JP5836723B2 - 導光体および照明装置並びに画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、導光体および照明装置並びに画像読取装置に関する。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。

画像読取装置において、昨今ますます、低コスト化、高速化のニーズが高まっている。それを受けて、センササイズの小型化が進み、縮小光学系においては縮小倍率がさらに、小さくなってきている。これに伴なって、センサ面での照度が不足するため、従来と同様の画質を達成するためには、より明るい原稿照明系が求められている。このような状況に鑑みて、昨今の技術開発によるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の発光効率の向上に伴い、ＬＥＤを用いた線状照明装置とする技術が数多く発明されている。

光源としてＬＥＤのような点光源を用いる場合は、複数の点光源を主走査方向に配列する構成をとっているものが多い。よって、複数の点光源の各点光源から出射された光束を原稿面などの読取面に直接照射すると、光源配列方向において照度ムラが生じ、読み取った画像に濃度ムラが発生する。そこで、複数の点光源を用いた画像読取装置において、照度ムラの発生を抑制する様々な発明がなされている。

特許文献１には、導光体を使うことで、光源の配列方向の照度ムラを低減し、配列方向と直交する断面内で、直接光と導光体内で反射した光線を揃えることで、集光効率を上げた照明装置が提案されている。また、特許文献２には、更に、導光体の出射面に集光作用を持たせたコンパクトかつ薄型の照明装置が提案されている。

特許第４５３３２３５号公報 特開２００８−１２３７６６号公報

しかし、近年の画像読取装置は、更なる高速読取を求められており、その要求に対して、特許文献１あるいは特許文献２に開示される照明装置では、副走査方向（主走査方向である光源の配列方向と直交する方向）の集光効率が不十分であった。即ち、特許文献１においては、直接光と、導光体内での多重反射光を揃えることはできても、直接光、多重反射光、それぞれの光束の集光作用、特に副走査方向に関する集光作用としては不十分であった。

また特許文献２においては、副走査方向の集光効率は、導光部による直接光と多重反射光を出射部のみで集光しているため、それぞれの光束の集光と、直接光と多重反射光を集める作用の両方を達成するのは容易ではない。よって、副走査方向の集光効率としては不十分なものであった。

本発明の目的は、光源配列方向（主走査方向）に直交する方向（副走査方向）の集光効率の高い導光体および照明装置並びに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、本発明に係る導光体は、第１の方向に長い入射面と、該入射面から入射した光束を前記第１の方向に垂直な第１の断面内で全反射させる第１及び第２の側面と、前記入射面及び前記第１及び第２の側面からの光束を全反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有する導光体であって、前記第１及び第２の側面は、互いに対向して配置されており、前記第１の側面と前記出射面とを接続する第３の側面と、前記第２の側面と前記反射面とを接続する第４の側面と、を更に有し、前記第３及び第４の側面の間隔は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い広くなっており、前記第３及び第４の側面は、前記第１の断面内において前記第１及び第２の側面を延長した仮想面の外側に配置されていることを特徴とする。
また、本発明に係る別の導光体は、第１の方向に長い入射面と、該入射面から入射した光束を前記第１の方向に垂直な第１の断面内で全反射させる第１及び第２の側面と、前記入射面及び前記第１及び第２の側面からの光束を全反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有する導光体であって、前記第１及び第２の側面は、互いに対向して配置されており、前記第１の側面と前記出射面とを接続する第３の側面と、前記第２の側面と前記反射面とを接続する第４の側面と、を更に有し、前記第３及び第４の側面の間隔は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い広くなっており、前記第１の断面内において、前記入射面から前記第１及び第３の側面の接点と前記第２及び第４の側面の接点とを結ぶ線分までの距離をＬ１、前記線分から前記反射面までの距離をＬ２、とするとき、
０．１５＜Ｌ２／Ｌ１＜０．８
なる条件を満たすことを特徴とする。
また、本発明に係る別の導光体は、第１の方向に長い入射面と、該入射面から入射した光束を前記第１の方向に垂直な第１の断面内で全反射させる第１及び第２の側面と、前記入射面及び前記第１及び第２の側面からの光束を全反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有する導光体であって、前記第１及び第２の側面は、互いに対向して配置されており、前記第１の側面と前記出射面とを接続する第３の側面と、前記第２の側面と前記反射面とを接続する第４の側面と、を更に有し、前記第３及び第４の側面の間隔は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い広くなっており、
前記反射面から前記出射面までの距離をＬ３とするとき、
０．５＜Ｌ３／Ｌ２＜２．０
なる条件を満たすことを特徴とする。

また、上記導光体を搭載した照明装置並びに画像読取装置も本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、光源配列方向（主走査方向）に直交する方向（副走査方向）の集光効率の高い導光体および照明装置並びに画像読取装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る導光体の要部概略図である。 第１の実施形態に係る導光体を対称的に配置した照明装置の概略図である。 本発明の実施形態に係る導光体および照明装置を搭載した画像読取装置の基本構成を示す要部概略図である。 第１の実施形態に係る実施例１と従来例との光量比較図である。 本発明の第２の実施形態に係る導光体を用いた照明装置の概略図である。 本発明の第３の実施形態に係る導光体を用いた照明装置の概略図である。 従来の導光体の要部概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

《第１の実施形態》
図３は、本発明の実施形態に係る導光体および照明装置を搭載した画像読取装置の基本構成を示す要部概略図である。一体型走査光学系ユニット（以下「キャリッジ」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により照明された原稿１０２からの光束を読取る読取手段（ラインセンサーもしくはイメージセンサー）１０５を有する。

さらに、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読取手段１０５面上に結像させる結像光学系（結像レンズ）１０６等を有する。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、同図に示す矢印Ａ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。

同図において、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から成る。各ミラーは、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、それぞれ配置されている。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面上へ結像される。

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１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。

（導光体および照明装置）
本実施形態に係る導光体および照明装置について、さらに詳細に説明する。図２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、発光素子である白色のＬＥＤ１０３ａを主走査方向に複数並べたＬＥＤ列と、第１の導光部Ｓおよび第２の導光部Ｔが一体化された導光体と、基板１０３ｃとから構成される。そして、読取位置に対して一方側および読取位置を挟んで対称的な他方側に、同一の照明装置１０３が備わる。

複数のＬＥＤ１０３ａを一列に配列して形成したＬＥＤ列を基板１０３ｃ上の主走査方向に配置して、光源ユニット１０３ｅが構成される。ここで、一体化された導光体である第１の導光部Ｓおよび第２の導光部Ｔは、プラスチック等の光学合成樹脂製部材で構成されている。

（第１の導光部Ｓおよび第２の導光部Ｔ）
照明装置１０３を構成する第１の導光部Ｓおよび第２の導光部Ｔについて、図１で説明する。第１の導光部Ｓは、１次元方向に配列される光源の配列方向（第1の方向）と直交する断面内（第１の断面内）において、光源からの光束を第１の方向に長い入射面である入射部（幅Ｗ）より、後述するくびれ部２に導光する。また、第２の導光部Ｔは、光源の配列方向と直交する断面内において、くびれ部２を通過する入射部からの光束の光路を反射集光部４で折り曲げて、集光機能を備え外部へ出射する出射部(出射面)５に導光する。

第１の導光部Ｓは、光源の配列方向と直交する断面内において、入射部からの光束を全反射させる第１の側面部（第１の側面）１ａと、入射部からの光束を全反射させる第２の側面部（第２の側面）１ｂと、を互いに対向するように有する。そして、第１の側面部１ａおよび第２の側面部１ｂの少なくとも一方で全反射した入射部からの光束と、第１の側面部１ａおよび第２の側面部１ｂを介さずに直接向かう入射部からの光束と、をくびれ部２に重畳して至らしめる。

第２の導光部Ｔは、光源の配列方向と直交する断面内において集光作用を備え、くびれ部から所定距離離れた位置にあって、くびれ部を通過する光束に対して更に広がる光束を全反射させる反射集光部（反射面）４と集光作用を有する出射部５を備える。また第２の導光部Ｔは、くびれ部２から反射集光部４に向かう光束を規制しないように、くびれ部において第１の側面部１ａを外側へ向けて出射部５の側へ接続する第３の側面部（第３の側面）３ａを備える。

更に第２の導光部Ｔは、くびれ部２から反射集光部４に向かう光束を規制しないように、かつ反射集光部４を拡大させるように、くびれ部２において第２の側面部１ｂを外側へ向けて反射集光部４の側へ接続する第４の側面部（第４の側面）３ｂを備える。

なお、本実施形態においては、第３の側面部３ａは出射部５と接続し、第４の側面部３ｂは反射集光部４と接続するが、第３の側面部３ａと出射部５の間に別の領域、あるいは第４の側面部３ｂと反射集光部４の間に別の領域を設けて接続するようにしても良い。

図１で、光源１０３ａからの光束は、第１の導光部Ｓによって、入射部を介して側面部１ａ、１ｂで複数回全反射することで、以下に示すくびれ部２に集光するように至る。そして、第２の導光部Ｔによって、集光作用を有する反射集光部４および出射部５を介して副走査方向で集光効率を高めるようにして原稿面を照らす。なお、本実施形態では、図２に示すように、読取位置を挟んで反対側にも同一の照明装置１０３を備えることで、立体物を読取る際の影の影響を受けにくい構成をとっている。

（くびれ部）
図１で、光源１０３ａからの光束は、第１の導光部Ｓによって、入射部を介して側面部１ａ、１ｂで複数回全反射される。これは、以下のように等価的に考えることができる。即ち、全反射面である側面部１ａ、１ｂによって、入射部の幅Ｗに関しては、側面部１ａ、１ｂの夫々の外側に複数個の鏡像が形成され、この複数個の鏡像からの光束が夫々の入射角で第１の導光部Ｓの出射口へ向けて直進する。このようにして、絞り位置と同様に光束が集光される位置がくびれ部２を形成する。光源からの直接光（側面部１ａ、１ｂでの全反射を介さない光）および全反射光（例えば、導光部の側面で複数回全反射し集められた光）が、くびれ部２を通過することとなる。

第１の側面部１ａのくびれ位置２ａは、第１の側面部１ａと第３の側面部３ａの境界位置であり、第２の側面部１ｂのくびれ位置２ｂは、第２の側面部１ｂと第４の側面部３ｂの境界位置である。本実施形態では、くびれ部位置２ａ、２ｂにおいて、第１の側面部１ａおよび第２の側面部１ｂの平面から、第３の側面部３ａおよび第４の側面部３ｂの曲面へ変曲点をもたずに連続的に外側へ広がるように接続されている（即ち、第１の断面内で、第３の側面部３ａおよび第４の側面部３ｂは、入射部（入射面）から離れるに従い、互いの間隔が広がるように構成される）。変曲点をもたずに連続的に接続されることで、プラスチック等の光学合成樹脂部材で導光体を形成する場合に、成型が容易となる。

（第２の導光部）
図１で、第１の側面部１ａ、第２の側面部１ｂをくびれ部２から延長させた仮想面１ｃ、１ｄを破線で示している。図１に示すように、第１及び第２の側面部１ａ、１ｂは、くびれ部２から反射集光部４に向かう方向で、それぞれの仮想面１ｃ、１ｄよりも、更に外側へ広がるように第３、第４の側面部３ａ、３ｂを構成している。これにより、くびれ部２である程度規制されて集められた光束が、くびれ部２から更に両側に広がるように構成した第２の導光部で光を遮られること無く、くびれ部２よりも広い面積の反射集光部４で反射され効率的に集光されることが可能となる。

第４の側面部３ｂが仮想面１ｄに対し外側に向かうことで、反射集光部４の反射領域を拡大させることができる。ここで、本実施形態においては、光源の配列方向と直交する断面内において、反射集光部４、出射部５が、それぞれ正のパワーを有した曲面で構成され、具体的な曲率半径は、反射集光部４でＲ＝１４．９ｍｍ、出射部５でＲ＝５．８７ｍｍとされる。

また、本実施形態では、図２に示すように、導光体の入射部の光源の配列方向と直交する断面（副走査断面）の幅をＷ、光源から反射集光部４までの距離をＬとしたときに、条件式（１）を満足するように構成している。
０＜Ｗ／Ｌ＜０．２ −−−−−（１）
本実施形態においては、具体的にはＬ＝１２．２ｍｍ、Ｗ＝０．９５ｍｍを採用しており、Ｗ／Ｌ＝０．０８である。条件式（１）は、第２の導光部の反射集光部４に向かう光の内、第１の導光部の第１の側面部１ａ、第２の側面部１ｂにおいて全反射して集められる光の光量と、全反射せずに集められる光の光量の比率に関する式を表す。

条件式（１）の条件式を満たす範囲で、導光体の側面において全反射して集められる光と、全反射せずに集められる光の比率が決まっている場合には、全反射により様々な角度の光を取り込める。そのため、その後の反射集光部及び出射部にて集光され原稿を照らす際に、光源の配列方向に垂直な断面（副走査断面）において、様々な角度から照らすことが可能となる。

これによって、光沢をもった原稿などを読み取る際にも、精度よく画像を読み取ることができる。逆に、条件式（１）の上限値を超えると、反射集光部４に向かう光のうち、第１、第２の側面部１ａ、１ｂにおける全反射でくびれ部２に集光する光が、全反射を介さずに直接くびれ部２に向かう光よりも大きく減ってしまう。このため、原稿を照らす光のうち、特定の角度が目立つようになり、光沢をもった原稿などを読み取る際に、精度良く画像を読み取ることが難しい。

更に好ましくは、条件式（２）を満足するように設定することが望ましい。

０＜Ｗ／Ｌ＜０．１５ −−−−−（２）
また、このとき、光源１０３ａの配列方向と垂直断面（副走査断面）の幅をＷＬとしたとき、光源の実装精度による影響を受けにくくするためには、導光体の入射部の幅Ｗに対し、
ＷＬ＜Ｗ −−−−−（３）
であることが望ましい。なお、本実施形態において、ＷＬ＝０．７ｍｍである
また、導光体形状について、図１を用いて更に詳しく説明する。なお図１に示す導光体は、図２と同様のものである。図１においては、特に導光体の形状について説明するため、読み取り位置を対称に配置した片側の照明系については不図示としている。図１に図示するように、導光体の入射部からくびれ部までの長さをＬ１、くびれ部から反射集光部までの長さをＬ２とするとき、以下の条件式（４）を満たすように設定している。
０．１５＜Ｌ２／Ｌ１＜０．８ −−−−−（４）
また、くびれ部から反射集光部までの長さをＬ２、反射集光部から出射部までの長さをＬ３とするとき、以下の条件式（５）を満たすように設定している。
０．５＜Ｌ３／Ｌ２＜２ −−−−−（５）
以下、条件式（４）、（５）について説明する。条件式（４）は、導光体の入射部からくびれ部２までの距離と、くびれ部２から反射集光部４までの距離の比率を規定している。この比率の範囲を満足することで、反射集光部４を効果的に使用することができる。条件式（４）の下限値を超えると、くびれ部２から反射集光部４の距離が近づきすぎてしまう。これによって、くびれ部通過後の光源からの直接光や、複数回の全反射した光が、あまり分離されていない状態のまま反射集光部４に到達するため、それぞれの光に対して反射集光部４を効果的に使用することができない。

また、条件式（４）の上限値を超えると、くびれ部を通過した光をすべて集光するための反射集光部４が大型化してしまい、導光体の大型化、更には、照明系全体が大型化してしまう。よって、条件式（４）を満足する範囲で導光体の導光体の入射部からくびれ部までの距離と、くびれ部から反射集光部４までの距離の比率を規定することで、小型かつ高効率な照明系を達成することができる。

条件式（５）は、くびれ部から反射集光部４までの距離と、反射集光部４から出射部５までの距離の比率を規定している。この比率の範囲を満足することで、出射部５を効果的に使用することができる。条件式（５）の下限値を超えると、反射集光部４と出射部５の距離が近づき過ぎてしまう。これによって、反射集光部４を通過後、反射集光部４によって集光された光源からの直接光や、複数回の全反射した光が、あまり分離されていない状態のまま出射部５に到達するため、それぞれの光に対して出射部５を効果的に使用することができない。

また、条件式（５）の上限値を超えると、反射集光部４で集光された光をすべて集光するための出射部５が大型化してしまい、導光体の大型化、更には、照明装置全体が大型化してしまう。よって、条件式（５）を満足する範囲で、導光体のくびれ部から反射集光部４までの距離と、反射集光部４から出射部５までの距離の比率を規定することで、小型かつ高効率な照明系を達成することができる。

本実施形態においては、Ｌ１＝８．９ｍｍ、Ｌ２＝３．３ｍｍ、Ｌ３＝４．１を採用しており、
Ｌ２／Ｌ１＝０．３７ 、Ｌ３／Ｌ２＝１．２５である。

更に好ましくは、条件式（６）（７）を満足するように設定することが望ましい。
０．３ ＜ Ｌ２／Ｌ１ ＜０．５ −−−−−（６）
０．７５ ＜ Ｌ３／Ｌ２ ＜１．５ −−−−−（７）
（主走査方向における照明系のパワー配置）
主走査方向（点光源配列方向）における照明系のパワーはゼロとすることもできる、即ち
反射集光部４、出射部５をシリンドリカル曲面とすることもできる。しかし、本実施形態においては、主走査方向の原稿面での照明系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、反射集光部４を主走査方向にパワーを持たせる。具体的には主走査方向で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、主走査方向で曲率を持たせた領域では、光束が一度収斂した後に発散して原稿を照明することで、主走査方向の照度ムラを改善することができる。なお、主走査方向における照明系のパワーを、反射集光部４でなく出射部５で持たせる、あるいは反射集光部４と出射部５の双方で持たせることもできる。
また、本実施形態では、主走査方向に、パワーを持たせることで主走査の照度ムラを改善しているが、主走査方向に曲率を持たせるかわりに、シボ加工のような拡散パターンを構成しても良い。

次に、図７に従来のくびれ部のない導光体形状を示し、図４に本発明の第１の実施形態（実施例１）と従来例との光源配列方向と垂直な断面内での原稿面内での照度分布を示す。図４より明らかなように、光源と配列方向と直交する副走査断面での集光効率を大幅に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光学系の副走査断面図を示す。なお、画像読み取り装置としては、第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。本実施形態では、第１の実施形態と異なり、照明装置２０３が読取位置の片側（一方側）にのみ配置している。これによって、基板のコストを削減することが可能となる。また、本実施形態では、基本的に複数の平面部をつないだ構成を採用している。

照明装置２０３は、光源２０３ａからの光を、入射部の両側に設けられた側面部２１ａ、２１ｂによる導光部で複数回全反射させることで、くびれ部２２に至らせる。そして、くびれ部２２で集光した後に、集光作用を有する反射集光部２３ａ〜２３ｃ及び出射部２４ａ、２４ｂにより原稿面に導くことにより原稿面を照らすように構成される。

次に、複数の平面部をつないだ本実施形態の導光体構成について説明する。第１の実施形態における導光体構成としての違いは、主にくびれ部の構成の違い及び反射集光部および出射部の形状である。図５に示すように、光源の配列方向と直交する断面内において、入射部の両側に設けた第１の側面部２１ａ、第２の側面部２１ｂを経て、光束をくびれ部２２に集光させる。くびれ部２２においては、第１及び第２の側面部２１ａ、２１ｂよりも両側で外側に広がるように配置された第３及び第４の側面部２１ｃ、２１ｄを備えている。ここで、第１及び第２の側面部２１ａ、２１ｂと、第３及び第４の側面部２１ｃ、２１ｄは変曲点を備えるように、くびれ部２２ａ、２２ｂで接続されている。

また、図５に示すように、反射集光部はそれぞれ複数の２３ａ、２３ｂ、２３ｃで構成され、かつ出射部はそれぞれ複数の２４ａ、２４ｂで構成されている。反射面及び出射面を光源の配列方向に垂直な断面内で、多角形に構成することにより、型加工の点で、作りやすいというメリットがある。また、点光源配列方向の原稿面での照明系の角度特性を改善するために、この反射集光部もしくは出射部に、点光源配列方向に複数の拡散手段を持たせることも加工上容易となる。拡散手段として、以下の形態を例示する。

（主走査方向における照明系のパワー配置）
主走査方向（点光源配列方向）における照明系のパワーはゼロとすることもできる、即ち
反射集光部２３ａ〜２３ｃ、出射部２４ａ、２４ｂを主走査方向に伸びた平面とすることもできる。しかし、本実施形態においては、主走査方向の原稿面での照明系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、反射集光部２３ａ〜２３ｃを主走査方向にパワーを持たせる。具体的には、主走査方向で曲率を持たせたシリンダ面領域を複数箇所設ける。

これにより、主走査方向で曲率を持たせた領域では、光束が一度収斂した後に発散して原稿を照明することで、主走査方向の照度ムラを改善することができる。なお、主走査方向における照明系のパワーを、反射集光部２３ａ〜２３ｃでなく出射部２４ａ、２４ｂで持たせる、あるいは反射集光部２３ａ〜２３ｃと出射部２４ａ、２４ｂの双方で持たせることもできる。このように、反射集光部及び出射部を円弧に近似した多角形で構成することで、更なる付加価値をつけやすいといった効果もある。

本実施形態においては、Ｌ＝１１ｍｍ、Ｗ＝１ｍｍを採用しており、Ｗ／Ｌ＝０．０９である。またＬ１＝８ｍｍ、Ｌ２＝３ｍｍ、Ｌ３＝３ｍｍを採用しており、Ｌ２／Ｌ１＝０．３８、Ｌ３／Ｌ２＝１．０である。また光源の副走査断面の幅はＷＬ＝０．９ｍｍである。

《第３の実施形態》
図６は、本実施形態に係る照明装置の副走査断面図である。なお、画像読み取り装置としては、図３の照明系部分のみの変更であるため、説明は省略する。照明装置３０３は、図６に示すように、発光素子である白色のＬＥＤ３０３ａを主走査方向に複数並べたＬＥＤ列と、第１の導光部Ｓおよび第２の導光部Ｔを備えた導光体と、基板３０３ｃとから構成される。そして、読取位置を挟んで反対側には、反射光学系３０３ｄを備える。複数のＬＥＤ３０３ａを一列に配列して形成したＬＥＤ列を基板３０３ｃ上に主走査方向に配置して、光源ユニット３０３ｅが構成される。なお、導光体は、プラスチックなど光学合成樹脂製部材で構成される。

本実施形態の構成として、第１、第２の実施形態との違いは、照明系の光源が読取位置の片側にのみ配置し、更に逆側には反射部材３０３ｄを有していることである。これによって、基板のコストを削減することが可能となる一方、立体物を読み取る際の影の影響なども低減できる。

次に、本実施形態の導光体構成について説明する。図６に示すように照明光学系３０３を構成する第１の導光部Ｓは、光源３０３ａからの光を入射する入射部と、入射部からの光を導く第１の側面部３１ａ、第２の側面部３１ｂを備える。第１の側面部３１ａ、第２の側面部３１ｂで複数回全反射することで、くびれ部３２に集光する。

（第２の導光体）
また、第２の導光部Ｔは、くびれ部３２を通過して反射集光部３４に向かう光束を規制しないように外側へ広がる第３の側面部３３ａ（曲面部）、第４の側面部３３ｂ（曲面部）と、第１の導光部Ｓからの光束を反射する反射集光部３４を備える。

更に第２の導光部Ｔは、くびれ部３２からの光束を原稿面に導く出射部３５の他に、出射部３５からの光束に対して対称的な方向から照明するための反射部材３０３ｄに光を導く第２の出射部３６を備える。くびれ部３２で集光された光束は、集光作用を有する反射集光部３４および出射部３５により照明光束を原稿面に導く。それと共に、第２の出射部３６を通過し、読み取り位置に対して副走査方向の反対側に配置した反射部材３０３ｄにより副走査方向逆側から原稿面を照らすように照明装置は構成される。

図６に、くびれ部よりも入射面側の側面部３１ａ、３１ｂを延長させた仮想面３１ｃ、３１ｄを破線で示す。図６に示すように、第３及び第４の側面部３３ａ、３３ｂは、それぞれの仮想面３１ｃ、３１ｄよりも、くびれ部から更に外側へ広がる方向に構成している。

本実施形態においては、くびれ部３２ａにおいて、第１の側面部３１ａ（平面部）から第３の側面部３３ａ（曲面部）へ変曲点をもたない形状として連続的な形状で構成している。また、第２の側面部３１ｂ（平面部））から第４の側面部３３ｂ（曲面部）へ変曲点をもたない形状として連続的な形状で構成している。

本実施形態においては、光源の配列方向と垂直な断面内において、反射集光部３４、出射部３５は、それぞれ正のパワーを有した曲面で構成している。曲率半径は反射集光部３４がＲ＝３０ｍｍ、出射部３５がＲ＝２．１５ｍｍである。また、本実施形態においては、図６に示すように、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＝１２．６ｍｍ、Ｗ＝０．９ｍｍを採用しており、Ｗ／Ｌ＝０．０７である。

また、本実施形態においては、図６に示すように、Ｌ１＝８．６ｍｍ、Ｌ２＝４ｍｍ、Ｌ３＝３．９５を採用しており、Ｌ２／Ｌ１＝０．４７、Ｌ３／Ｌ２＝０．９９である。また光源の副走査断面ＷＬ＝０．６ｍｍを採用している。

（変形例）
上述した実施形態においては、光源として複数のＬＥＤを主走査方向に配列させたが、他の光源を複数配列させても良く、また単一の線状光源を使用することも可能である。

１０１・・原稿、２、２２、３２・・くびれ部、３、２３、３３・・反射面、４、２４、３４・・出射面、１０３ａ、２０３ａ、３０３ａ・・光源、１０３ｂ、２０３ｂ、３０３ｂ・・導光体、３０３ｄ・・反射手段、１ａ、２１ａ、３１ａ、１ｂ、２１ｂ、３１ｂ・・側面

Claims (22)

1. 第１の方向に長い入射面と、該入射面から入射した光束を前記第１の方向に垂直な第１の断面内で全反射させる第１及び第２の側面と、前記入射面及び前記第１及び第２の側面からの光束を全反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有する導光体であって、
   前記第１及び第２の側面は、互いに対向して配置されており、
   前記第１の側面と前記出射面とを接続する第３の側面と、前記第２の側面と前記反射面とを接続する第４の側面と、を更に有し、
   前記第３及び第４の側面の間隔は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い広くなっており、
   前記第３及び第４の側面は、前記第１の断面内において前記第１及び第２の側面を延長した仮想面の外側に配置されていることを特徴とする導光体。
2. 前記反射面は、前記第１の断面内において光束を集光することを特徴とする請求項１に記載の導光体。
3. 前記出射面は、前記第１の断面内において光束を集光することを特徴とする請求項１又は２に記載の導光体。
4. 前記第３及び第４の側面は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い互いの間隔が広くなる形状の曲面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導光体。
5. 前記第３及び第４の側面は、前記入射面及び前記第１及び第２の側面からの光束を規制しないように構成さ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項に記載の導光体。
6. 前記反射面及び前記出射面の少なくとも一方は、前記第１の方向において曲率を有する複数のトーリック面を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の導光体。
7. 前記第３の側面は、変曲点を持たないように前記第１の側面に接続していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導光体。
8. 前記第３の側面は、変曲点を持つように前記第１の側面に接続していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導光体。
9. 前記第４の側面は、変曲点を持たないように前記第２の側面に接続していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の導光体。
10. 前記第４の側面は、変曲点を持つように前記第２の側面に接続していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の導光体。
11. 前記入射面及び前記第１及び第２の側面からの光束が前記反射面を介さずに出射する第２の出射面を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の導光体。
12. 前記反射面及び前記出射面の少なくとも一方は、前記第１の断面内において正のパワーを備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の導光体。
13. 前記反射面及び前記出射面の少なくとも一方は、前記第１の断面内において円弧又は円弧を近似した多角形の形状を備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の導光体。
14. 前記第１の断面内において、前記入射面の長さをＷ、前記入射面から前記反射面までの距離をＬ、とするとき、
    ０＜Ｗ／Ｌ＜０．２
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の導光体。
15. 前記第１の断面内において、前記入射面から前記第１及び第３の側面の接点と前記第２及び第４の側面の接点とを結ぶ線分までの距離をＬ１、前記線分から前記反射面までの距離をＬ２、とするとき、
    ０．１５＜Ｌ２／Ｌ１＜０．８
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の導光体。
16. 前記反射面から前記出射面までの距離をＬ３とするとき、
    ０．５＜Ｌ３／Ｌ２＜２．０
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の導光体。
17. 前記第１の方向に配列される複数の光源と、該複数の光源から出射する光束を読取位置に導光する請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の導光体と、を備えることを特徴とする照明装置。
18. 請求項１７に記載の照明装置と、前記読取位置からの光束を受光する読取手段と、を備えることを特徴とする画像読取装置。
19. 前記照明装置を２つ備えており、該２つの照明装置は前記読取位置に対して対称的に配置されていることを特徴とする請求項１８に記載の画像読取装置。
20. 前記導光体は、前記入射面及び前記第１及び第２の側面からの光束が前記反射面を介さずに出射する第２の出射面を有し、
    前記第２の出射面からの光束を前記読取位置に導光する反射部材を備えることを特徴とする請求項１８に記載の画像読取装置。
21. 第１の方向に長い入射面と、該入射面から入射した光束を前記第１の方向に垂直な第１の断面内で全反射させる第１及び第２の側面と、前記入射面及び前記第１及び第２の側面からの光束を全反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有する導光体であって、
    前記第１及び第２の側面は、互いに対向して配置されており、
    前記第１の側面と前記出射面とを接続する第３の側面と、前記第２の側面と前記反射面とを接続する第４の側面と、を更に有し、
    前記第３及び第４の側面の間隔は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い広くなっており、
    前記第１の断面内において、前記入射面から前記第１及び第３の側面の接点と前記第２及び第４の側面の接点とを結ぶ線分までの距離をＬ１、前記線分から前記反射面までの距離をＬ２、とするとき、
    ０．１５＜Ｌ２／Ｌ１＜０．８
    なる条件を満たすことを特徴とする導光体。
22. 第１の方向に長い入射面と、該入射面から入射した光束を前記第１の方向に垂直な第１の断面内で全反射させる第１及び第２の側面と、前記入射面及び前記第１及び第２の側面からの光束を全反射させる反射面と、該反射面からの光束が出射する出射面と、を有する導光体であって、
    前記第１及び第２の側面は、互いに対向して配置されており、
    前記第１の側面と前記出射面とを接続する第３の側面と、前記第２の側面と前記反射面とを接続する第４の側面と、を更に有し、
    前記第３及び第４の側面の間隔は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い広くなっており、
    前記反射面から前記出射面までの距離をＬ３とするとき、
    ０．５＜Ｌ３／Ｌ２＜２．０
    なる条件を満たすことを特徴とする導光体。