカラー原稿読
取装置にも適用することができる。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く曲面の内側の
一部を反射面で形成した光学素子と光源とを１：１で対
応させて形成することにより、該光学素子を簡易な構成
で小型化することができ、また均質なるライン照明を効
率良く行えるのでアッセンブリする際にも、さらなる均
質化調整を行なうことができ、また原稿のサイズ、装置
の仕様等に応じて照明ユニットの数や密度を設定するだ
けで汎用性の高い光学素子及びそれを有する照明装置を
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の照明ユニットの要部斜
視図

【図２】 図１のＹ−Ｚ断面図（垂直断面図）

【図３】 図１のＸ−Ｙ平面図（水平断面図）

【図４】 二次曲線の一部を反射面とする為の説明図

【図５】 本発明の実施形態２の要部斜視図

【図６】 楕円の一部を反射面とする為の説明図

【図７】 図５のＸ−Ｚ断面図（側面図）

【図８】 図５のＹ−Ｚ断面図（垂直断面図）

【図９】 本発明の照明装置を用いた画像読取装置の要
部断面図

【図１０】 本発明の照明装置を用いた画像読取装置の
要部断面図

【図１１】 本発明の照明装置を用いた画像読取装置の
要部概略図

【図１２】 本発明の照明装置を用いた画像読取装置の
要部概略図

【符号の説明】

１ 光源手段 ２ 基板 ３ 光学素子（反射部材） ３ａ 反射面 Ｒｍ 反射面 ４ ピン ５ 枠体 ６ 反射面 ７ 射出端面 ８ 結像手段 ９ 一次元イメージセンサー １０ 原稿 １１ 照明ユニット １２ 光学素子（フレネルレンズ） ６１，８１ 原稿 ６２，８２ 原稿台ガラス ６５，６６，６７ 反射ミラー ８５，８６，８７，８８反射ミラー ６８，８９ 結像レンズ ６９，９０ １次元ラインセンサー ７０，９２ 本体 ７１，９３ 圧板

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放物線の焦点又はその近傍の点を含む軸
   を回転軸とし、該回転軸を回転させたときに形成される
   曲面の内側の一部を反射面としていることを特徴とする
   光学素子。
2. 【請求項２】 前記曲面は前記回転軸が基準位置から±
   ４５°〜±９０°の範囲に回転したときに形成される形
   状であることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
3. 【請求項３】 前記反射面以外の面に組立用部材が設け
   られていることを特徴とする請求項１又は２記載の光学
   素子。
4. 【請求項４】 前記反射面が対向する空間の一部には透
   明部材が設けられていることを特徴とする請求項１、２
   又は３記載の光学素子。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れか１項に記載の光
   学素子と、該光学素子の一方の焦点又はその近傍の点に
   発光点が位置する光源手段とを含む照明ユニットを１以
   上を有し、該発光点からの光束を該光学素子を介して被
   照射面を照明することを特徴とする照明装置。
6. 【請求項６】 楕円の一方の焦点又はその近傍の点を含
   む軸を回転軸とし、該楕円の形状を該回転軸の回転によ
   る回転角に応じて変化させて形成される曲面の内側の一
   部を反射面としていることを特徴とする光学素子。
7. 【請求項７】 前記曲面の形状は該曲面を形成する楕円
   の他方の焦点が仮想直線上に位置する形状より成ってい
   ることを特徴とする請求項６記載の光学素子。
8. 【請求項８】 前記曲面は前記回転軸が基準位置から±
   ４５°〜±９０°の範囲に回転したときに形成される形
   状であることを特徴とする請求項６又は７記載の光学素
   子。
9. 【請求項９】 前記反射面以外の面に組立用部材が設け
   られていることを特徴とする請求項６、７又は８記載の
   光学素子。
10. 【請求項１０】 前記反射面が対向する空間の一部には
    透明部材が設けられていることを特徴とする請求項６乃
    至９の何れか１項に記載の光学素子。
11. 【請求項１１】 請求項６乃至１０の何れか１項に記載
    の光学素子と、該光学素子の一方の焦点又はその近傍の
    点に発光点が位置する光源手段とを含む照明ユニットを
    １以上を有し、該発光点からの光束を該光学素子を介し
    て被照射面を照明することを特徴とする照明装置。
12. 【請求項１２】 透明部材は回転軸を中心にした略同心
    円弧状の射出端面を有することを特徴とする請求項１１
    記載の照明装置。
13. 【請求項１３】 透明部材の射出端面は、回転軸と平行
    な方向には、曲率をもたないことを特徴とする請求項１
    ２記載の照明装置。
14. 【請求項１４】 透明部材の射出端面は、回転軸と平行
    な方向に曲率を有し、その曲率は、焦点の仮想直線から
    離れるに従って、パワーがゆるくなる形状変化を示し、
    反射曲面の形状は、射出端面上に設けられた、曲率との
    間で合成された焦点位置の軌跡が、仮想直線上にくるこ
    とを特徴とする請求項１２記載の照明装置。
15. 【請求項１５】 焦点の仮想直線から離れるに従って、
    パワーがゆるくなる形状変化とは、発光点の結像位置が
    仮想直線上にくることを特徴とする請求項１３記載の照
    明装置。
16. 【請求項１６】 前記曲面は前記発光点から発した光束
    を結像させることにより一次元方向に焦線を形成させて
    いることを特徴とする請求項１１記載の照明装置。
17. 【請求項１７】 前記照明ユニットを複数有し、該複数
    の照明ユニットは前記発光点の前記曲面により形成され
    た焦線方向と平行方向に配置されていることを特徴とす
    る請求項５、１１又は１６記載の照明装置。
18. 【請求項１８】 請求項５、１１、１６又は１７に記載
    の照明装置と、該照明装置によって直線状に照明された
    画像情報を一次元ラインセンサー上に結像させる結像手
    段とを用いて、該画像情報を読取ることを特徴とする画
    像読取装置。