JP2011193205A - Illumination optical system and image reader - Google Patents

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Kazuya Miyagaki
一也 宮垣
Atsushi Takaura
淳 高浦
Nobuaki Ono
信昭 小野
Kazuhiro Akatsu
和宏 赤津
Yasuo Sakurai
靖夫 桜井
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical system capable of suppressing generation of color unevenness in the illumination optical system using a white LED light source having an LED chip, and a first phosphor which emits light by being excited by light of the LED chip as a light source and an image reader using the same. <P>SOLUTION: The illumination optical system is constituted so that a curved mirror 22 is used, a dichroic coat layer 22D (first reflection part) is formed on the front surface 22b of the curved mirror 22, a reflection layer 22M (second reflection part) is formed on the rear surface 22c of the curved mirror 22, and the illumination optical system has long pass filter characteristics as the dichroic coat layer 22D. Furthermore, since curvature radius R2 of the rear surface 22c of the curved mirror 22 is considered as the one shorter than curvature radius R1 of the front surface 22b of the curved mirror 22, it becomes possible to irradiate an irradiated part 24 by making blue right and yellow light into approximately equivalent illuminance, and to appropriately suppress the generation of the color unevenness by the curved mirror 22. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、白色LED(Light Emitting Diode)を光源とする照明光学系と、この照明光学系を用いた画像読取装置に関する。   The present invention relates to an illumination optical system using a white LED (Light Emitting Diode) as a light source and an image reading apparatus using the illumination optical system.

近年、LEDの開発が活発に行われており、LED素子の明るさは急激に高まっている。LEDは、一般的に、長寿命、高効率、単色発光等の利点を有しており、多くの照明分野への応用が期待されている。   In recent years, LEDs have been actively developed, and the brightness of LED elements has been rapidly increasing. LEDs generally have advantages such as long life, high efficiency, and monochromatic light emission, and are expected to be applied in many lighting fields.

そのLEDの用途として、デジタル複写機やイメージスキャナのような画像読取装置の照明光学系として使用されている。このような画像読取装置の照明光学系としては、原稿の主走査方向と平行に複数のLEDを配列した白色LEDからの光を原稿面にライン状に照明する方法が採用されている。そして、白色LEDとしては、現在、白色LEDパッケージと呼ばれる青色光発光LEDチップと黄色蛍光体で構成された、いわゆる擬似白色LEDと呼ばれるタイプが使用されている。青色光発光LEDチップは蛍光体に比べ小さく、しかも、蛍光体よりも原稿面に対して内奥に配置されるために、原稿を照明する光は副走査方向に青色光と黄色光で照度分布が異なり、従って副走査方向に色ムラが生じる。   The LED is used as an illumination optical system of an image reading apparatus such as a digital copying machine or an image scanner. As an illumination optical system for such an image reading apparatus, a method of illuminating light from a white LED in which a plurality of LEDs are arranged in parallel with the main scanning direction of the document in a line shape on the document surface is employed. As the white LED, a type called a so-called pseudo white LED, which is formed of a blue light emitting LED chip called a white LED package and a yellow phosphor, is currently used. The blue light-emitting LED chip is smaller than the phosphor, and is placed inward of the document surface than the phosphor, so the light that illuminates the document is distributed in the sub-scanning direction with blue light and yellow light. Therefore, color unevenness occurs in the sub-scanning direction.

この色ムラの発生について、図15に基づいて説明する。図15は、従来の白色LED光源を使用した照明光学系における青色光発光LEDチップによる被照射部における照度分布(a)及び黄色蛍光体による照度分布(b)を説明する図である。   The occurrence of this color unevenness will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram for explaining an illuminance distribution (a) in an irradiated portion by a blue light emitting LED chip and an illuminance distribution (b) by a yellow phosphor in an illumination optical system using a conventional white LED light source.

青色光発光LEDチップ11Bは、図15(a)に示すように、比較的小さい点光源となっているために、青色光発光LEDチップ11Bから照射される青色光は、曲面ミラー12によってその反射光13Bが平行光となって被照射部14を照明することが出来る。このとき、被照射部14の青色光は、図15(a)に示すような照度分布15Bを示し、被照射部14の副走査方向Bの中央部で大きな照度を示し、被照射部14の副走査方向Bの端部で小さい照度を示す。一方、黄色蛍光体11Yで発光される黄色光は、青色光発光LEDチップから発光された青色光によって励起された光線となるが、青色光発光LEDより発光面積の大きな面光源11Yとなるために、図15(b)で示すように、面光源11Yから出射される位置によって反射光の進む方向が異なる反射光13Ya、13Yb、13Ycとなり、副走査方向Bで拡散することになる。その結果、被照射部14における黄色光の照度分布は、符号15Yで示すように、被照射部14の副走査方向Bで拡散したものとなり、被照射部14の副走査方向の端縁で黄色が強いものとなり、副走査方向Bで色ムラが発生する。このような問題は、青色光発光LEDチップと緑色光および赤色光発光の蛍光体からなる高演色LEDでも青色光の照度分布が緑色光と赤色光の照度分布に比べて大きく異なるため、副走査方向に色ムラが発生する。なお、LEDを収納するLEDパッケージとして、LEDチップを蛍光体で被覆した表面実装型やレンズが付加された砲弾型においても同様な色ムラの問題が発生する。   Since the blue light emitting LED chip 11B is a relatively small point light source as shown in FIG. 15A, the blue light emitted from the blue light emitting LED chip 11B is reflected by the curved mirror 12. The irradiated part 14 can be illuminated by the light 13B becoming parallel light. At this time, the blue light of the irradiated portion 14 shows an illuminance distribution 15B as shown in FIG. 15A, shows a large illuminance at the center of the irradiated portion 14 in the sub-scanning direction B, and the irradiated portion 14 A small illuminance is shown at the end in the sub-scanning direction B. On the other hand, the yellow light emitted from the yellow phosphor 11Y becomes a light beam excited by the blue light emitted from the blue light emitting LED chip, but becomes a surface light source 11Y having a larger light emitting area than the blue light emitting LED. As shown in FIG. 15B, reflected light 13Ya, 13Yb, and 13Yc whose reflected light travels in different directions depending on the position emitted from the surface light source 11Y become diffused in the sub-scanning direction B. As a result, the illuminance distribution of yellow light in the irradiated portion 14 is diffused in the sub-scanning direction B of the irradiated portion 14 as indicated by reference numeral 15Y, and yellow at the edge of the irradiated portion 14 in the sub-scanning direction. And color unevenness occurs in the sub-scanning direction B. Such a problem is that even in a high color rendering LED composed of a blue light emitting LED chip and a phosphor emitting green light and red light, the illuminance distribution of blue light is significantly different from the illuminance distribution of green light and red light. Color unevenness occurs in the direction. Note that the same color unevenness problem occurs in a surface mount type in which an LED chip is covered with a phosphor or a shell type to which a lens is added as an LED package for housing an LED.

このような色ムラの問題に対応するために、LED素子に対応した窓部を有するマスク部材を光源に対して配設して、マスク部材の窓部で光源の照明角度を狭めることにより光量ムラを抑制しつつ色ムラを低減することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この特許文献1記載のものでは、光源から出射された光の一部がマスク部材で遮蔽されることになるため、光の利用効率が低下する問題を招く。   In order to cope with such a problem of color unevenness, a mask member having a window corresponding to the LED element is provided for the light source, and the light source unevenness is reduced by narrowing the illumination angle of the light source at the window of the mask member. It has been proposed to reduce color unevenness while suppressing color distortion (see, for example, Patent Document 1). However, in the thing of this patent document 1, since a part of light radiate | emitted from the light source will be shielded with a mask member, the problem that the utilization efficiency of light falls will be caused.

また、光の利用効率を上げるために、光源の近傍に、この光源の長手方向と平行のその横断面の内面を凹曲線状に形成した反射鏡を、読取光軸の両側に2個独立してそれらの内面が前記光源に望むように設け、前記光源からの照射光を読取原稿の読取面に集中的に反射させることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、この特許文献2記載のものでは、光源として、赤、緑、青の色相の光を発光するそれぞれのLEDを使用して、これらのLEDから出射された光を、内面を凹曲線状に形成した反射鏡で反射しているので、赤、緑、青の色相の光を発光するLEDの光源に代えて青色光発光LEDチップと黄色蛍光体で構成された白色LED光源を使用する場合には、上記色ムラの問題を解決することができない。   In order to increase the light utilization efficiency, two reflecting mirrors having a concave curved inner surface in the cross section parallel to the longitudinal direction of the light source are provided on both sides of the reading optical axis in the vicinity of the light source. It has been proposed that the inner surfaces of the light sources are provided as desired, and the irradiation light from the light sources is concentratedly reflected on the reading surface of the read document (see, for example, Patent Document 2). However, in the thing of this patent document 2, using each LED which light-emits the light of the hue of red, green, and blue as a light source, the light radiate | emitted from these LED is made into a concave curve shape on the inner surface. When the white LED light source composed of blue light emitting LED chip and yellow phosphor is used instead of the light source of LED emitting light of red, green and blue hues because it is reflected by the formed reflecting mirror Cannot solve the problem of color unevenness.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、第1の波長λ1をピーク波長とする光を発光するLEDチップと、このLEDチップの光により励起されて第1の波長よりも長波長の第2の波長λ2をピークとして発光する第1の蛍光体とを有する白色LED光源を光源とした照明光学系における色ムラの発生を抑制することのできる照明光学系及びこれを用いた画像読取装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an LED chip that emits light having a first wavelength λ1 as a peak wavelength, and is excited by the light of the LED chip and longer than the first wavelength. Illumination optical system capable of suppressing occurrence of color unevenness in an illumination optical system using a white LED light source having a first phosphor that emits light with the second wavelength λ2 as a peak as a light source, and an image using the same An object is to provide a reader.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、第1の波長λ1をピーク波長とする光を発光するLEDチップと当該LEDチップの光により励起されて第1の波長よりも長波長の第2の波長λ2をピークとして発光する第1の蛍光体とを有する白色LED光源を1以上用いる光源と、当該光源からの光を被照射部に偏向させる曲面ミラーとを有する照明光学系であって、
前記曲面ミラーは、前記光源からの光の入射方向から順に第1の反射部と第2の反射部とを有し、前記第1の反射部は前記第1の波長λ1と前記第2の波長λ2に対して波長選択性を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is directed to an LED chip that emits light having a peak wavelength of the first wavelength λ1 and longer than the first wavelength when excited by the light of the LED chip. Illumination optical system having a light source that uses one or more white LED light sources having a first phosphor that emits light with a second wavelength λ2 as a peak, and a curved mirror that deflects light from the light sources to an irradiated portion Because
The curved mirror includes a first reflecting portion and a second reflecting portion in order from an incident direction of light from the light source, and the first reflecting portion has the first wavelength λ1 and the second wavelength. It has a wavelength selectivity with respect to λ2.

また、請求項2の発明は、請求項1に記載の照明光学系において、
前記波長選択性は、前記第1の波長λ1の光を0.5以上の反射率で反射し、前記第2の波長λ2の光を0.5未満の反射率で透過させてなされており、かつ前記曲面ミラーは、前記第1の反射部の曲率半径R1よりも短い第2の曲率半径R2を有する前記第2の反射部を備えていることを特徴とする。
The invention of claim 2 is the illumination optical system according to claim 1,
The wavelength selectivity is made by reflecting the light of the first wavelength λ1 with a reflectance of 0.5 or more and transmitting the light of the second wavelength λ2 with a reflectance of less than 0.5, The curved mirror includes the second reflecting portion having a second radius of curvature R2 shorter than the radius of curvature R1 of the first reflecting portion.

また、請求項3の発明は、請求項1に記載の照明光学系において、
前記波長選択性は、前記第2の波長λ2の光を0.5以上の反射率で反射し、前記第1の波長λ1の光を0.5未満の反射率で透過させてなされており、かつ前記曲面ミラーは、第1の反射部の曲率半径R1と実質的に同一の第2の曲率半径R2を有する前記第2の反射部を備えていることを特徴とする。
The invention of claim 3 is the illumination optical system according to claim 1,
The wavelength selectivity is made by reflecting the light of the second wavelength λ2 with a reflectance of 0.5 or more and transmitting the light of the first wavelength λ1 with a reflectance of less than 0.5, The curved mirror includes the second reflecting portion having a second radius of curvature R2 substantially the same as the radius of curvature R1 of the first reflecting portion.

また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明光学系において、
前記波長選択性は、ダイクロイックコート層を前記第1の反射部に形成することによってなされることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the illumination optical system according to any one of the first to third aspects,
The wavelength selectivity is achieved by forming a dichroic coat layer on the first reflecting portion.

また、請求項5の発明は、前記1乃至4のいずれか1項に記載の照明光学系において、
前記第1の波長の光は青色光であり、前記第1の蛍光体は黄色蛍光体であることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the illumination optical system according to any one of claims 1 to 4,
The light having the first wavelength is blue light, and the first phosphor is a yellow phosphor.

また、請求項6の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照明光学系において、前記白色LED光源は、前記LEDチップの光により励起されて第3の波長λ3をピークとして発光する第2の蛍光体を有し、かつ前記第2の波長λ2<第3の波長λ3としていることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the illumination optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the white LED light source is excited by light of the LED chip and has a third wavelength λ3 as a peak. It has the 2nd fluorescent substance which light-emits, and it is set as the said 2nd wavelength (lambda) 2 <3rd wavelength (lambda) 3.

また、請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の照明光学系において、前記波長選択性は、反射率が半減するカットオフ波長を前記第1の波長λ1と第2の波長λ2の間に設定した前記第1の反射部でなされることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the illumination optical system according to any one of claims 1 to 6, wherein the wavelength selectivity has a cutoff wavelength at which the reflectance is reduced by half as the first wavelength λ1. The first reflection unit is set between two wavelengths λ2.

また、請求項8の発明は、請求項6に記載の照明光学系において、
前記第1の波長の光は青色光であり、前記第1の蛍光体は緑色発光蛍光体、前記第2の蛍光体は赤色光発光蛍光体であることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the illumination optical system according to claim 6,
The light of the first wavelength is blue light, the first phosphor is a green light-emitting phosphor, and the second phosphor is a red light-emitting phosphor.

また、請求項9の発明は、被撮影体に光を照射する照明光学系と、当該被撮影体を載置するコンタクトガラスと、前記照明光学系から出射される光を反射する複数のミラーと、前記複数のミラーによって反射された光を撮像素子に結像させるレンズとを備えた画像読取装置において、
前記照明光学系は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の照明光学系であり、前記白色LED光源は、画像読取の主走査方向に複数配列されたことを特徴とする。
Further, the invention of claim 9 is directed to an illumination optical system that irradiates light to the subject, a contact glass on which the subject is placed, and a plurality of mirrors that reflect light emitted from the illumination optical system. An image reading apparatus comprising: a lens that focuses the light reflected by the plurality of mirrors on an image sensor;
The illumination optical system is the illumination optical system according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of the white LED light sources are arranged in a main scanning direction of image reading.

また、請求項10の発明は、請求項9に記載の画像読取装置において、
前記照明光学系の読取光軸を挟んで前記照明光学系の光線を反射して前記被撮影体に照射する反射鏡を配置したことを特徴とする。
The invention of claim 10 is the image reading apparatus according to claim 9, wherein
A reflecting mirror for reflecting the light beam of the illumination optical system and irradiating the object to be photographed with the reading optical axis of the illumination optical system interposed therebetween is provided.

また、請求項11の発明は、請求項10記載の画像読取装置において、
前記反射鏡は、前記照明光学系の光源からの光の入射方向から順に第3の反射部と第4の反射部とを有し、前記第3の反射部は前記第1の波長λ1と前記第2の波長λ2に対して波長選択性を有することを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the image reading apparatus according to claim 10,
The reflecting mirror includes a third reflecting portion and a fourth reflecting portion in order from the incident direction of light from the light source of the illumination optical system, and the third reflecting portion includes the first wavelength λ1 and the fourth reflecting portion. It has a wavelength selectivity with respect to the second wavelength λ2.

また、請求項12の発明は、請求項9乃至11のいずれか1項に記載の画像読取装置において、前記照明光学系が読取光軸を挟んで対向して配設され、それぞれの前記照明光学系から出射される光の被撮影体からの反射光が前記読取光軸上で反射されることを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the ninth to eleventh aspects, the illumination optical system is disposed so as to face the reading optical axis, and the respective illumination optics. Reflected light from a subject to be emitted from the system is reflected on the reading optical axis.

本発明によれば、前記曲面ミラーは、前記光源からの光の入射方向から順に第1の反射部と第2の反射部とを有し、前記第1の反射部は前記第1の波長λ1と前記第2の波長λ2に対して波長選択性を有することによって、第1の波長λ1をピーク波長とする光を発光するLEDチップと、このLEDチップの光により励起されて第1の波長よりも長波長の第2の波長λ2をピークとして発光する第1の蛍光体とを有する白色LED光源を光源とした照明光学系における色ムラの発生を抑制することのできる照明光学系及びこれを用いた画像読取装置を提供することができる。   According to the present invention, the curved mirror has a first reflecting portion and a second reflecting portion in order from an incident direction of light from the light source, and the first reflecting portion has the first wavelength λ1. And having the wavelength selectivity with respect to the second wavelength λ2, the LED chip that emits light having the first wavelength λ1 as a peak wavelength, and excited by the light of the LED chip, And an illumination optical system capable of suppressing the occurrence of color unevenness in an illumination optical system using a white LED light source having a first phosphor that emits light with a second wavelength λ2 having a long wavelength as a peak. The image reading apparatus can be provided.

本発明による第1実施形態に係る照明光学系で使用される光源の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the light source used with the illumination optical system which concerns on 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態に係る照明光学系の概略構成を示す断面図で、(a)は、青色光発光LEDからの光線軌跡を示す図で、(b)は、黄色光の光線軌跡を示す図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the illumination optical system which concerns on 1st Embodiment by this invention, (a) is a figure which shows the light ray locus from blue light emission LED, (b) is the light ray locus of yellow light. FIG. 図1で示す光源で出射される光の発光スペクトルとスペクトル強度の関係及び第1実施形態で使用されるダイクロイックコート層の反射率と光の波長との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the light emission spectrum of the light radiate | emitted with the light source shown in FIG. 1, and spectral intensity, and the relationship between the reflectance of the dichroic coat layer used in 1st Embodiment, and the wavelength of light. 本発明による第2実施形態に係る照明光学系で使用される光源の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the light source used with the illumination optical system which concerns on 2nd Embodiment by this invention. 高演色タイプの白色LED光源で出射される光の発光スペクトルとスペクトル強度の関係及び第1実施形態で使用されるダイクロイックコート層の反射率と光の波長との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the light emission spectrum and spectral intensity of light radiate | emitted with a high color rendering type white LED light source, and the relationship between the reflectance of the dichroic coat layer used in 1st Embodiment, and the wavelength of light. 本発明による第3実施形態に係る照明光学系の概略構成を示す断面図で、(a)は、青色光発光LEDからの光線軌跡を示す図で、(b)は、黄色光の光線軌跡を示す図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the illumination optical system which concerns on 3rd Embodiment by this invention, (a) is a figure which shows the light ray locus from blue light emission LED, (b) is the light ray locus of yellow light. FIG. 図1で示す白色LED光源で出射される光の発光スペクトルとスペクトル強度の関係及び第1実施形態で使用されるダイクロイックコート層の反射率と光の波長との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the light emission spectrum of the light radiate | emitted with the white LED light source shown in FIG. 1, and a spectral intensity, and the relationship between the reflectance of the dichroic coat layer used in 1st Embodiment, and the wavelength of light. 本発明による第1実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an image reading apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図9は、本発明による第2実施形態に係る画像読取装置で使用される曲面ミラーの概略構成を示す縦断面図で、(a)は、表面にダイクロイックコート層を形成した透光性基板と、表面に反射層を形成した基板とに分解した曲面ミラーの分解断面図、(b)は、(a)で示す透光性基板と基板を接合した曲面ミラーの断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a curved mirror used in the image reading apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9A shows a translucent substrate having a dichroic coat layer formed on the surface thereof. The exploded sectional view of the curved mirror decomposed | disassembled into the board | substrate which formed the reflection layer on the surface, (b) is sectional drawing of the curved mirror which joined the translucent board | substrate shown to (a), and a board | substrate. 本発明による第2実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the image reading apparatus which concerns on 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第3実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the image reader which concerns on 3rd Embodiment by this invention. 本発明による第4実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the image reader which concerns on 4th Embodiment by this invention. 本発明による第5実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the image reader which concerns on 5th Embodiment by this invention. 本発明による第6実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the image reading apparatus which concerns on 6th Embodiment by this invention. 従来の白色LED光源を使用した照明光学系における青色光発光LEDチップによる被照射部における照度分布(a)及び黄色蛍光体による照度分布(b)を説明する図である。It is a figure explaining the illumination intensity distribution (a) in the to-be-irradiated part by the blue light emission LED chip in the illumination optical system using the conventional white LED light source, and the illumination intensity distribution (b) by yellow fluorescent substance.

以下、本発明による第1実施形態に係る照明光学系について、図1〜図3に基づいて説明する。図1は、本発明による第1実施形態に係る照明光学系で使用される光源の概略構成を示す縦断面図である。図2は、本発明による第1実施形態に係る照明光学系の概略構成を示す断面図で、(a)は、青色光発光LEDからの光線軌跡を示す図で、(b)は、黄色光の光線軌跡を示す図である。図3は、図1で示す光源で出射される光の発光スペクトルとスペクトル強度の関係及び第1実施形態で使用されるダイクロイックコート層の反射率と光の波長との関係を示すグラフ図である。   Hereinafter, an illumination optical system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a light source used in the illumination optical system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the illumination optical system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a view showing a ray trajectory from a blue light emitting LED, and FIG. FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the emission spectrum of the light emitted from the light source shown in FIG. 1 and the spectral intensity, and the relationship between the reflectance of the dichroic coat layer used in the first embodiment and the wavelength of the light. .

本発明による第1実施形態に係る照明光学系20で使用される白色LED光源21としては、図1に示すように、樹脂パッケージ21aに青色光を発光する青色光発光LEDチップ21B(例えば、InGaNを用いた青色光発光LEDチップ)が内包され、この青色光発光LEDチップ21Bの周囲を黄色の波長帯の黄色光を発光させる黄色光発光蛍光体(例えば、YAG:Ce)21Yで被覆しているものが使用される。青色光発光LEDチップ21Bに電流を流すと、第1の波長λ1をピーク波長とする青色光を発光させて所定角度αで出射する。この場合、青色光を発光する青色光発光LEDチップ21Bのチップ径d1は、0.2mmである。このようにして発光された青色光によって励起されて第1の波長λ1よりも長波長の第2のピーク波長λ2をピークとして発光する第1の蛍光体である黄色光発光蛍光体21Yの直径d2(2mm)の発光面から黄色光が発光されて、波長が400nmから700nmの可視光領域の波長を含む白色光が光源21から出射されることになる。   As the white LED light source 21 used in the illumination optical system 20 according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a blue light emitting LED chip 21B (for example, InGaN) that emits blue light to a resin package 21a is used. A blue light emitting LED chip) is included, and the blue light emitting LED chip 21B is covered with a yellow light emitting phosphor (for example, YAG: Ce) 21Y that emits yellow light in a yellow wavelength band. What is used is used. When a current is passed through the blue light emitting LED chip 21B, blue light having a peak wavelength of the first wavelength λ1 is emitted and emitted at a predetermined angle α. In this case, the chip diameter d1 of the blue light emitting LED chip 21B that emits blue light is 0.2 mm. The diameter d2 of the yellow light-emitting phosphor 21Y, which is the first phosphor that is excited by the blue light thus emitted and emits light with the second peak wavelength λ2 longer than the first wavelength λ1 as a peak. Yellow light is emitted from the (2 mm) light emitting surface, and white light including a wavelength in the visible light region having a wavelength of 400 nm to 700 nm is emitted from the light source 21.

このような光源21を用いた画像読取装置(後述する)の照明光学系について、図2及び図3に基づいて説明する。この照明光学系20は、図2(a)に示すように、白色LED光源の1つを構成する青色光発光LEDチップ21Bから出射された青色光を反射して反射光25をコンタクトガラス23の被照射部24を照射する曲面ミラー22を備えている。曲面ミラー22は、図2(a)に示すように、断面形状が凹面シリンドリカル形状の表面22bと凸面シリンドリカルレンズ形状の裏面22cを有し、これらの表面22b及び裏面22cがコンタクトガラス23上に載置される原稿等の被撮影体の主走査方向に延びる3.2mm厚のガラス等の透光性基板22aを備えている。そして、曲面ミラー22は、透光性基板22aの表面22bにその曲面形状に沿った約15μm厚のダイクロイックコート層22Dが形成され、裏面22cにその裏面形状に沿った内面を有するアルミコートされた光反射層22Mを有している。   An illumination optical system of an image reading apparatus (described later) using such a light source 21 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2A, the illumination optical system 20 reflects the blue light emitted from the blue light emitting LED chip 21B that constitutes one of the white LED light sources, and reflects the reflected light 25 on the contact glass 23. A curved mirror 22 that irradiates the irradiated portion 24 is provided. The curved mirror 22 has a concave cylindrical surface 22b and a convex cylindrical lens rear surface 22c as shown in FIG. 2A, and the front surface 22b and the rear surface 22c are placed on the contact glass 23. A translucent substrate 22a made of glass having a thickness of 3.2 mm and extending in the main scanning direction of an object to be photographed such as a document to be placed is provided. The curved mirror 22 is formed with a dichroic coating layer 22D having a thickness of about 15 μm along the curved surface shape on the surface 22b of the translucent substrate 22a, and is coated with aluminum having an inner surface along the back surface shape on the back surface 22c. It has a light reflection layer 22M.

ダイクロイックコート層22Dには次のような特性を持たせている。図3に示すように、この実施形態で使用される白色LED光源21の発光スペクトル111は、青色光発光LEDチップ21Bから発光する第1の波長λ1をピーク波長とする青色光の波長域と、黄色光発光蛍光体21Yから出射される第2の波長λ2を有する黄色光の波長域との間にスペクトル強度が極小なる波長111aが存在する。ダイクロイックコート層22Dは、この極小波長111aの近傍でダイクロイックコート層22Dの反射率112が半減するカットオフ波長113となるような波長特性112を有するように設定されている。即ち、波長490nmより短い光が0.5以上の高反射率で、490nmより長波長側の光を高透過率(反射率が0.5未満の低反射率)となるような特性(いわゆるロングパスフィルタ)を有している。従って、ダイクロイックコート層22Dは、第1ピーク波長λ1を有する青色光を反射し、第2ピーク波長λ2を有する黄色光を透過するようになり、光の波長によって、反射及び透過を選択可能な波長選択性を有している。このような特性を有するダイクロイックコート層22Dは、異なる屈折率を有する材料(例えば、SiOとTiO)を周期的に数十nm単位で積層させた多層体とすることによって容易に得ることができる。 The dichroic coat layer 22D has the following characteristics. As shown in FIG. 3, the emission spectrum 111 of the white LED light source 21 used in this embodiment has a wavelength range of blue light having a first wavelength λ1 emitted from the blue light emitting LED chip 21B as a peak wavelength, A wavelength 111a having a minimum spectral intensity exists between the wavelength range of yellow light having the second wavelength λ2 emitted from the yellow light emitting phosphor 21Y. The dichroic coat layer 22D is set so as to have a wavelength characteristic 112 in the vicinity of the minimum wavelength 111a so as to have a cutoff wavelength 113 at which the reflectance 112 of the dichroic coat layer 22D is halved. That is, a characteristic that a light having a wavelength shorter than 490 nm has a high reflectance of 0.5 or more and a light having a wavelength longer than 490 nm has a high transmittance (a low reflectance having a reflectance of less than 0.5) (so-called long pass). Filter). Therefore, the dichroic coat layer 22D reflects blue light having the first peak wavelength λ1 and transmits yellow light having the second peak wavelength λ2, and the wavelength that can be selected for reflection and transmission according to the wavelength of the light. Selectivity. The dichroic coat layer 22D having such characteristics can be easily obtained by forming a multilayer body in which materials having different refractive indexes (for example, SiO 2 and TiO 2 ) are periodically laminated in units of several tens of nanometers. it can.

そして、曲面ミラー22の表面22bの曲率半径R1が、図2(a)に示すように、青色光発光LEDチップ21Bから出射された青色光が曲面ミラー22の表面22b上に形成されたダイクロイックコート層22Dによって反射され、その反射光25がほぼ平行光となって被照射部24を照射するような曲率半径を有するように形成されている。例えば、この場合には、曲面ミラー22の表面22bの曲率半径R1は17.8mmである。従って、被照射部24には、青色光が高効率で照射されることになる。   The curvature radius R1 of the surface 22b of the curved mirror 22 is such that the blue light emitted from the blue light emitting LED chip 21B is formed on the surface 22b of the curved mirror 22 as shown in FIG. It is formed so as to have a radius of curvature that is reflected by the layer 22 </ b> D and that the reflected light 25 becomes substantially parallel light and irradiates the irradiated portion 24. For example, in this case, the radius of curvature R1 of the surface 22b of the curved mirror 22 is 17.8 mm. Accordingly, the irradiated portion 24 is irradiated with blue light with high efficiency.

一方、白色LED光源21の他の構成成分である黄色光は、図2(b)に示すように、所定の直径(この例では、2mm)を有する面光源として出射される。そして、前述の図3で示したように、黄色光は、ダイクロイックコート層22Dで屈折されながら透過し、曲面ミラーの裏面22bに形成された反射層22Mによって反射され、ダイクロイックコート層22Dを透過した反射光26として被照射部24に照射される。この場合、図2(b)に示すように、反射光26が被照射部24に集光されるように、反射層22Mの内面を形成する曲面ミラー22の裏面22cの曲率半径R2が設定されている。例えば、この例においては、17.8mmである。従って、副走査方向Bにおける被照射部24に照射される黄色光の拡散が抑制され、青色光の照度とほぼ同等になり色ムラの発生を抑制することができる。   On the other hand, yellow light, which is another component of the white LED light source 21, is emitted as a surface light source having a predetermined diameter (2 mm in this example) as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 3 described above, the yellow light is transmitted while being refracted by the dichroic coat layer 22D, reflected by the reflective layer 22M formed on the back surface 22b of the curved mirror, and transmitted through the dichroic coat layer 22D. The irradiated portion 24 is irradiated as reflected light 26. In this case, as shown in FIG. 2B, the radius of curvature R2 of the back surface 22c of the curved mirror 22 that forms the inner surface of the reflective layer 22M is set so that the reflected light 26 is condensed on the irradiated portion 24. ing. For example, in this example, it is 17.8 mm. Accordingly, the diffusion of yellow light irradiated to the irradiated portion 24 in the sub-scanning direction B is suppressed, and the illuminance of blue light is substantially equal, and the occurrence of color unevenness can be suppressed.

曲面ミラー22は、シリンドリカルレンズを作製する場合と同様にして、透光性基板22aの片面を研磨して一つ目のシリンドリカル面を加工し、次に、反対側の面を研磨し所望のシリンドリカル面の加工を施すことによって容易に製造することができる。また、透光性基板22aの表面22bには所望のロングパスフィルタ特性が得られる誘電体多層膜からなるダイクロイックコート層22Dを成膜し、反対側の裏面22cには、アルミニウムを蒸着することで反射層22Mを得ることができる。   In the same way as when manufacturing a cylindrical lens, the curved mirror 22 polishes one surface of the translucent substrate 22a to process the first cylindrical surface, and then polishes the opposite surface to polish the desired cylindrical surface. It can be easily manufactured by processing the surface. Further, a dichroic coat layer 22D made of a dielectric multilayer film capable of obtaining a desired long pass filter characteristic is formed on the front surface 22b of the translucent substrate 22a, and aluminum is deposited on the back surface 22c on the opposite side to reflect it. Layer 22M can be obtained.

このように、この第1実施形態に係る照明光学系20においては、曲面ミラー22を使用し、この曲面ミラー22の表面22bにダイクロイックコート層22D(第1の反射部)を形成し、曲面ミラー22の裏面22cに反射層22M(第2の反射部)を形成し、ダイクロイックコート層22Dとしてロングパスフィルタ特性を有する構成としている。さらに、曲面ミラー22の裏面22cの曲率半径R2を、曲面ミラー22の表面22bの曲率半径R1より短い曲率半径としているので、この曲面ミラー22によって、青色光と黄色光をほぼ同等の照度として被照射部24を照射することが可能となり、色ムラの発生を適切に抑制することが可能となる。   As described above, in the illumination optical system 20 according to the first embodiment, the curved mirror 22 is used, and the dichroic coat layer 22D (first reflecting portion) is formed on the surface 22b of the curved mirror 22, and the curved mirror A reflection layer 22M (second reflection portion) is formed on the back surface 22c of the film 22 so that the dichroic coat layer 22D has a long-pass filter characteristic. Further, since the curvature radius R2 of the back surface 22c of the curved mirror 22 is set to be shorter than the curvature radius R1 of the front surface 22b of the curved mirror 22, the curved mirror 22 can receive blue light and yellow light with substantially the same illuminance. It is possible to irradiate the irradiation unit 24, and it is possible to appropriately suppress the occurrence of color unevenness.

また、白色LED光源としては、青色光発光LEDを内包する表面実装型とレンズが装着された砲弾型のタイプがあるが、どちらのタイプであっても上記ダイクロイックコート層22Dによる作用、効果を達成することが可能であり、両タイプで色ムラを低減できる。また、シリンドリカルレンズ面は自由曲面形状であっても良い。   In addition, as the white LED light source, there are a surface mount type including a blue light emitting LED and a bullet type equipped with a lens, and the function and effect of the dichroic coat layer 22D are achieved with either type. It is possible to reduce color unevenness in both types. Further, the cylindrical lens surface may be a free-form surface.

次に、本発明による第2実施形態に係る照明光学系について、図4及び図5に基づいて説明する。図4は、本発明による第2実施形態に係る照明光学系で使用される光源の概略構成を示す縦断面図である。図5は、高演色タイプの白色LED光源で出射される光の発光スペクトルとスペクトル強度の関係及び第1実施形態で使用されるダイクロイックコート層の反射率と光の波長との関係を示すグラフ図である。   Next, an illumination optical system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a light source used in the illumination optical system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the emission spectrum and spectral intensity of light emitted from a high color rendering white LED light source, and the relationship between the reflectance of the dichroic coat layer used in the first embodiment and the wavelength of light. It is.

この第2実施形態に係る照明光学系201は、前述の第1実施形態に係る照明光学系20と、基本的には、白色LED光源が相違している。そして、白色LED光源202は、図4に示すように、樹脂パッケージ202aに青色光を発光する青色光発光LEDチップ202Bが内包され、この青色光発光LEDチップ202Bの周囲を緑色の波長帯の緑色光を発光させる緑色光発光蛍光体202G及び赤色の波長帯の赤色光を発光させる赤色光発光蛍光体202Rで被覆しているものが使用される。青色光発光LEDチップ202Bに電流を流すと、第1の波長λ1をピーク波長とする青色光を発光させて所定角度αで出射する。この場合、青色光を発光する青色光発光LEDチップ21Bのチップ径d1は、0.2mmである。このようにして発光された青色光によって励起されて第1の波長λ1よりも長波長の第2のピーク波長λ2を有する緑色光を発光する第1の蛍光体である緑色光発光蛍光体202G及び第3のピーク波長λ3をピークとする赤色光を発光する第2の蛍光体である赤色発光蛍光体202Rの直径d2(2mm)の発光面202bから緑色光及び赤色光が発光されて、波長が400nmから800nmの可視光領域の波長を含む高演色タイプの白色光が光源202から出射されることになる。この場合、緑色高発光蛍光体202G及び赤色光発光蛍光体202Rとしては、例えば、InGaNを用いた青色光発光LEDから発光される青色光によって励起されてそれぞれ緑色光及び赤色光を発光する公知の蛍光体を使用することができる。   The illumination optical system 201 according to the second embodiment is basically different from the illumination optical system 20 according to the first embodiment described above in the white LED light source. As shown in FIG. 4, in the white LED light source 202, a blue light emitting LED chip 202B that emits blue light is included in a resin package 202a, and the blue light emitting LED chip 202B has a green wavelength band around the blue light emitting LED chip 202B. A green light-emitting phosphor 202G that emits light and a red light-emitting phosphor 202R that emits red light in the red wavelength band are used. When a current is passed through the blue light emitting LED chip 202B, blue light having a peak wavelength of the first wavelength λ1 is emitted and emitted at a predetermined angle α. In this case, the chip diameter d1 of the blue light emitting LED chip 21B that emits blue light is 0.2 mm. A green light emitting phosphor 202G, which is a first phosphor that emits green light having a second peak wavelength λ2 longer than the first wavelength λ1 when excited by the blue light thus emitted, and Green light and red light are emitted from a light emitting surface 202b having a diameter d2 (2 mm) of a red light emitting phosphor 202R that is a second phosphor that emits red light having a peak at the third peak wavelength λ3. High-color-rendering type white light including wavelengths in the visible light region of 400 nm to 800 nm is emitted from the light source 202. In this case, as the green high-emitting phosphor 202G and the red light-emitting phosphor 202R, for example, a well-known phosphor that emits green light and red light when excited by blue light emitted from a blue light-emitting LED using InGaN, respectively. A phosphor can be used.

このような白色LED光源202は、図5に示すような波長スペクトル121を有しており、青色光発光LEDチップ202Bから発光する第1の波長λ1をピーク波長とする青色光の波長域と、緑色光発光蛍光体202Gから出射される第2の波長λ2を有する黄色光の波長域及び赤色光発光蛍光体202Rから出射される第3の波長λ3との間にスペクトル強度が極小なる波長121aが存在する。そして、第2実施形態に係る照明光学系201においては、前述の第1実施形態の照明光学系20と同様に、図2(a)に示すように、白色LED光源の1つを構成する青色光発光LEDチップ201B(図2(a)の21Bとして表示)から出射された青色光を反射して反射光25(図2(a)参照)をコンタクトガラス23(図2(a)参照)の被照射部24(図2(a)参照)を照射する曲面ミラー22(図2(a)参照)を備えている。曲面ミラー22は、図2(a)に示すように、断面形状が凹面シリンドリカル形状の表面22b(図2(a)参照)と凸面シリンドリカルレンズ形状の裏面22c(図2(a)参照)を有し、これらの表面22b及び裏面22cがコンタクトガラス23上に載置される原稿等の被撮影体の主走査方向に延びる3.2mm厚のガラス等の透光性基板22a(図2(a)参照)を備えている。そして、曲面ミラー22は、透光性基板22aの表面22bにその曲面形状に沿った約15μm厚のダイクロイックコート層22D(図2(a)参照)が形成され、裏面22cにその裏面形状に沿った内面を有するアルミコートされた光反射層22M(図2(a)参照)を有している。   Such a white LED light source 202 has a wavelength spectrum 121 as shown in FIG. 5, and a blue light wavelength region having a first wavelength λ1 emitted from the blue light emitting LED chip 202B as a peak wavelength, There is a wavelength 121a at which the spectral intensity is minimal between the wavelength range of yellow light having the second wavelength λ2 emitted from the green light emitting phosphor 202G and the third wavelength λ3 emitted from the red light emitting phosphor 202R. Exists. In the illumination optical system 201 according to the second embodiment, as in the illumination optical system 20 of the first embodiment described above, as shown in FIG. 2A, the blue color constituting one of the white LED light sources is formed. The blue light emitted from the light-emitting LED chip 201B (shown as 21B in FIG. 2A) is reflected to reflect the reflected light 25 (see FIG. 2A) of the contact glass 23 (see FIG. 2A). A curved mirror 22 (see FIG. 2A) that irradiates the irradiated portion 24 (see FIG. 2A) is provided. The curved mirror 22 has a concave cylindrical surface 22b (see FIG. 2A) and a convex cylindrical lens-shaped back surface 22c (see FIG. 2A), as shown in FIG. 2A. The front surface 22b and the back surface 22c have a translucent substrate 22a made of glass having a thickness of 3.2 mm and extending in the main scanning direction of an object to be photographed such as a document placed on the contact glass 23 (FIG. 2A). See). In the curved mirror 22, a dichroic coat layer 22D (see FIG. 2A) having a thickness of about 15 μm along the curved surface shape is formed on the front surface 22b of the translucent substrate 22a, and the back surface 22c follows the back surface shape. And an aluminum-coated light reflecting layer 22M (see FIG. 2A) having an inner surface.

ダイクロイックコート層22D(図2参照)は、図5に示すように、極小波長121aの近傍でダイクロイックコート層22Dの反射率112が半減するカットオフ波長123となるような波長特性122を有するように設定されている。即ち、波長490nmより短い光が0.5以上の高反射率で、490nmより長波長側の光を高透過率(反射率が0.5未満の低反射率)となるような特性(いわゆるロングパスフィルタ)を有している。従って、前述の第1実施形態の場合と同様に、青色光は、ダイクロイックコート層22Dで反射され、緑色光及び赤色光は、ダイクロイックコート層22Dを透過し、曲面ミラー22の反射層22Mで反射されることになる。   As shown in FIG. 5, the dichroic coat layer 22D (see FIG. 2) has a wavelength characteristic 122 such that the reflectance 112 of the dichroic coat layer 22D becomes a cut-off wavelength 123 in the vicinity of the minimum wavelength 121a. Is set. That is, a characteristic that a light having a wavelength shorter than 490 nm has a high reflectance of 0.5 or more and a light having a wavelength longer than 490 nm has a high transmittance (a low reflectance having a reflectance of less than 0.5) (so-called long pass). Filter). Therefore, as in the case of the first embodiment described above, blue light is reflected by the dichroic coat layer 22D, and green light and red light are transmitted through the dichroic coat layer 22D and reflected by the reflective layer 22M of the curved mirror 22. Will be.

また、曲面ミラー22は、前述の第1実施形態と同様に、反射光25(図2(a)参照)が平行光となって被照射部24(図2(a)参照)に照射されるような曲面ミラー22の表面22bの曲率半径R1を有し、緑色光と赤色光の反射光26(図2(b)参照)が被照射部24に集光されるような曲面ミラー22の裏面22cの曲率半径R2を有している。例えば、R1は、17.8mmで、R2はR1と同一の曲率半径(17.8mm)となっている。従って、曲面ミラー22によって、青色光と緑色光と赤色光をほぼ同等の照度として被照射部24を照射することが可能となり、色ムラの発生を適切に抑制することが可能となる。   Further, similarly to the first embodiment described above, the curved mirror 22 irradiates the irradiated portion 24 (see FIG. 2A) with the reflected light 25 (see FIG. 2A) as parallel light. The back surface of the curved mirror 22 has the curvature radius R1 of the surface 22b of the curved mirror 22 and the reflected light 26 (see FIG. 2B) of green light and red light is condensed on the irradiated portion 24. It has a radius of curvature R2 of 22c. For example, R1 is 17.8 mm, and R2 has the same radius of curvature (17.8 mm) as R1. Therefore, the curved mirror 22 can irradiate the irradiated portion 24 with substantially the same illuminance of blue light, green light, and red light, and it is possible to appropriately suppress the occurrence of color unevenness.

また、白色LED光源としては、青色光発光LEDを内包する表面実装型とレンズが装着された砲弾型のタイプがあるが、どちらのタイプであっても上記ダイクロイックコート層22Dによる作用、効果を達成することが可能であり、両タイプで色ムラを低減できる。また、シリンドリカルレンズ面は自由曲面形状であっても良い。   In addition, as the white LED light source, there are a surface mount type including a blue light emitting LED and a bullet type equipped with a lens, and the function and effect of the dichroic coat layer 22D are achieved with either type. It is possible to reduce color unevenness in both types. Further, the cylindrical lens surface may be a free-form surface.

次に、本発明による第3実施形態に係る照明光学系について、図6及び図7に基づいて説明する。図6は、本発明による第3実施形態に係る照明光学系の概略構成を示す断面図で、(a)は、青色光発光LEDからの光線軌跡を示す図で、(b)は、黄色光の光線軌跡を示す図である。図7は、図1で示す白色LED光源で出射される光の発光スペクトルとスペクトル強度の関係及び第1実施形態で使用されるダイクロイックコート層の反射率と光の波長との関係を示すグラフ図である。なお、前述の実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an illumination optical system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an illumination optical system according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6A is a view showing a ray locus from a blue light emitting LED, and FIG. FIG. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the emission spectrum of the light emitted from the white LED light source shown in FIG. 1 and the spectral intensity, and the relationship between the reflectance of the dichroic coat layer used in the first embodiment and the wavelength of the light. It is. In addition, about the same structure as above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

この第3実施形態に係る照明光学系30は、前述の第1実施形態で使用された白色LED光源21が使用されるが、第1実施形態とは、曲面ミラーの構成が相違している。この第3実施形態に係る照明光学系30で使用される曲面ミラー32は、図6(a)に示すように、断面形状が凹面シリンドリカル形状の表面32bと凸面シリンドリカルレンズ形状の裏面32cを有し、これらの表面32b及び裏面32cがコンタクトガラス23上に載置される原稿等の被撮影体の主走査方向に延びる3.2mm厚のガラス等の透光性基板22aを備えている。そして、曲面ミラー32は、透光性基板32aの表面32bにその曲面形状に沿った約15μm厚のダイクロイックコート層32Dが形成され、裏面32cにその裏面形状に沿った内面を有するアルミコートされた光反射層32Mを有している。   The illumination optical system 30 according to the third embodiment uses the white LED light source 21 used in the first embodiment described above, but the configuration of the curved mirror is different from that of the first embodiment. As shown in FIG. 6A, the curved mirror 32 used in the illumination optical system 30 according to the third embodiment includes a surface 32b having a concave cylindrical shape and a back surface 32c having a convex cylindrical lens shape. The front surface 32b and the back surface 32c are provided with a translucent substrate 22a made of glass having a thickness of 3.2 mm and extending in the main scanning direction of an object to be imaged such as a document placed on the contact glass 23. The curved mirror 32 is formed by forming a dichroic coating layer 32D having a thickness of about 15 μm along the curved surface shape on the surface 32b of the translucent substrate 32a, and coating the back surface 32c with aluminum having an inner surface along the back surface shape. It has a light reflecting layer 32M.

そして、ダイクロイックコート層32Dは、図7に示すように、極小波長111aの近傍でダイクロイックコート層22Dの反射率が半減するカットオフ波長133となるような波長特性132を有するように設定されている。即ち、波長500nmより短い光が高透過率(反射率が0.5未満の低反射率)で、500nmより長波長側の光を0.5以上の高反射率となるような特性(いわゆるショートパスフィルタ)を有している。従って、ダイクロイックコート層32Dは、第1ピーク波長λ1を有する青色光を透過し、第2ピーク波長λ2を有する黄色光を反射するようになり、光の波長によって、反射及び透過を選択可能な波長選択性を有している。   Then, as shown in FIG. 7, the dichroic coat layer 32D is set to have a wavelength characteristic 132 such that a cutoff wavelength 133 is obtained in which the reflectance of the dichroic coat layer 22D is halved in the vicinity of the minimum wavelength 111a. . That is, a characteristic that light having a wavelength shorter than 500 nm has high transmittance (low reflectance with a reflectance of less than 0.5) and light having a wavelength longer than 500 nm has high reflectance of 0.5 or more (so-called short circuit). Pass filter). Accordingly, the dichroic coat layer 32D transmits blue light having the first peak wavelength λ1 and reflects yellow light having the second peak wavelength λ2, and the wavelength that can be selected for reflection and transmission according to the wavelength of the light. Selectivity.

また、曲面ミラー32は、図6(b)で示すように、透光性基板32aの表面32bにおいて、黄色光発光蛍光体21Yから出射された黄色光がダイクロイックコート層32Dで反射されたときに、その反射光36が被照射部24に集光するような曲面ミラー22の表面22bの曲率半径R11を有している。このR11は、例えば、14.2mmである。一方、図6(a)に示すように、青色光発光LEDチップ21Bから出射された青色光は、ダイクロイックコート層32Dを屈折、透過して、透光性基板32aの裏面32cに形成される反射層32Mで反射され、その反射光35が被照射部24を照射する。この場合、透光性基板32aの裏面32cの曲率半径R12は、図6(a)で示すように、反射光35がほぼ平行光となるように設定されるが、例えば、19.6mmとすることができる。このように、透光性基板32aの表面32bと裏面32cとの曲率半径が同一となる場合には、シリンドリカルレンズ面の作成が容易となるので好適である。なお、この実施形態においては、透光性基板32aの表面32bと裏面32cとの曲率半径が同一の値に設定したが、これらの曲率半径において±10%程度の差がある実質的に同一の場合であっても、同様の効果が得られることを確認している。   Further, as shown in FIG. 6B, the curved mirror 32 is formed when the yellow light emitted from the yellow light emitting phosphor 21Y is reflected by the dichroic coat layer 32D on the surface 32b of the translucent substrate 32a. The surface 22b of the curved mirror 22 has a radius of curvature R11 so that the reflected light 36 is condensed on the irradiated portion 24. This R11 is, for example, 14.2 mm. On the other hand, as shown in FIG. 6A, the blue light emitted from the blue light emitting LED chip 21B is refracted and transmitted through the dichroic coat layer 32D, and is reflected on the back surface 32c of the translucent substrate 32a. Reflected by the layer 32M, the reflected light 35 irradiates the irradiated portion 24. In this case, the radius of curvature R12 of the back surface 32c of the translucent substrate 32a is set so that the reflected light 35 becomes substantially parallel light, as shown in FIG. 6A, for example, 19.6 mm. be able to. Thus, when the curvature radius of the front surface 32b and the back surface 32c of the translucent board | substrate 32a becomes the same, creation of a cylindrical lens surface becomes easy, and it is suitable. In this embodiment, the curvature radii of the front surface 32b and the back surface 32c of the translucent substrate 32a are set to the same value, but there is a difference of about ± 10% in these curvature radii. Even in this case, it has been confirmed that the same effect can be obtained.

このように、この第3実施形態に係る照明光学系30においては、曲面ミラー32を使用し、この曲面ミラー32の表面32bにダイクロイックコート層32D(第1の反射部)を形成し、曲面ミラー32の裏面32cに反射層32M(第2の反射部)を形成し、ダイクロイックコート層32Dとしてショートパスフィルタ特性を有する構成としている。さらに、曲面ミラー32の表面32bの曲率半径R11を、青色光発光LEDチップ21Bから出射された青色光がダイクロイックコート層32Dを屈折、透過して、透光性基板32aの裏面32cに形成される反射層32Mで反射された反射光35が平行光となるような曲率半径としているので、青色光を効率良く被照射部24に照射可能となっている。このような曲面ミラー32を使用することによって、青色光と黄色光をほぼ同等の照度として被照射部24を照射することが可能となり、色ムラの発生を適切に抑制することが可能となる。   Thus, in the illumination optical system 30 according to the third embodiment, the curved mirror 32 is used, and the dichroic coat layer 32D (first reflecting portion) is formed on the surface 32b of the curved mirror 32, so that the curved mirror A reflective layer 32M (second reflective portion) is formed on the back surface 32c of 32, and the dichroic coat layer 32D has a short-pass filter characteristic. Further, the curvature radius R11 of the surface 32b of the curved mirror 32 is formed on the back surface 32c of the translucent substrate 32a by the blue light emitted from the blue light emitting LED chip 21B being refracted and transmitted through the dichroic coat layer 32D. Since the radius of curvature is such that the reflected light 35 reflected by the reflective layer 32M becomes parallel light, the irradiated portion 24 can be efficiently irradiated with blue light. By using such a curved mirror 32, it becomes possible to irradiate the irradiated portion 24 with substantially the same illuminance of blue light and yellow light, and it is possible to appropriately suppress the occurrence of color unevenness.

また、白色LED光源としては、青色光発光LEDを内包する表面実装型とレンズが装着された砲弾型のタイプがあるが、どちらのタイプであっても上記ダイクロイックコート層22Dによる作用、効果を達成することが可能であり、両タイプで色ムラを低減できる。また、シリンドリカルレンズ面は自由曲面形状であっても良い。   In addition, as the white LED light source, there are a surface mount type including a blue light emitting LED and a bullet type equipped with a lens, and the function and effect of the dichroic coat layer 22D are achieved with either type. It is possible to reduce color unevenness in both types. Further, the cylindrical lens surface may be a free-form surface.

また、この第3実施形態の照明光学系30においては、白色LED光源として青色光を発光する青色光発光LEDチップ21Bとこの青色光で励起されて黄色光を発光する黄色光発光蛍光体21Yを使用したが、この白色LED光源に代えて、図4で示す高演色タイプの白色LED光源を使用しても、同様の作用、効果を得ることができる。   In the illumination optical system 30 of the third embodiment, a blue light emitting LED chip 21B that emits blue light as a white LED light source and a yellow light emitting phosphor 21Y that emits yellow light when excited by the blue light are provided. Although used, the same action and effect can be obtained even when the high color rendering type white LED light source shown in FIG. 4 is used instead of the white LED light source.

次に、本発明による第1実施形態に係る画像読取装置について、図8に基づいて説明する。図8は、本発明による第1実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。なお、前述の実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, the image reading apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the image reading apparatus according to the first embodiment of the present invention. In addition, about the same structure as above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

この第1実施形態に係る画像読取装置は、図8に示すように、原稿等の被撮影体を載置する透明ガラス等からなるコンタクトガラス23、被撮影体の被照射部24に白色光を照射する照明光学系20、被照射部24からの反射光(読取光)(読取光軸47として表示)を反射する第1ミラー44a、第1ミラー44aによって反射された読取光47を反射する第2ミラー44b、第2ミラー44bによって反射された読取光47を反射する第3ミラー44cを備えている。さらにこの画像読取装置は、第3ミラー44cによって反射された読取光47をCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子46に結像させる縮小系レンズ(結像レンズ)45を備えている。   As shown in FIG. 8, the image reading apparatus according to the first embodiment emits white light to a contact glass 23 made of a transparent glass or the like on which an object to be imaged such as a document is placed, and an irradiated portion 24 of the object to be imaged. The illumination optical system 20 that irradiates, the first mirror 44a that reflects the reflected light (reading light) from the irradiated portion 24 (displayed as the reading optical axis 47), and the first light that reflects the reading light 47 reflected by the first mirror 44a. A second mirror 44b and a third mirror 44c that reflects the reading light 47 reflected by the second mirror 44b are provided. The image reading apparatus further includes a reduction system lens (imaging lens) 45 that forms an image of the reading light 47 reflected by the third mirror 44c on an image pickup element 46 such as a CCD (Charge Coupled Device).

照明光学系20としては、前述の第1実施形態に係る照明光学系20が使用されており、白色LED光源21が主走査方向に支持部材27によって支持されて複数個配列されている。また、曲面ミラー22は、図8に示すように、副走査方向Bに曲面形状を有するシリンドリカル反射面を透光性基板22aの表面22bと裏面22cにそれぞれ有し、これらの表面22b及び裏面22cに、それぞれダイクロイックコート層22Dと反射層22Mとを有している。そして、曲面ミラー22は、支持部材27に取り付けられた保持部材28に保持され、前述の図2(a)、(b)で説明したように、白色LED光源21から出射された白色光が被照射部24を照射し、被照射部24からほぼ垂直に反射する読取光軸47を有する反射光(読取光)を形成する。この場合、被照射部24における被撮影体(図示せず)の読取ラインは、図8における紙面奥行き方向(主走査方向とよぶ)であり、白色LED光源21で一括して照射されて撮像素子46で一括して読み取られる。そして、この照明光学系20は、第1ミラー44aと共に一点鎖線で表示した第1走行体48として、副走査方向Bに移動、走査され、被撮影体の全面に亘って読取が行われる。   As the illumination optical system 20, the illumination optical system 20 according to the first embodiment described above is used, and a plurality of white LED light sources 21 are supported by a support member 27 in the main scanning direction and arranged. Further, as shown in FIG. 8, the curved mirror 22 has cylindrical reflection surfaces having curved shapes in the sub-scanning direction B on the front surface 22b and the back surface 22c of the translucent substrate 22a, respectively, and these front surface 22b and back surface 22c. Further, each has a dichroic coat layer 22D and a reflective layer 22M. The curved mirror 22 is held by the holding member 28 attached to the support member 27, and the white light emitted from the white LED light source 21 is covered as described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). The irradiation unit 24 is irradiated to form reflected light (reading light) having a reading optical axis 47 that is reflected substantially perpendicularly from the irradiated unit 24. In this case, the reading line of the object to be imaged (not shown) in the irradiated portion 24 is in the depth direction of the paper surface (referred to as the main scanning direction) in FIG. 8, and is collectively irradiated by the white LED light source 21 and image sensor. 46 is read in a batch. Then, the illumination optical system 20 is moved and scanned in the sub-scanning direction B as the first traveling body 48 displayed by a one-dot chain line together with the first mirror 44a, and reading is performed over the entire surface of the subject.

また、この場合に、第2ミラー44b及び第3ミラー44cは、一点鎖線で表示した第2走行体49として、第1走行体48の移動速度の半分で移動させることで副走査方向Bにわたり原稿(被撮影体)を撮像素子46に読み取らせるようになっている。この読取方式は差動ミラー方式と呼ばれる。原稿を読み取り中には、第1走行体48、第2走行体49、縮小系レンズ45と撮像素子46との位置関係が多少ずれるため、読取光41に色ムラが発生していると同じ色のベタ原稿でも読み込んだ場所によって色が異なる画像データを作ってしまう問題がある。しかしながら、この第1実施形態に係る画像読取装置においては、前述のように、曲面ミラー22は、表面22bにダイクロイックコート層22D、裏面22cに反射層22Mを有している。そして、白色LED光源21からの放出された光のうち、青色光は曲面ミラー22の表面のダイクロイックコート層22Dで反射され、被照射部43を照明する。このとき、この青色光の反射光25(図2(a)参照)は、コリメート光に極めて近い光となる。一方、黄色光発光蛍光体21Y(図2(b)参照)から発光された黄色光は、曲面ミラー22の裏面側の反射層22Mで反射され、被照射部24を照射する。図2(b)に図示したように黄色光の反射光26の照明範囲は、集光されて青色光とほぼ同等であり、被照射範囲のなかで青色光と黄色光の割合が一定に近づく。その結果、色ムラの発生が抑制される。   In this case, the second mirror 44b and the third mirror 44c are moved in the sub-scanning direction B by moving the second traveling body 49 as a second traveling body 49 indicated by a one-dot chain line at half the moving speed of the first traveling body 48. The imaging element 46 is made to read (the subject to be photographed). This reading method is called a differential mirror method. While the document is being read, the positional relationship among the first traveling body 48, the second traveling body 49, the reduction system lens 45 and the image sensor 46 is slightly shifted, so that the same color as the color unevenness occurs in the reading light 41. However, there is a problem that image data of different colors is created depending on the read location even for a solid document. However, in the image reading apparatus according to the first embodiment, as described above, the curved mirror 22 has the dichroic coat layer 22D on the front surface 22b and the reflective layer 22M on the back surface 22c. Of the light emitted from the white LED light source 21, blue light is reflected by the dichroic coat layer 22 </ b> D on the surface of the curved mirror 22 and illuminates the irradiated portion 43. At this time, the reflected light 25 (see FIG. 2A) of the blue light is very close to the collimated light. On the other hand, the yellow light emitted from the yellow light-emitting phosphor 21Y (see FIG. 2B) is reflected by the reflective layer 22M on the back surface side of the curved mirror 22 and irradiates the irradiated portion 24. As shown in FIG. 2B, the illumination range of the reflected light 26 of the yellow light is condensed and almost equal to the blue light, and the ratio of the blue light and the yellow light approaches a constant in the irradiated range. . As a result, the occurrence of color unevenness is suppressed.

なお、この第1実施形態に係る画像読取装置においては、照明光学系として第1実施形態に係る照明光学系20で説明したが、第2実施形態等の他の実施形態に係る照明光学系も使用可能である。   In the image reading apparatus according to the first embodiment, the illumination optical system according to the first embodiment has been described as the illumination optical system. However, the illumination optical system according to another embodiment such as the second embodiment is also applicable. It can be used.

次に、本発明による第2実施形態に係る画像読取装置について、図9及び図10に基づいて説明する。図9は、本発明による第2実施形態に係る画像読取装置で使用される曲面ミラーの概略構成を示す縦断面図で、(a)は、表面にダイクロイックコート層を形成した透光性基板と、表面に反射層を形成した基板とに分解した曲面ミラーの分解断面図、(b)は、(a)で示す透光性基板と基板を接合した曲面ミラーの断面図である。図10は、本発明による第2実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。なお、前述の実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an image reading apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a curved mirror used in the image reading apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9A shows a translucent substrate having a dichroic coat layer formed on the surface thereof. The exploded sectional view of the curved mirror decomposed | disassembled into the board | substrate which formed the reflection layer on the surface, (b) is sectional drawing of the curved mirror which joined the translucent board | substrate shown to (a), and a board | substrate. FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an image reading apparatus according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the same structure as above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

この第2実施形態に係る画像読取装置は、前述の第1実施形態に係る画像読取装置と、曲面ミラーの加工方法を変更している。即ち、図9(a)に示すように、この第2実施形態の画像読取装置で使用される曲面ミラー52としては、前述の第1実施形態に係る画像読取装置で使用された曲面ミラー22と表面22a及び裏面22bの曲率半径と同一の曲率半径R1及びR2を有するシリンドリカル面形状の透光性基板50aと、表面51bに曲率半径R2を有するシリンドリカル面を有し、裏面51cを平坦面とした基板51aとを使用している。そして、透光性基板50aの表面50bに、前述の第1実施形態に係る画像読取装置で使用されたダイクロイックコート層22Dと同一のダイクロイックコート層52Dが形成されている。一方、基板51aの表面51bには、アルミニウム蒸着膜からなる反射層52Mが形成されており、図9(b)に示すように、透光性基板50aの裏面50cと基板51aの表面51bに形成された反射層52Mを透光性基板50aの屈折率に近い屈折率を有する透光性の接着剤で接合した曲面ミラー52を形成している。この場合、基板51aは、透光性基板でも光を通さない材料であっても良い。しかし、周囲温度が変化したときに内部応力を極力発生させないためには、透光性基板50aと同一材料からなる透光性基板を用いることが望ましい。   The image reading apparatus according to the second embodiment is different from the image reading apparatus according to the first embodiment described above in the method of processing the curved mirror. That is, as shown in FIG. 9A, the curved mirror 52 used in the image reading apparatus according to the second embodiment is the curved mirror 22 used in the image reading apparatus according to the first embodiment described above. The light transmitting substrate 50a has a cylindrical surface shape having the same curvature radii R1 and R2 as the curvature radii of the front surface 22a and the back surface 22b, the front surface 51b has a cylindrical surface having a curvature radius R2, and the back surface 51c is a flat surface. A substrate 51a is used. A dichroic coat layer 52D that is the same as the dichroic coat layer 22D used in the image reading apparatus according to the first embodiment is formed on the surface 50b of the translucent substrate 50a. On the other hand, a reflective layer 52M made of an aluminum vapor deposition film is formed on the surface 51b of the substrate 51a. As shown in FIG. 9B, the reflective layer 52M is formed on the back surface 50c of the translucent substrate 50a and the surface 51b of the substrate 51a. The curved mirror 52 is formed by joining the reflection layer 52M thus formed with a translucent adhesive having a refractive index close to that of the translucent substrate 50a. In this case, the substrate 51a may be a translucent substrate or a material that does not transmit light. However, it is desirable to use a translucent substrate made of the same material as the translucent substrate 50a in order to prevent internal stress from being generated as much as possible when the ambient temperature changes.

このような曲面ミラー52を使用した第2実施形態に係る画像読取装置は、図10に示すように、前述の第1実施形態に係る画像読取装置と、曲面ミラーの支持部材27への取り付け時に、保持部材28を使用することなく、基板51aの裏面51cを支持部材27に、直接接着固定することが可能となり、曲面ミラーの支持部材27への取り付けが容易となる利点を有する。   As shown in FIG. 10, the image reading apparatus according to the second embodiment using such a curved mirror 52 and the image reading apparatus according to the first embodiment described above are attached to the support member 27 of the curved mirror. Without using the holding member 28, the back surface 51c of the substrate 51a can be directly bonded and fixed to the support member 27, and there is an advantage that the curved mirror can be easily attached to the support member 27.

この第2実施形態に係る画像読取装置においては、前述の第1実施形態に係る照明光学系20における曲面ミラー22の変形例として説明したが、このような曲面ミラー52は、第2及び第3実施形態に係る照明光学系で使用される曲面ミラーにおいても同様に使用できるものである。   Although the image reading apparatus according to the second embodiment has been described as a modification of the curved mirror 22 in the illumination optical system 20 according to the first embodiment described above, such a curved mirror 52 includes the second and third curved mirrors 52. The curved mirror used in the illumination optical system according to the embodiment can be used similarly.

また、この第2実施形態に係る画像読取装置においては、白色LED光源として青色光発光LEDと、黄色光発光蛍光体を使用した白色LED光源21を使用したが、前述のような光演色タイプの白色LED202も同様に使用することができる。以下述べる各実施形態の画像読取装置においても同様である。   Moreover, in the image reading apparatus according to the second embodiment, the white LED light source 21 using the blue light emitting LED and the yellow light emitting phosphor is used as the white LED light source. A white LED 202 can be used as well. The same applies to the image reading apparatus of each embodiment described below.

次に、本発明による第3実施形態に係る画像読取装置について、図11に基づいて説明する。図11は、本発明による第3実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。なお、前述の実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an image reading apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an image reading apparatus according to the third embodiment of the present invention. In addition, about the same structure as above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

この第3実施形態に係る画像読取装置は、前述の第2実施形態に係る画像読取装置とは、第1走行体72中に、照明光学系200、第1ミラー44aと共に移動走査する反射手段71を取り付けた点において相違する。この反射手段71は、読取光軸47を挟んで曲面ミラー52と対向して断面L字状の第2の支持部材71aによって保持された可視光を反射する反射鏡71bを備えている。そして、反射鏡71bは、白色LED光源21から出射された光のうち、曲面ミラー52には照射されずに図の右側に出射された光を反射して被照射部24を照射するようになっている。従って、この画像読取装置においては、白色LED光源21から出射された光のうち、一部は曲面ミラー52で青色光と黄色光をそれぞれ個別の反射部22D及び22Mで反射させ、曲面ミラー52には照射されずに図の右側に出射された光を反射手段71の反射鏡71bで反射させて、被照射部24を曲面ミラー52からの反射光と反射鏡71bの2方向から照明するようになっている。白色LED光源21からの配光特性は、Lambert分布に近い特性であり、光強度の強い領域は、曲面ミラー52で効率良く被照射部24に導くことができる。また、光強度は低いものの、前述の第2実施形態において無駄になっていた光線を利用できるため、光の利用効率が向上する。この場合、反射鏡71bに照射される光量が比較的小さいことと、白色LED光源21からの距離が曲面ミラー52に比べて長いことから、反射鏡71bによる色ムラの影響は小さい。   The image reading apparatus according to the third embodiment is different from the image reading apparatus according to the second embodiment described above in reflecting means 71 that moves and scans the first traveling body 72 together with the illumination optical system 200 and the first mirror 44a. It is different in that it is attached. The reflecting means 71 includes a reflecting mirror 71b that reflects the visible light held by the second support member 71a having an L-shaped cross section facing the curved mirror 52 with the reading optical axis 47 interposed therebetween. The reflecting mirror 71b reflects the light emitted to the right side of the drawing without irradiating the curved mirror 52 out of the light emitted from the white LED light source 21, and irradiates the irradiated portion 24. ing. Therefore, in this image reading apparatus, a part of the light emitted from the white LED light source 21 is reflected by the curved mirror 52 with the blue light and the yellow light by the individual reflecting portions 22D and 22M, respectively. The light emitted to the right side of the figure without being irradiated is reflected by the reflecting mirror 71b of the reflecting means 71, and the irradiated portion 24 is illuminated from the two directions of the reflected light from the curved mirror 52 and the reflecting mirror 71b. It has become. The light distribution characteristic from the white LED light source 21 is a characteristic close to the Lambert distribution, and a region having a high light intensity can be efficiently guided to the irradiated portion 24 by the curved mirror 52. In addition, although the light intensity is low, the useless light beam in the second embodiment described above can be used, so that the light use efficiency is improved. In this case, since the amount of light applied to the reflecting mirror 71b is relatively small and the distance from the white LED light source 21 is longer than that of the curved mirror 52, the influence of color unevenness by the reflecting mirror 71b is small.

次に、本発明による第4実施形態に係る画像読取装置について、図12に基づいて説明する。図12は、本発明による第4実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。なお、前述の実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an image reading apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an image reading apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In addition, about the same structure as above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

この第4実施形態に係る画像読取装置は、前述の第3実施形態に係る画像読取装置とは反射鏡として、その反射面81aにシリンドリカル凹面を有する反射鏡81を使用している。従って、反射鏡81によって反射される反射光は、被照射部24に集光することが可能となり、前述の第3実施形態の画像読取装置で使用される平坦な反射面を有する反射鏡に比べて光の利用効率をさらに向上させることができる。   The image reading apparatus according to the fourth embodiment uses a reflecting mirror 81 having a cylindrical concave surface on the reflecting surface 81a as a reflecting mirror with the image reading apparatus according to the third embodiment described above. Therefore, the reflected light reflected by the reflecting mirror 81 can be condensed on the irradiated portion 24, and compared with a reflecting mirror having a flat reflecting surface used in the image reading apparatus of the third embodiment described above. Thus, the light use efficiency can be further improved.

次に、本発明による第5実施形態に係る画像読取装置について、図13に基づいて説明する。図13は、本発明による第5実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。なお、前述の実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an image reading apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an image reading apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In addition, about the same structure as above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

この第5実施形態に係る画像読取装置は、図13に示すように、前述の第4実施形態に係る画像読取装置とは、反射鏡として、前述の第2実施形態で使用された曲面ミラー52と同一構成の曲面ミラー91を使用する点で相違する。即ち、曲面ミラー91は、図13に示すように、表面側反射面(第3の反射部)と内面反射面(第4の反射部)とを有するミラーである。表面側反射面は、前述のロングパスフィルタ、もしくはショートパスフィルタとなる誘電体多層膜が成膜されたダイクロイックコート層91Dで形成され、また、内面反射面はアルミニウム蒸着層からなる反射層91Mで形成されている。従って、例えば、ショートパスフィルタ特性を有するダイクロイックコート層91Dからなる表面反射面であれば白色LED光源21から出射される青色光を反射させ、一方、黄色光を反射する反射層91Mを有する内面反射部で反射させることが可能となる。その結果、曲面ミラー91で反射されて被照射部24を照射する反射光は、曲面ミラー52と共に、色ムラの発生が抑制された光となり、光の利用効率が向上するだけでなく、色ムラの発生も抑制されたものとなる。   As shown in FIG. 13, the image reading apparatus according to the fifth embodiment is different from the image reading apparatus according to the above-described fourth embodiment as a reflecting mirror in the curved mirror 52 used in the above-described second embodiment. Is different in that a curved mirror 91 having the same configuration is used. That is, as shown in FIG. 13, the curved mirror 91 is a mirror having a front-side reflecting surface (third reflecting portion) and an inner reflecting surface (fourth reflecting portion). The front-side reflective surface is formed by the dichroic coat layer 91D on which the above-described long-pass filter or dielectric multilayer film serving as a short-pass filter is formed, and the inner-surface reflective surface is formed by the reflective layer 91M made of an aluminum vapor deposition layer. Has been. Therefore, for example, if the surface is a surface reflecting surface composed of a dichroic coat layer 91D having a short-pass filter characteristic, the inner surface reflection includes a reflecting layer 91M that reflects blue light emitted from the white LED light source 21 and reflects yellow light. It is possible to reflect on the part. As a result, the reflected light that is reflected by the curved mirror 91 and irradiates the irradiated portion 24 becomes light that suppresses occurrence of color unevenness together with the curved mirror 52, and not only the light use efficiency is improved but also color unevenness. Is also suppressed.

次に、本発明による第6実施形態に係る画像読取装置について、図14に基づいて説明する。図14は、本発明による第6実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す縦断面図である。なお、前述の実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an image reading apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an image reading apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In addition, about the same structure as above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

この第6実施形態に係る画像読取装置は、前述の第5実施形態に係る画像読取装置とは反射鏡に代えてもう1個の照明光学系200Bを、読取光軸47を挟んで配設している点で相違する。即ち、図14に示すように、第6実施形態に係る画像読取装置は、白色LED光源21Aと曲面ミラー52Aとを有して白色LED光源21Aから出射された白色光を曲面ミラー52Aで反射して被照射部24を照射する第1の照明光学系200Aを使用している。同時に、読取光軸47を挟んで第1の照明光学系200Aと対向させて、白色LED光源21Bと曲面ミラー52Bとを有して白色LED光源21Bから出射された白色光を曲面ミラー52Bで反射して被照射部24を照射する第2の照明光学系200Bを使用している。   In the image reading apparatus according to the sixth embodiment, another illumination optical system 200B is arranged with the reading optical axis 47 interposed therebetween in place of the reflecting mirror in the image reading apparatus according to the fifth embodiment described above. Is different. That is, as shown in FIG. 14, the image reading apparatus according to the sixth embodiment includes a white LED light source 21A and a curved mirror 52A, and reflects the white light emitted from the white LED light source 21A by the curved mirror 52A. The first illumination optical system 200A that irradiates the irradiated portion 24 is used. At the same time, the white light emitted from the white LED light source 21B having the white LED light source 21B and the curved mirror 52B is reflected by the curved mirror 52B so as to face the first illumination optical system 200A across the reading optical axis 47. Thus, the second illumination optical system 200B that irradiates the irradiated portion 24 is used.

このように、第6実施形態に係る画像読取装置は、第1及び第2の照明光学系200A、200Bを、読取光軸47を挟んで対向配置させ、それぞれの照明光学系200A、200Bで照射された被照射部24の反射読取光を読取光軸上に形成するようにしているので、被撮影体の被照射部24の照度を高くすることが容易な照明方式となる。このような高照度な照明系であるがゆえに色ムラが顕著になりやすい。しかしながら、この第6実施形態の画像読取装置においては、照明光学系200A、200Bにおいて、前述のような曲率半径R1及びR2を有する表面50bに前述のような光学特性を有するダイクロイックコート層52Dを形成しているので、色ムラの発生を抑制することが可能となる。このような高照度な照明を使用することによって、色ムラが低減された高速で高品位な画像読取装置を提供することが可能となる。   As described above, in the image reading apparatus according to the sixth embodiment, the first and second illumination optical systems 200A and 200B are arranged to face each other with the reading optical axis 47 interposed therebetween, and irradiation is performed by the respective illumination optical systems 200A and 200B. Since the reflected read light of the irradiated portion 24 is formed on the reading optical axis, it is an illumination system that makes it easy to increase the illuminance of the irradiated portion 24 of the subject. Due to such a high illuminance illumination system, color unevenness tends to be noticeable. However, in the image reading apparatus of the sixth embodiment, in the illumination optical systems 200A and 200B, the dichroic coat layer 52D having the optical characteristics as described above is formed on the surface 50b having the radii of curvature R1 and R2 as described above. Therefore, the occurrence of color unevenness can be suppressed. By using such high-illuminance illumination, it is possible to provide a high-speed and high-quality image reading apparatus in which color unevenness is reduced.

また、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記実施形態の中で示唆した以外にも、前記実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記実施形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that the above-described embodiment can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the above-described embodiment. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to a suitable number, position, shape, and the like in carrying out the present invention.

11B、21B 青色光発光LEDチップ
11Y、21Y 黄色光発光蛍光体
12、22、32、52、52A、52B、91 曲面ミラー
13B、25、35 青色反射光
13Ya、13Yb、13Yc、26、36 黄色反射光
14、24 被照射部
15B 青色光の照度分布
15Y 黄色光の照度分布
20、30、200A、200B 照明光学系
21、21A、21B 白色LED光源
22a、50a 透光性基板
22b、50b 表面
22c、50c 裏面
22D、32D、52D、91D ダイクロイックコート層
22M、32M、52M、91M 反射層
23 コンタクトガラス
24 被照射部
25、35 青色反射光
26、36 黄色反射光
27 支持部材
28 保持部材
44a 第1ミラー
44b 第2ミラー
44c 第3ミラー
45 縮小系レンズ
46 撮像素子
47 読取光軸
51a 基板
51b 表面
51c 裏面
71 反射手段
71a 支持部材
71b、81 反射鏡
81a 反射面
111、112 発光スペクトル
111a、112a 極小波長
112、122、132 波長特性
113、123、133 カットオフ波長
201 白色LED光源
202a 樹脂パッケージ
202B 青色光発光LEDチップ
202G 緑色光発光蛍光体
202R 赤色光発光蛍光体
202b 発光面
11B, 21B Blue light emitting LED chip 11Y, 21Y Yellow light emitting phosphor 12, 22, 32, 52, 52A, 52B, 91 Curved mirror 13B, 25, 35 Blue reflected light 13Ya, 13Yb, 13Yc, 26, 36 Yellow reflection Light 14, 24 Irradiated part 15B Illuminance distribution of blue light 15Y Illuminance distribution of yellow light 20, 30, 200A, 200B Illumination optical system 21, 21A, 21B White LED light source 22a, 50a Translucent substrate 22b, 50b Surface 22c, 50c Back surface 22D, 32D, 52D, 91D Dichroic coat layer 22M, 32M, 52M, 91M Reflective layer 23 Contact glass 24 Irradiated part 25, 35 Blue reflected light 26, 36 Yellow reflected light 27 Support member 28 Holding member 44a First mirror 44b Second mirror 44c Third mirror 45 Reduction System lens 46 Image sensor 47 Reading optical axis 51a Substrate 51b Front surface 51c Back surface 71 Reflecting means 71a Support member 71b, 81 Reflective mirror 81a Reflecting surface 111, 112 Emission spectrum 111a, 112a Minimal wavelength 112, 122, 132 Wavelength characteristics 113, 123, 133 Cutoff wavelength 201 White LED light source 202a Resin package 202B Blue light emitting LED chip 202G Green light emitting phosphor 202R Red light emitting phosphor 202b Light emitting surface

特開2009−175320号公報JP 2009-175320 A 特開2002−142082号公報JP 2002-142082 A

Claims (12)

第1の波長λ1をピーク波長とする光を発光するLEDチップと当該LEDチップの光により励起されて第1の波長よりも長波長の第2の波長λ2をピークとして発光する第1の蛍光体とを有する白色LED光源を1以上用いる光源と、当該光源からの光を被照射部に偏向させる曲面ミラーとを有する照明光学系であって、
前記曲面ミラーは、前記光源からの光の入射方向から順に第1の反射部と第2の反射部とを有し、前記第1の反射部は前記第1の波長λ1と前記第2の波長λ2に対して波長選択性を有することを特徴とする照明光学系。
An LED chip that emits light having a first wavelength λ1 as a peak wavelength, and a first phosphor that emits light having a peak at a second wavelength λ2 that is longer than the first wavelength when excited by the light of the LED chip. An illumination optical system having a light source that uses one or more white LED light sources having a curved surface mirror that deflects light from the light source to an irradiated portion,
The curved mirror includes a first reflecting portion and a second reflecting portion in order from an incident direction of light from the light source, and the first reflecting portion has the first wavelength λ1 and the second wavelength. An illumination optical system having wavelength selectivity with respect to λ2.
請求項1に記載の照明光学系において、
前記波長選択性は、前記第1の波長λ1の光を0.5以上の反射率で反射し、前記第2の波長λ2の光を0.5未満の反射率で透過させてなされており、かつ前記曲面ミラーは、前記第1の反射部の曲率半径R1よりも短い第2の曲率半径R2を有する前記第2の反射部を備えていることを特徴とする照明光学系。
The illumination optical system according to claim 1,
The wavelength selectivity is made by reflecting the light of the first wavelength λ1 with a reflectance of 0.5 or more and transmitting the light of the second wavelength λ2 with a reflectance of less than 0.5, In addition, the curved mirror includes the second reflecting portion having a second radius of curvature R2 shorter than the radius of curvature R1 of the first reflecting portion.
請求項1に記載の照明光学系において、
前記波長選択性は、前記第2の波長λ2の光を0.5以上の反射率で反射し、前記第1の波長λ1の光を0.5未満の反射率で透過させてなされており、かつ前記曲面ミラーは、第1の反射部の曲率半径R1と実質的に同一の第2の曲率半径R2を有する前記第2の反射部を備えていることを特徴とする照明光学系。
The illumination optical system according to claim 1,
The wavelength selectivity is made by reflecting the light of the second wavelength λ2 with a reflectance of 0.5 or more and transmitting the light of the first wavelength λ1 with a reflectance of less than 0.5, In addition, the curved mirror includes the second reflecting part having a second radius of curvature R2 substantially the same as the radius of curvature R1 of the first reflecting part.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明光学系において、
前記波長選択性は、ダイクロイックコート層を前記第1の反射部に形成することによってなされることを特徴とする照明光学系。
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 3,
The illumination optical system according to claim 1, wherein the wavelength selectivity is achieved by forming a dichroic coat layer on the first reflecting portion.
前記1乃至4のいずれか1項に記載の照明光学系において、
前記第1の波長の光は青色光であり、前記第1の蛍光体は黄色蛍光体であることを特徴とする照明光学系。
In the illumination optical system according to any one of 1 to 4,
The illumination optical system, wherein the first wavelength light is blue light, and the first phosphor is a yellow phosphor.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照明光学系において、
前記白色LED光源は、前記LEDチップの光により励起されて第3の波長λ3をピークとして発光する第2の蛍光体を有し、かつ前記第2の波長λ2<第3の波長λ3としていることを特徴とする照明光学系。
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 4,
The white LED light source has a second phosphor that is excited by the light of the LED chip and emits light with a third wavelength λ3 as a peak, and the second wavelength λ2 <the third wavelength λ3. An illumination optical system.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の照明光学系において、
前記波長選択性は、反射率が半減するカットオフ波長を前記第1の波長λ1と第2の波長λ2の間に設定した前記第1の反射部でなされることを特徴とする照明光学系。
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 6,
The illumination optical system according to claim 1, wherein the wavelength selectivity is made by the first reflecting section in which a cutoff wavelength at which the reflectance is halved is set between the first wavelength λ1 and the second wavelength λ2.
請求項6に記載の照明光学系において、
前記第1の波長の光は青色光であり、前記第1の蛍光体は緑色発光蛍光体、前記第2の蛍光体は赤色光発光蛍光体であることを特徴とする照明光学系。
The illumination optical system according to claim 6, wherein
The illumination optical system characterized in that the light of the first wavelength is blue light, the first phosphor is a green light-emitting phosphor, and the second phosphor is a red light-emitting phosphor.
被撮影体に光を照射する照明光学系と、当該被撮影体を載置するコンタクトガラスと、前記照明光学系から出射される光を反射する複数のミラーと、前記複数のミラーによって反射された光を撮像素子に結像させるレンズとを備えた画像読取装置において、
前記照明光学系は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の照明光学系であり、前記白色LED光源は、画像読取の主走査方向に複数配列されたことを特徴とする画像読取装置。
Reflected by the illumination optical system for irradiating the object to be photographed, a contact glass for placing the object to be photographed, a plurality of mirrors for reflecting light emitted from the illumination optical system, and the plurality of mirrors In an image reading apparatus including a lens that forms an image of light on an image sensor,
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of the white LED light sources are arranged in a main scanning direction of image reading. .
請求項9に記載の画像読取装置において、
前記照明光学系の読取光軸を挟んで前記照明光学系の光線を反射して前記被撮影体に照射する反射鏡を配置したことを特徴とする画像読取装置。
The image reading apparatus according to claim 9.
An image reading apparatus comprising: a reflecting mirror that reflects the light beam of the illumination optical system and irradiates the object to be photographed with the reading optical axis of the illumination optical system interposed therebetween.
請求項10記載の画像読取装置において、
前記反射鏡は、前記照明光学系の光源からの光の入射方向から順に第3の反射部と第4の反射部とを有し、前記第3の反射部は前記第1の波長λ1と前記第2の波長λ2に対して波長選択性を有することを特徴とする画像読取装置。
The image reading apparatus according to claim 10.
The reflecting mirror includes a third reflecting portion and a fourth reflecting portion in order from the incident direction of light from the light source of the illumination optical system, and the third reflecting portion includes the first wavelength λ1 and the fourth reflecting portion. An image reading apparatus having wavelength selectivity with respect to the second wavelength λ2.
請求項9乃至11のいずれか1項に記載の画像読取装置において、
前記照明光学系が読取光軸を挟んで対向して配設され、それぞれの前記照明光学系から出射される光の被撮影体からの反射光が前記読取光軸上で反射されることを特徴とする画像読取装置。
The image reading apparatus according to any one of claims 9 to 11,
The illumination optical system is disposed so as to face the reading optical axis, and reflected light from a subject to be emitted from each of the illumination optical systems is reflected on the reading optical axis. An image reading apparatus.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9264572B2 (en) 2011-10-25 2016-02-16 Mitsubishi Electric Corporation Image reading device
DE102022114792B3 (en) 2022-06-13 2023-11-02 Sick Ag LIGHT TRANSMITTER ARRANGEMENT AND OPTOELECTRONIC SENSOR ARRANGEMENT
EP4293395A3 (en) * 2022-06-13 2024-01-03 Sick Ag Optoelectronic sensor and light emitter assembly

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