JP2014026828A - 導光体、照明装置及び画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率を向上させることができる導光体、照明装置及び画像読み取り装置を提供することである。
【解決手段】反射面Ｓ５は、導光体４０内の光を導光体４０内に向けて反射させる。出射面Ｓ３は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１及び反射面Ｓ５に位置する焦点Ｐ２を有し、かつ、焦点Ｐ２よりも焦点Ｐ１の近くに位置する楕円弧をなしており、導光体４０内の光を導光体４０外に向けて出射させる。出射面Ｓ４は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ３及び焦点Ｐ２を有し、かつ、焦点Ｐ２よりも焦点Ｐ３の近くに位置する楕円弧をなしており、導光体４０内の光を導光体４０外に向けて出射させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、導光体、照明装置及び画像読み取り装置に関し、より特定的には、画像読み取り装置に用いられる導光体、照明装置及び画像読み取り装置に関する。

従来の導光体としては、例えば、特許文献１に記載の導光体が知られている。図１０は、特許文献１に記載の導光体５００の断面構造図である。

導光体５００は、図１０に示すように、反射面５０２及び出射面５０４ａ，５０４ｂを備えている。出射面５０４ａ，５０４ｂは、円弧状をなしており、隣り合っている。また、反射面５０２は、出射面５０４ａ，５０４ｂに対向する位置に設けられている。反射面５０２において反射させられた光は、出射面５０４ａ又は出射面５０４ｂによって収束されて導光体５００外へ出射する。

ところで、導光体において、光の利用効率を向上させたいという要望がある。

特開２００８−２１６４０９号公報

そこで、本発明の目的は、光の利用効率を向上させることができる導光体、照明装置及び画像読み取り装置を提供することである。

本発明の一形態に係る導光体は、所定方向に延在する棒状の導光体であって、前記導光体内の光を該導光体内に向けて反射させる反射面と、所定方向から平面視したときに、第１の焦点及び前記反射面に位置する第２の焦点を有し、かつ、該第２の焦点よりも該第１の焦点の近くに位置する第１の楕円弧をなしている第１の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第１の出射面と、所定方向から平面視したときに、第３の焦点及び前記第２の焦点と重なる第４の焦点を有し、かつ、該第４の焦点よりも該第３の焦点の近くに位置する第２の楕円弧をなしている第２の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第２の出射面と、を備えていること、を特徴とする。

本発明の一形態に係る照明装置は、前記導光体と、前記第１の端面における前記第３の焦点又は前記第２の端面における前記第３の焦点を介して光を前記導光体内に入射させる第１の光源と、前記第１の端面における前記第１の焦点又は前記第２の端面における前記第１の焦点を介して光を前記導光体内に入射させる第２の光源と、を備えていること、を特徴とする。

本発明の一形態に係る画像読み取り装置は、前記照明装置を備えていること、を特徴とする。

本発明の導光体によれば、光の利用効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る導光体及び照明装置を備えた画像読み取り装置の構成図である。 照明装置及びミラーの外観斜視図である。 照明装置をｙ軸の負方向側から平面視した図である。 導光体における光の経路を示した図である。 導光体における光の経路を示した図である。 導光体における光の経路を示した図である。 シミュレーション結果を示したグラフである。 変形例に係る導光体を備えた照明装置をｙ軸の負方向側から平面視した図である。 楕円レンズの長軸の長さ及び短軸の長さを変化させたときの、集光の様子を示した図である。 特許文献１に記載の導光体の断面構造図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る導光体、照明装置及び画像読み取り装置について説明する。

（画像読み取り装置の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る導光体及び照明装置を備えた画像読み取り装置１０の構成図である。以下では、鉛直方向をｚ軸と定義し、スライダーユニット１８，２０の移動方向（すなわち、副走査方向）をｘ軸と定義する。そして、ｘ軸及びｚ軸に直交する方向（すなわち、主走査方向）をｙ軸と定義する。

画像読み取り装置１０は、図１に示すように、本体１２、原稿カバー１４、プラテンガラス１６、スライダーユニット１８，２０、結像レンズ２２及び撮像素子２４を備えている。

本体１２は、原稿カバー１４、プラテンガラス１６、スライダーユニット１８，２０、結像レンズ２２及び撮像素子２４が設けられている直方体状の筐体である。プラテンガラス１６は、本体１２のｚ軸の正方向側に設けられている開口に取り付けられている長方形状の透明板である。原稿Ｐは、プラテンガラス１６の上面に、読み取り面をｚ軸の負方向側に向けた状態で載置される。

原稿カバー１４は、図１に示すように、原稿Ｐ上に覆いかぶさることにより、原稿Ｐをプラテンガラス１６に密着させる働きをする。

スライダーユニット１８は、原稿Ｐが読み取られているときに、図１に示すように、原稿Ｐに沿って、図示しないモーター、ベルト及びプーリー等の移動手段により、ｘ軸の正方向側に向かって速度Ｖで移動させられる。スライダーユニット１８は、図１に示すように、照明装置２７及びミラー２８，２９を含んでいる。

照明装置２７は、原稿Ｐ及びミラー２８に向けて光を放射し、例えば、ＬＥＤ及び導光体の組み合わせにより構成される。照明装置２７の詳細については後述する。ミラー２８は、照明装置２７が放射した光を原稿Ｐに向けて反射させる。ミラー２９は、図１に示すように、原稿Ｐにおいて反射させられた光Ｂをｘ軸の負方向側（スライダーユニット１８のスライド方向の一方側）に反射させる。

スライダーユニット２０は、原稿Ｐが読み取られているときに、図１に示すように、原稿Ｐに沿って、図示しないモーター、ベルト及びプーリー等の移動手段により、ｘ軸の正方向側に向かって速度Ｖ／２で移動させられる。スライダーユニット２０は、ミラー３０，３２を含んでいる。

ミラー３０は、ミラー２９において反射させられた光Ｂをｚ軸の負方向側に反射させる。ミラー３２は、ミラー３０において反射させられた光Ｂをｘ軸の正方向側に反射させる。

結像レンズ２２は、光Ｂによって得られる光学像を撮像素子２４に結像させる。撮像素子２４は、ミラー３２において反射させられた光Ｂを受光する受光素子である。具体的には、撮像素子２４は、ｙ軸に延びる一次元状の撮像領域を有し、結像レンズ２２によって結像された光学像を走査して原稿Ｐの像を読み取るＣＣＤカメラ等のラインセンサである。

（照明装置の構成）
以下に、照明装置２７の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、照明装置２７及びミラー２８の外観斜視図である。図３は、照明装置２７をｙ軸の負方向側から平面視した図である。

照明装置２７は、図２及び図３に示すように、導光体４０、光源５０ａ，５０ｂ及び回路基板５２ａ，５２ｂを備えている。

導光体４０は、図２及び図３に示すように、ｙ軸（所定方向）に延在する棒状の透明樹脂（ポリメタクリル酸メチル樹脂）からなる部材である。導光体４０は、端面Ｓ１，Ｓ２、出射面Ｓ３，Ｓ４，反射面Ｓ５及び円弧面Ｓ６、Ｓ７を備えている。

端面Ｓ１は、図２に示すように、導光体４０におけるｙ軸の負方向側の端部に位置する面である。端面Ｓ２は、導光体４０におけるｙ軸の正方向側の端部に位置する面である。端面Ｓ１，Ｓ２は、ハート型をなしている。

出射面Ｓ３，Ｓ４，反射面Ｓ５及び円弧面Ｓ６，Ｓ７は、導光体４０の側面であり、ｙ軸に延在している。反射面Ｓ５は、図３に示すように、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、プラテンガラス１６上の読み取り位置Ａ１に向かう法線を有する面であり、導光体４０内の光を導光体４０内に向けて反射させる。反射面Ｓ５は、例えば、ｙ軸に並ぶ複数のプリズムにより構成されている。なお、反射面Ｓ５は、プリズムに限らず、白色樹脂面であってもよく、白色樹脂面による拡散反射を行ってもよい。

出射面Ｓ３は、図３に示すように、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１，Ｐ２を有する楕円Ｃ１の一部である楕円弧をなしており、導光体４０内の光を導光体４０外に向けて出射させる。より詳細には、焦点Ｐ１は、焦点Ｐ２よりもｘ軸の負方向側であってｚ軸の正方向側に位置している。また、焦点Ｐ２は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、反射面Ｓ５の中央に位置している。そして、出射面Ｓ３は、焦点Ｐ２よりも焦点Ｐ１の近くに位置しており、ｘ軸の負方向側であってｚ軸の正方向側に向かって突出している。

出射面Ｓ４は、図３に示すように、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ３，Ｐ２を有する楕円Ｃ２の一部である楕円弧をなしており、導光体４０内の光を導光体４０外に向けて出射させる。より詳細には、焦点Ｐ３は、焦点Ｐ２よりもｘ軸の負方向側であってｚ軸の正方向側に位置している。また、焦点Ｐ２は、焦点Ｐ１よりもｘ軸の正方向側であってｚ軸の負方向側に位置している。そして、焦点Ｐ１と焦点Ｐ３を結んで得られる直線は、反射面Ｓ５と平行である。また、楕円Ｃ２の焦点Ｐ２は、楕円Ｃ１の焦点Ｐ２と重なっている。また、焦点Ｐ２と焦点Ｐ１との間隔は、焦点Ｐ２と焦点Ｐ３との間隔と等しい。よって、楕円Ｃ２は、楕円Ｃ１と同じ形状をなしており、焦点Ｐ２を中心として楕円Ｃ１を反時計回りに回転させて得られる楕円である。そして、出射面Ｓ４は、焦点Ｐ２よりも焦点Ｐ３の近くに位置しており、ｘ軸の負方向側であってｚ軸の正方向側に向かって突出している。

円弧面Ｓ６は、図３に示すように、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ３を中心とする円Ｃ３の一部である円弧状をなし、かつ、出射面Ｓ３と反射面Ｓ５とを繋いでいる。円弧面Ｓ６は、導光体４０内の光を導光体４０内に向けて全反射させる。円弧面Ｓ７は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１を中心とする円Ｃ４の一部である円弧状をなし、かつ、出射面Ｓ４と反射面Ｓ５とを繋いでいる。円弧面Ｓ７は、導光体４０内の光を導光体４０内に向けて全反射させる。

回路基板５２ａは、図２に示すように、光源５０ａを駆動するための駆動回路が設けられた基板であり、矩形状の平板である。回路基板５２ａは、ｙ軸に対して直交しており、端面Ｓ１と対向している

光源５０ａは、例えば、ＬＥＤにより構成される点光源であり、回路基板５２ａのｙ軸の正方向側の主面上に実装されている。光源５０ａは、図３に示すように、ｙ軸方向の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ３と重なっており、端面Ｓ１における焦点Ｐ３を介して光を導光体４０内に入射させる。

回路基板５２ｂは、図２に示すように、光源５０ｂを駆動するための駆動回路が設けられた基板であり、矩形状の平板である。回路基板５２ｂは、ｙ軸に対して直交しており、端面Ｓ２と対向している

光源５０ｂは、例えば、ＬＥＤにより構成される点光源であり、回路基板５２ｂのｙ軸の負方向側の主面上に実装されている。光源５０ｂは、図３に示すように、ｙ軸方向の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１と重なっており、端面Ｓ２における焦点Ｐ１を介して光を導光体４０内に入射させる。

以下に、照明装置２７における光の経路の詳細について図４ないし図６を参照しながら説明する。図４ないし図６は、導光体４０における光の経路を示した図である。なお、以下では、ｙ軸方向の負方向側から平面視した光の経路について説明するが、光源５０ａが出射した光は全反射を繰り返しながらｙ軸の正方向側に向かって進行し、光源５０ｂが出射した光は全反射を繰り返しながらｙ軸の負方向側に向かって進行している。

図４に示すように、端面Ｓ１の焦点Ｐ３から入射させられた光の内の反射面Ｓ５に直接に向かう光を光Ｂ１と定義する。光Ｂ１は、反射面Ｓ５において反射させられる。ここで、反射面Ｓ５は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１，Ｐ３を結んで得られる線と平行である。したがって、反射面Ｓ５において反射させられた光Ｂ１は、焦点Ｐ１に向かって進行し、出射面Ｓ３を介して導光体４０外に出射させられる。光Ｂ１は、図４に示すように、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１に向かって進行し、出射面Ｓ３によって読み取り位置Ａ１において集光される。

また、端面Ｓ２の焦点Ｐ１から入射させられた光の内の反射面Ｓ５に直接に向かう光を光Ｂ２と定義する。光Ｂ２は、反射面Ｓ５において反射させられる。ここで、反射面Ｓ５は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１，Ｐ３を結んで得られる線と平行である。したがって、反射面Ｓ５において反射させられた光Ｂ２は、焦点Ｐ３に向かって進行し、出射面Ｓ４を介して導光体４０外に出射させられる。光Ｂ２は、図４に示すように、ミラー２８に向かって進行し、出射面Ｓ４によってミラー２８の手前において集光される。更に、光Ｂ２は、ミラー２８によってプラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１に向けて反射させられる。光Ｂ２は、ミラー２８の手前において集光させられているので、ミラー２８の手前を通過した後は、拡散する。よって、光Ｂ２は、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１近傍を照射する。

図５に示すように、端面Ｓ１の焦点Ｐ３から入射させられた光の内の出射面Ｓ４に直接に向かう光を光Ｂ３と定義する。焦点Ｐ３から入射させられた光Ｂ３は、焦点Ｐ３に対応する楕円Ｃ２の一部である出射面Ｓ４において全反射させられる。そのため、光Ｂ３は、出射面Ｓ４において全反射させられた後、楕円Ｃ２の焦点Ｐ２に集光される。そして、光Ｂ３は、反射面Ｓ５において反射させられる。ここで、反射面Ｓ５は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１，Ｐ３を結んで得られる線と平行である。したがって、反射面Ｓ５において反射させられた光Ｂ３は、焦点Ｐ１に向かって進行し、出射面Ｓ３を介して導光体４０外に出射させられる。この際、光Ｂ３は、出射面Ｓ３により略平行光に集光される。光Ｂ３は、図５に示すように、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１に向かって進行し、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１を照射する。

また、端面Ｓ２の焦点Ｐ１から入射させられた光の内の出射面Ｓ３に直接に向かう光を光Ｂ４と定義する。焦点Ｐ１から入射させられた光Ｂ４は、焦点Ｐ１に対応する楕円Ｃ１の一部である出射面Ｓ３において全反射させられる。そのため、光Ｂ４は、出射面Ｓ３において全反射させられた後、楕円Ｃ１の焦点Ｐ２に集光される。そして、光Ｂ４は、反射面Ｓ５において反射させられる。ここで、反射面Ｓ５は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１，Ｐ３を結んで得られる線と平行である。したがって、反射面Ｓ５において反射させられた光Ｂ４は、焦点Ｐ３に向かって進行し、出射面Ｓ４を介して導光体４０外に出射させられる。この際、光Ｂ４は、出射面Ｓ４により略平行光に集光される。更に、光Ｂ４は、ミラー２８によってプラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１に向けて反射させられ、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１に向かって進行し、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１を照射する。

図６に示すように、端面Ｓ１の焦点Ｐ３から入射させられた光の内の円弧面Ｓ６に直接に向かう光を光Ｂ５と定義する。光Ｂ５は、円弧面Ｓ６において全反射させられる。焦点Ｐ３は円弧面Ｓ６の中心であるので、円弧面Ｓ６において全反射させられた光Ｂ５は、焦点Ｐ３に集光された後に、焦点Ｐ３に対応する楕円Ｃ２の一部である出射面Ｓ４において全反射させられる。出射面Ｓ４において全反射させられた光Ｂ５は、楕円Ｃ２の焦点Ｐ２に集光される。そして、光Ｂ５は、反射面Ｓ５において反射させられる。ここで、反射面Ｓ５は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１，Ｐ３を結んで得られる線と平行である。したがって、反射面Ｓ５において反射させられた光Ｂ５は、焦点Ｐ１に向かって進行し、出射面Ｓ３を介して導光体４０外に出射させられる。この際、光Ｂ５は、出射面Ｓ３により略平行光に集光される。光Ｂ５は、図６に示すように、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１に向かって進行し、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１を照射する。

また、端面Ｓ２の焦点Ｐ１から入射させられた光の内の円弧面Ｓ７に直接に向かう光を光Ｂ６と定義する。光Ｂ６は、円弧面Ｓ７において全反射させられる。焦点Ｐ１は円弧面Ｓ７の中心であるので、円弧面Ｓ７において全反射させられた光Ｂ６は、焦点Ｐ１に集光された後に、焦点Ｐ１に対応する楕円Ｃ１の一部である出射面Ｓ３において全反射させられる。出射面Ｓ３において全反射させられた光Ｂ６は、楕円Ｃ１の焦点Ｐ２に集光される。そして、光Ｂ６は、反射面Ｓ５において反射させられる。ここで、反射面Ｓ５は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ１，Ｐ３を結んで得られる線と平行である。したがって、反射面Ｓ５において反射させられた光Ｂ６は、焦点Ｐ３に向かって進行し、出射面Ｓ４を介して導光体４０外に出射させられる。この際、光Ｂ６は、出射面Ｓ４により略平行光に集光される。更に、光Ｂ６は、ミラー２８によってプラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１に向けて反射させられ、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１に向かって進行し、プラテンガラス１６の読み取り位置Ａ１を照射する。

（効果）
本実施形態に係る導光体４０によれば、光の利用効率の向上が図られる。より詳細には、導光体４０では、出射面Ｓ４は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ３及び反射面Ｓ５に位置する焦点Ｐ２を有し、かつ、焦点Ｐ２よりも焦点Ｐ３の近くに位置する楕円弧をなしている。これにより、光Ｂ３は、図５に示すように、出射面Ｓ４において全反射させられると、出射面Ｓ４の焦点Ｐ２に集光される。そして、光Ｂ３は、反射面Ｓ５において反射させられて、出射面Ｓ３を介して導光体４０外に出射させられて、読み取り位置Ａ１に向かって進行する。以上のように、導光体４０では、端面Ｓ１の焦点Ｐ３から入射させられた光の内の出射面Ｓ４に直接に向かう光Ｂ３が読み取り位置Ａ１に向かって進行するようになる。また、同じ理由により、導光体４０では、端面Ｓ２の焦点Ｐ１から入射させられた光の内の出射面Ｓ４に直接に向かう光Ｂ４が読み取り位置Ａ１に向かって進行するようになる。これにより、導光体４０において、光の利用効率の向上が図られている。

また、本実施形態に係る導光体４０によれば、以下の理由によっても、光の利用効率の向上が図られる。より詳細には、導光体４０では、円弧面Ｓ６は、ｙ軸の負方向側から平面視したときに、焦点Ｐ３を中心とし、かつ、出射面Ｓ３と反射面Ｓ５とを繋いでいる。これにより、光Ｂ５は、図６に示すように、円弧面Ｓ６において全反射させられると、円弧面Ｓ６の中心である焦点Ｐ１に集光された後に、焦点Ｐ３に対応する楕円Ｃ２の一部である出射面Ｓ４において全反射させられる。出射面Ｓ４において全反射させられた光Ｂ５は、楕円Ｃ２の焦点Ｐ２に集光される。そして、光Ｂ５は、反射面Ｓ５において反射させられて、出射面Ｓ３を介して導光体４０外に出射させられて、読み取り位置Ａ１に向かって進行する。以上のように、導光体４０では、端面Ｓ１の焦点Ｐ３から入射させられた光の内の円弧面Ｓ６に直接に向かう光Ｂ５が読み取り位置Ａ１に向かって進行するようになる。また、同じ理由により、導光体４０では、端面Ｓ２の焦点Ｐ１から入射させられた光の内の円弧面Ｓ７に直接に向かう光Ｂ６が読み取り位置Ａ１に向かって進行するようになる。これにより、導光体４０において、光の利用効率の向上が図られている。

また、光源５０ａは、端面Ｓ１を介して光を導光体４０内に入射させ、光源５０ｂは、端面Ｓ２を介して光を導光体４０内に入射させている。これにより、導光体４０のｙ軸方向の両端から光が入射するようになる。その結果、導光体４０のｙ軸方向における照度分布が均一に近づく。

また、導光体４０では、２つの出射面Ｓ３，Ｓ４に対して１つの反射面Ｓ５が設けられている。これにより、導光体４０の製造コストは、出射面Ｓ３，Ｓ４の夫々に反射面を設けた導光体の製造コストよりも低くなる。

（シミュレーション）
本願発明者は、導光体４０が奏する効果をより明確にするために、以下に説明するコンピュータシミュレーションを行った。モデルとしては、図３に示す構造の導光体４０を用いた。図３において、反射面Ｓ５に平行な方向をＸ軸と定義する。また、Ｘ軸に直交する方向をＹ軸と定義する。

本シミュレーションでは、以下の４つの点灯パターンの照度分布を解析した。第１の点灯パターンでは、光源５０ａ，５０ｂを点灯させた。第１の点灯パターンは、本実施形態に係る照明装置２７の点灯パターンに対応する。第２の点灯パターンでは、光源５０ａのみを点灯させた。第３の点灯パターンでは、光源５０ｂのみを点灯させた。第４の点灯パターンでは、光源５０'を点灯させた。光源５０'は、図３に示すように、ｙ軸方向の負方向側から平面視したときに、導光体４０の中心に設けられており、光源５０ａ，５０ｂの２倍の照度の光を放射する。

図７は、シミュレーション結果を示したグラフである。縦軸は照度を示し、横軸はＸ軸の位置を示している。Ｘ軸の原点は、導光体４０のＸ軸方向の中央（すなわち、出射面Ｓ３と出射面Ｓ４との接続部分）である。また、第４の点灯パターンの照度分布のピークを１００％の照度とした。

図７によれば、第４の点灯パターン（光源５０'を点灯）では、Ｘ軸座標が１．５ｍｍの位置と−１．５ｍｍの位置において比較的に小さなピークが出現している。一方、第２の点灯パターン（光源５０ａのみを点灯）では、Ｘ軸座標が３．５ｍｍの位置において大きなピークが出現している。第２の点灯パターンのＸ軸座標が３．５ｍｍにおけるピークは、第４の点灯パターンのＸ軸座標が１．５ｍｍにおけるピークよりもはるかに高い。これは、光源５０ａが出射した光が有効利用されていることを示している。更に、第３の点灯パターン（光源５０ｂのみを点灯）では、Ｘ軸座標が−３．５ｍｍの位置において大きなピークが出現している。第３の点灯パターンのＸ軸座標が−３．５ｍｍにおけるピークは、第４の点灯パターンのＸ軸座標が−１．５ｍｍにおけるピークよりもはるかに高い。これは、光源５０ｂが出射した光が有効利用されていることを示している。そして、第１の点灯パターンの照度分布は、第２の点灯パターンの照度分布と第３の点灯パターンの照度分布とが重ねあわされた照度分布となっている。よって、第１の点灯パターンでは、Ｘ軸座標が３．５ｍｍの位置と−３．５ｍｍの位置において大きなピークが出現している。図７によれば、第１の点灯パターンの照度は、第４の点灯パターンの照度の約４倍である。そして、第１の点灯パターンにおいて、Ｘ軸座標が３．５ｍｍにおける光が直接に読み取り位置Ａ１に向けられ、Ｘ軸座標が−３．５ｍｍにおける光がミラー２８によって反射させられることによって読み取り位置Ａ１に向けられる。その結果、読み取り位置Ａ１により多くの光が照射されるようになる。

（変形例）
以下に、変形例に係る導光体４０ａについて図面を参照しながら説明する。図８は、変形例に係る導光体４０ａを備えた照明装置２７をｙ軸の負方向側から平面視した図である。図９は、楕円レンズの長軸の長さａ及び短軸の長さｂを変化させたときの、集光の様子を示した図である。

導光体４０ａは、出射面Ｓ４の形状において導光体４０と相違する。導光体４０では、楕円Ｃ１と楕円Ｃ２とは同じ形状である。一方、導光体４０ａでは、楕円Ｃ１と楕円Ｃ２とが異なる形状である。より詳細には、導光体４０ａでは、焦点Ｐ１と焦点Ｐ２との間隔は、焦点Ｐ３と焦点Ｐ２との間隔よりも長い。これにより、楕円Ｃ２の一部である出射面Ｓ４のカーブは、楕円Ｃ１の一部である出射面Ｓ３のカーブよりもなだらかになっている。

ここで、出射面のカーブを変更したときの焦点の変化による出射面を出た光の広がり方について図９を用いて考察する。図９（ａ）の楕円Ｄ１、図９（ｂ）の楕円Ｄ２及び図９（ｃ）の楕円Ｄ３の条件を以下に記載する。

ａ：長軸の長さ
ｂ：短軸の長さ
√（ａ²−ｂ²）：長軸と短軸の交点から焦点までの距離
楕円Ｄ１：ａ＝２．８、ｂ＝２．６、√（ａ²−ｂ²）＝１．０
楕円Ｄ２：ａ＝２．８、ｂ＝２．３５、√（ａ²−ｂ²）＝１．５
楕円Ｄ３：ａ＝３．１３、ｂ＝２．３５、√（ａ²−ｂ²）＝２．１

楕円Ｄ１は、楕円Ｄ２の短軸の長さｂを大きくしたものである。これにより、楕円Ｄ１の出射面のカーブが楕円Ｄ２の出射面のカーブよりもなだらかになり、楕円Ｄ１の焦点位置から出射された光が楕円Ｄ２の焦点位置から出射された光よりも広がっていることが分かる。楕円Ｄ３は、楕円Ｄ２の長軸の長さａを大きくしたものである。これにより、楕円Ｄ２の出射面のカーブが楕円Ｄ３の出射面のカーブよりもなだらかになり、楕円Ｄ２の焦点位置から出射された光が楕円Ｄ３の焦点位置から出射された光よりも広がっていることが分かる。以上の考察により、相対的にカーブがなだらかな出射面Ｓ４から出射された光は、相対的にカーブが急である出射面Ｓ３から出射された光よりも広がる。

ここで、図８に示すように、ミラー２８によって折り曲げられて読み取り位置Ａ１に到達する光の経路は、ミラー２８によって折り曲げられることなく読み取り位置Ａ１に到達する光の経路よりも長い。

そこで、導光体４０ａが用いられた画像読み取り装置１０では、出射面Ｓ３から出射させられた光は、直接に読み取り位置Ａ１に向けて出射させられる。一方、出射面Ｓ４から出射させられた光は、楕円の出射面のカーブがなだらかになることで、導光体４０のようにミラー２８の手前で焦点を結ばず、焦点を結ぶ位置が出射面Ｓ４から遠くなる。すなわち、焦点を結ぶ位置が読み取り位置Ａ１により近い位置となる。これにより、出射面Ｓ３から出射させられた光及び出射面Ｓ４から出射させられた光の両方が、読み取り位置Ａ１に効率よく集光されるようになる。

（その他の実施形態）
本発明に係る導光体及び照明装置は、導光体４０，４０ａ及び照明装置２７に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。

照明装置２７では、光源５０ａは端面Ｓ１に対向し、光源５０ｂは端面Ｓ２に対向しているが、光源５０ａ，５０ｂが端面Ｓ１に対向していてもよいし、光源５０ａ，５０ｂが端面Ｓ２に対向していてもよい。また、光源５０ａが端面Ｓ２に対向し、光源５０ｂが端面Ｓ１に対向していてもよい。

以上のように、本発明は、導光体、照明装置及び画像読み取り装置に有用であり、特に、光の利用効率を向上させることができる点で優れている。

Ｐ１〜Ｐ３ 焦点
Ｓ１，Ｓ２ 端面
Ｓ３，Ｓ４ 出射面
Ｓ５ 反射面
Ｓ６，Ｓ７ 円弧面
１０ 画像読み取り装置
４０，４０ａ 導光体
５０ａ，５０ｂ 光源

Claims (8)

1. 所定方向に延在する棒状の導光体であって、
   前記導光体内の光を該導光体内に向けて反射させる反射面と、
   所定方向から平面視したときに、第１の焦点及び前記反射面に位置する第２の焦点を有し、かつ、該第２の焦点よりも該第１の焦点の近くに位置する第１の楕円弧をなしている第１の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第１の出射面と、
   所定方向から平面視したときに、第３の焦点及び前記第２の焦点と重なる第４の焦点を有し、かつ、該第４の焦点よりも該第３の焦点の近くに位置する第２の楕円弧をなしている第２の出射面であって、前記導光体内の光を該導光体外に向けて出射させる第２の出射面と、
   を備えていること、
   を特徴とする導光体。
2. 所定方向から平面視したときに、前記第３の焦点を中心とし、かつ、前記第１の出射面と前記反射面とを繋ぐ第１の円弧面と、
   所定方向から平面視したときに、前記第１の焦点を中心とし、かつ、前記第２の出射面と前記反射面とを繋ぐ第２の円弧面と、
   を更に備えていること、
   を特徴とする請求項１に記載の導光体。
3. 前記第１の焦点と前記第２の焦点との間隔は、前記第３の焦点と前記第４の焦点との間隔よりも短いこと、
   を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の導光体。
4. 所定方向の両端に位置する第１の端面及び第２の端面を有しており、
   第１の光源が、前記第１の端面における前記第３の焦点又は前記第２の端面における前記第３の焦点を介して光を前記導光体内に入射させ、
   第２の光源が、前記第１の端面における前記第１の焦点又は前記第２の端面における前記第１の焦点を介して光を前記導光体内に入射させること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の導光体。
5. 前記第１の端面又は前記第２の端面における前記第３の焦点を介して前記導光体内に入射させられた光の一部は、前記反射面において反射させられた後に、前記第１の出射面から出射し、
   前記第１の端面又は前記第２の端面における前記第１の焦点を介して前記導光体内に入射させられた光の一部は、前記反射面において反射させられた後に、前記第２の出射面から出射すること、
   を特徴とする請求項４に記載の導光体。
6. 請求項４に記載の導光体と、
   前記第１の端面における前記第３の焦点又は前記第２の端面における前記第３の焦点を介して光を前記導光体内に入射させる第１の光源と、
   前記第１の端面における前記第１の焦点又は前記第２の端面における前記第１の焦点を介して光を前記導光体内に入射させる第２の光源と、
   を備えていること、
   を特徴とする照明装置。
7. 前記第２の出射面から出射した光は、ミラーによって読み取り位置に向けて反射させられ、
   前記第１の焦点と前記第２の焦点との間隔は、前記第３の焦点と前記第４の焦点との間隔よりも大きく、
   前記第１の出射面から出射した光は、前記読み取り位置に向かうこと、
   を特徴とする請求項６に記載の照明装置。
8. 請求項６又は請求項７に記載の照明装置を備えていること、
   を特徴とする画像読み取り装置。

Images