JP3659770B2 - ライン光発生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，点光源ユニットからのライン状の光におけるライン方向の照度分布を均一化して出射することができるライン光発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，画像読取装置等においては，ライン光発生装置からのライン光を原稿に照射して，その反射光から当該原稿に記録されている情報を読取ることが行われている。
【０００３】
かかるライン光発生装置においては，例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源である発光素子を列設した点光源ユニットを用いられる。
【０００４】
しかし，点光源を単に列設した点光源ユニットでは，ライン方向に照度分布のむらが生じ，原稿等からの反射光に当該照度分布むらの影響が含まれるようになって，原稿に記録されている情報を正確に読取ることが困難となる問題がある。
【０００５】
そこで，かかる問題に対処するために点光源ユニットと照射位置（原稿等に位置）との距離を十分長くして，光を十分に発散させ，これにより照度分布が均一になるようにしている。
【０００６】
ところが，このように点光源ユニットと照明位置との距離を長くすると，これに伴いライン光発生装置が大型化し，当該ライン光発生装置を組込むためのスペースが困難になる問題が新たに発生する。
【０００７】
また，発光素子は点光源であるため，出射された光は発散光となる。従って，点光源ユニットと照明位置との距離を長くする程，ライン方向に垂直な方向に発散する光も増加して当該光の利用効率を低下させる問題がある。
【０００８】
上記諸問題を解決するためには，発光素子の数を増やして，照度分布むらの小さいライン光を発生するようにしなければならないが，この場合にはライン光発生装置のコストアップを招いてしまう。
【０００９】
そこで，特開平７−１６２５８６号公報においては，点光源ユニットと照明位置との間に屈折率の異なる複数の透明部材からなる導光板を設けて，点光源ユニットから照明位置に光を導くと共に，ライン方向の光の発散度合を大きくして，照度分布の均一化を図っている。
【００１０】
即ち，上記公報においては，図１７に示すように，発光素子１０１の出射方向へ向かって順に屈折率の大きい部材１０２と，屈折率の小さな部材１０３とを積層してなる透明部材１０４を設けている。
【００１１】
そして，屈折率の異なる各部材１０２，１０３の接合面を通過する際の屈折により発散角がφ１からφ２に大きくなることを利用して，照射位置でのライン方向の照度分布を小さくすると共に，発光素子１０１と照明位置との距離Ｐ１を小さくしている。
【００１２】
また，光の発散度を大きくする方法として，図２０に示すようなレンズアレイを用いる方法がある。なお，図２０（ａ）は側面図であり，図２０（ｂ）はその斜視図である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記公報にかかる構成においては，図１８に示すように，透明部材１０５の全体を屈折率の大きな部材１０２と同じ材料で形成した場合にはメリットが生じるものの，図１９に示すように，透明部材１０６を屈折率の小さな部材１０３と同じ材料で形成した場合にはメリットが生じない。
【００１４】
即ち，透明部材１０６を屈折率の小さな部材１０３と同じ材料で形成した場合，当該透明部材１０６の入射面を光が通過することにより，発散角はφ２となるため，異なる屈折率の部材を組み合わせ図１７に示す構成に比べ短い距離Ｐ１で同等の発散効果が得られる。従って，図１７の場合に達成される照度分布の均一化以上の均一化を図ることができない。
【００１５】
また，図２０に示すような，レンズアレイを用いる方法では，レンズ１１１の配列ピッチと発光素子１１０の配列ピッチとを一致させ，かつ，対応するレンズの光軸と発光素子の光軸とを一致させる必要があり，このため部品精度及び組付精度等に高精度が要求されコストアップの要因になる問題がある。
【００１６】
そこで，本発明は，点光源ユニットからのライン光の照度分布を短距離で効率よく均一化して出射するライン光発生装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は，複数の発光素子が列設されてライン状の光を出射する点光源ユニットと，ライン状の光を回折する回折格子を備えて，少なくともライン方向の照度分布を均一化する照度均一手段とを有し，前記照度均一手段が前記点光源ユニットと並設された略三角柱状の透明部材からなると共に，当該透明部材の１つの側面が反射面をなし，他の２つの面が入射面及び出射面をなして，当該反射面，入射面及び出射面のうち少なくとも１つの面に入射した光をライン方向に回折させる回折格子が形成されてなることを特徴とする。
【００１８】
即ち，複数の点光源である発光素子を列設してライン状の光を出射する点光源ユニットを形成する。また，入射した光をライン方向に回折する回折格子が形成された照度均一手段を設ける。そして点光源ユニットからのライン光を照度均一手段に入射してライン方向に回折し，これにより当該ライン方向における照度分布を均一化して出射するようにしたことを特徴とする。具体的には，照度均一手段を点光源ユニットと並設された略三角柱状の透明部材から形成し，当該部材の１つの側面が反射面をなし，他の２つの側面が入射面及び出射面をなすようにする。そして，当該反射面，入射面及び出射面のうち少なくとも１つの側面に入射した光をライン方向に回折させる回折格子を形成して，照度分布を均一化すると共にレイアウトの自由度を高めたことを特徴とする。
【００２８】
請求項２にかかる発明は，出射面から出射された光が略平行光になるように入射面，出射面又は反射面のうち，少なくとも１つの面を凸又は凹曲面に形成して入射した光の有効利用を図りながら照度分布を均一化すると共にレイアウトの自由度を高めたことを特徴とする。
【００３０】
請求項３にかかる発明は，原稿を載置する原稿板と，該原稿板の下部に配設された複数の発光素子が列設されてライン状の光を出射する点光源ユニットと，原稿により反射された光を受光して光電変換する受光素子とを有してなる画像読取装置に用いられるライン光発生装置において，原稿に照射されるライン状の光が原稿板を透過する透過面に，当該光をライン方向に回折する回折格子が形成され，かつ，当該回折格子が受光素子に入射する原稿からの反射光を回折しないように当該反射光の通過領域を避けて形成されてなることを特徴とする。
【００３１】
即ち，ライン光発生装置を，点光源ユニットと原稿板とにより構成し，当該原稿板に入射する点光源ユニットからの光が，ライン方向に回折され，かつ，原稿からの反射光が回折されないように，当該反射光の通過領域を避けて回折格子を原稿板に形成して照度分布の均一化を図るようにしたことを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図を参照して説明する。図１は，本実施の形態にかかるライン光発生装置１の斜視図であり，図２は図１における矢印Ａ方向から見た側面図である。
【００３３】
当該ライン光発生装置１０Ａは，点光源ユニット２０及び照度均一手段３０Ａから構成されている。
【００３４】
点光源ユニット２０は，基板２１，該基板２１の長手方向に所定間隔で列設された点光源の発光ダイオード２２を有して，当該基板２１の長手方向（当該方向をライン方向と記載する）に沿ったライン状の光（ライン光と記載する）を出射する。
【００３５】
なお，本明細書では，単に側面図と記載したときは，ライン方向に見たときの側面図をいうものとする。
【００３６】
また，照度均一手段３０Ａは，透明樹脂やガラス等からなる透明部材３１Ａ，該透明部材３１Ａの入射面３３Ａに図１に示す矢印Ａの方向に格子が刻まれてなる回折格子３５Ａが形されている。
【００３７】
このような構成により，点光源ユニット２０からのライン光は，照度均一手段３０Ａの入射面３３Ａに入射し，当該入射面３３Ａに形成された回折格子３５Ａで回折されて出射面３４Ａから出射する。
【００３８】
一般に回折格子は多数の直線状の格子が列設されて形成され，これに光が入射すると，格子の方向と垂直な方向（格子の列設方向）に回折し，当該回折により入射した光が±ｎ次光（ｎは整数）の回折光となって出射する特性を有している。
【００３９】
そして，０次数の回折光は，回折角がゼロで光路を変えることなく直進し，＋次数の回折光及び−次数の回折光は，次数に応じた回折角で回折される。＋次数の回折光と−次数の回折光との回折方向は，０次光の回折光を挟んで同一平面上であって逆方向となる。
【００４０】
また，各次数の強度分布はガウシアン分布を示し，次数が大きくなるに従い，ピーク強度が小さくなる。
【００４１】
なお，発光ダイオード２２から出射される光は発散光であるが，以下の説明においては当該発光ダイオード２２の光軸上の光に着目し，その回折光を０，±１次光について着目して説明を行う。例えば，図２において，発光ダイオード２２の光軸上の光はＬ，０次光はＬａ，＋１次光はＬｂ，−１次光はＬｃとして記載している。
【００４２】
本発明では，かかる回折格子の特性を利用して，ライン光におけるライン方向の発散度を高めて当該ライン方向の照度分布を抑えるべく，上述したように回折格子３５Ａを設けている。
【００４３】
そして，０次光は各発光ダイオード２２の光軸上を直進し，また±１次光はライン方向に回折されて，それぞれ照明位置に到達し，図２に示す照度分布を示すようになる。なお，図２，図３の波線は照射位置での照度分布を示している。
【００４４】
図３は，上記構成の照度均一手段３０Ａを用いない場合の照度分布を示した図で，発光ダイオード２２の光軸上の照度が著しく高く，点光源ユニット２０から出射されたライン光の照度分布がそのまま反映された分布となっている。
【００４５】
図３と図２との比較からも容易に理解できるように，本発明にかかる照度均一手段３０Ａを設けることで，照明位置での照度分布を小さくすることができ，あたかも発光ダイオード２２の数を増やした時のような照度分布とすることが可能になる。
【００４６】
次に本発明の第２の実施の形態について図を参照して説明する。なお，第１の実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００４７】
第１の実施の形態においては，入射面３３Ａにのみ回折格子３５Ａを形成したが，本発明はこれに限定されるものではなく，図４に示すように，入射面３３Ａのみならず出射面３４Ａにも回折格子３７Ｂを設けた照度均一手段３０Ｂとしても良い。
【００４８】
この場合，点光源ユニット２０からの光は，入射面３３Ａに設けた回折格子３５Ａで±ｎ次光に回折され，各次数の光が出射面３４Ａに設けた回折格子３７Ｂで更に±ｎ次光に回折される。従って，照射位置での照度分布をさらに均一化することが可能になる。
【００４９】
次に本発明の第３の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００５０】
これまで説明した照度均一手段は１つの透明部材により形成したが，本発明はこれに限定されるものではなく，複数の透明部材を積層して透明部材を形成しても良い。
【００５１】
図５は，このような観点から２つの透明部材により形成された照度均一手段３０Ｃを用いたライン光発生装置１０Ｃを示している。
【００５２】
照度均一手段３０Ｃの入射面３３Ｃ，出射面３４Ｃ及び積層面には回折格子３５Ｃ，３７Ｃ，３６Ｃがそれぞれ形成され，入射する光を±ｎ次光に回折して出射するようになっている。
【００５３】
従って，ライン光は入射面３３Ｃに形成された回折格子３５Ｃにより±ｎ次光に回折され，そして当該±ｎ次光は積層面に形成された回折格子３６Ｃによりそれぞれ±ｎ次光に回折される。さらに，回折格子３６Ｃからの回折光は，出射面３４Ｃに形成された回折格子３７Ｃにより±ｎ次光に回折されて出射されるようになる。
【００５４】
このように多数回の回折により，ライン方向における照度分布が均一度を高くすることが可能になる。
【００５５】
なお，積層する透明部材の数は，２つに限定されるものではなく，適宜設定可能であることは付言するまでもない。
【００５６】
次に本発明の第４の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００５７】
これまで説明した照度均一手段における入射面及び出射面等は全て平面であった。しかし本発明はこれに限定されるものでなく，図６に示すような構成であっても良い。
【００５８】
図６はライン光発生装置１０Ｄの側面図を示したもので，照度均一手段３０Ｄにおける透明部材３１Ｄの入射面３３Ｄが平面に形成され，その出射面３４Ｄが凸曲面に形成されている。
【００５９】
これにより，当該照度均一手段３０Ｄが円柱レンズの作用をなして出射面３４Ｄから出射される光が略平行光になる。
【００６０】
そして，入射面３３Ｄ又は出射面３４Ｄのいずれか一方の面，又は両方の面に図示しない回折格子が設けられている。
【００６１】
これにより，ライン方向における照度分布の均一化を図りながら，入射したライン光を全て照射位置に照射することができて光の有効利用が可能になる。
【００６２】
なお，入射面３３Ｄを凸曲面にし，出射面３４Ｄを平面にしても良いことは付言するまでもない。
【００６３】
次に本発明の第５の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００６４】
図７は本実施の形態にかかるライン光発生装置の側断面図を示したものである。同図に示すライン光発生装置１０Ｅにおける照度均一手段３０Ｅの透明部材３１Ｅは，入射面３３Ｅ及び出射面３４Ｅがそれぞれ凸曲面に形成され，当該入射面３３Ｅ又は出射面３４Ｅの少なくとも１方に図示しない回折格子が設けられている。
【００６５】
このような構成にすることにより，ライン方向の照度分布の均一化を図りながら光の有効利用を図ることが可能になる。
【００６６】
次に本発明の第６の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００６７】
図８は，本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｆの斜視図を示したもので，照度均一手段３０Ｆは略三角柱状の反射部材３１Ｆを有して，点光源ユニット２０からの光が当該反射部材３１Ｆの反射面３２Ｆで反射されて照射位置に達するようになっている。
【００６８】
当該反射面３２Ｆには回折格子３３Ｆが形成され，入射したライン光を反射すると共にライン方向に回折するようになっている。
【００６９】
従って，照明位置での照度分布を小さくすることができ，あたかも発光ダイオード２２の数を増やした時のような照度分布とすることができる。
【００７０】
また，光路を偏向することが可能になるので，当該照度均一手段３０Ｆや点光源ユニット２０等のレイアウト上の制約が緩和され，よりコンパクトに適用装置に組込むことが可能になる。
【００７１】
次に本発明の第７の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００７２】
本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｇの照度均一手段３０Ｇは，第６の実施の形態にかかる照度均一手段３０Ｆと略同じ形状であるが，その配設方向等に特徴を有している。
【００７３】
図９（ａ）は，本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｇの斜視図を示し，図９（ｂ）はその断面図を示している。
【００７４】
同図に示すライン光発生装置１０Ｇにおける照度均一手段３０Ｇの反射部材３１Ｇは，透明部材からなり，一方の短辺側面が入射面３２Ｇ，他方の短辺側面が出射面３３Ｇ，斜面が反射面３４Ｇをなしている。
【００７５】
そして，入射面３２Ｇから入射したライン光が，反射面３４Ｇで反射されて光路偏向された後，出射面３３Ｇから出射する。このとき，入射面３２Ｇ，出射面３３Ｇ及び反射面３４Ｇに図示しない回折格子を形成して，ライン光の照度分布を均一化するようになっている。
【００７６】
無論，回折格子は入射面３２Ｇ，出射面３３Ｇ及び反射面３４Ｇの全てに設ける必要はなく，状況に応じて任意選択して配設することが可能である。
【００７７】
次に本発明の第８の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００７８】
発光ダイオード２２らは発散光が出射されるので，第７の実施の形態等における反射面でライン光が反射されると，その発散角がさらに大きくなり，ライン方向と垂直の方向の照度が小さくなってしまい，光の利用効率の低下を招く場合がある。
【００７９】
この様な場合には，図１０に示すように，入射面，反射面及び反射面の少なくとも一方を凸又は凹曲面にして，入射したライン光を集束して光の利用効率を高めるようにできる。
【００８０】
図１０（ａ）に示すライン光発生装置１０Ｈの照度均一手段３０Ｈは，図８と略同じ構成であるが，反射面３１Ｈが凹曲面に形成され，当該反射面３１Ｈに図示しない回折格子が形成された場合を示している。
【００８１】
そして，入射したライン光は当該反射面３１Ｈで反射されると共に集束されて略平行光となって照射位置に達するようになる。これにより，入射した光の有効利用を図っている。
【００８２】
また，図１０（ｂ）に示すライン光発生装置１０Ｉの照度均一手段３０Ｉは，図９と略同じ構成であるが，反射面３２Ｉが凸曲面に形成され，入射面３１Ｉ，反射面３２Ｉ及び出射面３３Ｉの少なくとも１つの面に図示しない回折格子が形成されている。
【００８３】
そして，この場合も先と同様に，入射したライン光が反射面３２Ｉで反射されると共に，集束されて略平行光となることにより，入射した光の有効利用を図っている。
【００８４】
さらに，図１０（ｃ）に示すライン光発生装置１０Ｊの照度均一手段３０Ｊは，図９と略同じ構成であるが，入射面３１Ｊ及び出射面３３Ｊが凸曲面に形成され，入射面３１Ｊ，反射面３２Ｊ又は出射面３３Ｊの少なくとも１つ面に図示しない回折格子が形成されている。
【００８５】
そして，入射するライン光を入射面３１Ｊで集束して当該入射光の有効利用を図ると共に反射面３２Ｊで反射された光を出射面３３Ｊで更に集束して略平行光にして出射することにより，光の有効利用を図っている。
【００８６】
これら図１０（ａ）〜（ｃ）の場合は，上述したように図示しない回折格子が設けられているので，ライン方向の照度分布の均一化が図られ，照明位置での照度分布を小さくすることが可能になっている。
【００８７】
次に本発明の第９の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００８８】
図１１（ａ）は，本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｋの斜視図を示したものであり，図１１（ｂ）はその断面図を示した図である。
【００８９】
照度均一手段３０Ｋは，略板状の透明部材３１Ｋにより形成され，一方の板厚面が入射面３２Ｋ，他方の板厚面が出射面３３Ｋ，対向する板面が反射面３４Ｋをなしている。
【００９０】
そして，入射面３２Ｋから当該照度均一手段３３Ｋに入射した光は，対向する反射面３４Ｋで交互に反射されて出射面３３Ｋから出射される。
【００９１】
従って，ライン方向と直交する方向（透明部材３１Ｋの板厚方向）の照度分布を均一化することが可能になると共に，入射面３２Ｋに入射した光の略全てを照射位置に照射することができ，光の利用効率を高めることが可能になる。
【００９２】
無論，この場合も入射面３２Ｋ，出射面３３Ｋ又は反射面３４Ｋの少なくとも１つの面に図示しない回折格子を設けて，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能である。
【００９３】
さらに，図１２に示すように，板状に形成された透明部材３１Ｋの両サイドの端面３５Ｋを反射面に形成して，当該側面３５Ｋに回折格子を設けるならば，当該端面３５Ｋに入射する光の有効利用が図られ，かつ，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能になる。
【００９４】
次に本発明の第１０の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００９５】
図１３は本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｌの側面図を示したもので，照度均一手段３０Ｌは，略板状の透明部材３１Ｌにより形成され，一方の板厚面が凸曲面に形成されて入射面３２Ｌをなし，他方の板厚面が出射面３３Ｌ，そして対向する板面が反射面３４Ｌをなしている。
【００９６】
そして，入射面３２Ｌから当該照度均一手段３３Ｌに入射した光は，集束されて対向する反射面３４Ｌで交互に反射されながら出射面３３Ｌから出射される。
【００９７】
このような構成にすることにより，出射面３３Ｌから出射される光の発散度合を小さくすることが可能になり，照明位置が板面方向（図１３において矢印Ａ方向）に変動しても，当該照明位置の照度変化を抑制することが可能になる。
【００９８】
無論，この場合も入射面３２Ｌ，出射面３３Ｌ又は反射面３４Ｌの少なくとも１つの面に図示しない回折格子を設けて，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能であり，板状に形成された透明部材３１Ｌの両サイドの端面を反射面に形成して，当該端面に回折格子を設けるならば，当該端面に入射する光の有効利用が図られ，かつ，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能になる。
【００９９】
次に本発明の第１１の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【０１００】
図１４は本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｍの側面図を示したもので，照度均一手段３０Ｍは，略板状の透明部材３１Ｍにより形成され，一方の板厚面が入射面３２Ｍ，他方の板厚面が出射面３３Ｍ，対向する板面が反射面３４Ｍをなしている。
【０１０１】
そして，入射面３２Ｍから当該照度均一手段３３Ｍに入射した光は，集束されて対向する反射面３４Ｍで交互に反射されながら出射面３３Ｍから出射される。
【０１０２】
このような構成により，出射光をより狭い範囲に集束して照射することができるようになり，照射位置での照度を高くすることが可能になる。
【０１０３】
無論，この場合も入射面３２Ｍ，出射面３３Ｍ及び反射面３４Ｍの少なくとも１つの面に図示しない回折格子を設けて，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能であり，板状に形成された透明部材３１Ｍの両サイドの端面を反射面に形成して，当該端面に回折格子を設けるならば，当該端面に入射する光の有効利用が図られ，かつ，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能になる。
【０１０４】
次に本発明の第１２の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【０１０５】
図１５は本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｎの側面図を示したもので，照度均一手段３０Ｎは，２枚の反射板３１Ｎ，３２Ｎを対向させて配設し，対向面が反射面に形成されると共に，図示しない回折格子が形成されている。
【０１０６】
そして，入射した光は対向する反射面で交互に反射され，回折されて，入射した光の略全てを照射位置に照射可能にすると共に，ライン方向及び当該ライン方向に直交する方向の照度分布を均一化することが可能になっている。
【０１０７】
次に本発明の第１３の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【０１０８】
図１６は，画像読取装置５０の断面模式図を示したものである。同図において，点光源ユニット２０は透明部材からなる原稿板５１の下部に配設され，当該点光源ユニット２０と隣接してロッドレンズアレイ５２が配設されている。また，ロッドアレイレンズ５２の下部には，センサ５３を搭載したセンサ基板５４が設けられている。そしてこれらが，フレーム５５内に収納されている。
【０１０９】
そして，ライン光の光軸が原稿面５６に対して所定の角度になるように点光源ユニット２０が配設され，当該点光源ユニット２０から出射された光は原稿板５１に入射し，図示しない原稿で反射される。その後，反射光はロッドレンズアレイ５２を通り，センサ５３で受光されるようになっている。
【０１１０】
点光源ユニット２０側の原稿板５１の表面５７には，回折格子５８が形成され，当該回折格子５８の格子方向は図１６において左右方向であり，ライン方向に直交する方向である。
【０１１１】
また，当該回折格子５８が形成されている領域は，原稿からの反射光のうちロッドレンズアレイ５２に入射する反射光に対して当該回折格子５８が回折作用を行わないように，当該反射光の通過領域を避けて形成されている。
【０１１２】
従って，点光源ユニット２０からのライン光は，回折格子５８により，ライン方向に回折されて，当該ライン方向の照度分布が均一化されて原稿に照射されるようになるので，原稿面での照度分布の均一化が図られる。
【０１１３】
また，原稿からの反射光は回折格子５８により回折を受けないので，良好に情報の読みとりを行うことができるようになる。
【０１１４】
以上説明した各実施の形態において用いた回折格子は，図２０に示したようなレンズアレイを用いた場合に必要となる光源１１０とレンズ１１１との位置あわせが不要になり，部品精度，組付精度に高精度が要求されなくなる利点がある。
【０１１５】
【発明の効果】
請求項１にかかる発明によれば，照度均一手段により点光源ユニットからのライン状の光を回折格子によりライン方向に回折するようにしたので，当該ライン方向の照度分布を短距離で均一化することができる。さらに，点光源ユニットと並設された略三角柱状の透明部材の１つの側面を反射面とし，他の２つの側面を入射面及び出射面として，当該反射面，入射面及び出射面のうち少なくとも１つの側面に入射した光をライン方向に回折させる回折格子を形成して照度分布を均一化すると共にレイアウトの自由度を高めることが可能になる。
【０１２５】
請求項２にかかる発明によれば，入射面，出射面又は反射面のうち，少なくとも１つの面を凸又は凹曲面に形成したので，出射面から出射された光が略平行光になり，入射した光の有効利用を図りながら照度分布を均一化すると共にレイアウトの自由度を高めることが可能になる。
【０１２７】
請求項３にかかる発明によれば，原稿板に入射する点光源ユニットからの光がライン方向に回折され，かつ，原稿からの反射光が回折されないように当該反射光の通過領域を避けて回折格子を原稿板に形成したので，照度分布の均一化を図ると共に回折格子の作用を受けない反射光を受光することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の斜視図である。
【図２】図１のライン方向からみた側面図である。
【図３】図２において照度均一手段を除いた場合のライン光発生装置の構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の斜視図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【図１０】本発明の第８の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図１１】本発明の第９の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の斜視図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図１４】本発明の第１１の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図１５】本発明の第１２の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の斜視図である。
【図１６】本発明の第１３の実施の形態の説明に適用される画像読取装置の側面図である。
【図１７】従来の技術の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【図１８】従来の技術の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【図１９】従来の技術の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【図２０】従来の技術の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｎ ライン光発生装置
２０ 点光源ユニット
２１ 基板
２２ 発光ダイオード
３０Ａ〜３０Ｎ 照度均一手段
３３Ａ，３７Ｂ，３６Ｃ 回折格子
【発明の属する技術分野】
本発明は，点光源ユニットからのライン状の光におけるライン方向の照度分布を均一化して出射することができるライン光発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，画像読取装置等においては，ライン光発生装置からのライン光を原稿に照射して，その反射光から当該原稿に記録されている情報を読取ることが行われている。
【０００３】
かかるライン光発生装置においては，例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源である発光素子を列設した点光源ユニットを用いられる。
【０００４】
しかし，点光源を単に列設した点光源ユニットでは，ライン方向に照度分布のむらが生じ，原稿等からの反射光に当該照度分布むらの影響が含まれるようになって，原稿に記録されている情報を正確に読取ることが困難となる問題がある。
【０００５】
そこで，かかる問題に対処するために点光源ユニットと照射位置（原稿等に位置）との距離を十分長くして，光を十分に発散させ，これにより照度分布が均一になるようにしている。
【０００６】
ところが，このように点光源ユニットと照明位置との距離を長くすると，これに伴いライン光発生装置が大型化し，当該ライン光発生装置を組込むためのスペースが困難になる問題が新たに発生する。
【０００７】
また，発光素子は点光源であるため，出射された光は発散光となる。従って，点光源ユニットと照明位置との距離を長くする程，ライン方向に垂直な方向に発散する光も増加して当該光の利用効率を低下させる問題がある。
【０００８】
上記諸問題を解決するためには，発光素子の数を増やして，照度分布むらの小さいライン光を発生するようにしなければならないが，この場合にはライン光発生装置のコストアップを招いてしまう。
【０００９】
そこで，特開平７−１６２５８６号公報においては，点光源ユニットと照明位置との間に屈折率の異なる複数の透明部材からなる導光板を設けて，点光源ユニットから照明位置に光を導くと共に，ライン方向の光の発散度合を大きくして，照度分布の均一化を図っている。
【００１０】
即ち，上記公報においては，図１７に示すように，発光素子１０１の出射方向へ向かって順に屈折率の大きい部材１０２と，屈折率の小さな部材１０３とを積層してなる透明部材１０４を設けている。
【００１１】
そして，屈折率の異なる各部材１０２，１０３の接合面を通過する際の屈折により発散角がφ１からφ２に大きくなることを利用して，照射位置でのライン方向の照度分布を小さくすると共に，発光素子１０１と照明位置との距離Ｐ１を小さくしている。
【００１２】
また，光の発散度を大きくする方法として，図２０に示すようなレンズアレイを用いる方法がある。なお，図２０（ａ）は側面図であり，図２０（ｂ）はその斜視図である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記公報にかかる構成においては，図１８に示すように，透明部材１０５の全体を屈折率の大きな部材１０２と同じ材料で形成した場合にはメリットが生じるものの，図１９に示すように，透明部材１０６を屈折率の小さな部材１０３と同じ材料で形成した場合にはメリットが生じない。
【００１４】
即ち，透明部材１０６を屈折率の小さな部材１０３と同じ材料で形成した場合，当該透明部材１０６の入射面を光が通過することにより，発散角はφ２となるため，異なる屈折率の部材を組み合わせ図１７に示す構成に比べ短い距離Ｐ１で同等の発散効果が得られる。従って，図１７の場合に達成される照度分布の均一化以上の均一化を図ることができない。
【００１５】
また，図２０に示すような，レンズアレイを用いる方法では，レンズ１１１の配列ピッチと発光素子１１０の配列ピッチとを一致させ，かつ，対応するレンズの光軸と発光素子の光軸とを一致させる必要があり，このため部品精度及び組付精度等に高精度が要求されコストアップの要因になる問題がある。
【００１６】
そこで，本発明は，点光源ユニットからのライン光の照度分布を短距離で効率よく均一化して出射するライン光発生装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は，複数の発光素子が列設されてライン状の光を出射する点光源ユニットと，ライン状の光を回折する回折格子を備えて，少なくともライン方向の照度分布を均一化する照度均一手段とを有し，前記照度均一手段が前記点光源ユニットと並設された略三角柱状の透明部材からなると共に，当該透明部材の１つの側面が反射面をなし，他の２つの面が入射面及び出射面をなして，当該反射面，入射面及び出射面のうち少なくとも１つの面に入射した光をライン方向に回折させる回折格子が形成されてなることを特徴とする。
【００１８】
即ち，複数の点光源である発光素子を列設してライン状の光を出射する点光源ユニットを形成する。また，入射した光をライン方向に回折する回折格子が形成された照度均一手段を設ける。そして点光源ユニットからのライン光を照度均一手段に入射してライン方向に回折し，これにより当該ライン方向における照度分布を均一化して出射するようにしたことを特徴とする。具体的には，照度均一手段を点光源ユニットと並設された略三角柱状の透明部材から形成し，当該部材の１つの側面が反射面をなし，他の２つの側面が入射面及び出射面をなすようにする。そして，当該反射面，入射面及び出射面のうち少なくとも１つの側面に入射した光をライン方向に回折させる回折格子を形成して，照度分布を均一化すると共にレイアウトの自由度を高めたことを特徴とする。
【００２８】
請求項２にかかる発明は，出射面から出射された光が略平行光になるように入射面，出射面又は反射面のうち，少なくとも１つの面を凸又は凹曲面に形成して入射した光の有効利用を図りながら照度分布を均一化すると共にレイアウトの自由度を高めたことを特徴とする。
【００３０】
請求項３にかかる発明は，原稿を載置する原稿板と，該原稿板の下部に配設された複数の発光素子が列設されてライン状の光を出射する点光源ユニットと，原稿により反射された光を受光して光電変換する受光素子とを有してなる画像読取装置に用いられるライン光発生装置において，原稿に照射されるライン状の光が原稿板を透過する透過面に，当該光をライン方向に回折する回折格子が形成され，かつ，当該回折格子が受光素子に入射する原稿からの反射光を回折しないように当該反射光の通過領域を避けて形成されてなることを特徴とする。
【００３１】
即ち，ライン光発生装置を，点光源ユニットと原稿板とにより構成し，当該原稿板に入射する点光源ユニットからの光が，ライン方向に回折され，かつ，原稿からの反射光が回折されないように，当該反射光の通過領域を避けて回折格子を原稿板に形成して照度分布の均一化を図るようにしたことを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図を参照して説明する。図１は，本実施の形態にかかるライン光発生装置１の斜視図であり，図２は図１における矢印Ａ方向から見た側面図である。
【００３３】
当該ライン光発生装置１０Ａは，点光源ユニット２０及び照度均一手段３０Ａから構成されている。
【００３４】
点光源ユニット２０は，基板２１，該基板２１の長手方向に所定間隔で列設された点光源の発光ダイオード２２を有して，当該基板２１の長手方向（当該方向をライン方向と記載する）に沿ったライン状の光（ライン光と記載する）を出射する。
【００３５】
なお，本明細書では，単に側面図と記載したときは，ライン方向に見たときの側面図をいうものとする。
【００３６】
また，照度均一手段３０Ａは，透明樹脂やガラス等からなる透明部材３１Ａ，該透明部材３１Ａの入射面３３Ａに図１に示す矢印Ａの方向に格子が刻まれてなる回折格子３５Ａが形されている。
【００３７】
このような構成により，点光源ユニット２０からのライン光は，照度均一手段３０Ａの入射面３３Ａに入射し，当該入射面３３Ａに形成された回折格子３５Ａで回折されて出射面３４Ａから出射する。
【００３８】
一般に回折格子は多数の直線状の格子が列設されて形成され，これに光が入射すると，格子の方向と垂直な方向（格子の列設方向）に回折し，当該回折により入射した光が±ｎ次光（ｎは整数）の回折光となって出射する特性を有している。
【００３９】
そして，０次数の回折光は，回折角がゼロで光路を変えることなく直進し，＋次数の回折光及び−次数の回折光は，次数に応じた回折角で回折される。＋次数の回折光と−次数の回折光との回折方向は，０次光の回折光を挟んで同一平面上であって逆方向となる。
【００４０】
また，各次数の強度分布はガウシアン分布を示し，次数が大きくなるに従い，ピーク強度が小さくなる。
【００４１】
なお，発光ダイオード２２から出射される光は発散光であるが，以下の説明においては当該発光ダイオード２２の光軸上の光に着目し，その回折光を０，±１次光について着目して説明を行う。例えば，図２において，発光ダイオード２２の光軸上の光はＬ，０次光はＬａ，＋１次光はＬｂ，−１次光はＬｃとして記載している。
【００４２】
本発明では，かかる回折格子の特性を利用して，ライン光におけるライン方向の発散度を高めて当該ライン方向の照度分布を抑えるべく，上述したように回折格子３５Ａを設けている。
【００４３】
そして，０次光は各発光ダイオード２２の光軸上を直進し，また±１次光はライン方向に回折されて，それぞれ照明位置に到達し，図２に示す照度分布を示すようになる。なお，図２，図３の波線は照射位置での照度分布を示している。
【００４４】
図３は，上記構成の照度均一手段３０Ａを用いない場合の照度分布を示した図で，発光ダイオード２２の光軸上の照度が著しく高く，点光源ユニット２０から出射されたライン光の照度分布がそのまま反映された分布となっている。
【００４５】
図３と図２との比較からも容易に理解できるように，本発明にかかる照度均一手段３０Ａを設けることで，照明位置での照度分布を小さくすることができ，あたかも発光ダイオード２２の数を増やした時のような照度分布とすることが可能になる。
【００４６】
次に本発明の第２の実施の形態について図を参照して説明する。なお，第１の実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００４７】
第１の実施の形態においては，入射面３３Ａにのみ回折格子３５Ａを形成したが，本発明はこれに限定されるものではなく，図４に示すように，入射面３３Ａのみならず出射面３４Ａにも回折格子３７Ｂを設けた照度均一手段３０Ｂとしても良い。
【００４８】
この場合，点光源ユニット２０からの光は，入射面３３Ａに設けた回折格子３５Ａで±ｎ次光に回折され，各次数の光が出射面３４Ａに設けた回折格子３７Ｂで更に±ｎ次光に回折される。従って，照射位置での照度分布をさらに均一化することが可能になる。
【００４９】
次に本発明の第３の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００５０】
これまで説明した照度均一手段は１つの透明部材により形成したが，本発明はこれに限定されるものではなく，複数の透明部材を積層して透明部材を形成しても良い。
【００５１】
図５は，このような観点から２つの透明部材により形成された照度均一手段３０Ｃを用いたライン光発生装置１０Ｃを示している。
【００５２】
照度均一手段３０Ｃの入射面３３Ｃ，出射面３４Ｃ及び積層面には回折格子３５Ｃ，３７Ｃ，３６Ｃがそれぞれ形成され，入射する光を±ｎ次光に回折して出射するようになっている。
【００５３】
従って，ライン光は入射面３３Ｃに形成された回折格子３５Ｃにより±ｎ次光に回折され，そして当該±ｎ次光は積層面に形成された回折格子３６Ｃによりそれぞれ±ｎ次光に回折される。さらに，回折格子３６Ｃからの回折光は，出射面３４Ｃに形成された回折格子３７Ｃにより±ｎ次光に回折されて出射されるようになる。
【００５４】
このように多数回の回折により，ライン方向における照度分布が均一度を高くすることが可能になる。
【００５５】
なお，積層する透明部材の数は，２つに限定されるものではなく，適宜設定可能であることは付言するまでもない。
【００５６】
次に本発明の第４の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００５７】
これまで説明した照度均一手段における入射面及び出射面等は全て平面であった。しかし本発明はこれに限定されるものでなく，図６に示すような構成であっても良い。
【００５８】
図６はライン光発生装置１０Ｄの側面図を示したもので，照度均一手段３０Ｄにおける透明部材３１Ｄの入射面３３Ｄが平面に形成され，その出射面３４Ｄが凸曲面に形成されている。
【００５９】
これにより，当該照度均一手段３０Ｄが円柱レンズの作用をなして出射面３４Ｄから出射される光が略平行光になる。
【００６０】
そして，入射面３３Ｄ又は出射面３４Ｄのいずれか一方の面，又は両方の面に図示しない回折格子が設けられている。
【００６１】
これにより，ライン方向における照度分布の均一化を図りながら，入射したライン光を全て照射位置に照射することができて光の有効利用が可能になる。
【００６２】
なお，入射面３３Ｄを凸曲面にし，出射面３４Ｄを平面にしても良いことは付言するまでもない。
【００６３】
次に本発明の第５の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００６４】
図７は本実施の形態にかかるライン光発生装置の側断面図を示したものである。同図に示すライン光発生装置１０Ｅにおける照度均一手段３０Ｅの透明部材３１Ｅは，入射面３３Ｅ及び出射面３４Ｅがそれぞれ凸曲面に形成され，当該入射面３３Ｅ又は出射面３４Ｅの少なくとも１方に図示しない回折格子が設けられている。
【００６５】
このような構成にすることにより，ライン方向の照度分布の均一化を図りながら光の有効利用を図ることが可能になる。
【００６６】
次に本発明の第６の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００６７】
図８は，本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｆの斜視図を示したもので，照度均一手段３０Ｆは略三角柱状の反射部材３１Ｆを有して，点光源ユニット２０からの光が当該反射部材３１Ｆの反射面３２Ｆで反射されて照射位置に達するようになっている。
【００６８】
当該反射面３２Ｆには回折格子３３Ｆが形成され，入射したライン光を反射すると共にライン方向に回折するようになっている。
【００６９】
従って，照明位置での照度分布を小さくすることができ，あたかも発光ダイオード２２の数を増やした時のような照度分布とすることができる。
【００７０】
また，光路を偏向することが可能になるので，当該照度均一手段３０Ｆや点光源ユニット２０等のレイアウト上の制約が緩和され，よりコンパクトに適用装置に組込むことが可能になる。
【００７１】
次に本発明の第７の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００７２】
本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｇの照度均一手段３０Ｇは，第６の実施の形態にかかる照度均一手段３０Ｆと略同じ形状であるが，その配設方向等に特徴を有している。
【００７３】
図９（ａ）は，本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｇの斜視図を示し，図９（ｂ）はその断面図を示している。
【００７４】
同図に示すライン光発生装置１０Ｇにおける照度均一手段３０Ｇの反射部材３１Ｇは，透明部材からなり，一方の短辺側面が入射面３２Ｇ，他方の短辺側面が出射面３３Ｇ，斜面が反射面３４Ｇをなしている。
【００７５】
そして，入射面３２Ｇから入射したライン光が，反射面３４Ｇで反射されて光路偏向された後，出射面３３Ｇから出射する。このとき，入射面３２Ｇ，出射面３３Ｇ及び反射面３４Ｇに図示しない回折格子を形成して，ライン光の照度分布を均一化するようになっている。
【００７６】
無論，回折格子は入射面３２Ｇ，出射面３３Ｇ及び反射面３４Ｇの全てに設ける必要はなく，状況に応じて任意選択して配設することが可能である。
【００７７】
次に本発明の第８の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００７８】
発光ダイオード２２らは発散光が出射されるので，第７の実施の形態等における反射面でライン光が反射されると，その発散角がさらに大きくなり，ライン方向と垂直の方向の照度が小さくなってしまい，光の利用効率の低下を招く場合がある。
【００７９】
この様な場合には，図１０に示すように，入射面，反射面及び反射面の少なくとも一方を凸又は凹曲面にして，入射したライン光を集束して光の利用効率を高めるようにできる。
【００８０】
図１０（ａ）に示すライン光発生装置１０Ｈの照度均一手段３０Ｈは，図８と略同じ構成であるが，反射面３１Ｈが凹曲面に形成され，当該反射面３１Ｈに図示しない回折格子が形成された場合を示している。
【００８１】
そして，入射したライン光は当該反射面３１Ｈで反射されると共に集束されて略平行光となって照射位置に達するようになる。これにより，入射した光の有効利用を図っている。
【００８２】
また，図１０（ｂ）に示すライン光発生装置１０Ｉの照度均一手段３０Ｉは，図９と略同じ構成であるが，反射面３２Ｉが凸曲面に形成され，入射面３１Ｉ，反射面３２Ｉ及び出射面３３Ｉの少なくとも１つの面に図示しない回折格子が形成されている。
【００８３】
そして，この場合も先と同様に，入射したライン光が反射面３２Ｉで反射されると共に，集束されて略平行光となることにより，入射した光の有効利用を図っている。
【００８４】
さらに，図１０（ｃ）に示すライン光発生装置１０Ｊの照度均一手段３０Ｊは，図９と略同じ構成であるが，入射面３１Ｊ及び出射面３３Ｊが凸曲面に形成され，入射面３１Ｊ，反射面３２Ｊ又は出射面３３Ｊの少なくとも１つ面に図示しない回折格子が形成されている。
【００８５】
そして，入射するライン光を入射面３１Ｊで集束して当該入射光の有効利用を図ると共に反射面３２Ｊで反射された光を出射面３３Ｊで更に集束して略平行光にして出射することにより，光の有効利用を図っている。
【００８６】
これら図１０（ａ）〜（ｃ）の場合は，上述したように図示しない回折格子が設けられているので，ライン方向の照度分布の均一化が図られ，照明位置での照度分布を小さくすることが可能になっている。
【００８７】
次に本発明の第９の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００８８】
図１１（ａ）は，本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｋの斜視図を示したものであり，図１１（ｂ）はその断面図を示した図である。
【００８９】
照度均一手段３０Ｋは，略板状の透明部材３１Ｋにより形成され，一方の板厚面が入射面３２Ｋ，他方の板厚面が出射面３３Ｋ，対向する板面が反射面３４Ｋをなしている。
【００９０】
そして，入射面３２Ｋから当該照度均一手段３３Ｋに入射した光は，対向する反射面３４Ｋで交互に反射されて出射面３３Ｋから出射される。
【００９１】
従って，ライン方向と直交する方向（透明部材３１Ｋの板厚方向）の照度分布を均一化することが可能になると共に，入射面３２Ｋに入射した光の略全てを照射位置に照射することができ，光の利用効率を高めることが可能になる。
【００９２】
無論，この場合も入射面３２Ｋ，出射面３３Ｋ又は反射面３４Ｋの少なくとも１つの面に図示しない回折格子を設けて，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能である。
【００９３】
さらに，図１２に示すように，板状に形成された透明部材３１Ｋの両サイドの端面３５Ｋを反射面に形成して，当該側面３５Ｋに回折格子を設けるならば，当該端面３５Ｋに入射する光の有効利用が図られ，かつ，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能になる。
【００９４】
次に本発明の第１０の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００９５】
図１３は本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｌの側面図を示したもので，照度均一手段３０Ｌは，略板状の透明部材３１Ｌにより形成され，一方の板厚面が凸曲面に形成されて入射面３２Ｌをなし，他方の板厚面が出射面３３Ｌ，そして対向する板面が反射面３４Ｌをなしている。
【００９６】
そして，入射面３２Ｌから当該照度均一手段３３Ｌに入射した光は，集束されて対向する反射面３４Ｌで交互に反射されながら出射面３３Ｌから出射される。
【００９７】
このような構成にすることにより，出射面３３Ｌから出射される光の発散度合を小さくすることが可能になり，照明位置が板面方向（図１３において矢印Ａ方向）に変動しても，当該照明位置の照度変化を抑制することが可能になる。
【００９８】
無論，この場合も入射面３２Ｌ，出射面３３Ｌ又は反射面３４Ｌの少なくとも１つの面に図示しない回折格子を設けて，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能であり，板状に形成された透明部材３１Ｌの両サイドの端面を反射面に形成して，当該端面に回折格子を設けるならば，当該端面に入射する光の有効利用が図られ，かつ，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能になる。
【００９９】
次に本発明の第１１の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【０１００】
図１４は本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｍの側面図を示したもので，照度均一手段３０Ｍは，略板状の透明部材３１Ｍにより形成され，一方の板厚面が入射面３２Ｍ，他方の板厚面が出射面３３Ｍ，対向する板面が反射面３４Ｍをなしている。
【０１０１】
そして，入射面３２Ｍから当該照度均一手段３３Ｍに入射した光は，集束されて対向する反射面３４Ｍで交互に反射されながら出射面３３Ｍから出射される。
【０１０２】
このような構成により，出射光をより狭い範囲に集束して照射することができるようになり，照射位置での照度を高くすることが可能になる。
【０１０３】
無論，この場合も入射面３２Ｍ，出射面３３Ｍ及び反射面３４Ｍの少なくとも１つの面に図示しない回折格子を設けて，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能であり，板状に形成された透明部材３１Ｍの両サイドの端面を反射面に形成して，当該端面に回折格子を設けるならば，当該端面に入射する光の有効利用が図られ，かつ，ライン方向の照度分布の均一化を図ることが可能になる。
【０１０４】
次に本発明の第１２の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【０１０５】
図１５は本実施の形態にかかるライン光発生装置１０Ｎの側面図を示したもので，照度均一手段３０Ｎは，２枚の反射板３１Ｎ，３２Ｎを対向させて配設し，対向面が反射面に形成されると共に，図示しない回折格子が形成されている。
【０１０６】
そして，入射した光は対向する反射面で交互に反射され，回折されて，入射した光の略全てを照射位置に照射可能にすると共に，ライン方向及び当該ライン方向に直交する方向の照度分布を均一化することが可能になっている。
【０１０７】
次に本発明の第１３の実施の形態について図を参照して説明する。なお，上記各実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【０１０８】
図１６は，画像読取装置５０の断面模式図を示したものである。同図において，点光源ユニット２０は透明部材からなる原稿板５１の下部に配設され，当該点光源ユニット２０と隣接してロッドレンズアレイ５２が配設されている。また，ロッドアレイレンズ５２の下部には，センサ５３を搭載したセンサ基板５４が設けられている。そしてこれらが，フレーム５５内に収納されている。
【０１０９】
そして，ライン光の光軸が原稿面５６に対して所定の角度になるように点光源ユニット２０が配設され，当該点光源ユニット２０から出射された光は原稿板５１に入射し，図示しない原稿で反射される。その後，反射光はロッドレンズアレイ５２を通り，センサ５３で受光されるようになっている。
【０１１０】
点光源ユニット２０側の原稿板５１の表面５７には，回折格子５８が形成され，当該回折格子５８の格子方向は図１６において左右方向であり，ライン方向に直交する方向である。
【０１１１】
また，当該回折格子５８が形成されている領域は，原稿からの反射光のうちロッドレンズアレイ５２に入射する反射光に対して当該回折格子５８が回折作用を行わないように，当該反射光の通過領域を避けて形成されている。
【０１１２】
従って，点光源ユニット２０からのライン光は，回折格子５８により，ライン方向に回折されて，当該ライン方向の照度分布が均一化されて原稿に照射されるようになるので，原稿面での照度分布の均一化が図られる。
【０１１３】
また，原稿からの反射光は回折格子５８により回折を受けないので，良好に情報の読みとりを行うことができるようになる。
【０１１４】
以上説明した各実施の形態において用いた回折格子は，図２０に示したようなレンズアレイを用いた場合に必要となる光源１１０とレンズ１１１との位置あわせが不要になり，部品精度，組付精度に高精度が要求されなくなる利点がある。
【０１１５】
【発明の効果】
請求項１にかかる発明によれば，照度均一手段により点光源ユニットからのライン状の光を回折格子によりライン方向に回折するようにしたので，当該ライン方向の照度分布を短距離で均一化することができる。さらに，点光源ユニットと並設された略三角柱状の透明部材の１つの側面を反射面とし，他の２つの側面を入射面及び出射面として，当該反射面，入射面及び出射面のうち少なくとも１つの側面に入射した光をライン方向に回折させる回折格子を形成して照度分布を均一化すると共にレイアウトの自由度を高めることが可能になる。
【０１２５】
請求項２にかかる発明によれば，入射面，出射面又は反射面のうち，少なくとも１つの面を凸又は凹曲面に形成したので，出射面から出射された光が略平行光になり，入射した光の有効利用を図りながら照度分布を均一化すると共にレイアウトの自由度を高めることが可能になる。
【０１２７】
請求項３にかかる発明によれば，原稿板に入射する点光源ユニットからの光がライン方向に回折され，かつ，原稿からの反射光が回折されないように当該反射光の通過領域を避けて回折格子を原稿板に形成したので，照度分布の均一化を図ると共に回折格子の作用を受けない反射光を受光することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の斜視図である。
【図２】図１のライン方向からみた側面図である。
【図３】図２において照度均一手段を除いた場合のライン光発生装置の構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の斜視図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【図１０】本発明の第８の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図１１】本発明の第９の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の斜視図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図１４】本発明の第１１の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置のライン方向の側面図である。
【図１５】本発明の第１２の実施の形態の説明に適用されるライン光発生装置の斜視図である。
【図１６】本発明の第１３の実施の形態の説明に適用される画像読取装置の側面図である。
【図１７】従来の技術の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【図１８】従来の技術の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【図１９】従来の技術の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【図２０】従来の技術の説明に適用されるライン光発生装置の構成図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｎ ライン光発生装置
２０ 点光源ユニット
２１ 基板
２２ 発光ダイオード
３０Ａ〜３０Ｎ 照度均一手段
３３Ａ，３７Ｂ，３６Ｃ 回折格子
Claims (3)
- 複数の発光素子が列設されてライン状の光を出射する点光源ユニットと，
少なくとも前記ライン状の光をライン方向に回折して，ライン方向の照度分布を均一化する回折格子を備えた照度均一手段とを有し，
前記照度均一手段が前記点光源ユニットと並設された略三角柱状の透明部材からなると共に，当該透明部材の１つの側面が反射面をなし，他の２つの面が入射面及び出射面をなして，当該反射面，入射面及び出射面のうち少なくとも１つの面に入射した光をライン方向に回折させる回折格子が形成されてなることを特徴とするライン光発生装置。 - 前記入射面，出射面又は反射面のうち，少なくとも１つの面が前記出射面から出射された際の光を略平行光にするように凸又は凹曲面に形成されてなることを特徴とする請求項１記載のライン光発生装置。
- 原稿を載置する原稿板と，該原稿板の下部に配設された複数の発光素子が列設されてライン状の光を出射する点光源ユニットと，原稿により反射された光を受光して光電変換する受光素子とを有してなる画像読取装置に用いられるライン光発生装置において，
原稿に照射されるライン状の光が前記原稿板を透過する透過面に，当該光をライン方向に回折する回折格子が形成され，かつ，当該回折格子が前記受光素子に入射する原稿からの反射光を回折しないように当該反射光の通過領域を避けて形成されてなることを特徴とするライン光発生装置。
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