JP2016066847A - 導光ユニット及びそれを用いた照明装置、画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い位置精度が要求されず、導光体の長手方向の長さを抑え、導光体の端面（入射面）近くでも照度を上げられ、立体物の影も抑えることができる導光ユニット及びそれを用いた照明装置、画像読取装置を提供する。【解決手段】入射面と、第１の方向に長い出射面と、該出射面に対向する導光面と、を含む導光体と、導光面に対向する拡散部と、を有し、入射面から入射した光を、導光面及び拡散部を介して出射面に導く導光ユニットであって、導光面の拡散部と対向する側には、第１の方向に配列される複数のプリズムが形成されており、複数のプリズムの夫々は、第１の方向を含み導光面に垂直な第１の断面内において矩形状であり、複数のプリズムの夫々について、第１の断面内における幅をＷ、高さをＨ、屈折率をｎ、とするとき、Ｗｔａｎ（ｓｉｎ−１（１／ｎ））≦Ｈ≦２Ｗなる条件を満たす。【選択図】図４

Description

本発明は、導光ユニット及びそれを用いた照明装置、画像読取装置に関し、特にイメージスキャナー、複写機、ファクシミリなど、原稿面を照明して線順次方式で画像読取を行う画像読取装置に好適なものである。

従来から画像読取装置における照明装置である原稿照明装置の光源として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を利用した技術が知られている。そして、ＬＥＤを主走査方向に亘って複数個配置させたアレイ配置型の照明装置、透光性の樹脂等からなる導光体の長手方向端部にＬＥＤを配置して光源の放射光束を導光体に伝播させる端部配置型の照明装置などに分かれている。

昨今、ＬＥＤの発光効率が高くなりつつあることから、ＬＥＤの使用個数を少なく出来る端部配置型の照明装置が求められている。端部配置型はアレイ配置型に比べて、原稿読取面上の被照明領域のうち、ＬＥＤが入射する端面（入射面）近くの照度が上がりにくいという問題があった。これは、ＬＥＤから導光体に入射した光線が、導光体の長手方向（主走査方向）に形成される拡散面で反射して、導光体出射面を経て原稿面に到達するまでの光路長と、拡散面で反射する光線角度に関係する。

特に、拡散面が鋸歯状の三角プリズム形状や台形プリズム形状の場合、原稿面に向かう光線の角度が端面（入射面）から離れる方向に向き易く、端面（入射面）近くの照度が上がりにくくなっていた。

また、読取対象物が大きな厚みを有する場合には、立体物の影が長手方向（主走査方向）の一方向のみに生じ易いという問題があった。すなわち、端面（入射面）近くの照度が上がりにくい問題と同様、原稿面に向かう光線の角度が端面（入射面）から離れる方向に向き易いため、読取対象物の厚みに起因する影が発生するという問題であった。

このような問題を改善する提案として、特許文献１には、導光体の拡散面（鋸歯状の三角プリズム形状）で全反射した光線が所定の照度領域を照明するように主走査方向の導光体を延長することで、主走査照度を改善する技術が開示されている。

また特許文献２には、導光体の拡散面（鋸歯状の三角プリズム形状）に対向して配置される反射板の表面を凹凸形状にすることで、立体物の影を改善する技術が開示されている。

特開２０１１−７１６９６号公報 特開２００９−３７７４６号公報

画像読取装置には、小型化のニーズが高い。この要求に対して、特許文献１では、導光体を主走査方向に延長するため、小型化には不向きである。特に、端部配置型は長手方向（主走査方向）に導光体、ＬＥＤ光源、放熱部材等の部材を配置するため、導光体を長手方向（主走査方向）に延長することは装置の大型化に密接に繋がってくる。

また特許文献２では、反射板の表面を凹凸形状にしているが、導光体の拡散面のピッチや形状と、反射板の凹凸形状のピッチや形状との相対位置が長手方向（主走査方向）にずれると立体分の影が発生してしまう。そのため、導光体と反射板の高い位置精度に加えて、ＬＥＤ光源の発熱による熱膨張で導光体の拡散面のピッチや形状がシフトすることが懸念される。

本発明の目的は、高い位置精度が要求されず、導光体の長手方向の長さを抑え、導光体の端面（入射面）近くでも照度を上げられ、立体物の影も抑えることができる導光ユニット及びそれを用いた照明装置、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に、本発明に係る導光ユニットは、入射面と、第１の方向に長い出射面と、該出射面に対向する導光面と、を含む導光体と、前記導光面に対向する拡散部と、を有し、前記入射面から入射した光を、前記導光面及び前記拡散部を介して前記出射面に導く導光ユニットであって、前記導光面の前記拡散部と対向する側には、前記第１の方向に配列される複数のプリズムが形成されており、前記複数のプリズムの夫々は、前記第１の方向を含み前記導光面に垂直な第１の断面内において矩形状であり、前記複数のプリズムの夫々について、前記第１の断面内における幅をＷ、高さをＨ、屈折率をｎ、とするとき、
Ｗｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））≦Ｈ≦２Ｗ
なる条件を満たすことを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置、画像読取装置は、上記導光ユニットを有することを特徴とする。

本発明によれば、高い位置精度が要求されず、導光体の長手方向の長さを抑え、導光体の端面（入射面）近くでも照度を上げられ、立体物の影も抑えることができる導光ユニット及びそれを用いた照明装置、画像読取装置を提供することができる。

第１の実施形態に係る導光ユニットを用いた画像読取装置の要部概略図である。 第１の実施形態に係る導光ユニットを用いた照明装置としての原稿照明装置の要部概略図である。 （Ａ）は第１の実施形態に係る導光ユニットにおけるプリズムで光源からの光が屈折する場合の説明図、（Ｂ）はプリズムで屈折されず反射する場合の説明図である。 第１の実施形態に係る導光ユニットの第２側面と拡散反射部の要部拡大図である。 第１の実施形態に係る導光ユニットの端面（入射面）近くの要部拡大図である。 第２の実施形態に係る導光ユニットを用いた原稿照明装置の要部概略図である。 第２の実施形態に係る導光ユニットの第２側面と拡散反射部の要部拡大図である。 第３の実施形態に係る導光ユニットを用いた原稿照明装置の要部概略図である。 第３の実施形態に係る導光ユニットの第２側面と拡散反射部の要部拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

［第１の実施形態］
（画像読取装置）
図１は、本発明の実施形態に係る導光ユニットおよび照明装置としての原稿照明装置を搭載した画像読取装置の副走査断面図である。ここで、本願明細書では、「主走査方向」、「副走査方向」、「主走査断面」、「副走査断面」を以下のように定義する。すなわち、主走査方向とは図１の紙面垂直方向（長手方向である第１の方向）、副走査方向とは紙面内のＡ方向（第２の方向）、主走査断面とは第１の方向と第２の方向を含む断面（第１の断面）、副走査断面とは図１の紙面（第２の断面）とする。

図１で、１０７は一体型走査光学系ユニット（キャリッジ）である。このキャリッジ１０７は、原稿台ガラス（原稿台）１０２上に載置された原稿１０１を照明する原稿照明装置１０３により照明された原稿１０１からの光束を読取る読取手段（ラインセンサもしくはイメージセンサ）１０５を有する。更に、原稿１０１からの光束を読取手段１０５に導く複数の折り返しミラー１０４ａ〜１０４ｄ、原稿１０１からの画像情報に基づく光束を像面である読取手段１０５面上に結像させる画像読取光学系としての縮小光学系（結像レンズ）１０６等を有する。

このように構成されたキャリッジ１０７は、駆動手段としての駆動モータ（副走査モータ）１０８により同図に示す矢印Ａ方向（副走査方向）に走査される。キャリッジ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において、複数の折り返しミラーは、原稿１０１側から光路に沿って順に第１折り返しミラー１０４ａ、第２折り返しミラー１０４ｂ、第３折り返しミラー１０４ｃ、そして第４折り返しミラー１０４ｄから成る。各ミラーは、原稿１０１からの光束が、第１折り返しミラー１０４ａから第２折り返しミラー１０４ｂへ、また第２折り返しミラー１０４ｂから第３折り返しミラー１０４ｃへ入射するようにそれぞれ配置されている。更に、第３折り返しミラー１０４ｃから第４折り返しミラー１０４ｄへ入射するように配置されている。

そして、第４折り返しミラー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。

（照明装置）
本発明の第１の実施形態に係る照明装置としての原稿照明装置１０３について、更に詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る原稿照明装置１０３の長手方向（主走査方向）断面図である。原稿照明装置１０３は、高輝度白色ＬＥＤである光源１０９ａ、１０９ｂと、以下に詳述する導光ユニットとして、導光体１１０と、拡散部である拡散反射部１１６とから構成される。

光源１０９ａと光源１０９ｂは、導光体１１０の長手方向（主走査方向）の両端部に１つずつ配置されている。拡散反射部１１６は、例えば白色シートなどで構成されており、本実施形態では、二酸化チタンの微細粒子を混入したポリ・エチレン・テレフタレート（ＰＥＴ樹脂）から成る白色シートである。導光体１１０は、ガラス材料やプラスチックなどの光学合成樹脂製部材で構成されており、本実施形態では成型し易いプラスチック材料のアクリル（ＰＭＭＡ）を使用している。

（導光ユニット）
本実施形態における導光ユニットは、入射面と、第１の方向に長い出射面と、該出射面に対向する導光面と、を含む導光体と、前記導光面に対向する拡散部と、を有し、前記入射面から入射した光を、前記導光面及び前記拡散部をを介して前記出射面に導く。即ち、原稿照明装置１０３から光源１０９ａ、１０９ｂを除いた導光ユニットは、導光体１１０と、拡散部としての拡散反射部１１６から構成される。そして、図２に示すように、導光体１１０は、長手方向（第１の方向、主走査方向）の両端部に配置した光源１０９ａ、光源１０９ｂからの光を入射させる端面（入射面）１１１を備える。

また、原稿１０１に向けて光源からの光を出射する出射面である第１側面１１２、第１側面に対向し、第１領域と第２領域とを備えて長手方向（主走査方向）に延在する導光面である第２側面１１５と、を備える。更に、第１側面１１２、第２側面１１５を繋ぎ、互いに対向する２つの反射側面１１３を備える。

ここで、第２側面１１５の第１領域には反射面が形成され、かつ、第２領域には長手方向を含み第２側面に直交する第１断面内において矩形状のプリズムが第１側面から離れる側（外側）に向かった突起として形成される。そして、この第２側面１１５の第１領域と第２領域は長手方向（第１の方向）に交互に複数形成される。このように、導光面である第２側面１１５の拡散反射部１１６と対向する側に、長手方向（第１の方向）に配列される複数のプリズムが形成される。

本実施形態における「矩形状」とは、矩形の他、略矩形を含むものであり、好ましくは底辺に対する側辺の角度（１８０°−θ）は、９０°≦ １８０°−θ ≦１００°（即ち、８０°≦θ ≦９０°）である。

本実施形態における導光体１１０の主走査方向の長さは３２０ｍｍ、第２側面１１５から第１側面１１２までの高さＴは６ｍｍである。

（第２側面１１５）
以下、第２側面１１５について、図２と図３で説明する。上述したように、第２側面１１５には、第１領域に反射面が形成され、臨界角以上の入射角の入射光を反射する反射部として機能する（但し、臨界角より小さな入射角の入射光については透過部として機能する）。また、第２側面１１５の第２領域には、長手方向を含み第２側面に直交する第１断面およびこれに直交する第２断面において矩形状のプリズム（直方体プリズム）が第１側面から離れる側に凸部として形成される。

長手方向（主走査方向）において、プリズム１１４の中心間隔（ピッチ）をＰ、プリズム１１４の幅をＷとしたとき、本実施形態では主走査方向３２０ｍｍ全域でプリズム１１４のピッチＰは一定とする。一方、プリズム１１４のプリズム幅Ｗは、長手方向（主走査方向）の端部（光源１０９ａからの光の入射面１１１）近くで最小幅Ｗｍｉｎ、長手方向（主走査方向）の中央部近傍で最大幅Ｗｍａｘと長手方向（主走査方向）で変化している。

なお、光源１０９ａと反対側の光源１０９ｂからの光を入射させる端面（入射面）１１１近傍のプリズム幅Ｗも同様、Ｗｍｉｎから長手方向（主走査方向）の中央部近傍のＷｍａｘにかけて長手方向（主走査方向）に変化する。

プリズム１１４の長手方向の幅をＷ（傾斜角度が９０°であるため、１つのプリズムにおける平均幅Ｗと一致）、長手方向に直交する方向の高さをＨ、プリズム１１４の屈折率をｎとするときに、プリズム１１４は、以下の式を満たす形状である。

Ｗｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））≦ Ｈ ≦２Ｗ・・・（１）
条件式（１）は、プリズム１１４の高さを規定するものであり、プリズム高さＨを条件式（１）の範囲内に規定することによって、長手方向（主走査方向）の照度分布に生じる局所的なムラを抑えた良好な長手方向の照度分布を得ることが出来る。以後、長手方向（主走査方向）の照度分布のムラを長手方向リップル（主走査リップル）と称する。

条件式（１）の下限値を下回ると、局所的な主走査リップルが発生して、良好な主走査照度分布を得られない。ここで、図３を用いて主走査リップルの説明をするが、図３（Ａ）は本実施形態の反射面の説明図、図３（Ｂ）は条件式（１）の下限値を下回ったときの反射面の説明図である。

プリズム１１４に到達する光線Ａ１のうち、プリズム１１４の側面と光線Ａ１の成す角度αの最大値αｍａｘは略垂直光の９０度であり、最小値αｍｉｎは臨界角に相当するｓｉｎ^−１（１／ｎ）度である。光線Ａ１がプリズム１１４に到達する角度αは、以下の範囲にある。

ｓｉｎ^−１（１／ｎ）≦ α ＜９０
よって、プリズム１１４の高さＨは、図３（Ａ）に示すように、プリズム幅Ｗに対してＷｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））以上にすることで、プリズム１１４に到達する光線を有効に外部に光を出すことが出来る。本実施形態では、導光体１１０の材料をアクリル（ＰＭＭＡ）としているため、屈折率ｎ＝１．４９である。よって、同一材料で形成されるプリズム１１４の高さＨは０．９Ｗ以上となる。

次に、図３（Ｂ）を用いて条件式（１）の下限値であるＷｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））を下回る場合について説明する。プリズムの高さＨが０．９Ｗ未満の場合は、プリズム１１４の底面と側面で全反射をして、図３（Ｂ）の光線Ａ１に示すようにプリズム１１４から外部に光が出ることなく出射面である第１側面１１２に向かう。第１側面１１２に到達した光のうち、全反射角を満たさない光が第１側面１１２から出射されて、予期しない局所的な主走査リップルとなってしまう。

条件式（１）の上限値である２Ｗを上回ると、プリズム１１４が幅Ｗに比べて細長くなるため、導光体を成型するとき、金型内を樹脂が流れにくいという問題が起きる。そのため、プリズム高さＨは２Ｗ以内が望ましい。

本実施形態において、具体的な数値は、長手方向（主走査方向）に複数設けられるプリズム１１４の中心間隔（ピッチ）Ｐは、主走査方向の３２０ｍｍで一定である（Ｐ＝１．５ｍｍ）。そして、光源１０９ａもしくは光源１０９ｂからの光を入射させる端面（入射面）１１１近傍でプリズム１１４の最小幅Ｗｍｉｎ＝０．１５ｍｍ、最小高さＨｍｉｎ＝０．１５ｍｍである。また、導光体１１０の長手方向（主走査方向）の中央部近傍でプリズム１１４の最大幅Ｗｍａｘ＝０．３０ｍｍ、最大高さＨｍａｘ＝０．３０ｍｍである。

よって、端面（入射面）１１１近傍における条件式（１）の下限値はＷｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））＝０．１４、上限値は２Ｗ＝０．３のため、Ｈｍｉｎ＝０．１５は条件式（１）を満たす。また、長手方向（主走査方向）の中央部近傍における条件式（１）の下限値はＷｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））＝０．２７、上限値は２Ｗ＝０．６のため、Ｈｍａｘ＝０．３０は条件式（１）を満たす。

（拡散反射部１１６）
次に、拡散反射部１１６について、図４と図５で説明する。第２側面１１５に対向する拡散反射部１１６は、プリズム１１４の側面を屈折した光をランバート反射させて、第２側面１１５の反射面（第１領域）に入射させることで、その透過光が第１側面１１２から出射する機能を有する。

プリズム１１４の最大高さをＨｍａｘ、第２側面１１５から拡散反射部１１６までの高さ（空気層の距離）をＤとしたとき、拡散反射部１１６は、以下の式（２）を満たす配置とする。なお、前述したように、第２側面１１５から第１側面１１２までの高さをＴとする。

Ｈｍａｘ≦ Ｄ ≦Ｔ／３・・・（２）
更に、より好ましくは、以下の式を満たす配置とする。

１．１Ｈｍａｘ≦ Ｄ ≦Ｔ／３・・・（２ａ）
条件式（２）は拡散反射部１１６の配置を規定するものであり、空気層の距離Ｄを条件式（２）の範囲内に規定することによって、導光体１１０と拡散反射部１１６を適切な配置とすることができる。

条件式（２）の下限値は、Ｈｍａｘ（この場合、導光体１１０と拡散反射部１１６は接触）、より望ましくは１．１Ｈｍａｘである。この場合、下限値の１．１Ｈｍａｘを下回ると、プリズム１１４の高さＨｍａｘと拡散反射部１１６の間隔が密になり、導光体１１０の位置ずれによりプリズム１１４と拡散反射部１１６が接触する可能性が高くなる。接触によりプリズム１１４は欠け易いため、１．１Ｈｍａｘより空気層の距離Ｄが離れていることが望ましい。

条件式（２）の上限値であるＴ／３を上回ると、以下のようになる。すなわち、導光体１１０と拡散反射部１１６の間隔が広くなり、拡散反射部１１６で拡散した光Ａ２が第２側面１１５に再度到達する前に、導光体１１０と拡散反射部１１６の隙間から外部に漏れ光として放出されてしまう。

本実施形態において、空気層の間隔Ｄ＝０．６ｍｍであり、条件式（２）の下限値がＨｍａｘ＝０．３（より好ましくは１．１Ｈｍａｘ＝０．３３）、上限値がＴ／３＝２．０のため、Ｄ＝０．６は条件式（２）を満たす。

次に、プリズム１１４の側面の傾斜角度について説明する。プリズム１１４の傾斜角度をθ（図４）とするとき、プリズム１１４は以下の式（３）を満たす形状である。
８０°≦ θ ≦９０°・・・（３）
条件式（３）は、プリズム１１４の傾斜角度を規定するものであり、プリズムの傾斜角度θを条件式（３）の範囲内に規定することによって、プリズム１１４から光を出すことができる。

条件式（３）の下限値である８０°を下回ると、プリズム１１４の傾斜角度が浅くなり透過する光が減少してしまう。また、条件式（３）の上限値である９０°を上回ると、成型した導光体１１０はプリズム１１４の底面の幅が根元の幅に比べて広くなり、金型から取り出すことができなくなる。

プリズム１１４に入射する光線Ａ１（図５）は、プリズム１１４の側面を屈折（透過）して、第２側面１１５から距離Ｄ離れて配置された拡散反射部１１６で拡散される。拡散反射光Ａ２（図４、図５）はランバート光となり、導光体の第２側面１１５の反射部（第１領域）に入射して、更に第１側面１１２に入射し第１側面１１２から出射して原稿１０１を照射する。ランバート光の特性上、拡散反射部１１６に対して垂直光が最も強度が高い光となるため、この垂直光の存在によって導光体の端面（入射面）１１１近傍の照度分布を上げることができる。

本実施形態においては、傾斜角度θ＝９０°であり、条件式（３）の下限値は８０°、上限値は９０°のため、θ＝９０°は条件式（３）を満たす。よって、導光体１１０の長手方向（主走査方向）の長さを３２０ｍｍに抑えつつも、導光体の端面（入射面）１１１近傍の照度を上げられ、立体物の影を抑えることが可能になる。

［第２の実施形態］
導光体の材料を変えると共にプリズムの配列構成を変えた本実施形態における画像読取装置の基本的構成は、第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態は導光体２１０の材料を第１の実施形態で使用したアクリル（ＰＭＭＡ）よりも、難燃性が高いポリカーボネート（ＰＣ）に変更している。ポリカーボネートの屈折率ｎ＝１．５９である。なお、導光体２１０の材料以外は第１の実施形態と同様である。

すなわち、図６で、原稿照明装置２０３から光源２０９ａ、２０９ｂを除いた導光ユニットは、導光体２１０と、拡散反射部２１６から構成される。導光体２１０は、長手方向（主走査方向）の両端部に配置した光源２０９ａ、光源２０９ｂからの光を入射させる端面（入射面）２１１を備える。また、原稿に向けて光源からの光を出射する出射面である第１側面２１２、第１側面に対向し、第１領域と第２領域とを備えて長手方向（主走査方向）に延在する第２側面２１５と、を備える。更に、第１側面２１２、第２側面２１５を繋ぎ、互いに対向する２つの反射側面を備える。

ここで、第２側面２１５の第１領域には反射面が形成され、かつ、第２領域には長手方向を含み第２側面に直交する第１断面が矩形状のプリズムが第１側面から離れる側に形成され、この第２側面２１５の第１領域と第２領域は長手方向に交互に複数形成される。

本実施形態における「矩形状」とは、矩形の他、略矩形を含むものであり、好ましくは底辺に対する側辺の角度（１８０°−θ）は、９０°≦ １８０°−θ ≦１００°（即ち、８０°≦θ ≦ ９０°）である。

第２側面２１５には、第１領域に反射面が形成され、臨界角以上の入射角の入射光を反射する反射部として機能する（但し、臨界角より小さな入射角の入射光については透過部として機能する）。また、第２側面２１５の第２領域には、長手方向を含み第２側面に直交する第１断面およびこれに直交する第２断面において矩形状のプリズム（直方体プリズム）２１４が第１側面から離れる側に凸部として形成される。本実施形態では、長手方向（主走査方向）の３２０ｍｍ全域でプリズム２１４の幅Ｗは一定である。

プリズム２１４の中心間隔（ピッチ）Ｐは最小ピッチＰｍｉｎ、最大ピッチＰｍａｘとしたとき、光源２０９ａからの光を入射させる端面２１１近傍のＰｍａｘから長手方向の中央部近傍のＰｍｉｎにかけてピッチＰが長手方向に変化する。光源２０９ａと反対側の光源２０９ｂからの光を入射させる端面２１１近傍のピッチＰも同様に、Ｐｍａｘから長手方向の中央部近傍のＰｍｉｎにかけてピッチＰが長手方向（主走査方向）に変化する。

ここで、プリズム２１４の幅をＷ、高さをＨ、導光体の屈折率をｎとしたときに、プリズム２１４は、以下の条件式を満たす。

Ｗｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））≦ Ｈ ≦２Ｗ・・・（４）
本実施形態において、具体的な数値は、プリズム２１４の幅Ｗは長手方向（主走査方向）の３２０ｍｍで一定であり、Ｗ＝０．２ｍｍ、高さＨは長手方向（主走査方向）の３２０ｍｍで一定であり、Ｈ＝０．３ｍｍである。光源２０９ａもしくは光源２０９ｂからの光を入射させる端面２１１近傍でプリズム２１４の最大ピッチＰｍａｘ＝２．５ｍｍ、長手方向の中央部近傍でプリズム２１４の最小ピッチＰｍｉｎ＝０．５ｍｍである。条件式（４）の下限値であるＷｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））＝０．１６、上限値である２Ｗ＝０．４のため、Ｈ＝０．３０は条件式（４）を満たす。

（拡散反射部）
拡散反射部２１６について、図７で説明する。第２側面２１５に対向する拡散反射部２１６は、プリズム２１４の側面を屈折した光をランバート反射させて、第２側面２１５の反射面（第１領域）に入射させることで、その透過光が第１側面１１２から出射する機能を有する。

プリズム２１４の最大高さをＨｍａｘ、第２側面２１５から拡散反射部２１６までの高さ（空気層の距離）をＤ、第２側面２１５から第１側面２１２までの高さをＴとしたとき、拡散反射部２１６は、以下の式（５）を満たす配置とする。

Ｈｍａｘ≦ Ｄ ≦Ｔ／３・・・（５）
更に、より好ましくは、以下の式を満たす配置とする。

１．１Ｈｍａｘ≦ Ｄ ≦Ｔ／３・・・（５ａ）
本実施形態において、空気層の間隔Ｄ＝１．０ｍｍであり、条件式（５）の下限値がＨｍａｘ＝０．３、より望ましくは１．１Ｈｍａｘ＝０．３３で、上限値がＴ／３＝２．０のため、Ｄ＝１．０は条件式（５）を満たす。

次に、プリズム２１４の側面の傾斜角度について説明する。プリズム２１４の傾斜角度をθ（図７）とするとき、プリズム２１４は以下の式（６）を満たす形状である。
８０°≦ θ ≦９０°・・・（６）
なお、本実施形態では、プリズム２１４の底面の角は面取りをしてあり、プリズムＷは面取り部を除いた範囲の幅、傾斜角度θは面取り部を除いた範囲の角度である。本実施形態で傾斜角度θ＝９０°であり、条件式（６）の下限値が８０°、上限値が９０°のため、θ＝９０°は条件式（３）を満たす。よって、導光体２１０の長手方向（主走査方向）の長さを３２０ｍｍに抑えつつも、端面（入射面）２１１近傍の照度を上げられ、立体物の影を抑えることが可能になる。

［第３の実施形態］
第１、第２の実施形態では、導光体の長手方向の両端部に対向してそれぞれ光源を備えた照明装置を示したが、本実施形態は導光体の長手方向の一端部（片側）に対向して光源を備えるものである。すなわち、図８に示すように、本実施形態では、高輝度白色ＬＥＤである光源３０９は導光体３１０の長手方向（主走査方向）の片端部に１つ配置されている。また、本実施形態では、プリズム３１４の配列構成を変えると共に傾斜角度θ（図９）は９０°でなく８５°としている。なお、画像読取装置の基本的構成は、第１の実施形態と同様である。

すなわち、図８で、原稿照明装置３０３から光源３０９を除いた導光ユニットは、導光体３１０と、拡散反射部３１６から構成される。導光体３１０は、長手方向（主走査方向）の両端部に配置した光源３０９からの光を入射させる端面（入射面）３１１を備える。また、原稿に向けて光源からの光を出射する出射面である第１側面３１２、第１側面に対向し、第１領域と第２領域とを備えて長手方向（主走査方向）に延在する第２側面３１５と、を備える。更に、第１側面３１２、第２側面３１５を繋ぎ、互いに対向する２つの反射側面を備える。

ここで、第２側面３１５の第１領域には反射面が形成され、かつ、第２領域には長手方向を含み第２側面に直交する第１断面が矩形状のプリズムが第１側面から離れる側に形成され、この第２側面３１５の第１領域と第２領域は長手方向に交互に複数形成される。

第２側面３１５には、第１領域に反射面が形成され、臨界角以上の入射角の入射光を反射する反射部として機能する（但し、臨界角より小さな入射角の入射光については透過部として機能する）。また、第２側面３１５の第２領域には、長手方向を含み第２側面に直交する第１断面およびこれに直交する第２断面において矩形状のプリズム（直方体プリズム）３１４が第１側面から離れる側に凸部として形成される。

本実施形態では、プリズム３１４の中心間隔（ピッチ）Ｐは最小ピッチＰｍｉｎ、最大ピッチＰｍａｘ、プリズム３１４の幅Ｗは最小幅Ｗｍｉｎ、最大幅Ｗｍａｘとしたとき、以下のように構成される。すなわち、端面（入射面）３１１近傍のＰｍａｘとＷｍｉｎから長手方向（主走査方向）の他端部近傍のＰｍｉｎとＷｍａｘにかけて長手方向に変化する。

図９に示すように、１つのプリズム３１４（傾斜角度θが９０°でなく８５°）における平均幅としての幅（半値幅）をＷ、高さをＨ、導光体の屈折率をｎとしたときに、プリズム３１４は、以下の条件式（７）を満たす。

Ｗｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））≦ Ｈ ≦２Ｗ・・・（７）
本実施形態において、具体的な数値は、端面（入射面）３１１近傍でプリズム３１４の最大ピッチＰｍａｘ＝１．５ｍｍ、最小幅Ｗｍｉｎ＝０．２ｍｍ、最小高さＨｍｉｎ＝０．２ｍｍである。また、長手方向（主走査方向）の他端部近傍でプリズム３１４の最小ピッチＰｍｉｎ＝０．５ｍｍ、最大幅Ｗｍａｘ＝０．３ｍｍ、最大高さＨｍａｘ＝０．３ｍｍである。

よって、端面（入射面）３１１近傍における条件式（７）の下限値であるＷｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））＝０．１８、上限値である２Ｗ＝０．４のため、Ｈ＝０．２０は条件式（７）を満たす。また、長手方向（主走査方向）の他端部近傍における条件式（７）の下限値であるＷｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））＝０．２７、上限値である２Ｗ＝０．６のため、Ｈ＝０．３０は条件式（７）を満たす。

（拡散反射部）
次に、拡散反射部３１６について図９で説明する。第２側面３１５に対向する拡散反射部３１６は、プリズム３１４の側面を屈折した光をランバート反射させて、第２側面３１５の反射面（第１領域）に入射させることで、その透過光が第１側面３１２から出射する機能を有する。

プリズム３１４の最大高さをＨｍａｘ、第２側面３１５から拡散反射部３１６までの高さ（空気層の距離）をＤ、第２側面３１５から第１側面３１２までの高さをＴとしたとき、拡散反射部３１６は、以下の式（８）を満たす配置とする。

Ｈｍａｘ≦ Ｄ ≦Ｔ／３・・・（８）
更に、より好ましくは、以下の式を満たす配置とする。

１．１Ｈｍａｘ≦ Ｄ ≦Ｔ／３・・・（８ａ）
本実施形態において、空気層の間隔Ｄ＝０．５ｍｍである。条件式（８）の下限値であるＨｍａｘ＝０．３、より望ましくは１．１Ｈｍａｘ＝０．３３、上限値であるＴ／３＝２．０のため、Ｄ＝０．５は条件式（８）を満たす。

次に、プリズム３１４の側面の傾斜角度について説明する。本実施形態において、傾斜角度θ＝８５°であり、成型した導光体３１０の金型から取り出し易いように抜き勾配を５°設けてある。プリズム幅Ｗは、１つのプリズム３１４における最小幅と最大幅の平均（平均幅）である。

本実施形態におけるプリズム２１４は、以下の式（６）を満たす形状である。
８０°≦ θ ≦９０°・・・（９）
本実施形態におけるθ＝８５°は条件式（９）を満たす。よって、導光体３１０の長手方向（主走査方向）の長さを３２０ｍｍに抑えつつも、端面（入射面）３１１近傍の照度を上げられ、立体物の影を抑えることが可能になる。

（変形例）
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。

（変形例１）
上述した実施形態では、光源としてＬＥＤを用いたが、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や電球でも同様の効果が得られる。

（変形例２）
また、上述した実施形態では、プリズムの屈折率は導光体の屈折率と同じ（プリズムと導光体は同一材質で一体成形）であったが、本発明はこれに限らず、プリズムの屈折率は導光体の屈折率と異なる（プリズムと導光体は異なる材質）ものでも良い。

（変形例３）
また、上述した実施形態では、プリズムとして第２側面の第２領域に長手方向を含み第２側面に直交する第１断面、および第１断面に直交する第２断面が共に矩形状のプリズム（直方体プリズム）を用いたが、本発明はこれに限られない。すなわち、第２側面の第２領域に長手方向を含み第２側面に直交する第１断面が矩形状であって、第１断面に直交する第２断面が矩形状でない任意の形状のプリズムであっても良い。

１１０・・導光体、１１１・・端面（入射面）、１１２・・第１側面（出射面）、１１４・・プリズム、１１５・・第２側面、１１６・・拡散反射部

Claims (11)

1. 入射面と、第１の方向に長い出射面と、該出射面に対向する導光面と、を含む導光体と、前記導光面に対向する拡散部と、を有し、前記入射面から入射した光を、前記導光面及び前記拡散部を介して前記出射面に導く導光ユニットであって、
   前記導光面の前記拡散部と対向する側には、前記第１の方向に配列される複数のプリズムが形成されており、
   前記複数のプリズムの夫々は、前記第１の方向を含み前記導光面に垂直な第１の断面内において矩形状であり、
   前記複数のプリズムの夫々について、前記第１の断面内における幅をＷ、高さをＨ、屈折率をｎ、とするとき、
   Ｗｔａｎ（ｓｉｎ^−１（１／ｎ））≦Ｈ≦２Ｗ
   なる条件を満たすことを特徴とする導光ユニット。
2. 前記プリズムは、前記導光面に垂直な第１の断面に垂直な第２断面も矩形状であることを特徴とする請求項１に記載の導光ユニット。
3. 前記プリズムを介して屈折し、前記拡散部で拡散して前記導光面へ向かう光は、前記導光面を透過して前記出射面から出射することを特徴とする請求項１または２に記載の導光ユニット。
4. 前記拡散部は、空気層を介して前記導光面に対向することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載の導光ユニット。
5. 前記導光面から前記拡散部までの前記空気層の高さをＤ、前記導光面から前記出射面までの高さをＴ、前記第１の方向における複数の前記プリズムのうち最大高さをＨｍａｘ、とするとき、
   Ｈｍａｘ≦ Ｄ≦Ｔ／３
   を満たすことを特徴とする請求項４に記載の導光ユニット。
6. 前記プリズムは、前記第１の方向における中心間隔が一定で、前記入射面から前記第１の方向に離れるに従い前記幅が大きくなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか1項に記載の導光ユニット。
7. 前記プリズムは、前記幅が一定で、前記入射面から前記第１の方向に離れるに従い前記第１の方向における中心間隔が小さくなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか1項に記載の導光ユニット。
8. 前記プリズムは、前記幅も前記第１の方向における中心間隔も一定でないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか1項に記載の導光ユニット。
9. 前記プリズムの前記導光面に対する傾斜角度を（１８０°−θ）とするとき、
   ８０°≦ θ ≦９０°
   を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の導光ユニット。
10. 光源と、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の導光ユニットと、を有することを特徴とする照明装置。
11. 請求項１０に記載の照明装置と、画像読取光学系と、該画像読取光学系の像面に設けられる画像読取手段と、を有することを特徴とする画像読取装置。