JP2014123941A - 照明装置および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 縮小光学系を使用した場合でも、光量が安定した副走査方向の照明領域を十分に確保し、かつ副走査方向の集光効率を高くし、更には照明深度を深くすることができる照明装置を提供する。
【解決手段】 原稿を照明する光源と、光源からの光を原稿に導光する導光体と、を備え、導光体は、光源からの光を入射もしくは拡散させる第１の光学面と、読取領域へ光を出射させる第２の光学面と、導光体の長手方向に直交する副走査断面内において第１の光学面と第２の光学面との間に設けられ、結像光学系の読取光軸に近い側の第３の光学面および読取光軸から遠い側の第４の光学面と、を有し、第３の光学面及び第４の光学面は、互いに等しい近軸パワーを有する反射面であり、第３の光学面及び第４の光学面の近軸パワーをφとするとき、１．５≦φ≦２．８なる条件を満足する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明装置および画像読取装置に関し、特に原稿面を照明して線順次方式で画像読取を行うイメージスキャナー、複写機、ファクシミリなどに好適なものである。

従来から、照明装置（原稿照明装置）においてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）光源を利用した構成が知られている。例えば、ＬＥＤやＥＬ光源を原稿面の主走査方向に亘って複数個配置させたアレイ配置型や、透光性の樹脂等からなる導光体の主走査方向の端部にＬＥＤやＥＬ光源を配置し、光源の放射光束を導光体に伝搬させる端部配置型などの構成がある。そして、昨今は、ＬＥＤやＥＬ光源の発光効率が高くなりつつあることから、ＬＥＤの使用個数及びＥＬの発光面積を少なくすることができる端部配置型の構成が注目されている。

また、画像読取装置が読み取る原稿には、本の綴じ部のように原稿の一部が浮いた状態で原稿台ガラスに載置されるものがあり、このような浮き部に対し、原稿面から変化の少ない光量で照明する必要がある。このような状況に対し、照明深度特性（原稿浮きに対する光量変化）を改善する提案がされている。

特許文献１には、照明深度特性を改善するために、端部配置型タイプの導光体の出射部に偏向手段を設け、出射光の光強度分布を副走査方向にシフトさせる技術が開示されている。即ち、出射部は、出射光が通常の原稿面位置を照明する第１平面と、第１平面に対し傾斜した平面として出射光が浮き部位置を照明する第２平面を備えることが開示されている。また、特許文献２では、端部配置型タイプの導光体の下方領域の外側に、空気層を介した拡散反射部材を主走査方向に設け、拡散効果を高めて照明深度特性を改善する技術が開示されている。

特開２００９−３０２６４６号公報 特開２０１１−１４７１０５号公報

しかし、近年の画像読取装置では、高画質化、高速化のニーズが高まっており、この要求に対する更なる改善が求められている。特許文献１では、高画質化のために光量が安定した副走査方向の照明領域を十分に確保することができていない。即ち、高画質で読み取る場合には、通常、光路長が長く被写体深度が深い縮小光学系を用いた読取方法が採用され、光路に配置されるミラーや結像光学系の取り付け位置や角度の微妙なずれによって、読取位置が大きくばらつくことへの対応が必要となる。

一方、特許文献１では、光路長が短い等倍結像系で読取るＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）方式のため、副走査方向で読取位置が大きくばらつくことが考慮されていない。

また、特許文献２は、拡散部材によって拡散効果を高めることで、光量が安定した副走査方向の照明領域を確保して照明深度を改善しているが、高速化への対応が考慮されていない。即ち、特許文献２では、拡散の影響により光量低下が発生し原稿面で十分な光量が確保できていない。

本発明の目的は、縮小光学系を使用した場合でも、光量が安定した副走査方向の照明領域を十分に確保し、かつ副走査方向の集光効率を高くし、更には照明深度を深くすることができる照明装置および画像読取装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、本発明の一側面としての照明装置は、原稿の読取領域の縮小像を結像光学系により撮像素子上に形成する画像読取装置に用いられる照明装置であって、前記原稿を照明する光源と、該光源からの光を前記原稿に導光する導光体と、を備え、前記導光体は、前記光源からの光を入射もしくは拡散させる第１の光学面と、前記読取領域へ光を出射させる第２の光学面と、前記導光体の長手方向に直交する副走査断面内において前記第１の光学面と前記第２の光学面との間に設けられ、前記結像光学系の読取光軸に近い側の第３の光学面および前記読取光軸から遠い側の第４の光学面と、を有し、前記第３の光学面及び前記第４の光学面は、互いに等しい近軸パワーを有する反射面であり、前記第３の光学面及び前記第４の光学面の近軸パワーをφとするとき、１．５≦φ≦２．８なる条件を満足することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされる。

本発明によれば、縮小光学系を使用した場合でも、光量が安定した副走査方向の照明領域を十分に確保し、かつ副走査方向の集光効率を高くし、更には照明深度を深くすることができる照明装置および画像読取装置を提供することができる。

（ａ）は本発明の実施形態に係る照明装置を搭載した画像読取装置の概略構成を示す要部概略図、（ｂ）は読取光軸の両側から照明する照明装置による原稿の読取領域における照度分布の説明図、（ｃ）は読取光軸に対して導光体側に照度分布のピークを形成する導光体の構成説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明装置の導光体斜視図である。 第１の実施形態に係る照明装置と従来例との原稿面光量比較図である。 第１の実施形態に係る照明装置の原稿浮き時の光量変化図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置の副走査断面図である。 第２の実施形態に係る照明装置の導光体斜視図である。 第２の実施形態に係る照明装置と従来例との原稿面光量比較図である。 第２の実施形態に係る照明装置の原稿浮き時の光量変化図である。 本発明の第３の実施形態に係る照明装置の副走査断面図である。 第３の実施形態に係る照明装置の導光体斜視図である。 第３の実施形態に係る照明装置と従来例との原稿面光量比較図である。 第２の実施形態に係る照明装置の原稿浮き時の光量変化図である。 従来の照明装置の副走査断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。

《第１の実施形態》
（画像読取装置）
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る照明装置を搭載した画像読取装置１００の基本構成を示す要部概略図である。矢印Ｃ方向に一体的に移動する一体型走査光学系ユニット（「キャリッジユニット」とも称す）１０７は、原稿台ガラス（原稿台）１０２上に載置された原稿１０１を照明する照明装置１０３を有する。

また、照明された原稿１０１からの光束を読取る撮像素子である読取手段（ラインセンサーもしくはイメージセンサー）１０５を有する。更に、原稿１０１からの光束を読取手段１０５に導く複数の折返しミラー１０４ａ〜１０４ｄ、原稿１０１からの画像情報に基づく光束を結像面である読取手段１０５面上に集光する結像光学系（結像レンズ）１０６等を有する。本実施例に係る結像光学系１０６は、読取手段１０５面上に原稿１０１の読取領域の縮小像を形成する縮小光学系である。

このように構成された一体型走査光学系ユニット１０７は、駆動手段としての駆動モータ（副走査モータ）１０８により、図１（ａ）に示す矢印Ｃ方向（副走査方向）に走査される。一体型走査光学系ユニット１０７を構成する各要素は、その各要素の相対位置関係を変えずに原稿を走査するものである。

図１（ａ）において、複数の折返しミラーは、第１折返しミラー１０４ａ、第２折返しミラー１０４ｂ、第３折返しミラー１０４ｃ、そして第４折返しミラー１０４ｄから構成される。各折返しミラーは、原稿１０１からの光束が第１折返しミラー１０４ａから第２折返しミラー１０４ｂへ、第２折返しミラー１０４ｂから第３折返しミラー１０４ｃへ、第３折返しミラー１０４ｃから第４折返しミラー１０４ｄへ入射するように夫々配置されている。そして、第４折返しミラー１０４ｄへ入射した光束は、結像光学系１０６により、読取手段１０５面上へ結像する。

このような構成において、読取手段１０５で読取られた原稿の画像情報は、電気信号として特定の画像処理部（不図示）に送られ、特定の信号処理を施された後に出力されるようになっている。また画像読取装置１００は、本装置を駆動するための電源部（不図示）を併せ持っている。

（画像読取用照明装置）
以下、本実施形態に係る画像読取用照明装置（以下、照明装置）１０３について、更に詳細に説明する。図１（ｂ）は、本実施形態に係る照明装置１０３の副走査断面図である。照明装置１０３は、少なくとも１つの高出力の白色発光素子（パワーＬＥＤや高輝度ＥＬ光源等）である光源１０３ａと、導光体１０３ｂと、基板１０３ｃとから構成される。そして、原稿の読取光軸を挟んで、一方側及び対称的な他方側に同一の照明装置が備わる。

ここで、図１（ｂ）に示すように、結像光学系の読取光軸の両側の照明装置１０３、１０３’の内、一方側の導光体１０３ｂは原稿の読取領域の位置より、該導光体１０３ｂの側に変位した位置に光強度のピークがくるような照明分布を形成する。そして、他方側の導光体による対称的な照明分布と加算されることで、原稿の読取領域（読取位置）付近で副走査方向に一様な照明分布を形成する。

本実施形態において、光源１０３ａは、導光体１０３ｂの長手方向（主走査方向）に沿って、導光体１０３ｂの下方側の入射面に対向して設けられる、もしくは導光体１０３ｂの長手方向（主走査方向）の端部の入射面に対向して設けられる。但し、以下の説明では、後者の場合として説明する。即ち、光源１０３ａは、基板１０３ｃ上に配置されて光源ユニット１０３ｄを構成し（図１（ｂ））、導光体１０３ｂの長手方向（主走査方向）の端部に設けられる。

（導光体）
導光体１０３ｂは、図２に示すように長手方向である主走査方向に一様な形状であり、本実施形態では、プラスチックなどの光学合成樹脂製部材で構成されている。そして、図１（ｃ）で示すように、導光体１０３ｂは、紙面内（長手方向である主走査方向と直交する断面内）において、導光体１０３ｂの長手方向の端部面５から入射された光源ユニット１０３ｄからの光束を拡散させる第１の光学面１を備える。

また、原稿１０１の読取領域へ導光される光が出射する第２の光学面としての光出射面２、第１の光学面１と光出射面２との間に設けられる読取光軸側に近い第３の光学面としての第１反射側面３を備える。更に、読取光軸から遠い第４の光学面としての第２反射側面４を備える。これら４つの光学面で導光体１０３ｂは構成されている。なお、第１反射側面３、第２反射側面４は、第１の光学面１と光出射面２との間に隙間を介して設けられても良いが、本実施形態では、隙間無く接続されている。

本実施形態では、図１（ｃ）及び図２に示したように、端部面５より入射された光束の一部は、第１の光学面１で拡散され、直接光出射面２の方向へ向けられ、もしくは第１反射側面３および第２反射側面４で反射されて光出射面２の方向へ偏向される。なお、第１の光学面１の幅（図１（ｃ）の紙面内）は、２．４ｍｍに設定されている。

第１反射側面３および第２反射側面４は、曲面形状をしており、集光作用を有している。本実施形態では、凸のパワーを有した放物面もしくは楕円面としている。具体的には、主走査方向と直交する断面内（図１（ｃ）の紙面内）において、第１の光学面１の中点位置Ａを放物面もしくは楕円面の焦点とした放物反射面もしくは楕円反射面と設定する。

これにより、第１の光学面１から第１反射側面３および第２反射側面４に向かう光束を効率良く原稿面１０１の読取領域（読取位置）の方向へ偏向させることが可能となる。そして、原稿面１０１の読取領域（読取位置）において十分な光量を確保し、且つ安定した副走査方向の照明領域を確保することが可能となる。

（第１反射側面３と第２反射側面４の反射面サイズ）
本実施形態では、図１（ｃ）に示したように、第１反射側面３は、原稿の読取領域（読取位置）に向う方向で第２反射側面４より原稿の読取領域に近づくように延びている。即ち、第１反射側面３は第２反射側面４より反射面サイズが大きい。換言すれば、主走査方向の断面形状が均一の前提で、読取光軸に近い第１反射側面３の表面積を第２反射側面４の表面積より大きく設定している。

第１反射側面３と第２反射側面４の表面積が同じだった場合、第１の光学面１から直接、光出射面２に向かう光束のうち、特に読取光軸に近い光出射面２から出射される光束は、原稿面１０１の所望の範囲よりも外側（読取光軸から離れる側）を照射してしまう。このような光束を有効的に使用するために、上記構成を採用している。即ち、反射面を介さずに直接に光出射面２を介して原稿の読取領域ヘ向かう光束が、第１反射側面３で反射される光束に変えられる。これにより、読取光軸近傍から入射される光束が増えるために、原稿が浮いた場合でも光量変化を少なくする、つまり照明深度を深くすることが可能となる。

更に、効率的に第１反射側面３を使用するために、第１反射側面３、第２反射側面４それぞれの表面積をＳ１、Ｓ２としたとき、以下の条件式（１）を満たすようにしている。
１．１＜Ｓ１／Ｓ２＜１．６ ・・・（１）

本実施形態では、Ｓ１／Ｓ２＝１．２７で、条件式（１）を満足している。（１）の条件の下限値から外れると、効果が薄く、（１）の条件の下限値を越える場合に、照明装置として小型で、且つ効率的に反射面光束に変え、副走査方向の照明領域を十分に確保したまま、照明深度を深く確保することが可能である。しかし、（１）の条件の上限値から外れると、第１反射側面３が大きくなりすぎてしまい、照明装置を大型化させてしまう。また、第１反射側面３からの光束が強すぎるために、読取位置近傍のみ光量が上がってしまう。このため、縮小光学系を使用した場合に必要な、光量が安定した副走査方向の照明領域を確保することができなくなる。

また、第１反射側面３と第２反射側面４の近軸のパワーをφとした場合、条件式（２）を満たすようにしている。
１．５≦φ≦２．８ ・・・（２）

本実施形態では、第１反射側面３、第２反射側面４として放物面形状を用いる場合、近軸曲率半径Ｒ＝１．２ｍｍ、φ＝１．６６となり、条件式（２）を満足している。

条件式（２）は、導光体１０３ｂの第１反射側面３、第２反射側面４のパワーを規定する式であり、縮小光学系で必要とする光量と副走査方向の照明領域とを十分確保するための条件である。条件式（２）下限値から外れると、反射側面による集光作用が弱くなり、集光効率が良くない。つまり、副走査方向の照明分布としては、ブロードに照明をする為に照明領域を確保することはできるが、本目的である縮小光学系を使用した場合に十分な光量を得ることが出来なくなる。更に形状的には、第１反射側面と３と第２反射側面４が互いに離れる方向となる為、導光体１０３ｂが大きくなり、装置が大型化してしまう問題点がある。

また、条件式（２）の上限値から外れると、反射側面による集光作用が強くなり、副走査方向の照明分布としては、シャープに照明する為に光量は十分に確保できるが、縮小光学系を使用した場合に必要とされる副走査方向の照明領域を確保することが出来ない。つまり、上限側に外れた場合には、読取位置のばらつかないＣＩＳ方式での読取り領域で使用する分には可能であるが、縮小光学系で使用する場合には、問題となる領域となる。

（導光体の光出射面）
光出射面２は、主走査方向と直交する断面内（図１（ｂ）の紙面内）において、第１反射側面３、第２反射側面４の表面積の差から、第１の光学面１に対し、原稿面１０１と平行になる方向へ傾きをもった状態、つまり偏芯して配置される（図１（ｃ））。即ち、第１の光学面１は原稿の読取領域に向う方向を法線方向とするのに対し、第２の光学面２は原稿の読取領域から変位した位置に向う方向を法線方向とする。

このため、レンズ作用で言うコマ収差が発生し、直接出射面に向かう光束が原稿１０１に到達した際に、偏芯していない状態よりも光束の重心位置が読取位置と反対方向の外側（読取位置から離れる側）へずれる（図１（ｂ））。この影響によって、第１の光学面１から入射される直接光の光量変化を極力抑えることが可能となり、第１反射側面３、第２反射側面４からの反射光束の影響と重ね合わせ、照明深度を深くすることが可能となっている。

また、光出射面２は、第１反射側面３、第２反射側面４からの反射光束を原稿面１０１へ集光させる正のパワーを有する曲面形状で構成されている。具体的に、本実施形態では、光出射面２は、第１の光学面１に対し、１０°程度傾いており、曲率半径ｒ＝８．０ｍｍの曲面形状で構成されている。

（副走査方向の照度分布と照明深度）
次に図１３に従来のＣＩＳ方式で使用されるにおける照明装置を示し、図３に本実施形態と従来例との副走査方向での原稿面内の照度分布の比較、図４に本実施形態において原稿面が浮いた場合の光量変化（照明深度特性）を示す。図３から明らかなように、本実施形態では安定した副走査方向の照明領域（ピーク光量の９０％以上の副走査方向の幅と定義）が、従来の２．８ｍｍに対し、本実施形態では、４ｍｍを確保しており、縮小光学系を使用した場合に、読取位置がばらついた場合でも対応可能な十分な照明領域となっている。また、を十分に確保し、副走査方向の集光効率も従来比で１．２倍となっており、高いことが分かる。また、図４から明らかなように、本実施形態では５ｍｍ以上の原稿浮きが発生した場合でも、原稿面光量の７５％以上であり、十分に照明深度を深くできることが分かる。

（主走査方向の照度分布）
原稿の読取領域の照度が主走査方向で一定である場合、結像レンズ１０６の光軸に対して入射角がθの端部位置からの光は、入射角がゼロの中央部位置からの光に対してｃｏｓ^４θだけ低下した光量として検出される。そこで、主走査方向に均一な光量として検出するために、原稿の読取領域の照度を主走査方向の中央部位置に対して端部位置で高くする必要がある。

即ち、第１の光学面１が拡散面の場合には、第１の光学面１の拡散面積を主走査方向の中央部に比べ両端部で大きくする（拡散部の密度を高める）。また、第１の光学面１が入射面である場合には、主走査方向にアレイ状に並んでいる発光素子が用いられる場合では、その配列ピッチを主走査方向の中央部に比べ両端部で狭くする。また、第１の光学面１が入射面である場合であって、面発光光源が用いられる場合には、主走査方向の中央部に比べ両端部で光源面積を大きくする。

第１の光学面１が入射面である場合であって、主走査方向にアレイ状に並んでいる発光素子が用いられる場合、主走査方向の中央部で配列ピッチが大きくなるために照度ムラが発生することが考えられる。この場合、導光体の光出射面の主走査方向にパワー（屈折力）を持たせる。具体的には、主走査方向に曲率を持たせたトーリック面領域を複数箇所設ける。これにより、主走査方向に曲率を持たせた領域では、光束が、一旦収束した後に、発散し、原稿１０１を照明することで、主走査方向の照度ムラを改善することができる。

《第２の実施形態》
図５に、本実施形態の原稿照明装置に副走査断面図を示す。第１の実施形態と異なる点は、第１の光学面１１を入射面とし、光源ユニット２０３ｄには、複数の白色ＬＥＤ光源２０３ａを主走査方向に１列にアレイ状に並べた光源ユニット２０３ｄを使用し、第１の光学面１１の直下に配置している。なお、画像読取装置としては、第１の実施形態と同様であるために、説明は省略する。以下、本実施形態に係る照明装置について、詳細に説明する。

（導光体）
図５は、本実施形態に係る画像読取用の照明装置２０３の導光体２０３ｂの副走査断面図、図６は導光体２０３ｂの斜視図である。第１の実施形態と同様に、第１の光学面１１、光出射面１２と、第１の光学面１１と光出射面１２とを接続する第１反射側面１３と、第２反射側面１４で構成されている。また、図６で示すように、導光体２０３ｂは、主走査方向に一様な形状である。

本実施形態では、第１の光学面１１を入射面とし、光源ユニット２０３ｄには、複数の白色ＬＥＤ光源２０３ａを主走査方向に１列にアレイ状に並べた光源ユニット２０３ｄを使用し、第１の光学面１１の直下に配置している。また、集光効率をさらに上げるために、第１及び第２反射側面１３、１４の形状は、第１の光学面１１の幅を狭くし、集光効率を上げるような近軸パワーとなる放物反射面を採用している。

本実施形態において、具体的な形状は、第１の光学面１１の幅Ｄ＝１．６ｍｍ、第１及び第２反射側面３、４の表面積比Ｓ１／Ｓ２＝１．２１、第１及び第２反射側面３、４の近軸のパワーφ＝２．５であり、条件式（１）、（２）を達成している。また、出射面は、第１の光学面１１に対し、１０°程度傾いており、曲率半径ｒ＝８．０ｍｍと設定している。

（主走査方向の中央部に対する端部における照明光強度）
本実施形態では、第１の光学面１１を入射面としているため、主走査方向にアレイ状に並んでいる白色ＬＥＤ１０３ａの配列ピッチを変化させている。第１の実施形態と同様に縮小光学系を想定して端部での光量を上げるために、主走査方向の中央部よりも端部の配列ピッチを狭くするように構成している。

（主走査方向の中央部における均一な照明光強度）
図６に示すように、本実施形態においては、主走査方向の原稿面での角度特性を改善するために、即ち主走査方向での照度ムラを改善するために、光出射面１２の主走査方向にパワーを持たせるように構成している。具体的には、主走査方向に曲率を持たせたトーリック面領域を複数個所設けている。これにより、主走査方向に曲率を持たせた領域では、光束が、一旦収束した後に、発散し、原稿２０１を照明することで、主走査方向の照度ムラを改善することができる。

（副走査方向の照度分布と照明深度）
次に、図７に本実施形態と従来例との、副走査方向での原稿面内の照度分布の比較、図８に原稿面が浮いた場合の光量変化（照明深度特性）を示す。図７から明らかなように、安定した副走査方向の照明領域（実施形態１と同様の定義）が、本実施形態では、３．８ｍｍを確保しており、縮小光学系を使用した場合に、読取位置がばらついた場合でも対応可能な十分な照明領域となっている。また、副走査方向の集光効率も従来比で１．５倍となっており、高いことが分かる。また、図８から、５ｍｍ以上の原稿浮きが発生した場合でも、原稿面光量の７５％以上であり、十分に照明深度を深くすることができていることが分かる。

《第３の実施形態》
図９は、本実施形態に係る照明装置３０３の導光体３０３ｂの副走査断面図、図１０は導光体３０３ｂの斜視図である。第１、第２の実施形態と異なる点は、第１の光学面２１を入射面とし、光源ユニット３０３ｄの発光素子３０３ａを面発光素子（高輝度ＥＬ光源）西、第１の光学面２１の直下に配置していることである。なお、画像読取装置としては、第１、２の実施形態と同様であるために、説明は省略する。

（導光体）
本実施形態は、第１、第２の実施形態と同様に、第１の光学面２１と、光出射面２２と、第１の光学面２１と光出射面２２とをつなぐ第１反射側面２３と、第２反射側面２４で構成されている。また、図１０で示すように、導光体３０３ｂは、主走査方向に一様な形状である。また、第２の実施形態と同等レベルの集光効率とするために、第１及び第２反射側面２３、２４の形状は、放物反射面よりも微小にパワー変化をすることができ楕円反射面を採用している。本実施形態では、面発光光源を使用することによって、光出射面２２に複雑な形状を設けることを無くすことができる。

本実施形態において、具体的な形状は、第１の光学面２１の幅Ｄ＝２．０ｍｍ、第１及び第２反射側面２３、２４の表面積比Ｓ１／Ｓ２＝１．５０、第１及び第２反射側面２３、２４の近軸のパワーφ＝２．０であり、条件式（１）、（２）を達成している。また、光出射面２２は、第１の光学面２１に対し、２０°程度傾いており、曲率半径ｒ＝１２．５ｍｍと設定している。

（主走査方向の照度分布）
本実施形態では、第１の光学面２１を入射面としているため、発光素子２０３ａである面発光光源の面積を主走査方向で変化させている。具体的には、第１、第２の実施形態と同様に縮小光学系を想定して端部での光量を上げるために、主走査方向の中央部の幅を狭くし、主走査方向の端部の幅を広げるように発光面積を変化させて構成している。

（副走査方向の照度分布と照明深度）
次に図１１に本実施形態と従来例との副走査方向での原稿面内の照度分布の比較、図１２に原稿面が浮いた場合の光量変化（照明深度特性）を示す。図１１から明らかなように、安定した副走査方向の照明領域（実施形態１と同様の定義）が、本実施形態では、３．７ｍｍを確保しており、縮小光学系を使用した場合に、読取位置がばらついた場合でも対応可能な十分な照明領域となっている。また、副走査方向の集光効率も従来比で１．３倍となっており、更に副走査方向の集光効率も高いことが分かる。また、図１２から、５ｍｍ以上の原稿浮きが発生した場合でも、原稿面光量の７５％以上であり、十分に照明深度を深くすることができていることが分かる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ 第１の光学面
２ 光出射面（第２の光学面）
３ 第１反射側面（第３の光学面）
４ 第２反射側面（第４の光学面）
１０３ａ 光源
１０３ｂ 導光体、
１０５ 読取手段（ラインセンサー）
１０６ 結像光学系
１０７ キャリッジユニット

Claims (15)

1. 原稿の読取領域の縮小像を結像光学系により撮像素子上に形成する画像読取装置に用いられる照明装置であって、
   前記原稿を照明する光源と、該光源からの光を前記原稿に導光する導光体と、を備え、
   前記導光体は、前記光源からの光を入射もしくは拡散させる第１の光学面と、前記読取領域へ光を出射させる第２の光学面と、前記導光体の長手方向に直交する副走査断面内において前記第１の光学面と前記第２の光学面との間に設けられ、前記結像光学系の読取光軸に近い側の第３の光学面および前記読取光軸から遠い側の第４の光学面と、を有し、
   前記第３の光学面及び前記第４の光学面は、互いに等しい近軸パワーを有する反射面であり、
   前記第３の光学面及び前記第４の光学面の近軸パワーをφとするとき、
   １．５≦φ≦２．８
   なる条件を満足することを特徴とする照明装置。
2. 前記副走査断面内において、前記第３の光学面は、前記第４の光学面よりも前記読取領域に向う方向に長く延びていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第３の光学面と前記第４の光学面は、前記副走査断面内において、前記第１の光学面の中点位置を焦点とする、正のパワーを有する放物反射面もしくは楕円反射面であることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記第２の光学面は、前記副走査断面内において、正のパワーを有する曲面形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記導光体が、前記読取光軸の両側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記第１の光学面は、前記読取領域に向う方向を法線方向とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記第１の光学面が、前記光源から入射された光を拡散させる拡散面であるとき、前記光源は、前記導光体の端部に配置され、前記導光体の端部を入射面とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 前記第１の光学面が、前記光源からの光を入射させる入射面であるとき、前記光源は、前記第１の光学面に対向して配置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明装置。
9. 前記第３の光学面の表面積をＳ１、前記第４の光学面の表面積をＳ２、とするとき、
   １．１＜Ｓ１／Ｓ２＜１．６
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の照明装置。
10. 前記拡散面を構成する拡散部の密度は、前記長手方向に変化していることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
11. 前記光源は、前記長手方向にアレイ状に設けられる複数の発光素子、もしくは前記長手方向に延び、発光面積が前記長手方向に変化している面発光素子であることを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
12. 前記光源は、前記長手方向にアレイ状に設けられる複数の発光素子であって、前記第２の光学面は、前記長手方向に曲率を持たせたトーリック面領域を複数個所有することを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
13. 前記導光体は、前記長手方向に一様な形状を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の照明装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の照明装置を有することを特徴とする画像読取装置。
15. 前記照明装置が、前記読取光軸に関して対称的に両側に設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の画像読取装置。

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